JP4486869B2

JP4486869B2 - サーマルプリンタ

Info

Publication number: JP4486869B2
Application number: JP2004303911A
Authority: JP
Inventors: 貴史丸山
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-10-19
Also published as: CN1762714A; EP1666261B1; US20060082636A1; DE602005016764D1; JP2006116714A; EP1666261A1; CN100413691C; US7369146B2

Description

本発明はサーマルプリンタに係わり、特に記録用紙を高精度に搬送して高品位な画像印刷が可能なサーマルプリンタに関する。

従来のサーマルプリンタ３１を、特許文献１に基づいて説明すると、サーマルプリンタ３１は、図３に示すように、プリンタ本体３１ａと、このプリンタ本体３１ａ内に後述するリボンカセット３９を装着可能なカセット装着部３１ｂとが形成されている。
また、プリンタ本体部３１ａ内には、回転自在のプラテンローラ３２が配設され、このプラテンローラ３２の上方にサーマルヘッド３３が配設されている。
また、サーマルヘッド３３とプラテンローラ３２との間には、カラー印刷が可能な印画紙等の厚紙からなる記録用紙３４が給紙されて矢印Ａ方向に搬送可能になっている。

また、サーマルヘッド３３は、ヘッド取付台３５に支持されており、このヘッド取付台３５がヘッドレバーに取り付けられている。
前記ヘッドレバーは、図示右側の一端部側が支持軸３７に支持された片持ち状をなし、駆動源であるモータにより、支持軸３７を支点として回動可能になって、自由端側のサーマルヘッド３３がプラテンローラ３２に接離（ヘッドアップ／ダウン）可能になっている。
また、サーマルヘッド３３をヘッドアップさせた状態でカセット装着部３１ｂに後述するリボンカセット３９を装着すると、プラテンローラ３２とサーマルヘッド３３との間にインクリボン３８が位置するようになっている。

前記インクリボン３８は、記録用紙３４の幅寸法より若干広く形成されて、リボンカセット３９に収納され、両端部が供給リール３９ａと巻取りリール３９ｂとに巻回され、この供給リール３９ａと巻取りリール３９ｂとは、リボンカセット３９の互いに対向する側板３９ｃに回転自在に支持されている。
そして、カセット装着部３１ｂにリボンカセット３９を装着すると、巻取りリール３９ｂがプリンタ本体部３１ａ側の巻取りコア（図示せず）に係合して、反時計回り方向に回転可能となる。
前記巻取りコアを回転させて巻取りリール３９ｂを反時計回り方向に回転させることにより、供給リール３９ａに巻回したインクリボン３８を巻取りリール３９ｂに巻取り可能になっている。

また、リボンカセット３９は、後述する圧接ローラ４１を逃げるための逃げ溝３９ｄが形成され、この逃げ溝３９ｄの底部側に巻取り口３９ｅが形成されている。前記巻取り口３９ｅ近傍の側板３９ｃには、金属棒からなるガイドローラ３９ｆが回転自在に支持されている。
そして、巻取りリール３９ｂに巻取りされるインクリボン３８は、ヘッド取付台３５の左端部から所定の剥離角度で剥離されて、ガイドローラ３９ｆで略直角状に屈曲されて、巻取りリール３９ｂに巻取られるようになっている。

また、プラテンローラ３２の図示左側には、紙送りローラ４０と、この紙送りローラ４０に圧接する圧接ローラ４１とが配設され、紙送りローラ４０と圧接ローラ４１との間に記録用紙３４を挟持して、紙送りローラ４０を反時計回り方向に回転させることにより、記録用紙３４を矢印Ａ方向に搬送可能になっている。
そして、カセット装着部３１ｂにリボンカセット３９を装着すると、逃げ溝３９ｄに圧接ローラ４１が位置するようになっている。
また、ヘッド取付台３５には、ガイド部材（図示せず）が一体形成され、このガイド部材によって、印刷時にサーマルヘッド３３とプラテンローラ３２との間に搬送されてきた厚紙からなる記録用紙３４を、プラテンローラ３２に対して所定の圧接角αになるように圧接可能になっている。
特開２００２−１４４６１６号公報特開２００２−１２０４４６号公報

