JP5739919B2 - サーマルプリンタ装置 - Google Patents

Description

本発明の実施態様は、サーマルヘッドを用いて記録媒体に記録をおこなうサーマルプリンタ装置に関する。

レシートやチケット等の発行装置として用いられるプリンタ装置では、サーマルヘッドを用いて記録媒体に記録をおこなうサーマルプリンタが知られている。

サーマルヘッド単体の寿命が来た場合やサーマルヘッドが故障した場合はサーマルヘッドを交換する必要がある。この場合フレームに対してサーマルヘッドユニットをネジ等にて固定する場合が多く、交換にあたってはサーマルプリンタを工場まで送って交換をしてもらう必要があった。

このため、サーマルプリンタを工場まで送らず、ユーザにて交換できるサーマルヘッドユニットが提供され始めている。

上述したサーマルヘッドユニットでは、ユーザにて交換が可能となりサーマルプリンタを工場まで送る必要はなくなったものの、まだ交換にはネジ等が必要であり、交換時のユーザへの負担は大きい。

特開平８−８５２２２号公報

本発明が解決しようとする課題は、ユーザにてサーマルヘッドユニットを容易に交換出来るサーマルプリンタ装置を提供することである。

実施形態のサーマルプリンタ装置は、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、用紙を用紙排出口に向け搬送する用紙搬送機構と、用紙の印字面側に設けられた印字ヘッドと、用紙搬送路を挟んで前記印字ヘッドに対向配置されたプラテンローラと、印字ヘッドに嵌合すると共に、印字ヘッドの用紙搬送方向への移動を防ぐ第１の移動防止壁及び印字ヘッドのプラテンローラへの接する方向および離れる方向への移動を防ぐ第２の移動防止壁を有する印字ヘッドベースと、印字ヘッドと前記印字ヘッドベースの嵌合状態を保持する弾性部材のホルダと、印字ヘッドと印字ヘッドベースの間に介在するヘッド離間補助部材とを設けた。

第１の実施形態に係るサーマルプリンタ装置の要部を示す構成図。 第１の実施形態に係るサーマルプリンタ装置の制御回路構成ブロック図。 第１の実施形態に係るサーマル印字ヘッドブロックの要部を示す構成図。 第１の実施形態に係るサーマル印字ヘッドブロックの要部を示す構成斜視図。 第１の実施形態に係るサーマル印字ヘッドブロックの要部を示す構成斜視図。 第１の実施形態に係るサーマル印字ヘッドの交換順序を示す説明図。 第１の実施形態に係るヘッド離間補助部材の設置位置を示す説明図。 第１の実施形態に係るヘッド離間補助部材の形状を示す説明図。 第２の実施形態に係るサーマル印字ヘッドブロックの要部を示す構成斜視図。 第２の実施形態に係るサーマル印字ヘッドブロックの要部を示す構成斜視図。 第２の実施形態に係るサーマル印字ヘッドの交換順序を示す説明図。

（第１の実施形態）
以下に、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタ装置を、図１乃至図８を参照して詳細に説明する。

図１はサーマルプリンタ装置の要部を示す構成図である。なお、このサーマルプリンタ装置では、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。

なお実施形態にて説明している上流・下流であるが、用紙２に対して後述するサーマル印字ヘッドにて印字をおこなう際の用紙搬送方向を元に上流・下流を設定しており、例えば用紙の先端の位置合わせの為に、印字をおこなう際の用紙搬送方向とは逆に搬送させた場合における上流・下流とは異なる。

図中符号２は巻軸３に巻回された一方の面に感熱層４を有する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。

用紙２の下流側にはアイドラローラ５が回転自在に支持されている。アイドラローラ５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プラテンローラ６と、このプラテンローラ６に対して用紙搬送路７を挟んでサーマル印字ヘッドブロック８が対向配置されており、サーマル印字ヘッドブロック８とプラテンローラ６の協働にて用紙２の感熱層４に印字をおこなう。

サーマル印字ヘッドブロック８は、サーマル印字ヘッド９、ヒートシンク１０、印字ヘッドベース１１および印字ヘッドホルダ１２で構成されている。

またヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１の間には、後述する、ヘッド離間補助部材２０が設けられている。

サーマル印字ヘッド９の表面には図示しない発熱素子が用紙２の幅方向に渡り設けられており、後述する第１のドライバ５６を介してＭＰＵ５１からの駆動信号に則って発熱素子をＯＮ／ＯＦＦさせ、プラテンローラ６とサーマル印字ヘッド９の間に挿入されている用紙２に印字をおこなう。

