JP5936115B2

JP5936115B2 - 印字装置

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Publication number: JP5936115B2
Application number: JP2012072583A
Authority: JP
Inventors: 高橋　俊博; 俊博高橋; 武彦稲葉; 康年加納; 春日井　淳; 淳春日井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: US20130258030A1; CN103358720B; EP2644390A1; JP2013202860A; EP2644390B1; CN103358720A; US8624947B2

Description

本発明は、被印字媒体に対し所望の印字を行う印字装置に関する。

例えば薄型の箱体形状の本体ケースに略シート状の被印字媒体を配置して所望の印字を行う印字装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。

この従来技術の印字装置は、本体ケース内の収納部（用紙収容部）と、ピックアップローラと、プラテンローラとを有している。収納部に収納された被印字媒体は、ピックアップローラによってピックアップされ、ケース一端側へと搬送される。搬送されてきた被印字媒体（用紙）は、プラテンローラによって反転されつつ、それまでとは逆のケース他端側へと搬送される。

このプラテンローラによる被印字媒体の反転及び搬送の際には、ペーパーガイドによる被印字媒体のガイドが行われる。すなわち、ペーパーガイドに備えられた円弧面部が、プラテンローラのローラ外周面に沿うように対向している。上記のようにケース一端側に搬送されてきた被印字媒体を上記円弧面部がガイドすることでプラテンローラに対し円滑に導入されるとともに、導入後も円弧面部が被印字媒体を上記ローラ外周面に沿ってガイドすることでプラテンローラによる被印字媒体の反転及び搬送が円滑に行われる。プラテンローラによって反転されて上記ケース他端側へと搬送される被印字媒体に対し、印字ヘッド（サーマルヘッド）が所望の印字を行うことにより、印刷物が完成する。

特開２００４−２５５１２号公報（図３）

上記従来技術では、上記のようにプラテンローラへの被印字媒体の導入時や、プラテンローラによる被印字媒体の反転・搬送時において、被印字媒体のガイドを確実に行うために、ペーパーガイドを、プラテンローラのローラ外周面に対しバネ圧により接触させて配置している。しかしながらこの場合、回転するプラテンローラに対し、動かないペーパーガイドが摺動して摩擦力を作用させることとなり、この摩擦力はプラテンローラの回転を阻害する抵抗となる。この結果、プラテンローラにはこの抵抗に打ち勝つための大きなトルクが必要となり、結果として高速回転化（搬送速度の高速化）が困難となっていた。

本発明の目的は、被印字媒体のガイドを確実に行いつつプラテンローラへの回転抵抗を低減し、搬送速度の高速化を図れる印字装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明は、本体ケースと、前記本体ケースの一方側に開口し、印字対象となる略シート状の被印字媒体を収納するための収納部と、前記収納部に配置され、前記被印字媒体を前記略シート状の面方向に沿った第１方向へとピックアップして搬送するピックアップローラと、前記ピックアップローラよりも前記第１方向側へ設けられ、当該ピックアップローラにより前記第１方向へ搬送されてきた前記被印字媒体を、ローラ外周面に沿わせながら前記第１方向と反対向きの第２方向へと反転させつつ搬送する、プラテンローラと、前記プラテンローラのローラ外周面に沿って対向する円弧面部を備えたペーパーガイドと、前記ペーパーガイドの前記円弧面部と前記プラテンローラの前記ローラ外周面との間隔によって所定の間隙が形成されるように、前記ペーパーガイドと前記プラテンローラの回転軸との間を接続する連結部材と、前記プラテンローラにより前記第２方向へと反転されて搬送される前記被印字媒体に対し、所望の印字を行う印字ヘッドと、を有し、前記連結部材は、前記プラテンローラの前記回転軸を、当該回転軸の回転を許容しつつ保持する略Ω形開口状の軸保持部と、前記軸保持部から前記第１方向側へと延設され、前記軸保持部と前記ペーパーガイドとを連結するアーム状のビーム部と、を有することを特徴とする。

