JP7414560B2 - インクカセットおよびプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクカセットおよびプリンタに関する。

近年、デジタルカメラやスマートフォンなどの撮像装置により撮影した画像データを簡単に写真プリントできる印刷装置が普及している。これらの印刷装置の１つにサーマルヘッドを用いたサーマルプリンタがある。サーマルプリンタは、インクカセットがサーマルヘッドの長手方向に沿って装着されるため、シャシーの一側壁部に大きな開口が形成される。一方、シャシーの両側壁部にはサーマルヘッドを昇降可能に支持するヘッド軸支部が設けられている。サーマルヘッドは、シャシーに回転自在に支持されたプラテンと圧接し印画を行うため、ヘッド軸支部には大きな反力が加わる。そして、シャシーには大きな開口が設けられるため、著しい強度の低下が生じる。このため、印画時のサーマルヘッドの圧接の反力によりシャシーが変形し、所望の圧接力をサーマルヘッドに加えられず、印画品質の低下を招くおそれがある。

特許文献１には、プリンタの内部に発生する力によるインクカセットの変形を防止し、印画品質の低下を防ぐ技術が開示されている。

特開２００７－２２９９３７号公報

しかしながら、特許文献１では、プリンタ本体に設けられた開口による強度低下を補うことはできず、印画品質の低下を招くおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、プリンタ本体の強度低下を補い、印画品質の低下を低減するインクカセットおよびプリンタを実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インクが塗布された長尺のインクシートが巻き回された供給軸と、前記供給軸から引き出されたインクシートを巻き取る巻取軸とを収納し、前記供給軸から引き出されたインクシートとプリントシートを重ね合わせてプリントヘッドに圧接した状態でインクをプリントシートに転写するプリンタに装着可能であるインクカセットであって、前記プリンタは、前記プリントヘッドと、前記プリントヘッドの圧接力を受ける受け部材と、前記インクシートと前記プリントシートを介して前記プリントヘッドを前記受け部材に圧接または離間させる昇降機構と、前記受け部材および前記昇降機構を支持する支持部材と、を有し、前記インクカセットは、前記支持部材に設けられた開口を介して前記プリンタに挿抜可能であり、前記インクカセットの装着方向の手前側の端部にはプレート部材が設けられ、前記プレート部材には、前記インクカセットを前記プリンタに装着した状態で、前記プリンタの前記支持部材に設けられた被係合部と係合する係合部が３つ以上設けられており、前記プリンタの前記支持部材に設けられた前記被係合部は、前記開口を挟んで前記受け部材と対向する側の前記インクシートの搬送方向に沿った位置に設けられた第１の被係合部および第２の被係合部と、前記第２の被係合部と前記開口を挟んで対向する位置に設けられた第３の被係合部とを含み、前記プレート部材に設けられた前記係合部は、前記インクカセットを前記プリンタに装着した状態で、前記プリンタの前記第１の被係合部、前記第２の被係合部、前記第３の被係合部とそれぞれ係合する、第１の係合部、第２の係合部、第３の係合部を含み、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部は、前記プリンタの装着方向と略直交方向への位置の変位を規制する位置決め機能を有し、前記プリンタの前記第２の被係合部と前記インクカセットの前記第２の係合部は、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部に作用する力のモーメントを打ち消す規制部として機能し、前記プリンタの前記第１の被係合部と前インクカセットの前記第１の係合部の係合、前記プリンタの前記第２の被係合部と前記インクカセットの前記第２の係合部の係合、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部の係合により、前記支持部材の変形を規制する。

また、本発明は、インクが塗布されたインクシートが巻き回された供給軸と、前記供給軸から引き出されたインクシートを巻き取る巻取軸とを収納するインクカセットが装着可能であり、前記供給軸から引き出されたインクシートとプリントシートを重ね合わせて圧接した状態で搬送しながらプリントヘッドによりインクをプリントシートに転写するプリンタであって、前記プリントヘッドと、前記プリントヘッドの圧接力を受ける受け部材と、前記インクシートと前記プリントシートを介して前記プリントヘッドを前記受け部材に圧接または離間させる昇降機構と、前記受け部材および前記昇降機構を支持する支持部材と、を有し、前記支持部材には、前記インクカセットを挿抜可能な開口が設けられており、前記支持部材における前記開口が設けられた側面には、前記インクカセットを装着した状態で、前記インクカセットに設けられた係合部と係合する３つ以上の被係合部が設けられており、前記支持部材に設けられた前記被係合部は、前記開口を挟んで前記受け部材と対向する側の前記インクシートの搬送方向に沿った位置に設けられた第１の被係合部および第２の被係合部と、前記第２の被係合部と前記開口を挟んで対向する位置に設けられた第３の被係合部とを含み、前記インクカセットに設けられた前記係合部は、前記インクカセットを前記プリンタに装着した状態で、前記プリンタの前記第１の被係合部、前記第２の被係合部、前記第３の被係合部とそれぞれ係合する、第１の係合部、第２の係合部、第３の係合部を含み、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部は、前記プリンタの装着方向と略直交方向への位置の変位を規制する位置決め機能を有し、前記プリンタの前記第２の被係合部と前記インクカセットの前記第２の係合部は、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部に作用する力のモーメントを打ち消す規制部として機能し、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部の係合、前記プリンタの前記第２の被係合部と前記インクカセットの前記第２の係合部の係合、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部の係合により、前記支持部材の変形を規制する。

