JP2005238491A - 媒体搬送装置及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 媒体を高精度に搬送することができる媒体搬送装置及びその媒体搬送装置を備えた記録装置を提供すること。
【解決手段】 媒体を送り出すローラ１６２と同軸に配設され、前記ローラとともに回転して前記媒体の送り量を検出する検出手段１６６ｂを備える。そして、前記ローラの回転中心の偏心と前記検出手段の回転中心の偏心とが相殺するように、前記ローラと前記検出手段を組み合わせて配設する。これにより、偏心が完全に解消された検出手段により媒体を搬送するローラの回転を直接検出することができるので、媒体の搬送を高精度に制御することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、媒体をローラにより挟持して送り出す媒体搬送装置及びその媒体搬送装置を備えた記録装置に関する。

一般に、記録装置の１つであるインクジェット式プリンタは、給紙トレイにセットされた記録媒体である用紙を給紙ローラにより１枚ずつ給紙する。そして、紙送りローラとその従動ローラにより副走査方向に間欠的に設定量ずつ送りつつ、主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載された記録へッドにより記録するようになっている。したがって、記録ヘッドによる記録精度は、紙送りローラとその従動ローラによる紙送り精度に左右されることになる。

そこで、通常は、ロータリーエンコーダスケールが、紙送りモータと紙送りローラとを連結するギアの回転軸と同軸になるように配設され、ロータリーエンコーダが、ロータリーエンコーダスケールの円周上に配設されている。そして、インクジェット式プリンタは、ロータリーエンコーダスケールの回転によりロータリーエンコーダで検出される信号により紙送りを高精度に制御するようになっている。

特開２００３−６５７９８号公報

上述したインクジェット式プリンタに配設されているロータリーエンコーダスケールは、円盤状に形成されて中心に回転軸穴が空けられているとともに円周に沿って等間隔で複数のスリットが空けられている。このようなロータリーエンコーダスケールは、加工精度の問題から回転軸穴が偏心して空けられる場合がある。この場合、ロータリーエンコーダスケールの回転角度が同一であっても、ロータリーエンコーダを横切るスリットの数が異なってくるので、紙送りの精度が低下することになる。

また、ロータリーエンコーダスケールは、紙送りモータと紙送りローラとを連結するギアの回転軸に配設されているので、ギアのバックラッシ等による影響を受ける場合がある。この場合、ロータリーエンコーダの検出信号に基づく紙送り量は、紙送りローラとその従動ローラによる実際の紙送り量と相違することになるので、紙送り精度が低下することになる。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、媒体を高精度に搬送することができる媒体搬送装置及びその媒体搬送装置を備えた記録装置を提供することにある。

上記目的達成のため、本発明の媒体搬送装置では、媒体をローラにより挟持して送り出す媒体搬送装置であって、前記ローラと同軸に配設され、前記ローラとともに回転して前記媒体の送り量を検出する検出手段を備え、前記ローラの回転中心の偏心と前記検出手段の回転中心の偏心とが相殺するように、前記ローラと前記検出手段が組み合わされて配設されていることを特徴としている。これにより、偏心が完全に解消された検出手段により媒体を搬送するローラの回転を直接検出することができるので、媒体の搬送を高精度に制御することができる。

また、前記ローラ及び前記検出手段は、偏心の方向及び量が予め測定され、それらがマークで表示されていることを特徴としている。これにより、偏心が相殺可能なローラと検出手段を短時間で選択することができるので、ローラと検出手段の組立作業時間を短縮させることができる。また、前記マークは、表示位置により前記偏心方向を表し、表示色により前記偏心量を表していることを特徴としている。これにより、偏心が相殺可能なローラと検出手段を視認することができるので、ローラと検出手段の選択ミスを無くすことができる。

