JPH0723558U

JPH0723558U - 張力制御装置

Info

Publication number: JPH0723558U
Application number: JP5510193U
Authority: JP
Inventors: 仁志中川; 早実杉山; 稔山国
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】ロール状帯状体の巻出し時に、ブレーキ張力
の変動を極小に抑える。【構成】巻芯１ａに巻芯摩擦板１３を押圧させる。ロ
ール状のインクリボンコア１にリボン表面摩擦板１７を
押圧させて、コイルバネ１９の引っ張り張力を付与す
る。リボン表面摩擦板１７は、コイルバネ１９の伸びに
より、インクリボンコア１の径が大きい時に摩擦力が大
きく、径が小さくなると摩擦力が小さくなる。コア１の
径の変動に関連して、巻心摩擦板１３によるブレーキ張
力の変化に対して、リボン表面摩擦板１７によるブレー
キ張力の変化を逆方向に増減するようにして、コア１か
ら巻出すインクリボン２に作用するブレーキ張力の変動
を極小に抑制する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロール状帯状体からの帯状体の巻出し、特に熱転写カラープリンタ等に用いられる供給側インクリボンコアからのインクリボンの巻出しの際の張力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の熱転写カラープリンタの機構の一例として、図６に示すものがある。この熱転写カラープリンタの機構原理について説明すると、図中、ロール状に巻かれた供給側インクリボンコア１から巻出されるインクリボン２は、ガイドローラ３でガイドされてサーマルヘッド４とプラテン５の間に圧接された後に、巻取り用インクリボンコア６に巻き込まれるようになっている。又、用紙７は大径のローラ８を介してサーマルヘッド４とプラテン５の間に供給され、この領域でインクリボン２と重ね合わされて挟まれ、サーマルヘッド４によって用紙７にインクが熱転写される。この用紙７は、インクリボン２上のＹ，Ｍ，Ｃの３色に順次重ねて印画されるために、サーマルヘッド４及びプラテン５間に３回進退移動させられた後、ガイドローラ群９によって排出される。又、画像形成は、インクリボン２上に順次塗布されているＹ，Ｍ，Ｃの３色の、用紙７への重ね印画によって行われる。又、熱転写に際しては、サーマルヘッド４に通電されると、溶融熱転写の場合は、インクが溶融して用紙７に転写され、又昇華熱転写の場合は、インクリボン２中の染料が用紙７側に拡散転写されることになる。

【０００３】尚、印画の際に、高精細画像転写を確実に行うには、供給側インクリボンコア１において、巻芯１ａに巻回されているインクリボン２の巻出しの際の、巻出し走行を規制する方向に働くブレーキ張力（以下、これを単に張力ということがある）を一定に制御する必要がある。そのために、通常、図７（Ａ），（Ｂ）に示すような張力制御機構１１が設けられている。即ち、（カラープリンタ）装置本体に接続された支持板１２に一対の巻芯摩擦板１３，１３の屈曲された一端が固定され、その自由端部近傍がインクリボンコア１の両側の巻芯１ａ上に押圧されていて、摩擦によって巻芯１ａの回転即ち供給側インクリボンコア１の回転速度が制御されるようになっている。これにより、図６に示すように、送り出されるインクリボン２にブレーキ張力Ｆがかかることになる。この巻心摩擦板１３は、板バネで構成してもよいし、板１３と別個のバネを設けて板１３を弾圧するようにしてもよい。ところで、この印画による画像形成過程で、乱れのない高精細画像転写を確実に行うためには、供給側インクリボンコア１から送り出されるインクリボン２に関して、一定のブレーキ張力Ｆによる制動作用が働いて、サーマルヘッド４へのインクリボン２の供給速度が一定になるように制御する必要がある。よって、このブレーキ張力は、常に一定で変動しないことが理想である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述の巻芯摩擦板１３による張力制御機構１１の場合、印画を行うことによるインクリボン２の消耗によって、供給側インクリボンコア１の外径寸法が変化（減少）するために、次式のようにその張力Ｆが変動することになる。但し、インクリボンコア１の径（用紙７のＮ枚目の印画時に対応する外径とする）をｒ₂₁、そのときの張力をＴ₂₁、インクリボンコア１の最小径（用紙７の最終枚目の印画時に対応するもので、巻芯１ａの外径に等しいものとする）をｒ₂₀ 、そのときの張力をＴ₂₀とし、更に巻芯摩擦板１３による巻芯１ａの押え荷重をＷ₂₀、巻芯摩擦板１３の摩擦係数をμ₁とする。インクリボンコア１が最大径の時（即ち、Ｎ＝１の時） μ₁Ｗ₂₀＝Ｔ₂₁・ｒ₂₁ よって、Ｔ₂₁＝μ₁・Ｗ₂₀／ｒ₂₁ （１）又、インクリボンコア１が最小径の時 μ₁Ｗ₂₀＝Ｔ₂₀・ｒ₂₀ よって、Ｔ₂₀＝μ₁・Ｗ₂₀／ｒ₂₀ （２）となる。ここで、ｒ₂₁≫ｒ₂₀であるから、Ｔ₂₀≫Ｔ₂₁となり、用紙７の１枚目を印画する場合と最終枚目を印画する場合とで、張力Ｔ₂₀、Ｔ₂₁に大きな差が生じる欠点がある。即ち、張力は新品のインクリボンコアを用いて１枚目の用紙７を印画する場合が最小で、最終枚目を印画する場合が最大となる。通常、両者の張力の差は２倍程度になる。そのため、用紙７の１枚目を印画する場合と最終枚目を印画する場合とで、供給側インクリボンコア１の径が異なるために、サーマルヘッド４に供給されるインクリボン２のブレーキ張力が変動し、インクリボン２の巻出し速度が変化するために、転写されたカラー画像に乱れが生じ易いという問題がある。

