JP5921161B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷装置に関し、特に用紙検出を行う装置に関するものである。

従来、複写機やインクジェットプリンタ、コンパクトフォトプリンタ等の印刷装置には、給紙トレイや給紙カセットに収納された用紙を給紙して搬送する用紙搬送部を備えたものがある。用紙搬送部では、用紙の搬送を正確に制御する為に用紙の位置や姿勢を検知する反射型の光学センサーを用いる場合がある。そして近年、印刷装置の小型化が進む傾向にある中、光学センサーと印刷装置の用紙排出用の開口部が近接するような配置になり、光学センサーが外光の影響を受けて誤検知してしまうケースがある。このようなケースにおける対策としては、例えば、ユーザが外光の影響を受けない場所に印刷装置を移動する対策が考えられる。しかし、これでは印刷装置の設置場所に制約を受けてしまい、使用勝手が低下してしまう。また、光学センサーの感度を下げる対策が考えられる。しかし、これではセンサーの検知距離が短くなり、より高精度な用紙搬送構造が要求され、検知不良発生の懸念が高まってしまう。

また、例えば、特許文献１では、用紙サイズを検知するための反射型の光学センサーとこのセンサーを変位可能に支持する支持機構を有している。そして、外光により用紙サイズ検知センサーが誤検知する場合には、自動的にセンサーの向きを調節できるようにした技術が開示されている。

特開２００７−９１６４０号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、用紙検知用センサーの向きを変位可能とするための変位機構を追加する必要があるため、印刷装置が大型化。複雑化してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、センサーの感度を下げることなく、そして印刷装置の大型化を招くことなく、外光による誤検知を回避することを可能にした印刷装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の印刷装置は、
記録紙に画像を印刷する印刷装置であって、記録紙を搬送する搬送手段と、発光部と受光部を有し、発光部から発光された光が記録紙で反射して受光部で受光することにより、搬送手段により搬送される記録紙を検出する検出手段と、搬送手段により搬送される記録紙を印刷装置外へ搬送するための開口と、搬送経路において記録紙を案内するための案内部と、を有し、開口からの光が案内部で反射して検出手段に達するのを防ぐため、検出手段と搬送経路を介して対向する側の案内部であって、検出手段よりも開口側の案内部に、搬送経路における記録紙の搬送方向とは直交する方向に切り込まれた遮光線であって、開口からの光を開口側に反射させるための遮光線を複数有する遮光部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、センサーの感度を下げることなく、そそして印刷装置の大型化を招くことなく、外光による誤検知を回避することを可能にした印刷装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態におけるプリンタの概略断面図である。 本発明の実施形態におけるプリンタの動作を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態における記録紙の先端検出方法を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態におけるインクリボンカセットの斜視図である。 本発明の実施形態におけるプリンタの遮光方法を説明する概略断面図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
本実施形態においては、サーマルヘッドを有するサーマルプリンタで本発明を実現する場合について説明するが、他の印刷方式を用いた印刷装置において本発明を実現してもよい。

以下、図１及至図５を参照して、本発明の実施形態による、印刷装置について説明する。

図１は本発明が適用される実施形態での印刷装置の概略断面図である。また、図２は本発明が適用される実施形態での印刷装置の給紙動作及び印刷動作を表す概略断面図である。本実施形態ではインクリボンカセット内に配置されるインクリボンのインクを用紙に熱転写して画像の記録を行う熱転写記録型のプリント構造を例に挙げている。図１に示すとおり、印刷装置１００にはサーマルヘッド１５がアーム１５ａの一端に保持されており、そして支軸１５ｂを中心にしてアーム１５ａが回転する事によってプラテンローラー１６への圧接及び離間が可能な構造になっている。また、インクリボンカセット１４は、インクリボン１４ａの一部がサーマルヘッド１５とプラテンローラー１６との間を通過するように、印刷装置１００内部の所定スペースに装着されている。更に記録紙トレイ１２についても、図１に示すように印刷装置１００内部にその一部が挿入されるように装着される。インクリボンカセット１４及び記録紙トレイ１２はそれぞれ印刷装置１００に対して着脱可能に構成されている。また、記録紙トレイ１２の上面には、所望の印刷を終えた記録紙が排紙される排紙部１０ｂが形成されている。

次に印刷装置１００では、図１に示した位置にグリップローラー１７及びピンチローラー１８が設置されている。そしてグリップローラー１７は不図示の駆動源とギア等の連結部材を介して連結されており、駆動源からの動力を得て所望の回転を行う。また、ピンチローラー１８はグリップローラー１７と回転軸を平行にした状態で所定量の間隔を保った形で配置されている。ピンチローラー１８は駆動源との連結はされておらず、記録紙１３の搬送を行う際、グリップローラー１７とピンチローラー１８との間に記録紙１３がニップされる事でグリップローラー１７の回転に追従して回転するように構成されている。つまり、グリップローラー１７は印刷装置１００における記録紙１３の搬送手段として機能する。

