JPH0270448A - 圧電ハンマ - Google Patents
圧電ハンマInfo
- Publication number
- JPH0270448A JPH0270448A JP63222548A JP22254888A JPH0270448A JP H0270448 A JPH0270448 A JP H0270448A JP 63222548 A JP63222548 A JP 63222548A JP 22254888 A JP22254888 A JP 22254888A JP H0270448 A JPH0270448 A JP H0270448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- piezoelectric
- printing
- wire
- displacement direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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
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】
概要
ワイヤドツトプリンタの印字ヘッドを構成する圧電ハン
マに関し、 低い印加電圧であっても、十分なワイヤストローク及び
印字圧力を得ることのできる圧電ハンマを提供すること
を目的とし、 固定部材にその主変位方向一端を固着した第１圧電素子
と、該第１圧電素子の主変位方向に直列に、印字ワイヤ
を固着した第２圧電素子と、該第２圧電素子を該第１圧
電素子の自由端に圧接するように付勢するとともに、主
変位方向に移動可能に支承する付勢手段とを設け、該第
１圧電素子及び第２圧電素子に同位相のパルス電圧を印
加することにより、該第２圧電素子が付勢・支承手段の
付勢力に抗して移動し、印字ワイヤを突出せしめるよう
に構成する。
マに関し、 低い印加電圧であっても、十分なワイヤストローク及び
印字圧力を得ることのできる圧電ハンマを提供すること
を目的とし、 固定部材にその主変位方向一端を固着した第１圧電素子
と、該第１圧電素子の主変位方向に直列に、印字ワイヤ
を固着した第２圧電素子と、該第２圧電素子を該第１圧
電素子の自由端に圧接するように付勢するとともに、主
変位方向に移動可能に支承する付勢手段とを設け、該第
１圧電素子及び第２圧電素子に同位相のパルス電圧を印
加することにより、該第２圧電素子が付勢・支承手段の
付勢力に抗して移動し、印字ワイヤを突出せしめるよう
に構成する。
産業上の利用分野
本発明はワイヤドツトプリンタの印字ヘッドを構成する
圧電ハンマに関する。
圧電ハンマに関する。
ワイヤドツトプリンタは、複数の細いワイヤを有する印
字ハンマで印字用紙とインクリボンを介してプラテンを
打撃し、印字用紙上に魚群で文字・図形を形成するよう
にしたものである。同時複写が可能であるとともに、印
字用紙の種類を選ばないためランニングコストが安く、
ＯＡ機器やパソコンの出力装置として広く用いられてい
る。
字ハンマで印字用紙とインクリボンを介してプラテンを
打撃し、印字用紙上に魚群で文字・図形を形成するよう
にしたものである。同時複写が可能であるとともに、印
字用紙の種類を選ばないためランニングコストが安く、
ＯＡ機器やパソコンの出力装置として広く用いられてい
る。
このようなワイヤドツトプリンタに使用する印字ハンマ
は、磁場中のコイルに通電することにより発生する電磁
力とバネ等の弾性力とにより駆動されるものがよく知ら
れており、ワイヤドツトプリンタのほとんどが電磁式ハ
ンマを採用している。
は、磁場中のコイルに通電することにより発生する電磁
力とバネ等の弾性力とにより駆動されるものがよく知ら
れており、ワイヤドツトプリンタのほとんどが電磁式ハ
ンマを採用している。
しかし、電磁式ハンマはその技術が既に成熟期に入って
いるということができ、これ以上の印字速度の高速化等
を期待することは難しくなってきており、電磁式ハンマ
に比べ応答速度や発生力に優れる圧電ハンマが注目され
るようになってきた。
いるということができ、これ以上の印字速度の高速化等
を期待することは難しくなってきており、電磁式ハンマ
に比べ応答速度や発生力に優れる圧電ハンマが注目され
るようになってきた。
従来の技術
