JPH08216478A - サーマルスタンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動化する包装工程において各種の包装材料上
に製造年月日、製造管理番号、賞味期限、バーコード、
グラフィックパターンなどを、リアルタイムで印字変更
可能になして、印字するサーマルスタンパを供するこ
と。 【構成】サーマルプリンタヘッド８、サーマルプリンタ
ヘッド駆動手段９及び転写リボン送り手段１０を備え、
サーマルプリンタヘッド駆動手段が、一つの駆動源１１
と、サーマルプリンタヘッド発熱体７の並びに直交する
方向にサーマルプリンタヘッドをスライド往復移動させ
るためのサーマルプリンタヘッドスライド往復移動機構
１２と、スライド移動期間中に、サーマルプリンタヘッ
ドを一定圧力で被印字体に押圧し、印字処理後、被印字
体から離遠させるためのサーマルプリンタヘッドアップ
ダウン移動機構１３とを備えたものからなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、製造ライン
中における包装工程において、その各種包装材料により
供される被印字体に対して、多様化した伝達情報を選択
的に印字処理可能になした、所謂スタンパによる印字シ
ステムに対するサーマルプリントヘッドの適用にかかる
サーマルスタンパに関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】周知のように、産業流通社
会における流通商品包装システムの多様化、並びに情報
処理の多様化にともない、各種包装システムによって包
装された包装商品に対するリアルタイムでの伝達情報印
字システムの開発が要求されている。例えば、製造ライ
ン中における包装工程において、その多様化する各種包
装材料（プラスチックフィルム、紙、ラベルシート等）
の被印字体に対して、製造年月日、製造管理番号または
バーコード、さらには食品類にあってはその賞味期限等
を表示するような場合、包装システムの完全自動化にと
もない、上記するような表示内容をコンピュータ処理に
よりリアルタイムで変更しなければならない。このよう
な場合に、上記する被印字体に対して即効的に印字処理
することができ、当該状況に的確に応答し得るスタンパ
装置が要望されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一例になる従来のスタ
ンパ装置は、スタンパに所望の活字を予めセットしてお
き、当該活字を空気圧あるいは電動にて被印字体に押し
つけて、被印字体上に印字処理を行う方式が知られてい
る。この方式は、任意の文字に印字内容を変更すること
ができず、さらには、グラフィックパターンあるいはバ
ーコード等の印字内容を都度変更することができないも
のであって、多様化する伝達情報の印字処理に対して適
合し得ないものであった。

【０００４】一方、従来の他のスタンパ装置にあって、
インクジェット方式のものでは、インクの吸着性の点に
おいて、被印字体の材質に制約があるなどの大きな問題
点を有していた。

【０００５】そこで、この発明は、上記する従来の各種
スタンパ装置にみられる欠点並びに問題点を解消しよう
とするものであって、自動化する包装工程において、当
該各種の包装材料で供される包装物を被印字体として、
これらに、製造年月日、製造管理番号、バーコード、種
々のグラフィックパターン、さらには食品類に対する賞
味期限などの伝達情報をコンピュータとオンラインし、
リアルタイムで印字内容の変更を可能になし、多様的な
伝達情報を選択的に印字処理可能になしたサーマルスタ
ンパを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記する目
的を達成するにあたって、具体的には、直線状の発熱ド
ット素子列からなる発熱体をもつサーマルプリントヘッ
ドと、前記サーマルプリントヘッドを駆動させるための
サーマルプリントヘッド駆動手段と、転写リボンを送る
ための転写テープ送り手段とを備えてなり、前記サーマ
ルプリントヘッド駆動手段が、一つの駆動源と、前記サ
ーマルプリントヘッドの発熱体の並びに直交する方向に
前記サーマルプリントヘッドをスライド往復移動させる
ためのサーマルプリントヘッドスライド往復移動機構
と、前記サーマルプリントヘッドのスライド往復移動期
間中に、前記サーマルプリントヘッドを被印字体に対し
て一定圧力をかけて押圧して、前記サーマルプリントヘ
ッドによって前記被印字体上に印字処理し、印字処理終
了後、前記サーマルプリントヘッドを前記被印字体から
離遠させるべく動作するサーマルプリントヘッドアップ
ダウン移動機構とからなり、前記サーマルプリントヘッ
ドの移動に対し、一定間隔で、前記サーマルプリントヘ
ッドの発熱体にエネルギーを印加するための制御手段を
備えてなるサーマルスタンパを構成するものである。

