JP2010076302A - ブレーキ機構及びプリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の使用にともなうロールの径や質量の変化によらず一定の制動力が得られ、構成が単純なブレーキ機構及びこれを備えたプリンタ装置を提供する。
【解決手段】ロール状に巻かれたロール紙１からの用紙４の送り出しを制御するブレーキ機構であって、ロール紙１の支持軸に、一定のブレーキトルクを加える第１のブレーキ２と、ロール紙１の外周部に、ロールの径が大きいほど強いブレーキトルクを加える第２のブレーキ３とを有し、第１のブレーキ２のブレーキトルクによってロール紙１に作用する制動力と第２のブレーキ３のブレーキトルクによってロール紙１に作用する制動力との合力が、ロール紙１の径によらず略一定である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロール紙を安定して搬送するためのブレーキ機構に関し、特に、用紙の使用にともなうロール径の変化によらず一定の制動力が得られるブレーキ機構及びこれを用いたプリンタ装置に関する。

ロール状に巻かれた用紙を順次引き出して印刷部に供給するラベルプリンタ等においては、ロール紙が自由に回転してしまうと、ロールから引き出された用紙に弛みが生じてしまうことがある。

よって、ロールから引き出した用紙を安定して搬送するためには、ロール紙に一定の適度な制動力をかける必要がある。このため、従来は、ロールを支持する軸にパウダーブレーキなどで一定のブレーキトルクを加えていた。

一般に、回転体にトルクＮを加える場合、回転体に作用する角加速度αは、回転体の慣性モーメントをＩとすると、
α＝Ｎ／Ｉ
として表される。

ロール紙のような中空円筒の円筒軸まわりの慣性モーメントＩは、質量をＭ、半径をＲとした場合には、
Ｉ＝Ｍ・Ｒ²／２
として表されるが、ロール紙は使い始めと使い終わりとでロール径や質量が異なるため、その慣性モーメントは用紙の使用に伴って変化する。すなわち、用紙の使用に伴ってロールの径及び質量は減少するため、上記の式から明らかなように、ロール紙の円筒軸まわりの慣性モーメントは、用紙の使用とともに減少する。したがって、ブレーキトルクが一定であると、ロール紙に実際に作用する制動力は、ロールの径及び質量が小さくなるにつれて強くなってしまう。

よって、ロールの支持軸に一定のブレーキトルクを加える方式では、用紙を安定して搬送し、高速印刷時における印刷品質を保つことができなかった。

ロール状に巻かれた帯状の部材を繰り出して使用することに関連する技術としては、特許文献１に開示される「ロール状インキリボンの移送装置」がある。特許文献１に開示される発明は、リボン巻取軸における角回転速度と駆動軸における角回転速度との両方を検出し、これらの比が一定範囲となるように駆動軸を駆動するものである。
特開２００４−１８１６９１号公報

特許文献１に開示される発明は、巻取軸におけるロール径に応じて軸に係る駆動トルクを変化させるものである。ロール紙の搬送構成に関して、特許文献１に開示される発明と同様に、ロール径に応じて搬送速度を変更することで、ロール紙に作用する制動力とのバランスを取ることも考えられる。しかし、そのためには、巻取軸及び駆動軸における角回転速度をそれぞれ検出するためのエンコーダや、駆動トルクを変化させるための制御機構などを設ける必要があるため、装置構成が複雑化してしまう。

このように、用紙の使用にともなうロールの径や質量の変化によらず一定の制動力が得られ、構成が単純なブレーキ機構は実現されていなかった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、用紙の使用にともなうロールの径や質量の変化によらず一定の制動力が得られ、構成が単純なブレーキ機構及びこれを備えたプリンタ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、ロール状に巻かれた印字媒体ロールからの印字媒体の引き出しを制御するブレーキ機構であって、印字媒体ロールの支持軸に、一定のブレーキトルクを加える第１のブレーキと、印字媒体ロールの外周部に、該ロールの径が大きいほど強いブレーキトルクを加える第２のブレーキとを有し、第１のブレーキのブレーキトルクによって印字媒体ロールに作用する制動力と前記第２のブレーキのブレーキトルクによって印字媒体ロールに作用する制動力との合力が、印字媒体ロールの径によらず略一定であることを特徴とするブレーキ機構を提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様に係るブレーキ機構を備えたプリンタ装置であって、印字媒体ロールから引き出された印字媒体を印字手段へ供給し、用紙に印字を施すことを特徴とするプリンタ装置を提供するものである。

本発明によれば、用紙の使用にともなうロールの径や質量の変化によらず一定の制動力が得られ、構成が単純なブレーキ機構及びこれを備えたプリンタ装置を提供できる。

図１に、本発明の好適な実施形態に係るブレーキ機構の構成を示す。このブレーキ機構は、ロール紙１の支持軸にトルクを作用させる第１のブレーキ２と、ロール紙１の外周部に摩擦力を作用させる第２のブレーキ３とを有する。

