以下、添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置および画像形成方法について詳細に説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
図1はプリンタ1の概略構成を説明するための図である。なお、図1では、プリンタ1が備える各構成要素の内で、説明のために必要な部分のみを示し、その他の構成要素については省略している。
カラー印刷等の多色印刷を行うプリンタでは、三原色(イエロー、マゼンタ、シアン)あるいはブラックを含めた4色で印刷が行われる。このような多色印刷のプリンタとして、ロール状の記録用紙を往復動させながら印刷を複数回繰り返すことによって、同一紙面上に異なる色の印刷を行うプリンタがある。
プリンタ1(画像形成装置の一例)は、ヘッドに対してロール状の記録用紙(記録媒体の一例)を往復動させることによって、記録用紙に画像形成を複数回繰り返すことで、同一紙面上に例えば異なる色の画像を形成するプリンタである。
プリンタ1は、ロール状の記録用紙10をロール紙ホルダ2に保持しておき、このロール紙ホルダ2から巻き戻した記録用紙10の記録面上に画像を形成する。ロール状の記録用紙10をロール紙ホルダ2に保持させるには、例えば、ロール状の記録用紙10が有する中心軸をロール紙ホルダ2によって回転自在に支持させることで行うことができ、これによって、記録用紙10をロール紙ホルダ2に回転可能に収納することができる。
画像形成は、インクリボン4(転写媒体の一例)を記録用紙10の記録面に当接させながら、ヘッド3によって所定位置にインクを記録することによって行う。その際は、インクリボン4と記録用紙10を重ねて移動させて、ヘッド3とプラテンローラ9の間に通過させる。ヘッド3は、プラテンローラ9に対して移動可能に構成され、画像形成時にプラテンローラ9に押圧されて接触する。プリンタ1は、ヘッド3を構成する発熱体を所定のパターンで発熱させて、インクリボン4から記録用紙10の上に画像を転写することにより、画像を形成する。
この画像形成において、カラー画像を形成する場合には、画像形成する色に対応したイエロー、マゼンタ、シアン等の複数のインク部分(転写材料の一例)を、インクリボン4の巻き取る方向に沿ってインクリボン4に順に用意しておき、インクリボン4を巻き取りながらインク部分をヘッド3に通過させる動作を、色毎に繰り返す。インクリボン4は、供給側リボンローラ4Aから供給され、巻上側リボンローラ4Bに巻き上げられる。以下、これらのローラを単に、「リボンローラ4A,4B」ともいう。インクリボン4は、供給側リボンローラ4Aとヘッド3の間にあるリボンガイドローラ15や、ヘッド3と一体に構成されたリボンガイド部16(図3(A)を参照)によって案内される。
プリンタ1は、画像形成の際、記録用紙10の同一の画像形成領域に各色の画像を重ねて形成するために、記録用紙10を往復動させる。この記録用紙10の往復動は、ロール紙ホルダ2の回転方向を変えてロール紙の巻きほどきと巻き戻しを繰り返すことで行うことができる。記録用紙10の搬送は、記録用紙10の搬送経路に設けられたグリップローラ17とピンチローラ18により行う。画像形成を行わないときは、グリップローラ17に対してピンチローラ18が離間して、記録用紙10を解放する。一方、画像形成時には、グリップローラ17とピンチローラ18が、記録用紙10を挟んで搬送する。
これによって、記録用紙10をヘッド3に対して往復動させ、記録用紙10の同一の画像形成領域に対して複数回の画像形成を繰り返して行う。
なお、インクリボンは、イエロー、マゼンタ、シアン等の色部分に加えてオーバーコート層(転写材料の一例)を備え、全色の画像形成が終了した面上をこのオーバーコート層で覆うことによってその面を保護することができる。
画像形成が終了した記録用紙10は、ヘッド3部分を通過した後、排出経路13を通過し、プリンタ1の筐体7に設けた排出口6からプリンタ外部に排出される。
記録用紙10は、各色の画像形成において、一旦ヘッド3の位置を通過して画像を形成する長さに応じた紙送りが行われた後、反転して巻き取りが行われる。ヘッド3は、この記録用紙10を巻き戻す過程において画像を形成する。このとき、ヘッド3を通過した記録用紙10を、プリンタ1の内部に一時的に退避させる。
図1に示すプリンタ1の構成では、ロール紙ホルダ2の外周部分を記録用紙収納部12とし、記録用紙を一時退避させるための収納空間として使用する。図1では、記録用紙収納部12を斜線部分で示している。この記録用紙収納部12は、ロール紙ホルダ2の外周部分のスペースを利用し、全外周の内の少なくとも一部において、プリンタ内部との間で形成される隙間によって収納空間を形成する。通常、ロール紙ホルダの外周部分は、ロール紙を収納するとともに、ロール紙を巻きほどいて送り出すための空間部分を備えている。ロール紙ホルダの外周の径は、このロール紙の径が最大径の場合にも、ロール紙の外周部分がプリンタの内部の壁面等と接触しないように、通常、マージンを持たせた径に設定されているため、ロール紙ホルダの外周部分には余裕空間が設けられている。また、このロール紙ホルダに巻かれていたロール紙を巻き出した後には、少なくともそのロール紙が巻かれていた空間部分が遊休空間となる。
