JP5930747B2 - ロール状シート保持装置 - Google Patents

Description

本発明はロール状シート保持装置を備えたプリント装置及びシート処理装置に関する。

特許文献１には、プリント装置に適用される、中空の芯管の外周面上にロール状に巻かれたロール状シートの保持装置が開示されている。ロール状シートの芯管の両端部に保持装置が嵌められ、保持装置がロール状シートを回転自在に保持する。保持装置は、回転駆動力が伝達される従動手段と、従動手段の回転力を伝達する伝達部材と、を有している。中空の芯管の内周面には、両端部近傍に、芯管に対して保持装置を着脱自在に保持するフランジ固定補助部材が設けられている。伝達部材がフランジ固定補助部材と係合することによって、保持装置がロール状シートに固定される。フランジ固定補助部材は、芯管の内周面から内側に突き出した段差部として構成され、この段差部は芯管と一体に形成されるか、または別部材を芯管に挿入することによって形成される。

この構成によれば、ロール状シートの芯部に保持軸を挿通してロール状シートを固定する従来の方法と比較して、長尺の保持軸をロール状シートに嵌める必要がないため、ロール状シートの交換作業性が向上する。

特開平８−１７５７０７号公報

プリント装置において保持装置を芯管に固定する場合、フランジ固定補助部材を設けることによって、保持装置を確実に固定する方法の自由度が高くなる。しかし、フランジ固定補助部材を設けることで構成部材が増え、あるいは芯管自体が複雑化するため、フランジ固定補助部材を用いない、より簡易な構成が望まれている。

フランジ固定補助部材の有無に関わらず、保持装置の固定方法としては、保持装置の先端部で芯管内周面あるいはフランジ固定補助部材を押圧する構成が広く用いられている。しかしこの構成では、保持装置を芯管に装着する際に保持装置の先端部の外径が芯管あるいはフランジ固定補助部材の内径より広がり、保持装置の芯管への挿入が妨げられることがある。これに伴い、保持装置がロール状シートの端部に正しく装着されない可能性もある。さらに、保持装置の挿入時あるいは先端部で芯管内周面あるいはフランジ固定補助部材を押圧する際に保持装置に衝撃が加わり、保持装置が破損してしまうことも考えられる。このため、保持装置を簡単かつ確実に装着可能な構成も望まれている。

本発明は上記課題の認識に基づいてなされたものである。本発明は、軸方向に沿って断面が一定の中空部を有する芯管の外周面上にロール状に巻かれたロール状シートの保持装置に関し、芯管にフランジ固定補助部材を設けることなく、簡単かつ確実にロール状シートに装着可能な保持装置を提供することを目的とする。

本発明のロール状シート保持装置は、中空部を有する芯管の外周面上にロール状に巻かれたロール状シートの保持装置である。保持装置は、芯管の中空部の端部に装着され、ロール状シートを回転可能かつ引き出し可能に保持する回転軸と、回転軸の外周面から突き出て芯管と係合可能な突出位置と回転軸の外周面から内方へ退避した退避位置との間を移動可能な係合部材と、係合部材を突出位置と退避位置との間で移動させる係合部材移動手段と、係合部材移動手段によって係合部材を移動させる動作を規制する規制位置と、係合部材移動手段によって係合部材を移動させる動作を許容する許容位置とに移動可能な規制手段と、を有し、規制手段は、係合部材が退避位置にあるときに規制位置に位置され、回転軸が芯管の中空部の端部に装着されたときに規制位置から許容位置へ移動されることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば芯管にフランジ固定補助部材を設けることなく、簡単かつ確実にロール状シートに装着可能な保持装置を提供することができる。

プリント装置の内部構成を示す概略図 制御部のブロック図 片面プリントモードでの動作を説明するための図 両面プリントモードでの動作を説明するための図 シート供給部の構成及び動作を説明するための図 保持装置の構成を説明するための図 フランジ部の外観を示す斜視図 フランジ部と操作部の構成を説明するための図 固定部材とこれを動かすカム部材の位置関係及び動作を示す図 固定部材とこれを動かすカム部材の位置関係及び動作を示す図 ロック機構を構成するカム部材とロック部材の位置関係及び動作を示す図 ロック機構を構成するカム部材とロック部材の位置関係及び動作を示す図 固定部材が係合位置にあるときの保持装置の状態を説明するための図 係合部材１３０により芯管５１を回転軸１１８に固定した状態の図 固定部材が係合解除位置にあるときの保持装置の状態を説明するための図

以下、インクジェット方式を用いたプリント装置の実施形態を説明する。本実施形態のプリント装置は、長尺連続シートの片面プリント及び両面プリントの両方に対応した高速ラインプリンタであり、例えば、プリントラボ等における大量の枚数のプリントに好適に用いられる。長尺連続シートとは、繰返しプリントの単位となる単位画像の長さよりも搬送方向に長くされた連続シートを意味する。単位画像とは、連続したシートに複数のページを順次プリントする場合の１つのプリント単位（１ページ）を意味し、１つのプリント単位に複数の小さな画像や文字や空白が混在していても、当該領域内に含まれるものをまとめて１つの単位画像という。単位画像の長さはプリントする画像サイズに応じて異なる。例えばＬ版サイズの写真ではシート搬送方向の長さは１３５ｍｍ、Ａ４サイズではシート搬送方向の長さは２９７ｍｍとなる。

