JPH05104745A - Printing head using piezoelectric element as actuator - Google Patents

Printing head using piezoelectric element as actuator

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JPH05104745A
JPH05104745A JP29978991A JP29978991A JPH05104745A JP H05104745 A JPH05104745 A JP H05104745A JP 29978991 A JP29978991 A JP 29978991A JP 29978991 A JP29978991 A JP 29978991A JP H05104745 A JPH05104745 A JP H05104745A
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JP
Japan
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piezoelectric element
printing
print
arm
wire
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29978991A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshibumi Suzuki
義文 鈴木
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To constantly keep a sinking amount of a printing wire at the time of impact substantially constant independently of the number of printing dots so far by a method wherein a voltage value of a piezoelectric element is varied in accordance with the stored value of the printing dot number so far. CONSTITUTION:Since a second leaf spring 33 securely bonded to a movable piece 35 moves relatively frontward with respect to a first leaf spring 31, a connecting part 37 rotates counterclockwise. In this manner, an arm 29 moves frontward in conjunction with the connecting part 37, and a printing wire 21 securely bonded on one end thereof is projected to abut on printing paper through an ink ribbon to print a dot on the printing paper. With the release of a voltage application, a piezoelectric element 25 is shrunk. This shrinking motion is transmitted to the arm 29 provided with the printing arm 21 to return the arm 29 to an inactive position.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子をアクチュエ
ータとした印字ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a print head using a piezoelectric element as an actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、圧電素子方式の印字ヘッドでは、
圧電素子に一定の電圧を印加することによって、充放電
電流を流して、圧電素子を伸縮させ、この伸縮を拡大し
て印字ワイヤを駆動し、印字を行なっている。この種の
印字ヘッドは、追従性を向上させるために、印字ワイヤ
が印字を終えて復帰した時に初期の位置を大きく越えな
いような構造としている。そのための具体的構成として
は、圧電素子の変位を印字ワイヤに伝達する役目をして
いるアームを、圧電素子を支持している支持フレームに
固定されているストッパに衝突させるようにしており、
印字初期は、アームとストッパの隙間は、ほぼゼロに設
定されて組み付けられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a piezoelectric element type print head,
By applying a constant voltage to the piezoelectric element, a charging / discharging current is flowed to expand / contract the piezoelectric element, and the expansion / contraction is expanded to drive the printing wire to perform printing. In order to improve the followability, this type of print head has a structure that does not greatly exceed the initial position when the print wire finishes printing and returns. As a specific configuration for this, the arm that serves to transmit the displacement of the piezoelectric element to the print wire is made to collide with a stopper fixed to a support frame that supports the piezoelectric element,
At the initial stage of printing, the gap between the arm and the stopper is set to almost zero and assembled.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ア
ームとストッパは、お互いに衝突することによって摩耗
してくるため、両者の隙間は経過印字ドット数に応じて
大きくなってくる。そして、印字ワイヤが印字を終えて
復帰した位置が初期の位置を大きく越えると(以下、こ
れを沈み込み量と称す)、印字ヘッドの追従性が悪くな
ったり、インパクト力が大きくなり過ぎて印字ワイヤに
よって印字用紙が破れるといった不具合が生じることが
ある。本発明は、上述した問題点を解決するためになさ
れたものであり、経過印字ドット数によって沈み込み量
が変化することがないようにして安定した印字動作を可
能とする印字ヘッドを提供することを目的とする。
However, since the arm and the stopper are worn by colliding with each other, the gap between the two becomes large according to the number of print dots elapsed. When the position where the print wire finishes printing and returns greatly exceeds the initial position (hereinafter, this is referred to as the amount of subsidence), the followability of the print head becomes poor, and the impact force becomes too large to print. The wire may break the printing paper. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a print head capable of performing stable printing operation without changing the amount of subsidence depending on the number of elapsed print dots. With the goal.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、圧電素子に充放電電流を流して該圧電素子
を伸縮させ、この伸縮を拡大、伝達して印字ワイヤを突
出及び没入させて印字を行う印字ヘッドにおいて、前記
印字ワイヤ没入時の圧電素子の電位を規定する手段と、
経過印字ドット数もしくはそれに相当する値を記憶する
記憶手段と、この記憶手段に記憶された値に応じて印字
ワイヤ没入時の圧電素子の電位を制御する制御手段とを
具備したものである。
To achieve this object, the present invention provides a piezoelectric element with a charging / discharging current to expand / contract the piezoelectric element, and expand / contract the expansion / contraction to project or immerse the printing wire. In the print head for performing printing by means of the means, means for defining the potential of the piezoelectric element when the print wire is immersed,
It is provided with a storage means for storing the number of elapsed print dots or a value corresponding thereto, and a control means for controlling the potential of the piezoelectric element when the print wire is immersed according to the value stored in the storage means.

