JPH085190B2 - 印字ヘッド - Google Patents

印字ヘッド

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JPH085190B2
JPH085190B2 JP62220809A JP22080987A JPH085190B2 JP H085190 B2 JPH085190 B2 JP H085190B2 JP 62220809 A JP62220809 A JP 62220809A JP 22080987 A JP22080987 A JP 22080987A JP H085190 B2 JPH085190 B2 JP H085190B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/22Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/23Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
    • B41J2/27Actuators for print wires
    • B41J2/295Actuators for print wires using piezoelectric elements

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  • Impact Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は、圧電アクチュエータを印字ワイヤの印字駆
動源とした印字ヘッドに関し、 確実な印字動作をさせることを目的とし、 一端に印字ワイヤを支持突出させた支持部材と上記支
持部材の上記印字ワイヤの突出された側とは反対側の面
に印字ワイヤとは離間するとともに印字ワイヤの突出方
向と伸縮方向が並行するように取り付けられた第1の圧
電アクチュエータと該第1の圧電アクチュエータとはさ
らに離間方向で接近して該第1の圧電アクチュエータと
伸縮方向が並行するように取り付けられた第2の圧電ア
クチュエータと、からなり、上記第1の圧電アクチュエ
ータならびに第2の圧電アクチュエータの先端部側が上
記支持部材に直接取り付けられてなる構成。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電アクチュエータを印字ワイヤの印字駆
動源とした印字ヘッドに関する。
各種コンピュータの端末機や、ワードプロセッサなど
のプリンタとして、ドットによって文字などを形成印字
するワイヤドットプリンタが実用化されてきている。
なかでも、シリアルドットプリンタは文字などをドッ
トで構成して記録するために、きわめて多くの種類の文
字などを形成し得ることから、オフイスオートメーショ
ン(OA:Office Automation)における端末機として、ま
すます用途が拡大されている。
このようなプリンタに使用される印字ヘッドは、印字
マグネット方式のものやインクジエット方式のものが一
般的である。
しかしながら、このような印字ヘッドには高速印字さ
せるには限界があることから、これらに代わるものとし
て、最近高速化ならびにエネルギの変換効率および伝達
効率の高い電歪効果を利用した圧電アクチュエータが、
印字ヘッドの印字駆動源として注目されてきている。
電圧を印加することにより長さ方向に伸縮変形する圧
電アクチュエータを、印字ヘッドとして印字ワイヤの印
字駆動源として使用するためには、圧電アクチュエータ
の伸縮変形が微小なことから、動作を拡大させることが
必要である。
〔従来の技術〕
上記のような印字のための動作を拡大させるのに、第
4図の側面図に示されるような梃子式の槓杆3が使用さ
れている。槓杆3は一端3a側に印字ワイヤ2を突出させ
てそなえ、他端3b側の回動中心4を軸で回動自在に支持
させている。回動中心4にごく接近した位置で圧電アク
チュエータ1の先端部が接している。
このような構成で、圧電アクチュエータ1に所定の圧
電を印加させると、圧電アクチュエータ1は矢印A方向
に伸長し槓杆3を押圧する。押圧された槓杆3は回動中
心4を中心に先端方向が回動し、端部3aとともに印字ワ
イヤ2を回動矢印A方向に大きく移動させることとな
り、印字ワイヤ2による印字が行なわれる。印字ワイヤ
2の移動量は圧電アクチュエータ1の接する位置を、槓
杆3の回動中心4に接近させるほど大きくなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上のように圧電アクチュエータ1は槓杆3の回動中
