JP2004091094A - 記録装置、インクジェット記録装置およびシート搬送ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】確実にかつ高精度にシートを搬送する。
【解決手段】シート搬送ローラの表面に、大きい粒度分布のセラミック粒子と、小さい粒度分布のセラミック粒子とをランダムに配置、固定している。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は記録装置、インクジェット記録装置およびシート搬送ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置に使用されるシート搬送ローラとして、シート裏面に当接しつつ回転駆動されるゴムローラが知られている。ゴムローラはピンチローラと対（以下搬送ローラ対という）になっており、ピンチローラはシート表面（記録面）に当接して、シートをゴムローラに押圧する。しかしゴムローラは外形寸法の精度を高めることが容易でなく、温度変化による外形寸法変化も大きい。
【０００３】
そこで特開平１０−１２０２３４号公報（以下従来例という。）において、金属ローラ表面に中心粒径２０〜７０μｍのセラミック粉体を付着させたシート搬送ローラが提案され、シート搬送ローラの高精度化が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来例では、シート裏面にセラミックの粒子が突き刺さることにより、シートに対するグリップ力を確保しており、比較的大きなセラミックス粒子を使用したときに、セラミックの粒子がシートに刺さる深さ（以下侵入深さという。）が変化するという問題がある。特に、シート厚さや柔らかさが変化すると、セラミック粒子のシート内への侵入深さが変化する。これによって、搬送ローラの中からシート裏面までの距離（以下搬送半径という。）が変化するため、搬送量が変化する。
【０００５】
一方、小さめのセラミック粒子を使用した場合、搬送半径は略一定に保たれるが、搬送ローラ対で形成されるニップに、シートの先端が噛み込まれないことがある。シートがニップに突き当たったとき、シート搬送ローラ表面のセラミック粒子がシート裏面に突き刺さることにより、ニップへの引込力を生じるが、セラミック粒子が小さいと、突き刺さる深さが浅いため、充分な引込力が生じない。特に厚手のシートでは噛み込み不良が生じ易い。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案されたもので、確実にかつ高精度にシートを搬送することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シートに画像を記録する記録部と、前記記録部に対して前記シートを移動、位置決めして、画像各部の記録位置を設定するシート搬送ローラとを備えた記録装置であって、前記シート搬送ローラは、　剛性の高いローラの表面に、高さの異なる複数種類の突起を形成している。これによって記録用紙を確実かつ高精度に搬送し得る。
本発明は、シートにインクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対して前記シートを移動、位置決めして、画像各部の記録位置を設定するシート搬送ローラとを備えたインクジェット記録装置であって、前記シート搬送ローラは、　剛性の高いローラの表面に、高さの異なる複数種類の突起を形成している。これによって記録用紙を確実かつ高精度に搬送し得る。
本発明に係るシート搬送ローラは、剛性の高いローラの表面に、高さの異なる複数種類の突起を形成する。これによって確実にかつ高精度にシートを搬送し得る。
【０００８】
本発明に係るシート搬送ローラにおいて、前記複数種類の突起には、高さの分布の中心が１０〜４０μｍの突起と、高さの分布の中心が５０〜１００μｍの突起とを含んでもよい。
【０００９】
本発明に係るシート搬送ローラにおいて、前記突起の高さは大小２種類であり、高さ大の突起の個数よりも、高さ小の突起の個数が多い。これによって侵入深さ規制効果が確保される。
本発明に係るシート搬送ローラにおいて、前記突起はローラ表面全体に配置してもよい。
【００１０】
本発明に係るシート搬送ローラにおいて、前記突起は高さの分布ごとに、ローラ表面の異なる領域に配置してもよい。
【００１１】
本発明に係るシート搬送ローラにおいて、前記突起は、ローラ表面で、ローラ軸方向に領域を分けて配置し、あるいはローラ表面に複数のスパイラル状領域を設け、これらの領域に分けて配置してもよい。
【００１２】
本発明に係るシート搬送ローラにおいて、前記突起は、ローラ表面に剛性の高い粒子を付着して形成することできる。剛性の高い粒子としては例えばセラミック粒子がある。
【００１３】
本発明に係るシート搬送ローラにおいて、ローラを金属材料で形成し、突起を、ローラ表面の機械加工により形成してもよい。
【００１４】
