JP3746954B2 - 印刷装置の印字部リリース方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、名刺やハガキ等の比較的小型サイズの用紙を印刷する際に用いて好適な印刷装置の印字部リリース方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、名刺やハガキ等の比較的小型サイズの用紙に印刷を行う印刷装置は、例えば、特開平２−２０６５７３号公報等で知られている。
【０００３】
この種の印刷装置は、通常、多数の用紙がセットされた給紙機構から順次用紙が送り出されるとともに、送り出された用紙は前段搬送機構により印字機構まで搬送され、印字ヘッド（サーマルヘッド）及びインクリボンを用いた熱転写方式により印字される。そして、印字された用紙は後段搬送機構により搬送され、排紙トレイ上に排出される。この場合、用紙が印字機構まで搬送され、当該用紙がプラテン上に載ったら、リリース位置にある印字ヘッド及びインクリボンを含む印字部をセット位置まで変位させ、当該印字部を加圧スプリング（加圧部材）により用紙に圧接させて印刷を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の印刷装置では、印刷領域以外でのインクリボンの消費をできるだけ抑えて無駄となるインクリボンの発生を回避する必要がある。したがって、通常、印刷領域が終了したなら用紙から印字部を速やかにリリースさせるとともに、インクリボンの送り動作を停止させている。
【０００５】
しかし、従来の印刷装置では、印字部をリリースする際に、用紙にインクリボンによる黒筋等の汚れが付着し、印刷品質を損ねてしまう問題があった。図７（ａ）は印刷動作時における印字部に付加される加速度Ｇの実測データを示したものであるが、リリース位置にある印字部を時刻ｔｏから変位させた場合、最初に、リリースモータの起動時における加速度Ｇａが発生し、この後、印字部がプラテン上の用紙に当接した際に加速度Ｇｂが発生する。そして、印刷領域が終了して印字部をリリース動作させた際には、印字部が用紙から離れるときに加速度Ｇｅが発生し、このときの振動（衝撃）が汚れの大きな要因となる。なお、図７（ｂ）は、印字部の基準位置を検出する基準位置センサの検出結果を示し、Ｘｓは検出した基準位置を示す。さらに、図７（ｃ）は、リリースモータの作動状態を示し、Ｚｓはリリース位置にある印字部をセット位置へ変位させる際の作動期間、Ｚｒはセット位置にある印字部をリリース位置へ変位させる際の作動期間を示す。
【０００６】
本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、インクリボンの無駄を排して資源節減及びランニングコスト削減を図れることに加え、用紙に対する汚れの付着を排して印刷品質の向上を図れるとともに、追加部品を必要とすることなく制御手法の改良等により容易に実現できる印刷装置の印字部リリース方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る印刷装置Ｍの印字部リリース方法は、プラテン２上の用紙Ｐに対して加圧部材３により圧接させたインクリボン５及び印字ヘッド６を含む印字部１をリリースさせる際に、印字部１をリリースさせるリリースモータ７を起動させてリリース動作を開始した後、印字部１が用紙Ｐから離れる直前まで作動させ、この後、リリース動作を予め設定した振動を消滅できる休止時間Ｔｓだけ一時停止させ、当該休止時間Ｔｓの経過後に、リリース動作を再実行するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