また、前記ローラは、送りローラとその従動ローラであり、前記検出手段は、前記従動ローラに配設されていることを特徴としている。これにより、送りローラよりも小径に形成されて媒体に直接接触して搬送する従動ローラの回転を直接検出することができるので、媒体の搬送精度をさらに高めることができる。また、前記検出手段は、ロータリーエンコーダスケールであることを特徴としている。これにより、検出手段を簡易に構成することができる。上記目的達成のため、本発明の記録装置では、媒体に記録する記録装置において、上記各装置を備えたことを特徴としている。上記各作用・効果を奏する記録装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの外部構成の全体を斜め前方から見た斜視図である。このインクジェット式プリンタ１００は、全体が幅方向に長く延びる直方体状の上部ハウジング１０１と下部ハウジング１０２を備えている。上部ハウジング１０１と下部ハウジング１０２は、スナップフィットにより締結されている。ユーザは、スナップフィットを指で外す操作のみで、上部ハウジング１０１と下部ハウジング１０２とを容易に分離することができる。また、ユーザは、スナップフィットを噛み合せる操作のみで、上部ハウジング１０１と下部ハウジング１０２とを容易に結合することができる。なお、上部ハウジング１０１と下部ハウジング１０２は、ネジで締結するようにしても良い。

上部ハウジング１０１の後方側には、給紙口１０３が形成されている。この給紙口１０３には、給紙される用紙が積層載置される給紙トレイ１１０及びこの給紙トレイ１１０の一端側に揃えられる給紙ガイド１１１が配設されている。給紙トレイ１１０は、給紙ガイド１１１から斜め上後方へ突き出るように配設されており、用紙を傾斜した状態で保持するようになっている。ユーザは、積層した用紙をインクジェット式プリンタ１００の上方から給紙口１０３内に差し込む操作のみで、用紙を給紙トレイ１１０に確実にセットすることができる。

上部ハウジング１０１の前方側には、排紙口１０４が形成されている。この排紙口１０４には、排紙される用紙が積層載置される排紙スタッカ１２０が配設されている。排紙スタッカ１２０は、不使用時は排紙口１０４から下部ハウジング１０２の裏面側に収納可能に、使用時は排紙口１０４から斜め上前方へ引出可能に配設されており、用紙を傾斜した状態で受けるようになっている。ユーザは、排紙スタッカ１２０から記録済みの用紙を取り出さなくても、その記録状態を視認することができる。

さらに、排紙口１０４には、排紙スタッカ１２０が引き出された時に、排紙スタッカ１２０の非排紙側端部を幅方向に沿って保持するスタッカ保持部１２１が設けられている。これにより、排紙スタッカ１２０の保持強度を向上させることができるので、相当枚数の用紙を積層載置することができる。なお、図１では、排紙スタッカ１２０は、下部ハウジング１０２の裏面側に収納された状態が示されている。

上部ハウジング１０１の上部から前面にかけて窓部１０５が形成されている。この窓部１０５は、透明もしくは半透明な湾曲した開閉自在なカバー１０６によって覆われている。ユーザは、カバー１０６を開けなくても窓部１０５から内部を覗くことにより、記録状態や搬送状態を視認することができる。さらに、ユーザは、カバー１０６を開放することにより、インクカートリッジの交換作業や内部機構のメンテナンス作業及び記録中や搬送中における紙ジャム等の用紙搬送エラーの解除作業等を容易に行うことができる。また、上部ハウジング１０１の左後方側には、押しボタン式のパワー系のスイッチ１３１と操作系のスイッチ１３２が配設されている。

図２は、図１のインクジェット式プリンタ１００の上部ハウジング１０１を取り外したときの内部構成の全体を斜め前方から見た斜視図、図３は、その主要部の断面側面図である。下部ハウジング１０２上には、プリンタコントローラを構成する図２に示すメイン基板１３０が縦置きに配置されていると共に、プリントエンジンを構成する図２に示す記録手段１４０と、図３に示す用紙の供給手段１５０及び本発明の特徴的な部分を含む搬送手段１６０等が配設されている。

メイン基板１３０には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ等の制御素子や記憶素子、及びその他の各種回路素子が装着されている。そして、メイン基板１３０の上端には、上述したパワー系のスイッチ１３１や操作系のスイッチ１３２が押された時に、それぞれ発光することによりユーザがスイッチＯＮを確認し得るように配置された発光ダイオード１３３、１３４が突設されている。

