画像形成装置およびその制御方法
【課題】用紙に張力が付与されることで生じる搬送精度の低下を抑制しながら、用紙に発生した斜行を補正することができる画像形成装置、およびその制御方法を提供する。
【解決手段】用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータ１９と、ロール紙から引き出された用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する搬送モータ２４と、給紙モータ１９および搬送モータ２４の駆動を制御するモータ制御部１００と、搬送ローラによって搬送される用紙の所定方向に対する斜行量を検知する斜行検知手段１３と、を有し、モータ制御部１００は、用紙が搬送される際に、斜行検知手段１３によって検知された斜行量に基づいて、給紙モータ１９および搬送モータ２４の少なくとも一方の駆動を制御して、搬送ローラとロール紙との間の用紙に付与する張力を調節することを特徴とする。
【解決手段】用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータ１９と、ロール紙から引き出された用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する搬送モータ２４と、給紙モータ１９および搬送モータ２４の駆動を制御するモータ制御部１００と、搬送ローラによって搬送される用紙の所定方向に対する斜行量を検知する斜行検知手段１３と、を有し、モータ制御部１００は、用紙が搬送される際に、斜行検知手段１３によって検知された斜行量に基づいて、給紙モータ１９および搬送モータ２４の少なくとも一方の駆動を制御して、搬送ローラとロール紙との間の用紙に付与する張力を調節することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール紙を回転駆動する駆動源を備えた画像形成装置、およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の中には、用紙サイズがＡ２以上の大判の用紙を用いるタイプがある。このようなタイプの画像形成装置（大判プリンタ）では、多くの場合、単票紙以外にロール紙（以下、用紙がロール状に巻かれた部分を「ロール体」とし、ロール体から引き出された部分を「シート体」とする）が利用されている。ロール体からのシート体の引き出しは、用紙搬送ローラによって行われている。しかしながら、大判プリンタで使用されるロール体は重量が重いため、ロール体から引き出されるときに用紙にかかる負荷は大きなものとなる。そのため、用紙搬送ローラを駆動する搬送モータの駆動力のみでは、用紙が破断するなどの不具合が発生する可能性がある。そこで、ロール体を回転駆動するためのロールモータを備え、搬送モータと共にロールモータが作動して用紙を搬送させる画像形成装置が開発されている。
【０００３】
この種の画像形成装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。この装置は、用紙が間欠搬送されるタイプの画像形成装置であり、ロールモータ（第１モータ）と、用紙搬送ローラ（搬送駆動ローラ）と、搬送モータ（第２モータ）とを備えている。さらに、この画像形成装置は、シート体に作用するテンションを測定するテンション測定手段と、テンションの測定結果に基づいて、第１および第２モータの少なくとも一方の駆動を制御するモータ制御部とを備えている。この構成によれば、テンション測定手段によってテンションが精度良く測定され、それに基づいて、モータがフィードバック制御され用紙の送り量が決定されている。これにより、シート体に作用するテンションを適切な量に制御することができ、ロール体の巻径の変化によるテンションの変動を防ぐことができる。
【０００４】
これと異なる構成を有する画像形成装置として、特許文献２に開示されたものが知られている。この画像形成装置は、用紙搬送ローラ（紙送りローラ）と、搬送モータ（紙送りモータ）とを備えている。さらに、この画像形成装置は、ロール体の外周面に当接可能な位置に配置された繰り出しローラと、繰り出しローラを回転駆動するための繰り出しモータと、印字時間および搬送時間を利用して繰り出しローラを回転させる制御部とを備えている。この構成によれば、紙送りローラによる紙送り動作終了から次の紙送り動作開始までの間に、繰り出しローラが回転して、紙送りローラによる紙送り動作に必要な紙送り量に対応する量だけロール体を送り方向に回転させる。これにより、ロール体と紙送りロータとの間のシート体が常に弛みのある状態に保たれ、ロール体の慣性負荷の影響を受けずに搬送精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６３０４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２０３５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、シート体に常にテンション（張力）が付与された状態となるため、この張力によって、搬送駆動ローラ上で用紙が滑ってしまう（つまり搬送駆動ローラが空回りしてしまう）場合がある。その場合、制御部から指令された送り量より実際の送り量が少なくなり、搬送精度に影響を与える虞がある。それに対して、特許文献２に記載の画像形成装置では、ロール体と紙送りローラとの間のシート体には張力が全くかかっていないため、実際の送り量が少なくなることはない。
【０００７】
一方、ユーザによる用紙のセット不良などに起因して、シート体が所定方向に対して斜めに搬送される斜行（スキュー）が発生する場合がある。この斜行を防止するために、ロール体に対して、ロールモータの制御による負荷や、ロール体の軸芯部分に係合されたトルクリミッタなどによる負荷を与える方法が用いられている。この負荷によりシート体に対して搬送方向と反対方向にバックテンションが付与されると、バックテンションと搬送力とによって、シート体の斜行が補正され、シワの発生が防止されるようになっている。しかしながら、特許文献２に記載の画像形成装置の構成では、そのような負荷を与えることはできず、バックテンションが付与されることもない。そのため、シート体に斜行が発生した場合には、その補正が困難になるという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、用紙に張力が付与されることで生じる搬送精度の低下を抑制できるだけでなく、用紙に発生した斜行を補正することもできる画像形成装置、およびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータと、ロール紙から引き出された用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する搬送モータと、給紙モータおよび搬送モータの駆動を制御するモータ制御部と、搬送ローラによって搬送される用紙の所定方向に対する斜行量を検知する斜行検知手段と、を有し、モータ制御部は、用紙が搬送される際に、斜行検知手段によって検知された斜行量に基づいて、給紙モータおよび搬送モータの少なくとも一方の駆動を制御して、搬送ローラとロール紙との間の用紙に付与する張力を調節することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置の制御方法は、用紙がロール状に巻かれたロール紙から用紙を引き出して、搬送ローラに給紙する工程と、ロール紙と共に搬送ローラを回転駆動させ、用紙を所定方向に搬送する工程と、搬送ローラによって搬送される用紙の所定方向に対する斜行量を検知する工程と、斜行量を検知する工程で検知された斜行量に基づいて、ロール紙および搬送ローラの少なくとも一方の回転駆動を制御して、ロール紙と搬送ローラとの間の用紙に付与する張力を調節する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、用紙に張力が付与されることで生じる搬送精度の低下を抑制できるだけでなく、用紙に発生した斜行を補正することもできる画像形成装置、およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
【図３】ロール体を保持するスプールユニットの分解斜視図である。
【図４】図３のスプールユニットの駆動伝達構造を示す部分拡大平面図である。
【図５】搬送モータの駆動伝達構造を示す部分拡大平面図である。
【図６】制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】用紙搬送速度と用紙の弛みとの関係を説明するための図である。
【図８】第１の制御モードでの用紙搬送速度と用紙の弛み量とを示すグラフである。
【図９】第２の制御モードでの用紙搬送速度と用紙の弛み量とを示すグラフである。
【図１０】斜行状態で搬送されているシート体を示す概略平面図である。
【図１１】用紙の斜行量と制御モードとの関係を示す図である。
