JP2011189660A - プリンター - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを極力抑えつつ、常に紙の弛みを防止し、高品質に印刷を行うことができるプリンターを提供する。
【解決手段】ロール紙１１に印刷処理を行うインクジェットヘッド２１を備えた印刷処理部におけるロール紙１１の搬送方向上流側に設けられ、印刷処理部に向けてロール紙１１を搬送するメイン送りローラー３６と、印刷処理部におけるロール紙１１の搬送方向下流側に設けられ、印刷処理部からロール紙１１を排出するフロント送りローラー３７とを備え、フロント送りローラー３７の用紙搬送速度がメイン送りローラー３６の用紙搬送速度より速い設定であるプリンター１であって、フロント送りローラー３７をメイン送りローラー３６に対してロール紙１１に張力を付加する回転方向に付勢するコイルバネ５５を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、搬送する用紙に印刷を行うプリンターに関する。

用紙を搬送しながら印刷ヘッドによって用紙に印刷を行うプリンターとしては、紙排出手段の紙送り速度を紙搬送手段の紙送り速度より速く設定し、紙排出手段と駆動モーター間の動力伝達系のガタを紙搬送手段と駆動モーター間の動力伝達系のガタより大きく設定することにより、用紙をたるませることなく逆方向紙送りが行えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、正転方向に紙送りする場合、排紙手段による紙送り速度を給紙手段による紙送り速度より速い速度に設定し、逆転方向に紙送りする場合、排紙手段による紙送り速度を給紙手段による紙送り速度より遅い速度に設定する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。この技術によれば、正転または逆転のいずれの紙送り時にも、用紙に適度な張力を付与し、紙浮き、紙たるみのないスムーズな紙送りが可能である。

特開平５−７００１４号公報 特開平３−１０８６７号公報

上記特許文献１の技術では、搬送ローラーと排紙ローラーとの間のガタの範囲内に逆方向紙送りを限定することで、逆方向紙送り時に用紙たるみを防止することができるが、逆方向紙送りをした後の正方向紙送りにおいて一時的に用紙のたるみが発生してしまう。例えば、インクジェットプリンターでは、紙送り時に印刷ヘッドが紙の上面に待機している場合があるため、用紙のたるみが発生すると印刷ヘッドに紙が接触し、紙汚れの発生や、印刷ヘッドの目詰まり等の不具合の原因となる。
また、特許文献２の技術では、歯車列の追加が必要となり、構造の複雑化によるコストアップを招いてしまう。

本発明の目的は、コストアップを極力抑えつつ、常に紙の弛みを防止し、高品質に印刷を行うことができるプリンターを提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係るプリンターは、用紙に印刷処理を行う印刷処理部と、
前記印刷処理部の用紙搬送方向上流側に設けられ前記印刷処理部に向けて用紙を搬送する搬送ローラーと、
前記印刷処理部の用紙搬送方向下流側に設けられ前記印刷処理部から用紙を排出する排紙ローラーとを備え、
前記排紙ローラーの用紙搬送速度が前記搬送ローラーの用紙搬送速度より速い設定であるプリンターであって、
前記排紙ローラーまたは前記搬送ローラーの一方を、他方に対して用紙に張力を付加する回転方向に付勢する付勢機構を有することを特徴とする。

この構成によれば、付勢機構を設けただけの極めて簡単な構造によって排紙ローラーまたは搬送ローラーの一方を付勢して用紙に張力を付加し、ローラーを駆動させるモーターの停止時の微小振動時または歯車のガタであるバックラッシュを取り除く際に行われる逆方向紙送り時においても、常に紙のたるみを防止することができる。
つまり、コストアップを極力抑えつつ、常に紙の弛みを防止し、高品質に印刷を行うことができる。

本発明のプリンターにおいて、前記排紙ローラーまたは前記搬送ローラーの一方から他方へ動力を伝達する動力伝達機構を備え、前記付勢機構は、前記動力伝達機構の一部に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、排紙ローラーまたは搬送ローラーの一方から他方へ動力を伝達する動力伝達機構の一部に設けた付勢機構によって、比較的簡易な構成で排紙ローラーまたは搬送ローラーの一方を付勢して確実に用紙に張力を付加することができる。

