JP6173071B2 - インクリボンカセットおよび印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクリボンが収納されるインクリボンカセットまたは印刷装置に関する。

近年、デジタルカメラ等で得られた画像データから、簡単に印画物を得るための印刷装置が普及している。これらの印刷装置のひとつとして、サーマルヘッドを用いる熱転写記録方式の印刷装置が知られている。サーマルヘッドを用いた熱転写記録方式では、サーマルヘッドとプラテンローラとで、長尺状に構成されたフィルムに染料（インク）が塗布されたインクリボンと記録用紙とを挟持し、インクリボンと記録用紙を搬送して印刷が行われる。サーマルヘッドには、ライン状に複数の発熱素子（抵抗素子）が配列されており、これらの発熱素子に選択的に通電することにより、記録用紙に、インクリボンに塗布されている染料を記録用紙に転写して、印刷が行われる。

このような熱転写記録方式の印刷装置においては、インクリボンの搬送を安定的に行わないと、インクリボンにしわが発生してしまう。インクリボンにシワが発生すると、印刷時に色抜け等が発生してしまう。そこで、弓状に変形された回転軸をインクリボンに接触させることにより、インクリボンを幅方向に伸ばす力を発生させて、インクリボンのシワの発生を防いでいる（特許文献１）。

特開平２−１７８０７４号公報

回転軸を弓状に変形させて使用する場合は、弓状の変形を維持しながら回動可能に軸を保持しなければならないため、軸受部に軸の変形による応力が常に掛かる事になってしまう。また、インクリボンに高い張力が掛からない状態で搬送する場合においては、弓状に変形された軸の中央近傍のみインクリボンと接触し、インクリボン幅方向の両端は回転軸に接触せず搬送される事となる。そのため、リボン幅方向に掛かる張力のバランスが崩れてしてシワが発生しやすくなるという新たな課題も発生してしまう。

そこで、本発明は、インクリボンを安定的に搬送可能とすることが可能なインクリボンカセットおよび印刷装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のインクリボンカセット、または、印刷装置は、
インクリボンが巻き回された供給軸と、供給軸からのインクリボンを巻き取るための巻取り軸と、供給軸から巻取り軸までのインクリボンの搬送経路において、インクリボンに当接するガイド軸と、ガイド軸を支持する軸受部であって、ガイド軸が移動可能となるように構成された軸受部と、ガイド軸と当接可能な規制部であって、インクリボンからの力によってガイド軸が移動して当該規制部と当接することにより、ガイド軸をインクリボン側に向かって凸となるように変形させる規制部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、インクリボンを安定的に搬送可能とすることが可能なインクリボンカセットまたは印刷装置を提供することができる。

本発明に係る印刷装置１００および印刷装置１００に用いられるインクリボンカセット３００の外観構成を示す図である。 インクリボン１１４の展開図である。 印刷装置１００の動作を示す断面図である。 印刷装置１００の動作を示す断面図である。 印刷装置１００の印刷動作のフローチャートを示した図である。 印刷装置１００におけるインクリボン１１４の搬送経路断面図である。 印刷装置１００におけるインクリボン１１４の搬送経路断面図である。 インクリボンカセット３００の展開図である。 インクリボンカセット３００の上面図である。 インクリボンカセット３００における、ガイド軸３０３近傍の断面図である。 インクリボンカセット３００における、ガイド軸３０３およびその近傍の構成を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

なお、以下の説明において、「印刷」とは、ユーザからの印刷指示に基づいて印画を行い、印画媒体である所の紙を排紙するまでの一連の全体動作を指すものとする。また、「印画」とは、印刷動作のうち、印画媒体である印画用紙に対してインクリボンに塗布されたインクを熱転写することにより画像を印画用紙に記録する動作を指すものとする。

フルカラー印刷を行う熱転写記録方式の印刷装置では、インクリボンに順に塗布されたイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色を順に重ねて印刷する事によりフルカラーの印画物を生成する構成になっている。この様な熱転写式印刷装置では、印画後の画像の保護を目的に予めインクリボンに塗布されているオーバーコート用インクを、印画後の画像上に転写することにより、記録用紙に形成された画像上に、オーバーコート層を形成することも行われている。

インクリボンは一般的にポリエステルなどの基材フィルム上にイエロー、マゼンダ、シアンの染料層及びアクリル系樹脂を主成分としたオーバーコート層が形成された構成となっている。染料層は色材である染料とバインダーと呼ばれる合成樹脂の混合材を適当な溶剤により融解させたインクを前記基材フィルム上に塗布し乾燥する事により形成されている。

インクリボンは、一端をインクリボンの幅よりも長い円筒状の軸へ固定された後に巻き回され、他端を他の円筒状の軸に固定される。そして、両軸を回動可能且つ一定の距離に位置規制して外装ケースに組み込まれて、インクリボンカセットとして供給される。これは、ユーザが消耗品であるインクリボンを交換する際に作業を容易にする為であり、薄いフィルム上のインクリボンにダメージが与えられる事を避けるためでもある。

