JP6450484B2 - サーマルプリンタ - Google Patents
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Description
この構成によれば、プリンタカバーの開閉操作に伴って、サーマルヘッドとプラテンローラとを分離可能に組み合わせることができる。そのため、ヘッドユニット及びプラテンユニットが筺体内部に一体的に組み合わされた構成(一体タイプ)に比べて、記録紙のセット時、紙ジャム処理時、或いはサーマルヘッドやプラテンローラ等のメンテナンス時、交換時等における作業性を向上できるとされている。
通常、プリンタカバーの開操作を行う場合には、ロック機構を解除する解除部(解除レバーや解除ボタン等)を操作する必要があるので、ユーザーに共通の操作を行わせることが可能であるが、閉操作を行う場合には、プリンタカバーの任意の位置を押圧操作することが可能であるので、ユーザーによってその操作位置が異なる。
例えば、プリンタカバーのうち、プリンタカバーに取付けられているプラテンローラの長手方向の中央部に相当する部分を押圧操作する場合や、プラテンローラの端部に相当する部分を押圧操作する場合等、その操作位置は同一箇所に限られるものではない。
片ロックが生じると、サーマルヘッドに対してプラテンローラが均一に適度な接触圧で接触しないので、印字不良や印字品質の低下を招いてしまう上、紙ジャム等を発生させ易くなってしまものであった。
本発明に係るサーマルプリンタは、記記録紙が収納されるケーシングと、前記ケーシングに第1回動軸周りに回動可能に連結され、前記ケーシングを開閉するプリンタカバーと、を有するサーマルプリンタであって、前記ケーシングに設けられ、サーマルヘッドを有するヘッドユニットと、前記プリンタカバーに設けられ、前記プリンタカバーの開閉操作に伴って前記ヘッドユニットに対して分離可能に組み合わされるとともに、前記記録紙を紙送りするプラテンローラを有するプラテンユニットと、を備え、前記プラテンユニットは、前記第1回動軸と平行な第2回動軸周りに回動可能、かつ前記第2回動軸に直交する方向に沿ってスライド移動可能に前記プリンタカバーに取り付けられ、前記プリンタカバーと前記プラテンユニットとの間には、前記第2回動軸周りに前記プラテンローラを前記プリンタカバーから離間する方向に向けて付勢する付勢部材が設けられ、前記プラテンユニットは、前記プリンタカバーの開位置において、前記付勢部材によって前記第2回動軸周りの前記プリンタカバーの閉方向に向けて付勢されている。
よって、従来のような片ロックを発生させることがなく、サーマルヘッドとプラテンローラとを最適なセット状態で確実に組み合わせることができる。そのため、高品質な印刷を行うことができる上、紙ジャム等の発生を抑制することができる。
<サーマルプリンタの構成>
図1はプリンタカバー3の閉位置におけるサーマルプリンタ1を示す斜視図である。図2はプリンタカバー3の開位置におけるサーマルプリンタ1を示す斜視図であり、図3はプリンタカバー3の閉位置におけるサーマルプリンタ1の正面図である。
図1〜図3に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ1は、ロール紙R(図2参照)から引き出された記録紙P(感熱紙)に印刷を行って、記録紙Pをチケットやレシート等として利用することができるプリンタであって、ケーシング2と、プリンタカバー3と、プリンタカバー3側に設けられたプラテンユニット4(図2参照)と、ケーシング2側に設けられたヘッドユニット5(図2参照)と、を備えている。
図2に示すように、ケーシング2は、樹脂材料や金属材料、或いはこれらを適宜組み合わせることで、前方FWに開口するキューブ状に形成されており、基本骨格となるフレーム体と、フレーム体を覆う外装カバーと、で構成されている。
ロール紙収納部10は、上述したフレーム体の一部により構成された前方FWに向けて開口する箱型とされ、その内側にロール紙Rが幅方向を左右方向L3に一致させた状態で収納される。
図3、図4に示すように、解除レバー13は、ロック位置P1とリリース位置P2との間で回動操作可能とされ、リリース位置P2に移動した際にケーシング2及びプリンタカバー3のロックを解除するレバーである。具体的に、解除レバー13は、レバー本体14、操作突起15、及び連結体16を備えている。
図4、図5に示すように、連結体16は、レバー本体14の下端部から左右方向L3の内側に向けて突出した断面U字状に形成され、その内側にヘッドユニット5の後述するレバー部25が嵌合されている。
図6は図3のC−C線に沿う断面図である。
図6に示すように、上述したヘッドユニット5は、サーマルヘッド21及び可動刃22が主に組み込まれたユニットであって、ケーシング2内における上部前側に配設されている。図6に示す例では、ヘッドユニット5は、ケーシング2の上面から下方に向けて延設された内部プレート2c上に固定され、ロール紙収納部10よりも前方FWで保持されている。
図6、図7に示すように、ヘッドユニット5は、内部プレート2c上に固定される金属製のヘッドフレーム23と、上述したサーマルヘッド21及び可動刃22と、可動刃22を駆動させる可動刃駆動系24と、ヘッドフレーム23に回動可能に支持されたレバー部25と、レバー部25の回動動作に連動して可動刃22へ駆動力の伝達を解除する解除機構26(図7参照)と、を備えている。なお、図7に示すように、ヘッドフレーム23は、左右方向L3に沿って延在する基部27と、基部27における左右方向L3の両側に配設された一対の側壁部28a,28bと、基部27及び各側壁部28a,28bを前方及び側方から取り囲むカバーフレーム29と、を備えている。
図8に示すように、可動刃22は、プリンタカバー3の閉位置において、ヘッドユニット5とプラテンユニット4とが組み合わさったときに、固定刃82に前後方向L1で対向するように配設されている。可動刃22は、根元から刃先22aまでの長さが両端から中央に向かって漸次短くなるように形成されたV字状の板状の刃である。また、図7に示すように、可動刃22は、根元側において可動刃ホルダ31に固定されている。可動刃ホルダ31は、左右方向L3に沿って延在する板状とされ、可動刃駆動系24の動作によってヘッドフレーム23に対して上下方向L2にスライド移動可能に構成されている。
図7、図9に示すように、可動刃駆動系24は、可動刃ホルダ31に取り付けられたラック32と、ラック32に噛合され、正逆回転可能なカッター用モータM1と、カッター用モータM1の駆動軸M1aに連結された駆動歯車33と、駆動歯車33の回転に伴って回転し、ラック32を上下方向L2に沿って直線移動させるピニオン34と、を備えている。
カッター用モータM1は、ヘッドフレーム23の各側壁部28a,28b間のうち、一方の側壁部28a側に配設されている。また、カッター用モータM1の駆動軸M1aは、一方の側壁部28aを貫通して一方の側壁部28aに対して外側に突出しており、この突出部分に駆動歯車33が連結されている。
ピニオン34は、対応する各ラック32に噛合するように一対で設けられている。また、各ピニオン34同士は、左右方向L3に沿って延在するシャフト35により連結されている。各ピニオン34のうち、一方の側壁部28a側に位置するピニオン34と、駆動歯車33と、の間には、両者(駆動歯車33及びピニオン34)に噛合する中間歯車36が配置されている。
よって、カッター用モータM1の駆動により駆動歯車33が回転すると、カッター用モータM1の回転力が中間歯車36を介してピニオン34に伝わり、ラック32が直線移動する。
また、ヘッドフレーム23の一方の側壁部28aのうち、駆動歯車33の後方に位置する部分には、左右方向L3の外側に向けて突出する固定ピン41が設けられている。この固定ピン41には、ねじりバネ42が固定されている。
リリースカム43bは、解除プレート43の回転中心から下方に向けて突出している。また、解除プレート43の上端縁には、上述した揺動プレート37のピン38がねじりバネ42とは反対側から当接している。なお、上述した揺動プレート37、ねじりバネ42及び解除プレート43は、上述した解除機構26として機能する。
図11に示すように、ヘッドフレーム23の他方の側壁部28b側には、ピニオン34に噛合する第1歯車45が他方の側壁部28bに回転支持されている。第1歯車45にはコイルバネ46が組み込まれている。
コイルバネ46は、ピニオン34が回転して可動刃22が固定刃82に向けてスライド移動したときに圧縮され、ピニオン34を逆転させる方向に第1歯車45を付勢している。
プラテン用歯車列53は、プラテン用駆動歯車52に噛合する第2歯車54と、第2歯車54に噛合する第3歯車55と、第3歯車55に噛合するとともにプラテンローラ81の後述する従動歯車95に噛合する第4歯車56と、を備えている。
また、サーマルヘッド21と基部27との間には、サーマルヘッド21を下方(プラテンローラ81側)に向けて付勢するコイルバネ21b(図15参照)が介在している。これにより、プラテンローラ81によって送り出される記録紙Pに対してサーマルヘッド21を確実に押し付けることができ、良好な印刷が可能とされている。
第2凹部62は、前斜め下方に向けて開口する半円形状の凹部であり、プリンタカバー3の閉位置において、プラテンユニット4の後述するロックピン105を収容する。
図2、図3に示すように、本実施形態のプリンタカバー3は、外部に露出する外装カバー71と、外装カバー71の内側に配置されて外装カバー71を補強する補強部材(第1補強部材77及び第2補強部材78)と、を有している。
外装カバー71は、外面が上述したケーシング2の外装カバーとともにサーマルプリンタ1の外観をなすように形成され、その下部に上述した第1回動軸11が連結されている。外装カバー71において、左右方向L3に沿う一方側(上述した解除レバー13側)に位置する部分には、サーマルプリンタ1を操作する操作ユニット73が配設されている。なお、外装カバー71のうち、操作ユニット73の上方に位置する部分は、ケーシング2側に配設された解除レバー13を避ける逃げ部71aが形成されている。
操作ボタン74は、例えば電源ボタンや紙送りボタンであり、外装カバー71の外面に押下可能に露出した状態で配置されている。図3の例において、操作ボタン74は、上下方向L2に沿って解除レバー13と並ぶように配置されている。
図12に示すように、第1補強部材77は、金属材料等により形成された板状とされ、外装カバー71の内面のうち、上下方向L2に沿う操作ユニット73の上部と排出口12との間に位置する部分(プリンタカバー3の操作位置周辺)に、左右方向L3に沿って配設されている。この場合、第1補強部材77は、プラテンユニット4のうち、少なくとも後述する第2回動軸115(図15参照)と前後方向L1で重なる領域に配置されている。
図13はプラテンユニット4の斜視図であり、図14はカバーフレーム87を取り外した状態を示すプラテンユニット4の斜視図である。
図12〜図14に示すように、プラテンユニット4は、プリンタカバー3の内面の上部において、上述した第1補強部材77と前後方向L1で重なる位置に取り付けられ、プリンタカバー3の開閉動作に伴ってヘッドユニット5に分離可能に組み合わせられている。具体的に、プラテンユニット4は、記録紙Pを送り出すプラテンローラ81と、プラテンローラ81に対して前方FWに配置された固定刃82と、これらプラテンローラ81及び固定刃82を支持するプラテンフレーム83と、プラテンユニット4をヘッドユニット5に組み合わせるためのロック機構84と、を有している。
図13、図15に示すように、カバーフレーム87は、左右方向L3に沿って延在する板状とされ、プラテンブロック86の前方及び下方を覆う断面視でL字状に屈曲されている。具体的に、カバーフレーム87のうち、プラテンブロック86の前方に位置するフロントカバー88は、プラテンブロック86に対して間隔をあけて配置されている。フロントカバー88の両端部には、プラテンブロック86に対して左右方向L3の外側に位置する一対のサイドカバー89(図13参照)が形成されている。
また、カバーフレーム87のうち、プラテンブロック86の下方に位置するアンダーカバー91には、後述するベースフレーム111に連結された一対の取付片92が形成されている。各取付片92は、アンダーカバー91における左右方向L3の両端部から下方に向けて突出するとともに、その厚さ方向(左右方向L3)に沿って貫通する取付孔93(図15参照)を有している。取付孔93は、上下方向L2に沿って延びる長孔とされている。
また、図14に示すように、シャフト101の他端側において、側壁部85bよりも外側に位置する部分には、扇形歯車103が連結されている。図9に示すように、扇形歯車103は、プリンタカバー3を閉めたときに、ヘッドユニット5側に設けられた上述したレバー部25の内歯車25aに噛合する。
ロックピン105は、上述した第2凹部62内に離脱可能に嵌り込んで係合されるものであって、その両端部が側壁部85a,85bに形成された長孔107(図14参照)内に支持されている。長孔107は、後方に向かうに従い上方に向けて傾斜する長円形状をなし、ロックピン105を移動可能に支持している。
また、プラテンブロック86とロックピン105との間には、ロックピン105を長孔107の上端部側(図14中の上端部側)に向けて付勢する付勢部材110(図15参照)が介在している。
固定板部112は、左右方向L3に沿って延在するとともに、上述した第1補強部材77と前後方向L1で重ね合わされた状態で、第1補強部材77とともにビス等の締結部材119によりプリンタカバー3(外装カバー71)の内面に固定されている。
次に、上述したサーマルプリンタ1の作用について説明する。
まず、図1、図2に示すように、ロール紙Rをケーシング2のロール紙収納部10内に投入した後、プリンタカバー3を閉操作する。この際、予め記録紙Pをケーシング2の外側に、ある程度の長さだけ引き出しておく。そして、引き出した記録紙Pをケーシング2の外側に引き出した状態のまま、プリンタカバー3を閉める。すると、プラテンユニット4とヘッドユニット5とが組み合わされることで、プリンタカバー3がケーシング2にロックされる。これにより、記録紙Pは、プラテンローラ81とサーマルヘッド21との間に挟まれた状態になるとともに、排出口12からケーシング2の外側に引き出された状態となる。
まず、図11に示すように、プラテン用モータM2を駆動してプラテン用駆動歯車52を回転させる。すると、プラテン用駆動歯車52の回転力がプラテン用歯車列53を介して従動歯車95に伝達されることで、プラテンローラ81を回転させることができる。これにより、サーマルヘッド21との間で挟みこまれた記録紙Pを紙送りすることができる。
また、これと同時にサーマルヘッド21に印字データに応じた制御信号を出力して発熱素子21aを適宜発熱させる。これにより、紙送りされる記録紙Pに対して、各種の文字や図形等を明瞭に印刷することができる。その後、印刷がなされた記録紙Pは固定刃82と可動刃22との間を通過する。
なお、固定刃82は可動刃22のスライド方向に直交する前後方向L3に揺動する上、付勢部材97によって前方に向けて付勢されているので、可動刃22に対して適度な接触圧で接触する。よって、固定刃82の刃先82aと可動刃22の刃先22aとの間に隙間を生じさせることなく、良好な切れ味で記録紙Pを切断できる。
まず、図4に示すように、解除レバー13の操作突片15aに例えば指先を引っ掛けながら、解除レバー13をロック位置P1からリリース位置P2に回動操作する。すると、解除レバー13に連動して、ヘッドユニット5のレバー部25が後方に向けて回動する。これにより、図10に示すように、レバー部25の内歯車25aに噛合する扇形歯車103が回動することで、押下部102を介して固定刃82が可動刃22から離間する方向(後方)に向けて揺動する。さらに、レバー部25の内歯車25aに噛合する解除プレート43が回動することで、解除プレート43を介してピン38がねじりバネ42の付勢力に抗する方向に押し込まれる。これにより、揺動プレート37が揺動して、上述した噛合解除状態となる。噛合解除状態になると、中間歯車36と駆動歯車33との噛合が解除され、カッター用モータM1から可動刃22への回転力の伝達が遮断される。
そして、ロックピン105が第2凹部62から離脱した状態で、プリンタカバー3を開方向に向けて回動させることで、プラテンローラ81の軸受部材81cが第1凹部61から離脱するとともに、ロール紙収納部10が開放される。その後、プリンタカバー3が開位置となることで、ロール紙収納部10内からロール紙Rを取り出したり、交換を行ったりすることが可能である。
まず、図16に示すように、プリンタカバー3を第1回動軸11(図6参照)周りの閉方向に向けて回動させ、プラテンユニット4とヘッドユニット5とが接近すると、プラテンユニット4側のロックピン105がヘッドユニット5側のロックピンガイド63bに当接する。この状態で、プリンタカバー3を閉方向にさらに押し込むことで、ロックピン105がロックピンガイド63bによって下方(付勢部材110の付勢力に抗する方向)に向けて押し退けられ、長孔107(図14参照)内の下端部側に向けて移動する。
これにより、プリンタカバー3が閉方向へ移動する。
その結果、従来のような片ロックを発生させることがなく、サーマルヘッド21とプラテンローラ81とを最適なセット状態で確実に組み合わせることができる。そのため、高品質な印刷を行うことができる上、紙ジャム等の発生を抑制することができる。
そして、プリンタカバー3の剛性を確保することで、プリンタカバー3の閉操作時において、外装カバー71の撓みや捩れ等の変形を抑制できる。これにより、プリンタカバー3の操作位置に関わらず、プラテン軸81a全体を均一に押し込むことができ、上述した片ロックを確実に抑制できる。
例えば、上述した実施形態では、記録紙Pが前方に排出される場合を例に挙げたが、プリンタの設置姿勢は任意に変更可能である。例えば、ケーシング2を縦向きに設置し、記録紙Pが上方に排出されるように使用しても構わない。
さらに、上述した実施形態では、外装カバー71と補強部材77,78によりプリンタカバー3を構成する場合について説明したが、それ以上の部品で構成してもよく、プリンタカバー3を一部品で構成しても構わない。
また、上述した実施形態では、ベースフレーム111と第1補強部材77とを別体で形成した場合について説明したが、両者を一体で形成する等しても構わない。
さらに、上述した実施形態では、本発明の付勢部材としてコイルバネ120を採用した場合について説明したが、これに限らず、板ばね等であってもよい。
いずれにしても、ロック位置P1とリリース位置P2との間で往復移動させることで、プリンタカバー3のロックを解除できれば良い。
(1)ロール紙Rの残量を検出し、検出した残量を確認するための機構。
(2)記録紙Pに印刷等によって予め明示されたマーク等の識別を検出する機構。
(3)記録紙Pの搬送負荷を軽減させる機構。
(4)テンションローラのような、記録紙Pの弛みを除去する機構。
(5)記録紙Pの瞬間的な張りに対するダンパ機構。
(6)記録紙Pの巻き癖を除去する機構。
(7)プリンタカバー3の急激な開閉動作を規制するためのダンパ機構。
2…ケーシング
3…プリンタカバー
4…プラテンユニット
5…ヘッドユニット
11…第1回動軸
21…サーマルヘッド
77…第1補強部材(補強部材)
78…第2補強部材(補強部材)
81…プラテンローラ
115…第2回動軸
120…コイルバネ(付勢部材)
P…記録紙
Claims (4)
- 記録紙が収納されるケーシングと、
前記ケーシングに第1回動軸周りに回動可能に連結され、前記ケーシングを開閉するプリンタカバーと、を有するサーマルプリンタであって、
前記ケーシングに設けられ、サーマルヘッドを有するヘッドユニットと、
前記プリンタカバーに設けられ、前記プリンタカバーの開閉操作に伴って前記ヘッドユニットに対して分離可能に組み合わされるとともに、前記記録紙を紙送りするプラテンローラを有するプラテンユニットと、
を備え、
前記プラテンユニットは、前記第1回動軸と平行な第2回動軸周りに回動可能、かつ前記第2回動軸に直交する方向に沿ってスライド移動可能に前記プリンタカバーに取り付けられ、
前記プリンタカバーと前記プラテンユニットとの間には、前記第2回動軸周りに前記プラテンローラを前記プリンタカバーから離間する方向に向けて付勢する付勢部材が設けられ、
前記プラテンユニットは、前記プリンタカバーの開位置において、前記付勢部材によって前記第2回動軸周りの前記プリンタカバーの閉方向に向けて付勢されている、
ことを特徴とするサーマルプリンタ。 - 前記付勢部材は、前記第1回動軸を基端とした前記プリンタカバーの先端方向において、前記第2回動軸よりも前記プリンタカバーの先端側に設けられている、
請求項1に記載のサーマルプリンタ。 - 前記プラテンユニットは、
前記プラテンローラを支持するプラテンブロックと、
前記プラテンブロックを覆うカバーフレームと、
前記カバーフレームから突出する一対の取付片と、
を備え、
前記プラテンユニットは、前記取付片を介して、前記第2回動軸に回動可能かつスライド移動可能に支持されている、
請求項1または2に記載のサーマルプリンタ。 - 前記取付片は、前記第2回転軸が挿通される取付孔を有し、
前記取付孔は、前記第2回転軸の垂直方向に沿って延びる長孔であり、かつ、
前記プラテンユニットは、前記取付孔の長手方向に沿ってスライド可能に支持されている、
請求項3に記載のサーマルプリンタ。
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