JP2005104613A - プリンタ用スターローラ、スターローラユニット及びインクジェットプリンタ - Google Patents

プリンタ用スターローラ、スターローラユニット及びインクジェットプリンタ Download PDF

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Abstract

【課題】インクジェットプリンタの給紙機構などに使用されるスターローラにおいて、スターローラの製造コストを低減すると共に、用紙との接触部の軸方向の厚さを薄くし、かつ、円周方向のピッチを小さくする。
【解決手段】金属板をプレス加工して成形され、所定角度ピッチで放射状に設けられた接触部12aを有する1つのスターホイール12を軸受け部13と共に一体的にアウトサート成形する。軸受け部13の一方の端部に、接触部12aと同じ所定角度ピッチで形成された複数の凸部14aと、凸部14aに対して位相が1/2ピッチだけずれた複数の凹部14bとを有する凹凸構造14を形成する。2つのスターローラユニット11のうち、一方の凸部14aを、他方の凹部14bに係合させるように反転させ、両者を結合してスターローラ10とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、例えばインクジェットプリンタなどの給紙機構に用いられるスターローラに関する。
インクジェットプリンタの給紙機構では、用紙上に塗布されたインクのローラへの再転写を防止するために、一定のピッチで接触部が放射方向に突出したホイール(以下、「スターホイール」と称する)を備えたローラ(以下、「スターローラ」と称する)を用紙の画像形成面に当接させて、用紙の搬送を行っている。スターホイールの接触部は、付着したインクがまだ乾燥していない状態で用紙に接触する可能性があるため、各接触部の用紙との接触面積をできるだけ小さくするために、その回転軸方向の厚さをできるだけ薄くすると共に、その円周方向の先端を鋭く尖らせる必要がある。
一方、スターホイールの接触部が一定のピッチで形成されているため、接触部が用紙に接触しているときと接触していないときとでは、スターローラと対向するように設けられた排紙ローラの負荷変動が大きく、用紙に振動が発生する。この振動が大きくなると、インクジェットヘッドに対向している画像形成部において用紙の搬送速度が一定でなくなり、画質が劣化する。画質の劣化を防止するためには、スターホイールの接触部のピッチをできるだけ小さくすることが望ましい。
スターローラの製造方法としては、スターホイールと軸受け部とを樹脂で一体的に成形する方法と、金属板をプレス加工して成形したスターホイールをアウトサートして、軸受け部を樹脂成形する方法などが挙げられる。
特許文献1には、スターホイールと軸受け部とが樹脂で一体的に成形され、かつ、接触部のピッチを小さくしたスターローラが示されている。具体的には、一方の金型に1つのスターホイール及び軸受け部の半分を形成するための凹部を形成し、他方の金型に位相が1/2ピッチずれたもう1つのスターホイール及び軸受け部の残りを形成するための凹部を形成する。そして、接合した金型に樹脂を射出し、固化させることによりスターローラを成形する。このようにして形成されたスターローラは、実質的に接触部のピッチを1/2にしたものスターホイールと等価である。この特許文献1に示されたスターローラは、全体が樹脂成形により一体的に形成されているため、その製造コストは比較的安価であるが、金属薄板をプレス成形したのもに比べて、接触部における回転軸方向の厚さが厚くなる。また、接触部の円周方向の先端も、樹脂の流動性などの影響を受けるので、金属薄板をプレス成形したのもに比べてやや鈍角である。そのため、インクジェットプリンタの給紙機構に使用した場合、インクの乾燥が不十分であると、スターローラの接触部によりインクが拡散されたり、接触部に付着したインクが用紙の他の部分に再付着することにより、にじみを生じる可能性がある。
特許文献2には、金属板をプレス加工して形成された2つのスターホイールを、アウトサート成形により一体的に成形したスターローラが示されている。特許文献2のスターローラは、特許文献1のものと比較して、スターホイールの接触部の回転軸方向の厚さが薄く、円周方向の先端を鋭角である点で優れる。一方、アウトサート成形の際、金型にスライド構造を採らなければならず、金型コストが高くなると共に、1つの金型による1回の成形により1列しか成形することができず、成形数が少ないため、スターローラ1個あたりのコストが高くなる。
