JP2000318256A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のラインドット型サーマルプリンタは一
般に、プラテンの曲げ剛性よりもサーマルヘッドの曲げ
剛性の方が高くなるように設計が行なわれていたため、
サーマルヘッドをプラテンに押し付けたときにプラテン
の方が大きく湾曲してしまい、サーマルヘッドの中央部
の接触圧が両端部の接触圧に比べて小さくなって、印字
用紙の中央の印字文字が不鮮明になり易いという問題点
があった。 【解決手段】 印字用紙とほぼ等しい幅を有するサーマ
ルヘッドにより１ライン分ずつ印字を進めて行くライン
ドット型のサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッド
（３）側の剛性をプラテン（２）の剛性よりも低くする
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印字装置さらには
印字ヘッドの接触圧を均一化する技術に関し、例えば１
ライン分同時に印字を行なうライン型のサーマルヘッド
を備えた感熱式印字装置（いわゆるサーマルプリンタ）
に利用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報出力装置として使用されるプリンタ
には、ワイヤドットプリンタのようなインパクト方式
と、ノンインパクト方式とがある。さらに、ノンインパ
クト方式のプリンタには、レーザープリンタとサーマル
プリンタとがある。このうちインパクト方式のプリンタ
は騒音が大きいとともに印字品質でも劣るため、近年に
おいてはノンインパクト方式のプリンタが広く使用され
るようになって来ている。

【０００３】また、ノンインパクト方式のプリンタのう
ちサーマルプリンタは印字用紙（感熱紙）とほぼ等しい
幅を有するサーマルヘッドにより１ライン分ずつ印字を
進めて行くラインドット型と、サーマルヘッドを印字用
紙に対して横方向へ移動させながら印字を行なって行く
シリアル型とがある。なお、ラインドット型サーマルプ
リンタはシリアル型に比べて印字速度が速いという利点
を有する。

【０００４】図３には、従来のラインドット型サーマル
プリンタの構成例が示されている。図３において、１は
プリンタの本体フレーム、２はこの本体フレーム１の前
端部に横架されたプラテンローラ、４はラインドッド型
サーマルヘッド３が前面に固定されプラテンローラ２に
対して接近離反可能に本体フレーム１に取り付けられた
ヘッド保持体であり、サーマルヘッド３はヘッド保持体
４の背部に設けられた圧縮バネ５’によってプラテンロ
ーラ２に対して押圧されるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】サーマルプリンタで
は、サーマルヘッドのプラテンに対する接触圧が重要で
あり、接触圧が不充分であると、印字が不鮮明になって
しまう。特に、プラテンにローラを用いるサーマルプリ
ンタにおいては、押圧力が一定であると比較的薄い用紙
に印字する場合と比較的厚い用紙に印字する場合とでサ
ーマルヘッドと用紙との接触面積（ニップ幅）が異なっ
てしまう。

【０００６】そこで、従来のラインドット型サーマルプ
リンタでは、かなり強いバネなどを用いてサーマルヘッ
ドをプラテンに押圧するとともに、この押圧力によりサ
ーマルヘッドが変形しないようするため、サーマルヘッ
ドを保持する保持体もしくは放熱板の剛性をかなり高く
していた。つまり、従来のラインドット型サーマルプリ
ンタは一般に、プラテンの曲げ剛性よりもサーマルヘッ
ドの曲げ剛性の方が高くなるように設計が行なわれてい
た。また、従来のサーマルプリンタは、ヘッド保持体４
の曲げ合成が比較的高いため、圧縮バネ５の数は１個ま
たはせいぜい２個であった。

【０００７】しかしながら、本発明者らが詳細に検討し
た結果、プラテンの曲げ剛性とサーマルヘッドの曲げ剛
性が上記のような関係にあると、サーマルヘッドをプラ
テンに押し付けたときにプラテンの方が大きく湾曲して
しまい、サーマルヘッドの接触圧が均一にならない。す
なわち、サーマルヘッドの中央部の接触圧が両端部の接
触圧に比べて小さくなって、印字用紙の中央の印字文字
が不鮮明になり易いという欠点を有していることを見い
出した。

