WO1991006429A1 - Wire driving mechanism - Google Patents

Wire driving mechanism Download PDF

Info

Publication number
WO1991006429A1
WO1991006429A1 PCT/JP1990/001382 JP9001382W WO9106429A1 WO 1991006429 A1 WO1991006429 A1 WO 1991006429A1 JP 9001382 W JP9001382 W JP 9001382W WO 9106429 A1 WO9106429 A1 WO 9106429A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
arms
wire
arm
drive source
expansion
Prior art date
Application number
PCT/JP1990/001382
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hirokazu Andou
Masahiro Tatsukami
Jiro Tanuma
Hiroshi Kikuchi
Katsuya Kamimura
Tatsuya Koyama
Tatsuhiko Shimomura
Original Assignee
Oki Electric Industry Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co., Ltd. filed Critical Oki Electric Industry Co., Ltd.
Publication of WO1991006429A1 publication Critical patent/WO1991006429A1/ja

Links

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

Definitions

  • the present invention relates to a wire driving mechanism used for wire-dot printing head, and more particularly to a wire driving mechanism suitable for using a piezoelectric element or a magnetostrictive element as a driving source. (Background technology)
  • a wire dot printing head in which a piezoelectric element having a property of converting electric vibration into mechanical vibration or a magnetostrictive element having a property of being distorted by a magnetic field is used as a driving source. Since the piezoelectric element and the magnetostrictive element can follow a high-frequency drive pulse, high-speed printing can be performed by using these elements as a drive source.
  • the piezoelectric element and the magnetostrictive element have such advantages, but on the other hand, the extension amount of these elements is generally 5 m to 15 m.
  • the stroke of the print wire in the print head needs to be at least about 0.3 mm, and the stroke of about 0.5 mm is required to print on various print media with sufficient quality. is necessary.
  • the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-54191 uses a plurality of magnetostrictive elements and adds the displacement of each element.
  • the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-144055 The horn increases the vibration displacement of the element.
  • An object of the present invention is to provide a wire drive mechanism for a head.
  • a further object of the present invention is to provide a highly reliable print head having a long life of a wire drive mechanism.
  • two arms each having one end fixed are provided in parallel, and these arms are rotated by the expansion and contraction force of a telescopic drive source. Due to this surface movement, a displacement amount in which the amount of deformation of the drive source is increased is obtained at the free end of each arm, and this displacement amount is applied stepwise to both sides of the drive body via a pair of support pieces, and Is rotated.
  • the printing wire advances in the printing direction by this rotating power, and a required printing stroke is obtained.
  • the amount of deformation of the drive source can be sufficiently increased despite a simple configuration, and a sufficient printing stroke for performing impact printing can be obtained and good printing can be performed. . Therefore, printing heads with high speed and low power consumption can be provided at low cost.
  • FIG. 1 is a perspective view of a main part of a piezoelectric element driving type wire driving mechanism according to the present invention
  • FIG. 2 is a front view of a magnetostrictive element driving type wire driving mechanism
  • FIG. FIG. 4 is a plan view of the piezoelectric element assembly
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation at the time of driving
  • FIG. 6 is a wire driving mechanism shown in FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of a wire drive mechanism as a first improvement example of FIG. 7
  • FIG. 7 is a displacement characteristic diagram of a printing wire
  • FIG. 8 is a second improvement of the wire drive mechanism shown in FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view of an example wire drive mechanism
  • FIG. 9 is a sectional view taken along the line HH of FIG. 8, and FIG. 10 is a perspective view of the piezoelectric element assembly shown in FIG. Yes, FIG. 11 is a front view of a wire driving mechanism as a modification of FIG. 1, and FIG. 12 is a modification of FIG. 2 of a wire driving mechanism. It is a surface view.
  • FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a wire drive mechanism of the present invention. Show.
  • FIG. 1 is a perspective view of an essential part of a piezoelectric element driving type wire driving mechanism
  • FIG. 2 is a front view of a magnetostrictive element driving type wire driving mechanism.
  • a frame 1 of the apparatus is configured by first and second arms 3a and 3b standing from both ends of a base 2, respectively.
  • This frame 1 is integrally formed of, for example, metal, and as shown in the dimensional explanatory view of each part in FIG. 3, the length £ 3 of the second arm 3b is equal to the length of the first arm 3a. It is longer than £ 2 .
  • the lower ends of the first and second arms 3a, 3b are formed thinner than the other portions, and the joint between the arms 3a, 3b and the base 2 is an elastic bent portion 4a. , 4b.
  • the first leaf spring 6a is fixed to the upper end of the first arm 3a
  • the second leaf spring 6b is fixed to the upper end of the second arm 3b.
  • These leaf springs 6a, 6b are arranged in parallel with the base 2, that is, in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first and second arms 3a, 3b.
  • the free ends of b face each other at the approximate center of frame 1.
  • the second leaf spring 6b is greater than the first leaf spring 6a.
  • the leaf springs 6a and 6b are arranged at an upper position, and are stepped. ;
  • the printing wire 7 is advanced in the printing direction.
  • a driving body 8 is supported by these leaf springs 6a and 6b and attached to the frame 1 substantially at the center. That is, engaging grooves 8a and 8b are formed on the side wall of the driving body 8, and the tips of the leaf springs 6a and 6b are engaged with these engaging grooves 8a and 8b, respectively.
  • the driving body 8 is attached to the center of the frame 1 as shown in FIG. In FIG. 3, the center lines of the driving body 8 and the frame 1 are shown as vertical lines 20.
  • the piezoelectric element 5a is used as a driving source for driving the wire driving mechanism configured as described above.
  • the piezoelectric element 5a is disposed between the first arm 3a and the second arm 3b so that its extension direction is parallel to the base 2, and is applied via the lead wire 9.
  • the printing operation is performed by the expansion and contraction of the piezoelectric element 5a according to the voltage.
  • a plurality of piezoelectric elements 5a are bonded with an adhesive 30, and the respective bonding surfaces are connected in parallel with lead wires 31a and 31b to form a piezoelectric element assembly 5. Is also good.
  • the magnetostrictive element driving type wire driving mechanism shown in FIG. 2 uses a magnetostrictive element 32 as a drive source, and a coil 33 for generating a magnetic field is wound around the magnetostrictive element 32.
  • a magnetostrictive element 32 as a drive source
  • a coil 33 for generating a magnetic field is wound around the magnetostrictive element 32.