本発明のプリンターにおいて、前記付勢機構は、前記動力伝達機構の一部に設けられたバネクラッチ機構であることが好ましい。
この構成によれば、排紙ローラーまたは搬送ローラーが用紙に対して滑る前にバネクラッチ機構が空回りするように設定することにより、排紙ローラーまたは搬送ローラーと用紙とを滑らせることなく、用紙に張力を付加することができる。これにより、排紙ローラーまたは搬送ローラーと用紙とが滑り、排紙ローラーまたは搬送ローラーが摩耗することによる耐久性能の低下を防止することができる。

本発明に係るプリンターの一実施形態であるインクジェットプリンターの外観斜視図である。 図１のプリンターからプリンターケースを取り外した状態の側面図である。 図１のプリンターの搬送機構の概略構成を説明する搬送機構の概略側面図である。 図１のプリンターの印刷処理部付近の側面図である。 図１のプリンターのフロント送りローラーの構造を説明する側面図である。 図１のプリンターのフロント送りローラーにおけるローラーの回転角とトルクとの関係を示す図である。 他の実施形態のインクジェットプリンターの動力伝達機構部分の斜視図である。 他の実施形態のインクジェットプリンターに設けられたクラッチ軸の斜視図である。 クラッチ軸に設けられたバネクラッチ機構の分解斜視図である。 バネクラッチ機構のクラッチホルダーの回転角とトルクとの関係を示す図である。

以下、本発明に係るプリンターの実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、インクジェットプリンター（プリンター）１は、複数種のカラーインクを使用してロール紙の繰り出された一部にカラー印刷するものであり、プリンター本体を覆うプリンターケース２の前面中央には、ロール紙カバー３が開閉自在に設けられている。ロール紙カバー３の横にはインクカートリッジ挿入口８が設けられ、その内側にインクカートリッジ４が挿入されて収容されている。更に、プリンターケース２の前面には、電源スイッチ５と共にフィードスイッチ６やインジケーター７等も配置されている。

図２に示すように、印刷される媒体であるロール紙（用紙）１１は、ロール紙収容部１２に収容されており、ロール紙カバー３を開くと、ロール紙１１を収容したロール紙収容部１２が開放され、ロール紙１１の交換が可能になる。

ロール紙カバー３はその下端を中心に手前側に回動可能である。ロール紙カバー３の上部には手前側に印刷後のロール紙が排出される排紙部９が設けられ、排紙部９の手前側先端には手前側に摺動可能な開閉スライダ１０が設けられる。

開閉スライダ１０に指をかけて前方に引くと、開閉スライダ１０が前方に移動してロックが解除される。この状態で、さらに開閉スライダ１０を手前に引くと、ロール紙カバー３が下端を中心に回動して開き、ロール紙カバー３の奥に設けられたロール紙収容部１２が露出され、ロール紙収容部１２にロール紙を投入できるように構成されている。

図３に示すように、ロール紙収容部１２の後方上部には、ロール紙収容部１２に収容されたロール紙１１をシート状に繰り出す繰り出しローラー３４が設けられている。そして、ロール紙収容部１２及び繰り出しローラー３４から、ロール紙１１をシート状に繰り出して供給するロール紙供給装置３９が構成されている。

この繰り出しローラー３４の下流側には、ロール紙１１を挟持して搬送するメイン送りローラー（搬送ローラー）３６が設けられている。また、繰り出しローラー３４からメイン送りローラー３６までの搬送路には、メイン送りローラー３６に対するロール紙１１の張力を一定に保つように、付勢部材（図示省略）によって装置後方へ付勢されたテンションローラー３５が設けられている。

さらに、メイン送りローラー３６の下流側には、ロール紙１１を挟持して搬送するフロント送りローラー（排紙ローラー）３７が設けられ、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との間には、プラテン２６が設けられている。また、排紙部９には、印刷されたロール紙１１を切断するカッター３８が設けられている。