本発明はプリンタ、プリンタ複合機、複写機、ファクシミリ装置、各種デバイスの製造装置などのプリント装置に広く適用可能である。プリント処理はインクジェット方式、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式、液体現像方式など方式は問わない。本発明はプリント処理に限らずロールシートに種々の処理（記録、加工、塗布、照射、読取、検査など）を行うシート処理装置にも適用可能である。

図１は、プリント装置の内部構成を示す断面の概略図である。本実施形態のプリント装置は、ロール状に巻かれたシートの第１面と、第１面の背面側の第２面と、に両面プリントすることが可能である。プリント装置はその内部に、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、プリント部４、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、反転部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出部１２、加湿部２０、制御部１３の各ユニットを備えている。シートは、図中の実線で示したシート搬送経路に沿ってローラ対やベルトからなる搬送機構で搬送され、各ユニットで処理がなされる。シート搬送経路の任意の位置において、シート供給部１に近い側を「上流」、その逆側を「下流」という。

シート供給部１は、ロール状に巻かれた連続シートを保持して供給するためのユニットである。シート供給部１は、２つのロールＲ１，Ｒ２を収納することが可能であり、２つのロールＲ１，Ｒ２から択一的にシートを引き出して供給する。収納可能なロールは２つに限定されず、シート供給部１は、１つあるいは３つ以上のロールを収納可能であってもよい。

デカール部２は、シート供給部１から供給されたシートのカール（反り）を軽減させるユニットである。デカール部２は、１つの駆動ローラに対して２つのピンチローラを備えている。デカール部２は、カールと逆向きの反りを与える方向にシートを湾曲させるように、ピンチローラを通過させる。これによってデカール力が発生しカールが軽減される。デカール部２はデカール力を調整することが可能である。

斜行矯正部３は、デカール部２を通過したシートの斜行（本来の進行方向に対する傾き）を矯正するユニットである。基準となる側のシート端部をガイド部材に押し付けることにより、シートの斜行が矯正される。

プリント部４は、搬送されるシートの上方からプリントヘッド１４によってシート上にプリント処理を行い、画像を形成するユニットである。つまり、プリント部４はシートに所定の処理を行う処理部である。プリント部４は、シートを搬送する複数の搬送ローラをさらに備えている。プリントヘッド１４は、使用が想定されるシートの最大幅をカバーする範囲でインクジェット方式のノズル列が形成されたライン型プリントヘッドである。プリントヘッド１４は、搬送方向に沿って平行に並べられた複数のプリントヘッドを有している。本実施形態では、プリントヘッド１４はＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）、Ｇ（グレー）、Ｋ（ブラック）の７色に対応した７つのプリントヘッドを有している。色数及びプリントヘッドの数は７つに限定されない。インクジェット方式としては、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式を採用することができる。各色のインクは、インクタンクからそれぞれインクチューブを介してプリントヘッド１４に供給される。後述するように、プリントヘッド１４はプリント部４において、シートから退避する方向に移動可能である。これにより、シートに対するプリントヘッド１４の間隔が調整される。

検査部５は、プリント部４でシートにプリントされた検査パターンや画像をスキャナによって光学的に読み取り、プリントヘッドのノズルの状態、シート搬送状態、画像位置等を検査して画像が正しくプリントされたかを判定するためのユニットである。スキャナはＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを有している。

カッタ部６は、プリント後のシートを所定長さに切断する機械的なカッタを備えたユニットである。カッタ部６は、シートを次工程に送り出すための複数の搬送ローラも備えている。

情報記録部７は、切断されたシートの非プリント領域にプリントのシリアル番号や日付などのプリント情報を記録するユニットである。プリント情報は、インクジェット方式、熱転写方式などで文字やコードをプリントすることによって記録される。情報記録部７の上流側且つカッタ部６の下流側には、切断されたシートの先端エッジを検知するセンサ２３が設けられている。センサ２３はカッタ部６と情報記録部７の記録位置との間でシートの端部を検知する。センサ２３の検知タイミングに基づいて、情報記録部７における記録タイミングが制御される。

乾燥部８は、プリント部４でプリントされたシートを加熱して、付与されたインクを短時間で乾燥させるためのユニットである。乾燥部８の内部では通過するシートに対して少なくとも下面側から熱風が供給されて、インク付与面が乾燥させられる。乾燥方式は熱風を供給する方式に限らず、電磁波（紫外線や赤外線など）をシート表面に照射する方式でもよい。

以上のシート供給部１から乾燥部８までのシート搬送経路を第１経路と称する。第１経路はプリント部４から乾燥部８までの間にＵターンする形状を有し、カッタ部６はＵターンの形状の途中に位置している。

反転部９は両面プリントを行う際に表面プリントが終了した連続シートを一時的に巻取って、表裏反転させるためのユニットである。反転部９は、乾燥部８を通過したシートを再びプリント部４に供給するための経路の途中に設けられている。この経路は乾燥部８からデカール部２を経てプリント部４に到るループパスであり、この経路を第２経路と称する。反転部９はシートを巻取るための回転する巻取回転体（ドラム）を備えている。表面のプリントが済んで切断されていない連続シートは巻取回転体に一時的に巻取られる。巻取りが終わると、巻取回転体が逆回転して巻取り済みシートはデカール部２に供給され、プリント部４に送られる。このシートは表裏反転しているのでプリント部４で裏面にプリントを行うことができる。両面プリントのより具体的な動作については後述する。

