JPH05104741A - 圧電素子型アクチユエータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はワイヤドットプリンタのアクチュエ
ータとして使用される圧電素子型アクチュエータの製造
方法に関し、予圧が規定値に達しているかを確認するこ
とのできる圧電素子型アクチュエータの製造方法を提供
することを目的としている。 【構成】 圧電素子型アクチュエータは、積層型圧電素
子１２の両端をそれぞれブロック１０，１１を介し所定
量圧縮した状態で、ブロック１０，１１間を予圧付与用
のスプリング１３，１４により連結して圧電素子１２に
予圧を付与した後、圧電素子１２の予圧付与による静電
容量の変化を測定して該素子１２の良否を判定すること
を特徴とする構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤドットプリンタ
のアクチュエータとして使用される圧電素子型アクチュ
エータの製造方法に関するものである。

【０００２】ワイヤドットプリンタにおいては、印字速
度の高速化に伴い、印字エレメントのアクチュエータと
して圧電素子が使用される傾向にある。

【０００３】

【従来の技術】図２は本発明が適用される圧電素子型印
字エレメントの側面図で、該印字エレメント１は、拡大
機構部２と、アクチュエータ３と、ベース部４とを備え
ている。拡大機構部２は、アーマチュア５と、該アーマ
チュア５の基部を支持するばね６，７とを備え、アーマ
チュア５の先端には、印字ワイヤ８を有するビーム９が
連結されている。アクチュエータ３は、圧電素子型のも
ので、図３に詳細を示すように、一端がブロック１０
に、他端がブロック１１にそれぞれ固定された積層型圧
電素子１２と、ブロック１０，１１を上下面で結合して
圧電素子１２に予圧を付与する１対のスプリング１３，
１４とを備えている。ばね６は、ベース部４の先端４ａ
により支持され、ばね７は、ブロック１０により連結部
材１５を介し支持されている。ブロック１０，１１の上
下面に対するスプリング１３，１４の固定は、レーザ溶
接等により行われる。

【０００４】印字は、圧電素子１２に駆動電圧を印加
し、１０数ミクロンの歪を発生させてブロック１０を押
し上げることによって行われる。これにより、アーマチ
ュア５はばね６のほぼ中央を回動中心として図２の反時
計方向に回動し、印字ワイヤ８を動作拡大して数１００
ミクロン図２の左方に突出させる。その結果、印字ワイ
ヤ８は、図示しないインクリボン及び用紙を介しプラテ
ンを撃打してドットを形成する。

【０００５】上記のようにスプリング１３，１４を用い
ているのは、引張応力に対して非常に弱い圧電素子に予
め予圧（圧縮力）を与えておく必要があるためであり、
そのため、圧電素子の両端をブロック１０，１１を介し
圧縮し、該ブロック１０，１１間をスプリング１３，１
４で連結することによって予圧を付与している。そし
て、このときの圧縮量を管理することで規定の予圧を確
保している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子とブロックの間に混入したごみやスプリングの反り等
のため予圧が規定値に達しない場合があり、予圧の確認
が必要とされている。

【０００７】本発明は、予圧が規定値に達しているかを
確認することのできる圧電素子型アクチュエータの製造
方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明では、積層型圧電素子の両端をそれぞれブロ
ックを介し圧縮し、該圧縮による該圧電素子の静電容量
の変化が所要予圧量に見合った所定値に達したことが測
定により確認されたときに、前記両ブロック間を予圧付
与用のスプリングにより連結することを特徴とする構成
（第１の構成）とする。

【０００９】また、積層型圧電素子の両端をそれぞれブ
ロックを介し所定量圧縮した状態で、前記両ブロック間
を予圧付与用のスプリングにより連結して前記圧電素子
に与圧を付与した後、前記圧電素子の予圧付与による静
電容量の変化を測定して該素子の良、否を判定すること
を特徴とする構成（第２の構成）とする。

【００１０】

【作用】第１の構成の場合は、予圧が規定値に達したこ
とを確認してからブロック間連結が行われるため、従来
問題となっていた異物混入の影響をなくすことができ
る。しかし、連結時におけるスプリング反りの影響は残
る。

【００１１】また、第２の構成の場合は、アクチュエー
タ組立後に静電容量の変化を測定して良否を判定するた
め、良品となったものには規定値の予圧が確実に付与さ
れているが、製品の歩留まりという点では問題が残る。

