JPH08197751A - シャトルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャトルプリンタにおける印字ヘッド２の印
字ピン１３の揺動振幅に際して構造を簡単化する。 【構成】 断面上向きコ字型のベース体１１内に単位印
字機構１２を相対向させて２列状に配置固定し、その印
字ピン１３が被記録媒体の移送方向に対して直交する方
向に１列となるように配置する。ベース体１１の上面を
覆うカバー体１６の両端から可撓性を有する合成樹脂製
の一対の支柱３０，３０を突出させ、その先端間を主案
内片３１にて連結する。主案内片３１から水平方向に突
出させた横ピン３６と偏心ロータ３９とを回動可能なク
ランクアーム４０にて連結し、偏心ロータ３９を増速伝
動歯車機構４３と揺動用モータ４２にて回転させ、前記
１列状の印字ピン３０の先端部寄り部位を、前記列方向
に揺動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印字ピンを進退動させ
る単位印字機構の複数個を列状に配置し、これら印字ピ
ンを、被印字媒体の送り方向と交差する方向に列状に配
列し、且つ、これらの印字ピンを被記録媒体の送り方向
と交差する方向に一斉に揺動させつつ印字するようにし
たシャトルプリンタの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のシャトルプリンタでは、特公昭
５７−５２９１３号公報に記載されているように、用紙
等の被印字媒体の送り方向と交差する左右方向に列状に
印字ピンが並ぶように単位印字機構を列状にて固定して
配置し、各印字機構から突出する印字ピンの先端部側を
先端ガイド部材及び可動体を介して被記録媒体の横方向
に往復揺動させる構成が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記先
行技術では、１本の印字ピンにて印字する文字数は４桁
程度と多いので、当然ながら各印字ピンの先端の湾曲量
が大きくなる。これにより、各印字ピンの先端側をこじ
らせずに摺動自在に案内する先端ガイド部材をそれぞれ
単独で回動するように揺動可動体に装着するという構成
であるから、部品点数が多くなり、構造も複雑になると
いう問題があった。

【０００４】本発明は、前記先行技術における問題点を
解決し、簡単な構造にて高速印字可能なシャトルプリン
タを提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、印字ピンを進退動させる
単位印字機構の複数個を列状に配置し、前記印字ピン
を、被印字媒体の送り方向と交差する方向に列状に配列
してなるシャトルプリンタにおいて、前記各印字ピンの
中途部を案内支持して前記列方向に沿って揺動可能な支
持部材と、該支持部材を往復揺動させる揺動機構とを設
け、該揺動機構と支持部材との揺動連結部位を、印字ピ
ンの先端部位寄りに設定したものである。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
シャトルプリンタにおいて、前記揺動連結部位を印字ピ
ンの全長に対して、印字ピン先端から約３０％以内に設
定したものである。また、請求項１または２記載のシャ
トルプリンタにおいて、前記支持部材は、可撓性を有す
る一対の支柱と、該両支柱の先端間を連結する主案内片
とより門型に形成しても良い。

【０００７】

【実施例】次に本発明を具体化した実施例について説明
する。図１はシャトルプリンタ１の側断面図、図３は印
字ヘッド２の斜視図を各々示し、本発明のシャトルプリ
ンタ１は、フレーム３の上部に配置したカバー上体４と
カバー下体５との間の用紙通路に設けた紙送り機構６に
おける駆動ローラ６ａと押圧ローラ６ｂとにより図１の
矢印Ａ方向に移送される用紙等の被記録媒体７の下面に
印字するものである。カバー上体４の下面に固定したほ
ぼ台形状のプラテン８と対峙して後述する印字ヘッド２
が配置されており、印字ヘッド２における単位印字機構
１２の印字ピン１３は被記録媒体７の移送方向と直交す
る方向に一列状に配置され、この印字ピン１３が所定の
振幅（８ドット分の振幅）にて配列方向に沿って左右揺
動しながらプラテン８の下面に向かって突出動してイン
クリボンを介して被記録媒体７の表面に印字し、その後
の被記録媒体７はロータリ式の切断手段９にて所定の長
さに切断された後、ゴム製の突起部が複数放射状に突出
した排出ローラ１０にて機外に排出されるように構成さ
れている。

