JP4189414B2 - サーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、表面と裏面に同時に印刷可能なサーマルプリンタに関する。

感熱紙の表裏両面に同時に印刷をするためのサーマルプリンタにおいて、例えば下記特許文献１に記載されているように、２つのプラテンローラと２つのサーマルヘッドを備えた両面サーマルプリンタが提案されている。

この種の従来の両面サーマルプリンタは、第１プラテンローラと第２プラテンローラを互いに同期して同一の送り速度で回転させている。サーマル用紙は第１プラテンローラと第１サーマルヘッドとの間を通ることにより、サーマル用紙の一方の面に第１サーマルヘッドによって印刷が行なわれる。さらにこのサーマル用紙が第２プラテンローラと第２サーマルヘッドとの間を通ることにより、サーマル用紙の一方の面に第２サーマルヘッドによって印刷が行なわれる。
特開平１１−２８６１４７号公報

前記従来の両面サーマルプリンタは、第１プラテンローラの送り速度と第２プラテンローラの送り速度が少しでも異なると、これら一対のプラテンローラ間でサーマル用紙に弛みが発生したり、逆にサーマル用紙に張力がかかり過ぎて、印刷品質に不具合を起こす可能性がある。このため各プラテンローラの外径や送り速度を高精度に管理する必要があるが、一般にゴム弾性を有する材料からなるプラテンローラの外径や送り速度を高精度に管理することには限界がある。

したがって本発明の目的は、サーマル用紙に適度な張りを与えた状態で両面印刷が可能でかつ構造が単純なサーマルプリンタを提供することにある。

本発明のサーマルプリンタは、表裏両面に感熱層を有する両面サーマル用紙に印刷するサーマルプリンタであって、ロール状に巻かれた前記サーマル用紙を収容する用紙収容部と、前記サーマル用紙の一方の面に接するよう配置された第１サーマルヘッドと、前記第１サーマルヘッドに対し前記サーマル用紙を挟んで対向する第１プラテンローラと、前記第１サーマルヘッドを前記第１プラテンローラに向けて押圧する第１付勢手段と、前記第１プラテンローラと一体に回転するプラテンギヤと、前記第１サーマルヘッドよりも用紙の送り方向上流側に配置され、前記サーマル用紙の他方の面に接する第２サーマルヘッドと、前記第２サーマルヘッドに対し前記サーマル用紙を挟んで対向し前記サーマル用紙の一方の面に下側から接する第２プラテンローラと、前記第２サーマルヘッドを前記第２プラテンローラに向けて押圧する第２付勢手段と、モータと、前記モータの回転を前記プラテンギヤに伝えるための動力伝達機構とを有している。そしてこの動力伝達機構は、前記モータによって回転する駆動ギヤと、前記第２プラテンローラと同軸上に配置され、前記第２プラテンローラに対し相対的に回転自在で、かつ、前記駆動ギヤおよび前記プラテンギヤの双方に噛合って前記駆動ギヤの回転を前記プラテンギヤに伝えるアイドラギヤとを具備し、前記第１プラテンローラが前記プラテンギヤと前記アイドラギヤと前記駆動ギヤを介して前記モータによって回転駆動され、前記第２プラテンローラが前記サーマル用紙の移動に伴って従動回転し、前記サーマル用紙の前記一方の面が前記第２プラテンローラの上面に接するとともに該サーマル用紙の他方の面が前記第２サーマルヘッドに接し、かつ、前記サーマル用紙の前記他方の面が前記第１プラテンローラの下面から上方に向かう面にわたって接するとともに該サーマル用紙の前記一方の面が前記第１サーマルヘッドに接し、前記第１プラテンローラが回転することによって該サーマル用紙が前記第１サーマルヘッドから繰出されるものである。