【図１２】本発明の画像形成装置の印字動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の画像形成装置の印字動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の画像形成装置の印字動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す斜視図および側面図である。なお、本実施形態の画像形成装置は、大きな用紙サイズ、例えばＪＩＳ規格のＡ２以上の用紙サイズを有する用紙を印刷するための画像形成装置である。
【００１５】
画像形成装置１は、記録ヘッド２と、記録ヘッド２を搭載したキャリッジ３とを備えている。キャリッジ３は、キャリッジシャフト４によって、キャリッジシャフト４に沿って主走査方向Ｄ１に往復移動できるように支持されている。キャリッジ３の側面には、キャリッジ３に対向する用紙の有無を検出し、それによって用紙端位置を検出可能な用紙センサ１３が設けられている。すなわち、キャリッジ３を往復移動させることで、用紙センサ１３によって用紙の主走査方向Ｄ１の幅を検出することができる。また、主走査方向Ｄ１と交差する搬送方向Ｄ２に用紙を所定量（例えば３００ｍｍ）搬送させ、用紙端位置の変動を検出することで、用紙が所定方向（ここでは搬送方向Ｄ２）に対して斜めに搬送される斜行の発生を検知することができる。
【００１６】
用紙は、ロール状に巻かれたロール体６ａとして準備され、画像形成装置１の給紙部２８に対して回転可能に設置されている。すなわち、画像形成装置１は、ロール体６ａを保持するスプールユニット（図１および図２には一部のみ図示）と、スプールユニットを回転駆動するロールモータ（給紙モータ、図１および図２には図示せず）とを有している。図３は、ロール体６ａを給紙部２８に回転可能に取り付けるスプールユニットを示す分解斜視図であり、図４は、スプールユニットとロールモータとの駆動伝達構造を示す部分拡大平面図である。なお、以下の説明でも、上述したように、用紙がロール状に巻かれた部分をロール体６ａとし、ロール体６ａから引き出される部分をシート体６ｂとする。
【００１７】
図３に示すように、スプールユニット１６は、スプール軸５と、スプール軸５に固定された基準側フランジ部材２７ａと、スプール軸５の先端に装着可能な非基準側フランジ部材２７とを有している。スプールユニット１６は、ロール体６ａの芯である中空の紙管１５にスプール軸５を差し込むことで、基準側フランジ部材２７ａによってロール体６ａの一方の端部を保持することができる。また、ロール体６ａの他方の端部側からスプール軸５の先端に非基準側フランジ部材２７ｂを装着することで、ロール体６ａの他方の端部も保持することができ、したがって、ロール体６ａをスプールユニット１６に保持することができる。
【００１８】
スプールユニット１６の基準側フランジ部材２７ａの端部には、ロールギア１７が設けられている。ロールギア１７は、図４に示すように、スプールユニット１６に保持されたロール体６ａが受け台（図示せず）にセットされた状態で、画像記録装置１に設けられたロール入力ギア１８に接続されている。ロール入力ギア１８はロールモータ１９のギア１９ａと噛み合っており、これによりロールモータ１９からスプールユニット１６へ駆動伝達が行われる。また、画像形成装置１には、ロール入力ギア１８に貼り付けられたエンコーダフィルム２０の回転動作を検出するエンコーダセンサ２１が設けられており、この検出結果に基づいてロールモータ１９の駆動制御が行われる。この駆動制御は、後述するロールモータ制御部によって実行され、駆動モードとしては、主に、無負荷、所定力による励磁、ロール紙逆転駆動がある。所定力による励磁は、ロールのバックテンションと呼ばれるものであり、バックテンションを与えながら搬送することで、用紙セット時の斜行補正やたるみ取りを行うものである。なお、バックテンションの負荷調整は、ロールモータ１９に流れる電流を調整し、ロールモータ１９の発生トルクを制御することで行われる。
【００１９】
さらに、画像形成装置１は、図２に示すように、対向するピンチローラ１１と協働して、ロール体６ａから引き出されたシート体６ｂを搬送する搬送ローラ１０と、搬送ローラ１０を回転駆動する搬送モータ２４とを有している。図５は、搬送ローラ１０とロールモータ２４との駆動伝達構造を示す部分拡大平面図である。
【００２０】
図５に示すように、搬送ローラ１０の端部には搬送ロールギア２２が設けられており、搬送ロールギア２２は、画像記録装置１に設けられた搬送入力ギア２３に接続されている。搬送入力ギア２３は搬送モータ２４のギア２４ａと噛み合っており、これにより搬送モータ２４から搬送ローラ１０へ駆動伝達が行われる。また、画像形成装置１には、搬送入力ギア２３に貼り付けられたエンコーダフィルム２５の回転動作を検出するエンコーダセンサ２６が設けられており、この検出結果に基づいて搬送モータ２４の駆動制御が行われる。この駆動制御は、後述する搬送モータ制御部によって実行される。
【００２１】
ここで、再び図１および図２を参照して、ロール体６ａから用紙が給紙され印字が完了するまでの一連の動作について簡単に説明する。まず、給紙部２８に保持されたロール体６ａからユーザによってシート体６ｂが引き出される。引き出されたシート体６ｂは、ユーザによってさらに搬送され、外ガイド７および内ガイド８から形成される搬送路を経由して、搬送ローラ１０とそれに対向するピンチローラ１１との間まで到達する。このとき、搬送ローラ１０の下流側にある用紙検出手段（図示せず）によってシート体６ｂが検出される。シート体６ｂが検出されると、搬送ローラ１０とピンチローラ１１とによりシート体６ｂは挟持され、搬送ローラ１０によって自動で繰り出されていく。そして、シート体６ｂは、搬送ローラ１０とピンチローラ１１に挟まれた状態で、記録ヘッド２と対向する記録位置に設けられたプラテン１２まで搬送される。そこで、シート体６ｂは記録ヘッド２によって印字が行われながら、搬送ローラ１０によって用紙カッター２９の下まで搬送される。印字終了後、用紙カッター２９によりカットされたシート体６ａは、排紙カバー１４上を滑り、排紙バスケット（図示せず）に収納される。
【００２２】
上述したように、本実施形態では、ロールモータ１９と搬送モータ２４とは駆動制御が行われており、画像形成装置１は、そのためのモータ制御部を備えている。図６は、制御部とその周辺部の構成を示すブロック図である。モータ制御部１００は、主制御部１１０と、ロールモータ制御部１２０と、搬送モータ制御部１３０とを有し、さらに、図示してはいないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、モータドライバ等も有している。主制御部１１０は、ロールモータ１９と搬送モータ２４との相関駆動を実現するために、ロールモータ制御部１２０と搬送モータ制御部１３０との両方に対して指令を与える役目を有している。主制御部１１０は、キャリッジ３を駆動するキャリッジモータ９と、キャリッジ３に設置された用紙センサ１３とに接続されている。キャリッジ３と共に駆動される用紙センサ１３の検知結果、すなわち用紙端位置の変動量が主制御部１１０にフィードバックされ、主制御部１１０によって用紙の斜行量が計算されるようになっている。ロールモータ制御部１２０は、２つの制御モード、すなわち第１の制御モードおよび第２の制御モードを有している。これらの制御モードの切り替えは、用紙センサ１３で検知された用紙の斜行量に基づいて行われる。
【００２３】
ここで、各制御モードにおける印字動作中の搬送ローラ１０とロール体６ａとの相関動作について説明する。本実施形態では、搬送ローラ１０に対してロールモータ１９の駆動を制御して、搬送ローラ１０と同期させずにロール紙６ａを回転駆動させることで、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂに付与する張力が調節されている。
【００２４】
最初に、図７に基づいて、各制御モードでの動作を規定するパラメータを定義しておく。図７は、搬送ローラ１０の用紙搬送速度およびロール体６ａの紙送り速度と、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂに生じる弛みとの関係を表す図である。搬送ローラ１０の用紙搬送速度（円周上の速度）をＶlf、ロール体６ａの紙送り速度（円周上の速度）をＶrollとし、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂの搬送速度およびそれにかかる張力をそれぞれＶpapおよびＴpapとする。これらの値は図中矢印の方向を正とし、以下の説明では、この方向を基準とする。ここで、シート体６ｂの搬送速度は搬送ローラ１０の速度で決定されるため、Ｖpap＝Ｖlfである。また、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂの弛み量をＳpapとする。シート体６ｂの弛み量Ｓpapは、弛みがない状態を０とし、弛んだ量の最大値を絶対値で表す。
【００２５】
