JP2017087517A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の搬送精度を高めることが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】プリンタは、搬送経路のうち用紙検知把持手段の把持位置よりも上流に設けられた搬送位置を有し、用紙１７を当該把持位置に向けて搬送する主搬送手段１０と、搬送経路のうち用紙検知把持手段の把持位置に設けられた搬送位置を有し、主搬送手段１０の搬送に連動して用紙１７を排紙口に向けて搬送する補助搬送手段８と、補助搬送手段８の搬送量を検知し、当該搬送量に基づいて主搬送手段１０の搬送を制御する検知制御手段と、用紙検知把持手段で把持された用紙１７を切断する切断手段２０とを備える。【選択図】図９

Description

本発明は、帯状の用紙を搬送する機構を有するプリンタに関する。

従来のサーマルプリンタの用紙排出機構（排紙機構）において、排紙従動ローラを本体に取り付ける排紙従動ローラ取り付け機構が提案されている（例えば特許文献１）。このような機構によれば、排紙従動ローラが用紙を押圧するための押圧手段の押圧力を、簡単に適切な状態に設定することができ、用紙を安定して排紙することが可能となっている。

また、用紙が常にセンタ位置となるように用紙の斜行を補正する斜行補正装置と、用紙の押さえローラを備えることにより切断機構を簡易化した切断装置とが提案されている（例えば特許文献２）。

特開２００２−２２６１０８号公報 特開２００２−２４１００５号公報

しかしながら、特許文献１にて提案されている排紙機構では、用紙の排紙動作をある程度適切に行えるが、依然として用紙の搬送精度、ひいては切断位置の精度が十分でないという問題があった。

また、特許文献２にて提案されている斜行補正装置及び切断装置では、斜行防止及び用紙排出動作をある程度適切に行うことができるが、依然として用紙の搬送精度、用紙の切断位置の精度が十分でないという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、用紙の搬送精度を高めることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係るプリンタは、排紙口近傍において帯状の用紙の先端を検知した場合に、前記用紙の搬送経路のうち前記排紙口よりも上流の予め定められた部分において前記用紙を搬送自在に把持する用紙検知把持手段と、前記搬送経路のうち前記用紙検知把持手段の把持位置よりも上流に設けられた搬送位置を有し、前記用紙を当該把持位置に向けて搬送する主搬送手段と、前記搬送経路のうち前記用紙検知把持手段の前記把持位置に設けられた搬送位置を有し、前記主搬送手段の搬送に連動して前記用紙を前記排紙口に向けて搬送する補助搬送手段と、前記補助搬送手段の搬送量を検知し、当該搬送量に基づいて前記主搬送手段の搬送を制御する検知制御手段と、前記排紙口と前記用紙検知把持手段の前記把持位置との間に設けられ、前記用紙検知把持手段で把持された前記用紙を切断する切断手段とを備える。

本発明は、搬送口に近い部分で用紙の搬送量を検知するので、最終的な搬送量を精度よく検知することができる。そして、当該搬送量に基づいて、用紙を主搬送手段と、それに連動する補助搬送手段とによって搬送するので、用紙の搬送精度を高めることができる。

本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成を示す斜視図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成を示す斜視図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成を示す側面図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成を示す斜視図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成を示す側面図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成を示す斜視図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成を示す側面図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成を示す上面図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成の概念を示す側面図である。 本実施の形態１に係るサーマルプリンタの構成の概念を示す上面図である。

＜実施の形態１＞
本実施の形態１では、本発明に係るプリンタをサーマルプリンタに適用した構成について説明する。

図１〜図３は、本実施の形態１に係るサーマルプリンタが有する用紙排出機構の構成を主に示す図である。図１は、用紙排出機構の排紙口側からみた斜視図であり、図２は、用紙排出機構の上面側からみた斜視図であり、図３は、用紙排出機構の側面側からみた側面図である。

図４〜図８は、図１〜図３に示した構成の一部を示す図である。図４は、用紙排出機構の排紙口側からみた斜視図であり、図５は、用紙排出機構の側面側からみた側面図であり、図６は、用紙排出機構の排紙口側からみた斜視図である、図７は、用紙排出機構の側面側からみた側面図であり、図８は、用紙排出機構の上面側から見た上面図である。

