JP7451087B2 - プリント装置 - Google Patents

Description

本発明はロールシートから供給されたシートに画像をプリントするプリント装置に関する。

特許文献１には、シートがロール状に巻回されたロールシートから供給されたシートに画像をプリントするプリント装置が開示されている。このプリント装置では、ロールシートの回転量と、ロールシートから供給されたシートの搬送量と、ロールシートの巻芯径とからロールシートの残量を算出することができる。この結果、ユーザはロールシートを交換する時期を適切に判断することができる。

特開２０１０－１３２４１９号公報

しかし、特許文献１において巻芯径はカタログ値などを用いることになる。このため巻芯径がカタログ値と異なるような場合はロールシートの残量の算出が正確でなくなる。また、巻芯径がわからないロールシートの場合は想定値を用いることになる。この場合もロールシートの残量の算出が正確でなくなる。

本発明の目的は、ロールシートの残量を精度よく算出するプリント装置を提供することである。

プリント装置は、シートが巻芯にロール状に巻回されたロールシートを保持するスプールと、前記スプールを回転させてロールシートからシートを供給する供給手段と、前記供給手段から供給されたシートを搬送する搬送手段と、前記供給手段で保持されるロールシートの外径を算出する外径算出手段と、前記外径算出手段で算出された前記外径とロールシートの巻芯径とを用いてロールシートの残量を算出する残量算出手段と、前記巻芯径を記憶する記憶部と、を備え、前記搬送手段で搬送されたシートに画像をプリントするプリント装置であって、ロールシートの終端が検知されたときに、前記残量が許容範囲を超えている場合に前記記憶部の前記巻芯径を変更することを特徴とする。

本発明によれば、ロールシートの残量を精度よく算出できるプリント装置を提供することができる。

第１の実施形態に係るプリント装置の概略構成を示す斜視図である。 プリント装置のシートの供給と搬送を行う部分の上面図と制御構成を示すブロック図である。 ロールシートの残量を算出する概念を示したブロック図とセンサである。 巻芯径が登録されていないロールシートを用いる場合のフローチャートである。 ロールシートの種類に応じた巻芯径が予め登録されている場合のフローチャートである。 巻芯径を変更するフローチャートである。 ロールシートの終端部分が巻芯から離れる様子を示す図である。 ロールシートの残量を補正する補正値を変更するフローチャートである。 ロールシートの終端部分が巻きほぐれる様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
（プリント装置）
図１は、第１の実施形態に係るプリント装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、プリント装置のシートの供給と搬送を行う部分の上面図と制御構成を示すブロック図である。プリント装置は、ロールシートからシートを供給するための供給部と、供給されたシートを搬送する搬送部と、シートに画像をプリントするプリント部と、を含むインクジェット方式のプリント装置である。なお、シートの幅方向をｘ軸方向、プリント部においてシートが排出される方向をｙ軸方向、重力方向をｚ軸方向とする。

ロールシート１は中空円筒の巻芯にシートがロール状に巻回されている。ロールシート１は巻芯にスプール２のスプール軸が挿入されており、スプール２はシート供給部３の筐体に回転可能に保持されている。ロール駆動モータ６がギア５を介してスプール２を回転させることによって、ロールシート１はスプール２と共に回転することができる。スプール２にはロータリーエンコーダからなる回転量検出手段４が設けられている。そのため、スプール２およびロールシート１の回転量を検出することができる。

シート供給部３から供給されたシートＭは、シートの搬送路を通って搬送ローラ８とピンチローラ９とで形成される搬送ローラ対に到達する。搬送ローラ８は筐体に回転可能に保持され、搬送モータ１２がギア１１を介して搬送ローラ８を回転させる。シートＭは搬送ローラ８とピンチローラ９とで挟持され、それらの回転に伴ってｙ方向に搬送される。搬送路には、スプール２と搬送ローラ８との間にシートの端部を検知する端部検知センサ５０（図３）が備えられている。また、搬送ローラ８にはロータリーエンコーダからなる搬送量検出手段１０が配置されており、搬送ローラ８の回転量を検出することができる。

