JP5464983B2 - プリンタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録用紙の切断を行うカッターを具備したプリンタ装置に関する。

近年、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、スキャナ等の画像を扱う入力機器の進歩に伴い、熱転写式プリンタ装置に対する注目度が高くなっている。熱転写式プリンタ装置は、静止画を記録するスチルカメラやビデオカメラなどによって撮像された電子画像情報を、コンピュータまたは記録媒体を介してプリント出力するのに好適なプリンタ装置である。

熱転写式プリンタ装置には、ロール状に巻かれた長尺の記録用紙を供給して印刷後に記録用紙を適切なサイズに切断する構成を有するものが製品化されている。ロール状の用紙に印刷する熱転写式プリンタ装置のうち、家庭用の持ち運び可能な小型プリンタ装置については、サイズやコストなどの観点から、モーターなどの駆動アクチュエータの削減が求められている。しかし、プリンタ装置に用いるカッターは、通常、鋭利な刃を記録用紙に対して動かして切断するため、刃を動かすためのアクチュエータが必要となる。そこで、カッターを駆動させるためのアクチュエータは、他の動作に利用しているアクチュエータを共用することが求められる。小型の熱転写プリンタ装置は、一般的に、記録用紙やインクリボンを搬送するために、ローラやインクリボンボビンの駆動機構と、サーマルヘッドとプラテンローラとの押圧、非押圧を切り換えるための駆動機構を有する。そして、小型プリンタ装置は、それぞれの駆動機構に対応するアクチュエータを備えている。これら２つのアクチュエータのうち、後者の駆動機構を駆動させるアクチュエータを記録用紙切断用のアクチュエータとして兼用するプリンタ装置が、特許文献１、２にそれぞれ開示されている。

特許文献１には、１つのカム部材とモーターでカッターとサーマルヘッドの昇降動作を実現するプリンタ装置が開示されている。このカム部材には、カッターの切断動作時にサーマルヘッドをプラテンローラに付勢するバネが取り付けられている。

一方、特許文献２には、カムの１回転のうち半回転をカッターの切断動作、プラテンローラの昇降動作にそれぞれ割り当てて、モーターの回転方向によって動作を切り分けているプリンタ装置が開示されている。

特開２００２−２５４３８５公報 特表２００８−５４０１９７公報

特許文献１に開示されたプリンタ装置では、カッターの切断動作とサーマルヘッドのプラテンローラへの押圧動作という強い力を必要とする２つの動作が同時に行われている。これにより、モーターの負荷が大きくなるため大型のモーターが必要になると考えられる。したがって、特許文献１に記載のプリンタ装置は、装置の小型化に最適な構成とはいえない。

一方、特許文献２に開示されたプリンタ装置では、モーターの回転方向を切り替えることによってカッターの切断動作とプラテンローラの昇降動作が独立して行われているので、大型のモーターを必要としない。しかし、引用文献２に開示されたプリンタ装置では、各動作後に装置を初期状態に戻すためには、モーターの回転方向を切り替える必要がある。また、カムは、半回転しかできない構造となっている。そのため、動作中に何らかの原因で装置への電力供給が停止すると、再起動後に装置を初期状態に戻す動作（以下、イニシャライズ動作と称する。）を行う際に、以下のような問題が起こり得る。

例えば、カムが切断動作から初期状態に戻る向きに１／４回転している途中で電力供給が停止したとする。このとき、再起動後イニシャライズ動作を行うためには、モーターの回転方向を切り替える必要はない。ところが、再起動後、モーターの回転方向が誤って切り替えられ、カムが切断動作を行う方向に半回転させられると、イニシャライズ動作が実行されない。また、この場合、カムが、上述したように半回転しかできない構造なので、モーターが過負荷状態になり、モーターやカムが損傷するという問題が起こり得る。

そこで、本発明の目的は、動作の途中で装置が非正常に停止するという事態が生じても再起動後に確実にイニシャライズ動作することが可能なプリンタ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のプリンタ装置は、記録用紙を支持するプラテンローラと、前記プラテンローラに対向するヘッドユニットであって、前記プラテンローラと前記ヘッドユニットとで前記記録用紙を挟み込んで前記記録用紙に印刷するようにされたヘッドユニットと、前記プラテンローラと前記ヘッドユニットとの間を通過した前記記録用紙を往復運動することによって切断するようにされたカッターユニットと、第１の方向と、該第１の方向と反対の第２の方向とに回転するようにされたモーターと、前記プラテンローラまたは前記ヘッドユニットと前記モーターとを接続し、前記モーターの前記第１の方向の回転力を前記プラテンローラおよび前記ヘッドユニットを互いに近付ける力に変換し、前記モーターの前記第２の方向の回転力を前記プラテンローラおよび前記ヘッドユニットを互いに離す力に変換するヘッド駆動機構と、前記カッターユニットと前記モーターとを接続し、前記モーターの前記第２の方向の回転力のみを前記カッターユニットが前記往復運動する力に変換するカッター駆動機構と、を有し、前記カッター駆動機構は、前記モーターに連動して回転するカッターカムギヤと、前記モーターが前記第２の方向に回転する場合のみ、前記カッターカムギヤに係合して回転し、前記カッターカムギヤの回転力を前記カッターユニットが前記往復運動する力に変換するカムコアと、を有し、前記ヘッド駆動機構は、前記モーターに接続され、前記モーターに連動して回転するギヤ部と、前記ヘッドユニットに接続され、前記ギヤ部に係合して回転することによって前記モーターの回転力を前記ヘッドユニットに伝達するヘッド駆動部材と、前記ギヤ部と回転の中心が同じになるように前記ギヤ部に重ねて配置され、前記回転の中心からの距離が前記ギヤ部よりも長く前記ギヤ部と前記ヘッド駆動部材との係合を阻止するカム面と、前記回転の中心からの距離が前記ギヤ部と同じかまたは前記ギヤ部よりも短く前記ギヤ部と前記ヘッド駆動部材との係合を許容するくぼみ面と、が外周面に交互に設けられたカム部と、を有する。

