JP2007196637A - 熱転写型プリンタ及び熱転写型プリンタの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化することなく、プリントの高速化を図った熱転写型プリンタを提供する。
【解決手段】サーマルヘッドとプラテンローラとの間にインクシートとプリント用紙とを圧着し、該インクシートに対してサーマルヘッドにより熱を加えることによりインクを前記プリント用紙に転写し印刷を行う熱転写型プリンタにおいて、プリンタ本体に軸支され用紙を搬送するフィードローラ４２と、フィードローラに対向配置され、該フィードローラと前記プリント用紙を挟持するピンチローラと、前記フィードローラを回転駆動する第１の駆動源と、前記第１の駆動源にクラッチ手段８０を介して連結され、プリント処理後における前記プリント用紙を巻き戻す際に、第１の駆動源に対して所定のトルクをアシストする第２の駆動源９０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷処理の高速化を図った熱転写型プリンタ及び熱転写型プリンタの制御方法に関する。

熱転写型プリンタの一例として昇華型プリンタがある（例えば、特許文献１参照）。昇華型プリンタは、染料または顔料が塗布されたインクシートにサーマルヘッドを押し当て、サーマルヘッドによる加熱により、インクシートの染料または顔料を紙などの記録媒体に転写させ画像を形成させるものであり、写真印刷などで使用されている。

図４は、昇華型プリンタの印刷部の構成例を示している。同図において、用紙ロール４７からガイドローラ５１から巻き出されたプリント用紙４３の上面側には、供給コア３０に巻回されたインクシートロール３１（未使用部分）、ガイドローラ３２、サーマルヘッド３３、ガイドローラ３４、巻取コア（インクシート用）３５が順に配置されている。巻取コア３５は歯車機構を介してリボン巻取モータ３６の回転軸３６ａに連結されている。
インクシート３７には、図５に示すように、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色のインク層と、Ｌ（ラミネート層）が順次、周期的に配列されている。

また、プリント用紙４３の下面側には、サーマルヘッド３３に対向する位置にプラテンローラ４０が配置され、このプラテンローラ４０によりプリント用紙４３がサーマルヘッド３３の発熱抵抗体（図６参照）に適度に押圧される。また、ピンチローラ４１に対向する位置にはフィードローラ４２が配置されている。フィードローラ４２は、プーリ４４、タイミングベルト４６、プーリ４５を介してステッピングモータ４８により回転駆動されるようになっている。
ピンチローラ４１とフィードローラ４２との間にプリント用紙４３を挟み込んでフィードローラ４２をステッピングモータ４８により回転駆動することによりプリント用紙４３が搬送される。

また、サーマルヘッド３３は、図６に示すように形成する画像の１ライン分の発熱抵抗体３３ａからなり（発熱抵抗体が複数ライン配置されることもある）、これらの発熱抵抗体３３ａにパルス通電することにより、インクシート３７の染料または顔料がプリント用紙４３に転写されるようになっている。

プリント時、印刷用紙４３はプーリ４４、タイミングベルト４６、プーリ４５を介してステッピングモータ４８により回転駆動されるフィードローラ４２と、ピンチローラ４１に挟持され、矢印Ｆ方向に搬送され、サーマルヘッド３３による加熱によりインクシート３７の染料または顔料がプリント用紙４３に転写された後、インクシート３７はサーマルヘッド３３の下流側（インクシート３７の進行方向Ｘに対して）に設けられた剥離プレート３８でプリント用紙４３から剥離される。

プリント済みインクシートは、インクシート巻取モータ３６により歯車機構５０を介して回転駆動される巻取コアに、所定の張力が付与された状態で巻き取られて行く。この印刷動作は、プリント用紙４３が矢印Ｆ方向（印刷時）、矢印Ｒ方向（巻き戻し時）に４往復し、Ｙ（イエロー）→Ｍ（マゼンタ）→Ｃ（シアン）→Ｌ（ラミネート）の順にプリントされる。プリント終了後、プリント用紙４３が排出される出口付近に設けられたカッタ６０により、プリント済み部分が用紙ロール４７より切り離され、装置外に排出される。
特開２００３−３２０７２３号公報

しかしながら、特許文献１に示す熱転写型プリンタにあっては、プリント処理時間、すなわち、プリント時のプリント用紙の搬送速度は、インクシートとプリント用紙の特性によりほぼ決まる。したがって、プリント用紙１枚当りのプリント時間を短縮するためには、プリント処理後のプリント用紙戻しの動作を高速化する必要がある。このためには、搬送ローラ（フィードローラ）の回転速度、すなわち、搬送ローラの駆動源として使用しているステッピングモータの回転速度を高速化しなければならないが、ハイブリッド型の２相、あるいは５相駆動の一般的なステッピングモータでは、高速化するとトルク不足により脱調が生じ、高速化に限界がある。

