JP2004122401A - リボンカセット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、リボンカセットの特長である、リボン交換の優れた操作性を維持しつつ、安価で且つ、リボン巻取りローラに巻き取られるリボンの直径の変化に左右されない印字品質を保つリボンカセットを提供すること。
【解決手段】リボンカセットをリボン収納部と回動部で構成し、リボン収納部には、インクリボンを収納すると共に、印字位置とリボン巻取りローラの間のリボン搬送経路にリボン送りローラを設け、前記回動部は、前記リボン収納部に具備されている回転軸を支点に開閉し、前記回動部が閉じた状態では、前記ピンチローラが圧縮ばねにより、インクリボンを介して前記リボン送りローラに対向して押し付けられるとともに、前記リボン送りローラは、プリンタ本体からの駆動を伝達する動力伝達手段を有し、プリンタ本体からの着脱操作で前記動力伝達部も連結、解除されるような構成とした。
【選択図】　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷情報に基づいてサーマルヘッドの複数の発熱素子を選択的に発熱させることにより、インクリボンのインクを記録用紙に転写して印刷を行なう熱転写プリンタ装置の中で使用されるリボンカセットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラインタイプのサーマルヘッドを用いた熱転写プリンタにおけるリボン送り機構は、印字と共にバックテンションと呼ばれる回転負荷を付けたリボンの供給軸からリボン巻き取り軸にリボンを巻き取る際、プラテンローラとサーマルヘッドの圧接部、すなわち印字部と、リボン巻き取り軸によってリボンの巻取り力が発生してリボンを巻き取る。このとき、リボン巻き取り軸は必要量以上に巻き取る分回転駆動され、余剰分はリボン巻取り軸と駆動軸間に連結された摩擦クラッチが滑り吸収される。
【０００３】
一方、リボン供給軸とリボン巻き取り軸は、プリンタ本体のフレームに固定されて着脱不可の場合と、着脱可能なリボンカセットに取り付けられている場合がある。
【０００４】
リボン巻き取り軸のリボンの巻き取り量と、プラテンローラとヘッドの圧接部すなわち印字位置でのリボンの送り量の関係は、リボンの弛みをなくすため、リボン巻き取り軸のリボン巻き取り量をリボンの送り量より大きく設定する必要がある。リボン巻き取り軸に巻き取られるリボンの直径は、リボンの巻き取り始めは小さく、リボンを巻き取っていくに従い、大きくなっていく。そして、リボン巻き取り軸に巻き取られるリボンの直径が大きくなると、直径が小さい時よりもリボン巻き取り量が増える。このとき、リボン巻き取り量が増えた分は、リボン巻き取り軸と駆動軸間に連結された摩擦クラッチが滑り吸収される。一方、摩擦クラッチの伝達力はトルクが一定であり、リボン巻き取り軸がリボンを巻き取る力は、リボン巻き取り軸に巻き取られるリボンの直径が小さい時には大きく、リボン巻き取り軸に巻き取られるリボンの直径が大きくなるに従って小さくなる。リボン巻き取り軸の直径と、リボン巻き取り量、リボン巻き取り力の関係は、

となる。
リボン巻き取り量は、リボン巻き取り軸に巻き取られるリボンの直径が「小」の時にも適正値以上に設定してあるので、リボン巻き取り軸に巻き取られるリボンの直径が「大」の時は、さらに巻き取り量が増える。また、リボン巻き取り力はリボン巻き取り軸に巻き取られるリボンの直径が「大」の時にも適正値以上の設定してあるので、「小」の時はさらに巻き取り力が大きくなる。そのため、印字品質を一定に保つために、リボン巻き取り量とリボン巻き取り力を適正値の範囲に設定することが難しかった。