JP2005272078A

JP2005272078A - プリンタ

Info

Publication number: JP2005272078A
Application number: JP2004087826A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Oku; 雅俊奥
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】用紙の搬送量を一定にして画質を維持できるようにすること。
【解決手段】画像がプリントされる用紙２０をキャプスタンローラ２６２とピンチローラ２６４とによって挟持し、用紙２０をキャプスタンローラ２６２の回転力によって所定の方向に搬送するプリンタにおいて、ピンチローラ２６４は、弾性体からなりその軸方向長さｄが用紙２０の搬送方向に直交する寸法よりも長く形成され、キャプスタンローラ２６２との間で用紙２０を挟持する用紙挟持部２６８と、剛体からなり用紙２０の搬送方向に直交する方向において用紙挟持部２６８の両端に設けられ、キャプスタンローラ２６２に直接当接する両端剛体部２６６を有するよう構成した。
【選択図】図３

Description

本発明はプリンタに係り、特に所定の用紙を搬送して当該用紙に画像をプリントするプリンタに関する。

サーモ・オートクローム方式（感熱カラープリント方式、以下ＴＡ方式という）のサーマルプリンタでは、熱を加えると発色し、所定の波長の光を照射すると定着するという特性の用紙（ＴＡ用紙）を用いる。

具体的には、シアン（Ｃ）発色層、マゼンタ（Ｍ）発色層、イエロ（Ｙ）発色層の３層が順に重ねられて形成されており、各発色層に対して、それぞれ対応した温度範囲内で熱量が与えられると、その熱量に応じた濃度（階調）で、Ｃ、Ｍ、Ｙがそれぞれ発色する。また、Ｍ発色層及びＹ発色層の各層に対して、それぞれ対応した波長の光が照射されると、発色の状態がそれぞれ定着する。

このようなＴＡ用紙に画像をプリントする際、一般に、一対のキャプスタンローラとピンチローラとによってＴＡ用紙を挟持し、主としてキャプスタンローラの回転力によってその搬送が行われる。

なお、特許文献１には、滑り止め防止のためのローラに突起を設けたものが記載されている。また、特許文献２には、ローラ自身の変形防止のためにローラに突起を設けたものが記載されている。
特開平１０−２３６６８３号公報特開平１０−２３１０４２号公報

従来のプリンタでは、サーマルヘッドに配列された発熱素子によってＴＡ用紙が加熱され、そのＴＡ用紙の種類によっては、加熱された位置や与えられた熱量に応じてＴＡ用紙が軟化する等の変質をきたし、その変質の状態によっては、用紙の搬送量にずれが生じる場合があった。

まず図５（ａ）を用いて説明すると、キャプスタンローラ９２の半径をｒ、角速度をω、用紙２０の厚さの半分をｔ_０とした場合、用紙２０の搬送量はｓ_０＝（ｒ＋ｔ_０）×ωで表される。実際には、図５（ｂ）に示すように、用紙２０は、ピンチローラ９４によってキャプスタンローラ９２に押圧されて、その押圧力によって潰され、用紙２０の搬送量が変動する。例えば、用紙２０の厚さの半分がｔ_０−Δｔ_１となった場合には、用紙２０の搬送量ｓ_１＝（ｒ＋ｔ_０−Δｔ_１）×ωとなって、搬送量ずれΔｓ_１＝−Δｔ_１×ωが生じる。図５（ｃ）に示すように、さらに用紙２０の潰れ量が大きくなって、例えば、用紙２０の厚さの半分がｔ_０−Δｔ_２（ここでΔｔ_２＞Δｔ_１である）となった場合には、用紙２０の搬送量ｓ_２＝（ｒ＋ｔ_０−Δｔ_２）×ωとなって、搬送量ずれΔｓ_２＝−Δｔ_２×ω（ここで｜Δｓ_２｜＞｜Δｓ_１｜である）が生じる。すなわち、用紙２０の潰れ量が大きくなるほど搬送量ずれが大きくなる。例えば、用紙の潰れ量が０．１％変動すると、搬送量も０．１％変動することになり、搬送量１００ｍｍに対して１００μｍの搬送量ずれが生じてしまう。

