JPS6389353A - 印字ヘツド - Google Patents
印字ヘツドInfo
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- JPS6389353A JPS6389353A JP23562386A JP23562386A JPS6389353A JP S6389353 A JPS6389353 A JP S6389353A JP 23562386 A JP23562386 A JP 23562386A JP 23562386 A JP23562386 A JP 23562386A JP S6389353 A JPS6389353 A JP S6389353A
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- Japan
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Links
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 7
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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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、プリンタやリレーなどの駆動機器の駆動源と
なる圧電アクチュエータに関するものである。
なる圧電アクチュエータに関するものである。
従来、プリンタやリレーなどの駆動源としては、電磁型
のアクチュエータが広く用いられてきた。
の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、大きなエネルギを必要
とするばかりでなく、発熱及び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よ
く、低電力、低発熱で磁気干渉のない圧電素子を用いた
第４図に示すようなプリンタ用印字ハンマが報告されて
いる（電子通信学会機構部品研究会資料ＥＭＣ８４−４
９）、第４図は従来の圧電アクチュエータを用いた印字
機構の一例を示すプリンタ用印字ハンマの模式的側面図
である。同図において、印字ハンマは、圧電素子４の伸
長動作方向（矢印Ａ方向）の先端に、板ばね１８で支持
されたフライトハンマ１９が接するように配置されてい
る。フライトハンマ１つにはドツトを印字するための印
字ワイヤ１が設けである。この印字ハンマにおいて、圧
電素子４に電圧を印加すると、フライトハンマ１９は圧
電素子４の高速な伸長動作により圧電素子４から力を受
けて加速され、圧電素子４を離れて飛行する。そして印
字ワイヤ１が前方にあるインクリボン１０と紙９を介し
てプラテン８に衝突し紙９にドツトを印字する。その後
フライトハンマ１つはプラテン８からの反発力と板ばね
１８の復帰力により圧電素子４の所へ戻ってくる。この
動作をくり返すことにより文字や図形をドツトの集合で
表現するものである。
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、大きなエネルギを必要
とするばかりでなく、発熱及び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よ
く、低電力、低発熱で磁気干渉のない圧電素子を用いた
第４図に示すようなプリンタ用印字ハンマが報告されて
いる（電子通信学会機構部品研究会資料ＥＭＣ８４−４
９）、第４図は従来の圧電アクチュエータを用いた印字
機構の一例を示すプリンタ用印字ハンマの模式的側面図
である。同図において、印字ハンマは、圧電素子４の伸
長動作方向（矢印Ａ方向）の先端に、板ばね１８で支持
されたフライトハンマ１９が接するように配置されてい
る。フライトハンマ１つにはドツトを印字するための印
字ワイヤ１が設けである。この印字ハンマにおいて、圧
電素子４に電圧を印加すると、フライトハンマ１９は圧
電素子４の高速な伸長動作により圧電素子４から力を受
けて加速され、圧電素子４を離れて飛行する。そして印
字ワイヤ１が前方にあるインクリボン１０と紙９を介し
てプラテン８に衝突し紙９にドツトを印字する。その後
フライトハンマ１つはプラテン８からの反発力と板ばね
１８の復帰力により圧電素子４の所へ戻ってくる。この
動作をくり返すことにより文字や図形をドツトの集合で
表現するものである。
上述した従来のプリンタ用印字ハンマにおいて、印字動
作の高速化を図るためには、板ばね１８とフライトハン
マ１９と印字ワイヤ１とから構成される振動系の固有振
動数を高くする必要があり、そのためには板ばね１８の
ばね定数を高くしなければならない。しかし、板ばね１
８のばね定数を高くすると、圧電素子４からフライトハ
ンマ１９に伝達されるエネルギのうち、板ばね１８の変
形に費やされる割合が増加するため、フライトハンマ１