この場合、好適な実施の態様により、リリースモータ７は、ステッピングモータ７ｓを用いるとともに、ステッピングモータ７ｓを起動させた後、当該ステッピングモータ７ｓを予め設定した設定ステップだけ駆動させたなら、ステッピングモータ７ｓの回転を休止時間Ｔｓだけ一時停止させることができる。また、インクリボン５を巻取る巻取軸８を回転駆動する巻取軸回転駆動部９に、速度依存形の第一トルクリミッタ１０ａを設けて巻取軸８の回転トルクを制限できるとともに、さらに、速度非依存形の第二トルクリミッタ１０ｂを設けて巻取軸８の回転トルクを制限できる。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
まず、本発明の理解を容易にするため印刷装置Ｍの概要について、図８を参照して説明する。
【００１１】
印刷装置Ｍは、本体下部６１と、この本体下部６１に対して後部のヒンジ部６０を支点に上下に開閉する本体上部６２を備える。図８に示す印刷装置Ｍは、右側が前面部Ｍｆとなり、この前面部Ｍｆに、給紙機構６３を配設するとともに、この給紙機構６３から後部に向かって、前段搬送機構６４，印字機構６５，後段搬送機構６６及び排紙トレイ機構６７を順次配設する。なお、６８は制御ユニット、６９は操作パネルを示す。
【００１２】
給紙機構６３は、多数の用紙Ｐ…をセットする給紙ガイド機構７０と、この給紙ガイド機構７０にセットされた多数の用紙Ｐ…から一枚ずつ用紙Ｐを送り出す給紙ローラ機構７１を備える。給紙ガイド機構７０は、給紙エレベータ機構部７２により上昇し、かつマニュアル操作により下降させることができる給紙トレイ７３を備え、この給紙トレイ７３上に多数の用紙Ｐ…が積み重ねられてセットされる。セットできる用紙Ｐ…は、横置きした名刺Ｐａ，縦置きしたハガキＰｂ，縦置きした封筒Ｐｃである。なお、用紙Ｐ…の上面位置はセンサにより検出され、給紙エレベータ機構部７２が駆動制御されることにより、常に、一定範囲の高さに維持される。一方、給紙ローラ機構７１は、セットされた用紙Ｐ…の最上面に当接し、用紙Ｐ…を搬送方向前方へ送り出すピックアップローラ７４，ピックアップローラ７４の搬送方向前方に配したフィードローラ７５，フィードローラ７５の下方に配したリタードローラ７６を備え、フィードローラ７５とリタードローラ７６により、用紙Ｐが分離されて一枚ずつ前方に送り出される。
【００１３】
前段搬送機構６４は、テイクアウェイローラ機構７７，プリレジストローラ機構７８，レジストローラ機構７９を順次水平方向に配設して構成し、給紙ローラ機構７０から送り出された用紙Ｐ…を印字機構６５まで搬送する機能を有する。なお、各ローラ機構７７〜７９の間隔は、搬送する用紙Ｐ…の最小サイズよりも短い間隔に設定される。特に、プリレジストローラ機構７８とレジストローラ機構７９は、回転動作の制御により、搬送する用紙Ｐ…の角度（向き）を一定に揃えるスキュー修正機能と、搬送する用紙Ｐ…の間隔が開いた場合に、その間隔を詰める搬送間隔修正機能を備えている。
【００１４】
次に、本実施例に係る印字部リリース方法を実施できる印字機構６５の構成について、図２〜図５を参照して具体的に説明する。
【００１５】
１１は、給紙ローラ機構７１の下方に配設した水平方向の支持シャフトであり、この支持シャフト１１に、カセット装填フレーム１２の一端部をベアリングを介して回動自在に取付ける。カセット装填フレーム１２は、インクリボン用カセットＣを装填するカセット装填部１２ｓを有する。
【００１６】
一方、カセット装填フレーム１２の他端部の下方には、昇降駆動部１３を配設する。昇降駆動部１３は、ステッピングモータ７ｓを用いたリリースモータ７と、偏心カム１４と、リリースモータ７の回転を偏心カム１４の軸部１５に伝達する回転伝達ギア機構部１６と、偏心カム１４が係合するカセット装填フレーム１２の下面に固定した従動部１７を備える。従動部１７は一定の間隔を空けて配した下面にＶ面を有する上係合部１７ｕと、上面にＶ面を有する下係合部１７ｄを備え、上係合部１７ｕと下係合部１７ｄ間に偏心カム１４が配される。これにより、リリースモータ７を駆動制御すれば、偏心カム１４が回転し、カセット装填フレーム１２の他端部側は偏心カム１４の回転角度に応じて昇降変位する。また、軸部１５には扇形のシャッタ２１を固定するとともに、このシャッタ２１により光路が開閉される透過型光センサ２２を付設する。これにより、印字部１の基準位置Ｘｓ（図６）を検出する基準位置センサ２３が構成される。
