JP2023083808A - プリンタ印刷安定機構 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送部材がサーマルヘッドの圧接時に動いてしまうのを抑制でき、濃度ムラの発生等の現象が発生するのを抑制でき、かつ既存のプリンタに装着できるプリンタ印刷安定機構を提供する。【解決手段】２個のくさび状部材が支持フレーム６５に並べて装着され、対向する面が長手方向に対して傾いた斜面となっており、第１のくさび状部材６２の長さは支持フレームの幅と同等であり、両端部分が支持フレームの並び方向に長い長孔に挿入されて支持され、第２のくさび状部材６３の長さは支持フレームの幅よりも短く、第２のくさび状部材は回転軸６４の回転を長手方向の直線運動に変換する機構を有し、回転軸が回転することにより長手方向にスライド可能であり、つまみ６１を回すことで回転軸が回転して第２のくさび状部材がスライドするのに応じて、斜面に押されて第１のくさび状部材が並び方向に押し出される。【選択図】図１

Description

本発明は、カード等の被転写体向けのプリンタの印刷品質の安定化に係る機構に関し、特に間接転写型熱転写方式のプリンタにおける一次転写時のサーマルヘッドとプラテンローラーの圧接力を安定させて印刷不良を抑制する機構に関する。

熱転写インキを塗布した熱転写リボンとサーマルヘッドを用いて、画像書き込み部（一次転写部）においてフィルム状の中間転写フィルムに熱圧により画像を書き込み、次に、二次転写部において、中間転写フィルム上の画像を、ヒートローラーを用いてカード等の被転写体に熱圧して、前記画像を被転写体に転写する間接転写方式（中間転写方式とも称される）のプリンタが知られている。

間接転写方式のプリンタ（以下、「間接転写プリンタ」または単に「プリンタ」と称する）は、特許文献１、２に例示される様に、共に薄いフィルム状で長尺の熱転写リボンと中間転写フィルムとを一次転写部から二次転写部へと装置内で取り回すことから、そのままでは取扱いが面倒であり、特により薄い構成の熱転写リボンは、装着や交換の際にシワが寄ったり、ゴミや埃が付着したりしやすい。そこで、熱転写リボンを所定の形状のカセットに収納した形態として簡単に装着できるようにしたプリンタが提案されている。例えば特許文献３、４には、熱転写リボンをカセットに収納した直接転写型のプリンタが例示され、同様のカセットは間接転写プリンタにおいても適用が可能である。

熱転写リボンや中間転写フィルムを収納したカセットは、使用者がアクセスする側（操作側とする）から挿入して装着されるが、熱転写リボンや中間転写フィルムが取り廻される部材であるサーマルヘッド、プラテンローラー、搬送ローラー、ヒートローラーなどの部材は、各部材の間に熱転写リボンや中間転写フィルムが取り廻せるような構造とされてフレーム材に取り付けられ、操作側と反対側（駆動側とする）に装備されたモーター、ギア、ベルトなどの駆動機構に連結された構造とされるのが一般的である。この場合、図１１に示す様に、プラテンローラー１０１、搬送ローラー、ヒートローラーなどの部材はいわゆる片持ちの構造でフレーム材に支持され、部材の操作側の端部は剛性の高いしっかりとしたフレーム８０に固定されていない構造となっている。

このため、一次転写時においてプラテンローラー１０１にサーマルヘッド１０２が圧接されたときに、その加圧及び搬送ローラーとニップローラーの接触時の加圧により、これらの搬送部材の操作側の端部側が撓んで熱転写リボンや中間転写フィルムの搬送の精度が低下し、また所定の熱エネルギーがかからないことで、各色が重ならない状態や、濃度ムラの発生、熱転写リボンや中間転写フィルム自体の搬送ズレといった現象が起こる、という問題があった。またこの問題の解決のためにプリンタの構造を変更しようとすると大幅な改造が必要であり、既存のプリンタには対応できないという問題があった。

特開２００３－８０７５３号公報 特開２００３－２１１７６１号公報 特開２００３－１０４５９１号公報 特開２００１－２６０４６２号公報

そこで本発明は、片持ち構造の間接転写プリンタにおいて、プラテンローラー、搬送ローラーなどの搬送部材がサーマルヘッドの圧接時に動いてしまうのを抑制でき、各色が重ならない現象や、濃度ムラの発生、熱転写リボンや中間転写フィルム自体の搬送ズレといった現象が発生するのを抑制でき、かつ既存のプリンタに装着することもできる簡易な構成のプリンタ印刷安定機構を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
間接転写プリンタのプリンタ印刷安定機構であって、
２個のくさび状部材と支持フレームを有し、該２個のくさび状部材は、互いに対向する面が接する様に並べられて、その長手方向の両端が前記支持フレームに支持されて装着され、
前記互いに対向する面は、前記長手方向に対して、互いが並ぶ方向である並び方向に傾いた斜面となっており、
前記２枚のくさび状部材のうち、
第１のくさび状部材の長手方向の長さは支持フレームの幅と同等であり、両端部分が支持フレームの前記並ぶ方向に長い長孔に挿入されて支持され、
第２のくさび状部材の長手方向の長さは支持フレームの幅よりも短く、
第２のくさび状部材は回転軸の回転を長手方向の直線運動に変換する機構を有し、該回転軸が回転することにより長手方向にスライド可能であり、
該回転軸の一端につまみを有しており、
つまみを回すことで該回転軸が回転して第２のくさび状部材がスライドするのに応じて、前記斜面に押されることで第１のくさび状部材が前記並び方向に押し出されることを特徴とするプリンタ印刷安定機構である。

上記プリンタ印刷安定機構において、
前記回転軸の回転を長手方向の直線運動に変換する機構がボールねじであって良い。

また本発明の別の側面は、
少なくとも、インクリボンからインクを熱転写することで中間転写フィルム上に所望の画像を印刷する一次転写部、一次転写部で中間転写フィルム上に形成された画像を被転写体であるカードへ転写する二次転写部、一次転写部から二次転写部へ中間転写フィルムを搬送する主搬送部からなる印刷ユニットを有し、
前記一次転写部に隣接して、上記のプリンタ印刷安定機構が装着され、前記第１のくさび状部材が押し出されたときに前記印刷ユニットに当接して支持することを特徴とする間接転写型プリンタである。

また本発明の別の側面は、
上記のプリンタ印刷安定機構を装着した間接転写記録用の中間転写フィルムカセットである。

本発明のプリンタ印刷安定機構によれば、一次転写時に搬送部材が動いてしまうことによる色重ねズレ、濃度ムラ、中間転写フィルムの搬送ズレといった現象の発生を抑制でき、印画品質が不良のカードなどの発生を削減できるプリンタが得られる。

本発明のプリンタ印刷安定機構の一形態をカードプリンタに装着した態様の説明図である。 本発明のプリンタ印刷安定機構を装着したカードプリンタの要部を示す説明図である。 本発明のプリンタ印刷安定機構を装着したカードプリンタの要部を側方から見た説明図である。 本発明のプリンタ印刷安定機構の一形態が印刷ユニットを支持している状態の説明図である。 本発明のプリンタ印刷安定機構を装着したカードプリンタの動作中の態様を示す説明図である。 本発明のプリンタ印刷安定機構を装着したフィルムカセットの概要図である。 本発明のプリンタ印刷安定機構の装着工程を示すフローチャートである。 本発明のプリンタ印刷安定機構を装着、印刷、取り外しの工程のフローチャートである。 本発明のプリンタ印刷安定機構の一形態を別構成のカードプリンタに装着した態様の説明図である。 本発明のプリンタ印刷安定機構の一形態が印刷ユニットを支持している状態の説明図である。 従来のカードプリンタの要部を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また以下に示す実施形態では、発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は本発明の必須要件ではない。また、以下において同等の部材等には同一の符号を付して説明を省略することがある。

本発明のプリンタ印刷安定機構およびそれを装着したカードプリンタについて図面を用いて説明する。図１は本発明のプリンタ印刷安定機構の一形態をカードプリンタに装着した態様の説明図である。また図２は、上記のプリンタ印刷安定機構を装着したカードプリンタの要部を示す説明図である。

本発明にかかるカードプリンタ１は、間接熱転写型のプリンタであり、図２に示すように、カード７１を搬送する搬送テーブル７０などからなる搬送ユニット、カード７１に書き込まれたデータを読み取るまたは書き出す、例えばＩＣカードリーダや磁気リーダ等の記録ユニット（図示せず）を有し、またカード７１に形成される画像を印刷する機構として、インクリボン５３からインクを熱転写することで中間転写フィルム４３上に所望の画像を印刷する一次転写部１０、一次転写部１０で中間転写フィルム４３上に形成された画像を被転写体であるカード７１へ転写する二次転写部２０、一次転写部１０から二次転写部２０へ中間転写フィルム４３を搬送する主搬送部３０を有している。

これらの各部は、所定の剛性と強度を有するフレーム材８０の操作側に取り付けられ、フレーム材８０に対して操作側と反対側のモーター、ギア、ベルトなどの駆動機構に連結されている。印画に直接関連する一次転写部１０、二次転写部２０、主搬送部３０をまとめて印刷ユニット２と称することとする。すなわち印刷ユニット２の各部は、いわゆる片持ちの構造でフレーム材８０に取り付けられている。印刷ユニット２には、図３の様に各部の一面と操作側の端部を支持して覆うカバー材１５が設けられている。

搬送ユニット部は、カード７１をプリンタ内に搬送し、所望の記録装置、例えばＩＣリーダや磁気リーダ等の記録を実施後、印刷ユニットに搬送され、印刷後、排紙する。

インクリボン５３はリボンカセット５０に収納されており、巻き出しロール５１から巻
き取りロール５２にわたって張り渡され、印刷ユニット２内において一次転写部１０のサーマルヘッド１２とプラテンローラー１１の間を通過する。中間転写フィルム４３は、フィルムカセット４０に収納されており、巻き出しロール４１から巻き取りロール４２にわたって張り渡され、印刷ユニット２内において一次転写部１０のサーマルヘッド１２とプラテンローラー１１の間、主搬送部３０の搬送ローラー３１とニップローラー３４の間、二次転写部１０のヒートローラー２１と被転写体であるカード７１の間を順次通過する。

中間転写フィルム４３はフィルムカセット４０に装着されるフィルムの内側に受像層／転写層が塗布されていることから、フィルムカセット４０のガイドを通して中間転写フィルムの内側が外向きになるようにセットされている。インクリボン５３および中間転写フィルム４３を供給する際は、これらのカセットを新たなものに交換することで供給される。

実際に一次転写および二次転写を行う場合の本発明のプリンタ印刷安定機構６０が装着された間接転写型のカードプリンタの動作の態様を、図４、図５も併せ用いて説明する。

一次転写部１０は、プラテンローラー１１とサーマルヘッド１２の間に中間転写フィルム４３及びインクリボン５３が配置され、プラテンローラー１１は、支持軸１４を中心にアーム１３が回動することでサーマルヘッド１２側へ移動して圧接され、中間転写フィルム４３とインクリボン５３を密着させ、サーマルヘッド１２からインクリボン５３へ所望の画像を印刷するためのエネルギーをかけることでインクリボン５３上の熱転写インクを中間転写フィルム４３上に転写させる。この動作を所定の色数分、例えばシアン、マゼンダ、イエローの３色分、順番に繰り返し、中間転写フィルム４３上にインクを転写させて画像を形成し、最後に接着層であるプライマーを転写する。

プラテンローラー１１は、図１に示す様に、支持軸１４がカードプリンタの各部材が取り付けられる剛性の高いフレーム材８０を貫通する構造でフレーム材８０の操作側に取り付けられ、いわゆる片持ちの構造で取り付けられている。プラテンローラー１１には前述の様にカバー材１５が設けられ、支持軸１４の操作側の端部を支持している。

主搬送部３０は、主搬送ローラー３１と、フィルムを挟むニップローラー３４、ニップローラー３４が取り付けられる基部３２、ニップローラー３４を主搬送ローラー３１に圧接する様にニップローラー３４と基部３２を移動させるアーム３３を有している。一次転写部１０で印刷されたフィルムを二次転写部２０へ安定させて搬送するため、アーム３３が回動して基部３２と共にニップローラー３４が主搬送ローラー３１側へ移動し、中間転写フィルム４３をローラーで挟むことにより印刷されたフィルムを安定化させて搬送する。

