JP3585042B2 - ライン型サーマルヘッドを使用した印字装置 - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッドを使用した印字装置のうち、前記サーマルヘッドとして、印字幅を例えばＡ列４番等の記録用紙における幅一杯にしたライン型サーマルヘッドを使用した印字装置に関するものである。

一般に、この種のライン型サーマルヘッドを使用した印字装置は、例えば、特開昭６０−１７４６７９号公報及び特開平３−７５１７５号公報等に記載されているように、回転するプラテンローラの外周面に対して、ライン型サーマルヘッドにおけるヘッド基板の上面に形成した発熱抵抗体ラインを、当該発熱抵抗体ラインがプラテンローラの軸方向と平行に延びるようにして接当することにより、この間、つまりプラテンローラとサーマルヘッドの発熱抵抗体ラインとの間を通過する記録用紙に対して所定の印字を行うようにしたものである。

そして、ライン型サーマルヘッドにおける発熱抵抗体ラインを、回転するプラテンローラの外周面に対して接当するに際しては、当該発熱抵抗体ラインを、プラテンローラの軸線に対して正確に平行にすること、つまり、発熱抵抗体ラインにおけるプラテンローラに対する平行度を高くすることが、プラテンローラの軸線方向に沿っての印字品質の均一化を図るために必要なことである。

ところで、前記発熱抵抗体ラインにおけるプラテンローラに対する平行度には、プラテンローラをその軸線に対して直角方向から見た場合において、発熱抵抗体ラインがプラテンローラの外周面に対して、当該発熱抵抗体ラインにおける長手方向の一端部と他端部とがプラテンローラの半径方向に互いにずれているか否かの平行度（以下、「半径方向の平行度」と称する）と、発熱抵抗体ラインがプラテンローラの外周面に対して、当該発熱抵抗体ラインにおける長手方向の一端部と他端部とがプラテンローラの円周方向に互いにずれているか否かの平行度（以下、「円周方向の平行度」と称する）との両方が存在する。

前者の「半径方向の平行度」は、前記プラテンローラを軸支するフレーム部材に、前記プラテンローラの軸線と平行な取付け面を設け、この取付け面に前記ライン型サーマルヘッドを装着することで、高い取付け精度に維持できる。
特開昭６０−１７４６７９号公報 特開平３−７５１７５号公報

しかし、前記したように、プラテンローラを軸支するフレーム部材に、前記プラテンローラの軸線と平行な取付け面を設け、この取付け面に前記ライン型サーマルヘッドを装着するという構造では、前者の「半径方向の平行度」を高い取付け精度に維持することができるものの、後者の「円周方向の平行度」を、高い取付け精度に維持することができないという問題がある。

本発明は、前記後者における「円周方向の平行度」に対する取付け精度に多少ラフが存在しても、プラテンローラの軸線方向に沿っての印字品質の均一化を、プラテンローラを回転することに要するトルクの増大を招来することなく、確実に保つことができるようにすることを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明は、
「記録用紙を挟んで一方側に、回転するプラテンローラを、他方側に、ヘッド基板の表面に発熱抵抗体ラインをプラテンローラの軸線方向に延びるように形成したライン型サーマルヘッドを各々に配設し、前記プラテンローラを軸支するフレーム部材に、前記プラテンローラの軸線と平行な取付け面を設け、この取付け面に前記ライン型サーマルヘッドを装着して成る印字装置において、
前記ライン型サーマルヘッドにおけるヘッド基板の表面を、前記プラテンローラの軸線方向から見て当該ヘッド基板の表面における一端部が前記プラテンローラに近接し、表面の他端部が前記プラテンローラから離れるように傾斜し、このヘッド基板の表面のうち一端部に部分グレーズを、前記プラテンローラの軸線方向に延びるように形成し、更に、前記ヘッド基板における一端部に、当該ヘッド基板における表面に対して逆向きに前記プラテンローラから離れる方向に傾斜する傾斜面を、当該傾斜面が前記部分グレーズの表面にまで延びるように設けて、この傾斜面が前記部分グレースの表面に交わる角部に、前記発熱抵抗体ラインを、当該発熱抵抗体ラインが角部から前記プラテンローラに向かって盛り上がり状に突出するように設け、更に、前記ライン型サーマルヘッドにおける発熱抵抗体ラインを、前記プラテンローラの軸線方向から見て前記プラテンローラの回転中心を通る法線が前記プラテンローラの外周面と交わる箇所より前記プラテンローラの回転方向と逆方向に適宜寸法だけずれた部位に位置した。」
ことを特徴としている。

