JPH08501264A - リール間シート材転送システムのリール直径を計測する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 シート材をリールに巻取るときにシート材の直径を決定し、シート材に対する張力を設定する方法と装置を開示する。巻取りリール11上に巻かれたシート材10を含む巻取りリール11の直径は巻取りリールの回転角Ｗｓとシート材運動と比例して回転する駆動ローラ14などの環状部材の回転から得られるシート材の運動から決定する。他の実施例では、リールの直径は供給リール及び巻取りリールの回転角、システム内のシート材の総量、巻取りリールに巻き戻されるシート材のパッキング係数から決定する。そこで直径の決定は巻取りリールのトルクの設定に使用でき、それにより巻取り中のシート材の張力の設定に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 リール間シート材転送システムのリール直径を計測する方法と装置発明の背景 ここに開示する発明はリール間シート材転送システム及び方法の改良に関し、 特にそのようなシステム内の（シート材を巻いた）リールまたはスプールの直径 の決定に関する。シート材はリボン、テープ、フィルムなどの条片形状とするこ とができる。ここに開示する特定の応用では、シート材とは色素、ワックス、樹 脂、インクなどをドナー媒体から用紙などの受容媒体に転写する熱プリンタの熱 プリントヘッドで移動する熱転写または熱ドナー媒体である。 シート材に作用して（例えば熱プリンタ内の熱プリントヘッドを通過またはオ ーディオまたはビデオテープを読み取る磁気ヘッドを通過させて）シート材を巻 取りリールに巻戻しするステーションを通過して供給リールからのシート材を転 送する転送システムでは、ステーションを通過して移動するときにシート材に対 して選別張力を加えることが望ましい。選別張力は広範囲の状態に付いて一定と することができたり、異なる選別張力を異なる状態に従って加える。 例えば熱プリンタでは、熱プリントヘッドにより用紙などの受容媒体に所望の パターンで転写する色素、ワックス、樹脂、インクなど（以下、ここでは「イン ク」とする）を含む熱転写またはドナー媒体（以下、ここでは「熱転写リボン」 あるいは単に「リボン」とする）を利用する。印刷中、プリントヘッド内の熱要 素は熱転写リボンと接触し、リボンをプラテンで支持した受容媒体に対して押圧 する。プリントヘッドは熱と若干の圧力によりリボン（ドナー）により担持され たインクを活性化して受容媒体に転写する。リボンと受容媒体は接触状態となり 、インクの受容媒体へのインクの転写をもたらすのに十分な所定の最低「ドウェ ル」時間の間にプリントヘッドにより熱が加えられる。一般にインクが受容媒体 に転写されるドウェル時間では熱転写リボンは一時的に受容媒体に接着するよう になる。受容媒体は一般に少なくとも最低必要ドウェル時間の間、プリントヘッ ドがリボンを受容媒体に対し加熱して押圧するのに十分遅い速度でプリントヘッ ドを連続的に通過する。 受容媒体に対して押圧したリボンと共に受容媒体の運動に支援されて巻取りリ ールを駆動するモータによりリボンに与えた張力でリボンを供給リールから取り 出し、リボンがプリントヘッドの近傍を通過した後にリボンを巻取りリールに巻 戻す。未使用のリボンは印刷中に使用したリボン部分がプリントヘッドの近傍に ないようにする速度で供給リールから取り出し、プリントヘッドを通過させ、巻 取りリールに巻戻す。さもなくばリボンの使用部分と印刷中に起動されるプリン トヘッドの特定の熱要素間に一致があれば、印刷する画像部分がスキップするこ とになる。同時にリボンを節約するため、未使用リボンを巻取りリールに巻取る ような高速度でリボンを取り出したり巻戻したりすべきではない。 リボンの張力は更に受容媒体駆動システムのドラッグ並びにプリントヘッドを 通過するリボンの運動に影響を与える。リボンの適切な張力により駆動システム の受容媒体のドラッグを削減し、適切な剥離角度とドナー／受容体ドウェル時間 を確立できる。言い替えれば適切な張力により受容媒体に対してプリントヘッド ベアリングにより生じる制動作用を相殺する役に立つ。 従ってそのような応用ではリボン上の張力を制御し、各々のリールに巻いたリ ボンの直径の変化、使用するリボンの種類の変化、使用する受容媒体の種類の変 化、印刷速度の変化などの作動パラメータや条件が変化するときにそれを行うこ とができることが望ましい。更にそのような張力制御をリアルタイムで連続的に 行うことが望ましい。そのような張力制御を行うため、巻取りリールに対する駆 動トルクを調節してリボンの一定張力を維持するだけでなく、トルクを調節して 作動パラメータや条件が変化するときにリボンの張力を変更する必要がある。 従来の機械的構成は上述のシート材張力制御を行うのに十分満足できるもので はない。例えばリール間シート材転送システム用の比較的単純なスプリングまた はカウンタバランス式張力制御システムは、作動条件が変化するときにシート材 張力を正確に制御できず、しばしばセンサ要素を計測する媒体と直接接触させる 必要があるという欠点を持ち、上述の張力制御を行うことのできる他の張力制御 システムは相対的に複雑で高価なものになっている。 更にリール間シート材転送システムでは、供給及び巻取りリール上のシート材 の分量を決定することが望ましい。それにより例えば上述の熱プリンタでは、リ ボンがなくなる前に印刷を停止して新しいリールを装着できるように供給リール 上の転写リボンがいつ殆どなくなるかを決定する役に立つ。リール直径の決定は リール端位置を肉眼であるいは直接に機械的、電子機械的あるいは電気光学的に 感知して頻繁に行われる。それらの手法は正確でなかったり、リールまたはリボ ンに物理的に接触する必要があったり、実施が高価になったりする。 