JP2011121259A - プリンター - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトなプリンターを提供する。
【解決手段】プリンター１は、一対のフレーム板７，７と、前記フレーム板７に両端が支持されたガイド軸３３に沿って往復移動することにより記録媒体に印刷するインクジェットヘッド３１を搭載したキャリッジ３０と、前記キャリッジ３０を駆動するキャリッジ駆動モーター３５と、前記フレーム板間の幅方向の一方に配置されたチューブ３９とを有する。前記キャリッジ駆動モーター３５は、前記チューブ３９が凸状に湾曲する方向と反対側に配置されるとともに、その回転軸が前記キャリッジ３０の走査面に対して垂直方向に延在するように配置される。かかる構成によれば、キャリッジ駆動モーターを配置するために走査面方向に大きな空間が必要とされることがない。さらにチューブとキャリッジ駆動モーターとを干渉させることなく、チューブの近傍にキャリッジ駆動モーターを配置することができる。
【選択図】図２

Description

本発明はプリンター、特に印刷ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させることにより印刷を行うプリンターに関する。

プリンターの一例として、特許文献１に記載のロール紙プリンターが知られている。この種のロール紙プリンターはレシート印刷や、レジの横に置かれて買い上げ商品に応じて発行するクーポンの印刷等に用いられている。
このようなロール紙プリンターは、ロール紙をその回転軸がプリンターの幅方向を向くように配置され、このロール紙を繰り出しながらキャリッジに搭載された印刷ヘッドを幅方向に往復移動させてロール紙に印字を行う。

特開２００７−２０３５６３号公報

特許文献１のロール紙プリンターにおいては、キャリッジ駆動モーターの回転軸が水平方向に延在しているので、軸方向寸法の大きいモーターをキャリッジ駆動モーターに採用する場合、ロール紙プリンター全体の奥行き寸法が必然的に大きくなってしまう。しかしながらレシート印刷等に用いられるロール紙プリンターは、奥行き寸法の小さな狭い領域で用いられることが多く、ロール紙プリンターの更なる小型化が望まれていた。かかる実情を鑑み、本発明はコンパクトなプリンターを提供しようとするものである。

本発明にかかるプリンターは、
一対のフレーム板と、
前記フレーム板に両端が支持されたガイド軸に沿って往復移動することにより記録媒体に印刷するインクジェットヘッドを搭載したキャリッジと、
前記キャリッジを駆動するキャリッジ駆動モーターと、
インクカートリッジから前記印刷ヘッドへのインク流路の一部を形成し、前記フレーム板間の幅方向の一方に凸状に湾曲して配置されたチューブと、を備え
前記キャリッジ駆動モーターは、前記チューブに対して前記チューブが凸状に湾曲する方向と反対側に配置されるとともに、その回転軸が前記キャリッジの走査面に対して垂直方向に延在するように配置されたことを特徴とする。

かかる構成によれば、軸方向寸法の大きなキャリッジ駆動モーターをキャリッジの走査面に対して垂直に配置するので、キャリッジ駆動モーターを配置するために走査面方向に大きな空間が必要とされることがない。したがって、コンパクトなプリンターを実現することができる。なお、走査面とは、キャリッジが往復移動する往復方向である主走査方向と、記録媒体が搬送される搬送方向である副走査方向とで定義される面であり、一般的には水平面である。
さらに本来、チューブはキャリッジが往復移動につれて移動するので、キャリッジ駆動モーターをチューブ近傍に配置すると、キャリッジ駆動モーターとチューブが干渉する虞がある。しかしながら、かかる構成によれば、チューブは凸状に湾曲しており、キャリッジが往復移動するとチューブは凸状の側に変形しながら移動する。したがって、チューブの凸状に湾曲する方向に対して反対側にキャリッジ駆動モーターを配置すると、キャリッジが往復移動してもチューブとキャリッジ駆動モーターとが干渉する虞がない。したがって、チューブとキャリッジ駆動モーターとを干渉させることなく、チューブの近傍にキャリッジ駆動モーターを配置することができる。よって更にコンパクトなプリンターを実現することができる。

