JP5725750B2 - 給紙装置 - Google Patents

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Description

本発明は、給紙装置に関し、特にロール紙を給紙する給紙装置に関するものである。
近年、デジタルカメラが広く普及し多くの画像が撮影されている。撮影された多くの画像データをプリント可能にするためには、より短い時間でたくさんの枚数をプリントし、印画物の余白を切り取る手間を無くすことが効果的であり、業務用だけでなく家庭用プリンタにも高速化、余白なしを行うことが求められている。以上のことから家庭用プリンタにおいてもロール紙方式を採用するようになり、ロール紙の給紙機構が必要となっている。
ロール紙の装填方法に関しては従来ユーザーにロール紙先端を給紙ローラまたは給紙ガイドに差し込ませる、挟み込ませる方法が一般的であった。最近ではそのような手間を掛けさせないロール紙の給紙機構としてロール紙にロール紙軸を挿入し、給紙部に装填し、ロール紙の先端を止めているシールをはがすことで装填作業を完了する方式がよく用いられている。ユーザーが装填したロール紙軸をプリンタ本体もしくは給紙装置に設けた加圧機構で給紙ローラへ向けて加圧することでロール紙外周に給紙ローラを圧接させ、給紙ローラを給紙方向へ回転駆動させることにより、ロール紙を回転させる。そして、ロール紙最外周の先端をピックピックアップ部材によりピックアップして給紙を行う給紙機構が用いられている。
例えば、特許文献1ではロール紙を給紙ローラへ付勢する付勢機構、ロール紙先端をピックアップするためにロール紙外周に当接可能なピックアップ部材を備えたカセットである。本体装着後給紙ローラを圧接回転させることによりロール紙先端がピックアップされ用紙を繰り出す機構が開示されている。また、ロール紙が引き出されて残量が少なくなってもロール紙軸が給紙ローラへ向かう方向へ移動可能になっており、ロール紙の巻き広がりを抑えつつ安定的に給紙できるようになっている。さらにロール紙全長が長くロール紙自体が重くなり給紙に影響を与えそうな場合にもピックアップガイドとロール紙の鉛直方向の位置関係がピックアップガイド先端が上でロール紙回転軸がそれよりも下にすることでピックアップ動作を安定的に行えるようにしている。
また、特許文献2ではロール紙は回転可能に支持されており、ロール紙先端を剥離するためのピックアップガイドがロール紙外周に当接するように付勢されている。そして、ロール紙の外径の変化に追従してロール紙外周にピックアップガイド先端が常に位置するようになっている。ロール紙を回転駆動し、ピックアップされたロール先端は外周ガイド部材とピックアップガイドの間を通過し、外周ガイド部材から下流側にある紙ガイド板へ受け渡されるようになっている。紙ガイド板へ確実にロール紙先端をガイドするためにも紙ガイド板の開口部の用紙厚み方向の間隔はピックアップガイドと外周ガイド部材の出口間隔よりも広くなるように構成されておいる。さらに上下に緩やかな斜面を設けることで下流側へロール紙先端をガイドするようになっている。
特開2006−306511号公報 特開平11−11750号公報
しかしながら、家庭用プリンタとしてはより小型であることが望まれるが、上述の特許文献に開示された従来技術は、給紙部からプリント部への受け渡しはペーパーガイドを設けて用紙先端をガイドしている構成であり、プリンタの小型化に不利である。また、プリンタ小型化の手段としてロール紙の巻き内径を小さくした場合、ロール紙がもともと持つカール量と、最内周部と最外周部のカール量の変化量が大きくなる。そのため、ピックアップガイド部材からプリント部へロ−ル紙を受け渡す際にロール紙先端の位置が巻径・カール量の影響によりばらつき、ばらつく先端位置をジャムにならないよう所望の給紙方向へ導く必要がある。ロール紙は給紙枚数が進むにつれ巻き径が小さくなるためカール量はロール紙使い始めが最も少なく、使っていくにつれ徐々に大きくなる。ロール紙カール量に伴いピックアップガイドのガイド面から出ていくロール紙先端の位置も徐々に変わる。この変化するロール紙先端を確実にガイドするために緩やかな斜面を持つペーパーガイドが必要である。
