JPH081089Y2 - 印字エレメント - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、圧電素子の圧電縦効果により発生した寸法
歪をレバー機構で拡大して印字用ワイヤに伝達しドット
印字する印字エレメントに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の印字エレメントは、ドット印字ヘッド
の小型化・低電力化を図るため、セラミック材による圧
電素子が圧電縦効果により発生する寸法歪をレバー機構
で拡大し印字用ワイヤに伝達してドット印字を行なうよ
うにした印字エレメントが提案されている。

第２図は従来の印字エレメントの一構造例を示す斜視
図である。２個のセラミック素子21を金属の中間部材22
を介在させて接続したものが、印字動作の駆動源となる
駆動体20である。この駆動体20のセラミック素子21の下
端はＵ字状ベース１の中央空間部の内底部に接続してあ
り、また上端はレバー31・32の下端部にそれぞれ接続し
てある。レバー31・32の下端部はベース１にも接続して
おり、レバー31・32の上端部はそれぞれヒンジ51・52を
介してレバー７に接続している。レバー７には、印字用
ワイヤ８が取付けてある。レバー７・31・32,ヒンジ51
・52,およびワイヤ８がレバー機構30を形成する。

印字駆動時には、セラミック素子21が圧電縦効果によ
り中間部材22を含む長軸方向、すなわち図示する破線矢
印Ａの向きに伸びて寸法歪を発生し、これに応じてレバ
ー31・32の上端を引離す方向、すなわち図示するそれぞ
れ破線矢印ＢおよびＣの向きの変位を生ずる。この両変
位に伴なう偶力はヒンジ51・52を介してレバー７に伝達
され、これに応じてレバー７に回動運動を生じワイヤ８
が破線矢印Ｄの向きに急激に移動してドット印字を行な
う。

２個のセラミック素子21の間に介在する中間部材22
は、印字動作を繰返している時にセラミック素子21に過
大応力が作用して破壊するのを防止すると共に、動作中
の発熱により温度上昇を生じたベース１とセラミック素
子21との熱膨張量の差が生じてワイヤ８の先端位置が変
わるのを防止するために、設けている。例えば、ベース
１の材料に熱膨張係数＋3ppm/℃の鉄ニッケル合金を使
用した場合、セラミック素子21の熱膨張係数＋1ppm/℃
であると、温度上昇時における駆動体20の熱膨張量がベ
ース１の熱膨張量よりも小さくなり、これによってワイ
ヤ８の先端位置が温度上昇前よりも後退して、印字に印
字圧不足の原因になる。この場合には、例えば中間部材
22の材料として熱膨張係数が＋20ppm/℃のステンレス鋼
を使用し、駆動体20全長に対する中間部材22の長さの割
合が10％になるように中間部材22を設ければ、駆動体20
全長についての熱膨張係数を実質的に＋3ppm/℃、すな
わちベース１の熱膨張係数の値に等しくすることができ
る。従来の印字エレメントでは、このような温度補償を
施して、動作中の温度上昇に起因するベース１およびセ
ラミック素子21の膨張量に差が生じないようにしてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

上述した従来の印字エレメントは、動作開始後に熱平
衡すなわちベースと駆動体とが同温になる状態に達する
までに、かなり長時間を要する。この間では、発熱体で
ある駆動体の温度上昇が先行し、これに伴なって駆動体
の熱膨張が先行して、ワイヤの先端位置が温度上昇前よ
りも突出するので、ワイヤの先端をインクリボンに引掛
けるなどの不具合を生じ易いという問題点がある。

また、印字エレメントの動作時は、数Hz〜数KHzでセ
ラミック素子が振動しているため、印字エメレントの各
部材の取り付け状態によっては不要な共振周波数が発生
しセラミック素子の動く方向が駆動体の長軸に垂直な方
向にも動きセラミック素子に曲げ応力が作用してセラミ
ック素子が破壊する不具合を生じ易いという問題点があ
る。

