JP4881150B2 - プリンタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像情報に基づいて記録紙等の被記録媒体に印画するプリンタ装置に関するものである。

コンピュータの出力装置やデジタル映像の出力装置としてのプリンタ装置は、その記録方式に応じて、熱転写式プリンタ装置、インクジェットプリンタ装置、レーザープリンタ装置、ワイヤードットプリンタ装置などに分類できる。そのうち、熱転写式プリンタの一種であるライン熱転写式プリンタ装置は、主走査方向に配列された複数個の発熱体を選択的に駆動しつつ、インクシート及び記録紙を副走査方向に搬送する。これによって、記録紙上に、ドットライン状に印画が行われる。

インクジェットプリンタ装置などの他の方式のプリンタ装置では、ドットを形成するか否かの２値の選択しかないために、小さなドットを記録紙に形成しながら誤差拡散等の手法でみかけの解像度と階調性を得ようとする。これに対して、熱転写式プリンタ装置の場合には、１つの画素を制御可能な熱の値を容易に変更できるため、１つの画素に対する階調性を多く取ることが可能になる。この結果、インクジェットプリンタ装置等の他のプリンタ装置に比べて滑らかで高画質な画像を得ることができる。

図６（ａ）、図６（ｂ）は、従来の熱転写式プリンタの基本的な構成を示す模式図である。図６（ａ）に示すように、インクシート１０３及び記録紙Ｐをサーマルヘッド１０１とプラテンローラ１０２とで密接させつつ、駆動ローラ１０４と従動ローラ１０５とで、記録紙Ｐを印画方向下流（図中矢印方向）に向けて搬送する。

このとき、サーマルヘッド１０１を発熱させて、インクシート１０３上のインクを記録紙Ｐ上に熱転写させ、１色目の印画を行う。

その後、次色の印画を行うために、サーマルヘッド１０１又はプラテンローラ１０２の少なくともどちらか一方を移動させて互いに離間させる。次に、駆動ローラ１０４と従動ローラ１０５とを１色目の印画時とは逆方向に回転させて印画開始位置まで記録紙Ｐを戻し、１色目と同様の動作で２色目の印画を行う。以後、上記動作を繰り返して３色目以降の印画を行う。

サーマルヘッドとプラテンローラを近接・離間させる駆動機構として、プラテンに対するサーマルヘッド側の位置を調整するプリンタ装置と、サーマルヘッドに対するプラテン側の位置を調整するプリンタ装置があった。

図７、図８は、従来の熱転写式プリンタにおいて、サーマルヘッドに対するプラテンローラの位置を近接・離間させる駆動機構を示した図である。図７は斜視図、図８（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図である。図７、図８において、符号１０１はサーマルヘッド、１０２はプラテンローラをそれぞれ示す。また、符号１０６ａ、１０６ｂは、プラテンローラ１０２を保持し、該ローラ１０２がサーマルヘッド１０１へ近接された状態と、サーマルヘッド１０１から離間された状態とを切り替え可能な左右一対のレバー部材を示す。符号１０７、１０８は、左右一対のカムを示す。符号１０９は、カム１０７、１０８を同軸上に固定する連通軸、１１０は連通軸１０９の一端に固定されたギアを示す。符号１１１は、ギア１１０を回転駆動する駆動機構を示しており、この駆動機構１１１は、モータ１１１ａ、ウォームギア１１１ｂ、ウォームホイール１１１ｃ等から構成されている。

１１２ａ、１１２ｂはレバー部材または駆動機構のカム、ウォームホイールの回転軸を示す。

駆動機構１１１がギア１１０と連通軸１０９を介してカム１０７、１０８を所定角度回転させると、レバー部材１０６ａ、１０６ｂがプラテンローラ１０２をサーマルヘッド１０１に近接させ、またはサーマルヘッド１０１から離間させる。図９は、カム１０７、１０８が所定角度回転することによって、プラテンローラ１０２がサーマルヘッド１０１から離間された状態を示している。
特開平０６−０１５８５２号公報 特開平１０−０７６７１６号公報