ＴＡ方式のサーマルプリンタでは、３つの発色層を順にそれぞれ異なる温度範囲で加熱発色させるため、各発色層を加熱発色するごとに、キャプスタンローラ９２の正回転及び逆回転により用紙２０の送りと戻しを繰り返すようになっている。ここで、加熱に起因して、キャプスタンローラ９２及びピンチローラ９４の両ローラ間で用紙２０の潰れ量が変動すると、搬送量にずれが生じ、結果として、色ずれ等の画質の低下を引き起こすことになる。また、単に、各色に対応して加熱温度が異なるだけでなく、各色の発色目標濃度や、各色の発色対象画素の位置が、画像ごとに異なるので、全ての画像のプリントについて搬送量を安定化させるのは容易でない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、用紙が加熱等により変質しても用紙の搬送量を一定にすることができるプリンタを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、画像がプリントされる用紙をキャプスタンローラとピンチローラとによって挟持し、該用紙をキャプスタンローラの回転力によって所定の方向に搬送するプリンタにおいて、前記ピンチローラは、弾性体からなりその軸方向長さが用紙の搬送方向に直交する寸法よりも長く形成され、前記キャプスタンローラとの間で前記用紙を挟持する用紙挟持部と、剛体からなり用紙の搬送方向に直交する方向において前記用紙挟持部の両端に設けられ、前記キャプスタンローラに直接当接する両端剛体部を有する構成となっている。

この構成によって、ピンチローラの剛体からなる両端剛体部がキャプスタンローラに直接当接して、ピンチローラの軸線とキャプスタンローラの軸線との位置関係を一定に保持するとともに、ピンチローラの弾性体からなる用紙挟持部がその弾性によって用紙の潰れをなくす方向に変形するので、用紙の搬送量が一定になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ピンチローラの前記用紙挟持部と前記両端剛体部とが同じ直径で形成され、前記用紙挟持部は、搬送される用紙の厚さだけ前記キャプスタンローラに対向する位置において弾性変形する構成となっている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記用紙は、各色ごとの発色層を有する感熱用紙であり、前記用紙に対して加熱による発色及び光照射による定着のうち少なくとも一方を行う際に、該用紙を前記キャプスタンローラの正逆回転により送り方向及び戻し方向の両方向にそれぞれ複数回搬送する構成となっている。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、前記ピンチローラの前記弾性体がゴムからなり、前記剛体が金属からなる構成となっている。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、前記キャプスタンローラの外周面に前記用紙との摩擦力を高くする微小突起が形成されている構成となっている。

この構成によって、用紙への押圧が小さくても、微小突起と用紙との摩擦力によって搬送の安定性が確保される。

本発明によれば、用紙の硬度や表面状態が熱や光などにより変質しても用紙の搬送量を一定にすることができる。

以下、添付図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態のプリンタ１０の構造を示す正面図である。

このプリンタ１０は、サーモ・オートクローム方式（感熱カラープリント方式、以下単にＴＡ方式という）を採用したサーマルプリンタであり、主として、用紙２０を収納する用紙収納部２２と、給紙ローラ２４と、キャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４からなる搬送ローラ２６と、ホームポジションセンサ２８と、サーマルヘッド３０と、プラテンローラ３２と、定着器３４、３６と、受光センサ３８と、カッタ４０と、排紙ローラ４４、４６とによって構成されている。

用紙２０は、熱を加えると発色し、所定の波長の光を照射すると定着するという特性を有したサーモ・オートクローム用紙（ＴＡ用紙）を用いる。具体的には、シアン（Ｃ）発色層、マゼンタ（Ｍ）発色層、イエロ（Ｙ）発色層の３層が順に重ねられて形成されており、各発色層に対して、それぞれ対応した温度範囲内で熱量が与えられると、その熱量に応じた濃度（階調）で、Ｃ、Ｍ、Ｙがそれぞれ発色し、また、Ｃ発色層を除き、Ｍ発色層及びＹ発色層の各発色層に対して、それぞれ対応した波長の光が照射されると、発色の状態がそれぞれ定着されるようになっている。各発色層における階調を調節することで、１画素中で３原色の重ねあわせを表現できる。このような用紙２０は、ロール状の連続した用紙（ロール紙）として用紙収納部２２に収納されている。