図９及び図１０は、本実施の形態１に係るサーマルプリンタの主な用紙排出機構の概念を示す図である。図９は、用紙排出機構の側面側からみた側面図であり、図１０は、用紙排出機構の上面側から見た上面図である。なお、図９及び図１０は概念図であり、図９及び図１０と図１〜図８との間で形状及び配置などが多少異なっている部品などもある。

本実施の形態１に係るサーマルプリンタは、用紙検知把持手段と、主搬送手段と、補助搬送手段と、検知制御手段と、切断手段と、姿勢規制手段と、搬送力規制手段とを備えている。このように構成されたサーマルプリンタは、以下の説明で明らかとなるように、図９及び図１０に示すロール紙などの帯状の用紙１７を、搬送精度が高められた状態で、矢印Ａの方向に搬送（排出）することが可能となっている。

以下、図１〜図１０を適宜参照しながら、本実施の形態１に係るサーマルプリンタの各構成要素について説明する。なお、図１０の用紙１７は、全ては図示しないが、図７の搬送経路４１を通って搬送される。

＜用紙検知把持手段＞
用紙検知把持手段は、図４、図５及び図９に示すセンサ１、従動圧着ローラ２、回転支点４、カム５、ギア６、モータ７、補助搬送ローラ８及びレバー１４と、図４に示す付勢バネ２１とを含む。

センサ１は、サーマルプリンタの排紙口近傍に設けられ、用紙１７の先端を検知（検出）することが可能となっている。センサ１が、搬送された用紙１７の先端を検知すると、センサ１と図示しない配線などを介して接続されたモータ７が回転する。図４、図５及び図９に示すモータ７が駆動されて回転すると、ギア６、及び、ギア６と接するカム５が回転する。

図４の付勢バネ２１によって、レバー１４は図９の矢印Ｂ，Ｃの方向に付勢されており、カム５が回転すると、レバー１４が付勢バネ２１の付勢により回転支点４を中心に矢印Ｂ，Ｃの方向に回転する。つまり、センサ１が用紙１７の先端を検知すると、レバー１４は図９の実線の状態から想像線（二点鎖線）の状態に移行する。この結果、従動圧着ローラ２が補助搬送ローラ８側に移動して用紙１７を圧着し、用紙１７が、従動圧着ローラ２と補助搬送ローラ８とによって把持される。

以上のように構成された用紙検知把持手段は、排紙口近傍において用紙１７の先端を検知した場合に、搬送経路のうち排紙口近傍よりも上流の予め定められた部分において用紙１７を搬送自在に把持することが可能となっている。なお、搬送経路の上流は、図９において主搬送ローラ１０側であり、搬送経路の下流は、図９においてカッター２０側である。

＜主搬送手段＞
主搬送手段は、図２及び図９に示す主搬送ローラ１０、ピンチローラ１１、ステッピングモータ１２、プーリ１５及びベルト１６を含む。

ステッピングモータ１２の駆動力は、ベルト１６及びプーリ１５を介して主搬送ローラ１０に伝えられ、主搬送ローラ１０を回転する。

以上のように構成された主搬送手段は、搬送経路のうち用紙検知把持手段の把持位置（従動圧着ローラ２と補助搬送ローラ８との間の位置）よりも上流に設けられた搬送位置を有し、用紙１７を当該把持位置に向けて搬送することが可能となっている。

＜補助搬送手段及び搬送力規制手段＞
補助搬送手段は、図６及び図９に示す従動圧着ローラ２、補助搬送ローラ８及び接続ギア９を含む。搬送力規制手段は、図６及び図１０に示すトルクリミッタ１９を含む。

接続ギア９は、複数のギアからなる。この接続ギア９は、ステッピングモータ１２により駆動されるプーリ１５の回転力を分岐して、補助搬送ローラ８に伝える。これにより、主搬送ローラ１０の搬送を補助するように、用紙１７を搬送することができる。

以上のように構成された補助搬送手段は、搬送経路のうち用紙検知把持手段の把持位置に設けられた搬送位置を有し、主搬送手段の搬送に連動して用紙１７を排紙口に向けて搬送することが可能となっている。