このような、印刷装置では、可搬性や扱いやすさの観点から小型化の要求が大きい。印刷装置全体を小型化する為、インクリボンの搬送経路を屈曲させ、スペース効率の高い経路とされる事が一般的である。また、熱転写方式の印刷装置に用いられる記録用紙の表面は、基材である天然紙に微小な空気を含み断熱材としての機能を有するポリエチレンテフタレートやポリプロピレンフィルムが貼り合わされている。そして、ポリエチレンテフタレートやポリプロピレンのフィルム上に染料受容性の高いポリマーを適当な溶剤に融解させ塗布する事で受容層が形成されている。

熱転写記録方法の印刷装置では、サーマルヘッドと、サーマルヘッドに対向する位置にあるプラテンローラとでインクリボンと記録用紙を挟持しながら搬送させる。そして、サーマルヘッドへ圧接し、サーマルヘッド上にライン状に配された発熱素子に選択的に電力を供給して発熱させて、インクリボン上の染料（インク）を印画媒体表面の受容層に拡散転写する事で印刷が行われる。印画媒体表面の受容層に染料を転写したインクリボンは、印画用紙と貼りついた状態になるが、染料が印画用紙の受容層に定着する為の一定の冷却時間後にプリンタに備えられた用紙とインクリボンの搬送機構により引き剥がされ、印画を完了する。印画ではサーマルヘッドからインクリボン及び印画用紙に大きな熱量が与えられる。この為、高階調で在る程サーマルヘッドから加えられる熱によりインクリボンは熱収縮などに起因するダメージを受ける事になる。また、高階調領域ほどインクリボンと印画用紙表面の貼り付き力も大きくなり、引き剥がしの際にインクリボンはダメージを受ける事になる。これらインクリボンのダメージを受けると、インクリボンの表面が捻じれ、シワが発生し、このシワに起因する色抜け等を生じさせる事が知られている。

また、印画時には、インクリボンと印画用紙はサーマルヘッドとプラテンローラにより挟持しながら搬送するため、インクリボンには大きな張力がかかる。また、サーマルヘッドとプラテンローラにより挟持していない間にもインクリボンの搬送は行われる。サーマルヘッドとプラテンローラにより挟持する場合としない時とで、インクリボンにかかる張力が異なる。また、インクリボンの残量によっても、インクリボンにかかる張力は異なってくる。どのような場合であっても安定的な搬送を行わなければ、シワが発生してしまう。

そこで、本実施形態の印刷装置は、インクリボンにかかる張力が異なってもインクリボンを安定して搬送させるために以下のような構成を有している。

以下、図１及至図１１を参照して、本実施形態の印刷装置について説明する。

図１は、本実施形態にかかる印刷装置１００および印刷装置１００に用いられるインクリボンカセット３００の外観構成を示す図である。

図１に示すように、印刷装置１００は、その側面に開閉可能に支持されたカセットカバー１１１−１を備え、インクリボンカセット３００を矢印１２０方向に着脱可能としている。ケース１０１の上部には、表示部１０２及び各種スイッチで構成された操作部１０３が配されている。また、印刷装置１００には不図示のＵＳＢ端子やＳＤカードコネクタ等のインターフェースを備えており、画像データの入ったＳＤカードを装着する事や、ＵＳＢケーブルで外部メモリ機器と接続する事により画像データを受信出来るように構成されている。

表示部１０２はＬＣＤ等の表示手段から構成され、印刷される画像データを表示したり、印刷に必要な設定データを入力するためのメニューを表示したりする。

操作部１０３は、印刷装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを指示する電源スイッチ１０４と、表示部１０２に表示された各種メニューを選択するための選択スイッチ１０５とを備える。更に、選択スイッチ１０５の近傍には、表示部１０２に表示されたカーソルを所望の位置に移動させるための上下左右スイッチ１０６と、印刷スイッチ１０７とが配されている。上下左右スイッチ１０６により所望の画像が選択されると、ユーザにより印刷スイッチ１０７が押下され、印刷装置１００は印刷を開始する。

インクリボンカセット３００には、昇華性インクが塗布されているインクリボン１１４が収納されており、印刷装置に配された動力により搬送され、印画に用いられる。インクリボンカセット３００の構造詳細については後述する。印刷装置１００正面には開閉可能に軸支されたトレイカバー１１１−２が配され、トレイカバー１１１−２を開状態にする事で用紙トレイ１１２を装着可能としている。

用紙トレイ１１２には、規定のサイズにカットされた印画用紙１１３が予めユーザによりセットされており、印刷時には印刷装置１００に配された給紙機構により、用紙トレイ１１２から一枚のみ引き出される。そして、インクリボン１１４に塗布されたイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）の各色インク及び印画面を保護する為の無色透明のオーバーコート（ＯＣ）が印刷装置のサーマルヘッドにより転写され、フルカラー印画が行われる。トレイ上カバー１１２−１は用紙トレイ１１２に回動可能に支持されたカバーで在り、印刷装置１００へ装着される場合は予めユーザにより開方向へ回動されている。トレイ上カバー１１２−１は印刷装置１００へ装着されている状態では、印画終了後に印刷装置１００から排出された印画用紙１１３を積載する機能を有している。

