(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給スプールから供給される記録リボンを巻取りスプールで巻き取りつつ熱転写記録または熱昇華記録するために用いられる記録リボン巻取り機構を備える記録装置であって、
前記記録リボンを、正逆方向に搬送される記録媒体の搬送方向に沿う長い記録面上への記録を行なう黒インク層と、短い記録面上への保護膜形成を行なう保護層とが面順次になるように形成するとともに、
前記供給スプールから供給される前記記録リボンに対して張力を発生するために前記供給スプールの回転規制を行う第１トルクリミッターと、
記録動作中に前記巻取りスプールを巻き取るときに巻取り力を減じ、前記黒インク層と前記保護層の記録開始位置まで巻き取るときに最大巻取り力で巻き取る巻取り手段と、を備え、
前記巻取り手段は、前記巻取りスプールを前記最大巻取り力で巻き取るために駆動モータに直結される直結状態と、前記駆動モータから前記巻取りスプールへの伝達トルクを規制する第２トルクリミッターを介して前記駆動モータの動力を伝達する間接状態とに切り替えるための電磁クラッチを備えたことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録リボン巻取り機構に係り、特に記録媒体の長い記録面上への記録を行なう黒インク層と、短い記録面上への保護膜形成を行なう保護層とを面順次に形成した記録リボンを用いて熱転写記録または熱昇華記録する記録リボン巻取り機構を備えた記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録媒体として例えば一部にカラー顔写真を印画した各種証明書カードを発行する場合において、供給スプールから供給される記録リボンを巻取りスプールで巻き取りつつ熱転写記録または熱昇華記録する専用記録装置が使用されている。この専用記録装置によれば、カラー顔写真の印画のために使用される記録リボンは、３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色層を面順次に形成したものを用い、一方で、略全面となる記録面において黒（ＢＫ）の記録を行うためには、黒インク層を形成した記録リボンを使用して記録している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、上記のカラー顔写真の保護のために上記のＹＭＣの各色層に加えて、熱処理により透明保護膜を形成するための保護層（Ｐ）を記録する必要があり、このために全５工程を行うので、この工程の高速化をはかるためにＹＭＣユニットとＰＢＫユニットの２台を直列構成して１枚当たりの処理時間を約２２秒にする要請がある。
【０００４】
この要請に応えるために、図１のカード体４と記録リボンの相対関係図に図示のように３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色層を面順次に形成した第１の記録リボン１と、Ｐ層とＢＫ層を設けた第２の記録リボン２を用いて、カード体４のカラー顔写真と、ハッチングで示した文字記号を印画するようにしている。
【０００５】
すなわち、第１の記録リボン１はＹ、Ｍ、Ｃの各色層の大きさは顔写真の大きさに略合致する大きさとなるように設定されており、右上のセンスマーク３を検出することで頭出しを行い印画する一方で、印画後の顔写真の保護のＰ層と、カード体４の全面に渡る印刷を行う黒色のＢＫ層の記録を行うために、カード体４の幅寸法Ｗに略一致するＢＫ層を形成した第２の記録リボン２を用いて保護膜形成と印刷を行う必要がある。
【０００６】
このためにＹ、Ｍ、Ｃの各色層の印画時には、第１の記録リボン１は巻き取らないようにして、次の頭出し送りのときのみ巻き取るようにする一方で、Ｐ層およびＢＫ層の印刷時においては、転写条件や装置の構造からサーマルヘッドへの通電とカード体の移動を行いながら一定の張力で巻き取る必要がある。
【０００７】
そこで、一定のテンション（張力）で巻き取るために市販のフェルト式のトルクリミッターを使用して、ＤＣモーターを定常回転させトルクリミッターをすべらしながら行なうことが考えられる。
【０００８】
