JP2007175991A - シート搬送装置、画像記録装置 - Google Patents

シート搬送装置、画像記録装置 Download PDF

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Abstract

【課題】記録紙などの被記録媒体に不要な反りを付与することなく、被記録媒体が駆動ローラと従動ローラとの圧接部から抜け出る際の浮き上がりを防止し、且つ、装置の大型化を防止する。
【解決手段】
ピンチローラホルダ96は、転がり軸受け125により記録紙の搬送方向へ搬送位置Dと後退位置Eとの間を転動可能に支持されている。搬送ローラ対89により記録紙先端がニップされるとピンチローラホルダ96は後退位置Eから搬送位置Dへ転動する。また、搬送ローラ対89によるニップが解放され記録紙が抜け出すとピンチローラホルダ96は直ちに搬送位置Dから後退位置Eへ転動する。搬送位置Dは、駆動ローラ87の回動軸を通る鉛直平面にピンチローラ88のローラ表面が交差する位置に設定されており、後退位置Eは上記鉛直平面からピンチローラ88のローラ表面が記録紙の搬送方向下流側へ離間する位置に設定されている。
【選択図】図11

Description

本発明は、画像記録手段による画像記録時にシート状の被記録媒体が載置されるシート載置台へ該被記録媒体を搬送するシート搬送装置およびこれを備えた画像記録装置に関し、特に、シート載置台に搬送された被記録媒体の浮き上がりを防止する機構に関するものである。
図17に示すように、インクジェット方式の従来の画像記録装置においては、プラテン102に記録紙S(被記録媒体に相当)を搬送するための搬送ローラ対103が設けられている。この搬送ローラ対103は、モータなどから伝達された回転力を受けることにより駆動される駆動ローラ105と、コイルバネ107により付勢されて駆動ローラ105に圧接される従動ローラ106とを備えて構成されている。
この種の画像記録装置では、画像記録位置Pにおいて記録紙Sの先端が反り返り、記録紙Sの先端が記録ヘッド100のノズルに接触することを防止するため、記録紙Sをプラテン102に押し付けるように搬送させている。具体的には、図17に示すように、駆動ローラ105と従動ローラ106とのニップ点Qがプラテン102の上面より高い位置に設定され、ニップ点Qにおける共通接線L(図18参照)がプラテン102の上面に対して所定の傾斜角φで交差するように駆動ローラ105に対する従動ローラ106の圧接方向が傾斜されている。これにより、記録紙Sが下方に撓み、記録紙Sの先端がプラテン102の上面に押し付けられるため、画像記録位置Pでの記録紙Sの先端の反り返りが軽減される。
しかしながら、記録紙Sをプラテン102の上面に押し付けて搬送する上述の機構を採用した場合、記録紙Sの後端がニップ点Qを抜け出た瞬間に、搬送ローラ対103による記録紙Sの挟持が失われるため、それまで強制的に下向きに押さえ付けて撓まされていた記録紙Sが本来の撓みのない真っ直ぐな姿勢に復帰しようとして上方へ浮き上がる。この浮き上がりは、記録紙Sの狭持が失われたにもかかわらず、記録紙Sの後端が従動ローラ106に支持されていることに起因して生じる。記録紙Sの浮き上がりは、記録紙Sの記録面と記録ヘッド100とのギャップを変動させ、記録品質を低下させる原因であり、また、記録ヘッド100に記録紙Sが接触して記録紙Sが汚される原因でもある。なお、上記浮き上がりは記録紙Sの剛性(コシ)が強いほど顕著に現れる。
一方、特許文献1および2には、記録紙の後端がニップ点を離れた際に生じる後端の浮き上がりを防止する用紙浮き上がり防止装置が提案されている。当該装置には、浮き上がった記録紙を規制する用紙規制装置が設けられている。
特開2004−106345号公報 特開2004−122609号公報
しかしながら、上記公知文献に開示された浮き上がり防止装置においては、駆動ローラおよび従動ローラよりも搬送方向下流側で且つプラテンに近接した位置に上記用紙規制装置が設けられているため、プラテンに近接した位置で記録紙がプラテン上面に押し付けられ、記録紙に上方向へ所定曲率の強い曲げ力が付加される。この曲げ力が付加されると、記録紙に上方向への大きな反り返りが癖付けられることになる。このため、記録紙の後端が反り上がってしまい、記録品質の低下を招来するという問題が生じる。
また、上記用紙規制装置を駆動ローラおよび従動ローラよりも搬送方向下流側で且つプラテンに近接した位置に設けると、プラテン上方に設けられた記録ヘッドやキャリッジあるいはガイドレールなどの部材と用紙規制装置との干渉を避けるため、プラテンを長尺化させ、あるいは上記各部材を用紙規制装置から退避させる必要が生じ、装置が大型化するという問題が生じる。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、記録紙などの被記録媒体に不要な反りを付与することなく、被記録媒体が駆動ローラと従動ローラとの圧接部から抜け出る際の浮き上がりを防止し、且つ、装置の大型化を防止することが可能なシート搬送装置およびこれを備えた画像記録装置を提供することにある。
(1)本発明は、画像記録手段による画像記録時にシート状の被記録媒体が載置されるシート載置台へ該被記録媒体を搬送するシート搬送装置であって、駆動ローラと、該駆動ローラに圧接される従動ローラとを有し、上記シート載置台の載置面の法線方向上方から該載置面に向けて被記録媒体を搬送するシート搬送手段と、上記駆動ローラに対する付勢力を上記従動ローラに付加する付勢手段を有し、上記従動ローラを回転可能に支持する第1支持部材と、上記シート搬送手段による被記録媒体の搬送時に所定の第1位置に配置された上記第1支持部材を、少なくとも被記録媒体の後端がシート搬送手段を抜け出した直後において上記第1支持部材を上記第1位置よりも被記録媒体の搬送方向上流側の所定の第2位置に移動させる移動手段と、を具備し、上記第1位置は、上記駆動ローラの回動軸を通り上記載置面に垂直な第1垂直面よりも上記従動ローラの回動軸が被記録媒体の搬送方向上流側に配置される位置に設定され、上記第2位置は、上記駆動ローラと上記第1位置に位置するときの上記従動ローラとの圧接点を通り上記駆動ローラの軸方向に延びる接線を含む上記載置面に垂直な第2垂直面に上記従動ローラの表面が交差しない位置に設定されてなるものである。
シート搬送手段に被記録媒体が給紙されると、該被記録媒体はシート搬送手段により狭持されて、シート載置台の載置面の法線方向上方から該載置面に向けて搬送される。従って、被記録媒体は上記載置面に押し付けられるようにして搬送される。このとき、被記録媒体はシート載置台の載置面に沿って進むため、該載置面に対して強制的に撓まされる。被記録媒体の搬送時は第1支持部材は第1位置に位置する。そして、搬送が更に進み、被記録媒体の後端がシート搬送手段を抜け出すと、直ちに第1支持部材は第1位置よりも被記録媒体の搬送方向上流側の第2位置に移動される。第1位置は、上記駆動ローラの回動軸を通り上記載置面に垂直な第1垂直面よりも被記録媒体の搬送方向上流側に設定され、第2位置は、上記駆動ローラと上記従動ローラとの圧接点を通り上記駆動ローラの軸方向に延びる接線を含む上記載置面に垂直な第2垂直面に上記従動ローラの表面が交差しない位置に設定されているため、従動ローラの第2位置への移動により、被記録媒体の後端が従動ローラで支持されることはない。たとえ被記録媒体の後端が従動ローラに支持されたとしてもそれは瞬時的なものである。従って、強制的に撓まされていた被記録媒体の後端は、従動ローラにより妨げられることなく、本来の撓みのない真っ直ぐな形状に復元しようとして載置面上へ降下する。このような被記録媒体の後端部分の挙動が従動ローラによって妨げられないため、被記録媒体の上方へ浮き上がりが防止される。
(2)ここで、上記移動手段が、上記駆動ローラの回動軸を中心に上記第1支持部材を移動させるものであることが考えられる。これにより、従動ローラの円滑な移動が実現される。
(3)また、上記移動手段が、上記シート搬送手段による被記録媒体の搬送時に上記第1支持部材を上記第2位置から上記第1位置に転動させ、上記シート搬送手段による被記録媒体の非搬送時に上記第1支持部材を上記第1位置から上記第2位置に転動させるものであってもよい。
給紙された被記録媒体の先端がシート搬送手段に到達すると、シート搬送手段の駆動ローラ及び従動ローラによって被記録媒体の先端が狭持される。この際、従動ローラが紙厚分だけ付勢手段を圧縮させることにより、第1支持部材に第1位置の方向への力が作用する。この力の反力を受けて、第1支持部材が第2位置から第1位置へ転動され、その位置で保持される。被記録媒体の先端がシート搬送手段により狭持され、駆動ローラの回転力が被記録媒体に伝達されると、被記録媒体の搬送が始まり、被記録媒体がシート載置台の載置面の上方から該載置面に向けて搬送される。そして、更に被記録媒体の搬送が進むと、被記録媒体の後端がシート搬送手段から抜け出る。このとき、被記録媒体の紙厚に起因して、被記録媒体に対して垂直方向に作用していた圧接力の一部が搬送方向へ作用する。この力を受けて、第1支持部材が第1位置から第2位置へ転動され、その位置で保持される。
