(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインサーマルヘッドを支持したヘッドユニットを有し、このヘッドユニットは、プリンタ本体との間に設けられたヒンジ部により、前記ラインサーマルヘッドをプラテンに対して密接する印字位置と前記プラテンに対して離間した退避位置との間で揺動自在であるラインサーマルプリンタにおいて、
前記ヒンジ部は、一方向性トルク制御機構を有し、この一方向性トルク制御機構は、前記ヘッドユニットが前記退避位置から前記印字位置に揺動するときには、揺動の速度に依存しない一定の負荷トルクであるロード方向負荷トルクを前記ヘッドユニットに作用させ、前記ヘッドユニットが前記印字位置から前記退避位置に揺動するときには、少なくとも前記ロード方向負荷トルクよりも小さな負荷トルクであるアンロード方向負荷トルクをもって前記ヘッドユニットを揺動可能とする構成であり、
更に、前記ヘッドユニットを前記印字位置に係止するヘッド係止部材と、このヘッド係止部材による係止が解除されたときに、前記ヘッドユニットを前記ヘッド係止部材により係止されない位置まで持ち上げるヘッドポップアップばねとを備え、
前記ヘッドポップアップばねは、圧縮コイルばねで構成され、前記ヒンジ部の近傍に設けてあり、
前記ヘッドユニットが前記ヘッドポップアップばねによって持ち上げられた位置から更に開いたとき、前記ヘッドポップアップばねは前記ヘッドユニットから離間した状態となることを特徴とするラインサーマルプリンタ。
【請求項２】
前記ヒンジ部は、用紙搬送経路をほぼ直交する平面に沿って前記ヘッドユニットを揺動させることを特徴とする請求項１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、ラインサーマルヘッドがヘッドユニットに支持され、かつこのヘッドユニットがヒンジ部を介して揺動自在に支持された構造を備えるラインサーマルプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ラインサーマルプリンタにあっては、ヘッドユニットへのインクリボンの装着や用紙搬送経路への用紙の装着を容易化するために、ヘッドユニットの一端にヒンジ部を設け、このヒンジ部を中心に揺動自在とする構成が採用されている。ヘッドユニットは、このヒンジ部を中心として用紙搬送経路上の印字位置と、当該位置からヘッドユニットをほぼ９０゜以上引き起こして倒立させた状態とする退避位置との間を揺動する。
【０００３】
さて、この退避位置で倒立した状態のヘッドユニットが、なんらの支えもなく印字位置に向かって自然に揺動した場合、ヘッドユニットの自重によって加速がつき、印字位置に設けられたプラテンに勢いよく衝突し、プラテンやサーマルヘッドを損傷するおそれがある。
このため、従来は流体式のダンパ装置を組み込み、ヘッドユニットの揺動動作を抑制していた。流体ダンパは、速度に比例した摩擦抵抗を有するので、ヘッドユニットがプラテンに勢いよく衝突する事態が回避される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、流体ダンパは、ヘッドユニットを印字位置へ向けて揺動（すなわち、倒す）ときだけに抵抗として作用するばかりでなく、印字位置から退避位置へヘッドユニットを持ち上げるときにも、ヘッドユニットに抵抗として作用してくる。したがって、ヘッドユニットを退避位置へ持ち上げる作業に、重量物を取り扱うがごとき労力が必要となるので、作業性が低下する欠点を有していた。
【０００５】
さらに、ヘッドユニットは、印字位置に係止部材によって係止されるが、この係止状態を解除したときに、ヘッドユニットが直ちに印字位置から離れるようにするため、いわゆるポップアップばねを用いることが好ましい。しかし、上述した流体ダンパを用いた構造の場合は、流体ダンパの抵抗力によってポップアップばねの動作が抑制されるので、同ばねがうまく機能せず操作性が悪くなる。
【０００６】
また、流体ダンパに代えてヘッドユニットを印字位置から退避位置まで、ばね部材により吊り上げる構造を備えたものも知られている。しかし、この構造では、退避位置から印字位置への揺動操作をばね力に抗して行わなければならないので、この操作に大きな労力が必要となる。しかも、印字位置から退避位置までヘッドユニットを持ち上げるだけのばね部材は、大形で長いストロークが必要となるため、装置の大形化にもつながる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ヘッドユニットが自重により勢いよく倒れてしまうことを防止するとともに、ヘッドユニットをいずれの方向にも容易に揺動操作できるようにして、安全性と操作性に優れたラインサーマルプリンタの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ラインサーマルヘッドを支持したヘッドユニットを有し、このヘッドユニットは、プリンタ本体との間に設けられたヒンジ部により、ラインサーマルヘッドをプラテンに対して密接する印字位置とプラテンに対して離間した退避位置との間で揺動自在であるラインサーマルプリンタにおいて、
ヒンジ部は、一方向性トルク制御機構を有し、この一方向性トルク制御機構は、ヘッドユニットが退避位置から印字位置に揺動するときには、揺動の速度に依存しない一定の負荷トルクであるロード方向負荷トルクをヘッドユニットに作用させ、ヘッドユニットが印字位置から退避位置に揺動するときには、少なくともロード方向負荷トルクよりも小さな負荷トルクであるアンロード方向負荷トルクをもってヘッドユニットを揺動可能とすることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
このような構成の本発明は、ヘッドユニットを退避位置から印字位置に揺動させるときは、一方向性トルク制御機構のロード方向負荷トルクをもって、ヘッドユニットが自重により勢いよく倒れてしまうことを防止しすることができる。また、印字位置から退避位置に揺動するときには、一方向性トルク制御機構がロード方向負荷トルクよりも小さなアンロード方向負荷トルクをもってヘッドユニットを揺動可能とするので、大きな労力を必要とすることなくヘッドユニットを持ち上げることができる。