本発明の一つの形態では、ロール状に巻かれた前記サーマル用紙が収容されるプリンタ本体と、前記プリンタ本体にヒンジ部を中心に上下方向に開閉可能に設けられたカバーを有し、前記プリンタ本体に前記第１サーマルヘッドと前記第２プラテンローラと前記モータと前記駆動ギヤと前記アイドラギヤが配置され、前記カバーに前記第１プラテンローラと前記プラテンギヤと前記第２サーマルヘッドが配置され、前記カバーを閉じた状態において前記第１サーマルヘッドが前記第１付勢手段によって前記第１プラテンローラに向けて押圧されるとともに前記第２サーマルヘッドが前記第２付勢手段によって前記第２プラテンローラに向けて押圧されかつ前記プラテンギヤが前記アイドラギヤに噛合い、前記カバーを開けた状態において前記第１プラテンローラが前記第１サーマルヘッドから離れるとともに前記第２サーマルヘッドが前記第２プラテンローラから離れかつ前記プラテンギヤが前記アイドラギヤから離れるようになっている。

また本発明は、前記第１サーマルヘッドが前記第１プラテンローラの側方に縦向きの姿勢で配置され、前記サーマル用紙がこれら第１サーマルヘッドと第１プラテンローラとの間を縦方向に通り、前記第２サーマルヘッドが前記第２プラテンローラの上方に横向きの姿勢で配置され、前記サーマル用紙がこれら第２サーマルヘッドと第２プラテンローラとの間を横方向に通るように構成されていてもよい。

本発明によれば、第１プラテンローラと第２プラテンローラのそれぞれの外径に影響を受けることなく、第１サーマルヘッドと第２サーマルヘッドとの間においてサーマル用紙に適度な張力を与えることができる。本発明は、第１プラテンローラと第２プラテンローラの双方の送り速度を管理する必要のあった従来装置と比較して、構成が簡単であり、第１プラテンローラの送り速度を基準として、第１サーマルヘッドと第２サーマルヘッドによって両面サーマル用紙の各面に同時印刷することができる。

以下に本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタについて、図１〜図４を参照して説明する。
図１はサーマルプリンタ１０の内部を模式的に示している。このサーマルプリンタ１０は、両面サーマル用紙１１の表裏両面に同時に印刷することが可能であり、例えば店舗等の金銭登録機に使用することができる。

両面サーマル用紙１１（以下、単にサーマル用紙と呼ぶ）は、図２に示すように、基紙１２と、基紙１２の表裏両面に形成された感熱層１３，１４とを有している。すなわち、基紙１２の一方の面（例えば表面）に第１の感熱層１３が形成され、基紙１２の他方の面（例えば裏面）に第２の感熱層１４が形成されている。これら感熱層１３，１４は、所定の温度以上に加熱されたときに例えば黒あるいは赤などの所望の色に発色する材料によって構成されている。このサーマル用紙１１は、図１に示すように第１の感熱層１３が外側を向くようにロール状に巻かれている。

サーマルプリンタ１０は、プリンタ本体２０と、開閉可能なカバー２１とを有している。プリンタ本体２０の内部に、ロール状のサーマル用紙１１を収容する用紙収容部２２が設けられている。カバー２１は、プリンタ本体２０の後部に設けられたヒンジ部２３の軸２４を中心として上下方向に開閉可能であり、カバー２１を開けた状態において、プリンタ本体２０の上面側が開放するようになっている。図１はカバー２１を閉じた状態、図４はカバー２１を開けた状態を示している。

プリンタ本体２０に、第１サーマルヘッド３１が設けられている。第１サーマルヘッド３１は、サーマル用紙１１の一方の面すなわち第１の感熱層１３に接するよう配置されている。第１サーマルヘッド３１は、放熱部材としてのヒートシンク３２に取付けられている。第１サーマルヘッド３１とヒートシンク３２は、軸３３を中心に回動することができる。

カバー２１側には、第１サーマルヘッド３１と対応する位置に、第１プラテンローラ４１が設けられている。図１に示すようにカバー２１を閉じた状態において、第１プラテンローラ４１は、サーマル用紙１１を間に挟んだ状態で、第１サーマルヘッド３１と対向するようになっている。