本発明に係るシート搬送ローラにおいて、前記領域ごとにピンチローラを付勢力をもって当接し、前記付勢力を、小さい高さの突起に当接する物ほど大きく設定してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る記録装置であるインクジェット記録装置、およびシート搬送ローラの好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る記録装置の実施形態および同実施形態に適用されたシート搬送ローラの第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の部分拡大図、図３は、図２のシート搬送ローラの表面を示す正面図、図４は、第１の実施形態に使用されたセラミック粒子の粒度分布を示すグラフである。
【００１７】
図１において、記録用紙等のシートＳを給紙してシートＳ上面に画像を記録する記録装置に、シート搬送ローラ８が組み込まれている。記録装置はシートＳに対してインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置である。
【００１８】
シートＳは給紙圧板１上に複数枚積載され、給紙圧板１は圧板ばね２によって斜め上方に位置する給紙ローラ３に弾性的に接触する。
【００１９】
給紙ローラ３は、円弧の一部が切除されて弦となった、略半月形状の断面を有し、待機時には、シートＳから離間しつつ、弦の部分がシートＳに対向する。このとき給紙ローラ３はロック機構（図示せず。）により固定され、給紙圧板１はカム機構（図示せず。）により、給紙ローラ３から離間する方向に押し下げられる。
【００２０】
シート搬送時には、給紙圧板１を押し上げて、給紙ローラ３の円弧部分を１番上のシートＳに接触し、給紙ローラ３を回転する。１番上のシートＳが搬送されるとき、２枚目以降のシートも静電気や摩擦力で搬送方向に引かれるが、分離爪４により移動を阻止する。これによって最上位のシート１枚だけが搬送される。
【００２１】
以後分離されて搬送されるシートを符号Ｓ１で示す。シートＳ１は、ピンチローラホルダ５と給紙ガイド６で形成された搬送路に案内され、搬送路内に突出した紙検知レバー７を押し上げる。その後、シートＳ１の先端がシート搬送ローラ８とピンチローラ９よりなる搬送ローラ対におけるニップに到達する。給紙ローラ３はシートＳ１がニップに到達するための搬送距離に若干のマージン（例えば２〜３ｍｍ）を付加した距離だけ、シートＳ１を搬送するように回転制御される。
【００２２】
シートＳ１がニップに到達したとき、シート搬送ローラ８とピンチローラ９は、搬送方向と逆の方向（矢印Ｂ方向）に回転し、あるいは停止しており、シートＳ１先端はニップに突き当たってマージンの分だけたわんだ状態となる。一方、給紙ローラ３は未だに円弧部分がシートＳ１に当接している。なおシート搬送ローラ８は駆動手段（図示せず。）によって回転駆動される。
【００２３】
搬送量にマージンを設けたことにより、シートＳ１が斜行したときにも、シートＳ１の先端全幅が確実にニップに突き当たる。
【００２４】
図２乃至図４において、シート搬送ローラ８は、剛性の高いローラの表面全面に、大きい粒度分布のセラミック粒子８ａと、小さい粒度分布のセラミック粒子８ｂとをランダムに配置、固定してなる。剛性の高いローラは金属等剛性の高い材料によって形成し、あるいは構造上剛性が高められたＦＲＰ等によって形成する等、種々の方法で形成される。セラミック粒子８ａ、８ｂの配置、固定は、セラミック粉体を塗布、接着するなどの方法で実現される。
【００２５】
大きい粒度分布のセラミック粒子８ａは例えば中心粒径７０μｍ、小さい粒度分布のセラミック粒子８ｂは例えば中心粒径２０μｍであり、その分布は正規分布で近似できる。またセラミック粒子８ａの個数はセラミック粒子８ｂの個数より少ない。
【００２６】
経験則上、画像形成装置等においては、セラミック粒子８ａの中心粒径を５０μｍ〜１００μ、セラミック粒子８ｂの中心粒径を１０μｍ〜４０μとして良好な結果を得ている。
【００２７】
搬送ローラ対のニップに突き当たったシートＳ１を引き込む際、セラミック粒子８ａがシートＳ１裏面に深く突き刺さり、セラミック粒子８ｂがシートＳ１裏面に浅く突き刺さる。このとき、セラミック粒子８ｂの個数が多いため、侵入深さは主にセラミック粒子８ｂによって決定される。この支配的な侵入深さに対して、セラミック粒子８ａはより深くシートＳ１に突き刺さり、強いグリップ力を発生する。
【００２８】
搬送ローラ対において、ピンチローラ９は合成樹脂で形成され、ピンチローラ軸１０によって回転可能に軸支されている。ピンチローラ軸１０はピンチローラホルダ５によって支持され、ピンチローラホルダ５はその回転支点である軸部５ａがシャーシ１１のフックに回転自在に軸支されている。ピンチローラホルダ５は、シャーシ１１に係合されたねじりコイルばね１２によってシート搬送ローラ８方向に付勢され、ピンチローラ５は搬送ローラ８に圧接される。
【００２９】
シートＳ１の斜行を取り除いてニップに突き当てた状態で、シート搬送ローラ８を搬送方向（矢印Ａ方向）に回転するとともに給紙ローラ３を回転させると、シートＳ１をニップへと引き込む力が発生する。その後、給紙ローラ３及び給紙圧板１は待機位置まで戻る。
