JP2010168209A - ロール紙ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の供給先である印刷装置における用紙搬送速度の変動を抑えることができ、小型化・軽量化が可能なロール紙ホルダを提供する。
【解決手段】所定の搬送速度で用紙を搬送するプリンタ４での紙送りに伴って受動的にロール紙５から送り出された用紙７を、プリンタ４へ供給するロール紙ホルダ１であって、所定の可動域内で上下動自在に設置され、ロール紙５の残量が所定量以上の場合に、プリンタ４の給紙口６とロール紙５との間で用紙７に対して押し下げる方向の力を負荷するテンションバー３を有し、テンションバー３が用紙７を押し下げる力は、ロール紙５の転がり抵抗よりも大きく、ロール紙５を所定の搬送速度を周速度として回転させるのに必要な力よりも弱い。
【選択図】図４

Description

本発明は、ロール紙から送り出された用紙を、プリンタへ供給するロール紙ホルダに関する。

小型のラベルプリンタにおいて印刷を行う場合、プリンタ内に収容可能なロール紙を用いると、すぐに使い切ってしまい、頻繁にロール紙を交換・補充しなければならない。

このため、プリンタにロール紙ホルダを外付けし、プリンタ内に収容可能なものよりも大径のロール紙を用いることで、ロール紙の交換の頻度を低くする手法がとられている。この手法を適用した構成は、特許文献１に開示される「印字装置」に示されている。

図１８に、特許文献１に開示される印字装置を適用したプリンタに外付けで設置したロール紙ホルダの構成を示す。
ロール紙２５を回転させる駆動機構をロール紙ホルダに設けない場合、すなわち、ロール紙２５が回転自在となるように単純に支持する場合、プリンタ２４内でプラテンローラ２８とサーマルヘッド２９との間に挟まれた用紙２７は、プラテンローラ２８の回転によって搬送され、それに伴って受動的にロール紙２５から用紙２７が送り出される。

プリンタ２４とロール紙ホルダ２１との間で用紙２７に弛みがある状態では、プラテンロール２８による紙送りに伴って弛みが解消されていく。そして、用紙２７に弛みが無くなるとロール紙２５に力が衝撃的に作用し、ロール紙２５が回転する。プラテンローラ２８による紙送りの力はロール紙２５を瞬間的に紙送り速度で回転させるのに必要な力に満たないため、ロール紙２５の回転の初速はプラテンローラ２８による紙送り速度よりも遅くなる。従って、プリンタ２４における用紙搬送速度も所定の速度よりも遅くなる。

その後、ロール紙２５はプラテンローラ２８の紙送り速度よりも速い速度で回転し、慣性によってある程度回転した後で停止するため、プリンタ２４とロール紙ホルダ２１との間で用紙２７に弛みが生じる。プリンタ２４とロール紙ホルダ２１との間で用紙２７が弛んでいる状態では、プラテンローラ２８による紙送りの抵抗は概ね０であるため、プリンタ２４の用紙搬送速度は所定の速度に戻る。この弛みは、プラテンローラ２８による紙送りに伴って解消されていき、弛みが無くなるとプラテンローラ２８による紙送りに伴ってロール紙２５が再び回転する。従って、用紙２７の張力は図１９に示すように変化する。

このような動作が繰り返されることにより、給紙中のロール紙２５は間欠的に回転し、プリンタ２４における用紙の送り速度も変動する。すなわち、給紙中に負荷変動が生じ、プリンタ２４において用紙を一定速度で搬送することができなくなる。用紙を一定速度で搬送できないと、改行ピッチが潰れたり伸びたりし、印刷品質が低下する。

この負荷変動は、ロール紙２５の径が大きいほど顕著であり、交換頻度を低くするために大径のロール紙を用いると印刷品質が著しく劣化してしまう。

ロール紙から安定して用紙を供給することに関連する技術として、特許文献２に開示される「ロール紙供給装置のテンション機構」がある。
特許文献２に開示される発明は、スライド可能に設置されたテンションバーにより、ロール紙から繰り出された弛み部分に所定のテンションを付与することにより用紙の暴れを防止するものである。

