JPH04332653A - 印字ヘッドの組立て方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタ装置などに用い
られる印字ヘッドの組立て方法に関する。

【０００２】情報産業の急成長にともなって、プリンタ
に対する高速化のニーズが一層高まっている。セラミッ
ク板などの圧電素子を用いる圧電式の印字ヘッドは、そ
の変位特性が高速追従性を有していることから、インパ
クト型のドットラインプリンタへの利用と改良が進めら
れている。

【０００３】したがって、そのような圧電式の印字ヘッ
ドを、高精度に且つ大量に製造する方法の開発が望まれ
ている。

【０００４】

【従来の技術】従来における印字ヘッドの組立て方法に
ついて、本発明に係る印字ヘッド１を示した図１を用い
て説明する。

【０００５】印字ヘッド１は、基台１１、基台１１に対
してバネ部材１２，１３，１４によって支持されたハン
マ部材１５，１６、及び、ハンマ部材１５，１６を駆動
するために基台１１に取り付けられた圧電素子１７から
構成されている。

【０００６】従来の組立て方法では、まず、適当な治具
上において、バネ部材１２，１３，１４のそれぞれの両
端部を基台１１及びハンマ部材１５，１６に設けられた
溝に嵌合させ、その状態で嵌合部をレーザ溶接によって
仮止めして仮組みする。

【０００７】そして、仮組みした印字ヘッドを治具から
取り外し、嵌合部に銀ローを塗布した後、炉の中に入れ
て銀ロー付けを行うことによって嵌合部を固定し、印字
ヘッドの組立てを行っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の組立て方法では、嵌合部に塗布した銀ローがバネ部材
１２，１３，１４の根本部から中央部へと流れ出し、さ
らにはバネ部材１２とバネ部材１３との間に流れ込み、
バネ部材１２，１３，１４の等価質量や有効長の変動に
よりバネ特性が変化してしまうという問題があった。

【０００９】また、仮止めを行うためのレーザ溶接によ
って、各部材が局部的に加熱され、そのために熱歪みが
生じて寸法精度が低下するという問題もあった。

【００１０】そのため、印字ヘッド２に必要な動特性を
確保することができず、特性のバラツキ、歩留りの低下
、製造コストの上昇などを招く要因となっていた。

【００１１】さらには、印字ヘッド１の組み立て精度が
、バネ部材１２，１３，１４の端部と溝との嵌合部にお
けるクリアランスの大きさによって大きく左右されるた
め、溝の加工精度を高くする必要があった。そのため、
切削加工によって溝を形成しなければならず、その加工
のためにコスト高となっていた。

【００１２】本発明は、上述の問題に鑑み、バネ部材の
等価質量や有効長が変動することなく、また局部加熱に
よる熱歪みが生じることなく、特性の安定した印字ヘッ
ドを低コストで得ることのできる組立て方法を提供する
ことを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る組
立て方法は、上述の課題を解決するため、図１乃至図４
に示すように、基台１１と、前記基台１１に対してバネ
部材１２，１３によって支持されたハンマ部材１５，１
６とを有してなる印字ヘッド１の組立て方法であって、
前記バネ部材１２，１３を、その両端部が前記基台１１
及び前記ハンマ部材１５，１６に設けられた溝３１〜３
４内において圧接するように仮止めした後、前記圧接し
た部分を加熱し拡散接合によって固定する。

【００１４】請求項２の発明に係る組立て方法は、前記
バネ部材１２，１３に対してニッケルメッキを行い、前
記バネ部材１２，１３を、その両端部が前記基台１１及
び前記ハンマ部材１５，１６に設けられた溝３１〜３４
内において圧接するように仮止めし、仮止めされた組み
立て体を炉において加熱し、前記圧接した部分を拡散接
合によって固定する。

【００１５】請求項３の発明に係る組立て方法は、前記
バネ部材１２，１３の端部の側面１２ａ，１２ａ，１３
ａ，１３ｂを前記溝３１〜３４内の一方の内側面３１ａ
〜３４ａに押しつけた状態で、前記基台１１及び前記ハ
ンマ部材１５，１６の他方の内側面の近辺をかしめるこ
とによって、前記バネ部材１２，１３を前記溝内におい
て圧接させる。

【００１６】

【作用】バネ部材１２，１３の端部を溝３１〜３４に挿
入し、溝３１〜３４の一方の内側面３１ａ〜３４ａに押
しつけた状態で、前記基台１１及び前記ハンマ部材１５
，１６をかしめることによって、これらが圧接し、高精
度で仮止めされる。

【００１７】バネ部材１２，１３と基台１１及びハンマ
部材１５，１６とが溝３１〜３４内において圧接した状
態で、これら全体を加熱することにより、圧接部分の拡
散接合が行われ、固定される。

