JPS59158265A - Impact type print head - Google Patents

Impact type print head

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Publication number
JPS59158265A
JPS59158265A JP58030923A JP3092383A JPS59158265A JP S59158265 A JPS59158265 A JP S59158265A JP 58030923 A JP58030923 A JP 58030923A JP 3092383 A JP3092383 A JP 3092383A JP S59158265 A JPS59158265 A JP S59158265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
printing
print head
hammer
piezoelectric ceramic
elastic plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58030923A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuyoshi Tsukada
塚田 光芳
Hiroo Miyamoto
裕生 宮本
Isamu Nose
能勢 勇
Katsuhide Tanoshima
田野島 克秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP58030923A priority Critical patent/JPS59158265A/en
Publication of JPS59158265A publication Critical patent/JPS59158265A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B41J2/235Print head assemblies
    • B41J2/25Print wires
    • B41J2/26Connection of print wire and actuator

Landscapes

  • Impact Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To achieve a high-speed printing with a stable action by covering other electrode surface of a piezo-electric porcelain with a flexible insulation film. CONSTITUTION:A roughly triangular elastic plate 9 and a piezo-electric porcelain 10 of almost the same shape as it with a pair of electrodes on both surfaces thereof and one electrode surface of the piezo-electric porcelain 10 joined with the elastic plate 9 by an adhesive or the like to form a print hammer with a non-symmetrical bimorph type vibrator. A print wire 11 is mounted at one end of the print hammer, namely, the part as free end and the other electrode surface of the piezo-electric porcelain 10 is covered with a flexible insulation film 12. A base plate 13 is arranged on the side of an elastic plate 9 of the print hammer. Then, an upper plate 13 is arranged or formed on the side of the piezo-electric porcelain 10 of the print hammer, a limiter bank 15 at the free end thereof 14 and a spacer 16 between the flexible insulation film 12 and the upper plate 14 respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は圧電磁器の電歪作用を利用して印字ワイヤで印
字媒体を衝撃することにより印字を行う電歪駆動型の衝
撃式印字ヘッドに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to an electrostrictive-driven impact print head that prints by impacting a print medium with a print wire using the electrostriction effect of piezoelectric ceramics.

〔従来技術〕[Prior art]

近年、電子計算機の入出力装置に衝撃式によるドツトマ
トリクス・プリンタが広く利用されており、現在非常に
多種の印字ヘッドが開発されている。そのうちの電磁駆
動型の衝撃式印字ヘッドは電磁エネルギを利用するもの
で、その動作原理から電磁吸引型と電磁解放型の2種に
大別されるが、後者は前者に比べて特に駆動機構の簡素
化が可能であるという大きな利点を有しているため、最
近の衝撃式印字ヘッドの設計目標である小形化、高速化
、低消費電力化及び印字ドツトの高密度化に対して良く
適応できるものとして注目されており、現在ではこの型
式でドツトの繰返し周波数が2.5K H7,に達する
衝撃式印字ヘッドが出現している。
In recent years, impact type dot matrix printers have been widely used as input/output devices for electronic computers, and a wide variety of print heads are currently being developed. Among these, electromagnetic drive type impact print heads utilize electromagnetic energy, and are broadly divided into two types based on their operating principles: electromagnetic attraction type and electromagnetic release type. Since it has the great advantage of being simple, it can be well adapted to the design goals of recent impact printheads, which are smaller size, higher speed, lower power consumption, and higher density of printed dots. This type of impact-type print head has now emerged with a dot repetition frequency of up to 2.5K H7.

現在の衝撃式印字ヘッドは、この電磁駆動型のものがほ
とんどを占めてお9、市場での信頼性も高くかつ実績も
ある。しかしなから、周知のように電磁駆動型の衝撃式
印字ヘッドは、アーマチュア、磁気回路及び励磁コイル
等全複数対必要とし、その構成上大幅な軽量化及び高集
積化は困難であり、更に励磁コイルから発生ずるジュー
ル熱や磁気回路に流れる渦電流を原因とする熱、及びこ
の発熱(C起因するアーマチュア動作の不安定さ、励磁
コイル等の熱劣化、放熱のだめの冷却フィンの設置の必
要性等多くの欠点も有している。
Most of the current impact type print heads are of this electromagnetic drive type9, which are highly reliable and have a proven track record in the market. However, as is well known, electromagnetic drive type impact print heads require multiple pairs of armatures, magnetic circuits, excitation coils, etc. Due to their configuration, it is difficult to achieve significant weight reduction and high integration, and in addition, excitation Heat caused by Joule heat generated by the coil and eddy current flowing in the magnetic circuit, and the instability of armature operation due to this heat generation (C), thermal deterioration of excitation coils, etc., and the need to install cooling fins to dissipate heat. It also has many drawbacks.

