JP2005212272A

JP2005212272A - 記録媒体搬送装置

Info

Publication number: JP2005212272A
Application number: JP2004021715A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hayakawa; 和志早川
Original assignee: Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Current assignee: Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】記録媒体の搬送誤差、特に、ヤング率が低く伸張性の高い記録媒体の搬送誤差を極力小さく抑制することができる記録媒体搬送装置を提供する。
【解決手段】インク画像を形成するプラテン領域に記録媒体Ｍを搬送する記録媒体搬送装置１において、記録媒体Ｍをプラテン領域に搬送するための２本の搬送ローラ３、６を備え、２本の搬送ローラ３、６による回転振れの位相差が、２本の搬送ローラ３、６のそれぞれのニップ位置Ａ、Ｂにおいて１８０度の位相差で同期駆動させるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録媒体搬送装置に係り、特に、記録媒体の搬送誤差を低減可能な記録媒体搬送装置に関する。

近年、種々の記録媒体に対する高精細な画像記録を行う装置として、インクジェット記録装置等の画像記録装置が広く普及している。このような装置で高精細な画像記録を行うためには、インクの吐出やインクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドの動作等を正確に行う必要があり、同時に記録媒体の搬送精度も精度良く行われなければならない。

例えば、シリアルヘッド方式のインクジェット記録装置を例にとって説明すれば、このような装置では、通常、記録媒体の搬送方向に平行な方向に複数のノズル列が並設された記録ヘッドを、前記搬送方向と直交する方向（即ち主走査方向）に走査させながら、記録媒体にノズル列の範囲内で画像を記録する。そして、記録媒体を画像のノズル列の長さ分だけ搬送して停止させ、再度ノズル列の範囲内で画像を記録する。このように、主走査方向への記録と搬送方向への搬送とを交互に繰り返しながら画像を記録する。その際、記録媒体を精度良く搬送しないと、ノズル列の範囲内での画像とその後のノズル列の範囲内での画像の間が不連続的になり、画質の品質低下を招いてしまう。

しかし、装置を構成する部材自体の寸法公差や装置への取り付けの位置ずれ等が生じるのは避けられない。例えば、記録媒体をインクジェットプリンタのプラテン領域に搬送するための搬送ローラとして、直径４０ｍｍの搬送ローラを用いた場合、ローラの加工精度上、回転中心とローラの断面形状の円中心とが一致せず、通常、１０μｍ程度の誤差が生じる。その場合、この搬送ローラには１回転で最大で２０μｍの振れ量が生じる（図６参照）。

このように回転中心と円中心がずれている場合でも、記録媒体の所定の搬送量（即ち前記ノズル列の長さ）と搬送ローラの円周（前記例では４０×π≒１２５．６６４ｍｍ）とが等しければ、搬送ローラが回転中に多少振れても搬送精度には何ら影響しない。しかし、例えば、搬送ローラの１／４回転で１走査分の間欠搬送を行う場合には、搬送ローラを正確に１／４回転ずつ回転させても、実際の搬送ローラの搬送量は、前記振れ量２０μｍと円周率との積の１／４である約１６μｍの範囲内でばらついてしまう。回転中心と円中心との誤差を７．５μｍにしても、約１２μｍの範囲で搬送ローラの搬送量がばらつく。

記録媒体の搬送誤差は、通常、インクのドットピッチの半分以下に押さえることが望まれる。例えば、１４００ｄｐｉ（dot per inch）の解像度の場合、インクのドットピッチは約１６μｍであるから、記録媒体の搬送誤差を８μｍ以下にする必要がある。前記例では、回転中心と円中心との誤差が１０μｍの場合も７．５μｍの場合も、どちらも搬送誤差が大きすぎるということになる。

記録媒体の搬送精度を高める機構を有する記録媒体搬送装置としては、搬送装置のある基準点（例えば、前記例では搬送ローラの断面形状の１半径方向）から特定周期で出現する搬送誤差（例えば、前記例では基準の半径方向からの回転位相に応じて周期をもって増減する搬送誤差）について、その特定周期の各点での搬送誤差に対応する補正値のテーブルを記憶手段に格納しておき、特定周期における特定の点を検出するセンサからの入力でその補正値を読み出して搬送量を補正する搬送装置が知られている（特許文献１参照）。
特開平１１−４９３９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の記録媒体搬送装置は、記録媒体として、主に記録紙等の紙類を想定したものであり、例えば、ポリエチレンシートや塩化ビニルシートのようなヤング率が低く伸張性の高い記録媒体を搬送する場合には多少事情が異なる。

