本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、層転写装置の全体構成を簡単に説明した後、本願発明の特徴部分の構成について説明する。
以下の説明において、方向は、図1に示す方向で説明する。すなわち、図1の右側を「前」とし、図1の左側を「後」とし、図1の紙面手前側を「左」とし、図1の紙面奥側を「右」とする。また、図1の上下を「上下」とする。
図1(a)に示すように、層転写装置1は、例えばレーザプリンタ等の画像形成装置でシートSにトナー像を形成した後、シートSのトナー像の上にアルミニウム等の箔を転写するための装置である。つまり、層転写装置1は、シートSのトナー像の上に箔を転写することで、シートSに箔の画像を形成している。層転写装置1は、筐体2と、シートトレイ3と、搬送手段の一例としてのシート搬送部10と、フィルム供給部30と、転写部50とを備えている。
筐体2は、樹脂などからなり、装置本体21と、カバー22とを備えている。装置本体21は、上部に開口21A(図2参照)を有している。開口21Aは、装置本体21に後述するフィルムユニットFUを着脱するための開口である。カバー22は、開口21Aを開閉するための部材である。カバー22の後端部は、装置本体21に回動可能に支持されている。カバー22は、開口21Aを閉じる閉位置(図1(a)の位置)と、開口21Aを開放する開位置(図2の位置)との間で回動可能となっている。
シートトレイ3は、用紙、OHPフィルム等のシートSが載置されるトレイである。シートトレイ3は、筐体2の後部に設けられている。なお、シートSは、トナー像が形成された面を下向きにしてシートトレイ3上に載置される。
シート搬送部10は、シート供給機構11と、シート排出機構12とを備えている。シート供給機構11は、シートトレイ3上のシートSを一枚ずつ転写部50に向けて搬送する機構である。シート供給機構11は、ピックアップローラ11Aと、リタードローラ11Bと、上流側搬送ローラ11Cとを備えている。
ピックアップローラ11Aは、シートトレイ3上のシートSを転写部50に向けて供給するためのローラである。リタードローラ11Bは、ピックアップローラ11Aによって搬送されるシートSを1枚に分離するためのローラである。
リタードローラ11Bは、ピックアップローラ11Aの上に配置されている。リタードローラ11Bは、ピックアップローラ11Aで送り出されるシートSの上に重なっているシートSをシートトレイ3に向けて戻す方向に回転可能となっている。
上流側搬送ローラ11Cは、2つのローラからなり、これらのローラの間でシートSを挟んだ状態で各ローラが回転することで、シートSを搬送可能となっている。上流側搬送ローラ11Cは、ピックアップローラ11Aと転写部50との間に配置され、ピックアップローラ11Aで送り出されるシートSを転写部50に搬送する。
シート排出機構12は、転写部50を通過したシートSを筐体2の外部に排出する機構である。シート排出機構12は、下流側搬送ローラ12Aと、排出ローラ12Bとを備えている。
下流側搬送ローラ12Aおよび排出ローラ12Bは、それぞれ、2つのローラからなり、これらのローラの間でシートSを挟んだ状態で各ローラが回転することで、シートSを搬送可能となっている。下流側搬送ローラ12Aは、転写部50と排出ローラ12Bとの間に配置され、転写部50から送り出されるシートSを排出ローラ12Bに搬送する。排出ローラ12Bは、シートSの搬送方向において下流側搬送ローラ12Aの下流側に配置され、下流側搬送ローラ12Aで送り出されるシートSを筐体2の外に排出する。
フィルム供給部30は、シート供給機構11から搬送されたシートSに重ねるように多層フィルムFを供給する部分である。フィルム供給部30は、フィルムユニットFUと、駆動源の一例としてのメインモータ80を備えている。
フィルムユニットFUは、図2に示すように、後述する供給リール31の軸方向に直交する方向において、開口21Aを通過して装置本体21に着脱可能となっている。フィルムユニットFUは、供給リール31と、巻取リール35と、第1案内軸41と、第2案内軸42と、第3案内軸43とを備えている。フィルムユニットFUの供給リール31には、多層フィルムFが巻回されている。
図1(b)に示すように、多層フィルムFは、複数の層からなるフィルムである。詳しくは、多層フィルムFは、支持層F1と、被支持層F2とを有する。支持層F1は、高分子材料からなるテープ状の透明な基材であり、被支持層F2を支持している。被支持層F2は、例えば、剥離層F21と、転写層F22と、接着層F23とを有する。剥離層F21は、支持層F1から転写層F22を剥離しやすくするための層であり、支持層F1と転写層F22との間に配置されている。剥離層F21は、支持層F1から剥離しやすい透明な材料、例えばワックス系樹脂を含んでいる。
転写層F22は、トナー像に転写される層であり、箔を含んでいる。箔とは、金、銀、銅、アルミニウム等の金属であって薄く延された金属である。また、転写層F22は、金色、銀色、赤色などの着色材料と、熱可塑性樹脂とを含む。転写層F22は、剥離層F21と接着層F23との間に配置されている。
接着層F23は、転写層F22をトナー像に接着しやすくするための層である。接着層F23は、後述する転写部50によって加熱されたトナー像に付着しやすい材料、例えば塩化ビニル系樹脂やアクリル系樹脂を含んでいる。
供給リール31は、樹脂などからなり、多層フィルムFが巻回される供給軸部31Aを有している。供給軸部31Aには、多層フィルムFの一端が固定されている。
