JP2012183682A - 熱転写プリンター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低コストで高い冷却能力を有する熱転写プリンターの提供を目的とする。
【解決手段】本発明の熱転写プリンターは、プリント用紙８に搬送力を付与する用紙搬送ローラー５と、用紙搬送ローラー５に回転駆動力を付与する用紙搬送モーター１と、プリント用紙８にインクを熱転写するサーマルヘッド１３と、サーマルヘッド１３に一体に取り付けられ、サーマルヘッド１３を放熱するヒートシンク１２と、ヒートシンク１２を冷却する冷却ファン１１と、用紙搬送モーター１の回転駆動力を冷却ファン１１に伝達する駆動力伝達機構を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱転写プリンターに関し、特に、サーマルヘッドの温度上昇を効率的に抑制する技術に関する。

従来の熱転写（昇華型、サーマル）プリンターでは、インクリボンとして巻かれたフィルム状のインクシートと、ロール紙およびカット紙といった専用用紙を、プラテンローラーとサーマルヘッドのヒーターラインとで挟み込んで圧着し、用紙上にインク染料を熱転写（昇華）させることで一枚の印画物を作成する。

この際、インク染料の熱転写に寄与しないサーマルヘッドの熱が蓄熱することによりサーマルヘッドの温度が上昇し、ある一定以上の温度に達すると高温状態に起因する印画不良（濃度ムラ、尾引き、シワ）が発生する。そのため、サーマルヘッドの熱をいかに短時間で効率的に除去するかが、熱転写プリンターにおける重要な技術課題の1つとなっている。

このような観点から、これまでに、サーマルヘッドで発熱した熱をすばやく放熱する手段として種々の方法が提案されている。その従来技術の一例として、特許文献１に示す技術では、アルミなどで構成される放熱フィンの代わりに、ヒートパイプをサーマルヘッドの基板部と一体に形成し、ヒートパイプの底面をサーマルヘッドの作用面となるように構成している。一方で、ヒートパイプには放熱フィンを取付けることにより熱輸送の効率を高め、結果として放熱効率を改善している。

特許第２９３６５８４号公報

特許文献１で示されている、ヒートパイプとサーマルヘッドを一体に形成する方法によれば、サーマルヘッドの取り付け面がヒートパイプとなるため、アルミなどで構成される放熱フィンに比較して取り付け面の良好な平坦度が得にくく、これに起因する印画不良が発生する。

また、ヒートパイプを効率的に使うためには、加熱部より放熱部を上に配置する必要があり、アルミなどで構成される放熱フィンに比較してサーマルヘッドのレイアウトに制約が発生する。

また、ヒートパイプによりサーマルヘッドの余分な熱の熱輸送効率を高めたとしても、熱輸送後の熱を冷却するための冷却能力を増大させることが重要な課題となる。

一方で、冷却能力を向上させる手段としては、冷却ファンの数を増やして最大風量や静圧を増加させる方法が一般的であるが、冷却ファンの追加によるコスト及び消費電力の増大といった問題点がある。

そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、低コストで高い冷却能力を有する熱転写プリンターの提供を目的とする。

本発明の熱転写プリンターは、プリント用紙に搬送力を付与する用紙搬送ローラーと、前記用紙搬送ローラーに回転駆動力を付与する用紙搬送モーターと、前記プリント用紙にインクを熱転写するサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドに一体に取り付けられ、前記サーマルヘッドを放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却する冷却ファンと、前記用紙搬送モーターの回転駆動力を前記冷却ファンに伝達する駆動力伝達機構を備える。

本発明の熱転写プリンターは、用紙搬送モーターの回転駆動力を冷却ファンに伝達する駆動力伝達機構を備えるので、専用モーターを設けることなく冷却ファンを駆動することができ、低コストな熱転写プリンターとなる。

実施の形態１に係る熱転写プリンターの構成図である。 実施の形態１に係る熱転写プリンターの印画動作を説明する図である。 実施の形態１に係る熱転写プリンターの用紙戻し動作を説明する図である。 実施の形態２に係る熱転写プリンターの要部を示す構成図である。 実施の形態２に係る熱転写プリンターの要部を示す構成図である。 実施の形態３に係る熱転写プリンターの要部を示す構成図である。

