JPH01184153A - 印字ヘッド装置 - 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、印字ヘッド装置に係り、さらに詳しくはワイ
ヤを多数本用いたドツトインパクトプリンタ用の印字ヘ
ッド装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ワイヤを多数本用いたドツトインパクトプリン
タ用の印字ヘッド装置は、ワイヤの基端を１本ずつ固定
して成るアクチュエータをワイヤの本数だけ複数個、放
射状に配置した構造を有している。

そして、アクチュエータの駆動方式は、電磁石を用いた
ものと、ピエゾ素子（圧電素子）を用いた方式のものと
の２種類のものに大別される。

この内、電磁石を用いる方式は、電磁石に通電すること
によって発生する吸引力によりアクチュエータを吸引し
、ワイヤを移動させ、印字力を得る方式と、アクチュエ
ータとヘッド本体側との間に張架されたスプリングの引
張力に抗して永久磁石の吸引力によりアクチュエータを
印字方向と逆方向に吸引しておき、印字時には永久磁石
の吸引力に打ち消す磁界を発生する電磁石に通電を行い
、蓄えられていたスプリングのエネルギによりアクチュ
エータを前進させ印字を行う方式とがある。

また、ピエゾ素子を用いる方式は通電することにより変
形するピエゾ素子の変形を動作拡大機構を介してアクチ
ュエータに伝達し、印字ワイヤを駆動して印字を行うも
ので、プリンタの高速化の要請に対応して、近時におい
て比較的多く開発されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例の電磁石を用いる方式のもの
にあっては、磁界を発生させるためのコイルへの通電に
より熱が発生してしまうため、使用デユーティが制限さ
れ、また電磁石により発生し得るエネルギにも限度があ
り、小型であれば印字速度が遅く、印字速度を大きくし
ようとすると電磁石およびアクチュエータが大きくなり
、印字ヘッド装置全体が大型化してしまうという不都合
があった。

一方、ピエゾ素子を用いる方式のものにあっては、ピエ
ゾ素子の変形を直接的に利用するものが大部分を占めて
おり、このため十分な印字力を得ようとすれば動作拡大
機構が必然的に大型化するという不都合があった。また
、複雑な構造の動作拡大機構を用い、ピエゾ素子の変形
を間接的に利用するものも考案されているが、この場合
はコストが高くなるという問題点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、特に、高速印字を実現し得るとともに比較的安価な印
字ヘッド装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、一端部で印字ワイヤの往復移動を付勢する
とともに他端部に回動支点及び被駆動支点を配設した拡
大機構と、この拡大機構を駆動する駆動手段と、この駆
動手段を支持するベース部材とを備えている。そして、
拡大機構の被駆動支点と駆動手段とを第１の板ばねを介
して一体的に連結するとともに、この被駆動支点に近接
して拡大機構の回動支点を設定し、この拡大機構の回動
支点とベース部材とを第２の板ばねを介して一体的に連
結するという構成を採っている。これによって前述した
目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。

この実施例の印字ヘッド装置１は、第３図に示すように
アクチュエータバンク２と、その印字面側（第３図の左
側）に固定されるヘッドフレーム３と、アクチュエータ
バンク２の印字面側とは反対側に固定されるリヤカバー
４とを備えている。

この内、アクチュエータバンク２は、中心部に円形の開
口部５ａを有する円板状のマウントベース５と、このマ
ウントベース５の表裏面にねじ６によって固定されたア
クチュエータアッセンブリ７とから構成されている。本
実施例においては、マウントベース５にはフェライト系
の制振部材が使用されている。

このアクチュエータアッセンブリ７は、第２図に示すよ
うに略Ｕ字状に形成され９組立時にマウントベース５側
に固定されるベース部材としてのベース８と、このベー
ス８に支持され、後述する拡大機構２０を駆動する駆動
手段としての長方形の積層型のピエゾ素子９とを有して
いる。具体的には、ピエゾ素子９は、ベース８の直線状
の切欠部８ａ中に嵌合され、その端（基端）をベース８
の基部側において切欠部８ａの内方部に固定されている
。