【０００５】本考案は、このような課題に鑑みて、ロール状に巻回された帯状体を巻き出す際に、ロール状帯状体の最大径及び最小径間で、帯状体に作用する張力の変動を極小にして、送りだし速度をほぼ一定に制御できるようにした張力制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案による張力制御装置は、巻芯に巻回されたロール状帯状体を巻出すようにした装置において、少なくとも、巻芯に第一押圧部材を押圧すると共にロール状帯状体の外周表面に第二押圧部材を押圧させ、この第二押圧部材の押圧力がロール状帯状体の径の減少に従って減少するようにして、帯状体巻出し時に作用する張力の変動を抑制するようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】又、ロール状帯状体を押圧する押圧部材は、バネ部材によって巻芯方向に付勢されていることを特徴とする。

【０００８】又、帯状体は熱転写カラープリンタに用いられるインクリボンであることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

巻芯を押圧する第一押圧部材は、摩擦力自体は一定であるが、ロール状帯状体の径が小さくなるにつれて帯状体の巻出しトルクが増大するために、そのブレーキ張力は大きくなり、一方でロール状帯状体を押圧する第二押圧部材は、ロール状帯状体の径が小さくなるにつれて押圧力が減少して摩擦力が減少し、帯状体の巻出しトルクが減少するために、そのブレーキ張力は小さくなり、結果的に両者の和である帯状体巻出し時のブレーキ張力は、ロール状帯状体の径の変動に関わらず、その変動が極小に制御されることになり、巻出される帯状体の速度はほぼ一定に制御されることになる。

【００１０】供給側インクリボンコアの径が小さくなるにつれて、バネ部材の引っ張り張力が減少し、第二押圧部材はその押圧力が減少して摩擦力が小さくなる。

【００１１】供給側インクリボンコアから巻出されるインクリボンのブレーキ張力の変動が極小に抑えられることで、印画時に乱れのない高精細画像をインクリボンから用紙上に転写できることになる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の第一実施例を図１乃至図４に基づいて説明するが、上述の従来技術と同様の部材または部分には、同一の符号を用いてその説明を省略する。図１は本実施例による張力制御機構の要部構成を示す図、図２と図３は本実施例についての張力を説明するための張力制御機構の模式図、図４は用紙の印画枚数に応じたインクリボンのブレーキ張力の変動を示す図である。図１に示す張力制御機構において、供給側インクリボンコア１両側の巻芯１ａを押圧する一対の巻芯摩擦板１３，１３は、上述した従来技術と同様の構成を有していて、図示しない装置本体に支持された支軸１６を支点として、バネ等により荷重Ｗ₂₀の大きさで巻芯１ａにそれぞれ押圧されている。

