JP2012192613A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化することなく、サーマルヘッド圧の切り替え時間をより高速にすることで更なる高速印刷が可能な印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】用紙にインクを転写させる印刷装置であって、印刷時には圧接し、用紙戻し時には離間するサーマルヘッド２０４およびプラテンローラ２０５と、サーマルヘッド２０４とプラテンローラ２０５との圧接状態と離間状態とを切り替える第一の駆動部４０と、用紙を搬送するキャプスタン２０２と、キャプスタン２０２に対向し用紙を挟持するピンチローラ２０１と、キャプスタン２０２を駆動する第二の駆動部３０と、第二の駆動部３０により駆動され、印刷時のキャプスタン２０２とピンチローラ２０１との圧力よりも用紙戻し時のキャプスタン２０２とピンチローラ２０１との圧力を低減させる加圧力切替手段とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、印刷装置に関するものである。特に、サーマルヘッドにより熱転写され画像が形成されるサーマルプリンタに関する。

従来、デジタルカメラなどで撮影された写真などを印刷するプリンタとしてサーマルヘッドによりインクリボンを昇華させて記録紙に熱転写させるサーマルプリンタが知られている。
サーマルプリンタの印刷動作について図１１を参照して説明する。図１１は、本発明に関連するサーマルプリンタの構成を示す側断面図である。
印刷開始指示が入力されると、記録紙であるロール紙９５０と一体的に回転するロール紙ローラ軸９００が図中反時計回りに駆動することで、ロール紙９５０が送り出され、キャプスタン部９１０に到達する。

キャプスタン部９１０は、ピンチローラ９０１とキャプスタン９０２とを備える。キャプスタン９０２の表面には、円周方向および軸方向に所定の間隔で複数の突起が形成されている。キャプスタン９０２とピンチローラ９０１との間にロール紙９５０を挟持することで、ロール紙９５０に突起が刺さり、キャプスタン９０２の回転に従って、高い精度の紙送りが行われる。このとき、ロール紙９５０が突起から抜けないために強い挟持力が必要となる。そこで、ピンチローラ９０１には、ピンチローラ９０１を回動自在に保持し、ピンチレバー９２１により加圧力が加えられるブッシュ９１９を介して、ピンチバネ９２２の弾性力により強い加圧力が付加される。この圧力のことを、以下「ニップ圧」とする。

キャプスタン部９１０に到達したロール紙９５０は、キャプスタン９０２が図中時計回りに回転することで印刷開始位置へ搬送され、キャプスタン９０２による紙送りは停止される。
ロール紙９５０が印刷開始位置に到達すると、キャプスタン９０２が図中反時計回りに回転され、ロール紙９５０が印刷開始位置から印刷終了位置まで搬送される。該搬送中はインクリボン巻取り軸９２７が図中時計回りに回転することにより、イエローのインクリボン９５１がインクリボン供給軸９２８からロール紙９５０との重畳状態を保ちながら引き出される。このとき、サーマルヘッド９０４への通電が行われ、ロール紙９５０へのイエローの印刷が行われる。

インクリボン９５１上に塗布されたインクを精度よくロール紙９５０に転写させるためには、インクリボン９５１とロール紙９５０とを十分に圧接させなければならず、サーマルヘッド９０４とプラテンローラ９０５とを適切な圧力で加圧する必要がある。この圧力のことを、以下「サーマルヘッド圧」とする。

ロール紙９５０へのイエローの印刷が完了すると、ブラケット９１４が回動し、サーマルヘッド９０４が上昇することでプラテンローラ９０５から退避する。サーマルヘッド９０４が退避した後、キャプスタン９０２が図中時計回りに回転することで、ロール紙９５０は印刷開始位置へ戻される。このようにしてロール紙９５０へのイエローの印刷および用紙戻しが行われ、以下、マゼンタ、シアン、オーバーコート層の順に同様の動作が行われる。

オーバーコート層の印刷完了後のロール紙９５０はキャプスタン９０２が図中時計回りに回転することで排紙方向へ搬送される。ロール紙９５０は印刷領域と未印刷領域の境界がカッターユニット９０７の切断位置に到達するまで搬送され、搬送完了後にカット処理が行われる。カット処理により先端部が切断されたロール紙９５０の残りは、排紙ローラ９１２が図中時計回りに回転することで排紙される。

このようにサーマルプリンタは一枚の画像を形成するために必要な工程が多く、印刷時間が長いという問題がある。なお、サーマルヘッド９０４の位置変更には用紙搬送モータとは別のモータが用いられる。該モータを、以下「サーマルヘッド圧切替モータ」とする。

一方、サーマルプリンタでは、所定の印刷開始位置から印刷終了位置まで複数回の紙送りが行われるため、紙送り量が不安定であると、印刷開始位置がずれ、色ずれが起こる。そのため、紙送りには非常に高い精度が必要とされる。正確な紙送りを行うためにはロール紙９５０をスリップすることなしに搬送させられるだけのニップ圧が必要である。すなわち、印刷時ではサーマルヘッド９０４とプラテンローラ９０５により圧接されているロール紙９５０をスリップさせないだけのニップ圧が必要となる。一方、用紙戻し時ではサーマルヘッド９０４とプラテンローラ９０５より開放されているロール紙９５０をスリップさせないだけのニップ圧があればよい。

しかしながら、図１１に示すサーマルプリンタでは印刷時、用紙戻し時共に一定の強いニップ圧でロール紙９５０が挟持されているため、印刷時のみならず、用紙戻し時でもキャプスタン９０２の駆動負荷は大きくなり、高速化への障壁となっている。このことに着目し、用紙戻し時のニップ圧と印刷時のニップ圧を切り替える技術が開示されている。

