説明

プリンタ装置

【課題】サーマルヘッドの着脱が容易に行える構成でありながら、組立て時にはプラテンに対するサーマルヘッドの高い位置決め精度を実現することができ、かつ厚さの異なる用紙に対しても安定した品質で印字できるプリンタ装置を提供する。
【解決手段】ヘッドモジュール14は、メインフレーム12に対して着脱可能な取付け部材40と、取付け部材40に対して変位可能に構成された可動支持部材42と、可動支持部材42に支持固定されたサーマルヘッド44とを有する。可動支持部材42は、複数のヘッドバネ46a〜46dによってヘッド取付け部材40に連結されるとともに、ヘッド位置決め凹部48に係合するヘッド位置決め凸部50を有する。凹部48は略直線状の溝として形成され、故に可動支持部材42及びサーマルヘッド44は、ヘッド位置決め溝48の延びる方向にのみ直線的に変位可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、用紙に印字するサーマルヘッドと、サーマルヘッドに用紙を送給するプラテンロールとを備えたプリンタ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的なサーマルプリンタでは、通常はロール形態から巻き戻された印字用紙をプラテンローラとサーマルヘッドとの間に挟み、印字用紙を送りつつサーマルヘッドを加熱することによって印字を行う。例えば特許文献1には、U字状の切り欠きにプラテンの回転軸を挿入することによって、ヘッドに対する水平方向及び垂直方向の位置決めの高精度が図られたラインサーマルプリンタが開示されている。
【0003】
また特許文献2には、ヘッドの回転支軸中心をヘッド面延長線上に配置し、ヘッドをプラテンに押し付けるバネの作用力をヘッド面に対して垂直としたプリンタが開示されている。
【0004】
【特許文献1】特開平3−199069号公報
【特許文献2】特開2004−114417号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
サーマルプリンタで使用されるサーマルヘッドは定期的な清掃や交換が必要であるため、なるべく容易にサーマルプリンタ本体から取外しできることが好ましい。しかし一方で、印字の品質のためには、サーマルヘッドは使用時はプラテンに対して非常に高精度に位置決めされねばならず、故に安易にサーマルヘッドを着脱可能な構造とすることはできなかった。また近年、同一のサーマルプリンタにおいて厚さの異なる(特に厚手の)用紙にも安定した品質で印字できることが望まれている。
【0006】
特許文献1に記載のラインサーマルプリンタでは、固定されたサーマルヘッドに対してプラテンをU字状溝に挿入することによって、位置決め精度の向上を図っている。従ってサーマルヘッドの交換時には、一旦プラテンを取外して次に固定されたサーマルヘッドを取外すという手間のかかる作業が必要になる。また特許文献2に記載のサーマルプリンタでは、サーマルヘッドが回転支軸を中心に回動するので、厚さの異なる印字用紙を使用した場合にはサーマルヘッドをプラテン表面に対して正確に垂直に接離させることはできない。従って印字用紙の厚さによって印字の品質にばらつきが生じる虞がある。
【0007】
そこで本発明は、サーマルヘッドの着脱が容易に行える構成でありながら、組立て時にはプラテンに対するサーマルヘッドの高い位置決め精度を実現することができ、かつ厚さの異なる用紙に対しても安定した品質で印字できるプリンタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、プラテンローラを有するメインフレームと、サーマルヘッドを有するヘッドモジュールとを備えたプリンタ装置であって、前記ヘッドモジュールは、前記メインフレームに取外し可能に固定される取付け部材と、前記サーマルヘッドを固定支持する可動支持部材と、前記可動支持部材を前記取付け部材に対して直線的に変位可能に案内するガイド機構とを有し、前記可動支持部材の変位方向は、前記ヘッドモジュールが前記メインフレームに取り付けられたときに前記サーマルヘッドが前記プラテンローラの表面に対して垂直な方向に接離可能な方向であることを特徴とする、プリンタ装置を提供する。