JPS63194955A - 印字ヘツド - Google Patents
印字ヘツドInfo
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- JPS63194955A JPS63194955A JP2853487A JP2853487A JPS63194955A JP S63194955 A JPS63194955 A JP S63194955A JP 2853487 A JP2853487 A JP 2853487A JP 2853487 A JP2853487 A JP 2853487A JP S63194955 A JPS63194955 A JP S63194955A
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- Japan
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- hinge
- piezoelectric element
- arm
- hinges
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Links
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 22
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 12
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/22—Typewriters 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
- B41J2/23—Typewriters 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
- B41J2/27—Actuators for print wires
- B41J2/295—Actuators for print wires using piezoelectric elements
Landscapes
- Impact Printers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電素子を駆動源とするプリンタ印字ヘッド
に関するものである。
に関するものである。
従来、プリンタ印字ヘッドの駆動源としては、電磁型の
アクチュエータが広く用いられてきた。
アクチュエータが広く用いられてきた。
この電磁型のアクチュエータは、コイルに電流を流すこ
とにより磁界を発生しその磁力を利用して可動部材を駆
動するため、銅損や鉄損が生じ、大きな入力エネルギを
必要とするばかりでなく、発熱や磁気干渉などの問題点
があった。
とにより磁界を発生しその磁力を利用して可動部材を駆
動するため、銅損や鉄損が生じ、大きな入力エネルギを
必要とするばかりでなく、発熱や磁気干渉などの問題点
があった。
そこで近年、電気・機械エネルギ変換効率が高く、低電
力、低発熱で磁気干渉のない圧電素子を駆動源とする印
字ヘッドが考えられている。たとえば特願昭５８−１６
３６６８号明細書には第５図（ａ）、（ｂ）に示すよう
な印字ハンマが記載されている。
力、低発熱で磁気干渉のない圧電素子を駆動源とする印
字ヘッドが考えられている。たとえば特願昭５８−１６
３６６８号明細書には第５図（ａ）、（ｂ）に示すよう
な印字ハンマが記載されている。
第５図において印字ヘッドは、一端が固定部材５０に結
合された圧電素子５１と、端部に近接して２個の第１．
第２の結合部５２．５３を有しその一方５２は固定部材
５０に結合し、他方５３は圧電素子５１の他の一端に結
合された第１のアーム５４と、近接した２個の第３．第
４の結合部５５．５６を有しその一方５５は第１のアー
ム５４の他端に結合し他方５６は固定部材５６に結合し
た第２のアーム５７と、第２のアーム５７の他端に固着
された印字ワイヤ５８を備えている。
合された圧電素子５１と、端部に近接して２個の第１．
第２の結合部５２．５３を有しその一方５２は固定部材
５０に結合し、他方５３は圧電素子５１の他の一端に結
合された第１のアーム５４と、近接した２個の第３．第
４の結合部５５．５６を有しその一方５５は第１のアー