第１プラテンローラ４１は、例えばＮＢＲ（ニトリルゴム）などのゴム弾性を有しかつ摩擦係数が金属よりも大きい弾性材料からなる。第１プラテンローラ４１は円柱状に形成され、水平方向に延びるプラテン軸４２を中心に、プラテン軸４２と一体に回転することができる。第１プラテンローラ４１の上方に、サーマル用紙１１を切断する際に使用するカッタ機構４３が設けられている。

図１に示すように第１サーマルヘッド３１は、第１プラテンローラ４１の側方に縦向き（ほぼ垂直）の姿勢で配置されている。用紙収容部２２に収納されたロール状のサーマル用紙１１の先端部は、第１サーマルヘッド３１と第１プラテンローラ４１との間を、下から上に向って縦方向に通り、カッタ機構４３を通ってから上方に排出されるようになっている。

第１サーマルヘッド３１の背面側に第１付勢手段４５が設けられている。第１付勢手段４５の一例は、圧縮コイルばねあるいはねじりばね等のばね部材であり、プリンタ本体２０に設けられたばね座４６とヒートシンク３２との間に、圧縮された状態で配置されている。この第１付勢手段４５は、第１サーマルヘッド３１を第１プラテンローラ４１に向けて図１中の矢印Ａ方向に押圧している。

図３に示すように、第１プラテンローラ４１の隣りにプラテンギヤ５０が設けられている。プラテンギヤ５０は前記プラテン軸４２に固定され、第１プラテンローラ４１と一体に回転するようになっている。プラテン軸４２は、カバー２１に設けられた左右一対の軸受部５１（図３に一方のみ示す）に、回転自在に支持されている。

カバー２１に第２サーマルヘッド５２が設けられている。第２サーマルヘッド５２は、第１サーマルヘッド３１に対してサーマル用紙１１の送り方向上流側に配置されている。第２サーマルヘッド５２は、サーマル用紙１１の他方の面すなわち第２の感熱層１４に接するように配置されている。この第２サーマルヘッド５２は、放熱部材としてのヒートシンク５３に取付けられ、軸５４を中心に回動することができる。

プリンタ本体２０には、第２サーマルヘッド５２と対応する位置に、第２プラテンローラ６２が設けられている。図１に示すようにカバー２１を閉じた状態において、第２プラテンローラ６２は、サーマル用紙１１を挟んだ状態で、第２サーマルヘッド５２と対向する。

第２プラテンローラ６２は、例えばＮＢＲなどのゴム弾性を有しかつ摩擦係数が大きい弾性材料からなる。第２プラテンローラ６２は円柱状に形成され、水平方向に延びる軸６３を中心に、軸６３と一体に回転することができる。軸６３は、プリンタ本体２０に設けられている左右一対の軸受部６４（図３に一方のみ示す）によって、回転自在に支持されている。

第２サーマルヘッド５２の背面側に第２付勢手段７０が設けられている。第２付勢手段７０の一例は、圧縮コイルばねあるいはねじりばね等のばね部材であり、カバー２１に設けられたばね座７１とヒートシンク５３との間に、圧縮された状態で配置されている。この第２付勢手段７０は、第２サーマルヘッド５２を第２プラテンローラ６２に向けて図１中の矢印Ｂ方向に押圧している。

プリンタ本体２０にモータ８０が収容されている。モータ８０の回転軸８１に出力ギヤ８２が取付けられている。モータ８０の回転（出力ギヤ８２の回転）は、動力伝達機構８５を介して、前記プラテンギヤ５０に伝達される。動力伝達機構８５は、出力ギヤ８２に噛合う減速ギヤ８６と、減速ギヤ８６と一体に回転する駆動ギヤ８７と、アイドラギヤ８８とを含んでいる。駆動ギヤ８７とアイドラギヤ８８は、水平方向に延びる軸９０に取付けられている。軸９０は、軸受部９１（図３に示す）によってプリンタ本体２０に回転自在に支持されている。

アイドラギヤ８８は、第２プラテンローラ６２と同軸上に配置されている。すなわちこのアイドラギヤ８８は、第２プラテンローラ６２の軸６３に、第２プラテンローラ６２と隣り合って配置されている。しかもこのアイドラギヤ８８は、第２プラテンローラ６２に対して相対的に回転できるように、軸受部９５を介して、第２プラテンローラ６２の軸６３に回転自在に支持されている。アイドラギヤ８８は、駆動ギヤ８７とプラテンギヤ５０の双方に噛合っていて、駆動ギヤ８７の回転をプラテンギヤ５０に伝える機能を担っている。

図１に示すように第２サーマルヘッド５２は、第２プラテンローラ６２の上方に、横向き（ほぼ水平）の姿勢で配置されている。用紙収容部２２に収納されたロール状のサーマル用紙１１は、第２サーマルヘッド５２と第２プラテンローラ６２との間を横方向に通って、第１サーマルヘッド３１に向けて搬送される。すなわちサーマル用紙１１は、第２サーマルヘッド３２を横方向に通った後、送り方向がほぼ９０°変化して上方に向かい、第２サーマルヘッド３１を縦方向に通って上方に排出されるようになっている。

以上説明したように本実施形態のサーマルプリンタ１０は、プリンタ本体２０に、第１サーマルヘッド３１と、第２プラテンローラ６２と、モータ８０と、アイドラギヤ８８などが配置されている。一方、カバー２１側に、第１プラテンローラ４１と、プラテンギヤ５０と、第２サーマルヘッド５２などが配置されている。

このため図４に示すようにカバー２１を開けると、第１サーマルヘッド３１が第１プラテンローラ４１から離れるとともに、第２サーマルヘッド５２が第２プラテンローラ６２から離れる。また、プラテンギヤ５０がアイドラギヤ８８から離れることにより、プリンタ本体２０の上面側が開放され、第１および第２サーマルヘッド３１，５２や第１および第２プラテンローラ４１，６２が外部に完全に露出した状態となる。

以下に、本実施形態のサーマルプリンタ１０の作用について説明する。
図１に示すようにカバー２１を閉じると、第１サーマルヘッド３１が第１付勢手段４５によって、第１プラテンローラ４１に押圧されるとともに、第２サーマルヘッド５２が第２付勢手段７０によって、第２プラテンローラ６２に押圧され、かつ、プラテンギヤ５０がアイドラギヤ８８に噛合う。第１サーマルヘッド３１と第１プラテンローラ４１との間にサーマル用紙１１を通し、かつ、第２サーマルヘッド５２と第２プラテンローラ６２との間にもサーマル用紙１１を通す。

この状態でモータ８０が回転すると、出力ギヤ８２が図１に矢印Ｒ１で示す方向に回転することにより、減速ギヤ８６と駆動ギヤ８７がＲ２方向に回転する。さらにアイドラギヤ８８がＲ３方向に回転することにより、プラテンギヤ５０と第１プラテンローラ４１がＲ４方向に回転する。

第１プラテンローラ４１がＲ４方向に回転することにより、サーマル用紙１１が第１サーマルヘッド３１と接しながら図１に矢印Ｃで示す方向に移動する。このため第１サーマルヘッド３１によってサーマル用紙１１の第１の感熱層１３に印刷することができる。また、サーマル用紙１１が第２サーマルヘッド５２と接しながら第１サーマルヘッド３１に向って水平方向に移動する。このため第２サーマルヘッド５２によってサーマル用紙１１の第２の感熱層１４に印刷することができる。第２プラテンローラ６２は自身で回転することはなく、サーマル用紙１１の移動することに伴って従動回転する。

