JPS61217262A - 印字ハンマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はインパクト式の印字ハンマ、特に自由飛行（フ
リーフライト）型の印字・・ンマに関する。

（従来技術とその問題点） 自由飛行型の印字ハンマは長ストロークが得られるとい
う利点がある。

従来、自由飛行型の印字ハンマとして電磁石を用いたも
のが広く使用されている。しかし、電磁石を用いたもの
は、電気・機械エネルギ変換効率が低いため、必要とす
る印字エネルギに対し多大表入力エネルギを与える必要
があり、また、電磁石を用いているため大型化する。

そこで近年、電気・機械エネルギ変換効率の高い圧電素
子を駆動源とする印字ハンマが考えられている。たとえ
ば公開特許公報（昭５９−４５１６５）には、第６図に
示すよう々印字ハンマが示されている。Ｍ６図において
、圧電素子６１は、一端をを付部材６２に接続し、他端
は力伝達部材６３に接続している。また、印字ワイヤ６
４が接続している係留部６５はコイルばね６６により力
伝達部材６３に押圧されている。印字ワイヤ６４けガイ
ド孔６７により支持されている。

印字時、圧電素子６１に電圧を印加すると、圧電素子６
１は、矢印Ａの方向に高速で伸び、力伝達部材６３も変
位する。したがって印字ワイヤ６４と係留部６５は力伝
達部材６３により力を受けて加速され、圧電素子６１の
伸び量よりもけるかに長い距離を自由飛行し印字ワイヤ
６４の先端でドツトを印字する。

このような圧電素子を用いた自由飛行型の印字ハンマは
構造が簡単で小型化ができる特徴をも・っている。しか
し々から、圧電素子の高速動作により係留部６５に力を
作用させて自由飛行する方法は逆に印字ワイヤ６４及び
係留部６５が印字後元の位置に戻ると力伝達部材６３に
衝突し、リバウンドを起こしそのリバウンド動作が落ち
つくまで次の印字動作又は飛行動作が困難と々る。す彦
わち、印字ワイヤ６４、係留部６５を自由飛行させるた
めには力伝達部材６３と係留部６５とが各々力伝達され
るだけの硬度が必要であり、軟質性の材料では圧電素子
６１の動作が吸収され自由飛行が困難と力る。反面、係
留部６５が印字後元の位置に戻ったとき、す彦わち力伝
達部材６３に接触したときは硬質性の材料ではその反発
によりリバウンドを起こしてしまう。圧電素子６１の動
作は高速性があるものの変位量が小さいため、リバウン
ド量が大きいと次の飛行動作が困難と力る。ゾ、　　リ
ンタ印字ハンマは簡単で小型の構造が要求されるととも
に印字速度の高速化も要求されており、前記リバウンド
が落ちつくまでの待ち時間が大きいことは高速化を図る
上で問題とがる。

（発明の目的） 本発明はこのよう力従来の欠点を除去し、高速動作が可
能で信頼性の高い印字ノ・ンマを提供することにある。

（発明の構成） 本発明によれば、電歪又は圧電素子の伸縮動作により印
字針を自由飛行させて印字動作を行なう印字ハンマにお
いて、ストッパーにより復帰動作を制限される印字部材
と、その印字部材の後方に空隙を介して配置され前記印
字部材に力を与えるための少なくとも２個以上の飛行部
材と、その各々の飛行部材の後部に対応１．て力を与λ
、るための電歪又は圧電素子とから構成され、前記飛行
部材は復帰げねにより前記電歪又は圧電素子に押圧され
ていることを特徴とする印字ハンマが得られる。

（構成の詳細が説明） 本発明は上述の構成をとることにより従来技術の間頌点
を解決した。

まず、駆動源と彦る電歪あるいは圧電素子は少なくとも
２個のものから構成される。一方の圧電素子を第一の圧
電素子と、シ、その第一の圧電素子に並列するように第
二の圧電素子を設ける。このとき、第一、第二の圧電素
子は伸縮方向は同じであるが各々の圧電素子は互いの動
作を干渉すること彦く単独で動作できるように構成する
。すなわち駆動源と々る圧電素子は菓−１第二の圧電素
子により構成される。