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1に係るプリンタ装置において、前記ヘッドモジュールの前記取付け部材は、該取付け部材と前記プラテンローラの回転軸との位置関係が固定されるように、前記ヘッドモジュールが前記メインフレームに取り付けられたときに前記プラテンローラの回転軸の両端を回転可能に把持する把持機構を有する、プリンタ装置を提供する。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係るプリンタ装置において、前記ヘッドモジュールの前記取付け部材は前記メインフレームに旋回可能に取付け可能であり、前記メインフレームに対する前記ヘッドモジュールの位置決め機構が設けられる、プリンタ装置を提供する。
【0011】
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に係るプリンタ装置において、前記ヘッドモジュールは、前記取付け部材と前記可動部材との間であって前記プラテンロールの回転軸方向に離隔配置された複数のバネを有し、該複数のバネの各々のバネ定数は、前記プラテンロールに対する前記サーマルヘッドのヘッド圧を前記プラテンロールの長手方向に関して均一とすべく適宜選定可能である、プリンタ装置を提供する。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項4に係るプリンタ装置において、前記複数のバネが互いに連結されて実質一部材として構成されている、プリンタ装置を提供する。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、プリンタ装置に対するサーマルヘッドの着脱及びメンテナンスが容易となる一方で、プラテンロールに対する可動支持部材の移動方向をプラテンの長手軸に垂直な方向に限定することにより、厚さの異なる印字用紙に対しても柔軟に対応することができる。
【0014】
本発明によれば、組立て時にサーマルヘッドをプラテンに対して極めて高精度に位置決めする必要があるとともに、また近年は厚手の印字用紙にも対応可能なサーマルプリンタが望まれている。本発明は、このような要望に応えるべく、サーマルヘッドを含むヘッドモジュールを着脱可能にするとともに、ヘッドモジュールをプラテンに対し正確に位置決めする機構を提供する。
【0015】
取付け部材がプラテンローラの回転軸の両端を回転可能に把持する把持機構を有することにより、使用時はヘッドモジュールとプラテンローラとが実質一体となるので、プラテンローラに加わるサーマルヘッドのヘッド圧の大小に関してメインフレームの強度を考慮する必要はない。換言すればヘッド圧が異なる場合はプラテンローラの強度を調節すればよく、設計上有利である。
【0016】
ヘッドモジュールの取付け部材をメインフレームに旋回可能に取付け、メインフレームに対するヘッドモジュールの位置決め機構を利用することにより、簡単な操作で高精度にヘッドモジュールをメインフレームに取付けることができる。
【0017】
ヘッドモジュールがプラテンの回転軸方向に離隔配置された複数のバネを有することにより、サーマルヘッドの熱変形や作製精度に起因するヘッド圧のばらつきが予想される場合に、各バネのバネ定数を適宜変更してばらつきを排除又は低減することができる。
【0018】
複数のバネを互いに連結して実質一部材とすることにより、ヘッドモジュールの組立てが非常に容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
図1(a)は、本発明の好適な実施形態に係るサーマルプリンタ装置10の斜視図である。サーマルプリンタ装置10は、メインフレーム12と、図2(a)に示すようにメインフレーム12に対して着脱可能に構成されたヘッドモジュール14とを有する。メインフレーム12内には、ゴムローラを有するプラテンローラ(以降、プラテンと略称)16が収容され、図示しないパルスモータによって回転駆動される。該パルスモータの出力は、該パルスモータの出力軸に連結された第1プーリ18(図2(b)参照)、第1タイミングベルト20及びプラテン16の第1軸部22に取り付けられた第2プーリ24を介してプラテン16に伝達される。