これらの理由から最近では圧電磁器を利用した電歪駆動
型の衝撃式印字ヘッドが見向され始めている。しかし、
よく知られているようにバイモルフ構成の印字ハンマで
は、従来通ジグラテンギャップが必要であると共に、印
字に必要な衝撃力を得ることは非常に難しいという問題
があり、これを解決するには、従来の電磁駆動型の衝撃
式印字ヘッドと同程度の印字ハンマ動作の初期加速性と
、高いドツト周波数特性を有する印字)1ンマを設計す
る必要がある。
For these reasons, electrostrictive drive type impact print heads that utilize piezoelectric ceramics have recently begun to attract attention. but,
As is well known, printing hammers with a bimorph configuration require a conventional digrating gap and have the problem that it is extremely difficult to obtain the impact force necessary for printing.To solve this problem, It is necessary to design a printing hammer that has the same initial acceleration of the printing hammer operation as a conventional electromagnetically driven impact printing head and high dot frequency characteristics.

そこで、このような観点から最近の一例として第1図(
A)、(B)に示すような電歪駆動型の印字ノーンマが
提案されている。すなわち、第1図(A)は側断面図、
第1図(B)は正面図で、1は対称バイモルフ構成の印
字ハンマ、2と3は該印字ノ1ンマ1を形成する圧電磁
器、4は印字ハンマ1の一端を支持するクランプ材、5
は印字ハンマ1の自由端に取付けられた印字ワイヤ、6
は印字用リボン、7は印字媒体、8はプラテンである。
Therefore, from this point of view, as a recent example, Figure 1 (
Electrostrictive drive type printing normal machines as shown in A) and (B) have been proposed. That is, FIG. 1(A) is a side sectional view,
FIG. 1(B) is a front view, in which 1 is a printing hammer with a symmetrical bimorph configuration, 2 and 3 are piezoelectric ceramics that form the printing hammer 1, 4 is a clamping member that supports one end of the printing hammer 1, and 5
is a printing wire attached to the free end of printing hammer 1, 6
7 is a printing ribbon, 7 is a printing medium, and 8 is a platen.

第2図は前記印字ワイヤ5の動きと時間の関係を示す図
で、この図を参照して動作原理を説明すると、まず印字
ハンマ1の一方の圧電磁器2に電圧を印加して圧電的歪
を与え、時間t1’r経てこの印字ハンマ1に負のポテ
ンシャルを与える0次に\前記圧電磁器2に蓄えられた
電荷を放出すると同時に、他方の圧電磁器3に電圧を印
加してそのポテンシャルを前記負のポテンシャルに順方
向に加える。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the movement of the printing wire 5 and time. The principle of operation will be explained with reference to this diagram. First, a voltage is applied to one piezoelectric ceramic 2 of the printing hammer 1 to create piezoelectric distortion. is applied, and after time t1'r a negative potential is applied to the printing hammer 1. At the same time, the electric charge stored in the piezoelectric ceramic 2 is released, and at the same time, a voltage is applied to the other piezoelectric ceramic 3 to increase its potential. Add to the negative potential in the forward direction.

このような駆動制御により印字ワイヤ5は急速に加速さ
れ、時間t2後にこの印字ワイヤ5は平衡点全通過し、
時間t5を経過後、プラテン8に巻かれている印字媒体
γに印字用リボン6を介して印字ワイヤ5の先端が衝突
して印字媒体γ上に画素が形成される。
The printing wire 5 is rapidly accelerated by such drive control, and after time t2, the printing wire 5 completely passes the equilibrium point.
After time t5 has elapsed, the tip of the printing wire 5 collides with the printing medium γ wound around the platen 8 via the printing ribbon 6, and pixels are formed on the printing medium γ.

以上説明した動作原理から明らかなように、従来の電歪
駆動型の衝撃式印字ヘッドにおいては、1ドツトの画素
を形成する運動周期内に印字/凡ンマに負のポテンシャ
ルを与えなけnばならないため、高速印字に必要な高い
ドツト周波数を得るのに大変不利であると共に、原理的
に2枚の圧電磁器に正と負の繰返し曲げ応力が作用する
ため、正の応力には特に脆い性質を持つ圧電磁器の破壊
を寸ねき易い等の欠点があった。
As is clear from the operating principle explained above, in the conventional electrostrictive drive type impact type print head, it is necessary to apply a negative potential to the printing/printing area within the movement period that forms one dot pixel. Therefore, it is very disadvantageous to obtain the high dot frequency required for high-speed printing, and in principle, repeated positive and negative bending stress acts on the two piezoelectric ceramics, so the piezoelectric ceramic becomes particularly brittle under positive stress. There were drawbacks such as the fact that it was easy to destroy the piezoelectric ceramic it held.

また、この他の最近提案されている電歪駆動型の剪撃式
印字ヘッドは、そのほとんどが印字ハンマの機械的コン
プライアンスを高めた結果として、大きな変位を得る努
力がなされてはいるが、現在市場にでている電磁駆動型
の衝撃式印字ヘッドに匹敵する印字ハンマの初期加速性
、並びに高いドツト周波数を得るには、末だその印字ハ
ンマの構造に改善の余地があると考えられ、そのために
は圧電磁器が面の分極軸に直角なすべての方向に対して
1等方性であることを積極的に利用し、小形でかつ大き
な励振力と変位が得られる高速駆動の可動な印字ハンマ
を設計する必要がある。
Other recently proposed electrostrictive drive type shearing printheads, most of which are the result of increased mechanical compliance of the printing hammer, are currently being used, although efforts have been made to achieve large displacements. In order to obtain the initial acceleration and high dot frequency of the printing hammer comparable to electromagnetic-driven impact printheads on the market, it is thought that there is still room for improvement in the structure of the printing hammer, and therefore By actively utilizing the fact that piezoelectric ceramics are isotropic in all directions perpendicular to the polarization axis of the surface, we have created a small, high-speed movable printing hammer that can obtain large excitation force and displacement. need to be designed.