【0005】[0005]

【作用】上記構成において、経過印字ドット数の記憶値
に応じて、印字ワイヤ没入時の圧電素子の電圧値(グラ
ンド電位に対する初期電位)を変化させることによっ
て、経過印字ドット数に拘らず、印字ワイヤ没入時の沈
み込み量を常に略一定に保つことができる。
In the above configuration, by changing the voltage value (initial potential with respect to the ground potential) of the piezoelectric element when the print wire is immersed, printing is performed regardless of the number of elapsed print dots in accordance with the stored value of the number of elapsed print dots. The amount of sinking when the wire is immersed can be kept almost constant at all times.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図1は本印字ヘッドの制御装置のブ
ロック図、図2は印字ヘッドの圧電素子への印加電圧の
変化図、図3は本印字ヘッドの構成を示す断面図、図4
はその印字ヘッドに配設されている印字ユニット17の
構成を示す側面図である。まず、図3、図4を参照して
印字ヘッドの構成を説明する。印字ヘッドは円板状のヘ
ッド本体13と有底円筒状の放熱カバー15とから円筒
状に構成されており、ヘッド本体13及び放熱カバー1
5は素材をアルミニウム合金製とする。印字ユニット1
7は、ヘッド本体13の裏面側の放熱カバー15の内部
に放射状に所定数配設されている。ヘッド本体13の略
中央位置には中空状のノーズ部16が、不図示のインク
リボン及び印字用紙に対向する位置に突設されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a control device of the present print head, FIG. 2 is a change diagram of applied voltage to a piezoelectric element of the print head, FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of the present print head, and FIG.
FIG. 3 is a side view showing a configuration of a print unit 17 arranged on the print head. First, the configuration of the print head will be described with reference to FIGS. The print head is composed of a disk-shaped head body 13 and a bottomed cylindrical heat radiation cover 15, and has a cylindrical shape.
Material 5 is made of aluminum alloy. Printing unit 1
A predetermined number of 7 are radially arranged inside the heat dissipation cover 15 on the back side of the head body 13. A hollow nose portion 16 is provided at a substantially central position of the head body 13 so as to project at a position facing an ink ribbon and a print sheet (not shown).

【0007】印字ユニット17は、圧電セラミックを積
層状に接着した圧電素子25と、圧電素子25の伸縮に
連動し進退運動を行い不図示のインクリボンを介して印
字用紙に印字を行う印字ワイヤ21と、圧電素子25の
伸縮運動を拡大、伝達するための運動伝達機構14と、
この運動伝達機構14及び圧電素子25を支持する支持
フレーム27とからなる。支持フレーム27は圧電素子
25の積層方向(長手方向)両側面部と後端部を囲むよ
うに、メイン支柱部27aと副支柱部27bとその連接
後端部27cとによりコ字状に一体的に形成されてい
る。圧電素子25は、電圧の印加によりメイン支柱部2
7aと副支柱部27bに沿って積層方向に伸縮運動す
る。また、温度補償体26が、圧電素子の後端部と支持
フレーム27の連接後端部27cの間に介挿固着されて
おり、圧電素子25が温度上昇にて縮小した寸法だけ補
正するようになっている。印字ワイヤ21は、ヘッド本
体13のノーズ部16内に配置されており、ノーズ部1
6内に設けられている所定数の案内板23に前後移動可
能に案内されている。
The printing unit 17 includes a piezoelectric element 25 in which piezoelectric ceramics are laminated to each other, and a printing wire 21 for printing on a printing sheet via an ink ribbon (not shown) by moving forward and backward in association with expansion and contraction of the piezoelectric element 25. And a motion transmission mechanism 14 for expanding and transmitting the expansion and contraction movement of the piezoelectric element 25,
It is composed of a support frame 27 that supports the motion transmitting mechanism 14 and the piezoelectric element 25. The support frame 27 is integrally formed in a U-shape by the main strut portion 27a, the sub strut portion 27b and the connecting rear end portion 27c so as to surround both side surfaces and the rear end portion of the piezoelectric element 25 in the stacking direction (longitudinal direction). Has been formed. The piezoelectric element 25 is applied to the main strut 2 by applying a voltage.
Along the 7a and the sub-column portion 27b, a stretching motion is performed in the stacking direction. Further, the temperature compensator 26 is fixedly inserted between the rear end portion of the piezoelectric element and the connecting rear end portion 27c of the support frame 27 so that the piezoelectric element 25 corrects only the reduced size due to the temperature rise. Is becoming The print wire 21 is arranged in the nose portion 16 of the head main body 13, and the nose portion 1
It is guided by a predetermined number of guide plates 23 provided in 6 so as to be movable back and forth.

