JP2014051011A - 両面プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の一方の面と他方の面を印字するサーマルヘッドがそれぞれ設けられている両面サーマルプリンタにおいて、用紙搬送方向に対して一方の面を印字するサーマルヘッドと他方の面を印字するサーマルヘッドの距離を短くし、一方の面の印字開始位置と他方の面に印字開始位置とにズレを少なくする両面プリンタ装置を提供する。
【解決手段】用紙の第１の印字面側に設けられた第１の印字ヘッドと、用紙搬送路を挟んで第１の印字ヘッドに対向配置された第１プラテンローラと、用紙の第２の印字面側に設けられた第２の印字ヘッドと、用紙搬送路を挟んで第２の印字ヘッドに対向配置された第２プラテンローラを設け、第２プラテンローラの径より第１プラテンローラの径を小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、用紙の両面に印字をおこなう両面プリンタ装置に関する。

レシート等の発行装置として用いられるプリンタ装置では、感熱層を有するロール状に巻回された用紙にサーマル印字ヘッドにより印字を行なっている。通常の印字においては、用紙の片面に印字がなされているが、印字情報が多い場合には大量に用紙を消費することから、用紙のもう一方の面にも感熱層を設け、それぞれの面にサーマル印字ヘッドにより印字をおこなう両面サーマルプリンタが知られている。

上述した両面サーマルプリンタでは、用紙の一方の面と他方の面を印字するサーマルヘッドがそれぞれ設けられているが、用紙搬送方向に対して距離をもって配置されている。この為両面に対して同時に印字が開始された場合、一方の面の印字開始位置と他方の面に印字開始位置とにズレが発生し、そのズレの領域には印字をすることが出来ない。

このズレの領域に印字をおこなうには用紙を通常の印字の際の搬送方向とは逆方向に搬送させる必要があり、用紙搬送制御や印字開始位置の制御等制御が難しくなると言った問題がある。

特開２００８−６６８１号公報

本発明が解決しようとする課題は、用紙の一方の面と他方の面を印字するサーマルヘッドがそれぞれ設けられている両面サーマルプリンタにおいて、用紙搬送方向に対して一方の面を印字するサーマルヘッドと他方の面を印字するサーマルヘッドの距離を短くし、一方の面の印字開始位置と他方の面の印字開始位置とにズレを少なくする両面プリンタ装置を提供することである。

実施形態の両面プリンタ装置は、用紙を供給する用紙供給部から前記用紙を排出する用紙排出口まで形成された用紙搬送路と、前記用紙を、前記用紙排出口に向け搬送する用紙搬送機構と、前記用紙の第１の印字面側に設けられた第１の印字ヘッドと、前記用紙搬送路を挟んで前記第１の印字ヘッドに対向配置された第１プラテンローラと、前記用紙の第２の印字面側に設けられた第２の印字ヘッドと、前記用紙搬送路を挟んで前記第２の印字ヘッドに対向配置された前記第１プラテンローラのローラ径と異なる第２プラテンローラを有する。

第１の実施形態に係る両面プリンタ装置の要部を示す構成図。 第１の実施形態に係る両面プリンタ装置の制御回路構成を説明するブロック図。 第１の実施形態に係る両面プリンタ装置の要部および従来の両面プリンタ装置の要部を示す構成図。 第３の実施形態に係る両面プリンタ装置内の印字サーマルヘッドの要部を示す構成図。 第３の実施形態に係る両面プリンタ装置内の印字サーマルヘッドとプラテンローラの干渉説明図および従来の印字サーマルヘッドとプラテンローラの干渉説明比較図。

以下に、本発明の一実施形態に係る両面プリンタ装置を、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は両面プリンタ装置の要部を示す構成図である。なお、この両面プリンタ装置では、図の右側から左側に向けて用紙２が搬送されるので、以下の説明においては、図中右側を上流側、左側を下流側とする。

図中符号２は巻軸３に巻回されたロール形状の用紙であり、巻軸３はプリンタ１に回転自在に支持されているとともに、その用紙２は第１の印字面４と第２の印字面５の双方に感熱層を有している。

