JP4336571B2 - サーマルヘッド圧接機構およびこれを用いたサーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッドを記録用紙に均一に圧接して印刷することができるサーマルヘッド圧接機構およびこれを用いたサーマルプリンタに関する。

従来のサーマルヘッド圧接機構は、図４に示すように、サーマルプリンタのフレーム（図示せず）側には、プラテンローラ５２が回転自在に支持されており、このプラテンローラ５２の上方に、プラテンローラ部５２に対して接離（ヘッドアップ／ダウン）可能なラインヘッドからなるサーマルヘッド５３が配設されている。
前記サーマルヘッド５３は、サーマルヘッド圧接機構であるヘッド支持レバー５４に取り付けられて、プラテンローラ５２に対して接離可能に支持されている。

前記ヘッド支持レバー５４は、サーマルヘッド５３を下面側に支持したヘッド支持部５５ａを有する第１ヘッド支持レバー５５と、ヘッド支持部５５ａを後述するバネ５７を介してプラテンローラ５２側に弾性付勢する付勢部５６ａを有する第２ヘッド支持レバー５６とからなっている。

また、第１ヘッド支持レバー５５には、ヘッド支持部５５ａの長手方向の両端部から図示右方向に円弧状の第１、第２アーム部５５ｂ、５５ｃが延長形成されている。前記第１アーム部５５ｂの図示右端部側には、図示上下方向に長孔状の第１支持孔５５ｄが貫通形成され、この第１支持孔５５ｄと対向する第２アーム部５５ｃの位置に、円形状の第２支持孔（図示せず）が貫通形成されている。
また、第２ヘッド支持レバー５６には、付勢部５６ａの長手方向の両端部から図示右方向に円弧状の第３、第４アーム部５６ｂ、５６ｃが延長形成されている。
この第３アーム部５６ｂは、第１アーム部５５ｂの外側に隣接して配置され、第４アーム部５６ｃは、第２アーム部５５ｃの外側に隣接して配置されている。

また、第３アーム部５６ｂには、長孔状の第１支持孔５５ｄと対向する位置に、円形状の第３支持孔５６ｄが形成されている。
また、第４アーム部５６ｃには、第２アーム部５５ｃの円形状の第２支持孔と対向する位置に、円形状の第４支持孔（図示せず）が形成されている。
前記ヘッド支持レバー５４は、フレーム側に形成した支持軸（図示せず）に支持した第１、第３支持孔５５ｄ、５６ｄ、および第２、第４支持孔（図示せず）を支点として回動することにより、サーマルヘッド５３がプラテンローラ５２に対して接離可能になっている。

また、第１、第２ヘッド支持レバー５５、５６のヘッド支持部５５ａと付勢部５６ａとの間には一対のバネ５７が支持され、この一対のバネ５７の付勢力により、ヘッドダウンさせたサーマルヘッド５３がプラテンローラ５２に圧接可能になっている。また、第１、第２アーム部５５ｂ、５５ｃの互いに対向する位置には、外向きに切り曲げした係止部５５ｆがそれぞれ形成されている。
前記バネ５７で互いに離れる方向に付勢されるヘッド支持部５５ａと付勢部５６ａとは、係止部５５ｆによって所定寸法以上離れないように組み合わせ可能になっている。

このような構成の従来のサーマルヘッド圧接機構を用いたサーマルプリンタは、第１、第２ヘッドレバー５５ｂ、５５ｃの外側に位置する第２ヘッド支持レバー５６の第３、第４アーム部５６ｂ、５６ｃが、ヘッドアップ／ダウン部材（図示せず）に支持されている。
そして、ヘッドアップ／ダウン部材を駆動させて、第２ヘッド支持レバー５６の第３、第４アーム部５６ｂ、５６ｃを上方に回動させると、ヘッド支持レバー５４が上方に回動して、サーマルヘッド５３がプラテンローラ５２から離間してヘッドアップされる。
このヘッドアップ状態のサーマルヘッド５３とプラテンローラ５２との間には、感熱紙からなる記録用紙５８が給紙されている。

この状態で、ヘッドアップ／ダウン部材により、ヘッド支持レバー５４を下方に回動させると、サーマルヘッド５３がヘッドダウンして、記録用紙５８をプラテンローラ５２に圧接する。
この時のサーマルヘッド５３は、第１ヘッド支持レバー５５のヘッド支持部５５ａに一対のバネ５７の付勢力が働いて、プラテンローラ５２に対してシート部材５８を均一に圧接することができる。
そして、サーマルヘッド５３の複数の発熱素子（図示せず）を印刷情報に基づいて選択的に発熱させることにより、感熱紙からなる記録用紙５８が選択的に発色して、記録用紙５８に所望の画像を印刷することができる。
特開２００２−１４４６１４号公報 特開２００２−１５４２４９号公報

