JP2990476B2 - プリンタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタ装置に関し、特
に超音波モータを用いて印字ヘッドユニットを駆動する
プリンタ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報処理分野における電子機器は
急速に小型化が進められており、出力器機としてのプリ
ンタ装置も小型化、軽量化した携帯性の良いものが求め
られている。これに伴い、各構成部品の小型化、軽量化
が進められ、さらなる小型化、軽量化に対する開発が行
われているが、現状の構成部品を単に小型化するだけで
は、すでに限界にきている。

【０００３】従来、小型プリンタ装置には一つ或いは複
数のステッピングモータ等がもちいられ、印字ヘッドキ
ャリアの駆動或いは記録紙の紙送り等に関しては前記ス
テッピングモータ等により行われていた。特に、印字ヘ
ッドの駆動に関してはタイミングベルト方式または送り
ネジ等の方式により、モータの回転運動を直線運動に変
えて駆動する方式が一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では、印字ヘッドの駆動にステッピングモータを
使用しているため、タイミングベルトおよび送りネジ等
の部品が不可欠であることから部品点数が多く、しかも
所定の駆動トルクを得るためにステッピングモータの大
きさも極端に小さくできないことから、さらなる小型化
で実用に供するためには、単なる現用部品の小型化だけ
では、もはやこれ以上の小型化は極めてむずかしいとい
う問題がある。

【０００５】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、携帯に適した小
型、かつ軽量で、安価なプリンタ装置を提供することに
ある。本発明の他の目的は、薄型のプリンタ装置を提供
することにある。本発明の他の目的は、高速のプリンタ
装置を提供することにある。

【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的および
新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって
明らかにする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明によるプリンタ装置は、印字ヘッドユニッ
トと筐体固定部品との間でモータを構成し、該モータに
より前記印字ヘッドユニットを前記筐体固定部品に対し
て左右方向に可動とすることにより、従来のステッピン
グモータならびにタイミングベルトおよび送りネジ等の
間接駆動部品を除去し、又、前記印字ヘッドユニットに
センサを設け、該センサにより前記印字ヘッドユニット
の移動速度と位置検出を行うようにし、少ない部品点数
で安定した駆動をする高精度のプリンタ装置を構成した
ことを主要な特徴とする。

【０００８】

【作用】前述の手段によれば、印字ヘッドユニットと筐
体固定部品との間に構成されるモータは、前記印字ヘッ
ドユニット自体がモータを構成し、プリンタ装置内で自
走することにより、回転運動を直線運動に変換する機構
が不要となり、プリンタ装置のコストダウンとともに高
速で高精度のプリンタ装置を実現することが可能となる
ばかりでなく、プリンタ装置の小型化、軽量化とともに
薄型化を容易に達成することができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。なお、実施例を説明する全図において、同一機
能を有するものは同一符号をつけ、その繰り返しの説明
は省略する。

【００１０】図１は本発明の一実施例を示す平面図であ
り、図２は図１の要部拡大平面図である。図１および図
２において、１はプリンタ装置の各構成部品を保持する
フレームである。２はプラテン体であって、該プラテン
対２の上面にはプラテンゴム３が固着されている。４は
ヘッドホルダであり、一部にヒートシンク１０を介して
接着保持されたサーマルヘッド１１を有し、他の一部に
後述するガイドシャフト５が貫通するガイド穴４ａを有
している。

【００１１】６はヘッドキャリアであり、一部にモータ
ホルダ８を介して圧電振動子１２により進行波を発生さ
せる振動子９を揺動自在に支持し、他の一部に後述する
ガイドシャフト５が貫通するガイド穴６ａを有してい
る。ガイドシャフト５はフレーム１に取り付けられてお
り、前記ヘッドホルダ４とヘッドキャリア６を前記ガイ
ド穴４ａ、６ａを貫通して、それぞれ揺動可能に一体的
に支持するとともに、これらを左右に往復移動可能にガ
イドしている。

【００１２】２１はプリンタ装置本体に固定されたモー
タガイド部であり、前記振動子９に設けられた摩擦材２
２を介して振動子９との間で超音波モータを構成する。
後述する２３はプラテンバネ（図３に示す）であり、前
記ガイドシャフト５に揺動可能に支持されたヘッドホル
ダ４とヘッドキャリア６との間にもうけられ、ヘッドホ
ルダ４に対しては、その一端に設けられたサーマルヘッ
ド１１を前記プラテンゴム３に弾圧させるとともに、ヘ
ットキャリア６に対してはその一端に設けられた振動子
９をモータガイド部２１に弾圧して、前記振動子９の進
行波をモータガイド部２１に効果的に伝え、超音波モー
タとしての駆動力を得ている。