ピエゾ素子９の他端（先端）にはインナーブロック１０
が固定されている。インナーブロック１０のピエゾ素子
９と反対側の端部には第１の板ばねとしてのセンタばね
１１の一端（基端）が固定され、このセンタばね１１の
他端（先端）はトップブロック１２に固定されており、
これによりセンタばね１１はトップブロック１２とイン
ナーブロック１０とを一体的に連結している。

また、ベース８の第２図における左右の腕の先端にはセ
ンタばね１１の左右において第２の板ばねとしてのサイ
ドばね１３，１３の一端（基端）がそれぞれ固定され、
各サイドばね１３の他端（先端）はトップブロック１２
側に固定されており、これによりサイドばね１３はトッ
プブロック１２とベース８とを一体的に連結している。

双方のサイドばね１３，１３は略同−平面上に配置され
ている。また、センタばね１１とサイドばね１３，１３
とは同一平面内にはなく、サイドばね１３の方が第１図
に矢印で示す印字方向に距離Ａだけ前方の近接した位置
にある。

トップブロック１２には第１図に示すように印字方向に
向かう平面内に位置した状態で平板状のアーム１４の一
端（基端）が固定されており、アーム１４の他端（先端
）には印字方向に向かってワイヤ１５の基端が固定され
ている。

なお、トップブロック１２の低面からアーム１４の先端
までの距離はＢに設定されている（第１図参照）。本実
施例においては、上述したトップブロック１２とアーム
１４とにより一端部で印字ワイヤの往復移動を付勢する
とともに他端部に回動支点及び被駆動支点を配設した拡
大機構２０が構成されている。従って、ピエゾ素子９に
通電が行われると、ピエゾ素子９が伸び、拡大機構２０
が被駆動支点、即ちトップブロック１２側のセンタばね
１１の固定端を介して第１図の上方に駆動されるが、ト
ップブロック１２はサイドばね１３゜１３によりベース
８と一体的に連結されているため、拡大機構２０は、結
果的に、トップブロック１２側のサイドばね１３，１３
の固定端（回動支点）を中心に印字方向に回動され、ワ
イヤが前進し、印字が行われるようになっている。

上記のように構成されたアクチュエータアッセンブリ７
がマウントベース５の表裏面に千鳥状に、かつ、放射状
に配置されて固定されている。

また、マウントベース５の印字方向側にはヘッドフレー
ム３がねじ１６によって固定されている。

ヘッドフレーム３は中心部に印字方向に向がって円筒状
部３ａが突設されている。

この円筒状部３ａ内には、ワイヤ１５が所定の配列にな
るように案内する中間ガイド１７．１８が設けられてい
る。この円筒状部３ａの先端には印字精度を保証するた
めのメインガイド１９が固定されている。

一方、マウントベース５の印字方向と反対側には円板状
のりャカバー４がねじ２０によって固定されている。ま
た、マウントベース５の中央部近傍にはマウントベース
５の印字方向側に位置するアーム１４のストッパ２１が
設けられ、リヤカバー４側には印字方向後方に位置する
アーム１４のストッパ２１が固定されている。

次に、以上のように構成された本実施例に示す印字ヘッ
ド装置の組立方法および動作について説明する。

制振材からなるマウントベース５の表裏面にはアクチュ
エータアッセンブリ７があらかじめ固定されているため
、一つの部品、即ちアクチュエータバンク２としてん取
り扱うことができる。

このアクチュエータバンク２のマウントベース５に、ヘ
ッドフレーム３とリヤカバー４とを固定すれば、印字ヘ
ッド装置１は極めて容易に組み立てられる。

組み立てられた印字ヘッド装置１の所定のピエゾ素子９
に通電すると、ピエゾ素子が伸び、この結果、前述した
ように拡大機構２０が回動支点を中心に第１図の反時計
方向に回動し、アーム１４を介してワイヤ１５が前進し
、印字を行う。

