特許 6473946 ラインサーマルヘッド押圧部の構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6473946

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】ラインサーマルヘッド押圧部の構造

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/32 20060101AFI20190218BHJP

   B41J 25/304 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/32 C

   B41J25/304 U

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2018-167349(P2018-167349)

(22)【出願日】2018年8月21日

【審査請求日】2018年9月12日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】505375975

【氏名又は名称】曽我部 真寿男

(72)【発明者】

【氏名】曽我部 真寿男

【審査官】 上田 正樹

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４１８６９８３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５７２００６４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１４６９６８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／３２

Ｂ４１Ｊ ２５／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ラインサーマルヘッド（ｍ）の発熱体（ｎ）長手方向に平行で且つその中央を跨いで、軸の円周上に溝（１）を施した位置合せピン（ｋ）を前記ラインサーマルヘッド（ｍ）の上面左右に配し、相手するヘッド取付ブロック（ｈ）に前記位置合せピン（ｋ）が嵌合するピン嵌合穴（ｊ）を設け、その穴に側面より伸縮性のあるプランジャ機構（ｉ）を付加したプランジャ突起部が前記位置合せピン（ｋ）の前記溝（ｌ）に常に押圧し嵌合遊びを吸収させるとともに着脱自在に保持するようにした着脱機構（３５）と、鉛直方向への前記ラインサーマルヘッド（ｍ）の印字押圧及び印字押圧を掛けるまでの昇降を、ソレノイド（ｅ）のプランジャシャフト（ｐ）の摺動長で決定できる押圧機構（３４）とを併せ設けた機構の、前記ソレノイド（ｅ）のプランジャ（ｄ）上面を、新たに設け回動可能に固定された軸（ａ）に、同芯でカム（ｂ）を固着（ｃ）し、前記軸（ａ）を手動で揺動させると、前記カム（ｂ）が前記プランジャ（ｄ）の上面を摺動して、前記プランジャシャフト（ｐ）を従動させ上下摺動を行わせるとともに、前記ソレノイド（ｅ）の前記プランジャ（ｄ）上死点時の前記ラインサーマルヘッド（ｍ）の前記発熱体（ｎ）長手方向と、プラテンローラ（ｏ）長手方向外周との、鉛直方向の隙間（ｒ）内にて、前記カム（ｂ）の回動による前記プランジャシャフト（ｐ）の摺動で、印字押圧の待機状態（［図２］（Ｃ））まで前記ラインサーマルヘッド（ｍ）を押下げることが出来、前記ソレノイド（ｅ）の吸引力が、ソレノイドプランジャ上死点の待機状態隙間（ｒ）の吸引力のままで、印字押圧時の待機状態隙間（ｓ）を作り出せるように構成した、ラインサーマルヘッド押圧部の構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本構造は、サーマルプリンタに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、包装品に対して賞味期限、製造番号、収穫地表示など印字対象物毎に異なる文字や記号を表示することが求められ、このよう場合、一般にサーマルプリンタにより各種情報の印字が行われる。

【0003】

包装機械に搭載されるサーマルプリンタは通常、サーマルヘッド、インクリボン、そしてプラテンローラにより構成されている。サーマルヘッドは、その端部に複数の発熱素子を備え通電により所望の発熱素子が発熱する構成となっている。インクリボンは供給ホルダに巻回されており、包装機等から連続的に繰り出される包装フィルムの移動速度を検出してその検出された速度に同期（特許文献１を参照）して供給ホルダから繰りだされると共にサーマルヘッドに通電して印字を行い、印字後は巻取ホルダにより巻き取られるように構成されている。プラテンローラは、その外周面が包装機等から連続的に繰り出される包装フィルムと接触するように配置されており、サーマルヘッド及びインクリボンに対する印字受け部を構成している。

【0004】

サーマルプリンタには、インクリボンの供給及び使用後のインクの巻き取りを行うリボン保持体を、プリンタ本体に着脱可能なリボンホルダーカセットとして構成した、カセット式サーマルプリンタ（例えば特許文献５や特許文献６）があった。