まず、図８を参照して、第１の制御モードにおける印字動作中の搬送ローラ１０とロール体６ａとの相関動作について説明する。図８は、第１の制御モードおける、搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfと、ロール体６ａの紙送り速度Ｖrollと、シート体６ｂの弛み量Ｓpapとを示すグラフである。図には、上からそれぞれ、搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlf、ロール体６ａの紙送り速度Ｖroll、およびシート体６ｂの弛み量Ｓpapが、時間を横軸として示されている。
【００２６】
搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfの波形は、加速領域（時刻ｔ２−ｔ３）と、定速領域（時刻ｔ３−ｔ４）と、減速領域（時刻ｔ４−ｔ５）とから構成される。ロール体６ａは、搬送ローラ１０の動作開始前の時刻ｔ１に紙送り方向へ動作させられ、これにより、シート体６ｂに弛みが発生する。シート体６ｂの弛みは、ロール体６ａの紙送り速度Ｖrollと搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfとの差によって生じ、したがって、ロール体６ａの紙送り動作の開始時刻ｔ１から搬送ローラ１０の加速が終了する時刻ｔ３までの間に形成される。すなわち、弛み量Ｓpapは、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで増加する。搬送ローラ１０の加速が終了し、定速領域および減速領域に入ると、ロール体６ａは搬送ローラ１０に追従する用紙搬送速度（Ｖlf＝Ｖroll）で動作するため、弛み量Ｓpapは一定に保たれる。ここで、弛み量Ｓpapは、搬送ローラ１０の用紙搬送動作に影響のない必要最低限の量であれば十分である。
【００２７】
搬送ローラ１０の動作終了後には、ロール体６ａの紙送り方向とは逆方向にロールモータ１９が回転して、シート体６ｂの弛み量Ｓpapが０になるまで、すなわち時刻ｔ５から時刻ｔ６まで弛み取りが行われる。シート体６ｂの弛み取りは、搬送ローラ１０の動作終了時刻ｔ５から次のロール体６ａの紙送り動作開始時刻ｔ１’までの間に完了するようにする。以上の動作は、搬送ローラ１０によって用紙が間欠搬送されるたびに、毎回実施される。
【００２８】
以上のように、第１の制御モードでは、搬送ローラ１０の用紙搬送動作の間（時刻ｔ２−ｔ５）、弛み量がＳpap＞０となる。すなわち、Ｓpap＞０となる期間では、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂには弛みが発生しており、そのシート体６ｂにかかる張力はＴpap＝０となる。これにより、第１の制御モードでは、ロール紙の種類や、幅サイズ、巻径の影響を受けることがなく、高精度な、搬送ローラ１０による用紙搬送動作が可能となる。
【００２９】
なお、本実施形態では、ロール体６ａの紙送り動作開始（時刻ｔ１）を搬送ローラの用紙搬送動作開始（時刻ｔ２）よりも早めることで、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂに弛みを生じさせている。こうして、本実施形態の第１の制御モードでは、用紙搬送動作中（時刻ｔ２−ｔ５）にシート体６ｂにかかる張力Ｔpapが０になるように制御されているが、これを実現する他の制御方法があれば、それらを第１の制御モードとすることもできる。例えば、ロール体６ａの紙送り速度Ｖrollを搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfより速くしたり、印字前にシート体６ｂに弛みを生じさせ、その弛み量を常に持続させたりする方法を用いることもできる。
【００３０】
次に、図９を参照して、第２の制御モードにおける印字動作中の搬送ローラ１０とロール体６ａの相関動作について説明する。図９は、第２の制御モードにおける、搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfと、ロール体６ａの紙送り速度Ｖrollと、シート体６ｂの弛み量Ｓpapとを示すグラフであり、図８に対応する図である。
【００３１】
搬送ローラ１０の搬送速度Ｖlfの波形は、第１の制御モードと同様に、加速領域（時刻ｔ１−ｔ３）と、定速領域（時刻ｔ３−ｔ４）と、減速領域（時刻ｔ４−ｔ５）とから構成される。一方で、ロール体６ａは、第１の制御モードと異なり、搬送ローラ１０の動作開始時刻ｔ１と同時刻に紙送り方向へ動作させられる。これに加えて、ロール体６ａの加速度は一定ではなく、回転初期には搬送ローラ１０の加速度よりも小さく、その後上回るようになる。その結果、加速領域の時刻ｔ１−ｔ２では、搬送ローラの用紙搬送速度がロール体６ａの紙送り速度よりも大きくなる（Ｖlf＞Ｖroll）ため、弛み量がＳpap＝０であるばかりでなく、シート体６ｂにかかる張力（バックテンション）がＴpap＞０となる。それにより、シート体６ｂに斜行が発生していた場合は、このタイミングで斜行補正が行われる。その後、加速領域の時刻ｔ２−ｔ３では、ロール体６ａの紙送り速度が搬送ローラの用紙搬送速度よりも大きくなる（Ｖlf＜Ｖroll）ため、弛み量がＳpap＞０となる。搬送ローラ１０の加速が終了し、定速領域および減速領域に入った以降の動作は、第１の制御モードと同様である。
【００３２】
ここで、図１０を参照して、第２の制御モードにおいてシート体６ｂの斜行が補正されるメカニズムについて説明する。図１０は、斜行状態で搬送されているシート体６ｂの様子を示す概略平面図である。図１０（ａ）には、搬送ローラ１０およびピンチローラ（図１０には図示せず）によって付与される搬送力Ｈと、バックテンションＢとが示されており、図１０（ｂ）には、図１０（ａ）に示す２つの力Ｈ，Ｂを合成した有効搬送力Ｆが示されている。
【００３３】
図１０（ａ）に示すように、シート体６ｂがＰ２側に斜行した状態で搬送されているとき、シート体６ｂは、Ｐ１側に張りがあって、Ｐ２側に弛みがある状態となる。そのため、バックテンションＢは、幅方向に分布を生じ、すなわちＰ１側で強く、Ｐ２側で弱くなる。一方、搬送ローラ１０（およびピンチローラ）によって発生する搬送力Ｈは、斜行の有無に関わらず、幅方向で一様になる。そのため、搬送力ＨとバックテンションＢとを合成した、シート体６ｂの実際の搬送に寄与する有効搬送力Ｆは、図１０（ｂ）に示すように、Ｐ２側で強く、Ｐ１側で弱くなる。これにより、Ｐ２側の弛みが相対的に大きな有効搬送力Ｆによって解消されるように、シート体６ｂの斜行が補正されることになる。つまり、斜行補正の効果は、バックテンションの大きさ、およびＰ２側とＰ１側とのバックテンションの差が大きくなるほど、また、搬送ローラ１０（およびピンチローラ）による搬送力Ｈが小さくなるほど、大きいことになる。
【００３４】
なお、ユーザが斜行を気にせずに用紙をセットした際に生じる可能性のある、許容を超える斜行を検知した場合には、斜行によって画像にスジが入るなど、画像不良が発生する虞があるため、斜行補正ではなく、再給紙を行う必要がある。しかしながら、再給紙を行うと印字が中断され、画像の出力までに時間がかかるというデメリットがあるため、できるだけ、第２の制御モードのような、印字中の斜行補正を行うことが望ましい。
【００３５】
以上のように、第２の制御モードでは、搬送ローラ１０の用紙搬送動作の初期（時刻ｔ１−ｔ２）において、弛み量がＳpap＝０となるとともに、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂにかかる張力（バックテンション）はＴpap＞０となる。これにより、シート体６ｂに斜行が生じた場合でも、印字動作を行いながら斜行の補正を行うことが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態では、ロール体６ａの運動の加速度を変化させることで、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂに一時的に張りを生じさせている。こうして、本実施形態の第２の制御モードでは、用紙搬送動作の初期（時刻ｔ１−ｔ２）にシート体６ｂにかかる張力がＴpap＞０となるように制御されているが、これを実現する他の制御方法があれば、それらを第２の制御モードとすることもできる。例えば、搬送ローラ１０の用紙搬送動作開始をロール体６ｂの紙送り動作開始より早めたり、搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfを常にロール体６ａの紙送り速度Ｖrollより速くしたりする方法を用いることもできる。
【００３７】
上述した各制御モードの切り替えは、上述したように、用紙センサ１３による用紙の斜行量の検知結果に基づいて行われる。ここでは、用紙の斜行が検知されてから制御モードが選択されて印字が行われるまでの印字動作制御について説明する。
【００３８】