図8(a)はペーパーガイドを設けた従来例を示している。ペーパーガイドを設けた場合には、ペーパーガイドの取り付け面や変形防止などのため設置スペースが必要である。図8(a)に示すようにペーパーガイド801を設けたためにロール紙収納部802と印画時の用紙搬送を行うピンチローラ803グリップローラ804の距離を近づけることが出来ず、小型化を進める上で問題となっていた。
またペーパーガイド801を廃止すると図8(b)に示すように巻き径の小さくなった終盤のロール紙を給紙する際にロール紙のカール量が大きくなる。従来のピックアップ部材805の形状では回動中心805aを通過した後、ロール紙先端が浮き上がってしまう。そして、ピックアップ部材805とピンチローラ803の間に入り込み、ピンチローラ803とグリップローラ804の間に先端を誘導できないという問題があり、給紙性能を損なわずに小型化を実現することが課題となっていた。
そこで、本発明の目的は、ペーパーガイド等の部品追加することなく安定した給紙を可能にした給紙装置を提供することである。
上述の課題を解決するため、本発明の給紙装置は、
ロール紙を収納する収納部と、ロール紙の外周に接して、ロール紙の先端をピックアップするためのピックアップガイドと、ピックアップガイドの先端がロール紙の外周に当接する方向に付勢する付勢手段と、ロール紙を回転させることにより、ピックアップガイドによりロール紙の先端をピックアップして収納部からロール紙を給紙する給紙手段と、ピックアップガイドと対向する位置に設けられた用紙ガイド部であって、当該用紙ガイド部とピックアップガイドとにより、ピックアップガイドによりピックアップされたロール紙の搬送経路を形成する用紙ガイド部とを有し、ロール紙の残量に応じてロール紙の外径が小さくなるにつれて、ピックアップガイドが回動することにより、ピックアップガイドの先端は搬送形が広がる方向に移動し、ピックアップガイドの後端は搬送経路が狭めまる方向に移動することを特徴とする。
本発明によれば、ロール紙の残量が少なくなっても、ロール紙を安定して給紙することが可能となる。
本発明の実施形態にかかわるプリンタとロール紙カセットを示す斜視図である。 本発明の実施形態にかかわるロール紙カセット1の断面図である。 本発明の実施形態にかかわるピックアップガイド103と付勢ばね104の関係を示す断面図である。 本発明の実施形態にかかわるロール紙Rの装填方向とロール紙軸加圧機構5の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態にかかわるプリンタ本体3の給紙時の断面図である。 本発明の実施形態にかかわるプリンタ本体3の給紙時の断面図の給紙部拡大図である。 本発明の実施形態においてロール紙カセット1を用いず、ロール紙本体にロール紙を直接装填するようにした場合のプリンタの斜視図である。 従来の問題点を示す給紙部断面図である。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図1から図6を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかわるプリンタとロール紙カセットを示す斜視図である。
ロール紙カセット1とインクリボンカセット2は、プリンタ本体3に着脱可能であり、印刷を行う際には装填した状態で使用する。本実施例におけるプリンタは昇華型プリンタであり、インクリボンとロール紙を使用するものである。1枚のカラー印刷を行うためにインクリボンにはイエロー、マゼンタ、シアンの染料が順に並べられており、1枚の印刷動作で用紙を往復搬送させ印画を複数回繰り返しイエロー、マゼンタ、シアンを塗り重ねてカラー画像を形成する。よって1枚の印刷動作において1枚分に相当する面積のイエロー、マゼンタ、シアンが消費されることになる。そのため印画サイズが極端に異なるものを印刷する場合には別途専用の幅のロール紙とインクリボンを用意することが望ましく途中交換可能であると便利である。本実施例ではユーザーが手軽に無駄を少なく印刷を行えるようにロール紙、インクリボンとカセットに収納することで着脱自在にしている。