【0008】運動伝達機構14は、先端に印字ワイヤ2
1を固着した平板の所定形状でなるアーム29と、圧電
素子25の変位を拡大するための第1及び第2板ばね3
1,33と、圧電素子25の前面部に装着され、圧電素
子25の変位を第2の板ばね33に伝達する可動子35
とから構成されている。第1板ばね31と第2板ばね3
3は、弾性を有する同素材で、同形状とする。また、第
1板ばね31と第2板ばね33は平行に設置されてお
り、その先端は連設されてコ字状を形成しており、この
連設部37は、アーム29の印字ワイヤ21が固着され
ている一端と反対側の端部に固定されている。第1板ば
ね31の基端部はメイン支柱部27aの側面に固着さ
れ、第2板ばね33の基端部は可動子35の側面に固着
されている。
The motion transmission mechanism 14 has a print wire 2 at the tip.
1 has a plate-shaped arm 29 having a fixed shape, and first and second leaf springs 3 for expanding the displacement of the piezoelectric element 25.
1, 33 and a movable element 35 mounted on the front surface of the piezoelectric element 25 and transmitting the displacement of the piezoelectric element 25 to the second leaf spring 33.
It consists of and. First leaf spring 31 and second leaf spring 3
3 is the same material having elasticity and has the same shape. Further, the first leaf spring 31 and the second leaf spring 33 are installed in parallel with each other, and the tips thereof are continuously provided to form a U-shape, and the continuously provided portion 37 includes the printing wire 21 of the arm 29. Is fixed to the end opposite to the one end where is fixed. The base end of the first plate spring 31 is fixed to the side surface of the main support column 27a, and the base end of the second plate spring 33 is fixed to the side surface of the mover 35.

【0009】運動伝達機構14は上記の構成により、圧
電素子25に電圧が印加され、該圧電素子25が積層方
向に伸長すると、可動子35が連動し前方向(図3では
左方向)に移動する。可動子35に固着している第2板
ばね33が、第1板ばね31に対して相対的に前方向に
移動しようとするため、連設部37が反時計方向に回転
移動する。これにより、アーム29が、前方向に連動
し、その一端に固着している印字ワイヤ21が突出し、
不図示のインクリボンを介して印字用紙に当たり、印字
用紙上にドットが印刷される。そして、電圧の印加が解
除されると圧電素子25が収縮することにより、この収
縮運動が印字ワイヤ21を持つアーム29に伝達され、
アーム29は非作用位置に復帰する。なお、アーム29
の非作用位置には樹脂製のアームストッパ39aが設け
られており、副支柱部27bのストッパ39bに当接し
て止まるようになっている。
In the motion transmitting mechanism 14 having the above-described structure, when a voltage is applied to the piezoelectric element 25 and the piezoelectric element 25 expands in the stacking direction, the mover 35 interlocks and moves forward (to the left in FIG. 3). To do. The second plate spring 33 fixed to the mover 35 tries to move forward relative to the first plate spring 31, so that the continuous portion 37 rotates counterclockwise. As a result, the arm 29 is interlocked in the forward direction, and the print wire 21 fixed to one end of the arm 29 is projected,
The printing paper is hit through an ink ribbon (not shown), and dots are printed on the printing paper. When the voltage application is released, the piezoelectric element 25 contracts, and this contraction movement is transmitted to the arm 29 having the print wire 21,
The arm 29 returns to the non-acting position. The arm 29
An arm stopper 39a made of resin is provided at the non-acting position, and comes into contact with the stopper 39b of the sub strut 27b to stop.