給紙ローラ２４は、用紙２０を用紙収納部２２から繰り出すものである。繰り出された用紙２０の先端がホームポジションセンサ２８によって検出されると、搬送ローラ２６を構成するキャプスタンローラ２６２とピンチローラ２６４とによって用紙２０が挟持されるようになっている。

このようにしてキャプスタンローラ２６２とピンチローラ２６４とによって挟持された用紙２０は、主としてキャプスタンローラ２６２の回転力により、図１に矢印で示すように、送り方向及び戻し方向の両方向において搬送可能となる。

サーマルヘッド３０の下方には、用紙２０を挟んでプラテンローラ３２が対向して配置されている。このサーマルヘッド３０は、用紙２０の圧接及び用紙２０からの退避が自在であり、圧接して印画を行うようになっている。また、用紙２０の各発色層を発色させるための加熱温度の範囲は、一般に、Ｙ発色層＜Ｍ発色層＜Ｃ発色層の順になっており、すなわち、各発色層に対して与える熱エネルギの大きさは、Ｙ発色層＜Ｍ発色層＜Ｃ発色層の順になっている。

２つの定着器（Ｙ定着器３４及びＭ定着器３６）は搬送される用紙２０の高さ方向上方に設置されている。Ｙ定着器３４は、用紙２０のＹ発色層に対してそのＹ発色層を定着させるための所定の波長の光を照射するものである。Ｍ定着器３６は、用紙２０のＭ発色層に対してそのＭ発色層を定着させるための所定の波長の光を照射するものである。

受光センサ３８は、第１に、発色及び定着した後のＹ、Ｍ、Ｃ各色の濃度を測定する用途に配設する場合、第２に、用紙２０の搬送精度を確認するために配設する場合、第３に、用紙２０のジャムを検出するために配設する場合などがある。

サーマルヘッド３０の後段には、カッタ４０が配設されている。カッタ４０は、画像がプリントされた用紙２０を、所定の大きさに切り離すものである。例えば、Ｌサイズ（８９×１２７ｍｍ）、カードサイズ（５５×８９ｍｍ）、デジカメサイズ（８９×１２０ｍｍ）、ハイビジョンサイズ（８９×１５８ｍｍ）等、予め選択された各種サイズに切り離し可能である。

Ｙ定着器３４及びＭ定着器３６の間には第１の排紙ローラ４４が設けられ、Ｍ定着器３６の後段には第２の排紙ローラ４６が設けられている。両排紙ローラ４４、４６は、具体的には、それぞれ、上下ローラからなるローラ対である。カッタ４０によって切り離された用紙２０は、両排紙ローラ４４、４６によって排紙される。

次に、図２及び図３を用いて、搬送ローラ２６を構成するキャプスタンローラ２６２とピンチローラ２６４の構造について説明する。

キャプスタンローラ２６２は、剛体からなり、例えば金属を用いる。また、キャプスタンローラ２６２の外周面には、用紙２０との間の摩擦力を高くするための多数の微小突起２６３が形成されている。これらの多数の微小突起２６３は千鳥状に配設されている。

また、キャプスタンローラ２６２は、このキャプスタンローラ２６２を回転駆動する図示を省略した駆動回路によって、正回転及び逆回転が自在であり、用紙２０を矢印で示す送り方向及び戻し方向の両方向において自在に搬送可能である。

ピンチローラ２６４は、弾性体からなりキャプスタンローラ２６２との間で用紙２０を挟持する用紙挟持部２６８と、剛体からなり用紙挟持部２６８の両端に設けられて、キャプスタンローラ２６２に直接当接する両端剛体部２６６とを有する。用紙挟持部２６８は、例えば硬度７０乃至９０度のゴムを用い、両端剛体部２６６は、例えばＳＵＳ３０４などの金属を用いる。ピンチローラ２６４の用紙挟持部２６８の幅ｄ（その軸方向の長さ）は、用紙２０の幅（用紙２０の搬送方向に直交する寸法）よりも長く形成されている。両端剛体部２６６同士は芯金２６７を軸として、用紙２０の搬送方向に直交する方向で連結され、その芯金２６７の外周を取り囲むように用紙挟持部２６８が形成されている。

