JP2847889B2 - ドットインパクト式プリンタ印字ハンマ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はドットインパクト式プリンタに用いられる印
字ハンマに関し、特に圧電素子を駆動源とする印字ハン
マに関するものである。

（従来の技術） 従来のドットインパクト式プリンタに用いられている
印字ハンマは、その駆動源として電磁型のアクチュエー
タが広く用いられている。この電磁型のアクチュエータ
は、コイルに電流を流すことによって磁界を発生し、そ
れらによる磁力を利用して可動部材を駆動する構成とな
っている。このため、銅損や鉄損が生じて大きな入力エ
ネルギを必要とするばかりでなく、発熱や磁気干渉を生
ずる等の問題点を有しており、高速化の限界にきてい
た。

近年、このような問題点を解消するため、電気・機械
エネルギ変換効率が高く低消費電力で駆動でき、しかも
発熱量が少なく磁気干渉もな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、本出願と同じ
発明者の特願昭62−052326号明細書には第２図に示すよ
うな印字ハンマがある。

第２図において、アーム１は一端に印字ワイヤ２が固
着され他端に第一の結合部材３が接続されている。圧電
素子４は一端が固定部材５に固定され他端に第二の結合
部材６が接続されている。第一のヒンジ７の一端は第一
の結合部材３に接続され、他端は第二の結合部材６に接
続されている。また、第二及び第三のヒンジ8,9は一端
が第一の結合部材３に接続され、他端は固定部材５に接
続されている。第二及び第三のヒンジ8,9は、第一のヒ
ンジ７を挟んでその左右（幅方向）の両側に設けられ、
高さ（厚さ）方向は、第一のヒンジ７の位置とはずれて
いて、所定の寸法の間隔を有する構造となっている。

このような構成の印字ハンマの圧電素子４に電圧を印
加すると、圧電素子４は第２図の矢印Ａ方向に伸長し、
第一のヒンジ７を矢印Ａ方向に変位させる。一方、第二
及び第三のヒンジ8,9は、一端が固定部材５に他端はア
ーム１の第一の結合部材３に接続されており、しかも第
一のヒンジ７との間に所定の寸法の間隔を有するため、
第一、第二及び第三のヒンジ7,8,9は矢印Ｂ方向に曲げ
変形を生じ、アーム１も矢印Ｂの方向に回転運動を起こ
す。この結果アーム１の先端に結合されている印字ワイ
ヤ２は、圧電素子４の変位量が拡大されて伝達され、矢
印Ｃの方向に動いて印字動作を行う。

このような従来の印字ハンマは、圧電素子４を駆動源
として使用しているため、低消費電力かつ低発熱であっ
ても磁気干渉もないという利点を有しており、さらに、
圧電素子４の変位を拡大して印字ワイヤ２に伝達する変
位拡大機構も梃子一段増幅で行っているため、構造が単
純で高速動作ができるという長所がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのように、圧電素子によりヒンジに曲
げモーメントを加え曲げ変形を生じさせ、圧電素子の変
位を拡大しているため、圧電素子にも反作用として曲げ
モーメントが生じている。印字ハンマに使用される圧電
素子はセラミックスのため、曲げモーメントに対しては
弱い。その結果このような圧電素子を使用した従来の印
字ハンマは、寿命が短く信頼性が低いという欠点があっ
た。

（課題を解決するための手段） 本発明のドットインパクト式プリンタ印字ハンマは、
一端に印字部材を有し他端は第一の結合部材に接続され
たアームと、一端が固定部材に接続され他端は第二の結
合部材に接続された圧電素子と、一端が前記第一の結合
部材に接続され他端は前記第二の結合部材に接続された
第一のヒンジと、前記第一のヒンジに対してその厚さ方
向に所定の寸法に等しい間隔有し、前記第一のヒンジの
幅方向の両側に配置され、前記第一の結合部材に一端が
接続され他方の端部は固定部材に接続された第二及び第
三のヒンジとを備えたドットインパクト式プリンタ印字
ハンマにおいて、前記第二の結合部材とその両側に配置
された固定部材の間を、面に垂直な方向が圧電素子の変
位方向と一致する薄板状の第一及び第二の補強ヒンジで
接続する。

