JP2010046977A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】プラテンローラ停止後におけるロール紙の惰性回転を、ロール紙を傷付けることなく抑制することができるとともに、ロール紙の初動動作をスムーズに行うことができるサーマルプリンタを提供する。
【解決手段】ロール紙保持機構２０は、ロール紙Ｐの中空孔１０内に挿通され、ロール紙Ｐを支持するシャフト５２と、シャフト５２のポール６１が支持される支持部５５，５６を有するホルダ５１とを備え、ロール紙Ｐは、シャフト５２に対して回転可能に支持されている一方、シャフト５２は、ホルダ５１に対して回転不能に支持されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロール紙から引き出された記録紙に各種の情報を印刷するサーマルプリンタに関するものである。

サーマルプリンタは、熱を加えると変色する特殊な記録紙に熱したサーマルヘッドを押し付けることで印刷を行うものであり、現在様々な種類のものが数多く提供されている。特に、トナーやインク等を使用せずに、滑らかな文字の印刷や多彩なグラフィック印字ができるため、各種ラベル、レシートやチケットの印刷等に好適に使用されている。

サーマルプリンタは、一般的に記録紙がセットされるホルダと、多数の発熱素子を有する上述したサーマルヘッドと、サーマルヘッドとの間に記録紙を挟むプラテンローラと、歯車を介してプラテンローラを回転させて記録紙を送り出すモータとを備えている。また、サーマルプリンタで使用される記録紙は、円筒状の芯管に巻回され、ロール紙となった状態で通常使用されている。
ロール紙をホルダにセットする際は、まず芯管内にシャフトを挿通した後、このシャフトをホルダに保持させる。そして、印刷時において記録紙を送り出す際は、まずモータを駆動させてプラテンローラを回転させる。すると、プラテンローラの回転により記録紙が引張られることで、シャフト及びロール紙が回転し、記録紙がサーマルヘッド側へ連続的に引き出されるようになっている。
特開２００１−３０２０３１号公報

ところで、近年のサーマルプリンタはサーマルヘッド等の高性能化に伴い、記録紙への高速印字が可能となっている。
しかしながら、記録紙への高速印字を行うためには記録紙の供給スピードを増加させる必要があり、ロール紙を高速回転させなければならない。この時、プラテンローラの回転を停止させた後にロール紙が惰性で回転し、プラテンローラとホルダとの間で記録紙が弛んでしまうという問題がある。その結果、その後に印刷を行う場合に記録紙が搬送方向に対してずれた状態でサーマルヘッドに供給される等の不具合が生じ、紙詰まりや印字精度の低下の原因となる。

これに対して、例えば特許文献１では、ロール紙の直下に配置されてロール紙の外周に当接可能な回転抑制部を備え、紙送り停止時に、回転抑制部とロール紙とが接触することによりロール紙の回転運動に対する負荷を増加させる構成が開示されている。

しかしながら、上述の特許文献１の構成では、回転抑制部をロール紙の外周面に接触させ、ロール紙と回転抑制部との摩擦によりロール紙の回転を減衰させるためのものであるため、摩擦によってロール紙が傷付く虞がある。例えば、ロール紙の印字面側と回転抑制部とが接触する際には、摩擦熱によって印字面が変色してしまう場合があり、印字精度が低下するという問題がある。

また、従来のサーマルプリンタでは、外径サイズの大きい（例えば、６インチ程度）大径のロール紙から記録紙を送り出そうとすると、ロール紙が重過ぎて回転させることができず、記録紙を送り出せない場合がある。ロール紙が回転しないと、プラテンローラを駆動させるモータに負荷がかかり、モータが脱調する虞がある。これに対して、プラテンローラを回転させるためのモータを大型化させることで、大径のロール紙であっても容易に記録紙を供給することができるが、装置の大型化及び製造コストの増加に繋がる。

そこで、本発明は、このような事情に考慮してなされたものであって、プラテンローラ停止後におけるロール紙の惰性回転を、ロール紙を傷付けることなく抑制することができるとともに、ロール紙の初動動作をスムーズに行うことができるサーマルプリンタを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係るサーマルプリンタは、記録紙が中空孔を有するように巻回されてなるロール紙が保持されるロール紙保持機構と、前記記録紙の幅方向に沿って多数の発熱素子が配列されたサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドとの間に前記記録紙を挟んだ状態で回転することで前記記録紙を送り出すプラテンローラと、を備え、前記ロール紙から引き出された前記記録紙に対して前記サーマルヘッドにより印刷を行うサーマルプリンタにおいて、前記ロール紙保持機構は、前記中空孔内に挿通され、前記ロール紙を支持するシャフトと、前記シャフトの両端部を支持する支持部を有するホルダとを備え、前記ロール紙は、前記シャフトに対して回転可能に支持されている一方、前記シャフトは、前記ホルダに対して回転不能に支持されていることを特徴としている。

