JP2010173290A - 濃度むら低減方法および用紙搬送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】製品コストを上昇させることなく、長周期において各ギアの噛合の誤差を低減して紙送り速度の変動を抑制し、ジッタ等の濃度むらの発生を低減することにより、高品質の画像を得る。
【解決手段】駆動モータの駆動力を複数のギア３を介して紙送りローラ２に伝達し、紙送りローラ３を駆動して用紙を搬送する用紙搬送機構１において、各ギア３の１歯および１周を、それぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、各ギア３の正弦波の合成波を生成し、合成波における各ギア３の振動が重畳されて増幅している周波数を分散させて、合成波の周波数の長周期における振幅が短くなるように、各ギア３のモジュールおよび歯数を設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、駆動装置の駆動力を複数のギアを介して用紙を搬送するローラに伝達する用紙搬送機構を備えた印画装置の濃度むら低減方法、およびその用紙搬送機構に関する。

従来より、印画装置には、駆動装置としての駆動モータの駆動力を複数のギアを介してプラテンローラや紙送りローラ等の用紙の搬送に用いられるローラに伝達して、これらのローラを回転駆動する用紙搬送機構が用いられている。

このような印画装置の用紙搬送機構は、駆動モータの駆動力をプラテンローラや紙送りローラ等に伝達する各ギアにおける１歯毎および１周毎に各ギアの噛合に誤差が生じて紙送り速度が変動してしまうおそれがあり、このように用紙搬送機構において紙送り速度の変動が生じると、印画装置によって得られた画像に、ジッタと呼ばれる濃度むらが発生してしまうおそれがあった。

そこで、ジッタの発生を低減して高品質な画像を得るため、特許文献１には、各ギアの噛合周波数を全て異ならせる駆動伝達機構が記載されている。また、特許文献２には、多段ギアの大ギアと小ギアのモジュールと歯数を異ならせる回転体を備えた駆動装置が記載されている。

特開平１１−２９５９４９号公報 特開２００２−１８９３２５号公報

しかし、特許文献１に示す駆動伝達機構において各ギアの噛合周波数を全て異ならせた場合、短周期においては噛合周波数の振幅を低減することが可能であるが、長周期においては各ギアの噛合周波数が重畳されて周波数の振幅が大きくなってしまう場合があり、このような駆動伝達機構においては、長周期においてうなりが発生して、ジッタが生じてしまうおそれがあるという問題があった。

また、特許文献２に示す駆動装置の回転体において多段ギアの大ギアと小ギアのモジュールと歯数を異ならせた場合であっても、特許文献１の駆動伝達機構と同様に、長周期において各ギアの噛合周波数が重畳されて周波数の振幅が大きくなり、うなりが発生してジッタが生じてしまうおそれがあった。

さらに、各ギアの歯形状や噛合の高精度化により、各ギアの噛合の誤差を低減して、ジッタの発生を防止することも考えられるが、各ギアの精度の向上に伴って、製品コストが上昇してしまうこととなる。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、製品コストを上昇させることなく、長周期において各ギアの噛合の誤差を低減して紙送り速度の変動を抑制し、ジッタ等の濃度むらの発生を低減することにより、高品質の画像を得ることが可能な濃度むら低減方法および用紙搬送機構を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る濃度むら低減方法の特徴は、駆動装置の駆動力を複数のギアを介してローラに伝達し、このローラを駆動して用紙を搬送する用紙搬送機構を備えた印画装置の濃度むら低減方法であって、前記各ギアの１歯および１周を、それぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、前記各ギアの正弦波の合成波を生成し、前記各ギアのモジュールおよび歯数を調整することにより、前記合成波の周波数の振幅が長周期において目立たなくなるように、前記合成波において前記各ギアの振動が重畳されて増幅している周波数を分散させる点にある。

ここで、本発明において長周期とは、ギア個別の１歯毎および１周毎の周期ではなく、各ギアの合成波を生成した際のうなりの周期を指す。

また、合成波の周波数の振幅が目立たないとは、合成した正弦波に突出したピークまたは規則性をもったピークがないことである。

この本発明に係る濃度むら低減方法によれば、用紙搬送機構により用紙を搬送しながら印画装置によってその用紙に印画する際に、各ギアの噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制することができる。

本発明に係る用紙搬送機構の特徴は、用紙を搬送するために用いられるローラと、このローラを駆動する駆動装置と、この駆動装置の駆動力を前記ローラに伝達する複数のギアとを有する用紙搬送機構であって、前記各ギアの１歯および１周を、それぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、前記各ギアの正弦波の合成波を生成し、前記合成波における前記各ギアの振動が重畳されて増幅している周波数を分散させて、前記合成波の周波数の振幅が長周期においてめだたなくなるように、前記各ギアのモジュールおよび歯数を設定する点にある。

