JP2020183067A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】プラテンローラを付勢する付勢手段を備えた画像形成装置において、印刷時におけるプラテンローラによる押圧力の左右差によって生じ得る、印刷濃度の左右差を抑制すること。【解決手段】画像形成装置は、フレームと、フレームによって両端部が回転可能に支持されたプラテンローラと、プラテンローラと対向して設けられ、プラテンローラとの間で挟持された印刷媒体に画像を形成するサーマルヘッドと、プラテンローラの一端側に設けられ、モータからの駆動力を受けて回転することにより、プラテンローラを回転させるギヤと、プラテンローラまたはサーマルヘッドの一端側および他端側を付勢する一対の付勢手段とを備え、一端側に設けられた付勢手段による付勢力が、他端側に設けられた付勢手段による付勢力よりも弱い。【選択図】図1
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
従来、サーマルプリンタでは、サーマルヘッドとプラテンローラとの間において印刷媒体(例えば、感熱紙)を挟持することにより、印刷媒体をサーマルヘッドに押し当て、その状態で、サーマルヘッドに設けられた発熱素子によって印刷媒体を加熱することにより、印刷媒体に画像を形成する構成を採用している。
また、このような構成を有するサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッドまたはプラテンローラの両端部に左右一対のバネを設け、当該一対のバネによって、サーマルヘッドまたはプラテンローラの両端部を、印刷媒体側に付勢する技術が用いられている(例えば、下記特許文献1参照)。
しかしながら、本発明の発明者らは、一対のバネのバネ力を互いに等しくした場合、印刷時にプラテンローラによる印刷媒体に対する押圧力の左右差が生じ、その結果、印刷媒体における印刷濃度の左右差が生じる虞があることを見出した。
一実施形態の画像形成装置は、フレームと、フレームによって両端部が回転可能に支持されたプラテンローラと、プラテンローラと対向して設けられ、プラテンローラとの間で挟持された印刷媒体に画像を形成するサーマルヘッドと、プラテンローラの一端側に設けられ、モータからの駆動力を受けて回転することにより、プラテンローラを回転させるギヤと、プラテンローラまたはサーマルヘッドの一端側および他端側を付勢する一対の付勢手段とを備え、一端側に設けられた付勢手段による付勢力が、他端側に設けられた付勢手段による付勢力よりも弱い。
一実施形態によれば、プラテンローラを付勢する付勢手段を備えた画像形成装置において、印刷時におけるプラテンローラによる押圧力の左右差によって生じ得る、印刷濃度の左右差を抑制することができる。
以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。
(サーマルプリンタ100の基本的な構成)
初めに、図1〜図4を参照して、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の基本的な構成について説明する。
初めに、図1〜図4を参照して、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の基本的な構成について説明する。
図1は、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の外観を示す斜視図である。図2は、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の右側面図である。図3は、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の正面図である。図4は、図1に示すサーマルプリンタ100のA−A断面図である。
なお、以降の説明では、便宜上、図中X軸方向(感熱紙Pの搬送方向)を、前後方向とし、図中Y軸方向(感熱紙Pの搬送方向と直交する方向)を、左右方向とし、図中Z軸方向(X軸およびY軸と直交する方向)を、上下方向とする。但し、X軸正方向を前、Y軸正方向を右、Z軸正方向を上とする。
図1〜図4に示すサーマルプリンタ100は、「画像形成装置」の一例であり、感熱紙Pをサーマルヘッド105に押し当て、その状態で、サーマルヘッド105に設けられた発熱素子によって感熱紙Pを加熱することにより、感熱紙Pに画像を形成することができる、いわゆる感熱式のサーマルプリンタである。