【０００７】

【実施例の説明】以下、この発明になるサーマルスタン
パについて、図面に示す具体的な実施例にもとづいて詳
細に説明する。まず、この発明になるサーマルスタンパ
の具体的な実施例にあって、その全体的構成について、
図１〜図３にもとづいて説明する。図１は、この発明に
なるサーマルスタンパの全体構成を概略的な正面図で示
すものであり、図２は、図１に示すサーマルスタンパの
右側面方向からみた一部断面で示す部分断面側面図であ
り、図３は、図１に示すサーマルスタンパの平面方向か
らみた一部断面で示す部分断面平面図である。

【０００８】この発明になるサーマルスタンパ１は、基
本的には、コンパクトな機体枠２によって構成される。
前記機体枠２は、第１の基板３と、前記第１の基板３に
対して複数の組み立てポール５、５を介して所定の間隔
を隔てて平行に組み立てた第２の基板４とを含むものか
らなっている。さらに、前記機体枠２は、前記第１の基
板３と第２の基板４との間に、前記第１および第２の基
板３、４に平行に配した中間基板６（この中間基板６
は、スペーサを含むボルトなどの手段によって前記第１
の基板３上に組み立ててある）を含むものからなってい
る。

【０００９】この発明になるサーマルスタンパ１は、直
線状の発熱ドット素子列からなる発熱体７をもつサーマ
ルプリントヘッド８およびこのサーマルプリントヘッド
８を駆動させるためのサーマルプリントヘッド駆動手段
９および転写リボンＴＲを送るための転写リボン送り手
段１０とを備えてたものからなっている。

【００１０】この発明になるサーマルスタンパ１におい
て、前記サーマルプリントヘッド駆動手段９は、サーマ
ルプリントヘッド駆動源１１と、サーマルプリントヘッ
ド８の発熱体７の並び方向に直交する方向に前記サーマ
ルプリントヘッド８をスライド往復移動させるためのサ
ーマルプリントヘッドスライド往復移動機構１２と、前
記サーマルプリントヘッドのスライド往復移動期間中
に、前記サーマルプリントヘッド８を被印字体Ｈに対し
て一定圧力をかけて押圧して、前記サーマルプリントヘ
ッド８によって前記被印字体Ｈ上に印字処理し、印字処
理終了後、前記サーマルプリントヘッド８を前記被印字
体Ｈから離遠させるべく動作するサーマルプリントヘッ
ドアップダウン移動機構１３とを有するものからなって
いる。

【００１１】より具体的には、前記サーマルプリントヘ
ッド駆動源１１は、例えば、ステッピングモータにより
構成されており、前記中間基板６に取り付けてある。前
記サーマルプリントヘッド駆動手段９における前記サー
マルプリントヘッドスライド往復移動機構１２およびサ
ーマルプリントヘッドアップダウン移動機構１３は、前
記一つのサーマルプリントヘッド駆動源１１によって作
動するように機械的に組み立てられている。

【００１２】前記サーマルプリントヘッド駆動手段９に
おける前記サーマルプリントヘッドスライド往復移動機
構１２およびサーマルプリントヘッドアップダウン移動
機構１３の具体的機構について説明する。まず、前記サ
ーマルプリントヘッド駆動源１１の回転軸１４に対し、
所定の間隔をおいて平行にのびる当該装置における主回
転軸１５が設けてある。前記主回転軸１５は、前記中間
基板６に設けた一対の軸受部１６、１７によって回転可
能に軸支されており、前記サーマルプリントヘッド駆動
源１１の回転軸１４側プーリ１８、主回転軸１５側プー
リ１９、および前記プーリ１８および１９間に架けわた
されたベルト２０とによって前記サーマルプリントヘッ
ド駆動源１１の回転駆動時に回転するようになってい
る。