特許文献3には、プレス加工によりスターホイールを成形する方法が示されている。特許文献3によるスターホイールは、金属板を下抜きした後、剪断用パンチ及びダイスを用いて接触部を成形し、さらに電解研磨を行って、スターホイールの接触部を薄く、かつ鋭角に加工している。しかしながら、特許文献3によるスターホイールは、製造工程が多く、コストが非常に高くなる。
特開平10−330005号公報(図1) 特開2001−80805号公報 特開2003−145356号公報(図2)
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、低コストであり、接触部の実質的なピッチが小さく、接触部の回転軸方向の厚さが薄く、かつ、その円周方向の先端が鋭角であるスターホイールを備えたスターローラ、スターローラユニット及びインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1の発明は、給紙トレイと、前記給紙トレイから用紙を所定の副走査方向に搬送する給紙機構と、前記給紙機構の所定の位置に対向するように設けられ、前記副走査方向に直交する主走査方向に往復駆動されるキャリッジと、前記キャリッジを前記主走査方向に往復駆動するキャリッジ駆動機構と、前記キャリッジに保持されたインクジェットヘッドと、画像データを用いて前記用紙上に画像を形成するように、前記給紙機構、前記キャリッジ駆動機構及び前記インクジェットヘッドを制御する制御装置を備えたインクジェットプリンタにおいて、前記給紙機構は、前記副走査方向の前記インクジェットヘッドと対向する画像形成部よりも下流側に設けられ、排紙ローラに対向し、かつ、用紙を介して前記排紙ローラに接触し、前記排紙ローラの回転に従動して回転される複数のスターローラをさらに備え、前スターローラは、それぞれ、金属板をプレス加工して成形され、複数の接触部が所定角度ピッチで放射状に設けられた1つのスターホイールと、前記スターホイールと一体的に樹脂によりアウトサート成形され、前記スターホイールに平行な一方の端部に、前記接触部と同じ所定角度ピッチで形成された複数の凸部と、前記接触部と同じ所定角度ピッチで、かつ、前記凸部に対して位相が1/2ピッチだけずれるように形成され、前記凸部と係合しうる複数の凹部とを有する軸受け部を備えたスターローラユニットを2つ用い、一方のスターローラユニットを、その前記凸部を他方のスターローラユニットの前記凹部に係合させるように反転させ、両者を結合したことを特徴とする。
また、請求項2の発明は、プリンタの給紙機構において、副走査方向の画像形成部よりも下流側に設けられ、排紙ローラに対向し、かつ、用紙を介して接触し、前記排紙ローラの回転に従動して回転されるプリンタ用スターローラにおいて、金属板をプレス加工して成形され、複数の接触部が所定角度ピッチで放射状に設けられた1つのスターホイールと、前記スターホイールと一体的に樹脂によりアウトサート成形された軸受け部を備えたスターローラユニットを2つ用い、一方のスターローラユニットの前記接触部が他方のスターローラユニットの前記接触部に対して位相が略1/2ピッチずれるように、両者を結合したことを特徴とする。
また、請求項3の発明は、プリンタの給紙機構に用いられるスターローラ用のスターローラユニットであって、金属板をプレス加工して成形され、複数の接触部が所定角度ピッチで放射状に設けられた1つのスターホイールと、前記スターホイールと一体的に樹脂によりアウトサート成形され、前記スターホイールに平行な一方の端部に、前記接触部と同じ所定角度ピッチで形成された複数の凸部と、前記接触部と同じ所定角度ピッチで、かつ、前記凸部に対して位相が1/2ピッチだけずれるように形成され、前記凸部と係合しうる複数の凹部とを有する軸受け部を備えたことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、同一成形品のスターローラユニットを2個逆向きに結合して使用することにより、1つのスターローラを構成する2つのスターホイールの各接触部の角度ピッチの位相が互いに1/2ピッチだけずれるので、実質的にスターローラの接触部の角度ピッチを1/2にすることができる。その結果、用紙搬送時におけるスターローラによる用紙の振動が低減され、画質の劣化を防止することができる。また、スターホイールは金属板をプレス加工して形成されているので、軸受け部と共に一体的に樹脂成形する場合に比べて、回転軸方向の厚さを薄く、かつ、円周方向の先端を鋭く尖らせることができ、用紙との接触面積を小さくすることができる。その結果、用紙に付着したインクが嵌装していないときであっても、インクがスターローラの接触部に付着することに起因するインクのにじみなどが発生する可能性が低減される。さらに、1つのスターローラユニットには1つのスターホイールしかアウトサートされないので、射出成型時の金型にスライド機構を用いる必要がなく、1つの金型を用いて1回の成形で、複数列に成形することができ、成形数を飛躍的に増加させることができる。その結果、1つのスターローラユニットの単価を大幅に低減することができる。さらに、同一成形品ののスターローラユニットを2個用いて1つのスターローラを形成することができるので、スターローラの単価も低減することができる。結果的に、スターローラを多数使用するインクジェットプリンタのコストも低減することができる。
また、請求項2の発明によれば、同一成形品ののスターローラユニットを2個用いて1つのスターローラを形成することができるので、スターローラの単価を低減することができる。また、スターホイールは金属板をプレス加工して形成されているので、軸受け部と共に一体的に樹脂成形する場合に比べて、回転軸方向の厚さを薄く、かつ、円周方向の先端を鋭く尖らせることができ、用紙との接触面積を小さくすることができる。
また、請求項3の発明によれば、1つのスターホイールをアウトサート成形してスターローラユニットを成形しているので、金型にスライド機構を用いる必要がなく、1つの金型を用いて1回の成形で、複数列に成形することができ、成形数を大幅に増加させることができる。その結果、1つのスターローラユニットの単価を大幅に低減することができる。また、同一成形品のスターホイールユニットを逆向きに結合することによりスターローラを形成することができるので、スターローラの単価も低減することができる。
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本発明の一実施の形態に係るプリンタの一例として、インクジェットプリンタの構成を図1に示す。インクジェットプリンタ1は、用紙2を積み重ねて保持するための給紙トレイ3と、用紙2を所定の給紙方向(副走査方向)に搬送する給紙機構4と、給紙機構4の所定の位置に対向するように設けられ、給紙方向に直交する方向(主走査方向)に往復駆動されるキャリッジ5と、キャリッジ5を主走査方向に往復駆動するキャリッジ駆動機構6と、キャリッジ5に搭載されたインクジェットヘッド9を含むインクカートリッジ7と、画像データを用いて用紙2上に画像を形成するように、給紙機構4、キャリッジ駆動機構5及びインクジェットヘッド9を制御する制御装置8を備えている。
給紙機構4は、図示しないモータにより回転駆動される駆動ローラ41と、ベルト42を介して駆動ローラ41に連結され、駆動ローラ41の回転に同期して回転駆動される排紙ローラ43と、排紙ローラ43に対向し、かつ、用紙2を介して排紙ローラ43に接触し、排紙ローラ43の回転に従動して回転される複数のスターローラ10などで構成されている。排紙ローラ43及びスターローラ10は、給紙方向におけるインクジェットヘッド9と対向する画像形成部40(図1中、一転鎖線で示す位置)よりも下流側に設けられている。各スターローラ10は、それぞれ排紙ローラ43に平行に設けられた軸44に一定間隔で嵌装されており、例えば各スターローラ10の両端部にワッシャを嵌めるなどして、軸方向の位置決めがなされている。
キャリッジ駆動機構6は、主走査方向に保持され、キャリッジ5をガイドする主軸51と、キャリッジ駆動用モータ61と、モータ61の回転軸に固着された駆動プーリ62と、従動プーリ63と、駆動プーリ62と従動プーリ63との間で主走査方向に張架されたタイミングベルト64などで構成されている。主走査方向の一端で、かつ、キャリッジ5に対向する位置には、インクジェットヘッド9のノズルが目詰まりを起こしたときなどに、インクジェットヘッド9のメンテナンスを行うメンテナンスユニット52が設けられている。
前述のように、インクジェットヘッド9は、インクカートリッジ7の一部に組み込まれており、所定の制御信号に応じて液体状インクの粒子(液滴)を用紙2に向けて飛翔させる。キャリッジ5には、インクカートリッジ7を係合保持するための保持部53及びインクジェットヘッド9に対して制御信号を伝達するための電気接点(図示せず)などが設けられている。
制御装置8は、例えばCPU、ROM、RAMあるいはこれらの機能を一体化したASIC(application specific integrated circuit)で構成されており、パーソナルコンピュータなどの外部装置から送信されてくる画像データを用いて、給紙機構4、キャリッジ駆動機構5及びインクジェットヘッド9を制御する。まず、給紙機構4を駆動して、用紙2を給紙方向に一定速度で搬送する。また、キャリッジ駆動機構6を駆動して、所定の範囲でキャリッジ5を主走査方向に往復駆動する。給紙機構4及びキャリッジ駆動機構6を制御することにより、キャリッジ5上に搭載されたインクジェットヘッド9を、用紙2上の画像形成範囲の上端から下端にかけて1ラインずつ平行移動させることができる。さらに、画像データに応じて、インクジェットヘッド9を制御し、例えば画像データが「黒」を示す位置に向けて黒インクの液滴を飛翔させ、用紙2にインクを付着させる。逆に画像データが「白」を示す位置には、インクの液滴を飛翔させず、用紙2にインクを付着させない。他の色についても同様である。このようにして、画像データに応じて、用紙2上の所定の位置に所定の色の液滴を付着させ、あるいは付着させないことにより、用紙2上に画像を形成する。
次に、スターローラ10の詳細な構成について説明する。本実施の形態に係るスターローラ10の全体の構成を図2に示す。図2において、(a)はスターローラ10の左側面図、(b)はその正面断面図、(c)はその右側面図である。図2から分かるように、スターローラ10は、左右2つのスターローラユニット11を結合したものであり、各スターローラユニット11は、同一成形品の一方を反転させて他方に結合させたものである。
スターローラユニット11の構成を図3に示す。図3において、(a)はスターローラユニット11の左側面図、(b)はその正面断面図、(c)はその右側面図、(d)はその背面図、(e)はその平面図である。スターローラユニット11は、複数の接触部12aが所定角度ピッチで放射状に設けられた1つのスターホイール12と、スターホイール12と一体的に樹脂によりアウトサート成形された軸受け部13を備える。
スターホイール12は、例えば板厚0.1mm程度のSUSなどの金属板をプレス加工して形成したものである。本実施の形態では、例えば60度の角度ピッチで6カ所の接触部12aが設けられている。各接触部12aの先端は、それぞれ約60度の鋭角となるように形成されている。スターホイール12の中心部分には、軸受け部13の外径よりも直径が小さく、かつ、軸受け部13の軸穴13aよりも直径の大きい開口12bが形成されている。軸受け部13を成形する際、溶融した樹脂が開口12bを通ってスターホイール12の両面に流れるので、樹脂が固化した後は、スターホイール12と軸受け部13とが一体的に成形される。
軸受け部13は、スターホイール12の平坦面に垂直な方向を軸とし、スターホイール12の平坦面に平行な一方の端部に、もう1つのスターローラユニット11を結合するための凹凸構造14が形成されている。凹凸構造14は、スターホイール12の接触部12aと同じ所定角度ピッチで形成された複数の凸部14aと、接触部12aと同じ所定角度ピッチで、かつ、凸部14aに対して位相が1/2ピッチだけずれるように形成され、凸部14aと係合しうる複数の凹部14bで構成されている。本実施の形態では、断面が略V字状の溝を所定角度ピッチで連続的に形成したものであり、結果的に山の部分(凸部14a)と谷の部分(凹部14b)が同じ角度ピッチで、かつ、互いに位相が1/2ピッチずれるような形状となっている。そして、山の部分(凸部14a)の位相とスターホイール12の接触部12aの位相とが一致している。なお、軸受け部13の他方の端部の形状は特に限定されず、図に示すように平面であってもよい。
図3に示すように成形されたスターホイールユニット11を2つ用意し、一方のスターホイールユニット11の凹凸構造14の凸部14aが他方の凹部14bに対向するように、一方を他方に対して反転させる。そして、一方の凸部14aを他方の凹部14bに係合させることにより、図2に示すスターローラ10が完成する。前述のように、凸部14aの位相とスターホイール12の接触部12aの位相とが一致しているので、完成したスターローラ10の一方のスターホイール12の接触部12aの位相は、他方のスターホイール12の接触部12aの位相と1/2ピッチだけずれている。なお、2つのスターホイールユニット11は、必ずしも固定する必要はなく、インクジェットプリンタ1の軸44に取り付けられた状態で、2つのスターホイールユニット11が完全に離反しない程度の隙間が空いていてもよい。
このように、同一成形品のスターローラユニット11を2つ逆向きに結合して使用し、2つのスターホイール12の各接触部12aの角度ピッチの位相が互いに1/2ピッチだけずれた1つのスターローラ10を構成することにより、スターローラ10全体として、実質的に接触部12aの角度ピッチを1/2にすることができ、スターローラ10が用紙2に当接する際の振動を低減することができ、画像形成部40における用紙2の搬送速度を一定にすることができる。その結果、用紙2の振動による画質の低下を防止することができる。また、スターホイール12は金属板をプレス加工して形成されているので、軸受け部13と共に一体的に樹脂成形する場合に比べて、回転軸方向の厚さを薄く、かつ、円周方向の先端を鋭く尖らせることができ、用紙2との接触面積を小さくすることができる。その結果、このスターホイール10をインクジェットプリンタの給紙機構に使用した場合、インクの乾燥が不十分であっても、スターローラ10の接触部12aによりインクが拡散されたり、接触部に付着したインクが用紙2の他の部分に再付着する割合が非常に少なくなり、にじみを生じる可能性が低減される。
また、1つのスターローラユニット11には1つのスターホイール12しかアウトサートされないので、金型にスライド機構を用いる必要がなくなる。参考として、2つのスターホイール12をアウトサート成形したスターローラ10と同一形状の一体型スターローラ10’を図4に示す。図4において、(a)は一体型スターローラ10’の左側面図、(b)はその正面断面図、(c)はその右側面図である。このように、2つのスターホイール12をアウトサート成形する場合、特許文献2の従来例と同様に、2つのスターホイール12を保持すると共に、2つのスターホイール12の間に樹脂が流れないようにするためのスライドコアを用いなければならず、また、図4(b)中矢印で示す方向にスライドコアを抜かなければならない。そのため、1つの金型で複数の一体型スターローラ10’を成形しようとしても、紙面に垂直な方向に1列しか配列することができない。それに対して、本実施の形態におけるスターローラユニット11では、1つのスターホイール12しかアウトサートされないので、上記のように金型にスライド機構を用いる必要がなく、通常の金型で成形可能である。そのため、1つの金型で複数のスターローラユニット11を成形する場合、紙面に垂直な方向だけでなく、紙面に平行な方向にも2次元的に配列することができる。その結果、1つの金型を用いた1回の成形で、複数列にスターローラユニット11を成形することができ、成形数を飛躍的に増加させることができ、1つのスターローラユニット11の単価を非常に低減することができる。さらに、同一成形品ののスターローラユニット11を2個用いて1つのスターローラ10を構成するので、スターローラ10の単価も大幅に低減することができる。さらに、スターローラ10を多数使用するインクジェットプリンタ1もコストダウンが可能である。
なお、上記実施の形態では、軸受け部13の一方の端部に、断面が略V字状の溝を所定角度ピッチで連続的に形成して凹凸構造14としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、同一成形品のスターローラユニット11を2個逆向きに結合して使用することにより、2つのスターホイール12の各接触部12aの角度ピッチの位相が互いに1/2ピッチだけずれた1つのスターローラ10が構成できればよく、互いに係合可能なその他の断面形状(例えば、略矩形)の凸部と凹部を交互に形成したものであってもよい。さらには、凸部と凹部はそれぞれ複数である必要はなく、互いに係合可能な1組の凸部と凹部であってもよい。
さらに、2つのスターローラユニット11は、必ずしも一方を他方に対して反転させる必要はなく、同一成形品を同一方向に2個結合するものであってもよい。その場合、例えばスターローラユニット11の軸受け部13の両方の端部に、それぞれ位相が1/2ピッチだけずれた凹凸構造14を設ければよい。
本発明の一実施の形態に係るプリンタの一例であるインクジェットプリンタの構成を示す斜視図。 (a)は上記一実施の形態に係るスターローラの全体の構成を示す左側面図、(b)はその正面断面図、(c)はその右側面図。 (a)は上記一実施の形態に係るスターローラを構成するスターローラユニットの左側面図、(b)はその正面断面図、(c)はその右側面図、(d)はその背面図、(e)はその平面図。 (a)は参考例として2つのスターホイールをアウトサート成形した一体型スターローラ10の左側面図、(b)はその正面断面図、(c)はその右側面図。
符号の説明
1 インクジェットプリンタ
2 用紙
3 給紙トレイ
4 給紙機構
5 キャリッジ
6 キャリッジ駆動機構
7 インクカートリッジ
8 制御装置
9 インクジェットヘッド
10 スターローラ
11 スターローラユニット
12 スターホイール
12a 接触部
13 軸受け部
14 凹凸構造
14a 凸部
14b 凹部
40 画像形成部
41 駆動ローラ
43 排紙ローラ

Claims (3)

  1. 給紙トレイと、前記給紙トレイから用紙を所定の副走査方向に搬送する給紙機構と、前記給紙機構の所定の位置に対向するように設けられ、前記副走査方向に直交する主走査方向に往復駆動されるキャリッジと、前記キャリッジを前記主走査方向に往復駆動するキャリッジ駆動機構と、前記キャリッジに保持されたインクジェットヘッドと、画像データを用いて前記用紙上に画像を形成するように、前記給紙機構、前記キャリッジ駆動機構及び前記インクジェットヘッドを制御する制御装置を備えたインクジェットプリンタにおいて、
    前記給紙機構は、前記副走査方向の前記インクジェットヘッドと対向する画像形成部よりも下流側に設けられ、排紙ローラに対向し、かつ、用紙を介して前記排紙ローラに接触し、前記排紙ローラの回転に従動して回転される複数のスターローラをさらに備え、
    前スターローラは、それぞれ、金属板をプレス加工して成形され、複数の接触部が所定角度ピッチで放射状に設けられた1つのスターホイールと、前記スターホイールと一体的に樹脂によりアウトサート成形され、前記スターホイールに平行な一方の端部に、前記接触部と同じ所定角度ピッチで形成された複数の凸部と、前記接触部と同じ所定角度ピッチで、かつ、前記凸部に対して位相が1/2ピッチだけずれるように形成され、前記凸部と係合しうる複数の凹部とを有する軸受け部を備えたスターローラユニットを2つ用い、一方のスターローラユニットを、その前記凸部を他方のスターローラユニットの前記凹部に係合させるように反転させ、両者を結合したことを特徴とするインクジェットプリンタ。
  2. プリンタの給紙機構において、副走査方向の画像形成部よりも下流側に設けられ、排紙ローラに対向し、かつ、用紙を介して接触し、前記排紙ローラの回転に従動して回転されるプリンタ用スターローラにおいて、
    金属板をプレス加工して成形され、複数の接触部が所定角度ピッチで放射状に設けられた1つのスターホイールと、前記スターホイールと一体的に樹脂によりアウトサート成形された軸受け部を備えたスターローラユニットを2つ用い、
    一方のスターローラユニットの前記接触部が他方のスターローラユニットの前記接触部に対して位相が略1/2ピッチずれるように、両者を結合したことを特徴とするプリンタ用スターローラ。
  3. プリンタの給紙機構に用いられるスターローラ用のスターローラユニットであって、
    金属板をプレス加工して成形され、複数の接触部が所定角度ピッチで放射状に設けられた1つのスターホイールと、前記スターホイールと一体的に樹脂によりアウトサート成形され、前記スターホイールに平行な一方の端部に、前記接触部と同じ所定角度ピッチで形成された複数の凸部と、前記接触部と同じ所定角度ピッチで、かつ、前記凸部に対して位相が1/2ピッチだけずれるように形成され、前記凸部と係合しうる複数の凹部とを有する軸受け部を備えたことを特徴とするスターローラユニット。
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