JP2007062033A - 熱転写プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 巻取モータの個体差、および経時変化を補正できる技術を提供すること。
【解決手段】 本発明は、転写領域にインクリボンを供給する供給コアと、転写領域から排出されたインクリボンを巻き取る巻取コアと、巻取コアにトルクを与えるトルク発生手段と、供給コアのトルクを制限するトルクリミッタと、駆動パラメータによって規定される駆動信号をトルク発生手段に出力する駆動手段と、トルク発生手段の理想駆動特性を記憶した校正情報記憶手段と、巻取コアの回転数を計測する回転数計測手段と、トルクリミッタを作動させない状態および作動させた状態で回転数計測手段により計測された回転数から得られるトルク発生手段の駆動特性と、理想駆動特性との差が最小となる駆動パラメータを算出する算出手段と、算出手段により算出された駆動パラメータを記憶する駆動パラメータ記憶手段とを有する熱転写プリンタを提供する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、熱転写プリンタにおいて、インクリボンを巻き取る巻取モータの特性を補正する技術に関する。

図８は、従来技術に係る熱転写プリンタの構成を示す図である。インクリボン１２０上に塗布された複数色のインク（染料）は、サーマルヘッド１３０で加熱されることにより印刷用紙１４１上に転写される。転写後のインクリボン１２０と印刷用紙１４１は、剥離プレート１３１により分離される。印刷用紙１４１は、排紙ローラ１１４およびピンチローラ１１５により搬送される。転写後のインクリボン１２０は、巻取コア１２２により、張力が加えられた状態で巻き取られる。なお図８において、ＦおよびＲはそれぞれ用紙送りの順方向および逆方向を示す。また、ｆはインクリボン送りの順方向を示す。さらに、ｒは供給コア１２１に巻かれているインクリボン１２０の半径を示す。

巻取コア１２２は、巻取モータ２５０により駆動される。巻取モータ２５０の駆動特性は、製造誤差などの理由により、一定の分布を有する。また、巻取モータ２５０の駆動特性は、使用により経時変化する。巻取モータ２５０の駆動特性のバラツキあるいは経時変化により、インクリボン１２０に加えられる張力も設計値に対し一定の分布を有する。すなわち、張力はプリンタごとに異なる。張力が設計値よりも低い場合、剥離プレート１３１により、印刷用紙１４１からインクリボン１２０を剥離することができなくなってしまうおそれがある。張力が設計値よりも高い場合、インクリボン１２０が破断してしまうおそれがある。このように、インクリボン１２０にかかる張力のバラツキは、プリンタの信頼性を低下させる原因となるため、改善が望まれている。

インクリボンの張力を制御する技術として、例えば特許文献１に記載の技術がある。特許文献１は、インクリボンの張力制御のため、トルクを可変とするトルククラッチ装置を開示している。また、巻取モータの特性を制御する技術として、例えば特許文献２に記載の技術がある。特許文献２は、インクリボンの頭出しを行うため、巻モータの回転量を制御する技術を開示している。
特開平８−３００７８３号公報 特開２００２−２３４２４１号公報

特許文献１、２に記載の技術はいずれも、巻取モータの特性のバラツキを補正することはできない。本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、熱転写プリンタにおいて、巻取モータの個体差、および経時変化を補正できる技術を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、サーマルヘッドと、前記サーマルヘッドに押し付けられ、前記サーマルヘッドとの間で転写領域を形成するプラテンローラと、供給回転軸を中心に回転することにより、前記転写領域にインクリボンを供給する供給コアと、巻取回転軸を中心に回転することにより、前記転写領域から排出されたインクリボンを巻き取る巻取コアと、駆動信号に従って動作し、前記巻取コアにトルクを与えるトルク発生手段と、前記供給回転軸のトルクを制限するトルクリミッタと、駆動パラメータによって規定される駆動信号を前記トルク発生手段に出力する駆動手段と、前記トルク発生手段の理想駆動特性を記憶した校正情報記憶手段と、前記インクリボンが所定量供給されたときの前記巻取コアの回転数を計測する回転数計測手段と、前記トルクリミッタを作動させない状態で前記回転数計測手段により計測された回転数と、前記トルクリミッタを作動させた状態で前記回転数計測手段により計測された回転数とから得られる前記トルク発生手段の駆動特性と、前記理想駆動特性との差が最小となる駆動パラメータを算出する算出手段と、前記算出手段により算出された駆動パラメータを記憶する駆動パラメータ記憶手段とを有し、前記駆動手段が、前記記憶手段に記憶された駆動パラメータに従って生成された駆動信号を出力することを特徴とする熱転写プリンタを提供する。

