JPH06106738A

JPH06106738A - 印字ヘッド

Info

Publication number: JPH06106738A
Application number: JP25663592A
Authority: JP
Inventors: Tasuke Kimura; 太助木村; Shigeo Miura; 重雄三浦; Yuji Oshime; 雄二押目
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ワイヤの振動を減衰させる。【構成】圧電アクチュエータアセンブリ55のワイヤ９
を案内するワイヤガイド部56を複数のガイドプレートか
ら構成し、このガイドプレートの内で、ワイヤと接触す
る部分に防振部材を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤをプラテンに打
ち付けて印字を行う印字ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数本のワイヤの先端をプラテン上の媒
体にリボンを介して打ち付け、媒体上に印字するインパ
クトプリンタ装置が広く採用されている。この装置は複
数枚の複写シートより構成された伝票などの場合、各複
写シートに一度に印刷できるので便利である。このイン
パクトプリンタ装置のワイヤを駆動する方法として電磁
方式が用いられてきたが、高速化に伴い、電磁方式では
高速化対応に限界が生じてきた。このため圧電アクチュ
ータを用いた印字ヘッドが見直されてきている。

【０００３】図10は圧電または電磁印字ヘッドを有する
プリンタを示す図である。プリンタ50には、プラテン52
の上面に配置された印刷用紙である媒体54にリボン53を
介して圧電または電磁印字ヘッド51が対向して配置され
ている。圧電または電磁印字ヘッド51は図で左右に移動
しながら印字してゆき、プラテン52が回転して媒体54を
圧電印字ヘッド51の動きと直角方向へ移動させることに
より媒体54に印字されてゆく。

【０００４】図11は印字ヘッド51とプラテン52、リボン
53、および媒体54の関係を示す図である。圧電印字ヘッ
ド51よりワイヤ９が、プラテン52上に配置された媒体54
にリボン53を介して打ち出され、リボン53のインキを媒
体54上に付着させる。ワイヤ９はガイドプレート部56に
よりガイドされプラテン52方向へ往復動する。

【０００５】図12は電磁印字ヘッドの構成を示す図であ
る。コイル31を巻かれたコア30に対向してアーマチュア
32が板バネ33で支持され、アーマチュア32の板バネ33と
反対側にはビーム35が取り付けられ、ビーム35の先端に
はワイヤ９が取り付けられている。ワイヤ９は３段に設
けられたガイド42により案内され、ガイド42はガイドフ
レーム43で支持されている。コイル31にはコネクタ45よ
り電力がプリント板44を介して供給される。

【０００６】図13は圧電印字ヘッド51内のワイヤ９と、
このワイヤ９を駆動する圧電アクチュエータセンブリ55
の配置を示す図である。圧電アクチュエータアセンブリ
55が複数個圧電印字ヘッド51内に配置され、各圧電アク
チュエータアセンブリ55には１本のワイヤ９が設けられ
ている。各圧電アクチュエータアセンブリ55は図11に示
すようにリング状に配置されたベース２に取付けられて
いる。なお、ワイヤガイドプレート55は１枚で表示され
ているが、通常複数枚のワイヤガイドプレートが所定の
間隔で設けられている。なお、電磁印字ヘッドの場合も
同様な配置となっている。

【０００７】図14は従来の圧電アクチュエータアセンブ
リ55の構成を示す図である。圧電素子１は矢印の方向に
伸張し、縮少する。ベース２は図11で示したように印字
ヘッド51内にリング状に配置され圧電素子１の基部を固
着すると共に横振止部15により圧電素子１の伸長方向と
直角方向の横振れを防止する。可動ブロック３は圧電素
子１の頂部に固着され圧電素子１の伸縮により図14で上
下方向に移動する。可動バネ４はその長さ方向が圧電素
子１の伸縮方向と一致するよう可動ブロック３に固着さ
れ、可動ブロック３と共に移動する。支持バネ５はその
長さ方向が可動バネ４の長さ方向と平行になるようベー
ス２に固着されている。支持・可動バネ接合ブロック６
は可動バネ４と支持バネ５の頂部を接続する。ビーム取
付ブロック７はビーム８と支持・可動バネ接合ブロック
６を接合する。支持・可動バネ接合ブロック６は支持バ
ネ５と可動バネ４の動きにより図14の紙面に直角方向に
モーメント軸を持つ回転モーメントを受けるが、ビーム
８はこの回転モーメント軸に直角に取付けられる。ビー
ム８の先端にはワイヤ９が可動バネ４の長さ方向にやや
傾いた状態で取付けられている。

