JP2007223158A - ヘッド支持構造体、印字装置、熱活性化装置、およびプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 構成を簡素化し、装置全体の小型化を図る。
【解決手段】 シート材５を加熱するサーマルヘッド１１と、サーマルヘッド１１が押圧されてシート材５を搬送するプラテンローラ１２と、プラテンローラ１２に対して近接離間する方向に移動可能に設けられサーマルヘッド１１を支持するヘッド支持部材１３と、ヘッド支持部材１３をプラテンローラ１２側に付勢するヘッド付勢部材１４とを備える。そして、ヘッド付勢部材１４は、弾性材料からなり、ヘッド支持部材１３をプラテンローラ１２側に押圧する押圧部１４ａと、この押圧部１４ａの両端部に設けられプラテンローラ１２を保持する保持部１４ｂとを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート材に印字する際にプラテンローラによって搬送されるシート材に対してヘッドを押圧するためのヘッド支持構造体、およびこのヘッド支持構造体を備える印字装置、熱活性化装置、およびプリンタに関する。

従来、例えばシート材を加熱して印字を行ういわゆるサーマルプリンタが知られている。この種のサーマルプリンタは、シート材の感熱印字層を加熱するサーマルヘッドを支持し、このサーマルヘッドをシート材に押圧するヘッド支持構造体を備えている。

従来のヘッド支持構造体としては、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、サーマルヘッド１１１と、このサーマルヘッド１１１を支持するヘッド支持部材１１３と、このヘッド支持部材１１３をプラテンローラ１１２側に付勢する複数の圧縮コイルバネ１１４と、プラテンローラ１１２をサーマルヘッド１１１側に押圧させる位置に保持するロックアーム１１５とを備える構成が開示されている（例えば特許文献１。）。

以上のように構成された従来のヘッド支持構造体では、ヘッド支持部材１１３およびロックアーム１１５が回動軸１１９を介して回動され、ヘッド支持部材１１３が各圧縮コイルバネ１１４による付勢力で押圧されることで、サーマルヘッド１１１がシート材を挟んでプラテンローラ１１２に押圧されている。また、プラテンローラ１１２は、サーマルヘッド１１１が押圧される位置で、ロックアーム１１５の保持部１１５ａにプラテンローラ１１２の回転軸が係合されることで、プラテンローラ１１２が保持される。
特開２００３−２００６２４号公報（図６）

ところで、上述したサーマルプリンタでは、更なる小型化を実現することが要望されている。しかしながら、従来のヘッド支持構造体は、サーマルヘッドを支持するヘッド支持部材をプラテンローラ側に付勢する複数の圧縮コイルバネと、プラテンローラをサーマルヘッド側に押圧させる位置に保持するロックアームとを備えている。

このため、図１４（ａ），（ｂ）に示したように、従来のヘッド支持構造体では、ヘッド支持部材１１３をプラテンローラ１１２側に押圧する方向に弾性変形するように各圧縮コイルバネ１１４を配置する空間を確保する必要があり、ヘッド支持部材１１３のプラテンローラ１１２と反対側の空間を圧縮コイルバネ１１４が占めている。すなわち、従来のヘッド支持構造体では、ロックアーム１１５や圧縮コイルバネ１１４がかさばり、小型化することが困難であった。

そこで、本発明は、ヘッド付勢部材によって加熱ヘッドを押圧するとともに、プラテンローラを保持することを可能とし、装置全体の小型化を図ることができるヘッド支持構造体、印字装置、熱活性化装置、およびプリンタを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係るヘッド支持構造体は、シート材を加熱する加熱ヘッドと、加熱ヘッドが押圧されてシート材を搬送するプラテンローラと、プラテンローラに対して近接離間する方向に移動可能に設けられ加熱ヘッドを支持するヘッド支持部材と、ヘッド支持部材をプラテンローラ側に付勢するヘッド付勢部材とを備える。そして、ヘッド付勢部材は、弾性材料からなり、ヘッド支持部材をプラテンローラ側に押圧する押圧部と、この押圧部の両端部に設けられプラテンローラを保持する保持部とを有している。

以上のように構成した本発明に係るヘッド支持構造体によれば、ヘッド付勢部材の押圧部でヘッド支持部材をプラテンローラ側に押圧するとともに、ヘッド付勢部材の保持部でプラテンローラを保持する。これによって、部品点数が削減され、小型化を図ることができる。