これにより、ロール紙の外周部分には、少なくともロール紙から巻きほどかれて送り出された記録用紙を収納するに十分な空間を有している。
ヘッド3の下流であって、記録用紙収納部12および排出経路13の上流部分には、切替案内部11を備える。この切替案内部11は、ヘッド3を通過した記録用紙10の先端を、記録用紙収納部12に向けて送るか、あるいは排出経路13に向けて送るかの切替を行い、記録用紙10を切替方向に導く部分であり、例えば、フラッパ板によって構成することができる。
また、プリンタ1は、排出経路13上であって排出口6の直前の位置に記録用紙切断部5を備える。記録用紙切断部5は、排出経路13を通過し、排出口6から外部に送り出された記録用紙10について、排出口6の手前位置の部分を切断する。記録用紙切断部5は、記録用紙10が排出口6から外部に突出した状態において、記録用紙10の記録面の後方の所定位置を切断することによって、カットした記録用紙10を排出口6から取り出すことができ、また、記録用紙10が排出口6から突出する前の状態において、記録用紙10を複数箇所で切断することによって、記録用紙10を短く裁断することができる。
この記録用紙切断部5の下方位置には、切断片収納部14が設けられ、記録用紙切断部5で裁断された切断片を収納することができる。切断片を切断片収納部14に収納することによって、切断片がプリンタ1の外部に漏洩することを防ぐことができる。
なお、図1の構成によれば、切断片収納部14はロール紙ホルダ2と隣接する位置に設けられているため、上述したロール紙ホルダ2の外周部が形成する記録用紙収納部12の他方の境界を定めることになる。図1では、記録用紙収納部12の境界の一部を切断片収納部14の壁面で形成する例を示しているが、ロール紙ホルダ2の外周部とともに記録用紙収納部12の境界を形成する面は、この切断片収納部14の壁面に限られるものではなく、プリンタ1内においてロール紙ホルダ2の外周部と対向する位置に配置される構成部材の壁部を用いることができる。
プリンタ1は、上述した各構成部分を駆動する駆動部(ロール紙駆動部32、ヘッド駆動部33、インクリボン駆動部34)、および制御を行う制御部(制御部30,切替制御部31,切断制御部35)を備える。
ロール紙駆動部32は、ロール紙ホルダ2内に収納されたロール紙を駆動する。ロール紙駆動部32は、駆動方向を反転させることができ、ロール紙を巻きほどく方向に回転駆動することによって記録用紙10の送り出しを行い、駆動方向を反転させてロール紙を巻き戻す方向に回転駆動することによって、送り出した記録用紙10を元に戻す。ここでは、送り出した記録用紙10を元に戻す際に、記録用紙10上に画像を形成する。プリンタ1では、記録媒体を搬送する第2の搬送部の一例として、グリップローラ17、ピンチローラ18、ロール紙駆動部32を設けている。
また、ヘッド駆動部33は、画像データに基づいてヘッド3を駆動し、記録用紙10上に所定の画像を形成する。ヘッド3は、昇華型のプリンタ、熱溶融型プリンタ等の各種の画像形成方式に応じた機構を用いることができる。プリンタ1では、記録媒体上に画像を形成する画像形成部の一例として、ヘッド3や、プラテンローラ9、ヘッド駆動部33を設けている。
また、インクリボン駆動部34は、供給側リボンローラ4Aと巻上側リボンローラ4Bを駆動し、ヘッドの駆動と同期してインクリボン4をヘッド3に対して移動させる。プリンタ1では、帯状の転写媒体を搬送する第1の搬送部の一例として、リボンローラ4A,4Bや、インクリボン駆動部34を設けている。
記録用紙10上に画像形成できる長さはインクリボン4の各色の長さに依存する。プリンタ1は、例えばL版、2L版の写真に相当する画像を形成する場合には、L版、2L版の寸法に応じた長さを有するインクリボン4を例えば搬送方向に画像の長さ分移動させて画像を形成する。プリンタ1は、インクリボン4が対応する長さより短い画像も形成できる。例えば、2L版のインクリボンが取り付けられているときには、プリンタ1は、2L版の他、L版の画像を形成することができる。
したがって、ロール紙駆動部32やインクリボン駆動部34の駆動量は、プリンタ1に設置したインクリボン4の種類と、図示しない外部からの印刷指令とに応じて定める必要がある。そこで、このインクリボン4の種類データを記録したIDチップ等の記憶素子(図示していない)を供給側リボンローラ4A、あるいは巻上側リボンローラ4Bに取り付けておき、制御条件を取得するための検出信号を検出するリボン種検出部(図示していない)によって、この記憶素子を検出する。制御部30は、検出したデータからインクリボン4の種類を取得し、取得したインクリボンの種類と、外部からの印刷指令とに基づいてロール紙駆動部32やインクリボン駆動部34の駆動量を制御する。
また、切替制御部31は切替案内部11を制御し、記録用紙10の先端を記録用紙収納部12側あるいは排出経路13側の何れの方向に向けるかの切り替えを行う。この切替制御は、例えば、画像形成中には、記録用紙10の先端を記録用紙収納部12側に切り替えて、記録用紙10を一時的に退避させ、一方、画像形成終了時には、記録用紙10の先端を排出経路13側に切り替えて、記録用紙10を排出口6から外部に排出する。
