JP2006150764A - プリント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の用紙搬送ローラのプーリを駆動するタイミングベルトのテンションを極端に高くすることなく、プーリのジャンピングの問題やタイミングベルトの伸縮による印字ムラの問題を解消したプリント装置を提供する。
【解決手段】 用紙を搬送する複数の搬送ローラを駆動するプーリ２２′，１２′，２３′，２４′，２５′などに連続して掛かるタイミングベルト３１とは別に、最も負荷が掛かり且つ用紙搬送速度に高い精度が必要な、サーマルヘッドに対向するプラテンローラ駆動プーリ１０′とモータ３３のプーリ５８とに独立のタイミングベルト３２を架ける。
【選択図】 図３

Description

この発明は、用紙搬送路に沿って用紙を搬送するとともに画像記録を行うプリント装置に関するものである。

たとえば感熱記録材料に対しサーマルヘッドを接触させて画像記録を行うサーマルプリンタについては多数の提案がなされている。また、ある種のタイプのサーマルプリンタ、たとえば、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料（例えば、特許文献１参照）を使用して画像記録を行う、所謂リライタブルのプリント装置は、サーマルヘッドにより画像記録を行うとともに、ヒートローラを使用して画像を消去できるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−１０６３０８公報 特開２００２−３３１６９７公報

このような従来のプリント装置は、いずれも用紙搬送路に沿って用紙を搬送するとともに、その用紙の記録面に画像を記録するものであるが、用紙の搬送のために搬送ローラを用紙の搬送方向の長さより短い間隔で所定箇所に複数個配置している。このような複数の搬送ローラをそれぞれ回転させるために、従来は複数の搬送ローラをそれぞれ回転させるプーリに対して連続してタイミングベルトを架け、そのタイミングベルトを１つのモータで駆動するようにしていた。

図８は従来技術によるタイミングベルトの架け方の例を示している。サーマルヘッドと対向するプラテンローラのプーリ１０′を含めて他の搬送ローラ２３′，２４′，２５′とともに連続してタイミングベルト３１を架けている。

ところが前記リライタブルプリント装置などにおいては、画像記録部の手前に画像消去部なども必要となり、用紙搬送路の長さは長くなり、それに伴って搬送ローラの数も多くなる。そのため、それらの多数の搬送ローラを駆動するタイミングベルトも長くなってしまう。

しかし、タイミングベルトはゴムやウレタンなどの弾性材からなるので、用紙搬送時の負荷変動がベルトの伸縮に大きな影響を与える。そのため、プーリのジャンピング（歯とび）が生じたり、ジャンピングに至らない場合でも、用紙の搬送速度の変動が大きくなって、形成画像の用紙搬送方向の画素ピッチにムラ（印字ムラ）が生じたりする。このようなタイミングベルトの伸縮を抑える１つの方法は、タイミングベルトのテンションをその弾性限界近くまで上げることであるが、それではベルトの寿命を著しく短縮することになり実用的ではない。

そこで、この発明の目的は、タイミングベルトのテンションを極端に高くすることなく、前記プーリのジャンピングの問題や用紙搬送速度の変動による印字ムラの問題を解消したプリント装置を提供することにある。

（１）この発明のプリント装置は、回転によって用紙を搬送する複数の搬送ローラを配置した用紙搬送路と、該用紙搬送路上を搬送される前記用紙に画像を記録する画像記録部と、前記複数の搬送ローラをそれぞれ回転させるプーリに連続して架けたタイミングベルトと、該タイミングベルトを駆動するモータとを備え、前記複数の搬送ローラのうち、最も負荷の掛かる搬送ローラを前記タイミングベルトとは独立の伝動体を介して前記モータによって駆動する手段を設けたことを特徴としている。

（２）前記別系統の伝動体は、たとえば前記タイミングベルトを駆動するプーリに対して同軸であるプーリと前記画像記録部の搬送ローラのプーリとに架けた独立のタイミングベルトとする。

（３）前記画像記録部は、たとえば前記用紙の記録面に当接するサーマルヘッドと前記用紙を前記サーマルヘッドとの間で挟持するとともに搬送するプラテンローラとを備え、前記最も負荷の掛かる搬送ローラを前記プラテンローラとする。