巻取リール35は、樹脂などからなり、多層フィルムFを巻き取るための巻取軸部35Aを有している。巻取軸部35Aには、多層フィルムFの他端が固定されている。
なお、図1等においては、便宜上、供給リール31および巻取リール35の両方に多層フィルムFが最大に巻回された状態を図示することとする。実際には、フィルムユニットFUが新品の状態においては、供給リール31に巻回されたロール状の多層フィルムFの径は最大となっており、巻取リール35には多層フィルムFが巻回されていない、もしくは、巻取リール35に巻回されたロール状の多層フィルムFの径は最小となっている。また、フィルムユニットFUの寿命時(多層フィルムFを使い切ったとき)においては、巻取リール35に巻回されたロール状の多層フィルムFの径は最大となり、供給リール31には多層フィルムFが巻回されていない、もしくは、供給リール31に巻回されたロール状の多層フィルムFの径は最小となる。
第1案内軸41は、供給リール31から引き出される多層フィルムFの進行方向を変更するための軸である。第1案内軸41は、樹脂などからなっている。
第2案内軸42は、第1案内軸41で案内された多層フィルムFの進行方向を変更するための軸である。第2案内軸42は、樹脂などからなっている。
第3案内軸43は、第2案内軸42で案内された多層フィルムFの進行方向を変更して巻取リール35に案内する軸である。第3案内軸43は、樹脂などからなっている。
第1案内軸41は、トナー像を下にした状態で搬送されるシートSに対して、供給リール31から引き出された多層フィルムFを下から重ねるように案内している。第1案内軸41は、供給リール31から引き出された多層フィルムFの搬送方向を変えて、シートSの搬送方向と略平行に多層フィルムFを案内する。
第2案内軸42は、転写部50を通過した多層フィルムFと接触し、転写部50を通過した多層フィルムFの搬送方向をシートSの搬送方向とは異なる方向に変更している。転写部50を通過してシートSと重なった状態で搬送された多層フィルムFは、第2案内軸42を通過する際にシートSとは異なる方向に案内され、シートSから剥離される。
転写部50は、シートSと多層フィルムFを重ねた状態で加熱および加圧することで、シートSに形成されたトナー像の上に転写層F22を転写するための部分である。転写部50は、加圧ローラ51と、加熱ローラ61と、切替機構70とを備えている。転写部50は、加圧ローラ51と加熱ローラ61のニップ部において、シートSと多層フィルムFを重ねて加熱および加圧する。
加圧ローラ51は、円筒状の芯金の周囲をシリコンゴムからなるゴム層で被覆したローラである。加圧ローラ51は、多層フィルムFの上側に配置され、シートSの裏面(トナー像が形成された面と反対側の面)と接触可能となっている。
加圧ローラ51は、両端部がカバー22に回転可能に支持されている。加圧ローラ51は、加熱ローラ61との間でシートSおよび多層フィルムFを挟み、メインモータ80によって回転駆動されることで加熱ローラ61を従動回転させる。このように加圧ローラ51と加熱ローラ61との間でシートSおよび多層フィルムFを挟んだ状態で、加圧ローラ51および加熱ローラ61が回転することで、シートSおよび多層フィルムFが搬送される。
加熱ローラ61は、円筒状に形成された金属管の内部にヒータを配置したローラであり、多層フィルムFおよびシートSを加熱している。加熱ローラ61は、多層フィルムFの下側に配置され、多層フィルムFと接触している。
切替機構70は、加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態を、加圧ローラ51と加熱ローラ61で多層フィルムFを挟んだ圧接状態と、少なくとも1つのローラが多層フィルムFから離れた離間状態とに切り替えるための機構である。本実施形態では、切替機構70は、加熱ローラ61を、図6に実線で示す圧接位置と、図6に仮想線で示す離間位置との間で移動させることで、加熱ローラ61を多層フィルムFに対して接触・離間させている。つまり、切替機構70は、加熱ローラ61を多層フィルムFから離すことで、加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態を、離間状態にする。また、切替機構70は、加熱ローラ61を多層フィルムFに圧接させることで、加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態を、圧接状態にする。
このように構成された層転写装置1では、シートSの表面を下向きにしてシートトレイ3に載置されたシートSが、シート供給機構11により一枚ずつ転写部50に向けて搬送される。シートSは、転写部50のシート搬送方向における上流側で、供給リール31から供給された多層フィルムFと重ねられ、シートSのトナー像と多層フィルムFが接触した状態で転写部50に搬送される。
転写部50においては、シートSと多層フィルムFが加圧ローラ51と加熱ローラ61の間のニップ部を通過する際に、加熱ローラ61と加圧ローラ51により加熱および加圧され、トナー像の上に転写層F22が転写される。なお、以下の説明では、トナー像への転写層F22の転写を、単に「層転写」とも称する。
層転写が行われた後、シートSと多層フィルムFは密着した状態で第2案内軸42まで搬送される。シートSと多層フィルムFが第2案内軸42を通過すると、多層フィルムFの搬送方向がシートSの搬送方向と異なる方向に変わるため、シートSから多層フィルムFが剥離される。
