JPH0691985A - ドットインパクト印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドットインパクト印字ヘッドにおける熱の発
散を促進し、且つ騒音の漏れ出しを防止する。 【構成】 圧電素子１０により印字ワイヤ７を駆動する
印字ユニット３を、複数放射状に配置して成るヘッド基
板１の後側にて、前記印字ユニット３を、前部カバー体
４ｂと後部カバー体４ａとからなる放熱カバー４にて囲
む。後部カバー体４ａ内に印字ユニットにおける支持フ
レーム１２や圧電素子１０側面に接触するシリコーンゴ
ムの熱伝導部材２４を充填し、後部カバー体４ａの前縁
と前部カバー体４ｂの後縁とをシリコーンゴムのリング
状の防振部材２５にて連設し、さらに、シリコーンゴム
製の熱伝導性弾性体２６にてヘッド基板１の前面を覆う
と共にその外周側面と前部カバー体４ｂとの間を隔離す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電圧の印加により伸縮
動する圧電素子、又は電磁ソレノイド等の駆動手段を有
する印字機構により印字ワイヤを出没駆動するようにし
たドットインパクト印字ヘッドの構造に関し、より詳し
くは、この種の印字ヘッドの騒音防止及び放熱促進を図
る構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ドットイ
ンパクト印字ヘッドにおける印字ワイヤの駆動手段とし
て、従来から例えば、特開昭６２−２３６７５９号公報
に開示されているような電磁ソレノイド式のものや、特
開平２−１３０１５３号公報のように圧電素子の電気歪
素子を使用するもの等がある。これらの駆動手段に電気
エネルギーを与えて、機械的運動に変換するから、その
駆動手段や印字機構における動作部から振動音等の種々
の騒音を発する。その騒音対策と、前記印字機構等の保
護のため、印字ヘッドには前記印字機構を覆うためのカ
バー体を備えることが一般的である。

【０００３】しかし、前記電気エネルギーから機械エネ
ルギーへの変換時のエネルギーロスにより、前記カバー
体内に熱が籠もり易いという問題がある。この対策とし
て、本出願人は、先に実願平３−５８７６６号におい
て、ヘッド本体とその後側のカバー体とで囲まれる内部
空間に電磁ソレノイド式の印字機構を配置すると共に、
前記内部空間には前記駆動手段とカバー体の内面とに接
触するようにシリコーン樹脂等の放熱媒体を充填する一
方、この放熱媒体と区画するように吸音材を配置するこ
とを提案した。

【０００４】しかしながら、駆動手段や印字機構を構成
する部材の大部分は振動を伝え易い金属等の固体であ
り、しかも前記放熱媒体や吸音材も固体であるため、こ
れら固体部材に接触しているカバー体等に振動が伝達さ
れ易く、このカバー体の振動が広い前面積を有するヘッ
ド本体に直接伝達されると、このヘッド本体が大きく振
動し易いから、騒音低減効果が少ないという問題があっ
た。

【０００５】このような騒音を減少させるべく、プリン
タ全体を防音ボックス内に収納した状態で使用すること
も考えられるが、そうすると、プリンタ装置全体が嵩張
るし、コストも増大するという問題が新たに発生する。
本発明は、これらの問題を一挙に解決して、騒音の低減
と放熱効果の高い印字ヘッドを提供することを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のドットインパクト印字ヘッドは、ヘッド基
板の後側に、駆動手段により印字ワイヤを駆動する印字
機構を、複数配置し、ヘッド基板から前方に突出する中
空状のノーズ部内から前記印字ワイヤを前方に突出動さ
せるように構成して成るドットインパクト印字ヘッドに
おいて、前記ヘッド基板の後側を被嵌する放熱カバー
を、前記駆動手段を囲む後部カバー体と前記印字機構の
外周を囲む前部カバー体とにより構成し、後部カバー体
と前部カバー体とを防振部材を介して連接する一方、ヘ
ッド基板と前部カバー体とを熱伝導性弾性体を介して連
接したものである。

