JPH0796614A - ドットインパクト印字ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印字ヘッド全体を小型化しかつ印字ヘッドの
強度を増し、印字性能を向上させる。 【構成】 印字ユニット３の支持フレーム１１はＵ字状
に形成されその主支柱部１１ａと副支柱部１１ｂの間に
圧電素子１３を支持する。印字ユニット３は放射状に配
置され、主支柱部１１ａがリング状部材６に固定され
る。各印字ユニット３により形成された中心空間部９に
剛性をもった補強部材１９が挿入され、その補強部材１
９と副支柱部１１ｂの側面は、広い接着面積において接
着剤により接着固定される。

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
する圧電素子にて印字ワイヤを印打駆動するようにした
ドットインパクト印字ヘッド装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電素子で駆動する方式のドット
インパクト印字ヘッド装置においては、図７に示すよう
に、ヘッド前カバー１の前面中央部に筒状のノーズ部１
ａが突出形成されている。このノーズ部１ａ内には複数
個のガイド板２が配設され、印字ユニット３の印字ワイ
ヤ４の移動をガイドしている。一方、前カバー１の後面
外周部にはゴム製のスペーサ５を介してリング状部材６
がねじ（図示せず）によって固定されている。さらに、
このリング状部材６にはねじ（図示せず）によって所定
数の印字ユニット３が放射状に固定配置されている。そ
して、印字ユニットの強度を増すために各印字ユニット
のフレーム後端部を１枚の金属円板８（補強部材）に電
子ビーム溶接にて固定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置においては、印字ユニットのフレーム後端部を金属
円板に固定する構成のため、その金属円板の厚みだけ印
字ヘッド全体が大型になる。金属円板を薄くすると印字
ヘッドの強度が弱くなり、印字動作の反動で印字ユニッ
トが振動し所期のインパクト力が得られなくなるという
問題がある。

【０００４】また、印字ユニットのフレーム後端部を金
属円板に電子ビーム溶接するため、溶接の際の熱で印字
ユニットに歪が生じ、印字ワイヤの駆動に支障をきたす
という問題がある。そして、印字ユニットに歪を生じさ
せないために、印字ユニットのフレーム下端部を金属円
板に接着剤により接着固定すると、電子ビーム溶接に比
べて接着固定はその固定保持力が弱く、また、フレーム
下端部と金属円板との接着面積が小さいため、充分な固
定保持力にてフレーム下端部を金属円板に固定すること
ができない。

【０００５】本発明は、上述した問題を解決するために
なされたものであり、印字ヘッド全体を小型化しかつ印
字ヘッドの強度を増し、所期のインパクト力を得ること
ができるドットインパクト印字ヘッド装置を提供するこ
とにある。

【０００６】また、補強部材を接着剤により接着固定し
た場合においても充分な固定保持力にて補強部材を固定
することができ、そのため、印字ユニットの変形を防止
して印字ワイヤの駆動に支障をきたすことのないドット
インパクト印字ヘッド装置を提供することにある。

【０００７】そして各印字ユニット自体の大きさも小さ
くし、印字ヘッド全体を一層小型化できるドットインパ
クト印字ヘッド装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のドットインパク
ト印字ヘッド装置は、電圧の印加により伸縮する圧電素
子と、その圧電素子の伸縮を印字媒体に印打する印字ワ
イヤに伝達するための運動伝達機構とを、前記圧電素子
の長手方向に延びる支持フレームに支持した複数の印字
ユニットと、その複数の印字ユニットを放射状に配置し
てその印字ユニットの支持フレームの長手方向一端を固
定する支持部材と、放射状に配置された前記印字ユニッ
トの中心空間部に配置され、各印字ユニットの支持フレ
ームの長手方向に沿った側面を固定する剛性をもつ補強
部材を備える。

【０００９】そして好ましい実施例では、前記支持フレ
ームは、前記圧電素子の一端を支持する基部と、その基
部から前記圧電素子の両側に沿ってその伸縮方向にそれ
ぞれ延びる主支柱部および副支柱部とからほぼＵ字状に
形成され、前記主支柱部を、前記基部とは反対側の一端
において前記支持部材に固定し、前記副支柱部の長手方
向に沿った側面を前記補強部材に固定する。