【０００８】本実施例の印字ヘッド２の基本的構成は、
図２〜図６に示すように、金属製の断面上向きコ字型の
ベース体１１と、該ベース体１１内に相対向させて配置
され、且つ被印字媒体７の送り方向と直交するように２
列状に配列させた複数の単位印字機構１２と、各単位印
字機構１２における印字ピン１３の中途部を案内支持す
るための揺動可能な支持部材１４と、この支持部材１４
を被印字媒体７の送り方向と直交する方向に往復揺動さ
せるための揺動機構１５とからなる。

【０００９】前記被記録媒体７の送り方向に対して直交
する方向に長いベース体１１はアルミニウム合金等の金
属製であり、支持部材１４は、ＰＢＴ等の合成樹脂製で
あり、支持部材１４は後述するように、ベース体１１の
上面を覆うようにビスにて取付けられるカバー体１６と
一体成形されている。複数（実施例では２８個）の単位
印字機構１２は、ベース体１１の相対峙する垂直側板１
１ａ，１１ａの長手方向に沿い、被記録媒体７の送り方
向に対して直交する方向で交互に（ジグザグ状に）配置
し、各垂直側板１１ａの内面に各単位印字機構１２にお
ける主フレーム２１ａの背面を当接させてビス１７等に
て固定する。従って、各垂直側板１１ａに対して単位印
字機構１２が１４個づつ配置されることになり、且つ複
数の印字ピン１３が平面視で一列状に配置されることに
なる（図３参照）。

【００１０】各単位印字機構１２は、図６に示すよう
に、一層の厚さが 100ミクロン程度の矩形状の圧電セラ
ミックを多数枚積層した上下長手の圧電素子１８と、該
圧電素子１８の先端（上端）に装着して、当該圧電素子
１８の伸縮運動を拡大して印字ピン７に伝達するための
駆動機構１９と、この駆動機構１９及び圧電素子１８を
支持するための側面視略上向きコ字状の鉄、ニッケル合
金（インバー合金）等の線膨張係数の小さい材料からな
る側面視上向きコ字型の支持フレーム２１とから構成さ
れている。

【００１１】電圧の印加により充電すると、圧電素子１
８はその積層方向（長手方向）に伸長し、放電すると収
縮するものである。なお、圧電素子１８は温度上昇によ
り縮小するので、それを補正する正の温度膨張特性を持
つ温度補償体２０は、支持フレーム２１の下端部と圧電
素子１８の後端との間に介挿し、接着剤にて固着する。

【００１２】駆動機構１９は、先端に適宜長さ（実施例
では50mm) の印字ピン１３の基部をろう付けしてなる側
面視略三角形状のアーム２２と、前記支持フレーム２１
における主支柱部２１ａの長手方向後向きに平行に延び
る板状の第１板ばね及び第２板ばねとこの両板ばねの先
端を連結する剛体の連結部とからなる側面視略「Π」字
状のばね体２３と、４節リンク部材２４とにより構成さ
れ、前記連結部をアーム２２の基端部にろう付け等によ
り嵌合固定する。第１板ばねの基端部を前記主支柱部２
１ａの側面にろう付け固着する一方、第２板ばねの基端
部は、圧電素子１８の前端面に押圧状態で接触する可動
子２５に同じくろう付け等により固着する。

【００１３】また、ばね板等の弾性材製の４節リンク機
構部材２４は、可動子２５の他側部と支持フレーム２１
における副支柱部２１ｂとに跨がって配設され、該４節
リンク機構部材２４の広幅側板部には、側面視略Ｈ状等
の切欠き孔を穿設し、該切欠き孔を挟んで左右両広幅側
板部を副支柱部２１ｂの表裏側面及び可動子２５の表裏
側面に各々スポット溶接（ろう付けでも可能）により固
定し、圧電素子１８が電圧印加にて伸縮するとき、４節
リンク機構部材２４における左右両広幅側板部が側面視
平行四辺形状に弾性変形して位置固定的な副支柱部２１
ｂの長手方向に沿って平行状に可動子２５が移動できる
ように構成したものである。

