JP6295731B2 - 画像記録装置およびシート搬送方法 - Google Patents

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Description

この発明は、搬送されるシートにテンションを与える技術に関する。
特許文献1のプリンターは、シートの各端を支持する繰出軸および巻取軸を備え、繰出
軸および巻取軸を回転させることで、繰出軸から巻取軸へシートを搬送する。また、この
プリンターは、繰出軸から巻取軸へ搬送途中のシートに対して、光硬化性のインクを吐出
し、さらに光を照射する。これによって、硬化した光硬化性のインクによる画像が形成さ
れたシートが巻取軸に巻き取られる。
特開2013−111780号公報
ところで、上記のような繰出軸から巻取軸へシートを搬送する順搬送のほか、巻取軸か
ら繰出軸へシートを搬送する逆搬送を実行できるようにプリンターを構成する場合がある
。このように逆搬送を実行できるプリンターでは、巻取軸および繰出軸といった回転軸は
シートを巻き取る機能だけでなく、シートを繰り出す機能も果たす必要がある。この際、
シートの繰り出しを安定して行うという観点からは、シートに十分なテンションを与えら
れることが好適となる。そこで、回転軸からシートに大きなテンションを与えられるよう
に構成することが考えられる。
しかしながら、かかる構成は回転軸からのシートの繰り出しには有利であるが、回転軸
へのシートの巻き取りには必ずしも有利とは言えない。つまり、光硬化性のインクを硬化
させることで形成された画像は、例えば水系のインクにより形成された画像と比べて膜厚
が厚い。そのため、回転軸からシートに大きいテンションを与えたがために、シートに形
成された画像を大きなテンションで回転軸に巻き取ってしまうと、画像の厚みに起因する
凹凸が巻き取ったシートに生じてしまうおそれがあった。
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、シートの巻き取りおよび繰り出しを
実行可能な回転軸によりシートにテンションを与える画像記録装置およびシート搬送方法
において、光硬化性の液体を硬化させることで形成された画像の厚みに起因する凹凸がシ
ートに生じることを抑制可能とする技術の提供を目的とする。
本発明にかかる画像記録装置は、上記目的を達成するために、シートを支持しつつシー
トを繰り出す方向およびシートを巻き取る方向へ回転可能な回転軸と、回転軸に与えるト
ルクを制御することで回転軸によってシートにテンションを与える制御部と、シートに光
硬化性の液体を吐出する吐出部と、吐出部がシートに吐出した液体に光を照射する照射部
とを備え、回転軸がシートを繰り出す方向へ回転する場合に回転軸がシートに与えるテン
ションよりも、回転軸がシートを巻き取る方向へ回転する場合に回転軸がシートに与える
テンションが小さいことを特徴とする。
本発明にかかるシート搬送方法は、上記目的を達成するために、光硬化性の液体を光の
照射によって硬化させることで画像が形成されるシートを回転軸から繰り出しつつ回転軸
によってシートにテンションを与える第1の工程と、シートを回転軸に巻き取りつつ回転
軸によってシートにテンションを与える第2の工程とを備え、第1工程でシートに与える
テンションより第2工程でシートに与えるテンションが小さいことを特徴とする。
このように構成された本発明(画像記録装置、シート搬送方法)では、回転軸はシート
にテンションを与えつつ、シートの繰り出しあるいは巻き取りを実行する。この際、シー
トの繰り出しの場合にシートに与えるテンションよりも、シートの巻き取りの場合にシー
トに与えるテンションが小さい。したがって、シートを繰り出す際には回転軸からシート
に比較的大きいテンションが与えられるため、安定してシートを繰り出すことができる。
一方、シートを巻き取る際には回転軸からシートに与えられるテンションが比較的小さく
抑えられるため、シートが大きなテンションで回転軸に巻き取られるのを防止できる。そ
の結果、光硬化性の液体を硬化させることでシートに形成された比較的膜厚の厚い画像を
回転軸に巻き取ったとしても、画像の厚みに起因する凹凸がシートに生じることが抑制可
能となっている。
この際、シートを繰り出す方向へ回転軸が回転する場合に制御部がシートに与えるテン
ションは、シートを巻き取る方向へ回転軸が回転する場合に制御部がシートに与えるテン
ションの2倍以上であるように、画像記録装置を構成しても良い。
本発明の別の態様にかかる画像記録装置は、シートの一方の端を支持する第1の回転軸
と、シートの他方の端を支持する第2の回転軸と、第1の回転軸および第2の回転軸を制
御することで第1の回転軸および第2の回転軸によってシートにテンションを与える制御
部と、シートに光硬化性の液体を吐出する吐出部と、吐出部がシートに吐出した液体に光
を照射する照射部とを備え、第1の回転軸及び第2の回転軸は、第1の回転軸がシートを
繰出す方向であって且つ第2の回転軸がシートを巻き取る方向である第1方向および第2
の回転軸がシートを繰出す方向であって且つ第1の回転軸がシートを巻き取る方向である
第2方向へ回転可能であり、第1の回転軸が第1方向へ回転する場合に第1の回転軸がシ
ートに与えるテンションよりも、第1の回転軸が第2方向へ回転する場合に第1の回転軸
がシートに与えるテンションが小さく、第2の回転軸が第2方向へ回転する場合に第2の
回転軸がシートに与えるテンションよりも、第2の回転軸が第1方向へ回転する場合に第
2の回転軸がシートに与えるテンションが小さいことを特徴とする。
かかる画像記録装置では、シートの異なる端を支持する第1の回転軸および第2の回転
軸によって、いわゆるロール・トゥ・ロールでシートが搬送される。特に、第1の回転軸
および第2の回転軸は、第1の回転軸がシートを繰出す方向であって且つ第2の回転軸が
シートを巻き取る方向である第1方向および第2の回転軸がシートを繰出す方向であって
且つ第1の回転軸がシートを巻き取る方向である第2方向へ回転可能である。そして、第
1の回転軸が第1方向(シートを繰り出す方向)へ回転する場合に第1の回転軸がシート
に与えるテンションよりも、第1の回転軸が第2方向(シートを巻き取る方向)へ回転す
る場合に第1の回転軸がシートに与えるテンションが小さい。また、第2の回転軸が第2
方向(シートを繰り出す方向)へ回転する場合に第2の回転軸がシートに与えるテンショ