心4に接近させるほど、印字ワイヤ2の印字移動のため
の拡大率は大きく得られるが、あまり接近させると槓杆
3のイナーシャが影響し衝撃的な移動が十分に行なえな
くなる。
このような問題点を解決するために、回動中心4から
影響の生じない離れた位置に圧電アクチュエータ1を設
け、印字ワイヤ2に印字に必要な移動距離が十分に得ら
れるようにするためには、槓杆3が長くなり印字ヘッド
が大型になるとともに、やはりイナーシャの影響もあ
る。
以上のようなことから、最近第5図の側面図に示され
るように、複数の梃子式の槓杆6,7を組み合わせた拡大
機構による、印字ヘッドが主流となってきている。
拡大機構の第1の槓杆6および第2の槓杆7は、それ
ぞれの回動中心4a,4bを軸で回動自在に支持させ、回動
中心4a,4bは左右位置に配置させられている。このよう
な位置関係は、圧電アクチュエータ1を第1の槓杆6の
回動中心4aに接近して十分な動作状態の得られる位置に
設け、第1の槓杆6先端の直立端6aを第2の槓杆7の回
動中心4bに接近して、やはり十分な動作状態の得られる
位置に設定する。
このような構成で、圧電アクチュエータ1に所定の電
圧を印加し、圧電アクチュエータ1が伸長されると、第
1の槓杆6は回動中心4aを中心に直立端6a方向が大きく
回動され、直立端6aが第2の槓杆7を押圧する。第2の
槓杆7は回動中心4bを中心に印字ワイヤ2方向が大きく
回動される。このような印字ワイヤ2の移動は二段階の
回動増幅作用によることから大きく拡大回動されること
になる。
しかしながら、この拡大機構による印字ヘッドは大型
となり、個々の部品に高精度な品質が要求されることか
ら高価になるといった問題点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記従来の問題点を解決するための本発明の構成手段
とするところは、一端に印字ワイヤを支持突出させた支
持部材と上記支持部材の上記印字ワイヤの突出された側
とは反対側の面に印字ワイヤとは離間するとともに印字
ワイヤの突出方向と伸縮方向が並行するように取り付け
られた第1の圧電アクチュエータと該第1の圧電アクチ
ュエータとはさらに離間方向で接近して該第1の圧電ア
クチュエータと伸縮方向が並行するように取り付けられ
た第2の圧電アクチュエータと、かなり、上記第1の圧
電アクチュエータならびに第2の圧電アクチュエータの
先端部側が上記支持部材に直接取り付けられてなる印字
ヘッドである。
印字ヘッドの第1の態様によれば、前記第2の圧電ア
クチュエータは電圧を印加して伸長させておき、印字さ
せるに際して該第2の圧電アクチュエータの電圧印加を
解除させて縮小させるものであり、上記第1の圧電アク
チュエータは該印字させるに際して電圧を印加させて伸
長させるものとしたことにある。
印字ヘッドの第2の態様によれば、印字させるに際し
て電圧を印加させることによって前記第1の圧電アクチ
ュエータは伸長され第2の圧電アクチュエータは縮小さ
れるものとしたことにある。
〔作 用〕
本発明の印字ヘッドによると、一端に印字ワイヤを支
持突出させた支持部材に、印字ワイヤの突出された側と
は反対側の面に印字ワイヤから離間するとともに印字ワ
イヤの突出方向と伸縮方向が並行するように第1の圧電
アクチュエータが直接取り付けられ、この第1の圧電ア
クチュエータとはさらに離間した方向で第1の圧電アク
チュエータとは接近した位置において第1の圧電アクチ
ュエータと伸縮方向が並行するように支持部材に第2の
圧電アクチュエータが直接取り付けられたことにより、
圧電アクチュエータの伸縮移動はそのまま支持部材に効
率よく確実に伝達されるものである。
本発明印字ヘッドの第1の態様によると、第2の圧電
アクチュエータは電圧印可によって伸長状態としてお
き、印字に際しては電圧印加を解除して縮小させるもの
であり、同時に第1の圧電アクチュエータは電圧印加に
よって伸長させるものとしたことにより、直接の接続に
よる確実性とともに、支持部材の回動は相乗的に拡大さ
れて印字ワイヤの移動距離は十分なものとなる。
本発明の印字ヘッドの第2の態様によると、印字に際
して電圧印加によって第1の圧電アクチュエータは伸長
され、第2の圧電アクチュエータは縮小されるものとし
たことにより、直接の接続による確実性とともに、支持
部材の回動は相乗的に拡大されて印字ワイヤの移動距離
は十分なものとなる。
〔実施例〕
以下、本発明の印字ヘッドについて構成要旨にもとづ
いた実施例により、図を参照して具体的詳細に説明す
る。なお、全図を通じて同一部分には同一符号を付して
示してある。
第1図は本発明印字ヘッドの第1の一実施例を示す側
面図である。印字ヘッドは、一端に印字ワイヤ2を支持
突出させた支持部材8と、支持部材8の印字ワイヤ2の
突出方向とは反対側の面に、印字ワイヤ2とは離間する
とともに印字ワイヤ2の突出方向と伸縮方向が並行する
ように取り付けられた第1の圧電アクチュエータ1と、
この第1の圧電アクチュエータ1とはさらに離間方向
で、第1の圧電アクチュエータ1とは接近した位置にお
いて第1の圧電アクチュエータ1と伸縮方向が並行する
ように支持部材8と8に取り付けられた第2の圧電アク
チュエータ9と、からなり、第1の圧電アクチュエータ
1ならびに第2の圧電アクチュエータ9の先端部側が支
持部材8に直接取り付けられているものである。第1の
圧電アクチュエータ1ならびに第2の圧電アクチュエー
タ9の基部は共通の基台5上に固定されている。
上記第1の一実施例構成による第1態様は、第2の圧
電アクチュエータ9は電圧印加状態として伸長状態と
し、印字に際して電圧印加を解除することで縮小するも
のとし、第1の圧電アクチュエータ1は印字に際して電
圧印加により伸長するものとし、これらの第2の圧電ア
クチュエータ9への電圧印加解除と第1の圧電アクチュ
エータ1への電圧印加とを同時に行なうことで、第2の
圧電アクチュエータ9の縮小方向への移動と第1の圧電
アクチュエータ1の伸長方向への移動とにより支持部材
8の印字ワイヤ2側の回動移動は相乗的に拡大される。
第1,第2の圧電アクチュエータ1,9を支持部材8に直接
取り付けたことでの応動が確実に行なわれ、伸縮移動時
の損失などのない効率のよいものである。
上記第1の一実施例構成による第2態様は、印字に際
して電圧印加によって第1の圧電アクチュエータ1は伸
長されるものとし、第2の圧電アクチュエータ9は縮小
されるものとし、これら第1の圧電アクチュエータ1へ
の電圧印加と第2の圧電アクチュエータ9への電圧印加
とを同時に行なうことで、第1の圧電アクチュエータ1
の伸長方向への移動と第2の圧電アクチュエータ9の縮
小方向への移動とにより支持部材8の印字ワイヤ2側の
回動移動は相乗的に拡大される。第1,第2の圧電アクチ
ュエータ1,9を支持部材8に直接取り付けたことでの応
動が確実に行なわれ、伸縮移動時の損失などのない効率
のよいものである。
第2図は本発明印字ヘッドの第2の一実施例を示す側
面図である。印字ヘッドは、一端に印字ワイヤ2を支持
突出させたビーム10を会して一端側8aに取り付けた支持
部材8と、支持部材8の印字ワイヤ2の突出方向とは反
対側の面に印字ワイヤ2とは離間するとともに印字ワイ
ヤ2の突出方向と伸縮方向が並行するようにヒンジ11a
介して直接取り付けられた第1の圧電アクチュエータ1
と、この圧電アクチュエータ1とはさらに離間方向で第
1の圧電アクチュエータ1とは接近した位置において第
1の圧電アクチュエータ1と伸縮方向が並行するように
支持部材8にヒンジ11bを介して直接取り付けられた第
2の圧電アクチュエータ9と、からなるものである。
第1の圧電アクチュエータ1ならびに第2の圧電アク
チュエータ9の基部は共通の枠体12上に固定されてい
る。第1の圧電アクチュエータ1先端ならびに第2の圧
電アクチュエータ9先端部それぞれは枠体12に設けられ
た板ばね13a,13bで押圧支持されている。
上記第2の一実施例構成による第1態様は、第2の圧
電アクチュエータ9は電圧印加状態として伸長状態とし
て、印字に際して電圧印加を解除することで縮小するも
のとし、第1の圧電アクチュエータ1は印字に際して電
圧印加により伸長するものとし、これらの第2の圧電ア
クチュエータ9への電圧印加解除と第1の圧電アクチュ
エータ1への電圧印加とを同時に行なうことで、第2の
圧電アクチュエータ9の縮小方向への移動と第1の圧電
アクチュエータ1の伸長方向への移動とにより支持部材
8の印字ワイヤ2側の回動移動は相乗的に拡大される。
第1,第2の圧電アクチュエータ1,9の支持部材8にヒン
ジ11a,11bを介して直接取り付けたことでの応動が確実
に行なわれ、伸縮移動時の損失などのない効率のよいも
のである。
ヒンジ11a,11bを介在させることにより、第1,第2の
圧電アクチュエータ1,9の伸縮にともなう支持部材8の
回動、すなわち傾動状態となることによる、支持部材8
と第1,第2の圧電アクチュエータ1,9との取り付け部分
の相対的な傾きによる不都合を吸収させるものである。
しかしながら、このような傾きはきわめて少ないもので
あるから、ヒンジとしては材料の弾性変形でも十分対応
し得る。
第1の圧電アクチュエータ1ならびに第2の圧電アク
チュエータ9の先端部それぞれを板ばね13a,13bで支持