また、本発明にかかるプリンターにおいて、
前記一対のフレーム板の間にセットされた記録媒体を搬送する記録媒体搬送モーターと、
前記記録媒体を搬送する搬送ローラーと、
前記記録媒体搬送モーターの駆動力を前記搬送ローラーに伝達する伝達機構とを有し、
前記記録媒体搬送モーター、前記搬送ローラー、前記伝達機構は前記一対のフレーム板の間に配置されたことを特徴とする。

かかる構成によれば、フレーム板の間の空間の他に、別途、記録媒体搬送モーター、搬送ローラー、伝達機構を収容する空間を必要とすることがない。よって更にコンパクトなプリンターを実現することができる。

また、本発明にかかるプリンターは、
第１と第２のプーリーが前記一対のフレーム板の内側に配置され、
前記第１と第２のプーリーと前記キャリッジ駆動モーターとの間にベルトが掛け渡され、
前記第１と第２のプーリーは、前記キャリッジの往復移動する最大幅が前記フレーム板間の幅と同程度となるように、前記キャリッジの往復移動の範囲を規制したことを特徴とする。

かかる構成のプリンターによれば、キャリッジの往復移動する最大幅をプリンターの幅寸法であるフレーム板の間の幅となるように、第１，２プーリーがキャリッジの往復移動の範囲を規制する。したがって、プリンターの幅の全域をキャリッジの往復移動可能な領域とすることができるので、プリンターの幅方向の寸法を極限まで小さくすることができる。

本発明を適用したプリンターの一例を示す外観斜視図である。 図１のプリンターからケースを取り外した状態の後方斜視図である。 図２のプリンターからフレーム板を取り外した状態の側面図である。 図２のプリンターの上面図である。 キャリッジの幅、第１，２プーリーの直径、連結具の幅寸法との関係を説明する図４と同様の概略図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

（全体構造）
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット式のロール紙プリンター１の外観斜視図である。このロール紙プリンター１は略直方体形状のプリンター本体２（図２参照）と、プリンター本体２の側面及び上面を覆うケース３と、プリンター本体２の正面中央に設けられた開閉蓋４とから構成される。開閉蓋４は図１のように閉じた状態ではプリンター本体２の正面中央に設けられたロール紙投入開口を閉塞する。プリンター本体２の正面左側にはインクカートリッジ挿入口５が設けられ、プリンター本体２の正面右側にはスイッチやインジケータが形成されたスイッチパネル６が設けられる。

図１に示す開閉蓋４はその下端を中心に手前側に回動可能である。また、開閉蓋４の上部には手前側に印字後にロール紙が排出される排出部９が設けられ、排出部９の手前側先端には手前側に摺動可能な開閉スライダ１０が設けられる。開閉スライダ１０を手前に引くと、開閉蓋４が下端を中心に回動し、開閉蓋４の奥に設けられたロール紙収容部１３（図３参照）が露出され、ロール紙収容部１３にロール紙を投入できるように構成されている。

プリンター本体２の左側に配置されたインクカートリッジ５ａに貯留されたインクは図示しないポンプにより、図２に示すように背面フレーム８の上部に設けられたチューブ接続口３８までくみ上げられる。なお、本実施形態ではインクカートリッジ５ａ内に収容された４種のインクで印刷するため、４本のインクチューブ３９が設けられている。

プリンター本体２の右側のスイッチパネル６には、インクカートリッジ５ａのインク残量などを表示するインジケータや、ロール紙送りスイッチ等が配置される。

図２は図１に示すプリンター１からケース３を取り外した状態を後方（開閉蓋４の反対側）から見た斜視図であり、プリンター本体２は左右一対のフレーム板７，７と背面フレーム８とを有する。本実施形態のプリンター１では、プリンター１を動作させるための構成は全て左右のフレーム板７の内側に配置され、左右のフレーム板７の外側にはケース３のみが設けられている。すなわち、左右のフレーム板７の間隔はほぼプリンター１の幅方向寸法となっている。

