JP6748471B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
1−1.システム構成
図1および図15に示すように、本実施形態の印刷装置1は印刷システム200の一部を構成している。すなわち、印刷システム200は、大別して、上位装置201(例えば、パーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ)と、印刷装置1とで構成されている。
1−2−1.機構部
図2に示すように、印刷装置1はハウジング2を有しており、ハウジング2内に情報記録部Aと、印刷部Bと、媒体収容部Cと、収容部Dと、回動ユニットFとを備えている。
情報記録部Aは、磁気記録部24と、非接触式IC記録部23と、接触式IC記録部27とで構成されている。
媒体収容部Cは、複数枚のカードCaを立位姿勢で整列して収納しており、その先端には分離開口7が設けられており、ピックアップローラ19で最前列のカードCaから順次繰り出して供給する。なお、本実施形態では、カードCaに横85.6mm、縦53.9mmの標準サイズのカードが用いられる。
繰り出されたブランクのカードCaは、搬入ローラ22で回動ユニットFに送られる。回動ユニットFはハウジング2に回動可能に軸支された回動フレーム80と、このフレームに支持された2つのローラ対20、21で構成されている。そして、ローラ対20、21は回動フレーム80に回転自在に軸支持されている。
印刷部Bは、カードCaの表裏面に顔写真、文字データなど画像を形成するもので、媒体搬送路65の延長上にカードCaを搬送するための媒体搬送経路P1が設けられている。また、媒体搬送経路P1にはカードCaを搬送する搬送ローラ29、30が配置され、図示しない搬送モータに連結されている。
収容部Dは、印刷部Bから送られたカードCaを収容スタッカ60に収容するように構成されている。収容スタッカ60は、昇降機構61にて図2で下方に移動するように構成されている。
次に、上述した印刷装置1の全体構成のうち印刷部Bについて詳述する。
転写フィルム46は、カードCaの幅方向より若干大きな幅を有する帯状を呈しており、上から順に、インクリボン41のインクを受容するインク受容層、インク受容層の表面を保護する透明の保護層、加熱によりインク受容層および保護層を一体に剥離を促進するための剥離層、基材(ベースフィルム)の順で積層されて形成されている。
図12(A)は、印刷方向に対し画像形成領域Rより上流側のマークMaを頭出しに用いる(センサSe1でマークMaを検出する)場合の画像形成部B1における転写フィルム46の画像形成領域Rに対する画像形成開始位置を模式的に示したものである。図12(A)に示すように、本実施形態では、マークMaを頭出しに用いる場合の画像形成領域Rにおける画像形成開始位置PAは、マークMaの(印刷方向)先端から90.3mmの位置に設定されている。換言すると、画像形成領域Rの印刷方向での長さのセンタと、サーマルヘッド40による印刷領域(以下、サーマルヘッド40の印刷領域という。)の印刷方向での長さのセンタとが一致するように設定されている。
図12(B)は、印刷方向に対し画像形成領域Rより下流側のマークMbを頭出しに用いる場合の画像形成部B1における転写フィルム46の画像形成領域Rに対する画像形成開始位置を模式的に示したものである。図12(B)に示すように、マークMbを頭出しに用いる場合の画像形成領域Rにおける画像形成開始位置PBは、マークMbの(印刷方向)先端から7.7mmの位置に設定されている。すなわち、画像形成領域Rの印刷方向での長さのセンタと、サーマルヘッド40の印刷領域の印刷方向での長さのセンタとが一致するように設定されている。
転写部B2では、転写フィルム46はカードCaとともにヒートローラ33およびプラテンローラ31とで挟持されて、転写フィルム46の画像形成領域Rに形成された画像がカードCa表面に転写される。すなわち、転写時には、カードCaおよび転写フィルム46(の画像形成領域R)を介してヒートローラ33をプラテンローラ31に圧接し、カードCaと転写フィルム46とを同速で同方向に搬送する(図13も参照)。なお、ヒートローラ33は、転写フィルム46を介してプラテンローラ31に圧接・離間するように昇降機構(不図示)に取り付けられている。
