JP2846184B2 - リボンシフト機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多色印字を行うシリア
ルプリンタのリボンシフト機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多色印字を行うシリアルプリン
タのリボンシフト機構はスペーシング動作を行うキャリ
ッジに印字ヘッドとともに搭載され、印字ヘッドに対し
てリボンカセットをシフトする。図９は破断部を含む従
来例を示す側面図であり、図１０は多色リボンカセット
の外観斜視図である。リボンカセット１は一点鎖線で示
したキャリッジ２のリボンホルダ３に回転自在に保持さ
れ、後端部をテンションスプリング４に付勢されたテン
ションロッド５で矢印Ａ方向へ回転力を受けている。シ
フト機構６はキャリッジ２に対してリボンカセット１の
下部に装着され、テンションロッド５により矢印Ａ方向
へ回転力を受けたリボンカセット１をプッシュロッド７
に設けたアタッチメント８で支えている。シフト機構６
はケース９の内部に、キャリッジ側のコネクタと接続す
るコネクタ１０と図示せぬモータドライバ等を設けた基
板１１およびモータ１２がある。このモータ１２の回転
はモータ軸の一端に固着されたドライブギヤ１３とアイ
ドルギヤ１４とを介してカムギヤ１５へと伝わる。カム
ギヤ１５の回転運動は、スプリング１６により常にカム
面に押し付けられているプッシュロッド７により上下直
線運動に変換され、ケースカバ１７の外部に突き出たプ
ッシュロッド７の他端に装着したアタッチメント８を上
下させる。

【０００３】リボンカセット１には図１０に示すように
ブラック，シアン，マゼンタ，イエローの各カラーリボ
ン１８，１９，２０，２１がカセット２２に内蔵されて
あり、シフト機構６により選択されたカラーリボンをキ
ャリッジ２のスペーシング動作に合せて図示せぬリボン
フィード機構によりフィードする。又、印字ヘッド２３
は印字動作を行う毎に選択されたカラーリボンのインク
を媒体に転写する。なお、カラーリボンの初期位置出し
であるホーミング動作はプッシュロッド７が最も降下し
た位置にあるとき、プッシュロッドにより押下されるマ
イクロスイッチの信号をセンスするとか、カムギヤ１５
に回り止めを設け、モータ１２を脱調させて行ってい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のリボンシフト機
構にあってはリボンカセットを押し上げる構造なので、
シフトストロークに準ずる長さのプッシュロッドや厚い
カムギヤを設けなければならず、シフト機構全体として
厚いものとなり、延いてはプリンタ本体の厚さにも影響
してくるという問題点があった。又、カラーリボンの初
期位置出し用のマイクロスイッチやシフト専用のモータ
を搭載しているのでシフト機構が大型になり、キャリッ
ジの慣性質量が増大してキャリッジを駆動するモータが
大型化してしまうという問題点もあった。又、カラーリ
ボンの初期位置出し用のマイクロスイッチやシフト専用
のモータを必要としているので高価になるという問題点
もあった。本発明はシフトストロークに準ずる長さのプ
ッシュロッドを用いる押し上げ構造をとらずにリボンカ
セットを昇降させ、シフト機構全体を薄くするとともに
カラーリボンの初期位置出し用のマイクロスイッチやシ
フト専用のモータを不要とし、小型化したリボンシフト
機構を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のリボンシフト機構においては、スペ−シン
グ動作に基づいて回転する駆動ギヤと駆動ギヤの歯面に
沿って軸方向に摺動自在なチェンジギヤとからなる回転
部と、チェンジギヤと噛み合う毎に噛み合いを外すよう
にチェンジギヤを軸方向に摺動させながらカムシャフト
を１シフト分間欠回転させるカムギヤと、パルス信号を
入力してチェンジギヤを軸方向に摺動させてカムギヤに
噛み合わせるとともにカムギヤとの噛み合いを外れたチ
ェンジギヤをその高さに保持する継手部とからなる間欠
回転部とを備える。

