JP2999933B2 - 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ものである。

【０００２】

【従来の技術】シリアルプリンタにおいてカラー印字を
行う場合は、複数色（一般的にはブラック、シアン、マ
ゼンダ、イエローの４色）のカラーインクリボンを収容
したリボンカセットを、印字ヘッドに対して上下にシフ
トし、任意の色を選択的に印字または重ね印字してい
る。この種のリボンシフト機構としては、図５に示すよ
うに、螺旋状のカム溝５０を有するカムシャフト５１を
用いたものが公知となっている。カムシャフト５１の下
端部にはギア部５２が設けられており、このギア部５２
を介して与えられる回転力によってカムシャフト５１が
１シフト分ずつ回転するようになっている。また、カム
シャフト５１は、リボンカセット（不図示）を保持する
リボンホルダ５３に嵌合され、その嵌合部分に設けられ
た突起部５４にカム溝５０を係合している。そして、実
際のリボンシフト動作では、図示せぬキャリッジのスペ
ーシング動作に連動してカムシャフト５１が回転するこ
とにより、リボンホルダ５３の突起部５４がカム溝５０
にならって摺動し、これによってリボンホルダ５３がカ
ムシャフト５１の回転方向にしたがって上下動し、リボ
ンカセットに収容したカラーインクリボンが印字ヘッド
に対して上下にシフトする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のリボンシフト機構においては、カムシャフト５１のカ
ム溝５０が、図６にも示すように、軸方向にわたって常
に一定の傾斜角をもって螺旋状に形成されているため、
以下のような不都合があった。すなわち、キャリッジの
スペーシング動作に連動してカムシャフト５１を回転さ
せた際に、リボンホルダ５３に設けられた突起部５４が
図７に示すカム溝５０の形成曲線にならって摺動するた
め、カムシャフト５１の回転角θに応じてリボンホルダ
５３が上下方向ｙに変動することになる。したがって、
カムシャフト５１の回転停止角に僅かなバラツキが生じ
ても、印字ヘッドに対するカラーインクリボンのシフト
位置にずれが発生してしまう。

【０００４】本発明は上記不都合を解消するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、カムシャフ
トの回転停止角のバラツキに影響されることなく、印字
ヘッドに対するカラーインクリボンの正確なシフト動作
を可能としたリボンシフト機構を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するためになされたもので、リボンカセットを保持す
るリボンホルダと、リボンホルダに設けられた突起部に
係合するカム溝を有し、キャリッジのスペーシング動作
に連動して回転可能に立設されたカムシャフトとを備
え、カムシャフトを１シフト分ずつ回転させることによ
りリボンホルダを上下動させて、リボンカセットに収容
したカラーインクリボンを印字ヘッドに対して上下にシ
フトさせるシリアルプリンタのリボンシフト機構におい
て、カムシャフトのカム溝は、所定の円周ピッチで形成
された複数の水平部とその水平部の各端部間に形成され
た傾斜部とによって略螺旋状に形成されるとともに、複
数の水平部は、カラーインクリボンを１シフトさせるた
めにカムシャフトが回転する角度に対応した位置に、該
カムシャフトの軸方向に一列に並んで形成された一の水
平部と、カラーインクリボンを１シフトさせるためにカ
ムシャフトが回転する角度に対応しない位置に、一の水
平部間で該一の水平部を基点として１８０°ごとに形成
された他の水平部とを有するものである。

【０００６】

【作用】本発明のリボンシフト機構においては、カムシ
ャフトのカム溝を水平部と傾斜部とで略螺旋状に形成し
たので、リボンホルダの突起部がカム溝の水平部に位置
する状態ではカムシャフトの回転停止角に多少のバラツ
キが生じても、印字ヘッドに対するカラーインクリボン
のシフト位置にずれが生じない。また、カラーインクリ
ボンを１シフトさせるためにカムシャフトが回転する角
度に対応した位置に一の水平部を形成し、更にカラーイ
ンクリボンを１シフトさせるためにカムシャフトが回転
する角度に対応しない位置に一の水平部を基点として１
８０°ごとに他の水平部を形成しているため、それらの
水平部の中央位置を型割り位置（パーティングライン）
とすることにより、成形金型に分割構造を採用して成形
品の取り出しを簡単に行うことが可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。本実施例におけるリボンシフト
機構は、図２に示すように、上部を開口した箱型のギア
ケース１１をベースに構成されている。ギアケース１１
の上部には、３組の平行リンク１２を介してリボンホル
ダ１３が上下動可能に組み込まれ、印字時にはこのリボ
ンホルダ１３に図示せぬリボンカセットが装着される。

