JP2005298083A - ローラ支持装置、該装置を備える液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 送り駆動ローラが撓まないように支持するとともに、支持回転ローラを支持するフレームの変形も防止できるローラ支持装置を提供すること。
【解決手段】 従動ローラ２３と、従動ローラによって押圧負荷を受ける駆動ローラ２１と、駆動ローラを従動ローラの反対側の位置で支持し、駆動ローラの周面に回転可能に接触し、駆動ローラの回転軸線と平行な回転軸線を維持する回転ローラ６７とを備える。従動ローラの中心と駆動ローラの中心とを結ぶ線の延長線Ｌが、回転軸線が対向して配置される各回転ローラが駆動ローラに接触している地点を結ぶ直線と直交するように、従動ローラ、駆動ローラ及び回転ローラが配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、記録装置及び液体噴射装置における駆動ローラの撓みを防止するためのローラ支持装置に関する。

ここで液体噴射装置とは、インクジェット式記録ヘッドが用いられ、該記録ヘッドからインクを吐出して被記録媒体に記録を行うプリンタ、複写機およびファクシミリ等の記録装置に限らず、インクに代えてその用途に対応する液体を前記記録ヘッドに相当する液体噴射ヘッドから被記録媒体に相当する被噴射媒体に噴射して、前記液体を前記被噴射媒体に付着させる装置を含む意味で用いる。

液体噴射ヘッドとして、前記記録ヘッドの他に、液晶ディスプレー等のカラーフィルター製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレーや面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等が挙げられる。

特開２００１−９７５９５号公報（特許文献１）には、図７に示す如く、送り従動ローラ１０１によって押圧負荷を受ける送り駆動ローラ１０３を送り従動ローラ１０１の反対側の位置で支持するローラ支持装置１０５が、送り駆動ローラ１０３の周面に回転可能に接触し、送り駆動ローラ１０３の回転軸線と平行な回転軸線を維持するように回動可能に支持されている支持回転ローラ１０７を備え、該支持回転ローラ１０７が送り従動ローラ１０１による押圧負荷に対向する力で送り駆動ローラ１０３の周面に付勢される構成が開示されている。これにより送り従動ローラ１０１が強い荷重で送り駆動ローラ１０３に押しつけられても、送り駆動ローラ１０３の撓みを抑制している。

特開２００１−９７５９５号公報

特許文献１に示す構成では、被記録媒体Ｓの浮きによるヘッド１０４への接触を防止する目的で被記録媒体Ｓをプラテン１０９上に押しつけるために、送り従動ローラ１０１は、送り駆動ローラ１０３の真上ではなく、真上の地点よりも若干被記録媒体Ｓの進行方向側にずれた位置にニップ点Ｎを有するように設けられている。これを図７中のベクトル図で示すと、ベクトルＡの方向に送り従動ローラ１０１からの押圧力が付与され、この押圧力は垂直ベクトルＢと水平ベクトルＣとに分けることができる。一方、支持回転ローラ１０７は送り駆動ローラ１０３の真下からベクトル図のベクトルＤの方向へ上方への付勢力が作用し、垂直ベクトルＢとベクトルＤとが釣り合うことで送り駆動ローラ１０３が支持されている。

しかし、送り駆動ローラ１０３にはベクトルＡの分力である水平ベクトルＣが作用するため、送り駆動ローラ１０３はホッパ１１１側へ若干撓んでしまう。この撓み量は小さい（誇張されている）と共に、図８（ａ）に示す如く、被記録媒体Ｓの進行方向Ｑ両側のうち、送り駆動ローラ１０３の端部に近い側の辺Ｓ１と送り駆動ローラ１０３の中心に近い側の辺Ｓ２とで送り駆動量は変わらない。ところが、被記録媒体Ｓの進行方向先端側がプラテン１０９上に押しつけられて進行している状態では、被記録媒体Ｓの送り駆動ローラ１０３の端部に近い側の辺Ｓ１の先端Ｔ１と送り駆動ローラ１０３との距離Ｌ１は、送り駆動ローラ１０３の中心に近い側の辺Ｓ２の先端Ｔ２と送り駆動ローラ１０３との距離Ｌ２より短くなり、先端Ｔ１側と先端Ｔ２側とがプラテン１０９上に押しつけられる押し付け力に差が生じる。そのため先端Ｔ１側と先端Ｔ２側が、それぞれプラテン１０９表面との間で生じる摩擦力に差を生じ、被記録媒体Ｓの送り動作に伴い、図８（ａ）中の矢印Ｒで示す方向に僅かずつスキュー（図では誇張されている）してしまう。

