JP5162211B2 - 揺動部材の支持構造並びにこれを用いたロール紙の支持構造及びプリンタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート材が芯管に巻かれたロールなどの筒状部材を支持するための揺動部材を支持する揺動部材の支持構造並びにこれを用いたロール紙の支持構造及びプリンタ装置に関する。

プリンタの一種として、ロール紙に印字するものがある。この種のプリンタは、印字用紙を供給する用紙給紙部を備えており、用紙給紙部は印字用紙が巻かれた芯管を回転自在に支持している。

ロールの支持装置に関する技術としては、特許文献１に開示される「ロール物の支持装置」がある。図１２に、特許文献１に開示されるロール支持装置を示す。ロール支持装置１０１は、ロール２００の軸方向の両端側に配置される一対の支持部材１１１と、ロール２００の芯管１０３に係合する係合ピン１１３が設けられて支持部材１１１のそれぞれに揺動可能に支持される一対の揺動部材１１２とを備える。

図１３に示すように、支持部材１１１には、揺動部材１１２が配置される開口１１１ａが形成されており、開口１１１ａ内に支軸１１５を介して揺動部材１１２が揺動可能に支持されている。以下の説明においては、揺動部材１１２については、支軸１１５よりも上側を上端側、支軸１１５よりも下側を下端側と表現する。なお、揺動部材１１２は、自身を支持している支持部材１１１よりも係合ピン１１３が突出した係合位置と、自身を支持している支持部材１１１よりも下端部が突出するとともに係合ピン１１３が支持部材１１１よりも後退した退避位置とを取りうるように支持されている。揺動部材１１２の下端側は、コイルバネなどの付勢部材１１６によって、支持部材１１１よりも突出する方向に付勢されている。

また、揺動部材１１２の下端部には、支持部材１１１に係合するロック爪１１８が形成されている。支持部材１１１の開口１１１ａの縁部には、揺動部材１１２のロック爪１１８が係合するロック溝１１９が形成されている。ロック爪１１８がロック溝１１９に係合することで、係合位置において揺動部材１１２が固定される。

揺動部材１１２は、軸穴１２０に支軸１１５が挿入されることによって揺動可能に支持されている。軸穴１２０は、ロック爪１１８とロック溝１１９との係合・解除方向が長手方向となるように長穴状に形成されており、軸穴１２０内で支軸１１５を相対的に移動させることによってロック爪１１８とロック溝１１９との係合・解除を実現する。

ロール支持装置１０１は、芯管１０３が取り外された状態では、付勢部材１１６の付勢力によって、一対の揺動部材１１２はそれぞれ退避位置に位置している。ロールを装着する際には、揺動部材１１２同士の間に上方からロールを挿入することによって、支持部材１１１よりも突出している揺動部材１１２の下端側にロールの両端部を当接させ、ロールを更に下方へ挿入して、図１４に示すように揺動部材１１２を揺動させる。

ロールによって揺動させられた揺動部材１１２は係合位置へ移動し、係合ピン１１３が芯管１０３に挿入される。その後、芯管１０３を係合ピン１１３に当接させると、係合ピン１１３によって芯管１０３が支持される。また、図１５に示すように、揺動部材１１２は係合位置に移動すると、軸穴１２０に沿って下方へ移動し、ロック爪１１８が支持部材１１１側のロック溝１１９に嵌合する。これにより、揺動部材１１２は、付勢部材１１６による付勢力に抗して係合位置に維持される。

ロールを取り外す際には、芯管１０３を上方へ持ち上げる。すると、図１６に示すように、芯管１０３の端部の内筒下側が係合ピン１１３に当接して、揺動部材１１２は長穴１２０に沿って上方へ移動する。すると、ロック爪１１８とロック溝１１９との嵌合が外れ、揺動部材１１２は揺動可能な状態となる。そして、図１７に示すように、揺動部材１１２は、付勢部材１１６による付勢力によって揺動させられ、退避位置へ移動する。
揺動部材１１２が退避位置へ移動すると、ロール２００の取り外し方向には芯管１０３の移動を妨げる部材は位置しなくなり、芯管１０３を取り外せるようになる。

このように、ロール支持装置１０１は、ロール２００の芯管１０３をワンタッチ操作で着脱可能とした構造を採用している。
特開２０００−２３８９３７号公報

一般に、ロール支持装置によって支持されたロールは、印字の際には回転しながらシート材を供給する。よって、ロールは容易に回転できる状態で支持されていなければならない。