(4)また、本発明のシート搬送装置において、転がり軸受けを介して上記第1支持部材を支持する第2支持部材を更に具備し、上記移動手段が、上記転がり軸受けにより第1支持部材を転動させるものであることが考えられる。摩擦力が極めて小さい転がり軸受けにより第1支持部材が支持されるため、搬送方向への作用力の反力のほとんど全てが第1支持部材を第1位置から第2位置へ転動するように作用する。従って、被記録媒体の後端がシート搬送手段から抜け出た瞬間に、第1支持部材が第1位置から第2位置へ向けて転動する。これにより、被記録媒体に対する強制変形が開放されたときに被記録媒体が元の平坦な形状に戻ろうとする動作を妨げる要因である従動ローラが瞬時に搬送方向上流側へ後退するため、被記録媒体の後端近傍の浮き上がりの防止効果がより高められる。
(5)また、上記第2支持部材が、上記第1支持部材の被支持部を上記転がり軸受けを介して支持する支持面と、上記第1位置で上記第1支持部材の転動を規制する第1規制部材と、上記第2位置で上記第1支持部材の転動を規制する第2規制部材と、を有してなるものであってもよい。これにより、簡易な構造で上記第1支持部材の支持、及び、第1支持部材の転動の規制が可能となる。その結果、従動ローラの支持構造が簡素化される。
(6)また、上記転がり軸受けが、上記支持面と上記第1支持部材の被支持部との間に回転自在に介設された複数の回転体を備えてなるものであることが望ましい。これにより、第1支持部材の転動と支持の双方を簡単な構造で実現することができるため、好適である。また、第1支持部材を支持する際の安定性が向上する。
(7)また、上記第2支持部材は、上記第1支持部材が上記第1位置から上記第2位置に転動するに従って、上記第1支持部材と上記駆動ローラとの相対位置が離反するように上記第1支持部材を支持するものであることが望ましい。
このように構成されているため、シート搬送手段によって被記録媒体が搬送されない場合は、第1支持部材の付勢手段による付勢力によって第1支持部材を搬送方向上流側へ転動させる作用力が働く。これにより、第1支持部材が第2位置へ転動して、該第2位置で保持される。被記録媒体の先端がシート搬送手段に到達すると、被記録媒体の先端を狭持する際に力を受ける。この力が上記作用力や転がり摩擦力よりも大きい場合は、第1支持部材が第2位置から第1位置へ転動する。上記シート搬送手段によって一旦被記録媒体が搬送されると、従動ローラの軸回転部の摺動摩擦力と被記録媒体が元の形状に復元しようとして従動ローラを押し付ける力の一部によって第1支持部材は第1位置に保持される。更に搬送が進み、被記録媒体の後端がシート搬送手段の狭持から抜けると、駆動ローラと従動ローラとの間に隙間が生じる。この隙間を埋める方向に付勢手段による付勢力が作用するが、被記録媒体の後端角部が両ローラの表面に接触している場合は、被記録媒体の後端の従動ローラ側の角部を中心にして従動ローラを回転させるモーメントとして作用する。このモーメントによって従動ローラを支持する第1支持部材が第1位置から第2位置へ転がりながら移動する。この転がり移動が始まると、静止摩擦力が動摩擦力まで低減するため、被記録媒体後端が各ローラと接触しなくなった後においても第1支持部材の転がり移動は継続され、第2位置に達する。なお、上記第1支持部材と上記駆動ローラとの相対位置が離反する度合いは、第1支持部材や駆動ローラ、従動ローラなどに生じる摩擦力、そして、付勢手段による付勢力などによって適宜設定される。
(8)ここで、上記第2支持部材が、上記駆動ローラの回動軸と平行な公転中心線を中心とする略円弧軌道に沿って上記第1支持部材を転動させるものであることが望ましい。
(9)この場合、上記公転中心線が、上記駆動ローラの回動軸と上記第1位置に位置する上記従動ローラの回動軸とを含む平面より第2位置側に位置するものであることが望ましい。
(10)また、上記公転中心線が、上記駆動ローラの回動軸と上記第1位置に位置する上記従動ローラの回動軸とを含む平面上に位置するものであってもよい。
(11)更にまた、上記第2支持部材の上記支持面が、上記公転中心線を中心として描かれる所定の円筒の外周面と略一致する形状に形成されているため、上記公転中心線を中心とする第1支持部材の転動を容易に実現することができる。
(12)ここで、上記第1支持部材が、上記駆動ローラの軸方向に複数の従動ローラを所定間隔で一体に支持するものであってもよい。複数の従動ローラが駆動ローラに圧接する構成のシート搬送手段においては、複数の従動ローラを第1支持部材で一体に支持し、該第1支持部材を転動させて、全ての従動ローラの移動を同期させることにより、記録紙の縒れや皺、或いは搬送ずれなどといった不具合を防止することができる。
(13)また、上記したシート搬送装置を具備する画像記録装置として本発明を捉えることも可能である。
本発明によれば、シート搬送手段による被記録媒体の搬送時に第1支持部材が所定の第1位置に転動し、シート搬送手段による被記録媒体の非搬送時に第1支持部材が第1位置よりも被記録媒体の搬送方向上流側の第2位置に転動されるため、被記録媒体の後端がシート搬送手段から抜け出たときに被記録媒体の後端が従動ローラにより支持されない。従って、該被記録媒体はその自重により下方に落下することになる。これにより、被記録媒体の浮き上がりが防止され、被記録媒体の後端側での画像の乱れや、記録ヘッドとの接触による汚れが防止される。また、シート搬送手段とシート載置台との間に前記した従来の用紙規制装置を介在させる必要がないため、装置の大型化を防止することができる。
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
図1は、本発明の実施形態に係る複合機1の外観構成を示すものである。また、図2は、複合機1の内部構成を示す縦断面図である。複合機1は、下部にプリンタ部2を、上部にスキャナ部3を一体的に備えた多機能装置(MFD:Multi Function Device)であり、プリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能、ファクシミリ機能を有する。複合機1のうちプリンタ部2が、本発明に係る画像記録装置に相当する。したがって、プリンタ機能以外の機能は任意のものであり、例えば、スキャナ部3がなく、スキャナ機能やコピー機能を有しない単機能のプリンタとして本発明に係る画像記録装置が実施されてもよい。
複合機1のプリンタ部2は、主にコンピュータ等の外部情報機器と接続されて、該コンピュータ等から送信された画像データや文書データを含む印刷データに基づいて、記録紙(被記録媒体に相当)に画像や文書を記録する。なお、複合機1は、デジタルカメラ等が接続されて、デジタルカメラ等から出力される画像データを記録紙に記録したり、メモリカード等の各種記憶媒体が装填されて、該記憶媒体に記録された画像データ等を記録紙に記録することも可能である。
図1に示すように、複合機1は高さより横幅及び奥行きが大きい幅広薄型の概ね直方体の外形であり、複合機1の下部がプリンタ部2である。プリンタ部2は、正面に開口2aが形成されている。給紙トレイ20及び排紙トレイ21は、開口2aの内側に上下2段に設けられている。給紙トレイ20には、被記録媒体である記録紙が貯蔵され、例えば、A4サイズ以下のB5サイズ、はがきサイズ等の各種サイズの記録紙が収容される。給紙トレイ20は、図2に示すように、必要に応じてスライドトレイ20aを引き出すことによりトレイ面が拡大され、例えば、リーガルサイズの記録紙が収容できるようになる。給紙トレイ20に収容された記録紙がプリンタ部2の内部へ給送されて所望の画像が記録され、排紙トレイ21へ排出される。
複合機1の上部はスキャナ部3であり、所謂フラットベッドスキャナとして構成されている。図1及び図2に示すように、複合機1の天板として開閉自在に設けられた原稿カバー30の下側に、プラテンガラス31及びイメージセンサ32が設けられている。プラテンガラス31には、画像読取りを行う原稿が載置される。プラテンガラス31の下方には、複合機1の奥行き方向(図2の左右方向)を主走査方向とするイメージセンサ32が、複合機1の幅方向(図2の紙面垂直方向)に往復動可能に設けられている。
複合機1の正面上部には、プリンタ部2やスキャナ部3を操作するための操作パネル4が設けられている。操作パネル4は、各種操作ボタンや液晶表示部から構成されている。複合機1は、操作パネル4からの操作指示に基づいて動作する。複合機1が外部のコンピュータに接続されている場合には、該コンピュータからプリンタドライバ又はスキャナドライバを介して送信される指示に基づいても複合機1が動作する。複合機1の正面の左上部には、スロット部5が設けられている。スロット部5には、記憶媒体である各種小型メモリカードが装填可能である。操作パネル4において所定の操作を行うことにより、スロット部5に装填された小型メモリカードに記憶された画像データが読み出される。読み出された画像データに関する情報は、操作パネル4の液晶表示部に表示され、この表示に基づいて、任意の画像をプリンタ部2により記録紙に記録させることができる。
