JP2020070150A - インクジェットプリンタおよびメディアの巻取り制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクリミッタの耐久性を向上することを目的とする。【解決手段】インクジェットプリンタは、キャリッジと、帯状のメディアをキャリッジの移動方向と交差する方向に搬送する巻取りローラとを有するシリアルプリント方式のインクジェットプリンタである。巻取りローラは、メディアの張力を調整する張力調整部９０を有し、張力調整部９０は電動モータ７０と、電動モータ７０の回転速度を制御する制御部８０と、トルクリミッタ１００とを備える。制御部８０は、メディアを搬送しているときには、メディアの張力が所定値以上になるように電動モータ７０の回転速度を制御し、インクジェットヘッドを走査してメディアに印刷画像を生成しているときには、メディアが搬送しているときよりも低速で、且つメディアの張力が所定値以上になるように電動モータ７０の回転速度を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットプリンタおよびメディアの巻取り制御方法に関する。

従来から、ロール紙に印刷を行うインクジェットプリンタが知られている。こうしたインクジェットプリンタでは、ロール紙を印刷領域に搬送して印刷を行った後、印刷されたロール紙を巻き取って回収する。特許文献１は、ロール紙を巻き取る用紙巻取装置の発明を開示している。

特開平１１−２４６０９５号公報

用紙巻取装置では、用紙に弛みが生じないように、テンションをコントロールすることが必要である。例えば、特許文献１に記載された用紙巻取装置では、用紙の種類に応じてテンションを変更するトルクリミッタ手段を備えている。
本発明は、トルクリミッタの耐久性を向上することを目的とする。

本発明に係るインクジェットプリンタは、帯状のメディアに対してインクを吐出するインクジェットヘッドを搭載して移動するキャリッジと、帯状のメディアを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に搬送する搬送機構とを有する、シリアルプリント方式のインクジェットプリンタであって、前記搬送機構は、前記メディアの張力を調整する張力調整部を有し、当該張力調整部は、印刷画像が生成されたメディアを巻き取る巻取りローラを駆動するモータと、前記モータの回転速度を制御する制御部と、前記メディアの張力が所定値未満の場合、一方の摺動部材と他方の摺動部材とが当接して供回りすることで前記モータから前記巻取りローラへの回転伝達を許容させるとともに、前記メディアの張力が所定値以上の場合、前記一方の摺動部材と前記他方の摺動部材とが摺動することで前記モータから前記巻取りローラへの回転の伝達を阻止させるトルクリミッタとからなり、前記制御部は、前記メディアを搬送しているときには、前記メディアの張力が所定値以上になるように前記モータの回転速度を制御し、前記インクジェットヘッドを走査して前記メディアに印刷画像を生成しているときには、前記メディアが搬送しているときよりも低速で、且つ前記メディアの張力が所定値以上になるように前記モータの回転速度を制御することを特徴とするものである。

この構成により、常にメディアに適切な張力を保ちつつ、印刷時にはメディアを停止し、紙送り時にはメディアを搬送する紙送り装置を実現することができ、紙送りしないときにはモータの回転速度を低速にすることで、トルクリミッタの消耗を低減し、装置の耐久性を向上させることができる。

また、本発明に係るインクジェットプリンタにおいて、前記インクジェットヘッドを走査して前記メディアに印刷画像を生成している場合の前記モータの回転速度は、前記メディアが搬送されていると仮定した場合には、前記メディアの張力が所定値未満となるような回転速度であってもよい。このような回転速度に設定することにより、トルクリミッタの寿命を延ばすことができる。

また、本発明に係るインクジェットプリンタにおいて、前記搬送機構は、前記巻取りローラとは別の搬送ローラを備え、前記制御部は、前記搬送ローラの駆動・停止に同期して、前記モータの回転速度を制御してもよい。この構成により、制御部は、搬送ローラの動作に応じてモータの回転速度を制御できる。