しかし、このように構成すると、センスマーク３を検出してＰ層とＢＫ層の各層の頭出しを行うときに、トルクリミッターが介在することからリボンを正常に巻き取ることができないことになる。具体的には、印画と同時に巻き取りを行うようにすればカード体４の送り力によりリボンの巻き取りが補助されるために巻き取りが可能となるので、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色層の印画時には特に問題が発生しない。つまり、ＹＭＣユニットについては、印画中の巻き取りが不要となるためにトルクリミッターは不要となり、次色頭出しのために巻取りスプールを駆動することで必ず巻き取れることになる。
【０００９】
しかし、トルクリミッターの力量は印画に適したトルクに設定する必要があるために、巻き取り可能な強さに設定することができない。このために、次のカード体に対してＰ層とＢＫ層の記録を行うために、第２の記録リボン２の頭出しをするときに記録リボンの巻取りのみを実施しようとしてもトルクリミッターが働いてしまい巻き取りができなくなる。
【００１０】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、記録媒体の搬送方向に沿う長い記録面上への記録を行なう黒インク層と、短い記録面上への保護膜形成を行なう保護層とを面順次に形成した記録リボンを用いて記録をおこなうときに、正常に巻き取ることができる記録リボン巻取り機構の提供を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、供給スプールから供給される記録リボンを巻取りスプールで巻き取りつつ熱転写記録または熱昇華記録するために用いられる記録リボン巻取り機構を備える記録装置であって、前記記録リボンを、正逆方向に搬送される記録媒体の搬送方向に沿う長い記録面上への記録を行なう黒インク層と、短い記録面上への保護膜形成を行なう保護層とが面順次になるように形成するとともに、前記供給スプールから供給される前記記録リボンに対して張力を発生するために前記供給スプールの回転規制を行う第１トルクリミッターと、記録動作中に前記巻取りスプールを巻き取るときに巻取り力を減じ、前記黒インク層と前記保護層の記録開始位置まで巻き取るときに最大巻取り力で巻き取る巻取り手段と、を備え、前記巻取り手段は、前記巻取りスプールを前記最大巻取り力で巻き取るために駆動モータに直結される直結状態と、前記駆動モータから前記巻取りスプールへの伝達トルクを規制する第２トルクリミッターを介して前記駆動モータの動力を伝達する間接状態とに切り替えるための電磁クラッチを備えたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好適な一実施形態について添付の各図面を参照して述べる。
【００１４】
図２は、本発明の記録リボン巻取り機構をカード体印刷装置に適用した事例を示した正面図であって、図１で示した第１の記録リボン１（二点鎖線で図示）の終端を供給スプール７に固定して巻回するとともに、第１の記録リボン１の他方の終端を巻取りスプール８に固定し巻回し、リボンカセット５において回転自在に軸支したものをＹＭＣユニット側にセットする一方で、第２の記録リボン２（二点鎖線で図示）の終端を供給スプール７に固定して巻回するとともに、第２の記録リボン２の他方の終端を巻取りスプール８に固定し巻回し、リボンカセット５において回転自在に軸支したものをＰＢＫユニット側にセットした様子を示している。
【００１５】
このように、第１の記録リボン１と第２の記録リボン２をリボンカセット５、５に個別に内蔵して、リボンカセット単位で交換可能にするとともに、図示の装填位置にセットすることで、供給スプール７と巻取りスプール８はリボン機構に自動的に係合される。各リボンカセット５、５には上記のセンスマーク３を光学的に検出するセンサ６、６が図示の位置において潜入するようにした孔部が形成されており、これらセンサ６，６の検出結果で各層の頭出しを行う。
【００１６】
ＹＭＣユニットとＰＢＫユニットの基部１１には、サーマルヘッド１０を矢印Ｋ方向に駆動する不図示の駆動部と、このサーマルヘッド１０の発熱部に対向して基部１１において回動自在に配設されるプラテンローラ１２、１２が設けられている。また、カード体４を矢印Ｄ方向に移動する駆動ローラ１３の軸体回りに回動自在に設けられたアーム部材１５には駆動ローラ１４が設けられており、基部１１に固定されている電磁ソレノイド１６への通電に伴いリンク１７を介して吸引力がアーム部材１５に伝達されることで駆動ローラ１４を矢印Ｔ方向に移動させて、駆動ローラ１４を不図示の駆動モータで駆動することでカード体４の正逆方向の搬送を行う状態にするように構成されている。
