JP5908292B2 - プリンタ及びその用紙ガイド機構 - Google Patents

Description

本発明は、被印字媒体（以下、「用紙」ともいう）を搬送して印字を行うプリンタに関する。さらに、本発明は、プリンタにおいて搬送される用紙をガイドする用紙ガイド機構に関する。

例えば、ラベルプリンタにおいては、用紙として、長尺帯状の台紙（セパレータ）上に所定長さのラベルが一定間隔で仮着されているラベル連続体が用いられる。用紙は、ロール状に巻回された状態で用紙ホルダにセットされる。用紙の搬送経路にはプラテンローラが設けられており、プラテンローラが回転することによって用紙を搬送する。また、用紙を挟んでプラテンローラに対向して設けられているサーマルヘッドがラベルに印字を行う。

一般に、プリンタ等の給排紙装置においては、搬送される用紙をガイドするために、用紙ガイド機構が設けられている。例えば、特許文献１には、給排紙用のガイド板を備え、これを横軸を中心に回動して給排紙装置本体に被せることで蓋としても機能する給排紙装置の用紙ガイド機構が開示されている。この用紙ガイド機構には、ガイド板の閉姿勢から開姿勢への回動動作に応じて横軸をガイド位置まで移動させる移動手段が設けられている。移動手段は、該横軸に固定された転動体と、該転動体をガイド位置まで案内する案内部とから構成されている。

また、特許文献２には、用紙ロールが簡単に装着できるプリンタの用紙ホルダが開示されている。用紙ロールは、一対の押さえ板に挟持されて回動自在に支持される。一対の押さえ板は、用紙ロールの軸方向に沿って移動自在に設けられた一対の移動部材によって支持されており、一対のラックとピニオンとの作用によって、一方を移動させると同じ移動量で他方も移動する。一対の移動部材は、スプリングによって互いに近づく方向に付勢されており、このスプリングの付勢力によって用紙ロールが挟持される。また、一対の移動部材の間に配設されたストッパが、一対の移動部材が互いに近づく方向に移動すると、少なくとも一方の移動部材に当接して、一対の移動部材間の距離が一定以上に狭まらないように規制する。

この用紙ホルダによれば、スプリングの付勢力によって用紙ロールが挟持されるので、用紙ロールをガイドする一対の押さえ板を手動でロックするための手動ロック機構を設けなくても、用紙ロールの軸方向の位置を規制することができる。しかしながら、オペレータがストッパの位置を正しくセットしなければ、スプリングの付勢力が用紙搬送の負荷となってしまい、印字縮み等の不具合が発生する要因となる場合がある。

特開平５−３０９８９４号公報（請求項１、図１） 特開２００２−３０２３号公報（要約書、請求項２、図２）

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、用紙ガイドの手動ロック機構やストッパを設けなくても、用紙搬送の負荷を軽減しつつ用紙の軸方向の位置を確実に規制することができる用紙ガイド機構、及び、そのような用紙ガイド機構を備えたプリンタを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る用紙ガイド機構は、プリンタにおいて用紙をガイドする用紙ガイド機構であって、プリンタの筐体内に装填された用紙の幅方向の位置を両側から規制する一対のガイド部材と、一対の平歯車がそれぞれ設けられ、用紙の搬送方向と異なる方向に沿って平行移動可能に配置されて、一対のガイド部材をそれぞれ支持する一対の移動部材と、一対の平歯車が対向する位置に回転可能に配置され、一対の平歯車に噛合する円形歯車と、一対の移動部材の内の一方を他方に向けて付勢する少なくとも１つの付勢手段と、筐体に対して開閉可能に取り付けられたカバーが閉じられた際に、一対のガイド部材の移動を規制するロック部材と、を具備し、ロック部材が、カバーが閉じられる際に、カバーに係合して、付勢手段で付勢されている一対のガイド部材の間隔を広げるように円形歯車を回転させてから、円形歯車をロックする。

また、本発明の１つの観点に係るプリンタは、用紙を搬送して印字を行うプリンタであって、内部に用紙が装填される筐体と、筐体に対して開閉可能に取り付けられたカバーと、本発明に係る用紙ガイド機構と、筐体内に設けられたモーターによって駆動されて回転することにより用紙を搬送するプラテンローラと、プラテンローラとの間に用紙を挟んだ状態で用紙に印字を行う印字ヘッドとを具備する。