しかし、従来のサーマルヘッド圧接機構は、ヘッド支持部５５ａと第１、第２アーム部５５ｂ、５５ｃを有する第１ヘッド支持レバー５５と、付勢部５６ａと第３、第４アーム部５６ｂ、５６ｃを有する第２ヘッド支持レバー５６とを組み合わせてヘッド支持レバー５４を組み立てていたので、部品点数が多く組立が複雑で、コストアップになる問題があった。
また、一対のバネ５７に、長さ、あるいは線径等のバラツキがあると、ヘッド支持部５５ａに対する付勢力にバラツキが発生して、サーマルヘッド５３を均一にプラテンローラ５２に圧接することができなくなる。
そのために、記録用紙５８に高品質の画像印刷ができなくなるおそれがあった。

前述したような課題を解決するために本発明は、部品点数が少なく組立が容易でコストダウンが可能であると共に、シート部材に均一に圧接して高品質な画像印刷をすることができるサーマルヘッド圧接機構およびこれを用いたサーマルプリンタを提供することを目的とする。

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ヘッド圧接機構は、サーマルヘッドと、駆動源の回転が伝達されて回転可能な駆動軸とを備え、前記駆動軸には、前記サーマルヘッドを圧接可能な腕部を形成した一対のレバー部材が所定寸法の間隔を有して回転自在に支持され、前記一対のレバー部材の内側には、前記レバー部材のそれぞれに弾接すると共に前記駆動軸の回転と共に回転可能なカム部材が一対支持され、
前記カム部材と前記レバー部材には、前記駆動軸の回転を前記カム部材を介して前記レバー部材に伝達可能なカム面が互いに係合可能にそれぞれ形成され、前記一対のカム部材の前記カム面を、前記レバー部材の前記カム面に係合させた状態で、前記駆動軸を回転することにより前記カム部材を介して前記レバー部材が回転して、前記腕部が所定の圧接圧で前記サーマルヘッドを圧接するようにしたことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第２の解決手段として、一対の前記カム部材に挟まれた部分には、前記カム部材を前記レバー部材に弾性付勢する弾性部材が配設され、前記駆動軸を回転駆動させて前記レバー部材の前記腕部が前記サーマルヘッドを圧接すると、前記カム部材のカム面が前記レバ部材のカム面を所定量滑って、前記カム部材が前記弾性部材の付勢力に抗して前記レバー部材から離れる方向にスライド移動することを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第３の解決手段として、前記カム部材および前記レバー部材の前記カム面は、所定角度の斜面を有する同じ形状に形成されていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第４の解決手段として、前記サーマルヘッドは、ヘッド取付台に取り付けされ、前記レバー部材の腕部が前記ヘッド取付台を介して前記サーマルヘッドを圧接するようにしたことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第５の解決手段として本発明のサーマルプリンタは、請求項１乃至５記載のサーマルヘッド圧接機構を用い、前記一対のレバー部材の腕部がサーマルヘッドを圧接するようにしたことを特徴とする。

本発明のサーマルヘッド圧接機構は、一対のカム部材の前記カム面を、レバー部材のカム面に係合させた状態で、駆動軸を回転することによりカム部材を介してレバー部材が回転して、腕部が所定の圧接圧でサーマルヘッドを圧接するようにしたので、一対のレバー部材の腕部でサーマルヘッドを均一に圧接することができる。
そのために、本発明のサーマルヘッド圧接機構をサーマルプリンタに用いることにより、記録用紙に高品質の画像印刷を行うことができる。

また、駆動軸を回転駆動させてレバー部材の腕部がサーマルヘッドを圧接すると、カム部材のカム面がレバ部材のカム面を所定量滑って、カム部材が弾性部材の付勢力に抗してレバー部材から離れる方向にスライド移動するので、一対のカム部材を同じ付勢力でレバー部材に弾性付勢して、カム部材の回転力を均一にレバーに伝達することができる。そのために、レバー部材の腕部がサーマルヘッドを均一に圧接することができる。

また、カム部材およびレバー部材のカム面は、所定角度の斜面を有する同じ形状に形成されているので、互いに係合するそれぞれのカム面がスムーズに滑って、駆動軸の回転をカム部材を介して無理なく確実にレバー部材に伝達して、サーマルヘッドを均一に圧接することができる。