従って改良形のシート材張力制御システムと方法並びに改良形のシート材直径 決定システムと方法に対するニーズがある。発明の目的と要約 ここに開示する発明の目的は、リール間転送システムのシート材の張力を比較 的単純で安価な方法で正確に制御することである。 本発明の別の目的は、可変な作動条件下でリール間システムのシート材張力を 制御することである。 本発明の別の目的は、シート材を供給リールからシート材に対して作動するス テーションを通過してシート材に対して作動した後に巻取りリールに正確に制御 された形で移動し、それを可変な作動条件下で行うことである。 本発明の別の目的は、リールに巻いたシート材の直径を比較的単純で安価な形 で正確に決定することである。 本発明の別の目的は、供給及び巻取りリール上のシート材に物理的に接触せず にシート材張力を制御し、リール間システム内のシート材直径を決定することで ある。 本発明の別の目的は、張力及びシート材制御と進行、及び上記の本発明の目的 の直径の決定をリアルタイムで連続的に達成することである。 本発明は上記及び他の目的をリールの回転角度または角速度及びシート材の運 動の測定からリールに巻かれたシート材の直径を決定することにより行う。例え ばシート材の運動は、シート材運動に関する周知の関係に従って回転する環状部 材の回転角度または角速度（またはそれぞれそれに関した回転角及び角速度から ）及び他の周知または推論可能な情報から得ることができる。 第１の実施例で他の周知または推論可能な情報とは上記の環状部材の直径であ る。実施例では、巻取りリール及び環状部材の回転角（または角速度）を測定し 、環状部材の直径は一定で周知であり、巻取りリールの直径はシート材と環状部 材 の間にはスリップがない、または環状部材の回転は所与の関係（例えば線形に比 例）によりシート材の運動に関係しておりシート材上には常に張力があると想定 して次式から計算することができる。 ｄ_t＝（θ_ce／θ_t）ｄ_ceまたはｄ_t＝（ω_ce／ω_t）ｄ_ce (1) ここでｄ_tは巻取りリールに巻いたシート材を含む巻取りリールの瞬時直径であ り、ｄ_ceは環状部材の周知の一定直径であり、θ_ceは所与の期間にかけての環状 部材の回転角度であり、θ_tは所与の期間の巻取りリールの回転角であり、ω_ce は環状部材の角速度であり、ω_tは巻取りリールの角速度である。 環状部材は別のシート材と係合して移動可能で、リールに巻いたシート材は他 のシート材と共に係合して移動することができる。例えば他のシート材はドナー ／受容熱プリンタ内の受容媒体とすることができ、シート材は受容媒体により熱 プリントヘッドが熱転写リボンを受容媒体に押圧、加熱することを通して係合し た熱転写リボンの形のドナー媒体とすることができる。 環状部材は、シート材を係合して供給リールからそれを引くまたは引く際に支 援するあるいは他のシート材（例えば受容媒体）と係合して移動する駆動システ ムの一部とすることができる。例えば環状部材はシート材と係合して移動するピ ンチローラ駆動システムの一部を為す駆動ローラとすることができる。実施例で は、駆動システムは受容シート媒体をここに記述するように移動する。 第２の実施例で他の周知または推論可能な情報とは、供給リールの初期直径、 供給及び巻取りリールの周知のコア直径、及び巻取りリールに巻戻したシート材 のパッキング係数から推論するリール間シート材転送システム内のシート材の総 量である。この実施例ではシート材と環状部材間にスリップがないあるいはシー ト材上には常に正の張力があるとは想定しない。この実施例では、巻取りリール に巻いたシート材を含む巻取りリールの直径を下の式(2)から得る。ここでｄ_tは 巻取りリールの瞬時直径であり、ｐはパッキング係数（周知）であり、ｄ_siは供 給リールに全てのシート材を巻いた供給リールの初期直径（周知）であり、ｄ_c はリールコア直径であり、ω_tは巻取りリールの角速度（測定済）であり、ω_sは 供給リールの角速度（測定済）である。 巻取りリールへのシート材の完全な再パッキング（ｐ＝０）に付いて、即ちシ ート材が巻取りリールに巻戻されるときに供給リール上のシート材の初期パッキ ングに対して直径的な成長がないときあるいは巻取りリールの直径を近似（例え ば約５％から20％内の精度）として決定するように巻取りリール上のシート材の 不完全な再パッキングによりもたらされる誤差を無視するとき、式(2)は次のよ うになる。 マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、論理・ タイミング回路などの演算回路は、リール直径を決定し、巻取りリールの駆動モ ータに対する電流を通して巻取りリール駆動トルクを設定することにより直接ま たはモータ制御システムを通してシート材の所望の張力を正確に設定する。（演 算回路により設定するモータ電流はモータの駆動トルクに対して周知の関係を持 っており、モータはリボンの張力を決定する）。ここに開示する巻取りリールの 直径の決定を用いることで、シート材の張力を設定できるだけでなく、追加的に （または専用に）供給リールに残っているシート材の分量を示すことができる。 本発明により事前の初期化あるいは周知の「元の」地点に戻ることなくそして シート材を物理的に接触することなく、供給／巻取りサイクルのどの地点でも走 行中に上記を連続的にリアルタイムで行うことができる。 上述した第１の実施例及び式(1)により巻取りリールの直径を決定する際に、 巻取りリールを駆動するモータのトルクを一部の初期推定値に設定する必要があ る。そこでシート材の短いサンプルを供給リールから引いて巻取りリールに巻き 付ける。このシート材の短いサンプルの転送中、演算回路はθ_ceとθ_tまたはω_{c e} とω_tを読み取る。