しかしながら、上記のようにしてサーマルヘッドとプラテンローラを近接・離間させる従来の駆動機構には、記録媒体の搬送領域外の両サイドに一対のカムを設けなければならない。よって、プリンタ装置の小型化を制約するという問題点があった。

図８（ｂ）を参照すると分かるように、インクシート１０３はサーマルヘッド１０１の近傍に配置されている。このインクシート１０３は、図１０に示されるように、サーマルヘッドと接するインクシート部分１２１を挟んで、送り出しや巻き取りが行なわれるインクシート部分１０３・１２０が外装に包まれ、カートリッジ化されている。そのカートリッジをサーマルヘッド１０１の長手方向すなわち図８（ａ）の矢印Ｂ方向へ着脱可能とする構成が一般的である。このため図８（ｂ）のような側面図方向から見たときに、両サイドに設けられた一対のカム１０７、１０８（図８領域Ｅ）と互いに重なる領域にカートリッジをレイアウトすることはできない。

ここで、カム１０７、１０８は大きく設計できた方が大きな減速比を取れたり、大きなストロークを取れたりするため、可及的に大きく設計できることが望ましい。

また、インクシート１０３が巻かれたシートロールも、その径を大きく設計することが望ましい。何故なら、ロール径が大きければ、ロールの交換サイクルを長くすることが可能であり、巻取り半径を大きくして巻取りトルクを一定させ、送り出しや巻き取りを行なうインクシート１０３の張力を相対的に小さくできるなどの利点があるからである。

さらに、サーマルヘッド１０１とプラテンローラ１０２とを近接・離間させるための駆動機構の一部であるカム１０７・１０８や、インクシート１０３等の部品を、サーマルヘッド１０１の近傍に配置すべきことは、装置の小型化を考慮すると重要である。

カムとインクシートは、インクシートの送出や巻取りあるいは、プラテンとサーマルヘッドの距離調整などの機能をより向上させるためには大きく設計することが望ましい。同時にサーマルヘッドの近傍に配置するべき部品であるにも関わらず、互いに重なる領域にレイアウトできないという制約を受ける。このことは設計的に大きな課題である。このような理由でカムとインクシートの配置は、レイアウト上の制約を受け、プリンタ装置の小型化の課題となっていた。

上述の従来技術における各課題を解決するために、
本発明はこの従来の問題点を解決するためのものであり、カムとインクシートのレイアウト上の制約を軽減し、小型化されたプリンタを提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、本発明は、プリンタ装置であって、サーマルヘッドとプラテンローラとが互いに近接または離間するように、前記サーマルヘッドまたは前記プラテンローラの少なくとも一方を変位させるレバー部材と、該レバー部材を動作させる駆動手段とを備え、前記駆動手段は、被記録媒体の搬送方向と前記プラテンローラのローラ軸方向に対して交差する方向に回転中心軸を有する一対のカムと、前記一対のカムのそれぞれによって被記録媒体の搬送方向と前記プラテンローラのローラ軸方向に対して交差する方向の軸を中心に回転する一対のブラケットと、前記一対のブラケットの双方に連結し、前記一対のブラケットの回転によって前記レバー部材に係合して被記録媒体の搬送方向と平行にスライドするプレートを含み、
前記一対のカムと前記一対のブラケットが、被記録媒体の搬送幅領域内に配置されることを特徴とする。

本発明のプリンタ装置によれば、インクシートの着脱方向である側面方向から見たときの、プラテンとサーマルヘッドの間の距離を調整するための構成部材の投影面積を、従来に比べて小さくすることが可能となる。従って、機能的に大きく設計することが望ましく同時にサーマルヘッドの近傍に配置するべき構成部材とインクシートのレイアウト上の制約が軽減される効果がある。