以下、図1から図5を参照して複合機1の内部構成、特にプリンタ部2の構成について説明する。図2に示すように、複合機1の底側に給紙トレイ20が設けられ、給紙トレイ20の奥側に分離傾斜板22が設けられている。分離傾斜板22は、給紙トレイ20から重送された記録紙を分離して、最上位置の記録紙を上方へ案内する。用紙搬送路23は、分離傾斜板22から上方へ向かった後、正面側へ曲がって、複合機1の背面側から正面側へと延び、画像記録ユニット24(画像記録手段の一例)を経て排紙トレイ21へ通じている。したがって、給紙トレイ20に収容された記録紙は、用紙搬送路23により下方から上方へUターンするように案内されて画像記録ユニット24に至り、画像記録ユニット24により画像記録が行われた後、排紙トレイ21に排出される。
図3はプリンタ部2の主要構成を示す部分拡大断面図である。また、図4はプリンタ部2の主要構成を示す平面図であって、主としてプリンタ部2の略中央から装置背面側の構成を示すものである。図3に示すように、給紙トレイ20の上側には、給紙トレイ20に積載された記録紙を用紙搬送路23へ供給する給紙ローラ25が設けられている。給紙ローラ25は、給紙アーム26の先端に軸支されている。給紙ローラ25は、複数のギアが噛合されてなる駆動伝達機構27により、LFモータ71(図6参照)の駆動が伝達されて回転する。
給紙アーム26は、基軸26aを回動軸として配設されており、給紙トレイ20に接離可能に上下動する。給紙アーム26は、図3に示すように、自重により又はバネ等に付勢されて給紙トレイ20に接触するように下側へ回動されており、給紙トレイ20の挿抜の際に上側へ退避可能に構成されている。給紙アーム26が下側へ回動されることにより、その先端に軸支された給紙ローラ25が給紙トレイ20上の記録紙に圧接する。その状態で、給紙ローラ25が回転されることにより、給紙ローラ25のローラ面と記録紙との間の摩擦力により、最上位置の記録紙が分離傾斜板22へ送り出される。記録紙は、その先端が分離傾斜板22に当接して上方へ案内され、用紙搬送路23へ送り込まれる。給紙ローラ25によって最上位置の記録紙が送り出される際に、その直下の記録紙が摩擦や静電気の作用によって共に送り出される場合があるが、該記録紙は分離傾斜板22との当接によって制止される。
用紙搬送路23は、画像記録ユニット24等が配設されている箇所以外は、所定間隔で対向する外側ガイド面と内側ガイド面とから構成されている。例えば、複合機1の背面側の用紙搬送路23の湾曲部17は、外側ガイド部材18と内側ガイド部材19とが装置フレームに固定されることにより構成されている。用紙搬送路23において、特に用紙搬送路23が曲がっている箇所には、回転コロ16が外側ガイド面へローラ面を露出するようにして、用紙搬送路23の幅方向を軸方向として回転自在に設けられている。回転自在な各回転コロ16により、用紙搬送路23が曲がっている箇所において、ガイド面に摺接する記録紙が円滑に搬送される。
用紙搬送路23には、画像記録ユニット24が設けられている(図2参照)。画像記録ユニット24は、図3に示すように、インクジェット記録ヘッド39(図5参照)を搭載して主走査方向へ往復動するキャリッジ38を備えている。インクジェット記録ヘッド39には、複合機1内にインクジェット記録ヘッド39とは独立に配置されたインクカートリッジからインクチューブ41(図4参照)を通じてシアン(C)・マゼンタ(M)・イエロー(Y)・ブラック(Bk)の各色インクが供給される。キャリッジ38が往復動される間に、インクジェット記録ヘッド39から各色インクが微小なインク滴として選択的に吐出されることにより、プラテン42(シート載置台に相当)の載置面42a(図11参照)を搬送される記録紙に画像記録が行われる。なお、図3及び図4には、インクカートリッジは図示されていない。
図4はプリンタ部2の主要構成を示す平面図であり、主としてプリンタ部2の略中央から装置背面側の構成を示すものである。また、図5は画像記録ユニット24付近の機構を示す斜視図である。なお、図5ではインクチューブ41およびフラットケーブル85は省略されている。図4および図5に示すように、用紙搬送路23の上側において記録紙の搬送方向(図4の上側から下側方向)に所定距離を隔てられて、一対のガイドレール43,44が記録紙の搬送方向と直交する方向(図4の左右方向)に延設されている。ガイドレール43,44は、プリンタ部2の筐体内に設けられて、プリンタ部2を構成する各部材を支持するフレームの一部を構成している。キャリッジ38は、ガイドレール43,44を跨ぐようにして記録紙の搬送方向と直交する方向に摺動可能に載置されている。このように、ガイドレール43,44が記録紙の搬送方向にほぼ水平に並べられることにより、プリンタ部2の高さを低くして、装置の薄型化が実現される。
記録紙の搬送方向上流側に配設されたガイドレール43は、用紙搬送路23の幅方向(図4の左右方向)の長さがキャリッジ38の往復動範囲より長い平板状のものである。記録紙の搬送方向下流側に配設されたガイドレール44は、用紙搬送路23の幅方向の長さがガイドレール43とほぼ同じ長さの平板状のものである。キャリッジ38の搬送方向上流側の端部がガイドレール43に載置され、キャリッジ38の搬送方向下流側の端部がガイドレール44に載置されて、ガイドレール43,44の長手方向にキャリッジ38は摺動される。ガイドレール44の搬送方向上流側の縁部45は、上方へ向かって略直角に曲折されている。ガイドレール43,44に担持されたキャリッジ38は、縁部45をローラ対等の狭持部材により摺動可能に狭持している。これにより、キャリッジ38は、記録紙の搬送方向に対して位置決めされ、且つ、記録紙の搬送方向と直交する方向に摺動可能になる。つまり、キャリッジ38は、ガイドレール43,44上に摺動自在に担持され、ガイドレール44の縁部45を基準として、記録紙の搬送方向と直交する方向に往復動する。なお、図には表れていないが、縁部45には、キャリッジ38の摺動を円滑にするためにグリースなどの潤滑剤が塗布されている。
ガイドレール44の上面には、ベルト駆動機構46が配設されている。ベルト駆動機構46は、用紙搬送路23の幅方向の両端付近にそれぞれ設けられた駆動プーリ47と従動プーリ48との間に、内側に歯が設けられた無端環状のタイミングベルト49が張架されてなるものである。駆動プーリ47の軸にはCRモータ73(図6参照)から駆動力が入力され、駆動プーリ47の回転によりタイミングベルト49が周運動する。なお、タイミングベルト49は無端環状のもののほか、有端のベルトの両端部をキャリッジ38に固着するものを用いてもよい。
キャリッジ38は、その底面側においてタイミングベルト49に固着されている。したがって、タイミングベルト49の周運動に基づいて、キャリッジ38が縁部45を基準としてガイドレール43,44上を往復動する。このようなキャリッジ38にインクジェット記録ヘッド39が搭載されて、インクジェット記録ヘッド39が、用紙搬送路23の幅方向を主走査方向として往復動される。
ガイドレール44には、リニアエンコーダ77(図6参照)のエンコーダストリップ50が配設されている。エンコーダストリップ50は、透明な樹脂からなる帯状のものである。ガイドレール44の幅方向(キャリッジ38の往復動方向)の両端には、その上面から起立するように一対の支持部33,34が形成されている。エンコーダストリップ50は、その両端部が支持部33,34に係止されて、縁部45に沿って架設されている。なお、図には表れていないが、支持部33,34の一方には、板バネが設けられており、該板バネによりエンコーダストリップ50の端部が係止されている。この板バネにより、エンコーダストリップ50には、長手方向に張力が作用して弛みが生じることが防止されるとともに、エンコーダストリップ50に外力が作用した場合には、該板バネが弾性変形して、エンコーダストリップ50が撓むようになっている。
エンコーダストリップ50には、光を透過させる透光部と光を遮断する遮光部とが、所定ピッチで長手方向に交互に配置されたパターンが記されている。キャリッジ38の上面のエンコーダストリップ50に対応する位置には、透過型センサである光学センサ35が設けられている。光学センサ35は、キャリッジ38とともにエンコーダストリップ50の長手方向に沿って往復動し、その往復動の際にエンコーダストリップ50のパターンを検知する。インクジェット記録ヘッド39には、インクの吐出を制御するヘッド制御基板が設けられている。ヘッド制御基板は、光学センサ35の検知信号に基づくパルス信号を出力し、このパルス信号に基づいてキャリッジ38の位置が判断されて、キャリッジ38の往復動が制御される。なお、図4及び図5では、ヘッド制御基板はキャリッジ38のヘッドカバーで覆われており、図に表れていない。
図4及び図5に示すように、用紙搬送路23の下側には、インクジェット記録ヘッド39と対向してプラテン42が配設されている。プラテン42は、キャリッジ38の往復動範囲のうち、記録紙が通過する中央部分に渡って配設されている。プラテン42の幅は、搬送可能な記録紙の最大幅より十分に大きいものであり、記録紙の両端は常にプラテン42の上を通過する。プラテン42は、本複合機1が平坦な台などに設置されたときにプラテン42上の載置面42a(図11参照)も平坦となるように配設されている。
