JPH10147463A - 帯状体巻き取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】張力を常に最適に保ち巻き緩みや巻きずれを防
ぐ小型の帯状体巻き取り装置を提供する。 【解決手段】巻き取り手段９と巻き取りロール径計測手
段１０と、ロール径及び目標搬送速度から目標角速度を
求めて巻き取り手段９の角速度制御手段１２と、帯状体
を一定の力で挟持する手段５と、巻き取り手段９の累積
回転角に対する目標ロール径と実際のロール径を比較し
て挟持手段５の挟持力を調整する手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は巻き取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】帯状体を巻き取る装置では、帯状体を破
らずかつ嵩張らないよう緩み無く巻き取るために、巻き
取り初めから巻き取り終わりまで帯状体にかかる張力を
ある一定の大きさに保つ必要がある。ところが、巻き取
るに従って巻き取り半径が増加するので巻き取りトルク
を常に一定にしていては張力を一定に保つことはできな
い。そのため従来は、例えば特開平6−40630号公報に開
示される例では、帯状体の送り量を規定するための搬送
ローラと帯状体をロール状に巻き取る巻き取り軸とを設
け、モータの数を少なく抑えるために一つのモータで搬
送ローラと巻き取り軸を駆動し、巻き取り半径の増加に
従い変化する搬送ローラと巻き取り軸の回転数の差を吸
収してかつ回転数の差に応じてトルクを増大させていく
回転吸収トルク発生手段を間に介すことで張力を一定の
大きさに保っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術では
搬送ローラと巻き取り軸に同時に動力を伝えるためのベ
ルトや回転吸収トルク発生手段等嵩張る部品が多く必要
であった。また、搬送ローラは軸の取り付け誤差により
帯状体が斜めに搬送されるので巻き取りずれが発生する
原因となった。さらに、設定したトルクが適切な大きさ
であったかどうかを確認する手段がなかった。

【０００４】本発明の目的は、巻き取り半径の増加に拘
わらず張力を一定に保って巻き緩みや巻きずれを防ぐ小
型の帯状体巻き取り装置を提供することにある。さらに
好適には、張力を常に理想の巻き取り径となる大きさに
することができる帯状体巻き取り装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は任意の角速度で軸を回転させて帯状体をロ
ール状に巻き取る手段と、前記巻き取り手段に巻き取ら
れた帯状体のロール径を計測する手段と、前記計測手段
によって計測されたロール径及び帯状体の目標搬送速度
から目標角速度を求めて前記巻き取り手段の角速度を制
御する手段と、前記巻き取り手段によって巻き取られる
前の帯状体を一定の力で挟持する手段とを備えた事を特
徴とする帯状体巻き取り装置によって達成される。

【０００６】さらに好適な実施例には、任意の角速度で
軸を回転させて帯状体をロール状に巻き取る手段と、前
記巻き取り手段に巻き取られた帯状体のロール径を計測
する手段と、前記計測手段によって計測されたロール径
及び帯状体の目標搬送速度から目標角速度を求めて前記
巻き取り手段の角速度を制御する手段と、前記巻き取り
手段によって巻き取られる前の帯状体を一定の力で挟持
する手段と、前記巻き取り手段の累積回転角に対する目
標ロール径と前記計測手段によって計測されたロール径
を比較して前記挟持手段の挟持力を調整する手段とを備
えた事を特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。

【０００８】図１は本発明の一実施例を示す側面図、図
２は図１の実施例の斜視図である。ロール紙を繰り出し
印字を行い巻き取って再びロール状にするジャーナルプ
リンタに適用した例である。

【０００９】１は帯状体巻き取り装置が収納されている
筐体である。

【００１０】２は後述する挟持手段や印字ヘッドを取り
付けるための挟持手段取り付け枠である。印字ヘッドが
紙に接するよう印字窓１３が設けられている。

【００１１】３は印字ヘッドであり、挟持手段取り付け
枠２の内部に取り付けられている。

【００１２】４は印字中の紙を印字ヘッド３の反対側か
ら支える印字ヘッド対向板である。一端が蝶番によって
挟持手段取り付け枠２に取り付けられており、他端は留
め具によって挟持手段取り付け枠２に固定されるように
なっているので、ロール紙をセットする時は留め具をは
ずして印字ヘッド対向板４を持ち上げて印字ヘッド３と
印字ヘッド対向板４の間に紙を通し、再び留め具で固定
する。

