JPH06974A - 印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トーションバネを使用した印字ハンマにおい
て、トップブロックにフィンを設ける事により不適正な
プラテンギャップで印字を行ってもセンタバネ・ピエゾ
素子に多大な応力が生じることなく破損を防止できる。 【構成】トップブロック３のワイヤ１の先端方向と反対
側の面にアーム２と反対方向に伸び、トップブロック３
と一体にして形成されたフィン３ａを設け、印字ハンマ
が静止状態にある時はフィン３ａはベース７の上面と平
行であり、それらの間に僅かな間隙を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドットマトリックスプ
リンタのワイヤを駆動する印字ヘッドに関し、特にピエ
ゾ式印字ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドットマトリックスプリンタに用いられ
る複数個のプリントワイヤにて文字，記号等を印字する
印字ヘッドに於いては近年のパソコン，ＯＡブームによ
り小型で明朝体の印字が可能な多芯の印字ヘッドが数多
く開発されている。そして市場の要求で益々印字速度が
高く長寿命なものが必要とされている。

【０００３】従来この種の印字ヘッドとしてはプリント
ワイヤの駆動手段として電磁石もしくは永久磁石と電磁
石により構成した磁気回路を利用した電磁式の印字ハン
マを多数個搭載した電磁式印字ヘッドが多く採用されて
いる。しかし電磁式印字ヘッドは消費電力が大きく、磁
気回路の工夫による高速化技術も限界に近づきつつある
ため近年はピエゾ素子を駆動源として使用したピエゾ式
印字ヘッドが脚光を浴びている。

【０００４】ピエゾ式印字ヘッドの場合、ピエゾ素子の
伸縮量が積層化されたものでも１０μ程度と小さくその
変位をワイヤ移動距離として必要な１０分の数ミリ程度
にまで拡大する変位拡大機構の開発が最大の焦点であっ
た。そこでこれ迄に多くの変位拡大機構が試作，実用化
されてきたが現在有力なものはアーム，板バネ，ブロッ
ク等を組み合わせてあるものである。

【０００５】図４は従来のピエゾ式印字ヘッドの静止時
の状態を示す正面図、図５は図４の印字ヘッドの適正な
プラテンギャップにおける印字時の状態を示す正面図、
図６は図４の印字ヘッドの不適正なプラテンギャップに
おける印字時の状態を示す正面図である。

【０００６】図４に示すように従来の印字ハンマはワイ
ヤ２１を先端に具備したアーム２２と、アーム２２の根
元部に接合されたトップブロック２３と、トップブロッ
ク２３のアーム２２の反対側に一端が接合されたセンタ
バネ２４と、センタバネ２４の多端に一端が接合された
インナブロック２５と、インナブロック２５の他端に一
端が接合されたピエゾ素子２６と、ピエゾ素子２６の他
端に接合されたベース２７と、ベース２７の側面にトッ
プブロック２３をはさみ込むように互いに平行に接合さ
れている一対のベースブロック２８と、トップブロック
２３のベースブロック２８と平行な相対する２面に垂直
でピン上に隆起し先端がベースブロック２８に接合され
るトーションバネ２９よりなる。

【０００７】このような構成の印字ハンマは次のように
動作する。

【０００８】図４に示した静止時の状態からピエゾ素子
２６に電圧を印加すると、ピエゾ素子２６が伸長しイン
ナブロック２５は図の右方向に移動する。センタバネ２
４，トップブロック２３，トーションバネ２９，ベース
ブロック２８，ベース２７は相互に接合されているため
トーションバネ２９は図に示す矢印方向にねじれトップ
ブロック２３は回転することとなり、トップブロック２
３に接合されたアーム２２は変位し図５に示すようにワ
イヤ２１は図中上方向へ移動し先端２１ａによってリボ
ン１０および用紙１１を介してプラテン１２に打撃を与
えて印字動作を行う。この後ピエゾ素子２６への電圧の
印加を停止して変位していた各部材を当初の位置に復帰
させて一連の印字動作を終了する。

