JP5389571B2 - 巻弛み防止装置、およびサーマルプリンタ - Google Patents

Description

この発明は、ロール紙の巻弛み防止装置、およびこれを用いたサーマルプリンタに関するものである。

ロール紙に印刷を行うプリンタとしては、例えば、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サーマルプリンタがある。
サーマルプリンタは、ロール紙がセットされるロール紙ホルダと、多数の発熱素子を有するサーマルヘッドと、サーマルヘッドとの間にロール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、ロール紙を送り出す電動モータとを備えている。

そして、印刷時においてロール紙を送り出す際、電動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ロール紙が引張られ、ロール紙ホルダ内でロール紙が回転する。このように、ロール紙は、サーマルヘッド側へ連続的に引き出される。
一方、印刷終了時には、電動モータの駆動を停止させてプラテンローラの回転を停止させる。これにより、プラテンローラによるロール紙の引出しも停止するので、ロール紙の回転も停止する。

ここで、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、プラテンローラとロール紙ホルダとの間でロール紙が弛んでしまう虞がある。このような場合、この後に印刷を再開すると、ロール紙が紙送り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、紙詰まりや印刷精度の低下の原因となることが考えられる。

このため、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技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このように構成することで、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ことができる。このため、プラテンローラ停止時のロール紙の惰性回転を抑制し、ロール紙の弛みを防止できる。

また、ロール紙の残量（ニヤエンド）を検出し、印刷途中の紙切れ防止やプリンタの稼働率を向上させるさまざまな技術が開示されている。
例えば、ロール紙の巻径が所定値以下となり、ロール紙が所定位置まで降下した際、ロール紙ホルダ側に向かって変位するように付勢された揺動部材と、この揺動部材の変位に伴って出力が切り替わるスイッチを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。
また、ロール紙の軸方向端部近傍であって所定の巻径に対応する位置に光電センサを設け、ロール紙の巻径が所定値まで縮径すると、光電センサによって検出されるように構成したものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−３０２０３１号公報 特開２００１−２０６６０２号公報 特開２００５−１４２５０号公報

しかしながら、上述の特許文献１にあっては、回転抑制部とロール紙の外周面との間に生じる摩擦によりロール紙の回転を減衰させるので、摩擦によってロール紙が傷付く虞があるという課題がある。例えば、ロール紙の印刷面側と回転抑制部とが接触する際、摩擦熱によって印刷面が変色してしまう場合があり、印刷精度が低下する。

また、外径サイズの大きい（例えば、６インチ程度）大径のロール紙を使用する場合、ロール紙の重量が重くなるので、ロール紙に対する回転抑制部の摩擦抵抗が大きくなる。このため、ロール紙が回転せず、印刷初動動作をスムーズに行いにくいという課題がある。
ロール紙が回転しないと、プラテンローラを駆動させる電動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電動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も考えられる。しかしながら、プリンタが大型化すると共に、製造コストが嵩む。

さらに、ロール紙の巻径が大きい場合にあっては、ロール紙の自重が重いので、ロール紙の回転が減衰しやすいが、ロール紙が使用されて巻径が小さくなった場合、ロール紙の自重が軽くなり、ロール紙の回転が減衰しにくい。これに加え、紙送り速度を一定にした場合、ロール紙の使用開始時と比較してロール紙の使用終了時の巻径が小さくなるので、回転速度が速くなる。このため、ロール紙の巻径が大きい場合、さらに印刷初動動作をスムーズに行いにくい一方、ロール紙の巻径が小さい場合、さらにロール紙の回転が減衰しにくくなるという課題がある。

また、上述の特許文献２にあっては、ロール紙の残量を検出する装置とロール紙の弛みを防止する装置を別々に設ける必要があり、この分部品点数が増加し、製造コストが嵩むという課題がある。
さらに、上述の特許文献３にあっては、ロール紙の巻弛みが発生した場合、光電センサの検出精度が悪化する虞がある。このため、ロール紙の残量を高精度に検出できないという課題がある。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ロール紙を傷付けることなくロール紙の弛みを確実に防止することができると共に、ロール紙の初動動作を確実にスムーズに行うことができる巻弛み防止装置、およびサーマルプリンタを提供するものである。
また、ロール紙の残量を高精度に検出可能にしつつ、製造コストの低減化を図ることができる巻弛み防止装置、および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、本発明に係る巻弛み防止装置は、ロール紙収納部に収納され、印刷ユニットに向けて引き出されるロール紙の巻弛み防止装置であって、前記ロール紙の近傍に設けられ、前記ロール紙に向かって傾動可能な稼動バーと、前記稼動バーに設けられたローラユニットとを備え、前記ローラユニットは、前記ロール紙の軸心よりも重力方向上側で前記ロール紙の外周面に当接して従動する回転ローラを有し、前記稼動バー、およびローラユニットの自重により、前記回転ローラを前記ロール紙側へと付勢するように構成したことを特徴とする。