【０００８】図15は圧電素子１の構成の１例を示す図で
ある。圧電セラミック20を積層し、積層面を内部電極21
とし、この内部電極21の交互に電圧を印加する。つまり
１つの圧電セラミックス20の両端の内部電極21の一方に
は（＋）の電圧が、他方には（−）の電圧が印加され
る。圧電セラミックス20を積層しその積層面に形成され
た内部電極21には、例えば、図15においてこの内部電極
21を下から上に向って順番に付番をした場合、奇数番目
の内部電極21には（＋）の電圧、偶数番目の内部電極21
には（−）の電圧が印加される。この（＋），（−）は
逆にしてもよい。リード線17より電圧を印加される外部
電極19は２個設けられ、一方が奇数番目の内部電極21に
（＋）の電圧を、他方が偶数番目の内部電極21に（−）
の電圧を印加する。リード線17と外部電極19はハンダ18
で接続される。外部電極19は圧電セラミックス20の内部
電極21に１つおきに電圧を印加するため、電圧を印加し
ない内部電極21には電気絶縁層22が設けられ電圧が印加
されないようにする。各リード線17には図14に示す印加
端子16より電圧が印加される。

【０００９】図16は圧電アクチュエータアセンブリ55の
動作を説明する図である。印加端子16には短周期のパル
ス電圧（例えば４ｋＨｚ）が加わり、これにより圧電素
子１は直線矢印方向に伸び、その後縮む動作を繰り返
す。この伸縮量は可動ブロック３を介して可動バネ４を
直線矢印方向に往復動させる。一方、支持バネ５はベー
ス２に固着されているが頂部で支持・可動バネ接合ブロ
ック６により接合されているので、回転矢印で示すよう
なモーメントが発生する。この回転モーメントの軸は図
面に垂直方向である。ビーム８はビーム取付ブロック７
により支持・可動バネ接合ブロック６に、回転モーメン
ト軸に直角方向に取付けられている。故に圧電素子１の
伸縮により回転モーメントが生じると、ビーム８先端の
ワイヤ９は次式で示されるように移動する。ｎ＝Ｌ１／Ｌ２……（１）Ｌ１：可動バネ４の軸心と支持バネ５の軸心間距離Ｌ２：支持バネ５の軸心とワイヤ９のビーム８への取付
位置間距離ｎ：拡大率ワイヤ９の移動量Ｌ４Ｌ４＝ｎ・Ｌ３……（２）Ｌ３は圧電素子１の伸縮量である。ワイヤ９の移動量Ｌ
４を静的ストロークと言う。なお、このように圧電素子
１の伸縮量を拡大する部分を拡大機構と言う。

【００１０】図17はワイヤ９のオーバシュート、アンダ
ーシュートを説明する図である。拡大機構の構成要素で
ある可動ブロック３、可動バネ４、支持バネ５、支持・
可動バネ接合ブロック６、ビーム取付ブロック７、ビー
ム８の慣性モーメントと、ワイヤ９の慣性モーメントに
よりワイヤ９は、静的動作量を越えてオーバシュートと
なり、また静止位置を越えてアンダーシュートとなる。
ここでオーバーシュートとは拡大機構により生じる静的
動作量と圧電素子１への短周期のパルス電圧を印加によ
る振動によって生じる動的動作量との図11におけるプラ
テン52側（インパクト側）への差を言い、アンダーシュ
ートとは動的動作によって静止点よりインパクト側と反
対方向に動作した量を言う。圧電素子１に短周期のパル
ス電圧を印加するとオーバシュートとアンダーシュート
が生じる。

【００１１】図18は電磁印字ヘッドを構成する電磁アク
チュエータの動作と拡大機構を説明する図である。電磁
印字ヘッドには釈放型と吸引型の２種類のものがある。
釈放型は、パルス電圧が印加しない状態ではコア30にア
ーマチュア32を引き付けておき、パルス電圧を印加する
ことにより、この引き付けておく磁力を釈放して板バネ
33の力でインパクトするものであり、吸引型はパルス電
圧を印加することによりコア30にアーマチュア32を吸引
し、パルス電圧が印加されないとき、板バネ33によりイ
ンパクトするものである。以下、釈放型として説明して
ゆく。

