JP2022032531A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インクリボンの張力を均一にするための調整が容易に実施可能にする。【解決手段】プリンタは、軸状部材と、可動支持部と、対をなすひずみ検知部と、制御部と、を備える。軸状部材は、供給軸から巻取軸までのインクリボンの経路を設定するものであって、サーマルヘッドとプラテンとが記録媒体を挟んで対向する位置の搬送方向上流側および下流側のうち少なくとも下流側に設けられ、インクリボンが掛けまわされる。可動支持部は、前記軸状部材の少なくとも一端部を、インクリボンの張力が変動する方向に移動可能に支持する。対をなすひずみ検知部は、前記軸状部材の両端部に設けられ、前記軸状部材のひずみに追従して出力を変動させる。制御部は、対をなす前記ひずみ検知部の出力の差が小さくなる方向への前記軸状部材の移動を制御する。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、プリンタに関する。

従来、インクリボンを用いるプリンタがある（例えば特許文献１）。そのようなプリンタは、サーマルヘッドとプラテンローラとの間にインクリボンおよびシート状の記録媒体を挟み持ち、それらをプラテンローラの回転により搬送しながらサーマルヘッドにより加熱する。これにより、インクリボン表面のインクが記録媒体表面に移って、印字が行われる。

インクリボンは非常に薄いため、リボン幅方向で張力がばらついていると、リボンに皺が発生するなどし、印字不良の原因となる。このため、インクリボンにかかる張力はなるべく均一であることが望ましい。

インクリボンの張力を均一にするためには、例えば、インクリボンの供給軸や巻取軸、サーマルヘッドやプラテンローラ等、インクリボンの搬送経路の各部において所定の平行度を確保することが効果的である。しかしながら、各部の寸法公差や組み立て誤差により、組み立てただけで所定の平行度を得ることは難しい。このため、組み立て後、個別に最終調整を行っている。この最終調整は、現状、インクリボンの表面状態を見て行う感覚的な手法によっているため、習熟した作業者以外が精度よく調整するのは困難である。

本発明が解決しようとする課題は、インクリボンの張力を均一にするための調整が容易に実施可能なプリンタを提供することである。

実施形態のプリンタは、軸状部材と、可動支持部と、対をなすひずみ検知部と、制御部と、を備える。軸状部材は、供給軸から巻取軸までのインクリボンの経路を設定するものであって、サーマルヘッドとプラテンとが記録媒体を挟んで対向する位置の搬送方向上流側および下流側のうち少なくとも下流側に設けられ、インクリボンが掛けまわされる。可動支持部は、前記軸状部材の少なくとも一端部を、インクリボンの張力が変動する方向に移動可能に支持する。対をなすひずみ検知部は、前記軸状部材の両端部に設けられ、前記軸状部材のひずみに追従して出力を変動させる。制御部は、対をなす前記ひずみ検知部の出力の差が小さくなる方向への前記軸状部材の移動を制御する。

図１は、第１の実施形態におけるプリンタの要部の構造を概略的に示す図である。 図２は、案内軸とその周辺部の図である。 図３は、可動支持部の構造を示す図である。 図４は、電子部品および電子部品で構成される機能部の相互関係を示すブロック図である。 図５は、制御部が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。 図６は、制御部が実行する処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 図７は、第６の実施形態における案内軸とその周辺部の図である。 図８は、可動支持部の構造を示す図である。

（第１の実施形態）
実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態におけるプリンタ１の要部の構造を概略的に示す図である。なお、以下の説明の便宜のため、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸から構成される直交座標系を図に添える。図中、矢印の指し示す方向が正方向で、その逆が負方向である。

プリンタ１は、インクリボンＲの表面のインクをシート状の記録媒体（以下単に用紙とする）に熱転写させることで印字を行う。このようなプリンタ１は、サーマルヘッド２、プラテン３、リボン供給軸４、リボン巻取軸５、案内軸（軸状部材の一例）６，７などを備えている。

サーマルヘッド２は、多数の発熱素子を備え、当該発熱素子を印字データに応じて選択的に駆動することでインクリボンＲの表面のインクを溶融させる。本実施形態では、発熱素子は、略Ｘ軸方向に配列されている。プラテン３は、弾力性を有する材料で表面を構成されたローラであって、用紙およびインクリボンＲをサーマルヘッド２との間に挟み持ち、回転することにより用紙およびインクリボンＲを搬送（或いは逆搬送）する。プラテン３を構成するローラの軸心方向は、略Ｘ軸方向である。このようなプラテン３が用紙およびインクリボンＲを搬送（或いは逆搬送）する方向は、本実施形態ではＹ軸方向である。

リボン供給軸４は、未使用のインクリボンＲが巻かれたものを支持するもので、回転することによってインクリボンＲを供給または巻き戻しする。リボン巻取軸５は、使用済みのインクリボンＲを巻き取るもので、回転することによりインクリボンＲを巻き取りまたは巻き戻しする。リボン供給軸４の軸心は、本実施形態ではＸ軸方向と略平行である。

案内軸６，７は、インクリボンＲが掛けまわされる軸状の部材であって、リボン供給軸４からリボン巻取軸５までのインクリボンＲの搬送経路の設定に用いられる。案内軸６は、サーマルヘッド２とプラテン３とが用紙を挟んで対向する位置の搬送方向上流側に設けられている。案内軸７は、サーマルヘッド２とプラテン３とが用紙を挟んで対向する位置の搬送方向下流側に設けられている。案内軸６，７の軸心方向は、本実施形態ではＸ軸方向と略平行である。

以下、案内軸７とその周辺部を例に説明するが、案内軸６とその周辺部の構造も同様である。図２は、案内軸７とその周辺部の図である。プリンタ１は、ひずみゲージ１１や、支持部１２、可動支持部１７を、さらに備えている。案内軸７の両端部は、それぞれ、上記支持部１２と、当該支持部１２と対をなすものであって可動支持部１７に含まれるもう一方の支持部１２（図３参照、後述）と、で支持されている。

ひずみゲージ１１は、周知のものであって、長手方向を案内軸７の軸方向に沿わせて貼付され、案内軸７の微小な湾曲（歪み、ひずみ）に追従して伸縮（変形）し、当該変形に応じて、出力（抵抗値）を変動させる。

より詳細には、ひずみゲージ１１は複数枚（例えば２枚）を１セットとして用いられるもので、当該セット（ひずみゲージセット）が、案内軸７の両端部のそれぞれに設けられている。端部は、案内軸７にかかるインクリボンＲの幅方向外側、つまり、インクリボンＲの縁と、当該縁に近い方の案内軸７の端との間の部分である。

ひずみゲージセットが２枚のひずみゲージ１１を含む場合、案内軸７は径方向に対向する２平面を表面に有し、これら２平面のそれぞれにひずみゲージ１１が貼付される。上記２平面は、ひずみゲージ１１の出力に貼付面の曲率が影響することを避けるために設けられる。ひずみゲージ１１の面方向は、荷重のベクトル方向に合わせられる。また、案内軸７に２平面を設けることで、２平面間の距離（すなわち板厚）の調整による歪み量の調整が可能となり、これにより出力の調整が可能となる。

２平面の一方を表面、他方を裏面とした場合、表面方向より案内軸７に荷重がかかると、表面は圧縮方向に、背面は伸び方向に歪むので、各面のひずみゲージ１１に、逆の抵抗値変化が起こる。この変化は、１セット２枚のひずみゲージ１１を含んで組まれるブリッジ回路の出力によって検知される。ブリッジ回路は、１セットが含む２枚のひずみゲージ１１の抵抗値の差分に応じて変化する電圧値を出力する。当該ブリッジ回路は、案内軸７の各端部について組まれる。

ここで、ひずみゲージセットおよびブリッジ回路は「ひずみ検知部」の一例を構成する。また、案内軸７の両端部に設けられたひずみ検知部は、「対をなすひずみ検知部」の一例である。そして、本実施形態における「ひずみ検知部の出力」は、上記ブリッジ回路の出力である。

案内軸６，７は、図１に示すように、リボン供給軸４から引き出されてリボン巻取軸５で巻き取られるまでのインクリボンＲが囲む範囲の内側に位置して、インクリボンＲに接する。これらの案内軸６，７は、インクリボンＲから圧力を受けることで、インクリボンＲが囲む範囲の内側に向かって、わずかに歪む。ひずみゲージ１１の出力は、案内軸６，７に生じた歪みの程度に応じて、変動する。インクリボンＲの張力が、インクリボンＲの幅方向にほぼ均一であれば、案内軸６，７の両端部の対応するひずみゲージ１１は、ほぼ同じ値を出力する。このとき、対をなすひずみ検知部の出力（すなわちブリッジ回路の出力）は、ほぼ同じ値となる。これに対し、インクリボンＲの張力が、インクリボンＲの幅方向に不均一となった場合、対をなすひずみ検知部の出力には、差が生じる。

図３は、可動支持部１７の構造を示す図である。可動支持部１７は、対をなす支持部１２の一方を含んで構成され、案内軸７の一端部を、インクリボンＲの張力が変動する方向（本実施形態では略Ｙ軸方向）に移動可能に、支持する。

可動支持部１７は、支持部１２の一方の他に、張力調整用モータ（駆動部の一例）１３、ギヤ１４，１５、ねじ１６等を、さらに備えている。張力調整用モータ１３は、案内軸７を移動させるものであって、より詳細には、案内軸７の移動を自動化するための駆動力を発生する。

ギヤ１４は、張力調整用モータ１３の回転軸に取り付けられ、また、当該回転軸と同軸である。張力調整用モータ１３が駆動すると、ギヤ１４が回転する。ギヤ１５は、ギヤ１４と噛み合っていて、ギヤ１４の回転が伝達されることにより回転する。ねじ１６は、ギヤ１５と同軸であって、ギヤ１５が回転することで回転する。ねじ１６は支持部１２に螺合していて、回転することにより、支持部１２に対し自身の軸方向に変位する。

張力調整用モータ１３、ギヤ１４，１５、ねじ１６は、それぞれ、回転はするが、回転軸は不動である。支持部１２は、ねじ１６が回転すると、ねじ１６の回転軸方向に移動する。これにより、案内軸７は、自身の軸に直交する方向（Ｙ軸方向、図３中の左右方向）に移動する。

ここで、本実施形態では、案内軸７の一端部が可動支持部１７に支持され、他端部は支持部１２に支持されているが、実施にあたっては、案内軸７の他端部も、可動支持部１７によって支持されていてもよい。

また、本実施形態では、案内軸６，７ともを、可動支持部１７を用いて少なくとも一端部を可動に支持しているが、実施にあたっては、案内軸６，７のいずれか一方が、少なくとも一端部を可動支持部１７によって可動に支持されているのであってもよい。この場合、少なくとも一端部を可動に支持されるのは案内軸７である方が、印字性能を好適に保つ観点から、好ましいと考えられる。

図４は、電子部品および電子部品で構成される機能部の相互関係を示すブロック図である。プリンタ１は、制御部２０やアンプ２１等を、さらに備えている。印字部２２は、サーマルヘッド２およびプラテン３を含む。アンプ２１は、ひずみゲージ１１の出力を増幅して制御部２０へ送る。

制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるマイクロコンピュータ等である。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行する各種プログラムや各種データを記憶する。ＲＡＭは、ＣＰＵが各種プログラムを実行する際に一時的にデータやプログラムを記憶する。制御部２０は、ＣＰＵがＲＯＭ等に格納された各種プログラムを実行することにより、各種機能を実現する。

このような制御部２０は、外部装置から受信する印字データに基づいて印字部２２を制御し、印字を行う。また制御部２０は、対をなすひずみ検知部の出力の差が小さくなる方向への案内軸６（７）の移動を促す。その本実施形態における具体例として、制御部２０は、アンプ２１からの入力に基づいて、張力調整用モータ１３を駆動する。