次に図２を用いてインクリボン１１４の構成について説明する。図２は本発明の実施例における、インクリボン１１４の展開図である。前述した様なフルカラー印刷の場合、インクリボン１１４はイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）を並べたインクリボンとし、印画用紙にそれぞれの色にて重ねて印画する事によりフルカラーの画像を形成可能とする構成が一般的である。イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）を印刷しフルカラーの画像を形成した後、更に印画表面を保護する為インクリボンには続けて無色透明のオーバーコート（ＯＣ）面が設けられている。イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色インクを印画したフルカラー画像上全面にオーバーコートの印画が行われる。各色の間には各色の先頭位置を検出する為の黒帯状の印刷であるマーキング１１４−１が施されており、イエロー（Ｙ）面の先頭を示すマーキングは他の色と区別する為マーキングが２本施されている。本実施形態における昇華式のインクリボンでは、厚さ２〜１０数ミクロン程度のポリエチレンテフタレートフィルム等耐熱性の高いフィルムを基材としている。イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色はフィルム上に染料とバインダー、可塑剤、粘結剤等を混合して作製された昇華性インクを０．２〜５μｍ程度の厚さで塗布されている。無色透明のオーバーコート面はスチロース誘導体、スチレン樹脂、スチレン共重合樹脂、バインダー等を０．５〜５μｍ程度の厚さに塗布し形成されている。また、インクが塗布された面の反対側の面には、摺動部との摩擦抵抗を小さくしインクリボンの走行を安定化させる為の潤滑材などが塗布されている。

次に印刷装置１００の印刷動作を、図３〜図５を用いて説明する。

図３、４は印刷装置１００の動作を示す断面図であり、図５は印刷動作のフローチャートを示した図である。図３（ａ）は印画待機状態を示し、図３（ｂ）は給紙状態を示している。図４（ａ）はインクリボン１１４の頭出し状態を示し、図４（ｂ）は印画動作中の状態を示している。図３（ａ）に示す様に、ユーザによりインクリボンカセット３００及び印刷用紙１１３をセットされた用紙トレイ１１２が印刷装置１００に装着され、電源スイッチ１０４を押下されると、印刷装置は待機状態となる。不図示のＳＤカード等により供給された画像データが印刷装置に読み込まれ、表示部１０２に表示された後、選択スイッチ１０５や上下左右スイッチ１０６を用いて印刷する画像データが指定される。印刷装置１００にはプラテンローラ２０３及びサーマルヘッド２０１が備えられており、サーマルヘッド２０１はサーマルヘッド回動軸２０２に回動可能に支持され、コイルバネ２０４にて図中時計回り方向へ付勢されている。印画待機状態においては、インクリボンカセット３００と挿抜時干渉しない様に、サーマルヘッド２０１はコイルバネ２０４の付勢力により図中時計回りに回動し、プラテンローラ２０３との距離を最大限広く取った位置に規制されている。

次いで印刷スイッチ１０７が押下されると、印刷装置１００は印刷動作を開始する（Ｓ１０１）。印刷動作を開始すると、印刷装置１００に備えられたサーマルヘッド２０１は、不図示の動力源によりコイルバネ２０４の付勢力に抗してサーマルヘッド回動軸２０２を中心に図中反時計回りに回動させる。そして、図３（ｂ）に示す様に待機位置とプラテンローラ２０３とニップする印刷位置との間となる中間位置へ移動する（Ｓ１０２）。サーマルヘッド２０１の移動が完了すると、印刷装置１００は給紙動作を開始する（Ｓ１０３）。給紙動作を開始すると、印刷装置１００に備えられた加圧板２０５が不図示の動力により加圧板回動軸２０７を中心に図中時計回りに回動し、用紙トレイ１１２内に積載された印刷用紙１１３を押し上げ給紙ローラ２０６へ押し付ける。給紙ローラ２０６は不図示の動力により図中反時計方向へ回転し、積載された印刷用紙１１３を印刷装置１００の内部へ向かって搬送する。印刷用紙１１３は印刷装置１００に備えられた分離板２０８に当節し、最上部に積載された一枚の印刷用紙１１３のみを搬送する。続いて、搬送された印刷用紙１１３は用紙検出センサ２０９に検出され、給紙動作不良の無い事が確認される。給紙動作不良の無い事が確認されると、用紙トレイ１１２内の用紙が誤って印刷装置１００内に搬送される事が無いように、加圧板２０５は不図示の動力により図３（ａ）に示す、待機状態の位置へ回動する。引き続き給紙ローラ２０６により搬送された印刷用紙１１３は、切換板回動軸２１０により回動可能に支持された切換板２０９を押す事により図中反時計方向へ回動させ、搬送ローラ２１２と搬送従動ローラ２１３のニップ間へ突入する。搬送ローラ２１２には印刷用紙１００の裏面に突き刺さる微小な突起が複数形成されており、印刷用紙１１３を正確に搬送する事が可能となっている。また、搬送ローラ２１２は不図示のステッピングモータにより駆動され、正確な送り量の制御が可能となっている。印刷用紙１１３は、搬送ローラ２１２及び搬送従動ローラ２１３により搬送が継続され、印刷用紙１１３の後端が用紙検出センサ２０９を通過した後、所定量搬送され、印画開始位置にて停止する（Ｓ１０４）。給紙動作が完了し、印刷用紙１１３が印画開始位置へ停止すると、インクリボン１１４のイエロー（Ｙ）頭出し動作が成される（Ｓ１０５）。以下、リボン頭出し動作を説明する。

