JP4409599B2 - カード印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、カード印刷装置に関し、さらに詳細には、カードを搬送路上で搬送するカード搬送機構、および搬送される該カードに印刷を行う印刷機構を備えるカード印刷装置に関する。

カード用サーマル式（ライン）印刷装置の印刷機構の構造は、カード表面に感熱特殊塗料が塗布された感熱面をサーマルヘッドによって加熱し、加熱温度をコントロールすることにより印刷・消去を繰り返す種々の技術が提案されているが、近年ではロイコ染料を用いたロイコプリンタが多く使われるようになってきている。

ロイコプリンタは、印刷幅と等しいサイズのサーマルヘッドにより、印刷面全幅をカバーし、カードの移動量に合わせて、ヘッドの各サーマルドットそれぞれの発熱温度とタイミングをコントロールすることにより、既に発色している部分を消去しつつ新たな印刷パターンを形成させるものである。

従来の一般的なロイコプリンタの構造として、印刷されるカードを上下に挟持させるため、カード上方にサーマルヘッド、および、カード下方にサーマルヘッドの印刷のための押圧力を受ける位置に「プラテンローラ」と呼ぶ中軟質表面硬度を持つゴムローラが設けられる。
当該カードが、このプラテンローラの回転による表面摩擦力と他に設けられている搬送ローラ等の機構による搬送複合力によって所定の速度で所定距離進むことにより、搬送にあわせて印刷工程が行われる。

一例として、挿入部から挿入されるカードを搬送路上で所定位置まで一旦搬送して、当該該所定位置から該挿入部へ向けて搬送する工程において必要に応じて印刷工程が実施される印刷方法がある。
この場合、印刷工程に至るまでのカード搬送時には、印刷が行われないため印刷ヘッドをカードより離反させて、接触しないように待機させる必要がある。一方、印刷工程が実施される際は、印刷ヘッドを下降させて、カードの印刷用面に定圧荷重で押圧させる必要がある。従来、このような印刷ヘッドの昇降動作を行うために、専用の駆動系（カム機構等）や駆動源（アクチュエータ等）を設けて制御していた。

ここで、印刷ヘッドの昇降動作を行う機構を備える従来のカード印刷装置の例を図１０に示す（特許文献１参照）。当該機構は、図１０（ａ）のように熱活性用サーマルヘッド１４０が熱活性用プラテンローラ１４１側に押圧され、感熱性粘着ラベルＲが挟持された状態から、感熱性粘着ラベル検出センサＳ１による感熱性粘着ラベルＲの位置検出に基づいて前記カム機構１６０が作動されると、図１０（ｂ）のように熱活性用サーマルヘッド１４０が降下され、熱活性用サーマルヘッド１４０の熱活性用プラテンローラ１４１側への押圧状態が解除されるというものである。

特開２００３−３１２０３０号公報

しかしながら、印刷ヘッドの昇降動作を行う機構に関し、専用の駆動系や駆動源を設ける構成は、装置構成がより複雑になってしまうため、故障発生率の増加、装置全体の大形化、高コスト化を招くという課題が生じていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、印刷ヘッドの昇降動作を行う機構として、専用の駆動系や駆動源を設けず、カード搬送の駆動系との共通利用によって装置構造の単純化を図り、故障率の低減、全体の小型化、製造コストの低減を可能とするカード印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