圧電ハンマは、セラミックス等の圧電効果を有する材料
に電圧を印加したときに生じる力学的な歪みを駆動力と
して用いるものである。圧電素子は薄板セラミックスを
複数枚、接着あるいは焼結して形成した積層型のものが
一体型のものよりも印加電圧に対して比較的にその変位
量が大きいが、それでもこの変位量は変位方向的１０ｍ
ｍの積層型圧電素子で１００Ｖの電圧で５〜６μｍ程度
のものである。
に電圧を印加したときに生じる力学的な歪みを駆動力と
して用いるものである。圧電素子は薄板セラミックスを
複数枚、接着あるいは焼結して形成した積層型のものが
一体型のものよりも印加電圧に対して比較的にその変位
量が大きいが、それでもこの変位量は変位方向的１０ｍ
ｍの積層型圧電素子で１００Ｖの電圧で５〜６μｍ程度
のものである。
一方、ワイヤドツトプリンタのワイヤストロークとして
は０．４〜０．６ｍｍ程度必要とするため、圧電素子に
印加する電圧を大きくする（圧電素子の変位量は印加電
圧にほぼ比例する）とともに、ヒンジ等の拡大機構を用
いて、この変位量を数十倍に拡大して、所望のストロー
クを得るようにしている。
は０．４〜０．６ｍｍ程度必要とするため、圧電素子に
印加する電圧を大きくする（圧電素子の変位量は印加電
圧にほぼ比例する）とともに、ヒンジ等の拡大機構を用
いて、この変位量を数十倍に拡大して、所望のストロー
クを得るようにしている。
しかし、印加電圧は安全性等の観点からあまり大きくす
くことは望ましくなく、このためヒンジ機構等による拡
大率を非常に大きくする必要があり、ヒンジ機構等の剛
性が十分でないと、所望の拡大率が得られなかったり、
十分な応答性が得られず高速化の障害となったり、さら
に、構成上大型なものとなり、印字ワイヤの高密度実装
の障害になったりする等の欠点を有している。
くことは望ましくなく、このためヒンジ機構等による拡
大率を非常に大きくする必要があり、ヒンジ機構等の剛
性が十分でないと、所望の拡大率が得られなかったり、
十分な応答性が得られず高速化の障害となったり、さら
に、構成上大型なものとなり、印字ワイヤの高密度実装
の障害になったりする等の欠点を有している。
このため、その一端が固定された圧電素子の他端側に、
ワイヤを有する可動部材を圧接せしめ、一端が固定され
た圧電素子にパルス電圧を印加して、圧電素子を伸長せ
しめ、可動部材を圧接方向と反対方向に押し出すように
構成した圧電ハンマが提案されている。
ワイヤを有する可動部材を圧接せしめ、一端が固定され
た圧電素子にパルス電圧を印加して、圧電素子を伸長せ
しめ、可動部材を圧接方向と反対方向に押し出すように
構成した圧電ハンマが提案されている。
発明が解決しようとする課題
しかし、圧電素子により可動部材を押し出す構成の圧電
ハンマは、可動部材の押出力が十分でなく、必要なワイ
ヤストローク及び印字圧力を得るためには、圧電素子の
変位量を大きくしなければならず、このため高電圧の印
加が必要であり、上述の拡大機構を用いた圧電ハンマの
欠点の一つである印加電圧が高いという欠点を解消でき
なかった。
ハンマは、可動部材の押出力が十分でなく、必要なワイ
ヤストローク及び印字圧力を得るためには、圧電素子の
変位量を大きくしなければならず、このため高電圧の印
加が必要であり、上述の拡大機構を用いた圧電ハンマの
欠点の一つである印加電圧が高いという欠点を解消でき
なかった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、低い印加電圧であっても、十分
なワイヤストローク及び印字圧力を得ることのできる圧
電ハンマを提供することである。
の目的とするところは、低い印加電圧であっても、十分
なワイヤストローク及び印字圧力を得ることのできる圧
電ハンマを提供することである。
課題を解決するための手段
第１図に示した本発明の原理構成図を参照して説明する
。
。
固定部材１にその主変位方向一端を固着した第１圧電素
子２を固着し、第１圧電素子２の主変位方向に直列に、
印字ワイヤ３を固着した第２圧電素子４を配置する。第
２圧電素子４を第１圧電素子２の自由端に圧接するよう
に付勢するとともに、主変位方向に移動可能に支承する
手段５を設ける。
子２を固着し、第１圧電素子２の主変位方向に直列に、
印字ワイヤ３を固着した第２圧電素子４を配置する。第
２圧電素子４を第１圧電素子２の自由端に圧接するよう