【０００８】この発明の目的は、サーマルヘッドのプラ
テンに対する接触圧を均一にして印字文字が部分的に不
鮮明になるのを回避することができるサーマルプリンタ
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点に着目してなされたもので、印字用紙とほぼ等しい
幅を有するサーマルヘッドにより１ライン分ずつ印字を
進めて行くラインドット型のサーマルプリンタにおい
て、サーマルヘッド側の剛性をプラテンの剛性よりも低
くするようにしたものである。

【００１０】ここで、剛性を低くする方法としては、断
面積を小さくしたり、材料を縦弾性係数の小さなものに
変えたり、あるいは断面２次モーメントの小さな断面形
状とするなどの方法がある。また、サーマルヘッドの方
の剛性をプラテンの剛性とほぼ同一もしくはそれよりも
低くなるようにする代わりに、プラテンの剛性をサーマ
ルヘッドの方の剛性よりも高くするようにしてもよい。
なお、本明細書において、サーマルヘッド側とは、プラ
テンとの対応でいずれの方を指すのか示す用語であり、
ヘッドを支持する部材を含む概念である。

【００１１】上記した手段によれば、サーマルヘッドが
プラテンの湾曲と同じように湾曲するようになるため、
印字用の幅方向全体に亘ってサーマルヘッドの接触圧が
均一になり、印字文字が部分的に不鮮明になるのを回避
することができるとともに、サーマルヘッドの剛性を下
げることにより、プラテンローラの硬さが同じであれば
厚い紙（腰の強い紙）に対しても薄い紙（腰の弱い紙）
と同様な接触面積（ニップ幅）が得られ、印字状態が良
好になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係るサーマルプ
リンタの一実施例を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線
に沿った断面側面図である。図１において、１はプリン
タの本体フレーム、２はこの本体フレーム１の側壁１
ａ，１ｂ間に横架されたプラテンローラである。本体フ
レーム１はプラスチックで形成されているとともに、プ
ラテンローラ２は支持軸２ａとこれに装着された円筒状
の弾性材からなる摩擦ローラ２ｂとにより構成されてい
る。

【００１３】４はラインドッド型サーマルヘッド３が前
面に固定され上記プラテンローラ２と並行に配置された
ヘッド保持体である。このヘッド保持体４の下端には、
図２に示すように、本体フレーム１に設けられた軸部１
０に係合する係合凹部４ａが設けられており、軸部１０
を回動中心として上記プラテンローラ２に対して接近離
反可能に取り付けられている。ヘッド保持体４は放熱板
としても機能する。

【００１４】また、上記本体フレーム１の底壁に設けら
れた係止片１ｃには、上記サーマルヘッド３をプラテン
ローラ２に対して押圧する板バネ５の一端（下端）が固
定されているとともに、この板バネ５に対応して本体フ
レーム１の側壁部１ａ，１ｂ間には回動押圧部材６が回
動可能に横架されている。そして、この回動押圧部材６
の外周には上記板バネ５の背面に当接する押圧片６ａ
（図２参照）が、また回動押圧部材６の一側には操作レ
バー６ｂが設けられている。板バネ５の長さ（図１にお
いて横方向の長さ）はサーマルヘッド３の長さとほぼ同
じである。

【００１５】操作レバー６ｂを操作して回動押圧部材６
を回動させると押圧片６ａが板バネ５の背面を押圧して
ヘッド保持体４およびサーマルヘッド３をプラテンロー
ラ２に押し付ける。なお、板バネ５は、図１に示されて
いるように、上記サーマルヘッド３とほぼ同一幅を有
し、複数のバネ片５ａ，５ｂ，……５ｆが形成されてい
る。

【００１６】本体フレーム１の側壁部１ａの内壁面に
は、回転駆動モータ７が取り付けられており、この回転
駆動モータ７の回転駆動力は、本体フレーム１の側壁部
１ａ内に内蔵された歯車減速機構８によって上記プラテ
ンローラ２の支持軸２ａに伝達されるように構成されて
いる。また、プラテンローラ２の支持軸２ａの一端は、
本体フレーム１の反対側の側壁部１ｂより外側方へ突出
され、その突出端に操作ノブ９が固着されており、この
操作ノブ９を手でまわすことによりプラテンローラ２を
手動で回転させることができるように構成されている。
さらに、本体フレーム１の前端下部には、図２に示すよ
うに、印字用紙としての感熱紙を円滑に移送させるため
の円弧状の案内部１ｄが形成されている。