さらに、印字部で送り出されたリボンをリボン巻き取り軸の力だけで巻き取るため、リボン巻き取り軸と駆動軸間に連結された摩擦クラッチにかかる負荷が大きく、摩擦クラッチの消耗が早くなるという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これを防止する手段として、リボン巻き取り軸がプリンタ本体に固定されている場合に、印字部とリボン巻き取り軸のリボン搬送経路の中間にリボン送りローラを設け、リボン巻取り取り軸に巻き取られるリボンの直径の変化による影響を無くすようにする場合がある。しかしながら、リボンカセットを使用する場合には、前記リボン送りローラを設けた構成のものは、無かった。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リボンカセットの特長である、リボン交換の優れた操作性を維持しつつ、安価で且つ、リボン巻取りローラに巻き取られるリボンの直径の変化に左右されない印字品質を保つリボンカセットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための解決手段として、本発明のリボンカセットは、リボンカセットをリボン収納部と回動部で構成し、リボン収納部には、インクリボンを収納すると共に、印字位置とリボン巻取りローラの間のリボン搬送経路にリボン送りローラを設け、前記回動部は、前記リボン収納部に具備されている回転軸を支点に開閉し、前記回動部が閉じた状態では、前記ピンチローラが圧縮ばねにより、インクリボンを介して前記リボン送りローラに対向して押し付けられるとともに、前記リボン送りローラは、プリンタ本体からの駆動を伝達する動力伝達手段を有し、プリンタ本体からの着脱操作で前記動力伝達部も連結、解除されるようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係るリボンカセット装置の適用される熱転写プリンタの外観斜視図である。図２は、印字部カバーを外した外観図である。図３は、カード型用紙移送機構の概略構成図である。図４は、プリンタ本体からリボンカセットを外した状態の外観図である。次に、上記熱転写プリンタの印字動作の概要について図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１０】
まず、図示していないインターフェースを介して接続されているコンピュータからプリンタ１に印字指令と共に印字データが転送されると、プリンタ１内の電子回路制御部４によって、カード型用紙繰り出し機構６が駆動され、ホッパ部２に積層されたカード型用紙５の下部にある移送爪７が図２中矢印Ｂ方向に移動し、ホッパ部に積層されたカード型用紙５の最下部の一枚だけが、ゲート部の上ゲート１１と下ゲート１２の隙間を１枚通り、カード型用紙移送用ベルト１６と図示していないバネで押されたピンチローラ１３との間に挟持される。
【００１１】
このとき、フロントセンサ１８がカード型用紙の先端を検出し、カード型用紙は、移送爪７による移動から、カード型用紙移送用ベルト１６による移動に変わり、ホッパ部２から引き出され、カード型用紙移送機構８により、印字部への移送動作を開始する。
【００１２】
次に、カード型用紙移送機構８の動作について説明する。まず、カード型用紙移送モータ軸２０に取り付けられているプーリ２１に巻回された歯付きベルト１７が、カード型用紙移送モータに１９より駆動され、もう一端の図示していないプーリにより、フレーム２３に支持されているシャフト２２が回転し、シャフト２２に取り付けられた４つのカード型用紙移送用ベルト駆動用プーリ１４が回転する。カード型用紙移送用ベルト駆動用プーリ１４には、それぞれ、カード型用紙移送用ベルト１６が巻回されており、カード型用紙移送用ベルト１６のもう一端は、フレーム２３に支持された従動シャフト２４に取り付けられた４つの従動プーリ１５に巻回されている。そして、フレーム２３は、シャフト２２を中心として回転可能に本体に取り付けられた支持部材２５に支持されるとともに、ベルト退避用スプリング２６により、カード型用紙移送用ベルト１６の先端が下方向すなわち図４中矢印Ｃ‘方向に下がる力を受けている。