（作用） 本発明では、反作用としての曲げモーメントは第一及
び第二の補強ヒンジに吸収されるため、圧電素子には曲
げモーメントはほとんど加わらない。その結果、圧電素
子の寿命が延び信頼性の高い印字ハンマとなる。また第
一及び第二の補強ヒンジは薄板状で、圧電素子の変位方
向と第一及び第二の補強ヒンジの面に垂直な方向が同じ
ため、その方向の剛性は低く、圧電素子の伸縮動作には
ほとんど影響しない。

（実施例） 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斜視図である。

第１図において、アーム１は一端に印字ワイヤ２が固
着され他端に第一の結合部材３が接続されている。圧電
素子４は一端が固定部材５に固定され他端に第二の結合
部材６が接続されている。第一のヒンジ７の一端は第一
の結合部材３に接続され、他端は第二の結合部材６に接
続されている。また、第二及び第三のヒンジ8,9は、第
一のヒンジ７を挟んでその左右は（幅方向）の両側に設
けられ、高さ（厚さ）方向は、第一のヒンジ７の位置と
はずれていて、所定の寸法の間隔を有し、一端が第一の
結合部材３に接続され、他端は固定部材５に接続されて
いる。さらに第二の結合部材６と固定部材５の間を薄板
状の第一及び第二の補強ヒンジ11,12が接続している。
第一及び第二の補強ヒンジ11,12はその面に垂直な方向
が圧電素子４の変位方向（矢印Ａ方向）と一致してい
る。

このような構成の本発明の印字ハンマの圧電素子４に
電圧を印加すると、圧電素子４は第１図の矢印Ａ方向に
伸張し、第一のヒンジ７を矢印Ａ方向に変位させる。一
方、第二及び第三のヒンジ8,9は、一端が固定部材５に
他端はアーム１の第一の結合部材３に接続されており、
しかも第一のヒンジ７との間に所定の寸法の間隔を有す
るため、第一、第二及び第三のヒンジ7,8,9は矢印Ｂ方
向に曲げ変形を生じ、アーム１も矢印Ｂの方向に回転運
動を起こす。この結果アーム１の先端に結合されている
印字ワイヤ２は、圧電素子４の変位量が拡大されて伝達
され、矢印Ｃの方向に動いて印字動作を行う。

このとき圧電素子４は、第一及び第二の補強ヒンジ1
1,12により、変位方向（矢印Ａ方向）と直角方向の動き
が規制され、ヒンジの曲げ変形に伴う曲げモーメント
は、第一及び第二の補強ヒンジ11,12に吸収されるた
め、圧電素子４には曲げモーメントはほとんど加わらな
い。その結果、圧電素子４の寿命が延び信頼性の高い印
字ハンマとなる。また第一及び第二の補強ヒンジ11,12
は薄板状で、圧電素子４の変位方向（矢印Ａ方向）と第
一及び第二の補強ヒンジ11,12の面に垂直な方向が同じ
ため、その方向の剛性は低く、圧電素子４の伸縮動作に
はほとんど影響しない。

なお本実施例では、補強ヒンジを第二の結合部材６の
両側に一個ずつ設けたが、二個ずつ設けてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の印字ハンマは、寿命が
延び信頼性が高くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す斜視図であり、第２図は
従来の印字ハンマを示す斜視図である。 １……アーム、２……印字ワイヤ、３……第一の結合部
材、４……圧電素子、５……固定部材、６……第二の結
合部材、７……第一のヒンジ、８……第二のヒンジ、９
……第三のヒンジ、11……第一の補強部材、12……第二
の補強部材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に印字部材を有し他端は第一の結合部
   材に接続されたアームと、一端が固定部材に接続され他
   端は第二の結合部材に接続された圧電素子と、一端が前
   記第一の結合部材に接続され他端は前記第二の結合部材
   に接続された第一のヒンジと、前記第一のヒンジに対し
   てその厚さ方向に所定の寸法に等しい間隔を有し、前記
   第一のヒンジの幅方向の両側に配置され、前記第一の結
   合部材に一端が接続され他方の端部は固定部材に接続さ
   れた第二及び第三のヒンジとを備えたドットインパクト
   式プリンタ印字ハンマにおいて、前記第二の結合部材と
   その両側に配置された固定部材の間を、面に垂直な方向
   が圧電素子の変位方向と一致する薄板状の第一及び第二
   の補強ヒンジで接続したことを特徴とするドットインパ
   クト式プリンタ印字ハンマ。