JP2004345264A

JP2004345264A - サーマルプリンタ

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Publication number: JP2004345264A
Application number: JP2003145849A
Authority: JP
Inventors: Shuji Tozaki; 修治登崎; Noriyoshi Shiyouji; 法宜東海林; Katsuari Sato; 克有佐藤; Kimitaka Hirai; 公貴平井
Original assignee: SII P and S Inc
Current assignee: SII P and S Inc
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: EP1479525B1; CN100572079C; CA2467598A1; JP4068502B2; US7001089B2; DE602004014439D1; US20040234314A1; KR101018918B1; KR20040101049A; CN1572517A; EP1479525A1

Abstract

【課題】記録紙の有無とプラテンローラの着脱状態の検出を１個のセンサで確実に行い一部の部品の変更のみでどの方式にも転用可能な簡易な構造のサーマルプリンタを提供する。
【解決手段】本体フレームと記録紙に印字を行うサーマルヘッド及びその背面に一体に設けられたヘッド支持体とサーマルヘッドと併設されたプラテンローラとプラテンローラを回動自在かつ着脱可能に保持する軸受け部とサーマルヘッドを上記プラテンローラへ圧接する方向へ付勢する付勢手段とプラテンローラの下方に記録紙がありプラテンローラの軸が軸受け部により支持された状態において記録紙を介してプラテンローラに圧接されオン状態に変化できる位置に設けられた荷重検知型センサを備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラテンローラと印字ヘッドの間に記録紙を通して印字を行うサーマルプリンタにおける用紙の有無およびヘッドのセット状態の検出に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レシートに印字を行って出力するキャッシュレジスタや、発券記録紙へ印字を行って発券を行う発券機などには、発熱体を有するサーマルヘッドとプラテンローラとを備えたサーマルプリンタが用いられている。
【０００３】
一般に、サーマルプリンタはサーマルヘッドにプラテンローラを押圧して回転させることで印字を行いつつ紙送りを行う。また、サーマルプリンタに記録紙をセットする方式には、大きく分けて印字ヘッドをプラテンローラから離して、印字ヘッド・プラテンローラ間に手差しで記録紙を挿入する手差し方式、印字ヘッド・プラテンローラ間に記録紙を入れると、センサが感知してプラテンローラが自動的に回転して記録紙を引き入れる自動挿入方式および、プラテンローラを脱離させ、記録紙を装着した後プラテンローラを装着するプラテン着脱方式の３種類がある。従来のサーマルプリンタはいずれの方式を採用した場合にも基本的には２種類のセンサが設けられており、一方のセンサで記録紙の有無を検出し、他方のセンサでヘッドとプラテンローラがセットされたか否かを検出するように構成されている。
【０００４】
このように２つのセンサを設けるのは、サーマルプリンタでは制御回路側から印字情報が印字ヘッドに送信され該印字情報に対応してヘッド発熱体が加熱されるため、記録紙が無いまたはプラテンローラがヘッドに接触していない状態で印字した場合、記録紙に正確な印字をすることができないまま、印字処理が実行されてしまい、印字情報が消滅してしまうからである。
【０００５】
また、プラテンローラを印字ヘッドから離した状態でヘッド発熱体が駆動され加熱され続けると、ヘッド発熱体から記録紙に熱が伝達されずに逃げないため印字ヘッドをプラテンローラに押圧した状態と比べてヘッド発熱体が高温に加熱される。従って、ヘッド発熱体に大きなダメージを与えることになり耐久性が低下するという不具合もある。
【０００６】
さらに、記録紙が無い状態でヘッド発熱体が駆動され加熱されると、プラテンローラが印字ヘッドに押圧された際に、プラテンローラが直接加熱されてしまいプラテンローラに大きなダメージを与えることになる。
【０００７】
従来、２つのセンサを設けたサーマルプリンタに関する発明として、プリンタ本体へのカバーの開閉を検出する機械式スイッチ等のロック検出センサと、フォトインタラプタなどの反射光を利用した記録紙検出センサを備えて、プリンタに記録紙をセットした後、プリンタ本体のカバーを閉塞した際に、記録紙の有無の状態とロックの有無の状態を確実に検出できるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
一方、フォトインタラプタなどの反射光を利用したフォトセンサを１つのみ備え、プリンタに記録紙がセットされていてもプラテンローラが所定の位置にセットされてない場合は線ばねで記録紙を跳ね上げて、フォトセンサがＯＮにならないようにしたものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−４６３２２号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−４６３２１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
また、上記先願発明（特許文献１）では、記録紙の有無の検出とヘッドに対するプラテンローラの位置の検出を２つのセンサで行うため、部品点数が多くなるとともに２つのセンサの状態を監視する制御部が必要となり、制御機構が複雑になり、コストが高くなるという課題があった。また、フォトセンサ等の光センサにより記録紙の有無を検出するようにしているため、外部から進入してくる散乱光によりセンサが誤動作する恐れがあるという問題点があった。