ロール紙１１は、ロール紙収容部１２から引き出され、繰り出しローラー３４、テンションローラー３５、メイン送りローラー３６、プラテン２６、フロント送りローラー３７を経て、排紙部９から排出される。

繰り出しローラー３４は、ロール紙収容部１２に収容されたロール紙１１をシート状に引き出して紙送り力を発生させている。メイン送りローラー３６は、高精度に回転制御されるもので、ロール紙１１を高精度な紙送りピッチで搬送させている。テンションローラー３５は、メイン送りローラー３６にかかる負荷を一定に保つことで紙送り精度を安定させ、かつロール紙１１の弛みを一定量保持することで高速送りを実現させている。

さらに、フロント送りローラー３７は、シート状のロール紙１１を十分な挟持力によって挟持しながら排紙部９へ送り出す。これにより、例えば、排紙部９に印刷されて排紙されたロール紙１１を引き切った際にも、プラテン２６上での紙浮きが防止され、その後も紙浮きによるジャム障害なく良好に印刷が行われる。

上記構成のロール紙供給装置３９の各ローラーは、歯車またはベルトプーリー機構といった伝達機構を介してモーターにより駆動される。例えば、紙送りモーター３１の駆動力は、まず、メイン送りローラー３６に伝達され、これらのメイン送りローラー３６が回転される。

図４に示すように、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との間には、互いに噛み合わされた複数の伝達歯車４１からなる動力伝達機構４２が設けられている。メイン送りローラー３６に設けられた歯車４３及びフロント送りローラー３７に設けられた歯車４４が、それぞれ動力伝達機構４２の両端の伝達歯車４１に噛み合わされている。これにより、メイン送りローラー３６に伝達された回転力は、動力伝達機構４２によってフロント送りローラー３７へ伝達され、よって、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７とが同期して回転する。

また、フロント送りローラー３７は、動力伝達機構４２を構成する伝達歯車４１のギヤ比によって、用紙搬送速度がメイン送りローラー３６よりも速い設定とされている。これにより、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との間において、ロール紙１１は、所定の張力が付与された状態となり、プラテン２６の上面における浮き上がりが防がれ、後述するインクジェットヘッド２１への付着が防止される。

図２に示すように、プリンターケース２内のロール紙収容部１２の上方には、このインクジェットプリンター１の印刷処理部を構成するインクジェットヘッド２１を搭載したキャリッジ２２が設けられている。キャリッジ２２は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２３によって用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト（図示省略）と無端ベルトを駆動するキャリッジモーター２５とによって、プラテン２６の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。キャリッジ２２には、インクカートリッジにつながる可撓性を有するインクチューブ２７が接続されており、このインクチューブ２７を介してインクカートリッジ４からキャリッジ２２のインクジェットヘッド２１へインクが供給される。

インクジェットプリンター１の幅方向の一方側は、往復移動するキャリッジ２２の待機位置（ホームポジション）となっている。この待機位置の下方には、キャリッジ２２の下面に露出するインクジェットヘッド２１の各インクノズル内のインクを吸引するインク吸引機構（図示省略）が設けられている。

そして、上記のインクジェットプリンター１では、往復移動するキャリッジ２２のインクジェットヘッド２１からロール紙１１の繰り出された一部に対してインクを吐出して印刷処理を行う。

図５に示すように、上記構造のインクジェットプリンター１のフロント送りローラー３７には、コイルバネ（付勢機構）５５が設けられており、このコイルバネ５５によって、フロント送りローラー３７は、メイン送りローラー３６に対してロール紙１１に張力を付加する回転方向に付勢されている。

具体的には、フロント送りローラー３７は、一対のローラー５２を備えており、これらのローラー５２が、回転軸５１に対して回転可能に設けられている。ローラー５２は、その外周に、ロール紙１１と接触する高摩擦部材５３が設けられている。また、回転軸５１には、フランジ部５４が形成されており、このフランジ部５４とローラー５２との間に、コイルバネ５５が設けられている。このコイルバネ５５の両端は、フランジ部５４及びローラー５２の端部に連結されている。これにより、フロント送りローラー３７では、回転軸５１に伝達された回転力は、この回転軸５１からコイルバネ５５を介してローラー５２に伝達されることとなる。