このように構成することで、回転ローラによりロール紙を押圧することができ、この押圧力をロール紙の回転方向に対する抵抗力として作用させることができる。このため、印刷停止時のロール紙の惰性回転を防止でき、ロール紙の弛みを防止できる。
また、回転ローラがロール紙に従動して回転するので、回転ローラとロール紙との間に無駄な摩擦が生じることがなく、ロール紙の損傷を防止できる。
さらに、ロール紙に向かって傾動可能な稼動バーにローラユニットが設けられているので、ロール紙の巻径が小さくなるに従って、稼動バーがロール紙に向かって大きく傾くことになる。このため、ロール紙の巻径が小さくなるに従って、稼動バー、およびローラユニットの自重によって作用する回転ローラのロール紙側への付勢力が大きくなる。
すなわち、ロール紙の巻径が大きい場合、回転ローラのロール紙への負荷が小さく、印刷初動動作を確実にスムーズに行うができる一方、ロール紙の巻径が小さく場合、回転ローラのロール紙への負荷が大きく、ロール紙の惰性回転を確実に防止できる。この結果、小型化、低コスト化を図ることも可能になる。

本発明に係る巻弛み防止装置は、前記稼動バーに錘を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、稼動バー全体の重量化を図ることなく、回転ローラにロール紙への付勢力を確実に付与することができる。このため、製造コストのさらなる低減化を図ることができる。
また、稼動バーの重量を錘によって容易に変化させることができる。このため、稼動バーの自重によって作用する回転ローラのロール紙側への付勢力を容易に調整することが可能になる。

本発明に係る巻弛み防止装置は、前記ローラユニットは、前記回転ローラを少なくとも２つ有し、各回転ローラは、前記ロール紙の周方向に沿って並設され、それぞれ弾性部材を介して連結され、前記弾性部材が弾性変形することにより、各回転ローラの間隔が変化するように構成されていることを特徴とする。
このように構成することで、ロール紙の外周面に複数の回転ローラを確実に密着させることができる。このため、ロール紙に回転抵抗力を確実に付勢することができ、より確実にロール紙の惰性回転を防止することが可能になる。

本発明に係る巻弛み防止装置は、前記稼動バーに、前記ローラユニットを前記ロール紙の外周面に沿って揺動自在に設けたことを特徴とする。
このように構成することで、ロール紙の外周面に回転ローラをさらに確実に密着させることができる。

本発明に係る巻弛み防止装置は、前記稼動バーを前記ロール紙の紙送り方向に向かって傾動可能に設け、前記ローラユニットを前記稼動バーに対して前記ロール紙の紙送り方向に沿ってスライド移動可能に設けたことを特徴とする。
このように構成することで、使用開始時のロール紙の高さ位置と、使用終了時のロール紙の高さ位置との差が大きい場合であっても簡素な構造で確実にロール紙の外周面に回転ローラを密着させることができる。

本発明に係る巻弛み防止装置は、前記稼動バーの近傍に、前記稼動バーの傾動状態を検出するセンサを設けたことを特徴とする。
このように構成することで、ロール紙の巻弛みに関わらず確実にロール紙の残量を検出することができる。このため、ロール紙の巻径を検出する場合と比較して、ロール紙の残量を高精度に検出することができる。
また、ロール紙の巻弛みを防止するための稼動バーを利用してロール紙の残量を検出することができるので、巻弛み防止装置と別途ロール紙の残量を検出する装置を設ける必要がなく、部品点数を減少できる。このため、製造コストの低減化、装置の小型化を図ることが可能になる。

本発明に係るサーマルプリンタは、請求項１〜請求項６の何れかに記載の巻弛み防止装置と、前記印刷ユニットとを備え、前記印刷ユニットは、前記ロール紙に印刷を行うサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドとの間に前記ロール紙から引き出された記録紙を挟んだ状態で回転するプラテンローラとを有していることを特徴とする。
このように構成することで、ロール紙を傷付けることなくロール紙の弛みを確実に防止することができると共に、ロール紙の初動動作を確実にスムーズに行うことができるサーマルプリンタを提供できる。
また、ロール紙の残量を高精度に検出可能にしつつ、製造コストの低減化を図ることができるサーマルプリンタを提供できる。

本発明によれば、回転ローラによりロール紙を押圧することができ、この押圧力をロール紙の回転方向に対する抵抗力として作用させることができる。このため、印刷停止時のロール紙の惰性回転を防止でき、ロール紙の弛みを防止できる。
また、回転ローラがロール紙に従動して回転するので、回転ローラとロール紙との間に無駄な摩擦が生じることがなく、ロール紙の損傷を防止できる。
さらに、ロール紙に向かって傾動可能な稼動バーにローラユニットが設けられているので、ロール紙の巻径が小さくなるに従って、稼動バーがロール紙に向かって大きく傾くことになる。このため、ロール紙の巻径が小さくなるに従って、稼動バー、およびローラユニットの自重によって作用する回転ローラのロール紙側への付勢力が大きくなる。
すなわち、ロール紙の巻径が大きい場合、回転ローラのロール紙への負荷が小さく、印刷初動動作を確実にスムーズに行うができる一方、ロール紙の巻径が小さく場合、回転ローラのロール紙への負荷が大きく、ロール紙の惰性回転を確実に防止できる。この結果、小型化、低コスト化を図ることも可能になる。

