JP2005212115A - 転写画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給側ロールの駆動源で発生したコギングトルクによる振動が転写媒体を通じて画像形成部へ伝わらないようにした転写画像形成装置を提供する。
【解決手段】長尺状の転写フィルム６が巻回された供給側フィルムロール７を回転駆動する駆動軸３３に嵌め込まれる駆動伝達ギヤ３６と同軸にワンウェイクラッチ４３が嵌め込まれ、該ワンウェイクラッチ４３は転写フィルム６の送り出し方向に回転する際には駆動伝達ギヤ３６を空転させて駆動軸３３へ駆動伝達せず、転写フィルム６の巻き取り方向に回転する際には、駆動伝達ギヤ３６から駆動軸３３へ駆動伝達するように設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、予め転写媒体に形成された画像を、該転写媒体から被転写体へ転写する転写画像形成装置に関する。

例えばＹ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）ＢＫ（ブラック）の各色インク部が長手方向に連続して設けられた転写箔（インクリボン）を、コンピュータで色分解された画像データに基づいてサーマルヘッドにより各色インクごとに加熱加圧して転写フィルムに各色インク像が重ね合わせて形成される。画像が形成された転写フィルムと被転写材（カード、普通紙、上質紙、アート紙、合成紙、加工紙等）とが転写部に重ね合わせて搬送され、加熱加圧されることにより被転写体に画像が転写される転写画像形成装置が提案されている（特許文献１、２）。
特開２００１−３１０５９７号 特開２００２−４６２９５号

上記転写画像形成装置において、供給側ロールに巻回された転写フィルムは、サーマルヘッドとプラテンローラを備えた画像形成部へ搬送され、転写部を経て巻取り側ロールへ巻き取られるようになっている。供給側ロール及び巻取り側ロールは、ロール径に応じて転写フィルムに最適テンションを付与して搬送できるよう駆動源により各々回転駆動される。画像形成部においては、インクリボンの各色毎に転写フィルムにインク像が重ね合わされて形成されるため、転写フィルムの送り出し動作及び巻取り動作が交互に行われるようになっている。

画像形成部において、インクリボンと転写フィルムがサーマルヘッドによりプラテンローラに押圧されて、プラテンローラの回転により搬送されながらインク像が転写フィルムに形成される。このとき、供給側ロールは転写フィルムの搬送に伴って連れ回りする。インクリボンより１色目のインク像が転写フィルムに形成されると、サーマルヘッドのプラテンローラへの押圧を解除し、供給側ロールの駆動モータ（ＤＣモータ）を起動させ、プラテンローラを逆転駆動させながら転写フィルムを所定量巻き戻す。次いで、再度サーマルヘッドをプラテンローラへ押圧し、プラテンローラを正転駆動させてインクリボンより２色目のインク像が転写フィルムに重ね合わせて形成される。以上のような転写フィルムの送り出し及び巻き戻し動作が繰り返し行われる。この転写フィルムを送り出す際に、供給側ロールの駆動モータのコギングトルク及びギヤどうしの噛み合いによる振動が転写フィルムを介してプラテンローラへ伝わり、各色インク像が重ね合わせて印刷される画像に縦縞や、ドットずれなどの不具合が生ずるおそれがあり、画像品位が低下するおそれがあった。

本発明は上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、転写媒体を画像形成部へ送り出す際に、供給側ロールの駆動源で発生したコギングトルクによる振動が転写媒体を通じて画像形成部へ伝わらないようにした転写画像形成装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
熱により転写される複数のインクエリアを長手方向に備えたインクリボンと長尺状に連続する転写媒体とを画像形成部へ重ね合わせて搬送し、該画像形成部においてインクリボンの各色毎に加熱加圧することより転写媒体にインク像が重ね合わせて形成される転写画像形成装置において、長尺状の転写媒体が巻回された供給側ロールを回転駆動する駆動軸に嵌め込まれる駆動伝達ギヤと同軸にワンウェイクラッチが嵌め込まれ、該ワンウェイクラッチは転写媒体の送り出し方向に回転する際には駆動伝達ギヤを空転させて駆動軸へ駆動伝達せず、転写媒体の巻き取り方向に回転する際には、駆動伝達ギヤから駆動軸へ駆動伝達するように設けられていることを特徴とする。
また、転写媒体を画像形成部へ送り出す際に、駆動源を起動させて供給側ロールの回転速度以上の速度で送り出し方向に駆動伝達ギヤを空転させることを特徴とする。