また、本発明に係る印字装置は、本発明のヘッド支持構造体を備え、加熱ヘッドが、シート材の感熱印字層を加熱して印字を行う印字ヘッドである。

また、本発明に係る熱活性化装置は、本発明のヘッド支持構造体を備え、加熱ヘッドが、シート材の感熱性粘着層を熱活性化する熱活性化ヘッドである。

また、本発明に係るプリンタは、本発明の熱活性化装置と、シート材に印字を行う印字装置とを備える。

上述したように本発明によれば、ヘッド付勢部材だけで加熱ヘッドをプラテンローラ側に付勢するとともに、加熱ヘッド側に押圧させる状態でプラテンローラを保持することが可能になるので、構成が簡素化され、小型化を図ることができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態のサーマルプリンタで用いられるシート材としては、シート状基材の表面側に感熱印字層が設けられた、いわゆる感熱紙が用いられる。

（第１の実施形態）
図１および図２に示すように、本実施形態のサーマルプリンタは、シート材５の感熱印字層を加熱して印字するサーマルヘッド１１と、サーマルヘッド１１が押圧されてシート材５を搬送するプラテンローラ１２と、サーマルヘッド１１を支持するヘッド支持部材１３と、ヘッド支持部材１３をプラテンローラ１２側に付勢するヘッド付勢部材１４と、ヘッド支持部材１３を支持するフレーム１５とを備えている。

サーマルヘッド１１は、ヘッド支持部材１３に、プラテンローラ１２の軸方向に沿って配置されている。図３に示すように、プラテンローラ１２は、回転軸１８の中央部に固定されて設けられており、回転軸１８の端部に配置されたローラ駆動機構（不図示）によって回転駆動される。

サーマルプリンタは、シート材５が巻回されたシートロールを有するシート供給装置（不図示）からシート材５が供給され、シート材５をサーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間に挟持して、プラテンローラ１２が回転駆動されることで、シート材５を図１中矢印Ｌ方向に搬送する。

図１、図２および図４に示すように、ヘッド支持部材１３には、プラテンローラ１２の周面に対向する位置にサーマルヘッド１１を支持する平板状の支持部１３ａが、プラテンローラ１２の軸方向に沿って設けられている。また、支持部１３には、ヘッド付勢部材１４が係合される係合溝１３ｂが形成されており、ヘッド付勢部材１４が一体的に固定されている。

ヘッド支持部材１３の支持部１３ａには、フレーム１５に支持された回動軸１９に回動可能に支持される一組の支持片１３ｃが形成されている。したがって、ヘッド支持部材１３は、フレーム１５に、回動軸１９を介してプラテンローラ１２に対して近接離間する図１中矢印Ａ１，Ａ２方向に回動可能に支持されている。

また、ヘッド支持部材１３の支持部１３ａには、プラテンローラ１２の軸方向に平行な両端部に、ヘッド支持部材１３の回動位置を規制するためのストッパ片１３ｄが一体に形成されている。

また、ヘッド支持部材１３の支持部１３ａの上端の略中央部には、プラテンローラ１２に対してサーマルヘッド１１の位置を矢印Ａ１，Ａ２方向に回動操作するための操作片１３ｅが一体に形成されている。

図２および図５に示すように、ヘッド付勢部材１４は、例えば金属製の線状バネ等の弾性線材によって形成されており、ヘッド支持部材１３を押圧する押圧部１４ａと、プラテンローラ１２の回転軸１８を保持する一組の保持部１４ｂとを有している。

押圧部１４ａは、ヘッド支持部材１３の支持部１３ａに沿って設けられ、係合溝１３ｂに係合されて固定されている。各保持部１４ｂは、押圧部１４ａの両端から、プラテンローラ１２の軸方向の両端側に向かって広がるように直線状に延ばされて形成されている。

図６に示すように、フレーム１５は、ヘッド支持部材１３の回動軸１９を支持する一組の支持壁１５ａを有しており、これら支持壁１５ａに、プラテンローラ１２の回転軸１８を支持する支持凹部１５ｂが切り欠かれて形成されている。また、これら支持壁１５ａには、ヘッド支持部材１３のストッパ片１３ｂが移動可能に係合される位置規制凹部１５ｃが切り欠かれて形成されている。また、フレーム１５の底面部には、ヘッド付勢部材１４の各保持部１４ｂの位置を規制する位置規制手段としてのストッパ片１５ｄがそれぞれ切り起こして形成されている。

以上のように構成されたサーマルプリンタについて、ヘッド付勢部材１４の各保持部１４ｂがプラテンローラ１２を保持する動作およびプラテンローラ１２の保持状態を解除する動作を説明する。