そして、ロール紙の巻弛みに関わらず確実にロール紙の残量を検出することができる。このため、ロール紙の巻径を検出する場合と比較して、ロール紙の残量を高精度に検出することができる。
また、ロール紙の巻弛みを防止するための稼動バーを利用してロール紙の残量を検出することができるので、巻弛み防止装置と別途ロール紙の残量を検出する装置を設ける必要がなく、部品点数を減少できる。このため、製造コストの低減化、装置の小型化を図ることが可能になる。

本発明の実施形態におけるサーマルプリンタの概略構成図である。 本発明の実施形態におけるローラユニットの斜視図である。 本発明の実施形態における巻弛み防止装置の挙動を示す説明図である。 本発明の実施形態における巻弛み防止装置の挙動を示す説明図である。 本発明の実施形態における巻弛み防止装置の挙動を示す説明図である。

（サーマルプリンタ）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るニヤエンド検出付巻弛み防止装置１（以下、単に巻弛み防止装置という）が適用されたサーマルプリンタ１００の概略構成図である。なお、以下の説明において、図１における上下方向が重力方向であり、サーマルプリンタ１００は、床面Ｇに載置して使用されるものとして説明する。

図１に示すように、サーマルプリンタ１００は、芯管Ｓに記録紙Ｐが巻装されているロール紙Ｒを用いて記録紙Ｐに印刷を施し、その後、記録紙Ｐを適宜切断し、チケットやレシート等として利用することができるプリンタである。サーマルプリンタ１００は、ケーシング２内に、ロール紙Rを収納するロール紙収納部３と、ロール紙Rから記録紙Pを引き出し、この記録紙Pに印刷を行う印刷ユニット４と、記録紙Pを適宜切断するカッターユニットと、ロール紙Rの巻弛みを防止する巻弛み防止装置１とを備えている。

ケーシング２は、プラスチックや金属材料等により、上面に開口部２ａを有する箱状に形成されている。開口部２ａには、これを閉塞するカバー６が設けられている。カバー６は、ケーシング２側に開口部６ａを有する箱状に形成されたものである。カバー６は、ケーシング２の開口縁に設けられたヒンジ部７を介し、ケーシング２に対して開閉自在になっている。
なお、カバー６は、閉じたときに不図示のロック機構によって自動的にケーシング２に対してロックがかかるようになっている。また、このロック機構はケーシング２の外側からワンタッチで解除できるようになっており、カバー６を速やかに開けることができるようになっている。

ケーシング２の周縁、およびカバー６の周縁には、互いに重なり合う部位の一側、つまり、ヒンジ部７とは反対側（図１における右側）の一側に、記録紙Ｐを排出するための排出口８が形成されている。ケーシング２の内面側には、排出口８に対応する箇所に印刷ユニット４、およびカッターユニット５が配置されている。
印刷ユニット４は、サーマルヘッド９とプラテンローラ１０とを備えている。サーマルヘッド９は、断面略矩形状に構成されたものであって、その長手方向と記録紙Ｐの幅方向とが一致した状態で、ケーシング２側に配置されている。

サーマルヘッド９は、記録紙Ｐの幅方向に沿って多数の発熱素子（不図示）を有している。これら発熱素子は、不図示の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いる。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Ｐの印刷面、つまり、図１における下面に印刷することが可能となっている。また、サーマルヘッド９は、不図示のコイルバネ等によってプラテンローラ１０側に付勢された状態となっている。

プラテンローラ１０は、この外周面がサーマルヘッド９に記録紙Ｐを挟んで接触するようにカバー６側に配置されている。プラテンローラ１０は、ゴム等の弾性体により形成されている。プラテンローラ１０の一端側には不図示の従動ギヤが固定されており、例えば、ステッピングモータ等によって回転する歯車伝達機構（不図示）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１０は、ステッピングモータ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Ｐを排出口８側に向かって送り出すことができる。ステッピングモータは、不図示の制御部の信号を受けて回転する。

カッターユニット５は、印刷ユニット４と排出口８との間に配置されており、カバー６側に設けられた固定刃１１ａと、記録紙Ｐを間に挟んで固定刃１１ａと対向配置され、ケーシング２側に設けられた可動刃１１ｂとを備えている。
可動刃１１ｂは、制御部（不図示）からの信号に基づいて駆動する不図示の電動モータによって、固定刃１１ａ側に向かってスライド移動可能に設けられている。そして、印刷ユニット４での印刷作業が終了すると、不図示の制御部から切断信号を受信して可動刃１１ｂがスライド移動し、記録紙Ｐが切断されるようになっている。

ケーシング２の内部中央の大部分には、ロール紙収納部３が設けられている。ケーシング２の底面２ｂには、ロール紙収納部３を構成する載置台１２が設けられている。載置台１２は、記録紙Ｐを印刷ユニット４側に向けて引き出し可能にロール紙Ｒを載置する部位であって、載置面１２ａが円弧状に湾曲形成されている。ロール紙Ｒは、カバー６を開いた状態でケーシング２の開口部２ａから投げ込まれるようになっており、載置台１２に安定して載置される。
すなわち、サーマルプリンタ１００は、ロール紙Ｒをケーシング２内に投入し、単に載置台１２上に置く、所謂ドロップイン方式のプリンタである。