図4及び図5に示すように、記録紙が通過しない範囲、すなわちインクジェット記録ヘッド39による画像記録範囲外には、パージ機構51や廃インクトレイ84等のメンテナンスユニットが配設されている。パージ機構51は、インクジェット記録ヘッド39のノズルから気泡や異物を吸引除去するものである。なお、上記ノズルは同図には表れていない。パージ機構51は、インクジェット記録ヘッド39のノズルを覆うキャップ52と、キャップ52を通じてインクジェット記録ヘッド39に接続されるポンプ機構と、キャップ52をインクジェット記録ヘッド39のノズルに接離させるための移動機構とからなる。なお、図4および図5においては、ポンプ機構及び移動機構はガイドフレーム44の下方にあり、図に表れていない。インクジェット記録ヘッド39から気泡等の吸引除去を行う際には、インクジェット記録ヘッド39がキャップ52上に位置するようにキャリッジ38が移動される。その状態でキャップ52が上方へ移動されて、インクジェット記録ヘッド39の下面にノズルを密閉するように密着される。ポンプ機構によりキャップ52内が負圧にされることにより、インクジェット記録ヘッド39のノズルからインクが吸引される。ノズル内の気泡や異物は、該インクとともに吸引除去される。
廃インクトレイ84は、フラッシングと呼ばれるインクジェット記録ヘッド39からのインクの空吐出を受けるためのものである。廃インクトレイ84は、プラテン42の上面であって、キャリッジ38の往復動範囲内且つ画像記録範囲外に形成されている。なお、廃インクトレイ84内にはフェルトが敷設されており、フラッシングされたインクは、該フェルトに吸収されて保持される。これらメンテナンスユニットにより、インクジェット記録ヘッド39内の気泡や混色インクの除去、乾燥防止等のメンテナンスが行われる。
図1に示すように、プリンタ部2の筐体の正面には、扉7が開閉自在に設けられている。扉7が開かれると、カートリッジ装着部が装置正面側に露出され、インクカートリッジが装抜可能になる。カートリッジ装着部は、図示されていないが、インクカートリッジに対応して4つの収容室に区画されており、各収容室に、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラックの各色インクを保持するインクカートリッジが収容される。カートリッジ装着部からキャリッジ38へは、図4に示すように、各色インクに対応した4本のインクチューブ41が引き回されている。キャリッジ38に搭載されたインクジェット記録ヘッド39には、各インクチューブ41を通じて、カートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジから各色インクが供給される。
インクチューブ41は、合成樹脂製のチューブであり、キャリッジ38の往復動に追従して撓む可撓性を有する。カートリッジ装着部から導出された各インクチューブ41は、装置の幅方向に沿って中央付近まで引き出されて、装置本体の固定クリップ36に一旦固定されている。各インクチューブ41は、固定クリップ36からキャリッジ38までの部分が装置本体等に固定されておらず、当該部分がキャリッジ38の往復動に追従して姿勢変化する。なお、図4においては、固定クリップ36からカートリッジ装着部側へ延びるインクチューブ41は省略されている。
図4に示すように、インクチューブ41は、固定クリップ36からキャリッジ38までの部分がキャリッジ38の往復動方向に反転する湾曲部を形成して引き回されている。換言すれば、インクチューブ41は、平面視において略U字形状を形成するように引き回されている。4本のインクチューブ41は、キャリッジ38において記録紙搬送方向に沿って水平方向に配列されて、キャリッジ38の往復動方向に延出されている。一方、固定クリップ36においては、4本のインクチューブ41が垂直方向に積み重ねられた状態に配列されて固定されている。固定クリップ36は、上側に開口した断面がU字形状の部材であり、その開口から各インクチューブ41が挿入されて垂直方向に積み重ねられた4本のインクチューブ41が、固定クリップ36により一体に狭持される。これにより、4本のインクチューブ41は、キャリッジ38から固定クリップ36へ向かって、水平方向の配列が垂直方向の配列になるように捻られながら、4本全体として略U字形状に湾曲されている。
4本のインクチューブ41は、キャリッジ38から固定クリップ36までの長さが略同一にされている。キャリッジ38において、記録紙搬送方向の最も上流側に配置されたインクチューブ41が、固定クリップ36において最も上側に配置されている。そして、上記インクチューブ41の次に上流側に配置されたインクチューブ41が、固定クリップ36において該インクチューブ41の次となる下側に配置されている。これを繰り返して、キャリッジ38における記録紙搬送方向の上流側のインクチューブ41から下流側へ向かって順に、固定クリップ36の最も上側から下側へ順次配置されている。各インクチューブ41の長さは略同一なので、キャリッジ38の記録紙搬送方向の配列に従って、各インクチューブ41の略U字形状の湾曲部の中心が記録紙搬送方向にずれるように湾曲される。これにより、湾曲部において、4本のインクチューブ41が上側から下側へ向かって斜め方向に整列され、キャリッジ38に追従して姿勢変化する際に、インクチューブ41同士が干渉することが低減される。なお、本実施形態では、4本のインクチューブ41について示しているが、インクチューブ41が更に増えた場合には、順次同様に、キャリッジ38における記録紙搬送方向の上流側のインクチューブ41から、固定クリップ36の上側に順次配置される。
制御部64(図6参照)を構成するメイン基板からインクジェット記録ヘッド39のヘッド制御基板へはフラットケーブル85を通じて記録用信号等の伝送が行われる。なお、メイン基板は装置正面側(図4手前側)に配設されており、図4では図示されていない。フラットケーブル85は、電気信号を伝送する複数本の導電線をポリエステルフィルム等の合成樹脂フィルムで覆って絶縁した薄帯状のものであり、メイン基板とヘッド制御基板とを電気的に接続している。
フラットケーブル85は、キャリッジ38の往復動に追従して撓む可撓性を有する。図4に示すように、フラットケーブル85は、キャリッジ38から固定クリップ86までの部分がキャリッジ38の往復動方向に反転する湾曲部を形成して引き回されている。換言すれば、フラットケーブル85は、薄帯状の表裏面を垂直方向として、平面視において略U字形状を形成するように引き回されている。つまり、フラットケーブル85の表裏面は、その垂線が水平方向を向いて、その面が垂直方向に拡がっている。また、キャリッジ38からフラットケーブル85が延出される方向と、インクチューブ41が延出される方向とは、キャリッジ38の往復動方向に対して同方向である。
キャリッジ38に固定されたフラットケーブル85の一端側は、キャリッジ38に搭載されたヘッド制御基板に電気的に接続されている。固定クリップ86に固定されたフラットケーブル85の他端側は、さらにメイン基板へ延出されて電気的に接続されている。フラットケーブル85が略U字形状に湾曲された部分は、いずれの部材にも固定されておらず、インクチューブ41と同様に、キャリッジ38の往復動に追従して姿勢変化する。このように、キャリッジ38の往復動に追従して姿勢変化するインクチューブ41及びフラットケーブル85は、回動支持部材100によって支持されている。
インクチューブ41及びフラットケーブル85の装置正面側には、規制壁37が装置幅方向(図4の左右方向)に延設されている。規制壁37は、インクチューブ41に当接する垂直方向の壁面を有する壁であり、キャリッジ38の往復動方向に沿って直線状に立設されている。規制壁37は、インクチューブ41を固定する固定クリップ36からインクチューブ41の延出方向に設けられており、固定クリップ36により垂直方向に配列された4本のインクチューブ41のすべてが当接可能な高さである。
インクチューブ41は、固定クリップ36から規制壁37に沿って延出されており、規制壁37の装置背面側の壁面に当接することによって、装置正面側、換言すればキャリッジ38から離れる方向へ膨出することが規制される。インクチューブ41が規制壁37に当接した状態では、インクチューブ41の固定クリップ36から湾曲部に至るまでの部分が、固定クリップ36における垂直方向の配列に維持されるので、略U字形状の湾曲部において、インクチューブ41が所望の斜め方向の配置に確実に維持される。
固定クリップ36は、装置の幅方向の略中央付近に設けられており、インクチューブ41が規制壁37へ向かって延出されるように固定している。つまり、規制壁37の垂直方向の壁面と、固定クリップ36がインクチューブ41を延出させる方向は、平面視において180°より小さな鈍角をなしている。インクチューブ41は可撓性を有するものであるが、適度な腰(曲げ剛性)をも有するので、固定クリップ36により規制壁37に対して角度をもって延出されることにより、規制壁37の壁面に押し付けられる。これにより、キャリッジ38の往復動範囲において、インクチューブ41が規制壁37に沿って躾けられる範囲が多くなり、インクチューブ41の湾曲部からキャリッジ38までの部分が装置背面側、換言すればキャリッジ38側へ膨出する範囲を小さくすることができる。