ロール紙１１を排紙部９へ向かって搬送する正方向紙送りを行うと、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との速度差分だけコイルバネ５５が捻られ、フロント送りローラー３７では、回転軸５１に対してローラー５２が変位する。このときの回転軸５１に対するローラー５２の回転角をθとすると、図６に示すように、コイルバネ５５の捻りが多くなり、回転角θが大きくなると、伝達トルクＴも増加する。

そして、回転角θが、フロント送りローラー３７のローラー５２とロール紙１１との摩擦抵抗で発生する負荷トルクTｎ以上となる回転角θnとなると、フロント送りローラー３７とロール紙１１とが滑ることとなる。そして、コイルバネ５５は回転角θが常にθnとなるように、捻られた状態を維持する。

また、コイルバネ５５が捻られた状態において、例えば、駆動伝達機構４２の歯車４１のガタであるバックラッシュを取り除くためにロール紙１１を排紙部９の反対側へ向かって搬送する逆方向紙送りを行ったとしても、コイルバネ５５の捻りがなくなって回転角θがゼロとなるまでは、フロント送りローラー３７はロール紙１１を引っ張る方向にトルクＴを発生させながら回転することとなる。
さらに、逆方向紙送り後に正方向紙送りをした場合でも、コイルバネ５５が捻られ、回転角θがゼロでなければ、フロント送りローラー３７は、常にロール紙１１を引っ張る方向にトルクＴが生じた状態に維持される。

したがって、回転角θがゼロでない領域では、正方向紙送り時または逆方向紙送り時のいずれの場合であっても、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との間におけるロール紙１１には、常に張力が付与されることとなり、ロール紙１１の弛みを抑えることができる。

このように、上記実施形態にかかるインクジェットプリンター１によれば、コイルバネ５５を設けただけの極めて簡単な構造によってフロント送りローラー３７を付勢してロール紙１１に張力を付加することができる。これにより、紙送りモーター３１の停止時の微小振動時またはバックラッシュの取り除きの際に行う逆方向紙送り時においても、常にロール紙１１のたるみを防止することができる。
つまり、歯車を複雑に組み合わせた構造の歯車列を設けて用紙の弛みを抑える構造と比較して、コストアップを極力抑えつつ、常に紙の弛みを防止し、ロール紙１１がインクジェットヘッド２１へ接触することにより生じる紙汚れまたはノズルの目詰まり等の不具合なく、高品質に印刷を行うことができる。

次に、他の実施形態について説明する。
図７に示すように、このインクジェットプリンター１では、動力伝達機構４２の一部にクラッチ軸６１が設けられている。図８に示すように、このクラッチ軸６１は、動力伝達機構４２を構成する伝達歯車４１が端部に設けられた駆動伝達軸６２を有しており、この駆動伝達軸６２は、動力伝達機構４２によって伝達される回転力によって回転される。この駆動伝達軸６２には、二つのバネクラッチ機構６３が設けられており、これらのバネクラッチ機構６３には、伝達歯車６４が設けられている。また、フロント送りローラー３７の回転軸５１には、従動歯車５６が設けられており、これらの従動歯車５６は、バネクラッチ機構６３の伝達歯車６４が噛み合わされている。なお、フロント送りローラー３７のローラー５２は、回転軸５１に固定されており、回転軸５１とともに一体に回転する。そして、フロント送りローラー３７は、動力伝達機構４２からの回転力がバネクラッチ機構６３を介して伝達されて回転し、ローラー５２に挟持されたロール紙１１を排紙部９へ送り出す。