ここで、本発明において長周期とは、ギア個別の１歯毎および１周毎の周期ではなく、各ギアの合成波を生成した際のうなりの周期を指す。

また、合成波の周波数の振幅が目立たないとは、合成した正弦波に突出したピークまたは規則性をもったピークがないことである。

この本発明に係る用紙搬送機構によれば、用紙搬送機構により用紙を搬送しながら印画装置によってその用紙に印画する際に、各ギアの噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制することができる。

本発明に係る用紙搬送機構の他の特徴は、さらに、前記ローラを、プラテンローラよりも前記用紙の搬送方向における上流側および下流側の少なくとも一方に配設された紙送りローラとする点にある。

これにより、本発明に係る用紙搬送機構は、紙送りローラの駆動によって用紙を搬送しながら印画装置によってその用紙に印画する際に、各ギアの噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制することができる。

本発明に係る用紙搬送機構の他の特徴は、さらに、前記紙送りローラを、前記各ギアのうち１つのギアの各歯に噛合する複数の突起歯が、前記紙送りローラの円周方向に対して並列して配設される突起ローラとし、前記紙送りローラの１つの突起歯および１周を、それぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、前記各ギアおよび前記紙送りローラの正弦波の合成波を生成し、前記合成波における前記各ギアおよび前記紙送りローラの振動が重畳されて増幅している周波数を分散させて、前記合成波の周波数の長周期における振幅が短くなるように、前記紙送りローラの大きさおよび前記突起歯の歯数を設定する点にある。

これにより、本発明に係る用紙搬送機構は、紙送りローラと各ギアとの噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制し、この用紙搬送機構を備えた印画装置においてジッタ等の濃度むらの発生を低減することが可能となる。

本発明に係る用紙搬送機構の他の特徴は、さらに、前記ローラを、プラテンローラとする点にある。

これにより、本発明に係る用紙搬送機構は、プラテンローラの駆動によって用紙を搬送しながら印画装置によってその用紙に印画する際に、各ギアの噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制することができる。

以上述べたように、本発明に係る濃度むら低減方法および用紙搬送機構によれば、各ギアの精度を大幅に向上させることなく、長周期において各ギアの噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制することができる。このため、この用紙搬送機構を備えた印画装置においては、製品コストを上昇させることなく、ジッタ等の濃度むらの発生を低減することができ、これにより、高品質の画像を得ることが可能となる。

本発明に係る用紙搬送機構の一実施形態を示す要部斜視図 本発明に係る濃度むら低減方法に基づいて各ギアにおけるモジュールおよび歯数を設定する工程を示すフローチャート （ａ）〜（ｃ）は、図１に示す用紙搬送機構における各ギアの１歯および１周をそれぞれ１つの正弦波として表した場合の振動成分を示すグラフ 図３の（ａ）〜（ｃ）に示す各ギアの正弦波の合成波を示すグラフ 用紙搬送機構の一例における各ギアの正弦波の合成波を示すグラフ 用紙搬送機構の他の一例における各ギアの正弦波の合成波を示すグラフ 用紙搬送機構のさらに他の一例における各ギアの正弦波の合成波を示すグラフ 用紙搬送機構のさらに他の一例における各ギアの正弦波の合成波を示すグラフ

以下、本発明に係る濃度むら低減方法の一実施形態を図１から図８を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る濃度むら低減方法が用いられる印画装置の用紙搬送機構１を示す斜視図であり、図１に示すように、この用紙搬送機構１は、回転により用紙を所定の搬送方向に搬送するローラとして、プラテンローラ（図示せず）よりも前記搬送方向における上流側に配置された円筒形状の紙送りローラ２を有している。この紙送りローラ２は、変速比が異なる複数のギアを介して、駆動装置としての駆動モータの駆動により回転駆動するようになっている。

この紙送りローラ２の一端部には、各ギア３のうち紙送りギア３ａが固着されており、この紙送りギア３ａは、２段ギアからなる第１ギア３ｂのうちの小ギア（ピニオン）に噛合されている。さらに、第１ギア３ｂの大ギアは、２段からなる第２ギア３ｃのうちの小ギアに噛合されており、第２ギア３ｃにおける大ギアは、小ギア３ｄを介して図示しない駆動装置としての駆動モータに接続されている。

図２は、本実施形態に係る濃度むら低減方法に基づいて各ギア３におけるモジュールおよび歯数を設定する工程を示すフローチャートであり、各ギア３におけるモジュールおよび歯数を設定するには、まず駆動モータを選択するとともに、用紙搬送のための必要トルクおよび各ギア３のギア比を設定する（ＳＴ１）。続いて、各ギア３の段数、モジュール、中間ギア比を設定した後（ＳＴ２）、各ギア３の１歯および１周をそれぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、各ギア３の正弦波の合成波を生成する（ＳＴ３）。