（１）用紙を用紙搬送路に沿って搬送する複数の搬送ローラのうち最も負荷のかかる搬送ローラがモータによって独立の伝動体を介して駆動されるので、その他の複数の搬送ローラを駆動するタイミングベルトには主要な負荷の掛かる搬送ローラを含まず、プーリのジャンピングなどの問題が生じにくくなり、且つ最も負荷の掛かる搬送ローラについてはその他の複数の搬送ローラに掛かる負荷の変動の影響を殆ど受けないので回転ムラが抑えられ、用紙の搬送速度を一定に保つことができる。

（２）前記独立の伝動体を、前記タイミングベルトを駆動するプーリに対して同軸であるプーリと画像記録部の搬送ローラのプーリとに架けられた独立のタイミングベルトとすることによって、モータの駆動軸周りの構造が従来とほぼ同様に構成でき、全体の複雑化が避けられる。また画像記録部の搬送ローラが独立のタイミングベルトで駆動されることにより印字ムラの発生が効果的に抑制できる。

（３）前記画像記録部を、用紙の記録面に当接するサーマルヘッドとプラテンローラで構成し、用紙をサーマルヘッドとプラテンローラとの間で挟持しつつ搬送するようにし、そのプラテンローラを前記独立の伝動体を介して駆動するようにしたことにより、用紙がサーマルヘッドとプラテンローラとで挟持されつつ搬送される際、プラテンローラには大きな負荷がかかるが、独立の伝動体を介して駆動されるので用紙を安定した速度で搬送でき印字ムラが抑えられる。また、画像記録部でのサーマルヘッドに対向するプラテンローラが搬送ローラを兼ねることによって、用紙搬送方向に所定長を有する用紙を搬送するための必要な搬送ローラの数が削減でき、全体の小型化が図れる。

図２はこの発明の実施形態であるプリント装置１００の内部の構成を示す上面図である。図１は図２におけるＡ−Ａ部分の断面図である。また、図３は図１の背面図である。

図３に示すように、この例では４つのタイミングベルト３１，３２，３７，３８を備えていて、単一のステッピングモータ３３によってこれらのタイミングベルトを駆動するようにしている。これらの４つのタイミングベルトのうち、タイミングベルト３１はプーリ２２′，１２′，１１′，２３′，２４′，２５′にそれぞれ連続して架けている。またタイミングベルト３７はタイミングベルト３１が架かっているプーリと同軸のプーリ５７を介して駆動され、プーリ６′を駆動する。またタイミングベルト３８はプーリ６′と同軸のプーリを介して駆動され、プーリ７′を駆動するようにしている。

これらのタイミングベルト３１，３７，３８とは別に、独立のタイミングベルト３２をステッピングモータ３３のプーリ５８とプーリ１０′との間に直接架けている。

図３においてプーリ６′，７′は後述する給紙ローラ６，７を駆動する。またプーリ２２′，１２′，２３′，２４′，２５′は搬送ローラ２２，１２，２３，２４，２５をそれぞれ駆動し、プーリ１１′はプラテンローラ１１を駆動し、プーリ１０′はプラテンローラ１０を駆動する。

プリント装置１００の図１・図２における右側には大量の用紙を載置する昇降テーブル１４と、それとは別の給紙トレイ１６を設けている。昇降テーブル１４に載置された用紙は、昇降テーブル１４が上昇することによって、最も上部の用紙の図における左端部がピックアップローラ９に当接する。このピックアップローラ９の駆動軸にはクラッチ１９を設けていて、そのクラッチ１９のオン状態でこのピックアップローラ９が図１における右方向に回転する。このことによって、用紙は、図における左方向に搬送される。給紙ローラ６は図における右方向に回転しているので、給紙された用紙は左方向にそのまま搬送される。

レジストローラ２１の駆動軸にはクラッチを設けていて、このクラッチのオフ状態で、給紙されてきた用紙の先端（図１における左端）がレジストローラ２１に当接する。その後、上記クラッチのオンによりレジストローラ２１が左方向に回転して用紙は図における左方向に搬送されていく。

