JPH05116352A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの印刷モードが選択可能になった画像形
成装置において、装置構成の小型化およびコストダウン
を図る。また、高速印刷を可能にする。 【構成】 モータにより回転され、カムフォロワおよび
ヘッド押え部材を介して記録ヘッドをプラテンに押圧す
るヘッドダウン位置と、プラテンから離反させるヘッド
アップ位置とに切換えるカムギヤのカム溝を回転中心回
りに渦巻状に形成し、カム溝の一端部を熱転写印刷モー
ドにおいて記録ヘッドを待機位置に設定するイニシャル
ポイントａとし、他端部をサーマル印刷モードにおいて
記録ヘッドを待機位置に設定するイニシャルポイントｂ
とし、カム溝の中間部であってイニシャルポイントａ側
に位置する部分を熱転写印刷モードにおけるヘッド圧ポ
イントｃとし、イニシャルポイントｂ側に位置する部分
をサーマル印刷モードにおけるヘッド圧ポイントｄとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワードプロセッサやパ
ーソナルコンピュータの印字出力機器として使用される
シリアル式サーマルプリンタ等の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】シリアル式サーマルプリンタの一例とし
て、プラテンに対向配置される記録ヘッドを用紙を挟ん
でプラテンに押し付けて印刷を行うサーマル印刷モード
と、用紙およびリボンカセットから引き出されたリボン
（インクリボン）を挟んで記録ヘッドをプラテンに押し
付けて印刷を行う熱転写印刷モードとが選択可能になっ
たものがある。

【０００３】この種のシリアル式サーマルプリンタにお
いては、記録ヘッドにヘッドアップ・ダウン動作を行わ
せるヘッドアップ・ダウン機構が設けられる。ここで、
ヘッドアップとは、非印刷時に記録ヘッドをプラテンか
ら離反した待機位置に切換える動作をいい、ヘッドダウ
ンとは、印刷時に記録ヘッドを該待機位置からプラテン
に加圧される位置に切換える動作をいう。

【０００４】該ヘッドアップ・ダウン機構の駆動源とし
ては、ヘッドアップ・ダウン用のモータが用いられ、該
モータは制御装置により駆動制御される。この制御装置
は、また記録ヘッドを装備し、印刷時に用紙の送り方向
と直交する方向に移動されるキャリッジユニットを駆動
するモータの制御をも併せて行う。

【０００５】ところで、上記のようにサーマル印刷モー
ドと熱転写印刷モードが選択可能になったプリンタにお
いては、各々のモードに応じたヘッド圧ポイントが設定
される。すなわち、２通りのヘッド圧ポイントが設定さ
れ、各々のモードの印刷時に、記録ヘッドが待機位置か
らこれらのヘッド圧ポイントにヘッドダウンされるよう
になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のヘ
ッドアップ・ダウン機構としては、モータにより回転さ
れるカムギヤに形成されたカム溝と、該カム溝に係合す
るカムフォロワピンで構成されるカム機構を備えたもの
が用いられ、このカム機構により該カムフォロワピンを
備えたカムフォロワおよび該カムフォロワに連結された
ヘッド押え部材を支点回りに回動し、これにより記録ヘ
ッドをプラテンに接触させるヘッドダウン位置と、プラ
テンから離反するヘッドアップ位置とにわたって切換え
る構成をとる。

【０００７】図１１は従来のカム機構のカム線図を示
す。図から明かなように、このカム機構では、サーマル
印刷モードおよび熱転写印刷モードにおける待機位置を
共通のイニシャルポイントａとし、熱転写印刷モードに
おけるヘッド圧ポイントをｃ、サーマル印刷モードにお
けるヘッド圧ポイントをｄとしている。ここで、イニシ
ャルポイントａはカム半径、すなわちカムフォロワピン
〜カムギヤの回転中心迄の距離が最大になるカム溝の一
端部に設定され、該カム溝の他端部にヘッド圧ポイント
ｄが設定され、両者の中間部にヘッド圧ポイントｃが設
定される。ヘッド圧ポイントｃにおけるカム半径はヘッ
ド圧ポイントｄにおけるカム半径よりも大きくなってい
る。

【０００８】しかるに、このカム機構において、カムギ
ヤを回転させてカムフォロワピン、記録ヘッドをイニシ
ャルポイントｄの位置に切換えるためには、途中のイニ
シャルポイントｃを通過する必要がある。このイニシャ
ルポイントｃでは、機構上、カムフォロワピンとカム溝
の相対運動は著しく減速されて行われるため、該イニシ
ャルポイントｃを通過する際にモータの出力軸に急激な
負荷変動が発生する。このため、イニシャルポイントｄ
への切換え動作を高速度で行なわんとすれば、大きな騒
音を発生するという欠点がある。また、大きな負荷変動
に対するだけの駆動トルクが要求されるため、モータが
大型化し、コストダウンにつながるという欠点もある。

【０００９】このようなカム機構の欠点を解消するもの
として、図１２に示すようなカム機構が考えられる。こ
のカム機構では、イニシャルポイントａをカム溝の中間
部に設定し、該カム溝の一端部にイニシャルポイントｃ
を、他端部にイニシャルポイントｄを設定する構成をと
る。このカム機構によれば、イニシャルポイントａから
カムギヤをＣＷ方向（以下時計方向への回転をＣＷ方向
といい、反時計方向への回転をＣＣＷ方向という）に回
転すると、イニシャルポイントｃへの切換えが行われ、
ＣＣＷ方向に回転すると、イニシャルポイントｄへの切
換えが行われるので、上記のような欠点を解消できる。

【００１０】しかしながら、このカム機構によれば、以
下に示すような新たな欠点がある。すなわち、図１１の
カム機構によれば、カムギヤの総回転角がβ₂で済むの
に対し、図１２のカム機構ではβ₁＋β₂必要になる。こ
こで、β₁はイニシャルポイントａからイニシャルポイ
ントｃに切換えるのに必要なカムギヤの回転角度、β₂
はイニシャルポイントａからイニシャルポイントｄに切
換えるのに必要な回転角度である。

