JP4412531B2 - サーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッドをプラテンローラとの間に用紙を挟んで印字を行うサーマルプリンタに関し、特に、サーマルヘッドの着脱機構に関する。

例えば、キャッシュレジスタにおいてレシート印字を行うプリンタや、食品のＰＯＳラベルや物流管理用のラベル印字を行う携帯型のラベルプリンタ等として、発熱体を有するサーマルヘッドをプラテンローラに圧接して、両者の間に感熱性の記録紙を挟んで印字を行うサーマルプリンタが多く適用されている。

従来のサーマルプリンタは、例えば、サーマルヘッドが放熱板を兼ねたヘッド支持体に固定され、このヘッド支持体がプリンタの外装フレーム等に回動可能に軸支され、さらに、このヘッド支持体がバネ等により付勢されてプラテンローラ側に押圧されるように構成されている（例えば特許文献１）
特開２０００−３１８２６０号公報

従来のサーマルプリンタにおいては、例えば通電のしすぎや用紙の傷等の影響によりサーマルヘッドの印字ドットに障害が生じた場合、プリンタ全体を分解してサーマルヘッドを交換するしかなく、このような作業は大変手間のかかるものであった。

特に、従来のサーマルプリンタにおいては、ヘッド支持体をプリンタの外装フレームに軸支するためのシャフトに、所謂Ｅリングと呼ばれるＥ型の止め金具を試着させてシャフトが横にスライドしないように固定したり、或いは、ヘッド支持体の左右側面に張り出すように設けられた支軸を、外装フレームに設けられた軸受けに圧入して固定したりするなど、ヘッド支持体を簡単に取り外すことができない構造になっていた。また、ヘッド支持体がプリンタ本体に組み込まれたまま、サーマルヘッドの部分だけを取り外すことも不可能であった。

一般に、文字等の印字を行うサーマルプリンタにあっては、１ドットの印字障害くらいではサーマルヘッドの交換はさほど必要でないが、近年、物流管理用のラベル印字を行うラベルプリンタにおいてはバーコード印字を行う場合があり、今後細い線でバーコード印字を行うようになれば少しのドット欠けでも問題が生じる虞があるため、ドット不良等でサーマルヘッドの交換が必要となる頻度は以前よりも多くなると考えられる。

そこで、本発明者等は、ヘッド支持体を移動可能に保持するロックアームと、ヘッド支持体とロックアームとの間に架設されサーマルヘッドとプラテンローラとの間に押圧力を発生させる付勢手段と、ロックアームとプラテンローラとを保持する外装フレームとを備え、上記サーマルヘッド、ヘッド支持体及び付勢手段が上記ロックアームに組み付けられた状態で上記外装フレームから着脱可能に構成されたサーマルプリンタを提案している（特願２００２−２８３２３０号）。このサーマルプリンタによれば、サーマルヘッドを容易にプリンタ本体から取り出すことができるので、サーマルヘッドの部分を容易に交換することが可能となる。

しかしながら、上記先願で提案したサーマルプリンタにおいては、サーマルヘッドやヘッド支持体、付勢手段がロックアームに組み付けられているため、サーマルヘッドを交換する際にはヘッド支持体や付勢手段等もサーマルヘッドと一緒に交換しなければならない。そのため、部品コストが嵩んでしまっているので、この点を改良することでメンテナンスにかかるコストをさらに低減することができると考えられる。

本発明は、サーマルヘッド交換等のメンテナンスが容易で、メンテナンスにかかる時間の短縮やメンテナンスコストの低減が図れるサーマルプリンタを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、発熱体を有するサーマルヘッドとプラテンローラとの間に用紙を挟んで印字を行うサーマルプリンタであって、上記サーマルヘッド及びプラテンローラを含む印字機構を保持する第１フレーム（外装フレーム１８）と、上記サーマルヘッドが固着されるヘッド支持体（１５）と、該ヘッド支持体を着脱可能に保持する加圧板（１６）と、上記ヘッド支持体と上記加圧板とを結合する結合手段と、上記第１フレームの両側壁に設けられた軸穴に挿通され、上記ヘッド支持体を回動可能に支持する支軸（シャフト２０）と、上記支軸を中心に上記加圧板と一体的に回動可能に構成された第２フレーム（ロックアーム１７）と、上記加圧板と上記第２フレームとの間に架設され、上記ヘッド支持体を上記加圧板に結合させた状態で上記サーマルヘッドと上記プラテンローラとの間に押圧力を発生させる付勢手段と、を備えるように構成したものである。