【００１０】また、前記補強部材は各印字ユニットの支
持フレームに接着剤により接着固定する。

【００１１】なお、前記補強部材の断面形状は複数の前
記支持フレームと前記補強部材との距離が等しくなる形
状が好ましい。

【００１２】

【作用】上記の構成により、各印字ユニットが放射状に
配置され、その中心空間部に剛性をもった補強部材が、
各印字ユニットの支持フレームの側面に固定して配置さ
れる。印字動作の反動による印字ユニットの振動は、支
持フレームの長手方向に沿った側面に固定した補強部材
により抑えられる。

【００１３】好ましい実施例においては、支持フレーム
の副支柱部が主支柱部に対して、圧電素子の伸長にとも
なって開くのを前記補強部材により抑えることができ、
主支柱部と副支柱部の間を補強のために連結していた部
材が不要になり、支持フレームの大きさを小さくでき
る。

【００１４】また、補強部材の断面形状は複数の支持フ
レームと補強部材との距離が等しくなる形状であるの
で、補強部材と支持フレームが接着固定される時の補強
部材と支持フレーム間に注入される接着剤の量もすべて
等しくなるので、硬化及び熱が加わった時に接着剤に生
じる力がどの印字ユニットにも等しく働くので、安定し
た所定の印字ワイヤの動作が達成される。

【００１５】

【実施例】以下、図１、２にしたがって本発明の第１の
実施例について説明する。

【００１６】印字ヘッドの前カバー１は円形の基板部分
の前面中央に中空筒状のノーズ部１ａを突出形成してい
る。このノーズ部１ａ内には複数個のガイド板２が配設
され、印字ユニット３の印字ワイヤ４の移動をガイドし
ている。一方、前カバー１の後面外周部にはゴム製のス
ペーサ５を介してリング状部材６がねじ（図示せず）に
よって固定されている。さらに、このリング状部材６に
はねじ（図示せず）によって２４個の印字ユニット３が
放射状に固定配置されている。その放射状に配置された
印字ユニット３により形成された中心空間部９に、後述
する補強部材１９が挿入配置されている。

【００１７】印字ユニット３は図２に詳細に示す。圧電
素子１３は角柱状のもので、電圧の印加によりその長手
方向（矢印Ｘ）に伸長する。支持フレーム１１は、圧電
素子１３の一端を支持する基部１１ｃと、その基部から
前記圧電素子の両側に沿ってその伸縮方向にそれぞれ延
びる主支柱部１１ａおよび副支柱部１１ｂとからほぼＵ
字状に形成されている。圧電素子１３の一端（図中下
端）にはリード線１０を介して端子１２が接続されてい
る。また、この圧電素子１３の他端（図中上端）には可
動子１４が固定され、さらに可動子１４の側面には板ば
ね１５が固定されている。板ばね１５に対向する主支柱
部１１ａの上端側面には板ばね１６が固定されており、
両板ばね１６、１５は自由端部で連設部１７によって相
互に一体に接続されている。この連設部１７にはアーム
１８の一端が固定され、アーム１８の他端には印字ワイ
ヤ４が固定されている。

【００１８】また、上記副支柱部１１ｂの図中上端部２
０には四節リンク機構部材２１が固定されている。この
四節リンク機構部材２１はばね板等の弾性材で形成され
ており、その縦辺部２１ａ、２１ｂはそれぞれ副支柱部
１１ｂ、可動子１４に固定され、両縦辺部の上下端を弾
性変形可能な横辺部２１ｃで連結している。主支柱部１
１ａと副支柱部１１ｂとは接続部材２２によって接続さ
れている。一方、上記アーム１８には上記上端部２０に
当接するストッパ１８ａが設けられている。

【００１９】印字ユニット３は、主支柱部１１ａの図中
上端部をリング状部材６の後面に当ててねじ（図示せ
ず）により固定される。運動伝達機構（板ばね１５、１
６、アーム１８）および印字ワイヤ４はそのリング状部
材６の内側に配置される。

