JP2014004722A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】プリンタのヘッドケーブルに対する急激な曲げ応力の発生を抑えて断線の防止を図る。
【解決手段】印字ヘッド１２を搭載し、キャリアモータ１４を正逆転させてキャリアベルト１５を駆動し、キャリアベルト１５に取着されたキャリア１３を往復移動自在に支持する。一端をキャリア１３と電気的に接続するとともにキャリア１３に取着し、途中をＵターンさせた他端を少なくとも印字ヘッド１２に印字データを生成し供給する回路が構成された回路基板１６にＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１７を介して電気的に接続する。一端をＦＦＣ１７とキャリア１３の間に支持し、他端をキャリア１３の移動に伴い、ＦＦＣ１７の円弧状の曲げを保持するためのループ部２０１を有するプラスチックフィルム２０を設けた。
【選択図】図１

Description

この発明の実施形態は、往復移動する印字ヘッドと電気的に接続するヘッドケーブルを備えたプリンタに関する。

従来、印字ヘッドを搭載するキャリアをキャリアモータで往復移動しながら印字ヘッドによりドット出力するドットプリンタが知られている。このプリンタは、往復移動するキャリアに搭載された印字ヘッドに印字データを送るためのヘッドケーブルとしてフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）が用いられている。

往復移動するキャリアに対してＦＦＣに特定箇所に急激な曲げ応力が発生しないようにするためには、ＦＦＣのＵターン部分に自然にできる円弧形状をできるだけ大きくする必要がある。

しかしながら、ＦＦＣのＵターン部分の円弧形状を維持するにはハードなプラスチックカバーの保護必要でその分、キャリアの下方部分に大きく余計なスペースが必要となる。このスペースは、プリンタサイズの軽薄短小化の設計上問題があった。

特開平８−１５６２９２号公報

この実施形態では、ヘッドケーブルにかかる急激な曲げ応力の発生を抑えて断線の防止を図るプリンタ装置を提供する。

実施形態によれば、印字ヘッドを搭載し、往復移動自在に支持したキャリアと、一端を前記キャリアと電気的に接続するとともに該キャリアに取着し、途中をＵターンさせた他端を少なくとも前記印字ヘッドに印字データを生成し供給する回路が構成された回路基板に電気的に接続したフレキシブルフラットケーブルと、一端を前記フレキシブルフラットケーブルと前記キャリアの間に支持し、他端を前記キャリアの移動に伴い、前記フレキシブルフラットケーブルの円弧状の曲げを保持するプラスチックフィルムと、を備えた。

プリンタに関する第１の実施形態を示す概念的な斜視図である。 プリンタの駆動回路の概念的な構成図である。 第１実施形態の要部の第１の状態の模式図である。 第１実施形態の要部の第２の状態の模式図である。 第１の実施形態の要部の第３の状態の模式図である。 図５の要部を拡大した模式図である。 ループ部について説明するための説明図である。 プリンタに関する第２の実施形態を示す第１の状態の模式図である。 第２の実施形態を示す第２の状態の模式図である。 プリンタに関する第３の実施形態を示す模式図である。

以下、実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返す説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、プリンタに関する第１の実施形態を示し、ドットプリンタにおける印字ヘッドの周辺部の外観を示す斜視図である。

１１は、プリンタ１００の内部に設けられたプラテン、１２はこのプラテン１１に対向して設けられた印字ヘッド、１３は印字ヘッド１２を搭載したキャリアである。キャリア１３は、キャリアモータ１４を駆動してキャリアベルト１５の走行方向を変えることで図中矢印ａ，ｂの双方向に移動可能となる。キャリアモータ１４としては、例えばステッピングモータを使用する。

キャリア１３は、図示しないガイド軸に摺動自在に支持される。ガイド軸の両端は、シャーシ等に固定的に支持されている。

プリンタ１００は、プリンタ１００を動作させるための電子部品および回路が実装された回路基板１６と印字ヘッド１２をＦＦＣ１７で電気的に接続される。

回路基板１６は、図２に示すように、制御本体を構成するＣＰＵ（中央処理装置）２１を備えている。ＣＰＵ２１は、キャリアモータ１４を通常モード時の制御動作によって各部を制御するためのプログラムデータ等が予め格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）２２を備えている。ＣＰＵ２１は、ホストコンピュータ２３からの印字ドットデータを一時的に記憶する印字バッファ等の各種メモリエリアが形成されるＲＡＭ（Random Access Memory）２４、コントローラ２５、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）２６を備えている。

ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２４、コントローラ２５、外部インタフェース２６とは、アドレスバス、データバス、制御バス等のバスライン２７を介して相互に接続されている。外部インタフェース２６には、印字開始信号、印字終了信号、印字データ等を送信するホストコンピュータ２３が通信回線を介して接続されている。

コントローラ２５には、印字ヘッド１２を駆動するヘッドドライバー２８、キャリアモータ１４を駆動するキャリアモータドライバー２９がそれぞれ接続されている。

ヘッドドライバー２８で生成された印字ドットデータは、ＦＦＣ１７を介して印字ヘッド１２に供給される。キャリアモータドライバー２９で生成された駆動信号は、モータケーブル１８を介してキャリアモータ１４に供給される。キャリアモータ１４では、駆動信号に基づいてキャリアベルト１５を駆動し、キャリア１３を矢印ａあるいは矢印ｂ方向に選択的に移動する。

ヘッドドライバー２８は、回路基板１６に搭載したが、キャリア１３に搭載し、回路基板１６とＦＦＣ１７を介してキャリア１３のヘッドドライバー２８を電気的に接続してもよい。

ＦＦＣ１７の一端と回路基板１６は、コネクタ１９等の接続手段を介して電気的に接続される。ＦＦＣ１７の他端とキャリア１３は、直接半田付けあるいはコネクタ等の接続手段を介して電気的に接続される。ＦＦＣ１７は、キャリア１３上で例えば接着剤を用いて固着される。キャリア１３からコネクタ１９までのＦＦＣ１７の形状は、キャリア１３からキャリアモータ１４とは反対側に延びコネクタ１９に戻るＵターン部１７１を有している。

接着剤によるＦＦＣ１７の固着は、電気的に接続された部分が機械的な衝撃を抑えて断線を防止する目的がある。つまり、キャリア１３がキャリアモータ１４に近づいたり遠ざかったり移動に対し、キャリア１３とＦＦＣ１７の電気的な接続部分に機械的な負荷がかからないようにしている。

また、キャリア１３上とＦＦＣ１３との間には、プラスチックフィルム２０の一端が介在した状態で固着されている。プラスチックフィルム２０の他端は、図３に示すようにＦＦＣ１７に沿って延ばした状態から円弧状のループ部２０１が形成される。プラスチックフィルム２０の他端側の先端は、接着や溶着等の手段による接続部２０２でＦＦＣ１７と接合されている。接続部２０２の接合位置は、キャリア１３上面１３１とキャリア１３の側面１３２の交点近傍としている。

プラスチックフィルム２０としては、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィドなどが考えられる。取り分け、価格、剛性の観点から好ましくは、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルムである。さらに好ましくは、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）である。

次に図３〜図６を参照し、プラスチックフィルム２０の作用について説明する。図３は、キャリア１３がキャリアモータ１４側にある第１の状態の模式図である。図４はキャリア１３が矢印ｂ方向に移動し、プラスチックフィルム２０がＵターン部１７１と接触する少し手前の第２の状態の模式図である。図５はキャリア１３がキャリアモータ１４から図中右方向に最も移動した第３の状態の模式図である。図６は図５要部を拡大した模式図である。

まず、図３においてキャリア１３、ＦＦＣ１７、プラスチックフィルム２０の位置関係は図示の状態にある。この状態では、プラスチックフィルム２０とＦＦＣ１７のＵターン部１７１にかなりの間が空いており、プラスチックフィルム２０のループ部２０１には負荷がかからない状態にある。

キャリア１３が矢印ｂ方向に移動した図４の状態の場合、キャリア１３の側面１３２とＵターン部１７１に挟まれたループ部２０１にはまだ負荷がかからない状態にある。従って、ループ部２０１の空間部２０３の変形は見られない。

