JP4049130B2 - 駆動伝達切換機構およびこれを用いたカラープリンタ - Google Patents

Description

この発明は、用紙搬送系の回転をインクリボン搬送系に伝達するかどうかを切り換える駆動伝達切換機構と、この駆動伝達切換機構を備え、用紙の搬送とインクリボンの搬送とを制御し、インクリボンを用いて用紙に所定の画像を形成するカラープリンタに関するものである。

従来、イエロ、マゼンタ、シアンのインクリボンを用いて、カラー画像を用紙に印刷するカラープリンタが一般に普及している。この種のカラープリンタは、印刷するカラー画像を色分解して、イエロ画像（以下、Ｙ画像と言う。）、マゼンタ画像（以下、Ｍ画像と言う。）、およびシアン画像（以下、Ｃ画像と言う。）の３つの画像を生成し、これらの画像を種々の方法により用紙に重ねて印刷することにより、用紙にカラー画像を形成する構成である（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

ところで、このようなカラー画像をインクリボンを用いて形成する熱転写方式のカラープリンタでは、インクリボンの構造から各色毎に用紙へ画像を転写する。この際、インクリボンは、各色の領域が順次繋がる構造であるので、所定方向にのみ搬送すればよいが、用紙は、同じ領域のそれぞれ３色の画像形成（転写）を行わなければならないので、用紙を用紙搬送路に対して往復動させなければならない。このため、これら用紙の搬送とインクリボンの搬送とを一つのモータの駆動力により行うには、これら２つの搬送系の動作を連動させるか、一方のみ（用紙搬送のみ）を動作させるかを切り換える駆動伝達切換機構を備えなければならない。

図５（ａ）は従来の駆動伝達切換機構の概略構成を示す正面図であり、図５（ｂ）はその側面図である。なお、インクリボン搬送系のギアについては図示を省略する。

用紙搬送系の搬送ローラを駆動する主動ギア１は、アイドラギア２とそれぞれの円周面に形成された歯により噛合している。そして、これら主動ギア１とアイドラギア２とは、支持部材３により回転可能に固定されている。具体的には、主動ギア１が主動軸３１により支持基板３０に回転可能に固定され、アイドラギア２が副動軸３２により支持基板３０に回転可能に固定されている。アイドラギア２と支持基板３０との間には、スプリング４が配置されている。

このような構造では、主動ギア１が回転すると、この回転がアイドラギア２に伝達される。この際、スプリング４がアイドラギア２と支持基板３０との間に配置されていることで、アイドラギア２が回転するとスプリング４による摩擦力により支持基板３０とアイドラギア２とが主動ギア１に対して回動する。この動作を用い、リボン搬送系のギアを主動ギア１から所定方向に所定距離の位置（アイドラギア２が噛合可能な位置）に配置することで、主動ギア１の回転に応じて、アイドラギア２がリボン搬送系のギアに噛合する位置に移動したり、逆にアイドラギア２がリボン搬送系のギアに噛合しない位置に移動する。これを利用し、用紙搬送系とリボン搬送系との動作を１つの駆動力発生源（モータ）で制御する。

特開平９−１３６４６６号公報 特開２００１−２０８１６２公報

ところが、図５に示すような従来の駆動伝達切換機構では、アイドラギア２を主動ギア１に対して回動させるために、アイドラギア２と支持基板３０との間にスプリング４を配置している。そして、スプリング４により所定の摩擦力を発生させるために、スプリング４を軸方向に所定圧で押し込む構造が取られている。この場合、アイドラギア２を支持基板３０方向に押しながら固定するため、副動軸３２をピン等で形成して、このピンを支持基板３０に設けられた凹部に圧入して固定している。この構造では、ピンを用いるために部品点数が多くなってしまうとともに、これに伴い製造工数が増加してコストアップとなってしまう。