【００１３】又、一対の巻芯摩擦板１３，１３間には、インクリボンコア１の外周面を押圧するリボン表面摩擦板１７が、同じく装置本体に固定された支軸１８に回転可能に装着されている。このリボン表面摩擦板１７は、支軸１８に取り付けられた基部１７ａと、基部１７ａに直角に連結された本体部１７ｂと、本体部１７ｂの途中から分岐されて或る角度で延びていてインクリボンコア１外周面を押圧する押圧部１７ｃとから構成されている。そして、本体部１７ｂの自由端部には、押圧部１７ｃがインクリボンコア１外周面を押圧する方向に引っ張り荷重を付与するコイルバネ１９が接続されており、このバネ１９の他端は図示しない装置本体に係止されている。

【００１４】そのため、リボン表面摩擦板１７は、インクリボンコア１の径が大きい場合は、コイルバネ１９の伸びが大きく引っ張り荷重が大きくなるために、インクリボンコア１を押圧する荷重が大きく、摩擦力も大きい。又、インクリボンコア１の径が小さい場合は、コイルバネ１９の伸びが小さく引っ張り荷重が小さくなるために、インクリボンコア１を押圧する荷重が小さくなり、摩擦力も小さくなるという特性を有する。そして、摩擦力の増減に従ってブレーキ張力も増減する。一方、巻芯摩擦板１３は、上述したように、摩擦力は変化しないが、インクリボンコア１の径が減少するにつれてインクリボン２のブレーキ張力Ｆを増大させる特性を有する。従って、供給側インクリボンコア１からのインクリボン２に作用するブレーキ張力は、巻芯摩擦板１３の摩擦によるブレーキ張力とリボン表面摩擦板１７の摩擦によるブレーキ張力との和によって設定されることになる。そのため、リボン表面摩擦板１７の形状寸法やコイルバネ１９の引っ張り張力の大きさ等を最適に設定することによって、供給側インクリボンコア１の外径の変動にかかわらず、ブレーキ張力Ｆの変動を極小に制御できることになる。

【００１５】次に、本実施例による巻芯摩擦板１３とリボン表面摩擦板１７による各ブレーキ張力の和の求め方について説明する。先ず、コイルバネ１９のバネ張力Ｆ₂₁は、次式（３）で求められる。Ｆ₂₁＝（δ・Ｇ・ｄ⁴）／（８・ｎ・Ｄ³）−Ｆ₂₀ （３）但し、δ：コイルバネ１９の変形量Ｇ：コイルバネ１９の横弾性係数ｄ：素線の直径ｎ：有効巻数Ｄ：コイルの平均半径Ｆ₂₀：コイルバネ１９の初張力。ここで、バネ変形量δは次式により求められる。 δ＝Ｌｒ−Ｌｏ（４）但し、Ｌｒ：リボン表面摩擦板１７によるインクリボンコア１押圧時のコイルバネ１９の長さ（図２参照）Ｌｏ：コイルバネ１９の自由長であり、図２及び図３から、Ｌｒ＝（ｃ＋ｅ・ｃｏｓθ₁−ｌ₂・ｓｉｎθ₁）／ｃｏｓθ₃ （５）となる。但し、ｃ：コイルバネ１９の装置本体への取付点とリボン表面摩擦板１７の支軸１８中心点との間の水平距離ｅ：支軸１８中心点から本体部１７ｂまでの長さ θ₁：鉛直線に対する本体部１７ｂの傾斜角度 θ₃：水平線に対するコイルバネ１９の傾斜角度ｌ₂：本体部１７ｂの長さ。

【００１６】一方、リボン表面摩擦板１７にかかるコイルバネ１９のバネ張力Ｆ₂₁により、供給側インクリボンコア１外表面はｆの力で押さえられる（図３参照）が、この力ｆとバネ張力Ｆ₂₁との間には、図３に示すモーメントの釣合から次の関係式が成り立つ。ｆ（ｂ＋ｒ₂₁・ｃｏｓθ）／ｃｏｓθ₆＝Ｆ₂₁・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃−θ₅）・ｌ₂ ／ｃｏｓθ₅ （６）よって、ｆ＝Ｆ₂₁・ｃｏｓθ₆・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃−θ₅）・ｌ₂／｛ｃｏｓθ₅・（ｂ＋ｒ ₂₁ ・ｃｏｓθ）｝（７）となる。ここで、図２及び図３から、 θ₅＝ｔａｎ^-1（ｅ／ｌ₂）（８） θ₆＝ｔａｎ^-1{ （ａ−ｒ₂₁ｓｉｎθ）／（ｂ＋ｒ₂₁ｃｏｓθ）} （９）である。但し、θ₅：本体部１７ｂのコイルバネ１９との接続点と支軸１８中心点とを結ぶ線と、本体部１７ｂとのなす角度 θ₆：押圧部１７ｃのインクリボンコア１との接点と支軸１８中心点とを結ぶ線の鉛直線に対する傾斜角 θ：供給側インクリボンコア１外周面に接する押圧部１７ｃの法線の傾斜角度ａ：支軸１８中心点からインクリボンコア１中心点までの水平距離ｂ：支軸１８中心点からインクリボンコア１中心点までの鉛直距離。