【００１０】
ここで、ロード方向負荷トルクは、ヘッドアームの自重を支えることができる程度の大きさに設定することが好ましい（請求項２）。このようにロード方向負荷トルクを設定することで、ヘッドユニットを退避位置から印字位置へ揺動させるときに、一方向性トルク制御機構から受ける反力が軽減され、その揺動作業にかかる負担についても軽減することができる。
【００１１】
また、アンロード方向負荷トルクは、零に近い値に設定することが好ましい（請求項３）。このようにアンロード方向負荷トルクを設定することで、ヘッドユニットを印字位置から退避位置へ揺動させる（すなわち、持ち上げる）ときの負荷が、ヘッドユニットの自重だけとなり、その揺動作業にかかる負担をいっそう軽減することができる。
【００１２】
さらに、ヘッドユニットを印字位置に係止するヘッド係止部材と、このヘッド係止部材による係止が解除されたときに、ヘッドユニットを係止部材により係止されない位置まで持ち上げるヘッドポップアップばねとを備えた構成とすることもできる（請求項４）。
【００１３】
本発明は、小さなアンロード方向負荷トルクの一方向性トルク制御機構を用いていることから、ヘッドモップアップばねの機能が充分に発揮される。したがって、ヘッド係止部材の係止状態を解除したときの操作性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をラインサーマルプリンタに適用した実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るラインサーマルプリンタの概要を示す模式図である。
図１に示すように、ラインサーマルプリンタは、用紙搬送経路１に沿って引き出されてきたロール紙２をプラテン３１とサーマルヘッド６２０で挟持しながら、サーマルヘッド６２０により融解したインクリボン３上のインクをロール紙２の表面に転写する構成となっている。また、用紙搬送経路１上には、いわゆるラベル用紙やタグ用紙に対して、台紙に貼着されたラベルやタグの位置を検出するために、下側センサユニット４０および上側センサユニット５０が配設されている。
【００１５】
図２〜図７は、本実施形態に係るラインサーマルプリンタの全体構造を示す図であり、このうち、図２はラインサーマルプリンタの外観を示す斜視図である。図２に示すように、ラインサーマルプリンタは、本体ケース１０の上部を開閉自在なトップカバー１１で被覆した外観をしており、前面には印字済みの用紙を排出する用紙排出口１２と、各種設定を行うための操作パネル１３が設けられている。
【００１６】
図３はラインサーマルプリンタの内部構造を示す斜視図である。
本体ケース１０の内面には、各構成要素を支持するための本体フレーム１４が設けてあり、この本体フレーム１４に、制御ボックス１５、ロール紙供給ユニット２０、プラテン３１を含む前部ユニット３０、下側センサユニット４０、上側センサユニット５０、ヘッドユニット６０、リボン装着ユニット７０の各構成要素が組み込まれている。
【００１７】
ここで、ラインサーマルプリンタの全体構造を理解するために、ロール紙２およびインクリボン３のセッティング手順について図４〜図７を参照して説明する。
まず、図４に示すように、ロール紙供給ユニット２０にロール紙２を装着するとともに、ロール紙２から引き出してきた用紙２ａを下側センサユニット４０、プラテン３１を含む前部ユニット３０の上面に配置する。
【００１８】
次に、図４の矢印ａで示す方向に上側センサユニット５０を倒して、図５に示すごとくこの上側センサユニット５０を用紙２ａの上面に配置する。この操作によって、上側センサユニット５０は、用紙２ａを介して下側センサユニット４０と対向する位置に配置される。
【００１９】
続いて、図５の矢印ｂで示す方向にヘッドユニット６０を倒して、図６に示すごとくこのヘッドユニット６０を用紙２ａの上面に配置する。この操作によって、ヘッドユニット６０は、用紙２ａを介してプラテン３１と対向する位置に配置される。
【００２０】
また、リボン装着ユニット７０には、図５に示した倒立状態で、ロール状のインクリボン３を装着する。これらの操作により、図７に示すごとくロール紙２とインクリボン３がセッティングされる。その後、トップカバー１１を閉じれば、図２に示した外観の使用状態が形成される。
【００２１】
次に、各構成要素について、更に詳細に説明する。
図３に示した制御ボックス１５には、ラインサーマルプリンタの動作制御を実行する制御回路、コンピュータ等の接続機器から送られてくるデータ信号を処理するインタフェース回路、操作パネル１３から入力された設定情報を記憶するメモリ等が内蔵されている。
【００２２】
ロール紙供給ユニット２０は、図３に示すように、本体ケース１０の内側後部に組み込まれており、支持プレート２１０、ロール軸２２０、左ロールガイド２３０および右ロールガイド２４０を含んでいる。
支持プレート２１０は本体フレーム１４の一部であり、その上端中央部に半円状の凹部からなるロール支持部２１１が形成してある。ロール軸２２０は、図８に示すように、金属製の棒状体であり、ロール紙２の中央孔にこのロール軸２２０を挿通しその両端部をロール支持部２１１に載置することで、ロール紙２が回転自在に支持される。
【００２３】
ロール軸２２０の両端部であって、ロール支持部２１１との当接部分には、ベアリング（すべり軸受）２２１が設けてあり、このベアリング２２１の相対回転により、ロール紙２を送り出す際の回転抵抗を軽減し円滑なロール紙２の送り出しを可能としている。
【００２４】