この構成によれば、サーマルプリンタの停止直後において、シャフトがホルダに対して回転不能に構成されているため、シャフトとホルダとの間にロール紙の回転方向に抗する方向に力が作用する。この場合、シャフトとロール紙とが共回りする場合に比べて、ロール紙の回転方向に抗する力は大きくなり、ロール紙の回転力を積極的に減衰させることができる。
これにより、プラテンローラの回転停止後には、ロール紙も速やかに回転を停止することになり、プラテンローラとホルダとの間における記録紙の弛みを防止して、記録紙が搬送方向に対してずれた状態でサーマルヘッドに供給される等の不具合を防止することができる。特に、従来のようにロール紙の外周面に回転抑制部を接触させる構成に比べて、ロール紙を傷付けることなくロール紙の回転を停止させることができるため、記録紙の印字精度の低下を防止することができ、高精度に印刷を行うことができる。

また、本発明に係るサーマルプリンタは、前記シャフトの外周面には、凹凸部が形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、シャフトの外周面に凹凸部が形成されているため、ロール紙がシャフトに対して回転する際に、ロール紙の中空孔の内周面におけるシャフトとの接触部がシャフトの凹部から凸部を通過する際、または凸部から凹部を通過する際に、凹凸部の境界部とロール紙の内周面との摩擦力によりロール紙の回転力を効率的に減衰させることができる。これにより、プラテンローラの回転停止後には、ロール紙も速やかに回転を停止することができる。

また、本発明に係るサーマルプリンタは、前記記録紙の搬送方向における前記ロール紙保持機構と前記プラテンローラとの間には、前記記録紙に張力を与えるように前記記録紙を付勢するテンションローラが設けられていることを特徴としている。
この構成によれば、ロール紙保持機構とプラテンローラとの間にテンションローラを設けることで、ロール紙保持機構とプラテンローラとの間で記録紙に付与される張力を調整することができる。つまり、ロール紙の初動動作時において、ロール紙の静止状態からプラテンローラを回転させようとすると、ロール紙は回転しないままロール紙とプラテンローラとの間で架け渡される記録紙に付与される張力が増加していく。これにより、テンションローラの付勢力に抗してテンションローラを移動させながら、記録紙の搬送が開始される。その後、搬送開始された記録紙の慣性力につられるように、ロール紙がシャフトに対して回転し始める。よって、記録紙の搬送開始と同時にロール紙を回転させる場合と比べて、ロール紙を容易に回転させることができ、記録紙をスムーズにサーマルヘッドまで案内することができる。したがって、モータを大型化することなく、ロール紙の初動動作をスムーズに行うことができるため、製造コストを低減させるとともに装置の小型化を図ることができる。

また、本発明に係るサーマルプリンタは、前記シャフトの前記両端部は、前記シャフトの軸方向に垂直な断面における輪郭が略正方形状に形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、シャフトの両端部の軸方向に垂直な断面の輪郭を正方形状に形成することで、ホルダに対してシャフトを回転不能にすることができる。

また、本発明に係るサーマルプリンタは、前記支持部は、前記シャフトの前記両端部における少なくとも２辺を支持するようにＶ溝形状に形成され、前記シャフトの前記両端部は、前記軸方向に垂直な断面における対角線が鉛直方向と一致するように前記支持部に支持されていることを特徴としている。
この構成によれば、シャフトの両端部の軸方向に垂直な断面の輪郭を正方形状に形成するとともに、支持部をＶ字状に形成したため、ロール紙のセット時には支持部とシャフトの両端部における２辺とが当接した状態で保持される。これにより、シャフトの回り止めを確実に行うことができる。
そして、シャフトの両端部における対角線が鉛直方向と一致するように、シャフトの両端部を支持部内に保持させることで、シャフトをホルダにセットする際に両端部の一辺が水平方向と一致した状態で保持部に当接したとしても、ロール紙及びシャフトの荷重によりシャフトの両端部の角部が、途中で引っ掛かることなく保持部上を滑り落ちる。これにより、ポールの２辺を確実に保持部間に当接させることができるため、ロール紙を容易、かつ確実にセットすることができる。

本発明に係るサーマルプリンタによれば、サーマルプリンタの停止直後において、シャフトがホルダに対して回転不能に構成されているため、シャフトとホルダとの間にロール紙の回転方向に抗する方向に力が作用する。この場合、シャフトとロール紙とが共回りする場合に比べて、ロール紙の回転方向に抗する力は大きくなり、ロール紙の回転力を積極的に減衰させることができる。
これにより、プラテンローラの回転停止後には、ロール紙も速やかに回転を停止することになり、プラテンローラとホルダとの間における記録紙の弛みを防止して、記録紙が搬送方向に対してずれた状態でサーマルヘッドに供給される等の不具合を防止することができる。特に、従来のようにロール紙の外周面に回転抑制部を接触させる構成に比べて、ロール紙を傷付けることなくロール紙の回転を停止させることができるため、記録紙の印字精度の低下を防止することができ、高精度に印刷を行うことができる。

（サーマルプリンタ）
次に、本発明の実施形態を図１〜５に基づいて説明する。図１は、サーマルプリンタの斜視図であり、図２は図１のＡ矢視図である。なお、図１〜５においては、発明を理解し易くするために、適宜構成部品の一部を省略したり、形状を単純化したりする等、図示を簡略化している。
図１，２に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ１は、中空孔１０を有する円筒形状の芯管１１に記録紙Ｐ１が巻回されてなるロール紙Ｐがセットされ、このロール紙Ｐから引き出された記録紙Ｐ１に印刷を行うものである。なお、本実施形態のロール紙Ｐは、その外径サイズが６インチのロール紙Ｐを用いている。