例えば、特許文献１には、サーマルヘッド圧の切り替えと連動させてニップ圧の強弱の切り替えを行う方法が開示されている。具体的には、ニップ圧を変化させるピンチレバーに設けられたピンとサーマルヘッド圧を変化させるヘッドレバーに設けられたピンが二つの切欠き部を有するカムの切欠き部にそれぞれ取付けられる。そして、カムが回転することでニップ圧とサーマルヘッド圧が同時に切り替わる構成となっている。

特開平６−１５８５２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術では、用紙戻し工程から印刷工程へ移行する際に、ニップ圧とサーマルヘッド圧の切り替えが同時になされるため、モータが発生させなければならないトルクが非常に大きくなってしまう。そのため、切り替え時のモータ速度が遅くなり、切り替えに長い時間を要してしまうという課題があった。それに対し、モータが発生させなければならないトルクを小さくするためにモータの減速比を大きくしても、切り替えに長い時間を要してしまう。この方法で切り替え時間の短縮を図るにはモータの大型化やカムの大型化が必要であるが、装置が大型化することにより、消費電力やコスト面で課題がある。

本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、装置を大型化することなく、サーマルヘッド圧の切り替え時間をより高速にすることで更なる高速印刷を可能にした印刷装置を提供することを目的とする。

本発明の印刷装置は、用紙にインクを転写させる印刷装置であって、印刷時には圧接し、用紙戻し時には離間するサーマルヘッドおよびプラテンローラと、前記サーマルヘッドと前記プラテンローラとの圧接状態と離間状態とを切り替える第一の駆動部と、用紙を搬送するキャプスタンと、前記キャプスタンに対向し前記用紙を挟持するピンチローラと、前記キャプスタンを駆動する第二の駆動部と、前記第二の駆動部により駆動され、印刷時の前記キャプスタンと前記ピンチローラとの圧力よりも用紙戻し時の前記キャプスタンと前記ピンチローラとの圧力を低減させる加圧力切替手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、装置を大型化することなく、サーマルヘッド圧切り替えの時間を短縮することができ、更なる高速印刷を行うことができる。

印刷装置およびカートリッジの外観構成を示す図である。 印刷装置の構成を示す側断面図である。 印刷装置の機能構成を示すブロック図である。 印刷装置の駆動機構の構成を示す側面図である。 印刷装置の駆動機構の構成を示すブロック図である。 用紙戻し時のニップ圧切替機構を示す図である。 印刷時のニップ圧切替機構を示す図である。 ニップ圧切替中のニップ圧切替機構を示す図である。 印刷処理の全体フローを示すフローチャートである。 インクリボンのマーカを説明するための図である。 本発明に関連する印刷装置の構成を示す側断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図では、必要に応じてロール紙の排紙方向を矢印で示している。
図１は、本実施形態に係る印刷装置であるサーマルプリンタ１００およびサーマルプリンタ１００に用いられるカートリッジ１１０の外観構成を示す図である。
図１に示すように、サーマルプリンタ１００は、その側面が開閉しカートリッジ１１０を矢印１２０方向に着脱可能なハウジング１０１を備え、該ハウジング１０１の上部には、表示部１０２と操作部１０３とが配されている。

表示部１０２は、ＬＣＤなどの表示画面から構成され、印刷される画像データを表示したり、印刷に必要な設定データを入力するためのメニューを表示したりする。
操作部１０３は、サーマルプリンタ１００の電源のＯＮ／ＯＦＦを指示する電源スイッチ１０４と、表示部１０２に表示された各種メニューを選択するための選択スイッチ１０５とを備える。更に、選択スイッチ１０５の周囲には、表示部１０２に表示されたカーソルを所望の位置に移動させるための左右キー１０６と上下キー１０７とが配されている。

カートリッジ１１０には、インクが塗布されているインクリボンと、記録媒体としてのロール紙とが収納されている。また、カートリッジ１１０をサーマルプリンタ１００に装着する前の状態では、ロール紙はハウジング１１１により完全に覆われた構成となっており、ユーザがロール紙に直接触れることができない。印刷時にはロール紙がカートリッジ１１０から引き出され、インクリボンに塗布されたインクをサーマルヘッドによりロール紙に転写して、印刷が行われる。

カートリッジ１１０には、ローラ回転軸１１２、インクリボンの供給ローラ回転軸１１３およびインクリボンの巻取りローラ回転軸１１４を備えている。ローラ回転軸１１２は、ロール紙が巻き回され、カートリッジ１１０をサーマルプリンタ１００に装着した際には、サーマルプリンタ１００が有する用紙搬送モータの回転機構と結合され、サーマルプリンタ１００によって回転が制御される。巻取りローラ回転軸１１４は、カートリッジ１１０をサーマルプリンタ１００に装着した際には、サーマルプリンタ１００が有する用紙搬送モータの回転機構と結合され、サーマルプリンタ１００によって回転が制御される。

図２は、本実施形態に係るサーマルプリンタ１００を側面から見た断面図である。本実施形態に係るサーマルプリンタ１００は後述するニップ圧切替機構（加圧力切替手段）を有する。なお、図２（ａ）は用紙戻し時の状態を示し、図２（ｂ）は印刷時の状態を示している。図２を用いて、サーマルプリンタ１００が印刷処理を行う際に動作する各部の構成について簡単に説明する。

