JP2007118550A - 機器組込用のサーマルヘッドプリントエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 枠板1の右上隅にリボンテープホルダ供給2を配置し、枠板1の左上隅にリボンテープホルダ巻取を横一列に配置し、この隣り合う2つのリボンテープホルダの間に駆動モータ4、5を上下隣り合うように背を向けて埋込み配置し、リボンテープ34の下、枠板1いっぱいの横長四角形空間の4隅にガイドローラ6、7、8、9を配置し、この4本のガイドローラの軸を支柱としてH字の形をした操作パネル12を取り付ける。この配置によって機器類は、四角形の枠板1の面内に無駄なスペース無く効率的に配置されると共に、リボンテープホルダ供給2から出てリボンテープホルダ巻取3に向かう経路21は、それら機器類の周り、すなわち、枠板1の周囲に沿って導かれる外周外架けになり、枠板1の面を有効に使って機器構成を小型化している。
【選択図】 図1
Description
従って、従来の印字装置は小型で葉書サイズ大でリボンテープホルダ軸駆動のインク面外巻きでリボン経路は外周外架けと扱い易いものはあるが連続機、間欠機の2つに分かれていて、サーマルヘッド押圧の鉛直動作するものはあるがプラテンとの接離距離は狭くて、サーマルヘッドの交換作業に際し着脱自在なものはあるが接離時の揺動に関してはより精度アップの必要があり、搭載可能なリボンテープ巻長さとしては600m位の要望があり、印字媒体停止時のサーマルヘッド可動式のオペレーターが求める容易な印字位置合わせ方法はなしということであった。
これは図1の正面図が示す配置において実施されたもので、課題を解決するための手段である上記(1)〜(5)の説明を基に、上記(1)〜(5)の順にて図を参照して説明する。
(上記(1)の実施形態)
この実施形態では発明時主流と思われるリボンテープPET基材厚さ4.5μm、使用リボンテープコア内径1インチを使用して、リボンテープ巻長600m、仕上がり最大外径φ89とし、ステップモータ外形は□42を使用している。
図1において、リボンテープホルダ回転用のステップモータ4を枠板1の中央上部にリボンテープ端に接触しないように背を向けて埋込配置し、その直ぐ下に隣り合うようにサーマルヘッド往復移動用のステップモータ5を同じくリボンテープ端に接触しないように背を向けて縦一列に埋込配置し、センター線22上に駆動モータ4,5の軸が来るように上下縦に隣り合うように配置された2つの駆動モータ4と5を跨ぎ且つ隣り合うよう左右横一列31の線上に枠板1からリボンテープを抜き差しする前面に向かって飛び出すように片側にリボンテープホルダ供給軸2、もう片側にリボンテープホルダ巻取軸3を配置し、この二つのリボンテープホルダの間隔は搭載可能な最大外径φ89のリボンテープを供給側2にセットし巻の無い新しいコアを巻取り側3にセットして全てのリボンテープを巻取り側3が巻き終えるまでに接触しない最小間隔とし枠板1の横幅は最大外径φ89のリボンテープがはみ出さない程度とし、前記サーマルヘッド往復移動用のステップモータ5の下隅からセンター線22に対しては直角に交差して枠板1の端辺と交わる線上の両隅にガイドローラ6と9を配置し、枠板1の下部両隅にもガイドローラ7、8を配置し、この4本のガイドローラ6,7,8,9に囲まれた□な空間をサーマルヘッドキャリッジ10の往復移動13に使用し、またガイドローラ6,7,8,9の軸を支柱として前面に操作パネル12を固定取付しサーマルヘッドキャリッジ10の往復移動時のレールとしてサーマルヘッドキャリッジ10へ固定のベアリング33を使用してサーマルヘッド押圧時の衝撃に対する耐久性の向上にも役立てる機器配置としている。またこの操作パネル図1ではH字の形をしているが、これを冂字形やΠ字形にして設置面積を増やし日付に使用する時計表示とか品種選択設定などの表示スイッチを追加してもまた便利である。