上述した転写画像形成装置を用いれば、転写媒体を供給する供給側ロールを回転駆動する駆動軸に嵌め込まれる駆動伝達ギヤと同軸にワンウェイクラッチが嵌め込まれており、該ワンウェイクラッチは、転写媒体の送り出し方向に回転する際には駆動伝達ギヤを空転させて駆動軸へ駆動伝達せず、転写媒体の巻き取り方向に回転する際には駆動伝達ギヤから駆動軸へ駆動伝達するので、転写媒体を巻き戻す際にはワンウェイクラッチがロックして駆動伝達ギヤから駆動軸へ駆動伝達されて転写媒体が巻き戻され、転写媒体を送り出す際には、ワンウェイクラッチが開放して駆動伝達ギヤを空転させて駆動軸へ駆動伝達されないので、転写媒体は慣性力やトルクリミッタ等による適度なバックテンションが付加されて画像形成部のプラテンローラにより搬送される。
また、転写媒体を画像形成部へ送り出す際に、駆動源を起動させて供給側ロールの回転速度以上の速度で送り出し方向に駆動伝達ギヤを空転させるので、駆動源のコギングトルクによる振動が減殺されて該振動が転写媒体を通じてプラテンローラへ伝達されない。従って、画像形成部においてプラテンローラによる転写媒体の搬送精度が向上し、カラー印刷における画像品位を高度に維持できる。

以下、本発明に係る転写画像形成装置の最良の実施形態について添付図面とともに詳細に説明する。本実施形態の転写画像形成装置は、熱により転写される複数のインクエリアを長手方向に備えたインクリボンと長尺状に連続する転写媒体とを画像形成部へ重ね合わせて搬送し、該画像形成部においてインクリボンの各色毎に加熱加圧することより転写媒体にインク像が重ね合わせて形成される転写画像形成装置について広く適用可能である。以下では、画像形成手段としてサーマルヘッドと転写箔（インクリボン）を用いた感熱転写記録方式を採用した画像形成部を備えた転写画像形成装置について説明する。尚、画像形成手段としては、感熱転写記録方式に限らず、転写媒体にインクリボンよりインク像を転写する熱転写記録方式や転写媒体にインクジェットによりインク像を形成するインクジェット記録方式等他の記録方式を用いた装置であっても良い。

転写画像形成装置の概略構成について図４を参照して説明する。
画像形成部Ａには記録ヘッドの一例としてサーマルヘッド１と該サーマルヘッド１が押圧するプラテンローラ２が設けられている。転写箔であるインクリボン３は、供給側リボンロール４に巻き回されており、複数のガイドローラを経てサーマルヘッド１とプラテンローラ２との間を通過して巻取り側リボンロール５に巻き取られる。インクリボン３は、ＢＫ（ブラック）Ｃ（シアン）Ｍ（マゼンタ）Ｙ（イエロー）の各色インク層及び感熱接着層（プライマー層）、必要に応じてＵＶ層などが長手方向に連続して設けられた長尺状の感熱転写材が用いられる。後述するコンピュータ（ＣＰＵ）で色分解された画像データに基づいてサーマルヘッド１により各色インク部ごとに加熱加圧して転写媒体に重ね合わせて各々転写画像が形成される。

転写媒体である転写フィルム６は長尺状に連続するフィルム材が用いられ、供給側フィルムロール７より繰出されて、巻取り側フィルムロール８に巻き取られるようになっている。具体的には、供給側フィルムロール７より繰出された転写フィルム６はガイドローラにガイドされて画像形成部Ａへ供給される。即ち、転写フィルム６はプラテンローラ２に巻き付けられて搬送される際にインクリボン３と重ね合わされてサーマルヘッド１に押圧されて、該サーマルヘッド１の発熱体を発熱させることで転写フィルム６に各色インク層及びプライマー層などが転写されて画像形成が行われる。１色分のインク像が転写されると、サーマルヘッド１による押圧を一時的に解除してインクリボン３が１色分送られ、転写フィルム６がプラテンローラ２の印刷開始位置まで戻されて、サーマルヘッド１を再度押圧させて２色目のインク像が転写されるという動作を繰り返して、フルカラー画像が転写フィルム６に形成されるようになっている。転写フィルム６は、例えば基材層に剥離層を介して画像形成層が積層された長尺状のフィルム材が用いられる。