このデータを一旦取ると、演算回路はモータトルクを正確に 設定し、それによりリボン張力を設定することができる。例えば転送システムを 連続的に作動しないとき、あるいは複数の供給及び巻取りリールの組があり１つ または複数の組は同時に使用しないとき、転送システムを最初に使用するときあ るいは電力ダウン後に最初に使用または再使用するとき及び各々のリール変更の 後には、初期トルクを設定しなければならない。そのような初期トルクは実際の 条件に関与せずに設定されるが、むしろシート材を巻取りリールに巻取ることが できるように全ての予期される作動条件下で正の張力をシート材に加える値に設 定される。シート材上の初期張力はシート材を意図したように使用または作動で きないものであることがあるので、この初期張力で取り出したシート材は使用さ れず、浪費されることがある。 本発明の第３の実施例では、初期張力を事前に設定した値に設定する代わりに 第２の実施例及び式(2)を用いて設定し、式(2)で決定した張力を用いて巻取りリ ールにシート材を最初に巻取り、その後第１の実施例と式(1)により張力を設定 する。これにより式(1)だけを初期の事前の張力と共に用いることで浪費される シート材量を削減する。図面の簡単な説明 ここに開示する発明は添付する図面に例示するが、それは例示的なもので限定 的なものでなく、また類似の参照番号は類似または対応する部分を示すものとす る。 図１は本発明の第１の実施例によるシステムの単純化した概略ブロック図であ る。 図２は図１のシステムの変形の単純化した概略ブロック図である。 図３は本 発明の第２の実施例によるシステムの単純化した概略ブロック図である。 図４は本発明の張力制御装置を使用した熱プリンタの斜視図である。 図５は図４の熱プリンタの図４とは異なる方向から見たものであるが、熱転写 リボンのカセットを格納するプリンタの右側のキャビネット及びタレット無しの 斜視図である。 図６は図５の６−６線に沿った図４、５の装置の転写リボンカセット及びリ ボン駆動システムの断面図である。 図７は図４、５の装置の熱プリントヘッド、受容媒体、プラテン及び転写リボ ンの斜視図であり、転写リボンはプリントヘッドと受容媒体の間を通過している 。 図８は図４の８−８線に沿った図４、５の装置の受容媒体（用紙）駆動装置の 断面図である。実施例 図１には条片形をしたシート材、詳しくは熱転写リボン10が供給リール11と巻 取りリール12間で巻かれて延長している。リボン10はモータ１５により回転する 駆動ローラ14と自由回転するピンチローラ16からなる通常のピンチローラ駆動シ ステム13により供給リール11から取出す。駆動ローラ14とピンチローラ16間を通 過するリボン10は、駆動ローラ14の回転（上述の環状部材）の回転によりリボン 10を供給リール11から取り出すようにその間で押圧されている。巻取りモータ17 は巻取りリール12にトルクを加えるため連結されており、それによりリボン10が 巻取りリール12に適切に巻かれるようにするため、巻取りリール12にリボン10を 巻き取るときに張力をリボン10に加える。リボン10は巻取りモータ17の駆動力だ けで供給リール11から取出して巻取りリール12に巻取ることができたり、ピンチ ローラ駆動システム13だけの駆動力であるいは駆動システム13と巻取りモータ17 により供給リール11から取出して巻取りモータ17の駆動力で巻取りリール12に巻 戻すことができる。ブレーキ19を供給リール11に取り付けてリボン10がピンチロ ーラ駆動システム13または巻取りモータ17により供給リール11から巻き戻される ときにリボンを引っ張ることができる。 一部の応用では、巻取りリール12または供給リール11上のリボンの直径を決定 し、巻取りリール12に巻取るときにリボン10を正確に引っ張る必要がある。 本発明の第１の実施例ではエンコーダ20を備えて巻取りリール12の各回転をモ ニタし、エンコーダ21を備えて駆動ローラ14の各回転をモニタする。エンコーダ 20、21は通常のもので、例えば巻取りリール12と駆動ローラ14のシャフト22、23 に連結したシャフトエンコーダ（例えば光学的、磁気式など）とすることができ る。エンコーダ20、21の出力は演算回路30に加える。 本発明の本実施例では、巻取りリール12上のリボン10の外径ｄ_tは次のように 導出する上記の式(1)に従って演算回路30により決定する。所与の期間中にピン チローラ駆動システム13により係合しているときに供給リール11から巻き戻され たリボンの長さ「ｘ」は、その期間かける駆動ローラ14の半径ｒ_ce（ｄ_ce／２） 中の駆動ローラ14（環状部材）の回転角θ_ceに等しい。同様に巻取りリール12に 巻いたリボン10の長さ「ｘ」は、巻取りリール12の半径ｒ_tの回転角θ_tに等しい 。リボン10と駆動ローラ14間にはスリップが存在せず（あるいはリボン10と駆動 ローラ14の運動は所与の関係にしたがって関係している）、リボン10が供給リー ル11から巻き戻されるときに緩くならない、即ちリボン10上には常に正の張力が あると想定すると、所与の期間中に供給リール11から取り出すリボンの長さ「ｘ 」が巻取りリール12に巻戻され、各々の回転角に関して式(1)をもたらす。θ＝ ω／ｔであるので、所与の期間の各々の回転角よりも駆動ローラ14と巻取りリー ル12の瞬時角速度Ｗ_ceとＷ_tをそれぞれ使用することができる。 駆動ローラ14の周知の直径ｄ_ceを演算回路30にロードし、エンコーダ20と21は 巻取りリール12と駆動ローラ14の回転角を示す信号を演算回路30に供給する。演 算回路30は式(1)に従ってｄ_tを計算するように周知の形で構成した任意の適切な マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、論理・タ イミング回路などとすることができる。 