したがって、この発明の目的は、部品点数を少なくし、容易に製造することができる駆動伝達切換機構と、これを用いたカラープリンタを構成することにある。

この発明は、駆動源からの駆動力が伝達され、第１の媒体を搬送する第１の搬送手段に駆動力を伝達する第１ギアと、
該第１ギアから所定距離離れた位置に配置され、第２の媒体を搬送する第２の搬送手段に駆動力を伝達する第２ギアと、
前記第１ギアと噛合するアイドリングギアと、
該アイドリングギアと前記第１ギアとを支持する支持体と、
該支持体と前記アイドリングギアとの間に設置され、前記第１ギアの回転により前記アイドリングギアの移動用トルクを発生するスプリングとを備え、
前記第１ギアの回転により前記アイドリングギアを移動させて前記第２ギアとの噛合を切り換える駆動伝達切換機構において、
前記支持体は、前記アイドリングギアを軸支する軸支部材と、前記第１ギアと前記アイドリングギアと軸間距離を規制する基材とが一体形成されてなり、
且つ、前記第１ギアは、前記スプリングとで、前記アイドリングギアを挟み、該アイドリングギアの軸方向位置を固定する位置に取り付けている、ことを特徴としている。

この構成では、第１ギアがアイドリングギアに噛合するとともに、第１ギアがアイドリングギアを基材方向に所定圧力で押し、且つスプリングがアイドリングギアを基材と対向する方向に所定圧力で押すことで回転可能に固定する。これにより、アイドリングギアを基材方向に押して回転可能に固定する部材が省略される。
また、前記第１ギアの前記基材側の面は、前記アイドリングギアの前記基材側の面と反対側の面に当接されている、ことを特徴としている。

この構成では、第１ギアの駆動力伝達部、すなわち、円周面に歯が形成され、アイドリングギアの噛合する円板部の基材側の面が、アイドリングギアの基側の面と反対側の面に当接することで、第１ギアの円板部が、アイドリングギアへの駆動力伝達部であるとともに、アイドリングギアを基材方向に所定圧力で押す部材として機能する。

また、この発明は、印刷するカラー画像を色分解して、イエロ画像、マゼンタ画像、およびシアン画像の３つの画像を生成する色分解手段と、
用紙を用紙搬送路に沿って往復動させる用紙搬送手段と、
前記色分解手段により生成された前記イエロ画像、マゼンタ画像、およびシアン画像の３色の画像に応じて、イエロ、マゼンタ、およびシアンの領域が順次現れるインクリボンを前記用紙に熱転写させる熱転写手段と、
前記インクリボンを所定方向に搬送するリボン搬送手段と、
前記用紙搬送手段に伝達される駆動力を前記リボン搬送手段に搬送するかどうかを切り換える駆動伝達切換機構と、を備えたカラープリンタにおいて、
前記駆動伝達切換機構は、
前記駆動力が伝達されて前記用紙搬送手段に駆動力を伝達する第１ギアと、
該第１ギアから所定距離離れた位置に配置され、前記リボン搬送手段に前記駆動力を伝達する第２ギアと、
前記第１ギアと噛合するとともに、該第１ギアの回転により移動することで前記第２ギアとの噛合を切り換えるアイドリングギアと、
該アイドリングギアを軸支するアイドリングギア軸支部材と、前記第１ギアと前記アイドリングギアと軸間距離を規制する基材とが一体形成されてなり、前記アイドリングギアと前記第１ギアとを支持する支持体と、
該支持体と前記アイドリングギアとの間に設置され、前記第１ギアの回転により前記アイドリングギアの移動用トルクを発生するスプリングと、を備えるとともに、
前記第１ギアは、前記スプリングとで、前記アイドリングギアを挟み、該アイドリングギアの軸方向位置を固定する位置に取り付けており、且つ、
前記第１ギアの前記基材側の面は、前記アイドリングギアの前記基材側の面と反対側の面に当接されている、ことを特徴としている。