更に、初めに述べた印字ヘッドの設計目標は、当然この
電歪駆動型の衝撃式印字ヘッドにも要求される目標であ
シ、電磁駆動型の衝撃式印字ヘッドにおける磁気回路に
相当するものを必要としないとの電歪駆動型の衝撃式印
字ヘッドは、印字ハンマの高集積化が可能であり、特に
薄形化が期待できる。しかしながらこれを動作させるに
は現在のところ数100ボルトの電圧を必要とし、この
電圧が印加された圧電磁器の電極面上の電荷密度は非常
に高くなる。そのため、静電現象等によシミ極面上にゴ
ミ等が付着すると、一対の電極を短絡したり、隣接する
印字ハンマの電極間で短絡したりして放電を起す原因と
なp1印字ハンマの動作不安定や、そのノイズによりプ
リンタの誤動作を招く等の欠点があった。このことは電
歪駆動型の剪撃式印字ヘッドの小形化、軽量化及び薄形
化を進めるに当って注意すべき点である。
Furthermore, the design goals for the print head mentioned at the beginning are of course the goals required for this electrostrictive drive type impact type print head, and it is necessary to create a design that corresponds to the magnetic circuit in an electromagnetic drive type impact type print head. Electrostrictive drive-type impact print heads that do not require printing hammers can be highly integrated, and can be expected to be particularly thin. However, to operate this, a voltage of several hundred volts is currently required, and the charge density on the electrode surface of the piezoelectric ceramic to which this voltage is applied becomes extremely high. Therefore, if dust or the like adheres to the surface of the stain electrode due to electrostatic phenomena, it may short-circuit a pair of electrodes or short-circuit between the electrodes of adjacent printing hammers, causing discharge. There were drawbacks such as unstable operation and noise that caused the printer to malfunction. This is a point that must be kept in mind when making electrostrictive drive type shearing print heads smaller, lighter, and thinner.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになさ
れたもので、小形化、軽量化及び薄形化k tlること
かできかつ安定した動作で高速印字を行うことかn1能
であると共に、誤動作を起すことのない衝撃式印字ヘッ
ドを得ることを目的とするものである。
The present invention was made in order to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and it is possible to reduce the size, weight, and thickness of ktl, and to perform high-speed printing with stable operation. The purpose of this invention is to obtain an impact type print head that does not cause malfunctions.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

上述した目的を達成するため、本発明は一方の電極面を
弾性板に接合させた圧電磁器の他方の電極而を可撓性絶
縁膜で被覆し、この弾性板と圧電磁器とで形成される印
字71ンマの弾性板側に該印字ハンマのクランプを兼ね
たリバウンド及び逆反り防止用のベースプレートを配置
すると共に、圧電磁器側に印字ハンマの飛行の行き過ぎ
を防止するためのリミッタバンクを有するアッパプレー
トを配置したものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention covers one electrode surface of a piezoelectric ceramic whose one electrode surface is bonded to an elastic plate with a flexible insulating film, and which is formed by this elastic plate and the piezoelectric ceramic. A base plate for preventing rebound and reverse warping, which also serves as a clamp for the printing hammer, is arranged on the elastic plate side of the printing hammer, and an upper plate has a limiter bank on the piezoelectric ceramic side for preventing the printing hammer from flying too far. is arranged.

〔実施例〕〔Example〕

以下に図面を参照して本発明の一実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まぜ、第3図(A)は本発明で゛使用する印字ハンマの
斜視図、第3図(B)はその分解図で、図において9は
大略三角形とした弾性板、10は該弾性板9とほぼ同形
状に形成されていてかつその両面に一対の電極を有する
圧電磁器であり、この圧電磁器10の一方の電極而を弾
性板9に接着剤等で接合固定することにより非対称バイ
モルフ型の振動子による印字ハンマが形成されている。
3(A) is a perspective view of the printing hammer used in the present invention, and FIG. 3(B) is an exploded view thereof. In the figure, 9 is an approximately triangular elastic plate, and 10 is the elastic plate 9. It is a piezoelectric ceramic that is formed in almost the same shape as the piezoelectric ceramic 10 and has a pair of electrodes on both sides.By bonding and fixing one electrode of the piezoelectric ceramic 10 to the elastic plate 9 with an adhesive or the like, an asymmetric bimorph type can be created. A printing hammer is formed by a vibrator.

そしてこの印字ハンマの一端すなわち自由端となる部分
に印字ワイヤ11が取付けられており、また圧電磁器1
0の他方の電極面は可撓性絶縁膜12で被膜されている
A printing wire 11 is attached to one end of this printing hammer, that is, a free end, and a piezoelectric ceramic 1
The other electrode surface of 0 is coated with a flexible insulating film 12.

