(57)【要約】【課題】搬送ローラ対にかかる負荷を軽減させて、プリンタのコストダウンとプリント品質の向上とを図る。【解決手段】カラー感熱記録紙１０の搬送を搬送ローラ対１４とプラテンローラ２１とで協働して行なう。プラテンローラ２１によるカラー感熱記録紙１０の搬送速度が、搬送ローラ対１４の搬送速度よりも速くなるように設定する。プラテンローラ２１とステッピングモータ２５との間を介在する第１プーリー３６と第２プーリー３７との間に、プラテンローラ２１をフリクション駆動させるトルクリミッタ４０を組み込む。これにより、カラー感熱記録紙１０の搬送速度は搬送ローラ対１４の搬送速度となり、搬送ローラ対１４の負荷が軽減される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙の搬送経路内に配置され、該記録紙を挟み込んで搬送する搬送ローラ対と、
搬送ローラ対の上流側に位置し、搬送中の記録紙を加熱して複数の色の一つを印画するサーマルヘッドと、
サーマルヘッドとともに記録紙を挟み込み、搬送ローラ対よりも速い搬送速度で記録紙を搬送するプラテンローラと、
このプラテンローラをフリクション駆動させるトルクコントロール手段とを設けたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項２】
前記トルクコントロール手段は、プラテンローラとこのプラテンローラを駆動するモータとの間に組み込まれたトルクリミッタからなることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
【請求項３】
前記トルクリミッタは、設定トルクの変更が随時可能な電磁トルクリミッタであり、印画負荷に応じて設定トルクが変更されることを特徴とする請求項２記載のサーマルプリンタ。
【請求項４】
前記トルクコントロール手段は、プラテンローラを駆動するＤＣモータからなり、印画負荷に応じて設定トルクが変更されることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタに関し、更に詳しくは、搬送ローラ対によって搬送される記録紙をサーマルヘッドとプラテンローラローラとで挟み込み、印画を行なうサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
キャプスタンローラとピンチローラとからなる搬送ローラ対で記録紙を搬送し、この搬送中にサーマルヘッドとプラテンローラとで記録紙を挟み込み、サーマルヘッドで熱記録を行なうサーマルプリンタがある。記録紙の搬送には、サーマルヘッドによる記録紙の押圧力に、サーマルヘッドと記録紙との間の摩擦係数を積算して得られる搬送負荷が発生する。搬送ローラ対は、この搬送負荷よりも大きな搬送力を用いることで、記録紙を一定速度で搬送する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
記録紙の搬送負荷は大きいため、搬送ローラ対の駆動に大型のモータが用いられたり、グリップ力の高いグリッドローラ等が必要であった。これらの部品は、高価であるため、プリンタのコストアップの一つの要因となっていた。また、記録紙がスリップしないように強く挟み込むことで、搬送ローラ対のグリップ痕が記録紙に生じてしまい、プリント品質を低下させることもあった。
【０００４】
更に、搬送ローラ対とサーマルヘッドとの間で記録紙が伸びてしまうことがあった。複数の感熱発色層が設けられたカラー感熱記録紙に面順次で熱記録を行なうカラー感熱プリンタの場合、カラー感熱記録紙の伸びによってカラーレジストレーションにズレが生じ、やはりプリント品質の低下を招いていた。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するために、搬送ローラ対にかかる搬送負荷を軽減させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明のプリンタは、プラテンローラを回転させて搬送ローラ対よりも速い搬送速度で記録紙を搬送することで、搬送ローラ対の負荷を軽減させるとともに、プラテンローラをフリクション駆動させるトルクコントロール手段を設けて、搬送ローラ対によって記録紙の搬送速度を規定するようにしたものである。
【０００７】
トルクコントロール手段としては、トルクリミッタを用いてもよい。また、電磁トルクリミッタを使用して、印画負荷に応じて設定トルクを変化させることも可能である。
【０００８】
また、プラテンローラを駆動するＤＣモータをトルクコントロール手段として使用することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施したカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。このカラー感熱プリンタでは、記録媒体として長尺のカラー感熱記録紙１０が用いられる。カラー感熱記録紙１０は、記録面を内側にしてロール状に巻かれた記録紙ロール１１の形態でカラー感熱プリンタにセットされる。記録紙ロール１１は、外周に当接された給紙ローラ１２によって回転され、カラー感熱記録紙１０の送り出しと巻き戻しとが行なわれる。
【００１０】
カラー感熱記録紙１０は、周知のように支持体上にシアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，イエロー感熱発色層が順次層設されている。最上層となるイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。また、イエロー感熱発色層は、４２０ｎｍの近紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。第２の感熱発色層であるマゼンタ感熱発色層は、イエロー感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、３６５ｎｍの紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。
【００１１】
記録紙ロール１１の送出し方向の下流側には、カラー感熱記録紙１０を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１４が配置されている。この搬送ローラ対１４は、回転駆動されるキャプスタンローラ１６と、このキャプスタンローラ１６に圧接するピンチローラ１７とからなり、カラー感熱記録紙１０を図中左方の送出し方向と、図中右方の巻戻し方向とに往復搬送する。
【００１２】
記録紙ロール１１と搬送ローラ対１４との間には、サーマルヘッド２０と、プラテンローラ２１とが配置されている。サーマルヘッド２０は、カラー感熱記録紙１０に圧接する熱記録位置と、カラー感熱記録紙１０から離れる退避位置との間で移動自在に設けられている。サーマルヘッド２０は、熱記録位置にある際に下面に設けられた発熱素子アレイ２２を発熱させ、カラー感熱記録紙１０の各感熱発色層を発色させる。
【００１３】
プラテンローラ２１は、発熱素子アレイ２２に対面する位置で搬送経路の下方に配置されている。このプラテンローラ２１は、カラー感熱記録紙１０を支持するとともに、自らも回転してカラー感熱記録紙１０を送出し方向に搬送する。
【００１４】
サーマルヘッド２０は、カラー感熱記録紙１０に対してＦｈの押圧力で押し付けられている。また、サーマルヘッド２０とカラー感熱記録紙１０との間の摩擦係数はμである。これらから、熱記録時のカラー感熱記録紙１０の搬送には、Ｆｈ×μで得られる搬送負荷Ｆｐが発生する。
【００１５】
搬送ローラ対１４のキャプスタンローラ１６とプラテンローラ２１とは、共通のステッピングモータ２５によって駆動される。ステッピングモータ２５は、ドライバ５０によって駆動され、コントローラ５１によって制御される。
【００１６】
ステッピングモータ２５の回転軸２６に取り付けられた第１出力プーリー２７と、キャプスタンローラ１６に設けられた大径の駆動プーリー２８との間には、ステッピングモータ２５の回転をキャプスタンローラ１６に伝達するベルト２９が掛けられている。
【００１７】
また、ステッピングモータ２５の回転軸２６に取り付けられた第２出力プーリー３１と、プラテンローラ２１に取り付けられた駆動プーリー３２との間には、中間プーリー３３が配置されて２本のベルト３４，３５が掛けられている。中間プーリー３３は、ステッピングモータ２５の回転が入力される第１プーリー３６と、プラテンローラ２１に回転を出力する第２プーリー３７とからなる。第１プーリー３６と第２プーリー３７との間には、プラテンローラ２１をフリクション駆動するトルクリミッタ４０が組み込まれている。
【００１８】
トルクリミッタ４０は、例えばバネ式や摩擦式等の機械的なトルクリミッタである。このトルクリミッタ４０は、プラテンローラ２１に設定値以上の負荷がかかったときに第１プーリー３６と第２プーリー３７との間をフリクション接続させ、プラテンローラ２１が設定値以上のトルクを発生しないようにする。
【００１９】
各プーリーの直径比によって、プラテンローラ２１によるカラー感熱記録紙１０の搬送速度の方が搬送ローラ対１４による搬送速度よりも速くなるように設定されている。しかしながら、プラテンローラ２１はトルクリミッタ４０によってフリクション駆動されているため、プラテンローラ２１が実際にカラー感熱記録紙１０を搬送ローラ対１４よりも速い速度で搬送することはない。そのため、カラー感熱記録紙１０の搬送速度は、搬送ローラ対１４の搬送速度に保たれる。