に付勢するとともに、主変位方向に移動可能に支承する
手段５を設ける。
第１圧電素子２及び第２圧電素子４に同位相のパルス電
圧を印加することにより、第２圧電素子４が付勢・支承
手段５の付勢力に抗して移動し、印字ワイヤ３を突出せ
しめるように構成して、上述した課題を解決する。
圧を印加することにより、第２圧電素子４が付勢・支承
手段５の付勢力に抗して移動し、印字ワイヤ３を突出せ
しめるように構成して、上述した課題を解決する。
作 用
第２図は直列に配置された第１圧電素子２及び第２圧電
素子４に同位相でパルス電圧を印加したときの力の作用
を説明するための図である。第１圧電素子２は固定部材
１にその一端が固定されており、第２圧電素子４は付勢
・支承手段５によりＥなる付勢力で第１圧電素子２に圧
接するようになっている。
素子４に同位相でパルス電圧を印加したときの力の作用
を説明するための図である。第１圧電素子２は固定部材
１にその一端が固定されており、第２圧電素子４は付勢
・支承手段５によりＥなる付勢力で第１圧電素子２に圧
接するようになっている。
この状態で第１圧電素子２及び第２圧電素子４に同位相
でパルス電圧を印加すると、第１圧電素子２によりＡ及
びＢ１第２圧電素子４によりＣなる力が発生する。第１
圧電素子２はその一端が固定部材１に固定されているか
らＤなる抗力を受け、第１圧電素子２の伸長による力は
すべて第２圧電素子４に作用する。一方、第２圧電素子
４は自身も主変位方向に伸びようとするため、第１圧電
素子２との接触面において両圧電素子の発生力が反発し
、この反発力により、第２圧電素子４が付勢・支承手段
５の付勢力Ｅに抗して左方に突出し、第２圧電素子４に
固着された印字ワイヤ３により、インクリボン、印字用
紙を介してプラテンが打撃され、印字が行われる。印字
後、印字ワイヤ３がプラテンを打撃したときの反力と、
付勢・支承手段５の付勢力により第２圧電素子４は元の
位置（第１圧電素子２に当接した位置）に復帰する。
でパルス電圧を印加すると、第１圧電素子２によりＡ及
びＢ１第２圧電素子４によりＣなる力が発生する。第１
圧電素子２はその一端が固定部材１に固定されているか
らＤなる抗力を受け、第１圧電素子２の伸長による力は
すべて第２圧電素子４に作用する。一方、第２圧電素子
４は自身も主変位方向に伸びようとするため、第１圧電
素子２との接触面において両圧電素子の発生力が反発し
、この反発力により、第２圧電素子４が付勢・支承手段
５の付勢力Ｅに抗して左方に突出し、第２圧電素子４に
固着された印字ワイヤ３により、インクリボン、印字用
紙を介してプラテンが打撃され、印字が行われる。印字
後、印字ワイヤ３がプラテンを打撃したときの反力と、
付勢・支承手段５の付勢力により第２圧電素子４は元の
位置（第１圧電素子２に当接した位置）に復帰する。
このように、２つの圧電素子２．４が同時に伸長するこ
とにより、第２圧電素子４が付勢・支承手段５の付勢力
に抗して突出するようにしているから、圧電素子１個あ
たりの印加電圧を低くしても、大きな推進力を得ること
ができ、所望のワイヤストローク及び印字圧力を得るこ
とができるようになる。
とにより、第２圧電素子４が付勢・支承手段５の付勢力
に抗して突出するようにしているから、圧電素子１個あ
たりの印加電圧を低くしても、大きな推進力を得ること
ができ、所望のワイヤストローク及び印字圧力を得るこ
とができるようになる。
実 施 例
以下本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する
ことにする。
ことにする。
第３図は本発明を適用してなるワイヤドツトプリンタの
印字ヘッド部の斜視図、第４図は圧電素子への電圧印加
の信号系統のブロック図である。
印字ヘッド部の斜視図、第４図は圧電素子への電圧印加
の信号系統のブロック図である。
１０は固定部材であり、固定部材１０は図示はしていな
いが左右に揺動するシャトル機構に固着されている。固
定部材１０には２本のアーム１２．１２が一体的に固着
されており、この２本のアーム１２．１２の先端には吸
バネ１４が固着されている。
いが左右に揺動するシャトル機構に固着されている。固
定部材１０には２本のアーム１２．１２が一体的に固着
されており、この２本のアーム１２．１２の先端には吸
バネ１４が固着されている。
１６は第１圧電素子であり、第１圧電素子１６の主変位