用紙２の下流側にはアイドラローラ６が回転自在に支持されている。アイドラローラ６の下流には、図示しないモータによって回転可能とされた第１プラテンローラ７と、この第１プラテンローラ７に対して用紙搬送路８を挟んで第１サーマル印字ヘッド９が対向配置されている。これら第１プラテンローラ７、第１サーマル印字ヘッド９にて第１印字部１０を構成しており、第１印字部１０において第１の印字面４に印字をおこなう。

第１印字部１０の下流には、図示しないモータによって回転可能とされた第２プラテンローラ１１と、この第２プラテンローラ１１に対して用紙搬送路８を挟んで第２サーマル印字ヘッド１２が対向配置されており、これら第２プラテンローラ１１、第２サーマル印字ヘッド１２にて第２印字部１３を構成しており、第２印字部１３において第２の印字面５に印字をおこなう。

第１印字部１０および第２印字部１３には図示しない用紙センサが設けられており、この用紙センサによって用紙２が印字可能な位置に到達したかを判断する。

なお、第１の実施形態においては、第１プラテンローラ７と第２プラテンローラ１１のローラ径を異ならせている。より詳細には、第１プラテンローラ７のローラ径は第２プラテンローラ１１より小径としている。

第２印字部１３の搬送方向下流側にはカッタ１４が配置されている。カッタ１４は何れも図示しない固定刃と可動刃とを有している。カッタ１４に設けられている図示しないスリットに挿入されてきた用紙２を固定刃に向け可動刃を図示しないカッタモータの駆動によりスライド移動させることで切断する。

ここでカッタ１４は固定刃に向け可動刃がスライド移動するいわゆるスライド式カッタで説明したがこれに限定されるものではなく、固定刃に対し可動刃が回転することで用紙を切断するいわゆるロータリー式カッタであってもよい。

カッタ１４の下流側には、図示しないモータによって回転可能とされたフィードローラ１５と、このフィードローラ１５に対して用紙搬送路８を挟んでアイドラローラ１６が対向配置されている。またプリンタ１は用紙排出口１７を有しており、印字が終了しカッタ１４にて切断された用紙２は用紙排出口１７よりプリンタ１の外部に排出される。

またプリンタ１は、用紙切れ、エラー表示を含めた各種情報を表示する表示部１８を有する。

図２に、上述した両面プリンタ装置の制御回路構成を説明するブロック図を示す。この制御部５０は、用紙搬送、印字、用紙切断、用紙排出の各制御をおこなう。

制御部５０は、ホストコンピュータ７１との連係および各種の制御の実行をおこなう、例えば、マイクロコンピュータで構成されており、ＭＰＵ５１、ＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４を有している。

またこのＭＰＵ５１は、時間設定および時間制御をおこなう手段としてタイマ５２を備えている。

このＭＰＵ５１で実行する制御プログラムや制御または演算途上のデータ等を格納する主記憶手段としてＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４が設置されている。ＲＯＭ５３は制御プログラムやテーブル等を持つ読出し専用メモリであり、ＲＡＭ５４は演算途上のデータ等を格納する随時書込みメモリである。

またＲＡＭ５４には、ＲＯＭ５３に予め保管されている印字面分割条件に基づいて、ホストコンピュータ７１より受信した印字データを第１の印字面印字用データと第２の印字面印字用データとに分割して保管する領域を持たせてある。

また、制御部５０には、ホストコンピュータ７１からの各種の入力データの取込みや、ホストコンピュータ７１への制御部５０の制御出力の取出しをおこなう入出力ユニット（Ｉ／Ｏ）５５が設けられている。このＩ／Ｏ５５は、ＭＰＵ５１、ＲＯＭ５３およびＲＡＭ５４とをバスを通じて接続されている。

また、Ｉ／Ｏ５５には制御出力を取り出すための手段として、第１、第２、第３、第４および第５のドライバ５６、５７、５８、５９、６０が接続されている。

ドライバ５６は第１印字部１０へ必要な駆動出力を供給する。ドライバ５７は第２印字部１３へ必要な駆動出力を供給する。

第１プラテンローラ７は、ＭＰＵ５１からの制御出力に基づき、モータにより印字動作と同期して回転駆動される。第１サーマル印字ヘッド９は、ホストコンピュータ７１からの印字データに基づいてＭＰＵ５１にて作成された後、ＲＡＭ５４に保管されている第１の印字面印字用データに基づいて、用紙２の第１の印字面４に印字をおこなう。

