JPH1044534A - プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリンタ装置における記録紙の給送機構を簡
略化する。 【解決手段】 プリンタ装置は記録紙２の幅方向に沿っ
て配置されたプラテン１と、記録紙２を間にしてプラテ
ン１に圧接し一行毎に印字動作を行なうサーマルヘッド
３とを備えている。記録紙２の給送手段としてリニア型
の超音波モータ５が用いられている。この超音波モータ
５はプラテン１に対して進入側から排出側に向う給紙方
向Ｆに沿って印字動作に同期しながら記録紙２を給送す
る。超音波モータ５は超音波印加部５ａと加圧部５ｂと
を備えている。超音波印加部５ａは排出側で記録紙２に
接触して超音波振動を印加する。加圧部５ｂは記録紙２
を超音波印加部５ａに対して押圧し超音波振動を摩擦力
に転換して記録紙２を給紙方向Ｆに引き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリンタ装置に関す
る。より詳しくは、超音波モータを駆動源として記録紙
を直接給送可能なプリンタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４を参照して従来のプリンタ装置の一
般的な構成を簡潔に説明する。（Ａ）に示す様に、プリ
ンタ装置はプラテン１０１とサーマルヘッド１０２とを
備えている。プラテン１０１は記録紙（図示せず）の幅
方向に沿った軸１０１ａを中心にして回転可能に保持さ
れている。具体的には、この軸１０１ａに対して輪列１
０３を介しステッピングモータ１０４が接続している。
ステッピングモータ１０４の回転運動が輪列１０３によ
り減速された後軸１０１ａに伝達され、プラテン１０１
が紙送りの為に適宜間欠的に矢印で示す方向に回転され
る。サーマルヘッド１０２は記録紙を間にしてプラテン
１０１に後方から対向配置されている。サーマルヘッド
１０２は軸１０５を中心として回動可能に保持されてお
り、印字動作を行なう時には、サーマルヘッド１０２の
印字部が記録紙に圧接する。この状態で印字部に通電を
行なうと１ライン分の文字が記録紙に印字される。１ラ
イン分の印字が終るとプラテン１０１が矢印の方向に回
転し記録紙の紙送りが行なえる。

【０００３】（Ｂ）は、（Ａ）に示したプリンタ装置の
模式的な断面構造を表わしている。図示する様に、サー
マルヘッド１０２は記録紙１０６を間にしてプラテン１
０１に後方から対向配置している。サーマルヘッド１０
２はプラテン１０１側の軸１０１ａと平行な別の軸１０
５を中心にして反時計方向に回動した時、軸１０５より
上方に位置する印字部がプラテン１０１に圧接する。こ
の圧接力を付与する為にバネ部材１０７がサーマルヘッ
ド１０２とプリンタ装置のフレーム１０８との間に介在
している。一方、このバネ部材１０７の付勢力に抗して
サーマルヘッド１０２を時計方向に回動すると、サーマ
ルヘッド１０２の印字部がプラテン１０１から後退す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプリンタ装置で
は記録紙を給送する為の駆動源としてステッピングモー
タ１０４を用いている。即ち、ステッピングモータ１０
４の回転運動を輪列１０３を介して減速しながらプラテ
ン１０１の軸１０１ａに伝達し、プラテン１０１を低速
回転させる事で記録紙１０６を給送している。この様
に、駆動源として既存のステッピングモータ１０４を用
いており、安定供給が可能である点や駆動回路の構成が
簡単である点等メリットが認められる。しかしながら、
ステッピングモータ１０４を駆動源として用いる限り、
その回転運動を減速しながらプラテンに伝達する機構が
必要となり、例えば図３に示した様に輪列１０３が不可
欠である。又、既存のステッピングモータ１０４を使用
するとプリンタ装置の小型化や薄型化に限界がある。前
述した様に、ステッピングモータ１０４の回転運動を減
速する為に輪列等の減速機構が必要となり、構造が複雑
化すると共にコスト高になる。加えて、ステッピングモ
ータや輪列は動作時に若干の騒音が生じ、用途によって
は好ましくない場合もある。

