JP4932462B2 - ヘッド位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッド位置決め装置に関する発明である。

サーマルプリンタは、インクを塗布したインクフィルムを印画紙に密着させ、これに熱を加えることによりフィルム上のインクを昇華、又は溶融させて印画紙に転写することで文字、画像等をプリントする装置である。そのため、サーマルプリンタは、インクフィルムと印画紙とが密着するようにサーマルヘッドの位置を決めることが重要であり、ヘッド位置決め装置を備えている。

サーマルプリンタの従来のヘッド位置決め装置は、サーマルヘッド保持部材に設けられた位置決め部材と、プラテンローラ又は本体に取り付けられ位置決め部材を支持する支持部材とで構成されていた。そのため、従来のヘッド位置決め装置では、インクを転写させる印画紙の種類が変わり、剛性等の特性が変化した場合にサーマルヘッドとプラテンローラとの相対的な最適位置が変化する。この変化により、従来のサーマルプリンタは、印画かすれ等の印画不良を生じる場合があった。このような印画不良は、プリンタ内の環境温度が変化した場合にも発生することがあった。

そこで、特許文献１では、サーマルヘッド保持部材に設けられた位置決め軸を支持する軸受部材を、プラテンローラに着脱自在に取り付ける構成を採用している。

特開２００４−１２２４９５号公報（第７頁、第２図）

特許文献１に係るヘッド位置決め装置は、サーマルヘッド保持部材に設けられた位置決め軸と、プラテンローラに着脱自在に取り付けられた軸受部材とを備え、軸受部材が位置決め軸を支持する構成となっている。そのため、メンテナンスの際などに、軸受部材を落として損傷させてしまう場合があった。また、軸受部材を取り外した後に再度装着する際、軸受部材の装着方向を間違え易い。

さらに、特許文献１に係るヘッド位置決め装置では、サーマルプリンタの位置を変更するために軸受部材を交換する必要があった。そのため、取り外している軸受部材を紛失し易い等の管理面での問題もあった。

そこで、本発明は、取り扱いが容易で、且つ管理が容易なヘッド位置決め装置を提供することを目的とする。

本発明に係る解決手段は、サーマルヘッドを保持するサーマルヘッド保持部材の両端部付近にそれぞれ設けられた凸状の位置決め部材と、サーマルヘッドと相対して設けられるプラテンローラの軸の両端付近にそれぞれ回転可能に取り付けられた軸方向に異なる半径を有する円筒体であって、位置決め部材と当接することでサーマルヘッドの位置決めを行う支持部材と、支持部材とそれぞれ係合し、支持部材を軸方向に移動させ位置決め部材が当接する支持部材上の位置を変更するシフタとを備え、支持部材に係合するそれぞれのシフタはラック部を有し、当該ラック部同士を反転レバーで連結することを特徴とする。

本発明に記載のヘッド位置決め装置は、サーマルヘッドと相対して設けられるプラテンローラの軸の両端付近にそれぞれ回転可能に取り付けられた軸方向に異なる半径を有する円筒体の支持部材が、位置決め部材と当接することでサーマルヘッドの位置を決めるので、取り扱いが容易で、且つ管理が容易にサーマルヘッドとプラテンローラとの相対位置を適切に保つことができる。また、シフタを移動させると、これに連結された反転レバーが回動軸を中心に回動するので、反転レバーに連結されたシフタも連動して移動する。これによって、容易にヘッド位置決め位置を変更できる。

（参考形態１）
図１に、本参考形態に係るサーマルプリンタのサーマルヘッド周辺の断面図を示す。図１に示すサーマルプリンタでは、複数の微小な発熱体を有するサーマルヘッド１がサーマルヘッド保持部材２にネジ等により固定されている。サーマルヘッド保持部材２は、支持軸３に対して回動可能な支持アーム４に取り付けられている。この支持アーム４は、支持軸３の長手方向に対して直角な方向に移動できるように、設けたＵ字状溝等で支持軸３を支持している。

さらに、本参考形態に係るサーマルプリンタでは、サーマルヘッド１と相対する位置にプラテンローラ５が配置されている。また、サーマルヘッド保持部材２の支持軸３方向の両端部付近には、平面板で形成された凸状の位置決め部材６がそれぞれ固定されている。そして、位置決め部材６をプラテンローラ５に当接させる方向に付勢するために、支持アーム４には付勢ばね７が取り付けられている。