  • the displacement and movement in the following description cause movement on a circular arc, but since the angle of rotation is small, the displacement approximates a straight line. Therefore, for ease of explanation, the movement on the arc is also a linear movement;
  • the directions on the drawing are expressed as -X, + X, + y, -y, corresponding to the left, right, top, and bottom, respectively. If only the direction is referred to, the bent parts 4a, 4b X along the left-right direction line 2 1 passing through Direction, the direction along the vertical line 20 is described as the y direction.
  • the first arm 3a is pressed in the X direction
  • the second arm 3b is pressed in the X direction.
  • the first arm 3a and the second arm 3b are slightly separated in the directions away from each other with the bent portions 4a and 4b as their respective plane fulcrums, that is, in the X direction and the + X direction. Rotates by an angle, where the extension of the piezoelectric element 5a is ⁇ .
  • each of the arms 3a, 3b The displacement at the tip of each of the arms 3a, 3b is transmitted to the driver 8 via the leaf springs 6a, 6b.
  • these leaf springs 6 a and 6 b have a length from the fulcrum of £ z, respectively.
  • i 3 is attached to the free end of each arm and attached parallel to the X axis. Therefore, the engagement grooves 8 a and 8 b on the driving body 8 engaged with the distal ends of these leaf springs 6 a and 6 b are spaced from the left-right direction line 21 by a distance of £ 2 , S> 3, respectively. It is in.
  • the displacement amount and the force based on the (J 3 is applied to the engaging grooves 8 a, 8 b,
  • the frame 8 is turned clockwise around the virtual center point 10 on the y-axis as shown in Fig. 5 (B).
  • the plane rotation angle ⁇ of the driving body 8 is approximately
  • the printing wire 7 is displaced in the X direction due to the image transformation of the moving body 8.
  • the distance from the connecting point between the driving body 8 and the printing wire 7 to the virtual moving image center point 10 is £ 7
  • the displacement amount of the printing wire 7 5 4 (the amount of movement to the position indicated by the dotted line in FIG. 3)
  • the deformation amount of the piezoelectric element 5a is 5.
  • the arms of the U-shaped frame are changed in length to support the movable members alternately with flat plate panels.
  • the arm length is the same, and the plate panels are bent stepwise.
  • the movable members may be supported alternately.
  • FIG. 6 is a first modification of the wire drive mechanism of FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view of a main part of a wire drive mechanism improved so as to obtain a larger vibration displacement amount than the print head described above.
  • a horn 11 is provided between the piezoelectric element assembly 5 and the second arm 3b.
  • the horn 11 is made of, for example, a solid material such as a metal, and has one end face formed into a large circular shape and the other end face formed into a small circular shape.
  • the horn 11 configured in this way has one end face 11 a formed with a large area facing the piezoelectric element assembly 5 and the other end face 11 b formed with a small area with the other.
  • the piezoelectric element assembly 5 is provided between the second arm 3b and the piezoelectric element assembly 5 in the direction of the second arm 3b. Then, the horn 11 is fixed to the piezoelectric element assembly 5 by bonding or the like, so that slack or the like due to vibration does not occur.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the piezoelectric element assembly 5 and the displacement of the wire, wherein the characteristic A is the characteristic of the print head having the wire moving mechanism provided with the horn 11; The characteristic B shows the characteristic of the print head of FIG. 1 in which the horn 11 is not provided. As is clear from FIG. 7, the print head having the horn 11 can obtain a large wire displacement if the applied voltage is the same. Conversely, the applied voltage for obtaining a predetermined wire displacement can be reduced. 06429
  • the shape and size of the horn 11 can be variously formed according to the use condition.
  • the horn 11 is fixed only to one end of the piezoelectric element assembly 5.
  • the shape of the horn 11 is modified to be attached to both ends of the piezoelectric element assembly 5 to further increase the displacement. It is also possible.
  • FIG. 8 is a perspective view of a main part of a wire drive mechanism as a second improved example
  • FIG. 9 is a sectional view taken along the line HH of FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of the piezoelectric element assembly of FIG.
  • the difference from Fig. 1 is that the piezoelectric element assembly 5 is fixed between the first and second arms 3a and 3b with screws 24 as shown in Figs. Upon fixing, the piezoelectric element assembly 5 is compressed with a predetermined screw tightening force.
  • the piezoelectric element assembly 5 has metal pieces (for example, iron plates) 26 and 27 adhered to both end faces.
  • the piezoelectric element assembly 5 changes from a compressed state to a state without distortion.
  • the first and second arms 3a and 3b of the frame 1 bend at the bending portions 4a and 4b, respectively, and perform the printing operation.
  • the ⁇ of the compressed state and the undistorted state of the piezoelectric element can be used.
  • the life of the piezoelectric element is extended, As a result, the life of the wire drive mechanism is extended and a highly reliable head print head can be provided.
  • adjusting means such as screws are used, so that a plurality of piezoelectric elements are fixed with an adhesive or the like and assembled. In this case, it is not necessary to control the length of the wire, and it is possible to provide an inexpensive wire dot printing head with a high production yield.
  • FIGS. 11 and 12 are modifications of the wire drive mechanism shown in FIGS. 1 and 2, in which one arm is provided rotatably and the other arm is fixed. is there.
  • the frame 41 includes an L-shaped base 42 that holds a fixed arm, a rotatable arm 43, and an elastic bending portion 44 that connects the base 42 and the arm 43. Is done.
  • a piezoelectric element assembly 5 is fixed between the base 42 and the arm 43.
  • the magnetostrictive element 32 is fixed between the base 42 and the arm 43, and the coil 33 is wound around the magnetostrictive element 32. I have.
  • a first leaf spring 46 a is fixed to the end 42 a of the base 42, and a second leaf spring 46 b is fixed to the end 43 a of the arm 43.
  • the horizontal positions of the ends 4 2a and 4 3a are shifted, so that the first leaf spring 46a and the second leaf spring 46b do not lie on a straight line. It has become.
  • the tip of the first leaf spring 46 a and the tip of the second leaf panel 46 b are engaged with the driving body 48 to which the printing wire 47 is fixed at one end.
  • the grooves 48a and 48b are engaged.
  • This displacement X 2 is transmitted to the driving body 48 by the second leaf spring 46 b.
  • the first leaf spring 46a and the second leaf spring 46b do not ride on a straight line, and one of the engagement grooves 48a of the driving body 48 is Since the driving member 48 is not displaced by being connected to the driving member 48, the driving body 48 performs a minute angle shift by ⁇ X 2 in the other engaging groove 48 b with the engaging groove 48 a as a fulcrum.
  • the key driving mechanism according to the present invention is used for a dot matrix type printer, a key printer head of a serial printer, particularly a key printer head capable of high-speed printing. Are suitable.