本願発明の印字装置は、本体ケース内の収納部と、ピックアップローラと、プラテンローラとを有している。収納部に収納された被印字媒体は、ピックアップローラによってピックアップされ、第１方向へと搬送される。第１方向へと搬送されてきた被印字媒体は、プラテンローラによって反転されつつ、第１方向とは逆の第２方向へと搬送される。このプラテンローラによる被印字媒体の反転及び搬送の際には、ペーパーガイドによる被印字媒体のガイドが行われる。すなわち、ペーパーガイドに備えられた円弧面部は、プラテンローラのローラ外周面に沿うように対向している。第１方向に搬送されてきた被印字媒体を上記円弧面部がガイドすることでプラテンローラに対し円滑に導入されるとともに、導入後も円弧面部が被印字媒体を上記ローラ外周面に沿ってガイドすることでプラテンローラによる被印字媒体の反転及び搬送が円滑に行われる。プラテンローラによって反転されて第２方向へと搬送される被印字媒体に対し、印字ヘッドが所望の印字を行うことにより、印刷物が完成する。

本願発明においては、ペーパーガイドをプラテンローラのローラ外周面に対し接触させるのではなく、ペーパーガイドとローラ外周面との間に、所定の間隙を保つ。具体的には、ペーパーガイドとプラテンローラの回転軸との間を接続する、連結部材が設けられる。この連結部材によって、ペーパーガイドの円弧面部と、プラテンローラのローラ外周面との間に略円弧形状の所定の間隙が保たれる。この結果、当該間隙の大きさを適宜の小さな値に設定することにより、プラテンローラとペーパーガイドとの摺動により生じる摩擦力が、プラテンローラの回転抵抗となるのを防止することができる。このとき、被印字媒体には、ピックアップローラによる第１方向への搬送駆動力が作用してプラテンローラとペーパーガイドとの間の上記間隙を進む。また、その略円弧形状の間隙を進む際に、略シート状である被印字媒体の端部又はその近傍に対し、プラテンローラの搬送駆動力が間接的に作用する。これにより、プラテンローラへの上記導入時やプラテンローラによる上記反転・搬送時において、被印字媒体のガイドを確実に行うことができる。

以上のように、本願発明においては、被印字媒体のガイドを確実に行いつつプラテンローラへの回転抵抗を低減できるので、搬送速度の高速化を図ることができる。

本発明によれば、被印字媒体のガイドを確実に行いつつプラテンローラへの回転抵抗を低減できるので、搬送速度の高速化を図ることができる。

本発明の一実施形態の印字装置である携帯用小型プリンタ装置の外観を表す概略斜視図である。本体ケースの概略平面図である。ピックアップローラ部の斜視図である。用紙パッケージの斜視図である。携帯用小型プリンタ装置の側断面図である。携帯用小型プリンタ装置の電気的構成を表す機能ブロック図である。比較例による携帯型小型プリンタ装置の側断面図である。ピックアップローラ、プラテンローラ、ペーパーガイド、分離ブロック、サーマルヘッドそれぞれの配置関係を表す、図５中Ａ部の拡大側断面図である。ピックアップローラ、プラテンローラ、ペーパーガイド、分離ブロック、サーマルヘッドそれぞれの配置関係を表す、図５中Ａ部斜視図である。ペーパーガイドに連結部材を介してプラテンローラが装着されている状態の斜視図及び側面図である。プラテンローラを取り外したペーパーガイド単体の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

＜全体構成＞
図１に示すように、本実施形態の携帯用小型プリンタ装置１（印字装置）は、平面視Ａ６サイズ又はＡ７サイズ程度の大きさで厚みが略１ｃｍ程度あるいはそれ以上の上面開放箱型の本体ケース２を有している。本体ケース２の上面には、固定カバー３と回動可能な蓋体１３とが並んで設けられている。

図２及び図３に示すように、本体ケース２内には、略シート状の被印字媒体としての感熱紙４を複数枚収納した用紙パッケージ５（図４参照）を収納する用紙収容部６（収納部）が形成されている。用紙収容部６は、上方へ開口した形状であり、その開口部を上記蓋体１３により覆われている。また、本体ケース２内における固定カバー３の近傍には、印刷機構部７としてのサーマルヘッド８、プラテンローラ９、ペーパーガイド１０（後述の図５参照）や、ピックアップローラ１１及び分離ブロック１２等が配置されている。