また、サーマルヘッドは、ヘッド取付台に取り付けされ、レバー部材の腕部がヘッド取付台を介してサーマルヘッドを圧接するようにしたので、ヘッド取付台を腕部が圧接することによりサーマルヘッドが撓むことない。
そのために、更に均一な圧接圧でサーマルヘッドが記録用紙を圧接することができる。

また、本発明のサーマルプリンタは、請求項１乃至５記載のサーマルヘッド圧接機構を用い、一対のレバー部材の腕部がサーマルヘッドを圧接するようにしたので、均一の圧接圧で圧接されたサーマルヘッドによって、記録用紙に高品質の画像印刷を行うことができる。

本発明のサーマルヘッド圧接機構を図１〜図３に基づいて説明する。図１は本発明のサーマルヘッド圧接機構の斜視図であり、図２、図３は、本発明に関するサーマルヘッド圧接機構の動作を説明する斜視図である。
まず、図１に示す本発明に関するサーマルヘッド圧接機構は、金属からなり横長の棒状で所定の直径寸法からなる駆動軸１が配設されている。前記駆動軸１は、外周面の一方側がカットされ、側面視の形状がＤ字状になって、外周面の一方側にカット面１ａが形成されている。
前記駆動軸１の図示左端部には、モータ等の駆動源の回転軸に支持されたギア（図示せず）が噛み合い可能な駆動ギア２が軸止されて抜け止めされている。

また、駆動軸１の図示左右両端部寄りの位置には、所定寸法の間隔を有して互いに対向する一対のレバー部材３が、回転自在に支持されている。
前記レバー部材３には、駆動軸１と直交する方向に所定長さで延びる腕部３ａが形成されている。また、一対のレバー部材３には、互いに対向する内側の端面に所定の角度の斜面からなるカム面３ｂが形成されている。
また、一対のレバー部材３の内側でカム面３ｂと対向する側には、一対のカム部材４が配設されている。

前記カム部材４は、駆動軸１のカット面１ａによって駆動軸１と共に回転可能になっていると共に、矢印Ａ、Ｂの軸方向にスライド移動可能になっている。
また、カム部材４には、レバー部材３のカム面３ｂと同じ形状に形成されたカム面４ａが、カム面３ｂに係合可能に形成されている。
前記一対のカム部材４に挟まれた隙間部分には、圧縮コイルバネからなる１個の弾性部材５が配設されて、一対のカム部材４をレバー部材３に弾性付勢している。また、回転自在のレバー部材３の外側には、Ｅワッシャー等の抜け止め部材６が駆動軸１に軸止されて、弾性部材５に弾性付勢されたレバー部材３が駆動軸１から抜け止めされている。

このような本発明のサーマルヘッド圧接機構は、弾性部材５により、カム部材４のカム面４ａがレバー部材３のカム面３ｂに弾性付勢されて係合しているので、駆動ギア２の回転で駆動軸１を介してカム部材４が回転すると、レバー部材３も共に回転するようになっている。
このレバー部材３の回転で、レバー部材３の腕部３ａが後述するサーマルヘッド１１に左右均等に圧接可能になっている。

そして、本発明のサーマルヘッド圧接機構を用いたサーマルプリンタを図２に基づいて説明すると、サーマルプリンタは、駆動軸１の下部に横長状で所定厚さのヘッド取付台１０が、プリンタ側のフレーム等に上下動自在に支持されて配設されている。
前記ヘッド取付台１０は、上面にレバー部材３の腕部３ａが弾接可能になっていると共に、下面にサーマルヘッド１１が接着剤等で取り付けられている。
また、サーマルヘッド１１の下部には、サーマルヘッド１１の長さ寸法より長く形成されたプラテンローラ１２が配設され、プラテンローラ１２に対してヘッドアップ／ダウンするサーマルヘッド１１が接離可能になっている。
そして、ヘッドアップ状態のサーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間に、感熱紙からなる記録用紙１３が搬送可能になっている。

このような本発明のサーマルヘッド圧接機構を用いたサーマルプリンタの印刷動作を説明すると、まず、駆動ギャ２を回転駆動させて、レバー部材３の腕部３ａを略水平の上方に回動させた状態で、駆動ギア２の回転を停止する。
同時に、サーマルヘッド１１は、プラテンローラ１２から上方に離間してヘッドアップ状態となる。このヘッドアップ状態のサーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間に記録用紙１３が搬送されて印刷待機状態となっている。

前記印刷待機状態において、モータ等の駆動源（図示せず）を駆動して、駆動ギア２を介して駆動軸１を回転させると、駆動軸１の回転と共にカム部材４も回転する。このカム部材４の回転に連動して、レバー部材３も同方向に回転し、腕部３ａがヘッドアップ状態のヘッド取付台１０を押圧して下方に押し下げる。
このことにより、サーマルヘッド１１がヘッドダウンして、記録用紙１３をプラテンローラ１２に圧接すると、レバー部材３の回転がストップするが、カム部材４は、駆動軸１のカット面１ａによって駆動軸１と共に更に所定の回転角度回転する。

