JP4793253B2 - インクリボンカセット及びこれを装着したドットラインプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、ドットラインプリンタに係り、更に詳しくはドットラインプリンタに用いられるインクリボン機構に関するものである。

図７に従来のドットラインプリンタのハンマ機構部近傍の概略を示す平面断面図を示す。また、図８に、図７のドットラインプリンタに、インクリボンを新しく装填した状態を示す。

図７において、インクリボン１０４の走行は、リボンドライブローラ１０６が反時計方向に回転することにより行われる。すなわち、リボンドライブローラ１０６が反時計方向に回転することにより、インクリボン１０４はリボンカセット１０７内に引き込まれる一方、リボンカセット１０７内のインクリボン１０４は、インクリボン１０４を表裏反転させるメビウス機構１０８、走行するインクリボン１０４に適正な張力を付加するリボンブレーキ１０９を介して、リボンカセット１０７外に引き出される。その後、第１のカセットアーム１１２、リボン走行位置を規定する第１のリボンガイド１１３、第２のリボンガイド１０１を経て、第２のカセットアーム１０３、リボン走行位置センサ１０２を通って、リボンドライブローラ１０６によって、再び、ボンカセット１０７内に引き込まれることにより、インクリボン１０４は時計方向に走行する。

印刷時、インクリボン１０４が走行している時に、ハンマ機構部１１０に実装されている釈放用電磁コイル１１１に通電して印刷ハンマ１１４を駆動し、印刷ハンマ１１４の先端に装着されたハンマピン（図示せず）がインクリボン１０４を介して、プラテン１１６との間に置かれた印刷用紙１１５を打撃することにより、インクリボン１０４のインクが印刷用紙１１５に転写される。印刷は上位装置（図示せず）から転送される印刷データ及び用紙搬送データを受信して行われる（例えば引用文献１参照）。

特開平０８−１１４０４号公報

通常、インクリボンの交換は、オペレータが感覚的に、あるいは濃度検出センサの出力結果で「印刷が薄くなった」と判断されたところで、新しいインクリボンとの詰め替えを手作業で実施する。詰め替え用のインクリボンは、インクリボン基布とインクリボンを反転させるためのメビウス機構が収納されたリボンサブカセットに収納されており、インクリボンの交換作業時に、リボンサブカセットのインクリボン及びメビウス機構をリボンカセットに移し替えるようにしている。

リボンカセットに新品のリボンを装填した時は、使用後のリボンの毛羽立ち等による容積増加を見越して、リボンカセットの容積よりもかなり小さい容積（リボンカセット内の容積の半分以下）で収容されている。従って、リボン装填時には、カセット内のリボンに何らかの支えをしないとリボン倒れが発生してしまう。そこで、オペレータが詰め替え用インクリボンを装填する際は、図８に示すように、メビウス機構１０８をリボンカセット内のリボンドライブローラ１０６側にセットさせるようになっている。

しかし、インクリボン１０４が消耗して交換する際は、図７に示すように、メビウス機構１０８がリボンブレーキ１０９側にあるので、オペレータが新しいインクリボンをセットする場合、最初からメビウス機構がリボンブレーキ１０９側にあると勘違いし、メビウス機構１０８がリボンブレーキ１０９側に位置するように、誤まって装填してしまう場合がある。この状態で印刷を行うと、インクリボンがメビウス機構１０８に対して引っかかり易くなるため、インクリボンがスムーズに動作せず、リボン倒れ、リボンの二重送りやリボン幅方向に折れが生じ、印刷不良を誘発してしまう。

また、リボンサブカセットは、インクリボンの製造メーカで一定幅に折畳まれた状態で供給される。通常、リボンサブカセットは、一定量購入して保管しておく。その際、保管される時間が長いと、リボンの基布に含浸したインクが流動して保管時に下側（重力のかかる方向）に移動する。環境温度が高いとこの現象は、進行が早くなる。また、詰めて折畳んだインクリボンの折り目に癖がつき、伸ばしても折り目が付いた状態となる。

このようにインクが偏ったり、折り癖がついた状態で印刷を行うと、流動したインクでリボン基布とリボンカセット底面との摩擦抵抗が大きくなり、リボンカセット内でのリボン倒れを誘発する要因となってしまう。

従来のドットラインプリンタにおいては、これらの現象を検出する手段がなく、印刷結果に文字欠けや濃淡不良等が発生していた。これらの現象は、印刷時にオペレータが発見しにくいため、印刷ジョブ終了後、印刷文字欠けが見つかると、大量に印刷終了した印刷ページの文字欠け確認を行わなくてはならなかったり、後日、印刷結果を確認したエンドユーザ等からのクレームで発覚するという問題があった。

