JP4041543B2 - プリンタにおけるキャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造 - Google Patents
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Description
本発明は、プリンタにおいて、印字ヘッドを搭載するキャリッジに係合してキャリッジを往復移動するためのキャリッジ駆動部材を、キャリッジ駆動ベルトに取付けるための取付構造の改良に関する。
背景技術
プリンタにおいて、キャリッジ駆動ベルトにキャリッジ駆動部材としてのピン(キャリッジ駆動ピン)を固定し、そのピンをキャリッジに係合させ、キャリッジ駆動ベルトを回動させることにより印字ヘッドを搭載したキャリッジをプラテン部に対して往復動させることは、例えば、特開平7−149023号に開示されているように、周知である。
そこで、特開平7−149023号に開示されたキャリッジ駆動ピンのキャリッジ駆動ベルトへの取付構造について図10及び図11を参照して説明する。
キャリッジ駆動ピン75には、図10に示すように、軸心方向中央部に、キャリッジ駆動ベルト74の幅にほぼ等しい軸心方向の幅をもった切欠部82が形成されている。切欠部82の断面形状は、図11に示すキャリッジ駆動ピン75の円のうち、点線の弧と直線の弦で囲まれた部分に該当する。キャリッジ駆動ベルト74は、内周面の全周に亘って噛み合い用の多数の歯を備えたタイミングベルトである。
キャリッジ駆動ピン75の、中央の切欠部82をはさんで上方の部分には、固定ピン71を挿通させるための挿通孔81が軸心方向に形成されている。この挿通孔81の下端は切欠部82に開口している。また、キャリッジ駆動ピン75の、中央の切欠部82をはさんで下方の部分には、切欠部82を通過した固定ピン71の先端部を挿通させるための係合孔83が軸心方向に形成されている。
キャリッジ駆動ピン75の切欠部82にキャリッジ駆動ベルト74を嵌合した状態ではキャリッジ駆動ベルト74の長さ方向(走行方向)とキャリッジ駆動ピン75の軸心方向とは直交する。また、切欠部82の底面はキャリッジ駆動ベルト74の外周面と接する。
そこで、固定ピン71をキャリッジ駆動ピン75に形成した挿通孔81に差し込み、さらに、図11に示すように、切欠部82に係合しているキャリッジ駆動ベルト74の内側の歯と歯との間の凹部に差し込み、さらに係合孔83に差し込む。こうしてキャリッジ駆動ピン75はキャリッジ駆動ベルト74に固定される。
このようなキャリッジ駆動ピンのキャリッジ駆動ベルトへの取付構造では、固定ピン71が、上述のように、キャリッジ駆動ベルト74の内側の歯と歯との間の凹部に差し込まれる。しかし、キャリッジ駆動ベルト74は、その内側の歯と歯との間の凹部にキャリッジ駆動プーリ72の歯部が係合することによって、駆動される。したがって、固定ピン71に塞がれる、キャリッジ駆動ベルト74の内側の歯と歯との間の凹部に対応するキャリッジ駆動プーリ72(及び図示しないが受動プーリ)の歯は切り欠いておかなけれならない。また、キャリッジ駆動ベルト74が1周してまたキャリッジ駆動プーリ72(及び受動プーリ)の周囲を回るとき、固定ピン71がキャリッジ駆動プーリ72(及び受動プーリ)の歯を欠いた部分とまた係合するよう、キャリッジ駆動ベルト74の歯の数をキャリッジ駆動プーリ72(及び受動プーリ)の歯の数の整数倍にする必要がある。
以上のように、図10及び図11に示す従来例では、キャリッジ駆動ベルト74の歯の数をキャリッジ駆動プーリ72(及び受動プーリ)の歯の数の整数倍にするという設計上の制約が課せられ、また、キャリッジ駆動プーリ72(及び受動プーリ)の歯を1つ切り欠くという、面倒な作業が必要となる。
さらに、キャリッジ駆動ベルト74をキャリッジ駆動プーリ72及び従動プーリ(図示せず)に取り付ける際に、プーリ側に設けられた切欠部と駆動ベルトのピン固定部とを合わせる必要があり、取付作業の工数が増してしまう。
発明の開示