【００１７】
他方、２５は、側面視をＵ形に形成したヘッド支持フレームであり、一端部を、ベアリングを介して支持シャフト１１に回動自在に取付けるとともに、他端部側は、カセット装填フレーム１２の下方を経由して上方に至らせる。そして、図３に示すように、ヘッド支持フレーム２５の他端部上端に、ヘッド支持機構部２６を介して印字ヘッド６を支持する。なお、ヘッド支持機構部２６は、印字ヘッド６に対する位置決め機能を有する。印字ヘッド６は、名刺やハガキ等の厚手或いは硬い用紙Ｐに対しても確実に印字できるように、Ｃ端面タイプのサーマルヘッドを使用する。また、Ｃ端面タイプのサーマルヘッドを用いた場合には、用紙Ｐにカールを生じやすいため、プラテン２にゴム硬度が８０度以上のゴムローラを使用してカールを防止する。印字ヘッド６はプラテン２の直下に位置する。
【００１８】
さらに、カセット装填フレーム１２には、図３に示すように、下スプリング受部２７を固定するとともに、ヘッド支持フレーム２５には、下スプリング受部２７に対して上方で対向する上スプリング受部２８を固定し、この上スプリング受部２８と下スプリング受部２７間に加圧スプリング（加圧部材）３を介在させる。また、カセット装填フレーム１２には、ヘッド支持フレーム２５の上方への変位を規制するストッパ２９を設けるとともに、固定されたシャーシとカセット装填フレーム１２間には、図２に示すように、スプリング３０を架設してカセット装填フレーム１２を上方へ付勢する。
【００１９】
一方、制御ユニット６８は、各種設定機能，記憶機能，演算機能及び制御機能を備えており、シーケンス制御により本実施例に係るリリース方法を実行する。制御ユニット６８には、上述したリリースモータ７及び透過型光センサ２２を接続するとともに、搬送される用紙Ｐの前端を検出するレジストセンサ３１を接続する。
【００２０】
以上の構成により、支持シャフト１１，この支持シャフト１１に支持され、かつ他端部に従動部１７を設けたカセット装填フレーム１２及び印字ヘッド６を支持するヘッド支持フレーム２５は、インクリボン５と印字ヘッド６を一緒に変位させる伝達機構部３２を構成し、この伝達機構部３２は、昇降駆動部１３による従動部１７の昇降変位を、印字ヘッド６に伝達することにより、プラテン２上の用紙Ｐに対する印字ヘッド６の圧接及び圧接解除を行うリリース機構となる。
【００２１】
他方、図４にはカセット装填部１２ｓに装填されたインクリボン用カセットＣを駆動する巻取軸回転駆動部９を示す。８はカセットＣの巻取リールに装着する巻取軸、３３はカセットＣの供給リールに装着する供給軸を示す。巻取軸８には、一体の被動ギア３４を有し、この被動ギア３４には、巻取モータ３５の回転軸に設けた駆動ギア３６の回転が回転伝達部３７を介して伝達される。回転伝達部３７は、第一ギア３７ａ，第二ギア３７ｂ，第三ギア３７ｃ，第四ギア３７ｄ，第五ギア３７ｅ，第六ギア３７ｆ，第七ギア３７ｇを備え、第一ギア３７ａに駆動ギア３６が噛合し、第七ギア３７ｇに被動ギア３４が噛合する。
【００２２】
また、第一ギア３７ａと第二ギア３７ｂ間には、速度非依存形の第二トルクリミッタ１０ｂを介在させる。第二トルクリミッタ１０ｂとしては、スプリング式スリップクラッチを用いることができる。これにより、回転伝達は行われるも設定された回転トルク以上の回転トルクが付与された場合にはスリップし、一定の回転トルクに制限する。さらに、第四ギア３７ｄには、速度依存形の第一トルクリミッタ１０ａの入力軸４０に設けた入力ギア４１を噛合させる。第一トルクリミッタ１０ａとしては、オイル式ロータリダンパを用いることができる。オイル式ロータリダンパ（第一トルクリミッタ１０ａ）は、内部にシリコーンオイルが封入され、図５にＫｄで示すように、巻取軸８の回転速度が大きくなるほど発生する回転トルク（負荷トルク）が大きくなる特性を有する。