また、各々の圧電素子はその前面に飛行部材に力を与え
るように力伝達を設け、またその各々の力伝達部材前面
に復帰ばねによって押圧するように第一、第二の飛行部
材が配置される。さらに、その第一、第二の飛行部材よ
り空隙を介して印字手段としての印字部材が配置され、
その印字部材は前記の第一、第二の飛行部材より力を受
けるようにする。す々わち、第一、第二の飛行部材は２
個を１組として印字部材に力を作用する。また、印字部
材は後部のストッパーによって印字後の復帰動作を制限
される。金部−の圧電素子に電圧を印加すると電歪又は
圧電素子は微少彦がら非常に速く変位するため第一の飛
行部材は第一の電歪又は圧電素子の前面に設けられた力
伝達部材より力を受けて加速され力伝達部材を離れ飛行
する。

その後部−の飛行部材は印字部材に衝突し、印字部材は
その力によって前方へ動作してプラテン上の用紙、イン
クリボンを打撃し印字動作をする。

印字動作の開始時においては第一の圧電素子は第一の飛
行部材を自由飛行させるための間だけ励起されれば良く
、飛行部材が力伝達部材を離れた時点で印加電圧を停止
して良い。またこのような印字動作後飛行部材は復帰げ
ねの力と印字部材との反発力により元に戻るが、そのと
き飛行部材は力伝達部材と衝突しリバウンドを起こして
いる。−方、印字部材も元の位置に戻るが緩衝効果のあ
るストッパーにより制動される。ここで、第一の飛行部
材は第一の圧電素子上の力伝達部材上でリバウンドを起
こしているが、次に第二の圧電素子に電圧を印加し、第
二の飛行部材を飛行させる。このとき印字部材もストッ
パー上で多少のリバウンドを起こしているが、第二の飛
行部材の飛行距離は大きいため、その衝突動作により容
易に印字部材を動作させることができる。またその印字
後、復帰によって第二の飛行部材は第二の圧電素子上の
力伝達部材と衝突しリバウンドを起こすが、このときは
前記の第一の飛行部材ＨＱバウンド動作が力〈彦ってい
る。そのため次の動作は第一の圧電素子で性力われる。

このように２個以上の圧電素子と飛行部材を交互に動作
させることにより、リバウンド動作の影響を小さくして
印字部材の次の動作を早めることができ、高速印字可能
力印字ハンマを得ることができる。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す図であり、また第２図
は第１図の実施例の使用形態を説明するための図である
。第１図において、自由端に印字針１を設けた板げね２
をを付部材３に固定して印字部材を構成する。またその
板げね２の裏面には空隙を介して第一、第二の飛行部材
４ａ、４ｂを設け、その第一、第二の飛行部材４　ａ、
４　ｂはガイド孔５により支持されるとともに復帰げね
６が設けられている。また板ばね２の裏面には板ばね２
の復帰動作を緩衝効果により制動するストッパー上が設
けられている。さらに第一、第二の飛行部材４ａ、４ｂ
に対応して、かつその第一、第二の飛行部材４ａ、４ｂ
の方向に伸縮動作するように第一、第二の圧電素子８ａ
　、８ｂを配置して申付部材３に接続する。また第一、
第一二の圧電素子８ａ、８ｂは互の動作に無関係に単独
動作できるよう互いに離すか、又はその間をシリコンゴ
ムの如き軟質で絶縁性のものを充てんする。これら第一
、第二の圧電素子８ａ　、８ｂの前面は金属の如き硬質
材料の力伝達部材９を設け、その力伝達部材９の前面に
は各々第一、第二の飛行部材４ａ。

