JP2014051010A - 両面プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の一方の面と他方の面を印字するサーマル印字ヘッドがそれぞれ設けられている両面サーマルプリンタにおいて、用紙搬送方向に対して一方の面を印字するサーマル印字ヘッドと他方の面を印字するサーマル印字ヘッドの距離を短くし、一方の面の印字開始位置と他方の面の印字開始位置とにズレを少なくする両面プリンタ装置を提供する。
【解決手段】第１の印字面と第２の印字面のそれぞれに感熱層を有するサーマル用紙が搭載され、第１印字部と、この第１印字部に対して用紙搬送方向下流側に設けられている第２印字部を有している両面プリンタ装置であって、第２印字部における、第２印字ヘッドと第２プラテンローラの接触面における平面と、第２印字ヘッドのヘッド素子基板の成す角度を、第１印字部における、第１印字ヘッドと第１プラテンローラの接触面における平面と、第１印字ヘッドのヘッド素子基板の成す角度より大きくするサーマル印字ヘッドを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施態様は、用紙の両面に印字をおこなう両面プリンタ装置に関する。

レシート等の発行装置として用いられるプリンタ装置では、感熱層を有するロール状に巻回された用紙にサーマル印字ヘッドにより印字を行なっている。通常の印字においては、用紙の片面に印字がなされているが、印字情報が多い場合に大量に用紙を消費することから、用紙のもう一方の面にも感熱層を設け、それぞれの面にサーマル印字ヘッドにより印字をおこなう両面プリンタが知られている。

上述した両面プリンタでは、用紙の一方の面と他方の面を印字するサーマル印字ヘッドがそれぞれ設けられているが、用紙搬送方向に対して距離をもって配置されている。この為、両面に対して同時に印字が開始された場合、一方の面の印字開始位置と他方の面の印字開始位置とにズレが発生し、そのズレの領域には印字をすることが出来ない。

このズレの領域に印字をおこなうには用紙を通常の印字の際の搬送方向とは逆方向に搬送させる必要があり、用紙搬送制御や印字開始位置の制御等制御が難しくなると言った問題がある。

特開２００８−６６８１号公報

本発明が解決しようとする課題は、用紙の一方の面と他方の面を印字するサーマル印字ヘッドがそれぞれ設けられている両面プリンタにおいて、用紙搬送方向に対して一方の面を印字するサーマル印字ヘッドと他方の面を印字するサーマル印字ヘッドの距離を短くし、一方の面の印字開始位置と他方の面の印字開始位置とにズレを少なくする両面プリンタ装置を提供することである。

実施形態の両面プリンタ装置は、用紙を供給する用紙供給部から前記用紙を排出する用紙排出口まで形成された用紙搬送路と、前記用紙を、前記用紙排出口に向け搬送する用紙搬送機構と、前記用紙の第１の印字面側にヘッド素子基板を有する第１印字ヘッドと、前記用紙搬送路を挟んで前記第１印字ヘッドに対向配置された第１プラテンローラと、前記用紙の第２の印字面側であって、前記第１印字ヘッドよりも用紙搬送方向下流側に設けられた、ヘッド素子基板を有する第２印字ヘッドと、前記用紙搬送路を挟んで前記第２印字ヘッドに対向配置された第２プラテンローラを有し、前記第２印字ヘッドと前記第２プラテンローラの接触面における平面と、前記第２印字ヘッドの前記ヘッド素子基板の成す角度は、前記第１印字部における、前記第１印字ヘッドと前記第１プラテンローラの接触面における平面と、前記第１印字ヘッドの前記ヘッド素子基板の成す角度より大きい両面プリンタ装置である。

第１の実施形態に係る両面プリンタ装置の要部を示す構成図。 第１の実施形態に係る両面プリンタ装置の制御回路構成を説明するブロック図。 サーマル印字ヘッドとプラテンローラと用紙の位置関係図。 第１の実施形態に係る両面プリンタ装置のサーマル印字ヘッドの配置構成図。 第２の実施形態に係る両面プリンタ装置のサーマル印字ヘッドの配置構成図。 第２の実施形態に係る両面プリンタ装置のサーマル印字ヘッドとプラテンローラ間への用紙挿入説明図。 第３の実施形態に係る両面プリンタ装置のサーマル印字ヘッドの配置構成図。 サーマル印字ヘッドとプラテンローラと発熱素子の位置関係図。

