JP3857544B2 - サーマルプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサーマルプリンタに係わり、記録用紙に印刷時と給排紙時とで、プラテンローラに伝達するモータの減速比を切り換えてプラテンローラを高速回転、または低速回転させるようにしたサーマルプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録用紙への文字等の画像印刷を行う印刷装置として、記録用紙の幅方向に沿って、複数の発熱素子を整列配置した長尺状のラインタイプのサーマルヘッドを有するサーマルプリンタが、コンピュータ、ワープロ等の出力装置として多く用いられている。
【０００３】
前記サーマルプリンタの印刷動作を説明すると、記録用紙が例えば感熱紙の場合に、サーマルヘッドとプラテンローラとを互いに圧接した状態で、モータを回転させてプラテンローラを回転駆動する。
そして、プラテンローラとサーマルヘッドとの間に記録用紙を給紙すると、この記録用紙は、回転駆動中のプラテンローラにより、搬送方向における下流側に搬送される。この搬送中の記録用紙は、サーマルヘッドと摩擦しながら搬送され、記録用紙の印刷開始位置がサーマルヘッドの発熱素子に位置合わせされて記録用紙の頭出しが行われる。
【０００４】
この記録用紙の頭出し後、サーマルヘッドの複数の発熱素子を、印刷情報に基づいて選択的に発熱させると共に、プラテンローラを回転させながら記録用紙をプラテンローラより下流側に搬送することにより、感熱紙からなる記録用紙が印刷情報に基づいて発色されて、感熱紙に所望の画像を印刷することができる。
そして、印刷後の記録用紙は、プラテンローラの回転でプリンタ外部に排紙されるようになっている。
【０００５】
このような従来のサーマルプリンタは、プラテンローラが摩擦係数の大きなゴム等で形成されて、記録用紙とプラテンローラとの摩擦抵抗を大きくし、回転駆動中のプラテンローラと、搬送中の記録用紙とがスリップしないようにしていた。
そのために、印刷中における記録用紙とプラテンローラとのスリップをなくすることができ、高品質の画像印刷を行うことができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のサーマルプリンタは、給紙時にサーマルヘッドとプラテンローラとの間に記録用紙が圧接狭持する前の状態、または印刷後の記録用紙を排紙してサーマルヘッドとプラテンローラとの間に記録用紙がない状態においても、給排紙を確実にするために、プラテンローラを回転駆動させていた。
そのために、給排紙時におけるプラテンローラの回転は、サーマルヘッドとの摩擦抵抗により、回転負荷が大きくなっていた。
【０００７】
このような回転負荷の大きなプラテンローラを回転させるために、モータの減速比を大きくして、プラテンローラを低速回転させることにより、プラテンローラに大きな駆動力を伝達していた。
そのために、印刷中においてもプラテンローラの回転速度が低速となり、印刷時間が長くなる問題があった。
あるいは、モータの駆動トルクを大きくすることにより、プラテンローラに大きな駆動トルクを伝達することもできるが、このようなモータの駆動トルクを大きくすることにより、消費電流が大きくなる問題があった。
【０００８】
本発明は、前述したような問題点に鑑みてなされたもので、少なくとも記録用紙に印刷時と、記録用紙の給排紙時とにおいて、モータの回転を減速させてプラテンローラに伝達するモータの減速比を切り換えて、プラテンローラの回転速度を低速、または高速に切り換えるようにしたサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の解決手段として本発明のサーマルプリンタは、サーマルヘッドと、記録用紙を前記サーマルヘッドとの間で圧接した状態で搬送可能なプラテンローラと、このプラテンローラに回転を伝達可能なモータとを備え、
前記モータと前記プラテンローラとの間には、前記モータの回転を減速させて前記プラテンローラのプラテンギアに伝達可能な減速ギアを有し、
前記記録用紙に印刷時と、前記記録用紙の給紙時および排紙時とにおいて、前記減速ギアの減速比を切り換えて、前記プレテンローラの回転速度を低速または高速に切替えるようにし、