ム５４の他端に結合し他方５６は固定部材５６に結合し
た第２のアーム５７と、第２のアーム５７の他端に固着
された印字ワイヤ５８を備えている。
第５図（ａ）は圧電素子５１に電圧が印加されていない
場合であり、圧電素子５１に電圧が印加されると第５図
（ｂ）に示すように、圧電素子５１は矢印入方向に伸び
、第１のアーム５４は押されて第１の結合部５２付近を
回転中心としてθ１回転し、圧電素子５１の変位はてこ
の原理により拡大されて第３の結合部５５に伝達される
。
場合であり、圧電素子５１に電圧が印加されると第５図
（ｂ）に示すように、圧電素子５１は矢印入方向に伸び
、第１のアーム５４は押されて第１の結合部５２付近を
回転中心としてθ１回転し、圧電素子５１の変位はてこ
の原理により拡大されて第３の結合部５５に伝達される
。
第２のアーム５７は、第３の結合部５５より引張られ第
４の結合部５６付近を回転中心としてθ２２回転、第３
の結合部５５の変位はてこの原理により拡大されて印字
ワイヤ５８に伝達される。このように圧電素子５１の変
位は、第１および第２のアームら４．５７の回転運動に
より拡大されて印字ワイヤ５′８に伝達され、印字動作
を行っている。
４の結合部５６付近を回転中心としてθ２２回転、第３
の結合部５５の変位はてこの原理により拡大されて印字
ワイヤ５８に伝達される。このように圧電素子５１の変
位は、第１および第２のアームら４．５７の回転運動に
より拡大されて印字ワイヤ５′８に伝達され、印字動作
を行っている。
上述した従来の圧電素子による印字ヘッドは、圧電素子
を駆動源として使用していることから、低電力・低発熱
で磁気干渉がないという特徴を持っている。しかし圧電
素子の変位を拡大する変位拡大機構が、２個のアームと
４個の結合部からなるてこを二段直列に接続した二段増
幅型変位拡大機構になっているため、構造が複雑になり
製造コストが高いという問題点がある。また、変位拡大
機構は、てこの原理を応用しているなめ、変位は拡大す
るが力は縮小する性質を持っている。したがって、第１
のアームと第１．第２の結合部より。
を駆動源として使用していることから、低電力・低発熱
で磁気干渉がないという特徴を持っている。しかし圧電
素子の変位を拡大する変位拡大機構が、２個のアームと
４個の結合部からなるてこを二段直列に接続した二段増
幅型変位拡大機構になっているため、構造が複雑になり
製造コストが高いという問題点がある。また、変位拡大
機構は、てこの原理を応用しているなめ、変位は拡大す
るが力は縮小する性質を持っている。したがって、第１
のアームと第１．第２の結合部より。
構成される一段目の変位拡大機構の出力としては大きな
力を得ることは難しく、第３．第４の結合部の曲げ剛性
は第１．第２の結合部の曲げ剛性よりも小さくする必要
がある。その結果、第２のアームと第３．第４の結合部
より構成される二段目の変位拡大機構の固有振動数は低
くなり結局印字ヘッドの印字動作の応答周波数を高くす
ることができないという問題点もある０本発明の目的は
、構造が単純で安価な、かつ高速の印字ヘッドを提供す
ることにある。
力を得ることは難しく、第３．第４の結合部の曲げ剛性
は第１．第２の結合部の曲げ剛性よりも小さくする必要
がある。その結果、第２のアームと第３．第４の結合部
より構成される二段目の変位拡大機構の固有振動数は低
くなり結局印字ヘッドの印字動作の応答周波数を高くす
ることができないという問題点もある０本発明の目的は
、構造が単純で安価な、かつ高速の印字ヘッドを提供す
ることにある。
本発明の印字ヘッドは固定部材に固定された薄板状の第
１のヒンジを一端に有する圧電素子と、端部に薄板状で
あって前記圧電素子の他端に結合した第２のヒンジとそ
れを挟んだ幅方向の両側にあって、ヒンジの厚さ方向に
前記第２のヒンジとは段差をつけて同じ高さに配置され
た薄板状の第３、第４のヒンジを有し、前記第２のヒン
ジを前記圧電素子の他端に結合し、前記第３．第４のヒ
ンジを前記固定部材に結合してなる前記圧電素子の伸縮
方向とは異なる方向に伸びたアームと、前記アームの他
端に結合され前記圧電素子の伸縮方向と同方向に伸びた
印字ワイヤとから構成されている。
１のヒンジを一端に有する圧電素子と、端部に薄板状で
あって前記圧電素子の他端に結合した第２のヒンジとそ
れを挟んだ幅方向の両側にあって、ヒンジの厚さ方向に