本体部に、挿入部から挿入されるカードを搬送路上で所定位置まで搬送し、該所定位置から該挿入部へ向けて搬送する搬送機構と、前記搬送機構により搬送される前記カードに印刷を行う印刷機構とを備えるカード印刷装置であって、前記搬送機構は、前記カードが搬送される方向と直交する回転軸で回転可能に設けられ、動力部により駆動されるプラテンローラと、前記プラテンローラと並行する回転軸で回転可能に設けられ、前記カードの搬送を行う従動ローラと、前記プラテンローラの回転動力を前記従動ローラに伝達する動力伝達機構と、前記プラテンローラもしくは前記従動ローラに回動可能に嵌合され、外周面に窪み部と、上死点から下死点を経由して該下死点の先の上り勾配にある停止作用点に至る輪郭曲線とを有し、該窪み部に該下死点が設けられるカム部材と、前記カム部材が嵌合される前記プラテンローラもしくは前記従動ローラを巻き締めるようにして、一端が前記カム部材に係止され、他端が径方向に折曲させて自由端として設けられ、該巻き締めが緩められることにより前記プラテンローラもしくは前記従動ローラに対して回動可能となるコイルスプリングと、を備え、前記本体部は、前記コイルスプリングの他端が所定の回動位置で当接可能に配設されるカムレバーを備え、前記印刷機構は、前記プラテンローラの外周面に対向させて設けられる印刷ヘッドと、先端側に前記印刷ヘッドが固定され、後端側が本体部によって回動可能に支持されて、該先端側がプラテンローラに対して接近・離反可能に構成されるヘッド支持部と、前記本体部と前記ヘッド支持部との間に係止される付勢部材と、を備え、前記付勢部材によって、前記ヘッド支持部を前記本体部側へ付勢させて、前記印刷ヘッドと前記プラテンローラとの間で前記カードを挟持可能にすると共に、前記ヘッド支持部に設けられるカムフォロアを前記カム部材に所定位置で接触させ、前記カードが挿入されて本体部の所定位置まで搬送されるとき、もしくは、本体部の所定位置に到達した前記カードが前記挿入部の方向に向けて搬送されるときの一方において、前記プラテンローラもしくは前記従動ローラが回転することによって、前記コイルスプリングにより巻き締め固定されている前記カム部材が回動し、前記カムフォロアが前記カム部材の外周面上を下死点から上死点に向かう方向に移動して、上死点に到達する前から上死点を越えない範囲内で、前記コイルスプリングの他端が前記カムレバーに当接して、前記コイルスプリングの巻き締めが緩められることによって、前記カム部材の回動が停止し、前記カムフォロアの移動に応じて前記ヘッド支持部の先端側が前記プラテンローラに対して離反した位置となり、前記カードが挿入されて本体部の所定位置まで搬送されるとき、もしくは、本体部の所定位置に到達した前記カードが前記挿入部の方向に向けて搬送されるときの他方において、前記プラテンローラもしくは前記従動ローラが回転することによって、前記コイルスプリングにより巻き締め固定されている前記カム部材が回動し、前記カムフォロアが前記カム部材の外周面上を上死点から下死点を経由してその先の前記停止作用点に向かう方向に移動して、該停止作用点に当接することで、前記コイルスプリングの巻き締めが緩められることによって、前記カム部材の回動が停止し、前記カムフォロアの移動に応じて前記ヘッド支持部の先端側が前記プラテンローラに対して接近した位置となることを特徴とする。

また、前記カムフォロアが前記カム部材の下死点およびその近傍領域に位置するときに、前記印刷ヘッドと前記プラテンローラとの間で前記カードが挟持され、且つ前記カムフォロアと前記カム部材との接触が解放されることを特徴とする。

また、前記動力伝達機構は、前記プラテンローラに固定されて、該プラテンローラと同軸で回転可能に設けられる駆動プーリと、前記従動ローラに固定されて、該従動ローラと同軸で回転可能に設けられる従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に張り渡されて、該駆動プーリの回転によって周回移動可能に設けられる歯付ベルトと、を備えることを特徴とする。

請求項１によれば、印刷ヘッドのカード印刷用面との接離、すなわち印刷ヘッドの昇降動作をカム機構により行わせると共に、カード搬送機構の駆動力をコイルスプリングを介してカム機構の駆動力として共通利用する構成を、単純な構造により実現し、また、駆動軸の回転方向のみによって該カム機構を自動的に動作させることが可能となる。

請求項２によれば、カム部材の下死点近傍領域において、カムフォロアが当該カム部材から離れて印刷ヘッドをカード印刷用面に到達させることが可能となる。それによって、予め付勢部材により設定された一定荷重の押圧力で印刷ヘッドをカードに接触させることが可能となる。

請求項３によれば、歯付ベルトにより動力伝達を担わせる構成を備えて、プラテンローラ、従動ローラによるカード搬送動作を完全同期させることが可能となる。それによって、同一のカード搬送方向においては、送り噛み合いガタの影響が発生せず、印刷送り精度を向上させることが可能となる。また、カード印刷装置全体の小型化が可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るカード印刷装置１の一例を示す概略図である。図２は、そのカード印刷装置１の平面図（図２（ａ））および正面図（図２（ｂ））である。図３は、そのカード印刷装置１から印刷機構４を取り外した状態を示す概略図である。図４は、そのカード印刷装置１の搬送機構３の構成を示す概略図である。図５は、そのカード印刷装置１のカム部材６１およびその周辺の構成を示す概略図（平面図）である。図６は、そのカード印刷装置１におけるカム部材６１の回動作用を説明するための説明図である。図７〜図９は、そのカード印刷装置１におけるカード搬送動作およびカム部材６１の作用による印刷ヘッド４０の昇降動作を説明するための説明図である。

本発明に係るカード印刷装置１は、図１〜４に示すように、本体部２に、挿入部１２から挿入されるカード９を搬送路１４上で搬送する搬送機構３と、カード９の印刷用面９ａに付着している塵埃を除去するクリーナ機構５と、カード９に印刷を行う印刷機構４とを備える。