つの運動エネルギは減小し、印字されたドラＩ〜の濃度
が薄くなる。そこで印字濃度を低下させずに印字動作の
高速化を達成するためには圧電素子４からフライトハン
マ１つに伝達されるエネルギを大きくする必要がある。
作の高速化を図るためには、板ばね１８とフライトハン
マ１９と印字ワイヤ１とから構成される振動系の固有振
動数を高くする必要があり、そのためには板ばね１８の
ばね定数を高くしなければならない。しかし、板ばね１
８のばね定数を高くすると、圧電素子４からフライトハ
ンマ１９に伝達されるエネルギのうち、板ばね１８の変
形に費やされる割合が増加するため、フライトハンマ１
つの運動エネルギは減小し、印字されたドラＩ〜の濃度
が薄くなる。そこで印字濃度を低下させずに印字動作の
高速化を達成するためには圧電素子４からフライトハン
マ１つに伝達されるエネルギを大きくする必要がある。
この伝達エネルギを大きくすると、板ばね１８のばね定
数を大きくして高速化できかつ所用の印字濃度も確保で
きる。
数を大きくして高速化できかつ所用の印字濃度も確保で
きる。
伝達エネルギを大きくするためには、圧電素子４の発生
エネルギを大きくすればよく、印加電圧を高くすればよ
い。しかしながら、印加電圧を高めると圧電素子４の加
速度が大きくなり圧電素子４自身の慣性力により生ずる
引張り応力が大きくなる。とくにフライトハンマ１９が
圧電素子４より力を受けて自由飛行した時点にはフライ
トハンマ１８を支持している板ばね１８の圧電素子４に
対する押付力がなくなるため、引張り応力が最大となり
圧電素子４が破壊する問題がある。本発明の目的は、こ
れらの問題を解決し構造が簡単で、圧電素子の破壊を防
止した信頼性のある高速印字ヘッドを提供することにあ
る。
エネルギを大きくすればよく、印加電圧を高くすればよ
い。しかしながら、印加電圧を高めると圧電素子４の加
速度が大きくなり圧電素子４自身の慣性力により生ずる
引張り応力が大きくなる。とくにフライトハンマ１９が
圧電素子４より力を受けて自由飛行した時点にはフライ
トハンマ１８を支持している板ばね１８の圧電素子４に
対する押付力がなくなるため、引張り応力が最大となり
圧電素子４が破壊する問題がある。本発明の目的は、こ
れらの問題を解決し構造が簡単で、圧電素子の破壊を防
止した信頼性のある高速印字ヘッドを提供することにあ
る。
本発明による圧電式印字ヘッドは、自由端であってプラ
テン側である前面に印字針を有する第一の板ばねと、前
記第一の板ばね後面に対応して配置された第二の板ばね
と、前記第一の板ばねと第二の板ばねの固定端を固定す
ると共に第二の板ばねとの間に圧電素子を挟むための基
板とから構成され、前記第二の板ばねは少なくとも第一
の板ばねのばね定数より大きく、前記圧電素子の伸縮方
向に常に圧縮力を与ると共に前記第一の板ばねに対して
圧電素子の発生力を伝達するように配置されている。
テン側である前面に印字針を有する第一の板ばねと、前
記第一の板ばね後面に対応して配置された第二の板ばね
と、前記第一の板ばねと第二の板ばねの固定端を固定す
ると共に第二の板ばねとの間に圧電素子を挟むための基
板とから構成され、前記第二の板ばねは少なくとも第一
の板ばねのばね定数より大きく、前記圧電素子の伸縮方
向に常に圧縮力を与ると共に前記第一の板ばねに対して
圧電素子の発生力を伝達するように配置されている。
（］作用〕
本発明の圧電式印字ヘッドにおいて、自由端であって、
プラテン側である前面に印字針をもつ第１の板ばねはそ
の後面に対応し重なるように配置された第２の板ばねと
共に固定端が基板に固定される。また第２の板ばねはそ
の自由端近傍で前記基板との間に常に圧縮力を与えるよ
うに圧電素子を挟んでいる。また、その第２の板ばねは
圧電素子の発生力を第１の板ばねに伝達するように配置
され、力の伝達時に第１の反作用に打肋っように第２の
板ばねのばね定数が第１の板ばねより大きくしである。
プラテン側である前面に印字針をもつ第１の板ばねはそ
の後面に対応し重なるように配置された第２の板ばねと
共に固定端が基板に固定される。また第２の板ばねはそ
の自由端近傍で前記基板との間に常に圧縮力を与えるよ
うに圧電素子を挟んでいる。また、その第２の板ばねは
圧電素子の発生力を第１の板ばねに伝達するように配置
され、力の伝達時に第１の反作用に打肋っように第２の
板ばねのばね定数が第１の板ばねより大きくしである。
このような印字ヘッドにおいて、第２の板ばねにより圧
電素子は駆動時においても常に圧縮力が加わっているた
め引張りに弱い圧電素子の破壊がなくなり信頼性は大幅
に上がる。このように構成した印字ヘッドで、圧電素子
に電圧を印加し、その圧電素子の励起のより第２の板ば
ねを動作させる。さらに第２の板ばねがら第１の板ばね
に動作が伝達され、第１の板ばねはその動作すなわち衝
撃力により自由飛行し印字動作ができる。
電素子は駆動時においても常に圧縮力が加わっているた
め引張りに弱い圧電素子の破壊がなくなり信頼性は大幅