さらに、サーマルヘッド保持部材２は、支持軸３に対して回動可能に取り付けられた加圧アーム８と係合し、当該加圧アーム８は、加圧ばね９を介してサーマルヘッド保持部材２をプラテンローラ５方向に押さえる。フィルム状媒体にイエロー、マゼンタ、シアン等の色素染料又は顔料及び透明保護層等を順次塗布したインクシート１０は、供給ロール１１から供給される。このインクシート１０は、サーマルヘッド１とプラテンローラ５の間を通って、モータ等を用いた駆動装置（図示せず）により巻取りロール１２に巻き取られる。

一方、印画紙１３は、サーマルヘッド１とプラテンローラ５との間にインクシート１０と重なるように配置され、表面に微小突起を有するグリップローラ１４とこれに対向して配置されるピンチローラ１５により挟持されて搬送される。サーマルヘッド１とプラテンローラ５との間でインクシート１０と印画紙１３とを密着させ、サーマルヘッド１でインクシート１０に熱を加えることで、インクが昇華、又は溶融して印画紙１３に転写され所望の文字、画像等がプリントされる。

図２に、サーマルヘッド１等を備えた支持アーム４及びプラテンローラ５の斜視図を示す。図３に、プラテンローラ５周辺の斜視図を示す。図２及び図３に示すように本参考形態に係るプラテンローラ５では、軸方向に異なる半径を有する円筒体の支持部材１６、１７が軸の両端付近に設けられている。この支持部材１６、１７は、プラテンローラ５の軸に対し回転可能に取り付けられており、異なる半径を有する円筒体は一体に形成されている。

この支持部材１６、１７は、サーマルヘッド保持部材２に取り付けられた位置決め部材６と当接する。位置決め部材６が支持部材１６、１７のどの位置（つまり、どの大きさの半径を有する円筒体）で当接するかについては、支持部材１６、１７と係合し、プラテンローラ５の軸方向に移動可能なシフタ１８、１９によって決める。このシフタ１８、１９は、図３に示す突起状の係合部１８ａ、１９ａを有し、当該係合部１８ａ、１９ａが、シフタ１８、１９をプラテンローラ５の軸方向に案内するガイドレール２０の保持部２０ａ、２０ｂに係合する。係合部１８ａ、１９ａと保持部２０ａ、２０ｂとが係合することで、シフタ１８、１９の位置を固定することができる。

次に、本参考形態に係るサーマルプリンタの印画動作を説明する。まず、図１に示すように、印画紙１３をグリップローラ１４とピンチローラ１５により挟持して所定の位置に印画紙１３を搬送する。インクシート１０の先頭色（例えばイエロー）を所定位置まで巻き取り、印画紙１３と重ねて待機させておく。加圧アーム８を手動又はモータ等の駆動装置（図示せず）を用いて駆動し、サーマルヘッド１をプラテンローラ５の方向に圧着させる。このときサーマルヘッド１は、インクシート１０と印画紙１３を挟み込んだ状態でプラテンローラ５に当接する。

その後、加圧アーム８を図１での反時計方向にさらに回動させると加圧ばね９が圧縮され、当該加圧ばね９のばね力がサーマルヘッド１に作用し、所定の圧力でインクシート１０を印画紙１３に密着させる。また、このときサーマルヘッド保持部材２は付勢ばね７により、サーマルヘッド１の加圧方向とは概ね直交する方向に付勢され、位置決め部材６がプラテンローラ５の支持部材１６，１７に当接し、サーマルヘッド１とプラテンローラ５との相対的な位置が決まる。なお、支持部材１６，１７を回転可能な構造にすることで、サーマルヘッド１の加圧時に位置決め部材６と転がり接触し、磨耗を防止することができる。

グリップローラ１４及び巻取りロール１２を駆動して印画紙１３及びインクシート１０を、図１に示す右方向に搬送しながらサーマルヘッド１の発熱体に画像に応じた所定の電気信号を通電する。これにより、サーマルヘッド１の発熱体が発熱してインクシート１０に塗布された染料等が熱で昇華又は溶融して印画紙１３上に転写される。