【０００８】また、ギアケース１１の内部には、図示せ
ぬキャリッジのスペーシング動作に連動して回転する駆
動ギア１４が設けられており、この駆動ギア１４はチェ
ンジギア１５と噛合している。チェンジギア１５は、支
軸１６に上下動自在に嵌合され、且つ板バネ等の付勢部
材１７によって下方に付勢されている。一方、図中１８
はカムシャフトであり、このカムシャフト１８の外周面
にはカム溝１９が形成され、同下端部にはギア部２０が
形成されている。カムシャフト１８は、リボンホルダ１
３のシャフトホールド部２１に嵌合された状態で立設さ
れている。そして、シャフトホールド部２１の内面に設
けられた突起部（不図示）にカム溝１９を係合してい
る。さらに、チェンジギア１５とカムシャフト１８との
間にはカムギア２２が設けられており、このカムギア２
２によってチェンジギア１５の回転力がカムシャフト１
８に伝達されるようになっている。

【０００９】加えて、ギアケース１１の底部にはディテ
ントスプリング２３（図３参照）が設けられている。デ
ィテントスプリング２３はカムギア２２の回転方向にお
ける停止位置を規制するもので、カムギア２２の底面に
所定の円周ピッチ、例えば９０°ピッチで形成された図
示せぬ凹部に選択的に嵌入される。また、ギアケース１
１内には、チェンジギア１５とカムギア２２とを断続的
に噛合させるクラッチ機構が設けられている。このクラ
ッチ機構は、例えば電磁石２４とアーマチュア２５とに
よって構成される。アーマチュア２５は、その基端部に
連結されたスプリング２６によってチェンジギア１５側
に付勢され、通電によって電磁石２４を励磁するとスプ
リング２６の弾性力に抗して電磁石２４側に吸引され
る。さらに、駆動ギア１４やカムギア２２の上方にはギ
アカバー２７が被せられるようになっており、このギア
カバー２７によって駆動ギア１４やカムギア２２の浮き
上がりが阻止されるようになっている。また、ギアカバ
ー２７の外形部分にはＵ字形の切欠部２８が形成されて
おり、この切欠部２８がカムシャフト１８の周溝２９に
係合することで、カムシャフト１８の下端位置が規制さ
れている。

【００１０】ここで、本発明に係わるリボンシフト機構
の特徴とするところは、リボンシフト時にリボンホルダ
１３を上下動させるために立設されたカムシャフト１８
の構造にある。図１は本実施例におけるカムシャフトの
構造を説明する図である。図１において、（ａ）はカム
シャフトの２面図であり、（ｂ）はそのＡ部拡大図、
（ｃ）はそのＢ矢視図である。

【００１１】図１に示すように、カムシャフト１８の外
周面には軸方向にわたってカム溝１９が形成されてお
り、このカム溝１９は互いに連続する複数の水平部１９
ａと傾斜部１９ｂによって略螺旋状に形成されている。
水平部１９ａは、所定の円周ピッチ、例えば１８０°ピ
ッチでカムシャフト１８の外周面に形成されている。ま
た、それぞれの水平部１９ａは、図１（ｃ）に示すよう
に、カムシャフト１８の軸芯を介してシャフト外周面の
一方と他方とに所定の角度範囲α（図例の場合はα≒３
０°）で形成されている。傾斜部１９ｂは、水平部１９
ａの各端部間に一定の傾斜角をもって形成されている。
また、傾斜部１９ｂの各端部は、水平部１９ａの各端部
に対して滑らかな曲線を描きながら連続して形成されて
いる。

【００１２】ここで、上述した水平部１９ａは、カムシ
ャフト１８の１シフト分の回転角に対応した円周ピッチ
で形成されている。すなわち、カムシャフト１８の１シ
フト分の回転角が３６０°に設定されている場合は、こ
れに対応した円周ピッチ、例えば９０°、１８０°、３
６０°の円周ピッチで水平部１９ａが形成されることに
なる。ちなみに、本実施例では水平部１９ａがカムシャ
フト１８の１シフト分の回転角の２分の１、つまり１８
０°ピッチで形成されているが、その理由については後
段で詳しく説明する。

