JPH111040A - 間欠負荷機構及びこれを用いたプリンタ並びにその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】キャリッジモータに接続される負荷を平均化す
ることによって、最大負荷を低減し、モータの小型化、
ひいてはプリンタの小型軽量化を達成する。 【解決手段】キャリッジモータと、これに駆動される駆
動プーリと、駆動プーリと従動プーリとに張架されてキ
ャリッジを移動するベルトと、キャリッジの移動方向に
応じて外部負荷を間欠的に接続する機構と、キャリッジ
が駆動プーリに接近する側に移動する場合には前記機構
を接続状態とし、キャリッジが従動プーリに接近する側
に移動する場合には前記機構を非接続状態とする制御機
構とし、従動プーリで比較的大きな軸負荷が発生する場
合に、当該軸負荷と前記外部負荷とがキャリッジモータ
に同時に作用しないように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクリボンの巻き
上げ機構等、プリンタにおいて印刷ヘッドの移動に関連
する外部負荷の駆動に関し、特に印字ヘッドの往復移動
と当該外部負荷の駆動とを共通の駆動モータにより行う
機構及び当該機構を備えたプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】印字ヘッドの往復移動とインクリボンの
巻き上げ（以下、単にリボン送りという。）とを単一の
駆動モータにより行う機構の従来の例を、図３、図４に
基づいて説明する。この例においては、駆動モータには
ステッピングモータが用いられており、印字ヘッドはベ
ルトを介してこのステッピングモータによって往復駆動
される。

【０００３】図４において、不図示のステッピングモー
タが正回転してステッピングモータの回転軸に直接取付
けられたモータ歯車２１が矢印ｑの方向に回転すると、
駆動プーリ２２は矢印ｚの方向に回転し、ベルト３３に
固定部Ｆで固定されたキャリッジ２４を矢印Ａの方向に
移動させる。

【０００４】一方このとき、図３に示すリボン送り機構
の輪列側に於いて、中間歯車２５は矢印ｒ方向、遊星歯
車２６、２７は矢印ｓ方向に回転する。このとき遊星歯
車２６、２７を支持している駆動板２８は、遊星歯車２
７との間に取付けられた皿バネにより発生する微少な摩
擦力によって、中間歯車２５の小歯車を中心にして矢印
ｔ方向に回転し、遊星歯車２７は伝達歯車２９にかみ合
う。リボン巻き取り歯車３０は、伝達歯車２９の小歯車
と常時かみ合っているため、矢印ｕ方向に回転する。

【０００５】また、ステッピングモータが逆回転して、
モータ歯車２１が矢印ｖの方向に回転すると、図４にお
いて駆動プーリ２２は矢印Ｂ方向に回転しベルト３３に
より従動プーリ４１を経てキャリッジ２４を矢印Ｃの方
向へ移動させる。一方、このとき図３に示すリボン送り
機構の輪列側において、中間歯車２５は矢印ｗ方向に、
遊星歯車２６、２７は矢印ｘ方向にそれぞれ回転する。
このとき駆動板２８は、中間歯車２５の小歯車を中心と
して矢印ｙ方向へ回転し、遊星歯車２６は歯車３２とか
み合う。そして歯車３２は常時係合している歯車２９を
介してリボン巻取り歯車３０を矢印ｕ方向に回転させ
る。以上の動作によりインクリボンは、ステッピングモ
ータの回転方向、即ち印字ヘッドの送り方向にかかわら
ず、常に一定方向（矢印ｕ方向）に送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、駆動モータの回
転方向にかかわらず常に一定方向へリボンを送る機構に
あっては、図３に示したごとく、リボン送り機構が複雑
となり、部品数が増えその分コストの高いプリンタにな
ってしまう。また、回転方向を一定とするために歯車３
２が必要となるので、その分輪列による負荷が増大し、
負荷容量の大きな駆動モータを用いなければならなかっ
た。