方向（伸縮方向）の一端は固定部材１０に固着されてい
る。１８は第２圧電素子であり、第２圧電素子１８は治
具２０．２０を介して板バネ１４に取り付けられ、その
一端が第１圧電素子１２の自由端に圧接するようになっ
ている。第２圧電素子１８の他端には印字ワイヤ２２が
取り付けられている。第１及び第２圧電素子１６．１８
は薄板セラミックス等を接着あるいは焼結により複数枚
積層されて形成されている。
方向（伸縮方向）の一端は固定部材１０に固着されてい
る。１８は第２圧電素子であり、第２圧電素子１８は治
具２０．２０を介して板バネ１４に取り付けられ、その
一端が第１圧電素子１２の自由端に圧接するようになっ
ている。第２圧電素子１８の他端には印字ワイヤ２２が
取り付けられている。第１及び第２圧電素子１６．１８
は薄板セラミックス等を接着あるいは焼結により複数枚
積層されて形成されている。
第３図においては、印字ワイヤ１本分についての圧電ハ
ンマの構成しか図示されていないが、固定手段１０に縦
に２４本分の圧電ハンマが取り付けられている。
ンマの構成しか図示されていないが、固定手段１０に縦
に２４本分の圧電ハンマが取り付けられている。
２４はプラテンローラ、２６はインクリボン、２８は印
字用紙である。
字用紙である。
尚、第１圧電素子１６と第２圧電素子１８の圧接面は衝
撃的に圧接を繰り返すので、圧電素子端面の破損防止の
ために、それぞれの接触端面にステンレス箔あるいは金
属製薄板等が接着されている。
撃的に圧接を繰り返すので、圧電素子端面の破損防止の
ために、それぞれの接触端面にステンレス箔あるいは金
属製薄板等が接着されている。
然して、印字ヘッドを搭載したシャトル機構の位置検出
用エンコーダからの位置信号及び印字指令信号等の情報
３０に基づき、印字制御回路３２で印字信号（印字パル
ス）３４が生成され、これが高速増幅部３６で所定の電
圧（例えば１００Ｖ）に増幅されて、第１及び第２圧電
素子１６．１８に同位相で印加される（第４図を参照）
。
用エンコーダからの位置信号及び印字指令信号等の情報
３０に基づき、印字制御回路３２で印字信号（印字パル
ス）３４が生成され、これが高速増幅部３６で所定の電
圧（例えば１００Ｖ）に増幅されて、第１及び第２圧電
素子１６．１８に同位相で印加される（第４図を参照）
。
電圧が印加されると、第１圧電素子１６及び第２圧電素
子１８はそれぞれ伸長し、第１圧電素子１６及び第２圧
電素子１８はその圧接面において、互いにそれぞれの発
生力が反発し、第２圧電素子１８が板バネ１４の付勢力
に抗する方向に移動し、印字ワイヤ２２が突出する。こ
れにより、印字ワイヤ２２によりインクリボン２６、印
字用紙２８を介してプラテン２４が打撃され、インクリ
ボン２６のインクが印字用紙２８に転写される。第２圧
電素子１８は、印字ワイヤ２２がプラテン２４打撃時の
反力と、板バネ１４の付勢力により引き戻され、第１圧
電素子１６に圧接して、次の電圧印加を待つ。
子１８はそれぞれ伸長し、第１圧電素子１６及び第２圧
電素子１８はその圧接面において、互いにそれぞれの発
生力が反発し、第２圧電素子１８が板バネ１４の付勢力
に抗する方向に移動し、印字ワイヤ２２が突出する。こ
れにより、印字ワイヤ２２によりインクリボン２６、印
字用紙２８を介してプラテン２４が打撃され、インクリ
ボン２６のインクが印字用紙２８に転写される。第２圧
電素子１８は、印字ワイヤ２２がプラテン２４打撃時の
反力と、板バネ１４の付勢力により引き戻され、第１圧
電素子１６に圧接して、次の電圧印加を待つ。
本実施例によれば、従来の圧電ハンマのようにヒンジ機
構等の拡大機構を用いなくても十分なストロークを得る
ことができ、拡大機構等により生じていた応答性が悪い
等の欠点がなく、印字速度の高速化が図れるとともに、
２つの圧電素子１６．１８を直列配置して各圧電素子１
６．１８０反発力を利用して、印字ワイヤ２２を突出す
るようにしたから、圧電素子への印加電圧が小さくとも
十分なワイヤストローク、及び印字圧力を得ることがで
きる。
構等の拡大機構を用いなくても十分なストロークを得る
ことができ、拡大機構等により生じていた応答性が悪い
等の欠点がなく、印字速度の高速化が図れるとともに、
２つの圧電素子１６．１８を直列配置して各圧電素子１
６．１８０反発力を利用して、印字ワイヤ２２を突出す
