JP5756481B2 - 用紙収納装置およびプリンタ - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、用紙収納装置およびプリンタに関する。

レジスタやＰＯＳ（Point of Sales）端末に内蔵されたり、これらの装置に接続し、買物をした顧客に購入商品の商品名や価格を印字したレシートを発行するレシートプリンタが広く普及している。また、商品に貼付するラベルを印字して発行するラベルプリンタも普及している。これらのプリンタは、ロール状に巻回されたレシート用紙やラベル用紙やその他のロール状の用紙（以降総称して「ロール紙」という）を印字部で印字する。

これらのロール紙をプリンタにセットする方式として、プリンタに設けられた軸にロール紙の軸芯をはめ込んで軸芯を支えるようにセットする軸芯方式と、ロール紙をプリンタの用紙収納部に上から投げ込んで、用紙収納部の内周面でロール紙の外周面を支えるようにセットする、いわゆる投げ込み方式と呼ばれる方式の２種類が存在する。

軸芯方式は、軸にロール紙をはめ込む構造から、プリンタの筐体を軸方向に開放する複雑な構造とすることが必要である。また、軸にロール紙の軸芯をはめ込んでセットする煩雑な作業が必要となる。このようなことから、最近は、特にロール径が小さい、比較的軽量のロール紙を中心に、セットの操作の容易性に優れた投げ込み方式を採用することが多い。

しかしながら、投げ込み方式は、ロール紙が用紙収納部の内周面と接触しながら回転するため、摩擦によってロール紙の外周面に傷が生じ易い。また、ロール紙の回転時にロール紙が躍ることによっても外周面に傷が生じ易い。さらに、用紙収納部の内周面に付着していた粉塵等の異物がロール紙の外周面に付着する可能性が高い。したがって、このような投げ込み方式のプリンタでは、ロール紙との摩擦や外周面の傷により印字品質が低下することがある。

実施形態の用紙収納装置は、ロール状に巻回された用紙を投入口を介して収納する収納部と、前記収納部に設けられ、一端に開放端部を有して前記用紙を軸支する軸と、前記投入口を開放する開放位置と閉止する閉止位置との間で移動可能に設けられた蓋体と、前記蓋体に設けられ、前記蓋体を前記閉止位置に閉止することで前記収納部に収納された前記用紙の前記開放端側の側面部に当接して前記用紙を前記軸方向の所定位置に位置決めし、前記蓋体を前記開放位置に開放することで前記用紙への当接を解除する位置決め機構と、前記蓋体を前記開放位置に開放した場合に前記軸の前記開放端部を前記投入口に向けて上方に傾斜させる軸傾斜機構と、を備える。

実施形態のプリンタは、ロール状に巻回された用紙を投入口を介して収納する収納部と、前記収納部に設けられ、一端に開放端部を有して前記用紙を軸支する軸と、前記投入口を開放する開放位置と閉止する閉止位置との間で移動可能に設けられた蓋体と、前記蓋体に設けられ、前記蓋体を前記閉止位置に閉止することで前記収納部に収納された前記用紙の前記開放端側の側面部に当接して前記用紙を前記軸方向の所定位置に位置決めし、前記蓋体を前記開放位置に開放することで前記用紙への当接を解除する位置決め機構と、前記蓋体を前記開放位置に開放した場合に前記軸の前記開放端部を前記投入口に向けて上方に傾斜させる軸傾斜機構と、前記蓋体が前記閉止位置にある状態で前記用紙収納装置に収納された前記用紙を繰り出して印字処理を実行する印字部と、を備える。