本発明によれば、プリンタ本体の強度低下を補い、印画品質の低下を低減することができる。

本実施形態のプリンタおよびインクカセットの外観構成を示す斜視図。 本実施形態のインクリボンの展開図。 本実施形態のプリンタの印刷時の動作を説明する側断面図。 本実施形態のプリンタの印刷時の処理手順を示すフローチャート。 本実施形態のインクカセットの斜視図。 本実施形態のプリンタの要部を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

以下では、本発明を、熱転写または昇華型のサーマルプリンタに適用した例を説明するが、本発明はサーマルプリンタやインクカセットに限らず、他の形式のプリンタやインクカセットにも適用可能である。

また、本発明はプリンタ単体に限らず、印刷機能を有する装置であれば、例えば複写機やファクシミリ、コンピュータシステム等に適用可能である。また、本発明の記録用紙は、紙の材質だけでなく、プラスチックフィルム等の他の材質からなるシート材をも含むものである。

サーマルプリンタは、インクが塗布されたインクリボン（インクシート）と記録用紙をサーマルヘッド（プリントヘッド）およびプラテンローラ（受け部材）により圧接し、サーマルヘッドに接した状態でインクリボンおよび記録用紙（プリントシート）を搬送し印刷が行われる。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、これらの発熱素子に選択的に通電することにより、インクリボンに塗布されているインクを記録用紙に転写し、記録用紙に印画が行われる。特に、フルカラー印刷を行う場合は、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）の各色インクを順に重ねてフルカラーの画像を形成し、画像上にオーバーコート（ＯＰ）を転写することも行われている。

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、印画された記録用紙を排出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、記録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記録用紙に形成する動作を指すものとする。なお、モノクロ印刷の場合は、記録用紙はロール状であって、印画後に所定のサイズに切断されて排出されるものでもよい。

＜装置構成＞図１を参照して、本実施形態のサーマルプリンタの概略構成について説明する。

図１は、本実施形態のプリンタ１００およびインクカセット３００の外観構成を示す斜視図であり、（ａ）は、上方から見た斜視図、図１（ｂ）は、下方から見た斜視図である。

プリンタ１００は、プリンタ本体の上側および下側を覆う外装部材である本体ケース１５０を備える。本体ケース１５０の一側面には、カセットカバー１１０が開閉可能に設けられている。カセットカバー１１０は、シャシー１２０に設けられた開口であるカセット装着部１３０を開閉可能である。インクカセット３００は、カセット装着部１３０を介してプリンタ１００に対して挿抜可能である。インクカセット３００は、カセットカバー１１０を開いた状態でシャシー１２０のカセット装着部１３０からプリンタ１００の内部に矢印１４０の方向に装着可能であると共に、矢印１４０の方向とは反対方向にプリンタ１００の外部に抜き出すことが可能である。インクカセット３００には、長尺のインクリボンが収納されており、印画時に記録用紙３２０と共に搬送される。インクカセット３００の詳細は後述する。

本体ケース１５０の上面には、表示部１６０および操作部１７０を含むＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部１８０が設けられている。表示部１６０は、ＬＥＤなどの複数の発光素子を備え、プリンタ１００の動作状態を発光色、点灯、点滅などで表示する。操作部１７０は、プリンタ１００の電源のオン／オフなどの操作指示を受け付ける。電源オン状態で、ホスト機器から所望の画像が選択された印刷指示を受信すると、プリンタ１００は印刷指示に従い印刷を開始する。

また、本体ケース１５０の一側面には外部接続端子１９０が設けられ、ＵＳＢケーブルなどによりＡＣアダプタと接続して本体ケース１５０の内部に配置されたバッテリを充電したり、デジタルカメラやスマ－トフォンなどの外部機器と接続可能となっている。プリンタ１００は、外部接続端子１９０により接続されたホスト機器から画像データを受信し、印刷を行うことが可能である。

また、本体ケース１５０の底面には、トレイカバー２００が開閉可能に設けられ、トレイカバー２００を開いた状態にすることで、用紙収納部２０１に規定の枚数の記録用紙３２０が装填可能となっている。用紙収納部２０１には、規定のサイズの記録用紙３２０がユーザによりセットされ、印刷時には、プリンタ１００の不図示の給紙機構により、用紙収納部２０１から１枚だけ引き出される。記録用紙３２０には、図２で後述するインクリボン３１０に塗布されたイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色インクおよびオーバーコート（ＯＰ）がサーマルヘッド３３０により転写され、フルカラーの印画が行われる。

次に、図２を参照して、インクリボン３１０の構成について説明する。図２は、本実施形態のインクリボン３１０の展開図である。

フルカラー印刷の場合、インクリボン３１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色インクが配列される。そして、記録用紙３２０に各インク色を重ねて印画を行うことによりフルカラーの画像を形成し、さらに画像上にオーバーコート（ＯＰ）面が形成される。各色インクの間には各色インクの先頭位置を検出するための黒帯状のマーカー３１１が配置されており、イエロー（Ｙ）面の先頭を示すマーカーは他の色と区別するためマーカーが２本配置されている。本実施形態のインクリボンは、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）の各色インク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程度の厚さに塗布される。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て形成されている。また、インクが塗布された面の反対側の面には、サーマルヘッド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ための潤滑材や、サーマルヘッド表面を研磨清掃するための研磨剤などが塗布されている。

