JP2020108945A - 印字ユニット及びサーマルプリンタ - Google Patents
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Abstract
Description
これに対して、固定刃と可動刃との間に発生した紙ジャムによって可動刃が切断位置に停止した場合には、操作レバーをロック位置から解除位置側に向けて操作することで、操作レバーに連動して戻し機構を作動させることができる。すなわち、操作レバーをロック位置から解除位置側に向けて操作することで、戻し機構によって操作レバーの操作に伴う動力を駆動機構に伝達することができ、可動刃を待機位置側に向けて移動させることができる。さらに戻し機構はレバー復帰機構を備えているので、操作した操作レバーを解除位置側からロック位置に復帰させることができる。そのため、操作レバーをロック位置から解除位置側に向けて再び操作することができ、戻し機構により可動刃を待機位置側に向けてさらに移動させることができる。
従って、可動刃を待機位置に向かう途中の位置に保持した状態で、操作レバーをロック位置に復帰させることができるので、操作レバーを複数回繰り返して操作することにより、可動刃を待機位置に確実に移動させることができる。
なお、プラネタリギアは、操作レバーがロック位置に位置するときにインターナルギアに対する噛み合いが外れて空転が許容されている。そのため、例えば通常の記録紙の切断過程において、駆動ラック側からの動力によってプラネタリギアが回転したとしても、インターナルギアとの噛み合いによって公転することがない。
これらのことから、プラネタリギアの位相を強制的にずらすことができる。従って、インターナルギアに対する噛み合い時におけるプラネタリギアの位相を、より確実に適正な状態に維持することができ、インターナルギアに対してプラネタリギアを毎回適切に噛み合わせることができる。特に、弾性体を利用するだけの簡便な構成で済むので、構成の簡略化及び低コスト化に繋げることができる。
<サーマルプリンタの構成>
図1、図2に示すように、サーマルプリンタ1は、ロール紙Rから引き出された記録紙P(例えば感熱紙)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(端末)である。
サーマルプリンタ1は、ケーシング(本発明に係るプリンタ本体)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と、ケーシング2側に設けられたヘッドユニット5と、を備えている。プラテンユニット4及びヘッドユニット5で印字ユニット8が構成されている。
ケーシング2は、例えば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いる。ただし、ケーシング2の形状は、この場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
ケーシング2は、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。ケーシング2の内部には、ロール紙Rが収容される記録紙収容部10が形成され、プリンタカバー3を開けることで記録紙収容部10が前方FWに開放される。
なお、プリンタカバー3が開位置のときに、例えばロール紙Rを記録紙収容部10内に投入することが可能とされる(いわゆるドロップイン方式)。
図2及び図3に示すように、ヘッドユニット5は、サーマルヘッド(図示せず)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。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図示しない内部プレート上に固定され、記録紙収容部10よりも前方FWで保持されている。
ヘッドフレーム23は、例えば金属製のフレームで形成されている。サーマルヘッドは、左右方向L3に沿ってライン状に並んだ複数の発熱素子を有している。
具体的には、プラテンユニット4はプラテンローラ33と、固定刃34と、プラテンフレーム35とを備えている。
このように、固定刃34はプリンタカバー3に設けられている。よって、可動刃22を駆動する駆動機構24をプリンタカバー3に設ける必要がない。これにより、プリンタカバー3の軽量化が図れ、プリンタカバー3を開閉する際の操作性を良好に確保できる。
可動刃22は、プリンタカバー3が閉位置(図1参照)に配置されて、ヘッドユニット5とプラテンユニット4とが組み合わされた状態において、固定刃34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22aから刃先22b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字状の板状刃とされている。
具体的には、駆動機構24は、駆動用モータM1と、第1〜第4の駆動歯41〜44と、駆動ピニオン45と、駆動ラック46とを備えている。
駆動ピニオン45は、ピニオン支持軸48に同軸上に取り付けられている。ピニオン支持軸48は駆動ピニオン45と共に一体に回転する。駆動ピニオン45は、左右方向L3にそれぞれ一対設けられている。一対の駆動ピニオン45は、左右方向L3の駆動ラック46に噛み合わされている。一対の駆動ピニオン45は、ピニオン支持軸48により連結されている。
駆動ラック46は、可動刃ホルダ29の左右方向L3に沿う両端部に取り付けられ、上下方向L2に沿って延在されている。すなわち、駆動ラック46には可動刃ホルダ29を介して可動刃22が取り付けられている。
以下、構成の理解を容易にするために、駆動用モータM1側の駆動ピニオン45及び駆動ラック46について詳細に説明し、駆動用モータM1とは左右方向L3の反対側に位置する駆動ピニオン45及び駆動ラック46については説明を省略する。
操作レバー25は、図6に示す操作力F1によりレバー支持軸52を軸にしてロック位置P3から、後述する当接位置P4や解除位置P5へ向けて後方(矢印BA方向)に押込み操作可能に構成されている。レバー支持軸52は、ケーシング2の外装カバー53から内側へ向けて突出されている。
なお、プラネタリ軸55、係止溝部56及びレバー突部57については後に詳細に説明する。
加速機構61は、サンギア66と、プラネタリギア67と、インターナルギア68とを備えている。
サンギア66は、後述するラチェット機構72のクラッチ部材73と共に作動するようにレバー支持軸52に回転可能に支持されている。サンギア66は、クラッチベース77の内面77aに一体形成され、クラッチ部材73に対して同軸上に配置されている。すなわち、サンギア66及びラチェット機構72は、操作レバー25の回転中心に対して同軸上に回転可能に支持されている。サンギア66に噛み合うようにプラネタリギア67が配置されている。
さらにレバー復帰機構62は、当接位置P4や解除位置P5まで操作された操作レバー25を付勢部材75によりロック位置P3に復帰させる。
外歯74bは、ラチェット部82の外周面に形成され、戻しピニオン63に噛み合わされている。内歯74aは、左右方向L3の外側から見た状態において、クラッチ部材73が反時計回り方向へ回転することにより噛合爪78bに噛み合うように形成されている。
すなわち、クラッチ部材73及びラチェットホイール74は、一対の噛合爪78bと内歯74aとが互いに噛合うことによって連結する噛み合いクラッチが構成されている。
ただし、付勢部材75としては上述の構成に限定されるものではなく、例えば板ばね等であっても構わない。
図6に示すように、戻しピニオン63は、駆動ピニオン45の外側において同軸上に配置され、ピニオン支持軸48に回転自在に支持されている。戻しピニオン63は、ラチェットホイール74の回転に連動することによりピニオン支持軸48を軸にして回転する。ラチェットホイール74は操作レバー25に連動可能に連結されている。よって、戻しピニオン63は、操作レバー25に連動可能に連結されている。
よって、戻しラック64は、可動刃22が切断位置P1に位置したときに戻しピニオン63と噛み合い、可動刃22が待機位置P2に位置したときに戻しピニオン63との噛み合いが解除される。
ラック歯59Aは、ラックアーム65の先端部に形成されている。ラックアーム65の基端部は、戻しラック64のうち可動刃22の刃先22b側に位置する端部64aに連結されている。ラックアーム65は、基端部を支点にして戻しピニオン63から離れる方向に弾性変形可能に形成されている。
従って、ラックアーム65を戻しピニオン63から離れる方向に弾性変形させることにより、ラック歯59Aを戻しピニオン63の径方向外側へ退避させることができる。
例えば、戻しラック64が図3に示す矢印B方向に移動する際に、戻しラック64のラック歯59Aが戻しピニオン63の刃先に当接することが考えられる。この場合、戻しラック64の移動が戻しピニオン63の刃先で阻止されるおそれがある。そのため、ラック歯59Aをラックアーム65の先端部に形成するようにした。そして、ラックアーム65を弾性変形させることにより、ラック歯59Aを戻しピニオン63の径方向外側へ退避させて戻しピニオン63の刃先を乗り越えるようにした。ラック歯59Aが戻しピニオン63の刃先を乗り越えた後、ラックアーム65の復元力でラック歯59Aが元の位置に復帰する。すると復帰したラック歯59Aが、戻しピニオン63におけるつぎの刃先に噛み合う。これにより、戻しピニオン63を戻しラック64のラック歯59で好適に回転させることが可能とされている。