また、従来のローラ支持装置では、図８（ｂ）に示す如く、支持回転ローラ１０７が送り駆動ローラ１０３の中央付近において直接送り駆動ローラ１０３を下支えしているが、このような支持構造では、送り駆動ローラ１０３が撓んだときに支持回転ローラ１０７部分に荷重が集中し、支持回転ローラ１０７を支持しているフレームが変形するといった虞もある。

そこで本発明の課題は、送り駆動ローラが撓まないように支持し、支持回転ローラを支持するフレームの変形も防止できるローラ支持装置、該装置を備える記録装置、液体噴射装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、本発明の第１の態様に係るローラ支持装置は、従動ローラと、該従動ローラによって押圧負荷を受ける駆動ローラと、前記駆動ローラを前記従動ローラの反対側の位置で支持し、前記駆動ローラの周面に回転可能に接触し、前記駆動ローラの回転軸線と平行な回転軸線を維持する単一の回転ローラとを備え、前記従動ローラの中心と駆動ローラの中心とを結ぶ線の延長線が、前記回転ローラの中心を通過するように、前記従動ローラ、駆動ローラ及び回転ローラが配置されていることを特徴とするものである。

本発明の第１の態様によれば、従動ローラ、駆動ローラ及び回転ローラが一直線上に並ぶように配置するから、従動ローラが駆動ローラを押す押圧力のベクトルが、駆動ローラを支持する回転ローラの支持力のベクトルと正反対の方向となる。前記回転ローラの支持力のベクトルは、その長さ（支持力の強さ）が前記従動ローラの押圧力に基づく駆動ローラの長手方向の各位置における撓み量が極力小さくなるように設定されている。従って、駆動ローラが撓むことが抑制され、被記録媒体の進行方向先端側がプラテン上に押しつけられて進行している状態で、被記録媒体の先端側の辺の両側でのプラテンへの押し付け力が等しくなるため、被記録媒体の送り動作に伴うスキューの発生を防止することができる。

また、本発明の第２の態様に係るローラ支持装置は、従動ローラと、該従動ローラによって押圧負荷を受ける駆動ローラと、前記駆動ローラを前記従動ローラの反対側の位置で支持し、前記駆動ローラの周面に回転可能に接触し、前記駆動ローラの回転軸線と平行な回転軸線を維持するように回動可能に支持される、回転軸線が平行に配置される対の回転ローラとを備え、前記従動ローラの中心と駆動ローラの中心とを結ぶ線の延長線が、前記回転軸線が平行に配置される各回転ローラが駆動ローラに接触している地点を結ぶ直線と直交するように、前記従動ローラ、駆動ローラ及び回転ローラが配置されていることを特徴とするものである。

本態様によれば、従動ローラが駆動ローラを押す押圧力のベクトルが、駆動ローラを支持する対の回転ローラの支持力の合力のベクトルと正反対の方向となる。前記回転ローラの支持力のベクトルは、その長さ（支持力の強さ）が前記従動ローラの押圧力に基づく駆動ローラの長手方向の各位置における撓み量が極力小さくなるように設定されている。従って、駆動ローラが撓むことが抑制され、被記録媒体の進行方向先端側がプラテン上に押しつけられて進行している状態で、被記録媒体の先端側の辺の両側でのプラテンへの押し付け力が等しくなるため、被記録媒体の送り動作に伴うスキューの発生を防止することができる。