また、ピンチローラ２６４は、このピンチローラ２６４を付勢する図示を省略した付勢手段の付勢力によって、キャプスタンローラ２６２との間で用紙２０を挟持するためにキャプスタンローラ２６２を押圧する押圧状態になる一方で、付勢手段の付勢力が解除されるとキャプスタンローラ２６２から退避した退避状態になる。退避状態においてホームポジションセンサ２８で用紙２０が検出されると、押圧状態になって、キャプスタンローラ２６２との間で用紙２０を挟持する。押圧状態では、ピンチローラ２６４の剛体からなる両端剛体部２６６がキャプスタンローラ２６２の外周面に直接当接して、ピンチローラ２６４の軸線とキャプスタンローラ２６２の軸線との位置関係を一定に保持する。また、押圧状態では、ピンチローラ２６４の弾性体からなる用紙挟持部２６８がその弾性によって用紙２０の潰れをなくす方向に変形する。

このような押圧状態において、キャプスタンローラ２６２が正回転してこれにピンチローラ２６４が従動し、用紙２０を所定のプリント位置から一定速度で送り方向に搬送しながら、サーマルヘッド３０により用紙２０の各発色層を加熱して各発色層を発色させる。また、キャプスタンローラ２６２が逆回転してこれにピンチローラ２６４が従動し、用紙２０を戻し方向に搬送して、用紙２０を所定のプリント開始位置に戻すことが可能である。

なお、本実施形態では、ピンチローラ２６４の用紙挟持部２６８と用紙挟持部２６６とは同じ直径で形成され、用紙挟持部２６８は、搬送する用紙２０の厚さ（例えば１５０乃至３００μｍ）だけキャプスタンローラ２６２に対向する位置において弾性変形するようになっているが、用紙挟持部２６８の硬度や直径を適宜変えた組み合わせでも適用できる。

図４（ａ）は退避状態のキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４の正面図であり、図４（ｂ）はそのＢ−Ｂ´断面を示す断面図であり、図４（ｃ）はそのＣ−Ｃ´断面を示す断面図である。また、図４（ｄ）は押圧状態のキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４の正面図であり、図４（ｅ）はそのＥ−Ｅ´断面を示す断面図であり、図４（ｆ）はそのＦ−Ｆ´断面を示す断面図である。

本実施形態におけるプリンタ１０の動作について、以下説明する。

給紙ローラ２４によって用紙収納部２２から繰り出された連続した用紙２０は、その先端がホームポジションセンサ２８によって検出されると、搬送ローラ２６を構成するキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４の両ローラ間で挟持される。すなわち、図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す退避状態から図４（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）に示す押圧状態になる。

用紙２０が所定のプリント開始位置にすでに搬送されているものとして説明を続けると、用紙２０がキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４との間で挟持された状態においてキャプスタンローラ２６２が正回転し、用紙２０をプリント開始位置から一定速度で搬送しながら、用紙２０のＹ発色層が発色する熱エネルギの範囲内で画像に応じた濃度となるようにサーマルヘッド３０を制御し、続いてＹ定着器３４から所定の波長の光を照射してＹ発色層の発色を定着させる。次に、用紙２０がキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４との間で挟持された状態においてキャプスタンローラ２６２が逆回転し、用紙２０をプリント開始位置に戻す。その後、改めて、用紙２０がキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４との間で挟持された状態においてキャプスタンローラ２６２が正回転し、用紙２０をプリント開始位置から一定速度で搬送しながら、用紙２０のＭ発色層が発色する熱エネルギの範囲内で画像に応じた濃度となるようにサーマルヘッド３０を制御し、続いてＭ定着器３６から所定の波長の光を照射してＭ発色層の発色を定着させる。次に、用紙２０がキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４との間で挟持された状態においてキャプスタンローラ２６２が逆回転し、用紙２０をプリント開始位置に戻した後、改めて、キャプスタンローラ２６２が正回転し、用紙２０をプリント開始位置から一定速度で搬送しながら、用紙２０のＣ発色層が発色する熱エネルギの範囲内で画像に応じた濃度となるようにサーマルヘッド３０を制御する。