前記第２のヒンジとは段差をつけて同じ高さに配置され
た薄板状の第３、第４のヒンジを有し、前記第２のヒン
ジを前記圧電素子の他端に結合し、前記第３．第４のヒ
ンジを前記固定部材に結合してなる前記圧電素子の伸縮
方向とは異なる方向に伸びたアームと、前記アームの他
端に結合され前記圧電素子の伸縮方向と同方向に伸びた
印字ワイヤとから構成されている。
本発明の印字ヘッドにおいては、第２のヒンジを挟んで
幅方向の両側に、厚さ方向に第１のヒンジとは段差をつ
けて第３．第４のヒンジを配置しているため、第２のヒ
ンジの軸と第３．第４のヒンジの軸との間の距離を、従
来のように各ヒンジを平面的に配置した場合と比較して
、短くできる。
幅方向の両側に、厚さ方向に第１のヒンジとは段差をつ
けて第３．第４のヒンジを配置しているため、第２のヒ
ンジの軸と第３．第４のヒンジの軸との間の距離を、従
来のように各ヒンジを平面的に配置した場合と比較して
、短くできる。
その結果、変位拡大機構の変位拡大率を大きくできアー
ムを１個しか用いない一段増幅でもって、印字動作に必
要なストロークを得ることができる。
ムを１個しか用いない一段増幅でもって、印字動作に必
要なストロークを得ることができる。
したがって、従来のようにアームを２個使用した二段増
幅の場合と比較して、アームの等価質量は小さくなりヒ
ンジ部の等偏曲げ剛性も大きくなるため変位拡大機構の
固有振動数は高くなり、印字ヘッドの印字動作の応答周
波数が高くなり高速の印字ヘッドとなる。
幅の場合と比較して、アームの等価質量は小さくなりヒ
ンジ部の等偏曲げ剛性も大きくなるため変位拡大機構の
固有振動数は高くなり、印字ヘッドの印字動作の応答周
波数が高くなり高速の印字ヘッドとなる。
また、変位拡大機構も１個のアームと３個のヒンジのみ
で構成しているため構造が単純で安価な印字ヘッドとな
る。
で構成しているため構造が単純で安価な印字ヘッドとな
る。
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の実施例のヒンジの配置を示す斜視図、第３図は第１
図の実施例の動作図を示す斜視図、第４図（ａ）、（ｂ
）は本発明の他の実施例を示す正面図と側面図である。
図の実施例のヒンジの配置を示す斜視図、第３図は第１
図の実施例の動作図を示す斜視図、第４図（ａ）、（ｂ
）は本発明の他の実施例を示す正面図と側面図である。
第１図において、アーム１はその端部１ａに薄板状の第
２のヒンジ２とそれを挟んで幅方向の両側に薄板状の第
３．第４のヒンジ３，４を有し、第２のヒンジ２は圧電
素子５の伸縮方向の一端５ａに結合され、第３．第４の
ヒンジ３，４は固定部材６に結合され、圧電素子５の伸
縮方向の他端５ｂは固定部材６に結合された薄板状の第
１のヒンジ８に結合されている。またアーム１は圧電素
子５の伸縮方向とは直角方向に伸びており、アーム１の
他端１ｂに圧電素子５の伸縮方向と同方向に伸びている
印字ワイヤ７が結合されている。
２のヒンジ２とそれを挟んで幅方向の両側に薄板状の第
３．第４のヒンジ３，４を有し、第２のヒンジ２は圧電
素子５の伸縮方向の一端５ａに結合され、第３．第４の
ヒンジ３，４は固定部材６に結合され、圧電素子５の伸
縮方向の他端５ｂは固定部材６に結合された薄板状の第
１のヒンジ８に結合されている。またアーム１は圧電素
子５の伸縮方向とは直角方向に伸びており、アーム１の
他端１ｂに圧電素子５の伸縮方向と同方向に伸びている
印字ワイヤ７が結合されている。
第２図は第１図の実施例の第２．第３．第４のヒンジ２
，３．４の配置を示す斜視図であり、第３、第４のヒン
ジ３，４は、第２のヒンジ２を挟んでその幅方向の両側
に、その厚さ方向に第２のヒンジ２とは段差をつけて同
じ高さに配置されている。
，３．４の配置を示す斜視図であり、第３、第４のヒン
ジ３，４は、第２のヒンジ２を挟んでその幅方向の両側
に、その厚さ方向に第２のヒンジ２とは段差をつけて同
じ高さに配置されている。
このような構成の印字ヘッドにおいて、圧電素子５に電
圧を印加すると、第３図に示すように、圧電素子５は矢
印入方向に伸張動作を起こし、第２のヒンジ２に力を伝
える。すると、第３．第４のヒンジ３，４は第２のヒン
ジ２とは段差をつけであるなめ、薄板状の第１．第２．
第３．第４のヒンジ８，２，３．４は曲げ変形を起こし
