JPH0542738A

JPH0542738A - プリンタの記録紙張力制御方法

Info

Publication number: JPH0542738A
Application number: JP20023891A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshida; 吉田　　隆; Isao Shimizu; 伊三男清水; Yasuhiro Matsuda; 泰洋松田; Katsumi Watanabe; 勝美渡辺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1993-02-23

Abstract

(57)【要約】【目的】熱転写プリンタのロール状記録紙の巻径を検出
し、搬送時の張力を一定に制御して、記録紙の残量を表
示する。【構成】記録紙７を搬送ローラ１０と押圧ローラ１１で
狭持し、ステッピングモータ２４により駆動パルス周期
Ｔ_P で搬送し、ロール状記録紙７を巻いたＲリール１４
の回転周期Ｔ_R をパルスエンコーダ２２で検出する。Ｒ
リール１４に巻かれた記録紙７は歯車１５,１６により
Ｒモータ２３により張力を制御する。Ｒリール１４の回
転周期Ｔ_R をマイクロコンピュータ３３に入力し、
Ｔ_P，Ｔ_Rより演算によって記録紙巻径ｒ_R １８を求め、
一定の張力を得るためのＲモータ２３の電流値Ｉ_R を算
出し、Ｒモータ２３のトルクを制御する。また、巻径よ
り記録紙の残量を算出して使用状態を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタのロール状記録
紙の張力制御に使用する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、記録紙に張力を与えるために、
ロール状記録紙を巻いたリールをすべりクラッチを介し
て駆動していた。また、特開昭52−62004 号公報では、
磁気テープの張力制御をリールの巻径を検出し、巻径の
変化に対応して張力を一定に制御する方法が開示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ロール状の記録紙の巻
径は、記録紙の消費とともに変化する。従来の方法で
は、巻径及び搬送時の摩擦力の変化が考慮されていない
ので記録紙の張力が変化し、速度変動による記録濃度む
ら及び搬送方向と直角方向の位置ずれ（スキュー）が発
生し、画質の劣化を招いていた。

【０００４】本発明の目的は、ロール状記録紙を巻いた
リールの回転周期を計測するセンサを用い簡単な構成で
巻径を検出し、記録紙の張力を一定に保つために、リー
ルを駆動しているモータのトルクを制御することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ロール状記録紙を巻いた
リールに回転を検出するパルスエンコーダと回転を制御
するモータとを取り付け、記録紙を狭持して搬送する搬
送ローラとの間で張力を制御する。搬送ローラをステッ
ピングモータにより周期Ｔ_P で駆動し、記録紙を搬送す
る。その時のパルスエンコーダのパルス周期Ｔ_R を計測
し、マイクロコンピュータの演算により記録紙の巻径ｒ
_R を求める。ｒ_R より記録紙の張力を一定に保つための
モータのトルクを算出し、モータのトルクを制御し、張
力を一定に制御する。

【０００６】

【作用】ロール状に巻いてある記録紙を搬送する時に記
録紙リールと記録紙を狭持し搬送する搬送ローラとの間
に一定の張力を与えると、記録紙には剛性が働き平行に
引き出されたり巻き取られたりする。従って、搬送方向
と直角方向の位置ずれ（スキュー）を生じない。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。図
１は熱転写プリンタの記録紙張力制御の全体構成図を示
す。

【０００８】まず、図１の機構の構成を説明する。ロー
ル状記録紙７をセットするＲリール１４とＲリール１４
に取り付けた歯車１５と、歯車１５と噛み合いＲリール
１４にＲモータ２３より回転力を伝える歯車１６と、Ｒ
リールの回転を検出するエンコーダ２２と、Ｒリール１
４を駆動するＲモータ２３と、記録紙７を搬送ローラ１
０と押圧ローラ１１に給紙する前給紙ローラ２１ａ，２
１ｂと、後給紙ローラ２０ａ，２０ｂと、ペーパガイド
１２ａ，１２ｂと、記録紙７を加圧狭持し搬送する搬送
ローラ１０と押圧ローラ１１と、搬送ローラ１０を駆動
するステッピングモータ２４と、サーマルヘッド４の発
熱体３で加熱しインクを転写し記録紙７とインクフィル
ム２を重ね合わせて搬送するプラテンローラ９と、記録
時に記録紙７に張力を与えたり記録後の記録紙７を排紙
する排紙ローラ８と押圧ローラ６と、記録後の記録紙７
を切断するカッタ１９で構成される。なお、Ｒリール１
４に巻かれた記録紙の中心から外周までの半径を巻径１
８，搬送ローラ１０の半径を１７で示す。

