(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺のシートを軸に巻回された状態で収容する収容手段と、
前記収容手段の前記軸を、前記収容手段から前記シートを送り出す方向である第１の方向、または、前記シートを巻き取る方向である第２の方向に回転させる駆動手段と、
前記駆動手段による駆動に従動する搬送手段であって、前記軸が前記シートを送り出す速度よりも遅い速度で当該シートを搬送するとともに、前記軸が前記シートを巻き取る速度よりも遅い速度で当該シートを搬送する搬送手段と、
前記収容手段の前記軸に巻回されているシートの量を算出する算出手段と、
前記駆動手段が前記軸にシートを巻き取らせる場合に、前記算出手段により算出されたシートの量が多いときには、当該算出手段により算出されたシートの量が少ないときよりも前記軸の回転量を少なくする制限手段と
を備え、
前記制限手段は、前記駆動手段により前記軸に与えられる駆動力を伝達あるいは遮断するクラッチを備え、
前記算出手段により算出されたシートの量が多いときには、当該算出手段により算出されたシートの量が少ないときよりも前記軸に与えられる駆動力を遮断する時間を長くする
ことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記制限手段は、前記駆動手段が前記軸にシートを送り出させる場合に、前記算出手段により算出されたシートの量が多いときには、当該算出手段により算出されたシートの量が少ないときよりも前記軸の回転量を少なくする
ことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
【請求項３】
前記算出手段は、
前記収容手段の前記軸の回転角を検知するセンサを備え、
前記搬送手段を用いて前記シートを決められた距離だけ前記第１の方向に搬送させ、当該シートが当該距離だけ搬送されたときに前記センサにより検知される回転角に基づいて前記軸に巻回されているシートの量を算出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のシート搬送装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のシート搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるロール紙を搬送する際の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻回された長尺状のシートを記録材に用いて画像を形成する画像形成装置がある。この種の記録材は、一般にロール紙（あるいはウェブ）と呼ばれている。ロール紙は定形のカット紙よりも低コストであることに加え、画像サイズに応じた位置で裁断することによって任意の画像サイズに対応できるなどの利点がある。
【０００３】
ここで、図７は、ロール紙を用いた従来の画像形成装置の一部を例示した図である。この画像形成装置９００はいわゆる昇華型のカラープリンタであり、供給軸１１と、フィードローラ２１と、ピンチローラ２２と、サーマルヘッド３１と、プラテンローラ３２とを備える。ロール紙Ｒは供給軸１１に巻回された状態で収容されており、互いに対向するフィードローラ２１とピンチローラ２２とによってサーマルヘッド３１の方向へと送り出される。サーマルヘッド３１は複数の発熱素子を有し、サーマルヘッド３１とロール紙Ｒの間に介挿されたインクリボンフィルムを加熱して染料等を昇華させ、ロール紙の表面に転写する。なお、この画像形成装置９００は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびオーバーコートの４種類のインクリボンフィルムを用いて画像を形成する。
【０００４】
画像形成装置９００においてカラー画像を形成するためには、サーマルヘッド３１において複数色の染料を転写する必要がある。そのため、画像形成装置９００は、画像のサイズに応じてロール紙Ｒを色数と同じだけ往復移動させながら染料を転写する。つまり、画像形成装置９００は、１つのカラー画像を形成するためにロール紙Ｒを４往復させて定着処理を行う。このとき、フィードローラ２１により送り出されたロール紙Ｒはフィードローラ２１と供給軸１１によって巻き取られるが、フィードローラ２１と供給軸１１との間でロール紙Ｒに撓みを生じさせないために、供給軸１１がロール紙Ｒを巻き取る速度はフィードローラ２１がロール紙Ｒを搬送する速度よりも早くなるように設定されている。
