JP5851270B2 - プリンタ - Google Patents

Description

本発明は、ロール紙の外周を支持して収納する用紙収納部、及び、用紙収納部に収納されたロール紙の残量が設定量に達したことを検知する光反射型のペーパーニアエンドセンサー（ＰＮＥセンサー、以下、検出手段という）を有するプリンタに関する。

ロール紙から引きだした紙面に印刷するプリンタには、通常、ロール紙の残量が少なくなったことを検知する検出手段が設置されている。検出手段は、消費によって縮小するロール紙の外径が設定値に達したことを検知するのが一般的である。

ところで、ロール紙の巻芯の径は複数種類あり、また、検知するロール紙の残量を変更したい場合もあるため、検出手段の位置を調整可能として、検知時のロール紙径を変更できるようにするのが望ましい。

従来、ロール紙を単に用紙収納部内に置いてロール紙の外周を支持して収納するタイプ（以降ペーパードロップインタイプという）のプリンタにおいて、検出手段を用紙収納部に移動可能に取り付けると共に、複数位置で位置決めできるようにしたものが知られている。

例えば、特許文献１には、ロール紙の有無を検出する発光部と受光部が直線上に配置された光反射型の用紙検出手段と用紙検出手段を複数位置で位置決めするための爪部を有する用紙残量検出調整部材が、用紙収納部に設けられた軸を中心として回動可能に取り付けられ、用紙収納部に爪部と係合して用紙検出手段を複数位置で位置決めするためのノッチ部が形成されているロール紙残量検出手段が記載されている。

特開２００１−２２９６号公報

ペーパードロップインタイプのプリンタでは、ロール紙の外径が小さくなると、ロール紙の中心は次第に用紙収納部の底に向かって降下していく。また、発光部と受光部が直線上に配置された光反射形の用紙検出手段は、どのような場合も発光部と受光部とを結ぶ線（以下、検出線ｑという）が検出しようとするロール紙残量検出状態時の外径円（ＰＮＥ外径円という）の接線に沿って配置されるのが好ましい。

ところで、上記従来のロール紙残量検出手段は、ロール紙残量検出位置を調整するのに検出手段の回動軸が残量検出状態となったロール紙の上方にあるので（図８に例示）、ロール紙残量検出位置を調整すると、検出線の回動方向が第２のＰＮＥ外径円中心から見て外向き（後述）となり、検出線ｑと外径円の接線との傾きのずれ（以下、単に「ずれ」 という）が大きくなる。そして、上記のずれが大きくなると、検出手段の特性上、検出誤差が大きくなって正確なロール紙残量検出ができなくなる。

すなわち、図８の（イ）において、符号１，２は、２つのロール紙残量検出位置を示している。これを第１のＰＮＥ外径円１（残量大）と第２のＰＮＥ外径円２（残量小）とする。また、検出手段ｐの検出線ｑは図（ロ）に示すように発光部３と受光部４とを結ぶ線
である。図（イ）において、第１のＰＮＥ外径円１を検出している検出位置ｐ１にある検出手段ｐは、この図において、第１のＰＮＥ外径円１の水平な半径方向の法線ａに対する接線に相当する線ｂに沿って配置されており、検出線ｑと線ｂとが一致しているとする。この状態から、線ｂをその線上の一点Ｑ１を中心に角度αだけ右方向に回動させて、線ｂが第２のＰＮＥ外径円２と交差するとその交点が変位した検出手段ｐの位置となる（検出位置ｐ２とする）。

検出位置ｐ２における検出手段ｐの検出線ｑの方向（姿勢）は、線ｂが角度αだけ右方向へ回動したことにより線ｃに沿った方向となっている。しかし、第１のＰＮＥ外径円１に対して第２のＰＮＥ外径円２が小さく、第１のＰＮＥ外径円１の中心Ｏ１に対して第２のＰＮＥ外径円２の中心Ｏ２が、この図では、斜め下方へ移動していることから、線ｃと第２のＰＮＥ外径円２との交点は、第２のＰＮＥ外径円２の中心よりも上方となるので、第２のＰＮＥ外径円２の線ｃとの交点に関する法線ｅ（半径）は左方向にβだけ回転した位置となって傾斜しており、したがって、その接線ｄも左方向へ角度βだけ傾斜する。