【０００９】このとき、センタバネ２４は図５に示すよ
うに変形して曲げ応力を生する。またピエゾ素子２６に
生ずる軸応力としては、印字動作中はインナブロック２
５を引き戻す為の引張り応力が発生するが、ワイヤ２１
の先端２１ａにおける衝突の反発力によって各部材の復
帰方向の移動が行われているため、その引張り応力は小
さいものである。しかし、ユーザが印字用紙の厚さに対
する印字ハンマのセット位置を誤って設定すると、ワイ
ヤ２１の選択２１ａとリボン１０との距離Ｘ（これをプ
ラテンギャップという）が大きくなり、その挙動は上述
とは大きく異なったものとなる。

【００１０】すなわち、プラテンギャップＸが電圧の印
加によって生じたピエゾ素子２６の伸長に応じた変位量
よりも大きい場合は、ピエゾ素子２６の伸長が終了して
もワイヤ２１およびアーム２２およびトップブロック２
３は慣性力によって更に変位運動を継続し図６に示すよ
うに各部材は大きく移動する。このため、センタバネ２
４には大きな曲げ応力が生ずる。またトップブロック２
３の回転によってピエゾ素子２６にも大きな引張り応力
が発生する。ピエゾ素子２６は多数の単位素子を積層し
たものであるために引張り応力に対して弱く、上述のよ
うな過大な引張り応力が発生すると破損をおこし易い。

【００１１】なお、大きなプラテンギャップにおいても
上述の慣性の効果によってワイヤ２１の選択２１ａがリ
ボン１０および用紙１１を介してプラテン１２に打撃を
与えて印字動作を行うことがあるがその打撃力は所定の
打撃力に比して小さいものであるため印字の濃度が薄く
なって適正なプラテンギャップのときの印字品質よりも
劣ったものとなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の印字ハ
ンマは、プラテンギャップに対するマージンが小さく、
大きなプラテンギャップのときはセンタバネ２４および
ピエゾ素子２６が破損をおこしやすい欠点がある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明はワイヤを選択に
具備したアームと、前記アームの根元部に接合されたト
ップブロックと、前記トップブロックに前記アームと反
対側に一端が接合されたセンタバネと、前記センタバネ
の他端にインナブロックを介して一端が接合されたピエ
ゾ素子と、前記ピエゾ素子の他端が接合されたベースに
固定されたベースブロックと、前記トップブロックと前
記ベースブロックの間に設けられたトーションバネとを
有する印字ハンマにおいて、前記トップブロックにフィ
ンを設けプラテンギャップが過大な場合の印字動作時に
前記フィンが前記ベースに固定さえた部分に当接するこ
とを特徴とする。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例の静止時の状態を
示す正面図、図２は図１の実施例の適正なプラテンギャ
ップにおける印字時の状態を示す正面図、図３は図１の
実施例の不適正なプラテンギャップにおける印字時の状
態を示す正面図である。

【００１６】図１に示すように、本実施例はワイヤ１を
先端に具備したアーム２と、アーム２の根元部に接合さ
れたトップブロック３と、トップブロック３のワイヤ１
の先端とは反対側の面からアーム２の先端と反対方向へ
伸びるトップブロック３と一体にしてなるフィン３ａ
と、トップブロック３のアーム２の反対側に接合された
センタバネ４と、センタバネ４の他端に一端が接合され
たインナブロック５と、インナブロック５の他端に一端
が接合されたピエゾ素子６と、ピエゾ素子６の他端に接
合されたベース７と、ベース７の側面にトップブロック
３をはさみ込み平行に接合されているベースブロック８
と、トップブロック３の相対する２面に隆起し先端がベ
ースブロック８に接合されているトーションバネ９とを
備えている。図１の用に印字ハンマが静止状態にあると
きは前述したフィン３ａはベース７の上面と平行であり
それらの間に僅かな間隙を有している。