シートSから剥離された多層フィルムFは、巻取リール35に巻き取られていく。一方、多層フィルムFが剥離されたシートSは、シート排出機構12によって、箔が転写された表面を下に向けた状態で、筐体2の外部に排出される。
図3に示すように、フィルムユニットFUは、樹脂などからなるホルダ100と、ホルダ100に着脱可能なフィルムカートリッジ200とを備えている。フィルムカートリッジ200は、前述した多層フィルムFが巻回された供給リール31および巻取リール35と、供給ケース32とを備えている。
供給リール31(詳しくは、供給ケース32)および巻取リール35は、ホルダ100に対して、供給リール31の軸方向に直交する方向に着脱可能となっている。そして、フィルムカートリッジ200は、ホルダ100に取り付けられた状態において、装置本体21に着脱可能となっている。
供給ケース32は、供給リール31を収容する中空のケースである。供給ケース32は、樹脂などからなり、略円筒状の外周壁32Aと、外周壁32Aの両端に設けられる略円板状の2つの側壁32Bとを有する。供給リール31は、供給ケース32の各側壁32Bに回転可能に支持されている。
ホルダ100は、ベースフレーム110と、ベースフレーム110に回動可能(移動可能)に支持される規制フレーム120とを有している。ベースフレーム110は、第1保持部111と、第2保持部112と、2つの連結部113と、2つの取手114とを有している。
第1保持部111は、供給ケース32を保持する部位である。第1保持部111は、供給ケース32を介して供給リール31を保持している。第1保持部111は、断面視略円弧状の外周壁111Aと、2つの側壁111Bとを有する。
外周壁111Aは、供給ケース32の外周面に沿って配置されている。各側壁111Bは、供給リール31の軸方向において、外周壁111Aの各端部に配置されている。
各側壁111Bは、供給ケース32の着脱時に供給ケース32をガイドする着脱ガイドGを有している。2つのうち一方の側壁111Bには、ギヤ機構130が設けられている。ギヤ機構130は、装置本体21に設けられる供給側トルクリミッタTL2(図6参照)の負荷を供給リール31に付与するための機構である。なお、ギヤ機構130の構造については、後で説明する。
第2保持部112は、巻取リール35を保持する部位である。詳しくは、第2保持部112は、規制フレーム120とともに、中空のケースを構成しており、中空のケース内に巻取リール35を収容している。
2つの連結部113は、第1保持部111と第2保持部112とを連結する部位である。詳しくは、各連結部113は、供給リール31の軸方向に間隔を開けて配置されている。
このように連結部113が形成されることで、ホルダ100は、供給リール31の軸方向に直交する直交方向に貫通する貫通穴100Aを有している。各取手114は、各連結部113の上に配置されている。各取手114は、ホルダ100のうち巻取リール35の軸方向両端にそれぞれ配置されている。
供給リール31は、軸方向の一端に供給ギヤ31Gを有している。供給ギヤ31Gは、供給ケース32に形成された切欠から外部に露出している。供給ギヤ31Gは、フィルムカートリッジ200がホルダ100に取り付けられた状態において、前述したギヤ機構130と噛み合うように構成されている。
巻取リール35は、前述した巻取軸部35Aと、2つのフランジ35Bと、巻取ギヤ35Cとを有している。フランジ35Bは、巻取軸部35Aに巻回される多層フィルムFの幅方向の移動を規制するための部位である。フランジ35Bは、巻取軸部35Aよりも大径の円板状に形成されており、巻取軸部35Aの両端部に設けられている。
巻取ギヤ35Cは、層転写装置1に設けられるメインモータ80から駆動力を受け、駆動力を巻取軸部35Aに伝達するためのギヤである。巻取ギヤ35Cは、軸方向において、フランジ35Bの外側に配置されている。巻取ギヤ35Cは、巻取軸部35Aと同軸に配置されている。
図4に示すように、供給リール31に負荷を付与するためのギヤ機構130は、フレームギヤ131と、ギヤ列132とを備えている。フレームギヤ131は、装置本体21に設けられる筐体ギヤ21Gと噛み合うギヤである。フレームギヤ131は、筐体ギヤ21Gを介して後述する供給側トルクリミッタTL2などに連結されている。
ギヤ列132は、フレームギヤ131と供給ギヤ31Gを連結するギヤ列である。ギヤ列132は、第1ギヤ133と、第2ギヤ134とを備えている。第1ギヤ133は、フレームギヤ131に噛み合っている。第2ギヤ134は、2段ギヤであり、大径ギヤ部134Aと、小径ギヤ部134Bとを有する。
大径ギヤ部134Aは、小径ギヤ部134Bよりも大径のギヤである。大径ギヤ部134Aは、第1ギヤ133に噛み合っている。小径ギヤ部134Bは、供給ギヤ31Gに噛み合っている。
図5に示すように、供給リール31の軸方向の他端には、第1付与手段の一例としての第1負荷付与機構310が設けられている。第1負荷付与機構310は、供給リール31を回転可能に支持する供給ケース32との間で摩擦力を発生させることで供給リール31に第1負荷トルクLT1を付与する機構である。
第1負荷付与機構310は、供給リール31に固定される固定部材311と、固定部材311に対して軸方向に移動可能な可動部材312と、固定部材311と可動部材312との間に配置されるコイルバネ313と、供給ケース32に固定される摩擦パッド314とを備えている。
固定部材311は、円筒状に形成された供給軸部31Aに嵌合されることで、供給軸部31Aに固定されている。可動部材312は、固定部材311によって軸方向に移動可能に支持されている。