キャリア１３がさらに矢印ｂ方向に移動した図５の状態の場合、プラスチックフィルム２０のループ部２０１がＦＦＣ１７のＵターン部１７１に当たる。矢印ｂ方向にキャリア１３が移動すると、Ｕターン部１７１とキャリア１３の側面１３２とによりループ部２０１に応力が発生し、空間部２０３の弾性に抗して潰される。

このとき潰されたループ部２０１は、図６の矢印ｃに示すように空間部２０３を広げようとする作用が働く。このため図６矢印ｄに示すＵターン部１７１の曲げの始まる部分に係る負荷を軽減することができる。また、Ｕターン部１７１は、ループ部２０１に沿ってＵターンすることになることから、Ｕターン部１７１の特定箇所に過度の負荷がかかることがない。このため、キャリア１３の繰り返し往復する動きに対するＦＦＣ１７の特定位置に特定の負荷がかかることを抑えることができ、ＦＦＣ１７の断線を抑えることが可能となる。

なお、プラスチックフィルム２０のループ部２０１が形成された部分の幅は、図７（ａ）に示すように同じとして説明した。図７（ｂ）に示すように、ループ部２０１の部分のプラスチックフィルム２０の幅を先端に行くほど漸次細くなるようにしてもよい。この場合は、プラスチックフィルム２０の材質等の要因に伴い単に幅を変えるだけの調整で、ループ部２０１の弾性力の調整をすることができる。

さらに、キャリア１３が往復する十分なスペースやＵターン部１７１の曲げ角度を小さくするスペースがあり、ループ部２０１のループサイズを大きくできる場合には、さらにＦＦＣ１７の特定箇所に係る負荷を抑えることができる。なお、ループ部２０１のループサイズを変えることにより、応力低減の調整も可能である。ループサイズは、ＦＦＣ１７の剛性に対応した調整も可能である。剛性の固いものはループサイズを大きくし、柔らかいものはループサイズを小さくする。

この実施形態では、キャリアの往復運動に伴い発生するＦＦＣに対する特定箇所への曲げ応力がかかることを抑えることで、ＦＦＣの断線を抑えることができる。

（第２の実施形態）
次に、プリンタに関する第２の実施形態を説明する。図８は、プラスチックフィルム２０がＵターン部１７１と接触する少し手前の状態を示す模式図である。図９は、キャリア１３が図中矢印ｂ方向に最も移動した状態を示す模式図である。

この実施形態は、キャリア１３の上面１３１に取り付けるプラスチックフィルム２０の位置を接続部２０２から間隔ｅ離した位置とした。すなわち、ループ部２０１とキャリア１３との間に非接合部７１を設けた。

この場合は、キャリア１３が矢印ｂ方向に最も移動した図９に示す状態となるまでの過程で、まず非接合部７１がキャリア１３の上面１３１と側面１３２の交点近傍で湾曲する。次に、Ｕターン部１７１とキャリア１３の側面１３２によりループ部２０１が挟持される。ループ部２０１には応力がかかり、空間部２０３の弾性に抗して潰される。

すなわち、非接合部７１を設けたことにより、Ｕターン部１７１を介して上下に位置するＦＦＣ１７の間隔ｆが広くなる。このため、ＦＦＣ１７のＵターン部１７１の曲率は大きくなりＦＦＣ１７にかかる曲げに対する負荷をより小さくすることができる。

この実施形態では、非接合部を備えたプラスチックフィルムがＦＦＣのＵターン部に対する特定箇所にかかる負荷をより軽減することが可能となる。従って、ＦＦＣ断線の抑えをより向上させることが期待できる。

（第３の実施形態）
図１０は、プリンタに関する第３の実施形態について説明するための模式図である。

第１の実施形態ではループ部２０１の先端を、ＦＦＣ１７に接続部２０２で接続するようにした。この実施形態では、先端をＦＦＣ１７に接続することをせずに、プラスチックフィルム２０に単にカール部１０１を形成した。カール部１０１は、その外面の一部がキャリアモータ１４から一番離れた位置にある場合には、キャリア１３の側面１３２に当接する形状とする。カール部１０１は予めカールしておき、例えば加熱することにより形成することができる。

この場合においても、Ｕターン部１７１はカール部１０１に沿って漸次曲がることから特定箇所に対する応力の発生を抑えることができる。また、キャリア１３の矢印ｂ方向の移動とＦＦＣ１７のＵターン部１７１との間にカール部１０１が挟持される。このため、カール部１０１の復元力により特定箇所への応力を抑える作用に寄与する。

従って、Ｕターン部１７１はカール部１０１に沿って漸次曲がること、カール部１０１が潰されてもカール部１０１の復元力があること、から特定箇所の応力がかかることを押させることができる。このように特定箇所かかる他の部分よりも大きな応力を抑えることで、ＦＦＣ１７の断線を抑えることができる。

この実施形態では、第１の実施形態の効果に加え、接続部２０２を設ける必要がなく、単にカール部１０１を設けるだけでこと済む。このため、プラスチックフィルム２０の加工の手間を省くことができる。

上記の各実施形態に限定されるものではなく、例えば、プラスチックフィルム２０は、単層の形態を有していてもよく、複層の形態を有していてもよい。また、ループ部の弾性の調整は、幅を漸次変えるようにしたが、厚みを漸次変えるようにしてもよい。また、ループ部の中にクッション材を入れることで、ループ部の弾性を調整してもよい。

さらに、ＦＦＣ１７に代えてフレキシブルプリントサーキットケーブル（ＦＰＣ）を用いた場合でもプラスチックフィルムを設けてＦＰＣの特定箇所の応力発生を防止し、ＦＰＣの断線を抑えることができる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ プリンタ
１１ プラテン
１２ 印字ヘッド
１３ キャリア
１３１ 上面
１３２ 側面
１４ キャリアモータ
１５ キャリアベルト
１６ 回路基板
１７ ＦＦＣ
１７１ Ｕターン部
１８ モータケーブル
２０ プラスチックフィルム
７１ 非接合部
２０１ ループ部
２０２ 接続部
２０３ 空間部
１０１ カール部

Claims (10)

1. 印字ヘッドを搭載し、往復移動自在に支持したキャリアと、
   一端を前記キャリアと電気的に接続するとともに該キャリアに取着し、途中をＵターンさせた他端を少なくとも前記印字ヘッドに印字データを生成し供給する回路が構成された回路基板に電気的に接続したフレキシブルフラットケーブルと、
   一端を前記フレキシブルフラットケーブルと前記キャリアの間に支持し、他端を前記キャリアの移動に伴い、前記フレキシブルフラットケーブルの円弧状の曲げを保持するプラスチックフィルムと、を備えたプリンタ。
2. 前記プラスチックフィルムは、前記フレキシブルフラットケーブルを円弧状に保持するために、前記フレキシブルフラットケーブルをループ状にした一端を該フレキシブルフラットケーブルに接合したループ部を設けた、請求項１記載のプリンタ。
3. 前記ループ部の先端は、前記フレキシブルフラットケーブルの接合部分に近づくに従い漸次幅を狭くした、請求項２記載のプリンタ。
4. 前記ループ部の先端は、前記フレキシブルフラットケーブルの接合部分に近づくに従い漸次厚みを薄くした、請求項２記載のプリンタ。
5. 前記プラスチックフィルムは、前記ループ部と前記キャリアの間に非接合部を設け、該非接合部を前記フレキシブルフラットケーブルで湾曲させることを可能とした、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリンタ。
6. 前記プラスチックフィルムは、記フレキシブルフラットケーブルを円弧状に保持するために、前記フレキシブルフラットケーブルをカール状にカール部を設けた、請求項１記載のプリンタ。
7. 前記カール部は、先端に行くに従い漸次幅を狭くした、請求項６記載のプリンタ。
8. 前記カール部は、先端に行くに従い漸次厚みを薄くした、請求項６記載のプリンタ。
9. 前記ループ部内にクッション材を配置した、請求項２〜５のいずれか１項に記載のプリンタ。
10. 前記カール部内にクッション材を配置した、請求項６〜８のいずれか１項に記載のプリンタ。

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