（巻弛み防止装置）
ケーシング２の内部には、ロール紙収納部３よりもヒンジ部７側（図１における左側）に、巻弛み防止装置１が設けられている。
巻弛み防止装置１は、ケーシング２の深さ方向（図１における上下方向）に沿って延在する板状の稼動バー１３と、稼動バー１３の長手方向に沿ってスライド移動可能、かつ揺動可能に設けられたローラユニット１４と、ケーシング２の底面２ｂ側であって稼動バー１３とロール紙Ｒとの間に設けられたリミットスイッチ１７とを備えている。

ケーシング２の底面２ｂ側には、シャフト１５がロール紙Ｒの軸方向に沿って設けられ、シャフト１５に稼動バー１３の基端が回動自在に軸支されている。これにより、稼動バー１３は、シャフト１５を中心にしてロール紙Ｒ側に向かって、つまり、ロール紙Ｒの紙送り方向（図１における矢印Ｙ１参照）に向かって傾動可能に設けられている状態になる。
また、稼動バー１３の先端は、ケーシング２からカバー６内に臨まされるように延出している。稼動バー１３の先端には、錘１６が設けられている。この錘１６の比重は、稼動バー１３の比重よりも重く設定されている。

図２は、ローラユニット１４の斜視図である。
図１、図２に示すように、ローラユニット１４は、ロール紙Ｒの軸方向に延在する２つの回転ローラ１８，１８を有している。各回転ローラ１８は、ロール紙Ｒの軸方向に延びるシャフト１９と、このシャフト１９に回転可能に外嵌されたローラ本体２０とで構成されており、ロール紙Ｒの外周面に沿って並設されている。シャフト１９の両端は、ローラ本体２０から突出している。

各シャフト１９，１９の一端部１９ａ，１９ａには、両者１９ａ，１９ａに跨るように板バネ２１ａが設けられている。また、各シャフト１９，１９の他端部１９ｂ，１９ｂには、両者１９ｂ，１９ｂに跨るように板バネ２１ｂが設けられている。
各板バネ２１ａ，２１ｂの長手方向端部は、例えば、溶接等によって各シャフト１９，１９に固定されている。

すなわち、各シャフト１９，１９は、２つの板バネ２１ａ，２１ｂによって連結された状態になっている。各板バネ２１ａ，２１ｂは、一方（図２における上方）に向かって湾曲形成されており、それぞれの長手方向略中央に、両者２１ａ，２１ｂに跨るステー２２が取り付けられている。
ステー２２は、各シャフト１９，１９の軸方向に沿うように配置された板状の部材である。ステー２２の長手方向略中央には、稼動バー１３にローラユニット１４を取り付けるためのブラケット２３が回転ローラ１８とは反対側に向かって突設されている。

ブラケット２３は、稼動バー１３の長手方向に沿ってスライド移動可能、かつ揺動可能に取り付けられている。これにより、稼動バー１３にローラユニット１４がスライド移動可能、かつブラケット２３を中心にして揺動可能に設けられる。
稼動バー１３は、ロール紙Ｒの紙送り方向（図１の矢印Ｙ１参照）に向かって傾動可能に設けられているので、ローラユニット１４は、稼動バー１３に対してロール紙Ｒの紙送り方向に向かってスライド移動可能に構成されていることになる。また、ローラユニット１４は、稼動バー１３の長手方向に沿って揺動可能に取り付けられていることから、ロール紙Ｒの外周面に沿って揺動可能に構成されていることになる。

このような構成のもと、ロール紙収納部３にセットされているロール紙Ｒに向かって稼動バー１３を傾けると、ローラユニット１４の回転ローラ１８がロール紙Ｒの外周面に当接する。すなわち、稼動バー１３は、ローラユニット１４を介してロール紙Ｒに寄り掛かった状態になる。このため、ロール紙Ｒの残量が少なくなり、ロール紙Ｒの巻径が小さくなると、これに伴って稼動バー１３の鉛直方向に対する傾き角度θも大きくなる。

ここで、サーマルプリンタ１００の印刷動作が開始される前の状態において、つまり、ロール紙Ｒの巻径が最大の状態において、ローラユニット１４は、このブラケット２３の揺動中心Ｃの位置がロール紙Ｒの軸心よりも重力方向上側に位置するようになっている。すなわち、図１において、ローラユニット１４は、稼動バー１３の長手方向略中央から稼動バー１３の先端に至る間でスライド移動可能に設けられている。

稼動バー１３とロール紙Ｒとの間に設けられたリミットスイッチ１７は、稼動バー１３の傾動状態を検出し、ロール紙Ｒの残量を検出するための接触式センサである。リミットスイッチ１７は、押下可能な釦１７ａを有しており、この釦１７ａを稼動バー１３側に向けた状態で配置されている。リミットスイッチ１７は、釦１７ａが押下されない限り、接点が接続されないように設定されており、信号はオフのままとなる。

このように構成されたリミットスイッチ１７は、稼動バー１３が所定の傾き角度θに傾動すると、この稼動バー１３によって釦１７ａが押下されるように配置されている。すなわち、ロール紙Ｒの残量が所定値以下になり、稼動バー１３の傾き角度θが所定値以上になると、稼動バー１３によって釦１７ａが押下される。釦１７ａが押下されると、リミットスイッチ１７の信号がオンになり、不図示の制御部に出力される。この制御部にリミットスイッチ１７からの信号が入力されることにより、ロール紙Ｒの残量が検出できるようになっている。

（作用）
次に、図１、図３〜図５に基づいて、サーマルプリンタ１００、および巻弛み防止装置１の作用について説明する。
図３〜図５は、巻弛み防止装置１の挙動を示す説明図である。
図３に示すように、まず、サーマルプリンタ１００にロール紙Ｒをセットするにあたって、カバー６を開く。その後、ケーシング２内の稼動バー１３をヒンジ部７側へ向かって起こし、ロール紙収納部３のスペースを確保する。そして、このスペースにロール紙Ｒを投げ込み、ロール紙Ｒが載置台１２の載置面１２ａに載置される。これにより、ロール紙Ｒのセットが完了する。

続いて、図１に示すように、ロール紙Ｒの記録紙Ｐの先端を引き出し、印刷ユニット４へと引き込む。そして、稼動バー１３をロール紙Ｒ側に向かって傾ける。すると、稼動バー１３がロール紙Ｒに寄り掛かった状態で、ローラユニット１４の２つの回転ローラ１８がロール紙Ｒの外周面に当接する。ローラユニット１４は、稼動バー１３に対してスライド移動し、収まりのよいところでロール紙Ｒの外周面に当接する。
この状態のとき、ローラユニット１４の揺動中心Ｃは、ロール紙Ｒの軸心よりも重力方向上側に位置している。この後、カバー６を閉じ、記録紙Ｐへの印刷準備が完了する。

続いて、記録紙Ｐへの印刷作業を開始すると不図示のステッピングモータが回転し、印刷ユニット４のプラテンローラ１０が回転する。また、これと共に、記録紙Ｐに印刷するために必要な情報量に基づいてサーマルヘッド９の発熱素子を作動させる。
すると、記録紙Ｐの印刷面（下面）には、サーマルヘッド９を通過する際にプラテンローラ１０により排出口８へ送り出されながら熱を発している発熱素子によって所望の文字や図形等が明瞭に印刷される。

プラテンローラ１０の回転に伴って記録紙Ｐが排出口８に向かって送り出されることにより、ロール紙Ｒが回転する。このとき、ロール紙Ｒが載置されている載置台１２の載置面１２ａが円弧状に湾曲形成されているので、ロール紙Ｒがプラテンローラ１０に引張られて印刷ユニット４側に転がることがない。
また、稼動バー１３がローラユニット１４を介してロール紙Ｒに寄り掛かっているので、稼動バー１３、および錘１６の自重やローラユニット１４の自重が作用して、回転ローラ１８がロール紙Ｒを押圧する。このため、この押圧力がロール紙Ｒの回転方向に対する抵抗力として作用する。このとき、回転ローラ１８は、ロール紙Ｒの回転に従動して回転している。

その後、プラテンローラ１０によってさらに送り出された記録紙Ｐは、カッターユニット５の固定刃１１ａと可動刃１１ｂとの間を通過する。印刷ユニット４での印刷作業が終了し、記録紙Ｐを切断する場合、不図示の制御部から切断信号を受信して可動刃１１ｂが固定刃１１ａに向かってスライド移動する。これにより、記録紙Ｐが所望の長さで切断される。

ここで、例えば、印刷作業が終了した記録紙Ｐを切断するにあたって、プラテンローラ１０の回転が停止すると、記録紙Ｐの送り出しが停止する。このとき、ロール紙Ｒの回転も停止するが、ロール紙Ｒの慣性力により、記録紙Ｐの送り出し停止後にロール紙Ｒが惰性回転しようとする。
しかしながら、ローラユニット１４の２つの回転ローラ１８，１８がロール紙Ｒの外周面を押圧しているので、ロール紙Ｒに回転方向に対する抵抗力が作用している。このため、ロール紙Ｒの惰性回転が減衰され、ロール紙Ｒと印刷ユニット４との間の記録紙Ｐが弛むことがない。

図４に示すように、サーマルプリンタ１００の印刷動作を再開し、記録紙Ｐに印刷作業を続けていくと、ロール紙Ｒの巻径が印刷開始当初と比較して小さくなる。ロール紙Ｒが縮径化するに従い、ロール紙Ｒに寄り掛かっている稼動バー１３がさらにロール紙Ｒ側に向かって傾動する。このため、稼動バー１３の傾き角度θ（図１参照）が大きくなる分、稼動バー１３、および錘１６の自重やローラユニット１４の自重が重力方向下方、つまり、ロール紙Ｒ側に向かって作用する。そして、ローラユニット１４の２つの回転ローラ１８，１８がロール紙Ｒの外周面に強く押し当てられる。

