(57)【要約】【課題】  従来の構成では、印刷時の制約から決まるスリップトルクの上限と先頭検出時の制約から決まるスリップトルクの下限に挟まれた狭い範囲でスリップトルクを設定しなければならない設計的な拘束があった。当然、スリップトルクの上下限の許容範囲内で安定して生産する必要もあり、非常に制約の受けた設計及び量産を強いられていた。【解決手段】  噛み合い部材がトルクリミッタの入力ギアと出力ギアに同時に噛み合うことによってトルクリミッタの入力ギアと出力ギアが互いに一定の回転速度比でしか回転できない非スリップ状態を可能にすることによって、トルクリミッタがスリップしない状態が実現できるため先頭検出時の制約から決まるスリップトルクの下限を大幅に緩和しスリップトルクの設定値を下げることが可能となる。【選択図】  図２
2008030230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱抵抗体を直線状に配列してなる発熱部が形成されたサーマルヘッドと、
インクが塗布されたインクリボンと、
前記サーマルヘッドの発熱部に平行に対向して設けられたプラテンと、
前記サーマルヘッドと前記プラテンを互いに押圧された押圧状態と互いに離間した離間状態とを切り換えるヘッド・プラテン切換手段と、
紙送り駆動モータと、
リボン巻取りモータと、
印刷済みのインクリボンを先端から巻き取る巻取りボビンと、
未印刷のインクリボンを供給する供給ボビンと、
前記リボン巻取りモータから回転駆動が入力可能な入力ギアと前記巻取りボビンへ回転駆動が出力可能な出力可能な出力ギアを有し入力ギアと出力ギアをスリップさせる作用をもつトルクリミッタと、
前記トルクリミッタに隣接して設けられ前記トルクリミッタの入力ギアと出力ギアに同時に噛み合うことが可能な噛み合い部材と、
前記噛み合い部材が前記トルクリミッタの入力ギアと出力ギアに同時に噛み合わないことによって前記トルクリミッタの入力ギアと出力ギアが互いに自由な回転速度比で回転できるスリップ状態と、前記噛み合い部材が前記トルクリミッタの入力ギアと出力ギアに同時に噛み合うことによって前記トルクリミッタの入力ギアと出力ギアが互いに一定の回転速度比でしか回転できない非スリップ状態を切り換えることが可能な切換手段を
を備えたことを特徴とするプリンタ装置。
【請求項２】
前記噛み合い部材は前記トルクリミッタの回転中心軸に直交する方向に移動可能あることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。
【請求項３】
前記噛み合い部材は前記トルクリミッタの回転中心軸に平行な方向に移動可能あることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。
【請求項４】
前記噛み合い部材は奇数枚のギア列であることを特徴とする請求項１〜３に記載のプリンタ装置。
【請求項５】
前記ギア列の内、少なくとも１つギアが回転中心軸に直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項４に記載のプリンタ装置。
【請求項６】
前記ギア列の内、少なくとも１つギアが回転中心軸に平行な方向に移動可能であることを特徴とする請求項４に記載のプリンタ装置。
【請求項７】
前記トルクリミッタは巻取りボビンと同軸上に軸支されていることを特徴とする請求項１〜６に記載のプリンタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報を基づいて記録紙等の被記録材に印刷する熱転写式のプリンタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に従来の熱転写式プリンタの一般的な構成の例を模式図で示す。（ａ）の通り、印刷時はインクリボン１０２と記録紙Ｐをサーマルヘッド１０１とプラテンローラ１０３とで押圧する。この状態でサーマルヘッド１０１の発熱によりインクリボン１０２上のインクを記録紙Ｐ上に熱転写させながら、印刷方向下流に設けた１対のキャプスタンローラ１０４とピンチローラ１０５を紙送り駆動モータ１０６で回転駆動して記録紙Ｐを搬送させて印刷を行う。１色目の印刷が終了すると（ｂ）の通り、次色の印刷を行うために、サーマルヘッド１０１を離間する。この状態でキャプスタンローラ１０４とピンチローラ１０５を紙送り駆動モータ１０６で印刷時とは逆方向に回転させて印刷開始位置まで記録紙Ｐを戻し、１色目と同様の動作で２色目以降を印刷する。