【0020】
また図2(a)に示すように、メインフレーム12内には、図示しない用紙を切断するロータリカッタ26が配置され、図示しないパルスモータによって回転駆動される。該パルスモータの出力は、該パルスモータの出力軸に連結された第3プーリ28、第2タイミングベルト30、プラテン16の第2軸部32に取り付けられた第4プーリ34、第4プーリ34と一体的に構成された第1ギヤ36及び第1ギヤ36に係合する第2ギヤ38を介してロータリカッタ26に伝達される。
【0021】
図3(a)〜(c)は、ヘッドモジュール14を異なる方向から見た図である。ヘッドモジュール14は、メインフレーム12に対して着脱可能な取付け部材40と、取付け部材40に対して変位可能に構成された可動支持部材42と、可動支持部材42に支持固定されたサーマルヘッド44とを有する。可動支持部材42は、取付け部材40と可動部材42との間であって略幅方向(プラテン16の回転軸方向)に適当な間隔で配置された複数(図示例では4つ)のヘッドバネ46a〜46dによってヘッド取付け部材40に連結される。なお図示例ではヘッドバネはコイルバネであるが、板バネ等の他の種類のバネも使用可能である。また稼動支持部材42は、取付け部材40の側板48、50に形成されたヘッド位置決め凹部(図3では側板50に形成された凹部52のみ図示)に係合するヘッド位置決め凸部(図3では凹部52に係合する凸部54のみ図示)を有する。図示するように凹部52は略直線状の溝として形成されており、故に可動支持部材42及びそれに固定されたサーマルヘッド44は、ヘッド位置決め溝52の延びる方向にのみ、取付け部材40に対して直線的に変位可能となる。換言すれば、ヘッド位置決め凹部52及び位置決め凸部54は協働して、取付け部材40に対するサーマルヘッド44の移動方向を規定するガイド機構として作用する。なお溝52の延びる方向は、図1(a)のようにヘッドモジュール14がメインフレーム12に組み込まれた状態で、プラテン16の長手軸に垂直な方向となる。
【0022】
図2(a)〜(c)は、メインフレーム12に対するヘッドモジュール14の位置決め機構の詳細を図示する。先ずピボットピン56、57によってヘッドモジュール14の側板48、50をメインフレーム12の側板58、60に旋回可能に連結する。またヘッドモジュール14の取付け部材40の側板48、50にはヘッドモジュール位置決めピン62、64がそれぞれ取付けられ、位置決めピン58、60はメインフレーム12の側板58、60に形成された略U字状のヘッドモジュール位置決め溝66、68にそれぞれ係合する。各位置決めピンが対応する位置決め溝の基準位置(例えば底部)に達したら、図1(c)に示すように、メインフレーム12の側板58、60に旋回可能に設けられているヘッドモジュール用ロック爪70、72がそれぞれ位置決めピン62、64に係合してロックする。このようにして、ヘッドモジュール14はメインフレーム12に対して正確に位置決めされて組立てられる。なお図1(b)等に示すように、メインフレーム12の側板58、60には、対応する位置決めピンをロックする方向にヘッドモジュール用ロック爪70、72を付勢するコイルバネ等の付勢手段(図1(b)にはロック爪72用のコイルバネ74のみ図示)が設けられることが好ましく、これによりロック爪72が意図せずに外れることが防止される。
【0023】
図1及び図3からわかるように、ヘッド位置決め溝52の延びる方向は、ヘッドモジュール14がメインフレーム12に組み込まれたときにプラテン16の長手方向に垂直な方向となり、かつ、サーマルヘッド44はプラテン16の径断面方向にみたときに、プラテン16の中心から直線的に移動する。すなわち、サーマルヘッド44はある支軸を中心に回動するのではなく、プラテン16の表面に垂直な方向に接離可能である。このような構成によれば、100μm程度の厚さの通常の印字用紙に加え、200〜250μm程度の厚さの厚手の印字用紙を使用する場合であっても、プラテン16に対するサーマルヘッド44の変位量の調整のみで対応でき、かつ印字の品質に差が生じることもない。
【0024】