【００１４】そして、所定のタイミングで各圧電素子１
８が作動するように、シャトルプリンタ１の制御装置
（図示せず）から駆動電圧信号を伝送するため、ベース
体１１の底板部の外面の印刷基板２６と電気的に接続さ
せるべく、一対のリード部２７，２７を備える。この構
成により、印字作動時では、電圧印加で圧電素子１８が
長手方向に沿って伸長するとき、前記主支柱部２１ａに
固着した前記第１板ばねの長手方向略中途部を回動中心
とするようにばね体２３が揺動変位し、その連結部を介
して、前記変位量をアーム２２で拡大し、印字ピン１３
をプラテン８の下面に向かって前進させて、前記カバー
上体４上に搭載したインクリボンカートリッジ２８から
繰り出されるインクリボンを介して被記録媒体７の表面
に打印する。

【００１５】次に、図１〜図７を参照しながら、支持部
材１４及び揺動機構１５の構成について説明する。支持
部材１４は、ベース体１１の上面を覆うカバー体１６か
ら上向きに突出する一対の可撓性の支柱３０，３０と、
該一対の支柱３０、３０の上端間を一体的に連設して前
記プラテン８の長手方向に沿う主案内片３１とからな
り、ベース体１１の上面を覆うカバー体１６の中央部に
は、前記一列状に突出する印字ピン１３が挿通する溝孔
３２が穿設されており、カバー体１６の両端（前記溝孔
３２の長手両端部）から一対の可撓性の支柱３０，３０
が上向きに一体的に突出されている。

【００１６】また、前記主案内片３１及び前記一対の支
柱３０，３０の上下中途部間を連結するための撓み可能
な複数本の補助案内片３３には、一定間隔（実施例で
は、2.8 mm）で一列状に配置される印字ピン１３を各々
摺動自在に案内支持するための案内孔（図示せず）を備
える。なお、各補助案内片３３の長手方向の両端は、各
支柱３０に対して連結ピン３４を介してそれぞれ回動可
能に連結されている。

【００１７】次に、揺動機構１５について、図１〜図５
及び図７を参照しながら説明する。前記主案内片３１の
側面長手方向中央部の支持ブロック３５には、被記録媒
体７の移送方向上流側に向かって水平方向に突出する横
ピン３６を備えた連結ブロック３７をねじ３８にて固定
する。そして、支持部材１４と揺動機構１５との揺動連
結部位である前記横ピン３６に回動可能に枢着連結した
クランクアーム４０の基端をフレーム３における軸受４
１を介して回転自在に軸支された偏心ロータ３９に回動
可能に装着し、片揺動振幅量ｅの偏心ロータ３９は揺動
用モータ４２及び増速伝動歯車機構４３を介して一定方
向に回転駆動されるよう構成されている。

【００１８】なお、前記支持部材１４の近傍には印字タ
イミングを制御するためのセンサ手段としてのリニアエ
ンコーダを設ける。即ち、図１〜図３に示すように、前
記主案内片３１の一側にはその長手方向に沿って長いセ
ンサ片４４を配置し、該センサ片４４の両端は、前記一
対の支柱３０，３０の側面に着脱自在に取付けられるブ
ラケット４５に装着されている。センサ片４４には、印
字タイミング用の８本のスリットからなる往動用スリッ
ト部４６ａと、同じく８本のスリットからなる復動用ス
リット部４６ｂとが穿設されており、その各々のスリッ
ト部に対してフォトインタラプタ等の光透過式検出器４
７を配置する。

【００１９】次に、印字動作について説明すると、印字
指令があると、紙送り機構６にて被記録媒体７は図１の
矢印Ａ方向に移送される。他方、揺動用モータ４２が回
転し、増速伝動歯車機構４３を介して偏心ロータ３９が
一定方向に回転するから、クランクアーム３９及び横ピ
ン３６を介して支持部材１４である主案内片３１は一対
の支柱３０，３０の基部を中心にして図２及び図３の
Ｃ，Ｄ方向に往復揺動する。従って、各印字ピン１３の
先端側が主案内片３１における案内孔の側面または側縁
にて側圧を受けて、当該各印字ピン１３はその基端を中
心にして左または右に湾曲する。なお、印字開始のタイ
ミングは、例えば、主案内片３１がＣ方向の揺動端部か
ら反転してＤ方向に移動し始める時とする。