この構成では、前述の駆動伝達切換機構をカラープリンタに適用し、第１ギアを用紙搬送手段の駆動力伝達に用い、第２ギアをリボン搬送手段の駆動力伝達手段に用いる。そして、アイドリングギアが第１ギアにより回転および回動することで、アイドリングギアと第２ギアとの噛合が制御される。これにより、リボン搬送手段の動作を用紙搬送手段の動作に対して、同期・非同期にする制御が行われる。この結果、用紙の搬送方向に応じてリボンの搬送を行うかどうかが切り換えられる。この際、第１ギアがアイドリングギアに駆動力を伝達するとともにアイドリングギアを基材方向に所定圧力で押し込み、アイドリングギアの回転と回動とが行われる。

この発明によれば、第１ギアでアイドリングギアの駆動力を伝達するとともに、アイドリングギアを第１ギアに対して回動可能に固定することができ、簡素な構造で、且つ製造が容易な駆動伝達切換機構を構成することができる。

また、この発明によれば、第１ギアの駆動力伝達部でアイドリングギアを押すので、より簡素な構造の駆動伝達切換機構を構成することができる。

また、この発明によれば、この駆動伝達切換機構を用いることで、用紙の往復搬送とインクリボンの一定方向搬送とを一つのモータで動作させることができるので、簡素な構造で、且つ製造が容易なカラープリンタを構成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る駆動伝達切換機構について、図を参照して説明する。なお、以下の説明では、カラープリンタの用紙搬送手段およびインクリボン搬送手段に用いる駆動伝達切換機構について説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係る駆動伝達切換機構の概略構成を示す正面図であり、図１（ｂ）はその側面図である。

図１に示すように、駆動伝達切換機構は、本発明の搬送手段に相当する用紙搬送手段の用紙搬送用ローラ（図示せず）に取り付けられた主動ギア１と、該主動ギア１に噛合するアイドラギア２と、主動ギア１から所定距離離れた位置に配置された従動ギア５とを備える。主動ギア１とアイドラギア２とは軸間距離が一定となり、且つ、主動ギア１の軸中心を中心としてアイドラギア２を主動ギア１の円周方向に回動可能に固定する支持部材３により支持されている。支持部材３は、主動ギア１の軸中心に形成された所定径の貫通孔の挿通して主動ギア１を支持基板３０に対して回転可能に軸支する主動軸３１と、アイドラギア２の軸中心に形成された所定径の貫通孔に挿通してアイドラギア２１を支持基板３０に対して回転可能に軸支する副動軸３２と、これら主動軸３１と副動軸３２との軸方向に垂直な面を主面とする支持基板３０とからなる。そして、これら支持基板３０、主動軸３１、副動軸３２からなる支持部材３は樹脂素材等により一体形成されている。また、この支持部材３は、図示しないプリンタの筐体および主動ギア１に対して、主動軸３１の軸を中心として、回動可能に設置されている。
従動ギア５は自身の軸中心に形成された所定径の貫通孔に挿通された従動軸５１によりプリンタの筐体に対して回転可能に軸支されている。また、従動ギア５は本発明のリボン搬送手段に相当するインクリボンカートリッジの軸に設けられたギア（図示）に接続している。

主動ギア１は、円周面に歯の形成されていない基部１１と、該基部１１よりも径が大きく、且つ円周面に歯が形成された駆動力伝達部１２とからなり、基部１１が支持基板３０側となるように設置されている。
アイドラギア２は、円周面に歯の形成されていない基部２１と、該基部２１よりも径が小さく、且つ円周面に歯が形成された駆動力伝達部２２とからなり、基部２１が支持基板３０側となるように設置されている。
そして、主動ギア１の駆動力伝達部１２の円周面に形成された歯と、アイドラギア２の駆動力伝達部２２の円周面に形成された歯とが噛合することで、主動ギア１に伝達された駆動力がアイドラギア２に伝達される。

また、アイドラギア２の基部２１の支持基板３０に対向する面と反対側の面（駆動力伝達部２２側の面）は、主動ギア１の駆動力伝達部１２の支持基板３０に対向する面（基部１１側の面）に、当接している。さらに、アイドラギア２と支持基板３０との間にはスプリング４が設置されており、このスプリング４には主動ギア１の駆動力伝達部１２がアイドラギア２の基部２１に当接することにより、所定の圧力が加わっている。