また、上記ヘッド支持体は、側壁部に上記支軸と係合するＵ字型の係合部（１５ａ）を有し、上記ヘッド支持体を上記加圧板に保持させるときは、上記係合部を上記支軸に係合させて加圧板側に回動させ、所定位置に配設させた後に上記結合手段により上記加圧板と結合させることにより上記ヘッド支持体を上記加圧板に保持させ、上記ヘッド支持体を上記加圧板から取り外すときは、上記結合手段による上記加圧板との結合を解除した後に、上記支軸を中心に上記加圧板側とは反対の前方に回動させながら取り外すことにより、上記第１フレームの上記両側壁に設けられた上記軸穴に挿通された上記支軸によって上記第１フレームに組み付けた上記加圧板と上記第２フレームとの間に上記付勢手段を架設したままの状態で、上記サーマルヘッドが固着された状態の上記ヘッド支持体だけが上記加圧板および上記支軸に対して着脱可能であるように構成されている。

具体的には、上記ヘッド支持体は上記加圧板と結合するための係止部（１５ａ）を有し、上記加圧板は上記係止部が載置される載置部（１６ａ）を有し、上記係止部と載置部を接触させた状態でネジ（１２）で締結することにより、上記ヘッド支持体と上記加圧板を結合するようにした。ここで、上記係止部は上記ネジと係合可能なＵ字状の係止片で構成するのが望ましい。

本発明によれば、加圧板と第２フレームとの間に付勢手段を配設し、サーマルヘッドが固着されたヘッド支持体を上記加圧板の前面に結合させることで、サーマルヘッドをプラテンローラ側に付勢する押圧力を得ることができるとともに、ヘッド支持体を加圧板から着脱可能に構成することでサーマルヘッドの交換が格段に容易になる。また、上記先願（特願２００２−２８３２３０号）のように、サーマルヘッドを交換する際に、サーマルヘッドやヘッド支持体、付勢手段が組み付けられたフレームごと交換する必要はないので、部品コストが嵩むのを回避でき、メンテナンスにかかるコストの低減を図ることができる。また、サーマルヘッドの背面部にはＦＰＣを接続するためのコネクタが設けられているが、本発明によればヘッド支持体のみを取り外すことができるのでＦＰＣの着脱も容易となる。

また、上記ヘッド支持体の側面下部に上記支軸に係合する係合部を設け、該係合部を上記支軸に係合させて加圧板側に回動させることにより、所定の位置に配設されるように構成したので、ヘッド支持体の位置決めが比較的容易となる。すなわち、ヘッド支持体の前後方向の位置が固定されるので、ヘッド支持体と加圧板とが密着した状態となるようにするのが容易となり、これによってサーマルヘッドの熱を効率よく放出させることができる。

また、ネジにより上記ヘッド支持体と上記加圧板を結合するようにしたので、比較的簡単な構成でヘッド支持体の着脱を可能にすることができる。

また、上記係止部をＵ字状の係止片で構成することにより、加圧板に設けられた載置部からネジを完全に取り外すことなくヘッド支持体の係止片をネジに係合させることができるので作業性が格段に向上するとともに、ネジを紛失したりする虞もない。

以下に本発明の好適な実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。

図１（ａ）は本発明を適用して好適なサーマルプリンタの印字機構を示す上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２（ａ）は本実施形態のサーマルプリンタの印字機構を示す左側面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は正面図である。 図３は、ロックアーム１７に一体的に組み付けられる部分（ロックアーム１７，加圧板１６，ヘッド支持体１５）の分解斜視図である。