第２プラテンローラ１１は、ＭＰＵ５１の印字指令手段としての制御出力の基づき、図示しないモータにより印字動作と同期して回転駆動される。第２サーマル印字ヘッド１２は、ホストコンピュータ７１からの印字データに基づいてＭＰＵ５１にて作成された後、ＲＡＭ５４に保管されている第２の印字面印字用データに基づいて、第２の印字面５に印字をおこなう。

ＭＰＵ５１は、ドライバ５８を介して、カッタ１４を駆動させ、用紙２を切断する。

ＭＰＵ５１は、ドライバ５９を介して、フィードローラ１５の回転及び停止駆動をおこなう。

ＭＰＵ５１は、ドライバ６０を介して、表示部１８にプリンタ１の各種状態、エラー内容等を表示する。

次に、プリンタ１の動作を説明する。制御部５０はＲＯＭ５３に記憶されているプログラムに従って用紙搬送ならびに印字動作をおこなう。

予め、ユーザは、用紙２を引き出し、アイドラローラ６を経由後、その先端を第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７との間に位置するようにセットする。この状態で図２で示したホストコンピュータ７１からの印字要求が入力されると、制御部５０はまず第１プラテンローラ７を回転させ、第１サーマル印字ヘッド９との協働により第２印字部１３に向け用紙２を搬送させる。

その後、第２の印字面５に第２印字部１３にて印字が可能な位置に用紙２が到達したことを用紙センサが検知した時点で用紙２は停止する。

その後、制御部５０は、ＲＡＭ５４に保管してある第１の印字面印字用データを第１印字部１０に、ＲＡＭ５４に保管してある第２の印字面印字用データを第２印字部１３にそれぞれ送る。

印字は第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１とのそれぞれの協働にて行われる。印字された用紙２はその後カッタ１４にて切断され、その後用紙排出口１７よりプリンタ１の外部に排出される。

ここで、第１の実施形態に係る両面プリンタ装置の要部および従来の両面プリンタ装置の要部を示す構成図である図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて、プラテンローラの径について説明する。

図３（ａ）に第１の実施形態における、第１プラテンローラ７と第２プラテンローラ１１のプラテンローラ径が異なっている形態のプリンタ１を、図３（ｂ）に第１の実施形態との差異を明確にする為、従来の形態である第１プラテンローラ７と第２プラテンローラ１１のプラテンローラ径が同じである形態のプリンタ１をそれぞれ示す。

図３（ａ）において、Ａ点は第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１の接触点であり、この位置が用紙２における第２の印字面５の印字開始位置である。Ｂ点は第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の接触点であり、この位置が用紙２における第１の印字面４の印字開始位置である。第１印字部１０と第２印字部１３を同時に駆動させた場合、このＡＢ間の距離が印字開始位置のズレであり、第１の印字面４におけるこの領域には印字がなされない。

図３（ｂ）において、Ｃ点は第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１の接触点であり、この位置が用紙２における第２の印字面５の印字開始位置である。Ｄ点は第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の接触点であり、この位置が用紙２における第１の印字面４の印字開始位置である。第１印字部１０と第２印字部１３を同時に駆動させた場合、このＣＤ間の距離が印字開始位置のズレであり、第１の印字面４におけるこの領域には印字がなされない。

ここで図３（ａ）におけるＡＢ間の距離と図３（ｂ）におけるＣＤ間の距離を比較すると、ＡＢ間の距離の方が短いことがわかる。これは第１プラテンローラ７のローラ径を第２プラテンローラ１１より小さくした為である。

すなわち第１印字部１０と第２印字部１３を同時に駆動させた場合、第１の実施形態に示す様に、第１印字部１０と第２印字部１３のいずれか一方のプラテンローラの径を他方のプラテンローラの径に比べ小さくする事で印字開始位置のズレを少なく出来る。またプリンタ全体の大きさも図３（ｂ）に示す第１印字部１０と第２印字部１３のプラテンローラ径を同じにした場合に比べ小さくする事が出来る。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態は、第１印字部１０と第２印字部１３のいずれか一方のプラテンローラの径を他方のプラテンローラの径に比べ小さくした場合において、用紙搬送方向下流側に設けられたプラテンローラの径を用紙搬送方向上流側に設けられたプラテンローラの径よりも大きくするというものである。