一方、フレーム２３には、レバー２７が固定されており、レバー２７はリンク２８を介し、ソレノイド２９のプランジャ３０に連結されている。リンク２８近傍にはベルト位置センサ３１があり、ソレノイド２９が励磁され、プランジャ３０が図４中矢印Ｄ‘方向に吸引された時に、ベルト位置センサ３１はリンク２８により遮蔽される。ソレノイド２９の励磁がＯＦＦになり、プランジャ３０がベルト退避用スプリング２６の力により図４中矢印Ｄ方向に引き出された時、ベルト位置センサ３１は透過状態になる。このベルト位置センサ３１により、カード型用紙移送用ベルト１６が上がった移送状態にあるか、又は、下がった退避状態であるかを検出している。カード型用紙の繰り出し時と移送時にはソレノイド２９を励磁し、プランジャ３０が図４中矢印Ｄ‘方向吸引されて、カード型用紙移送用ベルト１６が上すなわち図４中矢印Ｃ方向に上がった移送状態になっている。カード型用紙の先端がフロントセンサ１９の光軸まで達すると、フロントセンサ１９の状態が透過から遮蔽に変わり、カード型用紙を検出する。次にカード型用紙は、下側はカード型用紙移送用ベルト１６で、上側は用紙押さえスプリング３３で引っ張られた押さえ板３４に挟まれて移動する。その後、カード型用紙はストッパ３５に突き当たり、曲がっていた場合にも、ストッパ３５により姿勢をまっすぐに矯正される。このとき、ストッパ３５に取り付けられた用紙センサ３２がカード型用紙の先端を検出し、カード型用紙移送モータ１９を止める。ストッパ３５は、用紙の中心に対して画像の中心が同じになるように、用紙サイズに対応して移動するカード型用紙繰り出し機構６の調整量に対して１／２だけ連動して移動する。次に、ソレノイド２９の励磁を切り、カード型用紙移送用ベルト１６を退避位置方向に下げて、カード型用紙移送用ベルトが印字搬送の邪魔にならないようにする。
【００１３】
そして、印字部が作動され、サーマルヘッド３６がリボンカセット１０にセットされたインクリボン９を介してカード型用紙に押圧される。次いで、プラテンローラ３７が回転駆動され、カード型用紙はプリンタの前後方向の前方側（図１中矢印Ａ方向）に移送される。この移送に伴って、電子回路制御部４によって展開された１ライン分の印字データに基づいて、サーマルヘッド３６の発熱素子を選択的に動作させると同時にカセット駆動機構３８を作動させインクリボン９を巻き取りながら、インクリボン９に塗布されたインクをカード型用紙に転写して所定の印字をおこなう。１枚分の印字が終了すると、サーマルヘッド３６の保持機構が作動され、インクリボン９を介してカード型用紙に押圧されていたサーマルヘッド３６の圧接を解除して、圧接解除位置まで離間させる。そして、カード型用紙を排出部に排出されるように構成されている。
【００１４】
次に、本発明の要部であるリボンカセットについて、図４と図５乃至図９に基づいて説明する。図５（ａ）は、リボンが収納されたリボンカセットが閉じた状態の外観図、図５（ｂ）は、リボンが収納されたリボンカセットが開いた状態の外観図、図６は、リボンカセットに脱着可能なリボン供給軸とリボン巻取り軸である。図７は、摩擦クラッチ機構の断面図である。図８は、リボン送りローラ駆動用ピンとディスクの関係図である。図９は、リボン送りローラの駆動説明図である。
【００１５】
図５に示すように、リボンカセット１０は、リボン収納部４１と回動部４２で構成される。リボン収納部４１は、リボン収納部４１に着脱自在に取り付けられてロール上に巻回された供給側インクリボン９ａを保持するリボン供給軸４３と、リボン収納部４１に着脱自在に取り付けられて前記リボン供給軸４３のインクリボン４３を巻き取るリボン巻き取り軸４４、印字位置とリボン巻取り軸４４の間のリボン搬送経路に設けられたリボン送りローラ４５、回動部４２を開閉する際支点となる回転軸４６と回動部４２を閉じた状態で固定するロック機構部４７ａ、４７ｂによって構成されている。
【００１６】