に上がる。このように構成した印字ヘッドで、圧電素子
に電圧を印加し、その圧電素子の励起のより第２の板ば
ねを動作させる。さらに第２の板ばねがら第１の板ばね
に動作が伝達され、第１の板ばねはその動作すなわち衝
撃力により自由飛行し印字動作ができる。
本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す印字ヘッドの模式
的な断面図である。第１図において、自由端であって、
プラテン８側である前面に印字ワイヤー１をもつ第１の
板ばね２は、その後部に重なるように配置され、固定端
が第２の板ばね３の固定端に固定される。またその第２
の板ばね３は圧電素子４をその伸縮方向より圧縮するよ
うに自由端近傍であって基板５との間に挟み、固定端が
基板らに固定される。その圧縮力は第２の板ばね３の厚
み形状よりばね定数が定まり、また基板５の固定部に第
１のスペーサ６を挿入して第２の板ばね３の曲げ変形に
よる復帰力で定められる。またその第２の板ばね３は、
圧電素子４の動作を第１の板ばね２に伝達できるように
配置し、その第１の板ばね２と第２の板ばね３のギャッ
プ調整又は接触圧力は固定端で第２のスペーサ７で行な
われる。さらに第２の板ばね３の曲げ方向のばね定数は
第１の板ばね２のばね定数より大きく、圧電素子４の駆
動時でも常に圧縮力を与えている。このような構成にお
いて、圧電素子４に電圧を印加すると、圧電素子４は高
速の変位動作をおこし、その変位は第２の板ばね３に伝
えられる。また同時に第２の板ばね３から第１の板ばね
２に動作が伝達され、第１の板ばね２は自由飛行動作を
行なう、そこで第１の板ばね２に有する印字ワイヤー１
は前方のプラテン８．用紙９．インクリボン１０を打撃
し、ドツトマトリクスにより文字を描き、その後印字動
作の反発およびばねの復帰力により元の位置に戻る。こ
こで第１の板ばね２は自由飛行するが、第２の板ばね３
は常に圧電素子４を圧縮しており、第１の板ばね２の自
由飛行の時点で発生する圧電素子４の引張り応力をおさ
えており圧電素子４の破損は無くなり信頼性の高い印字
ヘッドが得られる。
的な断面図である。第１図において、自由端であって、
プラテン８側である前面に印字ワイヤー１をもつ第１の
板ばね２は、その後部に重なるように配置され、固定端
が第２の板ばね３の固定端に固定される。またその第２
の板ばね３は圧電素子４をその伸縮方向より圧縮するよ
うに自由端近傍であって基板５との間に挟み、固定端が
基板らに固定される。その圧縮力は第２の板ばね３の厚
み形状よりばね定数が定まり、また基板５の固定部に第
１のスペーサ６を挿入して第２の板ばね３の曲げ変形に
よる復帰力で定められる。またその第２の板ばね３は、
圧電素子４の動作を第１の板ばね２に伝達できるように
配置し、その第１の板ばね２と第２の板ばね３のギャッ
プ調整又は接触圧力は固定端で第２のスペーサ７で行な
われる。さらに第２の板ばね３の曲げ方向のばね定数は
第１の板ばね２のばね定数より大きく、圧電素子４の駆
動時でも常に圧縮力を与えている。このような構成にお
いて、圧電素子４に電圧を印加すると、圧電素子４は高
速の変位動作をおこし、その変位は第２の板ばね３に伝
えられる。また同時に第２の板ばね３から第１の板ばね
２に動作が伝達され、第１の板ばね２は自由飛行動作を
行なう、そこで第１の板ばね２に有する印字ワイヤー１
は前方のプラテン８．用紙９．インクリボン１０を打撃
し、ドツトマトリクスにより文字を描き、その後印字動
作の反発およびばねの復帰力により元の位置に戻る。こ
こで第１の板ばね２は自由飛行するが、第２の板ばね３
は常に圧電素子４を圧縮しており、第１の板ばね２の自
由飛行の時点で発生する圧電素子４の引張り応力をおさ
えており圧電素子４の破損は無くなり信頼性の高い印字
ヘッドが得られる。
次に第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例であ
り、同図（ａ）はシリアルプリンタ印字ヘッドの部分斜
視図であり、同図（ｂ）は同図（ａ＞に示すシリアルプ
リンタ印字ヘッドの断面図である。同図において、円筒
状の基板１１には固定端を共通として内側に向かって放
射状の複数の第２の板ばね１２が固定され、かつその複
数配置された第２の板ばね１２の各々において基板１１
との間に圧電素子４が挟まれ圧縮されている。
り、同図（ａ）はシリアルプリンタ印字ヘッドの部分斜
視図であり、同図（ｂ）は同図（ａ＞に示すシリアルプ
リンタ印字ヘッドの断面図である。同図において、円筒
状の基板１１には固定端を共通として内側に向かって放
射状の複数の第２の板ばね１２が固定され、かつその複
数配置された第２の板ばね１２の各々において基板１１
との間に圧電素子４が挟まれ圧縮されている。
また、その第２の板ばね１２に対応して第１の板ばね１
３が配置されて固定端に固定される。第１の板ばね１３
の各々の自由端には印字ワイヤー１を設け、その印字ワ
イヤー１は先端部でワイヤーガイド１４により束ねられ
ている。このような構成において、第２の板ばね１２は