ンよりも、第2の回転軸が第1方向(シートを巻き取る方向)へ回転する場合に第2の回
転軸がシートに与えるテンションが小さい。その結果、光硬化性の液体を硬化させること
でシートに形成された比較的膜厚の厚い画像を第1の回転軸あるいは第2の回転軸に巻き
取ったとしても、画像の厚みに起因する凹凸がシートに生じることが抑制可能となってい
る。
また、制御部は、第1の回転軸および第2の回転軸を第1方向へ回転させることで、第
1の回転軸から第2の回転軸へシートを搬送する第1の動作と、第1の回転軸および第2
の回転軸を第2方向へ回転させることで、第2の回転軸から第1の回転軸へシートを搬送
する第2の動作とを実行可能であるように、画像記録装置を構成しても良い。
この際、制御部は、第1の動作を実行する場合は、第1の回転軸によりシートに与える
テンションよりも第2の回転軸によりシートに与えるテンションを小さくし、第2の動作
を実行する場合は、第2の回転軸によりシートに与えるテンションよりも第1の回転軸に
よりシートに与えるテンションを小さくするように、画像記録装置を構成しても良い。
また、第1の回転軸と第2の回転軸との間でシートを駆動する第1の駆動ローラーと、
第1の駆動ローラーと第2の回転軸との間でシートを駆動する第2の駆動ローラーとを備
え、吐出部は、第1の駆動ローラーと第2の駆動ローラーとの間のシートに対向し、制御
部は、第1の駆動ローラーおよび第2の駆動ローラーの少なくとも一方を制御することで
第1の駆動ローラーと第2の駆動ローラーの間のシートのテンションを制御し、第1の動
作および第2の動作のいずれを実行する場合も、第1の駆動ローラーと第2の駆動ローラ
ーの間のシートに与えるテンションは、第1の回転軸によりシートに与えるテンションお
よび第2の回転軸によりシートに与えるテンションより大きいように、画像記録装置を構
成しても良い。
このように吐出部がシートに対向する構成では、第1の動作あるいは第2の動作により
搬送中のシートがばたつくと、吐出部とシートとが接触してしまう場合も想定される。こ
れに対して、この画像記録装置では、第1の駆動ローラーおよび第2の駆動ローラーが備
えられ、吐出部は第1の駆動ローラーと第2の駆動ローラーとの間のシートに対向する。
そして、各駆動ローラーの少なくとも一方を制御することで、各駆動ローラーの間、すな
わち吐出部が対向する部分のシートのテンションが制御される。特に、第1の動作および
第2の動作のいずれを実行する場合も、各駆動ローラーの間のシートに与えるテンション
は、各回転軸によりシートに与えるテンションより大きい。すなわち、第1の動作および
第2の動作のいずれを実行する場合も、吐出部が対向する部分のシートには大きなテンシ
ョンが与えられるため、搬送中のシートのばたつきを抑えて、吐出部とシートとの接触を
抑制することが可能となっている。
また、第1の回転軸を軸方向に駆動するステアリング部を備え、吐出部は、第1の動作
により搬送されるシートに光硬化性の液体を吐出するように、画像記録装置を構成しても
良い。かかる画像記録装置では、第1の動作により搬送されるシート、すなわち第1の回
転軸から第2の回転軸に搬送されるシートに対して光硬化性の液体が吐出されて、画像が
形成される。特に、第1の回転軸を軸方向に駆動するステアリング部が備えられているた
め、ステアリング部によりシートの位置を軸方向に調整しつつ、第1の回転軸から吐出部
へ向けてシートを繰り出すことが可能となっている。しかも、本発明によれば、シートを
繰り出す際には第1の回転軸からシートに比較的大きいテンションが与えられるため、ス
テアリング部によるシートの位置調整を効果的に行うことができ、軸方向の位置が適切に
調整されたシートを第1の回転軸から吐出部へ向けて繰り出すことができる。
また、第1方向へ第1の回転軸が回転する場合に第1の回転軸がシートに与えるテンシ
ョンは、第2方向へ第1の回転軸が回転する場合に第1の回転軸がシートに与えるテンシ
ョンの2倍以上であるように、画像記録装置を構成しても良い。
本発明のさらに別の態様にかかる画像記録装置は、上記目的を達成するために、第1方
向および第1方向とは逆の方向である第2方向へ回転可能な回転軸と、シートを駆動する
第1の駆動ローラー及び第2の駆動ローラーと、回転軸に与えるトルクを制御することで
回転軸によってシートにテンションを与える制御部と、シートに光硬化性の液体を吐出す
る吐出部と、吐出部がシートに吐出した液体に光を照射する照射部と、シートのテンショ
ンを測定する測定部と、を備え、回転軸がシートを繰出す方向である第1方向において、
回転軸、第1の駆動ローラー、第2の駆動ローラー、吐出ヘッドおよび測定部は、回転軸
、測定部、第1の駆動ローラー、吐出ヘッドおよび第2の駆動ローラーの順に配置されて
おり、第1方向へ回転軸が回転する場合における測定部の測定値よりも、第2方向へ回転
軸が回転する場合における測定部の測定値が小さいことを特徴とする。
このように本発明のさらに別の態様においては、回転軸が第1方向(シートを繰り出す
方向)に回転する場合におけるシートのテンションの測定値よりも、回転軸が第2方向(
シートを巻き取る方向)に回転する場合におけるシートのテンションの測定値が小さくな
るように、シートのテンションが制御される。したがって、シートを繰り出す際には回転
軸からシートに比較的大きいテンションが与えられ、安定してシートを繰り出すことがで
きる。一方、シートを巻き取る際には回転軸からシートに比較的小さいテンションが与え
られるため、シートが大きなテンションで回転軸に巻き取られるのを防止できる。その結
果、光硬化性の液体を硬化させることでシートに形成された比較的膜厚の厚い画像を回転
軸に巻き取ったとしても、画像の厚みに起因する凹凸がシートに生じることが抑制可能と
なっている。
本発明を実行可能なプリンターが備える装置構成を例示する正面図。 図1に示すプリンターを制御する電気的構成を例示するブロック図。 シートのテンション制御を実行する構成を例示する図。 シートのテンション制御を実行する構成を例示する図。 シート搬送制御を例示するフローチャート。 テンションの目標値を表形式で例示する図。
図1は、本発明を実行可能なプリンターが備える装置構成を模式的に例示する正面図で
ある。図1に示すように、プリンター1では、その両端が繰出軸20および巻取軸40に
ロール状に巻き付けられた1枚のシートS(ウェブ)が搬送経路Pcに沿って張架されて