図１１は、用紙センサ１３による斜行検知結果と、ロールモータ制御部１２０の制御モードとの関係を示す図である。ロールモータ制御部１２０は、斜行量が所定値以下であるか、あるいは所定値以上であるかによって、各制御モードを切り替えるようになっている。すなわち、斜行量がｏｂ１以下の場合には第１の制御モードが、斜行量がｏｂ１とｏｂ２との間の場合には第２の制御モードがそれぞれ選択される。また、搬送力ＨやバックテンションＢには限界があるため、上述したように、印字中に補正できる斜行量にもある程度の限界がある。そのため、斜行量がｏｂ２以上の場合には、再給紙が行われる。第１および第２の制御モードが選択された場合、印字動作は続行されるが、再給紙となった場合には、印字動作は停止され、オペレーションパネル上に再給紙の表示が行われて、ユーザに再給紙が指示される。
【００３９】
図１２から図１４は、本実施形態の画像形成装置で実施可能ないくつかの印字動作制御を示すフローチャートである。
【００４０】
図１２に示すフローチャートは、用紙に所定の画像が形成されて（印字が行われて）排紙され、新たな用紙が給紙されるごとに斜行量の検知が行われる印字動作制御（以下、「用紙枚数毎制御」とする）を示している。用紙枚数毎制御では、まず、ステップＳ０１〜Ｓ０２において、用紙（シート体６ｂ）が給紙され、用紙センサ１３で斜行量が検知される。その後、ステップＳ０３〜Ｓ０７において、第１および第２の制御モードでの印字動作、あるいは再給紙指示のいずれかが行われる。すなわち、斜行量がｏｂ１以下であれば、第１の制御モードで印字が行われ（ステップＳ０３〜Ｓ０４）、斜行量がｏｂ１とｏｂ２との間であれば、第２の制御モードで印字が行われる（ステップＳ０５〜Ｓ０６）。また、斜行量がｏｂ２以上であれば、印字動作は停止され、再給紙の指示が行われる（ステップＳ０７）。それぞれの制御モードで印字（画像形成）が行われ、ステップＳ０８において、１枚目の用紙への印字が終了する（１枚目の用紙が排紙される）と、ステップＳ０９において、２枚目の用紙への印字が行われるかどうかの判断がなされる。２枚目の用紙への印字が行われる場合、再びステップＳ０１から、１枚目の用紙と同様の印字動作が行われる。
【００４１】
これにより、用紙セット不良などのために１枚目の用紙が大きく斜行していた（例えば、斜行量がｏｂ１とｏｂ２との間であった）としても、２枚目以降の用紙からは、高精度で用紙を搬送することも可能となる。すなわち、１枚目の用紙に対して第２の制御モードで印字動作を行うことで、用紙の斜行が補正され、２枚目の用紙の斜行量がｏｂ１以下になっていれば、２枚目以降の用紙からはバックテンションによる搬送誤差のない第１の制御モードで搬送することができる。また逆に、第１の制御モードでの印字動作中に外乱などによる影響で用紙が大きく斜行した（斜行量がｏｂ１とｏｂ２との間に増加した）場合であっても、その次の用紙から、斜行の補正を行う第２の制御モードで印字動作を行うことができる。
【００４２】
図１３に示すフローチャートは、用紙が一定距離搬送されて印字が行われるごとに斜行量の検知が行われる印字動作制御（以下、「印字長さ毎制御」とする）を示している。印字長さ毎制御では、用紙枚数毎制御と同様に、ステップＳ１１〜Ｓ１２において、用紙（シート体６ｂ）が給紙され、斜行量が検知されると、ステップＳ１３において、検知回数ｎ＝１がカウントされる。その後、用紙枚数毎制御と同様に、ステップＳ１４〜Ｓ１８において、第１および第２の制御モードでの印字動作、あるいは再給紙指示のいずれかが行われる。このとき、第１および第２の制御モードでの印字動作では、ステップＳ１９において、検知間隔Ｘ（例えばＸ＝１２００ｍｍ）と検知回数ｎとの積が、印刷すべき印字長さＬと比較される。検知間隔Ｘと検知回数ｎとの積が印字長さＬよりも短い場合、ステップＳ２０〜Ｓ２１において、検知間隔Ｘだけ印字が行われた後、斜行検知が行われる。次に、ステップＳ２２において、検知回数ｎのカウントが１だけ増やされ、再びステップＳ１４から、ステップＳ２１での検知結果に基づいた制御モードの決定が行われる。その後、検知間隔Ｘと検知回数ｎとの積が印刷すべき印字長さＬより小さい間は、上記ステップが繰り返される。そして、ステップＳ１９で検知間隔Ｘと検知回数ｎとの積が印刷すべき印字長さＬより大きくなった時点で、ステップＳ２３において印字長さＬまで印字が行われ、印字が終了する。用紙ごとにではなく一定の搬送距離ごとに斜行検知および制御モードの決定が行われるため、バナー印刷のような印字物長さが長い場合（例えば１０ｍなど）でも、常に最適な制御モードを保つことができ、良好な搬送精度で印字動作を行うことができる。
【００４３】
図１４に示すフローチャートは、印字物長さ（形成する画像の搬送方向の長さ）に基づいて、図１２に示す用紙枚数毎制御か、図１３に示す印字長さ毎制御かのいずれかが選択される印字動作制御を示している。この印字動作制御では、印字が開始される前に、ステップＳ３１において、外部から取り込まれた印字情報の中から印字物長さＹが読み取られる。この印字物長さＹが、ステップＳ３２において、所定の印字長さＬ（例えばＬ＝１２００ｍｍ）と比較され、短い場合には、図１２に示す印字枚数毎制御が選択される（ステップＳ３３）。一方、印字物長さＹが所定の印字長さＬよりも長い場合には、図１３に示す印字長さ毎制御が選択される（ステップＳ３４）。その後、ステップＳ３５〜Ｓ３６において、選択された印字動作制御に基づいて、印字動作が行われる。これにより、印字物長さに応じた最適な印字動作制御を選択することが可能となる。
【００４４】
以上のように、本実施形態の画像形成装置では、検知された用紙の斜行量に応じて、用紙に張力（バックテンション）を付与するか否かを調節することができる。すなわち、斜行量が大きい場合には、用紙を搬送する際に用紙に張力を付与することで、その斜行を補正することができ、斜行量が小さい場合には、張力を付与せずに用紙を搬送することで、高精度な用紙搬送動作が可能となる。これにより、用紙に張力が付与されることで生じる搬送精度低下の抑制と、用紙セット不良などに起因して用紙に発生した斜行の補正とを両立することが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１３ 用紙センサ
１９ 給紙モータ
２４ 搬送モータ
１００ モータ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール紙を回転駆動する駆動源を備えた画像形成装置、およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の中には、用紙サイズがＡ２以上の大判の用紙を用いるタイプがある。このようなタイプの画像形成装置（大判プリンタ）では、多くの場合、単票紙以外にロール紙（以下、用紙がロール状に巻かれた部分を「ロール体」とし、ロール体から引き出された部分を「シート体」とする）が利用されている。ロール体からのシート体の引き出しは、用紙搬送ローラによって行われている。しかしながら、大判プリンタで使用されるロール体は重量が重いため、ロール体から引き出されるときに用紙にかかる負荷は大きなものとなる。そのため、用紙搬送ローラを駆動する搬送モータの駆動力のみでは、用紙が破断するなどの不具合が発生する可能性がある。そこで、ロール体を回転駆動するためのロールモータを備え、搬送モータと共にロールモータが作動して用紙を搬送させる画像形成装置が開発されている。
【０００３】
この種の画像形成装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。この装置は、用紙が間欠搬送されるタイプの画像形成装置であり、ロールモータ（第１モータ）と、用紙搬送ローラ（搬送駆動ローラ）と、搬送モータ（第２モータ）とを備えている。さらに、この画像形成装置は、シート体に作用するテンションを測定するテンション測定手段と、テンションの測定結果に基づいて、第１および第２モータの少なくとも一方の駆動を制御するモータ制御部とを備えている。この構成によれば、テンション測定手段によってテンションが精度良く測定され、それに基づいて、モータがフィードバック制御され用紙の送り量が決定されている。これにより、シート体に作用するテンションを適切な量に制御することができ、ロール体の巻径の変化によるテンションの変動を防ぐことができる。
【０００４】
これと異なる構成を有する画像形成装置として、特許文献２に開示されたものが知られている。この画像形成装置は、用紙搬送ローラ（紙送りローラ）と、搬送モータ（紙送りモータ）とを備えている。さらに、この画像形成装置は、ロール体の外周面に当接可能な位置に配置された繰り出しローラと、繰り出しローラを回転駆動するための繰り出しモータと、印字時間および搬送時間を利用して繰り出しローラを回転させる制御部とを備えている。この構成によれば、紙送りローラによる紙送り動作終了から次の紙送り動作開始までの間に、繰り出しローラが回転して、紙送りローラによる紙送り動作に必要な紙送り量に対応する量だけロール体を送り方向に回転させる。これにより、ロール体と紙送りロータとの間のシート体が常に弛みのある状態に保たれ、ロール体の慣性負荷の影響を受けずに搬送精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６３０４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２０３５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、シート体に常にテンション（張力）が付与された状態となるため、この張力によって、搬送駆動ローラ上で用紙が滑ってしまう（つまり搬送駆動ローラが空回りしてしまう）場合がある。その場合、制御部から指令された送り量より実際の送り量が少なくなり、搬送精度に影響を与える虞がある。それに対して、特許文献２に記載の画像形成装置では、ロール体と紙送りローラとの間のシート体には張力が全くかかっていないため、実際の送り量が少なくなることはない。
