JP2022125836A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、摩擦抵抗による用紙搬送の負荷を低減することが可能なサーマルプリンタを提供することである。【解決手段】実施形態のサーマルプリンタは、回転可能な円柱形状であって、回転軸方向の中央部を基準として種々の幅の印字媒体を外周部に接触させて搬送するプラテンと、前記プラテンに沿って対向配置されるとともに前記外周部に押圧され、前記外周部との間に挟持された前記印字媒体に熱を印加して印字を行う印字ヘッドと、を備え、前記プラテンの外周部のうち、搬送可能な最も幅が短い前記印字媒体が接触する第１外周部より前記回転軸方向の両外側の第２外周部に前記回転軸の方向と交わる方向に第１溝を形成した。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、サーマルプリンタに関する。

ラベルプやレシート等の用紙を搬送して印字するサーマルプリンタでは、発熱素子がライン状に配列された印字ヘッドとプラテンとを有する印字部によって用紙に印字を行う。

このようなサーマルプリンタは、用途に応じた種々のサイズの用紙を使用して、印字ヘッドとプラテンで用紙を挟持して、プラテンを回転させて用紙を搬送しながら行う。

このようなサーマルプリンタは、大きなサイズでも印字できるように、幅広の印字ヘッドとプラテンを使用している。そのためサイズ（幅）が小さい用紙に印字する場合は、印字部の中央付近で印字を行うことから、印字ヘッドの両端部には用紙は存在せず、回転するプラテンが印字ヘッドと直接接触する。

このとき、印字ヘッドとプラテンとの間に生じる摩擦抵抗によって用紙を搬送する際に負荷となり、用紙の搬送の弊害となっていた。

本発明が解決しようとする課題は、摩擦抵抗による用紙搬送の負荷を低減することが可能なサーマルプリンタを提供することである。

実施形態のサーマルプリンタは、回転可能な円柱形状であって、回転軸方向の中央部を基準として種々の幅の印字媒体を外周部に接触させて搬送するプラテンと、前記プラテンに沿って対向配置されるとともに前記外周部に押圧され、前記外周部との間に挟持された前記印字媒体に熱を印加して印字を行う印字ヘッドと、を備え、前記プラテンの外周部のうち、搬送可能な最も幅が短い前記印字媒体が接触する第１外周部より前記回転軸方向の両外側の第２外周部に前記回転軸の方向と交わる方向に第１溝を形成した。

図１は、本実施形態のプリンタの外観斜視図である。 図２は、プリンタの内部の構成を示す概略側断面図である。 図３は、プラテンの構造の一例を示す説明図である。 図４は、プラテンの構造の一例を示す説明図である。 図５は、プラテンの構造の第１変形例を示す説明図である。 図６は、プラテンの構造の第２変形例を示す説明図である。 図７は、プラテンの構造の第３変形例を示す説明図である。

以下、実施形態に係るサーマルプリンタを詳細に説明する。なお、実施形態では、感熱紙で構成されたラベル用紙を印字媒体の一例として説明する。なお、以下に説明する実施形態により、この発明が限定されるものではない。

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。図１に示すように、サーマルプリンタ１は、左側のケース２と、ヒンジ７でケース２の右側に連結されたケース８とを備えている。ケース２のフロントパネル３は、表示部４と、操作部５とを備えている。表示部４は、バックライト付きの液晶ディスプレイで構成されるが、その他のタイプの表示デバイスを用いてもよい。

右側のケース８は、ヒンジ７を中心に回動することで筐体（即ち、ケース２、８）の内部を側面側から大きく開放できる構造となっている。図２で後述するが、サーマルプリンタ１は筐体内部に、ロール状に巻装されたラベル用紙（印字媒体）２０と、ラベルに印字する印字部２３とを有している。ヒンジ７を中心にしてケース８を回動して上部に上げることで、ラベル用紙２０の交換、あるいは内部のメンテナンスを容易にできる構造となっている。ケース８のフロントパネル９には、ラベル発行口１０が設けられている。サーマルプリンタ１は、印字後のラベルをラベル発行口１０から発行する。

図２は、サーマルプリンタ１の内部の構成を示す概略側断面図である。図２に示すように、サーマルプリンタ１はその筐体内部に、用紙保持部２１、印字部２３、フレーム２６を主に備えている。

用紙保持部２１は、台紙とともにロール状に巻回されたラベル用紙２０を保持する軸である。ラベル用紙２０は、用紙保持部２１から引き出され、印字部２３で印字された後、ラベル発行口１０から排出される。ラベル用紙２０の例としては、台紙上にラベル２０１が貼り付けられたものを用いることができる。