おり、シートSは、繰出軸20から巻取軸40へ向かう搬送方向Dfへ搬送されつつ、画
像記録を受ける。シートSの種類は、紙系とフィルム系に大別される。具体例を挙げると
、紙系には上質紙、キャスト紙、アート紙、コート紙等があり、フィルム系には合成紙、
PET(Polyethylene terephthalate)フィルム、PP(polypropylene)フィルム等がある
。概略的には、プリンター1は、繰出軸20からシートSを繰り出す繰出部2(繰出領域
)と、繰出部2から繰り出されたシートSに画像を記録するプロセス部3(プロセス領域
)と、プロセス部3で画像の記録されたシートSを巻取軸40に巻き取る巻取部4(巻取
領域)を備える。なお、以下の説明では、シートSの両面のうち、画像が記録される面を
表面と称する一方、その逆側の面を裏面と称する。
繰出部2は、シートSの端を巻き付けた繰出軸20と、繰出軸20から引き出されたシ
ートSを巻き掛ける従動ローラー21とを有する。繰出軸20は、シートSの表面を外側
に向けた状態で、シートSの端を巻き付けて支持する。そして、繰出軸20が回転方向A
f(図1の時計回り)に回転することで、繰出軸20に巻き付けられたシートSが従動ロ
ーラー21を経由してプロセス部3へと繰り出される。ちなみに、シートSは、繰出軸2
0に着脱可能な芯管22を介して繰出軸20に巻き付けられている。したがって、繰出軸
20のシートSが使い切られた際には、ロール状のシートSが巻き付けられた新たな芯管
22を繰出軸20に装着して、繰出軸20のシートSを取り換えることが可能となってい
る。
また、繰出部2では、従動ローラー21からプロセス部3へ到るまでに、シートSのエ
ッジを検出するエッジセンサーSeが設けられている。このエッジセンサーSeは、例えば
超音波センサー等の距離センサーで構成することができる。そして、繰出部2からプロセ
ス部3へ繰り出されるシートSの幅方向(図1の紙面の直交方向)への位置は、エッジセ
ンサーSeの検出結果(検出値)に基づいて後述するステアリングユニット7(図2)に
より調整される。
プロセス部3は、繰出部2から繰り出されたシートSを回転ドラム30で支持しつつ、
回転ドラム30の外周面に沿って配置された各機能部51、52、61、62、63によ
り処理を適宜行って、シートSに画像を記録するものである。このプロセス部3では、回
転ドラム30の両側に前駆動ローラー31と後駆動ローラー32とが設けられており、搬
送方向Dfへ向けて前駆動ローラー31から後駆動ローラー32へと搬送されるシートS
が回転ドラム30に支持されて、画像記録を受ける。
前駆動ローラー31は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており
、繰出部2から繰り出されたシートSを裏面側から巻き掛ける。そして、前駆動ローラー
31は図1の時計回りに回転することで、繰出部2から繰り出されたシートSを搬送方向
Dfの下流側へと搬送する。なお、前駆動ローラー31に対してはニップローラー31nが
設けられている。このニップローラー31nは、前駆動ローラー31側へ付勢された状態
でシートSの表面に当接しており、前駆動ローラー31との間でシートSを挟み込む。こ
れによって、前駆動ローラー31とシートSの間の摩擦力が確保され、前駆動ローラー3
1によるシートSの搬送を確実に行なうことができる。
回転ドラム30は図示を省略する支持機構により搬送方向Dfおよびその逆方向の両方
向に回転可能に支持された、例えば400[mm]の直径を有する円筒形状のドラムであり、
前駆動ローラー31から後駆動ローラー32へと搬送されるシートSを裏面側から巻き掛
ける。この回転ドラム30は、シートSとの間の摩擦力を受けてシートSに従動回転しつ
つ、シートSを裏面側から支持するものである。ちなみに、プロセス部3では、回転ドラ
ム30への巻き掛け部の両側でシートSを折り返す従動ローラー33、34が設けられて
いる。これらのうち従動ローラー33は、前駆動ローラー31と回転ドラム30の間でシ
ートSの表面を巻き掛けて、シートSを折り返す。一方、従動ローラー34は、回転ドラ
ム30と後駆動ローラー32の間でシートSの表面を巻き掛けて、シートSを折り返す。
このように、回転ドラム30に対して搬送方向Dfの上・下流側それぞれでシートSを折
り返すことで、回転ドラム30へのシートSの巻き掛け部を長く確保することができる。
後駆動ローラー32は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており
、回転ドラム30から従動ローラー34を経由して搬送されてきたシートSを裏面側から
巻き掛ける。そして、後駆動ローラー32は図1の時計回りに回転することで、シートS
を搬送方向Dfの下流側の巻取部4へと搬送する。なお、後駆動ローラー32に対しては
ニップローラー32nが設けられている。このニップローラー32nは、後駆動ローラー3
2側へ付勢された状態でシートSの表面に当接しており、後駆動ローラー32との間にシ
ートSを挟み込む。これによって、後駆動ローラー32とシートSの間の摩擦力が確保さ
れ、後駆動ローラー32によるシートSの搬送を確実に行なうことができる。
このように、前駆動ローラー31から後駆動ローラー32へと搬送されるシートSは、
回転ドラム30の外周面に支持される。そして、プロセス部3では、回転ドラム30に支
持されるシートSの表面に対してカラー画像を記録するために、互いに異なる色に対応し
た複数の記録ヘッド51が設けられている。具体的には、イエロー、シアン、マゼンタお
よびブラックに対応する4個の記録ヘッド51が、この色順で搬送方向Dfに並ぶ。各記
録ヘッド51は、回転ドラム30に巻き掛けられたシートSの表面に対して若干のクリア
ランスを空けて対向しており、対応する色のインク(有色インク)をノズルからインクジ
ェット方式で吐出する。そして、搬送方向Dfへ搬送されるシートSに対して各記録ヘッ
ド51がインクを吐出することで、シートSの表面にカラー画像が形成される。
ちなみに、インクとしては、紫外線(光)を照射することで硬化するUV(ultraviole
t)インク(光硬化性インク)が用いられる。そこで、プロセス部3では、インクを硬化
させてシートSに定着させるために、UV照射器61、62(照射部)が設けられている
。なお、このインク硬化は、仮硬化と本硬化の二段階に分けて実行される。複数の記録ヘ