13は前記印字ノ・ンマの弾性板9側に配置されたベー
スプレート、14は印字ハンマの圧電磁器10側に配置
されたアッパプレー1−115は該アッパプレート14
の自由端に形成されたリミッタバンク、16は前記可撓
性絶縁膜12とアツノくフ。
13 is a base plate disposed on the elastic plate 9 side of the printing hammer, and 14 is an upper plate 1-115 disposed on the piezoelectric ceramic 10 side of the printing hammer.
A limiter bank 16 formed at the free end of the flexible insulating film 12 is in contact with the flexible insulating film 12.

レート14の間に配置されたスペーサである0これを組
立てるには、前記の如く印字ワイヤ11と可撓性絶縁膜
12を設けた印字ノ1ンマをベースプレート13上に載
せ、その他端にスペーサ16を重ね、更にその上からア
ラ/くプレート14′ff:重ねた後、これらを図面し
ないネジにより一体に固定する。
To assemble the spacer 0 arranged between the plates 14, place the printing plate 1 having the printing wire 11 and the flexible insulating film 12 on the base plate 13 as described above, and place the spacer 16 on the other end. After overlapping the plates 14'ff and 14'ff, they are fixed together with screws (not shown).

本発明はこのような構造による印字ノ1ンマtri数枚
積層してユニット化することにより、小形イし。
The present invention can be miniaturized by stacking several printing mats with this structure and forming a unit.

軽量化及び薄形化合計9、かつ誤動作を生じさせず、安
定した動作で高速印字を行って良好な印字品質を得るも
のであるO すなわち、前述したように電歪駆動型の衝撃式印字ヘッ
ドにおいては、印字/1ンマの駆動に要する印加電圧は
、現状では数100ボルトに達し、そのため静電現象な
どにより、前記圧電磁器100′1L極面上にゴミ等が
付着した場合、一対の電極間や、隣接する印字/’%ン
マとの電極間で短絡″/J工発生する等して放電を起す
原因とな9、その結果印字ハンマの動作が不安定になっ
た9、そのノイズによりプリンタが誤動作を起す等の不
具合が生じることになるが、上述したように本発明によ
る印字ハンマでは、圧電磁器10の他方の電極面すなわ
ち従来の印字ヘッドにおいては露出していた但1]の電
極面を可撓性絶縁膜12で全面にわたって被覆するとい
う手段で、前記の不具合を防止している。
It is lightweight and thin in total 9, and achieves high-speed printing with stable operation without causing malfunctions. In other words, as mentioned above, an electrostrictive drive type impact print head At present, the applied voltage required for printing/driving one meter reaches several hundred volts, and therefore, if dust or the like adheres to the pole surface of the piezoelectric ceramic 100'1L due to electrostatic phenomena, the pair of electrodes This may cause a short circuit between the electrodes or the adjacent printing/'% mark', causing discharge.9 As a result, the operation of the printing hammer became unstable9, and the noise caused This may cause problems such as malfunction of the printer, but as described above, in the printing hammer according to the present invention, the other electrode surface of the piezoelectric ceramic 10, that is, the electrode 1] which was exposed in the conventional print head. The above problem is prevented by covering the entire surface with a flexible insulating film 12.

また、上述した印字/′−77は、圧電磁器10カニそ
の面の分極軸に直角なすべての方向に対して等方性であ
ることを利用するため、その固定端力’−11ぼ印字ワ
イヤ11の取付中心から等距離の円弧端でクランプされ
るよ・う・に、印字ワイヤ11g1llの端面を円弧形
に加工したスペーサ16を介してアッパプレート14と
ベースプレート13との間に挾込んで固定する構造とし
ている。こうして形成された印字ハンマは圧電磁器10
0両面の電極に電圧を印加することにより駆動すると、
それにより生じる圧電歪の状態は半径方向に放射状に分
布し、この分布した圧電歪は印字ワイヤ11が第3図(
A)に示す矢印方向に飛行するための所望励振に有効に
支配的に作用することになシ、小形でかつ初期加速性が
後れた大きな励振力と変位の得られる高速駆動の可能な
印字ハンマとなる。
In addition, since the above-mentioned printing /'-77 utilizes the fact that the piezoelectric ceramic 10 crab is isotropic in all directions perpendicular to the polarization axis of its surface, the fixed end force of the printing wire '-11 is The end surface of the printing wire 11g1ll is inserted between the upper plate 14 and the base plate 13 via a spacer 16 which is formed into an arc shape so that the printing wire 11g1ll is clamped at the arcuate end equidistant from the mounting center of the wire 11. It has a fixed structure. The printing hammer thus formed is a piezoelectric ceramic 10
When driven by applying voltage to the electrodes on both sides,
The resulting state of piezoelectric strain is distributed radially in the radial direction, and this distributed piezoelectric strain is caused by the printing wire 11 shown in FIG.
A) It is necessary to effectively and dominantly act on the desired excitation for flight in the direction of the arrow shown in arrow A), and it is small in size and capable of high-speed driving with large excitation force and displacement with delayed initial acceleration. It becomes a hammer.

