JPH0371856A - 圧電素子駆動型印字ヘッド - 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、電圧の印加による圧電素子の伸縮を運動伝達
機構によって印字ワイヤに伝達し、印字媒体上に文字や
図形を打点する圧電素子駆動型印字ヘッドに関する。

［従来技術］ 従来、圧電素子駆動型印字ヘッドとして特開昭６３−３
１２８５２号公報に示すものが提案されていた。すなわ
ち、圧電素子と、その圧電素子の伸縮を印字ワイヤに伝
達するための運動伝達機構とをそれぞれフレームに支持
した印字ユニットを複数個用意し、柱部材によって間隔
を置いて相互に連結された２個の基板間に、上記印字ユ
ニットを配列支持し、各印字ユニットの両端を２個の基
板にねじで固着したものがあった。

［発明が解決しようとする課８］ 上記従来の印字ヘッドにおいて、圧電素子の通電にとも
なう発熱により、各印字ユニットのフレームが熱膨脹し
、印字ワイヤの先端位置に影響を与える。つまり、印字
ユニットのフレームが印字ワイヤから遠い側の基板に固
着されているため、フレームがその熱膨脹によって印字
ワイヤ側へ伸長し、印字ワイヤを印字媒体へ向けて押出
してしまう。

この種の印字ヘッドにおいて印字のための印字ワイヤの
ストロークはもともとわずかであり、印字媒体と印字ワ
イヤとの間隔も非常に小さく設定されている。印字ユニ
ットのフレームの熱膨脹による印字ワイヤの前進は、印
字圧力や印字媒体の動きに影響を与えることが少なくな
い。

本発明は、圧電素子が発熱しても印字ワイヤの先端位置
に影響を与えるのを少なくすることを解決すべき技術的
課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、電圧の印加によりその長手方向に伸縮する柱
状の圧電素子と、その圧電素子の長手方向一端を一端に
おいて支持し、圧電素子の長手方向に沿って延在するフ
レームと、圧電素子の他端とフレームの他端の間に設け
られ、圧電素子の伸縮を印字媒体上に打点する印字ワイ
ヤに伝達するための運動伝達機構とを設けた複数の印字
ユニットと、前記印字ユニットを配列支持し、前記印字
ワイヤを進退可能にガイドするための印字ワイヤガイド
部を有する基板とを備え、前記印字ユニットのフレーム
を前記他端側において基板に固着し、フレームの前記一
端側を自由状態としたものである。

［作用］ 上記構成により、圧電素子の通電にともなう発熱により
、印字ユニットのフｌ／−ムが熱膨脹しても、フレーム
は運動伝達機構側（つまり前記他端）において基板に固
着され、その反対側（つまり前記一端）において自由状
態にあるから、フレームはほとんど自由状態側へ伸長し
、印字ワイヤ側へはほとんど伸長しない。したがって印
字ワイヤは熱膨脹によって押出されることがほとんどな
く、印字圧力や印字媒体の動きに影響を与えるのを少な
くできる。

［実施例］ 本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

圧電素子駆動型印字ヘッドに用いられる印字ユニットＰ
Ｕは、第８図に示すように柱状の圧電素子１を備える。

圧電素子１は電圧の印加によってその長手方向に伸縮す
る積層状の圧電セラミ・ソクより構成されている。

前記圧′ＪＳ素子１を支持するためのメインフレーム２
は、その圧電素子１の伸縮方向とほぼ平（テして延在す
る縦長四角形で所定板厚の金属板より構成されている。

このメインフレーム２の一端部には圧電素子１の伸縮方
向一端（下端）を支持するための基部３が横方向に突設
されている。

前記圧電素子１の伸縮方向他端（上端）には前記メイン
フレーム２の上端部と対向した状態において、可動子５
が配設されている。前記可動子５とメインフレーム２と
の対向面には、一対の板ばね６７がその一端部において
ろう付けによって固着されている。前記両板ばね６，７
は、所定の隙間を隔てて対向するとともに、メインフレ
ーム２及び可動子５の上端面より圧電素子１の伸縮方向
に延出されている。そして、両板ばね６，７の他端部（
延出端部）には傾動体８が両板ばね６゜７１！−一体に
結合された状態で形成されている。また、前記両板ばね
６，７の対向面反対側には門部６ａ、７ａがそれぞれ形
成され、これによって薄肉部とされた部分をそれぞれ弾
性変形部６ｂ、７ｂとしている。