ッド51の各間には、仮硬化用のUV照射器61が配置されている。つまり、UV照射器
61は弱い照射強度の紫外線を照射することで、インクの濡れ広がり方が紫外線を照射し
ない場合に比べて十分に遅くなる程度にインクを硬化(仮硬化)させるものであり、イン
クを本硬化させるものではない。一方、複数の記録ヘッド51に対して搬送方向Dfの下
流側には、本硬化用のUV照射器62が設けられている。つまり、UV照射器62は、U
V照射器61より強い照射強度の紫外線を照射することで、インクの濡れ広がりが停止す
る程度に硬化(本硬化)させるものである。
このように、複数の記録ヘッド51の各間に配置されたUV照射器61が、搬送方向D
fの上流側の記録ヘッド51からシートSに吐出された有色インクを仮硬化させる。した
がって、一の記録ヘッド51がシートSに吐出したインクは、搬送方向Dfの下流側で一
の記録ヘッド51に隣り合う記録ヘッド51に到るまでに仮硬化される。これによって、
異なる色の有色インクが混ざり合うといった混色の発生が抑制される。こうして混色が抑
制された状態で、複数の記録ヘッド51は互いに異なる色の有色インクを吐出して、シー
トSにカラー画像を形成する。さらに、複数の記録ヘッド51より搬送方向Dfの下流側
では、本硬化用のUV照射器62が設けられている。そのため、複数の記録ヘッド51に
より形成されたカラー画像は、UV照射器62により本硬化されてシートSに定着する。
さらに、UV照射器62に対して搬送方向Dfの下流側には、記録ヘッド52が設けら
れている。この記録ヘッド52は、回転ドラム30に巻き掛けられたシートSの表面に対
して若干のクリアランスを空けて対向しており、透明のUVインクをノズルからインクジ
ェット方式でシートSの表面に吐出する。つまり、4色分の記録ヘッド51によって形成
されたカラー画像に対して、透明インクがさらに吐出される。この透明インクは、カラー
画像の全面に吐出されて、光沢感あるいはマット感といった質感をカラー画像に与える。
また、記録ヘッド52に対して搬送方向Dfの下流側には、UV照射器63が設けられて
いる。このUV照射器63は強い紫外線を照射することで、記録ヘッド52が吐出した透
明インクを本硬化させるものである。これによって、透明インクをシートS表面に定着さ
せることができる。
このように、プロセス部3では、回転ドラム30の外周部に巻き掛けられるシートSに
対して、インクの吐出および硬化が適宜実行されて、透明インクでコーティングされたカ
ラー画像が形成される。そして、このカラー画像の形成されたシートSが、後駆動ローラ
ー32によって巻取部4へと搬送される。
巻取部4は、シートSの端を巻き付けた巻取軸40の他に、巻取軸40と後駆動ローラ
ー32の間でシートSを裏面側から巻き掛ける従動ローラー41を有する。巻取軸40は
、シートSの表面を外側に向けた状態で、シートSの端を巻き取って支持する。つまり、
巻取軸40が回転方向Cf(図1の時計回り)に回転すると、後駆動ローラー32から搬
送されてきたシートSが従動ローラー41を経由して巻取軸40に巻き取られる。ちなみ
に、シートSは、巻取軸40に着脱可能な芯管42を介して巻取軸40に巻き取られる。
したがって、巻取軸40に巻き取られたシートSが満杯になった際には、芯管42ごとシ
ートSを取り外すことが可能となっている。
以上がプリンター1の装置構成の概要である。続いて、プリンター1を制御する電気的
構成について説明を行なう。図2は、図1に示すプリンターを制御する電気的構成を模式
的に例示するブロック図である。プリンター1では、プリンター1の各部を制御するプリ
ンター制御部100が設けられている。そして、記録ヘッド、UV照射器およびシート搬
送系の装置各部はプリンター制御部100によって制御される。これら装置各部に対する
プリンター制御部100の制御の詳細は次のとおりである。
プリンター制御部100は、カラー画像を形成する各記録ヘッド51のインク吐出タイ
ミングを、シートSの搬送に応じて制御する。具体的には、このインク吐出タイミングの
制御は、回転ドラム30の回転軸に取り付けられて、回転ドラム30の回転位置を検出す
るドラムエンコーダーE30の出力(検出値)に基づいて実行される。つまり、回転ドラム
30はシートSの搬送に伴って従動回転するため、回転ドラム30の回転位置を検出する
ドラムエンコーダーE30の出力を参照すれば、シートSの搬送位置を把握することができ
る。そこで、プリンター制御部100は、ドラムエンコーダーE30の出力からpts(pri
nt timing signal)信号を生成し、このpts信号に基づいて各記録ヘッド51のインク
吐出タイミングを制御することで、各記録ヘッド51が吐出したインクを搬送されるシー
トSの目標位置に着弾させて、カラー画像を形成する。
また、記録ヘッド52が透明インクを吐出するタイミングも、同様にドラムエンコーダ
ーE30の出力に基づいてプリンター制御部100により制御される。これによって、複数
の記録ヘッド51によって形成されたカラー画像に対して、透明インクを的確に吐出する
ことができる。さらに、UV照射器61、62、63の点灯・消灯のタイミングや照射光
量もプリンター制御部100によって制御される。
また、プリンター制御部100は、図1を用いて詳述したシートSの搬送を制御する機
能を司る。つまり、シート搬送系を構成する部材のうち、繰出軸20、前駆動ローラー3
1、後駆動ローラー32および巻取軸40それぞれにはモーターが接続されている。そし
て、プリンター制御部100はこれらのモーターを回転させつつ、各モーターの速度やト
ルクを制御して、シートSの搬送を制御する。このシートSの搬送制御の詳細は次のとお
りである。
プリンター制御部100は、繰出軸20を駆動する繰出モーターM20を回転させて、繰
出軸20から前駆動ローラー31にシートSを供給する。この際、プリンター制御部10
0は、繰出モーターM20のトルクを制御して、繰出軸20から前駆動ローラー31までの
シートSのテンション(繰出テンションTa)を調整する。つまり、繰出軸20と前駆動
ローラー31の間に配置された従動ローラー21には、繰出テンションTaの大きさを検
出するテンションセンサーS21が取り付けられている。このテンションセンサーS21は、
例えばシートSから受ける力の大きさを検出するロードセルによって構成することができ
る。そして、プリンター制御部100は、テンションセンサーS21の検出結果(検出値)