【００２０】補強部材１９は、アルミニューム等の金属
から略円柱状に形成され、副支柱部１１ｂの側面の略全
域に渡って接着剤により接着固定されている。これによ
り副支柱部１１ｂおよび支持フレーム１１全体の強度を
増し、電圧の印加により圧電素子１３が伸長したとき、
支持フレーム１１の後端部に生じる変形すなわち振動を
抑えるように構成されている。

【００２１】また、副支柱部１１ｂの長手方向に沿って
補強部材１９を接着するように構成しているため、十分
に広い接触面積を得ることができる。さらに、従来の構
造では変形の方向が接着剤を剥す方向であるのに対し
て、本実施例の構造では変形の方向が接着面に平行な方
向であるため、電子ビーム溶接に比べて固定保持力が弱
い接着剤による接着固定においても、十分に強い固定保
持力にて固定することができる。

【００２２】また、補強部材１９の断面形状は図５に示
すように複数の支持フレーム１１のそれぞれの副支柱部
１１ｂと補強部材１９との距離が等しくなるような形状
に構成されている。これは、副支柱部１１ｂと補強部材
１９の間に注入される接着剤の量が、副支柱部１１ｂと
補強部材１９との距離の変化により異なるのを防止する
ためである。なぜなら、接着剤の量が異なると、加熱硬
化するときや印字の際発生する熱が加わった時、接着剤
に発生する力（膨張、収縮等）が異なり、印字ユニット
３に働く力もそれぞれ異なってしまい安定した印字ワイ
ヤ４の動作が得られないからである。図６は図５の一部
を拡大したものである圧電素子１３に電圧が印加される
と可動子１４が図２中上方に移動する。ここで、四節リ
ンク機構部材２１は横辺部２１ｃの変形により可動子１
４を同方向へ平行移動させる。そして板ばね１５がＹ方
向に湾曲することにより、アーム１８が回動し、印字ワ
イヤ４が移動し印字される。この動作により支持フレー
ム１１に歪みが生じようとするが、補強部材１９により
支持フレーム１１の強度が増しているため支持フレーム
１１が変形することなく、印字ワイヤ４は追従性が劣る
ことなくスムーズに移動する。

【００２３】なお、補強部材を中空状に形成してもよ
い。そして、補強部材を中空状に形成した場合、その内
側から電子ビーム溶接またはネジ止めにより補強部材と
支持フレームとを固定するようにしてもよい。

【００２４】図３、４は本発明の第２の実施例を示す。
前記実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略
する。

【００２５】この実施例においては、前記実施例におけ
る主支柱部１１ａと副支柱部１１ｂとを接続する接続部
材２２が省略されている。

【００２６】特開平２ー３０５４７号公報に記載のよう
に、リンク機構部材２１を副支柱部１１ｂと可動子１４
の間に置くことは、リンク機構部材２１を、板ばね１
５、１６との干渉を避けてその板ばね１５、１６に近い
ところに置くのに有効である。また接続部材２２は、副
支柱部１１ｂの自由端が可動子１４の移動力により主支
柱部１１ａに対して開くのを防止するのに有効である。

【００２７】図４のように接続部材２２を省略すること
で、接続部材２２の幅Ｗ（図２）だけ可動子１４を短く
できる。（可動子１４は接続部材２２との干渉を避ける
ため紙面と直角方向の厚さを小さく形成してあり、接続
部材２２がなくなれば、可動子１４よりも厚い圧電素子
１３の上端をリンク機構部材２１に近づけることができ
る。）この結果、印字ユニット３はその長さが小さくな
る。

【００２８】図３のように、補強部材１９が副支柱部１
１ｂの長手方向の側面に接着剤１９ｂにより固定される
ことにより、副支柱部１１ｂが主支柱部１１ａに対して
ｒ方向に開くのを防止することができる。これをさらに
確実にするために、リンク機構部材２１付近にも副補強
部材１９ａを接着するようにしてもよい。両補強部材１
９、１９ａは一体のもので製作することができる。