ここで、本実施の形態１では、補助搬送手段（補助搬送ローラ８）の搬送速度は、主搬送手段（主搬送ローラ１０）の搬送速度よりも大きくなるように、接続ギア９及びプーリのギア比が設定されている。このような構成によれば、補助搬送ローラ８と主搬送ローラ１０との間で用紙１７が必要以上に溜まることを抑制することができる。

ただし、この場合には、両者の搬送速度に差が生じるので、補助搬送ローラ８が用紙１７の表面を滑って、印画物である用紙１７に傷が付いてしまうという懸念がある。そこで、本実施の形態１では、主搬送ローラ１０の駆動トルクよりも補助搬送ローラ８の駆動トルクが小さくなるように、補助搬送ローラ８のトルクを制限するトルクリミッタ１９（図６及び図１０）が設けられている。つまり、補助搬送手段の搬送力を、主搬送手段の搬送力よりも小さくなるように規制する搬送力規制手段が設けられている。したがって、本実施の形態１によれば、印画物である用紙１７に傷が付くことを抑制することができる。

なお、従動圧着ローラ２の圧着力をＮ、摩擦係数をμ、トルクリミッタ１９のトルク設定値（最大値）をＴ、補助搬送ローラ８の半径をｒとした場合に、μ×Ｎ＞Ｔ／ｒとなるようにＮ，Ｔを設定しておくことが好ましい。このように設定した場合には、補助搬送ローラ８が用紙１７の表面を滑らなくなるので、印画物である用紙１７に傷が付くことをより抑制することができる。

＜検知制御手段＞
検知制御手段は、図６及び図９に示すエンコーダ３と、図６に示すエンコーダ接続ギア２２，２３と、図９に示す演算部２４とを含む。

ここで本実施の形態１では、上述した従動圧着ローラ２の外周面はゴム材で形成されている。これにより、従動圧着ローラ２の外周面が用紙１７を圧着すると、用紙１７の動きに連動して従動圧着ローラ２が回転するようになる。従動圧着ローラ２の回転量は、図６のエンコーダ接続ギア２２，２３を介して、エンコーダ３に伝えられる。これにより、エンコーダ３は、従動圧着ローラ２の回転量を検知（検出）することが可能となっている。

ここで、エンコーダ接続ギア２２は、従動圧着ローラ２と一つの回転軸を共用しており、当該回転軸は、従動圧着ローラ２の回転をエンコーダ接続ギア２２に伝えるようにそれらと固定されている。同様に、エンコーダ接続ギア２３は、エンコーダ３と一つの回転軸を共用しており、当該回転軸は、エンコーダ接続ギア２３の回転をエンコーダ３に伝えるようにそれらと固定されている。

一方、図２に示すように、エンコーダ３とエンコーダ接続ギア２３とを含むグループと、回転支点４と、接続ギア９のうちの一つのギアと、デカールローラ１３とを含むグループとは、一つの回転軸を共用しているが、両グループの間では互いに自由に回転可能に構成されている。

以上のような構成によれば、エンコーダ３の回転量、それに対応する従動圧着ローラ２の回転量、それに対応する補助搬送手段（従動圧着ローラ２及び補助搬送ローラ８）の搬送量を検知することができる。例えば、エンコーダ３の直径を２４ｍｍ、スリット数を２５１、従動圧着ローラ２の直径を８ｍｍとして、エンコーダ接続ギア２２，２３の直径を調整すれば、１スリット検知当たり０．１ｍｍの分解能で、補助搬送手段による用紙１７の搬送量（移動量）を検知することができる。

演算部２４は、エンコーダ３によって検知可能な補助搬送手段による用紙１７の搬送量に基づいて、主搬送手段の搬送を制御する。例えば、０．１ｍｍごとに用紙１７の搬送量を検知できる構成において用紙を６０ｍｍ搬送する場合、演算部２４は、６００回のスリットを検出したところで、ステッピングモータ１２の駆動を停止して、主搬送ローラ１０による用紙１７の搬送を停止する制御を行う。