【００１３】前記主回転軸１５の両端１５ａおよび１５
ｂに左右一対のスライダリンク機構２１、２１は、全く
左右対称のものであるので、以下、その一方について説
明する。前記スライダリンク機構２１は、前記主回転軸
１５に固着してある回転ディスク２２と、回転ディスク
２２の中心から距離ｒを隔てた位置に植設してある支軸
ピン２３と、一端が前記支軸ピン２３に回転可能に枢支
連結されていて、他端側にスライダベアリング２５を備
えた連結バー部材２４とを含むものからなっている。

【００１４】前記連結バー部材２４に設けたスライダベ
アリング２５は、図２中、その右側にあっては、前記機
体枠２における第１の基板３に設けてある長溝２６に、
図２中、その左側にあっては、前記機体枠２における第
２の基板４に設けてある長溝２７にスライド移動可能な
ように係合支持されている。

【００１５】一方、前記サーマルプリントヘッド駆動手
段９は、サーマルプリントヘッド搭載台車２８を含むも
のからなっている。前記サーマルプリントヘッド搭載台
車２８は、台車フレーム２９と、この台車フレーム２９
に取り付けてある第１および第２の台車軸３０、３１を
有しており、前記第１の台車軸３０は、前記左右一対の
連結バー部材２４、２４における各スライダベアリング
取付け端側を互にに連結するものからなっている。した
がって、前記左右一対の連結バー部材２４、２４にける
端部に設けた一対のスライダベアリング２５、２５が、
前記サーマルプリントヘッド搭載台車２８における後輪
を形成する。前記サーマルプリントヘッド搭載台車２８
における前記第２の台車軸３１の両端部にスライダベア
リング３２、３３を設けておき、これを、前記第１及び
第２の基板３、４に設けた別の長溝３４、３５に係合さ
せて前輪を形成する。

【００１６】上記構成において、前記サーマルプリント
ヘッド駆動源１１を反時計方向に回転駆動させると、前
記スライダリンク機構２１、２１を介して、前記サーマ
ルプリントヘッド搭載台車２８を前記第１及び第２の基
板３、４に設けてある長溝に沿わせてスライド往復駆動
させることができる。

【００１７】一方、前記サーマルプリントヘッドアップ
ダウン移動機構１３は、次のような構成のものからなっ
ている。当該装置において、前記サーマルプリントヘッ
ドアップダウン移動機構１３は、前記主回転軸１５に設
けたサーマルプリントヘッドアップダウン用カム部材３
６と、前記サーマルプリントヘッド搭載台車２８に組み
立てられたサーマルプリントヘッド組立体３７とを含む
ものによって構成される。前記サーマルプリントヘッド
組立体３７は、前記サーマルプリントヘッド８と、サー
マルプリントヘッド支持体３８と、押圧バネ部材３９と
の組み合わせによって構成される。

【００１８】前記サーマルプリントヘッド組立体３７
は、その中間部分において枢軸部４０により前記サーマ
ルプリントヘッド搭載台車２８に対し回動自在に連結さ
れている。前記サーマルプリントヘッド支持体３８は、
前記枢軸部４０の部分から一方の方向にのびるサーマル
プリントヘッド取付け部４１と、他方の方向にのびるカ
ム当接プレート部４２とを有している。

【００１９】上記構成において、前記サーマルプリント
ヘッド駆動源１１を反時計方向に回転駆動させると、前
記主回転軸１５に固着してあるサーマルプリントヘッド
アップダウン用カム部材３６が回動し、サーマルプリン
トヘッドアップダウン用カム部材３６の突出部３６ａが
前記サーマルプリントヘッド組立体３７におけるカム当
接プレート部４２に当接している期間中、サーマルプリ
ントヘッド８を上昇状態に維持し、当接が解除されると
押圧バネ部材３９の拡張方向の付勢力によって、サーマ
ルプリントヘッド８を下降位置に押圧する。前記サーマ
ルプリントヘッドスライド往復移動機構１２の制御並び
に前記サーマルプリントヘッドスライド往復移動機構１
２およびサーマルプリントヘッドアップダウン移動機構
１３の駆動タイミング制御については後述する。

【００２０】一方、この発明になるサーマルスタンパ１
において、転写リボンＴＲを送るための転写リボン送り
手段１０は、転写リボン送り用駆動源４３、この駆動源
４３の回転軸４４に対して、ベルト４５により伝動連結
されていて、前記転写リボン送り用駆動源４３の回転に
よって回転する転写リボン巻取り軸４６、および転写リ
ボン巻き出し軸４７を含むものからなっている。

【００２１】新しい転写リボンＴＲは、転写リボン巻き
出し軸４７側にセットされ、転写リボン送り用駆動源４
３の回転に応じて矢印方向に移動し、ガイドローラ４
８、４９、５０および駆動ローラ５１を介して、前記転
写リボン巻取り軸４６側に巻き取られる。前記ガイドロ
ーラの内、ガイドローラ５０は、前記サーマルプリント
ヘッド搭載台車２８に設けられていて、前記サーマルプ
リントヘッド搭載台車２８のスライド往復移動にともな
って移動するものであって、その際、サーマルプリント
ヘッドの移動ラインと平行なリボン移動ライン部分５２
が形成され、サーマルプリントヘッドのスライド移動に
かかわりなく、転写リボンの弛みを防止し得るようにな
っている。

【００２２】前記転写リボンＴＲは、サーマルプリント
ヘッドが上昇中に、矢印方向に移動して新しいリボン部
分をサーマルプリントヘッド８の部分にもたらす。その
移動量は、印字に使用された量となるよう転写リボン送
り用駆動源４３側において制御し得るようになってい
る。

【００２３】図７Ａ中、参照符号５３は、スタート位置
検知手段を示すものであって、例えば、サーマルプリン
トヘッド搭載台車２８側に設けた光路遮蔽体と機体枠２
側に設けた光電センサでなり、前記サーマルプリントヘ
ッド搭載台車２８のスタート位置を検知して、前記サー
マルプリントヘッド駆動源１１の駆動を制御する。一
方、図２中、参照符号５４は、サーマルプリントヘッド
アップ検知手段を示すものであって、例えば、主回転軸
１５に設けた光路遮蔽体と機体枠２側に設けた光電セン
サでなり、前記サーマルプリントヘッドの上昇を検知し
て、前記サーマルプリントヘッド駆動源１１の回転速度
を制御する。

【００２４】次いで、この発明になるサーマルスタンパ
１におけるサーマルプリントヘッドスライド往復移動機
構１２の制御、並びに前記サーマルプリントヘッドスラ
イド往復移動機構１２およびサーマルプリントヘッドア
ップダウン移動機構１３の駆動タイミング制御について
図７〜図１１にもとづいて説明する。

【００２５】この発明になるサーマルスタンパ１の制御
において重要な点は、一つの駆動源１１における円運動
−直線運動の変換に生じる不等速な直線運動を、少なく
ともサーマルプリントヘッドの印字処理期間中、等速直
線運動になすべく該駆動源１１の回転系側を制御しよう
とする点にある。図７Ａ〜図７Ｄは、サーマルプリント
ヘッド駆動手段によるサーマルプリントヘッドの駆動態
様を概略的正面図であらわしたものであり、一つの駆動
源１１の反時計方向の回転に対し、図７Ａは、図９にお
けるポイントＡの態様を具体的に示したものであって、
当該装置におけるスタート位置を明示するものである。

【００２６】図７Ｂは、図９におけるポイントＢの態様
を具体的に示したものであって、図７Ａに示す状態から
主回転軸１５がさらに反時計方向に回転した状態を示
し、サーマルプリントヘッド搭載台車２８が前進（右向
き移動）を始め、サーマルプリントヘッド組立体３７
は、押圧バネ部材３９によって拡張方向の付勢力を受け
下降する。図７Ｂから図７Ｃへの移動が当該装置におけ
る印字処理期間であって、図７Ｃは、図９におけるポイ
ントＣの態様を具体的に示したものであって、最終状態
を示す。図７Ｄは、図９におけるポイントＤをあらわす
ものであり、サーマルプリントヘッド搭載台車２８が退
動（左向き移動）中であって、サーマルプリントヘッド
組立体３７は、サーマルプリントヘッドアップダウン用
カム部材３６の働きによって上昇し、非印字状態に移行
している。

【００２７】図８、図９および図１０は、当該サーマル
スタンパの印字制御に関してサーマルプリントヘッドの
水平方向（ｘ軸方向）のスライド移動を解析しようとす
るものであり、図８において、Ｔ点移動による水平方向
のｘ座標は、 Ｔｘ＝ｒ・ｃｏｓθ＋√（ｑ² −（ｈ＋ｙ）² ）…… 式１ で求められる。回転ディスク２２の回転期間中、図９に
おいてポイントＡは、当該装置のスタート位置であり、
スタート位置検知手段５３にて検出され、停止（待機）
状態に制御される。ポイントＡからポイントＢは、加速
領域として制御しておくことができる。ポイントＢから
ポイントＣは、Ｔ点が等速となるようにステッピングモ
ータ１１に対し一定時間毎にパルスを与える。この場
合、マイクロプロセッサにより、１ステップ歩進に要す
る時間を式１によって算出し、ステッピングモータ１１
を回転させればよい。ポイントＣからポイントＤは、ポ
イントＣの速度と同一速度またはさらに加速し、ポイン
トＤに到達させる。ポイントＤからポイントＡは、減速
しつつポイントＡで停止させる。

【００２８】図９に示すような回転ディスク２２の回転
に対応してサーマルプリントヘッドは、図１０Ａに示す
ような移動軌跡を描く。この場合、実際には印字期間
中、サーマルプリントヘッドには、押圧バネ部材３９の
付勢力に抗した圧力がかかるため、実際のサーマルプリ
ントヘッドの移動軌跡は図１０Ｂのようになる。

【００２９】一方、転写リボンＴＲの送り制御は、次の
ように設定される。サーマルプリントヘッドのアップを
サーマルプリントヘッドアップ検知手段５４で検出した
後、ポイントＡに戻るまでの間に、転写リボンＴＲを送
る。その送り量は、送り量＝印字により消費された転写
リボンの長さ≦ポイントＢとポイントＣとの間の距離で
ある。転写リボン送り用モータ４３をサーマルプリント
ヘッド移動用のモータと別に設けてある。印字した長さ
を印字データから計算により求めた値、または外部から
指令した値だけ転写リボンを送るので、転写リボンの無
駄をなくすことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上の構成になるこの発明のサーマルス
タンパ１は、自動化する包装工程において、当該各種の
包装材料で供される包装物を被印字体として、これら
に、製造年月日、製造管理番号、バーコード、種々のグ
ラフィックパターン、さらには食品類に対する賞味期限
などの伝達情報をコンピュータとオンラインし、リアル
タイムで印字内容の変更を可能になした点においてきわ
めて有効に作用するものであり、さらに、多様的な伝達
情報を選択的に印字処理可能であり、被印字体上に正確
にかつ美しく印字し得る点においてきわめて実効性の高
いものであるといえる。

【００３１】さらに、この発明のサーマルスタンパ１
は、被印字体Ｈの静止中に印字処理が可能なため、自動
化システムのタイミング制御が容易に行うことができる
点、同じく被印字体Ｈの静止中に印字処理が可能なた
め、印字方向を任意に設定することができる点、さらに
は、シンプルな構造のものとして設計が可能であり、所
要スペースも少なく省資源化が計れる点など多くの点に
おいてきわめて有効に作用するものといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明になるサーマルスタンパの全
体構造についての具体的な実施例を示す概略的な正面図
である。