また、シート材が芯管に巻かれるとき、シート材の巻き位置は芯管の軸方向にぶれる傾向にある。このため、シート材が巻かれたロールは、軸方向の両端部ではシート材が芯管から突出するため、ロールの長さは芯管の長さよりも若干長くなる。

このため、芯管に巻き付けられたシート材が支持部材に接触しないように、支持部材同士は、芯管の全長に所定のクリアランスを加えた間隔で位置決めされてロールを支持する。

ロールは、新品に近い状態では径が大きく、シート材を使用するにつれて徐々に径が小さくなっていく。このため、クリアランスが同一であっても、シート材を使用するにつれて遊びは大きくなっていき、支持部材に対して大きく傾けることができるようになる。すなわち、図１８に示すように、ロール径が大きい時には、ロールを少し傾けただけでもロールの端部が支持部材に接触し、それ以上傾けることはできないが、ロール径が小さくなると、より大きく傾けないとロールの端部が支持部材に接触しなくなるためである。

その結果、一対の支持部材によって支持された芯管を取り外す時（ロール交換時）に、芯管の軸方向の一方が先行して斜めに傾いた状態（以下、斜め抜き状態）で取り外される可能性がある。
特許文献１に記載の発明は、斜め抜き状態でロールが取り外されると、一方の揺動部材１１２については芯管１０３が係止ピン１１３に当接することによってロック爪１１８とロック溝１１９との嵌合が解除されるものの、他方の揺動部材１１２に関してはロック爪１１８の嵌合が解除されないことがある。この場合には、他方の揺動部材１１２が係合位置にあるままで、芯管１０３が取り外されてしまう。

新たなロールを揺動部材１１２間に装着する際に、どちらか一方だけでも揺動部材１１２が係合位置にあると、支持部材１１１よりも突出している係合ピン１１３にロールの端部が衝突してしまう。この場合には、ロールを押し下げても揺動部材１１２は退避位置へ移動しないため、ユーザが揺動部材１１２を退避位置へ移動させる操作を行わなければならない。

このように、芯管１０３を取り外す際に両方の揺動部材１１２を確実に退避位置に移動させなければ、新たなロールをワンタッチで装着できなくなってしまう。

また、特許文献１に記載の発明では、ロック爪１１８とロック溝１１９との係合及び解除を可能とするために、軸穴１２０を長穴形状とし、揺動部材１１２全体を上下に移動可能に支持している。従って、揺動部材１１２が配置される開口１１１ａには揺動部材１１２が移動できるだけの隙間（クリアランス）を設ける必要があるため、その隙間の分だけデッドスペースが生じ支持部材１１１の小型化の妨げとなる。

しかも、揺動部材１１２が上下に移動する構造であるため、揺動部材１１２の上下方向の移動に伴って付勢部材１１６はクランク状に変形してしまう。このため、付勢部材１１６には圧縮方向の力のみならず剪断方向の力も作用することとなる。しかし、付勢部材１１６は、揺動部材１１２の下端部を支持部材１１１よりも突出する方向にすることを目的とした部材であり、特許文献１は具体例としてコイルバネを挙げていることからも剪断方向の力が作用することを想定していないことは明らかである。このため、付勢部材１１６は想定外の力によって劣化したり破損したりする可能性がある。