本発明の目的は、プリンタにおいて、キャリッジ駆動ベルトの歯の数とキャリッジ駆動プーリ及び受動プーリの数との比を特に考慮する必要がなく、また、キャリッジ駆動プーリ72及び受動プーリの歯の一部を特別に加工を施さなくてもよいようにした、改良されたキャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明では、キャリッジ駆動ベルトに固定されたキャリッジ駆動部材を印字ヘッドを搭載するためのキャリッジに係合して、キャリッジ駆動ベルトを回動させることにより、上記キャリッジを直線運動させるプリンタにおいて、キャリッジ駆動部材がキャリッジ駆動ベルトに対して、ベルト内周面を用いることなくベルト外周面との間のみ固定される。
なお、好ましくは、キャリッジ駆動ベルトの外周面1カ所には取付部を設け、その取付部に上記にキャリッジ駆動部材側係合部に適応する構造を備えたベルト側係合部材を形成してある。
また、好ましくは、取付部がベルト外方に突出する凸部である。
本発明によれば、キャリッジ駆動部材をキャリッジ駆動ベルトに取り付けるための部材がキャリッジ駆動ベルトの内周面側に突出することがないので、キャリッジ駆動プーリによるキャリッジ駆動ベルトの駆動には何等構造上の制限が課せられない。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明が適用されるプリンタの全体的構造の概要を示す斜視図である。
図2は、図1のプリンタから、カセット装着用フレーム、インクリボンカセット及びアッパーフレームを取り除いて示す斜視図である。
図3は、図2のプリンタの平面図であり、キャリッジが左端位置にある状態を示す。
図4は、図3のプリンタで使用されているキャリッジ及びキャリッジ駆動機構の詳細を示す斜視図である。
図5は、図4のキャリッジ駆動機構で採用されている、キャリッジ駆動部材(ピン)のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造の第1実施例を説明するための図である。
図6は、図5で説明する、キャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造にしたがって、キャリッジ駆動部材がキャリッジ駆動ベルトに取り付けられた状態を示す図である。
図7は、図3のプリンタにおける歯車列による動力の伝達を説明するための図である。
図8は、図2のプリンタの平面図であり、キャリッジが右端位置にある状態を示す。
図9は、図4のキャリッジ駆動機構で採用されている、キャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造の第2実施例を説明するための図である。
図10は、キャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造の従来例を示す分解斜視図である。
図11は、図10の取付構造によりキャリッジ駆動部材がキャリッジ駆動ベルトに取り付けられて、そのキャリッジ駆動ベルトがキャリッジ駆動プーリの周りをまわっている状態を示す部分上面図である。
発明を実施するための最良の形態
まず、プリンタの1の全体的構造の概要について図1を参照して説明する。
プリンタ1の外形は本体フレーム2により形成される。その本体フレーム2には、前方上部にカセット装着用フレーム3が、後方に用紙送り部8が、また、中間の上部にアッパーフレーム5が、それぞれ装着されている。カセット装着用フレーム3の上部にはインクリボンカセット4が装着されている。アッパーフレーム5の下側には印字部6(図1には示されない)が配設されている。印字部6の後側にはプラテン板7が配設されている。用紙送り部8は用紙を印字部6に向けて送り込む。
次にプリンタ1の内部構造について図2を参照して説明する。
図2は、図1のプリンタ1からセット装着用フレーム3、インクリボンカセット4及びアッパーフレーム5を取り除いて示した斜視図である。本体フレーム2は、底面を形成するベースフレーム11と該ベースフレーム11の左右端部から上方に突き出た左サイドフレーム9及び右サイドフレーム10を含む。