【００１３】続いて、上記構成からなるカムシャフト１
８を用いたリボンシフト機構の動作について説明する。
まず、電磁石２４に通電されていない状態では、図３
（ａ）に示すように、アーマチュア２５の先端部がチェ
ンジギア１５の下端に入り込んでいる。この状態では、
付勢部材１７により下方に付勢されたチェンジギア１５
がカムギア２２の歯欠部３０と対向しているため、両者
の噛合状態は得られていない。したがって、キャリッジ
のスペーシング動作に連動して駆動ギア１４（図２）が
回転しても、これに噛合するチェンジギア１５が回転す
るだけで、カムギア２２とカムシャフト１８は停止した
ままの状態を維持する。

【００１４】一方、電磁石２４に一回だけ通電すると、
図３（ｂ）に示すように、アーマチュア２５が電磁石２
４側に吸引され、これによってチェンジギア１５の下端
からアーマチュア２５の先端部が外れる。そうすると、
チェンジギア１５は付勢部材１７によって押下され、こ
れによりチェンジギア１５の下端がカムギア２２のカム
面３１に載置されるとともに、チェンジギア１５がカム
ギア２２に噛合して、両者の噛合状態が得られる。した
がって、キャリッジのスペーシング動作に連動して駆動
ギア１４（図２）が回転すると、その回転駆動力がチェ
ンジギア１５を介してカムギア２２に伝達されるように
なるため、ギア部２０を介してカムギア２２に噛合する
カムシャフト１８も回転し、その回転方向に応じてリボ
ンホルダ１３が上下動する。このとき、ディテントスプ
リング２３の先端部はカムギア２２の回転にともなっ
て、カムギア２２の底面に設けられた図示せぬ凹部から
外れる。その後、チェンジギア１５は、カムギア２２と
ともに回転しながら、そのカム面３１にならって徐々に
上方に移動する。そして、カム面３１の山形頂部に到達
した時点で再びチェンジギア１５の下端にアーマチュア
２５の先端部が入り込み、これによってチェンジギア１
５がカムギア２２の歯欠部３０と対向する状態に戻る。
このとき、カムギア２２は、ディテントスプリング２３
の先端部が上記凹部（不図示）内に入り込もうとする力
の作用によって規定の位置まで回転するとともに、その
回転停止位置は上記凹部にディテントスプリング２３が
完全に嵌入することで規制される。

【００１５】このように上述したリボンシフト機構で
は、電磁石２４に一回通電する毎に、カムギア２２が所
定の角度だけ回転し、これに連動してカムシャフト１８
も所定角度（図例では３６０°）だけ回転する。その
際、リボンホルダ１３のシャフトホールド部２１に設け
られた突起部（不図示）はカムシャフト１８の回転とと
もにカム溝１９にならって摺動する。ここで本実施例に
おいては、カムシャフト１８の１シフト分の回転角（本
例では３６０°）に対応した円周ピッチ（本例では１８
０°ピッチ）でカム溝１９の水平部１９ａが形成されて
いる。したがって、カムシャフト１８の回転停止状態に
おける上記突起部の係合位置を、カム溝１９の水平部１
９ａの略中央部に設定することにより、カムシャフト１
８が１シフト分の回転動作を行うたびに上記突起部がカ
ム溝１９の水平部１９ａに位置するようになる。すなわ
ち、図４に示すように、シャフトホールド部２１に設け
られた突起部３２はカム溝１９にならって摺動すること
から、カムシャフト１８が１シフト分、つまり３６０°
回転すると、上記突起部３２は傾斜部１９ｂ→水平部１
９ａ→傾斜部１９ｂを経て再び水平部１９ａに位置す
る。そして、カムシャフト１８の１シフト分の回転動作
によってシャフトホールド部２１の突起部３２が図示の
ごとくカム溝１９の水平部１９ａに位置した時点で、図
示せぬ印字ヘッドに対するカラーインクリボンの印字カ
ラーが切り換わる。