用紙２０がキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４との間で挟持された状態、すなわち押圧状態では、ピンチローラ２６４の剛体からなる両端剛体部２６６がキャプスタンローラ２６２の外周面に直接当接して、ピンチローラ２６４の軸線とキャプスタンローラ２６２の軸線との位置関係を一定に保持する。また、押圧状態では、図４（ｄ）及び図４（ｆ）において、ピンチローラ２６４の弾性体からなる用紙挟持部２６８がその弾性によって用紙２０の潰れをなくす方向に変形するので、用紙２０の搬送量は一定化される。また、キャプスタンローラ２６２の微小突起２６３と用紙２０との摩擦力によって、搬送の安定性が確保される。

用紙２０の各発色層を発色及び定着させた後に、カッタ４０により用紙２０が切り離されて、排紙ローラ４４、4６により排紙される。

以上、用紙に対して加熱による発色及び光照射による定着の両方を行う際に用いられる搬送ローラ２６を、図３及び図４を用いて説明したキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４によって構成した場合を例に説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、加熱による発色のみに用いられる搬送ローラ、あるいは、光照射による定着のみに用いられる搬送ローラを、図３及び図４を用いて説明したキャプスタンローラ２６２及びピンチローラ２６４によって構成してもよい。その他、加熱や光照射以外のその他の要因により変質する用紙を搬送する場合にも、適宜、本発明を適用することができる。

本発明に係る一実施形態のプリンタの全体構造を示す正面図プリンタの要部を示す説明図キャプスタンローラ及びピンチローラの例を示す斜視図キャプスタンローラ及びピンチローラの例を示す正面図及び断面図従来のプリンタにおける搬送量ずれの説明に用いる説明図

符号の説明

２０…用紙、２６…搬送ローラ、２８…ホームポジションセンサ、３０…サーマルヘッド、３４、３６…定着器、４０…カッタ、４４、４６…排紙ローラ、２６２…キャプスタンローラ、２６３…キャプスタンローラの微小突起、２６４…ピンチローラ、２６６…ピンチローラの両端剛体部、２６７…ピンチローラの芯金、２６８…ピンチローラの用紙挟持部

Claims

画像がプリントされる用紙をキャプスタンローラとピンチローラとによって挟持し、該用紙をキャプスタンローラの回転力によって所定の方向に搬送するプリンタにおいて、
前記ピンチローラは、
弾性体からなりその軸方向長さが用紙の搬送方向に直交する寸法よりも長く形成され、前記キャプスタンローラとの間で前記用紙を挟持する用紙挟持部と、
剛体からなり用紙の搬送方向に直交する方向において前記用紙挟持部の両端に設けられ、前記キャプスタンローラに直接当接する両端剛体部と、
を有することを特徴とするプリンタ。
前記ピンチローラの前記用紙挟持部と前記両端剛体部とが同じ直径で形成され、前記用紙挟持部は、搬送される用紙の厚さだけ前記キャプスタンローラに対向する位置において弾性変形することを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
前記用紙は、各色ごとの発色層を有する感熱用紙であり、
前記用紙に対して加熱による発色及び光照射による定着のうち少なくとも一方を行う際に、該用紙を前記キャプスタンローラの正逆回転により送り方向及び戻し方向の両方向にそれぞれ複数回搬送することを特徴とする請求項１又は２に記載のプリンタ。
前記ピンチローラの前記弾性体がゴムからなり、前記剛体が金属からなる請求項１乃至３の何れかに記載のプリンタ。
前記キャプスタンローラの外周面に前記用紙との摩擦力を高くする微小突起が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプリンタ。