JP2005280055A - プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はプリンタ装置に関し、印字速度が高速化し、紙ロールが大径化しても印字品質を維持できるようにすることを目的とする。
【解決手段】 印字部１０１と、感熱紙ロール収容部１０５と、テンション機構１１０と、制動機構１３０とを有する。制動機構１３０は、テンション機構１１０の回動するアーム１２１に設けてある。印字動作中は、トルクリミッタ１３３がギヤ１３１から離されており、帯状の感熱紙４１は感熱紙ロール４０Ａから円滑に引き出される。印字動作が終了すると、トルクリミッタ１３３がギヤ１３１に噛み合い、制動機構１３０が感熱紙ロールに制動力を作用し、感熱紙ロール４０Ａの慣性回転は直ちに停止され、印字速度が高速化し且つ感熱紙ロール４０Ａが大径化しても、感熱紙４１はたるまず、ジャムを起こさず、印字品質が維持される。
【選択図】 図４

Description

本発明はプリンタ装置に係り、特に紙ロールから引き出された帯状の紙に印字を行うプリンタ装置に関する。

感熱紙ロールから引き出された感熱紙に印字を行うサーマルプリンタ装置は主にＰＯＳ端末、ＡＴＭ等に使用されている。従来は、印字速度は約１００ｍｍ／ｓｅｃであり、感熱紙ロールの外径は約８０ｍｍであった。近年、市場の要求によって、印字速度を高速化（約２００ｍｍ／ｓｅｃ）、及び、感熱紙ロールの大径化（外径が約２５０ｍｍ）が求められてきている。感熱紙ロールの大径化は、感熱紙ロールの交換頻度を少なくして運用効率化を図るためである。

図１は従来のサーマルプリンタ装置１０を示す。プリンタ装置１０は、印字部１１と、カッタ部１４と、感熱紙ロール収容部１５と、テンション機構２０とを有する構成である。印字部１１は、サーマルヘッド１２とプラテンローラ１３とを備えた構成である。テンション機構２０は、テンションアーム２１とテンションポール２２とコイルばね２３とよりなる構成である。

感熱ロール紙４０は、外径が約８０ｍｍのサイズであり、その中空芯を回転軸１６に嵌合させて支持されて、感熱ロール紙収容部１５に収容されている。帯状の感熱紙４１はテンションポール２２に案内されて、印字部１１に到っている。

印字部１１が印字動作を開始すると、フィードモータ１６によってプラテンローラ１３が回転され、感熱紙４１が矢印Ａ方向に約１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で送られ、感熱紙４１が引き出されることによって感熱紙ロール４０が矢印Ｂ方向に回転される。感熱紙４１はテンション機構２０によって案内されてたるみのない状態で印字部１１に送り込まれる。

印字動作が停止すると、感熱紙ロール４０は回転軸１７の部分の摩擦等によって停止される。アーム２１がコイルばね２３によって時計方向に回動され、感熱紙ロール４０から送り出された感熱紙４１のたるみが吸収される。

上記より分かるように、テンション機構２０は、印字動作開始時のフィードモータの負荷を軽減させる働きと、印字動作中に感熱紙４１をたるみのない状態で印字部１１に送り込ませる働きと、印字動作停止時の感熱紙ロール４０の慣性回転によって送り出された感熱紙４１が緊張したパスに収まるようにしてたるみが発生することを防止する働きとを有する。

上記のサーマルプリンタ装置１０の基本的構造は変えないで、印字速度を高速化して約２００ｍｍ／ｓｅｃとし、且つ、感熱紙ロールを大径化して外径が約２５０ｍｍとした場合には、印字動作中の感熱紙ロールの慣性力が大きいため印字動作停止時の感熱紙ロールの慣性回転の角度が大きくなり、また、感熱紙が送り出される部分の直径が大きいため、感熱紙ロールから送り出された感熱紙の長さがテンション機構２０でもって吸収可能である長さを上回って、二点鎖線で示すようにたるみ５０が生じて、場合によってはジャムが起きる虞れがあった。