【００１３】５は搬送中の紙を一定の力で挟持する挟持
手段である。本実施例では紙との間の動摩擦係数がμで
あるゴムが、アームとばねによって挟持手段取り付け枠
２の側面に取り付けられている。ゴムはばねによって挟
持手段取り付け枠２に押しつけられ、押しつけ力をＮ、
挟持手段取り付け枠２と紙の間の動摩擦係数をλとする
と、紙は搬送されるときに搬送方向と反対の方向に一定
の挟持力Ｆ＝Ｎ×（μ＋λ）で挟持される。従って紙の
張力は常に一定となる。

【００１４】アームは回転できるようになっており、ロ
ール紙をセットする時には手でアームを回転させる。ア
ームを回転させるにつればねが伸び、再び縮み始める位
置に挟持手段ストッパ６があるのでアームはそこで固定
されてゴムと挟持手段取り付け枠２の間に隙間ができ
る。隙間に紙を通した後はアームを元に戻す。

【００１５】７は供給ロール紙である。供給用ロール紙
をセットする時は供給用ロール紙をこの位置に置き、紙
の端を少し引き出して上述したように挟持手段５及び印
字ヘッド対向板４と挟持手段取り付け枠２の間に通し、
後述する巻き取り手段の巻き取り軸に挟み込む。すると
搬送中の紙の経路は８で示すようになる。図１の細い実
線はセット時の供給ロール紙７と挟持手段５の位置であ
る。

【００１６】９は印字の終わった部分の紙を巻き取る巻
き取り手段である。本実施例では巻き取り軸とそれを回
転させるステップモータで構成される。巻き取り軸には
スリットが設けて有り、ロール紙のセット時に紙の先端
をここに挟み込む。

【００１７】１０は巻き取り軸周りにロール状に巻き取
られた紙のロール径を計測するロール径計測手段であ
る。本実施例では、ばねによって支えられてロールの半
径方向に移動可能な検知針を用い検知針の一端を巻き取
られた紙１１の外周に、他端を抵抗素子に接触させ、検
知針が巻き取られた紙１１に押されて移動したときの抵
抗素子の一端と検知針との間の電位差ｖの変化を利用し
てロール径を計測する。

【００１８】１２は巻き取り手段９の巻き取り角速度を
制御する角速度制御手段である。図３に巻き取り角速度
の制御のブロック図を示す。まず、ある時刻ｔで角速度
制御手段１２はロール径計測手段１０からロールの半径
ｒの値を受け取る。次に巻き取り軸が回転すべき目標角
速度を求める。例えば印字間隔等によって定まる目標搬
送速度がｖである場合、目標角速度ωはω＝ｖ／ｒであ
る。そして角速度制御手段１２は角速度がωとなる速さ
のパルスをΔｔ時間巻き取り手段９のステップモータに
与える。時刻がｔ＋Δｔになったら新しい半径の値をロ
ール径計測手段１０から受け取り角速度を更新する。つ
まり、角速度をΔｔ時間毎に更新していく。Δｔは印字
間隔誤差が希望精度に収まるように充分小さくする。

【００１９】本実施例の帯状体巻き取り装置では、供給
ロール紙７をセットすると巻き取り手段９が一定速度で
紙を搬送するよう角速度制御手段１２に制御されて巻き
取りを行う。その間に印字ヘッド３が印字窓１３から紙
に印字を行う。紙が搬送されると挟持手段５が紙に一定
の挟持力を与えるので紙には一定の張力がかかる。従っ
て巻き緩みのない状態で紙は巻き取られる。

【００２０】本実施例によれば巻き取り手段９によって
所定の搬送速度で紙を送るので斜め搬送の原因となる搬
送ローラが不要で巻きずれを防ぐことができる。挟持手
段５は搬送ローラとは異なり軸周りに回転しないので、
巻き取り手段９によって定まる搬送方向以外への搬送力
を紙に加えることはない。また、駆動部は巻き取り手段
９のみでよいので駆動力を伝達するベルトなどが不要で
装置を小型化ができる。さらに、挟持手段５は常に一定
の力で挟持するので巻き取り量に拘わらず張力を一定に
保て巻き緩みを防ぐことができる。