次に、図３および図４を参照して、本実施形態のプリンタ１００の印刷時の動作手順について説明する。

図３は、本実施形態のプリンタ１００の印刷時の動作を説明する側断面図であり、（ａ）は待機状態、（ｂ）は給紙状態、（ｃ）は頭出し状態、（ｄ）は印画中の状態、（ｅ）は（ｄ）の要部を示す断面をそれぞれ示している。図４は、本実施形態のプリンタ１００の印刷時の動作手順を示すフローチャートである。

ユーザによりインクカセット３００がプリンタ１００にセットされ、記録用紙３２０が用紙収納部２０１に収納され、操作部１７０により電源がオンされると、プリンタ１００が待機状態となる。待機状態において、ホスト機器から画像データの受信を開始すると、表示部１６０のＬＥＤが点滅し、データ読み込み状態を通知する。プリンタ１００はサーマルヘッド３３０およびプラテンローラ３４０を有する。サーマルヘッド３３０はヘッドアーム３３１がヘッド支持軸３３２に回動可能に支持され、ヘッドアップばね３３３により図中時計回り方向に付勢される。サーマルヘッド３３０は、インクカセット３００の装着時に干渉しないように、プラテンローラ３４０との距離が最大限広くなる位置に規制されている。

次に、ホスト機器から画像データの受信が完了し、表示部１６０のＬＥＤが点滅から点灯に変わると、プリンタ１００は印刷動作を開始する（Ｓ１０１）。印刷動作を開始すると、プリンタ１００は、サーマルヘッド３３０を不図示の駆動機構によりヘッドアップばね３３３の付勢力に抗してヘッド支持軸３３２を中心に図中反時計回りに回動させる。サーマルヘッド３３０は、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の待機位置とプラテンローラ３４０とニップする印刷位置との中間の位置へ移動する（Ｓ１０２）。サーマルヘッド３３０の移動が完了すると、プリンタ１００は給紙動作を開始する（Ｓ１０３）。給紙動作を開始する際に、プリンタ１００に備えられた加圧板３７０は、不図示の付勢手段により加圧板回動軸３７１を中心に図中時計回りに回動し、用紙収納部２０１に積載された記録用紙３２０を押し上げ給紙ローラ３８０へ押し付ける。給紙ローラ３８０は不図示の用紙搬送モータの駆動力により図中時計方向へ回転し、記録用紙３２０をサーマルヘッド３３０とプラテンローラ３４０を含む印画部に向けて搬送する。記録用紙３２０はプリンタ１００の分離部３８１に当接し、最上部に積載された１枚の記録用紙３２０だけが搬送される。搬送された記録用紙３２０は不図示の用紙検出センサに検出され、給紙動作不良のないことが確認される。

給紙動作不良のないことが確認されると、用紙収納部２０１の次の記録用紙３２０が誤って搬送されないように、加圧板３７０が不図示の付勢手段により図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３８０により搬送された記録用紙３２０は、切替板回動軸３８３により回動可能に支持された切替板３８２を上方に押すことにより図中時計方向へ回動させ、搬送ローラ３５０と搬送従動ローラ３６０の間のニップ部へ突入する。搬送ローラ３５０には記録用紙３２０の裏面に突き当たる微小な突起が複数形成されており、記録用紙３２０に当接して正確に搬送することが可能となっている。搬送ローラ３５０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。記録用紙３２０は、搬送ローラ３５０および搬送従動ローラ３６０により搬送が継続され、記録用紙３２０の後端部が切替板３８２を通過した後、逆方向へ所定量戻すように搬送され、印画開始位置で停止する（Ｓ１０４）。給紙動作が完了し、記録用紙３２０が印画開始位置で停止すると、インクリボン３１０のイエロー（Ｙ）の頭出し動作が行われる（Ｓ１０５）。以下、リボン頭出し動作を説明する。図３（ｃ）に示す印画開始位置まで記録用紙３２０の搬送が完了すると、インクカセット３００に収納されているインクリボン３１０が引き出される。即ち、インクカセット３００の巻取軸３０１の端部がプリンタ１００に備えられた係合部と係合し、不図示の駆動機構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３１０が巻取軸３０１に巻き取られる。図２に示したように、インクリボン３１０の各色インクの先頭にはマーカーが設けられており、イエロー（Ｙ）の先頭にはマーカーが２本設けられている。プリンタ１００は、反射式光学センサであるリボン検出センサ３３４により、インクリボン３１０に設けられたマーカー３１１で反射光が遮られたことが検出されるとインクリボン３１０の巻き取り停止し、頭出しを行う。イエロー（Ｙ）の頭出しは、二本のマーカーが検出されたか否かにより判断される（Ｓ１０６）。イエロー（Ｙ）の頭出し時に１本または所定時間内にマーカーを検出できなかった場合はインクカセット３００の異常としてエラーを表す状態を表示部１６０に表示する（Ｓ１０７）。その後、サーマルヘッド３３０を図３（ａ）に示す待機位置へ移動し、印刷動作を終了する（Ｓ１２９）。

