专利名称：打印机和弹簧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一边使备有打印头的打印单元向记录纸的宽度方向在规定的行程内往复移动，一边向记录纸上进行打印的打印机和适于装入打印机进行使用的弹簧装置。
作为现有的打印机的一例，有在特开2000-43360号公报中所述的打印机。该打印机，如图6所示，是由线性电动机91的驱动力使打印单元90在导向轴92的长度方向上往复自由运动的打印机。但是，在该打印机中，设置使线性电动机91的可动部91a和打印单元90的往复动作反相的平衡块93。该平衡块93例如具备皮带机构，当可动部91a向箭头Na的左方移动且皮带93a的下部向同方向移动时，皮带93a的上部和打印单元90向与上述方向相反的箭头Nb的右方移动。根据这样的构成，由于平衡了打印单元90和可动部91a的重量移动，在打印机上可以不产生大的振动。
在上述打印机中，打印单元90的一对导轨部94和辅助构件95外嵌在导向轴92上，并在它们之间设置弹簧装置8。辅助构件95由线性电动机91的驱动力以与打印单元90相同的速度同时反相往复运动。根据这样的构成，打印单元90进行往复运动，当接近其往复运动区域的终端时，在一对导轨94的任意一方与辅助构件95之间，弹簧装置8的弹簧被压缩。因此，利用上述弹簧的抵抗力可以使打印单元90减速。另外，在打印单元90终止了在往复移动范围的终端的反转动作之后，由上述弹簧的复原力也可以加速打印单元90。这样，如果将弹簧装置8的弹簧力利用于打印单元90的加减速，与只用线性电动机91的驱动力往复移动打印单元90的情况相比，可以减少线性电动机91的负担。
在上述特开2000-43360号公报中，作为减少导轨部94和辅助构件95与弹簧装置8冲撞时噪音的手段，提出了把弹簧装置8配置在导轨部94和辅助构件95之间的中央部的方案。把弹簧装置8例如固定在导轨部94上时，弹簧装置8和辅助构件95的冲撞速度为打印单元90的移动速度的2倍，与此相对，根据上述手段可以使导轨部94或辅助构件95对弹簧装置8的冲撞速度与打印单元90的移动速度相同，只能抑制它的部分噪音。
在上述公报记述的手段中，为了实现对付上述噪音的对策，弹簧装置8的构造例如做成如图7所示的构造。即，弹簧装置8具备可滑动地外嵌在导向轴92上的一对套筒80和夹在该套筒80之间的螺旋弹簧81。在各套筒80的内端侧的小径部80a上设置切口82并安装弹性环83，该小径部80a以适当的力压接在导向轴92的外周面上。
然而，在上述现有的手段中有下面的缺点。
即，由于在各套筒80和导向轴92之间产生一定的摩擦力，使弹簧装置8保持在一定的位置上，但是，当该弹簧装置8夹在导轨部94和辅助构件95之间被压缩时，各套筒80相对于导向轴92进行滑动，另外，在被压缩的弹簧装置8恢复到原始状态时，各套筒80也进行滑动。因此，在现有的打印机中，要求所谓弹簧装置8伸缩时各套筒80平滑地进行滑动而在此外的时间里各套筒80必须配置在一定的位置上这样相互相反的必要条件，满足这样的必要条件不容易。特别是由于各套筒80和导向轴92的摩擦力引起弹性环83的固紧力的变化及各套筒80的内周面和导向轴92的表面的磨损等情况引起变化时，满足上述必要条件更加困难。