搬送経路２４は、用紙保持部２１から引き出されたラベル用紙２０が後述する印字ヘッド３２とプラテン３１の位置まで搬送する経路である。また、搬送経路２４は、引き出されたラベル２０１を検知する用紙検知部５７を有している。用紙検知部５７は、搬送経路２４中であって、ラベル２０１が引き出された位置と後述する印字ヘッド３２とプラテン３１との間に位置する。

また、搬送経路２４において、印字部２３よりの搬送方向の下流側には、ラベル剥離板２５が設けられている。ラベル剥離板２５は、搬送中のラベル用紙２０の台紙を鋭角的に屈曲させて、ラベル２０１と台紙とを剥離する。台紙は、図示しない巻取軸に巻き取られる一方、台紙から剥離されたラベル２０１は、ラベル発行口１０から発行される。

印字部２３は、ラベル２０１の搬送方向と略直交する方向（すなわち、ラベル２０１の幅方向）に発熱素子をライン状に配置したライン型のサーマルヘッドである印字ヘッド３２とを主に備えている。円柱状に構成されたプラテン３１は、フレーム２６に回転可能に取り付けられており、図示しないプラテンモータが駆動することで回転する。

印字ヘッド３２は、図示しないフレームに回動可能に取り付けられたヘッド保持部３３に固定されている。印字ヘッド３２は、ヘッド保持部３３の回動動作に従い、プラテン３１に対して押圧する方向に付勢されており、プラテン３１に対して当接および離反する。サーマルプリンタ１は、印字ヘッド３２をヘッドアップさせるためのヘッドアップ機構と、印字ヘッド３２をプラテン３１に当接させるためのヘッド当接機構とを有している（共に図示せず）。ヘッドアップ機構が動作すれば印字ヘッド３２はプラテン３１から離間し、ヘッド当接機構が動作すれば印字ヘッド３２はプラテン３１方向に付勢（押圧）されて当接する。

ここからは、プラテン３１について説明する。図３は、プラテン３１の構造の一例を示す説明図である。図３に示すように、プラテン３１と印字ヘッド３２は対向して配置されている。印字ヘッド３２は、発熱素子（図示せず）が印字ヘッド３２に沿って（すなわちプラテン３１の回転軸Ｇ方向に）配列され、発熱素子が選択的に発熱することで、ラベル２０１上に文字や図形等を印字する。プラテン３１と印字ヘッド３２との間には、ラベル２０１（正確には、ラベル２０１と、ラベル２０１が貼付された台紙（図示せず））が挟持される。

プラテン３１は、棒状の回転軸Ｇ、回転軸Ｇの周囲に形成された搬送部Ｓ、歯車Ｈを備える。回転軸Ｇは、例えば金属で構成されている。搬送部Ｓは、回転軸Ｇを中心にして例えば溶融した硬質性ゴムを型に流し込んで固め、正確な径を有するように研磨されて円柱状に形成される。形成された搬送部Ｓは弾性機能を有する。また、歯車Ｈは、回転軸Ｇに固定される。プラテン３１は、回転軸Ｇがフレーム２６にはめ込まれて回転可能に取り付けられる。プラテンモータから歯車Ｈに動力を伝えることで、プラテン３１の回転軸Ｇは軸心Ｋを中心に回転する。回転軸Ｇが回転することでプラテン３１が回転する。プラテン３１が回転すると、搬送部Ｓは、印字ヘッド３２との間に挟持したラベル２０１を搬送する。

プラテン３１の搬送部Ｓは、周面に外周部３１０を有する。外周部３１０には、挟持されたラベル２０１（正確には台紙）が当接する。プラテン３１は、搬送部Ｓの回転軸Ｇ方向の中央部Ｔ（点線Ｔで示す位置）を基準としてラベル２０１を搬送する。すなわち、プラテン３１は、搬送するラベル２０１の搬送方向と直行する方向の長さ（ラベル２０１の幅、正確には台紙の幅、以降「ラベルの幅」という）が長いラベル２０１であっても短いラベル２０１であっても、ラベル２０１の幅の中央部が中央部Ｔの位置を基準として搬送する。すなわちプラテン３１は、中央基準でラベル２０１を搬送する。

図３は、プラテン３１が搬送可能な最もラベルの幅が短いラベル２０１を搬送している状態を示す図である。プラテン３１の外周部３１０は、第１外周部３１１と第２外周部３１２を有する。第１外周部３１１は、外周部３１０のうちの、中央部Ｔから両側にＡ／２の距離だけ離れた位置までの部分（点線Ｔを含む点線１０２と点線１０３の間の部分）である。点線１０２と点線１０３の間の距離Ａは、ラベルの幅が最も短いラベル２０１の幅と略等しい。また、ラベルの幅が最も短いラベル２０１は、図３に示すように、中央部Ｔを中心に点線１０２と点線１０３の間を搬送される。

第２外周部３１２は、第１外周部３１１の回転軸Ｇ方向の両側に位置する。第２外周部３１２は、外周部３１０のうち、点線１０１と点線１０２の間の距離Ｂの部分である。また、第２外周部３１２は、外周部３１０のうち、点線１０３と点線１０４の間の距離Ｂの部分である。第２外周部３１２は、ラベルの幅が最も短いラベル２０１が搬送される領域の外側に位置する。換言すると、第２外周部３１２は、ラベルの幅が最も短いラベル２０１の搬送には使用されない。なお、搬送部Ｓの回転軸Ｇ方向の長さは、距離Ａ＋距離Ｂ＋距離Ｂである。

図３に示すように、実施形態では、プラテン３１の第１外周部３１１には、複数の環状の溝Ｍ（第２溝）が形成される。溝Ｍは、例えば０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍの深さで、溝Ｍの角度は略９０°である。各溝Ｍの間隔は間隔Ｆ（第２所定間隔）である。なお、図３では、説明のために溝Ｍを拡大して円内に記載しているが、実際には溝Ｍは第１外周部３１１に形成されている。図４～図５も同様である（図６、図７は、第１外周部３１１に溝Ｍは形成されない）。

また、実施形態では、プラテン３１の両側の第２外周部３１２には、複数の環状の溝Ｍ（第１溝）が形成される。溝Ｍは、第１外周部３１１に形成されている溝Ｍと同形状である。各溝Ｍの間隔は間隔Ｅ（第１所定間隔）である。間隔Ｅは間隔Ｆより狭く、例えば略１ｍｍ間隔である。なお、図３では、説明のために溝Ｍを拡大して円内に記載しているが、実際には溝Ｍは第２外周部３１２に形成されている。図４～図７も同様である。

すなわち、プラテン３１は、点線１０１と点線１０２の間には溝Ｍが間隔Ｅで複数形成され、点線１０２と点線１０３の間には溝Ｍが間隔Ｆで複数形成され、点線１０３と点線１０４の間には溝Ｍが間隔Ｅで複数形成されている。換言すると、プラテン３１は、中央部である点線１０２と点線１０３の間（第１外周部３１１）では広い間隔で溝Ｍが形成され、両外側である点線１０２と点線１０３の間（第２外周部３１２）および点線１０３と点線１０４の間（第２外周部３１２）では、中央部より狭い間隔で溝Ｍが形成されている。

このような実施形態において、プラテン３１を回転させて、プラテン３１と印字ヘッド３２との間にラベルの幅が最も短いラベル２０１を挟持して搬送した場合、点線１０２と点線１０３の間（第１外周部３１１）にはラベル２０１が介在して搬送される。しかしながら、点線１０１と点線１０２の間（第２外周部３１２）および点線１０３と点線１０４の間（第２外周部３１２）にはラベル２０１が存在しない。印字ヘッド３２は、プラテン３１方向に付勢されているため、点線１０１と点線１０２の間の位置および点線１０３と点線１０４の間の位置では、ラベル２０１の両端部付近の位置を除いて印字ヘッド３２とプラテン３１が直に接触する。しかしながら、点線１０１と点線１０２の間の位置および点線１０３と点線１０４の間の位置において、溝Ｍが間隔Ｅで複数形成されている。この間隔Ｅは間隔Ｆより短い。そのため、点線１０１と点線１０２の間の位置および点線１０３と点線１０４の間の位置において、印字ヘッド３２とプラテン３１の接触面積が点線１０２と点線１０３の間より小さくなるため、プラテン３１が回転することによる印字ヘッド３２とプラテン３１間の摺動による摩擦抵抗を小さく抑えることができる。

また、点線１０２と点線１０３の間において、溝Ｍが間隔Ｆで複数形成されている。そのためプラテン３１とラベル２０１との接触面積を広くすることができる。よって、ラベル２０１を印字ヘッド３２とプラテン３１で挟持したとしても、ラベル２０１を安定的に搬送することが可能となる。

ここからは、実施形態において、ラベルの幅が最も短いラベル２０１よりラベルの幅が広いラベル２０１を使用した場合について説明する。図４は、プラテン３１の構造の一例を示す説明図である。図４において、プラテン３１の構成は図３と同一である。図４に示すように、プラテン３１が幅が広いラベル２０１を搬送する際には、ラベル２０１は、プラテン３１の第１外周部３１１と第１外周部３１１の両側の第２外周部３１２の前部または一部に接触している。この状態でプラテン３１が回転するとラベル２０１は搬送される。このときに、第２外周部３１２の領域において、印字ヘッド３２とプラテン３１が直に接触しないか、接触してもその面積は小さい。しかも、第２外周部３１２に設けられた溝Ｍによって、印字ヘッド３２とプラテン３１との間の摺動による摩擦抵抗は小さく抑えることができる。そのため、プラテン３１は、ラベル２０１を安定的に搬送させることが可能となる。

ここからは実施形態の第１変形例について説明する。図５は、プラテン３１の構造の第１変形例を示す説明図である。上述のように、ラベル２０１両端部に近い領域は、ラベル２０１の紙厚の影響で印字ヘッド３２とプラテン３１が直に接触しにくい。そのため、第１変形例では、第２外周部３１２をラベル２０１との境界部から少し離して設ける。すなわち、点線１０２から距離Ｌだけ離した点線１０５と点線１０１の距離Ｄ（＝距離Ｂ－距離Ｌ）の領域を第２外周部３１２とする。そして、点線１０５と点線１０１の間の第２外周部３１２に複数の溝Ｍを形成する。また、点線１０３から距離Ｌだけ離した点線１０６と点線１０４の距離Ｄ（＝距離Ｂ－距離Ｌ）の領域を第２外周部３１２とする。そして、点線１０６と点線１０４の間の第２外周部３１２に間隔Ｅで複数の溝Ｍを形成する。この場合、点線１０５と点線１０６の間が第１外周部３１１であって、第１外周部３１１の長さは、距離Ａ＋距離Ｌ＋距離Ｌ＝距離Ｃである。また、第１外周部３１１には、間隔Ｆで複数の溝Ｍが形成される。

このような第１変形例では、第２外周部３１２に形成される溝Ｍは、ラベル２０１の端部から少し離れた位置に形成される。このような第１変形例であっても、第１外周部３１１に形成される溝Ｍは間隔Ｆであって、第２外周部３１２に形成される溝Ｍは間隔Ｆより狭い間隔Ｅである。そのため、第２外周部３１２において印字ヘッド３２との接触面積を減らすことができるため、実施形態と同様に第２外周部３１２において印字ヘッド３２が回転することによるプラテン３１との摺動による摩擦抵抗を低く抑えることができる。そのため、プラテン３１は、ラベル２０１を安定的に搬送させることが可能となる。

ここからは実施形態の第２変形例について説明する。図６は、プラテン３１の構造の第２変形例を示す説明図である。図６に示すように、第２変形例は、第１外周部３１１に溝Ｍを設けない。第２外周部３１２には実施形態と同様に間隔Ｅで複数の溝Ｍが形成される。すなわち、第２変形例は、第１外周部３１１は、すべての面において幅が最も短いラベル２０１と接触する。一方、第２外周部３１２には複数の溝Ｍを形成される。

このような第２変形例では、実施形態と同様に、第２外周部３１２において印字ヘッド３２との接触面積を減らすことができるため、実施形態と同様に第２外周部３１２において印字ヘッド３２が回転することによるプラテン３１との摺動による摩擦抵抗を低く抑えることができる。かつ、第１外周部３１１はすべての面でラベル２０１と接触する。そのため、プラテン３１は、ラベル２０１を安定的に搬送させることが可能となる。

ここからは実施形態の第３変形例について説明する。図７は、プラテン３１の構造の第３変形例を示す説明図である。図７に示すように、第３変形例は、第１外周部３１１に溝Ｍを設けない。第２外周部３１２には第１変形例と同様に間隔Ｅで複数の溝Ｍが形成される。すなわち、第３変形例は、第１外周部３１１において、すべての面において幅が最も短いラベル２０１と接触する。一方、第２外周部３１２には間隔Ｅで複数の溝Ｍを形成される。

このような第３変形例では、実施形態と同様に、第２外周部３１２において印字ヘッド３２との接触面積を減らすことができるため、実施形態と同様に第２外周部３１２において印字ヘッド３２が回転することによるプラテン３１との摺動による摩擦抵抗を低く抑えることができる。かつ、第１外周部３１１はすべての面でラベル２０１と接触する。そのため、プラテン３１は、ラベル２０１を安定的に搬送させることが可能となる。

以上説明したように、実施形態のサーマルプリンタ１は、回転可能な円柱形状であって、回転軸Ｇ方向の中央部Ｔを基準として種々の幅のラベル２０１を外周部３１０に接触させて搬送するプラテン３１と、プラテン３１に沿って対向配置されるとともに外周部３１０に押圧され、外周部３１０との間に挟持されたラベル２０１に熱を印加して印字を行う印字ヘッド３２と、を備え、プラテン３１の外周部３１０のうち、搬送可能な最も幅が短いラベル２０１が接触する第１外周部３１１より両外側の第２外周部３１２に回転軸Ｇの方向と交わる方向に複数の溝Ｍを形成した、ことを特徴とする。

このような構成の実施形態のサーマルプリンタ１は、第２外周部３１２において、印字ヘッド３２とプラテン３１との接触面積を減らすことができる。そのため、印字ヘッド３２とプラテン３１との間の摩擦抵抗による用紙搬送の負荷を低減することが可能となる。

以上、本発明の実施形態および変形例を説明したが、この実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、実施形態、第１～第３変形例において、第２外周部３１２には複数の溝Ｍを形成されると説明した。しかしながらこれに限らず、例えば１本の螺旋状の溝Ｍを第２外周部３１２に設けるようにしてもよい。この場合、隣り合う溝Ｍとの間隔は間隔Ｅである。また、この場合、第１外周部３１１の一側の第２外周部３１２に設けられた螺旋状の溝Ｍと、第１外周部３１１の他側の第２外周部３１２に設けられた螺旋状の溝Ｍは、螺旋の向きが逆（左右対称）になるようにする。このようにすることで、例えば図４のような幅広のラベル２０１を搬送する場合に、螺旋形状の影響で搬送されるラベル２０１が一方向に偏ることを防止できる。

また、実施形態では、第１外周部３１１に形成される溝と第２外周部３１２に形成される溝を同じ形状の溝Ｍとした。しかしながらこれに限らず、第１外周部３１１に形成される溝と第２外周部３１２に形成される溝の形状（溝の広さ、溝の深さ、溝の角度等）が異なる形状であってもよい。

また、実施形態では、印字媒体としてラベル２０１を用いて説明した。しかしながらこれに限らず、印字媒体は、例えば、ライナレスのラベル、レシート用紙、また単票用紙、等であってもよい。

また、実施形態では、第２外周部３１２に形成される複数の溝を間隔Ｅで均等に形成した。しかしながらこれに限らず、例えば、第２外周部３１２に形成される複数の溝の間隔を、プラテン３１の両端部に向かうに連れて徐々に狭くするようにしてもよい。この場合、第２外周部３１２に形成されるすべての溝の間隔は、間隔Ｆより狭い。

１ サーマルプリンタ
２０ ラベル用紙
２３ 印字部
３１ プラテン
３２ 印字ヘッド
２０１ ラベル
３１０ 外周部
３１１ 第１外周部
３１２ 第２外周部
Ｈ 歯車
Ｋ 軸心
Ｍ 溝
Ｓ 搬送部
Ｔ 中央部

実開平０１－７２７６３号公報

Claims (6)

1. 回転可能な円柱形状であって、回転軸方向の中央部を基準として種々の幅の印字媒体を外周部に接触させて搬送するプラテンと、
   前記プラテンに沿って対向配置されるとともに前記外周部に押圧され、前記外周部との間に挟持された前記印字媒体に熱を印加して印字を行う印字ヘッドと、
   を備え、
   前記プラテンの外周部のうち、搬送可能な最も幅が短い前記印字媒体が接触する第１外周部より前記回転軸方向の両外側の第２外周部に前記回転軸の方向と交わる方向に第１溝を形成した、
   ことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記第１溝は、前記第２外周部に第１所定間隔で設けられた複数の溝であり、
   前記第１外周部には、前記第１所定間隔より広い第２所定間隔で第２溝が形成される、
   請求項１に記載のサーマルプリンタ。
3. 前記第１溝は、前記第２外周部に第１所定間隔で設けられた複数の溝であり、
   前記第１外周部には溝は形成されない、
   請求項１に記載のサーマルプリンタ。
4. 前記第１溝は、前記第１外周部から前記外側に一定の距離を置いた前記第２外周部に形成される、
   請求項１乃至３のいずれか一に記載のサーマルプリンタ。
5. 前記第１溝は、前記第２外周部に第１所定間隔で設けられた１本の螺旋状の溝である、
   請求項１に記載のサーマルプリンタ。
6. 前記第１溝は、前記第２外周部に前記両外側に向かうに連れて徐々に間隔が狭くなるように設けられた複数の溝である、
   請求項１に記載のサーマルプリンタ。

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