JPWO2019239540A1 - プリンター - Google Patents
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Abstract
本発明は、印画紙の弛みを巻き取ることのできるプリンターを簡易な構成で実現することを目的とする。本発明のプリンター(1000)は、ロール状の印画紙(100)に印画を行い所定の長さに切断して排紙するプリンター(1000)であって、モーターを駆動源とする第1歯車(10)と、印画紙(100)を切断するカッター(140)と、印画紙(100)を挟み込んでその弛みを巻き取る弛み取り機構(70,80,90)と、第1歯車(10)の駆動力を弛み取り機構(70,80,90)に伝達する第1伝達機構(20,30,40,50,60,110)と、第1歯車(10)の駆動力をカッター(140)に伝達する第2伝達機構(120,130,150)と、を備える。
Description
この発明は、プリンターにおけるロール状の印画紙の弛み取りと切断に関する。
プリンターにおいて、印画前の印画紙はロール状に巻きつけられており、写真の長さに対応して巻き解いて使用される。印画紙はグリップローラーで搬送され、サーマルヘッドの熱により印画紙にインクシートの染料が転写されることで、写真の印画がなされる。印画の終わった印画紙はグリップローラーで搬送され、プリンター排紙口付近に配置されたカッターで所定の長さに切断される。
印画紙は巻き解かれた後も巻き癖がついており、カールしている。印画後、印画紙は排紙口までグリップローラーにより搬送されるが、このとき、印画紙の先端付近は下流側にあるグリップローラーで押し出される方向で駆動される。前述のように印画紙は巻き癖がついており、また、印画紙を排紙口まで案内する紙ガイドには印画紙の厚さ方向の隙が必要であるため、印画紙は紙ガイドの隙間の範囲で弛んでいる。その弛み量は、ペーパーロールの巻き位置、温度または湿度などにより影響される印画紙のカール量などによるため、ばらつきがある。そのため、グリップローラーで搬送される印画紙の長さと、プリンターから排紙され切断される印画紙の長さは必ずしも一致しない。その結果、同一長さに設定されている写真の寸法がばらつき、写真の品位が低下するという問題がある。
従来のプリンターにおいては、写真の長さを一定に保つために、カッター近傍に配置したゴムローラー(弛み取りローラー)を駆動して印画紙の弛みを取る構成が存在する(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に示されるゴムローラーは、印画時の紙搬送ローラーの駆動源を用いて駆動される。
一般的に、印画時の紙搬送ローラーはプリンターの内部に配置されるのに対して、印画が終わり切断する際に用いられる弛み取りローラーはカッターの近傍、すなわちプリンター排紙口付近に配置される。このように両者は離れているため、印画時の紙搬送ローラーの駆動源を用いて弛み取りローラーを駆動するには、複数の歯車からなる歯車列などを構成する必要がある。このため、部品点数が多くなり、また歯車列などを構成するための空間が必要であった。また、紙搬送ローラーおよび弛み取りローラーの駆動源とは別に、カッターの駆動源が必要となる。このように駆動源が複数あると、それぞれを駆動するタイミングをセンサーまたはスイッチを用いて測定し適切にコントロールする必要があり、構造が複雑になるという問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、印画紙の弛みを巻き取ることのできるプリンターを簡易な構成で実現することを目的とする。
本発明のプリンターは、ロール状の印画紙に印画を行い所定の長さに切断して排紙するプリンターであって、モーターを駆動源とする第1歯車と、印画紙を切断するカッターと、印画紙を挟み込んでその弛みを巻き取る弛み取り機構と、第1歯車の駆動力を弛み取り機構に伝達する第1伝達機構と、第1歯車の駆動力をカッターに伝達する第2伝達機構と、を備える。
本発明のプリンターは、第1歯車の駆動力を弛み取り機構に伝達する第1伝達機構と、第1歯車の駆動力をカッターに伝達する第2伝達機構と、を備えるため、弛み取り機構とカッターを一つの駆動源で動作させることができる。そのため、印画紙の弛みを巻き取ることのできるプリンターを簡易な構成で実現することができる。本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
<A.実施の形態1>
<A−1.構成>
図1は、実施の形態1のプリンター1000の主要な構成を説明するための概略構成図である。プリンター1000は、サーマルヘッド1、インクシート2、プラテンローラー3、グリップローラー4、ピンチローラー5、紙ガイド500、排紙口510、およびカッター140を備えている。ロール状に巻きつけられたロール紙6から巻き解かれた印画紙100は、グリップローラー4とピンチローラー5に挟まれ、サーマルヘッド1の方向に搬送される。サーマルヘッド1の方向に搬送された印画紙100は、サーマルヘッド1とプラテンローラー3により挟まれ、サーマルヘッド1の熱によりインクシート2の染料が転写される。印画の終わった印画紙100は、グリップローラー4により紙ガイド500の搬送路に搬送され、その後、排紙口510付近に配置されたカッター140で所定の長さに切断され、排紙口510から排紙される。
<A−1.構成>
図1は、実施の形態1のプリンター1000の主要な構成を説明するための概略構成図である。プリンター1000は、サーマルヘッド1、インクシート2、プラテンローラー3、グリップローラー4、ピンチローラー5、紙ガイド500、排紙口510、およびカッター140を備えている。ロール状に巻きつけられたロール紙6から巻き解かれた印画紙100は、グリップローラー4とピンチローラー5に挟まれ、サーマルヘッド1の方向に搬送される。サーマルヘッド1の方向に搬送された印画紙100は、サーマルヘッド1とプラテンローラー3により挟まれ、サーマルヘッド1の熱によりインクシート2の染料が転写される。印画の終わった印画紙100は、グリップローラー4により紙ガイド500の搬送路に搬送され、その後、排紙口510付近に配置されたカッター140で所定の長さに切断され、排紙口510から排紙される。
図1には示していないが、プリンター1000は、紙ガイド500内における印画紙100の弛みを取るための弛み取り機構を備えている。緩み取り機構およびカッター140には、単一の駆動源の駆動力が伝達され、当該駆動力によって駆動される。これらの構成は、図2以降で説明する。
図2は、カッター140とその周辺の構成を斜め前から見た斜視図であり、図3は同構成を斜め後ろから見た斜視図である。図2には印画紙100を図示しているが、図3では印画紙100の図示を省略している。図4は、歯車10の駆動力を弛み取り機構およびカッター駆動機構に伝達する伝達機構を説明するための側面図であり、図5および図6は、同伝達機構を説明するための斜視図である。なお、これらの図では、説明に必要な部材のみが示され、他の部材が必要に応じて省略されている。特に、図6では、他の図で表示しているフレーム類の図示が省略されている。以下の図も同様に、説明のため幾つかの部材の表示が適宜省略される。
図7は、弛み取り機構とその周辺の構成を示す斜視図であり、図8は同構成の側面図である。弛み取り機構は、弛み取りローラー70、ピンチローラー90、保持部材80およびカム110(図9参照)を備えて構成される。保持部材80は、弛み取りローラー70を保持している。ピンチローラー90は弛み取りローラー70と平行な回転中心を持ち、回転自在に保持されている。弛み取りローラー70は歯車60と同軸であり、歯車60に同期して回転する。但し、歯車60と弛み取りローラー70の間には一定のトルクでスリップするスリップ機構が組み込まれている。この仕組みの詳細な説明は省略する。弛み取りローラー70は、ゴムなどの摩擦係数の高い部材で形成されている。歯車50、歯車60および弛み取りローラー70は、保持部材80により、歯車50の回転軸50aを中心に回転自在に保持される。従って、保持部材80の回転姿勢に応じて弛み取りローラー70はピンチローラー90に近づいて印画紙100を圧着し、またピンチローラー90から離れることによって印画紙100を開放する。本明細書では、弛み取りローラー70がピンチローラー90に近づいて印画紙100を圧着する位置を圧着位置、ピンチローラー90から離れて印画紙100を開放する位置を開放位置と称する。保持部材80には、後述するカム110のカム溝111と係合するカムフォロワー81が設けられている。
歯車10は時計回りまたは反時計回りに回転する。歯車10の駆動源は、例えば歯車10と同軸に接続されたDCモーターであるが、その図示と詳細な説明は省略する。歯車10を第1歯車とも称する。図2から図8を参照して、歯車10の駆動力を弛み取り機構に伝達する第1伝達機構について説明する。第1伝達機構は、第1アイドラーユニット30と4つの歯車20,40,50,60によって構成される。図4および図5に示すように、第1アイドラーユニット30は、アイドラーレバー33、アイドラー歯車31、およびアイドラー歯車32を備えて構成される。なお、アイドラー歯車31とアイドラー歯車32は第1アイドラー歯車とも称する。アイドラー歯車31とアイドラー歯車32は、歯車10とかみ合うと共に、歯車10の回転に伴いその回転中心を回転軸10aとして時計回りまたは反時計回りに揺動する。アイドラー歯車31とアイドラー歯車32は、アイドラーレバー33上に回転自在に構成されている。アイドラー歯車31およびアイドラー歯車32の一方にはトルクを発生させる仕組みが内蔵されているが、その仕組みの詳細な説明は省略する。このトルクをアイドラーの首振りトルクと呼ぶ。
図4には、第1アイドラーユニット30が回転軸10aを中心に反時計回りに回転した後、アイドラー歯車31が歯車20とかみ合った状態が示されている。しかし、第1アイドラーユニット30の回転姿勢によっては、アイドラー歯車32が歯車40とかみ合う。アイドラー歯車31と歯車20のかみ合いは、アイドラー歯車32と歯車40のかみ合いと同時に起こることはない。また、第1アイドラーユニット30の回転姿勢によっては、アイドラー歯車31が歯車20とかみ合わず、アイドラー歯車32も歯車40とかみ合わない状態が存在する。しかし、このような両方のアイドラー歯車31,32がかみ合わない期間はなるべく短いことが望ましく、そうなるようにアイドラーレバー33の形状は設計される。歯車20は歯車40とかみ合っている。
図6に示すように、歯車50は歯車20と同軸であり、歯車20に同期して回転する。図7および図8に示すように、歯車60は歯車50とかみ合うと共に、歯車50の回転に伴いその回転中心を回転軸50aとして時計回りまたは反時計回りに揺動する。歯車60にはトルクを発生させる仕組みが内蔵されているが、トルク発生の仕組みの詳細な説明は省略する。歯車60のトルクもアイドラー歯車のトルクと同様、首振りトルクと呼ぶ。歯車60の揺動によって、上述の保持部材80の回転が実現する。以上が、第1伝達機構の構成である。
図9は、カム110を含む弛み取り機構の構成を示す斜視図であり、図10はカム110の斜視図である。図9および図10に示すように、カム110は歯車10の回転軸10aと同軸であり、歯車10に同期して回転する。カム110には、歯車10の回転方向と逆方向に一定のトルクが加わるとスリップする仕組みが組み込まれているが、その仕組みの詳細な説明は省略する。カム110の片面にはカム溝111が形成されており、保持部材80のカムフォロワー81がカム溝111に係合する。歯車10が回転すると、カム110も歯車10に同期して回転する。カム110がカム溝111の範囲内をたどる際、保持部材80のカムフォロワー81は、カム110のカム溝111に沿って、回転軸50aを回転支点として回転することが可能である。
次に、図4および図5を参照して、歯車10の駆動力をカッター140に伝達する第2伝達機構について説明する。第2伝達機構は、第2アイドラーユニット120、歯車130、およびカッター駆動歯車150を備えている。第2アイドラーユニット120は、アイドラーレバー123、アイドラー歯車121、およびアイドラー歯車122を備えている。なお、アイドラー歯車121とアイドラー歯車122は第2アイドラー歯車とも称する。アイドラー歯車121とアイドラー歯車122は、歯車10とかみ合い、歯車10の回転に伴いその回転中心を回転軸10aとして時計回りまたは反時計回りに揺動する。アイドラー歯車121とアイドラー歯車122は、アイドラーレバー123上に回転自在に構成されている。アイドラー歯車121およびアイドラー歯車122の一方には、トルクを発生させる仕組みが内蔵されているが、その仕組みの詳細な説明は省略する。このトルクをアイドラーの首振りトルクと呼ぶ。
図4において、第2アイドラーユニット120が回転軸10aを中心に反時計回りに回転した後、アイドラー歯車121が歯車130とかみ合った状態が示されている。しかし、第2アイドラーユニット120の回転姿勢によっては、アイドラー歯車122が歯車130とかみ合う。第2アイドラーユニット120の回転姿勢によっては、アイドラー歯車122とアイドラー歯車122のいずれも歯車130とかみ合わない状態が存在する。なお、本実施の形態において、第1アイドラーユニット30と第2アイドラーユニット120はそれぞれ2つのアイドラー歯車を備える構成とするが、揺動する一つの歯車を備える構成であっても良い。
第2アイドラーユニット120は、第1アイドラーユニット30、および第1アイドラーユニット30に連動して駆動する部材と干渉しない位置に配置される。例えば図5に示すように、第1アイドラーユニット30は、歯車10の第1アイドラーユニット30が配置されていない端面に配置される。同様に、第1アイドラーユニット30は、第2アイドラーユニット120、および第2アイドラーユニット120に連動して駆動する部材と干渉しない。
歯車130はカッター駆動歯車150とかみ合っている。歯車130とカッター駆動歯車150は、例えばかさ歯車であり、両歯車の回転中心は直交している。以上が、第2伝達機構の構成である。
次に、カッター140の構成について説明する。図11は紙押さえ機構143が動作していない状態のカッター140の斜視図であり、図12は図11のc−c´線に沿ったカッター140の断面図である。また、図13は紙押さえ機構143が動作している状態のカッター140の斜視図であり、図14は図13のc−c´線に沿った断面図である。カッター140は、可動刃ホルダー141、歯付ベルト142、紙押さえ機構143、紙押さえ解除レバー144、プーリー145、およびカッター切断部146を備えて構成される。カッター切断部146は、可動刃146aと固定刃146bを備える。固定刃146bは、印画紙100の幅方向に印画紙100の幅より長く配置される。可動刃146aは、固定刃146bの一端から他端にかけて固定刃146bに対向する移動経路上を往復運動する。紙押さえ機構143は、可動刃146aの動きに連動して印画紙100を固定刃146bに押し付け動かないようにし、可動刃146aによる切断時の側面方向からの力で印画紙100が斜めに動き、その結果、斜め方向に印画紙100が切断されることを防ぐ機構である。可動刃146aは可動刃ホルダー141に組み込まれ、歯付ベルト142に取り付けられる。プーリー145は歯付ベルト142の両端に配置され、一方が駆動側の駆動プーリー145a、他方が従動側の従動プーリー145bである。駆動プーリー145aはカッター駆動歯車150と同軸であり、カッター駆動歯車150に同期して回転する。
図11および図12では、可動刃146aが移動路の端部にある。このとき、可動刃146aを収めている可動刃ホルダー141により紙押さえ解除レバー144が押し上げられることにより、紙押さえ機構143が印画紙100から離れている。すなわち、紙押さえ機構143が動作していない。一方、図13および図14では、可動刃146aが移動路の端部から少し離れた場所、すなわち中間部にある。このとき、可動刃ホルダー141が紙押さえ解除レバー144を押し上げないため、紙押さえ機構143は印画紙100に圧着している。すなわち、可動刃146aの移動路は、印画紙100に重なる中間部と重ならない端部とを有している。そして、紙押さえ機構143は可動刃146aが移動経路の中間部に位置するときに、印画紙100を押さえて固定する。
<A−2.動作>
次に、プリンター1000の動作を説明する。印画紙100に複数枚の写真を印刷する場合、1枚目の写真の後端と2枚目の写真の先端を完全に合わせ、その境界で写真を切り出すことは通常困難である。従って、一般的には1枚前の写真の後端と2枚目の写真の先端を含む短い長さの部位を写真とは別に切り取り、廃棄する。この短い長さの部位を切断する動作をマージンカットと呼ぶ。また、その後写真の後端付近で切断し、印画物を所定の写真サイズに切り出す動作を後端カットと呼ぶ。1枚の写真を完成させるには、プリンター内部で印刷動作を行い、印画紙100の先端をカッター140付近まで駆動し(この動作をマージンカット送りと呼ぶ)、マージンカットを行い、続けて写真の後端付近まで印画紙100を搬送し(この動作を後端カット送りと呼ぶ)、後端カットを行う。マージンカット時には歯車10は時計回りへ回転、また、後端カット時には歯車10は反時計回りに回転するものとする。
次に、プリンター1000の動作を説明する。印画紙100に複数枚の写真を印刷する場合、1枚目の写真の後端と2枚目の写真の先端を完全に合わせ、その境界で写真を切り出すことは通常困難である。従って、一般的には1枚前の写真の後端と2枚目の写真の先端を含む短い長さの部位を写真とは別に切り取り、廃棄する。この短い長さの部位を切断する動作をマージンカットと呼ぶ。また、その後写真の後端付近で切断し、印画物を所定の写真サイズに切り出す動作を後端カットと呼ぶ。1枚の写真を完成させるには、プリンター内部で印刷動作を行い、印画紙100の先端をカッター140付近まで駆動し(この動作をマージンカット送りと呼ぶ)、マージンカットを行い、続けて写真の後端付近まで印画紙100を搬送し(この動作を後端カット送りと呼ぶ)、後端カットを行う。マージンカット時には歯車10は時計回りへ回転、また、後端カット時には歯車10は反時計回りに回転するものとする。
アイドラー歯車31またはアイドラー歯車32には首振りトルクを発生させる仕組みが内蔵されているため、第1アイドラーユニット30は歯車10の回転中心を回転軸10aとして、歯車10の回転方向に応じて時計回りまたは反時計回りに回転する。例えば歯車10が反時計回りに回転すると、第1アイドラーユニット30は反時計回りに回転し、アイドラー歯車31が歯車20とかみ合う。逆に、歯車10が時計回りに回転すると、第1アイドラーユニット30は時計回りに回転し、アイドラー歯車32が歯車40とかみ合う。歯車20と歯車40はかみ合うため、互いの回転方向は逆である。歯車10が反時計回りに回転すると、歯車10の駆動力は歯車10からアイドラー歯車31、歯車20の順に伝達される。このとき、歯車20の回転方向は反時計回りである。歯車10が時計回りに回転すると、歯車10の駆動力は歯車10からアイドラー歯車32、歯車40、歯車20の順に伝達される。このとき、歯車20の回転方向は反時計回りである。このように、歯車10の回転方向に関わらず歯車20の回転方向は反時計回りである。また、歯車20と同軸の歯車50の回転方向も反時計回りである。歯車20は、アイドラー歯車31またはアイドラー歯車32の駆動力を弛み取り機構に伝達する第2歯車として機能する。
歯車50が反時計回りに回転すると、歯車60は時計回りに回転すると共に、首振りトルクにより回転軸50aを中心に反時計回りに回転する。従って、保持部材80は回転軸50aを中心に反時計回りに回転し、弛み取りローラー70はピンチローラー90に近づく方向に移動する。また、歯車60と同軸の弛み取りローラー70は時計回りに回転する。弛み取りローラー70とピンチローラー90の間に印画紙100を配置すれば、弛み取りローラー70とピンチローラー90に挟まれた印画紙100は弛み取りローラー70により駆動される。ピンチローラー90は前述のように回転自在であり、印画紙100の搬送にあわせて連れ回りするので、印画紙100の搬送の負荷にはならない。こうして、印画紙100はプリンター1000の内部から排紙口510の方向へと搬送され、紙ガイド500内の印画紙100の弛みが巻き取られる。上述のように、歯車10の回転方向によらず、歯車50の回転方向は反時計回りであるため、歯車60の首振りトルクは、弛み取りローラー70をピンチローラー90に近づける方向にのみ保持部材80を回転させる。また、弛み取りローラー70は印画紙100を排紙口510の方向へ搬送する方向にのみ回転する。
歯車60と弛み取りローラー70の間には、弛み取りローラー70に歯車60の回転方向と逆方向に閾値以上のトルクが加わると、弛み取りローラー70を歯車60に対してスリップさせるスリップ機構が組み込まれている。そのため、例えば歯車60の回転中に弛み取りローラー70を強制的に停止させると、歯車60は弛み取りローラー70に対してスリップし回転を続ける。弛み取りローラー70は、必ずしも印画紙100の弛みを完全に巻き取る必要はない。紙ガイド500内に一定の紙パスが形成されて、グリップローラー4により搬送する印画紙100の長さと排紙口510から排出される印画紙100の長さが同じになる程度に、弛みが巻き取られればよい。紙ガイド500内に一定の紙パスを形成する程度に印画紙100の弛みを巻き取るのに必要な弛み取りローラー70のトルクをT1とする。一方、弛み取りローラー70のトルクが大きすぎると、弛み取りローラー70は印画紙100の弛みを巻き取った後、印画紙100がもはやプリンター1000の内部から出てこないにも関わらず回転を続けることにより、印画紙100の表面を擦って跡を残してしまう。このときの弛み取りローラー70のトルクをT2とする。従って、スリップ機構がスリップするトルクの閾値TSを、T1<TS<T2と設定すれば、弛み取りローラー70は印画紙100の弛みをある程度巻き取った後スリップし、印画紙100の表面に悪影響を与えないようにすることができる。
弛み取りローラー70は、保持部材80の回転によって印画紙100に押し付けられる。その押し付け力は、歯車60の首振りトルクと、弛み取りローラー70が印画紙100から受ける搬送負荷によるトルクから発生する。従って、この押し付け力以上の力を外部から与えると、保持部材80は逆方向に回転し、弛み取りローラー70は印画紙100から離れる。
前述のように、カム110は歯車10と同軸で歯車10に同期して回転するが、両者の間には一定のトルクまでしか伝達しない仕組みが組み込まれている。また、カム110は、その片面に形成されたカム溝111において保持部材80のカムフォロワー81と係合するが、カム溝111は2つの端111a,111bを有する。そのため、歯車10が回転すると、カム110はカム溝111の端111aがカムフォロワー81に突き当たる位置から、カム溝111の端111bがカムフォロワー81に突き当たる位置までの範囲で回転する。カム溝111と係合するカムフォロワー81は、カム110の回転に伴いカム溝111を摺動するが、やがていずれかの端111a,111bに突き当たると、歯車10に対してスリップし停止する。
図9は、カム110が反時計回りに回転することによって、カムフォロワー81がカム溝111の端111bに突き当たった状態を示している。この状態のカム110の回転位置をマージンカット準備位置と呼ぶ。反対に、カム110が時計回りに回転した場合、カムフォロワー81がカム溝111の端111aに突き当たる。この状態のカム110の回転位置を後端カット準備位置と呼ぶ。カム110がマージンカット準備位置または後端カット準備位置にあるとき、カムフォロワー81はカム110から力を受け、これにより弛み取りローラー70はピンチローラー90から離れ、印画紙100が開放される。
カム110がマージンカット準備位置にあるとき、上記のとおり弛み取りローラー70はピンチローラー90から離れるため、印画紙100の先端が弛み取りローラー70とピンチローラー90の間を通り抜けることが可能である。このとき、グリップローラー4がマージンカット送りを行う。また、グリップローラー4は後端カットの後、次の印画の準備をするため、プリンターの排紙口510付近にある印画紙100の先端をプリンター1000の内部に送る。
上記では、カム110が後端カット準備位置にあるとき、弛み取りローラー70はピンチローラー90から離れると述べたが、必ずしもその必要はない。何故ならば、マージンカット送りによって既に印画紙100の先端が弛み取りローラー70とピンチローラー90の間を通っているため、その後の後端カット送りによって印画紙100の先端が弛み取りローラー70またはピンチローラー90に衝突することは無いからである。
但し、弛み取りローラー70が、印画紙100の後端カット送りの動きを阻害してはならない。弛み取りローラー70は、歯車60の首振りトルクと印画紙100の搬送負荷によるトルクからなる圧着力で印画紙100に圧着しているに過ぎない。そのため、グリップローラー4が後端カット送りを行うだけで、弛み取りローラー70は印画紙100との摩擦により印画紙100から離れる。このとき、印画紙100から離れる弛み取りローラー70の動作をカムフォロワー81が阻害しないように、カム110のカム溝111の形状を設計する必要がある。なお、後端カット準備位置においても、カム110により弛み取りローラー70を印画紙100から離しても問題はない。これ以降、後端カット位置においてもカム110により弛み取りローラー70を印画紙100から離すこととして、説明を行う。
カム110がマージンカット準備位置にあるとき、上記のとおり弛み取りローラー70はピンチローラー90から離れているが、その状態で歯車10が時計回りに回転し、カム110がマージンカット準備位置から離れると、弛み取りローラー70はピンチローラー90に圧着する。カム110が後端カット準備位置にあるときも同様で、その状態で歯車10が反時計回りに回転し、カム110が後端カット準備位置から離れると、弛み取りローラー70はピンチローラー90に圧着する。このように、カム110は、弛み取りローラー70の位置を、圧着位置と開放位置との間で切り替える。
アイドラー歯車121またはアイドラー歯車122には首振りトルクを発生させる仕組みが内蔵されているため、第2アイドラーユニット120は歯車10の回転中心を回転軸10aとして歯車10の回転方向に応じて時計回りまたは反時計回りに回転する。例えば、歯車10が反時計回りに回転すると、第2アイドラーユニット120は反時計回りに回転し、アイドラー歯車121は歯車130とかみ合う。次に、歯車10が時計回りに回転すると、第2アイドラーユニット120は時計回りに回転し、アイドラー歯車121と歯車130のかみ合いが外れ、その後、アイドラー歯車122が歯車130とかみ合う。
歯車10が反時計回りに回転し、アイドラー歯車121が歯車130とかみ合うとき、歯車130は反時計回りに回転する。また、歯車10が時計回りに回転し、アイドラー歯車122が歯車130とかみ合うとき、歯車130は時計回りに回転する。このように、歯車130の回転方向は歯車10の回転方向と同じであり、時計回りまたは反時計回りに回転する。また、歯車10が反時計回りに回転してアイドラー歯車121が歯車130とかみ合うときと、歯車10が時計回りに回転してアイドラー歯車122が歯車130とかみ合うときとの間には、歯車130が回転しない歯車10の一定の回転角度が存在する。歯車130は、アイドラー歯車121,122の揺動終了時に、アイドラー歯車121,122の駆動力をカッター140に伝達する第3歯車として機能する。
次に、図11から図14を参照してカッター140の動作を説明する。可動刃146aは、固定刃146b上の移動経路を往復運動するが、通常は印画紙100と干渉しない移動経路の端部上で待機している。移動経路の一端部をマージンカット待機位置、他端部を後端送り待機位置と呼ぶ。グリップローラー4は、可動刃146aがマージンカット待機位置にあるときにマージンカット送りを行い、可動刃146aが後端カット待機位置にあるときに後端カット送りを行うことが可能である。印画紙100が所定のカット位置に配置された後、可動刃146aはマージンカット待機位置から後端送り待機位置まで移動し、印画紙100を切断、すなわちマージンカットを行う。その後、可動刃146aは後端送り待機位置で待機する。このとき、可動刃146aは印画紙100と干渉しないため、グリップローラー4は印画紙100を搬送することができる。次に、可動刃146aは後端送り待機位置からマージンカット待機位置まで移動し、印画紙100を切断、すなわち後端カットを行う。その後、可動刃146aはマージンカット待機位置で停止する。このとき、可動刃は印画紙100と干渉しないため、グリップローラー4は印画紙100を搬送することが可能である。このように、可動刃146aはマージンカット待機位置と後端送り待機位置を往復運動して、マージンカットと後端カットを繰り返す。
可動刃146aが往復運動の両端、つまりマージンカット待機位置または後端カット待機位置にあるとき、可動刃ホルダー141が紙押さえ解除レバー144を押し上げることにより紙押さえ機構143が印画紙100から離れ、印画紙100は搬送可能な状態になる(図11および図12)。また、可動刃146aがマージンカット待機位置または後端カット待機位置から離れると、紙押さえ解除レバー144の押し上げが解除され、紙押さえ機構143が印画紙100に圧着する(図13および図14)。可動刃146aがマージンカット待機位置から動き出した後、紙押さえ機構143が印画紙100を圧着し、その後、可動刃146aが印画紙100を切断する。印画紙100の切断が終了すると、紙押さえ機構143が印画紙100の圧着を解除し、可動刃146aは後端カット待機位置で待機する。可動刃146aの移動開始、印画紙100の圧着、印画紙100の切断という順序は、可動刃146aが後端カット待機位置からマージンカット待機位置へ移動する際も同様である。
図11及び図13には、歯付ベルト142の上側に可動刃146aが取り付けられた例を示している。駆動プーリー145aが反時計回りに回転すると、歯付ベルト142も反時計回りに動き、可動刃146aは右から左に移動する。可動刃146aが移動する際に印画紙100が切断され、マージンカットが行われる。次に、可動刃146aが固定刃146bの左端に位置した状態で駆動プーリー145aが時計回りに回転すると、歯付ベルト142も時計回りに動き、可動刃146aは左から右に移動する。可動刃146aが移動する際に印画紙100が切断され、後端カットが行われる。
このように、駆動プーリー145aが時計回りまたは反時計回りに回転することによって、歯付ベルト142が一端から他端へ移動し、可動刃146aによる印画紙100の切断動作が実現する。駆動プーリー145aはカッター駆動歯車150と同軸であり、カッター駆動歯車150に同期して回転する。従って、歯車10の回転方向によって駆動プーリー145aを任意の方向に回転させることが可能である。具体的には、歯車10が時計回りに回転するとき、駆動プーリー145aは反時計回りに回転し、カッター140はマージンカットを行う。また、歯車10が反時計回りに回転するとき、駆動プーリー145aは時計回りに回転し、カッター140は後端カットを行う。
上記をまとめると、カム110がマージンカット準備位置にあり、歯車10が時計回りに回転すると、カム110がマージンカット準備位置から離れ、弛み取りローラー70が印画紙100を圧着し、弛みを巻き取る。その後、駆動プーリー145aが反時計回りに回転し、カッター140がマージンカットを行う。マージンカットの後、カム110は後端送り準備位置にある。次に、歯車10が反時計回りに回転すると、カム110が後端送り準備位置から離れ、弛み取りローラー70が印画紙100を圧着し、弛みを巻き取る。その後、駆動プーリー145aが時計回りに回転し、カッター140が後端カットを行う。後端カットの後、カム110はマージンカット準備位置にある。
図15は、マージンカットにおけるプリンター1000の各部の動作タイミングを示すタイミングチャートであり、図16は、後端カットにおけるプリンター1000の各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。まず、図15を参照して、マージンカットにおけるプリンター1000の各部の動作を説明する。時刻t1において、カム110はマージンカット準備位置にある。このとき、弛み取りローラー70はピンチローラー90と離れている。また、カッターの可動刃146aは印画紙100と干渉しない位置にあり、紙押さえ機構143は解除されている。この状態で、時刻t1から時刻t2にかけてマージンカット送りが行われる。すなわち、印画の終了した印画紙100の先端が、グリップローラー4でプリンターの排紙口510付近まで運ばれる。
マージンカット送りの終了後、時刻t3において歯車10が時計回りの回転を開始する。すると、第1アイドラーユニット30が時計回りに回転し、時刻t4においてアイドラー歯車32が歯車40とかみ合う。アイドラー歯車32が歯車40とかみ合うと、歯車10の駆動力がアイドラー歯車32、歯車40、歯車20、歯車50、歯車60の順に伝達され、歯車60が時計回りに回転する。また、歯車60は歯車50の回転軸50aを中心として反時計回りに回転することによって、保持部材80が回転軸50aを中心として反時計回りに回転し、時刻t5において弛み取りローラー70が印画紙100に圧着する。弛み取りローラー70は歯車60の回転に同期して時計回りに回転しているため、時刻t5において印画紙100の弛み取りが開始する。弛み取りローラー70は時刻t6において印画紙100の弛みを全て巻き取り、スリップする。
一方、第2アイドラーユニット120は、歯車10の回転に伴い時計回りに回転しており、時刻t7でようやくアイドラー歯車122が歯車130とかみ合う。アイドラー歯車122が歯車130とかみ合うと、歯車10の駆動力がアイドラー歯車122、歯車130、カッター駆動歯車150、駆動プーリー145aの順に伝達され、可動刃146aがマージンカット待機位置から移動を開始する。可動刃146aが移動するにつれて、時刻t8でカッター140の紙押さえ機構143が動作し、時刻t9で印画紙100のマージンカットが開始する。
時刻t10において、カム110のカム溝111の端111aがカムフォロワー81と当たると、保持部材80は印画紙100から離れる方向の力をカム110から受け、弛み取りローラー70は印画紙100から離れる。その後、時刻t11においてカム110は後端カット準備位置で回転を停止するが、歯車10は回転を続けてカッター駆動歯車150を駆動するため、可動刃146aは移動しマージンカットを続けている。その後、時刻t12において可動刃146aは、印画紙100を切り終え、後端カット待機位置に向かう。可動刃146aが後端カット待機位置に到着する直前に紙押さえ機構143が解除される。
時刻t13において、可動刃146aが後端カット待機位置に到着すると共に、歯車10は回転を停止する。ここで、時刻t6から続いていた弛み取りローラー70のスリップが終了する。なお、図15および図16における点線は、弛み取りローラー70がスリップしていることを示している。
次に、図16を参照して、時刻t14以降のプリンター1000の動作を説明する。時刻t14において、可動刃146aは後端カット待機位置にあり、カム110は後端カット準備位置にある。時刻t14から時刻t15にかけて、グリップローラー4は後端カット送りを行う。後端カット送りの終了後、時刻t16において歯車10は反時計回りの回転を開始する。その後、時刻t17において、第1アイドラーユニット30のアイドラー歯車31が歯車20とかみ合う。アイドラー歯車31が歯車20とかみ合うと、歯車10の駆動力がアイドラー歯車31、歯車20、歯車50、歯車60の順に伝達され、歯車60が時計回りに回転する。また、歯車60は歯車50の回転軸50aを中心として反時計回りに回転することによって、保持部材80が回転軸50aを中心として反時計回りに回転し、時刻t18において弛み取りローラー70が印画紙100に圧着する。弛み取りローラー70は歯車60の回転に同期して時計回りに回転しているため、時刻t18において印画紙100の弛み取りが開始する。弛み取りローラー70は時刻t19において印画紙100の弛みを全て巻き取り、スリップする。
一方、第2アイドラーユニット120は、歯車10の回転に伴い反時計回りに回転しており、時刻t20でようやくアイドラー歯車121が歯車130とかみ合う。アイドラー歯車121が歯車130とかみ合うと、歯車10の駆動力がアイドラー歯車122、歯車130、カッター駆動歯車150、駆動プーリー145aの順に伝達され、可動刃146aが後端カット待機位置から移動を開始する。可動刃146aが移動するにつれて、時刻t21でカッター140の紙押さえ機構143が動作し、時刻t22で印画紙100の後端カットが開始する。
カム110のカム溝111の端111bがカムフォロワー81と当たると、保持部材80は印画紙100から離れる方向の力をカム110から受け、弛み取りローラー70は時刻t23において印画紙100から離れる。こうして、印画紙100の圧着は開放される。その後、時刻t24においてカム110はマージンカット準備位置で回転を停止するが、歯車10は回転を続けてカッター駆動歯車150を駆動するため、可動刃146aは移動し後端カットを続けている。その後、時刻t25において可動刃146aは、印画紙100を切り終え、マージンカット待機位置に向かう。可動刃146aがマージンカット待機位置に到着する直前に紙押さえ機構143が解除される。
時刻t26において、可動刃146aがマージンカット待機位置に到着すると共に、歯車10は回転を停止する。ここで、時刻t19から続いていた弛み取りローラー70のスリップが終了する。その後、時刻t27から時刻t28にかけてマージンカット送りが行われ、以降、図15で説明したマージンカットが行われる。このようにして、マージンカットと後端カットが交互に繰り返される。
<A−3.効果>
実施の形態1のプリンター1000は、ロール状の印画紙100に印画を行い所定の長さに切断して排紙する。プリンター1000は、モーターを駆動源とする第1歯車である歯車10と、印画紙100を切断するカッター140と、印画紙100を挟み込んでその弛みを巻き取る弛み取り機構と、歯車10の駆動力を弛み取り機構に伝達する第1伝達機構と、歯車10の駆動力をカッター140に伝達する第2伝達機構と、を備える。従って、弛み取り機構とカッター140が歯車10の駆動源という単一の駆動源で動作することができる。これにより、切断精度の高い印刷が可能なプリンターを安価かつ小さな機構で実現することができる。
実施の形態1のプリンター1000は、ロール状の印画紙100に印画を行い所定の長さに切断して排紙する。プリンター1000は、モーターを駆動源とする第1歯車である歯車10と、印画紙100を切断するカッター140と、印画紙100を挟み込んでその弛みを巻き取る弛み取り機構と、歯車10の駆動力を弛み取り機構に伝達する第1伝達機構と、歯車10の駆動力をカッター140に伝達する第2伝達機構と、を備える。従って、弛み取り機構とカッター140が歯車10の駆動源という単一の駆動源で動作することができる。これにより、切断精度の高い印刷が可能なプリンターを安価かつ小さな機構で実現することができる。
実施の形態1のプリンター1000において、第1伝達機構は、歯車10にかみ合うと共に、歯車10の回転方向に応じて歯車10の回転軸を中心に揺動する第1アイドラー歯車であるアイドラー歯車31,32と、アイドラー歯車31,32の駆動力を弛み取り機構に伝達する第2歯車である歯車20と、を備える。そして、第2伝達機構は、歯車10にかみ合うと共に、アイドラー歯車31,32に干渉することなく、歯車10の回転方向にあわせて歯車10の回転軸を中心に揺動する第2アイドラー歯車であるアイドラー歯車121,122と、アイドラー歯車121,122の揺動終了時に、アイドラー歯車121、122の駆動力をカッター140に伝達する第3歯車である歯車130と、を備える。このような構成により、第1アイドラー歯車と第2アイドラー歯車によって、歯車10の駆動力を、カッター140と弛み取り機構に個別に伝達することが可能である。
実施の形態1のプリンター1000において、第2歯車20がアイドラー歯車31,32の駆動力を弛み取り機構に伝達した後に、第3歯車130がアイドラー歯車121,122の駆動力をカッター140に伝達するように、アイドラー歯車31,32、第2アイドラー歯車121,122、第2歯車20および第3歯車130は配置される。これにより、図15および図16に示したように、弛み取りローラー70が印画紙100の弛みを巻き取った後に、カッター140による印画紙100の切断を行うことができる。
実施の形態1のプリンター1000において、弛み取り機構は、印画紙100を圧着または開放し、歯車20の駆動力を受けて回転することにより、圧着時に印画紙100の弛みを巻き取る弛み取りローラー70と、歯車10の駆動力を受けて歯車10と同心軸で回転し、回転位置に応じて弛み取りローラー70の位置を圧着位置と開放位置との間で切り替えるカム110と、を備える。そのため、歯車10の駆動源を用いて、弛み取りローラー70の回転と位置制御とを行うことができる。
実施の形態1のプリンター1000において、弛み取り機構は、弛み取りローラー70を保持する保持部材80を備える。そして、カム110の保持部材80に対する面には、2つの端111a,111bを有するカム溝111が形成される。保持部材80は、カム溝111に係合するカムフォロワー81を有する。保持部材80は、カムフォロワー81がカム溝111を摺動する状態で、歯車20の駆動力によって弛み取りローラー70を圧着位置に保持し、カムフォロワー81がカム溝111の端111a,111bに突き当たる状態で、カム110からの力を受けて弛み取りローラー70を開放位置に保持する。カム110は、歯車10の駆動力による回転方向と反対方向に閾値以上のトルクを受けることによって、歯車10に対してスリップする。このような構成により、歯車10を一方向に回転するだけで、弛み取りローラー70の位置を圧着位置と開放位置で切り替えることができる。また、カムフォロワー81がカム溝111の端111a,111bに突き当たる状態で、弛み取りローラー70は開放位置となるが、そのときカム110がスリップすることにより弛み取りローラー70の位置を固定することができる。
実施の形態1のプリンター1000において、カッター140は、印画紙100の幅より長い固定刃146bと、固定刃146bの一端から他端にかけて固定刃146bに対向し、印画紙100に重なる中間部と重ならない端部とを有する移動経路を、歯車130の駆動力により移動する可動刃146aと、可動刃146aが移動経路の中間部に位置するときに、印画紙100を押さえて固定する紙押さえ機構143と、を備える。そして、カムフォロワー81がカム溝111の端111a,111bに突き当たる状態で、可動刃146aは移動経路の端部に位置する。このような構成により、可動刃146aが移動経路の端部にあり印画紙100を切断しない状態にあるときは、弛み取りローラー70を開放することで、マージンカット送りまたは後端カット送りを行うことができる。また、歯車10の回転方向と回転時間を設定するだけで、弛み取りとカットの一連の動作が実現するため、カッター140の制御が簡単である。従って、印刷速度を高速にすることができる。
図15及び図16で説明したように、弛み取りローラー70は、時刻t6で弛み取りを終えた後、マージンカット開始後の時刻t10まで、印画紙100の圧着を継続している。また、弛み取りローラー70は、時刻t19で弛み取りを終えた後、後端カット開始後の時刻t23まで、印画紙100の圧着を継続している。すなわち、カム110は、紙押さえ機構143が印画紙100を押さえて固定した後に、弛み取りローラー70を圧着位置から開放位置に切り替えるように構成される。これは、印画紙100の弛みを巻き取った後にすぐ印画紙100が開放されると、印画紙100がその剛性などにより再び弛む可能性があるからである。そのため、カッター140の紙押さえ機構143によって印画紙100の先端付近が固定されるまで、弛み取りローラー70は印画紙100の圧着を継続する。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
1 サーマルヘッド、2 インクシート、3 プラテンローラー、4 グリップローラー、5,90 ピンチローラー、6 ロール紙、10,20,40,50,60,130 歯車、30 第1アイドラーユニット、31,32,121,122 アイドラー歯車、33,123 アイドラーレバー、70 弛み取りローラー、80 保持部材、81 カムフォロワー、100 印画紙、110 カム、111 カム溝、111a,111b 端、120 第2アイドラーユニット、140 カッター、141 可動刃ホルダー、142 歯付ベルト、143 紙押さえ機構、144 紙押さえ解除レバー、145 プーリー、146 カッター切断部、146a 可動刃、146b 固定刃、150 カッター駆動歯車、500 紙ガイド、510 排紙口、1000 プリンター。
本発明のプリンターは、ロール状の印画紙に印画を行い所定の長さに切断して排紙するプリンターであって、モーターを駆動源とする第1歯車と、印画紙を切断するカッターと、印画紙を挟み込んでその弛みを巻き取る弛み取り機構と、第1歯車の駆動力を弛み取り機構に伝達する第1伝達機構と、第1歯車の駆動力をカッターに伝達する第2伝達機構と、を備え、第1伝達機構は、第1歯車にかみ合うと共に、第1歯車の回転方向に応じて第1歯車の回転軸を中心に揺動する第1アイドラー歯車と、第1アイドラー歯車の駆動力を弛み取り機構に伝達する第2歯車と、を備え、第2伝達機構は、第1歯車にかみ合うと共に、第1アイドラー歯車に干渉することなく、第1歯車の回転方向に応じて第1歯車の回転軸を中心に揺動する第2アイドラー歯車と、第2アイドラー歯車の駆動力をカッターに伝達する第3歯車と、を備え、弛み取り機構は、印画紙を圧着または開放し、第2歯車の駆動力を受けて回転することにより、圧着時に印画紙の弛みを巻き取る弛み取りローラーと、第1歯車の駆動力を受けて第1歯車と同心軸で回転し、回転位置に応じて弛み取りローラーの位置を、印画紙を圧着する位置である圧着位置と印画紙を開放する位置である開放位置との間で切り替えるカムと、を備える。
Claims (7)
- ロール状の印画紙(100)に印画を行い所定の長さに切断して排紙するプリンター(1000)であって、
モーターを駆動源とする第1歯車(10)と、
前記印画紙(100)を切断するカッター(140)と、
前記印画紙(100)を挟み込んでその弛みを巻き取る弛み取り機構(70,80,90)と、
前記第1歯車(10)の駆動力を前記弛み取り機構(70,80,90)に伝達する第1伝達機構(20,30,40,50,60,110)と、
前記第1歯車(10)の駆動力を前記カッター(140)に伝達する第2伝達機構(120,130,150)と、を備える、
プリンター(1000)。 - 前記第1伝達機構(20,30,40,50,60,110)は、
前記第1歯車(10)にかみ合うと共に、前記第1歯車(10)の回転方向に応じて前記第1歯車(10)の回転軸を中心に揺動する第1アイドラー歯車(31,32)と、
前記第1アイドラー歯車(31,32)の駆動力を前記弛み取り機構(70,80,90)に伝達する第2歯車(20)と、を備え、
前記第2伝達機構(120,130,150)は、
前記第1歯車(10)にかみ合うと共に、前記第1アイドラー歯車(31,32)に干渉することなく、前記第1歯車(10)の回転方向に応じて前記第1歯車(10)の回転軸を中心に揺動する第2アイドラー歯車(121,122)と、
前記第2アイドラー歯車(121、122)の駆動力を前記カッター(140)に伝達する第3歯車(130)と、を備える、
請求項1に記載のプリンター(1000)。 - 前記第2歯車(20)が前記第1アイドラー歯車(31,32)の駆動力を前記弛み取り機構(70,80,90)に伝達した後に、前記第3歯車(130)が前記第2アイドラー歯車(121,122)の駆動力を前記カッター(140)に伝達するように、前記第1アイドラー歯車(31,32)、前記第2アイドラー歯車(121,122)、前記第2歯車(20)および前記第3歯車(130)は配置される、
請求項2に記載のプリンター(1000)。 - 前記弛み取り機構(70,80,90)は、
前記印画紙(100)を圧着または開放し、前記第2歯車(20)の駆動力を受けて回転することにより、前記圧着時に前記印画紙(100)の弛みを巻き取る弛み取りローラー(70)と、
前記第1歯車(10)の駆動力を受けて前記第1歯車(10)と同心軸で回転し、回転位置に応じて前記弛み取りローラー(70)の位置を、前記印画紙(100)を圧着する位置である圧着位置と前記印画紙(100)を開放する位置である開放位置との間で切り替えるカム(110)と、を備える、
請求項2に記載のプリンター(1000)。 - 前記弛み取り機構(70,80,90)は、前記弛み取りローラー(70)を保持する保持部材(80)を備え、
前記カム(110)の前記保持部材(80)に対する面には、2つの端(111a,111b)を有するカム溝(111)が形成され、
前記保持部材(80)は、前記カム溝(111)に係合するカムフォロワー(81)を有し、
前記保持部材(80)は、前記カムフォロワー(81)が前記溝(111)を摺動する状態で、前記第2歯車(20)の駆動力によって前記弛み取りローラー(70)を前記圧着位置に保持し、前記カムフォロワー(81)が前記カム溝(111)の端(111a,111b)に突き当たる状態で、前記カム(110)からの力を受けて前記弛み取りローラー(70)を前記開放位置に保持し、
前記カム(110)は、前記第1歯車(10)の駆動力による回転方向と反対方向に閾値以上のトルクを受けることによって、前記第1歯車(10)に対してスリップする、
請求項4に記載のプリンター(1000)。 - 前記カッター(140)は、
前記印画紙(100)の幅より長い固定刃(146)と、
前記固定刃(146)の一端から他端にかけて前記固定刃(146)に対向し、前記印画紙(100)に重なる中間部と重ならない端部とを有する移動経路を、前記第3歯車(130)の駆動力により移動する可動刃(146)と、
前記可動刃(146)が前記移動経路の前記中間部に位置するときに、前記印画紙(100)を押さえて固定する紙押さえ機構(143)と、を備え、
前記カムフォロワー(81)が前記カム溝(111)の端(111a,111b)に突き当たる状態で、前記可動刃(146)は前記移動経路の前記端部に位置する、
請求項5に記載のプリンター(1000)。 - 前記カム(110)は、前記紙押さえ機構(143)が前記印画紙(100)を押さえて固定した後に、前記弛み取りローラー(70)を前記圧着位置から前記開放位置に切り替えるように構成される、
請求項6に記載のプリンター(1000)。
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