同様に、給紙トレイ１６に載置された用紙の最上面の用紙の先端（図における左端）はピックアップローラ８に当接する。ピックアップローラ８の駆動軸にはクラッチ１８を設けていて、そのクラッチ１８のオン状態でピックアップローラ８が図１における右方向に回転し、用紙は図における左方向に搬送される。給紙ローラ７は図における右方向に回転しているので、給紙された用紙は左方向に搬送される。レジストローラ２０の駆動軸にはクラッチを設けていて、このクラッチのオフ状態で、給紙されてきた用紙の先端がレジストローラ２０に当接する。その後、上記クラッチのオンによりレジストローラ２０が左方向に回転して用紙は図における左方向に搬送されていく。

用紙搬送路上で、搬送ローラ１３と搬送ローラ２２との間には非接触ＩＣタグの読み書き等を行うＲ／Ｗ部５を配置している。搬送ローラ１３の駆動軸にはクラッチ１５を設けていて、搬送途中の用紙に内装されている非接触ＩＣタグに対してＲ／Ｗ部５が読み書きできる位置に達したとき、搬送ローラ１３のクラッチ１５をオフすることによって、その状態で用紙を停止させる。この用紙の停止状態でＲ／Ｗ部５がその非接触ＩＣタグに対するデータの読み書きを行う。その後、搬送ローラ１３のクラッチ１５をオンすることによって用紙を搬送させる。搬送ローラ２２は、その用紙を前方（図における左方向）へ搬送する。

この搬送ローラ２２の前方にはクリーニングローラ４と駆動ローラであるプラテンローラ１２とを設けていて、このクリーニングローラ４とプラテンローラ１２との間を用紙が通過する際、クリーニングローラ４は用紙の上面（記録面）に付着している塵埃を取り除く。

上記クリーニングローラ４よりさらに前方にはヒートローラ３と、それに対向する駆動ローラであるプラテンローラ１１を配置して画像消去部を構成している。このヒートローラ３とプラテンローラ１１との間を用紙が通過する際に用紙を所定温度にまで上昇させる。

ヒートローラ３よりさらに前方には、用紙搬送路の上下に、用紙の表裏面に対して空気を吹き付ける冷却ファン２，２を配置して冷却部を構成している。この上下の冷却ファン２，２によってその間を搬送される用紙の温度を徐々に下げる。これによって用紙に記録されていた画像を消去する。

冷却ファン２，２による冷却部よりさらに下流には、サーマルヘッド１とこのサーマルヘッド１との間で用紙を挟むプラテンローラ１０を配置して画像記録部を構成している。用紙の先端がサーマルヘッド１の下部に到達した時、サーマルヘッド１は下降し、用紙の記録面に当接し、用紙の搬送と共にサーマルヘッドの駆動によって画像を記録する。

上記サーマルヘッド１の位置よりさらに下流には搬送ローラ２４，２５および通常用紙排出部４０を設けていて、画像記録済みの用紙を通常用紙排出部４０にまで搬送・排出する。

また、搬送ローラ２２とプラテンローラ１２との間には、フラッパにより異常用紙を下方へ落下させて排出する異常用紙排出部５０を設けている。

図５は図１に示したサーマルヘッド１付近の画像記録部付近の構成を示す拡大図である。サーマルヘッド１は、プラテンローラ１０に用紙の先端がさしかかった時点で、サーマルヘッド昇降モータの駆動によってプラテン１０との間で搬送中の用紙を挟みこむように押圧する。このためプラテン１０は他の搬送ローラより最も大きな負荷が掛かる。

また、サーマルヘッド１が対向するプラテンローラ１０は用紙の搬送ローラを兼ねているので、このサーマルヘッド１を含む記録部に用紙搬送用の特別な搬送ローラが不要であり、プラテンローラ１０の用紙搬送方向の前後の搬送ローラ２３，２４までの間隔は用紙の用紙搬送路方向の長さより若干短い程度の広い間隔にとることができ、全体に必要な搬送ローラの数を削減できる。