【００１６】こうしてリボンホルダ１３側の突起部３２
がカム溝１９の水平部１９ａに位置する状態では、シャ
フト円周方向における水平部１９ａの形成角度範囲α
（図１参照）内でカムシャフト１８を回転させても、上
下方向におけるカム溝１９と突起部３２との係合位置に
変動が生じない。したがって、キャリッジのスペーシン
グ動作に連動してカムシャフト１８を回転させた際、カ
ムシャフト１８の回転停止角に多少のバラツキが生じて
も、リボンホルダ１３の高さが一定に保持されるように
なるため、印字ヘッドに対するカラーインクリボンのシ
フト位置にずれが生じることはない。

【００１７】ところで、印字ヘッドに対してカラーイン
クリボンを上方にシフトさせる場合、カム溝１９と突起
部３２との摺動部分にはリボンカセットやリボンホルダ
１３の荷重による摩擦力も作用する。このため、カムシ
ャフト１８の回転停止とともにディテントスプリング２
３の先端部をカムギア２２の凹部に確実に嵌入させるに
は、上記摩擦力に対抗し得る程度にディテントスプリン
グ２３の弾性力を大きく設定する必要がある。従来のカ
ムシャフト構造では、シャフト軸方向にわたって一定の
傾斜角をもってカム溝が螺旋状に形成されているため、
チェンジギア１５とカムギア２２の噛合状態が外れたあ
とにディテントスプリング２３の弾性力でカムギア２２
を規定位置まで回転させるには、リボンカセットが装着
されたリボンホルダ１３を持ち上げ得る程度のきわめて
大きな弾性力が必要になる。そうすると、ディテントス
プリング２３の弾性力に比例して、シフト動作開始時に
ディテントスプリング２３の先端部をカムギア２２の凹
部から外す際のギア列の負荷も大きくなるため、摩耗に
よってギア寿命が短くなるうえ、機構全体の小型化を図
ることがきわめて困難になる。

【００１８】一方、本実施例のカムシャフト構造では、
カムシャフト１８のカム溝１９が水平部１９ａと傾斜部
１９ｂとで略螺旋状に形成されており、シフト動作にお
いてはカムギア２２の回転停止時にリボンホルダ１３の
突起部３２がカム溝１９の水平部１９ａに位置するよう
になっている。このため、ディテントスプリング２３の
弾性力としては、リボンカセットが装着されたリボンホ
ルダ１３を持ち上げるだけの大きな弾性力を必要とせ
ず、水平部１９ａにおけるカム溝１９と突起部３２との
摺動摩擦に対抗し得る程度の弾性力で十分となる。した
がって、従来よりもディテントスプリング２３の弾性力
を低減できるため、シフト動作開始時にディテントスプ
リング２３の先端部をカムギア２２の凹部から外す際の
ギア列の負荷が軽減され、これによってギア列の長寿命
化ならびに機構全体の小型化を図ることが可能となる。

【００１９】さらに従来のカムシャフト構造では、印字
ヘッドに対してカラーインクリボンを下方にシフトさせ
る場合、シャフト軸方向にわたってカム溝が一様に傾斜
しているため、リボンホルダ１３の重量による慣性力に
よってリボンホルダの突起部がカム溝の規定位置を超え
た位置で停止する、いわゆるオーバーラン現象を起こし
やすい構造になっている。そこで、カム溝の規定位置に
リボンホルダの突起部を確実に停止させるべくディテン
トスプリング２３の弾性力を大きくすると、上記同様に
ギア列の短寿命化や機構全体の大型化などの諸問題を招
く。

【００２０】これに対して本実施例のカムシャフト構造
では、先にも述べたとおり、シフト動作においてリボン
ホルダ１３の突起部３２がカム溝１９の水平部１９ａに
位置することから、リボンホルダ１３の重量による慣性
力が水平部１９ａにおける突起部３２の摺動摩擦によっ
て急速に減衰するようになるため、リボンホルダ１３の
突起部３２をより的確にカム溝１９の規定位置（本例で
は水平部１９ａの中央）に停止させることが可能とな
る。