【０００９】インクフィルム２の搬送は、インク供給リ
ール１とインク巻き取りリール５で行い、サーマルヘッ
ド４の発熱体３と各リール間で張力を与えながら、イン
ク供給リール１ではインクフィルム２を送り出し、イン
ク巻き取りリール５ではインクフイルム２を巻き取る。

【００１０】次に、記録紙の給紙動作について説明す
る。記録紙７は前給紙ローラ２１ａ，２１ｂと後給紙ロ
ーラ２０ａ，２０ｂによりＲリール１４より引っぱり出
され、搬送ローラ１０と押圧ローラ１１に搬送される。
この時、Ｒリール１４は記録紙７に張力を与える。搬送
ローラ１０と押圧ローラ１１で加圧し狭持された後、記
録紙７はこの搬送ローラ１０によりプラテンローラ９，
排紙ローラ８及びカッタ１９に搬送される。

【００１１】次に、記録動作について説明する。記録時
は前給紙ローラ２１ａと後給紙ローラ２０ａを記録紙よ
り離し、記録紙７を搬送ローラ１０と押圧ローラ１１で
狭持しＲリール１４方向に搬送する。インクフィルム２
と記録紙７はプラテンローラ９で重ね合わされ、プラテ
ンローラ９とサーマルヘッド４で狭持して搬送される。
発熱体３によりインクを加熱してインクフィルムのイン
クを溶融または昇華させて、記録紙７にインクを転写す
る。Ｒモータ２３を駆動し歯車１６，１５を介してＲリ
ール１４を回転する。Ｒリール１４は記録紙７に張力を
与えながら回転し記録紙７を巻き取る。

【００１２】次に、張力制御回路の構成を説明する。パ
ルスエンコーダ２２で検出したＲリール１４の回転信号
は、二値化回路２７でディジタル量に変換し、入力ポー
ト３１によりマイクロコンピュータ３３に取り込まれ
る。パルスエンコーダ２２の信号とステッピングモータ
の駆動信号よりマイクロコンピュータ３３は相互に信号
を交換するバス３４に接続されたＣＰＵ３５(中央演算
処理装置)，ＲＯＭ３６（リード・オンリー・メモ
リ），ＲＡＭ３７（ランダム・アクセス・メモリ）によ
って、Ｒリール１４の記録紙７の巻径１８を算出し、算
出した巻径より所定の張力を発生するためのＲモータ２
３に与える電流値Ｉ_R を算出し、出力ポート３２より出
力する。出力ポート３２の出力信号はＤＣモータ駆動回
路２８に入力され、ＤＣモータ駆動回路２８はＲモータ
２３に流す電流を所定の電流値Ｉ_R に制御するトルク制
御を行う。ステッピングモータ２４はマイクロコンピュ
ータ３３の指令により出力ポート３０とステッピングモ
ータ駆動回路２６によって制御される。

【００１３】また、算出した記録紙の巻径より記録紙の
残量を算出し、出力ポート２９より出力し表示器２５で
表示する。この場合の表示は、パーセント，長さ，枚数
である。

【００１４】次に、図２は図１の記録紙張力制御機構の
II−II矢視断面を示す。

【００１５】記録紙７は巻芯４０にロール状に巻かれて
いる。ロール状記録紙はＲリール１４に挿入された状態
で、シャーシ４４のローラ軸受け４３に上方より挿入し
て回転軸４５を設置する。また、巻芯４０とＲリール１
４のすべりをなくすために、巻芯４０に切欠きを設けＲ
リール１４の挿入ガイド４６に突起４１を設けて両者が
嵌合するようになっている。また、Ｒリール１４に歯車
１５を形成し、歯車１６と噛み合わせＲモータ２３によ
り回転させる。歯車１６はモータ軸４７に取り付けてい
る。また、モータ軸４７にスリットを設けた円板４８を
設け、光センサ４９により回転を検出するパルスエンコ
ーダを取り付けている。

【００１６】次に、図３に示す記録紙張力制御機構の他
の実施例を示す。

【００１７】ステッピングモータ６０はシャーシ４４に
固定され、回転力はプーリ６２，ベルト６３、及び、プ
ーリ６４により搬送ローラ１０に伝達される。さらに、
搬送ローラ１０の動力は搬送ローラ１０の軸６６に取り
付けたワンウェイクラッチ６５，プーリ６７，ベルト６
８、及びプーリ６９によりＲリール１４を駆動する軸７
０に伝達される。軸７０に伝達された動力は、トルクリ
ミッタ７１と、歯車１６，１５によりＲリール１４に伝
達され記録紙７を回転する。トルクリミッタ７１は、一
定以上のトルクが作用するとすべりを生じるクラッチで
ある。また、軸７０にはスリットを設けた円板４８と光
センサ４９とで構成するパルスエンコーダが取り付けて
ある。また、搬送ローラ１０，プラテンローラ９，排紙
ローラ８は、ローラシャーシ７７に軸受７２により取り
付けられ、歯車７６により駆動される。また、前給紙ロ
ーラ２１ｂ，後給紙ローラ２０ｂも同様に駆動される。
また、Ｒリール１４の回転軸４５はシャーシ４４のロー
ラ軸受け７２で支持されている。