図５は、制御部２０が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。制御部２０は、印字部２２に印字開始を指示すると（ステップＳ１）、アンプ２１を経由して増幅されたひずみゲージ１１の出力を、取得する（ステップＳ２）。

ステップＳ３～Ｓ５は、案内軸６および案内軸７のそれぞれについて、行う処理である。以下、案内軸７を例に説明するが、案内軸６についても同様である。

制御部２０は、対をなすひずみ検知部の出力を比較して出力の差を得、当該出力の差が、所定の閾値を上回る場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、支持部１２の適切な移動量を算出する（ステップＳ４）。そして制御部２０は、上記適切な移動量に応じた量（適切量）だけ、張力調整用モータ１３を駆動させる（ステップＳ５）。

なお、上記「適切量」は、出力の差に準じて予め定められ、制御部２０がアクセス可能な所定の記憶部に記憶されている。これにより、制御部２０は、対をなすひずみ検知部の出力の差に準じて予め定められた量だけ案内軸６または７が移動するように、張力調整用モータ１３を制御できる。

以上により、ギヤ１４，１５、ねじ１６を介して動力が伝えられた支持部１２は、ねじ１６の回転軸方向に、適切な移動量だけ、移動する。そしてこれにより、案内軸７は、自身の軸に直交する方向（Ｙ軸方向、図３中の左右方向）に移動する。

なお、制御部２０は、ステップＳ３において、対をなすひずみ検知部の出力の差が所定の閾値を上回らない場合（ステップＳ３のＮｏ）には、インクリボンＲの張力が幅方向にほぼ均一であると考えられるので、本処理を終了する。

このように、実施形態のプリンタ１によれば、インクリボンＲの張力を受ける案内軸６，７に貼付したひずみゲージ１１の出力を介して、インクリボンＲの張力の幅方向の不均一の程度を検知し、程度に応じて案内軸６，７の位置を調整し、これによりインクリボンＲの張力の均一化を図ることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、インクリボンＲの張力を均一にするための調整を、容易に実施することができる。

以下、いくつかの他の実施形態について説明する。各実施形態は、上記実施形態の変形例である。各実施形態の説明にあたっては、主に上記実施形態と異なる部分について説明し、上記実施形態と共通する部分については上記実施形態と同じ符号を用いて詳細な説明を省略する。

（第２の実施形態：構造の変形例）
図１～図５で説明した上記実施形態では、インクリボンＲの張力の調整を、張力調整用モータ１３の駆動力により自動で行うようにしているが、実施にあたっては、手動でのインクリボンＲの張力調整が可能な構造とし、制御部２０は、表示デバイスやスピーカ等を制御することによって、調整量を案内するのであってもよい。

（第３の実施形態：処理の変形例）
図６は、制御部２０が実行する処理の流れの他の例を示すフローチャートである。本処理において、制御部２０は、印字部２２に印字開始を指示すると（ステップＳ１１）、アンプ２１を経由して増幅されたひずみゲージ１１の出力を、取得する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１３～Ｓ１５は、案内軸６および案内軸７のそれぞれについて、行う処理である。以下、案内軸７を例に説明するが、案内軸６についても同様である。

制御部２０は、対をなすひずみ検知部の出力を比較して出力の差を得、当該出力の差が、所定の閾値を上回る場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、張力調整用モータ１３を所定量だけ駆動し（ステップＳ１４）、処理をステップＳ１２に戻す。

なお、制御部２０は、ステップＳ１３において、対をなすひずみ検知部の出力の差が所定の閾値を上回らない場合（ステップＳ１３のＮｏ）には、インクリボンＲの張力が幅方向にほぼ均一であると考えられるので、本処理を終了する。

なお、上記「所定量」は、微小な移動量を得るために適する値が予め定められ、制御部２０がアクセス可能な所定の記憶部に記憶されている。これにより、制御部２０は、予め定められた所定量だけ案内軸６または７が移動するように、張力調整用モータ１３を制御できる。

このように制御部２０は、対をなすひずみ検知部の出力の差を監視しながら、張力調整用モータ１３を制御し、当該制御を、出力の差が所定の閾値を下回るまで継続してもよい。以上のような処理によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施形態：処理の変形例）
なお、図５および図６に示す処理において、制御部２０は、印字開始（ステップＳ１）に伴ってステップＳ２以降の処理を行っているが、実施にあたっては、ステップＳ２以降で説明する処理を、印字量の累積が所定の閾値を超える毎に行うようにしてもよい。なおこの場合、印字量の累積の記憶は、本処理実行の都度、リセットする。

例えば、連続発行すると、印字密度が軸方向に不均一であった場合にリボン巻取軸５に巻き取られたインクリボンＲの径が軸方向に不均一となる場合があるが、本例のように処理することにより、連続発行の継続によりインクリボンＲの張力の均一が乱れてくる場合にも、張力の均一を回復することが可能となる。

（第５の実施形態：処理の変形例）
また、実施にあたって、制御部２０は、ステップＳ２以降で説明する処理を、インクリボンＲの交換のタイミングで行うようにしてもよい。

（第６の実施形態：構造の変形例）
図７は、本実施形態における案内軸７とその周辺部の図である。図８は、可動支持部１８の構造を示す図である。本例においては、支持部１２は、案内軸７の両端部を、略Ｙ軸方向に所定範囲で移動可能に支持しており、当該移動可能な範囲のＹ軸方向下流側の端に、ロードセル１９が設置されている。

ロードセル１９は、案内軸７がインクリボンＲから受ける荷重に応じて変形し、変形量に応じて出力を変化させる。このようなロードセル１９を、上記実施形態のひずみ検知部に代えて用いることにより、上記実施形態と同様の処理が実施可能となり、同様の効果を得ることができる。

以上のような実施形態におけるプリンタ１の制御部２０が実行するプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

上記各実施形態のプリンタ１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、上記各実施形態のプリンタ１の制御部２０が実行するプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、上記各実施形態のプリンタ１の制御部２０が実行するプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ …プリンタ
２ …サーマルヘッド
３ …プラテン
４ …リボン供給軸
５ …リボン巻取軸
６，７ …案内軸（軸状部材）
１１ …ひずみゲージ
１２ …支持部
１３ …張力調整用モータ
１４，１５…ギヤ
１６ …ねじ
１７，１８…可動支持部
１９ …ロードセル
２０ …制御部
２１ …アンプ
２２ …印字部

特開２００８－１３７３１８号公報

Claims (5)

1. 供給軸から巻取軸までのインクリボンの経路を設定するものであって、サーマルヘッドとプラテンとが記録媒体を挟んで対向する位置の搬送方向上流側および下流側のうち少なくとも下流側に設けられ、インクリボンが掛けまわされる軸状部材と、
   前記軸状部材の少なくとも一端部を、インクリボンの張力が変動する方向に移動可能に支持する可動支持部と、
   前記軸状部材の両端部に設けられ、前記軸状部材のひずみに追従して出力を変動させる、対をなすひずみ検知部と、
   対をなす前記ひずみ検知部の出力の差が小さくなる方向への前記軸状部材の移動を制御する制御部と、
   を備えるプリンタ。
2. 前記軸状部材を移動させる駆動部をさらに備え、
   前記制御部は、前記ひずみ検知部の出力の差が小さくなるよう前記駆動部を制御する
   請求項１に記載のプリンタ。
3. 前記制御部は、前記出力の差に準じて予め定められた量だけ前記軸状部材が移動するよう、前記駆動部を制御する
   請求項２に記載のプリンタ。
4. 前記制御部は、前記出力の差を監視しながら前記駆動部を制御し、当該制御を、前記出力の差が所定の閾値を下回るまで継続する
   請求項２または３に記載のプリンタ。
5. 前記制御部による制御を、所定の印字量ごとに行う
   請求項１～４のいずれか１項に記載のプリンタ。

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