また、本発明の第３の態様に係るローラ支持装置は、上記第２の態様において、２対の前記回転ローラが各対の回転ローラの回転軸線を共通にして配置されていることを特徴とするものである。
１つの長い回転ローラを設けた場合には、長い回転ローラの周面と駆動ローラとの接触部分が全長にわたって平行になりにくく、また長い回転ローラを適用すると、そのための支持軸は長い回転ローラの両端でしか支持できなくなるため、支持軸が撓む可能性がある。しかし、第３の態様による構成によれば、このような問題点が解決される。

また、本発明の第４の態様に係るローラ支持装置は、上記第１〜第３のいずれかの態様において、前記回転ローラは回転ローラ支持部材に回転可能に支持されており、前記回転ローラ支持部材は、下支えレバーに回動可能に支持されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、仮に駆動ローラが傾いたり、撓んだ場合には、これに従って回転ローラ支持部材が回動して、常に回転ローラが駆動ローラと平行な状態で接触できるようになる。

また、本発明の第５の態様に係るローラ支持装置は、上記第４の態様において、前記下支えレバーの一端側は回動可能に支持され、前記下支えレバーの他端側は常時上方向に付勢されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、駆動ローラに下方向への負荷が掛かった場合に、下支えレバーの他端側が下方向に回動することができるため、下支えレバーが荷重により撓むことを防止できる。

また、本発明の第６の態様に係る記録装置等の液体噴射装置は、上記第１〜第５のいずれかの態様のローラ支持装置を備えることを特徴とするものである。本態様によれば、被記録媒体の先端側の辺の両側でのプラテンへの押し付け力が等しくなるため、被記録媒体の送り動作に伴うスキューが生じなくなる。従って被記録媒体を安定して搬送できる液体噴射装置を提供できる。

以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るローラ支持装置を適用可能なプリンタの一例を示す概略要部側面図、図２は本発明のローラ支持装置により駆動ローラを支持している様子を示す斜視図、図３は回転ローラ支持部材の支持構造を示す説明図、図４は本発明のローラ支持装置により駆動ローラを支持している様子を示す側断面図、図５は駆動ローラを軸線に平行な面で切断した断面図、図６は回転ローラ支持部材の正面図である。

本発明のローラ支持装置は、例えば図１に示す記録装置であるプリンタ１に適用可能である。ローラ支持装置の構成を説明する前に、先ずプリンタ１の構成について図１に基づいて説明する。プリンタ１は、被記録媒体Ｓを送り出す媒体供給部３と、送り出された被記録媒体Ｓの表面にインクを吐出して文字や画像を形成する記録部４と、記録された被記録媒体Ｓを排出する排出ローラ５とを備えている。

媒体供給部３は、供給ローラ７と、該供給ローラ７に向けて被記録媒体Ｓを付勢するホッパ６と、供給ローラ７との間で被記録媒体Ｓを挟圧して被記録媒体Ｓを分離する分離パッド９とを備えている。ホッパ６には複数枚の被記録媒体Ｓがセットされており、被記録媒体供給時には１回転する供給ローラ７に向けて被記録媒体Ｓがホッパ６により押圧され、分離パッド９で分離されて、１枚の被記録媒体Ｓだけが記録部４側へ供給されるようになっている。

供給ローラ７の下流側には、第１サブフレーム１１に取り付けられた下ガイド１３とメインフレーム１５に取り付けられた上ガイド１７とが設けられ、被記録媒体Ｓは、これら両ガイド１３、１７に案内されて媒体搬送装置１９へ至るようになっている。該媒体搬送装置１９は、被記録媒体Ｓの搬送路の下側に位置し、図示しない駆動手段によって回転する駆動ローラ２１と、その上側に対向して設けられる従動ローラ２３とを備えている。

駆動ローラ２１は、図５に示す如く、高い剛性を有するローラ基体（快削鋼等）２４の表面に高摩擦層２６が一体に被着されており、高摩擦層２６は、平均粒径２０μｍ〜７０μｍの耐摩耗性粒子２８と、該耐摩耗性粒子２８を均一に分散し（高摩擦層表面の面積に対する分布密度が２０％〜８０％）且つ該粒子のローラ径方向における先端側の一部が表面に露出する状態で強固に保持する被着層３０とを備えている。本実施の形態では、耐摩耗性粒子２８は、アルミナ、炭化珪素等のセラミックで構成されており、また被着層３０はアクリル系接着剤で構成されている。