次いで、転写フィルム６は、矢印Ｃ方向に往復移動可能なバッファローラ９を通じてフィルムに一定のテンションを付与されて送られる。即ち、画像形成部Ａにおいて転写フィルム６の送りと戻しを繰り返して一画面分の画像形成が行われる際の画像形成速度と、転写部Ｂにおいて転写フィルム６から画像が転写される際の転写速度の差により生じた転写フィルム６の搬送量の差（フィルムの弛み）をバッファーローラ９の移動により吸収するようになっている。画像形成後の転写フィルム６はフィルム送りローラ１０を経て転写部Ｂへ画像形成層側を下向きにして搬送される。転写部Ｂにて画像が転写された転写フィルム６は巻取り側フィルムロール８へ巻き取られる。転写部Ｂには被転写体の一例であるカード１１が搬送される。転写フィルム６に形成されたインク像とカード１１の画像転写領域とをタイミングを合わせて重ね合わさるように送りローラ対１２によりカード１１が転写部Ｂへ搬送される。

転写部Ｂには、ヒートローラ１３が加圧ローラ１４に押圧可能に設けられている。ヒートローラ１３にはヒータが内蔵されており、転写フィルム６及びカード１１を加圧ローラ１４との間で加熱加圧することで転写フィルム６側のインク像がプライマー層を介してカード面へ転写される。ヒートローラ１３は、転写フィルム６を加熱加圧するのみならず、駆動回転して巻取り側フィルムロール８側へ搬送する。ヒートローラ１３は支点軸１５を中心に回動可能な転写ブラケット１６に軸支されており、転写ブラケット１６は、モータ駆動によりギヤ列を通じて矢印Ｄ方向に回動するようになっている。また、加圧ローラ１４は、転写フィルム６より画像を転写されるカード１１を支持すると共に下流側へ搬送する。

転写部Ｂより被転写体の搬送方向下流側にはスクレーパ機構１７が設けられている。スクレーパ機構１７はカード１１を押圧して先端側を搬送面から下方へに押し下げることにより画像転写後の転写フィルム６をカード１１より剥離させる。スクレーパー機構１７は、転写フィルム６の搬送方向と直交する方向に支点軸１８を中心に揺動可能に軸支されたガイドシャフト１９を具備している。ガイドシャフト１９は付勢手段の一例である捩りコイルバネ２０により転写フィルム６を介してカード１１側へ常時付勢されている。画像転写後にカード１１から剥離した転写フィルム６は、巻取り側フィルムロール８に巻き取られる。

スクレーパ機構１７のカード搬送方向下流側には転写フィルム６が剥離されたカード１１を搬送する送りローラ対２１が設けられている。また、転写部Ｂにカード１１を送り込む送りローラ対１２よりカード搬送方向上流側には反転機構２２が設けられている。この反転機構２２は、カード１１の搬送方向と直交する方向に設けられた回転軸２３を中心に１８０度回転することによりカード１１を保持したまま反転させ、下流側に戻すようになっている。転写部Ｂにおいて加熱加圧されて転写フィルム６からカード１１の一面側へインク像が転写されると、カード１１は転写部Ｂより上流側へ一旦戻される。そしてカード１１を反転機構２２により反転させて転写部Ｂへ送り込まれて他面側へインク像が転写される。

ここで、転写画像形成装置の転写フィルム６を搬送する搬送機構の制御系について、図５のブロック図を参照して説明する。ＣＰＵ２４は、搬送機構の制御部であり、後述する各部のモータを駆動制御する。ＣＰＵ２４は、入力部からの印刷開始信号に応じて各モータドライバに駆動信号を出力したり、画像形成部Ａのサーマルヘッド１へ発熱信号を出力したりして、装置全体の動作制御を行う。ＤＣモータドライバ２５は供給側フィルムロール７を駆動するＤＣモータ２６の駆動回路であり、ＤＣモータドライバ２７は巻取り側フィルムロール８を駆動するＤＣモータ２８の駆動回路である。ステップモータドライバ２９はプラテンローラ２を駆動するステップモータ３０の駆動回路である。供給側フィルムロール７の駆動軸にはエンコーダ３１が、巻取り側フィルムロール８にはエンコーダ３２が同軸に取り付られており、回転量がＣＰＵ２４に入力される。また、ＣＰＵ２４からＤＣモータドライバ２５、２７へ回転方向やロール径に応じた回転トルクが設定され、ステップモータドライバ２９に回転方向や１回の画像転写に必要なフィルム移動量が設定される。ＣＰＵ２４は、転写フィルム６の見当精度を高めるため、供給側フィルムロール７及び巻取り側フィルムロール８に巻き回されたロール径を検出しながらＤＣモータ２６、２８の最適回転トルクを設定する。