【００１２】
また、上記特許文献２の発明では、記録紙検出用のフォトセンサの他に用紙ガイドから記録紙を離間させる線ばね等の付勢部材を用紙ガイドに設置するため、複雑な構造となっていた。また、カバーの開放に連動させて線ばねの弾圧が解除され、記録紙を用紙ガイドから確実に離間させるためには線ばねを高精度に位置決めして配設することが必要で組立作業が面倒で、検出機構も複雑になるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、記録紙の有無の検出とヘッドに対するプラテンローラの位置の検出を１個のセンサで確実に行い、かつ一部の部品の変更のみで、上述した手差し方式、自動挿入方式およびプラテン着脱方式のどの方式にも転用可能な簡単な構造のサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、本体フレームと、記録紙に印字を行う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支持体と、前記サーマルヘッドと併設されたプラテンローラと、前記プラテンローラを回動自在かつ着脱可能に保持する軸受け部と、前記サーマルヘッドを、上記プラテンローラへ圧接する方向へ付勢する付勢手段と、前記プラテンローラの下方に記録紙があり、かつプラテンローラの軸が軸受け部により支持された状態において前記記録紙を介して前記プラテンローラに圧接されオン状態に変化することができる位置に設けられた荷重検知型センサとを備えるようにしたものである。
【００１５】
ここで、前記荷重検知型センサは、ロール紙から引っ張り出された記録紙をサーマルヘッドとプラテンローラの間に挿入し易くする用紙ガイド面の上面にあって、プラテンローラが本体フレームに装着された場合にプラテンローラの外周と記録紙を挟んで接することができる位置に配置される。実施の形態で詳述するが、例えば、用紙ガイド面の上面に所定の形状の孔を設けてその内部に荷重検知型センサを配置してもよい。
【００１６】
また、前記荷重検知型センサはその内部に弾性部材を備え、記録紙の荷重と、プラテンローラが本体フレームに装着され始めてから完全に装着し終えるまでに生じる記録紙の上面を押圧する押圧力の総和が該弾性部材の弾性力に抗じて弾性部材を変形させるように弾性力が設定される。弾性部材としては、例えば、線ばね、板ばね等の加圧ばね、モールドシート等の弾性を有する素材、各種部材を複数組み合わせて弾性を発揮するようにした構造物等が考えられる。
【００１７】
プリンタにセットされた前記荷重検知型センサは記録紙の荷重とプラテンローラが完全に本体フレームに装着された場合に生じる押圧力の総和を検知した際にオン状態であることを示す信号をサーマルプリンタの制御部に送信する。
【００１８】
また、前記軸受け部により支持されたプラテンローラの軸が解除された状態で、該プラテンローラの軸を前記荷重検知型センサから離れる方向に移動させる可動手段をさらに備えるように構成してもよい。
【００１９】
前記可動手段は、前記プラテンローラの軸を軸受け部から離脱させる作動部材から構成されてもよい。例えば、プラテンローラを作動部材としての上蓋に設け、上蓋を回転させて上蓋に取り付けられているプラテンローラの軸を軸受け部から離れる方向に引き上げるだけで、プラテンローラの軸を軸受け部から離脱させるような構成が考えられる。また、プラテンローラの軸を軸受け部から容易に離脱させられるため、簡易な構造の作動部材のみで可動部材を構成でき、部品点数を削減できサーマルプリンタの筐体自体を小型化できる。従って、各種情報機器に組み込んだ際に、情報機器自体の体積を縮小化して機器の小型化に貢献することができる。
【００２０】
一方、プラテン着脱方式以外の手差し方式または自動挿入方式の場合には、前記可動部材は、前記ヘッド支持体に当接され該ヘッド支持体を前記プラテンローラから離れる方向に可動させるカムと、該カムを回動させるレバーとから構成してもよい。
【００２１】
また、前記可動部材を、前記プラテンローラと前記ヘッド支持体をユニット化させることにより、プラテンローラの軸受けを完全にサーマルプリンタ本体から離脱させない構成としてもよい。この構成によれば離脱したプラテンローラを紛失したり、プラテンローラの着脱をユーザの指の操作に委ねることによるプラテンローラの軸受けの破損等の機会を抑制することができる。
【００２２】
また、前記荷重検知型センサは、荷重の変位を検出し荷重値が０．１〜０．４Ｎ（ニュートン）であるときにオンオフを切り替えるように構成するとよい。
【００２３】
このような構成によれば、記録紙の自重だけではオン状態を検出しないように荷重検知型センサを制御できる。荷重検知型センサとしては上記範囲の荷重を検出できるものであれば良く、携帯電話等の開閉状態を検知するために用いられ携帯電話のフリップ等に備えられている荷重検知型センサ等を利用してもよい。
【００２４】
また、荷重検知型センサの内部のバネの長さを調整可能に構成することなどにより、センサの作動荷重に幅を持たせるようにしてもよい。これにより使用する記録紙の厚さや腰の強さ、季節によるプラテンローラの径の変化などの各種環境の変化に適切に対応できるサーマルプリンタを実現できる。
【００２５】
また、前記荷重検知型センサは、ストローク距離を検出しストローク距離が０．２から１ｍｍであるときにオンオフを切り替えるように構成してもよい。
【００２６】
このような構成によれば、ストローク距離によりオンオフを切り替えるため、印字できる記録紙の厚さの範囲や使用できるプラテンローラの直径、膨張率等の組成の範囲を事前に容易に把握することができ、使用環境に応じて容易に適宜設計変更を行うことができる。また、荷重検知型センサの作動荷重の上限値１ｍｍと下限値０．２ｍｍを設定でき作動荷重の幅を設けることができるため、使用する記録紙の特性やプラテンローラの径の変化などの各種環境の変化に適切に対応できるサーマルプリンタを実現できる。
