JP2012171208A - サーマルヘッド機構、サーマルプリンターユニット及びサーマルプリンター - Google Patents

Abstract

【課題】コストの抑制及び小型化が可能なサーマルヘッド機構、サーマルプリンターユニット及びサーマルプリンターを提供する。
【解決手段】サーマルヘッド機構２５は、発熱体３７と、発熱体３７を駆動する駆動ＩＣ３９とを備えたサーマルヘッド３４に、シート状のロール紙Ｓを検出するための反射型センサー４５が一体に設けられている。また、発熱体３７と駆動ＩＣ３９が設けられたヘッド基板３５と、反射型センサー４５が設けられたセンサー基板４１とを有し、ヘッド基板３５とセンサー基板４１は直接固定されて接続されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、サーマルヘッドとプラテンの間に挟み込んだ被印刷媒体に対してサーマルヘッドにより印刷を行うためのサーマルヘッド機構、サーマルプリンターユニット及びサーマルプリンターに関する。

従来、サーマルヘッドを用いて、被印刷媒体（例えば感熱紙）に文字や画像を印刷するように構成されたサーマルプリンターが用いられている。この種のサーマルプリンターでは、ロール紙収納部を開閉するカバーにプラテンローラーを設け、カバーを閉じるとプラテンローラーがサーマルヘッドに対向し、カバーを開くとプラテンローラーがサーマルヘッドから離れる構成とすることにより、被印刷媒体であるロール紙を容易に装填できるようにしている。また、サーマルヘッドに向けて搬送される被印刷媒体の有無を検出するために、反射型あるいは透過型のフォトセンサーなどからなる検出器が媒体搬送経路に配置されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８５７７４号公報

上記のようなサーマルプリンターでは、媒体搬送経路に対してプラテンローラーが位置する側に媒体検出器を配置する場合、電気的接続を確保することが困難であった。また、検出器を安定して固定するために、検出器を搭載した基板及び当該基板を固定するためのフレームやねじ等の固定用部品が必要となり、部品点数の増加によるコストアップ及び機器の大型化を招いてしまう。

また、媒体搬送経路に対してサーマルヘッドが位置する側に媒体検出器を配置する場合、電気的接続は比較的容易であるが、この場合も、検出器を安定して固定するために、検出器を搭載した基板及び当該基板を固定するためのフレームやねじ等の固定用部品は必要である。また、検出器を電気的に接続するための専用のＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等の接続部品を必要とする。このため、コストアップや機器の大型化を招いてしまう。

本発明の目的は、コストを抑えつつ検出器の安定した固定と接続がなされ、機器を小型化することが可能なサーマルヘッド機構、サーマルプリンターユニット及びサーマルプリンターを提供することにある。

上記課題を解決することができる本発明に係るサーマルヘッド機構は、発熱体と、発熱体を駆動するＩＣとを備えたサーマルヘッドに、被印刷媒体を検出するための反射型センサーが一体に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、発熱体とＩＣを有するサーマルヘッドに反射型センサーを一体に設けることで、センサーを固定する部材が不要となる。また、反射型センサーの電気的接続は、サーマルヘッドの電気的接続部材を利用することができるので、センサー専用の電気的接続部材が不要となる。これにより、部品点数の削減によるコスト抑制及び小型化を図ることができる。また、サーマルヘッドに対して反射型センサーを高精度に位置決めすることができるため、印刷位置に対する反射型センサーの検出位置精度の向上も図ることができる。

また、本発明のサーマルヘッド機構において、前記発熱体と前記ＩＣが設けられたヘッド基板と、前記反射型センサーが設けられたセンサー基板とを有し、
前記ヘッド基板と前記センサー基板は直接固定されて接続されていることが好ましい。
この構成によれば、反射型センサーが設けられたセンサー基板をヘッド基板に直接固定して接続することで、センサーを別個に固定する部材やセンサー専用の電気的接続部材が不要となる。これにより、部品点数の削減によるコスト抑制及び小型化を図ることができる。また、サーマルヘッドに対して反射型センサーを高精度に位置決めすることができるため、印刷位置に対する反射型センサーの検出位置精度の向上も図ることができる。

