JP2016008142A - 搬送装置、記録装置、制御方法及びシート送り出し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール状のシートの搬送精度を向上すること。【解決手段】シートが巻き回されたロールを回転自在に支持する支持手段と、前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを引き出す搬送手段と、前記支持手段に支持された前記ロールの回転量を検知する検知手段と、前記支持手段に支持された前記ロールと前記搬送手段との間における前記シートに張力を発生させる張力発生手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて前記張力発生手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記支持手段に支持された前記ロールの一回転中の回転位相に応じて前記張力発生手段に対する制御量を設定する。【選択図】図３

Description

本発明は搬送装置、記録装置、制御方法及びシート送り出し方法に関する。

ロール紙に代表される、ロール状のシートに対して画像を記録する記録装置が提案されている。このような記録装置には、ロールからシートを引き出して搬送する搬送機構が設けられている。搬送機構は、例えば、シートを挟持搬送する搬送ローラ対を備える。搬送機構によるシートの搬送精度は記録画像の品質に影響する。ロールと搬送ローラ対との間におけるシートの張力は搬送精度に影響を与える。ロールの交換や、シートの消費によって、ロール径が変化することはシートの張力の変動要因となる。特許文献１には、ロールを支持するスピンドルを駆動するスピンドルモータによりシートの張力を調整する装置が開示されている。特許文献１の装置は、記録実行指令毎やユーザの指示があった場合にロール径を推定する処理を実行し、推定したロール径に基づいてスピンドルモータを制御することで、記録媒体の張力の変動を抑制する。

特開２００９−２０８９２１号公報

シートの張力は、ロールの交換や、シートの消費以外の要因によっても変動し得る。例えば、装置の機構の誤差や、ロールの回転中心の偏心等も要因となる。特許文献１の装置ではこれらの要因に起因する記録媒体の張力の変動に対応することは困難である。

本発明は、ロール状のシートの搬送精度を向上する技術を提供するものである。

本発明によれば、例えば、シートが巻き回されたロールを回転自在に支持する支持手段と、前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを引き出す搬送手段と、前記支持手段に支持された前記ロールの回転量を検知する検知手段と、前記支持手段に支持された前記ロールと前記搬送手段との間における前記シートに張力を発生させる張力発生手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて前記張力発生手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記支持手段に支持された前記ロールの一回転中の回転位相に応じて前記張力発生手段に対する制御量を設定する、ことを特徴とする搬送装置が提供される。

本発明によれば、ロール状のシートの搬送精度を向上する技術を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図。 図１の記録装置が備える機構及び制御ユニットの説明図。 （Ａ）はロールの半径の算出例を示す説明図、（Ｂ）は回転位相領域の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は制御ユニットが実行する処理例を示すフローチャート。 （Ａ）及び（Ｂ）はロールの偏心を考慮した制御量の設定例の説明図。 搬送量の補正量の例を示す説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は制御ユニットが実行する処理例を示すフローチャート。

＜第一実施形態＞
＜装置の構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る記録装置１の概略図、図２は記録装置１が備える機構及び制御ユニット４の説明図である。本実施形態では、インクジェット記録装置に本発明を適用した場合について説明するが、本発明は他の形式の記録装置にも適用可能である。また、本実施形態ではシリアル型のインクジェット記録装置に本発明を適用した場合について説明するが、ライン型のインクジェット記録装置にも本発明は適用可能である。

なお、「記録」には、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も含まれ、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。また、本実施形態では「記録媒体」として紙のシートＭを想定するが、布、プラスチック・フィルム等、他の素材のシートであってもよい。

図１及び図２を参照して記録装置１は、搬送装置２と、記録機構３と、制御ユニット４とを備える。図中、矢印Ｘは主走査方向を示し、矢印Ｙは主走査方向と直交する副走査方向を示す。

記録装置１は、帯状のシートＭが巻き回されたロール（ロール紙）ＲＬからシートＭを引き出して画像を記録する装置である。ロールＲＬは、例えば、筒状の芯材（例えば紙管）にシートＭを巻き回して構成された筒体である。

搬送装置２は、支持ユニット２１と、搬送機構２２と、張力発生機構２３とを含む。支持ユニット２１はロールＲＬを回転自在に支持するユニットである。本実施形態の場合、支持ユニット２１は、一対の支持体２１ａ、２１ｂと、回転軸２１ｃとを備える。一対の支持体２１ａ、２１ｂは、回転軸２１ｃを回転可能に支持する他、記録装置１の他の構成も支持する。回転軸２１ｃはその両端部が一対の支持体２１ａ、２１ｂに着脱自在に支持され、Ｘ方向と平行に延設されている。ロールＲＬにはその中心に回転軸２１ｃが嵌合し、回転軸２１ｃとロールＲＬとは一体的に回転する。ロールＲＬは公知の着脱機構の採用により、回転軸２１ｃに対して交換可能に装着される。

搬送機構２２は、本実施形態の場合、ローラ対を形成する搬送ローラ２２１とピンチローラ２２２と、を備える。搬送ローラ２２１とピンチローラ２２２とはＸ方向に延設されている。搬送ローラ２２１は、例えば、軸と、この軸の表面を被覆する円筒状のゴム等から構成される。ピンチローラ２２２は、バネ等の不図示の弾性部材によって搬送ローラ２２１に圧接され、搬送ローラ２２１の回転に連れ回って回転する。

搬送ローラ２２１とピンチローラ２２２とのニップ部にシートＭの端部を挟持し、搬送ローラ２２１を回転すると、シートＭがロールＲＬから引き出されてニップ部でＹ方向に挟持搬送されることになる。