（送り構造）
プリンター１内部の幅方向中央には、開閉蓋４を開いたときに露出されるロール紙投入開口に臨むロール紙収容部１３（図３参照）が設けられる。すなわち、記録媒体であるロール紙は左右一対のフレーム板７，７間のほぼ中央部を中心にセットされる。このロール紙収容部１３にはロール紙の回転軸がプリンター１の幅方向に伸びるようにロール紙が収容される。

また、図３に示すように、ロール紙収容部１３の後方には、下方から上方に向けて順に、繰り出しローラー２１、テンションローラー２２、メイン送りローラー２３が配置される。さらに、メイン送りローラー２３から開閉蓋４側に向かってプラテン２４、フロント送りローラー２５が配置される。

ロール紙は、ロール紙収容部１３から引き出され、一対の繰り出しローラー２１、テンションローラー２２、一対のメイン送りローラー２３、プラテン２４、一対のフロント送りローラー２５を経て排出部９から排出される。また、これらの繰り出しローラー２１、テンションローラー２２、メイン送りローラー２３、フロント送りローラー２５は、まとめて搬送ローラーとも呼ばれる。この搬送ローラーは、歯車またはベルトプーリー機構といった伝達機構２６（図３，４参照）を介して搬送モーター４０により駆動される。

ロール紙収容部１３の後方に設けられる一対の繰り出しローラー２１は、ロール紙収容部１３からロール紙を引き出してロール紙に紙送り力を与える。

テンションローラー２２はロール紙に適切なバックテンションを与えるために設けられる。テンションローラー２２はロール紙の送り方向に移動可能に構成され、かつ、バネ等の付勢手段によって紙送り逆方向に付勢される。過剰なバックテンションがロール紙に負荷されると、テンションロールが紙送り順方向に移動してバックテンションを軽減する。一方、バックテンションが所定値より小さい場合はテンションロールが紙送り逆方向に移動し、適切なバックテンションをロール紙に負荷する。
このように、テンションローラー２２がロール紙送り順方向に移動してメイン送りローラー２３にかかる負荷を一定に保つことで紙送り精度を安定させる。また、ロール紙の高速引き出し時にはロール紙送り順方向にテンションローラー２２が移動することでロール紙を途切れることなく送り、ロール紙の高速送りを実現する。

メイン送りローラー２３はテンションローラー２２とプラテン２４との間に設けられ、ロール紙を所定ピッチで送る。このため、メイン送りローラー２３は高精度に制御される。

フロント送りローラー２５はプラテン２４と排出部９との間に設けられる。フロント送りローラー２５はロール紙に対する十分な押圧力を与えてロール紙を送り、ロール紙が紙送り方向と直交する方向に引かれたときに発生するジャムの発生を防止する。さらにフロント送りローラー２５はプラテン２４上でのロール紙の浮き上がりを防止する。十分な押圧力を発生させるために、フロント送りローラー２５はロール紙幅よりも軸方向の長い円筒状ローラーであることが好ましい。

（キャリッジ機構）
図２，４に示すように、プラテン２４の上部にはキャリッジ３０がプリンター１の幅方向に往復移動可能に設けられる。なお、図２，４は、キャリッジ３０が往復移動方向の両端それぞれに位置する場合の両方を図示している。キャリッジ３０には、プラテン２４に対向するように配置されたインクジェットヘッド（印刷ヘッド）３１と、インクチューブ３９（チューブ）を経由してインクカートリッジ５ａから供給されるインクを一時的に貯留するインクダンパ３２が搭載される。

プリンター本体２の左側に配置されたインクカートリッジ５ａに貯留されたインクは、図示しないポンプによって吸い上げられ、プリンター本体２の上部後方に設けられたチューブ接続口３８まで到達する。チューブ接続口３８とキャリッジ３０に設けられるインクダンパ３２とを接続する可撓性のインクチューブ３９によって、チューブ接続口３８まで到達したインクはキャリッジ３０のインクダンパ３２に供給される。