記録手段１４０は、キャリッジ１４１、記録ヘッド１４２、キャリッジモータ１４３、タイミングベルト１４４、プラテン１４５等を備えている。搬送手段１６０により副走査方向に搬送される用紙は、キャリッジモータ１４３とタイミングベルト１４４により主走査方向に走査されるキャリッジ１４１に搭載された記録ヘッド１４２により記録されるようになっている。

キャリッジ１４１は、主走査方向に延びるプラテン１４５上に載置され、タイミングベルト１４４に結合されている。そして、キャリッジ１４１は、キャリッジモータ１４３によって図示しないプーリが回転してタイミングベルト１４４が回動すると、タイミングベルト１４４の動きに連行され、プラテン１４５に案内されて主走査方向に往復移動するようになっている。これにより、キャリッジ１４１を高精度に移動させることができるので、高精度な記録を行うことができる。

記録ヘッド１４２は、キャリッジ１４１の下部においてプラテン１４５の上面に供給される用紙と所定間隔を空けて対向するように配設されている。そして、記録ヘッド１４２は、フルカラー印刷が可能なように、キャリッジ１４１内に収納された例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの計４色のインクカートリッジ１４６から各色インクが供給されるようになっている。この記録ヘッド１４２は、圧力発生室とそれに繋がるノズル開口が設けられており、圧力発生室内にインクを貯留して所定圧で加圧することにより、ノズル開口からプラテンの上面に供給される用紙に向けてコントロールされた大きさのインク滴を吐出するようになっている。キャリッジモータ１４３としては、例えばステッピングモータが使用されるが、ＤＣモータを使用してもよい。

供給手段１５０は、給紙トレイ１１０、給紙ガイド１１１、給紙ローラ１５１、ホッパ１５２、分離パッド１５３等を備えている。給紙トレイ１１０に積層載置され給紙ガイド１１１により揃えられた用紙Ｐは、給紙ローラ１５１の回転に伴うホッパ１５２の上昇により分離パッド１５３で給紙ローラ１５１に押付けられ、最上位の用紙Ｐから１枚ずつ分離されて搬送手段１６０へ給送されるようになっている。

給紙ローラ１５１は、断面が略Ｄ字形状に形成されており、ホッパ１５２により持ち上げられた用紙Ｐのうち最上層の用紙Ｐの前部に接触して摩擦により引き込むようになっている。分離パッド１５３は、給紙ローラ１５１により引き込まれた用紙Ｐが複数枚あるとき、最上層の用紙Ｐのみが搬送されるように最上層の用紙Ｐとそれより下層の用紙Ｐとを分離して、下層の用紙Ｐを給紙トレイ１１０内に戻すようになっている。

搬送手段１６０は、紙送りローラ１６１と本発明の特徴的な部分である従動ローラ１６２、排紙ローラ１６３とギザローラ１６４、紙送りモータ１６５、本発明の特徴的な部分であるエンコーダ１６６、排紙スタッカ１２０等を備えている。供給手段１５０から供給される用紙Ｐは、紙送りモータ１６５により駆動されている紙送りローラ１６１と従動ローラ１６２に挟持されて記録手段１４０へ搬送され、さらに紙送りモータ１６５により駆動されている排紙ローラ１６３とギザローラ１６４に挟持されて排紙スタッカ１２０へ搬送されるようになっている。

紙送りローラ１６１と従動ローラ１６２は、プラテン１４５から直の給紙上流側において、軸が主走査方向を向いて周面が上下に対向するように配置されている。紙送りローラ１６１は、１本の長尺のローラとして形成されており、記録可能な最大用紙幅より若干大きい周面部分にはセラミック粉等がコーティングされている。これにより、紙送りの際の滑りを防止することができるので、用紙を高精度に送り出すことができる。この紙送りローラ１６１は、両端が図示しないサイドフレームに軸受を介して軸支持されており、紙送りモータ１６５から図示しないギア機構もしくはプーリ及びベルトを介して伝達される駆動力により正逆回転駆動するようになっている。