サーマルプリンタ１は、例えば、駐車場或いはセルフ式のガソリンスタンドにおける給油機の精算機や、各種の飲食店舗内に設置される券売機、銀行のＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）等に組み込まれて使用されるものであって、これら精算機や券売機、ＡＴＭの筐体（不図示）内に設けられている。そして、サーマルプリンタ１によって印刷された記録紙Ｐ１は、筐体に形成された排出口（不図示）を通って排出され、使用者に受け渡されるようになっている。

サーマルプリンタ１は、図示しないケーシング内に内装されたベース１５と、このベース１５上に設けられたロール紙保持機構２０と印刷ユニット２１とを備えている。
ベース１５は、ステンレス等の金属材料により構成されており、底部パネル１６と、この底部パネル１６の長手方向一端側（図２における左側）における両側が底部パネル１６の高さ方向（底部パネル１６の厚さ方向）に切り起こされた突部１７と、底部パネル１６の長手方向他端側における両側から底部パネル１６の高さ方向に向けて延出する側部パネル１８と、各側部パネル１８間を架け渡すように形成された上部パネル１９とを備えている。

上部パネル１９上には、ロール紙Ｐが保持されるロール紙保持機構２０が設けられており、このロール紙保持機構２０から印刷ユニット２１に向けて記録紙Ｐ１が供給されることで、印刷ユニット２１にて記録紙Ｐ１への印刷が行われる。なお、ロール紙保持機構２０については、後に詳述する。

突部１７には、各突部１７間を架け渡すように回動シャフト２３が支持されており、この回動シャフト２３を介して印刷ユニット２１が回動可能に支持されている。また、回動シャフト２３にはトーションスプリング等の弾性部材２４が設けられており、この弾性部材２４の一端側が底部パネル１６の上面に当接している一方、他端が印刷ユニット２１に当接することで、印刷ユニット２１が時計回りに付勢されている。印刷ユニット２１のケーシング２５の長手方向（図２における紙面奥行方向）における一方の側壁には、回動可能なレバー（図２参照）２２が設けられており、このレバー２２が一方の側部パネル１８（図２における紙面奥側）に形成された図示しないフックに係止されている。そして、このレバー２２を回動させることで、レバー２２とフックとの係止が解除されて印刷ユニット２１を反時計回りに回動させることができるようになっている。例えば、用紙交換時等において、印刷ユニット２１を反時計回り回動させることにより、ロール紙保持機構２０と印刷ユニット２１との間の距離が拡大される。これにより、ロール紙Ｐをセットする際、またセットしたロール紙Ｐから記録紙Ｐ１を印刷ユニット２１まで引き回す際におけるセット動作や引き回し動作を容易に行うことができる。

（印刷ユニット）
図３は、印刷ユニットの一部破断断面図である。
図１〜３に示すように、印刷ユニット２１には、ケーシング２５内にサーマルヘッド３０、プラテンローラ３１及び切断部材３２が設けられている。ケーシング２５は、直方体形状のものであり、その幅方向後壁２５ａ（記録紙Ｐ１の搬送方向における上流側の端面）に形成され、ロール紙Ｐから引き出された記録紙Ｐ１が搬送される受入口２６と、前壁（記録紙Ｐ１の搬送方向における下流側の端面）２５ｂにおいて受入口２６に対向配置され、印刷ユニット２１内で印刷された記録紙Ｐ１が排出される排出口２７とを備えている。これら受入口２６及び排出口２７は、ケーシング２５の下部においてケーシング２５の長手方向に沿って形成されたスリット状の開口部であり、受入口２６から排出口２７に至る間にサーマルヘッド３０、プラテンローラ３１及び切断部材３２が配置されている。

また、受入口２６の内周縁には、記録紙Ｐ１を印刷ユニット２１内へ案内する第１案内部材３３が設けられている。この第１案内部材３３は、受入口２６の上部内周縁に設けられた上側ガイド３４と、下部内周縁に設けられた下側ガイド３５とで構成されており、これらガイド３４，３５間は記録紙Ｐ１が搬送される案内路３６となっている。各ガイド３４，３５の基端は、受入口２６の内周縁を覆うように設けられており、互いの対向面は弧状に面取りが施されている。そして、各ガイド３４，３５は、基端から先端にかけて互い上方に傾斜した状態で印刷ユニット２１内（サーマルヘッド３０）に向けて延出している。

サーマルヘッド３０は、第１案内部材３３の上側ガイド３４の上方に隣接するように配置された断面略矩形状のものであり、その長手方向と記録紙Ｐ１の幅方向とが一致した状態で配置されている。サーマルヘッド３０は、印刷ユニット２１内に搬送された記録紙Ｐ１に対して印刷を行うものであり、記録紙Ｐ１の幅方向に沿って多数の発熱素子を有している。これら発熱素子は、図示しない制御部からの信号に基づいて、それぞれ発熱するように制御されており、発熱素子の発熱を制御することで各種の文字や図形等を記録紙Ｐ１の印字面（図３における記録紙Ｐ１の上面）へ印刷することが可能となっている。また、サーマルヘッド３０は、コイルバネ等の弾性部材３９によってプラテンローラ３１側に付勢された状態となっている。