ロール紙カセット1は印刷に使用するロール紙が内部に収納されているものでカセット形態を取ることにより、使用しない場合にロール紙を保護した状態で保管可能にしている。インクリボンカセット2は未使用のインクリボンが一方のボビンに巻かれた状態で収納されており、印刷時に他方のボビンで使用済みのインクリボンを巻き取りながら印刷を行う。インクリボンカセット2においてもインクリボンを保護する目的があり、極力インクリボンを覆うことで、保管時の埃の混入やインクリボンの破れ、染料の劣化を防ぐようになっている。
ロール紙カセット1とインクリボンカセット2は独立してカセット飛び出しのロックをプリンタ本体3に備えているため、ロール紙カセット1またはインクリボンカセット2は個々に交換できる。ロール紙カセット1およびインクリボンカセット2は、給紙時のロール紙の搬送方向と直交する方向に着脱可能である。
4は給紙ローラで印刷開始後給紙に用い、図示していない駆動部によって待機状態の位置と給紙時の位置に移動可能になっている。ロール紙カセット装填時は、給紙ローラ4は待機位置に移動する。待機位置とは、ロール紙カセット1が装填される時にゴムローラ部4aがロール紙に接触しない退避位置である。印刷動作開始時には、給紙ローラ4はロール紙カセット内に装填されたロール紙に圧接する位置に移動するようになっている。また、給紙時には、不図示の駆動部により給紙ローラを回転駆動させる。
図2は、本発明の実施形態にかかわるロール紙カセット1の断面図である。参考として給紙時の給紙ローラ4の位置も示す。ロール紙カセット1は上ケース101と下ケース102からなり、101a部をヒンジとして開閉可能になっている。各ケースの内面には用紙搬送の抵抗を減らすためリブが設けられており、さらに搬送抵抗を減らす場合に小さな従動ローラ105を取り付け可能になっている。
下ケース102には給紙ローラ4が給紙時にロール紙に当接可能にするための開口部102aとロール紙先端出口102bが設けてある。さらに下ケース102のロール紙先端出口102bにはピックアップガイド103を支持するための軸形状が一体で設けてあり、ピックアップガイド103が回動可能に取り付けられている。ピックアップガイド103の中央部には付勢ばね104を設け、ピックアップガイドの先端103cが、下ケース102の内方向すなわちロール紙外周に接触する方向へ付勢されている。ピックアップガイド103の付勢する向きについては次の図3を用いて詳細に説明する。
図3は、本発明の実施形態にかかわるピックアップガイド103と付勢ばね104の関係を示す断面図である。付勢ばね104は捩りコイルバネであり、ピックアップガイド103に設けた軸103aに取り付けられている。付勢ばね固定端104bは下ケース102に係止されており、付勢ばね移動端104aはピックアップガイド103に設けた係止部突起103bに接し、付勢ばね104のばね力は矢印Aで示す方向にかかるようになっている。これによってピックアップガイド103はピックアップガイド先端103cがロール紙外周に当接するように常に付勢される。この付勢ばね104のピックアップガイド先端103cを付勢する荷重はロール紙外周にピックアップガイド先端103cの接触痕が付かない範囲で極力強い方が望ましい。
図4は、本発明の実施形態にかかわるロール紙カセット1が開いた状態であり、下ケース102に対するロール紙Rの装填方向とロール紙軸加圧機構5の構成を模式的に示す断面図である。
開いた状態でロール紙カセット1の下ケース102にロール紙Rを装填する。ロール紙Rは未装填状態ではロール紙の先端が広がらないようにロール紙先端固定シール7が貼られている。ロール紙Rにはあらかじめロール紙軸6を挿入しておき、ロール紙軸6を挿入したロール紙Rを矢印Bに示す方向から下ケース102に装填する。下ケース102にはロール紙Rの幅方向を規制するための側壁102eが左右に設けられており側壁102eには傾斜面102cを設けており、ロール紙Rとロール紙軸6が装填しやすいようになっている。下ケース側壁102eに設けられたロール紙軸規制溝102dにロール紙軸の両端部6aが入ることでロール紙Rとロール紙軸6の移動方向が給紙ローラ4に向かう方向に規制される。ロール紙Rの残量が少なくなった場合も給紙ローラ側に対して近づくようにロール紙軸6が平行移動するようになる。ロール紙Rを装填後はロール紙Rに貼られたロール紙先端固定シール7をはがし、上ケース101を矢印Cに示すように閉じる。上ケース101にはロール紙軸加圧機構5が設けられており、この機構によってロール紙軸6a部を加圧する。