一方、この上うな電歪駆動による印字ハンマは、直流電
圧全印加したときの定常変位量をプラテンギャップ以上
に設定して、印字ハンマの加速領域内で印字を行わせる
ことが必要であり、このときのみ安定した高品質の印字
画素を得ることができるものである。ところが、現在稼
動している電磁駆動型の衝撃式印字ヘッドを搭載したプ
リンタのプラテンギャップは大略0・4〜05能であり
、電歪駆動型のTtI撃式開式印字ヘッドける印字ハン
マの定常変位量をこの量に対応させると、このときのス
テップ状印加電圧に対する印字ノ1ンマの最大自由飛行
量は理論的には2倍の08〜1叫に達する。このことは
、言い換えるならばその最大自由飛行量が0.8〜1m
mを持つ印字ノ・ンマでなければ、電磁駆動型の印字ノ
・ンマに代替できないということである。しかしながら
、このように最大自由飛行量を08〜1論とすると、プ
リンタのプラテンギャップが不測の事態で大きく開いた
場合、1字ハンマが本来必要としない飛行を行うことに
なり、このような不要の飛行量は圧電磁器10に作用す
る応力を高め、その抵抗強度を越えて圧電磁器10の折
損を招く恐れがある。
On the other hand, with the electrostrictive drive printing hammer, it is necessary to set the steady displacement amount when the full DC voltage is applied to be greater than the platen gap, and print within the acceleration range of the printing hammer. Only then can stable, high-quality printing pixels be obtained. However, the platen gap of printers currently in operation equipped with electromagnetically driven impact type print heads is approximately 0.4 to 0.5 mm, and the platen gap of the printers currently in operation is approximately 0.4~0. If the amount of displacement is made to correspond to this amount, the maximum free flight amount of the printing number 1 in response to the stepwise applied voltage at this time theoretically reaches twice as much as 08 to 1. In other words, the maximum free flight distance is 0.8 to 1 m.
This means that unless there is a printing machine with m, it cannot be replaced by an electromagnetically driven printing machine. However, if the maximum free flight amount is set to 08~1 theory, if the printer's platen gap opens wide due to an unexpected situation, the 1-character hammer will fly in a way that is not originally required. The amount of flight increases the stress acting on the piezoelectric ceramic 10, which may exceed its resistance strength and cause the piezoelectric ceramic 10 to break.

そのため、上述した印字ハンマでは、アッパプレート1
4にリミッタバンク15を設けて飛行量の規制を行い、
これによ逆印字ハンマが不要な自由飛行を行うことを防
止している。すなわち、上述した印字ハンマでは、プリ
ンタのプラテンギャップが不測の事態により大きく開い
たとしても、印字ハンマの自由端がリミッタバンク15
に当り、これによp設定飛行量以上の自由飛行が防止さ
れるので、圧電磁器10の折損を避けることができるO 第4図は上述した本発明による印字ハンマ’t −次元
振動問題として解析したときの、印字ハンマの長さに沿
った各部の飛行波形の理論値と実測値を示したグラフで
あり、図中破線の波形は理論値、実線の波形は実測値で
ある0この図に見られるようにx / lが小さい部分
では、駆動とともに一度逆方向へ撓み、それから順方向
に飛行を始めている。その理由は、印字ノ・ンマの先端
つまり自由端部分が飛行するときの反力すなわち横弾性
波の影響を受けるからで、このことが印字ノヘンマの初
期加速性を鈍くする要因となる。しかしながら、電歪駆
動方式による印字/1ンマでは、その形状を適当に設計
して印字ノ・ンマの場所とともに曲げ剛さを変えること
により前記の逆方向への撓み一つま9逆反りを軽減する
ことは可能であるが、理論解析からこれをゼロにするこ
とは不可能であり、実際においても設計上の様々な制約
からこの逆反シ対策のみに設計的考慮を払う訳にはいか
ないという問題がある。
Therefore, in the above-mentioned printing hammer, the upper plate 1
4 is provided with a limiter bank 15 to regulate the flight amount,
This prevents the reverse printing hammer from performing unnecessary free flight. In other words, with the printing hammer described above, even if the printer's platen gap opens wide due to an unexpected situation, the free end of the printing hammer will not reach the limiter bank 15.
In this case, free flight exceeding the set flight amount p is prevented, so breakage of the piezoelectric ceramic 10 can be avoided. This is a graph showing the theoretical values and actual measured values of the flight waveform at each part along the length of the printing hammer when the printing hammer is pressed. As you can see, in the part where x/l is small, it deflects once in the opposite direction as it is driven, and then begins to fly in the forward direction. The reason for this is that the tip, or free end, of the printing mark is affected by a reaction force, ie, a transverse acoustic wave, when it flies, and this becomes a factor that slows down the initial acceleration of the printing mark. However, in the case of printing using the electrostrictive drive method, by appropriately designing the shape and changing the bending stiffness along with the location of the printing mark, the above-mentioned bending in the opposite direction and reverse warping can be reduced. However, it is impossible to reduce this to zero from theoretical analysis, and in practice, due to various design constraints, there is a problem that design consideration cannot be given only to countermeasures against counterattacks. be.