図５に示すように、ピックアップローラ１１及び上記分離ブロック１２は、上記用紙収容部６における上記印刷機構部７に近い側に配置されている。用紙収容部６内に収容された上記用紙パッケージ５は、上記閉止した蓋体１３の本体内面側に設けた板バネ等の付勢手段１５を介して用紙収容部６の底板６ａに向けて付勢される。用紙パッケージ５における積層した感熱紙４のうち最下層の感熱紙４がピックアップローラ１１に当接付勢される。このピックアップローラ１１の回転駆動により、最下層の感熱紙４のみが上記略シート状の面方向に沿った第１方向（図５中の右側）へとピックアップして搬送され、分離ブロック１２の下端とガイド板１７との隙間を通過する。

分離ブロック１２に隣接して、上記ピックアップローラ１１よりも上記第１方向側に上記プラテンローラ９が回動可能に設けられている。プラテンローラ９の径方向外周側には、後述する構造のペーパーガイド１０が設けられている。ピックアップローラ１１と分離ブロック１２の案内係止面（図示せず）により、用紙パッケージ５から１枚だけ分離搬送された感熱紙４がプラテンローラ９とペーパーガイド１０との間に搬送される。そして、上記用紙収容部６から分離搬送された感熱紙４は、プラテンローラ９のローラ外周面とペーパーガイド１０との間のＵ字状の経路（詳細は後述）をたどりつつ、上記ローラ外周面に沿いながら上記第１方向と反対向きの第２方向（図５中の左側）に反転して搬送され、サーマルヘッド８による印字位置まで搬送される。

サーマルヘッド８は、ラインヘッド型の印字ヘッドであり、プラテンローラ９との間に挟まれて上記第２方向へ搬送される感熱紙４に対し、ライン毎に文字や画像等を印刷する。１ライン印刷する際の印刷幅は、感熱紙４の用紙幅に略等しく設定されている。このとき、サーマルヘッド８及びプラテンローラ９は、Ａ６サイズ又はＡ７サイズ程度の感熱紙４の短辺方向の長さを有している。サーマルヘッド８を印字ヘッドとして用いるのは、被印字媒体として感熱紙４を用いることにより、インクやインクリボンの消耗品が不要であり、かつそのための機構を省略でき、携帯用小型プリンタ装置１をコンパクトにできるからである。感熱紙４としては、サーマルヘッド８の加熱により発色する発色層を有する感熱発色タイプのものや、過熱により穿孔される穿孔層を基材上に積層した感熱穿孔タイプのもの等、種々のものを使用できる。

サーマルヘッド８の背面（上面）側には、プラテンローラ９側に付勢するよう、基端側が支持部Ｐに巻装されているコイルスプリング１９の先端側のバネ掛け部が係止され、サーマルヘッド８の印字部Ｎがプラテンローラ９に当接している。そして、サーマルヘッド８により感熱紙４の上面に印字が行われ、分離ブロック１２の上面と固定カバー３の端縁との隙間２０から蓋体１３の外側に感熱紙４が排紙される。

＜駆動機構＞
プラテンローラ９及びピックアップローラ１１の駆動機構は、上記図２及び図３に示すように、本体ケース２の長辺に沿う一方の内側面（図２に示す感熱紙４の搬送方向側）に配置された駆動モータ２２と歯車伝動機構(ギヤ列)２３とから構成される。また、プラテンローラ９の箇所での搬送に対してピックアップローラ１１が連れ回り可能とするワンウェイクラッチ（図示せず）がギヤ列のプラテンローラ９より下流側に設けられている。本体ケース２の一対の長辺に沿う内面には、ペーパーガイド１０からプラテンローラ９側に延びる案内支持ブロック２４が固定されている。

＜電気的構成＞
携帯用小型プリンタ装置１の電気的構成を図６に示す。図６において、携帯用小型プリンタ装置１はＣＰＵ４１を有する。このＣＰＵ４１には、ＲＯＭ４２、ＳＲＡＭ４３、電源ＳＷ回路４４、電池電圧検出回路４５、モータ駆動回路４６、サーマルヘッド制御回路４７、液晶表示部４８、ＵＳＢＩ／Ｆ駆動回路４９、操作部５１が接続されている。