４ｂが復帰げね６により押圧されて接触している。

このような構造において、まず第一の圧電素子８ａに電
圧を印加すると第２図（ａ）のように第一の圧電素子８
ａは矢印Ａの方向に高速に変位を生じ、第一の飛行部材
４ａｌｄ力伝達部材９より力を受けて自由飛行をする。

その後部−の飛行部材４ａは前方の板ばね２と衝突し、
板げね２はその力によって前方へ移動され、板ばね２上
の印字針１ｊプラテン１０、印字用紙１１、インクリボ
ン１２を打撃し印字動作を性力う。このとき、第２図（
ｃ）のように第一の飛行部材４ａ、印字針１は第一の圧
電素子８ａの変位１３よりもはるかに長い距離１４．１
５を動くことができる。また第一の圧電素子８ａＦｉそ
の変位動作で最大速度達成時に第一の飛行部材４ａｉ飛
行させるため、第一の飛行部材４ａが自由飛行した時点
で印加電圧を停止して良く、第一の圧電素子８３は元の
長さに戻る。ま定温−の飛行部材４ａはその質量の大き
さにより復帰速度は変わるが板ばね２との衝撃による反
発力と復帰ばね６により元の位置に戻る。このとき力伝
達部材９との衝撃によってリバウンドを起こしている。

しかし々がら、板ばね２と第一の飛行部材４ａとは距離
をへだてて配置しているため第一の飛行部材４ａのリバ
ウンドは板ばね２に何ら影響を与えてい身い。また板げ
ね２は印字動作後目らのパネカによって元に復帰動作す
るが、緩衝効果のあるストッパー７によって制動される
。また次の印字動作の場合、第一の飛行部材４ａはリバ
ウンド動作が残っているが、今度は第２図（ｂ）（ｃ）
のように第二の圧電素子８ｂＫ電圧を印加し、Ｂ方向の
変位１６により第二の飛行部材４ｂを自由飛行させる。

そこで第二の飛行部材４ｂで板ばね２４動作させる。板
げね２もストッパー７上で多少のリバウンド動作をして
いるが、第二の飛行部材４ｂの飛行距離１７が大きいた
め、第２図（ｃ＞に示すように容易に板ばね２を前方へ
動作□させて印字動作をすることができる。捷たさらに
次の動作では、今度は第一の飛行部材４ａのリバウンド
がなく々っているため、次に第一の圧電素子８８を印加
して第一の飛行部材４ａを動作させて印字する。このよ
うに第一、第二の圧電素子８ａ　、　８ｂと飛行部材４
ａ、４ｂを動作させて印字部材である板ばね２を動かす
ことができ、リバウンドによる印字動作の遅れを防止す
ることができる。この結果、高速印字のできるプリンタ
用印字ハンマが得られる。第２図（ｄｌはこのよう々本
発明を用すす、飛行部材を印字針と結合するか、又は印
字針を兼用した従来の例であるが、飛行部材を自由飛行
させるため力伝達効率の良い硬質の力伝達部材だけを用
いると飛行条件は良いが、反面復帰時には飛行部材は力
伝達部材と衝突して太き々リパウンドのある動作１８と
々る。このリバウンド量は自由飛行の半分近く彦ること
もあり、このリバウンドが制動するまで多大々時間を要
する。本発明ではこのよう々問題を除去し、単時間で制
動でき、高速で印字動作できるハンマが得られる。

プリンタにおいてはこのようなハンマを横に並列するこ
とによってラインプリンタが得られるし、また円筒状に
することＫよってシリアルプリンタが得られる。本発明
によれば低電力で駆動でき、小型で構造が簡単々高速の
プリンタ用印字ハンマが得られる。