【０００６】

【作用】上記のように構成されたリボンシフト機構の継
手部は、パルス信号を入力する毎に、カムギヤとの噛み
合いを外れた高さに保持していたチェンジギヤを駆動ギ
ヤの歯面に沿って軸方向に摺動させ、カムギヤに噛み合
せる。カムギヤはチェンジギヤと噛み合う毎に噛み合い
を外すようにチェンジギヤを軸方向に摺動させながらカ
ムシャフトを１シフト分間欠回転させてリボンホルダを
平行移動させ、印字ヘッドに対してリボンカセットを対
応させる。本発明によればリボンシフト機構はスペ−シ
ング動作に基づいて動作するとともに、カムシャフトを
１シフト分づつ回転させるので、シフト専用のモ−タや
初期位置出し用のマイクロスイッチを不要とし、さらに
リボンホルダは押し上げ構造でなく、カムシャフトに対
するねじ対偶でシフトするのでリボンシフト機構全体は
小型化することができる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。なお、各図面に共通な要素には同一符号を
付す。図１は実施例を示す分解斜視図であり、図２は駆
動機構部の平面図である。又、図３は図２のＡ−Ａ断面
矢視図であり、分り易すいように説明上不要なものは削
除してある。又、図４はカムギヤの３面図であり
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ平面図、側面図、底
面図である。又、図５はカムギヤの部分拡大図である。
本実施例で使用するリボンカセットは従来技術と同じく
４色とし、カラーリボンの配置も同じとする。リボンカ
セットは図示せぬ複数の爪を有し、リボンホルダ３０の
引掛部３０ａに係合させる。リボンホルダ３０、ギヤケ
ース３１は図１に示すようにともに側壁の１つを削除し
た箱状であり、それぞれ対向する側壁に丸穴３２、長穴
３３を設けてある。平行リンク機構３４はリンク３５，
３６からなり、リンク３５，３６を中央部で回転自在に
軸支してある。リンク３５，３６にはそれぞれ両端部に
反対向きに突き出た凸部３７，３８が設けてある。平行
リンク機構３４の凸部３７，３８はリボンホルダ３０、
ギヤケース３１の丸穴３２、長穴３３に嵌合させ、リボ
ンホルダ３０、ギヤケース３１の側壁間に設けられる。

【０００８】ギヤケ−ス３１の底面３９の一部は凹状部
４０となっており、図２に示すようにシフト機構４１の
要部が収納してある。シフト機構４１はスペ−シング動
作に基づいて回転する回転部４２と、１シフト分回転す
る毎に停止する間欠回転部４３と、リボンホルダ３０と
ねじ対偶を有するとともに間欠回転部４３と係合し、回
転運動を直線運動に変換するカムシャフト４４とを有す
る。回転部４２は駆動ギヤ４５とチェンジギヤ４６とか
らなる。駆動ギヤ４５は図１に示すように凹状部４０の
底面に立設した軸４７に回転自在に設けられるとともに
凹状部４０の側壁から歯車の一部を外部にはみ出してお
り、キャリッジ側の後述するスペ−シングモ−タの歯車
に噛み合っている。また、チェンジギヤ４６は図２、図
３に示すように大きい円板部４８と小さい円板部４９と
を有する段付き状をしており、大きい円板部４８の円周
に駆動ギヤ４５と噛み合う歯形を設けてある。チェンジ
ギヤ４６は凹状部４０の底面に立設した軸５０に小さい
円板部４９を下にして回転自在、且つ摺動自在に設けて
ある。駆動ギヤ４５はチェンジギヤ４６が軸５０を摺動
しても外れない歯厚を有する。

【０００９】間欠回転部４３はカムギヤ５１と継手部５
２とからなる。カムギヤ５１は図４に示すように第１の
歯車としての大きい円板部５３と第２の歯車としての小
さい円板部５４とを有する段付き状をしており、それぞ
れの円周にカムシャフト４４、チェンジギヤ４６と噛み
合う歯形を有する。また、小さい円板部５４の歯面には
チェンジギヤ４６との噛み合いを外す欠歯部（扇状の範
囲Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）が設けてある。また、大きい円板部
５３の板面には小さい円板部５４に噛み合ったチェンジ
ギヤを軸方向に摺動させて噛み合いを外す高さに案内す
る山形カム６７（扇状の範囲Ｇ，Ｈ，Ｊ）が設けてあ
る。また、大きい円板部５３の板面５５には、図４
（Ｃ）に示すように、位置決め用の凹部５６ａ〜５６ｄ
が設けてあり、凹状部４０の底面と一体に設けられたデ
テントスプリング５８が係合する。ここで、図４（Ａ）
〜（Ｃ）を参照しながら軸Ｘ，Ｙ及び象限を用いて欠歯
部とカラ−リボンとの位置関係を説明する。図４（Ａ）
において軸Ｘ，Ｙで分割された４つの象限で、右上を第
Ｉ象限として反時計回りに第ＩＩ、第ＩＩＩ、第ＩＶ象
限とする。Ｘ，Ｙ軸を中心として各象限に跨がる扇状の
範囲Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは板面５１ａから深さＦに渡って扇
状に歯形が欠けている。また、第ＩＩＩ象限の歯形はす
べて欠けている。他方、大きい円板部５３の板面５５に
設けた位置決め用の凹部５６ａ〜５６ｄはそれぞれカラ
−リボン１８〜２１に対応している。カムギヤ５１は、
図２に示すように小さい円板部５４の欠歯範囲Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅがチェンジギヤ４６に対応する位置にあると、位
置決め用の凹部５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄにデテ
ントスプリング５８が係合して位置決めされ、凹部５６
ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄに対応するカラ−リボン１
８，１９，２０，２１が印字ヘッドに対応する。