【００２０】そして、入力された印字データのキャラク
タ（文字）に対応するドットパターンに展開したドット
パターンデータに基づき、所定の単位印字機構１２にお
ける圧電素子１８にパルス電圧を印加させると、印字ピ
ン１３がプラテン８方向に瞬間的に突出してインクリボ
ンを介して被記録媒体７の表面にドット印字できるので
ある。このようにして、印字ピン１３がＣ及びＤ方向に
移動する途次において所定の印字タイミングにて次々に
ドット印字する。次に主案内片３１がＤ方向揺動端に来
た時、紙送り機構６を間欠作動させて１ドット分だけ被
記録媒体７を改行方向に移動させた後、前記と同様にし
てドット印字を実行するのである。

【００２１】なお、主案内片３１が右揺動端もしくは左
揺動端に来たとき、大きく湾曲した各印字ピン１３の先
端が主案内片３１における案内孔の側面や側縁にてこじ
れを生じないようにするため、支持部材１４の揺動振幅
量は制限されている。本実施例では、各印字ピン１３の
先端の全振幅量が３．１ｍｍになるように設定されてい
る。また、１つの印字ピン１３にて被記録媒体７の幅方
向（印字桁方向）には２．８ｍｍの間に８ドット印字で
きるものとし、これにより、ローマ字、数字、片仮名
（以上の文字種類をＡＮＫという）が印字可能となるよ
うに設定されている。

【００２２】このとき、前記印字ピン１３の先端から横
ピン３６までの距離Ｈ２を、当該印字ピン１３の全長
（アーム２２に対する印字ピン１３の取付け部から、印
字ピン１３の先端までの距離Ｈ１）の３０％以内になる
ように設定する。本実施例では、前記横ピン３６の位置
は、全長５０ｍｍの印字ピン１３の先端から１５ｍｍ以
内であることが好ましく、１０ｍｍ以内が一層好まし
い。このように、揺動機構１５から支持部材１４に揺動
力を伝達する作用点である横ピン３６の高さ位置を印字
ピン１３の先端側に接近させることにより、支持部材１
４における主案内片３１の揺動全振幅量と、印字ピン１
３先端の実際の揺動全振幅量との差異が少なくなる。従
って、前記横ピン３６の位置が印字ピン１３の基端寄り
部位にある場合に比べて、本発明のように、横ピン３６
の位置を印字ピン１３の先端部寄り部位に設定する方
が、この印字ピン１３先端の実際の揺動全振幅量を実現
するために、偏心ロータ３９の偏心量の製作精度やクラ
ンクアーム４０と偏心ロータ３９並びに横ピン３６との
取付け精度を極端に厳密にする必要がない。また、支持
部材１４の揺動による揺動機構１５に対する反力も少な
くなるので、増速伝動歯車機構４３をコンパクトに形成
でき、揺動用モータ４２の駆動馬力も少なくて済むと言
う効果を奏する。

【００２３】さらに、一列状に並んだ印字ピン１３を一
斉に一定振幅にて揺動させるため、可撓性を有する左右
一対の支柱３０，３０と、この両支柱３０，３０の先端
間を連結する主案内片３１とからなる門型の支持部材１
４を左右に揺動させるだけであり、しかも、印字ピン１
３の揺動振幅量は、ほぼ１文字分程度であって小さいか
ら、揺動に際しての慣性力も小さくて済み、増速伝動歯
車機構４３をコンパクトに形成でき、揺動用モータ４２
の駆動馬力も少なくて済むと言う効果を奏する。