以下に、本発明の一実施形態に係る両面プリンタ装置を、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る両面プリンタ装置の要部を示す構成図である。なお、このプリンタでは、図の右側から左側に向けて用紙２が搬送されるので、以下の説明においては、図中右側を上流側、左側を下流側とする。

図中符号２は巻軸３に巻回されたロール状の用紙であり、巻軸３はプリンタ１に回転自在に支持されているとともに、その用紙２は第１の印字面４と、第１の印字面４と反対の面である第２の印字面５の双方に感熱層を有している。

用紙２の下流側にはアイドラローラ６が回転自在に支持されている。アイドラローラ６の下流には、図示しないモータによって回転可能とされた第１プラテンローラ７と、この第１プラテンローラ７に対して用紙搬送路８を挟んでヘッド素子基板１４を有する第１サーマル印字ヘッド９が対向配置されている。これら第１プラテンローラ７、第１サーマル印字ヘッド９にて第１印字部１０を構成しており、第１印字部１０において第１の印字面４に印字をおこなう。

第１印字部１０の下流には、図示しないモータによって回転可能とされた第２プラテンローラ１１と、この第２プラテンローラ１１に対して用紙搬送路８を挟んでヘッド素子基板１５を有する第２サーマル印字ヘッド１２が対向配置されている。これら第２プラテンローラ１１、第２サーマル印字ヘッド１２にて第２印字部１３を構成しており、第２印字部１３において第２の印字面５に印字をおこなう。

なお、第１の実施形態においては、後述の様に、第２印字部１３における、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１の接触面における平面と、第２サーマル印字ヘッド１２のヘッド素子基板１５の成す角度αは、第１印字部１０における、第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の接触面における平面と、第１サーマル印字ヘッド９のヘッド素子基板１４の成す角度βより大きくしてある。なお、角度βは図１において０度であるため、記載していない。

第２印字部１３の搬送方向下流側にはカッタ１６が配置されている。カッタ１６は、何れも図示しない固定刃と可動刃とを有しており、カッタ１６に設けられている図示しないスリットに挿入されてきた用紙２を固定刃に向け可動刃を図示しないカッタモータの駆動によりスライド移動させることで切断する。

ここでカッタ１６は固定刃に向け可動刃がスライド移動するいわゆるスライド式カッタで説明したがこれに限定されるものではなく、固定刃に対し可動刃が回転することで用紙を切断するいわゆるロータリー式カッタであってもよい。

カッタ１６の下流側には、図示しないモータによって回転可能とされたフィードローラ１７と、このフィードローラ１７に対して用紙搬送路８を挟んでアイドラローラ１８が対向配置されている。またプリンタ１は用紙排出口１９を有しており、印字が終了しカッタ１６にて切断された用紙２は用紙排出口１９よりプリンタ１の外部に排出される。

またプリンタ１には表示部２０が設けられており、プリンタ１のエラー状況を含めた各種状態を表示する。

また第１印字部１０および第２印字部１３には図示しない用紙センサが設けられており、この用紙センサによって用紙２が印字可能な位置に到達したかを判断する。

図２に、第１の実施形態に係る両面プリンタ装置の制御回路構成を説明するブロック図を示す。この制御部５０は、用紙搬送、印字、用紙切断、用紙排出の各制御をおこなう。

制御部５０は、ホストコンピュータ７１との連係および各種の制御の実行をおこなう、例えば、マイクロコンピュータで構成されており、ＭＰＵ５１、ＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４を有している。

またこのＭＰＵ５１は、時間設定および時間制御をおこなう手段としてタイマ５２を備えている。

ＭＰＵ５１で実行する制御プログラムや制御または演算途上のデータ等を格納する主記憶手段としてＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４が設置されている。ＲＯＭ５３は制御プログラムやテーブル等を持つ読出し専用メモリであり、ＲＡＭ５４は演算途上のデータ等を格納する随時書込みメモリである。

