JP2566277B2 - シート材搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は紙などのシート材を搬送するシート材搬送装
置に関し、特にギア列を介し回転駆動力をシート材搬送
ローラに伝達し、該ローラを間欠的に所定角度ずつ回転
させてシート材を所定量ずつ搬送するシート材搬送装置
に関するものである。

［従来の技術］ シート材搬送装置の代表的なものとして例えば記録装
置のプリンタに組み込まれプリンタの使用する記録紙を
搬送する紙送り装置がある。このプリンタの紙送り装置
では一般に記録紙搬送ローラ（以下紙送りローラと呼
ぶ）と同ローラに記録紙を圧接するピンチローラを備
え、記録紙を紙送りローラとピンチローラで挟持し、ピ
ンチローラを紙送りローラにバネなどにより圧接し、紙
送りローラを回転することにより記録紙を搬送してい
る。紙送りローラの回転駆動は一般に駆動源のモータの
回転駆動力をギア列からなる減速機構を介し紙送りロー
ラに伝達して行なっている。そして例えばパーソナルコ
ンピュータの記録出力装置として使用されるプリンタの
多くは上記の構成で紙送りローラを間欠的に所定角度ず
つ回転させることにより記録紙を間欠的に所定量ずつ送
るようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ここで上記のプリンタの内で特にシリアル型でワイヤ
ドットプリンタあるいはインクジェットプリンタなどド
ットマトリクスパターンで文字及び画像記録を行なうド
ットプリンタにおいて画像記録の場合の記録紙搬送につ
き説明する。

ドットプリンタでは画像記録を行なう場合記録ヘッド
の横方向への主走査により横方向へのドットラインを形
成し、記録紙の縦方向への送りによる副走査により横方
向のドットラインを縦方向についでゆく。ドットプリン
タの記録ヘッドにはワイヤドットヘッドの場合記録用ワ
イヤ、インクジェットヘッドではインク滴を噴射するノ
ズルなど記録要素が縦方向に配列して設けられる。記録
要素の数は例えば市販されているワイヤドットヘッドで
は９ピン、18ピン、24ピンなどとなっている。

このような記録ヘッドで画像記録を行なう場合例えば
24ピンの記録ヘッドを持つプリンタをコントロールする
パーソナルコンピュータが24ピン全部の駆動情報を同時
にコマンドにより指定できるとすると、横方向への主走
査は縦24ドットのブロックで行なわれ、記録紙の縦方向
への送りは１回の主走査が終了するごとに縦方向に24ド
ット分の送り量で行なわれる。

ここで文字記録の場合は記録行間に間隔がありそれほ
ど高い紙送り量の精度は要求されないのに対し、画像記
録の場合は記録行間に隙間がなく連続して行なわれるの
で高い紙送り精度が要求される。

これに対して従来のプリンタに組み込まれる紙送り装
置の構成には以下のような問題があった。

すなわち従来の紙送り装置の構成では減速機構を構成
するギア列の各ギアについて、間欠的に繰り返し行なわ
れる各回の搬送の停止時に第４図に示すように、ギアＧ
の外周上で所定に設定した基準位置Ｐに対してギアＧの
歯40ないしは歯間溝41のどの部分が一致して停止するか
という位置関係（以下これを停止時のギアの歯の位相と
呼ぶ）が１回の搬送を行なうごとにずれて異なってしま
う。第４図において破線は前回の搬送の停止状態を示
し、実線は今回の搬送の停止状態を示す。基準位置Ｐに
対する歯40の位相がずれており、歯40の停止位置が前回
と今回で距離ｌずれている。

このようにギアの停止時の歯の位相が異なることによ
り、各回の搬送の終了時ごとの各ギアの噛み合い状態即
ち今回の搬送の開始直前の噛み合い状態が１回の搬送ご
とに異なってしまう。このためギア列において各回の搬
送開始時ないし終了時（停止時）の負荷が異なってしま
い、その結果各回の搬送量にバラツキが生じてしまう。

そしてこのように紙送り量にバラツキが生じると、例
えば上記のように24ドットで画像記録を行なう場合に記
録行の24ドット目と次の行の１ドット目の距離が１行内
のドット間の距離に比較してバラついてしまい、記録行
間に横筋が入ったように見えて記録品位が劣化してしま
う。

なおこのような搬送量のバラツキの問題はプリンタの
紙送り装置に限らずシート材を所定量ずつ搬送する他の
シート材搬送装置にも言えることである。

そこで本発明の課題は上述のようにギア列を介し回転
駆動力をシート材搬送ローラに伝達しシート材を所定量
ずつ搬送するシート材搬送装置において各回の搬送の搬
送量を高精度に所定に均一化できるシート材搬送装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するために本発明によれば、ギア列
を介し回転駆動力をシート材搬送ローラに伝達し、該ロ
ーラを間欠的に所定角度ずつ回転させてシート材を所定
量ずつ搬送するシート材搬送装置において、前記ギア列
を構成する各ギアについてシート材を１回前記の所定量
搬送するためのギアの回転角度を該ギアの歯ピッチの１
ピッチ分に対応する回転角度で除した商が整数になるよ
うに構成した構造を採用した。

［作 用］ このような構造によれば間欠的に行なわれる各回の搬
送において停止時のギアの歯の位相が常に同一になる。
そして停止時ないし次回の搬送開始時のギアの紙み合い
状態が同一となり、負荷が同一となり、その結果各回の
搬送量が高精度に所定に均一化される。