【０００５】ステッピングモータに代えてロータリ型の
超音波モータを用いてプラテンを直接駆動する方式のプ
リンタ装置が開発されており、図５にその構造を模式的
に示す。プリンタ装置は記録紙２０１の幅方向に沿って
配置されたプラテン２０２と、記録紙２０１を間にして
プラテン２０２に圧接し一行毎に印字動作を行なうサー
マルヘッド２０３とを備えている。プラテン２０２の端
部にはロータリ型の超音波モータ２０４が取付けられて
おり、給送手段を構成している。即ち、超音波モータ２
０４はプラテン２０２を直接回転駆動する事により、プ
ラテン２０２に対して進入側から排出側に向う給紙方向
に沿って印字動作に同期しながら記録紙２０１を給送す
る。サーマルヘッド２０３による印字動作に対してプラ
テン２０２による記録紙２０１の給送動作を同期させる
為、プラテン２０２の回転軸にはスリット付き円板２０
５が取付けられている。このスリット付き円板２０５に
はフォトインタラプタ２０６が組合わされている。スリ
ット付き円板２０５とフォトインタラプタ２０６とによ
りエンコーダが構成され、プラテン２０２の回転位置を
常に検出する事で、記録紙２０１の給送動作とサーマル
ヘッド２０３の印字動作とを同期化している。この構造
ではロータリ型の超音波モータ２０４を利用してプラテ
ン２０２を直接駆動しており、従来の様に輪列等の減速
機構が不要となる為構造が簡略化できる。

【０００６】しかしながら、プラテン２０２を直接駆動
する方式はロータリ型の超音波モータ２０４に大きな負
荷が加わる。即ち、超音波モータ２０４はサーマルヘッ
ド２０３が圧接した状態でプラテン２０２を回転駆動し
なければならず、高出力トルクが要求される。ロータリ
型の超音波モータ２０４の高出力化には限界があり実用
化の障害になっている。又、ロータリ型の超音波モータ
は内部構造が比較的複雑でありコストの面でも不利であ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に
かかるプリンタ装置は基本的な構成としてプラテンと印
字ヘッドと給送手段とを備えている。プラテンは記録紙
の幅方向に沿って配置されている。印字ヘッドは該記録
紙を間にしてプラテンに圧接し一行毎に印字動作を行な
う。給送手段はプラテンに対して進入側から排出側に向
う給紙方向に沿って印字動作に同期しながら記録紙を給
送する。特徴事項として、前記給送手段はリニア型の超
音波モータからなる。この超音波モータは排出側で記録
紙に接触して超音波振動を印加する超音波印加部と、該
記録紙を超音波印加部に対して押圧し該超音波振動を摩
擦力に転換して該記録紙を給紙方向に引き出す加圧部と
から構成されている。

【０００８】本発明によれば、超音波印加部と加圧部と
で記録紙を上下から挟み込み、超音波振動を摩擦力に転
換して記録紙を直接給紙方向に引き出している。即ち、
リニア型の超音波モータで記録紙を直に給送しており、
極めて効率的にリニア型超音波モータの出力を記録紙の
給送に利用する事ができる。このリニア型の超音波モー
タは低速で高トルクの為記録紙のダイレクト駆動が可能
になる。又、原理的に摩擦駆動であり、電源を切った時
に超音波印加部はその位置で直ちに静止する為自己保持
能力が高い。従って、記録紙がしっかりと固定できるの
で、記録紙を手で切り取る事等も可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の最良
な実施形態を詳細に説明する。図１は本発明にかかるプ
リンタ装置の構成を示す模式的な断面図である。図示す
る様に、本プリンタ装置はプラテン１を備えており、記
録紙２の幅方向（紙面と垂直な方向）に沿って配置され
ている。プラテン１は回動可能であってもよい。サーマ
ルヘッド３が記録紙２を間にしてプラテン１に圧接し、
一行毎に印字動作を行なう。サーマルヘッド３をプラテ
ン１に押圧する為バネ４が用いられている。なお、本実
施形態では印字ヘッドとしてサーマルヘッド３を用いて
いるが本発明はこれに限られるものではなく、他の種類
の印字ヘッドを用いてもよい事は勿論である。本発明の
特徴事項として、超音波モータ５を記録紙２の給送手段
に用いている。即ち、超音波モータ５はプラテン１に対
して進入側から排出側に向う給紙方向Ｆに沿って、サー
マルヘッド３の印字動作に同期しながら記録紙２を給送
する。超音波モータ５はリニア型であり、基本的に超音
波印加部５ａと加圧部５ｂとを備えている。超音波印加
部５ａは排出側で記録紙２に下から接触して超音波振動
を印加する。加圧部５ｂは上から記録紙２を超音波印加
部５ａに対して押圧し超音波振動を摩擦力に転換して記
録紙２を給紙方向Ｆに引き出す。なお、本例では一個の
超音波モータを用いているが、場合によっては複数個の
超音波モータを紙幅方向に沿って並べても良い。

【００１０】超音波印加部５ａは振動子６と圧電素子７
からなる。振動子６には一対の凸部８，８が設けられて
いる。この一対の凸部８，８は記録紙２に対して裏面側
から接触している。圧電素子７は振動子６の下面に接合
されている。圧電素子７は二分割されており、互いに位
相が９０°異なるＡ相及びＢ相の高周波電圧が印加され
る。この高周波電圧は高周波電源９から供給される。一
方、加圧部５ｂは記録紙２の表面に接触する押え板１０
と加圧バネ１１とからなる。加圧バネ１１は押え板１０
を振動子６の凸部８，８に対して押圧する。この様に、
記録紙２を押え板１０と振動子６との間に挟み込む様に
配置する。そして、圧電素子７に互いに位相が９０°ず
れたＡ相及びＢ相の高周波電圧を印加し、一対の凸部
８，８に楕円運動を行なわせる。この楕円運動により記
録紙２は摩擦力を介した駆動力を得る事になり、給紙方
向Ｆに移動する。高周波電源９から供給されるＡ相及び
Ｂ相の電圧を調整する事により、サーマルヘッド３によ
る印字動作と記録紙２の給送動作を互いに同期化する事
ができる。

【００１１】ここでは、振動子に凸部が設けられていた
が、必ずしも凸部を設ける必要はなく、平坦な振動子の
上部に摩擦材を設けても良い。

【００１２】この様に、本発明ではリニア型の超音波モ
ータ５を用いて記録紙２のダイレクト駆動を行なってい
る。この為、記録紙の給送機構が極めて簡略化できる。
又、モータの出力を直に記録紙２の給送に使える為非常
に効率的である。さらに、超音波モータ５は従来のステ
ッピングモータに比べ雑音が少ない為、静粛性が要求さ
れる用途に好適である。加えて、超音波モータ５はステ
ッピングモータの様に磁界を発生しない為、特に磁界が
悪影響を及ぼす様な環境に好適である。又、超音波モー
タ５は電源を切った時の保持力が高い為、記録紙２をし
っかり固定する事が可能である。

【００１３】図２を参照してリニア型の超音波モータの
構造及び動作を詳細に説明する。振動子６の上面には一
対の凸部８，８が形成されている一方、下面には二分割
された圧電素子７が接合している。一対の圧電素子７に
対して互いに位相が９０°ずれたＡ相及びＢ相の高周波
電圧を印加すると、振動子６の凸部８が矢印で示す様に
楕円運動を行なう。この楕円運動により記録紙２は摩擦
力を介した駆動力を得、給紙方向Ｆに自走する。ステッ
ピングモータの様な電流駆動に対し、超音波モータ５は
基本的に電圧駆動であり、プリンタ装置に適用する場合
低電圧駆動化が望まれる。又、駆動回路としては単純な
定電流回路ではなく、高周波電圧を出力する為発振回路
を組込む必要があり、若干複雑化する。この駆動回路の
仕様としては、例えば電源電圧が１２Ｖで定格電流は
０．２〜０．３Ａ程度である。超音波モータ５の実際の
駆動は例えば１００kHzの交流電圧で行ない、その波高
値は４０〜６０Ｖｐ−ｐ程度である。超音波モータ５に
加える圧力は例えば１kg程度である。なお、（Ｂ）に示
す様に、圧電素子７として複数の電極７ａと圧電セラミ
ックス７ｂを交互に重ねた積層型を用いれば高出力トル
クが得られる。さらに、（Ｃ）に示す様に、駆動回路の
一部として発振回路に圧電素子７を取込んだ自励振駆動
方式を採用してもよい。なお、スイッチＳＷは超音波モ
ータの方向切換えが必要になった場合に用いる。

【００１４】図３に本発明に係る記録紙を供給する駆動
源になるリニア型超音波モータの他の実施例を示す。本
実施例で用いるリニア型超音波モータは、電極５１ａ、
５１ｂ、５１ｃ、・・・と圧電素子５０ａ、５０ｂ、５
０ｃ、・・・とを交互に重ね合わせた積層型圧電素子５
０を用いて構成され、図２に示したリニア型超音波モー
タとは構成が異なり、積層型圧電素子５０自体が振動子
として機能することが特徴になる。このようにリニア型
超音波モータを構成することで、より大きな推力が得ら
れるとともに、圧電素子と振動子を接合する必要がなく
なるため、より安価な装置が実現できる。また、積層型
圧電素子５０の積層方向の一方の端面には外部電極５２
ａ、５２ｂ、・・・が形成され、各々の外部電極に所定
の電気的駆動信号を入力することにより駆動を行う。更
に、積層型圧電素子５０の積層方向の他方の端面、すな
わち記録紙と接触する側の端面には一対の摩擦部材５
３、５４が装着されている。

【００１５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、リ
ニア型の超音波モータを用いて記録紙をダイレクト駆動
している。これによりプリンタ装置の構造が非常に簡略
化できる。超音波モータは従来のステッピングモータに
比べ雑音が少ない為静粛性が要求される用途に好適であ
る。又、超音波モータはステッピングモータの様に磁界
を発生しない為、特に磁界が悪影響を及ぼす様な用途に
好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるプリンタ装置の基本的な構成を
示す断面図である。

【図２】本発明にかかるプリンタ装置の要部を構成する
超音波モータの動作説明に供する模式図である。

【図３】本発明にかかるプリンタ装置における超音波モ
ータの積層型圧電素子が振動子を兼ねて構成された例を
示す要部の断面図である。

【図４】ステッピングモータを駆動源として用いた従来
のプリンタ装置を示す模式的な斜視図及び断面図であ
る。

【図５】ロータリ型の超音波モータを駆動源として用い
た従来のプリンタ装置の一例を示す模式的な斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ プラテン ２ 記録紙 ３ サーマルヘッド ５ 超音波モータ ５ａ 超音波印加部 ５ｂ 加圧部 ６ 振動子 ７ 圧電素子 ８ 凸部 ９ 高周波電源 １０ 押え板 １１ 加圧バネ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録紙の幅方向に沿って配置されたプラ
   テンと、該記録紙を間にしてプラテンに圧接し一行毎に
   印字動作を行なう印字ヘッドと、プラテンに対して進入
   側から排出側に向う給紙方向に沿って印字動作に同期し
   ながら記録紙を給送する給送手段とを備えたプリンタ装
   置において、 前記給送手段は、排出側で記録紙に接触して超音波振動
   を印加する超音波印加部と、該記録紙を超音波印加部に
   対して押圧し該超音波振動を摩擦力に転換して該記録紙
   を給紙方向に引き出す加圧部とを備えた超音波モータか
   らなることを特徴とするプリンタ装置。