本考案の目的は、上述の問題点を解決した印字エレメ
ントを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案による印字エレメントの基本構成は、印字駆動
時に圧電縦効果歪を発生する圧電素子（例えばセラミッ
ク素子）をもつ柱状の駆動体と、Ｕ字形をなし中央空間
部で内底部に前記駆動体の一端を固定したベースと、前
記駆動体の他端および前記ベースの両頂端部に固着し前
記駆動体の歪を拡大して印字用ワイヤに伝達するレバー
機構とを有する印字エレメントにおいて、熱膨張係数が
実質的に等しくなる前記駆動体および前記ベースと、こ
れらの駆動体およびベースの間隙に充填する高熱伝導率
をもつ絶縁材の熱伝導絶縁体とを有する。

また、本考案による別の構成は前記の印字エレメント
が、ベースの対向する両腕とこの中間部にある駆動体と
の両間隙の一方を充電する高熱伝導率を持ち且つ弾力性
のある絶縁材の熱導電絶縁体と、両間隙の他方を充填し
振動吸収性のある制振性絶縁体とを有することである。

〔実施例〕

次に、本考案について図面を参照して説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す正面図である。第１
図において、第２図を同一の構成要素には同一の番号符
号を付与してその説明を省略する。本実施例は、第２図
に示した従来の印字エレメントにおける圧電素子のセラ
ミック素子21そよび中間部材22から成る駆動体20とベー
ス１との間隙の一方に熱伝導率が高い絶縁材による、例
えばシリコン系の樹脂による熱伝導絶縁体91を充填し、
間隙の他方に振動吸収率が高い絶縁体、例えばシリコン
系の樹脂による制振性絶縁体12を充填した構造をもつ。

すなわち、熱伝導絶縁体91は熱伝導を良くするために
アルミナなどを添加したシリコン樹脂の樹脂材を、ま
た、制振性絶縁体92は振動吸収を良くするために接着力
の強い低硬度のシリコン樹脂の樹脂材を充填してある。
シリコン樹脂は、弾力性があり変形し易いので、駆動体
20の伸縮動作に対し殆んど影響を与えない。

本実施例では、印字動作中に駆動体20のセラミック素
子21からの発熱が、樹脂材の絶縁体11内を通りベース１
に伝導されるので、動作開始後に熱平衡に達するまでに
要する時間は、従来よりも著しく短縮される。例えば一
実施例では、熱平衡に達するのに要する時間は、従来の
印字エレメントで30分前後であり、これに対し本実施例
を適用しもので１分前後である。この結果、本実施例を
適用することにより、従来のようなワイヤ８の先端がイ
ンクリボンを引掛けるなどの不具合の発生を防止するこ
とができる。

また、絶縁体12が印字動作中、数KHzまでの不要な共
振周波数を従来よりも著しくおさえることができるた
め、セラミック素子の不要な動きを抑制できセラミック
素子を破壊する不具合を防止することができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案は、ベースと駆動体との間
隙には樹脂材による絶縁体を挿入することにより、熱平
衡に達するのに要する時間を従来よりも短縮でき、さら
にセラミック素子を破壊することのない、印字エレメン
トを実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の印字エレメントの一実施例を示す正面
図、第２図は従来の一例を示す斜視図である。 １……ベース、7,31,32……レバー、８……ワイヤ、11,
12……絶縁体、20……駆動体、21……セラミック素子
（圧電素子）、22……中間部材、30……レバー機構、5
1,52……ヒンジ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】印字駆動時に圧電縦効果歪を発生する圧電
   素子（例えばセラミック素子）をもつ柱状の駆動体と、
   Ｕ字形をなし中央空間部で内底部に前記駆動体の一端を
   固定したベースと、前記駆動体の他端および前記ベース
   の両頂端部に固着し前記駆動体の歪を拡大して印字用ワ
   イヤに伝達するレバー機構とを有する印字エレメントに
   おいて、熱膨張係数が実質的に等しくなる前記駆動体お
   よび前記ベースと、これら駆動体およびベースの間隙に
   充填する高熱伝導率をもつ絶縁材の熱伝導絶縁体とを有
   することを特徴とする印字エレメント。
2. 【請求項２】請求項１記載のベースの対向する両腕とこ
   の中間部にある駆動体との両間隙の一方を充電する高熱
   伝導率を持ち且つ弾力性のある絶縁材の熱導電絶縁体
   と、両間隙の他方を充填し振動吸収性のある制振性絶縁
   体とを有することを特徴とする印字エレメント。