好ましい態様において、前記駆動特性が、前記トルク発生手段の回転数−トルク特性であってもよい。

別の好ましい態様において、この熱転写プリンタは、前記トルク発生手段がＤＣモータであり、前記駆動パラメータが、パルス幅変調方式におけるデューティ比を規定するパラメータ、または、電圧変調方式における印加電圧を規定するパラメータであってもよい。

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。
図１は、本発明の一実施形態に係る熱転写プリンタ１００の構成を示す図である。熱転写プリンタ１００は概ね、紙送り機構１１０と、インクリボン１２０と、インクリボン送り機構１５０と、サーマルヘッド１３０と、用紙カセット１４０とによって構成されている。また、熱転写プリンタ１００は図示しないパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）からの画像データによって駆動される。なお、熱転写プリンタ１００は、メモリカード等から画像データを読み出すメモリカードインターフェースを有し、読み出した画像データによって駆動される構成としてもよい。

紙送り機構１１０は、サーマルヘッド１３０を境に給紙側と排出側とに分かれる。紙送り機構１１０は、給紙側に配置された給紙ローラ１１１およびピンチローラ１１２と、サーマルヘッド１３０と対向する位置に配置されたプラテンローラ１１３と、排出側に配置された排紙ローラ１１４およびピンチローラ１１５とによって構成されている。紙送り機構１１０は、給紙ローラ１１１とピンチローラ１１２との間、サーマルヘッド１３０とプラテンローラ１１３との間、排紙ローラ１１４とピンチローラ１１５との間を介して後述する印刷用紙１４１を順次搬送する。

給紙ローラ１１１、プラテンローラ１１３および排紙ローラ１１４は、例えばステッピングモータ等の駆動源（図示略）によって回転駆動される。この駆動源を駆動させることにより給紙ローラ１１１、プラテンローラ１１３および排紙ローラ１１４を時計方向に回転させたときには、印刷用紙１４１が送り方向Ｆに搬送され、一方、反時計方向に回転させたときには、印刷用紙１４１が戻し方向Ｒに搬送される。

インクリボン送り機構１５０は、供給コア１２１から巻取コア１２２までインクリボン１２０を搬送する。インクリボン１２０の両端は供給コア１２１および巻取コア１２２に巻回されている。巻取コア１２２は、巻取モータ２５０によって時計方向に回転してインクリボン１２０を巻取る。これにより、インクリボン１２０は送り方向ｆに搬送される。未使用のインクリボン１２０は、供給コア１２１に巻かれている。供給コア１２１および未使用のインクリボン１２０からなる回転体の半径を「供給リボン径」といい、符号ｒを用いて表す。

図２は、インクリボン１２０の構成を示す図である。インクリボン１２０、薄いベースフィルム１２０ａと、ベースフィルム１２０ａの長手方向に、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、およびＣ（シアン）の各色の染料が順番に繰り返し塗布された染料層１２０Ｙ、１２０Ｍおよび１２０Ｃとからなる。ベースフィルム１２０ａ上において、各染料層の間には、マークパターンＭが形成されている。マークパターンＭは、インクリボン１２０の頭出しを行う際に用いるものである。マークパターンＭは、一定の間隔で配置されている。