【００１３】一方、複数の発熱抵抗体を有する前記サー
マルヘッド１１は、入力する印字データに従って前記発
熱抵抗体を選択的に発熱させ、例えば感熱紙等の記録紙
を発色させるものであり、前記ヒートシンク１０は前記
サーマルヘッド１１の保持とともに放熱を行うものであ
る。

【００１４】１３はベースにポリイミド等を用いたフレ
キシブルプリント基板で、前記振動子９およびサーマル
ヘッド１１に電気信号を供給している。１４は紙送りモ
ータであり、図示していないアイドラギヤ等を介して図
３に示す紙送りローラ１６を回転させる。１５は紙ガイ
ドであり、記録紙のガイドとともに前記記録紙を、紙送
りローラ１６に押しつけて確実な紙送りを実現してい
る。

【００１５】１７はヘッド離脱ピンであり、サーマルヘ
ッド１１が駆動範囲外の初期位置にあるとき、前記ヘッ
ドホルダ４を前記ヘッド離脱ピン１７に係合させて、サ
ーマルヘッド１１をプラテン体２から離脱させ、記録紙
の手動セットあるいは紙づまり等における記録紙の取扱
い作業が容易に行えるようにしたものである。１８はフ
レーム１の両端に設けられたプラテンピンであり、プラ
テン体２がサーマルヘッド１１と常に安定して接触する
よう、前記プラテン体２の長手方向両端を揺動可能に支
持している。

【００１６】図２は図１の要部拡大平面図であり、図１
で説明した構成部品の説明は省略する。図２において、
モータホルダ８はヘッドホルダ４に設けられたピン１９
によりり揺動自在に支持され、振動子９は前記ピン１９
と直交して前記モータホルダ８に設けられたピン２０に
より、揺動自在に支持されている。したがって、前記振
動子９はヘッドホルダ４に対し、Ｘ−Ｙ軸どちらの方向
にも揺動可能となり、これによりモータガイド部２１に
対し、常に密着するよう支持される。

【００１７】２２は前記モータガイド部２１に相対し
て、振動子９に固着された摩擦材であり、前記モータガ
イド部２１に対し、振動子９で発生した進行波を伝える
とともに、モータガイド部２１との間で摩擦摺動して超
音波モータを構成し、同時にヘッドホルダ４およびヘッ
ドキャリア６からなる印字ヘッドユニットを前記モータ
ガイド部２１に沿って往復摺動させる。

【００１８】図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。図
３において、プラテンバネ２３は、ヘッドホルダ４とヘ
ッドキャリア６との間に配置され、ガイドシャフト５を
回転中心として前記ヘッドホルダ４に設けられたサーマ
ルヘッド１１を感熱紙に密着させるとともにヘッドキャ
リア６に設けられた振動子９をモータガイド部２１に弾
圧して超音波モータを構成する。

【００１９】また、前記ヘッドホルダ４下面のモータガ
イド部２１との相対部には、例えばフォトセンサもしく
は磁気センサ等のセンサ２４が設けられており、前記モ
ータガイド部２１の上面には前記センサ２４と対向し
て、例えばセンサマークシート２５が設けられている。

【００２０】図４は本実施例におけるセンサの動作原理
を示す説明図である。実施例ではフォトセンサを用いた
例について説明する。図４において、センサ２４はサー
マルヘッド１１の移動位置および移動速度の検出を行う
ものであり、センサマークシート２５は、前記センサ２
４から発光される近赤外線を反射または吸収し、前記反
射光の受光周期により前記移動位置および移動速度の検
出ができるよう、その表面には所定のバーコードが記さ
れている。また、前記サーマルヘッド１１の移動端部停
止位置などを検出するため、前記センサマークシート２
５の所定位置には、例えば前記バーコードの幅等を他の
部分と変化させたホームポジション検出部２５ａが設け
られている。

【００２１】図５は本実施例における超音波モータ構成
部分の拡大斜視図である。図５において、ヘッドキャリ
ア６はヘッドホルダ４とともに端部６ｂに形成された貫
通穴６ａにガイドシャフト５が挿入され、該ガイドシャ
フト５に対して回動自在に支持されるとともにガイドシ
ャフト５の長手方向に往復移動できるようになってい
る。