【０００５】
サーマルヘッド３１は、ロール紙Ｒがフィードローラ２１と供給軸１１によって巻き取られているときに転写処理を行う。その後、画像形成装置９００は巻き取った分のロール紙Ｒをフィードローラ２１に再度送り出し、次の定着処理に備える。ロール紙Ｒがフィードローラ２１により送り出されて停止するときには、供給軸１１が慣性によってわずかながら回転する。そのため、フィードローラ２１と供給軸１１との間でロール紙Ｒに撓み（あるいは弛み）が生じてしまうが、次の転写処理において、供給軸１１はフィードローラ２１がロール紙Ｒを搬送する速度よりも早い速度でロール紙Ｒを巻き取るため、ロール紙Ｒに生じた撓みはやがて解消されることとなる。
【０００６】
この撓みが解消される瞬間には、搬送中のロール紙Ｒに強いテンション（張力）が加わる。このテンションによる衝撃がサーマルヘッド３１に伝わると、ロール紙Ｒの表面に不要な染料が筋状に転写されてしまい、画質を低下させてしまうことがある。このような画質低下を防ぐためには、ロール紙Ｒをフィードローラ２１と供給軸１１との間で適度に撓ませることによってロール紙Ｒにかかるテンションを適切な状態に維持し、サーマルヘッド３１への衝撃を抑制する必要がある。そのためには、フィードローラ２１と供給軸１１との間の速度比や供給軸１１の巻き取り時のトルクを適切に調整する必要がある。
【特許文献１】特開２００５−６００１７号公報
【特許文献２】特開２００５−８８２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ロール紙Ｒは供給軸１１に巻回された状態となっているため、使用量に応じてその外径が変化する。供給軸１１に巻回された状態のロール紙Ｒは、新品の状態、すなわち使用量が少ない状態（例えば、図７の状態）では外径が大きく、消費されるにつれて外径が小さくなっていく（例えば、図８の状態）。それゆえ、供給軸１１が同一の角速度で回転したとしても、巻き取られるロール紙Ｒの量は常に一定とはならず、その外径に応じて変化してしまう。つまり、従来の画像形成装置９００においては、ロール紙Ｒにかかるテンションを適切にすべく減速比やトルクを調節したとしても、ロール紙Ｒの量が変化した場合には、適切なテンションが維持できないという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロール紙を巻き取る際の撓み量を適切に保つことを可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の目的を達成するために、長尺のシートを軸に巻回された状態で収容する収容手段と、前記収容手段の前記軸を、前記収容手段から前記シートを送り出す方向である第１の方向、または、前記シートを巻き取る方向である第２の方向に回転させる駆動手段と、前記駆動手段による駆動に従動する搬送手段であって、前記軸が前記シートを送り出す速度よりも遅い速度で当該シートを搬送するとともに、前記軸が前記シートを巻き取る速度よりも遅い速度で当該シートを搬送する搬送手段と、前記収容手段の前記軸に巻回されているシートの量を算出する算出手段と、前記駆動手段が前記軸にシートを巻き取らせる場合に、前記算出手段により算出されたシートの量が多いときには、当該算出手段により算出されたシートの量が少ないときよりも前記軸の回転量を少なくする制限手段とを備え、前記制限手段は、前記駆動手段により前記軸に与えられる駆動力を伝達あるいは遮断するクラッチを備え、前記算出手段により算出されたシートの量が多いときには、当該算出手段により算出されたシートの量が少ないときよりも前記軸に与えられる駆動力を遮断する時間を長くするシート搬送装置を提供する。
また、前記制限手段は、前記駆動手段が前記軸にシートを送り出させる場合に、前記算出手段により算出されたシートの量が多いときには、当該算出手段により算出されたシートの量が少ないときよりも前記軸の回転量を少なくする構成であってもよい。