（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る熱転写プリンターの構成図である。本実施の形態に係る熱転写プリンターでは、用紙搬送ローラー５とピンチローラー４が対になってプリント用紙８を挟み込み、これらの回転によりプリント用紙８が搬送される。用紙搬送ローラー５の端部には用紙搬送ローラー駆動ギア３が設けられており、用紙搬送ローラー駆動ギア３と用紙搬送ローラー５は一体となって回転する。用紙搬送ローラー駆動ギア３にはベルト２を介して用紙搬送モーター１の回転駆動力が与えられる。すなわち、用紙搬送モーター１が回転すると、その回転方向に従って用紙搬送ローラー５が回転する。

また、熱転写プリンターはプリント用紙８にインクを熱転写するサーマルヘッド１３を備える。サーマルヘッド１３は、プラテンローラー１５と対になってプリント用紙８とインクシート１４を挟み込み、インクシート１４に熱を供給して、インクシート１４上の染料をプリント用紙８上に熱転写する。なお、インクシート１４はサーマルヘッド１３の前後でインクリボンとして巻かれた状態にある。

サーマルヘッド１３の上には、サーマルヘッド１３に蓄積した熱を放熱するヒートシンク１２が設けられている。ヒートシンク１２から放射された熱は冷却ファン１１により冷却される。

また、本実施の形態の熱転写プリンターは、用紙搬送モーター１の回転駆動力を冷却ファン１１に伝達する駆動力伝達機構を備えている。駆動力伝達機構は、アイドルギア６、遊星ギア７、第１駆動ギア列９及び第２駆動ギア列１０を備えている。第１、第２駆動ギア列９，１０はそれぞれ複数のギアで構成されるが、図１ではギア列のうち両端のギアのみを図示し、残りは点線により省略して示す（後の図においても同様）。なお、こうした構成は駆動力伝達機構の一例であり、他の構成によって用紙搬送モーター１の駆動力を冷却ファン１１の駆動部に伝達しても良い。

アイドルギア６は用紙搬送ローラー駆動ギア３と遊星ギア７に歯合しており、用紙搬送ローラー駆動ギア３の回転駆動力を遊星ギア７に伝達する。遊星ギア７はアイドルギア６と歯合する固定ギアと、固定ギアと歯合しながら回動自在に保持された回動ギアで構成されており、回動ギアは第１駆動ギア列９か第２駆動ギア列１０のいずれかと歯合する。より具体的には、用紙搬送モーター１の回転方向に応じて歯合するギア列を切り替える。

第１駆動ギア列９と第２駆動ギア列１０は、遊星ギア７と歯合した側とは反対側の端で冷却ファン１１の駆動部と歯合しており、遊星ギア７の回転駆動力がこれと歯合したいずれかの駆動ギア列９，１０を介して冷却ファン１１を駆動する。なお、第２駆動ギア列１０は第１駆動ギア列９よりも奇数個多い、又は少ない個数のギアで構成される。

＜動作＞
インクリボン１４にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃｙ）が塗布されており、プリント用紙８にＹを熱転写すると、プリント用紙８を印画時に搬送した距離と同じだけ戻し、ＭをＹと同様に熱転写する。その後、Ｃｙも同様の手順で熱転写することで画像を形成する。こうした印画動作と用紙戻し動作からなる１枚の画像形成工程において、用紙搬送モーター１は両方向に回転する。

図２を用いて、熱転写プリンターの印画動作を説明する。用紙搬送モーター１が反時計回りに回転すると、ベルト２を介して用紙搬送モーター１と連動する用紙搬送ローラー駆動ギア３も反時計回りに回転し、用紙搬送ローラー５は反時計回りに回転する。その結果、プリント用紙８は図中の左方向に搬送される。

用紙搬送ローラー駆動ギア３が反時計回りに回転すると、これと歯合したアイドルギア６は時計回りに回転し、遊星ギア７の固定ギアは反時計回りに回転する。遊星ギア７の回動ギアは時計回りに回転する。印画動作時に遊星ギア７の回動ギアは第１駆動ギア列９の端部のギアと歯合しているので、第１駆動ギア列９を介して冷却ファン１１の駆動部が回転し、冷却ファン１１が駆動する。

次に、図３を用いて、熱転写プリンターの用紙戻し動作を説明する。このとき、遊星ギア７の回動ギアは第２駆動ギア列１０と歯合している。用紙搬送モーター１が時計回りに回転すると、ベルト２を介して用紙搬送モーター１と連動する用紙搬送ローラー駆動ギア３も時計回りに回転し、用紙搬送ローラー５が時計回りに回転する。これにより、プリント用紙８は図中の右方向に搬送される。

