(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドット印字用の印字素子を有するドット印字手段と、印字用紙を送る紙送り手段と、前記印字素子と対向する位置に所定間隔隔てて設置されたプラテンと、駆動源と、該駆動源を保持するシャトルベースと、前記駆動源の動力を伝達する動力伝達手段と、該シャトルベースに連結され、前記ドット印字手段を保持するボールベアリングホルダと、前記ドット印字手段をガイドするシャフトと、該シャフトを保持するサイドスタンドとを有し、前記ドット印字手段が桁方向に往復移動する過程で印字を行う印字装置において、
前記シャフトの桁方向の中央付近に、一方が前記シャフト、他方が前記シャトルベースに固定され、かつ前記シャトルベースの変形が前記シャフトへ伝わるようにシャフトガイドを設け、前記シャトルベースの変形が発生した場合に前記シャフトが前記シャフトガイドを介して強制的にたわむように構成されていることを特徴とする印字装置。
【請求項２】
前記シャフトガイドに、前記シャフト貫通孔位置を調整するネジを備えたことを特徴とする請求項１記載の印字装置。
【請求項３】
前記シャフトガイドは板金部材よりも線膨張係数の大きな部材であることを特徴とする請求項１または２記載の印字装置。
【請求項４】
前記シャフトガイドにおける前記シャフトの固定部位は横長穴状としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の印字装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドット印字を行う印字装置における印字機構部と該印字機構部に対向するプラテン間のギャップを、運転開始時及び連続運転時、いずれも適正に維持する機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドット印字を行う代表的な印字装置にドットプリンタが挙げられる。
【０００３】
ドットプリンタはドット印字を行う印字ハンマを搭載したハンマ機構部を、シャトル機構部により桁方向に往復運動させ、印字を行うプリンタである。印字ハンマは、板バネの先端に印字ピンを取り付けた構成となっており、板バネに予め持たせたたわみエネルギーを開放することで印字ハンマを動作させ、インクリボンを介して印字用紙にドット印字を行う。
【０００４】
そのため、ハンマ機構部と印字ハンマの印字力を支持するプラテン間のギャップが適正より広くなると、ドット印字を行う前にエネルギーが消散するため、適正な印字力が得られなくなる、あるいは、ドット印字ができず脱ドットが発生することがある。
【０００５】
一方、ハンマ機構部とプラテン間のギャップが狭くなると、印字ピン先端がインクリボンを介して印字用紙に接触し、インクリボンのインクが印字用紙に付着し、汚れが発生することがある。
【０００６】
従って、ドットプリンタにて鮮明な印字を行うには、ハンマ機構部とプラテン間のギャップを適正に保つ必要がある。
【０００７】
以下、従来技術について詳述する。
【０００８】
ドットプリンタの構造について図５を用いて説明する。
【０００９】
ドット印字を行う印字ハンマ１３を実装したハンマ機構部１１は、シャトル機構部１２に搭載され、桁方向に往復運動を行う。印字ハンマ１３の印字力を支持するプラテン１４は、印字用紙１５、及びインクリボン１６を介してハンマ機構部１１に対向して配置してある。
【００１０】
シャトル機構部１２はリニアモータ３１などによる駆動力を図示しない動力伝達部を介してタイミングベルト２６に伝え、さらにシフトプレート２５を介してボールベアリングホルダ（以下ＢＢホルダという）２２に取付けられたハンマ機構部１１を桁方向に往復運動させる。
【００１１】
ＢＢホルダ２２は、ボールベアリング２３、シャフト２１を介してサイドスタンド３０により、またスライドプレート２４、ベアリング２７を介してベアリングホルダ２８により位置決めされる。
【００１２】
ここで、シャトル機構部１２を連続的に運転させると、主として、リニアモータ３１の熱源からの発熱により、シャトルベース２９が熱変形を起こすことがある。このシャトルベース２９は一般に板金部品で構成されるが、このような形状の板金部品は温度上昇時、中央付近が最も持ち上がる凸型の熱変形をすることがある。すなわち、シャトルベース２９のベアリングホルダ２８取付部の熱変形による上下方向の変動量はシャトル機構部１２の桁方向の両端にあり、温度変化による影響を受けにくく、シャフト２１の取付部であるサイドスタンド３０の熱膨張による上下方向の変動量より大きくなる。そのため、シャトルベース２９の凸型変形がベアリングホルダ２８、ベアリング２７、及びスライドプレート２４を介してＢＢホルダ２２に伝わり、結果として、シャフト２１を中心としたＢＢホルダ２２の回転運動が生じる。この回転運動によって、ハンマ機構部１１が倒れ込み（プラテン１４方向への変位）を起こし、印字ハンマ１３先端をプラテン１４方向に押し込むことになり、ハンマ機構部とプラテン間のギャップが狭くなる変動を起こし、インクリボンによる印字用紙の汚れが発生することがあった。
【００１３】
また、冷暗場所に放置した場合には、上記作用と逆の作用が起こり、ハンマ機構部とプラテン間のギャップが広くなる変動を起こし、冷暗場所での放置後の運転開始直後においては、適正な印字力が得られなくなる、あるいは脱ドットが発生することがあった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようにドットプリンタにおいて鮮明な印字を得るためには、ハンマ機構部とプラテン間のギャップを適正に保つことが必要となる。