従動ローラ１６２は、複数個の短尺のローラであって紙送りローラ１６１より小径のローラとして形成されており、紙送りローラ１６１の上方で軸方向に複数並設された図示しない従動ローラ支持部材に回動自在に軸支持されている。この従動ローラ１６２は、従動ローラ支持部材に取り付けられている図示しないバネ等の付勢部材により紙送りローラ１６１に押圧されており、紙送りローラ１６１の正逆回転駆動に追従して正逆回転するようになっている。これにより、用紙を両面からしっかりと押さえ込んで送り出すことができるので、高精度な記録を行うことができる。

排紙ローラ１６３とギザローラ１６４は、プラテン１４５から直の給紙下流側において、軸が主走査方向を向いて周面が上下に対向するように配置されている。排紙ローラ１６３は、１本の長尺のローラとして形成されており、記録可能な最大用紙幅より若干大きい周面部分にはセラミック粉等がコーティングされている。これにより、紙送りの際の滑りを防止することができるので、用紙を高精度に送り出すことができる。この排紙ローラ１６３は、両端が図示しないサイドフレームに軸受を介して軸支持されており、紙送りモータ１６５から図示しないギア機構もしくはプーリ及びベルトを介して伝達される駆動力により正逆回転駆動するようになっている。

ギザローラ１６４は、周囲が鋸刃状に形成された複数個の円盤状のローラであって排紙ローラ１６３より小径のローラとして形成されており、排紙ローラ１６３の上方で軸方向に複数並設された図示しないギザローラ支持部材に回動自在に軸支持されている。このギザローラ１６４は、ギザローラ支持部材に取り付けられている図示しないバネ等の付勢部材により排紙ローラ１６３に押圧されており、排紙ローラ１６３の正逆回転駆動に追従して正逆回転するようになっている。これにより、用紙を両面からしっかりと押さえ込んで送り出すことができるので、高精度な排紙を行うことができる。紙送りモータ１６５としては、例えばステッピングモータが使用されるが、ＤＣモータを使用してもよい。

図４は、上記エンコーダ１６６の詳細を示す図である。このエンコーダ１６６は、同図（Ａ）に示すロータリーエンコーダスケール１６６ａと同図（Ｂ）に示すロータリーエンコーダ１６６ｂを備えている。ロータリーエンコーダスケール１６６ａは、プラスチック等で円盤状に形成されて中心に回転軸穴１６６ａａが空けられているとともに円周に沿って等間隔で複数のスリット１６６ａｂが空けられている。ロータリーエンコーダ１６６ｂは、断面が略Ｃ字の箱形状に形成された本体１６６ｂａ内に発光素子１６６ｂｂと受光素子１６６ｂｃが対向配置されている。

そして、図３に示すように、ロータリーエンコーダスケール１６６ａは、回転軸穴１６６ａａが従動ローラ１６２の回転軸に嵌め込まれている。また、ロータリーエンコーダ１６６ｂは、ロータリーエンコーダスケール１６６ａのスリット１６６ａｂの部分の両側に発光素子１６６ｂｂと受光素子１６６ｂｃが位置するように、本体１６６ｂａがサイドフレームに取り付けられている。

このような構成において、従動ローラ１６２の回転とともにロータリーエンコーダスケール１６６ａが回転すると、発光素子１６６ｂｂから出射される光は、スリット１６６ａｂ間では遮蔽され、スリット１６６ａｂでは通過して受光素子１６６ｂｃに入射する。したがって、受光素子１６６ｂｃから出力される周期的な信号を入力することにより、ロータリーエンコーダスケール１６６ａの回転量、すなわち従動ローラ１６２の回転量を求めて紙送りを制御することができる。