【００２７】
また、前記荷重検知型センサは、前記プラテンローラが軸受け部により支持された状態で、プラテンローラの外周と接する垂直面が紙ガイド面と交差する位置よりもプラテンローラの軸に近い位置に設けられるようにしてもよい。
【００２８】
このような構成により、荷重検知型センサをプラテンローラの近傍位置に配設できるため、ロール紙から引き出された記録紙がサーマルヘッドとプラテンローラに挟持されるまでに多少ズレたり撓んだりした場合であっても、サーマルヘッドとプラテンローラの間に記録紙があり、かつプラテンローラが本体フレームに装着されている場合は、オン状態を検出できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
図１および図２は本発明に係るサーマルプリンタＰ１の実施形態を示す斜視図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、サーマルプリンタＰ１は、紙幅方向に所定の間隔をおいて対向配置された一対の側壁部１ａ，１ａを有するフレーム１と、多数の発熱素子を有するサーマルヘッドＨを保持するヘッド支持体３と、ヘッド支持体３をプラテンローラ２へ押圧する一対の圧縮バネ４，４と、プラスチック製の用紙ガイド５と、駆動源としてのモータＭと、モータＭの回転駆動力をプラテンローラ２の一端２Ｃに固定された従動ギア２Ｂに伝達する歯車伝達機構Ｇなどから構成されている。
【００３１】
フレーム１には上記ヘッド支持体３の背部に位置するように折曲された起立壁１ｃが設けられ、該起立壁１ｃとヘッド支持体３との間にバネ４，４が介挿されている。クレーム１の側壁部１ａ，１ａには、プラテンローラ２の回転軸２Ａの両端部２Ｃ，２Ｄと係合してプラテンローラ２を回転自在に支持する凹部面１ｂ，１ｂが形成されている。また、用紙ガイド５の両側部には上記凹部面１ｂ，１ｂに隣接して用紙をガイドする用紙ガイド壁５ａ，５ａが設けられ、この用紙ガイド壁５ａ，５ａと側壁部１ａ，１ａとの間には、凹部面１ｂ，１ｂに係合されたプラテンローラ２の両端が外れるのを防止するように抑えるワイヤ製のフック６，６が設けられている。このフック６，６とフレーム１の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂとでプラテンローラ２の軸２Ｃ，２Ｄをラッチするようにしている。
【００３２】
このフック６，６には、凹部面１ｂ，１ｂ内に突出する湾曲部６ａが形成されており、この湾曲部６ａがプラテンローラ２の端部に上方から接触して凹部面１ｂ，１ｂから外れるのを防止する。このフック６，６の一端はヘッド支持体３と連結されることにより圧縮バネ４の付勢力を間接的に利用して付勢している。また、用紙ガイド５の上面ほぼ中央に機械式スイッチからなる荷重検知型センサ７が設けられており、例えば、図３のように記録紙収納部２０にピン軸１１にて枢支された上蓋１２の先端部に回転自在に取り付けられているプラテンローラ２を、上蓋１２を回転させて上方から荷重検知型センサ７に近づける方向に移動させてプラテンの軸の両端部を凹部面１ｂ，１ｂへ係合させると、プラテンローラ２の軸の表面がフック６，６に当接して、これを変形させて凹部面１ｂ，１ｂから逃がすように働く。これによりフック６，６が外れプラテンローラ２はそのまま下方へ移動して凹部面１ｂ，１ｂ内に装着される。
【００３３】
また、プラテンローラ２を上方へ外したいときは、上蓋１２の先端部を外側に突出させて設けた操作片１２ａを指で上方へ引き上げる。すると、フック６，６がプラテンローラ２の軸の表面に沿って移動しながら変形し、プラテンローラ２の軸の下側へ移動してその復元力でプラテンローラ２の軸を上方へ押し上げて凹部面１ｂ，１ｂとの係合が外れる。このとき、フック６，６がヘッド支持体３に固定されているため、フック６，６を押圧したときにヘッド支持体３の背部の圧縮バネ４が縮むことによってフック６，６がプラテンローラ２の軸の下側へ移動し易くなる。プラテンローラ２を外すことにより記録紙のセットが容易となる。
【００３４】
フレーム１の底板部１Ｕの上方には側壁部１ａ，１ａ間に配設された用紙ガイド５が取付けられている。用紙ガイド５の上面は、滑らかに丸みを帯びて形成されていて、そのほぼ中央には矩形状の取付孔５ｃが形成され、この取付孔５ｃ内に機械スイッチからなる荷重検知型センサ７が取付けられている。
【００３５】
荷重検知型センサ７は、内部に弾性部材と、該弾性部材の弾性力に抗じて上方から荷重が加わると導通状態になる接点を備えている。弾性部材は、サーマルプリンタの使用環境に応じて適宜選択変更でき、例えば、線ばね、板ばね等の加圧ばね、モールドシート等の弾性を有する素材、各種部材を複数組み合わせて弾性を発揮するようにした構造等を利用できる。そして、プラテンローラ２が記録紙１０を介して荷重検知型センサ７の突出部７ａを押圧することにより、荷重検知型センサ７の図示しない弾性部材に抗して突出部７ａが下降する。よって、荷重検知型センサ７はＯＦＦ状態からオン状態となる。
【００３６】
なお、荷重検知型センサは、荷重の変位を検出して荷重値が所定の範囲にある場合にオンオフを切り替えている。そして、所定の範囲を適宜変更することにより、気温の変化に起因する記録紙の厚さやプラテンローラの断面積の膨張などの各種環境の変化に適切に対応することができる。本実施の形態においては、例えば０．１〜０．４Ｎであるときにオンオフを切り替えるように設定して、記録紙に傷が付かなかったり紙送りに大きなトルクを必要としない等の動作環境を満たすようにしている。この荷重値０．１〜０．４Ｎの範囲においては、検出精度が高まり、上述した動作環境を優良に満たして顕著な効果を有している。また、作動荷重の下限値を０．１Ｎと設定することにより、記録紙の自重だけではオン状態を検出しないように荷重検知型センサを制御している。また、荷重検知型センサとしては上記範囲の荷重を検出できるものであれば良く、例えば、携帯電話等の開閉状態を検知するために用いられ携帯電話のフリップ等に備えられている荷重検知型センサをそのまま転用してもよい。