【０００７】この場合、前記ヘッド基板と前部カバー体
とを連接する熱伝導性弾性体を、ヘッド基板の前面及び
外周側面を覆うように形成するようにしても良い。

【０００８】

【実施例】次に本発明を具体化した実施例について説明
すると、本実施例の印字ヘッドの基本的構成は、図１に
示すように、正面視略円形状のヘッド基板１と、該ヘッ
ド基板１前面略中央部に前向きに突出する中空状のノー
ズ部２と、ヘッド基板１の後側に、複数放射状に配置さ
れた印字ユニット３と、この印字ユニット３の群を囲む
ようにヘッド基板１の後側に配置する放熱カバー４とに
より構成されている。放熱カバー４は有底状の後部カバ
ー体４ａと、その前部に配置してヘッド基板１に接近す
るように配置した筒状の前部カバー体４ｂとにより構成
され、本実施例では、ヘッド基板１，及び放熱カバー４
は、熱伝導性の良好な金属、例えばアルミニウム合金製
である。

【０００９】ヘッド基板１の裏面側にねじ２８及び複数
の防振円盤２９を介して取付く金属性のリング体５に、
前記複数（実施例では２４個）の印字ユニット３におけ
る支持フレーム１２の前面をねじ３０止め固着する（図
２参照）。ヘッド基板１の前面に突出する中空筒状のノ
ーズ部２内には、各印字ユニット３における印字ワイヤ
７を移動案内するための所定数の案内板６が内装され、
各印字ワイヤ７の先端がノーズ部２先端から出没するよ
うに構成されている。

【００１０】各印字ユニット３は、圧電セラミックを積
層状に接着してなる前後長手の圧電素子１０と、該圧電
素子１０の前端に装着して、当該圧電素子１０の伸縮運
動を拡大して印字ワイヤ７に伝達するための印字機構１
１と、この印字機構１１及び圧電素子１０を支持するた
め、ヘッド本体１の裏面から後方に延びる支持フレーム
１２とからなる。支持フレーム１２は前記圧電素子１０
の長手方向両側および後端部を囲むように、メイン支柱
部１２ａと副支柱部１２ｂと後端部１２ｃとによりコ字
型に一体的に形成されている。なお、副支柱部１２ｂを
後端部１２ｃにろう付け固着しても良い。

【００１１】電圧の印加により充電すると、圧電素子１
０はその積層方向（長手方向）に伸長し、放電すると収
縮するものであって、温度上昇で圧電素子１０は縮小す
るので、それを補正する正の温度膨張特性を持つ温度補
償体１３は、支持フレーム１２の後端部１２ｃと圧電素
子１０の後端との間に介挿し、接着剤にて固着する。印
字機構１１は、先端に印字ワイヤ７の基部をろう付けし
てなる側面視略三角形状のアーム１４と、前記メイン支
柱部１２ａの長手方向後向きに平行に延びる板状の第１
板ばね及び第２板ばねとこの両板ばねの先端を連結する
剛体の連結部とからなる側面視略「Π」字状のばね体１
５と、後述する４節リンク機構部材１６とにより構成さ
れ、前記連結部をアーム１４の基端部にろう付け等によ
り嵌合固定する。第１板ばねの基端部を前記メイン支柱
部１２ａの側面にろう付け固着する一方、第２板ばねの
基端部は、圧電素子１０の前端面に押圧状態で接触する
可動子１７に同じくろう付け等により固着する。

【００１２】また、ばね板等の弾性材製の４節リンク機
構部材１６は、可動子１７の他側部と副支柱部１２ｂと
に跨がって配設され、該４節リンク機構部材１６の広幅
側板部には、側面視略Ｈ状等の孔１８を穿設し、該孔１
８を挟んで左右両広幅側板部を副支柱部１２ｂの表裏側
面及び可動子１７の表裏側面に各々スポット溶接（ろう
付けでも可能）により固定し、圧電素子１０が電圧印加
にて伸縮するとき、４節リンク機構部材１６における左
右両広幅側板部が側面視平行四辺形状に弾性変形して位
置固定的な副支柱部１２ｂの長手方向に沿って平行状に
可動子１７が移動できるように構成したものである。