頭出し動作時には、印画に要する時間を短縮するため印画よりも早い速度でインクリボン３１０が搬送される。即ち、供給軸３０２が回転する速度が大きくなり慣性は大きくなる。前述したように、インクリボン３１０に設けられたマーカー３１１を検出するとインクリボン３１０の搬送は停止されるが、供給軸３０２は自重および巻き回されたインクリボン３１０の重量による慣性により回転を継続しようとする。供給軸３０２の回転が継続してしまうと、不要なインクリボン３１０が引き出されることになり、インクリボンのジャムなどの不具合の原因となってしまう。これを防止するため、供給軸３０２には微小な回転抵抗が発生するような摺動部が設けられている。

イエロー（Ｙ）の頭出しが完了すると、サーマルヘッド３３０を、ヘッド支持軸３３２を中心に更に図中反時計回りに回動し、インクリボン３１０と記録用紙３２０をプラテンローラ３４０との間に狭持する印画位置へ移動する（Ｓ１０８）。サーマルヘッド３３０が印画位置に移動すると、図３（ｄ）に示すように記録用紙３２０とインクリボン３１０はサーマルヘッド３３０とプラテンローラ３４０に狭持されたまま、矢印Ａの方向に向けて搬送されながら、サーマルヘッド３３０により加熱されインクリボン３１０に塗布されたインクが記録用紙３２０へ転写され、印画が行われる（Ｓ１０９）。印画中はインクリボン３１０と記録用紙３２０は同速度で搬送されるため、プリンタ１００の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する不図示のトルクリミッタが組み込まれている。

インクリボン３１０と記録用紙３２０はサーマルヘッド３３０による加熱で印画が行われると、一定の距離の間、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、記録用紙３２０は搬送ローラ３５０により矢印Ａの方向へ搬送され、インクリボン３１０はサーマルヘッド３３０の剥離板３３５に摺動しながらインクカセット３００の巻取軸３０１に向かって搬送される。インクリボン３１０はサーマルヘッド３３０よる印画時の加熱により記録用紙３２０に貼り付いているが、剥離板３３５の位置まで搬送されて記録用紙３２０から引き剥がされる。印画される画像が高階調画像である場合は、高濃度が要求される。このため、より多くのインクを記録用紙３２０に拡散移動させるため、より多くの熱量がインクリボン３１０に印加される。

インクリボン３１０は熱量が加えられると、前述したようにポリエチレンテフタレートフィルムで構成されているため収縮が起きる。特に高諧調画像を印画する場合、多くの熱量がインクリボン３１０に加えられ大きく収縮する。すると、供給軸３０２に巻き回されているインクリボン３１０が収縮により引き出され、リボンの捩れや、弛み、シワなどの原因となる。捩れやシワが発生すると、色抜けなどが発生し印画品質の低下を招いてしまう。このような印画品質を低下させる事態を防止するためには、供給軸３０２が収縮などの比較的微小な力の作用で容易に引き出されないように、供給側軸に適切な回転抵抗を生じさせる構成が有効である。前述したように、供給側軸には微小な回転抵抗が生じる構成とされている。このような回転抵抗を生じさせる構成はインクリボン３１０の頭出し動作停止時の緩み防止のみならずシワ耐性を向上させる機能も担っている。

剥離板３３５のサーマルヘッド３３０の発熱体との距離は、インクリボン３１０から記録用紙３２０に拡散移動したインクが充分冷却され定着するために必要な値へ適正化されている。記録用紙３２０に対してイエローの画像領域への印画が完了すると、プリンタ１００の不図示の駆動機構がサーマルヘッド３３０を回動させ、図３（ｃ）に示す位置に退避させる（Ｓ１１０）。その後、図３（ｃ）に示す位置まで記録用紙３２０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）。以降、イエロー（Ｙ）の印画動作と同様にインクリボン３１０を巻き取り搬送し、マーカー３１１を検出することにより印画開始位置まで搬送して停止しマゼンダ（Ｍ）の印画を行う（Ｓ１１２～Ｓ１１５）。同様にシアン（Ｃ）およびオーバーコート（ＯＰ）のマーカーを検出して頭出しを行い、シアン（Ｃ）およびオーバーコート（ＯＰ）の印画を行う（Ｓ１１６～Ｓ１２７）。オーバーコート（ＯＰ）の印画が終了すると、図３（ｄ）の矢印Ａの方向に向けて記録用紙３２０を更に搬送し、記録用紙３２０の後端部が搬送ローラ３５０を通過すると排紙が完了する（Ｓ１２８）。排紙が完了すると、サーマルヘッド３３０を不図示の駆動機構により図３（ａ）の待機位置まで回動し、印刷動作を終了する（Ｓ１２９）。