【0005】

サーマルヘッドがプラテンローラに外接で圧接されるまでの隙間は少なく（例えば特許文献３の図３や、特許文献６の図２から読み取れる）、着脱自在に保持されたサーマルヘッド着脱機構（例えば特許文献２や、特許文献３の図４）を搭載した機種では、本体を持ち上げたり傾けたりして変位させないと、サーマルヘッドの交換作業や清掃作業が出来なかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３７２０４１０号公報

【特許文献2】特許第３６８８１７６号公報

【特許文献3】特許第４２６９２９０号公報

【特許文献4】特許第４４６５６１８号公報

【特許文献5】特許第５２１６４６７号公報

【特許文献6】特許第５６５１８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

包装機に搭載されるサーマルプリンタは使用頻度が高く、サーマルヘッド発熱体部にはインクリボンのバックコーティングなどのカスが付着して、鮮明な印字が出来なくなるため１回／日ほどこびりついたカスを除去し、その後無水アルコールなどで清掃して印字の鮮明さを取り戻す清掃作業が必要であるが、サーマルヘッド発熱体とプラテンローラ外周との隙間は印字媒体を通過させるだけの隙間１〜２ｍｍであった。発熱体部の清掃作業の重要性を熟知している当該事業者は、サーマルプリンタを包装機に搭載する際、プリンタ本体を持ち上げられたり傾けたりと変位できる取付金具を作製し対処していた。

【0008】

本発明は、プリンタ本体を持ち上げられたり傾けたりと変位できる取付金具の作製を必要とせず、プリンタ本体を変位させずにサーマルヘッドを自在に着脱し、サーマルヘッド発熱体部の清掃作業や、サーマルヘッド交換作業が出来る、サーマルヘッド押圧部の構造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】

【0009】

ラインサーマルヘッド（ｍ）の発熱体（ｎ）長手方向に平行で且つその中央を跨いで、軸の円周上に溝（ｌ）を施した位置合せピン（ｋ）をラインサーマルヘッド（ｍ）の上面左右に配し、相手するヘッド取付ブロック（ｈ）に位置合せピン（ｋ）が嵌合するピン嵌合穴（ｊ）を設け、その穴に側面より伸縮性のあるプランジャ機構（ｉ）を付加したプランジャ突起部が位置合せピン（ｋ）の溝（ｌ）に常に押圧し嵌合遊びを吸収させるとともに着脱自在に保持するようにした着脱機構（３５）と、鉛直方向へのラインサーマルヘッド（ｍ）の印字押圧及び印字押圧を掛けるまでの昇降を、ソレノイド（ｅ）のプランジャシャフト（ｐ）の摺動長で決定できる押圧機構（３４）とを併せ設けた機構の、ソレノイド（ｅ）のプランジャ（ｄ）上面を、新たに設け回動可能に固定された軸（ａ）に、同芯でカム（ｂ）を固着（ｃ）し、軸（ａ）を手動で揺動させると、カム（ｂ）がプランジャ（ｄ）の上面を摺動して、プランジャシャフト（ｐ）を従動させ上下摺動を行わせるとともに、ソレノイド（ｅ）のプランジャ（ｄ）上死点時のラインサーマルヘッド（ｍ）の発熱体（ｎ）長手方向と、プラテンローラ（ｏ）長手方向外周との、鉛直方向の隙間（ｒ）内にて、カム（ｂ）の回動によるプランジャシャフト（ｐ）の摺動で、印字押圧の待機状態（［図２］（Ｃ））までラインサーマルヘッド（ｍ）を押下げることが出来、ソレノイド（ｅ）の吸引力が、ソレノイドプランジャ上死点の待機状態隙間（ｒ）の吸引力のままで、印字押圧時の待機状態隙間（ｓ）を作り出せるように構成された、ラインサーマルヘッド押圧部の構造。

