JPH01108059A - 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、電磁形のアクチーエータが広く用
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ＩＫ動する傳成となって
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。

この問題点を解消するため、電気・機械エネルギ変換効
率が高く、かつ低電力でＮｌＡｌＩｈでき、しかも発Ｐ
ＩＲ証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４図に示すよ
うな印字ハンマ（特開昭５８−１６３６６８号参照）が
ある。

第４図に示した印字ハンマは、下端が固定部材４０に結
合された圧電素子４１と、下端部に２個の第１および第
２の結合部４２および４３を有し、そのうちの１個の結
合部４２は固定部材４０に結合し、他の１個の結合部４
３は圧電索子４１の上端に結合された第１のアーム４４
と、上下方向に互に近接した２個の第３および第４の結
合部４５および４６を有し、そのうちの１個の結合部４
５はアーム４４の上端に結合し、他の１個の結合部４６
は固定部材４０の上辺に結合した第２のアーム４７と、
アーム４７の左端に固着された印字ワイヤ４８とを備え
ている。

第４図（ａ）は圧電素子４１に’に圧が印加されていな
い状態（不動作状態）を示す図、第４図（ｂ）は圧を嬌
子４１に電圧が印加された状態（動作状態）を示す図で
ある。

第４図（ａ）の状態にある圧を素子４１に電圧が印加さ
れると、第４図（ｂ）に示すように、圧電素子４１は矢
印入方向に伸び、これによって第１のアーム４４はその
下端の右方を押され、結合部４２を支点として矢印θ１
方向に回動する。圧電素子４１の変位量は挺子の原理に
よって拡大されて結合部４５に伝達される。このためア
ーム４７は、結合部４５において引張られて結合部４６
を支点として矢印θ：方向に回動する。このｔｔＡｇで
も結合部４５の変位量は挺子の原理によって拡大されて
印字ワイヤ４８に伝達される。このように圧電素子４１
の変位量は、アーム４４および４７の回動運動によって
拡大されて印字ワイヤ４８に伝達されて印字動作を行う
。

上述したような従来の印字へ、ドは、圧″ｒ４Ｌ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シ
、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何となっている。このた
め、従来の印字ハンマは構造が複雑であるという問題点
がろる。

また、このような変位量拡大機構は、挺子の原理を応用
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１のアームと第１および
第２の結合部とから構成される第１段目の変位量拡大ｇ
Ａ＃ｌは、その出力として大きな力を得ることが困難で
あシ、このため、第２段目の変位量拡大機構の第３およ
び第４の結合部の曲げ剛性を第１および第２の結合部の
曲げ剛性よシも小さくする必要がある。この結果、第２
のアームと第３および第４の結合部とから構成される２
段目の変位量拡大機構の固有振動数は低くなシ、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。

近年、このような問題点を解決するものとして、挺子１
段で圧’ａｘ子の変位量を拡大して印字動作を行う印字
ハンマが考えられている。たとえは第５図に示すような
印字ハンマがある。

第５図において、アーム１はその端部１ａに薄板状の第
１のヒンジ２と、これを挾んで横方向（幅方向）の両側
に設けた薄板状のＴ！ＪＪ２および第３のヒンジ３およ
び４を有している。第１のヒンジ２は、圧′ｔｉＬ素子
５の伸縮方向（矢印Ｂ）の一端５ａの端面に結合されて
おシ、第２および第３のヒンジ３および４の一端は固定
部材６の端部に結合されている。圧電索子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ｌの他端１ｂＶＣｐ印字ワイヤ７が結合されている。