圧電素子４に常に圧縮力を与え、かつ第１の板ばね１３
に圧電素子４の動作を伝達しているため第１の板ばね１
３の自由飛行による印字動作において圧電素子４の破損
を防止できる。また、第１の板ばね１３．第２の板ばね
１２．基板１１の各固定部にはスペーサ６．７を介して
おり、圧電素子４の圧縮力を調整できる。このような構
成は円筒リング状の基板１１の中に同一円周上に複数の
ヘッドが構成できるため小型化できる効果がある。
３が配置されて固定端に固定される。第１の板ばね１３
の各々の自由端には印字ワイヤー１を設け、その印字ワ
イヤー１は先端部でワイヤーガイド１４により束ねられ
ている。このような構成において、第２の板ばね１２は
圧電素子４に常に圧縮力を与え、かつ第１の板ばね１３
に圧電素子４の動作を伝達しているため第１の板ばね１
３の自由飛行による印字動作において圧電素子４の破損
を防止できる。また、第１の板ばね１３．第２の板ばね
１２．基板１１の各固定部にはスペーサ６．７を介して
おり、圧電素子４の圧縮力を調整できる。このような構
成は円筒リング状の基板１１の中に同一円周上に複数の
ヘッドが構成できるため小型化できる効果がある。
次に第３図は本発明の第３の実施例を示すシリアルプリ
ンタ印字ヘッドの模式的な断面図である。
ンタ印字ヘッドの模式的な断面図である。
第３図において、第２の板ばね１５の円筒体基板を外径
として、放射状に複数のばねを形成し、その背後よりス
ペーサ１７を介してカバー１６で覆うようにし、同時に
圧電素子４を圧縮して内側に挟み固定する。また、その
第２の板ばね１５の前方すなわち、プラテン側に印字ワ
イヤー１をもつ第１の板ばね１３を配置しスペーサ７を
介して固定端に固定する。またその印字ワイヤー１は先
端部でワイヤーガイド１４により束ねられる。このよう
な構成においても、圧電素子４は常に圧縮され破損のな
い信頼性の高い印字ヘッドが得られる。
として、放射状に複数のばねを形成し、その背後よりス
ペーサ１７を介してカバー１６で覆うようにし、同時に
圧電素子４を圧縮して内側に挟み固定する。また、その
第２の板ばね１５の前方すなわち、プラテン側に印字ワ
イヤー１をもつ第１の板ばね１３を配置しスペーサ７を
介して固定端に固定する。またその印字ワイヤー１は先
端部でワイヤーガイド１４により束ねられる。このよう
な構成においても、圧電素子４は常に圧縮され破損のな
い信頼性の高い印字ヘッドが得られる。
なお、スペーサ６．７．１７は、基板５，１１、第２の
板ばね３，１５の加工精度が高く得られる場合は、いう
までもなき無くても目的を達成出来る。
板ばね３，１５の加工精度が高く得られる場合は、いう
までもなき無くても目的を達成出来る。
以上説明したように本発明によれば、出力端となる印字
ワイヤーをもつ第１の板ばねと駆動源となる圧電素子の
間に第２の板ばねを設け、その第２の板ばねにより圧電
素子を圧縮することにより圧電素子の破損がなく信頼性
の高い小型で高速な印字ヘッドが得られる効果がある。
ワイヤーをもつ第１の板ばねと駆動源となる圧電素子の
間に第２の板ばねを設け、その第２の板ばねにより圧電
素子を圧縮することにより圧電素子の破損がなく信頼性
の高い小型で高速な印字ヘッドが得られる効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例を示す印字ヘッド断面図
、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例を示し
、同図（ａ）は部分的な斜視図、同図（ｂ）は模式的な
断面図、第３図は本発明の第３の実施例を示す印字ヘッ
ドの模式的な断面図、第４図は従来の印字ヘッドを示す
模式的側面図である。 図中各記号はそれぞれ次の内容を示す。 １・・・印字ワイヤー、２．１３・・・第１の板ばね、
３．１２．１５・・・第２の板ばね、４・・・圧電素子
、５．１１・・・基板、６．７．１７・・・スペーサ、
８・・・プラテン、９・・・用紙、１０・・・インクリ
ボン、１４革ブ図 筋、４ 図
、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例を示し
、同図（ａ）は部分的な斜視図、同図（ｂ）は模式的な
断面図、第３図は本発明の第３の実施例を示す印字ヘッ
ドの模式的な断面図、第４図は従来の印字ヘッドを示す
模式的側面図である。 図中各記号はそれぞれ次の内容を示す。 １・・・印字ワイヤー、２．１３・・・第１の板ばね、
３．１２．１５・・・第２の板ばね、４・・・圧電素子
、５．１１・・・基板、６．７．１７・・・スペーサ、
８・・・プラテン、９・・・用紙、１０・・・インクリ
ボン、１４革ブ図 筋、４ 図
Claims (1)
- プラテンに対向してプリント用紙およびインクリボンを
介して配置され圧電素子の伸縮動作により印字針を自由
飛行させて印字を行なう圧電式印字ヘッドにおいて、自
由端であって前記プラテン側である前面に印字針を有す
る第一の板ばねと、前記第一の板ばね後面に対応して配