次に転写フィルム６の供給機構の構成について、図２を参照して説明する。
図２において、長尺状の転写フィルム６が巻き回される供給側フィルムロール７は、駆動軸３３に嵌め込まれている。駆動軸３３は、装置フレーム３４、３９に設けられたベアリング３５ａ、３５ｂに回転可能に軸支されている。駆動軸３３には駆動伝達ギヤ３６、トルクリミッタ３７が同軸に設けられ、軸端にはエンコーダ３１が設けられている。トルクリミッタ３７は装置フレーム３８を固定面として取り付けられており、エンコーダ３１の回転量は装置フレーム３９に設けられたセンサ４０により検出されるようになっている。装置フレーム３８には駆動モータ（ＤＣモータ２６）が取り付けられており、モータ軸４１に設けられたピニオンギヤ４２は駆動伝達ギヤ３６と噛み合っている。また、駆動軸３３には駆動伝達ギヤ３６と同軸にワンウェイクラッチ４３が嵌め込まれている。

トルクリミッタ３７は、供給側フィルムロール７が送り出し方向及び巻き戻し方向の何れに回転する場合でも、一定のトルクが作用するように設けられている。また、ワンウェイクラッチ４３は、転写フィルム６の送り出し方向に回転する際にはクラッチが開放されて駆動伝達ギヤ３６から駆動軸３３へ駆動伝達されず、転写フィルム６の巻き取り方向に回転する際にはクラッチが作動（ロック）して駆動伝達ギヤ３６から駆動軸３３へ駆動伝達するようになっている。転写フィルム６を巻き戻す際に、ＤＣモータ２６を起動させると、ピニオンギヤ４２、駆動伝達ギヤ３６を通じてワンウェイクラッチ４３が駆動軸３３にロックして供給側フィルムロール７を回転駆動して転写フィルム６を巻き戻す。また、転写フィルム６を送り出す際に、ＤＣモータ２６を逆転駆動させると、ピニオンギヤ４２、駆動伝達ギヤ３６からワンウェイクラッチ４３を介して駆動軸３３へ駆動伝達されずに駆動伝達ギヤ３６を空転させ、転写フィルム６は画像形成部のプラテンローラ２により搬送される。

また、図２において、装置フレーム３４、３９には、インクリボン３が巻き回される供給側リボンロール４の回転軸４４がベアリング４５ａ、４５ｂを介して回転可能に軸支されている。回転軸４４には装置フレーム３８を固定面としてトルクリミッタ４６が同軸に設けられている。

次に、転写フィルム６の搬送動作について図１のワンウェイクラッチの動作説明図及び図３のフローチャートを参照して説明する。
画像形成動作が開始されると、画像形成部Ａへインクリボン３と転写フィルム６とが重ね合わせて搬送されながら、サーマルヘッド１とプラテンローラ２との間で加熱加圧されてインクリボン３より転写フィルム６にインク像が形成される（ステップＳ１、Ｓ２）。このとき、供給側フィルムロール７から転写フィルム６が送り出される際に、ＤＣモータ２６を起動して供給側フィルムロール７の回転速度以上の速度で送り出し方向に駆動伝達ギヤ３６を空転させる（図１（ｂ）参照）。１色のみの画像（モノクロ印刷）の場合には、サーマルヘッド１の押圧を解除して、インクリボン３を次の色まで送り、転写フィルム６も次の印刷面まで送る（ステップＳ３、Ｓ４）。転写フィルム６は、プラテンローラ２により画像形成部Ａに送り出される。カラー印刷の場合には、ＤＣモータ２６を起動させて転写フィルム６を一画面分（１回の印刷分）だけ巻き戻す。このとき、図１（ａ）において、ワンウェイクラッチ４３はロックするので、転写フィルム６は供給側フィルムロール７側へ巻き戻される（ステップＳ５）。