以下、本発明のプリント装置の実施形態の一例について説明する。もっとも、本発明のプリント装置のプリント動作は、従来例と同一であるため、説明を省略する。以下、本発明の特徴であるサーマルヘッドとプラテンローラを近接・離間させるための機構についてのみ詳細に説明する。

図１、図２は、サーマルヘッド１とプラテンローラ２とを近接・離間させるための機構を示した図であり、図１は斜視図、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図である。

プラテンローラ２は、回転軸３によって軸支されており、回転軸３の両端は、Ｌ字形の一対のレバー部材４ａ、４ｂによってそれぞれ支持されている。そして、後述する駆動手段が各レバー部材４ａ、４ｂを回転中心軸４ｃ、４ｄを中心として矢印ａ−ｂ方向に回動させることによって、プラテンローラ２がサーマルヘッド１に近接した状態と、離間した状態とに切り替えられる。

駆動手段は、駆動源としてのモータ５と、左右一対のカムギア６ａ、６ｂと、モータ５の回転力をカムギア６ａ、６ｂに伝達するための駆動伝達機構７とを有する。駆動伝達機構７は、駆動伝達軸７ａ、ウォームギア７ｂ、７ｃ、ウォームホイール７ｄ、７ｅ等から構成されている。さらに、カムギア・ウォームギア・ブラケット等の駆動手段は、回転中心軸１２ａ、１２ｂを中心として回転する。例えば左右一対のＬ字形のブラケット８ａ、８ｂは図中の矢印ｃ−ｄ方向に回動可能になっている。さらに各ブラケットに接続され、図中の矢印ｅ−ｆ方向にスライド可能なプレート９とを有する構成になっている。

各カムギア６ａ、６ｂの表面には、渦巻き状の凹溝１０が形成されており、その凹溝１０に各ブラケット８ａ、８ｂの一端が嵌合している。また、各ブラケット８ａ、８ｂの他端は、プレート９に回転可能に連結されている。カムギアやブラケットの回転中心軸は１２ａ、１２ｂである。さらに、プレート９の長手方向両側部には、レバー部材４ａ、４ｂの端部（回転軸３を支持している側と反対側の端部）に係止する係止片１１が突設されている。

カムギア６ａ、６ｂが所定方向に１２ａ、１２ｂを回転中心軸として所定角度回転すると、各ブラケット８ａ、８ｂが図中の矢印ｄ方向に回動し、これに伴ってプレート９が矢印ｆ方向にスライドし、係止片１１が同方向に移動する。すると、レバー部材４ａ、４ｂが矢印ｂ方向に回動し、プラテンローラ２が同方向に移動してサーマルヘッド１から離間する。

以上のようにしてプラテンローラ２がサーマルヘッド１から離間した状態を図３、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す。図３は、上記状態の斜視図であり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は側面図である。これらの図より、カムギヤ６ａ、６ｂが所定角度回転することによって、レバー部材４ａ、４ｂが図１中の矢印ｂ方向に回動し、その結果、プラテンローラ２がサーマルヘッド１から離間している様子が理解できる。

ここで、上記駆動手段を構成しているカムギア６ａ、６ｂは、搬送される被記録媒体表面に対して垂直な回転中心軸１２ａ、１２ｂを有している。即ち、搬送される被記録媒体表面の法線方向（図２（ａ）の矢印Ａ方向）と平行な回転中心軸を有している。一方、従来例において、カムギヤ６ａ、６ｂに相当するカム１０７、１０８は、図２（ａ）中の矢印Ｂ方向と平行な回転中心軸を有している（図７の１１２ａ、１１２ｂ参照）。また、カムギヤ６ａ、６ｂは、上記法線方向から見て被記録媒体の通過する幅方向領域内（図２（ａ）に示すＣ範囲）に配置されている。一方、従来例において、カムギヤ６ａ、６ｂに相当するカム１０７、１０８は、上記Ｃ範囲に相当する範囲外に配置されている。図８（ａ）のＣ範囲参照。