Landscapes

  • Impact Printers (AREA)

Description

明 細 書 ヮィャ駆動機構 (技術分野）
本発明はワイ ヤ ドッ ト印字へッ ドに用いられるワイ ヤ駆動 機構に関し、 特に、 圧電素子又は磁歪素子を駆動源として使 用するのに好適なワイャ駆動機構に関する。 (背景技術）
電気的な振動を機械的な振動に変換する性質を有する圧電 素子あるいは磁界によって歪む性質をもつ磁歪素子を駆動源 として使用するようにしたワイヤ ドッ ト印字へッ ドが知られ ている。 圧電素子ゃ磁歪素子は高周波の駆動パルスに追従可 能なので、 これらの素子を駆動源として使用すると高速度印 字を行なう ことができる。
ところで、 圧電素子ゃ磁歪素子はこのような利点を有する が、 その反面、 一般的にこれらの素子の伸長量が 5 m〜15
// m程度であり、 非常に少ない。 一方、 印字へッ ドにおける 印字ワイ ヤのス トロークは最低でも 0. 3 mm程度必要であり、 また、 多様な印字媒体に十分な品位で印字するためには 0. 5 mm程度のス トロークが必要である。
これらの素子を印字へッ ドの躯動源として使用する場合に は、 例えば日本特開昭 59— 26273 号および B本実開昭 63— 19 8541号公報に示されるように 素子の振動変位量を機械的に 拡大してから印字ヮィャに伝達するようにしている。 しかし、 これらの公報によって提案されている従来の印字 へッ ドは、 素子の変形量を機械的に拡大して印字ワイヤに伝 達する機構の構造が複雑なので製造に手間がかかる。 したが つて、 製造コス トが高く なる上に量産性が悪い欠点があつた < また、 日本実開昭 63— 198541号公報に示されている機械的変 位増幅機構は、 変位伝達系の一部に微少な滑りがあるので摩 耗が発生し、 装置の寿命が低下する問題点があった。
また、 次に示す文献には、 簡単な構造により素子の振動変 位量を拡大する技術が開示されている。
日本特公昭 60— 54191 号公報に示されている方法は、 複数 の磁歪素子を使用し、 各素子の変位を加算するものであり、 日本特開昭 63— 144055号公報に示される方法は、 ホーンによ り素子の振動変位量を拡大するものである。
しかしながら、 上記 2件の文献が開示する技術では、 素子 の振動変位量の拡大率が数倍程度しかなく、 印字ヘッ ドとし て十分な印字品位を得るには拡大率が小さいという問題があ つた。
従って、 本発明は従来の印字へッ ドが持つ問題点を解消し， 簡単な機構で圧電素子又は磁歪素子の振動変位量を、 十分な 印字品位が得られる程度に拡大することが出来る印字へッ ド のワイャ駆動機構を提供することを目的とする。
さらに本発明は、 ワイ ヤ駆動機構の寿命が長く信頼性の高 い印字へッ ドを提供することを目的とする。 '
(発明の開示）
本発明は、 一端を固定した 2つのアームを平行に設け、 こ れらのアームを伸縮自在な駆動源の伸縮力で回動させている, この面動により各アームの自由端に前記駆動源の変形量を拡 大した変位量が得られるとともに、 この変位量を一対の支持 片を介して駆動体の両側に段違いに加えて前記駆動体を回動 させる。 この回動力により印字ワイヤーが印字方向に進出し て、 必要な印字ス トロークが得られる。 このことによって、 簡単な構成にも拘らず前記駆動源の変形量を十分に拡大する ことができ、 ィ ンパク ト印字を行なうのに十分な印字ヮィャ ス トロークを得て良好に印字することができる。 したがって， 高速度かつ底消費電力の印字へッ ドを低価格で提供すること ができる。
(図面の簡単な説明）
第 1図は、 本発明にかかる圧電素子駆動型の.ワイ ヤ駆動機 構の要部斜視図であり、 第 2図は磁歪素子駆動型のワイヤ駆 機構の正面図であり、 第 3図は各部の寸法図であり、 第 4図 は、 圧電素子ア ッセンプリ の平面図であり、 第 5図は駆動時 の動作説明図であり、 第 6図は、 第 1図で示すワイ ヤ躯動機 構の第 1 の改良例であるワイヤ駆動機構の斜視図であり、 第 7図は、 印字ワイ ヤの変位特性図であり、 第 8図は、 第 1図 で示すワイャ駆動機構の第 2の改良例であるワイャ駆動機構 の斜視図であり、 第 9図は、 第 8図の H— H断面矢視図であ り、 第 1 0図は、 第 7図で示す圧電素子ァッセンブリ の斜視 図であり、 第 1 1図は、 第 1図の変形例であるワイヤ躯動機 構の正面図であり、 第 1 2図は、 第 2図の変形例 あるワイ ャ駆動機構の正面図である。
(発明を実施するための最良の形態） 第 1図及び第 2図に本発明のワイャ駆動機構の一実施例を 示す。 第 1図は圧電素子駆動型のワイ ヤ駆動機構の要部斜視 図であり、 第 2図は磁歪素子駆動型のワイヤ駆動機構の正面 図である。 第 1図と第 2図では、 駆動源が圧電素子か磁歪素 子かの違いはあるが、 その他の構成や動作については同一で ある。 そこで、 以下は圧電素子駆動型のワイ ヤ駆動機構を用 いて説明する。