そして、可動部材312は、コイルバネ313によって摩擦パッド314に付勢されている。これにより、供給リール31が回転すると、可動部材312と摩擦パッド314との間で摩擦力が生じるので、第1負荷付与機構310によって供給リール31に第1負荷トルクLT1が付与される。
図6に示すように、メインモータ80は、前述したように巻取リール35および加圧ローラ51に駆動力を付与する他、シート搬送部10にも駆動力を付与している。ここで、図6においては、便宜上、層転写装置1の構成を簡略化して図示している。
層転写装置1は、メインモータ80の駆動力を巻取リール35に伝達するための構成として、制限手段の一例としての巻取側トルクリミッタTL1と、ギヤG1とを主に備えている。巻取側トルクリミッタTL1は、メインモータ80から巻取リール35に加わる駆動トルクDTを所定値以下に制限する機能を有している。
巻取側トルクリミッタTL1は、図示せぬギヤを介してメインモータ80に連結されている。また、巻取側トルクリミッタTL1は、ギヤG1を介して巻取ギヤ35Cに連結されている。
層転写装置1は、メインモータ80の駆動力をシート搬送部10に伝達するための構成として、ピックアップクラッチC1と、ギヤG2とを主に備えている。ピックアップクラッチC1は、メインモータ80からピックアップローラ11Aへの駆動力の伝達を切り替えるための電磁クラッチである。
ピックアップクラッチC1は、図示せぬギヤを介してメインモータ80に連結されている。また、ピックアップクラッチC1は、ギヤG2を介してピックアップローラ11Aに連結されている。なお、シート搬送部10を構成する各ローラのうち、ピックアップローラ11A以外のローラは、図示せぬギヤを介してメインモータ80に連結されている。
層転写装置1は、メインモータ80の駆動力を加圧ローラ51に伝達するための構成として、伝達機構TMと、伝達切替手段の一例としてのローラクラッチC5とを主に備えている。伝達機構TMは、メインモータ80からの駆動力を加圧ローラ51に伝達させる機構である。伝達機構TMは、ローラクラッチC5から加圧ローラ51へ駆動力を伝達するためのギヤG3と、メインモータ80からローラクラッチC5へ駆動力を伝達するための図示せぬギヤとを備えている。
ローラクラッチC5は、伝達機構TMの状態を、加圧ローラ51に駆動力を伝達させる伝達状態と、加圧ローラ51への駆動力の伝達を遮断する遮断状態とに切替可能な電磁クラッチである。
層転写装置1は、第2付与手段の一例としての供給側トルクリミッタTL2と、変更手段の一例としてのリールクラッチC2と、接離モータ90と、制御部300とをさらに備えている。
供給側トルクリミッタTL2は、第2負荷トルクLT2を供給リール31に付与するための部材である。ここで、第2負荷トルクLT2は、巻取リール35に加わる駆動トルクDTから前述した第1負荷トルクLT1を引いた値よりも大きな値に設定されている。また、前述した第1負荷トルクLT1は、巻取リール35に加わる駆動トルクDTよりも小さな値に設定されている。本実施形態において、負荷付与手段は、供給側トルクリミッタTL2と、前述した第1負荷付与機構310とで構成されている。
供給側トルクリミッタTL2は、リールクラッチC2に連結されている。リールクラッチC2は、供給側トルクリミッタTL2と供給リール31の接続状態を変更可能とする電磁クラッチである。リールクラッチC2が供給側トルクリミッタTL2と供給リール31の接続状態を変更することで、供給リール31に付与される負荷トルクLTの大きさが変更されるようになっている。詳しくは、供給側トルクリミッタTL2と供給リール31との接続が切れた状態においては、供給リール31に付与される負荷トルクLTは、第1負荷トルクLT1となり、駆動トルクDTよりも小さな値となる。また、供給側トルクリミッタTL2と供給リール31とが接続された状態においては、供給リール31に付与される負荷トルクLTは、第1負荷トルクLT1に第2負荷トルクLT2を加えた値となり、駆動トルクDTよりも大きな値となる。
リールクラッチC2は、筐体ギヤ21Gと前述したギヤ機構130(図示略)を介して供給ギヤ31Gに連結されている。また、筐体ギヤ21Gは、検知ギヤG4と噛み合っている。検知ギヤG4は、複数のスリットが形成された回転板を有するギヤである。回転板の各スリットは、図示せぬロータリエンコーダによって検出されることで、供給リール31の回転速度を検出することが可能となっている。
接離モータ90は、切替機構70を駆動して、加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態を、圧接状態と離間状態とに切り替えるためのモータである。また、切替機構70の近傍には、切替機構70が離間状態であることを検知する離間センサSAが設けられている。ここで、離間センサSAとしては、例えば光センサなどを用いることができる。
また、ピックアップローラ11Aと上流側搬送ローラ11Cとの間には、転写部50に向けて搬送されるシートSの通過を検知する第1シートセンサSS1が設けられている。さらに、下流側搬送ローラ12Aと排出ローラ12Bとの間には、転写部50から送り出されるシートSの通過を検知する第2シートセンサSS2が設けられている。
ここで、第1シートセンサSS1および第2シートセンサSS2としては、例えば、シートSが接触することで回動するレバーと、レバーの位置を検知する光センサとからなるセンサを用いることができる。このような構成とすることで、第1シートセンサSS1および第2シートセンサSS2のそれぞれにおいて、シートSの先端が通過したこと、シートSの後端が通過したことを検知することが可能となっている。