排出搬送部１０は、カッタ部６で切断され乾燥部８で乾燥させられたシートを搬送して、ソータ部１１にシートを受け渡すためのユニットである。排出搬送部１０は、反転部９が設けられた第２経路とは異なる経路（第３経路と称する）に設けられている。第１経路を搬送されてきたシートを第２経路と第３経路のいずれか一方に選択的に導くために、経路の分岐位置には可動フラッパを有する経路切替機構が設けられている。

ソータ部１１と排出部１２は、シート供給部１の側部で且つ第３経路の末端に設けられている。ソータ部１１は、プリント済みシートを必要に応じてグループ毎に仕分けるためのユニットである。仕分けられたシートは、複数のトレイからなる排出部１２に排出される。このように、第３経路はシート供給部１の下方を通過して、シート供給部１を挟んでプリント部４や乾燥部８とは逆側にシートを排出する経路である。

以上のように、第１経路にはシート供給部１から乾燥部８までのユニットが順に設けられている。乾燥部８の先で第１経路は第２経路と第３経路に分岐する。第２経路は途中に反転部９が設けられており、反転部９の先で第１経路に合流する。第３経路の末端には排出部１２が設けられている。

加湿部２０は加湿気体（空気）を生成して、プリント部４のプリントヘッド１４とシートの間に供給するためのユニットである。これにより、プリントヘッド１４のノズル内のインク乾燥が抑制される。加湿部２０の加湿方式としては、気化式、水噴霧式、蒸気式などの方式を採用することができる。気化式には、本実施形態の回転式の他に、透湿膜式、滴下浸透式、毛細管式などがある。水噴霧式には、超音波式、遠心式、高圧スプレー式、２流体噴霧式などがある。蒸気式には、蒸気配管式、電熱式、電極式などがある。加湿部２０とプリント部４は第１ダクト２１で接続され、更に加湿部２０と乾燥部８は第２ダクト２２で接続されている。乾燥部８ではシートを乾燥させる際に多湿且つ高温の気体が生成される。この気体は第２ダクト２２を通して加湿部２０に導入されて、加湿部２０での加湿気体生成のための補助エネルギとして利用される。加湿部２０で生成された加湿気体は第１ダクト２１を通してプリント部に導入される。

制御部１３は、プリント装置の各部の制御を司るユニットである。制御部１３は、ＣＰＵ、記憶装置、各種制御部を備えたコントローラ、外部インターフェース、及びユーザが入出力を行う操作部１５を有している。プリント装置の動作は、コントローラ、またはコントローラに外部インターフェースを介して接続されるホストコンピュータ等のホスト装置１６からの指令に基づいて制御される。

図２は、制御部１３の概念を示すブロック図である。制御部１３に含まれるコントローラ（破線で囲んだ範囲）は、ＣＰＵ（中央演算処理部）２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ＨＤＤ（ハードディスク）２０４、画像処理部２０７、エンジン制御部２０８、個別ユニット制御部２０９から構成されている。ＣＰＵ２０１はプリント装置の各ユニットの動作を統合的に制御する。ＲＯＭ２０２はＣＰＵ２０１が実行するためのプログラムやプリント装置の各種動作に必要な固定データを格納する。ＲＡＭ２０３はＣＰＵ２０１のワークエリアとして用いられたり、種々の受信データの一時格納領域として用いられたり、各種設定データを記憶したりする。ＨＤＤ２０４はＣＰＵ２０１が実行するためのプログラム、プリントデータ、プリント装置の各種動作に必要な設定情報を記憶読出することが可能である。操作部１５はユーザとの入出力インターフェースであり、ハードキーやタッチパネルの入力部、及び情報を提示するディスプレイや音声発生器などの出力部を含む。

高速なデータ処理が要求されるユニットについては専用の処理部が設けられている。画像処理部２０７は、プリント装置で扱うプリントデータの画像処理を行う。入力された画像データの色空間（たとえばＹＣｂＣｒ）は、標準的なＲＧＢ色空間（たとえばｓＲＧＢ）に変換される。画像データに対し解像度変換、画像解析、画像補正等、様々な画像処理が必要に応じて施される。これらの画像処理によって得られたプリントデータは、ＲＡＭ２０３またはＨＤＤ２０４に格納される。エンジン制御部２０８は、ＣＰＵ２０１等から受信した制御コマンドに基づいて、プリントデータに応じてプリント部４のプリントヘッド１４の駆動制御を行う。エンジン制御部２０８は更にプリント装置内の各部の搬送機構の制御も行う。個別ユニット制御部２０９は、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、反転部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出部１２、加湿部２０の各ユニットを個別に制御するためのサブコントローラである。ＣＰＵ２０１による指令に基づき、個別ユニット制御部２０９によってそれぞれのユニットの動作が制御される。外部インターフェース２０５は、コントローラをホスト装置１６に接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）であり、ローカルＩ／ＦまたはネットワークＩ／Ｆである。以上の構成要素はシステムバス２１０によって接続されている。

ホスト装置１６は、プリント装置にプリントを行わせるための画像データの供給源となる装置である。ホスト装置１６は、汎用または専用のコンピュータであってもよいし、画像リーダ部を有する画像キャプチャ、デジタルカメラ、フォトストレージ等の専用の画像機器であってもよい。ホスト装置１６がコンピュータの場合は、コンピュータに含まれる記憶装置にＯＳ、画像データを生成するアプリケーションソフトウェア、プリント装置用のプリント装置ドライバがインストールされる。以上の処理の全てをソフトウェアで実現することは必須ではなく、一部または全部をハードウェアによって実現するようにしてもよい。

