JPH0822600B2 - 熱転写プリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱転写プリンタに関し、更に詳しくは、低
平滑な普通紙に印刷可能な熱転写プリンタに関するもの
である。

［従来技術］ 近年、サーマルプリンタの普及に伴い、様々な要求が
サーマルプリンタの中でも特に熱転写プリンタに寄せら
れている。その一つは高速性であり、他の一つは高印字
品質である。

従来、この二つの特性を共に有する熱転写プリンタは
皆無に等しい。

従来のサーマルプリンタの中には、発色濃度を切り換
えるためにサーマルヘッドの感熱紙への押圧力を切り換
えるものがあった。それは実開昭58−29438に開示され
ているものある。

第６図は従来の実施例の略図であり実開昭58−29438
に開示されたサーマルプリンタであり以下に簡単に述べ
る。

１は発熱要素を配置したサーマルヘッド、２はサーマ
ルヘッドを移送する駆動源となるモータ、３はプラテ
ン、５はモータの駆動力をサーマルヘッドへ伝達するベ
ルト、６はサーマルヘッドのガイド軸であり、かつプラ
テンへの押圧力をも伝達する役割りも有している。４は
押圧力を切り換えるプランジャである。プランジャ４の
オンオフによって２種類の押圧力を得るものである。

この従来例は、目的が印字濃度を変化させ２色発色を
可能とするところにあったため、熱転写プリンタに於い
て応用するには無理があった。

［発明の解決しようとする問題点］ 熱転写プリンタに於いてもサーマルヘッドの押圧力を
変えることによって印字濃度が変化することは知られて
いる。しかし、熱転写プリンタに於いては、単に押圧力
を増しただけでは、ドットのぬりつぶれによる尾引き現
象や、サーマルヘッドの蓄熱等による汚れ等が発生し、
印字品質を悪化させることになってしまった。

又、近年普通紙への印字が市場要求となって来ている
にもかかわらず、米国のオフィス等で広く使用されてい
るボンド紙のような低平滑紙に対しては、全く印字不能
であるプリンタが多かった。

更に、従来例に見られる切り換え装置では、プランジ
ャという大きな音の発生源を持つことになり静音性と言
うサーマルプリンタの最大の特徴を疎外する要因となっ
ていた。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を除去
し、高速性と高印字品位性及び静音性を有し、低平滑紙
に対しても印刷可能な熱転写プリンタを提供することに
ある。

［問題を解決しようとする手段］ 本発明による熱転写プリンタは、印字ヘッドを印刷中
に押圧する付勢力を二種以上設定可能な付勢手段と、印
字ヘッドの印刷紙との印刷中における相対的な移送速度
を二種以上設定可能な移送手段とを有し、印刷中に付勢
力を大とする時は移送速度を小にし、付勢力を小とする
時は移送速度を大とする制御手段を有することを特徴と
している。

更に、印字ヘッド上の印字要素への印加エネルギを制
御する印加エネルギ制御手段を付加することによってサ
ーマルヘッドと印刷紙との相対的な移送速度に最適な印
加エネルギを印字要素に与えることが可能なことをも特
徴としている。

［作用］ 本発明に於いて、熱転写プリンタがコントロールコー
ド又は、手動スイッチ、更には、印刷紙の平滑度計測器
によって高印字品位モードが選択されると、CPU等の中
央制御装置からの指令によって、印字ヘッドの付勢力を
増加し、かつ印字ヘッドの紙との相対速度を減じること
によって高印字品位を実現する。又この時低平滑紙の時
には、印字ヘッドへの印加エネルギを増加させ、更に印
字品位を上昇することが可能である。又、高速印字モー
ドが選択されると、印字ヘッドの付勢力は減じられ、印
字ヘッドと印刷紙との相対的な移送速度も上昇し、高速
印字が可能となる。