切断制御部35は記録用紙切断部5を制御し、記録用紙10が排出経路13を経由し排出口6から外部に排出したときに、記録用紙10の記録部分の後端を切断して1枚ずつに切り分ける態様とする他、記録用紙10を廃棄するなどのために短く裁断する態様とすることができる。
ところで、インクリボンを用いて画像を形成するプリンタでは、インクリボンにおけるイエローや、マゼンタ、シアン、オーバーコートの領域同士の境界を検出するためのセンサが設けられている。このセンサでインク等の領域同士の境界を検出し、その検出結果に応じてインクリボンの搬送量を制御することにより、ヘッドにてインクリボンを位置決めする。以下では、そのようなインクやオーバーコートの領域、それらの領域同士の境界、およびその境界を検出するセンサのことを、それぞれ「リボンパネル」、「リボン境界」、および「リボンセンサ」ともいう。
一般的なプリンタでは、このリボンセンサは、ヘッド3より下流側(すなわち、ヘッド3と巻上側リボンローラ4Bの間)に配置されている。また、ヘッド3より上流側(すなわち、供給側リボンローラ4Aとヘッド3の間)にリボンセンサを配置したプリンタも存在するが、そうしたプリンタでは、ヘッド3や記録用紙10の搬送経路から離れた位置にリボンセンサが配置されている。
ここで、そのような従来のプリンタのヘッド3とリボンセンサの位置関係について説明する。なお、インクリボン4については、供給側リボンローラ4Aから巻上側リボンローラ4Bへの向きが、上流から下流への向きになる。これは、記録用紙10がヘッド3やプラテンローラ9を通って、排出経路13を経て排出される方向とは逆向きである。
図2は、従来のプリンタにおけるヘッド3とリボンセンサの位置関係を示す図である。これらの図では、図1のヘッド3の周辺を拡大して表示している。
図2(A)は、ヘッド3より下流側に、リボン境界を検出するための透過型センサ81を配置した構成の例を示す。この例では、透過型センサ81がヘッド3と巻上側リボンローラ4Bの間に配置されている。このプリンタの場合、次に画像形成する領域の境界が検出されるまでインクリボン4を搬送し、境界が検出されたらそこでインクリボン4を停止して、そこから画像を形成する。このため、ヘッド3と透過型センサ81の間の距離分だけのリボンパネルが無駄になるおそれがある。
特許文献3では図2(A)の構成であるが、次に印刷するリボン境界を前のリボンパネル印刷中に検出し、前のリボンパネル印刷終了後に、計算値から求められた残りの搬送距離を順送りすることにより、理論的にはリボンパネルの無駄を無くすことが可能となる。しかしながら、リボンセンサとヘッドの距離を短く設定すると、前のリボンパネルを印刷中にリボン境界を検出してから、次に印刷するリボンパネルを位置出しするまでに搬送するリボンの長さが長くなる。このため、位置決め精度が上がらず、その分がリボンパネルにマージン分として必要となり、無駄となっていた。リボンセンサとヘッドの距離を長くして、リボン境界を検出してから次のリボンパネルの位置出しを行うまでの搬送距離を短くする場合も、最初のリボンパネルを位置出しする際に、リボン境界を検出後、巻き戻すときのリボンの搬送距離が長くなってしまう。その結果、最初のリボンパネルの位置出し精度が上がらず、その分がリボンパネルの無駄となっていた。また、これにより、リボンローラ4A,4Bのリボン径が大きくなってプリンタが大型化するなどの弊害もあった。
図2(B)は、ヘッド3より下流側に、リボン境界を検出するための反射型センサ82を配置した構成の例を示す。この例では、反射型センサ82がヘッド3の直後に、すなわち、ヘッド3の下流側であって図2(A)の透過型センサ81より上流側に配置されている。このプリンタの場合、反射型センサ82は配置位置の自由度が高く、センサをヘッド3に近付けやすいという利点がある。しかしながら、インクリボン4の背面での反射による影響を受けるなどのために、反射型センサを用いるとリボン境界を誤検出しやすくなるおそれがある。また、インクリボン4での反射光のレベルが大きく変動しやすいため、センサをカラーセンサにして、リボン境界を示すマークをなくしたインクリボンを用いるということは困難である。
図2(C)は、ヘッド3より上流側に、リボン境界を検出するための透過型センサ83を配置した構成の例を示す。この例では、透過型センサ83が供給側リボンローラ4Aとリボンガイドローラ15の間に配置されている。このプリンタの場合、リボン境界を検出する位置と画像を形成する位置との間の距離がある程度長くなる。このプリンタの場合、1つの色について画像形成しているときにヘッド3より上流側でリボン境界を検出し、次の色について画像形成する前に、その色の領域の先頭がヘッド3に来るために必要な長さだけインクリボン4を搬送する。このため、原理的にはインクリボン4に無駄が生じなくなるはずであるが、搬送する距離が長くなるとインクリボン4をヘッド3に位置決めする際の精度が悪くなる。したがって、その分インクリボン4のパネルピッチ(搬送方向についての各領域の長さ)に余裕が必要となってパネルピッチをあまり縮めることができず、そのマージン分のリボンパネルが無駄になるおそれがある。