プリンター１の幅方向に延在するガイド軸３３は、その両端が左右一対のフレーム板７，７に支持される。キャリッジ３０は、このガイド軸３３によってプリンター１の幅方向に移動可能に支持され、無端ベルト３４を介してキャリッジ駆動モーター３５により駆動され往復移動する。

第１，２プーリー３６ａ，３６ｂはそれぞれ左右のフレーム板７の間の空間の内側でキャリッジ３０の往復移動方向の両端に設けられる。第１プーリー３６ａはキャリッジ駆動モーター３５に近い側でフレーム板７の内側に配置され、第２プーリー３６ｂはキャリッジ駆動モーター３５から遠い側でフレーム板７の内側に配置される。第１，２プーリー３６ａ，３６ｂは、キャリッジ３０の往復移動する最大幅がフレーム板７の間の幅と同程度となるように、キャリッジ３０の往復移動の範囲を規制している。

第３プーリー３６ｃは、無端ベルト３４が占める領域を小さくするために、キャリッジ駆動モーター３５近傍に設けられる。第３プーリー３６ｃを設けなければ、第２プーリー３６ｂとキャリッジ駆動モーター３５との間を無端ベルト３４が直線的に接続し、無端ベルト３４が搬送モーター４０と干渉してしまう。しかし、図２，４に示すように第３プーリー３６ｃをキャリッジ駆動モーター３５近傍に設けると、後述する搬送モーター４０との干渉を避けるように無端ベルト３４で囲まれる領域を小さくできる。もっとも、他の部材と干渉することがなければ第３プーリー３６ｃを設けなくともよい。

無端ベルト３４は第１，２，３プーリー３６ａ，３６ｂ，３６ｃおよびキャリッジ駆動モーター３５の回転軸の歯車３５ａ（図５参照）に掛け渡されて、キャリッジ駆動モーター３５の駆動力によってキャリッジ３０を駆動する。無端ベルト３４とキャリッジ３０との間には、無端ベルト３４に対してキャリッジ３０を移動不可能に連結する連結具３７が設けられる。
なお、図５に概略図を示すように、キャリッジ３０の幅方向中央に連結具３７を固定した場合は、キャリッジ３０の幅寸法ａと、第１，２プーリー３６ａ，３６ｂの直径ｂと、連結具３７の幅寸法ｃとの間には、ａ≦２ｂ＋ｃの関係が成立するように各部を設計することが好ましい。例えば、ａ＝２ｂ＋ｃの関係が成立するとき、キャリッジ３０が第２プーリー３６ｂ側に位置する場合には、キャリッジ３０の連結具３７よりも第２プーリー３６ｂ側の部分の幅寸法｛（ａ−ｃ）／２｝は第２プーリー３６ｂの直径ｂと同じである。したがって、キャリッジ３０の第２プーリー３６ｂ側の部分は第２プーリー３６ｂが収容される幅方向空間に収まる。よって、フレーム板７の近傍に第１，２プーリー３６ａ，３６ｂを配置しても、キャリッジ３０がフレーム板７に接触することがなく、また、必要以上にキャリッジ３０の幅寸法を小さく設計する必要がない。

インクチューブ３９はチューブ接続口３８を含む背面フレーム８とキャリッジ３０との間の空間に配置される。インクチューブ３９はインクカートリッジ５ａからインクジェットヘッド３１へのインク流路の一部を形成する。すなわち、インクチューブ３９は背面フレーム８の第１プーリー３６ａ側に固設されたチューブ接続口３８から第１，２プーリー側３６ａ，３６ｂの間を往復移動するキャリッジへインクを供給する。
キャリッジ３０の往復移動を許容するために、インクチューブ３９は第２プーリー側に凸となるように湾曲して配置される。また、キャリッジ３０の往復移動に伴ってインクチューブ３９の湾曲する部分がインクチューブ３９の長手方向に移動するように、インクチューブ３９は変形しながらキャリッジ３０の往復移動方向に移動するので、インクチューブ３９は可撓性の材質からなる。