在现有的打印机中，在导向轴92和各套筒80之间的摩擦力大时和小时，弹簧装置8对于打印单元90的抵抗力不同，对打印单元90的反转动作也带来了影响。打印机，按照通例，打印单元90在往复移动范围的终端附近进行反转动作时进行记录纸的送纸，此外的时间向记录纸上打印。因此，在现有的打印机中，因为打印单元90的反转动作与原先预定的动作不同，所以存在着向记录纸上正常打印变得困难的情况。再有，在现有的打印机中，例如，当导向轴92和各套筒80之间的摩擦力不足时，弹簧装置8容易从导轨部94和辅助构件95之间的中央部偏移位置。当有这样的位置偏移时，由于导轨部94和辅助构件95的任何一方比他方先接触弹簧装置8的一端部，弹簧装置8被弹向它的另一方。这样一来，弹簧装置8再由另一方弹回，在导轨部94和辅助构件95之间进行多重冲撞。这样的多重冲撞成为产生大的噪音的主要原因，必须避免。
本发明是考虑到这种情况后提出的，使提供一种打印单元的往复动作与原先预定的动作没有差别，或者在不产生大的噪音的不良问题的情况下，可以将弹簧装置的弹力有效且适当地使用于打印单元的加减速的打印机作为其课题。另外，本发明把提供一种能实现这样的打印机的合适的弹簧装置作为另一个课题。
为了解决上述课题，在本发明中，提出了下列的技术方案。
由本发明的第1技术方案提供的打印机，备有打印单元、线性电动机、平衡块、辅助构件和弹簧装置的打印机，上述打印单元具有外嵌在向一定方向延伸的导向轴的导轨部，上述线性电动机具有使上述打印单元在上述导向轴的长度方向往复运动的自由往复运动的可动部，上述平衡块使上述线性电动机的可动部和上述打印单元的往复动作进行反相，上述辅助构件外嵌在上述导向轴上，并且在上述导向轴的长度方向上进行与上述打印单元反相的往复运动，上述弹簧装置安装在上述导向轴上并被夹设在上述辅助构件与打印单元的导轨部之间，其特征在于，上述弹簧装置由外嵌在上述导向轴上的第1套筒、滑动自由地嵌合在该第1套筒的轴向两端部上的一对第2套筒、以及两端由上述一对第2套筒夹住且具有使上述各第2套筒的一端部向上述第1套筒的轴向两端部的侧方突出的弹性力的弹性构件构成。
在本发明中，在上述打印单元从往复移动范围的终端跟前向终端移动，上述弹簧装置被夹在上述导轨部和上述辅助构件之间并被压缩时，上述弹簧装置的一对第2套筒分别一边向上述第1套筒的长度方向中央部滑动，一边压缩上述弹簧构件。这时的弹簧构件的抵抗力起到使上述打印单元减速的作用。接下来，在上述打印单元于往复移动范围的终端处反转，上述导轨部和上述辅助构件之间的间隔扩大时，上述一对第2套筒，由于上述弹性构件伸长产生的弹性力的作用向从第1套筒的长度方向两端部突出方向滑动。这时的力起作为使上述导轨部和上述辅助构件向它们的行进方向加速的力的作用。
这样，在本发明中，无论是上述弹簧装置被压缩时，还是恢复到原始的状态时，都可以通过使上述各第2套筒相对于上述第1套筒滑动来进行上述弹性构件的适当的伸缩。不需要移动上述第1套筒。在本发明中，由于上述第1套筒固定在上述导向轴上，可以使上述弹簧装置全体不容易偏离规定的位置。因此，在本发明中，不会由于弹簧装置从上述导轨部和上述辅助构件之间的中央部偏离而产生弹簧装置在导轨部和辅助构件之间反复进行多次冲撞的情况。
另外，在本发明中，在上述各第2套筒和上述导向轴之间不需要产生用于固定上述弹簧装置整体的摩擦力。因此，也不需要严格地规定这些嵌合尺寸来在这些第2套筒和导向轴之间产生规定的摩擦力。这样制造起来就容易多了。
再有，在本发明中，除了可以在上述各第2套筒和上述导向轴上不产生磨损而外，也可以不产生由上述导向轴的表面状态的变化等因素引起的在上述打印单元减速时的上述各第2套筒的抵抗力等方面的大的变动。因此，也能够使上述打印单元的反转动作稳定，可以使打印机的打印处理动作成为适当的处理动作。
在本发明的理想的实施例中，上述弹簧装置安装在导向轴上的上述辅助构件和上述导轨部之间的中央部上，以使上述辅助构件和以与其相反位相移动的上述打印单元的导轨部可以大致同时地接触与它们面对的各第2套筒。