［実施例］ 本発明の実施例を印字ヘッドとしてサーマルヘッドを
有し印字要素として発熱要素を有する熱転写プリンタを
用いて詳述する。

第１図は本発明による熱転写プリンタの一実施例のサ
ーマルヘッド支持部の略図である。

第１（ａ）図は平面図であり、第１（ｂ）図はＫ線で
切った断面図である。８は丸型のプラテン、９はサーマ
ルヘッド10の放熱板、11は支持部のフレーム、12は軸13
に回転自在に装着された付勢力伝達レバー、20はサーマ
ルヘッド10を印刷紙に対しアップダウンさせる駆動源と
なるモータ、21はモータ軸に装着されたウォームギヤ、
22はウォームギヤに当接し、矢印Ｇ、Ｈ方向に往復自在
に設置されたヘッドアップレバー、23はウォームギヤ21
と噛み合わされ軸24を中心として回転する歯車であり、
リボンカセット40を印字中に巻き取る動力を伝達するも
のである。ヘッドアップレバー22は、付勢力伝達レバー
に設置された切欠部14と係合していて、モータ20の軸が
Ｆ方向へ回転することによってヘッドアップレバーは矢
印Ｈ方向へ動きヘッドを押圧状態から解除し、逆にモー
タ20の軸がＥ方向へ回転することによりヘッドアップレ
バー22は矢印Ｇ方向へ動き切欠部14内でフリー状態とな
る。30は、二種類の付勢力を切り換える切り換えレバー
であり、矢印Ｂ、方向に往復可能でありかつ、ガイド3
3、34を支点としてＬ方向に回動可能に設置されてい
る。切り換えレバー30には弾性部材の一種であるコイル
ばね31が係合し、矢印Ｄ方向に付勢されている。この付
勢力は、切り換えレバーに立てられたピン32と切欠部15
によって付勢力伝達レバーに伝えられる。切欠部15には
少なくとも二つの凹部16、17を有し、ピン32を所定位置
に安定させることが可能である。切換えレバー30を矢印
Ｂ方向へ移動させ、ピン32を凹部17に係合させると、コ
イルばね31の力点と支点となる軸13とのレバー比が大き
くなり、サーマルヘッド10を背面からプラテンに押し付
ける押圧力（矢印Ｉ）が増す。

印字が終了するとモータ20がＦ方向へ回転し、コイル
ばね31の付勢力を解除するようにヘッドアップレバー22
は矢印Ｈ方向へ移動する。この時、圧縮コイルばね41に
よって矢印Ｊ方向へ力が働き、サーマルヘッド10はプラ
テンから離間する。弾性部材31、切換えレバー30、付勢
力伝達レバー12を主な構成要素として付勢手段を構成し
ている。

第２図は、本発明による熱転写プリンタの実施例の機
構部の全体図であり、第１図と同一物は同一番号で示し
ていて説明を略す。

50は熱転写プリンタのフレーム、60はサーマルヘッド
10をプラテン軸方向に移送する移送手段の一部で駆動源
となるステップモータ、62は支持部に駆動力を伝達する
ベルト、63はベルト62とステップモータ60とに係合する
輪列、51はフレーム50に立てられた左サイドフレーム、
52は右サイドフレーム、53は支持部61を案内する案内軸
をそれぞれ示している。

熱転写プリンタは、大なる付勢力を必要とする高印字
品位モードが選択されると、印字に先立ってステップモ
ータ60によって、サーマルヘッド支持部61を左サイドフ
レーム51へ押しあて、切換えレバー30を矢印Ｂ方向へ移
動させ、所定の印字動作を開始する。逆に小なる付勢力
を必要とする高速印字モードでは、右サイドフレーム52
に押しあて、切換えレバー30を矢印Ｃ方向に移動する。
サーマルヘッド移送用のステップモータ60と、左サイド
フレーム51、右サイドフレーム52、切換えレバー30によ
って付勢力を切換える切換え手段を構成している。当然
のことながら所定の印字動作中はサイドフレームに切換
えレバー30が当接しないよう動作している。

付勢力伝達レバーに設置された切欠部15の凹部の数を
増加することによって、ヘッドの圧接力を何種類も作る
ことが可能である。また、本実施例では、コイルばね31
の力点を変えるもので説明したが、支点を移動し、レバ
ー比を変える方法でも同じ効果を有する。

第３図は本発明による熱転写プリンタの構成を示す略
図であり第１図、第２図と同一物は同一番号で示し、説
明を略す。

100は熱転写プリンタの機構部を示し、10aはサーマル
ヘッド上に配置されている発熱要素を、60aはステップ
モータ60のコイルをそれぞれ示している。

70は発熱要素10aへの印加エネルギを決定する印加エ
ネルギ制御手段であり以下に各要素の説明と構成につい
て述べる。

印加エネルギ制御手段は一例として、発熱要素への通
電時間を切換えることによって、発熱要素への印加エネ
ルギを二種以上設定可能となっている。

71はコンデンサで抵抗器73、（又はトランジスタ7
6）、抵抗器74、ボリウム75を介して充電され、トラン
ジスタ72によって放電される。以上の構成要素で充放電
回路部を構成している。

抵抗器77,78,79,サーミスタ80によって基準電圧部を
構成している。

81は電圧比較回路であり、コンデンサ71の充電レベル
によってオンオフするものであり、基準電圧部は、サー
ミスタ80によって、周囲温度もしくは、サーマルヘッド
の温度を検出するため、常にサーマルヘッドに最適な印
加エネルギが決定される。