ベースフレーム11の前方中央部には駆動モータM1が固定されている。駆動モータM1のモータ軸12は右サイドフレーム10に向かって横方向に延び、その先端部にはウォーム13が形成または固着されている。ベースフレーム11の右側部には歯車列14が配設されている。この歯車列14を構成する複数の歯車は、前方から後方に向けてほぼ1列に並び、ウォーム13の回転によって回転は前方から後方の歯車に徐々に伝達される。この歯車列14については後述する。
ベースフレーム11の中央やや後方寄りの上方には、左サイドフレーム9と右サイドフレーム10との間にキャリッジシャフト15が横方向に架設されている。また、ベースフレーム11の中央やや前方寄りの上方には、左サイドフレーム9と右サイドフレーム10との間にキャリッジサブシャフト16が横方向に架設されている。これらキャリッジシャフト15とキャリッジサブシャフト16とは平行であり、かつベースフレーム11の面とも平行である。
さらに、キャリッジシャフト15の後方には、キャリッジシャフト15と平行に、左サイドフレーム9と右サイドフレーム10との間にプラテン板7が架設される。プラテン板7の面はベースフレーム11の面に対してほぼ垂直である。
キャリッジシャフト15は、キャリッジ19の後方下側部分に形成された貫通孔を貫通している。一方、キャリッジサブシャフト16は、そのキャリッジ19前方下側部分に形成された貫通孔を貫通している。したがって、キャリッジ19はその前後をキャリッジシャフト15及びキャリッジサブシャフト16とに支持されながら、キャリッジシャフト15の軸心方向に自由に移動することができる。このキャリッジ19の移動は、ベースフレーム11上に取り付けられたキャリッジ駆動機構20により制御される。このキャリッジ駆動機構20については後述する。
キャリッジ19には印字ヘッド18が搭載される。キャリッジ19に搭載された印字ヘッド18は、そのヘッド部18aがプラテン部17に対面する。印字ヘッド18、キャリッジ19及びプラテン部17で印字部6を構成する。なお、印字ヘッド18がキャリッジ19からはずれるのを掛止レバー19a(図4)が防止している。
次に、キャリッジ駆動機構20について図3及び図4を参照して説明する。
ベースフレーム11の右側部分には、第1短軸21が立設されている。第1短軸21の軸心は、キャリッジシャフト15とキャリッジサブシャフト16との間を通過する。第1短軸21には、上部にキャリッジ駆動プーリ24、下部に駆動歯車23が一体形成されたキャリッジ駆動歯車群22が、回転自在に取り付けられる。
さらに、この第1短軸21の位置からにキャリッジシャフト15の軸心方向と平行に左サイドフレーム9に向かってある距離進んだ位置に、短軸からなるプーリ軸25がベースフレーム11に立設されている。このプーリ軸25には従動プーリ26が回転自在に取り付けられている。
これらキャリッジ駆動プーリ24と従動プーリ26との間には、無端の駆動ベルト27が巻き掛けられ、ベースフレーム11の面と平行な姿勢におかれる。駆動ベルト27にはキャリッジ駆動部材としてのピン(以下、このピンをキャリッジ駆動ピンという)28が、その軸心がベースフレーム11の面に直交する姿勢となるように、取り付けられる。その取付構造については後述する。
一方、キャリッジ19は、その右側部分に、図2−図4に示すように、キャリッジ駆動ピン28を内部に受け入れる貫通孔(係合孔29)が形成されている。キャリッジ19の往復移動は、その係合孔29にキャリッジ駆動ピン28を係合して、駆動ベルト27を駆動することにより行われる。なお、キャリッジ19の係合孔29は、駆動ベルト27が一周している間、キャリッジ駆動ピン28が常にこの係合孔29に係合していることができるように、前後方向に延びた長孔となっている。
キャリッジ駆動プーリ24、従動プーリ26、駆動ベルト27及びキャリッジ駆動ピン28によりキャリッジ駆動機構20が構成される。
次にこの駆動ベルト27にキャリッジ駆動ピン28を取り付けるための構造のの第1の例を図5及び図6を参照して説明する。
