JP3360481B2 - サーマルプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発熱体素子アレイが形成
されたサーマルヘッドを用いて感熱用紙に対して印字を
行うサーマルプリンタに関するものである。更に詳しく
は、本発明は、サーマルヘッドをプラテン上の印刷用紙
に対して適切な状態で接触させることの可能なサーマル
ヘッドの支持機構を備えたサーマルプリンタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリンタは、発熱体素子が配列
されたサーマルヘッドを用いて、プラテン上に搬送され
る感熱用紙に対して印字を行うように構成されており、
基本的な構成は周知のものである。

【０００３】サーマルプリンタにおいては、そのサーマ
ルヘッドを適切な状態でプラテン上の用紙に接触させた
状態で印字を行なう必要がある。例えば、印字動作は、
サーマルヘッドをプラテン上の用紙に対して横方向に移
動させながら行われるが、このような移動を伴いながら
用紙に対してサーマルヘッドを適切な接触状態に保持す
る必要がある。適切な接触状態を維持できない場合、例
えば、サーマルヘッドが用紙に対して片当たりの状態で
印字動作が行われると、鮮明な印字が出来ず、印字品位
が低下する等の弊害が発生する。

【０００４】このため、従来においては、サーマルヘッ
ドをプラテン上の用紙に対して適切な状態で接触させる
ための工夫がなされている。すなわち、サーマルヘッド
を、前後あるいは左右に揺動可能な状態でキャリッジに
より支持し、これにより、用紙表面に対してサーマルヘ
ッドの面を適切な状態で接触させるようにしている。こ
のような機構は、例えば、実開昭５９−１２０１５４号
公報に開示されている。この公報に開示の機構では、サ
ーマルヘッドを弾性部材を介して一つの軸線の周りに揺
動可能な状態に支持し、弾性部材の弾性変形によって、
サーマルヘッドがプラテン上の用紙に対して適切な接触
状態になるようにしている。

【０００５】また、コイルばねによりサーマルヘッドを
揺動可能に支持した機構のものは、例えば、実開昭５６
−９５８４７号、同５８−１１２５５３号および同６２
−１３４７６０号公報の開示されている。

【０００６】さらに、特公昭５５−３９４６５号公報に
は、サーマルヘッドをジンバル機構を介してキャリッジ
により支持し、これにより、直交する二軸の回りに揺動
可能とした構成が開示されている。さらには、特開昭６
０−１８０８７６号公報には、サーマルヘッドが取り付
けられた支持板の裏面を、ピボット軸の先端により押し
つけることにより、支持板を揺動可能に支持した構造が
開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おけるこのような機構は次のような問題点がある。ま
ず、サーマルヘッドを揺動可能に支持するために、サー
マルヘッドを支持しているヘッドキャリッジの構造が複
雑であり、コンパクトに構成できない。

【０００８】また、弾性部材を利用したものにおいて
は、コイルばね等の弾性特性を適切に設定する必要があ
り、また小さなコイルばねをヘッドキャリッジの部分に
設置しなければならない。したがって、簡単に、しかも
廉価に製造することができない。また、弾性部材の弾性
特性を適切に設定しないと、サーマルヘッドが適切に揺
動して用紙に対して片当たりなどを生ずることなく適切
に接触した状態を形成できない。

【０００９】さらに、ピボット軸を利用したものにおい
ても、ピボット軸を正確に設置しないと、これを中心と
するサーマルヘッドの揺動運動が適切に発生することを
期待できず、したがって、そのセッティングが難しく、
実際的ではない。

【００１０】本発明の課題は、このような問題点を解消
することの可能なサーマルヘッドを提案することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、発熱体素子が形成されたサーマルヘッ
ドと、このサーマルヘッドを担持したヘッドキャリッジ
と、このヘッドキャリッジを印字方向に向けて移動させ
る第１の移動機構と、印刷用紙の送り機構とを有し、当
該送り機構によってプラテン上を送られる印刷用紙に対
して前記サーマルヘッドを接触させて印字を行うように
構成されているサーマルプリンタにおいて、次のように
サーマルヘッドを揺動可能に支持した構成を採用してい
る。

【００１２】すなわち、本発明のヘッドキャリッジは、
サーマルヘッドが取付けられたヘッド支持部材と、この
ヘッド支持部材を保持している保持部材と、前記ヘッド
支持部材を当該保持部材に対して、前後および左右に揺
動可能に連結している連結機構とを有しており、この連
結機構は、前記保持部材に固定された軸部材と、前記ヘ
ッド支持部材に形成された当該軸部材の装着孔とを備
え、当該装着孔は、その印字行方向の幅が前記軸部材と
実質的に同一であり、これに直交するプラテン方向の幅
は、全体として前記軸部材よりも広幅であるが、その軸
線方向の途中位置において狭めれらており、前記ヘッド
支持部材がプラテン方向に回動可能なことを特徴として
いる。

