JPS59209888A - 衝撃式印字ヘツドの印字ハンマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電子計算機等の出力装置に利用される衝撃式印
字ヘッドを構成する印字ノ１ンマの技術に属し、特に強
誘電体を駆動源として応用する印字ハンマに関するもの
である。

〔従来技術〕

近年、強誘電体の機械的歪を駆動源として応用〜し次印
字ハンマ、及びこの印字ハンマにより構成される衝撃式
印字ヘッドが多く提案されている。

しかし、周知のように現在市場で主流を占めている電磁
駆動型の衝撃式印字ヘッドに替わろうとする前記印字ヘ
ッドは、その印字ハンマに用いられる強誘電体である磁
器の信頼性、応用に対する設計法が確立していないこと
もあり、今だ実用化には多くの問題が残っている。

最近提案されている圧電歪駆動方式の印字ハンマにおい
ては、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、大きな変位が得られるいわゆるバイモルフ型
のものがある。これは圧電磁器の横効果を利用した方式
の印字ハンマであって、すなわち大略数ミクロンの圧電
磁器の機械的変位を、バイモルフ型式で簡単に数１００
倍に拡大することができ、独立した複雑な拡大機構を必
要としない最もシングルな型式といえるものである。

しかしながら、このバイモルフ型の印字ハンマにおいて
、電磁駆動型の印字ハンマと同等の初期加速性、衝撃力
、及び高いドツト周波数を得るには、まだそのハンマ構
造に改善の余地がある他、駆動に要する印加電圧も数１
００ボルトを必要とし、そのための高圧電源の他に駆動
回路に使う各電気素子も高圧用の特殊で高価なものが必
要であるため、これらのことが実用化する上で大きな常
置となっている。

一方、上述した横効果を利用する印字ハンマの他、両主
面に電極を有する薄膜状の磁器板を数百枚重ね、その面
に対しそ垂直方向に生ずる機械的変位を取出す型式、つ
まシ縦効果を利用する印字ハンマも考えられている。

この型式の印字ハンマの利点としては、薄膜状の磁器板
の両面に電圧が印加されるため、極めて小さい電圧で大
きな電界強度を得ることが可能であるということの他、
電気機械結合係数の値の最も大きな縦方向の歪を効果的
に利用できるという利点も有している。

しかしながら、薄膜状の多層化した磁器板の縦効果によ
る変位を直接取出して印字を行わせることは、いずれに
してもその変位量が僅かであるために不可能で、印字ヘ
ッドを構成する場合複雑な独立した拡大機構を各印字ハ
ンマ毎に用意する必要があり、印字ヘンドの大形化を招
く等、横効果利用のバイモルフ型の印字ハンマに較べて
実現が困難であるという欠点を有している。

［発明の目的〕 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、構造が簡単で独立した拡大機構を必要とせ
ず、かつ低電圧で駆動できると共に大きな変位を得るこ
とができる衝撃式印字ヘッドの印字ハンマを実現するこ
とを目的とするものである。

〔発明の構成〕

上述した目的を達成するため、本発明は所定形状の圧電
磁器を、これとほぼ同形状の弾性板の片面に接合して成
る非対称バイモルフ型振動子の一端を固定し、他端を自
由端として該自由端に印字ワイヤを取付けることにより
構成される印字ハンマにおいて、前記圧電磁器の構造を
、薄い磁器板を複数枚積層すると共に、各磁器板の両面
には予じめ定められた位置に適当なパターンの電極を設
けて隣合う磁器板間でその電極を共通電極とした多層構
造とし、この圧電磁器の横効果を利用して前記印字ワイ
ヤの飛行方向に所望の励振力と変位を取出すようにした
ものである。

