(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームとこの本体フレームに回転自在に設けられたプラテンと、本体フレームに取付けられたヘッドアームと、ラインサーマルヘッドを保持したヘッドフレームと、前記ラインサーマルヘッドを介してプラテンとヘッドアームとの間に反力としての押圧力を作用させることで、ラインサーマルヘッドをプラテン側に付勢するラインサーマルプリンタであって、
前記押圧力を作用させるための弾性部材としての圧縮コイルスプリングを備えると共に、ラインサーマルヘッドは、その主走査方向の略中央が一端をヘッドアームの上面側に突出させて手動操作部としたねじ部材により遊動自在にヘッドフレームに支持されており、ヘッドフレームにラインサーマルヘッドの主走査方向の少なくとも２箇所において略ピン形状のヘッド押圧部材を貫通させ、圧縮コイルスプリングをヘッド押圧部材に嵌めると共にヘッド押圧部材とヘッドアームとの間に配置し、これによりヘッドフレームの両側をへッドアームからプラテンへ向かう方向の軸線に沿って往復移動できるようにし、前記弾性部材の押圧力を、ヘッドフレームを介さずヘッドアームから直接にラインサーマルヘッドへ作用させるものであって、ヘッドアームはラインサーマルヘッドがプラテンに接しない第１の位置とこれがプラテンに接する第２の位置の間を移動可能であり、ヘッドアームが第１の位置にあるときには、弾性部材はラインサーマルヘッドへの押圧力を解除するように構成したことを特徴とするラインサーマルプリンタ。
【請求項２】
前記弾性部材によるラインサーマルヘッドへの押圧力を調整するための調整部材をラインサーマルヘッドの主走査方向の少なくとも一端側に設けたことを特徴とする請求項１に記載のラインサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラインサーマルプリンタの印字部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラインサーマルプリンタは、プラテンに対してラインサーマルヘッドを対向させて配置し、これらの間に感熱用紙あるいは感熱インクリボンと用紙を重ねて通過させて印字を行う。この場合、プラテンに対するラインサーマルヘッドの接触圧状態は印字の品質に大きく影響する。ところが、ラインサーマルヘッドは剛体でプラテンの軸方向に長いので、プラテン軸に対する平行度をできるだけ正確に維持すること、用紙の厚さが均一でなかったり、多少波打っていてもラインサーマルヘッドの長手方向（主走査方向）において接触圧が均一であることが要求される。このため、ラインサーマルヘッドを利用する印字機構では、ラインサーマルヘッドを取付けたヘッドフレームとこれを支持しているヘッドアームとの間にバネを主走査方向で左右に配置してラインサーマルヘッドをプラテンに押圧し、その反力で用紙に対して適切な接触圧及び均一な接触圧を維持しようとしている。
【０００３】
特開平５−１６９６８９号公報のバランス圧調整機構は、本体フレーム側に取付けたヘッドフレームに、ヘッド固定金具を長手方向の中央部で揺動可能に取付け、この固定金具の左右をヘッド圧用バネで押圧した構造を開示している。ラインサーマルヘッドはヘッド固定金具に固定される。ヘッド圧用バネの押圧力調整手段と押圧力の表示手段を備えている点に特徴を有する。
【０００４】
特開平６−１４３７３６号公報のサーマルプリンタは、下部シャーシと上部シャーシの間にヘッドフレームを上下方向及び左右方向で揺動可能に取付け、上部シャーシとヘッドフレームとの間に２個のバネ部材を主走査方向に間隔を取って配置した構造を開示している。ラインサーマルヘッドはヘッドフレームに固定されている。ヘッドフレームを左右方向で揺動させる構造として、上部シャーシに設けた凹状溝にヘッドフレームの後部中央に設けた突起を嵌合させる構造を特徴としている。
特許第２９５４８２０号公報の押圧装置は、ラインサーマルヘッドを固定したヘッド支持体と本体ケース側の押圧板との間に２個のスプリングを主走査方向に間隔をあけて配置した構造を開示している。ラインサーマルヘッドを本体フレーム側に対して脱着容易とした構造に特徴を有する。
【０００５】
このように、従来の機構は、ラインサーマルヘッドを取付けているヘッド固定金具やヘッドフレームあるいはヘッド支持体（ヘッドフレームとする）と本体フレーム側の部材（ヘッドアーム）との間にバネなどの弾性部材を配置し、ヘッドフレームを介してラインサーマルヘッドをプラテン側に押圧している。