例えば、本実施形態において、紙送りギア３ａとして振動周期が０．６ｍｍピッチのギアを用い、第１ギア３ｂとして振動周期が０．１５ｍｍピッチのギアを用い、第２ギア３ｃとして振動周期が０．０７ｍｍピッチのギアを用いた場合、各ギア３の１歯および１周をそれぞれ１つの正弦波の単振動と仮定すると、縦軸が振幅、横軸がピッチ（ｍｍ）を示すグラフにおいて、それぞれ図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すような正弦波となる。そして、これらの各ギア３の正弦波の合成波を生成すると、各ギア３の振動が重畳されて増幅する部分が生じるとともに減衰する部分が生じ、図４に示すような振動成分を有する合成波となる。

さらに、合成波の周波数の振幅が長周期において目立つか否かを判断して、合成波に基づいて、各ギアを介して用紙を搬送した際の印画の濃度むらを予測する（ＳＴ４）。合成波の周波数の振幅が長周期において目立つか否かは、例えば、突出したピークまたは規則性をもったピークの有無によって判断する。

図５〜図８は、選択された各ギア３の正弦波の合成波を示すグラフであり、１例として用紙搬送機構１において振動周期が０．６１ｍｍピッチのギアおよび０．６４ｍｍピッチのギアを用いた場合、図５に示すように、合成波の振幅は±２程度となるが、規則性をもった振動周期は１２ｍｍ程度となり、長周期のうなりの発生が予測される。また、第２例として用紙搬送機構１において振動周期が０．２６ｍｍ、０．４６ｍｍ、０．５２ｍｍ、０．６１ｍｍピッチの各ギア３を用いた場合、図６に示すように、合成波の振動周期は１．５ｍｍ程度となるが、振幅は±２程度となり、特に矢印Ａの部分において振幅が大きいため、周波数の分散が適当でない。さらに、第３例として用紙搬送機構１において、振動周期が０．２３ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．４８ｍｍ、１．２８ｍｍピッチの各ギア３を用いた場合、図７に示すように、合成波の振幅は±２程度となるが、振動周期が３．５ｍｍ程度となり、周波数の分散が適当でない。さらにまた、第４例として用紙搬送機構１において、振動周期が０．０５８ｍｍ、０．１０３ｍｍ、０．１８４ｍｍ、０．６１ｍｍピッチの各ギア３を用いた場合、図８に示すように、合成波の振幅は±２程度となり、振動周期も０．５ｍｍ程度となり突出したピークまたは規則性をもったピークをもたないことから、周波数の分散が適当である。

そして、合成波の周波数の振幅が長周期において目立つと判断した場合には（ＳＴ４においてＮｏ）、再度、各ギア３の段数、モジュール、中間ギア比を設定し（ＳＴ２）、各ギア３の１歯および１周をそれぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、各ギア３の正弦波の合成波を生成して（ＳＴ３）、合成波の周波数の振幅が長周期において目立つか否かを判断する（ＳＴ４）。一方、合成波の周波数の振幅が長周期において目立たないと判断した場合には（ＳＴ４においてＹｅｓ）、各ギア３が、印画装置内において設定したスペース内に各ギア３が配設された用紙搬送機構１が収納可能か否かを判断し（ＳＴ５）、収納可能でないと判断した場合には（ＳＴ５においてＮｏ）、再度ＳＴ２〜ＳＴ４を繰り返す。また、ＳＴ５において収納可能であると判断した場合には、各ギア３のモジュールおよび歯数が設定される（ＳＴ６）。このように、用紙搬送機構１においては、この合成波に基づいて、合成波において各ギア３の振動が重畳されて増幅している周波数を分散させて、合成波の周波数の振幅が長周期において目立たなくなるように、各ギア３のモジュールおよび歯数が設定されるようになっている。

また、各ギア３におけるモジュールおよび歯数の設定においては、用紙搬送機構１における各ギア３のうち用紙の搬送方向における上流側に配置されているギアを、このギアよりも搬送方向における下流側に配置されているギアの正弦波の周期よりも小さい周期のギアとすることが好ましい。これにより、駆動力が小さく駆動速度が速い小型の駆動モータを用いて、各ギア３を介して、適当な紙送り速度となるとなるような紙送りローラ２の回転数とすることが可能となる。