図４（ａ）に示した位置まで用紙が搬送され、印画開始位置への搬送が完了すると、インクリボンカセット３００に収納されているインクリボン１１４が巻き上げられる。即ち、インクリボンカセット３００内に配された巻取り軸３０１の先端が印刷装置１００に備えられた系合部と系合し、不図示の動力により図中反時計回りに回動され、供給軸３０２に巻き回されているインクリボン１１４が巻取り軸３０１に巻き取られて行く。図２で示したように、インクリボン１１４の各色先頭には黒帯が設けられており、特にイエロー（Ｙ）の先頭には黒帯が２本設けられている。印刷装置１００には反射式光学センサであるインクリボンセンサ２１４が備えられており、インクリボン１１４に設けられた黒帯で反射光がさえぎられる事を検出する事によりインクリボンの搬送を停止し、頭出しを行っている。イエロー（Ｙ）の頭出しの際には、二本の黒帯を検出可能か判断される（Ｓ１０６）。イエロー（Ｙ）頭出し動作時に一本または規定時間内に黒帯が検出出来なかった場合はインクリボンカセット３００の異常としてエラーを表示部１０２に表示し（Ｓ１０７）、サーマルヘッド２０１を図３（ａ）に示された待機位置へ移動し（Ｓ１２７）印刷動作を終了する。

図４（ａ）では、新品のインクリボンカセット３００の使用開始直後の状態を示している為、供給軸３０２には規定枚数印画可能な量のインクリボン１１４が巻き回されている。規定枚数近く印画に使用済の場合、大部分のインクリボン１１４が巻取り軸３０１に巻き回された状態になり、インクリボン１１４を巻き取る軸の径は、既に巻き取られたインクリボン１１４の分だけ大きくなる。この為、印刷装置１００に備えられた巻取り軸３０１を回動させる機構によりインクリボン１１４に与えられる張力は印画が進む毎に低くなっていく。

イエロー（Ｙ）の頭出しが完了すると、サーマルヘッド２０１はサーマルヘッド回動軸２０２を中心に更に図中反時計回りに回動し、インクリボン１１４と印刷用紙１１３をプラテンローラ２０３との間に挟持する位置へ移動する（Ｓ１０８）。サーマルヘッド２０１が印画位置までの移動を完了すると、図４（ｂ）に示される様に印刷用紙１１３及びインクリボン１１４はサーマルヘッド２０１とプラテンローラ２０３に挟持されたまま、図中矢印Ａで示される方向へ搬送される。搬送させながらサーマルヘッド２０１によりインクリボン１１４が加熱され、インクリボン１１４に塗布されたインクが印刷用紙１１３へ転写されて印画が行われる（Ｓ１０９）。印画動作中は前述の通りインクリボン１１４と印刷用紙１１３は同速度にて搬送される。この為、印刷装置１００に備えられたインクリボン搬送機構には一定トルク以上の負荷が掛かるとスリップをする不図示のトルクリミッタ機構が組み込まれている。インクリボン１１４と印刷用紙１１３はサーマルヘッド２０１による加熱で印刷が成されると、一定の距離密着状態を保持したまま搬送され、その後互いに離間する方向へ搬送される。即ち、印刷用紙１１３は搬送ローラ２１２により矢印Ａの方向へ搬送され、インクリボン１１４はサーマルヘッド２０１に一体的に配された剥離板２１５に摺動しながらインクリボンカセット３００内に配されたガイド軸３０３に向かい搬送される。インクリボン１１４はサーマルヘッド２０１による印画の為の加熱により印刷用紙１１３に貼りついているが、剥離板２１５の位置まで搬送され印刷用紙１１３より引き剥がされる事となる。印刷される画像が高階調である場合では、高濃度が求められる為、より多くの染料を印刷用紙１１３に拡散移動すべく多くの熱量がサーマルヘッド２０１から与えられる。この為、高濃度領域では中低階調領域と比較しインクリボン１１４のダメージが大きくなり、捩れや皺の原因となりやすい。捩れや皺が発生すると、色抜け等が発生し印画品質の低下を招いてしまう。剥離板２１５のサーマルヘッド２０１上に配された発熱体との距離は、インクリボン１１４上から印刷用紙１１３上に拡散移動した染料が充分冷却され定着する為に必要な値へ適正化されている。

印刷用紙１１３へのイエロー画像の印画領域への印画が完了すると、不図示の印刷装置１００に備えられた動力が駆動し、サーマルヘッド２０１を回動させ図４（ａ）に示される位置に退避させる（Ｓ１１０）。その後、図４（ａ）に示される、位置まで印刷用紙１１３を印画動作とは逆方向に搬送させ印画開始位置へ移動させる（Ｓ１１１）。

その後、イエロー（Ｙ）印画動作同様にインクリボン１１４を、マーカー１１４−１Ｍを検出する事により印画開始位置まで搬送停止しマゼンダ（Ｍ）の印画を行う（Ｓ１１２〜１１６）。同様にマーカー１１４Ｃ及び１１４ＯＣを検出しリボン頭出しを行い、シアン（Ｃ）及びオーバーコート（ＯＣ）の印画を行う（Ｓ１１７〜１２５）。ＯＣまでの印画が終了すると、図４（ｂ）中矢印Ａで示される方向に印刷用紙１１３を更に搬送し、用紙後端が搬送ローラ２１２を抜けた後は給紙ローラ２０６の搬送力により印刷装置１００の外である、用紙トレイ１１２上に排紙する（Ｓ１２６）。排紙が完了すると、サーマルヘッド２０１を不図示の動力により待機位置まで回動し、印刷を終了する。