に基づいて、繰出モーターM20のトルクをフィードバック制御して、シートSの繰出テン
ションTaを調整する。
なお、繰出軸20から前駆動ローラー31にシートSを供給するにあたっては、プリン
ター制御部100は、シートSの幅方向(図1の紙面の直交方向)の位置を調整しつつ、
シートSの繰り出しを行う。つまり、プリンター1には、繰出軸20および従動ローラー
21それぞれを軸方向(言い換えればシートSの幅方向)に変位させるステアリングユニ
ット7が設けられている。そして、プリンター制御部100は、エッジセンサーSeの検
出結果に基づいて、ステアリングユニット7をフィードバック制御して、シートSの幅方
向への位置を調整する。これによって、シートSの幅方向への位置が適切化されて、シー
トSの蛇行等の搬送不良が抑制される。
また、プリンター制御部100は、前駆動ローラー31を駆動する前駆動モーターM31
と、後駆動ローラー32を駆動する後駆動モーターM32とを回転させる。これによって、
繰出部2から繰り出されたシートSがプロセス部3を通過する。この際、前駆動モーター
M31に対しては速度制御が実行される一方、後駆動モーターM32に対してはトルク制御が
実行される。つまり、プリンター制御部100は、前駆動モーターM31のエンコーダー出
力に基づいて、前駆動モーターM31の回転速度を一定に調整する。これによって、シート
Sは、前駆動ローラー31によって一定速度で搬送される。
一方、プリンター制御部100は、後駆動モーターM32のトルクを制御して、前駆動ロ
ーラー31から後駆動ローラー32までのシートSのテンション(プロセステンションT
b)を調整する。つまり、回転ドラム30と後駆動ローラー32の間に配置された従動ロ
ーラー34には、プロセステンションTbの大きさを検出するテンションセンサーS34が
取り付けられている。このテンションセンサーS34は、例えばシートSから受ける力の大
きさを検出するロードセルによって構成することができる。そして、プリンター制御部1
00は、テンションセンサーS34の検出結果(検出値)に基づいて、後駆動モーターM32
のトルクをフィードバック制御して、シートSのプロセステンションTbを調整する。
また、プリンター制御部100は、巻取軸40を駆動する巻取モーターM40を回転させ
て、後駆動ローラー32が搬送するシートSを巻取軸40に巻き取る。この際、プリンタ
ー制御部100は、巻取モーターM40のトルクを制御して、後駆動ローラー32から巻取
軸40までのシートSのテンション(巻取テンションTc)を調整する。つまり、後駆動
ローラー32と巻取軸40の間に配置された従動ローラー41には、巻取テンションTc
の大きさを検出するテンションセンサーS41が取り付けられている。このテンションセン
サーS41は、例えばシートSから受ける力の大きさを検出するロードセルによって構成す
ることができる。そして、プリンター制御部100は、テンションセンサーS41の検出結
果(検出値)に基づいて、巻取モーターM40のトルクをフィードバック制御して、シート
Sの巻取テンションTcを調整する。
以上が、プリンター1が備える電気的構成の概要である。続いては、当該電気的構成が
シートSを搬送する際に実行するテンション制御について、さらに詳述する。図3は、繰
出部に対してシートのテンション制御を実行する構成を模式的に例示する図である。図4
は、プロセス部および巻取部に対してシートのテンション制御を実行する構成を模式的に
例示する図である。図3あるいは図4に示すように、繰出部2へのテンション制御に対し
ては、繰出テンション制御部120が設けられ、プロセス部3へのテンション制御に対し
ては、プロセステンション制御部130が設けられ、巻取部4へのテンション制御に対し
ては、巻取テンション制御部140が設けられている。なお、これらのテンション制御部
120、130、140はプリンター制御部100(図2)に内蔵されている。
繰出テンション制御部120は、テンションセンサーS21が検出した繰出テンションT
aの値(検出値Tar)と、繰出テンションTaの目標値Taoとの差分ΔTaを求める。また
、繰出テンション制御部120のPID制御器121は、この差分ΔTaに基づいてPI
D(Proportional Integral Differential)制御を実行する。つまり、PID制御器121
は、差分ΔTaに比例ゲインKpを乗じた値と、差分ΔTaを積分回路で時間積分して積分
ゲインKiを乗じた値と、差分ΔTaを時間微分して微分ゲインKdを乗じた値とを加算し
て、モーター制御信号Qa(トルク指令信号)を生成する。そして、繰出モーターM20が
モーター制御信号Qaに応じたトルクを繰出軸20に与えて、繰出テンションTaが調整さ
れる。このように繰出テンション制御部120は、繰出軸20のトルクに繰出テンション
Taの検出値Tarをフィードバックして、繰出テンションTaを制御する。これによって、
繰出テンションTaの検出値Tarを目標値Taoに一致させるフィードバック制御が働き、
目標値Taoに等しい繰出テンションTaがシートSに与えられる。
プロセステンション制御部130は、テンションセンサーS34が検出したプロセステン
ションTbの値(検出値Tbr)と、プロセステンションTbの目標値Tboとの差分ΔTb(
=Tbr−Tbo)を求める。また、プロセステンション制御部130のPID制御器131
は、この差分ΔTbに基づいてPID制御を実行して、モーター制御信号Qb(トルク指令
信号)を生成する。そして、後駆動モーターM32がモーター制御信号Qbに応じたトルク
を後駆動ローラー32に与えて、プロセステンションTbが調整される。このようにプロ
セステンション制御部130は、後駆動ローラー32のトルクにプロセステンションTb
の検出値をフィードバックして、プロセステンションTbを制御する。これによって、プ
ロセステンションTbの検出値Tbrを目標値Tboに一致させるフィードバック制御が働き
、目標値Tboに等しいプロセステンションTbがシートSに与えられる。
巻取テンション制御部140は、テンションセンサーS41が検出した巻取テンションT
cの値(検出値Tcr)と、巻取テンションTcの目標値Tcoとの差分ΔTcを求める。また
、巻取テンション制御部140のPID制御器141は、この差分ΔTcに基づいてPI
D制御を実行して、モーター制御信号Qc(トルク指令信号)を生成する。そして、巻取