本発明では、モーターが第２の方向に回転しているとき、プラテンローラとヘッドユニットは互いに離れ、カッターユニットが往復運動を行っている。そのため、動作の途中で装置が非正常に停止するという事態が生じた場合、このときのモーターの回転方向が第１の方向または第２の方向のいずれであっても、再起動後にモーターを第２の方向に回転させればよい。これにより、モーターが過負荷状態にならずに装置は初期状態に戻れる。よって、動作の途中で装置が非正常に停止するという事態が生じても再起動後に確実にイニシャライズ動作することが可能となる。

本発明のプリンタ装置の一実施形態を示す斜視図である。 図１に記載の切断線Ｌ−Ｌに沿った断面図である。 本実施形態のプリンタ装置の主要な駆動ギヤ列を示す上面図である。 本実施形態のプリンタ装置のヘッド駆動機構の動作状態を示す図である。 本実施形態のプリンタ装置のヘッドユニットの構成を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置のヘッドユニットの構成を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置のカッターユニットの分解斜視図である。 本実施形態のプリンタ装置のカッター駆動機構の分解斜視図である。 本実施形態のプリンタ装置において、カッター駆動機構側からカッターユニットを見たときの正面図である。 本実施形態のプリンタ装置の初期状態を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置が切断動作を行っている状態を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置のカッターカムギヤの斜視図である。 本実施形態のプリンタ装置におけるカッターカムギヤの位相の検知部分を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置の印刷開始動作から切断動作までの手順を示すフローチャートである。 本実施形態のプリンタ装置の切断動作から排紙動作までの手順を示すフローチャートである。 本実施形態のプリンタ装置の各動作におけるカッターカムギヤの回転状態を示す図である。 本実施形態のプリンタ装置の退避状態を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置のカッター駆動機構の動作状態を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置の押圧状態を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置のカッター駆動機構の動作状態を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置が印刷処理を行っている状態を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置のカッター駆動機構の動作状態を示す断面図である。 本実施形態のプリンタ装置の各動作のタイミングチャートを示す。

図１は、本発明のプリンタ装置の一実施形態を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のプリンタ装置１００において、フレーム筐体１は、Ｕ字状に矩形の曲げを施した板金部品である。フレーム筐体１の２つの曲げ壁の中には、カートリッジ４の装填部、ヘッドユニット２、カッターユニット７、用紙搬送ローラ（不図示）、用紙搬送ガイド、インクリボンボビンなどが設置されている。フレーム筐体１の曲げ壁の外側には、用紙搬送ローラや用紙ボビンを回動させるための、動力を伝達するギヤ列とそれらを保持するギヤボックス１８などが配置されている。

ステッピングモーター１７は、プリンタ装置１００に搭載されたもう１つのアクチュエータであり、記録用紙やインクリボンを搬送する駆動源として機能する。ステッピングモーター１７からの動力は、ギヤボックス１８内の伝達機構（不図示）を通じて、次図で説明するキャプスタンローラ３１や排紙ローラ４１を駆動する。また、この伝達機構は、ギヤ１９、トルクリミッタ付きギヤ２０を通じて、次図で説明するロール状の記録用紙２７を巻いた用紙ボビン２８を駆動する。一方で、この伝達機構は、ギヤ１９を太陽ギヤとする遊星ギヤ２１から、トルクリミッタ付きギヤ２２を通じて、インクリボンを巻き取り駆動する。

次に、図２を用いて、本実施形態のプリンタ装置の各ユニット、部品と機能を簡単に説明する。

図２は、図１に記載の切断線Ｌ−Ｌに沿った断面図である。

ヘッドレバー３は、図２に示すように、ヘッドユニット２を保持し、腕部３ａの根元付近にある軸穴を回動の中心とし、プラテンローラ３８に対するヘッドユニット２の押圧、退避の移動位置を決定するためのレバーである。プラテンローラ３８の近傍には、ロール状に巻かれた記録用紙２７とインクリボンＲとを、一部の露出面を除いて内包しているカートリッジ４が設置されている。なお、本実施形態では、記録用紙２７のカートリッジ４から出ている部分を記録用紙Ｐとする。

インクリボンＲは、記録用紙２７と同様に供給側ボビン３４にロール状に巻かれており、巻き取りボビン３３により巻き取られる。インクリボンＲは、イエロー、マゼンダ、シアンの各色およびオーバーコート層を判別するインクリボン検出センサー３５の検出結果により、搬送量が制御される。供給側ボビン３４の近傍には、モーター５が設置されている。

モーター５は、ＤＣモーターであり、ウォームギヤ６を通じて、カッターユニット７へと動力を伝達し、記録用紙Ｐの切断動作の駆動源になっている。カッターユニット７は、移動刃６２と固定刃６１が交差しながら、記録用紙Ｐを切断するギロチン式のユニットである。