前記減速ギアは、前記プラテンギアに対して係脱可能で減速比の異なる第１、第２減速ギアを有し、この第１、第２減速ギアは、前記モータの正転逆転に連動して揺動可能な揺動板に軸支され、前記モータを正転させると、前記揺動板が一方側に揺動すると共に、前記第１減速ギアが前記プラテンギアに連結して、前記プラテンローラが前記低速で回転し、また、前記モータを逆転させると、前記揺動板が他方側に揺動すると共に、前記第２減速ギアが前記プラテンギアに連結して、前記プラテンローラが前記低速回転と同方向に前記高速で回転するような構成とした。
【００１０】
また、前記課題を解決するための第２の解決手段として、前記減速比の切り換えは、前記印刷時よりも、前記給排紙時の方を、前記プラテンローラの回転速度を前記低速にするような構成とした。
【００１１】
また、前記課題を解決するための第３の解決手段として、前記モータと前記第１、第２減速ギアとの間には、前記モータの回転を減速させて前記第１、第２減速ギアに伝達可能な中間ギアが配設され、前記第１減速ギアと前記中間ギアとの間には、前記中間ギアの回転を前記第１減速ギア８に伝達可能な第３減速ギアを配設し、前記モータを前記正転させると、前記中間ギア、前記第３減速ギア、前記第１減速ギアを介して前記プラテンローラが一方向に前記低速で回転し、前記モータを前記逆転させると、前記中間ギア、前記第２減速ギアを介して前記プラテンローラが前記高速で回転するような構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のサーマルプリンタの一実施の形態を、図１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明に関するサーマルプリンタの要部断面図であり、図２、図３は本発明に係わる揺動板の揺動を説明する要部断面図であり、図４は本発明に係わる第１減速ギアの動作を説明する図であり、図５は本発明に係わる第２減速ギアの動作を説明する図である。
【００１４】
まず、本発明の一実施の形態のサーマルプリンタを、図１に基づいて説明すると、外周部には樹脂材料からなり、内部が空洞状の本体ケース１が配設されている。この本体ケース１は、下ケース１ａと、上ケース１ｂと、互いに対向する一対の側板１ｃとで内部が空洞状に形成されている。また、上ケース１ｂの上部には、給紙口１ｄが形成され、この給紙口１ｄには、本体ケース１の空洞内部に傾斜状に延びる用紙ガイド部１ｅが設けられている。
【００１５】
また、用紙ガイド部１ｅの図示右側の側板１ｃには、後述するプラテンローラ３の駆動源であるモータ２が取り付けられている。このモータ２には、小径のモータギア２ａが取り付けられて、矢印Ｃ、Ｄ方向に正転逆転可能になっている。また、本体ケース１の空洞内部で用紙ガイド部１ｅの図示左側には、円柱状のプラテンローラ３が配設されている。
このプラテンローラ３は、摩擦係数の高いゴム等からなる円筒状のローラ部３ａと、このローラ部３ａの回転中心に挿通された回転軸３ｂとからなり、回転軸３ｂの両端部が、側板１ｃに軸支されて回転自在になっている。
また、プラテンローラ３は、図２に示すように、モータ２の駆動力を伝達するためのプラテンギア３ｃが、回転軸３ｂに回り止めされて取り付けられている。
【００１６】
また、図１に示すプラテンローラ３の下部には、プラテンローラ３に圧接可能なサーマルヘッド４が配設されている。このサーマルヘッド４は、プラテンローラ３に圧接する部分に、プラテンローラ３の長手方向に沿って複数の発熱素子が形成されており、この発熱素子が印刷情報に従って選択的に発熱可能になっている。また、サーマルヘッド４は、ヘッド載置台５に載置されている。
このヘッド載置台５は、回動支点５ａを支点として上下方向に回動可能となっている。そして、ヘッド載置台５は、サーマルヘッド４が常にプラテンローラ３に圧接する方向に弾性付勢されている。
【００１７】
また、モータギア２ａには、中間ギア６が連結されており、この中間ギア６によりモータ２の回転が、所定の減速比で減速されるようになっている。
前記中間ギア６は、２段ギアからなり、モータギア２ａが連結する大歯車６ａと、この大歯車６ａより歯数の少ない小歯車６ｂとで構成されている。そして、大歯車６ａの歯数は、モータギア２ａの歯数の数倍に形成されている。
そのために、中間ギア６によって、モータの回転が数分の一に減速されるようになっている。
また、中間ギア６の回転軸６ｃには、モータ２の正転（矢印Ｃ方向）逆転（矢印Ｄ方向）に連動して、矢印Ａ、Ｂの異なる方向に揺動可能な略三角形状の揺動板７が軸支されている。
【００１８】
