JP4402945B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、繰り返し画像形成（印字、記録、印刷等の概念を含む）することができる可逆性感熱記録媒体を用いた画像形成装置（印字装置、記録装置、印刷装置等の概念を含む）に関する。

この種の画像形成装置は、例えばＲＷＰ（リライタブルプリンタ）と呼ばれ、熱可逆性（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃｈｒｏｍｉｃ）フィルム等の可逆性感熱記録媒体を用いたものが実用化されている。
熱可逆性フィルムは、記録層にロイコ染料と顕色剤を備えており、リライタブル特性を有している。消色状態から所定の温度に加熱すると発色し、この状態で急冷すると発色状態が固定される。
発色状態で所定の温度に加熱すると、消色状態に戻る。
この熱可逆性フィルムの特性に対応して、この種の画像形成装置では、加熱して画像を消去する消去手段と、加熱して画像形成を行う画像形成手段を有している。画像形成手段としては、プラテンローラにサーマルヘッドを押圧する構成が知られている。

特開平５−４４４６号公報

可逆性感熱記録媒体はその特性から繰り返し使用される訳であるが、繰り返し使用しているうちに、可逆性感熱記録媒体の表面の粉塵や手垢などの汚れが消去手段のヒートローラの表面やサーマルヘッドの発熱素子表面に付着・堆積する。
これにより、消去手段での加熱量が部分的に低下して画像の消え残りが生じたり、サーマルヘッドの発熱素子の発熱量が不足して画像白抜けなどの画像品質の劣化を引き起こしていた。

本発明は、画像の消え残りの問題や画像白抜け等の問題を解消できる画像形成装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、熱により発色状態と消色状態を可逆的に変化させることができる可逆性感熱記録媒体を給送する記録媒体給送手段と、可逆性感熱記録媒体に形成された画像を消去する消去手段と、可逆性感熱記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを有する画像形成装置であって、可逆性感熱記録媒体の搬送方向における上記記録媒体給送手段の下流側であり、且つ、上記消去手段又は上記画像形成手段の上流側に、可逆性感熱記録媒体をクリーニングするクリーニング手段が設けられており、上記クリーニング手段が可逆性感熱記録媒体を挟持搬送する一対の回転体を有し、これらの回転体のうち少なくとも駆動側が粘着性の表面を有している画像形成装置において、可逆性感熱記録媒体が上記記録媒体給送手段により上記クリーニング手段に到達するまで搬送された後に上記記録媒体給送手段の駆動を停止し、上記クリーニング手段により可逆性感熱記録媒体を搬送することを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記クリーニング手段による可逆性感熱記録媒体の搬送を検知する検知手段と、該検知手段により所定時間内に可逆性感熱記録媒体が検知されない場合に上記クリーニング手段の清掃を促す制御手段を有していることを特徴とする。

請求項３記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記クリーニング手段による可逆性感熱記録媒体の搬送を検知する検知手段と、該検知手段により所定時間内に可逆性感熱記録媒体が検知されない場合に上記記録媒体給送手段を駆動して可逆性感熱記録媒体の搬送を行う制御手段を有していることを特徴とする。

本発明によれば、可逆性感熱記録媒体に付着した粉塵、手垢などをクリーニング手段により除去できるので、画像の消え残り、画像白抜け等の画像品質の低下を防ぐことができる。

本発明によれば、簡単な構成で可逆性感熱記録媒体に付着した粉塵、手垢などを除去できる。

本発明によれば、さらに簡単で低コストな構成で可逆性感熱記録媒体に付着した粉塵、手垢などを除去できる。

本発明によれば、クリーニング機能を高めることができる。

本発明によれば、クリーニング手段の清掃時期を確実に検知することができる。

本発明によれば、動作を正常に終了させることができる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態における画像形成装置としての可逆性感熱印刷装置１の構成の概要を説明する。
可逆性感熱印刷装置１は、可逆性感熱記録媒体２を給送（以下「給紙」ともいう）する記録媒体給送手段３を有している。記録媒体給送手段３は、可逆性感熱記録媒体２が積載収容される給紙トレイ４と、該給紙トレイ４の上に配置され、可逆性感熱記録媒体２を最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ５を有している。
記録媒体給送手段３の給紙方向下流側には、給紙された可逆性感熱記録媒体２を挟持搬送する一対の搬送ローラ６、７が設けられている。一方の搬送ローラ６は、ベルト８を介して給紙モータ９により回転駆動される。ベルト８は給紙クラッチ１０にも掛け回されており、ベルト１１を介して給紙コロ５に回転力を伝達できるようになっている。従って、給紙クラッチ１０のオン・オフにより給紙コロ５の回転駆動を任意に切断することができる。すなわち、搬送ローラ６、７の回転中において、給紙コロ５を任意に回転させたり停止させたりすることができる。