【００２１】ところが温度や湿度の変化や、時間が経つ
につれ付着する汚れや材質の劣化によって挟持手段５や
搬送紙の摩擦係数は変化する。そのため挟持力が変わり
張力も変化する。そこで、環境の変化や経時変化に拘わ
らず適切な張力で巻き緩みを防ぐことができる実施例を
次に示す。

【００２２】図４は本発明の他の一実施例を示す側面図
である。図１に示した実施例と異なる部分のみを以下説
明する。

【００２３】２１は挟持手段５が紙を挟持する力を調整
するための挟持力調整手段である。

【００２４】本実施例では挟持手段５のばねをナットに
取り付け、ステップモータでボールねじを回転してナッ
トを挟持手段５のゴムから近づけたり遠ざけたりするこ
とで挟持手段５を挟持手段取り付け枠２に押しつける力
を変えて挟持力を調整する。ゴムは押しつけ力の強弱に
よって挟持力に強弱が明確に現れるように波形状とし
た。押しつけ力を大きくすると接触面積が増してはっき
りと挟持力が増加する。押しつけ力を小さくした場合は
その逆である。

【００２５】２２は巻き取り手段９の巻き取り角速度と
挟持手段５の挟持力を制御する角速度及び挟持力制御手
段である。図５に巻き取り角速度及び挟持力の制御のブ
ロック図を示す。巻き取り角速度は角速度制御手段１２
と同様に制御するので、ここでは挟持力の制御について
説明する。角速度及び挟持力制御手段２２は巻き取り手
段９のステップモータに与えたパルスを計数して、巻き
取り初めから現在までの累積回転角Θを常に記憶してお
く。そしてΘが予め定めて置いたチェックポイントの大
きさになったらロール径計測手段１０からロールの半径
ｒの値を受け取る。角速度及び挟持力制御手段２２は巻
き緩みの無い理想のきつさで巻いた場合の累積回転角Θ
に対する半径Ｒ（Θ）を求めるための計算式またはテー
ブルを予め持っており、ｒをＲ（Θ）と比較して張力の
善し悪しを判定する。

【００２６】もし、ｒ＞Ｒ（Θ）だった場合は張力が足
りないということなので挟持力を強める方向に挟持力調
整手段２１のステップモータを駆動する。駆動量はｒ−
Ｒ（Θ）の大きさに比例させる。もし、ｒ＜Ｒ（Θ）だ
った場合は挟持力を弱める方向にＲ（Θ）−ｒに比例し
た量を駆動させる。ｒ＝Ｒ（Θ）の場合は駆動しない。
Θが次のチェックポイントの大きさになった時には前回
の調整前までの巻き取り状態が調整後の張力により矯正
されていない分を加味して、前回がゆるめであったらＲ
（Θ）を本来のＲ（Θ）より幾分多めにし、きつめであ
ったら少な目にして判定する。また、供給ロール紙が無
くなり次のロール紙に更新されても挟持力は前ロール紙
の最後の値を保持し、Θがチェックポイントの大きさに
なったら張力の善し悪しを判定して調整する。

【００２７】ステップモータの駆動量は駆動量と次回の
判定の関係から最適値を自動学習させても良い。また、
挟持力調整手段２１は挟持力を調整するものならばなん
でもよく、例えば電磁石を用いて磁界の強弱で調整して
も良い。

【００２８】本実施例によれば、環境変化や経時変化に
よって摩擦係数が変化しても押しつけ力を変えることで
挟持力を調整するので張力が影響を受けることなく巻き
緩みを防ぐことができる。また、実際の巻き取り半径と
理想の巻き取り半径との差が無くなるように挟持力を調
整するので、常に適切なきつさで巻き取ることができ
る。

【００２９】次に、本発明の他の実施例を説明する。

【００３０】図６は本発明のさらに他の一実施例を示す
側面図である。前の実施例との違いは各手段の配置を変
えて挟持手段を回転可能とした点である。供給ロール紙
をセットする時に挟持手段に紙を挟み込む操作を自動化
でき、また装置をより小型化できる。

【００３１】３１はロール紙繰り出しガイド、３２は搬
送ガイドである。

【００３２】３３は初期搬送兼挟持手段である。供給用
ロール紙をセットする時は供給用ロールから紙の端を少
し引き出してロール紙繰り出しガイド３１と搬送ガイド
３２の間を通し、初期搬送兼挟持手段３３の方へ送り込
む。セット時は初期搬送兼挟持手段３３が回転しており
紙の先端が初期搬送兼挟持手段３３まで届いたら初期搬
送兼挟持手段３３の回転に従い搬送される。紙の先端は
搬送ガイド３２に沿って搬送され、搬送ガイド３２の巻
き取りローラ側開口部から出てくる。巻き取り手段９の
巻き取り軸に届く長さになったら紙の先端を巻き取り軸
に挟み込み初期搬送兼挟持手段３３の回転を止めて回転
ロック３４でロックする。回転ロック３４によって初期
搬送兼挟持手段３３の回転をロックするため、その後巻
き取り手段９によって紙が搬送されても初期搬送兼挟持
手段３３はつられて回転することなく充分な挟持力を紙
に与えることができる。

【００３３】本実施例では図１や図４で示した実施例と
は異なり挟持手段取り付け枠２を供給ロール紙と巻き取
り手段の間に設けていない。そのため、巻き取られた紙
のロール径が増加するに従って供給ロール紙の径が減少
することを利用して筐体１の幅を使用前ロール紙の直径
と巻き取り終了後の巻き取りロール径の和よりも小さく
することが可能である。従ってより装置を小型化でき
る。また、セット時に初期搬送兼挟持手段３３が紙を搬
送するので初期搬送兼挟持手段３３に紙を挟み込む作業
が自動化できる。

【００３４】なお、挟持手段５は上述した構成にこだわ
らず、紙に搬送方向と反対の方向に常に一定の力を加え
かつ紙が搬送されている方向以外への搬送力を与えない
物ならばなんでもよく、例えば、ある摩擦抵抗を持つボ
ールベアリングで全方向に回転可能に支持されたゴムや
金属の球を、搬送路の中心線に対し軸対称に配して紙を
挟んで挟持手段取り付け枠２に押しつけてもよい。ロー
ル径計測手段１０も上述した構成にこだわらず、ロール
径を計測できる物なら何でもよく、例えば光センサ等を
用いて定位置からの外周までの距離を測っても良い。ま
た被搬送物は紙にこだわらず帯状体の物で有れば何でも
良く、例えば金属箔でも樹脂フィルムでも良い。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、斜め搬送の原因となる
搬送ローラを設けず巻き取り手段によって所定の搬送速
度で帯状体を送ることができるので巻きずれを防ぎかつ
装置を小型化でき、また、巻き取り量に拘わらず帯状体
の張力を一定に保てる挟持手段を備え、さらに巻き取り
結果に応じて挟持力を調整するので常に最適な巻き取り
径で巻き取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側面図。

【図２】図１の実施例の斜視図。

【図３】図１の実施例の巻き取り角速度の制御のブロッ
ク図。

【図４】本発明の第二の実施例を示す側面図。

【図５】図４の実施例の巻き取り角速度及び挟持力の制
御のブロック図。

【図６】本発明の第三の実施例を示す側面図。

【符号の説明】

１…筐体、２…挟持手段取り付け枠、３…印字ヘッド、
４…印字ヘッド対向板、５…挟持手段、６…挟持手段ス
トッパ、７…供給ロール紙、８…搬送中の紙の経路、９
…巻き取り手段、１０…ロール径計測手段、１１…巻き
取られた紙、１２…角速度制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意の角速度で軸を回転させて帯状体をロ
   ール状に巻き取る手段と、 前記巻き取り手段に巻き取られた前記帯状体のロール径
   を計測する手段と、 前記計測手段によって計測されたロール径及び前記帯状
   体の目標搬送速度から目標角速度を求めて前記巻き取り
   手段の角速度を制御する手段と、前記巻き取り手段によ
   って巻き取られる前の前記帯状体を一定の力で挟持する
   手段とを備えた事を特徴とする帯状体巻き取り装置。