特開２００４−５８５５２号公報 特開平６−１０６８９５号公報

しかし、特許文献２に開示される発明は、テンションバーを移動させるため機構や、その移動量を制御するための構成を設けなければならない。従って、このような構成とするとロール紙ホルダの大型化や重量の増加を招いてしまう。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、用紙の供給先である印刷装置における用紙搬送速度の変動を抑えることができ、小型化・軽量化が可能なロール紙ホルダを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、所定の搬送速度で用紙を搬送するプリンタでの紙送りに伴って受動的にロール紙から送り出された用紙を、プリンタへ供給するロール紙ホルダであって、所定の可動域内で上下動自在に設置され、ロール紙の残量が所定量以上の場合に、プリンタの給紙口とロール紙との間で用紙に対して押し下げる方向の力を負荷する押し下げ部材を有し、押し下げ部材が用紙を押し下げる力は、ロール紙の転がり抵抗よりも大きく、ロール紙を所定の搬送速度を周速度として回転させるのに必要な力よりも弱いことを特徴とするロール紙ホルダを提供するものである。

本発明によれば、用紙の供給先である印刷装置における用紙搬送速度の変動を抑えることができ、小型化・軽量化が可能なロール紙ホルダを提供できる。

本発明を好適に実施した第１の実施形態に係るロール紙ホルダの構成を示す図である。 第１の実施形態に係るロール紙ホルダの構成を示す図である。 第１の実施形態に係るロール紙ホルダをプリンタに外付けした状態の斜視図である。 第１の実施形態に係るロール紙ホルダをプリンタに外付けした状態での側面断面図である。 プリンタとロール紙ホルダとの間で用紙に弛みがある状態を示す図である。 プリンタとロール紙ホルダとの間の用紙に弛みが無くなった状態を示す図である。 アームが引き上げられた状態を示す図である。 ロール紙ホルダの用紙に作用する張力の変化を示す図である。 テンションバーがアームの可動範囲の上限に達するまで持ち上げられた状態を示す図である。 ロール紙ホルダの用紙に作用する張力の変化を示す図である。 内巻式のロール紙をロール紙ホルダに装着した状態を示す図である。 本発明を好適に実施した第２の実施形態に係るロール紙ホルダの構成を示す図である。 第２の実施形態に係るロール紙ホルダをプリンタに外付けした状態での側面断面図である。 内巻式のロール紙から送り出された用紙をシャフトの上側で案内することにより、テンションバーが用紙を押し下げるストロークが長くなった状態を示す図である。 ロール紙ホルダの用紙に作用する張力の変化を示す図である。 本発明を好適に実施した第３の実施形態に係るロール紙ホルダの構成を示す図である。 第３の実施形態に係るロール紙ホルダをプリンタに外付けした状態での側面断面図である。 特許文献１に開示される印字装置を適用したプリンタに外付けで設置したロール紙ホルダの構成を示す図である。 特許文献１に開示される印字装置を適用したプリンタに外付けで設置したロール紙ホルダの用紙に作用する張力の変化を示す図である。

〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。
図１、図２に、本実施形態に係るロール紙ホルダの構成を示す。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図、図２はロール紙５を取り付けた状態での斜視図である。ロール紙ホルダ１は、給紙方向に突出するアーム２を有している。アーム２は、回動自在に支持されており、その先端にはテンションバー３が設置されている。なお、テンションバー３とアーム２とは一体の構成であっても良い。アーム２は、自重及びテンションバー３の重量によって生じる力で下方向に回動するように付勢されている。

図３に、本実施形態に係るロール紙ホルダ１をプリンタ４に外付けした状態の斜視図を示す。また、図４に、その状態での側面断面図を示す。プリンタ４とロール紙ホルダ１とは、取り付け金具１３を介して所定の間隔で設置されている。プリンタ４内でプラテンローラ８とサーマルヘッド９との間に挟まれた用紙７は、プラテンローラ８の回転によって搬送される。

ここで、ロール紙ホルダ１に搭載されるロール紙５は、ロールの上側から用紙７が送り出される。プリンタ４のようにプラテンローラ８の上にサーマルヘッド９が位置するプリンタに用紙７を供給する場合、用紙７が台紙とその上に配置されたラベルとで構成されるのであれば、ロール紙５は台紙の外側となる面にラベルが配置された状態で巻かれていることとなる。このため、ロールの上側から用紙が送り出されるロール紙は外巻式と称される。これに対し、ロールの下側から用紙が送り出され場合は、ロール紙５は台紙の内側となる面にラベルが配置された状態で巻かれていることとなるため、内巻式と称される。なお、ロール紙ホルダ１に搭載されるロール紙５は、必ずしも台紙及びラベルである必要はない。