【００１７】なお、図１において、１１はサーマルヘッ
ド３へ印字制御電圧を供給するためのフレキシブルプリ
ント配線基板、１２は回転駆動モータ７へ駆動信号を供
給するリード線及びコネクタである。 （具体例）上記のような構成のサーマルプリンタにおい
て、従来はプラテンの曲げ剛性よりもサーマルヘッドの
曲げ剛性の方が高くなるように設計されていたものを、
以下のように寸法を変更することにより、プラテンの曲
げ剛性よりもサーマルヘッドの曲げ剛性の方が低くなる
ように設計した。なお、材質はいずれもプラテン軸２ａ
は縦弾性係数が１９３ＧＰａのスチール、摩擦ローラ２
ｂは硬度４０度のシリコンゴム、ヘッド保持体４は縦弾
性係数が７２．６ＧＰａのアルミニウムである。

【００１８】また、サーマルヘッド３は、従来と同一の
厚み（約１mm）で同一大きさ（縦１２mm、横１０５mm）
のセラミック製のものを用い、このサーマルヘッド３を
ヘッド保持体４に接合した状態の合成曲げ剛性がプラテ
ンの曲げ剛性よりも低くなるように設計した。なお、サ
ーマルヘッド３は、特に限定されるものではないが、ヘ
ッド保持体４の前面に形成されたヘッドの厚みよりも若
干浅い深さを有する凹部に収納させるようにして接合し
た。

【００１９】プラテン２は、支持軸２ａの径を従来は４
mmであったものを５mmに変更した。支持軸２ａの軸受け
間部分の長さは同一でいずれも約１１８mmである。摩擦
ローラ２ｂは、外径は従来の１０mmを変えずに、内径を
４mmから５mmに変更、つまり支持軸２aの径を増加した
分だけ摩擦ローラ２ｂの肉厚を薄くした。摩擦ローラ２
ｂの長さは同一でいずれも約１１１mmである。

【００２０】一方、サーマルヘッド側のヘッド保持体４
は、従来は平均約５mmであった厚みを約３mmに変更し
た。大きさは、縦２３mm×横１１５mmを、ほぼ同一の縦
２２mm×横１１５mmとした。また、断面形状は、従来は
図 に示すように、圧縮バネを受ける部分の合成を高く
するためヘッド先端側の厚みを軸がよりも厚くした形状
であったものを、断面２次モーメントの小さな横長の長
方形とした。

【００２１】上記のような設計変更により、従来はプラ
テンの曲げ剛性よりもサーマルヘッドの曲げ剛性の方が
高かったものを、プラテンの曲げ剛性よりもサーマルヘ
ッドの曲げ剛性の方を低くすることができた。その結
果、本実施例のサーマルヘッドおよびプラテンローラを
使用したプリンタでは、用紙の端の部分も中央部分も鮮
明な印字が行なえるようになった。

【００２２】なお、上記実施例では、サーマルヘッド３
をプラテンローラ２へ押圧する手段として板バネを用い
ているが、圧縮バネであってもよい。ただし、サーマル
ヘッド側の曲げ合成を下げることによりプラテンの曲げ
剛性よりもサーマルヘッドの曲げ剛性の方を低くした装
置で圧縮バネを使用する場合には、反発力の小さな圧縮
バネを３個以上設けて押圧力をサーマルヘッド全体に分
散させた方が、プラテンローラの湾曲に応じてサーマル
ヘッドを湾曲させ易くなり、より鮮明な印字が行なえ
る。

【００２３】また、上記実施例では、ヘッド保持体４の
厚みとプラテンローラ２の支持軸２ａの径を変えること
で、プラテンの曲げ剛性よりもサーマルヘッドの曲げ剛
性の方を低くしたが、材料を変えることすなわちプラテ
ンローラの支持軸の材料を従来よりも縦弾性係数の大き
な材料に変え、ヘッド支持体の材料を従来よりも縦弾性
係数の小さな材料に変えるようにしてもよい。