次に、加圧アーム８を、図１の時計方向に回動させてサーマルヘッド１をプラテンローラ５から離間させ、印画紙１３を印画待機位置まで巻き戻し、インクシート１０を所定量巻き取り、次色の頭出しを行い印画紙１３と重ねて待機させておく。次に、サーマルヘッド１をプラテンローラ５に圧着させて先頭色と同様に印画紙１３及びインクシート１０を搬送しながらサーマルヘッド１に通電する。これにより、次色の画像が先頭色の画像上に重ねて形成される。この動作を繰り返すことにより、印画紙１３上に各色の画像が重ねて形成されるフルカラー画像が形成される。

印画待機時は、位置決め部材６と支持部材１６，１７とは離間した状態にある。このとき、図３に示すシフタ１８は、ガイドレール２０に沿ってプラテンローラ５の軸方向に移動させることが可能である。シフタ１８を移動後の位置で、係合部１８ａと保持部２０ａとを係合させることにより、当該位置で支持部材１６をプラテンローラ５の軸方向に固定できる。同様に、図３に示すシフタ１９もガイドレール２０に沿ってプラテンローラ５の軸方向に移動させることが可能である。シフタ１９を移動後の位置で、係合部１９ａと保持部２０ｂとを係合させることにより、当該位置で支持部材１７をプラテンローラ５の軸方向に固定できる。

シフタ１８，１９を移動させることにより、サーマルヘッド保持部材２に取り付けられた位置決め部材６と支持部材１６，１７との当接位置が変化する。これは、図３に示すように支持部材１６、１７の円筒体が場所により半径が異なるためであり、半径の差分がサーマルヘッド１とプラテンローラ５との相対位置となる。

以上のように、本参考形態に係るヘッド位置決め装置では、シフタ１８，１９で位置決め部材６と支持部材１６，１７との当接位置を変化させている。そのため、本参考形態に係るヘッド位置決め装置では、印画紙１３の種類や環境温度が変化してもサーマルヘッド１とプラテンローラ５との相対位置を適切に保つことができる。なお、本参考形態では、図３に示すように支持部材１６、１７が３つの異なる半径の円筒体で形成されている。しかし、本発明はこれに限られず、より多くの異なる半径を有する円筒体でも、より少ない異なる半径を有する円筒体でも良い。また、本参考形態では、支持部材１６、１７をプラテンローラ５の軸上に設けたが、本発明はこれに限られず、プラテンローラ５を支持するプリンタの本体に設けても良い。

（変形例）
さらに、本参考形態に係るサーマルプリンタのヘッド位置決め装置の変形例を図４に示す。図４に示すヘッド位置決め装置では、平面板で形成された凸状の位置決め部材６に代えて、回転可能な円筒形状の位置決め部材６ａを設けている。また、図４に示すヘッド位置決め装置では、プラテンローラ５の軸方向に異なる半径を有する円筒体の支持部材１６に代えて、軸方向に異なる高さを有する板状体の支持部材１６ａを設けている。なお、図４では図示していないが、本変形例では、円筒体の支持部材１７に対応する位置に板状体の支持部材１７ａが設けられている。

本変形例では、支持部材１６ａ，１７ａのそれぞれがシフタ１８，１９に固定されており、当該シフタ１８，１９を移動させることで、位置決め部材６ａと支持部材１６ａ，１７ａとが当接する位置が変化する。図５からも分かるように、支持部材１６ａは軸方向に異なる高さを有しているので、当該支持部材１６ａを軸方向に移動させることで、サーマルヘッド１のプラテンローラ５に対する位置を変化させることができる。

（参考形態２）
参考形態１に係るサーマルプリンタのヘッド位置決め装置では、図３に示すようにシフタ１８とシフタ１９とが別々にガイドレール２０に取り付けられている。しかし、本参考形態に係るヘッド位置決め装置では、図５に示すようにシフタ１８とシフタ１９とがスライダ２１に取り付けられ、シフタ１８，１９が一体として移動するように構成されている。なお、図５には、プラテンローラ５の周辺のみが図示されているが、他の構成部分は図１，２に示す構成と同じであるため図示及び詳細な説明は省略する。

図５に示すヘッド位置決め装置では、スライダ２１を左右に移動させるだけで、シフタ１８及びシフタ１９を同時に移動することができる。なお、シフタ１８とシフタ１９は同方向に移動するため、支持部材１６及び支持部材１７の異なる半径の円筒体の並び方が同方向になる。また、スライダ２１の位置は、参考形態１と同様、スライダ２１に設けられた係合部２１ａが保持部２０ａと係合することで保持される。