図4(a)及び(b)並びに図5は、図1(a)のようにメインフレーム12とヘッドモジュール14とが組合わされた状態での、ヘッドモジュール14とメインフレーム12内のプラテン16との関係を示す図である。図5に示すように、ヘッドモジュール14の取付け部材40の側板48、50にはプラテンの回転軸の両端を回転可能に把持する把持機構であるプラテン用ロック爪76、78が設けられ、各プラテン用ロック爪は側板48、50に配置された回転支軸(図4(a)及び(b)に片側の回転支軸80のみ図示)の回りを旋回可能に構成される。プラテン用ロック爪76、78は、図1(a)の状態でプラテン16の両端に取付けられた軸受(図4(a)及び(b)に片側の軸受82のみ図示)を把持するように構成される。すなわち、取付け部材40とプラテン16の回転軸との位置関係は固定される。このようにすれば、ヘッドモジュール14のヘッドバネ46a〜46dにより生じる圧力すなわちヘッド圧は全てプラテン16のみが受けることとなり、異なるバネ定数のヘッドバネを有する他のヘッドモジュールに置換した場合であっても、プラテンのゴムローラの強度のみを調整すればよい。従ってメインフレーム12自体の強度はヘッドモジュール14及びプラテン16の重量を支持できる程度のものであれば足り、故に同一のメインフレームに対して種々のヘッド圧のヘッドモジュールを使用することができる。
【0025】
上述の実施形態では、可動刃であるロータリカッタ26をメインフレーム12内に配置し、可動刃に対応する固定刃84がヘッドモジュール12の取付け部材40に固定されている(図2(b)及び(c)参照)。これとは逆に、ロータリカッタをヘッドモジュールと一体的に構成し、固定刃をメインフレーム内に配置する構成も可能である。このようにすれば、ロータリカッタのメンテナンスも容易に行うことができるようになり、固定刃よりもロータリカッタの方が消耗が激しい場合は特に有効である。
【0026】
サーマルヘッド44及び可動支持部材42の作製精度や、使用時におけるサーマルヘッドの熱変形の程度によっては、プラテン16に対するサーマルヘッド44のヘッド圧がプラテンの長手方向に均一にならなくなる場合が考えられる。そこで、複数のヘッドバネ46a〜46dのバネ定数を、適宜異なるようにすることもできる。例えば図6に示すように、4つのヘッドバネ46a〜46dのうち、内側の2つのバネ46b及び46cをやや弱いバネ定数とし、外側の2つのバネ46a及び46dをやや強いバネ定数とすることもできる。このようにすれば、例えばサーマルヘッド44の加熱によって可動支持部材42がいくらか反った場合に、変形が大きくなる外側の影響をバネ定数の強いバネによってより効果的に吸収することができる。このような例以外にも、作製精度や熱による可動支持部材の変形が経験等から予め把握できている場合には、それに応じて各ヘッドバネのバネ定数を適宜変更しておくことができる。なお異なったバネ定数のバネを使用する場合、バネの色や形状を変えておくことで誤った組立てを防止することができる。
【0027】
また図7に示すように、複数のヘッドバネを実質1つの部材とすることもできる。図7に示すバネ集合体90は、コイルバネ部90a〜90dを有し、バネ部90aの一端がバネ部90bの一端に接続され、バネ部90bの他端がバネ部90cの一端に接続され、さらにバネ部90cの他端がバネ部90dの一端に接続されて構成されている。このようなバネ集合体は、各コイルバネ部を構成する線材を適当な長さの直線状の線材で互いに接続するか、各コイルバネ部が互いに適当な間隔で配置されるように1本の線材を変形することによって構成される。このようにヘッドバネを実質一部材とすることにより、ヘッドモジュールの組立てが容易になる。
【0028】
上述のようにサーマルヘッドは定期的な清掃や交換が必要なので、サーマルヘッド又はサーマルヘッドを含む部分をモジュール化できれば、サーマルプリンタ装置としての保守管理は非常にやり易くなる。しかしサーマルヘッドはプラテンに対して極めて高精度に位置決めする必要があるとともに、また近年は厚手の印字用紙にも対応可能なサーマルプリンタが望まれている。本発明は、このような要望に応えるべく、サーマルヘッドを含むヘッドモジュールを着脱可能にするとともに、ヘッドモジュールをプラテンに対し正確に位置決めする機構を提供する。さらに、取付け部材に対する可動支持部材の移動方向をプラテンの長手軸に垂直な方向に限定することにより、厚さの異なる印字用紙に対しても柔軟に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】(a)本発明に係るプリンタ装置においてヘッドモジュールが組立てられた状態の外観斜視図であり、(b)(a)の矢印1b方向からみた側面図であり、(c)(b)の1c部分の拡大図である。