先ず、搬送機構３について説明する。図２〜４に示すように、搬送機構３は、カード９が搬送される方向（図中矢印Ａ）と直交する回転軸で回転可能に設けられ、動力部５１により駆動されるプラテンローラ１６を備える。プラテンローラ１６は、後述する印刷ヘッド４０によってカード９に印刷を行う際の押圧力を受ける作用を生じさせる部材であって、一例として、表面が中軟質硬度（本実施例ではゴム硬度４０°）のゴム材料で形成される。

さらに、プラテンローラ１６の軸方向の端部には、当該プラテンローラ１６と同軸で回転する駆動プーリ１８が固定される。駆動プーリ１８には歯付プーリが用いられる。
また、駆動プーリ１８の回転軸と並行する回転軸で回転可能に設けられる第１の従動プーリ２０が設けられる。第１の従動プーリ２０には駆動プーリ１８と同様に歯付プーリが用いられる。

なお、第１の従動プーリ２０に対向する位置に、当該第１の従動プーリ２０の回転軸と並行する回転軸で回転可能に設けられる第１のピンチローラ２２が設けられる。

また、本実施例においては、図４に示すように、第１の従動プーリ２０の回転軸と並行する回転軸で回転可能に設けられる第２の従動プーリ２４を備える。駆動プーリ１８が中央となるように、挿入部１２に近い位置に第１の従動プーリ２０が配設され、挿入部１２から遠い位置に第２の従動プーリ２４が配設されて構成される。

なお、第２の従動プーリ２４に対向する位置に、当該第２の従動プーリ２４の回転軸と並行する回転軸で回転可能に設けられる第２のピンチローラ２６が設けられる。

第１の従動プーリ２０から駆動プーリ１８を経て第２の従動プーリ２４に至るように歯付ベルト２８が張り渡されて設けられる。駆動プーリ１８が回転駆動されることによって、当該歯付ベルト２８の周回移動が行われる。一例として、歯付ベルト２８には、心線をゴム材料で被覆して形成される一般的なものが用いられる。

上記の搬送機構３の作用について説明する。動力部５１により生じる回転動力が減速歯車５２を介して、プラテンローラ１６を駆動させ、その駆動力は、プラテンローラ１６に固定される駆動プーリ１８によって、歯付ベルト２８に伝達されて、当該歯付ベルト２８が周回移動することによって、第１の従動プーリ２０が回転する。
ここで、挿入部１２からカード９が挿入されると（矢印Ｂ方向）、第１の従動プーリ２０と歯付ベルト２８とが噛み合っている位置において搬送路１４側に露出される歯付ベルト２８の外周面２８ａ（図３、４参照）にカード９が接触し、それによって、歯付ベルト２８の外周面２８ａと第１のピンチローラ２２とによってカード９が挟持され、歯付ベルト２８の周回移動と第１のピンチローラ２２の共回りとによってカード９の搬送が行われる。

このとき、歯付ベルト２８の外周面２８ａと第１のピンチローラ２２との間隔は、歯付ベルト２８の外周面２８ａがカード９の裏面９ｂに対して適当な摩擦力を発生させ、且つカード９の通過を妨げない距離となるように、カード９の厚さに応じて適切に設定する。
なお、上記のごとく挿入部１２から挿入されたカード９が本体部２の内方へ搬送される際のそれぞれの回転部材の回転方向を「正回転」とする。

これに続いて、歯付ベルト２８の外周面２８ａと第１のピンチローラ２２とによって挟持されて搬送されて来るカード９は、第２の従動プーリ２４と歯付ベルト２８とが噛み合っている位置において搬送路１４側に露出される歯付ベルト２８の外周面２８ａに接触し、それによって、歯付ベルト２８の外周面２８ａと第２のピンチローラ２６とによって挟持され、歯付ベルト２８の周回移動と第２のピンチローラ２６の共回りとによって当該カード９の搬送が行われる。
第１のピンチローラ２２の場合と同様に、歯付ベルト２８の外周面２８ａと第３のピンチローラ２６との間隔は、歯付ベルト２８の外周面２８ａがカード９の裏面９ｂに対して適当な摩擦力を発生させ、且つカード９の通過を妨げない距離となるように、カード９の厚さに応じて適切に設定する。
また、前記同様に、挿入部１２から挿入されたカード９が本体部２の内方へ搬送される際のそれぞれの回転部材の回転方向を「正回転」とする。