図９に示すように、クラッチ軸６１のバネクラッチ機構（付勢機構）６３は、駆動伝達軸６２に装着されるクラッチバネ６６と、駆動伝達軸６２に対して回転可能なクラッチホルダー６７とを有しており、クラッチホルダー６７に伝達歯車６４が設けられている。駆動伝達軸６２に取り付けられたクラッチホルダー６７の内周側には、駆動伝達軸６２の外周面との間に隙間が形成されており、この隙間に、クラッチバネ６６が収容される。このクラッチホルダー６７の一端には、環状に形成された蓋部６８が取り付けられ、これにより、クラッチバネ６６が収容される隙間が蓋部６８によって閉鎖される。

クラッチホルダー６７は、周囲の一か所に係止溝６７ａを有しており、この係止溝６７ａに、径方向外方へ突出したクラッチバネ６６の一端部６６ａが係止されている。これにより、クラッチホルダー６７は、駆動伝達軸６２とともに回転される。

クラッチバネ６６は、駆動伝達軸６２に対して、ロール紙１１を排紙部９へ送り出す正方向紙送りの際の駆動伝達軸６２の回転方向に巻き付けられ、その締め付け力によって駆動伝達軸６２に装着されている。一方、クラッチホルダー６７には、フロント送りローラー３７からの負荷により、駆動伝達軸６２の回転方向と逆方向へのトルクが生じる。したがって、正方向紙送り時に、クラッチホルダー６７に駆動伝達軸６２と逆方向へトルクが生じると、クラッチホルダー６７に一端部６６ａが係止されたクラッチバネ６６は、駆動伝達軸６２への巻き付け方向と逆方向へ捻られ、駆動伝達軸６２への締め付け力が低下する。そして、このクラッチバネ６６の駆動伝達軸６２に対する締め付け力が所定値以下となると、駆動伝達軸６２との間に滑りが生じる。

バネクラッチ機構６３は、フロント送りローラー３７とロール紙１１との摩擦抵抗負荷トルクＴｎよりもクラッチバネ６６が滑り始める締め付け限界トルクＴ_０が小さくされている。

上記のようなバネクラッチ機構６３を有するクラッチ軸６１を設けたインクジェットプリンター１では、ロール紙１１を排紙部９へ向かって搬送する正方向紙送りを行うと、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との速度差分だけクラッチバネ６６が捻られ、クラッチ軸６１のバネクラッチ機構６３では、駆動伝達軸６２に対してクラッチホルダー６７が変位する。このときの駆動伝達軸６２に対するクラッチホルダー６７の回転角をθとすると、図１０に示すように、クラッチバネ６６の捻りが多くなり、回転角θが大きくなると、伝達トルクＴも増加する。

そして、回転角θが、駆動伝達軸６２に対してクラッチバネ６６が滑り始める締め付け限界トルクＴ_０となる回転角θ_０となると、駆動伝達軸６２に対してクラッチホルダー３７は、トルクＴ_０を維持しながら空回りして遅れて回転することとなる。そして、クラッチバネ６６は回転角θが常にθ_０となるように、捻られた状態を維持する。

また、クラッチバネ６６が捻られた状態において、例えば、バックラッシュの取り除き等のためにロール紙１１を排紙部９の反対側へ向かって搬送する逆方向紙送りを行ったとしても、クラッチバネ６６の捻りがなくなって回転角θがゼロとなるまでは、フロント送りローラー３７はロール紙１１を引っ張る方向にトルクＴを発生させながら回転することとなる。
さらに、逆方向紙送り後に正方向紙送りをした場合でも、クラッチバネ６６が捻られ、回転角θがゼロでなければ、フロント送りローラー３７は、常にロール紙１１を引っ張る方向にトルクＴが生じた状態に維持される。

したがって、回転角θがゼロでない領域では、正方向紙送り時または逆方向紙送り時のいずれの場合であっても、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との間におけるロール紙１１には、常に張力が付与されることとなり、ロール紙１１の弛みを抑えることができる。

なお、バネクラッチ機構６３は、通常では、一定のトルクを伝達する目的で使用されるため、クラッチバネ６６が滑り始める回転角θ₀を最小化する方向で設計されるが、本実施形態では、この回転角θ₀を最大化する方向で設計している。これにより、クラッチバネ６６によって、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との速度差を極力吸収しつつロール紙１１に張力を付加することが可能とされている。