ロール紙加圧機構5はロール紙加圧ばね501とロール紙軸加圧ガイド502からなり、上ケース101を閉じた時にロール紙両端部6aに対応した位置にくるように上ケース101の左右2箇所に配置されている。また、給紙ローラ4中心とロール紙コア6中心を結ぶ線とロール紙加圧機構5の力のベクトルが重なるように配置しており効率よくロール紙Rを加圧できるようにしている。上ケース101を閉じる時にロール紙軸両端6aとロール紙軸加圧ガイド502が押し込まれロール紙軸加圧バネが圧縮することでロール紙Rを給紙ローラ4方向に加圧する。上ケース101を閉じきると図示していないケースロック機構によりロックがかかり、上ケース101と下ケース102が開かないように規制される。
図5(a)は、本発明の実施形態にかかわるプリンタ本体3の給紙時の断面図であり、図5(b)は給紙部の拡大図である。図5(a)を用いてプリンタ本体3の主な構成を説明する。サーマルヘッド301とプラテンローラ302とによりインクリボンとロール紙を圧接状態にし、サーマルヘッドにより画像データに基づいて局所的に熱を加えることでロール紙に染料を転写させて画像を印刷する。グリップローラ303とピンチローラ304とから構成される1対の搬送ローラにより、ロール紙を狭持して精度良くロール紙を搬送する。さらにロール紙のデカール機構として、ロール紙の初期のカールの向きとは逆方向に曲がっている搬送経路を使用している。印刷時にはロール紙に張力がかかるため、カール方向と逆方向に曲がっている搬送経路を通過させることで効果的にカールを矯正することができる。デカール機構として、本実施形態では、用紙のガイドと搬送抵抗低減のためにデカールローラ305とデカールガイド306を使用している。
最後にロール紙であるため印画物や印画余白部を切り出すためのカッター307と駆動するためのカッターモーター308を設けている。本実施例はプリンタを小型にするため上述した各構成部品を近づけて配置し、ロール紙カセット1とインクリボンカセット2においても全部品を長方形で囲った時の投影面積が小さくなるように配置している。
図5(a)の状態はロール紙Rの残量が多い状態を示しており、給紙ローラ4は給紙を行うためにロール紙Rに圧接した状態である。不図示のモータ動力によって矢印D方向(時計回り方向)に給紙ローラ4が回転することによってロール紙Rが矢印E方向(反時計回り方向)に回転する。そして、ロール紙最外周のロール紙先端がピックアップガイド103によりピックアップされロール紙カセット1から印刷装置本体3へ向けて搬送される。
図5(b)を用いてロール紙Rの残量が多いときのロール紙先端の位置について説明する。ロール紙Rの最外周にはピックアップガイド103先端が接しており、ロール紙先端をすくい上げられカセット出口102b方向へすすむ。ロール紙Rの残量が多い時はロール紙R外径は大きくロール紙Rのカール量も小さいため、ピックアップガイド103によりピックアップされたロール紙先端はほぼ直線的に進みペーパーガイド309にガイドされる。ペーパーガイド309は給紙ローラ4からグリップローラ303までロール紙をガイドするために設けてある。特にグリップローラ303へスムーズに向かうようにロール紙先端をガイドするため、ペーパーガイド先端309aの位置が重要であり、極力グリップローラ303に近いことが望ましい。ピックアップされた部分のロール紙Rが湾曲することでロール紙先端の方向がグリップローラ303側へ進み、グリップローラ303とピンチローラ304で狭持される。グリップローラ303には半径方向に突起が設けられており、ピンチローラ304でロール紙をグリップローラ303押し付けグリップローラ表面に設けられた不図示の突起に刺しながら搬送することで高い搬送性能を実現している。印刷時の搬送はグリップローラ303ピンチローラ304対が主として行い、給紙ローラ4はゴムローラであるためロール紙に対し若干のスリップが発生するようになっている。1枚目の時のピックアップガイド103は先端が最も下がった状態(先端103cが下ケース側に寄っている状態)であり、枚数が進むにつれロール紙外径が小さくなり、徐々に上がってくる(先端103cがロール紙の軸方向に寄ってくる)。回動中心より下流側(ピックアップガイド後端103d)はロール紙を積極的には規制せず搬送経路を広くすることで使い始めのカール量の少ないロール紙が搬送抵抗が少なく進みやすいようになっている。また、ロール紙の残量が少なくなり、ピックアップガイド後端103dが、下ケースに接してしまうと、ロール紙を排紙することができなくなってしまう。そのため、残量が少ない場合であっても、搬送径路を確保するため、ピックアップガイド後端103dが下ケースに当たることがないように、ピックアップガイドの形状、回転中心の位置を設定するとよい。または、ピックアップガイドの回動を記載する部材を設け、ピックアップガイドの後端と下ケースの距離が所定の距離よりも近づかないようにするとよい。