第 1図において、 ベース 2の両端から第 1 のアーム 3 aお よび第 2のアーム 3 bをそれぞれ立設して装置のフレーム 1 が構成されている。 このフレーム 1 は例えば金属によつて一 体的に形成され、 第 3図の各部の寸法説明図に示すように第 2 のアーム 3 bの長さ £ 3 は第 1 のアーム 3 a の長さ £ 2 よ りも長く形成されている。 また、 第 1および第 2のアーム 3a , 3 bの下端部は他の部分より も薄く形成され、 これらのァー ム 3 a , 3 b とベース 2 との結合部は弾性を有する屈曲部 4a , 4 b として構成されている。
第 1 のアーム 3 a の上端に第 1 の板ばね 6 aが固着されて いるとともに、 第 2のアーム 3 bの上端に第 2の板ばね 6 b が固着されている。 これらの板ばね 6 a , 6 bはベース 2 と 平行、 すなわち、 第 1および第 2 のアーム 3 a , 3 bの長手 方向と直交する方向に向けて配設され、 各板ばね 6 a , 6 b の自由端はフ レーム 1 のほぼ中央部において対向している。 この場合、 第 1 のアーム 3 aの長さ £ 2 が第 2のアーム 3 b の長さ £ 3 より も短いので、 第 1 の板ばね 6 a より も第 2 の 板ばね 6 bの方が上方の位置に配設され、 両板ばね 6 a , 6b は段違いになる。 ；
本実施例においては、 印字ワイ ヤ 7を印字方向に進出させ るための駆動体 8をこれらの板ばね 6 a , 6 bで支持してフ レーム 1 のほぼ中央に取り付けている。 すなわち、 駆動体 8 の側壁上に係合溝 8 a , 8 bを形成し、 これらの係合溝 8 a , 8 bに板ばね 6 a , 6 bの先端部をそれぞれ係合させること により、 第 3図に示すように駆動体 8をフレーム 1 の中心に 取り付けている。 なお、 第 3図においては、 駆動体 8および フレーム 1 の各中心線を上下方向線 2 0 として示している。
このように構成されたワイヤ駆動機構を躯動するための駆 動源として圧電素子 5 aが用いられる。 圧電素子 5 a は第 1 のアーム 3 a と第 2のアーム 3 b との間に、 その伸長方向が ベース 2 と平行になるように配設されていて、 リード線 9を 介して印加される電圧に応じて圧電素子 5 aが伸縮すること により印字動作が行なわれる。
また、 第 4図に示すように、 複数の圧電素子 5 aを接着剤 3 0で接着し、 それぞれの接着面をリード線 3 1 a , 3 1 b で並列に連結して圧電素子ァッセンプリ 5 としても良い。
なお、 第 2図で示す磁歪素子駆動型のワイ ヤ駆動機構では. 駆動源として磁歪素子 3 2が用いられており、 磁歪素子 3 2 の周囲には磁界を発生するためのコイル 3 3が巻かれている, 次に、 この実施例の動作を説明する。 なお、 以下の説明に おける変位および動作は円弧上の運動を舍むが、 その面転角 度は微少なので変位量は直線に近似する。 したがって、 説明 を容易にするために円弧上の運動も直線運動とし; T扱う。 ま た、 図面上の方向は左， 右， 上， 下に対応させてそれぞれ - X , + X , + y , — y と表現し、 単に方向だけを云う場合 は、 屈曲部 4 a , 4 bを通る左右方向線 2 1 に沿う方向を X 方向， 上下方向線 2 0に沿う方向を y方向と記載する。
先ず、 電圧が印加されることにより圧電素子 5が X方向に 伸長すると、 第 1 のアーム 3 aが一 X方向に押圧されるとと もに、 第 2のアーム 3 bが十 X方向に押圧される。 したがつ て、 この場合第 1 のアーム 3 aおよび第 2のアーム 3 bは、 屈曲部 4 a , 4 bをそれぞれの面動支点として互いに離れる 方向、 すなわち一 X方向および + X方向に微少角度回動する, ここで、 圧電素子 5 a の伸び量が δ。 の場合、 各アーム 3 a , 3 b と圧電素子 5 a との接合部における変位量 5 i , δ , ' は等しく、.圧電素子 5 a の伸び量 5。 の半分である。 すなわち、
δ 0
δ 1 = δ I ( 1 )
2
となる。
また、 回動支点からの長さが £ である第 1 のアーム 3 a の先端部での変位量 5 2 は、
a 2
δ δ 1 ( 2 )
ft
となり、 面動支点からの長さが £ 3 である第 2のアーム 3 b の先端部での変位量 δ 3 は、
ϋ 3
δ 3 = 6 ( 3 )
i 1
となる。