〔実施例〕

第１図は本発明が適用される非対称バイモルフ型の印字
ハンマの１例を示す斜視図で、大略扇状に構成されてい
る。すなわち、図において１は大略三角形の圧電磁器で
、この圧電磁器１をこれとほぼ同形状の弾性板２の上面
に接合することにより非対称バイモルフ型振動子が形成
される。そこで、この非対称バイモルフ型振動子をベー
スプレート３上に重ね、また非対称バイモルフ型振動子
の一端に適当な半径で円弧状に加工された円弧状端面４
ａを有するスペーサ４を重ね、更にこのスペーサ４上に
前記圧電磁器１と同形状のアッパプレート５を重ねて、
これらをネジ等により一体に固定すると共に、非対称バ
イモルフ型振動子の他端を自由端として、この自由端に
印字ツイヤ６を取付けることによシ構成したものである
０尚、図中のイは印字ワイヤ取付点である。

このように構成された扇状の印字ハンマは、圧電磁器１
の横効果を利用したもので、この圧電磁器１は面の分極
軸に直角なすべての方向に対して等方性であるので、該
印字ハンマは矢印で示した印字ワイヤ３の飛行方向に所
望の励振力と変位を取出すのに有利な構造である他、印
字ヘッドユニットとして実現する場合にも便利な形状で
ある。

第２図は本発明の一実施例を示す図で、ここでは圧電磁
器のみを図示しておシ、同図（Ｉ）はその圧電磁器の拡
大斜視図、同図（ＩＩ）は同図（Ｉ）のＡ、Ｂ。

Ｃ，Ｄの位置での断面図である。

本発明の印字ハンマは、上述したようにその形状が扇状
で、圧電磁器の横効果を利用して印字ワイヤを飛行、つ
まシ印字動作させるものである。

この圧電磁器は、第２図（Ｉ）に示すように薄い磁器板
７を複数枚積層した多層構造として形成され、各磁器板
７０両面には予じめ定めら壮た位置に適−当なパターン
の電極８を有し、かつこの電極８のうち、各々隣合う磁
器板７間の電極８を両者の共通電極としている。尚、こ
れらの電極８の分極方向は、当然のことながら同図中Ｐ
で示す矢印のように隣合う磁器板７で逆方向となるよう
にする必要がある０　　′ そしてこれらの電極８は、第２図（Ｗに示すように積層
された磁器板７の両側面に１つおきに交互に引出され、
一方の側面に引出された電極８はプラス側電極端子９と
して、また他方の側面に引出された電極８はアース側電
極端子１０として各々ｘｉとめに結線されて、電源ＶＣ
に接続されるＯさて、本構成による非対称）くイモルフ
型の印字ハンマにおける印字ワイヤ取付点の定常変位量
で与えられる。ここで、ｌ：印字ノーンマの長さ、ｃＬ
５１＝圧電定数、Ｖｅ：印加電圧、ｈ：磁器板１枚の厚
さ、ｒＬ＝磁器板の積層枚数、Ｃ：磁器板及び弾性板の
材料値とその形状で決まる長さのディメンジョンをもっ
た定数である。

前記（１）式においてＶ、、　／　ｒＬｈは磁器板に発
生する電界であるので、定常変位量Ｗ（ｔ）を大きくす
るためには、Ｖｅ／ＩＬｈを大きくすればよいことにな
る０ところがｈを小さくするとＣが変化する。そのため
、本発明においては磁器板の製造上得られ限界の厚さｈ
をもとに積層枚数ルを決め、弾性板のヤング率、形状を
選定して効率のよい印字／）ンマを得ている。

また、周知のように圧電磁器は、一般にその製造段階に
おいて微視的な空孔、クランクが必ず生じている。従っ
て圧電磁器に繰返しの曲げ応力が作用すると、この個所
に応力集中が起り、圧電磁器は比較的早い段階で折損し
てしまうという問題があったが、上述した印字ハンマに
よれば、圧電磁器を多層構造とすることで曲げ応力が分
散され、緩和されるため、圧電磁器の折損防止に対して
も有効な手段となる。