また、本発明のサーマルヘッド機構において、前記センサー基板を覆うとともに前記被印刷媒体を案内する媒体案内部材を備えることが好ましい。
この構成によれば、媒体案内部材によって被印刷媒体を円滑に案内することができ、しかも、センサー基板を保護することができる。

また、本発明のサーマルヘッド機構において、前記発熱体と前記ＩＣが設けられたヘッド基板に、前記反射型センサーが設けられていることが好ましい。
この構成によれば、反射型センサーをヘッド基板に直接固定して接続することで、センサーを別個に固定する部材やセンサー専用の電気的接続部材が不要となる。これにより、部品点数の削減によるコスト抑制及び小型化を図ることができる。また、サーマルヘッドに対して反射型センサーを高精度に位置決めすることができるため、印刷位置に対する反射型センサーの検出位置精度の向上も図ることができる。

本発明に係るサーマルプリンターユニットは、上記の本発明に係る何れかのサーマルヘッド機構と、前記サーマルヘッド機構を回動可能に支持するフレームと、前記サーマルヘッドとの間に被印刷媒体を挟持し、当該被印刷媒体を搬送可能なプラテンローラーと、前記サーマルヘッド機構を前記プラテンローラーに向けて弾性的に付勢する付勢部材と、を有することを特徴とする。

本発明に係るサーマルプリンターは、上記の本発明に係る何れかのサーマルヘッド機構を備えていることを特徴とする。
これらの構成によれば、部品点数の削減によるコスト抑制及び小型化が図られ、反射型センサーの検出位置精度の向上が図られたサーマルヘッド機構を備えるので、小型かつ低コストで、しかも、被印刷媒体の検出精度に優れたサーマルプリンターユニット又はサーマルプリンターとすることができる。

本発明に係るサーマルプリンターの一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態に係るサーマルプリンターのカバーを開いた状態の斜視図である。 図１のサーマルプリンター内のプリンターユニットの斜視図である。 プラテンローラーが外されたプリンターユニットの斜視図である。 プリンターユニットの端部近傍における断面図である。 プリンターユニットの反射型センサーの配置箇所における断面図である。 本実施形態に係るサーマルヘッド機構の斜視図である。 紙案内カバーを取り外した状態のサーマルヘッド機構の斜視図である。 サーマルヘッド機構の裏面側から見た斜視図である。 フラットケーブルが取り外された状態のサーマルヘッド機構の裏面側から見た斜視図である。 支持ブラケットに支持されたプラテンローラーの斜視図である。 変形例に係るサーマルヘッド機構の斜視図である。

以下、本発明に係るサーマルヘッド機構、サーマルプリンターユニット及びサーマルプリンターの実施形態の例について図面を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るサーマルプリンター１は、感熱紙であるロール紙（被印刷媒体）Ｓに印刷を行うものであり、全体として略直方体形状をしたケース２を備える。ケース２の上面には、ロール紙装填用の開口が形成され、この開口を開閉するためのカバー４が配置されている。

カバー４は、その後端部が、ケース２内に設けられたプリンター幅方向に延びる支軸１３を中心として旋回可能な状態で支持されている。カバー４を開けると、ロール紙収納部１５が開放状態となり、ロール紙装填用の開口からロール紙収納部１５にロール紙Ｓを装填することができる。

カバー４を閉じると、ケース２のロール紙装填用開口の前縁部とカバー４の前縁部との間に、プリンター幅方向に延びる用紙排出口１１が形成される。カバー４はロック機構（図示省略）によって閉じ位置にロックされる。カバー４の右側にはカバーオープンボタン１７が配置されており、これを操作することによりロック状態は解除され、カバー４を開けてロール紙Ｓの着脱が可能となる。