【００１８】

【実施例】図１は本発明に係る印字ヘッド１の外観を示
す正面図、図２は印字ヘッド１の要部を示す拡大図、図
３は図２の　ＩＩＩーＩＩＩ　線矢視断面図、図４は印
字ヘッド１の組み立て途中の様子を示す図２と同じ部分
の拡大図である。

【００１９】これらの図において、先に従来の技術の項
で説明した事項についてはここでの説明を省略する。

【００２０】基台１１は、厚さがｔであり、正面視の外
形が略長方形状を呈している。基台１１には嵌入支持部
２１が形成されており、圧電素子１７の端部をこの嵌入
支持部２１に嵌め込んだ状態でネジ１８によって固定す
る。

【００２１】基台１１は、セラミックからなる圧電素子
１７の熱膨張率に近い膨張率となるよう、鉄を主成分と
して配合された低膨張合金からなる。

【００２２】ハンマ部材１５は、略直方体形状を呈して
いる。ハンマ部材１６は、正面視が略Ｌ字形状の支持ブ
ロック２２、薄板状のバネ板２３、及び線状のピン２４
が、一体的に連結されて構成されている。これらハンマ
部材１５，１６は、いずれも鉄を主成分とした材料から
なる。

【００２３】バネ部材１２は、その幅（図１の紙面に垂
直な方向の長さ）が基台１１の厚さｔにほぼ等しい平板
状である。バネ部材１３は、バネ部材１２と同じ幅を有
し、正面視で略Ｌ字形状を呈している。バネ部材１４は
、両端部（図１の上下端部）の幅が基台１１の厚さｔに
ほぼ等しく中央部の幅がそれよりも狭いＩ字形を呈して
いる。

【００２４】特に図４によく示されているように、基台
１１、ハンマ部材１５、及び支持ブロック２２には、か
しめを行う以前の状態において、バネ部材１２，１３を
挿入するための溝３１〜３４が形成されている。

【００２５】なお、図４にはバネ部材１４及びそれを挿
入するための溝が示されていないが、基台１１などには
そのための溝３１〜３４と同様の溝が形成されており、
且つその後の組み立て工程においてもバネ部材１２，１
３及び溝３１〜３４に対するのと同様の加工などが施さ
れる。

【００２６】溝３１〜３４は、それぞれの側端面に開放
されるよう、且つ、厚さｔの方向に貫通するよう、プレ
ス加工によって形成されている。溝３１〜３４の幅は、
それぞれに挿入されるバネ部材１２，１３の厚さ寸法よ
りも充分大きいように形成されている。例えば、バネ部
材１２，１３の厚さ寸法が０．３ｍｍである場合に、溝
３１〜３４の幅は０．３５〜０．４ｍｍ程度である。

【００２７】図５は本発明に係る印字ヘッド１の組立て
工程を示すフローチャートである。まず、バネ部材１２
，１３，１４に対して、融点を下げて拡散接合が進行し
易いようにニッケルメッキを行う（ステップ＃１１）。 ニッケルメッキは、例えばＫーＮｉ槽による無電解メッ
キを行い、５μｍ程度のメッキ厚とする。

【００２８】次に、図４に示すように、断面が長方形状
の治具５及びその他の図示しない治具を用い、バネ部材
１２，１３，１４を溝３１〜３４に挿入して配置する（
ステップ＃１２）。

【００２９】このとき、溝３１内においてはバネ部材１
３の端部の側面１３ａが溝３１の一方の内側面３１ａに
押しつけられるよう、溝３２内においてはバネ部材１２
の端部の側面１２ａが溝３２の一方の内側面３２ａに押
しつけられるよう、溝３３内においてはバネ部材１３の
他方の端部の側面１３ｂが溝３３の一方の内側面３３ａ
に押しつけられるよう、溝３４内においてはバネ部材１
２の他方の端部の側面１２ｂが溝３４の一方の内側面３
４ａに押しつけられるよう、治具５及び図示しない他の
治具によって位置決めされる。

【００３０】次に、図２に示すように、それぞれの溝３
１〜３４の内側面３１ａ〜３４ａとは反対の側の内側面
の近辺をかしめる（ステップ＃１３）。このかしめは、
例えば、溝３１〜３４の内側面から０．１ｍｍ程度離れ
た箇所において、先端面が０．６　×０．４ｍｍのパン
チに２０〜３０Ｋｇの押圧力を加えて行う。かしめは、
表裏（厚さｔの方向）の両面において行う。

【００３１】かしめによって、溝３１〜３４の内側面が
膨出して膨出部４１〜４４が形成され、この膨出部４１
〜４４がバネ部材１２，１３に面で圧接し、バネ部材１
２，１３が溝３１〜３４内において密着してこれらが仮
止めされる。また、基台１１、ハンマ部材１５及び支持
ブロック２２には、かしめ跡４５〜４８が形成される。