【００２４】なお、前記支持部材１４を左右揺動させる
ため、前記横ピン３６等の従動部の側面に当接する偏心
カムを増速伝動歯車機構４３及び揺動用モータ４２にて
一定方向に回転させる一方、前記従動部と偏心カムとが
離れないように付勢ばねにて連結する構成であっても良
い。また、歯車の代りにベルトとプーリを用いても良
い。さらに前記各実施例において、横ピン３６は、一方
の支柱３０の箇所に設けても良いのである。

【００２５】

【発明の作用及び効果】以上のように、請求項１に記載
の発明によれば、印字ピンを進退動させる単位印字機構
の複数個を列状に配置し、前記印字ピンを、被印字媒体
の送り方向と交差する方向に列状に配列してなるシャト
ルプリンタにおいて、前記各印字ピンの中途部を案内支
持して前記列方向に沿って揺動可能な支持部材と、該支
持部材を往復揺動させる揺動機構とを設け、該揺動機構
と支持部材との揺動連結部位を、印字ピンの先端部位寄
りに設定したものである。

【００２６】従って、一列状に配置した複数の印字ピン
の中途部を、前記列方向に揺動可能な支持部材を揺動さ
せるだけであるから、支持部材の構成が極めて簡単とな
り、製造コストが低減できる。そして、揺動連結部位が
印字ピンの基端寄り部位にある場合に比べて、支持部材
における揺動連結部位の揺動全振幅量と、印字ピン先端
の実際の揺動全振幅量との差異が少なくなり、この印字
ピン先端の実際の揺動全振幅量を実現するために、揺動
機構の製作精度や揺動連結部位との取付け精度を極端に
厳密にする必要がない。また、支持部材の揺動による揺
動機構に対する反力も少なくなるので、揺動機構をコン
パクトに形成できると言う効果を奏する。

【００２７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載のシャトルプリンタにおいて、前記揺動連結部位を
印字ピンの全長に対して、印字ピン先端から約３０％以
内に設定したものであるから、支持部材における揺動連
結部位の揺動全振幅量と、印字ピン先端の実際の揺動全
振幅量との差異を一層少なくできるという効果を奏す
る。

【００２８】さらに、請求項１または２記載のシャトル
プリンタにおいて、前記支持部材を、可撓性を有する一
対の支柱と、該両支柱の先端間を連結する主案内片とに
より門型に形成すれば、請求項１記載の発明の作用・効
果に加えて軽量となり、且つ製造コストも低減できると
いう効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】シャトルプリンタの側断面図である。

【図２】図１のII−II線矢視平面図である。

【図３】印字ヘッドの要部斜視図である。

【図４】印字ヘッドの一部破断正面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視図である。

【図６】単位印字機構の斜視図である。

【図７】図２のVII −VII 線矢視による揺動連結部位と
揺動機構の正面図である。

【符号の説明】

１ シャトルプリンタ ２ 印字ヘッド ７ 被記録媒体 ８ プラテン １１ ベース体 １２ 単位印字機構 １３ 印字ピン １４ 支持部材 １５ 揺動機構 １６ カバー体 ３０ 支柱 ３１ 主案内片 ３２ 溝孔 ３３ 補助案内片 ３６ 横ピン ３９ 偏心ロータ ４０ クランクアーム ４２ 揺動用モータ ４３ 増速伝動歯車機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ピンを進退動させる単位印字機構の
   複数個を列状に配置し、前記印字ピンを、被印字媒体の
   送り方向と交差する方向に列状に配列してなるシャトル
   プリンタにおいて、前記各印字ピンの中途部を案内支持
   して前記列方向に沿って揺動可能な支持部材と、該支持
   部材を往復揺動させる揺動機構とを設け、該揺動機構と
   支持部材との揺動連結部位を、印字ピンの先端部位寄り
   に設定したことを特徴とするシャトルプリンタ。
2. 【請求項２】 前記揺動連結部位を印字ピンの全長に対
   して、印字ピン先端から約３０％以内に設定したことを
   特徴とする請求項１記載のシャトルプリンタ。
3. 【請求項３】 前記支持部材は、可撓性を有する一対の
   支柱と、該両支柱の先端間を連結する主案内片とにより
   門型に形成したことを特徴とする請求項１または２記載
   のシャトルプリンタ。