【0010】さらに、メイン支柱部27aと副支柱部2
7bとに跨って4節リンク機構部材41が配設されてい
る。4節リンク機構部材41は素材を弾性変形可能な板
材とし、広幅側板部41aと長尺狭幅板部41bとが副
支柱部27b上において連接しており、その形状をコ字
状としている。板部41bの両端がメイン支柱部27a
と副支柱部27bとに固着されている。板部41aには
側面視略H状等の切欠孔43が形成されており、この切
欠孔43を挟む2辺がそれぞれ副支柱部27b及び可動
子35に固定されている。このため、板部41aの2辺
は圧電素子25が伸長し可動子35が移動すると側面視
平行四辺形状に弾性変形するようになっており、可動子
35の移動を妨げないように構成されている。
Further, the main strut portion 27a and the sub strut portion 2
A 4-node link mechanism member 41 is provided so as to straddle 7b. The material of the four-bar linkage mechanism 41 is a plate material that is elastically deformable, and the wide side plate part 41a and the long narrow plate part 41b are connected to each other on the auxiliary column part 27b, and the shape thereof is a U-shape. Both ends of the plate portion 41b are main strut portions 27a
And the sub-column 27b. A notch hole 43 having a substantially H shape in a side view is formed in the plate portion 41a, and two sides sandwiching the notch hole 43 are fixed to the sub strut portion 27b and the mover 35, respectively. For this reason, when the piezoelectric element 25 expands and the mover 35 moves, the two sides of the plate portion 41a are elastically deformed into a parallelogram shape in a side view, and are configured not to hinder the mover 35 from moving. There is.

【0011】運動伝達機構14の連設部37の反時計方
向に移動する向きのモーメント作用に伴い、圧電素子2
5が積層方向と交差する方向に屈曲される虞があるが、
この4節リンク機構部材41の構成により可動子35及
び圧電素子25を時計方向に移動させる向きのモーメン
トが生じるため、この2つの逆向きのモーメントが相殺
し合うこととなり、圧電素子25は、屈曲することなく
直線的に伸縮することができるようになっている。な
お、各印字ユニット17は、メイン支柱部27aの前端
部(図3では左端部)をヘッド本体13裏面部の所定位
置に不図示のねじにて固着された環状の取付片45に、
ねじ19にて固着することによりヘッド本体13に固定
されている。また、各印字ユニット17における支持フ
レーム27の後端部所定位置には圧電素子25を駆動回
路と接続させるためのリード線51が、放熱カバー15
の底面部の裏側に支持されている基板57に接続されて
いる。
With the action of the moment in the counterclockwise direction of the connecting portion 37 of the motion transmitting mechanism 14, the piezoelectric element 2
5 may be bent in a direction intersecting the stacking direction,
Due to the configuration of the four-node link mechanism member 41, a moment in a direction of moving the mover 35 and the piezoelectric element 25 in the clockwise direction is generated, and thus these two opposite moments cancel each other out, and the piezoelectric element 25 is bent. It can be expanded and contracted linearly without doing. In addition, in each printing unit 17, the front end portion (the left end portion in FIG. 3) of the main support portion 27a is attached to an annular mounting piece 45 fixed to a predetermined position on the back surface of the head body 13 with a screw (not shown).
It is fixed to the head body 13 by being fixed with screws 19. Further, a lead wire 51 for connecting the piezoelectric element 25 to a drive circuit is provided at a predetermined position on the rear end portion of the support frame 27 in each printing unit 17, and the heat dissipation cover 15 is provided.
Is connected to the substrate 57 supported on the back side of the bottom surface of the.