なお、加圧ローラ51と加熱ローラ61との間でシートSおよび多層フィルムFを搬送しているときに、各ローラ51,61と巻取リール35との間で多層フィルムFが弛まないように、巻取リール35、詳しくは巻取軸部35Aの周速は、加圧ローラ51の周速よりも大きくなるように設定されている。詳しくは、周速の関係が前述の関係となるように、メインモータ80の駆動力を加圧ローラ51に伝達する伝達機構TMと、メインモータ80の駆動力を巻取リール35に伝達する機構が構成されている。
なお、各ローラ51,61で多層フィルムFを挟んでいる状態では、巻取軸部35Aの回転は加圧ローラの周速に規制されるので、層転写中においては、巻取軸部35Aの実際の周速と加圧ローラ51の実際の周速は略同じである。そのため、前述した巻取軸部35Aの周速とは、仮に各ローラ51,61が離間状態で、かつ、負荷トルクLTが駆動トルクDTよりも小さい関係であるときの仮想の周速をいう。なお、実際の制御においては、巻取軸部35Aの周速がこのような仮想の周速になることはない。
制御部300は、CPU、RAM、ROMおよび入出力回路を備えており、ROM等に記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。具体的に、制御部300は、加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態を離間状態から圧接状態に切り替える第1切替制御と、加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態を圧接状態から離間状態に切り替える第2切替制御とを、メインモータ80の駆動力が巻取リール35に伝達されているときに実行する機能を有している。
制御部300は、第1切替制御によって加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態が圧接状態であり、かつ、負荷トルクLTが駆動トルクDTよりも小さいことを条件として、加圧ローラ51および加熱ローラ61を回転させる機能を有している。また、制御部300は、加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態が圧接状態であるとともに回転中であり、かつ、負荷トルクLTが駆動トルクDTよりも小さいことを条件として、加圧ローラ51および加熱ローラ61を停止させ、かつ、第2切替制御を実行する機能を有している。
さらに、制御部300は、リールクラッチC2を制御することで、負荷トルクLTを変更するトルク変更制御を実行する機能を有している。詳しくは、トルク変更制御において、制御部300がリールクラッチC2を接続すると、供給側トルクリミッタTL2と供給リール31が接続されてLT=LT1+LT2となり、負荷トルクLTが駆動トルクDTよりも大きくなる。また、トルク変更制御において、制御部300がリールクラッチC2を切ると、供給側トルクリミッタTL2と供給リール31との接続が切られてLT=LT1となり、負荷トルクLTが駆動トルクDTよりも小さくなる。
また、制御部300は、加圧ローラ51および加熱ローラ61の状態が離間状態である場合には、メインモータ80を駆動する前に、トルク変更制御を実行して、リールクラッチC2を接続することで、LT>DTとする機能を有している。さらに、制御部300は、リールクラッチC2を切った後に、ローラクラッチC5を制御して伝達機構TMの状態を遮断状態から伝達状態に切り替える機能を有している。
次に、制御部300の動作について、図7および図8を参照して詳細に説明する。なお、層転写を実行していない初期状態においては、加熱ローラ61は離間位置に位置している。また、図7の処理は、層転写装置1の電源が投入された後、繰り返し実行される。
図7に示す処理において、制御部300は、まず、層転写指令があるか否かを判断する(S1)。ここで、層転写指令は、例えば筐体2に設置された操作パネルをユーザが操作することによって、操作パネルから制御部300に出力される。
ステップS1において層転写指令がないと判断した場合には(No)、制御部300は、本処理を終了する。ステップS1において層転写指令があると判断した場合には(Yes)、制御部300は、加熱ローラ61内のヒータをONにした後(S2、図8の時刻t1)、リールクラッチC2を接続する(S3、時刻t2)。ここで、図8の時刻t1~t2間は、便宜上、短い時間間隔で図示しているが、実際には、ヒータをONにしてから加熱ローラ61の温度がある程度目標温度に近くなったときに、リールクラッチC2を接続する。なお、図8は、各部材の動作タイミングの順序を誇張して図示しているため、時間間隔については実際の時間間隔とは異なっている。
ステップS3においてリールクラッチC2を接続すると、負荷トルクLTが、LT1+LT2となり、駆動トルクDTよりも大きくなる。ステップS3の後、制御部300は、メインモータ80をONにする(S4、時刻t3)。メインモータ80をONにすると、メインモータ80の駆動力が巻取側トルクリミッタTL1を介して巻取リール35に伝達される。これにより、巻取リール35に駆動トルクDTが加わるが、ステップS3の処理によって、LT>DTとなっているため、負荷トルクLTによって供給リール31からの多層フィルムFの引き出しが規制される。そのため、駆動トルクDTが加わった巻取リール35によって多層フィルムFが引っ張られるが、供給リール31および巻取リール35の回転が止まっているため、多層フィルムFは、搬送されることなく、所定のテンションが加わった状態で止まっている。