このシート搬送装置によれば、例えば、巻回された状態のシートの外径から軸に巻回されているシートの量を算出し、算出されたシートの量から軸の回転量、すなわちシートの巻き取り量や送り出し量が決定される。つまり、このシート搬送装置によれば、シートの外径に応じてシートの巻き取り量や送り出し量を異ならせることができる。
【００１０】
また、本発明に係るシート搬送装置において、前記算出手段は、前記収容手段の前記軸の回転角を検知するセンサを備え、前記搬送手段を用いて前記シートを決められた距離だけ前記第１の方向に搬送させ、当該シートが当該距離だけ搬送されたときに前記センサにより検知される回転角に基づいて前記軸に巻回されているシートの量を算出する構成であってもよい。
【００１１】
また、本発明は、上述のシート搬送装置のみならず、このシート搬送装置に転写部や裁断部をさらに設けた画像形成装置としても特定され得るものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、ロール紙を巻き取る際の撓み量を適切に保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下においては、本発明に係る好適な実施形態を挙げ、図面を参照しながら説明する。この実施形態においては、昇華型のカラープリンタである画像形成装置を例示して説明する。なお、説明の便宜上、以下に示す画像形成装置においては、上述した図７の画像形成装置９００と同様の構成要素には同一の符号を付している。
【００１４】
［１．構成］
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１００の全体構成を示した図である。また、図２および図３は、それぞれ、画像形成装置１００の駆動部５と計測部６とを示した図である。これらの図に示すように、この画像形成装置１００の構成は、ロール紙収容部１と、シート搬送部２と、転写部３と、裁断部４と、駆動部５と、計測部６とに大別される。
【００１５】
ロール紙収容部１は供給軸１１と駆動部５とを備え、この供給軸１１にはロール紙が巻回された状態で収容されている。供給軸１１はその両端を支持されて回動可能に設けられている。また、供給軸１１は駆動部５によって図中の矢印ＡまたはＢの方向に回転され、ロール紙を巻き取ることができるように構成されている。
【００１６】
ここで、供給軸１１に駆動力を伝達する駆動部５について説明する。図２に示すように、駆動部５は、ギア５１、５３、５４と電磁クラッチ５２とを備える。ギア５１は後述するフィードローラ２１に連結され、このフィードローラ２１の回転力を伝達する。電磁クラッチ５２はギア５１からの回転力を伝達あるいは遮断する。電磁クラッチ５２がオン状態であるときはギア５１からの回転力がギア５３に伝達され、電磁クラッチ５２がオフ状態であるときはギア５１からの回転力が遮断される。ギア５３は電磁クラッチ５２からの回転力を供給軸１１に固定された状態で取り付けられているギア５４に伝達する。
【００１７】
なお、この駆動部５は、ロール紙を供給軸１１に巻き取らせる場合には、フィードローラ２１が単位時間当たりに搬送するロール紙の量よりも供給軸１１が単位時間当たりに巻き取るロール紙の量のほうが多くなるようにギア比が調節されている。このような構成とすることで、供給軸１１がロール紙を巻き取るときに供給軸１１とフィードローラ２１との間でロール紙に必要以上の撓みが生じないようにすることができる。なお、同様に、ロール紙を供給軸１１から送り出す場合にも、フィードローラ２１が単位時間当たりに搬送するロール紙の量よりも供給軸１１が単位時間当たりに送り出すロール紙の量のほうが多くなる。
【００１８】
シート搬送部２は、フィードローラ２１とピンチローラ２２とを備える。フィードローラ２１は図示せぬ駆動装置により図中の矢印ＣまたはＤの方向に回転されるローラである。ピンチローラ２２はロール紙を介してフィードローラ２１と対向する回動自在のローラであり、フィードローラ２１の回転に従動する。フィードローラ２１とピンチローラ２２は適当なニップ圧で圧接されており、ローラ表面の摩擦力によってロール紙を搬送する。
【００１９】