まず、各保持部１４ｂにプラテンローラ１２を保持させる際、プラテンローラ１２をフレーム１５の支持凹部１５ｂ側に向かって下方に押し込むことで、プラテンローラ１２の回転軸１８が各保持部１４ｂの先端に当接し、各保持部１４ｂを弾性変形させる。

プラテンローラ１２の回転軸１８は、ヘッド付勢部材１４の各保持部１４ｂを弾性変形させることで、各保持部１４ｂの先端を乗り越えて下方に移動する。そして、図２に示したように、各保持部１４ｂは、プラテンローラ１２の回転軸１８にそれぞれ係合され、サーマルヘッド１１との間にシート材５を挟持する位置にプラテンローラ１２が保持される。

また、ヘッド付勢部材１４の各保持部１４ｂによるプラテンローラ１２の保持状態を解除させる際、ヘッド支持部材１３の操作片１３ｅを図８中矢印Ｂ方向に移動操作することで、図８（ａ）に示すように、各保持部１４ｂは、各保持部１４ｂとストッパ片１５ｄとの当接点を支点として弾性変形されて、各保持部１４ｂとプラテンローラ１２の回転軸１８との係合箇所から図８中矢印Ｃ方向に移動される。

各保持部１４ｂは、矢印Ｃ方向に移動されることで、各保持部１４ｂと回転軸１８との係合状態が解除され、図７に示すように、各保持部１４ｂによるプラテンローラ１２の保持状態が解除される。

また、上述のようにヘッド支持部材１３の操作片１３ｅを移動操作する代わりに、ヘッド付勢部材１４の各保持部１４ｂを互いに近接させるように矢印Ｃ方向に直接操作することでも、同様に、各保持部１４ｂによるプラテンローラ１２の保持状態が解除される。

図８（ｂ）に模式的に示すように、各保持部１４ｂが係合するプラテンローラ１２の回転軸１８の周面の位置を破線Ｄで示すと、ヘッド付勢部材１４は、プラテンローラ１２が取り外されているとき、各保持部１４ｂは、プラテンローラ１２の軸方向に広がるように移動し、ストッパ片１５ｄに突き当てられた位置Ｐ１で停止されている。

また、各保持部１４ｂは、プラテンローラ１２の回転軸１８に係合されたときに、位置Ｐ２に移動され、矢印Ｂ方向に作用する弾性力によって回転軸１８を保持する。そして、各保持部１４ｂは、ヘッド支持部材１３の操作片１３ｅが矢印Ｂ方向に移動操作されたとき、ストッパ片１５ｄと各保持部１４ｂとの当接点を支点として弾性変形されて、位置Ｐ３に移動されることで、プラテンローラ１２の回転軸１８との係合状態が解除される。

次に、上述したサーマルプリンタにおける各部材の寸法例について説明する。

図９（ａ）に示すように、プラテンローラ１２の回転軸１８に係合する保持部１４ｂの係合量ａ、プラテンローラ１２に対するサーマルヘッド１１の上端の回動量θ１、ヘッド支持部材１３の支持部１３ａの回動量θ２とする。

また、図９（ｂ）に示すように、位置Ｐ２と位置Ｐ３での保持部１４ｂの矢印Ｂ方向に対する移動量ｂ、ヘッド支持部材１３の支持部１３ａの矢印Ｂ方向に対する移動量ｄ、保持部１４ｂが位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動したときにおける、保持部１４ｂとストッパ片１５ｄとの当接点からの矢印Ｂ方向に対する変位量ｅとする。

このとき、保持部１４ｂの係合量ａが「Ｎ（自然数）」以上であれば、保持部１４ｂの移動量ｂも「Ｎ」以上に設定されている。サーマルヘッド１１の回動量θ１は、プラテンローラ１２を押圧するヘッド荷重に基づいて設定される。支持部１３ａの移動量ｄが「２Ｎ」とすれば、支持部１３ａの回動量θ１は、１５°〜２０°程度に設定される。

また、保持部１４ｂの移動量ｅが支持部１３ａの移動量ｄよりも小さくされ（ｅ＜ｄ）、保持部１４ｂとストッパ片１５ｄとの当接点から保持部１４ｂの長手方向に沿って押圧部１４ａの両端までの寸法ｆ、保持部１４ｂとストッパ片１５ｄとの当接点から保持部１４ｂの長手方向に沿って保持部１４ｂの先端までの寸法ｇとして、ｆ：ｇ＝１：２であれば、保持部１４ｂの移動量ｂが「Ｎ」のとき、支持部１３ａの移動量ｄが「２Ｎ」に設定される。