図２に示すように、サーマルプリンタ１００には、カートリッジ１１０のローラ回転軸１１２を回転させるロール紙ローラ軸２００が配置されている。また、サーマルプリンタ１００内には、ロール紙５００が排紙位置まで引き出される場合に通過する搬送路５０１が形成されている。搬送路５０１には、ピンチローラ２０１、キャプスタン２０２が配置されている。ピンチローラ２０１にニップ力（加圧力）が加えられることで、ピンチローラ２０１とキャプスタン２０２によってロール紙５００を挟持する。
ピンチローラ２０１の上方には、デカール用ガイド２０３が配置されている。デカール用ガイド２０３は、ロール紙５００のカール方向とは逆の曲率で形成され、印刷時にロール紙５００の巻き癖を矯正する。

デカール用ガイド２０３の排紙方向側にはサーマルヘッド２０４とプラテンローラ２０５とが配置されている。印刷時には、サーマルヘッド２０４およびプラテンローラ２０５は、両者の間でインクリボン５１０とロール紙５００とを重畳させた状態を維持する。一方、用紙戻し時には、サーマルヘッド２０４は退避位置に移動する。サーマルヘッド２０４に加えられる力については後述する。
プラテンローラ２０５の排紙方向側にはペーパーガイド２０６が配置されている。ロール紙５００はペーパーガイド２０６上を往復する。ペーパーガイド２０６の排紙方向側にはカッターユニット２０７が配置されている。カッターユニット２０７は可動刃２０８と可動刃２０８に対向して配置された固定刃２０９とを備えている。可動刃２０８が図示しない駆動源により図中鉛直下方に移動することで上下の刃がすり合わされ、ロール紙５００が切断される。
カッターユニット２０７の排紙方向側には排紙ローラユニット２１０が配置されている。排紙ローラユニット２１０は、切断後のロール紙５００を排紙方向に搬送する。排紙ローラユニット２１０はロール紙５００を介して対向する位置に配される排紙ローラ２１２と従動ローラ２１１とを備えている。

ここで、ピンチローラ２０１に加えられるニップ圧について説明する。
ピンチローラ２０１は、ブッシュ２１９内で回動可能な状態で保持される。キャプスタン２０２は、サーマルプリンタ１００の図示しないベースフレームに回動可能な状態で保持されている。キャプスタン２０２は、ロール紙５００の搬送方向に対して垂直方向に遊びを有した状態でブッシュ２１９に挿入されている。ブッシュ２１９にはピンチレバー２２１が取付けられている。ピンチレバー２２１は、軸２２０を支点として、ピンチレバー２２１に取付けられたピンチバネ２２２の弾性力によってブッシュ２１９に加圧力を付与している。ブッシュ２１９に加圧力が付与されることで、ピンチローラ２０１にロール紙５００の搬送方向に対して垂直方向の加圧力が付加され、ニップ圧が発生する。ピンチバネ２２２の一端はピンチレバー２２１に取付けられ、他端は後述するニップ圧切替機構に取付けられる。ブッシュ２１９、ピンチレバー２２１、軸２２０およびピンチバネ２２２によって加圧力付加機構（加圧力付加手段）が構成される。

また、サーマルプリンタ１００は、搬送路５０１の上方であってサーマルヘッド２０４を挟んだ前後にインクリボン巻取り軸２２７とインクリボン供給軸２２８とが配置されている。インクリボン巻取り軸２２７とインクリボン供給軸２２８は、それぞれカートリッジ１１０の巻取りローラ回転軸１１４と供給ローラ回転軸１１３とを回転させる。インクリボン供給軸２２８とインクリボン巻取り軸２２７との間にはインクリボン５１０が配されている。インクリボン５１０は、インクリボン供給軸２２８から供給されインクリボン巻取り軸２２７に巻き取られる。サーマルヘッド２０４は、サーマルヘッド支持板２１５によって支持され、更にサーマルヘッド支持板２１５はブラケット２１４に取付けられている。ブラケット２１４は、軸２１３を回動中心として回動することで、サーマルヘッド２０４が回動し、図２（ａ）または図２（ｂ）に示すように昇降する。ブラケット２１４に近接した位置には、サーマルヘッド２０４の昇降を行うサーマルヘッド圧切替モータ４０（第一の駆動部）が配置されている。また、サーマルヘッド２０４の上方には回転軸２１６が配置され、回転軸２１６の回転によって、サーマルヘッド加圧レバー２１７が回動する。図２（ａ）に示すように、サーマルヘッド加圧レバー２１７がサーマルヘッド２０４を上方から離間していると、サーマルヘッド２０４とプラテンローラ２０５とが離間状態になる。一方、図２（ｂ）に示すように、サーマルヘッド加圧レバー２１７がサーマルヘッド２０４を上方から押圧すると、サーマルヘッド２０４とプラテンローラ２０５とが圧接する圧接状態になる。

図３は、サーマルプリンタ１００の機能構成を示すブロック図である。
サーマルプリンタ１００は、装置全体を制御するメインコントローラ７０１、用紙搬送モータドライバ７０８、サーマルヘッド圧切替モータドライバ７０９、カッター駆動モータドライバ７１０、表示制御部７１１を有する。また、サーマルプリンタ１００は、ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０３、終端検知センサ７０４、ロール紙検出センサ７０５、ロール紙頭出しセンサ７０６、リボン頭出しセンサ７０７を有する。更に、サーマルプリンタ１００は、上述した操作部１０３、画像データ入力部７１２、ＩＣ読み書き部７１３、ドライバコントローラ７１５、サーマルヘッド駆動回路７１６などを有する。ドライバコントローラ７１５は、各ドライバの他、サーマルヘッド２０４を駆動するサーマルヘッド駆動回路７１６をイメージメモリ７１４Ｙ、７１４Ｍ、７１４Ｃの内容に応じて制御する。