本発明に係るメディアの巻取り制御方法は、帯状のメディアに対してインクを吐出するインクジェットヘッドを搭載して移動するキャリッジと、帯状のメディアを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に搬送する搬送機構とを有する、シリアルプリント方式のインクジェットプリンタであって、前記搬送機構は、前記メディアの張力を調整する張力調整部を有し、当該張力調整部は、印刷画像が生成されたメディアを巻き取る巻取りローラを駆動するモータと、前記モータの回転速度を制御する制御部と、前記メディアの張力が所定値未満の場合、一方の摺動部材と他方の摺動部材とが当接して供回りすることで前記モータから前記巻取りローラへの回転伝達を許容させるとともに、前記メディアの張力が所定値以上の場合、前記一方の摺動部材と前記他方の摺動部材とが摺動することで前記モータから前記巻取りローラへの回転の伝達を阻止させるトルクリミッタとからなるインクジェットプリンタにより実行されるメディアの巻取り制御方法であって、前記メディアを搬送しているときには、前記メディアの張力が所定値以上になるように前記モータの回転速度を制御するステップと、前記インクジェットヘッドを走査して前記メディアに印刷画像を生成しているときには、前記メディアが搬送しているときよりも低速で、且つ前記メディアの張力が所定値以上になるように前記モータの回転速度を制御するステップとを備える。

本発明により、メディアに適切な張力を保ちつつ、トルクリミッタの寿命を延ばすことができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す図である。 本実施形態に係る巻取りローラの斜視図である。 本実施形態に係る巻取りローラの断面図である。

以下、本発明の実施の形態のインクジェットプリンタについて図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す図である。本インクジェットプリンタは、プラテン２０と、インクジェットヘッド３０と、繰出しローラ４０と、巻取りローラ５０とを備え、メディア巻取り機構５０の回転を、印刷の段階によって変化させる機能を持つ。

本実施の形態のインクジェットプリンタで使用されるメディア１０は、繰出しローラ４０にロール状に収容されて提供される帯状に長い媒体であり、布、紙、塩化ビニル樹脂などの被印刷物である。メディア１０は、本実施の形態のインクジェットプリンタにおいて繰出しローラ４０から引き出されてプラテン２０上でインクジェットヘッド３０により文字や画像を印刷されて、巻取りローラ５０に備えられた巻軸６０に収容される。

プラテン２０は、インクジェットヘッド３０が正しくインクを吐出できるようにメディア１０を展開する印刷台である。本実施形態では、プラテン２０には、搬送ローラ２１とピンチローラ２２が備え付けられている。繰出しローラ４０と、巻取りローラ５０と、搬送ローラ２１は、本発明における「搬送機構」に相当する。

インクジェットヘッド３０は、プラテン２０の上をメディア１０の移動方向と垂直に往復（走査）しながら、インクを吐出して、メディア１０に文字や画像を描く。巻取りローラ５０は、インクジェットヘッド３０がメディア１０に正常にインクを吐出できるように張力を与えながら、印刷と定着が完了したメディア１０を巻軸６０に格納する。

搬送ローラ２１には、図示しないステッピングモータなどが接続されており、本インクジェットプリンタの印刷状況と同期して回転してメディア１０をインクジェットヘッダ３０の下に送り出す。ピンチローラ２２は、搬送ローラ２１の上部に存在し、歯車機構などにより搬送ローラ２１から動力を伝達されて回転する。搬送ローラ２１とピンチローラ２２の表面は、弾性体部材などによって接触しており、間にしっかりとメディア１０を保持することができる。繰出しローラ４０から繰り出されたメディア１０は、搬送ローラ２１とピンチローラ２２の動作によってインクジェットヘッド３０の下に誘導されて、インクの吐出を受ける。ここでは搬送ローラ２１が１つの例を示したが、搬送ローラ２１はプラテン２０の複数個所に設けられて、タイミングベルト等により連動して動作してもよい。

なお、搬送ローラ２１の形態は上記の限りでない。例えば、メディア１０が布媒体である場合には、搬送ローラ２１は、メディア１０は一対のプーリーに掛け渡され、滑り止め加工がなされた無端ベルトであってもよい。また、別の例として、ピンチローラ２２を設けず、搬送ローラ２１を表面に金属片を切削により突起させたスパイクローラとするか、金属溶射により表面を粗面に形成したローラとしてもよい。この場合、搬送ローラ２１はスパイクや粗面を印刷面の裏面に食いつかせることで、その回転によりメディア１０を搬送することができる。

巻取りローラ５０は動力を備えており、巻軸６０を回転させることで、メディア１０を巻き取る。メディア１０には巻取りによって発生する張力がかかり、この張力によりメディア１０は弛むことなく搬送される。これにより、プラテン２０上でもメディア１０にしわ等が生じることがなく、インクジェットヘッド３０による印刷を適切に行うことができる。また、印刷後のメディア１０は、巻取りローラ５０まで誘導されて巻軸６０に巻き取られる。