【0012】次に、本印字ヘッドの制御装置について図
1を参照して説明する。プリンタのCPU67にはパソ
コン65から印字データが入力される。CPU67に入
力された印字データに相当する印字ドット数は、各印字
ワイヤ毎にこれまでの印字ドット数に加算される形で経
過印字ドット数記憶手段61に記憶される。この記憶手
段は不揮発性RAMにより構成され、電源オフ時であっ
てもその記憶内容を保持する。CPU67は、経過印字
ドット数記憶手段61に記憶された印字ドット数と、予
めROM71に記憶させている値とを比較する。そし
て、経過印字ドット数に応じた印字ヘッドの駆動電圧の
基準電位値になるように、CPU67から基準電位制御
手段63に命令を出力する。CPU67はその後、印字
ヘッド駆動回路69(図5)に印字データを送り、印字
ヘッド73を駆動させる。
Next, the control device for the print head will be described with reference to FIG. Print data is input from the personal computer 65 to the CPU 67 of the printer. The print dot number corresponding to the print data input to the CPU 67 is stored in the elapsed print dot number storage unit 61 in a form of being added to the print dot number up to now for each print wire. This storage means is composed of a non-volatile RAM, and retains the stored contents even when the power is off. The CPU 67 compares the number of print dots stored in the elapsed print dot number storage means 61 with a value stored in the ROM 71 in advance. Then, a command is output from the CPU 67 to the reference potential control means 63 so that the reference potential value of the drive voltage of the print head according to the number of elapsed print dots is reached. After that, the CPU 67 sends the print data to the print head drive circuit 69 (FIG. 5) to drive the print head 73.

【0013】次に、印字ヘッドの圧電素子への印加電圧
と経過印字ドット数との関係を図2を参照して説明す
る。まず、印字ヘッドの製造に際し該ヘッドに印字ユニ
ット17を組み付けるにあたっては、前記アーム29を
連設部37に固着する時、圧電素子25に予め電圧を印
加した状態で行なう。このときのア−ムストッパ39a
とストッパ39bとを接触させ、かつ、その圧接力を略
零とする。この時の電圧をVbとする。印字ユニット1
7を動作させるに当たっては、図2に示すように、その
印字ワイヤの経過印字ドット数が少ない時は(D1)、
グランド電位に前記電位Vbを加えた電位を基準電位と
する。この電位は印字ワイヤ没入時の圧電素子の電圧で
ある。印字ユニット17を動作する時の電圧の振れ幅を
Va(一定値)とすると圧電素子25に印加される最大
電位は(Va+Vb)となる。そして、経過印字ドット
数が多くなるに従い、経過印字ドット数を記憶する記憶
手段61の値に応じて、基準電位制御手段63によりグ
ランド電位からのシフト量E1(初期値Vb)の値を順
次小さくしていく。図2において、経過印字ドット数
は、D1<D2<D3<D4であり、経過印字ドット数
に応じてシフト量E1の値を順次小さくしている。
Next, the relationship between the applied voltage to the piezoelectric element of the print head and the number of elapsed print dots will be described with reference to FIG. First, when the print unit 17 is assembled to the print head in manufacturing the print head, the piezoelectric element 25 is applied with a voltage when the arm 29 is fixed to the continuous portion 37. Arm stopper 39a at this time
And the stopper 39b are brought into contact with each other, and the pressure contact force thereof is made substantially zero. The voltage at this time is Vb. Printing unit 1
As shown in FIG. 2, when the number of elapsed print dots of the print wire is small (D1),
A potential obtained by adding the potential Vb to the ground potential is used as a reference potential. This potential is the voltage of the piezoelectric element when the print wire is immersed. When the fluctuation range of the voltage when operating the printing unit 17 is Va (constant value), the maximum potential applied to the piezoelectric element 25 is (Va + Vb). Then, as the number of elapsed print dots increases, the value of the shift amount E1 (initial value Vb) from the ground potential is sequentially decreased by the reference potential control unit 63 according to the value of the storage unit 61 that stores the number of elapsed print dots. I will do it. In FIG. 2, the number of elapsed print dots is D1 <D2 <D3 <D4, and the value of the shift amount E1 is sequentially reduced according to the number of elapsed print dots.

