JP2008006673A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 両面サーマル用紙以外に片面サーマル用紙も使用可能なサーマルプリンタを提供する。
【解決手段】 サーマルプリンタ１０は、サーマル用紙１１の一方の面の感熱層１３に印刷をする第１サーマルヘッド３１と、サーマル用紙１１の他方の面の感熱層１４に印刷をする第２サーマルヘッド５２と、サーマル用紙１１を切断するためのカッタ機構４３を備えている。モータ８０の回転は、動力伝達機構８５を介して第１プラテンローラ４１と第２プラテンローラ６２に伝達される、第２サーマルヘッド５２の紙送り上流側に、サーマル用紙１１の有無を検出する用紙有無検出センサ１００が配置されている。第１サーマルヘッド３１と第２サーマルヘッド５２との間に、サーマル用紙１１の先端を検出する用紙先端検出センサ１２０が配置されている。用紙先端検出センサ１２０は反射式のセンサであり、サーマル用紙１１に印刷されたマークを光学的に読取る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表面と裏面に同時に印刷可能なサーマルプリンタに関する。

従来より、サーマル用紙に印刷するためにサーマルプリンタが用いられている。一般に普及しているサーマルプリンタは、片面に感熱層を有する片面サーマル用紙に印刷を行なうものである。しかし表裏両面に感熱層を有する両面サーマル用紙に印刷をすることのできる両面サーマルプリンタも提案されている。（例えば下記特許文献１参照）
特許文献１に記載されている両面サーマルプリンタは、両面サーマル用紙の一方の面に接する第１サーマルヘッドと、前記サーマル用紙の他方の面に接する第２サーマルヘッドとを備えている。第１サーマルヘッドによって前記サーマル用紙の一方の面に印刷が行なわれる。また第２サーマルヘッドによって前記サーマル用紙の他方の面に印刷が行なわれる。このサーマル用紙は、第１プラテンローラと第２プラテンローラが回転することに伴って所定量送られ、印刷終了後にカッタ機構によって所定位置で切断される。
特開平１１−２８６１４７号公報

片面サーマル用紙の一種に、切断位置を指定するためにブラックドット等のタイミングマークが印刷されているものが知られている。このタイミングマークは、一般に片面サーマル用紙の裏面（感熱層が設けられていない面）に予め印刷されている。このようなタイミングマークが印刷されている片面サーマル用紙を使用する場合に、前記従来の両面サーマルプリンタはタイミングマークを利用することができず、両面サーマルプリンタの汎用性を高める上で改善の余地があった。

従って本発明の目的は、両面サーマル用紙と片面サーマル用紙を使用でき、タイミングマークを有するサーマル用紙も使用できるサーマルプリンタを提供することにある。

本発明は、少なくとも一方の面に感熱層を有するサーマル用紙に印刷するサーマルプリンタであって、前記サーマル用紙の前記一方の面に接するよう配置され前記一方の面に印刷を行なう第１サーマルヘッドと、前記第１サーマルヘッドに対し前記サーマル用紙を挟んで対向する第１プラテンローラと、前記第１サーマルヘッドの紙送り下流側に配置され前記サーマル用紙を切断するカッタ機構と、前記第１サーマルヘッドの紙送り上流側に配置され、前記サーマル用紙の他方の面に接する第２サーマルヘッドと、前記第２サーマルヘッドに対し前記サーマル用紙を挟んで対向する第２プラテンローラと、モータと、前記モータの回転を前記第１プラテンローラと第２プラテンローラに伝える動力伝達機構と、前記第２サーマルヘッドの紙送り上流側に配置され、前記サーマル用紙の有無を検出する用紙有無検出センサと、前記第１サーマルヘッドと前記第２サーマルヘッドとの間に配置され、前記サーマル用紙の先端を検出可能でかつ前記サーマル用紙に印刷されたマークを光学的に読取ることの可能な用紙先端検出センサとを具備している。

本発明の一つの形態では、前記マークは前記サーマル用紙の切断位置に関連したタイミングマークであり、前記用紙先端検出センサはこのタイミングマークを検出可能な反射式センサである。

前記サーマル用紙は、例えば、両面に感熱層を有する両面サーマル用紙であり、前記用紙先端検出センサは、前記両面サーマル用紙の他方の面に前記第２サーマルヘッドによって印刷されたタイミングマークを検出するように構成される。

また前記サーマル用紙は、一方の面のみに感熱層を有する片面サーマル用紙、または両面に感熱層を有する両面サーマル用紙であってもよい。前記用紙先端検出センサは、片面サーマル用紙に予め印刷されたタイミングマークを検出可能で、かつ、両面サーマル用紙に印刷されたタイミングマークを検出可能な反射式センサが使用されるとよい。