【００１１】カムを形成できるためには、総回転角β₁
＋β₂がβ₁＋β₂＜３６０°である必要がある。従っ
て、図１１および図１２に示されるカム傾斜角α₁、α₂
をある設計値以下にし、かつβ₁＋β₂＜３６０°の条件
を満足するためには、カム半径をある程度以上大きくし
なければならない。このため、カムギヤ１３０の小型化
を図り、ヘッドアップ・ダウン機構、ひいては装置構成
の小型化を図る上で限界がある。

【００１２】以上の理由により好ましいカム機構を実現
できなかったのが現状である。

【００１３】また、図１３および図１４は上記のような
ヘッドアップ・ダウン機構の具体例を示す。モータ１４
０の出力軸に連結されたピニオン１４１にはカムギヤ１
３０が噛合しており、該カムギヤ１３０の上面には渦巻
状をなすカム溝１３１が形成されている。カム溝１３１
には、鉛直ピン１１１回りに回動可能になってカムフォ
ロワ１２０のカムフォロワピン１２３が係合しており、
両者によりカム機構が構成される。

【００１４】また、鉛直ピン１１１はカムフォロワ１２
０に連動可能に連結されたヘッド押え部材１１０の回動
支点となる。加えて、ヘッド押え部材１１０には連結ピ
ン１１２が立設されており、該連結ピン１１２をカムフ
ォロワ１２０に形成された長穴状の連結穴１２１に挿入
し、かつコイルばねからなるスプリング１２２の一端を
連結ピン１１２に係止連結し、かつ該スプリング１２２
の他端をカムフォロワ１２０の一端部に係止連結して、
両者を連動可能に連結してある。

【００１５】このような構成により、カムギヤ１３０を
回転すると、カムフォロワ１２０およびヘッド押え部材
１１０が鉛直ピン１１１回りにＣＷ方向又はＣＣＷ方向
に回動し、これにより記録ヘッド３０がプラテン４０に
押圧されるヘッド圧ポイントとプラテン４０から離反す
るイニシャルポイントに切換えられるようになってい
る。

【００１６】加えて、ヘッド押え部材１１０の回動域に
は、該ヘッド押え部材１１０を常時プラテン４０側に付
勢するスプリング１１４が配設されている。

【００１７】上記２つのスプリング１２２、１１４によ
るばね力の作用について今少し説明すると、図１４に示
す印刷が実行されるヘッドダウン状態では、スプリング
１１４、１２２がそれぞれ発生するばね力Ｆ₁、Ｆ₂の合
力がヘッド押し圧力としてヘッド押え部材１１０を介し
て記録ヘッド３０をプラテン４０に押圧する。

【００１８】一方、図１３に示す待機状態では、スプリ
ング１２２によるヘッド押し圧力は発生しないため、ス
プリング１１４のばね力Ｆ₁′のみがヘッド押え部材１
１０に加えられ、カムフォロワ１２０を介してカム機構
でその荷重を受けた状態にある。ここで、ばね力Ｆ₁と
Ｆ₁′との間には、スプリング長が異なるため、明らか
にＦ₁＜Ｆ₁′の関係が成立する。

【００１９】ところで、このようなヘッドアップ・ダウ
ン機構によって、記録ヘッド３０を図１３に示す状態か
ら図１４に示す状態に切換える場合には、カムギヤ１３
０をスプリング１１４の大きなばね力Ｆ₁′に抗して回
転させる必要がある。そして、そのためにはばね力
Ｆ₁′に打ち勝つだけの力がカムギヤ１３０の回転トル
クとして必要になる。大きな回転トルクを得るには、ピ
ニオン１４１とカムギヤ１３０のギヤ比を大きくとる
か、或は大型、高回転トルクのモータでカムギヤ１３０
を回転させる必要がある。

【００２０】しかしながら、ギヤ比を大きくする場合
は、直径の大きなカムギヤ１３０が必要になるため、結
局、上記いずれの方法による場合も、装置構成が大型化
し、コストアップにつながるという欠点がある。

【００２１】更には、図１３に示す待機状態において、
外部からの振動や衝撃によりカムギヤ１３０が僅かでも
回転すると、平衡状態がくずれ、スプリング１１４のば
ね力Ｆ₁′によりカムギヤ１３０がＣＷ方向に回転さ
れ、待機状態が解消されるおそれがある。このため、何
等かの対策を講じる必要があり、その分、装置構成が複
雑化し、更に一層大型化するという欠点がある。

【００２２】本発明はこのような従来技術の欠点を解決
するものであり、小型のモータで大きな騒音を発生する
ことなく記録ヘッドをヘッドアップ・ダウンでき、装置
構成の小型化および大幅なコストダウンが可能になる画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００２３】また、本発明の他の目的は、高速印刷が可
能な画像形成装置を提供することにある。

【００２４】また、本発明の他の目的は、外部からの振
動、衝撃に強く、ヘッドアップ・ダウン機構の信頼性を
向上できる画像形成装置を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、記録ヘッドを第１の待機位置から用紙を挟んでプラ
テンに接触させる第１の接触位置にヘッドダウンして印
刷を行う第１の印刷モードと、該記録ヘッドを第２の待
機位置から該用紙を挟んで該プラテンに接触させる第２
の接触位置にヘッドダウンして印刷を行う第２の印刷モ
ードとが選択可能になった画像形成装置であって、該第
１の印刷モードと該第２の印刷モードの内のいずれの印
刷モードが選択されたかを判定する判定手段と、該記録
ヘッドを該第１の待機位置、該第１の接触位置、該第２
の待機位置および該第２の待機位置の４位置に切換える
カムを有し、該判定手段の判定結果に従い該記録ヘッド
をいずれかの位置に切換える切換機構とを備えてなり、
そのことにより上記目的が達成される。