図３（ｅ）は、図３（ｄ）の印画中における要部断面図である。上述したように印画状態では、サーマルヘッド３３０はインクリボン３１０と記録用紙３２０を挟持しながらプラテンローラ３４０に圧接されている。サーマルヘッド３３０は、昇降機構によりプラテンローラ３４０に圧接した位置と離間した位置に移動可能である。詳しくは、ヘッドアーム３３１に保持されたサーマルヘッド３３０は、ヘッド支持軸３３２を中心に図３（ｄ）において反時計回りに回動している。これは不図示の駆動機構により圧接カム軸３３６が図中時計回りに回動し、圧接カム３３７がヘッドアーム３３１に一体的に設けられた圧接カムフォロア３３８を押下することにより、ヘッドアップばね３３３の付勢力に抗して回動させることにより実現される。サーマルヘッド３３０はヘッドアーム３３１に対し、圧接ばね３３９を介して取り付けられており、圧接カム３３７が所定量回動するとヘッドアーム３３１はヘッドアップばね３３３を所定量押し縮めることになる。このため、サーマルヘッド３３０は圧接ばね３３９の反力によりプラテンローラ３４０へ押し付けられることになる。このように、インクリボン３１０と記録用紙３２０は圧接ばね３３９の反力により密着されるが、インクをよりスムースに記録用紙３２０に転写するためには比較的大きな力で密着状態とする必要がある。本実施形態では、４インチの長さのサーマルヘッド３３０であり、３Ｎ以上の強い力で圧接されている。このように、印画中は大きな力で圧接が行われるが、その力はシャシー１２０に設けられた圧接カム軸３３６の軸受部とプラテンローラ３４０の軸受部で支持されることになる。

以上により、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、オーバーコート（ＯＰ）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、図５を参照して、インクカセット３００の詳細な構成について説明する。

図５は本実施形態のインクカセット３００の斜視図であり、（ａ）はインクカセット３００を下方から見た斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。

図５（ａ）に示すように、インクカセット３００は巻取軸３０１を収納する巻取側収納部３０３Ａと、供給軸３０２を収納する供給側収納部３０３Ｂを備え、巻取側収納部３０３Ａと供給側収納部３０３Ｂは、プリンタ１００の装着方向奥側の端部が開口し、インクカセット３００がプリンタ１００に装着された状態で、プリンタ１００の駆動機構と巻取軸３０１および供給軸３０２が係合可能に構成されている。

インクリボン３１０は、供給軸３０２に巻き回され、他端が巻取軸３０１に取り付けられた状態でカセットケース３０３に収納されている。カセットケース３０３は、後述するようにインクリボン３１０との摺動性能や搬送性能を確保するため、ＡＢＳやＰＣなどの高強度のエンジニアリングプラスチックを射出成形して作製される。

カセットケース３０３は２つの半円筒体の両端部を連結し、２つの半円筒体の開放部分をそれぞれ巻取側カバー３０４と供給側カバー３０５とで覆い、２つの半円筒体が平行に配置された構成を有する。巻取側カバー３０４と供給側カバー３０５は各々の両端部付近に設けられた４箇所の係合爪３０６をカセットケース３０３に設けられた係合穴に係合させ一体化される。また、巻取側カバー３０４と供給側カバー３０５はカセットケース３０３と同様の射出成型品である。

巻取側カバー３０４と供給側カバー３０５は、プリンタ１００への装着方向手前側の端部が、可能な限り広い面積を持つ略平面状の薄いプレート部材から構成されている連結部４００により連結されている。連結部４００には、プリンタ１００への装着時にシャシー１２０と係合する係合部としての突起状の位置決めボス４１０および規制ボス４２０、被係合部としての位置決め穴４３０が設けられている。インクカセット３００とプリンタ１００およびシャシー１２０の位置関係については後述する。

巻取軸３０１および供給軸３０２はカセットケース３０３の巻取側収納部３０３Ａと供給側収納部３０３Ｂの内部に回転自在に支持される。巻取軸３０１と供給軸３０２は同じ形状を有し、ＡＢＳやＰＳなどの高強度の樹脂材料を用いた射出成型品である。

インクリボン３１０は、カセットケース３０３に回転可能に支持されたガイド軸３０７において屈曲され、巻取側カバー３０４および供給側カバー３０５とカセットケース３０３の間に設けられた開口を通過するように配置されている。ガイド軸３０７は高強度の樹脂であるＰＢＴ－Ｇ３０％の射出成型にて作製され、インクリボン３１０と接触する大径部と、大径部の両端部に設けられた小径部とを有する。

次に、図６を参照して、インクカセット３００とプリンタ１００およびシャシー１２０の位置関係について説明する。

図６は、本実施形態の印刷時のプリンタ１００の要部を示す図であり、（ａ）はインクカセット３００の装着方向奥側から見た断面図であり、（ｂ）はインクカセット３００装着方向手前側から見た斜視図である。図６（ａ）は、説明の容易化のため、シャシー１２０、インクカセット３００、圧接カム３３７、プラテンローラ３４０、圧接カム軸３３６のみを示し、図３（ｄ）と同様に印画中の状態を示している。圧接カム３３７は圧接カム軸３３６を中心に回動しサーマルヘッド３３０をプラテンローラ３４０へ押し付けている。シャシー１２０は、厚さが０．８ｍｍの薄い亜鉛メッキ鋼板をコの字状に折り曲げ加工して製作された支持部材である。図６（ｂ）に示すように、シャシー１２０のコの字状に折り曲げられた２つの側壁部１２０ａ、１２０ｂのうち、一方の側壁部１２０ａにはインクカセット３００を装着するための開口であるカセット装着部１３０が設けられ、両方の側壁部１２０ａ、１２０ｂには、圧接カム軸３３６およびプラテンローラ３４０の軸受部が設けられている。