ちなみに、第１の従動プーリ２０の回転軸と、第２の従動プーリ２４の回転軸との間隔を、カード９の搬送方向長さよりも短い距離となるように構成する。

上記のように、歯付ベルト２８に搬送力と動力伝達を行わせる構成を備えて、プラテンローラ１６および駆動プーリ１８、第１の従動プーリ２０、第２の従動プーリ２４の搬送動作を完全同期させることが可能となる。すなわち、同一のカード搬送方向においては、送り噛み合いガタの影響が発生せず、印刷送り精度を格段に向上させることが可能となる。

本実施例においては、従動ローラは、第１の従動プーリ２０および第２の従動プーリ２４に噛み合わされる歯付ベルト２８の外周面２８ａにより構成されるが、ゴムローラ等を用いて構成してもよい。

また、本実施例においては、動力伝達機構６は、駆動プーリ１８、第１の従動プーリ２０および第２の従動プーリ２４に噛み合わされる歯付ベルト２８により構成されるが、歯車の組合せ等を用いて構成してもよい。

なお、第１の従動プーリ２０のみを設けて、第２の従動プーリ２４を省略する構成も可能である。ただし、第２の従動プーリ２４を設けることにより、カード９の搬送領域の拡大等が可能となる。

続いて、印刷機構４について説明する。図１、２に示すように、印刷機構４は、プラテンローラ１６の外周面１６ａ（図４参照）に対向させて設けられる印刷ヘッド４０と、先端側に印刷ヘッド４０が固定され、後端側が本体部２によって回動可能に支持されて、当該先端側がプラテンローラ１６に対して接近・離反可能に構成されるヘッド支持部４１と、印刷ヘッド４０を所定の圧力で押圧させてカード９を当該印刷ヘッド４０とプラテンローラ１６との間で挟持する作用を生じさせる圧力付加部４２とを備える。
一例として、圧力付加部４２は、本体部２とヘッド支持部４１との間に係止される付勢部材４３を備えて構成される。すなわち、付勢部材４３によって、ヘッド支持部４１が本体部２側へ付勢されて、印刷ヘッド４０とプラテンローラ１６との間でカード９を挟持することが可能となる。

また、付勢部材４３によって、ヘッド支持部４１を本体部２側へ付勢させて、当該ヘッド支持部４１に設けられるカムフォロア４４をカム部材６１（後述）に接触させる方向に作用する力を生じさせる。一例として、カムフォロア４４は、図３等に示すように車輪状もしくはローラ状の部材を用いて回転可能に構成する。

ちなみに、本実施例においては、カード９は、所定の熱量を与えられることにより発色もしくは消色する可逆感熱記録媒体であり、印刷ヘッド４０は、所定の熱量を発生させるサーマルヘッドである。

上記の印刷機構４の作用について説明する。前述の搬送機構３によって、挿入部１２に挿入されたカード９は、搬送機構３によって搬送されて、プラテンローラ１６と印刷ヘッド４０との間を通過する。ここで印刷を行う場合は、圧力付加部４２により印刷ヘッド４０を所定の圧力で押圧させてカード９を当該印刷ヘッド４０とプラテンローラ１６との間で挟持し、例えば、サーマル式印刷であれば、印刷ヘッド（サーマルヘッド）４０を所定の温度に加熱して、カード（可逆感熱記録媒体）９に所定の熱量を与えて、情報の印刷（発色）もしくは消去（消色）を行う作用を生じさせる。一方、印刷を行わない場合は、圧力付加部４２による印刷ヘッド４０の押圧を行わず、カード９の厚さ以上の間隔で、印刷ヘッド４０をプラテンローラ１６から離隔させておく。

本実施例においては、挿入部から挿入されるカードを搬送路上で所定位置まで一旦搬送して（矢印Ｂ方向）、当該該所定位置から該挿入部へ向けて搬送する工程（矢印Ｃ方向）において必要に応じて印刷を行う構成としている（図８、９参照）。
より詳しくは、図３等に示すように、搬送路１４上を搬送されるカード９の位置を検知する位置検知センサ５４が本体部２に設けられる。本実施例においては、挿入部１２から挿入されて搬送されるカード９が所定位置まで到達したことを、位置検知センサ５４によって検知して、次いで、動力部５１の回転方向を前記正回転から逆転させて（以下、「逆回転」という）、カード９を排出する排出部を兼ねた挿入部１２へ向けてカード９が搬送される構成とした。

なお、印刷が行われる際は、印刷ヘッド４０とプラテンローラ１６とによってカード９が挟持されるため、当該プラテンローラ１６の回転によってカード９を搬送させる作用も生じることとなる。