このような記録媒体を搬送する場合、図７に示すように、記録媒体Ｍの搬送方向について搬送ローラ１００の上流側で、記録媒体Ｍに、いわゆるバックテンションＴを与えないと記録媒体Ｍは搬送ローラ１００により適正に搬送されない。バックテンションＴは、通常、搬送ローラ１００の上流側に設けられたダンサーローラ１０１の自重により記録媒体Ｍに均一に付与される。また、このような記録媒体Ｓを搬送する場合、記録媒体Ｍを搬送ローラ１００にある程度巻きつけるようにし、さらに、記録媒体Ｍを搬送ローラ１００とピンチローラ１０２とで挟持するようにして搬送することが必要となる。

その際、図８に示すように、記録媒体Ｍの搬送量Ｆは、バックテンションＴと、搬送ローラ１００とピンチローラ１０２とのニップ圧力Ｐｒに依存することが分かっている。バックテンションＴが増大するにつれて搬送量Ｆも増加していくが、バックテンションＴがさらに増大すると搬送量Ｆは減少に転じる。これは、バックテンションＴが小さいうちは、バックテンションＴが大きくなるにつれて記録媒体Ｍの搬送ローラ１００への巻きつきがよくなり、搬送ローラ１００の回転により的確に追随するようになって搬送量Ｆが増加する。しかし、バックテンションがさらに大きくなると、今度は記録媒体Ｍを上流側に引き戻すブレーキとしての役割を果たすようになるためと考えられている。

また、ニップ圧力Ｐｒが大きくなるにつれて記録媒体Ｍの搬送量Ｆが大きくなる。これは、記録媒体Ｍが前記のポリエチレンシート等のようなヤング率が低く伸張性の高い記録媒体に特有の現象である。

本発明の目的は、特に、ヤング率が低く伸張性の高い記録媒体の搬送誤差を極力小さく抑制することができる記録媒体搬送装置を提供することである。

前記の問題を解決するために、請求項１に記載の搬送装置は、インク画像を形成するプラテン領域に記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置において、前記記録媒体を前記プラテン領域に搬送するための２本の搬送ローラを備え、前記２本の搬送ローラによる回転振れの位相差が、前記２本の搬送ローラのそれぞれのニップ位置において１８０度の位相差で同期駆動させるように構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、２本の搬送ローラのそれぞれのニップ位置において１８０度の位相差で同期駆動させることにより、両ニップ位置の間の記録媒体に対するテンションを変動させることができる。

請求項１に記載の発明によれば、搬送ローラに断面形状の円中心と回転中心との加工精度上の誤差がある場合でも、１８０度の回転振れの位相差をもたせた２本の搬送ローラで記録媒体を搬送することにより、第１搬送ローラからプラテン領域上に搬送される記録媒体の搬送量のばらつき幅を両搬送ローラ間のテンションを変動させることにより平準化させることが可能となる。また、記録媒体の搬送量のばらつきは、搬送ローラのどの回転位相においても平準化されるから、搬送ローラの外周のどの部分を使った間欠搬送であっても、記録媒体の搬送量を略均一化することができる。そのため、本発明の記録媒体搬送装置は、記録媒体の搬送誤差を小さく抑制することが可能となる。

以下、本発明の記録媒体搬送装置に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の記録媒体搬送装置を示す概略図であり、本実施形態では、記録媒体搬送装置１がシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置に用いられている場合を示す。また、記録媒体Ｍは、ポリエチレンシートや塩化ビニルシート等のヤング率が低く（０．２〜２ＧＰａ程度）伸張性の高い記録媒体である場合を示す。

記録媒体搬送装置１には、記録媒体Ｍを下方から支持する平板状のプラテン２が略水平方向に配設されている。プラテン２の記録媒体搬送方向上流側には、記録媒体Ｍを水平方向に押し出して前記プラテン２の表面上を搬送方向Ｙに搬送するための第１搬送ローラ３が第１パルスモータ４により直結駆動されて回動可能に設けられている。第１搬送ローラ３と記録媒体Ｍとの解離位置には、第１ピンチローラ５が第１搬送ローラ３に対して押圧自在に取り付けられており、第１搬送ローラ３及び第１ピンチローラ５が所定のニップ圧力Ｐｒで記録媒体Ｍを挟持するように構成されている。