【図２】図２は、図１に示すサーマルスタンパの右側面
方向からみた図であって、部分的に断面であらわした概
略的な部分断面側面図である。

【図３】図３は、図１に示すサーマルスタンパの平面方
向からみた図であって、部分的に断面であらわした概略
的な部分断面平面図である。

【図４】図４は、この発明になるサーマルスタンパにつ
いて、特に、サーマルプリントヘッド駆動手段を説明す
るための具体的構成を示す概略的な正面図である。

【図５】図５は、図４に示すサーマルプリントヘッド駆
動手段の右側面方向からみた図であって、部分的に断面
であらわした概略的な部分断面側面図である。

【図６】図６は、図４に示すサーマルプリントヘッド駆
動手段の平面方向からみた図であって、部分的に断面で
あらわした概略的な部分断面平面図である。

【図７】図７Ａ〜図７Ｄは、サーマルプリントヘッド駆
動手段によるサーマルプリントヘッドの駆動態様を示す
概略的な正面図である。

【図８】図８は、サーマルプリントヘッド駆動手段によ
るサーマルプリントヘッドの移動の状態を説明するため
のグラフである。

【図９】図９は、サーマルプリントヘッド駆動手段によ
るサーマルプリントヘッドの移動の主要な各段階を説明
するためのグラフである。

【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、サーマルプリン
トヘッド駆動手段によるサーマルプリントヘッドの移動
軌跡を示すグラフである。

【図１１】図１１は、サーマルプリントヘッドの発熱体
へのエネルギー印加タイミングを制御するための制御回
路ブロック図である。

【符号の説明】

１ サーマルスタンパ ２ 機体枠 ３ 第１の基板 ４ 第２の基板 ６ 中間基板 ７ 発熱体 ８ サーマルプリントヘッド ９ サーマルプリントヘッド駆動手段 １０ 転写リボン送り手段 ＴＲ 転写リボン １１ サーマルプリントヘッド駆動源 １２ サーマルプリントヘッドスライド往復移動機構 １３ サーマルプリントヘッドアップダウン移動機構 １５ 主回転軸 ２１ スライダリンク機構 ２２ 回転ディスク ２４ 連結バー部材 ２５ スライダベアリング ２８ サーマルプリントヘッド搭載台車 ３６ サーマルプリントヘッドアップダウン用カム部材 ３７ サーマルプリントヘッド組立体 ３９ 押圧バネ部材 ４３ 転写リボン送り用駆動源 ５３ スタート位置検知手段 ５４ サーマルプリントヘッドアップ検知手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状の発熱ドット素子列からなる発熱
   体をもつサーマルプリントヘッドと、前記サーマルプリ
   ントヘッドを駆動させるためのサーマルプリントヘッド
   駆動手段と、転写リボンを送るための転写テープ送り手
   段とを備えてなり、 前記サーマルプリントヘッド駆動手段が、一つの駆動源
   と、前記サーマルプリントヘッドの発熱体の並びに直交
   する方向に前記サーマルプリントヘッドをスライド往復
   移動させるためのサーマルプリントヘッドスライド往復
   移動機構と、前記サーマルプリントヘッドのスライド往
   復移動期間中に、前記サーマルプリントヘッドを被印字
   体に対して一定圧力をかけて押圧して、前記サーマルプ
   リントヘッドによって前記被印字体上に印字処理し、印
   字処理終了後、前記サーマルプリントヘッドを前記被印
   字体から離遠させるべく動作するサーマルプリントヘッ
   ドアップダウン移動機構とからなり、 前記サーマルプリントヘッドの移動に対し、一定間隔
   で、前記サーマルプリントヘッドの発熱体にエネルギー
   を印加するための制御手段を備えてなることを特徴とす
   るサーマルスタンパ。