【００３７】
なお、荷重検知型センサはストローク距離を検出してストローク距離が所定の範囲にある場合にオンオフを切り替える機構のものを使用してもよい。この場合、本実施の形態においてはストローク距離が０．２から１ｍｍの範囲にて検出精度が高まり、上述した動作環境を優良に満たして顕著な効果を有している。このような構成によれば、ストローク距離によりオンオフを切り替えるため、印字できる記録紙の厚さの範囲や使用できるプラテンローラの直径、膨張率等の組成の範囲を事前に容易に把握することができ、使用環境に応じて容易に適宜設計変更を行うことができる。
【００３８】
このように抵抗力に抗じて完全に押し下げられると、荷重検知型センサ７内部のセンサが検知して制御回路に対して荷重検知信号を送信する。制御回路は、該センサから信号を受信すると、記録紙１０が有りかつ、プラテンローラ２がフレーム１に装着されている状態であると判定し、モータドライバ４３に対して駆動開始信号を送信する。そして、モータＭが駆動されてプラテンローラ２が回転を開始するとともに印刷情報に対応してサーマルヘッドＨが加熱されて印刷が開始される。
【００３９】
ヘッド支持体３の表面にはサーマルヘッドＨの駆動回路用ＩＣを樹脂でモールドしたモールド部３ａ、３ｂが設けられており、摺動する記録紙との接触による故障等の障害からＩＣを保護している。
【００４０】
次に、プラテンローラ２がサーマルプリンタの側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに装着されているかの着脱状態および記録紙１０の有無を荷重検知型センサ７で検知する際の機構を、図４に基づいて以下に説明する。図４はサーマルプリンタＰ１におけるプラテンローラ２の着脱状態および記録紙１０の状態を示す断面図である。
【００４１】
先ず、プラテンローラ２が離脱されている状態では、機械荷重検知型センサ７に荷重するものが何もないので、機械荷重検知型センサ７はＯＦＦ状態である。次に、プラテンローラ２が離脱されている状態で、ロール状に巻回された記録紙１０を引っ張り出し、記録紙１０のうち、その先端縁部分をプリンタ本体の用紙ガイド５の荷重検知型センサ７上まで、それを少なくとも覆うように引っ張り出す（図４（ｃ））。この状態においては、プラテンローラ２は離脱されており、荷重検知型センサ７の上方には記録紙のみが有り、記録紙の荷重のみが荷重検知型センサ７に荷重される。荷重検知型センサ７の弾性部材の弾性力は、記録紙の荷重よりも大きな値に設定されており、荷重検知型センサ７の突出部７ａを押し下げることができないため、荷重検知型センサ７の荷重検知型センサはＯＦＦ状態のままである。
【００４２】
次に、プリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂにプラテンローラ２を押圧していく。すると、プラテンローラ２は、ヘッド支持体３に圧接し、プラテンローラ２の軸受けが側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂ内に挿通され、プラテンローラの軸受けが凹部面１ｂ，１ｂに嵌着する。このように、プラテンローラ２が完全に凹部面１ｂ，１ｂに装着されると、プラテンローラ２とサーマルヘッドＨの間に記録紙１０を挟んだ状態でサーマルヘッドＨからの付勢力によりプラテンローラ２が記録紙１０に圧接される。また、用紙ガイド５の荷重検知型センサ７がプラテンローラ２の押圧力と記録紙１０の自重により押圧されてオン状態を検出することになる（図４（ａ）参照）。
【００４３】
次に、従動ギア２Ｂおよび歯車伝達機構Ｇを介してプラテンローラ２に伝達されたモータＭの回転駆動力によりプラテンローラ２を回動し、プラテンローラ２とヘッド支持体３のサーマルヘッドＨ間に記録紙１０が搬送され、サーマルヘッドＨにより記録紙１０に印刷記録の処理がなされる。
【００４４】
一方、記録紙１０が荷重検知型センサ７上に無い状態において、プラテンローラ２をプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに押圧して完全に装着させた場合、プラテンローラ２を押圧していくにつれてプラテンローラ２の外周は荷重検知型センサ７の突出部７ａに接近していく。そして、プラテンローラ２がプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着され、プラテンローラ２の外周表面は荷重検知型センサ７の突出部７ａから所定の距離、離間した位置で停止する（図４（ｂ））。このように、記録紙１０が無く、かつプラテンローラ２がプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着された状態においては荷重検知型センサ７の突出部７ａを押し下げられないため、荷重検知型センサ７の荷重検知型センサはＯＦＦ状態のままである。（図４（ｂ）参照）。
【００４５】
したがって、記録紙１０が用紙ガイド５上に確実に有り、且つプラテンローラ２がプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着されている状態では、荷重検知型センサ７の荷重検知型センサはオン状態であるが、それ以外の全ての場合においては、ＯＦＦ状態となりエラーが検出される。
【００４６】
なお、図４（ａ）に示す側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着された状態のプラテンローラ２を解除し離脱させるときは、まず、フレーム１の各側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに装着されているプラテンローラ２の回転軸２Ａの両端面を指で挟持して上方に引き上げる。次に、プラテンローラ２の軸受けが側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂから解除された後、フック状の形をなすように湾曲した一対のフック６に当接されたプラテンローラの軸受けを、さらに上方に引き上げる。そして、山形の湾曲部６ａを通過させると、フック６側から付勢力を受けて山形の湾曲部６ａの上方側の傾斜面に沿ってプラテンローラの軸受けは半自動的に引き上げられる。このように、プラテンローラ２がプリンタ本体のフレーム１から離脱される。