次に、プリント時の基本動作について説明する。プリントは、片面プリントモードと両面プリントモードとでは動作が異なるので、それぞれについて説明する。

図３は、片面プリントモードでの動作を説明するための図である。シート供給部１から供給されたシートがプリントされて排出部１２に排出されるまでの搬送経路を太線で示している。シート供給部１から供給され、デカール部２、斜行矯正部３でそれぞれ処理されたシートは、プリント部４において表面（第１面）のプリントがなされる。搬送方向に所定の長さを有する単位画像を長尺の連続シートに順次プリントして、複数の画像を並べて形成していく。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において単位画像ごとに切断される。切断されたシートの裏面には、必要に応じて、情報記録部７でシートプリント情報が記録される。そして、切断されたシートは１枚ずつ乾燥部８に搬送され乾燥される。シートはその後、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１の排出部１２に順次排出され積載されていく。一方、最後の単位画像の切断によってプリント部４の側に残されたシートはシート供給部１に送り戻されて、ロールＲ１またはＲ２に巻取られる。後述するように、この送り戻しの際には、デカール部２でのデカール力が小さくなるよう調整され、且つプリントヘッド１４がシートから退避するようになっている。

このように、片面プリントにおいては、シートは第１経路と第３経路を通過して処理され、第２経路は通過しない。以上をまとめると、片面プリントモードにおいては制御部１３の制御により、以下（１）〜（６）のシーケンスが実行される。

（１）シート供給部１からシートを送り出してプリント部４に供給する；
（２）供給されたシートの第１面に、プリント部４で単位画像のプリントを繰り返す；
（３）第１面にプリントした単位画像ごとにカッタ部６でシートの切断を繰り返す；
（４）単位画像ごとに切断されたシートを１枚ずつ乾燥部８を通過させる；
（５）１枚ずつ乾燥部８を通過したシートを、第３経路を通して排出部１２に排出する；
（６）最後の単位画像を切断してプリント部４の側に残されたシートをシート供給部１に送り戻す。

図４は、両面プリントモードでの動作を説明するための図である。両面プリントでは、表面（第１面）プリントシーケンスに次いで裏面（第２面）プリントシーケンスが実行される。最初の表面プリントシーケンスでは、シート供給部１から検査部５までの各ユニットでの動作は上述の片面プリントの動作と同じである。カッタ部６では切断動作は行わずに、連続シートのまま乾燥部８に搬送される。乾燥部８での表面のインク乾燥の後、排出搬送部１０の側の経路（第３経路）ではなく、反転部９の側の経路（第２経路）にシートが導かれる。第２経路においてシートは、順方向（図面では反時計回り方向）に回転する反転部９の巻取回転体に巻取られていく。プリント部４において、予定された表面のプリントが全て終了すると、カッタ部６にて連続シートのプリント領域の後端が切断される。切断位置を基準に、搬送方向下流側（プリントされた側）の連続シートは乾燥部８を経て反転部９でシート後端（切断位置）まで全て巻取られる。一方、反転部９での巻取りと同時に、切断位置よりも搬送方向上流側（プリント部４の側）に残された連続シートは、シート先端（切断位置）がデカール部２に残らないように、シート供給部１に送り戻されて、ロールＲ１またはＲ２に巻取られる。この送り戻し（バックフィード）によって、以下の裏面プリントシーケンスで再び供給されるシートとの衝突が避けられる。後述するように、この送り戻しの際には、デカール部２でのデカール力が小さくなるよう調整され、且つプリントヘッド１４がシートから退避するようになっている。

上述の表面プリントシーケンスの後に、裏面プリントシーケンスに切り替わる。反転部９の巻取回転体が巻取り時とは逆方向（図面では時計回り方向）に回転する。巻取られたシートの端部（巻取り時のシート後端は、送り出し時にはシート先端になる）は、図の破線の経路に沿ってデカール部２に送り込まれる。デカール部２では巻取回転体で付与されたカールの矯正がなされる。つまり、デカール部２は第１経路においてシート供給部１とプリント部４の間、及び第２経路において反転部９とプリント部４の間に設けられており、いずれの経路においてもデカールの働きをする共通のユニットである。シートの表裏が反転したシートは、斜行矯正部３を経て、プリント部４に送られて、シートの裏面にプリントが行なわれる。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において予め設定されている所定の単位長さ毎に切断される。切断されたシートは両面にプリントされているので、情報記録部７での記録はなされない。切断されたシートは１枚ずつ乾燥部８に搬送され、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１の排出部１２に順次排出され積載されていく。

このように、両面プリントにおいては、シートは第１経路、第２経路、第１経路、第３経路の順に通過して処理される。以上をまとめると、両面プリントモードにおいては制御部１３の制御により、以下（１）〜（１１）のシーケンスが実行される。