ここで、画像形成部B1の構成細部について説明する。図3〜図5に示すように、ピンチローラ32a、32bはピンチローラ支持部材57の上端部と下端部にそれぞれ支持されており、ピンチローラ支持部材57はその中央部を挿通する支持シャフト58に回動自在に支持されている。支持シャフト58は、図10に示すように、両端部がピンチローラ支持部材57に形成された長穴76、77に架け渡されているとともに、中間部でブラケット50の固定部78にて固定されている。また、長穴76、77は支持シャフト58に対して水平方向および垂直方向に空間を持たせている。これにより、後述するフィルム搬送ローラ49に対するピンチローラ32a、32bの調整が可能となる。
印刷部Bが図6に示す待機ポジションにあるときカム53およびカム53Aは図3に示す状態にあり、ピンチローラ32a、32bはフィルム搬送ローラ49に圧接しておらず、またプラテンローラ45はサーマルヘッド40に圧接していない。換言すると、待機ポジションにあるときは、プラテンローラ45とサーマルヘッド40とは両者が離間した離間位置に位置している。
このような印刷部Bは、3つのユニット90、91、92に分割されている。
次に、印刷装置1の制御部および電源部について説明する。図15に示すように、印刷装置1は、印刷装置1全体の動作制御を行う制御部100と、商用交流電源から各機構部および制御部等を駆動/作動可能な直流電源に変換する電源部120とを有している。
図15に示すように、制御部100は、印刷装置1の全体の制御処理を行うマイクロコンピュータユニット(MCU)102(以下、MCU102と略称する。)を備えている。MCU102は、中央演算処理装置として高速クロックで作動するCPU、印刷装置1のプログラムやプログラムデータが記憶されたROM、CPUのワークエリアとして働くRAM、およびこれらを接続する内部バスで構成されている。
電源部120は、制御部100、サーマルヘッド40、ヒートローラ33、オペパネ部5および情報記録部A等に作動/駆動電源を供給している。
次に、本実施形態の印刷装置1の技術背景および特色について説明する。
上記1−2−1(6)(6−1)で説明したように、転写フィルム46の供給スプール47A、巻取スプール48Aと、インクリボン41の供給スプール43A、巻取スプール44Aとは、画像形成部B1に対し上流側および下流側で反対側に配置されている。供給スプール47AはモータMr2、巻取スプール48AはモータMr4、供給スプール43AはモータMr4、巻取スプール44AはモータMr1の駆動力で回転し、モータMr1〜Mr4にはDCモータが用いられている。なお、転写フィルム46はフィルム搬送モータMr5(ステッピングモータ)の駆動力で搬送される。
印刷装置1では、従来技術と同様に、これらのスプールに捲回されたロール径、すなわち、転写フィルム46の巻取ロール48の径、供給ロール47の径、および、インクリボン41の供給ロール43の径、巻取ロール44の径に変動があっても、画像形成時に転写フィルム46およびインクリボン41のテンションを一定に保つために、モータMr1〜Mr4の駆動量(デューティ比)を補正する。
これに対し、転写フィルム46の巻取スプール48Aに捲回された巻取ロール48の径が大きいときは(例えば、図16(C)に示すように、巻取スプール48Aに使用済の転写フィルム46がほぼ巻き取られており、供給スプール47Aに未使用の転写フィルム46が残り少ない転写フィルム46のエンプティ状態では)、モータMr4の回転数が低くなるようにデューティ比が制御される。モータMr4の回転数が低くなると、回転ムラの周期が広がってしまい、この状態で転写フィルム46に所定のバックテンションを付与すると、ピッチムラが目立ってしまう。
上記のとおり、モータMr4に回転ムラが生じても、モータMr4の駆動量を調整して(デューティ比を上げて)転写フィルム46に付与するバックテンションを弱めるとピッチムラは目立たなくなる(印刷品位の低下を防止できる。)。ところが、画像形成時には転写フィルム46およびインクリボン41が同速で同方向に搬送されることから、転写フィルム46のバックテンションを弱め過ぎると、インクリボン41の巻取スプール44Aを駆動するモータMr1の引っ張り力により転写フィルム46が過剰に進んでしまう(以下、この現象を滑りという。)。このような滑りは、転写フィルム46に画像が形成されない部分(画像跳び)を生じさせるため、ピッチムラと同様に印刷品位の低下を招く。
印刷装置1の特色は、上述した課題1(ピッチムラ)および課題2(滑り)による印刷品位低下を解決し、転写フィルム46(ひいてはカードCa)に高品位の画像を形成する点にある。
まず、駆動量(デューティ比)を調整する前提として、モータMr1〜Mr4の回転数を検出する。MCU102のCPU(以下、単にCPUという。)は、転写フィルム46、インクリボン41を一定量搬送したときのモータMr1〜Mr4のエンコーダの出力を参照することで、モータMr1〜Mr4の回転数を検出する。