各アーム 3 a , 3 bの先端部における変位は板ばね 6 a , 6 bを介して駆動体 8に伝え れる。 前述したように、 これ らの板ばね 6 a , 6 bは支点からの長さがそれぞれ £ z , i 3 である各アームの自由端に接合され、 かつ X軸と平行に 取り付けられている。 したがって、 これらの板ばね 6 a , 6 bの先端部と係合している駆動体 8上の係合溝 8 a , 8 b は、 左右方向線 2 1からそれぞれ £ 2 , S> 3 の距離にある。 ここで、 第 5図の回動動作説明図 （A ) において矢印 1 3 , 1 4で示すように、 変位量 、 (J 3 に基く力が係合溝 8 a , 8 bに加えられると、 この場合、 距離 3 > ϋ 2 であるから、 躯勖体 8 は第 5図 （ B ) に示すように y軸上の仮想の回動中 心点 1 0を中心に右回りに面転させられる。 この場合、 駆動 体 8 の面転角 Θは近似的に、
δ 3
^ = s in 2 + ) … ) と表わすことができる。
このように躯動体 8が画転することにより印字ワイヤ 7が X方向に変位する。 この場合、 駆動体 8 と印字ワイヤ 7 との 結合点から仮想画動中心点 1 0までの距離を £ 7 とすると、 印字ワイヤ 7 の変位量 5 4 (第 3図中点線の位置まで動く量） は、
0 = H 1 · s i n Θ
£ 7
( δ Ζ + δ 3 ) ( 5 ) i
で表わされる
i
ここで、 δ z = δ δ 3 = 6
6 ι = δ , ' = 5 ο なので、 （ 5 ) 式は、
Figure imgf000010_0001
となる。 第 （ 6 ) 式より、 圧電素子 5 aの変形量 5。 と印字 ワイヤ 7の変位量 4 との比、 すなわち、 機械的変位増幅度
Aは、
δ 4
A =
6
£ 5 + £
= £, ( 7 )
2 i i ( £ 3 - H z )
となる。
ここで、 各部の長さが、 I = 2 ram, ϋ z = 1 2 mm, S.3 = 1 3 mm, £ 7 = 1 0 mmの場合、 これらの数値を （ Ί ) 式に 代入して機械的増幅度 Aを求めると、
1 3 + 1 2
A = 1 0 X X 2 X ( 1 3 - 1 2 )
2
= 6 2. 5
となり、 圧電素子 5 aの変形量 5。 を、 6 2. 5倍も拡大する ことができる。 したがって、 例えば圧電素子 5 aの変形量 δ 0 が 1 0 〃 mの場合、 1 0 〃 111 6 2. 5 = 0. 6 2 5 |«[11とな り、 ワイ ヤ ドッ ト印字へッ ドの変位量として十分な値が得ら れる。
なお、 本実施例では U字状のフレームの腕は畢さを変えて 平らな板パネで可動部材を互い違いに支持するよ にしたが. 腕の長さは同じにし、 板パネを段曲げ状にして可動部材を互 い違いに支持するようにしてもよい。
第 6図は、 第 1図のワイャ駆動機構の第 1 の改良例であり 前述の印字へッ ドより もさらに大きな振動変位量が得られる ように改良されたワイャ駆動機構の要部斜視図である。
第 6図で示すワイヤ駆動機構においては、 圧電素子ア ツセ ンブリ 5 と第 2 のアーム 3 b との間にホーン 1 1を介設して いる。 このホーン 1 1 は、 例えば金属などによって中実に形 成されていて、 一方の端面が大きな円形形状に形成され、 他 方の端面が小さな円形形状に形成されている。 このよう に構 成されたホーン 1 1 は、 大きな面積に形成されている一方の 端面 1 1 aを圧電素子ァッセンプリ 5に向けるとともに、 小 さな面積に形成されている他方の端面 1 1 bを第 2のアーム 3 bの方向に向けて圧電素子ァ ッセンプリ 5 と第 2 のアーム 3 b との間に介設されている。 そして、 ホーン 1 1 を接着な どによつて圧電素子ァッセンプリ 5に固着することにより、 振動による弛み等が生じないようにしている。
このような構成により、 圧電素子の振動変位をホーン 1 1 で拡大してアーム 3 a， 3 b間に作用させているので、 圧電 素子の数を増やしたり、 或いは圧電素子に印加する電圧を上 げたりすることなく大きなワイャ変位が得られる。 第 7図は. 圧電素子ァッセ ンプリ 5に印加する電圧とワイャの変位との 関係を示す図であり、 特性 Aはホーン 1 1を設けたワイ ヤ鞑 動機構を有する印字へッ ドの特性、 特性 Bはホーン 1 1が設 けられていない第 1図の印字ヘッ ドの特性を示している。 第 7図から明らかなように、 ホーン 1 1を有する印字へッ ドは印加電圧が同じならば大きなワイャ変位が得られる。 逆 に言えば、 所定のワイヤ変位が得るための印加電圧を下げる ことができる。 06429
PCT/JP90/01382
1 0 なお、 ホーン 1 1 の形状や大きさなどは使用状態に応じて 種々に形成することができる。 また、 上記実施例においては 圧電素子ァッセンプリ 5の一端側にのみホーン 1 1を固着し たが、 ホーン 1 1 の形状等を工夫することにより圧電素子ァ ッセンプリ 5の両端に取り付けて変位を更に拡大することも 可能である。
第 8図乃至第 1 0図は、 第 1図のワイャ駆動機構の第 2の 改良例である。