前記傾動体８には、前記両板ばね６，７の配置方向に平
行してアーム取付溝８ａが凹設されＣおり、このアーム
取付溝８ａには傾動アーム１０が挿入固着されている。

前記傾動アーム１０の先端部には印字ワイヤ１１が固着
されている。

前記メインフレーム２の基部３にはサブフレーム４がそ
の一端部において一体に形成されている。

そして、サブフレーム４は、圧電素子１の他側（メイン
フレーム２と反対側）に沿ってかつ前記可動子５に対向
する位置まで延出されている。

前記サブフレーム４の延出端部と可動子５との間には、
圧電素子１の伸縮に基づいてその伸縮方向と平行に可動
子５を案内するための四節の平行リンク機構１６が配設
されている。この平行リンク機構１６は、可動子５とサ
ブフレーム４にまたかって固着された一対のリンクプレ
ート１７を主体として構成され、リンクプレート１７は
、−枚の弾性変形可能な板ばね材にＨ字形の開口を形成
して、その開口を囲む四辺をリンク部としたものである
。

上述したように構成されるこの実施例において、圧電素
子１に電圧が印加されると、圧電素子１は、その積層方
向、すなわち、第８図において上方に所定長さだけ伸び
、これに基づいて可動子５が変位される。すると、可動
子５の変位力を受けて可動子５側の板ばね７がメインフ
レーム２側の板ばね６に沿って押上げられ、両板ばね６
，７が湾曲状に撓む、特に可動子５側の板ばね７がメイ
ンフレーム２側の板ばね６に向けて大きく撓むことで、
第８図においてほぼ反時計方向に回転モーメントが生じ
、これによって、傾動体８が傾動される。

前記圧電素子１の伸びに基づいて可動子５が変位される
ときには、四節の平行リンク機構１６によって可動子５
が圧電素子１の伸縮方向と平行に案内される。そして、
印字ワイヤ１１が印字位置まで前進される。このように
して、圧電素子１の伸びが著しく拡大されて印字ワイヤ
１１に伝達される。

圧電素子１に対する電圧の印加が断たれると、圧電素子
１は元の状態に短縮されるとともに、板ばね６，７の弾
性復元力により、可動子５及び傾動体８が元の状態に復
帰され、印字ワイヤ１１が後退復帰される。

上記のように構成された印字ユニットＰＵは、第１図に
示すように、ホルダ４０に挿入された状態で、基板５０
に固着される。

ホルダ４０は第５．　６．　７図に示すように、合成樹
脂材料により、主体部４１が円筒型に形成される一方、
同主体部４１の内周面には、第６図に示すように前記印
字ユニットＰＵを挿着するための２４個のスリット（装
着溝）４２が、円周角度１５度の等間隔で放射状に形成
されている。そのスリット４２間の壁を前方（第５図の
左方向）へ延長して２４個のリブ４３が一体に突出形成
され、リブ４３の前端に平板部４７が一体に形成されて
いる。これによりホルダ４０はほぼ筆状に構成されてい
る。平板部４７の中央開口部４４の内面円周縁には、第
７図に示すように小径のボスト４５が２４個、上記開口
部４４を中心とする円周上に等間隔で形成されている。

このボスト４５は傾動アーム１０をそれぞれこのボスト
４５の間に配置することにより、それぞれの傾動アーム
１０をガイドするものである。

平板部４７の正面には、中央開口部４４の左右から突板
４８．４９が立設されている。この突板４８．４９はホ
ルダ４０が基板５０に組付けられるとき基板の中央穴５
８に挿入され、ガイドの役目をする。また第１図に示す
ように基板５０と主体部４１の間にビン４６が打込まれ
、両者を相互に位置決めしている。

基板５０はアルミニウム等の金属で形成され、主体部５
０Ｐが円板形をしている。主体部５０Ｐは中央に、印字
ワイヤ１１が貫通する穴５８を有し、外縁部円周上に２
４個の穴５９を有している。