記録用紙Ｐは、用紙ガイド部材２９、３０の内部にそれぞれ設けられたキャプスタンローラ３１、ピンチローラ３２に誘導される。ピンチローラ３２は、キャプスタンローラ３１に対して、常に圧接状態であり、そのグリップ位置に記録用紙Ｐの先端が誘い込まれることで、記録用紙Ｐは挟持されるようになっている。キャプスタンローラ３１の表面には、細かい突起状の爪が形成されている。この細かい突起状の爪が、記録用紙Ｐの裏面へかみこむことで記録用紙Ｐが強くグリップされる。そのため、キャプスタンローラ３１の回転を制御することで、ノンフィードバックで精度の高い記録用紙の搬送が可能となる。キャプスタンローラ３１とプラテンローラ３８の間には、記録用紙Ｐの先端を検知し、用紙位置を制御するための用紙検出センサー３６が設置されている。記録用紙Ｐは、用紙ガイド部材３０と用紙ガイド部材３７の間を通った後、用紙検出センサー３６によって先端が検出される。その後は、用紙検出センサー３６の検出結果に基づいて、印刷物の長さに応じた規定量の搬送が行われる。用紙ガイド部材３０と用紙ガイド部材３７の間を通過した記録用紙Ｐは、プラテンローラ３８に支持される。プラテンローラ３８とヘッドユニット２との圧接により、確実にインクリボンＲから記録用紙Ｐにインクが転写される。プラテンローラ３８の近傍には、用紙ガイド部材４０が設置され、用紙ガイド部材４０に対向して用紙ガイド部材３９が設置されている。用紙ガイド部材３９と用紙ガイド部材４０は、記録用紙Ｐをカッターユニット７に案内する部材である。

用紙検出センサー３６を通過した記録用紙Ｐは、プラテンローラ３８とヘッドユニット２の間を通過する。そして、記録用紙Ｐは、供給側ボビン３４と用紙ガイド部材４０の間および、用紙ガイド部材３９と用紙ガイド部材４０の間を通って、カッターユニット７の地板６０の開口部に案内される。

カッターユニット７の後方には、用紙ガイド部材２５、２６が設置され、その間に、排紙ローラ４１と排紙ピンチローラ４２が配置されている。排紙ローラ４１と排紙ピンチローラ４２は、図１に示す排紙ピンチローラユニット２３によって互いに圧接および離間する。排紙ピンチローラユニット２３では、レバー２４が、ヘッドレバー３に固定されており、一体的に動作する。そのため、レバー２４がヘッドユニット２の動作に連動することによって、排紙ローラ４１に排紙ピンチローラ４２が圧接、および離間する。

次に、図３、図４を用いて、モーター５の回転力の伝達先の一つであるヘッド駆動機構について説明する。

図３は、本実施形態のプリンタ装置の主要な駆動ギヤ列を示す上面図である。

モーター５が回転すると、ウォームギヤ６と伝達シャフト８が一体的に回転する。伝達シャフト８には、ギヤ９、１０、１１が嵌合して、これらのギヤは同軸で回転する。モーター５の回転は、ギヤ９から、ギヤ１０、１１と伝達、減速していき、ヘッドカム部材１２に伝達する。

図４は、本実施形態のプリンタ装置のヘッド駆動機構の動作状態を示す図である。

図４に示すように、プリンタ装置１００のヘッド駆動機構１０１は、ヘッドカム部材１２と、ヘッド駆動部材１３と、を有する。ヘッドカム部材１２は、ヘッド駆動部材１３を回転駆動させる部材であり、ギヤ部１２ａと、カム部１２ｂと、ギヤ部１２ｃとを有する。各部品は、回転の中心が同じになるように配置され、ギヤ部１２ａ、カム部１２ｂ、ギヤ部１２ｃの順に重ねて配置されている。カム部１２ｂの外周面には、カム面１２１とくぼみ面１２２とが交互に形成されている。カム面１２１の回転の中心からの距離はギヤ部１２ｃよりも長く、カム面１２１の回転の中心からの距離は、ギヤ部１２ｃと同じかまたはギヤ部１２ｃよりも短い。

ヘッド駆動部材１３には、円筒部に付勢手段１４のコイル部が嵌めてあり、この付勢手段１４によってヘッド駆動部材１３をヘッドカム部材１２の方向へ付勢している。なお、本実施形態では、付勢手段１４はトーションスプリングである。また、ヘッド駆動部材１３には、図３に示すように、ヘッド駆動シャフト１５が圧入されている。ヘッド駆動部材１３とヘッド駆動シャフト１５とは、一体的に回転する。さらに、ヘッド駆動シャフト１５に圧入されたヘッド押さえレバー１６が、ヘッド駆動部材１３、ヘッド駆動シャフト１５と一体的に同軸回動する。

次に、図５を用いて、ヘッドユニット２の各構成部品を説明する。

図５は、ヘッドユニット２の構成を示す断面図である。なお、図５は、ヘッドユニット２と、ヘッドユニット２に関連する部品を図２から抜き出して示し、ヘッドユニット２がプラテンローラ３８を押圧している状態を示している。

ヘッドユニット２の下端部にはヘッド基板４３が設けられている。ヘッド基板４３の表面には、プラテンローラ３８に沿って発熱抵抗体が一列に配列されている。また、ヘッド基板４３上に実装されている素子は、基板カバー４５により、インクリボンＲにダメージを与えないよう保護されている。ヘッド基板４３の裏面には、金属製の放熱部材４４が接着している。

放熱部材４４は、ヘッドレバー３およびヘッドフレーム４６にビス締め固定されている。ヘッドフレーム４６には、ヘッドフレーム４８が係合し、ヘッドフレーム４６と４８の間には、コイルスプリング４７が左右に２つ設置されている。ヘッドフレーム４８には、剥離板４９がビス締め固定されている。剥離板４９は、インクリボンＲを用紙から引き剥がすためのインクリボンＲの搬送方向を定めるガイドとなる板であり、インクリボンＲに与えるダメージを低減するため、ヘミング曲げをした板金部品である。