【００１０】継手部５２は電磁石６４と第１の付勢部材
としてのセットスプリング６６と第２の付勢部材として
のリセットスプリング６５とからなる。電磁石６４は凹
状部４０の底面に設けた突起６８と爪６９とで固着され
るとともにフレキシブルケ−ブルで接続されたコネクタ
７０により凹状部４０の底面に設けた穴を介してキャリ
ッジ側のコネクタに接続されてある。リセットスプリン
グ６５は図２に示すようにＬ状をしており、中央部の穴
７４を凹状部４０の底面に立設した軸７５に回動自在に
軸支されるとともに可撓性を有する一方の腕７６の付勢
力により他方の腕７１に設けたア−マチュア７３を電磁
石６４から引き離す方向に付勢し、図３に示すように山
形カム６７により噛み合いを外す高さに案内されたチェ
ンジギヤ４６の板面７７を受けてその高さに保持する。
セットスプリング６６は板バネであり、図３に示すよう
にチェンジギヤ４６の板面７８を押し下げている。即
ち、チェンジギヤ４６はリセットスプリング６５とセッ
トスプリング６６とで挟まれている。

【００１１】カムシャフト４４は図１に示すように円筒
状であり、円周に上からラセン状のカム溝５９と溝部６
０とギヤ部６１とが設けてある。カム溝５９はリボンホ
ルダ３０の係合部６２に設けた図示せぬ凸部にねじ対偶
関係で係合してある。又、ギヤ部６１には図２，図３に
示すようにカムギヤ５１のギヤに噛み合う歯形が設けて
ある。カムシャフト４４は図２，図３に示すように凹状
部４０に立設した軸６３に回転自在に設けられる。カバ
ー８０はＵ溝８１をカムシャフト４４の溝部６０に係合
させたのち、ギヤケース３１の凹状部４０に被せ、爪８
２をギヤケース３１の図示せぬ穴に係合させる。これに
より駆動ギヤ４５、カムギヤ５１はそれぞれの軸４７，
５０から浮き上ることを防止されるとともにカムシャフ
ト４４はギヤケース３１に対して立設する。

【００１２】図６は本発明に係る制御ブロック図であ
り、マイクロプロセッサからなる制御部９０にスペーシ
ングモータ９１と電磁石６４とが接続してある。図７は
通電時の動作を示す図２のＡ−Ａ断面矢視図である。図
８はホーミング動作を示すタイムチャートである。ホー
ミング動作とはカラーリボンの初期位置出し動作であ
り、本実施例では図１０に示したカラーリボン１８（ブ
ラック）を印字ヘッド面に位置ずける動作である。
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれスペーシン
グモータ、電磁石、チェンジギヤ、カムギヤの動作を示
す。