搬送機構２２は搬送ローラ２２１を回転する駆動機構２２４を備える。駆動機構２２４は、駆動源であるモータ２２３と、モータ２２３の出力を搬送ローラ２２１に伝達する伝達機構２２４とを備える。伝達機構２２４は本実施形態の場合、歯車で構成された減速機構であり、モータ２２３の出力軸に固定されたギア２２４ａと、搬送ローラ２２１の端部に固定され、ギア２２４ａと噛み合うギア２２４ｂとを備える。モータ２２３を駆動することで搬送ローラ２２１を回転させることができ、モータ２２３の回転方向によって搬送ローラ２２１の回転方向を切り替えることができる。伝達機構２２４はベルト伝動機構等、他の種類の機構であってもよい。

張力発生機構２３は、駆動源であるモータ２３１と、モータ２３１の出力をロールＲＬに伝達する伝達機構２３２とを備える。伝達機構２３２は本実施形態の場合、歯車で構成された減速機構であり、モータ２３１の出力軸に固定されたギア２３２ａと、回転軸２１ｃの端部に固定され、ギア２３２ａと噛み合うギア２３２ｂとを備える。モータ２３１を駆動することでロールＲＬを回転させることができ、モータ２３１の回転方向によってロールＲＬの回転方向を切り替えることができる。ロールＲＬの回転によりシートＭをＹ方向へ送り出すことをフォワードフィードと呼び、その時のローラＲＬの回転方向を正方向と呼ぶ場合がある。また、ローラＲＬの回転によりシートＭを巻き取ることをバックフィードと呼び、その時のローラＲＬの回転方向を逆方向と呼ぶ場合がある。

本実施形態では、シートＭの搬送の際、搬送ローラ２２１の回転駆動に加えてロールＲＬの回転駆動を行うことで、シートＭを送り出しながら搬送する。そして、モータ２２３の制御とモータ２４１の制御とを協調して行うことで、支持ユニット２１に支持されたロールＲＬと搬送ローラ２２１との間におけるシートＭに張力を発生させることができる。なお、伝達機構２３２はベルト伝動機構等、他の種類の機構であってもよい。

搬送装置２は、また、センサ２４、２５を備える。センサ２４は支持ユニット２１に支持されたロールＲＬの回転量を検知するセンサである。本実施形態の場合、センサ２４は、ロータリエンコーダであり、スリット円板２４１と光センサ２４２とを備える。スリット円板２４１は、その周縁部に複数のスリットが設けられた円板であり、本実施形態の場合、モータ２４１の出力軸と同軸で固定されている。光センサ２４２は、互いに対向した受光素子と発光素子とを備えた透過型の光センサであり、スリット円板２４１のスリットの有無を検知するように配設される。光センサ２４２が検知したスリット数をカウントすることで、モータ２４１の回転量が検知される。そして、モータ２４１の回転量と、伝達機構２３の減速比とからロールＲＬの回転量を検知することができる。なお、スリット円板２４１は回転軸２３２ｂと同軸に固定する構成も採用可能である。また、センサ２４はロールＲＬの回転量を検知可能であれば、他の種類のセンサであってもよい。

センサ２５は搬送ローラ２２１の回転量を検知するセンサである。本実施形態の場合、センサ２５は、センサ２４と同様に、スリット円板２５１と光センサ２５２とを備えるロータリエンコーダである。スリット円板２５１は搬送ローラ２２１と同軸に固定されており、光センサ２５２が検知したスリット数をカウントすることで、搬送ローラ２２１の回転量が検知される。なお、スリット円板２５１はモータ２２３と同軸に固定する構成も採用可能である。また、センサ２５は搬送ローラ２２１の回転量を検知可能であれば、他の種類のセンサであってもよい。

搬送装置２は、また、センサ２６〜２９を備える。センサ２６は搬送ローラ２２１の上流側に配置され、シートＭを検知するセンサであり、例えば光センサである。センサ２７はモータ２３１の出力トルクを検知するセンサであり、例えば、モータ２３１に対する供給電流を検知する電流センサである。センサ２８はモータ２２３の出力トルクを検知するセンサであり、例えば、モータ２２３に対する供給電流を検知する電流センサである。センサ２９は回転軸２１ｃに設けられた被検知片２１ｃ’を検知するセンサであり、例えば光センサである。センサ２９が被検知片を検知したとき、回転軸２１ｃの回転位置を初期位置とすることができる。

次に記録機構３について説明する。記録機構３は、キャリッジ３１と、記録ユニット３２と、を備える。キャリッジ３１は、Ｘ方向に延設された案内軸３２の案内により、Ｘ方向に移動自在に支持される。キャリッジ３１は、キャリッジモータＣＭを駆動源とした駆動機構（例えばベルト伝動機構を含む）によりＸ方向に往復移動される。

記録ユニット３２は、キャリッジ３１に搭載されている。記録ユニット３２は例えば記録ヘッドを含む。記録ヘッドはインクタンクから供給されるインクをシートＭに吐出して画像を記録する。インクタンクは、例えば、記録ヘッドと一体で記録ユニット３２を構成するか、又は、記録ヘッドとは別体でキャリッジ３１に搭載することができる。キャリッジ３１の移動経路の下方には、プラテン２４が配置される。プラテン２４は、例えば、シートＭを吸引して保持する機構を備える。

キャリッジ３１にはセンサ３４、３５が搭載されている。センサ３４はキャリッジ３１の位置を検出するセンサであり、例えば、エンコーダセンサである。エンコーダセンサは、Ｘ方向に配設された不図示のエンコーダスケールを読み取り、その読取結果によりキャリッジ３１のＸ方向の位置を検知できる。センサ３５はシートＭを検知するセンサであり、例えば光センサである。キャリッジ３１をＸ方向に移動させ、センサ３５の検知結果が変化したときのキャリッジ３１の位置に基づき、シートＭの幅を算出することができる。