そのために、図２に示すように、カム部材４のカム面４ａがレバー部材３の斜面からなるカム面３ｂを滑って、一対のカム部材４が弾性部材５の付勢力に抗して、矢印Ｂ方向にスライド移動する。
この時のカム部材４の回転力が、互いに係合するカム面３ｂ、４ａを介してレバー部材３に伝達されて、それぞれの腕部３ａがヘッド取付台１０を均等に圧接することができる。
そして、互いのカム面３ｂ、４ａの係合が外れない範囲で、駆動軸１の回転がストップする。
このような、一対の腕部３ａ圧接されたヘッド取付台１０は、サーマルヘッド１１が記録用紙１３をプラテンローラ１２に均一な圧接圧で圧接することができ、記録用紙１３に高品質の画像を印刷することができる。

また、図３に示すように、ヘッド取付台２０に、設計の都合により段差が形成されていたとしても、高さの異なるヘッド取付台２０を一対のレバー部材３の腕部３ａで均一に圧接することができる。
そのために、設計の自由度を向上させることができる。

尚、それぞれのカム面３ｂ、４ａの形状を、所定角度の斜面を有する同じ形状に形成したもので説明したが、カム面３ｂ、４ａの斜面の角度を変えたものでも良い。あるいは、カム面４ａを、カム部材４の端面から略直角状に突出させて形成した凸部（図示せず）をカム面４ａとし、この凸部からなるカム面４ａをレバー部材３の傾斜状のカム面３ｂに圧接して摺動させるようにしたものでも良い。

また、本発明のサーマルヘッド圧接機構をサーマルプリンタに用いたもので説明したが、普通紙からなる記録用紙１３に、インクリボンのインクを熱転写するような熱転写プリンタに用いたものでも良い。

本発明のサーマルヘッド圧接機構の斜視図である。 本発明のサーマルヘッド圧接機構の動作を説明する斜視図である。 本発明のサーマルヘッド圧接機構の動作を説明する斜視図である。 従来のサーマルヘッド圧接機構の斜視図である。

符号の説明

１：駆動軸
１ａ：カット面
２：駆動ギア
３：レバー部材
３ａ腕部
３ｂ：カム面
４：カム部材
４ａ：カム面
５：弾性部材
６：抜け止め部材
１０：ヘッド取付台
１１：サーマルヘッド

Claims (5)

1. サーマルヘッドと、駆動源の回転が伝達されて回転可能な駆動軸とを備え、前記駆動軸には、前記サーマルヘッドを圧接可能な腕部を形成した一対のレバー部材が所定寸法の間隔を有して回転自在に支持され、前記一対のレバー部材の内側には、前記レバー部材のそれぞれに弾接すると共に前記駆動軸の回転と共に回転可能なカム部材が一対支持され、
   前記カム部材と前記レバー部材には、前記駆動軸の回転を前記カム部材を介して前記レバー部材に伝達可能なカム面が互いに係合可能にそれぞれ形成され、前記一対のカム部材の前記カム面を、前記レバー部材の前記カム面に係合させた状態で、前記駆動軸を回転することにより前記カム部材を介して前記レバー部材が回転して、前記腕部が所定の圧接圧で前記サーマルヘッドを圧接するようにしたことを特徴とするサーマルヘッド圧接機構。
2. 一対の前記カム部材に挟まれた部分には、前記カム部材を前記レバー部材に弾性付勢する弾性部材が配設され、前記駆動軸を回転駆動させて前記レバー部材の前記腕部が前記サーマルヘッドを圧接すると、前記カム部材のカム面が前記レバ部材のカム面を所定量滑って、前記カム部材が前記弾性部材の付勢力に抗して前記レバー部材から離れる方向にスライド移動することを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド圧接機構。
3. 前記カム部材および前記レバー部材の前記カム面は、所定角度の斜面を有する同じ形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のサーマルヘッド圧接機構。
4. 前記サーマルヘッドは、ヘッド取付台に取り付けされ、前記レバー部材の腕部が前記ヘッド取付台を介して前記サーマルヘッドを圧接するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のサーマルヘッド圧接機構。
5. 請求項１乃至５記載のサーマルヘッド圧接機構を用い、前記一対のレバー部材の腕部がサーマルヘッドを圧接するようにしたことを特徴とするサーマルプリンタ。
   

Images