JPH06297731A - ワイヤドット式印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電アクチュエータで印字ワイヤを有する可
動アームを駆動して印字する印字ヘッドにおいて、多数
回にわたる印字の実行により可動アームのストッパ機構
が摩耗しても２次バウンドが大きくなるのを防止し、印
字のためのインパクト力を略一定に保つ。 【構成】 圧電アクチュエータ３３の駆動力をバネ部材
３５を介して可動アーム３２に伝達し、印字ワイヤ３６
でドット印字を行い、初期位置に復帰したとき可動アー
ム３２をストッパ機構３７・３８で止める。バネ部材３
５に連結した可動体３４と圧電アクチュエータ３３の間
は塑性変形可能な膜部材４０で接着されている。永年の
印字でストッパ機構３７・３８が摩耗しても、膜部材４
０が経年的塑性変形により薄くなるので、ストッパ機構
のギャップが拡大するのを補正でき、２次バウンドが大
きくなるのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤドット式印字ヘ
ッドに関し、特に印字ワイヤを連結した可動アームとこ
の可動アームの後退運動を受止めるストッパ機構とのギ
ャプの拡大を、圧電アクチュエータに貼着した塑性部材
の塑性変形で防止するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドットインパクトプリンタにおい
ては、圧電素子の積層体からなる圧電アクチュエータの
電圧印加時の伸縮変形により、弾性部材で支持された可
動アームを回動させて、この可動アームに連結した印字
ワイヤをプラテン側に突出してドット印字するようにし
た印字ヘッドは周知である。例えば、本願出願人は、特
開平２─１３７９３７号公報において、側面視略Ｕ字状
のメインフレームの基部に前記圧電アクチュエータの基
端部を固着する一方、圧電アクチュエータの他端部を可
動体に取付け、バネ部材の一方の板バネをメインフレー
ムに固着するとともに、バネ部材の他方の板バネを可動
体に固着し、更にこのバネ部材に可動アームを揺動可能
に支持し、圧電アクチュエータへの電圧の印加による伸
長変形でこの可動アームを印字位置に揺動させて印字ワ
イヤを介してドット印字する一方、圧電アクチュエータ
が収縮変形したときに、可動アームが基の初期位置より
も後退しないようにストッパ部材でその揺動範囲を規制
するとともに、これら可動アームの当接部とストッパ部
材のストッパ面との摩耗を軽減するようにした圧電素子
の運動変換装置を提案した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、本願
出願人が提案した圧電素子の運動変換装置においては、
可動アームの印字動作後の元の初期位置への復帰時に、
可動アームの当接部をストッパ部材のストッパ面に当て
て、可動アームが初期位置よりも後退しないように規制
している関係上、例えば、１億回や２億回などの多数回
のドット印字の実行により、可動アームの当接部とスト
ッパ部材のストッパ面との摩耗は免れないことから、こ
れら当接部とストッパ部とのギャップ（隙間）が拡大さ
れ、各ドット印字後の可動アームの減衰振動における２
次バウンドが大きくなる。ところで、この種の印字ヘッ
ドにおいては、一般に、この２次バウンドのタイミング
で次のドット印字を実行するので、第２回目以降の各ド
ット印字においては、この大きな２次バウンドのバウン
ド力が加勢されるので、印字ワイヤが印字用紙に強く衝
突して用紙破れが発生し易いという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、多数回にわたるドット印
字を実行しても、ワイヤによる用紙破れを極力防止し得
るワイヤドット式印字ヘッドを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１のワイヤドット
式印字ヘッドは、ワイヤと、このワイヤの基端部が一端
部に連結された可動アームと、圧電素子の積層体からな
る圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータの駆
動力を可動アームに伝達する駆動力伝達機構と、可動ア
ームが初期位置よりも後退しないように可動アームを受
け止めるストッパ機構とを含むドット印字機構を複数組
備えたワイヤドット式印字ヘッドにおいて、各圧電アク
チュエータと駆動力伝達機構間に、押圧力を受けて塑性
変形可能な塑性部材を介装し、各可動アームを受け止め
るストッパ機構の経年的摩耗の変化率と、塑性部材の経
年的塑性変形の変化率とが略等しくなるように構成した
ものである。

【０００６】ここで、前記前記塑性部材を、圧電アクチ
ュエータを駆動力伝達機構に接着する接着剤の膜部材か
ら構成（請求項２）、等の種々の態様に構成することが
できる。