図6は、本発明の実施形態にかかわるプリンタ本体3の給紙時の給紙部の拡大断面図であり、ロール紙Rの残量が少なくなった状態を示している。
ピックアップガイドは図5に示した位置からロール紙残量に応じて回動し、ロール紙外周に接した状態か、もしくはピックアップガイド103の一部が下ケースで規制され、ピックアップガイド先端とロール外周が接近した状態になっている。ロール紙Rの残量が少ない時はロール紙Rの外径は小さくロール紙Rのカール量も大きい。カール量が大きいとめ、ピックアップガイドによりピックアップされたロール紙先端は、図中上方向の浮き上がる方向に向かおうとし、ピックアップガイド103に沿って進む。図6に示すようにロール紙先端がピックアップガイド103の後端103dを通過するとピックアップガイド後端103dに接する形でロール紙は曲率を持って進み、グリップローラ303とピンチローラ304に狭持される。本実施例では想定される最大のカール量はロール紙巻き内径と考えることができ、その曲率を持った状態でもピンチローラ304上方向に誘われないようにピックアップガイド後端103dの頂点を設けている。しかし、想定されるカール量が少ない、またはピックアップガイドとピンチローラ304の距離を近づけることが可能な場合はピックアップガイド後端103dの頂点の設定範囲は広くなる。ロール紙の搬送負荷に問題が無い場合はよりピックアップガイド後端103dをロール紙を抑える方向に設定することも可能である。
上述した構成によりロール紙残量が多い場合はピックアップガイド近傍の搬送路を全体的に広くすることによってカール量の少ないロール紙の搬送負荷を低減することが出来る。そして、印刷が進みロール紙残量が減りピックアップガイド先端がロール搬送路を広くする方向に回動していく時に、回動中心よりも下流側にあるピックアップガイド後端103dが搬送路を狭くするように凸部を設ける。ピックアップガイド後端103dが用紙を規制する位置に突出することによってカール量の大きいロール紙の先端をより低い位置に誘導し、ピンチローラ304への受け渡しを可能にしている。
このように、本発明によれば、ロール紙の残量が減るに従ってピックアップガイドが回動することを利用し、ピックアップガイド回動中心よりも下流側においてロール紙の浮きを規制している。ロール紙残量が減るに連れてピックアップガイド先端側ではロール紙の搬送経路が広くなる方向に回動する。その時、ピックアップガイド先端103cと反対側の先端であるピックアップガイド後端103dは、搬送路が狭くなる方向に移動し、回動中心よりも下流側のピックアップガイド端部による搬送径路は狭くなる。これによりピックアップガイドとプリント本体機構の受け渡しを円滑に行い、給紙機構とプリント機構を近づけて配置可能にすることで小型化されたプリンタを提供することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、図7に示すようなロール紙カセット1を用い、ピックアッップガイド103をロール紙カセットに設けずに、ピックアッップガイド103を本体側に設けることで同様の効果を得てもよい。このとき、プリンタ本体701に開閉蓋702を設けてロール紙Rをプリンタ本体701に直接装填する形態にしてもよい。
本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能であり、昇華型プリンタに限らずインクジェットプリンタ、レーザープリンタなどの給紙機構においてロール紙を使用する場合においても適用可能である。さらに給紙搬送経路がピックアップガイド下流において曲がっている場合はより効果的であるが給紙搬送経路が水平面である場合においてもロール紙カールによるロール紙先端のばらつきを低減することが出来る。