前記回動部４２は、前記リボン収納部４１に具備されている回転軸４６を支点に開閉し、前記回動部４２の先端部にはピンチローラ４８が備えられている。ピンチローラ４８は、回動部４２が閉じた状態で、圧縮ばね４９により、リボン９を介して前記リボン送りローラ４５に対向して押し付けられるように取り付けられている。
【００１７】
次に、プリンタ１とリボンカセット１０との連結と解除の動作について説明する。プリンタ１とリボンカセット１０との連結は、以下の３箇所で行なわれる。
【００１８】
まず、１箇所目は、図４と図６に示すように、プリンタ側のリボン供給用フック５０とリボン供給軸４３に取り付けられたリボン供給用ピン５２である。リボン供給用フック５０は、図示していないバックテンション機構部に取り付けられている。前記バックテンション機構部は、リボン供給用ピン５２を介して連結されたリボン供給軸４３の回転を規制する機能があり、特開平７―２５６９６７号公報記載の発明などで知られているような機構によって構成されている。
【００１９】
次に、２箇所目は、プリンタ１側のリボン巻取り用フック５１とリボン巻取り軸４４に取り付けられたリボン巻取り用ピン５３である。リボン巻取り用フック５１は、摩擦クラッチ機構に取り付けられている。摩擦クラッチ機構は、図７に示すように、プリンタ本体フレーム５４に取り付けられた巻取り伝達軸５５に動力伝達部と動力伝達受け部を有している。動力伝達部は、歯車Ａ５６に滑り円板Ａ５７が接合され軸受Ａ５８を介して巻取り伝達軸５５に取り付けられている。動力伝達受け部は、巻取り伝達軸５５に軸受Ｂ５９を介して取り付けられた押さえ円板６０と滑り円板Ｂ６１の間に取り付けられた圧縮ばね６２の付勢力により、滑り円板Ｂ６１が滑り円板Ａ５７を押さえて連結されている。また、押さえ円板６０には、リボン巻取り用フック５１も取り付けられている。
【００２０】
そして、３箇所目は、プリンタ１側の駆動軸６３（図９参照）に取り付けられた図８に示すリボン送りローラ駆動用ピン６４とリボン送りローラ４５に取り付けられた複数の穴が開いたディスク６５である。リボン送りローラ駆動用ピン６４は、前記ディスク６５の穴のいずれかに入り、駆動軸６３にリボン送りローラ４５が係合されるが、前記ディスク６５の穴とピン６４の位相があっていない場合は、一旦ピン６４が前記ディスク６５に押されて引っ込み、駆動軸６３が回転した際、前記ディスク６５の穴と位相が合った位置でピン６４が出て来て、前記ディスク６５の穴に入り連結する。
【００２１】
また、リボンカセット１０は、図４に示すように、２個の筒状係合部４０と筒状係合部を兼ねた回転軸４６を有している。そして、プリンタ１には、前記筒状係合部４０と回転軸４６のそれぞれに対応してカセット係合軸３９が取り付けられており、カセット係合軸３９に沿ってリボンカセット１０をプリンタ１に脱着することができる。プリンタ１へのリボンカセット１０装着を固定するには、プリンタ１にその下端を回動できるように取り付けられたカセット保持片６６でリボンカセット１０を押さえた状態でプリンタ１の印字部に回転可能に取り付けられたヘッドロックレバー６７を回転させてカセット保持片を押さえつけることによって行なわれる。
【００２２】
なお、ヘッドロックレバー６７は、リボンカセット１０の装着を固定する機能とは別に、図示していないヘッド圧接機構により、リボンカセット１０をプリンタ１に固定していないときには、サーマルヘッド３６とプラテンローラ３７との隙間を大きくして、リボンカセット１０を装着する際、サーマルヘッド３６とプラテンローラ３７間にインクリボン９を通し易くし、リボンカセット１０装着固定の際は、サーマルヘッド３６とプラテンローラ３７との隙間を小さくして、サーマルヘッド３６の圧接解除動作を早くする機能も有している。
【００２３】