また、位置Ｐ３での保持部１４ｂが矢印Ｂ方向に対してなす角度θ３が４５度以下に設定される。角度θ３は、４５度以下に設定されることで、ヘッド支持部材１３の移動量ｄと、各保持部１４ｂと回転軸１８の係合状態との関係が良好に確保され、操作片１３ｅを移動操作することで、各保持部１４ｂによる回転軸１８の保持状態が円滑に解除されるので好ましい。

上述したように、サーマルプリンタによれば、ヘッド支持部材１３をプラテンローラ１２側に圧接させるように付勢力するとともに、プラテンローラ１２を保持するヘッド付勢部材１４を備えることによって、上述した従来のヘッド支持構造体におけるロックアームと圧縮コイルバネの２つの機能を、弾性線材からなるヘッド付勢部材１４だけで担うことになり、従来の構成でロックアームおよび複数の圧縮コイルバネが占めていた空間が削減され、装置全体の小型化を図ることができる。

したがって、このサーマルプリンタによれば、弾性線材からなるヘッド付勢部材１４を備えることで、圧縮コイルバネを用いる従来の構成に比較して、特にヘッド支持部材１３のプラテンローラ１２と反対側の空間が大幅に削減され、コンパクトにヘッド支持部材１３を押圧することが可能になる。また、このサーマルプリンタによれば、構成が簡素化され、部品点数が削減されるので、製造コストの低減を図ることができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、ヘッド付勢部材１４の各保持部１４ｂがストッパ片に当接する当接点を支点として弾性変形するように構成されたが、ヘッド支持部材の回動軸近傍を支点として弾性変形するように構成されてもよい。なお、本実施形態においては、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、第２の実施形態のサーマルプリンタは、ヘッド支持部材１３をプラテンローラ１２側に付勢するヘッド付勢部材２４を備えている。図１０および図１１に示すように、ヘッド付勢部材２４は、金属製の線状バネ等の弾性線材によって形成されており、ヘッド支持部材１３を押圧する押圧部２４ａと、プラテンローラ１２を保持する一組の保持部２４ｂと、ヘッド支持部材１３の回動軸１９に支持されるように折り曲げられた折曲部２４ｃとを有している。

押圧部２４ａは、ヘッド支持部材１３の支持部１３ａに沿って設けられている。保持部２４ｂは、押圧部２４ａの両端から保持部２４ｂの先端にわたって断面略Ｕ字状に延ばされて形成されている。折曲部２４ｃは、押圧部２４ａと各保持部２４ｂとの間で、回動軸１９を軸回りに巻回するように折り曲げられて形成されている。

以上のように構成されたサーマルプリンタは、各保持部２４ｂによってプラテンローラ１２が保持される際、および各保持部２４ｂによるプラテンローラ１２の保持状態を解除する際に、各保持部２４ｂが、ヘッド支持部材１３の回動軸１９に支持された折曲部２４ｃを支点として弾性変形されて、プラテンローラ１２の回転軸１８に対して移動される。

本実施形態のサーマルプリンタによれば、各保持部２４ｂが折曲部２４ｃを支点として弾性変形するヘッド付勢部材２４を備えることで、フレーム１５にストッパ片１５ｄを形成する必要がなくなる。そして、本実施形態でも、上述の実施形態と同様に、装置全体の小型化を図ることができる。

（第３の実施形態）
上述した第１および第２の実施形態では、ヘッド付勢部材として、線状バネ等の弾性線材が用いられたが、いわゆる板バネが用いられてもよい。なお、本実施形態においては、上述した各実施形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

図１２に示すように、第３の実施形態のサーマルプリンタは、ヘッド支持部材１３をプラテンローラ１２側に付勢する平板状のヘッド付勢部材３４を備えている。図１２および図１３に示すように、ヘッド付勢部材３４は、金属製の弾性板材によって形成されており、ヘッド支持部材１３を押圧する平板状の押圧部３４ａと、プラテンローラ１２の回転軸１８を保持する一組の保持部３４ｂと、押圧部３４ａの両端で折り曲げられた折曲部３４ｃとを有している。

押圧部３４ａは、ヘッド支持部材１３の支持部１３ａに沿って設けられている。保持部３４ｂは、押圧部３４ａの両端から保持部３４ｂの先端にわたって断面略Ｕ字状に延ばされて形成されている。折曲部３４ｃは、押圧部３４ａと各保持部３４ｂとの間で、一端側が回動軸１９に当接するように折り曲げられて形成されている。