そこで、本発明は、ドットラインプリンタのインクリボン装填時、誤ってメビウス機構を左側にセットしてしまった場合に発生するインクリボンの走行異常を防止し、また、正常にメビウス機構をセットした場合でも新品リボンが１周する間に発生しやすいインクリボンの走行異常を防止し、印刷不良の確認作業、インクリボン交換修復作業及び再印刷作業を無くし、実行印刷速度低下防止を図ることを課題とする。

上記課題を解決する本発明の請求項１記載の発明は、リボンカセットに収容された無端状のインクリボンと、該インクリボンを搬送する駆動源と、前記インクリボンに張力を与える付勢手段と、前記インクリボンを表裏反転するべく、前記リボンカセットの前記駆動源側に配置され、前記インクリボンの使用の過程で前記付勢手段側に移動する反転手段と、前記リボンカセットの駆動源側に設けられた第１のセンサと、前記付勢手段側に設けられた第２のセンサと、前記反転手段に設けられた前記第１のセンサ及び第２のセンサの検出源を備えたことを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１のセンサ及び第２のセンサは光学式のセンサであり、前記検出源は反射シートであることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項３記載の発明は、桁方向に所定のピッチで並設され、先端にドット印刷を行うハンマピンを設けた複数の板バネ状の印刷ハンマと、該印刷ハンマを非印刷位置に保持するために磁気吸引力を発生する永久磁石と、前記印刷ハンマを駆動するために各印刷ハンマに設けられ、所定の釈放電流が供給されて前記永久磁石の磁界を打ち消す釈放用電磁コイルとを有するハンマ機構部を備え、前記ハンマピンがインクリボンを介して対向位置に配された記録媒体を打撃することにより記録を行うドットラインプリンタにおいて、請求項１または２記載のリボンカセットを装着したことを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記リボンカセット装填時からインクリボンを動作させた時間を監視し、第１のセンサの前記検出源の検出から第２のセンサの検出の間の時間が所定の時間範囲外にあった場合、印刷動作を停止させるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、詰め替えリボンが正しくセットされたことを検出でき、インクリボンの安定した走行を提供できることから、印刷不良発生の防止が可能となる。更に、印刷不良発生時の確認作業、インクリボン交換修復作業及び再印刷作業を無くし、実行印刷速度低下防止を図ることが可能となる。

先述したように、カセット式リボンのトラブルの殆どは、上述した要因でリボンの詰め替えをしてからインクリボンが１周する間に発生している。リボンが1周すると、インクが流動した下端部（インク濃度の濃い方の端部）はメビウス機構の表裏反転に伴って上側に反転してインクはインク濃度の薄い方へ流動し、折癖はハンマギャップを通過することで伸ばされる。従って、インクリボンが正しく1周したかを確認できれば、インクリボンに関するトラブルの発生有無の検出ができ、インクリボンに関するトラブルも格段に減らすことができる。そこで、本発明ではインクリボンを交換した際のメビウス機構の位置を検出するセンサおよびそのメビウス機構が、インクリボンが１周する間に、一定の時間内に決められた距離を移動したか検出するセンサを設けることにより、リボンの不正な動きを検出することを可能にした。

以下、本発明について説明する。

図１に本発明のドットラインプリンタのハンマ機構部近傍の概略を示す平面断面図を示す（メビウス機構１０８は、走行経路内をインクリボン１０４が１周以上動作した場合の位置）。また、図２に、図１のドットラインプリンタに、インクリボンを新しく装填した状態を示す。更に、図９に、本発明で用いるハンマ機構部の概略を示す側面断面図を示す。

板バネ１０とハンマピンを１１備えた印刷ハンマ１１４は、図１に示すように、桁方向に所定のピッチで多数配列されている。各印刷ハンマ１１４の打撃力を受けるプラテン１７は、印刷用紙１６およびインクリボン１５を介してハンマ機構部５０と対向するように所定のギャップを設けて配置されている。

エンドレス状のインクリボン１５の大部分はリボンカセット５４に収容されており、リボンブレーキ５９によって予め張力を与えられたインクリボン１５は、複数本のリボンガイド５６を経由してリボンドライブローラ５５によって巻き取られ再びリボンカセット５４に戻る機構になっている。

ハンマ機構部はシャトル機構部（図示せず）に連結され、シャトル機構部の駆動力で以って往復移動するように構成されている。

ハンマ機構部５０の詳細を図９に示す。印刷ハンマ１１４は、板バネ１０の先端にハンマピン１１を取り付けることによって構成されている。その印刷ハンマ１１４を非印刷位置にて保持するコムヨーク１４が、印刷ハンマ１１４の板バネ１０の上部でハンマピン１１の装着面と反対の面に対向するように延びており、コムヨーク１４の基端部は印刷ハンマ１１４を非印刷位置に保持するために磁気吸引力を発生する永久磁石１３と接触している。また、コムヨーク１４には印刷ハンマ５２を駆動するための釈放用印刷コイル１１１が配置されている。