【００３０】
シート搬送ローラ８はセラミック粒子８ｂによって侵入深さを規制され、侵入深さは一定になる。従って、紙の種類にかかわらず、搬送量は一定になる。またセラミック粒子８ａによって強いグリップ力が確保される。これによってシートＳ１を確実に、かつ高精度に搬送し得る。
【００３１】
なおセラミック粒子８ａ、８ｂに替えて任意の剛性の高い粒子を採用し得る。剛性の高い粒子としては、金属紛、合成ダイヤモンド等の鉱物等がある。
【００３２】
画像記録位置まで搬送されたシートＳ１は記録ヘッド１３による画像記録の後、所定量搬送され、次の領域に画像記録される。この際、高画質の印字を行う場合はマルチパスなどの手法が用いられる。
【００３３】
画像記録が終了したシートＳ１は、排紙ローラ１４および排紙ローラ１４側に付勢された拍車１５によって排紙トレイ（図示せず。）に排紙される。排紙ローラ１４は駆動機構（図示せず。）により駆動される。
【００３４】
図８Ａ、図８ＢはシートＰ１、Ｐ２に対して従来のシート搬送ローラ８のセラミック粒子は突き刺さる状況を示す。シートＰ１は硬く、シートＰ２は柔らかいとすると、シート搬送ローラ中心からシートＰ１、Ｐ２までの距離ｒ１、ｒ２はｒ１＞ｒ２となり、搬送量が変化する。
【００３５】
本発明の発明者は平均粒径５０μｍのセラミック粒子を使用した搬送ローラで、特にシートの種類の多いインクジェット用シートの搬送量を測定した。その結果、厚くて硬い光沢フィルム（裏面がＰＥＴ）は搬送量が大であり、厚いが比較的柔らかい光沢紙（裏面が厚手の紙）や薄いが柔らかい普通紙等で搬送量が小となった。その差は、５ｍｍの搬送距離に対して約２０μｍとなることがあった。
【００３６】
昨今の写真画質のインクジェットプリンタでは、インクのドット径をシート着弾後で数十μｍに制御しており、２０μｍ程度の搬送量誤差は画質に大きな影響を与える可能性がある。
【００３７】
本実施形態はインクジェット記録装置に関するものであったが、本発明は他の形式の記録に適用可能であり、記録装置以外の装置で使用される任意のシート搬送ローラに適用可能である。
またシート搬送ローラは以上の構成に限定されるものではなく、以下の実施形態に示すように多様な構成を採用し得る。
【００３８】
【第２の実施形態】
次に本発明に係るシート搬送ローラの第２の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３９】
図５は、本発明に係るシート搬送ローラの第２の実施形態の表面を示す正面図である。なお、図中第１の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
第１の実施形態ではセラミック粒子８ａ、８ｂはシート搬送ローラ全面にランダムに配置されていたが、第２の実施形態では領域分けして別個の領域に配置している。
【００４１】
図５において、シート搬送ローラ８には、セラミック粒子８ａの塗布領域Ａａと、セラミック粒子８ｂの塗布領域Ａｂとが、軸方向に交互に配列されている。各塗布領域は円筒状に形成されている。塗布領域Ａａにはセラミック粒子８ａが主に配置され、塗布領域Ａｂにはセラミック粒子８ｂが主に配置されている。
【００４２】
シート搬送ローラ８がシート（図示せず。）に接したとき、塗布領域Ａａにおいてセラミック粒子８ａが深い侵入深さでシートに突き刺さり、塗布領域Ａｂにおいてセラミック粒子８ｂが浅い侵入深さでシートに突き刺さる。
【００４３】
本実施形態は第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４４】
【第３の実施形態】
次に本発明に係るシート搬送ローラの第３の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４５】
図６は、本発明に係るシート搬送ローラの第３の実施形態の表面を示す正面図である。なお、図中第１、第２の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
第３の実施形態ではセラミック粒子８ａ、８ｂの塗布領域をスパイラル状に形成されている。
【００４７】
本実施形態は第１、第２の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４８】
【第４の実施形態】
次に本発明に係るシート搬送ローラの第４の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４９】
図７は、本発明に係るシート搬送ローラの第４の実施形態の表面を示す正面図である。なお、図中第１乃至第３の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
第４の実施形態ではピンチローラの当接力を塗布領域Ａａ、Ａｂ毎に変化させている。
【００５１】
