(57)【要約】【課題】圧力センサ等を用いることなく、サーマルヘッドの押さえ圧を瞬時に制御することが可能で、比較的安価に、安定した印画物を出力することができるプリンタを供給することが可能な、熱転写プリンタのサーマルヘッド機構を提供する。【解決手段】サーマルヘッドを押圧するための熱転写プリンタのサーマルヘッド機構であって、固定された直動ガイドと、前記直動ガイドに係合され移動可能に設けられた、前記サーマルヘッドを保持する支持板と、前記支持板を移動させるための直動機構と、前記直動機構を作用させるための駆動モータと、を備え、前記直動機構と前記駆動モータとの間に、トルク制御部を設けたことを特徴とする熱転写プリンタのサーマルヘッド機構。【選択図】図２
2019199001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルヘッドを用いて転写リボンからインクを転写する熱転写プリンタにおいて、前記サーマルヘッドをプラテンローラ上に位置させ、前記転写リボンを用いて印字を行う際に、前記サーマルヘッドを押圧するための前記熱転写プリンタのサーマルヘッド機構であって、
固定された直動ガイドと、前記直動ガイドに係合され移動可能に設けられた、前記サーマルヘッドを保持する支持板と、
前記支持板を移動させるための直動機構と、
前記直動機構を作用させるための駆動モータと、を備え、
前記直動機構と前記駆動モータとの間に、トルク制御部を設けたことを特徴とする熱転写プリンタのサーマルヘッド機構。
【請求項２】
前記トルク制御部が、クラッチ機構を有することを特徴とする請求項１に記載の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構。
【請求項３】
少なくとも、前記直動ガイドと前記直動機構とが、前記支持板の両側部に設けられてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構。
【請求項４】
前記熱転写プリンタにおいて、少なくとも転写リボンを用いた印字動作中は、前記駆動モータが、常に稼動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構。
【請求項５】
前記直動機構が、回転可能に固定されたボールネジと、前記ボールネジに螺合しかつ前記支持板に固定されたボールナットからなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカード、小冊子、帳票類などに画像を形成するための熱転写プリンタに関するものであり、特にサーマルヘッドを押圧する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
転写リボンを用いて、サーマルヘッド印字による画像形成を行なう手法は既に公知の技術であり、カードへの印字や写真画像の出力、シール類への印字など多様な用途に用いられている。
【０００３】
しかし、被転写体である印字対象物が多様になると、印字対象物の材質や厚さなどによって、サーマルヘッドとプラテンローラとの間の押圧力の変化が生じ、印字濃度や画像の階調表現などが変動する場合があった。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、板バネを用いてサーマルヘッドをプラテンローラに所定の圧力で押圧することが提案されている。
【０００５】
バネを用いて押圧する方法は、これ以外にも以前より多く検討されてきたが、サーマルヘッドの浮きを防止するために、バネ定数の高いバネを使用して、押さえ圧を高める際に、押さえ圧を高く設定しすぎると、サーマルヘッド先端の摩耗が激しくなり、サーマルヘッドの寿命を短くするという問題が発生する。
【０００６】
また、熱転写プリンタの高速化や、印画画像の高精細化などに伴い、転写リボン基材の膜厚が薄くなるに伴い、押さえ圧が高すぎると、転写リボンが破断しやすくなるという課題があった。
【０００７】
また、被転写体（例えばカードや紙など）の厚みが変わる場合も、押さえ圧が変化してしまい、最適な押さえ圧を与えることができない。特にカードの場合は、約０．１ｍｍ厚程度の薄いカードから約１．２ｍｍ厚程度の厚いカードまで、種々のカードが存在するため、条件によって押さえ圧が大きく変化することとなる。
【０００８】
従って、使用状況によって、先に述べたサーマルヘッドの浮きや、サーマルヘッドの摩耗、転写リボンの破断などが発生する場合があった。
【０００９】