【０００７】
一方、ユーザによる用紙のセット不良などに起因して、シート体が所定方向に対して斜めに搬送される斜行（スキュー）が発生する場合がある。この斜行を防止するために、ロール体に対して、ロールモータの制御による負荷や、ロール体の軸芯部分に係合されたトルクリミッタなどによる負荷を与える方法が用いられている。この負荷によりシート体に対して搬送方向と反対方向にバックテンションが付与されると、バックテンションと搬送力とによって、シート体の斜行が補正され、シワの発生が防止されるようになっている。しかしながら、特許文献２に記載の画像形成装置の構成では、そのような負荷を与えることはできず、バックテンションが付与されることもない。そのため、シート体に斜行が発生した場合には、その補正が困難になるという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、用紙に張力が付与されることで生じる搬送精度の低下を抑制できるだけでなく、用紙に発生した斜行を補正することもできる画像形成装置、およびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータと、ロール紙から引き出された用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する搬送モータと、給紙モータおよび搬送モータの駆動を制御するモータ制御部と、搬送ローラによって搬送される用紙の所定方向に対する斜行量を検知する斜行検知手段と、を有し、モータ制御部は、用紙が搬送される際に、斜行検知手段によって検知された斜行量に基づいて、給紙モータおよび搬送モータの少なくとも一方の駆動を制御して、搬送ローラとロール紙との間の用紙に付与する張力を調節することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置の制御方法は、用紙がロール状に巻かれたロール紙から用紙を引き出して、搬送ローラに給紙する工程と、ロール紙と共に搬送ローラを回転駆動させ、用紙を所定方向に搬送する工程と、搬送ローラによって搬送される用紙の所定方向に対する斜行量を検知する工程と、斜行量を検知する工程で検知された斜行量に基づいて、ロール紙および搬送ローラの少なくとも一方の回転駆動を制御して、ロール紙と搬送ローラとの間の用紙に付与する張力を調節する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、用紙に張力が付与されることで生じる搬送精度の低下を抑制できるだけでなく、用紙に発生した斜行を補正することもできる画像形成装置、およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
【図３】ロール体を保持するスプールユニットの分解斜視図である。
【図４】図３のスプールユニットの駆動伝達構造を示す部分拡大平面図である。
【図５】搬送モータの駆動伝達構造を示す部分拡大平面図である。
【図６】制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】用紙搬送速度と用紙の弛みとの関係を説明するための図である。
【図８】第１の制御モードでの用紙搬送速度と用紙の弛み量とを示すグラフである。
【図９】第２の制御モードでの用紙搬送速度と用紙の弛み量とを示すグラフである。
【図１０】斜行状態で搬送されているシート体を示す概略平面図である。
【図１１】用紙の斜行量と制御モードとの関係を示す図である。
【図１２】本発明の画像形成装置の印字動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の画像形成装置の印字動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の画像形成装置の印字動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す斜視図および側面図である。なお、本実施形態の画像形成装置は、大きな用紙サイズ、例えばＪＩＳ規格のＡ２以上の用紙サイズを有する用紙を印刷するための画像形成装置である。
【００１５】
画像形成装置１は、記録ヘッド２と、記録ヘッド２を搭載したキャリッジ３とを備えている。キャリッジ３は、キャリッジシャフト４によって、キャリッジシャフト４に沿って主走査方向Ｄ１に往復移動できるように支持されている。キャリッジ３の側面には、キャリッジ３に対向する用紙の有無を検出し、それによって用紙端位置を検出可能な用紙センサ１３が設けられている。すなわち、キャリッジ３を往復移動させることで、用紙センサ１３によって用紙の主走査方向Ｄ１の幅を検出することができる。また、主走査方向Ｄ１と交差する搬送方向Ｄ２に用紙を所定量（例えば３００ｍｍ）搬送させ、用紙端位置の変動を検出することで、用紙が所定方向（ここでは搬送方向Ｄ２）に対して斜めに搬送される斜行の発生を検知することができる。
【００１６】
用紙は、ロール状に巻かれたロール体６ａとして準備され、画像形成装置１の給紙部２８に対して回転可能に設置されている。すなわち、画像形成装置１は、ロール体６ａを保持するスプールユニット（図１および図２には一部のみ図示）と、スプールユニットを回転駆動するロールモータ（給紙モータ、図１および図２には図示せず）とを有している。図３は、ロール体６ａを給紙部２８に回転可能に取り付けるスプールユニットを示す分解斜視図であり、図４は、スプールユニットとロールモータとの駆動伝達構造を示す部分拡大平面図である。なお、以下の説明でも、上述したように、用紙がロール状に巻かれた部分をロール体６ａとし、ロール体６ａから引き出される部分をシート体６ｂとする。
【００１７】
図３に示すように、スプールユニット１６は、スプール軸５と、スプール軸５に固定された基準側フランジ部材２７ａと、スプール軸５の先端に装着可能な非基準側フランジ部材２７とを有している。スプールユニット１６は、ロール体６ａの芯である中空の紙管１５にスプール軸５を差し込むことで、基準側フランジ部材２７ａによってロール体６ａの一方の端部を保持することができる。また、ロール体６ａの他方の端部側からスプール軸５の先端に非基準側フランジ部材２７ｂを装着することで、ロール体６ａの他方の端部も保持することができ、したがって、ロール体６ａをスプールユニット１６に保持することができる。
【００１８】
スプールユニット１６の基準側フランジ部材２７ａの端部には、ロールギア１７が設けられている。ロールギア１７は、図４に示すように、スプールユニット１６に保持されたロール体６ａが受け台（図示せず）にセットされた状態で、画像記録装置１に設けられたロール入力ギア１８に接続されている。ロール入力ギア１８はロールモータ１９のギア１９ａと噛み合っており、これによりロールモータ１９からスプールユニット１６へ駆動伝達が行われる。また、画像形成装置１には、ロール入力ギア１８に貼り付けられたエンコーダフィルム２０の回転動作を検出するエンコーダセンサ２１が設けられており、この検出結果に基づいてロールモータ１９の駆動制御が行われる。この駆動制御は、後述するロールモータ制御部によって実行され、駆動モードとしては、主に、無負荷、所定力による励磁、ロール紙逆転駆動がある。所定力による励磁は、ロールのバックテンションと呼ばれるものであり、バックテンションを与えながら搬送することで、用紙セット時の斜行補正やたるみ取りを行うものである。なお、バックテンションの負荷調整は、ロールモータ１９に流れる電流を調整し、ロールモータ１９の発生トルクを制御することで行われる。
【００１９】
さらに、画像形成装置１は、図２に示すように、対向するピンチローラ１１と協働して、ロール体６ａから引き出されたシート体６ｂを搬送する搬送ローラ１０と、搬送ローラ１０を回転駆動する搬送モータ２４とを有している。図５は、搬送ローラ１０とロールモータ２４との駆動伝達構造を示す部分拡大平面図である。
【００２０】
図５に示すように、搬送ローラ１０の端部には搬送ロールギア２２が設けられており、搬送ロールギア２２は、画像記録装置１に設けられた搬送入力ギア２３に接続されている。搬送入力ギア２３は搬送モータ２４のギア２４ａと噛み合っており、これにより搬送モータ２４から搬送ローラ１０へ駆動伝達が行われる。また、画像形成装置１には、搬送入力ギア２３に貼り付けられたエンコーダフィルム２５の回転動作を検出するエンコーダセンサ２６が設けられており、この検出結果に基づいて搬送モータ２４の駆動制御が行われる。この駆動制御は、後述する搬送モータ制御部によって実行される。
【００２１】