また、ロール軸２２０の中間部には、円盤状をした一対のホルダディスク２２２が着脱自在に装着してある。このホルダディスク２２２は、ロール紙２の中央孔の内径に合わせて適当な外径のものを選択することができる。このホルダディスク２２２をロール軸２２０に装着することで、ロール紙２の中心軸にロール軸２２０を位置決めして偏りのないロール紙２の送り出しを実現することができる。また、幅の異なる各種ロール紙２に対しても、ホルダディスク２２２の固定位置を調整することで、ロール紙２の中心孔内にホルダディスク２２２を挿入してその内面を支持させることができる。ホルダディスク２２２のロール軸２２０に対する固定は、ねじ等の締結具２２３をもって行われる。
【００２５】
左ロールガイド２３０および右ロールガイド２４０は、金属板からなり、図９の平面図に示すように、支持プレート２１０の内側に配設してある。各ロールガイド２３０，２４０は、左右の支持プレート２１０の間に固定された棒状の案内レール２５０に沿って、ロール軸２２０の軸方向、すなわち支持されたロール紙２の幅方向に移動自在となっている。これら各ロールガイド２３０，２４０は、ロール軸２２０に支持されたロール紙２の両端面をガイドするための構成要素である。なお、各ロールガイド２３０，２４０の上端中央部には、ロール軸２２０との干渉を回避するために、凹部２３１，２４１が形成してある。
【００２６】
左ロールガイド２３０の下端には、支持されたロール紙２の幅方向内側に延びる左ガイドラック２３２が装着してあり、一方、右ロールガイド２４０の下端にも支持されたロール紙２の幅方向内側に延びる右ガイドラック２４２が装着してある。そして、本体フレーム１４の底面には、ピニオンギヤ２５１が配設してあり、このピニオンギヤ２５１を中心として対称に、各ガイドラック２３２，２４２が同ピニオンギヤ２５１に噛み合っている。この機構により、一方のロールガイド２３０または２４０を幅方向に移動させれば、それに連動して他方のロールガイド２４０または２３０も逆方向に同じ量だけ移動する。また、各ロールガイド２３０，２４０は、左右の支持プレート２１０間のほぼ中心位置を基準にして、近接または離間するように位置調整してある。
【００２７】
各ロールガイド２３０，２４０は、上述した構成により左右の支持プレート２１０間のほぼ中央位置を基準にしてその間隔を正確かつ容易に調節することができるので、幅の異なる各種ロール紙２が装着されても、それらロール紙２の両端面をガイドすることで、常にロール紙２を支持プレート２１０の中央位置に保持することができる。
【００２８】
また、一方のロールガイド（図では右ロールガイド２４０）には、上端角部に固定操作部２４３が形成してある。この固定操作部２４３にはねじ孔が形成してあり、図１０の側面図に示すように、そのねじ孔に長尺ねじで構成した固定部材２４４が貫通して螺合してある。固定部材２４４の先端には、案内レール２５０の周面に接離する当接部２４４ａが形成してあり、固定部材２４４の回転操作によってこの当接部２４４ａが案内レール２５０の周面に圧接すると、右ロールガイド２４０の自由な移動が規制される。右ロールガイド２４０と左ロールガイド２３０は、上述したように各ガイドラック２３２，２４２およびピニオンギヤ２５１を介して連動するため、一方のロールガイド２４０の移動が規制されると、同時に他方のロールガイド２３０の移動も規制される。これにより、各ロールガイド２３０，２４０を固定することができる。
【００２９】
図３に戻り、前部ユニット３０は、本体ケース１０における内側前部、すなわち用紙排出口１２の後方位置に設けられている。プラテン３１は、この前部ユニット３０に回転自在に組み込まれている。周知のとおり、プラテン３１は、回転軸の周囲に合成ゴムなどの弾性材料を設けた部材であり、印字動作の際に用紙の裏面を支持するとともに、回転に伴い用紙を搬送する機能を有している。また、前部ユニット３０には、ティアバーと称する先端鋭利な用紙切断板３２が装着してあり、ヘッドユニット６０に設けられた図示しないカッターと協働して印字済みの用紙２ａを切断する。
【００３０】
下側センサユニット４０は、図１１の平面図および図１２の断面側面図に示すように、下側ケース４１と下側ガイド４２とを含んでいる。下側ガイド４２は、前部ユニット３０の後方位置に配設されており、棒状をした２本の下側ガイドシャフト４３と下側ガイドプレート４４で構成してある。このうち下側ガイドプレート４４は、本体フレーム１４の一部である。この下側ガイドプレート４４は、図１２に示すような凹部形状をしており、その開口部に沿って下側ガイドシャフト４３が設けられている。これら下側ガイドプレート４４と下側ガイドシャフト４３は、ともに本体ケース１０の幅方向に延在している。
【００３１】
下側ケース４１には、中央部に発光素子４５と第１の受光素子４６が並べて組み込んである。また、下側ケース４１の両端部には、図１２に示すように、下側ガイドシャフト４３と係合する凹部４１ａが形成してあり、さらに凹４１ａ部の下面からは下側ガイドプレート４４の底面に当接する脚部４１ｂが延出している。
【００３２】
さらに、下側ケース４１の凹部４１ａと下側ガイドシャフト４３との間には、例えば、ウレタン樹脂からなる弾性部材４７が充填してある。脚部４１ｂは、この弾性部材４７が適度に圧縮された状態を維持するように長さ調整されている。この構成により、下側ケース４１は、下側ガイドシャフト４３に沿って容易に移動調整可能であるとともに、適度に圧縮された弾性部材４７と下側ガイドシャフト４３との間の摩擦力をもって、位置調整後はその場に保持することができる。なお、下側ガイドプレート４４には、図１１に示すごとく、幅方向に目盛４８が表示してあり、この目盛４８を目安にすることにより、下側ケース４１の位置決めがいっそう容易となる。
【００３３】
上側センサユニット５０は、図１３に示すように、上側ケース５１と上側ガイドプレート５２とを含んでいる。この上側ガイドプレート５２は、図３および図４に示すごとく、一端がヒンジ部５３を介して本体フレーム１４の一側面に装着されており、このヒンジ部５３を中心に回動自在となっている。また、他端には係止部（図示せず）が形成してあり、この係止部が本体フレーム１４の他側面に設けたロックレバー（図示せず）に係合して、図５に示したセッティング状態が保持される。このセッティング状態では、用紙２ａを介して上側ガイドプレート５２と下側ガイド４２とが互いに対向配置される。上側ガイドプレート５２の中央部には、図１３に示すように、幅方向に延びるガイド孔５４が形成してある。