用紙搬送モータドライバ７０８は、用紙搬送モータ３０（第二の駆動部）を駆動するためのドライバである。用紙搬送モータ３０は回転機構を介して、ロール紙ローラ軸２００やキャプスタン２０２、排紙ローラ２１２などに結合されており、これらのローラを駆動させることによりロール紙５００を搬送する。また、用紙搬送モータ３０は、回転機構を介してインクリボン巻取り軸２２７を駆動させ、インクリボン５１０の巻取りを行う。更に、用紙搬送モータ３０は、回転方向に応じてニップ圧の切り替えを行う。

サーマルヘッド圧切替モータドライバ７０９は、サーマルヘッド２０４の昇降を行うサーマルヘッド圧切替モータ４０の回転を制御することで、サーマルヘッド２０４を印刷位置と退避位置とに移動させる。
カッター駆動モータドライバ７１０は、カッターユニット２０７の可動刃２０８を駆動するカッターモータ５０を制御することで、ロール紙５００の切断を行う。
終端検知センサ７０４は、カートリッジ１１０のロール紙ローラ軸２００内に配され、ロール紙５００が消費されてロール紙ローラ軸２００に巻き回されたロール紙５００の残量が、１巻き未満になった場合に、これを検知する。終端が検知されると、表示部１０２には、ロール紙５００の残量が少ない旨のメッセージが表示される。

ロール紙頭出しセンサ７０６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すサーマルヘッド２０４に対向して設けられるプラテンローラ２０５とキャプスタン２０２の間に配される。ロール紙頭出しセンサ７０６は、印刷開始時にカートリッジ１１０から引き出されたロール紙５００の先端部がキャプスタン２０２の後方を通過したことを検出する。
リボン頭出しセンサ７０７は、インクリボン５１０の各色の先端部に塗布された識別帯を検出する。用紙搬送モータ３０によるインクリボン５１０の巻き取り動作は、リボン頭出しセンサ７０７の検出結果に基づいて制御される。

図４および図５を用いて本実施形態の駆動系について説明する。
図４はサーマルプリンタ１００の駆動機構の構成を示す側面図である。図４では、図２とは反対側の側面から見た図であり、排紙方向が図２と異なっている。図５はサーマルプリンタ１００の駆動機構の構成を示すブロック図である。
図４に示すように、用紙搬送モータ３０の回転により、ピニオン３００が回転し、ピニオン３００と噛合する歯車３０１および歯車３０８が回転する。歯車３０１は歯車３０２に噛合し、歯車３０２と共にキャプスタン２０２が回転する。
また、歯車３０２は歯車３０３に噛合し、歯車３０３は歯車３０４および遊星歯車３０６に噛合する。歯車３０４は歯車３０５に噛合し、歯車３０５と共にロール紙５００のロール紙ローラ軸２００が回転する。

遊星歯車３０６はブラケット３０３２上に取付けられている。ブラケット３０３２は歯車３０３の回転に従って軸３０３１を中心にして回動する。ブラケット３０３２の回動によって遊星歯車３０６が歯車３０７に噛合または歯車３０７から離間する位置へと回動する。
遊星歯車３０６は用紙搬送モータ３０が図中時計回りに回転するときのみ歯車３０７に噛合し、歯車３０７と共にインクリボン巻取り軸２２７が回転し、インクリボン５１０の巻取りが行われる。

一方、歯車３０８は歯車３０９に噛合する。歯車３０９は歯車３１０および歯車３１２に噛合する。歯車３１０は歯車３１１に噛合し、歯車３１１と共に排紙ローラ２１２が回転する。
また、歯車３１２は歯車３１３に噛合し、歯車３１３は遊星歯車機構の太陽歯車３１４に噛合する。太陽歯車３１４は遊星歯車３１５（第一の遊星歯車）および遊星歯車３１６（第二の遊星歯車）に噛合する。太陽歯車３１４の回転方向に従ってブラケット３１４１が回動し、ブラケット３１４１に取付けられた遊星歯車３１５または遊星歯車３１６の何れかが切欠き付歯車３１７に噛合し、切欠き付歯車３１７が回転する。切欠き付歯車３１７の回転により回転軸２２３が回転し、ニップ圧が切り替えられる。なお、ニップ圧切替機構については後述する。

一方、サーマルヘッド圧切替モータ４０の回転により、該モータ４０の同軸に取付けられた歯車４００が回転する。歯車４００は歯車４０１に噛合し、歯車４０１は歯車４０２に噛合する。歯車４０２は歯車４０３に噛合し、歯車４０３はセクタ歯車４０４に噛合する。セクタ歯車４０４の回転によりセクタ歯車４０４が嵌合した回転軸２１６が回動する。

次に、図２（ａ）、（ｂ）に戻り、サーマルヘッド２０４に加えられるサーマルヘッド圧について説明する。
セクタ歯車４０４の回転によって回転軸２１６が回転し、回転軸２１６の回転によって、サーマルヘッド加圧レバー２１７が回動する。印刷時には、図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示すようにサーマルヘッド加圧レバー２１７が回動して、サーマルヘッド加圧バネ２１８が縮み、サーマルヘッド加圧バネ２１８の弾性力によりサーマルヘッド２０４に加圧力が付与される。

一方、非印刷時である用紙戻し時には、図２（ｂ）に示す状態から図２（ａ）に示すようにサーマルヘッド加圧レバー２１７が回動し、サーマルヘッド２０４への加圧力が解除される。ここで、サーマルヘッド２０４を支持しているサーマルヘッド支持板２１５またはサーマルヘッド支持板２１５が結合されているブラケット２１４の何れかにはベースフレームとの間に不図示の弾性体が取付けられている。該弾性体によってサーマルヘッド２０４がプラテンローラ２０５から離間する方向に付勢される。したがって、サーマルヘッド加圧レバー２１７により加圧が行われない用紙戻し時には該弾性力により、軸２１３を回動中心としてブラケット２１４が回動することで、サーマルヘッド２０４が退避位置に移動する。