【図2】(a)本発明に係るプリンタ装置においてヘッドモジュールが取外された状態の外観斜視図であり、(b)(a)の矢印2b方向からみた側面図であり、(c)(b)の2c部分の拡大図である。
【図3】(a)ヘッドモジュールの外観斜視図であり、(b)側面図であり、(c)(a)とは異なる方向からみた外観斜視図である。
【図4】(a)ヘッドモジュールとプラテンローラとが係合していない状態を示す側面図であり、(b)係合している状態を示す側面図である。
【図5】図4(b)の状態を示す斜視図である。
【図6】本発明に係るプリンタ装置の可動支持部材及びヘッドバネの詳細を説明する斜視図である。
【図7】ヘッドバネの他の好適な形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0030】
10 プリンタ装置
12 メインフレーム
14 ヘッドモジュール
16 プラテン
26 ロータリカッタ
40 取付け部材
42 可動支持部材
44 サーマルヘッド
46a〜46d ヘッドバネ
52 ヘッド位置決め凹部
54 ヘッド位置決め凸部
62、64 ヘッドモジュール位置決めピン
66、68 ヘッドモジュール位置決め溝
70、72 ヘッドモジュール用ロック爪
76、78 プラテン用ロック爪
82 軸受
84 固定刃
90 バネ集合体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラテンローラを有するメインフレームと、サーマルヘッドを有するヘッドモジュールとを備えたプリンタ装置であって、
前記ヘッドモジュールは、前記メインフレームに取外し可能に固定される取付け部材と、前記サーマルヘッドを固定支持する可動支持部材と、前記可動支持部材を前記取付け部材に対して直線的に変位可能に案内するガイド機構とを有し、
前記可動支持部材の変位方向は、前記ヘッドモジュールが前記メインフレームに取り付けられたときに前記サーマルヘッドが前記プラテンローラの表面に対して垂直な方向に接離可能な方向であることを特徴とする、プリンタ装置。
【請求項2】
前記ヘッドモジュールの前記取付け部材は、該取付け部材と前記プラテンローラの回転軸との位置関係が固定されるように、前記ヘッドモジュールが前記メインフレームに取り付けられたときに前記プラテンローラの回転軸の両端を回転可能に把持する把持機構を有する、請求項1に記載のプリンタ装置。
【請求項3】
前記ヘッドモジュールの前記取付け部材は前記メインフレームに旋回可能に取付け可能であり、前記メインフレームに対する前記ヘッドモジュールの位置決め機構が設けられる、請求項1又は2に記載のプリンタ装置。
【請求項4】
前記ヘッドモジュールは、前記取付け部材と前記可動部材との間であって前記プラテンロールの回転軸方向に離隔配置された複数のバネを有し、該複数のバネの各々のバネ定数は、前記プラテンロールに対する前記サーマルヘッドのヘッド圧を前記プラテンロールの長手方向に関して均一とすべく適宜選定可能である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプリンタ装置。
【請求項5】
前記複数のバネが互いに連結されて実質一部材として構成されている、請求項4に記載のプリンタ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−143100(P2009−143100A)
【公開日】平成21年7月2日(2009.7.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−322400(P2007−322400)
【出願日】平成19年12月13日(2007.12.13)
【出願人】(501398606)富士通コンポーネント株式会社 (848)
【Fターム(参考)】