【0014】また、これらの総ドット数とシフト量E1
は、本出願人の実験によれば、総ドット数とア−ムスト
ッパ39aとストッパ39bの摩耗量はほぼ比例の関係
を有する。また、圧電素子の印加電圧と変位量との関係
もほぼ比例である。従って、本実施例では総ドット数と
シフト量E1の関係を図7のように一点鎖線に示すよう
に、Vbから直線的に下降して、保証される最大ドット
数において0ボルトとなる直線に沿った段階形状として
いる。この直線の傾きは、前記ドット形成時の摩耗量に
対応している。すなわち、摩耗量によって生じた印字ワ
イヤの沈み込み量を打ち消すことができる量とする。換
言すれば、初期のシフト量Vbは、保証される最大ドッ
ト数と、前記傾きとから必然的に決定される値となる。
このようにすることにより、非駆動時のア−ムストッパ
39aとストッパ39bは保証される最大ドット数に至
るまで、ほぼ圧接力0で接触する状態に保たれる。な
お、前記保証される最大ドット数を越えた駆動に関して
は、常に前記シフト量を0ボルトとしている。
The total number of dots and the shift amount E1
According to an experiment by the applicant, the total number of dots and the wear amount of the arm stoppers 39a and 39b have a substantially proportional relationship. Further, the relationship between the applied voltage and the displacement amount of the piezoelectric element is almost proportional. Therefore, in this embodiment, the relationship between the total number of dots and the shift amount E1 is linearly decreased from Vb to 0 V at the guaranteed maximum number of dots, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. It has a stepped shape that follows. The inclination of this straight line corresponds to the amount of wear during dot formation. That is, the amount of sinking of the print wire caused by the amount of wear can be canceled. In other words, the initial shift amount Vb is a value inevitably determined from the guaranteed maximum number of dots and the inclination.
By doing so, the arm stopper 39a and the stopper 39b in the non-driving state are kept in contact with each other with almost no pressure contact force up to the guaranteed maximum number of dots. It should be noted that the shift amount is always set to 0 volt when driving exceeds the guaranteed maximum number of dots.

【0015】こうすることにより、経過印字に応じて、
圧電素子先端側の連設部37の初期位置が変位し、従っ
て前記アーム29は副支柱部27b上のストッパ39b
の方向に平行移動する。結果、樹脂製のアーム側ストッ
パ39aと副支柱部27b上のストッパ39bの摩耗に
よる両者の隙間の増加を防ぐことができる。言い換えれ
ば、沈み込み量の増加を防ぐことができる。
By doing so, according to the progress printing,
The initial position of the connecting portion 37 on the tip side of the piezoelectric element is displaced, so that the arm 29 is stopped by the stopper 39b on the auxiliary column 27b.
Translate in the direction of. As a result, it is possible to prevent an increase in the gap between the arm side stopper 39a made of resin and the stopper 39b on the auxiliary column portion 27b due to wear. In other words, it is possible to prevent an increase in the amount of subduction.

【0016】図5は、上記の動作を行うための圧電素子
25の駆動回路例を示す。本実施例においては、直流可
変電源52(電圧V1)、スイッッチ素子であるトラン
ジスタTr1、コイル53及び圧電素子25が順次直列
に接続され、電源52の負極側と圧電素子25の負極と
なるべき電極側とは接地されている。トランジスタTr
1の順方向は電源52の正極側から圧電素子25の正極
となるべき電極側に向かう順方向としている。さらに、
トランジスタTr1とコイル53の接続点は、トランジ
スタTr2を経て接地されている。トランジスタTr2
の順方向はトランジスタTr1とコイル53の接地点に
向かう方向としている。トランジスタTr1,Tr2に
はそれぞれダイオードD1,D2が並列に接続されてお
り、各ダイオードD1,D2の順方向は各トランジスタ
の順方向と逆方向とされている。また、電源52の正極
側と圧電素子25の正極側となるべき電極側とはダイオ
ードD3で接続されており、このダイオードD3の順方
向は回路の順方向と逆方向となっている。
FIG. 5 shows an example of a drive circuit of the piezoelectric element 25 for performing the above operation. In this embodiment, the DC variable power source 52 (voltage V1), the transistor Tr1 which is a switch element, the coil 53 and the piezoelectric element 25 are sequentially connected in series, and the negative electrode side of the power source 52 and the negative electrode of the piezoelectric element 25 are electrodes. The side is grounded. Transistor Tr
The forward direction of 1 is the forward direction from the positive electrode side of the power supply 52 toward the electrode side of the piezoelectric element 25 that should be the positive electrode. further,
The connection point between the transistor Tr1 and the coil 53 is grounded via the transistor Tr2. Transistor Tr2
Is the direction toward the ground point of the transistor Tr1 and the coil 53. Diodes D1 and D2 are connected in parallel to the transistors Tr1 and Tr2, respectively, and the forward direction of each diode D1 and D2 is opposite to the forward direction of each transistor. The positive electrode side of the power source 52 and the electrode side of the piezoelectric element 25, which should be the positive electrode side, are connected by a diode D3, and the forward direction of the diode D3 is opposite to the forward direction of the circuit.