なお、演算部２４には、例えば、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）が適用される。

以上のように構成された検知制御手段は、補助搬送手段の搬送量を検知し、当該搬送量に基づいて主搬送手段の搬送を制御することが可能となっている。このように構成された本実施の形態１に係るサーマルプリンタによれば、補助搬送ローラ８と主搬送ローラ１０との間で用紙１７が必要以上に溜まること、つまり送り誤差を抑制することができる。

なお、本実施の形態１では、検知制御手段は、検知した補助搬送手段の搬送量と、予め規定された搬送量とを比較し、その比較結果に基づいて用紙の搬送異常を検知（検出）するように構成されている。

例えば、用紙１７の排出中にカッター２０の外側に障害物等があり、用紙１７の排出ができなくなった時や、ステッピングモータ１２が脱調して停止し、用紙１７の排出ができなくなった時などには、用紙ＪＡＭが発生する。この用紙ＪＡＭ発生時には、補助搬送手段の搬送量が、予め規定された搬送量よりも小さくなる。このため、検知制御手段は、検知した補助搬送手段の搬送量が、予め規定された搬送量よりも小さいか否かを判定し、小さいと判定した場合に、用紙ＪＡＭが発生したと判定することができる。

また例えば、ＪＡＭ発生には至らないまでも、排紙口が塞がれた場合には補助搬送ローラ８と主搬送ローラ１０との間で用紙１７が蛇腹状に折れ曲がる場合がある。この場合についても、検知制御手段は、上述と同様の判定を行うことにより、用紙１７の折れ曲がりが発生した可能性があると判定することができる。

＜姿勢規制手段＞
姿勢規制手段は、図７〜図１０に示すデカールローラ１３と、図８及び図１０に示す紙幅規制ガイド１８とを含む。

デカールローラ１３は、搬送経路のうち主搬送手段の搬送位置（主搬送ローラ１０とピンチローラ１１との間の位置）と補助搬送手段の搬送位置（従動圧着ローラ２と補助搬送ローラ８との間の位置）との間に設けられている。用紙１７は、デカールローラ１３の下側と接触することにより、カール方向とは逆の方向に曲げられている。これにより、用紙１７のカールが矯正されている。

紙幅規制ガイド１８は、デカールローラ１３の回転軸から下側に突出するガイドであり、用紙１７の幅方向の位置を規制する。

以上のように構成された姿勢規制手段は、搬送経路のうち主搬送手段の搬送位置と補助搬送手段の搬送位置との間に設けられ、用紙の姿勢を規制することが可能となっている。

＜切断手段＞
切断手段は、図１、図７及び図９に示すカッター２０を含む。切断手段であるカッター２０は、排紙口と用紙検知把持手段の把持位置との間に設けられ、用紙検知把持手段で把持された用紙１７を切断（切離）する。これにより用紙１７が斜めに切断されない美しい切断品位が得られる。

＜まとめ＞
従来プリンタでは、上述の送り誤差が大きく、用紙１７の搬送精度が十分でないので、印画物の両端の余白を切断している。しかしながら、余白を切断すると切断屑が発生してしまう。

これに対して本実施の形態１に係るサーマルプリンタは、上述した用紙検知把持手段、主搬送手段、補助搬送手段、検知制御手段及び切断手段を備える。これにより、搬送口に近い部分で用紙１７の搬送量を検知するので、最終的な搬送量を精度よく検知することができ、当該搬送量に基づいて、用紙１７を主搬送手段及び補助搬送手段によって搬送することができる。したがって、用紙１７の搬送精度、ひいては切断位置の精度を高めることができる。この結果、余白が必要にならない程度に、用紙１７の搬送精度を高めることが期待でき、切断屑が発生しなくなることが期待できる。

また本実施の形態１は、搬送経路のうち主搬送手段の搬送位置と補助搬送手段の搬送位置との間に設けられ、用紙１７の姿勢を規制する姿勢規制手段を備える。そして、姿勢規制手段は、用紙１７の幅方向の位置を規制する紙幅規制ガイド１８を含む。このような構成により、用紙１７が斜めに切断されない美しい切断品位を得ることができる。

