JP2007223103A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷できない余白部が発生しないよう感熱ヘッドなど印刷部の上流と下流に搬送ローラを配置したサーマルプリンタなどの画像形成装置において、上流から下流へのシート受け渡し時に生じる衝撃でシート搬送速度が変動して画質を低下させないにする。
【解決手段】シート３に印刷するサーマルヘッド１２の上流側と下流側にそれぞれ第１，第２搬送ローラ７，８が配置されている。第２搬送ローラ８の送りローラ９は駆動用としてローラ周部の一部に切欠部９ａを設けた断面Ｄカット形状である。その切欠部９ａと押さえローラ１０との間にシート厚さ以上の間隙を開けることができる、シート３に干渉することなく自由に通過させる。また、送りローラ９を回転させて切欠部９ａを開いた角度位置から変位させれば、押さえローラ１０との間にシート３を挟持して搬送可能になる（図２参照）。これにより、印刷中、上流側の第１搬送ローラ７との間でシート３に衝撃を与える引っ張り合いがなくなり、シート搬送速度を安定させ、画像ムラなどをなくす。
【選択図】図１

Description

本発明は、普通紙などの記録紙（以下、「シート」という）上に画像を形成して印刷を行う特にサーマルプリンタなど画像形成装置に関するものである。

サーマルプリンタでは、サーマルヘッド（感熱ヘッド）をプラテンローラに圧接し、サーマルヘッド上にライン状で並列された複数の発熱素子を画像情報に基づき選択的に発熱させ、インクリボン上のインクを熱昇華させてシートに転写する。このようなサーマル転写プリンタの場合、従来、シートをサーマルヘッドに送り込むための搬送ローラを、サーマルヘッドの上流または下流のいずれかに配置していた。ところが、上流または下流のいずれか一方だけに搬送ローラを配置した構成では、印刷中のシートを常にその搬送ローラで挟持して搬送するので、シートの先端部と後端部に印刷できない余白部が残る。

それを解決するために、先に本出願人によって提案されたサーマルヘッドの上流と下流にそれぞれ搬送ローラを配置した装置がある。（たとえば、特許文献１参照）。すなわち、シートの先端部を印刷するとき下流側の搬送ローラは干渉せず、上流側の搬送ローラだけでシートを挟持して押し出すようにして搬送する。一方、シートの後端部を印刷するときは上流側の搬送ローラは干渉せず、下流側の搬送ローラだけでシート先端部を挟持して引っ張り込むようにして搬送する。そのようにシートの先端部と後端部に余白部を残さず全長全域にわたって有効に印刷が行えるようシートの搬送を上流側と下流側でそれぞれ搬送ローラが担当し合う。

なお、搬送ローラは上流側と下流側で同一構造となっており、搬送パスを挟んで対向する送りローラと押さえローラからなっている。送りローラは駆動用として駆動源モータの回転動力が伝達されて自動回転し、押さえローラはシートを適度な押圧力でもって送りローラに圧接することにより、両ローラ間に挟持したシートを回転摩擦力で搬送する。

カラー画像を形成してシート上に印刷を行う場合、シートを１回搬送するごとに１色ずつその色の画像を形成する。搬送ごとに上流と下流の各搬送ローラでは正回転／逆回転に切り換えられ、シートに異なる色のインクを重ね印刷してカラー画像が形成される。

特開2005-271286号公報

しかしながら、上記公報に開示された装置のように、シートの先端部と後端部に印刷できない余白部を残さないようにするためにサーマルヘッドの上流と下流にそれぞれ搬送ローラを配置した装置にあっても、なお未解決の以下の問題点がある。すなわち、サーマルヘッドにてシートの前半部領域での印刷が終了すると後半部領域への印刷に移行する。そうした前半部領域から後半部領域への印刷が移行する際、上流の搬送ローラから下流の搬送ローラにシートが受け渡される段階でローラ回転速度に微妙な差があると、引っ張り合いによる衝撃が瞬間的にシートに加わる。それが原因でシートの搬送速度に変動が生じ、印刷画像に濃度ムラなど発生して高品位の印刷画像を出力できない不具合がある。