【００１７】
次に、図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である図３において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、ＰＢＫユニットにリボンカセット５が装填されることで、破線で示した供給スプール７と巻取りスプール８はコア部材２１、２１に対して係合する状態に維持されて、コア部材の回転力を夫々のスプールに伝達可能にする。この係合状態に自動的になるようにするために、コア部材２１は基部１１に片支持状態で固定された固定軸体２０（一部を破線図示）回りに回転自在に設けられるとともに、圧縮コイルバネ２２により常時各スプール側に向けて移動付勢されており、かつギア２１ａを固定したブッシュ部材２１ｂの外周面に形成された溝部に係合するように構成されており、供給スプール７と巻取りスプール８に形成された溝部にコア部材の凸部が潜入及び係合してギア２１ａに伝えられる回転力をコア部材２１に伝達可能にしている。
【００１８】
供給スプール７に係合するコア部材２１のギア２１ａには、基部１１において軸支されている回転軸体２３の一端に固定されているギア２４が噛合しており、この回転軸体２３に固定されているギアに噛合するギアを固定しているトルクリミッター２５のトルクをコア部材２１に伝達して、巻取り時および記録時の適度なバックテンション（張力）を発生可能にしている。また、エンコーダ２６は回転軸体２３の回転量を検出可能にしている。
【００１９】
巻取りスプール８に係合するコア部材２１のギア２１ａには、基部１１とサブ基部１１ａとの間で不図示の軸受により軸支されている回転軸体３０の一端に固定されているギア３１が噛合している。この回転軸体３０の略中央部分には係合穴付大ギア４７が固定されており、この係合穴付大ギア４７には、小ギア４０が噛合している。この小ギア４０は基部１１とサブ基部１１ｂとの間で不図示の軸受により軸支されている回転軸体３９に固定されており、この回転軸体３９には大ギア３８が固定されている。この大ギア３８は、基部１１において回転自在に軸支されている回転軸体３６（破線図示）に固定された小ギア３７に噛合しており、この回転軸体３６にはさらにウォームホイール３５が固定されている。このウォームホイール３５は、直流モータ３３の出力軸に固定されたウォームギア３４に噛合している。
【００２０】
以上の構成により、直流モータ３３への通電により、各ギアを介して動力伝達が行われて巻取りスプール８に係合するコア部材２１が巻取り方向に駆動されることとなる。
【００２１】
一方、回転軸体３０の外周回りには、上記の係合穴付大ギア４７に設けられたクラッチディスク４８の吸引移動を行う電磁クラッチ５０と、係合部材４６を設けたトルクリミッター４５がさらに設けられている。つまり、電磁クラッチ５０とトルクリミッター４５とが同軸上に配置されて連結されている。この回転軸体３０には不図示のエンコーダを駆動するギア５１がさらに固定されている。
【００２２】
以上の直流モータ３３と、電磁クラッチ５０とセンサ６は制御装置１００に接続されており、後述の駆動制御を行う。
【００２３】
図４は、図３の回転軸体３０に設けられる電磁クラッチ５０の動作説明のための要部断面図である。
【００２４】
本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、係合穴付大ギア４７には係合部材４６の凸部が潜入する穴部４７ａが形成されており、電磁クラッチ５０の通電オフの状態で係合穴付大ギア４７が実線で示す位置に位置しているときに小ギア４０に噛合しており、トルクリミッター４５によるトルク分により減少された動力の伝達を回転軸体３０に伝達してギア３１を駆動する。
【００２５】
また、電磁クラッチ５０の通電オンの状態では、クラッチディスク４８が吸引されて係合穴付大ギア４７が破線で示す位置に位置し、小ギア４０に噛合しており、トルクリミッター４５によるトルク分の影響を受けずに直流モータ３３からの動力の伝達を回転軸体３０に伝達してギア３１を駆動する状態にする。