用紙搬送ローラー駆動ギア３、アイドルギア、遊星ギア７の固定ギア及び回動ギアは、それぞれ印画時の回転方向とは逆向きに回転する。遊星ギア７の回動ギアは反時計回りに回転し、第２駆動ギア列１０を介して冷却ファン１１の駆動部が回転し、冷却ファン１１が駆動する。

ここで、第２駆動ギア列１０を構成するギア数を第１駆動ギア列９を構成するギア数より奇数個多く、あるいは少なくすることにより、ギア列の最終段のギアの回転方向を揃えることができ、用紙搬送モーター１の回転方向によらず、冷却ファン１１を常に一方向に回転させることが出来る。

＜効果＞
本実施の形態の熱転写プリンターは、プリント用紙８に搬送力を付与する用紙搬送ローラー５と、用紙搬送ローラー５に回転駆動力を付与する用紙搬送モーター１と、プリント用紙８にインクを熱転写するサーマルヘッド１３と、サーマルヘッド１３に一体に取り付けられ、サーマルヘッド１３を放熱するヒートシンク１２と、ヒートシンク１２を冷却する冷却ファン１１と、用紙搬送モーター１の回転駆動力を冷却ファン１１に伝達する駆動力伝達機構を備えるので、冷却ファン１１を駆動するために専用のモーターを設ける必要がなく、コストを抑えることが出来る。

また、本実施の形態の熱転写プリンターにおいて、用紙搬送モーター１は用紙搬送ローラー５に双方向の回転駆動力を与え、前記駆動力伝達機構は、一端が冷却ファン１１の駆動部と歯合した第１駆動ギア列９と、一端が冷却ファン１１の駆動部と歯合し、第１駆動ギア列９と奇数異なる個数のギアで構成された第２駆動ギア列１０と、用紙搬送モーター１の回転駆動力が伝達され、用紙搬送ローラー５の回転方向に応じて、第１駆動ギア列９及び第２駆動ギア列１０の何れかの他端と歯合する遊星ギア７とを備えるので、用紙搬送モーター１がいずれの方向に回転にしても、冷却ファン１１を一方向に回転させることが可能である。

（実施の形態２）
図４は、実施の形態２の熱転写プリンターの要部構成を示す図である。実施の形態２の熱転写プリンターは、アイドルギア６の代わりにレバーギア１６を用いる点が実施の形態１と異なる。レバーギア１６は、用紙搬送ローラー駆動ギア３と遊星ギア７の間に歯合するように設けられているが、歯合しない位置に自由に回動することができる。

レバーギア１６の回動機構としては、例えば図４に示すように、励磁状態に応じて可動部が伸張するソレノイド１７とバネ１８を用いることができる。バネ１８によりレバーギア１６を用紙搬送ローラー駆動ギア３及び遊星ギア７と歯合する位置に付勢しておき、ソレノイド１７が伸張するとレバーが押されてレバーギア１６が用紙搬送ローラー駆動ギア３及び遊星ギア７と歯合しない位置に回動する。レバーギア１６が歯合した状態では用紙搬送モーター１の回転駆動力が冷却ファン１１に伝達され、歯合していない状態では伝達されないため、所望の条件に応じてソレノイド１７を伸張することで、冷却ファン１１の駆動・非駆動を切り替えることが出来る。

なお、上記で説明したレバーギア１６の回動機構は一例であり、例えばサーマルヘッド１３、プラテンローラー１５、又はピンチローラー４のいずれかを上下させるカム（図示せず）とレバーギア１６の回動を同期させる機構を用いても良い。

＜効果＞
本実施の形態の熱転写プリンターは、用紙搬送ローラー５と一体に設けられ、用紙搬送モーター１から受けた回転駆動力を用紙搬送ローラー５に伝達する用紙搬送ローラー駆動ギア３と、用紙搬送ローラー駆動ギア３と遊星ギア７の間に両ギアとの歯合位置と非歯合位置で移動自在に配置されたレバーギア１６とをさらに備えるので、レバーギア１６の回動動作によって冷却ファン１１の駆動・非駆動を切り替えることが出来る。

（実施の形態３）
＜構成＞
図６は、実施の形態３の熱転写プリンターの要部構成を示す図である。実施の形態３の熱転写プリンターはヒートシンク１２を冷却する冷却ファンとして、内蔵のモーターで駆動するモーター付き冷却ファン１９と、補助冷却ファン１１ａ，１１ｂを備える。

補助冷却ファン１１ａ，１１ｂは、実施の形態１，２で説明した冷却ファン１１に相当するもので、駆動力伝達機構により用紙搬送モーター１の回転駆動力を受けて回転するものである。駆動力伝達機構についても実施の形態１，２と同様である。

