JP2009101638A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】サーマルプリンタにおけるモータの発熱を効率よく、充分に放熱させることができる構造の提供
【解決手段】サーマルプリンタは、ヘッド部４とプラテンローラ３とモータ５と歯車伝達機構６をフレーム２に保持する。フレーム２を合金材料のダイキャスト加工により成形し、モータ取付部に放熱フィン１５を形成する。放熱フィン１５の各フィン１６の寸法ｄ１はモータ取付部の壁（左側壁１２）の厚さ寸法ｄ２よりも大きくするのが好ましい。
【選択図】図２

Description

サーマルプリンタの放熱構造に関する。

プラテンローラを用紙搬送手段とするプリンタは、これを駆動するモータに発熱があるので、種々の放熱対策が提案されている。特に小形でサーマルヘッドを利用するプリンタでは、放熱に利用されることが多いフレーム自体が小形で熱容量が小さい上、部品相互が近接していて放熱環境が悪い。加えて、ヘッド部分からの放熱もあり、さらに、ヘッドに対する熱影響も考慮する必要があって、モータの放熱対策は重要である。
特許文献１のサーマルプリンタでは、プリンタのメインフレームとは別に、アルミ箱型部材２を準備し、これにモータ１の取付フランジ１１を密着させて取り付けている。引用文献２のプリンタ装置では、プリンタのメインフレーム１０とは別に準備した歯車取付部材２２にモータ２１を取り付けることとし、歯車取付部材２２を放熱性の良い合金材料のダイキャスト加工によるものとしている。

特開平７−０２３７３２４号公報 特開２００５−２３８６５８号公報

従来のサーマルプリンタにおける放熱構造は効果の点で充分とはいえない。例えば、特許文献１のアルミ箱型部材は箱型とすることで放熱面を確保しようとするものであるが、単にアルミ板のプレス加工品であって、熱容量が少なく、短時間で熱的に飽和する。このために、モータの発熱量とアルミ箱型部材の放熱量とが均衡する温度が高く、放熱効果が充分でない。
特許文献２の歯車取付部材は、合金材料のダイキャスト部品であるから、放熱効果は特許文献１の例よりは高い。しかし、歯車取付部材は、従来、メインフレームへ直接それぞれに取り付けていたモータと歯車伝達機構をユニットに組み付けるためのものであり、このユニットを本体フレームへ組み付けることによって各部品の位置精度を向上させるためのものである。歯車取付部材の素材を合金材料とすることで、放熱効果をあげてはいるが、歯車取付部材は本体フレームからすると小形で熱容量は小さく、また、放熱効果を向上させるための積極的な構成は見出せない。

この発明は、プラテンローラを用紙搬送手段とするサーマルプリンタにおけるモータの発熱を効率よく、充分に放熱させることができる構造の提供を課題とする。

サーマルヘッドとプラテンとモータと歯車伝達機構を保持するフレームとを有するサーマルプリンタにおいて、前記フレームを合金材料のダイキャスト加工により成形し、フレームの前記モータ取付部に放熱フィンを形成する。フレームにおいて放熱フィンを設ける箇所は、モータ取付部のその反対側面やフレームの少なくとも一方の側壁の外側面である。また、放熱フィンは、上下方向に形成された複数の溝を挟んで構成することがあり、さらに、フィンとしての突出寸法をモータが取り付けられる壁の厚さよりも大きくすることがある。

プリンタにおいてモータの発熱と熱的に関連する部材の熱容量が増加し、また、放熱面積が拡大することにより、放熱効果が向上する。

図１，２は、サーマルプリンタの本体カバーを取り除いたプリント機構部１を、図１では組み付け後の全体を、図２では各部品を分解した状態で示している。
プリント機構部１は、フレーム２、プラテンローラ３、サーマルヘッドを備えたヘッド部４、モータ５、歯車伝達機構６を備える。符合７はギアカバー、符合８はガイドプレート、符合９はフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）、符合１０は、ヘッド押圧ばねである。これらの部材は、フレーム２を除いて従来の各部品と同様の構成及び機能である。なお、サーマルプリンタは制御装置（図示していない）を備え、前記のＦＰＣ９を通じてヘッド部４に印字信号を伝達すると共にモータ５の駆動を制御している。