すなわち、側面方向（＝インクシートの着脱方向＝図２（ａ）の矢印Ｂ方向）から見たときのカムギア６ａ、６ｂの投影面積（図２（ｂ）に示すＤ範囲）が、従来例（図８に示すＥ範囲）に比べて非常に小さくなっている。

上記のようにカムギア６ａ、６ｂをレイアウトすることによって、可及的に大きく設計できることが望ましく同時にサーマルヘッド１の近傍に配置するべき部品であるカムギア６ａ、６ｂのレイアウト上の制約が大きく軽減される。また、インクシートのレイアウト上の制約も同様に大きく軽減される。このことは設計的な大きなメリットであり、プリンタ装置の小型化へ大きく寄与するものである。

この際、ウォームギア７ｂ、７ｃ以外の全ての回転部材の回転中心軸が、搬送される被記録媒体表面に対して垂直となるようにレイアウトするのが本発明の目的達成には最も効果的である。即ち、ウォームギア７ｂ、７ｃ以外の全ての回転部材の回転中心軸が被記録媒体表面の法線方向（図２（ｂ）の矢印Ａ方向）と平行となるようにレイアウトするのが本発明の目的達成には最も効果的である。

もっとも、サーマルヘッド１又はプラテンローラ２の少なくとも一方を互いに近接・離間させるための駆動手段は上記構成に限定されるものではない。但し、本例のカムギヤ６ａ、６ｂ又はこれに相当するカムを設ける場合には、左右一対のカムが鏡像対称となっている構成をとることが望ましい。

また、２つのウォームギア７ｂ、７ｃが同軸的に軸支されている構成が最も簡素な構成である。特に、互いに進み方向が反対でモジュール、条数及び進み角が等しい一対のウォームギアを採用すると、互いに打ち消しあう反作用力が生じ、バランスがよい。（ここで述べるモジュールとは、歯車の歯の大きさを表すもので、歯のピッチ円の直径を、歯数で割った数値である。モジュールの値が大きい程歯も大きくなる）
図１１（ｂ）で示すように、モータ５がα方向に回転するとモータの回転軸７ａが図１１（ａ）で示すα方向に回転する。ウォームホイール７ｄ、７ｅは図１１（ａ）のβ方向に回転する。ウォームの進み方向（ウォームホイールのねじれ方向）が互いに反対方向で、形状として鏡像対象ならば、一対のウォームは同じ速度でβ方向に回転することになる。この回転方向βの反作用が、ウォームホイールにγ方向にそれぞれ働くので、モーター軸７ａ上の力が互いに打ち消しあうことになる。この結果、モータ軸上の力のバランスが良くなる。

もし、鏡像対象となっておらず、図１１（ａ）σ方向にウォームの回転方向の反作用力が加わると、モータの回転軸に対して同じ方向の２力の和が加わることになる。その結果この反作用力の合計をモータ軸のスラスト止め箇所が受けることになり、モータの耐久性劣化要因となる可能性がある。また、搬送される被記録媒体を案内するガイド部材で駆動手段を覆い隠すような図１２に示す構成にすると更にプリンタ装置の省スペースが図られる。
図１２において、駆動手段を覆っている部材１３が被記録媒体を案内するガイド部材である。点線矢印でしめす位置を被記録媒体が通過する構成になっている。

これまでは、サーマルヘッドが固定され、プラテンローラがヘッドに近接・離間する方向に移動する構成を例にとって本発明のプリンタ装置の実施形態を説明した。しかし、サーマルヘッド又はプラテンローラの少なくとも一方が移動して互いに近接・離間できる構成になっていれば、固定側と移動側は特に限定されない。駆動機構をサーマルヘッド側に接続すれば良い。

図５に、プラテンローラを上記のように移動させるための他の構成例を示す。尚、既に説明した構成と同一の構成については、図５中に同一の符号を付して説明を省略する。図５に示す構成は、プレート９に、ウォームホイール７ｄ、７ｅと噛み合うピニオンギア９ａ、９ｂを設けたものである。かかる構成によって、プレート９を矢印ｅ−ｆ方向に往復スライドさせて、レバー部材４ａ、４ｂを上記と同様に回動させることができる。