【００３２】そして、仮止めされた組み立て体から治具
５などを取り外し、組み立て体をコンベア炉において加
熱する（ステップ＃１４）。

【００３３】加熱は、基台１１、ハンマ部材１５、支持
ブロック２２の鉄とバネ部材１２，１３，１４の表面の
ニッケルとが拡散接合するよう、ニッケルの融点以下の
温度で適当時間行われる。例えば、９２０度Ｃの温度で
２０分間加熱することにより、約５０μｍの拡散深さが
得られる。

【００３４】拡散接合によって、これらが一体に強固に
固定される。その後、装飾メッキを施し（ステップ＃１
５）、印字ヘッド１が完成する。

【００３５】上述の実施例によると、従来のように銀ロ
ーによるバネ部材の等価質量や有効長の変動がなく、ま
た従来のように局部加熱による熱歪みが生じることがな
く、高精度で特性の安定した印字ヘッド１を得ることが
できる。

【００３６】また、バネ部材１２，１３，１４が溝３１
〜３４内の内側面３１ａ〜３４ａに押しつけられた状態
で固定されるので、溝３１〜３４とバネ部材１２，１３
，１４との間のクリアランスによる精度の低下がなく、
高い組み立て精度を得ることができる。

【００３７】しかも、溝３１〜３４の幅を大きくしてお
いてもよいので、従来のように切削加工によることなく
、プレス加工によって溝３１〜３４を形成することがで
き、量産が容易である。

【００３８】また、コンベア炉による流れ作業によって
拡散接合を行うことができることとあいまって、量産が
容易であり、組み立て工数の大幅な低減を図ることがで
き、印字ヘッド１を低コストで組み立てることができる
。

【００３９】上述の実施例においては、全部のバネ部材
１２，１３，１４を同じ方法で固定したが、それぞれの
形状や材質などに応じて、上述とは異なる方法で固定し
てもよい。拡散接合を行うための加熱条件を上述した以
外に定めてよい。バネ部材１２，１３，１４として、銅
、チタン、コバルト、又はこれらの合金などを材料とし
てもよい。

【００４０】また、バネ部材１２，１３，１４、溝３１
〜３４、その他の部材の形状、寸法、材質、個数などは
、上述した以外に種々変更することができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によると、バネ部材の等価質量や
有効長が変動することなく、また局部加熱による熱歪み
が生じることなく、特性の安定した印字ヘッドを低コス
トで得ることができる。

【００４２】請求項２の発明によると、バネ部材の材質
にかかわりなく、基台及びハンマ部材との間で拡散接合
を行うことができる。

【００４３】請求項３の発明によると、溝とバネ部材と
の間のクリアランスによる精度の低下がなく、高い組み
立て精度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る印字ヘッドの外観を示す正面図で
ある。

【図２】印字ヘッドの要部を示す拡大図である。

【図３】図２の　ＩＩＩーＩＩＩ　線矢視断面図である
。

【図４】印字ヘッドの組み立て途中の様子を示す図２と
同じ部分の拡大図である。

【図５】本発明に係る印字ヘッドの組立て工程を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１　　印字ヘッド １１　　基台 １２，１３，１４　　バネ部材 １２ａ，１２ａ，１３ａ，１３ｂ　　側面１５，１６　
　ハンマ部材 ２２　　支持ブロック（ハンマ部材） ３１〜３４　　溝 ３１ａ〜３４ａ　　内側面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台（１１）と、前記基台（１１）に対し
   てバネ部材（１２，１３）によって支持されたハンマ部
   材（１５，１６）とを有してなる印字ヘッド（１）の組
   立て方法であって、前記バネ部材（１２，１３）を、そ
   の両端部が前記基台（１１）及び前記ハンマ部材（１５
   ，１６）に設けられた溝（３１〜３４）内において圧接
   するように仮止めした後、前記圧接した部分を加熱し拡
   散接合によって固定することを特徴とする印字ヘッドの
   組立て方法。
2. 【請求項２】基台（１１）と、前記基台（１１）に対し
   てバネ部材（１２，１３）によって支持されたハンマ部
   材（１５，１６）とを有してなる印字ヘッド（１）の組
   立て方法であって、前記バネ部材（１２，１３）に対し
   てニッケルメッキを行い、前記バネ部材（１２，１３）
   を、その両端部が前記基台（１１）及び前記ハンマ部材
   （１５，１６）に設けられた溝（３１〜３４）内におい
   て圧接するように仮止めし、仮止めされた組み立て体を
   炉において加熱し、前記圧接した部分を拡散接合によっ
   て固定することを特徴とする印字ヘッドの組立て方法。
3. 【請求項３】前記バネ部材（１２，１３）の端部の側面
   （１２ａ，１２ａ，１３ａ，１３ｂ）を前記溝（３１〜
   ３４）内の一方の内側面（３１ａ〜３４ａ）に押しつけ
   た状態で、前記基台（１１）及び前記ハンマ部材（１５
   ，１６）の他方の内側面の近辺をかしめることによって
   、前記バネ部材（１２，１３）を前記溝内において圧接
   させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の印
   字ヘッドの組立て方法。