【００１７】又、力ｆに対して、リボン表面摩擦板１７がインクリボンコア１外表面を垂直（法線の方向）に押す力Ｗ₂₁は、次式で表される。Ｗ₂₁＝ｆ・ｃｏｓ（π／２−θ−θ₆）（１０）但し、Ｗ₂₁：リボン表面摩擦板１７によるインクリボンコア１外表面の押さえ荷重。そのため、（１０）式に（７）式を代入することで、Ｗ₂₁の値が求められる。又、リボン表面摩擦板１７とインクリボンコア１の外表面との摩擦力ｆ₂₁は、ｆ₂₁＝Ｍ₂₁・Ｗ₂₁ （１１）又、巻芯摩擦板１３と巻芯１ａとの摩擦力ｆ₂₂は、ｆ₂₂＝Ｍ₂₂・Ｗ₂₂ （１２）となる。但し、Ｍ₂₁：インクリボンコア１表面の摩擦係数Ｍ₂₂：巻芯１ａの摩擦係数（＝μ₁）Ｗ₂₂：巻芯摩擦板１３による巻芯１ａの押さえ荷重。

【００１８】よって、トルクの釣合から、次式が導き出される。Ｔ₂・ｒ₂₁＝ｆ₂₁・ｒ₂₁＋ｆ₂₂・ｒ₂₀ （１３）又、用紙７のＮ枚目（Ｎ＝１〜ＮＮ）の印画時におけるインクリボンコア１の巻径ｒ₂₁は次式から求められる。即ち、 πｒ₂₁ ²−πｒ₂₀ ²＝Ｌ₃・Ｓ₃（ＮＮ−Ｎ）（１４）但し、Ｌ₃：インクリボン２の単位長さＳ₃：インクリボン２の厚さＮＮ：１つのインクリボンコア１による用紙７の総印画枚数従って、上式（１４）は、ｒ₂₁＝√｛Ｌ₃・Ｓ₃（ＮＮ−Ｎ）／π＋ｒ₂₀ ² ｝（１５）となる。又、（１３）式に、（１１）式と（１２）式を挿入すると、Ｔ₂＝ｒ₂₀・Ｍ₂₂・Ｗ₂₂／ｒ₂₁＋Ｍ₂₁・Ｗ₂₁ （１６）が得られる。そして、（１６）式に（１５）式と（１０）式を代入すると、任意のＮ枚目の用紙７の印画時における供給側インクリボンコア１の巻出しの際のインクリボン２のバックブレーキ張力Ｔ₂を計算できることになる。

【００１９】次に前述の基礎式（１６）を用いて、本実施例による、印画枚数Ｎに伴うインクリボン２のブレーキ張力の変動の計算結果例を示すと、図４のグラフのようになる。１〜ＮＮ枚目の各印画枚数Ｎによって、ブレーキ張力Ｔ₂の変動が極小となるように、コイルバネ１９の引っ張り張力Ｆ２を求めればよい。ここで、巻芯摩擦板１３に基づくブレーキ張力は既知であり、ブレーキ張力Ｔ ₂ との差から、リボン表面摩擦板１７に基づくブレーキ張力も計算できる。このようにして、最適なリボン表面摩擦板１７の形状寸法やコイルバネ１９の張力Ｆ₂₁等が求められる。

【００２０】上述のように本実施例によれば、印画によってインクリボン２が供給側インクリボンコア１から巻出され、供給側インクリボンコア１の外径寸法が変動しても、巻芯摩擦板１３とリボン表面摩擦板１７によってインクリボン２にかかるブレーキ張力の変化を極小に制御することができ、インクリボン２の走行速度をほぼ一定に制御できる。そのため、印画によるＹ，Ｍ，Ｃの３色を精密に重ね合わせて高精細画像転写を行うことができる。