【０００３】
以下、リボンの巻取り機構について説明する。印刷動作時のリボンの搬送速度は記録紙の搬送速度とほぼ同一であるので一定である。しかし、リボンの巻取りボビンは一定の回転速度で制御をしても径が増大するにしたがってリボン搬送量は増大してしまう。この問題を解消するためにリボンの巻取りボビンと駆動源であるリボン巻取りモータの間にスリップ式のトルクリミッタを設けることが一般的である。
【０００４】
図８はトルクリミッタを含むリボン巻取り機構全体の一例を示した図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図８において
１０１はサーマルヘッド、
１０２はインクリボン、
１０３はプラテンローラ、
１０４はキャプスタンローラ、
１０５はピンチローラ、
１０６は紙送り駆動モータ、
１０７はリボン巻取りモータ、
１０８は減速ギア列、
１０９はトルクリミッタ、
１０９ａは入力ギア、
１０９ｂは出力ギア、
１０９ｃはフエルト等の低摩擦高耐久材からなるスリップ部材、
１０９ｄは摩擦力を発生させスリップトルクを決定するばね部材、
１１０は印刷済みのインクリボンを先端から巻き取る巻取りボビン、
１１１は未印刷のインクリボンを供給する供給ボビン、
である。
【０００５】
前述の通り、印刷動作時のリボンの搬送速度は記録紙の搬送速度とほぼ同一であるので一定であるから、リボンの巻取りボビンは周速を一定に保つために、巻取りが進行し径が増大するにしたがって回転速度を低下させなければならない。この速度差を吸収するためにギア列にトルクリミッタが設けられている。モータの回転数は巻取り初期の巻取りボビンの径の小さい状態における最も早いボビンの回転速度に対応したトルクリミッタの出力ギアの回転速度を上回る速度でトルクリミッタの入力ギアを回転させるように設定する。その結果、巻取りの初期状態から巻取りが進行し、径が増大してボビンの回転速度が低下した状態まで全ての状態においてのトルクリミッタの入力ギアの速度がトルクリミッタの出力ギアの速度を十分に上回るような状態とすることができる。そしてその速度差はトルクリミッタをスリップさせて吸収して円滑なリボン巻取りを行うのがこの機構である。ここで一般的に使用されるトルクリミッタの機構および動作についての参考文献は次のとおりである。
【０００６】
次に、インクリボンの先頭検出動作について説明する。図７の（ａ）で一色目の印刷を終えて（ｂ）の次色の印刷へ移る際にはインクリボンを一色目の終端から次色の先端まで送る必要がある。図９は供給ボビンに巻き付けられているインクリボンを引き伸ばした状態の図である。図９の通り、イエロー・マゼンタ・シアンのインクが塗布された印刷面の間にマーカーが設けられていて、そのマーカーは光センサ等の検出手段で検出可能である。このマーカーを検出するまでリボンを巻き取ることによって印刷面の先頭までリボンを送ることができる。これがインクリボンの先頭検出動作である。マーカーの検出方法については既に様々な方法が提案されており下記はその一例である。
【０００７】
図１０はトルクリミッタを含むリボン巻取り機構全体のリボンの先頭検出状態の一例を示した図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【０００８】
図１０の通りサーマルヘッドとプラテンは離間しているからリボンの巻取り速度はモータの速度で決定する。従って、リボンの搬送抵抗がトルクリミッタのスリップトルク以下であればトルクリミッタはスリップすることなく入力ギアと出力ギアは同じ速度で回転して、先頭マーカーを検出するまでリボンを搬送して先頭検出動作を行うことができる。
【特許文献１】特開平８−１７４９７９号公報
【特許文献２】特開平９−１７４９７３号公報
【特許文献３】特登録３０９１４０１号公報