図１は、第１の実施形態に係るプリンタを示す斜視図である。 図２は、上部ケースを開放した状態を示す斜視図である。 図３は、側断面図である。 図４は、操作説明図である。 図５は、第２の実施形態の操作説明図である。 図６は、操作説明図である。 図７は、詳細説明図である。 図８は、詳細説明図である。 図９は、詳細説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る用紙収納装置およびプリンタを詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態により、この発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る用紙収納装置およびプリンタを示す斜視図、図２は、レシートプリンタの上部ケースを開放した状態を示す斜視図、図３は、レシートプリンタの構成を概略的に示す断面図である。本実施形態に係る用紙収納装置およびプリンタは、レシートプリンタ（以降「プリンタ」という）に適用されている。プリンタ１は店舗等でレシートに印字をするサーマルプリンタであり、プリンタケース２と、用紙収納部１２と、印字部２１とを具備している。

プリンタケース２は、図２に示すように、ヒンジ３により連結された下部ケース４と上部ケース５とを備える。このプリンタケース２の後部（図１および図２の紙面側から見て奥側）に用紙収納部１２が内蔵されており、プリンタケース２の前部（図１および図２の紙面側から見て手前側）には印字部２１および用紙出口６が設けられている。下部ケース４は、上部フレーム３１ａを固定的に内蔵している。上部ケース５は、下部フレーム３１ｂを固定的に内蔵している。上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂは上記ヒンジ３で連結されている。

上部ケース５は、ヒンジ３を支点に回転されることにより下部ケース４に対して開閉可能である。上部フレーム３１ａは、ヒンジ３を支点に回動することにより下部フレーム３１ｂに対して開閉可能である。上部フレーム３１ａは、上部ケース５とともに開くことにより、用紙収納部１２（用紙収納装置）の上部の開口部２５を開放する。開放された開口部２５からロール紙１３を用紙収納部１２にセットする。

下部フレーム３１ｂには、用紙出口６に至る下部用紙ガイド４ａが設けられている。上部フレーム３１ａにも用紙出口６に至る上部用紙ガイド５ａが設けられている。上部用紙ガイド５ａの後端部は円弧状をなしており、この後端部は、上部ケース５が閉じられた状態で用紙収納部１２の開口部２５を上方から覆うように設けられている。上部用紙ガイド５ａに設けられた上部フレーム３１ａにはアイドルローラ５ｃが、下部フレーム３１ｂにはアイドルローラ５ｂが取り付けられている。

図４は、用紙収納部１２を概略的に示す説明図である。用紙収納部１２は、図３および図４に示すように、前壁部１４、底板部１５、後壁部１６、右側壁１７、左側壁１８を有している。用紙収納部１２は、前壁部１４、底板部１５と、後壁部１６、右側壁１７、左側壁１８で囲まれた空間領域にロール紙１３を収納する。用紙収納部１２に収納されたロール紙１３の外周側から、レシート用紙１３ａが引き出され、上部用紙ガイド５ａ、アイドルローラ５ｂ、５ｃに沿って案内され、印字部２４とプラテン２３で狭持される。印字部２４は、狭持されたレシート用紙１３ａに商品情報等の印字を行う。印字されたレシート用紙１３ａは、モータ２２によって回転するプラテン２３によって搬送され、用紙出口６から外部に排出される。

図４（ａ）は、上部フレーム３１ａが下部フレーム３１ｂに対して開放された状態（図２の状態）を示す概略説明図である。図４において、用紙収納部１２は、ロール紙１３を保持する保持部材３３を備えている。保持部材３３は、ロール紙１３の側面を受ける側面部３４と、側面部３４の中心部から直角に延出した円柱状の支軸３５とを有する。側面部３４は、ロール紙１３の側面部に当接する。支軸３５は、ロール紙１３の軸孔３２に挿入され、ロール紙１３を軸支する。保持部材３３は、側面部３４の一端部が前壁部１４と後壁部１６に、ヒンジ３６によって回動自在に保持されている。