ここで、ロータリーエンコーダスケール１６６ａは、加工精度の問題から回転軸穴１６６ａａが偏心して空けられる場合がある。この場合、ロータリーエンコーダスケール１６６ａの回転軸穴１６６ａａの中心は、従動ローラ１６２の回転軸の中心とズレることになるので、ロータリーエンコーダスケール１６６ａの回転角度が同一であっても、発光素子１６６ｂｂと受光素子１６６ｂｃの間を横切るスリット１６６ａｂの数が異なってくる。したがって、紙送りの精度が低下することになる。この点を図を参照してさらに説明する。

図５は、上記ロータリーエンコーダスケール１６６ａと従動ローラ１６２のズレによる影響を説明するための図である。偏心によって生じるスリット１６６ａｂのピッチ円周長誤差は、回転駆動中心Ｐを中心に任意の角度θだけ回転させたときの周長ＡＢと、真円の中心Ｏからみた上記角度θに相当する周長ＣＤとの差異である。偏心によって生じる最大のピッチ円周長誤差は、上記角度θをＯＰが二等分する位置関係で生じる（図の位置もしくは弧度法でπだけ位相がずれた位置）。

ここで、真円半径をｒ、円弧ＡＢに対する真円中心角∠ＡＯＢをα、ＯＰの距離をｅとすると、最大のピッチ円周長誤差εは、次式（１）で表され、また、図示の位置関係から次式（２）が求まる。
ε＝ＡＢ−ＣＤ＝ｒα−ｒθ・・・（１）
ｅ・ｓｉｎ（θ／２）＝ｒ・ｓｉｎ（（α−θ）／２））・・・（２）
したがって、ｅが小さく、弧度法でｓｉｎ（（α−θ）／２））≒（α−θ）／２が成立する範囲においては、偏心によって生じる最大のピッチ円周長誤差εは、近似解として次式（３）で表される。
ε＝ｒ（α−θ）＝２ｅ・ｓｉｎ（θ／２）・・・（３）
そこで、上記ロータリーエンコーダスケール１６６ａは、１枚毎に偏心の方向及び量が予め測定されている。そして、偏心の方向及び量を表す図に示すようなドットのマーク１６６ａｃが、ロータリーエンコーダスケール１６６ａに表示されている。このマーク１６６ａｃは、例えば表示位置が偏心方向（例えば図では１２時の方向）を表し、例えば表示色が偏心量（例えば青のときは５μｍ以内、黄のときは５μｍ〜８μｍ、赤のときは８μｍ以上）を表している。

さらに、上記従動ローラ１６２も、１本毎に偏心の方向及び量が予め測定されている。そして、偏心の方向及び量を表すラインのマークが、従動ローラ１６２の端部外周面に表示されている。このマークも、表示位置が偏心方向を表し、表示色が偏心量（例えば青のときは５μｍ以内、黄のときは５μｍ〜８μｍ、赤のときは８μｍ以上）を表している。以上のような構成によれば、ロータリーエンコーダスケール１６６ａの偏心と従動ローラ１６２の偏心とが相殺するように、ロータリーエンコーダスケール１６６ａと従動ローラ１６２とを選択して組み合わせることができる。したがって、ロータリーエンコーダスケール１６６ａの回転角度が同一のときは、常に、発光素子１６６ｂｂと受光素子１６６ｂｃの間を横切るスリット１６６ａｂの数も同一であるので、紙送りを高精度に制御することができる。

また、ロータリーエンコーダスケール１６６ａは、従来のように紙送りモータと紙送りローラとを連結するギアの回転軸に配設されておらず、従動ローラ１６２と同軸に配設されているので、ギアのバックラッシ等による影響を受けることは無く、ロータリーエンコーダ１６６ｂの検出信号に基づく紙送り量は、紙送りローラ１６１と従動ローラ１６２による実際の紙送り量と一致することになるので、紙送りを高精度に制御することができる。