しかし、ヘッドフレームは材質的にラインサーマルヘッドの基板に比べて軟質で、しかも印字を行わずに用紙だけを送るリボンセービングのために比較的頻繁に持ち上げられるので変形を起こし易い。また、温度の変化による変形も起き易い。そして、この変形は極めて僅かであるが、ラインサーマルヘッドとプラテン間の接触圧に大きな影響を与える。
ヘッドフレームは、また、プリンタに用紙をセットするとき本体フレーム側のヘッドアームで吊り上げられるように回動されることが多いが、このような構造もヘッドフレームに変形を生じ易い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ヘッドフレームの変形があっても、ラインサーマルヘッドとプラテン間の接触圧を均一に維持し易いラインサーマルプリンタの提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本体フレームにプラテンを回転自在に設けるとともにヘッドアームを取付け、さらにプラテンとヘッドアームとの間にヘッドフレームを配置してこれにラインサーマルヘッドを保持させる。そして、ヘッドアームとラインサーマルヘッドとの間に圧縮スプリングのような弾性部材を配置して、ラインサーマルヘッドをプラテン側に付勢する。すなわち、弾性部材の押圧力をヘッドフレームを介さずにヘッドアームから直接にラインサーマルヘッドへ作用させる。ラインサーマルヘッドはその反力で用紙との間に接触圧を維持する。
【０００８】
弾性部材は、ヘッドアームに取付けた押圧部材を介してラインサーマルヘッドに押圧力を作用させることがある。押圧部材は例えばピン状であり、ヘッドアームからプラテンへ向かう方向の軸線に沿って往復移動できるようヘッドアームに取付ける。
前記の押圧部材は、ラインサーマルヘッドの主走査方向に少なくとも２箇所設けることが好ましい。
【０００９】
ラインサーマルヘッドは、ヘッドフレームに対して、プラテンへの方向で遊動自在に支持することが多い。遊動の１態様はラインサーマルヘッドの主走査方向における略中央の１箇所でヘッドフレームに支持され、左右端が上下に揺動できることである。もちろん、格別な支点なしに揺動できる構造であっても良い。
ラインサーマルヘッドは、ねじ部材によってヘッドフレームに支持し脱着可能とする。ねじ部材は一端をヘッドアームの上面側に突出させて手動操作部にすると脱着作業が容易である。
【００１０】
ラインサーマルヘッドの主走査方向に少なくとも２箇所に押圧部材を配置したときは、いずれか一方に弾性部材によるラインサーマルヘッドへの押圧力を調整するための調整部材を設けることがある。用紙の厚みに幅方向で変化があるときやレシート印刷のように印字可能な幅の片側一部を用いて印字を行う場合に、主走査方向の一方の押圧力を変えることで印字箇所における接触圧力を均一にして、印字の品質を向上させることができる。
ヘッドアームはラインサーマルヘッドと共に、ラインサーマルヘッドがプラテンに接しない第１の位置とこれがプラテンに接する第２の位置の間を移動可能とし、ヘッドアームが第１の位置にあるときには、弾性部材によってラインサーマルヘッドを押圧しない構成とすることがある。
【０００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明を実施しているラインサーマルプリンタ１であり、本体フレーム２に対して正面カバー３と上・右側壁カバー４を開け放った状態で示している。図２は、カバー３、４を省略し、用紙５と感熱リボン６を装填した状態で示している。
本体フレーム２は、左側壁を構成する機箱部７と底壁８及び後壁９からなり、機箱部７は左側壁から内側へ間隔を取って配置した主壁１０を有している。主壁１０には後方からロール支持軸１１、テンションローラ１２、用紙送り部１３、印字部１４（上本体フレーム１５、下本体フレーム１６）及び巻戻し側のテープ軸１７と巻取り側のテープ軸１８を、それぞれの右側端を主壁１０へ片持ち式に取付けてある。
【００１２】
ロール支持軸１１に対しては用紙ロール１８（図２）を手動で簡単に脱着できる。テンションローラ１２は合成樹脂のスポンジ製で用紙５との間に摩擦があると共に柔らかく、用紙のテンションが強まるとローラ１２の断面形が歪んで過剰のテンションを吸収し、用紙が破損するのを防止する。用紙送り部１３は、詳しく図示していないが、フィードローラとガイドローラ及びこれらに上下方向で対向して配置されるピンチローラを備え、フィードローラとピンチローラの間に用紙５を配して印字部１４に送り込む。フィードローラの回転駆動の機構やその制御機構は機箱７の内側に納められている。なお、ピンチローラは主壁１０側のヒンジ構造により左側端を上下に移動させることができる。