本発明によれば、用紙先端検出センサによってサーマル用紙の先端を検出でき、しかもこの用紙先端検出センサによってブラックドットなどのタイミングマークを検出することができる。このタイミングマークは、片面サーマル用紙に予め印刷されていてもよいし、両面サーマル用紙の場合に第２のサーマルヘッドによって印刷してもよい。本発明のサーマルプリンタによれば、両面サーマル用紙と片面サーマル用紙を使用でき、タイミングマークを有するサーマル用紙も使用できるなど、汎用性を高めることができる。

以下に本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタについて、図１〜図３を参照して説明する。
図１はサーマルプリンタ１０の内部を模式的に示している。このサーマルプリンタ１０は、両面サーマル用紙１１の表裏両面に同時に印刷することが可能であり、例えば店舗等の金銭登録機に使用することができる。

両面サーマル用紙１１（以下、単にサーマル用紙と呼ぶ）は、図２に示すように、基紙１２と、基紙１２の表裏両面に形成された感熱層１３，１４とを有している。すなわち、基紙１２の一方の面（例えば表面）に第１の感熱層１３が形成され、基紙１２の他方の面（例えば裏面）に第２の感熱層１４が形成されている。これら感熱層１３，１４は、所定の温度以上に加熱されたときに例えば黒あるいは赤などの所望の色に発色する材料によって構成されている。このサーマル用紙１１は、図１に示すように第１の感熱層１３が内側を向くようにロール状に巻かれている。

サーマルプリンタ１０は、プリンタ本体２０と、開閉可能なカバー２１とを有している。プリンタ本体２０に、ロール状のサーマル用紙１１を収容する用紙収容部２２が設けられている。カバー２１は、プリンタ本体２０に設けられたヒンジ部２３の軸２４を中心として上下方向に開閉可能であり、カバー２１を開けた状態において、プリンタ本体２０の上面側が開放するようになっている。図１はカバー２１を閉じた状態を示している。

プリンタ本体２０に、第１サーマルヘッド３１が設けられている。第１サーマルヘッド３１は、サーマル用紙１１の一方の面すなわち第１の感熱層１３に接するようにプリンタ本体２０に配置されている。第１サーマルヘッド３１は、放熱部材であるヒートシンク３２に取付けられている。第１サーマルヘッド３１とヒートシンク３２は、軸３３を中心に回動することができる。

カバー２１側には、第１サーマルヘッド３１と対応する位置に、第１プラテンローラ４１が設けられている。図１に示すようにカバー２１を閉じた状態において、第１プラテンローラ４１は、サーマル用紙１１を間に挟んだ状態で、第１サーマルヘッド３１と対向するようになっている。

第１プラテンローラ４１は、例えばＮＢＲ（ニトリルゴム）などのゴム弾性を有しかつ摩擦係数が金属よりも大きい弾性材料からなる。第１プラテンローラ４１は円柱状に形成され、水平方向に延びる第１プラテン軸４２と一体に回転することができる。第１サーマルヘッド３１の紙送り下流側に、サーマル用紙１１を切断する際に使用するカッタ機構４３が設けられている。カッタ機構４３は、例えばカバー２１に装備されている。

図１に示すように第１サーマルヘッド３１は、第１プラテンローラ４１の下側に横向き（ほぼ水平）の姿勢で配置されている。用紙収容部２２に収納されたロール状のサーマル用紙１１の先端は、第１サーマルヘッド３１と第１プラテンローラ４１との間を通り、さらにカッタ機構４３を通って、図１中に矢印Ｃで示す方向に排出される。

第１サーマルヘッド３１の背面側に第１付勢手段４５が設けられている。第１付勢手段４５の一例は、圧縮コイルばねあるいはねじりばね等のばね部材であり、プリンタ本体２０に設けられたばね座４６とヒートシンク３２との間に、圧縮された状態で配置されている。この第１付勢手段４５は、第１サーマルヘッド３１を第１プラテンローラ４１に向けて図１中の矢印Ａ方向に押圧している。

第１プラテン軸４２に第１プラテンギヤ５０が設けられている。第１プラテンギヤ５０は第１プラテンローラ４１と一体に回転する。第１プラテン軸４２は、カバー２１に設けられた軸受部（図示せず）によって、回転自在に支持されている。

カバー２１に第２サーマルヘッド５２が設けられている。第２サーマルヘッド５２は、第１サーマルヘッド３１に対してサーマル用紙１１の紙送り上流側に配置されている。第２サーマルヘッド５２は、サーマル用紙１１の他方の面すなわち第２の感熱層１４に接するようにカバー２１に配置されている。この第２サーマルヘッド５２は、放熱部材であるヒートシンク５３に取付けられ、軸５４を中心に回動することができる。

プリンタ本体２０には、第２サーマルヘッド５２と対応する位置に、第２プラテンローラ６２が設けられている。図１に示すようにカバー２１を閉じた状態において、第２プラテンローラ６２は、サーマル用紙１１を挟んだ状態で、第２サーマルヘッド５２と対向する。

図１に示すように第２サーマルヘッド５２は、第２プラテンローラ６２の上側に、斜め下方を向いた姿勢で配置されている。用紙収容部２２に収納されたロール状のサーマル用紙１１は、第２サーマルヘッド５２と第２プラテンローラ６２との間を通って、第１サーマルヘッド３１に向かって搬送される。

第２プラテンローラ６２は、例えばＮＢＲなどのゴム弾性を有しかつ摩擦係数が大きい弾性材料からなる。第２プラテンローラ６２は円柱状に形成され、水平方向に延びる第２プラテン軸６３に設けられている。第２プラテン軸６３に第２プラテンギヤ６５が設けられている。第２プラテンギヤ６５は第２プラテンローラ６２と一体に回転する。第２プラテン軸６３は、プリンタ本体２０に設けられた左右一対の軸受部（図示せず）によって、回転自在に支持されている。

第２サーマルヘッド５２の背面側に第２付勢手段７０が設けられている。第２付勢手段７０の一例は、圧縮コイルばねあるいはねじりばね等のばね部材であり、カバー２１に設けられたばね座７１とヒートシンク５３との間に、圧縮された状態で配置されている。この第２付勢手段７０は、第２サーマルヘッド５２を第２プラテンローラ６２に向けて図１中の矢印Ｂ方向に押圧している。

プリンタ本体２０にモータ８０が収容されている。モータ８０の一例は、正逆両方向に回転可能なパルスモータであり、下記コントローラ１１０から出力されるパルス数に応じて、回転量（回転角度）を正確に制御することができるようになっている。

モータ８０の回転軸８１に出力ギヤ８２が取付けられている。モータ８０の回転（出力ギヤ８２の回転）は、動力伝達機構８５を介して第１プラテンローラ４１と第２プラテンローラ６２に伝達される。動力伝達機構８５は、出力ギヤ８２に噛合う減速ギヤ８６と、減速ギヤ８６と一体に回転する駆動ギヤ８７と、駆動ギヤ８７に噛合う前記第２プラテンギヤ６５と、一対のアイドラギヤ８８，８９と、アイドラギヤ８８に噛合う前記第１プラテンギヤ５０などを含んでいる。

一方のアイドラギヤ８８はカバー２１に配置され、他方のアイドラギヤ８９はプリンタ本体２０に配置されている。これらアイドラギヤ８８，８９は、カバー２１を閉じた状態において互いに噛合っているが、カバー２１を開けたときに互いに噛合いが外れるようになっている。一方のアイドラギヤ８８は第１プラテンギヤ５０と常時噛合っている。他方のアイドラギヤ８９は、第２プラテンギヤ６５と常時噛合っている。

第２サーマルヘッド５２の紙送り上流側に、サーマル用紙１１の有無を検出するための用紙有無検出センサ１００が配置されている。用紙有無検出センサ１００はコントローラ１１０に電気的に接続されている。コントローラ１１０は、マイクロプロセッサ等を用いた制御部の一例である。

用紙収容部２２と第２サーマルヘッド５２との間にサーマル用紙１１が存在するとき、用紙有無検出センサ１００の感知部１００ａがサーマル用紙１１に下側から接触することにより、サーマル用紙１１が検出される。サーマル用紙１１が検出されると“用紙有り”の信号がコントローラ１１０に出力される。

第１サーマルヘッド３１と第２サーマルヘッド５２との間に用紙先端検出センサ１２０が配置されている。用紙先端検出センサ１２０は、サーマル用紙１１の先端を光学的に検出可能な反射式のセンサであり、発光素子と受光素子を備えている。用紙先端検出センサ１２０は、サーマル用紙１１に印刷されたタイミングマーク１３０（図３に一例を示す）を検出することができる。用紙先端検出センサ１２０によってサーマル用紙１１の先端が検出されたとき、“用紙先端有り”を示す検出信号がコントローラ１１０に出力される。

前記タイミングマーク１３０は、光学的に読取り可能なマークの一例である。タイミングマーク１３０の一例は、サーマル用紙１１の切断位置を指示するためのブラックマーク（ブラックドット）である。

表裏両面に感熱層１３，１４を有する両面サーマル用紙１１の場合、タイミングマーク１３０は、第１サーマルヘッド３１または第２サーマルヘッド５２によって、第１の感熱層１３または第２の感熱層１４に印刷することができる。しかしタイミングマーク１３０を用紙先端検出センサ１２０によって検出するためには、このセンサ１２０よりも紙送り上流側に配置されている第２サーマルヘッド５２によってタイミングマーク１３０が印刷される。

一方の面のみに感熱層が設けられている片面サーマル用紙の場合、タイミングマーク１３０は、サーマル用紙の裏面（感熱層が設けられていない面）に予め印刷されている。すなわち本実施形態の用紙先端検出センサ１２０は、両面サーマル用紙１１に印刷されたタイミングマーク１３０と、片面サーマル用紙に予め印刷されたタイミングマークのいずれも検出することができる。

タイミングマーク１３０を用いてサーマル用紙１１の切断位置を制御する場合には、タイミングマーク１３０が検出されたときに、コントローラ１１０は、用紙の送り量に応じたパルスをモータ８０に出力する。このパルスに基いてモータ８０が所定量回転することにより、サーマル用紙１１の切断予定部がカッタ機構４３に送られるようになっている。

以下に、本実施形態のサーマルプリンタ１０の作用について説明する。
サーマル用紙１１の補給時等にカバー２１を開けると、第１プラテンローラ４１が第１サーマルヘッド３１から離れるとともに、第２サーマルヘッド５２が第２プラテンローラ６２から離れる。また、一方のアイドラギヤ８８が他方のアイドラギヤ８９から離れることにより、プリンタ本体２０の上面側が開放され、第１サーマルヘッド３１や第２プラテンローラ６２が外部に完全に露出した状態となる。

図１に示すようにカバー２１を閉じた状態では、第１サーマルヘッド３１が第１付勢手段４５によって、第１プラテンローラ４１に押圧されるとともに、第２サーマルヘッド５２が第２付勢手段７０によって、第２プラテンローラ６２に押圧される。また、一対のアイドラギヤ８８，８９が互いに噛合う。

用紙収容部２２にサーマル用紙１１を収容し、サーマル用紙１１の先端を第２サーマルヘッド５２の方向に繰出すと、用紙有無検出センサ１００によってサーマル用紙１１が検出される。このときコントローラ１１０から出力されるパルスに基いて、モータ８０が図１に矢印Ｒで示す方向に所定量回転する。そして第２プラテンローラ６２が矢印Ｒ２で示す方向に回転することにより、サーマル用紙１１が第１サーマルヘッド３１に向って搬送される。

モータ８０の回転は、動力伝達機構８５を介して第１プラテンローラ４１と第２プラテンローラ６２に伝達されるため、第１プラテンローラ４１と第２プラテンローラ６２がそれぞれ矢印Ｒ１，Ｒ２方向に回転する。第２サーマルヘッド５２と第２プラテンローラ６２との間に挿入されたサーマル用紙１１の先端が第１サーマルヘッド３１に向かって移動する途中で、サーマル用紙１１の先端が用紙先端検出センサ１２０によって検出される。

サーマル用紙１１の先端が用紙先端検出センサ１２０によって検出されると、コントローラ１１０から出力されるパルスに基いて、モータ８０がさらに所定量回転する。こうして、サーマル用紙１１の先端が第１サーマルヘッド３１と第１プラテンローラ４１との間に挿入され、所定の印刷位置で停止する。

印刷を指示する信号がコントローラ１１０から出力されると、モータ８０の回転によって、第１プラテンローラ４１と第２プラテンローラ６２がそれぞれ矢印Ｒ１，Ｒ２方向に回転する。このとき、第１サーマルヘッド３１によって、サーマル用紙１１の第１の感熱層１３に印刷が行なわれる。また第２サーマルヘッド５２によって、サーマル用紙１１の第２の感熱層１４にも同時に印刷を行なうことができる。第２サーマルヘッド５２は、第２の感熱層１４の所望位置に、必要に応じて切断位置を示すタイミングマーク１３０を印刷することもできる。

印刷が終了し、サーマル用紙１１がカッタ機構４３に向けて送られる途中で、タイミングマーク１３０が用紙先端検出センサ１２０によって検出される。センサ１２０によってタイミングマーク１３０が検出されると、コントローラ１１０から出力されるパルス数に応じてサーマル用紙１１の切断予定部がカッタ機構４３まで搬送される。そののちカッタ機構４３が作動し、サーマル用紙１１が切断される。

本実施形態のサーマルプリンタ１０は、カッタ機構４３によって切断されたサーマル用紙１１の先端を第１サーマルヘッド３１付近まで戻すために、モータ８０を逆転させるリバース機能を有している。このリバース機能によって、サーマル用紙１１の先端を第１サーマルヘッド３１付近まで戻すことができるため、第１サーマルヘッド３１とカッタ機構４３との間に、印刷されない余白部分が生じることを防止でき、サーマル用紙１１を無駄なく使用することができる。

本実施形態のサーマルプリンタ１０は、タイミングマーク１３０を用いることなくサーマル用紙を切断することもできる。タイミングマーク１３０を用いない場合、印刷が終了したのち、コントローラ１１０から出力されるパルスに基いてモータ８０を所定量回転させ、サーマル用紙の切断予定部をカッタ機構４３まで送る。そののち、カッタ機構４３を作動させることにより、サーマル用紙を切断する。

片面サーマル用紙の裏面（感熱層が設けられていない面）に予めタイミングマークが印刷されている場合には、この片面サーマル用紙のタイミングマークを用紙先端検出センサ１２０によって検出することにより、切断位置を指示することができる。このように本実施形態のサーマルプリンタ１０は、両面サーマル用紙だけでなく、予めタイミングマークが印刷された片面サーマル用紙を使用することもできる。

なお本発明を実施するに当たって、第１および第２サーマルヘッド、第１および第２プラテンローラ、カッタ機構、動力伝達機構、用紙有無検出センサ、用紙先端検出センサをはじめとして、本発明の構成要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。またサーマル用紙に印刷されるマークは、切断位置を示すタイミングマークに限ることはなく、要するに光学的に検出可能なマークであればよい。

本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタの内部を模式的に示す側面図。 両面サーマル用紙を模式的に示す断面図。 タイミングマークを有するサーマル用紙の一部の斜視図。

符号の説明

１０…サーマルプリンタ
１１…サーマル用紙
１３，１４…感熱層
３１…第１サーマルヘッド
４１…第１プラテンローラ
５２…第２サーマルヘッド
６２…第２プラテンローラ
８０…モータ
８５…動力伝達機構
１００…用紙有無検出センサ
１１０…コントローラ（制御部）
１２０…用紙先端検出センサ
１３０…タイミングマーク

Claims (4)

1. 少なくとも一方の面に感熱層を有するサーマル用紙に印刷するサーマルプリンタであって、
   前記サーマル用紙の前記一方の面に接するよう配置され前記一方の面に印刷を行なう第１サーマルヘッドと、
   前記第１サーマルヘッドに対し前記サーマル用紙を挟んで対向する第１プラテンローラと、
   前記第１サーマルヘッドの紙送り下流側に配置され前記サーマル用紙を切断するカッタ機構と、
   前記第１サーマルヘッドの紙送り上流側に配置され、前記サーマル用紙の他方の面に接する第２サーマルヘッドと、
   前記第２サーマルヘッドに対し前記サーマル用紙を挟んで対向する第２プラテンローラと、
   モータと、
   前記モータの回転を前記第１プラテンローラと第２プラテンローラに伝える動力伝達機構と、
   前記第２サーマルヘッドの紙送り上流側に配置され、前記サーマル用紙の有無を検出する用紙有無検出センサと、
   前記第１サーマルヘッドと前記第２サーマルヘッドとの間に配置され、前記サーマル用紙の先端を検出可能でかつ前記サーマル用紙に印刷されたマークを光学的に読取ることの可能な用紙先端検出センサと、
   を具備したことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記マークは前記サーマル用紙の切断位置に関連したタイミングマークであり、
   前記用紙先端検出センサは前記タイミングマークを検出可能な反射式センサであることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
3. 前記サーマル用紙は、両面に感熱層を有する両面サーマル用紙であり、
   前記用紙先端検出センサは、前記両面サーマル用紙の他方の面に前記第２サーマルヘッドによって印刷されたタイミングマークを検出することを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリンタ。
4. 前記サーマル用紙は、一方の面のみに感熱層を有する片面サーマル用紙または両面に感熱層を有する両面サーマル用紙であり、
   前記用紙先端検出センサは、前記片面サーマル用紙の他方の面に予め印刷されたタイミングマークと、前記両面サーマル用紙の他方の面に前記第２サーマルヘッドによって印刷されたタイミングマークと、を検出可能であることを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリンタ。

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