以上説明したように、第１プラテンローラ４１が矢印Ｒ４方向に回転することにより、サーマル用紙１１が第１サーマルヘッド３１と第１プラテンローラ４１との間から矢印Ｃ方向に引き出される。これと同時にサーマル用紙１１は、第２サーマルヘッド５２と第２プラテンローラ６２との間から第１サーマルヘッド３１に向って移動する。ここでサーマル用紙１１と第２サーマルヘッド５２との間に摩擦力が生じるため、サーマル用紙１１は第１サーマルヘッド３１と第２サーマルヘッド５２との間で張力（テンション）が与えられる。

こうしてサーマル用紙１１に適度な張力を与えることができるため、第１サーマルヘッド３１と第２サーマルヘッド５２とによって、サーマル用紙１１の両面同時印刷を高品質に行なうことができる。印刷されたサーマル用紙１１は、モータ８０が回転することによって第１サーマルヘッド３１から所定量繰出されたのち、カッタ機構４３によって切断される。

図４に示すようにカバー２１を開けると、第１サーマルヘッド３１が第１プラテンローラ４１から離れるとともに、第２サーマルヘッド５２が第２プラテンローラ６２から離れる。また、プラテンギヤ５０がアイドラギヤ８８から離れる。この状態ではプリンタ本体２０の上面側が開放され、第１および第２サーマルヘッド３１，５２や第１および第２プラテンローラ４１，６２が外部に完全に露出した状態となるため、サーマル用紙１１の交換や補充、あるいは紙詰まり時のトラブル処理等を容易に行なうことができる。

本実施形態のサーマルプリンタ１０によれば、第１プラテンローラ４１と第２プラテンローラ６２の外径に影響されることなく、第１プラテンローラ４１と第２プラテンローラ６２との間に適度な張りを与えることができる。このため印刷中にサーマル用紙１１が弛んだり、引っ張られ過ぎたりすることを回避でき、第１プラテンローラ４１の送り速度を基準として、一対のサーマルヘッド３１，５２によって両面同時印刷を品質良く行なうことができる。

しかも本実施形態のサーマルプリンタ１０は、第１プラテンローラと第２プラテンローラの双方の送り速度を高精度に管理する必要がある従来装置と比較して、構成が単純である。しかも本実施形態は、駆動源として１個のモータ８０を用い、その回転軸８１から第１プラテンローラ４１に至る動力伝達機構８５がシンプルでかつコンパクトである。

またサーマル用紙１１は、ほぼ水平な姿勢の第１サーマルヘッド３１を横方向に通った後、第１プラテンローラ４１のところで方向をほぼ９０°変換して上方に向かい、ほほ垂直な姿勢の第２サーマルヘッド３１を通って上方に排出される。サーマル用紙１１の搬送路をこのように構成したことにより、第１サーマルヘッド３１と第２サーマルヘッド５２との間の距離を短くすることができ、サーマルヘッド３１，５２もコンパクトにまとまり、両面印刷用のサーマルプリンタ１０をさらに小形に構成することができた。

なお本発明を実施するに当たって、サーマルヘッド、プラテンローラ、プラテンギヤ、付勢手段、動力伝達機構をはじめとして、本発明の構成要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。また本発明のサーマルプリンタは、片面のみに感熱層を有する片面サーマル用紙に印刷する場合に用いることもできる。

本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタの内部を模式的に示す側面図。 両面サーマル用紙を模式的に示す断面図。 図１中のＦ３−Ｆ３線に沿うサーマルプリンタの一部の断面図。 図１に示されたサーマルプリンタのカバーを開けた状態を模式的に示す側面図。

符号の説明

１０…サーマルプリンタ
１１…サーマル用紙
１３，１４…感熱層
２０…プリンタ本体
２１…カバー
３１…第１サーマルヘッド
４１…第１プラテンローラ
４５…第１付勢手段
５０…プラテンギヤ
５２…第２サーマルヘッド
６２…第２プラテンローラ
７０…第２付勢手段
８０…モータ
８５…動力伝達機構
８７…駆動ギヤ
８８…アイドラギヤ