【００１３】
印字部１４は、上下に対向して配置された上本体フレーム１５と下本体フレーム１６とからなり（図３）、上本体フレーム１５にヘッドセット２０が、下本体フレーム１６にプラテン２１が配置されている。上本体フレーム１５は左右のフレーム壁２２、２３を平行に備えて、これらの間にヘッドアーム２４（図５）を上下方向で回動可能に取付けてある。この上下方向の回動は右フレーム壁２３に設けた操作レバー２５を回動することで行われる。図３の前方へ回動した状態が印字位置（第２の位置）、図４の上方へ回動した状態が退避位置（第１の位置）である。
【００１４】
ヘッドアーム２４は主走査方向（左右方向）に長く、左右に間隔をおいてそれぞれプラテン方向（上下方向）へ摺動可能に設けた支持ピン２６、２７を有し、その下端にヘッドフレーム２８を固定してある。左右の支持ピン２６、２７は上部にストッパーリング２９を備えて抜け止めしてある。ヘッドフレーム２８の下面側にはラインサーマルヘッド３０が配置され、ヘッドフレーム２４の中央部を貫通した取付けピン３１の下端に固定されている。
【００１５】
すなわち、取付けピン３１は上端部を拡大して手動操作部３２にすると共に、下端に径を小さくして雄ねじ３３を有し、この雄ねじ３３がヘッドフレーム２８の中央部を貫通しラインサーマルヘッド３３の中央部に形成した雌ねじ３４に螺合している。この時、雌ねじ３４の深さは雄ねじ３３の長さよりヘッドフレーム２８の肉厚を差し引いた以上に浅く形成してあるので、取付けピン３１の雄ねじ３３をラインサーマルヘッド３０の雌ねじ３４にねじ込んで固定したとき、ヘッドフレーム２８下面とラインサーマルヘッド３０の上面との間に僅かに間隙が生じることになる。この間隙は０．５ｍｍ程度であって、ラインサーマルヘッド３０が左右に傾斜調整されるときのクリアランスとなる。符号３５はストッパーリングである。
【００１６】
そして、ヘッドアーム２４とラインサーマルヘッド３０の間にはさらに左右の押圧ピン３５、３６が配置されており、印字作動時にラインサーマルヘッド３０をプラテン側に押圧する構造となっている。すなわち、押圧ピン３５、３６はヘッドアーム２４の左右箇所へプラテンに対して上下方向で摺動可能に差込まれ、これらの上端部がストッパーリング３７、３７で抜け止めされると共に、押圧ピンの下部に固定した係止リング３８、３８とヘッドアーム２４の下面との間に男性部材としての圧縮スプリング３９を配置してある。そして、押圧ピン３５、３６の下端はヘッドアーム２８の対応箇所に設けた孔を介して直接にラインサーマルヘッド３０と接触可能となっている。図５はヘッドアーム２４を上方へ回動した状態を表しており、ヘッドアーム２４に対してヘッドフレーム２８がぶら下がった状態となっているので、押圧ピン３５、３６の下端はラインサーマルヘッド３０に接していない。
【００１７】
図６は、ラインサーマルヘッドセット２０が印字位置にある状態で、下方へ移動したヘッドアーム２４からラインサーマルヘッド３０が圧縮スプリング３９の弾性でプラテンに押圧された状態となっている。そして、その反力でラインサーマルヘッド３０は用紙５に対して接触圧を維持する。このとき、圧縮スプリング３９の弾性は押圧ピン３５、３６を押し、その先端が直接にラインサーマルヘッド３０を押圧している。
符号４０は調整ねじであり、ヘッドアーム２４にタップ立てしてねじ込まれていると共に下端が押圧板４１に当接している。押圧板４１は、右側の支持ピン２７と押圧ピン３６へ摺動自在にまたがりこれらをガイドとしており、圧縮バネ３９により常時上方へ付勢されている。調整ねじ４０をねじ込むとプラテン２１とラインサーマルヘッド３０との間隔が右側で小さくなる。また、この側の接触圧を高くすることができる。調整ねじ４０を逆に回して押圧板４１を上に上げると、接触圧を低くすることができる。
【００１８】
用紙送り部１３のピンチローラを上方へ上げ、印字部１４における操作レバー２５を回動してヘッドセット２０とプラテン２１との間に間隙を作っておいてから（図４）、用紙５を図７のように、テンションローラ１２をめぐらせて用紙送り部１３、印字部１４に通してセットする。また、巻戻し側テープ軸1７に装着したロールの感熱リボン６を印字部１４におけるラインサーマルヘッド３０とプラテン２１の間を通して反対側の巻取り側テープ軸1８に取り付ける。
【００１９】