【００２２】また、前記ヘッドキャリア６の他端には圧
電素子１２を固着した振動子９がモータホルダ８を介し
て揺動自在に取り付けられており、前記振動子９の裏面
には摩擦材２２が接着され、前記ヘッドキャリア６は前
記摩擦材２２を介してモータガイド部２１との間で超音
波モータを構成し、前記圧電素子１２に電圧を印加した
とき、前記ヘッドキャリア６はヘッドホルダ４とともに
前記モータガイド部２１の表面を往復摺動する。

【００２３】さらに、ヘッドキャリア６には前記センサ
２４が、モータガイド部２１に設けられたセンサマーク
シート２５と対向して配置されている。図６は本実施例
のプリンタ装置を駆動する回路の概略を示すブロック図
である。図６において、２６はプリンタ装置全体を制御
する中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）であり、
図示していないホストからのデータを入力する。２７は
入力したデータに従ってサーマルヘッド１１を駆動する
ヘッドドライバ、２８は圧電素子１２に電圧を印加して
振動子９を駆動する超音波モータ駆動回路である。

【００２４】２９はセンサ波形成形回路であり、発光素
子３０からの反射光は、受光素子３１で受光した後、前
記センサ波形成形回路２９で波形成形し、ＣＰＵ２６の
割り込み端子３２へ供給される。ＣＰＵ２６は割り込み
端子３２からの信号を受け、サーマルヘッド１１の位置
検出を行うとともに移動速度を検出し、前記ヘッドドラ
イバ２７と超音波モータ駆動回路２８にそれぞれに信号
を送り、ヘッドドライバ２７と超音波モータ駆動回路２
８とのタイミングをとりながら、前記ヘッドドライバ２
７ではサーマルヘッド１１の移動速度にあわせて印字デ
ータを出力する。３３は紙送りモータドライバであり、
前記フォトセンサ２４によりホームポジションを検出し
たとき、前記ＣＰＵ２６は紙送りモータドライバ３３に
信号をおくり、所定量の紙送り動作をおこなう。

【００２５】次に本実施例の動作について、図１ないし
図６の各図を参照して説明する。 （１）給紙工程 ヘッドホルダ４がヘッド離脱ピン１７に挿入されている
状態で（左端に寄った状態）記録紙を紙送りローラ１６
と紙ガイド１５の間に挿入する。紙送りモータ１４に電
気パルスを送ることにより、送ったパルス数に応じて紙
送りモータ１４は、一定の角度づつ回転する。

【００２６】紙送りモータ１４の回転はモータギヤを介
してローラギヤ（図示せず）に伝達され、紙送りローラ
１６が回転する。紙送りローラ１６と紙ガイド１５のバ
ネ部に挟持された記録紙は、サーマルヘッド１１の方向
へ搬送される。記録紙がサーマルヘッド１１を通過した
ときに、紙送りモータ１４に電気パルスを送ることを停
止すると、紙送りモータ１４は停止し、記録紙が停止し
て給紙工程が終了する。

【００２７】（２）印字工程 行きの印字 ヘッドキャリア６とモータガイド部２１との間で構成さ
れる超音波モータに電流が流れるとヘッドキャリア６と
ヘッドホルダ４とで構成される印字ヘッドユニットが右
方向に移動を開始する。このとき、印字ヘッドユニット
はヘッドホルダ４の一部に形成された穴部が、フレーム
１に設けられているヘッド離脱ピン１７の外周斜面部を
摺動しながら移動し、ヘッド離脱ピン１７とヘッドホル
ダ４の前記穴部との係合が外れたとき、プラテンバネ２
３を介してサーマルヘッド１１がプラテン体２に弾圧さ
れ、プラテン体２とサーマルヘッド１１との間に配置さ
れた記録紙と接触する。

【００２８】この間、センサ２４の発光素子３０から、
例えば近赤外線が発せられ、センサマークシート２５に
印刷されたバーコードを順次読み取りながら、その検出
タイミングによりサーマルヘッド１１の移動速度と位置
を検出する。印字ヘッドユニットがさらに移動すると、
ＣＰＵ２６からヘッドドライバ２７を介してサーマルヘ
ッド１１には選択的に印字信号が送られ、印字を開始す
る。このとき、印字は印字ヘッドユニットの移動状態に
同期して行われる。

【００２９】サーマルヘッド１１が一行分の印字を終了
し、センサ２４が右側のホームポジションを検出すると
ＣＰＵからの超音波駆動回路２８に対する信号が停止
し、印字ヘッドユニットが停止する。 改行 印字ヘッドユニットの移動が停止した後、ＣＰＵ２６か
ら紙送りモータドライバ３３を介して紙送りモータ１４
に所定の改行量に相当する電気パルスを送ることによ
り、紙送りモータ１４は改行量に相当するだけ回転し
て、記録紙を送る。紙送りモータ１４の回転はモータギ
ヤを介してローラギヤ（図示せず）に伝達され、紙送り
ローラ１６を所定量回転させる。この結果、紙送りロー
ラ１６と紙ガイド１５のバネ部に挟持された記録紙は、
一行分だけ搬送され、改行が終了する。

【００３０】帰りの印字 超音波モータに逆方向の電流が流れると、印字ヘッドユ
ニットは最初の印字方向とは逆の方向へ移動を開始す
る。印字ヘッドユニットの移動距離に応じ、サーマルヘ
ッド１１が所定の印字範囲に到達すると、前述と同様に
再び印字が開始される。サーマルヘッド１１が一行分の
印字を終了すると、超音波モータへの電流供給が停止
し、印字ヘッドユニットは左側のホームポジションに戻
って停止する。以下同様の印字動作を繰り返し、印字を
終了する。

【００３１】以上本発明を実施例に基づき具体的に説明
したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得る
ことはいうまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
印字ヘッドユニット自体に超音波モータを構成し、印字
ヘッドユニットを自走させることにより、従来のように
ステッピングモータ等による回転運動を水平方向の運動
に変換する必要がなく、プリンタ装置の構造が簡単にな
るばかりでなく、小型化、軽量化、薄型化とともに高速
化が達成され、安価に高精度のプリンタ装置をうること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１の要部拡大平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。

【図４】本実施例のセンサの動作原理を示す説明図であ
る。

【図５】本実施例の超音波モータ構成部分の拡大斜視図
である。

【図６】本実施例のプリンタ装置を駆動する回路の概略
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ プラテン体 ３ プラテンゴム ４ ヘッドホルダ ４ａ ガイド穴 ５ ガイドシャフト ６ ヘッドキャリア ６ａ ガイド穴 ６ｂ 端部 ８ モータホルダ ９ 振動子 １０ ヒートシンク １１ サーマルヘッド １２ 圧電素子 １３ フレキシブルプリントサーキット １４ 紙送りモータ １５ 紙ガイド １６ 紙送りローラ １７ ヘッド離脱ピン １８ プラテンピン １９、２０ ピン ２１ モータガイド部 ２２ 摩擦材 ２３ プラテンバネ ２４ センサ ２５ センサマークシート ２５ａ ホームポジション検出部 ２６ 中央演算処理装置 ２７ ヘッドドライバ ２８ 超音波モータ駆動回路 ２９ センサ波形成形回路 ３０ 発光素子 ３１ 受光素子 ３２ 割り込み端子 ３３ 紙送りモータドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林崎 伸一 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイ コー電子工業株式会社内 (72)発明者 山崎 皇 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイ コー電子工業株式会社内 (72)発明者 飯野 朗弘 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイ コー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−57364（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−57365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77968（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30573（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30574（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−141271（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−16768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−230882（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 19/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラテン体と印字ヘッドを有する印字手
   段と、該印字手段の印字タイミングに同期して記録紙を
   送出する紙送り手段と、前記印字手段と前記紙送り手段
   を制御する制御手段を備えたプリンタ装置であって、印
   字ヘッドユニットは、サーマルヘッドを有するヘッドホ
   ルダと、圧電素子により進行波を発生する振動子及び前
   記印字ヘッドユニットの移動位置を検出する位置検出手
   段を有するヘッドキャリアとを、両者の端部においてプ
   リンタ装置本体内を通したガイドシャフトに摺動可能に
   軸支し、該ガイドシャフトを中心軸として前記ヘッドホ
   ルダと前記ヘッドキャリアとが開閉可能に両者の対向面
   部に弾性部材を設けてなり、プリンタ装置本体内に前記
   ガイドシャフトと並行し、前記振動子と対応してモータ
   ガイド部を設け、該モータガイド部と前記ヘッドキャリ
   アとで超音波モータを構成するとともに、該超音波モー
   タにより前記印字ヘッドユニットを前記モータガイド部
   に沿って往復移動可能に構成したことを特徴とするプリ
   ンタ装置。