【００１３】このように構成した本発明のサーマルヘッ
ドの連結機構によれば、サーマルヘッドが取付けられて
いるヘッド支持部材は、軸部材の軸線周り（左右）に揺
動可能である。また、軸部材自体が、装着孔の幅が狭め
られた部分（括れ部分）を中心として軸線に直交するプ
ラテン方向の周り（前後）に揺動可能である。したがっ
て、サーマルヘッドは、プラテン上の用紙に対して、そ
の印字行方向および用紙送り方向のいずれにおいても、
適切な状態で接触した状態に設定される。よって、片当
たり等による印字ぼけ等を回避できる。また、本発明で
は、このように、一本の軸部材と、これの装着孔という
極めて簡単な構成で、直交する二軸を中心とするサーマ
ルヘッドの揺動を可能にしている。したがって、従来の
ような弾性部材、コイルばね等を配置する構造のものに
比べて、ヘッドキャリッジの構成を簡単なものにでき、
またそれを廉価に製造することが可能になる。

【００１４】次に、本発明においては、プラテンとヘッ
ドとを、印字時に圧接させ用紙送り時には圧接が解かれ
離される如く、相対的に移動させる第２の移動機構を有
しており、当該第２の移動機構によってサーマルヘッド
とプラテンが圧接された状態では、サーマルヘッドの圧
接面と軸部材とが所定の傾斜をもって配置されるように
なっていることを特徴としている。

【００１５】この構成によれば、印字状態においては、
連結機構におけるサーマルヘッドの上下方向のがたつき
が、この傾斜した方向から作用する力より規制される。
よって、印字位置の変動が抑制され、印字品位の低下を
防止できる。この場合、これらのサーマルヘッドとプラ
テンとが圧接された状態でのサーマルヘッドの圧接面と
軸部材とは、下方に広がるような傾斜配置が好ましい。
このようにすると、サーマルヘッドに対して下方向への
力が作用する。ヘッドは自重により待機時には軸部材の
下方側に位置しており、下方向への力が作用すると、こ
の下方側の位置にヘッドが固定される。よって、ヘッド
位置が安定して印字品質も向上する。

【００１６】さらに、連結機構は、ヘッド支持部材を前
記軸部材の軸方向に付勢するばね部材を有することを特
徴としている。

【００１７】この構成によれば、連結機構におけるサー
マルヘッドの上下方向のがたつきがあっても、サーマル
ヘッドは常時上下のどちらか一方に位置されるため印字
位置の変動が抑制され、印字品位の低下を防止できる。
この場合、この傾斜した方向から作用する力と同方向に
作用するようにばね部材を配置すればよりその位置は安
定し、更に、ヘッド支持部材を上方から下方へ付勢され
るようばね部材を設置すれば、ヘッド支持部材の重力方
向とも一致するのでヘッド支持部材の位置は更に安定す
る。

【００１８】さらに、本発明においては、連結機構は上
記の構成に加えて、軸部材の軸線を中心としたヘッド支
持部材の揺動量を規制するための規制部材を備え、当該
規制部材は、ヘッド支持部材および保持部材のうちの少
なくとも一方の側に形成された構成を備えたことを特徴
としている。

【００１９】この構成によれば、例えば、用紙送りのた
めに、プラテンからサーマルヘッドを退避させた状態に
おいて、サーマルヘッドを支持しているヘッド支持部材
が、軸部材の軸線を中心として旋回して、その端が、送
られる用紙に当たって、用紙を破損してしまうといった
弊害を防止することができる。

【００２０】ここで、上記の第２の移動機構としては、
プラテンの側をヘッドキャリッジに担持されているサー
マルヘッドに対して移動させるプラテン移動機構を採用
することが好ましい。このようにすると、機構をコンパ
クトに構成できるので、サーマルヘッドの側を移動する
場合のように、その移動幅方向に渡ってサーマルヘッド
の移動機構を構成しなければならないので移動機構が嵩
張り、その分、装置寸法が大きくなってしまうといった
弊害を解消できる。

【００２１】なお、サーマルプリンタとしては、サーマ
ルヘッドの往復移動時に印字動作を行う形式のものが知
られているが、この形式の場合には、プラテン移動機構
が、ヘッドキャリッジがその移動方向の両端位置に至っ
た時に同期させて、プラテンをサーマルヘッドから退避
させるように構成することが好ましい。

【００２２】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。

【００２３】図１および図２には、本発明を適用したサ
ーマルプリンタの全体構成を示してある。本例のサーマ
ルプリンタは、そのサーマルヘッドに縦に多数の発熱体
素子が形成されたシリアルプリンタであり、往復印字を
行うように構成されたものである。

【００２４】これらの図を参照して説明すると、本例の
サーマルプリンタ１は、基本的な構成は一般的なサーマ
ルプリンタと同様であり、プラテン２と、これに対峙し
た状態でヘッドキャリッジ３に担持されたサーマルヘッ
ド４とを有し、これらの間を介して搬送される感熱用紙
に対してサーマルヘッド４を接触させると共に、用紙幅
方向に移動させて印字を行うようになっている。