駆動ベルト27は、内周面の全周に亘って噛み合い用の多数の歯を備えたタイミングベルトである。なお、図4ではベルト内周面の歯は図示を省略してある。駆動ベルト27の外周面の一箇所には外方に突出する凸部30が一体形成されている。この凸部30の基端部(ベルト27外周面に近い部分)にはその左右に所定幅のくびれ部31が形成されている。したがって凸部のくびれ部31と駆動ベルト27の外周面とで縦溝が形成される。
一方、キャリッジ駆動ピン28は、差し込み部32と係合部34とから成る。差し込み部32は、キャリッジ19の係合孔29に係合し得る直径をもったピンの形態を備えている。また、係合部34は、その下部中央に逆U字形の切欠部を形成してその左右に支持脚33を形成した構造を備えている。さらに、これら1対の支持脚33は、駆動ベルト27の凸部30のくびれ部31の寸法に対応した寸法を備えている。
そこで、図5に示すように、まず、キャリッジ駆動ピン28を、その差し込み部32が上方に、また係合部34が下方になるような姿勢にして、駆動ベルト27の凸部30のほぼ真上に置く。それから、キャリッジ駆動ピン28を下方に動かして、その左右の支持脚33の内側縁を駆動ベルト27の凸部30の左右のくびれ部31に嵌合させた状態にして、キャリッジ駆動ピン28をさらに下方に押し込む。すると、図6に示すように、支持脚33は凸部30のくびれ部31にしっかりと係合し、支持脚33の側面は駆動ベルト27の外周面と密着する。その結果、キャリッジ駆動ピン28は駆動ベルト27にしっかりと固定された状態となる。この支持脚33と凸部30のくびれ部31との係合により、キャリッジ駆動ピン28は、上方に抜けることも、前後左右に傾斜することもない。
さらに、駆動ベルト27にキャリッジ駆動ピン28を取り付けるための構造のの第2の例を図9を参照して説明する。
駆動ベルト27の外周面の一箇所には外方に突出する凸部30が一体形成されている。この凸部30には縦方向に貫通孔59が形成されている。一方、キャリッジ駆動ピン28は、その貫通孔59の直径とほぼ等しい直径をもつピン状の挿入部60と、該挿入部の直径よりやや小さい直径をもつピン状の差し込み部32とから成る。
この挿入部60を、駆動ベルト27の外周面に形成された凸部30の貫通孔59に圧入することによって、キャリッジ駆動ピン28は駆動ベルトにしっかりと取り付けられた状態となる。この挿入部60と凸部30の貫通孔59との係合により、キャリッジ駆動ピン28は、上方に抜けることも、前後左右に傾斜することもない。
以上、第1の例及び第2の例での駆動ベルト27は、その外周面の一箇所に外方に突出する凸部30を一体形成したという点で共通している。そこで、以下にこのような凸部30を有する駆動ベルト27の製造方法について説明する。
駆動ベルト37は、クロロプレンゴムまたはウレタンゴムを材料にして、金型成形によりまず長尺の基体を製作し、次にこの基体れを軸方向に所定の幅寸法で切断することにより得られる。なお、金型成形に際して、凸部30の中央を金型の割りとすることで、駆動ベルト37の外周面に凸部30(図5に示す凸部30でも図9に示す凸部30でも)を一体に形成することができる。
次に、ベースフレーム11の右側部に配設されている歯車列14について図7を参照して説明する。
歯車列14は、ベースフレーム11の右側部に前後方向ほぼ一列に立設された支軸35、第1短軸21、第2短軸37及び支軸39にそれぞれ取り付けられた歯車群から構成される。支軸35には、下部に大径歯車42、上部にウォームホイール41、中間部に小径歯車43を一体形成した第1伝達歯車群36が回転自在に取り付けられる。第1短軸21には、上部にキャリッジ駆動プーリ24、下部に駆動歯車23が一体形成されたキャリッジ駆動歯車群22が回転自在に取り付けられる。第2短軸37には第2伝達歯車38が回転自在に取り付けられる。支軸39には上部に小傘歯車54、下部に第3伝達歯車40、中間部に爪車53を設けた紙送り駆動機構52が取り付けられる。
駆動モータM1のモータ軸12に固着されたウォーム13は、支軸35に回転自在に取り付けられている第1伝達歯車群36のウォームホイール部41と噛合っている。また、第1伝達歯車群36の大径歯車42は、キャリッジ駆動歯車群22の駆動歯車23と噛み合い、この駆動歯車23はさらに第2伝達歯車38と噛み合い、第2伝達歯車38はさらに紙送り駆動機構52の第3伝達歯車40と噛み合っている。