なお実施形態にて説明している上流・下流であるが、用紙２に対して第１サーマル印字ヘッド９、第２サーマル印字ヘッド１２にて印字をおこなう際の用紙搬送方向を元に上流・下流を設定しており、例えば用紙の先端の位置合わせの為に、印字をおこなう際の用紙搬送方向とは逆に搬送させた場合における上流・下流とは異なる。

用紙２は、第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１とのそれぞれの協働にて搬送される。搬送の際、第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７の協働による用紙搬送速度と、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１との協働による用紙搬送速度とは同じである。すなわち第１プラテンローラ７の径と第２プラテンローラ１１の径が異なっている場合、第１サーマル印字ヘッド９と第１プラテンローラ７、第２サーマル印字ヘッド１２と第２プラテンローラ１１とのそれぞれの協働による搬送速度を共通にするには小径のプラテンローラをより高速回転にする必要がある。

高速回転による搬送をおこなった場合、プラテンローラが小径であると用紙２の搬送において、用紙２とプラテンローラとの間にすべりが発生しやすくなり搬送の誤差が発生する。この誤差は用紙搬送の遅れとなる。

図３（ａ）に示す様に用紙搬送方向上流側にプラテンローラが小径の印字部を設けた場合、仮に上流側ですべりが発生して用紙搬送の遅れが発生したとしても、下流側の印字部ではすべりは発生していないため用紙は下流側の印字部の搬送速度に引っ張られている状況となり、第１プラテンローラ７と第２プラテンローラ１１との間で用紙のたるみは発生せず印字品質に影響は与えない。

しかしながら、用紙搬送方向下流側にプラテンローラが小径の印字部を設けた場合、下流側ですべりが発生して用紙搬送の遅れが発生した状態でも上流側ではすべりは発生していない。これにより第１プラテンローラ７による用紙搬送と第２プラテンローラ１１による用紙搬送に差が発生する。この差は第１プラテンローラ７と第２プラテンローラ１１との間での用紙のたるみとして発生する。このたるみは印字品質に影響を与える。

以上の様に、第１印字部１０と第２印字部１３のいずれか一方のプラテンローラの径を他方のプラテンローラの径に比べ小さくした場合において、用紙搬送方向下流側に設けられたプラテンローラの径を用紙搬送方向上流側に設けられたプラテンローラの径よりも大きくする事で、印字品質に影響を与える事なく一方の面への印字と他方の面への印字における印字開始位置のズレが少なくなる。

（第３の実施形態）
図４および図５に、第３の実施形態を示す。第３の実施形態は、サーマル印字ヘッドに用いる基板のコネクタ１９の接続方向を、用紙搬送方向に対して傾けたものである。

図４（ａ）に、第３の実施形態における第２サーマル印字ヘッド１２に用いる基板のコネクタ１９の接続方向を、用紙搬送方向に対して傾けた場合の斜視図および平面図を、（ｂ）に第３の実施形態との差異を明確にする為、従来の第２サーマル印字ヘッド１２に用いる基板のコネクタ１９の接続方向をそれぞれ示す。なおサーマル印字ヘッドは、図５に示す様に、発熱素子２０、基板や放熱板等にて構成されているが、説明においては基板に発熱素子２０が設けられたものをサーマル印字ヘッド１２として簡略して記載する。

第３の実施形態に係る両面プリンタ装置内の印字サーマルヘッドとプラテンローラの干渉説明図および従来の印字サーマルヘッドとプラテンローラの干渉説明比較図である図５（ａ）および図５（ｂ）を用いてコネクタ１９の接続方向について説明する。