以上により、イエロー、マゼンタ、シアン、オーバーコート層の順にインクが重ねられて転写される印画動作が完了する。

次にインクリボン１１４の挙動を、図６、７を用いて説明する。図６、７はインクリボンの各状態における搬送経路断面図である。図６（ａ）は印画初期のインクリボンカセット３００を用いた印画状態を示す断面図である。前述した様に、印刷装置に備えられた不図示のインクリボン搬送機構によりインクリボンカセット３００内に配された巻取り軸３０１が図中反時計回りに回動される。印画動作中では、前述したようにインクリボン１１４は印刷用紙１１３と共にプラテンローラ２０３とサーマルヘッド２０１間に挟持され同速度で搬送され、且つ印画後のインクリボン１１４は剥離板２１５にて印刷用紙１１３と引き剥がされている。図６においては、巻取り軸３０１は印画初期のインクリボンカセット３００内である為、巻き取られたリボンは少量であり巻取り部の軸径は小さい。この様に、インクリボン１１４を巻き取る軸径は小さい為、巻取り軸３０１により発生する張力は大きく、さらにサーマルヘッド２０１とプラテンローラ２０３間で挟持され、剥離動作を行っている為搬送負荷は大きい。この様に、サーマルヘッド下流において巻き取る張力が大きく、搬送負荷が大きい為インクリボン１１４に加わる張力は非常に大きい物となる。サーマルヘッド下流において、インクリボン１１４はカセットケース３０４の巻取り側摺動部３０４−２と剥離板２１５にて摺動しながら搬送されている。インクリボン１１４に加わる張力が大きい場合、搬送経路中にインクリボン１１４と摺動する個所に応力が発生するが、剥離板２１５及び巻取り側摺動部３０４−２は比較的強度のある構造とし易い。そのため、巻取り側で搬送方向を急角度に変える為に設けられ、インクリボンに当接しているガイド軸３０３にも大きな力が加わる事になる。つまり、図中矢印Ｂで示した方向にガイド軸３０３を変形させる様に応力が加わる。ガイド軸３０３は、樹脂等の弾性変形可能な弾性部材で形成されており、大きな力が加わると変形する。ガイド軸３０３は、インクリボン１１４の搬送経路を曲げる為、インクリボン１１４に当接可能にインクリボンカセット３００内に配されている。これはサーマルヘッド２０１とインクリボンカセット３００との間に用紙搬送機構である搬送ローラ２１２、搬送従動ローラ２１３、これらローラを保持する機構等を配置し、印刷装置１００の小型化を図る為である。

図６（ｂ）は印画初期のインクリボンカセット３００を用いたリボン頭出し時の状態を示す断面図である。前述した様に、インクリボン１１４の各色頭出し動作時には、インクリボン１１４はサーマルヘッド２０１とプラテンローラ２０３間に挟持される事はない。また、サーマルヘッド２０１は図に示す様に中間位置にある為、印画状態と比較しインクリボン１１４の搬送経路は剥離板２１５にて急角度で曲げられていない。また、インクリボン１１４への搬送抵抗は、インクリボン１１４と摺動する供給側摺動部３０４−１、巻取り側摺動部３０４−２、サーマルヘッド２０１、剥離板２１５にて発生する動摩擦のみである。即ち、巻取り軸３０１から見ると負荷が非常に小さい。負荷が小さい為、インクリボン１１４に加わる張力は小さい物になる。つまり、インクリボン１１４の搬送経路上で、インクリボン１１４と摺動する個所に加わる応力は小さい物となる。

図７（ａ）は、使用終期のインクリボンカセット３００を用いた印画状態を示す断面図である。インクリボン１１４は、既に印画に使用された部分が巻取り軸３０１に巻き回されている状態である。即ち、インクリボン１１４に掛かる張力は巻取り側軸径が大きい為比較的小さい値になる。巻取り軸径が大きい為インクリボン１１４の搬送速度は速くなるが、前述した様に、印画中インクリボン１１４はサーマルヘッド２０１とプラテンローラ２０３間に印刷用紙１１３と共に同速度で搬送される。この為、印刷装置１００に備えられた不図示のトルクリミッタが滑り、速度を合わせている。つまり、インクリボン１１４に加わる張力は巻取り軸３０１にはトルクリミッタのスリップトルクと、巻取り済みのインクリボン１１４の形成する巻取り軸径によって決定する。上述した様に、印画初期においても印画動作中はトルクリミッタはスリップしながらインクリボン１１４を搬送している為、図７（ａ）で示された印画終期での印画動作中にインクリボン１１４に加わる張力は印画初期よりも小さい値となる。