【００３４】
上側ケース５１には、図１２に示すように、中央部に第２の受光素子５５が組み込んである。また、上側ケース５１の下面には、一定の間隔をあけて支持片５６が両側方へ延出するように形成してある。これらの支持片５６は、上側ガイドプレート５２に形成したガイド孔５４を通して同プレート５２の下面側に配置されており、支持片５６と上側ケース５１の下面との間で上側ガイドプレート５２を挟み込んでいる。さらに、上側ケース５１の下面には、支持片５６と対向して板ばね５７からなる弾性部材が装着してあり、そのばね力をもって、上側ガイドプレート５２を支持片５６と協働して挟持している。
【００３５】
この構成により、上側ケース５１は、上側ガイドプレート５２のガイド孔５４に沿ってその位置を容易に移動調整可能であるとともに、板ばね５７と支持片５６との間の挟持力をもって位置調整後はその場に保持することができる。また、上側ガイドプレート５２にも、下側ガイドプレート４４と同様の目盛５８が表示してあり、この目盛５８を目安にすることで、上側ケース５１の位置決めがいっそう容易となる。
【００３６】
上述した各センサユニット４０，５０は、供給される用紙がラベル用紙とタグ用紙とで、例えば、次のように使い分けられる。
すなわち、ラベル用紙は、ロール状に巻かれた長尺の台紙に所定の間隔をあけてラベルが貼り付けられているが、この種のラベル用紙を印字対象とする場合は、下側ケース４１に組み込まれた発光素子４５と、上側ケース５１に組み込まれた第２の受光素子５５を対向して配置する。そして、これら各素子４５，５５の間の通過するラベル用紙に発光素子４５からの光を照射し、ラベル用紙を透過してくる光の量を第２の受光素子５５で検出する。
【００３７】
このとき、台紙のみを透過してくる光の量と、台紙およびラベルの双方を透過してくる光の量は異なるので、この透過光量の変化を検出することでラベルの先端または後端が認識される。
【００３８】
一方、タグ用紙には、タグの間隔を示すマークが表示されている。このマークの表示部分と、表示されていない面とは、光の反射率が異なる。この種のタグ用紙を印字対象とする場合は、下側ケース４１に組み込まれた発光素子４５と第１の受光素子４６とを用いて、上記マークを検出する。すなわち、発光素子４５からタグ用紙に向かって光を照射するとともに、タグ用紙からの反射光を第１の受光素子４６で検出する。
【００３９】
このとき、マークの表示されていない面で反射してきた光の量と、マークの表示部で反射してきた光の量は異なるため、その反射光量の変化を検出することでラベルの先端または後端が認識される。
【００４０】
次に、ヘッドユニット６０は、図１４の分解斜視図に示すように、ヘッド支持フレーム６１０およびサーマルヘッド６２０（ラインサーマルヘッド）を含んでいる。ヘッド支持フレーム６１０は、底部が開口した箱状に形成されている。一方、サーマルヘッド６２０は、ヘッド支持板６２１の下面にライン状の発熱素６２２が装着されている。このサーマルヘッド６２０は、図１５の断面側面図に示すごとく、発熱素６２２をヘッド支持フレーム６１０の底部開口から露出させた状態で、ヘッド支持板６２１がヘッド支持フレーム６１０の内部側に組み込まれる。
【００４１】
すなわち、ヘッド支持板６２１の前端および後端の各中央部には、図１４に示すごとく、軸受部６２３が形成してあり、これら各軸受部６２３を貫通して棒状のレバー係合ピン６２４が支持固定されている。さらに、ヘッド支持板６２１の前端両側部付近には、前方に突き出すフック６２５が形成してある。このフック６２５は、基端から中間部にかけてが幅の狭い腕部６２５ａとなっており、その先端部が幅広の係止部６２５ｂを形成している。
【００４２】
一方、ヘッド支持フレーム６１０には、前面および背面のほぼ中央部に長孔６１１が形成してあり、また前面の両側部付近には段付きの切欠部６１２が形成してある。各長孔６１１には、レバー係合ピン６２４の両端部がそれぞれ挿通される。また、切欠部６１２は、段部より上側がヘッド支持板６２１に形成したフック６２５の係止部６２５ｂより広い幅に形成してあり、段部より下側がフック６２５の係止部６２５ｂより狭く、かつ腕部６２５ａを差し込むことができる幅に形成してある。この切欠部６２５には、ヘッド支持板６２１にフック６２５が嵌め込み係止される。
【００４３】
このように、サーマルヘッド６２０は、レバー係合ピン６２４と各長孔６１１との係合、およびフック６２５と切欠部６２５との係合により、ねじ等の締結具を必要としないでヘッド支持フレーム６１０に組み込み可能であるため、容易にその組み込み作業を実施することができ、メンテナンス性がよい。また、組み込まれたサーマルヘッド６２０は、ヘッド支持フレーム６１０に対して、長孔６１１および切欠部６１２の隙間分だけ遊動可能となっている。
【００４４】
さらに、ヘッド支持フレーム６１０の内部天井面には、図１５に示すように、サーマルヘッド押圧ユニット６３０がレバー係合ピン６２４との干渉を避けて装着されており、同ユニット６３０によりサーマルヘッド６２０がプラテン３１の方向（すなわち、下方向）へ弾力的に押圧付勢されている。
【００４５】
サーマルヘッド押圧ユニット６３０は、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、上ケース６３１と下ケース６３２からなる変位規制部材を含んでいる。上ケース６３１は、底部が開口するとともに、側面に一定間隔で複数の長孔６３３が形成してある。また、上ケース６３１の内部天井面には、一定間隔で複数の突起６３４が設けてある。上ケース６３１の上面は、ねじ等の締結具６３５によりヘッド支持フレーム６１０の内部天井面に固定されている。
【００４６】