これに対してステッピングモータを高速化するために、モータを大型化しトルクを上昇させる方法もあるが、モータの大型化に伴い、ロータ自身のイナーシャが大きくなるため、スルーアップ時間（起動時から最高速度に達するまでの時間）が長くなるという問題がある。
また、モータを大型化しても、高速化に対する効果は少なく、モータの大型化は、装置の大型化となり有効策ではない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装置を大型化することなく、プリントの高速化を図った熱転写型プリンタ及び熱転写型プリンタの制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る熱転写型プリンタの制御方法は、サーマルヘッドとプラテンローラとの間にインクシートとプリント用紙とを圧着し、該インクシートに対してサーマルヘッドにより熱を加えることによりインクを前記プリント用紙に転写し印刷を行う熱転写型プリンタの制御方法において、プリンタ本体に軸支され用紙を搬送するフィードローラを回転駆動する第１の駆動源に対して、プリント処理後における前記プリント用紙を巻き戻す際に前記第１の駆動源にクラッチ手段を介して連結された第２の駆動源によりして所定のトルクをアシストすることを特徴とする。

上記構成からなる本発明に係る熱転写型プリンタの制御方法では、プリント時にプリンタ本体に軸支され用紙を搬送するフィードローラを回転駆動する第１の駆動源に対して、プリント処理後における前記プリント用紙を巻き戻す際に前記第１の駆動源にクラッチ手段を介して連結された第２の駆動源により所定のトルクをアシストする。したがって、フィードローラを回転駆動する第１の駆動源としてのステッピングモータの必要トルクを得るのに、第２の駆動源である、例えば、ＤＣモータによりアシストされたトルク分に対応する速度だけ第１の駆動源であるステッピングモータの速度が高速化される。このように、本発明に係る熱転写型プリンタの制御方法によれば、トルクアシスト用の第２の駆動源（ＤＣモータ）を付加するだけで、装置を大型化することなく、プリント動作の高速化が図れる。

本発明に係る熱転写型プリンタは、サーマルヘッドとプラテンローラとの間にインクシートとプリント用紙とを圧着し、該インクシートに対してサーマルヘッドにより熱を加えることによりインクを前記プリント用紙に転写し印刷を行う熱転写型プリンタにおいて、プリンタ本体に軸支され用紙を搬送するフィードローラと、前記フィードローラに対向配置され、該フィードローラと前記プリント用紙を挟持するピンチローラと、前記フィードローラを回転駆動する第１の駆動源と、前記第１の駆動源にクラッチ手段を介して連結され、プリント処理後における前記プリント用紙を巻き戻す際に、前記第１の駆動源に対して所定のトルクをアシストする第２の駆動源とを有することを特徴とする。

上記構成からなる本発明の熱転写型プリンタでは、プリント時に第１の駆動源により、プリンタ本体に軸支されたフィードローラが回転駆動され、プリント用紙がフィードロータと該フィードローラに対向配置されたピンチローラにより挟持された状態で搬送される。
また、第１の駆動源にクラッチ手段を介して連結された第２の駆動源によりプリント処理後における前記プリント用紙を巻き戻す際に、第１の駆動源に対して所定のトルクをアシスする。
したがって、フィードローラを回転駆動する第１の駆動源としてのステッピングモータの必要トルクを得るのに、第２の駆動源である、例えば、ＤＣモータによりアシストされたトルク分に対応する速度だけ第１の駆動源であるステッピングモータの速度が高速化される。このように、本発明に係る熱転写型プリンタによれば、トルクアシスト用の第２の駆動源（ＤＣモータ）を付加するだけで、装置を大型化することなく、プリント動作の高速化が図れる。