【００２０】
また、搬送ローラ対１４によるカラー感熱記録紙１０の搬送力Ｆｃｐとプラテンローラ２１による搬送力Ｆｐｌとは、両者を加算したときに搬送負荷Ｆｐと等しくなるように設定されている。このことから、Ｆｐ＝Ｆｃｐ＋Ｆｐｌ＝Ｆｈ×μとなる。なお、ＦｃｐとＦｐｌとの比は、各プーリー径の比とトルクリミッタ４０の設定トルクとによって任意に設定することができる。本実施形態では、例えば、Ｆｃｐ：Ｆｐｌ＝５０：５０となっている。
【００２１】
搬送ローラ対１４の送出し方向の下流側には、イエロー用定着ランプ４２と、マゼンタ用定着ランプ４３とが配置されている。イエロー用定着ランプ４２は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を放射して、カラー感熱記録紙１０のイエロー感熱発色層を定着する。マゼンタ用定着ランプ４３は３６５ｎｍの紫外線放出してマゼンタ感熱発色層を定着する。
【００２２】
マゼンタ用定着ランプ４３の送出し方向の下流側には、長尺のカラー感熱記録紙１０を記録エリアごとにカットするカッター４５が設けられている。カッター４５の下流側で、カラー感熱プリンタの前面には、カットされたシート状のカラー感熱記録紙１０を排出する排紙口４６が配置されている。
【００２３】
次に、上記実施形態の作用について説明する。カラー感熱プリンタが待機状態にある際には、サーマルヘッド２０はプラテンローラ２１から離れる退避位置にあり、プラテンローラ２１との間に隙間を形成している。また、ピンチローラ１７もキャプスタンローラ１６から離れる位置に移動されており、ピンチローラ１７とキャプスタンローラ１６との間に隙間が形成されている。
【００２４】
カラー感熱プリンタにおいてプリント開始操作がなされると、コントローラ５１の制御によって給紙ローラ１２を駆動するモータが回転を開始し、カラー感熱記録紙１０が記録紙ロール１１から送り出される。記録紙ロール１１から送り出されたカラー感熱記録紙１０は、サーマルヘッド２０とプラテンローラ２１との間を通過し、キャプスタンローラ１６とピンチローラ１７との間に送り込まれる。
【００２５】
カラー感熱記録紙１０がキャプスタンローラ１６とピンチローラ１７との間に到達すると、給紙ローラ１２によるカラー感熱記録紙１２の搬送がいったん停止される。その後、ピンチローラ１７とサーマルヘッド２０とがカラー感熱記録紙１０に圧接する。
【００２６】
コントローラ５１は、ステッピングモータ２５の駆動により搬送ローラ対１４とプラテンローラ２１とを回転させ、両者の搬送力を協働させてカラー感熱記録紙１０を送出し方向に搬送する。カラー感熱記録紙１０の記録エリアの先端がサーマルヘッド２０に到達すると、発熱素子アレイ２２はプリントデータに応じて各発熱素子を発熱させ、カラー感熱記録紙１０のイエロー感熱記録層にイエロー画像を印画する。
【００２７】
印画時のカラー感熱記録紙１０の搬送では、搬送ローラ対１４だけに大きな負荷がかかることはない。そのため、グリップ力の強いグリッドローラを使用する必要がなく、ピンチローラ１７のキャプスタンローラ１６への押圧力も弱くすることができるので、カラー感熱記録紙１０に搬送痕等が残ることはない。また、搬送ローラ対１４とサーマルヘッド２０との間でカラー感熱記録紙１０が伸びることはないので、カラーレジストレーションのズレも発生しない。
【００２８】
また、トルクリミッタ４０によってプラテンローラ２１がフリクション駆動されるので、プラテンローラ２１が搬送ローラ対１４よりも速い搬送速度でカラー感熱記録紙１０を搬送しても、カラー感熱記録紙１０は搬送ローラ対１４の搬送速度で搬送される。そのため、搬送ローラ対１４とプラテンローラ２１との間でカラー感熱記録紙１０に弛み等が発生することはない。
【００２９】
記録エリア内のイエロー感熱発色層への印画が完了し、記録エリアの送出し方向の後端がイエロー用定着ランプ４２の下方まで到達すると、カラー感熱記録紙１０の搬送がいったん停止され、サーマルヘッド２０は退避位置に移動する。
【００３０】
サーマルヘッド２０が退避位置にある間に、給紙ローラ１２と搬送ローラ対１４とはカラー感熱記録紙１０を巻戻し方向に搬送する。その際に、イエロー用定着ランプ４２が点灯して、記録エリア内のイエロー感熱発色層を定着する。このカラー感熱記録紙１０の巻戻し方向への搬送時に、プラテンローラ２１も回転するが、サーマルヘッド２０が圧接していないため、カラー感熱記録紙１０の搬送には影響がない。
【００３１】
カラー感熱記録紙１０の記録エリアの送出し方向先端がサーマルヘッド２０に接近すると、カラー感熱記録紙１０の搬送が停止され、サーマルヘッド２０が熱記録位置に移動される。カラー感熱記録紙１０は、搬送ローラ対１４によって送出し方向に搬送され、マゼンタ感熱発色層にマゼンタ画像の印画が行なわれる。