なお、トルクリミッタを回転軸１７に作用するように設け、このトルクリミッタが発生する制動力を高く設定すると、印字動作停止時における感熱紙ロールの慣性回転の角度を小さくすることが可能とはなるけれども、印字中の感熱紙４１のバックテンションＴが高くなりすぎ、フィードモータ１６の負荷が大きくなってしまい、場合によっては、感熱紙４１の送り速度が乱れて、印字品質を低下させてしまう。よって、トルクリミッタを設けただけでは上記の問題の解決は出来ない。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、印字速度の高速化及び、紙ロールの大径化に対応可能であるプリンタ装置を提供することを目的とする。

そこで、上記課題を解決するため、本発明は、紙ロールからこれを回転させつつ引き出された紙に印字部で印字を行うプリンタ装置において、印字が終了したときに、上記紙ロールを制動する制動手段を有する構成としたことを特徴とする。

本発明によれば、印字速度が高速化した場合でも、また、紙ロールが大径化した場合でも、印字中の紙の送りに影響を与えることなくして、印字終了時の紙のたるみが発生することを防止することが可能となる。

次に本発明の実施の形態について説明する。

図２（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例１になるサーマルプリンタ装置１００を示す。プリンタ装置１００は、サーマルヘッド１０２とプラテンローラ１０３とを備えた印字部１０１と、カッタ部１０４と、感熱紙ロール収容部１０５と、テンション機構１２０と、制動機構１３０と、感熱紙ロール径検知機構１４０と、制動禁止機構１５０と、制御回路１６０と、プランジャ駆動回路１６１とを有する構成である。印字部１１１は、サーマルヘッド１０２とプラテンローラ１０３とを備えた構成である。テンション機構１２０は、軸１２４を中心に回動するテンションアーム１２１と、アーム１２１の先端のテンションポール１２２と、コイルばね１２３とよりなる構成であり、感熱紙ロールから印字部１１１に到る帯状の感熱紙４１のパスをこのパスに沿う長さが長くなるように変化させて、印字部１１１に引き込まれる感熱紙４１にたるみができないようにする。感熱紙ロール収容部１０５は、外径Ｄ１が例えば約２５０ｍｍのサイズの感熱紙ロール４０Ａを収容できる大きさであり、感熱ロール紙の中空芯を支持する回転軸１０６を有する。

制動機構１３０は、回転軸１０６に固定してある径がＤ１０であるギヤ１３１と、アーム１２１の先端付近に固定してある軸１３２に取り付けてあるトルクリミッタ１３３とを有する。トルクリミッタ１３３は、摩擦等を利用して作用させるトルクが小さい状態では回転せず、所定以上のトルクを作用させた場合に始めて回転される構造であり、且つ、ギヤ部１３４を有する構成である。制動機構１３０は、テンション機構１２０の一部を利用して設けてある。

感熱紙ロール径検知機構１４０は、感熱紙ロール収容部１０５に取り付けてあり、感熱紙が使用されて感熱紙ロールの径がＤ２にまで小さくなったこと及び感熱紙ロールの径がＤ２よりも小さいことを検知する。径Ｄ２は、例えば８０ｍｍである。

制動禁止機構１５０は、ロッド１５２が突き出すプランジャ１５１よりなり、ロッド１５２の先端がアーム１２１の側面に対向するようにして、感熱紙ロール収容部１０５に取り付けてある。

次に上記構成のサーマルプリンタ装置１００の動作について説明する。

図２（Ｂ）及び図３（Ａ）は停止時の状態を示す。アーム１２１がコイルばね１２３によって時計方向に回動されており、トルクリミッタ１３３のギヤ部１３４がギヤ１３１と噛み合っており、感熱紙ロール４０Ａは制動されている。プランジャ１５１は非励磁状態であり、ロッド１５２は引き込まれている。アーム１２１はロッド１５２の先端に当っていない。

印字部１０１が印字動作を開始すると、フィードモータ１０７によってプラテンローラ１０３が回転され、感熱紙４１が矢印Ａ方向に例えば約２００ｍｍ／ｓｅｃの速度で送られ始める。感熱紙４１が送られ始めると、最初にアーム１２１がコイルばね１２３に抗して反時計方向に回動され、トルクリミッタ１３３がギヤ１３１から離されて制動機構１３０が制動解除状態となり、続いて、感熱紙４１が引き出されることによって感熱紙ロール４０Ａが矢印Ｂ方向に回転を開始する。フィードモータ１０７は始動時の負荷を抑えられて円滑に始動する。

印字中は、テンション機構１２０及び制動機構１３０は、図３（Ｂ）に示す状態となる。感熱紙４１は感熱紙ロール４０Ａ自体の重さ及び回転軸１０６の回転部の摩擦等によって所定のバックテンションＴが作用した状態で印字部１１に送り込まれる。

印字部１０１が印字動作を停止すると同時に、プラテンローラ１０３の回転が停止されて感熱紙４１の送りが停止される。すると、感熱紙ロール４０Ａの慣性回転によって感熱紙４１が感熱紙ロール４０Ａから送り出されることによって感熱紙４１のバックテンションＴが低下し、これに反応して、アーム１２１がコイルばね１２３によって時計方向に回動されて、図３（Ａ）に示す元の状態となる。このアーム１２１の回動復帰によって、トルクリミッタ１３３のギヤ部１３４がギヤ１３１と噛み合って、ギヤ１３１に制動力が作用され、感熱紙ロール４０Ａの慣性回転は直ちに停止される。よって、感熱紙４１にたるみは起きず、また、起きたとしても小さく、ジャムには到らない。また、トルクリミッタ１３３を利用しているため、感熱紙ロール４０Ａが停止に到る状況は緩やかとなり、衝撃は小さい。

ここで、トルクリミッタ１３３が作用する対象がギヤ部１３４であるため、感熱紙ロール４０Ａの径が小さくなる方向に変化しても、アーム１２１が回動する角度範囲は変わらず、アーム１２１周りの機構は簡単となる。また、感熱紙ロール４０Ａの外周面の感熱紙を傷める虞れもない。

印字動作が進んで、感熱紙ロール４０Ａの径が減少してＤ２（約８０ｍｍ）となって感熱紙ロール４０Ｂとなると、感熱紙ロール径検知機構１４０がこのことを検知して、検知信号を制御回路１６０に出力する。検知信号を受けた制御回路１６０がプランジャ駆動回路１６１を動作させ、図３（Ｃ）に示すように、プランジャ１５１が励磁されて、ロッド１５２が突き出す。これによって、印字動作が停止されたときのアーム１２１のコイルばね１２３による時計方向への回動復帰は、ロッド１５２の先端に当った状態で制限され、トルクリミッタ１３３のギヤ部１３４がギヤ１３１と噛み合うには到らず、感熱紙ロールに対する制動は行われない。感熱紙ロール４０Ｂの慣性力が小さく、感熱紙ロール４０Ｂの慣性回転は、たるみが大きくならない段階で停止するからである。また、続いての印字動作は、図３（Ｃ）に示す状態から開始する。

感熱紙ロールの径が既にＤ２よりも小さい場合にも、プランジャ１５１は励磁し続け、印字動作停止時には感熱紙ロールに対する制動は行われない。感熱紙ロール４０Ｂの慣性力が小さく、感熱紙ロール４０Ｂの慣性回転は、たるみが大きくならない段階で停止するからである。また、続いての印字動作は、図３（Ｃ）に示す状態から開始する。

感熱紙ロール４０Ｂのように径が小さくなって重さが軽くなると、停止している状態から回転を開始させるための力が小さくて足りるようになる。よって、上記の続いての印字動作が開始されたときに、アーム１２１がコイルばね１２３に抗して反時計方向に十分に回動を行う前に、感熱紙４１が引き出されることによって感熱紙ロール４０Ｂが矢印Ｂ方向に回転を開始しようとする傾向となる。即ち、制動禁止機構１５０を備えていない場合には、感熱紙ロール４０Ｂは制動力を作用されている状態で、感熱紙４１が感熱紙ロール４０Ｂから引き出されようとする。この状況が起きると、感熱紙４１のバックテンションが異常に高くなってしまい、感熱紙４１の送り速度に影響が出て、印字品質が低下してしまう虞れがある。しかし、本実施例は、制動禁止機構１５０を備えているため、上記の不都合は起きない。

なお、制動機構１３０については、例えば感熱紙ロール収容部１０５に設けて、テンション機構１２０とは独立した構成とすることも可能である。

図４は本発明の実施例２になるサーマルプリンタ装置１００Ａを示す。プリンタ装置１００Ａは、図３に示すプリンタ装置１００とは、制動機構１３０Ａが相違する構成である。制動機構１３０Ａは、前記のギヤ１３１に代えて内歯ギヤ１３１Ａを有し、トルクリミッタ１３３をテンションアーム１２１Ａの基部の付近に設けた構成である。トルクリミッタ１３３の配置位置がアーム１２１Ａの基部の付近であるため、トルクリミッタ１３３のギヤ部１３４が内歯ギヤ１３１Ａに押し付けられる力が大きくなり、印字動作が停止されたときのギヤ部１３４の内歯ギヤ１３１Ａへの噛み合いが確実になされる。

図５（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例３になるサーマルプリンタ装置１００Ｂを示す。プリンタ装置１００Ｂは、図３に示すプリンタ装置１００とは、制動機構１３０Ｂが相違する構成である。制動機構１３０Ｂは、前記のギヤ１３１に代えてブレーキ円板１７０を有し、且つ、トルクリミッタ１３３に代えて、ブレーキ円板１７０の外周部に作用する略Ｖ字形状のブレーキシュー１７１を有する構成である。ブレーキシュー１７１はテンションアーム１２１Ｂに取り付けてあり、印字部１０１が印字動作を停止したときに、ブレーキ円板１７０の外周面に押し当ると共にブレーキ円板１７０の外周部を挟み込む。

図６（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例４になるサーマルプリンタ装置１００Ｃを示す。プリンタ装置１００Ｃは、図３に示すプリンタ装置１００とは、制動機構１３０Ｃが相違する構成である。制動機構１３０Ｃは、テンションアーム１２１Ｃの先端付近に設けてあるブレーキシュー１８０が、印字部１０１が印字動作を停止したときに、感熱紙ロール４０Ａの周面に押し当る構成である。即ち、制動力を感熱紙ロール４０Ａに直接に作用させる構成である。

なお、本発明は、サーマルプリンタ装置に限定されるものではなく、普通紙ロールを使用するプリンタ装置にも実施可能である。

従来のサーマルプリンタ装置を示す図である。 本発明の実施例１のサーマルプリンタ装置を示す図である。 図２中、テンション機構、制動機構、制動禁止機構を示す図である。 本発明の実施例２のサーマルプリンタ装置を示す図である。 本発明の実施例３のサーマルプリンタ装置を示す図である。 本発明の実施例４のサーマルプリンタ装置を示す図である。

符号の説明

４０Ａ 感熱紙ロール
４１ 感熱紙
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ サーマルプリンタ装置
１０１ 印字部
１０２ サーマルヘッド
１０３ プラテンローラ
１０５ 感熱紙ロール収容部
１２０ テンション機構
１２１ テンションアーム
１２２ テンションポール
１２３ コイルばね
１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ，１３０Ｃ 制動機構
１３１ ギヤ
１３１Ａ 内歯ギヤ
１３３ トルクリミッタ
１４０ 感熱紙ロール径検知機構
１５０ 制動禁止機構
１５１ プランジャ
１７０ ブレーキ円板
１７１、１８０ ブレーキシュー

Claims (4)

1. 紙ロールからこれを回転させつつ引き出された帯状の紙に印字部で印字を行うプリンタ装置において、
   印字が終了したときに、上記紙ロールを制動する制動手段を有する構成としたことを特徴とするプリンタ装置。
2. 請求項１に記載のプリンタ装置において、
   ばね力を作用されており回動するアームを有し、紙ロールから印字部に到る紙のパスを該パスに沿う長さが長くなるように変化させて、印字部に引き込まれる紙にたるみができないようにするテンション機構を備えてなり、
   上記制動手段は、上記テンション機構の上記アームに設けてある構成としたことを特徴とするプリンタ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプリンタ装置において、
   紙ロールと一体的に回転する円板状の部材を有し、
   上記制動手段は、上記円板状部材に制動力を作用させる構成としたことを特徴とするプリンタ装置。
4. 請求項１乃至請求項３のうち何れか一項に記載のプリンタ装置において、
   紙ロールの径が小さくなって所定の径となったこと及び紙ロールの径が上記所定の径よりも小さいことを検知する紙ロール径検知手段と、
   該紙ロール径検知手段の上記検知によって動作して、上記制動手段の動作を禁止させる制動禁止手段とを有する構成としたことを特徴とするプリンタ装置。
   

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