ここで、再び図１および図２を参照して、ロール体６ａから用紙が給紙され印字が完了するまでの一連の動作について簡単に説明する。まず、給紙部２８に保持されたロール体６ａからユーザによってシート体６ｂが引き出される。引き出されたシート体６ｂは、ユーザによってさらに搬送され、外ガイド７および内ガイド８から形成される搬送路を経由して、搬送ローラ１０とそれに対向するピンチローラ１１との間まで到達する。このとき、搬送ローラ１０の下流側にある用紙検出手段（図示せず）によってシート体６ｂが検出される。シート体６ｂが検出されると、搬送ローラ１０とピンチローラ１１とによりシート体６ｂは挟持され、搬送ローラ１０によって自動で繰り出されていく。そして、シート体６ｂは、搬送ローラ１０とピンチローラ１１に挟まれた状態で、記録ヘッド２と対向する記録位置に設けられたプラテン１２まで搬送される。そこで、シート体６ｂは記録ヘッド２によって印字が行われながら、搬送ローラ１０によって用紙カッター２９の下まで搬送される。印字終了後、用紙カッター２９によりカットされたシート体６ａは、排紙カバー１４上を滑り、排紙バスケット（図示せず）に収納される。
【００２２】
上述したように、本実施形態では、ロールモータ１９と搬送モータ２４とは駆動制御が行われており、画像形成装置１は、そのためのモータ制御部を備えている。図６は、制御部とその周辺部の構成を示すブロック図である。モータ制御部１００は、主制御部１１０と、ロールモータ制御部１２０と、搬送モータ制御部１３０とを有し、さらに、図示してはいないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、モータドライバ等も有している。主制御部１１０は、ロールモータ１９と搬送モータ２４との相関駆動を実現するために、ロールモータ制御部１２０と搬送モータ制御部１３０との両方に対して指令を与える役目を有している。主制御部１１０は、キャリッジ３を駆動するキャリッジモータ９と、キャリッジ３に設置された用紙センサ１３とに接続されている。キャリッジ３と共に駆動される用紙センサ１３の検知結果、すなわち用紙端位置の変動量が主制御部１１０にフィードバックされ、主制御部１１０によって用紙の斜行量が計算されるようになっている。ロールモータ制御部１２０は、２つの制御モード、すなわち第１の制御モードおよび第２の制御モードを有している。これらの制御モードの切り替えは、用紙センサ１３で検知された用紙の斜行量に基づいて行われる。
【００２３】
ここで、各制御モードにおける印字動作中の搬送ローラ１０とロール体６ａとの相関動作について説明する。本実施形態では、搬送ローラ１０に対してロールモータ１９の駆動を制御して、搬送ローラ１０と同期させずにロール紙６ａを回転駆動させることで、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂに付与する張力が調節されている。
【００２４】
最初に、図７に基づいて、各制御モードでの動作を規定するパラメータを定義しておく。図７は、搬送ローラ１０の用紙搬送速度およびロール体６ａの紙送り速度と、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂに生じる弛みとの関係を表す図である。搬送ローラ１０の用紙搬送速度（円周上の速度）をＶlf、ロール体６ａの紙送り速度（円周上の速度）をＶrollとし、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂの搬送速度およびそれにかかる張力をそれぞれＶpapおよびＴpapとする。これらの値は図中矢印の方向を正とし、以下の説明では、この方向を基準とする。ここで、シート体６ｂの搬送速度は搬送ローラ１０の速度で決定されるため、Ｖpap＝Ｖlfである。また、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂの弛み量をＳpapとする。シート体６ｂの弛み量Ｓpapは、弛みがない状態を０とし、弛んだ量の最大値を絶対値で表す。
【００２５】
まず、図８を参照して、第１の制御モードにおける印字動作中の搬送ローラ１０とロール体６ａとの相関動作について説明する。図８は、第１の制御モードおける、搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfと、ロール体６ａの紙送り速度Ｖrollと、シート体６ｂの弛み量Ｓpapとを示すグラフである。図には、上からそれぞれ、搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlf、ロール体６ａの紙送り速度Ｖroll、およびシート体６ｂの弛み量Ｓpapが、時間を横軸として示されている。
【００２６】
搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfの波形は、加速領域（時刻ｔ２−ｔ３）と、定速領域（時刻ｔ３−ｔ４）と、減速領域（時刻ｔ４−ｔ５）とから構成される。ロール体６ａは、搬送ローラ１０の動作開始前の時刻ｔ１に紙送り方向へ動作させられ、これにより、シート体６ｂに弛みが発生する。シート体６ｂの弛みは、ロール体６ａの紙送り速度Ｖrollと搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfとの差によって生じ、したがって、ロール体６ａの紙送り動作の開始時刻ｔ１から搬送ローラ１０の加速が終了する時刻ｔ３までの間に形成される。すなわち、弛み量Ｓpapは、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで増加する。搬送ローラ１０の加速が終了し、定速領域および減速領域に入ると、ロール体６ａは搬送ローラ１０に追従する用紙搬送速度（Ｖlf＝Ｖroll）で動作するため、弛み量Ｓpapは一定に保たれる。ここで、弛み量Ｓpapは、搬送ローラ１０の用紙搬送動作に影響のない必要最低限の量であれば十分である。
【００２７】
搬送ローラ１０の動作終了後には、ロール体６ａの紙送り方向とは逆方向にロールモータ１９が回転して、シート体６ｂの弛み量Ｓpapが０になるまで、すなわち時刻ｔ５から時刻ｔ６まで弛み取りが行われる。シート体６ｂの弛み取りは、搬送ローラ１０の動作終了時刻ｔ５から次のロール体６ａの紙送り動作開始時刻ｔ１’までの間に完了するようにする。以上の動作は、搬送ローラ１０によって用紙が間欠搬送されるたびに、毎回実施される。
【００２８】
以上のように、第１の制御モードでは、搬送ローラ１０の用紙搬送動作の間（時刻ｔ２−ｔ５）、弛み量がＳpap＞０となる。すなわち、Ｓpap＞０となる期間では、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂには弛みが発生しており、そのシート体６ｂにかかる張力はＴpap＝０となる。これにより、第１の制御モードでは、ロール紙の種類や、幅サイズ、巻径の影響を受けることがなく、高精度な、搬送ローラ１０による用紙搬送動作が可能となる。
【００２９】
なお、本実施形態では、ロール体６ａの紙送り動作開始（時刻ｔ１）を搬送ローラの用紙搬送動作開始（時刻ｔ２）よりも早めることで、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂに弛みを生じさせている。こうして、本実施形態の第１の制御モードでは、用紙搬送動作中（時刻ｔ２−ｔ５）にシート体６ｂにかかる張力Ｔpapが０になるように制御されているが、これを実現する他の制御方法があれば、それらを第１の制御モードとすることもできる。例えば、ロール体６ａの紙送り速度Ｖrollを搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfより速くしたり、印字前にシート体６ｂに弛みを生じさせ、その弛み量を常に持続させたりする方法を用いることもできる。
【００３０】
次に、図９を参照して、第２の制御モードにおける印字動作中の搬送ローラ１０とロール体６ａの相関動作について説明する。図９は、第２の制御モードにおける、搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfと、ロール体６ａの紙送り速度Ｖrollと、シート体６ｂの弛み量Ｓpapとを示すグラフであり、図８に対応する図である。
【００３１】
搬送ローラ１０の搬送速度Ｖlfの波形は、第１の制御モードと同様に、加速領域（時刻ｔ１−ｔ３）と、定速領域（時刻ｔ３−ｔ４）と、減速領域（時刻ｔ４−ｔ５）とから構成される。一方で、ロール体６ａは、第１の制御モードと異なり、搬送ローラ１０の動作開始時刻ｔ１と同時刻に紙送り方向へ動作させられる。これに加えて、ロール体６ａの加速度は一定ではなく、回転初期には搬送ローラ１０の加速度よりも小さく、その後上回るようになる。その結果、加速領域の時刻ｔ１−ｔ２では、搬送ローラの用紙搬送速度がロール体６ａの紙送り速度よりも大きくなる（Ｖlf＞Ｖroll）ため、弛み量がＳpap＝０であるばかりでなく、シート体６ｂにかかる張力（バックテンション）がＴpap＞０となる。それにより、シート体６ｂに斜行が発生していた場合は、このタイミングで斜行補正が行われる。その後、加速領域の時刻ｔ２−ｔ３では、ロール体６ａの紙送り速度が搬送ローラの用紙搬送速度よりも大きくなる（Ｖlf＜Ｖroll）ため、弛み量がＳpap＞０となる。搬送ローラ１０の加速が終了し、定速領域および減速領域に入った以降の動作は、第１の制御モードと同様である。
