JPS6372557A - 印字ヘツド - 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〕 本発明はインクリボンのインク等を用紙に転写する印字
ヘッドに関するものである。

〔従来の技術〕

ワードプロセッサ、コンピュータ等に付設して用いられ
るプリンタには種々の印字方式がおり、代表的なものと
して、熱によって用紙に発色させる感熱方式と、インク
リボンのインクを機械的に用紙に転写するインパクト方
式と、インクリボンのインクを熱的に用紙に転写する熱
転写方式とがある。

まず、感熱方式では感熱紙と呼ばれる感熱紙が用いられ
る。この感熱紙には加熱によって発色する色素（ミクロ
カプセル化色素）を含む薬品が塗布、含浸されている。

従って、文字、図形データに従って感熱紙の近傍で発熱
させると、用紙に文字、図形を発色させることができる
。

インパクト方式では用紙とインクリボンが用いられる。

すなわち、用紙にインクリボンを重ね、この上からハン
マーによって機械的衝撃を加えるとインクリボンのイン
クが用紙に移り、浸み込んでいく。ここで、インパクト
方式のワイヤドツトプリンタでは、印字ヘッドは多数の
ワイヤを束ねて構成されており、１本のワイヤが１ドツ
トの画素に相当する。従って、ワイヤのインパクト動作
を制御することによって、用紙に文字、図形を描くこと
ができる。

熱転写方式においても用紙とインクリボンが用いられる
。インクリボンはカーボン又は黒色素を練り込んだワッ
クスを含み、これに微小面積の発熱体（１００μｍＸ５
０μｍ程度の発熱体）を−列に並べたサーマルヘッド（
発熱体ヘッド）を押しつける。そして、このサーマルヘ
ッドを移動させながら文字、図形データに従って各発熱
体の発熱をオン、オフさせる。すると、インクリボンの
インクが溶解、圧接を経て用紙に付着（転写）され、用
紙に文字、図形を描くことができる。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら上記従来方式の印字ヘッドでは、下記の如
く種々の問題点があった。

まず、感熱方式のものでは騒音が発生しない長所がある
が印字速度が遅く、また用紙の価格が高いという欠点が
ある。これに対してワイヤドラ１〜インパクト方式のも
のでは、印字速度は速いが騒音が発生する。また、ワイ
ヤの細線化には限度があるため文字、図形の高細密化が
できない。一方、熱転写方式のものでは騒音を小さくで
きる長所はあるが、熱移動型であるためインク（ワック
ス）の溶解に時間を要し、高速印字を行なえない。また
、用紙の粗面に対してインクが付着しにくいという欠点
もあった。

そこで本発明は、用紙に高細密な文字、図形をプリント
することができ、かつ高速で低騒音に動作させることの
できる印字ヘッドを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る印字ヘッドは、ベースの上面に複数の超音
波振動子を固設し、この超音波振動子の上面に中央部が
固定されかつベースに端部が固定された複数の板ばねを
備え、発振手段からの電気信号を超音波振動子に印加す
るようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る印字ヘッドは以上のように構成されるので
、超音波振動子は発振手段からの電気信号に応じて超音
波振動するように働き、板ばねは超音波振動子の動きに
応じて超音波撮動するように働き、従ってインクリボン
のインクは超音波エネルギーによって用紙に転写される
ことになる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する
。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号
を付し、重複する説明を省略する。

第１図は実施例に係る印字ヘッドの斜視断面図でおり、
第２図はその平面図である。図示の如く、例えばアルミ
ニウムで形成されたベース１の表面には凹部が形成され
、そこに例えばアルミナ等のセラミックスで形成された
発振アレイ基板２が固定されている。この発振アレイ基
板２の表面には例えばスクリーン印刷によって回路パタ
ーン３が形成されると共に、中央部には複数（ｎ個：ｎ
は自然数）の圧電素子４がアレイ状に固設されている。

圧電素子４は例えばチタン酸バリウム（Ｂａ　Ｔｉ　０
３　＞系の材料で形成され、例えば樹脂によって発振ア
レイ基板２に接着される。そして、圧電素子４の上面に
は板ばね５が固定される。

板ばね５の両端は相互に一体化され、ベース１の両端の
凸部に固定される。すなわち、板ばね５はスリット２５
によって個々の圧電素子４ごとに分離されており、スリ
ット２５の形成されていない両端部においてベース２１
に固定される。また、板ばね５は圧電素子４に接着され
た部分で上方に突出するよう曲げられている。さらに、
発振アレイ基板２の一端には各圧電素子４ごとの給電端
子６が設けられ、これを介して超音波振動用の電気信号
が与えられるようになっている。

第３図は第１図および第２図の印字ヘッドと駆動回路の
回路ブロック図で必る。図示の如く、複数の圧電素子か
らなる圧電素子アレイ４０は発振アンプ７の出力端子に
接続され、外部回路（図示しない）からモデム８を介し
て入力された文字、図形データに応じた制御電圧（超音
波振動電圧）が印加されるようになっている。なあ、モ
デム８は外部回路からの信号を変換するためのものでお
る。

第４図は圧電素子が超音波振動子として機能する原理の
説明図である。図示の如く、直方体の圧電素子１４の側
面に電極１５．１６を貼りつけ、これに交流電圧Ｖを印
加する。このようにすると、圧電素子１４は圧電効果（
電歪効果）によって図中の矢印Ｓのように撮動する。な
お、この振動周波数は交流電圧■の周波数に一致する。

次に、上記実施例の印字ヘッドの作用を説明する。外部
回路からの文字、図形データ信号は第３図のモデム８で
制御信号に変換されて発振アンプ７に与えられる。そし
て、発振アンプ７からの制ｍ電圧は、第２図の給電端子
６を介して圧電素子アレイ４０を構成する個々の圧電素
子４に与えられる。