一方、従動ローラ２３は、被記録媒体Ｓと接触する表面は低摩擦部材で構成され、該低摩擦部材は、熱可塑性エラストマーとフッ素樹脂を主成分とする組成物から成る含フッ素熱可塑性エラストマーである。本実施の形態では、含フッ素熱可塑性エラストマーは、熱可塑性ポリウレタンエラストマーとフッ素樹脂を主成分とする。具体的には熱可塑性ポリウレタンエラストマー成分が８５〜９０重量％、ポリテトラフルオロエチレン成分が１０〜１５重量％である。ここで熱可塑性ポリウレタンエラストマー成分は、ジイソシアネート、高分子量ポリオール及び低分子量ポリオールを重縮合させて得られたポリオール系マルチブロックポリマーである。

従動ローラ２３は、上ガイド１７の先端部に駆動ローラ２１の軸線と平行な状態で回転可能に支持されており、上ガイド１７は支持軸２５に回動可能に取り付けられている。そしてねじりバネ２７が該支持軸２５に設けられることにより、ねじりバネ２７の先端部２９が上ガイド１７の先端側に作用して上ガイド１７を常時、駆動ローラ２１側へ付勢している。これにより、媒体搬送装置１９を通過する被記録媒体Ｓを駆動ローラ２１側へ押しつけて、被記録媒体Ｓに駆動力を付与して記録部４へ送り出すことができるようになっている。

記録部４は、メインフレーム１５とキャリッジガイド軸３１とに支持されるキャリッジ３３を備え、キャリッジ３３の下部に記録ヘッド３５が取り付けられている。また、キャリッジ３３にはインクカートリッジ３７が搭載されている。キャリッジ３３は、被記録媒体の面と直交する方向である主走査方向に移動可能であり、その記録動作は、該キャリッジ３３の移動に伴い、記録ヘッド３５からインクを吐出することにより１走査分の記録を行い、１走査分の記録が行われる毎に媒体搬送装置１９が所定ピッチだけ被記録媒体Ｓを前方へ送り出すようにしている。記録ヘッド３５と対向する位置にはプラテン３９が設けられる。プラテン３９は、被記録媒体Ｓの下面を支持して案内するとともに、被記録媒体Ｓと記録ヘッド３５との間隔を規定する機能を果たす。

次に、本発明のローラ支持装置について説明する。図２及び図４に示す如く、駆動ローラ２１の下方には回転ローラ支持部材４１が設けられている。図２に示す如く回転ローラ支持部材４１は、ほぼ水平に延びる下支えレバー４３の一端側の上側に設けられており、下支えレバー４３の一端４７側は基枠４５に形成された支点支持部４９に回動可能に支持されている。図３に示す如く、下支えレバー４３の他端５１側には圧縮バネ５３の上端が係止しており、圧縮バネ５３の作用により、図３中矢印５４で示すように上方向に下支えレバー４３を常時付勢している。圧縮バネ５３のバネ定数は、下支えレバー４３上に支持される回転ローラ支持部材４１に対して駆動ローラ２１から押しつけられる押圧力とほぼ同じになるように設定されている。尚、図２に示す如く、下支えレバー４３の中間位置には、駆動ローラ２１の撓みにより下支えレバー４３が下方に一定以上下がることを規制するために規制部５５が形成されている。

回転ローラ支持部材４１は、図６に示す如く、プラスチック製の枠体６３に対して２列に平行に支持軸６５が配置されており、各支持軸６５は枠体６３の両端６９、７１および枠体６３の中央７３において支持されている。そして、各支持軸６５の支持位置の間には、２対の回転ローラ６７が回転可能に設けられている。即ち枠体６３には、回転軸線の異なる回転ローラ２個が２対、つまり合計４つの回転ローラ６７が縦横整列して配置されている。また、４つの回転ローラ６７の中央位置であって、枠体６３の底面には受入孔７５が形成されている。この受入孔７５は、下支えレバー４３に突出形成された回動支持部７７を回動可能な状態で受け入れるためのものであり、回動支持部７７が受入孔７５内に受け入れられることで、回転ローラ支持部材４１は下支えレバー４３に対して回動可能に支持されるようになっている。