そして、この用紙搬送機構１は、駆動モータの駆動力を、各ギア３を介して紙送りローラ２に伝達することにより紙送りローラ２を回転駆動して、用紙を所定の搬送方向に搬送するようになっている。さらに、印画装置は、この用紙搬送機構１によって用紙を搬送しながら、用紙に印画するようになっている。

続いて、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態によれば、用紙搬送機構１における各ギア３におけるモジュールおよび歯数の設定にあたり、各ギア３の１歯および１周をそれぞれ１つの正弦波の単振動と仮定して、各ギア３の正弦波の合成波を生成し、合成波において各ギア３の振動が重畳されて増幅している周波数を分散させることにより、合成波の周波数の振幅が長周期において目立たなくなるように、各ギア３のモジュールおよび歯数を調整する。このため、用紙搬送機構１により用紙を搬送しながら印画装置によってその用紙に印画する際に、長周期において各ギア３の噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制することができる。

したがって、本実施形態に係る濃度むら低減方法を用いてギアにおけるモジュールおよび歯数が設定された用紙搬送機構１は、各ギア３の精度を大幅に向上させることなく、長周期において各ギア３の噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制することができる。このため、この用紙搬送機構１を備えた印画装置においては、製品コストを上昇させることなく、ジッタ等の濃度むらの発生を低減することができ、これにより、高品質の画像を得ることが可能となる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

例えば、本実施形態においては、用紙を搬送するために用いられるローラとして、プラテンローラよりも用紙の搬送方向における上流側に配設された紙送りローラ２を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、プラテンローラよりも前記搬送方向における下流側に配設された紙送りローラ２や、さらには用紙を搬送するプラテンローラに適用してもよい。

また、本実施形態においては、紙送りローラ２の一端部に紙送りギア３ａが固着されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、紙送りローラ２を、各ギア３のうち１つのギアの各歯に噛合する複数の突起歯が、紙送りローラ２の円周方向に対して並列して配設される突起ローラとしてもよい。この場合、紙送りローラ２の１つの突起歯および１周を、それぞれ１つの正弦波の単振動と仮定して、各ギア３および紙送りローラ２の正弦波の合成波を生成し、合成波における各ギア３および紙送りローラ２の振動が重畳されて増幅している周波数を分散させて、合成波の周波数の長周期における振幅が短くなるように、紙送りローラ２の大きさおよび突起歯の歯数を設定するとよい。これにより、紙送りローラ２と各ギア３との噛合の誤差を低減して、紙送り速度の変動を抑制し、この用紙搬送機構１を備えた印画装置においてジッタ等の濃度むらの発生を低減することが可能となる。

１ 用紙搬送機構
２ 紙送りローラ
３ 各ギア
３ａ 紙送りギア
３ｂ 第１ギア
３ｃ 第２ギア
３ｄ 小ギア

Claims (5)

1. 駆動装置の駆動力を複数のギアを介してローラに伝達し、このローラを駆動して用紙を搬送する用紙搬送機構を備えた印画装置の濃度むら低減方法であって、
   前記各ギアの１歯および１周を、それぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、
   前記各ギアの正弦波の合成波を生成し、
   前記各ギアのモジュールおよび歯数を調整することにより、前記合成波において前記各ギアの振動が重畳されて増幅している周波数を分散させることを特徴とする濃度むら低減方法。
2. 用紙を搬送するために用いられるローラと、このローラを駆動する駆動装置と、この駆動装置の駆動力を前記ローラに伝達する複数のギアとを有する用紙搬送機構であって、
   前記各ギアの１歯および１周を、それぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、前記各ギアの正弦波の合成波を生成し、前記合成波における前記各ギアの振動が重畳されて増幅している周波数を分散させて、前記合成波の周波数の長周期における振幅が短くなるように、前記各ギアのモジュールおよび歯数を設定することを特徴とする用紙搬送機構。
3. 前記ローラを、プラテンローラよりも前記用紙の搬送方向における上流側および下流側の少なくとも一方に配設された紙送りローラとすることを特徴とする請求項２に記載の用紙搬送機構。
4. 前記紙送りローラを、前記各ギアのうち１つのギアの各歯に噛合する複数の突起歯が、前記紙送りローラの円周方向に対して並列して配設される突起ローラとし、
   前記紙送りローラの１つの突起歯および１周を、それぞれ１つの正弦波の単振動と仮定し、前記各ギアおよび前記紙送りローラの正弦波の合成波を生成し、前記合成波における前記各ギアおよび前記紙送りローラの振動が重畳されて増幅している周波数を分散させて、前記合成波の周波数の長周期における振幅が短くなるように、前記紙送りローラの大きさおよび前記突起歯の歯数を設定することを特徴とする請求項３に記載の用紙搬送機構。
5. 前記ローラを、プラテンローラとすることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の用紙搬送機構。

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