このような構成とすることで、アイドラギア２は、主動ギア１の駆動力伝達部１２とスプリング４とにより挟まれて、副動軸３２の軸方向の所定位置に固定される。

次に、このような構成の駆動伝達切換機構の動作について図２、図３を参照して説明する。
図２、図３は、駆動伝達切換機構の動作状態を示す概略側面図であり、図２は主動ギア１が順方向（用紙を用紙供給側から用紙搬出側に搬送させる方向）に回転する場合を示し、図３は主動ギア１が逆方向（用紙を用紙搬出側から用紙供給側に搬送させる方向）に回転する場合を示す。そして、図２（ａ）はアイドラギア２が従動ギア５に近接していく状態を示し、図２（ｂ）はアイドラギア２が従動ギア５に噛合している状態を示す。また、図３（ａ）はアイドラギア２が従動ギア５に噛合している状態を示し、図３（ｂ）はアイドラギア２が従動ギア５から離間していく状態を示す。

まず、主動ギア１に図示しないモータから駆動力が伝達されると、主動ギア１が順方向に回転する。主動ギア１が順方向に回転することにより、主動ギア１と同軸に取り付けられた用紙搬送ローラ（図示せず）が順方向に回転する。

主動ギア１が順方向に回転することにより、該主動ギア１に噛合するアイドラギア２が回転して駆動力が伝達される。ここで、アイドラギア２が主動ギア１とスプリング４とに狭持されて、且つスプリング４がアイドラギア２と支持基板３０とに所定の付勢力（押圧力）を作用することで、アイドラギア２の回転とともに、アイドラギア２と支持基板３０とが主動ギア１の軸を回動中心として回動する。そして、アイドラギア２が従動ギア５に当接して、アイドラギア２の歯と従動ギア５の歯とが噛合すると、アイドラギア２の回動が停止して、アイドラギア２の回転が従動ギア５に伝達されて従動ギア５がリボン搬送順方向（インクリボンを供給側から巻き取り側に搬送させる方向）に回転する。

例えば、図２に示すように、主動ギア１が支持基板３０側から見て時計回り（順方向）に回転する場合に、アイドラギア２は反時計回りに回転するとともに、時計回り方向に回動する（図２（ａ））。そして、アイドラギア２が従動ギア５に噛合すると、従動ギア５が時計回りに回転する（図２（ｂ））。そして、従動ギア５はインクリボンカートリッジの軸に噛合しているので、この回転により、インクリボンカートリッジの軸は反時計回りに回転する。インクリボンカートリッジの軸が反時計回りに回転することにより、インクリボンがリボン搬送順方向に搬送される。すなわち、用紙を順方向（用紙供給側から用紙搬出側）に搬送するのと同期してインクリボンをリボン搬送順方向に搬送することができる。

一方、主動ギア１に図示しないモータから前述の状態と逆の駆動力が伝達されると、主動ギア１が前述とは逆方向に回転する。主動ギア１が逆方向に回転することにより、主動ギア１と同軸に取り付けられた用紙搬送ローラ（図示せず）が逆方向（用紙を用紙搬出側から用紙供給側に搬送させる方向）に回転する。

主動ギア１が逆方向に回転することにより、該主動ギア１に噛合するアイドラギア２が回転して駆動力が伝達される。ここで、アイドラギア２が主動ギア１とスプリング４とに狭持されて、且つスプリング４がアイドラギア２と支持基板３０とに所定の付勢力（押圧力）を作用することで、アイドラギア２の回転とともに、アイドラギア２と支持基板３０とが主動ギア１の軸を回動中心として前述とは逆方向に回動する。このように、アイドラギア２が逆方向に回転することにより、アイドラギア２が従動ギア５から離間して、従動ギア５の回転が停止する。そして、アイドラギア２は、主動ギア１に対して所定位置まで回動すると停止して、この停止位置で回転を続ける。

例えば、図３に示すように、主動ギア１が支持基板３０側から見て反時計回り（逆方向）に回転する場合に、アイドラギア２は時計回りに回転するとともに、反時計回り方向に回動し始める（図３（ａ））。そして、アイドラギア２が回動して従動ギア５から離間すると、従動ギア５の回転が停止し、アイドラギア２は主動ギア１の軸中心を回動中心として、時計回りに回転しながらが反時計回りに回動する（図３（ｂ））。このような構成とすることで、用紙を逆方向（用紙搬出側から用紙供給側）に搬送する場合には、インクリボンが搬送されない。

以上のような構成とすること、用紙を順方向に搬送する場合にはインクリボンを搬送し、用紙を逆方向に搬送する場合にはインクリボンの搬送を停止することができる。すなわち、１つのモータで２つの駆動の切換制御を行う駆動伝達切換機構を構成することができる。そして、前述の構成を用いることにより、主動ギアでアイドラギアの軸方向に位置を固定することができるので、駆動伝達切換機構を簡素な構造で構成することができ、さらに製造工程が簡素化されて容易に駆動伝達切換機構を形成することができる。

次に、第２の実施形態に係るカラープリンタについて説明する。

図４は、本発明の実施形態であるカラープリンタの主要部の構成を示すブロック図である。
この実施形態のカラープリンタ１００は、本体の動作を制御部１０１と、印刷するカラー画像の入力を受け付ける画像入力部１０２と、画像入力部１０２に入力されたカラー画像を色分解して、イエロ画像（以下、Ｙ画像と言う。）、マゼンタ画像（以下、Ｍ画像と言う。）、およびシアン画像（以下、Ｃ画像と言う。）の３つの画像を生成する入力画像処理部１０３と、用紙を搬送する搬送部１０４と、搬送部１０４が搬送している用紙にＹ画像、Ｍ画像、およびＣ画像を重ねて印刷する印刷部１０５とを備えている。ここで、印刷部１０５が本発明のリボン搬送手段および熱転写手段に相当する。

画像入力部１０２には、ディジタルカメラで撮像した撮像画像や、スキャナ等で読み取った読取画像が入力される。入力画像処理部１０３は、入力された画像を色分解して、Ｙ画像、Ｍ画像、およびＣ画像を生成する。印刷部１０５は、インクリボンを用いてカラー画像を用紙に印刷する。このインクリボンは、用紙の搬送方向の長さ毎に、イエロ、マゼンタ、シアン、およびオーバコートの各インク層を繰り返し形成したものである。印刷部１０５は、用紙にＹ画像を印刷し、次に印刷したＹ画像にＭ画像を重ねて印刷し、そして印刷したＹ画像およびＭ画像に重ねてＣ画像を印刷し、最後に用紙全体にオーバコートを施してカラー画像を印刷を完了する。このように、印刷部１０５がＹ画像、Ｍ画像、Ｃ画像を別々の印刷工程で印刷する構成であるので、搬送部１０４は用紙搬送路に用紙を往復搬送できるように構成されている。一方、印刷部１０５のインクリボン搬送部は、インクリボンが前述のように各インク層が順に繋がる構造であるので、インクリボンを一定方向にのみ搬送するように構成されている。そして、搬送部１０４と前記インクリボン搬送部とは１つのモータにより駆動されている。ここで、この駆動系に前述の駆動伝達切換機構を用いることにより、前述の用紙の搬送とインクリボンの搬送とを簡素な構造で実現することができる。すなわち、簡素な構造のカラープリンタを構成することができる。

なお、前述の説明では、駆動伝達切換機構をカラープリンタに適用した構成について示したが、カラープリンタに限ることなく、２つの駆動系を同期、非同期させて１つの駆動源で駆動する構造の装置であれば、前述の駆動伝達切換機構を適用することができ、前述の効果を奏することができる。