【００１２】図18において、パルス電圧が加わらない状
態ではアーマチュア32はコア30に引き付けられ、このた
め板バネ33は、ｄだけ撓んだ状態となっている。パルス
電圧が加わるとコア30の引き付け力は打ち消され、アー
マチュア32は板バネ33により元に戻る。これによりワイ
ヤ38は矢印方向に移動する。コア30とアーマチュア32の
撓み量ｄは板バネ33、アーマチュア32、アーム35によっ
て構成される拡大機構によって、拡大率ｎは次式とな
る。ｎ＝Ｌ２／Ｌ１……（３）板バネ33の撓み量ｄは、ｎｄ倍に拡大される。なお、撓
み量ｄは、圧電素子の伸縮量に比べて大きいのでｎは
（１）式に比べて１桁程度小さい。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このようなオーバーシ
ュートやアンダーシュートが大きくなるとワイヤ９の先
端がプラテン52に激突し、この反力によってワイヤ９全
体が挫屈したり、ワイヤ全体が共振し、圧電アクチュエ
ータではビーム８とワイヤ９の取合部や支持・可動バネ
接合ブロック６とビーム取付ブロック７の取合部に折損
を生じたり、電磁アクチュエータではビーム35とワイヤ
９の取合部、ビーム35とアーマチュア32との取合部、板
バネ33取合部などに折損を生じたりする。このため高速
印字に対応できなくなる。

【００１４】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、ワイヤの振動を制動するワイヤガイド部を有す
る印字ヘッドを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、アクチュエータによって往復動するワイヤ９と、こ
のワイヤ９を案内するワイヤガイド部56とを備えた印字
ヘッドにおいて、前記ワイヤガイド部56をガイドプレー
トで構成し、このガイドプレートの前記ワイヤ９と接触
する部分に防振部材60を設けたものである。

【００１６】

【作用】アクチュエータはワイヤガイド部56を通してワ
イヤ９をプラテン52に向かって往復動する。アクチュエ
ータの可動部材の慣性によりオーバーシュートとアンダ
ーシュートが起こり、ワイヤ９の先端はプラテン52に激
突し、ワイヤ９には共振が生じる。ワイヤガイド部56の
ガイドプレートの内でワイヤ９と接触する部分に防振部
材60を用いることにより、ワイヤ９の往復動を制動し、
ワイヤ９の共振は減衰する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は圧電印字ヘッドの圧電アクチュエータアセン
ブリ55とワイヤガイド部56を示す。ワイヤガイド部56は
３層からなる。上層のガイドプレート57は図６に示すＸ
−Ｘ断面で示される。ワイヤ９は、例えば、24ドットの
場合、図６に示すように左右12個の開口が設けられ、各
開口にワイヤ９が入る。ワイヤ９に一貫番号が付され、
奇数番の12本と偶数番の12本が左右に分かれて配置され
ている。Ｙ−Ｙ断面で示す中間層のガイドプレートは図
６と同じである。Ｚ−Ｚ断面の下層は図４に示すように
奇数番号のワイヤ９ごと、偶数番号のワイヤ９ごとに共
用開口を設けたものである。

【００１８】図２は本発明の第１実施例を示す。最上層
のガイドプレート57または中間層のガイドプレート58の
上面に防振部材60を張り付けたものである。各ガイド開
口は各ワイヤ９に対応し、防振部材60にワイヤ９を貫通
させる。図７（ａ）はガイドプレート57, 58、防振部材
60、ワイヤ９の関係を示す。このように防振部材60をワ
イヤ９が貫通しているので、矢印のようなワイヤ９の往
復動およびこれと直角方向の振幅に対し制動力が発生し
てワイヤ９の共振を減衰させる。

【００１９】次に防振部材60について説明する。防振部
材60としてシリコーンゲルが用いられる。シリコーンゲ
ルは液状のシリコーンオイルをハイドロサイレーション
（付加）反応により、従来のシリコーンエラストマーの
１／５〜１／10の架橋密度で硬化させたシリコーンの寒
天状の材料である。このシリコーンゲルは防振−衝撃吸
収能力にすぐれているので防振材として用いられる。シ
リコーンゲルは基本構造として架橋点を大幅に減らすこ
とによりその硬さを下げ、また表面に粘着性を持たせる
ことを特徴としている。この硬さの表示方法としてＪＩ
Ｓには針入度が規定されている。

【００２０】図８は針入度とヤング率の関係を示す図で
ある。シリコーンゲルはヤング率（圧縮弾性率）が10³
〜10⁵dyne／cm²位のため、一般のゴム硬さ計では測定
することができず、針入度で硬さを表わす。