モーターM40がモーター制御信号Qcに応じたトルクを巻取軸40に与えて、巻取テンシ
ョンTcが調整される。このように巻取テンション制御部140は、巻取軸40のトルク
に巻取テンションTcの検出値をフィードバックして、巻取テンションTcを制御する。こ
れによって、巻取テンションTcの検出値Tcrを目標値Tcoに一致させるフィードバック
制御が働き、目標値Tcoに等しい巻取テンションTcがシートSに与えられる。
このようにして、プリンター制御部100は、搬送されるシートSに対してテンション
制御を実行する。ところで、上記では、繰出軸20から巻取軸40へ向かう搬送方向Df
へシートSを搬送する場合について説明を行った。ただし、プリンター1は、搬送方向D
fとは逆の方向、すなわち巻取軸40から繰出軸20へ向かう搬送方向DbにもシートSを
搬送することができる。かかる逆搬送は、特開2013−129062号公報で提案され
ているように種々の目的で実行することができ、例えば中断していた画像記録を再開する
際にシートSを繰出軸20側に適宜戻すことで、既にシートSに形成された画像に隣り合
うように新たな画像を形成するために実行される。
そして、搬送方向Dbへ搬送されるシートSに対しても、図3および図4で示したフィ
ードバック制御によってシートSの各テンションTa、Tb、Tcを同様に制御できる。た
だし、本実施形態では、シートSを搬送方向Dfへ搬送する順搬送を実行する場合と、シ
ートSを搬送方向Dbへ搬送する逆搬送を実行する場合とで、各テンションTa、Tcの目
標値Tao、Tacを切り換える。この点について、図5および図6を併用しつつ説明を行う
図5は、図1のプリンターで実行されるシート搬送制御を例示するフローチャートであ
る。図6は、順搬送および逆搬送それぞれの場合でのテンションの目標値を表形式で例示
する図である。なお、以下では、搬送方向Dfを順搬送方向Dfと適宜称し、搬送方向Db
を逆搬送方向Dbと適宜称することとする。ステップS101では、プリンター制御部1
00は、シートSの搬送の開始の要否を判断する。シートSの搬送を開始しない場合(ス
テップS101で「NO」の場合)には、プリンター制御部100は、シートSを停止さ
せたままとする。なお、シートSの停止中においても、シートSへのテンション制御は上
記のとおりに実行される。一方、シートSの搬送を開始する場合(ステップS101で「
YES」の場合)には、ステップS102に進む。ステップS102では、プリンター制
御部100は、これから実行するシートSの搬送が順搬送および逆搬送のいずれであるか
を判断する。
ステップS102で順搬送を実行すると判断した場合には、ステップS103に進む。
ステップS103では、プリンター制御部100は、テンションTa、Tb、Tcの目標値
Tao、Tbo、Tcoをそれぞれ順搬送時の目標値に設定する。具体的には、図6に示すよう
に、テンションTaの目標値Taoは60[N]に設定され、テンションTbの目標値Tboは1
20[N]に設定され、テンションTcの目標値Tcoは30[N]に設定される。こうしてテン
ションTb、Ta、Tcの順に大きな目標値Tbo、Tao、Tcoが設定される(Tbo>Tao>
Tco)。これらの設定が完了すると、ステップS104に進む。
ステップS104では、プリンター制御部100は順搬送を実行する。具体的には、前
駆動ローラー31を図3の時計回りに定速で回転させつつ、繰出モーターM20、後駆動モ
ーターM32および巻取モーターM40のトルクに対して、上記のフィードバック制御を実行
する。これによって、繰出軸20は回転方向Afに回転してシートSを順搬送方向Dfへ繰
り出しつつ、シートSのテンションTaを目標値Tao(=60[N])に調整する。後駆動ロ
ーラー32は、図4の時計回りに回転してシートSを順搬送方向Dfへ駆動しつつ、シー
トSのテンションTbを目標値Tbo(=120[N])に調整する。また、巻取軸40は回転
方向Cfに回転してシートSを巻き取りつつ、シートSのテンションTcを目標値Tco(=
30[N])に調整する。こうしてテンション制御が実行された状態で、繰出軸20から巻
取軸40へ順搬送方向DfにシートSが搬送される(順搬送)。そして、所定の距離の順
搬送が完了するとステップS101へ戻る。
一方、ステップS102で逆搬送を実行すると判断した場合には、ステップS105に
進む。ステップS105では、プリンター制御部100は、テンションTa、Tb、Tcの
目標値Tao、Tbo、Tcoをそれぞれ逆搬送時の目標値に設定する。具体的には、図6に示
すように、テンションTaの目標値Taoは30[N]に設定され、テンションTbの目標値Tb
oは120[N]に設定され、テンションTcの目標値Tcoは60[N]に設定される。こうして
、テンションTb、Tc、Taの順に大きな目標値Tbo、Tco、Taoが設定される(Tbo>
Tco>Tao)。これらの設定が完了すると、ステップS106に進む。
ステップS106では、プリンター制御部100は逆搬送を実行する。具体的には、前
駆動ローラー31を図3の反時計回りに定速で回転させつつ、繰出モーターM20、後駆動
モーターM32および巻取モーターM40のトルクに対して、上記のフィードバック制御を実
行する。これによって、巻取軸40は回転方向Cb(回転方向Cfと逆の方向)に回転して
シートSを逆搬送方向Dbへ繰り出しつつ、シートSのテンションTcを目標値Tco(=6
0[N])に調整する。後駆動ローラー32は、図4の反時計回りに回転しつつ、シートS
のテンションTbを目標値Tbo(=120[N])に調整する。また、繰出軸20は回転方向
Ab(回転方向Afと逆の方向)に回転してシートSを巻き取りつつ、シートSのテンショ
ンTaを目標値Tao(=30[N])に調整する。こうしてテンション制御が実行された状態
で、巻取軸40から繰出軸20へ逆搬送方向DbにシートSが搬送される(逆搬送)。そ
して、所定の距離の逆搬送が完了するとステップS101へ戻る。
以上に説明したように、本実施形態のプリンター1では、シートSの異なる端を支持す
る繰出軸20および巻取軸40によって、いわゆるロール・トゥ・ロールでシートSが搬
送される。特に、繰出軸20から巻取軸40へシートSを搬送する順搬送と、巻取軸40
から繰出軸20へシートSを搬送する逆搬送とが実行可能となっている。したがって、繰
