(57)【要約】【課題】本発明は、安価な構成でインクシートの張力の制御を適切に行うことが可能なサーマルプリンタを提供することを目的とする。【解決手段】本発明によるサーマルプリンタは、インクシート３に塗膜された複数の色層を被転写材に順次転写することによって印画を行い、インクシート３が供給側インクシート軸２２に巻き回されて形成された供給側インクシートロール８の巻き径に基づいて、供給側インクシート軸２２のトルク負荷を制御する制御信号を生成する制御回路１５と、供給側インクシート軸２２に機械的に直結され、制御信号に基づいて、供給側インクシート軸２２に対して直接トルク負荷を付与する供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８とを備える。【選択図】図１
2011156759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクシートに塗膜された複数の色層を被転写材に順次転写することによって印画を行うサーマルプリンタにおいて、
前記インクシートが芯軸に巻き回されて形成された供給側インクシートロールの巻き径に基づいて、前記芯軸のトルク負荷を制御する制御信号を生成する制御部と、
前記芯軸に機械的に直結され、前記制御信号に基づいて、前記芯軸に対して直接前記トルク負荷を付与するＤＣモータと、
を備える、サーマルプリンタ。
【請求項２】
エンコーダをさらに備え、
前記供給側インクシートロールの巻き径は、前記エンコーダの検出結果を用いて算出されることを特徴とする、請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項３】
前記エンコーダは、
前記供給側インクシートロールの前記芯軸に連動して回転するように配置され、周囲に複数のスリットを形成したプレートを有するスリットプレート付きギアと、
前記スリットプレート付きギアの回転時に、前記スリットの数を計測して前記スリットプレート付きギアの回転数を検出する回転数検出センサと、
を備え、
前記制御部は、前記回転数に基づいて前記供給側インクシートロールの前記巻き径を算出することを特徴とする、請求項２に記載のサーマルプリンタ。
【請求項４】
前記エンコーダは、
前記インクシートに所定の間隔で設けられたインクマークを検出するインクマークセンサ
を備え、
前記制御部は、前記インクマークセンサの検出結果に基づいて前記供給側インクシートロールの前記巻き径を算出することを特徴とする、請求項２に記載のサーマルプリンタ。
【請求項５】
前記制御部は、パルス幅変調方式によって前記制御信号のデューティー比を制御することを特徴とする、請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項６】
前記制御部は、前記ＤＣモータの回転方向を、前記供給側インクシートロールから前記インクシートが供給される方向である順方向と、当該順方向とは逆方向との両方向の回転制御を行うことを特徴とする、請求項１または５に記載のサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルプリンタに関し、特に、インクシートの張力を安価な構成で制御するサーマルプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のサーマルプリンタでは、インクシートの張力を調整するために、供給側インクシート軸と巻き取り側インクシート軸との各々にトルクリミッタを複数個設けていた。そして、インクシートの残量検知手段によって検知されたインクシートの残量に基づいて、予め設定された供給側インクシート軸に設けられたトルクリミッタと、巻き取り側インクシート軸に設けられたトルクリミッタとの組み合わせを変えることによって各インクシート軸に対して適切なトルク負荷を付与し、インクシートの張力を制御していた。
【０００３】
また、他のインクシートの張力の制御を行う従来技術としては、インクシートの張力を、供給側インクシートロールに巻き回されたインクシートの残量に応じて、パルス幅変調方式によるＤＣモータによってトルクリミッタの制御を行うことによってインクシートの張力の制御を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６２０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のサーマルプリンタでは、インクシートの張力を制御するためにトルクリミッタを用いているため構成部品のコストがかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、安価な構成でインクシートの張力の制御を適切に行うことが可能なサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明によるサーマルプリンタは、インクシートに塗膜された複数の色層を被転写材に順次転写することによって印画を行い、インクシートが芯軸に巻き回されて形成された供給側インクシートロールの巻き径に基づいて、芯軸のトルク負荷を制御する制御信号を生成する制御部と、芯軸に機械的に直結され、制御信号に基づいて、芯軸に対して直接トルク負荷を付与するＤＣモータとを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、インクシートが芯軸に巻き回されて形成された供給側インクシートロールの巻き径に基づいて、芯軸のトルク負荷を制御する制御信号を生成する制御部と、芯軸に機械的に直結され、制御信号に基づいて、芯軸に対して直接トルク負荷を付与するＤＣモータとを備えるため、安価な構成でインクシートの張力の制御を適切に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるサーマルプリンタの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態による供給側トルク負荷調整部の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態によるサーマルプリンタの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態による供給側トルク負荷調整ＤＣモータにおける制御モードの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による供給側トルク負荷調整ＤＣモータにおける制御信号の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による供給側インクシートロールの巻き径とインクシートの張力の制御に必要なトルク負荷との関係を示す図である。
【図７】前提技術によるサーマルプリンタにおけるトルクリミッタの構成の一例を示す図である。
【図８】前提技術によるインクシートの張力の制御を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。
【００１１】
〈前提技術〉
まず初めに、本発明の前提技術について説明する。
【００１２】
図７は、前提技術によるサーマルプリンタにおけるトルクリミッタの構成の一例を示す図であり、供給側インクシート軸および巻き取り側インクシート軸の各々に設けられているものとする。図７に示すように、インクシート軸２９にはトルクリミッタ２７，２８が設けられており、トルクリミッタ２７のギア２５およびトルクリミッタ２８のギア２６は、切替機構３０に連結されている。インクシートの残量検知手段（図示せず）によって検出されたインクシートの残量に基づいて、供給側および巻き取り側のインクシート軸２９に設けられたトルクリミッタ２７，２８を切替機構３０によって切り替えて、いずれかのトルクリミッタを用いる。このように、供給側と巻き取り側とでトルクリミッタの組合せを変えることによって、インクシートの張力を制御している。
【００１３】
図８は、前提技術によるインクシートの張力の制御を示すグラフである。図８において、横軸は供給側インクシートロールの巻き径（巻き径が減少する方向を正方向とする）を示し、縦軸はインクシートの張力を示している。図７に示すトルクリミッタの構成では、トルクリミッタの切り替えによってインクシートの張力を調整しているため、図８の点線で示されるように、インクシートの張力の調整が離散的になる。また、インクシートロールの巻き径が大きくなるなどトルク負荷の制御範囲が広くなると、供給側および巻き取り側のインクシート軸に設けるトルクリミッタの数を増加させる必要があり、コストがかかるという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、安価な構成でインクシートの張力の制御を適切に行うことを特徴としており、具体的には、図８の実線で示されるように、供給側インクシートロールの巻き径の大小に関わらずインクシートの張力の制御を適切に行うことを特徴としている。以下に、その詳細について説明する。
【００１５】
〈実施形態〉
図１は、本発明の実施形態によるサーマルプリンタの概略構成図である。図１に示すように、プラテンローラ２に対向する位置に、当該プラテンローラ２に対して当接・離間可能なサーマルヘッド１が配置されている。印画紙１７（被転写材）は、印画前の印画紙１７を搬送する給紙ローラ１１ａと１１ｂとの間、サーマルヘッド１とプラテンローラ２との間、印画後の印画紙１７を搬送する排紙ローラ１２ａと１２ｂとの間を、図中の右側から左側へと搬送される。
【００１６】
一方、インクシート３は、供給側インクシートロール８から、インクシート３の経路を形成するガイドピン１０ｂ、サーマルヘッド１とプラテンローラ２との間、およびガイドピン１０ａを介して巻き取り側インクシートロール５へと搬送される。巻き取り側インクシートロール５は、巻き取り部６に連結されたギア４に連動して回転してインクシート３を巻き取る。また、供給側インクシートロール８は、供給側トルク負荷調整部９に連結されたギア７に連動して回転してインクシート３をサーマルヘッド１へと供給している。供給側トルク負荷調整部９には、記憶回路１４、制御回路１５（制御部）、モータドライバ１６が接続されており、これらについては後に詳述する。
【００１７】
インクシート３には複数の色層が塗膜されており、サーマルヘッド１とプラテンローラ２との間において、サーマルヘッド１がプラテンローラ２に当接したときに、サーマルヘッド１の熱によってインクシート３の色層が印画紙１７に熱転写されて印画が行われる。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態による供給側トルク負荷調整部９の構成の一例を示す図である。図２に示すように、供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８（ＤＣモータ）は、ベルト１９およびギア２０，２１を介して供給側インクシート軸２２（芯軸）に連結されている。また、ギア２０にはスリットプレート付きギア２３が連結されており、スリットプレート付きギア２３には当該スリットプレート付きギア２３の回転数を検出する回転数検出センサ２４が設けられている。すなわち、スリットプレート付きギア２３は供給側インクシートロール８の供給側インクシート軸（芯軸）に連動して回転するように配置され、周囲に複数のスリットを形成したプレートを有しており、回転数検出センサ２４はスリットプレート付きギア２３の回転時に、スリットの数を計測してスリットプレート付きギア２３の回転数を検出する。
【００１９】
図３は、本発明の実施形態によるサーマルプリンタの機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、回転数検出センサ２４は、供給側インクシート軸２２に連動して回転するスリットプレート付きギア２３のスリットの数を計測してスリットプレート付きギア２３の回転数を検出した結果を制御回路１５に伝送する。制御回路１５は、受け取った回転数に基づいて供給側インクシートロール８の巻き径を算出し、当該算出結果に基づいて供給側インクシート軸２２のトルク負荷を制御する制御信号を生成する。すなわち、制御回路１５は、インクシート３が供給側インクシート軸２２に巻き回されて形成された供給側インクシートロール８の巻き径に基づいて、供給側インクシート軸２２のトルク負荷を制御する制御信号を生成する。このとき、スリットプレート付きギア２３および回転数検出センサ２４はエンコーダとして機能し、供給側インクシートロール８の巻き径は、エンコーダの検出結果を用いて制御回路１５にて算出される。
【００２０】
制御回路１５にて生成された制御信号は、供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８を駆動させるモータドライバ１６に伝送される。供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８は、ベルト１９、ギア２０，２１を介して供給側インクシート軸２２に機械的に直結されており、モータドライバ１６から伝送された制御信号に基づいて、供給側インクシート軸２２に対して直接トルク負荷を付与する。以上の機能を動作させることによって、インクシート３は適切な張力でサーマルヘッド１に供給された後に巻き取り側インクシートロール５に巻き取られる。なお、供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８は、ベルト１９、ギア２０，２１を介さず直接供給側インクシート軸２２に連結してもよく、その場合スリットプレー付きギア２３は供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８または供給側インクシート軸２２のいずれかに連結するように配置してもよい。
【００２１】
上記では、スリットプレート付きギア２３および回転数検出センサ２４をエンコーダとしたが、インクシート３に所定の間隔で設けられたインクマークを検出するインクマークセンサ１３をエンコーダとしてもよい。この場合、図３に示す機能構成は、回転数検出センサ２４に替えてインクマークセンサ１３となる。インクマークとは、例えばインクシート３に塗膜されたイエロー、マゼンタ、シアン、保護層のうちのイエローの先頭部分にスタート用（頭出し用）の黒色のマークのことである。インクマークセンサ１３は、インクシート３に設けられたインクマークをカウントし、その結果を制御回路１５に伝送する。制御回路１５は、インクマークセンサ１３によるインクマークのカウント結果からインクシート３の使用量を把握することができ、インクマークセンサ１３の検出結果に基づいて供給側インクシートロール８の巻き径を算出する。なお、インクマークのカウント結果から得られたインクシート３の使用量は、印画の完了ごとにインクシート３の使用量として記憶させてもよく、制御回路１５は印画の完了ごとに記憶させたインクシート３の使用量に基づいて供給側インクシートロール８の巻き径を把握してもよい。
【００２２】
図４は、本発明の実施形態による供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８における制御モードの一例を示す図であり、供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８をパルス幅変調方式によって制御信号のデューティー比を制御している。図４に示すように、制御回路１５からモータドライバ１６に伝送される制御信号はＭ＋とＭ−との２つの信号が入力され、例えば１０通りのモード制御信号が入力される。図中に記載のＣＷ（ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）は時計回りの回転（実際にインクシート３が供給される回転と同じ方向の回転）、ＣＣＷ（ｃｏｕｎｔｅｒｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）は反時計回りの回転（ＣＷとは逆方向の回転）を示し、また、ＢＲＡＫＥは停止、ＦＲＥＥはモータ制御を行わないことを示している。
【００２３】
図５は、本発明の実施形態による供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８における制御信号の一例を示す図である。図５の上段はＭ−の制御信号の波形を示しており、Ｍ−の制御パルス波形のデューティー比は、以下の式（１）のように示される。
（Ｂ／Ａ）×１００＝Ｄ１（％）・・・（１）
また、図５の下段はＭ＋の制御信号の波形を示しており、Ｍ＋の制御パルス波形のデューティー比は、以下の式（２）のように示される。
（Ｃ／Ａ）×１００＝Ｄ２（％）・・・（２）
図６は、図４に示すモード１０の制御方式によるＭ−の各デューティー比Ｄ１における、供給側インクシートロール８の巻き径とインクシート３の張力の制御時に付与されるトルク負荷との関係との関係を示した図であり、図中の太線はインクシート３に対して最適な張力を付与するトルク負荷を示している。図６に示すように、任意の供給側インクシートロール８の巻き径におけるデューティー比Ｄ１と太線との交点が、インクシート３に対して最適な張力を付与するトルク負荷となる。制御回路１５は、図６の太線に示すようなインクシート３の張力の最適化に必要なトルク負荷が得られるようにデューティー比Ｄ１を制御する。このようにデューティー比を制御することによって、実際のＭ−の制御信号による制御は、例えば図４に示すようにＢＲＡＫＥ、ＣＣＷ、ＦＲＥＥを繰り返すこととなる。
【００２４】
制御回路１５では、図６の最適化に必要なカーブ（太線）に沿うように、供給側インクシートロール８の巻き径に応じたＤ１（Ｍ−の制御パルス波形のデューティー比）を予め図４に示すテーブル内に記憶させておくか、または算出によってＤ１を最適な状態となるように変化させて制御することによって、最適なインクシート３の張力の制御が可能となる。なお、図６ではＭ−の制御信号のデューティー比について図示しているが、Ｍ＋の制御信号についても最適なトルク負荷が得られるようにデューティー比が制御される。
【００２５】
上記の制御方法によれば、例えば、図４のモード６の制御信号（Ｍ−、Ｍ＋）がモータドライバ１６に伝送された場合は、供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８は、供給側インクシートロール８からインクシート３が供給される方向とは逆の方向に回転しようとし、一時的にＢＲＡＫＥ以上の負荷を供給側インクシート軸２２に付与することが可能となる。すなわち、制御回路１５は、供給側トルク負荷調整ＤＣモータ１８の回転方向を、供給側インクシートロール８からインクシート３が供給される方向である順方向と、当該順方向とは逆方向との両方向の回転制御を行うことでトルク負荷を所望の値に制御することが可能である。
【００２６】
以上のことから、トルクリミッタを用いずに安価な構成でインクシートの張力の制御を適切に行うことが可能となり、安定した印画画質を保つことができる。また、サーマルプリンタ全体のコストを低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１  サーマルヘッド、２  プラテンローラ、３  インクシート、４  ギア、５  巻き取り側インクシートロール、６  巻き取り部、７  ギア、８  供給側インクシートロール、９  供給側トルク負荷調整部、１０ａ，１０ｂ  ガイドピン、１１ａ，１１ｂ  給紙ローラ、１２ａ，１２ｂ  排紙ローラ、１３  インクマークセンサ、１４  記憶回路、１５  制御回路、１６  モータドライバ、１７  印画紙、１８  供給側トルク負荷調整ＤＣモータ、１９  ベルト、２０，２１  ギア、２２  供給側インクシート軸、２３  スリットプレート付きギア、２４  回転数検出センサ、２５，２６  ギア、２７，２８  トルクリミッタ、２９  インクシート軸、３０  切替機構。
【図１】
2011156759.tif 000003
【図２】
2011156759.tif 000004
【図３】
2011156759.tif 000005
【図４】
2011156759.tif 000006
【図５】
2011156759.tif 000007
【図６】
2011156759.tif 000008
【図７】
2011156759.tif 000009
【図８】
2011156759.tif 000010