【００１７】本実施例の印字ハンマは次のように動作す
る。

【００１８】図１に示した静止時の状態からピエゾ素子
６に電圧を印加すると、ピエゾ素子６が伸長してインナ
ブロック３は図の右方向に移動する。センタバネ４，ト
ップブロック３，トーションバネ９，ベースブロック
８，ベース７は相互に接合されている為、図２に示すよ
うにトーションバネ９はねじれトップブロック３は回転
することになり、トップブロック３に接合されているア
ーム２は変位しワイヤ１は図中上方向へと移動し選択１
ａによってリボン１０および用紙１１を介してプラテン
１２に打撃を与えて印字動作を行う。このときプラテン
ギャップＸは適正な値になっている。この後ピエゾ素子
６への電圧の印加を停止して変位していた各部材を当初
の位置に復帰させて一連の印字動作を終了する。

【００１９】すなわち適正なプラテンギャップのとき
は、本実施例の動作は図４に示した従来例の動作と同じ
であり、トップブロック３の回動変位量が小さいために
フィン３ａはベース７と接触しない。この動作のときセ
ンタバネ４は図２に示すように変形して曲げ応力を生ず
る。またピエゾ素子６には印字動作中は圧縮応力が生ず
るがそれらは小さいものである。

【００２０】プラテンギャップＸが、電圧の印加によっ
て生じたピエゾ素子６の伸長に対応した変位量よりも大
きい場合は図３に示すようにピエゾ素子６の伸長が終了
してもワイヤ１，アーム２およびトップブロック３は慣
性力によって更に変位運動を継続するがトップブロック
３の回動によってフィン３ａはその先端がベース７と接
触してたわむ為、各部材の運動は減速されてある限度以
上の変位は抑制される。従ってセンタバネ４の曲げ変形
もある限度以上に大きくならず、曲げ応力値は過大とな
らない。またピエゾ素子６に発生する引張り応力も課題
とならないように抑制される。このように大きなプラテ
ンギャップの場合はワイヤ１の先端１ａはリボン１０に
到達しない為に印字が行われないがプラテンギャップを
適正値に設定し直すことにより図２に示すように正常な
印字を行うことができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の印字ハンマ
はトップブロックにフィンを設け、プラテンギャップが
過大な場合の印字時にフィンがベースに当接するように
することによりプラテンギャップが適正な値よりも大き
い場合でもトップブロックの過大な回動変位を抑制して
センタバネの曲げ応力およびピエゾ素子の引張り応力を
抑制できるという効果があり従ってそれらの破損を防止
できるという効果がある。またプラテンギャップが大き
い場合は全く印字を行わない為、速かに異常状態を使用
者に知らせてプラテンギャップを適正値に再設定するよ
うに促すという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の静止時の状態を示す正面図
である。

【図２】図１の実施例の適正なプラテンギャップにおけ
る印字時の状態を示す正面図である。

【図３】図１の実施例の不適正なプラテンギャップにお
ける印字時の状態を示す正面図である。

【図４】従来のピエゾ式印字ヘッドの静止時の状態を示
す正面図である。

【図５】図４の従来の印字ヘッドの適正なプラテンギャ
ップにおける印字時の状態を示す正面図である。

【図６】図４の従来の印字ヘッドの不適正なプラテンギ
ャップにおける印字時の状態を示す正面図である。

【符号の説明】

１，２１ ワイヤ １ａ，２１ａ 先端 ２，２２ アーム ３，２３ トップブロック ３ａ フィン ４，２４ センタバネ ５，２５ インナブロック ６，２６ ピエゾ素子 ７，２７ ベース ８，２８ ベースブロック ９，２９ トーションバネ １０ リボン １１ 用紙 １２ プラテン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤを選択に具備したアームと、前記
   アームの根元部に接合されたトップブロックと、前記ト
   ップブロックに前記アームと反対側に一端が接合された
   センタバネと、前記センタバネの他端にインナブロック
   を介して一端が接合されたピエゾ素子と、前記ピエゾ素
   子の他端が接合されたベースに固定されたベースブロッ
   クと、前記トップブロックと前記ベースブロックの間に
   設けられたトーションバネとを有する印字ハンマにおい
   て、前記トップブロックにフィンを設けプラテンギャッ
   プが過大な場合の印字動作時に前記フィンが前記ベース
   に固定さえた部分に当接することを特徴とする印字ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 トップブロックのワイヤの先端と反対側
   の面にアームとは反対方向に伸びたフィンが設けられた
   請求項１記載の印字ハンマ。