JP3582282B2 - プリンタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばPOS(Point−Of−Sales)システムに用いられる電子キャッシュレジスタ等のプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術の代表例を図14に示して説明する。モータ61の回転駆動力は第1減速歯車62、伝達歯車63を介してウオームと傘歯車を備えた歯車64から印字ヘッドを往復移動するベルトを駆動する駆動プーリ歯車65及びリボン駆動機構を駆動歯車66へ伝達されていた。さらに、モータ61の回転駆動力は、第1減速歯車62、第2減速歯車71、第3減速歯車72を介し、紙送り機構を駆動する紙送り歯車73へ伝達されていた。
【0003】
このように従来のプリンタでは、大きなトルクを必要とする印字機構や紙送り機構を駆動するために、モータの回転駆動力を平歯車の組み合わせによる動力伝達機構を使用して減速するの一般的であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最近のプリンタには小型化が要求されており、その要求を達成す為にモータ自体を小型化にして、紙送り機構、印字機構に必要なトルクを歯車による減速比を大きくして確保していた。
【0005】
前述の従来技術では、十分な減速比を得るためには、小歯車と大歯車の比の大きな部品を使用するか、または多くの減速歯車を多段に組み合わせる機構がとられていたが、前者は個々の部品が大きいこと、後者はその構成部品の多さからどちらも減速に要するスペースは大きいものであり、プリンタのサイズを小型化しにくいという問題を抱えていた。
【0006】
本発明は、このような欠点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小スペースで大減速が可能な動力伝達機構を備えたプリンタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、印字手段を搭載したキャリッジを印字の行方向に移動させるキャリッジ駆動手段と、記録紙の紙送り手段とを備えたプリンタにおいて、モータ軸上にウオームのモータウォームを備えたモータと、前記モータウォームと噛合するウオーム歯車が固定され、前記モータにより回転される駆動軸と、駆動軸に取り付けられ紙送り手段へ駆動軸の回転力を伝達する第1のウオームと、駆動軸に取り付けられキャリッジ駆動手段もしくは記録紙に転写されるインクリボンを移動するインクリボン駆動手段の少なくとも一方へ駆動軸の回転力を伝達する第2のウオームとを有し、前記駆動軸に配置された全てのウオームの進み角が同方向であり、前記駆動軸に配置されるウオーム、もしくはウオーム歯車が、回転することにより前記駆動軸を常時どちらか一方側に付勢することを特徴とする。このように、ウォームを1本の駆動軸上に複数個配置したことにより、大きな減速比を得ることができ、また、プリンタの各機構への動力伝達もスペースをとらずに構成できる。加えて、構成部品が非常に少なくなるため、歯車が噛み合う個所が少なくでき、歯車のバックラッシュによる騒音の発生を極端に押さえることができる。また、個々のウォームが個々の負荷により、反力が駆動軸を同一方向に付勢するので、駆動軸の軸方向の変動がなく安定し、その結果、キャリッジは安定して搬送されるので印字品質は向上するとともに、歯車の遊びによる振動が小さくなり、歯車のバックラッシュによる騒音の発生を更に押さえることができる。
【0008】
また、前記キャリッジ駆動手段が、前記第2のウオームに噛合し回転する駆動プーリと、当該駆動プーリと従動プーリとに懸架されたキャリッジベルトと、当該キャリッジベルトに固定され、前記キャリッジと係合して、前記キャリッジを移動させるキャリッジ駆動軸とを備えていることを特徴とする。
【0009】
さらに、前記紙送り手段が、紙送り軸と、当該紙送り軸に配置され、前記第1のウオームによって回転される伝達歯車と、前記駆動軸から前記紙送り軸への動力伝達のon/offを行うクラッチユニットとを備えていることを特徴とする。また更に、電磁石と、当該電磁石を駆動することにより回動するトリガ吸引板とを備え、前記クラッチユニットの動力伝達のon/offを制御する紙送りトリガ電磁石ユニットとを有することを特徴とする。また更に、前記クラッチユニットが、前記駆動軸に固定された紙送りアーバと、当該紙送りアーバに圧入されて一体回転する紙送りスリーブと、当該紙送りスリーブに巻き付き両端に腕部を形成したクラッチバネと、前記トリガ吸引板と係合する爪部を外周に備え、前記クラッチバネの一方の腕部と係合する紙送り爪車とを備え、前記第1のウオームは、前記紙送りアーバに回転自在に支持され、前記クラッチバネの他方の腕部と係合することを特徴とする。
【0010】
また更に、駆動軸は、少なくとも第1若しくは第2のウオームの近傍において回転可能に支持されていることを特徴とする。このように駆動軸を撓ませるウオームの近傍を支持すれば、その撓みは少なくなるから軸の振動がなくなりスムースな回転を伝達することが可能となるとともに、ウオームの係合量は確保されるので歯車の耐久性も向上する。
【0011】
また更に、駆動軸は、端側に第1若しく第2のウオームが配置されるように少なくとも2つ以上に分割されていることを特徴とする。このように構成すれば軸の中央付近までウオームを移動させることがなく組立性が向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を用いて本発明を詳細に説明する。
図1はプリンタ全体の機構説明斜視図であり、プリンタから外装部品(フレーム7、カバー等)を取り去った説明図である。図2は印字機構部説明図である。
【0018】
本実施形態のプリンタは、主に、動力伝達機構部、印字機構部、紙送り機構部、およびリボン送り機構部の4機構部で構成されている。
【0019】
動力伝達機構部は、図1に示すように、ウオームのモータ歯車2を備えたモータ1がプリンタに対し横向きに据えられ、減速歯車4とプーリ駆動歯車24、及び紙送りクラッチユニット6を軸上に固定しフレーム7の右隅に設置された駆動軸である減速軸3から構成される。
【0020】
減速歯車4はモータ歯車と噛合するウオームホイール部4−1とウォーム部4−2が一体に形成され、減速歯車4のウオーム部4−2は、リボン駆動機構を駆動するリボン巻取軸セット5の下方側に形成されたウオームホイール部と噛合している。
【0021】
プーリ駆動歯車24はウオーム歯車であり、フレーム7の底部に回転自在に配置されたプーリ伝達歯車22のウオーム歯車22−1と噛合している。
【0022】
印字機構部は、フレーム7の両側に配置された従動プーリ21−1と駆動プーリ20−1に懸架されたキャリッジベルト19によって移動される印字ヘッド15を搭載したキャリッジ16等から構成される。印字方式として印字ヘッド15が矢印a、bいずれの方向に移動する際も印字が可能な両方向印字方式を採用している。
【0023】
図3は紙送り部斜視図であり、図に基づいて説明する。
【0024】
紙送り機構部は、プリンタ後方側に配置された紙案内フレーム44及び紙案内フレーム44とは所定の隙間をもって対向して配置された紙案内(内)43と、記録紙の両側に形成された孔と係合するピンを外周に形成したスプロケットホイール35を左右両側に備え紙送りクラッチユニット6を経て回転駆動する紙送り軸33等を備えている。この紙送り機構部には、クラッチユニット6の動力伝達のon/offを制御する紙送りトリガ電磁石ユニット、及び、紙送り軸33上に配置された第2のクラッチであるレリーズ機構より構成されている。
【0025】
紙送りクラッチユニット6について図4、図5、図7、図8を用いて詳述する。
【0026】
図4は本発明の第1の実施形態における減速軸軸支部側面図でああり、図5は、紙送りクラッチユニット部の断面斜視図であり、図7は減速軸上の各歯車の固着例の斜視図と断面図、図8は紙送りトリガ電磁石背面図である。
【0027】
本実施の形態の紙送りクラッチユニット6は、バネクラッチであって、減速軸3に固定された紙送りアーバ25と、紙送りアーバ25に圧入されて一体回転する紙送りスリーブ26に巻き付き両端に腕部を形成した紙送りクラッチバネ27と、紙送りアーバ25に回転自在に支持され外周にはトリガ吸引板38と係合する爪部28−1を外周に備えクラッチバネ27の一方の腕部と係合する紙送り爪車28と、紙送りアーバ25に回転自在に支持され外周には紙送り機構部へ動力伝達するウオーム歯車29−1を備えクラッチバネ27の他方の腕部と係合する紙送り駆動歯車29から構成されている。これらは、紙送りアーバ25の爪部25−1をたわませながら組み込み、紙送り駆動歯車29が爪部25−1によってその移動を規制されることから、この紙送りクラッチユニット6は、減速軸3に固着される前に組立てられユニットとなるものである。その後、減速軸3へ組込むと爪部25−1が中心方向へたわまなく各部品が分解することがない。
【0028】
図9は、レリーズ機構背面図であり、図10はレリーズ機構拡大断面図である。
【0029】
レリーズ機構は、紙送り軸33に回転自在に配置され紙送り駆動歯車29に回転される紙送り伝達歯車30と、紙送り軸33に回転不可能であって軸方向に移動して伝達歯車30とは噛合可能な紙送りクラッチ板32と、クラッチ板32を伝達歯車30と噛合させる位置と噛合不可の位置のいずれかの位置に位置させるレリーズレバー40とを有している。
【0030】
さらに、リボン送り機構部はエンドレスリボンでメビウス方式を採用したリボンカセット(図示せず)と、リボンカセットのリボン駆動部と係合してリボンを移動させるリボン巻取軸セット5より構成される。このリボンをリボン巻取軸セット5は減速歯車4のウオーム部4−2と噛合して回転される。
【0031】
次に、上記のように構成されたプリンタの動作について詳述する。
【0032】
モータ1を回転するとその回転駆動力は、ウォームギアであるモータ歯車2及び減速歯車4により大きく減速されて減速軸3に伝えられる。減速歯車4のウオーム部4−2と噛合しているリボン巻取軸セット5はさらに大きく減速されて回転されリボンカセットのリボンを移動させる。
【0033】
さらに、減速軸3の軸上に固着されたプーリ駆動歯車24はプーリ伝達歯車22を介して駆動プーリ20−1を回転させる。駆動プーリ20−1にはタイミングベルトのキャリッジベルト19と噛合する歯部が形成されており、従動プーリ21−1とに懸架されたキャリッジベルト19を矢印c方向へ移動する。
【0034】
印字ヘッド15を搭載したキャリッジ16は、キャリッジベルト19に固定されたキャリッジ駆動軸19−1と係合して、矢印aもしくはb方向へ移動される。
【0035】
そして、モータ1の軸に固定されたT検出板10により検出されたタイミング信号と、キャリッジセット16に固定された透過形のR検出器セット11がフレーム7上の突起7−2を認識することにより検出される位置検出信号を使用して所望する位置に印字する。
【0036】
また、減速軸3に装着した紙送りクラッチユニット6は、紙送り爪車28が、トリガ吸引板38によって回転を止められているため、紙送りクラッチバネ27の内径が大きくされて、紙送りスリーブ26は回転するがクラッチバネ27が回転しなく、減速軸3の回転は紙送り機構へは伝達されない。所望するタイミングでトリガ電磁石36を駆動するとトリガ吸引板38が回動して爪部28−1との係合が外れ紙送り爪車28が回転する。クラッチバネ27は紙送りスリーブ26と一体回転してその腕部により紙送り駆動歯車29は回転される。
【0037】
紙送りトリガ電磁石36への通電が終わると、トリガ吸引板38は紙送りトリガ爪バネ39の力により紙送り爪車28と再び噛み合い停止するので、紙送りクラッチバネ27の働きにより紙送り爪車28および紙送り駆動歯車29の回転は待機時の状態で停止する。
【0038】
紙送り駆動歯車29が回転すると紙送り伝達歯車30が回転し、伝達歯車30の歯部30−1とクラッチ板32の歯部32−1が噛合している場合、紙送り軸33に伝達されてスプロケットホイール35により記録紙は紙送りされる。
【0039】
ところで、スプロケットホイール35に係合している記録紙を交換等のためにスプロケットホイール35から外す場合がある。この場合は、レリーズレバー40の先端部を矢印l方向に回動させると、レリーズレバー40のカム面40ー1が紙送りクラッチ板32の掛止面mを矢印n方向へ押すため、伝達歯車30の歯部30−1とクラッチ板32の歯部32−1の噛合が解除され、紙送り軸33は回転自在となり、記録紙をどちらの方向へも引き出すことが可能となる(図10破線状態)。なお、レリーズレバー40を元に戻すとレリーズレバーバネ41により、紙送り伝達歯車30と紙送りクラッチ板32は噛合して紙送り軸33と伝達歯車30は一体回転が可能となる。
【0040】
次に、本実施の形態では、減速軸3には常にプリンタの後方である矢印d方向に作用するように各歯車が取り付けられている。詳述すると、モータ1の回転は、反時計方向に回転して減速歯車4を回転するので、減速軸3はモータ1の回転により、プリンタ後方へ付勢される。減速歯車4のウオーム部4−2は、リボン駆動機構を駆動するリボン巻取軸セット5の下方側に形成されたウオームホイール部を回転させるとその反力により減速軸3を矢印d方向へ付勢するように構成されている。また、プーリ駆動歯車24によりプーリ伝達歯車22を介して印字機構を駆動するが、この場合も、ウオーム歯車であるプーリ駆動歯車24は、減速軸3を矢印d方向へ付勢するように構成されている。
【0041】
同様に、紙送りクラッチユニット6が伝達歯車30を回転する場合も、減速軸3をプリンタの後方である矢印d方向へ付勢するように構成されている。すなわち、減速軸3に配置された全てのウオームは、進み角が同方向であるように構成されている。
【0042】
上記構成により、減速軸3は常時後方側へ付勢されることにより、減速軸3の挙動が安定し、軸方向の隙間があってもプリンタの品質に与える影響はなく良好な印字品質を得ることができる。
【0043】
効果を明確にするために、例えばモータ歯車と減速歯車は減速軸3を矢印d方向へ付勢し、プーリ駆動歯車24とプーリ伝達歯車22の噛合をウォームギアのねじれ方向を反対(進み角を反対)にして、減速軸3を矢印d方向とは反対方向のプリンタ前方側に移動させると、印字ヘッド15を動かすための負荷により、減速軸3は矢印d方向とは反対方向に移動する。しかし、印字ヘッド15が駆動プーリ20−1と従動プーリ21−1部で反転するときに、印字ヘッド15のイナーシャの影響によりプーリ駆動歯車24への負荷が急激に減り、減速軸3はモータ歯車2により、矢印d方向へ移動しする。このため、減速軸3は、軸方向に往復移動することにより、モータ1から検出されるタイミング信号と印字ヘッド15の位置が相違して印字品質が大きく低下してしまうものとなる。更には、減速軸3の移動による騒音等にも悪影響がでるものである。本実施の形態のように、減速軸3に配置されるウオーム、もしくはウオーム歯車が、回転することにより減速軸3を常時どちらか一方側に付勢する構成にすることにより上記課題は発生しなくその効果は大きいものである。
【0044】
上述の実施の形態のように、本発明の動力伝達機構は、構成部品がモータ歯車1、減速歯車4、減速軸3、プーリ駆動歯車24、紙送りクラッチユニット6(紙送り駆動歯車29)、及びリボン巻取軸セット5、プーリ伝達歯車22、キャリッジ駆動プーリセット20、紙送り伝達歯車30の8部品にまで削減でき、歯車が噛み合う個所は、5個所と非常に少なくなってる。また、リボン駆動、印字ヘッド駆動、紙送りとそれぞれの負荷により、ウォームの反力を減速軸3がプリンタ後方(矢印d)へ付勢されるようにウォームのねじれ方向を設定してあるため、歯車のがたつきが小さくなり、歯車のバックラッシュによる騒音の発生を極端に押さえることができる。
【0045】
次に、減速軸3と各歯車の固着について図6、図7を用いて詳述する。
【0046】
図6は減速軸上の各歯車の固着例1の部品図であり、図7は減速軸上の各歯車の固着例2の斜視図と断面図である。
【0047】
本実施の形態の減速軸3と各歯車の固着は、減速軸3の断面図は、図6のように対称となる2つに位置に凹部3−1備えて、しかもその凹部3−1は全長に形成された異形軸である。そして、減速歯車4は、凹部3−1の係合する突起部4−3が形成し、凹部3−1に突起部4−3を係合させて減速軸3に相対回転不可、且つ軸方向に移動可能に取り付けられる。そして、軸方向への移動はE型止め輪3−2で規制される。しかし、この場合、全長に凹部を設けていることから強度が弱く、そりが発生し易い等の欠点がある。
【0048】
この対策としては図7のように、減速軸3の両端部にはほぞを設け、減速歯車4及び紙送りアーバ25の内部に該ほぞを受ける嵌合溝4−5、25−2を形成し、それらを係合させて一体的に回転するよう構成している。こうすることにより、減速軸3の剛性は大きくなり強度が強くなる。このほぞ、嵌合溝の関係は減速軸3側に嵌合溝を形成し、減速歯車4側にほぞを形成してもよい。
【0049】
また、プーリ駆動歯車24を減速軸3と一体回転させる方法として減速軸3及び取り付けられる側にキー溝部を形成し、その溝に嵌合するキー4−4を用いてもよい。
【0050】
次に、本発明による他の実施形態を図11及び図12に示す。
【0051】
図11は他の実施形態を示す減速軸軸支部側面図であり、図12は他の実施形態を示す減速軸軸支部側面図である。
【0052】
第1の実施形態では、減速歯車4とプーリ駆動歯車24、及び紙送りクラッチユニット6を一本の減速軸3に固定したものであり、その両端の2点で支持するものであった(図4)。上記の例では、減速軸3のような長尺の軸はその製造過程で、そりが生じ易く、そのため特に減速軸3の中間部に設けられたプーリ駆動歯車24部における振れ(図4中→方向)は大きくなる。この現象により、プーリ駆動歯車24に係合する輪列の回転変動は大きくなる。
【0053】
この対策として、図11及び図12における減速軸45、45−1はプーリ駆動歯車46、46−1を越えたところまでの長さにしており、プーリ駆動歯車46、46−1の一部を軸受けとしてフレーム47、47−1の底部を曲げ起こし部に回転可能に支持されている。これにより、プーリ駆動歯車46、46−1部の歯車の振れは少なくなり、回転変動が少ない動力伝達の精度がさらに向上する効果がある。更には、ウオームの係合量は確保されるので歯車の耐久性も向上する。
【0054】
図11と図12の実施形態の違いは、減速軸の構成にある。図11の実施形態は第1の実施形態と同じ構成であり、図12の実施形態は減速軸を2分割し、プーリ駆動歯車46−1を継ぎ手としたところが異なっている。図12の実施形態によれば、紙送りユニットが受ける荷重を剛性の高い金属製の軸で且つ軸受けの近傍で支持することができ、図11の実施形態と比べ強度的に有利である。
【0055】
また軸の中央付近までウオームを移動させることがなく組立性が向上する。
【0056】
さらに、本発明による他の実施形態を図13に示す。
【0057】
図13はプリンタ全体の斜視図である。第2の実施形態と異なる点は、減速軸48と駆動プーリ49の回転数がほぼ同一となる場合であり、プーリ駆動歯車50と駆動プーリ49とをタイミングベルト51により、直結したことにある。
【0058】
この場合、タイミングベルト51を使用することにより、第1の実施形態におけるプーリ伝達歯車22のウォームホイールと平歯車との同心度等の部品精度によるキャリッジ駆動プーリセット20の回転ムラをなくすことができる。
【0059】
このように本発明では、減速軸上にウォーム以外の伝達要素を使用することも可能である。
【0060】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
【0061】
例えば、本実施の形態では、記録紙を両側に孔のある伝票用紙とし、紙送り手段にはスプロケットホイールを例としたが、ロール状の記録紙及び、それをローラ等に摩擦送りするものであってもよく、印字手段や印字方法等で限定されるものではない。
【0062】
【発明の効果】
以上述べたように、ウォームを1本の駆動軸上に複数個構成したことにより、大きな減速比を得ることができ、また、プリンタの各機構への動力伝達もスペースをとらずに構成できる。加えて、構成部品が非常に少なくなるため、歯車が噛み合う個所が少なくでき、歯車のバックラッシュによる騒音の発生を極端に押さえることができる。また、個々のウォームが個々の負荷により、駆動軸を同一方向に付勢するので、駆動軸の軸方向の変動がなく安定し、その結果、キャリッジは安定して搬送されるので印字品質は向上するとともに、歯車のがたつきが小さくなり、歯車のバックラッシュによる騒音の発生を更に押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す小型プリンタの透視斜視図。
【図2】本発明の一実施形態を示す小型プリンタの印字機構部説明図である。
【図3】紙送り機構部斜視図。
【図4】本発明の第1の実施形態における減速軸軸支部側面図。
【図5】紙送りクラッチユニット部の断面斜視図。
【図6】減速軸上の各歯車の固着例1の部品図。
【図7】減速軸上の各歯車の固着例2の斜視図と断面図。
【図8】紙送りトリガ電磁石背面図。
【図9】レリーズ機構背面図。
【図10】レリーズ機構拡大断面図。
【図11】本発明の他の実施形態を示す減速軸軸支部側面図。
【図12】本発明の他の実施形態を示す減速軸軸支部側面図。
【図13】本発明の他の実施形態を示す斜視図。
【図14】従来技術の例を示すプリンタの動力伝達機構部斜視図。
【符号の説明】
1 モータ
2 モータ歯車
3 減速軸
4 減速歯車
6 紙送りクラッチユニット
7 フレーム7
15 印字ヘッド
22 プーリ伝達歯車
23 プラテン
24 プーリ駆動歯車
Claims (7)
- 印字手段を搭載したキャリッジを印字の行方向に移動させるキャリッジ駆動手段と、記録紙の紙送り手段とを備えたプリンタにおいて、
モータ軸上にウオームのモータウォームを備えたモータと、
前記モータウォームと噛合するウオーム歯車が固定され、前記モータにより回転される駆動軸と、
前記駆動軸に取り付けられ前記紙送り手段へ前記駆動軸の回転力を伝達する第1のウオームと、
前記駆動軸に取り付けられ、前記キャリッジ駆動手段もしくは前記記録紙に転写されるインクリボンを移動するインクリボン駆動手段の少なくとも一方へ前記駆動軸の回転力を伝達する第2のウオームとを有し、
前記駆動軸に配置された全てのウオームの進み角が同方向であり、前記駆動軸に配置されるウオーム、もしくはウオーム歯車が、回転することにより前記駆動軸を常時どちらか一方側に付勢することを特徴とするプリンタ。 - 前記キャリッジ駆動手段が、前記第2のウオームに噛合し回転する駆動プーリと、当該駆動プーリと従動プーリとに懸架されたキャリッジベルトと、当該キャリッジベルトに固定され、前記キャリッジと係合して、前記キャリッジを移動させるキャリッジ駆動軸とを備えていることを特徴とする請求項1記載のプリンタ。
- 前記紙送り手段が、紙送り軸と、当該紙送り軸に配置され、前記第1のウオームによって回転される伝達歯車と、前記駆動軸から前記紙送り軸への動力伝達のon/offを行うクラッチユニットとを備えていることを特徴とする請求項1記載のプリンタ。
- さらに、電磁石と、当該電磁石を駆動することにより回動するトリガ吸引板とを備え、前記クラッチユニットの動力伝達のon/offを制御する紙送りトリガ電磁石ユニットとを有することを特徴とする請求項3記載のプリンタ。
- 前記クラッチユニットが、前記駆動軸に固定された紙送りアーバと、当該紙送りアーバに圧入されて一体回転する紙送りスリーブと、当該紙送りスリーブに巻き付き両端に腕部を形成したクラッチバネと、前記トリガ吸引板と係合する爪部を外周に備え、前記クラッチバネの一方の腕部と係合する紙送り爪車とを備え、
前記第1のウオームは、前記紙送りアーバに回転自在に支持され、前記クラッチバネの他方の腕部と係合することを特徴とする請求項4記載のプリンタ。 - 前記駆動軸は、少なくとも前記第1若しくは第2のウオームの近傍において回転可能に支持されていることを特徴とする請求項1記載のプリンタ。
- 前記駆動軸は、端側に前記第1若しく第2のウオームが配置されるように少なくとも2つ以上に分割されていることを特徴とする請求項1又は6記載のプリンタ。
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JP6380742B2 (ja) * | 2014-06-25 | 2018-08-29 | セイコーエプソン株式会社 | 記録装置 |
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