次に、回転ローラ支持部材４１と駆動ローラ２１との関係について説明する。図４に示す如く、２本の支持軸６５に平行に設けられた回転ローラ６７の周面は、各々駆動ローラ２１の軸線と平行になるように駆動ローラ２１の周面と接触している。また図６に示す如く、各支持軸６５に設けられる２つの回転ローラ６７は互いに離れているが、駆動ローラ２１と接触する部分は同一直線上に位置するようになっている。

また上述した如く、回転ローラ支持部材４１は、回動支持部７７に回動可能に支持されているため、仮に駆動ローラ２１が傾いたり、撓んだ場合には、これに従って回転ローラ支持部材４１が回動支持部７７を中心として回動して、常に２つの回転ローラ６７が駆動ローラ２１と平行な状態で接触できるようになっている。

また、上述したように、圧縮バネ５３の作用により回動支持部７７は常時上方へ付勢されているため、従動ローラ２３が駆動ローラ２１を下方へ押し付けているときに、従動ローラ２３の押圧力に対する対抗力として作用する。そのため、駆動ローラ２１は、従動ローラ２３の押圧力によって撓むことが抑制される。また、駆動ローラ２１が回転しているとき、これに応じて４つの回転ローラ６７が自由に回転するため、駆動ローラ２１の周面と回転ローラ６７の周面との間で擦れによる摩擦を生じることが無く、摩耗により駆動ローラ２１が擦り減ったり、駆動ローラ２１を駆動している駆動モータ（図示せず）に余分な負荷が掛かるようなこともない。

本実施の形態の回転ローラ支持部材４１では、１つの支持軸６５に２つの回転ローラ６７が取り付けられている。これは、１つの支持軸６５に１つの長い回転ローラを設けた場合には、長い回転ローラの周面と駆動ローラとの接触部分が全長にわたって平行になりにくいという理由、及び長い回転ローラを適用すると、そのための支持軸６５は長い回転ローラの両端でしか支持できなくなるため、支持軸６５が撓む可能性があるという理由によるものである。

次に、従動ローラ２３と、駆動ローラ２１と、各回転ローラ６７との関係について説明する。図４に示す如く、従動ローラ２３と駆動ローラ２１と各回転ローラ６７とは、従動ローラ２３の中心２３Ｃと駆動ローラ２１の中心２１Ｃとを結ぶ線の延長線Ｌが、互いに平行な支持軸６５に設けられる各回転ローラ６７が駆動ローラ２１に接触している地点Ｅ、Ｆを結ぶ直線と直交するように、配置されている。

これにより、図４中のベクトル図に示す如く、従動ローラ２３が駆動ローラ２１を押さえる延長線Ｌに沿った下方向への力のベクトルＧは、各回転ローラ６７が地点Ｅ、Ｆにおいて駆動ローラ２１を支持する力の合力のベクトルＨと、正反対の方向で、長さが等しくなる。また、駆動ローラ２１が被記録媒体Ｓの搬送方向の反対方向へ撓む方向への力成分がなくなり、同方向への駆動ローラ２１の撓みがなくなる。従って、被記録媒体Ｓの進行方向先端側がプラテン３９上に押しつけられて進行している状態で、被記録媒体Ｓの先端側の辺の両側でのプラテン３９への押し付け力が等しくなるため、被記録媒体Ｓの送り動作に伴うスキュを生じなくなる。

以上、本発明のローラ支持装置について、４つの回転ローラ６７が縦横整列して配置されている実施形態について説明したが、このような４つの回転ローラ６７に代えて、２つの平行な回転軸線を有する２つの回転ローラだけによって駆動ローラ２１を支持することも可能であるし、あるいは駆動ローラ２１の回転軸線と平行な回転軸線を維持する単一の回転ローラ６７が、従動ローラ２３の中心と駆動ローラ２１の中心とを結ぶ線の延長線Ｌが、回転ローラ６７の中心を通過するように設けても良い。

