JP2008006672A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつスムーズに開閉できる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、プリンタ本体１２とカバー１４とを備えている。カバー１４は、プリンタ本体１２に閉状態と開状態との間で回動可能に取り付けられている。カバー１４にプラテンローラ２５が設けられ、プリンタ本体１２にサーマルヘッド４１が設けられている。閉状態においてサーマルヘッド４１はプラテンローラ２５に対向配置され、プラテンローラ２５を押圧する。サーマルプリンタ１０は、プリンタ本体１２とカバー１４とを係合及び解除するロック機構としての係合爪３０及び係合ピン１９を備えている。この係合爪３０とサーマルヘッド４１とがリンク部材５０によって接続されている。係合爪３０の係合解除に伴いサーマルヘッド４１がプラテンローラ２５から退避する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、開閉可能なカバーを備えたサーマルプリンタに関する。

プリンタ本体にカバーが回動開閉可能に取り付けられたサーマルプリンタであって、プリンタ本体側にサーマルヘッドが設けられ、カバー側にプラテンローラが設けられたものが知られている（例えば特許文献１参照）。ここでは、所望の搬送力および印字圧力を得るため、閉状態においてサーマルヘッドがプラテンローラに対して押圧されている。このサーマルプリンタにおいては、プリンタ本体とカバーとがロック機構によって互いに係合することで閉状態が維持され、ロック機構の係合が解除されてカバーがプリンタ本体から離されることにより開状態となる。
米国特許第３１１８４６９号明細書

しかしながら、上記構成のサーマルプリンタにおいては、閉状態においてサーマルヘッドがプラテンローラに押圧され、摩擦力が生じているため、ロック機構の係合が解除されても、この摩擦力が抵抗となって開閉が困難となる場合がある。

そこで本発明は、容易かつスムーズに開閉できるサーマルプリンタを提供することを目的とする。

本発明の一例にかかるサーマルプリンタは、プリンタ本体と、前記プリンタ本体に閉状態と開状態との間で回動可能に取り付けられたカバーと、前記カバーに設けられたプラテンローラと、前記プリンタ本体に設けられ、閉状態において前記プラテンローラに対向配置され、前記プラテンローラを押圧するサーマルヘッドと、前記プリンタ本体と前記カバーとを係合及び解除するロック機構と、前記サーマルヘッドと前記ロック機構とを連動させ、前記ロック機構の係合解除に伴い前記サーマルヘッドを前記プラテンローラから退避させる連動部材と、を具備したことを特徴とする。

本発明のサーマルプリンタは、連動部材を設けたことにより、ロック部材の係合解除に伴って、サーマルヘッドをプラテンローラから退避させるため、容易かつスムーズに開閉できる。

以下に本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタ１０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、サーマル用紙１１に印刷する機能を有し、例えば店舗等の金銭登録機に使用することができる。

サーマルプリンタ１０は、上部が開口されたプリンタ本体１２と、この開口部を覆うカバー１４とを備えている。カバー１４は、プリンタ本体１２の上方に形成されたヒンジ部１５に回動開閉可能に取り付けられている。

ヒンジ部１５には付勢部材としてのねじりばね１６が設けられている。ねじりばね１６の一端はプリンタ本体１２に当接し、他端はカバー１４に当接している。このねじりばね１６により、カバー１４がプリンタ本体１２に対して開方向に付勢されている。

カバー１４の側部には係合ピン１９が設けられている。係合ピン１９は、軸心が水平に延びる円柱状に形成され、閉状態において後述する係合爪３０の係合凹部３３の内側に位置し、係合凹部３３と係合する。

カバー１４の上部に、係合爪３０を回動させるための操作部材２０が設けられている。操作部材２０は、カバー１４の上面に形成された孔部に挿通される軸部２１を有する。軸部２１の先端には、係合爪３０と当接する傾斜面２１ａが形成されている。軸部２１の上方に、孔部より大きい径を有する円盤状のボタン部２２が連結されている。ボタン部２２とカバー１４の上面との間には弾性体２３が設けられている。この弾性体２３は、例えば軸部２１の周りに配置された巻きばねなどであり、操作部材２０を上方に付勢する。操作者により、ボタン部２２に下方の一定以上の力が加わると、この弾性体２３が伸縮するとともに、操作部材２０が下方に直線移動する。力が解除されると、弾性体２３の弾性復元力により操作部材２０が元の位置まで上昇する。

カバー１４の前端にプラテンローラ２５が設けられている。プラテンローラ２５は、軸受２６を介してカバー１４の左右側部に支持されて水平方向に延びる回転可能なプラテン軸２７に一体に取り付けられている。プラテンローラ２５は、水平方向に延びる円柱状に形成され、プラテン軸２７と一体に回転することができる。このプラテンローラ２５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。プラテンローラ２５は、閉状態においてサーマル用紙１１を挟んで後述するサーマルヘッド４１と対向するように配置されている。

さらに閉状態においてプラテンローラ２５の上方にはサーマル用紙１１を切断するためのカッタ機構２８が設けられている。

プリンタ本体１２の内部後方に、サーマル用紙１１を収容する用紙収容部２９が設けられている。サーマル用紙１１は、基紙と、この基紙の一方の面（例えば表面）に形成された感熱層とからなる。感熱層は、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、感熱層が外側を向くように図１に示すようにロール状に巻かれた状態で用紙収容部２９に配置されている。

プリンタ本体１２の側部には、ロック機構の一例を構成する係合爪３０が第１回動軸３１を介して取り付けられている。係合爪３０は、第１回動軸３１を中心に回動可能に構成されている。係合爪３０の上端に斜面３２が形成されている。係合爪３０の上部後方には係合ピン１９と係合する係合凹部３３が形成されている。また、第１回動軸３１を中心とした係合凹部３３の反対側、すなわち下部３４には連動部材の一例としてのリンク部材５０の一端が取り付けられている。係合爪３０の下端には、弾性部材５２の一端が取り付けられている。

プリンタ本体１２の前端には、サーマルヘッドユニット４０が設けられている。サーマルヘッドユニット４０は、サーマルヘッド４１、ヒートシンク４２、付勢手段４３、及びばね座４４を含む。プリンタ本体１２に第２回動軸４５を中心として回動可能に取り付けられたヒートシンク４２は、放熱構造としての機能を有する。サーマルヘッド４１はヒートシンク４２に取り付けられ、第２回動軸４５より上端側においてプラテンローラ２５の方向に押圧されている。

ヒートシンク４２の、第２回動軸４５よりも下方の端部には、リンク部材５０が取り付けられる長孔状の取付部４６が形成されている。この取付部４６にリンク部材５０の端部がクリアランスを有した状態で回動可能に取り付けられている。このクリアランスにより、ボタン部２２に一定以上の力が加わらない限り係合爪３０が回動しないため、通常時に一定の印字圧力が確保される。

サーマルヘッド４１は、後ろ向きかつ縦向き（ほぼ垂直）の姿勢で配置されている。サーマルヘッド４１は、閉状態においてサーマル用紙１１の感熱層に接し、かつ、このサーマル用紙１１を挟んでプラテンローラ２５に対向するように配置されている。

ヒートシンク４２の背面側、すなわちサーマルヘッド４１と反対側には付勢手段４３が設けられている。付勢手段４３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１２の前端部に設けられたばね座４４とヒートシンク４２との間に、圧縮された状態で配置されている。付勢手段４３は閉状態においてサーマルヘッド４１をプラテンローラ２５に向けて図１中の矢印Ａ方向に押圧している。

ヒートシンク４２と係合爪３０とを接続するリンク部材５０は、棒状に形成されている。リンク部材５０の一端は係合爪３０の下部に固定され、他端はヒートシンク４２の取付部４６にクリアランスを有した状態で取付られている。

弾性部材５２は、例えば伸縮可能なばね部材で構成されている。弾性部材５２の一端５４はプリンタ本体１２接続され、他端５３は係合爪３０の下端３５に接続されている。一定以上の力でボタン部２２が押下されると係合爪３０が傾くとともにこの弾性部材５２が伸長する。弾性部材５２は、ボタン部２２にかかる力が取り除かれると縮小し、その弾性復元力により係合爪３０の下端３５を引っ張ることにより、係合爪３０の傾きを規制する。

プリンタ本体１２の内部における用紙収容部２９の前方に、駆動源としてモータ６０が取付部を介して取り付けられている。モータ６０は、例えば正逆回転可能なステッピングモータなどであり、リバースフィード印刷が可能となっている。モータ６０は、出力軸６１及びこの出力軸６１と一体に回転する出力ギヤ６２を備えている。

モータ６０の前方かつ上方に、駆動ギヤ６３が設けられている。駆動ギヤ６３は出力ギヤ６２に噛合うように配置されている。駆動ギヤ６３は、軸受６４を介してプリンタ本体１２の左右側壁に支持されて水平方向に延びる回転可能な軸６５に一体に取り付けられている。

さらに、カバー１４の先端のプラテンローラ２５の隣に、プラテンギヤ７０がプラテン軸２７に一体に取り付けられている。このプラテンギヤ７０は閉状態において駆動ギヤ６３に噛合うように配置されている。すなわち、駆動ギヤ６３の回転に伴い、プラテンギヤ７０、プラテン軸２７及びプラテンローラ２５が一体に回転するように構成されている。

用紙収容部２９に収納されたロール状のサーマル用紙１１の先端部は、サーマルヘッド４１とプラテンローラ２５との間を、下から上に向って縦方向に進み、カッタ機構２８を通ってから矢印Ｂで示す上方に排出されるようになっている。

次に本実施形態にかかるサーマルプリンタ１０の動作について説明する。
図１に示す閉状態においては、操作部材２０は弾性体２３に押し上げられて上方に位置している。このとき、係合爪３０は起立し、係合ピン１９が係合凹部３３に位置する係合状態となっている。サーマルヘッド４１が上部の押圧部位においてサーマル用紙１１を挟んでプラテンローラ２５方向に押圧されている。このため、サーマルヘッド４１とプラテンローラ２５とサーマル用紙１１との間には摩擦力が生じている。このときプラテンギヤ７０と駆動ギヤ６３とは噛合っており、動力伝達が可能である。

この状態でモータ６０が駆動されると、モータ６０の出力ギアが例えばＲ１方向に回転し、この回転により駆動ギヤ６３がＲ２方向に回転する。また、駆動ギヤ６３と噛合っているプラテンギヤ７０がＲ３方向に回転するとともにプラテン軸２７に取り付けられたプラテンローラ２５も一体にＲ３方向に回転する。このとき、サーマルヘッド４１との間で、摩擦力によりサーマル用紙１１が搬送され、印刷が行われる。用紙はプラテンローラ２５とサーマルヘッド４１の間を上方に進む。

ここで、図２に示されるように、操作部材２０のボタン部２２に一定以上の下方向の力が入力されると、ボタン部２２が弾性体２３を圧縮しながら下方に直線移動する。軸部２１材の先端に形成された傾斜面２１ａが係合爪３０の上端に設けられた斜面３２を押すことにより係合爪３０がＲ４方向に回動する。この回動により、係合凹部３３が前方に移動し、係合ピン１９から退避する。こうして係合ピン１９が係合凹部３３から外れ、解除状態となる。係合爪３０の回動に伴い、伴い係合爪３０の下部３４に接続されたリンク部材５０が後方に引っ張られる。係合爪３０の下端に部３５取り付けられた弾性部材５２が引っ張られて伸長し、弾性復元力が生じる。取付部４６に設けられたクリアランスによって定められる所定値以上、リンク部材５０が後方に移動すると、ヒートシンク４２の下端部４６が後方に引っ張られる。これに伴いヒートシンク４２が第２回動軸４５を中心にＲ５方向に回動する。ヒートシンク４２の上部に形成されたサーマルヘッド４１がＲ５方向に回動するとともにプラテンローラ２５から退避する。このときサーマルヘッド４１は、カバー１４の開閉に伴って移動するプラテンローラ２５の移動軌跡から離れる方向に退避する。こうしてサーマルヘッド４１及びプラテンローラ２５による摩擦力が取り除かれる。この結果、ねじりばね１６の不勢力力でカバー１４がヒンジ部１５を中心としてＲ６開方向に回動し、図３に示される開状態となる。係合解除状態となった後、ボタン部２２を押圧する力が解除されると、弾性部材５２により係合爪３０の下端３５が前方に引っ張られ、係合爪３０が起立する。これに伴い、リンク部材５０が再度後方へ戻るとともにサーマルヘッド４１もＲ５の反対方向に回動して閉状態と同じ姿勢に戻る。カバー１４を開けると、プラテンローラ２５がサーマルヘッド４１から離れるとともに、プラテンギヤ７０が駆動ギヤ６３から離れる。こうしてプリンタ本体１２の上面側が開放され、サーマルヘッド４１やプラテンローラ２５が外部に完全に露出した状態となる。ここで、係合爪３０の回動に伴い係合状態が解除されるのと、サーマルヘッド４１が退避するのとは、どちらが先であっても適用可能であるが、予めサーマルヘッド４１を退避させる構成とすると、プラテンローラ２５及びサーマルヘッド４１の表面を保護することができる。

カバー１４を閉じる際は、開状態において上方に位置するカバー１４の端部に下方向に一定以上の力を加え、カバー１４をＲ６方向と反対方向に回動させる。係合ピン１９が係合爪３０の上端に当接した後、そのまま力を加え続けると、係合爪３０が回動するとともに係合ピン１９が係合爪３０の上端の斜面３２を滑って移動する。このとき、係合爪３０がＲ４方向に回動するとともにサーマルヘッド４１がＲ５方向に回動し、プラテンローラ２５から退避した状態となる。係合ピン１９が係合凹部３３の位置に到達すると、係合凹部３３の内側に入り込むとともに係合爪３０が起立し、元の姿勢に戻る。こうして、カバー１４がプリンタ本体１２の上面を覆って閉状態となるとともに、係合凹部３３と係合ピン１９とが係合することにより閉状態が維持される。

本実施形態にかかるサーマルプリンタ１０は以下に掲げる効果を奏する。
ヒートシンク４２の下端と係合爪３０の下端を連結するリンク部材５０を備えたことにより、単純な構成で、係合解除の際にサーマルヘッド４１をプラテンローラ２５から退避させることができる。したがって、抵抗となる摩擦力を解除することができる。閉める際にも退避するため、プラテンローラ２５やサーマルヘッド４１の表面が互いに接触して損傷するのを防ぐことができる。また、開状態では、プラテンローラ２５とサーマルヘッド４１とが離れるので、サーマル用紙１１のセットが容易となる。さらにカバー１４側にプラテンローラ２５を設け、プリンタ本体１２側にサーマルヘッドユニット４０を設けたため、カバー１４の構成を単純かつ軽量にすることができる。

伸縮可能な弾性部材５２により力が作用していない際に係合爪３０の傾きを規制することができる。また、取付部４６を長孔状に形成し、クリアランスを設けたことにより、所定値以上の力が入力されない限りサーマルヘッド４１が移動しないため、開閉時以外の通常時における印字圧力を安定させることができる。また、ヒンジ部１５にねじりばね１６を設けたことにより、操作部材２０を押下するだけで簡単に開くことができる。ねじりばね１６により開状態における用紙交換中などにカバー１４が閉まるのを防ぐことができる。また、閉める際にも、係合状態となるまで一定の作動感を伴うため、確実な操作を促すことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上述した第１実施形態では、付勢部材としてねじりばね１６を用いた場合を示したが、この他、図４に示すようなカム機構８０を用いても良い。ここで付勢部材としてのカム機構８０は伸縮可能なばね部材８１と、カム部８２とを備えている。ばね部材８１は、その一端８１ａがカバー１４に取り付けられるとともに他端８１ｂがカム部８２に接続されている。カム部８２はカバー１４に回動可能に取り付けられ、その一端８２ａにばね部材が取り付けられている。カム部の他端８２ｂは閉状態においてプリンタ本体１２の側部上端１２ａに当接する。この閉状態ではばね部材８１はカム部８２によって引っ張られ、伸長状態となる。ロック機構の係合が解除されると、ばね部８１の弾性復元力によりカム部８２の一端が前方に引っ張られる。このため、カム部８２が回動し、他端８２ｂがプリンタ本体１２を相対的に押圧し、カバー１４部を押し上げる。この場合にも上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記第１実施形態例では、ボタン部２２が押圧されることにより直線運動する操作部材２０を用いたが、レバー式など、他の構成も適用可能である。

この他、本発明を実施するにあたり、各構成部材の具体的な形状など、本発明の構成要素を発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態に係るサーマルプリンタの閉状態における内部を模式的に示す側面図。 同サーマルプリンタの係合解除状態における内部を模式的に示す側面図。 同サーマルプリンタの係合解除状態における内部を模式的に示す側面図。 他の実施形態にかかるサーマルプリンタの内部構造を模式的に示す側面図。

符号の説明

１０…サーマルプリンタ
１１…サーマル用紙
１２…プリンタ本体
１４…カバー
１９…係合ピン
２０…操作部材
２５…プラテンローラ
３０…係合爪
３３…係合凹部
４１…サーマルヘッド
４２…ヒートシンク
５０…リンク部材
５２…弾性部材

Claims (4)

1. プリンタ本体と、
   前記プリンタ本体に閉状態と開状態との間で回動可能に取り付けられたカバーと、
   前記カバーに設けられたプラテンローラと、
   前記プリンタ本体に設けられ、閉状態において前記プラテンローラに対向配置され、前記プラテンローラを押圧するサーマルヘッドと、
   前記プリンタ本体と前記カバーとを係合及び解除するロック機構と、
   前記サーマルヘッドと前記ロック機構とを連動させ、前記ロック機構の係合解除に伴い前記サーマルヘッドを前記プラテンローラから退避させる連動部材と、
   を具備したことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記ロック機構は、前記プリンタ本体に対して係合位置と解除位置との間で第１回動支点を中心に回動可能に取り付けられ、前記第１回動支点を中心とした一方側に前記カバー部と係合する係合部を有し、かつ、他方側が前記連動部材に接続された係合爪を備え、
   前記サーマルヘッドは、前記プリンタ本体に第２回動支点を中心に回動可能に取り付けられたヒートシンクに固定され、
   前記第２回動支点を中心として前記サーマルヘッドが前記プラテンローラを押圧する押圧部位の反対側において、前記ヒートシンクが前記連動部材に接続され、
   前記ロック機構の前記係合位置から前記解除位置への回動に伴い、前記連動部材を介して前記ヒートシンクが回動することにより、前記押圧部位において前記サーマルヘッドが前記プラテンローラから退避することを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
3. 前記連動部材は、前記ヒートシンクまたは前記係合爪に、クリアランスを有して取り付けられていることを特徴とする請求項２記載のサーマルプリンタ。
4. 一定以上の力によって弾性変形可能であり、前記係合爪の前記他方側の端部と、前記プリンタ本体とを接続し、変形力が解除された状態において、その弾性復元力により前記係合爪の傾きを規制する弾性部材を備えた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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