前記揺動板７には、プラテンローラ３（プラテンギア３ｃ）に対して係脱可能な、第１、第２減速ギア８、９が軸支されており、第１減速ギア８は、第３減速ギア１０を介して中間ギア６の小歯車６ｂに連結されている。また、第２減速ギア９は、中間ギア６の小歯車６ｂに直接連結されている。
前記第３減速ギア１０は、大歯車１０ａと小歯車１０ｂとを有する２段歯車からなり、大歯車１０ａの歯数は、中間ギア６の小歯車６ｂの歯数と略同じに形成され、小歯車１０ｂの歯数は、大歯車１０ａの略半分に形成されて、小歯車１０ｂと第１減速ギア８とが連結されている。
前記第１減速ギア８の歯数は、第３減速ギア１０の大歯車１０ａより少なく、また小歯車１０ｂより多く形成されている。
【００１９】
前記第１減速ギア８は、図２に示すように、モータ２の正転（矢印Ｃ方向）に連動して、揺動板７が矢印Ｂ方向に揺動することにより、プラテンローラ３に連結するようになっている。この時の第２減速ギア９は、プラテンローラ３から離間するようになっている。
また、第２減速ギア９は、図３に示すように、モータ２の逆転（矢印Ｄ方向）に連動して、揺動板７が矢印Ａ方向に揺動することにより、プラテンローラ３に連結するようになっている。この時の第１減速ギア８は、プラテンローラ３から離間するようになっている。
【００２０】
また、モータ２が正転、または逆転のどちらに回転させても、プラテンローラ３の回転方向は、常に矢印Ｈ方向に回転するようになっている。
また、モータ２が正転、逆転のどちらに回転させても、常に一定の回転トルク、および回転速度が中間ギア６に伝達されるようになっている。
【００２１】
また、第１減速ギア８を連結したときのプラテンローラ３は、中間ギア６、第３減速ギア１０、第１減速ギア８を介して、モータ２の回転が減速されて伝達される。この時、モータ２から伝達されて回転するプラテンローラ３の回転速度は、モータ２の回転速度に対して略１／１０以下の低速回転するようになっている。
また、第２減速ギア９の歯数は、プラテンギア３ｃと略同じに形成されている。そして、第２減速ギア９を連結したときのプラテンローラ３は、中間ギア６、第２減速ギア９を介して、モータ２の回転が減速されて伝達される。この時、モータ２から伝達されて回転するプラテンローラ３の回転速度は、第１減速ギア８を連結し時より略２倍の高速回転するようになっている。
【００２２】
前記第１減速ギア８をプラテンギア３ｃに連結して、プラテンローラ３を低速回転させるときは、プラテンローラ３に伝達される駆動トルクが大きくなる。
また、第２減速ギア９をプラテンギア３ｃに連結して、プラテンローラ３を高速回転させるときは、前記低速回転時よりプラテンローラ３に伝達される駆動トルクは小さくなる。
【００２３】
このような構成のサーマルプリンタにおいて、プラテンローラ３の回転速度を低速、または高速に切り換える動作を説明すると、まず、プラテンローラ３の回転速度を低速に切り換えるには、図２に示すように、モータ２を正転（矢印Ｃ方向）させる。すると、このモータ２の回転がモータギア２ａから中間ギア６に伝達されて、中間ギア６が矢印Ｅ方向に回転する。
【００２４】
すると、中間ギア６の矢印Ｅ方向の回転に連動して、揺動板７が矢印Ｂ方向に揺動すると共に、第１減速ギア８がプラテンギア３ｃに連結する。そして、中間ギア６の回転が、第３減速ギア１０を介して第１減速ギア８に伝達される。
この時、第３減速ギア１０は、図４に示すように、矢印Ｆ方向に回転し、この回転が第１減速ギア８に伝達されて、第１減速ギア８が矢印Ｇ方向に回転する。この第１減速ギア８の回転がプラテンローラ３に伝達されて、プラテンローラ３が矢印Ｈ方向に回転すると共に、その回転速度を低速に切り換えることができる。
【００２５】
また、プラテンローラ３の回転速度を高速に切り換えるには、図３に示すように、モータ２を逆転（矢印Ｄ方向）させる。すると、このモータ２の回転がモータギア２ａから中間ギア６に伝達されて、中間ギア６が矢印Ｊ方向に回転する。
すると、中間ギア６の矢印Ｊ方向の回転に連動して、揺動板７が矢印Ａ方向に揺動すると共に、第２減速ギア９がプラテンギア３ｃに連結する。そして、中間ギア６の回転が、第２減速ギア９に伝達される。
この時、第２減速ギア９は、図５に示すように、矢印Ｋ方向に回転し、この回転がプラテンローラ３に伝達されて、プラテンローラ３が、低速回転時と同じ矢印Ｈ方向に回転すると共に、その回転速度を高速に切り換えることができる。
【００２６】