【００１８】次に、マイクロコンピュータ３３で制御す
る記録紙の張力制御及び残量表示動作の実施例を図４を
用いて説明する。

【００１９】ステップ１２０：処理開始。

【００２０】ステップ１２１：プリント動作の開始かど
うかを判定する。開始ならばステップ１２２へ進む。

【００２１】ステップ１２２：サーマルヘッドをプラテ
ンローラに加圧する。

【００２２】ステップ１２３：初期スタートかどうかを
判定する。初期スタートならばステップ１２４へ進む。
そうでない場合はステップ１２５へ進む。

【００２３】ステップ１２４：Ｒモータに流す電流を初
期値として与えたＩＩ_R に制御し、記録紙の張力を一定
に保つトルク制御を開始する。

【００２４】ステップ１２５：Ｒモータに流す電流を記
憶してあるＩ_R に制御し、記録紙の張力を一定に保つト
ルク制御を開始する。

【００２５】ステップ１２６：ステッピングモータを駆
動パルス周期Ｔ_Pで回転する。

【００２６】ステップ１２７：Ｒリールのエンコーダパ
ルスの周期Ｔ_R を測定する。

【００２７】ステップ１２８：ステッピングモータの駆
動パルス周期Ｔ_PとＲリールのエンコーダパルスの周期
Ｔ_R より、Ｒリールの巻径ｒ_R を以下の演算で算出す
る。

【００２８】搬送ローラの半径をｒ_P 、また、搬送ロー
ラとＲリールの角速度をω_P とω_R とすれば、

【００２９】

【数１】

【００３０】また、搬送ローラの一回転のステップ数を
Ｎ_P 、Ｒリール１回転のパルスエンコーダのパルス数を
Ｎ_S とすれば、

【００３１】

【数２】

【００３２】

【数３】

【００３３】となる。

【００３４】（数１）式に（数２)，(数３）式を代入し
てｒ_Rを求める。

【００３５】

【数４】

【００３６】このようにして、Ｒリールの巻径ｒ_R を求
めることができる。

【００３７】ステップ１２９：記録紙の残量を以下の式
で求める。

【００３８】最小の巻径をＲmin，最大の巻径をＲmaxと
すれば、

【００３９】

【数５】

【００４０】このようにして求めた記録紙の残量を％で
表示する。

【００４１】また、記録紙が終わりの場合は記録紙エン
ドを表示する。

【００４２】ステップ１３０：Ｒリールの巻径ｒ_R より
記録紙の張力Ｆ_R を一定にする。Ｒモータの電流値Ｉ_R
を以下の演算で求め記憶する。ＤＣモータのトルクは電
流に比例することから比例定数をＫ_R とすれば、Ｋ_RＩ_R
＝ｒ_RＦ_Rより

【００４３】

【数６】

【００４４】で求められる。

【００４５】ステップ１３１：Ｒモータに流す電流をス
テップ１３０で求めたＩ_R に制御し、記録紙の張力を一
定に保つトルク制御を行う。

【００４６】ステップ１３２：ステッピングモータを駆
動し、記録紙とインクフィルムを搬送する。１ラインご
とにサーマルヘッドを発熱し画像を記録する。

【００４７】ステップ１３３：プリント動作が終了した
がどうかを判定する。終了したならば、ステップ１３４
へ進む。そうでない場合はステップ１２６〜ステップ１
３３を繰り返し実行する。

【００４８】ステップ１３４：Ｒモータを停止する。

【００４９】ステップ１３５：サーマルヘッドをプラテ
ンローラから離す。

【００５０】ステップ１３６：処理終了。

【００５１】本実施例によれば、搬送ローラと記録紙供
給リールとの間で与える張力を記録紙の巻径が変化して
も一定にできるので、搬送時の記録紙の幅方向の位置ず
れ（スキュー）を防止できる効果があるのと、記録紙の
搬送速度が一定となり、速度むらによる濃度変化をなく
す効果がある。また、記録紙の残量を表示できるので交
換時期を判断できる効果がある。