本実施形態のサーマルプリンタは、特に制限されるものではないが、用紙として剥離紙を剥がすことで裏側の接着面が露出される剥離紙付きの記録シート（ラベル紙という）に印字を行う携帯型のラベルプリンタであり、比較的幅広の印字を行うことができるように横長に構成されている。

図１〜図３に示すように、本実施形態のサーマルプリンタは、複数の発熱体１３ａが横一列に並ぶように設けられているサーマルヘッド１３と、用紙をサーマルヘッド１３の発熱体１３の配設部に押しつけるとともに回転により用紙送りを行うプラテンローラ（図示略）と、サーマルヘッド１３及びプラテンローラを含む印字機構１０を囲む外装フレーム１８と、サーマルヘッド１３を支持するとともにサーマルヘッド１３の熱を放熱する放熱手段として機能するヘッド支持体１５と、ヘッド支持体を着脱可能に保持する加圧板１６と、外装フレーム１８の両側壁に設けられた軸穴に挿通され、ヘッド支持体１５等を回動可能に支持するシャフト２０と、シャフト２０を中心に加圧板１６と一体的に回動可能に構成され、プラテンローラを回転可能に支持する軸受けを外装フレーム１８との間に挟んで係止するロックアーム１７と、加圧板１６とロックアーム１７の背面部１７Ｂとの間に設けられ互いを退け合うように付勢する付勢手段としてのコイルバネ１４，１４，・・と、ギヤ等を介してプラテンローラを回転駆動させるステッピングモータ（図示略）等を備えている。

ヘッド支持体１５は、その前面部にサーマルヘッド１３が固着されるとともに、背面下部には加圧板１６側に略直角に突出した係止片１５ａ，１５ａが設けられている。この係止片１５ａ，１５ａにはＵ字状の凹部が形成されており、後述する加圧板１６の載置部１６ａ，１６ａからネジ１２を取り外さなくとも凹部をネジ１２に係合できるようにしている。また、ヘッド支持体１５の背面下方からは前面部に固着されたサーマルヘッド１３の背面部が露出しており、該露出したサーマルヘッドの背面部の略中央にはＦＰＣ（Flexible Print Circuit）を接続するためのコネクタ１３ｂが設けられている。

また、ヘッド支持体１５の左右の側壁下部にはシャフト２０に係合するＵ字型の係合部１５ｂ、１５ｂが設けられ、シャフト２０を軸にしてヘッド支持体１５を回動可能にするとともに、係合部１５ｂ，１５ｂのＵ字の幅はシャフト２０の径とほぼ同一とされ、ヘッド支持体１５の前後方向の位置決めを容易にしている。

また、ヘッド支持体１５の係合部１５ｂはサーマルヘッド１３の下側の位置まで張り出した形状をしており、それによりシャフト２０の中心がサーマルヘッド１３の発熱体１３ａが設けられている方の面の延長線上に重なる配置となっている。これにより、ヘッド支持体１５を加圧板１６側に回動した際にヘッド支持体１５の背面部と加圧板１６とを確実に密着させることができる。

加圧板１６は、上記ヘッド支持体１５の係止片１５ａ，１５ａを導入するための開口部１６ｂ，１６ｂを有し、さらに開口部１６ｂ，１６ｂの下辺には上記係止片１５ａ，１５ａを載置するための載置部１６ａ，１６ａが設けられている。ヘッド支持体１５の係止片１５ａ，１５ａと加圧板１６の載置部１６ｂ，１６ｂは、両者が接触した状態でネジ１２により締結される。また、加圧板１６の略中央にはコ字型に切欠部が形成され、背面側から導入されたＦＰＣをサーマルヘッド１３のコネクタ１３ｂに受け渡し可能にしている。

また、加圧板１６の左右の側壁には、前方に張り出したフランジ１６ｃ，１６ｃが設けられ、このフランジ１６ｃ，１６ｃにはシャフト２０を通す軸穴１６ｄ，１６ｄが形成されるとともに、側壁後方にはロックアーム１７を支持する張出部１６ｅ，１６ｅが設けられている。なお、加圧板１６は、ヘッド支持体１５と結合されることでサーマルヘッド１３の熱を放出する放熱手段としても機能する。