次に、図６から図８を用いてニップ圧切替機構３１９について説明する。ニップ圧切替機構３１９は、印刷時にニップ圧を強くし、用紙戻し時にニップ圧を弱くすることができる。なお、印刷時の搬送方向は各図に示す排紙方向の反対方向であり、用紙戻し時の搬送方向は各図に示す排紙方向と同方向である。
図６はニップ圧が弱い場合、すなわち用紙戻し時のニップ圧切替機構３１９を示す図である。図７はニップ圧が強い場合、すなわち印刷時のニップ圧切替機構３１９を示す図である。図８はニップ圧が弱い状態から強い状態に切り替わる途中のニップ圧切替機構３１９を示す図である。なお、図６〜図８のそれぞれ（ａ）、（ｂ）は、互いに反対側の方向から見た図である。

ニップ圧切替機構３１９は遊星歯車機構の構成要素である太陽歯車３１４、ブラケット３１４１、遊星歯車３１５、３１６、並びに切欠き付歯車３１７、回転軸２２３、カム２２４、揺動軸２２５、揺動軸ガイド２２６を有している。
図６（ａ）に示すように、切欠き付歯車３１７は切欠き部３１８を有しており、遊星歯車３１５または遊星歯車３１６が切欠き部３１８に位置すると、遊星歯車３１５または遊星歯車３１６は空転する。回転軸２２３は切欠き付歯車３１７に嵌合しており、切欠き付歯車３１７の回転に従い同期して回転する。また、図６（ｂ）に示すカム２２４は回転軸２２３に嵌合しており、回転軸２２３の回転に従い同期して回転する。

図６（ｂ）に示すように、揺動軸２２５は揺動軸ガイド２２６の空洞状の規制部２２９により水平方向が規制され、カム２２４の外周に沿って鉛直方向にのみ移動する。揺動軸２２５にはピンチバネ２２２が取付けられ、常にピンチレバー２２１を引き上げる方向に弾性力が働いている。カム２２４の外周上には少なくとも２箇所の凹部２３０ａ、２３０ｂが形成されており、揺動軸２２５は凹部２３０ａ、２３０ｂで保持される。凹部２３０ａ、２３０ｂはそれぞれ回転軸２２３からの距離が異なっている。

ニップ圧が弱い用紙戻し時におけるニップ圧切替機構３１９について説明する。
図４に示す方向から見て用紙搬送モータ３０が反時計回りに回転すると、キャプスタン２０２も反時計回りに回転する。したがって、図２に示す方向から見るとキャプスタン２０２は時計回りに回転するので、ロール紙５００は用紙戻し方向に搬送される。一方、図４に示す方向から見て太陽歯車３１４は時計回りに回転するので、遊星歯車３１６が切欠き付歯車３１７と噛合して切欠き付歯車３１７を回転させた後、図６（ａ）のように切欠き付歯車３１７の切欠き部３１８で空転する。このとき、カム２２４は切欠き付歯車３１７に連動して、図６（ｂ）に示す位置（第一の位置）に移動し、揺動軸２２５はカム２２４の凹部２３０ａに位置する。凹部２３０ａ上の揺動軸２２５とピンチレバー２２１との間の距離は近接しているので、ピンチバネ２２２の伸び量が小さい状態で維持される。

ニップ圧が強い印刷時におけるニップ圧切替機構３１９について説明する。
図４に示す方向から見て用紙搬送モータ３０が時計回りに回転すると、キャプスタン２０２も時計回りに回転する。したがって、図２に示す方向から見るとキャプスタン２０２は反時計回りに回転するので、ロール紙５００は印刷方向に搬送される。一方、図４に示す方向から見て太陽歯車３１４は反時計回りに回転するので、遊星歯車３１５が切欠き付歯車３１７と噛合して切欠き付歯車３１７を回転させた後、図７（ａ）のように切欠き付歯車３１７の切欠き部３１８で空転する。このとき、カム２２４は切欠き付歯車３１７に連動して、図７（ｂ）に示す位置（第二の位置）に移動し、揺動軸２２５はカム２２４の凹部２３０ｂに位置する。凹部２３０ｂ上の揺動軸２２５とピンチレバー２２１との間の距離は離間しているので、ピンチバネ２２２の伸び量が大きい状態で維持される。

次に、ニップ圧切替機構３１９の切り替え動作について図６〜図８を用いて説明する。
まず、ニップ圧が強い状態から弱い状態に切り替わるときのニップ圧切替機構３１９の動作について説明する。
印刷完了後のニップ圧切替機構３１９は図７に示す状態になっている。サーマルヘッド２０４が印刷位置から退避位置に移動した後、図４に示す方向から見て用紙搬送モータ３０が反時計回りに回転することで、用紙戻しが行われる。図４に示す方向から見て用紙搬送モータ３０が反時計回りに回転することで太陽歯車３１４は時計回りに回転し、ブラケット３１４１が時計回りに揺動する。ブラケット３１４１の揺動に従って、遊星歯車３１５および遊星歯車３１６も一体的に時計回りに揺動する。図７（ａ）に示すように、切欠き付歯車３１７の切欠き部３１８に位置している遊星歯車３１５はブラケット３１４１が時計回りに揺動することにより切欠き付歯車３１７から離間する。一方、遊星歯車３１６は切欠き付歯車３１７に接近し、切欠き付歯車３１７の歯部に噛合する。ここで、遊星歯車３１６は反時計回りに回転しているので、切欠き付歯車３１７が遊星歯車３１６に噛合することで、切欠き付歯車３１７は時計回りに回転する。切欠き付歯車３１７の回転に従って回転軸２２３も回転し、カム２２４も同様に回動する。