上述したように、巻取りリール12の直径の決定を用いて巻取りモータ17のトル クを設定し、それによりリボン10の巻取り中にリボン10上の張力を正確に制御す ることができる。演算回路30を用いて直径の決定及びトルクとモータ電流及び電 圧の周知の関係から所望の張力を計算することができる。 演算回路30は巻取りリール12の瞬時に計算した直径に依存する出力を巻取りモ ータ１７に駆動電流を与える巻取りモータ17のモータ制御装置（図示せず）また はその駆動電流として直接巻取りモータ17に与えて巻取りモータ17を駆動してト ルクを制御しリボン10上の所望の張力を維持する。 図１に例示する本発明の実施例では駆動ローラ14はリボン10を直接に駆動する が、図２はリボンを駆動システム13ａで間接的に駆動して巻取りリール12の直径 を決定するあるいは巻取りモータ17のトルクを設定するのに用いることのできる 実施例を示している。例えば駆動システム13ａを取り付けて直接ドナー／受容熱 転写プリンタ内の受容媒体（例：用紙）などの別のシート材27を駆動することが でき、リボン172はドナー媒体となり、その接触を他のシート材27と接触係合す ることで間接的に駆動する。リボン172のそのような間接駆動は、シート材27と リボン間にスリップがなく、あるいはリボン172、シート材27、駆動ローラ14ａ の運動は所与の関係により関連付けられていると想定する。リボン172とシート 材27はプリントヘッド28とプラテン76の間で圧縮する。リボン172とシート材27 間の摩擦力により、巻取りモータ17のトルクが適切なレベルの時にスリップを防 ぐ。駆動システム13ａはシート材27を引っ張り、シート材27はリボン172をそれ と共に移動する。図２の実施例を用いたプリンタ25の詳細は後述する。そのプリ ンタの実施例では、エンコーダ31を備えて供給リール11の角回転をモニタするこ とができる（その目的は後述する）。エンコーダ31はエンコーダ20の上述のシャ フトエンコーダとすることができるが、供給リール11のシャフト32に連結する。 図３の本発明の第２の実施例では、図１の第１の実施例と同様にエンコーダ20 を備えて巻取りリール12の回転角をモニタし、エンコーダ31を供給リール11のシ ャフト32に連結して供給リール11の回転角をモニタする。巻取りモータ17は供給 リール11からリボン10を取り出し、巻取りリール12に巻戻す。パッキング係数（ ｐ）、供給スプールの初期半径ｒ_s（ｄ_s／２）及び巻取り及び供給リールのコア 半径ｒ_c（または直径）を演算回路30にロードし、エンコーダ20、31の出力を演 算回路30に加え、演算回路30は上記の式(2)に従って巻取りリール12の直径ｄ_tを 計算する。パッキング係数（ｐ）は経験的に決定する。上述したように本発明の この実施例では、駆動ローラエンコーダ21を使用せず供給リール11と巻取りリー ル12にわたるリボン10の緩み状態を検出することができるので、リボン10と駆動 ローラ14または別のシート材間にスリップが存在しないと想定する必要はない。 エンコーダ20の出力がエンコーダ31の出力が回転を示していないときに回転を示 す場合、緩み状態が生じており、演算回路30により検出することができる。 図３の実施例は所望により図１、２に関して上述したように供給リール11から リボンを直接または間接的に取り出すピンチローラ駆動システム13または13ａと 共に使用することができる。 上記の式(2)は次のように導出する。 供給リールの瞬時面積（Ａ_s）と巻取りリールの瞬時面積（Ａ_t） （側面から 円として見て）は次式により与えられる。 Ａ_s＝π（ｒ_s ²−ｒ_c ²） (4) Ａ_t＝π（ｒ_t ²−ｒ_c ²） (5) ここでｒ_s＝供給リールの瞬時半径であり、ｒ_c＝供給リール及び巻取りリールの コアの半径であり、ｒ_t＝巻取りリールの瞬時半径である。 供給リールの最大面積（Ａ_smax）は次式により与えられる。 これは一定で周知であり、ｐはこれも周知のパッキング係数であり、ｒ_s ⁱは周知 の供給リール11の初期半径である。 上記の式(1)と同様になる。 式(6)のＡ_tをとき、式(7)のｒ_sを解き、ｒ_sの式をＡ_tの式に代入すると次に様 になる。 ｒ_tについて式(8)を解き、ｄ_t＝２ｒ_tを代入すると式(2)が与えられる。 巻取りリールへのシート材の完全な再パッキングすなわちｐ＝０については、 式(2)は上記の式(3)に還元される。 図１、３に関して説明した本発明の実施例は、異なる応用で使用する独立型の 手順として用いて巻取りリールまたは供給リールの直径を決定することができ、 巻取りリールトルクを設定することができる。上述したように、本発明は図１及 び図３（及び図２と図３）の実施例を共に用いて巻取りモータ17のトルクを設定 することができる。最初に図３の実施例を用いて、駆動ローラ14とリボン10間（ 図１）あるいはシート用紙27、リボン172、駆動ローラ14ａ（図２）間にスリッ プがなくリボンは巻取りリール12と供給リール11の間でどこででも緩くなること があるという想定に依存することなく、巻取りリールの直径の非常に正確な推定 値を公式化する。次に図１または図２の実施例を用いて、図３の実施例を使用し て得られた巻取りリール直径の非常に正確な初期推定値から決定した初期トルク を巻取りリールに加えつつ巻取りリールの直径を正確に決定する。例えばこの節 で説明した手順を用いて、受容媒体をピンチローラ駆動システムでプリントヘッ ドを通過させる間にヘッドダウン印刷位置にある熱プリントヘッドによりリボン 10を受容媒体に対して押圧する熱印刷装置により実際に印刷中にリボン10の張力 を設定することができる。上述したように、これによりリボンを変え、初期の電 源アップの新しい印刷を開始する度にリボンの浪費を生じたプリンタの非印刷モ ードで供給リールから巻取りリールにリボンを進める必要がなくなる。 