【0017】また、圧電素子25には並列にダイオード
D4と第2の直流可変電源54(電圧V2)が接続され
ており、ダイオードD4の順方向は圧電素子25の負極
となるべき電極側から正極となるべき電極側に向かう方
向とされている。また、トランジスタTr1はトランジ
スタTr3を介してCPU67によりON,OFF制御
され、トランジスタTr2は直接、CPU67によりO
N,OFF制御されるようになっている。直流可変電源
52,54は図1の基準電位制御手段63により制御さ
れる電源である。
Further, a diode D4 and a second DC variable power source 54 (voltage V2) are connected in parallel to the piezoelectric element 25, and the forward direction of the diode D4 is from the electrode side of the piezoelectric element 25, which should be the negative electrode, to the positive electrode. The direction is toward the electrode side which should be. Further, the transistor Tr1 is turned on and off by the CPU 67 via the transistor Tr3, and the transistor Tr2 is directly turned on by the CPU 67.
N, OFF control is performed. The variable DC power supplies 52 and 54 are power supplies controlled by the reference potential control means 63 of FIG.

【0018】上述の構成により、CPU67は充電信号
P1を出力することによりトランジスタTr1をONさ
せる。すると、電源52よりトランジスタTr1、コイ
ル53を経て圧電素子25に電流が流れ込み、従ってコ
イル53と圧電素子25は共振しつつ充電され、この圧
電素子25が変位(伸長)する。これにより印字動作が
行われる。設定ON時間が経過した後、CPU67はト
ランジスタTr1をOFFとし、印字を充分に行うだけ
の一定時間待機する。この状態では、コイル53、ダイ
オードD3,電源52、及びダイオードD2を含む閉回
路によりコイル53の電気エネルギーは電源52に回生
される。このトランジスタTr1のOFF状態では、圧
電素子25の電圧は、その電気エネルギーが消費される
につれて低下する。その後、CPU67は放電信号P2
を出力することによりトランジスタTr2をONさせ、
設定時間だけ待機する。これにより、圧電素子25に充
電されている電荷を放電し、圧電素子25の変位を初期
位置に復帰させる。その後、トランジスタTr2をOF
Fさせる。以上で1回のストローク動作が終了する。な
お、放電信号P2によるトランジスタTr2のON時間
を長くすると、第2直流可変電源54が短絡状態になる
ので、π√LC/2時間内としなければならない(√L
Cは平方根LCである)。
With the above configuration, the CPU 67 turns on the transistor Tr1 by outputting the charging signal P1. Then, a current flows from the power source 52 to the piezoelectric element 25 through the transistor Tr1 and the coil 53, and therefore the coil 53 and the piezoelectric element 25 are charged while resonating, and the piezoelectric element 25 is displaced (extended). As a result, the printing operation is performed. After the set ON time has elapsed, the CPU 67 turns off the transistor Tr1 and waits for a certain period of time for sufficient printing. In this state, the electric energy of the coil 53 is regenerated by the power source 52 by the closed circuit including the coil 53, the diode D3, the power source 52, and the diode D2. In the OFF state of the transistor Tr1, the voltage of the piezoelectric element 25 decreases as its electric energy is consumed. After that, the CPU 67 causes the discharge signal P2
To turn on the transistor Tr2,
Wait for the set time. As a result, the electric charge charged in the piezoelectric element 25 is discharged, and the displacement of the piezoelectric element 25 is returned to the initial position. After that, the transistor Tr2 is turned off.
F This completes one stroke operation. Note that if the ON time of the transistor Tr2 due to the discharge signal P2 is lengthened, the second DC variable power supply 54 will be in a short-circuited state, so it must be within π√LC / 2 hours (√L
C is the square root LC).