次に不図示の給紙手段により記録紙トレイ１２に載置されている最上段の記録紙１３が記録紙トレイ１２から引き出され、印刷装置１００の内部へと給紙される。印刷装置１００では、不図示の制御手段に記録されている移動量に従い、不図示の駆動源からの動力によってこの給紙搬送を行う。このとき記録紙１３はサーマルヘッド１５、プラテンローラー１６との間を通過し、更に給紙搬送されて、記録紙１３の先端部は搬送経路１９ａを通過して本体ケース１０に形成されている開口部１０ａから外部へ露出することになる。つまり、開口部１０ａは、記録紙１３の一時排出口として使用される。このような記録紙１３の搬送を制御する為には、記録紙１３の位置を正確に検知する必要がある。そこで、記録紙トレイ１２から給紙された記録紙１３の先端を検知する検知手段２０が図１に示す通り、プラテンローラー１６よりも供給ボビン１４ｇ側のスペースに配置されている。

不図示の制御手段に記録されている移動量の給紙搬送が完了すると、記録紙１３の後端は切り替え部２１とグリップローラー１７との間で停止する。このときの印刷装置１００の様子を示したものが図２（ａ）である。切り替え部２１は記録紙１３の搬送を給紙経路２２と搬送経路１９ｂとの間で切り替えている。

記録紙１３の給紙搬送を終えると印刷装置１００は、次に所望の印刷を行う為に印刷動作へと移行する。図２（ａ）の状態で停止した後、サーマルヘッド１５は図２（ｂ）に表わされるように支軸１５ｂを回転軸としてプラテンローラー１６方向へ押圧される。そしてサーマルヘッド１５とプラテンローラー１６との間にインクリボン１４ａ及び記録紙１３を挟みこんだ状態でグリップローラー１７を給紙動作時とは逆方向に回転させることで印刷搬送を行う。印刷装置１００は印刷搬送を行いながら、不図示の制御手段から与えられる印刷信号を元にサーマルヘッドの発熱部を加熱させてインクリボン１４ａに形成されているインクを記録紙１３へ熱転写していく。このとき記録紙１３の後端は切り替え部２１とインクリボンカセット１４との間の搬送経路１９ｂ側へ案内される。所定量の印刷搬送と熱転写を終えると印刷装置１００は必要に応じて更にグリップローラー１７を給紙搬送方向へ回転させて、記録紙後端がグリップローラー１７に近接する印刷開始位置まで記録紙１３を搬送させることが出来る。

記録紙１３へ所望の印刷を終えると、グリップローラー１７は印刷搬送方向へ記録紙１３を搬送し、記録紙トレイ１２の上面に形成されている排紙部１０ｂへ記録紙１３を排紙して、１枚の印刷を終える。そして印刷装置１００は次の印刷に備えることになる。

また、図１に示す検知手段２０の配置は後述するとおり、印刷装置１００の構成部品をスペース効率良くレイアウトする為に有効である。まず図１に示す印刷装置１００の全体構成を確認すると、本実施形態で例に挙げている熱転写記録型のプリント構造では、記録紙１３を供給する記録紙トレイ１２の一部が印刷装置１００の内部に挿入されて保持される構成になっている。そして印刷を行う為には記録紙１３の搬送を行うグリップローラー１７と記録紙１３をグリップローラー１７がニップする為のピンチローラー１８が記録紙トレイ１２近傍に必要である。更に熱転写するインクリボン１４ａを有するインクリボンカセット１４、サーマルヘッド１５やプラテンローラー１６が設けられている。そして給紙時やカラー印刷を行う際の記録紙１３のリターン搬送時にサーマルヘッド１５が印刷位置から一時的に退避する為のアーム１５ａの可動スペースも設けられている。これらの構成部品、必要スペースを効率的に略矩形状の本体ケース１０に配置する為に本実施形態では、インクリボンカセット１４を構成する巻き取りボビン１４ｆの下部に記録紙が給紙される領域を設けている。そして、供給ボビン１４ｇの上部にサーマルヘッド１５のアーム１５ａが可動するスペースを確保している。その為、インクリボンカセット１４は図１に示す通り、巻き取りボビン１４ｆに対して供給ボビン１４ｇ側が印刷装置１００の底面側に位置する配置になっている。そして、この傾斜したインクリボン１４ａの経路とプラテンローラー１６との間に形成されるスペースを利用して検知手段２０が配置されている。