次に、本発明のサーマルプリンタの印刷動作を説明すると、まず本体ケース１の給紙口１ｄから記録用紙（図示せず）を用紙ガイド部１ｅに沿って内部に挿入して、用紙検出センサ（図示せず）記録用紙を検出すると、プラテンローラ３とサーマルヘッド４との間に記録用紙が狭持される前から、プラテンローラ３を回転させるようになっている。この時のプラテンローラ３の回転速度は、低速に切り換えされている。
そして、記録用紙がプラテンローラ３まで給紙されると、この記録用紙は、低速で回転中のプラテンローラ３により搬送方向におけるプラテンローラ３より下流側に搬送される。前記プラテンローラ３により搬送中の記録用紙は、サーマルヘッド４と摩擦しながら搬送され、記録用紙の印刷開始位置がサーマルヘッドの発熱素子に位置合わせされて記録用紙の頭出しが行われる。
【００２７】
前記記録用紙の頭出し後、サーマルヘッド４の複数の発熱素子を、印刷情報に基づいて選択的に発熱させると共に、プラテンローラ３により記録用紙を下流側に搬送することにより、感熱紙からなる記録用紙が印刷情報に基づいて発色されて、感熱紙に所望の画像を印刷することができる。
この印刷中のプラテンローラ３の回転速度は、高速に切り換えられており、印刷速度も高速になっている。
そして、印刷後の記録用紙は、プラテンローラ３の回転で本体ケース１の外部に排紙されるようになっている。
【００２８】
この印刷終了後の記録用紙を排紙時において、プラテンローラ３とサーマルヘッド４との間から、記録用紙がなくなっても、プラテンローラ３を更に回転させることにより、記録用紙を確実に排紙できるようにしている。
このような印刷動作時における、少なくともプラテンローラ３とサーマルヘッド４との間に記録用紙がない給排紙時の、プラテンローラ３に加わる回転負荷は、プラテンローラ３とサーマルヘッド４とが直接摩擦するので大きくなる。
【００２９】
そのために、本発明のサーマルプリンタは、少なくとも給排紙時において、モータ２の正転（矢印Ｃ方向）により、第１減速ギア８をプラテンギア３ｃに連結させて、プラテンローラ３を低速回転させる。
このことにより、モータ２からプラテンローラ３に伝達する駆動トルクを大きくすることができ、回転負荷の大きなプラテンローラ３を、スムーズに回転させることができる。
【００３０】
また、サーマルヘッド４とプラテンローラ３との間に記録用紙が搬送されて印刷中には、記録用紙がサーマルヘッド４と摩擦しながら搬送されるので、プラテンローラ３に加わる回転負荷は小さくなる。
このような、プラテンローラ３の回転負荷が小さい時は、モータ２を逆転（矢印Ｄ方向）させて、第２減速ギア９をプラテンギア３ｃに連結させることにより、プラテンローラ３を高速回転させる。
このことにより、モータ２からプラテンローラ３に伝達する駆動トルクは小さくなるが、プラテンローラ３を高速で回転させることができ、高速印刷が可能になる。
【００３１】
また、記録用紙に２色印刷等の特殊印刷を行う場合、通常のモノクロ印刷に比較して印刷時のサーマルヘッド４には、大きなパワーが必要となり、印刷速度を低速にする必要がある。
このような特殊印刷を行う場合には、モータ２を常に正転（矢印Ｃ方向）させて、プラテンローラ３を常に低速回転させることにより、高品質な２色印刷等の特殊印刷を行うことはできる。
即ち、本発明のサーマルプリンタは、モータ２の回転速度、および回転トルクを変えることなく、プラテンローラ３の回転速度を、低速、または高速に切り換えることができる。そのために、低消費電力のモータを使っても、このモータの回転をプラテンローラ３に確実に伝達して回転させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のサーマルプリンタは、記録用紙に印刷時と、減速ギアの減速比を切り換えて、プラテンローラの回転速度を低速、または高速に切り換えるようにしたので、モータの出力を低下させることなく、印刷速度を低速、または高速に切り換えることができ、通常時と印刷条件の異なる２色印刷等の特殊印刷でも、モータを正常に駆動させて高品質の印刷をすることができる。
また、低消費電力のモータを使っても、このモータの回転をプラテンローラ３に確実に伝達して回転させることができるので、モータの消費電流を小さくして、省電力化が可能なサーマルプリンタを提供できる。
【００３３】
また、モータの減速比の切り換えは、少なくとも印刷時よりも、給排紙時の方を、プラテンローラの回転速度を低速にするようにしたので、少なくともプラテンローラとサーマルヘッドとの間に記録用紙がない給排紙時において、プラテンローラを低速回転させることにより、プラテンローラの駆動トルクを大きくすることができる。
そのために、サーマルヘッドとの摩擦抵抗で回転負荷が大きくなったプラテンローラに、大きな駆動トルクを伝達することができ、プラテンローラを無理なく回転させて、スムーズな給排紙ができる。
【００３４】
また、モータを正転させると、第１減速ギアがプラテンローラに連結してプラテンローラが低速回転し、また、モータを逆転させると、第２減速ギアがプラテンローラに連結して、プラテンローラが低速回転と同方向に高速回転するようにしたので、モータを正転、逆転させるだけで、プラテンローラの回転速度を高速、または低速に切り換え可能な、構造が簡単なサーマルプリンタを提供できる。
【００３５】
また、モータを正転させると、中間ギア、第３減速ギア、第１減速ギアを介してプラテンローラが低速回転し、モータを逆転させると、中間ギア、第２減速ギアを介してプラテンローラが低速回転と同方向に高速回転するようにしたので、プラテンローラの回転速度を確実に、低速、または高速に切り換えて、高品質で、且つ高速の印刷を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関するサーマルプリンタの要部断面図である。
【図２】本発明に係わる揺動板の揺動を説明する要部断面図である。
【図３】本発明に係わる揺動板の揺動を説明する要部断面図である。
【図４】本発明に係わる第１減速ギアの動作を説明する図である。
【図５】本発明に係わる第２減速ギアの動作を説明する図である。
【符号の鋭明】
１ 本体ケース
１ａ 下ケース
１ｂ 上ケース
１ｃ 側板
１ｄ 給紙口
１ｅ 用紙ガイド部
２ モータ
２ａ モータギア
３ プラテンローラ
３ａ ローラ部
４ サーマルヘッド
５ ヘッド載置部
５ａ 回動支点
６ 中間ギア
６ａ 大歯車
６ｂ 小歯車
７ 揺動板
８ 第１減速ギア
９ 第２減速ギア
１０ 第３減速ギア
１０ａ 大歯車
１０ｂ 小歯車

Claims (3)

1. サーマルヘッドと、記録用紙を前記サーマルヘッドとの間で圧接した状態で搬送可能なプラテンローラと、このプラテンローラに回転を伝達可能なモータとを備え、
   前記モータと前記プラテンローラとの間には、前記モータの回転を減速させて前記プラテンローラのプラテンギアに伝達可能な減速ギアを有し、
   前記記録用紙に印刷時と、前記記録用紙の給紙時および排紙時とにおいて、前記減速ギアの減速比を切り換えて、前記プレテンローラの回転速度を低速または高速に切替えるようにし、
   前記減速ギアは、前記プラテンギアに対して係脱可能で減速比の異なる第１、第２減速ギアを有し、この第１、第２減速ギアは、前記モータの正転逆転に連動して揺動可能な揺動板に軸支され、前記モータを正転させると、前記揺動板が一方側に揺動すると共に、前記第１減速ギアが前記プラテンギアに連結して、前記プラテンローラが前記低速で回転し、また、前記モータを逆転させると、前記揺動板が他方側に揺動すると共に、前記第２減速ギアが前記プラテンギアに連結して、前記プラテンローラが前記低速回転と同方向に前記高速で回転するようにしたことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記減速比の切り換えは、前記印刷時よりも、前記給排紙時の方を、前記プラテンローラの回転速度を前記低速にするようにしたことを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
3. 前記モータと前記第１、第２減速ギアとの間には、前記モータの回転を減速させて前記第１、第２減速ギアに伝達可能な中間ギアが配設され、前記第１減速ギアと前記中間ギアとの間には、前記中間ギアの回転を前記第１減速ギア８に伝達可能な第３減速ギアを配設し、前記モータを前記正転させると、前記中間ギア、前記第３減速ギア、前記第１減速ギアを介して前記プラテンローラが一方向に前記低速で回転し、前記モータを前記逆転させると、前記中間ギア、前記第２減速ギアを介して前記プラテンローラが前記高速で回転するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のサーマルプリンタ。

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