次に、印字動作時のリボン巻取り動作を説明する。図９に示すように、印字済みリボンの巻取りは、リボン巻取りモータ６８によって、矢印Ａの方向に行なわれる。まず、リボン巻取りモータ軸６９に取り付けられたプーリＡ７０に巻回されたタイミングベルト７１の一端部がリボン送りローラ駆動用ピン６４が取り付けられている駆動軸６３に取り付けられたプーリＢ７２にも巻回されており、リボン巻取りモータ６９の回転駆動力は、ローラ駆動用ピン６４に連結されたディスク６５に伝達され、リボン送りローラ４５が回転する。リボン送りローラ４５によるリボンの送り量は、プラテンローラ３６の送り量に比べてわずか大きい量に設定する。このとき、リボン送りローラ４５の送り量、送り力は一定である。さらにローラ駆動用ピン６４が取り付けられている駆動軸６３には歯車Ａ５６も取り付けらている。また、リボン巻取り軸４４と連結されている巻取り伝達軸５５にも歯車Ｂ７３が取り付けられ、歯車Ａ５６と歯車Ｂ７３は、噛み合っており、リボン巻取りモータ６９の回転駆動力は、リボン巻取り軸４４にも伝達されて、リボン送りローラ４５で送り出されたリボンを巻き取ることができる。歯車Ａ５６と歯車Ｂ７３のギア比は、リボン巻き取り量を、リボン巻き取り軸４４に巻き取られる巻取り側インクリボン９ｂの直径が「小」の時にも弛まないように設定されている。例えば、リボン送りローラ４５の直径が１０ｍｍで、巻取り側インクリボン９ｂの直径が「小」のときの巻取り側インクリボン９ｂの直径を３０ｍｍとすると、両方の直径の比率は、１：３であり、これより小さい比率の１：２程度に歯車Ａ５６と歯車Ｂ７３のギア比を設定する。リボン巻き取り量が増えた分は、図７に示したように、リボン巻き取り軸４４と駆動軸６３間に連結された滑り円板Ａ５７と滑り円板Ｂ６１が摩擦クラッチとして機能して、滑り吸収される。歯車Ａ５６と歯車Ｂ７３のギア比を上記設定のギア比すなわち、１：２とすると、巻取り側インクリボン９ｂの直径が「小」のとき、一定時間ｔあたりの巻取り量は、巻取り側インクリボン９ｂが、リボン送りローラ４５より１／６ｔ分多くなり、この１／６ｔ分が滑り円板Ａ５７と滑り円板Ｂ６１が滑り、吸収される。
【００２４】
次にリボンカセット１０におけるリボン供給部に対する回動部４２の開閉動作について、図５によって説明する。回動部４２は、リボン交換時にリボン巻き取り軸の着脱を行うために、リボン供給部の回転軸を支点に開いた状態と、リボン供給部のロック機構部により、閉じた状態がある。通常は、閉じた状態で、回動部４２に取り付けられたピンチローラ４８は、圧縮ばね４９によりインクリボン９を介して送りリボン送りローラ４５に押し付けられロックされた状態にあり、リボン送りローラ４５の駆動力をインクリボン９に伝えて、インクリボン９を矢印Ｂ方向に圧接されたサーマルヘッド３７方向から引っ張る。このとき、リボン送りローラ４５がリボン巻取りの駆動源となり、ピンチローラ４８の押付け力によるリボン送りローラ４５とリボン間の摩擦力を、滑り円板Ａ５７と滑り円板Ｂ６１間の摩擦力より大きくするような圧縮ばね４９のバネ定数を設定することにより、サーマルヘッド３６部に対する負荷変動無しに、巻取り側インクリボン９ｂにおける巻取り量とリボン送りローラ４５における巻取り量の差を、全て滑り円板Ａ５７と滑り円板Ｂ６１間の滑りで吸収させることができる。リボン交換時には、リボンカセット１０の両側板の外側からロック機構部を押しながらピンチローラ４８を上に上げることにより、リボン送りローラ４５への押付けが開放され、回動部４２と共に開き、図示されていないストッパに回動部４２が当たった位置で止まる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、リボン交換時にプリンタ本体からリボンカセットを外し、リボンカセット単体の状態でリボン交換が出来るので、リボン交換作業が簡単に出来る。また、回動部に具備されているピンチローラは、回動部と共にリボン交換時に大きく開くことが出来るので、ピンチローラがリボン交換作業の邪魔にならない。そして、印字部とリボン巻取り軸のリボン搬送経路の間にピンチローラとリボン送りローラを設けたことで、リボン巻取り軸の引張り力を小さくすることが出来る。その為、摩擦クラッチの伝達力を小さく出来るので、摩擦クラッチの性能が安定し、寿命も長くなる。さらに、リボン送りローラにより、リボン送り量、リボン巻き取り力共に一定になり、サーマルヘッドとプラテンローラの圧接部、すなわち印字部に対するリボンの引張力の変化が少なくなり、安定した印字品質の熱転写プリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるプリンタの外観図である。