また、保持部材３３と左側壁１８との間には、コイル状のスプリング３７が設けられている。このスプリング３７は、保持部材３３を矢印３９方向に付勢する。保持部材３３は、ロール紙１３が装着されていない場合は、スプリング３７の付勢力によってヒンジ３６を中心に矢印３９方向（実線の位置）に回動している。支軸３５は、用紙収納部１２から開口部２５上に向けて上方に傾斜している。本実施形態では、支軸３５の開放端２６は、開口部２５から上方に多少突出している。しかしながら、支軸３５の開放端２６は、開口部２５から上方に突出していなくてもよい。

また、上部フレーム３１ａは、ロール紙１３を位置決めする位置決め部材４１を備えている。位置決め部材４１は、上部フレーム３１ａを下部フレーム３１ｂに閉止した状態で上部フレーム３１ａから下方に延出して設けられている。位置決め部材４１は、下部先端部４５が、セットされたロール紙１３から離れる方向に僅かに屈曲している。位置決め部材４１は、上部フレーム３１ａに対して移動自在（図４（ａ）では左右方向）に保持されており、スプリング４２によってロール紙１３方向（図４（ａ）では左方向）に付勢されている。また、上部フレーム３１ａは、位置決め部材４１の移動（図４（ａ）では右方向）を規制するストッパ４３を備えている。

このような状態で、ロール紙１３の軸孔３２に支軸３５の開放端２６を挿入して、ロール紙１３を矢印３８の方向からプリンタ１にセットする。図４（ｂ）は、ロール紙１３をプリンタ１にセットした状態を示している。傾斜していた保持部材３３は、セットされたロール紙１３の重量によって、スプリング３７の付勢力に抗してヒンジ３６を中心に矢印３９と反対方向に回動して、略水平位置（点線の位置）に位置する。保持部材３３は、ストッパ４０に当接して、ロール紙１３を略水平位置に保持する。

ロール紙１３からレシート用紙１３ａを引き出してセットし、上部フレーム３１ａを閉止した状態を図４（ｃ）に示す。上部フレーム３１ａを閉止していく途中段階で、位置決め部材４１の下部先端部４５がロール紙１３の側面部４６に当接する。さらに上部フレーム３１ａを閉止していくと、下部先端部４５が当接した位置決め部材４１は、スプリング４２の付勢力に抗してロール紙１３の幅の長さの位置まで矢印４４の方向に移動する（図４（ｃ）において、点線の位置から実線の位置まで移動する）。完全に下部フレーム３１ｂに対して閉止した状態が図４（ｃ）の状態である。この状態で、位置決め部材４１は、スプリング４２の付勢力によってロール紙１３の側面部４６に当接し、かつ位置決め部材４１は、ロール紙１３を保持部材３３の側面部３４（図４（ｃ）では左方向）に向けて押圧している。したがって、ロール紙１３が正確な位置に位置決めされるとともに、ロール紙１３が使用中に保持部材３３から外れることがない。

なお、ロール紙１３は、両側部が側面部３４と位置決め部材４１とで狭持された状態で保持される。そのため、ロール紙１３と側面部３４および位置決め部材４１との摩擦が小さいことが望ましい。したがって、少なくとも側面部３４および位置決め部材４１のロール紙１３と接触する部分は、摩擦係数が小さい素材で形成されている。あるいは摩擦係数が小さくなるような加工が施してある。

この状態でモータ２２を駆動させてプラテン２３を回転させると、ロール紙１３は、支軸３５で軸支されながら回転してレシート用紙１３ａを供給する。印字部２４がレシート用紙１３ａに対して商品情報等の印字を行って、レシートを用紙出口６から外部に排出することでレシートを発行する。

