JP2012171293A - 熱転写プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】用紙からインクリボンを剥離させる起点となる剥離ローラのたわみを抑制しつつ小径化することで、印刷品位の向上と高精細化を図る。
【解決手段】サーマルヘッド１１とプラテンローラ４の間に設定される印刷位置Ｐより印刷方向の下流に配置されてインクリボン３の剥離開始位置を規定する剥離ローラ６を備え、剥離ローラ６のインクリボン３との接触部分の背面側に当接し、剥離ローラ６のたわみを規制するたわみ規制部材７を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱を付与することでインクリボンの染料を用紙に定着させる熱転写プリンタに係わり、インクリボンに発生するシワに起因した印刷ムラを防ぐ技術に関する。

従来より、いわゆる昇華式熱転写プリンタとして、プラテンローラ上で重ね合わされた用紙とインクリボンの上からサーマルヘッドにより幅方向に熱を加えることで、インクリボンの染料を用紙に定着させる印刷装置が知られており、その印刷品位をさらに向上させるための技術が数多く開示されている。

その中でも、染料の定着が終わった後にインクリボンを用紙から安定して剥離させるための技術として、下記特許文献１のものが知られている。このものは、プラテンローラの直後で重なり合っている用紙とインクリボンとに直交するようにプレート状のリボン剥離部材を当接させ、これを基点にインクリボンの走行方向を９０°近く変えることによって用紙から引きはがすようにしたものである。

また、特許文献２においては上記特許文献１ではプレート状であったリボン剥離部材を、回動可能な剥離ローラとして構成したものが開示されている。

さらに、特許文献３においては、用紙の同一の印刷範囲に対して原色ごとに数回の印刷を重ねて行うものであり、これに用いるインクリボンを基材上に色ごとの染料が領域を分割して繰り返して配置するようにして構成したものであって、インクリボンの位置あわせを精度良く実施するために、インクリボン上に位置合わせ用マークを設け、当該マークを印刷方向におけるリボン剥離部材の直後に設けたセンサによって検出するものが開示されている。

特開２００２−１４４６１４号公報 特開２００６−１５９４３２号公報 特開平７−２３７３０７号公報

しかしながら、特許文献１に係る熱転写プリンタにおいては、リボン剥離部材が固定された剥離プレートとして構成されていることから、同一の箇所が常にインクリボンと接触することになって当該接触部にインクリボン上のゴミが滞留しやすくなるため、滞留したゴミが成長して大きくなることでインクリボンを介して用紙に傷をつけるとの問題があった。

この問題に対しては、特許文献２に係る熱転写プリンタのようにリボン剥離部材として回動自在な剥離ローラを設けることが効果的である。こうした構成にすることにより、インクリボン上のゴミは同一箇所に滞留することなく、剥離ローラの回転に伴ってインクリボンと共に搬送されていくため、用紙に傷をつけるほど大きく成長することがなくなる。しかしながら、剥離プレートは印刷位置に近接して設けることができるのに対し、剥離ローラはその外径分の大きな設置スペースを要するため印刷位置に近接して設けることができない。また、インクリボンを用紙から剥離させるためには、インクリボンを剥離ローラに巻き付けることが必要でありインクリボンにはその分の長さが必要となる。さらに、巻き付けるインクリボンに付与されている張力の影響によって、一般的には両端を支持される剥離ローラは軸方向の中央部が最大変位を持つようにしてたわみが生じてしまうために、その結果インクリボンにシワが発生することで用紙との剥離点が安定しなくなり印刷ムラが生じることがある。さらに、この傾向は、剥離ローラを小径化するほど顕著に表れる。

一方、特許文献３に記載されたような、例えば、図８に示すようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）等の複数の染料や、オーバーコート剤（ＯＣ）を領域３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを分けて設けたインクリボン３を位置合わせしつつ印刷するプリンタにおいては、ますますの高精細化の要求に伴って、位置合わせ精度をより高めることが必要となってきている。また、コストダウンの観点から、印刷範囲に対して無用に大きな染料の領域を設けることも避けなければならない。そのため、印刷位置にできるだけ近い位置でインクリボン３の各カラー境界位置３ｅをセンサで検知して、精密に位置合わせすることが必要となってきている。