プラテンローラ３１は、第１案内部材３３によって案内された記録紙Ｐ１を間に挟んだ状態でサーマルヘッド３０に外周面が接触するように、サーマルヘッド３０に対して対向配置されている。このプラテンローラ３１の一端側には、図示しない従動ギアが固定されており、図１に示すモータ（例えば、ステッピングモータ）４０によって回転する図示しない歯車伝達機構に噛合するようになっている。これにより、プラテンローラ３１は、モータ４０からの回転駆動力によって回転するようになっており、記録紙Ｐ１を排出口２７側（下流側）へ送り出したり、受入口２６側（上流側）に引き戻したりするようになっている。つまり、モータ４０は、図示しない制御部の信号を受けて正逆回転可能になっている。

また、プラテンローラ３１に対して搬送方向における下流側には、サーマルヘッド３０を通過して印刷が行われた記録紙Ｐ１を切断するための切断部材３２が設けられている。この切断部材３２は、記録紙Ｐ１より下側に設けられ、記録紙Ｐ１の裏面に接触可能な固定刃３７と、記録紙Ｐ１を間に挟んで固定刃３７の反対側に設けられ、制御部によって制御される図示しないモータにより記録紙Ｐ１の搬送方向に略直交する方向（上下方向）にスライド可能に設けられた可動刃３８とを備えている。

切断部材３２とサーマルヘッド３０との間には、サーマルヘッド３０を通過した記録紙Ｐ１を切断部材３２まで案内するための第２案内部材４１が設けられている。この第２案内部材４１は、上述した第１案内部材３３と同様に記録紙Ｐ１より下側に設けられた下側ガイド４２と、記録紙Ｐ１を間に挟んで下側ガイド４２の反対側に設けられた上側ガイド４３とで構成されており、これら各ガイド４２，４３間に記録紙Ｐ１が通過する案内路４４が形成されている。この案内路４４は、その受入口２６から排出口２７にかけてその高さ方向の幅が漸次縮小するように構成されている。

印刷ユニット２１のケーシング２５における後壁２５ａには、後壁２５ａからベース１５の長手方向他端側（後側）に向けて平行に延出する一対の延出壁２５ｃが形成されている。延出壁２５ｃの上部には、下方から上方に向けて前側に傾斜する長溝４５が形成されており、この長溝４５にはテンションローラ４６がスライド可能に支持されている。このテンションローラ４６は、その両端側に形成されて長溝４５内に挿通された支持部４７と、両支持部４７の間に形成され、支持部４７より外径が拡大したローラ本体４８とで構成されている。
ローラ本体４８は、ゴム等からなる円柱形状のものであり、その外周面が記録紙Ｐ１に接触可能に構成されている。そして、ロール紙保持機構２０から供給される記録紙Ｐ１はローラ本体４８の下側を通過して、ローラ本体４８により略９０度折り返された状態で印刷ユニット２１の受入口２６に供給されている。

一方、延出壁２５ｃの下部であって、長溝４５の延長線上には、互いの延出壁２５ｃの外面から立設されたポール４９が形成されている。そして、テンションローラ４６の支持部４７とポール４９との間には、コイルバネ等の弾性部材５０が介在している。この弾性部材５０は、テンションローラ４６とポール４９とを接近させる方向にテンションローラ４６を付勢しており、これにより、テンションローラ４６は初期位置において、長溝４５の下端部に位置するようになっている。

そして、テンションローラ４６は、記録紙Ｐ１を下方に向けて押圧した状態、すなわち記録紙Ｐ１に張力を与えるように付勢した状態で支持している。これにより、記録紙Ｐ１は、ロール紙保持機構２０と印刷ユニット２１との間で、テンションローラ４６により張力を付与された状態で印刷ユニット２１まで導かれている。また、テンションローラ４６は、ロール紙保持機構２０と印刷ユニット２１との間で架け渡される記録紙Ｐ１の張力に応じて記録紙Ｐ１の搬送方向に交差する方向に長溝４５上をスライドするようになっている。これにより、ロール紙保持機構２０と印刷ユニット２１との間でロール紙Ｐから供給される記録紙Ｐ１に付与される張力が調整されるようになっている。

（ロール紙保持機構）
図４は、ロール紙保持機構の拡大斜視図である。
ここで、図１，２，４に示すように、上述したロール紙保持機構２０は、上部パネル１９上に設けられたホルダ５１と、ホルダ５１に支持されたシャフト５２とを備えている。
ホルダ５１は、上部パネル１９と面同士で連結された下壁５３と、下壁５３の幅方向両側が垂直に屈曲され、鉛直方向に延びる一対の側壁５４とで構成された側面視Ｃ字状の部材であり、一対の側壁５４間はロール紙Ｐを収容する収容部を構成している。
側壁５４は、幅方向前側（印刷ユニット２１側）に形成された前方部５４ａと、幅方向後側で前方部５４ａと一体形成され、前方部５４ａより高さ方向に高く形成された後方部５４ｂとで構成されている。前方部５４ａ及び後方部５４ｂの先端は、側壁５４間が広がる方向（外側）に向けて屈曲形成されている。