しかし、従来の熱転写プリンタ３１は、ヘッドレバーが片持ち状のため、記録用紙３４にサーマルヘッド３３を圧接すると共に、ガイド部材が厚紙からなる記録用紙３４を圧接角がαになるまで湾曲させようとすると、ヘッドレバーに大きな回動荷重を加えなければいけなかった。
そのために、ヘッドレバー３６を回動操作するモータが大型となり消費電力がアップする問題があった。

また、モータが小型の場合は、ヘッド取付台３５に一体形成したガイド部材（図示せず）が、記録用紙３４をプラテンローラ３２に圧接して、圧接角αで湾曲させても、厚紙から成る記録用紙３４に平坦状に戻ろうとする反力が働いて、ヘッドダウンしたサーマルヘッド３３が記録用紙３４をプラテンローラ３２に確実に圧接できず、高品質な画像印刷ができなくなるおそれがあった。
本発明は前述したような課題を解決して、小型の駆動源で厚紙からなる記録用紙をプラテンローラに確実に圧接することができると共に、高品質な画像印刷が可能な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の手段としてのサーマルプリンタは、サーマルヘッドと、このサーマルヘッドが接離可能なプラテンローラと、このプラテンローラに対して、前記サーマルヘッドをヘッドアップ／ダウン可能に支持するヘッド支持部材と、前記サーマルヘッドと前記プラテンローラにとの間に搬送されてきた記録用紙を前記プラテンローラに圧接可能なガイド部材とを備え、前記ガイド部材は、前記ヘッド支持部材と別体であって、前記ヘッド支持部材のヘッド取付部が位置する空洞部を形成し、前記空洞部が形成された部分の下部が開放されて前記サーマルヘッドが露出可能とされており、前記ヘッド支持部材を回動可能な駆動源には、第１ギアと前記ヘッド支持部材を押圧可能に配設された第１カム部とを有する第１駆動部材が連結され、前記第１駆動部材には、前記第１ギアに噛合する第２ギアと前記ガイド部材を押圧可能に配設された第２カム部とを有する第２駆動部材が連結され、前記駆動源によって前記第１駆動部材が回動すると、前記第１ギアに噛み合う前記第２ギアと前記第２カム部とが回動し、前記第２カム部が前記ガイド部材を押圧することで前記ガイド部材を独立して前記プラテンローラに圧接し、前記第１駆動部材がさらに回動すると、前記第１カム部が前記ヘッド支持部材を押圧することで前記サーマルヘッドを前記プラテンローラに対してヘッドダウンさせることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第２の手段として、前記ヘッド支持部材は、前記第１駆動部材との間に配設した圧接板を介して回動可能になっており、前記ヘッド支持部材と前記圧接板との間には、前記ヘッド支持部材と前記圧接板とを互いに離れる方向に付勢する第１弾性部材が配設され、前記第１駆動部材が前記圧接板を押圧すると、前記第１弾性部材を介して前記ヘッド支持部材が回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の手段として、前記ガイド部材には、前記第２カム部が押圧操作可能な操作ピンが形成され、この操作ピンは、前記駆動源に連結する駆動軸を支持するホルダー部材に形成したスライド溝に嵌合して、前記ガイド部材が昇降可能になっ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の手段として、前記ガイド部材には、前記プラテンローラを挟んで前記記録用紙の搬送方向における上流側と下流側に、回転自在の一対のガイドローラが配設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５の手段として、前記ガイド部材には、このガイド部材を前記プラテンローラから離れる方向に弾性付勢する第２弾性部材が配設され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６の手段として、前記ガイド部材で前記プラテンローラに圧接された前記記録用紙は、前記プラテンローラに対して所定の圧接角度で湾曲するようになっ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７の手段として、前記ガイド部材には、前記プラテンローラを挟んで前記記録用紙の搬送方向における上流側と下流側に、回転自在の一対のガイドローラが配設されていることを特徴とする。