以上説明したように、本発明に係る及び熱転写型プリンタの制御方法によれば、トルクアシスト用の第２の駆動源（ＤＣモータ）を付加するだけで、装置を大型化することなく、プリント動作の高速化が図れる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る熱転写型プリンタの要部の構成を図１に示す。本発明の実施形態に係る熱転写型プリンタは、図４の従来例の説明で明らかにしたように、サーマルヘッドとプラテンローラとの間にインクシートとプリント用紙とを圧着し、該インクシートに対してサーマルヘッドにより熱を加えることによりインクを前記プリント用紙に転写し印刷を行う熱転写型プリンタであり、本発明の構成上の特徴は、プリンタ本体に軸支され前記プリント用紙を搬送するフィードローラ４２と、フィードローラ４２に対向配置され、該フィードローラ４２とプリント用紙を挟持するピンチローラ（図示せず）と、フィードローラ４２を回転駆動する第１の駆動源としてのステッピングモータ４８と、ステッピングモータ４８にクラッチ手段としての電磁クラッチ８０を介して連結され、プリント処理後における前記プリント用紙を巻き戻す際に、ステッピングモータ４８に対して所定のトルクをアシストするＤＣモータ９０とを有している点にある。それ以外の構成は図４に示す構成と同一であるので、後述する本発明の実施形態に係る熱転写型プリンタの動作の説明においては便宜上、図４を一部参照して行うこととする。

フィードローラ４２の端部４２ａにはタイミングプーリ４４が、ステッピングモータ４８の回転軸７０の一方の端部にはタイミングプーリ４５が、それぞれ固設されており、タイミングプーリ４４とタイミングプーリ４５との間にはタイミングベルト４６が掛けられている。

また、ステッピングモータ４８の回転軸７０の他方の端部にはギアａが固定されている。さらに、支持枠１００には電磁クラッチ８０の軸ａが回転可能に支持されている。軸ａにはトルクリミッタ８１が固定されている。また、軸ａにはギアｂが自由に回転可能に支持されており、ギアｃは電磁クラッチ８０がＯＦＦ時には軸ａに対し、自由に回転でき、かつ電磁クラッチ８０がＯＮ時には軸ａに固定されるようになっている。ギアｂの上面は、トルクリミッタ８１により、所定の押圧力がかけられた状態で接触している。

一方、ギアａは、アイドルギア７１を介して電磁クラッチ８０の軸ａに支持されているギアｂに連結されている。また、軸ａに支持されているギアｃは、アイドルギア８２、ギア８４、ウォームギア８３を介してＤＣモータ９０の回転軸９１に連結されている。

上記構成からなる本発明の実施形態に係る熱転写型プリンタの動作を図２のタイミングチャートを参照して説明する。まず、時刻ｔ１でステッピングモータ４８が駆動され、タイミングプーリ４５、タイミングベルト４６、タイミングプーリ４４を介してフィードローラ４２が正方向に回転駆動される（図２（Ａ））。この結果、図４に示すようにプリント用紙４３が、矢印Ｆ方向に搬送され、サーマルヘッド３３の加熱によりインクシート３７のＹ（イエロー）のインク層のインクがプリント用紙４３に転写される。

このステッピングモータ４８が駆動される印刷処理期間（時刻ｔ１からｔ２の期間）では、電磁クラッチ８０はＯＦＦ状態となっており、軸ａに対してギアｃが自由に回転できる状態となっており、かつギアｂは軸ａに自由に回転できる状態にあるため、ＤＣモータ９０とステップモータとの連結は解除された状態にある。プリント中、すなわち印刷処理中に電磁クラッチ８０をＯＦＦにして、ＤＣモータ９０とステッピングモータ４８との連結を解除するのは、ＤＣモータ９０やトルクリミッタ８１のトルク変動が、プリントに悪影響（例えば、濃淡、スジの発生等の悪影響）を及ぼすので、これを回避するためである。

次いで、時刻ｔ２でインクシート３７のＹ（イエロー）のインク層による印刷処理が終了すると、電磁クラッチ８０がＯＮ状態となり（図２（Ｂ））、かつＤＣモータ９０が駆動される（図２（Ｃ））。電磁クラッチ８０がＯＮ状態となることにより軸ａにギアｃが固定され、時刻ｔ３でＤＣモータ９０の回転数が定常回転数に達する（図２（Ｄ））。

一方、ステッピングモータ４８は、時刻ｔ３より僅かに遅く、逆方向に回転駆動するように、駆動を開始し、プリント用紙４３の巻き戻しを行う。すなわち、プリント用紙４３の巻き戻し時にステッピングモータ４８が回転し始めるよりも僅かに速く、ＤＣモータ９０を駆動し始め、ＤＣモータ９０が一定速度（定常速度）で回転するまでのタイムラグの影響を回避するようにしている。
時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間では、サーマルヘッド３３がプリント用紙４３の搬送路から退避し、かつインクシート３７の各インク層、あるいはラミネート層の頭出しを行う処理が行われる。

ＤＣモータ９０の回転軸９１による駆動力は、ウォームギア８３、ギア８４、アイドルギア８２を介してギアｃに伝達される。したがって、ギアｃと軸ａは一体となって回転する。トルクリミッタ８１が軸ａに固定されているために、軸ａの回転に伴い、トルクリミッタ８１が回転し、ギアｂが回転駆動される。