図４は図３に示したステッピングモータ３３および画像記録部のプラテンローラ駆動プーリ１０′の駆動部分の構成を示す拡大図である。既に述べたように、ステッピングモータ３３のプーリ５８は独立のタイミングベルト３２を介して画像記録部のプラテンローラ駆動プーリ１０′を駆動するので、他の搬送ローラなどを駆動するタイミングベルト３１の伸縮の影響を殆ど受けずに、ステッピングモータ３３のステッピング駆動に伴う用紙搬送方向のブレを最小限に抑えることができる。

複数の搬送ローラなどを駆動するタイミングベルト３１のテンションはテンションバネ３４によって一定に保っている。すなわちアイドラプレート３５はＯを中心として回動自在に支持していて、テンションバネ３４が、モータの駆動軸に設けたプーリ５８と同軸のプーリを介してタイミングベルト３１に一定張力を与えている。このような構造であるため、タイミングベルト３１の経時変化や用紙搬送中の負荷変動が生じても常に一定のテンションを与えることができ、ジャンピングが抑制でき、用紙搬送速度を一定に保てる。

図８は、図４に対応して表した従来技術によるタイミングベルトの架け方の例であり、図４と対比すれば明らかなように、サーマルヘッドと対向するプラテンローラ駆動プーリ１０′を含めて他のプーリ２３′，２４′，２５′とともに連続してタイミングベルト３１が架けられることになる。そのため、用紙搬送に伴う負荷変動に応じてプラテンローラ駆動プーリ１０′の回転速度すなわちサーマルヘッドに対向するプラテン１０の回転速度が変動し印字ムラにつながる。

図６はこのプリント装置１００の制御部のブロック図である。制御回路７０は次の各制御を行う。
・昇降テーブル１４のモータ１７に対して駆動部７５を介して駆動信号を出力する。
・ピックアップローラのクラッチ１８，１９に対して駆動部７７，７８を介してそれぞれ駆動信号を出力する。
・異常用紙を異常用紙排出部５０方向へ落下させて排出するフラッパ５２に対して駆動部７６を介して駆動信号を出力する。
・Ｒ／Ｗ部のクラッチ１５に対して駆動部７４を介して駆動信号を出力する。
・Ｒ／Ｗ部５によって、用紙に内装されている非接触ＩＣタグに対するデータの読み書きを行う。
・ヒートローラ３のヒータの制御を、駆動部７３を介して行う。
・サーマルヘッド昇降モータ２６に対し駆動部７２を介して駆動信号を出力する。
・サーマルヘッド１に対して駆動部７１を介して駆動信号を出力する。
・キースイッチなどの操作部７９の操作内容を読み取る。
・用紙搬送路上の複数の位置で用紙の有無を検出するセンサやヒートローラ３の温度を検出するセンサなど、各種センサ８０の検出信号を読み取る。
・インターフェース９０を介してホストコンピュータ１０１との間でデータの入出力を行う。
・ステッピングモータ３３に対し駆動部８５を介して駆動信号を出力する。

次に、図６に示した制御回路７０の処理手順を、図７を参照して説明する。
図７は、用紙を給紙してから排出するまでの、制御回路７０の制御による一連の流れを示すフローチャートである。まずピックアップローラ８または９のクラッチ１８または１９の一方をオンして用紙を給紙するとともに搬送を開始する（Ｓ１）。用紙搬送路上の用紙の位置を検出するセンサの読み取り結果に応じて、用紙がＲ／Ｗ部５に到達したことを検出すれば、Ｒ／Ｗ部５の搬送ローラ１３のクラッチ１５をオフする（Ｓ２→Ｓ３）。

この状態で、非接触ＩＣタグはＲ／Ｗ部５に近接し、Ｒ／Ｗ部５は非接触ＩＣタグからデータを読み取る。

非接触ＩＣタグからデータが正しく読み取れたか否かの状態（リードステータス）をチェックし（Ｓ５）、正常であれば、その非接触ＩＣタグに書き込まれているデータに応じて、またはホストコンピュータ１０１からの指示に応じて用紙に画像記録すべきビットマップデータを生成する（Ｓ６）。

その後、クラッチ１５をオンすることによって用紙を再び搬送させる（Ｓ７）。これにより、用紙はクリーニングローラ４とプラテンローラ１２との間を通過して、その用紙の記録面がクリーニングされる（Ｓ８）。