以上説明した本発明による印字／１ンマは１画素を印字
するものであるが、複数画素を印字する場合は、この臼
字ノ為ンマを１層２枚の配列として複数枚積層するか、
もしくは円周上に複数枚放射状に配置して積層すること
により、複数画素を印字する印字ヘッドとして構成する
ことができる。

また、この信奉発明の印字ハンマは、ラインプリンタ用
の印字ハンマとしても連装できることは、上述した説明
から明らかであろう。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、薄い磁器板を積層して多
層化した圧電磁器を弾性板に接合して非対称バイモルフ
型振動子を形成し、この非対称バイモルフ型振動子の一
端を固定すると共に、他端を自由端としてこの自由端に
印字ワイヤを取付けた構成としているため、以下の効果
を得ることができる。

す々わち、本発明による印字ノーンマは圧電磁器が多層
構造であるにも拘わらず、圧電磁器の機械的歪の横効果
を利用したバイモルフ型の印字ハンマであるため、独立
した拡大機構を必要とせず、構造が簡単であるので、印
字ヘッドの小型、薄型化を計ることができる。

また、圧電磁器を構成する磁器板の両面に電極が設けら
れているため、低電圧駆動が可能となり、そのため従来
のような高圧電源を必要とせず、電源や駆動回路に使う
各電気素子も現在の電磁駆動型の印字ハンマに使われて
いる電源やドライバの電気素子と同レベルの汎用的な素
子を使用できるので、安価なものとなる。

また、圧電磁器が多層構造であるので、圧電磁器自身が
もつ空孔、クラック等に起因する折損を回避することが
でき、印字ハンマの長寿命化、ひいては印字ヘッドの長
寿命化を計ることができる。

更に、圧電磁器の両側面において、共通の極性端子が結
線できるため、東線にからむハンダ付作業等の問題から
も解放され、信頼性が向上する等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される非対称バイモルフ型の印字
ハンマを示す斜視図、第２図は本発明の一実施例を示す
図で、同図（Ｉ）は圧電磁器の拡大斜視図、同図（１，
１）はその断面図である。 １・・・圧電磁器　２・・・弾性板　３・・・ベースグ
レート　４・・・スペーサ　４ａ・・・円孤形端面　５
・・・アッパプレート　６・・・印字ワイヤ　７・・・
磁器板　８・・・電極　９・・・プラス側電極端子　１
０・・・アース側電極端子 特許　出　願人　　沖電気工業株式会社代理人　　弁理
士　　金　倉　喬　工 場１ｒｊＪ 角２− （わ 手続補正書（自制 昭和５８年１１月１４日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 事件の表示 昭和５８年特許願第０８４１１、 発明の名称　衝撃式印字ヘッドの印字ハンマ補正をする
者 事件とのｒ酊ｌ　特許出願人 代表者　　　橋　本　南　海　男 ４、代　理　人 ７　補正の内容 １．明細書第４頁第１５行に、「できる佃ｉ撃式」とあ
るのを「でき、更に圧電磁器の折損を回ノ肪できる構造
とした衝撃式」と補正する。 ２　明、１４１１１書第８頁第９行に、「変化する１−
３」とあるのを１変化するほか、磁器板の機械的強度か
著るしく低下する。」と補正する。 特開昭５９−２０９８８８（５） ５１５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、所定形状の圧電磁器を、これとほぼ同形状の弾性板
   の片面に接合して成る非対称バイモルフ型振動子の一端
   を固定し、他端を自由端として該自由端に印字ワイヤを
   取付けることにより構成される印字ハンマにおいて、前
   記圧電磁器の構造を、薄い磁器板を複数枚積層すると共
   に、各磁器板の両面には予じめ定められた位置に適当な
   パターンの電極を設けて、隣合う磁器板間でその電極を
   共通電極とした多層構造とし、その機械的歪の横効果を
   利用して印字ワイヤを駆動することを特徴とする衝撃式
   印字ヘンドの印字ハンマ０