一方、第二トルクリミッタ１０ｂの回転出力は、図５にＫｏで示すように一定の回転トルク特性を示す。したがって、速度非依存形のスプリング式スリップクラッチと速度依存形のオイル式ロータリダンパを設けて両者の特性を組合わせれば、巻取軸８の回転速度が巻始めと巻終わりで異なっても、巻取軸８の回転トルクは、図５にＫｓで示すように、巻始めは小さく、巻終わりほど大きくなる。よって、リボンテンションを最適な値に設定（調整）すれば、巻取軸８におけるインクリボン５の巻径に関係なく、巻始めから巻終わりまで略一定となる理想的なリボンテンション（引張力）が維持される。特に、本実施例との関係では、後述する休止時間Ｔｓ等に対する最適な設定（調整）を行ったにも拘わらず、巻取軸８の巻取量によって最適な状態からズレてしまう不具合が解消される。
【００２３】
なお、４２は、供給軸３３に設けた出力ギア４３から回転が入力するスプリング式スリップクラッチを用いたスリップクラッチ機構であり、供給するインクリボン５に対して一定のバックテンションを付与する。また、４４はインクリボン５をガイドするガイドシャフト，４５はインクリボン５をガイドするガイドプレートを示す。
【００２４】
次に、本実施例に係る印字部リリース方法を含む印字機構６５の動作について、各図を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。
【００２５】
まず、電源投入時には、カセット装填フレーム１２は図２に実線で示す下降位置にある。したがって、印字部１を構成するインクリボン５（カセットＣ）と印字ヘッド６は共に下降し、プラテン２から離間したリリース位置ある。
【００２６】
今、前段搬送機構６４から用紙Ｐが搬送されれば、レジストセンサ３１により用紙Ｐの前端が検出される（ステップＳ１）。これにより、制御ユニット６８のタイマ機能により計時を開始する（ステップＳ２）。そして、予め設定した第一設定時間Ｔａが経過したなら、不図示のレジストモータにより駆動されるレジストローラ機構７９の回転を停止させる（ステップＳ３，Ｓ４）。この後、さらに第二設定時間Ｔｂが経過したなら、レジストローラ機構７９を回転駆動する（ステップＳ５，Ｓ６）。このように、レジストローラ機構７９の回転を一時的に停止させるため、用紙Ｐの前端は、停止しているレジストローラ機構７９に当たるとともに、用紙Ｐに撓みを生じる。この際、用紙Ｐの前端がレジストローラ機構７９に当たることによって、前端がレジストローラ機構７９の軸方向に平行となるようにスキュー修正されるとともに、撓みはガイドプレートにより設けられた撓み許容空間Ｒｗ内に逃がされる。そして、この撓みが生じた後に、レジストローラ機構７９が回転を開始し、用紙Ｐの搬送を開始する。したがって、第二設定時間Ｔｂは、用紙Ｐに適度な撓みが生ずる時間を設定する。
【００２７】
また、レジストセンサ３１による用紙Ｐの検出から第三設定時間Ｔｃが経過したなら、制御ユニット６８はリリースモータ７を起動させる（ステップＳ７，Ｓ８）。図６に示すｔｏがリリースモータ７の起動時点を示す。これにより、偏心カム１４が回転し、従動部１７を上方へ変位させてカセット装填フレーム１２を上昇させる。この場合、第三設定時間Ｔｃは、搬送される用紙Ｐの前端が、プラテン２に対するインクリボン５の圧接位置よりも所定距離だけ搬送方向前方に位置する距離を考慮して設定する。これにより、カセット装填フレーム１２を上昇させた際に、インクリボン５は常に用紙Ｐの下面に圧接することになり、特に厚手の用紙Ｐを使用した場合であっても、インクリボン５に用紙Ｐの前端が衝突して汚れる不具合が回避される。
【００２８】