なお、上述した実施形態では、光を用いるエンコーダ１６６を使用したが、その代わりに磁気や静電容量を用いるエンコーダであっても同様に適用可能である。また、ロータリーエンコーダスケール１６６ａに表示する偏心の方向及び量を表すマーク１６６ａｃとしてはドットに限定されるものではなく、任意の形状で良い。従動ローラ１６２に表示する偏心の方向及び量を表すマークもラインに限定されるものではなく、任意の形状で良い。

以上のように、本実施形態のインクジェット式プリンタ１００によれば、従動ローラ１６２の回転中心の偏心と、従動ローラ１６２と同軸に配設されたロータリーエンコーダスケール１６６ａの回転中心の偏心とが相殺するように、従動ローラ１６２とロータリーエンコーダスケール１６６ａが組み合わされて配設されているので、偏心が完全に解消されたロータリーエンコーダスケール１６６ａにより用紙を搬送する従動ローラ１６２の回転を直接検出することができ、用紙の搬送を高精度に制御することができる。

また、従動ローラ１６２及びロータリーエンコーダスケール１６６ａは、偏心の方向及び量が予め測定され、それらが表示位置により偏心方向を表し、表示色により偏心量を表すマーク１６６ａｃで表示されているので、偏心が相殺可能な従動ローラ１６２とロータリーエンコーダスケール１６６ａを視認して短時間で選択することができるので、従動ローラ１６２とロータリーエンコーダスケール１６６ａの選択ミスを無くすことができるとともに、組立作業時間を短縮させることができる。

媒体搬送装置を備えた記録装置としてインクジェット式のプリンタを例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば熱転写式等のプリンタ、インクジェット式、熱転写式等のファクシミリ装置やコピー装置等にも適用可能である。

本発明の実施の形態に係る記録装置の１つであるインクジェット式プリンタの外部構成の全体を斜め前方から見た斜視図である。 図１のインクジェット式プリンタの上部ハウジングを取り外したときの内部構成の全体を斜め前方から見た斜視図である。 図２のインクジェット式プリンタの主要部の断面側面図である。 図１のインクジェット式プリンタのエンコーダの詳細を示す図である。 ロータリーエンコーダスケールと従動ローラのズレによる影響を説明するための図である。

符号の説明

１００ インクジェット式プリンタ、１０１ 上部ハウジング、１０２ 下部ハウジング、１０３ 給紙口、１０４ 排紙口、１０５ 窓部、１０６ カバー、１１０ 給紙トレイ、１１１ 給紙ガイド、１２０ 排紙スタッカ、１３０ メイン基板、１４０ 記録手段、１４１ キャリッジ、１４２ 記録ヘッド、１４３ キャリッジモータ、１４４ タイミングベルト、１４５ 吸引ポンプ、１４６ インクカートリッジ、１５０ 供給手段、１５１ 給紙ローラ、１６０ 搬送手段、１６１ 紙送りローラ、１６２ 従動ローラ、１６５ 紙送りモータ、１６６ エンコーダ、１６６ａ ロータリーエンコーダスケール、１６６ｂ ロータリーエンコーダ、１６６ａｃ マーク

Claims (6)

1. 媒体をローラにより挟持して送り出す媒体搬送装置であって、
   前記ローラと同軸に配設され、前記ローラとともに回転して前記媒体の送り量を検出する検出手段を備え、前記ローラの回転中心の偏心と前記検出手段の回転中心の偏心とが相殺するように、前記ローラと前記検出手段が組み合わされて配設されていることを特徴とする媒体搬送装置。
2. 前記ローラ及び前記検出手段は、偏心の方向及び量が予め測定され、それらがマークで表示されていることを特徴とする請求項１に記載の媒体搬送装置。
3. 前記マークは、表示位置により前記偏心方向を表し、表示色により前記偏心量を表していることを特徴とする請求項２に記載の媒体搬送装置。
4. 前記ローラは、送りローラとその従動ローラであり、前記検出手段は、前記従動ローラに配設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の媒体搬送装置。
5. 前記検出手段は、ロータリーエンコーダスケールであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の媒体搬送装置。
6. 媒体に記録する記録装置において、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の媒体搬送装置を備えたことを特徴とする記録装置。
   

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