【００３２】
マゼンタ画像の印画完了後、サーマルヘッド２０が退避位置に移動された後に、カラー感熱記録紙１０は巻戻し方向に搬送される。その途中でマゼンタ用定着ランプ４３が点灯され、マゼンタ感熱発色層の定着が行なわれる。
【００３３】
マゼンタ感熱発色層の定着が完了すると、再度サーマルヘッド２０が熱記録位置に移動し、カラー感熱記録紙１０の送出し方向への搬送と同時にシアン感熱発色へのシアン画像の印画が開始される。シアン画像の印画が完了すると、カラー感熱記録紙１０は排紙口４６からプリンタの外に排出され、カッター４５でカットされてシート状のカラープリントが形成される。
【００３４】
なお、設定トルクが固定される機械的なトルクリミッタの代わりに、供給される電流を切り換えることで設定トルクが随時変更される電磁トルクリミッタを使用してもよい。以下、電磁トルクリミッタを使用した実施形態について、図２に示す。なお、上記実施形態と同じ部品については、同符合を用いて詳しい説明は省略する。
【００３５】
この実施形態では、中間プーリー３３の第１プーリー３６と第２プーリー３７との間に、電磁トルクリミッタ５５を組み込んでいる。この電磁トルクリミッタ５５は、コントローラ５６によって制御されるドライバ５７により供給される電流が変更されると、設定トルクが切り換えられる。電磁トルクリミッタ５５の設定トルクの変更は、各感熱発色層への印画時や、カラー感熱記録紙１０の温度，湿度、カラー感熱記録紙の種類等に応じて変更することができる。
【００３６】
カラー感熱記録紙１０は、印加される熱エネルギや温度，湿度によって摩擦係数μが変化するため、搬送負荷Ｆｐは一定ではない。そのため、搬送ローラ対１４にかかる負荷が変化して、プリント不良を発生してしまうことがある。しかしながら、電磁トルクリミッタ５５の設定トルクを随時切り換えてプラテンローラ２１の搬送力Ｆｐｌを変化させることで、搬送ローラ対１４に掛かる搬送負荷を一定にすることができる。
【００３７】
また、上記各実施形態では、搬送ローラ対とプラテンローラとを同じステッピングモータで駆動し、プラテンローラ側にトルクリミッタを組み込んだ。しかしながら、図３に示すように、搬送ローラ対６０を専用のステッピングモータ６１とプーリー６２，６３とで駆動し、プラテンローラ６５を専用のＤＣモータ６６とプーリー６７，６８とで駆動してもよい。各モータ６１，６６は、それぞれのドライバ７０，７１を介してコントローラ７２に制御される。これによれば、ＤＣモータ６６によってプラテンローラ６５のトルクを任意の値に設定することができるので、上記各実施形態と同様に、搬送ローラ対６０とプラテンローラ６５とで協働してカラー感熱記録紙１０を搬送することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、バネ式や電磁式のトルクリミッタを用いたが、その他のトルクリミッタやクラッチ等を使用することもできる。また、搬送ローラ対とプラテンローラとの搬送力を５０：５０としたが、使用するモータや搬送ローラ対の搬送能力等に合わせて任意に変更可能である。
【００３９】
カラー感熱プリンタを例に説明したが、熱転写型，熱昇華型等の他の記録形式のサーマルプリンタにも利用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のサーマルプリンタによれば、搬送ローラ対にかかる負荷を小さくすることができるので、大型のモータや高価なグリッドローラが不必要となり、プリンタをコストダウンすることができる。
【００４１】
また、搬送ローラ対のグリップ痕や、記録紙の伸びによるカラーレジストレーションのズレの発生も防止することができ、プリント品質の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したカラー感熱プリンタの第１実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】本発明を実施したカラー感熱プリンタの第２実施形態の構成を示す概略図である。
【図３】本発明を実施したカラー感熱プリンタの第３実施形態の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０　カラー感熱記録紙
１４　搬送ローラ対
２０　サーマルヘッド
２１　プラテンローラ
２５，６１　ステッピングモータ
４０　トルクリミッタ
５５　電磁トルクリミッタ
６６　ＤＣモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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