本発明は、装置の中でも図４−８に一部示し本発明と同一日付で出願した「ス トリップモード印刷、プロット装置と方法」の名称の係属米国特許出願番号07/9 20,186号（弁理士文書番号HID-117）（その開示をここに参考として取り入れる ）で十分に説明しているドナー／受容体熱転写プリンタ25での張力制御及びシー ト材直径の決定に使用することができる。ここに開示した本発明と関連し、本発 明を理解する役に立つプリンタ25の詳細部分だけをここで説明、例示する。プリ ンタ25はプラテン76上でプリントキャリッジ62に担持された熱プリントヘッド28 （図５、７）を内蔵している。図７で、熱転写リボン172の形の熱ドナー媒体及 び用紙27の形の熱受容媒体は、プリントヘッド28内の熱要素を選別的に加熱して リボン172から用紙27へインクを所望のパターンで熱的に転写する間にプリント ヘッド28とプラテン76間でプリントヘッド28に相対的に移動させる。上述した３ つの実施例の各々をプリンタ25により用いてリボン172の張力を設定したり供給 リールまたは巻取りリールに巻かれたリボンの分量を決定することができる。 図４−６で、プリンタ25は熱転写リボン172を担持するリボンカセット600と、 リボン供給リール603（図５、６）と巻取りリール604を内蔵している。リボン17 2は供給リール603に巻かれて延長してプリントヘッド28近傍を通過して巻取りリ ール604に巻かれている。カセット600はプリンタ25のプリントキャリッジ62に担 持されたリボン駆動システム601に取り付けている。リボン駆動システム601は用 紙27の運動と協働してリボン172を供給リール603から取り出して、熱印刷後に巻 取りリール604に巻戻す。図６でカセット600は取り外し可能にリボン駆動ハウジ ング618に取り付けており、出願番号07/920,186号（弁理士文書番号HID-117）に 説明するようにその中に適切に収容されている。 図６でカセット600内には、内部に回転可能に供給リール603と巻取りリール60 4を取り付けたハウジング602がある。リボン駆動システム601はモータ605から突 出してそれにより回転するシャフト607（巻取りスピンドルとして機能する）を 有する巻取りリール駆動モータ605と、供給スピンドル608と、それぞれ巻取りス ピンドル607と供給スピンドル608に取り付けたシャフトエンコーダディスク610 、612で構成されている。シャフトエンコーダディスク610、612は供給リール652 （後述する）の一部を為しており、その１つだけを図４に示す。駆動モータ605 とスピンドル608は、キャリッジ62に取り付けたリボン駆動ハウジング618の対向 する壁616、617により支持されている。巻取りスピンドル607はカセットハウジ ング602に入って巻取りリール604に受け止められるのに十分な実質的な距離だけ 壁616から突出し、更に壁617の外側に取り付けられたシャフトエンコーダディス ク610を回転するのに十分な短い距離だけ反対側の壁617から突出している。同様 に供給スピンドル608はカセットハウジング602に入って供給リール603により受 け止められるのに十分な実質的な距離だけ壁616から突出し、更に壁617の外側に 取り付けたシャフトエンコーダディスク612の回転を可能に するのに十分短い距離だけ突出している。 更に図６で、リール603、604はカセットハウジング602内で回転するように取 り付けられている。駆動スプロケット625を壁616の近傍の突出した巻取りスピン ドル607に付随させて巻取りリール604と係合し、それによりモータ605により巻 取りリールを回転できるようにしている。駆動スプロケット626は壁616近傍の突 出した供給スピンドル608に固定して供給リール603と係合し、供給スピンドル60 8が供給リール603と共に回転するようにしている。リボン巻取りリール604は駆 動スプロケット625を受け止めるためにその端部にハウジング618に向かって中心 リセスを有しており、リボン供給リール603はスプロケット626を受け止めて係合 するため、その端部にハウジング618に向かって中心リセスを有している。モー タ605による巻取りスピンドル607の回転により巻取りリール604は回転してその 上のリボンをブレーキ646のブレーキ作用下で比較的自由に回転する供給リール6 03から巻取る。ブレーキ646は例えばシャフト608に固定し、ハウジング618に取 り付けた適切なブレーキパッドにより係合するようにしたブレーキロータ647か らなる。 シャフトエンコーダディスク610、612（図６）は供給リール652（その１つだ けを図４に示す）の一部を為し、それぞれ巻取りスピンドル607と供給スピンド ル608と回転するように取り付けられている。供給リール652は好ましくは光学タ イプのものとする。各々のディスク610、612はその中に孔またはその上にマーキ ングを有する不透明のディスクからなり、供給リール652は各々のディスク610、 612を間で回転する対向するアームに取り付けた発光ダイオード（図示せず）及 び光検出器（図示せず）を含む通常の光学供給リールとすることができる。 供給リール652の出力は演算回路30の機能を行うプリンタ制御装置（ここでは 例示していないが、出願番号07/920,186号（HID-117）で説明する）に接続して 、駆動電流をモータ605に供給する。供給リール652はこのように図１−３のエン コーダ20、21、31の具体例であり、各々のシャフトの角変位や速度に関してプリ ンタ制御装置にデータを提供する。その情報によりプリンタ制御装置は供給リー ル603と巻取りリール604に巻かれたリボンの直径を決定し、それから上述の実施 例にしたがって転写リボンの所望の張力を決定することができる。 