このような第１の実施形態では、ロール紙１３を用紙収納部１２にセットする場合は、上部フレーム３１ａを上方に開放することで保持部材３３の支軸３５を用紙収納部１２内で上方に傾斜させる。そして、上方に傾斜している保持部材３３の支軸３５に、開口部２５からロール紙１３の軸孔３２を挿入する。すると、ロール紙１３が、挿入されたロール紙１３の重量によって用紙収納部１２内に軸支した形でセットされる。そして、次に上部フレーム３１ａを閉止することにより、ロール紙１３が用紙収納部１２にセットされる。したがって、開口部２５からロール紙１３を投げ込むという投げ込み方式とほぼ同一の簡単な動作でロール紙１３を用紙収納部１２にセットできるにも係わらず、用紙収納部１２との摩擦によってロール紙１３の外周面に傷が生じることがない。ロール紙１３の回転時にロール紙１３が躍ることがなく、外周面に傷が生じない。用紙収納部１２の異物がロール紙の外周面に付着する可能性は低い。また、本実施形態のプリンタは、用紙収納部１２との摩擦でロール紙１３の外周面の傷が付くことがなく、また、異物がロール紙１３の外周面に付着する可能性は低いため、印字品質が向上する。また、本実施形態のプリンタは、ロール紙１３と用紙収納部１２との間の摩擦がないため、印字品質が向上する。

また、上部フレーム３１ａを閉止した状態で、位置決め部材４１によってロール紙１３を正確な位置に位置決めできる。

また、軸傾斜機構としてスプリング３７を用いたため、用紙収納部１２を簡単な構造で安価にすることができる。

（第２の実施形態）
次に、図５〜図９を用いて第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。

図５（ａ）と図５（ｂ）は、上部フレーム３１ａを下部フレーム３１ｂから開放した説明図である。図５（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は正面図である。下部フレーム３１ｂは、一定の間隔を空けた一対の支壁８１を備えている。この支壁８１の間には、カム部材５１が支軸５２によって回動自在に支壁８１に取り付けられている。この支軸５２には、トグルバネ８２が取り付けられている。トグルバネ８２は、カム部材５１を支軸５２を中心に回動させるように付勢している。

また、下部フレーム３１ｂは、内部にピニオンギア６３と６７、ラックギア６１と６５を備えている。ラックギア６１は、下部フレーム３１ｂ内に取り付けられ、上下方向に移動可能である。ピニオンギア６３と６７は、下部フレーム３１ｂ内に取り付けられ、その場で回転可能である。ラックギア６５は、下部フレーム３１ｂ内に取り付けられ、水平方向に移動可能である。ラックギア６１の歯６２とピニオンギア６３の歯６４が歯合しており、ラックギア６１の上下方向の移動に伴ってピニオンギア６３が回転する。

図７は、上部フレーム３１ａが開放された状態で、カム部材５１とラックギア６１とピニオンギア６３の関係を詳細に示す説明図である。図７において、カム部材５１は、部分楕円状の曲部８３を備えている。曲部８３は、支軸５２の中心から短径部８４までの長さＬ１が、支軸５２の中心から長径部８５までの長さＬ２より短く形成されている。

ラックギア６１には、細孔８６が形成されており、細孔８６の内部にはガイドピン９２が形成されている。細孔８６は、ガイドピン９２に動きを規制されながら、細孔８６の長さＬ３の距離だけ上下方向に移動可能である。また、スプリング８７が下部フレーム３１ｂとラックギア６１に形成された係止部９１とに掛け渡されており、ラックギア６１はスプリング８７によって、図７において上向きに付勢されている。

上部フレーム３１ａが開放されると、カム部材５１は、トグルバネ８２の付勢力によって支軸５２を中心に回転し、ほぼ垂直状態に立ち上がる。この状態において、ラックギア６１にはカム部材５１の長径部８５が当接する。このため、カム部材５１は、スプリング８７の付勢力に抗して、ラックギア６１を下方に押し下げる。すると、ラックギア６１の歯６２とピニオンギア６３の歯６４とが歯合しているため、ピニオンギア６３は時計方向に回転する。

図５に戻って説明する。ピニオンギア６３の歯６４とラックギア６５の歯６６が歯合しているため、ピニオンギア６３が回転すると、ラックギア６５が水平方向（図５（ａ）の左右方向）に移動する。ラックギア６５の歯６６とピニオンギア６７の雄ネジ部６８が歯合しているため、ラックギア６５の水平方向の移動に伴ってピニオンギア６７が回転する。