二次転写部２０は、一次転写部１０で中間転写フィルム４３上に形成された画像のプライマー側と被転写体であるカード７１の表面とが接することができるように移動可能に配置され、中間転写フィルム４３のプライマーの反対側からプライマーが溶融する温度に加熱されたヒートローラー２１を押しあてた状態でカード７１と中間転写フィルム４３を一緒に移動させることで、所望の画像が印刷された中間転写フィルム４３からカード７１表面に画像を転写する。ヒートローラー２１に対向する部位にニップローラー（図示せず）を設けても良い。

一次転写部１０のプラテンローラー１１の側に隣接して、プリンタ印刷安定機構６０が装着される。図１にプリンタ印刷安定機構６０をカードプリンタに装着した態様の説明図を示す。プリンタ印刷安定機構６０は、２本のくさび状固定治具が支持フレーム６５にその両端部を支持されて並んで、互いに対向する面で接する様に装着されている。２本のく
さび状固定治具のうち第１のくさび状部材であるくさび状固定治具Ｂ６２が一次転写部１０側に、第２のくさび状部材であるくさび状固定治具Ａ６３がくさび状固定治具Ｂ６２を挟んで一次転写部１０と反対側に装着されている。従って、くさび状固定治具Ｂ６２のくさび状固定治具Ａ６３と反対側の面は、印刷ユニット２に近接して対向し、具体的にはカバー材１５に近接して対向している。

くさび状固定治具Ｂ６２の長手方向の長さは支持フレーム６５の枠の幅と同等であり、支持軸が支持フレーム６５を貫通して支持フレーム６５に支持されている。支持軸が貫通するために設けられた孔はくさび状固定治具Ｂ６２とくさび状固定治具Ａ６３が並ぶ方向である並び方向に長い長孔６６となっているため、くさび状固定治具Ｂ６２の支持軸はこの長孔６６の中をスライド可能となっている。

くさび状固定治具Ａ６３の長手方向の長さはくさび状固定治具Ｂ６２の長さよりも短い。くさび状固定治具Ａ６３は、回転軸の回転運動を直線運動に変換する機構を備えた支持機構で支持フレーム６５に支持されている。回転軸の回転運動を直線運動に変換する機構は例えばボールねじ６４であり、操作側の端部に設けたつまみ６１を回すことで、ボールねじ６４が回転し、それに伴いくさび状固定治具Ａ６３は長手方向にスライド可能となっている。回転運動を直線運動に変換する機構はボールねじに限らず、同様の機能を持つ公知の構造、例えばウォームギアとラックギアの組み合わせなど、を適宜適用できる。

くさび状固定治具Ｂ６２と、くさび状固定治具Ａ６３とが対向して接している面は、それぞれ長手方向に対して前記並び方向に傾いた斜面となっている。すなわち図１で説明すれば、くさび状固定治具Ｂ６２は駆動側の幅が広く、操作側が狭くなっており、くさび状固定治具Ａ６３は反対に駆動側の幅が狭く、操作側が広くなっていることで、両者が対向して接している面は斜面となっている。斜面の傾きは両治具において同等となっているので、くさび状固定治具Ｂ６２とくさび状固定治具Ａ６３とが対向して接している。

つまみ６１を左右に回すと、それに応じてボールねじ６４が回転し、くさび状固定治具Ａ６３は操作側または駆動側にスライドする。図４に示す様に、つまみ６１をこの例では右回りに回すことで、くさび状固定治具Ａ６３がつまみ６１の反対側である駆動側にスライドして行き、くさび状固定治具Ｂ６２の支持軸が貫通する孔は長孔６６で支持軸はこの長孔６６の中をスライド可能であるので、くさび状固定治具Ｂ６２は長手方向に直交する方向である印刷ユニット２の方向に押し出され、くさび状固定治具Ａ６３がボールねじ６４のつまみ６１と反対側の端部に達する前に、プラテンローラー１１を支持している印刷ユニット２のカバー材１５に当接して印刷ユニット２を支える態様となる。

逆に、つまみ６１をこの例では左回りに回すことで、くさび状固定治具Ａ６３がつまみ６１の側である操作側にスライドし、くさび状固定治具Ｂ６２は元の方向、すなわち印刷ユニット２と反対の方向に戻る。このときスムーズに戻る様に、印刷ユニット２と反対の方向に付勢する部材、例えばコイルスプリング、板バネ、弾性ゴム板などの弾性部材をくさび状固定治具Ｂ６２に装着しても良い。くさび状固定治具Ａ６３がつまみ６１側の端部に達したとき、くさび状固定治具Ｂ６２は印刷ユニット２から最も遠ざかった位置となる。この位置が基準位置となる。

くさび状固定治具Ａ６３の長手方向の長さおよび前記斜面の傾きの角度は、くさび状固定治具Ａ６３がボールねじ６４のつまみ６１と反対側の端部に達するまでに、くさび状固定治具Ｂ６２が印刷ユニット２のカバー材１５に当接するように設定される。またくさび状固定治具Ａ６３およびくさび状固定治具Ｂ６２の材質は、所定の強度を有し、加工に適した材質であれば特に制限はなく、金属、硬質プラスチックなどが例示できる。またその厚みは、印刷ユニット２を支持したときに変形が生じない強度となる厚みを設定すればよ
い。

この結果、プリンタ１の動作時に、一次転写部１０でプラテンローラー１１がサーマルヘッド１２に圧接されたとき、また主搬送部３０でニップローラー３４が主搬送ローラー３１に圧接されたとき、図５に黒矢印で示したように、くさび状固定治具Ｂ６２がカバー材１５に当接して印刷ユニット２を支える。このため片持ち構造の各部の操作側の端部側が、力が加えられた方向（図５では左側）に撓んでしまうことがなく、プラテンローラー１１とサーマルヘッド１２の押圧にムラが生じて所定の熱エネルギーがかからないことで各色の重ねがずれたり、濃度ムラが発生したり、主搬送部３０のフィルム搬送の精度が低下したり、フィルム自体の搬送ズレが起こったりする、といった現象を防止できる。

上述のプリンタ印刷安定機構６０は、プリンタ１自体、例えばフレーム材８０に固定して設けることもできるが、例えば図６に示す様にフィルムカセット４０内部に装着することもできる。プリンタ印刷安定機構６０をフィルムカセット４０内に装着し、ボールねじ６４と繋がったつまみ６１をフィルムカセット４０の外側表面に配置し、つまみ６１を回すことで上述の様にくさび状固定治具Ｂ６２と印刷ユニット２のカバー材１５を密着させるようにすることもできる。

プリンタ印刷安定機構６０をフィルムカセット４０に装着することで、プリンタ１本体側に何ら変更や改造をする必要なく、従来と同様の動作でフィルムカセット４０を装着し、装着後、つまみ６１を回転することでプリンタ印刷安定機構６０内のくさび状固定治具Ｂ６２が印刷ユニット２側へ移動させて印刷ユニット２を支えることができる。

くさび状固定治具での固定動作をフロー１に示す。詳細は上に述べたとおりであるので説明は省略する。
開始
Ｓ１：つまみを左に回す。
Ｓ２：くさび状固定治具Ａがつまみ側へ移動する
Ｓ３：くさび状固定治具Ｂが印刷ユニットと反対側へ移動する
Ｓ４：つまみが回らない：ｙｅｓ：Ｓ６へ ｎｏ：Ｓ５へ
Ｓ５：つまみを回す→Ｓ４へ
Ｓ６：くさび状固定治具が基準位置に収納
Ｓ７：つまみを右に回す
Ｓ８：くさび状固定治具Ａがつまみから遠ざかる方向に移動する
Ｓ９：くさび状固定治具Ｂが印刷ユニットの方向に移動する
Ｓ１０：つまみが回らない：ｙｅｓ：Ｓ１２へ ｎｏ：Ｓ１１へ
Ｓ１１：つまみを回す→Ｓ１０へ
Ｓ１２：くさび状固定治具が印刷ユニットに接触
固定完了