次に、第1伝達歯車群36の小径歯車43がリボン送り機構に動力を分岐して伝達していることを図7を参照して説明する。
支軸35の左方には軸45がベースフレーム11に立設され、その軸45には、上部に小径歯車48、下部に大径歯車47を一体形成した第4伝達歯車群46が回転自在に取り付けられている。そして、第1伝達歯車群36の小径歯車43は第4伝達歯車群46の大径歯車47と噛み合っている。一方、第1伝達歯車群36の小径歯車48は、リボン送り歯車群49を構成する駆動歯車50と噛み合っている。なお、このリボン送り歯車49群は下部に駆動歯車50、上部にリボン送り軸51を一体に形成したもので、リボン送り軸51に回転自在に取り付けられる。
次に、第3伝達歯車40の回転によって用紙送り部8の紙送り機構52へ動力が伝達されることを図7を参照して説明する。
紙送り駆動機構52を構成する第3伝達歯車40と爪車53との間にバネクラッチが設けられている。バネクラッチが入っていると、第3伝達歯車40の回転により、爪車53と小傘歯車54とは一体に回転する。また、ソレノイド等で作動されるストッパ(図示せず)によって爪車53の回転を阻止すると、バネクラッチに滑りを生じ、第3伝達歯車40から小傘歯車53への回転力伝達が遮断される。
この小傘歯車54はさらに紙送りローラ軸55の端部に設けた大傘歯車56と噛み合っている。紙送りローラ軸55は、用紙ガイドフレーム57に、その軸心がプリンタ1の左右方向に延びるように、支持される。この紙送りローラ軸55の中間には紙送りロール58が固定されている。用紙ガイドフレーム57は用紙を印字部6に向けて案内する。
次にキャリッジの往復動作について図3、図7及び図8を参照して説明する。
キャリッジ19は図3で示す最も左の位置から図8で示す最も右の位置までの間を往復動する。キャリッジ19が最も左の位置にあるときは、その左側部は左サイドフレーム9の内側に近接する。一方、キャリッジ19が最も右の位置にあるときは、係合孔29を有するその右側部分が右サイドフレーム10の内側に近接する。
駆動モータM1のモータ軸12は、図7に示すように、矢印Aで示す時計回りに回転する。モータ軸12の回転は、ウォーム13、第1伝達歯車群36のウォームホイール41及び大径歯車42、キャリッジ駆動歯車群22の駆動歯車23及びキャリッジ駆動プーリ24に伝わって、キャリッジ駆動プーリ24を反時計回りに回転駆動する。キャリッジ駆動プーリ24の反時計回りの回転によって、キャリッジ駆動プーリ24と従動プーリ26との間に巻き掛けられた駆動ベルト27は図7の矢印の方向(図3では矢印B方向)に回動する。
キャリッジ駆動ベルト27が回動すると、キャリッジ駆動ベルト27に取り付けられたキャリッジ駆動ピン28も図3の矢印B方向に回動する。図3では駆動ピン28が最も左の位置にある状態、すなわち、駆動ピン28が従動プーリ26の左側を回動しているときを示している。図3の状態からさらに駆動ベルト27が回動すると、駆動ピン28は従動プーリ26の左側を回動した後、右方向に直線移動する。その結果、駆動ピン28はキャリッジ19の係合孔29を介してキャリッジ19を右方向に引っ張りながら移動する。
さらに駆動ベルト27が回動して、駆動ピン28がキャリッジ駆動プーリ24の右側を廻ったとき、キャリッジ19は図8に示すような最も右の位置にくる。この位置からさらに駆動ベルト27が回動すると、駆動ピン28はキャリッジ駆動プーリ24の右側を回動した後、左方向に直線移動する。その結果、駆動ピン28はキャリッジ19の係合孔29を介してキャリッジ19を左方向に引っ張りながら移動する。
以上のように駆動ベルト27を一定方向に回動し続けると、キャリッジ19は左サイドフレーム9と右サイドフレーム10との間を往復移動することになる。その結果、キャリッジ19に搭載された印字ヘッド18はプラテン部17に沿って往復移動することになる。