本発明の目的は、印刷できない余白部が発生しないよう感熱ヘッドなど印刷部の上流と下流に搬送ローラを配置した装置において、上流から下流へのシート受け渡し時に生じる衝撃でシート搬送速度が変動して画質を低下させない改良された画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、シートに画像を形成して印刷する画像形成部の上流側と下流側にそれぞれ第１，第２搬送手段が配置され、それら第１，第２搬送手段がいずれもシートを挟持して搬送する送りローラおよび押さえローラからなっていて、前記第２搬送手段の送りローラが、回転動力を受けて回転する回転駆動用としてローラ周部の一部に切欠部を設けた断面Ｄカット形状に形成され、その切欠部と前記押さえローラとの間にシート厚さ以上の間隙を開けることが可能となっていることを特徴とするものである。

本発明の画像形成装置によれば、下流側の第２搬送手段では駆動用の送りローラがＤカット形状になっているので、その送りローラの切欠部と押さえローラとの間にシート厚さ以上の隙間を開けたとき、シートに干渉することなく自由に通過させることができる。また、送りローラを回転させて切欠部を開いた角度位置から変位させると、押さえローラとの間にシートを挟持して搬送可能になる。このような下流側の第２搬送手段におけるローラ動作によって、画像形成部での画像形成による印刷中、上流側の第１搬送手段との間でシートに衝撃を与える引っ張り合いなどがなくなる。それによりシートの搬送速度が安定するので、シート上に印刷される画像にムラなどを発生せず、高品位の印刷画像を出力できる効果がある。

以下、本発明による画像形成装置の好適な一実施形態としてサーマルプリンタについて図面を参照して詳細に説明する。

説明中の用語の表現についてはじめに約束する。図１に示すように、シート収納トレイ２から給送されたシート３がプリンタ本体１の内部に搬送されて行く方向に対して、印刷時にサーマルヘッド１２にシート３を搬送するときの方向は図２中の矢印Ｄで示すように逆になる。したがって、搬送路における「上流」と「下流」という用語の表現について、シート３の給送時と印刷時とでは上下流が逆転して使用するものとする。

図１において、サーマルプリンタのプリンタ本体１には接続ケーブルなどを介してホストコンピュータやパーソナルコンピュータ、そしてデジタルカメラなどのデジタル機器が接続され、画像情報が転送されるようになっている。プリンタ本体１が作動開始すると収納トレイ２からシート３が送り出され、図でいう上下方向に可動板４が可動軸を中心にして上下動する。それにより、給排紙ローラ６をシート３に圧接させて繰り出し、プリンタ本体１の内部へと送り込む。

（第１の実施形態）
給排紙ローラ６によって繰り出されたシート３は、プリンタ本体１内部の第２搬送ローラ（第２搬送手段）８から第１搬送ローラ（第１搬送手段）７へと送られる。第２搬送ローラ８は、搬送パスを挟んで対向する送りローラ９と押さえローラ１０からなり、送りローラ９に回転駆動源のモータからの回転動力が伝達される駆動用である。この送りローラ９は周部の一部が切り欠かれて断面半月形状あるいは通称Ｄカット断面形状に形成され、切欠部９ａが設けられている。相手の押さえローラ１０は真円形状である。シート３の通過時、送りローラ９の回転は停止してその切欠部９ａと押さえローラ１０との間にシート厚さ以上の隙間が開くようローラ回転角度が設定され（図１参照）、シート３は第２搬送ローラ８に何ら干渉を受けることなく通過する。

第２搬送ローラ８を通過したシート３の先端部はやがて第１搬送ローラ７に達し、挟持搬送される。シート３の後端部が第２搬送ローラ８を抜け出ると、第１搬送ローラ７の手前近傍に配置されたシート検出センサ１１によってシート３の後端部（印刷時は始端部になる）が検出される。シート３の後端部がシート検出センサ１１によって検出されると、プリンタ本体１から回転オフを指示する制御信号が出力されて第１搬送ローラ７に送られる。第１搬送ローラ７は回転オフ信号によってその送りローラの回転を停止させる。この段階で印刷部（画像形成部）においては、サーマルヘッド１２とプラテンローラ１３との間にシート３が通過可能な程度の隙間が確保される。