固定クリップ86は、装置の幅方向の略中央付近であって固定クリップ36より湾曲内側となる位置に設けられており、フラットケーブル85を規制壁37へ向かって延出されるように固定している。つまり、規制壁37の垂直方向の壁面と、固定クリップ86がフラットケーブル85を延出させる方向は、平面視において180°より小さな鈍角をなしている。フラットケーブル85は可撓性を有するものであるが、適度な腰(曲げ剛性)をも有するので、固定クリップ86により規制壁37に対して角度をもって延出されることにより、規制壁37の壁面に押し付けられる。これにより、キャリッジ38の往復動範囲において、フラットケーブル85が規制壁37に沿って躾けられる範囲が多くなり、フラットケーブル85の湾曲部からキャリッジ38までの部分が装置背面側、換言すればキャリッジ38側へ膨出する範囲を小さくすることができる。
図3および図5に示すように、画像記録ユニット24の上流側には、駆動ローラ87と該駆動ローラ87の下方に圧接状態で配設されたピンチローラ88(従動ローラに相当)とを有する一対の搬送ローラ対89(シート搬送手段の一例)が設けられている。搬送ローラ体89を主構成要素として本発明のシート搬送装置が具現化される。駆動ローラ87及びピンチローラ88は、用紙搬送路23を搬送されている記録紙を狭持してプラテン42上へ搬送する。ピンチローラ88は、所定の付勢力で駆動ローラ87に押圧された状態でピンチローラホルダ96(第1支持部材の一例)により回転自在に支持されている。ピンチローラホルダ96は、装置の筐体を形成する内部フレーム95に一体に設けられたホルダ支持部材97(第2支持部材の一例)によって記録紙の搬送方向に転動可能に支持されている。このような支持構造が採用されることにより、搬送ローラ対89によって記録紙が搬送されている場合はピンチローラホルダ96が図16に示す下流側の搬送位置(本発明の第1位置に相当)まで転がりながら移動し、搬送ローラ対89から記録紙の後端が抜け出た場合は、直ちにピンチローラホルダ96が図15に示す上流側の後退位置(本発明の第2位置に相当)まで転がりながら移動する。なお、ホルダ支持部材97及びピンチローラホルダ96の構成、ホルダ支持部材97でピンチローラホルダ96を支持する支持構造については後段において詳細に説明される。ここに、上記搬送位置及び上記後退位置への転動を実現可能とする支持構造が本発明の移動手段に相当する。
画像記録ユニット24の下流側には、駆動ローラ90と該駆動ローラ90の上方に設けられた拍車ローラ91とを有する一対の排出ローラ対92が設けられている。駆動ローラ90及び拍車ローラ91は、記録済みの記録紙を狭持して排紙トレイ21へ搬送する。拍車ローラ91は、記録済みの記録紙と圧接するので、記録紙に記録された画像を劣化させないようにローラ面が拍車状に凹凸されている。拍車ローラ91は、駆動ローラ90と接離する方向にスライド移動可能に設けられ、図示しないコイルバネにより駆動ローラ90に圧接するように付勢されている。駆動ローラ90と拍車ローラ91との間に記録紙が進入すると、拍車ローラ91は、記録紙の厚み分だけ付勢力に反して退避し、該記録紙を駆動ローラ90に圧接するように狭持する。これにより、駆動ローラ90の回転力が確実に記録紙へ伝達される。
駆動ローラ87,90は、駆動ローラ87の軸方向の一端に連結されたLFモータ71(図6参照)から駆動力が伝達されて、所定の改行幅で間欠駆動される。駆動ローラ87,90の回転は同期されている。駆動ローラ87に設けられたロータリーエンコーダ76(図6参照)は、駆動ローラ87とともに回転するエンコーダディスク93のパターンを光学センサ94で検知する。この検知信号に基づいて、駆動ローラ87,90の回転が制御される。
駆動ローラ87及びピンチローラ88に狭持された記録紙は、所定の改行幅でプラテン42上を間欠して搬送される。その改行毎にインクジェット記録ヘッド39が走査されて、記録紙の先端側から画像記録が行われる。画像記録が行われた記録紙の先端側は、駆動ローラ90及び拍車ローラ91に狭持される。つまり、記録紙はその先端側を駆動ローラ90及び拍車ローラ91に狭持され、後端側を駆動ローラ87及びピンチローラ88に狭持された状態で所定の改行幅で間欠して搬送され、改行毎にインクジェット記録ヘッド39により画像記録が行われる。さらに記録紙が搬送されると、記録紙の後端が駆動ローラ87及びピンチローラ88から抜け出して、搬送ローラ対89による狭持から解放される。つまり、記録紙は、駆動ローラ90及び拍車ローラ91にのみ狭持されて所定の改行幅で間欠して搬送され、改行毎にインクジェット記録ヘッド39により画像記録が行われる。記録紙の所定領域に画像記録が行われた後は、駆動ローラ90が連続的に回転駆動される。これにより、駆動ローラ90及び拍車ローラ91により狭持された記録紙が排紙トレイ21へ排出される。
図6は、複合機1の制御部64の構成を示すブロック図である。制御部64は、プリンタ部3のみでなくスキャナ部2も含む複合機1の全体動作を制御するものであり、フラットケーブル85が接続されるメイン基板により構成される。なお、スキャナ部3に関する構成は本発明の主要な構成ではないので詳細な説明は省略する。制御部64は、図に示すように、CPU(Central Processing Unit)65、ROM(Read Only Memory)66、RAM(Random Access Memory)67、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)68を主とするマイクロコンピュータとして構成されており、バス69を介してASIC(Application Specific Integrated Circuit)70に接続されている。
ROM66には、複合機1の各種動作を制御するためのプログラム等が格納されている。RAM67は、CPU65が上記プログラムを実行する際に用いる各種データを一時的に記録する記憶領域又は作業領域として使用される。また、EEPROM68には、電源オフ後も保持すべき設定やフラグ等が格納される。
ASIC70は、CPU65からの指令に従い、LF(搬送)モータ71に通電する相励磁信号等を生成して、該信号をLFモータ71の駆動回路72に付与し、駆動回路72を介して駆動信号をLFモータ71に通電することにより、LFモータ71の回転制御を行っている。
駆動回路72は、給紙ローラ25、駆動ローラ87,90、及びパージ機構51に接続されたLFモータ71を駆動させるものであり、ASIC70からの出力信号を受けて、LFモータ71を回転するための電気信号を形成する。該電気信号を受けてLFモータ71が回転し、LFモータ71の回転力がギアや駆動軸等からなる周知の駆動機構を介して、給紙ローラ25、駆動ローラ87,90、及びパージ機構51へ伝達される。
ASIC70は、CPU65からの指令に従い、CR(キャリッジ)モータ73に通電する相励磁信号等を生成して、該信号をCRモータ73の駆動回路74に付与し、駆動回路74を介して駆動信号をCRモータ73に通電することにより、CRモータ73の回転制御を行っている。
駆動回路74は、CRモータ73を駆動させるものであり、ASIC70からの出力信号を受けて、CRモータ73を回転するための電気信号を形成する。該電気信号を受けてCRモータ73が回転し、CRモータ73の回転力がベルト駆動機構46を介して、キャリッジ38へ伝達されることによりキャリッジ38が往復動される。このようにして、キャリッジ38の往復動が制御部64により制御される。
駆動回路75は、インクジェット記録ヘッド39から所定のタイミングで各色インクを記録紙に対して選択的に吐出させるものであり、CPU65から出力される駆動制御手順に基づいてASIC70において生成された出力信号を受け、インクジェット記録ヘッド39を駆動制御する。この駆動回路75は、ヘッド制御基板に搭載されており、制御部64を構成するメイン基板からヘッド制御基板へは、フラットケーブル85により信号が伝送される。
ASIC70には、駆動ローラ87の回転量を検出するロータリーエンコーダ76、キャリッジ38の位置検知を行うリニアエンコーダ77が接続されている。キャリッジ38は、複合機1の電源オンにより、ガイドレール43,44の一方の端まで移動されて、リニアエンコーダ77による検知位置が初期化される。この初期位置から、キャリッジ38がガイドレール43,44上を移動すると、キャリッジ38に設けられた光学センサ35がエンコーダストリップ50のパターンを検知し、これに基づくパルス信号数がキャリッジ38の移動量として制御部64に把握される。制御部64は、この移動量に基づいてキャリッジ38の往復動を制御すべく、CRモータ73の回転を制御する。
ASIC70には、スキャナ部3や、複合機1の操作指示を行うための操作パネル4、各種小型メモリカードが挿入されるスロット部5、パソコン等の外部情報機器とパラレルケーブルやUSBケーブルを介してデータの送受信を行うためのパラレルインタフェース78及びUSBインタフェース79等が接続されている。さらに、ファクシミリ機能を実現するためのNCU(Network Control Unit)80やモデム(MODEM)81が接続されている。
