JP4766182B2

JP4766182B2 - プリンタ

Info

Publication number: JP4766182B2
Application number: JP2010155540A
Authority: JP
Inventors: 聖也佐藤; 崇志青木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: KR20010087184A; KR100570542B1; JP2010234815A; KR100734879B1; CN1500647A; CN1328064C; HK1066192A1; HK1039767B; KR20050063760A; HK1039767A1; CN1135170C; CN1309028A

Description

本発明はプリンタ、特にキャリッジ送り機構と記録紙送り機構とをそれぞれ別のステップモータにより駆動し印刷を行うシリアルプリンタに関するものである。

従来、ステップモータを使用してキャリッジ送りや記録紙送りを行う形式のプリンタおいては、プリンタを連続動作させる場合にステップモータの発熱が問題となっていた。この問題を避けるために、ステップモータの駆動電流値を下げたり、プリンタの連続動作時間を制限する等の対策が取られていた。

しかしながら、ステップモータの駆動電流値を下げる従来の方法においては充分なモータトルクが得られずモータの回転が駆動パルスに追従できない、いわゆるステップモータの脱調現象が起こり得る、またプリンタの連続動作時間を制限する従来の方法においてはプリンタの動作が間欠動作になり実質的な印字スピード（スループット）が低下する等の問題を有していた。

本発明の目的は、上述の従来の問題点に着目し、その解決を図るべく、充分なモータトルクを確保しつつ、連続動作可能なプリンタを提供することにある。

上記目的を達成する為本発明のプリンタは、記録紙に印字を行うための印字ユニットを支え、互いに対向する第１及び第２の面板を有するフレームと、前記フレームの前記第１及び第２の面板に支持されたガイド軸と、印字ヘッドを搭載し前記ガイド軸に沿って移動可能なキャリッジと、前記フレームの前記第１の面板に配置され、前記キャリッジを移動させるためのキャリッジ送りモータと、前記フレームの前記第１及び第２の面板の間に配置されるもので、前記記録紙を送るための紙送りローラと、前記フレームの前記第２の面板に配置され、前記紙送りローラを回転駆動させるための紙送りモータと、前記フレームの前記第１及び第２の面板に固着されて支持され、前記印字ヘッドに対向する板状のプラテンと、を有し、前記キャリッジ送りモータ及び前記紙送りモータは、それぞれ、柱状の筐体を有し、前記筐体は、前記モータの回転軸に略垂直な第１及び第２の面と、当該第１及び第２の面を連結する柱面とからなり、前記キャリッジ送りモータは、前記フレームの前記第１の面板に前記キャリッジ送りモータの前記第１の面を接して配置され、前記紙送りモータは、前記フレームの前記第２の面板に前記紙送りモータの前記第１の面を接して配置され、前記キャリッジ送りモータの前記第２の面と、前記紙送りモータの前記第２の面との間には、前記記録紙を規制する紙案内板が配置され、前記紙案内板は、前記記録紙を介し、前記印字ヘッド側から前記プラテンに対して付勢されていることを特徴とする。これにより、フレームとプラテンを各モータの放熱板として機能させることができる。また、紙案内板とプラテンとが接触するので、放熱効果をより一層高めることができる。

また、キャリッジ送りモータ及び紙送りモータは、それぞれ、柱状の筐体を有し、筐体は、モータの回転軸に略垂直な第１及び第２の面と、第１及び第２の面を連結する柱面とからなり、キャリッジ送りモータは、フレームの第１の面板にキャリッジ送りモータの第１の面を接して配置され、紙送りモータは、フレームの第２の面板に紙送りモータの第１の面を接して配置されることを特徴とする。これにより、フレームとモータとの接触面積を広くすることができ放熱効果を高めることができる。

この場合において、前記キャリッジ送りモータは、その回転軸が前記ガイド軸に略平行に位置するように、前記フレームの前記第１の面板に配置され、前記紙送りモータは、その回転軸が前記キャリッジ送りモータの回転軸に略平行に位置するように、前記フレームの前記第２の面板に配置されることが好ましい。これにより、構造を簡素化し、部品点数及びコストを削減することができる。

また、前記キャリッジ送りモータと前記紙送りモータとは、それらの回転軸と略垂直な面に対し面対称に配置されることが好ましい。これにより、フレームの第１の面板と第２の面板の形状を略同一にすることができ、設計費用や金型費用等を含む開発費を削減させることができる。

また、前記紙案内板は、当該紙案内板が有する弾性力により前記プラテンに対して付勢されることが好ましい。

また、前記フレームは、前記第１の面板と、前記第２の面板と、前記第１の面板と前記第２の面板とを連結する第３の面板とを有するコの字状のフレームであることが好ましい。また、前記フレームの前記第１及び前記第２の面板の間に配置されるもので、前記キャリッジ送りモータにより回転駆動されて前記キャリッジを移動させるカム軸を有し、前記キャリッジ送りモータは、その回転軸が前記カム軸に略平行に位置するように、前記フレームの前記第１の面板に配置され、前記紙送りモータは、その回転軸が前記キャリッジモータの回転軸に略平行に位置するように、前記フレームの前記第２の面板に配置されることが好ましい。この場合において、前記キャリッジ送りモータ及び前記紙送りモータは、それぞれの回転軸が前記カム軸と前記紙送りローラの回転軸との間に位置するように、前記フレームに配置されることが好ましい。

また、前記プリンタは、インクリボンを介して前記記録紙に印字を行うインパクトプリンタであって、前記インクリボンを巻き取るためのリボン巻き取り機構を備え、当該リボン巻き取り機構は、前記キャリッジ送りモータによって駆動されることが好ましい。

本実施の形態のプリンタの概略構成を示す斜視図である。同プリンタの印字及び紙送りを説明する為の図である。同プリンタの動力伝達を説明する為の図である。同プリンタの紙押え板の取り付けを説明する為の図である。同印字装置の紙送り動力伝達を説明する為の図である。

以下、本発明に係るプリンタの実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態のプリンタの概略構成を示す斜視図である。図２は、同プリンタの印字及び紙送りを説明する為の図である。図３は、同プリンタの動力伝達を説明する為の図である。図４は同プリンタの紙押え板の取り付けを説明する為の図である。図５は同印字装置の紙送り動力伝達を説明する為の図である。

最初に、図１〜図３を参照してキャリッジ駆動機構及びその動作について説明する。図１に示すように、本実施の形態のプリンタは、印字ヘッド２０を搭載したキャリッジ２１が、ガイド軸２２とガイドレール９とにより、印字紙７の送り方向（矢印Ｅ方向）に対して略垂直な方向（矢印Ｃ方向）に往復動可能に支持されている。

また、図２に示すように、キャリッジ２１の下方にはキャリッジピン２１ｂが突出していて、カム軸２３に設けられた螺旋溝２３ａに係合している（リードスクリュー方式）。カム軸２３の一端には従動歯車であるカム軸歯車１２が固着されていて、キャリッジ送りモータ１０の回転軸１０ａに固着された駆動歯車であるモータ歯車１１と噛み合っている（図３参照）。

そして、図３に示すように、キャリッジ送りモータ１０を励磁してモータ歯車１１を矢印Ａ方向へ回転させると、カム軸歯車１２は矢印Ｂ方向へ回転し、これに伴ってカム軸２３に係合しているキャリッジ２１は矢印Ｃ方向へ移動する（往路）。また、同様にして、モータ歯車１１を矢印Ａと反対の方向へ回転させると、キャリッジ２１は矢印Ｃと反対の方向へ移動する（復路）。

さらに、キャリッジ２１の下方には遮蔽板２１ａが設けられていて、当該遮蔽板２１ａを、印字ヘッド２０から印字紙７に向かって右側の端部に設けられた光検出器２４によって検出することにより、キャリッジ２１の有無を検出することが出来る。本実施例においては、光検出器２４は発光部と受光部とが対向配置された透過型の光センサであって、当該発光部と受光部との間に遮蔽板２１ａが位置した場合に、光検出器２４からＨｉｇｈレベルの信号が出力されるように回路を構成している。

また、印字ヘッド２０を搭載したキャリッジ２１の位置は、光検出器２４からの出力信号に基づいて設定される所定の位置（以下、ホームポジションという。）を基準に、キャリッジ送りモータ１０の駆動パルス数を計数することによって把握することができる。例えば、キャリッジの復路の移動において、光検出器２４からＨｉｇｈレベルの信号が出力された後、さらに１０ステップ移動させた位置をホームポジションとして定める。

本実施形態のプリンタはインパクトプリンタであり、図２に示すように、印字ヘッド２０を通電するとヘッドピン（不図示）が矢印Ｆ方向へ移動し、インクリボン５０を介して印字紙７をプラテン４に押し付けることにより印字がなされる。そして、ホームポジションから矢印Ｃ方向へキャリッジ２１を移動させながら（往路）、所望のタイミングで印字ヘッド２０を通電することにより１パス分（例えば１行分）の印字が行われる。また、復路においても同様にして印字が行われ、キャリッジ２１をホームポジションに復帰させる。

次に、紙送り機構について説明する。図１又は図４に示すように、キャリッジ送りモータ１０と紙送りモータ４０とは印字紙７の紙経路の左右両端部に配置され、それぞれ金属の薄板材より形成されたサイドフレーム３ａ、３ｂに固定されている。ここで、本例においては、キャリッジ送りモータ１０と紙送りモータ４０とは同一形状のステップモータである。また、各モータを左右に配置したことにより、サイドフレーム３ａと３ｂとを略同形状にすることが可能となり、実際に、ある製品において、外形を同一とし一部の穴径のみ異なるものとすることができた。また、サイドフレーム３ａ、３ｂは、図１に示すように、ガイドレール９やプラテン４等の部品を支持し、これらの部品はフレーム３ａ、３ｂにねじで固着されている。

キャリッジ送りモータ１０および紙送りモータ４０の外周部、モータ歯車４１が取り付けられている側面部、当該側面部とは反対側の後側面部および後側面部に突出して形成された円柱状のボス部は、それぞれ金属で形成されている。このボス部は、モータの回転軸の軸受け部でもある。そして、図２に示すように、キャリッジ送りモータ１０のボス部１０ｂにより、紙押え板（紙案内板）５の被支持部５ａが回動可能に支持されている。同様の構成により、紙送りモータ４０のボス部は被支持部５ａの反対側の端部に設けられたもう１つの被支持部（不図示）を回動可能に支持している。紙押え板５は、印字紙７をプラテン４に押圧すべく、係合部５ｂに掛けられたばね（不図示）によりプラテン４に対して矢印Ｆ方向に付勢されている。

紙送りモータ４０の動力は、図５に示すように、紙送りモータ４０の回転軸に固着された紙送りモータ歯車４１から、紙送りモータ歯車１１と噛合う減速歯車４２、減速歯車４２と噛合い紙送り軸の一端に固着された紙送り歯車４４へ伝達される。紙送り軸４３の略中央部には、図２に示すように、紙送りローラ４５が固着され、紙押えローラ４６を付勢する紙押えばね４７のばね力により一定の押圧力を受けている。紙挿入口より挿入された印字紙７は、所定の紙経路に沿って紙押えローラ４６と紙送りローラ４５の当接部に導かれ、紙送りローラ４５を矢印Ｄ方向へ回転させると、紙押えローラ４６と紙送りローラ４５間に発生する摩擦力により、矢印Ｅ方向へ搬送される。紙送り量は、ステップモータである紙送りモータ４０の駆動ステップ数を可変することにより任意に調整可能である。印字処理中における紙送りは、１パス分（片方向）の印字が終了してキャリッジ２１を停止させた後、次の印字を開始する前に行われる。

次に、インクリボンの巻き取り機構について説明する。インクリボンカセット（図示せず）は、ガイドレール９上に配置される。インクリボン５０を送る動力は、図３に示すように、カム軸歯車１２に設けられた太陽歯車１２ａにより得られる。カム軸歯車１２には、カム軸２３を中心にＧ〜Ｈ間を揺動する切換えレバー５１が軸支され、さらに切換えレバー５１の先端に設けられた軸部には遊星歯車であるリボン伝達歯車５２が軸支されると共に太陽歯車１２ａと噛合っている。リボン伝達歯車５２は、カム軸２３が矢印Ｂ方向に回転し、この回転に伴って切換えレバー５１がＨ位置に安定する場合にのみリボン駆動歯車５３の平歯車５３ａと噛合いリボン駆動歯車５３ａを矢印Ｉ方向へ回転させる。そして、リボン駆動歯車５３先端部に設けられたウォーム５３ｂを介してウォーム歯車５４ａを有するリボン巻取り歯車５４を矢印Ｊ方向へ回転させ、インクリボン５０が送られる。一方、カム軸２３が矢印Ｂと反対の方向へ回転する場合には、切換えレバー５１がＧ位置に安定するため、リボン伝達歯車５２とリボン駆動歯車５３の噛合いが外れてリボン巻取り歯車５４への動力の伝達が断たれるので、インクリボン５０は送られない。すなわち、キャリッジ２１が矢印Ｃ方向に移動する場合にのみインクリボン５０は巻き取られ、矢印Ｃと反対方向に移動する場合にはインクリボン５０の巻き取りは行われない。

ここで、上述の印字処理と紙送り処理とを連続して繰り返し行うプリンタの連続動作中においては、キャリッジ送りモータ１０と紙送りモータ４０とが発熱してしまうため、高率的に放熱する必要がある。本発明では、熱源となるモータをプリンタの左右に分けて配置していること、各モータに接して放熱効果を有する部品、すなわちサイドフレーム３と紙押え板５とが配置され、各モータから発生する熱を分散させられること、また放熱面積が広くなったことにより、各モータから発生する熱を効率的に分散させ放熱させることができる。

以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明したが、本発明は上記実施形態において示された事項に限定されず、特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用を行うことができる範囲が含まれる。

例えば、キャリッジ送りモータ１０と紙送りモータ４０とをそれぞれサイドフレーム３の内側（印字ユニット側）に配置したが、その外側に配置するよう構成してもよい。

また、サイドフレーム３ａ、３ｂとは別体でなくても、サイドフレーム３ａに相当する第１の面板とサイドフレーム３ｂに相当する第２の面板とこれら第１及び第２の面板を連結する第３の面板とを有する略コの字状の一体型フレームであってもよい。

また、紙押え板５のプラテン４への付勢はばねによるものでなくても、ゴム等の弾性部材であってもよいし、また紙押え板５自身にばね性を持たせるものであってもよい。

（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、キャリッジ送りモータと紙送りモータとから発生する熱を効率的に放熱できるので、各モータの駆動電流値を下げることなくプリンタの連続動作が可能となり、実質的な印字スピード（スループット）の低下を防止することができる。

また、紙押え板を各モータのボス部を利用した簡単な支持構造にすることにより、部品数を低減させることができ、延いてはコスト低減効果も得られる。

３サイドフレーム、４プラテン、５紙押え板、７印字紙、９ガイドレール、１０キャリッジ送りモータ、１１キャリッジ送りモータ歯車、１２カム軸歯車、２０印字ヘッド、２１キャリッジ、２３カム軸、２４光検出器、４０紙送りモータ、４１紙送りモータ歯車、４２減速歯車、４３紙送り軸、４４紙送り歯車、４５紙送りローラ、４６紙押えローラ、４７紙押えばね、５０インクリボン、５１切換えレバー、５２リボン伝達歯車、５３リボン駆動歯車、５４リボン巻取り歯車。

Claims

記録紙に印字を行うための印字ユニットを支え、互いに対向する第１及び第２の面板を有するフレームと、
前記フレームの前記第１及び第２の面板に支持されたガイド軸と、
印字ヘッドを搭載し前記ガイド軸に沿って移動可能なキャリッジと、
前記フレームの前記第１の面板に配置され、前記キャリッジを移動させるためのキャリッジ送りモータと、
前記フレームの前記第１及び第２の面板の間に配置されるもので、前記記録紙を送るための紙送りローラと、
前記フレームの前記第２の面板に配置され、前記紙送りローラを回転駆動させるための紙送りモータと、
前記フレームの前記第１及び第２の面板に固着されて支持され、前記印字ヘッドに対向する板状のプラテンと、を有し、
前記キャリッジ送りモータ及び前記紙送りモータは、それぞれ、柱状の筐体を有し、前記筐体は、前記モータの回転軸に略垂直な第１及び第２の面と、当該第１及び第２の面を連結する柱面とからなり、
前記キャリッジ送りモータは、前記フレームの前記第１の面板に前記キャリッジ送りモータの前記第１の面を接して配置され、
前記紙送りモータは、前記フレームの前記第２の面板に前記紙送りモータの前記第１の面を接して配置され、
前記キャリッジ送りモータの前記第２の面と、前記紙送りモータの前記第２の面との間には、前記記録紙を規制する紙案内板が配置され、
前記紙案内板は、前記記録紙を介し、前記印字ヘッド側から前記プラテンに対して付勢されていることを特徴とするプリンタ。
請求項１記載のプリンタにおいて、
前記キャリッジ送りモータは、その回転軸が前記ガイド軸に略平行に位置するように、前記フレームの前記第１の面板に配置され、
前記紙送りモータは、その回転軸が前記キャリッジ送りモータの回転軸に略平行に位置するように、前記フレームの前記第２の面板に配置されることを特徴とするプリンタ。
請求項１または２記載のプリンタにおいて、
前記キャリッジ送りモータと前記紙送りモータとは、それらの回転軸と略垂直な面に対し面対称に配置されることを特徴とするプリンタ。
請求項１乃至３記載のプリンタにおいて、
前記紙案内板は、当該紙案内板が有する弾性力により前記プラテンに対して付勢されることを特徴とするプリンタ。
請求項１乃至４記載のプリンタにおいて、
前記フレームは、前記第１の面板と、前記第２の面板と、前記第１の面板と前記第２の面板とを連結する第３の面板とを有するコの字状のフレームであることを特徴とするプリンタ。
請求項１乃至５記載のプリンタにおいて、
前記フレームの前記第１及び前記第２の面板の間に配置されるもので、前記キャリッジ送りモータにより回転駆動されて前記キャリッジを移動させるカム軸を有し、
前記キャリッジ送りモータは、その回転軸が前記カム軸に略平行に位置するように、前記フレームの前記第１の面板に配置され、
前記紙送りモータは、その回転軸が前記キャリッジモータの回転軸に略平行に位置するように、前記フレームの前記第２の面板に配置されることを特徴とするプリンタ。
請求項６記載のプリンタにおいて、
前記キャリッジ送りモータ及び前記紙送りモータは、それぞれの回転軸が前記カム軸と前記紙送りローラの回転軸との間に位置するように、前記フレームに配置されることを特徴とするプリンタ。
請求項１乃至７記載のプリンタにおいて、
前記プリンタは、インクリボンを介して前記記録紙に印字を行うインパクトプリンタであって、
前記インクリボンを巻き取るためのリボン巻き取り機構を備え、
当該リボン巻き取り機構は、前記キャリッジ送りモータによって駆動されることを特徴とするプリンタ。