転写部３は、サーマルヘッド３１とプラテンローラ３２とを備える。サーマルヘッド３１は複数の発熱素子を備え、ロール紙との間に介挿される図示せぬインクリボンフィルムを加熱する。インクリボンフィルムは４種類あり、それぞれにはＹ、Ｍ、Ｃの染料またはオーバーコート（以下、これらを総称して「染料等」という。）が塗布されている。ここでオーバーコートとは、ロール紙の表面に保護層を形成するためのものである。染料等は加熱により昇華され、ロール紙の表面に転写される。プラテンローラ３２はサーマルヘッド３１と適当な間隔を有して配置されるローラであり、転写時におけるサーマルヘッド３１とロール紙の密着性を向上させる。
【００２０】
裁断部４は、カッター４１、４２を備える。カッター４１、４２は互いに噛み合うような位置に設けられており、少なくとも一方が上下動することによりこの位置を通過するロール紙を裁断する。裁断されたロール紙は画像形成装置１００の外部へと排出される。なお、本実施形態の裁断部４は、ロール紙をその搬送方向に直交する方向に裁断するものであるが、ロール紙をその搬送方向に沿って裁断するカッターをさらに備える構成であってもよい。
【００２１】
図３に示すように、計測部６は、ギア６１、６２、６３と、スリット板６４と、センサ６５とを備える。ギア６１はロール紙収容部１の供給軸１１に固定された状態で取り付けられており、供給軸１１の回転力をギア６２に伝達する。ギア６２、６３は供給軸１１からの回転力をスリット板６４に伝達する。スリット板６４はギア６３の回転力が伝達されるギアを有する円形の板状部材であり、等間隔に配置された複数のスリットにより形成される光学パターンを有している。センサ６５は発光素子と受光素子とを備えており、スリット板６４に形成された光学パターンを光学的に読み取る。すなわち、スリット板６４およびセンサ６５は、いわゆるロータリーエンコーダの機能を実現するものである。計測部６は、ロール紙を決められた距離ｄ（ｍ）だけ搬送させたときにセンサ６５が読み取るスリットの個数から供給軸１１の回転角θ（ｒａｄ）を算出する。計測部６は算出した回転角θの値を後述する制御部７に供給する。
【００２２】
画像形成装置１００は、上述の各部に加えて、これら各部の動作を制御する制御部７を備えている。制御部７はＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置やＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置を備えており、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで上述の各部を制御する。画像形成装置１００の制御系統は、図４に示すブロック図のようになっている。
【００２３】
この制御部７は、供給軸１１に巻回されているロール紙の外径を算出する機能を有する。ここにおいて「外径」とは、供給軸１１に巻回されているロール紙の外周面を真円に見立てた場合の直径のことである。制御部７は、あらかじめ記憶されたロール紙の搬送距離ｄと計測部６により供給された回転角θとに基づいて以下の式１に示す演算を行い、外径φ（ｍ）を算出する。なお、式１において、πは円周率を意味する。
【００２４】
φ＝ｄ×（１／π）×（２π／θ）＝２ｄ／θ  ・・・（式１）
【００２５】
なお、この式１は、回転角θのときの円弧の長さをｄ（すなわち距離ｄ）とした場合に、ｄ＝π×φ×（θ／２π）が成り立つことを用いて導き出された式である。
【００２６】
式１から明らかなように、回転角θの値が大きいほど外径φは小さい。ゆえに、回転角θの値が大きいほど、供給軸１１に巻回されているロール紙の量は少ないことを意味している。逆に、回転角θの値が小さいほど外径φは大きく、供給軸１１に巻回されているロール紙の量は多いことを意味している。
【００２７】
［２．動作］
以上の構成のもと、画像形成装置１００は外部から供給される画像データに基づいた画像をロール紙に形成し、ロール紙を適当なサイズに裁断して排出する。以下では、画像形成装置１００が画像を形成するときに行われる動作について、２つの例を挙げて具体的に説明する。
【００２８】
［２−１．動作例１］