以上の構成により、メディア１０は、搬送ローラ２１の力によって繰出しローラ４０から繰り出され、巻取りローラ５０の与える回転力によって張力を保ったままインクジェットヘッド３０によりインクの吐出を受け、定着されて巻取りローラ５０の巻軸６０に格納される。

メディア１０に弛みが生じないように張力をかけることは必要であるが、張力を与えすぎると、メディア１０は破断する恐れがある。メディアに適切な張力を与える仕組みは、巻取りローラ５０に張力調整部９０を付加することにより実現できる。以下に巻取りローラ５０の具体的構成例を述べる。

図２は、本実施形態に係る巻取りローラ５０の斜視図である。本実施形態に係る巻取りローラ５０は、巻軸６０と、シャフト７４と、電動モータ７０と、張力調整部９０を備える。

張力調整部９０は、第１歯車７１と、トルクリミッタ１００と、第２歯車７２と、第３歯車７３を備える。電動モータ７０の動軸には、第１歯車７１が接続されており、第１歯車７１の回転は、トルクリミッタ１００を経由して、第２歯車７２に伝達される。第２歯車７２の回転は、第３歯車７３に伝達される。第３歯車７３はシャフト７４を通じて巻軸６０に連結しているので、第３歯車７３の回転は、巻軸６０に伝達される。

第３歯車７３には、図示しない回転数センサが付属している。回転数センサは、巻軸６０の回転の有無と回転速度とを検出することができる。巻取りが進むにつれて、巻軸６０の一回転で巻き取れるメディア１０の量は増加するが、制御部８０は加えた回転力と実際の巻軸回転数とを比較することで、巻き取ったメディア１０の量に応じて電動モータ７０に加える電力を調整することができる。

図３は、本実施形態に係る巻取りローラ５０の断面図である。図２で説明した構造の説明については、同一符号を付して適宜省略することにし、本図を使用して、張力調整部９０が備えるトルクリミッタ１００の構造と動作を詳細に説明する。トルクリミッタ１００は、フランジ１０１と、固定ネジ１０２と、圧縮コイルバネ１０３と、摩擦円盤１０４と、駆動円盤１０５と、ハブ１０６を備える。トルクリミッタ１００にはシャフト１０７が接続されている。シャフト１０７は、当該トルクリミッタ１００を介して回転力を第２歯車７２に伝達する役割を果たす。

フランジ１０１は、前述の第１歯車７１に固定されており、電動モータ７０の回転に対応して回転する。フランジ１０１の一部には円周の絞られた部分があり、トルクリミッタ内部の摩擦円盤１０４に挟持されている。固定ネジ１０２は、トルクリミッタ１００を固定し、圧縮コイルバネ１０３の弾性圧力を調整することで、どの程度回転力を制限するかを調整する。圧縮コイルバネ１０３は、その弾性圧力により、フランジ１０１がどの程度の力で摩擦円盤１０４に接触するかを規定する。摩擦円盤１０４は、圧縮コイルバネ１０３の圧力に応じてフランジ１０１に接触し、滑りながら駆動円盤１０５とハブ１０６に回転力を伝える。ハブ１０６は、シャフト１０７に固定されており、回転力は、シャフト１０７を経由して第２歯車７２に伝達される。

本実施形態のトルクリミッタ１００では、固定ネジ１０２を緩めると、圧縮コイルバネ１０３の弾性圧力が低下するので、第１歯車７１の回転は第２歯車７２に伝わりにくくなる。逆に固定ネジ１０２を締めつけると、圧縮コイルバネ１０３の弾性圧力が増加し、第１歯車７１の回転はその大部分が第２歯車７２に伝達される。なお、固定ネジ１０２に別途ステッピングモータ等を設け、例えば回転検出センサで検出した回転数に応じて圧縮コイルバネ１０３の弾性圧力を制御して、伝達する回転力を動的に制御する構成とすることもできる。

トルクリミッタの構成としては、上記のように円盤同士の摩擦力を用いた構成の他、コイルバネの締め付け力を使用した構成を取ることもできる。例えば、コイルバネの空洞内に挿入したシャフトの回転を、コイルバネの縮経を制御することにより締め付けて減速することもできる。

本実施形態では、印刷中（走査中）、メディア送り中のそれぞれのシチュエーションで電動モータ７０の出力を変えることにより、トルクリミッタ１００を介して、必要以上に回転力が伝達されないようにする。これにより、トルクリミッタ１００への負荷を軽減し、トルクリミッタ１００の寿命を延ばすことができる。