本発明のサーマルプリンタは、ガイド部材が、ヘッド支持部材と別体になっており、ヘッド支持部材を回動操作可能な駆動源によってガイド部材が独立してプラテンローラに対して昇降可能になっているので、小さな駆動力の駆動源でサーマルヘッドを強く記録用紙に圧接できると共に、ガイド部材で厚紙からなる記録用紙をプラテンローラに所定の圧接角αで圧接することができる。
そのために、駆動源を低消費電力とすることができると共に、高品質の画像印刷を行うことができる。

また、駆動源には、サーマルヘッドをヘッドアップ／ダウン駆動可能な第１駆動部材が連結され、ヘッド支持部材は、サーマルヘッドを取り付けた部分が第１駆動部材に押圧されることで回動可能になっているので、小さな駆動力の駆動源でサーマルヘッドのヘッドアップ／ダウン駆動を行うことができ、小さな駆動源でサーマルヘッドを確実にヘッドアップ／ダウンすることができる。

また、ヘッド支持部材は、第１駆動部材との間に配設した圧接板を介して回動可能になっており、ヘッド支持部材と圧接板との間には、ヘッド支持部材と圧接板とを互いに離れる方向に付勢する第１弾性部材が配設され、第１駆動部材が圧接板を押圧すると、第１弾性部材を介してヘッド支持部材が回動するので、１個の駆動源で、ガイド部材をプラテンローラ側に独立して降下させて記録用紙をプラテンローラに圧接角αで圧接した状態で、サーマルヘッドをヘッドダウンさせることができる。そのために、ヘッドダウンさせたサーマルヘッドに小さな押圧荷重を加えるだけで、記録用紙を確実にプラテンローラに圧接して、高品質の印刷を行うことができる。

また、駆動源によって第１駆動部材が回動すると、第２ギアが回転して第２カム部が回動しガイド部材が昇降するので、駆動源の駆動を確実に第２駆動部材に伝達し、この第２駆動部材により、サーマルヘッドがヘッドダウンする前にガイド部材を降下させて、搬送されて来る記録用紙をプラテンローラに確実に圧接角αで圧接することができる。

また、ガイド部材には、第２カム部が押圧操作可能な操作ピンが形成され、この操作ピンは、駆動源に連結する駆動軸を支持するホルダー部材に形成したスライド溝に嵌合して、ガイド部材が昇降可能になっているので、第２駆動部材によってガイド部材を確実に降下させて、記録用紙を確実にプラテンローラに圧接できる。

また、ガイド部材には、プラテンローラを挟んで記録用紙の搬送方向における上流側と下流側に、回転自在の一対のガイドローラが配設されているので、プラテンローラに対して記録用紙を圧接角αで圧接することができる。

また、ガイド部材には、このガイド部材をプラテンローラから離れる方向に弾性付勢する第２弾性部材が配設されいるので、印刷動作以外の時は、ガイド部材とサーマルヘッドとがプラテンローラから離れた状態にすることができる。

また、印刷時にガイド部材でプラテンローラに圧接された記録用紙は、プラテンローラに対して所定の圧接角度で湾曲するようになっているので、ヘッドダウンさせたサーマルヘッド加える押圧荷重が小さくても、プラテンローラに記録用紙を確実に圧接して高品質の画像印刷を行うことができる。

以下、図面に基づいて本発明のサーマルプリンタの一実施の形態を図１、図２に基づいて説明する。図１は本発明のサーマルプリンタの斜視図であり、図２は図１の要部断面図ある。
まず、本発明のサーマルプリンタ１は、最下部に円柱状のプラテンローラ２が配設され、このプラテンローラ２と対向する上方にサーマルヘッド３が配設されている。前記サーマルヘッド３は、図１に示す前後方向に横長なラインヘッドからなり、ヘッド取付台４を介してヘッド支持部材５に取り付けられている。