図３で説明したように、印画品質を安定的に向上させるため、サーマルヘッド３３０とプラテンローラ３４０は大きな力で圧接されているが、その圧接力はヘッド支持軸３３２およびプラテンローラ３４０の各軸受部によりシャシー１２０で受け止めている。印画時にはインクリボン３１０および記録用紙３２０をサーマルヘッド３３０とプラテンローラ３４０で挟持するため、図６（ａ）に示すようにインクリボン３１０とその搬送経路に沿うカセット装着部１３０を挟むようにサーマルヘッド３３０とプラテンローラ３４０が上下に配置される。即ち、印画時のサーマルヘッド３３０とプラテンローラ３４０の圧接力を受け止める圧接カム軸３３６とプラテンローラ３４０の各軸受部はシャシー１２０に設けられた大きな開口であるカセット装着部１３０を挟んで上下に対向配置される位置関係となる。このように印画時にシャシー１２０は大きな圧接力を受けるが、カセット装着部１３０が形成されている一方の側壁部１２０ａは他方の側壁部１２０ｂよりも強度が低下してしまう。プリンタ１００を可能な限り小型化するには、シャシー１２０を小型化する必要があり、カセット装着部１３０による強度低下の影響を受けやすくなってしまう。印刷時の圧接力によりシャシー１２０が変形してしまうと、所望の圧接力を保持できず印画濃度の低下やインクが記録用紙３２０へ転写されず、印画品質の低下を招いてしまう。特にカセット装着部１３０はシャシー１２０の一方の側壁部１２０ａだけに設けられ、他方の側壁部１２０ｂにはカセット装着部１３０のような大きな開口は設けられない。そのため、サーマルヘッド３３０の発熱体の配列方向（画像の主走査方向）において、インクカセット３００の装着方向奥側の圧接力よりも手前側の圧接力が低くなってしまう。このようにサーマルヘッド３３０の長手方向において圧接力に差異が生じてしまうと、印画された画像の主走査方向に濃度差が発生してしまい、印画品質の低下を招いてしまう。

本実施形態のインクカセット３００は、図５に示したように、インクカセット３００の装着方向手前側に設けられた連結部４００に、位置決めボス４１０、規制ボス４２０および位置決め穴４３０が設けられている。シャシー１２０における位置決めボス４１０、規制ボス４２０および位置決め穴４３０に対応する部位には、位置決めボス４１０、規制ボス４２０、位置決め穴４３０に係合する穴やボスが設けられている。図６に示すように、印画時の圧接力の反力はシャシー１２０に対して図６（ａ）の矢印Ｂ、Ｃで示される方向に加わることとなる。矢印Ｂで示される力が加わると、矢印Ｅ、Ｆで示される方向へ位置決めボス４１０および規制ボス４２０が移動するようにシャシー１２０に力が加わる。同様に、矢印Ｃで示される力が加わると、シャシー１２０の変形により位置決め穴４３０が矢印Ｄで示される方向へ移動するように力が加わる。そして、シャシー１２０の一方の側壁部１２０ａはカセット装着部１３０の影響で強度が低下しているため比較的容易に変形してしまう。

ここで、位置決めボス４１０と位置決め穴４３０はカセット装着部１３０を挟むような位置関係であるため、インクカセット３００の装着方向手前側に設けられた連結部４００が矢印Ｄ、Ｅで示される力を受け止めるように作用する。詳しくは、位置決めボス４１０と位置決め穴４３０は、カセットケース３０３の連結部４００の剛性により互いの距離が変化しないようにシャシー１２０の側壁部１２０ａの変形を規制する。しかしながら、位置決めボス４１０および位置決め穴４３０は、圧接カム軸３３６とプラテンローラ３４０の各軸受部の中心を結ぶ直線上には配置されていないため、カセットケース３０３を図６（ａ）の時計回りに回動させるようなモーメントが発生してしまう。位置決めボス４１０および位置決め穴４３０はインクカセット３００をプリンタ１００に装着する際の位置決め部として機能するため、カセットケース３０３やシャシー１２０の製造時に発生する形状誤差の影響を受けないように可能な限り離間して配置する必要がある。プリンタ１００は、巻取軸３０１と供給軸３０２の間にサーマルヘッド３３０およびプラテンローラ３４０を配置するため、図中左右方向に長くなりやすい。そして、位置決めボス４１０および位置決め穴４３０を可能な限り離間して配置するため、位置決めボス４１０と位置決め穴４３０はサーマルヘッド３３０を挟んで搬送方向の上流側と下流側の位置にそれぞれ配置する。また、プリンタ１００のサイズ（厚さ）を可能な限り小さくするため、プラテンローラ３４０と圧接カム軸３３６の距離は可能な限り小さくして配置される。また、位置決めボス４１０と位置決め穴４３０の搬送方向における略中間には、規制ボス４２０が配置されている。規制ボス４２０は、位置決めボス４１０と同様にシャシー１２０のカセット装着部１３０の上側に配置されている。よって、カセットケース３０３を図６（ａ）の時計回りに回動させるようなモーメントは、規制ボス４２０に加わる矢印Ｆで示される力により打ち消される。即ち、位置決めボス４１０、位置決め穴４３０および規制ボス４２０の全てがカセットケース３０３の連結部４００に設けられていることで、互いの位置関係が変化しないようにシャシー１２０の側壁部１２０ａの変形が規制される。特に、規制ボス４２０と位置決め穴４３０は互いに離間するような力がモーメントとして加わるが、カセットケース３０３および連結部４００は高強度の樹脂材料で形成されているため、位置決めボス４１０、位置決め穴４３０および規制ボス４２０の位置の変位を強固に規制することが可能である。また、位置決めボス４１０と規制ボス４２０は連結部４００の連続する平面に形成されているので、更に強固に位置関係が保持される。即ち、カセットケース３０３の連結部４００おける、穴などの強度低下要因のない同一面に複数の位置決め部または規制部を設けたことにより、より強固に位置の変位を規制することが可能となっている。なお、インクカセット３００に設けられ係合部としての位置決めボス４１０および被係合部としての位置決め穴４３０、位置決めボス４１０が係合するプリンタ１００に設けられた被係合部としての穴および位置決め穴４３０に係合するプリンタ１００に設けられたボスは２つに限らず、２つ以上設けてもよい。また、インクカセット３００に設けられた被係合部としての規制ボス４２０およびこれに係合するプリンタ１００に設けられた被係合部としての穴も１つに限らず、１つ以上設けてもよい。