前方部５４ａにおける後側には、シャフト５２が支持される第１支持部５５が形成されている。この第１支持部５５は、前方部５４ａの上端縁から高さ方向に沿って切り欠かれた溝であり、その上端側で鉛直方向に切り欠かれた鉛直部５５ａと、下端側で溝の幅が漸次先細るように形成された側面視Ｖ字状の保持部５５ｂとで構成されている。鉛直部５５ａの幅は、シャフト５２の後述するポール６１の軸方向に垂直な断面の対角線の長さより長く形成されている。保持部５５ｂは、例えば４５度程度で傾斜した状態で下方に向かうにつれて先細っており、シャフト５２を保持する部位である。保持部５５ｂの下端には、保持部５５ｂのなす角が例えば９０度で交わった交点部５５ｃが形成されている。つまり、第１支持部５５の交点部５５ｃは、第１支持部５５の最下部に一点で交わるようになっている。

一方、後方部５４ｂにおける幅方向中間位置には、シャフト５２が支持される第２支持部５６が形成されている。この第２支持部５６は、上述した第１支持部５５と同様の構成からなり、上端から鉛直部５６ａ、保持部５６ｂ、及び交点部５６ｃ（図２参照）が形成されている。
このように、本実施形態のサーマルプリンタ１は、シャフト５２を支持する支持部５５，５６がホルダ５１に２箇所形成されており、第１支持部５５または第２支持部５６の任意の保持部５５ｂ，５６ｂにシャフト５２を支持させるようになっている。この場合、第２支持部５６は、第１支持部５５より高さ方向において高い位置に形成されている。つまり、サーマルプリンタ１は、ロール紙Ｐの外径サイズに応じてロール紙Ｐを保持させる支持部５５，５６を変更できるようになっており、具体的には比較的大径のロール紙Ｐを第２支持部５６に支持させ、比較的小径のロール紙Ｐを第１支持部５５に支持させるように設定することが好ましい。なお、本実施形態で用いるロール紙Ｐは、外径サイズが６インチであるため、ロール紙Ｐは第２支持部５６に支持されている。

図５はシャフトの斜視図である。
図５に示すように、シャフト５２は、ロール紙Ｐを挿通した状態でホルダ５１の支持部（本実施形態では、第２支持部５６）内に向けて投げ込むようにセットするものであり（いわゆる、ドロップイン式）、ロール紙Ｐの芯管１１の中空孔１０内に挿通され、ロール紙Ｐを支持するシャフト本体６０と、上述した第２支持部５６内に収容可能な一対のポール６１とで構成されている。
シャフト本体６０は、円柱形状のものであり、その外径がロール紙Ｐの芯管１１の内径よりも小さく形成されている。つまり、ロール紙Ｐの芯管１１の中空孔１０内にシャフト本体６０が挿通された状態で、ロール紙Ｐの芯管１１の中空孔１０とシャフト本体６０との外周面との間は間隙を有しており、シャフト５２に対してロール紙Ｐが回転可能になっている。また、シャフト本体６０の両端縁は面取りが施されており、シャフト５２をロール紙Ｐに挿通させる際にシャフト５２がスムーズに挿通されるようになっている。

シャフト本体６０の外周面には、凹凸部６２が形成されている。この凹凸部６２は、シャフト本体６０の外周面から径方向内側に向かって扇状に刳り貫かれた凹部６３と、各凹部６３間において、シャフト５２の外周面を構成する周方向凸部６４及び軸方向凸部６５とで形成されている。
凹部６３は、シャフト５２の周方向に沿って等間隔に４箇所形成されており、これら凹部６３が軸方向に沿って等間隔に５列形成されている。
また、軸方向凸部６５は、シャフト５２の周方向における各凹部６３間に形成されたリブ状のものであり、シャフト５２の軸線と平行で、かつ周方向に沿って等間隔に４箇所形成されている。一方、周方向凸部６４は、シャフト５２の軸方向における各凹部６３間に形成されたリブ状のものであり、軸方向に沿って等間隔に４箇所形成されている。

ポール６１は、シャフト５２の両端面の中心からシャフト５２の軸線方向に延出したものであり、その先端部分の角部には面取りが施されている。
ここで、ポール６１の軸方向に垂直な断面の輪郭は、正方形状に形成されている。そして、シャフト５２は、ポール６１の対角線が鉛直方向と一致した状態でホルダ５１の第２支持部５６に支持されることになる。具体的には、ポール６１の頂点と第２支持部５６の交点部５６ｃとが一致するとともに、ポール６１の２辺が第２支持部５６の保持部５６ｂに当接した状態で支持される。このように、シャフト５２のポール６１の２辺が第２支持部５６の保持部５６ｂに支持されているため、ロール紙Ｐが回転する際に生じる摩擦力がシャフト５２に作用した場合でも、シャフト５２はホルダ５１に対して回転しないようになっている。つまり、ロール紙Ｐはシャフト５２に対して回転可能に構成されている一方で、シャフト５２はホルダ５１に対して回転不能に構成されている。

また、シャフト５２の軸方向両側に向けて延出するポール６１のうち、一方のポール６１の外周面には、シャフト本体６０の径方向に沿って延出するリング部６６が形成されている。リング部６６は、ロール紙Ｐのセット状態における側壁５４の外側領域に形成されており、シャフト本体６０の一端面とリング部６６との間に側壁５４が介在するようになっている。つまり、リング部６６は、シャフト５２に軸方向の力が作用した場合のストッパとしての機能を有しており、側壁５４の外面側に当接してシャフト５２の軸方向への移動を規制するようになっている。