【００２１】図９は防振部材60の制動特性を説明した図
であり、縦軸に振幅、横軸に時間をとったものである。
（ａ）は防振部材60を付けない場合で、（ｂ）防振部材
を付けた場合である。（ａ）の場合、矢印で示す動作の
立ち上がり、立ち下がりが悪く、振動の収束が悪い。
（ｂ）の場合、矢印で示す動作の立ち上がり、立ち下が
りが良く、振動の減衰性がよい。

【００２２】なお、ワイヤ９の直径は0.2mm 程度であ
り、防振部材60の厚みは0.05〜0.1mm程度、針入度は120
〜250 程度である。

【００２３】図３は本発明の第２実施例を示す図であ
る。本実施例では中間層のガイドプレート58を２枚で構
成し、この間に防振部材60を設け、防振部材60にワイヤ
９を貫通させたものである。防振部材60の厚み、針入度
は第１実施例と同程度である。図７（ｂ）は本実施例の
ワイヤ９と防振部材60ガイドプレート58との関係を示す
図で、貫通部でワイヤ９に矢印方向およびこれと直角方
向に制動力が働き振動を減衰させる。

【００２４】図４は本発明の第３実施例を示す。本実施
例は下層のガイドプレート９の共通開口の内側面に防振
部材60を取り付けたものである。防振部材60の厚み、針
入度は第１実施例と同程度である。下層のガイドプレー
ト59は共通開口のため、ワイヤ９とは間隙がある。しか
し、下層で最初のガイドであるためワイヤ９の振幅が大
きく、この振幅によりワイヤ９が共通開口内側面の防振
部材60に頻繁に接触するので防振部材60による制動力が
働き、ワイヤ９の振幅が減衰する。

【００２５】図５は本発明の第４実施例である。本実施
例は上層、または中間層のガイドプレート57, 58に適用
される。ガイドプレート57, 58は各ワイヤ９ごとに個別
開口が設けられている。この個別開口の内側面に防振部
材60を設ける。防振部材60の厚み、針入度は第１実施例
と同じ程度である。防振部材60とワイヤ９との間には間
隙があるが、ワイヤ９が共振しているときは個別開口の
内側面に当たるので制動力が働き、ワイヤ９の振動は減
衰する。

【００２６】上述の実施例は図１に示した圧電印字ヘッ
ドについて説明したが、ワイヤガイド部56は、図12に示
すごとく圧電印字ヘッドと電磁印字ヘッドでは同じ構造
であり、本発明はいずれの型の印字ヘッドにも適用でき
る。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、ワイヤガイドプレートに防振部材を設け、ワイヤに
制動力を与え、ワイヤの共振を減衰させる。これにより
可動部分の変位や応力が減少し、疲労強度が向上し、信
頼性を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のワイヤガイド部を示す図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例の構成を示す図である。

【図３】本発明の第２実施例の構成を示す図である。

【図４】本発明の第３実施例の構成を示す図である。

【図５】本発明の第４実施例の構成を示す図である。

【図６】上層のガイドプレートの形状を示す図である。

【図７】第１実施例と第２実施例のワイヤ、防振部材、
ガイドプレートの関係を示す図である。

【図８】針入度とヤング率の関係を示す図である。

【図９】防振部材によるワイヤの振動減衰特性を示す図
である。

【図１０】圧電印字ヘッドを用いたプリンタの構成を示
す図である。

【図１１】圧電印字ヘッド、プラテン、被印刷媒体、リ
ボンの関係を示す図である。

【図１２】電磁印字ヘッドの構成を示す図である。

【図１３】圧電印字ヘッドの内部構造を示す図である。

【図１４】圧電アクチュエータアセンブリの構成を示す
図である。

【図１５】圧電素子の構成を示す図である。

【図１６】圧電アクチュエータアセンブリの拡大機構を
説明する図である。

【図１７】オーバーシュート、アンダーシュートを説明
する図である。

【図１８】電磁アクチュエータの拡大機構を説明する図
である。

【符号の説明】

９ワイヤ 51 圧電または電磁印字ヘッド 55 圧電アクチュエータアセンブリ 56 ワイヤガイド部 57, 58, 59 ガイドプレート 60 防振部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクチュエータによって往復動するワイ
ヤ（９）と、このワイヤ（９）を案内するワイヤガイド
部（56) とを備えた印字ヘッドにおいて、前記ワイヤガ
イド部 (56) をガイドプレートで構成し、このガイドプ
レートの前記ワイヤ（９）と接触する部分に防振部材
(60) を設けたことを特徴とする印字ヘッド。