【００２６】また、本発明の画像形成装置は、記録ヘッ
ドを用紙を挟んでプラテンに接触させるヘッドダウン位
置と、該プラテンから離反させるヘッドアップ位置とに
わたって切換えるヘッドアツプ・ダウン機構を備えた画
像形成装置において、該ヘッドアップ・ダウン機構が、
支点回りに回動可能になった記録ヘッド押え部材を該プ
ラテン側に押圧する第１のスプリングと、モータを駆動
源とする伝導系に連結され、該記録ヘッド押え部材と共
通の回転支点を有する回転部材を該記録ヘッド押え部材
に連動可能に連結する第２のスプリングとを有し、該第
１のスプリングが該記録ヘッドのヘッドアップ時に該モ
ータの駆動負荷になる回転モーメントを生じると共に、
該回転モーメントの中心と該支点の位置関係を、該記録
ヘッドのヘッドアップ動作中に該第１のスプリングが該
支点方向へのばね力を発揮できるように設定してなり、
そのことにより上記目的が達成される。

【００２７】

【作用】記録ヘッドを上記のような４位置に切換えるカ
ムを有する切換機構は、カム溝を備え、該カム溝に、前
記第１、第２の待機位置に対応した第１、第２のイニシ
ャルポイントを有し、第１のイニシャルポイントと第２
のイニシャルポイントの中間であって、該第１のイニシ
ャルポイント側に第１の接触位置に対応した第１のヘッ
ド圧ポイントを、第２のイニシャルポイント側に第２の
接触位置に対応した第２のヘッド圧ポイントを有するカ
ムと、該カムのカム溝に係合するカムフォロワピンを有
し、該カムの回転により記録ヘッドをプラテンに接離移
動させるカムフォロワとを含む機構で構成できる。

【００２８】このような構成によれば、カムを第１のイ
ニシャルポイントと第１のヘッド圧ポイントとにわたっ
てＣＷ方向およびＣＣＷ方向に回転すると、記録ヘッド
を第１の待機位置と第１の接触位置とにわたって切換え
ることができる。また、同様にして、カムを第２のイニ
シャルポイントと第２のヘッド圧ポイントとにわたって
回転することにより、記録ヘッドを第２の待機位置と第
２の接触位置とにわたって切換えることができる。

【００２９】このような切換機構によれば、切換え動作
の途中で他のヘッド圧ポイントを通過する必要がないの
で、カムの回転に対する急激な負荷変動を発生すること
がなく、記録ヘッドをスムーズに切換えることができ
る。

【００３０】また、第１、第のイニシャルポイントは、
カム溝を回転中心回りに渦巻状に形成し、これによりカ
ム半径を異ならせば実現できるので、カム半径を左程大
きくする必要がない。

【００３１】また、上記のような２本のスプリングを備
えたヘッドアップ・ダウン機構において、第１のスプリ
ングの回転モーメントの中心と、記録ヘッド押え部材と
回転部材の共通回転支点との位置関係を、該記録ヘッド
のヘッドアップ動作中に該第１のスプリングが該支点方
向へのばね力を発揮できるように設定すると、このばね
力が作用する分、記録ヘッドをヘッドアップ状態からヘ
ッドダウン状態に切換える際に、伝導系および駆動源と
なるモータの駆動負荷を低減できる。

【００３２】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００３３】図１はシリアル式サーマルプリンタのシス
テム構成を示す。矢印Ａ方向の回転により用紙１を上側
に搬送する用紙送りローラ２には、矢印Ｂで示す印刷方
向およびこれと反対のリターン方向に往復移動可能にな
ったキャリッジユニット３が対向配置される。キャリッ
ジユニット３には用紙１に対して印字データを印刷する
記録ヘッド３０が装備され、キャリッジユニット３の矢
印Ｂ方向への移動により、用紙１上に１ライン分の印字
データが印刷されるようになっている。１ライン分のデ
ータの印刷が終了すると、キャリッジユニット３は元の
位置にリターンされ、続いて用紙送りローラ２により用
紙１が所定量送り出されると、キャリッジユニット３が
再度矢印Ｂ方向に移動し、２ライン目の印刷が行われる
ようになっている。

【００３４】今少し説明すると、このシリアル式サーマ
ルプリンタは、記録ヘッド３０を用紙１に直接押し付け
て印刷を行うサーマル印刷モードと、リボンを介して印
刷を行う熱転写印刷モードが選択可能になっており、熱
転写印刷モードが選択されると、図示例のように、記録
ヘッド３０がリボンカセット（図示せず）からリボン５
を引き出し、該リボン５をプラテン４０と記録ヘッド３
０との間に通紙される用紙１に接触させて熱転写印刷モ
ードによる印刷が行われるようになっている。この時、
リボン５の記録ヘッド３０の水平方向両側に位置する部
分は、キャリッジユニット３から立設されたガイド板３
６、３６によって保持される。プラテン４０はキャリッ
ジユニット３の移動方向に長く、プラテンホルダ４によ
り保持されている。

【００３５】サーマル印刷モードと熱転写印刷モードと
の切換えは、ＣＰＵ６により制御される。すなわち、リ
ボン検知スイッチ６２からの検知信号により、リボンカ
セットがプリンタ本体にセットされていることを確認す
ると、動作モードを熱転写印刷モードに切換え、セット
されていないと判定すると、サーマル印刷モードを実行
するようになっている。