すると、制御電圧を印加された所定の圧電素子４は圧電
効果（電歪効果）によって超音波振動し、このため板ば
ね５も超音波撮動を行なう。このとき、インクリボン（
図示しない）を介して用紙（図示しない）に板ばね５が
押し当てられると、超音波撮動によってインクリボンの
インクは剥離して用紙に転写され、従って文字、図形デ
ータに応じた文字、図形が描かれることになる。なお、
この転写効率は圧電素子４への印加電圧と周波数により
定まることになる。

上記実施例によれば、圧電素子４を微細なものとし、板
ばね５のスリット１５をこれに合わせて微細なものとす
ることにより、高細密な描画を行なうことができる。ま
た、超音波振動によりインクを転写するようにしている
ので、騒音を発生させることがない。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形が可能である。例えば、実施例では軽くて加工の容
易なアルミニウムによりベースを形成したが、これに限
られるものではない。但し、加工精度としては特に板ば
ねの接着面のレベル出しのためオーバーオールで±５μ
ｍ程度が必要であり、従って加工が容易かつ正確に行な
える材料とすることが望ましい。

発（辰アレイ基板としては、材料の強度、超音波エネル
ギー伝達の効率および回路パターンの印刷の容易性等の
ため、アルミナ等のセラミックス板を用いるのが好まし
いが、これに限られるものではない。また、回路パター
ンの形成もスクリーン印刷に限られるものではなく、表
面だけでなく裏面にもスクリーン印刷してもよい。ざら
に、発振アレイ基板への圧電素子の固定は樹脂接着に限
らず、例えばはんだ付（ブ等によってもよい。但し、は
んだ付けによるときは圧電素子の温度が上昇するので、
はんだディップの時間によ？では圧電性を損なうことが
ある。

超音波振動子をなす圧電素子の数は１０個ないし１００
個程度とするのが加工、組立面からみて経済的であり、
１個当りの寸法を１００μｍ×３０μｍ程度すればサー
マルヘッド並みの解像度が実現できるが、これらに限ら
れるものではない。

また、圧電素子の材料としてはチタン酸バリウム系のも
のに限らず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、チタ
ン酸鉛（ＰＴ）系など種々のものを利用できる。また、
結晶のものに限らず、分極処理をした焼結体であっても
よく、ＰＶＤＦ（ポリビニルデンフルライド）の如き有
機材料によってもよい。

板ばねにおけるスリットの形成は、フォトリソグラフィ
、プレス扱き等の種々の方法により行なうことができる
。また、板ばねの材料、形状等は、インクリボンとの滑
性を保ち、耐磨耗性を備え、かつ圧電素子を保護できる
ものであればいかなるものでもよい。板ばねの材料とし
ては、具体的には例えば燐青銅、ステンレスを用いるこ
とができる。

発振アンプ７から圧電素子４に印加される制御電圧の周
波数は例えば５０〜１００ＫＨ１とすればよいが、これ
に限られるものでなく、インクの転写効率等に応じて種
々変更することができる。

また、発振アンプと圧電素子アレイの電気的接続をフレ
キシブルなコードで行なうようにすると、印字ヘッドを
用紙に沿って可動にすることができる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように本発明によれば、超音波振
動子は発振手段からの電気信号に応じて超音波振動し、
板ばねは超音波振動子の振動に応じて超音波振動するの
で、板ばねによって用紙に押し当てられるインクリボン
のインクは超音波エネルギーにより溶融されて用紙に転
写され、従って高細密な文字、図形を高速かつ低騒音で
用紙にプリントすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る印字ヘッドの斜視断面
図、第２図はその平面図、第３図は第１図および第２図
の印字ヘッドと駆動回路の回路図、第４図は圧電素子が
超音波振動子として機能する原理の説明図である。 １・・・ベース、２・・・発振アレイ基板、３・・・回
路パターン、４，１４・・・圧電素子、５・・・板ばね
、１５．１６・・・電極、２５・・・スリット、４０・
・・圧電素子アレイ。 特許出願人　　沖電気工業株式会社 １−−−ベース ２−ｍ−発振プレイ基板 ３−−一回路パターン ４−ｍ−圧電素子 ５−一一板ばね ２５−ｍ−スリット 本発明に係る印字ヘッドの斜視断面図 第　　１　　図 １−−−ペース ４−−一圧電素子 ５−−一板ばね ６−−−給電端子 ２５−−−スリット 第１図の印字ヘッドの平面図 第２図 ４−−一圧電素子 ４０−ｍ−圧電素子アレイ 第１図の印字ヘッドと駆動回路の回路ブロック図第　　
３　　図 ■ １５．１６−−−電極 振動原理の説明図 第　　４　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベースと、 このベースの上面に固設された複数の超音波振動子と、 中央部がそれぞれ前記超音波振動子の上面に固定され、
   端部が前記ベースに固定された複数の板ばねと、 前記超音波振動子に電気信号を印加してこれを前記ベー
   スの上面と垂直な方向に振動させる発振手段と を備える印字ヘッド。 ２、前記ベースは上面に凹部を有し、 前記複数の超音波振動子は前記凹部の底面にアレイ状に
   固設されている特許請求の範囲第１項記載の印字ヘッド
   。 ３、前記超音波振動子は圧電素子であり、 前記発振手段からの電気信号は前記圧電素子の側面に印
   加される特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の印字
   ヘッド。 ４、前記複数の板ばねの両端は相互に一体化され、かつ
   前記ベースの両端に形成された凸部に固定される特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の印字ヘ
   ッド。 ５、前記複数の板ばねはスリットによつて前記圧電素子
   ごとに分離された板材からなる特許請求の範囲第１項又
   ないし第３項のいずれかに記載の印字ヘッド。