【発明の効果】

【0010】

プリンタ本体を持ち上げられたり傾けたりと変位できる取付金具の作製を必要とせず、またサーマルヘッド発熱体部が印字押圧の待機状態からプラテンローラに外接するまでの隙間を従来とすることでソレノイドが必要とする吸引力は従来のままで、プリンタ本体を変位させずに、サーマルヘッドを着脱自在に保持したヘッド取付ブロックから容易に着脱し、サーマルヘッド発熱体部の清掃作業や交換作業が出来る、サーマルヘッド押圧部の構造を提供することができる。

【0011】

本構造をカセット式サーマルプリンタに応用すると、鉛直方向の隙間（ｒ）がサーマルヘッドが自在に着脱できるくらい広がったので、その広がった隙間（ｒ）を利用して、カセット抜差時のインクリボンとサーマルヘッドとの干渉回避隙間（５１ａ）を作り出すことができ、部品点数を大幅に減らし容易にカセット式サーマルプリンタを構築できるようになった（特許文献６の図１と、本図面２を参照）。

【0012】

本構造を用いると、重たいプリンタ本体を持ち上げたり傾けたりと変位できる取付金具の作製を必要としないため、本体変位機構の必要性がなく、変位機構が削減された分、安価に取付金具を製作できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態を示し、（Ａ）はカムによる押下機構の右側面図、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はカムによる押下機構の背面図とその遷移で、各々、（Ｂ）はソレノイドプランジャ上死点の待機状態、（Ｃ）はサーマルヘッド着田油自在な様子、（Ｄ）は印字押圧の待機状態を示す。

【図2】本実施形態をカセット式サーマルプリンタに応用した例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に関するサーマルヘッド押圧部の構造として好ましい実施の形態を、第１実施形態、第２実施形態とに分けて説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一の符号を付する。

【0015】

（第１実施形態）
第１実施形態は図１を参照しながら、プリンタ本体となる枠板２に、ラインサーマルヘッドｍの発熱体ｎ長手方向に平行で且つその中央を跨いで、軸の円周上に溝１を施した位置合せピンｋをラインサーマルヘッドｍの上面左右に配し、相手するヘッド取付ブロックｈに位置合せピンｋが嵌合するピン嵌合穴ｊを設け、その穴に側面より伸縮性のあるプランジャ機構ｉを付加したプランジャ突起部が位置合せピンｋの溝ｌに常に押圧し嵌合遊びを吸収させるとともに着脱自在に保持するようにした着脱機構３５（特許文献３の機構を利用）と、鉛直方向へのラインサーマルヘッドｍの印字押圧及び印字押圧を掛けるまでの昇降を、ソレノイドｅのプランジャシャフトｐの摺動長で決定できる押圧機構３４（特許文献４の機構を利用）とを併せ設けた機構の、ソレノイドｅのプランジャｄ上面を、新たに設け回動可能でプランジャｄが印字押圧からソレノイドの吸引をＯＦＦして跳ね上がりカムに衝撃を与えても耐えられるようウェーブワッシャー２２を使用し与圧を与えて固定された軸ａに、同芯でカムｂをねじｃで固着し、軸ａの軸芯正面に固着したノブ２１を手動で揺動させると軸ａに固着されたストッパーピン２６と枠板２に固着されたカム回転角度指定ピン２５の規制範囲内で、カムｂがプランジャｄの上面を直接摺動して、プランジャシャフトｐを従動させ上下摺動を行わせるとともに、ソレノイドｅのプランジャｄ上死点時のラインサーマルヘッドｍの発熱体ｎ長手方向と、プラテンローラｏ長手方向外周との、鉛直方向の隙間ｒ内にて、カムｂの回動によるプランジャシャフトｐの摺動で、印字押圧の待機状態（［図２］（Ｃ））までラインサーマルヘッドｍを押下げることが出来、ソレノイドｅの吸引力が、ソレノイドプランジャ上死点の待機状態隙間ｒの吸引力のままで、印字押圧時の待機状態隙間ｓを作り出せるように構成された、ラインサーマルヘッド押圧部の構造となっている。