また、カセットケース３０３の連結部４００の位置決めボス４１０と位置決め穴４３０はプリンタ１００にインクカセット３００を装着する際の位置決め部として機能するので、ボスに嵌合する穴径はクリアランスを可能な限り小さく設定されている。具体的には、ボスの軸径が穴径よりも大きい嵌め合い（締りばめ）に設定される。一方、規制ボス４２０が嵌合する穴径は、ボスと穴が互いに干渉することがないように必要最小限の隙間を有している。必要最小限の隙間はシャシー１２０の変形を許容することになるが、それに起因する圧接力の低下による印画品質に影響のない範囲に収まっている。具体的には、規制ボス４２０の軸径をφ２．２±０．０５、穴径をφ２．３５±０．０５に設定している。規制ボス４２０の最大の軸径φ２．１５に対して、穴径φ２．４０となり、０．１２５ｍｍの移動（変形）を許容することになるが、それによる圧接力の低下は印画品質が確保可能な範囲内に抑えられる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神および範囲から離脱することなく、様々な変更および変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００…サーマルプリンタ、１２０…シャシー、１３０…カセット装着部、３００…インクカセット、３０１…巻取軸、３０２…供給軸、３２０…記録用紙、３３０…サーマルヘッド、４００…連結部、４１０…位置決めボス、４２０…規制ボス、４３０…位置決め穴

Claims (13)