Claims (3)

1. 表裏両面に感熱層を有する両面サーマル用紙に印刷するサーマルプリンタであって、
   ロール状に巻かれた前記サーマル用紙を収容する用紙収容部と、
   前記サーマル用紙の一方の面に接するよう配置された第１サーマルヘッドと、
   前記第１サーマルヘッドに対し前記サーマル用紙を挟んで対向する第１プラテンローラと、
   前記第１サーマルヘッドを前記第１プラテンローラに向けて押圧する第１付勢手段と、
   前記第１プラテンローラと一体に回転するプラテンギヤと、
   前記第１サーマルヘッドよりも用紙の送り方向上流側に配置され、前記サーマル用紙の他方の面に接する第２サーマルヘッドと、
   前記第２サーマルヘッドに対し前記サーマル用紙を挟んで対向し前記サーマル用紙の一方の面に下側から接する第２プラテンローラと、
   前記第２サーマルヘッドを前記第２プラテンローラに向けて押圧する第２付勢手段と、
   モータと、
   前記モータの回転を前記プラテンギヤに伝えるための動力伝達機構と、
   を有し、
   前記動力伝達機構は、
   前記モータによって回転する駆動ギヤと、
   前記第２プラテンローラと同軸上に配置され、前記第２プラテンローラに対し相対的に回転自在で、かつ、前記駆動ギヤおよび前記プラテンギヤの双方に噛合って前記駆動ギヤの回転を前記プラテンギヤに伝えるアイドラギヤと、
   を具備し、
   前記第１プラテンローラが前記プラテンギヤと前記アイドラギヤと前記駆動ギヤを介して前記モータによって回転駆動され、前記第２プラテンローラが前記サーマル用紙の移動に伴って従動回転し、
   前記サーマル用紙の前記一方の面が前記第２プラテンローラの上面に接するとともに該サーマル用紙の他方の面が前記第２サーマルヘッドに接し、かつ、前記サーマル用紙の前記他方の面が前記第１プラテンローラの下面から上方に向かう面にわたって接するとともに該サーマル用紙の前記一方の面が前記第１サーマルヘッドに接し、前記第１プラテンローラが回転することによって該サーマル用紙が前記第１サーマルヘッドから繰出されることを特徴とするサーマルプリンタ。
2. ロール状に巻かれた前記サーマル用紙が収容されるプリンタ本体と、
   前記プリンタ本体にヒンジ部を中心に上下方向に開閉可能に設けられたカバーを有し、
   前記プリンタ本体に前記第１サーマルヘッドと前記第２プラテンローラと前記モータと前記駆動ギヤと前記アイドラギヤが配置され、
   前記カバーに前記第１プラテンローラと前記プラテンギヤと前記第２サーマルヘッドが配置され、
   前記カバーを閉じた状態において前記第１サーマルヘッドが前記第１付勢手段によって前記第１プラテンローラに向けて押圧されるとともに前記第２サーマルヘッドが前記第２付勢手段によって前記第２プラテンローラに向けて押圧されかつ前記プラテンギヤが前記アイドラギヤに噛合い、
   前記カバーを開けた状態において前記第１プラテンローラが前記第１サーマルヘッドから離れるとともに前記第２サーマルヘッドが前記第２プラテンローラから離れかつ前記プラテンギヤが前記アイドラギヤから離れることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
3. 前記第１サーマルヘッドが前記第１プラテンローラの側方に縦向きの姿勢で配置され、前記サーマル用紙がこれら第１サーマルヘッドと第１プラテンローラとの間を縦方向に通り、
   前記第２サーマルヘッドが前記第２プラテンローラの上方に横向きの姿勢で配置され、前記サーマル用紙がこれら第２サーマルヘッドと第２プラテンローラとの間を横方向に通ることを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリンタ。

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