図1〜図4に示すように、サーマルプリンタ100は、フレーム101、プラテンローラ102、支持部材103、プレート104、サーマルヘッド105、FPC(Flexible Printed Circuits:フレキシブルプリント基板)106、コイルスプリング107L,107R、レバー108L,108R、および搬送ユニット130を備えて構成されている。
フレーム101は、金属板を加工することにより形成される、受け皿状の部材である。フレーム101は、左側壁部101a、右側壁部101b、および底板部101cを有する。左側壁部101aは、フレーム101の左端部(図中Y軸負側の端部)において垂直に立設された部分である。右側壁部101bは、フレーム101の右端部(図中Y軸正側の端部)において垂直に立設された部分である。底板部101cは、フレーム101の下端部において、横幅方向(図中Y軸方向)に延在し、左側壁部101aと右側壁部101bとを互いに繋ぎ合わせる部分である。
プラテンローラ102は、フレーム101の左右両側壁部101a,101bの間において、横幅方向(図中Y軸方向)に延伸する、円柱状の部材である。プラテンローラ102は、フレーム101の左右両側壁部101a,101bに取り付けられる軸受け101Aによって、その回転軸102Aの両端が回転可能に支持される。プラテンローラ102は、サーマルヘッド105の下側において、サーマルヘッド105と対向して設けられている。プラテンローラ102は、サーマルヘッド105との間の隙間内に、感熱紙Pを挟み込むことにより、感熱紙Pの表面をサーマルヘッド105に押し当てることができる。また、プラテンローラ102は、モータ133の駆動によって回転することにより、感熱紙Pを所定の搬送方向(図中X軸正方向)に搬送することができる。例えば、プラテンローラ102は、そのローラ部に、ゴム等の弾性素材が用いられる。また、例えば、プラテンローラ102は、その回転軸102Aに、金属等の比較的硬質な素材が用いられる。
支持部材103は、金属板(例えば、亜鉛めっき鋼板)を加工することにより形成される、概ね水平な平面を有する蓋状の部材である。支持部材103は、フレーム101の内部空間の一部(プレート104およびサーマルヘッド105が収容されている部分)を上方から閉塞するように、フレーム101の上部に取り付けられる。支持部材103の下面には、上方から当該支持部材103を貫通する固定ネジ103Bにより、プレート104がネジ止め固定される。これにより、支持部材103は、プレート104とともに、サーマルヘッド105を支持する。支持部材103は、その前側(図中X軸正側)の左右両端部において、上方から当該支持部材103を貫通する固定ネジ103Bにより、フレーム101の上部に対してネジ止め固定される。また、支持部材103は、その後側(図中X軸負側)の左右両端部において、上方から当該支持部材103を貫通する調整ネジ103Aを有する。調整ネジ103Aは、その先端が、フレーム101の左右両側壁部101a,101bの上部破断面に当接している。調整ネジ103Aは、支持部材103の下面からの突出量が調整されることにより、支持部材103の高さ位置および傾き角度を調整する。本実施形態のサーマルプリンタ100は、サーマルヘッド105が支持部材103によって保持されているため、このように支持部材103の高さ位置および傾き角度を調整することにより、サーマルヘッド105とプラテンローラ102との間の隙間、および、サーマルヘッド105傾き角度を調整できるようになっている。
プレート104は、「保持板」の一例であり、サーマルヘッド105を上方から保持する。プレート104は、支持部材103の下面に取り付けられている。プレート104は、概ね水平な平面を有する平板状の部材である。例えば、プレート104は、金属等の比較的硬質な素材が用いられる。
サーマルヘッド105は、プレート104の下面によって保持されており、プラテンローラ102と対向して設けられている。サーマルヘッド105は、複数の発熱素子が横幅方向(図中Y軸方向、感熱紙Pの搬送方向と直交する方向)に並べて設けられている。サーマルヘッド105とプラテンローラ102との間には、感熱紙Pの厚さよりも小さい、僅かな隙間が形成される。例えば、感熱紙Pの厚さを0.25mmとした場合、サーマルヘッド105とプラテンローラ102との間に、0.15mmの隙間が形成される。これにより、サーマルヘッド105とプラテンローラ102との間に、感熱紙Pを挿通させたときに、サーマルヘッド105に対して、感熱紙Pの表面を適切な圧力で押し当てることができる。サーマルヘッド105は、感熱紙Pの表面が押し当てられた状態で、外部回路からFPC106を介して供給された制御信号によって、複数の発熱素子の発熱が制御されることにより、感熱紙Pに対して画像を形成することができる。