上に説明した第1実施例によるキャリッジ駆動部材(ピン)のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造(図5、図6)も、第2実施例によるキャリッジ駆動部材(ピン)のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造(図9)も、キャリッジ駆動ベルトの外周面1カ所に外方に突出する凸部を一体形成し、その凸部にキャリッジ駆動部材の一部を受け入れる係合部(ベルト側係合部)を形成している。一方、キャリッジ駆動部材の下方部にはベルト側係合部の形状に適応した形状を備えた係合部(キャリッジ駆動部材側係合部)を形成している。したがって、キャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動部材側係合部をキャリッジ駆動ベルト外周に形成した凸部のベルト側係合部に係合することにより、キャリッジ駆動部材はキャリッジ駆動ベルトに取り付けられる。
このように、本発明によるキャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造によると、キャリッジ駆動ベルトの内側に何等特別の部材を突出させることはないので、従来のように、キャリッジ駆動ベルトの歯の数とキャリッジ駆動プーリ及び受動プーリの歯の数との比を特に考慮する必要がなく、また、キャリッジ駆動プーリ及び受動プーリの歯の一部を特別に加工を施さなくてもよい。
第1、第2実施例では、キャリッジ駆動ベルト外周に凸部を一体成形で得たが、もし、強力な接着剤が入手可能であれば、キャリッジ駆動ベルト外周面に凸部に相当する構造物を接着してもよい。
また、キャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動部材側係合部と、キャリッジ駆動ベルト外周に形成した凸部のベルト側係合部のそれぞれの形状は、第1及び第2実施例で示した以外に、いろいろな変形例が可能である。例えば、第1実施例の1変形例として、キャリッジ駆動ベルト外周の凸部の両側には、くびれ部31でなく、縦溝を形成し、一方、キャリッジ駆動部材の下方部には、下方に開口するU型の凹部を形成した平板状の係合板を固定して、その係合板の凹部の内側端縁をキャリッジ駆動ベルトの凸部の縦溝に嵌合するようにしてもよい。また、第2実施例の変形例として、キャリッジ駆動部材(ピン)の下方部の挿入部60の断面を円形(図5)の代わりに長方形とし、それに合わせてキャリッジ駆動ベルトの凸部30の貫通孔59の断面も同じ大きさの長方形としてもよい。
Claims (2)
- キャリッジ駆動ベルトに固定されたキャリッジ駆動部材を印字ヘッドを搭載するためのキャリッジに係合して、キャリッジ駆動ベルトを回動させることにより、上記キャリッジを直線運動させるプリンタにおいて、
キャリッジ駆動部材はキャリッジに係合のために差し込まれる上方部分とキャリッジ駆動部材側係合部を形成する下方部分とからなり、
キャリッジ駆動ベルトの外周面の1箇所にはベルト外方に突出する凸部からなる取付部をキャリッジ駆動ベルトと一体的に設けてあり、凸部は基端側にくびれ部が形成され、くびれ部はキャリッジ駆動ベルトの外周面との間に空間を構成したベルト側係合部とされており、
上記のキャリッジ駆動部材側係合部を形成する下方部分は、キャリッジ駆動ベルトにおける上記のベルト側係合部のくびれ部に嵌合し得る構造であって、キャリッジ駆動ベルトの外周面に対して着脱自在に固定されていることを特徴とする、プリンタにおけるキャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造。 - 上記キャリッジ駆動部材の上方部分は断面円形のピン型部材であり、また、下方部分は下部中央に逆U字形切欠き部を有した左右の支持脚を持つ板状であり、この下方部分は左右の支持脚の内側縁をベルト側係合部のくびれ部に嵌合させるものであることを特徴とする、請求の範囲第1項に記載のプリンタにおけるキャリッジ駆動部材のキャリッジ駆動ベルトへの取付構造。
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