第 8図は第 2の改良例であるヮィャ駆動機構の要部斜視図 であり、 第 9図は第 8図の H— H断面矢視図である。 又、 第 1 0図は第 8図の圧電素子ァッセンプリの斜視図である。 第 1図との違いは第 8図， 第 9図に示すように圧電素子アツセ ンブリ 5を第 1および第 2のアーム 3 a , 3 b間にねじ 2 4 で固着したことである。 固着に際しては、 所定のねじ締め力 で圧電素子ァ ッセンプリ 5を圧縮している。 圧電素子ァ ッセ ンブリ 5 は第 1 0図に示すように両端面に金属片 （例えば鉄 板） 2 6 , 2 7を接着している。
次に動作について説明する。 印字時、 圧電素子ア ッセンブ リ 5に所定の電圧を印加すると、 圧電素子ァッセンプリ 5 は 圧縮された状態から歪のない钛態になる。 この動作の間にフ レーム 1 の第 1および第 2 のアーム 3 a , 3 bはそれぞれ屈 曲部 4 a , 4 bで撓み、 印字作動を行う。
したがって、 上述の第 2の改良例で示す構成と Tれば、 伸 長に対して構造上弱い性質を持つ圧電素子であっても、 圧電 素子の圧縮された状態及び歪 ない状態の閩を利用して印字 動作を行うようにしたので、 圧電素子の寿命は伸び、 その結 果ワイャ駆動機構の寿命も伸びて信頼性の高いヮィャ ドッ ト 印字へッ ドを提供できる。
さらに、 U字状のフレームの第 1および第 2のアーム間に 圧電素子を取付ける際は、 ねじ等の調整手段を用いるように したので、 複数の圧電素子を接着剤等で固着してア ッセンブ リにするとき、 その全長の寸法管理は不要となって製造歩留 りのよい安価なワイヤ ドッ ト印字へッ ドを提供できる。
第 1 1図及び第 1 2図は、 第 1図及び第 2図で示すワイヤ 駆動機構の変形例であり、 一方のアームを回動可能に設け、 他方のアームは固定して設けたものである。
以下、 第 1 1図を用いて本変形例を説明する。
フ レーム 4 1 は、 固定されたアームを舍む L状のベース 42 と、 回動可能なアーム 4 3 と、 ベース 4 2 とアーム 4 3 とを 結合する弾性を有する屈曲部 4 4 とから構成される。
ベース 4 2 とアーム 4 3 との間には、 圧電素子ア ッセンブ リ 5が固定されている。
なお、 第 1 2図で示す印字へッ ドでは、 ベース 4 2 とァー ム 4 3 との間に磁歪素子 3 2が固定され、 磁歪素子 3 2 の周 囲にコイル 3 3が巻かれている。
ベースの 4 2 の端部 4 2 a には、 第 1 の板バネ 4 6 aが固 着され、 またアーム 4 3 の端部 4 3 aには第 2 の板バネ 4 6 b が固着されている。 端部 4 2 a と端部 4 3 aの水平方向の位 置は、 ずれており、 したがって、 第 1 の板バネ 4 6 a と第 2 の板バネ 4 6 bは、 一直線上に乗らないようになっている。 この第 1 の板バネ 4 6 a と第 の板パネ 4 6 bの先端部が、 一端に印字ワイヤ 4 7を固着'された駆動体 4 8の 2つの係合 溝 4 8 a , 4 8 bに係合されている。
次に、 本実施例の動作を説明する。
圧電素子ア ッセンプリ 5に電圧を印加すると、 X方向に伸 長し、 アーム 4 3を十 X方向に押す。 この力によって、 ァー ム 4 3 は、 屈曲部 4 4を支点として、 微小角度回転する。 こ こで、 圧電素子 5の伸び量を厶 x。 とすると、 アーム 4 3の 圧電素子 5 との接合点での変位量は Δ X , = Δ χ。 であり、
£ 2 アーム 4 3 の端部 4 3 aでの変位量は Δ x 2 = 厶 X である。
この変位厶 X 2 は、 第 2の板バネ 4 6 bによって、 駆動体 4 8に伝えられる。 前述のように、 第 1の板バネ 4 6 a と第 2の板バネ 4 6 bは一直線上に乗っておらず、 さらに、 駆動 体 4 8の一方の係合溝 4 8 a はベース 4 2 と連結され変位し ない為、 駆動体 4 8は、 係合溝 4 8 aを支点としてもう一方 の係合溝 4 8 bで Δ X 2 だけ微小角度画転する。
第 1 の板バネ 4 6 a と第 2の板パネ 4 6 bの間隔を 3 、 係合溝 4 8 a と印字ワイャ接合部の間隔を とすると、 印 字ワイ ヤ 4 7 の変位量は、 Δ X 3 = Δ X 2
£ 3
ί 2 a 4
厶 X
& 1
となる。
したがって、 本実施例の機械的変位拡大率は、
厶 X 3 £ 2 ' £ 4 ,
厶 X £ 1 となる。
ここで、 具体的な数値を仮定して Δ x 3 ΖΔ χ。 を計算し てみる。
ϋ 1 = 2 mm, ί 2 = 丄 3 mm, i 3 == 1 ram, £ 4 = 1 0. 5 mm
厶 x 3 1 3 1 0. 5
のとき、 = = 6 8. 2 5
Δ χ ο 2 X 1
であるから、 6 8. 2 5倍の拡大率となり、 圧電素子 5の歪量
Δ χ。 = 1 0 〃 mとすると、 印字ワイヤ 4 8の変位は、
0.6825mmになる β
(産業上の利用分野）
以上のように、 本発明にかかるヮィャ駆動機構は、 ドッ ト マ ト リ ックスタイプのライ ンプリ ンタゃシリアルプリ ンタの ヮィャ印字へッ ド、 特に高速印字が可能なヮィャ印字へッ ド に用いるのに適している。