以上の通り本発明によると、特許請求の範囲に記載した構成にしたことにより、ライン型サーマルヘッドを、その発熱抵抗体ラインがプラテンローラにおける軸線に対して多少傾いた状態で取付けた場合においても、前記発熱抵抗体ラインが良好な印字を得ることができる領域よりはみ出すことを防止できるから、ライン型サーマルヘッドの取付けに際しての「円周方向の平行度」に対する取付け精度を、その発熱抵抗体ラインによる印字状態を当該発熱抵抗体ラインの全長にわたって良好に保持した状態、つまり、印字品質を発熱抵抗体の全長にわたって均一に保持した状態のもとで、確実に下げることができ、しかも、前記プラテンローラを回転することに要するトルクを低くできることにより、消費電力を低減できる効果を有する。

以下、本発明の実施の形態を、図面について説明する。

この図において符号１は、印字装置におけるフレーム部材２に両端部の軸受け部３にて回転自在に軸支されたプラテンローラを、符号４は、前記プラテンローラ１の下部に配設したライン型サーマルヘッドを各々示す。また、符号５は、記録用紙を示し、この記録用紙５は、前記プラテンローラ１とライン型サーマルヘッド４との間を、プラテンローラ１の矢印Ａ方向への回転によって、その回転方向と同じ方向に移送される。

前記ライン型サーマルヘッド４は、アルミ等の金属板製の放熱板６と、その上面に接着剤等にて固着したセラミック製のヘッド基板７とを備え、このヘッド基板７における上面のうちその長手方向の一端縁７ａ寄りの部分に、発熱抵抗体ライン８が前記プラテンローラ１における軸線１ｂの方向に延びるように形成している。

詳しくは、図３に示すように、前記ヘッド基板７における上面のうちその長手方向の一端縁７ａ寄りの部分に部分グレーズ９を、前記プラテンローラ１における軸線１ｂの方向に延びるように形成する一方、前記ヘッド基板７における一端縁７ａ寄りの部分には、前記ヘッド基板７の上面に傾斜する傾斜面１０を、前記一端縁７ａから前記部分グレーズ９の上面にまで延びるように設けて、この傾斜面１０が前記部分グレーズ９の上面に交わる角部１０ａに、前記発熱抵抗体ライン８を、当該角部１０ａから前記プラテンローラ１に向かって盛り上がり状に突出するように形成している。

更に、前記ライン型サーマルヘッド４は、前記フレーム部材２に前記プラテンローラ１における軸線１ｂと平行に延びるように設けた取付け面２ａに対して、ブラケット機構１１等の適宜手段にて、前記プラテンローラ１における軸線１ｂの方向から見て、前記ヘッド基板７がその一端縁７ａにおける発熱抵抗体ライン８が記録用紙５を挟んで前記プラテンローラ１に接当する一方、前記ヘッド基板７における他端縁７ｂがプラテンローラ１から離れるように傾斜して取付けられている。

このように、ライン型サーマルヘッド４を、前記フレーム部材２に前記プラテンローラ１の軸線１ｂと平行に延びるように設けた取付け面２ａに対して取付けることにより、ヘッド基板７の発熱抵抗体ライン８におけるプラテンローラ１に対する「半径方向の平行度」を高い取付け精度に維持することができる。

ところで、前記のように、プラテンローラ１に接当する発熱抵抗体ライン８を、ヘッド基板７における上面のうち一端縁７ａ寄りの部分に形成する一方、前記ヘッド基板７を、前記プラテンローラ１における軸線１ｂの方向から見て、当該ヘッド基板７における他端縁７ｂの部分がプラテンローラ１から離れるように傾斜して成るライン型サーマルヘッド４において、このライン型サーマルヘッド４を、前記フレーム部材２における取付け面２ａに沿って移動することによって、そのヘッド基板７における発熱抵抗体ライン８のプラテンローラ１に対する接当点を、図４に実線で示すように、プラテンローラ１における回転中心Ｏを通る法線１ａがプラテンローラ１における外周面１ｃに交わる箇所Ｂから、図４に一点鎖線で示すように、プラテンローラ１における矢印Ａの回転方向と逆方向（この方向をプラス方向とする）に＋Ｅだけずらせた場合と、図４に二点鎖線で示すように、プラテンローラ１における矢印Ａの回転方向と同じ方向（この方向をマイナス方向とする）に−Ｅだけずらせた場合との両方について、前記発熱抵抗体ライン８による印字の状態がどのように変化するかの実験を行った。

その結果は、図６に示す通りで、良好な印字状態を得ることができるプラス方向のずれ量は＋Ｅ１と言うように比較的大きいのに対し、良好な印字状態を得ることができるマイナス方向のずれ量は−Ｅ２と言うように小さいのであった。