以上のように構成されたサーマルプリンタは、各保持部３４ｂによってプラテンローラ１２が保持される際、および各保持部３４ｂによるプラテンローラ１２の保持状態を解除する際に、各保持部３４ｂが、ヘッド支持部材１３の回動軸１９に支持された折曲部３４ｃを支点として弾性変形されて、プラテンローラ１２の回転軸１８に対して移動される。

本実施形態のサーマルプリンタによれば、各保持部３４ｂが折曲部３４ｃを支点として弾性変形するヘッド付勢部材３４を備えることで、第２の実施形態と同様に、フレーム１５にストッパ片１５ｄを形成する必要がなくなる。そして、本実施形態でも、上述の実施形態と同様に、装置全体の小型化を図ることができる。

なお、本発明に係るヘッド支持構造体は、シート材の感熱印字層を加熱して印字するサーマルヘッドを有する印字装置であるサーマルプリンタとして適用されたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、シート材の感熱性粘着層を熱活性化する熱活性化ヘッドを有する熱活性化装置に適用されてもよいことは勿論である。このような熱活性化装置を備えるプリンタとして構成される場合には、シート材に印字を行う印字装置としては、上述のサーマルヘッドの他、インクを吐出するインクジェットヘッドが用いられてもよい。

本実施形態のサーマルプリンタの要部を示す斜視図である。 前記サーマルプリンタの要部を示す平面図である。 プラテンローラを示す斜視図である。 ヘッド支持部材を示す斜視図である。 ヘッド付勢部材を示す斜視図である。 フレームを示す斜視図である。 ヘッド付勢部材の保持部によるプラテンローラの保持が解除された状態を示す平面図である。 ヘッド付勢部材の保持部によるプラテンローラの保持が解除される状態を説明するための平面図である。 各部材の寸法例を説明するための図である。 第２の実施形態のサーマルプリンタを示す斜視図である。 ヘッド付勢部材を示す斜視図である。 第３の実施形態のサーマルプリンタを示す斜視図である。 ヘッド付勢部材を示す斜視図である。 従来のヘッド支持構造体を説明するために示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
５ シート材
１１ サーマルヘッド
１２ プラテンローラ
１３ ヘッド支持部材
１４ ヘッド付勢部材
１４ａ 押圧部
１４ｂ 保持部
１５ フレーム
１５ｄ ストッパ片
１８ 回転軸
１９ 回動軸

Claims (9)

1. シート材を加熱する加熱ヘッドと、
   前記加熱ヘッドが押圧されてシート材を搬送するプラテンローラと、
   前記プラテンローラに対して近接離間する方向に移動可能に設けられ、前記加熱ヘッドを支持するヘッド支持部材と、
   前記ヘッド支持部材を前記プラテンローラ側に付勢するヘッド付勢部材とを備え、
   前記ヘッド付勢部材は、弾性材料からなり、前記ヘッド支持部材を前記プラテンローラ側に押圧する押圧部と、該押圧部の両端部に設けられ前記プラテンローラを保持する保持部とを有していることを特徴とするヘッド支持構造体。
2. 前記ヘッド付勢部材は、弾性線材で形成されている請求項１に記載のヘッド支持構造体。
3. 前記ヘッド付勢部材は、弾性板材で形成されている請求項１に記載のヘッド支持構造体。
4. 前記ヘッド支持部材を回動可能に支持する回動軸を備え、
   前記ヘッド付勢部材には、前記回動軸の近傍に折曲部が形成され、前記保持部が前記折曲部を支点として弾性変形される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のヘッド支持構造体。
5. 前記ヘッド付勢部材の前記折曲部は、前記ヘッド支持部材の前記回動軸に支持されている請求項４に記載のヘッド支持構造体。
6. 前記ヘッド付勢部材の前記保持部に当接する位置に設けられ、前記保持部の位置を規制する位置規制手段を備えている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のヘッド支持構造体。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のヘッド支持構造体を備え、
   前記加熱ヘッドは、シート材の感熱印字層を加熱して印字を行う印字ヘッドである印字装置。
8. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のヘッド支持構造体を備え、
   前記加熱ヘッドは、シート材の感熱性粘着層を熱活性化する熱活性化ヘッドである熱活性化装置。
9. 請求項８に記載の熱活性化装置と、シート材に印字を行う印字装置とを備えるプリンタ。

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