板バネ１０は予め持たせた撓みエネルギーを有した状態でコムヨーク１４に磁気吸引されており、釈放用電磁コイル１１１により磁気吸引力が打ち消されたときに板バネ１０を開放する。この際、板バネ１０の先端に装着されているハンマピン１１がインクリボン１０４を介して印刷用紙１１５にドット印刷を行う。そして、永久磁石１３の磁気吸引力の復帰により板バネ１０はコムヨーク１４との接触位置（非印刷位置）に戻るまでの一連の動作を繰返すことにより、順次、印刷がなされる。印刷用紙１１５のインクリボン１１４と対向する位置にはプラテン１１６が配されており、印刷ハンマ１１４の打撃力を支持する。

従来技術の欄で説明したように、図１において、インクリボン１０４の走行は、駆動源となるリボンドライブローラ１０６が反時計方向に回転することにより行われる。すなわち、リボンドライブローラ１０６が反時計方向に回転することにより、インクリボン１０４はリボンカセット１０７内に引き込まれる一方、リボンカセット１０７内のインクリボン１０４は、インクリボン１０４を表裏反転させるメビウス機構１０８、走行するインクリボン１０４に適正な張力を付加するリボンブレーキ１０９を介して、リボンカセット１０７外に引き出される。その後、第１のカセットアーム１１２、リボン走行位置を規定する第１のリボンガイド１１３、第２のリボンガイド１０１を経て、第２のカセットアーム１０３、リボン走行位置センサ１０２を通って、リボンドライブローラ１０６によって、再び、ボンカセット１０７内に引き込まれることにより、インクリボン１０４は時計方向に走行する。

印刷時、インクリボン１０４が走行している時に、ハンマ機構部１１０に実装されている釈放用電磁コイル１１１に通電して印刷ハンマ１１４を駆動し、釈放用電磁コイル１１１の先端に装着されたハンマピン１１がインクリボン１０４を介して、プラテン１１６間に置かれた印刷用紙１１５を打撃することにより、インクリボン１０４のインクが印刷用紙１１５に転写される。印刷は上位装置（図示せず）から転送される印刷データ及び用紙搬送データを受信して行われる。

また、本発明においては、メビウス機構１０８の側面にセンサで検出する検出源となる反射シート１２２が貼り付けられており、リボンカセットの側面にはメビウス機構の反射シート１２２を検出する第１のセンサ１２０、第２のセンサ１２１が設けられている。第１のセンサ１２０は、インクリボン１０４を新しくセットした場合のメビウス機構の位置、すなわちリボンドライブローラ１０６側に配置され、第２のセンサ１２１は、インクリボン１０４が動作しインクリボンがほぼ１周したときのメビウス機構の位置、すなわちリボンブレーキ１０９側に配置する。

次に、第１のセンサ１２０及び第２のセンサ１２１の検出原理について、図５のタイミングチャート及び図６のフローチャートをもって説明する。

インクリボンを装填した後、上位からの印刷命令によって、まず、リボンドライブローラ１０６の駆動によりインクリボン１０４が動作を開始し、その後、ハンマ機構部が印刷を開始する。このインクリボン１０４の装填時（S1）、第１のセンサ１２０が反射シート１２２を検出したか否かを確認する（S2）。例えば、インクリボンの装填当初からメビウス機構１０８がリボンブレーキ１０９側にセットされた場合、第１のセンサ１２０はメビウス機構１０８の反射シート１２２を検出できず、その場合は直ちにエラーとする（S3）。

一方、メビウス機構１０８が規定通りの位置にセットされた場合、正常にインクリボンを駆動させ、印刷動作が実行される。印刷動作の実行時、インクリボンの装填を検出する第１のセンサ１２０からの信号でリボンカセットの装填が完了したという信号を受信すると、インクリボンの駆動時間（Ｔｎ）の計測を開始する（S4）。この駆動時間を加算し、第１のセンサ１２０が検出されてから第２のセンサ１２１が検出するまでの時間を監視する。印刷が続けられると、メビウス機構１０８はリボンブレーキ１０９側に移動するが、第１のセンサ１２０はメビウス機構１０８の反射シート１２２が第１のセンサ１２０の検出域を外れるまで検出し続ける。そして、第１のセンサ１２０の検出域を外れて検出できなくなる正常な時間をＴａと設定し（S5）、Ｔａよりも早い時間に第１のセンサ１２０が反射シート１２２を検出できなくなった場合は、図５に示すようなリボンのショートループが発生したと考えられるので、第１のセンサ信号１を検出して直ちにエラーとする（S6）。