プリント部は、記録ヘッド７、記録ヘッド７と対向するプラテン、およびガイドシャフト１３を含む走査機構などを備えている。プリント部に搬送されたシートＭは、プラテンに沿うように姿勢が矯正される。ガイドシャフト１３は、スプール２と搬送ローラ８との間に設けられる。記録ヘッド７は、ガイドシャフト１３に沿ってシートの搬送方向（ｙ方向）と交差するｘ方向に往復運動することができる。記録ヘッド７は、往復移動しながらインクを吐出することによりシートＭに所定の画像を記録することができる。

制御部２１は、操作部２８、インターフェイス（ＩＦ）部２９からの指示に基づき、プリント装置を制御する。操作部２８はタッチパネルになっており、ロールシートの種類、幅などの設定、シートの供給動作、プリント動作などの各種指示を行うことができる。インターフェイス部２９は、パーソナルコンピュータなどの外部装置に接続されており、各種指令、プリント情報などを授受できる。また、シートの供給動作やプリント動作を行う場合には、記憶部２３に記憶されている情報を参照する。

センサ制御部２２は、回転量検出手段４、搬送量検出手段１０、端部検知センサ５０、キャリッジエンコーダ、各種モータの電流計などの制御と計測値の取得を行う。駆動制御部２６は、ロール駆動モータ６、搬送モータ１２、キャリッジモータ（不図示）の駆動制御を行う。プリント制御部２７は、入力された画像に基づいて記録ヘッド７のインクの吐出などの制御を行う。

スプール２および搬送ローラ８は、制御部２１からの指令に基づき駆動制御部２６によって回転駆動される。その際、制御部２１は、センサ制御部２２、記憶部２３、推定部２４、校正部２５および駆動制御部２６を用いる。まず、センサ制御部２２は、ロール駆動モータ６および搬送モータ１２の出力電流を検出し、これらからロールシート１にかかる摩擦負荷トルクを算出する。記憶部２３には、ロールシート１の質量と摩擦負荷トルクを対応づけた情報が摩擦負荷情報として記録されている。推定部２４は、摩擦負荷トルクから算出されたロールシート１の質量をもとに、ロールシート１にかかる慣性モーメントを推定する。なお、摩擦負荷情報は必要に応じて校正部２６によって校正される。駆動制御部２６は、推定された慣性モーメントに基づいてロール駆動モータ６および搬送モータ１２を制御する。

なお、ロールシート１がｙ方向に搬送される際、搬送ローラ８の上流で弛みが生じると搬送精度の低下を招く。そのため、ロールシート１をｙ方向に搬送するときにロール駆動モータ６はロールシート１に対して、ｙ方向と逆方向の回転負荷トルクを与えて弛みが生じないようにしている。

（ロールシートの残量算出）
ロールシートの残量を算出する方法について説明する。図３はロールシートの残量算出の概念を示した制御部２１内のブロック図とプリンタ装置のセンサが示されている。残量の算出は、各センサからの値およびプリント装置にあらかじめ記憶されている変数を用いて行う。

厚み取得部１５は、厚みセンサ１４からシートの厚み（Ｔ）を取得する。厚みセンサ１４は、光学式による非接触でシートの厚みを検出するもので、記録ヘッド７に搭載されている。このため記録ヘッド７を走査することによって、シートとプラテンの段差から厚みを検出することができる。この場合、非接触のためシートに傷をつけることが無い。なお、厚みセンサは、シートをローラに通し、ローラの変位によって計測する接触式であってもよい。この場合、シートを搬送しながらシートの厚みを直接計測することができる。

搬送量取得部１６は、搬送ローラ８の搬送量検出手段１０からシートの搬送量（Ｐ）を取得する。回転量取得部１７は、スプール２の回転量を検出する回転量検出手段４からロールシートの回転量（θ）を取得する。巻芯径取得部１８は、操作部からの入力または後述の計算によって巻芯径（Ｒｃ）を取得する。なお、巻芯径は巻芯の外径（直径）で変数として扱われる。