前記ヘッド支持部材５は、ヘッド取付台４を取り付けたヘッド支持部５ａと、このヘッド支持部５ａの図示右側を上方側に折り曲げた背面部５ｂと、この背面部５ｂの上端部を図示右方向に折り曲げたヒートシンク部５ｃとで側面視の形状が略クランク状をなしている。
また、背面部５ｂには、外向き（図示右側）に突出する軸受け部５ｄが形成され、この軸受け部５ｄが棒状の支持軸６に支持されている。そのために、ヘッド支持部材５は、支持軸６を支点として回動自在となっている。

また、ヘッド支持部材５には、略Ｌ字状のバネ支持板７が取り付けされ、このバネ支持板７のバネ支持部７ａに圧縮コイルバネからなる第１弾性部材８が支持されている。また、第１弾性部材８の上端部は、圧接板９に弾性付勢している、この圧接板９は、第１弾性部材８が弾性付勢する圧接部９ａと、この圧接部９ａの右側を上方に折り曲げた背面部９ｂと、この背面部９ｂの図１に示す前後両端部を外向きに折り曲げて軸受け部９ｃが形成されている。
そして、圧接板９は軸受け部９ｃがヘッド支持部材５を支持する支持軸６に支持されている。

また、支持軸６の両端部がホルダー部材１０に支持されており、このホルダー部材１０には、ヘッド支持部材５を回動操作可能な第１駆動部材１１を形成した駆動軸１２が支持されている。前記第１駆動部材１１は、回転中心から一端部側に長くて大きな円弧状に形成された第１カム部１１ａと、この第１カム部１１ａから所定寸法離れた位置の駆動軸１２に形成した外周部の歯山の一部が切り欠きされた平歯車からなる第１ギア１１ｂとからなっている。そして、第１駆動部材１１は、駆動軸１２の前後方向の両端部側に一対形成され、一対の第１カム部１１ａによって、圧接板９が押圧可能になっている。

前記駆動軸１２は、モータ等からなる駆動源に連結されて、左右の両方向に所定角度回転可能になっている。また、駆動軸１２の下部のホルダー部材１０には、第２駆動部材１３が回動自在に配設されている。
前記第２駆動部材１３は、第１ギア１１ｂの歯山に噛み合う第２ギア１３ａと、この第２ギア１３ａを接着剤等で一体化した第２カム部１４とで構成されている。前記第２カム部１４は、回動中心から距離の長い押圧部１４ａが２箇所に形成され、回動中心から距離の短い逃げ部１４ｂが、押圧部１４ａ、１４ａに挟まれた部分およびそれ以外の部分に形成されている。

また、ヘッド支持部材５のヘッド取付部５ａの外周部側には、ヘッド取付部５ａを囲むように、樹脂材料からなるガイド部材１５が配設されている。
前記ガイド部材１５は、内部にヘッド支持部材５のヘッド取付部５ａが位置する空洞部１５ａが形成され、空洞部１５ａが形成された部分のガイド部材１５の下部が開放されてサーマルヘッド３が露出している。
また、図１に示すガイド部材１５の空洞部１５ａを挟んで前後方向に対向する一対の側壁１５ｂには、それぞれ一対の操作ピン１５ｃが外向きに突出形成されている。また、ガイド部材１５の側壁１５ｂと対向する外側にホルダー部材１０が配設され、このホルダー部材１０に、一対の操作ピン１５ｃが嵌合してスライド可能なスライド溝（図示せず）が形成されている。

前記ガイド部材１５は、サーマルヘッド３を支持するヘッド支持部材５と別体になっているので、サーマルヘッド３をプラテンローラ２に位置合わせする組立調整時に、サーマルヘッド３を移動調整してもガイド部材１５が動かないので、組立性が良い。
また、ガイド部材１５の下面側には、空洞部１５ａから下方に露出するサーマルヘッド３の図示右側に第１ガイドローラ１５ｄと、サーマルヘッド３の図示左側に第２ガイドローラ１５ｅが回転自在に配設されている。