【０００７】

【作用】請求項１のワイヤドット式印字ヘッドにおいて
は、圧電素子の積層体からなる圧電アクチュエータとこ
の圧電アクチュエータの駆動力を可動アームに伝達する
駆動力伝達機構との間に、押圧力を受けて塑性変形可能
な塑性部材を介装するとともに、各可動アームを受け止
めるストッパ機構の経年的摩耗の変化率と、塑性部材の
経年的塑性変形の変化率とが略等しくなるようにしたの
で、多数回印字によるストッパ機構の経年的摩耗によ
り、各可動アームとストッパ機構との間のギャップが拡
大する一方、駆動力伝達機構に設けられたバネ部材によ
る押圧力を常に受けている塑性部材の経年的塑性変形に
より、可動アーム３２は駆動力伝達機構を介してその初
期位置をストッパ機構側に徐々に移動することになり、
その結果、多数回印字が実行されても、ギャップを当初
設けられた大きさに略保持することができる。

【０００８】このように、多数回にわたるドット印字が
実行されて、各可動アームとストッパ機構との間のギャ
ップが拡大するにも拘わらず、塑性部材の塑性変形によ
り可動アームの初期位置を駆動力伝達機構を介してスト
ッパ機構側に徐々に移動することになって、可動アーム
とストッパ機構との間のギャップを当初設けられた大き
さに略保持することができ、可動アームの２次バウンド
のバウンド力が大きくなることもなく、可動アームの２
次バウンドのタイミングでドット印字する際に、ワイヤ
による用紙破れを極力防止することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、ドットインパクトプリンタ１に
設けられ、２４本の印字ワイヤを備えたワイヤドット式
印字ヘッド印字ヘッドに本発明を適用した場合のもので
ある。先ず、ドットインパクトプリンタ１について簡単
に説明すると、図１に示すように、プラテン２の前側
に、プラテン２と平行なガイド軸（図示略）に左右方移
動可能にキャリッジ３が支持され、このキャリッジ３上
に、ワイヤドット印字方式の印字ヘッド６がプラテン２
と対向状に取付けられている。尚、キャリッジ３は図示
外の駆動ワイヤに連結されたキャリッジモータにより左
右往復移動駆動され、またプラテン２は図示外のライン
フィードモータ及びプラテン駆動機構を介して回転駆動
されるようになっている。

【００１０】次に、前記印字ヘッド６について、図１・
図２に基いて説明する。印字ヘッド６は、ノーズ部２５
ａを有する前部フレーム２５及び底部を有する円筒状の
後部フレーム２６と、前部フレーム２５にゴム製で環状
のスペーサ２７を介して取付けられた環状のリング部材
２８と、このリング部材２８に取付けられた２４組のド
ット印字機構３０とからなり、このドット印字機構３０
について説明する。板状で且つ側面視略Ｕ字状の支持フ
レーム３１は、その基端部でリング部材２８にビス止め
され、先端部は板状の可動アーム３２の長さ方向途中部
の直ぐ後側に位置している。

【００１１】圧電素子の積層体からなる圧電アクチュエ
ータ３３は、支持フレーム３１の基端側の支持部３１ａ
と先端側のストッパ部３１ｂとの間の切欠き部３１ｄ内
に前後方向向きに設けられ、これら支持部３１ａとスト
ッパ部３１ｂとの間の取付け部３１ｃにその前端部が接
着剤（塑性部材に相当する）４０で接着支持されるとと
もに、その後端部は可動体３４に同様の接着剤４０で接
着固定されている。ここで、この接着剤４０は、塑性変
形可能な樹脂系のものであり、圧電アクチュエータ３３
の前側と後側とに、例えば15μの厚さで夫々接着されて
いる。

【００１２】一方、前記支持部３１ａの後端部の切欠き
部３１ｄに面する端部には、バネ部材３５の第１バネ３
５ａが固着されるとともに、この端面に対応する可動体
３４の端部にはバネ部材３５の第２バネ３５ｂが固着さ
れている。ところで、このバネ部材３５は、対向状の第
１・第２バネ３５ａ・３５ｂと、これら第１・第２バネ
３５ａ・３５ｂを連結した連結部３５ｃとからなり、こ
の連結部３５ｃには、前記後部フレーム２６内で放射状
に配設された可動アーム３２の基端部が固着され、この
可動アーム３２の先端部には、ノーズ部２５ａを挿通し
てプラテン２に延びる印字ワイヤ３６の基端部が取付け
られている。