具体的には、同期ギア２０ａ（同期ギア２０ｂ）は第１駆動ギア列９（第２駆動ギア列１０）と歯合しており、同期ギア２０ａ，２０ｂは同期シャフト２３により連結されて同期している。同期ギア２２ａ，２２ｂが回転すると、同期ギア２２ａと歯合した補助冷却ファン駆動ギア２０ａ、同期ギア２２ｂと歯合した補助冷却ファン駆動ギア２０ｂがそれぞれ回転し、補助冷却ファン１１ａ，１１ｂが回転する。

ここで、補助冷却ファン１１ａ及び１１ｂの回転数がモーター付冷却ファン１９の最大回転数を上回るように、用紙搬送ローラー駆動ギア３から補助冷却ファン２１ａ及び２１ｂの間の駆動力伝達機構におけるギア列の歯数を構成する。また、補助冷却ファン２１ａおよび２１ｂにより発生する風量がモーター付冷却ファン１９により発生する風量を上回るように補助冷却ファン２１ａ及び２１ｂを構成する。これにより、ヒートシンク１２中の圧力が低下してモーター付冷却ファン１９の回転抵抗が低減するため、モーター付冷却ファン１９はより高速で回転することができ、より高い冷却効果を得ることが可能となる。

＜効果＞
本実施の形態の熱転写プリンターは、内蔵モーターで駆動しヒートシンク１２を冷却するモーター付冷却ファン１９を備え、第１、第２駆動ギア列９，１０は、モーター付冷却ファン１９の最大回転数以上で補助冷却ファン１１ａ，１１ｂが回転するようにギア比が構成されているので、モーター付き冷却ファン１９は回転抵抗が低減してより高速で回転することができ、高い冷却効果を得ることが可能となる。

１ 用紙搬送モーター、２ ベルト、３ 用紙搬送ローラー駆動ギア、４ ピンチローラー、５ 用紙搬送ローラー、６ アイドルギア、７ 遊星ギア、８ プリント用紙、９ 第１駆動ギア列、１０ 第２駆動ギア列、１１ 冷却ファン、１１ａ，１１ｂ 補助冷却ファン、１２ ヒートシンク、１３ サーマルヘッド、１４ インクリボン、１５ プラテンローラー、１６ レバーギア、１７ ソレノイド、１８ バネ、１９ モーター付冷却ファン、２０ａ、２０ｂ 補助冷却ファン駆動ギア、２１ａ、２１ｂ 同期ギア、２２ 同期シャフト。

Claims (4)

1. プリント用紙に搬送力を付与する用紙搬送ローラーと、
   前記用紙搬送ローラーに回転駆動力を付与する用紙搬送モーターと、
   前記プリント用紙にインクを熱転写するサーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドに一体に取り付けられ、前記サーマルヘッドを放熱するヒートシンクと、
   前記ヒートシンクを冷却する冷却ファンと、
   前記用紙搬送モーターの回転駆動力を前記冷却ファンに伝達する駆動力伝達機構とを備える、
   熱転写プリンター。
2. 前記用紙搬送モーターは前記用紙搬送ローラーに双方向の回転駆動力を与え、
   前記駆動力伝達機構は、
   一端が前記冷却ファンの駆動部と歯合した第１駆動ギア列と、
   一端が前記冷却ファンの駆動部と歯合し、前記第１駆動ギア列と奇数異なる個数のギアで構成された第２駆動ギア列と、
   前記用紙搬送モーターの回転駆動力が伝達され、前記用紙搬送ローラーの回転方向に応じて、前記第１駆動ギア列及び前記第２駆動ギア列の何れかの他端と選択的に歯合する遊星ギアとを備える、
   請求項１に記載の熱転写プリンター。
3. 前記用紙搬送ローラーと一体に設けられ、前記用紙搬送モーターから受けた回転駆動力を前記用紙搬送ローラーに伝達する用紙搬送ローラー駆動ギアと、
   前記用紙搬送ローラー駆動ギアと前記遊星ギアの間に両ギアとの歯合位置と非歯合位置で移動自在に配置されたレバーギアとをさらに備える、
   請求項２に記載の熱転写プリンター。
4. 内蔵モーターで駆動し、前記ヒートシンクを冷却するモーター付冷却ファンをさらに備え、
   前記第１、第２駆動ギア列は、前記モーター付冷却ファンの最大回転数以上で前記冷却ファンが回転するようにギア比が構成された、
   請求項２又は３に記載の熱転写プリンター。

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