しかしながら、用紙に対してゴミ起因の傷を生じさせないように特許文献２に記載された剥離ローラに関する技術を単純に導入しようとした場合には、当該剥離ローラの設置に要するスペースと当該剥離ローラにインクリボンを巻き付けた分だけ、前記センサの検知位置が印刷位置から離れてしまうことになり、上記印刷位置合わせの高精度化に対する要求に反することになってしまう。そこで、上記印刷位置合わせの高精度化と両立させるためには、剥離ローラの小径化が必須となるが、上述したように剥離ローラのたわみに起因する印刷ムラという別の不具合が生じてしまう。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には用紙からインクリボンを剥離させる起点となるリボン剥離部材として剥離ローラを使用して用紙への傷防止を図った上で、当該剥離ローラの小径化とインクリボンの張力に起因するたわみの抑制を両立させ、インクリボンの位置合わせの高精度化とシワの抑制を行うことで、高精細で高品位の印刷を可能とする熱転写プリンタを提供することを目的としている。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明の熱転写プリンタは、サーマルヘッドとプラテンローラの間に設定される印刷位置より印刷方向の下流に配置されてインクリボンの剥離開始位置を規定する剥離ローラを備え、当該剥離ローラのインクリボンとの接触部分の背面側に当接し、前記剥離ローラのたわみを規制するたわみ規制部材を設けたことを特徴とする。

このように構成すると、剥離ローラのたわみが減少することで、インクリボンのシワを抑制でき印刷品位を向上することができる。また、たわみを生じさせることなく剥離ローラを小径化することができるため、その分剥離ローラを印刷位置の近くに設置するとともに、剥離ローラへのインクリボンの巻き付け長さを短くできることから、インクリボンの各カラーの境界を検知するセンサを印刷位置の近くにすることができ、剥離点も安定して、インクリボンの位置合わせの高精度化および不要なインクリボン領域の節減を行うことが可能となる。

また、上述の効果をよりコンパクトな構成で実現するためには、前記たわみ規制部材が、前記サーマルヘッドを収めるケーシングに固定されているように構成することが好ましい。

また、両端を支持され中央部が大きくたわみやすい剥離ローラのたわみを効率よく規制するためには、前記たわみ部材を前記剥離ローラの少なくとも長手方向中央部に設けることが好ましい。

さらに、上記の構成をより簡単に実現するためには、前記たわみ規制部材を平板で構成することが好ましい。

また、当接する剥離ローラに与える傷を抑制するためには、前記たわみ規制部材の前記剥離ローラとの当接面が、前記剥離ローラの曲率に沿った凹面に形成されているように構成することが好ましい。

また、剥離ローラに傷が生じさせず回転抵抗も少なくするためには、前記たわみ規制部材を、円周面を前記剥離ローラに接触しつつ回転自在に設けられたローラとして構成することが好ましい。

以上説明した本発明によれば、剥離ローラを使用することでゴミ起因の用紙への傷防止を図った上で、当該剥離ローラの小径化とインクリボンの張力に起因するたわみの抑制とを両立させることができる。これにより、インクリボンの位置合わせの高精度化およびインクリボンの節減を図れるとともに、インクリボンに生じるシワを抑制することができるために、高精細で高品位の印刷が可能で、かつインクリボンコストの低減が可能な熱転写プリンタを提供することできるようになる。

本発明の一実施形態に係る熱転写プリンタのサーマルヘッド周辺の模式図。 同熱転写プリンタの要部側面図。 同熱転写プリンタの要部斜視図。 図１〜３とは別の実施形態に係る熱転写プリンタの要部側面図。 図４（ａ）に係る熱転写プリンタの要部斜視図。 図４（ｂ）に係る熱転写プリンタの要部斜視図。 従来の熱転写プリンタの要部斜視図。 熱転写プリンタで用いるインクリボンの平面図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

この実施形態の熱転写プリンタは、ライン式昇華型のもので、図１に模式的に示すように、ケーシングとしてのサーマルヘッド構造体１にサーマルヘッド１１を備えている。また、図示しない巻体より用紙２を繰り出し、所定のパスでもって搬送するための図示しないガイドローラや、フィードローラ５１ａおよびピンチローラ５１ｂ、印刷後の用紙２をカットして排出する図示しないカッターユニットを備えている。さらに、用紙２に定着させる染料を有するインクリボン３を、図示しない巻体より繰り出し、所定のパスでもって搬送するガイドローラ５２および印刷後のインクリボン３を巻き取るリボンロール５３を備えている。