しかも、揺動部材１１２が上下方向に移動するため、係合位置と退避位置とを切り替える際の動作音が大きくなってしまい、静粛性を高めることが困難である。

このように、特許文献１に記載の発明は、揺動部材の揺動時に動作音が大きく、係止ピンが退避位置へ移動しないまま芯管が外れてしまうことがあるという問題があった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、支持対象部材を取り外す際に揺動部材を確実に揺動させることができ、耐久性及び静粛性に優れた揺動部材の支持構造並びにこれを用いたロール紙の支持構造及び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、略円筒状の支持対象部材と対向する対向面に開口を備えた支持部材と、支持対象部材を支持するために上端部近傍に設けられた突起が支持部材の対向面よりも突出する第１の状態と、下端部側が対向面よりも突出し突起が対向面よりも後退した第２の状態とを取りうるように、開口内に枢軸を介して揺動可能に設置された略板状の揺動部材と、揺動部材が第１の状態をとるように該揺動部材を付勢する第１の付勢部材とを有し、揺動部材には、上端側ほど対向面からの突出量が大きいとともに、第２の状態においては対向面よりも後退し、突起よりも下端部側且つ枢軸による支持箇所よりも上端側に設けられたリブと、摺動可能に設置され該揺動部材からの突出量が可変であるピン材と、ピン材を揺動部材から突出する方向に付勢する第２の付勢部材とが設けられ、支持部材には、揺動部材が第２の状態にあるときにはピン材が当接し、揺動部材が第１又は第２の状態の一方から他方の状態へ遷移する過程でピン材を揺動部材に埋没する方向に付勢する凸部と、揺動部材の上端が対向面よりも突出する位置まで回動しないように揺動部材の回動を規制するストッパとが設けられたことを特徴とする揺動部材の支持構造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の態様に係る揺動部材の支持構造を、突起同士が向かい合うように二つ、所定の間隔で配置したことを特徴とするロール紙の支持構造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３の態様として、ロール紙の幅に応じて、間隔の調整が可能な一対のロール紙支持部材を有するロール紙の支持構造において、支持部材は、揺動可能な揺動部材と、揺動部材の他方の支持部材と対向する側の上部に設けられたロール紙支持用の突起部材と、ロール紙が支持部材によって支持されている状態の時は、揺動部材の上部をロール紙側に押し付けるような力を付勢する付勢部材と、ロール紙を支持部材から取り出す時は、付勢部材の付勢力よりも強い力で、揺動部材の上部がロール紙から離された状態に維持する維持部材とを有するとを特徴とするロール紙の支持構造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４の態様として、上記本発明の第２又は第３の態様に係るロール紙の支持構造と、ロール紙の支持構造によって支持されたロール紙から供給されたシート材に記録する記録手段とを備えたプリンタ装置を提供するものである。

本発明によれば、支持対象部材を取り外す際に揺動部材を確実に揺動させることができ、耐久性及び静粛性に優れた揺動部材の支持構造並びにこれを用いたロール紙の支持構造及びプリンタ装置を提供できる。

本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１〜３に、本実施形態に係る揺動部材の支持構造を示す。図１（ａ）は、支持部材１及び揺動部材２の表面側の平面図、図１（ｂ）は、支持部材１及び揺動部材２の裏面側の平面図、（ｃ）は揺動部材の側面図である。また、図２及び図３は揺動部材の支持構造の斜視図である。
支持部材１には開口１ａが設けられており、開口１ａ内に略板状の揺動部材２が配置されている。揺動部材２は、軸受部２１に挿入された支軸５によって揺動可能に支持されている。
揺動部材２の表面（ロールと対向する面）には係合ピン３が、その下側にはリブ４が設けられている。係合ピン３の外筒部分にはカラー３ａが装着されており、容易に回転するようになっている。リブ４の揺動部材２の平面部分からの突出量は、下部から上部に向かって緩やかに変化しており、上端部での突出量は係合ピン３とほぼ同じか若干小さくなっている。

揺動部材２の裏面（ロールと対向しない面）には、支軸５に固定されたトーションバネ６が配置されており、揺動部材２の上端を表面側に付勢するように支軸５にトルクを発生させている。また、揺動部材２の下端部近傍には係止ピン７が配置されており、長手方向に移動可能に支持されている。係止ピン７にはコイルバネ８が取り付けられている。コイルバネ８は係止ピン７を揺動部材２から突出する方向に付勢しており、係止ピン７の先端は、常態では揺動部材２の下端から所定量突出している。係止ピン７は、コイルバネ８の付勢力に逆らって揺動部材２内へ埋没可能となっており、押し込む力を開放するとコイルバネ８の付勢力によって再び揺動部材２から所定量突出するようになっている。

開口１ａの縁部の下端には突起１ｂが設けられており、常態において揺動部材２の下端から所定量突出している係止ピン７の先端が当接するようになっている。また、開口１ａの下端部背面側には、ストッパ部１ｃが設けられていて揺動部材２が突き当たるようになっており、揺動部材２の上端が支持部材１よりも突出しないように揺動部材２の回動を規制している。

図４に示すように、揺動部材２は、支持部材１と略同一平面内に位置し、係合ピン３が支持部材１よりも突出した“係合状態”と、図５に示すように支持部材１に対して所定の角度をなし、係合ピン３が支持部材１よりも後退した“退避状態”とを取りうる。退避状態にある揺動部材２には、係合状態へ移行しようとする力がトーションバネ６によって作用しているが、係止ピン７が突起１ｂと当接することによって、トーションバネ６の力に対抗して退避状態が維持される。

図６に示すように、上記の揺動部材の支持構造を係合ピン３同士が対向するように一対配置し、ロール２００の両端を支持する構成とすることでロール支持装置として機能する。この支持装置を用いたプリンタの構成を図７に示す。ロール支持装置によって支持されたロール２００から引き出された印字用紙は、印字部に設けられた印字ヘッド５０へ供給され、印字ヘッド５０によって情報が印字される。