搬送ローラ６、７の下流側には、可逆性感熱記録媒体２をクリーニングするクリーニング手段１２が配置されている。クリーニング手段１２は、可逆性感熱記録媒体２を挟持搬送可能に対向配置された一対の回転体としてのクリーニングローラ１３、１４を有している。クリーニングローラ１３、１４は表面が粘着性を有する材料で形成されている。駆動側としてのクリーニングローラ１３の表面（画像形成面に対応する面）のみを粘着性を有する材料で形成してもよい。
クリーニング手段１２の下流側には、可逆性感熱記録媒体２に形成された画像を消去する消去手段１５が配置されている。消去手段１５は、熱源を有するヒートローラ１６と、該ヒートローラ１６に対向して設けられた加圧ローラ１７を有している。

消去手段１５の下流側には、可逆性感熱記録媒体２に画像を形成する画像形成手段１８が配置されている。画像形成手段１８は、多数の発熱素子を備えたサーマルヘッド１９と、該サーマルヘッド１９に対向して配置され、可逆性感熱記録媒体２を搬送するプラテンローラ２０を有している。サーマルヘッド１９は図示しない付勢手段によりプラテンローラ２０に当接している。プラテンローラ２０は、プラテンモータ３１によりベルト３２を介して回転駆動される。
画像形成手段１８の下流側には、画像形成手段１８で加えられた熱を可逆性感熱記録媒体２から奪う冷却ローラ２１と、該冷却ローラ２１に対向して設けられた冷却加圧ローラ２２が配置されている。

クリーニング手段１２のクリーニングローラ１３と、消去手段１５のヒートローラ１６と、冷却ローラ２１は、記録媒体給送手段３と画像形成手段１８の間に配置された搬送モータ２３によりベルト２４を介して回転駆動されるようになっている。
クリーニングローラ１３は、ベルト２４が掛けられたクリーニングクラッチ２５及びベルト２６を介して回転駆動される。従って、搬送モータ２３の動作中に、クラッチ２５をオン・オフすることによりクリーニングローラ１３を任意に回転させたり停止させたりすることができる。
上記のように、記録媒体給送手段３は給紙モータ９を駆動源として、クリーニング手段１２は搬送モータ２３を駆動源としてその駆動を独立に制御される。

本実施形態では動力伝達手段として各ベルトを用いているが、ギアなど他の動力伝達手段を用いてもよい。
記録媒体給送手段３と搬送ローラ６、７の間には可逆性感熱記録媒体２を検知する検知手段としての媒体検知センサ（用紙検知センサ）２７が、搬送ローラ６、７とクリーニング手段１２との間には媒体検知センサ２８が、クリーニング手段１２と消去手段１５の間には媒体検知センサ２９、３０が配置されている。
これにより、可逆性感熱記録媒体２が搬送パスＰのどの位置にあるかを検知することができる。

図２に可逆性感熱印刷装置１の制御系統を示す。媒体検知センサ２７、２８、２９、３０の検知情報は制御手段３３に入力され、制御手段３３はこれらの情報等に基づいて給紙モータ９、給紙クラッチ１０、プラテンモータ２３、搬送モータ２３、クリーニングクラッチ２５等を制御する。
制御手段３３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を有するマイクロコンピュータであり、可逆性感熱印刷装置１のメインコントローラが兼ねることができる。
図２において、符号３４は操作パネルを、３５は所定値変更手段としての所定値変更キーを、３６はカウンタを示す。これらについては後述する。

図３に示すように、操作パネル３４には可逆性感熱印刷装置１の動作状態を示す動作表示部３７が設けられている。動作表示部３７には、電源のオン・オフを表示する電源表示灯３７ａ、外部のパーソナルコンピュータ等との接続状態を表示するオンライン表示灯３７ｂ、印刷中であることを表示する印刷表示等３７ｃ、可逆性感熱記録媒体２の画像を消去中であることを表示する消去表示灯３７ｄ、クリーニング中であることを表示するクリーニング表示灯３７ｅ、エラーを表示するエラー表示灯３７ｆが設けられている。これらはＬＥＤで構成されているが、ＬＣＤを採用することもできる。

図４のフローチャートに基づいて可逆性感熱印刷装置１の制御動作を説明する。
初期状態としては、給紙モータ９、搬送モータ２３、プラテンモータ３１は停止状態にあり、給紙クラッチ１０、クリーニングクラッチ２５はオフ（非伝達状態）になっている。
まず、給紙モータ９を回転させ（Ｓ１）、次いで給紙クラッチ１０をオンにする（Ｓ２）。これにより給紙コロ５及び搬送ローラ６、７が回転する。給紙トレイ４に積載された可逆性感熱記録媒体２は給紙コロ５によって分離され、搬送ローラ６、７まで搬送される。
制御手段３３は媒体検知センサ２８がオンしたかどうかをチェックし（Ｓ３）、オンしたら給紙クラッチ１０をオフし、給紙コロ５を停止させる（Ｓ４）。
媒体検知センサ２７がオンした後、所定時間経過後に給紙クラッチ１０をオフし、給紙コロ５を停止させるようにしてもよい。ここで、所定時間とは、可逆性感熱記録媒体２が搬送されて搬送ローラ６、７のニップに到達する時間であり、実験的に求められるものである。給紙クラッチ１０のオフ後、可逆性感熱記録媒体２は搬送ローラ６、７により搬送される。

次に、制御手段３３は搬送モータ２３を回転させ（Ｓ５）、クリーニングクラッチ２５をオンにする（Ｓ６）。クリーニングクラッチ２５のオンにより、クリーニングローラ１３、１４が回転する。
制御手段３３は可逆性感熱記録媒体２がクリーニング手段１２で搬送された後、媒体検知センサ２９がオンしたかどうかをチェックし（Ｓ７）、オンしたら給紙モータ９を停止させる（Ｓ８）。これにより、可逆性感熱記録媒体２はクリーニングローラ１３、１４でクリーニングされながら搬送される。
すなわち、クリーニングローラ１３、１４の表面の粘着性により可逆性感熱記録媒体２はその表面に存在する粉塵や手垢などの汚れを剥ぎ取られる。クリーニングローラ１３のみが表面に粘着性を有する場合には、可逆性感熱記録媒体２の画像形成面のみが上記原理によりクリーニングされる。

次に、制御手段３３は、媒体検知センサ２９の検知から媒体検知センサ３０の検知までの搬送時間（所定時間）待機し（Ｓ９）、所定時間経過後、媒体検知センサ３０がオンしたかどうかをチェックする（Ｓ１０）。オンしたらプラテンモータ３１を回転させる（Ｓ１１）。ここでの所定時間は実験等により求められる値である。
可逆性感熱記録媒体２は消去手段１５のヒートローラ１６と加圧ローラ１７の間を通ることにより、その記録画像を消去される。さらにプラテンローラ２０の回転により搬送されながら目的の画像を形成（印字）され、冷却ローラ２１、冷却加圧ローラ２２にて冷却されて濃度を安定され、排出される（Ｓ１２）。

これらの動作を繰り返した場合、クリーニングローラ１３、１４は表面に粘着性の材質を使用しているため、可逆性感熱記録媒体２から奪い取った粉塵、手垢などが堆積する。堆積が進行すると、クリーニングローラ１３、１４と可逆性感熱記録媒体２間の摩擦係数が小さくなり、ついにはクリーニングローラ１３、１４で可逆性感熱記録媒体２を搬送することができなくなる。
これは、媒体検知センサ２９により可逆性感熱記録媒体２が検知された後、媒体検知センサ２９と３０の間の搬送時間が経過しても、媒体検知センサ３０が可逆性感熱記録媒体２を検知しないことにより検知することができる。

このため、Ｓ１０で媒体検知センサ３０がオンしない場合には、制御手段３３は操作パネル３４のクリーニング表示灯３７ｅを点灯させ、オペレータにクリーニングローラ１３、１４の清掃が必要であることを知らせる（Ｓ１３）。
この場合には、クリーニング手段１２による可逆性感熱記録媒体２の搬送力が得られないので、給紙モータ９を回転させ（Ｓ１４）、可逆性感熱記録媒体２の搬送が行われるようにする。これにより動作を正常に終了させることができる。

上記実施形態では、クリーニング手段１２を消去手段１５の上流側に配置したので、可逆性感熱記録媒体２が保持する粉塵や手垢などによる消去手段１５の消去機能の低下を防止でき、且つ、画像形成手段１８におけるサーマルヘッド２０の印字機能の低下を防止できる。
可逆性感熱記録媒体２が保持する粉塵や手垢など影響が消去手段１５でほとんど無い場合には、クリーニング手段１２を消去手段１５の下流側であって、画像形成手段１８の上流側に設けてもよい。

上記実施形態ではクリーニングローラ１３、１４のすべりを検知して清掃を促す方式としたが、図２に示すカウンタ３６により可逆性感熱記録媒体２の通算の給送数をカウントし、カウント値が所定値に達したら制御手段３３はクリーニング表示灯３７ｅを点灯させて清掃時期を知らせるようにしてもよい（第２の実施形態）。
この場合、制御手段３３、カウンタ３６、クリーニング表示灯３７ｅによって報知手段が構成される。
清掃時期の知らせは、操作パネル３４の図示しない液晶表示部における文字表示や、警告音によって行うようにしてもよい。
この場合の所定値は、実験等により求められ、予め制御手段３３のＲＯＭに記憶される。カウンタ３６が清掃時にリセットされる場合には上記所定値は１つでよいが、リセットされない方式の場合には所定値が例えば１００枚目、２００枚目・・・と段階的に複数存在することになる。

予め実験等により求められた所定値では、実際にそぐわない場合がある。例えば使用環境等によっては、予め求められた所定値で清掃を行おうとしてもまだ十分にクリーニング手段１２のクリーニング機能及び搬送力が残っている場合があるからである。
このようなときにはユーザが任意に所定値を変更できるのが望ましい。図２に示した所定値変更キー３５により任意に変更することができる（第３の実施形態）。

図５に基づいて第４の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と同一部分ないし同一とみなされる部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態における可逆性感熱記録媒体２には、非接触でデータの読み取り、書き込みが可能なＲＦＩＤタグ（無線タグ）が貼り付けられている。
クリーニング手段１２の上流側には、ＲＦＩＤタグにアクセスしてそのデータ内容を読み取ったりするためのＲＦアンテナ及びリーダライタ４１が設けられている。給紙モータ９の制御により可逆性感熱記録媒体２はクリーニング手段１２の手前で一旦停止され、例えばＲＦＩＤタグのデータ内容を読み取られる。読み取られた内容に基づいて可逆性感熱記録媒体２に画像が形成される。

クリーニングクラッチ２５は、クリーニングローラ１３と同軸上に設けられている。プラテンローラ２０は、同軸上に設けられたプラテンクラッチ３８のオン・オフにより任意に回転駆動される。符号３９は搬送ローラ対を示し、画像形成がなされた可逆性感熱記録媒体２は最終的に排紙ローラ対４０により装置本体４３の上面としての排紙トレイ４４に排出・スタックされる。
符号４５は制御基板を示す。サーマルヘッド３０はファン４６により冷却されるようになっている。符号４２はパワーサプライユニットを示す。

本発明の第１の実施形態における画像形成装置としての可逆性感熱印刷装置の概要正面図である。 制御ブロック図である。 操作パネルの要部平面図である。 可逆性感熱印刷装置の制御動作を示すフローチャートである。 第４の実施形態における可逆性感熱印刷装置の概要正面図である。

符号の説明

２ 可逆性感熱記録媒体
３ 記録媒体給送手段
１２ クリーニング手段
１３、１４ 回転体としてのクリーニングローラ
１５ 消去手段
１８ 画像形成手段
３３ 制御手段
３５ 所定値変更手段としての所定値変更キー

Claims (3)

1. 熱により発色状態と消色状態を可逆的に変化させることができる可逆性感熱記録媒体を給送する記録媒体給送手段と、可逆性感熱記録媒体に形成された画像を消去する消去手段と、可逆性感熱記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを有する画像形成装置であって、
   可逆性感熱記録媒体の搬送方向における上記記録媒体給送手段の下流側であり、且つ、上記消去手段又は上記画像形成手段の上流側に、可逆性感熱記録媒体をクリーニングするクリーニング手段が設けられており、
   上記クリーニング手段が可逆性感熱記録媒体を挟持搬送する一対の回転体を有し、これらの回転体のうち少なくとも駆動側が粘着性の表面を有している画像形成装置において、
   可逆性感熱記録媒体が上記記録媒体給送手段により上記クリーニング手段に到達するまで搬送された後に上記記録媒体給送手段の駆動を停止し、上記クリーニング手段により可逆性感熱記録媒体を搬送することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記クリーニング手段による可逆性感熱記録媒体の搬送を検知する検知手段と、該検知手段により所定時間内に可逆性感熱記録媒体が検知されない場合に上記クリーニング手段の清掃を促す制御手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記クリーニング手段による可逆性感熱記録媒体の搬送を検知する検知手段と、該検知手段により所定時間内に可逆性感熱記録媒体が検知されない場合に上記記録媒体給送手段を駆動して可逆性感熱記録媒体の搬送を行う制御手段を有していることを特徴とする画像形成装置。

Images