JPH079638Y2 - プリンタのヘッド送り機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はプリンタの印字ヘッドの送り機構に関する。

［従来の技術］ 従来この種の技術は、第５図に示すような構成になって
いる。複数個の印字ピン２を有する印字ヘッド１はフレ
ーム14の間に支持されたガイド軸16上をなめらかに摺動
できるようになっている。揺動ピン６は印字ヘッドに固
着されている。一方、揺動カム５は揺動カムブッシュ15
および揺動カム歯車10と共に揺動カム軸８に圧入等の方
法により固定されており軸受けa3および軸受けb4により
回転可能に支持されている。揺動カム５と揺動カムブッ
シュ15の取付隙間を揺動カム位置決め部７の厚さに合わ
せて組み立てることにより、揺動カム５の軸方向位置決
めを行っている。すなわち、印字ヘッド１の位置の基準
となっている。モータ22からの駆動力は減速歯車20を介
して揺動カム歯車10に伝達され、揺動カム５が回転す
る。揺動カム５の外周には前記の揺動ピン６と係合する
カム溝が設けられており、揺動カム５の回転により印字
ヘッド１が往復運動する。また、印字ヘッドの運動中に
印字ピン２を駆動し、印字すべき位置を決定するための
基準となる信号を発生させるタコジェネレータ23がモー
タ後端に取り付けられている。

一般に、上記のような構造を有するプリンタでは、揺動
カムの１回転で印字ヘッドが１往復する。第５図に示す
印字ヘッド１が矢印1A方向に移動する印字領域中に印字
ピン２を駆動し印字を行い、矢印1B方向に移動し基準位
置に復帰する。復帰領域側は印字領域側より印字ヘッド
１の移動速度が速くなるように設定されている。この印
字ヘッドの往復運動と印字紙の紙送り動作の組合せによ
り文字を構成していく。

第６図は従来例における印字中の揺動カムの回転速度に
ついて揺動カム一回転中の挙動を示している。この図よ
り、印字領域および復帰領域共に回転速度の変化があ
り、特に印字品質に影響する復帰領域から印字領域への
反転部での速度変化が大きく揺動カムが等速度で回転す
ることを前提とした印字ヘッド１の往復運動がなめらか
に行われていないことがわかる。

［考案が解決しようとする課題］ 一般に、印字速度を高めるために、印字ヘッドの往復運
動を可能な限り速くなるよう設計するが、印字ピンの動
作応答限界などの制約により印字領域側の速度には限界
がある。従って、復帰動作の速度を高くする方法が用い
られる。しかし、復帰速度を高めていくと印字領域側か
ら復帰領域側に反転した後の駆動負荷が急激に高くなり
モータの駆動力も大きいものを使用しないとモータの回
転速度が低下するためスピードアップができなくなる。
このためプリンタの小型化や省電力化等の障害になる。

また、印字ヘッドの往復速度の増加に伴い、前述の第６
図に示すような揺動カムの回転速度の変動が大きくなる
ため、揺動カムのカム溝と揺動ピンの隙間、揺動カムの
軸方向の位置決めを行っている部分の隙間による印字ヘ
ッドの往復運動方向の位置ズレ、駆動負荷の急激な変化
による揺動カム軸のねじれやたわみ等の影響によりタコ
ジェネレータの信号と印字ヘッドへ位置ズレにより、本
来印字すべき位置に印字できなくなる欠点がある。特
に、復帰領域から印字領域への反転部の印字ヘッドの挙
動は印字品質（桁方向のドット疎密）に大きく影響す
る。

本考案はこのような欠点を解決するためになされたもの
であり、上記のような構造の印字ヘッド送り機構を有す
るプリンタにおいて、正確な印字ヘッドの送り動作を得
るものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案の紙幅方向に往復運動しながら所定の印字を行う
印字ヘッドと、該印字ヘッドの往復運動をガイドするガ
イド軸と、前記印字ヘッドに固着された揺動カム係合部
と、該揺動カム係合部に係合し前記印字ヘッドを往復運
動させるカム溝を有する揺動カムから構成されるプリン
タのヘッド送り機構において、前記ガイド軸上の前記印
字ヘッドの両側と前記ガイド軸を支持するフレームの間
にそれぞれ弾性部材を設け、更に、前記揺動カムを一方
向に押圧する弾性部材を前記揺動カムを駆動する軸上に
設けたことを特徴とするプリンタのヘッド送り機構。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、印字品質の確保のための
基本である正確な印字ヘッド送り動作を得ることができ
る。ガイド軸上に印字ヘッドの往復方向に常にバネ力が
作用するよう設定された復帰補助バネは印字ヘッドを復
帰方向に押さえているため、印字領域中は揺動ピンを揺
動カムのカム溝の片面に追従させ、カム溝と揺動ピンの
隙間による印字ヘッドの振動をなくすことができる。ま
た、復帰領域では復帰方向への駆動力の補助として作用
する。