そのため、クラッチ部材73がラチェットホイール74の内歯74aとの間で空転する。これにより、ラチェットホイール74を静止状態に保ちながら、クラッチ部材73を空転させることができ、これにより可動刃22を待機位置P2に向かう途中の位置に保持した状態で、操作レバー25をロック位置P3に復帰させることができる。従って、操作レバー25をロック位置P3から当接位置P4側に向けて再び操作することができる。そのため、操作レバー25を複数回、繰り返して操作することが可能になり、可動刃22を待機位置P2まで確実に戻すことができる。
なお、操作ストローク量とは、操作レバー25をロック位置P3から解除位置P5まで操作する際の操作レバー25の移動距離をいう。
ロック解除機構27は、操作レバー25の回動動作に連動してプリンタカバー3のロックを解除する機構である。つまり、ヘッドユニット5に対するプラテンユニット4のロックが操作レバー25で解除される。ロック解除機構27は、リリースカム91と、レバー突部57と、カムストッパ92とを備えている。
そして、操作レバー25がロック位置P3から当接位置P4まで操作されることにより、レバー突部57がカム突部97に当接する。さらに、操作レバー25が当接位置P4を超えて解除位置P5まで操作されることにより、リリースカム91がカム軸94を軸にして静止位置からリリース位置まで移動する。これにより、リリースカム91を利用して、ベアリング96を持ち上げることができ、ヘッドユニット5に対するプラテンユニット4のロックを解除することが可能とされている。
すなわち、操作レバー25をロック位置P3から当接位置P4及び解除位置P5側に向けて操作することで、戻し機構26によって操作レバー25の操作に伴う動力(操作力F1)を駆動機構24に伝達することができ、可動刃22を待機位置P2側に向けて移動させることができる。
さらに戻し機構26はレバー復帰機構62を備えているので、操作した操作レバー25を当接位置P4及び解除位置P5側からロック位置P3に復帰させることができる。そのため、操作レバー25をロック位置P3から当接位置P4及び解除位置P5側に向けて再び操作することができ、戻し機構26により可動刃22を待機位置P2側に向けてさらに移動させることができる。
さらに、プラテンユニット4のロックを解除するための操作レバー25を戻し機構26に連動させているので、紙ジャム解除用のレバーとして兼用することができる。これにより、部品点数の増加を抑えることができ、構成の簡素化を図ることができる。
なお、戻し機構26を作動させる操作レバー25は、操作レバー13に連動するように構成されているが、図10〜図16においては、戻し機構26の動作の理解を容易にするために、操作レバー25の操作から先に説明する。
また、ラチェットホイール74は、操作レバー25に対して加速機構61により個別に回転するので、操作レバー25の操作ストローク量に対してラチェットホイール74の回転量を大きく確保することができる。
なお、図13〜図16では、操作レバー25の操作を複数回繰り返す好ましい操作回数として、操作を2回繰り返す例について説明する。
図13に示すように、操作レバー25がロック位置P3に位置している場合には、プラネタリギア67とインターナルギア68との噛合いが回避されているので、プラネタリギア67の空転が許容されている。従って、駆動用モータM1を駆動して駆動ラック46を移動させて、可動刃22を切断位置P1まで矢印K方向に移動させることができる。なお、駆動ラック46の移動に伴って戻しラック64が移動するので、戻しピニオン63を矢印L方向に回転させることができる。
このとき、可動刃22と固定刃34との間に紙ジャム95が発生した場合には、この紙ジャム95によって、可動刃22が固定刃34に乗り上げた位置で止まってしまう。
従って、カム突部97に当接したレバー突部57の移動がカム突部97で阻止される。従って、操作レバー25のそれ以上の操作が阻止され、操作レバー25の1回目の操作が完了する。
そのため、付勢部材75の弾性復元力(付勢力F2)を利用して、操作レバー25をロック位置P3まで復帰させることができる。
図16に示すように、ロック位置P3に復帰した操作レバー25を操作力F1で再度操作する。これにより、先ほど説明した場合と同様に、プラネタリギア67がインターナルギア68に向けて公転し、インターナルギア68に噛み合った後、自転しながら公転する。そのため、サンギア66、クラッチ部材73及びラチェットホイール74を矢印T方向に回転させることができる。そのため、ラチェットホイール74の外歯74bに噛み合っている戻しピニオン63を矢印U方向に回転させることができ、戻しラック64と共に駆動ラック46を矢印Y方向に移動させることができる。
さらに上記実施形態では、加速機構61をサンギア66、プラネタリギア67及びインターナルギア68で構成した例について説明したが、例えば加速機構61を他の構成とすることも可能である。
この場合について、以下に詳細に説明する。
コイルばね100は、レバー支持軸52に対して略平行に配置され、外装カバー53におけるカバー湾曲部53aに形成された取付孔101内に固定されている。取付孔101は、インターナルギア68におけるインターナル歯部68aのうち、プラネタリギア67が最初に噛み合う第1歯目のインターナル歯部68aよりも操作レバー25のロック位置P3側に位置しており、カバー湾曲部53aの内周部53bに半円状に凹むように形成されている。図示の例では、取付孔101は第1歯目のインターナル歯部68aに対して隣接するように形成されていると共に、レバー支持軸52に対して略平行に延びるように形成されている。
なお、コイルばね100は、弾性復元変形に伴ってプラネタリ歯部67aを介して、例えばプラネタリギア67の取り付け誤差分だけ径方向或いは周方向にプラネタリギア67を押圧するように弾性復元力を付与することで、プラネタリギア67の位相をずらすことが可能とされている。
そして、プラネタリギア67は、操作レバー25のさらなる操作に伴って、コイルばね100を弾性変形させながら、矢印X方向にコイルばね100の外周面上を滑るように引き続き公転する。この間、プラネタリギア67の全体に、コイルばね100の弾性復元力を作用させることができる。
これらのことにより、プラネタリギア67は、第1歯目のインターナル歯部68aに向けてプラネタリギア67の取り付け誤差分だけ強制的に押し出されて、インターナル歯部68aに対する接触角度が変化する。
そのため、上述したように、インターナルギア68及びプラネタリギア67の歯先同士が突き当たるといった不都合(インターナルギア68及びプラネタリギア67同士の干渉)が生じてしまうことを防止するだけでなく、突き当りに起因するプラネタリギア67の不具合及び回転不良や、プラネタリギア67周辺の不具合及び動作不良等を防止することができる。
その結果、操作レバー25の動作性を向上することができ、より安定したレバー操作を行うことができる。しかも、コイルばね100を利用するだけの簡便な構成で済むので、構成の簡略化及び低コスト化に繋げることができる。
弾性を有し、且つ滑り性に優れた特性を有していれば弾性体として利用することができ、コイルばね100を利用した場合と同等の作用効果を奏功することができる。例えば、ゴムやウレタン(ウレタンゴム或いはウレタン樹脂)等を利用した弾性部材、線ばね、又はトーションばね等を弾性体として利用することも可能である。
この場合の弾性体110は、外装カバー53に対して着脱自在に取り付けられたアーム支持部111と、アーム支持部111に対して片持ち支持されると共に、プラネタリギア67の径方向に弾性変形可能なアーム片112と、を備えている。
アーム片112は、基端部がアーム支持部111に連結され、先端部にプラネタリギア67側に突出した爪部112aが形成されている。爪部112aは、第1歯目のインターナル歯部68aに対して隣接するように配置されている。
P1…切断位置
P2…待機位置
P3…ロック位置
P5…解除位置
1…サーマルプリンタ
2…ケーシング(プリンタ本体)
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
8…印字ユニット
10…記録紙収容部
22…可動刃
24…駆動機構
25…操作レバー
26…戻し機構
27…ロック解除機構
33…プラテンローラ
34…固定刃
46…駆動ラック
59…ラック歯
62…レバー復帰機構
63…戻しピニオン
64…戻しラック
66…サンギア
67…プラネタリギア
68…インターナルギア
72…ラチェット機構
73…クラッチ部材
74…ラチェットホイール
74a…内歯(第2係合部)
74b…外歯
75…付勢部材
78…クラッチ歯部(第1係合部)
67a…プラネタリ歯部
68a…インターナル歯部
100…コイルばね(矯正部材、弾性体)
110…弾性体
Claims (11)
- 記録紙に印字するサーマルヘッドを有するヘッドユニットと、
前記記録紙を搬送するプラテンローラを有し、前記ヘッドユニットに分離可能に組み合わされるプラテンユニットと、
前記ヘッドユニット及び前記プラテンユニットのうちの一方に設けられた固定刃と、
前記ヘッドユニット及び前記プラテンユニットのうちの他方に設けられ、前記固定刃に対して相対移動可能な可動刃と、
前記可動刃に連結された駆動ラックを有し、前記固定刃から離れた待機位置と、前記固定刃に乗り上げた切断位置との間で前記可動刃を移動させる駆動機構と、
前記ヘッドユニットに対して前記プラテンユニットをロックするロック位置と、前記ヘッドユニットに対する前記プラテンユニットのロックを解除する解除位置との間で移動可能な操作レバーと、
前記可動刃が前記切断位置に止められた状態において、前記操作レバーと連動して、前記駆動ラックを介して前記可動刃を前記切断位置から前記待機位置側に移動させる戻し機構と、を備え、
前記戻し機構は、
前記可動刃が前記切断位置で停止している状態において、前記ロック位置から前記解除位置に向けた前記操作レバーの操作に伴う動力を前記駆動機構に伝達して、前記可動刃を前記待機位置に向けて移動させ、且つ、操作された前記操作レバーを前記解除位置側から前記ロック位置に復帰させるレバー復帰機構を備えていることを特徴とする印字ユニット。 - 請求項1に記載の印字ユニットにおいて、
前記レバー復帰機構は、
前記操作レバーの移動に伴って回転すると共に第1係合部を有するクラッチ部材と、
前記クラッチ部材を囲むように形成されると共に、前記クラッチ部材が一方向に回転したときに前記第1係合部が係合する第2係合部を有し、前記駆動機構との間で動力を伝達可能なラチェットホイールと、
前記操作レバーを前記解除位置側から前記ロック位置に向けて付勢する付勢部材と、を備え、
前記可動刃が前記切断位置で停止している状態において、前記ロック位置から前記解除位置側に向けて前記操作レバーが操作されたときに、前記第1係合部と前記第2係合部との係合によって前記クラッチ部材及び前記ラチェットホイールが共に回転し、前記ラチェットホイールから前記駆動機構に動力を伝達させ、
前記可動刃が前記切断位置で停止している状態において、前記付勢部材によって前記解除位置側から前記ロック位置側に向けて前記操作レバーが移動したときに、前記第1係合部と前記第2係合部とが非係合状態とされ、前記ラチェットホイールに対して前記クラッチ部材が空転する、印字ユニット。 - 請求項2に記載の印字ユニットにおいて、
前記戻し機構は、
前記駆動ラックに形成された戻しラックと、
前記戻しラックのラック歯に噛み合う戻しピニオンと、を備え、
前記ラチェットホイールには、前記戻しピニオンと噛み合う外歯が形成されている、印字ユニット。 - 請求項3に記載の印字ユニットにおいて、
前記戻し機構は、
前記操作レバーの回転軸線と同軸上に配置された状態で、前記回転軸線回りに回転可能に支持され、前記クラッチ部材に連結されたサンギアと、
前記サンギアに噛み合うと共に、前記操作レバーの移動に伴って公転するプラネタリギアと、
前記プラネタリギアの公転時に、前記プラネタリギアが噛み合うインターナルギアと、を備え、
前記プラネタリギアは、前記操作レバーが前記ロック位置に位置するときに、前記インターナルギアに対する噛み合いが外れて空転が許容される、印字ユニット。 - 請求項4に記載の印字ユニットにおいて、
前記戻し機構は、前記プラネタリギアの公転時、前記インターナルギアに対して所定の噛み合い関係で前記プラネタリギアが噛み合うように、前記インターナルギアに対する前記プラネタリギアの姿勢を矯正する矯正部材を備えている、印字ユニット。 - 請求項5に記載の印字ユニットにおいて、
前記矯正部材は、前記プラネタリギアにおけるプラネタリ歯部と、前記インターナルギアにおけるインターナル歯部のうち前記プラネタリギアが最初に噛み合う第1歯目のインターナル歯部と、の歯先同士が非接触となる噛み合い関係となるように、前記プラネタリギアの姿勢を矯正する、印字ユニット。 - 請求項6に記載の印字ユニットにおいて、
前記矯正部材は、前記インターナルギアよりも前記操作レバーの前記ロック位置側に配設され、前記プラネタリ歯部が摺接する弾性体とされ、
前記弾性体は、前記プラネタリ歯部の摺接時に弾性変形すると共に、弾性復元変形に伴って前記プラネタリギアの位相をずらす、印字ユニット。 - 請求項3から7のいずれか1項に記載の印字ユニットにおいて、
前記ラック歯は、前記可動刃が前記切断位置に位置したときに前記戻しピニオンに対して噛み合い、且つ前記可動刃が前記待機位置に位置したときに前記戻しピニオンに対する噛み合いが解除されるように、前記可動刃における刃先の反対側に形成されている、印字ユニット。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の印字ユニットにおいて、
前記可動刃が前記切断位置に止められた際、前記ロック位置から前記解除位置に向けた前記操作レバーの操作ストローク量は、前記操作レバーによる複数回の操作で、前記可動刃を前記切断位置から前記待機位置に戻すように設定されている、印字ユニット。 - 請求項9に記載の印字ユニットにおいて、
前記操作ストローク量は、前記操作レバーによる2回の操作で、前記可動刃を前記切断位置から前記待機位置に戻すように設定されている、印字ユニット。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の印字ユニットと、
前記記録紙を収容する記録紙収容部を有すると共に、前記ヘッドユニット及び前記プラテンユニットのうち前記可動刃が設けられたユニットが取り付けられたプリンタ本体と、
前記ヘッドユニット及び前記プラテンユニットのうち前記固定刃が設けられたユニットが取り付けられ、前記プリンタ本体に対して回動可能に連結されたプリンタカバーと、を備えていることを特徴とするサーマルプリンタ。
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