在本发明的理想的实施例中，外嵌在上述导向轴上的导轨部是2个，上述2个辅助构件在上述2个导轨部之间都外嵌在上述导向轴上，在上述导轨部和上述辅助构件的各对之间安装上述弹簧装置。
在本发明的理想的实施例中，上述弹性构件是外嵌在上述第2套筒上的螺旋弹簧。
在本发明的理想的实施例中，上述第1套筒做成具有固紧上述导向轴外周的弹性力。
根据这样的构成，可以把上述第1套筒稳定地固定在上述导向轴上。另外，必要的时候，也可以在上述导向轴的长度方向强制移动上述第1套筒，便利于把弹簧装置定位在上述导向轴的规定的位置上。
在本发明的另一个理想的实施例中，上述第1套筒是具有轴向延伸的缺口部的横截面基本呈C字状的套筒，并且，在从上述导向轴上脱离下来的自然状态下，做成内径比上述导向轴的外径小。
根据这样的构成，把上述第1套筒做成简单的构造的同时，可以用适度的弹性力固紧上述导向轴的外周。
在本发明的另一个理想的实施例中，上述弹簧装置还包含把上述第1套筒固定在上述导向轴上的固定螺钉。
在本发明的另一个理想的实施例中，上述弹簧装置还包含外嵌在上述第1套筒上的弹性环，由上述弹性环的弹性力把上述第1套筒压接在上述导向轴上。
在本发明的另一个理想的实施例中，在上述第1套筒和上述各第2套筒上设置可以相互结合的结合机构，用来阻止上述第2套筒从上述第1套筒突出规定尺寸以上。
根据这样的构成，上述第2套筒不会从上述第1套筒上不适当地脱落。
在本发明的另一个理想的实施例中，在上述第2套筒中的与上述辅助构件或者上述打印单元的导轨部对向的部分上设置比上述各第2套筒弹性率小的缓冲件。在此，所谓「弹性率」是应力除以变形量的值，该值越小，相对于一定荷重变形越大。
根据这样的构成，可以减小上述弹簧装置与上述辅助构件或上述导轨部冲撞时的冲击，可以实现各部位的保护和抑制噪音。
由本发明的第2技术方案提供的弹簧装置，其特征在于，该弹簧装置具有外嵌在所希望的轴上的第1套筒、滑动自由地嵌合在上述第1套筒的轴向两端部上的一对第2套筒以及两端由上述一对第2套筒夹住的具有使上述各第2套筒的一端部向上述第1套筒的轴向两端部的侧方凸出的弹性力的弹性构件。
根据这样的构成的弹簧装置，对实现本发明的打印机有益，可以起到与在由本发明的第1技术方案所提供的打印机中所述的相同的效果。
本发明的其他的特征和优点，从下述发明的实施例的说明中会更加明了。
图1是表示本发明的打印机的一例的概略正视图。
图2是图1所表示的打印机的概略侧视图。
图3是安装在图1所示的打印机上的弹簧装置的剖视图。
图4是图3的IV-IV剖面图。
图5是表示弹簧装置的压缩状态的剖视图。
图6是表示现有的打印机的一例的正视图。
图7是现有的弹簧装置的一例的剖视图。
下面，参照附图具体地说明本发明的理想的实施例。
图1和图2表示本发明的打印机的一例。图3～图5表示安装在图1和图2所示的打印机上的弹簧装置。
如图1所示，本实施例的打印机P作为点击式打印机来构成，除去安装在该打印机P上的弹簧装置A之外，基本的构成是与现有技术中所述的打印机大致相同的。具体的讲，该打印机P由打印单元1、平衡块2、线性电动机3、一对辅助构件4和一对弹簧装置A构成。
打印单元1是一般称为锤触排的单元，如图2所示，备有适当数量的作为打印锤的点击型的打印头10。在与打印头10面对的地方设置压纸滚筒70，在它们之间输送记录纸K。如图1所示，在该打印单元1的长度方向的两端部上设置一对导轨部11，这些导轨部11可滑动地外嵌在水平方向延伸的导向轴6上。
一对辅助构件4，可滑动地外嵌在导向轴6上，并使之位于打印单元1的一对导轨部11之间。弹簧装置A安装在导向轴6上，并使之位于各辅助构件4和各导轨部11之间。