ロックアーム１７は、全体として略コ字型に形成されており、左右の側壁にはプラテンローラの軸受け部材を係止するフック部１７ａ，１７ａや、シャフト２０を通す軸穴１７ｂ，１７ｂが設けられている。また、ロックアーム１７の下側後方の部分には加圧板１６の張出部１６ｅ，１６ｅでロックアーム１７の背面部１７Ｂが支持されるように切欠部１７ｃ，１７ｃが形成されている。また、背面部右下方には後述するバネ２１の一端を引っ掛けるバネ穴１７ｄが形成されており、このバネ２１の他端が外装フレーム１８の右側壁１８Ｒ下部の起立壁１８ａに設けられたバネ穴１８ｃに固定されることでロックアーム１７が後方に引っ張られるように付勢している。

また、加圧板１６とロックアーム１７との間には、加圧板１６を前方に押し、サーマルヘッド１３とプラテンローラの間に押圧力を発生させるようにバネ１４，１４，・・が配置されている。このバネ１４，１４，・・は、加圧板１６に形成された凸部（図示略）とロックアーム１７に形成された凹部（図示略）に両端が嵌合されてセットされるようになっている。バネ１４，１４，・・は、ロックアーム１７の背面部と加圧板１６とを互いに反発させる方向に付勢するが、ロックアーム１７の切欠部１７ｃ，１７ｃに入り込んだ加圧板１６の張出部１６ｅ，１６ｅがストッパーとなって、ロックアーム１７の背面部１７Ｂと加圧板１６とが一定間隔以上開かないように制限している。また、加圧板１６の張出部１６ｅ，１６ｅでロックアーム１７の背面部１７Ｂが支持されるため、加圧板１６とロックアーム１７はシャフト２０を中心として一体的に回動されることとなる。

外装フレーム１８は、背面部１８Ｂ、底面部１８Ｆ、左右の側壁１８Ｌ，１８Ｒが一体成型されてなり、背面部１８Ｂの略中央にはＦＰＣを導入する開口部１８ｂが形成されている。また、外装フレーム１８の左右の側壁１８Ｌ，１８Ｒにはプラテンローラの軸受け部材を保持する受け溝１８ｃ，１８ｃが設けられるほか、シャフト２０を通す軸穴１８ｄ，１８ｄが設けられている。さらに、左側壁１８Ｌにはギアを支持するギア支軸１９が設けられており、右側壁１８Ｒ下部には一端をロックアーム１７のバネ穴１７ｄに固定されたバネ２１を取り付けるためのバネ穴１８ｅが設けられている。

通常は、ロックアーム１７はバネ２１により後方に引っ張られ外装フレーム１８の背面部１８Ｂに密着した状態となるとともに、フック部１７ａ，１７ａも後方に引っ張られることとなるので、外装フレーム１８の左右の側壁１８Ｌ，１８Ｒに設けられた受け溝１８ｃ，１８ｃと、ロックアーム１７の左右の側壁に設けられたフック部１７ａ，１７ａの間にプラテンローラの軸受け部材を保持することができる。なお、ロックアーム１７の後部を前方に押す（或いは前部を引く）ことでシャフト２０を中心にロックアーム１７を回動させ、そのフック部１７ａ，１７ａをプラテンローラの軸受け部材から離すことでプラテンローラを着脱することが可能となる。

図３に示すように、加圧板１６とロックアーム１７とは、それぞれ左右の側壁部に設けられた軸穴１６ｄ，１６ｄ，１７ｂ，１７ｂにシャフト２０が挿通される。さらに、シャフト２０の両端は外装フレーム１８の左右の側壁１８Ｌ，１８Ｒに設けられた軸穴１８ｄ，１８ｄに挿通され、外装フレーム１８の外側から例えばＥリング等の止め金具を止着することで、互いに組み付けられ分離されないようになっている。