また、図2(C)のプリンタのように上流側にセンサを設けると、ヘッド3と記録用紙10が接した状態で1つの色について画像形成をしながら次の色についてリボン境界を検出する場合と、1枚目を画像形成するためにヘッド3が記録用紙10から離れた状態で単にインクリボン4を画像形成位置に合わせたい場合とのどちらでも、そのセンサでリボン境界を検出できなければならない。このため例えば、どちらの場合でも、透過型センサが配置された箇所のインクリボン4の搬送経路(以下、リボン経路ともいう)が動かず、透過型センサから画像形成部までの距離も変化しないように、リボン経路や透過型センサの取り付け部を構成する必要がある。あるいは、透過型センサを構成する素子のうち少なくとも一方の素子を2個配置して、ヘッド3が動いても透過型センサとヘッド3の位置関係が変化せず、それぞれの位置でリボン境界を検出できるように構成する必要がある。このように、上流側に透過型センサを設けると、プリンタ設計上の制約が生じることになる。
図2(C)の透過型センサ83は、リボン経路の右側にある一方の素子がヘッド3とともに移動する。図2(C)では、画像形成中のヘッド3などの位置を実線で、画像形成していないときのヘッド3などの位置を破線で、それぞれを1つの図に重ねて表示している。そして、透過型センサ83の右側の素子が実線と破線のどちらの位置にあってもリボン境界を検出できるように、これらの位置に対応して、透過型センサ83の他方の素子が、リボン経路を挟んで左側に2個設けられている。図2(C)では、これらの3個の素子をそれぞれ黒色の四角で表示している。図2(C)のように、ヘッド3を含む組立体(以下、ヘッド組立体という)に透過型センサ83の一方の素子を設ける場合は、ヘッド3がどちらの位置にあっても、移動の前後での2組の透過型センサ83の光軸が合うようにする必要がある。
また、記録用紙10の搬送経路(以下、用紙経路ともいう)はヘッド3の記録面に接する曲面となるが、その曲率が大きくなると画像形成の品質やプリンタの動作安定性に悪影響が生じやすい。このため、用紙経路はヘッド組立体にガイドされたリボン経路に沿ったものとなり、用紙経路とリボン経路の間に透過型センサの一方の素子を配置することは困難である。よって、上流側に透過型センサを設ける場合には、以下で説明するプリンタ1の構成をとらなければ、ヘッド組立体およびリボン経路が用紙経路と面している範囲には透過型センサを配置することができない。
そこで、プリンタ1では、イエロー、マゼンタ、シアンおよびオーバーコートが順次塗布されたインクリボン4の各インク塗布領域の境界を検出する透過型のリボンセンサを、ヘッド3に対しインクリボン4の搬送方向の上流側であって、インクリボン4の搬送経路と記録用紙10の搬送経路が重なる位置に配置する。言い換えると、プリンタ1では、ヘッド3に対しインクリボン4の搬送方向の上流側であって、透過型のリボンセンサが記録用紙10の搬送経路を挟む位置に、リボンセンサを配置する。特に、リボンセンサを構成する投光側または受光側の素子を、ヘッド3の本体またはヘッド3を含むサーマルヘッド組立体と一体に配置する。そして制御部30は、ヘッド3が1つの色の領域についての転写を終えたときには、記録用紙10の搬送方向後端がリボンセンサを通り過ぎるまで記録用紙10を搬送しているようにロール紙駆動部32を制御し、インクリボン4と記録用紙10が重ならなくなった状態でリボンセンサが1つの色の領域と次の色の領域の境界を検出した検出結果に応じて、次の色の領域の使用開始位置をヘッド3に位置決めするようにインクリボン駆動部34を制御する。
図3は、プリンタ1におけるヘッド3とリボンセンサの位置関係を示す図である。これらの図でも、図2(A)〜図2(C)と同様に、図1のヘッド3の周辺を拡大して表示している。
図示するように、プリンタ1のリボンセンサは、リボンガイド部16に設けられた投光側リボンセンサ8Aと、インクリボン4の搬送経路を挟んでそれに対向するように設けられた受光側リボンセンサ8Bとで構成される。以下、これらを単に、「リボンセンサ8A,8B」または「リボンセンサ8」ともいう。プリンタ1では、転写媒体の各色の領域同士の境界を検出する検出部の一例として、このリボンセンサ8A,8Bを設けている。
プリンタ1では、リボンセンサ8A,8Bを、ヘッド3がプラテンローラ9と接離する際の移動方向にリボンセンサ8A,8Bの光軸方向が一致するように、すなわち両者の方向が略平行になるように配置する。ここで言う「一致」や「略平行」とは、画像形成時(ヘッド3がプラテンローラ9に接触しているとき)とそうでないとき(ヘッド3がプラテンローラから離間しているとき)のどちらでもリボンセンサ8を使用できるような範囲内で、両方のヘッド位置におけるリボンセンサ8の光軸がずれないように、ヘッド3の移動方向とリボンセンサ8の光軸方向を合わせてあるという意味である。なお、図3(A)では、画像形成中のヘッド3とリボンセンサ8A,8Bの位置を実線で、画像形成していないときのヘッド3とリボンセンサ8A,8Bの位置を破線で、それぞれを1つの図に重ねて表示している。