このサーマルプリンター１には、図３及び図４に示すように、プリンターユニット２０が設けられている。プリンターユニット２０は、フレーム２１を有している。このフレーム２１は、その両側部に側板部２２，２３を有し、これらの側板部２２，２３の間に支持板部２４を有している。

図５及び図６に示すように、フレーム２１には、サーマルヘッド機構２５及びプラテンローラー（プラテン）２６が支持されており、これらのサーマルヘッド機構２５とプラテンローラー２６との間に、ロール紙Ｓが搬送される搬送経路が形成される。

図７及び図８に示すように、サーマルヘッド機構２５には、そのベースとなるヘッド固定板２５ａの下端側における両側部に、固定板回動軸２７が設けられ、これらの固定板回動軸２７は、フレーム２１の側板部２２，２３の下方側に形成された支持溝２８（図５参照）に挿入され位置決めされている。これにより、サーマルヘッド機構２５は、固定板回動軸２７の軸線を中心として回動可能とされている。また、サーマルヘッド機構２５のヘッド固定板２５ａには、その上端側における両側部に、回動規制突起３１が形成されている。これらの回動規制突起３１は、フレーム２１の側板部２２，２３の上端に形成された回動規制溝３２（図４参照）に配置される。これにより、回動規制突起３１は、回動規制溝３２の範囲で移動可能とされている。したがって、サーマルヘッド機構２５は、回動規制溝３２の内部で回動規制突起３１が移動する範囲で、固定板回動軸２７の軸線を中心として回動可能である。

図３から図６に示すように、支持板部２４とヘッド固定板２５ａの裏面との間には、二つの圧縮コイルばね（付勢部材）３３が設けられており、これらのコイルばね３３によってサーマルヘッド機構２５が支持板部２４から離間する方向であるプラテンローラー２６側へ向けて弾性的に付勢されている。

ヘッド固定板２５ａの表面側には、複数の発熱体３７がライン状に形成されたヘッド基板３５を有するサーマルヘッド３４が、プラテンローラー２６に対向するように設けられている。ヘッド基板３５に設けられた発熱体３７は、サーマルヘッド機構２５がコイルばね３３によってプラテンローラー２６側へ弾性的に付勢されることにより、ロール紙Ｓを間に挟んでプラテンローラー２６に圧接される。また、ヘッド基板３５には、駆動ＩＣ（ＩＣ）３９が設けられており、この駆動ＩＣ３９によって発熱体３７が駆動されてその発熱が制御され、感熱紙であるロール紙Ｓに印刷が行われる。

図８に示すように、サーマルヘッド３４のヘッド基板３５には、センサー基板４１が直接固定されている。センサー基板４１には、表面側（ロール紙Ｓの搬送経路側）に、発光部と受光部を含むフォトセンサーからなる反射型センサー４５が実装されており、この反射型センサー４５によって搬送経路におけるロール紙Ｓの有無が検出される。
ヘッド基板３５には、駆動ＩＣ３９に電気的に接続された第１端子部３６（図１２参照）が形成されており、センサー基板４１には、ヘッド基板３５の第１端子部３６に電気的に接続される第２端子部４２が形成されている。本実施形態では、第２端子部４２はセンサー基板４１の両面にスルーホールを介して形成されているが、少なくとも裏面（ヘッド基板３５側の面）に形成されていればよい。ヘッド基板３５の第１端子部３６とセンサー基板４１の第２端子部４２を重ね合わせて半田付けすることにより、ヘッド基板３５とセンサー基板４１は電気的に接続される。なお、半田付けに代えてコネクターにより接続するよう構成することも可能である。

図９に示すように、センサー基板４１の裏面側には、制御部（図示省略）と電気的に接続するためのフラットケーブル４４が接続されている。フラットケーブル４４は、センサー基板４１の裏面に形成された第３端子部４３（図１０参照）に半田付け等により接続される。第３端子部４３には、第２端子部４２と電気的に接続された端子と、反射型センサー４５に電気的に接続された端子とが含まれている。
制御部から駆動ＩＣ３９への駆動信号は、フラットケーブル４４とセンサー基板４１の第３端子部４３，第２端子部４２とヘッド基板３５の第１端子部３６を介して駆動ＩＣ３９へ送られる。また、反射型センサー４５からの検出信号は、第３端子部４３とフラットケーブル４４を介して制御部へ送られる。

図４から図７に示すように、サーマルヘッド機構２５のヘッド固定板２５ａには、センサー基板４１の表面側を覆う紙案内カバー（媒体案内部材）４７が取り付けられている。紙案内カバー４７には窓部４９が形成されており、反射型センサー４５は、この窓部４９内に配置されている。

図１０に示すように、紙案内カバー４７は、ヘッド固定板２５ａへの取り付け側へ突出する係止突起４８を有しており、また、ヘッド固定板２５ａには、その下部に、孔部４６ａを有するステー４６が形成されている。そして、紙案内カバー４７の係止突起４８を、ヘッド固定板２５ａのステー４６の孔部４６ａへ挿し込んで嵌合させることにより、ヘッド固定板２５ａに対して紙案内カバー４７が装着される。

図１１に示すように、プラテンローラー２６は、カバー４に固定された支持ブラケット５１に支持されている。この支持ブラケット５１は、その両端に軸受５３を有しており、これらの軸受５３にプラテンローラー２６の両端が回動可能に支持されている。支持ブラケット５１は、サーマルヘッド３４側に紙案内面５５を有しており、カバー４が閉じ位置にあるとき、この紙案内面５５とサーマルヘッド３４の紙案内カバー４７との間に、ロール紙Ｓの搬送経路が形成される。また、プラテンローラー２６には、その回転軸の一端側に歯車５７が設けられている。

図３及び図４に示すように、プリンターユニット２０のフレーム２１を構成する側板部２２，２３には、軸受収容凹部６２が形成されており、軸受収容凹部６２に、支持ブラケット５１の軸受５３が収容可能とされている。また、プリンターユニット２０には、フレーム２１の一方の側板部２２に、駆動モータ７１及び伝達歯車７２が設けられている。

そして、カバー４を閉じると、支持ブラケット５１の軸受５３がフレーム２１の軸受収容凹部６２に収容され、プラテンローラー２６がサーマルヘッド３４に対向した所定位置に配置される。また、プラテンローラー２６の歯車５７が伝達歯車７２に噛み合わされる。これにより、駆動モータ７１の回転力が伝達歯車７２を介してプラテンローラー２６に伝達可能となる。ロール紙収納部１５に収納されているロール紙Ｓは、プラテンローラー２６の回転により、搬送経路に沿って搬送される。

上記のように構成されたサーマルプリンター１では、制御部が、ホスト装置からの印刷指令に基づいて、駆動モータ７１を駆動してロール紙Ｓを搬送させながら、サーマルヘッド３４の駆動ＩＣ３９を駆動して印刷処理を行う。印刷されたロール紙Ｓは、用紙排出口１１から送り出される。

反射型センサー４５は、搬送経路におけるロール紙Ｓの有無を検出し、その検出信号が制御部へ出力される。制御部は、この反射型センサー４５の検出信号に基づいてロール紙Ｓの有無を判定し、ロール紙Ｓが有ると判定した場合は印刷処理を実行し、ロール紙Ｓが無いと判定した場合は印刷処理を実行せず、用紙切れである旨をディスプレイ等に表示させる。

以上説明したように、本実施形態に係るサーマルヘッド機構２５によれば、反射型センサー４５が設けられたセンサー基板４１をヘッド基板３５に直接固定して接続することで、サーマルヘッド３４に反射型センサー４５が一体に設けられた構成となり、反射型センサー４５を別個に固定する部材や反射型センサー４５専用の電気的接続部材が不要となる。これにより、部品点数の削減によるコスト抑制及び小型化を図ることができる。また、サーマルヘッド３４に対して反射型センサー４５が高精度に位置決めされるため、印刷位置に対する反射型センサー４５の検出位置精度を向上させることができる。