モータ駆動回路４６には上記駆動モータ２２が接続され、サーマルヘッド制御回路４７には上記サーマルヘッド８が接続されている。モータ駆動回路４６及びサーマルヘッド制御回路４７には、電池収納部５０ａに収納された充電式電池５０から電圧が供給される。

ＲＯＭ４２には、各種を実行するためのプログラム記憶されている。ＳＲＡＭ４３は印字データを展開するときのワークエリアとして使用される。電池電圧検出回路４５は、充電式電池５０の電圧を検出する。

ＵＳＢＩ／Ｆ駆動回路４９は、携帯用小型プリンタ装置１へ印刷信号を発信する外部機器５３とＵＳＢ規格に基づいた通信を行うためのインターフェース回路である。外部機器５３は、このＵＳＢコネクタ４９ａを介してＵＳＢＩ／Ｆ駆動回路４９と接続されている。

電源ＳＷ回路４４は、携帯用小型プリンタ装置１の電源のＯＮ／ＯＦＦを行う回路である。液晶表示部４８（図１も参照）は、ユーザに対して所定の報知を行うための表示手段である。

＜印字装置の概略動作＞
上記構成において、パソコン等の上記外部機器５３からＵＳＢ端子等を介して印字指令及び画像データ（印刷データ）が携帯用小型プリンタ装置１に送られると、駆動モータ２２が回転駆動し、ピックアップローラ１１及びプラテンローラ９が同時に回転し始める。そして、ピックアップローラ１１の回転により、上記積層された感熱紙４のうち最下層の感熱紙４の先端のみが分離ブロック１２に衝突する。これにより、最下層の感熱紙４のみが分離されて、分離ブロック１２の下面とガイド板１７との間に搬送される。そして、プラテンローラ９とペーパーガイド１０との間を通り抜けて前述のように方向反転した感熱紙４は、回転するプラテンローラ９とペーパーガイド１０にて挟持搬送されてサーマルヘッド８の方向に移動し、サーマルヘッド８により感熱紙４の表面に所望の印字が行われる。その後、固体カバー３と分離ブロック１２の背面との隙間２０から、印字の行われた感熱紙４が携帯用小型プリンタ装置１外に排紙される。

＜実施形態の特徴＞
以上の基本構成において、本実施形態の特徴は、ペーパーガイド１０の支持構造にある。以下にその詳細について順を追って説明する。

＜比較例＞
まず、本実施形態の比較例を図７を用いて説明する。図７に示す比較例では、プラテンローラ９への感熱紙４の導入時や、プラテンローラ９による感熱紙４の反転・搬送時において、感熱紙４のガイドを確実に行うために、ペーパーガイド１０が、押圧コイルバネ等の付勢手段１６のバネ圧によってプラテンローラ９のローラ外周面に対して押圧され、接触する構成となっている。この場合、回転するプラテンローラ９に対し、動かないペーパーガイド１０が摺動して摩擦力を作用させることとなり、この摩擦力はプラテンローラ９の回転を阻害する抵抗となる。この結果、プラテンローラ９にはこの抵抗に打ち勝つための大きなトルクが必要となり、結果として高速回転化すなわち搬送速度の高速化が困難となる。

＜本実施形態のペーパーガイド支持構造＞
そこで、本実施形態においては、ペーパーガイド１０をプラテンローラ９のローラ外周面に対し接触させるのではなく、ペーパーガイド１０とプラテンローラ９のローラ外周面との間に、所定の間隙△を保つように構成されている。

すなわち、図５中Ａ部の拡大構造を図８及び図９に示すように、本実施形態では、例えば、感熱紙４の厚み０．０９ｍｍタイプ（連量５５ｋｇ）の場合には、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の間隙△を保つように構成されている。この間隙△の、ピックアップローラ１１による搬送排出側の部分（間隙△全体で見ると搬送経路に沿った上流側の部分）は、感熱紙４をペーパーガイド１０とプラテンローラ９のローラ外周面との間に誘い込むためやや広め（例えば約０．５ｍｍ程度）に形成されている。一方、間隙△の、サーマルヘッド８に接近する搬送導入側の部分（間隙△全体で見ると搬送経路に沿った下流側の部分）は、サーマルヘッド８の印字部Ｎにおけるニップを確実に行うために狭め（例えば約０．１ｍｍ程度）に形成して搬送力を高めている。