ロールシート１の外径（Ｒｘ）は、外径算出部１９により、搬送量検出手段１０で検出された搬送量Ｐと回転量検出手段４で検出された回転量（θ）から算出することができる。すなわち、ロールシート１が回転した時のシートの搬送量（Ｐ）がロールシートの外周（Ｒｘ×θ／２）と一致すると考える。したがって、外径は数式１で得られる。この外径（Ｒｘ）は、ロールシートが１回転する毎に算出する。なお、外径は直径であり、θの単位はｒａｄである。

次に、残量算出部２０は、数式１から算出されたロールシートの外径（Ｒｘ）と、巻芯径（Ｒｃ）、厚み取得部１５で取得した厚み（Ｔ）とを用いてロールシートの残量（Ｄ）を算出する。この際、ロールシート１の断面積である円環の面積（Ｒ_ｘ ^２－Ｒ_ｃ ^２）×π／４とロールシート１から供給されたシートＭの長方形断面積（Ｔ×Ｄ）が一致すると考える。したがって、ロールシート１から端部検知センサ５０までの搬送路における距離Ｈを加算して、ロールシート残量（Ｄ）は数式２で得られる。

なお、厚み（Ｔ）は、シートを供給したことによる円環の面積の変化を用いてもよい。すなわち、外径（Ｒ_１）から外径（Ｒ_２）に変化した場合に、搬送したシートの長さを（Ｐ_ｂ）とすると数式３で得られる。

また、厚み（Ｔ）は、操作部２８からの入力によって取得してもよいし、記憶部２３に記憶された厚み（Ｔ）を取得してもよい。残量算出部で算出された残量（Ｄ）は、操作部２８の表示部に適宜表示する。

（ロールシートの残量表示）
次に、プリント装置が巻芯径（Ｒｃ）の値を取得してロールシートの残量を表示するフローチャートを図４、図５に示す。図４は、巻芯径がプリント装置に登録されていない種類のロールシートを用いる場合のフローチャートである。図５は、ロールシートの種類に応じた巻芯径が予めプリント装置に記憶されている場合のフローチャートである。なお、それぞれのフローチャートではユーザが行う作業とプリント装置が行う制御を分けている。

Ｐ１０工程において、ユーザは使用するロールシート１をプリント装置に装着する。制御部２１は、ロールシート１が装着されたことを検知できるロールセンサの信号に基づき、操作部２８の表示部にロールシート１の巻芯径の入力を促すための表示をする。

Ｐ１１工程において、ユーザはロールシート１の巻芯径を操作部２８から入力する。このときの巻芯径（Ｒｘ）はカタログ値である。ただし、カタログ値が不明の場合は、定規などを用いて巻芯径を計測してもよい。なお、プリント装置に記憶されている巻芯径はユーザが適宜修正してもよい。

Ｐ１２工程において、巻芯径を入力するとユーザは操作部２８からシートＭを供給する指示を行う。

Ｐ１３工程において、制御部２１はシート供給部３によってスプール２を回転させてロールシート１からシートＭを供給する。シートＭは、その先端が端部検知センサ５０で検知された後、搬送ローラ８とピンチローラ９で挟持される。その後、搬送ローラ８によってプリント動作を行うための所望の位置にシートＭの先端を配置する。また、必要に応じてシートＭの厚みを取得する動作を行う。この結果、制御部２１は、厚み取得部１５、搬送量取得部１６、回転量取得部１７からそれぞれ厚み（Ｔ）、搬送量（Ｐ）、回転量（θ）を取得する。

Ｐ１４工程において、外径算出部１９は取得した搬送量（Ｐ）、回転量（θ）を数式１に代入することでロールシート１の外径（Ｒｘ）を算出する。

Ｐ１５工程において、制御部２１はロールシート１の巻芯径（Ｒｃ）を参照する。

Ｐ１６工程において、残量算出部２０は取得した巻芯径（Ｒｃ）、厚み（Ｔ）、外径（Ｒｘ）を数式２に代入してロールシート１の残量を算出する。また、制御部２１は、表示部に残量の表示を行う。この結果、制御部２１はロールシート１の残量を管理できるようになる。