なお、プリンタ1では、投光側リボンセンサ8Aをヘッド3と一体に配置しているから、ヘッド3とともに投光側リボンセンサ8Aが動いてリボンセンサ8A,8B間の距離が変化する。このようにセンサ間の距離が変わってもリボン境界を検出できるように、例えば投光側リボンセンサ8Aの発光量をヘッド3の位置に応じて調節する。または、受光側リボンセンサ8Bの出力電圧が、ヘッド3の位置の変化も考慮したある範囲内に変化するかどうかにより、検出の有無を判断してもよい。その際は、図示しない検出手段によりプラテンローラ9に対するヘッド3の位置を検出する。この検出手段としては、例えばヘッド駆動部33をカムで構成し、そのカムをどちらに回転させたかに応じて、ヘッド3がどちらの位置にあるかを検出してもよい。例えば透過型フォトインタラプタを利用して、ヘッド駆動部33のカムの回転方向を検出してもよい。その際は、例えば、カムに検出用の遮蔽版を設けて、カムの回転方向に応じてその遮蔽版がフォトインタラプタの検出領域に入るように構成してもよい。
図3(A)は、1つの色について画像形成が始まるときの位置関係を示す。まず、画像形成される領域の長さに応じて記録用紙10が図中左側の矢印A方向に送り出され、記録用紙10の端部10Eが図中左側に来る。例えば、イエローについての画像形成が始まるときを考えると、このとき、ヘッド3が画像を形成する画像形成位置Phに、イエローのリボンパネルの先頭と記録用紙10上に画像形成される領域の先頭とが位置合わせされる。そして、インクリボン4と記録用紙10は重なった状態で一緒に図中右側の矢印B方向に搬送されながら、ヘッド3により記録用紙10上にイエローについての画像形成が行われる。
なお、図示しないが、リボンローラ4A,4Bのどちらか一方か、または両方は、インクリボン4の移送量を検出するエンコーダを備えている。インクリボン駆動部34は、そのエンコーダのパルス数や、リボンローラ4A,4Bのどちらか一方か、または両方の巻き径、リボンセンサ8の検出結果などに基づいて、ヘッド3の画像形成位置Phにイエローの先頭を位置決めするために必要な送り量を算出する。そして、インクリボン駆動部34により画像形成位置Phまでイエローの先頭を送って、インクリボン4を位置決めする。
インクリボン4上ではイエローの次にマゼンタのリボンパネルがあり、イエローの次にマゼンタについて画像形成が行われるとする。この場合、そのマゼンタの画像形成が始まるときまでには、リボンセンサ8A,8Bによりインクリボン4上のイエローとマゼンタの境界を検出して、マゼンタのリボンパネルの先頭を画像形成位置Phに位置合わせする必要がある。ただし、図3(A)の状態では、リボンセンサ8A,8Bの位置(以下、センサ位置Psという)をイエローとマゼンタの境界が通過したとしても、インクリボン4とともに記録用紙10が間にあるため、リボンセンサ8A,8Bは透過光によりその境界を検出することができない。
しかしながら、記録用紙10は、イエローの画像形成が終わる前にはセンサ位置Psを通り過ぎている。図3(B)は、1つの色(例えばイエロー)についての画像形成が終わるときの位置関係を示す。図示するように、このとき、記録用紙10の端部10Eが画像形成位置Phに近付いて、センサ位置Psより図中右側に来ており、記録用紙10がリボンセンサ8A,8Bを通り過ぎている。これにより、リボンセンサ8A,8Bの間を遮っていた記録用紙10がなくなり、リボンセンサ8A,8Bは次のマゼンタについて、リボン境界を検出可能な状態になる。言い換えると、プリンタ1では、1つの色についての画像形成が終わる前にはインクリボン4上のリボン境界と記録用紙10が重ならない位置関係になるように、インクリボン4のパネルピッチと記録用紙10上の画像形成領域の長さとの関係を定めておく。記録用紙10の位置と、インクリボン4のパネルピッチと記録用紙10の位置の関係については、後でさらに詳しく述べる。
イエローの画像形成が終わると、記録用紙10が再び矢印A方向に送り出されて、図3(A)と同じ状態になる。そして、次のマゼンタのリボンパネルの先頭と記録用紙10上の画像形成領域の先頭とが画像形成位置Phに位置合わせされ、マゼンタの画像形成が行われる。このように、記録用紙10は、図中の左右に行き来しながらイエロー、マゼンタ、シアンおよびオーバーコートについて画像形成される。その後、切替案内部11により用紙送り方向が切り替えられて記録用紙10は矢印A方向に送られ、画像後端で切断されて排出される。
ここで、インクリボン4について説明する。インクリボン4には、リボン境界を示すマークがあるものと、そのマークがないものの2種類がある。ここではまず、マークがあるものについて説明する。
図4は、インクリボン4の例を示す図である。インクリボン4は、画像形成時に記録用紙10に転写されるイエローY、マゼンタMおよびシアンCの各インクならびにオーバーコートOPを、帯状のフィルムに塗布したものである。このインクリボン4は図中右側の矢印B方向に搬送されるものとする。インクリボン4には、イエローY、マゼンタM、シアンCおよびオーバーコートOPの各領域が、搬送方向にこの順序で繰り返し配置されている。このインクリボン4のパネルピッチ(搬送方向についての各領域の長さ)をLとする。