図３に示すように、ヘッド駆動部材１３の回転により、ヘッド駆動シャフト１５、ヘッド押さえレバー１６がヘッド駆動シャフト１５を回転軸として一体的に回動する。ヘッド押さえレバー１６は、図３に示すように、同形状のものが２個設けられており、各ヘッド押さえレバー１６は、印刷時にはヘッドユニット２の両側を押さえむようになっている。このとき、コイルスプリング４７を圧縮させることによって、ヘッドユニット２をプラテンローラ３８に所望の圧力で押圧させる。

次に、図５、６を用いて、ヘッドユニット２の動作を説明する。

図６は、プリンタ装置のヘッドユニットの構成を示す断面図である。図６は、図５を反対側から見た図である。なお、図６では、ヘッドユニット２とプラテンローラ３８とが互いに離れた状態を示す。

図６に示す状態から、断面が扇形状をしたヘッド押さえレバー１６が、反時計回りに回転すると、ヘッド押さえレバー１６の円弧部分のカム形状１６ａがヘッドフレーム４７の上面を押し込む状態になる（図５参照）。すると、コイルスプリング４７が圧縮され、その復元力が、ヘッドフレーム４８に伝わる。これにより、ヘッド基板４３がプラテンローラ３８に押し付けられた結果、発熱抵抗体、インクリボンＲ、記録用紙Ｐが隙間なく圧接されて、良好な熱転写が行われる。

一方、プリンタ装置１００では、カートリッジ着脱時など、ヘッドユニット２をプラテンローラ３８から退避する必要がある場合がある。そのときには、ヘッド駆動部材１３が押し込み方向と逆に回転すれば、ヘッド押さえレバー１６の円筒突起１６ｂが、ヘッドレバー３の腕部３ｃに係合して、ヘッドレバー３を回動させ、ヘッドユニット２全体を持ち上げる。これにより、図６に示すように、ヘッドユニット２とプラテンローラ３８とが互いに離れた状態になる。

次に、図７〜図１１を用いて、カッターユニット７の構成と動作を説明する。

図７は、カッターユニット７の分解斜視図である。

カッターユニット地板６０は、板金の折り曲げ部品である。カッターユニット地板６０には、固定刃６１がビス７４ａ、７４ｂによって固定されている。また、カッターユニット地板６０の両側面に設けられたガイド形状６０ｂで、移動刃６２が上下にスライドするためのガイド壁を形成している。また、カッターユニット地板６０の底面の曲げ部６０ｃが、プリンタ装置１００のフレーム筐体１に位置決め、ビス固定される。

移動刃６２は、移動刃ホルダー６３にビス７５ａ、７５ｂによって固定されており、カッター押さえバネ６４によって固定刃６１側に付勢されながら、カッターユニット地板６０のガイド形状６０ｂに沿って上下にスライド動作可能である。

図８はカッターユニット７を駆動させるカッター駆動機構１０２の分解斜視図である。

カッターユニット地板６０の用紙搬送路の上流側には、モーター取り付け地板６５がビス７３ａ、７３ｂによって、カッターユニット地板６０に固定されている。モーター取り付け地板６５には、モーター５が取り付けられるほか、ギヤ軸６６が加締め固定されている。

ギヤ軸６６には、カッターカムコア６７の軸穴が嵌合しており、カッターカムコア６７はギヤ軸６６を中心に回動可能である。さらに、カッターカムコア６７の円筒部６７ｂが、カッターカムギヤ６８の中心に開いた軸穴に嵌合しているので、カッターカムギヤ６８もギヤ軸６６を中心として、回動可能である。

カッターカムコア６７には、カムピン６９が埋め込まれている。カムピン６９は、カッターユニット地板６０の貫通丸穴６０ｄを通って、移動刃ホルダー６３のスリット形状６３ａと係合する（図７参照）。なお、カムピン６９は、カッターカムコア６７と一体形成されたものでもよい。

図９は、プリンタ装置１００において、カッター駆動機構１０２側からカッターユニット７を見たときの正面図である。

図９において、カッターカムギヤ６８が時計回りに回れば、カッターカムギヤ６８の係合部６８ｂに内接するカムコア６７の被係合部６７ａに回転力が伝わる。これにより、カッターカムギヤ６８とカッターカムコア６７は一体的に回転する。逆に、カッターカムギヤ６８が反時計周りに回れば、係合部６８ｂと被係合部６７ａとは係合しない。これにより、カッターカムコア６７に回転力が伝わらないので、カッターカムギヤ６８は単独で回転する。

カッターカムギヤ６８とカッターカムコア６７とが一体的に回転すると、カムピン６９は、ギヤ軸６６を回転の中心として円運動する。カムピン６９の円運動は、移動刃６２を抱いた移動刃ホルダー６３の、カッターユニット地板６０に沿った、直線運動に変換される。これは、カムピン６９が、上述したように、移動刃ホルダー６３の横丸長のスリット形状６３ａと嵌合し、移動刃ホルダー６３の外形側面がカッターユニット地板６０の側面の曲げ壁によって規制されているからである。

図１０は、プリンタ装置１００の初期状態を示す断面図ある。また、図１１は、プリンタ装置１００が切断動作を行っている状態を示す断面図である。

図１０に示すように、プリンタ１００が初期状態のとき、ヘッドユニット２はプラテンローラ３８から離れた初期位置に位置し、移動刃６２は、固定刃６１から最も離れた上端に位置している。プリンタ１００が初期状態のとき、カッターカムギヤ６８が時計回りに回転すると、移動刃６２は、図１１に示すように、固定刃６１と交差する位置まで下降する。このとき、カッター地板６０の開口部６０ａを通過した記録用紙Ｐが存在すれば、記録用紙Ｐは、移動刃６２と固定刃６１とによって切断される。