そこで、本発明では上述したように印字ノ・ンマ金形成
している弾性板9側つま9印字ノ1ンマの背面側にベー
スプレート13を配置して面接触させると共に、印字ノ
・ンマのプリンタを兼ねるようにしており、こうすする
どとによって印字/蔦ンマの逆反りを防止し、印字/寝
マの初期加速性を保障している。
Therefore, in the present invention, as described above, the base plate 13 is arranged on the back side of the elastic plate 9 side toe 9 on which the printing plate is formed, and the base plate 13 is brought into surface contact with the printing plate. This shield prevents reverse warping of the printing/printing area and guarantees the initial acceleration of the printing/printing area.

また、この他ベースプレート13は以下に述べる機能も
有している。すなわち、印字/)ンマは、印字ワイヤ1
1が図示しない印字媒体全衝撃した後、印字媒体からの
反発力に加えて印字ノ・ンマ自身がもつ弾性エネルギ放
出のため、次第に加速されて平衡位置でその運動エネル
ギが最大となるが、従来からある電磁クラッパ方式のア
ーマチュア(ここでいう印字ハンマ)では、この運動エ
ネルギを瞬間的に吸収する機構として衝突アブソーノ(
(ダイナミックダンパ)ユニット、防振ゴム0防振合金
を使用したアブンーバユニット等全採用してアーマチュ
アのリバウンドを抑え、その結果としてドツト周波数を
高めている。しかし、これはアーマチュア全体がほぼ剛
体として運動するから採用できる機構であって、本方式
のように印字ノ凡ンマ自体が比較的柔かなものについて
は、局所的に加速制動するこのような機構を簡単に採用
することはできない。
In addition, the base plate 13 also has the following functions. In other words, the print/) mark is the print wire 1
After 1 fully impacts the printing medium (not shown), in addition to the repulsive force from the printing medium, the printing medium itself releases its own elastic energy, so it is gradually accelerated and its kinetic energy reaches its maximum at the equilibrium position. The electromagnetic clapper armature (herein referred to as a printing hammer) uses a collision absorber (printing hammer) as a mechanism to instantly absorb this kinetic energy.
(Dynamic damper) unit, damper unit that uses anti-vibration rubber and anti-vibration alloy, etc. are all used to suppress the rebound of the armature and increase the dot frequency as a result. However, this is a mechanism that can be adopted because the entire armature moves almost as a rigid body, and when the printing material itself is relatively soft, such as in this method, such a mechanism that locally accelerates and brakes is used. It cannot be easily adopted.

そのため、本発明では印字ノ・ンマを全面で受けるベー
スプレート13を採用することで、前記の逆反り防止と
共にリバウンド防止の機能をももたせている。つまり、
系の1自由度の振動系として考えると、印字/・ンマは
各部間時に平衡位置へ復帰するが、現実モデルとして分
布定数系で見ると、第4図に示したようにおおよそ印字
ノ・ンマの他端すなわちクランプ部側(x/lが小の部
分)から平衡位置に復帰しており (実測値も同様)、
この現象が上述したベースプレート13を採用できるゆ
えんであって、それぞれある位相差をもって印字ハンマ
の各部が復帰・リバウンドを繰返すため、全体としてみ
ればお互いのエネルギをそれぞれ打消すことになp1非
常に早くリノくランドが消滅することになる。
Therefore, in the present invention, by employing the base plate 13 that receives the printing marks on its entire surface, it has the function of preventing reverse warping as described above as well as preventing rebound. In other words,
If we consider the system as a vibration system with one degree of freedom, the print mark will return to an equilibrium position between each part, but if we look at it as a real model using a distributed constant system, the print mark will roughly return to its equilibrium position as shown in Figure 4. It returns to the equilibrium position from the other end, that is, the clamp part side (the part where x/l is small) (the actual measured value is the same),
This phenomenon is the reason why the above-mentioned base plate 13 can be used. Since each part of the printing hammer repeatedly returns and rebounds with a certain phase difference, the energy of each part is canceled out very quickly. Renoku Land will disappear.

第5図(A)は本発明による衝撃式印字ヘッドの一実施
例を示す断面図、第5図(B)はその側面図で、この衝
撃式印字ヘッドは第3図に示した単体の印字ハンマを1
列2枚の配列で積層することにより7ビンのヘッドとし
て構成したものである。ココで各層間の印字ヘッドは、
印字文字の各ドツトのピッチに対応して順次ずらして組
込まれており、位置決め穴17を介して図示しないネジ
等にょシ一体に固定されている。尚、図中18は印字ヘ
ッド前部に設けられたワイヤガイド部である0また、こ
の構成において最上層以外のアッパプレート14は各々
他の層のベースプレートを兼ねておシ、これにより部品
点数を削減している。
FIG. 5(A) is a sectional view showing an embodiment of the impact type print head according to the present invention, and FIG. 5(B) is a side view thereof. 1 hammer
A 7-bin head is constructed by stacking two rows of sheets. Here, the print head between each layer is
The dots are assembled in a sequentially shifted manner corresponding to the pitch of each dot of the printed characters, and are integrally fixed via positioning holes 17 with screws or the like (not shown). In addition, in the figure, 18 is a wire guide section provided at the front of the print head.In addition, in this configuration, each of the upper plates 14 other than the top layer also serves as a base plate for other layers, thereby reducing the number of parts. are being reduced.