その後、用紙はヒートローラ３を通過することにより、用紙の記録面が所定温度（概ね１５０℃〜２００℃の所定温度）まで加熱され、続く除冷によって、すでに記録されていた画像が消去される（Ｓ９）。なお、冷却ファン２を駆動することによって用紙搬送路および用紙の蓄熱を抑え、後のサーマルヘッドによる画像記録の際に用紙の記録面を所定温度範囲に保つ。

続いて用紙の先端がサーマルヘッド１のヘッド位置の直前に到達した時、サーマルヘッド昇降モータを駆動してサーマルヘッド１のヘッド部を用紙に当接させ、その後サーマルヘッド１を駆動して新たな画像を記録する（Ｓ１０）。
さらにそのまま用紙を搬送し、通常用紙排出部４０へ排出する（Ｓ１１）。

もし、非接触ＩＣタグからデータが読み取れなければ、または読み取ったデータが異常であれば、フラッパを切り替えた後、Ｒ／Ｗ部のクラッチ１５をオンすることによって用紙を異常用紙排出部５０へ排出する（Ｓ５→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４）。

なお、以上に示した例では最も負荷が掛かり、用紙搬送速度に高い精度が要求されるサーマルヘッド１に対向するプラテンローラ１０を独立のタイミングベルトで駆動するようにしたが、その独立のタイミングベルト３２に代えてギアを介してプラテンローラ１０を駆動するようにしてもよい。

この発明の実施形態に係るプリント装置内部の構成を示す図であり、図２のＡ−Ａ部分の断面図である。 同プリント装置内部の構成を示す上面図である。 図１の背面図である。 サーマルヘッドに対向するプラテンローラのプーリおよびモータ付近の構成を示す図である。 サーマルヘッドとそれに対向するプラテンローラをふくむ画像記録部の構成を示す図である。 同プリント装置の制御部の構成を示すブロック図である。 同制御部の処理手順を示すフローチャートである。 従来技術による、サーマルヘッドに対向するプラテンローラのプーリおよびモータ付近の構成を示す図である。

符号の説明

１−サーマルヘッド
２−冷却ファン
３−ヒートローラ
４−クリーニングローラ
５−Ｒ／Ｗ部（非接触ＩＣタグ読み書き部）
６，７−給紙ローラ
８，９−ピックアップローラ
１０，１１，１２−プラテンローラ
１３−搬送ローラ
１４−昇降テーブル
１５−クラッチ
１６−給紙トレイ
１８，１９−クラッチ
２０，２１−レジストローラ
２２〜２５−搬送ローラ
３１，３７，３８−タイミングベルト
３２−独立タイミングベルト
３３−ステッピングモータ
３４−テンションバネ
３５−アイドラプレート
１０′−プラテンローラ駆動プーリ
５７，５８−プーリ
４０−通常用紙排出部
５０−異常用紙排出部
１００−プリント装置
１０１−ホストコンピュータ

Claims (3)

1. 回転によって用紙を搬送する複数の搬送ローラを配置した用紙搬送路と、該用紙搬送路上を搬送される前記用紙に画像を記録する画像記録部と、前記複数の搬送ローラをそれぞれ回転させるプーリに連続して架けたタイミングベルトと、該タイミングベルトを駆動するモータとを備えたプリント装置において、
   前記複数の搬送ローラのうち、最も負荷の掛かる搬送ローラを前記タイミングベルトとは別の独立の伝動体を介して前記モータによって駆動する手段を設けたことを特徴とするプリント装置。
2. 前記独立の伝動体は、前記タイミングベルトを駆動するプーリに対して同軸であるプーリと前記画像記録部の搬送ローラのプーリとに架けられた独立のタイミングベルトである請求項１に記載のプリント装置。
3. 前記画像記録部は、前記用紙の記録面に当接するサーマルヘッドと前記用紙を前記サーマルヘッドとの間で挟持するとともに搬送するプラテンローラとを備え、前記最も負荷の掛かる搬送ローラを前記プラテンローラとした請求項１または２に記載のプリント装置。

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