【００１３】次に動作について図８に従って説明する。
前回、プリンタの電源をオフにしたとき、カラ−リボン
は、例えばイエロ−を使用していたとすると、今回、プ
リンタの電源をオンにしたとき、印字ヘッド面に対して
はカラ−リボン２１、即ち、イエロ−が対応している。
従ってデテントスプリング５８はカムギヤ５１の凹部５
６ｂに係合しており、チェンジギヤ４６にはカムギヤ５
１の欠歯範囲Ｅが対応している。時刻ｔ1 で制御部９０
はスペ−シングモ−タ９１をオン状態にし、図示せぬド
ライバを介して増幅した電流をスペ−シングモ−タ９１
に流す。スペ−シングモ−タ９１はリバ−ス方向、即
ち、リボンホルダ３０を下げる方向へ回転して駆動ギヤ
４５をチェンジギヤ４６とともに回転させる。時刻ｔ2
で制御部９０は電磁石６４に信号を１パルス出力する。
図示せぬドライバを介して増幅した電流が電磁石６４に
流れ、電磁石６４は励磁して図７に示すようにリセット
スプリング６５の付勢力に抗してア−マチュア７３とと
もにリセットスプリング６５の他方の腕７１を吸引す
る。チェンジギヤ４６は他方の腕７１が電磁石６４に吸
引されたことによりセットスプリング６６の付勢力によ
り板面７７をカムギヤ５１の板面７９に当接するまで軸
方向に摺動する。チェンジギヤ４６は欠歯範囲Ｅの下部
にあるカムギヤ５１の歯形に噛み合ってカムギヤ５１を
図２に示した矢印Ｌ方向へ回転させる。時刻ｔ3 で電磁
石６４は消磁し、ア−マチュア７３は図３に示すように
リセットスプリング６５によりコア７２から離れ、リセ
ットスプリング６５の他方の腕７１はチェンジギヤ４６
の小さい円板部４９の円周面に当接する。チェンジギヤ
４６はセットスプリング６６の付勢力に抗しながらカム
ギヤ５１の板面７９に設けてある山形カム６７に案内さ
れ、軸方向に摺動する。チェンジギヤ４６が山形カム６
７の頂点に達すると、小さい円板部４９の円周面に当接
していたリセットスプリング６５の他方の腕７１がチェ
ンジギヤ４６の板面７７を受けてその高さに保持する状
態になる。時刻ｔ4 でカムギヤ５１は欠歯範囲Ｄがチェ
ンジギヤ４６と対応する位置に達してチェンジギヤ４６
との噛み合いが外れるとともに凹部５６ａにデテントス
プリング５８が係合する。この間、カムシャフト４４は
１シフト分回転して、印字ヘッドに対してカラ−リボン
２０、即ち、マゼンタを対応させている。

【００１４】時刻ｔ₅ で制御部９０は電磁石６４に信号
を１パルス出力する。電磁石６４は励磁してアーマチュ
ア７３を吸引する。以下上述した動作を繰返して、チェ
ンジギヤ４６の歯形はカムギヤ５１の欠歯範囲Ｃに達
し、デテントスプリング５８はカムギヤ５１の凹部５６
ｄに係合する。従って、印字ヘッド面に対してはカラー
リボン１９、すなわちシアンが対応している。時刻ｔ₆
で制御部９０は電磁石６４に信号を１パルス出力する。
以下同様にしてチェンジギヤ４６の歯形はカムギヤ５１
の欠歯範囲Ｂに達し、デテントスプリング５８はカムギ
ヤ５１の凹部５６Ｃに係合する。従って印字ヘッド面に
対してはカラーリボン１８、すなわちブラックが対応し
ている。時刻ｔ₇ で制御部９０は電磁石６４に信号を１
パルス出力する。チェンジギヤ４６の歯形は欠歯範囲Ｂ
の下部に設けてある歯形の一部に噛み合うが、回転しよ
うとする方向に対しては欠歯しているので空転する。

【００１５】時刻ｔ8 で制御部９０はスペ−シングモ−
タ９１を停止させたのち、時刻ｔ9でスペ−シングモ−
タ９１をフォワ−ド方向、即ち、リボンホルダ３０を上
げる方向へ回転させる。この間チェンジギヤ４６はカム
ギヤ５１と噛み合ったままであり、駆動ギヤ４５はチェ
ンジギヤ４６を介してカムギヤ５１を図２に示した矢印
Ｋ方向へ回転させる。時刻ｔ10でチェンジギヤ４６はカ
ムギヤ５１の欠歯範囲Ｃに対応する。このとき、印字ヘ
ッド面に対してはカラ−リボン１９、即ち、シアンが対
応している。時刻ｔ11で制御部９０はスペ−シングモ−
タ９１を停止させたのち、時刻ｔ12で再びリバ−ス方向
へ回転させる。時刻ｔ13で制御部９０は電磁石６４に信
号を１パルス出力する。以下上述した動作を行ってチェ
ンジギヤ４６をカムギヤ５１の欠歯範囲Ｂに対応させ
る。チェンジギヤ４６が欠歯範囲Ｂに対応したときデデ
ントスプリング５８がカムギヤ５１の凹部５６Ｃに対応
している。これによりホ−ミング動作は終了する。印字
中のカラ−リボン選択は制御部９０がプログラムにより
行う。