本発明の１つの観点によれば、筐体に対して開閉可能に取り付けられたカバーが閉じられた際に一対のガイド部材の移動を規制するロック部材を設けたことにより、用紙搬送の負荷を軽減しつつ用紙の軸方向の位置を確実に規制することができる。

本発明の一実施形態に係る用紙ガイド機構が装備されたプリンタの概観を示す斜視図である。 図１に示すプリンタの筐体内の構造を示す平面図である。 図１に示すプリンタにおいて用いられるガイドロック機構の構成例を示す図である。 図３に示すガイドロック機構の動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る用紙ガイド機構が装備されたプリンタの概観を示す斜視図である。以下においては、長尺帯状の台紙（セパレータ）上に所定長さのラベルが一定間隔で仮着されているラベル連続体が用紙として用いられるラベルプリンタを例として説明する。

図１に示すように、ラベルプリンタ１は、用紙がロール状に巻回されたロール紙が内部に装填される筐体２と、筐体２に対して図中の矢印方向に開閉可能に取り付けられた前面カバー３及び上面カバー４とを含んでいる。筐体２内には、用紙ガイド機構１０と、プラテンローラ２１と、少なくとも１つのラベルセンサ２２と、制御部（図示せず）とが設けられている。また、筐体２の前面には、操作部２３と、表示部２４と、台紙排出口２５とが設けられている。

前面カバー３には、ラベルを台紙から剥離するための剥離ローラ３１が回転自在に取り付けられている。前面カバー３の少なくとも一部には、ラベルを取り去るのを容易とするために凹部３２が形成されている。また、上面カバー４には、サーマルヘッド４１と、用紙の状態を確認するための透明な窓４２とが設けられている。

用紙ガイド機構１０は、ラベルプリンタ１において用紙をガイドする。プラテンローラ２１は、筐体２内に設けられたモーターによって駆動されて回転することにより、筐体２内に装填されたロール紙から用紙を引き出して搬送する。サーマルヘッド４１は、プラテンローラ２１との間に用紙を挟んだ状態で、用紙に印字を行う。ラベルセンサ２２は、搬送される用紙におけるラベルの位置を検出する。

操作部２３は、複数の操作キーを含んでおり、プリンタ１を操作したり、プリンタ１に印字データを入力したりするために用いられる。表示部２４は、エラーメッセージ等を表示するための複数のＬＥＤ（発光ダイオード）等を含んでおり、制御部から供給される信号に基づいて各種の表示を行う。制御部は、ラベルセンサ２２から出力される検出信号に基づいて、プラテンローラ２１による用紙の搬送、及び、サーマルヘッド４１による用紙の印字を制御する。

印字された用紙は、剥離ローラ３１に当接する。台紙は、図中下方に折り返されることによって大きく湾曲している。この状態で用紙が搬送されると、用紙が湾曲部を通過する際にラベルが台紙から剥離し、ラベルの一部が台紙に仮着した状態で用紙の搬送が一時停止される。

図１に示すように、ラベルを取り去るのを容易とするための凹部３２が形成されているので、凹部３２に指を挿入することにより、搬送方向における長さが短いラベルであっても容易に取り去ることができる。ラベルが剥離された後の台紙は、台紙排出口２５から排出される。なお、ラベルが台紙から取り去られたか否かを検出する剥離センサを設けても良い。その場合には、剥離されたラベルがオペレータによって取り去られて、剥離センサがラベルを検出しなくなると、次のラベルが印字されて搬送される。

図２は、図１に示すプリンタの筐体内の構造を示す平面図である。筐体２には、用紙５がロール状に巻回されたロール紙５ｒを収納するための用紙収納凹部２ａが形成されており、用紙ガイド機構１０は、用紙収納凹部２ａ内に設置されている。また、筐体２には、プラテンローラ保持部２７が取り付けられている。プラテンローラ保持部２７によって２つのプラテンローラ軸受２８が保持され、それらのプラテンローラ軸受２８によってプラテンローラ２１が回転可能に保持されている。

図２において、用紙ガイド機構１０は、一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂと、一対のラック（平歯車）１５ａ及び１５ｂをそれぞれ有する一対の移動部材１３ａ及び１３ｂと、ピニオンギア（円形歯車）１６と、付勢手段としてのスプリング１７と、ガイドロック機構を構成する回転ロッド１８とを含んでいる。

一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂは、用紙５の幅に合わせて位置が可変となっており、用紙５の搬送方向と直交する幅方向（ロール紙５ｒの軸方向）の位置を両側から規制する。一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂには、対向する面にボス１２ａ及び１２ｂがそれぞれ設けられても良い。その場合には、ボス１２ａ及び１２ｂをロール紙５ｒの円筒状の巻芯に両側から嵌入することにより、一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂが、ロール紙５ｒを両側から挟持して回転自在に保持することができる。

一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂの下側には、それらのガイド部材１１ａ及び１１ｂをそれぞれ支持する一対の移動部材１３ａ及び１３ｂが設けられている。各々の移動部材１３ａ又は１３ｂは、対応するガイド部材１１ａ又は１１ｂと一体的に製造されても良いし、別個に製造されてガイド部材１１ａ又は１１ｂに結合されても良い。

また、少なくとも１つの用紙上面ガイド１１ｃが、一対の移動部材１３ａ及び１３ｂの内の少なくとも一方に一体的に設けられている。用紙上面ガイド１１ｃは、ロール紙５ｒから引き出された用紙５の幅方向の端部を下方に押さえて用紙５のバタつきを防止し、用紙５を挟んで対向位置に配置されるラベルセンサ２２（図１参照）の検出動作を良好にする。

一対の移動部材１３ａ及び１３ｂは、用紙５の搬送方向と異なる方向（例えば、用紙５の幅方向）に沿って平行移動可能に配置されている。例えば、一対の移動部材１３ａ及び１３ｂは、用紙収納凹部２ａの底面に形成された一対のガイド溝１４ａ及び１４ｂにそれぞれ摺動可能に嵌合している。これにより、一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂが、平行状態を保持しながら、相互に接近離間する方向に移動可能となっている。

一対の移動部材１３ａ及び１３ｂには、平板状の棒に歯が形成された一対のラック１５ａ及び１５ｂが、用紙収納凹部２ａの底面に沿ってそれぞれ設けられている。各々のラック１５ａ又は１５ｂは、対応する移動部材１３ａ又は１３ｂと一体的に製造されても良いし、別個に製造されて移動部材１３ａ又は１３ｂに結合されても良い。

ピニオンギア１６は、一対の移動部材１３ａ及び１３ｂの間において一対のラック１５ａ及び１５ｂが対向する位置に回転可能に配置されており、それらのラック１５ａ及び１５ｂに噛合する。ラック１５ａ及び１５ｂとピニオンギア１６とは、ラック・アンド・ピニオン（ｒａｃｋ ａｎｄ ｐｉｎｉｏｎ）を構成しており、一方のラック１５ａ又は１５ｂの直線運動をピニオンギア１６の回転運動に変換し、さらに、ピニオンギア１６の回転運動を他方のラック１５ｂ又は１５ａの直線運動に変換する。これにより、一方のガイド部材１１ａ又は１１ｂを所望の方向に所望の距離だけ移動させると、他方のガイド部材１１ｂ又は１１ａも逆方向に同一距離だけ移動することになる。

スプリング１７の一端は、一対の移動部材１３ａ及び１３ｂの内の一方（図２においては、移動部材１３ａ）に固定され、スプリング１７の他端は、用紙収納凹部２ａの底面に固定されている。従って、スプリング１７は、一対の移動部材１３ａ及び１３ｂの内の一方を他方に向けて付勢する。これにより、用紙収納凹部２ａに装填されたロール紙５ｒは、一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂによって両側から付勢されることになる。なお、付勢手段としては、スプリングの他に、ゴムや磁石等を用いることができる。

しかしながら、付勢手段による付勢力が用紙搬送の負荷となってしまい、印字縮み等の不具合が発生する要因となる場合がある。そこで、本実施形態においては、筐体２に対して開閉可能に取り付けられた上面カバーが閉じられた際に、一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂの移動を規制するガイドロック機構が設けられている。これにより、用紙搬送の負荷が軽減される。ガイドロック機構は、ロック部材として回転ロッド１８を含んでいる。

再び図１を参照すると、筐体２には、上面カバー４を開閉するためのカバー開閉レバー２６が設けられている。また、上面カバー４には、回転ロッド１８に対応する位置に押圧部４３が設けられている。上面カバー４を閉じると、押圧部４３が回転ロッド１８に当接して、回転ロッド１８を図中下方に押し下げる。

回転ロッド１８は、上面カバー４の開閉を検出するためのカバー開閉センサの一部としても用いることができる。制御部は、カバー開閉センサから出力される検出信号に基づいて、プラテンローラ２１による用紙の搬送、及び、サーマルヘッド４１による用紙の印字を制御する。これにより、上面カバー４が完全に閉じないままで印字動作が行われることを防止することができる。

図１及び図２に示す実施形態において、回転ロッド１８を含むガイドロック機構は、上面カバー４が閉じられた状態において、一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂ、又は、一対の移動部材１３ａ及び１３ｂをロックしても良いが、以下においては、ガイドロック機構がピニオンギア１６をロックする場合について説明する。

図３は、図１に示すプリンタにおいて用いられるガイドロック機構の構成例を示す図である。図３（ａ）は、上面カバー４が開かれた状態を示しており、図３（ｂ）は、上面カバー４が閉じられた状態を示している。

回転ロッド１８は、回転軸１８ａを中心として回動可能となるように筐体２に取り付けられている。図３（ａ）に示すように、上面カバー４が開かれた状態においては、回転ロッドの一端１８ｂが筐体２の上面から突出するように、スプリング１９によって回転ロッド１８が付勢されている。上面カバー４が閉じられる際に、回転ロッド１８が上面カバー４の押圧部４３に係合して、図３（ｂ）に示すように、上面カバー４が閉じられた状態においては、押圧部４３が回転ロッド１８を図中下方に押し下げる。

ピニオンギア１６の図中下側の主面には、円周に沿って所定の幅で鋸状の歯が形成されたクラウンギア１６ａが設けられている。これに対応して、回転ロッド１８の他端にも、円周に沿って所定の幅で鋸状の歯が形成されたクラウンギア１８ｃが設けられている。

図３（ａ）に示すように、上面カバー４が開かれた状態においては、ピニオンギア１６に設けられたクラウンギア１６ａと、回転ロッド１８に設けられたクラウンギア１８ｃとが離反している。

一方、図３（ｂ）に示すように、上面カバー４が閉じられた状態においては、ピニオンギア１６に設けられたクラウンギア１６ａと、回転ロッド１８に設けられたクラウンギア１８ｃとが噛合するので、クラウンギア１８ｃがロックされる。

これにより、図２において、一対の移動部材１３ａ及び１３ｂも間接的にロックされるので、一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂの移動が規制される。さらに、図３に示すガイドロック機構によれば、上面カバー４が閉じられる際に、一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂの位置が調整される。

図４は、図３に示すガイドロック機構の動作を説明するための図である。図４（ａ）は、上面カバー４が開かれた状態を示しており、図４（ｂ）は、上面カバー４が閉じられた状態を示している。また、図４（ｃ）は、上面カバー４が閉じられる際のピニオンギア１６の回転を示している。

上面カバー４が開かれた状態において、オペレータが、図２に示す一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂを離反させてロール紙５ｒを用紙収納凹部２ａに装填し、その後、ガイド部材１１ａ及び１１ｂを解放すると、スプリング１７の付勢力によってガイド部材１１ａ及び１１ｂがロール紙５ｒに押し付けられる。このとき、図４（ａ）に示すように、ピニオンギア１６に設けられたクラウンギア１６ａの歯の位相と、回転ロッド１８に設けられたクラウンギア１８ｃの歯の位相とは、互いにずれている。図４（ａ）においては、このずれ角をΔθ１で示している。

オペレータが上面カバー４を閉じる際に、クラウンギア１８ｃが、図２に示す一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂを離反させる方向にクラウンギア１６ａを回転させる。図４（ｃ）においては、この回転角をΔθ２で示している。その後、図４（ｂ）に示すように、上面カバー４が完全に閉じられた際に、クラウンギア１８ｃがクラウンギア１６ａをロックする。

従って、図２に示す一対のガイド部材１１ａ及び１１ｂの各々が、クラウンギア１６ａの回転角Δθ２に対応する距離ΔＤだけ外側に移動してから位置決めされるので、スプリング１７の付勢力が用紙に印加されず、用紙搬送の負荷となることがない。その結果、印字縮み等の不具合が解消される。

図４（ａ）に示すように、クラウンギア１６ａの回転面に対する歯の立ち上がり角度（２つの角度の内の大きい方）をαとし、クラウンギア１８ｃの回転面に対する歯の立ち上がり角度（２つの角度の内の大きい方）をβとする。ここで、９０°＜α，β＜１８０°である場合には、クラウンギア１６ａとクラウンギア１８ｃとの間のずれ角Δθ１の値にかかわらず、クラウンギア１６ａの回転角Δθ２を正の値とすることができる。特に、ガイド部材１１ａ及び１１ｂの移動距離ΔＤを一定値以上とするためには、１００°≦α，βであることが望ましい。また、クラウンギア１６ａ及び１８ｃの形状を強固なものとするためには、α，β≦１５０°であることが望ましい。

一方、α＝β＝９０°である場合には、クラウンギア１６ａの回転角Δθ２の値が、クラウンギア１６ａとクラウンギア１８ｃとの間のずれ角Δθ１の値とほぼ等しくなる。プリンタにおいては、複数種類の用紙が使用されるが、規格によって幅が定められているので、そのプリンタにおいて使用可能な用紙の幅に合わせてクラウンギア１６ａ及び１８ｃのピッチや配置角度を設定すれば、ガイド部材１１ａ及び１１ｂの移動距離ΔＤを適切な範囲内とすることができる。

１…ラベルプリンタ、２…筐体、２ａ…用紙収納凹部、３…前面カバー、４…上面カバー、５…用紙、５ｒ…ロール紙、１０…用紙ガイド機構、１１ａ、１１ｂ…ガイド部材、１１ｃ…用紙上面ガイド、１２ａ、１２ｂ…ボス、１３ａ、１３ｂ…移動部材、１４ａ、１４ｂ…ガイド溝、１５ａ、１５ｂ…ラック、１６…ピニオンギア、１６ａ、１８ｃ…クラウンギア、１７、１９…スプリング、１８…回転ロッド、２１…プラテンローラ、２２…ラベルセンサ、２３…操作部、２４…表示部、２５…台紙排出口、２６…カバー開閉レバー、２７…プラテンローラ保持部、２８…プラテンローラ軸受、３１…剥離ローラ、３２…凹部、４１…サーマルヘッド、４２…窓、４３…押圧部

Claims (3)

1. プリンタにおいて用紙をガイドする用紙ガイド機構であって、
   プリンタの筐体内に装填された用紙の幅方向の位置を両側から規制する一対のガイド部材と、
   一対の平歯車がそれぞれ設けられ、用紙の搬送方向と異なる方向に沿って平行移動可能に配置されて、前記一対のガイド部材をそれぞれ支持する一対の移動部材と、
   前記一対の平歯車が対向する位置に回転可能に配置され、前記一対の平歯車に噛合する円形歯車と、
   前記一対の移動部材の内の一方を他方に向けて付勢する少なくとも１つの付勢手段と、
   前記筐体に対して開閉可能に取り付けられたカバーが閉じられた際に、前記一対のガイド部材の移動を規制するロック部材と、
   を具備し、
   前記ロック部材が、前記カバーが閉じられる際に、前記カバーに係合して、前記付勢手段で付勢されている前記一対のガイド部材の間隔を広げるように前記円形歯車を回転させてから、前記円形歯車をロックする、用紙ガイド機構。
2. 前記円形歯車の１つの主面に、鋸状の歯が形成された第１のクラウンギアが設けられており、前記ロック部材に、前記第１のクラウンギアに噛合する鋸状の歯が形成された第２のクラウンギアが設けられている、請求項１記載の用紙ガイド機構。
3. 用紙を搬送して印字を行うプリンタであって、
   内部に用紙が装填される筐体と、
   前記筐体に対して開閉可能に取り付けられたカバーと、
   請求項１又は２記載の用紙ガイド機構と、
   前記筐体内に設けられたモーターによって駆動されて回転することにより用紙を搬送するプラテンローラと、
   前記プラテンローラとの間に用紙を挟んだ状態で用紙に印字を行う印字ヘッドと、
   を具備するプリンタ。

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