【００１５】
しかし、連続運転時の各熱源からの発熱による温度上昇、あるいは冷暗場所に放置した場合の温度下降に伴い、主としてシャトル機構部を構成する部品の熱変形によりハンマ機構部とプラテン間のギャップが変動すると、適正なギャップの確保ができなくなる。ギャップが適正より広くなった場合には、適正な印字力が得られなくなる、あるいは脱ドットが発生することがあり、ギャップが適正より狭くなった場合には、インクリボンによる印字用紙の汚れが発生し、鮮明な印字を得ることができなくなる可能性がある。
【００１６】
よって、本発明の課題は、シャトル機構部を構成する部品の熱変形に左右されないで、常にハンマ機構部とプラテン間のギャップをほぼ一定に保持する印字装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、各熱源からの発熱による温度上昇に伴う熱変形、及び熱膨張を利用して、ハンマ機構部とプラテン間のギャップの変動を抑制させる機構を設けることにより、運転開始時、及び連続運転時いずれも適正なギャップを確保し鮮明な印字を得ることが可能となる。
【００１８】
すなわち、本願の請求項１記載の発明は、ドット印字用の印字素子を有するドット印字手段と、印字用紙を送る紙送り手段と、前記印字素子と対向する位置に所定間隔隔てて設置されたプラテンと、駆動源と、該駆動源を保持するシャトルベースと、前記駆動源の動力を伝達する動力伝達手段と、該シャトルベースに連結され、前記ドット印字手段を保持するボールベアリングホルダと、前記ドット印字手段をガイドするシャフトと、該シャフトを保持するサイドスタンドとを有し、前記ドット印字手段が桁方向に往復移動する過程で印字を行う印字装置において、前記シャフトの桁方向の中央付近に、一方が前記シャフト、他方が前記シャトルベースに固定され、かつ前記シャトルベースの変形が前記シャフトへ伝わるようにシャフトガイドを設け、前記シャトルベースの変形が発生した場合に前記シャフトが前記シャフトガイドを介して強制的にたわむように構成されている。
【００１９】
本願の請求項２記載の発明は、請求項１記載の印字装置において、前記シャフトガイドに、前記シャフト貫通孔位置を調整するネジを備えたことを特徴とする。
【００２０】
本願の請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の印字装置において、前記シャフトガイドは板金部材よりも線膨張係数の大きな部材であることを特徴とする。
【００２１】
本願の請求項４記載の発明は、１ないし３のいずれか一項に記載の印字装置において、前記シャフトガイドにおける前記シャフトの固定部位は横長穴状としたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を説明する。
【００２３】
図１は本発明の一例となるシャトル機構部のハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップ変動の抑制機構の側面図である。
【００２４】
基本的な構成は前述した従来技術のシャトル機構部と同じであるが、そのほかに、本発明においてはギャップの変動を抑制させるためのシャフトガイド１が設けてある。なお、このシャフトガイド１は、図２に示すように、シャフト２１の桁方向の中央付近に取付けられている。
【００２５】
本例では、シャフトガイド１は２分割された板金部品で構成してあり、シャトル機構部１２の組立時に、シャトルベース２９からのシャフト２１の高さにあわせた調整を調整ネジ２にて行い得る構造となっている。
【００２６】
前述したように、連続運転時、あるいは冷暗場所での放置時にシャトルベース２９が熱変形を生じ、ベアリングホルダ２８、ベアリング２７、及びスライドプレート２４を介してＢＢホルダ２２がシャフト２１を中心とした回転運動を起こすとき、シャトルベース２９の熱変形をシャフトガイド１を介してシャフト２１に伝え、シャフト２１を上下方向に強制的にたわみを持たせることにより変位させることで、ＢＢホルダ２２の回転運動を抑制（連続運転時にはハンマ機構部１１がプラテン１４方向へ変位する原因となる方向の回転を抑制、冷暗場所での放置時には逆方向の回転を抑制）し、最終的にハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップの変動を抑制させることが可能となる。
【００２７】
図３は本発明の他の例を示すシャトル機構部のハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップ変動の抑制機構の側面図である。
【００２８】
図１に示したギャップ変動の抑制機構のシャフトガイド１を板金部品から線膨張係数の大きな部材、例えばポリアセタールなどを用いたシャフトガイド３に変更している。
【００２９】
本例では、図１に示したシャフトガイド１と同様に、シャフトガイド３から分割された板金部品のシャフトガイドプレート５により構成してあり、シャトル機構部の組立時に、シャトルベース２９上面からのシャフト２１の高さにあわせた調整を調整ネジ４にて行い得る構造となっている。
【００３０】