【００１６】本実施例ではホーミング動作をイエローか
ら開始したがマゼンタ、シアン、ブラックからそれぞれ
開始した場合にはブラックで２回、３回、４回空転した
のち、シアンを経てブラックに位置決めされる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので以下に記載される効果を奏する。スペ−シング
動作に基づいて回転する回転部と、回転部と噛み合って
カムシャフトを１シフト分間欠回転させる間欠回転部と
を備えたことによりリボンシフト機構全体を薄くでき
る。また、シフト機構はスペ−シング動作に基づいて動
作するようにしたことによりシフト用のモ−タを不要と
するとともに、カラ−リボンの最上位と最下位とに対応
する間欠回転部の位置決め間を欠歯範囲としたことによ
り制御部からのタイミング信号でカラ−リボン初期位置
出しができ、マイクロスイッチ等のセンサ類を不要と
し、シフト機構を小型化できるとともにキャリッジの慣
性質量が減少してキャリッジを駆動するモ−タを小型化
することができ、延いては廉価なリボンシフト機構を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す分解斜視図である。

【図２】シフト機構要部を示す平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面矢視図である。

【図４】カムギヤの３面図である。

【図５】カムギヤの部分拡大図である。

【図６】本発明に係る制御ブロック図。

【図７】通電時の動作を示す図２のＡ−Ａ断面矢視図で
ある。

【図８】ホーミング動作を示すタイムチャートである。

【図９】従来例を示す側面図である。

【図１０】多色リボンカセットの外観斜視図である。

【符号の説明】

１ リボンカセット ６，４１ シフト機構 ３０ リボンホルダ ３４ 平行リンク機構 ４１ シフト機構 ４３ 間欠回転部 ４４ カムシャフト ４６ チェンジギヤ ５１ カムギヤ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペ−シング動作を行うキャリッジに印
   字ヘッドとともに搭載され、積層した複数のリボンカセ
   ットを保持するリボンホルダとねじ対偶を有するカムシ
   ャフトの歯車を１シフト分づつ回転させてリボンホルダ
   を平行移動させ、印字ヘッドにリボンカセットを対応さ
   せるリボンシフト機構において、 スペ−シング動作に基づいて回転する駆動ギヤと駆動ギ
   ヤの歯面に沿って軸方向に摺動自在なチェンジギヤとか
   らなる回転部と、 チェンジギヤと噛み合う毎に噛み合いを外すようにチェ
   ンジギヤを軸方向に摺動させながら上記カムシャフトを
   １シフト分間欠回転させるカムギヤと、パルス信号を入
   力してチェンジギヤを軸方向に摺動させてカムギヤに噛
   み合わせるとともにカムギヤとの噛み合いを外れたチェ
   ンジギヤをその高さに保持する継手部とからなる間欠回
   転部とを備えたことを特徴とするリボンシフト機構。
2. 【請求項２】 上記カムギヤは、上記カムシャフトの歯
   車に噛み合う第１の歯車と第１の歯車の歯径より小さく
   歯径を（１シフト分の回転範囲）×（シフト回数）と欠
   歯部とで構成した第２の歯車とを段状に設けるとともに
   第２の歯車に噛み合ったチェンジギヤを軸方向に摺動さ
   せて噛み合いを外す高さに案内する山形カムを第１の歯
   車の板面に設けた請求項１記載のリボンシフト機構。
3. 【請求項３】 上記継手部は、上記チェンジギヤを上記
   駆動ギヤの歯面に沿って上記第２の歯車に噛み合せる向
   きに付勢する第１の付勢部材と、パルス信号を入力して
   励磁する電磁石と、回動自在に軸支されるとともに可撓
   性を有する一方の腕の付勢力により他方の腕に設けたア
   −マチュアを電磁石から引き離す方向に付勢して上記山
   形カムにより噛み合いを外す高さに案内されたチェンジ
   ギヤを受けてその高さに保持する第２の付勢部材とを備
   えた請求項１記載のリボンシフト機構。