この印加エネルギ制御手段の動作は以下の如くであ
る。熱転写プリンタを統括制御するCPU90より、印字タ
イミングに同期して、トランジスタに対してトリガ入力
Tgが出力される。トランジスタ72はコンデンサ71を瞬時
放電した後、オフする。すると抵抗器73、74等を介して
コンデンサ71への充電が開始される。コンデンサ71の充
電レベルが基準電圧部のＳ点の電位に到達するまでの時
間が電圧比較回路81より、パルス幅TWとして出力され
る。トランジスタ76は、この出力パルス幅TWを切換える
スイッチであり、オンの時はパルス幅TWは短く、逆にオ
フの時は長くなる。ボリウム75は、熱転写プリンタの外
部から、手動によって濃度を可変するために設置された
濃度調整用ボリウムである。

印加エネルギ制御手段70の出力は、ヘッドドライバ83
の電源端子83aをオンオフするトランジスタ82へ伝達さ
れる。ヘッドドライバ83は、パルス幅TW時間だけ動作可
能となり、適切な印加エネルギが発熱要素10aに加えら
れる。

64はモータドライバ、65は駆動コイル60aへの印加電
圧を可変する電圧制御用トランジスタ、66は抵抗器、67
は速度制御回路であり、モータ60、モータドライバ64、
電圧制御トランジスタ65、速度制御回路67を主な構成要
素して移送手段を形成している。

68は、高速印字モードと、高印字品位モードを選択す
る印字モード切換えスイッチ、69は電源入力端子、84は
印字モード出力端子である。

（実施例の動作） スイッチ68によって高速印字モードが選択されると、
CPU90は、印字モード出力端子84へ、ロウレベルを出力
する。印加エネルギ制御手段70内のトランジスタ76がオ
ンし、電圧比較回路81の出力パルス幅は、短いパルス幅
が出力可能となる。又、電圧制御トランジスタ65もオン
し、モータ60は高電圧で駆動され、高速印字が可能とな
る。

印字データがCPU90に入力されると、CPU90は前述の付
勢手段の付勢力を減ずるため、モータ60を動作させる。
この後、移送手段によってモータ60を高速動作させなが
ら印字動作を行う。

逆に、スイッチ68によって低速な高印字品位モードが
選択されると、CPU90から印字モード出力端子84へ、ハ
イレベルが出力される。印加エネルギ制御手段70は長い
パルス幅が出力可能となり、モータ60は低速動作が可能
となる。一般にステップモータでは、低速回転時での温
度上昇を抑制するため、駆動コイル60aへの印加電圧を
減ずる。

印字データがCPU90に入力されると、CPU90は、前述の
付勢手段を切換え付勢力を増加させる。この後、モータ
60を低速回転させながら印字動作を行う。

速度制御回路67は、CPU90の指令によって、ステップ
モータの駆動周波数を切換えるものであるが、CPU90内
のソフト手段によって周波数変化させる方法でも良い。

第４図（ａ）（ｂ）は、本発明による熱転写プリンタ
の他の実施例を示す略図である。第４図（ａ）は機構部
の略図である。

101は印字桁方向に発熱要素を配したライン型サーマ
ルヘッド、102は放熱板を兼用したヘッド支持部材であ
り、支点102aを中心に回動可能である。103は、サーマ
ルヘッド101をプラテン107へ押圧する付勢力を得るコイ
ルバネ、104はバネ支持部材、105はバネ支持部材104と
係合するギア、106はギア105を回転する押圧力設定用モ
ータを示している。

プラテン107はモータ108によって回転可能に設置され
ている。モータ108は、サーマルヘッド101に対して印刷
用紙111を移送する駆動源であり一般的にシリアル型プ
リンタと同様にステップモータが使用される。

109はインクリボン、110は印刷用紙111の印刷面の平
滑度を計測する計測手段の一種である、反射型センサで
ある。

第４図（ｂ）は、計測手段である反射型センサ110の
回路図を示し、121は発光部、122は受光部を示してい
る。120は、受光部の出力電圧をアナログーディジタル
変換するA/Dコンバータである。

反射型センサの出力は、印刷用紙の平滑度が良い時
は、出力電圧は大きく、逆にボンド紙のように、平滑度
が悪い時は、出力電圧は小さくなる。

（動作） 反射型センサ110が平滑度を検出し、これによってプ
リンタを総括制御するCPUは、モータ106を矢印Ｕ又は、
矢印Ｖ方向に回転させる。バネ支持部材は、これによっ
て矢印Ｎ又、Ｍ方向に往復可能である。