【0019】図6は、上記の回路動作により圧電素子2
5に印加される電圧波形を示す。ここに、第2直流可変
電源54の電圧V2は上記のVbに相当し、直流可変電
源52の電圧V1と第2直流可変電源54の電圧V2と
の差は、上記の電圧Va(一定値)となる。なお、本発
明は上記実施例構成に限られることなく種々の変形が可
能である。
FIG. 6 shows the piezoelectric element 2 by the circuit operation described above.
5 shows the waveform of the voltage applied to No. 5. Here, the voltage V2 of the second DC variable power supply 54 corresponds to the above Vb, and the difference between the voltage V1 of the DC variable power supply 52 and the voltage V2 of the second DC variable power supply 54 is the above voltage Va (constant value). Becomes The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and various modifications can be made.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明によれば、経過印字ドット数もしくはそれに相当する
記憶値に応じて印字ワイヤ没入時の圧電素子の電位を制
御することにより、印字ワイヤの沈み込み量の変化を防
ぐことができ、経過印字ドット数によらない安定した特
性の印字ヘッドが得られる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, by controlling the potential of the piezoelectric element when the print wire is immersed, the print wire is controlled according to the number of elapsed print dots or the stored value corresponding to the number of print dots. It is possible to prevent a change in the amount of sinking of the ink, and to obtain a print head with stable characteristics that does not depend on the number of elapsed print dots.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による印字ヘッド制御装置の
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a print head controller according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による印字ヘッドへの駆動電
圧波形である。
FIG. 2 is a drive voltage waveform for a print head according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例による印字ヘッドの断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a print head according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例による印字ヘッドの印字ユニ
ットの側面図である。
FIG. 4 is a side view of the printing unit of the print head according to the embodiment of the present invention.

【図5】圧電素子の駆動回路例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a drive circuit for a piezoelectric element.

【図6】圧電素子に印加される電圧波形を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a voltage waveform applied to a piezoelectric element.

【図7】総ドット数と印加電圧の関係図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the total number of dots and the applied voltage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 印字ワイヤ 25 圧電素子 61 経過印字ドット数記憶手段 63 基準電位制御手段 21 printing wire 25 piezoelectric element 61 elapsed printing dot number storage means 63 reference potential control means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子に充放電電流を流して該圧電素
子を伸縮させ、この伸縮を拡大、伝達して印字ワイヤを
突出及び没入させて印字を行う印字ヘッドにおいて、前
記印字ワイヤ没入時の圧電素子の電位を規定する手段
と、経過印字ドット数もしくはそれに相当する値を記憶
する記憶手段と、この記憶手段に記憶された値に応じて
印字ワイヤ没入時の圧電素子の電位を制御する制御手段
とを具備したことを特徴とする圧電素子をアクチュエー
タとした印字ヘッド。
1. A print head, wherein a charging / discharging current is applied to a piezoelectric element to expand / contract the piezoelectric element, and the expansion / contraction of the piezoelectric element is expanded / transmitted to cause the print wire to project and retract, thereby performing printing. Means for defining the potential of the piezoelectric element, storage means for storing the number of elapsed print dots or a value corresponding thereto, and control for controlling the potential of the piezoelectric element when the print wire is immersed according to the value stored in this storage means A print head using a piezoelectric element as an actuator.
JP29978991A 1991-10-18 1991-10-18 Printing head using piezoelectric element as actuator Withdrawn JPH05104745A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012140383A (en) * 2011-01-05 2012-07-26 Kyoto Institute Of Technology Method for production of lactide

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