下ケース６３２は、上部が開口するとともに、上端縁部に一定の間隔で複数の係合突起６３６が側方に突き出して形成してある。また、下ケース６３２の内部底面にも、一定間隔で複数の突起６３７が設けてある。これら上下ケース６３１，６３２は、係合突起６２６を上ケース６３１の長孔６３３と係合させるようにして、上ケース６３１に摺動自在に嵌合されている。そして、この嵌合状態において、各ケース６３１，６３２に形成した突起６３４，６３７は対向配置され、これら突起６３４，６３７に両端が支持された状態で圧縮コイルばね６３８（弾性部材）が各ケース６３１，６３２の内部に配設してある。
【００４７】
ここで、下ケース６３２と上ケース６３１の摺接面は、圧縮コイルばね６３８の付勢方向と直交する方向（横方向）への相対変位を規制するスライドガイド部として機能する。また、係合突起６３６と長孔６３３は、係合突起６３６が長孔６３３の内底面に当接してそれ以上の下向き相対変位を規制する（すなわち、圧縮コイルばね６３８の伸びを規制する）ストッパ係合部として機能している。
【００４８】
このような構成のサーマルヘッド押圧ユニット６３０は、サーマルヘッド６２０をヘッド支持フレーム６１０から取り外した場合にも、圧縮コイルばね６３８が飛散するおそれがなく、またサーマルヘッド６２０をヘッド支持フレーム６１０に組み込む際にも圧縮コイルばね６３８が座屈するおそれがない。したがって、これら組み込みまたは分解の作業をいっそう容易に行うことができる。
【００４９】
図１７は、上述したヘッドユニット６０の背面部分の構成を示す斜視図である。
ヘッド支持フレーム６１０の背面には、同図に示すように、横向きに配置されかつ支軸６４１を中心に回動自在な操作レバー６４０が装着してある。
この操作レバー６４０には、上述したレバー係合ピン６２４の後端部が係合している。この操作レバー６４０の中間部には、図では明確に表されていないが、回動方向に延びる長孔６４３が形成してあり、この長孔６４３を介してねじ等の締結具６４４がヘッド支持フレーム６１０の背面に装着されている。この締結具６４４を緩めることで、操作レバー６４０は長孔６４３の長さ範囲で回動自在となり、一方、締結具６４４の締め付けにより、操作レバー６４０はヘッド支持フレーム６１０に圧接して回動が規制される。さらに、操作レバー６４０の先端部近傍には、目盛６４５が設けてあり、操作レバー６４０の先端がこの目盛６４５の指針として機能している。
【００５０】
締結具６４４を緩め、目盛６４５を目安にして操作レバー６４０を回動させると、レバー係合ピン６２４も一体に回動し、サーマルヘッド６２０が図１４に示したフック６２５を支点として揺動する。この揺動によって、サーマルヘッド６２０の発熱素６２２とプラテン３１との間の相対位置を調節することができる。
【００５１】
この相対位置の調節は、供給される用紙の厚さに応じて実施することが好ましい。一般には、ラベル用紙やタグ用紙等を印字対象とする場合には、操作レバー６４０を下方に回動操作して、サーマルヘッド６２０の後部側を下げる。逆に、薄手の用紙を印字対象とする場合は、操作レバー６４０を上方に回動操作して、サーマルヘッド６２０の後部側を持ち上げればよい。これにより、プラテン３１に対するサーマルヘッド６２０の対向位置が微妙に調整される。また、製造誤差等に起因して、サーマルヘッド６２０に設けられた発熱素６２２の中心位置が、プラテン３１との接触点からずれていた場合にあっても、操作レバー６４０の回動操作によって、プラテン３１に対する発熱素６２２の位置調節が可能である。
【００５２】
上述したヘッドユニット６０は、図５に示したように、一端部がヒンジ部６５０を介して本体フレーム１４に装着してあり、このヒンジ部６５０を中心にプラテン３１に対して密接する印字位置と、プラテン３１に対して離間した退避位置との間で回動自在となっている。これにより、用紙装填時やリボン装填時には退避位置へ持ち上げることで、用紙搬送経路１やサーマルヘッド６２０の下面を開放して、用紙やリボンを容易に装填することができる。
【００５３】
図１８は、ヒンジ部の構成を示す図で、（ａ）は開いた状態の正面図、（ｂ）は閉じた状態の側面図である。
ヒンジ部６５０には、一方向性トルク制御機構６５１が設けてあり、同機構６５１を介してヘッドユニット６０の一端部と本体フレーム１４とが回動自在に連結されている。一方向性トルク制御機構６５１は、トルク制御のための構成要素を内蔵した機構本体６５２と、この機構本体６５２から延出する支軸６５３とを含み、機構本体６５２にヘッドユニット６０の一端部が固定されている。また、機構本体６５２から延出する支軸６５３は、本体フレーム１４に固定されている。
【００５４】
支軸６５３は、印字部における用紙の搬送搬送方向と平行に配設してあり、ヘッドユニット６０は、この支軸６５３を直交する仮想平面に沿って回動自在となっている。
【００５５】
ここで、一方向性トルク制御機構６５１は、ワンウェイクラッチとトルクリミッタの機能をかねそなえたヒンジ機構であり、ヘッドユニット６０が退避位置から印字位置へ回動するときには、機構本体６５２の内部で支軸６５３に対しその回動速度に依存しない一定の負荷トルクであるロード方向負荷トルクを発生させる構造となっている。このとき発生するロード方向負荷トルクは、ヘッドユニット６０の自重を支えることができる程度の大きさに設定してある。したがって、ヘッドユニット６０を退避位置から印字位置へ回動操作する際に、ヘッドユニット６０が自重により勢いよく倒れ、プラテン３１に衝突する事態を防止することができる。
【００５６】
また、一方向性トルク制御機構６５１は、ヘッドユニット６０が印字位置から退避位置へ回動するときには、機構本体６５２の内部で支軸６５３に対しロード方向負荷トルクより小さな負荷トルクであるアンロード方向負荷トルクを発生する構造となっている。このとき発生するアンロード方向負荷トルクは、ほぼ零に近い値であることが好ましい。このように設定することで、ヘッドユニット６０を印字位置から退避位置へ回動させる（すなわち、持ち上げる）ときの負荷が、ヘッドユニット６０の自重だけとなり、その回動作業にかかる負担を軽減することができる。
【００５７】
さらに、本体フレーム１４におけるヒンジ部６５０の近傍には、圧縮コイルばねで構成されたヘッドポップアップばね６５４が設けてあり、一方、ヘッドユニット６０には、印字位置においてこのヘッドポップアップばね６５４を押圧するばね受け部６５５が形成してある。ベッドポップアップばね６５４は、ヘッドユニット６０が印字位置にあるとき、ばね受け部６５５によって圧縮されている（図１８（ｂ））。