記録紙１３の先端を正確に検知する為には、記録紙１３をグリップローラー１７とピンチローラー１８でニップした後に検知する必要がある。そのため、本実施形態では、給紙方向においてグリップローラー１７とピンチローラー１８よりも下流方向に光学センサー２０ｃを配置している。本実施形態の如く検知手段２０やその他の構成部品を配置する事で、略矩形状の本体ケース１０に効率的に配置し、且つ記録紙１３の搬送経路を著しく屈曲させることなく概ね緩やかに形成する事ができる。

次に図３を用いて本実施形態における記録紙１３の先端検出方法について説明する。

図３は本発明が適用される実施形態での記録紙先端検出方法を示す概略断面図である。図３によると、印刷装置１００には、その底面側に本体フレーム１１ａが配設されている。そして本体フレーム１１ａにはホルダー２０ａが取り付けられており、このホルダー２０ａには更に光学センサー２０ｃと光学センサー２０ｃが半田等によって接合されたプリント基板２０ｂが一体になって組み付けられている。本実施形態における光学センサー２０ｃには、発光ダイオードの光を対象物に反射させてフォトトランジスタへ入力させる反射型のフォトセンサーを例として適用する事ができる。このような光学センサーは一般的に発光ダイオードとフォトトランジスタが並列に配列されて一体的にケーシングされているものが知られている。本実施形態においてもこのような一体的にケーシングされた反射型のフォトセンサーを記録紙先端検出の検知手段として適用することができる。そしてプリント基板２０ｂには不図示の配線材料の一方が接続されており、もう一方は不図示の制御手段に繋がっている。光学センサー２０ｃは、発光部及び受光部が搬送経路１９ａ側に向くようにホルダー２０ａに組み付けられている。

次に不図示の給紙手段によりグリップローラー１７とピンチローラー１８との間に案内された記録紙１３はグリップローラー１７とピンチローラー１８とでニップされる。その後、前述した給紙搬送を完了させる為、記録紙１３の先端部が搬送経路１９ａを通過して本体ケース１０に形成されている開口部１０ａから外部へ露出するまで記録紙１３の搬送を行う。まず、記録紙１３をある一定量搬送すると、記録紙１３の先端部は搬送経路１９ａ内で光学センサー２０ｃ上を通過する。記録紙１３の給紙搬送時、予め不図示の制御手段は光学センサー２０ｃの発光ダイオードを発光させている。記録紙１３の先端部が光学センサー２０ｃに達する前までは、発光ダイオードが発した光は印刷装置１００内部で乱反射してフォトトランジスタへの入射光量が予め設定されている閾値を超えず、不図示の制御手段は記録紙１３の到達を検知しない。そして記録紙１３の先端部が光学センサー２０ｃ上を通過すると、発光ダイオードの光が記録紙１３によって反射されて、フォトトランジスタへ入射する。すると、フォトトランジスタへの入射光量情報が不図示の制御手段へ伝わり、このときの入射光量が予め設定されている閾値を超えたことを認識する。フォトトランジスタへの入力を不図示の制御手段が検出すると、不図示の制御手段は記録紙１３が正常に給紙搬送されている事を認識し、不図示の制御手段に記録されている所定量の搬送量を更に給紙搬送方向へ搬送することによって、給紙搬送を完了する事が出来る。以上のような方法により、不図示の制御手段は記録紙１３の先端を検出する事が出来る。

このような方法で、記録紙の端部を検出する場合、開口１０ａ側に記録紙が搬送されていない状態で光学センサー２０ｃにより記録紙の端部を検出するため、開口部１０ａからの光が光学センサー２０ｃに到達しやすくなってしまう。また、光学センサー２０ｃと開口部１０ａの間には、サーマルヘッド１５、プラテンローラー１６、グリップローラー１７等の記録紙の幅方向全体を遮光可能な構成がないため、開口部１０ａからの光が光学センサー２０ｃに到達しやすくなってしまう。そこで、本実施形態では、以下のような遮光部を開口部１０ａと光学センサー２０ｃの間に設けている。

次に図４及び図５を用いて本実施形態における遮光部について説明する。

図４は本発明が適用される実施形態での遮光部を示す斜視図である。図５は本発明が適用される実施形態での遮光方法を説明する断面図である。図４によると、印刷装置１００に装着されるインクリボンカセット１４は前述した通り、ケース部材１４ｂに巻き取りボビン１４ｆと供給ボビン１４ｇが取り付けられている。そしてそれぞれのボビンにはインクリボン１４ａの端部が貼りつけられており、供給ボビン１４ｇ側に印刷を行う為のインクリボン１４ａが巻き付けられている。印刷で使用したインクリボン１４ａは巻き取りボビン１４ｆに巻き取られていく構造になっている。本発明のインクリボンカセット１４には供給ボビン１４ｇを覆う位置に遮光部１４ｃが形成されている。そして遮光部１４ｃは遮光領域１４ｄと、供給ボビン１４ｇのスラスト方向に対して遮光領域１４ｄの両端に配置される記録紙案内領域１４ｅとで構成されている。つまり、遮光領域は、記録紙の幅（搬送方向と直交する方向）全体ではなく、一部の領域にのみ設けられており、遮光領域以外は、搬送経路で記録紙を案内するための記録紙案内部として使用される。そして、この遮光領域１４ｄは、光学センサー２０ｃの配置位置に対応する位置に設けられている。

また、図５によると、前述したインクリボンカセット１４を印刷装置１００に装着すると、遮光部１４ｃと本体フレーム１１ａの間に記録紙１３の搬送経路１９ａが形成される。図５に示すとおり、検知手段２０は本体フレーム１１ａの一部に曲げ加工を加えてその立ち上げた領域に取り付けられている。そして検知する面が搬送経路１９ａ側に向くように設定されている。このとき、搬送経路１９ａの一部にその経路が緩やかに傾斜した傾斜搬送部１９ｃが形成される。この傾斜搬送部１９ｃはインクリボンカセット１４のケース部材１４ｂ曲面と本体フレーム１１ａの立ち上げた面との間の部分をさす。前述した通り、このような配置構成は、略矩形状の本体ケース１０を有する印刷装置１００内部にスペース効率良く、そして記録紙１３の搬送経路を著しく屈曲させることなく概ね緩やかに形成する事ができる。しかしその反面、光学センサー２０ｃの受光面が印刷装置１００上面から開口部１０ａ側に傾斜した面に平行に配置されている。そのため、開口部１０ａから照度の高い外光が入射した場合に、光学センサー２０ｃが受光した光量が閾値を超えて、記録紙１３を検出したと誤って判断してしまうことが考えられる。このようなケースの対策としては例えば本体ケース１０に形成される開口部１０ａから光学センサー２０ｃを遠ざけるという対策があるが、これでは本体ケース１０のサイズが大きくなってしまい、小型化を阻害してしまう。また、開口部１０ａから光学センサー２０ｃへ直接外光が到達できないように記録紙１３の搬送経路を屈曲させる対策が考えられるがこの場合、記録紙の搬送負荷が増大し、安定的な記録紙搬送及び画像印刷が困難になってしまう。また、増大する搬送負荷に対応する為に駆動源の大型化に繋がる懸念も持たれる。屋外での印刷を想定した場合、例えば日が傾いた時刻（早朝や夕刻）に太陽光が開口部１０ａから印刷装置１００内部に入射した場合にこのような課題が考えられる。この場合の外光は開口部１０ａから入射した後、直接光学センサー２０ｃに届く場合や、本体フレーム１１ａやインクリボンカセット１４のケース部材１４ｂ等に一度反射して光学センサー２０ｃに届く場合が考えられる。これらの入射光量をいかに予め設定されている閾値以下まで低減させられるかが本実施形態における印刷装置１００のような小型プリンタの課題になる。

以上のような課題を解決する為に、本実施形態では搬送経路１９ａの一部を形成しているインクリボンカセット１４のケース部材１４ｂに対して遮光部１４ｃを設けている。この構成により、開口部１０ａから印刷装置１００内部へ入射される外光の一部を遮光部１４ｃの遮光領域１４ｄによって反射させて、光学センサー２０ｃの誤検知を低減する構成としている。本実施形態では、インクリボンカセットに遮光部を設けたが、必ずしもインクリボンカセットに設ける必要はない。この位置に設けられた記録紙を案内するための専用のガイド部材の表面に設けてもよい。その場合は、光学センサーが設けられている側と搬送経路を介して反対側のガイド部材に遮光部を設け、遮光部と光学センサーとが搬送経路を介して対向するように遮光部を設けるとよい。前述した通り、インクリボンカセット１４のケース部材１４ｂには遮光領域１４ｄが形成されている。この遮光領域１４ｄはケース部材１４ｂの外周面に沿って、複数の切り込みが遮光線として設けられた形状になっている。この遮光線は、記録紙の搬送方向とは直交する方向に切り込まれている。また、インクリボンカセット１４を印刷装置１００に装着すると、遮光領域１４ｄは記録紙１３搬送方向に対して検知手段２０と対向する位置付近で停止するような配置になっている。このような構成にする事で、開口部１０ａから入射した外光３０は遮光領域１４ｄに到達すると、遮光線の切り込み形状によって光学センサー２０ｃに届く方向と異なる方向へ外光３０を反射させて、光学センサー２０ｃへの入射光量を低減させる事が出来る。この遮光領域１４ｄの切り込み形状は記録紙１３の搬送方向に対して少なくとも開口部１０ａからケース部材１４ｂに反射して光学センサー２０ｃに届き得る範囲に形成されている。そしてインクリボン１４ａが巻き付けられているボビン軸スラスト方向に対して幅をより広く形成する事で、開口部１０ａから様々な角度で入射する外光３０に対しても光学センサー２０ｃへの外光３０の反射を低減させる。これにより、更なる外光３０の入射光量低減効果が期待できる。また、前述した通り、遮光領域１４ｄの両脇には記録紙案内領域１４ｅが形成されている。この記録紙案内領域１４ｅは概ねインクリボン１４ａが巻き付けられている外周に沿って滑らかな曲面を成している。そして遮光領域１４ｄは記録紙案内領域１４ｅよりも搬送経路１９ａから退避した位置に形成されている。このことから、記録紙１３が給紙搬送時などで搬送経路１９ａに進入した時には、記録紙１３の先端は滑らかな曲面に沿って搬送されて、遮光領域１４ｄの切り込み形状に衝突し、記録紙１３の引っ掛かりや搬送負荷の増大等を防止する事が出来る。本実施形態では記録紙が切り込み形状に衝突するのを防ぐため、遮光領域１４ｄを退避させる構成とした。しかし、これに限らず、遮光領域１４ｄの両端に、遮光領域１４ｄよりも突出した形状の搬送方向に延びるリブを設けて、記録紙が切り込み形状に当接して衝突するのを防ぐようにしてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。前述した記録紙案内領域１４ｅは本実施形態では遮光領域１４ｄの両脇に形成されている。しかし、印刷装置１００における検知手段２０の配置状況如何によっては必ずしも遮光領域１４ｄの両脇に設定する必要は無く、片側のみに設けてもその基本的な効果が変わることはない。また、本実施形態では、遮光部１４ｃをインクリボンカセット１４に設けている。しかしこれに限らず、搬送経路に沿って検知手段２０と開口部１０ａとの間であって、外光の入射が考えられる箇所であれば、必ずしもインクリボンカセット１４のみに遮光部１４ｃを設ける必要は無い。適宜、印刷装置１００の構成に応じて遮光部１４ｃを設定すればよい。

１０ａ 開口部
１３ 記録紙
１４ インクリボンカセット
１４ｂ ケース部材
１４ｃ 遮光部
１４ｄ 遮光領域
１４ｅ 記録紙案内領域
１７ グリップローラー（・・・搬送手段）
１９ａ 搬送経路
１９ｃ 傾斜搬送部
２０ 検知手段
１００ 印刷装置

Claims (6)

1. 記録紙に画像を印刷する印刷装置であって、
   記録紙を搬送する搬送手段と、
   発光部と受光部を有し、前記発光部から発光された光が記録紙で反射して前記受光部で受光することにより、前記搬送手段により搬送される記録紙を検出する検出手段と、
   前記搬送手段により搬送される記録紙を前記印刷装置外へ搬送するための開口と、
   前記搬送経路において記録紙を案内するための案内部と、を有し、
   前記開口からの光が前記案内部で反射して前記検出手段に達するのを防ぐため、前記検出手段と前記搬送経路を介して対向する側の案内部であって、前記検出手段よりも前記開口側の案内部に、前記搬送経路における記録紙の搬送方向とは直交する方向に切り込まれた遮光線であって、前記開口からの光を前記開口側に反射させるための遮光線を複数有する遮光部が設けられていることを特徴とする印刷装置。
2. 前記検出手段は、給紙トレイから給紙された記録紙の先端を検出し、
   前記記録紙の搬送方向に、前記給紙トレイ、前記検出手段、前記遮光部、前記開口の順で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記記録紙に画像を印刷する印刷手段を有し、
   前記印刷手段と前記開口の間に前記検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷装置。
4. 前記遮光部は、前記案内部の記録紙を案内する面よりも、前記搬送経路から退避した位置に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の印刷装置。
5. インクリボンが収納された着脱可能なインクリボンカセットを有し、
   前記案内部および前記遮光部は、前記インクリボンカセットに設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の印刷装置。
6. 前記遮光部は、前記案内部において、前記搬送方向と直交する方向における一部の領域であって、前記検出手段に対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の印刷装置。

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