るようにしたから、圧電素子への印加電圧が小さくとも
十分なワイヤストローク、及び印字圧力を得ることがで
きる。
また、第１及び第２圧電素子１６．１８の圧接面に金属
箔等を接着しているから、衝撃による被層等が少なく長
期に渡り良好な印字を行うことができる。
箔等を接着しているから、衝撃による被層等が少なく長
期に渡り良好な印字を行うことができる。
発明の効果
本発明は以上詳述したように、直列配置した第１及び第
２圧電素子に同位相でパルス電圧を印加することにより
、第１及び第２圧電素子間で発生する反発力により、第
２圧電素子を移動し、印字ワイヤを突出するように構成
したから、圧電素子１個あたりの印加電圧が小さくても
、第２圧電素子に大きな推進力を作用することができる
ようになり、これにより、印加電圧が小さくても所望の
ワイヤストローク及び印字圧力が得られるようになると
いう効果を奏する。
２圧電素子に同位相でパルス電圧を印加することにより
、第１及び第２圧電素子間で発生する反発力により、第
２圧電素子を移動し、印字ワイヤを突出するように構成
したから、圧電素子１個あたりの印加電圧が小さくても
、第２圧電素子に大きな推進力を作用することができる
ようになり、これにより、印加電圧が小さくても所望の
ワイヤストローク及び印字圧力が得られるようになると
いう効果を奏する。
第１図は本発明の原理構成を示す図、
第２図は本発明の詳細な説明するための図、第３図は本
発明一実施例の構成斜視図、第４図は本発明一実施例の
信号系統ブロック図である。 １・・・固定部材、 ２・・・第１圧電素子、 ３・・・印字ワイヤ、 ４・・・第２圧電素子、 ５・・・付勢・支承手段。 冬搭明Ｏ１原理搏へ閃 第１図
発明一実施例の構成斜視図、第４図は本発明一実施例の
信号系統ブロック図である。 １・・・固定部材、 ２・・・第１圧電素子、 ３・・・印字ワイヤ、 ４・・・第２圧電素子、 ５・・・付勢・支承手段。 冬搭明Ｏ１原理搏へ閃 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 固定部材（１）にその主変位方向一端を固着した第１圧
電素子（２）と、 該第１圧電素子（２）の主変位方向に直列に、印字ワイ
ヤ（３）を固着した第２圧電素子（４）と、該第２圧電
素子（４）を該第１圧電素子（２）の自由端に圧接する
ように付勢するとともに、主変位方向に移動可能に支承
する手段（５）とを設け、該第１圧電素子（２）及び第
２圧電素子（４）に同位相のパルス電圧を印加すること
により、該第２圧電素子（４）が付勢・支承手段（５）
の付勢力に抗して移動し、印字ワイヤ（３）を突出せし
めるようにしたことを特徴とする圧電ハンマ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63222548A JPH0270448A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 圧電ハンマ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63222548A JPH0270448A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 圧電ハンマ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0270448A true JPH0270448A (ja) | 1990-03-09 |
Family
ID=16784170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63222548A Pending JPH0270448A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 圧電ハンマ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0270448A (ja) |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP63222548A patent/JPH0270448A/ja active Pending
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