キャリッジ駆動モーター３５は、インクチューブ３９に対してインクチューブ３９が凸状に湾曲する方向と反対側に配置される。図４の例では、インクチューブ３９は第２プーリー３６ｂの方に凸状に湾曲しているので、キャリッジ駆動モーター３５はインクチューブ３９に対して第２プーリー３６ｂの反対側、つまり第１プーリー３６ａ側に配置される。別の表現をすれば、キャリッジ駆動モーター３５は、背面フレーム８とキャリッジの往復移動領域との間に画成される空間のうち、キャリッジ３０が往復移動領域の第１プーリー３６ａ側端部に位置する時のインクチューブ３９よりも第１プーリー３６ａ側に配置される。

図４に示す本実施形態では、インクチューブ３９は第１プーリー３６ａ側のチューブ接続口３８に接続されているため、キャリッジ３０が第１プーリー３６ａ側に位置する時は、インクチューブ３９は全体としてＵ字状に湾曲している。他方、キャリッジ３０が第２プーリー３６ｂ側に位置する時は、全体としてＪ字状に湾曲している。
キャリッジ３０が第１プーリー３６ａ側から第２プーリー３６ｂ側へ移動すると、Ｕ字状に湾曲していたインクチューブ３９はＪ字状に湾曲するようにインクチューブ３９は変形しながら移動する。この時、第２プーリー３６ｂ側に凸となるように湾曲して配置されたインクチューブ３９は、キャリッジ３０が第１プーリー３６ａ側に位置する時のインクチューブ３９の位置よりも更に凸状と反対側には移動しない。したがって、キャリッジ駆動モーター３５をこのインクチューブ３９の凸状に湾曲する方向と反対側に配置すると、キャリッジ駆動モーター３５がインクチューブ３９と干渉することはない。このように、キャリッジ駆動モーター３５とインクチューブ３９とが干渉しないように、キャリッジ駆動モーター３５はインクチューブ３９の凸状に湾曲する方向と反対側に配置される。

さらに、キャリッジ駆動モーター３５の回転軸は走査面に対して垂直に配置される。ここで、走査面とは、インクジェットヘッド３１の往復移動する方向である主走査方向とロール紙がプラテン２４を通過する方向である副走査方向とで定義される面（図４で図示している面と平行な面）である。本実施形態では走査面は水平方向に延在するので、キャリッジ駆動モーター３５の回転軸は垂直に配置されている。

印刷速度を向上させるためにキャリッジ駆動モーター３５の駆動力を大きくする場合、軸方向に固定子を並べれば大きな出力が得られるため、軸方向寸法の大きなモーターがキャリッジ駆動モーター３５として採用される場合がある。このように軸方向寸法の大きなモーターをキャリッジ駆動モーター３５として採用する場合、モーターの回転軸が走査面に対して平行に延在するように（換言すれば、水平方向に延在するように）配置すると、出力の大きなモーターほど、プリンター１にはモーターの軸方向に大きな収容空間が必要になる。しかし、本実施形態のように、モーターの回転軸を走査面に対して垂直に配置すれば、出力の大きなモーターを採用してもその収容空間は走査面方向には大きくならないので、コンパクトなプリンター１を実現することができる。

以上のキャリッジ３０、ガイド軸３３、無端ベルト３４、キャリッジ駆動モーター３５、第１，２プーリー３６ａ，３６ｂ、チューブ接続口３８、インクチューブ３９等はいずれも左右一対のフレーム板７，７の間に設けられる。

（搬送モーター）
図３，４に示すように、搬送モーター４０は左右一対のフレーム板７，７の間に設けられる。すなわち、搬送モーター４０はキャリッジ３０の往復移動する最大幅より外側に配置されることはない。より詳細には、搬送モーター４０はチューブ接続口３８とキャリッジ３０との間で、かつ、インクチューブ３９よりもロール紙収容部１３側（すなわち、図３中でインクチューブ３９よりも下側）に設けられる。このように、水平方向に移動するインクチューブ３９よりも下側に搬送モーター４０を設けたので、よりコンパクトなプリンター１が実現できると共に、インクチューブ３９と搬送モーター４０とが互いに干渉することがない。