出軸20は、順搬送の実行の際にはシートSを繰り出し、逆搬送の実行の際にはシートS
を巻き取る。また、巻取軸40は、順搬送の実行の際にはシートSを巻き取り、逆搬送の
実行の際にはシートSを繰り出す。
そして、繰出軸20が順搬送時にシートSに与えるテンションTa(=60[N])よりも
、繰出軸20が逆搬送時にシートSに与えるテンションTa(=30[N])が小さくなるよ
うに、テンション制御が実行される。したがって、シートSを繰り出す際(順搬送の際)
には、繰出軸20からシートSに比較的大きいテンションTaが与えられるため、安定し
てシートSを繰り出すことができる。一方、シートSを巻き取る際(逆搬送の際)には、
繰出軸20からシートSに与えられるテンションTaが比較的小さく抑えられるため、シ
ートSが大きなテンションTaで繰出軸20に巻き取られるのを防止できる。その結果、
UVインクを硬化させることでシートSに形成された比較的膜厚の厚い画像を繰出軸20
に巻き取ったとしても、画像の厚みに起因する凹凸がシートSに生じることが抑制可能と
なっている。
また、巻取軸40が逆搬送時にシートSに与えるテンションTc(=60[N])よりも、
巻取軸40が順搬送時にシートSに与えるテンションTc(=30[N])が小さいくなるよ
うに、テンション制御が実行される。したがって、シートSを繰り出す際(逆搬送の際)
には、巻取軸40からシートSに比較的大きいテンションTcが与えられるため、安定し
てシートSを繰り出すことができる。一方、シートSを巻き取る際(順搬送の際)には、
巻取軸40からシートSに与えられるテンションTcが比較的小さく抑えられるため、シ
ートSが大きなテンションTcで巻取軸40に巻き取られるのを防止できる。その結果、
UVインクを硬化させることでシートSに形成された比較的膜厚の厚い画像を巻取軸20
に巻き取ったとしても、画像の厚みに起因する凹凸がシートSに生じることが抑制可能と
なっている。
ところで、上記のプリンター1のように記録ヘッド51、52がシートSに対向する構
成では、順搬送あるいは逆搬送によって搬送中のシートSがばたつくと、記録ヘッド51
、52とシートSとが接触してしまう場合も想定される。これに対して、本実施形態では
、前駆動ローラー31および後駆動ローラー32が備えられ、記録ヘッド51、52は、
各駆動ローラー31、32の間のシートSに対向する。そして、後駆動ローラー32にト
ルク制御を行うことで、記録ヘッド51、52が対向する部分のシートSのテンションT
bが制御される。特に、順搬送および逆搬送のいずれを実行する場合も、テンションTbは
他のテンションTa、Tcより大きい。すなわち、順搬送および逆搬送のいずれを実行する
場合も、記録ヘッド51、52が対向する部分のシートSには大きなテンションTbが与
えられるため、搬送中のシートSのばたつきを抑えて、記録ヘッド51、52とシートS
との接触を抑制することが可能となっている。
また、プリンター1では、順搬送により搬送されるシートSに対してUVインクが吐出
されて、画像が形成される。特に、繰出軸20を軸方向に駆動するステアリングユニット
7が備えられているため、シートSの位置を軸方向に調整しつつ、繰出軸20から記録ヘ
ッド51、52へ向けてシートSを繰り出すことが可能となっている。しかも、本実施形
態によれば、シートSを繰り出す際には繰出軸20からシートSに比較的大きいテンショ
ンTaが与えられるため、ステアリングユニット7によるシートSの位置調整を効果的に
行うことができ、軸方向の位置が適切に調整されたシートSを繰出軸20から記録ヘッド
51、52へ向けて繰り出すことができる。
以上のように、上記実施形態では、プリンター1が本発明の「画像記録装置」の一例に
相当し、繰出軸20あるいは巻取軸40が本発明の「回転軸」の一例に相当し、回転方向
Afあるいは回転方向Cbが本発明の「第1方向」の一例に相当し、回転方向Abあるいは
回転方向Cfが本発明の「第2方向」の一例に相当し、記録ヘッド51、52が本発明の
「吐出部」の一例に相当し、UV照射器61、62、63が本発明の「照射部」の一例に
相当する。また、繰出軸20が本発明の「第1の回転軸」の一例に相当し、巻取軸40が
本発明の「第2の回転軸」の一例に相当し、順搬送が本発明の「第1の動作」の一例に相
当し、逆搬送が本発明の「第2の動作」の一例に相当し、前駆動ローラー31が本発明の
「第1の駆動ローラー」の一例に相当し、後駆動ローラー32が本発明の「第2の駆動ロ
ーラー」の一例に相当し、ステアリングユニット7が本発明の「ステアリング部」の一例
に相当し、テンションセンサーS21あるいはテンションセンサーS41が本発明の「測定部
」の一例に相当する。また、繰出軸20にとっては、ステップS104が本発明の「第1
の工程」の一例に相当し、ステップS106が本発明の「第2の工程」の一例に相当し、
巻取軸40にとっては、ステップS106が本発明の「第1の工程」の一例に相当し、ス
テップS104が本発明の「第2の工程」の一例に相当する。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りに
おいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。そこで、順搬送およ
び逆搬送のそれぞれの際に設定する目標値Tao、Tbo、Tcoを上記の例から適宜変更して
も構わない。例えば、繰出軸20が回転方向Afに回転する場合の目標値Tao(=60[N]
)は、繰出軸20が回転方向Abに回転する場合の目標値Tco(=30[N])の2倍となっ
ていた。しかしながら、繰出軸20が回転方向Afに回転する場合の目標値Taoが、繰出
軸20が回転方向Abに回転する場合の目標値Tcoの2倍以上、あるいは2倍未満で1よ
り大きくても良い。また、同様の変形は、巻取軸40についても可能である。
また、上記実施形態では、前駆動ローラー31に対して速度制御を実行するとともに、
後駆動ローラー32に対してトルク制御を実行していた。しかしながら、前駆動ローラー
31に対してトルク制御を実行し、後駆動ローラー32に対して速度制御を実行しても良
い。
また、上記実施形態において、巻取軸40に支持されるシートSのロール半径の増大に
応じて巻取テンションTcを減少させるテーパーテンション制御を実行しても構わない。
また、繰出軸20および巻取軸40のいずれかを備えないプリンター1に対しても本発