インクジェットヘッダ３０がメディアの移動方向と垂直方向に移動して特定の一列について印刷が完了するまでの間、メディア１０の搬送は停止する。電動モータ７０に接続された制御部８０は、搬送ローラ２１の回転が停止している場合には、トルクリミッタ１００のトルクリミット値を少しだけ上回る力で回転するように電動モータ７０を制御する。メディア１０は停止しているので、この回転速度によってメディア１０に常に一定の張力を与えることができる。

メディア１０が搬送されている場合、電動モータ７０は、メディア１０が停止している場合よりも早い回転速度で回転する。これにより、巻軸６０に回転力が伝達され、メディア１０は、張力を保った状態で巻軸６０の回転により巻き取られる。

このように、必要に応じて電動モータ７０の力を制御することで、印刷中（走査中）に新たなメディア１０が供給されてこない状態でメディア１０に過度の張力を与えないために、トルクリミッタ１００で必要以上に伝わった回転力を減衰させる必要がなくなる。このため、トルクリミッタ１００の寿命を延ばすことができる。

以上、本発明のインクジェットプリンタについて実施の形態を挙げて具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。

電動モータ７０の回転力は、搬送ローラ２１に送られる制御命令によって制御されてもよい。搬送ローラ２１の回転を検知する方法では、搬送ローラ２１の回転したことを検知した状態ではメディア１０はプラテン２０上を移動しており、巻取りローラ５０の回転力制御を開始するまでに時間差が発生する。制御信号を検知すれば、時間差なく電動モータ７０の回転力を制御できる。

上記では、搬送ローラ２１を含む構成について説明したが、本発明は、搬送ローラ２１を備えていないインクジェットプリンタであってもよい。その場合、繰出しローラ４０と巻取りローラ５０が搬送機構を構成する。

以下、本実施の形態のインクジェットプリンタおよびメディアの巻取り制御方法の効果について説明する。
（１）本実施の形態に係るインクジェットプリンタは、帯状のメディア１０に対してインクを吐出するインクジェットヘッド３０を搭載して移動するキャリッジと、帯状のメディア１０をキャリッジの移動方向と交差する方向に搬送する巻取りローラ５０とを有する、シリアルプリント方式のインクジェットプリンタであって、巻取りローラ５０は、メディア１０の張力を調整する張力調整部９０を有し、張力調整部９０は、印刷画像が生成されたメディアを巻き取る巻軸６０を駆動する電動モータ７０と、電動モータ７０の回転速度を制御する制御部８０と、メディア１０の張力が所定値未満の場合、摩擦円盤１０４と駆動円盤１０５とが当接して供回りすることで電動モータ７０から巻軸６０への回転伝達を許容させるとともに、メディア１０の張力が所定値以上の場合、摩擦円盤１０４と駆動円盤１０５とが摺動することで電動モータ７０から巻軸６０への回転の伝達を低減させるトルクリミッタ１００とからなり、制御部８０は、メディア１０を搬送しているときには、メディア１０の張力が所定値以上になるように電動モータ７０の回転速度を制御し、インクジェットヘッド３０を走査してメディア１０に印刷画像を生成しているときには、メディア１０が搬送しているときよりも低速で、且つメディアの張力が所定値以上になるように電動モータ７０の回転速度を制御する。

この構成により、常にメディア１０に適切な張力を保ちつつ、印刷時にはメディア１０を停止し、紙送り時にはメディア１０を搬送する紙送り装置を実現することができ、紙送りの必要がないときには電動モータ７０の回転速度を低速にすることで、トルクリミッタ１００の消耗を低減し、装置の耐久性を向上させることができる。

（２）本実施の形態に係るインクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッド３０を走査してメディア１０に印刷画像を生成している場合の電動モータ７０の回転速度は、メディア１０が搬送されていると仮定した場合には、メディアの張力が所定値未満となるような回転速度である。このような回転速度に設定することにより、トルクリミッタ１００の寿命を延ばすことができる。

（３）本実施の形態に係るインクジェットプリンタにおいて、メディア１０を搬送する搬送機構として搬送ローラ２１を備え、制御部８０は、インクジェットヘッド３０の元にメディア１０を搬送する搬送ローラ２１の駆動・停止に同期して、電動モータ７０の回転速度を制御する。この構成により、制御部８０は、搬送ローラ２１の動作に応じて電動モータ７０の回転速度を制御できる。