またＲＡＭ５４には、ＲＯＭ５３に予め保管されている印字面分割条件に基づいて、ホストコンピュータ７１より受信した印字データを第１の印字面印字用データと第２印字面印字用データとに分割して保管する領域を持たせてある。

また、制御部５０には、ホストコンピュータ７１からの各種の入力データの取込みや、ホストコンピュータ７１への制御部５０の制御出力の取出しをおこなう入出力ユニット（Ｉ／Ｏ）５５が設けられている。このＩ／Ｏ５５は、ＭＰＵ５１、ＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４とをバスを通じて接続されている。

また、Ｉ／Ｏ５５には制御出力を取り出すための手段として、第１、第２、第３、第４および第５のドライバ５６、５７、５８、５９、６０が接続されている。

第１のドライバ５６は第１印字部１０へ必要な駆動出力を供給する。第２のドライバ５７は第２印字部１３へ必要な駆動出力を供給する。第３のドライバ５８はカッタ１６への駆動出力を供給する。第４のドライバ５９はフィードローラ１７への駆動出力を供給する。第５のドライバ６０は表示部２０に各種表示を行わせる表示駆動出力を供給する。

第１プラテンローラ７は、ＭＰＵ５１の印字指令手段としての制御出力に基づき、モータにより印字動作と同期して回転駆動される。第１サーマル印字ヘッド９は、ホストコンピュータ７１からの印字データに基づいてＭＰＵ５１にて作成されＲＡＭ５４に保管されている第１の印字面印字用データに基づいて、用紙２の第１の印字面４に印字をおこなう。

第２プラテンローラ１１は、ＭＰＵ５１の印字指令手段としての制御出力の基づき、図示しないモータにより印字動作と同期して回転駆動される。第２サーマル印字ヘッド１２は、ホストコンピュータ７１からの印字データに基づいてＭＰＵ５１にて作成されＲＡＭ５４に保管されている第２の印字面印字用データに基づいて、用紙２の第２の印字面５に印字をおこなう。

次に、プリンタ１の動作を説明する。制御部５０はＲＯＭ５３に記憶されているプログラムに従って用紙搬送ならびに印字動作をおこなう。

ユーザは、まず、用紙２を引き出し、アイドラローラ６を経由後、その先端を第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７との間に位置するようにセットする。

この状態で図２で示したホストコンピュータ７１からの印字要求が入力されると、制御部５０はまず第１プラテンローラ７を回転させ、第１サーマル印字ヘッド９との協働により第２印字部１３に向け用紙２を搬送させる。

その後、用紙２の第２の印字面５に第２印字部１３にて印字が可能な位置に用紙２が到達したことを用紙センサが検知した時点で用紙２は停止する。

その後制御部５０のＭＰＵ５１はＲＡＭ５４に保管してある第１の印字面印字用データを第１印字部１０に、ＲＡＭ５４に保管してある第２の印字面印字用データを第２印字部１３にそれぞれ送り、第１印字部１０および第２印字部はそれぞれ印字データを用紙２上に印字する。

印字は第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１とのそれぞれの協働にて行われる。印字された用紙２はその後カッタ１６にて切断され、その後用紙排出口１９よりプリンタ１の外部に排出される。

次に図３を用いて、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１と用紙２との位置関係について説明する。

サーマル印字ヘッドの形状は図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す様にサーマル印字ヘッドと用紙２がどのような位置関係で接触しているかによってそのサーマル印字ヘッドの呼び名が付けられている。またこれらサーマル印字ヘッドにおいて、サーマル印字ヘッド素子基板のどの位置に発熱体２３を設けているかは図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。

図８（ａ）はサーマル印字ヘッドの基板ｂの平面に発熱体２３を設けているものであり、サーマル印字ヘッドにおいて、平面ヘッドと呼ばれる。

図８（ｂ）はサーマル印字ヘッドの基板ｂの角の部分にＣ面を取り、その部分に発熱体２３を設けているものであり、サーマル印字ヘッドにおいて、ニアエッジヘッドもしくはコーナーエッジヘッドと呼ばれる。

図８（ｃ）はサーマル印字ヘッドの端面に発熱体２３を設けているものであり、サーマル印字ヘッドにおいてエッジヘッドもしくは端面ヘッドと呼ばれる。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、それぞれのサーマル印字ヘッドとプラテンローラの接触面における平面aと、サーマル印字ヘッドのヘッド素子基板ｂの成す角度は、それぞれの成す角度をθ１、θ２、θ３とすると、θ１＜θ２＜θ３となっている。

第１の実施形態に係る両面プリンタ装置のサーマル印字ヘッドの配置構成図である図４を用いてサーマル印字ヘッドの配置について説明する。

図４（ａ）に示す様に、第２印字部１３における、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１の接触点を含む平面と、第２サーマル印字ヘッド１２のヘッド素子基板１５の成す角度は、第１印字部１０における、第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の接触面における平面と、第１サーマル印字ヘッド９のヘッド素子基板１４の成す角度より大きくしてある。

なお図４（ａ）には、上流側に平面ヘッドを、下流側にエッジヘッドを配置したものを、図４（ｂ）には、第１の実施形態との差異を明確にする為、従来の、下流側と上流側の何れにも平面ヘッドを配置したものを示す。

図４（ａ）において、Ａ点は第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１の接触点であり、この位置が用紙２における第２の印字面５の印字開始位置である。Ｂ点は第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の接触点であり、この位置が用紙２における第１の印字面４の印字開始位置である。第１印字部１０と第２印字部１３を同時に駆動させた場合、このＡＢ間の距離が印字開始位置のズレであり、第１の印字面４におけるこの領域には印字がなされない。

図４（ｂ）において、Ｃ点は第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１の接触点であり、この位置が用紙２における第２の印字面５の印字開始位置である。Ｄ点は第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の接触点であり、この位置が用紙２における第１の印字面４の印字開始位置である。第１印字部１０と第２印字部１３を同時に駆動させた場合、このＣＤ間の距離が印字開始位置のズレであり、第１の印字面４におけるこの領域には印字がなされない。

ここで図４（ａ）におけるＡＢ間の距離と図４（ｂ）におけるＣＤ間の距離を比較すると、ＡＢ間の距離の方が短いことがわかる。すなわち第１印字部１０と第２印字部１３を同時に駆動させた場合、第２印字部１３における、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１の接触面における平面と、第２サーマル印字ヘッド１２のヘッド素子基板１５の成す角度を、第１印字部１０における、第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の接触点を含む平面と、第１サーマル印字ヘッド９のヘッド素子基板１４の成す角度より大きくするサーマル印字ヘッドを用いることで印字開始位置のズレを少なく出来る。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。

図５は、第２の実施形態に係る両面プリンタ装置のサーマル印字ヘッドの配置構成図である。

第２印字部１３における、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１の接触点を含む平面と、第２サーマル印字ヘッド１２のヘッド素子基板１５の成す角度を、第１印字部１０における、第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の接触面における平面と、第１サーマル印字ヘッド９のヘッド素子基板１４の成す角度より大きくするサーマル印字ヘッドを用いる場合において、用紙搬送方向下流側の第２印字部１３の第２サーマル印字ヘッド１２に設けられているサーマル印字ヘッドコネクタ２１は用紙搬送方向上流側にある。

図１に示す様に、第２印字部１３の用紙搬送方向下流側には、カッタ１６や用紙排出口１９が設けられている。第２印字部１３の第２サーマル印字ヘッド１２に設けられているサーマル印字ヘッドコネクタ２１が用紙搬送方向下流側に向けられていると、このサーマル印字ヘッドコネクタ２１に取り付けられているサーマル印字ヘッドケーブル２２がカッタ１６や用紙排出口１９に当接する事となる。

当接を防ぐ為にはプリンタ１のサイズを大きくする必要があるが、第２の実施形態によれば、サイズの大型化を防ぐことが可能となる。

図６は、第２の実施形態に係る両面プリンタ装置のサーマル印字ヘッドとプラテンローラ間への用紙挿入説明図である。

用紙２の先端を第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１との間への挿入した場合においても差異が発生する。

図６（ａ）のＸ方向は、用紙搬送方向下流側の第２印字部１３の第２サーマル印字ヘッド１２に設けられているサーマル印字ヘッドコネクタ２１が用紙搬送方向上流側にある場合の用紙２の搬送方向である。またこれとの差異を明確にする為、図６（ｂ）に用紙搬送方向下流側の第２印字部１３の第２サーマル印字ヘッド１２に設けられているサーマル印字ヘッドコネクタ２１が用紙搬送方向下流側にある場合の用紙２の搬送方向をＹとして記載する。

用紙２の先端が第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１との間に挿入される際、ヘッド素子基板１５が挿入ガイドの役目を果す事ができる。Ｘ方向からの用紙２の挿入は、Ｙ方向からの用紙２の挿入に比べて、用紙２の紙詰まり等の不具合を低減する事が可能となる。

この様に用紙搬送方向下流側の第２印字部１３の第２サーマル印字ヘッド１２に設けられているサーマル印字ヘッドコネクタ２１が用紙搬送方向上流側に向けられたサーマル印字ヘッドを用いることで、用紙２の紙詰まり等の不具合を低減しつつ第２サーマル印字ヘッド１２と第１プラテンローラ７の距離を短く出来るので、一方の面への印字と他方の面への印字における印字開始位置のズレを少なくすることが出来る。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について、両面プリンタ装置のサーマル印字ヘッドの配置構成図である図７を用いて説明する。

第１の印字面４と第２の印字面５のそれぞれに感熱層を有する用紙２が搭載された両面プリンタ装置１であって、第１印字部１０と、この第１印字部１０に対して用紙搬送方向下流側に設けられている第２印字部１３を有している。そして、第２印字部１３における第２サーマル印字ヘッド１２は、図８（ｃ）に示す、サーマル印字ヘッド９の端面に発熱体２３を設けているものである。

第２サーマル印字ヘッド１２はサーマル印字ヘッドの端面に発熱体２３を設けているものを採用することで、前述の様にサーマル印字ヘッドコネクタ２１に取り付けられているサーマル印字ヘッドケーブル２２がカッタ１６や用紙排出口１９に当接する事によりプリンタ１のサイズが大きくなることを防ぎつつ一方の面への印字と他方の面への印字における印字開始位置のズレを少なくすることが出来る。

本発明のいずれの実施形態においても、感熱層を有する用紙にサーマル印字ヘッドを用いて印字する機構にて説明をおこなっている。しかしながら印字機構はサーマル印字ヘッドに限定する必要はなく、例えばインクジェットヘッドによる印字機構であっても何ら問題ない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更をおこなうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１：プリンタ
２：用紙
７：第１プラテンローラ
９：第１サーマル印字ヘッド
１０：第１印字部
１１：第２プラテンローラ
１２：第２サーマル印字ヘッド
１３：第２印字部
１６：カッタ

Claims (3)

1. 用紙を供給する用紙供給部から前記用紙を排出する用紙排出口まで形成された用紙搬送路と、
   前記用紙を、前記用紙搬送路に沿って搬送する用紙搬送機構と、
   前記用紙の第１の印字面側にヘッド素子基板を有する第１印字ヘッドと、
   前記用紙搬送路を挟んで前記第１印字ヘッドに対向配置された第１プラテンローラと、
   前記用紙の第２の印字面側であって、前記第１印字ヘッドよりも用紙搬送方向下流側に設けられた、ヘッド素子基板を有する第２印字ヘッドと、
   前記用紙搬送路を挟んで前記第２印字ヘッドに対向配置された第２プラテンローラを有し、
   前記第２印字ヘッドと前記第２プラテンローラの接触面における平面と、前記第２印字ヘッドの前記ヘッド素子基板の成す角度は、前記第１印字部における、前記１の印字ヘッドと前記第１プラテンローラの接触面における平面と、前記第１印字ヘッドの前記ヘッド素子基板の成す角度より大きい両面プリンタ装置。
2. 前記第２印字ヘッドのヘッド素子基板はコネクタをさらに有し、このコネクタは前記用紙搬送方向上流側に向けられている請求項１記載の両面プリンタ装置。
3. 前記第２印字ヘッドは、サーマル印字ヘッドの端面に発熱体を設けている請求項１記載の両面プリンタ装置。

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