すなわち、図７（ｂ）に示す方向から見てカム２２４が反時計方向に回動するので、カム２２４の凹部２３０ｂで保持されていた揺動軸２２５は揺動軸ガイド２２６に規制された状態でカム２２４によって鉛直方向に移動する。すなわち、揺動軸２２５が鉛直方向の下方向に移動するので、ピンチバネ２２２の伸び量が減少していき、ピンチローラ２０１に付加されるニップ圧が減少する。
図４に示す方向から見て所定の角度だけ切欠き付歯車３１７が時計回りに回転すると、図６（ａ）に示すように遊星歯車３１６が切欠き付歯車３１７の切欠き部３１８に位置する。遊星歯車３１６は切欠き付歯車３１７の切欠き部３１８で空転し、切欠き付歯車３１７の回転は終了する。切欠き付歯車３１７の回転が終了することにより、ニップ圧の切り替え動作が完了し、図６（ｂ）に示すように揺動軸２２５がカム２２４の凹部２３０ａで保持され、ニップ圧が低減された状態で一定となる。

次に、ニップ圧が弱い状態から強い状態に切り替わるときのニップ圧切替機構３１９の動作について説明する。図８はニップ圧が弱い状態から強い状態に切り替わる途中の状態を示した図である。
用紙戻し完了後のニップ圧切替機構３１９は図６に示す状態になっている。サーマルヘッド２０４が印刷位置に移動した後、図４に示す方向から見て用紙搬送モータ３０が時計回りに回転することで、用紙搬送モータ３０の所定の印刷速度への加速動作が開始される。図４に示す方向から見て用紙搬送モータ３０が時計回りに回転することで太陽歯車３１４は反時計回りに回転し、ブラケット３１４１が反時計回りに揺動する。ブラケット３１４１の揺動に従って、遊星歯車３１５および遊星歯車３１６も一体的に反時計回りに揺動する。図６（ａ）に示すように、切欠き付歯車３１７の切欠き部３１８に位置している遊星歯車３１６はブラケット３１４１が反時計回りに揺動することにより切欠き付歯車３１７から離間する。一方、遊星歯車３１５は切欠き付歯車３１７に接近し、切欠き付歯車３１７の歯部に噛合する。ここで、遊星歯車３１５は、時計回りに回転しているので、切欠き付歯車３１７が遊星歯車３１５に噛合することで、図８（ａ）に示すように切欠き付歯車３１７は反時計回りに回転する。切欠き付歯車３１７の回転に従って回転軸２２３も回転し、カム２２４も同様に回動する。

すなわち、図６（ｂ）に示す方向から見てカム２２４が時計方向に回動するので、カム２２４の凹部２３０ａで保持されていた揺動軸２２５は揺動軸ガイド２２６に規制された状態でカム２２４によって鉛直方向に移動する。すなわち、揺動軸２２５が鉛直方向の上方向に移動するので、ピンチバネ２２２の伸び量が増加していき、ピンチローラ２０１に付加されるニップ圧が増加する。
図４に示す方向から見て所定の角度だけ切欠き付歯車３１７が反時計回りに回転すると、図７（ａ）に示すように遊星歯車３１５が切欠き付歯車３１７の切欠き部３１８に位置する。遊星歯車３１５は切欠き付歯車３１７の切欠き部３１８で空転し、切欠き付歯車３１７の回転は終了する。切欠き付歯車３１７の回転が終了することにより、ニップ圧の切り替え動作が完了し、図７（ｂ）に示すように揺動軸２２５がカム２２４の凹部２３０ｂで保持され、ニップ圧が高い状態で一定となる。

次に、図９を用いてサーマルプリンタ１００における印刷処理の全体フローを説明する。図９は、サーマルプリンタ１００における印刷処理の全体フローを示すフローチャートである。サーマルプリンタ１００にカートリッジ１１０が装着され、電源が投入された後、印刷対象となる画像データの取り込みが完了すると、図９に示す処理が開始される。

ステップＳ８０１では、メインコントローラ７０１は表示部１０２に表示された画像データの中から、操作部１０３を介してユーザにより印刷対象として選択された画像データに関する情報を受け付ける。
ステップＳ８０２では、メインコントローラ７０１は操作部１０３を介してユーザより印刷指示があったか否かを判定する。ステップＳ８０２において印刷指示があったと判定された場合には、ステップＳ８０３に進む。

ステップＳ８０３では、メインコントローラ７０１は印刷可能か否かを判定する。ここでは、メインコントローラ７０１はステップＳ８０１において選択された画像データ全てが印刷可能であるか否かをロール紙５００の残量に基づいて判定する。
ステップＳ８０３において印刷可能でないと判定された場合、メインコントローラ７０１は印刷不可である旨のメッセージを表示部１０２に表示すると共に、ステップＳ８０７に進む。
一方、ステップＳ８０３において印刷可能であると判定された場合、ステップＳ８０４に進み、メインコントローラ７０１は選択された画像データに基づいて各色ごとの印画データを生成する。