第６図は第５図の第１．第２および第３のヒンジ２，３
および４の配設状態の詳細を示す斜視図である。第２お
よび第３のヒンジ３および４は、第１のヒンジ２を挾ん
でその左右（幅方向）の両側に設けられて２す、高さ（
厚さ）方向は、第１のヒンジ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２のヒンジ３と第３
のヒンジ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ＩＩ累子５に電
圧を印加すると、第７図に示すような動作を行う。すな
わち、圧電索子５は矢印Ｂ１方向に伸張し、第１のヒン
ジ２を矢印Ｂ１方向に変位させる。一方、第２および第
３のヒンジ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１のヒンジ２との間
に段差を有するため、薄板状の第１．第２および第３の
ヒンジ２，３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ｌの先端に結合されている印字ワイヤ７
は、圧［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、第５図の印字ハンマにおいては、第２およ
び第３のヒンジ３および４を第１のヒンジ２を挾んでそ
の横方向（Ｓ方向）の両側に設け、−ｔ（ＤｉＩｌ　（
厚さ）方向の位置を第１のヒンジ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１Ｏヒ：／　ジ２の
中心線と第２および第３のヒンジ３および４の中心線と
の間の距離を、第４図のように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、
変位蓋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個しか使用しなくても、印字ワ
イヤにその印字動作に必要な動作！（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
拡大機令の固有振動数が高くな）、印字へ、ドの印字動
作の応答局仮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、上述のように変位証拡大ａ１４が１儀のアームと
３個のヒンジで構成されているため、構造が単純な印字
ハンマが得られる。

〔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ハンマは、圧電素子を駆動源
として使用しているためｔ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でおシ、さらに、圧電索子
の変位量を拡大して印字ワイヤに伝達する変位童拡犬機
慣も１段増鴨で行っているため、構造が単純で筒速動作
ができるという長所がある。

しかし、第５図に示１；、、を従来の印字ハンマにお２
−二：ｒ−鷺 いてさらに高速化を図るためには、アームｌを軽量化す
る必要がある。アーム１を＠量化するにはアームｌの高
さｈを小さくするか、または厚さｔを小さくすればよい
。ところが高さｈを小さくすると、印字動作時アームｌ
が弾性変形しエネルギが印字ワイヤ７の先端に効率よく
伝達されなく、印字濃度が薄くなシ、また、厚さｔを小
さくすると、印字動作方向と直角方向（矢印Ｅ方向）の
振動モードの振動数が印字動作（第７図における矢印り
方向）の周波数よシ低くなシ、印字に悪影響をおよぼし
、印字むらを起こすなど問題点がある。

さらにアームｌは、端部１ａの形状がブロック状になっ
ているため、生産性が恋く製造コストが高くつくと云う
問題点も有している。

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、構成が単純で製造
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、矩形状の薄板の側部を折り曲げ
この１１１ｔ１部と直角方向の一万の端部に印字ワイヤ
を固着したアームと、一方の端面に設けた溝に前記アー
ムの他方の端部を挿入してろう接し他方の端面に薄板状
の第１のヒンジの一端とこの第１のヒンジの幅方向の左
右に配設されこの第１のヒンジに対してその厚さ方向に
所定の寸法の等しい段差を有する薄板状の第２および第
３のとンジのそれぞれの一端とを固着した第１の結合部
材と、前記第２および第３のヒンジのそれぞれの他端を
固着した固定部材と、この固定部材に一端を固定した圧
電素子と、この圧ｖＬ水素子他端と前記ｍｌのヒンジの
他端との間に設けられてそれぞれに固着された第２の結
合部材とから構成される。

〔作用〕

本発明の印字ハンマは、アームが側部を折り曲げた薄板
で構成されているため、この薄板の厚さを小さくして＠
量化でき、さらに印字動作方向と直角方向の剛性は大き
くできるためその方向の振動モードの振動数も高くでき
る。その結果印字ハンマの印字動作方向の固有振動数は
上がシ、印字動作方向と直角方向の振動モードの悪影響
もなくなるため高速化が可能となる。

またアームを結合部に設けた溝に挿入しろう接して接続
するため、生産性が良く製造コストの安い印字ハンマを
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
図の実施例の動作状態を示す斜視図である。

第１図において、両側面を折り曲げた薄板で構成された
アーム１１は、一端に印字ワイヤ１７が接続され、他端
は第１の結合部材１８に設けられた溝１８ａに押入され
ろう接されている。第１の結合部材１８のアーム１１と
の接続面と反対側の面に、第１のヒンジ１２の一端と、
第１のヒンジ１２を挾んでその１鴫方向の両側に第１の
ヒンジ１２とは厚さ方向に所定の段差を有する第２およ
び第３のヒンジ１３および１４のそれぞれの一端が接続
されている。第１のヒンジ１２の他端は第２の結合部材
１９に接続され、第２および第３のヒンジ１３および１
４の他端はそれぞれ固定部材１６に接続されている。圧
電素子１５はその伸縮方向の一端が第２の結合部材１９
に、他端が固定部材１６に接続されている。

このような構成を有する印字ハンマの圧電素子１５に電
圧を印加すると、第２図に示すような動作を行う。すな
わち、圧電素子１５は矢印Ｂ１方向に伸張し、第１のヒ
ンジ１２を矢印Ｂ１方向に変位させる。一方、第２およ
び第３のヒンジ１３および１４の一端は固定部材１６に
、他端はアーム１１が接続された第１の結合部材１８に
固定されておシ、しかも第１のヒンジ１２との間に段差
を有するため、薄板状の第１．第２および第３のヒンジ
１２，１３および１４は矢印Ｃ方向に曲げ変形を生じ、
アーム１１も矢印Ｃの方向に回動運動を起こす。この結
果アーム１１の先端に結合されている印字ワイヤ１７は
、圧電索子１５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。

本発明の印字ハンマにおいては、アームは薄板で構成さ
れているため軽量化され、印字ハンマの固有振動数は高
くなシ高速印字が可能となる。

また、アームは側面が折）曲げられているため、印字動
作方向と直角方向の剛性は大きく、この方向の振動モー
ドの振動数は高くなって、この振動による悪影響もなく
なる。

さらにアームを結合部材に設けた溝に押入しろう接して
接続するため、生産性が良く製造コストの安い印字ハン
マを得ることができる。

第３図は本発明の別の実施例におけるアーム部を示す斜
視図である。

アーム３１は穴のあいた薄板の両側面を折）曲げてさら
に先端部はテーバ状に構成され、先端に印字ワイヤ３７
が接続されている。本実施例におけるアーム３１は第１
図の実施例のアームに比較して、殆んど剛性を落すこと
なくさらに軽量化され、印字ハンマの高速動作が可能と
なっている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の印字ハンマは、構成が単
純で生産性が良いため安価に製造できるという効果があ
シ、また応答局ｅ、数が扁いため、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図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の実施例の動作状態を示す斜視図、第３図は本発明の
別の実施例におけるアーム部を示す斜視図、第４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、第５図は従
来の印字ハンマの別の例を示す斜視図、第６図は第５図
におけるとンジの配置を示す拡大８＋祝図、第７図は第
５図の印字ハンマの動作状態を示す斜視図である。 １．１１，３１，４４．４７　　・・−・・パアーム、
　２　、　ｌ　２・・・串　　。 ・°°第１ヒンジ、３，１３・・・・・・第２のヒンジ
、４゜１４・・・・・・第３のヒンジ、５，１５，４１
・・・・・・圧電素子、６，１６，４０・・・・・・固
定部材、７，１７゜３７，４８・・・・・・印字ワイヤ
、４２　、４３　、４５　。 ４６・・・・・−結合部、１８・・・・−・第１の結合
部材、１９・・・・・・第２の結合部材。 代理人　弁理士　　内　原　　　音 第４　図 第　ｌ）図 第　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 矩形状の薄板の側部を折り曲げこの側部と直角方向の一
   方の端部に印字ワイヤを固着したアームと、一方の端面
   に設けた溝に前記アームの他方の端部を挿入してろう接
   し他方の端面に薄板状の第１のヒンジの一端とこの第１
   のヒンジの幅方向の左右に配設されこの第１のヒンジに
   対してその厚さ方向に所定の寸法の等しい段差を有する
   薄板状の第２および第３のヒンジのそれぞれの一端とを
   固着した第１の結合部材と、前記第２および第３のヒン
   ジのそれぞれの他端を固着した固定部材と、この固定部
   材に一端を固定した圧電素子と、この圧電素子の他端と
   前記第１のヒンジの他端との間に設けられてそれぞれに
   固着された第２の結合部材とからなることを特徴とする
   印字ハンマ。