1. インクが塗布された長尺のインクシートが巻き回された供給軸と、前記供給軸から引き出されたインクシートを巻き取る巻取軸とを収納し、前記供給軸から引き出されたインクシートとプリントシートを重ね合わせてプリントヘッドに圧接した状態でインクをプリントシートに転写するプリンタに装着可能であるインクカセットであって、
   前記プリンタは、前記プリントヘッドと、前記プリントヘッドの圧接力を受ける受け部材と、前記インクシートと前記プリントシートを介して前記プリントヘッドを前記受け部材に圧接または離間させる昇降機構と、前記受け部材および前記昇降機構を支持する支持部材と、を有し、
   前記インクカセットは、前記支持部材に設けられた開口を介して前記プリンタに挿抜可能であり、前記インクカセットの装着方向の手前側の端部にはプレート部材が設けられ、
   前記プレート部材には、前記インクカセットを前記プリンタに装着した状態で、前記プリンタの前記支持部材に設けられた被係合部と係合する係合部が３つ以上設けられており、
   前記プリンタの前記支持部材に設けられた前記被係合部は、前記開口を挟んで前記受け部材と対向する側の前記インクシートの搬送方向に沿った位置に設けられた第１の被係合部および第２の被係合部と、前記第２の被係合部と前記開口を挟んで対向する位置に設けられた第３の被係合部とを含み、
   前記プレート部材に設けられた前記係合部は、前記インクカセットを前記プリンタに装着した状態で、前記プリンタの前記第１の被係合部、前記第２の被係合部、前記第３の被係合部とそれぞれ係合する、第１の係合部、第２の係合部、第３の係合部を含み、
   前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部は、前記プリンタの装着方向と略直交方向への位置の変位を規制する位置決め機能を有し、
   前記プリンタの前記第２の被係合部と前記インクカセットの前記第２の係合部は、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部に作用する力のモーメントを打ち消す規制部として機能し、
   前記プリンタの前記第１の被係合部と前インクカセットの前記第１の係合部の係合、前記プリンタの前記第２の被係合部と前記インクカセットの前記第２の係合部の係合、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部の係合により、前記支持部材の変形を規制することを特徴とするインクカセット。
2. 前記インクカセットの前記第１の係合部と前記第２の係合部が係合する、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記第２の被係合部は、前記プリントヘッドを挟んで搬送方向の上流側と下流側の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクカセット。
3. 前記インクカセットの前記第１の係合部と前記第２の係合部は、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記第２の被係合部である穴に嵌合する軸であり、
   前記インクカセットの前記第３の係合部は、前記プリンタの前記第３の被係合部である軸が嵌合する穴であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクカセット。
4. 前記インクカセットの前記第１の係合部の軸径は、前記プリンタの前記第１の被係合部の穴径よりも大きく、前記プリンタの前記第３の被係合部の軸径は、前記インクカセットの前記第３の係合部の穴径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のインクカセット。
5. 前記プリンタの前記第２の被係合部の穴径は前記インクカセットの前記第２の係合部の軸径よりも大きく、前記圧接力による前記支持部材の変形を許容し、前記支持部材の変形に起因する前記圧接力の低下が所定の範囲に収まるような嵌め合いとされることを特徴とする請求項３または４に記載のインクカセット。
6. 前記インクカセットは、前記供給軸を支持する供給側収納部と、前記巻取軸を支持する巻取側収納部と、を有し、
   前記プレート部材は、前記供給側収納部と前記巻取側収納部における前記装着方向の手前側を連結する部材であり、
   前記第１の係合部、前記第２の係合部、前記第３の係合部は、前記プレート部材の同一面に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクカセット。
7. インクが塗布されたインクシートが巻き回された供給軸と、前記供給軸から引き出されたインクシートを巻き取る巻取軸とを収納するインクカセットが装着可能であり、前記供給軸から引き出されたインクシートとプリントシートを重ね合わせて圧接した状態で搬送しながらプリントヘッドによりインクをプリントシートに転写するプリンタであって、
   前記プリントヘッドと、前記プリントヘッドの圧接力を受ける受け部材と、前記インクシートと前記プリントシートを介して前記プリントヘッドを前記受け部材に圧接または離間させる昇降機構と、前記受け部材および前記昇降機構を支持する支持部材と、を有し、
   前記支持部材には、前記インクカセットを挿抜可能な開口が設けられており、
   前記支持部材における前記開口が設けられた側面には、前記インクカセットを装着した状態で、前記インクカセットに設けられた係合部と係合する３つ以上の被係合部が設けられており、
   前記支持部材に設けられた前記被係合部は、前記開口を挟んで前記受け部材と対向する側の前記インクシートの搬送方向に沿った位置に設けられた第１の被係合部および第２の被係合部と、前記第２の被係合部と前記開口を挟んで対向する位置に設けられた第３の被係合部とを含み、
   前記インクカセットに設けられた前記係合部は、前記インクカセットを前記プリンタに装着した状態で、前記プリンタの前記第１の被係合部、前記第２の被係合部、前記第３の被係合部とそれぞれ係合する、第１の係合部、第２の係合部、第３の係合部を含み、
   前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部は、前記プリンタの装着方向と略直交方向への位置の変位を規制する位置決め機能を有し、
   前記プリンタの前記第２の被係合部と前記インクカセットの前記第２の係合部は、前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部に作用する力のモーメントを打ち消す規制部として機能し、
   前記プリンタの前記第１の被係合部と前記インクカセットの前記第１の係合部の係合、前記プリンタの前記第２の被係合部と前記インクカセットの前記第２の係合部の係合、および、前記プリンタの前記第３の被係合部と前記インクカセットの前記第３の係合部の係合により、前記支持部材の変形を規制することを特徴とするプリンタ。
8. 前記プリンタの前記第１の被係合部と前記第２の被係合部は、前記プリントヘッドを挟んで搬送方向の上流側と下流側の位置に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のプリンタ。
9. 前記プリンタの前記第１の被係合部および前記第２の被係合部は、前記インクカセットの前記第１の係合部および前記第２の係合部が嵌合する穴であり、
   前記プリンタの前記第３の被係合部は、前記インクカセットの前記第３の係合部である穴に嵌合する軸であることを特徴とする請求項７または８に記載のプリンタ。
10. 前記インクカセットの前記第１の係合部の軸径は、前記プリンタの前記第１の被係合部の穴径よりも大きく、前記プリンタの前記第３の被係合部の軸径は、前記インクカセットの前記第３の係合部の穴径よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載のプリンタ。
11. 前記プリンタの前記第２の被係合部の穴径は前記インクカセットの前記第２の係合部の軸径よりも大きく、前記圧接力による前記支持部材の変形を許容し、前記支持部材の変形に起因する前記圧接力の低下が所定の範囲に収まるような嵌め合いとされることを特徴とする請求項９または１０に記載のプリンタ。
12. 前記インクカセットは、前記供給軸を支持する供給側収納部と、前記巻取軸を支持する巻取側収納部と、前記インクカセットの装着方向の手前側の端部に設けられたプレート部材と、を有し、
    前記プレート部材は、前記供給側収納部と前記巻取側収納部における前記インクカセットの装着方向の手前側を連結することを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載のプリンタ。
13. 前記プリンタは、昇華型のインクシートと、サーマルヘッドを備えるサーマルプリンタであることを特徴とする請求項７から１２のいずれか１項に記載のプリンタ。

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