画像形成装置１００が画像を形成するときには、はじめにシート搬送部２がロール紙を転写部３に供給する。このときシート搬送部２は、フィードローラ２１を図１中の矢印Ｃの方向に回転させる。なお、フィードローラ２１が矢印Ｃの方向に回転しているときには、駆動部５の電磁クラッチ５２はこの回転力を遮断した状態、すなわちオフ状態となっている。
【００２９】
続いて、転写部３がロール紙に染料等を転写する際には、シート搬送部２はロール紙を逆方向に移動させながら転写を行う。つまり、転写部３から見て、シート搬送部２の方向を上流側、裁断部４の方向を下流側とすると、画像形成装置１００はロール紙を上流側に移動させながら転写を行うということである。このときフィードローラ２１は図１中の矢印Ｄの方向に回転するが、フィードローラ２１がこの方向への回転を開始した時点においても、駆動部５の電磁クラッチ５２はオフ状態のままである。ゆえに、フィードローラ２１と供給軸１１の間のロール紙には徐々に撓みが発生する。
【００３０】
フィードローラ２１が矢印Ｄの方向に所定の時間回転したら、電磁クラッチ５２は回転力を伝達する状態、すなわちオン状態に切り替わる。これにより、供給軸１１は図１中の矢印Ａの方向に回転され、ロール紙の巻き取りを開始する。上述したように、駆動部５は、フィードローラ２１が単位時間当たりに送り出すロール紙の量よりも供給軸１１が単位時間当たりに巻き取るロール紙の量のほうが多くなるようにギア比が調節されているため、電磁クラッチ５２がオン状態に切り替わった後はロール紙の撓みが徐々に解消されていく。
【００３１】
電磁クラッチ５２のオン・オフの切り替えタイミングは、計測部６の計測結果に基づいて決定されている。具体的には、制御部７は、計測部６において計測された回転角θから外径φを算出し、この外径φの値に基づいて電磁クラッチ５２をオン状態にする時間を決定している。
【００３２】
図５は、制御部７によるフィードローラ２１と電磁クラッチ５２の制御タイミングを示したタイミングチャートである。同図において、図５（ａ）は外径φがφａである場合のタイミングチャートであり、図５（ｂ）は外径φがφｂである場合のタイミングチャートである。なお、ここにおいて、φａ＞φｂであるとする。また、時間ｔ１は画像形成装置１００が転写処理を開始する時間であり、時間ｔ２は画像形成装置１００が転写処理を終了する時間である。
【００３３】
図５に示すように、制御部７は、外径φが大きい場合には、電磁クラッチ５２をオン状態にする時間ｔａを外径φが小さい場合（時間ｔｂ）よりも遅くし、電磁クラッチ５２がオン状態である時間が短くなるように切り替えタイミングを制御する。このようにすることで、外径φが大きいほど電磁クラッチ５２がオン状態である時間を短くし、外径φが小さいほど電磁クラッチ５２がオン状態である時間を長くすることができる。換言すれば、外径φが大きいほど供給軸１１の回転量が少なくなり、外径φが小さいほど供給軸１１の回転量が多くなる。そのため、この画像形成装置１００によれば、外径φが大きい場合に供給軸１１が必要以上にロール紙を巻き取ってしまったり、あるいは、外径φが小さい場合にフィードローラ２１と供給軸１１との間のロール紙に必要以上の撓みを生じさせてしまったりする不都合を解消することが可能となる。
【００３４】
［２−２．動作例２］
上述した動作例１においては、フィードローラ２１が矢印Ｃの方向に回転しているときには、駆動部５の電磁クラッチ５２はオフ状態になっていると説明した。しかしながら、このような動作を行うと、フィードローラ２１が回転するにしたがってフィードローラ２１と供給軸１１との間の撓みがなくなり、やがてロール紙に強いテンションが加わることとなる。そこで、この場合においても、電磁クラッチ５２のオン・オフを切り替えることによって、フィードローラ２１と供給軸１１との間のロール紙に適切な撓みを生じさせることが望ましい。
【００３５】
具体的には、上述の動作例１と同様に、ロール紙の外径に応じて電磁クラッチ５２をオン状態にする時間を変化させればよい。この場合において、上述の動作例１と異なるのは、動作例１では電磁クラッチ５２をオン状態にする時間を異ならせ、オフ状態にする時間は同じとしていたが、本動作例においては、電磁クラッチ５２をフィードローラ２１の回転とともにオン状態とし、オフ状態にする時間を異ならせている。
【００３６】