ステップＳ８０５では、メインコントローラ７０１は生成された印画データを用いて印刷処理を行う。なお、印刷処理の詳細は、後述する。
ステップＳ８０６では、メインコントローラ７０１は印刷対象として選択された次の画像データがあるか否かを判定する。ステップＳ８０６において、印刷対象として選択された次の画像データがあると判定された場合、ステップＳ８０３に戻り、メインコントローラ７０１は上記処理を繰り返す。

一方、ステップＳ８０６において、印刷対象として選択された次の画像データがないと判定された場合、またはステップＳ８０３において印刷可能でないと判定された場合、ステップＳ８０７に進む。
ステップＳ８０７ではメインコントローラ７０１は終了処理を行う。具体的には、メインコントローラ７０１はロール紙５００を巻き上げ、ロール紙５００の先端部が搬送路５０１にくるようにする。

次に、ステップＳ８０５の印刷処理におけるサーマルプリンタ１００の動作について説明する。
始めに行われるインクリボン５１０の頭出しについて図１０を用いて説明する。
インクリボン５１０にはイエローのインクリボンＹ５１２、マゼンタのインクリボンＭ５１３、シアンのインクリボンＣ５１４、オーバーコート層５１５の各面の頭出し位置に識別帯としてのマーカ５１１が塗布されている。マーカ５１１は黒色の線であり、リボン頭出しセンサ７０７によって、マーカ５１１を検知するようになっている。インクリボンＹ５１２のインク面の先頭部分にはマーカ５１１が２本塗布されており、他の色の先頭部分と区別されている。これらの区別は、リボン頭出しセンサ７０７において識別され、最初に印刷するインクリボンＹ５１２の頭出しを行う。

以下、図２を用いて印刷動作の説明を行う。まず、インクリボン５１０の頭出しが完了した後に行われる給紙動作について説明する。図４に示す方向から見て用紙搬送モータ３０が反時計回りに回転することで、ロール紙５００と一体的に回転するロール紙ローラ軸２００は、図２（ａ）に示す方向から見て反時計回りに回転することで、ロール紙５００が回転する。ロール紙５００が回転することで、ロール紙５００はカートリッジ１１０から送り出され、キャプスタン２０２まで搬送される。キャプスタン２０２によりグリップされたロール紙５００は、図２（ａ）に示す方向から見て時計回りに回転するキャプスタン２０２により更に搬送され、離間状態になっているサーマルヘッド２０４とプラテンローラ２０５との間を通過する。

キャプスタン２０２の排紙方向側には不図示のロール紙頭出しセンサ７０７が配されており、ロール紙５００の先端部がロール紙頭出しセンサ７０７を通過すると、ロール紙頭出しセンサ７０７がＯＦＦからＯＮに切り替わる。
ロール紙頭出しセンサ７０７のＯＮ信号をトリガとして、印刷サイズに応じてロール紙５００が搬送された後、停止する。このとき、印刷時の印刷速度への加速に必要な距離を考慮して、印刷開始位置よりも余分に用紙搬送され、待機位置に到達する。

ロール紙５００が待機位置に到達すると、サーマルヘッド圧切替モータ４０が駆動し、ブラケット２１４を回動させ、ブラケット２１４と一体的に固定されているサーマルヘッド２０４を所定の印刷位置に移動させる。
サーマルヘッド２０４が所定の印刷位置に移動した後、図４に示す方向から見て用紙搬送モータ３０を時計回りに回転させて所定の印刷速度への加速が行われる。用紙搬送モータ３０の加速中にニップ圧切替機構３１９によりニップ圧が弱い状態から強い状態に切り替えられる。加速が完了すると、ロール紙５００は印刷開始位置に到達する。

ロール紙５００が印刷開始位置に到達した後、印刷終了位置まで搬送されるまでの間、サーマルヘッド２０４への通電が行われる。該搬送中はインクリボン巻取り軸２２７が回転することにより、インクリボンＹ５１２がインクリボン供給軸２２８からロール紙５００との重畳状態を保ちながら引き出され、ロール紙５００へのイエローの印刷が行われる。

ロール紙５００へのイエローの印刷が完了すると、サーマルヘッド圧切替モータ４０が駆動し、ブラケット２１４を回動させ、ブラケット２１４と一体的に固定されているサーマルヘッド２０４を所定の退避位置に移動させる。
サーマルヘッド２０４の所定の退避位置への移動が完了した後、キャプスタン２０２を駆動することでロール紙５００は待機位置へ戻される。ロール紙５００を退避位置へ戻す過程でニップ圧切替機構３１９によりニップ圧が強い状態から弱い状態へと戻される。

このようにしてロール紙５００へのイエローの印刷および用紙戻しが行われ、以下、マゼンタ、シアン、オーバーコート層の順に同様の動作が行われる。
オーバーコート層の印刷が完了すると、サーマルヘッド圧切替モータ４０が駆動し、ブラケット２１４を回動させ、ブラケット２１４と一体的に固定されているサーマルヘッド２０４を所定の退避位置に移動させる。

サーマルヘッド２０４の所定の退避位置への移動が完了した後、ロール紙５００は排紙方向へ搬送される。このとき、ロール紙５００は印刷領域と未印刷領域の境界がカッターユニット２０７の切断位置にくるように搬送される。キャプスタン２０２により所定量の搬送が行われた後、カッターユニット２０７によりロール紙５００が切断される。

カット処理により先端部が切断されたロール紙５００の残りは、排紙ローラ２１２によりグリップされた状態にある。この状態から、排紙ローラ２１２が図２（ａ）に示す方向から見て時計回りに回転し、ロール紙５００は排紙方向に搬送される。ここで、カートリッジ１１０側のロール紙５００の先端は排紙時の紙送りと同時に排紙方向に搬送される。この結果、印刷済みのロール紙５００は排紙ローラ２１２により排紙方向に搬送された後、上流側から来た未印刷のロール紙５００の先端に押出されサーマルプリンタ１００外に排出される。

