WO2020116094A1

WO2020116094A1 - プリンタ

Info

Publication number: WO2020116094A1
Application number: PCT/JP2019/043967
Authority: WO
Inventors: 洋之安田; 剛男小味山; 厳松嶋; 克宣清水
Original assignee: シチズン時計株式会社; シチズン・システムズ株式会社
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-06-11
Also published as: JP6697058B1; JP2020090008A

Abstract

プリンタにおいて、カッターユニットの脱着を容易にするために、プリンタ（１）は、本体部（２）に固定された固定刃（８０）と、本体部（２）に対して開閉する開閉カバー（３）に脱着自在に設けられたフレーム（４３），（４４）と、フレーム（４３），（４４）に対して往復動可能に設けられた可動刃（４１）と、駆動力を受けて可動刃（４１）をフレーム（４３），（４４）に対して往復動させる駆動機構（４７）と、可動刃（４１）が基準となる位置にあることを検出する検出器（５０）と、を備え、フレーム（４３），（４４）と可動刃（４１）と駆動機構（４７）と、が一体化されて、かつ開閉カバー（３）に対して脱着自在のカッターユニット（４０）を形成し、検出器（５０）は、カッターユニット（４０）とは別体に、開閉カバー（３）に設けられている。

Description

プリンタ

　本発明はプリンタに関する。

　プリンタは、感熱紙等の用紙を内部の収容空間に出し入れするために、筐体の一部が開閉する開閉カバーを備えている。開閉カバーが開いているときは、収容部に対する用紙の出し入れが可能であり、開閉カバーが閉じているときは、収容空間に収容した用紙への印字動作が可能となっている。

　ここで、筐体の開閉カバー以外の本体部と、開閉カバーとの間には、印字された用紙を外部に排出するための排出口が形成されている。そして、排出口を挟んだ本体部側と開閉カバーとには、固定刃と可動刃とで構成されたカッターが配置されていて、用紙は排出口の手前の位置で、固定刃と可動刃とで挟まれた用紙は短いシートに切断される。

　カッターの固定刃側は、切断動作によって動くことが無いため、バー状の固定刃が本体部又はカバー部に単に固定されていればよい。一方、カッターの可動刃側は、固定刃とは反対のカバー部又は本体部に設けられるが、可動刃は切断動作によって動く必要があるため、可動刃の他に、可動刃を駆動するための駆動源（ステップモータ等）や、駆動源の動きを可動刃に伝達する伝達機構（歯車輪列や、動きの向きを変える変換機構等）や、可動刃の初期位置等を検出するセンサなども備えている。

　そして、これら可動刃と、伝達機構と、駆動源と、センサと、これらを保持する保持部材とは、カッターユニットとして一体化されているものがあり、そのようなカッターユニットは、本体部やカバーに対して脱着自在に構成されているものもある（例えば、特許文献１参照）。なお、駆動源はカッターユニットに含まれないものもある。

特開２０１１－１６１８１５号公報

　ところで、カッターユニットを脱着自在とした場合、センサに接続された配線（ハーネス）も引き出されるが、そのためには配線を予め長めに設定しておいたり、配線をカバー類で覆っておいたりする必要がある。

　配線を長く設定した場合、カッターユニットを本体部やカバーに取り付ける際は、その配線が挟まれたり意図しない折れ曲がりが生じたりしないように、本体部やカバーに対する取り回しに注意を払う必要がある。

　また、配線を予め長めに設定する代わりに、配線をカバー類で覆ったものでは、カッターユニットを取り外す際に、カバー類を取り外すなどの付帯作業が必要となる。

　本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、カッターユニットの脱着を容易にすることができるプリンタを提供することを目的とする。

　本発明は、本体部に固定された固定刃と、前記本体部に対して開閉する開閉カバーに脱着自在に設けられたフレームと、フレームに対して往復動可能に設けられた可動刃と、外部からの駆動力を受けて前記可動刃を前記フレームに対して往復動させる駆動機構と、前記可動刃が基準となる位置にあることを検出する検出器と、を備え、前記フレームと前記可動刃と前記駆動機構とが一体化されて、かつ前記開閉カバーに対して脱着自在のカッターユニットを形成し、前記検出器は、前記カッターユニットとは別体に、前記開閉カバーに設けられたプリンタである。

　本発明に係るプリンタによれば、カッターユニットの脱着を容易にすることができる。

本発明に係るプリンタの一実施形態であるサーマルプリンタを示す外観斜視図である。プリンタにおける開閉カバーが開いた状態を示す斜視図である。図１に示した閉位置でプリンタの前後方向に沿った鉛直面による断面を示す断面図である。図３ＡにおけるＡ部の詳細を示す拡大図である。図２に示した開位置でプリンタの前後方向に沿った鉛直面による断面を示す断面図である。カッターユニットを示す斜視図である。カッターユニットが２つのねじでフロントカバーに固定されている状態を示す平面図である。カッターユニットがフロントカバーから取り外された状態を示す平面図である。カッターユニットを構成部品に分離した分解斜視図である。

　以下、本発明に係るプリンタの実施形態について、図面を用いて説明する。

＜プリンタの概略構成及び作用＞
　図１は本発明に係るプリンタの一実施形態であるサーマルプリンタ１（以下、単にプリンタ１という。）を示す外観斜視図、図２はプリンタ１における開閉カバー３が開いた状態を示す斜視図、図３Ａは図１に示した閉位置でプリンタ１の前後方向に沿った鉛直面による断面を示す断面図、図３Ｂは図３ＡにおけるＡ部の詳細を示す拡大図、図４は図２に示した開位置でプリンタ１の前後方向に沿った鉛直面による断面を示す断面図である。

　プリンタ１は、図１に示すように全体として直方体状の筐体４（プリンタ本体）の内部にサーマルヘッドユニット３０、プラテンローラ６、カッターユニット４０等を備えている。

　ここで、プリンタ１の幅方向を幅方向Ｘ、プリンタ１の前後方向を前後方向Ｙ、プリンタ１の上下方向を上下方向Ｚとする。また、前後方向Ｙのうち、前方向を前方Ｆとし、後方向を後方Ｂとする。

　筐体４は、直方体の前方Ｆ側の端部に開口２ｄ（図２，４参照）を有する本体部２と、本体部２の前側に位置して回動する開閉カバー３と、を備えている。開閉カバー３は、図１，３に示した起立した状態における下端付近の幅方向Ｘに延びた軸回りに回動自在に形成されている。開閉カバー３は、起立した状態で、開口２ｄを塞いだ閉位置となり、回動により前方Ｆに倒れて伏した状態（図２，４参照）で、開口２ｄを開放した開位置となる。

　筐体４は、開閉カバー３が閉位置にあるときも、開閉カバー３の上端と本体部２との間にわずかな隙間が形成されている。この隙間は、後述する感熱紙を、筐体４の内部から外部に排出する排出口４ａとなっている。

　筐体４の内部には、ロール紙Ｐを収容する空間である収容部Ｓが形成されている。ロール紙Ｐは、帯状に長い感熱紙が、その感熱面を外面側にして巻かれている。開閉カバー３が開位置にあるとき、開口２ｄを通じて、収容部Ｓにロール紙Ｐを出し入れすることができる。

　開閉カバー３が閉位置にあるとき、収容部Ｓに収容されたロール紙Ｐから巻き解かれた感熱紙は、後述するサーマルヘッドユニット３０とプラテンローラ６との間、その前方Ｆに配置された固定刃８０とカッターユニット４０の可動刃４１との間、さらにその前方に形成された排出口４ａという搬送経路を通って、プリンタ１の外部に排出される。なお、感熱紙が巻き解かれることで、ロール紙Ｐは図３Ａの反時計回り方向Ｒに回転する。

　本体部２の内部で、前部の天面２ａ付近には、図３Ａ，４に示すように、収容部Ｓに臨んで、サーマルヘッドユニット３０と固定刃８０とが配置されている。サーマルヘッドユニット３０は、図３Ａに示すように、ロール紙Ｐから巻き解かれた感熱紙の感熱面に圧力及び熱を加えて印字を行う。

　本体部２の内部で、後部の天面２ａ付近には、サーマルヘッドユニット３０が印字を行うための発熱を制御する制御基板７０が配置されている。制御基板７０とサーマルヘッドユニット３０とは、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等のケーブル６０でサーマルヘッドユニット３０に接続されている。

　なお、サーマルヘッドユニット３０は、本体部２の内部に固定された金属製のアッパーフレーム１０に支持されていて、アッパーフレーム１０とサーマルヘッドユニット３０との間に配置された、図示を略したコイルばねを備えた押圧部材２０によって、下方に配置されたプラテンローラ６に弾性的に押し付けられている。

　固定刃８０は、後述するカッターユニット４０の可動刃とともに、カッターを形成する。固定刃８０は、幅方向Ｘに延びたバー状の金属片であり、下端縁に刃が形成されている。固定刃８０は、サーマルヘッドユニット３０よりも前方Ｆに固定されている。

　開閉カバー３は、図１，３の閉位置にあるとき前面となる外面に、プリンタ１に動作指令を行ったり、各種の設定を行ったりするための操作ボタンや、動作状態を点消灯で知らせるランプ等を有する操作部５を備えている。開閉カバー３は、図２の開位置にあるとき上面となる内面に、金属製の部材であるフロントカバー７が固定されている。フロントカバー７は、平板状の板金部材を角張ったＵ字状に曲げて形成されている。

　そして、フロントカバー７の、曲げによって両側の立ち上がった面に架け渡すように、ゴム材料で形成されたプラテンローラ６が固定され、両側の間の面（立ち上がっていない面）に、カッターユニット４０が脱着自在に固定されている。

　プラテンローラ６は、歯車輪列を介して図示を略したステップモータの駆動力により回転する。プラテンローラ６は、図３Ａに示すように開閉カバー３が閉位置にあるとき、サーマルヘッドユニット３０の下方に位置する。

　開閉カバー３が閉位置にあるとき、収容部Ｓに収容されたロール紙Ｐから巻き解かれた感熱紙は、サーマルヘッドユニット３０とプラテンローラ６とに挟まれた状態となる。このとき、感熱紙は、ロール紙Ｐの外面となる感熱面がサーマルヘッドユニット３０側に向き、感熱面の裏側の面がプラテンローラ６側に向いた状態となる。

　感熱紙は、サーマルヘッドユニット３０からプラテンローラ６に押し付けられる圧力を受け、プラテンローラ６が回転するときの摩擦力によって前方Ｆに送られる。プラテンローラ６による送りとともに、サーマルヘッドユニット３０が発熱することで、感熱紙の感熱面に印字が行なわれる。

＜カッターユニットの構成及び作用＞
　図５はカッターユニット４０を示す斜視図、図６はカッターユニット４０が２つのねじ４９ａでフロントカバー７に固定されている状態を示す平面図、図７はカッターユニット４０がフロントカバー７から取り外された状態を示す平面図である。

　図５に示したカッターユニット４０は、図３Ａの前後方向Ｙ及び図４の上下方向Ｚにおいて、フロントカバー７とプラテンローラ６との間に配置されている。カッターユニット４０は、フロントカバー７にねじ４９ａ（図６参照）で固定されている。

　開閉カバー３が閉位置にあるとき、カッターユニット４０の可動刃４１は固定刃８０の下方に位置し、駆動力により上方に移動した可動刃４１と固定刃８０とに挟まれた感熱紙を剪断力により切断する。切断された感熱紙は、ロール紙Ｐから分離されて、排出口４ａの外側で受け取られる。

　開閉カバー３が開位置のときで図６に示すように、脱着自在のプラテンローラ６を取り外した状態では、ねじ４９ａに容易にアクセスすることができる。そして、２つのねじ４９ａを取り外すことで、図７に示すように、カッターユニット４０を、フロントカバー７から取り外すことができる。また、２つのねじ４９ａでカッターユニット４０をフロントカバー７に固定することができる。

　なお、カッターユニット４０は、ねじ４９ａを用いずに、フック等で係合させるなどの形式で、フロントカバー７に、脱着自在に固定してもよい。

　図８はカッターユニット４０を構成部品に分離した分解斜視図である。カッターユニット４０は、図８に示すように、フロントカバー７に脱着自在に設けられたフロントフレーム４３と、リアフレーム４４と、可動刃４１と、駆動機構４７と、が組み合わされて一体のユニットを形成している。

　可動刃４１は、金属製で略Ｖ字状に形成されている刃部４１ａと、刃部４１ａと一体化されて刃部４１ａを支持している樹脂製のサポート部４１ｂとで構成されている。刃部４１ａとサポート部４１ｂは、刃部４１ａの刃の厚み方向に重ねられている。なお、可動刃４１は、サポート部４１ｂを樹脂で形成していることにより、刃部４１ａと一体の金属で形成したものよりも軽量で、かつ安価に製造することができる。

　サポート部４１ｂの両側部には、駆動機構４７を構成するラック４６が各側縁に沿って延びて形成されている。また、サポート部４１ｂの、刃部４１ａとは反対側の端（開閉カバー３が閉位置にあるときの下端）には、その反対側の方向に延びた検出用突起４８が形成されている。

　検出用突起４８は、後述する検出器５０によって、可動刃４１が初期の基準位置（往復動する可動範囲の一方の端部側の位置；固定刃８０から最も離れた位置）にあることを検出する際の、検出器５０の検出レバー５１を押したり離れたりする部分である。

　フロントフレーム４３は、可動刃４１に対して、おもて面側（プラテンローラ６に近い側）に配置され、リアフレーム４４は、可動刃４１に対して、裏面側（プラテンローラ６から遠い側（フロントカバー７に近い側））に配置されていて、可動刃４１はフロントフレーム４３とリアフレーム４４との間で変位可能となっている。

　ここで、可動刃４１の、図８において上下方向Ｚに真っ直ぐ延びて形成された案内溝４２ｂに、フロントフレーム４３の裏面側（可動刃４１側）に突出して形成された、図示を略した突起４３ａ（図８においては、突起４３ａが形成されている辺りに、符号４３ａを記載している）が挿入されている。

　これにより、可動刃４１が、フロントフレーム４３に対して変位するときは、フロントフレーム４３の突起４３ａが案内溝４２ｂに挿入された状態に拘束されるため、可動刃４１は、フロントフレーム４３とリアフレーム４４との間で、フロントフレーム４３に対して上下方向Ｚに直線的に往復動可能となる。

　フロントフレーム４３とリアフレーム４４は、フロントフレーム４３側からリアフレーム４４側に通されたねじ４９ｂがリアフレーム４４に形成されたねじ穴４４ｂに締結されて一体に固定される。これにより、フロントフレーム４３とリアフレーム４４と可動刃４１は、可動刃４１の刃の厚さ方向に重なった状態で、カッターユニット４０として一体化される。

　さらに、フロントフレーム４３側から、リアフレーム４４に形成された開口４４ａを通過してリアフレーム４４側に通されたねじ４９ａが、フロントカバー７のねじ穴（図示省略）に締結されることで、フロントフレーム４３及びリアフレーム４４はフロントカバー７に固定される。

　ねじ４９ａとねじ４９ｂは、可動刃４１の開口４２ａを通過している。したがって、フロントフレーム４３とリアフレーム４４とがねじ４９ｂによって固定され、カッターユニット４０がねじ４９ａによってフロントカバー７に固定されている状態においても、フロントフレーム４３及びリアフレーム４４に対する可動刃４１の往復動を妨げることはない。可動刃４１の開口４２ａの幅は、幅方向Ｘに配置されるねじ４９ａとねじ４９ｂとが通過可能な幅に形成されている。

　カッターユニット４０に一体化するためのねじ４９ｂと、カッターユニット４０をフロントカバー７に固定するためのねじ４９ａとが別のねじであるため、カッターユニット４０をフロントカバー７から取り外すためにねじ４９ａを緩めても、カッターユニット４０は、ねじ４９ｂによって一体化された状態を維持する。

　なお、カッターユニット４０をフロントカバー７に着脱する際に、カッターユニット４０がフロントフレーム４３とリアフレーム４４と可動刃４１とに分離していても、取扱い上で問題がなければ、ねじ４９ａとねじ４９ｂとを一つのねじで兼ねる構造にすることもできる。

　また、フロントフレーム４３には、フロントフレーム４３とリアフレーム４４との間に配置された可動刃４１のラック４６，４６にそれぞれ噛み合うピニオン４５，４５が、フロントフレーム４３に対して回転自在に支持されている。２つのピニオン４５，４５は、ラック４６，４６と同様に、フロントフレーム４３の両側部に設けられていて、共通の軸により同軸に連結されている。

　フロントフレーム４３のピニオン４５と可動刃４１のラック４６とは、外部からの駆動力を受けて、可動刃４１をフロントフレーム４３及びリアフレーム４４に対して上下方向Ｚに往復動させる駆動機構４７を構成している。

　すなわち、図６に示すように、カッターユニット４０がフロントカバー７に固定されている状態で、ピニオン４５が、フロントカバーに設けられたステップモータ（図示せず）の駆動力（外部からの駆動力）を伝達する歯車９０に噛み合う。これにより、ピニオン４５は回転し、ピニオン４５に噛み合ったラック４６を直線的に動かす。ステップモータの回転を反対向きにすることで、歯車９０及びピニオン４５の回転向きがそれぞれ反対になり、ラック４６の移動向きも反対になる。

　これにより、可動刃４１をフロントフレーム４３及びリアフレーム４４に対して上下方向Ｚに往復動させる駆動機構４７を構成している。

　なお、カッターユニット４０は、開閉カバー３が閉位置にあるとき（図３Ａ参照）、可動刃４１が上下方向Ｚの上方に移動したとき、本体部２の固定刃８０と可動刃４１とによって、両者の間に配置された用紙を剪断力で切断し、下方に戻ったとき、固定刃８０と可動刃４１との間を用紙が通過できるような位置関係で配置されている。

　フロントカバー７には、図６，７に示すように、カッターユニット４０とは別体に検出器５０が固定されている。検出器５０は、フロントカバー７に固定されたカッターユニット４０の可動刃４１が所定の基準位置に存在することを検出するものである。

　検出器５０は、具体的には、押されることにより回動する検出レバー５１を備えていて、検出レバー５１が回動したとき、回動位置に対応した電気信号を出力する。

　ここで、検出器５０は、フロントカバー７に固定されたカッターユニット４０の可動刃４１が初期の基準位置にあるときに、検出用突起４８が検出レバー５１を押し、可動刃４１が初期の基準位置よりも固定刃８０に近づいた位置にあるときに、検出用突起４８が検出レバー５１から離れる位置関係となるように配置されている。

　なお、検出器５０は、検出レバー５１が検出用突起４８の動く面（可動刃４１が往復動する面）内と同一の面内に配置されるように配置されている。

　したがって、フロントカバー７に固定されたカッターユニット４０の可動刃４１が初期の基準位置にあるときに、検出器５０は電気信号を出力して、可動刃４１が初期の基準位置にセットされていることを制御基板７０等に通知し、可動刃４１が初期の基準位置から外れたときに、検出器５０は電気信号を出力せず、可動刃４１が初期の基準位置から外れていることを制御基板７０等に検知させることができる。

　以上、詳細に説明したように、本実施形態のプリンタに依れば、筐体４に脱着自在に設けられたカッターユニット４０は、ステップモータや、検出器５０を備えていないため、外部（制御基板７０等）との間で信号の入出力を行うための配線（ハーネス）を有しない。

　したがって、筐体４からカッターユニット４０を取り外した場合であっても、カッターユニット４０と共に配線が引き出されたり、配線を覆っているカバー類を予め取り外す等の手間を掛けたりする必要ない。よって、本実施形態のプリンタ１によれば、カッターユニット４０の脱着作業を容易にすることができる。

　また、本実施形態のプリンタ１は、検出器５０が、可動刃４１と直接接することで可動刃４１が基準となる位置に配置されていることを検出するため、可動刃４１に直接接するのではなく、可動刃４１を駆動する駆動機構４７や、駆動機構４７を介した歯車等の伝達機構に接することで、間接的に可動刃４１が基準となる位置に配置されていることを検出するものに比べて、その検出の精度を高くすることができる。

　また、本実施形態のプリンタ１は、検出レバー５１が検出用突起４８の動く面（可動刃４１が往復動する面）内と同一の面内に配置されるように、検出器５０による検出の精度を一層高めることができる。

　本実施形態のプリンタ１は、筐体４の前部が開閉する開閉カバー３を有し、この前部の開閉カバー３にカッターユニット４０が脱着可能に固定されたものであるが、本発明に係るプリンタはこの形態に限定するものではない。

　すなわち、本発明に係るプリンタは、筐体の上部が開閉する開閉カバーを備えたものであり、その上部の開閉カバーにカッターユニットが脱着可能に固定されたものであってもよい。

　また、カッターユニットは、開閉カバーに固定されたものでなくてもよく、開閉しない本体部２に脱着可能に固定されたものであってもよい。

　また、本実施形態のプリンタ１は、固定刃８０がカッターユニット４０に含まれない構成であるが、カッターユニット４０が固定刃８０を含むものであってもよい。この場合、例えば、可動刃４１の上方に、用紙を通過させる空隙を形成し、この空隙を介して、可動刃４１の上縁に対向して固定刃８０を保持するように、フロントフレーム４３又はリアフレーム４４を形成し、そこに固定刃８０を保持した構成などを採用することができる。

　本実施形態は、プリンタとしてサーマルプリンタを適用したものであるが、本発明に係るプリンタはサーマルプリンタに限定するものではなく、その他の形式のプリンタにも適用することができる。

Claims

　本体部に固定された固定刃と、
　前記本体部に対して開閉する開閉カバーに脱着自在に設けられたフレームと、
　フレームに対して往復動可能に設けられた可動刃と、
　外部からの駆動力を受けて前記可動刃を前記フレームに対して往復動させる駆動機構と、
　前記可動刃が基準となる位置にあることを検出する検出器と、を備え、
　前記フレームと前記可動刃と前記駆動機構とが一体化されて、かつ前記開閉カバーに対して脱着自在のカッターユニットを形成し、
　前記検出器は、前記カッターユニットとは別体に、前記開閉カバーに設けられたプリンタ。
　前記検出器は、前記可動刃の一部又は前記可動刃と一体に動く部材の一部を検出することにより、前記可動刃が基準となる位置にあることを検出する請求項１に記載のプリンタ。
　前記検出器は、前記可動刃が往復動する面と同一の面内に、前記一部を検出する検出部を備えている請求項２に記載のプリンタ。