线性电动机3，例如由多个电磁线圈(图示略)的可动部30和备有多个磁铁(永久磁铁)的定子31构成，通过在磁铁的磁场中在电磁线圈中流过电流，根据佛来明左手定律在可动部30上会产生推力。可动部30以一定的行程自由地往复移动。再有，与本实施例不同，也可以做成可动部30有磁铁，而定子31有电磁线圈。
平衡块2与上述现有技术的平衡块一样有皮带机构。该皮带机构是在一对皮带轮20a、20b上绕挂皮带21的机构，皮带21的下部，通过连接构件22与线性电动机3的可动部30和一对辅助构件4连结(刚性连结)。皮带21的上部通过连结构件23与打印单元1连结。因此，当可动部30在图1的左右方向上往复移动时，一对辅助构件4也与其同方向等量移动。与此相反，打印单元1的往复动作是与可动部30或各辅助构件4反相位的，即向与可动部30或各辅助构件4相反的方向移动。
各弹簧装置A，如图3所示，由第1套筒51，一对的第2套筒52和作为弹性构件的弹簧53构成。
第1套筒51是用具有可挠性的合成树指制成的，如图4所示，是具有缺口部51a的横截面基本呈C字状的套筒。缺口部51a成沿该第1套筒51的轴向的全长范围设置。因此，该第1套筒51成为能在半径方向上扩大缩小自由变形。该第1套筒51，如图4的点划线所示，在不外嵌在导向轴6上的自然状态下，其内径D2比导向轴6的外径D1小。该第1套筒51在使其半径比上述自然状态扩大的状态下外嵌在导向轴6上。
各第2套筒52是用与第1套筒51相同或不同种类的合成树脂制成的，可滑动地外嵌在第1套筒51的轴向的两端部上。与第1套筒51和导向轴6相反，第2套筒52的嵌合比较松缓。因此，导向轴6和第1套筒51之间产生的摩擦力与导向轴6的表面状态的变化等因素没有关系，比导向轴6与第2套筒之间产生的摩擦力和第1套筒51与第2套筒52之间产生的摩擦力变大。
在各第2套筒52的轴向的内端部(靠近第1套筒51的轴向中央的端部)上，设置可以与设置在第1套筒51的轴向两端部的外周面上的凸部51b结合的凸部52b。这些凸部51b、52b相当于在本发明中所说的结合机构的一个例子。在各第2套筒52的轴向外端部上设置法兰盘52a，在该法兰盘52a的朝外的面上设置比第2套筒52弹性率小的(例如尿烷橡胶制的)片状的缓冲件54。
弹簧53，例如是金属制的压缩螺旋弹簧，松缓地外嵌在第1套筒51和第2套筒52上，同时夹在一对法兰盘52a之间。该弹簧装置A，如图3所示，在不受外部负荷的通常状态下，由于各法兰盘52a受弹簧53的弹性力的作用，各第2套筒52的外端部成为向第1套筒51的长度方向端部侧方向突出的状态。在该状态下，51b、52b彼此相互接触并结合，所以各第2套筒52不会从第1套筒51上脱离。
下面，对上述构成的打印机P的作用进行说明。
在作动打印机P时，预先把各弹簧装置A配置在打印单元1的各导轨部11和各辅助构件4之间的中央部上。各弹簧装置A的第1套筒51，虽然处于用一定的弹性力固紧导向轴6的状态下，但是在加上比较大的力时，是可以在导向轴6的长度方向上滑动的，因此，可以简单地进行弹簧装置A的定位。
在线性电动机3被驱动，打印单元1例如向图1的右方移动时，打印单元1的左端的导轨部11和与其对应的辅助构件4相互接近。因此，在位于它们之间的弹簧装置A的两端部上，这些导轨部11和辅助构件4接触，弹簧装置A被从其两侧向图3的箭头N方向推压。这样一来，弹簧装置A的各第2套筒52一边压缩弹簧53一边向第1套筒51的长度方向的中央部方向滑动。这时的弹簧53的抵抗力成为使打印单元1减速的辅助力，减轻了在终端附近打印单元1减速时线性电动机3的负担。导轨部11和辅助构件4与弹簧装置A接触时，由于它们与比各第2套筒52弹性率小的缓冲件54接触，所以可以减小接触时的冲击，可以抑制噪音的产生。在打印单元1到达往复运动范围的右侧终端时，弹簧装置A成为图5所示的状态。