【0016】

押圧機構３４は（特許文献４の請求項１を引用すると、
サーマルヘッドと、当該サーマルヘッドを取り付けるヘッド取付ブロックと、ソレノイドと前記ヘッド取付ブロックを取り付けるキャリッジブロックと、サーマルヘッドの長手方向の中央に、前記ヘッド取付ブロックとの間に前記キャリッジブロックを挟んで配置され、鉛直方向に動作するプランジャシャフトを有する前記ソレノイドと、前記ソレノイドを挟み前記長手方向に１本ずつ前記キャリッジブロックを貫通させ、それぞれバネにより前記サーマルヘッドから離れる方向に付勢されるとともに、前記キャリッジブロックと前記ヘッド取付ブロックとを固定する、前記鉛直方向に動作可能な２本のスライドシャフトであって、前記２本のスライドシャフト２本と前記ソレノイドのプランジャシャフトの合計３本の軸心を前記長手方向に結ぶ線が直線である、前記２本のスライドシャフトと、前記ヘッド取付ブロックを押圧させる場所は２本の前記スライドシャフトの間の中央に設けられたスプリングプランジャであって、２本の前記スライドシャフトは立てて前記スプリングプランジャは埋込むように、それぞれ前記ヘッド取付ブロックに固定されている。この場所に前記ソレノイドのプランジャシャフトの軸心を合わせ、前記ヘッド取付ブロック側から前記キャリッジブロックへ埋め込まれた、前記ヘッド取付ブロックを前記ソレノイドのプランジャシャフトが押圧させるときの圧力を決定する前記スプリングプランジャと、を有するサーマルヘッド押圧部に関する組み立て方法であって、前記スプリングプランジャはバネケースと、バネパッドと、圧縮バネと、バネ受けと、を有し、前記バネパッド、前記圧縮バネ、前記バネ受けはそれぞれ、前記ヘッド取付ブロックの、前記サーマルヘッドに対向する面から交換可能に構成された、サーマルヘッド押圧部に関する組み立て方法。）と記載され、
着脱機構３５は（特許文献３の請求項１を引用すると、
加圧前のサーマルヘッド発熱体長手方向の平行と加圧時プラテンに対して前記サーマルヘッド発熱体長手方向が全幅均等な圧力を得る用に、前記サーマルヘッド発熱体長手方向に平行で且つその中央を跨いで、軸の円周上に溝を施した位置合せピンを前記サーマルヘッド左右に配し、相手するヘッド取付ブロックに前記位置合せピンがサーマルヘッド発熱体長手方向に揺動するだけの遊びを持って嵌合するピン嵌合穴を設け、その穴に側面より伸縮性のあるプランジャ機構を付加したプランジャ突起部が前記位置合せピンの溝に常に押圧し嵌合遊びを吸収させるとともに着脱自在に保持し、前記ヘッド取付ブロック及び前記サーマルヘッドのいずれか一方に前記サーマルヘッド発熱体長手方向のほぼ中央と直角に交わる直線上に間隔を空けて配置された２つ以上の突起または突起となる桟を設け同突起を支点として前記サーマルヘッドを揺動可能と、したサーマルヘッドの取付構成を持つことを特徴とするプリントエンジン。）と記載されている。

【0017】

（第２実施形態）
第２実施形態は図２を参照しながら、カセット式サーマルプリンタに本実施形態を配置し実施したもので、カセット側となる枠板１にサーマルヘッドを跨いでガイドローラ４５とインクリボンの周速を検出するためのガイドローラ４９を、カセットを抜き差しした折り、枠板１側にセットされたインクリボンと、枠板２に配置されたサーマルヘッドが、干渉しないよう隙間ｒ内に干渉回避隙間５１ａを設けて配置し、干渉を回避したことを特長とする。

【0018】

枠板１の手で持って抜き差しする面を正面として、正面に有したノブ２１はウェーブワッシャー２２を使用して与圧を与えて回動可能に固定されており、それを回動させることで枠板１をノブ２１の軸ａの先端に有したキー２３により枠板プリンタ本体２に固定されて有るキー溝２４に嵌合させることで枠板プリンタ本体２にロックさせると共に、軸ａにはカムｂも固着ｃされており前記ロックと同時に印字押圧の待機状態（図２の（Ｄ））となる。