更には、熱転写プリンタの組み立てにおいても、サーマルヘッド周辺部の構成部材の寸法バラツキや組み立て時の組み立てバラツキなどの影響により、サーマルヘッドとプラテンローラとの間の距離などが、組み立てた熱転写プリンタ毎に変動することで、押さえ圧にも影響がでる。
【００１０】
また、同一の熱転写プリンタであっても、サーマルヘッドの押さえ動作を繰り返すうちに、バネとサーマルヘッドとの相対的な位置関係にズレが生じる場合もあり、結果的に押さえ圧が変化することも考えられる。
【００１１】
また、一般的には、サーマルヘッドの中央部や、サーマルヘッドの両端部をバネで押すことにより、押圧する手法が良く用いられるが、サーマルヘッドの長手方向の押さえ圧ムラを無くすために、バネの個数を増やす案が考案されている例もあるが、バネの個数を増やすと、固定機構が多く必要となり、サーマルヘッドユニットの巨大化や、高コスト化、組み立て作業の低効率化などが問題となる。
【００１２】
また、特許文献２に示すように、ギア等を用いてサーマルヘッドを押圧する機構を用いた場合には、ギアの取り付け位置不良などによって印字不良が発生する懸念があると共に、ギアのバックフラッシュなどによって押さえ圧に影響を与える可能性がある。
【００１３】
このような問題を踏まえ、特許文献３では、サーマルヘッドの接触面に押圧力を検知するための圧力センサを設けることが提案されている。
【００１４】
しかし、印字速度が約２０ｍｍ〜３０ｍｍ／ｓｅｃで印字されるカードプリンタ等においては、センサ検知による自動調整方式では、目標圧力に追従させるための応答性の問題から、瞬時の圧力変動には限界があり、押圧力変動を完全に解消するには難しい面がある。
【００１５】
また、圧力センサ、制御部などを搭載する必要があり、機構全体が複雑かつ大きくなり、コストアップの要因ともなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平１０−２５８５３２号公報
【特許文献２】特公平６−７１８１９号公報
【特許文献３】特開平５−１１６３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、圧力センサ等を用いることなく、サーマルヘッドの押さえ圧を瞬時に制御することが可能で、比較的安価に、安定した印画物を出力することができるプリンタを供給することが可能な、熱転写プリンタのサーマルヘッド機構を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するための第１の発明は、サーマルヘッドを用いて転写リボンからインクを転写する熱転写プリンタにおいて、前記サーマルヘッドをプラテンローラ上に位置させ、前記転写リボンを用いて印字を行う際に、前記サーマルヘッドを押圧するための前記熱転写プリンタのサーマルヘッド機構であって、固定された直動ガイドと、前記直動ガイドに係合され移動可能に設けられた、前記サーマルヘッドを保持する支持板と、前記支持板を移動させるための直動機構と、前記直動機構を作用させるための駆動モータと、を備え、前記直動機構と前記駆動モータとの間に、トルク制御部を設けたことを特徴とする熱転写プリンタのサーマルヘッド機構である。
【００１９】
また、第２の発明は、前記トルク制御部が、クラッチ機構を有することを特徴とする請求項１に記載の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構である。
【００２０】
第３の発明は、少なくとも、前記直動ガイドと前記直動機構とが、前記支持板の両側部に設けられてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構である。
【００２１】
第４の発明は、前記熱転写プリンタにおいて、少なくとも転写リボンを用いた印字動作中は、前記駆動モータが、常に稼動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構である。
【００２２】
第５の発明は、前記直動機構が、回転可能に固定されたボールネジと、前記ボールネジに螺合しかつ前記支持板に固定されたボールナットからなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、圧力センサ等を用いることなく、サーマルヘッドの押さえ圧を瞬時に制御することが可能で、比較的安価に、安定した印画物を出力することができるプリンタを供給することが可能な、熱転写プリンタのサーマルヘッド機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】熱転写プリンタの例を示す概略図である。
【図２】直動機構としてボールネジを用いた場合の例を示す正面図である。