ステップS4の後、制御部300は、ピックアップクラッチC1を接続することで、シートSの供給を実行する(S5、時刻t4)。詳しくは、制御部300は、1枚のシートSをピックアップローラ11Aで搬送するのに必要な時間αだけピックアップクラッチC1に電流を流すことで、ピックアップローラ11Aを所定時間だけ駆動させる。なお、ピックアップローラ11Aの駆動の停止は、第1シートセンサSS1でシートSの先端を検知したタイミングに基づいて決めてもよい。
ステップS5の後、制御部300は、接離モータ90をONにして第1切替制御を開始することで、加熱ローラ61の離間位置から圧接位置への移動を開始する(S6、時刻t6)。詳しくは、制御部300は、第1切替制御において、加熱ローラ61の移動に必要な時間βだけ接離モータ90に電流を流す。なお、制御部300は、後述する第2切替制御も第1切替制御と同様に行う。
ステップS6の後、詳しくは加熱ローラ61が圧接位置に移動した後、制御部300は、リールクラッチC2を切断する(S7、時刻t8)。これにより、加圧ローラ51および加熱ローラ61が圧接状態になった後に、負荷トルクLTが、LT1となって、駆動トルクDTよりも小さくなる。ここで、加圧ローラ51および加熱ローラ61が圧接状態になる前に、LT<DTにしてしまうと、巻取リール35が回転し始めて、多層フィルムFが無駄に搬送されてしまう。そのため、前述したように、加圧ローラ51および加熱ローラ61が圧接状態になった後、つまり加圧ローラ51と加熱ローラ61との間で多層フィルムFを挟んだ後に、LT<DTとすることで、巻取リール35が回転し始めるのを規制することができ、多層フィルムFの無駄な搬送が抑えられる。
ステップS7の後、制御部300は、ローラクラッチC5を接続する(S8、時刻t9)。これにより、メインモータ80から加圧ローラ51に駆動力が伝達されて、加圧ローラ51および加熱ローラ61が回転するので、多層フィルムFの搬送が開始される。
ここで、ステップS6~S8の処理は、多層フィルムFを搬送するための処理であるため、シートSが、加圧ローラ51と加熱ローラ61の間の層転写位置に到達する時刻t10の直前で行うのがよい。そのため、第1シートセンサSS1でシートSの先端を検知したタイミング(時刻t5)に基づいて、ステップS6~S8の各処理を行うタイミングを決めればよい。
なお、ステップS6~S8の各処理を行うタイミングは、略同時のタイミングで行うのが好ましい。また、ステップS6~S8の各処理を行うタイミングは、本実施形態とは異なる順序で行ってもよいし、同時に行ってもよい。
なお、リールクラッチC2の切断のタイミングは、例えば、接離モータ90をONするタイミング(時刻t6)や、離間センサSAから加熱ローラ61が離間位置に位置しないことを示す信号を受けたタイミング(時刻t7)に基づいて決めることもできる。ここで、離間センサSAは、加熱ローラ61が離間位置に位置する間、第1信号(例えばLow信号)を出力し、加熱ローラ61が離間位置から移動し始めた直後に第2信号(例えばHigh信号)を出力する。そのため、加熱ローラ61が圧接位置に到達するタイミングは、接離モータ90の駆動中の時間βの間であって、離間センサSAから第2信号を受けた後のタイミングになるので、前述した各タイミング(時刻t6,t7)に基づいて、リールクラッチC2の切断のタイミングを決めてもよい。
ステップS8の後、制御部300は、トナー像への層転写が完了したか否かを判断する(S9)。具体的には、制御部300は、第1シートセンサSS1でシートSの後端を検知(時刻t11)してからの経過時間に基づいて、層転写が完了したかを判断する。ここで、層転写の完了のタイミングは、シートSのトナー像の後端が層転写位置を通過したタイミングや、シートSの後端が層転写位置を通過したタイミングや、シートSのトナー像の後端が、剥離ローラとしての第2案内軸42(図1参照)を通過したタイミングなどとすることができる。
なお、本実施形態では、層転写の完了のタイミングを、シートSのトナー像の後端が第2案内軸42を通過したタイミング、具体的には、シートSの後端が層転写位置を通過した時刻t12から所定時間後のタイミング(時刻t13)とする。このように層転写の完了のタイミングを設定することで、シートSのトナー像からの多層フィルムFの剥離が完了する前に多層フィルムFが止まることが抑制されるので、多層フィルムFをトナー像から良好に剥離することができる。
ステップS9において層転写が完了したと判断した場合には(Yes)、制御部300は、ローラクラッチC5を切断するとともに、接離モータ90をONにして第2切替制御を開始する(S10、時刻t13)。なお、本実施形態では、ローラクラッチC5の切断と接離モータ90のONを同時に行うこととするが、本発明はこれに限定されず、異なるタイミングで行ってもよい。
ステップS10においてローラクラッチC5を切断すると、メインモータ80から加圧ローラ51への駆動力の伝達が切れるので、加圧ローラ51および加熱ローラ61が停止して、多層フィルムFの搬送が止められる。また、ステップS10において接離モータ90をONにすると、加熱ローラ61の圧接位置から離間位置への移動が開始される。