このように構成された本発明の衝撃式印字ヘッドは1印
字信号によって印字ハンマを選択的に駆動することによ
り、各々の印字ワイヤで印字媒体を衝撃して、所望の文
字等を印字することができる。
The impact type print head of the present invention configured as described above can print desired characters, etc. by impacting the print medium with each print wire by selectively driving the print hammers with one print signal. can.

尚、上述した実施例では1層2枚の配列で印字ハンマを
積層した構造を説明したが、この他としては複数枚の印
字ハンマを円周上に放射状に配置して積層することによ
り多ピンの印字ヘッドを構成することも可能である。
In addition, in the above-mentioned embodiment, a structure was explained in which the printing hammers were stacked in a two-layer arrangement, but in addition to this, it is possible to create a multi-pin structure by arranging a plurality of printing hammers radially on the circumference and stacking them. It is also possible to configure a print head of.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、弾性板に一方の電極面を
接合した圧電磁器の他方の電極面つ一1シ従来露出して
いた電極面を可撓性絶縁膜で被覆しているため、ゴミ等
の付着に起因する電極面の短絡を無くすことができ、印
字ハンマの動作の不安定さや、そのノイズによるプリン
タの誤動作を防止することができる。
As explained above, the present invention covers the other electrode surface of a piezoelectric ceramic whose one electrode surface is bonded to an elastic plate with a flexible insulating film, which was conventionally exposed. It is possible to eliminate short circuits on the electrode surface due to the adhesion of dust, etc., and it is possible to prevent unstable operation of the printing hammer and malfunction of the printer due to noise.

また、本発明は前記の如く可撓性絶縁膜を有する印字ハ
ンマの圧電磁器側にリミッタバンクを有するアッパプレ
ートを配置しているため、印字ハンマの不要な飛行を防
止することができ、その結果圧電磁器の折損等が発生し
にくくなる。
Further, in the present invention, since the upper plate having the limiter bank is disposed on the piezoelectric ceramic side of the printing hammer having a flexible insulating film as described above, unnecessary flying of the printing hammer can be prevented, and as a result, Breakage of the piezoelectric ceramic becomes less likely to occur.

また、本発明では圧電磁器が面の分極方向に直角なすべ
ての方向に等方性であることを積極的に利用した構造、
すなわち印字・・ンマを円弧形の端面を有するスペーサ
を介して固定しているため、小形の印字・・ンマで大き
な励振力と変位が得られ、かつ印字・・ンマの弾性板側
にベースプレー)1配置しているため、このベースプレ
ートにより印字ハンマのリバウンド及び逆戻シ防止とク
ランプを兼用できることになる。そしてこの電歪駆動方
式による印字ハンマは、電磁駆動方式による印字ハンマ
のように熱の発生がないので、これらのことから安定し
た動作で高速印字を行うことができると共に、高い印字
品質を得ることができる。
In addition, the present invention has a structure that actively utilizes the fact that the piezoelectric ceramic is isotropic in all directions perpendicular to the polarization direction of the surface.
In other words, since the printing mark is fixed via a spacer with an arc-shaped end face, a large excitation force and displacement can be obtained with a small printing mark, and the base is attached to the elastic plate side of the printing mark. Since the base plate is placed in the base plate 1, the base plate can serve as a clamp and prevent the printing hammer from rebounding and reversing. This printing hammer using the electrostrictive drive method does not generate heat like the printing hammer using the electromagnetic drive method, so it is possible to perform high-speed printing with stable operation and obtain high printing quality. I can do it.

更に、本発明は印字ワイヤ及び前記可撓性絶縁膜を取付
けた非対称バイモルフ型の印字ハンマを積層して一体化
するものであシ、シかもその際アッパプレートラ他の印
字ハンマのベースプレートとして兼用できるため、小形
化、軽量化及び薄形化が可能な衝撃式印字ヘッドを実現
でき、現在市場での要求である高密度印字の漢字、イメ
ージ。
Further, in the present invention, the printing wire and the asymmetrical bimorph type printing hammer to which the flexible insulating film is attached are laminated and integrated. As a result, it is possible to create an impact-type print head that is smaller, lighter, and thinner, and can print high-density kanji and images, which is currently required in the market.