【特許文献４】特開平５−２７８２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のリボン巻取り機構ではリボンの屈曲部（図示Ａ・Ｂ）の摩擦抵抗等の要因でリボンの搬送抵抗が大きくなっても原理的にスリップトルク以上の巻取りトルクは発生できない。従って、リボンの搬送抵抗を上回るようにスリップトルクを大きく設定するか又はスリップトルクを下回るようにリボンの搬送抵抗を下げることが必須となる。
【００１０】
スリップトルクを大きくすることは印刷時のリボンの搬送テンションが大きくなることに直結するので、リボンにダメージを与える可能性が高く、しわ等の画像欠陥に至る要因となる。
【００１１】
又、リボンの搬送抵抗を下げるためにはリボンの屈曲部の摩擦係数を下げるか、リボンの屈曲角を大きくする必要がある。しかし、摩擦係数は材料の選定で決定してしまう要因が大きく、屈曲角も小型化を考慮した要素部品のレイアウトをするとある程度以上には大きく設定できないのが現実である。又、小型化のためには更に屈曲角しなければならない場合もある。
【００１２】
このトレードオフの関係を図に示したものが図１１であり、図示の通り印刷時の制約から決まるスリップトルクの上限と先頭検出時の制約から決まるスリップトルクの下限に挟まれた狭い範囲でスリップトルクを設定しなければならない設計的な拘束があった。当然、スリップトルクの上下限の許容範囲内で安定して生産する必要もあり、非常に制約の受けた設計及び量産を強いられていた。
【００１３】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであって、先頭検出時の制約から決まるスリップトルクの下限を大幅に緩和し、スリップトルクの設定値を下げ、リボンに与えるダメージが少なく、画像欠陥が発生しにくいプリンタを提供するものである。又、リボンの屈曲角を小さくしてリボンの搬送抵抗を大きくしてもリボンの先頭検出動作が可能となるためプリンタ装置の小型化にも大きく寄与することが可能となる。又、スリップトルクの上下限の許容範囲が広くなるので安定した量産が可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来の問題点を解決する手段として、本発明のプリンタ装置は、トルクリミッタに隣接して設けられトルクリミッタの入力ギアと出力ギアに同時に噛み合うことが可能な噛み合い部材と、噛み合い部材がトルクリミッタの入力ギアと出力ギアに同時に噛み合わないことによってトルクリミッタの入力ギアと出力ギアが互いに自由な回転速度比で回転できるスリップ状態と、噛み合い部材がトルクリミッタの入力ギアと出力ギアに同時に噛み合うことによってトルクリミッタの入力ギアと出力ギアが互いに一定の回転速度比でしか回転できない非スリップ状態を切り換えることが可能な切換手段を備えている。
【００１５】
この噛み合い部材の作用によりトルクリミッタがスリップしない状態が実現できるため先頭検出時の制約から決まるスリップトルクの下限を大幅に緩和しスリップトルクの設定値を下げることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプリンタ装置は、噛み合い部材を設けることによって先頭検出時の制約から決まるスリップトルクの下限を大幅に緩和し、スリップトルクの設定値を下げ、リボンに与えるダメージを軽減できるという効果がある。
【００１７】
又、リボンのしわ等による画像欠陥が発生しにくいという効果もある。
【００１８】
又、リボンの屈曲角を小さくしてリボンの搬送抵抗を大きくしてもリボンの先頭検出動作が可能となるためプリンタ装置の小型化できるという効果もある。
【００１９】
又、スリップトルクの上下限の許容範囲が広くなるので安定した量産が可能になるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明するが、印刷動作については従来例と同様であるため説明を省略し、本発明の特徴であるリボン巻取り機構に関する動作について説明をする。
【００２１】
図１は本発明の実施例のリボン巻取り機構全体の一例を示した図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図１において
１はサーマルヘッド、
２はインクリボン、
３はプラテンローラ、
４はキャプスタンローラ、
５はピンチローラ、
６は紙送り駆動モータ、
７はリボン巻取りモータ、
８は減速ギア列、
９はトルクリミッタ、