Claims

1 請 求 の 範 囲
. —端をそれぞれ固定されて互いに平行にかつ上記固定さ れている一端を中心として回動可能に設けられる第 1およ び第 2のアームと、
前記第 1および第 2のアーム間に配置され、 伸縮により 前記第 1および第 2のアームを回動させてこれらのアーム の自由端をそれぞれ変位させる駆動源と、
それぞれの一端が前記第 1および第 2のアームの自由端 に取り付けられるとともに、 それぞれの他端が前記アーム 間のほぼ中心部において上下方向で段違いに対向し、 前記 各アームの自由端の変位に伴なつて前記駆動源の伸縮方向 とほぼ平行な方向に進退する一対の支持片と、
前記第 1および第 2のアーム間に配置され、 かつ前記一 対の支持片のそれぞれの他端によって支持される駆動体と- 前記駆動体に取り付けられ、 前記駆動体が前記各アーム 自由端の変位力で回動させられることにより前記一対の支 持片が進退する方向とほぼ同じ方向に進退する印字ヮィャ とを具備することを特徴とするワイャ駆動機構。
. 前記第 2 のアームが前記第 1 のアームより長く形成され ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のワイャ駆動機 構。
. 前記駆動源の伸縮の度合を拡大するホーンを、 前記駆動 源側に面積が大きい方の端面を向けて前記駆動源と前記ァ ームとの間に設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項記 載のワイヤ駆動機構。
. 前記駆動源が、 磁界に応じて伸縮の度合が変化する 1以 1 5 上の磁歪素子により構成されることを特徴とする請求の範 囲第 1項記載のワイャ駆動機構。
. 前記駆動源が、 印加される電圧に応じて伸縮の度合が変 化する 1以上の圧電素子により構成されることを特徴とす る請求の範囲第 1項記載のワイャ駆動機構。
. 前記アーム間に配置した前記圧電素子を圧縮して支持す る調整部材を設けたことを特徴とする請求の範囲第 5項記 載のワイャ駆動機構。
. 前記調整部材は 1以上の前記圧電素子から構成される前 記駆動源の両端面に固着した金属片と、 前記アームの一方 に設けたねじとから構成されることを特徴とする請求の範 囲第 6項記載のワイャ駆動機構。
. —端をそれぞれ固定して互いに平行にかつどちらか一方 のみを前記固定している一端を中心として面動可能に設け るとともに、 一方が他方より も所定の長さだけ長く形成さ れる第 1および第 2のアームと、
前記第 1および第 2のアーム間に配置され、 伸縮により 前記第 1又は第 2のアームのいずれか一方のみを画動させ てこのアームの自由端を変位させる駆動源と、
それぞれの一端が前記第 1および第 2のアームの自由端 に取り付けられるとともに、 それぞれの他端が前記アーム 間のほぼ中央部において上下方向で段違いに対向し、 前記 各アームの自由端の変位に伴なつて前記駆動源の伸縮方向 とほぼ平行な方向に進退する一対の支持片と、
前記第 1および第 2のァ广ム間に配置され、 かつ前記一 対の支持片のそれぞれの他端によって支持される駆動体と. 1 6 前記駆動体に取り付けられ、 前記駆動体が前記各アーム 自由端の変位力で回動させられることにより前記一対の支 持片が進退する方向とほぼ同じ方向に進退する印字ワイャ とを具備することを特徴とするワイャ駆動機構。
9 . 前記駆動源が、 磁界に応じて伸縮の度合が変化する磁歪 素子であることを特徴とする請求の範囲第 8項記載のワイ ャ駆動機構。
10. 前記駆動源が、 印加される電圧に応じて伸縮の度合が変 化する圧電素子であることを特徴とする請求の範囲第 8項 記載のワイャ駆動機構。
PCT/JP1990/001382 1989-11-01 1990-10-26 Wire driving mechanism WO1991006429A1 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12717989 1989-11-01
JP1/127179U 1989-11-01
JP32657989 1989-12-15
JP1/326579 1989-12-15
JP2/2639U 1990-01-16
JP263990 1990-01-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1991006429A1 true WO1991006429A1 (en) 1991-05-16