グラフィクス出力に特に適した衝撃式印字ヘッドとして
利用することができる。
It can be used as an impact-type print head that is particularly suitable for graphics output.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(A)は対称バイモルフ構成の印字ハンマヲ示す
側断面図、第1図(B)はその正面図、第2図は第1図
に示した印字・・ンマにおける印字ワイヤの動きと時間
との関係を示す図、第3図(A)は本発明による印字ハ
ンマの斜視図、第3図(B)はその分解図、第4図は第
3図に示した印字ハンマを非対称バイモルフの一次元振
動問題としてモデル化したときの印字ハンマの飛行量を
理論値と実測値で比較して示したグラフ、第5図(A)
は本発明による衝撃式印字ヘッドの一実施例を示す断面
図、第5図(B)はその側面図である。 9・・・弾性板 10・・・圧電磁器 11・・・印字
ワイヤ 12・・・可撓性絶縁膜 13・・・ベースプ
レート14・・・アッパプレート 15・・・リミッタ
バンク16・・・スペーサ 17・・・位置決め穴 1
8・・・ワイヤガイド部 特許 出 願人  沖電気工業株式会社代理人  弁理
士  金 倉 喬  二角1− (A)       (B) 角20 竜3Ciil (B) 手続補正書(自発) 昭和58年11・19日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 ■、事件の表示 昭和58年特許願 第030923号 2、発明の名称 衝撃式印字ヘッド 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所   東京都港区虎ノ門1丁目7番12号名 称
  (029)沖電気工業株式会社代表者 橋本南海男 4、代 理 人 5、補正命令の日付  自 発 6、補正の対象 明細書「発明の詳細な説明の(岡」0
7、補正の内容 工、 明細書第1頁第46行に、「従来通ジ」とあるの
を「従来通シの」と補正する。 2 明細書第8頁第5行に、「まぜ、゛」とあるのを「
まず、」と補正する。 3、明細書第12頁第4行に、「抵抗強度」とあるのを
「抗折強度」と補正する。 4、明細書第12頁第19行に、「グラフ」とあるのを
「図」と補正する。
Figure 1 (A) is a side sectional view showing a printing hammer with a symmetrical bimorph configuration, Figure 1 (B) is a front view thereof, and Figure 2 is the printing shown in Figure 1. Movement of the printing wire in the hammer and time. 3(A) is a perspective view of the printing hammer according to the present invention, FIG. 3(B) is an exploded view thereof, and FIG. 4 shows the printing hammer shown in FIG. Figure 5 (A) is a graph showing a comparison between the theoretical value and the measured value of the flight distance of the printing hammer when modeled as a one-dimensional vibration problem.
5 is a sectional view showing an embodiment of the impact type print head according to the present invention, and FIG. 5(B) is a side view thereof. 9... Elastic plate 10... Piezoelectric ceramic 11... Printing wire 12... Flexible insulating film 13... Base plate 14... Upper plate 15... Limiter bank 16... Spacer 17 ...Positioning hole 1
8...Wire guide section patent Applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd. Agent, Patent attorney: Takashi Kanakura Nikkaku 1- (A) (B) Kazu 20 Ryu 3 Ciil (B) Procedural amendment (voluntary) November 1988・19th, Mr. Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Japan Patent Office■, Indication of the case, Patent Application No. 030923 No. 030923, filed in 1982, Title of the invention: Impact type print head 3, Relationship with the person making the amendment Case Patent applicant address: Tokyo 1-7-12 Toranomon, Minato-ku Name (029) Oki Electric Industry Co., Ltd. Representative Nankai Hashimoto 4, Agent 5 Date of amendment order Initiator 6 Subject of amendment Description “Detailed Description of the Invention” (Oka) 0
7. Contents of the amendment: On page 1, line 46 of the specification, the phrase "commonly known" is amended to read "commonly known". 2. On page 8, line 5 of the specification, the phrase “mix,゛” was replaced with “
First of all,” he corrected. 3. In the fourth line of page 12 of the specification, "resistance strength" is corrected to "flexural strength". 4. On page 12, line 19 of the specification, the word "graph" should be corrected to read "figure."

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、所定形状の弾性板に、該弾性板とほぼ同形状でかつ
両面に一対の電極を有する圧電磁器の一方の電極面と貼
合わせて非対称バイモルフ型振動子による印字ハンマを
形成し、その一端を自由端として該自由端に印字ワイヤ
を取付けると共に他端を固定する構造として、この印字
・・ンマを1層2枚の配列で積層する亦もしくは円周上
に複数枚放射状に配列して積層する印字ヘッドにおいて
、前記圧電磁器の他方の電極面を可撓性絶縁膜で被覆し
たことを特徴とする衝撃式印字ヘッド。 2 リミッタバンクを有するアッパプレートを印字ハン
マの圧電磁器側に配置したことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の衝撃式印字ヘッド。 3 印字ハンマの弾性板側にベースプレートラ配置した
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の衝撃式印
字ヘッド。
[Scope of Claims] 1. A printing hammer using an asymmetric bimorph vibrator is bonded to an elastic plate of a predetermined shape and one electrode surface of a piezoelectric ceramic having approximately the same shape as the elastic plate and having a pair of electrodes on both sides. The printing wire is formed at one end as a free end, and a printing wire is attached to the free end while the other end is fixed.This printing wire is laminated in an arrangement of two sheets per layer, or multiple sheets are placed on the circumference. 1. An impact type print head in which the other electrode surface of the piezoelectric ceramic is covered with a flexible insulating film in the print head arranged and stacked in a radial manner. 2. The impact type print head according to claim 1, characterized in that an upper plate having a limiter bank is disposed on the piezoelectric ceramic side of the printing hammer. 3. The impact type print head according to claim 1, wherein the base plate roller is disposed on the elastic plate side of the printing hammer.
JP58030923A 1983-02-28 1983-02-28 Impact type print head Pending JPS59158265A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6377369U (en) * 1986-11-10 1988-05-23

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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