このように、上記のバネクラッチ機構を備えたインクジェットプリンターによれば、動力伝達機構４２の一部に、バネクラッチ機構６３を有するクラッチ軸６１を設けただけの極めて簡単な構造によってフロント送りローラー３７側を付勢してロール紙１１に張力を付加することができる。これにより、コストアップを極力抑えつつ、紙送りモーター３１の停止時の微小振動時またはバックラッシュの取り除き等で行う逆方向紙送り時においても、常にロール紙１１の弛みを防止し、高品質に印刷を行うことができる。

また、フロント送りローラー３７とロール紙１１とを滑らせることなく、メイン送りローラー３６とフロント送りローラー３７との速度差を吸収することができるので、フロント送りローラー３７とロール紙１１とを滑らせることによる、フロント送りローラー３７の摩耗による耐久性能の低下を防止することができる。

なお、上記実施形態では、ロール紙１１に張力を付加するためのコイルバネ５５またはクラッチバネ６６からなる付勢機構をフロント送りローラー３７側に設けたが、この付勢機構は、メイン送りローラー３６側に設けても良い。

また、付勢機構としては、メイン送りローラー３６またはフロント送りローラー３７のいずれか一方を、ロール紙１１に張力を付加する回転方向へ付勢するものであれば、バネに限らず、ゴム等であっても良い。

前述の実施の形態では、被印刷体である媒体としては、フィルム、布、金属薄板等を用いてもよい。

前述の実施形態に係るインクジェットプリンターに、コンピューター本体、ＣＲＴ等の表示装置、入力装置、フレキシブルディスクドライブ装置、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ装置がそれぞれ有する機能又は機構の一部を持たせてもよい。例えば、プリンターが、画像処理を行う画像処理部、各種の表示を行う表示部、及び、デジタルカメラ等により撮影された画像データーを記録した記録メディアを着脱するための記録メディア着脱部を有する構成としてもよい。

本実施形態に係るプリンター、コンピューター本体、ＣＲＴ等の表示装置、マウスやキーボード等の入力装置、フレキシブルドライブ装置、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ装置を備えたコンピューターシステムとすれば、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。

上記各実施の形態では、印刷装置としてカラーインクジェットプリンターを用いたが、用紙に対して印刷処理できる印刷装置であれば、これに限られることなく、例えば、モノクロインクジェットプリンター、レーザプリンター、サーマルプリンター、ファクシミリ等に適用しても良い。

１…インクジェットプリンター（プリンター）、１１…ロール紙（用紙）、２１…インクジェットヘッド（印刷処理部）、３６…メイン送りローラー（搬送ローラー）、３７…フロント送りローラー（排紙ローラー）、４２…動力伝達機構、５５…コイルバネ（付勢機構）、６３…バネクラッチ機構（付勢機構）、６６…クラッチバネ

Claims (3)

1. 用紙に印刷処理を行う印刷処理部と、
   前記印刷処理部の用紙搬送方向上流側に設けられ前記印刷処理部に向けて用紙を搬送する搬送ローラーと、
   前記印刷処理部の用紙搬送方向下流側に設けられ前記印刷処理部から用紙を排出する排紙ローラーとを備え、
   前記排紙ローラーの用紙搬送速度が前記搬送ローラーの用紙搬送速度より速い設定であるプリンターであって、
   前記排紙ローラーまたは前記搬送ローラーの一方を、他方に対して用紙に張力を付加する回転方向に付勢する付勢機構を有することを特徴とするプリンター。
2. 請求項１に記載のプリンターであって、
   前記排紙ローラーまたは前記搬送ローラーの一方から他方へ動力を伝達する動力伝達機構を備え、
   前記付勢機構は、前記動力伝達機構の一部に設けられていることを特徴とするプリンター。
3. 請求項２に記載のプリンターであって、
   前記付勢機構は、前記動力伝達機構の一部に設けられたバネクラッチ機構であることを特徴とするプリンター。

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