図６は、本動作例におけるフィードローラ２１と電磁クラッチ５２の制御タイミングを示したタイミングチャートである。同図において、図６（ａ）は外径φがφｃである場合のタイミングチャートであり、図６（ｂ）は外径φがφｄである場合のタイミングチャートである。なお、ここにおいて、φｃ＞φｄであるとする。また、時間ｔ１は画像形成装置１００が転写処理を開始する時間であり、時間ｔ２は画像形成装置１００が転写処理を終了する時間である。
【００３７】
図６に示すように、制御部７は、外径φが大きい場合には、電磁クラッチ５２をオフ状態にする時間ｔｃを外径φが小さい場合（時間ｔｄ）よりも速くし、電磁クラッチ５２がオン状態である時間が短くなるように切り替えタイミングを制御する。このようにすることで、外径φが大きいほど電磁クラッチ５２がオン状態である時間を短くし、外径φが小さいほど電磁クラッチ５２がオン状態である時間を長くすることができ、外径φに応じて供給軸１１の回転量を変化させることができる。そのため、この画像形成装置１００によれば、外径φが大きい場合にフィードローラ２１が必要以上にロール紙を巻き取ってしまったり、あるいは、外径φが小さい場合にフィードローラ２１と供給軸１１との間のロール紙に必要以上の撓みを生じさせてしまったりする不都合を解消することが可能となる。
【００３８】
［３．変形例］
なお、上述した実施形態は本発明の実施の一態様であって、本発明はかかる態様に限定されるものではない。本発明は転写処理の実行時におけるロール紙の搬送タイミングに特徴を有するものであるから、転写部や裁断部の構成は特に問わない。また、シート収容部、シート搬送部、駆動部および計測部についても、上述の実施形態と同様の効果を奏する構成であれば、その細部には相違点があってもよい。例えば、上述の実施形態においてはロール紙の外径を算出するためには回転角を検知していたが、接触式または光学式のセンサを用いて、外径そのものを検知するような構成であってもよい。また、上述の実施形態においては、電磁クラッチ５２により供給軸１１の駆動を制御していたが、動力の伝達および遮断を自在に行えるように構成したギアを用いてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態においては、電磁クラッチ５２をオン状態からオフ状態に切り替える時間（動作例１の場合）や電磁クラッチ５２をオフ状態からオン状態に切り替える時間（動作例２の場合）をフィードローラ２１のオン・オフと同時となるような動作を行っているが、電磁クラッチ５２のオン・オフの切り替えをフィードローラ２１のそれと一致させる必要はない。電磁クラッチ５２がオン状態である時間さえ一致していれば、供給軸１１がロール紙を送り出す（あるいは巻き取る）量に変化はないからである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】同画像形成装置の駆動部を示した図である。
【図３】同画像形成装置の計測部を示した図である。
【図４】同画像形成装置の制御系統を示したブロック図である。
【図５】同画像形成装置におけるフィードローラと電磁クラッチの制御タイミングを示したタイミングチャートである。
【図６】同画像形成装置におけるフィードローラと電磁クラッチの制御タイミングを示したタイミングチャートである。
【図７】ロール紙を用いた従来の画像形成装置の一例を示した図である。
【図８】ロール紙を用いた従来の画像形成装置の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００、９００…画像形成装置、１…ロール紙収容部、１１…供給軸、２…シート搬送部、２１…フィードローラ、２２…ピンチローラ、３…転写部、３１…サーマルヘッド、３２…プラテンローラ、４…裁断部、４１、４２…カッター、５…駆動部、５１、５３、５４…ギア、５２…電磁クラッチ、６…計測部、６１、６２、６３…ギア、６４…スリット板、６５…センサ
【図１】
0004661537.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004661537.tif 000008
【図８】
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