以上、記録装置の一例であるプリンタを例にとって本発明を説明したが、記録ヘッドに代えて、液晶ディスプレー等のカラーフィルター製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレーや面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等の液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置に関しても上記同様にして本発明のローラ支持装置を適用することができる。

本発明に係るローラ支持装置を適用可能な装置の一例を示す概略要部側面図。 本発明のローラ支持装置により駆動ローラを支持している様子を示す斜視図。 回転ローラ支持部材の支持構造を示す説明図。 本発明のローラ支持装置により駆動ローラを支持している様子を示す側断面図。 駆動ローラを軸線に平行な面で切断した断面図。 回転ローラ支持部材の正面図。 従来のローラ支持装置により駆動ローラを支持している様子を示す側断面図。 （ａ）は従来の回転ローラ支持部材の支持構造を示す説明図であり、（ｂ）は従来のローラ支持装置による問題点の説明図。

符号の説明

１ プリンタ、３ 媒体供給部、４ 記録部、５ 排出ローラ、６ ホッパ、
７ 供給ローラ、９ 分離パッド、１１ 第１サブフレーム、１３ 下ガイド、
１５ メインフレーム、１７ 上ガイド、１９ 媒体搬送装置、２１ 駆動ローラ
２３ 従動ローラ、２４ ローラ基体、２５ 支持軸、２６ 高摩擦層、
２７ ねじりバネ、２８ 耐摩耗性粒子、２９ ねじりバネの先端、３０ 被着層、
２７ 排出ローラ、２９ 排出駆動ローラ、３１ キャリッジガイド軸、
３３ キャリッジ、３５ 記録ヘッド、３７ インクカートリッジ、３９ プラテン
４１ 回転ローラ支持部材、４３ 下支えレバー、４５ 基枠、４７ 下支えレバーの一端、４９ 支点支持部、５１ 下支えレバーの他端、５３ 圧縮バネ、５４ 矢印
５５ 規制部、６３ 枠体、６５ 支持軸、６７ 回転ローラ、６９ 枠体の端部、
７１ 枠体の端部、７３ 枠体の中央、７５ 受入孔、７７ 回動支持部、
Ｓ 被記録媒体、Ｌ 延長線

Claims (6)

1. 従動ローラと、
   該従動ローラによって押圧負荷を受ける駆動ローラと、
   前記駆動ローラを前記従動ローラの反対側の位置で支持し、前記駆動ローラの周面に回転可能に接触し、前記駆動ローラの回転軸線と平行な回転軸線を維持する単一の回転ローラとを備え、
   前記従動ローラの中心と駆動ローラの中心とを結ぶ線の延長線が、前記回転ローラの中心を通過するように、前記従動ローラ、駆動ローラ及び回転ローラが配置されていることを特徴とするローラ支持装置。
2. 従動ローラと、
   該従動ローラによって押圧負荷を受ける駆動ローラと、
   前記駆動ローラを前記従動ローラの反対側の位置で支持し、前記駆動ローラの周面に回転可能に接触し、前記駆動ローラの回転軸線と平行な回転軸線を維持するように回動可能に支持される、回転軸線が平行に配置される対の回転ローラとを備え、
   前記従動ローラの中心と駆動ローラの中心とを結ぶ線の延長線が、前記回転軸線が平行に配置される各回転ローラが駆動ローラに接触している地点を結ぶ直線と直交するように、前記従動ローラ、駆動ローラ及び回転ローラが配置されていることを特徴とするローラ支持装置。
3. 請求項２において、２対の前記回転ローラが各対の回転ローラの回転軸線を共通にして配置されていることを特徴とするローラ支持装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、前記回転ローラは回転ローラ支持部材に回転可能に支持されており、前記回転ローラ支持部材は、下支えレバーに回動可能に支持されていることを特徴とするローラ支持装置。
5. 請求項４において、前記下支えレバーの一端側は回動可能に支持され、前記下支えレバーの他端側は常時上方向に付勢されていることを特徴とするローラ支持装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のローラ支持装置を備えることを特徴とする液体噴射装置。

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