この時のワイヤ１５の動作量は「てこ」の原理により、
ピエゾ素子９の伸び量Ｘ　（Ｂ／Ａ）である。

一方、ピエゾ素子９は、非通電状態になると、もとの状
態に戻るため、動作拡大機構２０は前とは反対の方向に
（第１図中時計回り）回動し、ワイヤ１５は元の位置に
戻る。

このように、ピエゾ素子９のごくわずかな伸縮を拡大機
構２０を介して拡大しワイヤ１５を往復駆動することに
より印字が行われるようになっている。

実際にはピエゾ素子の伸び量は約１／１００ｍｍ程度で
あり、また素子の熱膨張係数はほぼ０に近い。このため
、本実施例においてはベース８の材質も同等の熱膨張係
数を持つものを選ぶことにより熱による影響を極力排除
しようとしている。

以上説明したように本実施例においては、ピエゾ素子９
のわずかな伸縮をＢ／Ａの倍率で拡大しワイヤ１５を駆
動することができる。また、距離Ａが小さく即ち拡大機
構２０の被駆動支点と回動支点とが近接して設定されて
いるため拡大機構２０を十分小型化することができる。

また、センタばね１１とサイドばね１３を使用している
ので、ピエゾ素子９の伸縮がかなり頻繁且つ高速で行わ
れても構造的に十分耐え得るものとなっている。

また、本実施例においては、上述したようにマウントベ
ース５が制振部材から構成されているため、印字動作時
において、アクチュエータアッセンブリの振動を抑え、
余分な高次の振動モードがアクチュエータアッセンブリ
側に乗らず、従って、高速印字が可能となるという利点
がある。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、印字ワイヤの往復移動を伴う拡大機構の往復回動
を何回も繰り返し、且つ高速で行った場合に第１．第２
の板ばねの作用により十分対応することが出来る。

また、拡大機構の被駆動支点と回動支点とが近接して設
定されていることから、例えば上記実施例のような構造
の簡単な拡大機構を用いることにより拡大率が十分でし
かも全体的に小型な拡大機構を実現することが出来る。

従って、駆動手段として応答性の速いピエゾ素子等を用
いた高速印字を実現し得るとともに比較的安価な従来に
ない耐久性の優れた印字ヘッド装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主要部であるアクチュエー
タアッセンブリを示す正面図、第２図は第１図の右側面
図、第３図は第１図のアクチュエータアッセンブリを装
備した印字ヘッド装置を示す一部破断した全体説明図、
第４図は第３図の一部破断した右側面図である。 ７・・・・・・アクチュエータアッセンブリ、８・旧・
・ベース、９・・・・・・ピエゾ素子、１０・・・・・
・インナーブロック、１１・・・・・・センタばね、１
２・・・・・・トップブロック、１３・・・・・・サイ
ドばね、１４・・・・・・アーム、１５・・・・・・ワ
イヤ、２０・・・・・・拡大機構。 第１図 アラ乞ン１リ− 第２図 第３図 ７゛ア７チュ１−タア［ンプ′す 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、一端部で印字ワイヤの往復移動を付勢するとと
   もに他端部に回動支点及び被駆動支点を配設した拡大機
   構と、この拡大機構を駆動する駆動手段と、この駆動手
   段を支持するベース部材とを備えた印字ヘッド装置にお
   いて、 前記拡大機構の被駆動支点と前記駆動手段とを第１の板
   ばねを介して一体的に連結するとともに、この被駆動支
   点に近接して前記拡大機構の回動支点を設定し、 この拡大機構の回動支点と前記ベース部材とを第２の板
   ばねを介して一体的に連結したことを特徴とする印字ヘ
   ッド装置。