次に図９のステップＳ８０６およびステップＳ８０７における印刷処理時のサーマルプリンタ１００の動作について説明する。
排紙動作完了後、ロール紙５００は引き出された状態になっている。次の印刷を行わない場合は、ロール紙５００がカートリッジ１１０内に完全に収納されてカートリッジ１１０が着脱可能な状態になっていなければならない。そのため、ロール紙５００の巻取り動作を行う。
ロール紙５００の巻取り動作はキャプスタン２０２を図２に示す方向から見て反時計回りに、ロール紙ローラ軸２００を時計回りに回転させることで行う。ロール紙５００の巻取り中にはロール紙頭出しで使用したロール紙頭出しセンサ７０７を使用する。ロール紙有りの状態から無しの状態に変わるところを起点に所定量キャプスタン２０２とロール紙ローラ軸２００を追加駆動することで精度よくロール紙５００をカートリッジ１１０に収納することができる。以上のようにして、一枚の印刷が行われる。

このように本実施形態のサーマルプリンタ１００によれば、用紙戻し終了から印刷開始までの間に一回以上行われるサーマルヘッド圧の切り替えの際にサーマルヘッド圧切替モータ４０が発生させなければならない力が小さくなる。したがって、本実施形態のサーマルプリンタ１００によれば、サーマルプリンタ１００を大型化することなく、サーマルヘッド圧切り替えの時間を短縮することができ、更なる高速印刷を行うことができる。

なお、本実施形態では、記録紙としてロール紙５００を用いるサーマルプリンタ１００について説明したが、記録紙としてカット紙を用いても良い。
また、本実施形態において、ニップ圧切替機構３１９として用紙搬送モータ３０の回転方向と太陽歯車３１４の回転方向が逆方向である場合について説明したが、太陽歯車３１４の回転方向は用紙搬送モータ３０の回転方向と同じ方向でも良い。

また、本実施形態において、歯車の数や構成は任意であり、必ずしも本実施形態と同じである必要はない。
また、本実施形態において、インクリボンの巻き上げを用紙搬送モータ３０により行う構成としたが、その他のモータまたはインクリボン巻き上げ用のモータを用いて行っても良い。
また、本実施形態においては、ピンチローラに加圧力を加えることでニップ圧を調整したが、ピンチローラではなくキャプスタンローラ側を加圧することにより、ニップ圧を調整する構成にしてもよい。

１００：サーマルプリンタ ２０１：ピンチローラ ２０２：キャプスタン ２０４：サーマルヘッド ２０５：プラテンローラ ２０７：カッターユニット ２１２：排紙ローラ ２１４：ブラケット ２１５：サーマルヘッド支持板 ２１７：サーマルヘッド加圧レバー ２１８：サーマルヘッド加圧バネ ２１９：ブッシュ ２２１：ピンチレバー ２２２：ピンチバネ ２２３：回転軸 ２２４：カム ２２５：揺動軸 ２２６：揺動軸ガイド ３０：用紙搬送モータ ３１４：太陽歯車 ３１４１：ブラケット ３１５：遊星歯車 ３１６：遊星歯車 ３１７：切欠き付歯車 ４０：サーマルヘッド圧切替モータ ５００：ロール紙 ５０１：搬送路 ５１０：インクリボン

Claims (7)

1. 用紙にインクを転写させる印刷装置であって、
   印刷時には圧接し、用紙戻し時には離間するサーマルヘッドおよびプラテンローラと、
   前記サーマルヘッドと前記プラテンローラとの圧接状態と離間状態とを切り替える第一の駆動部と、
   用紙を搬送するキャプスタンと、
   前記キャプスタンに対向し前記用紙を挟持するピンチローラと、
   前記キャプスタンを駆動する第二の駆動部と、
   前記第二の駆動部により駆動され、印刷時の前記キャプスタンと前記ピンチローラとの圧力よりも用紙戻し時の前記キャプスタンと前記ピンチローラとの圧力を低減させる加圧力切替手段とを有することを特徴とする印刷装置。
2. 前記加圧力切替手段は、前記キャプスタンまたは前記ピンチローラに加圧力を付加する加圧力付加手段による加圧力を切り替えることにより、印刷時と用紙戻し時とで前記キャプスタンと前記ピンチローラとの加圧力を変えることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記加圧力切替手段は、
   第一の遊星歯車と第二の遊星歯車とを有する遊星歯車機構と、
   切欠き部を有し前記第一の遊星歯車および前記第二の遊星歯車と噛合する切欠き付歯車と、
   前記切欠き付歯車の回動に連動して駆動されるカムとを有することを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記カムは少なくとも二つの位置に移動し、
   前記加圧力切替手段は、前記カムの第一の位置と第二の位置で加圧力の切り替えを行うことを特徴とする請求項３に記載の印刷装置。
5. 前記キャプスタンの回転方向に従って、前記第一の遊星歯車および前記第二の遊星歯車の何れかが前記切欠き付歯車を回転させ、加圧力の切り替えが行われることを特徴とする請求項３または４に記載の印刷装置。
6. 前記第一の遊星歯車または前記第二の遊星歯車が前記切欠き歯車の前記切欠き部で空転することにより、前記切欠き歯車の回動が停止し、前記カムが前記第一の位置または前記第二の位置に保持されることを特徴とする請求項４または５に記載の印刷装置。
7. 前記サーマルヘッドによる印刷は、前記加圧力切替手段による加圧力の切り替えが完了した後に行われることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の印刷装置。

Images