【図２】本発明の一実施形態によるプリンタの印字部カバーを外した外観図である。
【図３】本発明の一実施形態によるプリンタのカード型用紙移送機構の概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態によるプリンタのリボンカセットを本体から外した状態の外観図である。
【図５】本発明の一実施形態によるプリンタのリボンカセットの回動部を閉じた状態（ａ）と開いた状態（ｂ）の外観図。
【図６】本発明の一実施形態によるプリンタのリボンカセットに脱着可能なリボン供給軸とリボン巻取り軸である。
【図７】本発明の一実施形態によるプリンタの摩擦クラッチ機構の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるリボン送りローラ駆動用ピンとディスクの関係図である。
【図９】本発明の一実施形態による、リボン送りローラの駆動説明図である。
【符号の説明】
１　プリンタ
２　ホッパ
３　印字部カバー
４　電子回路制御部
５　積層されたカード型用紙
６　カード型用紙繰り出し機構
７ａ、７ｂ　移送爪
８　カード型用紙移送機構
９　　インクリボン
９ａ　供給側インクリボン
９ｂ　巻取り側インクリボン
１０　リボンカセット
１１　上ゲート
１２　下ゲート
１３　ピンチローラ
１４　カード型用紙移送用ベルト駆動用プーリ
１５　従動プーリ
１６　カード型用紙移送用ベルト
１７　歯付きベルト
１８　フロントセンサ
１９　カード型用紙移送モータ
２０　カード型用紙移送モータ軸
２１　プーリ
２２　シャフト
２３　フレーム
２４　従動シャフト
２５　支持部材
２６　ベルト退避用スプリング
２７　レバー
２８　リンク
２９　ソレノイド
３０　プランジャ
３１　ベルト位置センサ
３２　用紙センサ
３３　用紙押さえスプリング
３４　押さえ板
３５　ストッパ
３６　サーマルヘッド
３７　プラテンローラ
３８　カセット駆動機構
３９　カセット係合軸
４０　筒状係合部
４１　リボン収納部
４２　回動部
４３　リボン供給軸
４４　リボン巻き取り軸
４５　リボン送りローラ
４６　回転軸
４７ａ、４７ｂ　ロック機構部
４８　ピンチローラ
４９　圧縮ばね
５０　リボン供給用フック
５１　リボン巻取り用フック
５２　リボン供給用ピン
５３　リボン巻取り用ピン
５４　本体フレーム
５５　伝達軸
５６　歯車Ａ
５７　滑り円板Ａ
５８　軸受Ａ
５９　軸受Ｂ
６０　押さえ円板
６１　滑り円板Ｂ
６２　圧縮ばね
６３　駆動軸
６４　リボン送りローラ駆動用ピン
６５　ディスク
６６　カセット保持片
６７　ヘッドロックレバー
６８　リボン巻取りモータ
６９　リボン巻取りモータ軸
７０　プーリＡ
７１　タイミングベルト
７２　プーリＢ
７３　歯車Ｂ

Claims (1)

1. リボン供給軸とリボン巻取り軸とを有し、前記リボン供給軸と前記リボン巻取り軸との間を架け渡すようにリボンが収納されるリボン収納部と、
   前記リボン収納部に回動自在に設けられ、前記リボン収納部を覆うための回動部とを有し、
   前記リボン収納部は、リボン送りローラを有し、
   前記回動部は、所定の付勢力が加えられたピンチローラを有し、
   前記回動部が前記リボン収納部を覆ったときに、前記リボン送りローラと前記ピンチローラが前記リボンを前記所定の付勢力で挟んで当接することを特徴とするリボンカセット。

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