ここで、本発明に特徴的な構成として、図１〜５に示すように、印刷ヘッド４０の昇降動作を行う作用を生じさせるカム部材６１およびカムフォロア４４（前述）が設けられる。 カム部材６１は、従動ローラ（本実施例では第１の従動プーリ２０）に回動可能に嵌合されて設けられる。本実施例においては、図４、５に示すように、第１の従動プーリ２０の一方の端部に同軸で回転可能な円筒（円柱）状のクラッチボス６９を固定して、当該クラッチボス６９にカム部材６１を嵌合させる。

カム部材６１は、外周面６１ａに、少なくとも上死点６３と下死点６４とを結ぶカム曲線を備える。このとき、第１の従動プーリ２０の回転軸すなわちカム部材６１の回転軸から上死点６３までの半径をＬ１、下死点６４までの半径をＬ２とすると、Ｌ２＜Ｌ１として構成される。
さらに、カム部材６１は、外周面６１ａ上における、上死点６３から下死点６４を経由したその先の位置に、後述の作用を生じさせる停止作用点６５を備える。つまり、上死点６３と停止作用点６５とで下死点６４を挟む位置関係でそれぞれが配設される。このとき、第１の従動プーリ２０の回転軸すなわちカム部材６１の回転軸から停止作用点６５までの半径をＬ３とすると、Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ１として構成される。ただし、下死点６４と停止作用点６５とを結ぶ線は、必ずしもカム曲線として形成する必要はない。
なお、本実施の形態においては、カム部材６１は、外周面６１ａに窪み部６２を備えて、当該外周面６１ａに、上死点６３、下死点６４、停止作用点６５が設けられ、窪み部６２に下死点６４が配設されると共に、上死点６３から下死点６４を経由してその先の停止作用点６５に至る連続する滑らかな輪郭曲線によって構成される形状の例として、加工性等の観点から図６に示すような略ハート形状を採用したがこれに限定されるものではない。
なお、カム部材６１の厚さ方向の寸法は特に限定されないが、容易に折曲しない程度の厚さに形成することが好適である。

ちなみに、カム部材６１をプラテンローラ１６、もしくは第２の従動プーリ２４に嵌合させる構成としてもよい。

また、必要に応じて印刷ヘッド４０の昇降動作を行うために、所定のタイミングでカム部材６１の回転および停止を制御するためのクラッチ機構が設けられる。
本実施例においては、クラッチ機構は、カム部材６１が嵌合される従動ローラ（本実施例では第１の従動プーリ２０）を巻き締めるように設けられるコイルスプリング６８を備えて構成される。当該コイルスプリング６８は、巻き締めが緩められることにより回動可能となるように、一端６８ａがカム部材６１に係止され、他端６８ｂが径方向に折曲させて自由端として設けられる。 より詳しくは、第１の従動プーリ２０にこれと同軸で回転可能に固定されたクラッチボス６９が設けられ、コイルスプリング６８は、その内径がクラッチボスの円筒クラッチ面（すなわち円筒部の外周面）６９ａの外径と略同径に形成され、且つ前記のごとく一端がカム部材６１に係止されてクラッチボスの円筒クラッチ面６９ａを巻き締めるようにして構成される。
なお、すなわちコイルスプリング６８に対して巻き締めようとする力および巻き締めを緩めようとする力の何れも作用していないときに、クラッチが接続状態となるよう、コイルスプリング６８の内径を設定する。

さらに、本体部２には、コイルスプリング６８の自由端６８ｂが所定の回動位置で当接可能に配設されるカムレバー５６を備える（図３〜６参照）。

上記機構の作用について説明する。
先ず、カード９が本体部２に挿入される前の状態を図７（ａ）に示す。また、その際の印刷ヘッド４０とプラテンローラ１６との位置関係を図７（ｂ）に拡大図として示す。
次いで、図８（ａ）に示すように、カード９が挿入部１２から挿入されて本体部２の所定位置まで搬送（矢印Ｂ方向）されるとき、第１の従動プーリ２０が正回転をし、それによって、第１の従動プーリ２０に対してコイルスプリング６８の巻き締め力によって固定されているカム部材６１が回動し、カムフォロア４４がカム部材６１の外周面上を下死点６４から上死点６３に向かう方向に移動する。
さらに、カム部材６１が回動して、カムフォロア４４が上死点６３に到達する前の若干手前位置において、コイルスプリングの自由端６８ｂがカムレバー５６に当接して（図６（ａ）参照）、コイルスプリング６８におけるクラッチボス６９への巻き締めが緩められる。それにより、コイルスプリング６８はクラッチボスの円筒クラッチ面６９ａ上を滑ることとなるため、第１の従動プーリ２０の回転力がカム部材６１に伝達されなくなる。その結果、カム部材６１の回動が停止する（図８（ａ）参照）。その際の、印刷ヘッド４０とプラテンローラ１６との位置関係を図８（ｂ）に拡大図として示す。
ちなみに、コイルスプリング６８の巻き締めが完全に解放されることはなく、いわば半クラッチ状態を保つようにクラッチ機構の各寸法が設定されている。
また、下死点６４から上死点６３に至るカム曲線は、上死点６３までの勾配をきつくして、上記半クラッチ状態時にカムフォロア４４が上死点６３を乗り越えないように設定している（図６（ａ）参照）。