＜連結部材＞
上記所定の間隙△を形成するための具体的な構成を、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を用いて説明する。すなわち、本実施形態では、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、ペーパーガイド１０とプラテンローラ９の回転軸９ａとの間を接続する連結部材６０が設けられる。連結部材６０は、プラテンローラ９の回転軸９ａを当該回転軸９ａの回転を許容しつつ保持する略Ω形開口状の軸保持部６０ｂと、この軸保持部６０ｂから上記第１方向側（図１０（ａ）中右上側、図１０（ｂ）中右側）へと延設され、当該軸保持部６０ｂとペーパーガイド１０とを連結する（アーム状の）ビーム部６０ａと、を備えている。プラテンローラ９の回転軸９ａが、上記軸保持部６０ｂのΩ形開口側（下方側）より嵌合することにより、プラテンローラ９に対してペーパーガイド１０が装着される。

このとき、ペーパーガイド１０は、図１１に示すように、プラテンローラ９のローラ外周面に向かって突出するように軸方向複数箇所にそれぞれ設けられた、複数（図１１においては１２本）のリブ１０ｂを備えている。そして、プラテンローラ９の回転軸９ａの軸心（又はその近傍位置）が曲率中心となるように、各リブ１０ｂの先端部に、円弧面部１０ａが形成されている。円弧面部１０ａは、プラテンローラ９のローラ外周面に沿って対向している。上記した間隙△は、上記図８及び図９に示すように、各リブ１０ｂの先端部の上記円弧面部１０ａと、プラテンローラ９のローラ外周面との間隔によって形成される。

すなわち、上記のような連結部材６０を介したペーパーガイド１０の支持構造により、前述の図８及び図９に示すように、サーマルヘッド８は、円弧面部１０ａとプラテンローラ９のローラ外周面との間の上記間隙△よりも、感熱紙４の搬送方向下流側において、当該感熱紙４を介してローラ外周面と圧着する。その結果、本実施形態では、感熱紙４がサーマルヘッド８によってニップされるまでは上記のような挙動の搬送においてピックアップローラ１１が感熱紙４の搬送駆動の主体をなし、ニップした後は、プラテンローラ９が感熱紙４の搬送を支配的に行う。

以上説明したように、本実施形態の携帯用小型プリンタ装置１においては、連結部材６０によって、ペーパーガイド１０の上記円弧面部１０ａと、プラテンローラ９のローラ外周面との間に、略円弧形状の上記間隙△が保たれる。搬送時には、まず感熱紙４にピックアップローラ１１による上記第１方向への搬送駆動力が作用してプラテンローラ９とペーパーガイド１０との間の上記間隙△を進む。そして、その略円弧形状の間隙△を進む際に、略シート状である感熱紙４の端部又はその近傍に対し、プラテンローラ９の搬送駆動力が間接的に作用する。これにより、プラテンローラ９への上記導入時やプラテンローラ９による上記反転・搬送時において、感熱紙４のガイドを確実に行うことができる。このような構成とすることで、（例えば連結部材のビーム部６０ａの長さを適宜に設定する等により）当該間隙△の大きさを適宜の小さな値に設定することで、プラテンローラ９とペーパーガイド１０との摺動により生じる摩擦力が、プラテンローラ９の回転抵抗となるのを防止することができる。以上のように、本実施形態においては、感熱紙４のガイドを確実に行いつつプラテンローラ９への回転抵抗を低減できるので、搬送速度の高速化を図ることができる。

また、本実施形態では特に、連結部材６０において、軸保持部６０ｂが、回転を許容しつつプラテンローラ９の回転軸９ａを保持すると共に、その軸保持部６０ｂとペーパーガイド１０とがビーム部６０ａによって連結される。これにより、ペーパーガイド１１とプラテンローラ９のローラ外周面との間に、上記間隙△を確実に保つことができる。