本実施形態において、インクリボン１２０の染料としては、熱によって昇華し得る染料を用いている。インクリボン１２０を用いた熱転写プリンタ１００においては、サーマルヘッド１３０の温度調整により、印刷濃度のレベルを変える階調印刷を行うことができる。これにより、印刷用紙１４１には高品位なカラー画像が形成される。

再び図１を参照して説明する。インクリボン１２０も紙送り機構１１０と同様に、サーマルヘッド１３０を境に、供給側と排出側とに分かれる。サーマルヘッド１３０と供給コア１２１との間には、供給側ガイドローラ１２３、サーマルヘッド１３０と巻取コア１２２との間には排出側ガイドローラ１２４が配置されている。

サーマルヘッド１３０は、基板に複数個の発熱体（いずれも図示略）が列設されたものである。サーマルヘッド１３０は、図示しない昇降機構によってプラテンローラ１１３に対して離間または圧接される。サーマルヘッド１３０の近傍には、剥離プレート１３１が設けられている。剥離プレート１３１は、サーマルヘッド１３０の送り方向Ｆ側に備え付けられている。剥離プレート１３１は、サーマルヘッド１３０により印刷用紙１４１に染料を転写したインクリボン１２０の上側から当接される。これにより、剥離プレート１３１は、インクリボン１２０の搬送の軌道を印刷用紙１４１の搬送の軌道から引き離す。つまり、インクリボン１２０はこの剥離プレート１３１を支点にして印刷用紙１４１から剥離される。剥離プレート１３１の下流には、マークセンサ２１０が設けられている。マークセンサ２１０は、インクリボン１２０のマークパターンＭを検出するセンサである。

用紙カセット１４０は、定型（例えば、Ａ４、Ａ５等）の印刷用紙１４１を多数枚収納するものである。この印刷用紙１４１は、図示しないシートフィーダにより一枚ずつ取り出されて用紙搬送路１１６を通して搬送される。搬送された印刷用紙１４１上には、サーマルヘッド１３０とプラテンローラ１１３の間の画像形成領域において各色の染料が転写されカラー画像が形成される。

図３は、供給コア１２１周辺の構造の詳細を示す図である。電磁クラッチ２００は、供給コア１２１の回転軸１７０のトルクを負荷トルクＴｌに制限する機能を有する。供給コア１２１と電磁クラッチ２００とは、ギア１９２およびギア２５１で連結されている。トルクリミッタ２６０は、制御信号に従って電磁クラッチ２００とギア２５１を連結／開放する。

供給コア１２１の回転軸１７０には、スリットプレート２３０が取り付けられている。スリットプレート２３０には、その円形の外縁に沿って複数のスリットが設けられている。フォトインタラプラ２４０は、ＬＥＤとフォトトランジスタ（またはフォトダイオード）とを有する。フォトインタラプラ２４０は、ＬＥＤとフォトトランジスタの間をスリットが通過すると、スリットが通過したことを示す信号を出力する。

図４は、熱転写プリンタ１００の機能構成を示す図である。トルクリミッタ２６０は、制御部３００からの制御信号に従って電磁クラッチ２００とギア２５１を連結／開放する。フォトインタラプタ２４０は、通過したスリットの数を示す信号を制御部３００に出力する。モータドライバ２７０は、制御部３００の制御下で、巻取モータ２５０を駆動する駆動信号を出力する。モータドライバ２７０の駆動信号は、駆動パラメータによって規定される。タイマ２８０は、制御部３００の制御下で時間を計測する計時機能を有する。制御部３００は、熱転写プリンタ１００の各構成要素を制御する機能を有する。制御部３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサおよびＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリから構成される。制御部３００のＲＯＭは、巻取モータ２５０の特性を校正するための校正情報をあらかじめ記憶している。制御部３００のＲＡＭは、駆動パラメータを記憶する。

続いて、巻取モータ２５０の特性を校正する動作について説明する。制御部３００は、まず、トルクリミッタ２６０を制御し、電磁クラッチ２００とギア２５１（すなわち巻取モータ２５０）とを開放する。電磁クラッチ２００が作用しない状態とした後、制御部３００は、モータドライバ２７０を制御して、インクリボン１２０を所定量（例えば１色分）供給する。本実施形態において、長さＫのインクリボン１２０が供給される。制御部３００は、マークセンサ２１０から出力される信号によりインクリボン１２０の供給量を得る。インクリボン１２０の供給量は、供給コア１２１および未使用のインクリボン１２０からなる回転体の弧の長さに対応する。タイマ２８０は、インクリボン１２０が所定量供給されるのに要した時間を計測する。インクリボン１２０が所定量供給される間、制御部３００は、フォトインタラプタ２４０から出力される信号により、インクリボン１２０が所定量供給される間にフォトインタラプタ２４０を通過したスリットの数Ｓを計測する。

制御部３００は、インクリボン１２０の供給量Ｋおよびスリット数Ｓから、供給リボン径Ｄを算出する。制御部３００は、算出した供給リボン径Ｄが、新品のリボン径Ｄｎに等しいか判断する。Ｄ＝Ｄｎの場合、制御部３００は、以下の特性比較処理を実行する。

セットされたインクリボン１２０が新品である場合、巻取コア１２２の直径は、Ｄｓ＋２ｔである。インクリボン１２０が所定量Ｋ供給されたとき、巻取コア１２２の回転量は、Ｋ／（Ｄｓ＋２ｔ）である。インクリボン１２０が所定量Ｋ供給されるのに要した時間をＳとすると、巻取コア１２２の回転数ｎは、Ｋ／（Ｄｓ＋２ｔ）×６０／Ｓ［ｒｐｍ］である。巻取モータ２５０の回転数Ｎ１ｒは、Ｋ／（Ｄｓ＋２ｔ）×６０／Ｓ×Ｉ［ｒｐｍ］である。なお、Ｉは巻取モータ２５０と巻取コア１２２の回転比である。こうして算出された回転数Ｎ１ｒは、インクリボン１２０にバックテンションを付与していない状態での、巻取モータ２５０の回転数である。

次に、制御部３００は、トルクリミッタ２６０を制御し、電磁クラッチ２００とギア２５１（すなわち巻取モータ２５０）とを連結する。電磁クラッチ２００が作用する状態とした後、制御部３００は、先に説明したのと同様に巻取モータ２５０の回転数Ｎ２ｒを算出する。回転数Ｎ２ｒは、インクリボン１２０にバックテンションを付与した状態での、巻取モータ２５０の回転数である。

図５は、巻取モータ２５０の基準特性（理想特性）を示す図である。図５に示される基準特性は、複数（ｘ台）のモータの回転数−トルク特性を平均したものである。制御部３００は、既に算出した巻取モータ２５０の駆動特性（回転数Ｎ１ｒおよびＮ２ｒ）と、基準特性（回転数Ｎ１およびＮ２）とを比較し、巻取モータ２５０の最適駆動電圧Ｘ（最も基準特性との差が小さくなる電圧）を求める。すなわち、巻取モータ２５０のトルクが基準特性と比較して不足している場合は駆動電圧を上げ、トルクが過大である場合は駆動電圧を下げる。

図６は、巻取モータ２５０の特性（補正前）を示す図である。図７は、巻取モータ２５０の特性（補正後）を示す図である。制御部３００は、Ｎ１ｒとＮ１の差ΔＮ１およびＮ２ｒとＮ２の差ΔＮ２とから、補正量（＝電圧増減量）を算出する。制御部３００のＲＯＭは、駆動特性と基準特性との差を補正量に変換するためのテーブルあるいは関数をあらかじめ記憶している。制御部３００は、以上のようにして算出した補正後の駆動電圧Ｘ’（を特定する情報）を駆動パラメータとしてＲＡＭに記憶する。制御部３００は、ＲＡＭに記憶された起動パラメータに従ってモータドライバ２７０を制御する。モータドライバ２７０は、図７に示される特性となるような駆動信号を巻取モータ２５０に出力する。