アーム２の可動範囲は、プリンタ４の給紙口６を通り最大半径のロール紙５の上部と接する線（図４の太破線）よりも下側に上限が位置するように設定される。これにより、ロール紙５の残量が所定量以上の場合には、ロール紙５から送り出された用紙７に対して給紙口６との間で押し下げる方向に負荷を加えられるようになっている。一方、アーム２の可動範囲の下限は、ロール紙ホルダ１やプリンタ４が設置される設置面まで下降しない（換言すると、テンションバー３と設置面との間に用紙７が挟み込まれることがない）任意の位置である。

ここで、プリンタ４内のプラテンローラ８が用紙７を搬送する速度（印刷速度）をｖ、プリンタ４内のプラテンローラ８が用紙７を引っ張る力をｆ１、ロール紙５をゆっくりと回転させるのに必要な力（転がり抵抗）をｆ２、ロール紙を瞬間的に速度ｖで回転させるのに必要な力をＦ２、テンションバー３による負荷をｆ３とする。
このとき、それぞれの力の関係は、ｆ２＜ｆ３＜ｆ１＜Ｆ２であり、またｆ２＜＜Ｆ２である。

また、テンションバー３とロール紙５との間を第１区間、テンションバー３と給紙口６との間を第２区間と定義する。

ロール紙ホルダ１の動作について説明する。
まず、プラテンローラ８による紙送りの力がロール紙５に作用した際に用紙７が十分に弛み、かつ、プラテンローラ８による紙送りの力がロール紙５に作用する間隔よりもアーム２の昇降に要する時間の方が短いという条件を満たす場合について説明する。

図５に示すように、プリンタ４とロール紙ホルダ１との間で用紙７に弛みがある状態では、プラテンローラ８の紙送りに伴って弛みが解消されていく。そして、図６に示すように用紙７に弛みが無くなるとテンションバー３がアーム２とともに持ち上げられていく。テンションバー３が上昇する際は、テンションバー３が下方向に作用する負荷ｆ３を用紙７の張力で支持する状態となる。

テンションバー３を頂点として用紙７の搬送経路がなす角度θ３は、テンションバー３の上昇に伴って大きくなっていく（図６→図７）。第２区間の用紙７が水平面となす角度θ２は、第１区間の用紙が水平面となす角度θ１よりも大きく変化（減少）する。従って、負荷ｆ３によって第１区間の用紙に作用する張力は、図８に示すように、徐々に増加していく。

また、プラテンローラ８が用紙７を引っ張る力ｆ１はロール紙５をゆっくりと回転させる力ｆ２よりも大きいため、用紙７の弛みが無くなるとロール紙５は回転を始め、第１区間の用紙７の張力の増加にともなって回転速度が速くなっていく、ロール紙５の周速度がプラテンローラ８による紙送り速度ｖよりも速くなると、テンションバー３は下降し（図７→図６）、上昇時とは逆に第１区間の用紙７に作用する張力は徐々に減少していく。

アーム２が下限位置まで下降すると、プリンタ４とロール紙ホルダ１との間で用紙７に弛みが生じ（図６→図５）、第１区間に作用する張力は０となる。

このように、上記条件を満たす場合には、アーム２の上限に達するまでテンションバー３は上昇しないため、負荷がほとんど無い状態とテンションバー３による負荷が作用する状態とを交互にとり、図５→図６→図７→図６→図５→・・・のサイクルが繰り返される。

次に、プラテンローラ８による紙送りの力がロール紙５に作用した際に用紙７が十分に弛まない場合や、プラテンローラ８による紙送りの力がロール紙５に作用する間隔よりもアーム２の下降に要する時間の方が長い場合について説明する。
これらの場合には、図９に示すように、テンションバー３がアーム２の可動範囲の上限に達するまで持ち上げられる。アーム２が可動範囲の上限に達した時点で、ロール紙５には力（ｆ３−Ｆ２）が衝撃的に作用する。この時、第１区間の用紙７は、図１０に示すように、「弛んだ状態（図５）」→「テンションバー３の負荷による張力が作用している状態、（図６、図７）」→「ロール紙５を瞬間的に紙送り速度で回転させる負荷による張力が作用している状態（図９）」と段階を踏んで変化するため、張力の変動は小さい。従って、これらの場合でも、改行ピッチの潰れや延びが低減され、印刷品質が向上する。
なお、アーム２の可動範囲の上限が、第１、第２区間の用紙７が直線状になる高さよりも高い場合には、第１、第２区間の用紙７が直線状となるまでしかアーム２は上昇しないが、その場合の動作はアーム２が可動範囲の上限まで達する場合と同様である。