【００５２】次に、図３に示す記録紙の張力制御及び残
量表示動作の他の実施例を図５を用いて説明する。

【００５３】ステップ１００：処理開始。

【００５４】ステップ１０１：プリント動作の開始かど
うかを判定する。開始ならばステップ１０２へ進む。

【００５５】ステップ１０２：サーマルヘッドをプラテ
ンローラに加圧する。

【００５６】ステップ１０３：初期スタートかどうかを
判定する。初期スタートならばステップ１０４へ進む。
そうでない場合はステップ１０５へ進む。

【００５７】ステップ１０４：記録紙の残量表示を計測
中と表示する。

【００５８】ステップ１０５：記録紙の残量表示を記憶
してある値で表示する。

【００５９】ステップ１０６〜ステップ１０９：図４の
ステップ１２６〜ステップ１２９と同様の処理を実行す
る。

【００６０】ステップ１１０：ステッピングモータを駆
動し、記録紙とインクフィルムを搬送する。一ラインご
とにサーマルヘッドを発熱し画像を記録する。

【００６１】ステップ１１１：プリント動作が終了した
かどうか判定する。終了したならばステップ１１２へ進
む。そうでない場合はステップ１０６〜ステップ１１１
を繰り返し実行する。

【００６２】ステップ１１２：サーマルヘッドをプラテ
ンローラから離す。

【００６３】ステップ１１３：処理終了。

【００６４】本実施例によれば、ステッピングモータの
駆動力により記録紙供給リールと搬送ローラとの間で張
力を与えることができ、搬送時のスキューを防止できる
効果がある。また、記録紙の残量を表示できるので、交
換時期を判断できる効果がある。

【００６５】また、記録紙の残りの長さＬ及び枚数Ｍ
を、以下の方法で表示することができる。

【００６６】記録紙の長さをＬ、厚さをｔとすれば、

【００６７】

【数７】

【００６８】１枚の記録紙サイズをＳとすれば、

【００６９】

【数８】

【００７０】以上（数７)，(数８）式により、記録紙の
残りの長さＬ及び枚数Ｍを求めることができる。また、
表示の方法として数値、または棒グラフ，円グラフ等の
図で表示できる。

【００７１】また、ロール状記録紙の巻径を一定時間Ｔ
におけるＲリールのエンコーダパルス数ｎ_R を計測し求
めることができる。ここで、一定時間Ｔにおけるプラテ
ンローラのステップ数をｎ_P とすれば、Ｔ_P＝Ｔ／ｎ_P，
Ｔ_R＝Ｔ／ｎ_Rの関係が成り立ち、（数４）式は、

【００７２】

【数９】

【００７３】となり、巻径が求められる。

【００７４】また、（数４)，(数５)，(数６)，(数
７)，(数８)，(数９）式の関係をあらかじめルックアッ
プテーブルに記憶しておけば演算を行う必要がなく、高
速に制御できる効果がある。また、実施例ではＲモータ
にＤＣモータを使用したがトルクモータ等が使用でき
る。また、一色のプリント動作例を示したが、カラープ
リンタ，通電転写，ファクシミリのロール状記録紙の搬
送にも応用できる。

【００７５】

【発明の効果】熱転写プリンタの記録紙にロール状記録
紙を用いた場合、記録紙の消費にしたがって巻径が変化
する。本発明では、この巻径を検出し巻径が変化しても
一定に張力を制御するようにしたので、記録紙の搬送速
度変動がなくなり、濃度変化が生じない。

【００７６】さらに、常に一定の張力を与えているので
スキューの発生がない。また、記録紙の使用状態を表示
できるので交換時期を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱転写プリンタの記録紙張力制御のブロック
図。

【図２】図１のII−II矢視断面図。

【図３】記録紙張力制御機構の他の実施例の側面図。

【図４】記録紙張力制御及び残量表示動作のフローチャ
ート。

【図５】記録紙張力制御及び残量表示動作のフローチャ
ート。

【符号の説明】

１…インク供給リール、２…インクフィルム、３…発熱
体、４…サーマルヘッド、５…インク巻き取りリール、
７…記録紙、１４…Ｒリール、１５…歯車、１８…記録
紙巻径。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺勝美茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録紙を巻いたリールの回転を検出する手
段と、前記リールを駆動する手段と、前記記録紙を搬送
する手段と、前記記録紙の搬送を制御する手段と、前記
リールの回転周期と前記記録紙の搬送周期を入力して前
記リールのトルクを算出する手段と、前記リールのトル
クを算出したトルクに制御する手段とを含むプリンタの
記録紙張力制御において、搬送ローラを回転周期Ｔ_P で
駆動して前記記録紙を移動して入力した前記リールの回
転周期Ｔ_R より前記リールの巻径ｒ_R を算出し、前記搬
送ローラと前記リール間の記録紙の張力を一定にするた
めの前記リールのトルクを算出し、前記リールのトルク
を制御するようにしたことを特徴とするプリンタの記録
紙張力制御方法。