【００２５】詳細に説明すると、サーマルプリンタ１の
装置フレーム５は底壁５１と、その両側から垂直に立ち
上がっている側壁５２、側壁５３を備えている。これら
の左右の側壁５２、５３の間には、図においてフレーム
後端側の位置に、プラテン２が架け渡されている。この
プラテン２の前側には、プラテン２と平行となるよう
に、円筒カム軸６およびキャリッジガイド軸７が、それ
ぞれ側壁５２、５３の間に架け渡されている。この円筒
カム軸６の回転により、ヘッドキャリッジ３はガイド軸
７に案内されて、プラテン２と平行に左右（印字方向）
に往復移動可能となっている。これらの軸６、７の前方
側における側壁５２寄りの側には、底壁５１上に各部分
の駆動源であるモータ８が軸６、７と平行となる姿勢で
搭載されている。一方、プラテン２の背面側の下方中央
には、図２から良く分かるように、給紙ローラ９が配置
されており、このローラ軸９１は、左右の側壁５２、５
３の間に架け渡されている。

【００２６】（ヘッドキャリッジ）次に、図３、図４を
主として参照して、本例のヘッドキャリッジ３の構成を
説明する。本例のヘッドキャリッジ３は、サーマルヘッ
ド４が取付けられたヘッド支持部材３１、このヘッド支
持部材３１を保持している保持部材３３と、これらの部
材３１、３３を相互に連結している連結機構３５から構
成されている。ヘッド支持部材３１は、Ｕ字形をしたア
ルミニウム製のヘッド取付け板３１１と、この背面に嵌
め込まれたプラスチック製の嵌め込み板３１２から構成
されている。ヘッド取付け板３１１の前面３１３は、プ
ラテン２の表面２１とほぼ平行となるように配置され、
この面３１３上にサーマルヘッド４が接着されている。
サーマルヘッド４は、セラミック基板４１の表面に発熱
体素子のアレイ４２が形成された構成となっており、例
えば、縦方向（用紙送り方向）に向けて複数の発熱体素
子のアレイ４２が形成されたシリアルヘッドである。セ
ラミック基板４１の下端側には、各発熱体素子の駆動回
路が形成されたフレキシブルケーブル４３が接続されて
いる。

【００２７】ヘッド取付け板３１１の背面３１４と、こ
こに嵌め込まれた嵌め込み板３１２の前面３１５との間
には、この前面３１５の角に形成された突起３１６によ
って僅かの隙間が形成されるようになっており、この隙
間が、フレキシブルケーブル４３の引回し用に利用され
る。また、ヘッド取付け板３１１と嵌め込み板３１２と
の結合は、ヘッド取付け板３１１の側壁部分に形成され
た溝３１７に対して、対応する位置に形成された嵌め込
み板３１２の側の係合突起３１８を嵌め込むことにより
形成されるようになっている。

【００２８】次に、保持部材３３は、ヘッド支持部材３
１を保持するための水平な保持板部分３３１を有し、こ
の保持板部分の背面側には、前述のキャリッジガイド軸
７が摺動自在に貫通している一対のガイド孔３３２が形
成されている。また、保持板部分の裏面側には、上記の
円筒カム軸６の外周のほぼ半分を覆うような半円形内周
面を備えた溝３３３が形成されており、この溝３３３の
内周面にはピン３３４の頭部３３５が露出しており、こ
の頭部３３５には、円筒カム軸６のカム溝６１に嵌まり
込むカム突起３３６が形成されている。さらには、この
溝３３３の背面側には、下方に向けて垂直に突出した検
出片３３７が形成されている。この検出片３３７を後述
するセンサにより検出して各部分の駆動制御用の信号を
得るようになっている。

【００２９】次に、このような構成のヘッド支持部材３
１と保持部材３３の連結機構３５を説明する。連結機構
３５は、保持部材の側に取り付けた一本の円柱状のピン
軸３５１と、ヘッド支持部材３１の側に形成されたこの
ピン軸３５１の装着孔３６１と、ピン軸３５１が装着孔
３６１から抜けることを防止するための抜け止め部材３
７１と圧縮ばね３８１から構成されている。ピン軸３５
１は、保持部材３３の側の水平な保持板部分３３１にそ
の下端３５２が埋設固定され、垂直に延びている。この
ピン軸３５１の根元の外周には、保持板部分３３１の表
面を突出させることにより形成した円形突起３３８が形
成されており、この突起の上面は球状面３３９とされて
いる。

【００３０】これに対して、装着孔３６１は、ヘッド支
持部材３１の側の嵌め込み板３１２の中央において上下
に貫通した状態に形成されている。この装着孔３６１の
断面形状は次のように設定されている。図４に示すよう
に、装着孔３６１は、サーマルヘッドの送り方向（印字
行方向）Ａの幅が、ピン軸３５１の外径寸法とほぼ同一
の寸法Ｌ１に設定されている。これに対して、この送り
方向に直交するプラテン方向Ｃの幅は、中央部分を除
き、ピン軸３５１の外形寸法よりも大きな寸法Ｌ２に設
定されている。また、図４（Ａ）から分かるように、装
着孔３６１の軸線方向のほぼ中央位置においては、内周
面の両側部分が内側に向けて突出して、ピン軸の外形寸
法よりも僅かに大きな幅寸法Ｌ３とされた括れ部分３６
２が形成されている。したがって、この装着孔３６１に
装着したピン軸３５１は、この括れ部分３６２を中心と
して、前後に揺動可能である。