印字ユニットＰＵは、第２，８図に示すようにメインフ
レーム２の板ばね６側の端面に溝６５を有し、溝６５と
連通して開口６６を有している印字ユニットＰＵは、上
記端面をホルダ４０のリブ４３間から露出して、基板５
０の背面周縁端面５０Ｂに当て、基板５０の穴５９から
挿入されたねじ６１を、溝６５を通して開口６６内のナ
ツト６７に螺入することにより、固着される。

基板５０の中央穴５８から突出した多数の印字ワイヤ１
１にワイヤガイド板６２，６３．６４を挿通した後、ノ
ーズ５１がねじ５２により基板５０に取付けられ、ノー
ズ５１内の所定位置に各ワイヤガイド板６２，６３．６
４が接着されている。

以上のように組付けられた印字ヘッドＰＨの前記ホルダ
４０の主体部４１の外周部には、フレキシブル配線板７
０の一部が巻装される。第４図は上記フレキシブル配線
板７０が上記主体部４１の外周面に巻装された状態を斜
視図で示している。

フルキシプル配線板７０はポリエステルを主材料とし、
このポリエステル板の一面に、所要本数の導体（接続線
路）７２がプリントされて、各印字ユニットＰＵの圧電
素子１のリード線１４Ｐ、１４Ｎが導体７２のそれぞれ
に半田付等の手段で接続されている。

フレキシブル配線板７０の他端は、印字ヘッドＰＨがプ
リンタ内のキャリッジに載せられたとき、キャリッジの
移動にともなって自由にたわむように、印字ヘッドＰＨ
の外周から導出し、各導体７２を電源および制御回路に
接続している。印字ヘッドＰＨは基板５０またはノーズ
５１において上記キャリッジ上に固着される。

以上のように構成された印字ヘッドＰＨにおいて、圧電
素子１への繰返し通電により圧電素子が発熱すると、印
字ユニットＰＵのフレーム２，４は熱膨脹でその長さし
く第１図）を伸長する。本実施例ではフレーム２．４は
基板５０と反対方向に伸長するから、印字ワイヤ１１の
動きにほとんど影響を与えない。従来のようにフレーム
２を基部３側において基板に固着すると、フレーム２の
長さＬの伸長が、印字ワイヤ１１を前進させてしまう。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、印字ユニットのフレームを運動
伝達機構側において基板に固着し、その反対側において
自由状態にしているから、圧電素子の発熱により、フレ
ームが熱膨脹した場合、フレームはほとんど自由状態側
へ伸長し、印字ワイヤ側へはほとんど伸長しない。した
がって熱膨脹によって印字ワイヤは先端位置が変位する
ことがほとんどなくなり、印字圧力や印字媒体の動きに
影響を与えることが少なくなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の印字ヘッドの一実施例の側断面図、第
２図は印字ユニットのフレームの一部とねじ、ナツトの
分解斜視図、第３図は第１図の正面図、第４図は印字ヘ
ッドの一部を後方から見た斜視図、第５図はホルダの正
面図、第６図はホルダの右側面図、第７図はホルダの背
面図、第８図は印字ユニットの拡大斜視図である。 図中、１は圧電素子、２はメインフレーム、６゜７は運
動伝達機構（板ばね）、１１は印字ワイヤ、５０は基板
、５１はノーズ（印字ワイヤガイド部）ＰＵは印字ユニ
ットである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電圧の印加によりその長手方向に伸縮する柱状の圧
   電素子と、その圧電素子の長手方向一端を一端において
   支持し、圧電素子の長手方向に沿って延在するフレーム
   と、圧電素子の他端とフレームの他端の間に設けられ、
   圧電素子の伸縮を印字媒体上に打点する印字ワイヤに伝
   達するための運動伝達機構とを設けた複数の印字ユニッ
   トと、前記印字ユニットを配列支持し、前記印字ワイヤ
   を進退可能にガイドするための印字ワイヤガイド部を有
   する基板と を備え、前記印字ユニットのフレームを前記他端側にお
   いて基板に固着し、フレームの前記一端側を自由状態と
   したことを特徴とする圧電素子駆動型印字ヘッド。