【００３６】ＣＰＵ６は、またキャリッジユニット３の
移動制御、記録ヘッド３０のヘッドアップ・ダウン制
御、記録ヘッド３０の加熱制御および用紙送りローラ２
の駆動制御を行う。この内、キャリッジユニット３の駆
動制御は、キャリッジモータドライバー６３を介してモ
ータ３２を駆動制御して行われる。今少し説明すると、
モータ３２の出力軸には、プーリギヤ３４に噛合するピ
ニオン３３が連結されており、モータ３２を正逆転駆動
すると、プーリギヤ３４の軸部に巻き掛けされ、キャリ
ッジユニット３に係止連結された無端状のタイミングベ
ルト３５が周回移動し、これによりキャリッジユニット
３が往復移動するようになっている。キャリッジユニッ
ト３の往復移動はガイドバー３７により案内される。

【００３７】記録ヘッド３０のヘッドアップ・ダウン制
御はアップ・ダウンモータドライバー６４を介して後述
するモータ１４０を駆動制御して行われる。ここで、記
録ヘッド３０のヘッドアップとは、記録ヘッド３０がプ
ラテン４０の表面から所定角度離反する状態をいい、非
印刷時に選択される。一方、ヘッドダウンとは、記録ヘ
ッド３０がプラテン４０表面に用紙１（又は用紙１およ
びリボン５）を挟んで所定圧で押圧される状態をいい、
印刷実行時に選択される。

【００３８】記録ヘッド３０の加熱制御は、ヘッドドラ
イバー６５を介して行われ、用紙送りローラ２の駆動制
御は紙送りドライバー６６を介して行われる。

【００３９】ＣＰＵ６はサーマル印刷モード又は熱転写
印刷モードが選択されると、ＲＯＭ６０に格納された制
御プログラムに従いこれらの印刷モードを実行し、その
際、得られる制御のためのデータ等をＲＡＭ６１に記憶
させ、該ＲＡＭ６１に記憶されたデータに従い上記した
各制御を行う。

【００４０】次に、図２ないし図６に従いキャリッジユ
ニット３の詳細について説明する。図２に示すように、
記録ヘッド３０は水平支持ピン１０１に回転自在に軸支
されたヘッドホルダー１０２に支持されており、該水平
支持ピン１０１を支点にして図３に示すヘッドアップ位
置と、図４に示すヘッドダウン位置とにわたって切換え
（回動）可能になっている。

【００４１】記録ヘッド３０の切換動作、すなわちヘッ
ドアップ・ダウン動作は、平面視扇形状をなすヘッド押
え部材１１０と、平面視平行四辺形状をなすカムフォロ
ワ１２０と、カム溝１３１が上面側に形成されたカムギ
ヤ１３０と、該カムギヤ１３０を回転駆動するモータ１
４０等とで構成されるヘッドアップ・ダウン機構１００
によって行われる。以下に各部の構成を具体的に説明す
る。

【００４２】ヘッド押え部材１１０とカムフォロワ１２
０とは連動可能に連結されている。すなわち、ヘッド押
え部材１１０の扇の要に相当する部分とカムフォロワ１
２０の対応する位置にある部分を鉛直ピン１１１で連結
すると共に、ヘッド押え部材１１０の円弧状をなす外縁
部の一端部において、上方に向けて突出形成された連結
ピン１１２をカムフォロワ１２０の連結穴１２１に挿入
し、更にコイルばねからなるスプリング１２２の一端を
該連結ピン１１２に、他端をヘッド押え部材１１０の外
縁部における他端側に位置するカムフォロワ１２０の一
端面にそれぞれ係止連結して両者の連結を行っている。
なお、連結穴１２１は図３等からわかるように長穴にな
っている。

【００４３】加えて、鉛直ピン１１１回りに回動可能に
なったヘッド押え部材１１０の回動域には、ねじりコイ
ルばねからなり、該ヘッド押え部材１１０をプラテン４
０側に向けて常時付勢するスプリング１１３が配設され
る。具体的には、このスプリング１１４は、コイル部を
鉛直支持ピン１１５に嵌着して該鉛直支持ピン１１５に
取り付けられている。

【００４４】カムフォロワ１２０のスプリング係止位置
の反対側に位置する部分には、かしめ加工によりカムフ
ォロワピン１２３が形成されている。該カムフォロワピ
ン１２３はカムギヤ１３０に形成されたカム溝１３１に
係合している。カム溝１３１は、図３〜図６に示すよう
に、該カムギヤ１３０の回転中心Ｏ周りに渦巻状に形成
されている。該カム溝１３１のカム半径ｒは図７に示す
ように変化し、カムフォロワピン１２３とカム溝１３１
との係合位置の変化によって記録ヘッド３０のヘッドア
ツプ・ダウン動作が行われるが、その詳細については後
述する。

【００４５】カムギヤ１３０はモータ１４０の出力軸に
連結したピニオン１４１に噛合している。従って、モー
タ１４０をＣＷ方向およびＣＣＷ方向に回転すると、カ
ムギヤ１３０がＣＣＷ方向およびＣＷ方向に回転するよ
うになっている。

【００４６】上記構成に加えて、このシリアル式サーマ
ルプリンタには、リボンカセットのリボン巻き取りリー
ル１５９の回転、非回転を選択的に行わせる切換機構１
６０が装備される。該リボン巻き取りリール１５９の回
転は、熱転写印刷モードにおいて使用済みのリボン５を
巻き取るために行われる。以下に切換機構１６０の詳細
を説明する。

【００４７】カムギヤ１３０の下面には、図２に示すよ
うに、クラッチレバー１５０の一端部に形成された係合
凸部１５１が係合するカム溝１３２が形成される。クラ
ッチレバー１５０は図３〜図６に示すように、中央部か
ら３方向に放射状の凸部を形成した形状をなし、中央部
の回転中心軸１５４回りに回転可能になっている。カム
溝１３２はクラッチレバー１５０の切換え動作を行うた
めに設けられる。