次に、図7から図10を参照して、ホルダ支持部材97及びピンチローラホルダ96の構成、及びピンチローラホルダ96の支持構造について詳細に説明する。ここに、図7はピンチローラホルダ96がホルダ支持部材97によって支持された状態を示す斜視図、図8はホルダ支持部材97及びピンチローラホルダ96の分解図、図9は転がり軸受け125の構成を示す斜視図、図10はピンチローラホルダ96の移動範囲を説明する部分拡大図である。
ピンチローラホルダ96は、図7及び図8に示すように長尺状に形成されており、その長手方向が記録紙の幅方向に一致するように配設される。駆動ローラ87に対向するピンチローラホルダ96の上面には、4つのローラ収容室98と、8つのバネ収容室99とが設けられている。ローラ収容室98はピンチローラホルダ96の長手方向に所定間隔ごとに形成されている。バネ収容室99は、ローラ収容室98の両端に隣接して形成されている。ピンチローラ88は、ピンチローラホルダ96の長手方向にその回動軸130が一致するようにローラ収容室98に収容される。また、バネ収容室99にはバネ131(付勢手段の一例)が圧縮された状態で収容される。なお、言うまでもなく、ピンチローラ88やバネ131の数や収容手法などは適宜変更可能である。
バネ収容室99は、該バネ収容室99の長手方向の両側に立設された仕切り板132により区画されている。仕切り板132に軸受け133が形成されている。ピンチローラ88の回動軸130は軸受け133で支持される。軸受け133は上下方向に長い溝状に形成されている。軸受け133の溝上端部は、回動軸130の軸径より若干小さく形成されており、回動軸130が軸受け133に押し込まれると、溝の上端部が撓んで広がることで、回動軸130の挿入が受け入れられる。また、回動軸130が完全に挿入されると溝の上端部がもとの形に復帰して、回動軸130が容易に外れないように軸支される。これにより、回動軸130が軸受け133によって上下動可能に軸支される。
上記バネ収容室99にバネ131が収容され、そして、ピンチローラ88の回動軸130が上記軸受け133に挿入されることにより、バネ131が圧縮された状態でバネ収容室99に装着される。この圧縮されたバネ131のバネ力がピンチローラ88を上方向へ押し上げるように作用する。即ち、ピンチローラ88に駆動ローラ87に対する付勢力が付加される。このようにピンチローラ88がバネ131により付勢されて軸受け133で軸支されるため、所定厚さの記録紙が搬送されると、その紙厚に応じてバネ131の付勢力に反してピンチローラ88が降下する。
ピンチローラホルダ96の底面には、ホルダ支持部材97に形成された4つの係合溝134(図8参照)と係合する4つの突出片135が形成されている。この突出片135は、ピンチローラホルダ96の底面から下方に突出する平板状部材であって、ピンチローラホルダ96の短手方向に延設されている。突出片135が係合溝134に挿入されることで、突出片135が係合溝134に所定の遊びをもって嵌め込まれる。この状態でピンチローラホルダ96がホルダ支持部材97によって該ホルダ支持部材97の短手方向、即ち記録紙の搬送方向へ移動可能に支持されると共に、その移動範囲が所定の範囲内に規制される。
ホルダ支持部材97はピンチローラホルダ96と同様に長尺状に形成されており、その長手方向が記録紙の幅方向と一致するように内部フレーム95に配設されている。詳細には、ホルダ支持部材97の底面に形成された突起140が、図3に示すように、内部フレーム95の図示しない孔に嵌め込まれることにより該内部フレーム95に位置決めされて固定される。ホルダ支持部材97の上面には、図10に示すように湾曲面136(支持面に相当)が形成されている。この湾曲面136に転がり軸受け125を介在させた状態でピンチローラホルダ96をその底面(被支持部に相当)から支持する。
ホルダ支持部材97の湾曲面136は、図10の模式断面図に示すように、湾曲面136上において搬送方向上流側から下流側に向けて下り傾斜している。湾曲面136は、同図に示す点O(以下「公転中心点O」と称する)を通る公転軸(本発明の公転中心線に相当)を中心にして描かれる略円筒形状の外周弧と略一致する形状に形成されている。上記公転軸は、駆動ローラ87の回動軸(図中の点Aを通る軸)と平行で、且つ該回動軸より鉛直上方に設定されているものである。従って、駆動ローラ87の回動軸および上記公転軸は同一鉛直平面に含まれている。ピンチローラホルダ96は、湾曲面136に沿って転がり移動することにより、公転中心点Oを通る公転軸を中心にして転がり移動する。このとき、ピンチローラ88は、バネ131によって付勢されているため、常に駆動ローラ87に圧接した状態を保ったまま駆動ローラ87の外周面に沿って移動する。なお、公転中心点Oは、断面視で、ピンチローラ88の回動中心となる点Bと湾曲面136との離間距離よりも、公転中心点Oと湾曲面136との離間距離の方が長くなる位置に設定されていれば足りる。
転がり軸受け125は、図8及び図9に示すように、ホルダ支持部材97の短手方向に縦列配設された2本のローラ126(複数の回転体に相当)と、これら2本のローラ126を一体に回転可能に支持するローラ支持部材127とを有して構成されている。ローラ支持部材127は、ローラ126を軸支した上で、ホルダ支持部材97の上面の湾曲面136上に取り付けられる。詳細には、ローラ支持部材127に形成された断面L字状の係合爪128が、湾曲面136上に形成された4組の被係合部137(図8参照)に係合されることにより取り付けられる。転がり軸受け125は、図示するように、ホルダ支持部材97の長手方向に所定間隔で4つ取り付けられている。このように構成された転がり軸受け125をホルダ支持部材97の湾曲面136上に介在させてピンチローラホルダ96を支持することにより、ピンチローラホルダ96が転動可能に支持される。なお、本実施形態では、ピンチローラホルダ96を転動可能に支持する構成として転がり軸受け125を用いた例について説明するが、例えば、転がり軸受け125に代えて、ホルダ支持部材97の湾曲面136或いはピンチローラホルダ96の底面に一体に回転体が回転自在に設けられた構成を採用することも可能である。例えば、湾曲面136や上記底面に周知のローラベアリングやボールベアリングを組み込むことが考えられる。
ホルダ支持部材97の上面の湾曲面136には、上記突出片135と係合する4つの係合溝134が形成されている。ピンチローラホルダ96の短手方向における係合溝134の長さは、同短手方向における突出片135の延設長さより十分長く形成されている。係合溝134の後方端部には、係合溝134の後方側の内壁から上方へ連続するように、ホルダ支持部材97の湾曲面136から更に上方へ延設されたリブ138が形成されている。リブ138はピンチローラホルダ96の後方への移動を制限するためのものである。突出片135が係合溝134と係合した状態でピンチローラホルダ96がホルダ支持部材97に上記短手方向へ移動可能に支持されると、突出片135の前方端と係合溝134の前方側の内壁とが当接することによりピンチローラホルダ96の前方への移動が制限され、突出片135の後方端と上記リブ138とが当接することによりピンチローラホルダ96の後方への移動が制限される。
本実施形態では、図10に示すように、ピンチローラホルダ96の短手方向(図に10おいて左右方向)への移動範囲は、上記公転軸(公転中心点Oを通る軸)を基点として該公転軸及び駆動ローラ87の回動軸を通る鉛直平面(第1垂直面に相当)とのなす角θが駆動ローラ87の後方側(搬送方向上流側)へθ1(>0)となる位置にピンチローラ88が位置決めされる搬送位置(第1位置、図10において実線で示した位置、図16参照)から、同鉛直平面とのなす角θがθ2(>θ1)となる位置にピンチローラ88が位置決めされる後退位置(第2位置、図10において破線で示した位置、図15参照)までの間に制限される。言い換えれば、断面視において、公転中心点O及び点Aを結ぶ線分OAと公転中心点O及び点Bと結ぶ線分OBとのなす角θが、θ1≦θ≦θ2の範囲となるようにピンチローラホルダ96の短手方向への移動が制限される。なお、このように上記短手方向の前方への移動範囲を制限する突出片135及び係合溝134の前方側の内壁が本発明の第1規制部材に相当し、同じく後方への移動範囲を制限する突出片135及びリブ138が本発明の第2規制部材に相当する。
上述の如くピンチローラホルダ96及びホルダ支持部材97が構成されることにより、搬送ローラ対89(図3参照)によって記録紙が狭持されながら搬送されているときは(被記録媒体の搬送時)、ピンチローラホルダ96が上記搬送位置(第1位置)まで転動され、搬送ローラ対89から記録紙の後端が抜け出したときは(被記録媒体の非搬送時)、ピンチローラホルダ96が上記後退位置(第2位置)まで転動する。ピンチローラホルダ96の転動原理については後述する。