【０００７】さらに、キャリッジ送り機構にあっては、
図４で示したごとく、駆動プーリ２２が矢印Ｂの方向に
回転し、点Ｄを支点としてベルト３３を引張りキャリッ
ジを印字領域の矢印Ｃ方向に移動させる場合、ベルト３
３の張りは、Ｆ部に取付けられたキャリッジ２４の荷重
により、点Ｄから従動プーリ４１を経由してキャリッジ
２４の固定部Ｆまでとなる。このようにベルトの張力の
高い側に従動プーリ４１が含まれる場合には、従動プー
リ４１とその従動プーリ４１の中心軸４３の間の摩擦力
が増大し、駆動モータにかかる負荷が増える。すなわ
ち、駆動モータには、キャリッジの摺動負荷に加え従動
プーリと軸とで発生する軸負荷がかかるが、この軸負荷
が増大するのである。

【０００８】一方、駆動プーリ２２が矢印ｚ方向に回転
し点Ｅでベルト３３を引張り、キャリッジ２４を矢印Ａ
方向に移動させる場合には、ベルト３３の内の従動プー
リを経由する側は張力の低い側、いわゆるゆるみ側とな
り従動プーリ４１と中心軸４３の間の摩擦力は少なくな
り、駆動モータにかかる軸負荷は減少する。

【０００９】このような軸負荷、即ち従動プーリと軸と
で発生する負荷の変化が大きい場合には、駆動モータに
かかる負荷はキャリッジの移動方向に大きく依存してし
まう。

【００１０】上述の説明のごとく、駆動モータの負荷容
量の設定に当たっては、キャリッジが矢印Ｃ方向に移動
するときに作用するより大きな従動プーリの軸負荷、キ
ャリッジの摺動負荷、及びリボン送りに要する負荷の３
つの負荷を考慮しなくてはならない。従って、駆動モー
タは負荷容量の大きい、即ちトルクの高いものを使用し
なければならなかった。

【００１１】本発明は、上記課題を解決し、プリンタの
負荷の均一化を図り、モータの小型化、ひいてはプリン
タの小型軽量化を図ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のプリンタは、印刷ヘッドを搭載したキャ
リッジと、このキャリッジが一部に接続されたベルト
と、当該ベルトが張架された第１及び第２のプーリと、
この第１のプーリを介して上記ベルトを往復両方向に駆
動するキャリッジモータと、キャリッジの移動方向に応
じて第１のプーリ及び／又は第２のプーリに、例えばイ
ンクリボン巻き上げ機構等の外部負荷を間欠的に接続す
る１以上の間欠接続機構とを有するプリンタであって、
当該間欠接続機構は、キャリッジが第１のプーリに接近
する方向に移動する場合には外部負荷を接続し、キャリ
ッジが第２のプーリに接近する方向に移動する場合には
外部負荷を非接続とする機構を有してなる、少なくとも
１の第１間欠接続機構を含むことを特徴とする。

【００１３】これにより、第２のプーリにおける軸負荷
がより大きくなる方向にキャリッジが移動する場合に
は、リボン巻き上げ機構等の外部負荷が接続されないの
で、キャリッジモータに作用する最大負荷を低減するこ
とができる。

【００１４】また、この場合において、上記の第１間欠
接続機構とは反対に、キャリッジが第１のプーリに接近
する方向に移動する場合に外部負荷を非接続とし、且つ
キャリッジが第２のプーリに接近する方向に移動する場
合に外部負荷を接続する機構を有する第２間欠接続機構
を有する場合には、第１間欠接続機構に対応する外部負
荷の総和は、第２間欠接続機構に対応する外部負荷の総
和より大なることが望ましい。

【００１５】これにより、第２プーリにおける軸負荷を
考慮した場合に、キャリッジモータに作用する負荷の、
キャリッジの移動方向の違いによる差を小さくすること
が可能となり、キャリッジモータに作用する最大負荷を
低減することができる。

【００１６】例えば、記録媒体搬送機構による負荷がリ
ボン巻き上げ機構による負荷より大きい場合には、記録
媒体搬送機構を第１間欠接続機構により、リボン巻き上
げ機構を第２間欠接続機構により第１または第２のプー
リに接続することが望ましい。