上記のごとく、カムフォロア４４がカム部材６１の上死点６３へ向かって移動することによって、カムフォロア４４がカム部材６１の回転軸すなわち第１の従動プーリ２０の回転軸から離反するように上昇して、ヘッド支持部４１の先端側がプラテンローラ１６に対して離反した位置まで上昇する（図８（ａ）、（ｂ）参照）。したがって、印刷ヘッド４０とプラテンローラ１６との間でカード９を挟持する力は発生しない。

次いで、図９（ａ）に示すように、本体部２の所定位置に到達したカード９が挿入部１２の方向に向けて搬送（矢印Ｃ方向）されるとき、つまりカード９の搬送方向が上記と逆転して、本実施例における印刷工程が実施される場合には、第１の従動プーリ２０が逆回転をする。
ここで、逆転に転じてカード９が排出方向に向けて移動が開始されると同時に、コイルスプリング６８の自由端６８ａがカムレバー５６から離れ、コイルスプリング６８が巻き締められてクラッチ機構が接続状態になると共に、カム部材６１が回動する。当該逆転に転じる時点においては、カムフォロア４４がカム部材６１の上死点６３手前の傾斜面上で停止されていることによって、ヘッド支持部４１を本体部２側に付勢する付勢部材４３の付勢力によって、カムフォロア４４がカム部材６１の外周面６１ａを押圧している状態であるため、カム部材６１を逆回転方向に回動を開始させるための補助力を生じさせる効果を奏する。

このとき、カムフォロア４４がカム部材６１の外周面上を上死点６３から下死点６４に向かう方向に移動する。この移動によって、カムフォロア４４がカム部材６１の回転軸すなわち第１の従動プーリ２０の回転軸に接近するように下降して、ヘッド支持部４１の先端側がプラテンローラ１６に対して接近する位置まで下降する（図９（ａ）参照）。その際の、印刷ヘッド４０とプラテンローラ１６との位置関係を図９（ｂ）に拡大図として示す。

ここで、本発明に特徴的な構成として、カムフォロア４４がカム部材６１の下死点６４およびその近傍領域に位置するとき、すなわち、カムフォロア４４がカム部材６１の下死点６４に差し掛かる若干手前から、下死点６４を通過して、下死点６４を通り過ぎた若干先までの間においては、印刷ヘッド４０と前記プラテンローラ１６との間でカード９が挟持されて、カムフォロア４４とカム部材６１との接触が解放されるように構成される（図６（ｂ）参照）。すなわち、当該下死点６４の近傍領域で、カムフォロア４４がカム部材６１から離れ、印刷ヘッド４０がカード９の印刷用面に到達することによって、予め付勢部材４３により設定された一定荷重の押圧で印刷ヘッド４０がカード９に接触し、前述した印刷工程が実施されることとなる。

さらに、第１の従動プーリ２０が「逆回転」方向に回転を続けることにより、カムフォロア４４がカム部材６１の外周面６１ａ上を上死点６３から下死点６４を経由してその先の停止作用点６５に向かう方向に移動する。
このとき、カムフォロア４４はカム部材６１の下死点６４を越えて移動を続けるが、当該下死点６４の先には上り勾配となるカム面（必ずしもカム面として構成する必要はない）であって回動により半径が増加する形状を持たせてあるため、カムフォロア４４がこれを乗り越えようとする力によりカム部材６１の回動が止められる方向の力と、回転を続けるクラッチボス６９とコイルスプリング６８の内径との摩擦力とによって、コイルスプリング６８の巻き締めが緩められる方向に作用し、滑りが生じるように各寸法が設定されている。この滑りが発生するカム部材６１上の点が停止作用点６５である（図６（ｃ）参照）。
このように、カムフォロア４４が、カム部材６１の停止作用点６５に当接（到達）することで、コイルスプリング６８の巻き締めが緩められ、いわゆる半クラッチ状態となって、コイルスプリング６８はクラッチボスの円筒クラッチ面６９ａ上を滑ることとなるため、第１の従動プーリ２０の回転力がカム部材６１に伝達されなくなる。その結果、カム部材６１の回動が停止する。ちなみに、このときコイルスプリング６８の自由端６８ａクラッチ機構における何らの作用も生じさせていない。