（４）本実施の形態に係るメディア１０の巻取り制御方法は、上述したインクジェットプリンタにより実行されるメディアの巻取り制御方法であって、メディア１０を搬送しているときには、メディア１０の張力が所定値以上になるように電動モータ７０の回転速度を制御するステップと、インクジェットヘッド３０を走査してメディア１０に印刷画像を生成しているときには、メディア１０が搬送しているときよりも低速で、且つメディア１０の張力が所定値以上になるように電動モータ７０の回転速度を制御するステップとを備える。

この構成により、常にメディア１０に適切な張力を保ちつつ、印刷時にはメディア１０を停止し、紙送り時にはメディア１０を搬送する紙送り装置を実現することができ、紙送りの必要がないときには電動モータ７０の回転速度を低速にすることで、トルクリミッタ１００の消耗を低減し、装置の耐久性を向上させることができる。

本発明は、印刷のプロセスにおいて、必要に応じてトルクリミッタが伝達する電動モータの回転力自体を制御することにより、トルクリミッタの消耗を低減できる。

１０ メディア
２０ プラテン
２１ 搬送ローラ
２２ ピンチローラ
３０ インクジェットヘッダ
４０ 繰出しローラ
５０ 巻取りローラ
６０ 巻軸
７０ 電動モータ
７１ 第１歯車
７２ 第２歯車
７３ 第３歯車
７４ シャフト
８０ 制御部
９０ 張力調整部
１００ トルクリミッタ
１０１ フランジ
１０２ 固定ネジ
１０３ 圧縮コイルバネ
１０４ 摩擦円盤
１０５ 駆動円盤
１０６ ハブ
１０７ シャフト

Claims (4)

1. 帯状のメディアに対してインクを吐出するインクジェットヘッドを搭載して移動するキャリッジと、
   帯状のメディアを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に搬送する搬送機構とを有する、シリアルプリント方式のインクジェットプリンタであって、
   前記搬送機構は、前記メディアの張力を調整する張力調整部を有し、
   当該張力調整部は、印刷画像が生成されたメディアを巻き取る巻取りローラを駆動するモータと、
   前記モータの回転速度を制御する制御部と、
   前記メディアの張力が所定値未満の場合、一方の摺動部材と他方の摺動部材とが当接して供回りすることで前記モータから前記巻取りローラへの回転伝達を許容させるとともに、前記メディアの張力が所定値以上の場合、前記一方の摺動部材と前記他方の摺動部材とが摺動することで前記モータから前記巻取りローラへの回転の伝達を阻止させるトルクリミッタと、
   を備え、
   前記制御部は、前記メディアを搬送しているときには、前記メディアの張力が所定値以上になるように前記モータの回転速度を制御し、前記インクジェットヘッドを走査して前記メディアに印刷画像を生成しているときには、前記メディアが搬送しているときよりも低速で、且つ前記メディアの張力が所定値以上になるように前記モータの回転速度を制御することを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記インクジェットヘッドを走査して前記メディアに印刷画像を生成している場合の前記モータの回転速度は、前記メディアが搬送されていると仮定した場合には、前記メディアの張力が所定値未満となるような回転速度である、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記搬送機構は、前記巻取りローラとは別の搬送ローラを備え、
   前記制御部は、前記搬送ローラの駆動・停止に同期して、前記モータの回転速度を制御する請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 帯状のメディアに対してインクを吐出するインクジェットヘッドを搭載して移動するキャリッジと、帯状のメディアを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に搬送する搬送機構とを有する、シリアルプリント方式のインクジェットプリンタであって、前記搬送機構は、前記メディアの張力を調整する張力調整部を有し、当該張力調整部は、印刷画像が生成されたメディアを巻き取る巻取りローラを駆動するモータと、前記モータの回転速度を制御する制御部と、前記メディアの張力が所定値未満の場合、一方の摺動部材と他方の摺動部材とが当接して供回りすることで前記モータから前記巻取りローラへの回転伝達を許容させるとともに、前記メディアの張力が所定値以上の場合、前記一方の摺動部材と前記他方の摺動部材とが摺動することで前記モータから前記巻取りローラへの回転の伝達を阻止させるトルクリミッタを備えるインクジェットプリンタにより実行されるメディアの巻取り制御方法であって、
   前記メディアを搬送しているときには、前記メディアの張力が所定値以上になるように前記モータの回転速度を制御するステップと、
   前記インクジェットヘッドを走査して前記メディアに印刷画像を生成しているときには、前記メディアが搬送しているときよりも低速で、且つ前記メディアの張力が所定値以上になるように前記モータの回転速度を制御するステップと、
   を備えるメディアの巻取り制御方法。
   

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