【００１７】上記構成により、機構の簡単化により部品
削減、製造時の作業性向上などによりプリンタの信頼性
の向上及びコストダウンが図れる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のインクリボン送り機構の
一実施の形態について図面を参照して説明する。図１に
おいて、不図示の駆動モータの軸に直接取付けられたモ
ータ歯車１には、キャリッジを往復移動させる機構の駆
動プーリ２とリボン送り機構の伝達歯車６とが直接係合
している。駆動モータが正回転して、モータ歯車１が矢
印ａの方向へ回転すると、駆動プーリ２は矢印ｂの方向
へ回転する。駆動プーリ２と従動プーリ３に掛渡された
ベルト４は、駆動プーリ２の矢印ｂ方向への回転に応じ
てキャリッジ５を矢印ｃの方向へ移動させる。

【００１９】また、このときのリボン送り機構の動作は
以下の通りである。即ち、モータ歯車１が矢印ａの方向
へ回転すると、伝達歯車６は矢印ｄ方向、伝達歯車６の
小歯車に係合している歯車７は矢印ｅ方向にそれぞれ回
転する。このとき、駆動板８は、歯車７との間に取付け
られた皿バネの作用により生じる微少な摩擦力によっ
て、伝達歯車６の軸を中心に矢印ｆ方向へ回動し、歯車
７は歯車９とかみ合う。リボン巻取り歯車１０は歯車９
と常時かみ合っているので、矢印ｇの方向へ回転し、イ
ンクリボンを送ることができる。

【００２０】一方、駆動モータが逆回転して、モータ歯
車１が矢印ｉの方向へ回転すると、駆動プーリ２は矢印
ｊの方向へ回転し、キャリッジ５はベルト４により矢印
ｋ方向に移動する。このときベルト４の内の駆動プーリ
２から従動プーリ３を経由してキャリッジ５までの部分
は、キャリッジ１１の負荷により、張力が高まるので、
従動プーリ３とその中心軸の間に発生する摩擦力が増大
し、駆動モータには、キャリッジの移動負荷に加えて従
動プーリと軸とで発生するより大きな軸負荷が作用す
る。

【００２１】そこで、このモータにかかる負荷を均一化
するために、本発明においては、リボン送り機構の輪列
を以下のように遮断している。即ち、モータ歯車１が矢
印ｉの方向へ回転すると、伝達歯車６、歯車７はそれぞ
れモータが正回転時の動作とは逆方向に回転し、駆動板
８を皿バネによる摩擦力によって矢印ｈ方向に移動させ
る。このとき、歯車７と歯車９との係合は解除され輪列
は遮断され、歯車９及びリボン巻取り歯車１０は回転せ
ず、リボン送りは行われない。

【００２２】以上の動作により、従動プーリ３の軸負荷
が比較的小さくなる方向、即ち矢印ｃ方向にキャリッジ
が移動するときにのみインクリボンは巻き取られ、従動
プーリ３による軸負荷が増大する方向、即ち矢印ｋ方向
にキャリッジが移動するときには、リボン送り機構の輪
列は遮断され、リボン送りが行われない。

【００２３】従って、キャリッジが矢印ｋ方向に移動し
た場合には、駆動モータにはキャリッジを移動させる負
荷と従動プーリと軸とで発生する比較的大きな軸負荷が
作用しているが、リボン送り負荷は作用しない。また、
キャリッジが矢印ｃ方向に移動した場合には、駆動モー
タにはキャリッジを移動させる負荷、軸負荷、及びリボ
ン送り負荷が作用するが、軸負荷は、比較的小さいもの
である。よって、モータにかかる負荷は、回転方向に拘
わらず、略一定とすることができる。

【００２４】次に本発明の他の実施形態についてのべ
る。図２において、駆動モータの回転軸に直接取付けら
れたモータ歯車２１には、キャリッジを往復移動させる
機構の一部である駆動プーリ２２とリボン送り機構の一
部であるリボン送り歯車２６とが係合している。駆動モ
ータによって駆動プーリ２２が矢印ｍ方向に回転した
時、点ｎを力点としてベルト２３を矢印Ｅ方向へ引張
る。

【００２５】この時ベルト２３の張力の高い部分は、ｏ
部に取付けられているキャリッジの負荷により、点ｎか
ら従動プーリ２４を経由してキャリッジ固定部ｏまでと
なり、従動プーリ２４とその従動プーリの中心軸の間に
はより大きな軸負荷が生じる。本例では、このようにキ
ャリッジの移動方向がｐ方向のときは駆動モータにより
大きな軸負荷が作用するので、この負荷の差をリボン送
りを遮断することによって小さくしている。即ち、リボ
ン送り歯車２６はリボンを巻き取るための軸２５にクラ
ッチ機構２７を介して取付けられており、キャリッジの
移動方向が軸負荷の大きい方向になったときには、リボ
ン送り歯車２６とリボン巻き取り軸との接続がクラッチ
機構２７によって切断され、巻き取り軸２５に駆動力が
伝達されない機構になっている。クラッチ機構として
は、バネクラッチ等の周知のワンウェイクラッチが適用
できる。

【００２６】又、本例においては、駆動プーリにリボン
送り機構を直接接続し、これを回転駆動する構成とした
が、本発明は当該構成に限定されるものではなく、従動
プーリにリボン送り機構を接続する場合にも同様に適用
できる。当該構成は、上記の開示内容から、当業者であ
れば容易に実施することが可能である。

【００２７】また、本例においては、本発明をリボン送
り機構に用いているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、キャリッジの移動方向に応じて接続が間欠的
に断／続される駆動負荷であれば本発明を応用すること
が可能である。例えば、キャリッジの一方向への移動時
にのみ記録媒体の搬送、即ち実質的な改行動作を行うプ
リンタが周知であり、この場合にも、記録媒体の搬送が
行われる際のキャリッジの移動方向を、上述の従動プー
リの軸負荷が小となる方向に設定するべく、構成するこ
とが望ましい。

【００２８】さらに、例えば、上述のリボン送り機構と
記録媒体搬送機構とがともに設けられるプリンタにおい
ては、両者の負荷がキャリッジの移動方向の一方に偏ら
ないように構成することが望ましく、この場合において
も、従動プーリの軸負荷の大小を勘案し、両者の内比較
的駆動負荷の小さい方を駆動する際のキャリッジの移動
方向を、従動プーリの軸負荷が大きい移動方向に設定す
るべく構成することが望ましい。以下にこの例を示す。

【００２９】図５に示すように、３種類の機構、即ちキ
ャリッジ駆動機構１００、リボン送り機構２００および
記録媒体搬送機構３００が単一の駆動モータ５０によっ
て駆動されている場合は、駆動モータ５０の駆動力は駆
動プーリ２と係合する輪列によってそれぞれの機構に伝
達される。プリンタは二つのクラッチ機構１６ａ及び１
６ｂを備えており、リボン送り機構２００への駆動力の
伝達はクラッチ１６ａによって、また、記録媒体搬送機
構２００への駆動力の伝達はクラッチ１６ｂによって、
それぞれ接続及び遮断される。

【００３０】図６は上記の構成において、リボン送り負
荷が記録紙搬送の負荷より小さい場合のタイミングチャ
ートである。印刷処理において、まず、駆動モータ５０
は駆動プーリ２が反時計回りに回転するように駆動さ
れ、キャリッジ５は矢印Ｅ方向に移動し、従動プーリの
軸負荷は大きくなる。このとき、クラッチ１６ｂは記録
媒体搬送機構３００に駆動力が伝達されないように係合
を遮断する（ＯＦＦ）ように作動し、また、クラッチ１
６ａはリボン送り機構２００に駆動力が伝達されるよう
に接続状態（ＯＮ）となる。その結果、従動プーリの軸
負荷が大きいときに、より負荷の小さいリボン送り機構
が接続され、リボンが送られる。

【００３１】一方、キャリッジ５が復帰する工程におい
ては、駆動モータ５０は駆動プーリ２が時計回りに回転
するように駆動され、キャリッジ５は従動プーリの軸負
荷が比較的小さい矢印Ｐ方向に、印字を行うことなく移
動する。この場合には、クラッチ１６ｂが接続状態（Ｏ
Ｎ）となり、また、クラッチ１６ａが遮断状態（ＯＦ
Ｆ）となる。従って、従動プーリの軸負荷が比較的小さ
い場合に、比較的駆動負荷の大きい記録媒体搬送機構が
接続され、記録媒体が進められる。

【００３２】リボン送りの負荷Ｒが記録紙搬送の負荷Ｍ
より大きい場合には、従動プーリの軸負荷が小さくなる
方向（矢印Ｐ方向）にキャリッジ５が移動する場合にリ
ボン送りの負荷Ｒが印可されるように構成されることが
望ましい。また、リボン送りの負荷Ｒが記録紙搬送の負
荷Ｍより小さい場合には、上記と反対に、従動プーリの
軸負荷が小さくなる方向（矢印Ｐ方向）にキャリッジ５
が移動する場合に記録紙搬送の負荷Ｍが接続されるよう
に構成されることが望ましい。

【００３３】

【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、キャリッジの一方向への移動の際にのみリ
ボン送り機構等の負荷を間欠的に接続して駆動すること
が可能であり、キャリッジの片側移動時にのみ印字を行
う場合においては、上記の負荷として記録媒体搬送機構
をもキャリッジの移動方向に応じて間欠的に駆動するこ
とが可能となる。

【００３４】このような場合、従動プーリの軸負荷が小
さい側の移動方向においてリボン送り機構等の負荷を接
続し、従動プーリの軸負荷の大きい側の移動方向におい
て当該負荷を切り離す構成とすることによって、キャリ
ッジ駆動モータに作用する負荷の均一化が図れ、最大負
荷が低減されるので、モータを小型化、ひいてはプリン
タの小型軽量化が可能となる。

【００３５】更に、キャリッジの移動方向に応じて間欠
的に負荷を接続する機構としてワンウエイクラッチ機構
を使用すれば、機構の簡単化による部品削減、製造時の
作業性向上などにより低価格で信頼性の高いプリンタを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すキャリッジ及びリボ
ン送り動作時の図。

【図２】本発明の一実施形態を示すキャリッジ及びリボ
ン送り動作時の図。

【図３】従来技術の例を示すリボン送り機構の図。

【図４】従来技術の例を示すキャリッジ送りの図。

【図５】本発明の他の実施例を示す概略構成図。

【図６】図５に示す本発明の実施例の駆動タイミングを
示すタイミングチャート。

【符号の説明】

１、２１ 駆動モータ歯車 ２、２２ 駆動プーリ ３、２４ 従動プーリ ４、２３ ベルト １１ キャリッジ １０ リボン巻取歯車

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷ヘッドを搭載したキャリッジと、 前記キャリッジが接続されたベルトと、 該ベルトが張架された第１及び第２のプーリと、 前記第１のプーリを介して前記ベルトを往復両方向に駆
   動するキャリッジモータと、 前記キャリッジの移動方向に応じて、前記第１のプーリ
   及び／又は前記第２のプーリに外部負荷を間欠的に接続
   する１以上の間欠接続機構とを有するプリンタであっ
   て、 前記間欠接続機構は、前記キャリッジが前記第１のプー
   リに接近する方向に移動する場合には前記外部負荷を接
   続し、前記キャリッジが前記第２のプーリに接近する方
   向に移動する場合には前記外部負荷を非接続とする手段
   を有してなる、少なくとも１の第１間欠接続機構を含む
   ことを特徴とするプリンタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプリンタにおいて、前記
   第１間欠接続機構に対応する前記外部負荷の総和は、 前記キャリッジが前記第１のプーリに接近する方向に移
   動する場合に前記外部負荷を非接続とし、且つ前記キャ
   リッジが前記第２のプーリに接近する方向に移動する場
   合に前記外部負荷を接続する手段を有する第２間欠接続
   機構に対応する前記外部負荷の総和より大なることを特
   徴とするプリンタ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のプリンタにおいて、前記
   印刷ヘッドと印刷される記録媒体との間に配置されたイ
   ンクリボンと、 該インクリボンを前記キャリッジの移動に応じて巻き上
   げるリボン巻き上げ機構とを有し、 前記第１間欠接続機構は前記キャリッジの移動方向に応
   じて、前記第１のプーリ及び／又は前記第２のプーリに
   前記リボン巻き上げ機構を間欠的に接続することを特徴
   とするプリンタ。
4. 【請求項４】 請求項１記載のプリンタにおいて、印刷
   される記録媒体を前記キャリッジの移動に応じて搬送す
   る記録媒体搬送機構を有し、 前記第１間欠接続機構は前記キャリッジの移動方向に応
   じて、前記第１のプーリ及び／又は前記第２のプーリに
   前記記録媒体搬送機構を間欠的に接続することを特徴と
   するプリンタ。
5. 【請求項５】 請求項２記載のプリンタにおいて、前記
   印刷ヘッドと印刷される記録媒体との間に配置されたイ
   ンクリボンと、 該インクリボンを前記キャリッジの移動に応じて巻き上
   げるリボン巻き上げ機構と、 前記記録媒体を前記キャリッジの移動に応じて搬送する
   記録媒体搬送機構とを有し、 前記間欠接続機構は、 前記キャリッジの移動方向に応じて、前記第１のプーリ
   及び／又は前記第２のプーリに前記リボン巻き上げ機構
   を間欠的に接続するリボン巻き上げ接続機構と、 前記キャリッジの移動方向に応じて、前記第１のプーリ
   及び／又は前記第２のプーリに前記記録媒体搬送機構を
   間欠的に接続する媒体搬送接続機構とを有してなること
   を特徴とするプリンタ。
6. 【請求項６】 請求項１記載のプリンタにおいて、前記
   間欠接続機構は遊星歯車を有してなることを特徴とする
   プリンタ。
7. 【請求項７】 請求項１記載のプリンタにおいて、前記
   間欠接続機構はワンウエイクラッチを有してなることを
   特徴とするプリンタ。
8. 【請求項８】 一部に移動負荷が接続されたベルトと、 該ベルトが張架された第１及び第２のプーリと、 前記第１のプーリを介して前記ベルトを往復両方向に駆
   動する駆動手段と、 前記移動負荷の移動方向に応じて、前記第１のプーリ及
   び／又は前記第２のプーリに外部負荷を間欠的に接続す
   る１以上の間欠接続機構とを有する間欠負荷機構であっ
   て、 前記間欠接続機構は、前記移動負荷が前記第１のプーリ
   に接近する方向に移動する場合には前記外部負荷を接続
   し、前記移動負荷が前記第２のプーリに接近する方向に
   移動する場合には前記外部負荷を非接続とする手段を有
   してなる、少なくとも１の第１間欠接続機構を含むこと
   を特徴とする間欠負荷機構。
9. 【請求項９】 請求項８記載の間欠負荷機構において、
   前記第１間欠接続機構に対応する前記外部負荷の総和
   は、 前記移動負荷が前記第１のプーリに接近する方向に移動
   する場合に前記外部負荷を非接続とし、且つ前記移動負
   荷が前記第２のプーリに接近する方向に移動する場合に
   前記外部負荷を接続する手段を有する第２間欠接続機構
   に対応する前記外部負荷の総和より大なることを特徴と
   する間欠負荷機構。
10. 【請求項１０】 一部に移動負荷が接続されたベルト
    と、該ベルトが張架された第１及び第２のプーリとを有
    する機構を制御する方法において、 前記移動負荷を前記第１のプーリに接近する方向に移動
    させ、同時に外部負荷を前記第１のプーリ及び／又は前
    記第２のプーリに接続する工程と、 前記移動負荷を前記第２のプーリに接近する方向に移動
    させ、同時に前記外部負荷を前記第１のプーリ及び／又
    は前記第２のプーリに非接続とする工程とを有すること
    を特徴とする方法。