前述のように印字ヘッドの運動が高速度になると慣性力
が大きくなり揺動カム全体が軸方向に揺動するようにな
る。揺動カム軸上に設定する弾性材である揺動カムバネ
は揺動カムを常に一方向に押圧するための揺動カムの位
置決め部の隙間による影響をなくすことができる。

また、印字ヘッドに対し復帰補助バネと反対側のガイド
軸上に設定されたダンパバネは復帰領域後半での有効な
印字ヘッドの減速機構として作用し、反転後は印字領域
前半の加速の補助として作用するため、なめらかな印字
ヘッドの動作が得られ、必要とする駆動力を低減でき
る。

従って、揺動カムバネおよびダンパバネを設けること
で、上記の復帰補助バネを設定して復帰時の速度を高く
した弊害をなくすことができる。

［実施例］ 第１図は本考案の実施例を示す。第５図に示す従来例に
対し、ガイド軸16上の印字ヘッド１と本体フレーム14の
間に復帰補助バネ11を設け、反対側の印字ヘッド１と本
体フレーム14の間にダンパバネ12を設けている。また、
揺動カム軸８上には揺動カムバネ13を設けてある。第２
図は本実施例に使用した揺動カム５のカム溝の特性を示
しており、揺動カム５が１回転し、それにより１往復す
る印字ヘッド１との関係を表している。第１図において
基準位置は最右端であり、揺動カムが回転すると、印字
ヘッド１は揺動ピン６を介し駆動され、カム溝に沿って
一定距離を往復運動する。揺動カムの角度がθａ（０
°）からθｄの回転角までは印字ヘッド１は右から左
（矢印1A方向）に移動し、さらにθｅまでに基準位置へ
復帰する（矢印1B方向）。その途中θｂからθｃの領域
で印字を行うようになっており、印字ヘッド１のなめら
かな等速運動を必要とする領域である。また、印字速度
を高くするためには復帰領域の動作を高速度で行う必要
がある。印字は印字ヘッド１が印字領域内で移動してい
る時に、印字ピン２を駆動することで行い、印字紙送り
機構との動作を組合せればドットマトリックスによる文
字やグラフィック印字を構成できる。

復帰補助バネ11は印字ヘッド１の左側面から常に一方向
に印字ヘッドを押さえている。印字方向に移動している
時は、印字ヘッド１をカム溝の片面へ安定して追従させ
るよう作用している。一方、印字ヘッド１の復帰時には
印字時より印字ヘッドの移動速度が速いため印字側より
大きいヘッド駆動力が必要になるが、その場合の補助と
して作用する。

第４図は本実施例おける復帰補助バネのみを設けた場合
の揺動カムの回転速度の変化を示している。印字領域中
では第６図の従来例の場合より速度変動が少なく、復帰
領域中では速度低下の割合が少なくなっている。ただ
し、復帰補助バネ11を設けたことにより小さい駆動力で
復帰側の印字ヘッド１の速度を確保できるようになる
が、復帰領域側から印字領域側への反転部では印字ヘッ
ドの慣性力のため第４図に示すように復帰領域終了の直
前から印字領域前半にかけての領域で揺動カムの速度変
化が非常に大きい現象は残ってしまう。

この速度変化を緩和し、印字ヘッド１の運動を全領域に
わたってなめらかにするため、カム溝の特性に沿って反
転できるようガイド軸16上にダンパバネ12を設定してい
る。このダンパバネ12は印字ヘッド１が基準位置へ復帰
する直前に印字ヘッド右端と接触するよう自由長を設定
している。すなわち、第１図においてダンパバネ12の自
由長Ｌは印字ヘッド１の右端から本体フレーム14までの
距離Ｓに対し Smin（Ｓ最小値）＜Ｌ＜Smax（Ｓ最大値）に設定されて
いる。そのため、揺動カム５に負荷をかけずに復帰動作
終了直前に印字ヘッドの運動に対し制動方向にバエネ力
を作用させ、その後印字ヘッド１の運動方向が反転した
後は、印字ヘッド１を加速するための駆動力として作用
させることができる。従って、第３図に示すように、第
４図および第６図の場合と比較して復帰領域から印字領
域に反転する部分の揺動カム５の速度変化が極めて小さ
くなる。