、アーム１は矢印Ｂの方向に回転運動を起こす。その結
果アーム１の先端に結合された印字ワイヤ７には、圧電
素子５の変位が拡大されて伝達され、矢印Ｃの方向に動
作し、印字動作を行う。
圧を印加すると、第３図に示すように、圧電素子５は矢
印入方向に伸張動作を起こし、第２のヒンジ２に力を伝
える。すると、第３．第４のヒンジ３，４は第２のヒン
ジ２とは段差をつけであるなめ、薄板状の第１．第２．
第３．第４のヒンジ８，２，３．４は曲げ変形を起こし
、アーム１は矢印Ｂの方向に回転運動を起こす。その結
果アーム１の先端に結合された印字ワイヤ７には、圧電
素子５の変位が拡大されて伝達され、矢印Ｃの方向に動
作し、印字動作を行う。
このような本発明の印字ヘッドにおいては、第３、第４
のヒンジ３．４を第２のヒンジ２を挟んで幅方向の両側
に、その厚さ方向に第２のヒンジ２とは段差をつけて配
置しているため、第２のヒンジ２の軸と第３．第４のヒ
ンジ３，４の軸との間の距離を、従来のように各ヒンジ
を平面的に配置した場合と比較して短くできる。その結
果、変位拡大機構の変位拡大率を大きくでき、アームを
１個しか用いなくても、印字動作に必要なストロークを
得ることができる。したがって、従来のようにアームを
２個使用した場合と比較して、アームの等価質量は小さ
くなるため変位拡大機構の固有振動数は高くなり、印字
ヘッドの印字動作の応答周波数が高くなり高速の印字ヘ
ッドとなる。また、変位拡大機構も１個のアームと４個
のヒンジのみで構成しているため構造が単純で安価な印
字ヘッドとなる。
のヒンジ３．４を第２のヒンジ２を挟んで幅方向の両側
に、その厚さ方向に第２のヒンジ２とは段差をつけて配
置しているため、第２のヒンジ２の軸と第３．第４のヒ
ンジ３，４の軸との間の距離を、従来のように各ヒンジ
を平面的に配置した場合と比較して短くできる。その結
果、変位拡大機構の変位拡大率を大きくでき、アームを
１個しか用いなくても、印字動作に必要なストロークを
得ることができる。したがって、従来のようにアームを
２個使用した場合と比較して、アームの等価質量は小さ
くなるため変位拡大機構の固有振動数は高くなり、印字
ヘッドの印字動作の応答周波数が高くなり高速の印字ヘ
ッドとなる。また、変位拡大機構も１個のアームと４個
のヒンジのみで構成しているため構造が単純で安価な印
字ヘッドとなる。
第４図（ａ）、（ｂ）は、第１図に示した本発明の印字
ヘッドを放射状に２４個配置したシリアルプリンタ用印
字ヘッドの一実施例を示す正面図と側面の断面図である
。
ヘッドを放射状に２４個配置したシリアルプリンタ用印
字ヘッドの一実施例を示す正面図と側面の断面図である
。
第４図において、第１図に示した印字ヘッドと同じ構造
の印字ヘッド４９−１．４９−２．４９−３・・・をそ
れぞれの印字ワイヤ４７−１．４７−２．４７−３・・
・がほぼ中心になるように放射状に２４個配置しである
。
の印字ヘッド４９−１．４９−２．４９−３・・・をそ
れぞれの印字ワイヤ４７−１．４７−２．４７−３・・
・がほぼ中心になるように放射状に２４個配置しである
。
このような構成の印字ヘッドにおいても、前述の印字ヘ
ッドと同様の動作を行い、同様の効果を発揮する。
ッドと同様の動作を行い、同様の効果を発揮する。
本発明によれば、構造が単純で安価でしかも高速の印字
ヘッドが得られる。
ヘッドが得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の実施例のヒンジの配置を示す斜視図、第３図は第１
図の実施例の動作図を示す斜視図、第４図（ａ）、（ｂ
）は本発明の他の実施例を示す正面図と側面図、第５図
（ａ）、（ｂ）は従来の実施例を示す図である。 １．４１−１．４１−２．４１−３・・・アーム、２・
・・第２のヒンジ、３・・・第３のヒンジ、４・・・第
４のヒンジ、５，４５・・・圧電素子、６・・・固定部
材、７．４７−１．４７−２．４７−３・・・印字ワイ
ヤ、８・・・第１のヒンジ、４９−１．４９−２．４９
−３・・・印字ヘラドラ５０・・・固定部材、５１・・
・圧電素子、５２・・・第１の結合部、５３・・・第２
の結合部、５４・・・第１のアーム、５５・・・第３の
結合部、５６・・・第４の結合部、５７・・・第２のア
ーム、５８・・・印字ワイヤ。
図の実施例のヒンジの配置を示す斜視図、第３図は第１