つぎに、プリンタ本体１から回転オン信号が第１搬送ローラ７に送られ、送りローラの回転がそれまでシート３を取り込む方向に回転した方向とは逆向き（矢印Ｄ方向）に回転し、その逆回転によってシート３の逆送りを開始する。シート３が逆送されると、シート３はそれまでの後端部を今度は印刷始端部としてサーマルヘッド１２上の発熱素子列１４に向かって搬送される。シート３の印刷始端部が発熱素子列１４に達した段階で、シート３の逆送が停止される。

印刷部においては、ヘッドアーム軸１５を中心にして揺動のごとき動作するサーマルヘッド１２がプラテンローラ１３に接近する方向に移動開始し、回転が自由なプラテンローラ１３にインクリボン１６とシート３を圧接する。サーマルヘッド１２上の発熱素子列１４に画像情報に基づいて通電が開始され、シート３にインクリボン１６上のインクを転写を開始して、シート３の前半部領域に印刷を開始する。

それに同期して、第１搬送ローラ７では逆回転を再開させてシート３を逆送させつつインクリボン巻取部１７を回転駆動させ、そしてシート３への転写を終えたインクリボン１６の巻き取りを開始する。転写前のインクリボン１６は回転が自由なインクリボン供給部１８に捲回されており、インクリボン巻取部１７の巻取動作に追従してインクリボン１６が供給される。

前半部領域での印刷によって、シート３の印刷始端部がこの場合下流側に位置する第２搬送ローラ手段８において送りローラ９と押えローラ１０との間の間隙を通過し、その間の暫く、上流側の第１搬送ローラ７に支援されてシート３の印刷送りが行われる。このとき、Ｄカット形状の送りローラ９の切欠部によって押えローラ１０との間にはシート通過に十分な間隔が開いている。シート３への印刷が開始されてある程度の印刷時間（量）が過ぎると、第２搬送ローラ８の送りローラ９が回転を開始する。送りローラ９のＤカット部が回転で変位して押えローラ１０との隙間が徐々に狭くなる。図２は、給紙ローラ９のそうした変位する形態を示している。

印刷中のシート３の搬送が、そのようにして第２搬送ローラ８に引き渡された瞬間、それまで挟持していた上流側の第１搬送ローラ７のローラ間の隙間がシート３の紙厚さ以上に開く。すなわち、図３に示すように、第１搬送ローラ７の送りローラ７ａが押さえローラ７ｂから離間する方向へ移動して軸間距離を広くし、ローラ間の隙間を開けてシート３を挟持から開放し、シート３の後半部領域の後端部を自由に通過させる。これでシート３の搬送が完全に下流側の第２搬送ローラ８の送りローラ９と押えローラ１０に引き継がれる。

第２搬送ローラ８によって引き継がれ、後半部領域の後端部を開放されているシート３はそのままサーマルヘッド１２に送られると、発熱素子列１４を通過することでシート後端部に印刷の余白部が残らないように有効に印刷される。そのようにしてシート後半部領域の後端部まで印刷の余白部が残らないで印刷を終了した段階で、第２搬送ローラ８の送りローラ９の回転が停止する。同時にインクリボン１６の巻取動作を停止させ、シート３に対する１色目の印画動作を終了する。