サーマルヘッド１１は、用紙２およびインクリボン３の印刷方向（図中に矢印Ｘとして記載した方向）と直交する紙面垂直方向に延在しており、印刷面１１ａに複数の図示しない発熱素子が整列して配置され、外部からの印刷信号に基づいて選択的に発熱されるようになっている。このサーマルヘッド１１の対向位置には、プラテンローラ４が回転自在に配設され、外周面４ａをサーマルヘッド１１の印刷面１１ａに対向させている。なお、上記の印刷方向とは印刷動作中に用紙２およびインクリボン３が移動する方向を指すものであって、プリンタ構成によっては用紙２の給紙方向と同一の方向になる場合も逆の方向になる場合もある。また、本発明においては上流および下流という用語を、上述した用紙２およびインクリボン３の印刷方向に対するものとして定義する。

サーマルヘッド１１は図示しないヘッド駆動機構によってプラテンローラ４に対して押圧または退避可能とされ、図示した状態で、印刷面１１ａはプラテンローラ４に弾接され、その印刷面１１ａとプラテンローラ４の外周面４ａとの間が印刷位置Ｐとして設定される。

プラテンローラ４とサーマルヘッド１１との間には、プラテンローラ４側に用紙２、サーマルヘッド１１側にインクリボン３が位置する関係で重合して挿通され、サーマルヘッド１１がプラテンローラ４側に押圧した状態で印刷が実行されて、インクリボン３の染料を用紙２に転写する。

前記印刷位置Ｐの下流には、ガイドローラ５２を介してリボンロール５３が配置されており、リボンロール５３は図示しないモータに接続されて前記サーマルヘッド１１への印刷信号と同期して回転し、インクリボン３の巻取りを行う。用紙２も同様、フィードローラ５１ａやピンチローラ５１ｂ等によって上記サーマルヘッド１１への印刷信号と同期して駆動される。

印刷位置Ｐの周辺ではインクリボン３と用紙２とは重合されるが、印刷後はインクリボン３と用紙２とを剥離し、インクリボン３はリボンロール７に巻取り、用紙２はフィードローラ７ａによって搬送される。

そして、印刷をするにあたってインクリボン３の各カラー領域の位置検出をするための反射センサ５４をサーマルヘッド構造体１の下側に設けている。インクリボン３には、図８に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３原色に対応した染料と、オーバーコート剤（ＯＣ）が塗布された各カラー領域３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが連続して設けられており、それぞれの領域が用紙２の印刷範囲に重合して印刷が施される。そのため、各カラー領域３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ間には位置合わせマーク３ｅが形成されており、これを図１に示した上記反射センサ５４が検出して位置合わせを行いつつ印刷を行う。

また、図１および図２に示す印刷領域Ｐにおいてサーマルヘッド１１より熱を加えることによって、各色の染料や、オーバーコート剤を用紙２に転写した後、当該用紙２よりインクリボン３を剥離させるための基点となる剥離ローラ６を印刷領域Ｐの下流側に設けている。剥離ローラ６は図３に示すように、用紙２やインクリボン３と接触しない両端に軸部６１、６１を形成され、当該軸部６１、６１を図示しない軸受けによって支持することによって回転自在に構成されており、巻き付いているインクリボン３の走行に従動して回転する。

さらに、巻き付いたインクリボン３の張力によって生じる剥離ローラ６のたわみを防止するため、インクリボン３が巻き付いている部分の背面側にたわみ規制部材７を設けている。本実施形態におけるたわみ規制部材７は、平板をくの字型に１箇所で折り曲げた形状を採り、外側の平面のうち一方の平面７ａを剥離ローラ６の軸方向中央部に当接させ、他方の平面７ｂをサーマルヘッド構造体１の下面１ａに当接させるようにして、穴部７１ｃを挿通するネジ７１によって固定している。

当該たわみ規制部材７は、たわみを規制可能な強度を有していれば材質は問わないが、本実施形態においては金属プレートを折り曲げて製作した。なお、サーマルヘッド構造体１の下面１ａの形状や角度を変更することによって、折り曲げを行わない単純なプレート（平板）を用いることもできる。また、剥離ローラ６との当接面７ａには別の部材を貼り付けて構成しても良く、滑り性に優れた別の金属や樹脂等のプレートを貼り付けて構成することで剥離ローラ６への傷を防止するようにしてもよい。

このように構成した熱転写プリンタは、次のようにして印刷動作を行う。

まず、図１に示した状態で、用紙２の所定の印刷範囲の先頭を印刷領域Ｐに合わせる。次に、インクリボン３を巻き出して、図８に示す最初の印刷色であるイエロー（Ｙ）の先頭に位置する位置合わせマーク３ｅを、図１のセンサ５４によって検出した地点で停止する。そして、プラテンローラ４の回動によって用紙２およびインクリボン３をＸ方向に送りつつ、同時にインクリボン３をリボンロール５３に巻取りながら、サーマルヘッド１１に所定の熱パターンを付与しつつ印刷を行う。印刷範囲全てに対してイエロー（Ｙ）の印刷が終わったら、プラテンローラ４を逆回転させることで再び用紙２の印刷範囲の先頭位置を印刷領域Ｐに合わせる。そして、インクリボン３を巻き出して、図８に示す２番目の印刷色であるマゼンタ（Ｍ）の先頭に位置する位置合わせマーク３ｅを図１のセンサ５４によって検出した地点で停止し、イエロー（Ｙ）と同様に印刷を行う。こうした動作を繰り返して行うことで、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色と、オーバーコート剤の定着を行うことができる。この後、印刷後の用紙２を図示しないカッターユニットまで搬送し、所定の大きさに切断した上で排出する。なお、上述したように用紙２を排出するために搬送する方向と印刷方向とは必ずしも一致するとはいえない。

上記のような動作を行うため、図８のようにしてインクリボン３上に塗布された、各色の染料およびオーバーコート剤の各領域３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはセンサ５４によって検出される位置から、図１で示した印刷領域Ｐまでの長さ分が不要なインクリボン領域となっている。

そのため、本実施形態に係る熱転写プリンタでは従来に比して剥離ローラ６を小径化しており、上記の不要なインクリボン領域を短くすることが可能となっている。なお、不要領域を極小化するために、センサ５４で検知した後に所定距離分インクリボン３を巻き戻した後に印刷を開始する制御方法を用いることもあるが、このような制御方法を行う場合においても、剥離ローラ６の小径化により印刷領域Ｐからセンサ５４までのインクリボン３が短くなることで当該制御の誤差を小さくすることができ、より不要領域の極小化ならびに印刷の高精度化に寄与することができる。

剥離ローラ６は、印刷領域Ｐの下流側でインクリボン３と重合した用紙２に軽く当接しており、インクリボン３はこの当接点よりさらに９０°近く剥離ローラ６に巻き付くようにして用紙２より剥離する。この巻き付き角度を小さくしすぎると、インクリボン３と用紙２との剥離点が不安定となって染料のこすれや再付着などによる印刷品位の低下が生じる。そこで、インクリボン３の張力と巻き付き角度をある程度以上確保しようとすると、剥離ローラの撓みが生じる傾向が生じる。

例えば、図７（ａ）に示すように従来と同様の外径を有する剥離ローラ６では、インクリボン３の張力に起因するたわみが問題とならない条件であっても、図７（ｂ）に示すように単純に小径化した場合、外径の４乗に反比例してたわみが増大するためインクリボン３との接触部分の背面側に向かって大きなたわみが生じるようになる。この際、両端６ａ、６ａを図示しない軸受によって支持しているため、軸方向中央部が最も変位が大きくなる。

そこで、本実施態様においては、図３のようにして設けているたわみ規制部材７が、上記剥離ローラ６の軸方向中央部を背面側より押し返すために、図７（ｂ）のようなたわみは生じなくなる。当該たわみ規制部材７は金属プレートの折り曲げ材を基本として構成しているため、製作および設置が容易である。なお、上述したようにサーマルヘッド構造体１の下面１ａの形状や角度によっては、折り曲げない単純なプレート（平板）として構成することも可能であり、この場合にはさらに製作が容易となる。また、たわみ規制部材７は、図２に記載するように上面７ｂでもって、サーマルヘッド構造体１に直接ネジ止めされているため、コンパクトに構成が可能である。さらに、上述のように剥離ローラ６のたわみは軸方向中央部が最も大きいため、図３に示すようにして、剥離ローラ６の軸方向中央部に上記たわみ規制部材７が当接するようにすれば、効果的にたわみを抑制することができる。また、剥離ローラ６との接触面７ａに滑り性に優れた別の金属や樹脂等の部材を設けることで、剥離ローラ６の表面に対する損傷を抑制することができ、さらにはその傷が用紙２に転写することも防ぐことができる。

以上のように、本発明の熱転写プリンタは、サーマルヘッド１１とプラテンローラ４の間に設定される印刷位置Ｐより印刷方向の下流に配置されてインクリボン３の剥離開始位置を規定する剥離ローラ６を備え、当該剥離ローラ６のインクリボン３との接触部分の背面側に当接し、前記剥離ローラ６のたわみを規制するたわみ規制部材７を設けたものである。