また、前述のようにカム溝と揺動ピン６の隙間は復帰補
助バネ11で印字中は溝片面に追従しているため印字ヘッ
ドの位置および速度のバラツキには影響しなくなるが、
印字速度が速くなると印字ヘッドの慣性力で揺動カム位
置決め部の隙間のため揺動カムと印字ヘッド全体が軸方
向に振動する。また、揺動カム軸８上には紙送り等の付
属機構が取り付けられる場合もあるため、その影響で揺
動カム自体の軸方向の位置決め部の隙間が影響してしま
う。その対策として揺動カム軸８上に揺動カムバネ13を
設けて揺動カム全体を一方向に押さえるようにしてい
る。

上記のように弾性部材を組み合わせて設定すると容易
に、第３図に示すような等速度の揺動カムの回転となめ
らかで高速度の印字ヘッド駆動を実現することができ
る。

第１図の実施例ではコイルバネを使用しているがゴム等
の弾性材や板バネ、バネ座金等を使用しても同様の効果
が得られる。

また、ダンパバネおよび復帰補助バネはカム溝の特性に
合わせて、二重構造のコイルバネを使用する方法や非線
形の荷重特性を有するコイルバネやその他の弾性部材を
利用する実施例もある。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、前述の復帰補助バネ
の設定は印字ヘッドをカム溝に追従させられるため、印
字領域中のカム溝の隙間の影響を受けない安定したヘッ
ド送り動作を実現でき、一方、復帰時の駆動力の補助と
しての効果が得られる。上記のように復帰補助バネの効
果を利用して印字の高速化を実現することで発生する揺
動カム自体の位置決め部の隙間の影響は、揺動カム軸上
に揺動カムバネを設定することで容易に防止できる効果
がある。また、ダンパバネは高速で復帰することで印字
領域側への反転時に発生する揺動カムの回転ムラを容易
に解決できる効果がある。

従って、上記のようなヘッド送り機構を有するプリンタ
において３ヶ所に弾性部材を設けることにより機構を構
成する各部品の位置決めに高い精度が必要としないで高
い印字品質を得ることができる。

また、小さい駆動力で安定した高速度の印字ヘッドの往
復運動を行うことができるため、小型モータ等の駆動源
を使用できるようになり、プリンタの小型化と省力化を
実現する効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す図。第２図は第１図の実
施例に使用されている揺動カムの外周に設けられている
カム溝の特性を示す図。第３図は第１図に示す実施例の
場合の揺動カムの回転速度変化を示す図。第４図は本実
施例に示す復帰補助バネのみを設けた場合の揺動カムの
回転速度の変化を示す図。第５図は従来のヘッド送り機
構の例を示す図。第６図は従来例における揺動カムの回
転速度変動を示す図。 １……印字ヘッド ２……印字ピン ３……軸受けａ ４……軸受けｂ ５……揺動カム ６……揺動ピン ７……揺動カム位置決め部 ８……揺動カム軸 ９……揺動カムバネ度当り板 10……揺動カム歯車 11……復帰補助バネ 12……ダンパバネ 13……揺動カムバネ 14……本体フレーム 15……揺動カムブッシュ 16……ガイド軸 17……プラテン 18……インクリボン 19……ロール紙 20……減速歯車 21……モータ歯車 22……モータ 23……タコジェネレータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】記録紙搬送方向と直交する方向に印字行程
   と復帰行程を繰り返し移動しながら印字する印字ヘッド
   を搭載したプリンタにおいて、 駆動源により回転駆動される揺動カムと、 前記揺動カムに配置されたカム部に係合し前記印字ヘッ
   ドを往復駆動させる揺動カム係合部と、 前記印字ヘッドを復帰方向に常時付勢する復帰バネ部材
   と、 前記印字ヘッドの移動方向が復帰行程から印字行程に変
   更される近傍で前記印字ヘッドを印字桁方向に付勢する
   緩衝バネ部材と、 前記揺動カムを前記復帰バネ部材と同方向に押圧する抑
   止部材とを有することを特徴とするプリンタのヘッド送
   り機構。