本構成のように、シャフトガイド３に線膨張係数の大きな部材を使用することで、温度変化時にシャフトガイド３自体の熱膨張による変動量が図１で説明したシャフトガイド１よりも大きくなるため、シャフト２１の上下方向の変位量を図１で説明した機構よりも大きくすることができ、ＢＢホルダ２１の回転運動を抑制させる効果を大きくすることができる。
【００３１】
また、調整ネジ４による固定位置をシャフト２１の上方に位置させることで、シャトルベース２９から調整ネジ４による固定位置までの距離である線膨張係数の大きな部材の有効長さを大きく与えるような構成、すなわち、シャトルベース２９から調整ネジ４までの距離を長くして、シャフトガイド３の膨張距離（変位の有効長さ）を確保できるようにしてある。
【００３２】
よって、図１で説明した機構よりもＢＢホルダ２２の回転運動を抑制できるので、ハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップの変動を抑制させることが可能となる。
【００３３】
更に、図３に示した例において、一般的な使用として想定された常温と、連続運転時との温度差、及び前述の常温と、冷暗場所での放置時の温度との温度差に対して、ベアリング２７付近のスライドプレート２４の上下方向の移動量と、ＢＢホルダ２２付近のシャフト２１の上下方向の変位量とがほぼ一致するよう、シャフトガイド３に用いる適切な線膨張係数を持つ部材を選択し、更には前述した部材の有効長さを確保すれば、温度変化時のＢＢホルダ２２の回転運動をほぼ零にすることができ、ハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップの変動を相殺させることが可能となる。
【００３４】
図４は本発明の他の例を示すシャトル機構部のハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップ変動の抑制機構の側面図である。
【００３５】
図３に示したギャップ変動の抑制機構を基に、図３のシャフトガイドプレート５に代えて、シャフト２１取付穴を長穴状にしたシャフトガイドプレート６が設けられている。
【００３６】
前述したように、シャフトガイド３に用いる線膨張係数の大きな部材はポリアセタールなどの樹脂を用いることが考えられるが、このような樹脂部品は、シャトル機構部への実装状態により形状に制約を受け、更に樹脂部品の成形条件に影響される樹脂の方向性（成形の工程で樹脂に結晶の方向性が形成され、線膨張係数の方向性が生じる）などにより、必ずしも、温度変化時にシャフト２１の上下方向だけを強制的に変形させず、場合によっては、プラテン１４方向にも熱変形を起こすことがある。
【００３７】
例えば、温度上昇時、シャフトガイド３のプラテン１４方向の熱変形により、シャフト２１がプラテン１４方向に押し出されるような場合、ハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップが狭くなり、ハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップ変動の抑制機構の効果を阻害する。そこで、本例においては、シャフトガイドプレート６のシャフト２１取付穴を横長穴状にし、この横長穴とシャフト２１との空隙部がマージンとなって、シャフト２１のプラテン１４方向の変位がシャフトガイド３、及びシャフトガイドプレート６に影響されない構成とした。すなわち、シャフト２１を上下方向のみ変位させるようにすることで、ＢＢホルダ２２の回転運動を抑制でき、ハンマ機構部１１とプラテン１４間のギャップの変動を抑制させることが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、連続運転時の各熱源からの発熱による温度上昇、あるいは冷暗場所に放置した場合の温度下降に伴い、主としてシャトル機構部を構成する部品の熱変形によりハンマ機構部とそれに対向するプラテン間のギャップが変動するとき、熱変形を伝達する部材の取付、及び線膨張係数の大きな部材の熱膨張の利用により、ハンマ機構部の印字ピン先端の位置を移動させ、ハンマ機構部とプラテン間のギャップをほぼ一定に保持することにより、鮮明な印字を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一例となるギャップ調整機構を示す側面図。
【図２】  本発明の一例となるギャップ調整機構を示す上面図。
【図３】  本発明の他の例となるギャップ調整機構を示す側面図。
【図４】  本発明の他の例となるギャップ調整機構を示す側面図。
【図５】  従来のドットプリンタのシャトル機構部の側面図。
【符号の説明】
１、３はシャフトガイド、２、４は調整ネジ、５、６はシャフトガイドプレート、１１はハンマ機構部、１２はシャトル機構部、１３は印字ハンマ、１４はプラテン、１５は印字用紙、１６はインクリボン、２１はシャフト、２２は：ボールベアリングホルダ、２３はボールベアリング、２４はスライドプレート、２５はシフトプレート、２６はタイミングベルト、２７はベアリング、２８はベアリングホルダ、２９はシャトルベース、３０はサイドスタンド、３１はリニアモータである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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