このようなガイド部材１５は、図示を省略した第２弾性部材よって、常にプラテンローラ２から離れる方向に弾性付勢されており、操作ピン１５ｃが第２カム部１４の逃げ部１４ｂに位置しているときは、図２に示すように、ガイド部材１５がプラテンローラ２から離れた上昇位置に位置するようになっている。
同時に、上昇するガイド部材１５によって、サーマルヘッド３もヘッドアップ状態になるようになっている。

また、プラテンローラ２の図示左側には、紙送りローラ１６と、この紙送りローラ１６にコイルバネ１７で圧接する圧接ローラ１８が配設されている。
また、ヘッドアップ状態のサーマルヘッド３とプラテンローラ２との間には、カラー印刷可能な印画紙等の厚紙からなる記録用紙１９が、プラテンローラ２の図示右側から搬送されて、紙送りローラ１６と圧接ローラ１８に圧接挟持されて、矢印Ａ方向、または矢印Ｂ方向に搬送可能になっている。
また、本発明のサーマルプリンタ１が熱転写プリンタの場合は、ヘッドアップ状態のサーマルヘッド３とプラテンローラ２との間で、記録用紙１９の上部側にインクリボン（図示せず）が配設されている。
そして、印刷中に記録用紙１９に密着したインクリボンは、第１ガイドローラ１５ｅによって剥離されて、図示左方向に搬送されるようになっている。

このような構成の本発明のサーマルプリンタ１の動作を説明すると、まず、初期状態においては、サーマルヘッド３がヘッドアップ状態となっていると共、ガイド部材１５が上昇してプラテンローラ２から離間している。
このような初期状態のサーマルヘッド３およびガイド部材１５と、プラテンローラ２との間に図示右側から記録用紙１９が矢印Ａ方向に搬送されて、記録用紙１９の頭出しが行われる。
そして、記録用紙１９の頭出しが行われると、駆動源であるモ−タを駆動して駆動軸１２を反時計回り方向に回転する。

すると、第１カム部１１ａが駆動軸１２と同方向の反時計回り方向に回動すると共に、第１ギア１１ｂに噛み合う第２ギア１３ａが時計回り方向に回転して、第２カム部１４が時計回り方向に回動する。
そして、第２カム部１４の逃げ部１４ｂに位置していた操作ピン１５ｃが、第２カム部１４の押圧部１４ａに押され、ガイド部材１５が独立して降下して記録用紙１９をプラテンローラ２に圧接する。

この時の記録用紙１９は、第１、第２ガイドローラ１５ｄ、１５ｅに押圧されて、プラテンローラ２に対する圧接角がαとなって、確実にプラテンローラ２の外周面に密着した状態となる。その後、第１カム部１１ａが圧接板９の圧接部９ａを下方に押圧することにより、第１弾性部材８を介してヘッド支持部材５のヘッド取付部５ａが下方に押される。この時、ヘッド支持部材５と圧接板９とは、支持軸６を支点として反時計回り方向に回動する。このことにより、サーマルヘッド３がヘッドダウンしてインクリボンと記録用紙１９を介してプラテンローラ２に圧接する。

この状態でサーマルヘッド３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ことにより、記録用紙１９がサーマル紙の場合だと、記録用紙１９が発色して画像が印刷される。
また、カラー印刷用のインクリボンを用いた熱転写プリンタの場合は、最初の色のインクリボンのインクが転写されて記録用紙１９に１色目の画像が転写される。その後、ガイド部材１５を上昇させると共にサーマルヘッド３をヘッドアップして、記録用紙１９を矢印Ｂ方向にバックフィードする。