【００１２】このように、本発明では、圧電素子単体と
予圧が付与された素子では静電容量が異なることを利用
して、圧縮量の管理の外に、予圧付与後の静電容量をチ
ェックするようになっている。その結果、引張応力によ
る圧電素子の破損を防止することが可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、図１に関連して本発明の実施例を説明
する。

【００１４】図１は本例の圧電素子型アクチュエータの
製造工程説明図で、図１（Ａ）は各構成部材を、図１
（Ｂ）はこれらの部品を治具内に収納した状態を、図１
（Ｃ）は治具内でアクチュエータが組み立てられた状態
を、それぞれ示している。図１（Ａ）に示された各部材
は従来と同様のもので、１０，１１はブロック、１２は
積層型圧電素子である。圧電素子１２の外周には１対の
外部電極（図示省略）が形成され、該外部電極にはリー
ド線１６，１７が接続されている。

【００１５】アクチュエータの製造（組立）に際して
は、上記各構成部材を図１（Ｂ）に示すように治具２１
内に収納、位置決めし、該治具２１に螺設されたねじ２
２を矢印Ａ方向に回転させる。これにより、ねじ２２は
矢印Ｂ方向に移動し、圧電素子１２にはブロック１０，
１１を介し圧縮力が加わる。上記ねじ２２の回転は所定
量行われ、これにより、圧電素子１２には規定値の予圧
が付与されることになる。その後、ブロック１０，１１
をスプリング１３，１４により連結するが、ここまでは
従来と同様であり、前述のように異物混入、スプリング
の反り等の影響が残る。

【００１６】ところで、圧電素子単体と予圧が与えられ
た素子では静電容量が異なる。本発明はこれを利用した
もので、上記のようにブロック１０，１１間を連結して
予圧が付与された圧電素子１２の静電容量を測定し予圧
の良否を判定するものである。実験によれば、規定予圧
がかかると圧電素子単体と比較して１０％静電容量が大
きくなった。そこで、具体的には測定された静電容量の
増加が１０％のものを良品とする。そして、この良品の
圧電素子を用いて印字エレメントを構成する。

【００１７】このようにして、圧電素子に付与された予
圧が規定値を満足しているかを確認することができるた
め、引張応力による圧電素子の破損を防止することが可
能になる。

【００１８】上述の説明ではブロック間連結完了後に静
電容量を確認する例について述べたが、該連結以前の素
子圧縮時に静電容量の変化を測定し、静電容量の変化が
規定値（１０％）と異なるときはねじを微調整すること
によって、静電容量の変化を規定値としてから連結を行
うようにしても良い、この場合は、異物混入の影響は除
去できるが、連結時におけるスプリングの反り等の影響
は残るため、信頼性は前例より多少低下する。

【００１９】以上述べたように、本発明によれば、圧電
素子に付与される予圧が規定値を満足しているかを確認
することができ、その結果、引張応力による圧電素子の
破損を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の圧電素子型アクチュエータの
製造工程説明図で、図１（Ａ）は各構成部材を、図１
（Ｂ）はこれらの部品を治具内に収納した状態を、図１
（Ｃ）は治具内でアクチュエータが組み立てられた状態
を、それぞれ示している。

【図２】本発明が適用される圧電素子型印字エレメント
の側面図である。

【図３】図２のアクチュエータの詳細を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０，１１ ブロック １２ 圧電素子 １３，１４ スプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層型圧電素子（１２）の両端をそれぞ
   れブロック（１０，１１）を介し圧縮し、該圧縮による
   該圧電素子（１２）の静電容量の変化が所要予圧量に見
   合った所定値に達したことが測定により確認されたとき
   に、前記両ブロック（１０，１１）間を予圧付与用のス
   プリング（１３，１４）により連結することを特徴とす
   る圧電素子型アクチュエータの製造方法。
2. 【請求項２】 積層型圧電素子（１２）の両端をそれぞ
   れブロック（１０，１１）を介し所定量圧縮した状態
   で、前記各ブロック（１０，１１）間を予圧付与用のス
   プリング（１３，１４）により連結して前記圧電素子
   （１２）に予圧を付与した後、前記圧電素子（１２）の
   予圧付与による静電容量の変化を測定して該素子（１
   ２）の良否を判定することを特徴とする圧電素子型アク
   チュエータの製造方法。