（１）シート供給部１からシートを送り出してプリント部４に供給する；
（２）供給されたシートの第１面にプリント部４で単位画像のプリントを繰り返す；
（３）第１面にプリントされたシートを乾燥部８を通過させる；
（４）乾燥部８を通過したシートを第２経路に導いて、反転部９が有する巻取回転体に巻取っていく；
（５）第１面への繰返しのプリントが済んだら最後にプリントした単位画像の後ろでカッタ部６でシートを切断する；
（６）切断したシートの端部が乾燥部８を通過して巻取回転体に達するまで巻取回転体に巻取るとともに、切断してプリント部４の側に残されたシートはシート供給部１に送り戻す；
（７）巻取りが済んだら巻取回転体を逆回転させて、第２経路から再びプリント部４にシートを供給する；
（８）第２経路から供給されるシートの第２面にプリント部４で単位画像のプリントを繰り返す；
（９）第２面にプリントした単位画像ごとにカッタ部６でシートの切断を繰り返す；
（１０）単位画像ごとに切断されたシートは１枚ずつ乾燥部８を通過される；
（１１）１枚ずつ乾燥部８を通過したシートを、第３経路を通して排出部１２に排出する。

図５は、シート供給部１の構成及び動作を説明するための図である。シート供給部１はロール状シート保持装置（以下、保持装置１１０という）に保持されロール状に巻かれた連続シートを収容し、プリント部４に接続されたシート搬送路１０１にシートを供給する。図５（ａ）はシート供給部１の斜視図を示し、図５（ｂ）はシート供給部１の断面図を示す。シート収容部１０２は、フランジ保持部材１０３、給紙ローラ対１０４、給紙ローラ対１０４に駆動を伝達する給紙ローラ駆動部１０５、シート種及びシート幅サイズを検知する機構部１０６、及びロールを回転させるためのロール駆動部１０７からなる。シートをプリント部４へ供給するときは、給紙ローラ駆動部１０５からの駆動力を伝達して給紙ローラ対１０４を回転させ、給紙ローラ対１０４に挟持されたシートをシート搬送路１０１へ送り込む。シートをシート収容部１０２へ巻き戻すときは、ロール駆動部１０７から駆動力を伝達してロールを回転させてシートを巻き戻す。このとき、給紙ローラ対１０４は、離間させるか搬送方向と逆方向に回転させてシートを搬送する。巻き戻し時の給紙ローラ駆動部１０５の速度とロール駆動部１０７の速度は、常にロール駆動部１０７の速度の方が早くなるように制御され、給紙ローラ対１０４とロールの間でシートにテンションがかかるようになっている。給紙ローラ駆動部１０５とロール駆動部１０７のシート搬送速度差は、ロール駆動部１０７内に設けられたクラッチ（不図示）をすべらせることで解消される。

図６は、ロール状シートの保持装置１１０の構成を説明するための図である。図６（ａ）は保持装置１１０の内部の構成を示す分解斜視図であり、図６（ｂ）は、フランジ回転部１１１を組み立てた状態での保持装置１１０の分解斜視図である。図６（ｃ）は保持装置１１０の断面図を、図６（ｄ）はベアリングの付近の部分詳細図を示している。保持装置１１０は各ロールＲ１，Ｒ２についてそれぞれ一対設けられている。各保持装置１１０は、フランジ回転部１１１と、フランジ回転部１１１を回転支持するとともにフランジ保持部材１０３に固定されるフランジ固定部１１２と、を有している。フランジ回転部１１１はロール駆動部１０７からの駆動力を伝達し、芯管５１（図７参照）の外周面上にロール状に巻かれた連続シート（以下、ロールまたはロール状シートという場合もある）を回転させる。ロールの芯管５１は軸方向に沿って断面が一定の中空部５２を有しており、通常は内径、外径とも一定の円管である。しかし中空部の形状はこれに限定されず、後述するように保持部が装着可能でありかつ係合部材で固定可能である限り、変断面形状であってもかまわない。

フランジ回転部１１１は複数のリング状のベアリング１１３と、フランジ部１１５と、ベアリングカバー１１６と、固定部材１１７と、を備えている。複数のベアリング１１３はフランジ部１１５の突起部に装着され、側面でフランジ固定部１１２と当接し、上面がベアリングカバー１１６で覆われている。シートが供給されるときは、ベアリング１１３がフランジ固定部１１２の摺動面１１４上を摺動し、これによってロールが円滑に回転する。ベアリング１１３は、ロールの重量をフランジ固定部１１２に伝達する機能も有しており、複数個設けることで、ロール重量の負荷が分散される。

図７は、フランジ部１１５の構成を説明するための図である。図７（ａ）はロール駆動部１０７と係合している外側側面を、図７（ｂ）はロールと当接する内側側面を示している。フランジ部１１５は概ね円盤状の形状を有しており、その一方の面に、ロールの芯管５１に挿入される筒状の回転軸１１８がフランジ部１１５と一体に形成されている。フランジ部１１５の外側の部分１１９は主に、後述する操作部１３３によって形成されている。回転軸１１８はフランジ部１１５と別に作成し、適宜の方法でフランジ部１１５に固定してもよい。回転軸１１８は芯管５１の中空部５２の端部５３にそれぞれ嵌められて、ロール状シートを回転可能かつ引き出し可能に保持する。フランジ部１１５のロール側には、ロールの端部をガイドするガイド面１０８が形成されている。

図８は、フランジ部１１５と操作部１３３の斜視図を示す。図８（ａ）は分解斜視図であり、図８（ｂ）はフランジ部と操作部の連結部の部分詳細図である。フランジ部１１５には、回転軸１１８を芯管５１に固定するための固定部材１１７と、芯管５１への固定部材１１７の固定操作及び芯管５１からの固定部材１１７の固定解除操作を行う操作部１３３と、が取り付けられている。図９、図１０は固定部材１１７とこれを動かすカム部材１４１の位置関係および動作を示している。図９（ａ）、図１０（ａ）はカム部材１４１側から見た平面図、図９（ｂ）、図１０（ｂ）は側面図、図９（ｃ）、図１０（ｃ）は斜視図である。図９は芯管５１を固定部材１１７によって固定した状態を示し、図１０は固定を解除した状態を示している。