各領域の境界には、リボン境界を示すマークとして、インクリボン4を幅方向に横切る直線状で黒色のマーク40Y,40M,40C,40Oがある。以下、これらを単に「マーク40」ともいう。プリンタ1では、転写材料に応じた異なる目印の例として、これらのマーク40Y,40M,40C,40Oを設けている。
オーバーコートOPとイエローYの境界を示すマーク40Yは、図中上側の端部(搬送方向に向かって左側)が切れている。一方、イエローYとマゼンタMの境界を示すマーク40M、マゼンタMとシアンCの境界を示すマーク40C、およびシアンCとオーバーコートOPの境界を示すマーク40Oは、図中下側の端部(搬送方向に向かって右側)が切れている。このように、イエローYの先頭を表すマークとその他のマークでは、切り欠きの位置が異なっている。
図4のインクリボン4を用いる場合、プリンタ1にリボンセンサ8A,8Bをインクリボン4の幅方向に2組設ける。それらのセンサ(例えば赤外光センサ)で各マーク40を検出することにより、上記のインクリボンの境界検出を行う。ここでは説明のため、搬送方向に向かって左側と右側のリボンセンサ8(リボンセンサ8A,8Bの組)を、それぞれリボンセンサ8L,8Rとする。この例では、リボンセンサ8Rがマーク40Yを検出し、リボンセンサ8Lがその他のマーク40M,40C,40Oを検出する。すなわち、インクリボン4が搬送されるときに、マーク40の立ち上がり(リボンパネルからマーク40への変化)を2組のリボンセンサ8L,8Rで検出することにより、リボン境界が判断される。さらに、どちらの組のセンサでマーク40の立ち上がりを検出するかということおよび既知のリボンパネルの情報(色の順番等)により、そのリボン境界がどの色の境界であるかが判断される。
次に、図4のインクリボン4と記録用紙10の画像形成中における位置関係について説明する。図5は、インクリボン4と記録用紙10の位置関係を説明するための図である。
図5では、インクリボン4と記録用紙10は画像形成中に図中右側の矢印B方向に搬送されるとする。画像形成中はインクリボン4と記録用紙10は上下に重ねて搬送されるが、ここでは説明のため、搬送方向についての位置関係を保ったまま両者を上下にずらして表示している。画像形成位置Phとセンサ位置Psは、搬送方向におけるヘッド3の画像形成位置とリボンセンサ8の位置を示す。
この図は、イエローYについての画像形成が終わったとき(またはその画像形成が終わる直前)の位置関係を示す。搬送方向における長さLpの画像形成領域10Pが、イエローYのインク領域42Yのインクで画像形成されている。画像形成領域10Pより搬送方向下流側には、画像形成されない余白部分10Mができている。
このとき、記録用紙10の端部10Eはセンサ位置Psより長さΔL1だけ搬送方向下流側にあり、記録用紙10はリボンセンサ8を通り過ぎている。すなわち、マーク40M(より正確には、マーク40Mの図中右側の端部41M)は、記録用紙10と重ならない位置にある。そのため、インクリボン4が搬送されてマーク40Mがセンサ位置Psに現れれば、そのマーク40Mはリボンセンサ8により検出されることになる。このように、プリンタ1では、1つ前の色についての画像形成が終わったときまたはその画像形成が終わる前に、記録用紙10がリボンセンサ8を遮らない位置関係になり、次の色についてのリボン境界を検出できるように、インクリボン4のパネルピッチLと画像形成領域の長さLpとセンサ位置Psの間の関係を定めておく。なお、プリンタ1では搬送方向における余白部分10Mの長さは例えば3〜4mmであり、これを考慮して上記の長さや位置の関係を決めればよい。
次に、リボン境界を示すマークがないインクリボン4について説明する。図6は、インクリボン4の別の例を示す図である。図6のインクリボン4も、画像形成時に記録用紙10に転写されるイエローY、マゼンタMおよびシアンCの各インクならびにオーバーコートOPを、帯状のフィルムに塗布したものである。このインクリボン4は図中右側の矢印B方向に搬送されるものとする。図4と同様に、インクリボン4には、イエローY、マゼンタM、シアンCおよびオーバーコートOPの各領域が、搬送方向にこの順序で繰り返し配置されている。
しかしながら、図6のインクリボン4では、リボンパネルを広げるために、図4のインクリボン4のマーク40を取り除き、そのマーク40より細い例えば透明部分43Y,43M,43C,43Oを間に挟んで、それぞれのリボンパネルが配置されている。このインクリボン4のパネルピッチをL’とする。
図6のインクリボン4を用いる場合、リボンセンサ8としてカラーセンサを用いて、リボン境界を検出する。カラーセンサは、例えばR,G,Bの色成分の光量を色信号として出力する光センサである。この例では、カラーセンサにてインクリボン4上の色の変化を直接検出することにより、プリンタ1はリボン境界を判断する。例えば、イエローYから透明部分43Mを挟んでマゼンタMに切り替わったところを、マゼンタMの領域の先頭と判断する。オーバーコート層が設けられたインクリボンの場合、オーバーコート層の塗布領域の境界をカラーセンサで直接検出することはできないが、シアンCの塗布領域の終端の検出結果と、既知のリボンパネルの塗布位置の情報とから検出が可能である。なお、カラーセンサを用いる場合には、図4のときのようにリボンセンサ8を2組設ける必要はない。
次に、図6のインクリボン4と記録用紙10の画像形成中における位置関係について説明する。図7は、インクリボン4と記録用紙10の位置関係を説明するための図である。
図7でも、図5と同様に、インクリボン4と記録用紙10は画像形成中に図中右側の矢印B方向に搬送されるとし、搬送方向についての位置関係を保ったまま両者を上下にずらして表示している。図7は、イエローYについての画像形成が終わったとき(またはその画像形成が終わる直前)の位置関係を示す。搬送方向における長さLpの画像形成領域10Pが、イエローYのインク領域42Yのインクで画像形成されている。画像形成領域10Pより搬送方向下流側には、画像形成されない余白部分10Mができている。
このとき、記録用紙10の端部10Eはセンサ位置Psより長さΔL2だけ搬送方向下流側にあり、記録用紙10はリボンセンサ8を通り過ぎている。すなわち、マゼンタMの図中右側の端部44M(マゼンタMの先頭)は、記録用紙10と重ならない位置にある。そのため、インクリボン4が搬送されて端部44Mがセンサ位置Psに現れれば、その端部44Mはリボンセンサ8により検出されることになる。このように、プリンタ1では、1つ前の色についての画像形成が終わったときまたはその画像形成が終わる前に、記録用紙10がリボンセンサ8を遮らない位置関係になり、次の色についてのリボン境界を検出できるように、インクリボン4のパネルピッチL’と画像形成領域の長さLpとセンサ位置Psの間の関係を定めておく。
以下では、プリンタ1の動作例について、図8と図9を用いて説明する。図8は、インクリボン4を使用した場合のプリンタ1の動作例を示したフローチャートである。図9は、プリンタ1の動作例を説明するための図である。なお、図8に示したフローは、制御部30内のROMに予め記憶されたプログラムに従って、制御部30内のCPUにより実行される。
プリンタ1が画像形成の指示を受けると、インクリボン駆動部34がインクリボン4を送る(S1)。リボンセンサ8により、画像形成部の上流側にて、最初はオーバーコートOPとイエローYのリボン境界を検出する(図9(A)を参照)(S2)。例えば、図4のインクリボン4を使用するときは、マーク40Yを検出する。図6のインクリボン4を使用するときは、透明部分43YとイエローYのリボンパネルの境界を検出する。
この検出結果に基づいて、インクリボン駆動部34は、ヘッド3の画像形成位置PhにイエローYの先頭(使用開始位置)を位置決めするために必要な送り量を算出する。インクリボン駆動部34はその送り量だけインクリボン4を送って、インクリボン4を位置決めする(図9(B)を参照)(S3)。
一方、ロール紙駆動部32は、記録用紙10を所定長さだけ送り出す(図9(B)を参照)(S4)。この送り出し長さは、記録用紙10上に画像形成する画像形成領域10Pの大きさに基づいて設定することができる。ここで、記録用紙10上に画像形成できる画像形成領域10Pの大きさは、上述したようにインクリボン4に設定されるインク部分の長さに依存するため、プリンタ1にセットするインクリボン4の種類のデータを取得することで定めることができる。例えば、L版に対応した長さのインクリボン4がセットされているときには、このインクリボン4から画像形成の大きさがL版である情報を取得し、外部からの印刷指令に従いこのL版に相当する長さ分の紙送りを行うことができる。2L版に対応した長さのインクリボン4がセットされているときは、外部からの印刷指令に従い2L版に相当する長さ分の紙送りを行うこともできるし、L版に相当する長さ分の紙送りを行うこともできる。送り出された記録用紙10は、切替案内部11によって送り先の方向が記録用紙収納部12側に切り替えられ、記録用紙収納部12内に一時的に退避される。
次に、ヘッド駆動部33は、ヘッド3を図9(C)の矢印H方向に移動させてプラテンローラ9に対して押圧する。ロール紙駆動部32が送り出した記録用紙を巻き戻しながら、1つの色(最初はイエローY)についてヘッド3により画像を形成する(図9(C)を参照)(S5)。このとき、インクリボン4も一緒に移動させる。この記録用紙10の巻き戻しとインクリボン4の巻き取り、およびヘッド3での画像形成処理は、同期をとって行う。最初のイエローYについての画像形成が終わると、ヘッド駆動部33はヘッド3をプラテンローラ9から離間させる。
ところで、設定された画像形成領域10P(または画像形成可能な領域)の大きさに対して、実際に画像形成される部分の大きさが小さい場合(例えば、2L版のインクリボンでL版の画像を形成する場合)などは、1つの色の画像形成が終わるまでにリボン境界が検出されないことあり得る。S5での画像形成中にリボン境界が検出されなかった場合(S6でNo)には、インクリボン駆動部34がインクリボン4を送って、リボンセンサ8が次のリボン境界を検出する(S7)。一方、S5での画像形成中にリボン境界が検出された場合(図9(C)を参照)(S6でYes)には、動作はS8に進む。
ここで、全色(イエローY,マゼンタM,シアンC)についての画像形成が終了していなければ(S8でNo)、動作はS3に戻る。イエローYの次はマゼンタMについて、S3にてリボンパネルの先頭(使用開始位置)を画像形成位置Phに位置決めし、S4にて再び記録用紙10を所定長さだけ送り出す(図9(D)を参照)。
一方、全色についての画像形成が終了していれば(S8でYes)、動作はS9に進む。このように、S3〜S7の工程を繰り返して、イエローY、マゼンタM、シアンCの各色について、記録用紙10の同じ画像形成領域10Pにカラー画像を形成する。
画像形成が終了した面には、オーバーコート層を被覆することで保護層を形成することができる。このオーバーコート層の形成は、S3と同様にインクリボンを位置決めし(S9)、S4と同様に記録用紙を所定長送り出した(S10)後、S5と同様に記録用紙を巻き戻しながらオーバーコート層を設けることで行うことができる(S11)。なお、このオーバーコート層についても、イエローY、マゼンタM、シアンCの各色部分とともにインクリボン4に形成してあるので、色形成と同様の工程とすることができる。このとき、オーバーコート層の塗布領域の境界検出は、上述のようにシアンCの塗布領域の終端の検出結果と、既知のインクリボンの塗布位置の情報とに基づいて行えばよい。
記録用紙10上に各色の画像形成とオーバーコート層の形成を行った時点では、記録用紙10はロール紙ホルダ2に巻き戻された状態にある。この状態で、記録用紙10の送り方向を排出経路13側に切り替えて、ロール紙ホルダ2から記録用紙10を送り出すと、画像形成が終了した記録用紙10が排出口6から送り出される(S12)。このとき、記録用紙10が送り出された所定位置で記録用紙10を切断する。この切断によって、画像形成された所定長の記録用紙10がプリンタ1から排出される(S13)。以上で、プリンタ1は動作を終了する。
なお、オーバーコート層の形成が終わった時点では次のイエローYの先頭が画像形成位置Phに来ているが、例えば、次回プリンタ1の電源を投入したときに、画像形成位置PhにイエローYの先頭がない場合もあり得る。そこで、画像形成が終了したらインクリボン4を少し巻き戻しておき、新しく画像形成するときには毎回イエローYの先頭を示すリボン境界を検出するようにしてもよい。このためには、例えば供給側リボンローラ4Aにインクリボン4の巻戻し機構を設けておくとよい。
また、図4のインクリボン4の場合、無駄を省くために、インクリボン4の搬送方向に沿ったマーク40の位置を記録用紙10の端部10Eに重ねることが考えられる。しかしながら、そうすると、マーク40の立ち上がり(例えば、図5に示したマーク40Mの端部41M)が検出できなくなる。そこで、マーク40の立ち上がりではなく、立ち下がりをリボンセンサ8の検出対象としてもよい。すなわち、リボンパネルからマーク40への変化と、そのマーク40から次のリボンパネルへの変化との両方を、リボンセンサ8により検出するようにしてもよい。このようにして、パネルピッチLを短くしても、リボン境界を検出できる構成としてもよい。
また、図4のインクリボン4ではマーク40の切り欠きの位置をリボン境界に応じて変えていたが、代わりにインクリボン4の搬送方向に沿ったマーク40の幅をリボン境界に応じて変えて、リボンセンサ8がマーク40を検出している時間の長さによりリボンパネルの色を判断してもよい。また、図4のインクリボン4にカラーセンサを用いてもよく、投光側リボンセンサ8Aと受光側リボンセンサ8Bを、上記の説明とは逆に配置してもよい。
以上説明してきたように、プリンタ1では、複数の色のインクやオーバーコートなどの領域が予め定められた順序で搬送方向に塗布されたインクリボン4のそれぞれの領域の境界を検出する透過型のリボンセンサ8を、ヘッド3よりもインクリボン4の搬送方向の上流側に、記録用紙10の搬送経路を挟むように配置した。その上で、1つの色またはオーバーコートについての転写が終わるときに、記録用紙10の端部10Eがリボンセンサ8の位置を通り過ぎることにより、その位置でインクリボン4と記録用紙10が重ならなくなった状態で、リボンセンサ8がインクリボン4の領域の境界を検出するようにした。
したがって、プリンタ1では、このような構成を備えない場合と比べて、リボンセンサ8が検出を行う位置とヘッド3が画像を形成する位置との間の距離が短くなる。インクリボン4は記録紙10とスリップしたり、延びたりする場合があるが、スリップ量や延び量は印刷する画像や印刷する環境条件によって変化するため、リボン境界を検出してから画像形成位置までの送り量が短いほど、インクリボン4を画像形成位置にて位置決めするときの精度が向上する。また、リボン境界を検出してから画像形成位置までの送り量は、検出したリボン径などから計算して求めるが、リボン径などの検出値には誤差を含むため、リボン境界を検出してから画像形成位置までの送り量が短いほど、インクリボン4を画像形成位置にて位置決めするときの精度が向上する。それに応じて、位置のばらつきのためにリボンパネルに必要な余白部分が少なくなるため、その分だけインクリボン4のパネルピッチを短くすることができ、リボンパネルに生じ得る無駄を抑えることができる。
また、リボンセンサ8の光軸方向とヘッド3の移動方向がほぼ同じ角度となるため、ヘッドアップ時とヘッドダウン時の両方とも同じ透過型センサでリボン境界を検出することが可能になる。これにより、プリンタ設計上の制約が少なくなるという利点もある。