操作レバー２５でラインサーマルヘッドセット２０を持ち上げているとき（図４）、ラインサーマルヘッド３０は、取り付けピン３１を介してヘッドアーム２４に吊り上げられた格好となり（図５）、押圧ピン３５、３６の下端はラインサーマルヘッド３０から離れている。ヘッドフレーム２８もまた左右の支持ピン２６、２７を介して同様に吊り上げられるので、ラインサーマルヘッド３０とヘッドフレーム２８下面との間には初期の間隙０．５ｍｍが存在する。
ついで、ピンチローラを下ろしてロックし、操作レバー２５でへッドセット２０を下降させ、印字位置とする。
【００２０】
すると、ヘッドアーム２４は、ラインサーマルヘッド３０が感熱リボン６を挟んで用紙５に接すると共にヘッドフレーム２８が両側の屈曲部を下本体フレーム１６側の案内部材に係合してそれ以上の移動がなくなる位置から僅かに低い個所に位置決めされる。このため、押圧ピン３５、３６は圧縮ばね３９、ストッパーリング３８を介して下方へ移動し、その先端がラインサーマルヘッド３０に接してラインサーマルヘッド３０の両端部を押圧する状態となる。すなわち、ラインサーマルヘッド３０はヘッドフレーム２８を介することなく直接にヘッドアーム２４を基準とした付勢を受け、その反力が用紙４との接触圧となる。したがって、ラインサーマルヘッド３０の接触圧は、変形する恐れが多いヘッドフレーム２の影響を受けることがなく、安定した接触圧を維持することができる。
【００２１】
用紙５の幅が狭く、用紙の配置が印字部１４の印字可能幅（ラインサーマルヘッド３０の印字可能領域の長さ）に対して偏るときは、用紙部分での接触圧が均一となるように調整ねじ４０を操作する。調整ねじ４０はラインサーマルヘッド３０をヘッドフレーム２８下面と平行に配置する初期設定の場合にも利用できる。
調整ねじ４０によってラインサーマルヘッド３０が傾斜することもあるが、この傾斜は極く僅かであるため、取り付けピン３１をヘッドアーム２４に対して摺動可能に取り付けるためのクリアランスがあれば十分である。ただし、ラインサーマルヘッド３０の両端部における僅かの位置変化であっても、接触圧の変化は大きく現われる。
なお、図５において、左側の押圧ピン３５では、圧縮ばね３９を受ける係止リング３８の位置が、調整ねじ４０を設けている右側の押圧ピン３６よりも高い位置となっているのは、同じ寸法の圧縮ばね３９を使うためにした寸法の調整である。
【００２２】
【発明の効果】
ラインサーマルヘッドを介してプラテンとヘッドアームとの間に作用する反力としての押圧力が安定し、常時、均一できれいな印字を得られる。
ラインサーマルヘッドは、中央で支持され、両端が弾性的に変位することができるので、厚みが変化する用紙や波うちのある用紙に対してもラインサーマルヘッドが柔軟に対応して均一できれいな印字を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カバーを開いて示す全体の斜視図
【図２】カバーを取り除いて示す斜視図
【図３】印字部を取り出して示す斜視図（印字位置）
【図４】印字部を取り出して示す斜視図（退避位置）
【図５】ラインサーマルヘッドセットを概略で示した正面図（退避位置）
【図６】ラインサーマルヘッドセットを概略で示した正面図（印字位置）
【図７】用紙の装着状態を概略で示した正面図
【符号の説明】
１  ラインサーマルプリンタ
２  本体フレーム
３  正面カバー
４  上・右側壁カバー
５  用紙
６  感熱リボン
７  機箱
８  底壁
９  後壁
１０  主壁
１１  ロール支持軸
１２  テンションローラ
１３  用紙送り部
１４  印字部
１５  上本体フレーム
１６  下本体フレーム
１７  巻戻し側テープ軸
１８  巻取り側テープ軸
１９  用紙ロール
２０  ラインサーマルヘッドセット
２１  プラテン
２２  左フレーム壁
２３  右フレーム壁
２４  ヘッドアーム
２５  操作レバー
２６  支持ピン（左）
２７  支持ピン（右）
２８  ヘッドフレーム
２９  ストッパーリング
３０  ラインサーマルヘッド
３１  取り付けピン
３２  手動操作部
３３  雄ねじ
３４  雌ねじ
３５  左押圧ピン
３６  右押圧ピン
３７  ストッパーリング
３８  係止リング
３９  圧縮スプリング
４０  調整ねじ
４１  押圧板
【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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