Ｐ１７工程において、プリント装置はユーザまたは外部装置からの指示を待つレディ状態に移行する。すなわち、画像をプリントする指示があれば、プリント動作を開始することができる。なお、プリント動作を開始するとロールシートが１回転する毎に搬送量（Ｐ）、回転量（θ）を取得し、残量（Ｄ）を更新する。

次に、プリント装置が巻芯径（Ｒｃ）の値を、予め登録されたデータベースから参照する方法について図５を用いて説明する。基本的な流れは図４で示した流れと同じであるため、ここでは差異のある部分についてのみ説明を行う。

Ｐ３０工程において、ユーザはロールシート１を装着した後にロールシート１の種類の選択を行う。ロールシート１の種類の選択は、操作部２８の表示部に表示されるリストなどから選択する。

Ｐ３１工程において、制御部２１は選択されたロールシート１の種類の巻芯径（Ｒｃ）を取得する。この際、制御部２１は、記憶部２３の巻芯のデータストレージからロールシート１の種類に応じた巻芯径を取得する。すなわち、ユーザは該当するロールシートの巻芯径を調べる必要がない。このようにすることで制御部２１はロールシート１の残量算出が可能となる。この結果、ロールシート１の残量を操作部２８の表示部に表示することができる。

（残量算出誤差の補正機能）
ロールシート１の残量（Ｄ）は、数式２に基づいて算出される。ただし、巻芯径にカタログ値や予め登録された値を用いると、実際の残量に対して誤差が発生する場合がある。また、巻芯径をユーザが入力する場合は入力の誤り、計測する場合は計測の誤りがそれぞれ発生する。つまり、ロールシート１の残量がゼロになっているのにもかかわらず、シートを供給できる状態、残量がゼロでないにもかかわらずロールシート１がない状態が起こりうる。

数式２で算出される残量Ｄの精度を上げるには、巻芯径（Ｒｃ）が正確でなければならない。残量の誤差に基づいてロールシート１の外径を算出するための巻芯径を修正する。つまり、巻芯径は本来変わらないものであるが変数として扱う。ここでは、ロールシート１の終端を検知した場合に巻芯径を修正することになる。図６に巻芯径を修正するフローチャートについて説明をする。また、図７にロールシートの終端部分が巻芯から離れて端部検知センサ５０で検知される様子を示す。図７（ａ）は、巻芯にシートが残っている状態である。この状態からさらにスプール２が回転することでロールシート１の終端Ｅが巻芯から離れる（図７（ｂ））。その後、ロールシートの終端Ｅは、端部検知センサ５０で検知される（図７（ｃ））。すなわち、シートが巻芯に残っている状態から巻芯に残っていない状態に変化したことを検知することができる。

Ｐ５０工程において、制御部２１はロールシートの終端Ｅが端部検知センサ５０を通過したことを検知する。終端Ｅを検知すると、所定の搬送とプリントを行った後に、シートの供給動作、シートの搬送動作、プリント動作をそれぞれ停止する。さらに、制御部２１は、操作部２８の表示部にロールシート１が無くなったことを表示する。なお、ロールシート１の終端Ｅが巻芯に強く固定されている場合は、ロールシート１の終端Ｅが巻芯から離れない。この場合は、終端Ｅを検知することはできないが、回転量検出手段４による回転量、搬送量検出手段１０による搬送量が更新されない。この結果、ロールシート１の終端Ｅと判断することができる。

Ｐ５１工程において、制御部２１は終端を検知する直前の、ロールシート１が巻芯から離れる際のロールシート１の外径を取得する。このロールシート１の外径（Ｒｅ）は、数式４のように巻芯径とほぼ一致する。