次に、図１２、１３を用いて、カッターカムギヤ６８の位相検知方法について説明する。

本実施形態では、カッターユニット７の移動刃６２およびヘッドユニット２が、押圧位置や退避位置に移動したかどうかなどの位置の判別を、カッターカムギヤ６８の回転量を検出することによって行う。なお、押圧位置とは、ヘッドユニット２がプラテンローラ３８を押圧する位置をいい、退避位置とは、ヘッドユニット２が初期位置よりもプラテンローラ３８に近いがプラテンローラ３８に非接触である位置をいう。

図１２は、カッターカムギヤ６８の斜視図である。図１２では、図８に示すカッターカムギヤ６８を裏側から見たときの斜視図である。

図１２に示すように、カッターカムギヤ６８には、外周にギヤ６８ａが形成され、周方向にフラグ形状６８ｃ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆ、６８ｇが互いに離れて設けられている。

図１３は、プリンタ１００におけるカッターカムギヤ６８の位相の検知部分を示す断面図である。

本実施形態では、図１３に示すように、カッターカムギヤ６８の位相を検知する手段として位相検知センサー７０が用いられる。位相検知センサー７０は、フォトインタラプタであり、発光部と受光部とで各スリットを挟んだ状態で基板７１に実装されている。基板７１は、モーター取り付け地板６５にビス７２で固定されている。

図１３では、位相検知センサー７０の中心を一点鎖線Ｍで示しているが、この中心を、各フラグ形状の隙間であるスリットＡ〜Ｅが通過することを判別することによって、カッターカムギヤ６８の回転位相が検知される。ヘッド駆動部材１３とカッターカムギヤ６８はモーター５に連動して回転するため、カッターカムギヤ６８の回転位相がわかれば、ヘッド駆動部材１３の回転位相も知ることができる。したがって、ヘッド駆動部材１３を停止したい位相に対応するカッターカムギヤ６８の回転位相を検知できるよう、スリットＡ〜Ｅを設ければ、ヘッドユニット２を所望の位置に移動制御できる。

次に、給紙から印刷、用紙の切断、排紙までの一連のプリント動作の流れを説明する。

図１４は、プリンタ装置１００の印刷動作から切断動作までの動作手順を示すフローチャートである。また、図１５は、プリンタ装置１００の切断動作から排紙動作するまでの手順を示すフローチャートである。

まず、プリンタ装置１００が初期状態のときに印刷動作開始の命令が出ると、モーター５がウォームギヤ６側から見て反時計回り方向（第１の方向）（以下、ＣＣＷ方向と称する。）が回転する（ＳＴＥＰ１０１）。モーター５がＣＣＷ方向に回転すると、モーター５の回転力が、ギヤ９、ギヤ１０、ギヤ１１に伝達され、ヘッドカム部材１２は、モーター５側から見て、ＣＣＷ方向に回転する。

プリンタ装置１００が初期状態のとき、図４（ａ）に示すように、カム部１２のカム面１２ｂによって、ヘッド駆動部材１３とギヤ部１２ｃとの係合が阻止されている。

ヘッドカム部材１２がＣＣＷ方向に回転すると、ヘッド駆動部材１３のピン部１３ａが、カム部１２ｂに沿って、付勢手段１４の力で時計回り方向（以下、ＣＷ方向と称する。）に回転する。

図１６は、プリンタ装置１００の各動作におけるカッターカムギヤ６８の回転状態を示す断面図である。図１６（ａ）は、プリンタ装置１００が初期状態のときのカッターカムギヤ６８の状態を示す。また、図１６（ｂ）は、プリンタ装置１００が退避状態のときのカッターカムギヤ６８の状態を示す。

プリンタ装置１００が初期状態から退避状態に変化すると、位相検知センサー７０によって検知されるスリットが、フラグ形状６８ｃと６８ｄの間のスリットＡからフラグ形状６８ｅと６８ｆの間のスリットＣに変化する（図１６（ａ）、（ｂ）参照）。位相検知センサー７０がスリットＣを検出すると、モーター５は停止するように制御される。

ここで、プリンタ装置１００が退避状態であるときのヘッド駆動機構１０２の動作状態について説明する。図４（ｂ）は、プリンタ装置１００が退避状態であるときのヘッド駆動機構１０２の動作状態を示す断面図である。

プリンタ装置１００が初期状態から退避状態に変化すると、ヘッド駆動カム部材１２とヘッド駆動部材１３は、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態に変化する。図４（ｂ）では、ヘッドカム部材１２のギヤ部１２ｃとヘッド駆動部材１３のギヤ部１３ｂとの係合が、カム１２ｂのくぼみ面１２２によって許容された状態が示されている。

図１７は、プリンタ装置１００の退避状態を示す断面図である。プリンタ装置１００が退避状態のとき、図１０に示す初期状態と比べると、ヘッドユニット２とプラテンローラ３８は、互いに近付いているが非接触である。

図１８は、カッター駆動機構１０２の動作状態を示す断面図である。図１８と、後述する図２０、２２では、カッターカムギヤ６８の係合部６８ｂは格子状のハッチングで表示し、カムコア部材６７の被係合部６７ａは斜線のハッチングで表示している。

プリンタ装置１００が初期状態から退避状態に変化すると、カッター駆動機構１０２は図１８（ａ）に示す状態から図１８（ｂ）に示す状態に変化する。具体的には、ウォームギヤ６と連結しているカッターカムギヤ６８が、ＣＣＷ方向に回転する。このとき、カッターカムギヤ６８の回転力は、カッターカムギヤ６８に内接したカッターカムコア６７には伝わらないので、移動刃６２は下降しない。これは、カッターカムギヤ６８がＣＣＷ方向に回転する場合には、カッターカムギヤ６８の係合部６８ｂとカッターカムコア６７の被係合部６７ａとが噛み合わず、カッターカムギヤ６８の回転力がカムコア６７に伝達しないからである。したがって、移動刃６２は下降しない。