図７（ｂ）は、使用終期のインクリボンカセット３００を用いたリボン頭出し時の状態を示す断面図である。図６（ｂ）で示した印画初期でのリボン頭出し動作時同様に、インクリボン１１４に対する搬送抵抗は低い状態にあるが、巻取り軸３０１には既に印画に使用された部分が巻き回されている為、インクリボン１１４を巻き取る巻取り軸径は印画初期と比較し大きい。印刷装置１００に備えられた不図示のトルクリミッタのスリップトルクが小さい場合、巻取り軸径が大きい為充分な張力を発生させる事が出来ず、インクリボン１１４を巻き取る事が出来なくなる。この為、トルクリミッタのスリップトルクは図７（ｂ）の状態においてインクリボン１１４を巻き取る事の出来る値に調整されている。

次に、図８〜図１１を参照してインクリボンカセット３００の構成詳細を説明する。図８はインクリボンカセット３００の展開図である。インクリボン１１４は供給軸３０２に巻き回され、他端を巻取り軸３０１に貼り付けられた状態でカセットケース３０４に収納されている。カセットケース３０４はＡＢＳ等の汎用成型材料やＰＣ等のエンジニアリングプラスチックが用いられる。巻取り軸３０１、供給軸３０２は同じ部品であり、ＡＢＳやＰＳ等の汎用樹脂の高摺動材料を用いた射出成型品である。カセットケース３０４は略二つの半円筒を繋げた形状をしており、半円筒をそれぞれ供給側ケース３０５と巻取り側ケース３０６で覆い、略円筒形状を形成している。供給側ケース３０５及び巻取り側ケース３０６はそれぞれ供給側ケース系合爪３０５−１及び巻取り側ケース系合爪３０６−１にてカセットケース３０４に系合し一体化されている。また、供給側ケース３０５と巻取り側ケース３０６はカセットケース３０４同様の樹脂射出成型品である。供給軸３０２及び巻取り軸３０１はそれぞれカセットケース３０４と供給側ケース３０５及び巻取り側ケース３０６で構成された略円筒内に配置され、回動可能に支持されている。インクリボン１１４はカセットケース３０４に設けられた供給側摺動部３０４−１と巻取り側摺動部３０４−２に摺動し、カセットケース３０４に回動可能に支持されたガイド軸３０３にて屈曲する。供給側ケース３０５及び巻取り側ケース３０６とカセットケース３０４間に設けられた開口部を通り、図６、図７に示された経路を取る様配置されている。ガイド軸３０３は強度の高い樹脂であるＰＢＴ−Ｇ３０％の射出成型にて製作され、インクリボン１１４と接触する大径部３０３−２と同軸に大径部３０３−２の両端に設けられた小径部３０３−１にて構成されている。巻取り側ケース３０６にはガイド軸３０３を中心にインクリボン１１４の略反対側に、ガイド軸３０３の軸方向に複数のリブ形状である、第一規制部３０６−２、第二規制部３０６−３、第三規制部３０６−４が設けられている。

図９はインクリボンカセット３００の上面図であり、図１０（ａ）、（ｄ）はそれぞれ、図９で示されたＣ−Ｃ及びＤ−Ｄでのガイド軸３０３近傍の断面図である。図１０（ａ）で示した位置では、ガイド軸３０３の小径部３０３−１を回動可能に保持するカセットケース３０４に設けられたガイド軸受部３０４−３が設けられている。ガイド軸受部３０４−３は、樹脂で形成されており、片持ち梁状の薄板形状であり、図中Ｅで示された方向へ弾性変形可能な構造とされている。小径部３０３−１近傍には軸の回転方向の位置を規制するガイド軸規制部３０４−４及び３０６−５が巻取り側ケース３０６及びカセットケース３０４に設けられている。ガイド軸３０３に小径部３０３−１を設け、小径部３０３−１にて回動支持するのは、インクリボン１１４により大径部３０３−２に与えられる回転モーメントに対し、小さい回転摺動抵抗に出来る為である。インクリボン１１４の搬送経路はガイド軸３０３部で鋭角に曲げられている為、ガイド軸３０３の回動抵抗が大きい場合、インクリボン１１４の搬送に必要な力が大きくなる。前述した様に、熱転写式印刷装置では、インクリボンに熱を加えながら印刷用紙と挟持搬送しながら印刷を行う為、インクリボンには熱によりダメージが生じる。ここで、より大きな力でインクリボンを引っ張ると、熱ダメージにより劣化したインクリボンにシワや捩れが生じ、印画品質が低下する可能性がある。

ガイド軸規制部３０４−４及び３０６−５は、それぞれカセットケース３０４及び巻取り側ケース３０６に一体的に形成されたリブ形状である。ガイド軸規制部３０４−４及び３０６−５はガイド軸３０３の図１０（ａ）中の左右及び上方向の位置を規制しているが、下方向（図中矢印Ｅ方向）には隙間３００−１が設けられている。そのため、ガイド軸受部３０４−３が図中一点鎖線にて示された様にＥ方向に変形した際には、ガイド軸３０３は下方向へ移動可能な構成となっている。本実施形態では小径部３０３−１とガイド軸規制部３０６−５との下方向の隙間は０．５ｍｍに設定されている。ガイド軸受部３０４−３は図で示す様に、略片持ち梁形状とされ、自由端側に近い位置にてガイド軸３０３を支持している。ガイド軸受部３０４−３が変形していない状態では、ガイド軸３０３の回転方向の位置はガイド軸規制部３０４−４、３０６−５及びガイド軸受部３０４−３にて回動可能に支持され規制されている。即ち、図６（ａ）に示される様な、ガイド軸３０３に対し図６（ａ）中矢印Ｂで示された方向にインクリボン１１４がガイド軸３０３に押しこむ様な大きな荷重が掛かる状況にある場合、ガイド軸受部３０４−３は図１０（ａ）中一点鎖線にて示された様にＥ方向に撓む。そして、ガイド軸３０３は下方向、つまり、ガイド軸規制部３０６−５に沿って下側に移動可能な構成となっている。

図１０（ｂ）で示された位置では、ガイド軸３０３の大径部３０３−２がインクリボン１１４を屈曲させ搬送ガイドしている。巻取り側ケース３０６に設けられた第一規制部３０６−２、第二規制部３０６−３、第三規制部３０６−４は軸大径部３０３−２に対しそれぞれ異なる隙間を持って配置されている。ガイド軸３０３の中央部近傍に配された第一規制部３０６−２はガイド軸３０３と極小の隙間を持った軸と同心円弧状のリブである。本実施形態では大径部３０３−２との隙間は０．１ｍｍに設定され、図８に示す様に軸中央部に左右対称に３個所設けてある。第二軸規制部３０６−３は、ガイド軸３０３の中央部から少し離れて軸方向に左右対称に配されており、第一規制部３０６−２と同様にガイド軸３０３に対し同心円弧状のリブである。大径部３０３−２との隙間を０．１５ｍｍに設定され、左右それぞれ二か所、合計四か所に配置されている。更に、ガイド軸３０３の中央部から更に離れて軸方向に向かって左右対称に軸端近傍に配された左右二箇所の第二規制部３０６−３同様の形状のリブである第三軸規制部３０６−４は、大径部３０３−２との隙間を０．２０ｍｍに設定され配置されている。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）において、Ｆ−Ｆにて示された位置での断面図であり、それぞれインクリボン１１４に掛かる張力が小さい状態と、大きい状態を説明の為誇張した図である。また、図１１（ｃ）はガイド軸近傍の簡略図である。図１１（ｃ）は説明の為、カセットケース３０４を省略し、第一規制部３０６−２、第二規制部３０６−３、第三規制部３０６−４を点線にて示している。図１１（ｃ）に示される様に、インクリボン１１４はガイド軸３０３の大径部３０３−２の長さと略等しい幅である。即ち、インクリボン１１４に掛かる張力が大きい場合には、ガイド軸３０３の大径部３０３−２略全域にて荷重を受ける事となる。

図６（ｂ）又は図７（ｂ）に示す様な、インクリボン１１４に発生する張力が小さい様な状況では、ガイド軸３０３や、ガイド軸受部３０４−３を撓ませる力がほとんど発生しない。そのため、図１１（ａ）に示される様に、ガイド軸３０３に最も近接している第一規制部３０６−２においても隙間３００−１が確保され、大きな搬送抵抗を生じる事が無い。また、ガイド軸３０３は直線状の円筒形状を保っている為インクリボン１１４の幅方向全面をガイドする事が可能であり、安定的に搬送する事が可能となっている。

図６（ａ）に示す様な、インクリボン１１４に大きな張力が発生する場合、図１０（ｂ）に示される矢印Ｂ方向に、ガイド軸３０３を移動させるような力が加わる。

図１１（ｂ）に示される様に、軸受部３０４−３がガイド軸３０３に押され、撓むと、先ずは最も少ない隙間３００−１を持って配置された第一規制部３０６−２とガイド軸３０３が接触を開始する。更に軸受部３０４−３が撓むと、略全長でインクリボン１１４に押されているガイド軸３０３は第二規制部３０６−３、第三規制部３０６−４に当接し、摺動する事となる。この場合に、大径部３０３−２で荷重を受ける事になるが、インクリボン１１４が印刷装置１００により与えられている搬送力は大きな物で在る為、インクリボン１１４が搬送出来ないようなことは発生しない。また、第一規制部３０６−２がガイド軸３０３の中央部を軸支し、隙間３００−１よりも大きい隙間を持っていた、即ち低いリブに軸両端を軸支されている為、ガイド軸３０３はインクリボン１１４に対し凸形状となる。この為、インクリボン１１４は軸方向に沿って中央部より両端に向かって延ばされながら搬送される事になり、印画による熱ダメージで発生したシワや撚れ等は延ばされて行く事になる。

また、ガイド軸受部３０４−３は、弾性部材で形成されているため、インクリボン１１４に押し込まれて図１１（ｂ）の位置に変形した場合には、元の形状に戻る方向に力が働く。インクリボン１１４の張力が小さくなると、ガイド軸受部３０４−３の元の形状に戻るための復元力により、ガイド軸３０３が付勢されて、ガイド軸３０３は規制部３０６から離間する方向に移動に移動し、図１１（ａ）の状態に戻る。

この様に、弾性変形可能な軸受によりガイド軸３０３を回動自在に支持する事により、ガイド軸３０３に生じる応力が小さい場合は軸受部でのみの回動を可能とし、インクリボン１１４の全面を安定的にガイドする事が可能である。また、ガイド軸３０３に生じる応力が大きい場合には、ガイド軸３０３が移動して軸受部が規制部３０６−２〜３０６−４に当接する。規制部は、軸中央部側に位置する規制部のほうが、軸端部側に位置する規制部よりも高いリブとしたため、ガイド軸３０３は、インクリボン１１４側に向かって凸形状になり、シワや撚れを防止し、安定的に搬送する事が可能となる。

本実施形態では、ガイド軸３０３をインクリボンカセット３００に設けたが、同様な構成でプリンタ本体に設けても良い。

また、本実施形態では、軸受部を片持ち梁形状の弾性変形可能な構成とすることでガイド軸３０３を移動可能な構成としたが、他の付勢手段を用いてガイド軸が移動するように構成してもよい。

また、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims (19)

1. インクリボンが巻き回された供給軸と、
   前記供給軸からのインクリボンを巻き取るための巻取り軸と、
   前記供給軸から前記巻取り軸までの前記インクリボンの搬送経路において、前記インクリボンに当接するガイド軸と、
   前記ガイド軸を支持する軸受部であって、前記ガイド軸が移動可能となるように構成された軸受部と、
   前記ガイド軸と当接可能な規制部であって、前記インクリボンからの力によって前記ガイド軸が移動して当該規制部と当接することにより、前記ガイド軸を前記インクリボン側に向かって凸となるように変形させる規制部と、
   を有することを特徴とするインクリボンカセット。
2. 前記インクリボンが搬送される際に当該インクリボンにかかる張力により、前記ガイド軸が前記規制部側に移動するように前記軸受部が構成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクリボンカセット。
3. 前記インクリボンにかかる張力が小さい場合は、前記ガイド軸は前記規制部側に当接しない位置に保持されることを特徴とする請求項２に記載のインクリボンカセット。
4. 前記規制部側に移動した前記ガイド軸を前記規制部から離間する方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項２または３に記載のインクリボンカセット。
5. 前記軸受部が、前記ガイド軸を前記規制部から離間する方向に付勢することを特徴とする請求項４に記載のインクリボンカセット。
6. 前記軸受部は弾性部材で形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクリボンカセット。
7. 前記規制部は、高さの異なる複数のリブを有し、
   前記ガイド軸の端部側に当接するリブよりも、前記ガイド軸の中央部に当接するリブのほうが高いことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインクリボンカセット。
8. 前記ガイド軸は、前記インクリボンの搬送経路のうち、前記巻取り軸に近い側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のインクリボンカセット。
9. 前記ガイド軸により、前記インクリボンの搬送経路が曲げられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のインクリボンカセット。
10. インクリボンが巻き回された供給軸と、
    前記供給軸からのインクリボンを巻き取るための巻取り軸と、
    前記供給軸から前記巻取り軸までの前記インクリボンの搬送経路において、前記インクリボンに当接するガイド軸と、
    前記ガイド軸を支持する軸受部であって、前記ガイド軸が移動可能となるように構成された軸受部と、
    前記ガイド軸と当接可能な規制部であって、前記インクリボンからの力によって前記ガイド軸が移動して当該規制部と当接することにより、前記ガイド軸を前記インクリボン側に向かって凸となるように変形させる規制部と、
    を有することを特徴とする印刷装置。
11. 前記インクリボンが搬送される際に当該インクリボンにかかる張力により、前記ガイド軸が前記規制部側に移動するように前記軸受部が構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の印刷装置。
12. 前記インクリボンにかかる張力が小さい場合は、前記ガイド軸は前記規制部側に当接しない位置に保持されることを特徴とする請求項１１に記載の印刷装置。
13. 前記規制部側に移動した前記ガイド軸を前記規制部から離間する方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の印刷装置。
14. 前記軸受部が、前記ガイド軸を前記規制部から離間する方向に付勢することを特徴とする請求項１３に記載の印刷装置。
15. 前記軸受部は弾性部材で形成されていることを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれか１項に記載の印刷装置。
16. 前記規制部は、高さの異なる複数のリブを有し、
    前記ガイド軸の端部側に当接するリブよりも、前記ガイド軸の中央部に当接するリブの高さを大きくしたことを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれか１項に記載の印刷装置。
17. 前記ガイド軸は、前記インクリボンの搬送経路のうち、前記巻取り軸に近い側に設けられていることを特徴とする請求項１０ないし１６のいずれか１項に記載の印刷装置。
18. 前記ガイド軸により、前記インクリボンの搬送経路が曲げられていることを特徴とする請求項１０ないし１７のいずれか１項に記載の印刷装置。
19. サーマルヘッドと、前記サーマルヘッドに対向する位置に設けられたプラテンローラと、
    前記インクリボンを搬送させるために、前記巻取り軸を回転させるインクリボン搬送手段と、
    用紙を搬送するための用紙搬送手段と、を有し、
    前記インクリボンのインクを用紙に転写させる際には、前記サーマルヘッドと前記プラテンローラとで、前記用紙および前記インクリボンを挟持しながら、前記インクリボン搬送手段による前記インクリボンの搬送および前記用紙搬送手段による用紙の搬送を行い、
    前記ガイド軸は、前記インクリボンの搬送経路のうち、前記サーマルヘッドよりも前記巻取り軸に近い側に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の印刷装置。

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