JP2013095046A - プリンタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロール紙Pが巻回されたロール50の外周面52と接触し、ロール50の直径の減少に対応して鉛直下方にロール50を移動させるロール支持部25(支持手段)を備え、ロール50を回転運動させてロール紙Pを引き出し印刷するサーマルプリンタ1であって、ロール50の外面に接触し、ロール50の回転運動に対して負荷を付与する負荷付与部材30(負荷付与手段)を備え、負荷付与部材30は、ロール50の径が小さくなるに従い、ロール50の鉛直下方への移動量Lに対応して負荷が増加するように形成されていることを特徴とする。
【選択図】図5
Description
サーマルプリンタは、ロール紙が巻回されたロールを支持する支持手段と、多数の発熱素子を有するサーマルヘッドと、サーマルヘッドとの間にロール紙を挟むプラテンローラと、歯車を介してプラテンローラを回転させ、ロールからロール紙を引き出す電動モータとを備えている。
ロールの支持手段としては、収容部内にロールを落とし込こんで収容部の底部に載置した状態で支持するドロップイン式や、ロールの中空孔にシャフトを挿通させて回転自在に支持する軸支式が採用されている。
また、印刷停止時は、電動モータを停止させることでプラテンローラの回転が停止する。ロールは、プラテンローラの回転の停止により収容部内で回転が停止する。これにより、サーマルヘッド側へのロール紙の搬送も停止する。
しかしながら、電動モータには、使用開始直後は、大径の重いロールからロール紙を引き出すのに必要とされるトルクに加え、板ばねの押圧力による負荷に対応したトルクが更に必要とされる。したがって、電動モータが大型化するおそれがある。
しかしながら、押圧力が小さい板ばねは、ロールの回転運動に対する負荷が不足し、ロールが小さく軽くなり、ロールの回転が速くなったときのロールの慣性力による回転を抑制しきれなくなり、ロール紙の弛みを抑制できないおそれがある。
また、ロール紙の使用を継続すると、ロール径が徐々に小さくなり、この結果、ロールが鉛直下方へ移動する量が次第に大きくなる。そして、ロール紙の使用量の増加に対応して、負荷付与手段からロールの回転運動に対する負荷が増加する。これにより、ロール紙の使用量が増加してロールが軽くなり支持手段とロールの外周面との摩擦力が小さいとき、すなわちロール自重が軽く慣性力により回転し易いときに、ロールの回転運動を抑制する大きな負荷を付与できる。したがって、ロールが軽く慣性力により回転し易いときでも、印刷停止時にロールが慣性力により回転するのを抑制でき、印刷停止時のロール紙の弛みを防止できる。
また、ロール紙の使用量が増加してロールの鉛直下方への移動量が第一所定値以上となったときには、ロールの側面周縁部と当接部の傾斜面とが当接した状態で、ロールの鉛直下方への移動に対応して当接部が軸方向外側に移動する。そして、ロールが鉛直下方へ移動するとともに当接部の軸方向外側への移動量が増加するので、ロール紙の使用量の増加に対応して付勢部の弾性力を増加させて、当接部をロールの軸方向内側に付勢できる。したがって、ロールが軽く慣性力により回転し易いときでも、印刷停止時にロールが慣性力により回転するのを抑制でき、印刷停止時のロール紙の弛みを防止できる。
さらに、付勢部と当接部とにより簡単な構造で低コストに負荷付与手段を形成できる。
また、負荷付与手段は平坦面を備えているので、ロールの側面を損傷することなく軸方向内側に押圧して、ロールの回転運動に対する負荷を付与できる。
ここで、本発明では、ロール紙の使用開始後、未使用時のロールの直径の50パーセントとなったときの移動量を第二所定値に設定している。このため、ロールの重量が重くロール紙の弛みにより電動モータが脱調しやすい領域と、ロールの鉛直下方の移動量が第二所定値に達するまでの領域とが対応している。
本発明によれば、ロールの重量が重くロール紙の弛みにより電動モータが脱調しやすい領域で、ロール紙の使用量の増加に対応して付勢部の弾性力を増加させて当接部をロールの軸方向内側に付勢できる。これにより、ロールの重量が重くロール紙の弛みに起因して電動モータが脱調しやすい領域で、印刷停止時にロールが慣性力により回転するのを確実に抑制でき、脱調の原因となる印刷停止時のロール紙の弛みを防止できる。したがって、電動モータの脱調を確実に防止できる。
また、ロール紙の使用を継続すると、ロール径が徐々に小さくなり、この結果、ロールが鉛直下方へ移動する量が次第に大きくなる。そして、ロール紙の使用量の増加に対応して、負荷付与手段からロールの回転運動に対する負荷が増加する。これにより、ロール紙の使用量が増加してロールが軽くなり支持手段とロールの外周面との摩擦力が小さいとき、すなわちロール自重が軽く慣性力により回転し易いときに、ロールの回転運動を抑制する大きな負荷を付与できる。したがって、ロールが軽く慣性力により回転し易いときでも、印刷停止時にロールが慣性力により回転するのを抑制でき、印刷停止時のロール紙の弛みを防止できる。
以下に、本発明に係るプリンタの第一実施形態について、図面を参照して説明をする。なお、本実施形態では、プリンタの一例として、サーマルプリンタを例に挙げて説明する。
図1は、プリンタカバー3を開けたときのサーマルプリンタ1の斜視図である。
図2は、プリンタカバー3を閉めたときのサーマルプリンタ1の平面図である。
図3は、図2のA−A線に沿った断面図である。
図1に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ1は、ケーシング2と、プリンタカバー3とを備えている。
なお、サーマルプリンタ1は、図1における上下方向が重力方向であり、床面Gに載置して使用されるものである。
サーマルヘッド4は、ロール50から引き出されるロール紙Pに印字を行う部材であり、開口部2aの縁部に沿って不図示の発熱素子が並んで配置されている。サーマルヘッド4が並んで配置される方向(図3における紙面表裏方向)は、ロール50の軸方向と一致している。
サーマルヘッド4は、ヘッド支持体16に固定されている。さらに、ヘッド支持体16は、コイルバネ等の付勢部材16aによって後述するプラテンローラ5側に付勢されており、サーマルヘッド4がプラテンローラ5に圧接されている。
図2に示すように、プリンタカバー3の先端側の角部には、開閉レバー8が設けられている。開閉レバー8を操作することにより、サーマルプリンタ1の外側からワンタッチでロック機構が解除され、プリンタカバー3を開けることができる。
可動刃11bは、制御部からの信号に基づいて駆動する電動モータ(いずれも不図示)によって、固定刃11a側に向かってスライド移動可能に設けられている。印刷ユニット10での印刷作業が終了すると、制御部から切断信号を受信して可動刃11bがスライド移動し、ロール紙Pが切断されるようになっている。
図1に示すように、ケーシング2の内側には、ロール50(図3参照)を収容するロール収容部20が設けられている。
ロール収容部20は、収容されるロール50(図3参照)の軸方向両端部に配置される一対の側壁21,22と、ロール50の外周面52(図3参照)と接するロール支持部25(請求項の「支持手段」に相当。)とにより形成されている。
テンションローラ9は、略円筒状に形成されており、一対の側壁21,22の間に渡し掛けられている。テンションローラ9は不図示のバネ等によりロール50から引き出されたロール紙P側に付勢されており、テンションローラ9の外周面はロール紙Pと常に接している。テンションローラ9の付勢力により、引き出されたロール紙Pには、ロール50の直径に関わらずテンションが付与される。したがって、ロール紙Pは、弛みが生じにくい状態でロール50から引き出されて搬送され、サーマルヘッド4とプラテンローラ5との間に導入される。
一対の側壁21,22の間には、ロール支持部25が設けられている。図3に示すように、ロール支持部25は、ロール50の軸方向に直交する断面形状が略V字形状に形成されており、ロール紙Pの搬送方向の下流側に設けられた第一摺接面26と、ロール紙Pの搬送方向の上流側に設けられた第二摺接面27と、第一摺接面26と第二摺接面27との間に設けられた底部28とにより形成されている。
第二摺接面27は平坦に形成されており、ロール紙Pの搬送方向の上流側から下流側(図3における右側から左側)に向かって、ケーシング2の下方に所定角度で傾斜するように配置されている。第二摺接面27の所定位置には、ロール50側に突出した第二突条部27aが、ロール50の軸方向に沿って形成されている。
底部28は、第一摺接面26の下端縁部と第二摺接面27の下端縁部とを所定の曲率で滑らかに接続することで形成されている。
ロール支持部25は、ロール紙Pが使用されてロール50の直径が減少するに従い、ロール50が鉛直下方に移動するように構成されている。具体的には、ロール50は、以下のように鉛直下方に移動する。
図4に示すように、直径R1を有する未使用のロール50がケーシング2の開口部2aからロール収容部20に投入されると、ロール50は、ロール支持部25に支持される。このとき、ロール50は、第一摺接面26の第一突条部26aと第二摺接面27の第二突条部27aとにより挟み込まれた状態でロール支持部25に支持されており、底部28から離間した状態となっている。
図5に示すように、ロール収容部20の一方の側壁21の外側面には、段差部41が形成されている。段差部41には、後述する負荷付与部材30が取り付けられている。
段差部41は、軸方向外側に所定の高さを有して形成された取付面41aと、軸方向に沿って設けられた締結孔41bと、取付面41aから軸方向外側に突出形成された突起部41cとを備えている。
取付面41aは、一方の側壁21よりも軸方向外側において、一方の側壁21と略平行に形成されている。締結孔41bは、軸方向外側に開口しており、内周面には雌ネジが形成されている。締結孔41bには、負荷付与部材30を取り付けるためのネジ42が締結されている。突起部41cは、締結孔41bを挟んで上下方向の両側に設けられており、負荷付与部材30の位置決めを行っている。
図6は、負荷付与部材30の斜視図である。
図6に示すように、負荷付与部材30は、ステンレスや銅等の金属からなる長尺板部材であり、例えばプレス加工により形成される。負荷付与部材30は、上下方向に長手方向を有しており、上方から下方に向かって取付部31、付勢部33、当接部35、先端部37の順に一体形成されている。
図5に示すように、取付部31の貫通孔31aには、ネジ42が挿通されている。ネジ42を段差部41の締結孔41bに締結することで、負荷付与部材30が段差部41に取り付けられている。また、取付部31の位置決め孔31b,31b内には、段差部41の突起部41cが配置されている。これにより、負荷付与部材30は、ロール50の径方向および周方向の位置決めがされる。
次に、図面を用いて、サーマルプリンタ1によりロール紙Pに印字したときの、負荷付与部材30の作用について説明をする。
図1に示すように、まず、プリンタカバー3を開き、ロール収容部20に未使用のロール50(図3参照)を配置する。これにより、図3に示すように、ロール50は、ロール支持部25の第一摺接面26の第一突条部26aと、第二摺接面27の第二突条部27aとの間に挟まれた状態で支持される。以上で、ロール50のセットが完了する。
続いて、ロール50からロール紙Pを引き出し、印刷ユニット10へと引き込む。これにより、プラテンローラ5とサーマルヘッド4との間にロール紙Pが配置されて、ロール紙Pへの印刷準備が完了する。
図8は、横軸をロール50の鉛直下方への移動量とし、縦軸を負荷付与部材30の付勢力Fとしたときのグラフである。
また、図7に示すように、未使用のロール50をロール収容部20内に配置したとき、ロール50の側面周縁部54と負荷付与部材30の当接部35とは、第一所定値L1だけ離間している。このとき、ロール50の鉛直下方への移動量Lは0であり、負荷付与部材30の付勢部33は弾性変形することがない。したがって、図8に示すように、付勢部33には、当接部35を軸方向内側へ付勢する付勢力Fは発生していない。
しかしながら、ロール紙Pの使用量が少なく、ロール50の鉛直下方への移動量Lが第一所定値L1未満のときは、ロール50の重量が十分重い。このため、ロール50の外周面52と、ロール支持部25との摩擦力により、印刷停止時にロール50が慣性力により回転するのを抑制できる。したがって、ロール紙Pの使用量が少なく、ロール50の鉛直下方への移動量Lが第一所定値L1未満のときは、ロール50と印刷ユニット10との間でロール紙Pが弛むことがほとんどない。
したがって、ロール50の重量が重くロール紙の弛みによりステッピングモータが脱調しやすい領域で、ロール紙Pの使用量の増加に対応して付勢部33の弾性力を増加させて当接部35をロール50の軸方向内側に付勢できる。これにより、ロール50の重量が重くロール紙Pの弛みに起因してステッピングモータが脱調しやすい領域で、印刷停止時にロール50が慣性力により回転するのを確実に抑制でき、脱調の原因となる印刷停止時のロール紙Pの弛みを防止できる。したがって、ステッピングモータの脱調を確実に防止できる。
このとき、付勢力Fが一定になることでロール50は慣性力により回転しやすくなるが、ロール紙Pの弛みが発生しても、ロール50が軽いのでステッピングモータの脱調は発生しない。したがって、ロール紙Pの残量が少なくなったときでも、ステッピングモータの脱調を抑制できるとともに、負荷付与部材30の当接部35との当接により、ロール紙Pの感熱面が損傷するのを防止できる。
本実施形態によれば、ロール紙Pの使用開始直後は、ロール50の鉛直下方への移動量Lが少ないので、負荷付与部材30からロール50の回転運動に対する負荷が付与されていないか、もしくは小さな負荷が付与されている。これにより、ロール紙Pの使用量が少ないためロール50が重くロール支持部25とロール50の外周面52との摩擦力が大きいとき、すなわち、ロール50の自重が重くロール50が回転し難いときに、負荷付与部材30によりロール50の回転運動を妨げることがない。したがって、負荷付与部材30を備えても、ロール紙Pを搬送するステッピングモータの大型化を抑制できる。
また、ロール紙Pの使用を継続すると、ロール径が徐々に小さくなり、この結果、ロール50の鉛直下方へ移動量Lが次第に大きくなる。そして、ロール紙Pの使用量の増加に対応して、負荷付与部材30からロール50の回転運動に対する負荷が増加する。これにより、ロール紙Pの使用量が増加してロール50が軽くなりロール支持部25とロール50の外周面52との摩擦力が小さいとき、すなわちロール50の自重が軽く慣性力により回転し易いときに、ロール50の回転運動を抑制する大きな負荷を付与できる。したがって、ロール50が軽く慣性力により回転し易いときでも、印刷停止時にロール50が慣性力により回転するのを抑制でき、印刷停止時のロール紙Pの弛みを防止できる。
図11は、第一実施形態の第一変形例におけるロール50の径方向から見たときのロール50および負荷付与部材30の模式図である。なお、図11では、ロール50の鉛直下方への移動量Lが第二所定値L2になり、ロール50の側面周縁部54に、負荷付与部材30の傾斜面35aの下端部35bが当接し始めた状態を示しいている。
第一実施形態のサーマルプリンタ1は、傾斜面35aの下端部35bが所定の曲率で湾曲形成されていた(図6参照)。
これに対して、第一変形例のサーマルプリンタ1は、傾斜面35aの下端部35bに平坦部35cが形成されている点で、第一実施形態のサーマルプリンタ1とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成の部分については、詳細な説明を省略する。
本実施形態の第一変形例によれば、ロール紙Pの使用量に対応して平坦部35cとロール紙Pの側面53との接触面積を増加できる。したがって、ロール紙Pの使用量の増加に対応して、付勢部33の付勢力に加えて平坦部35cとロール紙Pの側面53との摩擦力により、ロール50の回転運動に対する負荷を付与できる。これにより、ロール50が軽く慣性力により回転し易いときでも、印刷停止時にロール50が慣性力により回転するのを確実に抑制でき、印刷停止時のロール紙Pの弛みを防止できる。
また、負荷付与部材30は平坦部35cを備えているので、ロール50の側面53を損傷することなくロール50の軸方向内側に押圧して、ロール50の回転運動に対する負荷を付与できる。
図12は、第一実施形態の第二変形例のサーマルプリンタ1であって、ロール50の軸方向から見たときのロール50および負荷付与部材300の模式図である。なお、図12では、分かり易くするために、ロール50および負荷付与部材300以外の部品の図示を省略している。また、ロール50の鉛直下方における右側がロール紙Pの搬送方向の上流側となっており、左側がロール紙Pの搬送方向の下流側となっている。
第一実施形態のサーマルプリンタ1は、負荷付与部材30の付勢部33がロール50の軸方向外側に配置されており、当接部35がロール50の側面53に付勢していた。
これに対して、第二変形例のサーマルプリンタ1は、負荷付与部材300の付勢部330がロール50の鉛直下方に配置されており、鉛直下方に撓んで弾性変形することにより当接部350がロール50の外周面52に当接している点で、第一実施形態のサーマルプリンタ1とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成の部分については、詳細な説明を省略する。
付勢部330は、ロール紙Pの搬送方向の上流側から下流側に向かって、ロール50に接近するように形成されている。付勢部330は、取付部310に対して傾斜して形成されており、取付部310を支点とし、後述する当接部350を作用点として、鉛直下方に撓んで弾性変形することにより板バネとして機能する。
先端部370は、下方に向かって形成されている。これにより、先端部370のエッジがロール50の外周面52に接触するのを確実に防止し、ロール50の外周面52が先端部370により損傷するのを防止できる。
なお、当接部350は、ロール50の外周面52における軸方向端部に配置されるのが望ましい。これにより、当接部350は、ロールの外周面の軸方向端部に当接するので、印字面の損傷(発色)を防止できる。
本実施形態の第二変形例によれば、負荷付与部材300の付勢部330をロール50の鉛直下方に配置しているので、ロール50の鉛直下方への移動量Lに対応して、精度良く付勢部330を弾性変形させることができる。したがって、第一実施形態の効果に加えて、ロール50の回転運動に対する負荷を精度良く付与できる。
図13は、第二実施形態のサーマルプリンタ1の斜視図である。
図14は、パーテーションプレート60の斜視図である。
第一実施形態のサーマルプリンタ1は、負荷付与部材30がロール収容部20の一方の側壁21の外側面に取り付けられていた。
これに対して、第二変形例のサーマルプリンタ1は、パーテーションプレート60が設けられており、パーテーションプレート60に負荷付与部材30が取り付けられている点で、第一実施形態のサーマルプリンタ1とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成の部分については、詳細な説明を省略する。
仕切壁61は、ロール収容部20内に一対の側壁21,22と略平行に配置されている(図13参照)。また、仕切壁61は、仕切壁61とロール収容部20の側壁22との離間距離が、短軸長ロールの軸長よりも若干広くなるように配置される。
段差部65の下方には、開口61aが設けられている。開口61aからは、負荷付与部材30の当接部35および先端部37が出没自在となっている。これにより、第一実施形態と同様に、負荷付与部材30の当接部35は、未使用の短軸長ロールをロール収容部20内に収容したとき、短軸長ロールの鉛直下方において短軸長ロールの側面周縁部を跨ぐように配置される。また、ロール紙の使用により短軸長ロールが鉛直下方に移動したとき、当接部35と短軸長ロールの側面周縁部とが当接できる。
本実施形態によれば、異なる軸長を有する短軸長ロールに対応してロール収容部20内にパーテーションプレート60を設けた場合であっても、パーテーションプレート60に負荷付与部材30を設けることができる。したがって、ロール収容部20内に短軸長ロールが収容されても、パーテーションプレート60に負荷付与部材30を設けることで、第一実施形態と同じ効果を得ることができる。
Claims (6)
- ロール紙が巻回されたロールの外周面と接触し、前記ロールの直径の減少に対応して鉛直下方に前記ロールを移動させる支持手段を備え、前記ロールを回転運動させて前記ロール紙を引き出し印刷するプリンタであって、
前記ロールの外面に接触し、前記ロールの前記回転運動に対して負荷を付与する負荷付与手段を備え、
前記負荷付与手段は、前記ロール径が小さくなるに従い、前記ロールの鉛直下方への移動量に対応して前記負荷が増加するように形成されていることを特徴とするプリンタ。 - 請求項1に記載のプリンタであって、
前記負荷付与手段は、
前記ロールの鉛直下方において前記ロールの側面周縁部を跨ぐように配置され、軸方 向外側より軸方向内側が鉛直下方となる傾斜面を有する当接部と、
前記当接部を前記ロールの軸方向内側に向かって付勢する付勢部と、
を備え、
前記ロールの鉛直下方への移動量が第一所定値以上のとき、前記ロールの側面周縁部と前記当接部の前記傾斜面とが当接することで前記負荷を付与し、前記ロールが鉛直下方に移動するにしたがって前記当接部が前記ロールの軸方向外側に移動しつつ前記負荷を増加させることを特徴とするプリンタ。 - 請求項2に記載のプリンタであって、
前記ロールの鉛直下方への移動量が前記第一所定値よりも大きい第二所定値以上のとき、前記当接部の前記傾斜面の下端部が前記ロールの側面に当接することを特徴とするプリンタ。 - 請求項3に記載のプリンタであって、
前記傾斜面の下端部には、前記ロールの鉛直下方への移動量が前記第二所定値以上のときに、前記ロールの側面と面接触する平坦部が形成され、
前記平坦部は、前記ロールが鉛直下方に移動するにしたがって、前記ロールの側面との接触面積が増加するように形成されていることを特徴とするプリンタ。 - 請求項3または4に記載のプリンタであって、
前記第二所定値は、前記ロールの直径が、未使用時における前記ロールの直径の50パーセントとなったときの移動量であることを特徴とするプリンタ。 - 請求項1に記載のプリンタであって、
前記負荷付与手段は、
前記ロールの鉛直下方に配置され、前記ロールの外周面に当接可能な接触面を有する 当接部と、
前記当接部を鉛直上方に向かって付勢する付勢部と、
を備え、
前記ロールの鉛直下方への移動量が第一所定値以上のとき、前記ロールの外周面と前記当接部の前記接触面とが当接することで前記負荷を付与し、前記ロールが鉛直下方に移動するにしたがって前記当接部が前記ロールの鉛直下方に移動しつつ前記負荷を増加させることを特徴とするプリンタ。
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