第１搬送ローラ３の記録媒体搬送方向上流側の第１搬送ローラ３の下方には、第１搬送ローラ３と同一径を有する第２搬送ローラ６が第２パルスモータ７に直結駆動されて回動可能に設けられている。第２搬送ローラ６と記録媒体Ｍとの解離位置には、第２ピンチローラ８が第２搬送ローラ６に対して押圧自在に取り付けられており、第２搬送ローラ６及び第２ピンチローラ８が前記第１搬送ローラ３及び第１ピンチローラ５の場合と同じ所定のニップ圧力Ｐｒで記録媒体Ｍを挟持するように構成されている。

第１搬送ローラ３及び第２搬送ローラ６のそれぞれの回転軸上には、１回転単位の位相を検知するための図示しない１回転センサがそれぞれ設けられており、各搬送ローラ３、６の回転の位相を検知するように構成されている。

第２搬送ローラ６の記録媒体搬送方向上流側には、記録媒体Ｍを第２搬送ローラ６の方向に案内するガイドローラ９が設けられており、そのさらに上流側には、自重で記録媒体Ｍに均一のバックテンションを付与するダンサーローラ１０が記録媒体Ｍの搬送にあわせて従動回転可能に記録媒体上に載置されている。

また、プラテン２の記録媒体搬送方向下流側には、プラテン２の表面側の領域（以下、プラテン領域という。）から記録媒体Ｍを搬出するための搬出ローラ１１、１１が所定のニップ圧力Ｐｒ´で記録媒体Ｍを挟持しながら記録媒体Ｍの搬送速度にあわせて互いに逆方向に駆動回動するように設けられている。

尚、プラテン領域の上方には、棒状のキャリッジレール５０が記録媒体Ｍの搬送方向Ｙに直交する方向Ｘ、即ち主走査方向Ｘに略水平に配置されており、キャリッジレール５０には、キャリッジレール５０に沿って主走査方向Ｘに往復移動自在とされたキャリッジ５１が支持されている。キャリッジ５１には、プラテン２に支持された記録媒体Ｍに対してインクを吐出する複数のノズル（図示しない）が設けられた記録ヘッド５２が搭載されており、記録ヘッド５２からプラテン領域の記録媒体Ｍに向けて、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）等の各色のインクが吐出され、記録媒体Ｍにインク画像が形成されるようになっている。

図２は、図１の記録媒体搬送装置の第１搬送ローラ及び第２搬送ローラ付近を示す概略図である。

前述したように、ポリエチレンシートや塩化ビニルシート等のヤング率が低く伸張性の高い記録媒体Ｍは、搬送ローラにある程度巻きつけるようにしないと適正に搬送できない。また、本実施形態では、搬送ローラの１／４回転で１走査分の間欠搬送を行うため、記録媒体Ｍは、図２に示すように、第１搬送ローラ３及び第２搬送ローラ６のそれぞれの外周に１／４周ずつ巻きつけられるように構成されている。

第１搬送ローラ３及び第２搬送ローラ６は、ローラの加工精度上、回転中心とローラの断面形状の円中心とが一致しておらず、ともに回転中心が７．５μｍの誤差で偏心している。尚、図２では、説明の便宜上、両搬送ローラ３、６のそれぞれ回転中心の偏心の度合がローラの径に対して強調して表現されている。

第１搬送ローラ３及び第２搬送ローラ６は、回転振れの位相差が、第１ピンチローラ５及び第２ピンチローラ８と２つの搬送駆動ローラ３、６とのそれぞれのニップ位置Ａ、Ｂにおいて、１８０度の位相差で同期駆動されるように構成されている。つまり、搬送ローラ３、６の回転中心Ｃから最も遠い搬送ローラ３、６の外周上の点と回転中心Ｃとを結ぶ線を基準線Ｒとしたとき、図２では、第１搬送ローラ３と第１ピンチローラ５とのニップ位置Ａでは第１搬送ローラ３の位相は基準線Ｒに対して０度であるのに対し、第２搬送ローラ６と第２ピンチローラ８とのニップ位置Ｂでは第２搬送ローラの位相は基準線Ｒに対して１８０度になっている。