平滑度が低い時は、バネ支持部材を矢印Ｎ方向へ動作
させ、サーマルヘッド101の押圧力は高くなり、逆に、
平滑度が高い時は、バネ支持部材を矢印Ｍ方向へ動作さ
せる。

印字が開始されると、反射型センサ110からの情報に
よって、サーマルヘッド101のプラテンローラ107への押
圧力が設定され、これに応じて、モータ制御手段（図示
されず）によって、モータ108は、押圧力に応じた速度
で制御され、印刷紙に最適な印字スピードで印刷され
る。

押圧力は、前述の反射型センサ110によって得られた
印刷紙の平滑度に応じて設定することが可能である。す
なわち、押圧力設定用モータ106の回転角によって、バ
ネ支持部材104とヘッド支持部材102とのストロークが、
無段階に可変可能であり、任意の押圧力が得られるから
である。

又、本実施例の付勢手段は、サーマルヘッドの押圧力
を解除する、レリーズ手段としても用いることが可能で
ある。押圧力設定用モータ106を矢印Ｕ方向に回転させ
ると、バネ支持部材104は、矢印Ｍ方向に移動する。こ
の移動距離が所定以上になると、サーマルヘッド101は
プラテン107から離間する。これによって、インクリボ
ン109と印刷紙111をセットすることが可能となる。

［発明の効果］ 本発明によれば、印刷紙の表面の平滑度によらず、常
に高印字品質を得ることが可能である。

それは、低平滑紙に対しては、サーマルヘッドの相対
速度を減じ、印刷紙への押圧力を増加することにより、
印刷紙へのインクの浸透性を改善することになるからで
ある。更に、印加エネルギ制御手段によって、押圧力を
増加すると共にサーマルヘッドへの印加エネルギを増加
することによって、紙への浸透性を更に上昇し、米国の
オフィス等で用いられているボンド紙のような低平滑紙
への印刷をも可能となる。

第５図は、本発明の移送手段の駆動源に用いられるス
テップモータの駆動トルクと駆動周波数（PPS）の関係
を示すグラフである。一般にステップモータは、回転周
波数の低いｐ点では回転周波数の高いｑ点より駆動トル
クが大きい。すなわち、本発明による熱転写プリンタに
於いて、高速印字モートに於いては、サーマルヘッドの
押圧力を減少させるため、従来より小型で低消費電力な
モータを使用することができるという利点を有してい
る。

以上、本発明は、一例として、発熱要素を配したサー
マルヘッドを用いて説明したが、印字要素として電極を
有し、熱転写リボンに塗布された抵抗層によって発熱さ
せる通電型熱転写プリンタに於いても同様の効果を有し
ている。

又、印字とは、文字、記号及び図面等全ての印刷を含
む概念である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明による熱転写プリンタの一
実施例のサーマルヘッド支持部の略図である。 ８……プラテン 10……サーマルヘッド 31……弾性部材 第２図は本発明による熱転写プリンタの実施例の機構部
の全体図である。 40……リボンカセット 60……移送手段のステップモータ 第３図は本発明による熱転写プリンタの構成を示す略
図。 70……印加エネルギ制御手段 第４図（ａ）（ｂ）は本発明による熱転写プリンタの他
の実施例を示す略図。 第５図は、移送手段の駆動源に用いられるステップモー
タの特性を示している。 第６図は従来の実施例の略図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印字要素を配置した印字ヘッドと該印字ヘ
   ッドに対向配置されたプラテンと該プラテンに対して印
   字ヘッドを押圧する弾性部材を基本構成要素とする付勢
   手段と前記印字ヘッドを印刷紙に対して相対的に移送す
   る移送手段とを有する熱転写プリンタに於いて、前記印
   字ヘッドを印刷中に押圧する付勢力を二種以上設定可能
   な前記付勢手段と、前記印字ヘッドの印刷紙との印刷中
   における相対的な移送速度を二種以上設定可能な前記移
   送手段とを有し、印刷中に前記付勢力を大とする時は前
   記移送速度を小にし、前記付勢力を小とする時は前記移
   送速度を大とする制御手段を有することを特徴とする熱
   転写プリンタ。
2. 【請求項２】前記印字ヘッド上に配置された印字要素へ
   の印加エネルギを決定する印加エネルギ制御手段を有
   し、該印加エネルギ制御手段は、少なくとも二種以上設
   定可能であり前記移送速度と前記付勢力の関係に応じて
   前記印字ヘッドの印字要素への印加エネルギを制御する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱転写プ
   リンタ。