（作用）
次に、上述したサーマルプリンタの作用について説明する。以下の説明では、主としてロール紙Ｐのセット方法及びサーマルプリンタ１の作動方法について説明する。
（ロール紙のセット方法）
図１，２，４に基づいて、ロール紙Ｐをサーマルプリンタ１にセットする際におけるロール紙Ｐのセット方法について説明する。
まず、シャフト５２をロール紙Ｐの芯管１１の中空孔１０内に挿通させ、シャフト５２にロール紙Ｐを保持させる。
次に、ロール紙Ｐをシャフト５２に挿通させた状態で、シャフト５２とともに第２支持部５６にセットする。具体的には、ホルダ５１の側壁５４間（収容部内）にロール紙Ｐを位置合わせした状態で、ホルダ５１の第２支持部５６に向けてシャフト５２を投げ込むようにセットする。すると、シャフト５２のポール６１の頂点と第２支持部５６の交点部５６ｃとが一致するとともに、ポール６１の２辺が第２支持部５６の保持部５６ｂに当接した状態でシャフト５２がホルダ５１にセットされる。

ここで、第２支持部５６の下端側に保持部５６ｂを形成することで、シャフト５２を投げ込んだ際にポール６１の軸方向に垂直な断面の一辺が水平方向と一致した状態で保持部５６ｂに当接したとしても、ロール紙Ｐ及びシャフト５２の荷重によりポール６１の角部が途中で引っ掛かることなく保持部５６ｂ上を滑り落ちる。つまり、ポール６１の角部が保持部５６ｂを滑り落ちることで、ポール６１が回転してポール６１の角部が確実に交点部５６ｃまで到達する。これにより、ポール６１の２辺を確実に保持部５６ｂ間に当接させることができるため、ロール紙Ｐを容易、かつ確実にセットすることができる。
以上により、ロール紙Ｐのセットが完了する。

（サーマルプリンタの作動方法）
次に、図１〜５に基づいて、サーマルプリンタ１の作動方法について説明する。
始めに、初期状態として、上述したロール紙Ｐのセット方法によってホルダ５１にロール紙Ｐがセットされているものとする。また、ロール紙Ｐの記録紙Ｐ１が印刷ユニット２１の受入口２６から排出口２７まで導かれているものとする。
まず使用者が精算機や券売機の操作パネル（不図示）を操作すると、サーマルプリンタ１の制御部がその操作目的や印刷する情報量等に応じて、記録紙Ｐ１に印刷を行うための各構成品を制御する。すなわち、モータ４０を駆動させてプラテンローラ３１を回転させるとともに、印刷する情報量に基づいてサーマルヘッド３０の発熱素子を作動させる。これにより、情報量に応じた文字や図形が記録紙Ｐ１に印刷され、筐体の排出口から使用者に受け渡されるようになっている。

ところで、プラテンローラ３１の回転によりロール紙Ｐから記録紙Ｐ１を引き出す際に、ロール紙Ｐの静止時はロール紙Ｐの回転時に比べてロール紙Ｐとシャフト５２の外周面との間の摩擦力が大きい。したがって、ロール紙Ｐの初動動作時には、回転時に比べて大きな力が必要になる。

ここで、ロール紙Ｐの静止状態からプラテンローラ３１を回転させると、ロール紙Ｐは回転しないまま、ロール紙Ｐとプラテンローラ３１との間で架け渡される記録紙Ｐ１に付与される張力が増加していく。そして、記録紙Ｐ１の張力がテンションローラ４６を支持する弾性部材５０の弾性力より大きくなると、弾性部材５０が伸長してテンションローラ４６が長溝４５を上方へスライドする。これにより、テンションローラ４６の付勢力に抗してテンションローラ４６を移動させながら、記録紙Ｐ１の搬送が開始される。その後、搬送開始された記録紙Ｐ１の慣性力につられるように、ロール紙Ｐがシャフト５２に対して回転し始め、プラテンローラ３１により記録紙Ｐ１を下流側へ引き出すことができる。なお、ロール紙Ｐが回転し始めると、ロール紙Ｐとシャフト５２との間に作用する摩擦力が低減されるため、記録紙Ｐ１に付与される張力も低減される。よって、記録紙Ｐ１の張力がテンションローラ４６を支持する弾性部材５０の弾性力より小さくなり、弾性部材５０が徐々に短縮してテンションローラ４６が徐々に初期位置（長溝４５の下端部側）へ戻っていく。

また、本実施形態ではシャフト５２のポール６１が正方形状に形成され、このポール６１の２辺が第２支持部５６の保持部５６ｂに当接しているため、ロール紙Ｐの回転に伴って、ロール紙Ｐの回転方向と同一方向に向けてシャフト５２に力が作用した場合でも、シャフト５２はホルダ５１に対して回転しないようになっている。