Ｐ５２工程において、使用している巻芯径を数式４によって変更する。この際、データストレージの対応するロールシート１の種類の巻芯径の項目とあわせる。ただし、残量が許容範囲を超えている場合に限って巻芯径を変更してもよい。すなわち、残量がゼロになった後に許容範囲を超えてシートを搬送してシートの終端を検知した場合や、残量が許容範囲を超えて残っているにもかかわらずシートの終端を検知した場合である。なお、巻芯径を変更するか否かを確認するための表示を操作部２８の表示部に表示させてもよい。

Ｐ５３工程において、ユーザはプリント装置からスプール２を外してロールシートを交換する。同じ種類のロールシート１が装着された場合は、巻芯径の値は正確に変更されている。このためロールシート１の残量の誤差が少なくなる。

このように、ロールシート１の巻芯径をロールシート１の終端検知の直前のロールシートの外径に変更することで、同じロールシート１を使用する際の残量を精度よく算出できる。この結果、ユーザに適切なタイミングでロールシート１の交換を促すことができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、ロールシート１の終端部が巻きほぐれることによって第１の実施形態による残量の算出ができない場合に適用する。ここではロールシート１の残量を補正する補正値を用いる。補正値は通常変わらないが変数として扱う。図８は、ロールシートの残量を補正する補正値を変更するフローチャートである。また、図９は、ロールシートの終端部分が巻きほぐれる様子を示す図である。

ロールシート１はその種類によって、終端が巻芯にテープや接着剤で固定されている場合と固定されていない場合がある。固定されている場合であっても、シートＭの搬送によって巻芯から外れて端部検知センサ５０でロールシート１の終端を検知することができる。一方、固定されていない場合は、通常の搬送ができる状態（図９（ａ））から、巻芯から巻きほぐれる状態になる（図９（ｂ））。巻きほぐれが発生すると、搬送方向（ｙ方向）に搬送が行われても（図９（ｃ））スプール２は逆方向に回転する。この結果、ロールシート１の外径は更新されない。したがって、第１の実施形態によるロールシート１の残量も更新できなくなる。

Ｐ６０工程において、制御部２１はロールシート１の巻きほぐれによるスプール２の回転の減速を検知する。回転の減速はロール駆動モータ６が搬送方向と逆方向に回転負荷トルクを与えていることによって発生する。すなわち、巻きほぐれが発生するとロール駆動モータ６のトルクのみがスプール２に付与される状態となる。その結果、スプール２は巻きほぐれが発生すると減速した後に逆方向に回転する。したがって、搬送量検出手段１０による搬送量が更新されるが、回転量検出手段による回転量が減少した場合は、制御部２１は巻きほぐれが発生したと判断することができる。

Ｐ６１工程において、制御部２１は残量の算出方法を変更する。搬送ローラ８が巻きほぐれを検知した後に搬送した搬送量をβとし、巻きほぐれる直前のロールシート１の外径をＲｎとする。巻きほぐれた後のロールシート１の残量（Ｄ）は数式５で得られる。ここで、補正値の初期値は０である。

Ｐ６２工程において、ロールシート１の終端が端部検知センサ５０を通過することによって、シートＭの終端を検知できる（図９（ｃ））。終端Ｅを検知すると、所定の搬送動作とプリント動作を行った後に、プリント動作、シート供給動作、シート搬送動作をそれぞれ停止する。さらに、操作パネル２１の表示部にロールシート１が無くなったことを表示する。

なお、終端検知時のロールシート１の残量はゼロになっているのが望ましい。しかし、装着されたロールシート１と選択されたロールシート１の巻芯径（Ｒｃ）の不一致がある場合は、残量がＤｅとなっている。このＤｅは巻芯径Ｒｃの不一致によって生じ得る残量の誤差であり、補正すべき補正値となる。したがって、ロールシート１の残量は、Ｄｅを用いて補正をする。この場合はＲｃを変更しない。なお、Ｄｅが許容範囲を超えている場合に限って補正値を変更してもよい。補正値を用いて残量を算出する場合は、数式６のようになる。

Ｐ６３工程において、Ｄｅを新たな補正値としてロールシート種類に対応して記憶部２３のデータベースに記憶する。

Ｐ６４工程において、ユーザはプリント装置からスプール２を外してロールシートを交換する。同じ種類のロールシート１が装着された場合は、残量の算出に数式６を用いる。このようにすれば、巻芯径Ｒｃとして正しくない値が入力されていても、正確な残量の算出が可能となる。

以上のように第２の実施形態では巻きほぐれが発生した場合でもロールシート１の残量を精度よく算出できる。この結果、ユーザに適切なタイミングでロールシート１の交換を促すことができる。

２ スプール
３ シート供給部
４ 回転量検出手段
６ ロール駆動モータ
７ 記録ヘッド
８ 搬送ローラ
９ ピンチローラ
１９ 外径算出部
２０ 残量算出部
２３ 記憶部
５０ 端部検知センサ

Claims (12)

1. シートが巻芯にロール状に巻回されたロールシートを保持するスプールと、
   前記スプールを回転させてロールシートからシートを供給する供給手段と、
   前記供給手段から供給されたシートを搬送する搬送手段と、
   前記供給手段で保持されるロールシートの外径を算出する外径算出手段と、
   前記外径算出手段で算出された前記外径とロールシートの巻芯径とを用いてロールシートの残量を算出する残量算出手段と、
   前記巻芯径を記憶する記憶部と、
   を備え、前記搬送手段で搬送されたシートに画像をプリントするプリント装置であって、
   ロールシートの終端が検知されたときに、前記残量が許容範囲を超えている場合に前記記憶部の前記巻芯径を変更することを特徴とするプリント装置。
2. シートの搬送路においてシートの端部を検知する端部検知センサを備え、前記端部検知センサによってロールシートの前記終端を検知することを特徴とする請求項１に記載のプリント装置。
3. ロールシートの前記巻芯径を取得する巻芯径取得手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のプリント装置。
4. 前記スプールの回転量を検出する回転量検出手段と、
   前記搬送手段によって搬送されたシートの搬送量を検出する搬送量検出手段と、
   を備え、
   前記外径算出手段は、前記回転量と、前記搬送量と、に基づきロールシートの前記外径を算出することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載のプリント装置。
5. 前記外径算出手段により算出された前記外径と、前記搬送量とに基づいてシートの厚みを算出することを特徴とする請求項４に記載のプリント装置。
6. 前記残量算出手段は、前記スプールの回転の減速が検知された後に、減速を検知する直前のロールシートの前記残量と、減速を検知した後の前記搬送量とからロールシートの残量を算出することを特徴とする請求項４または５に記載のプリント装置。
7. 前記スプールの回転の停止が検知されたときに、ロールシートの前記終端であると判断することを特徴とする請求項４ないし６の何れか１項に記載のプリント装置。
8. シートの厚みを計測するための厚み計測手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のプリント装置。
9. シートが巻芯にロール状に巻回されたロールシートを保持するスプールと、
   前記スプールを回転させてロールシートからシートを供給する供給手段と、
   前記供給手段から供給されたシートを搬送する搬送手段と、
   前記供給手段で保持されるロールシートの外径を算出する外径算出手段と、
   前記外径算出手段で算出された前記外径とロールシートの残量に関する補正値とを用いてロールシートの残量を算出する残量算出手段と、
   前記補正値を記憶する記憶部と、
   を備え、前記搬送手段で搬送されたシートに画像をプリントするプリント装置であって、
   ロールシートの終端が検知されたときに、前記残量が許容範囲を超えている場合に前記記憶部の前記補正値を変更することを特徴とするプリント装置。
10. 前記スプールの回転量を検出する回転量検出手段と、
    前記搬送手段によって搬送されたシートの搬送量を検出する搬送量検出手段と、
    を備え、
    前記外径算出手段は、前記回転量と、前記搬送量と、に基づきロールシートの前記外径を算出することを特徴とする請求項９項に記載のプリント装置。
11. ロールシートの種類に応じて前記補正値を記憶することを特徴とする請求項９または１０に記載のプリント装置。
12. ロールシートの前記残量を表示する表示部を有することを特徴とする請求項１ないし１１の何れか１項に記載のプリント装置。

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