また、ピニオンギア６７は、雄ネジ部６８を、ピニオンギア６７に固定的に備えている。雄ネジ部６８は、ピニオンギア６７から突出して形成され、ピニオンギア６７の回転軸と同軸で回転する。

下部フレーム３１ｂは、内部壁７２を備えている。内部壁７２は、下部フレーム３１ｂの底板部１５から上方に立設している。内部壁７２には、移動部材６９が、内部壁７２に対して水平方向に移動可能にはめ込まれている。移動部材６９は回転はしない。

図９を用いて詳細に説明する。移動部材６９は、雌ネジ部７０を備えている。ピニオンギア６７の雄ネジ部６８が移動部材６９の雌ネジ部７０に挿入され、互いのネジ歯が螺合している。ピニオンギア６７が回転すると、螺合している雄ネジ部６８と雌ネジ部７０の働きにより、移動部材６９は、内部壁７２に支えられたまま、回転することなく水平方向（図５（ｂ）の矢印７４方向または矢印７４と反対方向）に移動する。

移動部材６９は、押圧部７１を備えている。本実施形態では、押圧部７１は円錐台形に形成されているが、半球形や角錐台形等であってもよい。

図５は、移動部材６９が右方向に移動した状態を示す。移動部材６９が右方向に移動すると、移動部材６９の押圧部７１に押された保持部材３３は、ヒンジ３６を中心に反時計方向に回動し、支軸３５は、用紙収納部１２から開口部２５上に向けて上方に傾斜する。

図６（ａ）と図６（ｂ）は、上部フレーム３１ａを下部フレーム３１ｂに閉止した状態を示す説明図である。図６（ａ）は側面図であり、図６（ｂ）は正面図である。上部フレーム３１ａが閉止されると、上部フレーム３１ａに押されたカム部材５１は、トグルバネ８２の付勢力に抗して支軸５２を中心に反時計方向に回動し、ほぼ水平状態に位置する。

図８は、上部フレーム３１ａが閉止された状態で、カム部材５１とラックギア６１とピニオンギア６３の関係を詳細に示す説明図である。上部フレーム３１ａが閉止されるに伴い、カム部材５１は、閉止されつつある上部フレーム３１ａに押されて、トグルバネ８２の付勢力に抗して支軸５２を中心に反時計方向に回転し、ほぼ水平状態になる。この状態において、ラックギア６１には、カム部材５１の短径部８４が当接する。短径部８４は、カム部材５１の支軸５２からの距離がＬ１であり、支軸５２と長径部８５の距離Ｌ２より短い。このため、ラックギア６１は、スプリング８７の付勢力によって上方に上がる。すると、ラックギア６１の歯６２とピニオンギア６３の歯６４とが歯合しているため、ピニオンギア６３は反時計方向に回転する。

図６に戻って説明する。ピニオンギア６３が反時計方向に回転すると、ピニオンギア６７も反時計方向に回転する。ピニオンギア６７が反時計方向に回転すると、ピニオンギア６７の雄ネジ部６８と回転しない移動部材６９の雌ネジ部７０とが螺合しているため、移動部材６９が左方向に移動する。

図６は、移動部材６９が左方向に移動した状態を示す。移動部材６９が左方向に移動すると、保持部材３３はヒンジ３６を中心に時計方向に回動し、支軸３５は、用紙収納部１２内でほぼ水平状態となる。