【００４７】
図５は、サーマルプリンタとそれを制御するコントローラの回路構成を示すブロック図である。
【００４８】
上記サーマルプリンタ１は、別体に構成されたコントロール基盤４０に配線接続されるとともに、このコントロール基盤４０上の制御回路により制御されるように構成されている。
【００４９】
制御回路には、サーマルプリンタＰ１の全体的な制御を行ない後述する荷重検知処理を制御するＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）４１と、ＭＰＵ４１に作業用のメモリ空間を提供し印字データなどが格納されるメモリ４２と、ＭＰＵ４１の命令に基づきモータＭに電力を供給し駆動させるモータドライバ４３と、荷重検知型センサ７内に内蔵され、記録紙１０の重量と、プラテンローラ２が側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着された状態にてプラテンローラ２が記録紙１０を押圧する押圧力の総和の荷重値を検出してオン状態か否かを判別する荷重検知型センサ２５と、サーマルプリンタ１が搭載される本体装置のホストコンピュータ５０などとデータの入出力を行なうインターフェース４５などが設けられている。荷重検知型センサ２５の出力は、ＭＰＵ４１に入力されている。
【００５０】
なお、電源供給は外部の電源装置５２から受ける。また、モータＭは例えば、ステッピングモータからなり、モータドライバ４３の各相の入力端子に順にパルス信号を入力することで、モータＭの巻線と電源端子とを接続するスイッチトランジスタがオンされて、巻線に通電が行われ駆動軸が所定角ずつ回転するようになっている。
【００５１】
従って、荷重検知型センサ７がオン状態になると、ＭＰＵ４１は、モータドライバ４３に回転開始信号を送信し、図示しない印字駆動回路に印字情報等を送信してサーマルヘッドＨを駆動させて印字処理を開始させる。
【００５２】
次に、このサーマルプリンタでの荷重検知型センサの検出状態、記録紙の有無及びプラテンローラの着脱状態の関係を図６に基づいて説明する。図６は、その横軸を時間軸（ｔ）に、縦軸をそのときの荷重検知型センサ２５のＯＮ、ＯＦＦ状態、記録紙の有無及びプラテンローラの着脱状態をそれぞれ示している
図６に示すように、プラテンローラ２が離脱している状態においては、荷重検知型センサ７の荷重検知型センサ２５はＯＦＦ状態である。ロール紙から用紙ガイド５の上面に記録紙１０を装着すると、記録紙１０が無い状態から記録紙１０が有りの状態となる（ｔ１）。
【００５３】
そして、プラテンローラ２を押圧してプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに装着させていくと、記録紙１０がプラテンローラ２の外周の最下端に押圧されながら下方に移動していくが、荷重検知型センサ７の荷重検知型センサはＯＦＦの状態のままである。そして、プラテンローラ２が側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着された場合に、荷重検知型センサ７の突出部７ａが所定のストロークだけ押し下げられオン状態となり（ｔ２）、記録紙１０の有無及びプラテンローラ２の着脱状態の検出が開始される。その後、再び、プラテンローラ２が側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂから解除されるまでの間、荷重検知型センサ７の荷重検知型センサはオン状態を維持し続ける。このようにして、プラテンローラ２が側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに確実に装着され、かつ記録紙１０が用紙ガイド５の上面に挿入されている場合に、荷重検知型センサ７によりオン状態が検出される。
【００５４】
次に、本実施形態のサーマルプリンタの制御回路で行われる荷重検知処理についてフローチャートを参照しながら詳細に説明する。図７は主に制御回路のＭＰＵ４１、荷重検知型センサ２５により行われる荷重検知処理の手順を示すフローチャートである。この荷重検知処理は荷重検知型センサ７の荷重検知型センサ２５の検知結果により、記録紙の有無及びプラテンローラの着脱状態を確実に判定する処理である。なお、電源５２が投入されると同時にＭＰＵ４１は、機械荷重検知型センサ７の荷重検知型センサ２５からの検知信号を常時受信できる状態となりこの割り込み信号を待機しているものとする。
【００５５】
先ず、ＭＰＵ４１は、図示しない操作入力部においてユーザにより所定の入力操作がなされたか否かを判別する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１においてユーザにより所定の入力操作がなされた場合、ＭＰＵ４１はステップＳ１０２に移行して荷重検知型センサ２５がＯＮであるか否かを判別する。具体的には、制御回路４０のメモリ４２内のセンサフラグが「１」であるか否かを判定する。ここでセンサフラグとは機械荷重検知型センサ７の荷重検知型センサ２５からオン状態であることを示す検知信号を受信した場合にＭＰＵ４１によりメモリ４２内の所定の記録領域に設定されるフラグである。荷重検知型センサ２５がＯＦＦ状態になった場合、つまり荷重検知型センサ２５がオン状態であることを示す検知信号を送信しなくなった場合には、このセンサフラグに「０」が設定される。
【００５６】