また、本実施形態では、図10および図11に示すように、ピンチローラホルダ96が上記搬送位置に位置する場合に、駆動ローラ87の回動軸を通る上記鉛直平面よりも搬送方向上流側に上記搬送位置(第1位置)が設定されている。また、ピンチローラホルダ96が上記搬送位置に位置する場合に、駆動ローラ87とピンチローラ88との圧接点G1(図11参照)を通り、駆動ローラ87の軸方向に延びる接線を含む鉛直面(第2垂直面に相当)にピンチローラ88のローラ表面が交差しない位置に上記後退位置が設定されている。言い換えれば、図11に示すように、断面視において、駆動ローラ87の回動中心である点Aを通る鉛直線L1(または線分OA)よりも搬送方向上流側にピンチローラ88の中心点Bが位置するよう上記搬送位置が設定されており、圧接点G1を通る鉛直線L2にピンチローラ88のローラ表面が交差しない位置に上記後退位置が設定されている。このような位置関係に設定されることで、図12(a)に示されるように記録紙Sの後端がニップされた状態から記録紙Sの後端が搬送ローラ対89から抜け出すと、直ちにピンチローラ88が図12(b)に示す位置まで後退し、それとほぼ同時に、ピンチローラ88のローラ面上で記録紙Sの後端が支持されることなく、記録紙Sはプラテン42の載置面42a上において元の真っ直ぐな平坦形状に復元される。
以下、上記搬送位置及び上記後退位置の位置関係について図11を用いて具体的に説明する。ここに、図11は、搬送ローラ対89の断面視において、点Aを通る鉛直線とプラテン42上の載置面42aとの交点G0を原点とするXY座標によって駆動ローラ87及びピンチローラ88の位置関係が表された模式図である。図中において符号Dは上記搬送位置を示し、符号Eは上記後退位置を示す。同図では、ピンチローラホルダ96が搬送位置Dに位置する場合と後退位置Eに位置する場合におけるピンチローラ88を破線で示し、それぞれの回動中心点に符号B1およびB2を付している。ここで、ピンチローラホルダ96が搬送位置Dに位置する場合におけるピンチローラ88と駆動ローラ87とのニップ点G1のX座標x(G1)、及び、ピンチローラホルダ96が後退位置Eに位置する場合におけるピンチローラ88のローラ表面とプラテン面42aとの交点であってプラテン42側の交点をG2のX座標x(G2)は以下の式(1)、(2)により導き出される。
Figure 2007175991
上述したように、ピンチローラホルダ96が上記後退位置に位置する場合に点Aを通る鉛直線とピンチローラ88のローラ表面とが交差しないための条件としては、交点G2がニップ点G1よりもX軸の正方向に離れていることが要求される。即ち、交点G2のX座標x(G2)がニップ点G1のX座標x(G1)よりも大きいことが上記条件として必要である。従って、本実施形態では、上記角度φ1を任意の角度に設定した場合は、上記後退位置は以下の式(3)を満たす角度φ2となるように設定される。
Figure 2007175991
このように、任意の角度φ1に対して上式(3)を満たす角度φ2が設定されることによって、記録紙の後端が搬送ローラ対89から抜け出たときに記録紙の後端がピンチローラ88により支持されず、記録紙の後端はプラテン42の載置面42a上において元の真っ直ぐな平坦形状に復元される。これにより、記録紙の浮き上がりが防止され、記録紙の後端側での画像の乱れや、記録ヘッドとの接触による汚れが防止される。
以下に、ピンチローラホルダ96の転動原理について図13及び図14を参照しながら説明する。ここに、図13は、搬送ローラ対89の断面視において、公転中心点Oを原点とするXY座標によって駆動ローラ87及びピンチローラ88の位置関係が表された模式図、図14は図13において記録紙(符号Sで示す)が搬送ローラ対89によって狭持されている様子を示す図である。同図においても、駆動ローラ87の回動の中心を点A、半径をr1とし、ピンチローラ88の回動の中心を点B、半径をr2とする。また、点AはY軸上に位置し、点AからY軸の正の方向へ駆動ローラ87の半径r1以上離れた位置に原点である上記公転中心点O(原点O)が位置するものとする。また、原点Oは湾曲面136に沿った弧の中心に一致し、即ち、公転中心点Oに一致するものとする。また、ピンチローラホルダ96は、原点Oを中心として反時計回りにY軸からθ1(>0)進んだ搬送位置Dと、同様にY軸からθ2(>θ1)進んだ後退位置Eとの間で転がり移動可能とする。ここに、位置Dが前記した搬送位置に相当し、位置Eが前記した後退位置に相当する。なお、本発明の説明の便宜上、図13及び図14に示すように公転中心点O、点A、点Bを定義したが、言うまでもなく、駆動ローラ87、ピンチローラ88及び湾曲面それぞれの中心位置は上述した位置に限定されない。
いま、ピンチローラ88が任意の位置に移動したときの線分OAと線分OBのなす角をθとする。即ち、角度θが取り得る範囲はθ1≦θ≦θ2である。ピンチローラ88は、ピンチローラホルダ96に圧縮された状態で収容されたバネ131によって駆動ローラ87の方向(線分ABの方向)へ付勢されている。
図示するように、θ>0の場合は、弧DEの中心点Oとピンチローラ88の公転中心点Aとが一致していないため、θが大きくなるに連れて、ピンチローラホルダ96は駆動ローラ87から相対的に離反する。従って、θが大きくなるに連れてバネ131は伸長する。即ち、θが大きくなるに連れてバネ131の有する弾性エネルギーEが減少することになる。このとき、ピンチローラ88には、反時計方向であって、点A周り、つまり線分ABに垂直な方向に、弾性エネルギーEの減少分dE/dθに比例する大きさのモーメントM1が働く。
一方、ピンチローラ88には、その従動回転に伴って点Bの周りにその回動方向とは反対方向に摩擦力(摩擦モーメント)M2′が発生する。この摩擦力M2′を点A周り、つまり線分ABに垂直な方向の力に変換したモーメントをM2とする。このとき発生する摩擦力M2′は、ピンチローラ88の回転伴って該ピンチローラ88とその回動軸130との摺動面で発生する静止摩擦力である。なお、図13において、モーメントM2は図示されていない。
また、ピンチローラホルダ96がホルダ支持部材97の湾曲面136を転がり移動することにより、転がり摩擦力(摩擦モーメント)M3′が発生する。この転がり摩擦力M3′は公転中心点O周り、つまり線分OBに垂直な方向に働く。この摩擦力M3′を点A周り、つまり線分ABに垂直な方向の力に変換したモーメントをM3とする。ここでは、上記転がり摩擦力をモーメントM3とする。なお、図13において、モーメントM3は図示されていない。
更に、駆動ローラ87とピンチローラ88とによって記録紙が搬送されると、図14に示すように、記録紙の自重や記録紙の撓みによる弾性力などの力Wが記録紙とピンチローラ88との接触点からピンチローラ88の中心方向(点B方向)に向けて働く。かかる力Wによりθを小さくする方向にモーメントM4が発生する。特に、本実施形態では、図示するように、プラテン34に対して線分OAと線分OBのなす角と同じ角度θだけ上方から記録紙をプラテン34に押し付けるように搬送するため、無視することのできない程度のモーメントM4が発生する。なお、記録紙の剛性をEIとする。
更にまた、記録紙の先端が駆動ローラ87及びピンチローラ88による狭持部に進入するとき、或いは記録紙の後端が上記狭持部から抜け出るときに、記録紙の厚みhだけバネ131の長さが変化する。具体的には、前者のときは厚みhだけバネ131が縮められ、後者の場合は厚みhだけバネ131が伸長する。従って、この場合も、バネ131の弾性エネルギーが増減して、上述してモーメントM1と同様に、dE/dθに比例する大きさのA周りのモーメントM5が発生する。
ここで、角度θ(θ1≦θ≦θ2)、記録紙の厚みh、及び記録紙の剛性EIは変数である。従って、モーメントM1はθ及びhの関数、モーメントM4はθ及びEIの関数、モーメントM5はhの関数でそれぞれ表すことができる。また、モーメントM2及びM3は、厳密にはθ及びhの関数であるが、モーメントM1、M4,M5に較べて極めて小さいため、ここでは定数とみなす。以下において、角度θの関数をM1(θ)、M4(θ)と表す。
駆動ローラ87とピンチローラ88との間に滑りが生じないものとし、駆動ローラ87とピンチローラ88との摩擦力、及びピンチローラ88と記録紙との摩擦力を十分大きいものとすると、本実施形態では、上記各モーメントM1〜M5は以下に示す関係式を満たす。
即ち、駆動ローラ87及びピンチローラ88により記録紙が搬送されていない場合は、以下の式(4)が成立する。このとき、モーメントM2は点A周りを時計方向に働き、モーメントM3は点A周りを反時計方向に働く。
M1(θ)+M3>M2 ・・・(4)
従って、この場合は、ピンチローラホルダ96が記録紙の搬送方向上流側へ転動して、後方へ後退する。そして、θ=θ2の位置(後退位置)でその姿勢が保持される。
記録紙が駆動ローラ87及びピンチローラ88の狭持部に到達し、駆動ローラ87が回転されることにより記録紙の先端が狭持されると、以下の式(5)の関係が成り立つ。このとき、モーメントM3は点A周りを反時計方向に働き、モーメントM5は点A周りを時計方向に働く。
M1(θ)+M3<M4(θ)+M5 ・・・(5)
このとき、ピンチローラホルダ96は搬送方向下流側へ転動して、θ=θ1の位置(搬送位置)でその姿勢が保持される。
記録紙の搬送中は、以下の式(6)の関係が成り立つ。このとき、モーメントM2は点A周りを時計方向に働き、モーメントM3は中心A周りを時計方向に働く。
M1(θ)<M2+M3+M4(θ) ・・・(6)
従って、ピンチローラホルダ96がθ=θ1の搬送位置Dで継続して姿勢保持される。
記録紙の後端が駆動ローラ87及びピンチローラ88の狭持部から抜け出る場合は、以下の式(7)の関係が成り立つ。このとき、モーメントM3は点A周りを時計方向に働き、モーメントM5はモーメントM1と同じく、点A周りを反時計方向に働く。
M1(θ)+M5>M3 ・・・(7)
上記式(7)から理解できるように、記録紙の後端が駆動ローラ87及びピンチローラ88の狭持部から抜け出る際に生じるモーメントM1(θ)+M5に対してモーメントM3のみが摩擦力として働くが、モーメントM3は転がり軸受け125による微少な摩擦力であるため、記録紙を搬送方向へ押し出す力として作用することはない。従って、この場合は、モーメントM1(θ)+M5のほとんど全てがピンチローラホルダ96を記録紙の上流側へ転動させるように作用することとなる。なお、一旦ピンチローラホルダ96が後退すると、θ=θ2の後退位置Eでその姿勢が保持される。
なお、記録紙の後端が駆動ローラ87及びピンチローラ88の狭持部から抜け出た後においても、ピンチローラホルダ96がθ=θ2(後退位置E)の位置に戻らない異常時であっても、駆動ローラ87を逆回転させることにより、以下の式(8)を成立させて、ピンチローラホルダ96をθ=θ2の位置(後退位置E)へ転動させることができる。
M1(θ)+M2>M3 ・・・(8)
この場合は、モーメントM2は中心A周りを反時計方向に働き、モーメントM3は中心O周りを時計方向に働く。
上述したように、転がり軸受け125を介してピンチローラホルダ96を転動可能に支持する本複合機1において、式(4)〜式(8)の各関係式が成立するようにピンチローラ88やピンチローラホルダ96、ホルダ支持部材97、バネ131などを配設することにより、記録紙の搬送方向への押し出し量を軽減することができる。また、前記式(3)の条件を満足するようφ1及びφ2を定めて搬送位置D及び後退位置Eを設定することにより、記録紙の後端が搬送ローラ体89から抜け出たときに記録紙の後端がピンチローラ88により支持されないため、記録紙の浮き上がりが防止される。その結果、記録ヘッドとの接触による記録紙の汚れや、記録紙に記録される画像の画質の低下、特に記録紙の後端側での画像の乱れが防止される。
なお、上述した実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更することができる。例えば、本発明の移動手段は、ホルダ支持部材97でピンチローラホルダ96を支持する上述の支持構造に限られず、特開2004−168451号公報に開示されたスライド移動機構を適用することも可能である。なお、該公報には、記録紙の搬送方向にスライド移動することができ且つ回転可能に従動ローラを支持し、駆動ローラと従動ローラとの狭持部から用紙の後端が抜け出る際に、用紙からの反力を受けて従動ローラが上流側へ後退するよう構成された移動機構が開示されている。詳細については同公報を参照されたい。
図1は、本発明の実施形態に係る複合機1の外観構成を示す斜視図である。 図2は、複合機1の内部構成を示す縦断面図である。 図3は、プリンタ部2の主要構成を示す拡大断面図である。 図4は、プリンタ部2の主要構成を示す平面図である。 図5は、画像記録ユニット24付近の機構を示す斜視図である。 図6は、複合機1の制御部64の構成を示すブロック図である。 図7は、ピンチローラホルダ96がホルダ支持部材97によって支持された状態を示す斜視図である。 図8は、ホルダ支持部材97及びピンチローラホルダ96の分解図である。 図9は、転がり軸受け125の構成を示す斜視図である。 図10は、ピンチローラホルダ96の移動範囲を説明する部分拡大図である。 図11は、搬送ローラ対89の断面視において、交点G0を原点とするXY座標によって駆動ローラ87及びピンチローラ88の位置関係が表された模式図である。 図12は、搬送ローラ対89から記録紙Sが抜け出る前後の記録紙Sおよび従動ローラ88の状態を示す模式図である。 図13は、搬送ローラ対89の断面視において、公転中心点Oを原点とするXY座標によって駆動ローラ87及びピンチローラ88の位置関係が表された模式図である。 図14は、図11において記録紙Sが搬送ローラ対89によって狭持されている様子を示す図である。 図15は、ピンチローラホルダ96が後退位置に位置する状態を示す部分断面図である。 図16は、ピンチローラホルダ96が搬送位置に位置する状態を示す部分断面図である。 図17は、従来の記録紙搬送機構を説明する模式図である。 図18は、従来の記録紙搬送機構の詳細を説明する模式図である。
符号の説明
1・・・複合機(画像記録装置)
2・・・プリンタ部
3・・・スキャナ部
87・・・駆動ローラ
88・・・ピンチローラ
89・・・搬送ローラ対
96・・・ピンチローラホルダ
97・・・ホルダ支持部材

Claims (13)

  1. 画像記録手段による画像記録時にシート状の被記録媒体が載置されるシート載置台へ該被記録媒体を搬送するシート搬送装置であって、
    駆動ローラと、該駆動ローラに圧接される従動ローラとを有し、上記シート載置台の載置面の法線方向上方から該載置面に向けて被記録媒体を搬送するシート搬送手段と、
    上記駆動ローラに対する付勢力を上記従動ローラに付加する付勢手段を有し、上記従動ローラを回転可能に支持する第1支持部材と、
    上記シート搬送手段による被記録媒体の搬送時に所定の第1位置に配置された上記第1支持部材を、少なくとも被記録媒体の後端がシート搬送手段を抜け出した直後において上記第1支持部材を上記第1位置よりも被記録媒体の搬送方向上流側の所定の第2位置に移動させる移動手段と、を具備し、
    上記第1位置は、上記駆動ローラの回動軸を通り上記載置面に垂直な第1垂直面よりも上記従動ローラの回動軸が被記録媒体の搬送方向上流側に配置される位置に設定され、
    上記第2位置は、上記駆動ローラと上記第1位置に位置するときの上記従動ローラとの圧接点を通り上記駆動ローラの軸方向に延びる接線を含む上記載置面に垂直な第2垂直面に上記従動ローラの表面が交差しない位置に設定されてなるシート搬送装置。
  2. 上記移動手段が、上記駆動ローラの回動軸を中心に上記第1支持部材を移動させるものである請求項1に記載のシート搬送装置。
  3. 上記移動手段が、上記シート搬送手段による被記録媒体の搬送時に上記第1支持部材を上記第2位置から上記第1位置に移動させ、上記シート搬送手段による被記録媒体の非搬送時に上記第1支持部材を上記第1位置から上記第2位置に移動させるものである請求項1または2に記載のシート搬送装置。
  4. 転がり軸受けを介して上記第1支持部材を支持する第2支持部材を更に具備し、
    上記移動手段が、上記転がり軸受けにより第1支持部材を転動させるものである請求項1から3のいずれかに記載のシート搬送装置。
  5. 上記第2支持部材が、上記第1支持部材の被支持部を上記転がり軸受けを介して支持する支持面と、上記第1位置で上記第1支持部材の転動を規制する第1規制部材と、上記第2位置で上記第1支持部材の転動を規制する第2規制部材と、を有してなる請求項4に記載のシート搬送装置。
  6. 上記転がり軸受けが、上記支持面と上記第1支持部材の被支持部との間に回転自在に介設された複数の回転体を備えてなるものである請求項4または5に記載のシート搬送装置。
  7. 上記第2支持部材は、上記第1支持部材が上記第1位置から上記第2位置に転動するに従って、上記第1支持部材と上記駆動ローラとの相対位置が離反するように上記第1支持部材を支持するものである請求項4から6のいずれかに記載のシート搬送装置。
  8. 上記第2支持部材が、上記駆動ローラの回動軸と平行な公転中心線を中心とする略円弧軌道に沿って上記第1支持部材を転動させるものである請求項7に記載のシート搬送装置。
  9. 上記公転中心線が、上記駆動ローラの回動軸と上記第1位置に位置する上記従動ローラの回動軸とを含む平面より第2位置側に位置する請求項8に記載のシート搬送装置。
  10. 上記公転中心線が、上記駆動ローラの回動軸と上記第1位置に位置する上記従動ローラの回動軸とを含む平面上に位置する請求項8または9に記載のシート搬送装置。
  11. 上記第2支持部材の上記支持面が、上記公転中心線を中心として描かれる所定の円筒の外周面と略一致する形状に形成されてなる請求項8から10のいずれかに記載のシート搬送装置。
  12. 上記第1支持部材が、上記駆動ローラの軸方向に複数の従動ローラを所定間隔で一体に支持するものである請求項1から11のいずれかに記載のシート搬送装置。
  13. 上記請求項1から12のいずれかに記載のシート搬送装置を具備する画像記録装置。
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