第３図は本発明の他の実施例を示す図である。

第３図において、駆動源となるものとして第一、第二、
第三の圧電素子８ａ、８ｂ、８ｅと、それに対応する第
一、第二、第三の飛行部材４ａ　、　４ｂ　。

４ｃｉ交互に動作させて印字針１をもつ板ばね２を動作
させている。このように駆動源を多くすると飛行部材４
ａ、４ｂ、４ｃのリバウンド動作が長い時間であっても
他の飛行部材を用いて印字動作ができるため高速印字動
作のできる印字ハンマが得られる。

第４図は本発明の他の実施例を示す図であり、ワイヤー
を用いたシリアルプリンタ用印字へンマに適用した例で
ある。第４図において印字ワイヤー１９はガイド孔２０
にガイドされ、その後方には第一、第二の飛行部側４ａ
、４ｂ、及び駆動源と彦る第一、第二の圧電素子８ａ、
８ｂを配置している。本実施例においても第一、第二の
圧電素子８ａ、８ｂの交互の動作により高速の印字ハン
マが得られる。

第５図は本発明の他の実施例を示す図であり、第一、第
二の圧電素子８ａ　、８ｂにより飛行する第一、第二の
飛行部材４ａ　、４ｂを復帰用の板ばね２１で支持して
いる。このような復帰用板ばね２１＃′ｉ第一、第二の
飛行部材４ａ、４ｂの飛行動作を安定させ、ガイド孔の
不要々印字ハンマが得られる。このような構成において
も印字針１全もつ板ばね２會高速に動作することができ
、高速の印字ハンマが得られることは言うまでも力い。

以上の本発明において、駆動源と彦る圧電素子は単板の
縦効果、横効果のある場合、また複数枚積層した場合の
他、さらには電歪素子を用いても適用可能であり同様の
効果が得られる。

（発明の効果） 本発明によれば、少なくとも２個以上の圧電素子と飛行
部材をもち、それを交互に動作させて印字部材を動作さ
せることにより印字動作を早め、高速印字動作ができ、
小型で構造が簡単な印字・・ンマが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は第１図の
使用形態を説明するための図、第３図は本発明の他の実
施例を示す図、第４図は本発明の他の実施例を示す図、
第５図は本発明の他の実施例を示す図、第６図は従来の
実施例を示す図である。 図中各記号はそれぞれ次の内容を示す。 １・・・印字針、２・・・板はね、３．６２・・・を付
部材、４ａ・・・第一の飛行部材、４ｂ・・・第二の飛
行部材、４ｃ・・・第三の飛行部材、５，２０．６７・
・・ガイド孔、６・・・復帰ばね、７・・・ストッパー
、８ａ・・・第一の圧電素子、８ｂ・・・第二の圧電素
子、８ｃ・・・第三の圧電素子、９．６３・・・力伝達
部材、１０・・・プラテン、１１・・・印字用紙、１２
・・・インクリボン、１３・・・第一の圧電素子の変位
、１４・・・第一の飛行部材の変位、１５・・・印字針
の変位、１６・・・第二の圧電素子の変位、１７・・・
第二の飛行部材の変位、１８・・・飛行部材の変位、１
９．６４・・・印字ワイヤー、２１・・・復帰用板げね セ人弁理士内　原　　晋 ０句 第１　図 へ 臂　　　　　　　　　く （リ リ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　）にＪ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　リ筋５
図 ４ｂ脣）二の奸２イ丁もＦ本才 第６図 ６７カ′イドＪＬ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電歪又は圧電素子の伸縮動作により印字針を自由飛行さ
   せて印字動作を行なう印字ハンマにおいて、ストッパー
   により復帰動作を制限される印字部材と、その印字部材
   の後方に空隙を介して配置され前記印字部材に力を与え
   るための少なくとも２個以上の飛行部材と、その各々の
   飛行部材の後部に対応して力を与えるための電歪又は圧
   電素子とから構成され、前記飛行部材は復帰ばねにより
   前記電歪又は圧電素子に押圧されていることを特徴とす
   る印字ハンマ。