【００１３】ところで、前記左右両接着剤４０には、バ
ネ部材３５のバネ力により、可動体３４及び圧電アクチ
ュエータ３３を介して矢印Ａ方向に所定の押圧力（例え
ば、１０Ｋｇ）が常に付加されるとともに、前記可動ア
ーム３２はバネ部材３５を介して、ストッパ部３１ｂの
後端部に取付けたストッパ部材３７の後端と可動アーム
３２に取付けた当接部材３８の前端との間にギャップｇ
を設けることのないように配設されている。尚、ストッ
パ部材３７と当接部材３８とからストッパ機構が構成さ
れている。

【００１４】そして、前記圧電アクチュエータ３３に電
圧が印加されたとき、圧電アクチュエータ３３はその積
層方向つまり前後方向に所定長さだけ伸長変形するの
で、可動体３４が矢印Ｐ方向に移動するのに伴って、第
２バネ３５ｂだけが対向する第１バネ３５ａに沿って後
方に移動し、バネ部材３５は、図２に２点鎖線で示すよ
うに、外側に湾曲状に撓む。その結果、可動アーム３２
には、図２において反時計回転方向の回転モーメントが
生じ、図２に２点鎖線で示すように、可動アーム３２
は、その先端部をプラテン２方向に移動した印字位置ま
で回動すると同時に、印字ワイヤ３６がプラテン２方向
に移動して、図示外のインクリボンを介してドット印字
が実行される。ここで、圧電アクチュエータ３３が伸長
変形したときには、可動体３４の矢印Ｐ方向への移動に
よりるバネ部材３５のバネ力の増大に伴って、圧電アク
チュエータ３３には、可動体３４を介して更に例えば、
５Ｋｇの押圧力が加算されることになる。

【００１５】一方、前記圧電アクチュエータ３３への電
圧の印加が停止されたときには、圧電アクチュエータ３
３が元の状態に収縮変形するので、可動体３４とバネ部
材３５を介して、可動アーム３２が元の初期位置に復帰
回動する。このとき、前記ストッパ機構により、可動ア
ーム３２が元の初期位置よりも後退しないように可動ア
ーム３２がストッパ部材３７で受止められる。ところ
で、このように、圧電アクチュエータ３３による一連の
印字動作が実行された後、可動アーム３２が前述のよう
に、バネ部材３５を介して元の初期位置に復帰回動する
ときに、当接部材３８とストッパ部材３７とが衝突する
ので、長期にわたって多数回の印字動作が実行されるこ
とから、これら両部材３８・３７が夫々摩耗し、前記ギ
ャップｇが大きくなる。

【００１６】このギャップｇが拡大すると、第１ドット
印字後において、可動アーム３２の初期位置に復帰回動
したときに、これら両部材３８・３７の衝突による減衰
振動において、可動アーム３２が再度プラテン２側に飛
び出す２次バウンドのバウンド力が大きくなる。ここ
で、一般に、ドット印字が連続するときには、前回の印
字動作による２次バウンドのタイミングで次のドットを
印字するようになっているので、この大きくなった２次
バウンドのタイミングで印字する第２ドット以降の各ド
ット印字における印字ワイヤ３６のインパクト力が大き
くなり、印字ワイヤ３６による用紙破れが発生し易くな
る。ここで、可動体３４及びバネ部材３５などから駆動
力伝達機構が構成されている。

【００１７】しかし、前述したように、左右両接着剤４
０には、バネ部材３５のバネ力により、矢印Ａ方向に所
定の押圧力が常に付加されるとともに、ドット印字時に
圧電アクチュエータ３３の伸長変形による押圧力が加算
されることから、図３に示すように、左右両接着剤４０
はこの押圧力を受けて所謂クリープ現象により、経年的
塑性変形が生じ、これら両接着剤４０の厚さが徐々に薄
くなる。一方、前述したように、前記ギャップｇは、図
４に２点鎖線で示すように、多数回による両部材３８・
３７の衝突で徐々に拡大される。