【0019】

サーマルヘッドｍの発熱体ｎを枠板プリンタ本体２の中心（幅方向の中心ＣＬ）となるように配置し、勝手違い機であっても枠板プリンタ本体２を取り付ける取付金具は同じものが流用できるようにしている。

【0020】

以上、本発明によるサーマルヘッド押圧部の構造に関し図を参照しながら具体的に説明したが、本構造は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変形、変更を加えてよいことはいうまでもない。

【符号の説明】

【0021】

１ 枠板（リボンホルダカセット）
２ 枠板プリンタ本体
３ 平歯車
４ ワンウェイクラッチ（供給側が巻戻す時トルクリミッタ内輪をロックする）
５ 平歯車
６ タイミングプーリー２８
７ ワンウェイクラッチ（巻取動作時にロックして回転伝達）
８ 巻取軸
９ トルクリミッタ
１０ 巻取ホルダ
１１ スプリングプランジャ
１２ タイミングベルト
１３ タイミングプーリー７８
１４ 供給軸
１５ 供給ホルダ
１６ 駆動嵌合穴
１７ 引っ張りばね
１８ 段差ローラ
２０ 取っ手
２１ ノブ
２２ ウェーブワッシャー軸与圧
２３ キー
２４ キー溝
２５ カム回転角度指定ピン
２６ ストッパーピン軸側
２７ 六角ナット
２８ 与圧指定止穴
２９ ソレノイド取付ブロック止ねじ
３４ サーマルヘッド押圧機構（特許番号４４６５６１８）
３５ サーマルヘッド着脱機構（特許番号４２６９２９０）
３８ 駆動嵌合経路
３９ スプリングプランジャ
４０ 減速歯車
４１ モータプーリー
４２ 駆動モータ
４３ インクリボン巻取
４４ インクリボン供給
４５ ガイドローラ
４９ ガイドローラ（周速の検出）
４９ａ ローターリーエンコーダ
５０ ガイドローラ
５１ａ カセット抜差時の干渉回避隙間
５１ｂ 印字時のインクリボン経路
５１ｅ 段差ローラ上限
５１ｆ 段差ローラ下限
５１ｇ 使用済みインクリボンの巻取方向
５３ａ インクリボン剥離角
ａ 軸
ｂ カム
ｃ ビス
ｄ ソレノイドのプランジャ
ｅ ソレノイド本体
ｆ ソレノイド取付ブロック
ｇ ガイドロッド
ｈ ヘッド取付ブロック
ｉ プランジャ機構
ｊ ピン嵌合穴
ｋ 位置合せピン
ｌ 軸円周上の溝
ｍ コーナーエッジ型ラインサーマルヘッド
ｎ 発熱体部
ｏ プラテンローラ
ｐ プランジャシャフト
ｑ 力点の鉛直からの偏心
ｒ 鉛直方向の隙間
ＣＬ 鉛直に印圧するサーマルヘッド発熱体と直角成す方向で枠板の中心を示す

【要約】

【課題】 プリンタ本体を固定したままの変位させない状態で、ラインサーマルヘッドの交換作業や発熱体部清掃作業ができる、ラインサーマルヘッド押圧部の構造を提供すること。
【解決手段】 ソレノイドｅのプランジャ上面ｄをカムｂの回動により直接摺動してソレノイドｅのプランジャシャフトｐを鉛直方向に摺動させ、これに比例従動させてラインサーマルヘッドｍを昇降し、ソレノイドｅのプランジャｄ上死点時のラインサーマルヘッドｍの発熱体ｎ長手方向と、プラテンローラｏ長手方向外周との、鉛直方向の隙間ｒを利用して、ラインサーマルヘッドｍが着脱自在に保持できるようにした着脱機構３５にて自在に着脱できるよう、隙間ｒをカムｂの回動によるプランジシャフトｐの摺動長で作り出し、隙間ｒにてラインサーマルヘッドｍを着脱自在とさせることで、プリンタ本体２を変位させることなく、ラインサーマルヘッドｍの交換作業や発熱体ｎの清掃作業ができる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】