【００４８】すなわち、図２に示すように、クラッチレ
バー１５０の回転中心軸１５４上にはリボン巻き取りギ
ヤ１５２が連結され、該リボン巻き取りギヤ１５２はク
ラッチレバー１５０の他の凸部に連結された切換ギヤ１
５３に常時噛合している。従って、カム溝１３２と係合
凸部１５１とで構成されるカム機構により、カムギヤ１
３０を介してクラッチレバー１５０を回転中心軸１５４
回りにＣＷ方向又はＣＣＷ方向に回転すると、切換ギヤ
１５３をリボン巻き取り用のベルトプーリギヤ１５５に
噛合させる位置（図４参照）と、該ベルトプーリギヤ１
５５との噛合状態を解除する位置（図３参照）とに切換
えできる。

【００４９】リボン巻き取り用のベルトプーリギヤ１５
５はキャリッジユニット３に搭載され、該ベルトプーリ
ギヤ１５５と歯付きプーリ部１５６とを連結し、キャリ
ッジユニット３に回転自在に支持された連結軸１５７に
支持されている。歯付きプーリ部１５６は、プリンタ本
体のシャーシの左右にその両端が固定された、すなわち
固定状態にあるリボン巻き取り用のタイミングベルト１
５８に噛合している。従って、印刷のためにキャリッジ
ユニット３が矢印Ｂ方向に移動すると、ベルトプーリギ
ヤ１５５はこれと一体になって矢印Ｂ方向に移動すると
共に、図４に示すようにＣＣＷ方向に回転する。

【００５０】切換ギヤ１５３がベルトプーリギヤ１５５
に噛合した状態で歯付きプーリ部１５６がＣＣＷ方向に
回転すると、ベルトプーリギヤ１５５もＣＣＷ方向に回
転するので、切換ギヤ１５３を中間ギヤとしてベルトプ
ーリギヤ１５５に噛合するリボン巻き取りギヤ１５２も
ＣＷ方向に回転する。リボン巻き取りギヤ１５２にはリ
ボンカセットのリボン巻き取りリール１５９が同軸支持
されている。従って、リボン巻き取りリール１５９はリ
ボン巻き取りギヤ１５２と一体回転し、これによりリボ
ン５の熱転写印刷モードにおける印刷に供せられた部分
が所定長リボン巻き取りリール１５９に巻き取られる。

【００５１】次に、記録ヘッド３０のヘッドアップ・ダ
ウン動作の詳細を説明する。図２に示すように、本発明
において、記録ヘッド３０はヘッドアップ角度としてθ
₁、θ₂の２つの角度を有する。ここで、θ₁は熱転写印
刷モード時における記録ヘッド３０のヘッドアップ角度
を示し、θ₂はサーマル印刷モード時におけ記録ヘッド
３０のヘッドアップ角度を示す。なお、記録ヘッド３０
がヘッドアップ角度θ₁だけヘッドアップした場合は、
不図示のアース板が記録ヘッド３０の裏面に接触し、熱
転写印刷モードにおいて発生した静電気を除去するよう
になっている。

【００５２】ヘッドアップ角度θ₁、θ₂の設定およびヘ
ッドダウン動作は上記したカムフォロワ１２０のカムフ
ォロワピン１２３とカムギヤ１３０のカム溝１３１との
位置関係によって設定される。すなわち、リボン検知ス
イッチ６２からＣＰＵ６にリボン検知信号が入力される
と、ＣＰＵ６はプリンタにリボンカセットがセットさ
れ、熱転写印刷モードが選択されたと判定し、プリンタ
のイニシャル処理を行う。このイニシャル処理が行わ
れ、カムギヤ１３０が所定角度回転されると、カムフォ
ロワピン１２３とカム溝１３１で構成されるカム機構に
より、カムフォロワ１２０が図３に示す位置に移動す
る。

【００５３】図７（ａ）はこのカム機構のカム線図を示
しており、イニシャルポイントａは記録ヘッド３０が熱
転写印刷モード時におけるヘッドアップ状態（ヘッドア
ップ角度＝θ₁）に設定された図３に示す状態に相当す
る。具体的には、カム溝１３１の一端部に相当する。

【００５４】図７（ａ）および図３から明かなように、
このイニシャルポイントａでは、カムフォロワピン１２
３と回転中心Ｏとの距離ｒ₁が最大になっている。

【００５５】図７（ｂ）に示すように、カムフォロワピ
ン１２３がイニシャルポイントａに位置する場合は、切
換ギヤ１５３とベルトプーリギヤ１５５とは噛合解除状
態にある。

【００５６】図３に示す状態からモータ１４０を駆動
し、カムギヤ１３０をＣＷ方向に所定角度回転すると、
カム溝１３１により案内され、カムフォロワピン１２３
は図４に示す位置に移動する。図７（ａ）に示すカム線
図では、ヘッド圧ポイントｃに移動する。このヘッド圧
ポイントｃで、熱転写印刷モードにおける印刷が行われ
る。

【００５７】図４に示す位置では、カムフォロワピン１
２３が回転中心Ｏに接近しているので、カムフォロワ１
２０は鉛直ピン１１１を支点にして全体としてＣＷ方向
に回動する。この回動動作に伴い、ヘッド押え部材１１
０とカムフォロワ１２０を連動させるスプリング１２２
が引っ張られ、続いて該スプリング１２２がそのばね力
により連結ピン１１２、すなわちヘッド押え部材１１０
を鉛直ピン１１１を支点にしてプラテン４０側に引き寄
せる。これにより、ヘッド押え部材１１０が記録ヘッド
３０を押圧し、該記録ヘッド３０を水平支持ピン１０１
を支点にしてプラテン４０に向けて回動する。この結
果、記録ヘッド３０がプラテン４０に接触される。すな
わち、記録ヘッド３０のヘッドダウン動作が行われる。
このとき、ヘッド押え部材１１０を押圧するスプリング
１１３の付勢力により記録ヘッド３０が所定の圧接力で
プラテン４０に押圧される。これにより熱転写印刷モー
ドによる印刷が行われる。図４に示す状態から上記とは
逆の動作を行うと、記録ヘッド３０のヘッドアップ動作
が行われる。