以上で説明した特性校正処理を行うタイミングはどのようなものでもよい。例えば、熱転写プリンタ１００のカバーが開閉された後、または、電源投入直後に特性校正処理を行う構成としてもよい。あるいは、熱転写プリンタ１００にボタンを設け、そのボタンが押された時に特性校正処理を行う構成としてもよい。

上述の実施形態においては、巻取モータ２５０が電圧変調方式により駆動されるモータであって、駆動電圧を変えることにより巻取モータ２５０の校正を行う態様について説明した。しかし、巻取モータ２５０をパルス幅変調方式により駆動されるモータとしてもよい。この場合、デューティ比を変化させることにより巻取モータ２５０の校正を行えばよい。

以上で説明したように本実施形態によれば、モータの個体差、および、経時変化によるモータの特性ばらつきを校正することができる。これにより、信頼性の高い熱転写プリンタを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る熱転写プリンタ１００の構成を示す図である。 インクリボン１２０の構成を示す図である。 供給コア１２１周辺の構造の詳細を示す図である。 熱転写プリンタ１００の機能構成を示す図である。 巻取モータ２５０の基準特性（理想特性）を示す図である。 巻取モータ２５０の特性（補正前）を示す図である。 巻取モータ２５０の特性（補正後）を示す図である。 従来技術に係る熱転写プリンタの構成を示す図である。

符号の説明

１００…熱転写プリンタ、１１０…紙送り機構、１１１…給紙ローラ、１１２…ピンチローラ、１１３…プラテンローラ、１１４…排紙ローラ、１１５…ピンチローラ、１２０…インクリボン、１２１…供給コア、１２２…巻取コア、１２３…供給側ガイドローラ、１２４…排出側ガイドローラ、１３０…サーマルヘッド、１３１…剥離プレート、１４０…用紙カセット、１４１…印刷用紙、１５０…インクリボン送り機構、１７０…回転軸、１９２…ギア、２００…電磁クラッチ、２１０…マークセンサ、２４０…フォトインタラプタ、２５０…巻取モータ、２５１…ギア、２６０…トルクリミッタ、２７０…モータドライバ、２８０…タイマ、３００…制御部

Claims (3)

1. サーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドに押し付けられ、前記サーマルヘッドとの間で転写領域を形成するプラテンローラと、
   供給回転軸を中心に回転することにより、前記転写領域にインクリボンを供給する供給コアと、
   巻取回転軸を中心に回転することにより、前記転写領域から排出されたインクリボンを巻き取る巻取コアと、
   駆動信号に従って動作し、前記巻取コアにトルクを与えるトルク発生手段と、
   前記供給回転軸のトルクを制限するトルクリミッタと、
   駆動パラメータによって規定される駆動信号を前記トルク発生手段に出力する駆動手段と、
   前記トルク発生手段の理想駆動特性を記憶した校正情報記憶手段と、
   前記インクリボンが所定量供給されたときの前記巻取コアの回転数を計測する回転数計測手段と、
   前記トルクリミッタを作動させない状態で前記回転数計測手段により計測された回転数と、前記トルクリミッタを作動させた状態で前記回転数計測手段により計測された回転数とから得られる前記トルク発生手段の駆動特性と、前記理想駆動特性との差が最小となる駆動パラメータを算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された駆動パラメータを記憶する駆動パラメータ記憶手段と
   を有し、
   前記駆動手段が、前記記憶手段に記憶された駆動パラメータに従って生成された駆動信号を出力する
   ことを特徴とする熱転写プリンタ。
2. 前記駆動特性が、前記トルク発生手段の回転数−トルク特性である
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱転写プリンタ。
3. 前記トルク発生手段がＤＣモータであり、
   前記駆動パラメータが、パルス幅変調方式におけるデューティ比を規定するパラメータ、または、電圧変調方式における印加電圧を規定するパラメータである
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱転写プリンタ。

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