（参考形態３）
参考形態２に係るサーマルプリンタのヘッド位置決め装置では、図５に示すようにシフタ１８とシフタ１９とがスライダ２１により一体化されている。しかし、本参考形態に係るヘッド位置決め装置では、図６に示すようにシフタ１８に設けたラック部２２と、シフタ１９に設けたラック部２３とがギヤ２４で噛み合うように係合されている。なお、図６には、プラテンローラ５の周辺（プラテンローラ５は図示されていない）のみが図示されているが、他の構成部分は図１，２に示す構成と同じであるため図示及び詳細な説明は省略する。

本参考形態に係るヘッド位置決め装置では、図６に示すように、シフタ１８を移動させるとこれと一体的に構成されたラック部２２が移動し、ギヤ２４がラック部２２の移動量に応じて回転する。さらに、ギヤ２４と噛み合うラック部２３がラック部２２と反対方向に同じ量移動する。つまり、本参考形態に係るヘッド位置決め装置では、シフタ１８の移動に連動してシフタ１９も移動するため、容易にヘッド位置決め位置を変更できる。また、参考形態２と異なり、支持部材１６及び支持部材１７の異なる半径の円筒体の並び方が逆方向になる。また、シフタ１８の位置は、参考形態１と同様、シフタ１８に設けた係合部１８ａが保持部２０ａと係合することで保持される。

（実施の形態１）
参考形態２に係るサーマルプリンタのヘッド位置決め装置では、図５に示すようにシフタ１８とシフタ１９とがスライダ２１により一体化されている。しかし、本実施の形態に係るヘッド位置決め装置では、図７に示すようにシフタ１８に設けたラック部２２と、シフタ１９に設けたラック部２３とが反転レバー２５により連結されている。なお、図７には、プラテンローラ５の周辺（プラテンローラ５は図示されていない）のみが図示されているが、他の構成部分は図１，２に示す構成と同じであるため図示及び詳細な説明は省略する。

本実施の形態に係るヘッド位置決め装置では、図７に示すように、シフタ１８を移動させるとこれに連結された反転レバー２５が回動軸２５ａを中心に回動するので、反転レバー２５に連結されたシフタ１９も連動して移動する。つまり、本実施の形態に係るヘッド位置決め装置では、シフタ１８の移動に連動してシフタ１９も移動するため、容易にヘッド位置決め位置を変更できる。また、参考形態２と異なり、支持部材１６及び支持部材１７の異なる半径の円筒体の並び方が逆方向になる。また、シフタ１８の位置は、参考形態１と同様、シフタ１８に設けた係合部１８ａが保持部２０ａと係合することで保持される。

（参考形態４）
図８に、本参考形態に係るサーマルプリンタのヘッド位置決め装置の斜視図を示す。なお、図８には、プラテンローラ５の周辺（プラテンローラ５は図示されていない）のみが図示されているが、他の構成部分は図１，２に示す構成と同じであるため図示及び詳細な説明は省略する。

図８に示すヘッド位置決め装置では、シフタ１８にラック部２２を、シフタ１９にラック部２３をそれぞれ形成し、当該ラック部２２とラック部２３とをギヤ２４で係合している。さらに、図８に示すヘッド位置決め装置では、ギヤ２４を駆動するモータ、ソレノイド等のアクチュエータを含む駆動装置２６を設けている。また、図８に示すヘッド位置決め装置では、シフタ１８、１９の位置を検出する位置検出装置２７と、印画紙１３の種類を判別する判別装置２８及びプリンタ内の温度を計測する温度センサ２９等の印刷環境を検出する環境検出器とを備えている。なお、環境検出器は、印画紙の種類を判別する判別装置２８及びプリンタ内の温度を測定する温度センサ２９のいずれか一方を少なくとも含めば良い。

本参考形態に係るヘッド位置決め装置では、位置検出装置２７、判別装置２８及び温度センサ２９等からの信号に基づき制御部３０が駆動装置２６を制御してシフタ１８，１９を移動させる。つまり、本参考形態では、プリンタに装着された印画紙１３を判別し、温度を測定して得られた印刷環境の情報と、位置検出装置２７の位置情報とに基づいて制御部３０が駆動装置２６を制御して最適なヘッド位置に変更する。なお、シフタ１８、１９の位置は、例えば図８に示すようなシフタ１８に設けられた溝を光学的に読み取る位置検出装置２７で検出する。また、印画紙１３の種類の判別についても、例えば光学的に印画紙１３の厚みや表面状態等を判別装置２８で検出する。また、温度センサ２９には、例えば熱電対等が用いられる。