R ロール紙
1 ロール紙カセット
2 インクリボンカセット
3 プリンタ本体
4 給紙ローラ
5 ロール紙加圧機構
6 ロール紙軸
101 上ケース
102 下ケース
10 ピックアップガイド
104 付勢ばね
105 従動ローラ
501 ロール紙加圧ばね
502 ロール紙軸加圧ガイド
301 サーマルヘッド
302 プラテンローラ
303 グリップローラ
304 ピンチローラ
305 デカールローラ
306 デカールガイド
307 カッター
308 カッターモーター
309 ペーパーガイド
310 ガイドローラ

Claims (12)

  1. ロール紙を収納する収納部と、
    前記ロール紙の外周に接して、前記ロール紙の先端をピックアップするためのピックアップガイドと、
    前記ピックアップガイドの先端が前記ロール紙の外周に当接する方向に付勢する付勢手段と、
    前記ロール紙を回転させることにより、前記ピックアップガイドにより前記ロール紙の先端をピックアップして前記収納部から前記ロール紙を給紙する給紙手段と
    前記ピックアップガイドと対向する位置に設けられた用紙ガイド部であって、当該用紙ガイド部と前記ピックアップガイドとにより、前記ピックアップガイドによりピックアップされたロール紙の搬送経路を形成する用紙ガイド部とを有し、
    前記ロール紙の残量に応じて前記ロール紙の外径が小さくなるにつれて、前記ピックアップガイドが回動することにより、前記ピックアップガイドの先端は前記搬送形が広がる方向に移動し、前記ピックアップガイドの後端は前記搬送経路が狭めまる方向に移動することを特徴とする給紙装置。
  2. 前記給紙手段は、給紙ローラを含み、当該給紙ローラを回転駆動させることにより、当該給紙ローラ側に付勢されている前記ロール紙を回転させることを特徴とする請求項1に記載の給紙装置。
  3. 前記収納部から給紙されたロール紙を搬送するための、1対の搬送ローラを有し、
    前記ピックアップガイドよりも搬送径路の下流に前記1対の搬送ローラが設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の給紙装置。
  4. 前記収納部から給紙されたロール紙の搬送径路が、前記ロール紙のカール方向に曲がっていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の給紙装置。
  5. 前記ピックアップガイドの回動を規制する規制手段を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の給紙装置。
  6. 前記収納部は、前記給紙装置に対して着脱可能であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の給紙装置。
  7. 前記収納部は、前記給紙手段による給紙時の搬送方向に対して直交する方向に着脱可能であることを特徴とする請求項6に記載の給紙装置。
  8. 前記ピックアップガイドは、前記着脱可能な収納部に設けられていることを特徴とする請求項6または7に記載の給紙装置。
  9. 前記用紙ガイド部は、前記収納部に設けられていることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1項に記載の給紙装置。
  10. さらに、前記給紙手段により前記収納部から給紙されたロール紙に、画像を印刷するための印刷手段を有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の給紙装置。
  11. 前記印刷手段と前記搬送ローラの間に、前記ロール紙のカールを矯正するためのデカール手段を有し、当該デカール手段において、搬送経路が前記ロール紙のカールと逆方向に曲がっていることを特徴とする請求項9に記載の給紙装置。
  12. 前記ピックアップガイドは、前記収納部に固定された軸を中心に回転するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の給紙装置。
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