ステップＳ１０２において、荷重検知型センサ２５がＯＦＦ状態であると判別された場合は、ＭＰＵ４１は、次の操作に進まないように即座に図示しないＬＥＤなどの表示部にエラー表示をするとともにモータドライバ４３に駆動停止信号を送信してモータＭを停止させ回動できないように制御して（ステップＳ１０３）、この荷重検知処理を終了する。一方、ステップＳ１０２において荷重検知型センサ２５がオン状態であると判別された場合は、ＭＰＵ４１は、用紙ガイド５上に記録紙１０が有り、かつプラテンローラ２がプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに確実に装着された状態であると判別して、モータドライバ４３に駆動開始信号を送信してモータＭを回動させるとともにサーマルヘッドＨに印刷開始信号、印刷情報等を含んだ印刷データを送信して印刷処理を開始させ（ステップＳ１０４）、この荷重検知処理を終了する。
【００５７】
従って、荷重検知型センサ２５がオン状態に変化するのは、プリンタ本体の用紙ガイド５に記録紙１０が載置され、且つプラテンローラ２がプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに確実に装着されている場合のみである。また、荷重検知型センサ２５がＯＦＦ状態を維持するのは、例えば記録紙１０が載置されていないか、記録紙１０が載置されているが大きくずれていたり撓んでいる状態、またはプラテンローラ２の回転軸２Ａの両端部２Ｃ，２Ｄが側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに確実に装着されていない状態、例えばプラテンローラ２の片側の端部のみが装着されている状態の場合である。
【００５８】
このように第１の実施の形態のサーマルプリンタによれば、荷重検知型センサ２５は、記録紙１０の有無の検出の他にプラテンローラ２の着脱状態をも検出できるため、１つのセンサにより印刷可能な状態であるか否かを確実に検出することができる。従って、部品点数を抑えて制御機構を簡易にすることができる。
また、新たに高価なセンサを追加しなくても既存の荷重検知センサ２５を転用できるため、コストアップせずに検出精度を高めることができるとともに非常に低価格のサーマルプリンタを供給できる。
【００５９】
また、用紙ガイド５の上面のほぼ中央に矩形状の取付孔５ｃが形成されこの取付孔５ｃ内に荷重検知型センサ２５が取付けられており、またいずれの用紙セット方式においても用紙ガイドの上面に記録紙がある状態で記録紙をセットするため、用紙ガイドの変更のみでどの方式にも転用可能な簡単な構造のサーマルプリンタを提供できる。
【００６０】
また、記録紙１０が用紙ガイド５上に確実に有り、且つプラテンローラ２がプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着されている状態に限り、荷重検知型センサ７の荷重検知型センサはオン状態となり、それ以外の全ての場合においては、ＯＦＦ状態となりエラーが検出されるため、正確に印刷を行える状態を確実に検出できる。
【００６１】
従って、正確に印刷できない状態で印刷処理が開始され印刷データに対応してヘッド発熱体が加熱制御され印刷データが消滅してしまうことを防止でき、またプラテンローラがプリンタ本体のフレームに確実に装着されていない状態で印刷を開始してヘッド発熱体から記録紙に熱がうまく伝達されずヘッド発熱体が高温に加熱され、ヘッド発熱体の耐久性が低下することを防止できる。また、記録紙がない状態でプラテンローラがサーマルヘッドに押圧され、プラテンローラが直接加熱されプラテンローラに大きなダメージを与えることを防止できる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態のサーマルプリンタは、第１の実施の形態で示したフック６をカムの作動面と一体化されたレバー２１に置換し、さらにサーマルヘッドＨとプラテンローラ２の間にプラテン可動部材２２を設けてこれらをユニット化したものであり、その他のサーマルプリンタの構成および動作は第１の実施の形態と同一である。すなわち、第１の実施の形態では、フック６の動作によりプラテンローラ２をプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに容易に着脱できるように構成されユーザの指で直接プラテンローラの回転軸２Ａの両端面を挟持して押圧または引き上げることにより容易に装着または離脱させていたが、第２の実施の形態では、カムの作動面と一体化されたレバー２１をプラテンローラの回転軸を中心に回動させることにより、サーマルヘッドＨをプラテンローラ２から離れる方向に可動させるとともにプラテンローラ２を荷重検知型センサ７から離れる方向に可動させる。ここでプラテン可動部材２２は、サーマルヘッドＨとプラテンローラ２の間に設けられ支軸Ｊを頂点としてサーマルヘッドＨと固有の角度をなした状態で固定されている。従って、サーマルヘッドＨがプラテンローラ２から離れる方向に可動された場合には、プラテン可動部材２２も同じ距離だけ支軸Ｊを中心に反時計回りに回動する（図９（ｂ）参照）。
【００６３】
次に、第２実施形態のサーマルプリンタにおけるプラテンローラ２の着脱動作を図８および図９を参照してより詳細に説明する。
【００６４】
図８は、第２の実施の形態のサーマルプリンタにおけるレバー２１の動作を示す図である。図８に示すように、先ず、プラテンローラ２の回転軸によってプラテンローラ２と一体化されたレバー２１の操作部２１ａを時計回りに回動させると、プラテンローラ２がプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着された状態となる（図８（ａ））。この状態においては、第１の実施の形態と同様にサーマルヘッドＨにプラテンローラ２が押圧されるとともにプラテンローラ２の外周表面が荷重検知型センサ７の突出部７ａと所定の距離、離間した位置に固定される。
【００６５】