揺動部材２が退避状態にある時にロール２００を取り付ける動作について説明する。
支持部材１同士の間へ上側からロール２００を下方へ向かって挿入する。揺動部材２は退避状態にあるため、ロール２００の端部は係合ピン３に衝突することなく支軸５の高さまで到達する。

ロール２００をさらに下方へ挿入し、ロール２００の端部が揺動部材２の下端側に当接すると、図８に示すように揺動部材２の下端側を裏面側へ付勢する力が作用する。この力により、係止ピン７は揺動部材２に押し込まれながら突起１ｂを乗り越え、揺動部材２は係合状態へ遷移する。係合状態においては、係止ピン７はコイルバネ８の付勢力によって再び揺動部材２から所定量突出する。また、揺動部材２の下端部裏面側はストッパ部１ｃに突き当たるため、揺動部材２の回動は係合状態で停止する。

揺動部材２が係合状態へ移行すると、ロール２００の芯管２００ａ内に係合ピン３が配置され、ロール２００を支持可能な状態となる。係合状態においては、図９に示すように揺動部材２はトーションバネ６によって係合状態を維持するように付勢されており、係止ピン７が所定量突出しているため、突起１ｂによって揺動部材２の回動が規制され、振動の影響などで退避状態へ遷移してしまうことはない。

次に、揺動部材２が係合状態にあるときにロール２００を取り外す動作について説明する。ここでは、シート材が全て使用されて芯管２００ａのみとなった状態を例とする。芯管２００ａのみの状態は斜め抜きが最も発生しやすい状態であるため、この状態で斜め抜きの発生を防止できるのであれば、シート材の少なくとも一部が残っている状態では問題なく斜め抜きを防止できる。

芯管２００ａを持ち上げていくと、芯管２００ａの下部はリブ４に当接する。芯管２００ａがリブ４に当接すると、図１０に示すように揺動部材２には上端部を裏面側へ付勢する力が作用する。この力によりトーションバネ６の付勢力に打ち勝って揺動部材２は回動し、係止ピン７が揺動部材２に押し込まれながら突起１ｂを乗り越えて退避状態へ遷移する。退避状態においては、図１１に示すように、係止ピン７はコイルバネ８の付勢力によって再び揺動部材２から所定量突出する。退避状態にある揺動部材２には、係合状態へ移行しようとする力がトーションバネ６によって作用しているが、係止ピン７が突起１ｂと当接することによって、トーションバネ６の力に対抗して退避状態が維持される。

揺動部材２が退避状態へ遷移したことにより、係合ピン３が芯管２００ａの抜き取りの支障とならなくなる。

このように、本実施形態に係る揺動部材の支持構造は、芯管の抜き取り時には、芯管がリブ４に当接した時点で係合状態を解除しようとする力が作用する。このため、特許文献１に記載の発明よりも早いタイミングで係合状態が解除されることとなり、斜め抜きの発生を確実に防止できる。

また、揺動部材２を退避状態で維持するための係止ピン７を付勢するコイルバネ８には剪断力が作用しないため、コイルバネ８の劣化や破損の恐れがなく、耐久性が向上する。

さらに、揺動部材２の動きは支軸５を枢軸とする回動のみであり、係合状態と退避状態との遷移の際に動作音（揺動部材の上下方向の移動に伴う音）が発生しないため、静粛性を向上させることができる。

さらに、トーションバネ６は揺動部材２の上端を表面側に付勢しているため、揺動部材２は、係合状態にある場合には下端側がストッパ部１ｃに付き当たった状態に維持されて回動が規制され、係合状態を確実に維持できる。よって、プリンタを移動させるなどして揺動部材２に外部振動が加わっても、支持対象であるロールが脱落することはない。ロールの脱落は、印字不良（斜め印字、重複印字など）が発生して初めてユーザに認知されるが、本実施形態に係る揺動部材の支持構造を用いたプリンタは、ロールの脱落の恐れがなく、正常な印字を継続して行える。

しかも、揺動部材２は上下方向には移動しないため、開口１ａに揺動部材２の移動のためのクリアランスを設ける必要はない。このため、クリアランスの分だけ支持部材１を小さくできる。また、本実施形態に係る揺動部材の支持構造を用いたプリンタとしても、支持部材１の小型化によって生じたスペースに別の部品を配置するなどして小型化や高密度化を実現できる。