ロール紙５の周速度がプラテンローラ８による紙送り速度よりも速くなると、テンションバー３は下降し（図７→図６）、上昇時とは逆に第１区間の用紙７に作用する張力は徐々に減少していく。アーム２が下限位置まで下降すると、プリンタ４とロール紙ホルダ１との間で用紙７に弛みが生じ（図６→図５）、第１区間に作用する張力は０となる。したがって、図５→図６→図７→図９→図７→図６→図５→・・・のサイクルが繰り返される。

上記の説明においては、ロール紙５の残量が所定量以上の場合にのみ、ロール紙５から送り出された用紙７に対して給紙口６との間で押し下げる方向に負荷を加える構成を例とした。しかし、アーム２が可動範囲の下限に位置する状態で、給紙口６を通り最小半径のロール紙５の上部と接する線（図４の太一点鎖線）よりも下側にテンションバー３が位置するようにすれば、ロール紙５の残量に関わらず、ロール紙５から送り出された用紙７に対して給紙口６との間で押し下げる方向に負荷を加えることができる。

また、ロールの下側から用紙が送り出される内巻式のロール紙を用いることも可能である。図１１に示すように、内巻式のロール紙５を用いる場合には、アーム２が可動範囲の下限に位置する状態では、給紙口６を通り最小半径のロール紙５の下部と接する線（図１１の太破線）よりも下側にテンションバーが位置するように設定すれば、ロール紙５の残量が所定量以上の場合にのみ、ロール紙５から送り出された用紙７に対して給紙口６との間で押し下げる方向に負荷を加えることができる。また、アーム２が可動範囲の下限に位置する状態で、給紙口６を通り最大半径のロール紙５の下部と接する線（図１１の太一点鎖線）よりも下側にテンションバー３が位置するようにすれば、ロール紙５の残量に関わらず、ロール紙５から送り出された用紙７に対して給紙口６との間で押し下げる方向に負荷を加えることができる。
内巻式のロール紙を用いる場合もアーム２の可動範囲の下限は外巻式のロール紙を用いる場合と同様であり、ロール紙ホルダ１やプリンタ４が設置される設置面まで下降しない（換言すると、テンションバー３と設置面との間に用紙７が挟み込まれることがない）任意の位置である。

さらに、ここではアーム２が自重及びテンションバー３の重量によって付勢される構成を例としたが、スプリングなどを設置してアーム２を付勢する力を調整することも可能である。例えば、アーム２が下限に近づくほどテンションバー３が用紙７を下方向に押し下げる力が弱くなるようにしても良い。

このように、本実施形態に係るロール紙ホルダは、用紙の供給先であるプリンタにおける用紙搬送速度の変動を抑えることができる。また、テンションバーを上下動させるための機構や移動量を制御するための装置が不要であるため、ロール紙ホルダの大型化や重量の増加を招くことがない。

〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。
図１２に本実施形態に係るロール紙ホルダの構成を示す。第１の実施形態とほぼ同様の構成であるが、シャフト１０を備えている点で相違する。
図１３に、本実施形態に係るロール紙ホルダ１をプリンタ４に装着した状態を示す。シャフト１０は、プリンタ４の給紙口６を通り最大径のロール紙５の下部と接する線よりも上、かつ、最大径のロール紙５のプリンタ４側の端とテンションバー３との間に設置されている。

本実施形態に係るロール紙ホルダは、内巻式のロール紙が装着する場合には、シャフト１０の上側で用紙７を案内する。

図１４に示すように、内巻式のロール紙５から送り出された用紙７をシャフト１０の上側で案内することにより、シャフト１０と給紙口６との間で用紙７が直線状となった場合の用紙搬送経路は、シャフト１０を設けない場合にロール紙５と給紙口６との間で用紙７が直線状となった場合の用紙搬送経路と比べて上方向に移動する。これにより、テンションバー３が用紙７を押し下げるストロークが長くなる。ストロークが長くなったことで、図１５に示すように、テンションバー３が上昇する際に、アーム２が上限に達するまでの時間が長くなる（ｔａ＜ｔｂ）。また、テンションバー３が上昇する際にシャフト１０よりもロール紙５側の部分の用紙にかかる張力の最大値も大きくなる。従って、アーム２が上限まで回動してロール紙５が回転し始める瞬間の用紙の張力の変化が小さくなる（ΔＴａ＞ΔＴｂ）。