其次，在打印单元1反转时，导轨部11和辅助构件4向互相离开的方向(图5的箭头N2的方向)移动。这时一对第2套筒52在弹簧53的弹性力的作用下进行滑动，向第1套筒51的长度方向两端部的侧方突出，向它们的前进方向推压导轨部11和辅助构件4。该推压力成为加速打印单元1的辅助力，减轻了从反转到加速打印单元1时的线性电动机3的负担。当导轨部11和辅助构件4之间的距离变大时，弹簧装置A恢复到原来的图3所示的状态。打印单元1向图1的左方移动并进行反转时，在夹在打印单元1的右端的导轨部11和与其对应的辅助构件4之间的弹簧装置A中，得到与上述相同的作用。
在上述弹簧装置A的压缩动作和回归动作中，各第2套筒52边使弹簧53伸缩边相对第1套筒51滑动。与此相反，第1套筒51不移动。因此，弹簧装置A的位置不偏离导轨部11和辅助构件4之间的中央部。当弹簧装置A从上述中央部的位置偏离时，导轨部11和辅助构件4的任何一方先于他方与弹簧装置A的一端部冲撞并把弹簧装置A推向他方侧，会产生弹簧装置全体在导向轴6上不稳定地往复运动现象，但是在本实施例中可以防止这样的事情发生。
各第2套筒52，由于分别松缓地嵌合在导向轴6和第1套筒51上，所以这些零件上难以产生磨损。另外，假如导向轴6产生了磨损并在其表面状态上产生了一些变化，或者由于温度上升导向轴6的直径多少变大一些，即使产生了这些情况，也可以使各第2套筒52在导向轴6的长度方向上移动时的摩擦力上不产生大的变动。因此，弹簧装置A被导轨部11和辅助构件4压缩时的各第2套筒52的抵抗力和弹簧装置A从压缩状态恢复到非压缩状态时各第2套筒推压导轨部11和辅助构件4的力分别被一定化，包含打印单元1的加减速的往复动作全部都变得很稳定。所以，由于这样的打印单元1的往复动作的稳定化，也就达到了向记录纸上印刷的正确化。
本发明的打印机和弹簧装置的各部分的具体构成不局限于上述实施例，设计上可以进行各种变更。
对于弹簧装置的第1套筒来说，例如也可以通过在第1套筒上外嵌弹性环来代替第1套筒本身具有弹性力的构成，利用该弹性环的弹力使第1套筒压接在导向轴上。另外，也可以把第1套筒做成筒状，松缓地嵌合在导向轴上，然后用止动螺钉等办法把该第1套筒固定在导向轴规定的位置上。
作为弹簧装置上具备的弹簧构件，可以用各种弹性构件代替金属制的压缩螺旋弹簧，也不限定它的具体种类。
本发明的打印机的打印单元，不局限于备有点击型的打印头的打印单元，例如也可以做成备有热敏型或喷墨型的打印头的打印单元。平衡块，只要是具有能使线性电动机的可动部和打印单元的往复动作反向的功能就可以，不用管它的具体构成。本发明的打印机也可以像现有技术的图6所示的打印机那样，在一对导轨部的中间部设置一个辅助构件，也不限定导轨部和辅助构件的具体数量。
从以上的说明中可以理解，根据本发明的打印机，打印单元的往复动作不会与原来预定的动作不同，弹簧装置不会由于反复进行多次冲撞产生大的噪音，在打印单元加减速时可以有效地且适当地利用弹簧装置的弹簧力。另外，本发明的弹簧装置，可以有益于实现本发明的打印机。
权利要求