また本実施の形態１では、補助搬送手段の搬送速度は、主搬送手段の搬送速度よりも大きい。これにより、補助搬送手段の搬送位置と主搬送手段の搬送位置との間で用紙１７が必要以上に溜まることを抑制することができる。

また本実施の形態１は、補助搬送手段の搬送力を、主搬送手段の搬送力よりも小さくする搬送力規制手段を備える。これにより、印画物である用紙１７に傷が付くことを抑制することができる。

また本実施の形態１では、検知制御手段は、検知した補助搬送手段の搬送量と、予め規定された搬送量とを比較し、その比較結果に基づいて用紙１７の搬送異常を検知する。これにより、ＪＡＭ発生や用紙１７の蛇腹状態を検知することができる。

なお、本発明は様々なプリンタに適用することができる。例えば、プリンタの一種であるプリクラにはハサミが備えられており、ユーザが、プリクラで印刷された１枚の印画物を当該ハサミで適当に切って数人で分け合ったりしている。本発明をプリクラに適用すれば、そのような手間を無くすことができ、しかも、傷が付かず正確に切断できるので、切断品位が良い印画物を分け合えることができるようになると期待できる。また例えば、パノラマ印画と呼ばれる数枚分の印画面を１枚の印画物として出力するプリンタにおいて、印画物の長さが長くなるほど、切断位置に高い精度が求められることになる。このような場合にも本発明は有効である。

さらに、切断中に印画物を正確に出し入れすることによって、設定通りの曲線状にカットされた印画物を作り出すことができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ センサ、２ 従動圧着ローラ、３ エンコーダ、４ 回転支点、５ カム、６ ギア、７ モータ、８ 補助搬送ローラ、９ 接続ギア、１０ 主搬送ローラ、１１ ピンチローラ、１２ ステッピングモータ、１３ デカールローラ、１４ レバー、１５ プーリ、１６ ベルト、１７ 用紙、１８ 紙幅規制ガイド、１９ トルクリミッタ、２０ カッター、２１ 付勢バネ、２２，２３ エンコーダ接続ギア、２４ 演算部、４１ 搬送経路。

Claims (6)

1. 排紙口近傍において帯状の用紙の先端を検知した場合に、前記用紙の搬送経路のうち前記排紙口よりも上流の予め定められた部分において前記用紙を搬送自在に把持する用紙検知把持手段と、
   前記搬送経路のうち前記用紙検知把持手段の把持位置よりも上流に設けられた搬送位置を有し、前記用紙を当該把持位置に向けて搬送する主搬送手段と、
   前記搬送経路のうち前記用紙検知把持手段の前記把持位置に設けられた搬送位置を有し、前記主搬送手段の搬送に連動して前記用紙を前記排紙口に向けて搬送する補助搬送手段と、
   前記補助搬送手段の搬送量を検知し、当該搬送量に基づいて前記主搬送手段の搬送を制御する検知制御手段と、
   前記排紙口と前記用紙検知把持手段の前記把持位置との間に設けられ、前記用紙検知把持手段で把持された前記用紙を切断する切断手段と
   を備える、プリンタ。
2. 請求項１に記載のプリンタであって、
   前記搬送経路のうち前記主搬送手段の前記搬送位置と前記補助搬送手段の前記搬送位置との間に設けられ、前記用紙の姿勢を規制する姿勢規制手段をさらに備える、プリンタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のプリンタであって、
   前記補助搬送手段の搬送速度は、前記主搬送手段の搬送速度よりも大きい、プリンタ。
4. 請求項３に記載のプリンタであって、
   前記補助搬送手段の搬送力を、前記主搬送手段の搬送力よりも小さくする搬送力規制手段をさらに備える、プリンタ。
5. 請求項２に記載のプリンタであって、
   前記姿勢規制手段は、
   前記用紙の幅方向の位置を規制する紙幅規制ガイドを含む、プリンタ。
6. 請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のプリンタであって、
   前記検知制御手段は、
   検知した前記補助搬送手段の前記搬送量と、予め規定された搬送量とを比較し、その比較結果に基づいて前記用紙の搬送異常を検知する、プリンタ。

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