【００２４】さらに、上記実施例では、プラテンローラ
２に回転駆動モータ７の駆動力を伝えて回転させて印字
用紙を移送させるようにしているが、プラテンローラ２
とは別個に紙送りローラを設けるようにしてもよい。ま
た、その場合、プラテンはローラ状でなく、パネル状で
あっても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明
は、本体フレームと、ラインドット型サーマルヘッドお
よびその背面に一体に設けられたヘッド保持体と、前記
サーマルヘッドと並設されたプラテンと、前記サーマル
ヘッドを前記プラテンに押圧する押圧手段と、印字用紙
を移送する紙送り手段とを備えたサーマルプリンタにお
いて、上記プラテンの曲げ剛性よりもサーマルヘッド側
の曲げ剛性の方を低くするようにしたので、サーマルヘ
ッドがプラテンの湾曲と同じように湾曲するようになる
ため、印字用の幅方向全体に亘ってサーマルヘッドの接
触圧が均一になり、印字文字が部分的に不鮮明になるの
を回避することができる。その結果、出力状態（見栄
え）の良好な印字が可能になる。また、サーマルヘッド
の剛性を下げることにより、プラテンローラの硬さが同
じであれば厚い紙（腰の強い紙）に対しても薄い紙（腰
の弱い紙）と同様な接触面積（ニップ幅）が得られ、印
字状態が良好になるという効果がある。

【００２６】請求項２の発明は、上記押圧手段は、上記
サーマルヘッドの長さを有する板バネとしたので、サー
マルヘッド全体がほぼ平均的にプラテンに押圧されるよ
うになるため、さらにサーマルヘッドがプラテンの湾曲
に追従し易くなるという効果がある。請求項３の発明
は、上記ヘッド支持体の断面形状を断面２次モーメント
の小さな形状としたので、サーマルヘッド側の曲げ剛性
を効果的に下げることが出きるという効果がある。

【００２７】請求項４の発明は、上記プラテンは、前記
本体フレームの側壁間に回転可能に横架された支持軸
と、該支持軸に装着された摩擦ローラとからなり、プラ
テンの機能と送りローラの機能とを有するように構成し
たので、別個に送りローラを設ける場合に比べて装置全
体がコンパクトになるという効果がある。請求項５の発
明は、上記ヘッド支持体はアルミニウムにより形成し、
上記支持軸はスチールにより形成し、上記摩擦ローラは
シリコンゴムにより形成したので、プラテンの曲げ剛性
よりもサーマルヘッド側の曲げ剛性の方を低くする設計
が比較的容易に行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーマルプリンタの一実施例を示
す平面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す
断面側面図。

【図３】従来のサーマルプリンタにおけるサーマルヘッ
ドとプラテンローラの構成例を示す断面側面図。

【符号の説明】

１ 本体フレーム ２ プラテン ２ａ 支持軸 ２ｂ 摩擦ローラ ３ サーマルヘッド ４ ヘッド支持体 ５ 板バネ ６ 回動押圧部材 ７ 回転駆動モータ ８ 歯車減速機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体フレームと、ラインドット型サーマ
   ルヘッドおよびその背面に一体に設けられたヘッド保持
   体と、前記サーマルヘッドと並設されたプラテンと、前
   記サーマルヘッドを前記プラテンに押圧する押圧手段
   と、印字用紙を移送する紙送り手段とを備えたサーマル
   プリンタにおいて、上記プラテンの曲げ剛性よりもサー
   マルヘッド側の曲げ剛性の方を低くするようにしたこと
   を特徴とするサーマルプリンタ。
2. 【請求項２】 上記押圧手段は、上記サーマルヘッドの
   長さを有する板バネであることを特徴とする請求項１に
   記載のサーマルプリンタ。
3. 【請求項３】 上記ヘッド支持体の断面形状を断面２次
   モーメントの小さな形状としたことを特徴とする請求項
   １または２に記載のサーマルプリンタ。
4. 【請求項４】 上記プラテンは、前記本体フレームの側
   壁間に回転可能に横架された支持軸と、該支持軸に装着
   された摩擦ローラとからなり、プラテンの機能と送りロ
   ーラの機能とを有するように構成されていることを特徴
   とする請求項１、２または３に記載のサーマルプリン
   タ。
5. 【請求項５】 上記ヘッド支持体はアルミニウムにより
   形成し、上記支持軸はスチールにより形成し、上記摩擦
   ローラはシリコンゴムにより形成したことを特徴とする
   請求項４に記載のサーマルプリンタ。