次に制御ユニット４について説明する。制御ユニット４は、処理部４１と、記憶部４２と、インタフェース部４３と、を備える。処理部４１は例えばＣＰＵであり、記録装置１全体の制御を司る。記憶部４２は、１又は複数の記憶デバイスを備える。記憶デバイスは例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等である。記憶部４２には処理部４１が実行するプログラムや、不図示のホストコンピュータから受信した記録データ等が記憶される。また、記憶部４２には処理部４１がプログラムを実行したことにより生じた各種のデータが一時的に保存される。

記憶部４２には、また、各種の情報が記憶される。各種の情報には、シート情報、モータ情報、張力設定情報４２ａ等が含まれる。シート情報は、例えば、シートの種類毎で、シートの密度、厚さ、紙管の直径又は半径等を含む。モータ情報は、例えば、モータのトルク係数を含む。張力設定情報４２ａは、張力発生機構２３のモータ２３１に対する制御量の情報である。詳細は後述する。

インタフェース部４３は、上述した各種センサや操作部５からのデータの入力、上述した各種モータや記録ヘッドへのデータの出力を行うＩ／Ｏインタフェースや、不図示のホストコンピュータとの通信を行う通信インタフェース等が含まれる。なお、制御ユニット４は、上述したセンサからの信号を処理する信号処理回路や、モータを駆動する駆動回路等を備えてもよい。操作部５はユーザの指示を受け付けるための入力デバイスであり、例えば、タッチパネル式のオペレーションパネルである。

次に、記録装置１の記録動作について説明する。搬送機構２２によりロールＲＬからシートＭを引き出す。シートＭ上をキャリッジ３１が移動（走査）する。記録ユニット３２は、その移動中にインク滴を吐出して画像を記録する。画像の記録中はシートＭの搬送は行わず、プラテン２４によりシートＭを吸引してその平面性を向上する。記録ユニット３２によって１ライン分の記録が行われると、再びシートＭをＹ方向に所定量だけ搬送して停止する。続いて次の１ライン分の記録が行われる。このように記録装置１はシートＭの間欠搬送を繰り返しながら、１ライン毎に記録を行う。

＜張力の制御＞
シートＭの搬送の際、制御ユニット４の処理部４１は、搬送ローラ２２１を回転させるモータ２２３の駆動制御だけでなく、ローラＲＬを回転させるモータ２３１の駆動制御も行う。モータ２３１は、ローラＲＬと搬送ローラ２２１との間においてシートＭに所定の張力Ｆ[N]が発生するように駆動制御される。張力Ｆは搬送ローラ２２１に対してバックテンションとして働くことになる。張力Ｆを搬送ローラ２２１から見て一定に保つようにモータ２３１を制御することで、搬送ローラ２２１とシートＭとのスリップ量等が一定に保たれる。したがって、シートＭの搬送精度を向上することができることになる。張力Ｆが変動する要因の例とその抑制方法について説明する。

図３（Ａ）に示すように、ロールＲＬ上でシートＭがほどけ始める位置を点Ａとする。ロールＲＬの回転中心から点Ａまでの距離はロールＲＬの半径である。ロールＲＬからシートＭが引き出されることにより、ロールＲＬの半径は小さくなる。また、ロールＲＬが交換された場合には、交換前と半径が異なる。モータ２３１の出力を一定にした場合、ロールＲＬの半径によって張力Ｆが変動してしまう。したがって、ロールＲＬの半径に応じた制御が必要となる。そのため、ロールＲＬの半径を算出することが必要となる。

図３（Ａ）はロールＲＬの半径の算出方法の例を示している。シートＭに弛みや滑りが実質的にない条件で、搬送ローラ２２１によってシートＭを所定量搬送する。このときにセンサ２４が検知したモータ２３１の回転角度をθ０[rad]、ギア２３２ｂの歯数をｎ1、ギア２３２ａの歯数をｎ2、センサ２５で検知した搬送ローラ２２１の回転角度をθ１[rad]とする。

搬送ローラ２２１の半径をＲ１[m]とすると、ロールＲＬの半径Ｒ０[m]は、
Ｒ０＝Ｒ１×θ１/θ０/ｎ1×ｎ2 （式１）
で算出される。なお、本実施形態の構成の場合、半径Ｒ０の算出検出結果にはギア２３２ａ及び２３２ｂの伝達誤差も含まれることとなる。

ところで、半径Ｒ０の変動は、ロールＲＬからシートＭが引き出されることやロールＲＬが交換された場合以外にも生じ得る。例えば、ロールＲＬ自身の真円度や、回転軸２１ｃとロールＲＬとの軸ズレによっても生じ得る。つまり、ロールＲＬの一回転中に半径Ｒ０が増減し、張力Ｆが変動し得る。

ロールＲＬの半径の変動以外にも張力Ｆが変動する要因はある。例えば、モータ２３１から回転軸２１ｃまでの駆動力の伝達誤差が挙げられる。具体的には、回転軸２１ｃとギア２３２ｂとの軸心ずれや、もたー２３１の出力軸とギア２３２ａの軸心ずれである。このような伝達誤差がある場合、モータ２３１を定速駆動したとしても、張力Ｆが変動し得る。この場合もロールＲＬの一回転中に張力Ｆが変動し得る。

そこで、本実施形態では、ロールＲＬの一回転中の回転位相に応じてモータ２３１の制御量を設定する。モータ２３１の制御量としては、例えば、トルク制御量（例えば駆動デューティ比）である。これにより、ロールＲＬの一回転中の張力Ｆの変動を低減可能となり、したがってシートＭの搬送精度を向上し得る。

ロールＲＬの一回転中の回転位相に応じてモータ２３１の制御量を設定する場合、ロールＲＬの回転角度に応じて連続的に制御量を設定すると処理が煩雑になる場合がある。そこで、本実施形態では、ロールＲＬの一回転分の角度範囲（つまり３６０度）を複数に分割した回転位相領域毎に制御量を設定する。これにより、処理が煩雑になることを抑制することが可能である。