Family

ID=27275453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1990/001382 WO1991006429A1 (en) 1989-11-01 1990-10-26 Wire driving mechanism

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5167458A (ja)
EP (1) EP0452502A4 (ja)
WO (1) WO1991006429A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710601C2 (de) * 1997-03-14 1999-05-20 Univ Magdeburg Tech Bewegungsgenerator

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04109147U (ja) * 1991-03-04 1992-09-21 ブラザー工業株式会社 ドツトインパクト印字ヘツド装置
EP0756938A3 (en) * 1992-05-08 1998-01-14 Fujitsu Limited Printing head
DE19833782A1 (de) 1998-07-27 2000-02-03 Abb Instrumentation Ltd Antriebsanordnung für einen Schreibkopf

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5614040U (ja) * 1979-07-13 1981-02-06
JPS62209877A (ja) * 1986-03-10 1987-09-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 圧電変位素子
JPS6475256A (en) * 1987-09-17 1989-03-20 Nec Corp Printing element
JPH01275150A (ja) * 1988-04-28 1989-11-02 Fujitsu Ltd 印字ヘッド

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5614040A (en) * 1979-07-17 1981-02-10 Japan Crown Cork Co Ltd Production of vessel cover and device used for this
JPS5814765A (ja) * 1981-07-17 1983-01-27 Nec Corp インパクトプリンタヘツド
US4435666A (en) * 1981-05-26 1984-03-06 Nippon Electric Co., Ltd. Lever actuator comprising a longitudinal-effect electroexpansive transducer and designed to prevent actuation from degrading the actuator
JPS5916767A (ja) * 1982-07-20 1984-01-27 Nec Corp 印字ユニツト
US4547086A (en) * 1982-12-06 1985-10-15 Nec Corporation Piezoelectrically driven printing mechanism for dot matrix printers
JPS6256155A (ja) * 1985-09-05 1987-03-11 Nec Corp 印字ヘツド
JPH043809Y2 (ja) * 1985-12-25 1992-02-05
JPS63144054A (ja) * 1986-12-05 1988-06-16 Nec Corp 印字ヘツド

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5614040U (ja) * 1979-07-13 1981-02-06
JPS62209877A (ja) * 1986-03-10 1987-09-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 圧電変位素子
JPS6475256A (en) * 1987-09-17 1989-03-20 Nec Corp Printing element
JPH01275150A (ja) * 1988-04-28 1989-11-02 Fujitsu Ltd 印字ヘッド

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0452502A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710601C2 (de) * 1997-03-14 1999-05-20 Univ Magdeburg Tech Bewegungsgenerator

Also Published As

Publication number Publication date
US5167458A (en) 1992-12-01
EP0452502A1 (en) 1991-10-23
EP0452502A4 (en) 1992-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4675568A (en) Mechanical amplification mechanism for electromechanical transducer
EP2645560A1 (en) Piezoelectric motor
JP2010527573A (ja) 電気機械式のモータ、特に圧電式のマイクロステッピング駆動装置
US6373170B1 (en) Piezo-electric motor
WO1991006429A1 (en) Wire driving mechanism
JP2006527581A (ja) 圧電電気機械式駆動装置
WO2002077994A1 (fr) Actionneur pour positionner precisement un element de tete et dispositif de tete equipe de cet actionneur
JPS5916767A (ja) 印字ユニツト
JP2743394B2 (ja) ワイヤクランプ方法及び装置
JPH0364313B2 (ja)
JPS6277968A (ja) プリンタ装置
JP3401097B2 (ja) 超音波アクチュエータ
JP2844717B2 (ja) ドットインパクト式プリンタ印字ハンマ
JPH0947049A (ja) グリップ型リニアアクチュエータ
JPS59150756A (ja) 印字機構
JPH01300433A (ja) レンズアクチュエータ
JPH05122951A (ja) 駆動機構
JP2847889B2 (ja) ドットインパクト式プリンタ印字ハンマ
JP3492163B2 (ja) 圧電アクチュエータ
JPS61164852A (ja) ドツトプリンタヘツド
JPH0211403Y2 (ja)
JPS58213484A (ja) 差動型変位発生機構
JP2526311Y2 (ja) 圧電モータ
JPH01275150A (ja) 印字ヘッド
JPS63133877A (ja) 圧電モ−タ

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1990915831

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1990915831

Country of ref document: EP

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1990915831

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1990915831

Country of ref document: EP