【００３１】次に、装着孔３６１に装着されたピン軸３
５１の上端は、装着孔３６１の上端から突出しており、
この突出部分３５３が抜け止め部材３７１に形成した嵌
め込み孔３７２に嵌め込まれている。この抜け止め部材
３７１は、孔３７２が形成されている水平板部分３７３
と、この後端から下方に垂直に折れ曲がった垂壁部分３
７４から構成されている。

【００３２】圧縮ばね３８１は、ヘッド支持部材３１と
抜け止め部材３７１の間に配置されており、ヘッド支持
部材３１を下方へ付勢している。ヘッド支持部材３１の
装着孔３６１の上部に配置されたばね取付部３６３は、
装着孔３６１の幅Ｌ２の寸法より大きく、圧縮ばね３８
１が配置されても圧縮ばね３８１の内径が、装着孔３６
１の外径より大きくなるようにばね取付部３６３及び圧
縮ばね３８１が設定されている。このため、後述するサ
ーマルヘッド４の前後の揺動量が、圧縮ばねに係わらず
装着孔３６１の幅Ｌ２の寸法、および装着孔の軸線方向
の長さ等によって規制される。また、抜け止め部材３７
１が圧縮ばね３８１のばね力で抜けることのないよう、
突出部分３５３と嵌め込み孔３７２の径が決められる。

【００３３】なお、本例においては、ヘッド支持板の側
の嵌め込み板３１２の背面の中程には水平方向に向けて
一条の突起３２１が形成されている。この突起に対峙す
る状態に、保持部材３３の側には、垂直な規制板部分３
４１が形成されている。

【００３４】このように構成した本例のヘッドキャリッ
ジ３においては、サーマルヘッド４が取付けられている
ヘッド支持板３１は、保持板３３の側に取り付けたピン
軸３５１を中心として左右に揺動可能な状態で、保持板
３３の側の球状面３３９の上に支持されている。また、
装着孔３６１の括れ部分３６２を中心として前後に揺動
可能な状態となっている。このように本例では、サーマ
ルヘッド４は左右および前後に揺動可能な状態で、ヘッ
ドキャリッジ３の側に支持されている。ここに、左右の
揺動量は、図４から分かるように、ヘッド支持板３１の
背面側に形成された一条の突起３２１が、保持板３３の
側に形成された規制板部分３４１の表面に当たることに
より規制されている。また、前後の揺動量は、装着孔３
６１の幅Ｌ２の寸法、および装着孔の軸線方向の長さ等
によって規制される。

【００３５】（プラテンの構造）次に、図１、５および
６を参照してプラテン２の構造を説明する。プラテン２
は、平板からなる金属製のプラテン本体板２１と、サー
マルヘッドに対峙しているこのプラテン本体２１の表面
に張り付けたラバー板２２を備えている。本体板２１の
両端は、背面側に向けて直角に折れ曲がり、側壁部分２
１１、２１２が形成されており、これらの側壁部分２１
１、２１２の下端が、それぞれ、回転軸２３、２４を介
して、回動可能な状態で、装置フレーム５の側に連結さ
れている。これらの側壁部分２１１、２１２の上端に
は、それぞれ、ばね受け２１３、２１４が形成されてい
る。また、装置フレーム５の側壁５２、５３の上端に
も、これらのばね受けに対して所定の距離だけ前方側の
位置に、それぞれ、ばね受け５２１、５３１が形成され
ている。対応するばね受け２１３、５２１の間、および
ばね受け２１４、５３１の間には、それぞれ、引っ張り
状態でコイルばね２５、２６が架け渡されている。した
がって、本例では、プラテン２は、その両側の下端の回
転軸２３、２４を中心として前後に回動可能であり、通
常は、すなわち、印字状態においては、図５に示すよう
に、ヘッドキャリジ３に支持されたサーマルヘッド４の
側にコイルばね２５、２６の弾性引っ張り力によって押
しつけられた状態となっている。これらのばね力に抗し
て、プラテン２をサーマルヘッド４の側から退避させる
ことが可能である。

【００３６】図５には、プラテン２がヘッドキャリッジ
３に取り付けられたサーマルヘッド４の側にばね力によ
って押しつけられた状態（印字状態）を示してある。本
例においては、ヘッドキャリッジ３は、そのピン軸３５
１が、装置フレーム５の底壁５１に対して垂直に延びた
状態となるように、円筒カム軸６およびガイド軸７によ
って支持されている。すなわち、図５におけるピン軸３
５１の軸線が垂線Ｖと一致している。この垂直に配置し
たピン軸３５１によって支持されているヘッド支持板３
１に取付けられているサーマルヘッド４に対して、プラ
テン２のラバー板２２の表面がばね力によって押しつけ
られている。

【００３７】本例においては、プラテンのラバー板２２
の表面が垂直状態よりも僅かにサーマルヘッド４の側に
傾斜した状態でサーマルヘッド４に密接するように、こ
れらの間隔が設定されている。このため、ばね力によっ
て、プラテン２がその下端の軸２３、２４を中心として
サーマルヘッド４の側に回動して、それに押しつけられ
た状態においては、それらの圧接面Ｖ１は垂線Ｖに対し
て僅かに傾斜した状態となる。この結果、ピン軸３５１
によって支持されているヘッド支持板３１１には、全体
として圧接面Ｖ１に対して直交する方向から力が作用す
る。すなわち、圧縮ばね３８１のばね力に加えて上方か
ら下方にむけて僅かに傾斜した方向に力が作用する。