サーマル印字ヘッド９に設けられている発熱素子は、駆動信号を受けるとＯＮするがその際熱を発生する。この熱を放熱させないと発熱素子を破壊してしまう。この為放熱用のヒートシンク１０をサーマル印字ヘッド９に常時接触する様に接着剤等により固着させており、サーマル印字ヘッド９にて発生した熱はヒートシンク１０を経由して放熱される（図４（ａ））。

またサーマル印字ヘッドブロック８には印字ヘッドベース１１が設けられている。この印字ヘッドベース１１はプリンタ１の図示しないフレームに固定されている。従ってプリンタ１にサーマル印字ヘッドブロック８が固定される。

また印字ヘッドベース１１には弾性部材で作られた印字ヘッドホルダ１２の一端が接着剤等により固着されている（図４（ｂ））。印字ヘッドホルダ１２は、力を加えることにより変形可能である。

そして一体となったサーマル印字ヘッド９とヒートシンク１０は、搬送方向およびプラテンローラ６に対して接近する方向および離れる方向に移動するのを防ぐように、印字ヘッドベース１１に対して嵌合されて固定され、印字ヘッドベース１１に固着されている印字ヘッドホルダ１２の固着されていない他端部にてこの固定を維持している（図５）。

また印字ヘッドベース１１には後述するように、サーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と嵌合させた際、サーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０が移動する事を防ぐ第１の移動防止壁１３および第２の移動防止壁１４が設けられている。

サーマル印字ヘッドブロック８の用紙搬送方向下流には、カッタ１５が配置されている。カッタ１５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１５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１５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１５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１６と、このフィードローラ１６に対して用紙搬送路７を挟んでアイドラローラ１７が対向配置されている。またプリンタ１は用紙排出口１８を有しており、印字が終了しカッタ１５にて切断された用紙２は用紙排出口１８よりプリンタ１の外部に排出される。

またプリンタ１は、用紙切れ、エラー表示を含めた各種情報を表示する表示部１９を有する。

図２に、第１の実施形態に係るサーマル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。

制御部５０は、ホストコンピュータ７１との連係および用紙搬送、印字、用紙切断、用紙排出の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、中央処理装置（ＭＰＵ）５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４を有している。

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が設置されており、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、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ＭＰＵ５１は、プログラムに従って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。

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および第４のドライバ５６、５７、５８、５９が接続されている。

第１のドライバ５６はサーマル印字ヘッド９およびプラテンローラ６に駆動出力を供給する。第２のドライバ５７はカッタ１５への駆動出力を供給する。第３のドライバ５８はフィードローラ１６への駆動出力を供給する。第４のドライバ５９は表示部１９に各種表示を行わせる表示駆動出力を供給する。

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５を経由後、その先端をサーマル印字ヘッド９とプラテンローラ６との間に位置するようにセットする。この状態で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はプラテンローラ６を回転させ、サーマル印字ヘッド９との協働により用紙２を搬送させる。

制御部５０はホストコンピュータ７１からの印字データをサーマル印字ヘッド９にて用紙２上に印字する。

印字された用紙２はその後カッタ１５にて切断され、その後用紙排出口１８よりプリンタ１の外部に排出される。

ここで、第１の実施形態に係るサーマルプリンタ装置に用いるサーマル印字ヘッドブロック８を、図３乃至図５を用いて説明する。

図３乃至図５は、第１の実施形態に係るサーマル印字ヘッドブロック８の要部を示す構成図である。

印字ヘッドベース１１は、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と嵌合させた際、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０がそれぞれ所定方向へ移動する事を防ぐ第１の移動防止壁１３および第２の移動防止壁１４を有している。

前記第１の移動防止壁１３は、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０が用紙２の搬送方向に移動するのを防いでいる。これは、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０が用紙２の搬送方向に移動すると印字開始位置がずれる。この発生を防ぐため搬送方向へのズレを防いでいる。

また第２の移動防止壁１４は、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０がプラテンローラ６に接する方向および離れる方向に移動するのを防いでいる。これは一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０がプラテンローラ６に接近する方向に移動したり、プラテンローラ６から離れたりする方向に移動することで印字の濃度に不具合が発生する。この発生を防ぐためプラテンローラ６に接近する方向、プラテンローラ６から離れたりする方向へのズレを防いでいる。

