JP2021178484A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印字書き出し位置を揃えるとともに、電気的なノイズからセンサを保護する。【解決手段】印刷媒体を挿入する開口部Ａを有する筐体と、印刷媒体を搬送するプラテンローラ１３と、プラテンローラ１３に圧接した状態で設けられ、印刷媒体に印刷するサーマルヘッド１４と、開口部Ａから挿入された印刷媒体をサーマルヘッド１４の圧接部Ｂへ案内する搬送路と、搬送路を搬送される印刷媒体の有無を検出する光学センサ１０と、光学センサが実装された回路基板９と、光学センサ１０に対し搬送路側に配置された導電性のシールド部材１１とを備え、シールド部材１１は、光学センサ１０よりも搬送路側に位置する保護部１１ａと、回路基板９のグランドパターン９ａと密着する密着部１１ｂとを有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、被印刷用紙に所望の印刷を行う印刷装置に関し、特に搬送路に被印刷用紙の有無を検出する光学センサを備え、被印刷用紙を搬送させながらサーマルヘッドにより印字を行うサーマルプリンタに関する。

従来、印刷装置に供給される被印刷用紙の有無や位置情報を検出する為に、印刷部上流側の搬送路に沿った位置に光学センサを設けて被印刷用紙の検出を行っている。

例えば、特許文献１では、光学センサは被印刷用紙の搬送路の裏側に設けられ、搬送路を構成する透光性のガイド部材を介して被印刷用紙の検出を行う。また、光学センサを電気的なノイズから保護するために、カバー部材の光学センサと対向する面に導電性の塗装を施し、ユニットシャーシに接続している。

特許第６５４５０５０号公報

一般に、印刷用紙を手差しで給紙する方式のサーマルプリンタは用紙検出後、手差しによって用紙先端をニップ部まで移動させるため、印刷開始時の用紙先端位置が安定せず印字書き出し位置にばらつきが出る。そのため、フォトセンサ等の用紙検出器をニップに近い位置に配置することによって、用紙の検出後に手差しで移動される距離を短くする必要がある。しかし、特許文献１の構成を適用しようとすると光学センサをニップに近づけるには、ニップを形成するサーマルヘッド付近に配置する必要があり、スペース的な制約がある。

また、光学センサを電気的なノイズから保護するシールド部材に関して、ノイズから光学センサを保護する為には光学センサに近づけて配置する必要がある。しかし、特許文献１の構成では、光学センサとシールド部材の隙間を狭めると、振動などによりシールド部材が光学センサに接触してしまう恐れがあり、塗装の剥がれ、光学センサとシールド部材が導通するといった問題が発生する可能性がある。そのため、シールド部材と光学センサの隙間は、部品の寸法公差や移動量を考慮して設ける必要がある。

上記の課題を鑑み、本発明の印刷装置は、
印刷媒体を挿入する開口部を有する筐体と、
前記印刷媒体を搬送するプラテンローラと、
前記プラテンローラに圧接した状態で設けられ、前記印刷媒体に印刷するサーマルヘッドと、
前記開口部から挿入された前記印刷媒体を前記サーマルヘッドの圧接部へ案内する搬送路と、
前記搬送路を搬送される前記印刷媒体の有無を検出する光学センサと、
前記光学センサが実装された回路基板と、
前記光学センサに対し前記搬送路側に配置された導電性のシールド部材と
を備え、
前記シールド部材は、前記光学センサよりも前記搬送路側に位置する保護部と、前記回路基板のグランドパターンと密着する密着部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、手差し給紙式の印刷装置であっても、紙先端からの印字書き出し位置を安定して揃えることができる。また、静電気などの電気的なノイズからセンサを保護することができる。

本発明の一実施形態のサーマルプリンタの外観斜視図。 本発明の一実施形態のサーマルプリンタの内部構造を示す側断面図。 図２の囲い線の部分の部分拡大図。 ＦＰＣ及び光学センサを示す平面図。 シールド部材を示す平面図であり、正面図と右側面図。 センサ押さえ部材を示す平面図であり、正面図と右側面図。 搬送ガイドの光学センサ取り付け部を示す平面図であり、正面図と側断面図。 搬送ガイドを構成する部品の分解斜視図。

本発明の印刷装置の一実施形態であるサーマルプリンタ１について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態のサーマルプリンタ１の外観斜視図である。筐体外観は上カバー２、下カバー５、開閉カバー６、搬送ガイド８（ガイド部材）の４部品で構成されている。

上カバー２に設けられた電源ボタン３は装置電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替え、通信切り替えボタン４は印刷指令の受信方法を切り替える機能を備えている。

図２にはサーマルプリンタ１の断面図を示しており、図３には、図２の囲い線の部分の拡大図を示している。開閉カバー６と搬送ガイド８によって構成された給紙口Ａ（開口部）から印刷媒体である感熱紙が挿入される。給紙口には遮光性のシート部材７を設けて、給紙口Ａ内に設けられた反射型センサ１０が太陽光等の外光に曝されるのを防いでいる。挿入された感熱紙は、開閉カバー６と搬送ガイド８によって構成された搬送路を案内され、ニップ部Ｂ（圧接部）まで進む。ニップ部Ｂはプラテンローラ１３にサーマルヘッド１４が圧縮ばね１５によって圧接されて構成される。

感熱紙の挿入時、搬送路上に設置された光学センサとしての反射型センサ１０によって感熱紙の有無を検出する。感熱紙の検出後、プラテンローラ１３が回転して感熱紙を搬送し、ニップ部Ｂに到達した感熱紙がプラテンローラ１３とサーマルヘッド１４に挟まれる。その後、ＰＣ等から受信した印刷指令に基づいて印刷が開始される。印刷中、感熱紙はプラテンローラ１３によってサーマルヘッド１４に圧接されながら搬送され、排紙口Ｃから排出される。

図４は、回路基板であるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）９及び光学センサ１０を示す平面図である。ＦＰＣ９には反射型センサ１０が実装され、反射型センサ１０の上面が感熱紙の検知面１０ａとなっており、検知面１０ａには、不図示の発光部と受光部が設けられている。グランドパターン（ＧＮＤパターン）回路９ａの不図示の電気回路（パターン）はコネクタ接続部９ｃによって不図示のメイン基板にコネクタを介して接続される。ＦＰＣ９の外形には、反射型センサ１０付近に正面図で凹形状の切り欠き部９ｂを２カ所設けている。

図５はシールド部材１１を示す平面図であり、正面図と右側面図である。シールド部材１１の第２搬送面１１ａは、検知穴１１ｅを備えた面であり、部品中央の段曲げ部分までが第２搬送面１１ａの範囲である。第２搬送面１１ａを含む段曲げ部分が後述する保護部として機能する。密着部１１ｂは、第２搬送面１１ａと段違いになっている部分であり、第２搬送面１１ａとは逆側の面にＦＰＣ９との密着面が設けられている。密着部１１ｂの左右には、背面方向に曲げられた凸形状部である曲げ部１１ｃが設けられている。この曲げ部１１ｃは、シールド部材１１を搬送ガイド８に取り付ける際に、ＦＰＣ９に設けられた切り欠き部９ｂを貫通して搬送ガイド８の嵌合穴８ｂに挿通されるように、搬送ガイド８側に突出して設けられている。

図６はセンサ押さえ部材１２を示す平面図であり、正面図と右側面図である。センサ押さえ部材１２は搬送路の下流側の左右に第１爪部１２ａを設け、搬送路上流側のアーチ部１２ｃの中央に第２爪部１２ｂを設けている。なお、アーチ部１２ｃは、センサ押さえ部材１２に貫通孔１２ｄを設けることによって形成されている。

図８は、反射型センサ１０およびそのシールド部材１１、センサ押さえ部材１２の分解斜視図を示している。図８に示すように、反射型センサ１０が実装されたＦＰＣ９を搬送ガイド８に設けた窪み部８ａに載置し、その正面側に導電性のシールド部材１１を配置している。シールド部材１１の検知穴１１ｅが反射型センサ１０と対向するように設けられ、検知穴１１ｅを通じて感熱紙の検知が可能となるとともに、保護部として機能する第２搬送面１１ａによって搬送路側からの静電気から反射型センサ１０を保護している。そのシールド部材１１の密着部１１ｂをセンサ押さえ部材１２で正面側から押えることによって反射型センサ１０、シールド部材１１を窪み部８ａ内に固定している。なお、本実施形態においては、第２搬送面１１ａは反射型センサ１０の周囲の４辺すべてを囲むように構成しているが、搬送路側からの静電気からの保護部として機能すれば、一部が開放されていても良い。

図７は搬送ガイド８だけを取り出した状態における反射型センサ１０の取り付け部を示す平面図であり、図７（ａ）に正面図を示し図７（ｂ）にＡ−Ａ断面図を示している。なお、正面図はサーマルプリンタ１の上面から見た状態であり、図の下方向に感熱紙が搬送される。搬送ガイド８の搬送面８ｅには窪み部８ａが設けられ、窪み部８ａに２つの嵌合穴８ｂが設けられている。

図７（ｂ）のＡ−Ａ断面図に示すように搬送面８ｅの裏側に第１爪掛け部８ｃと第２爪掛け部８ｄが設けられている。この爪掛け部にセンサ押さえ部材１２の爪部を引っ掛けて固定するが、詳しくは後述する。

図４から図７を用いて、反射型センサ１０周囲の構成について説明する。ＦＰＣ９の切欠き部９ｂと搬送ガイド８の嵌合穴８ｂとが重なった状態で、シールド部材１１の曲げ部１１ｃが嵌合穴８ｂに差し込まれて嵌合する。これによって間に他部品が介在せずにＦＰＣ９とシールド部材１１が搬送路上で直接位置決めされるため、この２部品の位置決めは高い精度となる。そのため、ＦＰＣ９に実装された反射型センサ１０とその周りの搬送路を構成するシールド部材１１の第２搬送面１１ａを接触させずに隙間を小さくすることができる。

ＦＰＣ９のＧＮＤパターン回路９ａはシールド部材１１の密着部１１ｂの密着面と接触することにより導通しており、シールド部材１１が静電気等によって帯電した場合、静電気はＦＰＣ９のＧＮＤパターン回路９ａに導通する。上述したように、ＦＰＣ９のＧＮＤパターン回路９ａの不図示の電気回路はコネクタ接続部９ｃによって、不図示のメイン基板にコネクタ接続されているため、シールド部材１１が受けた静電気は最終的に不図示のメイン基板上のアースに逃がす構成となっている。

図５及び図８を用いてシールド部材１１の構成について説明する。図５の右側面図が示すように、シールド部材１１には反射型センサ１０の周りの搬送路を構成する第２搬送面１１ａと、ＦＰＣ９のＧＮＤパターン回路９ａに接触して導通する密着部１１ｂの密着面との、搬送路に平行かつ高さの異なる２面を形成する段部を設けている。

密着部１１ｂはＦＰＣ９とセンサ押さえ部材１２と重なって搬送ガイド８の窪み部８ａに搬送路側にはみ出すことなく収まる必要がある。しかし、搬送ガイド８の搬送面８ｅの裏側にはサーマルヘッド１４が隣接しているため、搬送ガイド８は厚み方向に許容できる寸法が限られている。以上の２つの条件に対し、シールド部材１１に、段違いの面を備えつつ厚み方向の寸法を小さくすることで、この条件を容易に満たすことができる。

本実施形態ではシールド部材１１はステンレス等の薄い板金で成形される。なお、シールド部材１１は、上記の条件を満たしていれば必ずしも板金で成形する必要は無い。

また、シールド部材１１の第２搬送面１１ａは感熱紙の搬送路を構成しており、搬送面側の端部にエッジが発生することは許容できないため、板金のプレス加工によって発生する抜きバリ面は、搬送面１１ａの裏側の面に設ける。しかし、裏側の面は密着面部分でＦＰＣ９と接触しているため、バリがＦＰＣ９の回路に接触して断線やショートしてしまう恐れがある。そのため、シールド部材１１の端辺でＦＰＣ９の回路と近接する箇所は、接触回避部１１ｄのように曲げを設けることで接触を回避している。

また、シールド部材１１の搬送路を構成する第２搬送面１１ａには、センサ１０に対応する位置に検知穴１１ｅが設けられており、検知穴１１ｅから反射型センサ１０の検知面１０ａが搬送路を通過する感熱紙を検出することができる。

また、シールド部材１１の第２搬送面１１ａは、搬送ガイド８の第１搬送面８ｅよりも低い位置で平行に配置される。また、反射型センサ１０の検知面１０ａはシールド部材１１の第２搬送面１１ａよりも低い位置で平行に配置される。このように、搬送面を構成する部品の位置関係は搬送路下流側の部品が一段低くなるように構成されている。これは感熱紙の通過時に、感熱紙の先端が、搬送面を構成する部品の境目で引っかからないようにするためである。

図８を用いてＦＰＣ９、シールド部材１１、センサ押さえ部材１２の取り付け方法を説明する。まず、搬送ガイド８に設けられた窪み部８ａにＦＰＣ９を設置する。搬送ガイド８の嵌合穴８ｂとＦＰＣ９の切り欠き部９ｂの位置が合った状態で、その上からシールド部材１１の曲げ部１１ｃをＦＰＣ９の切り欠き部９ｂを貫通しつつ嵌合穴８ｂに嵌合させながらシールド部材１１を取り付ける。さらに、ＦＰＣ９とシールド部材１１の上からセンサ押さえ部材１２を窪み部８ａに取り付けることによってＦＰＣ９とシールド部材１１は搬送ガイド８に固定される。

センサ押さえ部材１２は次の手順で搬送ガイド８に取り付ける。センサ押さえ部材１２に設けた第１爪部１２ａを搬送ガイド８の第１爪掛け部８ｃに引っ掛けた後、センサ押さえ部材１２のアーチ部１２ｃを撓ませながら搬送ガイド８の窪み部８ａに押し込んで、センサ押さえ部材１２の第２爪部１２ｂを搬送ガイド８の第２爪掛け部８ｄに掛けることで、センサ押さえ部材１２が搬送ガイド８に固定される。なお、シールド部材１１の搬送路下流側は、図８に示す２つの第１爪掛け部８ｃの間に設けられた段部と重なるように配置される（図３参照）ことで、反射型センサ１０とのクリアランスが確保されている。

以上のように本実施形態のサーマルプリンタ１によれば、搬送路を構成する部品にサーマルヘッド等が隣接しており、厚さ方向の設置スペースが限られている場合でも、搬送路に沿って光学センサ及びシールド部材を設置することができるため、搬送路上の範囲でセンサをニップ部に近づけることができる。また、センサと搬送ガイドとの位置決め構造により、センサ位置のばらつきを抑えることができる。その結果、手差し給紙であっても紙先端からの印字書き出し位置を安定して揃えることができる。また、センサを実装したＦＰＣとシールド部材を直接位置決めしている為、シールド部材とセンサの隙間を最小限にして、静電気及び、電気的なノイズからセンサを確実に保護することができる。

また、以上の実施形態においては、シールド部材を板金などの板状部材で形成したが、導電性の線材によって形成しても良い。

１ サーマルプリンタ
８ 搬送ガイド
８ａ 窪み部
８ｂ 嵌合穴
８ｃ 第１爪掛け部
８ｄ 第２爪掛け部
８ｅ 第１搬送面
９ ＦＰＣ
９ａ グランドパターン回路
９ｂ 切り欠き部
９ｃ コネクタ接続部
１０ 反射型センサ
１０ａ 検知面
１１ シールド部材
１１ａ 第２搬送面
１１ｂ 密着部
１１ｃ 曲げ部
１１ｄ 接触回避部
１１ｅ 検知穴
１２ センサ押さえ部材
１２ａ 第１爪部
１２ｂ 第２爪部
１２ｃ アーチ部
１３ プラテンローラ
１４ サーマルヘッド
１５ 圧縮ばね
Ａ 給紙口
Ｂ ニップ部
Ｃ 排紙口

Claims (6)

1. 印刷媒体を挿入する開口部を有する筐体と、
   前記印刷媒体を搬送するプラテンローラと、
   前記プラテンローラに圧接した状態で設けられ、前記印刷媒体に印刷するサーマルヘッドと、
   前記開口部から挿入された前記印刷媒体を前記サーマルヘッドの圧接部へ案内する搬送路と、
   前記搬送路を搬送される前記印刷媒体の有無を検出する光学センサと、
   前記光学センサが実装された回路基板と、
   前記光学センサに対し前記搬送路側に配置された導電性のシールド部材と
   を備え、
   前記シールド部材は、前記光学センサよりも前記搬送路側に位置する保護部と、前記回路基板のグランドパターンと密着する密着部とを有することを特徴とする印刷装置。
2. 前記シールド部材は板金で構成され、前記保護部と前記密着部とは段曲げにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記搬送路を形成するガイド部材に設けられた窪み部内に前記回路基板が配置され、
   前記シールド部材は、前記ガイド部材側に突出した凸形状部を有し、前記凸形状部は、前記回路基板に設けられた切欠きを貫通して前記窪み部内に設けられた嵌合穴に嵌合することを特徴とする請求項１または２に記載の印刷装置。
4. 前記シールド部材に対し前記搬送路側から取り付けられて、前記密着部を前記回路基板側に押さえる押さえ部材を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の印刷装置。
5. 前記密着部の端部は、前記搬送路側に曲げが形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の印刷装置。
6. 前記光学センサは反射型センサで構成された請求項１から５のいずれか一項に記載の印刷装置。

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