更に、インクリボン１０４が正常に搬送され、搬送経路を１周する過程において、インクリボンの駆動タイミングと同時にセットされる第１のリボンタイマが時間Σ(Ｔn-1)となったとき、メビウスチェック信号をセットし、第２のリボンタイマが時間Σ(Ｔn+1)となったときメビウスチェック信号をリセットする。このリボンが１周するのにかかると想定される時間、Σ(Ｔn-1)からΣ(Ｔn+1)の間に、第２のセンサ１２１がメビウス機構１０８の反射シート１２２を検出すれば、リボンが正常に動作したものと処理される（S7〜S9）。

仮に、第２のセンサ１２１の検出時間が（Ｔn-1）より早い場合は、ショートループのようなリボンの折りたたみに異常が発生したと考えられるので、第２のセンサ信号を検出したらエラーセット信号を出力してエラーとする（エラー検出２の場合：S10）。

また、第２のセンサ１２１の検出時間がＴn+1を経過しても検出できない場合、インクリボンの走行に異常が発生したと考えられるので、第２のセンサ信号を検出してエラーセット信号直ちに出力してエラーとし、リボンの再セットを促す（エラー検出３の場合：S11）。

なお、上述したエラー検出時には、印刷動作を停止させるよう制御すると良い。

図３は本発明の変形例を示す。図３はリボンカセットの概略正面図である。リボンカセット２０７内のメビウス機構２０８の下面に反射シート２２２を装着し、第１のセンサ２２０及び第２のセンサ２２１をリボンカセット２０７の下側に配置した場合であっても、本発明は成立する。

本発明は、テープ状のインクリボンの安定走行を可能にするものであり、可動式のメビウス機構を用いる印刷装置であれば全てに適用できる。

本発明の一例となるドットラインプリンタのハンマ機構部近傍の概略を示す平面断面図。 図１のドットラインプリンタのメビウス機構の初期位置を示す平面断面図。 本発明の他の例となるドットラインプリンタのリボンカセットの概略正面図。 ショートループ発生によるエラー検出例を示す説明図。 本発明のエラー検出のタイミングチャート。 本発明のエラー検出制御のフローチャート。 従来のドットラインプリンタのハンマ機構部近傍の概略を示す平面断面図。 図７のドットラインプリンタのメビウス機構の初期位置を示す平面断面図。 本発明で用いられるドットラインプリンタのハンマ機構部を示す概略断面図。

符号の説明

101 第２のリボンガイド
102 リボンセンサ
103 第２のカセットアーム
104 インクリボン
105 リボンブレーキ
106 リボンドライブローラ
107 リボンカセット
108 メビウス機構
109 リボンブレーキ
110 ハンマ機構部
111 釈放用電磁コイル
112 第１のカセットアーム
113 第１のリボンガイド
114 印刷ハンマ
115 印刷用紙
116 プラテン
120 第１のセンサ
121 第２のセンサ
122 反射シート

Claims (4)

1. リボンカセットに収容された無端状のインクリボンと、該インクリボンを搬送する駆動源と、前記インクリボンに張力を与える付勢手段と、前記インクリボンを表裏反転するべく、前記リボンカセットの前記駆動源側に配置され、前記インクリボンの使用の過程で前記付勢手段側に移動する反転手段と、前記リボンカセットの駆動源側に設けられた第１のセンサと、前記付勢手段側に設けられた第２のセンサと、前記反転手段に設けられた前記第１のセンサ及び第２のセンサの検出源を備えたことを特徴とするリボンカセット。
2. 前記第１のセンサ及び第２のセンサは光学式のセンサであり、前記検出源は反射シートであることを特徴とする請求項１記載のリボンカセット。
3. 桁方向に所定のピッチで並設され、先端にドット印刷を行うハンマピンを設けた複数の板バネ状の印刷ハンマと、該印刷ハンマを非印刷位置に保持するために磁気吸引力を発生する永久磁石と、前記印刷ハンマを駆動するために各印刷ハンマに設けられ、所定の釈放電流が供給されて前記永久磁石の磁界を打ち消す釈放用電磁コイルとを有するハンマ機構部を備え、前記ハンマピンがインクリボンを介して対向位置に配された記録媒体を打撃することにより記録を行うドットラインプリンタにおいて、
   請求項１または２記載のリボンカセットを装着したことを特徴とするドットラインプリンタ。
4. 請求項３記載のドットラインプリンタにおいて、
   前記リボンカセット装填時からインクリボンを動作させた時間を監視し、第１のセンサの前記検出源の検出から第２のセンサの検出の間の時間が所定の時間範囲外にあった場合、印刷動作を停止させるようにしたことを特徴とするドットラインプリンタ。

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