一方、偏心カム１４の回転によりシャッタ２１も一緒に回転する。シャッタ２１が一定角度回転して透過型光センサ２２によりシャッタ２１の端部が検出されれば、この位置が基準位置Ｘｓとなる。基準位置Ｘｓに達したことにより、リリースモータ７（ステッピングモータ７ｓ）を予め設定した第一設定ステップ（パルス数）だけ作動させ、この後に停止させる（ステップＳ１０，Ｓ１１）。これにより、印字部１がセット位置まで上昇して用紙Ｐに圧接する。この場合、図３に示すように、カセット装填フレーム１２の上昇ストロークをＬｄ、印字ヘッド６の上昇ストロークをＬｕとすれば、Ｌｄ−Ｌｕが加圧スプリング３の圧縮量となり、実施例ではこの圧縮量を２〔ｍｍ〕程度に設定し、概ね１〔ＭＰａ〕程度の加圧力を付与している。
【００２９】
他方、用紙Ｐに対しては印字部１により印刷が行われる。そして、印刷（印刷領域）が終了すれば、印刷終了指令が出力する（ステップＳ１２）。印刷終了指令の出力により、リリースモータ７を起動させるとともに、予め設定した第二設定ステップ（パルス数）だけ作動させ、この後に停止させる（ステップＳ１３，Ｓ１４）。また、第二設定ステップの作動が終了したなら、制御ユニット６８のタイマ機能により計時を開始し、予め設定した休止時間Ｔｓの経過後に、リリースモータ７を再起動させる（ステップＳ１５，Ｓ１６）。
【００３０】
この場合、リリースモータ７を停止させるタイミングは印字部１が用紙Ｐから離れる直前に設定する。即ち、リリースモータ７の起動により偏心カム１４が回転し、カセット装填フレーム１２が下降するも、最初は加圧スプリング３の弾性復帰により、印字部１は用紙Ｐに圧接した状態を維持し、カセット装填フレーム１２が前述した圧縮量、即ち、２〔ｍｍ〕下降した位置から印字部１が用紙Ｐから離れるため、カセット装填フレーム１２が２〔ｍｍ〕下降し終わる直前にリリースモータ７の作動を停止させる。なお、カセット装填フレーム１２の下降位置は、基準位置Ｘｓに基づいて正確に知ることができる。また、休止時間Ｔｓは、加圧スプリング３の弾性復帰に伴う振動（衝撃）を消滅できればよいため、比較的短い時間を設定できる。一方、リリースモータ７は、再起動した後、予め設定した第三設定ステップ（パルス数）だけ作動させ、この後に停止させる（ステップＳ１７）。
【００３１】
よって、本実施例に係る印字部リリース方法によれば、印字部１のリリース動作は、用紙Ｐから離れる直前に休止時間Ｔｓだけ停止するため、加圧スプリング３の弾性復帰に伴う振動（衝撃）は当該休止時間Ｔｓ内に吸収される。図６（ａ）は、印刷動作時における印字部１に付加される加速度Ｇの実測データを示したものであるが、印字部１が用紙Ｐから離れる際の加速度Ｇは発生しない。即ち、図７（ａ）に示した従来の印字部リリース方法を用いた場合の加速度Ｇｅは、本実施例に係る印字部リリース方法を用いた場合には発生しない。したがって、インクリボン５の無駄を排して資源節減及びランニングコスト削減を図れることに加え、用紙Ｐに対する汚れの付着を排して印刷品質の向上を図れるとともに、追加部品を必要とすることなく制御手法の改良等により容易に実現できる。
【００３２】
なお、図６において、ｔｏは、リリース位置におけるリリースモータ７の駆動時点であり、図６（ａ）のＧａはリリースモータ７の起動時における加速度、Ｇｂは印字部１がプラテン２上の用紙Ｐに当接した際に発生する加速度を示す。この場合、加速度Ｇは、図３に示すように、印字ヘッド６に付設した加速度センサ５１により実測した。また、図６（ｂ）は、印字部１の基準位置を検出する基準位置センサ２３の検出結果を示し、Ｘｓは検出した基準位置を示す。さらに、図６（ｃ）は、リリースモータ７の作動状態を示し、Ｚｆは上述した第一設定ステップによる作動期間、Ｚｒｆは上述した第二設定ステップによる作動期間、Ｔｓは上述した休止時間、Ｚｒｒは上述した第三設定ステップによる作動期間をそれぞれ示す。
【００３３】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例えば、加圧部材は、加圧スプリング３を例示したが、加圧用板バネ等の他の加圧部材により置換できる。リリースモータ７としてステッピングモータ７ｓを用いたが、他型式モータの使用を排除するものではない。また、速度依存形の第一トルクリミッタ１０ａと速度非依存形の第二トルクリミッタ１０ｂの双方を用いた場合を示したが、速度依存形の第一トルクリミッタ１０ａに速度非依存形のトルクリミッタ機能を含むような場合には、第一トルクリミッタ１０ａのみであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