そして、記録紙Ｐ１は、サーマルヘッド３０を通過する際にプラテンローラ３１により下流側へ送り出されながら、熱を発している発熱素子によって各種の文字や図形等が明瞭に印刷される。印刷が行われた記録紙Ｐ１は、第２案内部材４１の案内路４４を通って排出口２７まで案内され、排出口２７から外部（筺体の排出口）に排出され始める。
そして、制御部は、印刷された部分が完全に排出口２７から排出されたタイミングで、可動刃３８を作動させるようにモータに信号を出力する。これにより、可動刃３８は、固定刃３７に沿ってスライドして記録紙Ｐ１を切断する。その結果、ロール紙Ｐに巻回された記録紙Ｐ１を、レシートやチケット等として使用者に受け渡すことができる。

その後、記録紙Ｐ１への印刷が終了すると、制御部からモータ４０及びサーマルヘッド３０に向けて駆動停止信号が出力され、この駆動停止信号に応じてモータ４０及びサーマルヘッド３０が駆動停止する。これにより、プラテンローラ３１の回転が停止するとともに、発熱素子の発熱が停止する。

ところで、プラテンローラ３１の回転の停止直後では、ロール紙Ｐに作用する慣性によりロール紙Ｐが惰性で回転しようとするため、プラテンローラ３１とホルダ５１との間で記録紙Ｐ１が弛んでしまうという問題がある。

ここで、本実施形態のサーマルプリンタ１では、シャフト５２に凹凸部６２が形成されているため、ロール紙Ｐがシャフト５２に対して回転する際に、芯管１１の内周面におけるシャフト５２との接触部がシャフト５２の凹部６３から軸方向凸部６５を通過する際、または軸方向凸部６５から凹部６３を通過する際に、軸方向凸部６５と芯管１１の内周面とが摺れて摩擦力によりロール紙Ｐの回転力が減衰するようになっている。
また、上述したようにシャフト５２がホルダ５１に対して回転不能に構成されているため、シャフト５２とホルダ５１との間では、ロール紙Ｐの回転方向に抗する力が発生する。つまり、プラテンローラ３１の回転が停止することで、ロール紙Ｐの回転力が減衰するようになっている。

このように、本実施形態では、ロール紙Ｐが、シャフト５２に対して回転可能に支持されている一方、シャフト５２が、ホルダ５１に対して回転不能に支持されている構成とした。
この構成によれば、サーマルプリンタ１の作動時において、プラテンローラ３１の回転により記録紙Ｐ１が引張られることで、記録紙Ｐ１に張力が付与されるため、ロール紙Ｐがシャフト５２に対して回転する。これにより、記録紙Ｐ１が印刷ユニット２１へ供給される。
この時、ロール紙保持機構２０と印刷ユニット２１との間にテンションローラ４６を設けることで、ロール紙保持機構２０と印刷ユニット２１との間で記録紙Ｐ１に付与される張力を調整することができる。つまり、ロール紙Ｐの初動動作時には、記録紙Ｐ１に付与される張力に応じてテンションローラ４６がスライドする。これにより、テンションローラ４６の付勢力に抗してテンションローラ４６を移動させながら、記録紙Ｐ１の搬送が開始される。その後、搬送開始された記録紙Ｐ１の慣性力につられるように、ロール紙Ｐがシャフト５２に対して回転し始める。よって、記録紙Ｐ１の搬送開始と同時にロール紙Ｐを回転させる場合と比べて、ロール紙Ｐを容易に回転させることができ、記録紙Ｐ１をスムーズに印刷ユニット２１まで案内することができる。したがって、モータ４０を大型化することなく、ロール紙Ｐの初動動作をスムーズに行うことができるため、製造コストを低減させるとともに装置の小型化を図ることができる。

一方、サーマルプリンタ１の停止直後において、シャフト５２がホルダ５１に対して回転不能に構成されているため、シャフト５２とホルダ５１との間にロール紙Ｐの回転方向に抗する方向に力が作用する。この場合、シャフト５２とロール紙Ｐとが共回りする場合に比べて、ロール紙Ｐの回転方向に抗する力は大きくなり、ロール紙Ｐの回転力を積極的に減衰させることができる。また、シャフト５２に凹凸部６２が形成されているため、ロール紙Ｐがシャフト５２に対して回転する際に、芯管１１の内周面におけるシャフト５２との接触部がシャフト５２の凹部６３から軸方向凸部６５を通過する際、または軸方向凸部６５から凹部６３を通過する際に、軸方向凸部６５と芯管１１の内周面との摩擦力によりロール紙Ｐの回転力を効率的に減衰させることができる。
その結果、プラテンローラ３１の回転停止後には、ロール紙Ｐも速やかに回転を停止することになり、プラテンローラ３１とホルダ５１との間における記録紙Ｐ１の弛みを防止して、記録紙Ｐ１が搬送方向に対してずれた状態でサーマルヘッド３０に供給される等の不具合を防止することができる。特に、従来のようにロール紙の外周面に回転抑制部を接触させる構成に比べて、ロール紙Ｐを傷付けることなくロール紙Ｐの回転を停止させることができるため、印字精度の低下を防止することができ、高精度に印刷を行うことができる。