ステップS10の後、詳しくは加熱ローラ61の離間位置への移動を開始してから加熱ローラ61が多層フィルムFから離れる前までの間に、制御部300は、リールクラッチC2を接続する(S11、時刻t14)。これにより、リールクラッチC2を接続する前の状態では、加圧ローラ51と加熱ローラ61との間で多層フィルムFを挟んでいることで、多層フィルムFの搬送が止められている。
そして、リールクラッチC2の接続後は、負荷トルクLTが、LT1+LT2となって、駆動トルクDTよりも大きくなる。そのため、リールクラッチC2の接続後に、加熱ローラ61が多層フィルムFから離れても、大きな負荷トルクLTによって、巻取リール35が回転することが規制され、多層フィルムFは搬送されることなく、所定のテンションが加わった状態で止まっている。
なお、ステップS10,S11の処理は、第1シートセンサSS1でシートSの後端を検知したタイミング(時刻t11)に基づいて行えばよい。ここで、ステップS10,S11の処理を、シートSの先端を検知したタイミング(時刻t5)に基づいて行うこともできるが、シートSの後端を検知したタイミング(時刻t11)の方がステップS10,S11の処理を行うタイミングに近いため、シートSの後端を検知したタイミング(時刻t11)に基づいてステップS10,S11の処理を行うことで、より精度のよいタイミングで各処理を行うことができる。
ステップS11の後、制御部300は、ヒータをOFFにする(S12、時刻t16)。ステップS12の後、制御部300は、メインモータ80をOFFにする(S13、時刻t17)。ステップS13の後、制御部300は、リールクラッチC2を切断して(S14、時刻t18)、本処理を終了する。なお、ステップS12~S14の処理は、第2シートセンサSS2でシートSの後端を検知したタイミング(時刻t15)に基づいて行えばよい。
次に、図6の構成をさらに簡略化した図9~図11を参照して、各部材の動きを説明する。
図9(a)に示すように、制御部300が層転写指令を受けていないときには、各部材は止まっている。特に、加熱ローラ61は、初期位置である離間位置に位置している。制御部300が層転写指令を受けると、図9(b)に示すように、制御部300は、リールクラッチC2を接続する。これにより、負荷である供給側トルクリミッタTL2が供給リール31に接続されて、負荷トルクLTが、LT1+LT2となる。
その後、図9(c)に示すように、制御部300がメインモータ80を駆動すると、シート搬送部10のうちピックアップローラ11A以外の各ローラ(11B,11C,12A,12B)に駆動力が伝達されて、各ローラが回転する。また、メインモータ80の駆動力は、巻取リール35にも伝達されるが、負荷トルクLTがLT1+LT2と大きいため、巻取リール35は回転せずに、供給リール31と巻取リール35の間で多層フィルムFが張られるだけで、多層フィルムFは搬送されない。
その後、図9(d)に示すように、制御部300がピックアップクラッチC1を接続すると、ピックアップローラ11Aに駆動力が伝達されて、ピックアップローラ11Aが回転する。これにより、シートSの供給が開始される。その後、シートSの先端が層転写位置にある程度近づくと、制御部300は、加熱ローラ61を加圧ローラ51に圧接させる。
その後、図10(a)に示すように、制御部300がリールクラッチC2を切断すると、負荷トルクLTが、LT1となって、駆動トルクDTよりも小さくなる。しかし、この際、各ローラ51,61間で多層フィルムFが挟まれているので、多層フィルムFは、巻取リール35で巻き取られずに、各ローラ51,61と巻取リール35の間で張られるだけで、搬送されることはない。
その後、図10(b)に示すように、シートSが層転写位置に到達する直前になると、制御部300は、ローラクラッチC5を接続する。これにより、メインモータ80の駆動力が加圧ローラ51に伝達されるので、各ローラ51,61が回転し、各ローラ51,61によって多層フィルムFおよびシートSが搬送される。そして、各ローラ51,61によって多層フィルムFおよびシートSを搬送している最中に、層転写が行われる。各ローラ51,61によって搬送される多層フィルムFは、巻取リール35によって巻き取られていく。
その後、図10(c)に示すように、層転写が完了すると、制御部300は、ローラクラッチC5を切断する。これにより、各ローラ51,61の回転が止まるので、多層フィルムFの搬送が止められる。また、制御部300は、ローラクラッチC5の切断と同時に加熱ローラ61の圧接位置から離間位置への移動を開始する。
その後、図10(d)に示すように、制御部300は、加熱ローラ61と加圧ローラ51の圧接が解除される前に、リールクラッチC2を接続して、負荷トルクLTを駆動トルクDTよりも大きくする。これにより、加熱ローラ61が圧接位置から離間位置に移動するまでの間と、加熱ローラ61が多層フィルムFから離れてから図11(a)に示す離間位置に到達するまでの間の両方の期間において、多層フィルムFの搬送を止めておくことができる。
その後、図11(b)に示すように、制御部300は、リールクラッチC2を接続したままの状態で、メインモータ80をOFFにする。そして、最後に、制御部300がリールクラッチC2を切断することで、層転写装置1が図9(a)に示す初期状態に戻る。
以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
巻取リール35に駆動力が伝達されているときに2つのローラ51,61の状態を切り替えることで、テンションがかかった多層フィルムFに対して加熱ローラ61が接触・離間するため、多層フィルムFが弛んでしまうのを抑制することができる。