このように、本発明に係る印刷装置の印字部リリース方法は、印字部をリリースさせるステッピングモータを用いたリリースモータを起動させてリリース動作を開始した後、印字部が用紙から離れる直前まで作動させ、この後、リリース動作を予め設定した振動を消滅できる休止時間だけ一時停止させ、当該休止時間の経過後に、リリース動作を再実行するようにしたため、次のような顕著な効果を奏する。
【００３５】
（１） インクリボンの無駄を排して資源節減及びランニングコスト削減を図れることに加え、用紙に対する汚れの付着を排して印刷品質の向上を図ることができる。
【００３６】
（２） 追加部品を必要とすることなく制御手法の改良等により容易に実現することができる。
【００３７】
（３） 好適な実施の態様により、巻取軸回転駆動部に、速度依存形の第一トルクリミッタを設けて巻取軸の回転トルクを制限し、さらに、速度非依存形の第二トルクリミッタを設けて巻取軸の回転トルクを制限すれば、休止時間等に対する設定（調整）を、巻取軸の巻取量に左右されることなく常に最適な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る印刷装置の印字部リリース方法の処理手順を示すフローチャート、
【図２】同印字部を備える印字機構及び制御系を含む動作説明図、
【図３】同印字部を備える印字機構の一部を抽出した一部断面拡大図、
【図４】同印字機構におけるカセット駆動機構の構成図、
【図５】同カセット駆動機構の作用説明図、
【図６】同印字部リリース方法を用いた際における各部の状態を示すタイミングチャート、
【図７】従来の技術に係る印字部リリース方法を用いた際における各部の状態を示すタイミングチャート、
【図８】同印字機構を備える印刷装置の概要図、
【符号の説明】
１ 印字部
２ プラテン
３ 加圧部材
５ インクリボン
６ 印字ヘッド
７ リリースモータ
７ｓ ステッピングモータ
８ 巻取軸
９ 巻取軸回転駆動部
１０ａ 第一トルクリミッタ
１０ｂ 第二トルクリミッタ
Ｍ 印刷装置
Ｐ 用紙
Ｔｓ 休止時間

Claims (5)

1. プラテン上の用紙に対して加圧部材により圧接させたインクリボン及び印字ヘッドを含む印字部をリリースさせる印刷装置の印字部リリース方法において、前記印字部をリリースさせるリリースモータを起動させてリリース動作を開始した後、前記印字部が前記用紙から離れる直前まで作動させ、この後、前記リリース動作を予め設定した振動を消滅できる休止時間だけ一時停止させ、当該休止時間の経過後に、前記リリース動作を再実行することを特徴とする印刷装置の印字部リリース方法。
2. 前記リリースモータは、ステッピングモータを用いることを特徴とする請求項１記載の印刷装置の印字部リリース方法。
3. 前記ステッピングモータを起動させた後、当該ステッピングモータを予め設定した設定ステップだけ作動させたなら、前記ステッピングモータの回転を前記休止時間だけ一時停止させることを特徴とする請求項２記載の印刷装置の印字部リリース方法。
4. 前記インクリボンを巻取る巻取軸を回転駆動する巻取軸回転駆動部に、速度依存形のトルクリミッタ（第一トルクリミッタ）を設けて前記巻取軸の回転トルクを制限することを特徴とする請求項１記載の印刷装置の印字部リリース方法。
5. 前記巻取軸回転駆動部に、前記第一トルクリミッタに加え、速度非依存形の第二トルクリミッタを設けて前記巻取軸の回転トルクを制限することを特徴とする請求項４記載の印刷装置の印字部リリース方法。

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