このようなことになる理由は、おそらく次の通りである。

すなわち、ヘッド基板７の上面における部分グレーズ９の上面と傾斜面１０との角部１０ａに、前記プラテンローラ１に向かって盛り上がり状に突出するように形成した発熱抵抗体ライン８を、プラテンローラ１の外周面に接当するように押圧したとき、プラテンローラ１における外周面１ｃのうち前記発熱抵抗体ライン８が接当する付近が変形し、この変形する部分において良好な印字状態を得ることができるものである一方、前記の変形は、プラテンローラ１における矢印Ａの回転方向と逆方向の部分において大きく、プラテンローラ１における矢印Ａの回転方向と同じ方向の部分に部分において小さくなることにより、良好な印字状態を得ることができるプラス方向のずれ量は＋Ｅ１と言うように比較的大きくなるのに対し、良好な印字状態を得ることができるマイナス方向のずれ量は−Ｅ２と言うように小さくなるものと推測できる。

従って、前記ライン型サーマルヘッド４をフレーム部材２における取付け面２ａに対して取付けるに際して、このライン型サーマルヘッド４における発熱抵抗体ライン８のうち長手方向の略中央の部分を、図４に実線で示すように、プラテンローラ１における軸線１ｂの方向から見て、当該プラテンローラ１の回転中心Ｏを通る法線１ａがプラテンローラ１の外周面１ｃに交わる箇所Ｂに位置するようにして取付けた場合において、その発熱抵抗体ライン８が、図５に二点鎖線で示すように、プラテンローラ１における軸線１ｂに対して僅かな角度θだけ傾いたとき、当該発熱抵抗体ライン８における長手方向の一端部が、前記良好な印字状態を得ることができるマイナス方向のずれ量−Ｅ２の外にはみ出すことになるから、このはみ出した部分については良好な印字状態を得ることができないことになる。

このために、前記ライン型サーマルヘッド４は、プラテンローラ１を支持するフレーム部材２における取付け面２ａに対して、その発熱抵抗体ライン８の全体が前記良好な印字状態を得ることができるマイナス方向のずれ量−Ｅ２の外にはみ出すことがないように、前記「円周方向の平行度」に対して高い取付け精度に保つようして取付けしなければならないことになる。

この場合において、先行技術としての特開昭６１−１４１５７１号公報には、発熱抵抗体ライン８を、前記プラテンローラ１における軸線１ｂの方向から見て前記プラテンローラ１の回転中心Ｏを通る法線１ａが前記プラテンローラ１の外周面１ｃと交わる箇所Ｂより前記プラテンローラ１の回転方向と逆方向に適宜寸法ｅだけずれた部位に位置することを提案している。

このように、ライン型サーマルヘッド４における発熱抵抗体ライン８を、予め、プラテンローラ１の中心Ｏを通る法線１ａが前記プラテンローラ１の外周面１ｃと交わる箇所Ｂよりプラス方向に適宜寸法ｅだけずれた部位に位置することにより、前記ライン型サーマルヘッド４をフレーム部材２における取付け面２ａに対して取付けるに際して、図２に示すように、このライン型サーマルヘッド４における発熱抵抗体ライン８のうち長手方向の略中央の部分をプラテンローラ１の軸線方向から見て当該プラテンローラ１の回転中心Ｏを通る法線１ａがプラテンローラ１の外周面１ｃに交わる箇所Ｂに位置するようにして取付けた場合において、その発熱抵抗体ライン８が、図２に二点鎖線で示すように、プラテンローラ１における軸線１ｂに対して前記と同じ角度θだけ傾いた場合に、この発熱抵抗体ライン８における長手方向の一端部が、前記した良好な印字状態を得ることができるマイナス方向のずれ量−Ｅ２及びプラス方向のずれ量＋Ｅ１よりはみ出すことを防止することができる。

すなわち、前記ライン型サーマルヘッド４を、その発熱抵抗体ライン８がプラテンローラ１における軸線１ｂに対して前記と同じ角度θだけ傾いた状態で取付けた場合においても、前記発熱抵抗体ライン８が前記マイナス方向のずれ量−Ｅ２及びプラス方向のずれ量＋Ｅ１よりはみ出すことがないから、前記ライン型サーマルヘッド４の取付けに際しての「円周方向の平行度」に対する取付け精度を、それだけラフにすることができる。

しかし、前記先行技術としての特開昭６１−１４１５７１号公報におけるライン型サーマルヘッドは、その発熱抵抗体ラインを、ヘッド基板の上面に設けたものであることにより、ヘッド基板をプラテンローラに対して押圧したときにおける単位面積当たりの接触力は低い。

このために、前記した良好な印字状態を得ることができる範囲を広くするには、プラテンローラに対するヘッド基板の押圧力を強くしなければならないから、前記プラテンローラを回転することのために要するトルクが大きくなって、消費電力が増加するという問題を招来する。