2つのローラ51,61の状態が圧接状態であり、かつ、負荷トルクLTが駆動トルクDTよりも小さいことを条件として、2つのローラ51,61を回転させるので、例えば負荷トルクが駆動トルクよりも大きい場合に各ローラを回転させる形態に比べ、供給リール31と各ローラ51,61間の多層フィルムFにかかる張力が大きくなりすぎるのを抑制することができる。
本実施形態では、2つのローラ51,61の状態が圧接状態であるとともに回転中であり、かつ、負荷トルクLTが駆動トルクDTよりも小さいことを条件として、2つのローラ51,61を停止させ、かつ、第2切替制御を実行している。つまり、多層フィルムFの搬送を止める際において、負荷トルクLTを駆動トルクDTよりも大きくする前に、2つのローラ51,61を停止させ、かつ、第2切替制御を実行している。これに対し、例えば多層フィルムの搬送を止める際において、負荷トルクを駆動トルクよりも大きくした後に、回転中の各ローラを停止・離間させる形態では、停止前の状況において、供給リールとローラ間の多層フィルムにかかる張力が大きくなりすぎてしまう。本実施形態では、このような現象が生じることを抑えることができる。
シートSの搬送を開始する場合において、メインモータ80を駆動する前に、負荷トルクLTを駆動トルクDTよりも大きくするので、多層フィルムFが巻取リール35に無駄に巻き取られることを抑制することができる。
巻取リール35の周速を加圧ローラ51の周速よりも大きくしたので、2つのローラ51,61でシートSと多層フィルムFを搬送する際において、各ローラ51,61と巻取リール35の間で多層フィルムFが弛むのを抑制することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、第1切替制御と第2切替制御の両方を、メインモータ80の駆動力が巻取リール35に伝達されているときに実行したが、本発明はこれに限定されず、第1切替制御および第2切替制御のうち少なくとも一方を、駆動源の駆動力が巻取リールに伝達されているときに実行すればよい。
前記実施形態では、多層フィルムFの搬送を止めるために、LT>DTとする構成としたが、本発明はこれに限定されず、LT≧DTとする構成としてもよい。
前記実施形態では、変更手段として、供給リール31に付与する負荷トルクLTを変更するリールクラッチC2を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、変更手段は、駆動トルクの大きさを変更するものであってもよい。例えば、巻取リールを駆動するためのモータを、メインモータとは別の専用モータとし、この専用モータを変更手段としてもよい。この場合、専用モータの駆動・停止を切り替えることで、負荷トルクLTと駆動トルクDTの関係を、LT<DTとLT=DTとすることができる。なお、この場合、負荷付与手段は、第1付与手段のみで構成することができる。
また、変更手段は、供給リール31に係合して供給リール31の回転を止める係合位置と、供給リール31から外れて供給リール31の回転を許可する退避位置との間で移動可能な部材としてもよい。つまり、供給リールの回転をロック・解除可能な機械的なロック機構であってもよい。この場合、ロック機構は、変更手段を構成するとともに、第2付与手段も構成する。
前記実施形態では、制限手段として巻取側トルクリミッタTL1を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、巻取リールを駆動するためのモータを、メインモータとは別の専用モータとし、この専用モータの能力を制限することで、専用モータを制限手段としてもよい。
前記実施形態では、第1付与手段として第1負荷付与機構310を例示したが、本発明はこれに限定されず、第1付与手段は、例えば、第2付与手段としての供給側トルクリミッタTL2よりも制限値の小さなトルクリミッタなどであってもよい。この場合、第1付与手段と供給リールとの接続状態を切り替えるクラッチと、第2付与手段と供給リールとの接続状態を切り替えるクラッチを設けて、2種類の負荷トルクを切り替えるようにしてもよい。
また、第2付与手段は、供給側トルクリミッタTL2に限らず、例えば、第1負荷付与機構310のように摩擦力を利用して供給リール31にブレーキ力を付与するものであってもよい。
なお、ローラクラッチC5およびピックアップクラッチC1の代わりに、加圧ローラ51を回転させるための専用のモータと、ピックアップローラ11Aを回転させるための専用のモータを設けてもよい。
前記実施形態では、伝達切替手段として、ローラクラッチC5を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、伝達機構の所定のギヤに噛み合う位置と、所定のギヤから外れる位置との間で揺動する振子ギヤなどであってもよい。
前記実施形態では、箔を含む転写層F22を例示したが、本発明はこれに限定されず、転写層は、例えば、箔や着色材料を含まず、熱可塑性樹脂から形成されていてもよい。
前記実施形態では、多層フィルムFを4層で構成したが、本発明はこれに限定されず、多層フィルムは、転写層と支持層を有していれば、層の数はいくつであってもよい。
前記実施形態では、レーザプリンタ等の画像形成装置とは別の装置として層転写装置1を構成したが、本発明はこれに限定されず、層転写装置は画像形成装置と一体に構成されていてもよい。
前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。