そして、再度記録用紙１９の頭出しを行うと共に、サーマルヘッド３をヘッドダウンさせて、１色目の画像の上に２色目の色の画像を重ね印刷する。
このような動作を複数回繰り返すことにより、所望のカラー画像を記録用紙１９に印刷することができる。
このような本発明のサーマルプリンタ１は、サーマルヘッド３がヘッドダウンする前に、ガイド部材１５が独立して降下して、厚紙から成る記録用紙１９を圧接角αでプラテンローラ２に圧接するようになっているので、圧接角αで湾曲した記録用紙１９が平坦状に戻ろうとする反力がヘッドダウンさせたサーマルヘッド３に加わることがない。
そのために、サーマルヘッド３をヘッドダウンさせる押圧力が小さくても、高品質の印刷を記録用紙１９に行うことができる。

本発明のサーマルプリンタの斜視図である。図１の要部断面図である。従来のサーマルプリンタの側面図である。

符号の説明

１本発明のサーマルプリンタ
２プラテンローラ
３サーマルヘッド
４ヘッド取付台
５ヘッド支持部材
６支持軸
７バネ支持板
８第１弾性部材
９圧接板
１０ホルダー部材
１１第１駆動部材
１１ａ第１カム部
１１ｂ第１ギア
１２駆動軸
１３第２駆動部材
１３ａ第２ギア
１４第２カム部
１５ガイド部材
１５ａ空洞部
１５ｂ側壁
１５ｃ操作ピン
１６紙送りローラ
１７コイルバネ
１８圧接ローラ
１９記録用紙

Claims

サーマルヘッドと、このサーマルヘッドが接離可能なプラテンローラと、このプラテンローラに対して、前記サーマルヘッドをヘッドアップ／ダウン可能に支持するヘッド支持部材と、前記サーマルヘッドと前記プラテンローラにとの間に搬送されてきた記録用紙を前記プラテンローラに圧接可能なガイド部材とを備え、
前記ガイド部材は、前記ヘッド支持部材と別体であって、前記ヘッド支持部材のヘッド取付部が位置する空洞部を形成し、前記空洞部が形成された部分の下部が開放されて前記サーマルヘッドが露出可能とされており、
前記ヘッド支持部材を回動可能な駆動源には、第１ギアと前記ヘッド支持部材を押圧可能に配設された第１カム部とを有する第１駆動部材が連結され、
前記第１駆動部材には、前記第１ギアに噛合する第２ギアと前記ガイド部材を押圧可能に配設された第２カム部とを有する第２駆動部材が連結され、
前記駆動源によって前記第１駆動部材が回動すると、前記第１ギアに噛み合う前記第２ギアと前記第２カム部とが回動し、前記第２カム部が前記ガイド部材を押圧することで前記ガイド部材を独立して前記プラテンローラに圧接し、
前記第１駆動部材がさらに回動すると、前記第１カム部が前記ヘッド支持部材を押圧することで前記サーマルヘッドを前記プラテンローラに対してヘッドダウンさせることを特徴とするサーマルプリンタ。
前記ヘッド支持部材は、前記第１駆動部材との間に配設した圧接板を介して回動可能になっており、前記ヘッド支持部材と前記圧接板との間には、前記ヘッド支持部材と前記圧接板とを互いに離れる方向に付勢する第１弾性部材が配設され、前記第１駆動部材が前記圧接板を押圧すると、前記第１弾性部材を介して前記ヘッド支持部材が回動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。
前記ガイド部材には、前記第２カム部が押圧操作可能な操作ピンが形成され、この操作ピンは、前記駆動源に連結する駆動軸を支持するホルダー部材に形成したスライド溝に嵌合して、前記ガイド部材が昇降可能になっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルプリンタ。
前記ガイド部材には、前記プラテンローラを挟んで前記記録用紙の搬送方向における上流側と下流側に、回転自在の一対のガイドローラが配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のサーマルプリンタ。
前記ガイド部材には、このガイド部材を前記プラテンローラから離れる方向に弾性付勢する第２弾性部材が配設されいることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のサーマルプリンタ。
前記ガイド部材で前記プラテンローラに圧接された前記記録用紙は、前記プラテンローラに対して所定の圧接角度で湾曲するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のサーマルプリンタ。