このように、カッター駆動機構１０２に移動刃６２への力の不伝達機構を構成することにより、カッターカムギヤ６８がモーター５に連動して回転しても、カッターユニット７を動作させないことが可能となる。

位相検知センサー７０のスリットＣの検知によりプリンタ装置１００が退避状態であることが検知されると（ＳＴＥＰ１０２）、続いて、インクリボンＲを書き出し位置まで巻き取る（ＳＴＥＰ１０３）。

続いて、ロール状の記録用紙２７が巻かれた用紙ボビン２８が、不図示の回転駆動手段によって回動し、カートリッジ４から記録用紙Ｐが給紙される（ＳＴＥＰ１０４）。このとき、記録用紙Ｐの先端部は、図２に示すように、カートリッジ４の用紙部開口から出た後、キャプスタンローラ３１とピンチローラ３２の間へと進み、強挟される。そして、記録用紙Ｐは、キャプスタンローラ３１とピンチローラ３２により搬送され、印刷開始位置まで送られる。

記録用紙Ｐが、印刷開始位置まで搬送されると、モーター５がさらにＣＣＷ方向に回転する（ＳＴＥＰ１０５）。すると、ヘッドカム部材１２がＣＷ方向に回転し、ヘッド駆動部材１３のギヤ部１３ｂとヘッド駆動カム部材１２のギヤ部１２ｃが噛み合いはじめる。その結果、ヘッド駆動部材１３はＣＷ方向に回転する（図４（ｃ）参照）。ヘッド駆動部材１３の回転力がヘッド駆動シャフト１５を通じてヘッド押さえレバー１６に伝達することで、ヘッド押さえレバー１６が回転する。その結果、ヘッドユニット２はプラテンローラ３８に近付く方向に下降する。さらにヘッド押さえレバー１６の回転が進むと、ヘッド押さえレバー１６は、ヘッドユニット２をインクリボンＲ、記録用紙Ｐを介して、プラテンローラ３８を押圧する。これにより、記録用紙Ｐはプラテンローラ３８とヘッドユニット２に挟み込まれた状態となる。その後、図１６（ｃ）に示すように、位相検知センサー７０によって、フラグ形状６８ｆと６８ｇの間のスリットＤが検知されると、モーター５は停止するように制御される。

図１９は、プリンタ装置１００の押圧状態を示す断面図である。

プリンタ装置１００が押圧状態のとき、カッターカムギヤ６８は図１６（ｃ）に示す位置にあり、ヘッドユニット２は、図１９に示すように、押圧位置にある。ここで、プリンタ装置１００が押圧状態であるときのカッター駆動機構の動作状態について説明する。

図２０は、プリンタ装置１００が押圧状態であるときのカッター駆動機構の動作状態を示す断面図である。

プリンタ装置１００が押圧状態のとき、カッターカムギヤ６８は、図１８（ｂ）に示す動作状態から図２０に示す動作状態に変わる。図２０に示すように、カッターカムギヤ６８のみが回転しており、カッターカムコア６７および、移動刃６２は移動していない。

位相検知センサー７０のスリットＤの検知によりプリンタ装置１００が押圧状態であることが検知されると（ＳＴＥＰ１０６）、印刷処理が行われる（ＳＴＥＰ１０７）。

図２１は、プリンタ装置１００が印刷処理を行っている状態を示す断面図である。

印刷処理では、インクリボンＲが巻き取りボビン３３に巻き取られながら、記録用紙Ｐがキャプスタンローラ３１とピンチローラ３２によって、図面右側の矢印２００の方向、つまり、カートリッジ４に巻き取られる方向に送られる。このとき、ヘッド基板４３上の発熱抵抗体により、インクリボンＲのインクが昇華し、記録用紙Ｐに印刷パターンが転写される。

プリンタ装置１００は、一般的な昇華型カラープリンタであり、イエロー、マゼンタ、シアンの三色のデータに対応する各色のデータのパターンを重ねて、最後にオーバーコート層を溶融塗布することによって、画像を完成する。したがって、１色目の印刷が終了すると、２色目のインクのパターンを印刷するために、記録用紙Ｐが再び印刷開始位置に搬送される。具体的には、記録用紙Ｐは、印刷時と逆方向（矢印２００と反対方向）に搬送される。このとき、ヘッドユニット２が押し付けられたままであると、記録用紙Ｐの搬送と共にインクリボンＲが引き連れられ、ヘッドユニット２の押し付け力が、用紙搬送に余計な負荷を与えてしまう。そのため、ヘッドユニット２を記録用紙Ｐから退避させる必要がある。

そこで、モーター５がＣＷ方向に回転すると、ヘッドカム部材１２がＣＷ方向に回転する。ヘッドカム部材１２の回転力がギヤ部１３ｂに伝達されるので、ヘッド駆動部材１３はＣＣＷ方向に回転する（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。すると、ヘッド押しレバー１６の円筒突起１６ｂが、ヘッドレバー３の腕部３ｃに係合することによって、ヘッドユニット２を持ち上げる。これにより、ヘッドユニット２は、記録用紙Ｐから離れて退避位置まで上昇する（図１７参照）。位相検知センサー７０のスリットＣの検知によりプリンタ装置１００が退避状態であることが検知されると（ＳＴＥＰ１０９）、記録用紙Ｐは印刷時と逆方向に搬送され、印刷開始位置へと移動する（ＳＴＥＰ１１０）。こうして、記録用紙Ｐは３色のパターン印刷とオーバーコート処理を行うため、合計４回の往復搬送動作を繰り返す。オーバーコート処理が終了すると（ＳＴＥＰ１１１：ＹＥＳ）、プリンタ装置１００は、記録用紙Ｐの切断動作、排紙動作へと移行する。