【００３８】この力により、ヘッド支持板３１１は上下
方向にがたつかない状態で、保持部材３１２の側に押さ
え付けられた保持された状態とされる。よって、印字状
態において、ヘッド支持板３１１が上下にがたついて、
そこに取付けられているサーマルヘッド４も上下に移動
して、印字位置が変動してしまい、印字品位が低下して
しまうという弊害を回避できる。

【００３９】また、プラテン２がサーマルヘッド４に圧
接されていない場合においても、つまり常時ヘッド支持
板３１は下方へ押さえられているため、プラテン２がサ
ーマルヘッド４に圧接した瞬間もヘッド支持板３１は、
がたつかず安定した状態が得られ直ちに印字開始でき
る。圧縮ばね３８１のばね力はコイルばね２５、２６の
引っ張り力によるヘッド支持板３１の動きを妨げるもの
ではなく、かつヘッド支持板３１を下方へ押さえつける
には十分な力となるように設定されている。

【００４０】ここで、ヘッド支持板３１をピン軸３５１
の軸方向に付勢する方法としていくつかの他の例を挙げ
る。

【００４１】第１の例として圧縮ばね３８１を板ばねと
することが挙げられる。この場合も板ばねがヘッド支持
板３１と抜け止め部材３７１の間に配置され、ヘッド支
持板３１は下方へ付勢される。板ばねの材質は金属、プ
ラスチック等でよい。プラスチックとすると、抜け止め
部材３７１及びヘッド支持板３１もプラスチックの成形
部品であれば板ばねと一体とすることができ、部品点数
を低減することもできる。

【００４２】第２の例としてヘッド支持板３１を保持部
材３３から引っ張りコイルばねで下方に引っ張る方法が
挙げられる。この場合、ヘッド支持板３１は下方に安定
して付勢され上述の効果が得られる他に、抜け止め部材
３７１を削減することも可能となり、部品点数を削減す
る効果もある。

【００４３】又、本実施例では、ヘッド支持板をばね部
材で付勢する方法を例示したが、ばね部材が無くとも、
プラテン２によって押しつけられた状態において、ヘッ
ドキャリッジ３の側においては、ピン軸３５１によって
保持されているヘッド支持板３１に対して、ピン軸に直
交する方向に対して傾斜した方向から力が作用すること
により、サーマルヘッドが取付けられているヘッド支持
板３１の上下方向のがたつきが防止され、印字時に、サ
ーマルヘッドが上下に移動して、印字位置が変化して、
印字品位が低下する等の弊害を防止できる効果は変わら
ないものである。

【００４４】更に、本実施例を図５における垂線Ｖに対
して圧接面Ｖ１の傾斜を逆に下方向から上方向に向かう
力を発生させるよう配置してもよい。この場合、図４、
図５に示した圧縮ばね３８１の力の方向もピン軸３５１
の軸方向に下方向から上方向に作用させるよう圧縮ばね
３８１を設置する。

【００４５】（ヘッドキャリッジの移動機構）次に、図
１、２および７を参照して、モータ８の回転力によりヘ
ッドキャリッジ３をガイド軸７に沿って左右（印字行方
向）に往復移動させる移動機構について説明する。モー
タ８の出力軸８１は装置フレーム５の側壁５２から横方
向に突出しており、ここに駆動歯車８０１が固着されて
いる。一方、円筒カム軸６の同一側の端部も側壁５２か
ら横方向に突出しており、ここに従動歯車８０２が固着
されている。これらの駆動歯車８０１および従動歯車８
０２は、同軸状態に一体的に形成された小歯車８０４お
よび大歯車８０３からなる複合歯車８０５を介して連結
されている。この複合歯車８０５も側壁５２に対して回
転自在に支持されてり、この複合歯車８０５を介して、
モータ回転力が、所定の速比で減速されて、円筒カム軸
６に伝達される。

【００４６】円筒カム軸６の外周面は、両端において相
互に連続している二条の逆向きの螺旋状カム溝６１が刻
まれている。そして、このカム溝６１に対して、前述し
たように、ヘッドキャリッジ３の保持部材３３の裏面に
取り付けたピンの頭部に形成したカム突起３３６が嵌合
している。ヘッドキャリッジ３はさらに、ガイド軸７に
よって印字方向に向けて移動自在に支持されている。よ
って、円筒カム軸６を回転させると、ここに形成されて
いるカム溝６１の回転によって、ヘッドキャリッジ３は
ガイド軸７に案内されて、印字行方向（左右方向）に移
動する。本例では、両端で連続している逆向きの螺旋状
のカム溝が形成されているので、ヘッドキャリッジ３
は、モータ８を同一方向に回転することにより、連続し
て左右に往復移動する。

