JPS63218369A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリンタの印字ヘッドに使用する印字ハンマ
に関し、特に、圧電素子を駆動源とする印字ハンマに関
する。

〔従来の技術〕

従来のプリンタの印字ヘッドに用いられる印字ハンマは
、その駆動源として、電磁形のアクチュエータが広く用
いられている。このような電磁形のアクチュエータは、
コイルに電流を流すことによって磁界を発生し、それに
よる磁力を利用して可動部材を駆動する構成となってい
る。このため、銅損や鉄損が生じて大きな入力エネルギ
を必要とするばかりでなく、発熱や磁気干渉を生ずる等
の問題点を有している。

このため、電気・機械エネルギ変換効率が高く、かつ低
電力で駆動でき、しかも発熱量が少く磁気干渉もない圧
電素子を駆動源とする印字ハンマが考えられている。た
とえば、第５図に示すような（特開昭５８−１６３６６
８号参照）印字ハンマがある。

第５図に示した印字ハンマは、下端が固定部材５０に結
合された圧電素子５１と、下端部に２個の第一および第
二の結合部５２および５３を有し、そのうちの１個の結
合部５２は固定部材５０に結合し、他の１個の結合部５
３は圧電素子５１の上端に結合された第一のアーム５４
と、上下方向に互に近接した２個の第三および第四の結
合部５５および５６を有し、そのうちの１個の結合部５
５はアーム５４の上端の結合し、他の１個の結合部５６
は固定部材５０の上辺に結合した第二のアーム５７と、
アーム５７の左端に固着された印字ワイヤ５８とを備え
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
状態（不動作状Ｂ）を示す図、第５図（ｂ〉は圧電素子
５１に電圧が印加された状態（動作状態）を示す図であ
る。

第５図（ａ）の状態にある圧電素子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Ａ方向に伸び、これによって第一のアーム５４はその
下端の右方を押され、結合部５２を支点として矢印θ１
方向に回動する。圧電素子５１の変位量は梃子の原理に
よって拡大されて結合部５５に伝達される。このなめア
ーム５７は、結合部５５において引張られて結合部５６
を支点として矢印θ２方向に回動する。これによって結
合部５５の変位量も梃子の原理によって拡大されて印字
ワイヤ５８に伝達される。このように圧電素子５１の変
位量は、アーム５４および５７の回動運動によって拡大
されて印字ワイヤ５８に伝達されて印字動作を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したような従来の印字ヘッドは、圧電素子を駆動源
として使用しているため、低電力かつ低発熱であって磁
気干渉もないという利点を有しているが、圧電素子の変
位量を拡大して印字ワイヤに伝達する必要があり、この
ための変位量拡大機構が１個のアームと２個の結合部と
による梃子作用を行う構成体を２段階に直列に接続した
２段増幅形変位量拡大機構となっている。このため、従
来の印字ハンマは構造が複雑であって製造コストが高い
という問題点がある。

また、このような変位量拡大機構は、梃子の原理を応用
しているため、変位量は拡大するが、力は縮少するとい
う性質を有している。従って第一のアームと第一および
第二の結合部とから構成される第一段目の変位量拡大機
構は、その出力として大きな力を得ることが困難であり
、このなめ、第二段目の変位量拡大機構の第三および第
四の結合部の曲げ剛性を第一および第二の結合部の曲げ
剛性よりも小さくする必要がある。この結果、第二のア
ームと第三および第四の結合部とから構成される二段目
の変位量拡大機構の固有振動数は低くなり、この結果と
して印字ハンマの印字動作の応答周波数が高くならない
ため、印字速度を早くすることができないという問題点
もある。

本発明の目的は、上述のような従来の圧電素子を駆動源
とする印字ハンマの欠点を改良して、構造が単純である
ため製造コストが安くしかも高速で動作することのでき
る印字ハンマを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の印字ハンマは、一方の端部に印字ワイヤを固着
したアームと、前記アームの他方の端部の中央部にその
一端を固定して前記印字ワイヤの運動方向に対して直角
方向にその幅方向を配設した薄板状の第一のヒンジと、
一方の端部を前記第一のヒンジの他端に固着し他端を固
定部材に固定した圧電素子と、前記第一のヒンジの幅方
向の左右に配設され前記第一のヒンジに対して前記印字
ワイヤの運動方向に所定の寸法の等しい段差を有し前記
アームの前記他方の端部にその一端を固着し他方の端部
を前記固定部材に固着した薄板状の第二および第三のヒ
ンジとを備えて構成される。