一方、ヘッド支持体１５は、左右の側壁下部に形成されている係合部１５ｂをシャフト２０に係合させ、加圧板１６の方へ回動させることで係止片１５ａ，１５ａを加圧板１６に設けられた開口部１６ｂ，１６ｂから導入され、ヘッド支持体１５の係止片１５ａ，１５ａと加圧板１６の載置部１６ａ，１６ａを接触させた状態でネジ１２，１２で締結させることで、ヘッド支持体１５と加圧板１６は密着した状態で結合される。

図４（ａ）はヘッド支持体１５を取り外す途中の印字機構を示す上面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

図４に示すように、ヘッド支持体１５を加圧板１６から取り外す際には、まずネジ１２をネジ１２の下端が加圧板１６の載置部１６ａから抜けない程度に緩め、ヘッド支持体１５をシャフト２０を中心に前方に回動させることでヘッド支持体の係止片１５ａ，１５ａを開口部１６ｂ，１６ｂから取り出す。このとき、ヘッド支持体１５の係止片１５ａ，１５ａはＵ字状に形成されその凹部でネジと係合しているため、加圧板２の載置部１６ａ，１６ａからネジ１２を完全に取り外すことなく、係止片１５ａ，１５ａを抜くことができる。したがって、作業性が格段に向上するとともに、ネジ１２を紛失したりする虞もない。なお、ヘッド支持体１５を加圧板１６に取り付ける際には、上述した作業とは逆の順序で作業が行われる。

図５（ａ）はヘッド支持体１５を取り外した印字機構を示す上面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

ヘッド支持体１５を取り外すと、図５に示す印字機構１０のみがサーマルプリンタに残ることとなる。このように、本実施形態のサーマルプリンタは、ヘッド支持体１５を加圧板１６から取り外し可能に構成されているので、サーマルヘッド１３を交換する際にはヘッド支持体１５のみを取り外して交換すればよく、外装フレーム１８に取り付けられたその他の部品は交換されない。したがって、上述した先願（特願２００２−２８３２３０号）のようにヘッド支持体１５を取り付けたロックアーム１７ごと取り外して交換する必要はないので、サーマルヘッド１３を交換する際に部品コストが嵩むのを回避でき、メンテナンスにかかるコストの低減を図ることができる。

図６は、本実施形態のサーマルプリンタにおいて、印字機構とその周辺部分を示す斜視図である。

図６において、符号１はサーマルプリンタ本体、４はプラテンローラ８を回転させるためのギヤが入ったギヤボックス、５は用紙をプラテンローラ８とサーマルヘッド１３の間に案内する用紙ガイド、６は外装フレーム１８をプリンタ本体に固定する固定具、Ｐはロール状の用紙が保持された用紙保持部である。

サーマルプリンタ１の外装は、主筐体２と、開閉して印字機構１０の一部を露呈できる可動カバー２とで構成され、主筐体２と可動カバー３の間には用紙排出部および用紙カッターが設けられている。この用紙排出部から印字を終えたラベルが排紙される。つまり、可動カバー３の先端はサーマルヘッド１３とプラテンローラ１２とが接する部分（或いはその近傍）に位置し、通常は主筐体２に覆われた配置となっている。

このようなサーマルプリンタ１において、サーマルヘッド１３を交換する場合は、可動カバー３を開けて、プラテンローラ１２を取り外し、次いでヘッド支持体１５を取り外すこととなる。ここで、ヘッド支持体１５を加圧板１６に結合している結合手段としてのネジ１２は主筐体１に覆われているため、可動カバー３を開けただけでは見えない。しかし、ヘッド支持体１５，加圧板１６，ロックアーム１７はシャフト２０を中心に回動自在に構成されているので、開口側に回動させることで結合部（ネジ１２）を露呈させることができ、ネジ１２を緩めてヘッド支持体１５だけを取り外すことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態ではヘッド支持体１５の係止片１５ａ，１５ａにＵ字状の凹部を形成するようにしたが、ネジを挿通する貫通穴を設けるようにしても良い。この場合、係止片１５ａ，１５ａを水平よりやや上方に傾斜させて形成することで、ネジ１２を締め付けるだけでヘッド支持体１５と加圧板１３との密着性を高めることができる。