【００２９】補強部材１９は、前記実施例と同じ作用効
果を奏することは勿論である。

【００３０】後カバー３０は、印字ユニット３の外側を
覆うように取り付けられ、圧電素子１３が駆動されると
きに発生される騒音を抑える。後カバー３０と印字ユニ
ット３の間の隙間には放熱用のシリコンゴム３１が充填
され、圧電素子１３の駆動にともなう熱を後カバー３０
から放熱し、印字ヘッドの温度上昇を抑えている。

【００３１】端子１２のリード線は、後カバー３０の後
面に固定した配線基板４５に接続されている。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明のドットインパクト
印字ヘッド装置においては、印字ヘッド全体を小型化し
かつ印字ヘッドの強度を増すことができ、印字ワイヤの
駆動時に印字ユニットの変形を抑えて確実に印字動作を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のドットインパクト印字
ヘッド装置の縦断面図である。

【図２】上記実施例の印字ユニットのみを取り出して示
す側面図である。

【図３】本発明の第２の実施例のドットインパクト印字
ヘッド装置の断面図である。

【図４】上記実施例の印字ユニットのみを取り出して示
す側面図である。

【図５】図１のＡ−Ａ’線の断面図である。

【図６】図５の部分拡大図である。

【図７】従来のドットインパクト印字ヘッド装置の断面
図である。

【符号の説明】

１ 前カバー ３ 印字ユニット ４ 印字ワイヤ ６ リング状部材 ９ 中心空間部 １１ 支持フレーム １１ａ 主支柱部 １１ｂ 副支柱部 １３ 圧電素子 １９ 補強部材 ２１ ４節リンク機構部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧の印加により伸縮する圧電素子と、
   その圧電素子の伸縮を印字媒体を印打する印字ワイヤに
   伝達するための運動伝達機構とを、前記圧電素子の長手
   方向に延びる支持フレームに支持した複数の印字ユニッ
   トと、 その複数の印字ユニットを放射状に配置してその印字ユ
   ニットの支持フレームの長手方向一端を固定する支持部
   材と、 放射状に配置された前記印字ユニットの中心空間部に配
   置され、各印字ユニットの支持フレームの長手方向に沿
   った側面を固定する剛性をもつ補強部材を備えたことを
   特徴とするドットインパクト印字ヘッド装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記支持フレーム
   は、前記圧電素子の一端を支持する基部と、その基部か
   ら前記圧電素子の両側に沿ってその伸縮方向にそれぞれ
   延びる主支柱部および副支柱部とからほぼＵ字状に形成
   され、 前記主支柱部を、前記基部とは反対側の一端において前
   記支持部材に固定し、 前記副支柱部の長手方向に沿った側面を前記補強部材に
   固定したドットインパクト印字ヘッド装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記支持部
   材は、リング状部材を有し、前記各印字ワイヤはそのリ
   ング状部材の内側に位置するドットインパクト印字ヘッ
   ド装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記支持部材はさら
   に、前記リング状部材を支持する基板部分と、その中央
   に前記印字ワイヤを挿通支持する筒状部分とをもつ前カ
   バーを有するドットインパクト印字ヘッド装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２において、前記各印字
   ユニットの支持フレームは前記補強部材に接着剤により
   接着固定されているドットインパクト印字ヘッド装置。
6. 【請求項６】 請求項２において、前記圧電素子の他端
   に、前記運動伝達機構と連結する可動子を備え、 その可動子と前記副支柱部との間に、その可動子を前記
   圧電素子の伸縮方向とほぼ平行に案内するリンク手段を
   備えるドットインパクト印字ヘッド装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記運動伝達機構
   は、前記主支柱部と前記可動子との対向面にそれぞれ固
   定された一対の板ばねと、その両板ばねの自由端に一端
   が固定され他端に前記印字ワイヤが固定されたアームと
   からなるドットインパクト印字ヘッド装置。
8. 【請求項８】 請求項６において、前記副支柱部は、前
   記リンク手段付近において前記補強部材に固定されてい
   るドットインパクト印字ヘッド装置。
9. 【請求項９】 請求項１または２において、前記補強部
   材の断面は複数の前記支持フレームと前記補強部材の距
   離が均一になるような形状をしているドットインパクト
   印字ヘッド装置。