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、揺動部材を退避状態に維持するための係止ピンが揺動部材の下端部に設けられている構成を例としたが、係止ピンは他の位置（例えば、側面）に設けられていても良い。また、係止ピンを複数個備えていても良い。さらに、上記実施形態においては、係止ピンが枢軸の半径方向に突出する構成を例としたが、係止ピンは枢軸の軸方向に突出させるようにしても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

本発明の好適な実施の形態に係る揺動部材の支持構造の平面図である。 本発明の好適な実施の形態に係る揺動部材の支持構造の斜視図である。 本発明の好適な実施の形態に係る揺動部材の支持構造の斜視図である。 係合状態にある揺動部材を示す図である。 退避状態にある揺動部材を示す図である。 揺動部材の支持構造を係合ピン同士が対向するように一対配置し、ロールの両端を支持する構成としたロール支持装置を示す図である。 ロールから供給される印字用紙に印字するプリンタの構成例を示す図である。 係止ピンが揺動部材に押し込まれながら突起を乗り越え、揺動部材が係合状態へ遷移した状態を示す図である。 係止ピンによって揺動部材が退避状態に維持された状態を示す図である。 揺動部材が回動して、退避状態へ遷移する状況を示す図である。 係止ピンがコイルバネの付勢力によって再び揺動部材から突出した状態を示す図である。 特許文献１に記載されたロール支持装置の構成を示す図である。 特許文献１に係るロールの支持装置の揺動部材を示す図である。 特許文献１に係るロールの支持装置の揺動部材を示す図である。 特許文献１に係るロールの支持装置の揺動部材を示す図である。 特許文献１に係るロールの支持装置の揺動部材を示す図である。 特許文献１に係るロールの支持装置の揺動部材を示す図である。 ロール径と芯管の傾き角度との関係を示す図である。

符号の説明

１、１１１ 支持部材
１ａ 開口
１ｂ 突起
２、１１２ 揺動部材
３、１１３ 係合ピン
３ａ カラー
４ リブ
５、１１５ 支軸
６ トーションバネ
７ 係止ピン
８ コイルスプリング
５０ 印字ヘッド
１０３、２００ａ 芯管
１１６ 付勢部材
１１８ ロック爪
１１９ ロック溝
１２０ 軸穴
２００ ロール

Claims (7)

1. 略円筒状の支持対象部材と対向する対向面に開口を備えた支持部材と、
   前記支持対象部材を支持するために上端部近傍に設けられた突起が前記支持部材の前記対向面よりも突出する第１の状態と、下端部側が前記対向面よりも突出し前記突起が前記対向面よりも後退した第２の状態とを取りうるように、前記開口内に枢軸を介して揺動可能に設置された略板状の揺動部材と、
   前記揺動部材が前記第１の状態をとるように該揺動部材を付勢する第１の付勢部材とを有し、
   前記揺動部材には、上端側ほど前記対向面からの突出量が大きいとともに、前記第２の状態においては前記対向面よりも後退し、前記突起よりも下端部側且つ前記枢軸による支持箇所よりも上端側に設けられたリブと、摺動可能に設置され該揺動部材からの突出量が可変であるピン材と、前記ピン材を前記揺動部材から突出する方向に付勢する第２の付勢部材とが設けられ、
   前記支持部材には、前記揺動部材が前記第２の状態にあるときには前記ピン材が当接し、前記揺動部材が前記第１又は第２の状態の一方から他方の状態へ遷移する過程で前記ピン材を前記揺動部材に埋没する方向に付勢する凸部と、前記揺動部材の上端が前記対向面よりも突出する位置まで回動しないように前記揺動部材の回動を規制するストッパとが設けられたことを特徴とする揺動部材の支持構造。
2. 前記ピン材は、略板状の前記揺動部材の板面内で摺動可能に設置され、前記枢軸の径方向又は軸方向に突出することを特徴とする請求項１記載の揺動部材の支持構造。
3. 前記ピン材の先端に面取り又は丸め加工が施されており、該ピン材の面取り面又は丸め面が前記凸部と当接することを特徴とする請求項１又は２記載の揺動部材の支持構造。
4. 前記第１の付勢部材は、前記枢軸に取り付けられたトーションバネであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の揺動部材の支持構造。
5. 前記リブは、前記揺動部材の下端側から上端側へ向かって、前記対向面からの突出量が連続的に増加することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の揺動部材の支持構造。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載の揺動部材の支持構造を、前記突起同士が向かい合うように二つ、所定の間隔で配置したことを特徴とするロール紙の支持構造。
7. 請求項６に記載のロール紙の支持構造と、前記ロール紙の支持構造によって支持されたロール紙から供給されたシート材に記録する記録手段とを備えたプリンタ装置。

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