【００５８】図７（ｂ）に示すように、カムフォロワピ
ン１２３がヘッド圧ポイントｃに位置すると、切換ギヤ
１５３とベルトプーリギヤ１５５とが噛合状態に切換え
られる。

【００５９】一方、リボン検知スイッチ６２からリボン
カセット検知信号が入力されない場合は、ＣＰＵ６はサ
ーマル印刷モードであると判定し、プリンタに該熱転写
印刷モードにおけるイニシャル処理を行わせる。このイ
ニシャル処理が行われと、モータ１４０がカムギヤ１３
０を図５に示す位置に回転し、カムフォロワピン１２３
が図５に示すカム溝１３１の他端部に位置する。この位
置は、図７（ａ）に示すカム線図ではイニシャルポイン
トｂに相当し、記録ヘッド３０はヘッドアップ状態にあ
る。

【００６０】図７（ａ）から明かなように、イニシャル
ポイントｂでは、カムフォロワピン１２３と回転中心Ｏ
との距離はｒ₂となり、ｒ₂とｒ₁との間には、ｒ₂＜ｒ₁
の関係が成立する。従って、イニシャルポイントｂにお
けるカムフォロワ１２０のＣＷ方向への傾動量はイニシ
ャルポイントａにおける傾動量よりも大きい。このた
め、サーマル印刷モードにおける記録ヘッド３０のヘッ
ドアップ角度θ₂は熱転写印刷モードにおけるヘッドア
ップ角度θ₂よりも小さくなる。すなわち、θ₁＞θ₂の
関係が成立する。

【００６１】図５に示す状態からモータ１４０を駆動し
て、カムギヤ１３０をＣＣＷ方向に所定角度回転する
と、カム溝１３１に案内されてカムフォロワピン１２３
が図６に示す状態、すなわち図７（ａ）に示すカム線図
のヘッド圧ポイントｄに移動する。そして、この時上記
同様にしてカムフォロワ１２０が鉛直ピン１１１を支点
にしてＣＷ方向に所定量傾動するので、これに応じて記
録ヘッド３０のヘッドダウン動作が行われ、このヘッド
圧ポイントｄでサーマル印刷モードによる印刷が行われ
る。図７（ｂ）に示すように、ヘッド圧ポイントｄでは
切換ギヤ１５３とベルトプーリギヤ１５５とは噛合解除
状態にある。

【００６２】上記のように記録ヘッド３０にヘッドアッ
プ・ダウン動作を行わせるカム機構にイニシャルポイン
トを２つ設け、サーマル印刷モードと熱転写印刷モード
において相異なる２つのヘッドドアップ角度θ₁、θ
₂（θ₁＞θ₂）を設定する場合は、サーマル印刷モード
において記録ヘッド３０のヘッドアップ動作、ヘッドダ
ウン動作に要する時間を熱転写印刷モードよりも短縮で
きるので、サーマル印刷モードにおける印刷時間を短縮
でき、プリンタの高速印刷化を図る上で都合のよいもの
になる。

【００６３】また、図７（ａ）に示すように、カム機構
として、上記のようにイニシャルポイントおよびヘッド
圧ポイントをそれぞれ２通りずつ有するものを用いる場
合は、印刷時に一のイニシャルポイントａ（又はｂ）か
ら一のヘッド圧ポイントｃ（又はｄ）に記録ヘッド３０
の位置を切換えればよいので、図１１に示す従来例のよ
うに、切換動作の途中で他のヘッド圧ポイントｄ（又は
ｃ）を通過する必要がない。従って、切換動作中にモー
タ１４０の出力軸に大きな負荷変動が発生することがな
く、該負荷変動に対処できるだけの駆動トルクを有する
大型のモータ１４０を使用する必要もない。また、切換
動作を高速度で行っても大きな騒音を発生することがな
い。

【００６４】このような理由により、本発明によれば、
小型のモータ１４０で記録ヘッド３０の切換動作を高速
度で行うことができるので、低価格で高速印刷が可能な
シリアル式サーマルプリンタを実現できる。

【００６５】また、カム溝１３１を上記のように渦巻状
に形成し、該カム溝１３１の一端部をイニシャルポイン
トａに設定し、他端部をイニシャルポイントｂに設定す
る場合は、カム半径の異なる２つのイニシャルポイント
を確保できるので、総回転角β₃（図７参照）が３６０
°以上であっても、図３〜図６に示すように小型のカム
ギヤ１３０を実現できる。従って、図１２の従来例のよ
うに大型のカムギヤ１３０を用いる必要がないので、こ
の点においても装置構成の小型化が図れる。

【００６６】また、ヘッドアップ・ダウン機構１００と
して、上記のような２本のスプリング１１３、１２２を
備えたものを用いる場合は、装置構成の小型およびコス
トダウンを図る上で都合のよいものになる。以下に図８
および図９に従いその理由を説明する。

【００６７】スプリング１１３は、上記のようにねじり
コイルばねからなるので、取付状態において、鉛直支持
ピン１１５を中心とする回転モーメントを発生させる。
そして、この回転モーメントによるばね力Ｆ₁′をヘッ
ド押し圧力としてヘッド押え部材１１０を介して記録ヘ
ッド３０を加圧する。ヘッド押え部材１１０は上記のよ
うに鉛直ピン１１１を支点にして回動するようになって
いる。

【００６８】ここで、鉛直ピン１１１の位置と鉛直支持
ピン１１５の位置は、図９に示すヘッドダウン時におい
て、スプリング１１３のばね力の鉛直ピン方向の成分が
０になるような位置関係に設定されている。従って、ヘ
ッドダウン状態においては、鉛直ピン１１１に直交する
成分Ｆ₁のみが発生している。