【００２６】
図５は、電磁クラッチ５０の通電オフの状態での動力伝達を矢印で示した図であり、図示のようにトルクリミッター４５を経由してコア部材２１への動力伝達が行われることから、約７０％分の回転力が伝達される。
【００２７】
また、図６は、電磁クラッチ５０の通電オンの状態での動力伝達を矢印で示した図であり、図示のようにトルクリミッター４５を経由せず、直にコア部材２１への動力伝達が行われることから、約１００％分の回転力が伝達される。
【００２８】
最後に、図７は、上記構成の記録リボン巻取り機構の動作対比図であって、カード体の移動他の動作状態と、電磁クラッチ５０への通電状態と、直流モータ３３の通電状態と、巻取り側のコア部材２１の動作状態を対応して示している。
【００２９】
本図において、特にＰ層およびＢＫ層の記録動作時は電磁クラッチ５０がオフしているため、直流モータ３３からの出力が係合穴付大ギア４７を通してトルクリミッター４５に伝わるので、トルクリミッターでトルクが削減されて調整された後に回転軸体３０に伝わり、巻き取りのためのコア部材２１に伝達される。
【００３０】
次色の頭出し時は電磁クラッチ５０をオンすることにより、直流モータ３３の出力はトルクリミッター４５の滑り経路を通らずに直接、回転軸体３０に伝わり、巻き取り用のコア部材２１を回転させることができるようになる。
【００３１】
以上のように、電磁クラッチへの通電を切り替えるために、巻取りタイミングが確実となり、かつトルク設定や回転数も一定になるため、安定した巻き取りが可能となる。さらに電磁クラッチとトルクリミッターを同軸上に配置しているため、プリンター後部の狭いスペースを有効に利用できる。
【００３２】
なお、本発明は上記構成に限定されず、巻き取りトルクを切り替える手法としては、遊星ギアで切り替える方法（モーター正転では滑り無しのギア系列、逆転ではトルクリミッターが効くギア系列に切り替わる）や、直流モータ３３の電流制御（ＰＷＷ制御）により強弱のトルクを得る方法であって、デューティ比が低いと弱く巻き、高い場合には強く巻く、クラッチ機構を使用し、必要に応じて直結巻き／トルクリミッター巻きを切り替える方法がある。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記録媒体の搬送方向に沿う長い記録面上への記録を行なう黒インク層と、短い記録面上への保護膜形成を行なう保護層とを面順次に形成した記録リボンを用いて記録をおこなうときに、正常に巻き取ることができる記録リボン巻取り機構を備えた記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カード体４と記録リボンの相対関係図である。
【図２】本発明の記録リボン巻取り機構をカード体印刷装置に適用した事例を示した正面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図４】図３の回転軸体３０に設けられる電磁クラッチ５０の動作説明のための要部断面図である。
【図５】電磁クラッチ５０の通電オフの状態での動力伝達を矢印で示した図である。
【図６】電磁クラッチ５０の通電オンの状態での動力伝達を矢印で示した図である。
【図７】記録リボン巻取り機構の動作対比図である。
【符号の説明】
１  第１の記録リボン
２  第２の記録リボン
３  センスマーク
４  カード体（記録媒体）
５  リボンカセット
７  供給スプール
８  巻取りスプール
１０  サーマルヘッド
１１  基部
１２  プラテンローラ
２０  固定軸体
２１  コア部材
２２  圧縮コイルバネ
２３  回転軸体
３０  回転軸体
３１  ギア
３３  直流モータ
３４  ウォームギア
３５  ウォームホイール
３６  回転軸体
３７  小ギア
３８  大ギア
３９  回転軸体
４０  小ギア
４５  トルクリミッター
４７  係合穴付大ギア
５０  電磁クラッチ
【図１】
0004605934.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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