【００２１】次に、本考案の第二実施例を図５によって説明する。図５は張力制御機構の構成図である。図に示す張力制御機構２１において、リボン表面摩擦板２２は略平板状に形成され、装置本体に固定された支軸２３に回転可能に支持されている。このリボン表面摩擦板２２には、ネジリスプリング２４が装着されていて、リボン表面摩擦板２２をインクリボンコア１に押圧する方向に付勢している。ネジリスプリング２４は、支軸２３に巻回されている巻回部２４ａと、巻回部２４ａの一端から延びて図示しない装置本体に係止固定された係止部２４ｂと、巻回部２４ａの他端から延びてリボン表面摩擦板２２をインクリボンコア１方向に付勢するように係止された係止部２４ｃとから構成されている。

【００２２】従って、本実施例においても、第一実施例と同様に上述の（１６）式を用いることで、巻出されるインクリボン２のブレーキ張力Ｔ２を算出して、供給側インクリボンコア２の径の変動にかかわらず、巻出されるインクリボン２のブレーキ張力の変動を極小にするよう、ネジリスプリング２４のバネ張力等を設定することができる。

【００２３】尚、巻芯摩擦板１３（及びバネ）は第一押圧部材を、リボン表面摩擦板１７，２２及びコイルネジ１９又はネジリスプリング２４は第二押圧部材を、それぞれ構成するが、各押圧部材は板バネ等他の適宜弾性手段によって構成してもよい。又、上述の各実施例は、熱転写カラープリンタの張力制御機構についてのものであるが、本考案はこれら実施例に限定されることなく、ロール状に保持された各種帯状体から帯状体を巻出す際の、ブレーキ張力の変動を極小にして、巻出す帯状体の走行速度を定速制御する装置として採用することができる。

【００２４】

【考案の効果】

上述のように、本考案に係る張力制御装置は、巻芯に第一押圧部材を押圧すると共にロール状帯状体の外周表面に第二押圧部材を押圧させ、第二押圧部材の押圧力がロール状帯状体の径の減少に従って減少するようにして、帯状体巻出し時に作用する張力の変動を抑制するようにしたから、ロール状帯状体から巻出される帯状体に作用するブレーキ張力の変動を極小にして、帯状体の走行速度をほぼ一定にすることができる。又、本考案に係る張力制御装置は、帯状体がインクリボンであるから、インクリボンに作用する張力変動を極小にして、熱転写カラープリンタに用いて乱れのない高精細カラー画像を印画することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例による張力制御機構の要部
構成図である。

【図２】本実施例についてのブレーキ張力を説明するた
めの張力制御機構の模式図である。

【図３】本実施例についてのブレーキ張力を説明するた
めの張力制御機構の模式図である。

【図４】印刷枚数に応じた、巻芯摩擦板とリボン表面摩
擦板とに基づくブレーキ張力と両者の和のインクリボン
のブレーキ張力とを示す図である。

【図５】本考案の第二実施例による張力制御機構の要部
構成図である。

【図６】従来の熱転写カラープリンタの機構原理を説明
するための要部構成図である。

【図７】図６における張力制御機構に関するものであっ
て、（Ａ）は供給側インクリボンコアと巻芯摩擦板の側
面図、（Ｂ）は同じく正面図である。

【符号の説明】

１供給側インクリボンコア１ａ巻芯２インクリボン１３巻芯摩擦板１７、２２リボン表面摩擦板１９コイルバネ２４ネジリスプリング

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】巻芯に巻回されたロール状帯状体を巻出す
ようにした装置において、少なくとも、巻芯に第一押圧
部材を押圧すると共にロール状帯状体の外周表面に第二
押圧部材を押圧させ、該第二押圧部材の押圧力がロール
状帯状体の径の減少に従って減少するようにして、帯状
体巻出し時に作用する張力の変動を抑制するようにした
ことを特徴とする張力制御装置。
【請求項２】前記ロール状帯状体を押圧する第二押圧部
材は、バネ部材によって巻芯方向に付勢されていること
を特徴とする請求項１に記載の張力制御装置。
【請求項３】前記帯状体は熱転写カラープリンタに用い
られるインクリボンであることを特徴とする請求項１又
は２に記載の張力制御装置。