フレーム２は、この実施例において、アルミ合金のダイキャスト部材であり、前記のプラテンローラ３、ヘッド部４、歯車伝達機構６などを組み付けてプリント機構部１の全体を構成する上で中心となる部材である。フレーム２は、用紙１１の供給方向に向かって左右の側壁１２，１３とこれらを結合する連結部１４を有して一体に構成されている。
左側壁１２の外面には、歯車伝達機構６を構成する各ギア６ａ〜６ｄを軸支する軸１２ａ〜１２ｄが外側へ突出して一体に形成されるとともに、後端部（用紙１１の供給方向に向かって手前側）に放熱フィン１５が一体形成されている。放熱フィン１５は複数のフィン１６からなり各フィン１６は上下方向の溝１７を挟んで平行に配置されている。各溝１７の上端及び下端は開放されている。各フィン１６の外側への突出寸法ｄ１は左側壁１２の厚さ寸法ｄ２より大きく、この実施例で３倍程度としてある。

左側壁１２の後端部でその内面はモータ５の取付部であって、このモータ取付部にはモータ５の出力軸１８とその先端に取り付けた出力ギア１８ａを内外に貫通させるための通孔と、モータ５を左側壁１２へ固定するためのビス孔（いずれも図に見えていない）が形成されている。
左側壁１２の中央部で上面には爪受け部１９が外側へ水平に突出して形成され、また、左側壁１２の前端部にはプラテンローラ３の左軸受け溝２０が形成されている。
右側壁１３は、中央部の上面に右軸受け溝２１が形成されていると共に、外側にヘッドアップレバー２２が前後方向で位置決め可能に取り付けられている。符合２５はプラテンの有無を検出するスイッチである。

プラテンローラ３は、両端に回転軸が突出して設けられると共に左側の回転軸に受動ギア３ａが取り付けられている。
ヘッド部４は、左右に長く平らな板状部材の両端が左右の側壁１２,１３へ回動可能に支持されるものであり、右側の端部からは外側へ鈎状に屈曲して受け片２３が形成されている。サーマルヘッドは板状部材の前面にプラテンローラ３に沿って取り付けられている（図に見えていない）。

ギアカバー７は、左側壁１２の外面側に配置される歯車伝達機構６とこれに噛み合わされるプラテンローラ３の受動ギア３ａ及びモータ５の出力軸先端に固定した出力ギア１８ａを取り囲んで覆うことができる前面７ａ、上面７ｂ、後面７ｃ及び側面７ｄを備えた構造であり、上面７ｂの一部が係合爪２４に形成されている。また、後面７ｃは、歯車伝達機構６の外周付近を覆う円弧部分とモータ５の出力ギア１８ａの外周付近を覆う円弧部分が連続した形態となっている。
左側壁１２の放熱フィン１５は、左側壁１２の外面から外方へ突出しているが、ギアカバー７における後面の前記した円弧形状に対応して切り取られ、ギアカバー７における後面部分の右端面が左側壁の外面へ直接当接できるようにされている。

これらの部材は、ヘッド部４をフレーム２に取り付け（図１）、ガイドプレート８を前方からフレーム２に取り付ける。ついで、ヘッド押圧ばね１０をフレーム２に取り付け、ヘッドアップレバー２２をアップ側に位置決めした状態でプラテンローラ３をフレーム２に取り付ける。ヘッドアップレバー２２をアップ側に回転すると、ヘッドアップレバー２２の基部に形成してある凸部分がヘッド部４の受け片２３を係合して回動させ、ヘッド部４が開放される（プラテンローラから離れる）。プラテンローラ３は、その両端の軸部が左側壁１２と右側壁１３の軸受け溝２０、２１に落とし込まれて装着される。プラテンローラ３はフレーム２に対して着脱自在である。なお、プラテンローラ３が装着されることでプラテン有無検出スイッチ２５がオンとなる。そして、ヘッドアップレバー２２をセット位置に戻すとヘッド部４はヘッド押圧ばね１０によってプラテンローラ側に押圧され、印字が可能な状態となる。

ついで、フレーム2の左側壁１２に外面側から歯車伝達機構6をギア軸１２ａ〜１２ｄに軸支させて取り付けた後、左側壁１２の内面側からモータ5をビス止めにより固定する。このとき、左側壁１２の通孔から外方へ突出させた出力軸１８の先端に固定してある出力ギア１８ａを歯車伝達機構６の第１のギア６ｄに噛み合わせ、また、プラテンローラ３の左端の受動ギア３ａにギア６ａを噛み合わせる。そして、内側に出力ギア１８ａや歯車伝達機構６を納めるようにしてギアカバー７を取り付け、係合爪２４を左側壁１２側の爪受け部１９に係合させて固定する。

この状態は、放熱フィン１５がフレーム２におけるモータ５を取り付ける壁（左側壁１２）のモータ取付部のその反対側面に形成されており、その各フィン１６の突出寸法ｄ１は、フレーム２における前記モータを取り付ける壁、すなわち、左側壁１２の厚さ寸法ｄ２よりも大きい。そして、放熱フィン１５は、複数のフィン１６の各フィン間に上端及び下端が開放された上下方向の溝１７を挟んで形成された構造である。なお、前記放熱フィンが形成された箇所は、前記フレームの少なくとも一方の側壁の外側面でもある。