〔作用〕

本発明の印字ハンマは、印字ワイヤを担持するアームと
圧電素子とを結合するための主要部材である薄板状の第
一のヒンジと、これを挟んで横方向（幅方向）の両側に
設けられ、高さ方向においれ第一のヒンジと所定の高さ
の段差を有するように配設された薄板状の第二および第
三のヒンジを備えており、第一のヒンジの中心線と第二
および第三のヒンジの中心線との間の距離を、従来の各
ヒンジを平面的に配置した場合のヒンジ間の距離に比較
して短くしたものである。この結果１個の変位量拡大機
構の変位量拡大率を大きくできるため、アームを１個し
か使用しない１段増幅のみで印字動作に必要な印字ワイ
ヤの動作量（ストローク）を得ることができる。

したがって、従来のようなアームを２個使用した２段増
幅の場合と比較して、アームの等価質量が小さくなる。

またヒンジ部の曲げ剛性も大きくなるため、変位量拡大
機構の固有振動数は高くなり、従って印字ハンマの印字
動作の応答周波数が高くなるので高速動作可能な印字ハ
ンマを得ることができる。

また、変位量拡大機構も１個のアームと３個のヒンジと
のみで構成されるため、印字ハンマの構造が単純になっ
て安価な印字ハンマ、を得ることができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例についで図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明の第一の実施例を示す斜視図、第２図は
第１図の実施例におけるヒンジの配置を示す拡大斜視図
、第３図は第１図の実施例の動作状態を示す斜視図であ
る。

第１図において、アーム１はその端部１ａに薄板状の第
一ヒンジ２と、これを挟んで横方向（幅方向）の両側に
設けた薄板状の第二および第三ヒンジ３および４を有し
ている。第一ヒンジ２は、圧電素子５の伸縮方向く矢印
Ｂ）の一端５ａの端面に結合されており、第二および第
三のヒンジ３および４の一端は固定部材６の端面に結合
されている。圧電素子５の伸縮方向の他方の端部５ｂも
固定部材６に結合されている。アーム１の他端１ｂには
印字ワイヤ７が結合されている。

第２図は第１図の実施例の第一および第二および第三ヒ
ンジ２および３および４の配設状態の詳細を示す斜視図
である。第二および第三ヒンジ３および４は、第一ヒン
ジ２を挟んでその左右（幅方向）の両側に設けられてお
り、高さく厚さ）方向は、第一ヒンジ２の位置とはずれ
ていて、所定の寸法の段差を有している。第二ヒンジ３
と第三ヒンジ４とは同じ高さに配設されている。

このような構成を有する印字ハンマの圧電素子５に電圧
を印加すると、第３図に示すような動作を行う。すなわ
ち、圧電素子５は矢印Ｂ１方向に伸張し、第一ヒンジ２
を矢印Ｂ１方向に変位させる。一方第二および第三ヒン
ジ３および４の一端は固定部材６に、他端はアーム１に
固定されており、しかも第一ヒンジ２との間に段差を有
するなめ、薄板状の第一および第二および第三のヒンジ
２および３および４は矢印Ｃ方向に曲げ変形を生じ、ア
ーム１も矢印Ｃの方向に回動運動を起こす。この結果ア
ーム１の先端に結合されている印字ワイヤ７は、圧電素
子５の変位量が拡大されて伝達され、矢印りの方向に動
いて印字動作を行う。

このように、本実施例の印字ハンマにおいては、第二お
よび第三ヒンジ３および４を第一ヒンジ２を挟んでその
横方向（幅方向）の両側に設け、その高さく厚さ）方向
の位置を第一ヒンジ２との間に段差を有するように配設
することによって、第一ヒンジ２の中心線と第二および
第三ヒンジ３および４の中心線との闇の距離を、従来の
ような各ヒンジを平面的に配置したものと比較して短く
することができる。この結果、変位量拡大機構としての
変位拡大率を大きくすることができるため、アームを１
個しか使用しな（でも、印字ワイヤにその印字動作に必
要な動作量（ストローク）を与えることができる。