このような第２の実施形態では、ロール紙１３をプリンタ１にセットする場合は、上部フレーム３１ａを上方に開放する動作に伴って保持部材３３の支軸３５を用紙収納部１２内で上方に傾斜させる。そして、上方に傾斜している保持部材３３の支軸３５に、開口部２５からロール紙１３の軸孔３２を挿入する。その後、上部フレーム３１ａを閉止する。上部フレーム３１ａが閉止することに伴い、ロール紙１３が挿入された保持部材３３が用紙収納部１２内に戻り、ロール紙１３が支軸３５に軸支した形で用紙収納部１２にセットされる。したがって、開口部２５からロール紙１３を投げ込むという投げ込み方式とほぼ同一の簡単な動作でロール紙１３を用紙収納部１２にセットできるにも係わらず、摩擦によってロール紙１３の外周面に傷が生じることがない。ロール紙１３の回転時にロール紙が躍ることがなく、外周面に傷が生じない。用紙収納部１２の異物がロール紙１３の外周面に付着する可能性は低い。また、本実施形態のプリンタは、用紙収納部１２との摩擦でロール紙１３の外周面の傷が付くことがなく、また、異物がロール紙１３の外周面に付着する可能性は低いため、印字品質が向上する。また、本実施形態のプリンタは、ロール紙１３と用紙収納部１２との間の摩擦がないため、印字品質が向上する。

また、上部フレーム３１ａを閉止した状態で、位置決め部材４１によってロール紙１３を正確な位置に位置決めできる。

また、軸傾斜機構としてカム部材５１、ラックギア６１、６５、ピニオンギア６３、６７、移動部材６９等の突出機構を用いたため、セットするロール紙１３の重量に関係なく、ロール紙１３を確実に用紙収納部１２にセットすることができる。

なお、第２の実施形態では、ピニオンギア６７と同軸に移動部材６９を設け、ピニオンギア６７の回転によって移動部材６９が移動するようにしたが、ピニオンギア６３と同軸に移動部材６９を設け、ピニオンギア６３の回転によって移動部材６９が移動するようにしてもよい。

なお、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、スプリング３７、スプリング４２、トグルバネ８２、スプリング８７は、コイルバネに限らず、可能な他のバネでもよい。

また、支軸３５の形状は、円柱状でなくてもよい。例えば、円筒状、角柱状、楕円形でもよい。要は、ロール紙１３を回転可能に支持できればよい。支軸３５の長さも、ロール紙１３より長くても短くてもよい。支軸３５の材質も特に問わない。

また、本実施形態では、レシートプリンタを一例として説明したが、ラベルプリンタやその他のロール紙を使用するプリンタでも適用ができる。

１ プリンタ
１２ 用紙収納部
３１ａ 上部フレーム
３１ｂ 下部フレーム
３７ スプリング
４１ 位置決め部材
６９ 移動部材

特開２００４−３０６３５６号公報

Claims (4)

1. ロール状に巻回された用紙を投入口を介して収納する収納部と、
   前記収納部に設けられ、一端に開放端部を有して前記用紙を軸支する軸と、
   前記投入口を開放する開放位置と閉止する閉止位置との間で移動可能に設けられた蓋体と、
   前記蓋体に設けられ、前記蓋体を前記閉止位置に閉止することで前記収納部に収納された前記用紙の前記開放端側の側面部に当接して前記用紙を前記軸方向の所定位置に位置決めし、前記蓋体を前記開放位置に開放することで前記用紙への当接を解除する位置決め機構と、
   前記蓋体を前記開放位置に開放した場合に前記軸の前記開放端部を前記投入口に向けて上方に傾斜させる軸傾斜機構と、
   を備えた用紙収納装置。
2. 前記軸傾斜機構は、前記軸を傾斜位置方向に付勢する付勢機構である、
   請求項１に記載の用紙収納装置。
3. 前記軸傾斜機構は、前記蓋体が前記収納部を開放する位置に移動する動作に応動して前記軸側に突出することで前記軸を前記傾斜位置方向に傾斜させる突出機構である、
   請求項１に記載の用紙収納装置。
4. 請求項１〜３に記載の用紙収納装置と、
   前記蓋体が前記閉止位置にある状態で前記用紙収納装置に収納された前記用紙を繰り出して印字処理を実行する印字部と、
   を備えたプリンタ。

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