サーマルプリンタには各種仕様が存在するが、その仕様の一つに可能印字幅が設定されている。発熱素子２０はこの可能印字幅の仕様を満たす様に幅Ｙを設定されている。

第１プラテンローラ７の幅Ｘは、通常、前記発熱素子２０の幅Ｙより大きく設定されている。

ここで従来の形態である、第２サーマル印字ヘッド１２に用いる基板のコネクタ１９の接続方向を、用紙搬送方向に対して傾けない場合、図５（ｂ）に示す様に、第２サーマル印字ヘッド１２のコネクタ１９と第１プラテンローラ７が干渉しない様に第２サーマル印字ヘッド１２と第１プラテンローラ７’とを用紙搬送方向に離す必要がある。

その点、図５（ａ）に示す様に、第２サーマル印字ヘッド１２に用いる基板のコネクタ１９の接続方向を、用紙搬送方向に対して傾けた場合、図５（ｂ）と同じプラテンローラ幅であっても、第２サーマル印字ヘッド１２のコネクタ１９と第１プラテンローラ７とは干渉せず、図５（ｂ）に示す第２サーマル印字ヘッド１２と第１プラテンローラ７’の用紙搬送方向の距離に比べ離す必要がない。

第２サーマル印字ヘッド１２と第１プラテンローラ７の距離を短く出来るので、一方の面への印字と他方の面への印字における印字開始位置のズレを少なくすることが出来る。

本発明のいずれの実施形態においても、感熱層を有する用紙にサーマル印字ヘッドを用いて印字する機構にて説明をおこなっている。しかしながら印字機構はサーマル印字ヘッドに限定する必要はなく、例えばインクジェットヘッドによる印字機構であっても何ら問題ない。

本発明の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、その他のさまざま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、変更をおこなうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

１：プリンタ
２：用紙
７：第１プラテンローラ
９：第１サーマル印字ヘッド
１０：第１印字部
１１：第２プラテンローラ
１２：第２サーマル印字ヘッド
１３：第２印字部
１４：カッタ

Claims (4)

1. 用紙を供給する用紙供給部から前記用紙を排出する用紙排出口まで形成された用紙搬送路と、
   前記用紙を、前記用紙搬送路に沿って搬送する用紙搬送機構と、
   前記用紙の第１の印字面側に設けられた第１の印字ヘッドと、
   前記用紙搬送路を挟んで前記第１の印字ヘッドに対向配置された第１プラテンローラと、
   前記用紙の第２の印字面側に設けられた第２の印字ヘッドと、
   前記用紙搬送路を挟んで前記第２の印字ヘッドに対向配置された、前記第１プラテンローラのローラ径と異なる第２プラテンローラを有する両面プリンタ装置。
2. 前記第１プラテンローラと、前記第２プラテンローラにおいて、前記用紙搬送方向の上流側に設けられたプラテンローラの径を、前記用紙搬送方向の下流側に設けられたプラテンローラの径より小径とする請求項１記載の両面プリンタ装置。
3. 用紙を供給する用紙供給部から前記用紙を排出する用紙排出口まで形成された用紙搬送路と、
   前記用紙を、前記用紙搬送路に沿って搬送する用紙搬送機構と、
   前記用紙の第１の印字面側に設けられた印字ヘッドが搭載された基板を有する第１の印字ヘッドと、
   前記第１の印字ヘッドの基板に設けられているコネクタと、
   前記用紙搬送路を挟んで前記第１の印字ヘッドに対向配置された第１プラテンローラと、
   前記用紙の第２の印字面側に設けられた印字ヘッドが搭載された基板を有する第２の印字ヘッドと、
   前記第２の印字ヘッドの基板に設けられているコネクタと、
   前記用紙搬送路を挟んで前記第２の印字ヘッドに対向配置された第２プラテンローラとを有し、
   前記第１の印字ヘッドの基板に設けられているコネクタと、第２の印字ヘッドの基板に設けられているコネクタの内、少なくとも一方の前記用紙搬送方向の印字ヘッドの基板に設けられているコネクタを用紙搬送方向に対して傾けて配置した両面プリンタ装置。
4. 前記用紙搬送路を挟んで前記第１の印字ヘッドに対向配置された第１プラテンローラと、
   前記用紙搬送路を挟んで前記第２の印字ヘッドに対向配置された、前記第１プラテンローラのローラ径と異なる第２プラテンローラを有する請求項３に記載の両面プリンタ装置。

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