９ａは入力ギア、
９ｂは出力ギア、
９ｃはフエルト等の低摩擦高耐久材からなるスリップ部材、
９ｄは摩擦力を発生させスリップトルクを決定するばね部材、
１０は印刷済みのインクリボンを先端から巻き取る巻取りボビン、
１１は未印刷のインクリボンを供給する供給ボビン、
１２はトルクリミッタの入力ギアと出力ギアに同時に噛み合うことが可能な噛み合い部材であるギア、
である。
【００２２】
図１は印刷時の状態を示しており、ギア１２は入力ギアと出力ギアに噛み合わない状態にある。この状態において印刷を行うことで従来例と同様にトルクリミッタをスリップさることによって、巻取りボビンの径の変化による回転速度の変化を吸収して円滑なリボン巻取りを行う。この印刷動作は従来例と全く同様である。
【００２３】
図２はリボンの先頭検出動作の状態を示しており、ギア１２は入力ギアと出力ギアに噛み合う状態にある。この状態でリボン巻取りモータをリボン巻取り方向へ駆動するとギア１２の作用によってトルクリミッタの入力ギアと出力ギアがスリップすることなく同一の速度で回転する。この結果、トルクリミッタはスリップトルク以上のトルクを伝達可能となり、モータの出力トルクのすべてを用いてリボンを巻き取ることが可能となる。
【００２４】
図１１で示した従来のトルクリミッタのスリップトルク設定のトレードオフ関係を、本実施例の場合に書き改めた図が図３である。図示の通り印刷時の制約から決まるスリップトルクの上限は従来と同様であるものの、先頭検出時の制約から決まるスリップトルクの下限は大きく緩和されるので、上下限に挟まれた範囲は非常に広くなる。この広い範囲でスリップトルクを設定すればよいのでスリップトルクを小さく設定でき、同時に安定して量産することも非常に容易になる。
【００２５】
又、実施例で説明した噛み合い部材となるギアは、図４の２２、３２、４２のように３枚構成にしても同様の効果を得ることができる。この際、入力ギアから出力ギアまでのギア列の減速比が１でなければ入力ギアと出力ギアは前述の実施例のように同一の速度では回転しないが、その減速比で決定する一定の回転速度比に固定されるのでトルクリミッタはスリップトルク以上のトルクを伝達可能となるため、同様の効果が得られる。
【００２６】
又、実施例で説明した噛み合い部材となるギアは、図５の５２ようにスラスト方向に移動する構成でも同様の効果を得ることができる。
【００２７】
又、実施例で説明した噛み合い部材となるギアは、図６の６２のようにスラスト方向に移動する係合部材のような構成でも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のプリンタ装置の説明図。
【図２】本発明のプリンタ装置の説明図。
【図３】本発明のトルクリミッタのスリップトルクの設定に関する説明図。
【図４】本発明の別の実施形態の説明図。
【図５】本発明の別の実施形態の説明図。
【図６】本発明の別の実施形態の説明図。
【図７】従来のプリンタ装置の説明図。
【図８】従来のプリンタ装置の説明図。
【図９】インクリボンの説明図。
【図１０】従来のプリンタ装置の説明図。
【図１１】従来のトルクリミッタのスリップトルクの設定に関する説明図。
【符号の説明】
【００２９】
１  サーマルヘッド
２  インクリボン
３  プラテンローラ
４  キャプスタンローラ
５  ピンチローラ
６  紙送り駆動モータ
７  リボン巻取りモータ
８  減速ギア列
９  トルクリミッタ
９ａ  入力ギア
９ｂ  出力ギア
９ｃ  スリップ部材
９ｄ  ばね部材
１０  巻取りボビン
１１  供給ボビン
１２  ギア
【図１】
2008030230.tif 000003
【図２】
2008030230.tif 000004
【図３】
2008030230.tif 000005
【図４】
2008030230.tif 000006
【図５】
2008030230.tif 000007
【図６】
2008030230.tif 000008
【図７】
2008030230.tif 000009
【図８】
2008030230.tif 000010
【図９】
2008030230.tif 000011
【図１０】
2008030230.tif 000012
【図１１】
2008030230.tif 000013