【００３２】
ここで、図１０を参照して、第２の制御モードにおいてシート体６ｂの斜行が補正されるメカニズムについて説明する。図１０は、斜行状態で搬送されているシート体６ｂの様子を示す概略平面図である。図１０（ａ）には、搬送ローラ１０およびピンチローラ（図１０には図示せず）によって付与される搬送力Ｈと、バックテンションＢとが示されており、図１０（ｂ）には、図１０（ａ）に示す２つの力Ｈ，Ｂを合成した有効搬送力Ｆが示されている。
【００３３】
図１０（ａ）に示すように、シート体６ｂがＰ２側に斜行した状態で搬送されているとき、シート体６ｂは、Ｐ１側に張りがあって、Ｐ２側に弛みがある状態となる。そのため、バックテンションＢは、幅方向に分布を生じ、すなわちＰ１側で強く、Ｐ２側で弱くなる。一方、搬送ローラ１０（およびピンチローラ）によって発生する搬送力Ｈは、斜行の有無に関わらず、幅方向で一様になる。そのため、搬送力ＨとバックテンションＢとを合成した、シート体６ｂの実際の搬送に寄与する有効搬送力Ｆは、図１０（ｂ）に示すように、Ｐ２側で強く、Ｐ１側で弱くなる。これにより、Ｐ２側の弛みが相対的に大きな有効搬送力Ｆによって解消されるように、シート体６ｂの斜行が補正されることになる。つまり、斜行補正の効果は、バックテンションの大きさ、およびＰ２側とＰ１側とのバックテンションの差が大きくなるほど、また、搬送ローラ１０（およびピンチローラ）による搬送力Ｈが小さくなるほど、大きいことになる。
【００３４】
なお、ユーザが斜行を気にせずに用紙をセットした際に生じる可能性のある、許容を超える斜行を検知した場合には、斜行によって画像にスジが入るなど、画像不良が発生する虞があるため、斜行補正ではなく、再給紙を行う必要がある。しかしながら、再給紙を行うと印字が中断され、画像の出力までに時間がかかるというデメリットがあるため、できるだけ、第２の制御モードのような、印字中の斜行補正を行うことが望ましい。
【００３５】
以上のように、第２の制御モードでは、搬送ローラ１０の用紙搬送動作の初期（時刻ｔ１−ｔ２）において、弛み量がＳpap＝０となるとともに、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂにかかる張力（バックテンション）はＴpap＞０となる。これにより、シート体６ｂに斜行が生じた場合でも、印字動作を行いながら斜行の補正を行うことが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態では、ロール体６ａの運動の加速度を変化させることで、搬送ローラ１０とロール体６ａとの間のシート体６ｂに一時的に張りを生じさせている。こうして、本実施形態の第２の制御モードでは、用紙搬送動作の初期（時刻ｔ１−ｔ２）にシート体６ｂにかかる張力がＴpap＞０となるように制御されているが、これを実現する他の制御方法があれば、それらを第２の制御モードとすることもできる。例えば、搬送ローラ１０の用紙搬送動作開始をロール体６ｂの紙送り動作開始より早めたり、搬送ローラ１０の用紙搬送速度Ｖlfを常にロール体６ａの紙送り速度Ｖrollより速くしたりする方法を用いることもできる。
【００３７】
上述した各制御モードの切り替えは、上述したように、用紙センサ１３による用紙の斜行量の検知結果に基づいて行われる。ここでは、用紙の斜行が検知されてから制御モードが選択されて印字が行われるまでの印字動作制御について説明する。
【００３８】
図１１は、用紙センサ１３による斜行検知結果と、ロールモータ制御部１２０の制御モードとの関係を示す図である。ロールモータ制御部１２０は、斜行量が所定値以下であるか、あるいは所定値以上であるかによって、各制御モードを切り替えるようになっている。すなわち、斜行量がｏｂ１以下の場合には第１の制御モードが、斜行量がｏｂ１とｏｂ２との間の場合には第２の制御モードがそれぞれ選択される。また、搬送力ＨやバックテンションＢには限界があるため、上述したように、印字中に補正できる斜行量にもある程度の限界がある。そのため、斜行量がｏｂ２以上の場合には、再給紙が行われる。第１および第２の制御モードが選択された場合、印字動作は続行されるが、再給紙となった場合には、印字動作は停止され、オペレーションパネル上に再給紙の表示が行われて、ユーザに再給紙が指示される。
【００３９】
図１２から図１４は、本実施形態の画像形成装置で実施可能ないくつかの印字動作制御を示すフローチャートである。
【００４０】
図１２に示すフローチャートは、用紙に所定の画像が形成されて（印字が行われて）排紙され、新たな用紙が給紙されるごとに斜行量の検知が行われる印字動作制御（以下、「用紙枚数毎制御」とする）を示している。用紙枚数毎制御では、まず、ステップＳ０１〜Ｓ０２において、用紙（シート体６ｂ）が給紙され、用紙センサ１３で斜行量が検知される。その後、ステップＳ０３〜Ｓ０７において、第１および第２の制御モードでの印字動作、あるいは再給紙指示のいずれかが行われる。すなわち、斜行量がｏｂ１以下であれば、第１の制御モードで印字が行われ（ステップＳ０３〜Ｓ０４）、斜行量がｏｂ１とｏｂ２との間であれば、第２の制御モードで印字が行われる（ステップＳ０５〜Ｓ０６）。また、斜行量がｏｂ２以上であれば、印字動作は停止され、再給紙の指示が行われる（ステップＳ０７）。それぞれの制御モードで印字（画像形成）が行われ、ステップＳ０８において、１枚目の用紙への印字が終了する（１枚目の用紙が排紙される）と、ステップＳ０９において、２枚目の用紙への印字が行われるかどうかの判断がなされる。２枚目の用紙への印字が行われる場合、再びステップＳ０１から、１枚目の用紙と同様の印字動作が行われる。
【００４１】
これにより、用紙セット不良などのために１枚目の用紙が大きく斜行していた（例えば、斜行量がｏｂ１とｏｂ２との間であった）としても、２枚目以降の用紙からは、高精度で用紙を搬送することも可能となる。すなわち、１枚目の用紙に対して第２の制御モードで印字動作を行うことで、用紙の斜行が補正され、２枚目の用紙の斜行量がｏｂ１以下になっていれば、２枚目以降の用紙からはバックテンションによる搬送誤差のない第１の制御モードで搬送することができる。また逆に、第１の制御モードでの印字動作中に外乱などによる影響で用紙が大きく斜行した（斜行量がｏｂ１とｏｂ２との間に増加した）場合であっても、その次の用紙から、斜行の補正を行う第２の制御モードで印字動作を行うことができる。
【００４２】
図１３に示すフローチャートは、用紙が一定距離搬送されて印字が行われるごとに斜行量の検知が行われる印字動作制御（以下、「印字長さ毎制御」とする）を示している。印字長さ毎制御では、用紙枚数毎制御と同様に、ステップＳ１１〜Ｓ１２において、用紙（シート体６ｂ）が給紙され、斜行量が検知されると、ステップＳ１３において、検知回数ｎ＝１がカウントされる。その後、用紙枚数毎制御と同様に、ステップＳ１４〜Ｓ１８において、第１および第２の制御モードでの印字動作、あるいは再給紙指示のいずれかが行われる。このとき、第１および第２の制御モードでの印字動作では、ステップＳ１９において、検知間隔Ｘ（例えばＸ＝１２００ｍｍ）と検知回数ｎとの積が、印刷すべき印字長さＬと比較される。検知間隔Ｘと検知回数ｎとの積が印字長さＬよりも短い場合、ステップＳ２０〜Ｓ２１において、検知間隔Ｘだけ印字が行われた後、斜行検知が行われる。次に、ステップＳ２２において、検知回数ｎのカウントが１だけ増やされ、再びステップＳ１４から、ステップＳ２１での検知結果に基づいた制御モードの決定が行われる。その後、検知間隔Ｘと検知回数ｎとの積が印刷すべき印字長さＬより小さい間は、上記ステップが繰り返される。そして、ステップＳ１９で検知間隔Ｘと検知回数ｎとの積が印刷すべき印字長さＬより大きくなった時点で、ステップＳ２３において印字長さＬまで印字が行われ、印字が終了する。用紙ごとにではなく一定の搬送距離ごとに斜行検知および制御モードの決定が行われるため、バナー印刷のような印字物長さが長い場合（例えば１０ｍなど）でも、常に最適な制御モードを保つことができ、良好な搬送精度で印字動作を行うことができる。
【００４３】
図１４に示すフローチャートは、印字物長さ（形成する画像の搬送方向の長さ）に基づいて、図１２に示す用紙枚数毎制御か、図１３に示す印字長さ毎制御かのいずれかが選択される印字動作制御を示している。この印字動作制御では、印字が開始される前に、ステップＳ３１において、外部から取り込まれた印字情報の中から印字物長さＹが読み取られる。この印字物長さＹが、ステップＳ３２において、所定の印字長さＬ（例えばＬ＝１２００ｍｍ）と比較され、短い場合には、図１２に示す印字枚数毎制御が選択される（ステップＳ３３）。一方、印字物長さＹが所定の印字長さＬよりも長い場合には、図１３に示す印字長さ毎制御が選択される（ステップＳ３４）。その後、ステップＳ３５〜Ｓ３６において、選択された印字動作制御に基づいて、印字動作が行われる。これにより、印字物長さに応じた最適な印字動作制御を選択することが可能となる。