図７では、搬送ローラ対を排紙方向から見ており、シート搬送ローラ８は第２の実施形態と同様である。ピンチローラ９には領域Ａａに当接するピンチローラ９ａと、領域Ａｂに当接するピンチローラ９ｂとよりなり、それぞれ異なる圧接力Ｐａ、Ｐｂでそれぞれ領域Ａａ、Ａｂに当接している。ピンチローラ９ａ、９ｂはピンチローラバネ１６ａ、１６ｂによって付勢されて、圧接力Ｐａ、Ｐｂが与えられている。
【００５２】
圧接力Ｐａ、ＰｂはＰａ＜Ｐｂであり、侵入深さに対する支配力を持つ小粒径のセラミック粒子８ｂのグリップ力に対する影響が強められている。これによって搬送量の精度が向上する。
【００５３】
なお、セラミック粒子８ａ、８ｂ等の剛性粒子を使用せず、金属ローラ表面に、ブラスト処理やローレット加工によって大小の凹凸を形成する等、剛性ローラ表面に大小の高さの突起を形成することにより同様の効果が得られる。
【００５４】
さらに突起の高さの種類を３種以上設けることにより、侵入深さの精度をより高め、あるいはグリップ力をより高めることが可能である。例えば、前記実施形態の高さ小の突起よりも小さい高さの突起を追加すれば、侵入深さ規制効果が高められて搬送量の精度が高められる。また前記実施形態の高さ大の突起よりも大きい高さの突起を追加すれば、より深く侵入する突起が追加されてグリップ力が高められる。
【発明の効果】
本発明によれば、確実にかつ高精度にシートを搬送し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る記録装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２のシート搬送ローラの表面を示す正面図である。
【図４】第１の実施形態に使用されたセラミック粒子の粒度分布を示すグラフである。
【図５】本発明に係るシート搬送ローラの第２の実施形態の表面を示す正面図である。
【図６】本発明に係るシート搬送ローラの第３の実施形態の表面を示す正面図である。
【図７】本発明に係るシート搬送ローラの第４の実施形態の表面を示す正面図である。
【図８Ａ】従来例における硬いシートに突き刺さったシート搬送ローラを示す正面図である。
【図８Ｂ】従来例における柔らかいシートに突き刺さったシート搬送ローラを示す正面図である。
【符号の説明】
８　シート搬送ローラ
８ａ、８ｂ　セラミック粒子
９　ピンチローラ
Ｓ、Ｓ１　シート
Ａａ、Ａｂ　領域

Claims (13)

1. シートに画像を記録する記録部と、
   前記記録部に対して前記シートを移動、位置決めして、画像各部の記録位置を設定するシート搬送ローラと、
   を備えた記録装置であって、
   前記シート搬送ローラは、　剛性の高いローラの表面に、高さの異なる複数種類の突起を形成したことを特徴とする記録装置。
2. 記録用紙にインクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに対して前記記録用紙を移動、位置決めして、画像各部の記録位置を設定するシート搬送ローラと、
   を備えたインクジェット記録装置であって、
   前記シート搬送ローラは、　剛性の高いローラの表面に、高さの異なる複数種類の突起を形成したことを特徴とする記録装置。
3. 剛性の高いローラの表面に、高さの異なる複数種類の突起を形成したシート搬送ローラ。
4. 前記複数種類の突起には、高さの分布の中心が１０〜４０μｍの突起と、高さの分布の中心が５０〜１００μｍの突起とが含まれることを特徴とした請求項第３記載のシート搬送ローラ。
5. 前記突起の高さは大小２種類とされ、高さ大の突起の個数よりも、高さ小の突起の個数が多いことを特徴とする請求項第３または４に記載のシート搬送ローラ。
6. 前記突起はローラ表面に配置されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のシート搬送ローラ。
7. 前記突起は高さの分布ごとに、ローラ表面の異なる領域に配置されていることを特徴とする請求項第３乃至６のいずれかに記載のシート搬送ローラ。
8. 前記突起は、ローラ表面で、ローラ軸方向に領域を分けて配置されていることを特徴とする請求項第７記載のシート搬送ローラ。
9. ローラ表面の複数のスパイラル状領域が設けられ、前記突起はこれらの領域に分けて配置されていることを特徴とする請求項第７記載のシート搬送ローラ。
10. 前記突起は、ローラ表面に剛性の高い粒子を付着して形成されていることを特徴とする請求項第３乃至９のいずれかに記載のシート搬送ローラ。
11. 前記剛性の高い粒子はセラミック粒子であることを特徴とする請求項第１０記載のシート搬送ローラ。
12. 前記ローラは金属材料よりなり、前記突起は、ローラ表面の機械加工により形成されていることを特徴とする請求項第３乃至１１のいずれかに記載のシート搬送ローラ。
13. 前記領域ごとにピンチローラが付勢力をもって当接され、前記付勢力は小さい高さの突起に当接する物ほど大きく設定されていることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載のシート搬送ローラ。

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