【００１３】このように可動子１７を副支柱部１２ｂの
長手方向に沿って平行状に、換言すれば圧電素子１０の
長手方向に直線的に移動するように構成すれば、圧電セ
ラミックの積層接着面に曲げ力が作用せず、積層部や接
着面が不用意に剥がれることがない。前記各印字ユニッ
ト３における圧電素子１０の外部端子に電気的に接続さ
れた端子部品２０を、各支持フレーム１２の後端に取付
け、端子部品２０の先端部を後部カバー体４ａの底板部
及び電気絶縁板２２を貫通させて外側の印刷基板２１に
電気的に接続し、所定のタイミングで圧電素子１０が作
動するように、プリンタの制御装置から駆動信号を伝送
する。

【００１４】通常の印字作動時においては、電圧印加で
圧電素子１０が長手方向に沿って伸長するとき、前記メ
イン支柱部１２ａに固着した前記第１板ばねの長手方向
略中途部を回動中心とするようにばね体１５が揺動変位
し、その連結部を介して、前記変位量をアーム１４で拡
大し、印字ワイヤ７をノーズ部２から突出するように駆
動させるのである。なお、前記放射状に配列した印字ユ
ニット３の各支持フレーム１２を、その後端部に跨がっ
て配置した環状の補強体２３に接着剤及び／又はねじ締
着にて固定し、各印字ユニット３の単独または複数同時
作動による支持フレーム１２の弾性変形で印字ワイヤ７
の作動誤差の影響を少なくするようにしている。また、
副支柱部１２ｂとアーム１４とには、ストッパー１９を
介在させることにより、駆動時におけるアーム１４の後
退位置を規制し、且つ余分の振動を無くする。

【００１５】次に、本考案の騒音防止及び振動防止の手
段について説明する。前記放射状に配置した印字ユニッ
ト３における可動子１７やそれより前方の印字機構１１
の部分を残し、支持フレーム１２の略後半部周面及び圧
電素子１０の略後半部周面に接触するように後部カバー
体４ａで囲まれた内部空間に、シリコーンゴム等の熱伝
導性の良好で、且つ振動減衰性能を有する弾性体からな
る熱伝導部材２４を充填する一方、該熱伝導部材２４が
充填されていない空間を囲む前部カバー体４ｂと、前記
後部カバー体４ａの前端縁とをリング状に形成したシリ
コーンゴムのような防振部材２５を介して連設する。

【００１６】そして、前部カバー体４ｂの前縁部とヘッ
ド基板１とを、前記略同じシリコーンゴム等の熱伝導性
の良好で、且つ振動減衰性能を有する弾性体からなる熱
伝導弾性体２６介して連設する。このとき、該熱伝導弾
性体２６は、図１に示すように、支持フレーム１２の前
部間を連結するリング体５の外周面とヘッド基板１の外
周面とに対して前記金属製の前部カバー体４ｂが直接接
触しないような介挿部２６ａを形成し、さらに図１の実
施例では、ヘッド基板１の外周面及び前面（ノーズ部３
を残す）を覆うようなカバー形状に一体成形する。

【００１７】これにより、圧電素子１０が駆動により発
生した熱は前記支持フレーム１２や圧電素子１０の側面
に接触した熱伝導部材２４を介して後部カバー体４ａに
伝達され、その外面から外部雰囲気中に放熱される。こ
の場合、後部カバー体４ａの外面に放熱フインを多数枚
設けておけば、一層放熱作用を促進できる。後部カバー
体４ａから防振部材２５を介して前部カバー体４ｂにも
熱伝達されるし、各圧電素子１０の前部側からリング体
５を介して伝達される熱は、このリング体５からヘッド
基板１を介して熱伝導弾性体２６に伝達され、外の空気
と接触して、印字ヘッドの前部から外部に放熱できる。