【００１８】ところで、これら両部材３８・３７の経年
的摩耗の変化率つまりギャップｇの経年的拡大率を、実
験などにより求める一方、接着剤４０の経年的塑性変形
の変化率がこのギャップｇの経年的拡大率と略等しくな
るように、実験を繰り返して、接着剤４０の種類や塗布
量が決定され、この決定された接着剤４０が接着面に夫
々塗布されたものである。その結果、このギャップｇが
拡大するのに応じて、接着剤４０の経年的塑性変形によ
り可動アーム３２は、可動体３４及びバネ部材３５を介
してその初期位置を、図２に矢印Ｍで示すように、徐々
に時計回転方向に移動することになり、その結果、ギャ
ップｇは、大きく拡大することなく、当初に設けられた
ギャップｇの状態に保持することができる。

【００１９】これにより、可動アーム３２の２次バウン
ドのバウンド力が大きくなることもなく、可動アーム３
２の２次バウンドのタイミングでドット印字する際に、
印字ワイヤ３６による用紙破れを極力防止することがで
きる。更に、圧電アクチュエータ３３の前後両端面に接
着剤４０を塗布するだけなので、圧電アクチュエータ３
３を可動体３４や取付け部３１ｃに簡単に取付けでき、
しかもコスト高になることがない。

【００２０】尚、前記接着剤４０は、圧電アクチュエー
タ３３の前側と後側の何れか一方だけに塗布するように
してもよく、また接着剤４０に代えて、塑性変形可能な
種々の膜部材を用いてもよい。尚、ドット印字機構３０
を２４組以上設けた圧電アクチュエータ駆動による各種
のワイヤドット式印字ヘッドに本発明を適用し得ること
は勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のワイヤ
ドット式印字ヘッドによれば、圧電アクチュエータとこ
の圧電アクチュエータの駆動力を可動アームに伝達する
駆動力伝達機構との間に、塑性変形可能な塑性部材を介
装するとともに、各可動アームを受け止めるストッパ機
構の経年的摩耗の変化率と、塑性部材の経年的塑性変形
の変化率とが略等しくなるようにしたので、多数回にわ
たるドット印字が実行されて、各可動アームとストッパ
機構との間のギャップが拡大するにも拘わらず、塑性部
材の塑性変形により可動アームの初期位置を駆動力伝達
機構を介してストッパ機構側に徐々に移動することにな
って、可動アームとストッパ機構との間のギャップを当
初設けられた大きさに略保持することができ、可動アー
ムの２次バウンドのバウンド力が大きくなることもな
く、可動アームの２次バウンドのタイミングでドット印
字する際に、ワイヤによる用紙破れを極力防止すること
ができる。

【００２２】請求項２のワイヤドット式印字ヘッドによ
れば、前記塑性部材を、圧電アクチュエータを駆動力伝
達機構に接着する接着剤の膜部材から構成したので、圧
電アクチュエータを駆動力伝達機構に簡単に取付けで
き、しかも塑性部材を安価にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】印字ヘッドの要部縦断側面図である。

【図２】印字ヘッドの要部縦断拡大部分側面図である。

【図３】接着剤の経年的塑性変形を示す線図である。

【図４】ギャップの経年変化を示す線図である。

【符号の説明】

３０ ドット印字機構 ３２ 可動アーム ３３ 圧電アクチュエータ ３４ 可動体 ３５ バネ部材 ３６ 印字ワイヤ ４０ 接着剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤと、このワイヤの基端部が一端部
   に連結された可動アームと、圧電素子の積層体からなる
   圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータの駆動
   力を可動アームに伝達する駆動力伝達機構と、可動アー
   ムが初期位置よりも後退しないように可動アームを受け
   止めるストッパ機構とを含むドット印字機構を複数組備
   えたワイヤドット式印字ヘッドにおいて、 前記各圧電アクチュエータと駆動力伝達機構間に、押圧
   力を受けて塑性変形可能な塑性部材を介装し、 前記各可動アームを受け止めるストッパ機構の経年的摩
   耗の変化率と、前記塑性部材の経年的塑性変形の変化率
   とが略等しくなるように構成したことを特徴とするワイ
   ヤドット式印字ヘッド。
2. 【請求項２】 前記塑性部材が、圧電アクチュエータを
   駆動力伝達機構に接着する接着剤の膜部材からなること
   を特徴とする請求項１に記載のワイヤドット式印字ヘッ
   ド。