図５で、供給リール603からの転写リボン172はカセット600から供給リール603 の近傍のカセットハウジングに接続したガイド200を経て下向きに案内される。 次にリボン172はプリントヘッド28下に導かれ（図７）、巻取りリール604近傍の カセットハウジングに接続したガイド201を経て上向きに案内されて巻取りリー ル604に戻る（図５）。プリントヘッド28は熱や圧力をリボン172に加えない上昇 位置（図示せず）を持ち、またリボン172と係合してプラテン76に向けて下向き に強制してそれに選別的に熱を加える図６に示す低下位置を有するように制御す る。図６で、用紙27はリボン172とプラテン76の間に位置しており、熱転写によ るその上への印刷は、プリントヘッド28が低下位置にあるときにそれによりもた らされる。 図７で、印刷中、プリントヘッド28内の熱要素は熱転写リボン72と接触し、リ ボンをプラテン76で支持された用紙27に対して押圧する。所定の最低「ドウェル 時間」間の熱と若干の圧力により、用紙27が連続的にプリントヘッド28を通過す る間に、プリントヘッド28はリボン172に担持されたインクを活性化して用紙27 に転写する。上述したようにリボン172はインクが用紙27に転写されるドウェル 時間中に一時的に用紙27に接着するようになる。任意の通常の用紙ドライブで連 続的に移動するまたは出願番号07/920,186号（HID-117）で開示した用紙駆動装 置68（図８）により移動することができる。用紙27は少なくとも最低必要ドウェ ル時間間、プリントヘッドがリボン172を加熱して用紙27に対して押圧できる十 分遅い速度でプリントヘッド28を通過する。巻取りリール604を駆動するモータ6 05によりリボン172に与えられる張力により、プリントヘッド近傍の使用済みの リボンはちょうど印刷した用紙27から剥離され、巻取りリールに巻取られ、その ような張力と用紙27の運動により未使用のリボンは連続的に供給リールから巻き 戻され、プリントヘッド近傍（下）の位置に移動される。上述したようにリボン 172上の張力は、用紙27上のプリントヘッド28のブレーキ作用またはドラッグを 相殺する間、プリントヘッド28近傍の未使用のリボンの連続的な供給を移動する ように制御される。 図３の直径決定の実施例は、供給リールと巻取りリールの角回転または速度、 パッキング係数、リールコア直径、プリンタ制御装置に入力した初期リール直径 をモニタする供給リール652を通して印刷装置25により実施することができる。 供給リール652は初期の供給リール及び巻取りリールの各々の回転角をプリンタ 制御装置に供給し、プリンタ制御装置は式(2)からリールの直径を決定する。 図１の直径決定の実施例は、次のように実施することができる。ローラ402の 左端に接続した駆動シャフト410及びローラ402、403を共に回転するように接続 した共通シャフト411を通して駆動ローラ402、403（図８）を回転する駆動モー タ416（図４）を含むピンチローラ用紙駆動装置68（図４）により用紙27を進め る。用紙27は駆動ローラ402、403と各々のピンチローラ407、408間を通過し、駆 動ローラ402、403を駆動することで進める。用紙駆動装置68の更なる詳細は出願 番号07/920,186号（HID-117）及び「特にプリンタ及びプロッタ用のシート媒体 転送システム」の名称で本出願と同一日付で出願した系属出願番号07/920,115号 （弁理士文書番号HID181/182）（その開示をここに参考として取り入れている） に開示されている。 リボン172の運動は用紙27の運動と関連しており、用紙27の運動はモータ300に 制御されているので、即ち駆動ローラ402、403(環状部材）の回転角に関連して いるので、適切なエンコーダ（例：図２の２１）をモータ300のシャフト上また は駆動ローラ402、403のシャフト410上に設けて、プリンタ制御装置に接続して 図２の実施例の環状部材または駆動ローラの回転角を提供することができること が明かである。そこでプリンタ制御装置は式(1)と図２に例示した本発明の実施 例にしたがってカセット600のリールの直径を決定する。 プリンタ制御装置は巻取りリール駆動モータ605が出すトルクを計算して上述 のように決定したリボン直径に依存してリボン172上の正確な巻取り張力を維持 する。更にプリンタ制御装置は実際の転写リボンの使用を記録し、転写リボンの 補充がいつ必要かを決定する。 上述したように、リールの角速度または角変位を測定することができる。従っ て演算回路とプリンタ制御装置は角速度または角変位に対応するように構築また はプログラムすることができる。 以上のように本発明の方法と装置により、供給リール及び巻取りリール上の材 料の直径の連続的なリアルタイム決定が、事前の初期化あるいは周知の「元の」 地点に戻る必要なしに可能になる。本発明はこのように供給／巻取りサイクルの 任意のランダムな時からのデータを提供し、何等かの機械的な計測要素を転送す るシート材に接触させる必要はない。 特定の実施例に関して本発明を開示、説明したが、それに対して変形や修正を 行うことができることは明かである。また本発明の用途をドナー／受容体熱転写 印刷装置に関して述べたが、本発明はオーディオ、ビデオテープレコーダやプレ イヤーに見られるリール間転送システム、データ記憶テープシステムなどの他の 応用で用いることができる。従って下記の特許請求項の範囲によりそのような変 形、修正、用途は本発明の趣旨と範囲に入るものとしてカバーするものとする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． リール上に巻かれシート材の直径を決定する方法であって、リールに向か ってシート材の運動に関した所与の関係で回転するリールの上流の環状部材があ り、環状部材はある直径を有し、シート材はリールに環状部材の回転に関した所 与の関係の速度で巻取られ、 所与の期間中のリールの回転角を測定し、 所与の期間中の環状部材の回転角を測定し、および リールの直径を環状部材とリールの回転角の比率かける環状部材の直径から計 算することを含む前記方法。 ２． モータによるリールの回転によりリールにシート材が巻取られるときにシ ート材上の所定の張力を設定する方法であって、リールに向けてシート材の運動 に関した所与の関係に関した所与の関係で回転するリールの上流の環状部材を備 え、 環状部材とリールの回転角の比率かける環状部材の直径からシート材を巻取る リールのコアの直径を含めてリール上に巻かれたシート材の直径を決定し、 所望の張力またはシート材上の各々の所望の張力でリールをモータで回転する のに必要なモータ駆動電流をリールの直径と相関させ、 リールの決定した直径に対応する値にモータへの駆動電流を設定することを含 む前記方法。 ３． 環状部材をシート材と係合することでシート材と環状部材間にスリップな しにシート材を移動し、環状部材によりシート材を移動する同じ速度でシート材 をリールに巻取るステップを含む環状部材を含む、駆動システムによりシート材 をリールに向けて移動させる請求項１または２の方法。 ４． 環状部材を他のシート材と係合することで他のシート材と環状部材間にス リップなしに他のシート材を移動させ、リールに巻取るシート材を他のシート材 と係合して２つのシート材間にスリップがないようにして環状部材による他のシ ート材の運動によりシート材をリールに向けて移動させ、シート材を他のシート 材と共に移動させる同じ速度でシート材をリールに巻取るステップを含む環状部 材を含む駆動システムによりシート材をリールに向けて移動させ請求項１または ２の方法。 ５． 環状部材はローラであり、駆動システムは他のローラを含み、他のシート 材を移動させるステップは他のシート材をローラ間に係合し、少なくともローラ の一方で駆動させることを含む請求項１または２の方法。 ６． 巻取りリールに巻取られているシート材の直径を決定する方法であって、 シート材は供給リールと巻取りリール間で延長して供給リールから巻き戻されて 巻取りリールに巻取られており、 所与の期間中の供給リールの回転角を測定し、 所与の期間中の巻取りリールの回転角を測定し、 供給リールと巻取りリールの測定した回転角及び供給リールと巻取りリール間 で巻取られ延長しているシート材の総量から巻取りリールの直径を計算すること からなる前記方法。 ７． モータにより巻取りリールの回転により巻取りリールに巻取られているシ ート材の所定の張力を設定する方法で、シート材は供給リールと巻取りリール間 に延長しており、供給リールから巻き戻されて巻取りリールに巻取られており、 シート材を巻いた巻取りリールのコアの直径を含む巻取りリール上に巻かれた シート材の直径を供給リールと巻取りリールの回転角と、供給リールと巻取りリ ールに巻取られ、その間で延長しているシート材の総量とから決定し、 所望の張力またはシート材上の各々の所望の張力で巻取りリールをモータで回 転するのに必要なモータ駆動電流を巻取りリールの直径と相関させ、 決定された巻取りリールの直径に対応するモータへの駆動電流を設定すること からなる前記方法。 ８． 計算ステップは巻取りリールの直径を更に巻取りリールに巻いたシート材 のパッキング係数から計算することを含む請求項６または７の方法。 ９． 計算ステップは巻取りリールの直径を次式から計算する請求項６または７ の方法。 10． 計算ステップはパッキング係数ｐをゼロに等しく設定し、巻取りリールの 直径を次式から計算する請求項９の方法。 11． モータによる巻取りリールの回転でシート材を巻取りリールに巻取るとき のシート材上の所定の張力を設定する方法であって、シート材は供給リールと巻 取りリール間で延長しており、供給リールから巻き戻されて巻取りリールに巻取 られ、巻取りリールへのシート材の運動に比例して回転する巻取りリールの上流 に環状部材があり、 シート材を巻いた巻取りリールのコアの直径を含む巻取りリールに巻かれたシ ート材の初期直径を供給リールと巻取りリールの回転角と供給リールと巻取りリ ールに巻かれ、延長しているシート材の総量から決定し、 シート材上の所望の張力または所望の各々の張力でモータにより巻取りリール を回転するのに必要なモータ駆動電流を巻取りリールの直径と相関させ、 巻取りリールの初期の所定の直径に対応するモータに対する初期駆動電流を設 定し、 初期張力を加えつつ巻取りリール上にシート材を巻取り、 その後にシート材に加える初期張力で再びシート材を巻いたリールのコアの直 径を含めてリール上に巻いたシート材の直径を環状部材と巻取りリールの回転角 の比率かける環状部材の直径から決定し、 最も最近に決定された巻取りリールの直径に対応する電気モータに対する駆動 電流を設定することからなる前記方法。 12． リール上に巻かれたシート材の直径を決定する装置であって、 リールに向かってシート材の運動に関した所与の関係で回転するリールの上流 にある、ある直径を有する環状部材と、 リール上のシート材を前記環状部材の回転に関した所与の関係の速度で巻取る 手段と、 所与の期間中のリールの回転角を測定する手段と、 所与の期間中の前記環状部材の回転角を測定する手段と、 リールの直径を前記環状部材とリールの回転角の比率かける前記環状部材の直 径から計算する手段とを含む前記装置。 13． シート材をリールに向けて移動させる駆動システムからなり、前記駆動シ ステムは前記環状部材を含み、前記環状部材はシート材と係合してシート材と前 記環状部材間のスリップなしにそれをリールに向けて移動させ、リール上のシー ト材を巻取る前記手段はリールを回転しシート材に張力を加えて前記環状部材で シート材を移動するのと同一速度でその上のシート材を巻取るために接続した電 気モータからなる請求項12の装置。 