【図３】直動機構としてボールネジを用いた場合の側面図である。
【図４】摩擦クラッチ機構の概念図
【図５】磁場クラッチ機構の概念図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下の説明において適宜図面を参照するが、図面に記載された態様は本発明の例示であり、本発明はこれらの図面に記載された態様に制限されない。
【００２６】
なお、全ての図面を通じて、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２７】
図１は、熱転写プリンタとして、カードプリンタの基本構成例を示す概略図である。
【００２８】
図１では、転写リボン（１８）に対する被転写体としてカード（１５）を用いた場合の例を示しており、カード（１５）は、カード供給部（１１）からカード搬送部（１４）によって印字部（１２）に供給され、カード（１５）は転写リボン（１８）と対向配置された状態で、サーマルヘッド（１６）とプラテンローラ（１７）とにより、押圧されながらサーマルヘッド（１６）による印字がなされ、その後、カード排出部（１３）より排出される。
【００２９】
この時、サーマルヘッド（１６）の押圧が適切に行われない場合には、先に述べたように、サーマルヘッド（１６）の浮きや、サーマルヘッド（１６）の摩耗、あるいは転写リボン（１８）の破断といった現象が生じる。
【００３０】
被転写体は、必ずしもカード（１５）である必要はなく、各種帳票等の紙類、剥離紙上に設けられたラベル類、パスポートや通帳などの冊子類、あるいは基材上に受像層などを剥離可能に設けた中間転写箔などでも良く、その形態も枚葉形状、ロール形状のいずれであっても良い。
【００３１】
図２は、直動機構としてボールネジ（２３）を用いた場合のサーマルヘッド機構（２０）の例を示す正面から見た概念図である。
【００３２】
サーマルヘッド（１６）は、支持板（２５）に保持され、支持板（２５）の両側部には駆動モータ（２１）、トルク制御部（２２）、回転可能に固定されたボールネジ（２３）がそれぞれ設けられている。
【００３３】
図２に示すように、支持板（２５）の両側部に、ボールネジ（２３）等の直動機構を設けることにより、サーマルヘッド（１６）とプラテンローラ（１７）との間の押さえ圧の偏りやムラを低減することが可能となる。
【００３４】
また、図３は図２に示したサーマルヘッド機構（２０）の例を側面からみた例を示す側面から見た概念図である。
【００３５】
支持板（２５）は、垂直に固定された直動ガイド（２６）に係合され、ボールネジ（２３）の回転に応じて、上下の移動が可能とした状態で、プラテンローラ（１７）上に保持されている。
【００３６】
駆動モータ（２１）は、左右いずれも同時に、同じ回転方向、同じ速度で駆動されることが望ましい。このような駆動モータ（２１）の回転は、トルク制御部（２２）を経由して、ボールネジ（２３）を回転させる。
【００３７】
ボールネジ（２３）は回転可能に固定されているため、支持板（２５）に固定され、ボールネジ（２３）に螺合されたボールナット（２４）が、ボールネジ（２３）の回転に応じて、直動ガイド（２６）に係合された支持板（２５）と共に上下のいずれかに移動する。
【００３８】
ここで、直動機構は必ずしもボールネジ（２３）とボールナット（２４）からなる必要はなく、ベルトを用いた方式やギアを用いた方式であっても何ら問題ない。
【００３９】
支持板（２５）に保持されたサーマルヘッド（１６）とプラテンローラ（１７）の間には、転写リボン（１８）と被転写体であるカード（１５）などが配置され、直動機構によってサーマルヘッド（１６）を、押圧することにより、押さえ圧を加えることができる。
【００４０】
この時、駆動モータ（２１）とボールネジ（２３）とを直接結合させた場合には、押さえ圧が一定の圧力に達した際に、センサ等で検知して、駆動モータ（２１）の稼動を停止する必要がある。
【００４１】
しかし、本発明では、駆動モータ（２１）とボールネジ（２３）の間に、トルク制御部（２２）を設けることで、特殊なセンサや制御回路を用いることなく、押さえ圧の制御を行うことを可能にした。
【００４２】
すなわち、本発明では、トルク制御部（２２）として、例えばクラッチ機構を有し、サーマルヘッド（１６）の押さえ圧が高まるに従って、直動機構すなわちボールネジ（２３）を回転させるためのトルクが高まることに着目し、ボールネジ（２３）を回転させるためのトルクが一定以上の値になった際に、駆動モータ（２１）から伝達されていた回転を遮断することで、押さえ圧の制御を実施しようとするものである。
【００４３】