ここで、伝達機構２３２の減速比（＝ｎ１／ｎ２）を、整数Ｎとする場合、回転位相領域の分割数はＮとすることができる。例えば、減速比が８の場合、図３（Ｂ）に示すように、回転位相領域をａｒｅａ１〜ａｒｅａ８の８つに等分割する。一つの回転位相領域は４５度の角度範囲を有することになる。回転位相領域はセンサ２９が被検知片２１ｃ’を検知したときの回転軸２１ｃの回転位置を基準とすることができる。例えば、回転位相領域ａｒｅａ１はセンサ２９が被検知片２１ｃ’を検知してから回転軸２１ｃが４５度回転するまでの角度範囲とすることができる。

回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８の８つに等分割する構成の場合、ロールＲＬが１回転すると、モータ２３１はちょうどＮ回転することになる。したがって、駆動力の伝達誤差に起因する張力Ｆの変動は、ロールＲＬの回転毎（つまり周期単位）で繰り返されることとなる。そこで、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎にモータ２３１の制御量を設定すれば、張力Ｆの変動をより効果的に低減することが可能となる。

駆動力の伝達誤差は、伝達機構２３２の設計に依存する。したがって、記録装置１の試作品を用いた実験、あるいは、シミュレーションによって、目標とする張力Ｆの、駆動力の伝達誤差に起因する変動を打ち消す回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎のモータ２３１の基準制御量を導出することができる。この実験或いはシミュレーションは、同じ設計の機種単位で行えばよいが、より正確な制御量を導出する場合は製品出荷前に製品単位で実験を行ってもよい。

基準制御量は、上述した張力設定情報４２ａとして記憶部４２に記憶させておき、シートＭの搬送時に利用することができる。図２に示すように、張力設定情報４２ａは、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８と対応づけられた基準制御量の情報を含む。

上記の実験或いはシミュレーションは、特定の直径（基準直径という。）のロールＲＬを用いて或いは想定して行い、基準制御量は基準直径のロールＲＬを用いた場合の制御量とすることができる。この場合、基準直径を複数とし、基準直径ごとに基準制御量を設定してもよい。また、基準直径を、未使用状態のロールＲＬの直径（つまり最大の直径となる）としてもよい。以下の説明では基準直径を未使用状態のロールＲＬの直径とした場合を想定している。

上記の実験或いはシミュレーションは、例えば、シートＭの種類やシートＭの幅毎に行い、基準制御量はシートＭの種類やシートＭの幅毎に設定することができる。これにより、複数種類のシートＭや複数種類の幅のシートＭに対応することができる。シートＭの幅については、想定される最大幅についてのみ基準制御量を得るようにしてもよい。そして、幅が異なるシートＭに適用する場合には、最大幅との比によって基準制御量を修正すればよい。例えば、最大幅に対して１／２の幅のシートＭに適用する場合、出力トルクが１／２となるように基準制御量を修正すればよい。

ロールＲＬの半径の変動については、既に説明したとおり、ロールＲＬ自身の真円度等にも起因する。したがって、駆動力の伝達誤差のように事前に把握することは困難である。したがって、シートＭを搬送する際に、上記式１によってロールＲＬの半径を算出しながらモータ２３１の制御を行う。その際、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎に上記式１によってロールＲＬの半径を算出し、算出した半径の倍の値と基準直径との比によって基準制御量を修正して最終的な制御量とすればよい。これにより、駆動力の伝達誤差とロールＲＬの半径の変動との双方に対応して張力Ｆの変動を抑制することが可能となる。

＜処理例＞
制御ユニット４の処理部４１が実行する処理例について図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して説明する。図４（Ａ）は未使用状態の新しいロールＲＬが装着される場合の処理例を示すフローチャートである。以下の説明では図３（Ｂ）に示したように回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎に張力制御を行う。

Ｓ１ではユーザのロールＲＬの装着作業に対応した準備処理を行う。ユーザはロールＲＬを支持ユニット２１にセットしたのち、シートＭの先端部を搬送ローラ２２１とピンチローラ２２２とのニップ部に突き当てるようにして押し込む。すると、センサ２６によりシートＭが検知されるので、制御ユニット４は搬送ローラ２２１を回転してシートＭをＹ方向に所定量搬送する。また、キャリッジ３１をＸ方向に移動してプラテン２４上に位置させる。

Ｓ２では操作部５を介したユーザの選択入力を受け付ける。ここでは、例えば、交換後のシートＭの種類の選択等を受け付ける。

Ｓ３では、モータ２２３、２３１を駆動して搬送ローラ２２１及び回転軸２１ｃを回転させ、シートＭの搬送を開始する。ここではシートＭを引き出して所定量搬送する。シートＭをローラＲＬから引き出すことをフォワードフィードともいう。このとき、センサ２９が被検知片２１ｃ’を検知してからロールＲＬが一周以上回転するようにする。センサ２９が被検知片２１ｃ’を検知すると、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８の判別が可能となる。

Ｓ３ではまた、Ｓ２でユーザが選択した種類のシートＭに対応する張力設定情報４２ａを読み出す。Ｓ３の段階では、モータ２３１に対する制御量は、読み出した張力設定情報４２ａに設定されている基準制御量を用い、点Ａ（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）を通過する回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８に応じて、制御量を切り替えていく。

Ｓ３の処理に並行して、Ｓ４では、センサ２４及び２５の検知結果に基づいて上記の式１から回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎にロールＲＬの半径を計算する。ロールＲＬの半径は、点Ａを通過する回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８が切り替わるときに、どの領域に切り替わったかを特定し、特定した回転位相領域について計算する。

計算結果は、記憶部４２に保存する。フォワードフィードが終了すると、キャリッジ３１をＸ方向に往復移動し、センサ３４、３５の検知結果からシートＭの幅を計算する。計算結果は記憶部４２に保存する。

Ｓ５では、Ｓ４の計算結果に基づいて、Ｓ３で読み出した基準制御量を修正する。修正方法の例については既に述べたとおりである。修正後の制御量を、ローラＲＬの１回転目の回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎のモータ２３１に対する制御量とし、Ｓ６で記憶部４２に保存する。

Ｓ７では、モータ２２３、２３１を駆動して搬送ローラ２２１及び回転軸２１ｃを逆回転させ、シートＭが所定の待機位置に位置するまでシートＭをローラＲＬに巻き戻す。シートＭをローラＲＬに巻き戻すことをバックフィードともいう。

次に、記録動作時におけるモータ２３１に対する制御量の更新処理について図４（Ｂ）を参照して説明する。記録動作時においては、点Ａ（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）を通過する回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８に応じて制御量を切り替えていく。このとき、ロールＲＬの半径の変動に応じて制御量を更新していく。図４（Ｂ）は、制御量の更新に関わる処理例を示している。

Ｓ１１では、記録動作時におけるシートＭの搬送を開始する。ここでは、モータ２２３、２３１を駆動して搬送ローラ２２１及び回転軸２１ｃを回転させ、シートＭのフォワードフィードを行う。

Ｓ１２では、点Ａ（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）を通過する回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８が切り替わるときに、どの領域に切り替わったかを特定する。特定した領域を対象領域と呼ぶ。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では点Ａが、ロールＲＬの頂点に位置している場合を想定している。点Ａの位置は、固定として処理を行うこともできるが、ロールＲＬの半径の変化によって点Ａの位置が変わる場合がある。よって、ロールＲＬの半径又は直径と、搬送ローラ２２１の半径又は直径と、これらの中心位置とから点Ａの位置を逐次演算してもよい。

Ｓ１３では、センサ２４及び２５の検知結果を取得し、Ｓ１２で特定した対象領域について、上記の式１からロールＲＬの半径を計算する。

Ｓ１４ではＳ１３で算出したロールＲＬの半径の信頼性を判定する。信頼性があると判定した場合はＳ１５へ進み、無いと判定した場合は一単位の処理を終了する。ここで、信頼性を判定しているのは、例えば、ユーザがロールＲＬからシートＭを引き出してしまった場合等、予期しない外力の作用によって、ロールＲＬの半径を誤検知してしまう場合を防ぐものである。判定の方法としては、例えば、Ｓ１２で特定した対象領域について前回の処理で保存しているロールＲＬの半径の計算結果と、今回のＳ１３の処理で算出したロールＲＬの半径とを比較する。そして、例えば、両者の差がシートＭの厚さの２倍以上ある場合は信頼性が無いと判定する。信頼性が無いと判定した場合は、以下に述べるＳ１５、Ｓ１６の処理を行わず、半径や制御量の情報は更新しない。

Ｓ１５では、Ｓ１３で算出したロールＲＬの半径に基づいて、対象領域の制御量を更新する。更新方法としては、基準制御量を修正してもよいし、前回の処理で設定している制御量を修正してもよい。Ｓ１６では、記憶部４２に記憶されている対象領域の半径及び制御量の情報を、Ｓ１３で算出した半径と、Ｓ１５で更新した制御量とで更新する。Ａ点を対象領域が通過している間、モータ２３１に対する制御量は更新後の制御量となる。以上により一単位の処理が終了する。記録動作中、図４（Ｂ）の処理が繰り返し実行されて回転位相領域毎の制御量が順次更新されていくことになる。

以上説明したように本実施形態では、モータ２３１に対する制御量をロールＲＬの一回転中の回転位相に応じて設定するので、ロールＲＬの一回転中のシートＭの張力変動を低減することができる。このため、シートＭの搬送精度を向上することができる。この結果、搬送ずれが少なくなり、記録機構３による画像の品質も向上できる。

なお、本実施形態では、モータ２３１から回転軸２１ｃまでの駆動力の伝達誤差に起因する張力変動を低減するために、センサ２９が被検知片２１ｃ’を検知した位置を基準として回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８を設定した。しかし、駆動力の伝達誤差が無視できる場合、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８と、機構との位置合わせは不要となる。

したがって、この場合はセンサ２９及び被検知片２１ｃ’が不要である。センサ２９及び被検知片２１ｃ’がなくても、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８はロールＲＬの交換時に適宜設定すればよい。そしてモータ２３１に対する制御量を回転位相領域毎に切り替えていくことにより、ロールＲＬ自身の真円度等に起因するシートＭの張力変動については低減することができる。また、この場合は回転位相領域の分割数も機構と関係なく設定することができる。

＜第二実施形態＞
一回転中にロールＲＬの半径が変動している場合、ロールＲＬの回転中心と、ロールＲＬの重心とがずれていることになる。このずれは、シートＭの張力変動の要因となる。そこで、このずれによるシートＭの張力変動を低減する方法について説明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）はその説明図である。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、第一実施形態と同様に、ロールＲＬの回転位相領域の分割数を８とした場合を想定している。回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８におけるロールＲＬの各半径をＲ１〜Ｒ８と表記し、半径Ｒ１〜Ｒ８はに回転位相領域が切り替わる位置での半径を示している。つまり、Ｒ１の矢印の先端とＡ点が重なる位置に来た時に、回転位相領域がａｒｅａ１となり、Ｒ２の矢印の先端とＡ点が重なる位置に来た時に、回転位相領域がａｒｅａ２に切り替わることとなる。Ａ点の意味は第一実施形態と同じである。

ロールＲＬの回転中心Ｐの位置は、半径Ｒ１〜Ｒ８から算出される。ロールＲＬの重心点Ｇの位置は、半径Ｒ１〜Ｒ８の平均値であるＲａｖｅから算出される。回転中心Ｐと重心点Ｇとの偏心量を示すずれ量Ｌは、回転中心Ｐと重心点Ｇとの水平距離としている。ずれ量Ｌの正負は、重心点Ｇが回転中心Ｐの左側にある場合を負（−）とし、右側にある場合を正（＋）とする。

図５（Ａ）において、回転中心Ｐに対して重心点Ｇは図中左側にずれている。ロールＲＬの重量をＷとすると、重量Ｗは重心点Ｇにかかる。このため、ロールＲＬには、フォワードフィード方向である図中反時計回りの自転力Ｆｇが発生する。

ここで重量Ｗは、半径の平均値Ｒａｖｅ、シートＭの密度、厚さ、紙管径から算出可能である。重量Ｗの演算に必要なシートＭの情報は、シート情報として記憶部４２に記憶しておくことができる。

図５（Ｂ）の例では、回転中心Ｐに対して重心点Ｇは図中右側にずれている。よって、ロールＲＬはバックフィード方向である図中時計回りの自転力Ｆｇが発生する。

つまり、ロールＲＬの回転位相が図５（Ａ）の状態にある場合は自転力ＦｇはロールＲＬのバックテンションを減らす方向に作用し、図５（Ｂ）の状態にある場合は自転力Ｆｇはバックテンションを増やす方向に作用する。

自転力Ｆｇは、簡易的に以下の式で表わすことができる。

Ｆｇ＝Ｌ ／ Ｒａｖｅ × W （式２）
図４（Ｂ）のＳ１５において、モータ２３１の制御量を算出する際、自転力Ｆｇに相当する値を加算することで、ロールＲＬの回転中心と、ロールＲＬの重心とのずれに起因するシートＭの張力変動も抑制することができる。

＜第三実施形態＞
第一及び第二実施形態ではモータ２３１に対する制御量によってバックテンションを変化させ、シートＭの張力変動を抑制したが、モータ２２３に対する搬送制御量によって搬送精度を向上させてもよい。つまり、シートＭの張力変動に対して制御上は搬送量を変えることで、実搬送量を一定とするのである。本実施形態の場合も、ロールＲＬの一回転中の回転位相に応じてモータ２２３の制御量を設定する。これにより、ロールＲＬの半径の変動に起因する搬送量の変動を抑制することができる。以下の説明では第一及び第二実施形態と同様、回転位相領域の分割数を８とする。

本実施形態の場合、モータ２３１に対する制御量は一定としてもよい。逆に、第一実施形態と同様に、ロールＲＬの一回転中の回転位相に応じてモータ２３１の制御量を設定してもよい。この場合、モータ２３１から回転軸２１ｃまでの駆動力の伝達誤差によるシートＭの張力変動をモータ２３１側で低減することを目的とし、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８に対する各制御量を基準制御量のままとしてもよい。或いは、第二実施形態で説明した自転力Ｆｇに相当する値について基準制御量を補正してもよい。

次に、本実施形態の制御の内容について説明する。本実施形態の場合、モータ２２３に対する制御量は、単位制御量を補正テーブルに基づき補正することで行う。単位制御量は、シートＭを一距離単位だけ搬送するために必要なモータ２２３の回転量に関する。モータ２２３がステップモータの場合、単位制御量は駆動パルス数で規定することができる。

図６は補正テーブルの一例を示す。同図の補正テーブルは縦軸を補正量とし、横軸をロールＲＬの半径としている。同図の例の場合、ロールＲＬの半径が最大径の場合、補正量は０であり、ロールＲＬの半径が小さくなるにしたがって補正量が大きくなっている。ロールＲＬの半径がｒよりも小さくなると補正量は一定となっている。

本実施形態の場合、単位制御量の補正は、ロールＲＬの半径の算出結果と補正テーブルとから補正量を決定し、決定した補正量を単位制御量に加算することで行う。したがって、ロールＲＬの半径が小さくなるにつれて、モータ２２３に対する制御量が大きく（モータ２２３の回転量が多く）なる。これは、ローラＲＬの半径が小さくなる程、搬送ローラ２２１に対するシートＭの滑りが多くなることを意味している。

補正テーブルは、記録装置１の試作品を用いた実験、あるいは、シミュレーションによって作成することができる。この実験或いはシミュレーションは、同じ設計の機種単位で行えばよいが、より正確な制御量を導出する場合は製品出荷前に製品単位で実験を行ってもよい。

補正テーブルは記憶部４２に記憶させておき、シートＭの搬送時に利用することができる。上記の実験或いはシミュレーションは、例えば、シートＭの種類やシートＭの幅毎に行い、基準制御量はシートＭの種類やシートＭの幅毎に設定することができる。これにより、複数種類のシートＭや複数種類の幅のシートＭに対応することができる。

＜処理例＞
制御ユニット４の処理部４１が実行する処理例について図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照して説明する。図７（Ａ）は未使用状態の新しいロールＲＬが装着される場合の処理例を示すフローチャートである。以下の説明では図３（Ｂ）に示したように回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎に、補正テーブルに基づく補正量を設定する処理を行う。

Ｓ２１ではユーザのロールＲＬの装着作業に対応した準備処理を行う。ユーザはロールＲＬを支持ユニット２１にセットしたのち、シートＭの先端部を搬送ローラ２２１とピンチローラ２２２とのニップ部に突き当てるようにして押し込む。すると、センサ２６によりシートＭが検知されるので、制御ユニット４は搬送ローラ２２１を回転してシートＭをＹ方向に所定量搬送する。また、キャリッジ３１をＸ方向に移動してプラテン２４上に位置させる。

Ｓ２２では操作部５を介したユーザの選択入力を受け付ける。ここでは、例えば、交換後のシートＭの種類の選択等を受け付ける。

Ｓ２３では、モータ２２３、２３１を駆動して搬送ローラ２２１及び回転軸２１ｃを回転させ、シートＭのフォワードフィードを開始する。このとき、ロールＲＬが一周以上回転するようにし、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８の割り当てを行う。

なお、モータ２３１から回転軸２１ｃまでの駆動力の伝達誤差によるシートＭの張力変動をモータ２３１側で低減する場合、第一実施形態の場合と同様に、センサ２９が被検知片２１ｃ’を検知した位置を基準として回転位相領域の判別を行う。

Ｓ２３の処理に並行して、Ｓ２４では、センサ２４及び２５の検知結果に基づいて上記の式１から回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎にロールＲＬの半径を計算する。ロールＲＬの半径は、点Ａを通過する回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８が切り替わるときに、どの領域に切り替わったかを特定し、特定した回転位相領域について計算する。

計算結果は、記憶部４２に保存する。フォワードフィードが終了すると、キャリッジ３１をＸ方向に往復移動し、センサ３４、３５の検知結果からシートＭの幅を計算する。計算結果は記憶部４２に保存する。

Ｓ２５では、シートＭに対応した補正テーブルを読み出し、Ｓ２４の計算結果に基づいて、回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８毎の補正量を決定し、Ｓ２６で記憶部４２に保存する。

Ｓ２７では、モータ２２３、２３１を駆動して搬送ローラ２２１及び回転軸２１ｃを逆回転させ、シートＭが所定の待機位置に位置するまでシートＭをローラＲＬに巻き戻す。

次に、記録動作時における補正量の更新処理について図７（Ｂ）を参照して説明する。記録動作時においては、点Ａ（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）を通過する回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８に応じて補正量を切り替えていく。このとき、ロールＲＬの半径の変動に応じて補正量を更新していく。図４（Ｂ）は、補正量の更新に関わる処理例を示している。

Ｓ３１では、記録動作時におけるシートＭの搬送を開始する。ここでは、モータ２２３、２３１を駆動して搬送ローラ２２１及び回転軸２１ｃを回転させ、シートＭのフォワードフィードを行う。

Ｓ３２では、点Ａ（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）を通過する回転位相領域ａｒｅａ１〜ａｒｅａ８が切り替わるときに、どの領域（対象領域）に切り替わったかを特定する。なお、点Ａの位置は、固定として処理を行うこともできるが、ロールＲＬの半径の変化によって点Ａの位置を逐次演算してもよいことは第一実施形態で述べたとおりである。

Ｓ３３では、センサ２４及び２５の検知結果を取得し、Ｓ３２で特定した対象領域について、上記の式１からロールＲＬの半径を計算する。

Ｓ３４ではＳ３３で算出したロールＲＬの半径の信頼性を判定する。信頼性があると判定した場合はＳ３５へ進み、無いと判定した場合は一単位の処理を終了する。信頼性を判定する理由は第一実施形態で述べたとおりであり、信頼性が無いと判定した場合は、以下に述べるＳ３５、Ｓ３６の処理を行わず、半径や補正量の情報は更新しない。

Ｓ３５では、Ｓ３３で算出したロールＲＬの半径に基づいて、対象領域の補正量を更新する。ここでは、シートＭに対応した補正テーブルを読み出し、Ｓ３３で算出したロールＲＬの半径から補正量を決定する。Ｓ３６では、記憶部４２に記憶されている対象領域の半径及び補正量の情報を、Ｓ３３で算出した半径と、Ｓ３５で更新した補正量とで更新する。Ａ点を対象領域が通過している間、モータ２２３に対する制御量は、一距離単位あたり、更新後の補正量で補正される。以上により一単位の処理が終了する。記録動作中、図７（Ｂ）の処理が繰り返し実行されて回転位相領域毎の補正量が順次更新されていくことになる。

以上説明したように本実施形態では、モータ２２３に対する制御量をロールＲＬの一回転中の回転位相に応じて設定するので、ロールＲＬの一回転中にシートＭの張力変動が生じても、一距離単位あたりのシートＭの実搬送量を一定とすることができる。このため、シートＭの搬送精度を向上することができる。この結果、搬送ずれが少なくなり、記録機構３による画像の品質も向上できる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、記録装置を対象としたが本発明の適用分野はこれに限られず、シートが巻き回されたロールからシートを引き出して搬送する各種の搬送装置或いは各種のシート送り出しに適用可能である。

２ 搬送装置、４ 制御ユニット、２１ 支持ユニット、２２ 搬送機構、２３ 張力発生機構、２４ センサ

Claims (18)

1. シートが巻き回されたロールを回転自在に支持する支持手段と、
   前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを引き出す搬送手段と、
   前記支持手段に支持された前記ロールの回転量を検知する検知手段と、
   前記支持手段に支持された前記ロールと前記搬送手段との間における前記シートに張力を発生させる張力発生手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づいて前記張力発生手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記支持手段に支持された前記ロールの一回転中の回転位相に応じて前記張力発生手段に対する制御量を設定する、
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 請求項１に記載の搬送装置であって、
   前記制御手段は、前記ロールの一回転分の角度範囲を複数に分割した回転位相領域毎に前記張力発生手段に対する制御量を設定する、
   ことを特徴とする搬送装置。
3. 請求項２に記載の搬送装置であって、
   前記張力発生手段は、
   モータと、
   前記モータの出力を前記ロールに伝達する減速機構と、を備え、
   前記減速機構の減速比が整数であり、
   前記回転位相領域は、前記減速比で前記角度範囲を複数に分割して設定された領域である、
   ことを特徴とする搬送装置。
4. 請求項１に記載の搬送装置であって、
   前記搬送手段は、前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを引き出すローラを備え、
   前記搬送装置は、前記ローラの回転量を検知する検知手段を更に備え、
   前記制御手段は、
   前記ロールの回転量を検知する前記検知手段の検知結果と、前記ローラの回転量を検知する前記検知手段の検知結果と、に基づいて、前記支持手段に支持された前記ロールの回転中心の偏心量を算出し、算出した偏心量に基づいて前記制御量を設定する、
   ことを特徴とする搬送装置。
5. 請求項１に記載の搬送装置であって、
   前記搬送手段は、前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを引き出すローラを備え、
   前記搬送装置は、前記ローラの回転量を検知する検知手段を更に備え、
   前記制御手段は、
   前記ロールの回転量を検知する前記検知手段の検知結果と、前記ローラの回転量を検知する前記検知手段の検知結果と、に基づいて、前記支持手段に支持された前記ロールの半径を算出し、算出した半径に基づいて前記制御量を設定する、
   ことを特徴とする搬送装置。
6. 請求項１に記載の搬送装置であって、
   前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記支持手段に支持された前記ロールの一回転中の回転位相に応じて前記搬送手段に対する制御量を設定する、
   ことを特徴とする搬送装置。
7. 請求項１に記載の搬送装置であって、
   前記制御手段は、前記支持手段に支持された前記ロールと前記搬送手段との間における前記シートの張力が所定の張力となるように前記張力発生手段を制御する、
   ことを特徴とする搬送装置。
8. 請求項１に記載の搬送装置と、
   前記搬送装置によりロールから送り出されるシートに記録を行う記録手段と、を備える、
   ことを特徴とする記録装置。
9. 装置の制御方法であって、
   前記装置は、
   シートが巻き回されたロールを回転自在に支持する支持手段と、
   前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを送り出す搬送手段と、
   前記支持手段に支持された前記ロールの回転量を検知する検知手段と、
   前記支持手段に支持された前記ロールと前記搬送手段との間における前記シートに張力を発生させる張力発生手段と、を備え、
   前記制御方法は、
   前記検知手段の検知結果を取得する工程と、
   取得した前記検知結果に基づいて前記張力発生手段を制御する工程と、を備え、
   前記張力発生手段を制御する前記工程では、前記支持手段に支持された前記ロールの一回転中の回転位相に応じて前記張力発生手段に対する制御量を設定する、
   ことを特徴とする制御方法。
10. シートが巻き回されたロールを回転自在に支持する支持手段と、
    前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを送り出す搬送手段と、
    前記支持手段に支持された前記ロールの回転量を検知する検知手段と、
    前記支持手段に支持された前記ロールと前記搬送手段との間における前記シートに張力を発生させる張力発生手段と、
    前記検知手段の検知結果に基づいて前記搬送手段を制御する制御手段と、を備え、
    
    前記制御手段は、前記支持手段に支持された前記ロールの一回転中の回転位相に応じて前記搬送手段に対する制御量を設定する、
    ことを特徴とする搬送装置。
11. 請求項１０に記載の搬送装置であって、
    前記制御手段は、前記ロールの一回転分の角度範囲を複数に分割した回転位相領域毎に前記張力発生手段に対する制御量を設定する、
    ことを特徴とする搬送装置。
12. 請求項１１に記載の搬送装置であって、
    前記張力発生手段は、
    モータと、
    前記モータの出力を前記ロールに伝達する減速機構と、を備え、
    前記減速機構の減速比が整数であり、
    前記回転位相領域は、前記減速比で前記角度範囲を複数に分割して設定された領域である、
    ことを特徴とする搬送装置。
13. 請求項１０に記載の搬送装置であって、
    前記搬送手段は、前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを引き出すローラを備え、
    前記搬送装置は、前記ローラの回転量を検知する検知手段を更に備え、
    前記制御手段は、
    前記ロールの回転量を検知する前記検知手段の検知結果と、前記ローラの回転量を検知する前記検知手段の検知結果と、に基づいて、前記支持手段に支持された前記ロールの回転中心の偏心量を算出し、算出した偏心量に基づいて前記制御量を設定する、
    ことを特徴とする搬送装置。
14. 請求項１０に記載の搬送装置であって、
    前記搬送手段は、前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを引き出すローラを備え、
    前記搬送装置は、前記ローラの回転量を検知する検知手段を更に備え、
    前記制御手段は、
    前記ロールの回転量を検知する前記検知手段の検知結果と、前記ローラの回転量を検知する前記検知手段の検知結果と、に基づいて、前記支持手段に支持された前記ロールの半径を算出し、算出した半径に基づいて前記制御量を設定する、
    ことを特徴とする搬送装置。
15. 請求項１０に記載の搬送装置であって、
    前記制御手段は、前記搬送手段による前記シートの搬送量が所定の搬送量となるように前記搬送手段を制御する、
    ことを特徴とする搬送装置。
16. 請求項１０に記載の搬送装置と、
    前記搬送装置によりロールから送り出されるシートに記録を行う記録手段と、を備える、
    ことを特徴とする記録装置。
17. 装置の制御方法であって、
    前記装置は、
    シートが巻き回されたロールを回転自在に支持する支持手段と、
    前記支持手段に支持された前記ロールから前記シートを送り出す搬送手段と、
    前記支持手段に支持された前記ロールの回転量を検知する検知手段と、
    前記支持手段に支持された前記ロールと前記搬送手段との間における前記シートに張力を発生させる張力発生手段と、を備え、
    前記制御方法は、
    前記検知手段の検知結果を取得する工程と、
    取得した前記検知結果に基づいて前記搬送手段を制御する工程と、を備え、
    前記搬送手段を制御する前記工程では、前記支持手段に支持された前記ロールの一回転中の回転位相に応じて前記搬送手段に対する制御量を設定する、
    ことを特徴とする制御方法。
18. 回転可能に支持されたロールからシートを送り出す方法であって、
    支持された前記ロールの一回転中の回転位相に応じて、シートの張力の変動を低減するようにバックテンションもしくは送り出したシートの搬送制御量を変化させることを特徴とするシート送り出し方法。

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