第１搬送ローラ３及び第２搬送ローラ６は、このように回転振れの位相差が１８０度の状態になるように初期設定され、各搬送ローラ３、６の回転軸にそれぞれ直結された各パルスモータ４、７（図１参照）に印加するパルスを同期させることにより、同期的に駆動回動され、各搬送ローラ３、６の回転軸上に取り付けられた１回転センサにより、両方の搬送ローラ３、６のそれぞれの回転位相が検知され、その回転位相差が１８０度ずれた状態を維持するように構成されている。

また、記録媒体搬送装置１では、ダンサーローラ９（図１参照）により記録媒体Ｍの少なくとも第１搬送ローラ３の上流側に付与されるバックテンションＴａとして、図８に示したバックテンションと記録媒体Ｍの搬送量Ｆとの相関曲線において、図３に示すように、バックテンションＴａが増大すると搬送量Ｆが減少する範囲内（搬送ローラとピンチローラとのニップ圧力Ｐｒに応じて変わる。）のバックテンションＴａが付与されるように構成されている。

次に、本実施形態の記録媒体搬送装置１の作用について説明する。

第１搬送ローラ３や第２搬送ローラ６は、前述したように、回転中心Ｃとローラの断面形状の円中心とが一致せず、回転中心Ｃがそれぞれ７．５μｍの誤差で偏心している。そのため、各搬送ローラ３、６の回転位相に伴う振れ量は、図６に示したようにおおよそ正弦曲線を描いて変動する。ただし、図６中の最大振れ量２０μｍは誤差が１０μｍの場合であり、この場合の最大振れ量は１５μｍである。

また、第１搬送ローラ３と第２搬送ローラ６とは、回転振れの位相差が、第１ピンチローラ５及び第２ピンチローラ８と２つの搬送駆動ローラ３、６とのそれぞれのニップ位置Ａ、Ｂにおいて、１８０度の位相差で同期駆動されるように構成されているから、図６では、第１搬送ローラ３の振れ量と第２搬送ローラ６の振れ量とは互いに逆位相の略正弦曲線を描いて変動する状態となる。

また、ダンサーローラ９によって、記録媒体Ｍの少なくとも第１搬送ローラ３の上流側には、バックテンションＴａが増大すると搬送量Ｆが減少する範囲内（図３参照）のバックテンションＴａが付与されている。

このような状態で、図２の状態から第１搬送ローラ３及び第２搬送ローラ６を同一の回転位相だけ駆動回動させる場合を考えると、まず、第１搬送ローラ３では、第１ピンチローラ５とのニップ位置Ａと回転中心Ｃとの距離が最も長い状態であるから、記録媒体Ｍは、設定されたローラの半径（この場合は２０ｍｍ）より７．５μｍ長い半径を有する円周上にある。そのため、第１搬送ローラ３からは記録媒体Ｍが所定の搬送量より多く送り出される状態となる。それに対し、第２搬送ローラ６では、第２ピンチローラ８とのニップ位置Ｂと回転中心Ｃとの距離が最も短い状態にあるから、記録媒体Ｍは、設定されたローラの半径（この場合は２０ｍｍ）より７．５μｍ短い半径を有する円周上にある。そのため、第２搬送ローラ６からは記録媒体Ｍが所定の搬送量より少なく送り出される状態にある。

従って、この状態では、両ニップ位置Ａ、Ｂの間で記録媒体Ｍが引き伸ばされる方向に張力が加わるため、両ニップ位置Ａ、Ｂ間のバックテンションＴは、ダンサーローラ１０の重さで規定されるバックテンションＴａより大きな張力となって記録媒体Ｍに作用する（図４参照）。

このようにバックテンションＴがダンサーローラ１０の重さで規定されるバックテンションＴａより大きくなると、図３に示したように、第１搬送ローラ３からの記録媒体Ｍの搬送にブレーキがかかり、第１搬送ローラ３から所定の搬送量より多く送り出されようとしていた記録媒体Ｍの搬送量の増加率がより低く抑えられる。

図２の状態から第１搬送ローラ３及び第２搬送ローラ６がそれぞれ１８０度回転した状態では、今度は、第１搬送ローラ３では、ニップ位置Ａと回転中心Ｃとの距離が最も短い状態となり、第１搬送ローラ３からは記録媒体Ｍが所定の搬送量より少なく送り出される状態となる。また、第２搬送ローラ６では、逆に記録媒体Ｍが所定の搬送量より多く送り出される状態となる。そのため、両ニップ位置Ａ、Ｂ間では、記録媒体Ｍの伸びが緩和される方向に張力が加わるため、バックテンションＴは、ダンサーローラ１０の重さで規定されるバックテンションＴａより小さな張力となって記録媒体Ｍに作用する（図４参照）。