くさび状固定治具を使った印刷作業の概要をフロー２に示す。
開始
Ｓ１：インクリボンのカセットをプリンタに装填する
Ｓ２：くさび状固定治具のつまみを左に回す
Ｓ３：つまみが回らない：Ｙｅｓ：Ｓ５へ Ｎｏ：Ｓ４へ
Ｓ４：つまみを回す→Ｓ３へ
Ｓ５：中間転写フィルムのカセットをプリンタに装填する
Ｓ６：くさび状固定治具のつまみを右に回す
Ｓ７：つまみが回らない：Ｙｅｓ：Ｓ９へ Ｎｏ：Ｓ８へ
Ｓ８：つまみを回す→Ｓ７へ
Ｓ９：くさび状固定治具のセット完了
Ｓ１０：印刷開始
Ｓ１１：印刷終了
Ｓ１２：くさび状固定治具のつまみを左に回す
Ｓ１３：つまみが回らない：Ｙｅｓ：Ｓ１５へ Ｎｏ：Ｓ１４へ
Ｓ１４：つまみを回す→Ｓ１３へ
Ｓ１５：くさび状固定治具の基準位置への収納完了
Ｓ１６：フィルムカセットを取り外す
Ｓ１７：リボンカセットを取り外す
完了

本発明のプリンタ印刷安定機構６０は、図９、図１０に示すような構成のプリンタにも適用可能である。すなわち、一次転写部において、プラテンローラー１１がサーマルヘッド１２に回動して圧接される代わりに、プラテンローラー１１は固定され、サーマルヘッド１２がプラテンローラーに向かって移動して圧接する構成である。この様な構成においても、同様の問題が発生するため、本発明のプリンタ印刷安定機構６０が有効に機能する。

１・・・カードプリンタ
２・・・印刷ユニット
１０・・・一次転写部
１１・・・プラテンローラー
１２・・・サーマルヘッド
１３・・・アーム
１４・・・支持軸
１５・・・カバー材
２０・・・二次転写部
２１・・・ヒートローラー
３０・・・主搬送部
３１・・・主搬送ローラー
３２・・・基部
３３・・・アーム
３４・・・ニップローラー
４０・・・フィルムカセット
４３・・・中間転写フィルム
５０・・・リボンカセット
５３・・・インクリボン
６０・・・プリンタ印刷安定機構
６１・・・つまみ
６２・・・くさび状固定治具Ｂ
６３・・・くさび状固定治具Ａ
６４・・・ボールねじ
６５・・・支持フレーム
７０・・・搬送テーブル
７１・・・カード
８０・・・フレーム材

Claims (4)

1. ２個のくさび状部材と支持フレームを有し、該２個のくさび状部材は、互いに対向する面が接する様に並べられて、その長手方向の両端が前記支持フレームに支持されて装着され、
   前記互いに対向する面は、前記長手方向に対して、互いが並ぶ方向である並び方向に傾いた斜面となっており、
   前記２枚のくさび状部材のうち、
   第１のくさび状部材の長手方向の長さは支持フレームの幅と同等であり、両端部分が支持フレームの前記並ぶ方向に長い長孔に挿入されて支持され、
   第２のくさび状部材の長手方向の長さは支持フレームの幅よりも短く、
   第２のくさび状部材は回転軸の回転を長手方向の直線運動に変換する機構を有し、該回転軸が回転することにより長手方向にスライド可能であり、
   該回転軸の一端につまみを有しており、
   つまみを回すことで該回転軸が回転して第２のくさび状部材がスライドするのに応じて、前記斜面に押されることで第１のくさび状部材が前記並び方向に押し出されることを特徴とするプリンタ印刷安定機構。
2. 前記回転軸の回転を長手方向の直線運動に変換する機構がボールねじであることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ印刷安定機構。
3. 少なくとも、インクリボンからインクを熱転写することで中間転写フィルム上に所望の画像を印刷する一次転写部、一次転写部で中間転写フィルム上に形成された画像を被転写体であるカードへ転写する二次転写部、一次転写部から二次転写部へ中間転写フィルムを搬送する主搬送部からなる印刷ユニットを有し、
   前記一次転写部に隣接して、請求項１または２のいずれかに記載のプリンタ印刷安定機構が装着され、前記第1のくさび状部材が押し出されたときに前記印刷ユニットに当接して支持することを特徴とする間接転写型プリンタ。
4. 請求項１または２のいずれかに記載のプリンタ印刷安定機構を装着した間接転写記録用の中間転写フィルムカセット。

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