させたことにより、伸縮移動に影響を与えることなく、
衝撃的な動作にもとづく、傾きや横方向への移動を影響
のない程度に少なくすることができ、安定した姿勢が維
持され印字品質が向上される。
上記第2の一実施例構成による第2態様は、印字に際
して電圧印加によって第1の圧電アクチュエータ1は伸
長されるものとし、第2の圧電アクチュエータ9は縮小
されるものとし、これら第1の圧電アクチュエータ1へ
の電圧印加と第2の圧電アクチュエータ9への電圧印加
とを同時に行なうことで、第1の圧電アクチュエータ1
の伸長方向への移動と第2の圧電アクチュエータ9の縮
小方向への移動とにより、支持部材8の印字ワイヤ2側
の回動移動は相乗的に拡大される。第1,第2の圧電アク
チュエータ1,9を支持部材8にヒンジ11a,11bを介して直
接取り付けたことでの応動が確実に行なわれ、伸縮移動
時の損失などのない効率のよいものである。ヒンジ11a,
11bならびに板ばね13a,13bについては前述したことと同
じであるから、ここでの説明は省略することとする。
本発明における第1,第2の圧電アクチュエータ1,9な
らびに支持部材関係の動作について、第3図を参照して
以下に説明する。
第1,第2の圧電アクチュエータ1,9間の距離をl、 第1,第2の圧電アクチュエータ1,9間の距離lの中間l
/2位置から印字ワイヤ2までの距離をL、 第1,第2の圧電アクチュエータ1,9それぞれの伸縮移
動量をδ、 印字アイヤ2の移動量(ストローク)をS、 とすると、 S=δ×L/l/2 ∴S=2δL/l で表される。したがって、 たとえば、 δを10μm lを1mm Lを20mm とすると、40倍拡大されることになり、容易に0.4mm程
度のストロークSを得ることができる。
以上のようにして、印字ヘッドを小型化することがで
きるにもかかわらず、十分な拡大率で印字ワイヤ2を移
動させることができ印字が行なえる。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明の印字ヘッドに
よれば、小型化が可能となり、大きな拡大率でワイヤの
印字の移動量が得られ、印字品質ならびに信頼性が向上
するなど、実用上の効果はきわめて顕著なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明印字ヘッド第1実施例の側面図、 第2図は本発明印字ヘッド第2実施例の側面図、 第3図は本発明印字ヘッドの作用説明の側面図、 第4図は従来の印字ヘッドの側面図、 第5図は従来の他の印字ヘッドの側面図、 であって、それぞれ概略図に示す。 各図において符号、 1は第1の圧電アクチュエータ、 2は印字ワイヤ、 3,6,7は槓杆、 4,4a,4bは回動中心、 5は基台、 8は支持部材、 9は第2の圧電アクチュエータ、 10はビーム、 11a,11bはヒンジ、 12は枠体、 13a,13bは板ばね、 である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端に印字ワイヤを支持突出させた支持部
    材と上記支持部材の上記印字ワイヤの突出された側とは
    反対側の面に印字ワイヤとは離間するとともに印字ワイ
    ヤの突出方向と伸縮方向が並行するように取付けられた
    第1の圧電アクチュエータと該第1の圧電アクチュエー
    タとはさらに離間方向で接近して該第1の圧電アクチュ
    エータと伸縮方向が並行するように取り付けられた第2
    の圧電アクチュエータと、からなり、上記第1の圧電ア
    クチュエータならびに第2の圧電アクチュエータの先端
    部側が上記支持部材に直接取り付けられてなることを特
    徴とする印字ヘッド。
  2. 【請求項2】上記第2の圧電アクチュエータは電圧を印
    加して伸長させておき印字させるに際して該第2の圧電
    アクチュエータの電圧印加を解除させて縮小させるもの
    であり、上記第1の圧電アクチュエータは該印字させる
    に際して電圧を印加させて伸長させるものとしたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の印字ヘッド。
  3. 【請求項3】印字させるに際して電圧を印加させること
    によって上記第1の圧電アクチュエータは伸長され第2
    の圧電アクチュエータは縮小されるものとしたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の印字ヘッド。
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