モータ５が駆動されると、用紙１１は、ガイドプレート８に沿って、前方からプラテンローラ３とヘッド部４の間に送り込まれ、サーマルヘッドによって印字される。印字された用紙１１は、プラテンローラ３によって上方に送出されてくる。なお、プリント機構部１には全体を覆ってプリンタとしての体裁を整えるカバーが取り付けられるか、プリントアウトを必要とする機器の内部に、その機器を構成する部品の一部として装填される。

以上の構成であって、モータ５の稼動にともない発生した熱は、フレーム２の左側壁に吸収され、フレーム２の全体に拡散する。また、フレーム２の表面から発散される。このとき、フレーム２はモータ５が取り付けられる箇所だけではなく、プリント機構部１の全体を支持する部材なので熱を吸収する容量が大きい。また、フレーム２の全体がアルミ合金のダイキャスト製なので鋼板製や合成樹脂製に比べ熱の伝播拡散が早い。このため、フレーム２全体の温度が上昇することが少なく、低い温度で熱の発生と発散が均衡する。そして、左側壁１２のモータ取付部のその反対側面すなわち外面に放熱フィン１５を形成し放熱面を拡大しているので、熱発生源の近くで効率よく放熱させることができる。

このとき、実施例のように、放熱フィン１５の各フィン１６の突出寸法ｄ１が左側壁１２の厚さ寸法ｄ２よりも大きくて、モータ５を取り付けた箇所の熱容量が大きいのと、各フィン１６間の溝１７が上下方向に形成され、上端と下端が開放されているので、フレーム２の温度が上昇した際に対流によりフィン間に下方から上方へ気流が発生して冷却効果が高い。このように、空気の流動がスムーズなことから、特に、モータ取付部での放熱効果が高い。

以上、実施例を説明した。フレーム２の素材はアルミ合金に限らず、ダイキャストの可能な熱伝導性の高い金属、合金を用いることができる。放熱フィン１５を設ける位置は、モータ取付部のその反対側がモータ５に近く好ましいが、基本的に、モータ取付部（例えば、左側壁１２）のどの位置でもよい。ギアカバー７は、アルミ合金のダイキャスト製あるいは合成樹脂性である。

斜視図 プリント機構部を分解して示す斜視図。

符号の説明

１ プリント機構部
２ フレーム
３ プラテンローラ
３ａ 受動ギア
４ ヘッド部
５ モータ
６ 歯車伝達機構
６ａ〜６ｄ ギア
７ ギアカバー
７ａ 前面
７ｂ 上面
７ｃ 後面
７ｄ 側面
８ ガイドプレート
９ フレキシブルプリント回路
１０ ヘッド押圧ばね
１１ 用紙
１２ 左側壁
１２ａ〜１２ｄ ギアの軸
１３ 右側壁
１４ 連結部
１５ 放熱フィン
１６ フィン
１７ 溝
１８ 出力軸
１８ａ 出力ギア
１９ 爪受け部
２０ 左軸受け溝
２１ 右軸受け溝
２２ ヘッドアップレバー
２３ 受け片
２４ 係合爪
２５ プラテン有無検出スイッチ

Claims (6)

1. 直線状に配列された複数の発熱体を選択的に発熱させて記録紙に印字を行うサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドとの間で記録紙を挟持して搬送するプラテンローラと、前記プラテンローラを駆動するためのモータと、前記モータの駆動力をプラテンローラに伝達するための歯車伝達機構と、前記サーマルヘッドと前記プラテンと前記モータと前記歯車伝達機構を保持するフレームを有するサーマルプリンタにおいて、前記フレームを合金材料のダイキャスト加工により成形し、前記フレームの前記モータ取付部に放熱フィンを形成したことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記放熱フィンは、前記フレームにおける前記モータを取り付ける壁のモータ取付部のその反対側面に形成されてい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. 前記放熱フィンは、前記フレームの少なくとも一方の側壁の外側面に形成されてい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。
4. 前記放熱フィンは、複数のフィンの各フィン間に上下方向の溝を挟んで形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のサーマルプリンタ。
5. 前記放熱フィンが挟む溝は、上端及び下端が開放されていることを特徴とする請求項４に記載のサーマルプリンタ。
6. 前記放熱フィンは、そのフィンとしての突出寸法が前記フレームにおける前記モータを取り付ける壁の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のサーマルプリンタ。

Images