以上の説明のように、本発明に係るカード印刷装置によれば、印刷ヘッドのカード印刷用面との接近・離反をカム機構により動作させるが、コイルスプリングを用いるクラッチ機構を組み合わせることによって、搬送用ローラ（本実施例では従動ローラ）の駆動力を当該コイルスプリングを介してカム部材の駆動力とする構成を、単純な構造によって実現することが可能となる。すなわち、カム部材の駆動に別個の駆動系を使用せず、カード搬送の駆動系との共通利用によって実現することで装置構造が単純化され、特別な電気的制御装置や電気的位置センサを必要とせずに、カム動作が、駆動軸の回転方向のみで自動的かつ適切な位置で動作させることが可能となる。
このように、単純構造の機構とすることで、機械構成要素が少なくなり、故障率が激減するため信頼性が向上するのみならず、カード印刷装置全体を小型化することが可能となり、ひいては製造コストの低減にもつながる。

さらに、カム機構を使用することにより、特に、印刷ヘッドをカード印刷用面に向けて下降させる際に、カム曲線に沿って緩やかな下降動作が可能となる。したがって、カム以外の機構を用いる装置と比べて、印刷ヘッドがカード印刷用面に衝突する等の衝撃を発生させない効果が生じる。

また、従来のカード印刷装置において本体部の外側に配設される歯付ベルトを用いる駆動系を、本体部内側のカード搬送路内に配置させ、且つ、歯付ベルトの外周面の摩擦力を利用してカードを直接搬送する構成が実現される。その結果、主要搬送系が、略カード幅で足りることとなるため、カード印刷装置全体の幅を小さくすること、つまり、当該装置全体の投影面積を小さくすることが可能となる。
すなわち、従来の駆動系が占めていた容積部分に、他の付加装置を収容することが可能となるため、例えば、従来、別に組み立て配置されていた通信制御部等を同一容積の中に収容することができ、結果としてシステム全体を小さくことが可能となる。

さらに、歯付ベルトが搬送系の駆動と動力伝達の双方を担う構成が実現される。すなわち、当該歯付ベルトの外周面の摩擦力を利用してカードを直接搬送することで、当該外周面が従来装置における搬送ローラと同役を担うこととなる。
その結果、搬送系は幅方向の左右両側に設けられる一対の歯付ベルトが「無限軌道（無端）ベルト」を形成し、本装置における幅左右の各送り点の全てにおいて完全同期させることが可能となり、送り噛み合いガタの影響がカードの同一搬送方向においては発生せず印刷送り精度を格段に向上させることが可能となる。
ちなみに、歯付ベルトと各プーリとの噛み合いにおいてもバックラッシが設けられ得るが（バックラッシが理論上無い構成も可能）、歯車を用いる従来の伝達方式との比較において、上記ガタの影響は発生しないあるいは無視できる程度となる。

なお、カード印刷装置として、カードに可逆感熱記録媒体を用い、印刷ヘッドにサーマルヘッドを用いるロイコプリンタを例にとり説明をしたが、本発明に係る技術的思想を他のカード印刷装置に応用することももちろん可能である。

また、カードの挿入から印刷を経て搬出に至る一連の工程において、途中でカードの搬送方向を逆転させずに、挿入された方向のまま搬送を行い、本体部における挿入部と逆側の端部からカードを搬出する構成の場合であっても、本発明に係る技術的思想を応用することが可能である。

本発明の実施の形態に係るカード印刷装置の一例を示す概略図である。 図１のカード印刷装置の平面図および正面図である。 図１のカード印刷装置から印刷機構を取り外した状態を示す概略図である。 図１のカード印刷装置の搬送機構の構成を示す概略図である。 図１のカード印刷装置のカム部材およびその周辺の構成を示す概略図である。 図１のカード印刷装置におけるカム部材の回動作用を説明するための説明図である。 図１のカード印刷装置におけるカード搬送動作およびカム部材の作用による印刷ヘッドの昇降動作を説明するための説明図である。 図１のカード印刷装置におけるカード搬送動作およびカム部材の作用による印刷ヘッドの昇降動作を説明するための説明図である。 図１のカード印刷装置におけるカード搬送動作およびカム部材の作用による印刷ヘッドの昇降動作を説明するための説明図である。 従来の実施の形態に係るカード印刷装置における印刷ヘッドの昇降動作の例を説明するための説明図である。