また、本実施形態では特に、ペーパーガイド１０が複数のリブ１０ｂを備えている。これにより、ペーパーガイド１０と感熱紙４との接触が、面接触ではなく、複数のリブ１０ｂそれぞれにおける線接触となる。この結果、ペーパーガイド１０と感熱紙４との摩擦を低減でき、このペーパーガイド１０による摩擦が感熱紙４の搬送に対する抵抗となるのを低減できる。したがって、これによってもさらに搬送速度の高速化を図ることができる。

また、本実施形態では特に、感熱紙４は、前述のようにしてプラテンローラ９とペーパーガイド１０との間の上記間隙△を進んだ後、当該間隙△を脱出した後に、プラテンローラ９のローラ外周面とサーマルヘッド８に挟み込まれて圧着させられる。すなわち、上記間隙△を進んでいる間は、感熱紙４に対しては、上記のようにプラテンローラ９の搬送駆動力が間接的に作用するにとどまり、サーマルヘッド８による押圧力は作用しない。これにより、感熱紙４に対して生じる摩擦が搬送抵抗となるのをさらに確実に防止することができる。したがって、これによってもさらに搬送速度の高速化を図ることができる。

なお、以上において、図６に示す矢印は信号の流れの一例を示すものであり、信号の流れ方向を限定するものではない。

また、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１携帯用小型プリンタ装置（印字装置）
２本体ケース
４感熱紙（被印字媒体）
６用紙収容部（収納部）
８サーマルヘッド（印字ヘッド）
９プラテンローラ
９ａ回転軸
１０ペーパーガイド
１０ａ円弧面部
１０ｂリブ
１１ピックアップローラ
６０連結部材
６０ａビーム部
６０ｂ軸保持部
△ 間隙

Claims

本体ケースと、
前記本体ケースの一方側に開口し、印字対象となる略シート状の被印字媒体を収納するための収納部と、
前記収納部に配置され、前記被印字媒体を前記略シート状の面方向に沿った第１方向へとピックアップして搬送するピックアップローラと、
前記ピックアップローラよりも前記第１方向側へ設けられ、当該ピックアップローラにより前記第１方向へ搬送されてきた前記被印字媒体を、ローラ外周面に沿わせながら前記第１方向と反対向きの第２方向へと反転させつつ搬送する、プラテンローラと、
前記プラテンローラのローラ外周面に沿って対向する円弧面部を備えたペーパーガイドと、
前記ペーパーガイドの前記円弧面部と前記プラテンローラの前記ローラ外周面との間隔によって所定の間隙が形成されるように、前記ペーパーガイドと前記プラテンローラの回転軸との間を接続する連結部材と、
前記プラテンローラにより前記第２方向へと反転されて搬送される前記被印字媒体に対し、所望の印字を行う印字ヘッドと、
を有し、
前記連結部材は、
前記プラテンローラの前記回転軸を、当該回転軸の回転を許容しつつ保持する略Ω形開口状の軸保持部と、
前記軸保持部から前記第１方向側へと延設され、前記軸保持部と前記ペーパーガイドとを連結するアーム状のビーム部と、
を有することを特徴とする印字装置。
請求項１記載の印字装置において、
前記間隙は、全体として、前記ピックアップローラによる搬送排出側の部分から前記サーマルヘッドに接近する搬送導入側の部分に接近するにつれて狭くした
ことを特徴とする印字装置。
請求項１又は請求項２記載の印字装置において、
前記ペーパーガイドは、
他の部位よりも前記ローラ外周面に向かって突出するように軸方向複数箇所にそれぞれ設けられた、複数のリブを備えており、
前記円弧面部は、
前記プラテンローラの回転軸の軸心又はその近傍位置が曲率中心となるように、前記複数のリブの先端部に備えられている
ことを特徴とする印字装置。
請求項２又は請求項３記載の印字装置において、
前記印字ヘッドは、
前記連結部材により形成された前記円弧面部と前記ローラ外周面との間の前記間隙よりも前記被印字媒体の搬送方向下流側において、当該被印字媒体を介して前記ローラ外周面と圧着するように、構成されている
ことを特徴とする印字装置。