【００５８】
また、本体フレーム１４の幅方向他端（ヒンジ部６５０の反対側）には、図１９の側面図に示すように、ヘッドユニット６０の他端部を係止して印字位置に固定するためのヘッド係止部材６６０が設けてあり、さらにヘッドユニット６０の他端部には、このヘッド係止部材６６０に係止される係合ピン６１３が突き出して設けてある。すなわち、印字位置まで回動してきたヘッドユニット６０は、ヘッド係止部材６６０に係合ピン６１３が係止されることで、退避位置方向への回動が阻止される。
【００５９】
ヘッド係止部材６６０は、支軸６６１を中心に回動自在となっており、かつばね部材６６２によって常時係合ピン６１３を係止する方向に付勢されている。このばね部材６６２の付勢力に抗してヘッド係止部材６６０を回動させると、同係止部材６６０による係合ピン６１３の係止状態が解除される。
【００６０】
このとき、ヘッドユニット６０は、上述したヘッドポップアップばね６５４の付勢力をもって、ヘッド係止部材６６０により係合ピン６１３が係止されることのない位置まで自動的に押し上げられる。したがって、ヘッド係止部材６６０による係合ピン６１３の解除操作をワンタッチで行うことができ、しかもヘッドユニット６０の戻りを考慮して同ユニット６０を支える必要がないので、きわめて作業性がよい。
【００６１】
次に、リボン装着ユニット７０は、図６および図７に示したように、ヘッドユニット６０の上面に設けてある。このリボン装着ユニット７０は、ヘッドユニット６０の幅方向一端部に設けたリボンハウジング７１０と、幅方向他端部に並べて設けた供給側軸受部７３０および巻取り側軸受部７３１とを含んでいる。
【００６２】
図２０は、リボンハウジングの内部構造を示す断面平面図である。
同図に示すように、リボンハウジング７１０の内部には、後部側に供給軸７１１が回転自在に支持されており、この供給軸７１１の先端に供給ボビン７１２が装着されている。供給ボビン７１２の先端部は、リボンハウジング７１０から露出しており、供給側軸受部７３０と同一水平面上で対向している。
【００６３】
一方、リボンハウジング７１０の内部にあって、その前部側にはリボン巻取り用の駆動モータ（リボン巻取りモータ）７１３と、このリボン巻取りモータ７１３の回転駆動力を巻取りボビン７１４に伝達する歯車機構７１５とが内蔵してある。巻取りボビン７１４の先端部も、リボンハウジング７１０から露出しており、巻取り側軸受部７３１と同一水平面上で対向している。
【００６４】
図７に示したように、帯状のインクリボン３が巻回されたリボン管を外嵌固定するはリボン軸７４０は、その一端が供給ボビン７１２に嵌め込み固定されるとともに、他端が供給側軸受部７３０に回転自在に載置される。また、リボン管から引き出されたインクリボン３の先端縁が取り付けられた巻取り管は、巻取り軸７４１に外嵌固定されている。この巻取り軸７４１の一端は、巻取りボビン７１４に嵌め込み固定され、他端が巻取り側軸受部７３１に回転自在に載置される。なお、リボン管から引き出されたインクリボン３は、ヘッドユニット６０の下面（すなわち、サーマルヘッド６２０の発熱素６２２）を経由して配置してある。そして、リボン巻取りモータ７１３の回転により巻取り軸７４１が回転駆動されると、リボン軸７４０側のインクリボン３がヘッドユニット６０の下面を経由して巻き取られていく。
【００６５】
ここで、インクリボン３を弛みや皺の生じない状態で搬送するために、巻取り管へのインクリボン３の巻き初めから巻き終わりまで、インクリボン３に一定のテンションがかかるように、リボン巻取りモータ７１３の回転トルクを一定に制御することが好ましい。このため、本実施形態では、リボン巻取りモータ７１３を定電流制御しており、この制御方式によりインクリボン３の巻取り量が変化しても、回転トルクが一定でインクリボン３に一定のテンションを作用させることが可能となる。
【００６６】
しかし、インクリボン３は幅や巻径が異なった種々のタイプのものが用意され、ユーザが必要に応じて適当な幅や巻径のものを選択して装着することになる。したがって、広い幅で巻径の大きなインクリボン３を想定して、リボン巻取りモータ７１３を大きな電流値で定電流制御した場合、回転トルクが大きくなる結果、幅が狭く巻径の小さなインクリボン３の装着時は、インクリボン３に作用するテンションが過大となり、却って皺が生じたりひいてはインクリボン３が破断したりするおそれがある。
【００６７】
そこで、本実施形態では、リボン巻取りモータ７１３のブラシに流す電流値に関し、あらかじめ複数の組み合わせを設定しておき、図３に示す制御ボックス１５に内蔵されたメモリに記憶してある。例えば、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５（Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４＜Ｉ５）といった大きさの異なる電流値をメモリに設定しておき、巻径が大きく幅の広いインクリボン３が装着される場合は、大きな電流値（例えば、Ｉ５）を選択し、大きな回転トルクが得られるようにすることが好ましい。逆に、巻径が小さく幅の狭いインクリボン３が装着される場合は、小さな電流値（例えば、Ｉ１）を選択し、大きな回転トルクが得られるようにすることが好ましい。
【００６８】
図２１は、リボン巻取りモータの制御系を示すブロック図である。
上記電流値の選択は、操作パネル１３によって行うことができる。すなわち、操作パネル１３により選択された電流値が、メモリ８１から読み出され、制御回路８０にそのデータがおくられる。制御回路８０は、この選択データに基づきリボン巻取りモータ７１３を定電流制御して回転駆動する。
【００６９】
再び図２０に戻り、リボンハウジング７１０の内部で回転自在に支持された供給軸７１１には、次のような構造のブレーキ機構が設けられている。