また、搬送モーター４０は、歯車または搬送用ベルトプーリー機構を介して、繰り出しローラー２１、テンションローラー２２、メイン送りローラー２３、フロント送りローラー２５を駆動する。繰り出しローラー２１、テンションローラー２２、メイン送りローラー２３、フロント送りローラー２５といった搬送ローラーと、歯車または搬送用ベルトプーリー機構といった伝達機構２６、搬送モーター４０のいずれも、左右一対のフレーム板７，７の間に配置される。このように、左右一対のフレーム板７，７の内側にロール紙を搬送するための部材を配置し、左右のフレーム板７の外側にはケース３のみが設けられているので、左右のフレーム板７の間隔をプリンター１の幅方向寸法とすることができる。このような構成によれば、インクジェットヘッド３１可動域の他に搬送ローラーや伝達機構２６を設ける空間を必要としないので、プリンター１幅をインクジェットヘッド３１可動域とすることができ、幅方向の小さなプリンター１を実現できる。

以上の構成により、本発明の実施形態にかかるロール紙プリンター１によれば、キャリッジ駆動モーター３５の回転軸が走査面と垂直、すなわち鉛直方向に延びるように配置されたので、軸方向に長いキャリッジ駆動モーター３５をプリンター１に採用しても奥行き寸法は大きくならない。
さらに、キャリッジ３０の往復移動する最大幅がフレーム板７の間の幅と同程度であるので、プリンター１の幅全体をインクジェットヘッド３１可動域とすることができ、プリンター１の幅方向寸法をコンパクトにすることができる。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

例えば、上記の実施形態においては、インクカートリッジ５ａをプリンター本体２の左側、スイッチ類をプリンター本体２の右側に配置したが、これを入れ替えてもよいことは明らかである。また、チューブ接続口３８を第１プーリー３６ａの側に配置したが、第２プーリー３６ｂの側に配置してもよい。

１ プリンター、２ プリンター本体、３ ケース、４ 開閉蓋、７ フレーム板、８ 背面フレーム、１３ ロール紙収容部、３０ キャリッジ、３３ ガイド軸、３４ 無端ベルト、３５ キャリッジ駆動モーター、３６ａ 第１プーリー、３６ｂ 第２プーリー、３６ｃ 第３プーリー、３８ チューブ接続口、３９ インクチューブ、４０ 搬送モーター

Claims (3)

1. 一対のフレーム板と、
   前記フレーム板に両端が支持されたガイド軸に沿って往復移動することにより記録媒体に印刷するインクジェットヘッドを搭載したキャリッジと、
   前記キャリッジを駆動するキャリッジ駆動モーターと、
   インクカートリッジから前記印刷ヘッドへのインク流路の一部を形成し、前記フレーム板間の幅方向の一方に凸状に湾曲して配置されたチューブと、を備え
   前記キャリッジ駆動モーターは、前記チューブに対して前記チューブが凸状に湾曲する方向と反対側に配置されるとともに、その回転軸が前記キャリッジの走査面に対して垂直方向に延在するように配置されたことを特徴とするプリンター。
2. 請求項１に記載のプリンターは、
   前記一対のフレーム板の間にセットされた記録媒体を搬送する記録媒体搬送モーターと、
   前記記録媒体を搬送する搬送ローラーと、
   前記記録媒体搬送モーターの駆動力を前記搬送ローラーに伝達する伝達機構とを有し、
   前記記録媒体搬送モーター、前記搬送ローラー、前記伝達機構は前記一対のフレーム板の間に配置されたことを特徴とする。
3. 請求項１または２のいずれかに記載のプリンターにおいて、
   第１と第２のプーリーが前記一対のフレーム板の内側に配置され、
   前記第１と第２のプーリーと前記キャリッジ駆動モーターとの間にベルトが掛け渡され、
   前記第１と第２のプーリーは、前記キャリッジの往復移動する最大幅が前記フレーム板間の幅と同程度となるように、前記キャリッジの往復移動の範囲を規制したことを特徴とする。

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