図の実施例の動作図を示す斜視図、第４図（ａ）、（ｂ
）は本発明の他の実施例を示す正面図と側面図、第５図
（ａ）、（ｂ）は従来の実施例を示す図である。 １．４１−１．４１−２．４１−３・・・アーム、２・
・・第２のヒンジ、３・・・第３のヒンジ、４・・・第
４のヒンジ、５，４５・・・圧電素子、６・・・固定部
材、７．４７−１．４７−２．４７−３・・・印字ワイ
ヤ、８・・・第１のヒンジ、４９−１．４９−２．４９
−３・・・印字ヘラドラ５０・・・固定部材、５１・・
・圧電素子、５２・・・第１の結合部、５３・・・第２
の結合部、５４・・・第１のアーム、５５・・・第３の
結合部、５６・・・第４の結合部、５７・・・第２のア
ーム、５８・・・印字ワイヤ。
Claims (1)
- 固定部材に固定された薄板状の第１のヒンジを一端に有
する圧電素子と、端部に薄板状であって前記圧電素子の
他端に結合した第２のヒンジとそれを挟んで幅方向の両
側にあって、ヒンジの厚さ方向に前記第２のヒンジとは
段差をつけて同じ高さに配置された薄板状の第３、第４
のヒンジを有し、前記第２のヒンジを前記圧電素子の他
端に結合し、前記第３、第４のヒンジを前記固定部材に
結合してなる前記圧電素子の伸縮方向とは異なる方向に
伸びたアームと、前記アームの他端に結合され前記圧電
素子の伸縮方向と同方向に伸びた印字ワイヤとから構成
されていることを特徴とする印字ヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2853487A JPS63194955A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 印字ヘツド |
| US07/153,371 US4886382A (en) | 1987-02-09 | 1988-02-08 | Printing hammer comprising two hinge parts coupling an arm to a base member on both sides of a hinge coupling the arm to a piezoelectric actuator |
| DE8888101877T DE3870298D1 (de) | 1987-02-09 | 1988-02-09 | Druckhammer mit piezoelektrischem betaetiger. |
| EP88101877A EP0285766B1 (en) | 1987-02-09 | 1988-02-09 | Printing hammer provided with a piezoelectric actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2853487A JPS63194955A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 印字ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63194955A true JPS63194955A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0450194B2 JPH0450194B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=12251333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2853487A Granted JPS63194955A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 印字ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63194955A (ja) |
-
1987
- 1987-02-09 JP JP2853487A patent/JPS63194955A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450194B2 (ja) | 1992-08-13 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |