JP2009091146A - ロール紙供給機構およびロール紙プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】ロール径が変化しても、ロール紙から安定した繰り出し力で記録紙を繰り出すことのできるロール紙供給機構を提案すること。
【解決手段】ロール紙供給機構３のロール紙収納部３２の底には、繰り出しローラ３３と第１〜第３ガイドローラ３４〜３６が配置されている。繰り出しローラ３３はロール紙２の重心に対して記録紙２ａの繰り出し側とは反対側に位置する。ロール紙２の外径が大きい間はロール紙２が繰り出しローラ３３と第１ガイドローラ３４によって安定して支持され、外径が小さくなると、繰り出しローラ３３と第２ガイドローラ３５によって安定して支持され、外径が更に小さくなると繰り出しローラ３３と第３ガイドローラ３６によって支持される。繰り出しローラ３３にロール紙２を安定した状態で載せておくことができ、繰り出しローラ３３によってロール紙２を回転駆動して、記録紙２ａを安定した繰り出し力で繰り出すことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロール紙収納部に転動可能な状態でロール紙を置き、ここから長尺状の記録紙を繰り出してプリンタの印刷部などに向けて供給するロール紙供給機構、および当該ロール紙供給機構を備えたロール紙プリンタに関する。さらに詳しくは、ロール紙が載っている繰り出しローラを回転させながら記録紙の繰り出し動作を行うことにより、ロール紙プリンタの側の紙送りローラに作用する紙送り負荷を低減して、正確な紙送り動作、および、高速での紙送り動作を可能にするためのロール紙供給機構の改良技術に関する。

レシートなどを発行するロール紙プリンタでは、記録媒体として、長尺状の記録紙をロール状に巻き付けた構成のロール紙が用いられる。ロール紙は転動可能な状態でロール紙収納部に収納され、紙送りローラによって、ロール紙から記録紙が引き出されて、印刷位置において印刷ヘッドによって印刷が施される。一般に、紙送りローラによる紙送りと、印刷ヘッドによる印刷が交互に繰り返されて、紙送り方向に沿って所定のピッチで印刷が施される。

ロール紙はロール紙収納部に転動可能な状態で置かれている。紙送りローラによって記録紙が搬送方向に引かれると、それに追従して、ロール紙がロール紙収納部内においてその中心軸線回りに回転して記録紙が繰り出される。ロール紙の慣性負荷、および、ロール紙とロール紙収納部の底面との間の摩擦力に抗して、ロール紙を回転させて記録紙を繰り出す必要がある。

紙送り速度を上げると、それに伴って紙送りローラに作用する紙送り負荷も大きくなり、紙送りに滑りが生じ、紙送り精度が低下するおそれがある。紙送り負荷を低減して、正確な紙送りを行うために、特許文献１、２に開示されているように、ロール紙収納部の底に繰り出しローラを配置したロール紙供給機構が提案されている。
特開２００７−２０３５６３号公報 特開２００７−２０３５６４号公報

ここで、繰り出しローラを備えたロール紙供給機構においては、次のような解決すべき課題がある。ロール紙収納部に収納したロール紙のロール径が変化すると、繰り出しローラによるロール紙の支持状態が変化する。ロール径が大きい間は安定した状態で繰り出しローラに載っていたロール紙が、ロール径が小さくなると不安定になり、繰り出しローラによってスムーズに回転させることができなくなる場合がある。また、ロール紙が繰り出しローラから外れて、繰り出しローラが空転状態になるおそれもある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、ロール径の変化に影響されることなく、ロール紙から一定の繰り出し力で記録紙を繰り出すことのできるロール紙供給機構を提案することにある。

また、本発明の課題は、かかるロール紙供給機構を搭載することによって、紙送り負荷を低減すると共にその変動を抑制し、以って、正確で高速な紙送りを行うことのできるロール紙プリンタを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のロール紙供給機構は、
ロール紙を収納するためのロール紙収納部と、
このロール紙収納部に収納されるロール紙を転動可能に支持するために配置されている繰り出しローラおよび、少なくとも２本の第１、第２ガイドローラと、
前記繰り出しローラを回転させるための繰り出しモータとを有し、
前記ロール紙の外径寸法が第１の値まで減少する間は、前記繰り出しローラおよび少なくとも前記第１ガイドローラによって前記ロール紙が支持され、
前記ロール紙の外径寸法が前記第１の値よりも減少した後に第２の値まで減少する間は、前記繰り出しローラおよび少なくとも前記第２ガイドローラによって前記ロール紙が支持されることを特徴としている。

本発明のロール紙供給機構においては、ロール紙収納部の底に複数本のガイドローラが配置され、ここに入れたロール紙は、ロール径が変化しても、常に、繰り出しローラと少なくとも１本のガイドローラに載った状態に保持される。したがって、ロール紙が繰り出しローラから外れることがなく、ロール紙からの記録紙の繰り出し動作を常に適切に行うことができる。

ここで、本発明のロール紙供給機構において、前記ロール紙の中心軸線の方向に沿って見た場合に、当該ロール紙の中心に対して、一方の側に前記繰り出しローラを配置させ、他方の側に前記第１、第２ガイドローラを配置させ、前記繰り出しローラの側から前記第２ガイドローラ、前記第１ガイドローラの順番の方向に、前記ロール紙を転動させて、当該ロール紙から長尺状の記録紙が繰り出すようにすればよい。

この構成によれば、ロール紙の中心、すなわちロール紙の重心に対して、記録紙が繰り出されるガイドローラの側とは反対側のロール紙外周面部分が繰り出しローラに載った状態になる。記録紙に引張り力が作用してロール紙がガイドローラから浮き上がろうとする場合においても、重心を挟み反対側に位置している繰り出しローラからはロール紙が浮き上がらない。したがって、繰り出しローラによってロール紙を安定して回転させることができる。

また、本発明のロール紙供給機構において、前記ロール紙が前記繰り出しローラおよび前記第１あるいは第２ガイドローラに載っている状態において、前記ロール紙の中心および前記繰り出しローラの中心を結ぶ線分と、前記ロール紙の中心および前記第１あるいは第２ガイドローラの中心を結ぶ線分とのなす角度が、前記ロール紙の外径の減少に伴って、約８０度から約１２０度までの範囲内で増加することが望ましい。

このような角度間隔となるように繰り出しローラおよび複数本のガイドローラを配置しておくと、ロール紙と繰り出しローラとの接触圧が、ロール紙の自重によって確保される。繰り出しローラとガイドローラの角度間隔が約８０度よりも狭い角度間隔の場合には、ロール紙が転がりやすくなり、安定した状態で繰り出しローラに載せておくことができない。逆に、繰り出しローラとガイドローラの角度間隔が約１２０度よりも広い角度間隔の場合には、ロール径が小さくなったロール紙が、これらのローラの間に嵌り込み、繰り出しローラによって回転させることが困難あるいは不可能になるおそれがある。

次に、本発明のロール紙供給機構において、前記ロール紙が前記繰り出しローラおよび前記第１あるいは第２ガイドローラに載っている状態において、前記ロール紙の中心を通る垂線と、当該ロール紙の中心および前記繰り出しローラの中心を結ぶ線分とのなす角度が、前記ロール紙の外径の減少に伴って、約２５度から約７５度までの範囲内で増加することが望ましい。このような関係となるように繰り出しローラを配置しておくことにより、ロール紙のロール径が小さくなった場合においても、ロール紙と繰り出しローラとの接触圧が、ロール紙の自重によって確保される状態を維持できる。

一方、本発明のロール紙プリンタは、
上記構成のロール紙供給機構と、
印刷ヘッドと、
前記ロール紙供給機構に収納されたロール紙から繰り出された長尺状の記録紙を、前記印刷ヘッドによる印刷位置を経由させて搬送するための紙送りローラとを有していることを特徴としている。

ここで、前記紙送りローラを回転するための紙送りモータと、前記繰り出しモータとを、同期回転するように制御すればよい。

また、前記ロール紙供給機構から繰り出されて前記紙送りローラに導かれる記録紙をガイドするための記録紙ガイドと、前記記録紙に一定の張力を付与するために前記記録紙ガイドを付勢している付勢部材とを配置することが望ましい。

この場合には、前記記録紙ガイドの位置に基づき前記記録紙の張力状態を検出するガイドセンサを配置し、前記ガイドセンサの検出信号に基づき、例えば記録紙の張力が一定に保持されるように、前記繰り出しモータを前記紙送りモータと同期を取って駆動制御すればよい。

本発明のロール紙プリンタでは、ロール紙供給機構の側から繰り出しローラによって安定して記録紙が供給されるので、紙送りローラに作用する紙送り負荷を低減でき、しかも、その変動も抑制できる。よって、記録紙を精度良く、高速で搬送することが可能である。

本発明のロール紙供給機構では、ロール紙収納部に繰り出しローラと、複数本のガイドローラを配置し、ロール径が変化しても、常に、繰り出しローラと１本のガイドローラにロール紙が載った状態を維持できるようにしてある。したがって、繰り出しローラと各ガイドローラの間隔を適切に設定しておくことにより、ロール径が変化してもロール紙を安定して繰り出しローラに載った状態を保持して、繰り出しローラの接触圧をロール紙の自重により確保できる。よって、繰り出しローラによって常に安定して記録紙を繰り出すことができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したロール紙プリンタの実施の形態を説明する。

図１は本発明を適用したインクジェット式のロール紙プリンタの概略構成図である。ロール紙プリンタ１は、長尺状の記録紙２ａ（図においては太い一線鎖線で示してある。）をロール状に巻き取った構成のロール紙２が収納されるロール紙供給機構３を有している。ロール紙供給機構３のロール紙２から繰り出される長尺状の記録紙２ａは、斜め上方に引き出された後に湾曲状の紙送りガイド４によって湾曲させられた後に水平方向に延びている搬送路５（記録紙２ａを示す一線鎖線と同一の経路）に沿って搬送され、プリンタケース６に形成されている排出口７から排出される。

水平方向に延びている搬送路５の部分はロール紙供給機構３の真上に位置しており、当該搬送路部分には、インクジェットヘッド８およびプラテン９が一定のギャップで対向配置されており、プラテン９によってインクジェットヘッド８の印刷位置１０が規定されている。搬送路５におけるインクジェットヘッド８の上流側には上流側紙送りローラ１１が配置されており、この上流側紙送りローラ１１は紙送りモータ１２によって回転駆動される。この上流側紙送りローラ１１には押えローラ１３が連れ回りするように記録紙２ａを介して押し付けられている。

また、インクジェットヘッド８の下流側には、上流側紙送りローラ１１と同期して回転する下流側紙送りローラ１４が配置されており、この下流側紙送りローラ１４には押えローラ１５が連れ回りするように記録紙２ａを介して押し付けられている。排出口７の近傍にはオートカッタ１６が配置されており、印刷後の記録紙２ａの後端部分が所定の長さに幅方向に切断されるようになっている。

紙送りガイド４は所定の範囲で移動可能な状態で不図示のプリンタフレームに取り付けられており、ばね部材１７によって記録紙２ａに張力を与える方向に常に付勢されている。これによって、搬送路５に沿って引き出されている記録紙２ａは一定の引張り状態に保持される。紙送りガイド４の近傍にはガイドセンサ１８が配置されており、記録紙２ａに弛みが発生して紙送りガイド４がばね部材１７による付勢方向に移動すると、この移動がガイドセンサ１８によって検出されるようになっている。

ロール紙供給機構３は、プリンタ幅方向に延び、上方に広がった台形状断面の底板部分３１によって規定されるロール紙収納部３２を備えている。この底板部分３１には、１本の繰り出しローラ３３と、複数本、本例では３本の第１〜第３ガイドローラ３４、３５、３６とが配置されている。これらのローラ３３〜３６はプリンタ幅方向に架け渡されている。繰り出しローラ３３は繰り出しモータ３７によって回転駆動される。３本の第１〜第３ガイドローラ３４〜３６は回転自在の状態で底板部分３１に取り付けられている。

ここで、ロール紙プリンタ１の駆動制御部２１は、不図示のコンピュータシステムなどの上位機器からの印刷指令に基づき各部の駆動を制御する。印刷動作においては、紙送りモータ１２を駆動して下流側紙送りローラ１１および上流側紙送りローラ１４を回転駆動すると共に、これに同期させて、ロール紙供給機構３の繰り出しモータ３７を回転駆動して、記録紙２ａの搬送動作を行う。また、記録紙２ａの搬送に同期させてインクジェットヘッド８を駆動して印刷位置を通過する記録紙２ａの表面に印刷を施す。印刷終了後においては、オートカッタ１６を駆動して記録紙２ａを切断する。これにより、排出口７からは、記録紙２ａを切断することによって得られる一定長さのレシート、チケットなどが発行されることになる。

駆動制御部２１では、ガイドセンサ１８からの検出信号に基づき、記録紙２ａが、弛みが生ずることなく一定の張力状態で搬送されるように、上流側紙送りローラ１１および下流側紙送りローラ１４に同期させて、ロール紙供給機構３の繰り出しローラ３３の駆動を制御する。

（繰り出しローラとガイドローラの配置関係）
図２は、ロール紙供給機構３における繰り出しローラ３３と第１〜第３ガイドローラ３４〜３６の配置関係を示す説明図である。本例においては、ロール紙２を、その中心軸線の方向から見た場合の円形断面の中心Ｐ（２）に対して、換言すると、ロール紙２の重心に対して、記録紙２ａの繰り出し側に第１〜第３ガイドローラ３４〜３６が配置されており、反対側に、繰り出しローラ３３が配置されている。したがって、ロール紙２は、繰り出しローラ３３の側から第３、第２および第１ガイドローラ３６、３５、３４の順番の方向（矢印Ａの方向）に回転しながら、下流方向の最後に接しているガイドローラとの接触位置から記録紙２ａが繰り出される。したがって、繰り出しローラ３３は矢印Ｂの方向に回転駆動される。

このように、繰り出しローラ３３が、ロール紙２の重心（Ｐ（２））に対して、記録紙２ａの繰り出し位置とは反対側に配置されている。記録紙２ａを繰り出すための引張り力が作用して、ロール紙２がガイドローラ３４〜３６のいずれかのガイドローラから浮き上がった場合においても、ロール紙２は繰り出しローラ３３に載った状態に保持され、ロール紙２の自重によりロール紙２と繰り出しローラ３３の間の接触圧が確保される。この結果、繰り出しローラ３３によって常にロール紙２を確実に回転させることができる。

また、本例では、ロール紙２の外径寸法が図において実線の円２（１）で示す最大寸法から一点鎖線の円２（２）で示す中程度の寸法になるまでの間は、繰り出しローラ３３から最も離れた位置にある第１ガイドローラ３４と、繰り出しローラ３３によってロール紙２が支持され、第２、第３ガイドローラ３５、３６には接しないようになっている。ロール紙２が一点鎖線の円２（２）で示す寸法から更に小さな想像線の円２（３）で示す寸法になるまでの間は、繰り出しローラ３３と第２ガイドローラ３５によってロール紙２が支持され、第１、第３ガイドローラ３４、３６には接しないようになっている。ロール紙２が想像線の円２（３）で示す最小径になると、繰り出しローラ３３と第３ガイドローラ３６によってロール紙２が支持され、第１、第２ガイドローラ３４、３５には接しないようになっている。すなわち、記録紙２ａが無くなり、巻き芯２ｂのみになると、巻き芯２ｂが繰り出しローラ３３と第３ガイドローラ３６に載った状態になる。本例では、このような支持状態が形成されるように、繰り出しローラ３３と、第１〜第３ガイドローラ３４〜３６との配置関係が規定されている。

このように、ロール紙２はその外径寸法が変化しても、常に、繰り出しローラ３３と、第１〜第３ガイドローラ３４〜３６のうちの１本のガイドローラとによって支持された状態が維持される。したがって、ロール紙２が繰り出しローラ３３から外れてしまうことがない。よって、ロール紙２の自重によるロール紙２と繰り出しローラ３３の接触圧が確保され、繰り出しローラ３３によってロール紙２が確実に回転駆動される。

さらに、本例では、ロール紙２が、繰り出しローラ３３、および、第１〜第３ガイドローラ３４〜３６のいずれか一つに載っている状態において、ロール紙２の中心Ｐ（２）および繰り出しローラ３３の中心Ｐ（３３）を結ぶ線分と、ロール紙２の中心Ｐ（２）および第１〜第３ガイドローラ３４〜３６の中心Ｐ（３４）〜Ｐ（３６）のいずれかを結ぶ線分とのなす角度αが、ロール紙２の外径の減少に伴って、約８０度から約１２０度までの範囲内で増加するように設定されている。

このような角度間隔となるように繰り出しローラ３３および第１〜第３ガイドローラ３４〜３６を配置しておくと、ロール紙２と繰り出しローラ３３との接触圧が、ロール紙２の自重によって確保される。繰り出しローラ３３とガイドローラの角度間隔が約８０度よりも狭い角度間隔の場合には、ロール紙２が転がりやすくなり、安定した状態で繰り出しローラ３３に載せておくことができない。逆に、繰り出しローラ３３とガイドローラの角度間隔が約１２０度よりも広い角度間隔の場合には、ロール径が小さくなったロール紙２が、これらのローラの間に嵌り込み、繰り出しローラ３３によって回転させることが困難あるいは不可能になるおそれがある。

これに加えて、本例では、ロール紙２の中心Ｐ（２）を通る垂線Ｖと、当該ロール紙２の中心Ｐ（２）および繰り出しローラ３３の中心Ｐ（３３）を結ぶ線分Ｌ０とのなす角度βが、ロール紙２の外径の減少に伴って、約２５度から約７５度の範囲内で増加するように設定されている。角度βがこの範囲を超えると、ロール紙２のロール径が小さくなった場合にはロール紙２が繰り出しローラ３３から外れるおそれがある。逆に、角度βがこの範囲を下回ると、ロール径が大きい状態において、ロール紙２が繰り出しローラ３３からガイドローラとは反対側に転がり出て、ロール紙２と繰り出しローラ３３の間の接触圧を確保できないおそれがある。本例によれば、ロール径の変化に影響されることなく、ロール紙２と繰り出しローラ３３の間の接触圧を確保でき、ロール紙２を繰り出しローラ３３によって回転駆動することができる。

なお、本例では、３本の第１〜第３ガイドローラ３４〜３６を配置してある。ガイドローラの本数は２本でもよく、また、４本以上とすることも可能である。

以上説明したように、本実施の形態に係るロール紙プリンタ１におけるロール紙供給機構３では、ロール紙２の径が変化しても常に安定した回転力でロール紙２を回転させて記録紙２ａを繰り出すことができる。したがって、紙送りローラ１１に加わる紙送り負荷を低減でき、また、その変動も抑制できる。よって、精度良く紙送りを行うことができるので、印刷品位を向上させることができる。また、印刷品位の高い高速印刷も行うことができる。