このとき、２つの回転ローラ１８，１８は、板バネ２１ａ，２１ｂによって連結されているので、これら板バネ２１ａ，２１ｂが押し広げられるように弾性変形する。このため、２つの回転ローラ１８，１８間の間隔Ｌ１がロール紙Ｒの巻径が最大径（図１参照）の場合と比較して長くなる。また、稼動バー１３の長手方向に沿ってローラユニット１４がスライド移動可能に設けられているので、稼動バー１３が傾いた分、ローラユニット１４が稼動バー１３の長手方向に沿って、かつロール紙Ｒの外周面に沿ってスライド移動する。このため、ロール紙Ｒの外周面に、２つの回転ローラ１８，１８が確実に密着する。

ここで、サーマルプリンタ１００の印刷速度を一定とした場合、印刷ユニット４による記録紙Ｐの送り速度も一定となる。すなわち、ロール紙Ｒの巻径が小さくなる分、ロール紙Ｒの回転速度が速くなり、印刷停止後のロール紙Ｒの惰性回転が大きくなる。
しかしながら、ロール紙Ｒの巻径が小さくなるに従い稼動バー１３の傾き角度θが大きくなり、２つの回転ローラ１８，１８がロール紙Ｒの外周面に強く押し当てられる。このため、ロール紙Ｒの回転方向に対する抵抗力が大きくなるので、ロール紙Ｒの惰性回転を防止できる。

図５に示すように、引き続き印刷作業を続けると、さらにロール紙Ｒの巻径が小さくなり、稼動バー１３の傾き角度θもさらに大きくなる。このため、２つの回転ローラ１８，１８がロール紙Ｒの外周面にさらに強く押し当てられる。
また、ロール紙Ｒの巻径が小さくなるに伴い、２つの回転ローラ１８，１８を連結する板バネ２１ａ，２１ｂに復元力が作用し、２つの回転ローラ１８，１８間の間隔Ｌ１が短くなる。

これに加え、稼動バー１３がさらに傾いた分、ローラユニット１４が稼動バー１３の長手方向に沿って、かつロール紙Ｒの外周面に沿ってさらにスライド移動する。このため、ロール紙Ｒの巻径が小さくなっても２つの回転ローラ１８，１８がロール紙Ｒの外周面に確実に密着する。よって、ロール紙Ｒの回転方向に対する抵抗力がさらに大きくなるので、ロール紙Ｒの回転速度が速くなっても確実にロール紙Ｒの惰性回転が防止される。

さらに、ロール紙Ｒの巻径が所定値以下になり、稼動バー１３の傾き角度θが所定値以上になると、稼動バー１３とロール紙Ｒとの間に設けられたリミットスイッチ１７の釦１７ａが稼動バー１３により押下される。釦１７ａが押下されると、リミットスイッチ１７の信号がオンになり、不図示の制御部に信号が出力される。不図示の制御部は、リミットスイッチ１７からの出力信号に基づいて、ロール紙Ｒの残量が所定値以下であることを認識し、印刷ユニット４の印刷動作を停止する。

なお、サーマルプリンタ１００には、ケーシング２等に、リミットスイッチ１７からの出力信号に応じてロール紙Ｒの残量を表示する警告表示部（不図示）等が設けられている。保守点検作業者は、この警告表示部の表示に基づいて、ロール紙Ｒの交換作業を行う。ロール紙Ｒの交換作業が終了すると、再び稼動バー１３の傾き角度θが小さくなる。これにより、リミットスイッチ１７からの信号がオフになり、印刷動作を再開することができる。

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、稼動バー１３、錘１６、およびローラユニット１４の自重を利用してロール紙Ｒに回転ローラ１８を押圧するので、ロール紙Ｒに回転方向に対する抵抗力を作用させることができる。このため、印刷停止時のロール紙Ｒの惰性回転を防止でき、ロール紙Ｒの弛みを防止できる。また、回転ローラ１８がロール紙Ｒに従動して回転するので、回転ローラ１８とロール紙Ｒとの間に無駄な摩擦が生じることがなく、ロール紙Ｒの損傷を防止できる。

さらに、ケーシング２に稼動バー１３をロール紙Ｒの紙送り方向に向かって傾動可能に設け、ロール紙Ｒをセットした際、稼動バー１３をロール紙Ｒに寄り掛かるようにセットしている。このため、ロール紙Ｒの巻径が小さくなるに従って、稼動バー１３の傾き角度θが大きくすることができる。この結果、ロール紙Ｒの巻径が小さくなるに従って、回転ローラ１８のロール紙Ｒ側への押圧力を大きくすることが可能になる。

より詳しくは、ロール紙Ｒの巻径が大きい場合、稼動バー１３の傾き角度θが小さいので、稼動バー１３、錘１６、およびローラユニット１４の自重によって作用する回転ローラ１８のロール紙Ｒ側への付勢力が小さい。このため、ロール紙Ｒに余計な負荷がかからず、印刷初動動作を確実にスムーズに行うができると共に、記録紙Ｐを送り出すプラテンローラ１０の駆動力を小さく設定することができる。

一方、ロール紙Ｒの巻径が小さくなると、稼動バー１３の傾き角度θが大きくなり、稼動バー１３、錘１６、およびローラユニット１４の自重によって作用する回転ローラ１８のロール紙Ｒ側への付勢力が大きくなる。このため、惰性回転が大きくなるロール紙Ｒの巻径が小さい場合であっても確実にロール紙Ｒの回転を減衰させることができる。
この結果、簡素な構造でロール紙Ｒの惰性回転を防止することができると共に、プラテンローラ１０を回転駆動させる不図示のステッピングモータのサイズを小さく設定することができる。よって、サーマルプリンタ１００全体の低コスト化、小形化を図ることが可能になる。

また、稼動バー１３の先端に錘１６を設け、この錘１６の自重を利用して確実に回転ローラ１８がロール紙Ｒを押圧できるように構成している。このため、稼動バー１３全体の重量を重くする必要がなく、この分、製造コストの低減化を図ることができる。
さらに、稼動バー１３の重量を錘１６によって容易に変化させることができる。つまり、ロール紙Ｒの材質等に応じて錘１６の重量を変化させることにより、回転ローラ１８に所望の押圧力を付勢することができる。このため、使い勝手のよい巻弛み防止装置１を提供することが可能になる。

そして、ローラユニット１４に２つの回転ローラ１８，１８を設け、これら回転ローラ１８，１８をロール紙Ｒの外周面に沿って並設している。これに加え、２つの回転ローラ１８，１８を板バネ２１ａ，２１ｂを介して連結し、２つの回転ローラ１８，１８の間の間隔Ｌ１がロール紙Ｒの巻径に応じて変化するように構成している。このため、ロール紙Ｒの外周面に２つの回転ローラ１８，１８が確実に密着し、ロール紙Ｒに回転抵抗力を確実に付勢することができる。よって、さらに確実にロール紙Ｒの惰性回転を防止することが可能になる。

また、稼動バー１３には、この長手方向に沿ってスライド移動可能、かつ揺動可能にローラユニット１４が取り付けられている。このため、稼動バー１３の傾きに応じてローラユニット１４をロール紙Ｒの外周面に沿って移動させることができる。このため、使用開始時のロール紙Ｒの高さ位置と、使用終了時のロール紙Ｒの高さ位置との差が大きい場合であっても簡素な構造でロール紙Ｒの外周面に回転ローラ１８を確実に密着させることができる。

さらに、稼動バー１３とロール紙Ｒとの間にリミットスイッチ１７を設け、稼動バー１３の傾き角度θが所定値以上になると、リミットスイッチ１７により稼動バー１３の傾動状態が検出されるようになっている。このため、稼動バー１３を介してロール紙Ｒの残量を検出することができ、ロール紙Ｒの巻弛みに関わらず確実にロール紙Ｒの残量を検出することができる。
この結果、ロール紙Ｒの巻径を検出する場合と比較して、ロール紙Ｒの残量を高精度に検出することができる。さらに、巻弛み防止装置１と別途ロール紙Ｒの残量を検出する装置を設ける必要がなく、部品点数を減少できる。よって、信頼性が高く、製造コストの低減化、小型化可能なサーマルプリンタ１００を提供することが可能になる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、ロール紙Ｒを投入して単に載置台１２上に置く、所謂ドロップイン方式のサーマルプリンタ１００を例に挙げたが、この方式ではなく、ケーシング２の内部にロール紙Ｒを軸支（回転可能に支持）する軸支機構を設けた軸支式のサーマルプリンタ１００にも巻弛み防止装置１を適用することが可能である。

また、上述の実施形態では、リミットスイッチ１７は、釦１７ａが押下されない限り、接点が接続されないように設定されており、信号はオフのままとなる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、リミットスイッチ１７は、常時接点が接続されてオンになっており、釦１７ａが押下されるとオフとなるスイッチであってもよい。この場合、リミットスイッチ１７がオフで印刷ユニット４の印刷動作を停止するようにしてもよい。

さらに、上述の実施形態では、稼動バー１３の傾動状態を検出するセンサとしてリミットスイッチ１７を用いた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、稼動バー１３の傾動状態を検出可能なセンサであればよい。例えば、リミットスイッチ１７のような接触式センサに代わって、光電センサ（例えば、フォトインタラプタ）のように非接触式センサを用いて稼動バー１３の傾動状態を検出するようにしてもよい。この場合、例えば、センサを稼動バー１３の下方ではなく、側方に設け、稼動バー１３の傾き角度θが大きくなると、光電センサの光レーザが稼動バー１３によって遮蔽されるように構成すればよい。

そして、上述の実施形態では、サーマルプリンタ１００にロール紙Ｒをセットするにあたって、カバー６を開き、その後、ケーシング２内の稼動バー１３をヒンジ部７側へ向かって起こしてロール紙Ｒを収納する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、カバー６を開くと同時に稼動バー１３がヒンジ部７側へ向かって起きるように構成し、ロール紙Ｒを収納した後、稼動バー１３をロール紙Ｒ側に傾動させるように構成してもよい。
また、上述の実施形態では、ケーシング２にカバー６を設けた場合について説明したが、これに限られるものではなく、サーマルプリンタ１００の仕様に応じてカバー６を設けなくてもよい。

さらに、上述の実施形態では、ローラユニット１４に２つの回転ローラ１８を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ローラユニット１４に回転ローラ１８を１つ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。稼動バー１３やローラユニット１４の自重が回転ローラ１８に作用するように構成されていればよい。

そして、上述の実施形態では、２つの回転ローラ１８，１８の軸方向両端を板バネ２１ａ，２１ｂを介して連結した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、２つの回転ローラ１８，１８間の間隔Ｌ１がロール紙Ｒの巻径に応じて変化するように構成されていればよい。
例えば、１つのシャフト１９に２つの回転ローラ１８，１８を取り付けたものを２つ設け、各回転ローラ１８，１８の間を板バネにより連結してもよい。また、板バネ２１ａ，２１ｂに代わってコイルスプリング等の弾性部材により各回転ローラ１８を連結するように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、板状の稼動バー１３をケーシング２のシャフト１５を介してロール紙Ｒの紙送り方向に向かって傾動可能に設け、ローラユニット１４を稼動バー１３の長手方向に沿って、スライド移動可能、かつ揺動可能に設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、稼動バー１３にローラユニット１４がロール紙Ｒの紙送り方向に沿ってスライド移動可能に設けられ、かつロール紙Ｒの外周面に沿って揺動可能に設けられていればよく、稼動バー１３の傾動方向を規制するものではない。

例えば、図１において、稼動バー１３を紙面手前から紙面奥側に沿って、かつロール紙Ｒに向かって傾動可能に設けてもよい。このような場合であっても、稼動バー１３にローラユニット１４がロール紙Ｒの紙送り方向に沿ってスライド移動可能に設けられ、かつロール紙Ｒの外周面に沿って揺動可能に設けられていれば前述した実施形態と同様の効果を奏することができる。これに加え、稼動バー１３のレイアウト性が高まるので、サーマルプリンタ１００の仕様に応じて、巻弛み装置１の設計の自由度を高めることが可能になる。

さらに、上述の実施形態では、稼動バー１３の先端に錘１６を設け、回転ローラ１８を確実にロール紙Ｒに押し付け、ロール紙Ｒの回転方向に対する抵抗力を付勢するように構成した場合について説明した。しかしながら、錘１６の取り付け箇所を稼動バー１３の先端に限るものではなく、稼動バー１３やローラユニット１４の自重により、回転ローラ１８をロール紙Ｒに押し付けることができ、ロール紙Ｒの回転方向に対する抵抗力を付勢できればよいし、錘１６を設けなくてもよい。

１ 巻弛み防止装置
３ ロール紙収納部
４ 印刷ユニット
９ サーマルヘッド
１０ プラテンローラ
１３ 稼動バー
１４ ローラユニット
１６ 錘
１７ リミットスイッチ（センサ）
１８ 回転ローラ
２１ａ，２１ｂ 板バネ（弾性部材）
１００ サーマルプリンタ
Ｐ 記録紙
Ｒ ロール紙

Claims (6)

1. ロール紙収納部に収納され、印刷ユニットに向けて引き出されるロール紙の巻弛み防止装置であって、
   前記ロール紙の近傍に設けられ、前記ロール紙に向かって傾動可能な稼動バーと、
   前記稼動バーに設けられたローラユニットとを備え、
   前記ローラユニットは、
   前記ロール紙の軸心よりも重力方向上側で前記ロール紙の外周面に当接して従動する回転ローラを少なくとも２つ有し、
   前記各回転ローラは、前記ロール紙の周方向に沿って並設され、それぞれ弾性部材を介して連結され、
   前記弾性部材が弾性変形することにより、各回転ローラの間隔が変化するように構成され、
   前記稼動バー、およびローラユニットの自重により、前記回転ローラを前記ロール紙側へと付勢するように構成したことを特徴とする巻弛み防止装置。
2. 前記稼動バーに錘を設けたことを特徴とする請求項１に記載の巻弛み防止装置。
3. 前記稼動バーに、前記ローラユニットを前記ロール紙の外周面に沿って揺動自在に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の巻弛み防止装置。
4. 前記稼動バーを前記ロール紙の紙送り方向に向かって傾動可能に設け、
   前記ローラユニットを前記稼動バーに対して前記ロール紙の紙送り方向に沿ってスライド移動可能に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の巻弛み防止装置。
5. 前記稼動バーの近傍に、前記稼動バーの傾動状態を検出するセンサを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の巻弛み防止装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れかに記載の巻弛み防止装置と、
   前記印刷ユニットとを備え、
   前記印刷ユニットは、
   前記ロール紙に印刷を行うサーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドとの間に前記ロール紙から引き出された記録紙を挟んだ状態で回転するプラテンローラとを有していることを特徴とするサーマルプリンタ。

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