【００４４】
以上のように、本実施形態の画像形成装置では、検知された用紙の斜行量に応じて、用紙に張力（バックテンション）を付与するか否かを調節することができる。すなわち、斜行量が大きい場合には、用紙を搬送する際に用紙に張力を付与することで、その斜行を補正することができ、斜行量が小さい場合には、張力を付与せずに用紙を搬送することで、高精度な用紙搬送動作が可能となる。これにより、用紙に張力が付与されることで生じる搬送精度低下の抑制と、用紙セット不良などに起因して用紙に発生した斜行の補正とを両立することが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１３ 用紙センサ
１９ 給紙モータ
２４ 搬送モータ
１００ モータ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータと、前記ロール紙から引き出された前記用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、該搬送ローラを回転駆動する搬送モータと、前記給紙モータおよび前記搬送モータの駆動を制御するモータ制御部と、を有する画像形成装置において、
前記搬送ローラによって搬送される前記用紙の前記所定方向に対する斜行量を検知する斜行検知手段を有し、
前記モータ制御部は、前記用紙が搬送される際に、前記斜行検知手段によって検知された前記斜行量に基づいて、前記給紙モータおよび前記搬送モータの少なくとも一方の駆動を制御して、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に付与する張力を調節することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記モータ制御部は、前記用紙を搬送する際に前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に張力を付与する第１の制御モードと、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に張力を付与しない状態で該用紙を搬送する第２の制御モードとを少なくとも備え、検知された前記斜行量に基づいて、前記各制御モードを切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記モータ制御部は、検知された前記斜行量が所定値以上の場合には、前記第１の制御モードを選択し、検知された前記斜行量が前記所定値以下の場合には、前記第２の制御モードを選択することを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記モータ制御部は、前記給紙モータの駆動を制御して、前記搬送ローラと同期させずに前記ロール紙を回転駆動させ、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に付与する張力を調節することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記モータ制御部は、前記用紙に画像を形成するごとに、前記斜行検知手段に前記斜行量を検知させることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記モータ制御部は、前記用紙を一定距離搬送するごとに、前記斜行検知手段に前記斜行量を検知させることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記モータ制御部は、形成する画像の前記所定方向の長さに基づいて、前記用紙に前記画像を形成するごとに前記斜行検知手段に前記斜行量を検知させるか、前記用紙を一定距離搬送するごとに前記斜行検知手段に前記斜行量を検知させるかを選択することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
用紙がロール状に巻かれたロール紙から前記用紙を引き出して、搬送ローラに給紙する工程と、前記ロール紙と共に前記搬送ローラを回転駆動させ、前記用紙を所定方向に搬送する工程と、を含む画像形成装置の制御方法において、
前記搬送ローラによって搬送される前記用紙の前記所定方向に対する斜行量を検知する工程と、
前記斜行量を検知する工程で検知された前記斜行量に基づいて、前記ロール紙および前記搬送ローラの少なくとも一方の前記回転駆動を制御して、前記ロール紙と前記搬送ローラとの間の前記用紙に付与する張力を調節する工程と、を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１】
用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータと、前記ロール紙から引き出された前記用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、該搬送ローラを回転駆動する搬送モータと、前記給紙モータおよび前記搬送モータの駆動を制御するモータ制御部と、を有する画像形成装置において、
前記搬送ローラによって搬送される前記用紙の前記所定方向に対する斜行量を検知する斜行検知手段を有し、
前記モータ制御部は、前記用紙が搬送される際に、前記斜行検知手段によって検知された前記斜行量に基づいて、前記給紙モータおよび前記搬送モータの少なくとも一方の駆動を制御して、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に付与する張力を調節することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記モータ制御部は、前記用紙を搬送する際に前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に張力を付与する第１の制御モードと、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に張力を付与しない状態で該用紙を搬送する第２の制御モードとを少なくとも備え、検知された前記斜行量に基づいて、前記各制御モードを切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記モータ制御部は、検知された前記斜行量が所定値以上の場合には、前記第１の制御モードを選択し、検知された前記斜行量が前記所定値以下の場合には、前記第２の制御モードを選択することを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記モータ制御部は、前記給紙モータの駆動を制御して、前記搬送ローラと同期させずに前記ロール紙を回転駆動させ、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に付与する張力を調節することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記モータ制御部は、前記用紙に画像を形成するごとに、前記斜行検知手段に前記斜行量を検知させることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記モータ制御部は、前記用紙を一定距離搬送するごとに、前記斜行検知手段に前記斜行量を検知させることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記モータ制御部は、形成する画像の前記所定方向の長さに基づいて、前記用紙に前記画像を形成するごとに前記斜行検知手段に前記斜行量を検知させるか、前記用紙を一定距離搬送するごとに前記斜行検知手段に前記斜行量を検知させるかを選択することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
用紙がロール状に巻かれたロール紙から前記用紙を引き出して、搬送ローラに給紙する工程と、前記ロール紙と共に前記搬送ローラを回転駆動させ、前記用紙を所定方向に搬送する工程と、を含む画像形成装置の制御方法において、
前記搬送ローラによって搬送される前記用紙の前記所定方向に対する斜行量を検知する工程と、
前記斜行量を検知する工程で検知された前記斜行量に基づいて、前記ロール紙および前記搬送ローラの少なくとも一方の前記回転駆動を制御して、前記ロール紙と前記搬送ローラとの間の前記用紙に付与する張力を調節する工程と、を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２２４４１３（Ｐ２０１２−２２４４１３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１０５６（Ｐ２０１１−９１０５６）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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