FPC106は、サーマルヘッド105に制御信号を供給するために、サーマルヘッド105と外部回路(図示省略)とを接続する部材である。FPC106は、金属膜からなる配線がポリイミド等の樹脂フィルムによって挟まれてなる積層構造を有するフィルム状の配線部材である。FPC106は、可撓性を有しているため、折り曲げることが可能である。
コイルスプリング107L,107Rは、「一対の付勢手段」の一例である。コイルスプリング107Rは、プラテンローラ102の回転軸102Aの右端部(「一端側」の一例)を支持するレバー108Rの前端部(X軸正側の端部)と、フレーム101の底板部101cとの間で、上下方向に弾性変形可能に挟持されている。コイルスプリング107Lは、プラテンローラ102の回転軸102Aの左端部(「他端側」の一例)を支持するレバー108Lの前端部(X軸正側の端部)と、フレーム101の底板部101cとの間で、上下方向に弾性変形可能に挟持されている。コイルスプリング107L,107Rは、レバー108L,108Rを上方に付勢することにより、レバー108L,108Rによって両端が支持されているプラテンローラ102を上方に付勢する。これにより、コイルスプリング107L,107Rは、プラテンローラ102に対し、感熱紙Pをサーマルヘッド105との間で押圧するための上方への押圧力を生じさせる。
なお、フレーム101の左右両側壁部101a,101bの前端部には、水平なネジ固定部101aa,101baが設けられている。ネジ固定部101aa,101baには、当該ネジ固定部101aa,101baを上方から貫通する調整ネジ109が設けられている。調整ネジ109は、その先端が、レバー108L,108Rの前端部の上部破断面に当接している。調整ネジ109は、ネジ固定部101aa,101baの下面からの突出量が調整されることにより、レバー108L,108Rの回動角度を調整する。本実施形態のサーマルプリンタ100は、プラテンローラ102の両端がレバー108L,108Rによって支持されているため、このようにレバー108L,108Rの回動角度を調整することにより、プラテンローラ102の高さ位置(感熱紙Pが挟持されていないときの上限高さ位置)を調整できるようになっている。
搬送ユニット130は、フレーム101に対して着脱可能であり、フレーム101の後部に組み込まれる。搬送ユニット130は、搬送ガイド131、給紙ローラ132、モータ133を有する。
搬送ガイド131は、各構成部品(給紙ローラ132、モータ133等)が組み込まれた状態でフレーム101に取り付けられる樹脂製の部材である。搬送ガイド131は、水平な搬送面131aと、搬送面131aの左端部に垂直に設けられた左側壁部131bと、搬送面131aの右端部に垂直に設けられた右側壁部131cとを有している。搬送ガイド131は、その搬送面131aに感熱紙P(「印刷媒体」の一例)が載置されるとともに、その搬送面131aによって、感熱紙Pの高さ位置を規定しつつ、その左側壁部131bおよび右側壁部131cによって、感熱紙Pの左右位置を規定することにより、感熱紙Pの搬送位置が適切なものとなるように、感熱紙Pの印刷位置への搬送をガイドする。
給紙ローラ132は、サーマルプリンタ100の左側部に設けられたギヤ110F,110G,110H(「複数のギヤ」の一例)を介して、プラテンローラ102の回転に従動して回転することによって、搬送ガイド131に載置された感熱紙Pを、プラテンローラ102とサーマルヘッド105との間の隙間内へ送出する。
モータ133は、外部回路(図示省略)からFPC133Bを介して供給された制御信号によって、その回転軸133Aが回転する。これにより、モータ133は、感熱紙Pに対する印刷タイミングに応じて、サーマルプリンタ100の右側部に設けられたギヤ110A,110B,110C,110D,110Eを介して、プラテンローラ102を回転させる。モータ133には、例えば、ステッピングモータ等が用いられる。なお、110D,110Eは、ギヤカバー112によって覆われている。但し、図2では、ギヤカバー112の図示を省略している。
このように構成されたサーマルプリンタ100は、搬送ガイド131の搬送面131aに載置された感熱紙Pが、給紙ローラ132の回転によって、サーマルヘッド105とプラテンローラ102との間の隙間内に送り込まれる。これにより、サーマルヘッド105およびプラテンローラ102が、送出されてきた感熱紙Pを挟持する。その状態で、モータ133によって駆動されたプラテンローラ102が回転しつつ、印刷データに応じた制御信号が、FPC106を介して、外部回路(図示省略)からサーマルヘッド105へ入力される。サーマルヘッド105は、入力された制御信号に応じて複数の発熱体が発熱することにより、感熱紙Pを加熱する。これにより、サーマルヘッド105は、感熱紙Pに対して、印刷データに応じた画像を形成する。
(サーマルプリンタ100の動作)
図5は、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の動作を説明するための図である。図5に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ100は、モータ133からの駆動力を、フレーム101の右側に設けられたギヤ110A,110B,110C,110D,110Eを介して、プラテンローラ102に伝達することにより、プラテンローラ102を回転させる構成を採用している。プラテンローラ102の回転軸102Aの右端部には、最終段のギヤ110Eが固定されている。これにより、プラテンローラ102は、ギヤ110Eとともに回転するようになっている。
図5は、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の動作を説明するための図である。図5に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ100は、モータ133からの駆動力を、フレーム101の右側に設けられたギヤ110A,110B,110C,110D,110Eを介して、プラテンローラ102に伝達することにより、プラテンローラ102を回転させる構成を採用している。プラテンローラ102の回転軸102Aの右端部には、最終段のギヤ110Eが固定されている。これにより、プラテンローラ102は、ギヤ110Eとともに回転するようになっている。
図5に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ100では、ギヤ110Eおよびプラテンローラ102が、モータ133によって駆動されることにより、右側方(Y軸正側)から見て時計回りに回転する(図中矢印D1)。これにより、プラテンローラ102によって、感熱紙Pが、プラテンローラ102とサーマルヘッド105との間で、前方(X軸正方向)へ搬送される(図中矢印D2)。
ここで、感熱紙Pにおいては、前方(X軸正方向)への搬送に伴って、サーマルヘッド105、搬送ガイド131、セパレータ等との間で摩擦が生じる。この摩擦により、感熱紙Pにおいては、後方(X軸負方向)への負荷Fが生じ、この負荷Fがプラテンローラ102を通じて最終段のギヤ110Eに作用することにより、ギヤ110Eにおいて上方へ引き上げられる力が生じる。これにより、ギヤ110Eとともにプラテンローラ102の右端部が、上方に引き上げられる(図中矢印D3)。
その結果、プラテンローラ102の駆動側の部分(右側部分)における感熱紙Pに対する押圧力が、プラテンローラ102の非駆動側の部分(左側部分)における感熱紙Pに対する押圧力よりも強くなり、すなわち、プラテンローラ102による押圧力が左右方向において異なるものとなる。このプラテンローラ102による押圧力の左右差は、感熱紙Pにおける印刷濃度の濃度差を引き起こす虞がある。
そこで、本実施形態のサーマルプリンタ100は、このプラテンローラ102による押圧力の左右差を考慮して、プラテンローラ102による押圧力が左右方向で均一となるように、駆動側のコイルスプリング107Rのバネ力を、非駆動側のコイルスプリング107Lのバネ力よりも弱くしている。具体的には、コイルスプリング107Rとして、コイルスプリング107Lよりもバネ力が弱いものを用いている。
これにより、本実施形態のサーマルプリンタ100は、感熱紙Pに対する印刷時に、プラテンローラ102の駆動側の部分においては、コイルスプリング107Rのバネ力と、ギヤ110Eにおいて生じる上方への力とに基づく押圧力P1が生じ、プラテンローラ102の非駆動側の部分においては、コイルスプリング107Lのバネ力に基づく押圧力P2が生じ、この際、押圧力P1と押圧力P2とが互いに等しくなるようにしている。
したがって、本実施形態のサーマルプリンタ100によれば、印刷時におけるプラテンローラ102による押圧力の左右差によって生じ得る、印刷濃度の左右差を抑制することができる。
なお、本実施形態のサーマルプリンタ100は、互いにバネ圧が異なるコイルスプリング107L,107Rを用いたことにより、プラテンローラ102の非回転時においては、プラテンローラ102の駆動側の部分における押圧力と、プラテンローラ102の非駆動側の部分における押圧力との間に、一対のコイルスプリング107L,107Rの付勢力の差に基づく押圧力の差を有し、プラテンローラ102の回転時において、一対のコイルスプリング107L,107Rの付勢力の差に基づく押圧力の差が小さくなる。特に、本実施形態のサーマルプリンタ100は、プラテンローラ102の回転時において、一対のコイルスプリング107L,107Rの付勢力の差に基づく押圧力の差が解消する。
(実施例)
図6は、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の一実施例を示す図である。図6では、比較例のサーマルプリンタと、実施例1のサーマルプリンタとのそれぞれについて、実施条件および実施結果を表している。比較例のサーマルプリンタでは、実施形態で説明したサーマルプリンタ100において、コイルスプリング107L,107Rのバネ圧を互いに等しくしている。実施例1のサーマルプリンタでは、実施形態で説明したサーマルプリンタ100において、コイルスプリング107Lのバネ圧を、コイルスプリング107Rのバネ圧よりも低くしている。
図6は、一実施形態に係るサーマルプリンタ100の一実施例を示す図である。図6では、比較例のサーマルプリンタと、実施例1のサーマルプリンタとのそれぞれについて、実施条件および実施結果を表している。比較例のサーマルプリンタでは、実施形態で説明したサーマルプリンタ100において、コイルスプリング107L,107Rのバネ圧を互いに等しくしている。実施例1のサーマルプリンタでは、実施形態で説明したサーマルプリンタ100において、コイルスプリング107Lのバネ圧を、コイルスプリング107Rのバネ圧よりも低くしている。
図6に示すように、比較例のサーマルプリンタでは、コイルスプリング107L,107Rのバネ圧を、いずれも「5.2[N]」としている。このため、比較例のサーマルプリンタでは、感熱紙Pにかかる負荷Fが「4.2[N]」である場合、プラテンローラ102の右側部分の押圧力が、プラテンローラ102の左側部分の押圧力よりも、「2.4[N]」高くなることが確認された。
一方、図6に示すように、実施例1のサーマルプリンタでは、コイルスプリング107Rのバネ圧を「(5.2−α)[N]」とし,コイルスプリング107Lのバネ圧を「5.2[N]」としている。すなわち、実施例1のサーマルプリンタでは、比較例のサーマルプリンタにおいて生じたプラテンローラ102による押圧力の左右差である「2.4[N]」を考慮して、駆動側のコイルスプリング107Rのバネ圧を、非駆動側のコイルスプリング107Lのバネ圧よりも「α[N]」低めているのである。これにより、実施例1のサーマルプリンタでは、感熱紙Pにかかる負荷Fが「4.2[N]」である場合、プラテンローラ102の右側部分の押圧力と、プラテンローラ102の左側部分の押圧力とが互いに等しくなることが確認された。なお、αは、シミュレーション、数式等によって好適な値が求められてもよく、実機試験等によって好適な値が求められてもよい。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
例えば、一実施形態では、互いにバネ圧が異なる一対のコイルスプリング107L,107Rによって、プラテンローラ102をサーマルヘッド105側へ付勢する構成を採用しているが、これに限らない。例えば、互いにバネ圧が異なる一対のコイルスプリング107L,107Rによって、サーマルヘッド105をプラテンローラ102側へ付勢する構成を採用してもよい。
また、一実施形態では、「一対の付勢手段」の一例として、一対のコイルスプリング107L,107Rを用いているが、これに限らない。例えば、「一対の付勢手段」として、その他の付勢手段(例えば、板バネ、ゴム等)を用いてもよい。
また、一実施形態では、互いにバネ圧が異なる一対のコイルスプリング107L,107Rを用いることによって、プラテンローラ102に対する付勢力を左右で異ならせるようにしているが、これに限らない。例えば、互いにバネ圧が等しい一対のコイルスプリングを用いたうえで、任意の調整手段(例えば、調整ネジ、スペーサ等)によって、一対のコイルスプリングの一方または双方のバネ圧を調整することにより、プラテンローラ102に対する付勢力を左右で異ならせるようにしてもよい。
100 サーマルプリンタ(画像形成装置)
101 フレーム
102 プラテンローラ
103 支持部材
104 プレート
105 サーマルヘッド
106 FPC
107L,107R コイルスプリング(付勢手段)
108L,108R レバー
110A,110B,110C,110D,110E ギヤ
112 ギヤカバー
130 搬送ユニット
131 搬送ガイド
132 給紙ローラ
133 モータ
P 感熱紙(印刷媒体)
101 フレーム
102 プラテンローラ
103 支持部材
104 プレート
105 サーマルヘッド
106 FPC
107L,107R コイルスプリング(付勢手段)
108L,108R レバー
110A,110B,110C,110D,110E ギヤ
112 ギヤカバー
130 搬送ユニット
131 搬送ガイド
132 給紙ローラ
133 モータ
P 感熱紙(印刷媒体)
Claims (5)
- フレームと、
前記フレームによって両端部が回転可能に支持されたプラテンローラと、
前記プラテンローラと対向して設けられ、前記プラテンローラとの間で挟持された印刷媒体に画像を形成するサーマルヘッドと、
前記プラテンローラの一端側に設けられ、モータからの駆動力を受けて回転することにより、前記プラテンローラを回転させるギヤと、
前記プラテンローラまたは前記サーマルヘッドの前記一端側および他端側を付勢する一対の付勢手段と
を備え、
前記一端側に設けられた前記付勢手段による付勢力が、前記他端側に設けられた付勢手段による付勢力よりも弱い
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記プラテンローラの回転時において前記ギヤにかかる負荷によって生じ得る、前記プラテンローラにおける前記一端側と前記他端側との間の、前記印刷媒体に対する押圧力の差に応じて、前記一端側に設けられた前記付勢手段による付勢力が、前記他端側に設けられた前記付勢手段による付勢力よりも弱められている
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記プラテンローラの非回転時において、前記プラテンローラの前記一端側における前記押圧力と、前記プラテンローラの前記他端側における前記押圧力との間に、前記一対の付勢手段の付勢力の差に基づく押圧力の差を有し、
前記プラテンローラの回転時において、前記一対の付勢手段の付勢力の差に基づく押圧力の差が小さくなる
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記プラテンローラの回転時において、前記一対の付勢手段の付勢力の差に基づく押圧力の差が解消される
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記一対の付勢手段として、
互いにバネ圧が異なる一対のコイルスプリングを用いている
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019087886A JP2020183067A (ja) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | 画像形成装置 |
US16/864,531 US20200353757A1 (en) | 2019-05-07 | 2020-05-01 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019087886A JP2020183067A (ja) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020183067A true JP2020183067A (ja) | 2020-11-12 |
Family
ID=73045366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019087886A Pending JP2020183067A (ja) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | 画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
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US (1) | US20200353757A1 (ja) |
JP (1) | JP2020183067A (ja) |
-
2019
- 2019-05-07 JP JP2019087886A patent/JP2020183067A/ja active Pending
-
2020
- 2020-05-01 US US16/864,531 patent/US20200353757A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200353757A1 (en) | 2020-11-12 |
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