【００６９】この状態からカムギヤ１３０が回転し、ヘ
ッド押え部材１１０が図８に示す待機状態（ヘッドアッ
プ状態）に回動すると、スプリング１１３には、該鉛直
ピン方向の成分Ｆ₁′ｘとこれと直交する方向の成分
Ｆ₁′ｙとの合力Ｆ₁′が発生することになる。合力
Ｆ₁′とヘッド押え部材１１０をプラテン４０側に回動
させる成分Ｆ₁′ｙとの間には、明らかにＦ₁′＞Ｆ₁′
ｙの関係が成立する。

【００７０】従って、本発明によれば、記録ヘッド３０
を図８に示す待機状態から図９に示すヘッドダウン状態
に回動する場合において、カムギヤ１３０の回転に対す
る最大負荷はＦ₁′ｙになり、最大負荷がＦ₁′になる図
１３および図１４に示す上記従来例に比べて負荷を著し
く低減できる。

【００７１】換言すれば、本発明においては、鉛直ピン
１１１と鉛直支持ピン１１５の位置関係を、待機状態に
おいて、該鉛直支持ピンに嵌着されたスプリング１１３
のばね力の鉛直ピン方向成分が存在するような位置関係
に設定し、これにより、記録ヘッド３０を待機状態から
ヘッドダウン状態に切換える際に、カムギヤ１３０の回
転に対して発生する負荷を低減する構成をとる。

【００７２】従って、本発明によれば、カムギヤ１３０
とピニオン１４１のギヤ比を大きくすることなく、ま
た、小型のモータ１４０で、記録ヘッド３０を待機状態
からヘッドダウン状態に切換えることができる。それ
故、装置構成の小型化およびコストダウンが図れる。

【００７３】また、カムギヤ１３０の回転に対する負荷
を低減できるので、待機状態において、外部からの振動
や衝撃によりカムギヤ１３０が不測に回転し、待機状態
が解消される不具合を生じることもない。従って、その
ための部材を配設する必要がないので、この点において
も、装置構成の小型化、簡潔化に大いに寄与できる利点
がある。

【００７４】次に、図１０に示すフローチャートに従い
本発明シリアル式サーマルプリンタで印刷を行う場合の
ＣＰＵ６の制御手順を説明する。ＲＯＭ６０に格納され
た印刷のための制御プログラムがスタートすると、ＣＰ
Ｕ６は、まずステップＳ１で記録ヘッド３０を待機状態
に設定する。ここで、ステップＳ１における待機状態と
は、カムギヤ１３０の回転位置をイニシャルポイントａ
に設定することをいう。この処理は、アップ・ダウンモ
ータドライバー６４を介してモータ１４０を駆動制御す
ることにより行われる。

【００７５】次いで、ステップＳ２で印刷命令を受けて
印刷動作を開始し、続いてステップＳ３でリボン検知ス
イッチ６２からの検知信号により、リボンカセットの有
無を判定する。ステップＳ３でリボンカセットがセット
されていることを確認すると、熱転写印刷モードである
と判定し、ステップＳ４でカムギヤ１３０の回転位置を
イニシャルポイントａに設定するイニシャル動作を行
う。これにより、記録ヘッド３０が熱転写印刷モードの
待機位置に設定される。

【００７６】次いで、ステップＳ４でアップ・ダウンモ
ータドライバー６４にヘッドダウン指令信号を発し、該
ヘッドドライバー６５を介してモータ１４０を駆動制御
する。これにより、カムギヤ１３０がイニシャルポイン
トａからヘッド圧ポイントｃに回転し、カムフォロワ１
２０、ヘッド押え部材１１０を介して記録ヘッド３０が
用紙１およびリボン５を挟んでプラテン４０に加圧され
る。

【００７７】次いで、ステップＳ６でキャリッジモータ
ドライバー６３に印刷実行指令信号を発し、該キャリッ
ジモータドライバー６３を介してキャリッジモータ３２
を駆動制御し、キャリッジユニット３を矢印Ｂ方向へ移
動させる。これにより、１行分の印刷が行われる。この
時、同時にヘッドドライバー６５を介して記録ヘッド３
０の加熱制御を行う。

【００７８】次いで、ステップＳ７でアップ・ダウンモ
ータドライバー６４にヘッドダウン指令信号を発し、モ
ータ１４０を駆動制御してカムギヤ１３０をイニシャル
ポイントａに回転し、記録ヘッド３０を熱転写印刷モー
ドの待機位置にヘッドアップする。続いて、ステップＳ
８で印刷が全て終了したか否かを判定し、印刷が終了し
ていないことを確認すると、次行の印刷を行うために、
記録ヘッド３０を次行の印刷のための先頭位置に位置さ
せるべく、キャリッジモータドライバー６３を介してキ
ャリッジユニット３を駆動制御する（Ｓ９）。

【００７９】ステップＳ９の処理を終了すると、ステッ
プＳ５に復帰し、続いてステップＳ５〜ステップＳ７の
処理を再行し、次行分の印刷を行う。続いて、ステップ
Ｓ８の判定処理を再行し、全ての印刷が終了したことを
確認した時点でステップＳ１の待機状態に復帰する。

【００８０】一方、ステップＳ３でサーマル印刷モード
であると判定すると、ステップＳ１０に進み、ここでカ
ムギヤ１３０をイニシャルポイントｂに回転させるイニ
シャル処理を行う。これにより、記録ヘッド３０がサー
マル印刷モードにおける待機位置に設定される。次い
で、ステップＳ１１で上記同様にしてカムギヤ１３０を
ヘッド圧ポイントｄに回転し、これにより記録ヘッド３
０をヘッドダウンし、ステップＳ１２で印刷を実行させ
る。次いで、ステップＳ１３で記録ヘッド３０をヘッド
アップし、ステップＳ１４で印刷が全て終了したか否か
を判定する。