（ａ）は本発明を適用して好適なサーマルプリンタの印字機構を示す上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 （ａ）は本実施形態のサーマルプリンタの印字機構を示す左側面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は正面図である。 ロックアーム１７に一体的に組み付けられる部分（ロックアーム１７，加圧板１６，ヘッド支持体１５）の分解斜視図である。 （ａ）はヘッド支持体１５を取り外す途中の印字機構を示す上面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 （ａ）はヘッド支持体１５を取り外した印字機構を示す上面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 本実施形態のサーマルプリンタにおいて、印字機構とその周辺部分を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 印字機構
１２ ネジ
１３ サーマルヘッド
１３ａ 発熱体
１３ｂ コネクタ
１４ バネ（付勢手段）
１５ ヘッド支持体
１５ａ 係止片
１５ｂ 係合部
１６ 加圧板
１６ａ 載置部
１６ｂ 開口部
１６ｃ フランジ
１６ｄ 軸穴
１６ｅ 張出部
１７ ロックアーム（第２フレーム）
１７Ｂ 背面部
１７ａ フック部
１７ｂ 軸穴
１７ｃ 切欠部
１７ｄ バネ穴
１８ 外装フレーム（第１フレーム）
１８Ｂ 背面部
１８Ｆ 底面部
１８Ｌ 左側壁
１８Ｒ 右側壁
１８ａ 起立壁
１８ｂ 開口部
１８ｃ 受け溝
１８ｄ 軸穴
１８ｅ バネ穴
２０ シャフト
２１ バネ

Claims (3)

1. 発熱体を有するサーマルヘッドとプラテンローラとの間に用紙を挟んで印字を行うサーマルプリンタであって、
   上記サーマルヘッド及びプラテンローラを含む印字機構を保持する第１フレームと、
   上記サーマルヘッドが固着されるヘッド支持体と、
   該ヘッド支持体を着脱可能に保持する加圧板と、
   上記ヘッド支持体と上記加圧板とを結合する結合手段と、
   上記第１フレームの両側壁に設けられた軸穴に挿通され、上記ヘッド支持体を回動可能に支持する支軸と、
   上記支軸を中心に上記加圧板と一体的に回動可能に構成された第２フレームと、
   上記加圧板と上記第２フレームとの間に架設され、上記ヘッド支持体を上記加圧板に結合させた状態で上記サーマルヘッドと上記プラテンローラとの間に押圧力を発生させる付勢手段と、を備え、
   上記ヘッド支持体は、側壁部に上記支軸と係合するＵ字型の係合部を有し、上記ヘッド支持体を上記加圧板に保持させるときは、上記係合部を上記支軸に係合させて加圧板側に回動させ、所定位置に配設させた後に上記結合手段により上記加圧板と結合させることにより上記ヘッド支持体を上記加圧板に保持させ、上記ヘッド支持体を上記加圧板から取り外すときは、上記結合手段による上記加圧板との結合を解除した後に、上記支軸を中心に上記加圧板側とは反対の前方に回動させながら取り外すことにより、上記第１フレームの上記両側壁に設けられた上記軸穴に挿通された上記支軸によって上記第１フレームに組み付けた上記加圧板と上記第２フレームとの間に上記付勢手段を架設したままの状態で、上記サーマルヘッドが固着された状態の上記ヘッド支持体だけが上記加圧板および上記支軸に対して着脱可能であるように構成されていることを特徴とすることを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 上記ヘッド支持体は、上記加圧板側に突出するように形成された、上記加圧板と結合するための係止部を有し、
   上記加圧板は上記係止部が載置される載置部を有し、
   上記係止部と載置部を接触させた状態でネジで締結することにより、上記ヘッド支持体と上記加圧板とを結合する上記結合手段を構成す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. 上記係止部は、上記ネジと係合可能なＵ字状の係止片からな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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