第１の実施形態に係る駆動伝達切換機構の概略構成を示す正面図および側面図 駆動伝達切換機構の主動ギア１が時計回りに回転する場合の動作状態を示す概略側面図 駆動伝達切換機構の主動ギア１が反時計回りに回転する場合の動作状態を示す概略側面図 第２の実施形態であるカラープリンタの主要部の構成を示すブロック図 従来の駆動伝達切換機構の概略構成を示す正面図および側面図

符号の説明

１−主動ギア
１１−主動ギア１の基部
１２−主動ギア１の駆動力伝達部
２−アイドラギア
２１−アイドラギア２の基部
２２−アイドラギア２の駆動力伝達部
３−支持部材
３０−支持基板
３１−主動軸
３２−副動軸
４−スプリング
５−従動ギア
５１−従動軸
１００−カラープリンタ
１０１−制御部
１０２−画像入力部
１０３−入力画像処理部
１０４−搬送部
１０５−印刷部

Claims (3)

1. 印刷するカラー画像を色分解して、イエロ画像、マゼンタ画像、およびシアン画像の３つの画像を生成する色分解手段と、
   用紙を用紙搬送路に沿って往復動させる用紙搬送手段と、
   前記色分解手段により生成された前記イエロ画像、マゼンタ画像、およびシアン画像の３色の画像に応じて、イエロ、マゼンタ、およびシアンの領域が順次現れるインクリボンを前記用紙に熱転写させる熱転写手段と、
   前記インクリボンを所定方向に搬送するリボン搬送手段と、
   前記用紙搬送手段に伝達される駆動力を前記リボン搬送手段に搬送するかどうかを切り換える駆動伝達切換機構と、を備えたカラープリンタにおいて、
   前記駆動伝達切換機構は、
   前記駆動力が伝達されて前記用紙搬送手段に駆動力を伝達する第１ギアと、
   該第１ギアから所定距離離れた位置に配置され、前記リボン搬送手段に前記駆動力を伝達する第２ギアと、
   前記第１ギアと噛合するとともに、該第１ギアの回転により移動することで前記第２ギアとの噛合を切り換えるアイドリングギアと、
   該アイドリングギアを軸支するアイドリングギア軸支部材と、前記第１ギアと前記アイドリングギアと軸間距離を規制する基材とが一体形成されてなり、前記アイドリングギアと前記第１ギアとを支持する支持体と、
   該支持体と前記アイドリングギアとの間に設置され、前記第１ギアの回転により前記アイドリングギアの移動用トルクを発生するスプリングと、を備えるとともに、
   前記第１ギアは、前記スプリングとで、前記アイドリングギアを挟み、該アイドリングギアの軸方向位置を固定する位置に取り付けており、且つ、
   前記第１ギアの前記基材側の面は、前記アイドリングギアの前記基材側の面と反対側の面に当接されている、ことを特徴とするカラープリンタ。
2. 駆動源からの駆動力が伝達され、第１の媒体を搬送する第１の搬送手段に駆動力を伝達する第１ギアと、
   該第１ギアから所定距離離れた位置に配置され、第２の媒体を搬送する第２の搬送手段に駆動力を伝達する第２ギアと、
   前記第１ギアと噛合するアイドリングギアと、
   該アイドリングギアと前記第１ギアとを支持する支持体と、
   該支持体と前記アイドリングギアとの間に設置され、前記第１ギアの回転により前記アイドリングギアの移動用トルクを発生するスプリングとを備え、
   前記第１ギアの回転により前記アイドリングギアを移動させて前記第２ギアとの噛合を切り換える駆動伝達切換機構において、
   前記支持体は、前記アイドリングギアを軸支する軸支部材と、前記第１ギアと前記アイドリングギアと軸間距離を規制する基材とが一体形成されてなり、
   且つ、前記第１ギアは、前記スプリングとで、前記アイドリングギアを挟み、該アイドリングギアの軸方向位置を固定する位置に取り付けている、ことを特徴とする駆動伝達切換機構。
3. 前記第１ギアの前記基材側の面は、前記アイドリングギアの前記基材側の面と反対側の面に当接されている請求項２に記載の駆動伝達切換機構。

Images