このように構成しているため、巻き付けたインクリボン３の張力に起因する剥離ローラ６のたわみが減少することで、インクリボン３のシワを抑制して印刷品位を向上することができる。また、たわみを生じさせずに剥離ローラ６を小径化することで、印刷領域Ｐの近くに剥離ローラ６を設置できるとともにインクリボン３の巻き付け量を低減させることができるため、印刷領域Ｐから印刷方向の下流の反射センサ５４までのインクリボン３の長さを短くすることができ、より一層の印刷の高精度化や不要なカラー領域の減少を図ることができる。

さらに、前記たわみ規制部材７を、前記サーマルヘッド１１を収めるケーシングに固定するように構成しているため、剥離ローラ６のたわみ防止の機構を簡単かつコンパクトに構成できる。

また、前記たわみ部材７を、前記剥離ローラ６の少なくとも長手方向中央部に設けるように構成しているため、簡単な構成で効率よく剥離ローラ６のたわみを抑制することができる。

そして、前記たわみ規制部材７を、平板で構成しているために、より簡単な装置構成として、製作コストの低減に寄与することができる。

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

図４（ａ）および図５（ａ）に、たわみ規制部材７を図１〜図３とは別の形状にしたものを示す。これは樹脂をくの字型に屈曲させて形成し、その上面７ｂがサーマルヘッド構造体１の下面１ａに当接するようにしてネジ７１により固定したものである。そして、剥離ローラ６の軸方向中央部であって、かつ、インクリボン３との接触部分の背面側に当接するようにしてある。また、当接面７ａは剥離ローラ６の外周面の曲率に沿った凹面となるように形成し、接触面を大きくすることによって剥離ローラ６への損傷を防ぐように構成している。

また、図５（ｂ）に示すように、たわみ規制部材７１、７２、７３を剥離ローラ６の軸方向に複数個並べて配置することで、さらに接触圧を下げて剥離ローラ６への傷防止を図ることも可能である。

さらに、上述のように剥離ローラ６との当接面７ａに、たわみ規制部材７の母材とは異なる滑り性に優れた金属や樹脂等の素材を別に設けることによって、剥離ローラ６への傷防止を一層図ることも可能である。

また、図４（ｂ）および図６に、たわみ規制部材７を図１〜図４（ａ）および図５とは別の形状にしたものを示す。これは、たわみ規制部材７を小型のローラとして構成したものであり、剥離ローラ６のインクリボン３との接触部分の背面側の軸方向中央部にのみ設けている。このたわみ規制部材７としてのローラは軸長が短いためたわみは小さくなる。当該ローラ状のたわみ規制部材７は、両端部を小径の軸部７ｄ、７ｄをとして構成し、当該部分を図示しない軸受け部材を介してサーマルヘッド構造体１の下面１ａに取り付けることによって、回転自由に構成してある。そして、剥離ローラ６に当接してたわみを規制する。このとき、剥離ローラ６に対して従動回転して、剥離ローラ６の回転抵抗を少なくできるために、インクリボン３と剥離ローラ６との滑りを抑制し、その結果用紙２に対する摺動痕の発生も防止することができる。

また、当該小型ローラ状のたわみ規制部材７が剥離ローラ６と当接する外周面７ａは、樹脂または弾性材料によって形成されており、当接する剥離ローラ６に傷を生じさせないようにしてある。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…サーマルヘッド構造体
２…用紙
３…インクリボン
４…プラテンローラ
６…剥離ローラ
７…たわみ規制部材
１１…サーマルヘッド
Ｐ…印刷領域

Claims (6)

1. サーマルヘッドとプラテンローラの間に設定される印刷位置より印刷方向の下流に配置されてインクリボンの剥離開始位置を規定する剥離ローラを備え、当該剥離ローラの前記インクリボンとの接触部分の背面側に当接し、前記剥離ローラのたわみを規制するたわみ規制部材を設けたことを特徴とする熱転写プリンタ。
2. 前記たわみ規制部材が、前記サーマルヘッドを収めるケーシングに固定されてい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. 前記たわみ部材が前記剥離ローラの少なくとも長手方向中央部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱転写プリンタ。
4. 前記たわみ規制部材が、平板で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱転写プリンタ。
5. 前記たわみ規制部材の前記剥離ローラとの当接面が、前記剥離ローラの曲率に沿った凹面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱転写プリンタ。
6. 前記たわみ規制部材が円周面を前記剥離ローラに接触しつつ回転自在に設けられたローラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱転写プリンタ。

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