すると、検出位置ｐ２における検出線ｑは線ｂから右方向へ角度αだけ回転した位置に傾斜しており、一方、第２のＰＮＥ外径円２の接線ｄは左方向に角度βだけ傾斜するので、検出位置ｐ２における検出線ｑが第２のＰＮＥ外径円２の法線ｅに関する接線から傾きとしてずれる量は、実際上、角度で（α＋β）である。つまり、検出位置ｐ１が検出位置ｐ２の位置となることで、その検出線ｑは、角度として回動中心Ｑ１を中心とした回動量（角度α）に検出手段ｐ自身の姿勢変化量（角度β）が加わった状態（外向き）となり、検出位置ｐ１に対する検出位置ｐ２の姿勢の傾きに関するずれ量が大きくなる。このため、第２のＰＮＥ外径円２に対する検出能力は不安定になる。

このように検出線ｑの移動方向が前記のように外向きであると検出位置ｐ２における検出手段ｐの検出線はその位置における本来の接線から大きく乖離してしまう。このため、第１のＰＮＥ外径円１と第２のＰＮＥ外径円２との差をあまり大きくとることができない。この差が大きいと、検出位置ｐ２における検出手段ｐの発光部と受光部とが、ロール紙の外周接線の傾きから大きくずれて配置され、第２のＰＮＥ外径円２を反射光として正確にとらえることができず、この結果、ＰＮＥ外径円の検出に誤差が生じやすくなって検出精度を確保し難い。

なお、前記の場合、検出手段ｐからその回動中心までの距離を長くすれば、検出線ｑが接線からずれてしまう程度を緩和することができるが、プリンタサイズの制約がある上、回動中心とその上方に設けた爪部及びつまみ部との距離が短くなって、爪部及びつまみ部の移動範囲が小さくなり、検出手段ｐの細かな調節がしにくくなってしまう。

本発明が解決しようとする課題は、回動中心と検出手段ｐとの距離を大きくすることなく、検出手段ｐの調整範囲を比較的大きくとることができて、ＰＮＥ外径円の検出に誤差が少なく、また、検出手段ｐを細かく位置調整することが可能で、操作性が良いプリンタを提供することにある。

本発明は、ロール紙を置いてその外周を支持して収納する用紙収納部を有し、ロール紙の残量が設定量に達したことを検知する発光部と受光部が直線上に配置された光反射型の検出手段（ＰＮＥセンサー）を用紙収納部に設けたペーパードロップインタイプのプリンタに関し、検出手段を取り付けた検出手段位置調整レバーの回動中心を、用紙収納部の側壁面において、ロール紙が消費し尽くされたときのロール紙巻き芯の中心よりも下方に設定し、この検出手段を複数位置のいずれかに択一的に位置決めする位置調整操作部を、前記検出手段の上方において前記検出手段位置調整レバーに取り付け、前記検出手段の発光
部と受光部とを結ぶ検出線が、いずれも、ロール紙の残量検出状態である複数のＰＮＥ外径円の接線に近似した線に沿った配置とする。

そして、前記検出手段の位置決めは、前記位置調整操作部に爪を設けこれを、前記用紙収納部において前記爪の軌道上に、前記爪と係合可能な複数のノッチを形成し、前記爪とノッチのいずれかを係合することで行う構成とする。

すなわち、この発明では、図９において、検出手段ｐを検出手段位置調整レバーの中間とし、検出手段位置調整レバーの基部を用紙収納部の底部近傍（残量検出設定量のうちの最小径のロール紙外径円の中心よりも下方）に回動可能に取付けて回動中心Ｑ２としている。検出手段位置調整レバー５の先端は、係合用の爪を有する位置調整操作部となっている。

そして、前記と同様に、符号１，２は、２つのロール紙残量検出状態を示し、第１のＰＮＥ外径円１（残量大）と第２のＰＮＥ外径円２（残量小）である。検出手段ｐの検出線ｑは図示していないが、前記と同様に、発光部３と受光部４とを結ぶ線である。第１のＰＮＥ外径円１を検出している検出位置ｐ１において、検出手段ｐは、この図において、第１のＰＮＥ外径円１の水平な半径方向の法線ａに対する接線に相当する線ｂに沿って配置されており、検出手段の検出線ｑと線ｂとが一致している。この状態から、線ｂをその線上の一点Ｑ２を中心に角度αだけ左方向に回動させて、線ｂが第２のＰＮＥ外径円２と交差するとその交点が変位した検出手段ｐの位置となる（検出位置ｐ２とする）。

検出位置ｐ２における検出線ｑの方向（姿勢）は、線ｂが角度αだけ左方向へ回動したことにより線ｃに沿った方向となっている。しかし、第１のＰＮＥ外径円１に対して第２のＰＮＥ外径円２が小さく、この図において、第１のＰＮＥ外径円１の中心Ｏ１に対して第２のＰＮＥ外径円２の中心Ｏ２が斜め下方へ移動していることから、線ｂと第２のＰＮＥ外径円２との接点は、第２のＰＮＥ外径円２の中心よりも上方となるので、第２のＰＮＥ外径円２の線ｂとの交点に関する法線ｅ（半径）は左方向にβだけ回転した位置となって傾斜しており、したがって、その接線ｄも左方向へ角度βだけ傾斜する。

すると、検出位置ｐ２における検出線ｑは、線ｂから左方向へ角度αだけ回転した位置に傾斜している一方、第２のＰＮＥ外径円２の接線ｄも左方向に角度βだけ傾斜するので、検出位置ｐ２における検出線ｑが第２のＰＮＥ外径円２の法線ｅに関する接線から傾きとしてずれる量は、実際上、角度で（α−β）である。つまり、検出手段ｐの検出線ｑは検出位置ｐ２となることで、角度として回動中心Ｑ２を中心とした回動量（角度α）から検出手段ｐ自身の姿勢変化量（角度β）を減じた状態（内向き）となり、検出位置ｐ１に対する検出位置ｐ２の姿勢の傾きに関するずれ量が小さい。このため、第２のＰＮＥ外径円２に対する検出手段ｐの検出精度が損なわれることが少ない。

このように、ロール紙残量検出位置を調整するのに、検出手段の回動中心Ｑ２が残量検出設定量のうちの最小径のロール紙外径円（残量検出状態が最小であるロール紙の外径円）の中心より下方にあると、検出線ｑの検出位置ｐ１から検出位置ｐ２への移動方向が第２のＰＮＥ外径円の中心Ｏ２から見て内向きとなり、検出線ｑと外径円の接線との傾きに関するずれが小さくなる。このため、検出位置ｐ２の検出線ｑはその位置における本来の接線から傾きとして大きくずれてしまうことがなく、第１のＰＮＥ外径円１と第２のＰＮＥ外径円２との差を大きくとっても検出線ｑが接線から傾きとしてずれてしまう程度が低い。したがって、第１のＰＮＥ外径円１であっても、第２のＰＮＥ外径円であっても検出手段は発光部からの反射光を正確にとらえて、検出精度が低下するのを防止できる。

本発明によれば、検出手段が移動するときの回動径を大きくしなくても、検出手段は、消費によって縮小するロール紙の中心の動きに沿う方向に移動する。このため、設定した複数のロール紙残量検出位置において、検出手段ｐの検出線ｑがＰＮＥ外径円に関して接線方向から傾きとして大きくずれないので、ロール紙残量検出位置の調整幅を比較的大きく設定することができ、かつ、検出精度の低下を抑えることができる。

なお、図９は、解決手段の概念をわかりやすくするための例示であって、検出手段ｐの検出位置をｐ１、ｐ２の２箇所として説明しているが、ＰＮＥ外径円の大きさに応じて、その他、複数の箇所へ同様に設定した検出位置ｐ３・・・についても同様の説明が可能である。

また、位置調整操作部は、回動中心Ｑ２に関して検出手段よりも離れた位置にあるので、その移動量が検出手段よりも大きく、位置調整操作を行いやすい。

さらに、一般的なプリンタは、ベースフレームの上方に用紙収納部が設けられているが、検出手段位置調整レバーの回動中心を比較的頑丈な用紙収納部の底部近傍に設けるので、検出手段の位置調整操作が安定する。

本発明の実施例を示すプリンタの斜視図。 本発明の実施例を示すプリンタの断面図。 本発明の実施例を示すプリンタのロール紙収納時における断面図。 本発明の実施例に係る検出手段位置調整レバーの側面図。 本発明の実施例を示すプリンタの検出径を大きく設定した時の断面図。 本発明の実施例を示すプリンタの検出径を小さく設定した時の断面図。 本発明の実施例において、検出手段の位置を説明するための図。 （イ）、（ロ）は、従来例における検出手段の配置例を説明するための図。 （イ）、（ロ）は、本発明における検出手段の配置例を説明するための図。 本発明において検出手段を配置する領域を説明するための図。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１〜図３に示すように、本発明のプリンタは、ロール紙ａを置いてその外周を支持して収納する用紙収納部６を有するペーパードロップインタイプのプリンタであり、ベースフレーム７の上部に上面が開口した用紙収納部６を形成し、用紙収納部６の上方を開閉可能なカバー８で覆う。

用紙収納部６に収納されたロール紙９の先端部は、引き出されて印字部１０で印刷が施された後、カッター部１１で切断されて正面の排出口１２から排出される。

図２及び図３に示すように、用紙収納部６は、左右の平行な側壁１３と、後方に向かって次第に下降するよう傾斜した傾斜壁１４と、上方に向かって緩やかに湾曲しながら上昇する底壁１５によって囲まれた空間であり、傾斜壁１４及び底壁１５がロール紙９の外周面を下から支持している。

従って、ロール紙９の中心は、消費されて径が縮小するに従って、傾斜壁１４と底壁１５との接続箇所である底隅部１６に向かって下降していく。

用紙収納部６の側壁１３の一方には、ロール紙９の残量が設定量に達したことを検知す
る検出手段ｐ（ＰＮＥセンサー）が設置される。検出手段ｐは、ロール紙９の側端面に向かって光を照射する発光部３と、ロール紙９の側端面で反射した反射光を受光する受光部４とを有する光反射型のセンサーである。発光部３及び受光部４は上下方向に並べて配置してあり、その中心を結ぶ線が検出線ｑである。検出位置では検出線ｑがＰＮＥ外径円の接線に沿う配置とすることを基本としている。

図３に示すように、ロール紙９の残量が多くて径が大きい時は、発光部３と受光部４が共にロール紙９の側端面に対面しており、用紙の存在が検出されている。一方、ロール紙９の外周がＰＮＥ外径円１に達して、受光部４が反射光を受光しない時は、ロール紙９の残量が設定量に達したと判断して、警告灯１７（図１参照）を点灯する、残量が少ないことを文字で表示する等の適宜手段によって警告を発する。

なお、検出手段ｐは、ロール紙９の巻き芯１８の空洞によって誤作動してしまうので、巻き芯１８が通過する領域（図１０における傾斜線Ｓ１，Ｓ２の間）を避けて配置する。

図２及び図４に示すように、検出手段ｐは、用紙収納部６の一方の側壁１３面に設けられた回動中心Ｑ２を中心として回動する検出手段位置調整レバー５の中間部に取り付けられる。回動中心Ｑ２は、ロール紙９が消費し尽くされた時の巻き芯１８の中心よりも下方に設定されている。すなわち、残量検出設定量のうちの最小径のロール紙外径円の中心よりも下方に設定されている。そして、図９において、第１のＰＮＥ外径円１を検出する位置ｐ１にある検出手段ｐを、ＰＮＥ外径円２を検出する検出位置ｐ２に移動したとき、残量検出位置が調整されたことになる。このとき、検出位置ｐ２は検出手段ｐが回動中心Ｑ２を中心に回動したときにできる円弧とＰＮＥ外径円２との交点である。この交点を第２の残量検出位置として設定すればよい。ＰＮＥ外径円２の直径は必要に応じて任意に定めればよい。ただし、ＰＮＥ外径円２は、前記のように、残量検出設定量のうちの最小径のロール紙外径円である。

ただし、検出手段ｐが光反射型のフォトセンサーなどである場合、巻き芯１８の空洞部を検出して誤動作してしまうので、巻き芯１８の空洞部が底隅部１６に向かって移動する軌跡領域（図１０において、ハッチングを施した領域、巻き芯１８の空洞移動領域という）を避けて配置する。

すなわち、検出位置ｐ１、ｐ２は、巻き芯１８の空洞移動領域よりも底壁側であって、その回動中心Ｑ２を底壁１５（底壁１５に近い側壁１３面を含む）に配置し、回動中心Ｑ２を中心とした円と第１のＰＮＥ外径円１と第２のＰＮＥ外径円２との交点箇所に設定される。したがって、検出手段ｐは上方に凸に湾曲した円弧上を回動し、底隅部１６の方向に移動する。

なお、ロール紙の中心が移動する方向は図のように底隅部１６に向かう傾斜した方向ではなく、上方から下方へ垂直な場合もある。このときは、巻き芯１８が通過する領域も垂直になる。

用紙収納部６の側壁１３の一方には、回動中心Ｑ２を中心として回動する検出手段ｐをガイドし、その移動範囲を規制する扇状のガイド孔１９が形成される。

また、検出手段位置調整レバー５の検出手段ｐよりも上方に、検出手段ｐを複数位置（本実施例では３か所）のいずれかに択一的に位置決めする位置調整操作部２０が取り付けられている。

位置調整操作部２０の上縁には爪２２を突出し、位置調整操作部２０の内面（用紙収納
部６内に露出した面）には複数の滑り止めリブ２３が形成されている。また、用紙収納部６の側壁１３には、回動中心Ｑ２を中心として回動する位置調整操作部２０をガイドし、移動範囲を規制する扇状の操作ガイド部２４が形成される。

用紙収納部６における爪２２の軌道上（操作ガイド部２４の上縁）には、爪２２と係合可能な複数（本実施例では３個）のノッチ２５を間隔をあけて形成してあり、爪２２とノッチ２５いずれかを係合することにより、検出手段ｐが位置決めされる。

ロール紙９の検出径を最も大きく（例えば、２８ｍｍ）設定する場合は、図５に示すように、爪２２を紙面右側のノッチ２５に係合し、検出手段ｐを底隅部１６から遠い位置に位置決めする。

この時、検出手段ｐは、残量が設定量に達して外径が２８ｍｍとなったときロール紙９の外周位置（第１のＰＮＥ外径円の位置）に設置されると共に、検出線ｑがこの設置位置におけるロール紙９の外周接線ｂに沿って、または、これにできるだけ近似した線に沿って並ぶよう配置される（図７）。

従って、用紙を消費してロール紙９の外径が２８ｍｍになると、発光部３から照射された光がロール紙９の端面で反射されなくなり、検出手段ｐはロール紙９の残量が第１の設定量に達したことを検知する。

一方、ロール紙９の検出径を最も小さく（例えば、２５ｍｍ）設定する場合は、図６に示すように、爪２２を紙面左側のノッチ２５に係合し、検出手段ｐを底隅部１６と近い位置の設定箇所に位置決めする。

すると、発光部３と受光部４は、残量が設定量に達して外径が２５ｍｍとなったロール紙９の外周位置（第２のＰＮＥ外径円の位置）に設置されるが、このとき、検出手段ｐの検出線ｑは前記のように、内向きに回動変位するので、発光部３と受光部４を結ぶ検出線ｑの検出位置ｐ２での接線に対するずれは少なく、第２のＰＮＥ外径円の接線ｄに近似して配置される（図９）。

そして、ロール紙９の外径が２５ｍｍに達した時、検出手段ｐは確実にロール紙９の残量が第２の設定量に達したことを検知する。

なお、上記実施例では、検出手段ｐを３か所の位置のいずれかに位置決めするようになっているが、より多数の位置に択一的に位置決めして、検知しようとするロール紙９の径を細かく選択できるようにすることも可能である。

また、検出手段ｐを位置決めする手段は爪２２とノッチ２５に限定されない。例えば、検出手段位置調整レバー５に設けた係合リブを用紙収納部６の側壁１３の一方に形成した複数の溝のいずれかにクリック係合してもよい。

さらに、上記説明では、第１の残量検出状態を検出する位置ｐ１における検出手段ｐの姿勢（検出線ｑ）を、第１の残量検出状態にあるロール紙の外径円１の垂直な接線ｂと一致させ、この接線ｂと底壁１５との交点に検出手段ｐの回動中心Ｑ２を設けてあるが、垂直な接線ｂと検出線ｑとが必ずしも一致している必要はなく、回動中心Ｑ２が垂直な接線ｂ上にある必要もない。

１ 第１のＰＮＥ外径円
２ 第２のＰＮＥ外径円
３ 発光部
４ 受光部
５ 検出手段位置調整レバー
６ 用紙収納部
７ ベースフレーム
８ カバー
９ ロール紙
１０ 印字部
１１ カッター部
１２ 排出口
１３ 左右の側壁
１４ 傾斜壁
１５ 底壁
１６ 底隅部
１７ 警告灯
１８ 巻き芯
１９ ガイド孔
２０ 位置調整操作部
２２ 爪
２３ リブ
２４ 操作ガイド部
２５ ノッチ
Ｑ１，Ｑ２ 回動中心
ｐ１，ｐ２ 検出位置
ｐ 検出手段
ｑ 検出線

Claims (3)

1. ロール紙の外周を支持して収納する用紙収納部を有し、前記用紙収納部に前記ロール紙の残量が設定量に達したことを検知する発光部と受光部が直線上に配置された光反射型の検出手段を設けたプリンタにおいて、
   前記用紙収納部の側壁面に設けられた回動中心を中心として回動可能に設けられた検出手段位置調整レバーを備え、
   前記検出手段位置調整レバーは、中間部に前記検出手段を設けるとともに、上方に前記検出手段を複数の検出位置のいずれかに択一的に位置決めする位置調整操作部を設け、
   前記回動中心は前記設定量のうちの最小径のロール紙外径円の中心よりも下方に設定されていることを特徴としたプリンタ。
2. 前記複数の検出位置は、前記回動中心を中心とした前記検出手段の移動軌跡が描く円と第１の残量検出状態にあるロール紙の外径円との交点と、前記移動軌跡が描く円と第２の残量検出状態にあるロール紙の外径円との交点に、あるいはこれらの交点の間に設定されていることを特徴とした請求項１に記載のプリンタ。
3. 前記第１の残量検出状態にあるロール紙の外径円は検出可能な最大のロール紙の外径円であり、前記第２の残量検出状態にあるロール紙の外径円は検出可能な最小のロール紙の外径円であることを特徴とした請求項２に記載のプリンタ。