符号の説明

１ カード印刷装置
２ 本体部
３ 搬送機構
４ 印刷機構
５ クリーナ機構
６ 動力伝達機構
９ カード
１２ 挿入部
１４ 搬送路
１６ プラテンローラ
１８ 駆動プーリ
２０ 第１の従動プーリ
２２ 第１のピンチローラ
２４ 第２の従動プーリ
２６ 第２のピンチローラ
２８ 歯付ベルト
４０ 印刷ヘッド
４１ ヘッド支持部
４２ 圧力付加部
４３ 付勢部材
４４ カムフォロア
５１ 動力部
５４ 位置検知センサ
５６ カムレバー
６１ カム部材
６２ 窪み部
６８ コイルスプリング
６９ クラッチボス

Claims (3)

1. 本体部に、挿入部から挿入されるカードを搬送路上で所定位置まで搬送し、該所定位置から該挿入部へ向けて搬送する搬送機構と、前記搬送機構により搬送される前記カードに印刷を行う印刷機構とを備えるカード印刷装置であって、
   前記搬送機構は、前記カードが搬送される方向と直交する回転軸で回転可能に設けられ、動力部により駆動されるプラテンローラと、
   前記プラテンローラと並行する回転軸で回転可能に設けられ、前記カードの搬送を行う従動ローラと、
   前記プラテンローラの回転動力を前記従動ローラに伝達する動力伝達機構と、
   前記プラテンローラもしくは前記従動ローラに回動可能に嵌合され、外周面に窪み部と、上死点から下死点を経由して該下死点の先の上り勾配にある停止作用点に至る輪郭曲線とを有し、該窪み部に該下死点が設けられるカム部材と、
   前記カム部材が嵌合される前記プラテンローラもしくは前記従動ローラを巻き締めるようにして、一端が前記カム部材に係止され、他端が径方向に折曲させて自由端として設けられ、該巻き締めが緩められることにより前記プラテンローラもしくは前記従動ローラに対して回動可能となるコイルスプリングと、を備え、
   前記本体部は、前記コイルスプリングの他端が所定の回動位置で当接可能に配設されるカムレバーを備え、
   前記印刷機構は、前記プラテンローラの外周面に対向させて設けられる印刷ヘッドと、
   先端側に前記印刷ヘッドが固定され、後端側が本体部によって回動可能に支持されて、該先端側がプラテンローラに対して接近・離反可能に構成されるヘッド支持部と、
   前記本体部と前記ヘッド支持部との間に係止される付勢部材と、を備え、
   前記付勢部材によって、前記ヘッド支持部を前記本体部側へ付勢させて、前記印刷ヘッドと前記プラテンローラとの間で前記カードを挟持可能にすると共に、前記ヘッド支持部に設けられるカムフォロアを前記カム部材に所定位置で接触させ、
   前記カードが挿入されて本体部の所定位置まで搬送されるとき、もしくは、本体部の所定位置に到達した前記カードが前記挿入部の方向に向けて搬送されるときの一方において、前記プラテンローラもしくは前記従動ローラが回転することによって、前記コイルスプリングにより巻き締め固定されている前記カム部材が回動し、前記カムフォロアが前記カム部材の外周面上を下死点から上死点に向かう方向に移動して、上死点に到達する前から上死点を越えない範囲内で、前記コイルスプリングの他端が前記カムレバーに当接して、前記コイルスプリングの巻き締めが緩められることによって、前記カム部材の回動が停止し、前記カムフォロアの移動に応じて前記ヘッド支持部の先端側が前記プラテンローラに対して離反した位置となり、
   前記カードが挿入されて本体部の所定位置まで搬送されるとき、もしくは、本体部の所定位置に到達した前記カードが前記挿入部の方向に向けて搬送されるときの他方において、前記プラテンローラもしくは前記従動ローラが回転することによって、前記コイルスプリングにより巻き締め固定されている前記カム部材が回動し、前記カムフォロアが前記カム部材の外周面上を上死点から下死点を経由してその先の前記停止作用点に向かう方向に移動して、該停止作用点に当接することで、前記コイルスプリングの巻き締めが緩められることによって、前記カム部材の回動が停止し、前記カムフォロアの移動に応じて前記ヘッド支持部の先端側が前記プラテンローラに対して接近した位置となること
   を特徴とするカード印刷装置。
2. 前記カムフォロアが前記カム部材の下死点およびその近傍領域に位置するときに、前記印刷ヘッドと前記プラテンローラとの間で前記カードが挟持され、且つ前記カムフォロアと前記カム部材との接触が解放されること
   を特徴とする請求項１記載のカード印刷装置。
3. 前記動力伝達機構は、前記プラテンローラに固定されて、該プラテンローラと同軸で回転可能に設けられる駆動プーリと、
   前記従動ローラに固定されて、該従動ローラと同軸で回転可能に設けられる従動プーリと、
   前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に張り渡されて、該駆動プーリの回転によって周回移動可能に設けられる歯付ベルトと、を備えること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載のカード印刷装置。

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