第１のブレーキ２は、パウダーブレーキやトルクリミッタ等の過負荷防止機構である。
第２のブレーキ３は、ロール紙１と当接するブレーキローラ３１と、ブレーキローラ３１をロール紙１側へ付勢するスプリング３２とを有する。ブレーキローラ３１は、支軸３３を中心に回動自在に支持されており、スプリング３２の弾性力によってロール紙１の外周部分に押し付けられている。

ロール紙１から引き出された用紙４は、プラテン５とサーマルヘッド６との間に供給され、印字が施される。

ここで、ブレーキローラ３１がロール紙１の表面に作用させる力Ｆは、転がり摩擦力であり、その力はブレーキローラ３１の半径をａ、ロール紙１とブレーキローラ３１との転がり摩擦係数をｆ、スプリング３２がブレーキローラ３１をロール紙１に押し付ける力をＰとしたとき、
Ｆ＝ｆ・Ｐ／ａ
として表される。転がり摩擦係数ｆ及びブレーキローラ３１の半径ａは一定であるから、ブレーキローラ３１がロール紙１の表面に作用させる力Ｆは、スプリング３２がブレーキローラ３１をロール紙１に押し付ける力をＰに依存して強くなる。

この力Ｆはロール紙１の表面に作用するため、ロール紙１の半径をｒとした場合、第２のブレーキ３によってロール紙１の支軸に作用するブレーキトルクＴは、
Ｔ＝Ｆ・ｒ
となる。

図２は、ロール紙１から用紙４が引き出されて径が小さくなった状態を示す。この状態では、ブレーキローラ３１はロール紙１と当接しているものの、スプリング３２は図１に比べて延びている。

ロール紙１の径が減少してスプリング３２が延びた状態になると、ブレーキローラ３１をロール紙１の表面に押し付ける力Ｐは弱くなる。これに伴って、ブレーキローラ３１がロール紙１の表面に作用させる力Ｆも弱くなる。また、ブレーキローラ３１の接触部とロール紙１の支持軸との距離は、ロール紙１の径に等しいため、ロール紙１の径が減少すると小さくなる。従って、ロール紙１の径が小さくなると、ブレーキローラ３１がロール紙１の表面に作用させる力Ｆ及びロール紙１の半径ｒはともに小さくなるため、ロール紙１の径が減少するにつれて、第２のブレーキ３によるブレーキトルクは小さくなっていく。
これに対し、ロール紙１の径にかかわらず、第１のブレーキ２は、ロール紙１の支持軸に一定のトルクを作用させる。

よって、第１のブレーキ２による制動力は、ロール紙１の径が減少するにつれて大きくなっていき、第２のブレーキ３による制動力は、ロール紙１の径が減少するにつれて小さくなっていく。

本実施形態においては、ロール紙１の径の変化に伴う第１のブレーキ２の制動力の増加分と、第２のブレーキ３の制動力の減少分とが相殺されるようにスプリング３２の弾性力が調整されている。これにより、ロール紙１の径の変化によらず一定の制動力が得られる。

このように、本実施形態に係るブレーキ機構は、ロール紙１に径の変化によらず一定の制動力を加えることができる。よって、これを備えたプリンタは、用紙を安定して搬送し、高速印刷時における印刷品質を保つことができる。
そして、角回転速度を検出するためのエンコーダや、駆動トルクを変化させるための制御機構などは不要であるため、装置の構成が複雑になることはない。

なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記実施形態においては、ブレーキローラが支軸を中心として回動するように支持されている構成を例としたが、ブレーキローラが弾性部材の弾性力によってロール紙に押し付けられる構成であれば良く、スライド可能に支持された構成などであっても良い。
また、ブレーキ機構が制動力を加える対象は、紙のロールに限定されることはなく、任意の印字媒体のロールに制動力を加えることが可能である。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

本発明の好適な実施の形態に係るブレーキ機構の構成を示す図である。 ロール径が減少した状態でのブレーキ機構を示す図である。

符号の説明

１ ロール紙
２ 第１のブレーキ
３ 第２のブレーキ
４ 用紙
５ プラテン
６ サーマルヘッド
３１ ブレーキローラ
３２ スプリング
３３ 支軸

Claims (4)

1. ロール状に巻かれた印字媒体ロールからの印字媒体の引き出しを制御するブレーキ機構であって、
   前記印字媒体ロールの支持軸に、一定のブレーキトルクを加える第１のブレーキと、
   前記印字媒体ロールの外周部に、該ロールの径が大きいほど強いブレーキトルクを加える第２のブレーキとを有し、
   前記第１のブレーキのブレーキトルクによって前記印字媒体ロールに作用する制動力と前記第２のブレーキのブレーキトルクによって前記印字媒体ロールに作用する制動力との合力が、前記印字媒体ロールの径によらず略一定であることを特徴とするブレーキ機構。
2. 前記第２のブレーキは、弾性部材によって前記印字媒体ロールの表面に押し付けられるブレーキローラを有することを特徴とする請求項１記載のブレーキ機構。
3. 前記ブレーキローラが回動自在に支持されたことを特徴とする請求項１記載のブレーキ機構。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載のブレーキ機構を備えたプリンタ装置であって、
   前記印字媒体ロールから引き出された印字媒体を印字手段へ供給し、前記用紙に印字を施すことを特徴とするプリンタ装置。

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