次に、レバー２１の操作部２１ａを反時計回りに回動させていくと、レバー２１の作動面２１Ａ、２１Ｂが順にサーマルヘッドＨの表面と当接してサーマルヘッドＨを左方向に押圧しながら回動していく。それとともにプラテンローラ２の軸受けは側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂの略Ｕ字状の溝に沿って上方へ可動されていく。さらに、レバー２１の操作部２１ａが回動され作動面２１ＣがサーマルヘッドＨの表面と完全に当接する位置でレバー２１の回動が停止される（図８（ｂ））。
【００６６】
このような機構により、カムの作動面と一体化されたレバー２１を回動させるだけでプラテンローラ２の外周表面を荷重検知型センサ７の突出部７ａの上方に可動させ記録紙１０を挿入できる隙間を形成できる。
【００６７】
図９は、第２の実施の形態のサーマルプリンタにおけるプラテン可動部材２２の動作を示す図である。図９（ａ）に示すように、プラテン可動部材２２は、サーマルヘッドＨとプラテンローラ２の間に設けられ支軸Ｊを頂点としてサーマルヘッドＨと固有の角度をなした状態で固定されており、このプラテン可動部材２２の右端側にはプラテンローラの軸受けが挿通された開口部２２ａが設けられている。このようにしてプラテン可動部材２２は、サーマルヘッドＨとプラテンローラ２の間に介在してこれらをユニット化している。次に、プラテンローラ２の動作に連動したプラテン可動部材２２及びサーマルヘッドＨの動作について説明する。
【００６８】
先ず、レバー２１の操作部２１ａを時計回りに回動させて、プラテンローラ２がプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに完全に装着されると、プラテンローラ２の軸受けがプラテン可動部材２２の右端側に設けられた開口部２２ａの下方側の内側壁部に密接した状態となる（図９（ａ））。次に、レバー２１の操作部２１ａを反時計回りに回動させていくと、レバー２１の回動に連動してプラテンローラの軸受けが該開口部２２ａの開口内で上方向に可動されていく。それとともに、レバー２１の作動面２１Ａ、２１ＢがサーマルヘッドＨの表面を左方向に押圧しながら回動するため、サーマルヘッドＨは押圧され支軸Ｊを中心として反時計回りに回動していき、サーマルヘッドＨと支軸Ｊを頂点として固有の角度をなした状態で固定されたプラテン可動部材２２もサーマルヘッドＨと同様に、サーマルヘッドＨが回動した角度と同一の角度だけ支軸Ｊを中心に反時計回りに回動していく。そして、レバー２１をこれ以上回動できない位置まで回動させ停止させると、プラテンローラの軸受けが該開口部２２ａの開口内で上方側の内側壁部に密接した状態となる（図９（ｂ）参照）。
【００６９】
このような機構により、プラテンローラの軸受けをプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂから離脱させずにプラテンローラ２の外周表面を荷重検知型センサ７の突出部７ａの上方に可動させ記録紙１０を挿入できる隙間を形成できる。
【００７０】
このように第２の実施の形態のサーマルプリンタによれば、プリンタ本体から外部へ延出したレバー２１の操作部２１ａを反時計回りに回動させるだけでプラテンローラの軸受けをプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂから離脱させずに荷重検知型センサ７の突出部７ａの上方に可動させ記録紙１０を挿入できる隙間を形成できる一方、レバー２１の操作部２１ａを時計回りに回動させることによりプラテンローラの軸受けをプリンタ本体の側壁部１ａ，１ａの凹部面１ｂ，１ｂに確実に装着することができる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、その主旨を逸脱しない範囲内において変更して実施することができる。例えば、上述した実施形態では用紙ガイド５の上面のほぼ中央には矩形状の取付孔５ｃが形成され、この取付孔５ｃ内に荷重検知型センサとしての荷重検知型センサ７が取付けられているが、用紙ガイド５の上面であってフレーム１のいずれかの側壁部１ａ，１ａの近傍に取付孔５ｃを形成してもよい。また、上述した実施形態では矩形状の取付孔５ｃを形成しているが、内部に荷重検知型センサ７を配置できる形状であればいずれの形状であってもよく、例えば円形状の取付孔を形成してもよい。
【００７２】
また、第１の実施の形態においては荷重検知型センサ２５がオン状態であると判別された場合は、ＭＰＵ４１はモータドライバ４３に駆動開始信号を送信してモータＭを回動させるとともにサーマルヘッドＨに印刷データを送信して印刷処理を開始させているが、モータドライバ４３に駆動開始信号を送信してモータＭを回動させ記録紙を引き入れる動作だけをさせるようにしてもよい。このように構成すれば自動挿入方式に転用できる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、プラテンローラの下方に記録紙があり、かつプラテンローラの軸が軸受け部により支持された状態において記録紙を介してプラテンローラに圧接されオン状態に変化するため、１つのセンサにより印刷可能な状態であるか否かを確実に検出することができる。従って、部品点数を抑えて制御機構を簡易にすることができ、新たに高価なセンサを追加しなくても既存の荷重検知センサを転用できるため、コストアップせずに検出精度を高めることができるとともに非常に低価格のサーマルプリンタを供給することができる。
【００７４】
また、荷重検知型センサを、記録紙を介してプラテンローラに圧接されオン状態に変化することができる位置に設けることができるため、一部の部品を変更し荷重検知型センサを追加するだけでいずれの用紙セット方式のサーマルプリンタにも転用できる。
【００７５】
また、軸受け部により支持されたプラテンローラの軸が解除された状態で、該プラテンローラの軸を荷重検知型センサから離れる方向に移動させる可動手段をさらに備えることができ、プラテンローラの軸を軸受け部から離れる方向に引き上げるだけで容易に移動させることができる。
【００７６】