【００１８】他方、前記印字ユニット３の駆動による振
動は主として圧電素子１０の伸縮による支持フレーム１
２の振動や印字機構１１の箇所で発生し、それらの振動
は熱伝導部材２４を介して後部カバー体４ａに伝達され
るが、熱伝導部材２４がシリコーンゴムのような振動減
衰性能を有する弾性体であるときには、その箇所での防
振効果がある。また、支持フレーム１２からリング体５
を介してヘッド基板１側に伝達される振動は、この前部
及び外周面を覆う熱伝導弾性体２６の防振効果にて、外
部に騒音として伝達されることを効果的に防止できる。

【００１９】なお、他の実施例として、前記熱伝導弾性
体２６をヘッド基板１の外周面と前部カバー体４ｂの前
縁とのリング状連設部２６ａのみに形成することもでき
る。さらに、熱伝導部材２４、防振部材２５や熱伝導弾
性体２６を、シリコーンゴム以外の合成樹脂材であって
防振効果および熱伝導良好性のあるものを使用すること
ができる。

【００２０】本発明は、印字ワイヤの駆動手段として電
磁ソレノイド等の他の種類の駆動手段を使用する印字ヘ
ッドにも適用できることはいうまでもない。

【００２１】

【発明の作用及び効果】以上のように、本発明によれ
ば、ヘッド基板の後側に、駆動手段により印字ワイヤを
駆動する印字機構を複数配置し、ヘッド基板から前方に
突出する中空状のノーズ部内から前記印字ワイヤを前方
に突出動させるように構成して成るドットインパクト印
字ヘッドにおいて、前記ヘッド基板の後側を被嵌する放
熱カバーを、前記駆動手段を囲む後部カバー体と前記印
字機構の外周を囲む前部カバー体とにより構成し、後部
カバー体と前部カバー体とを防振部材を介して連接する
一方、ヘッド基板と前部カバー体とを熱伝導性弾性体を
介して連接したので、前記印字機構の作動にて発生する
熱が、放熱カバーにおける前部カバー体とヘッド基板と
の間で熱伝導性弾性体を介して伝達され易くなり、外部
への放熱が促進できる一方、後部カバー体と前部カバー
体との間に介挿された防振部材や前部カバー体とヘッド
基板との間に介在させた熱伝導性弾性体のため、印字機
構等の振動がそれぞれの箇所で遮断でき、印字ヘッドの
外面を構成するヘッド基板や後部カバー体や前部カバー
体に伝達され難くなり、外部への騒音の発生を効果的に
防止できる。

【００２２】また、前記放熱促進と防音低減とのための
必要部品の形状も小さいので、構成が、コンパクトにな
り、かつコストの低減も図ることができる。前記前部カ
バー体とヘッド基板との間に介在させる熱伝導性弾性体
を、ヘッド基板の前面及び外周側面を覆うような形状に
すれば、ヘッド基板側からの騒音のもれも一層効果的に
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】印字ヘッドの側断面図である。

【図２】リング体の斜視図である。

【図３】印字ユニットの斜視図である。

【符号の説明】

１ ヘッド本体 ２ ノーズ部 ３ 印字ユニット ４ 放熱カバー ４ａ 後部カバー体 ４ｂ 前部カバー体 ５ リング体 ７ 印字ワイヤ １０ 圧電素子 １２ 支持フレーム ２４ 熱伝導部材 ２５ 防振部材 ２６ 熱伝導性弾性体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド基板の後側に、駆動手段により印
   字ワイヤを駆動する印字機構を複数配置し、ヘッド基板
   から前方に突出する中空状のノーズ部内から前記印字ワ
   イヤを前方に突出動させるように構成して成るドットイ
   ンパクト印字ヘッドにおいて、前記ヘッド基板の後側を
   被嵌する放熱カバーを、前記駆動手段を囲む後部カバー
   体と前記印字機構の外周を囲む前部カバー体とにより構
   成し、後部カバー体と前部カバー体とを防振部材を介し
   て連接する一方、ヘッド基板と前部カバー体とを熱伝導
   性弾性体を介して連接したことを特徴とするドットイン
   パクト印字ヘッド。
2. 【請求項２】前記ヘッド基板と前部カバー体とを連接す
   る熱伝導性弾性体を、ヘッド基板の前面及び外周側面を
   覆うように形成したことを特徴とする請求項１に記載の
   ドットインパクト印字ヘッド。