【００８１】印刷が全て終了していないことを確認する
と、次行分の印刷を行うべく（Ｓ１５）、上記同様にし
てステップＳ１１に復帰し、ステップＳ１１〜Ｓ１３の
処理を再行し、終了したことを確認（Ｓ１４）した時点
でステップＳ１の待機状態に復帰する。

【００８２】上記実施例では、熱転写印刷モードとサー
マル印刷モードが選択可能になったシリアル式サーマル
プリンタにおいて、両印刷モードにおけるヘッド圧ポイ
ントを異ならせる実施形態に本発明を適用する場合につ
いて説明したが、例えば、熱転写印刷モードにおいて、
普通紙と推奨紙に対するヘッド圧ポイントを異ならせて
印刷を行う他の実施形態についても同様に適用できる。

【００８３】

【発明の効果】請求項１記載の画像形成装置によれば、
カムの回転に対する急激な負荷変動を発生することがな
く、記録ヘッドを所望の位置にスムーズに切換えること
ができるので、該カムの駆動源として駆動トルクの大き
な大型のモータを用いる必要がない。また、切換動作を
高速で行っても騒音を発生することがない。また、カム
のカム半径を大きくすることなく実現できるので、装置
構成が大型化することもない。以上の理由により、小
型、かつ安価な装置構成で、高速印刷が可能な画像形成
装置を実現できる。

【００８４】また、請求項２記載の画像形成装置によれ
ば、記録ヘッドをヘッドアップ状態からヘッドダウン状
態に切換える際に、伝導系および駆動源となるモータの
駆動負荷を低減できるで、ヘッドアップ・ダウン機構を
小型、かつ安価な装置構成で実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明シリアル式サーマルプリンタのシステム
構成を示す斜視図。

【図２】キャリッジユニットの構成を示す側面図。

【図３】リボンを介した熱転写印刷モードにおける記録
ヘッドのヘッドアップ状態を示すキャリッジユニットの
平面図。

【図４】リボンを介した熱転写印刷モードにおける記録
ヘッドのヘッドダウン状態を示すキャリッジユニットの
平面図。

【図５】サーマル印刷モードにおける記録ヘッドのヘッ
ドアップ状態を示すキャリッジユニットの平面図。

【図６】サーマル印刷モードにおける記録ヘッドのヘッ
ドダウン状態を示すキャリッジユニットの平面図。

【図７】ヘッドアップ・ダウン用のカム機構のカム線図
とクラッチレバー切換用のカム機構のカム線図を対比し
て示す図面。

【図８】ヘッドアップ状態において、記録ヘッドを常時
押圧するスプリングに発生するばね力を示すキャリッジ
ユニットの平面図。

【図９】ヘッドダウン状態において、記録ヘッドを常時
押圧するスプリングに発生するばね力を示すキャリッジ
ユニットの平面図。

【図１０】ＣＰＵの制御手順を示すフローチャート。

【図１１】カム機構の一従来例を示すカム線図。

【図１２】カム機構の他の従来例を示すカム線図。

【図１３】ヘッドアップ状態における従来のヘッドアッ
プ・ダウン機構を示す平面図。

【図１４】ヘッドダウン状態における従来のヘッドアッ
プ・ダウン機構を示す平面図。

【符号の説明】

１ 用紙 ２ 用紙送りローラ ３ キャリッジユニット ５ リボン ６ ＣＰＵ ３０ 記録ヘッド ３２ モータ ３５ タイミングベルト ４０ プラテン ６２ リボン検知スイッチ １００ ヘッドアップ・ダウン機構 １１０ ヘッド押え部材 １１１ 鉛直ピン １１３ スプリング １１５ 鉛直支持ピン １２０ カムフォロワ １２２ スプリング １２３ カムフォロワピン １３０ カムギヤ １３１ カム溝 １３２ カム溝 １４０ モータ １５０ クラッチレバー １５１ 係合凸部 １５２ リボン巻き取りギヤ １５３ 切換ギヤ １５５ ベルトプーリギヤ １５６ 歯付きプーリ部 １５８ タイミングベルト １６０ 切換機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録ヘッドを第１の待機位置から用紙を挟
   んでプラテンに接触させる第１の接触位置にヘッドダウ
   ンして印刷を行う第１の印刷モードと、該記録ヘッドを
   第２の待機位置から該用紙を挟んで該プラテンに接触さ
   せる第２の接触位置にヘッドダウンして印刷を行う第２
   の印刷モードとが選択可能になった画像形成装置であっ
   て、 該第１の印刷モードと該第２の印刷モードの内のいずれ
   の印刷モードが選択されたかを判定する判定手段と、 該記録ヘッドを該第１の待機位置、該第１の接触位置、
   該第２の待機位置および該第２の待機位置の４位置に切
   換えるカムを有し、該判定手段の判定結果に従い該記録
   ヘッドをいずれかの位置に切換える切換機構とを備えた
   画像形成装置。
2. 【請求項２】記録ヘッドを用紙を挟んでプラテンに接触
   させるヘッドダウン位置と、該プラテンから離反させる
   ヘッドアップ位置とにわたって切換えるヘッドアツプ・
   ダウン機構を備えた画像形成装置において、 該ヘッドアップ・ダウン機構が、支点回りに回動可能に
   なった記録ヘッド押え部材を該プラテン側に押圧する第
   １のスプリングと、モータを駆動源とする伝導系に連結
   され、該記録ヘッド押え部材と共通の回転支点を有する
   回転部材を該記録ヘッド押え部材に連動可能に連結する
   第２のスプリングとを有し、該第１のスプリングが該記
   録ヘッドのヘッドアップ時に該モータの駆動負荷になる
   回転モーメントを生じると共に、該回転モーメントの中
   心と該支点の位置関係を、該記録ヘッドのヘッドアップ
   動作中に該第１のスプリングが該支点方向へのばね力を
   発揮できるように設定した画像形成装置。