固定部材１１７は、回転軸の先端壁１１８ａの内面側に軸１３０ａによって揺動可能に支持されている。固定部材１１７は、芯管５１に係合する鋭利な先端部を備えた係合部材１３０を有している。係合部材１３０は板金によって製作された板状の金属部材である。回転軸１１８の外表面には溝１２１（図７（ｂ）参照）が設けられており、係合部材１３０の先端部は後述する係合部材移動機構１３２の動作によって、溝１２１を通って回転軸１１８の外表面の外側へ突き出ることができる。すなわち、係合部材１３０は、芯管５１に当接する回転軸１１８の外周面から溝１２１を通って突き出て芯管５１と係合する突出位置と、回転軸１１８の外周面より内方に退避した退避位置との間を移動可能である。これによって、係合部材１３０は径方向に移動し、芯管５１に対して係合と離間とを繰返すことができる。ここで、径方向は、回転軸１１８の中心軸と直交する面内で中心軸を基準として定義される。

係合部材移動機構１３２は操作部１３３に設けられており、係合部材１３０を突出位置と退避位置との間で移動させる。係合部材移動機構１３２は、カム部材１４１と、回動部材１４４と、第１のバネ部材１３１と、を有している。

カム部材１４１は、カム面１４１ａを有する上半部１４１ｂと、上半部１４１ｂと一体形成された概ね円板状の下半部１４１ｃと、から構成されている。カム面１４１ａには、外側に張り出し概ね等間隔で位置する３つの凸部１４１ｄが形成されている。カム部材１４１の下半部１４１ｃは、フランジ部１１５の２つの同心の案内壁で囲まれた領域に回転可能に保持されている。この結果カム部材１４１は、回転軸１１８と同軸に設けられ、かつ回転軸１１８に対して相対回転可能に構成される。

回動部材１４４は、一端が回転軸１１８に対して固定された支点１４４ａ、本実施形態ではフランジ部１１５に設けられた突起部１４４ａで支持され、支点１４４ａを中心に回動可能に構成されている。第１のバネ部材１３１は例えばコイルバネからなり、一端が回動部材１４４の端部１４４ｂに、他端が固定部材１１７の先端部に連結されている。第１のバネ部材１３１は予め引張り力が与えられており、回動部材１４４を内側に引張り、カム部材１４１のカム面１４１ａに押し付けている。

カム部材１４１には把持部１４１ｈが設けられユーザーは把持部１４１ｈを操作してカム部材１４１を回転させることができる。カム部材１４１が回転すると、回動部材１４４の係合部材１３０に連結されている端部は、カム部材１４１のカム面１４１ａの凸部１４１ｄに押されて径方向の外側に位置を変化させる。この結果、回動部材１４４はカム部材１４１の回転に伴って、支点１４４ａを中心として回動する。この回動運動により、回動部材１４４は第１のバネ部材１３１を介して係合部材１３０を突出位置と退避位置との間で移動させる。

操作部１３３はさらに、係合部材１３０が退避位置にあるときに係合部材移動機構１３２、特にカム部材１４１の回転をロックするロック機構を備えている。図１１、図１２はロック機構を構成するカム部材１４１とロック部材１４３の位置関係および動作を示している。図１１（ａ）、図１２（ａ）はカム部材１４１側から見た平面図、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）は側面図、図１１（ｃ）、図１２（ｃ）は斜視図である。図１１カム部材１４１がロックされた状態を示し、図１２はロックを解除した状態を示している。ロック機構は、ロック部材１４３と、第２のバネ部材１４５と、を有している。ロック機構は複数個、本実施形態では回転軸１１８の軸中心に対して１２０度の間隔で３つ設けられている。

ロック部材１４３は板状の部材で、その一端は、回転軸の先端壁１１８ａの内面側に軸１４３ａによって揺動可能に支持されている。ロック部材１４３の他端は、少なくともカム部材１４１の位置まで延びている。第２のバネ部材１４５は、一端がロック部材１４３に、他端がフランジ部１１５に連結されている。第２のバネ部材１４５は予め引張り力が与えられており、ロック部材１４３をカム部材１４１の内周面１４１ｅに押し付けている。カム部材１４１の内周面１４１ｅには凹部１４１ｆが設けられており、カム部材１４１が回転して凹部１４１ｆがロック部材１４３の位置に来ると、第２のバネ部材１４５の弾性力によってロック部材１４３の上端の一部が凹部１４１ｆに挿入される。規制手段としてのロック部材１４３は、このようにカム部材１４１の回転によって凹部１４１ｆに挿入可能とされており、凹部１４１ｆに挿入されることでカム部材１４１の移動は規制される。回転軸１１８の外周面にはスリットなどの貫通孔１２２（図７（ｂ）参照）が設けられており、ロック部材１４３の一部が凹部１４１ｆに挿入されると、ロック部材１４３の下部の凸部１４３ｂが貫通孔１２２を通過し、外周面の外側に突き出る。

次に保持装置１１０の動作について説明する。図９、図１３は固定部材１１７が係合位置にある状態を示し、図１３（ａ）は操作部側（図７（ａ）に対応）、図１３（ｂ）はロール紙端部当接側（図７（ｂ）に対応）の状態を示している。