この結果、ギアｂがアイドルギア７１を介してギアａに連結されているために、ＤＣモータ９０とステッピングモータ４８とが連結され、ＤＣモータ９０による駆動力、すなわちトルクリミッタ８１で規制されるトルク分が、ステッピングモータ４８に対してアシストされる。すなわち、ＤＣモータ９０がトルクリミッタ８１で規制されるトルク分だけステッピングモータ４８の負荷を負担することとなる。

なお、ステッピングモータ４８の回転軸７０に固設されたギアａがＤＣモータ９０により回転駆動される際のギアａの回転速度が、ステッピングモータ４８により回転駆動されるギアａの回転速度より速くなるように、ＤＣモータ９０が駆動制御されるものとする。このようにして、インクシート３７のＹ（イエロー）のインク層による印刷データの転写が終了したプリント用紙４３は、時刻ｔ４でサーマルヘッド３３の印刷開始位置まで巻き戻される。

同様にして、時刻ｔ５から時刻ｔ６でインクシート３７のＭ（マゼンタ）のインク層による印刷データの転写を行い、時刻ｔ７からｔ８で、次の印刷処理（Ｃ（シアン））のためにＹ、Ｍと印刷データを転写したプリント用紙４３の巻き戻し処理を行う。以下、同様にしてプリント用紙４３の矢印Ｆ方向へ搬送して印刷処理を行い、Ｃ（シアン）の印刷処理を終了後に矢印Ｒ方向の巻き戻しを行い、Ｌ（ラミネート）についての印刷処理に備える。

図３にステッピングモータ４８と、ＤＣモータ９０の回転数Ｎに対するトルクＴの特性を示す。同図において、Ｐはステッピングモータ４８の特性であり、Ｑは、ＤＣモータ９０の特性、Ｒは、ステッピングモータ４８と、ＤＣモータ９０の特性を合成した特性である。同図から明らかなように、フィードローラ４２を駆動するのに必要なトルクをＴ０とすると、従来のようにステッピングモータ４８のみでフィードローラ４２を駆動した場合には回転速度はＮ１（ｒｐｍ）であるのに対し、本発明では、ＤＣモータ９０により所定量のトルクをアシストすることによりΔＮ（ｒｐｍ）だけ高速化を図ることができることが分る。

本発明の実施形態に係る熱転写型プリンタの要部の構成を示す図。 図１に示した本発明の実施形態に係る熱転写型プリンタの動作を示すタイミングチャート。 本発明の実施形態に係る熱転写型プリンタの効果を従来例に比して示した説明図。 従来の熱転写型プリンタの構成を示す図。 本発明の実施形態に係る熱転写型プリンタに使用されるインクシートの構成を示す説明図。 熱転写プリンタにおけるサーマルヘッド配置とプリント用紙の移動方向との関係を示す説明図。

符号の説明

３３…サーマルヘッド
３７…インクシート
４２…フィードローラ
４３…プリント用紙
４８…ステッピングモータ
８０…電磁クラッチ
８１…トルクリミッタ
９０…ＤＣモータ

Claims (2)

1. サーマルヘッドとプラテンローラとの間にインクシートとプリント用紙とを圧着し、該インクシートに対してサーマルヘッドにより熱を加えることによりインクを前記プリント用紙に転写し印刷を行う熱転写型プリンタの制御方法において、
   プリンタ本体に軸支され用紙を搬送するフィードローラを回転駆動する第１の駆動源を、プリント処理後における前記プリント用紙を巻き戻す際に前記第１の駆動源にクラッチ手段を介して連結された第２の駆動源により前記第１の駆動源に対して所定のトルクをアシストすることを特徴とする熱転写型プリンタの制御方法。
2. サーマルヘッドとプラテンローラとの間にインクシートとプリント用紙とを圧着し、該インクシートに対してサーマルヘッドにより熱を加えることによりインクを前記プリント用紙に転写し印刷を行う熱転写型プリンタにおいて、
   プリンタ本体に軸支され前記プリント用紙を搬送するフィードローラと、
   前記フィードローラに対向配置され、該フィードローラと前記プリント用紙を挟持するピンチローラと、
   前記フィードローラを回転駆動する第１の駆動源と、
   前記第１の駆動源にクラッチ手段を介して連結され、プリント処理後における前記プリント用紙を巻き戻す際に、前記第１の駆動源に対して所定のトルクをアシストする第２の駆動源と、
   を有することを特徴とする熱転写型プリンタ。
   
   

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