1.一种打印机，该打印机具有打印单元、线性电动机、平衡块、辅助构件和弹簧装置，上述打印单元具有外嵌在沿一定方向延伸的导向轴上的导轨部，上述线性电动机具有用于使该打印单元在上述导向轴的长度方向上往复运动的往复运动自由的可动部，上述平衡块使上述线性电动机的可动部和上述打印单元的往复动作反相，上述辅助构件外嵌在上述导向轴上、并在上述导向轴的长度方向上与上述打印单元反相地进行往复运动，上述弹簧装置安装在上述导向轴上并夹在上述辅助构件与上述打印单元的导轨部之间，其特征在于，上述弹簧装置由第1套筒、第2套筒和弹性构件构成，上述第1套筒外嵌在上述导向轴上，上述第2套筒滑动自由地嵌合在该第1套筒的轴向两端部上，上述弹簧构件，其两端由上述一对第2套筒夹住、并具有使上述各第2套筒的一端部向上述第1套筒的轴向两端部的侧方突出的弹性力。
2.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，上述弹簧装置安装在导向轴上的上述辅助构件和上述导轨部之间的中央部上，以使上述辅助构件和与其反相移动的上述打印单元的导轨部可以基本同时地接触与它们面对的各第2套筒。
3.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，外嵌于上述导向轴上的导轨部是两个，上述2个辅助构件在上述2个导轨部之间外嵌在上述导向轴上，在上述导轨部和上述辅助构件的各对之间安装着上述弹簧装置。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述弹性构件是外嵌在上述第2套筒上的螺旋弹簧。
5.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，上述第1套筒是具有固紧上述导向轴的外周的弹性力的构造。
6.如权利要求5所述的打印机，其特征在于，上述第1套筒是具有向轴向延伸的缺口部的横截面大致呈C字形的零件，同时，在从上述导向轴上脱下的自然状态下，其内径比上述导向轴的外径小。
7.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，上述弹簧装置还包含把上述第1套筒固定在上述导向轴上的紧固螺钉。
8.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，上述弹簧装置还包含外嵌在上述第1套筒上的弹性环，由上述弹性环的弹力将上述第1套筒压接在上述导向轴上。
9.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，在上述第1套筒和上述第2套筒上设置相互可以结合的结合机构，以阻止上述各第2套筒从上述第1套筒突出规定尺寸以上。
10.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，在上述各第2套筒之中的与上述导轨部的相对部分上设置比上述各第2套筒弹性率小的缓冲件。
11.如权利要求10所述的打印机，其特征在于，在上述各第2套筒之中的与上述辅助构件相对的部分上设置比上述各第2套筒弹性率小的缓冲件。
12.弹簧装置，其特征在于，该弹簧装置具有外嵌在所希望的轴上的第1套筒、滑动自由地嵌合在上述第1套筒的轴向两端部上的一对第2套筒以及两端由上述一对第2套筒夹住的具有使上述各套筒的一端部向上述第1套筒的轴向两端部的侧方突出的弹性力的弹性构件。
全文摘要
打印机,把具有外嵌在打印机上的导向轴上的第1套筒、滑动自由地嵌合在上述第1套筒的轴向两端部上的一对第2套筒以及两端由上述一对第2套筒夹住的具有使上述各套筒的一端部向上述第1套筒的轴向两端部的侧方突出的弹性力的弹性构件的弹簧装置设置在打印单元的导轨部和辅助构件之间。
文档编号B41J19/00GK1353046SQ011121
公开日2002年6月12日 申请日期2001年3月29日 优先权日2000年11月9日
发明者山中康誉 申请人:富士通株式会社