切断動作、および排紙動作は、図１５に示すフローチャートの手順で処理される。

まず、モーター５がＣＷ方向（第２の方向）に回転する（ＳＴＥＰ２０１）。すると、ヘッド駆動機構１０２によりヘッドユニット２は、初期位置まで上昇する（図１０参照）。また、カッターカムギヤ６８の位相は、位相検知センサー７０にスリットＡが検知される位置まで戻る（図１６（ａ）参照）。位相検知センサー７０のスリットＡの検知によりプリンタ装置１００が初期状態に戻ったことが検知されると（ＳＴＥＰ２０２）、モーター５は停止し、記録用紙Ｐは転写された画像の縁が固定刃６１と移動刃６２との間に位置する切断位置まで搬送される。

次に、モーター５が、再びＣＷ方向に回転する（ＳＴＥＰ２０４）。すると、カッターカムギヤ６８はＣＷ方向に回転し始める。このときカッターカムギヤ６８の係合部６８ｂが、カッターカムコア６７の被係合部６７ａに噛み合うので、カッターカムコア６７はカッターカムギヤ６８と同じ方向に回転し始める。

図２２は、カッター駆動機構１０２の動作状態を示す断面図である。図２２（ａ）は、カムコア６７が初期位置（図１８（ａ）参照）から９０°ＣＷ方向に回転した状態を示す。図２２（ｂ）は、カムコア６７が１８０°ＣＷ方向に回転した状態を示すこの状態のときに移動刃６２が最下端に到達している。図２２（ｃ）は、カムコア６７が２７０°ＣＷ方向に回転した状態、すなわち切断動作を終えた移動刃６２が初期位置に戻る途中の状態を示している。

カッターカムコア６７が、カッターカムギヤ６８に連動して回転すると、カッターカムピン６９がカムコア６７と一体的に回動する。カッターカムピン６９は、移動刃６２のホルダー６３に設けられた横穴形状に嵌合しているので、移動刃ホルダー６３が駆動する。このとき、カムコア６７の回転運動は、上先述したように、移動刃ホルダー６３および移動刃６２の往復直線運動に変換される。これにより、カッターカムギヤ６８がちょうど１回転すると、移動刃６２は、固定刃６１と交差して記録用紙Ｐを切断し、元の初期位置に復帰する。このように、モーター５がＣＷ方向に回転すると、カッターユニット７の移動刃６２が、固定刃６１との間を上下に往復運動をすることにより、記録用紙Ｐは切断される。

一方、モーター５がＣＷ方向に回転すると、図３に示すように、モーター５の回転力は、伝達シャフト８を通じてギヤ９〜１１に伝達される。このとき、ヘッド駆動部材１３のピン形状１３ａがヘッドカム部材１２のカム部１２ｂに係合しているので（図４（ａ）参照）、ヘッド駆動部材１３はカム部１２ｂのカム面１２１に沿って回動可能な状態にある。

図４（ｄ）は、移動刃６２が最下端に移動したときの、ヘッド駆動機構部材１０１の状態を示す断面図である。

移動刃６２が初期位置から最下端まで移動する間、ヘッド駆動部材１３は、カム部１２ｂのカム１２１に沿って回転するので、ヘッド駆動部材１３のギヤ部１３ｂとヘッドカム部材１２のギヤ部１２ｃとは係合しない。そのため、ヘッドユニット２の位置は変わらない。

本実施形態では、カッターカムギヤ６８が１回転すると、ヘッドカム部材１２がちょうど半回転するような減速比設定をしている。つまり、カッターカムギヤ６８を１回転させて切断動作を終えると、ちょうどヘッドカム部材１２は半回転することになる。そこで、移動刃６２の駆動を行う前後で、カム部１２ｂとピン形状１３ａとが係合するように、カム部１２ｂの外周面には、カム面１２１とくぼみ面１２２の各々が、点対称に設けられている。

移動刃６２が最下端に位置する状態でモーター５がＣＷ方向に回転し続けると、カム部１２ｂのくぼみ面１２２をカムピン１３ａが通過するようにヘッドカム部材１２が駆動する。したがって、ヘッド駆動部材１３は、一度ＣＷ方向に回転し、ヘッドユニット２はプラテンローラ３８に近付く方向に一度動く。しかし、さらにモーター５がＣＷ方向に回転し続けると、ヘッド駆動部材１３のギヤ部１３ｂとヘッドカム部材１２のギヤ部１２ｃとの係合はカム１２によって阻止され、ヘッド駆動部材１３はカム部１２のカム面１２１に沿って、ＣＣＷ方向へと回転する。そして、カッターカムギヤ６８が１回転すると、ヘッドユニット２は、初期位置に戻る。

位相検知センサー７０のスリットＡの検知によりカッターカムギヤ６８が１回転したこと（プリンタ装置１００の切断動作が終了したこと）が検知されると（ＳＴＥＰ２０５）、排紙動作が実行される（ＳＴＥＰ２０６）。この排紙動作では、カッターユニット７で切断された印刷済みの記録用紙Ｐの後端が、排紙ローラ４１、排紙ピンチローラ４２によって、用紙ガイド部材２５と２６の隙間から装置外に排出される。

以上、説明したプリンタ装置１００の各動作のタイミングチャートを図２３に示す。図２３（ａ）は、プリンタ装置１００が初期状態のときにモーター５がＣＣＷ方向に回転したときのタイミングチャートを示す。一方、図２３（ｂ）は、プリンタ装置１００が初期状態のときにモーター５がＣＷ方向に駆動した場合のタイミングチャートを示す。