したがって、従来のようにアームを２個使用したものと
比較して、アームの等価質量が小さくなるため、変位量
拡大機構の固有振動数が高くなり、従って印字ヘッドの
印字動作の応答周波数が高くなって高速動作が可能な印
字ハンマが得られる。

また、上述のように変位量拡大機構が１個のアームと３
個のヒンジで構成されているなめ、構造が単純となって
安価な印字ハンマが得られる。

第４図（ａ）および（ｂ）は、本発明の第二の実施例を
複数個放射状に配設して構成したシリアルプリンタ用の
印字ヘッドの一例を示す平面図およびＸ−Ｘ線断面図で
ある。

第４図において、複数個のアーム４１は、それぞれその
端部４１ａに薄板状の第一ヒンジ４２と、それを挟んで
幅方向（横方向）の両側に設けた２個の薄板状の第二お
よび第三ヒンジ４３および４４を有している。第一ヒン
ジ４２は、それぞれに対応して設けられた圧電素子４５
の伸縮方向の一端に結合されており、第二および第三ヒ
ンジ４３および４４は、固定部材４６の端面に結合され
ている。圧電素子４５の伸縮方向の他端４５ｂもまた固
定部材４６に結合されている。各アーム４１の他端４１
ｂには、それぞれ印字ワイヤ４７が結合されている。

固定部材４６は１個の部材であって、すべての印字ハン
マに対して共通に用いられる。すなわち、本印字ヘッド
を構成する部材の一部であって、すべての印字ハンマの
第二および第三ヒンジ４３および４４に対応して設けら
れており、それぞれを固定するように構成されている。

従って各印字ハンマの第二および第三のヒンジ４３およ
び４４は、一端はそれぞれの対応するアーム４１の端部
４１ａに接続され、他端は共通の固定部材４６に固定さ
れている。また、すべての圧電素子４５の末端も、この
１個の共通な固定部材４６に固定されている。

第一ヒンジ４２と第二ヒンジ４３および第三ヒンジ４４
との位置関係は、第１図の実施例と同様であって、第二
および第三ヒンジ４３および４４が第一ヒンジ４２を挟
んでその幅方向の両側に設けられており、その厚さ方向
に第一ヒンジ４２との間に段差を有して、両者が同じ高
さに配置されている。

このように構成された印字ヘッドの各印字ハンマは、第
一の実施例の印字ハンマと同様の動作を行い、従って同
様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の印字ヘッドは、構造が単
純であるため安価に製造できるという効果があり、また
応答周波数が高いため、高速の印字動作を行うことがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す斜視図、第２図は
第１図の実施例におけるヒンジの配置を示す拡大斜視図
、第３図は第１図の実施例の動作状態を示す斜視図、第
４図（ａ）および＜ｂ）は本発明の第二の実施例を用い
て構成した印字へ・ｙドの一例を示す平面図およびＸ−
Ｘ線断面図、第５図は従来の印字ハンマの一例を示す側
面図で、（ａ）は不動作状態を示す図、（ｂ）は動作状
態を示す図である。 １・４１・５４・５７・・・アーム、２・４２・・・第
一ヒンジ、３・４３・・・第二ヒンジ、４・４４・・・
第三ヒンジ、５・４５・５１・・・圧電素子、６・４６
・５０・・・固定部材、７・４７・５８・・・印字ワイ
ヤ、５２・５３・５５・５６・・・結合部。 ン ４第三ヒに・・ 第２　図 （各） 第４　凹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方の端部に印字ワイヤを固着したアームと、前記アー
   ムの他方の端部の中央部にその一端を固定して前記印字
   ワイヤの運動方向に対して直角方向にその幅方向を配設
   した薄板状の第一のヒンジと、一方の端部を前記第一の
   ヒンジの他端に固着し他端を固定部材に固定した圧電素
   子と、前記第一のヒンジの幅方向の左右に配設され前記
   第一のヒンジに対して前記印字ワイヤの運動方向に所定
   の寸法の等しい段差を有し前記アームの前記他方の端部
   にその一端を固着し他方の端部を前記固定部材に固着し
   た薄板状の第二および第三のヒンジとを備えることを特
   徴とする印字ハンマ。