また、シャフト５２のポール６１を正方形状に形成するとともに、第２支持部５６の保持部５６ｂをＶ字状に形成したため、ロール紙Ｐのセット時には保持部５６ｂとポール６１の２辺とが当接した状態で保持される。これにより、シャフト５２の回り止めを確実に行うことができる。
そして、シャフト５２のポール６１における対角線が鉛直方向と一致するように、ポール６１を保持部５６ｂ内に保持させることで、シャフト５２をホルダ５１にセットする際にポール６１の対角線が水平方向と一致した状態で保持部５６ｂに当接したとしても、ロール紙Ｐ及びシャフト５２の荷重によりポール６１の角部が、途中で引っ掛かることなく保持部５６ｂ上を滑り落ちる。これにより、ポール６１の２辺を確実に保持部５６ｂ間に当接させることができるため、ロール紙Ｐを容易、かつ確実にセットすることができる。

なお、例えばポール６１の一辺が水平方向と一致した状態でシャフト５２を支持する構成の場合、すなわち保持部５６ｂの幅がポール６１の一辺の長さより大きく対角線の長さより小さく形成された場合には、ポール６１の対角線が鉛直方向と一致した状態では保持部５６ｂ内にポール６１が入り込まず、途中で引っ掛かる可能性がある。そのため、シャフト５２を確実に保持部５６内にセットする場合には、ポール６１の一辺を水平方向に合わせた状態でポール６１セットしなければならず、ロール紙Ｐのセット作業が煩雑となる。
これに対して、本実施形態における保持部５６ｂの幅は、ポール６１の対角線の長さより大きく形成されるとともに、ポール６１の頂点と第２支持部５６の交点部５６ｃとが一致するように構成されているため、シャフト５２を投げ込むようにセットした場合であっても、ポール６１の角部が途中で引っ掛かることない。そのため、ポール６１の角部が確実に交点部５６ｃまで到達し、ロール紙Ｐを容易、かつ確実にセットすることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の実施形態では、外径サイズが６インチのロール紙Ｐを用いた場合について説明したが、これに限らず、種々の外径サイズのロール紙Ｐを用いることが可能である。また、本実施形態のように外径サイズが６インチのロール紙Ｐを用いた場合には、ホルダ５１の第２支持部５６にロール紙Ｐをセットしたが、外径サイズが比較的小さいロール紙Ｐを用いる場合には、第１支持部５５にロール紙Ｐをセットする方が好ましい。なお、この場合のロール紙Ｐのセット方法及びサーマルプリンタ１の作動方法は、上述した方法と同様である。

また、本実施形態では芯管に記録紙が巻回されたロール紙を用いて説明したが、ロール紙を軸支できる中空孔を有していれば、芯管を有していなくてもよい。
さらに、シャフトの凹凸部の形状は、シャフトの外周面とロール紙の芯管との接触部が小さくなるように形成すれば、適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では、シャフト５２の外周面を刳り貫くことで複数の凹部６３を形成し、これら凹部６３間にシャフト５２の外周面を構成する凸部６４，６５が形成される場合について説明したが、シャフトの外周面から突出するように凸部を形成するような構成としてもよい。
また、ポールの軸方向に垂直な断面の輪郭は正方形状に限られず、三角形状等、適宜設計変更が可能である。

本発明の実施形態におけるサーマルプリンタの斜視図である。 図１のＡ矢視図である。 本発明の実施形態における印刷ユニットの一部破断断面図である。 本発明の実施形態におけるロール紙保持機構の拡大斜視図である。 本発明の実施形態におけるシャフトの斜視図である。

符号の説明

１…サーマルプリンタ １０…中空孔 ２０…ロール紙保持機構 ３０…サーマルヘッド ３１…プラテンローラ ５２…シャフト ５１…ホルダ ５５…第１支持部 ５６…第２支持部 ６２…凹凸部 ４６…テンションローラ ６１…ポール（シャフトの両端部） ５５ｂ，５６ｂ…保持部

Claims (5)

1. 記録紙が中空孔を有するように巻回されてなるロール紙が保持されるロール紙保持機構と、
   前記記録紙の幅方向に沿って多数の発熱素子が配列されたサーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドとの間に前記記録紙を挟んだ状態で回転することで前記記録紙を送り出すプラテンローラと、を備え、
   前記ロール紙から引き出された前記記録紙に対して前記サーマルヘッドにより印刷を行うサーマルプリンタにおいて、
   前記ロール紙保持機構は、
   前記中空孔内に挿通され、前記ロール紙を支持するシャフトと、
   前記シャフトの両端部を支持する支持部を有するホルダとを備え、
   前記ロール紙は、前記シャフトに対して回転可能に支持されている一方、
   前記シャフトは、前記ホルダに対して回転不能に支持されていることを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記シャフトの外周面には、凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
3. 前記記録紙の搬送方向における前記ロール紙保持機構と前記プラテンローラとの間には、前記記録紙に張力を与えるように前記記録紙を付勢するテンションローラが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のサーマルプリンタ。
4. 前記シャフトの前記両端部は、前記シャフトの軸方向に垂直な断面における輪郭が略正方形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のサーマルプリンタ。
5. 前記支持部は、前記シャフトの前記両端部における少なくとも２辺を支持するようにＶ溝形状に形成され、
   前記シャフトの前記両端部は、前記軸方向に垂直な断面における対角線が鉛直方向と一致するように前記支持部に支持されていることを特徴とする請求項４記載のサーマルプリンタ。

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