本発明の第一実施例であるプリンタ装置の駆動機構を示す斜視図 （ａ）第一実施例のサーマルヘッドとプラテンローラとが近接した上面図、（ｂ）第一実施例のサーマルヘッドとプラテンローラとが近接した側面図 第一実施例のサーマルヘッドとプラテンローラとが離間した斜視図 （ａ）第一実施例のサーマルヘッドとプラテンローラとが離間した上面図、（ｂ）第一実施例のサーマルヘッドとプラテンローラとが離間した側面図 本発明の第二実施例であるプリンタ装置の駆動機構を示す上面図 （ａ）従来の熱転写式プリンタの構成で記録紙を搬送する模式図、（ｂ）従来の熱転写プリンタの構成で記録紙を逆搬送する模式図 従来のプリンタ装置が備える駆動機構の一例を示す斜視図 （ａ）従来のサーマルヘッドとプラテンローラとが近接した上面図、（ｂ）従来のサーマルヘッドとプラテンローラとが近接した側面図 従来のサーマルヘッドとプラテンローラとが離間した斜視図 インクシートカートリッジ斜視図 （ａ）本発明の第三実施例の駆動機構を説明する上面図、（ｂ）本発明の第三実施例の駆動機構を説明する側面図 本発明の駆動機構を覆う記録媒体案内ガイド部材の断面図

符号の説明

１ サーマルヘッド
２ プラテンローラ
３ プラテンローラの回転軸
４ａ、４ｂ レバー部材
４ｃ、４ｄ レバー部材の回転軸
６ａ、６ｂ カムギア
７ｂ、７ｃ ウォームギア
１２ａ，１２ｂ 駆動機構の回転軸
１３ 紙案内ガイド部材

Claims (7)

1. 熱転写プリンタ装置であって、サーマルヘッドとプラテンローラとが互いに近接または離間するように、前記サーマルヘッドまたは前記プラテンローラの少なくとも一方を変位させるレバー部材と、該レバー部材を動作させる駆動手段とを備え、前記駆動手段は、被記録媒体の搬送方向と前記プラテンローラのローラ軸方向に対して交差する方向に回転中心軸を有する一対のカムと、前記一対のカムのそれぞれによって被記録媒体の搬送方向と前記プラテンローラのローラ軸方向に対して交差する方向の軸を中心に回転する一対のブラケットと、前記一対のブラケットの双方に連結し、前記一対のブラケットの回転によって前記レバー部材に係合して被記録媒体の搬送方向と平行にスライドするプレートを含み、
   前記一対のカムと前記一対のブラケットが、被記録媒体の搬送幅領域内に配置されることを特徴とするプリンタ装置。
2. 前記一対のカムは鏡像対称形状を有する請求項１に記載のプリンタ装置。
3. 前記駆動手段には、前記一対のカムに回転力を伝達するためのウォームギアが含まれ、該ウォームギアの回転中心軸を除いて、前記駆動手段を構成する全ての回転部材の回転中心軸が、被記録媒体の搬送方向と前記プラテンローラのローラ軸方向に対して交差する方向に回転中心軸を有し、かつ被記録媒体の搬送幅方向領域内に配置されることを特徴とする請求項２に記載のプリンタ装置。
4. 前記駆動手段が２以上のウォームギアを有し、前記ウォームギアが共通の回転中心軸を有することを特徴とする請求項３記載のプリンタ装置。
5. 前記ウォームギアは、進み方向が反対で、かつ、モジュール、条数及び進み角が等しいことを特徴とする請求項４に記載のプリンタ装置。
6. 前記ウォームギアの共通の回転中心軸が、プラテンローラのローラ軸方向に対して平行であることを特徴とする請求項５に記載のプリンタ装置。
7. 前記駆動手段と前記被記録媒体の搬送路との間に、該搬送路を搬送される前記被記録媒体を案内するガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。

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