このようにバックテンションＴがダンサーローラ１０の重さで規定されるバックテンションＴａより小さくなると、図３に示したように、今度は、第１搬送ローラ３からの記録媒体Ｍの搬送にかかるブレーキが弱くなり、第１搬送ローラ３から所定の搬送量より少なく送り出されようとしていた記録媒体Ｍの搬送量の増加率がより大きくなる。

このように、第１搬送ローラ３及び第２搬送ローラ６の１８０度の回転位相差をもった状態での同期駆動により、ニップ位置Ａ、Ｂ間でのバックテンションＴが変化するため、第１搬送ローラ３から送り出される記録媒体Ｍの搬送量（図６の振れ量の回転位相に対する積分で求められる。）は、このバックテンションＴが仮にダンサーローラ１０の重さで規定される一定のバックテンションＴａであったとした場合の搬送量（図５の１点鎖線参照）と比較して、ばらつきがより小さく抑えられ、どの位相位置でも搬送量が平準化されたものとなる（図５の実線参照）。実験によれば、搬送量のばらつきは５μｍ以下に抑えられ、前述したように１４００ｄｐｉの解像度の画像記録で必要となる記録媒体の搬送誤差８μｍ以下という条件を満足することができた。尚、図中の搬送量Ｆａは、ローラの回転中心とローラの断面形状の円中心とが一致した場合における所定の搬送量３１．４１６ｍｍ（１２５．６６４ｍｍ÷４）である。

以上のように、本発明の記録媒体搬送装置によれば、搬送ローラに断面形状の円中心と回転中心との加工精度上の誤差がある場合でも、１８０度の回転振れの位相差をもたせた２本の搬送ローラで記録媒体を搬送することにより、第１搬送ローラからプラテン領域上に搬送される記録媒体の搬送量のばらつき幅を両搬送ローラ間のテンションを変動させることで平準化させることが可能となる。

記録媒体の搬送量のばらつきは、図５に示したように、搬送ローラのどの回転位相においても平準化されるから、搬送ローラの外周のどの部分を使った間欠搬送であっても、記録媒体の搬送量を略均一化することができる。従って、本発明の記録媒体搬送装置は、記録媒体の搬送誤差を極力小さく抑制することができる。

尚、本発明は、以上の説明から分かるように、記録媒体として、特に、ヤング率が低く伸張性の高い記録媒体に対して効果的にその機能を発揮し得るが、ヤング率がより高く伸張性がより低い、例えば、紙類のような記録媒体に対しても適用可能であることは言うまでもない。

また、本実施形態では、搬送ローラの１／４回転で１走査分の間欠搬送を行う場合について述べたが、任意の間欠搬送に適用することができる。

さらに、本実施形態では、パルスモータを搬送ローラの回転軸に直結する場合について述べたが、その機能を果たす限り他の駆動装置を用いてもよく、ギヤ等を介して搬送ローラを駆動する構成とすることも可能である。

本実施形態の記録媒体搬送装置を示す概略図である。図１の記録媒体搬送装置の第１搬送ローラ及び第２搬送ローラ付近を示す概略図である。種々のニップ圧力におけるバックテンションと記録媒体の搬送量との相関を示すグラフである。第１搬送ローラの回転位相とバックテンションとの関係を示すグラフである。第１搬送ローラの回転位相と記録媒体の搬送量のばらつきとの関係を示すグラフである。搬送ローラの回転位相と振れ量との関係を示すグラフである。記録媒体の搬送ローラへの巻きつけとバックテンションを説明する概略図である。種々のニップ圧力におけるバックテンションと記録媒体の搬送量との相関曲線を示すグラフである。

符号の説明

１記録媒体搬送装置
３第１搬送ローラ
６第２搬送ローラ
Ａ、Ｂニップ位置
Ｍ記録媒体

Claims

インク画像を形成するプラテン領域に記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置において、
前記記録媒体を前記プラテン領域に搬送するための２本の搬送ローラを備え、
前記２本の搬送ローラによる回転振れの位相差が、前記２本の搬送ローラのそれぞれのニップ位置において１８０度の位相差で同期駆動させるように構成されていることを特徴とする記録媒体搬送装置。