これに対して、本発明は、前記したように、前記ライン型サーマルヘッド４を、前記フレーム部材２に設けた取付け面２ａに対して、前記プラテンローラ１における軸線１ｂの方向から見て、前記ヘッド基板７の一端縁７ａにおける発熱抵抗体ライン８が記録用紙５を挟んで前記プラテンローラ１に接当する一方、前記ヘッド基板７における他端縁７ｂがプラテンローラ１から離れるように傾斜して取付けるという構成にすることに加えて、図３に示すように、前記ヘッド基板７における上面のうちその長手方向の一端縁７ａ寄りの部分に部分グレーズ９を、前記プラテンローラ１における軸線１ｂの方向に延びるように形成する一方、前記ヘッド基板７における一端縁７ａ寄りの部分には、前記ヘッド基板７の上面に傾斜する傾斜面１０を、前記一端縁７ａから前記部分グレーズ９の上面にまで延びるように設けて、この傾斜面１０が前記部分グレーズ９の上面に交わる角部１０ａに、前記発熱抵抗体ライン８を、当該角部１０ａから前記プラテンローラ１に向かって盛り上がり状に突出するように形成という構成にしたものである。

このように構成することにより、ヘッド基板７をプラテンローラ１に対して押圧したときにおける単位面積当たりの接触力は、前記先行技術のように発熱抵抗体ラインをヘッド基板の上面に形成した場合よりも遥かに大きくなり、従って、プラテンローラ１に対する押圧力を、前記先行技術の場合よりも下げても、前記した良好な印字状態を得ることができる範囲、つまり、＋Ｅから−Ｅまでの範囲を広くすることができるから、この押圧力を下げる分だけ、前記プラテンローラ１を回転することに要するトルクを低くできるのである。

なお、前記実施例は、ライン型サーマルヘッド４を、そのヘッド基板７の上面に発熱抵抗体ライン８を設けてプラテンローラ１の下面側に配設する場合を示したが、本発明は、これに限らず、ライン型サーマルヘッド４を、そのヘッド基板７の下面に発熱抵抗体ラインを設けてプラテンローラの上面側に配設したり、或いは、プラテンローラの左側面側又は右側面側に配設したりする場合にも適用できることは言うまでもない。

本発明の実施例による印字装置の側面図である。 図１のII−II視底面図である。 図２のIII −III 視拡大断面図である。 本発明に至る以前のものを示す拡大断面図である。 図４のＶ−Ｖ視底面図である。 印字状態を示す図である。

符号の説明

１ プラテンローラ
Ｏ プラテンローラの回転中心
１ａ プラテンローラの法線
１ｂ プラテンローラの軸線
１ｃ プラテンローラの外周面
２ フレーム部材
２ａ 取付け面
４ ライン型サーマルヘッド
５ 記録用紙
６ 放熱板
７ ヘッド基板
７ａ ヘッド基板における長手方向の一端縁
７ｂ ヘッド基板における長手方向の他端縁
８ 発熱抵抗体ライン
９ 部分グレーズ
１０ 傾斜面 １０ａ 角部

Claims (1)

1. 記録用紙を挟んで一方側に、回転するプラテンローラを、他方側に、ヘッド基板の表面に発熱抵抗体ラインをプラテンローラの軸線方向に延びるように形成したライン型サーマルヘッドを各々に配設し、前記プラテンローラを軸支するフレーム部材に、前記プラテンローラの軸線と平行な取付け面を設け、この取付け面に前記ライン型サーマルヘッドを装着して成る印字装置において、
   前記ライン型サーマルヘッドにおけるヘッド基板の表面を、前記プラテンローラの軸線方向から見て当該ヘッド基板の表面における一端部が前記プラテンローラに近接し、表面の他端部が前記プラテンローラから離れるように傾斜し、このヘッド基板の表面のうち一端部に部分グレーズを、前記プラテンローラの軸線方向に延びるように形成し、更に、前記ヘッド基板における一端部に、当該ヘッド基板における表面に対して逆向きに前記プラテンローラから離れる方向に傾斜する傾斜面を、当該傾斜面が前記部分グレーズの表面にまで延びるように設けて、この傾斜面が前記部分グレースの表面に交わる角部に、前記発熱抵抗体ラインを、当該発熱抵抗体ラインが角部から前記プラテンローラに向かって盛り上がり状に突出するように設け、更に、前記ライン型サーマルヘッドにおける発熱抵抗体ラインを、前記プラテンローラの軸線方向から見て前記プラテンローラの回転中心を通る法線が前記プラテンローラの外周面と交わる箇所より前記プラテンローラの回転方向と逆方向に適宜寸法だけずれた部位に位置したことを特徴とするライン型サーマルヘッドを使用した印字装置。

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