また、作動部材によりプラテンローラの軸を軸受け部から離脱できるため、簡易な構造の可動手段を構成でき部品点数を削減してサーマルプリンタの筐体自体を小型化できる。従って、各種情報機器に組み込んだ際に、情報機器自体の体積を縮小化して機器の小型化に貢献することができる。
【００７７】
また、手差し方式または自動挿入方式の場合には、レバーの操作と連動させてヘッド支持体をプラテンローラから離れる方向に可動できるため、レバーの操作範囲に依存した範囲にプラテンローラが移動できる範囲を限定できる。従って、プラテンローラのサーマルヘッドに対する位置のばらつき、および押圧位置のずれを抑えることができる。また、レバーの操作によりクリック的な動作でプラテンローラの位置を確実にロックできるため、検出精度を高めることができる。
【００７８】
また、作動荷重に幅を設けることができるため、気温の変化に起因する記録紙の厚さやプラテンローラの断面積の膨張などの各種環境の変化に適切に対応できるサーマルプリンタの動作環境を実現できる。また、作動荷重の下限値を０．１Ｎと設定することにより、記録紙の自重だけではオン状態を検出しないように荷重検知型センサを制御できる。
【００７９】
また、ストローク距離により荷重検知型センサのオンオフを切り替えるため、印字できる記録紙の厚さの範囲や使用できるプラテンローラの直径、膨張率等の組成の範囲を事前に容易に把握することができ、使用環境に応じて容易に適宜設計変更を行うことができる。また、荷重検知型センサの作動荷重の作動荷重の幅を設けることができるため、気温の変化に起因する記録紙の厚さやプラテンローラの断面積の膨張などの各種環境の変化に適切に対応できるサーマルプリンタの動作環境を実現できる。
【００８０】
また、荷重検知型センサをプラテンローラが軸受け部により支持された状態で、プラテンローラの外周と接する垂直面が紙ガイド面と交差する位置よりもプラテンローラの軸に近い位置に設けられるため、ロール紙から引き出された記録紙がサーマルヘッドとプラテンローラに挟持されるまでに多少ズレたり撓んだりした場合であっても、サーマルヘッドとプラテンローラの間に記録紙があり、かつプラテンローラが本体フレームに装着されている場合は、オン状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としてのサーマルプリンタの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のサーマルプリンタを異なる方向から見た状態を示す斜視図である。
【図３】図１のサーマルプリンタを備えた情報機器の一例を示す斜視図である。
【図４】図１のサーマルプリンタにおけるプラテンローラの着脱状態および記録紙１０の状態を示す断面図である。
【図５】図１のサーマルプリンタとそれを制御するコントローラの回路構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態のサーマルプリンタの荷重検知処理の内容の一例を示すタイムチャートである。
【図７】本実施形態のサーマルプリンタの制御回路で行われる荷重検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態のサーマルプリンタにおけるレバー２１の動作を示す図である。
【図９】第２の実施の形態のサーマルプリンタにおけるプラテン可動部材２２の動作を示す図である。
【符号の説明】
１フレーム
２プラテンローラ
３ヘッド支持体
４圧縮バネ
５用紙ガイド
６フック
７荷重検知型センサ
１ａ側壁部
７ａ突出部
１０記録紙
２１レバー
２２プラテン可動部材
４１ＭＰＵ
４３モータドライバ
Ｇ歯車伝達機構
Ｈサーマルヘッド
Ｍモータ
Ｐ１サーマルプリンタ

Claims

本体フレームと、
記録紙に印字を行う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支持体と、
前記サーマルヘッドと併設されたプラテンローラと、
前記プラテンローラを回動自在かつ着脱可能に保持する軸受け部と、
前記サーマルヘッドを、上記プラテンローラへ圧接する方向へ付勢する付勢手段と、
前記プラテンローラの下方に記録紙があり、かつプラテンローラの軸が軸受け部により支持された状態において前記記録紙を介して前記プラテンローラに圧接されオン状態に変化することができる位置に設けられた荷重検知型センサとを備えることを特徴とするサーマルプリンタ。
前記軸受け部により支持されたプラテンローラの軸が解除された状態で、該プラテンローラの軸を前記荷重検知型センサから離れる方向に移動させる可動手段をさらに備え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。
前記可動手段は、前記プラテンローラの軸を軸受け部から離脱させる作動部材から構成されていることを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリンタ。
前記可動部材は、前記ヘッド支持体に当接され該ヘッド支持体を前記プラテンローラから離れる方向に可動させるカムと、該カムを回動させるレバーとから構成されていることを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリンタ。
前記荷重検知型センサは、荷重の変位を検出し荷重値が０．１〜０．４Ｎであるときにオンオフを切り替えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサーマルプリンタ。
前記荷重検知型センサは、ストローク距離を検出しストローク距離が０．２から１ｍｍであるときにオンオフを切り替えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のサーマルプリンタ。
前記荷重検知型センサは、前記プラテンローラが軸受け部により支持された状態で、プラテンローラの外周と接する垂直面が紙ガイド面と交差する位置よりもプラテンローラの軸に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のサーマルプリンタ。