すなわち、供給軸７１１には、円盤状の第１の摩擦部材７１６、環状の第２の摩擦部材７１７、押圧部材７１８、ばね受け部材７１９がそれぞれ外嵌してあり、さらに環状の操作部材７２０が螺合してある。
このうち第１の摩擦部材７１６、押圧部材７１８、およびばね受け部材７１９は、供給軸７１１に対して相対回転が規制されており供給軸７１１と一体に回転する。また、これら第１の摩擦部材７１６、押圧部材７１８、およびばね受け部材７１９は、供給軸７１１に対して軸方向には移動可能となっている。ただし、第１の摩擦部材７１６は、供給軸７１１に取り付けられた座金７２１との当接により、一方向（図示下方向）への移動は規制されている。なお、このような回転規制と軸方向の移動を許容するため、供給軸７１１は断面Ｄ字状に形成してあり、一方、第１の摩擦部材７１６、押圧部材７１８、およびばね受け部材７１９には、このＤ字状の供給軸７１１に嵌合するＤ字状の軸孔が形成されている。
【００７０】
操作部材７２０は、金属製のナット７２０ａにプラスチック材料をアウトサイドモールドして形成してあり、ナット７２０ａが供給軸７１１に形成したねじ部７１１ａに螺合している。また、操作部材７２０には円盤状の操作部７２０ｂが形成してあり、この操作部７２０ｂの外周面には一定間隔でローレット状の溝７２０ｃが形成してある。この溝７２０ｃの幅は、後述するようにコインを差し込むことができる程度の寸法に設定してある。
【００７１】
また、操作部材７２０には、ばね受け部材７１９の外周まで延出する一または複数本（図では２本）のアーム７２０ｄが形成てあり、このアーム７２０ｄの先端に係合部７２０ｅが屈曲して形成してある。一方、ばね受け部材７１９の外周面には、一定の間隔で係合凹部７１９ａが形成してあり、後述するようにばね受け部材７１９と操作部材７２０とが相対回転をしたとき、係合凹部７１９ａにアーム７２０ｄの係合部７２０ｅが係脱してクリック感が得られるようになっている。
【００７２】
第２の摩擦部材７１７は、供給軸７１１に対して相対的に回転自在であり、しかも軸方向にも移動自在となっている。だたし、第２の摩擦部材７１７には、その一部に係合部７１７ａが突き出して形成してあり、この係合部７１７ａがリボンハウジング７１０に設けたストッパ部７１０ａと係合して、自由な回転が規制される。
【００７３】
第１の摩擦部材７１６の一方の側面にはフェルト等で形成した摩擦接触部７１６ａが設けてあり、この摩擦接触部７１６ａに第２の摩擦部材７１７の一側面が当接する。
【００７４】
さて、ばね受け部材７１９と押圧部材７１８との間には、圧縮コイルばね等で形成した第１の弾性部材７２２が設けてある。ばね受け部材７１９は、第１の弾性部材７２２から受ける押圧力に対して、操作部材７２０に受け止められて軸方向の移動が規制されている。そして、押圧部材７１８は、第１の弾性部材７２２から受ける押圧力を第２の摩擦部材７１７に伝達する。この押圧力により、第２の摩擦部材７１７が第１の摩擦部材７１６に設けた摩擦接触部７１６ａに当接する。
【００７５】
供給軸７１１がインクリボン３の供給方向へ回転すると、第１の摩擦部材７１６は供給軸７１１とともに回転するが、第２の摩擦部材７１７はリボンハウジング７１０に設けたストッパ部７１０ａに係合部７１７ａが係合して回転が阻止される。このため、各摩擦部材７１６，７１７間に摩擦力が生じ、この摩擦力が供給軸７１１に対し制動トルクとして作用する。その結果、供給軸７１１にブレーキ作用が生じて、慣性によるインクリボン３の過供給が防止され、弛みのないインクリボン３の状態が保持される。
【００７６】
なお、供給軸７１１がインクリボン３を供給する方向と逆向きに回転したとき、第２の摩擦部材７１７に形成した係合部７１７ａがリボンハウジング７１０に設けたストッパ部７１０ａから離間して回転しようとする。そこで、第２の摩擦部材７１７は、ねじりコイルばねで形成された第２の弾性部材７２３によりこの逆向きの回転を阻止する方向に付勢されている。
【００７７】
次に、インクリボン３の回転に対する制動トルクの調整方法について説明する。
図２２（ａ）に示すように、リボンハウジング７１０には、操作部材７２０の操作部７２０ｂに形成した溝７２０ｃを臨める位置に切欠孔７１０ｂが形成してあり、この切欠孔７１０ｂを通してコインを溝に差し込み、操作部材７２０の回転を規制する。この状態で、供給ボビン７１２に嵌め込み固定したリボン軸７４０を供給方向へ回転させると、図２０に示した供給軸７１１が回転して、操作部材７２０のナット７２０ａが供給軸７１１のねじ部７１１ａに対して軸方向に相対移動する。この相対移動に伴い、ばね受け部材７１９も操作部材７２０とともに相対移動する。したがって、ばね受け部材７１９と押圧部材７１８との間の間隔が広がりまたは縮まって、第１の弾性部材７２２が伸張または圧縮される。これにより、第１の弾性部材７２２から押圧部材７１８を介し第２の摩擦部材７１７へ伝えられる押圧力が変化し、制動トルクが変わる。
【００７８】
制動トルクは、インクリボン３の質量に応じて調整することが好ましい。例えば、巻径や幅寸法の大きなインクリボン３を装着する場合は、質量の増加に伴い回転時の慣性力が増大するので制動トルクを大きめに調整し、一方、巻径や幅寸法の小さなインクリボン３を装着する場合は、逆に制動トルクを小さめに調整すればよい。
【００７９】
上述した手順で制動トルクを調整したとき、ばね受け部材７１９と操作部材７２０との相対回転に伴い、係合凹部７１９ａにアーム７２０ｄの係合部７２０ｅが係脱してクリック感が得られる。したがって、この係脱の回数により調整量を感覚的に把握することができる。
【００８０】
さらに、リボンハウジング７１０には、図２２（ｂ）に示すように、切欠孔７１０ｂの側方に目盛７１０ｃが設けてあり、切欠孔７１０ｂを通して視認される操作部７２０ｂの位置を、この目盛７１０ｃを目安に調整することで、制動トルクの調整量を客観的に判断できるようにしてある。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ヘッドユニットが自重により勢いよく倒れてしまうことを防止できるとともに、ヘッドユニットをいずれの方向にも容易に揺動操作することができ、安全性と操作性と優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るラインサーマルプリンタの概要を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係るラインサーマルプリンタの外観を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係るラインサーマルプリンタの内部構造を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係るラインサーマルプリンタのセッティング手順を説明するための斜視図である。
【図５】図４に続く、ラインサーマルプリンタのセッティング手順を説明するための斜視図である。
【図６】図５に続く、ラインサーマルプリンタのセッティング手順を説明するための斜視図である。
【図７】図６に続く、ラインサーマルプリンタのセッティング手順を説明するための斜視図である。
【図８】ロール軸を示す斜視図である。
【図９】ロール紙供給ユニットを示す平面図である。
【図１０】右ロールガイドの側面図である。
【図１１】下側センサユニットを示す平面図である。
【図１２】上側センサユニットおよび下側センサユニットを示す断面側面図である。
【図１３】上側センサユニットを示す平面図である。
【図１４】ヘッドユニットを示す分解斜視図である。
【図１５】ヘッドユニットを示す断面側面図である。
【図１６】サーマルヘッド押圧ユニットを示す図で、（ａ）は同ユニットを一部切欠いて示す斜視図、（ｂ）は断面側面図である。
【図１７】ヘッドユニットの背面を示す斜視図である。
【図１８】ヘッドユニットのヒンジ部を示す図で、（ａ）は開いた状態の正面図、（ｂ）は閉じた状態の側面図である。
【図１９】ヘッド係止部材を示す側面図である。
【図２０】リボン装着ユニットを構成するリボンハウジングの内部構造を示す断面平面図である。
【図２１】リボン巻取りモータの制御系を示すブロック図である。
【図２２】リボンハウジングに内蔵したインクリボンのブレーキ機構の操作手順を説明するための図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は目盛の拡大平面図である。
【符号の説明】
１：用紙搬送経路
２：ロール紙
３：インクリボン
１０：本体ケース
１１：トップカバー
１２：用紙排出口
１３：操作パネル
１４：本体フレーム
１５：制御ボックス
２０：ロール紙供給ユニット
３０：前部ユニット
３１：プラテン
３２：用紙切断板
４０：下側センサユニット
４１：下側ケース
４１ａ：凹部
４１ｂ：脚部
４２：下側ガイド
４３：下側ガイドシャフト
４４：下側ガイドプレート
４５：発光素子
４６：第１の受光素子
４７：弾性部材
５０：上側センサユニット
５１：上側ケース
５２：上側ガイドプレート
５３：ヒンジ部
５４：ガイド孔
５５：第２の受光素子
５６：支持片
５７：板ばね
５８：目盛
６０：ヘッドユニット
７０：リボン装着ユニット
８０：制御回路
８１：メモリ
２１０：支持プレート
２１１：ロール支持部
２２０：ロール軸
２２１：ベアリング
２２２：ホルダディスク
２２３：締結具
２３０：左ロールガイド
２３２：左ガイドラック
２４０：右ロールガイド
２３１，２４１：凹部
２４２：右ガイドラック
２４３：固定操作部
２４４：固定部材
２４４ａ：当接部
２５０：案内レール
２５１：ピニオンギヤ
６１０：ヘッド支持フレーム
６１１：長孔
６１２：切欠部
６１３：係合ピン
６２０：サーマルヘッド
６２１：ヘッド支持板
６２２：発熱素
６２３：軸受部
６２４：レバー係合ピン
６２５：フック
６２５ａ：腕部
６２５ｂ：係止部
６３０：サーマルヘッド押圧ユニット
６３１：上ケース
６３２：下ケース
６３３：長孔
６３４：突起
６３５：締結具
６３６：係合突起
６３７：突起
６３８：圧縮コイルばね
６４０：操作レバー
６４１：支軸
６４３：長孔
６４４：締結具
６４５：目盛
６５０：ヒンジ部
６５１：一方向性トルク制御機構
６５２：機構本体
６５３：支軸
６５４：ヘッドポップアップばね
６５５：ばね受け部
６６０：ヘッド係止部材
６６１：支軸
６６２：ばね部材
７１０：リボンハウジング
７１０ａ：ストッパ部
７１０ｂ：切欠孔
７１０ｃ：目盛
７１１：供給軸
７１１ａ：ねじ部
７１２：供給ボビン
７１３：リボン巻取りモータ
７１４：巻取りボビン
７１５：歯車機構
７１６：第１の摩擦部材
７１６ａ：摩擦接触部
７１７：第２の摩擦部材
７１７ａ：係合部
７１８：押圧部材
７１９：ばね受け部材
７１９ａ：係合凹部
７２０：操作部材
７２０ａ：ナット
７２０ｂ：操作部
７２０ｃ：溝
７２０ｄ：アーム
７２０ｅ：係合部
７２１：座金
７２２：第１の弾性部材
７２３：第２の弾性部材
７３０：供給側軸受部
７３１：巻取り側軸受部
７４０：リボン軸
７４１：巻取り軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003824303.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003824303.tif 000006
【図６】
0003824303.tif 000007
【図７】
0003824303.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003824303.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003824303.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003824303.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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