内巻式のロール紙を用いる場合には、外巻式のロール紙を用いる場合と比較してテンションバー３が用紙７を押し下げるストロークが短くなるが、本実施形態においては、シャフト１０の上側で用紙７を案内することで、テンションバー３が用紙７を押し下げるストロークを長くし、ロール紙５が回転し始める瞬間の用紙の張力の変化を小さくしている。

この他の点については、第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は割愛する。

〔第３の実施形態〕
本発明を好適に実施した第３の実施形態について説明する。
図１６に本実施形態に係るロール紙ホルダの構成を示す。また、図１７にロール紙ホルダ１をプリンタ４に外付けした状態を示す。本実施形態に係るロール紙ホルダ１は、筐体の側壁が前方に突出しており、そこには鉛直方向に延びる長穴１１が形成されている。長穴１１にはテンションバー３の端部が配置されており、テンションバー３は上下動自在となっている。

本実施形態に係るロール紙ホルダ１は、テンションバー３を長穴１１で支持することを除いては第１の実施形態と同様であり。用紙７の張力の急激な変化が低減される原理も上記同様である。このため、動作に関する説明は割愛する。
なお、本実施形態に係るロール紙ホルダに、第２の実施形態と同様にシャフトを設けることも可能である。

なお、上記各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、上記各実施形態においては、取り付け金具１３を介してプリンタ４とロール紙ホルダ１とが所定の間隔で設置される構成を例としたが、取り付け金具を用いずに、プリンタ４とロール紙ホルダ１とを隣接して配置しても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

１ ロール紙ホルダ
２ アーム
３ テンションバー
４ プリンタ
５ ロール紙
６ 給紙口
７ 用紙
８ プラテンローラ
９ サーマルヘッド
１０ シャフト
１１ 長穴
１３ 取り付け金具

Claims (8)

1. 所定の搬送速度で用紙を搬送するプリンタでの紙送りに伴って受動的にロール紙から送り出された用紙を、前記プリンタへ供給するロール紙ホルダであって、
   所定の可動域内で上下動自在に設置され、前記ロール紙の残量が所定量以上の場合に、前記プリンタの給紙口と前記ロール紙との間で前記用紙に対して押し下げる方向の力を負荷する押し下げ部材を有し、
   前記押し下げ部材が前記用紙を押し下げる力は、前記ロール紙の転がり抵抗よりも大きく、前記ロール紙を前記所定の搬送速度を周速度として回転させるのに必要な力よりも弱いことを特徴とするロール紙ホルダ。
2. 前記プリンタでの紙送りに伴う前記ロール紙の間欠的な回転での一回当たりの用紙の送り量は、前記押し下げ部材の負荷によって前記用紙の搬送経路が屈折することによる該搬送経路の増分よりも少なく、
   かつ、前記プリンタでの紙送りに伴う前記ロール紙の間欠的な回転の間隔は、前回の紙送りによって上昇した前記押し下げ部材が下限まで下がるのに要する時間よりも長いことを特徴とする請求項１記載のロール紙ホルダ。
3. 上側から前記用紙を送り出すように前記ロール紙が装着され、
   前記押し下げ部材の可動域の下限は、前記押し下げ部材と前記用紙との接触部が、前記プリンタの給紙口を通り最大半径の前記ロール紙の上部と接する線よりも下側に位置するように設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のロール紙ホルダ。
4. 下側から前記用紙を送り出すように前記ロール紙が装着され、
   前記押し下げ部材の可動域の下限は、前記押し下げ部材と前記用紙との接触部が、前記プリンタの給紙口を通り最小半径の前記ロール紙の下部と接する線よりも下側に位置するように設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のロール紙ホルダ。
5. 前記押し下げ部材との接触部よりも前記ロール紙側、かつ前記プリンタの給紙口を通り最大半径のロール紙と接する線よりも上側にガイド部材を設け、該ガイド部材の上側で前記用紙を案内することを特徴とする請求項４記載のロール紙ホルダ。
6. 前記用紙を押し下げる方向の力を、前記押し下げ部材は自重によって前記用紙に負荷することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のロール紙ホルダ。
7. 前記押し下げ部材は、回動自在に設置されたアームによって支持されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のロール紙ホルダ。
8. 前記押し下げ部材は、鉛直方向に伸びる長穴に挿入されて支持されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のロール紙ホルダ。

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