置された第二の板ばねと、前記第一の板ばねと第二の板
ばねの固定端を固定すると共に第二の板ばねとの間に前
記圧電素子を挟むための基板とから構成され、前記第二
の板ばねは少なくとも第一の板ばねのばね定数より大き
く前記圧電素子の伸縮方向に常に圧縮力を与ると共に前
記第一の板ばねに対して圧電素子の発生力を伝達するよ
うに配置されていることを特徴とする印字ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23562386A JPS6389353A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 印字ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23562386A JPS6389353A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 印字ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389353A true JPS6389353A (ja) | 1988-04-20 |
| JPH0519912B2 JPH0519912B2 (ja) | 1993-03-18 |
Family
ID=16988752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23562386A Granted JPS6389353A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 印字ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389353A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0366981A2 (en) * | 1988-10-31 | 1990-05-09 | International Business Machines Corporation | Matrix printer actuator |
| US5046872A (en) * | 1988-10-31 | 1991-09-10 | Ibm Corporation | Printer actuated by piezoelectrically generated shock wave |
| US5133612A (en) * | 1990-10-03 | 1992-07-28 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Dot impact type printing head with adhesively attached base unit |
| US5165807A (en) * | 1991-02-08 | 1992-11-24 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Printing head having a distortion element |
-
1986
- 1986-10-02 JP JP23562386A patent/JPS6389353A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0366981A2 (en) * | 1988-10-31 | 1990-05-09 | International Business Machines Corporation | Matrix printer actuator |
| US5046872A (en) * | 1988-10-31 | 1991-09-10 | Ibm Corporation | Printer actuated by piezoelectrically generated shock wave |
| US5133612A (en) * | 1990-10-03 | 1992-07-28 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Dot impact type printing head with adhesively attached base unit |
| US5165807A (en) * | 1991-02-08 | 1992-11-24 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Printing head having a distortion element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519912B2 (ja) | 1993-03-18 |
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