【００４７】（プラテン回動機構）円筒カム軸６の端に
固着された従動歯車８０２の内側面には、同軸状態で小
径歯車８０６が一体形成されており、歯車８０２と一体
回転する。この小径歯車８０６にかみ合った状態で、側
壁５２には、大径歯車８０７が回転自在に支持されてい
る。この歯車８０７の内側面には、カム板８０８が一体
形成されている。このカム板８０８は、一定の半径の円
形外周面８０８ａと、この外周面の一部分を一定の角度
範囲に渡って半径方向の外側に突出させた突出面８０８
ｂを有している。

【００４８】一方、このカム板８０８の内側には、プラ
テン２の側壁部分２１１の外面が対峙している。この側
壁部分２１１には、カム板８０８の円形外周面８０８ａ
よりも半径方向の外側の位置においてカム板８０８の側
に向けて突出した円柱状突起８０９が形成されている。
この突起８０９は、カム板の突出面８０８ｂに係合可能
な位置に取付けられている。したがって、カム板８０８
が回転すると、１回転毎に、一定の角度範囲に渡って、
その突出面８０８ｂにより、円柱状突起８０９が半径方
向の外側に向けて押された状態になる。ここに、突起８
０９が形成されているプラテン側壁部分２１１の下端は
軸２３を中心に回動可能である。よって、プラテン２
は、それをサーマルヘッド４の側に押しつけているばね
力に抗して、カム板８０８によって、サーマルヘッド４
から離れる方向に回動される。図６（Ａ）には、プラテ
ン２がサーマルヘッド４の側に押しつけられた状態（印
字状態）を示してあり、同図（Ｂ）には、カム板８０８
によって退避位置に回動させられた状態を示してある。

【００４９】ここに、本例においては、モータ８からカ
ム板８０８までの歯車列における減速比を適切に設定す
ると共に、カム板における突出面８０８ｂの形成角度位
置等を適切に設定して、円筒カム軸６の回転により、ヘ
ッドキャリッジ３がその両端位置に至った時に、カム板
８０８によって、プラテン２が後方に回動するように設
定されている。

【００５０】（用紙の送り機構）次に、図２、図８を参
照して、給紙ローラ９を回転させて用紙を一定量ずつ搬
送するための送り機構について説明する。

【００５１】円筒カム軸６の他方の端、すなわち、装置
フレーム５の他方の側壁５３から横方向の突出している
端部には、小径歯車８１０が固着されており、円筒カム
軸６と一体回転する。側壁５３には、この小径歯車８１
０にかみ合った状態で、内歯歯車８１１が回転自在に取
付けられている。この内歯歯車８１１の外周面はカム歯
車になっている。すなわち、大径の外周面８１２と、外
側面側に同軸状態に形成され、これよりも径の小さな外
周面８１３とが形成されており、径の小さな外周面８１
３には２個の歯８１４、８１５が形成されている。これ
らの歯の間の歯溝８１６は内側の径の大きな外周面８１
２の側に向けて延びている。

【００５２】一方、給紙ローラ９の軸９１の同一側の端
には、上記構成のカム歯に係合可能な状態で、カム歯車
９０１が固着されている。このカム歯車９０１は、内側
の歯車９０２と外側の歯車９０３から構成された複合歯
車であり、図８から分かるように、それぞれ９０度間隔
で４枚の歯が形成されており、それぞれの歯車は、４５
度位相をずらした状態で一体化されている。

【００５３】円筒カム軸６と一体回転する内歯歯車８１
１の外周面に形成されたカム歯車は、１回転毎に給紙ロ
ーラ軸９１のカム歯車９０１に対して１回だけかみ合
い、かみ合い状態において、給紙ローラ軸９１は所定の
量だけ回転される。この結果、この軸９１に取付けられ
ている給紙ローラ９も同一量だけ回転して、その分、用
紙（図示せず）を用紙送り方向に向けて搬送する。用紙
の送り動作は、ヘッドキャリッジ３がその移動方向の両
端に至り、プラテン２が後方に退避させられた状態にお
いて行われる。このような時期に用紙送りを行うことが
できるように、本例においては、用紙送りのためのカム
歯車９０１とプラテン移動のためのカム板８０８との同
期合わせ等が適切に設定されている。

【００５４】（検出機構）なお、本例においては、図９
に示すように、ヘッドキャリッジ３の両端位置を検出す
るために、ガイド軸７の両端位置には、光学式センサ１
０１、１０２が取付けられている。また、モータ出力軸
８１の後端側の突出部分には、スリット付き回転板１０
３が取付けられている。この回転板１０３に形成された
スリットの通過を検出するための光学式センサ１０４が
装置フレーム５の底壁５１上に取付けられている。この
スリット付き回転板１０３の回転に伴い、センサ１０４
からはスリットの検出信号が出力される。各センサから
の検出信号は、不図示の駆動制御回路の側に供給され、
駆動制御回路においては、これらの信号に基づき、サー
マルヘッド４に形成されている各発熱体素子を駆動し
て、プラテン上を搬送される用紙に対する印字を行わせ
る。このような駆動制御は一般的に行われるサーマルプ
リンタと同様である。

【００５５】以上説明したように、本例のサーマルプリ
ンタ１においては、そのサーマルヘッド４を支持してい
るヘッドキャリッジ３は、一本のピン軸３５１と、括れ
部分３６２が形成されたこのピン軸の装着孔３６１とに
よって、左右および前後に揺動可能な状態となってい
る。また、装着孔３６１は印字行方向に幅が前記軸部材
と実質的に同一であることから、サーマルヘッドは印字
行方向にはがたつくことがなく安定し、そのため高い印
字品質が得られるものである。このように、本例では、
極めて簡単な構成で、このような揺動可能な機構を構成
しているので、ヘッドキャリッジ３を簡単な構成で廉価
に製造することができる。また、コンパクトに製造でき
るので、装置全体の寸法も小さくすることが可能にな
る。

【００５６】また、本例では、プラテン２によって押し
つけられた状態において、ヘッドキャリッジ３の側にお
いては、ピン軸３５１によって保持されているヘッド支
持板３１に対して、ピン軸に直交する方向に対して傾斜
した方向から力が作用することにより、サーマルヘッド
が取付けられているヘッド支持板３１の上下方向のがた
つきが防止される。よって、印字時に、サーマルヘッド
が上下に移動して、印字位置が変化して、印字品位が低
下する等の弊害を防止できる。

【００５７】さらに圧縮ばね３８１によってヘッド支持
板３１にピン軸３５１方向に力が作用するように構成さ
れているので、上述の効果は更に大きくなるものであ
る。

【００５８】さらに、本例では、ヘッド支持板３１の背
面側に形成した突起３２１と、保持部材３３の側に形成
した規制板部分３４１とによって、ヘッド支持板３１の
ピン軸３５１の回りの回動量を制限している。したがっ
て、例えば、ヘッドキャリッジ３が両端に至り、プラテ
ン２が退避した状態において、ヘッド支持板３１が大き
く回動してしまい、その端が、プラテン２に沿って搬送
される用紙に引っ掛かってしまうといった弊害を回避す
ることができる。

【００５９】一方、本例では、用紙送り時、すなわち、
ヘッドキャリッジ３がその両端位置に至った時に、プラ
テン２の側を回動して、サーマルヘッド４から離すよう
にしている。プラテン２の側を回動させる機構は、ヘッ
ドキャリッジ３に取付けられて移動するサーマルヘッド
４の側をプラテンに対して後退させる構成に比べて、簡
単に構成することができ、また、コンパクトに構成でき
るという利点があり、したがって、その分、装置全体を
コンパクトの構成することができる。

【００６０】また、本例では、プラテン２をサーマルヘ
ッド４の側から後退させるためのプラテン回動機構の駆
動力を、ヘッドキャリッジ３を移動するための駆動源で
あるモータ８から得るようにしている。同様に、用紙送
り機構の駆動力もモータ８から得るようにしている。こ
のように、本例では、単一の駆動源であるモータ８の回
転力を、歯車列から構成される動力伝達機構を介して各
駆動部分に伝達している。したがって、各駆動部分のた
めに別個の駆動源を備えている場合に比べて、装置構成
部品を少なくできる。また、別個の駆動源を電気的な制
御回路によって同期を取って駆動する場合に比べて、本
例では、機械的な動力伝達機構およびそこに取り付けた
カム機構等によって機械的に各駆動部分の同期を取って
いる。したがって、制御系を簡単に構成できると共に、
各駆動部分の駆動も常に適切に行うことができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のサーマル
プリンタにおいては、サーマルヘッドを、上下および左
右に揺動可能に保持するための機構として、１本の軸部
材と、括れ部分が形成されたこの軸部材の装着孔とから
なる構成を採用している。したがって、本発明によれ
ば、従来のような弾性部材による支持、ピボット軸によ
る支持あるいはジンバル機構による支持機構等に比べ
て、格段に簡単な構成で同様の機能を実現することがで
きる。また、このように簡単な構成にできるので、その
分、ヘッドキャリッジ、ひいては装置をコンパクトでし
かも廉価に製造することが可能になる。

【００６２】また、本発明においては、ヘッドキャリッ
ジにおいて、サーマルヘッドが取付けられているヘッド
支持部材が、軸部材に対して上下にがたつくことのない
ように、サーマルヘッドとプラテンとが圧接された状態
において、軸部材に直交する方向に対して傾斜した方向
からヘッド支持部材を押しつける力が作用するように構
成してある。この構成を採用すれば、サーマルヘッドの
印字時における上下のがたつきを確実に抑制することが
できるので、印字品位を一層高めることができる。

【００６３】さらに、ばね部材により、サーマルヘッド
の上下方向のがたつきがあっても、サーマルヘッドは常
時上下のどちらか一方に位置されるため印字位置の変動
が抑制され、印字品位の低下を防止できる。

【００６４】さらに、ヘッド支持部材のピン軸周りの回
動量を規制する構成を採用した場合には、プラテンが退
避した状態において、ヘッド支持部材が大幅に回動して
その端がプラテン上を搬送される用紙に引っ掛かってし
まう等の弊害を確実に回避することができるので好まし
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるサーマルプリンタの全
体構成を示す斜視図である。

【図２】図１のサーマルプリンタの概略平面図である。

【図３】図１のサーマルプリンタに搭載されているヘッ
ドキャリッジを示す分解斜視図である。

【図４】ヘッドキャリッジを示す図であり、（Ａ）はそ
の縦断面図、（Ｂ）はそれを上面側から見た状態を部分
的に示す部分上面図である。

【図５】ヘッドキャリッジに対してプラテンが押しつけ
られた印字時の状態を示す説明図である。

【図６】プラテンの動きを示す説明図であり、（Ａ）は
サーマルヘッドに押しつけられた印字時の状態を示す図
であり、（Ｂ）はサーマルヘッドから離れた用紙送り時
の状態を示す図である。

【図７】図１のサーマルヘッドの一方の側壁に組付けら
れたヘッドキャリッジ移動用およびプラテン回動用の動
力伝達機構を示す説明図である。

【図８】図１のサーマルヘッドの他方の側壁に組付けら
れた用紙送り駆動用の動力伝達機構を示す説明図であ
る。

【図９】図１のサーマルプリンタにおけるセンサの配置
場所を説明するための部分平面図である。

【符号の説明】

１・・・サーマルプリンタ ２・・・プラテン ２３、２４・・・プラテンの回転軸 ２１１、２１２・・・プラテン側壁部分 ２５、２６・・・プラテン押しつけ用のコイルばね ３・・・ヘッドキャリッジ ３１・・・ヘッド支持部材 ３３・・・保持部材 ３５・・・連結機構 ３２１・・・突起 ３４１・・・垂直壁 ３５１・・・ピン軸 ３６１・・・ピン軸の装着孔 ３６２・・・括れ部分 ３８１・・・圧縮ばね ４・・・サーマルヘッド ４１・・・発熱体のアレイ ４２・・・セラミック基板 ５・・・装置フレーム ５１・・・底壁 ５２、５３・・・側壁 ６・・・円筒カム軸 ６１・・・カム溝 ７・・・キャリッジガイド軸 ８・・・モータ ８０８・・・プラテン回動用のカム板 ８０９・・・プラテン回動用の突起 ８１４、８１５・・・給紙ローラ回転用のカム歯 ９・・・給紙ローラ ９０１・・・給紙ローラ回転用のカム歯車 Ｖ・・・垂線（軸部材の軸線方向） Ｖ１・・・圧接面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 25/312 - 25/316 B41J 2/32 B41J 11/14

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体素子が形成されたサーマルヘッド
   と、このサーマルヘッドを担持したヘッドキャリッジ
   と、このヘッドキャリッジを印字行方向に向けて移動さ
   せる第１の移動機構と、印刷用紙の送り機構とを有し、
   当該送り機構によってプラテン上を送られる印刷用紙に
   対して前記サーマルヘッドを接触させて印字を行うよう
   に構成されているサーマルプリンタにおいて、 前記ヘッドキャリッジは、サーマルヘッドが取付けられ
   たヘッド支持部材と、このヘッド支持部材を保持してい
   る保持部材と、前記ヘッド支持部材を当該保持部材に対
   して、前後および左右に揺動可能に連結している連結機
   構とを有し、当該連結機構は、前記保持部材に固定され
   た軸部材と、前記ヘッド支持部材に形成された当該軸部
   材の装着孔とを備え、当該装着孔は、その印字行方向の
   幅が前記軸部材と実質的に同一であり、これに直交する
   プラテン方向の幅は、全体としては前記軸部材よりも広
   幅であるが、軸線方向の途中位置においては狭められて
   おり、前記ヘッド支持部材がプラテン方向に回動可能な
   ことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記プラテンと前記
   サーマルヘッドとを、印字時には圧接され用紙送り時に
   は圧接が解かれ離される如く、相対的に移動させる第２
   の移動機構を有し、当該第２の移動機構によって前記サ
   ーマルヘッドとプラテンが圧接された状態では、前記サ
   ーマルヘッドの圧接面と前記軸部材とは所定の傾斜をも
   って配置されることを特徴とするサーマルプリンタ。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記サーマルヘッド
   とプラテンが圧接された状態では、前記サーマルヘッド
   の圧接面と前記軸部材とは下方が広がる傾斜をもって配
   置されることを特徴とするサーマルプリンタ。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、前記第２の
   移動機構は、前記プラテンの側を前記ヘッドキャリッジ
   に担持されているサーマルヘッドに対して移動させるプ
   ラテン移動機構であることを特徴とするサーマルプリン
   タ。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記サーマルヘッド
   は往復印字するように駆動され、前記プラテン移動機構
   は、前記ヘッドキャリッジがその移動方向の両端位置に
   至った時に、前記プラテンをサーマルヘッドから退避さ
   せるようになっていることを特徴とするサーマルプリン
   タ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のうちの何れかの項に
   おいて、前記連結機構は、前記ヘッド支持部材を前記軸
   部材の軸方向に付勢するばね部材を有することを特徴と
   するサーマルプリンタ。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のうちの何れかの項に
   おいて、前記連結機構は、前記軸部材の軸線を中心とし
   た前記ヘッド支持部材の揺動量を規制する規制部材を備
   えており、当該規制部材は、前記ヘッド支持部材および
   前記保持部材のうちの少なくとも一方の側に形成されて
   いることを特徴とするサーマルプリンタ。