初期設定処理で各モータの回転数を検出する際には、図6に示すように、待機ポジションにおいて、転写フィルム46、インクリボン41を弛ませない状態で搬送する。転写フィルム46、インクリボン41を弛ませないためには、新品状態(図16(A)参照)における各モータのデューティ比で転写フィルム46、インクリボン41を搬送する。本実施形態では、新品状態で、供給側モータ(モータMr2、Mr3)が最小デューティ比(40%)、巻取側モータ(Mr1、Mr4)が最大デューティ比(60%)に設定される(以下、このデューティ比を設定デューティ比という。)。
一方、画像形成時に各モータの回転数を検出する際には、図7に示すように、印刷ポジションにおいて、転写フィルム46、インクリボン41を印刷方向に搬送することで、各モータのエンコーダから出力されるクロック数を計測して各モータの回転数を把握する。なお、印刷ポジションでも、ピンチローラ32a、32bがフィルム搬送ローラ49に圧接するとともにプラテンローラ45がサーマルヘッド40に圧接しているため、転写フィルム46、インクリボン41は弛まない状態で搬送される。
次に、CPUは、上記(1)で把握したモータの回転数(ロール径)から、転写フィルム46、インクリボン41に所定のテンションを付与するための、モータMr1〜Mr4の駆動量(デューティ比)を算出する。
次いで、CPUは、上記(1)で把握したモータMr3の回転数およびモータMr4の回転数のうちいずれのモータの回転数が小さいかを判断し、回転数の小さい方のモータの回転数が予め定められた基準回転数より小さいか否かを判断する。肯定判断のときは、転写フィルム46またはインクリボン41のバックテンションを弱めるために、その回転数の小さい方のモータの駆動量(デューティ比)を調整する。なお、本実施形態では、モータの回転数が700rpm未満の場合にはピッチムラが発生するおそれがあることから、基準回転数は700rpmに設定されている。
次に、CPUは、モータMr4、Mr3のうち、上記(3)で調整された一方のモータの駆動量に応じて、他方のモータの駆動量を調整する。この調整は、本実施形態では、一方のモータの駆動量に対する調整量の絶対値と他方のモータに対する調整量の絶対値とが同じであり、かつ、両者が正負で相反するように行われる。
上記(3)で、CPUは、モータMr3の回転数およびモータMr4の回転数のうちいずれのモータの回転数が小さいかを判断し、回転数の小さい方のモータの回転数が予め定められた基準回転数より小さいか否かを判断したが、否定判断のときは、上記課題2の滑りによる印刷品位低下の問題はないため(上記(3)、(4)の調整は不要なため)、上記(2)で算出したモータMr1〜Mr4のデューティ比をRAMに格納し、肯定判断のときは、上記課題2の滑りによる印刷品質の低下を防止するために、上記(2)で算出したモータMr1、Mr2のデューティ比および上記(3)、(4)で調整したモータMr3、Mr4のデューティ比をRAMに格納する。
次に、本実施形態の印刷装置1の全体動作について、MCU102のCPU(以下、単にCPUという。)を主体として説明する。
次に、本実施形態の印刷装置1の効果等について説明する。
本実施形態の印刷装置1では、モータMr3、Mr4の回転数のうちいずれのモータの回転数が小さいかを判断し、その回転数の小さい方のモータの回転数が基準回転数(700rpm)より小さいときに、転写フィルム46またはインクリボン41のバックテンションを弱めるために、その回転数の小さい方のモータの駆動量(デューティ比)を調整する。このため、モータMr3、Mr4に回転ムラが生じても、ピッチムラが目立たなくなる(課題1を解決できる)ので、転写フィルム46(ひいてはカードCa)に品位の高い画像を形成することができる。
なお、本実施形態では、フィルム搬送モータMr5にステッピングモータを用いた例を示したが、フィルム搬送モータMr5にDCモータを用いるようにしてもよい。この場合には、画像形成部B1よりも下流側に配置されたフィルム搬送モータMr5のデューティ比を調整しても転写フィルム46のテンションを調整することができる。その場合は、モータMr1のデューティ比を高めることで、転写フィルム46に付与するテンションとのバランスをとる。従って、画像形成部B1より上流側に配置されたモータでもテンションの調整が可能である。
10 フィルム搬送機構(第1の搬送手段)
11 インクリボン搬送部(第2の搬送手段)
41 インクリボン
43A 供給スプール
44A 巻取スプール
46 転写フィルム(フィルム状媒体)
47A 供給スプール
48A 巻取スプール
100 制御部(制御手段)
B1 画像形成部(画像形成手段)