【００２１】加えて、本実施例の構成においては、カム
シャフト１８に複数の水平部１９ａを形成するにあたっ
て、先の図１及び図４で示したように、カラーインクリ
ボンを１シフトさせるためにカムシャフト１８が回転す
る角度、即ち３６０°に対応した位置Ｐ１に、カムシャ
フト１８の軸方向に一列に一の水平部１９ａを形成する
とともに、カラーインクリボンを１シフトさせるために
カムシャフト１８が回転する角度、即ち３６０°に対応
しない位置Ｐ２にも、上記一の水平部１９ａ間で該一の
水平部１９ａを基点として１８０°ごとに他の水平部１
９ａを形成し、これによってカムシャフト１８の外周面
に１８０°ピッチで水平部１９ａを形成するようにした
ので以下のような利点も得られる。すなわち、実際にカ
ムシャフトを製造するにあたっては、特に量産性を考慮
すると、金属または樹脂の棒材に切削加工を施すより
も、金型を用いた樹脂成形にて加工する方が好適であ
る。従来のカムシャフト構造ではカム溝が一様に傾斜し
ているため成形金型が一体化構造となり、成形品を金型
から取り出すときはカム溝形状にそって成形品を回転さ
せながら抜き取らなければならず、成形作業が面倒にな
るうえ、金型構造も複雑になってしまう。一方、本実施
例のカムシャフト構造ではカムシャフト１８の円周面上
において１８０°ずつ反転した位置に水平部１９ａが形
成されているので、水平部１９ａの中央位置を型割り位
置（パーティングライン位置）とし、かつアンダーカッ
トのない溝形状とすることにより、成形金型に分割構造
を採用して成形品の取り出しを簡単にでき、単純な金型
構造で容易にカムシャフト１８を製造することが可能と
なる。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
リボンホルダを上下動させるカムシャフトのカム溝を水
平部と傾斜部とで略螺旋状に形成したので、リボンホル
ダの突起部がカム溝の水平部に位置する状態でカムシャ
フトの回転停止角に多少のバラツキが生じても、リボン
ホルダが上下方向に変動しないことから、印字ヘッドに
対するカラーインクリボンのシフト位置にずれが生じる
ことがなくなる。これにより、カムシャフトの回転停止
角のバラツキに影響されることなく、印字ヘッドに対し
てカラーインクリボンを正確にシフト動作させることが
可能となる。また、カラーインクリボンを１シフトさせ
るためにカムシャフトが回転する角度に対応した位置に
一の水平部を形成し、更にカラーインクリボンを１シフ
トさせるためにカムシャフトが回転する角度に対応しな
い位置に一の水平部を基点として１８０°ごとに他の水
平部を形成しているため、それらの水平部の中央位置を
型割り位置（パーティングライン）とすることにより、
成形金型に分割構造を採用して成形品の取り出しを簡単
にでき、単純な金型構造で容易にカムシャフトを製造す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるカムシャフトの構造を
説明する図である。

【図２】リボンシフト機構の一例を示す分解斜視図であ
る。

【図３】リボンシフト機構の動作を説明する図である。

【図４】実施例におけるカムシャフトのカム溝曲線の展
開図である。

【図５】従来におけるリボンシフト機構の要部断面図で
ある。

【図６】従来におけるカムシャフトの構造を説明する２
面図である。

【図７】従来におけるカムシャフトのカム溝曲線の展開
図である。

【符号の説明】

１８ カムシャフト １９ カム溝 １９ａ 水平部 １９ｂ 傾斜部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 35/20 B41J 35/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リボンカセットを保持するリボンホルダ
   と、前記リボンホルダに設けられた突起部に係合するカ
   ム溝を有し、キャリッジのスペーシング動作に連動して
   回転可能に立設されたカムシャフトとを備え、前記カム
   シャフトを１シフト分ずつ回転させることにより前記リ
   ボンホルダを上下動させて、前記リボンカセットに収容
   したカラーインクリボンを印字ヘッドに対して上下にシ
   フトさせるシリアルプリンタのリボンシフト機構におい
   て、 前記カムシャフトのカム溝は、所定の円周ピッチで形成
   された複数の水平部とその水平部の各端部間に形成され
   た傾斜部とによって略螺旋状に形成されるとともに、 前記複数の水平部は、前記カラーインクリボンを１シフ
   トさせるために前記カムシャフトが回転する角度に対応
   した位置に、該カムシャフトの軸方向に一列に並んで形
   成された一の水平部と、前記カラーインクリボンを１シ
   フトさせるために前記カムシャフトが回転する角度に対
   応しない位置に、前記一の水平部間で該一の水平部を基
   点として１８０°ごとに形成された他の水平部とを有す
   る ことを特徴とするリボンシフト機構。