以上のように、本参考形態に係るヘッド位置決め装置では、環境検出器の出力に基づいてシフタ１８、１９の位置を変化させるので、常に最適なヘッド位置を保つことができる。また、使用中のプリンタ内での温度変化に対応して、自動でヘッド位置を変更することができるため、使い勝手の良いサーマルプリンタを得ることができる。

なお、本参考形態では、ギヤ２４を駆動する例を示したが、本発明はこれに限られず、シフタ１８，１９を直接駆動する構成でも良い。また、本参考形態では、シフタ１８、１９の位置検出をシフタ１８の位置を直接検出することで行ったが、本発明はこれに限られず、ギヤ２４の回転位置を検出する方法でも良い。さらに、本参考形態に係るシフタ１８，１９の構成に代えて、参考形態３や実施の形態１のシフタ１８，１９の構成を用いても良い。

本発明の参考形態１に係るサーマルプリンタのサーマルヘッド周辺の断面図である。 本発明の参考形態１に係るヘッド位置決め装置の斜視図である。 本発明の参考形態１に係るヘッド位置決め装置のプラテンローラ周辺の斜視図である。 本発明の参考形態１の変形例に係るヘッド位置決め装置のプラテンローラ周辺の斜視図である。 本発明の参考形態２に係るヘッド位置決め装置のプラテンローラ周辺の斜視図である。 本発明の参考形態３に係るヘッド位置決め装置のプラテンローラ周辺の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るヘッド位置決め装置のプラテンローラ周辺の斜視図である。 本発明の参考形態４に係るヘッド位置決め装置のプラテンローラ周辺の斜視図である。

符号の説明

１ サーマルヘッド、２ サーマルヘッド保持部材、３ 支持軸、４ 支持アーム、５ プラテンローラ、６，６ａ 位置決め部材、７ 付勢ばね、８ 加圧アーム、９ 加圧ばね、１０ インクシート、１１ 供給ロール、１２ 巻取りロール、１３ 印画紙、１４ グリップローラ、１５ ピンチローラ、１６，１６ａ，１７，１７ａ 支持部材、１８，１９ シフタ、１８ａ、１９ａ 係合部、２０ ガイドレール、２０ａ、２０ｂ 保持部、２１ スライダ、２２，２３ ラック部、２４ ギヤ、２５ 反転レバー、２５ａ 回動軸、２６ 駆動装置、２７ 位置検出装置、２８ 判別装置、２９ 温度センサ、３０ 制御部。

Claims (2)

1. サーマルヘッドを保持するサーマルヘッド保持部材の両端部付近にそれぞれ設けられた凸状の位置決め部材と、
   前記サーマルヘッドと相対して設けられるプラテンローラの軸の両端付近にそれぞれ回転可能に取り付けられた前記軸方向に異なる半径を有する円筒体であって、前記位置決め部材と当接することで前記サーマルヘッドの位置決めを行う支持部材と、
   前記支持部材とそれぞれ係合し、前記支持部材を前記軸方向に移動させ前記位置決め部材が当接する前記支持部材上の位置を変更するシフタとを備え、
   前記支持部材に係合するそれぞれの前記シフタはラック部を有し、当該前記ラック部同士を反転レバーで連結することを特徴とするヘッド位置決め装置。
2. サーマルヘッドを保持するサーマルヘッド保持部材の両端部付近にそれぞれ設けられた回転可能な円筒形状の位置決め部材と、
   前記サーマルヘッドと相対して設けられるプラテンローラの軸の両端付近にそれぞれ取り付けられた前記軸方向に異なる高さを有する板状体であって、前記位置決め部材と当接することで前記サーマルヘッドの位置決めを行う支持部材と、
   前記支持部材とそれぞれ係合し、前記支持部材を前記軸方向に移動させ前記位置決め部材が当接する前記支持部材上の位置を変更するシフタとを備え、
   前記支持部材に係合するそれぞれの前記シフタはラック部を有し、当該前記ラック部同士を反転レバーで連結することを特徴とするヘッド位置決め装置。

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