図２３（ａ）、（ｂ）において、上段の線図は、ヘッドユニット２の位置、中段の線図はカッターユニット７の移動刃６２の位置を示す。下段の線図は、フォトインタラプタである位相検知センサー７０のコレクタ−エミッタ間の電圧（出力電圧）を示す。出力電圧ＶがＶｐのとき、位置検出センサー７０がスリットＡ〜Ｅを検出していることになる。

図２３（ｂ）を参照すると、移動刃６２の駆動時には、ヘッドユニット２はプラテンローラ３８を押圧していないので、モーター５には移動刃７１を昇降させるのに必要な負荷以外に余計な負荷がほとんどかからない。また、非常に大きい力が必要とされる切断動作時では、モーター５の回転力がヘッド駆動部材１３に伝達されない。そのため、もしも動作中に電力供給が停止され、再起動後にイニシャライズ動作を行う場合、装置がどんな動作状態であっても、モーター５がＣＷ方向に回転し、位相検知センサー７０がスリットＡを検知することによって、イニシャライズ動作が可能となる。

また、カッターユニット７による記録用紙Ｐの切断時には、ヘッド駆動機構１０２の負荷変動はなく、安定した動力を切断動作に使用できる。また、記録用紙Ｐを切断するまでは、ヘッドユニット２が動かないことから、記録用紙Ｐへの圧力変化がない。そのため、記録用紙Ｐが動かないので、切断性能に影響を与えるようなことがない。

本実施形態では、ヘッドカム部材１２の回転数を、カッターカムギヤ６８の回転数の半分になるような減速比設定にし、ヘッドカム部材１２のカム部１２ｂに点対称に配置された２つのカム面１２１と２つのくぼみ面１２２を設けた。なお、カッターカムギヤ６８の回転数をヘッドカム部材１２のｎ（ｎは整数）倍に設定し、カム面１２１およびくぼみ面の個数をｎ個にすることによって、同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、ヘッドユニット２がモーター５に接続され昇降動作を行う構成としたが、ヘッドユニット２を固定し、プラテンローラ３８がモーター５に接続され昇降動作を行う構成としても、同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、ヘッドユニット２およびカッターユニット７の駆動源として、ＤＣモーターを使用したが、ステッピングモーターを使用してもよい。ステッピングモーターを使用する場合、カッターカムギヤ６８の初期位置さえ判別できれば、ヘッドユニット２およびカッターユニット７を駆動させるためのモーターの回転量はステップ数で制御できる。

２ ヘッドユニット
５ モーター
７ カッターユニット
３８ プラテンローラ
１００ プリンタ装置
１０１ ヘッド駆動機構
１０２ カッター駆動機構
Ｐ 記録用紙

Claims (5)

1. 記録用紙を支持するプラテンローラと、
   前記プラテンローラに対向するヘッドユニットであって、前記プラテンローラと前記ヘッドユニットとで前記記録用紙を挟み込んで前記記録用紙に印刷するようにされたヘッドユニットと、
   前記プラテンローラと前記ヘッドユニットとの間を通過した前記記録用紙を往復運動することによって切断するようにされたカッターユニットと、
   第１の方向と、該第１の方向と反対の第２の方向とに回転するようにされたモーターと、
   前記プラテンローラまたは前記ヘッドユニットと前記モーターとを接続し、前記モーターの前記第１の方向の回転力を前記プラテンローラおよび前記ヘッドユニットを互いに近付ける力に変換し、前記モーターの前記第２の方向の回転力を前記プラテンローラおよび前記ヘッドユニットを互いに離す力に変換するヘッド駆動機構と、
   前記カッターユニットと前記モーターとを接続し、前記モーターの前記第２の方向の回転力のみを前記カッターユニットが前記往復運動する力に変換するカッター駆動機構と、を有し、
   前記カッター駆動機構は、
   前記モーターに連動して回転するカッターカムギヤと、
   前記モーターが前記第２の方向に回転する場合のみ、前記カッターカムギヤに係合して回転し、前記カッターカムギヤの回転力を前記カッターユニットが前記往復運動する力に変換するカムコアと、を有し、
   前記ヘッド駆動機構は、
   前記モーターに接続され、前記モーターに連動して回転するギヤ部と、
   前記ヘッドユニットに接続され、前記ギヤ部に係合して回転することによって前記モーターの回転力を前記ヘッドユニットに伝達するヘッド駆動部材と、
   前記ギヤ部と回転の中心が同じになるように前記ギヤ部に重ねて配置され、前記回転の中心からの距離が前記ギヤ部よりも長く前記ギヤ部と前記ヘッド駆動部材との係合を阻止するカム面と、前記回転の中心からの距離が前記ギヤ部と同じかまたは前記ギヤ部よりも短く前記ギヤ部と前記ヘッド駆動部材との係合を許容するくぼみ面と、が外周面に交互に設けられたカム部と、を有するプリンタ装置。
2. 前記カッターカムギヤには、前記カッターカムギヤの回転位相に対応するスリットが形成され、
   前記スリットを挟んで固定され、前記スリットを検知する位相検知センサーをさらに有する、請求項１に記載のプリンタ装置。
3. 前記カッターカムギヤの回転数は、前記カム部の回転数の整数倍であり、
   前記カム部の前記カム面および前記くぼみ面の個数は、前記整数である、請求項１または２に記載のプリンタ装置。
4. 前記カッターユニットは、
   前記カムコアにより前記往復運動するようにされた移動刃と、
   前記移動刃に対向する位置に固定され、前記移動刃と交差することによって前記記録用紙を切断する固定刃と、を有する、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプリンタ装置。
5. 前記カッターカムギヤと前記カムコアの回転軸は同じである、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプリンタ装置。

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