ここまでの印刷動作で明らかなように、第２搬送ローラ８から第１搬送ローラ７へのシート搬送時は、シートの後端部に第２搬送ローラ８が干渉することなく自由に通過させる。逆に、第１搬送ローラ７から第２搬送ローラ８へのシート搬送時（印刷時）は、好適なタイミングで第１搬送ローラ７はシート３の後端部が抜け出る前の段階で、それまで挟持していた状態から開放してシート後端部を自由に通過させる。このように、特に印刷時に第１搬送ローラ７から第２搬送ローラ８に向かってシート３を搬送して受け渡すとき、上流側と下流側のローラ回転速度の微妙な差でシート３を引っ張り合わない。このことが重要であり、印刷中、シート３の搬送速度が安定して変動せず、濃度ムラや画像ムラによる画質低下を防止でき、高品位画像による印刷を実現する。

なお、言い換えれば、シート３の搬送速度の安定化とは、第１搬送ローラ７と第２搬送ローラ８によるシート搬送量を同量となるように設定することである。しかし、実際には部品精度の誤差で第１，第２搬送ローラ７，８間の搬送量に微妙な差異が生じることは止むを得ない。また、第１，第２搬送ローラ７，８でシート３を挟持して搬送中の拘束時間が長くなるほど、シート３の引っ張り合いが生じる度合いは増えることになり、シート３に撓みや搬送速度にばらつきが生じ易くなる。本実施形態においては、そうした懸念を有効に払拭したものである。

カラー印刷時は以上の印刷動作を数回繰り返すことにより、シート３に対して異なる色のインクを重ね印刷し、カラー画像を形成する。カラー画像の形成後は、シート３をフラップ１９にて排出させ、回転中の給排紙ローラ６と排紙押えローラ２０によって挟持して搬送し、収納トレイ２上に排出される。

また、本実施形態では、サーマルヘッド１２の上流と下流の搬送路にそれぞれ第１，第２搬送ローラ７，８を配置したことで、シート３の前半部領域の先端部や後半部領域の後端部に余白部を残さず、ほぼ全領域にわたって有効に印刷できることは勿論である。

また、第２搬送ローラ８の送りローラ９を半月断面形状またはＤカット断面形状とすることで、シート３を挟持して搬送したり、挟持を開放して自由な搬送が効率良く行うことができる。第１搬送ローラ７の送りローラ７ａ（図３参照）が押さえローラ７ｂに係脱して、シート３を挟持して搬送したり、シート３を開放する動作とのタイミングを図ることで、シート３の安定した搬送速度を得て、高品位の印刷が可能になる。

本発明による画像形成装置の実施形態であるサーマル転写プリンタにおいて、記録媒体のシートをトレイから装置本体に取り込む搬送始めの構成を示す図。 本実施形態において取り込まれたシートを印刷部（画像形成部）に送って印刷中の態様を示す図。 印刷時に上流側の第１搬送ローラによってシートの後半部領域の後端部を開放する態様を示す図。

符号の説明

１ プリンタ本体
３ シート（記録紙）
７ａ 送りローラ
７ｂ 押さえローラ
９ Ｄカット断面形状の送りローラ
１０ 押さえローラ
１２ サーマルヘッド
１３ プラテンローラ
１４ 発熱素子列
１６ インクリボン

Claims (3)

1. シートに画像を形成して印刷する画像形成部の上流側と下流側にそれぞれ第１，第２搬送手段が配置され、それら第１，第２搬送手段がいずれもシートを挟持して搬送する送りローラおよび押さえローラからなっている画像形成装置において、
   前記第２搬送手段の送りローラが、回転動力を受けて回転する回転駆動用としてローラ周部の一部に切欠部を設けた断面Ｄカット形状に形成され、その切欠部と前記押さえローラとの間にシート厚さ以上の間隙を開けることが可能となっていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１搬送手段の押さえローラに対して送りローラが離間する方向に移動可能となっており、前記画像形成部でシートに画像形成中にシートの後半部領域の印刷終端部が前記第１搬送手段から抜ける前に、前記送りローラが移動して前記押さえローラとの間隙をシート厚さ以上にすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部で画像形成を終えたシートの前半部領域の印刷始端部がシート厚さ以上の間隙に開いている前記第１搬送手段を通過後、その第１搬送手段の送りローラを切欠部が変位する方向に回転駆動させて前記押さえローラとの間にシートを挟持して搬送できるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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