固定部材１１７が係合位置にあるとき、カム部材１４１はカム面１４１ａの凸部１４１ｄが回動部材１４４と当接する角度位置にある。回動部材１４４はカム面１４１ａの凸部１４１ｄによって径方向外側に偏位させられており、これによって第１のバネ部材１３１が径方向外側に引張られる。第１のバネ部材１３１はこれと連結されている係合部材１３０を径方向外側に偏位させ、その結果、係合部材１３０は回転軸１１８の溝１２１から突き出して、芯管５１に食い込む（係合する）。これによって、保持装置１１０が芯管５１に強固に固定される。図１２、図１４に示すように、このとき、ロック部材１４３はカム部材１４１の内周面１４１ｅの凹部１４１ｆとは異なる角度位置にあり、カム部材１４１の凹部１４１ｆの設けられていない内周面１４１ｅに当接している。従って、ロック部材１４３は相対的に径方向内側の位置にあり、貫通孔１２２から突き出すことなく、回転軸１１８の外周面より内側に位置している。なお図１４は係合部材１３０により芯管５１を回転軸１１８に固定した状態のカム部材１４１とロック部材１４３と固定部材１１７の位置関係を示し、図１４（ａ）はカム部材１４１側から見た平面図、図１４（ｂ）は斜視図である。

次に、保持装置１１０を芯管５１から引き抜くときの動作を、図１０、図１５を参照して説明する。図１０、図１５は、固定部材１１７が係合解除位置にある状態を示し、図１５（ａ）は操作部側（図７（ａ）に対応）、図１５（ｂ）はロール紙端部当接側（図７（ｂ）に対応）の状態を示している。保持装置１１０を芯管５１から引き抜くためにはまず、ロールが装着された保持装置１１０をプリント装置から外し、把持部１４１ｈによって回動部材１４４がカム面１４１ａの第１の凸部１４１ｄを外れる位置に来るまで、カム部材１４１を回転させる。回動部材１４４は第１のバネ部材１３１の弾性力によって径方向内側に向けて回動する。またカム部材１４１の内周側のカム面１４１ｅに形成された第２の凸部１４１ｇが固定部材１１７に当接し、固定部材１１７の上端が径方向内側に向かって回動する。この結果、係合部材１３０は回転軸１１８の外周面の溝１２１を通って回転軸１１８の内部に引き込まれ、芯管５１との係合が解除される。この状態で、保持装置１１０を芯管５１から取り外すことができる。さらにこのとき、図１１に示すように、カム部材１４１の凹部１４１ｆがロック部材１４３の位置に来るために、ロック部材１４３は第２のバネ部材１４５の弾性力によって凹部１４１ｆに入り込む。これによって、カム部材１４１は回転しないようにロックされる。このときロック部材１４３の下部の凸部１４３ｂは、貫通孔１２２を通って回転軸１１８の外周面から突き出ている。

次に、保持装置１１０をロールに装着するときの動作を図１１、図１３，図１５を用いて説明する。まず、図１１、図１５（ａ）に示すように、ロック部材１４３は第２のバネ部材１４５の弾性力によって凹部１４１ｆに入り込んでいる。これによって、カム部材１４１の回転がロックされ、係合部材１３０を回転軸１１８の溝１２１から外側に突出させる動作が規制される。このときロック部材１４３の下部の凸部１４３ｂは、貫通孔１２２を通って回転軸１１８の外周面から突き出ている。

この状態で、保持装置１１０の回転軸１１８をロール状シートの芯管５１の中空部に嵌める。回転軸１１８の外周面から突き出したロック部材１４３の凸部１４３ｂにロール状シートの芯管５１の内周面が当接することによって、凸部１４３ｂは貫通孔１２２から回転軸１１８の内側に戻され、芯管５１の内径より中心側に移動する。これに伴いロック部材１４３は、カム部材１４１の凹部１４１ｆからも引き出され、カム部材１４１のロックが解除される。この状態で把持部１４１ｈを操作してカム部材１４１を回転させることが可能となる。カム部材１４１を時計回りに回動するとカム部材１４１の凸部１４１ｄが回動部材１４４を径の外方向に押し出す。回動部材１４４の移動により、固定部材１１７は第１のバネ部材１３１によって径方向の外側に引っ張られる。その結果、係合部材１３０が回転軸１１８の溝１２１から外側に突出し、係合部材１３０が芯管５１に係合して、保持装置１１０を芯管５１に固定することができる。

芯管５１の取付前にはカム部材１４１の回転がロックされているため、係合部材１３０は芯管５１から離れた、回転軸１１８の内側の位置に保持される。従って、取付中にカム部材１４１が回転し、シートの位置決めが終わらないうちに係合部材１３０が芯管５１と係合することが防止される。

カム部材１４１のロックは、１２０度間隔で３ヶ所に設けられている。これら３ヶ所に設けられたロック部材１４３をすべてカム部材１４１の凹部１４１ｆから引き抜くことによって、初めて解除することができる。つまり、１つまたは２のロック部材１４３だけを凹部１４１ｆから引き抜いても、カム部材１４１の回転ロックを解除できない。全てのロック部材１４３を凹部１４１ｆから引き抜くためには、回転軸１１８がすべてのロック部材１４３に当接するように、保持装置１１０を芯管５１の軸と平行に正しく挿入する必要がある。このことは保持装置１１０の正しい取付けを確保する上で有効である。

１３０ 係合部材
１１０ 保持装置
１１８ 回転軸
１３２ 係合部材移動機構

Claims (15)

1. 中空部を有する芯管の外周面上にロール状に巻かれたロール状シートの保持装置であって、
   前記芯管の前記中空部の端部に装着され、前記ロール状シートを回転可能かつ引き出し可能に保持する回転軸と、
   前記回転軸の外周面から突き出て前記芯管と係合可能な突出位置と前記回転軸の外周面から内方へ退避した退避位置との間を移動可能な係合部材と、
   前記係合部材を前記突出位置と前記退避位置との間で移動させる係合部材移動手段と、
   前記係合部材移動手段によって前記係合部材を移動させる動作を規制する規制位置と、前記係合部材移動手段によって前記係合部材を移動させる動作を許容する許容位置とに移動可能な規制手段と、を有し、
   前記規制手段は、前記係合部材が前記退避位置にあるときに前記規制位置に位置され、前記回転軸が前記芯管の前記中空部の前記端部に装着されたときに前記規制位置から前記許容位置へ移動されることを特徴とする保持装置。
2. 前記突出位置は、前記係合部材が前記芯管の内周面に当接することにより当該芯管と係合可能な位置であることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
3. 前記規制手段は、前記回転軸の外周面から突出可能な凸部を有し、
   前記回転軸が前記芯管の前記中空部の前記端部に装着されたときに前記凸部が前記芯管の前記内周面と当接することにより、前記規制手段が前記規制位置から前記許容位置へ移動されることを特徴とする請求項２に記載の保持装置。
4. 前記係合部材移動手段は、
   前記回転軸と同軸かつ前記回転軸に対して相対回転可能に設けられたカム部材と、
   前記回転軸に対して固定された支点を中心に回動可能な回動部材と、
   一端が前記回動部材に、他端が前記係合部材に連結され、予め引張り力が与えられ、前記回動部材を前記カム部材のカム面に押し付ける第１のバネ部材と、を有し、
   前記カム部材は回転することによって前記回動部材を回動させ、前記回動部材は前記第１のバネ部材を介して前記係合部材を前記突出位置と前記退避位置との間で移動させることを特徴とする請求項３に記載の保持装置。
5. 前記カム部材は凹部の設けられた内周面を有し、前記規制手段は、予め引張り力が与えられ前記規制手段を前記カム部材の前記内周面に押し付ける第２のバネ部材と連結され、
   前記規制手段と前記凹部が係合することによって、前記カム部材の回転が規制されることを特徴とする請求項４に記載の保持装置。
6. 前記回転軸の前記外周面は貫通孔を有し、
   前記カム部材の前記凹部に規制手段が挿入されたときに前記規制手段の前記凸部が前記貫通孔を通って前記回転軸の前記外周面から突き出し、
   前記回転軸が前記芯管の前記中空部の前記端部に装着されると、前記回転軸の前記外周面から突き出た前記凸部が前記芯管の内周面に当接することによって、前記貫通孔に押し込まれて前記規制手段が前記規制位置から前記許容位置へ移動されることを特徴とする請求項５に記載の保持装置。
7. 前記規制手段が複数個設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の保持装置。
8. 前記ロール状シートを保持するフランジであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の保持装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の保持装置と、
   前記保持装置に保持されているロール状シートから供給されたシートに画像を印刷する印刷部と、
   を有することを特徴とする印刷装置。
10. 前記保持装置により保持されたロール状シートを収容するシート収容部を有し、
    前記印刷部は前記シート収容部に収容されているロール状シートから供給されたシートに画像を印刷することを特徴とする請求項９に記載の印刷装置。
11. 前記保持装置は前記ロール状シートに装着されるフランジであり、
    前記シート収容部は、両方の端部のそれぞれに前記フランジが装着されたロール状シートを収容することを特徴とする請求項１０に記載の印刷装置。
12. 前記シート収容部は、前記フランジを保持するフランジ保持部材と、前記ロール状シートに駆動を伝達する駆動部を有し、
    前記フランジが前記ロール状シートに装着され且つ当該フランジが前記フランジ保持部材により保持されているときに、前記駆動部により伝達された駆動によって前記ロール状シートが回転することでシートが供給され、当該供給されたシートに前記印刷部が画像を印刷することを特徴とする請求項１１に記載の印刷装置。
13. 前記フランジは、前記フランジ保持部材に固定される固定部と、前記回転軸を含み前記駆動部からの駆動により回転する回転部を有し、
    前記ロール状シートの前記芯管の前記中空部の前記端部に前記回転軸が装着されたときに、前記駆動部からの駆動により前記回転部が前記固定部に対して回転することにより、前記ロール状シートが回転することを特徴とする請求項１２に記載の印刷装置。
14. 前記印刷部により第１面に画像が印刷された前記シートを切断するカッタ部と、
    前記カッタ部により切断された前記シートを巻き取り且つ当該巻き取られたシートを供給するドラムを有し、
    前記ドラムは、所定の方向に回転することで前記シートを巻き取り、当該所定の方向に対して逆回転することで当該シートを供給し、
    前記印刷部は、前記ドラムにより供給されることで表裏が反転した前記シートの第２面に、さらに画像を印刷することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の印刷装置。
15. 前記カッタ部は、前記印刷部により前記第２面に印刷された前記シートをさらに切断することを特徴とする請求項１４に記載の印刷装置。

Images