このためには、サーマルヘッド（１６）を押圧した際の反作用からなる圧力をトルク制御部（２２）に伝えないことが重要であり、少なくともボールネジ（２３）とトルク制御部（２２）ならびに、トルク制御部（２２）と駆動モータ（２１）間には、過剰の圧力が加わらない構造とされていることが望ましい。
【００４４】
上述のようなトルク制御部（２２）として、例えば図４に例示するような摩擦クラッチ機構（３０）や図５に例示するような磁場クラッチ機構（４０）などを用いることが可能である。
【００４５】
図４に示した摩擦クラッチ機構（３０）では、入力軸（３１）と出力軸（３２）との間に、少なくとも皿バネ（３３）、摩擦板（３４）、ならびに滑り板（３５）が配置されており、滑り板（３５）は、２枚の摩擦板（３４）に挟まれた状態で、皿バネ（３３）により一定の圧力が加えられている。
【００４６】
これにより、滑り板（３５）と摩擦板（３４）の間に生じる摩擦力によって、入力軸（３１）の回転が、出力軸（３２）に伝達される。
【００４７】
次いで、出力軸（３２）側を回転させるためのトルクが一定の値以上となった際には、摩擦板（３４）と滑り板（３５）の間で、滑りが発生し、回転の伝達が遮断される。
【００４８】
ここでは、摩擦板（３４）と滑り板（３５）を一定の圧力で押し付けるために、皿バネ（３３）を例示しているが、必ずしも皿バネである必要はなく、他の手段が用いられてあっても良い。
【００４９】
図５に例示した磁場クラッチ機構（４０）では、入力軸（４１）と出力軸（４２）の間に磁石（４３）と磁性体（４４）とが設けられ、磁力によって入力軸（４１）から出力軸（４２）に回転を伝達するものである。
【００５０】
この方式では、非接触での回転の伝達が可能となり、摩耗などによる劣化を避けることができる。
【００５１】
磁石（４３）は、永久磁石でも良いし、電磁石であっても良いが、電磁石とすることにより、電気的制御によって磁場の調整が可能となり、回転の遮断を実施すべきトルクの値を任意に設定することが可能となる。
【００５２】
トルク制御部（２２）に用いられる機構としては、必ずしも上述のような手段に限定されるものではなく、例えば、流体クラッチ機構や磁性粉体クラッチ機構、あるいはボールの噛み合いを用いたローラギアカム機構のものなど、いずれの機構が用いられてあっても良い。
【００５３】
上述のようなトルク制御部（２２）に接続させている駆動モータ（２１）は、少なくとも印字動作が実施されている間は、押圧する方向に回転していることが望ましい。
【００５４】
これにより、サーマルヘッド（１６）の押さえ圧変動に対して、瞬時の調整が可能となり、圧抜けなどの現象を防ぐことができる。
【００５５】
また、サーマルヘッド（１６）とプラテンローラ（１７）の間に転写リボン（１８）や被転写体であるカード（１５）などを設置する際や、被転写体への印字が終了し、排出作業に移行する際には、駆動モータ（２１）を逆回転させることで、サーマルヘッド（１６）とプラテンローラ（１７）との間の間隔を広げることができる。
【００５６】
この時、サーマルヘッド（１６）の上昇停止位置を予め設定し、センサ等で検知させることで、駆動モータを停止することができる。
【００５７】
以上のように、本発明の熱転写プリンタのサーマルヘッド機構を用いることにより、特殊なセンサや制御回路などを用いることなく、サーマルヘッドとプラテンローラ間の押さえ圧を安定して確保することが可能であると共に、押圧機構を用いてサーマルヘッドの昇降も可能することができる比較的コンパクトで低コストの熱転写プリンタを提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  …  熱転写プリンタ
１１  …  カード供給部
１２  …  印字部
１３  …  カード排出部
１４  …  カード搬送機構
１５  …  カード
１６  …  サーマルヘッド
１７  …  プラテンローラ
１８  …  転写リボン
２０  …  サーマルヘッド機構
２１  …  駆動モータ
２２  …  トルク制御部
２３  …  ボールネジ
２４  …  ボールナット
２５  …  支持板
２６  …  直動ガイド
３０  …  摩擦クラッチ機構
３１、４１  …  入力軸
３２、４２  …  出力軸
３３  …  皿バネ
３４  …  摩擦板
３５  …  滑り板
４０  …  磁場クラッチ機構
４３  …  磁石
４４  …  磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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