明を適用可能である。
また、搬送されるシートSを支持する部材についても、上記回転ドラム30のような円
筒形状のものに限られない。したがって、シートSを平面で支持するフラット型のプラテ
ンを用いることも可能である。
1…プリンター、20…繰出軸、40…巻取軸、51,52…記録ヘッド、61,62
,63…UV照射器、31…前駆動ローラー、32…後駆動ローラー、7…ステアリング
ユニット、S21,S41…テンションセンサー

Claims (7)

  1. シートの一方の端を支持する第1の回転軸と、
    前記シートの他方の端を支持する第2の回転軸と、
    前記第1の回転軸および前記第2の回転軸を制御することで前記第1の回転軸および前記第2の回転軸によって前記シートにテンションを与える制御部と、
    前記シートに光硬化性の液体を吐出する吐出部と、
    前記吐出部が前記シートに吐出した液体に光を照射する照射部と
    を備え、
    前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸は、前記第1の回転軸が前記シートを繰出す方向であって且つ前記第2の回転軸が前記シートを巻き取る方向である第1方向および前記第2の回転軸が前記シートを繰出す方向であって且つ前記第1の回転軸が前記シートを巻き取る方向である第2方向へ回転可能であり、
    前記第1の回転軸が前記第1方向へ回転する場合に前記第1の回転軸が前記シートに与えるテンションよりも、前記第1の回転軸が前記第2方向へ回転する場合に前記第1の回転軸が前記吐出部により前記液体を吐出され、前記照射部で前記液体に光を照射された前記シートに与えるテンションが小さく、
    前記第2の回転軸が前記第2方向へ回転する場合に前記第2の回転軸が前記シートに与えるテンションよりも、前記第2の回転軸が前記第1方向へ回転する場合に前記第2の回転軸が前記吐出部により前記液体を吐出され、前記照射部で前記液体に光を照射された前記シートに与えるテンションが小さい画像記録装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第1の回転軸および前記第2の回転軸を前記第1方向へ回転させることで、前記第1の回転軸から前記第2の回転軸へ前記シートを搬送する第1の動作と、
    前記第1の回転軸および前記第2の回転軸を前記第2方向へ回転させることで、前記第2の回転軸から前記第1の回転軸へ前記シートを搬送する第2の動作と
    を実行可能な請求項に記載の画像記録装置。
  3. 前記制御部は、前記第1の動作を実行する場合は、前記第1の回転軸により前記シートに与えるテンションよりも前記第2の回転軸により前記シートに与えるテンションを小さくし、前記第2の動作を実行する場合は、前記第2の回転軸により前記シートに与えるテンションよりも前記第1の回転軸により前記シートに与えるテンションを小さくする請求項に記載の画像記録装置。
  4. 前記第1の回転軸と前記第2の回転軸との間で前記シートを駆動する第1の駆動ローラーと、
    前記第1の駆動ローラーと前記第2の回転軸との間で前記シートを駆動する第2の駆動ローラーと
    を備え、
    前記吐出部は、前記第1の駆動ローラーと前記第2の駆動ローラーとの間の前記シートに対向し、
    前記制御部は、前記第1の駆動ローラーおよび前記第2の駆動ローラーの少なくとも一方を制御することで前記第1の駆動ローラーと前記第2の駆動ローラーの間の前記シートのテンションを制御し、
    前記第1の動作および前記第2の動作のいずれを実行する場合も、前記第1の駆動ローラーと前記第2の駆動ローラーの間の前記シートに与えるテンションは、前記第1の回転軸により前記シートに与えるテンションおよび前記第2の回転軸により前記シートに与えるテンションより大きい請求項またはに記載の画像記録装置。
  5. 前記第1の回転軸を軸方向に駆動するステアリング部を備え、
    前記吐出部は、前記第1の動作により搬送される前記シートに光硬化性の液体を吐出する請求項に記載の画像記録装置。
  6. 前記第1方向へ前記第1の回転軸が回転する場合に前記第1の回転軸が前記シートに与えるテンションは、前記第2方向へ前記第1の回転軸が回転する場合に前記第1の回転軸が前記シートに与えるテンションの2倍以上である請求項ないしのいずれか一項に記載の画像記録装置。
  7. シートの一方の端を支持する第1の回転軸と、
    前記シートの他方の端を支持する第2の回転軸と、
    前記第1の回転軸および前記第2の回転軸を制御することで前記第1の回転軸および前記第2の回転軸によって前記シートにテンションを与える制御部と、
    前記シートに光硬化性の液体を吐出する吐出部と、
    前記吐出部が前記シートに吐出した液体に光を照射する照射部と
    を備え、
    前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸は、前記第1の回転軸が前記シートを繰出す方向であって且つ前記第2の回転軸が前記シートを巻き取る方向である第1方向および前記第2の回転軸が前記シートを繰出す方向であって且つ前記第1の回転軸が前記シートを巻き取る方向である第2方向へ回転可能である画像記録装置のシート搬送方法であって、
    前記シートを前記第1の回転軸から繰り出しつつ前記第1の回転軸によって前記シートにテンションを与える第1の工程と、
    前記吐出部により前記液体を吐出され、前記照射部により前記液体に光を照射された前記シートを前記第1の回転軸に巻き取りつつ前記第1の回転軸によって前記シートにテンションを与える第2の工程と、
    前記シートを前記第2の回転軸から繰り出しつつ前記第2の回転軸によって前記シートにテンションを与える第3の工程と、
    前記吐出部により前記液体を吐出され、前記照射部により前記液体に光を照射された前記シートを前記第2の回転軸に巻き取りつつ前記第2の回転軸によって前記シートにテンションを与える第4の工程と、
    を備え、
    前記第1工程で前記シートに与えるテンションより前記第2工程で前記シートに与えるテンションが小さく、
    前記第3工程で前記シートに与えるテンションより前記第4工程で前記シートに与えるテンションが小さいシート搬送方法。
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