Ma、Mb マーク
Mr1 モータ(第2の搬送手段の駆動源の一部、第2の搬送手段の下流側駆動源)
Mr2 モータ(第1の搬送手段の駆動源の一部、第1の搬送手段の下流側駆動源)
Mr3 モータ(第2の搬送手段の駆動源の一部、第2の搬送手段の上流側駆動源)
Mr4 モータ(第1の搬送手段の駆動源の一部、第1の搬送手段の上流側駆動源)
Mr5 フィルム搬送モータ(第1の搬送手段の駆動源の一部)
Se1 センサ(第1の検出手段の一部)
Se2 センサ(第2の検出手段の一部)
Claims (8)
- インクリボンを用いてフィルム状媒体に画像を形成する画像形成手段と、
駆動源を有し前記媒体にテンションを付与しつつ搬送する第1の搬送手段と、
駆動源を有し前記インクリボンにテンションを付与しつつ搬送する第2の搬送手段と、
前記画像形成手段、前記第1および第2の搬送手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第1および第2の搬送手段の駆動源のうちいずれか一方の駆動源の駆動量を前記媒体または前記インクリボンに付与するバックテンションが弱まるように調整し、その調整量に応じていずれか他方の駆動源の駆動量を、前記いずれか一方の駆動源の駆動量に対する調整量と前記いずれか他方の駆動源に対する調整量との両者が正負で相反するように調整することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の搬送手段の駆動源の回転数を検出する第1の検出手段と、
前記第2の搬送手段の駆動源の回転数を検出する第2の検出手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記第1および第2の検出手段で検出された前記駆動源の回転数のうち小さい方の回転数が予め定められた基準回転数より小さいときに、該小さい方の回転数の駆動源を前記いずれか一方の駆動源としてその駆動量を調整することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記いずれか一方の駆動源の駆動量に対する調整量の絶対値と前記いずれか他方の駆動源に対する調整量の絶対値とが同じであり、かつ、両者が正負で相反するように調整することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記第1および第2の搬送手段はそれぞれ前記画像形成手段の上流側および下流側に上流側駆動源および下流側駆動源を有しており、
前記制御手段は、前記第1および第2の搬送手段の上流側駆動源の回転数のうち小さい方の回転数が予め定められた基準回転数より小さいときに、該小さい方の回転数の上流側駆動源を前記いずれか一方の駆動源としてその駆動量を調整し、その調整量に応じて他方の上流側駆動源を前記いずれか他方の駆動源としてその駆動量を調整することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記上流側駆動源および前記下流側駆動源はそれぞれ前記媒体および前記インクリボンの巻取スプールまたは供給スプールを駆動し、前記媒体および前記インクリボンの前記巻取スプールと前記供給スプールとは前記画像形成手段に対し上流側および下流側で反対側に配置されたことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記上流側駆動源および前記下流側駆動源、または、前記巻取スプールおよび前記供給スプールの回転量を検出するエンコーダをさらに備え、
前記制御手段は、前記第1および第2の搬送手段で前記媒体および前記インクリボンがそれぞれ一定量搬送される間の前記エンコーダの出力を参照することで前記上流側駆動源および下流側駆動源の駆動量を検出することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記上流側駆動源および前記下流側駆動源はPWM制御されるDCモータであり、
前記制御手段は、前記DCモータをPWM制御におけるデューティ比を変更することで前記いずれか一方および他方の上流側駆動源の駆動量を調整することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記いずれか一方の上流側駆動源のデューティ比を上げた分、前記いずれか他方の上流側駆動源のデューティ比を下げることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
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