次に、図６を用いて第１の実施形態に係るサーマル印字ヘッドの交換順序を説明する。

サーマル印字ヘッド９に設けられている発熱素子の寿命が来た場合や何らかの理由で故障をした場合、ユーザはサーマル印字ヘッド９を交換する。

交換の際、ユーザはサーマル印字ヘッド９とプリンタ１とを図示しないコネクタ等を介して繋いでいる信号線の接続を解除する。またヒートシンク１０には用紙搬送方向（図６の上方）への移動を防ぐ第１の移動防止壁１３は設けられているものの、用紙搬送方向と逆の方向（図６の下方）へ移動を防ぐ壁は設けられていない。この為図６（ａ）に示す様に弾性部材で作られている印字ヘッドホルダ１２をＡ方向に押して曲げ、その後一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０を図６（ｂ）のＢ方向に移動させることが可能となる。

その後図６（ｃ）に示す様に一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と第２の移動防止壁１４との接触がなくなり、図６（ｄ）に示す様に一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１との嵌合状態を解除する。

なお印字ヘッドベース１１には、弾性部材で作られたヘッド離間補助部材２０が設けられている。このヘッド離間補助部材２０は、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１との嵌合状態の際、圧縮された状態にてヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１との間に介在している。

ここで、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０がプラテンローラ６に接する方向および離れる方向に移動するのを防いでいる第２の移動防止壁１４のうち、プラテンローラ６に接する方向への移動を防いでいる第２の移動防止壁１４とヒートシンク１０との接触が解除されると、ヘッド離間補助部材２０の圧縮状態も解除される。そして一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０を印字ヘッドベース１１から離間する方向である図６（ｃ）のＸ方向に押す。これによりサーマルヘッド９の交換が容易となる。なおヘッド離間補助部材２０は、圧縮した状態において、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と、印字ヘッドベース１１が嵌合状態となる様に厚さおよび材質が決められる。

一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０を取り付ける場合は上記説明の逆を行なえば良い。

以上の様に、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と、印字ヘッドベース１１の嵌合を解除する場合は一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０が移動を防ぐ壁が設けられていない方向に移動させるため容易に交換が可能となり、また、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１の間に介在するヘッド離間補助部材２０により、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１との離間がより容易になる。

なおヘッド離間補助部材２０の設置位置であるが、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１とを離間させるのを補助するものであるので、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０がプラテンローラ６に接する方向および離れる方向に移動するのを防いでいる第２の移動防止壁１４のうち、プラテンローラ６に接する方向への移動を防いでいる第２の移動防止壁１４とヒートシンク１０との接触が解除される領域である図７のＹ領域であることが望ましい。

またヘッド離間補助部材２０の形状であるが、図４（ｂ）に示す様に印字ヘッドベース１１に接着剤等で貼り付けてある。しかしながらこれに限る事なく、図８（ａ）に示す様に、印字ヘッドベース１１におけるヒートシンク１０側を一部掘削してその掘削部にヘッド離間補助部材２０を挿入する形状、図８（ｂ）に示す様に、印字ヘッドベース１１の厚さ方向に貫通する穴を設け、その穴にヘッド離間補助部材２０を挿入する形状、図８（ｃ）に示す様に、印字ヘッドベース１１の厚さ方向に貫通する穴を設け、その穴にヘッド離間補助部材の機能を有す部材を前記印字ヘッドホルダ１２と一体化して設ける形状等が考えられる。

（第２の実施形態）
図９乃至図１１を用いて第２の実施形態に係るサーマルプリンタ装置を説明する。

図９は、第２の実施形態に係るサーマル印字ヘッドブロック８の印字ヘッドベース１１とこれに固着されている印字ヘッドホルダ１２を示す構成図を示す。

図１０には、第２の実施形態に係る、一体となったサーマル印字ヘッド９とヒートシンク１０と、一体となった印字ヘッドベース１１と印字ヘッドホルダ１２とが嵌合された状態の構成図を示す。

図１１には、第２の実施形態に係る、一体となったサーマル印字ヘッド９とヒートシンク１０とを印字ヘッドベース１１から取り外す方法を示す。

第２の実施形態においては、印字ヘッドベース１１に切欠部２１を設け、第１の移動防止壁１３を非連続としている。この切欠部２１は、サーマル印字ヘッド９の幅方向で、印字ヘッドベース１１の中央部に少なくとも１箇所設けてあり、切欠部２１の幅は、少なくともユーザが交換する際、指が入る程度の幅であることが望ましい。

ユーザはサーマル印字ヘッド９の交換の際、サーマル印字ヘッド９とプリンタ１とを図示しないコネクタ等を介して繋いでいる信号線の接続を解除する。印字ヘッドホルダ１２は弾性部材で作られている。またヒートシンク１０には用紙搬送方向（図１１の上方）への移動を防ぐ第１の移動防止壁１３は設けられているものの、用紙搬送方向と逆の方向（図１１の下方）へ移動を防ぐ壁は設けられていない。図１０に示す切欠部２１に指を入れ、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０を図１１（ａ）に示す様に図中の下方に押す。ヒートシンク１０には用紙搬送方向（図１１の上方）への移動を防ぐ第１の移動防止壁１３は設けられているものの、用紙搬送方向と逆の方向（図１１の下方）へ移動を防ぐ壁は設けられていない。このため図１１（ｂ）に示す様に一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０は図１１の下方に移動する事が可能である。

その後図１１（ｃ）に示す様に一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と第２の移動防止壁１４との接触がなくなり、図１１（ｄ）に示す様に一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１との嵌合状態を解除する。

なお印字ヘッドベース１１には、弾性部材で作られたヘッド離間補助部材２０が設けられている。このヘッド離間補助部材２０は、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１との嵌合状態の際、圧縮された状態にてヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１との間に介在している。

ここで、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０がプラテンローラ６に接する方向および離れる方向に移動するのを防いでいる第２の移動防止壁１４のうち、プラテンローラ６に接する方向への移動を防いでいる第２の移動防止壁１４とヒートシンク１０との接触が解除されると、ヘッド離間補助部材２０の圧縮状態も解除される。そして一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０を印字ヘッドベース１１から離間する方向である図１１（ｃ）のＸ方向に押す。これによりサーマル印字ヘッド９の交換が容易となる。なおヘッド離間補助部材２０は、圧縮した状態において、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と、印字ヘッドベース１１が嵌合状態となる様に厚さおよび材質が決められる。

一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０を取り付ける場合は上記説明の逆を行なえば良い。

以上の様に、印字ヘッドベース１１には切欠部２１が設けられているので、交換の際指が入りやすく交換が容易となり、また、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１の間に介在するヘッド離間補助部材２０により、一体化したサーマル印字ヘッド９およびヒートシンク１０と印字ヘッドベース１１との離間がさらに容易になる。

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
６：プラテンローラ
７：用紙搬送路
８：サーマル印字ヘッドブロック
９：サーマル印字ヘッド
１０：ヒートシンク
１１：印字ヘッドベース
１２：印字ヘッドホルダ
１３：第１の移動防止壁
１４：第2の移動防止壁
２０：ヘッド離間補助部材

Claims (5)

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、前記用紙排出口に向け搬送する用紙搬送機構と、
   前記用紙の印字面側に設けられた印字ヘッドと、
   前記用紙搬送路を挟んで前記印字ヘッドに対向配置されたプラテンローラと、
   前記印字ヘッドに嵌合すると共に、前記印字ヘッドの用紙搬送方向への移動を防ぐ第１の移動防止壁及び前記プラテンローラへの接する方向および離れる方向への移動を防ぐ第２の移動防止壁を有する印字ヘッドベースと、
   前記印字ヘッドを用紙搬送方向へ押圧し、前記印字ヘッドと前記印字ヘッドベースの嵌合状態を保持する弾性部材のホルダと、
   前記印字ヘッドベースにおける前記第２の移動防止壁と前記印字ヘッドの間に介在し、前記印字ヘッドを前記印字ヘッドべースからの取り外しにおいて、前記印字ヘッドと前記第２の移動防止壁とが非接触状態になった際、前記印字ヘッドを前記第２の移動防止壁から離間させる方向に作用するヘッド離間補助部材と、
   を設けたサーマルプリンタ装置。
2. 前記印字ヘッドと前記印字ヘッドベースの嵌合は、前記印字ヘッドを前記用紙搬送方向と逆方向への移動で解除する請求項１記載のサーマルプリンタ装置。
3. 前記ホルダは、そのホルダの一端側を前記印字ヘッドベースに固着し、他端側にて前記印字ヘッドと前記印字ヘッドベースの嵌合状態を保持する請求項１記載のサーマルプリンタ装置。
4. 前記印字ヘッドベースに設けられた第1の移動防止壁に非連続部を設けてある請求項１記載のサーマルプリンタ装置。
5. 前記ホルダと前記ヘッド離間補助部材は一体である請求項１記載のサーマルプリンタ装置。

Images