本発明を適用したロール紙プリンタの概略構成図である。 図１のロール紙供給機構におけるローラの配置関係を示す説明図である。

符号の説明

１ ロール紙プリンタ、２ ロール紙、２ａ 記録紙、２ｂ 巻き芯、３ ロール紙供給機構、４ 紙送りガイド、５ 搬送路、６ プリンタケース、７ 排出口、８ インクジェットヘッド、９ プラテン、１０ 印刷位置、１１ 上流側紙送りローラ、１２ 紙送りモータ、１３ 押えローラ、１４ 下流側紙送りローラ、１５ 押えローラ、１６ オートカッタ、１７ ばね部材、１８ ガイドセンサ、２１ 駆動制御部、３１ 底板部分、３２ ロール紙収納部、３３ 繰り出しローラ、３４ 第１ガイドローラ、３５ 第２ガイドローラ、３６ 第３ガイドローラ、３７ 繰り出しモータ

Claims (8)

1. ロール紙を収納するためのロール紙収納部と、
   このロール紙収納部に収納されるロール紙を転動可能に支持するために配置されている繰り出しローラおよび、少なくとも２本の第１、第２ガイドローラと、
   前記繰り出しローラを回転させるための繰り出しモータとを有し、
   前記ロール紙の外径寸法が第１の値まで減少する間は、前記繰り出しローラおよび少なくとも前記第１ガイドローラによって前記ロール紙が支持され、
   前記ロール紙の外径寸法が前記第１の値よりも減少した後に第２の値まで減少する間は、前記繰り出しローラおよび少なくとも前記第２ガイドローラによって前記ロール紙が支持されることを特徴とするロール紙供給機構。
2. 請求項１に記載のロール紙供給機構において、
   前記ロール紙の中心軸線の方向に沿って見た場合に、当該ロール紙の中心に対して、一方の側に前記繰り出しローラが位置し、他方の側に前記第１、第２ガイドローラが位置しており、
   前記繰り出しローラの側から前記第２ガイドローラ、前記第１ガイドローラの順番の方向に、前記ロール紙が転動して、当該ロール紙から長尺状の記録紙が繰り出されることを特徴とするロール紙供給機構。
3. 請求項２に記載のロール紙供給機構において、
   前記ロール紙が前記繰り出しローラおよび前記第１あるいは第２ガイドローラに載っている状態において、前記ロール紙の中心および前記繰り出しローラの中心を結ぶ線分と、前記ロール紙の中心および前記第１あるいは第２ガイドローラの中心を結ぶ線分とのなす角度が、前記ロール紙の外径の減少に伴って、約８０度から約１２０度までの範囲内で増加することを特徴とするロール紙供給機構。
4. 請求項２または３に記載のロール紙供給機構において、
   前記ロール紙が前記繰り出しローラおよび前記第１あるいは第２ガイドローラに載っている状態において、前記ロール紙の中心を通る垂線と、当該ロール紙の中心および前記繰り出しローラの中心を結ぶ線分とのなす角度が、前記ロール紙の外径の減少に伴って、約２５度から約７５度までの範囲内で増加することを特徴とするロール紙供給機構。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載のロール紙供給機構と、
   印刷ヘッドと、
   前記ロール紙供給機構に収納されたロール紙から繰り出された長尺状の記録紙を、前記印刷ヘッドによる印刷位置を経由させて搬送するための紙送りローラとを有していることを特徴とするロール紙プリンタ。
6. 請求項５に記載のロール紙プリンタにおいて、
   前記紙送りローラを回転するための紙送りモータと、
   前記紙送りモータおよび前記繰り出しモータを同期回転させるための制御手段とを有していることを特徴とするロール紙プリンタ。
7. 請求項６に記載のロール紙プリンタにおいて、
   前記ロール紙供給機構から繰り出されて前記紙送りローラに導かれる記録紙をガイドするための記録紙ガイドと、
   前記記録紙に一定の張力を付与するために前記記録紙ガイドを付勢している付勢部材とを有していることを特徴とするロール紙プリンタ。
8. 請求項７に記載のロール紙プリンタにおいて、
   前記記録紙ガイドの位置に基づき前記記録紙の張力状態を検出するガイドセンサを有し、
   前記制御手段は、前記ガイドセンサの検出信号に基づき、前記繰り出しモータを前記紙送りモータと同期を取って駆動制御することを特徴とするロール紙プリンタ。

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