14． シート材をリールに向けて移動させる駆動システムと、シート材を他のシ ート材と係合させ２つのシート材間でスリップなしで他のシート材によりリール に向けて移動させる手段とを含み、 前記駆動システムは前記環状部材を含み、前記環状部材は他のシート材と係合 して他のシート材と前記環状部材間のスリップなしにそれを移動しさせ、前記リ ール上のシート材を巻取る手段はリールを回転させシート材に張力を加えて前記 環状部材で他のシート材を移動させるのと同一速度でその上のシート材を巻取る ために接続された電気モータを含む請求項12の装置。 15． リールにシート材を巻取るときにシート材上に所定の張力を設定する装置 であって、 リール上のシート材を巻取るためにリールに接続してリールを回転させるモー タと、 リールに向けてシート材の運動に関した所与の関係で回転させるためリールの 上流にある、ある直径を有する環状部材と、 所与の期間中のリールの回転角を測定する手段と、 所与の期間中の前記環状部材の回転角を測定する手段と、 環状部材とリールの回転角の比率かける環状部材の直径からシート材を巻取る リールのコアの直径を含めてリール上に巻かれたシート材の直径を計算する手段 と、 所望の張力またはシート材上の各々の所望の張力でリールをモータで回転する のに必要なモータ駆動電流をリールの直径と相関させる手段と、 決定されたリールの直径に対応するモータへの駆動電流を設定する手段とを含 む前記装置。 16． シート材をリールに向けて移動させる駆動システムを含み、前記駆動シス テムは前記環状部材を含み、前記環状部材はシート材と係合してシート材と前記 環状部材間にスリップなしにシート材を移動し、前記電気モータが接続されてリ ールを回転させて前記環状部材によりシート材を移動させるのと同じ速度でシー ト材をリールに巻取る請求項15の装置。 17． シート材をリールに向けて移動させる駆動システムを含み、前記駆動シス テムは前記環状部材を含み、前記環状部材は他のシート材と係合して他のシート 材と前記環状部材間のスリップなしに他のシート材を移動させ、シート材を他の シート材と係合させ２つのシート材間でスリップなしに他のシート材によりリー ルに向けて移動させる手段と、リール上のシート材を巻取る前記モータを接続し てリールを回転させて前記環状部材で他のシート材を移動させるのと同一速度で その上のシート材を巻取る請求項15の装置。 18． 巻取りリールに巻取られているシート材の直径を決定する装置であって、 シート材は供給リールと巻取りリール間に延長して供給リールから巻き戻されて 巻取りリールに巻取られており、 所与の期間中の巻取りリールの回転角を測定する手段と、 所与の期間中の供給リールの回転角を測定する手段と、 供給リールと巻取りリールの測定した回転角及び供給リールと巻取りリール間 で巻取られ延長しているシート材の総量から巻取りリールの直径を計算する手段 とからなる前記装置。 19． 巻取りリールに巻取られているシート材の所定の張力を設定する装置であ って、シート材は供給リールと巻取りリール間に延長して供給リールから巻き戻 されて巻取りリールに巻取られており、 巻取りリールに接続して巻取りリールを回転させてシート材をその上に巻取る 電気モータと、 所与の期間中の巻取りリールの回転角を測定する手段と、 所与の期間中の供給リールの回転角を測定する手段と、 シート材を巻いた巻取りリールのコアの直径を含む巻取りリール上に巻かれた シート材の直径を供給リールと巻取りリールの回転角と供給リールと巻取りリー ルに巻取られ、その間で延長しているシート材の総量とから計算する手段と、 所望の張力またはシート材上の各々の所望の張力で巻取りリールをモータで回 転するのに必要なモータ駆動電流を巻取りリールの直径と相関させる手段と、 決定されたリールの直径に対応するモータへの駆動電流を設定する手段とから なる前記装置。 20． 計算手段は巻取りリールの直径を巻取りリールに巻かれたシート材のパッ キング係数から更に計算する請求項19または20の装置。 21． 計算手段は巻取りリールの直径を次式から計算する請求項19または20の装 置。 22． パッキング係数ｐをゼロに等しく設定し、計算手段は巻取りリールの直径 を次式から計算する請求項９の装置。 23． シート材を巻取りリールに巻取るときのシート材上の所定の張力を設定す る装置あって、シート材は供給リールと巻取りリール間で延長して供給リールか ら巻き戻されて巻取りリールに巻取られ、 巻取りリールへのシート材の運動に比例して回転する巻取りリールの上流の環 状部材と、 巻取りリールに連結して巻取りリールを回転させてシート材をその上に巻取る モータと、 所与の期間中の巻取りリールの回転角を測定する手段と、 所与の期間中の供給リールの回転角を測定する手段と、 シート材が巻かれた巻取りリールのコアの直径を含む巻取りリール上に巻かれ たシート材の直径を、供給リールと巻取りリールの回転角と供給リールと巻取り リールに巻取られその間で延長しているシート材の総量とから最初に計算する手 段と、 シート材上の所望の張力または各々の所望の張力で巻取りリールを前記モータ で回転するのに必要なモータ駆動電流を巻取りリールの直径と相関させる手段と 、 巻取りリールの最初に決定された直径に対応するモータへの初期駆動電流を設 定する手段とを含み、 前記計算手段はシート材に加える初期張力で再びシート材を巻いたリールのコ アの直径を含めてリール上に巻いたシート材の直径を、環状部材と巻取りリール の回転角の比率かける環状部材の直径から決定し、 前記設定手段は最も最近に決定された巻取りリールの直径に対応する前記モー タに対する駆動電流を設定する前記装置。