また、センサー基板４１を覆うとともにロール紙Ｓを案内する紙案内カバー４７を備えるので、紙案内カバー４７によってロール紙Ｓを円滑に案内することができる。しかも、紙案内カバー４７によりセンサー基板４１を保護することができる。
また、サーマルヘッド機構２５は、プリンターユニット２０において回動可能に支持され、ロール紙Ｓの経路を介して配置されたプラテンローラー２６に向けて弾性的に付勢されている。すなわち、ロール紙Ｓの搬送経路側に設けられたプラテンローラー２６に向けて弾性的に付勢されたサーマルヘッド３４とプラテンローラー２６とでロール紙Ｓが挟持される。これにより、サーマルヘッド３４によってロール紙Ｓへ円滑かつ良好に印刷処理が行われる。また、サーマルヘッド３４と反射型センサー４５が一体に設けられているので、ロール紙Ｓに対してサーマルヘッド３４と反射型センサー４５が一体的に変位し、反射型センサー４５による検出精度も良好である。

そして、本実施形態に係るサーマルプリンター１及びプリンターユニット２０は、部品点数の削減によるコスト抑制及び小型化が図られ、反射型センサー４５の検出位置精度の向上が図られたサーマルヘッド機構２５を備えるので、小型かつ低コストであり、ロール紙Ｓの検出精度に優れたプリンター及びプリンターユニットとすることができる。

なお、上記の実施形態では、反射型センサー４５を実装したセンサー基板４１をヘッド基板３５に直接固定したが、図１２に示すように、反射型センサー４５をヘッド基板３５の導体パターンに半田付けして直接固定しても良い。このようにすると、センサー基板４１を省くことによる部品点数のさらなる削減及び小型化を図ることができる。
また、反射型センサー４５は、用紙にあらかじめ印刷されているマークの有無を検出するなどの目的で利用されるものであってもよい。マークには、例えば、ロール紙の裏面に所定の間隔で印刷されたブラックマーク（方形の黒印）が含まれる。

１：サーマルプリンター、２０：プリンターユニット（サーマルプリンターユニット）、２５：サーマルヘッド機構、２５ａ：ヘッド固定板、２６：プラテンローラー（プラテン）、３３：コイルばね（付勢部材）、３４：サーマルヘッド、３５：ヘッド基板、３７：発熱体、３９：駆動ＩＣ（ＩＣ）、４１：センサー基板、４５：反射型センサー、４７：紙案内カバー（媒体案内部材）、Ｓ：ロール紙（被印刷媒体）

Claims (6)

1. 発熱体と、発熱体を駆動するＩＣとを備えたサーマルヘッドに、被印刷媒体を検出するための反射型センサーが一体に設けられていることを特徴とするサーマルヘッド機構。
2. 請求項１に記載のサーマルヘッド機構であって、
   前記発熱体と前記ＩＣが設けられたヘッド基板と、前記反射型センサーが設けられたセンサー基板とを有し、
   前記ヘッド基板と前記センサー基板は直接固定されて接続されていることを特徴とするサーマルヘッド機構。
3. 請求項１または２に記載のサーマルヘッド機構であって、
   前記センサー基板を覆うとともに前記被印刷媒体を案内する媒体案内部材を備えることを特徴とするサーマルヘッド機構。
4. 請求項１に記載のサーマルヘッド機構であって、
   前記発熱体と前記ＩＣが設けられたヘッド基板に、前記反射型センサーが設けられていることを特徴とするサーマルヘッド機構。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載のサーマルヘッド機構と、
   前記サーマルヘッド機構を回動可能に支持するフレームと、
   前記サーマルヘッドとの間に被印刷媒体を挟持し、当該被印刷媒体を搬送可能なプラテンローラーと、
   前記サーマルヘッド機構を前記プラテンローラーに向けて弾性的に付勢する付勢部材と、を有することを特徴とするサーマルプリンターユニット。
6. 請求項１から４の何れか一項に記載のサーマルヘッド機構を備えていることを特徴とするサーマルプリンター。

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