インクリボン３が１色分送られ、転写フィルム６が１画面分戻されると、再度ステップＳ１へ戻って画像形成動作が開始される。即ち、画像形成部Ａへインクリボン３と転写フィルム６とが重ね合わせて搬送されながらサーマルヘッド１とプラテンローラ２との間で加熱加圧されて転写フィルム６にインク像が形成される。このとき、図１（ｂ）において、一旦巻き戻された転写フィルム６を再度送り出す際に、ＤＣモータ２６を起動して供給側フィルムロール７の回転速度以上の速度で送り出し方向に駆動伝達ギヤ３６を空転させる。カラー印刷の場合、以上の動作が最大４色分のインク像が転写フィルム６に形成されるまで繰り返される。尚、転写フィルム６の送り出し及び巻き戻し動作の繰り返しにより生じた画像形成部Ａの下流側のフィルムテンションは、バッファローラ９の移動により調整される。

このように、転写フィルム６が供給側フィルムロール７より送り出される際に、転写フィルム６にはトルクリミッタ３７や供給側フィルムロール７の慣性力により緩やかなバックテンションが付与されるのみで、ＤＣモータ２６のコギングトルクによる振動は駆動伝達ギヤ３６の高速回転（空転）により減殺されて振動が転写フィルム６に伝達されない。従って、画像形成部Ａにおいてプラテンローラ２による転写フィルム６の搬送精度が向上し、カラー印刷における画像品位を高度に維持できる。図６はワンウェイクラッチ４３を用いた場合と用いない場合との印刷後のサンプル画面を示す。図６の矢印に示すようにワンウェイクラッチ４３を用いて印刷した場合には、縦縞が消えて画像品質が向上したことが分かる。

ワンウェイクラッチの動作説明図である。 転写フィルムの供給機構の上視図である。 転写フィルムの送り動作のフローチャートである。 転写画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 フィルム搬送系のブロック説明図である。 印刷画面のサンプル図である。

符号の説明

１ サーマルヘッド
２ プラテンローラ
３ インクリボン
４ 供給側リボンロール
５ 巻取り側リボンロール
６ 転写フィルム
７ 供給側フィルムロール
８ 巻取り側フィルムロール
９ バッファローラ
１０ フィルム送りローラ
１１ カード
１２、２１ 送りローラ対
１３ ヒートローラ
１４ 加圧ローラ
１５、１８ 支点軸
１６ 転写ブラケット
１７ スクレーパ機構
１９ ガイドシャフト
２０ 捩りコイルバネ
２２ 反転機構
２３ 回転軸
２４ ＣＰＵ
２５、２７ ＤＣモータドライバ
２６、２８ ＤＣモータ
３０ ステップモータ
３１、３２ エンコーダ
３３ 駆動軸
３４ ３８、３９ 装置フレーム
３５、４５ ベアリング
３６ 駆動伝達ギヤ
３７、４６ トルクリミッタ
４０ センサ
４１ モータ軸
４２ ピニオンギヤ
４３ ワンウェイクラッチ
４４ 回転軸

Claims (2)

1. 熱により転写される複数のインクエリアを長手方向に備えたインクリボンと長尺状に連続する転写媒体とを画像形成部へ重ね合わせて搬送し、該画像形成部においてインクリボンの各色毎に加熱加圧することより転写媒体にインク像が形成される転写画像形成装置において、
   長尺状の転写媒体が巻回された供給側ロールを回転駆動する駆動軸に嵌め込まれる駆動伝達ギヤと同軸にワンウェイクラッチが嵌め込まれ、該ワンウェイクラッチは転写媒体の送り出し方向に回転する際には駆動伝達ギヤを空転させて駆動軸へ駆動伝達せず、転写媒体の巻き取り方向に回転する際には駆動伝達ギヤから駆動軸へ駆動伝達するように設けられていることを特徴とする転写画像形成装置。
2. 転写媒体を画像形成部へ送り出す際に、駆動源を起動させて供給側ロールの回転速度以上の速度で送り出し方向に駆動伝達ギヤを空転させることを特徴とする請求項１記載の転写画像形成装置。
   

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