図1と図4を参考に、サーマルヘッド25を着脱自在に交換できる取付け方法として、加圧前のサーマルヘッド発熱体25a長手方向の平行と加圧時プラテンに対してサーマルヘッド発熱体25a長手方向が全幅均等な圧力を得る為に、サーマルヘッド発熱体25a長手方向に平行で且つその中央を跨いで、軸の円周上に溝27aを施した位置合せピン27をサーマルヘッド25の左右に配し、相手するヘッド取付ブロック11に位置合せピン25がサーマルヘッド発熱体長手方向に揺動80oするだけの遊びを持って嵌合するピン嵌合穴11aを設け、その穴に側面穴11bより止めネジ30によりヘッド取付ブロック11に取り付けられた板バネ29の伸縮性により真円球28が位置合せピンの溝27aに押圧し嵌合遊びを吸収させるとともに着脱自在に保持し、サーマルヘッド25に位置合せピン27にて固定された突起プレート26の発熱体25aと直角に交わる奥行きのある細長い突起を支点として前記サーマルヘッドを80o方向へ揺動可能とし、また80k方向への揺動は真円球28を介して板バネ29が伸縮性をもって位置合せピン27をピン嵌合穴11aに押し当てているので鮮明な印字が得られるようにしている。
図5と図6を参考に、キャリッジブロック48の凹した形の嵌合窪みにソレノイド35を埋込配置し、そのソレノイドの固定手段として側面に固定穴45を配置し側面より止めネジ46にて固定可能とし、ソレノイド35を跨いで左右に1本ずつソレノイドのプランジャ35aと同鉛直方向に動作可能なスライドシャフト36を前記合計3本の軸心を結ぶ線は直線となる位置に配置し、スライドシャフト36の2本へはそれぞれスライドシャフト上部にリフター用圧縮バネ37及びリフター用圧縮バネ抜け止め36aを設けリフトアップするように構成し、2本のスライドシャフト36を支柱としてヘッド取付ブロック11へ立てて固定し、ヘッド取付ブロック11のソレノイド35のプランジャ35aの押圧直下へサーマルヘッド発熱体をプラテンへ押圧するときの圧を決定するスプリングプランジャを1組埋込み、前記スプリングプランジャを構成する圧入バネケース38以外のバネパッド39、圧縮バネ40、ネジになっているバネ受け41はそれぞれヘッド取付ブロック11の底から抜き差し交換可能とし、またソレノイド35のソレノイドコイル通電時はコイルの発熱対策として電力制御手段47に接続して搭載するソレノイドを小型化している。
図7と図1を参考に、リボンテープ21の走行をロータリーエンコーダが接続されたガイドローラ8で検知活用してリボンテープ供給と巻取りの直径が使用に応じて刻々と変わるもリボンテープ21の走行速度を所要速度に保つ速度制御手段(図示せず)を配置し、巻取り軸50の駆動と供給軸58の駆動を1個の駆動モータ4で駆動させ、リボンテープ21の送りと巻取りはリボンテープ21をセットするリボンテープホルダ2と3を直接回転させて行うリボンテープの走行機構であって、リボンテープホルダ巻取3へは駆動モータ4の駆動を駆動モータ軸に結合されたギヤ53、軸60に結合されたギヤ51を介して直接伝達し、リボンテープホルダ供給2が巻き戻す時はギヤ51、52、53、55のギヤ比により常にリボンテープ21に張力を伝えられるよう構成され、駆動モータ軸に結合されたギヤ52、ワンウェイクラッチ内蔵のギヤ55を介して軸58に伝達し、軸58に結合されたトルクリミッタ駆動側(図示せず)に伝達してフリクション駆動を行うようにし、リボンテープホルダ供給2のリボンテープを引っ張り出してリボンテープホルダ巻取3が方向21へ巻き取るときはトルクリミッタ駆動側が結合している軸58に結合されたギヤ54がワンウェイクラッチ内蔵のギヤ57と咬合して軸58の回転を停止させトルクリミッタをフリクションブレーキとして利用して張力を得られるようにしている。
図8と図1を主に参考に、印字媒体上でサーマルヘッド25を往復移動させるサーマルヘッド往復移動機構として枠板1の裏面に駆動モータ4に結合された駆動プーリ19、ガイドローラプーリ17、ガイドローラプーリ18の三角形配置に掛けられたキャリッジ搬送ベルト20に矢印13方向に往復移動するサーマルヘッドキャリッジ10を固定し、サーマルヘッドキャリッジ10に取付られたサーマルヘッドの発熱体25aを印字媒体上での矢印13方向での位置合わせマーカーとして採用し、発熱体25aがプラテン15に対して接離しても取付角度(図4のθ)が変わることなく接離させることのできるヘッド押圧機構として前述の(上記(3)の実施形態)を採用し、サーマルヘッドキャリッジ10に取付けたセンサードグ74を矢印62の検出方向で検出するセンサー77を搭載したセンサブロック63を矢印13の方向に並進して往復移動させるセンサブロック往復移動機構としてシャフトホルダ59とシャフトホルダ69で支持しされた送りネジ60と組み付けられたそれのナット76と、スライドシャフト61と組み付けられた軸受け75を配置し、ナット76と軸受け75は共にセンサブロック63に組込固定し、リボンテープを抜き差し交換し印字媒体上で印字開始位置を決める際前記位置合わせマーカーがよく見える前面の操作パネル12に設けたホームポジションツマミ16からの回転指示をセンサブロック往復移動機構へ伝えるための動力伝達機構としてホームポジションツマミ16を結合した軸72と、回転指示を座標変換して伝えるため軸72の片側にマイタギヤ71を結合し、このマイタギヤ71と咬合するマイタギヤ70を送りネジ60に結合する。操作パネル12に位置合わせマーカーの数値的位置を表すスケール24と、サーマルヘッドキャリッジ10にスケール24に対しての指示マーカー23と、ホームポジションセンサー77へセンサードグ74が近づきホームポジションセンサー77が検出した折りにキャリッジブロック48に取り付けられたノックピン68とセンサブロック63は矢印65の面で接触して停止し、ホームポジションツマミ16の操作でセンサブロック63がサーマルヘッドキャリッジ10に接触して押し進め前記位置合わせマーカーを目安として印字媒体上での印字開始位置設定ができるようにしている。またサーマルヘッドキャリッジ10はキャリッジ搬送ベルト20と駆動モータ5の接続により適度な走行負荷がかかっているのでホームポジション方向への戻しは指で軽く操作して戻すことができる。キャリッジブロック48に取り付けた磁性体板67はセンサブロック63に取り付けた磁石64と矢印66の面で双方が接触する際い磁力にて接離可能な状態で吸着一体化保持するようにし、吸着一体化保持している間はホームポジションツマミ16にて前記位置合わせマーカーを目安とした双方向移動の印字開始位置設定ができるようにし、サーマルヘッドキャリッジ10を移動させる駆動モータ5励時駆動時には吸着一体化保持力以上の力により拘束を破り自由に移動するようにしている。
これは図9が示す正面図の配置において実施されたもので、課題を解決するための手段である上記(2)〜(4)を利用して、発明時主流と思われるリボンテープ巻長300m(最大外径φ65)、リボンテープPET基材厚さ4.5μm、使用リボンテープコア内径1インチ、搬送フィルム追従速度20インチ/sec、印字動作は連続/間欠併用型の仕様に対して組み上げた時、この発明による効果を示した実施例である。
2 リボンテープホルダ供給
3 リボンテープホルダ巻取
4 駆動モータ(リボンテープホルダ回転用のステップモータ)
5 駆動モータ(サーマルヘッド往復移動用のステップモータ)
6 ガイドローラ
7 ガイドローラ
8 ガイドローラ兼ロータリーエンコーダの周速リング
9 ガイドローラ
10 サーマルヘッドキャリッジ
11 ヘッド取付ブロック
11a ピン嵌合穴(80o方向の揺動を許す長穴となっている)
11b 横穴(真円球28の抜け止め突起をもつ)
12 操作パネル
13 サーマルヘッドキャリッジ10の往復移動方向
14 サーマルヘッド25が鉛直に動作する様
15 プラテン
16 ホームポジションツマミ
17 ガイドローラプーリ
18 ガイドローラプーリ
19 駆動プーリ
20 キャリッジ搬送ベルト
21 リボンテープ走行経路と印字中の巻取り方向
22 枠板1のセンター線を示す
23 指示マーカー
24 スケール
25 サーマルヘッド
25a 25の発熱体
26 突起プレート
27 位置合せピン
27a 溝
27b 11aへの嵌合方向を示す
28 真円球
29 板バネ
30 止めネジ
31 22と直角に交わる2と3の中心を結ぶ線
32 比較対象として1円玉の大きさを表す
33 ベアリング
34 最大外径のリボンテープ
35 ソレノイド
35a プランジャ
36 スライドシャフト
37 リフター用圧縮バネ
38 圧入バネケース
39 バネパッド
40 圧縮バネ
41 バネ受け
42 スライドレールの台車
43 可変量
44 可変量
45 固定用穴
46 止めネジ
47 電力制御手段
48 キャリッジブロック
49 ファン
50 軸
51 ギヤ
52 ギヤ
53 ギヤ
54 ギヤ
55 ギヤ(ワンウェイクラッチ内蔵)
56 軸
57 ギヤ(ワンウェイクラッチ内蔵)
58 軸
59 シャフトホルダ
60 送りネジ
61 スライドシャフト
62 矢印
63 センサブロック
64 磁石
65 矢印
66 矢印
67 磁性体板
68 ノックピン
69 シャフトホルダ
70 ギヤ
71 ギヤ
72 軸
73 軸受け
74 センサードグ
75 軸受け
76 ナット
77 センサー
78 葉書サイズ
79 ロールフィルムシート等の連続した印字媒体の搬送方向
80a ロータリーソレノイド
80b バネ受け
80c 圧縮バネ
80d バネパッド
80e レバーカム
80f スライドレールの台車
80g ヘッド取付ブロック
80i 磁石
80j 磁性体突プレート
80k ヘッドの揺動方向を示す
80m スプリングプランジャ
80n 搬送ベルト固定部
80o 80jの凸部を支点に揺動する方向
90 ワンウェイクラッチがロックする回転方向を示す
102 枠板
103 スライドレールの台車
104 ギヤ(ワンウェイクラッチ内蔵)
105 ガイドローラ
106 駆動モータ
107 ガイドローラ
108 前面補強板
109 サーマルヘッドキャリッジ
110 ガイドローラ
111 駆動モータ
112 タイミングプーリ
113 ガイドローラ兼ロータリーエンコーダの周速リング
114 タイミングベルト
115 ガイドローラ
116 リボンテープ経路及び巻取り方向を示す
118 タイミングベルト
119 止めネジ
120 原反
123 キャリッジ搬送ベルト留め
124 ファン
126 軸
127 タイミングプーリ
128 タイミングプーリ(テンション用)
129 支柱
130 タイミングプーリ(ワンウェイクラッチ内蔵)
132 ギヤ
134 支柱
135 軸
136 矢印(16を側面に配置した場合)
137 操作パネル
138 メモリーカード
139 タイミングベルト(リボンテープ駆動用)
140 タイミングベルト(サーマルヘッドキャリッジ移動用)
Claims (8)
- リボンテープホルダ回転用のステップモータを枠板の中央上部にリボンテープ端に接触しないように背を向けて埋込配置し、その直ぐ下に隣り合うようにサーマルヘッド往復移動用のステップモータを同じくリボンテープ端に接触しないように背を向けて縦一列に埋込配置し、中央を上下縦に隣り合うように配置された2つのステップモータを跨ぎ且つ隣り合うよう左右横一列に前記枠板からリボンテープを抜き差しする前面に向かって飛び出すように片側にリボンテープホルダ供給軸、もう片側にリボンテープホルダ巻取軸を配置し、この二つのリボンテープホルダの間隔は搭載可能な最大外径のリボンテープを供給側にセットし巻の無い新しいコアを巻取り側にセットして全てのリボンテープを巻取り側が巻き終えるまでに接触しない最小間隔とし前記枠板の横幅は前記最大外径のリボンテープがはみ出さない程度とし、前記サーマルヘッド往復移動用のステップモータの下隅からセンター線に対しては直角に交差して前記枠板端辺と交わる線上の両隅にガイドローラを配置し、前記枠板の下部両隅にもガイドローラを配置し、こうして出来上がった4本のガイドローラにより囲まれた□な空間の内側をサーマルヘッドキャリッジ往復移動用とし、またこの4本のガイドローラの軸を支柱として前面に補強板を固定取付配置と、した構成を持つことを特徴とするプリントエンジン。
- サーマルヘッドを着脱自在に取付けるサーマルヘッドの取付け方法において、加圧前のサーマルヘッド発熱体長手方向の平行と加圧時プラテンに対して前記サーマルヘッド発熱体長手方向が全幅均等な圧力を得る用に、前記サーマルヘッド発熱体長手方向に平行で且つその中央を跨いで、軸の円周上に溝を施した位置合せピンを前記サーマルヘッド左右に配し、相手するヘッド取付ブロックに前記位置合せピンがサーマルヘッド発熱体長手方向に揺動するだけの遊びを持って嵌合するピン嵌合穴を設け、その穴に側面より伸縮性のあるプランジャ機構を付加したプランジャ突起部が前記位置合せピンの溝に押圧し嵌合遊びを吸収させるとともに着脱自在に保持し、前記ヘッド取付ブロック及び前記サーマルヘッドのいずれか一方に前記サーマルヘッド発熱体長手方向のほぼ中央と直角に交わる直線上に間隔を空けて配置された2つ以上の突起または突起となる桟を設け同突起を支点として前記サーマルヘッドを揺動可能と、した構成を持つことを特徴とするプリントエンジン。
- 凹した形状ブロックの嵌合窪みにソレノイドを埋込配置し、前記ソレノイドを跨いで左右に1本ずつ前記ソレノイドのプランジャシャフトと同鉛直方向に動作可能なスライドシャフトを前記合計3本のシャフトを結ぶ線は直線となる位置に配置し、前記スライドシャフト2本はそれぞれバネによりリフトアップするように構成し、前記2本のスライドシャフトを支柱としてヘッド取付ブロックへ立てて固定し、前記ヘッド取付ブロックの前記ソレノイドのプランジャシャフトの押圧直下へサーマルヘッド発熱体をプラテンへ押圧するときの圧を決定するスプリングプランジャを1組埋込み、前記スプリングプランジャを構成するケース以外のバネパッド、圧縮バネ、バネ受けはそれぞれ前記ヘッド取付ブロックの底面から交換可能と、した構成を持つことを特徴とするプリントエンジン。
- 前記ソレノイドのソレノイドコイル通電時はコイルの発熱対策として電力制御手段が設置されることを特徴とする請求項3記載のプリントエンジン。
- リボンテープの走行をロータリーエンコーダで検知活用してリボンテープ供給と巻取りの直径が使用に応じて刻々と変わるも前記リボンテープの走行速度を所要速度に保つ速度制御手段を配置し、巻取軸の駆動と供給軸の駆動を1個の駆動モータで駆動させ、前記リボンテープの送りと巻取りは前記リボンテープをセットするリボンテープホルダを直接回転させて行うリボンテープの走行機構であって、リボンテープホルダ巻取へは前記駆動モータの駆動を直接伝達し、リボンテープホルダ供給が巻き戻す時は常に前記リボンテープに張力を伝えられる速度に変えてからワンウェイクラッチとフリクション駆動させるトルクリミッタを介して行うようにし、前記リボンテープホルダ供給の前記リボンテープを引っ張り出して前記リボンテープホルダ巻取が巻き取るときは前記トルクリミッタの駆動側に接続されたワンウェイクラッチを利用したブレーキ機構により制動をかけ前記トルクリミッタの駆動側の回転を停止させ前記トルクリミッタをフリクションブレーキとして利用して張力を得られるようにしたことを特徴とするプリントエンジン。
- 前記トルクリミッタの内部構成としてコイルバネが使用され、過負荷状態から解放すると復元力のある、軸を回転させて引き戻し作用のあるものと、前記駆動モータの放熱用ファンとを配置したことを特徴とする請求項5に記載のプリントエンジン。
- 印字媒体上でサーマルヘッドを往復移動させるサーマルヘッド往復移動機構と、前記往復移動の方向に移動するサーマルヘッドキャリッジと、前記サーマルヘッドキャリッジに取付られた前記サーマルヘッドの発熱体部を前記印字媒体上での前記往復移動の方向での位置合わせマーカーとして採用したため前記発熱体部がプラテンに対して接離しても取付角度が変わることなく鉛直に接離させることのできるヘッド押圧機構と、前記サーマルヘッドキャリッジに取付けたセンサードグを検出するセンサーを搭載したセンサブロックを前記往復移動の方向に並進して往復移動させるセンサブロック往復移動機構と、リボンテープを抜き差し交換し前記印字媒体上で印字開始位置を決める際前記位置合わせマーカーがよく見え容易に操作することの出来る外周部に設けたホームポジションツマミからの回転指示ををセンサブロック往復移動機構へ伝えるための動力伝達機構と、前記操作パネルに前記位置合わせマーカーの数値的位置を表すスケールと、前記サーマルヘッドキャリッジに前記スケールに対しての指示マーカーとなるものと、前記センサーへ前記センサードグが近づきセンサーが検出した折りに前記サーマルヘッドキャリッジと前記センサブロックは接触してその距離を保つ機構とを配置されることにより、前記ホームポジションツマミの操作で前記センサブロックが前記サーマルヘッドキャリッジに接触して押し進め前記位置合わせマーカーを目安として印字媒体上での印字開始位置設定ができるようにしたことを特徴とするプリントエンジン。
- 前記サーマルヘッドキャリッジと前記センサブロックのいずれか一方に磁石を、他方に磁性体を設け、双方が接触する際い磁力にて接離可能な状態で吸着一体化保持するようにし、前記吸着一体化保持している間は前記ホームポジションツマミにて前記位置合わせマーカーを目安とした双方向移動の前記印字開始位置設定ができるようにし、前記サーマルヘッドキャリッジを移動させる駆動モータ励時駆動時には前記吸着一体化保持力以上の力により拘束を破り自由に移動できるようにしたことを特徴とする請求項7記載のプリントエンジン。
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