［実施例］ 以下図を参照して本発明の実施例の詳細を説明する。

第１図は本発明の実施例による紙送り装置を組み込ん
だインクジェットプリンタの要部として記録及び紙送り
部の構造を示している。先ず記録部を説明する。

第１図において先ず符号11は記録走査のため記録ヘッ
ドを移送するキャリッジであり、記録ヘッドとしてイン
ク滴を噴射してドット記録を行なうインクジェットヘッ
ド12を搭載している。図示していないがインクジェット
ヘッド12にはドットマトリクスの各ドットに対応してイ
ンク滴を噴射するノズルがドットマトリクスのドットの
ピッチで縦方向に所定本数配列されて設けられている。
そしてキャリッジ11はガイド軸10上に摺動可能に設けら
れており、不図示のキャリッジモータの駆動により駆動
され、図の紙面に直交する両方向にガイド軸10上を摺動
走行するようになっている。そしてキャリッジ11が走行
するとともにインクジェットヘッド12が記録データに応
じて駆動され各ノズルがインク滴を噴射することにより
記録走査が行なわれるようになっている。

次に紙送り部の構成を送りの上流側から説明する。

第１図において符号３は記録紙を収容するスタッカで
あり、このスタッカ３上に複数枚の記録紙１が積層して
収容、支持されている。スタッカ３上には記録紙１の一
番上のものを一枚だけ分離して次に述べる紙送りローラ
６側に送り込むための分離ローラ２が設けられている。

次にスタッカ３の近傍には記録紙１を記録部に送給す
るための紙送りローラ６がインクジェットヘッド12の近
傍下方でキャリッジ11のガイド軸10と平行に設けられて
おり、不図示のステップモータからなる紙送りモータの
駆動により矢印Ｂ方向に回転駆動されるようになってい
る。

ここで紙送りローラ６の回転駆動は紙送りモータの回
転駆動力を第２図に示す４つのギアG₁〜G₄のギア列から
なる減速機構を介して紙送りローラ６に伝達して行なわ
れる。

第２図のギア列においてギアG₁は不図示の紙送りモー
タ（ステップモータ）に結合され同モータにより回転駆
動される。またギアG₂は大小のギア部を同軸に一体化し
た２段ギアで、その大ギア部がギアG₁に噛合している。
次にギアG₃も２段ギアであり、その大ギア部がギアG₂の
小ギア部に噛合している。また最終段のギアG₄は紙送り
ローラの軸6aに結合され、ギアG₃の小ギア部に噛合して
いる。

そしてギアG₁が紙送りモータの駆動で矢印方向に回転
駆動されることにより、ギアG₂,G₃が矢印のように回転
し、ギアG₄がＢ方向に回転し、紙送りローラ６が同方向
に回転駆動される。

再び第１図の構造において紙送りローラ６の下方には
記録紙１を紙送りローラ６に圧接するためのピンチロー
ラ7a,7bと、記録紙１を紙送りローラ６の外周に沿って
案内するためのペーパーパン５が設けられている。また
記録紙１を紙送りローラ６に導くペーパー上ガイド４が
ペーパーパン５に対向して設けられている。

また紙送りローラ６の上方には記録紙１をインクジェ
ットヘッド12と対向して支持するための湾曲した板状に
構成されたプラテン８が設けられている。図示していな
いプラテン８の裏には記録時に記録紙１の記録面に転写
されたインクを乾燥させるためにプラテン８を加熱する
ヒータが付設される。またプラテン８の下方には記録紙
１をプラテン８に押し付けるための紙押え板９が設けら
れている。更にプラテン８上には記録を受けた記録紙１
を排出するための排紙ローラ17が設けられており、不図
示の駆動機構により矢印Ｃ方向に回転駆動されるように
なっている。

そして排紙ローラ17に記録紙１を介して圧接し排紙ロ
ーラ17と協働して記録紙１を排出するための２つの拍車
15,16とその下方で記録紙１の搬送位置を規制するため
の拍車18が排紙ガイド14及び拍車ガイド13に支持されて
設けられている。

以上のような構成のもとに記録時の紙送り時には分離
ローラ２、紙送りローラ６、排紙ローラ17のそれぞれ矢
印A,B,Cで示すように回転駆動される。分離ローラ２の
回転によりスタッカ３上の記録紙１の一番上のものが第
１図中左下方向に送られ、その先端部がペーパー上ガイ
ド４とペーパーパン５を介して紙送りローラ６、ピンチ
ローラ7a間に導かれる。そして記録紙１の先端部は紙送
りローラ６、ピンチローラ7a間に挟持され紙送りローラ
６の回転によりペーパーパン５を介して紙送りローラ６
の外周に接して送られ、さらにピンチローラ7bと紙送り
ローラ６の間に挟持されて送られ、紙押え板９を介して
プラテン８に押し付けられた状態でプラテン８に沿って
上方へ送られる。そして記録紙１はインクジェットヘッ
ド12と対向する位置においてインクジェットヘッド12か
ら噴射されるインク滴によりドット記録を受ける。記録
を受けた記録紙１の先端部は拍車18を介し排紙ローラ17
のところに導かれ、拍車15,16により排紙ローラ17上に
圧接される。拍車15,16は排紙ローラ17の回転するＣ方
向と逆方向に回転し、排紙ローラ17と協働して記録紙１
を矢印Ｄで示すように排出する。

ところで本実施例の紙送り装置を組み込んだインクジ
ェットプリンタでは画像記録を行なう場合横方向の主走
査をインクジェットヘッド12の縦方向に配列されたノズ
ル本数に対応したドット数のブロックで行ない、主走査
が１回終了するごとに前記の主走査のブロックの縦方向
の長さ、即ちノズルのピッチにノズル数を掛けた距離に
等しい搬送量だけ記録紙１を縦方向に送る。ここで１回
ごとの紙送り量を高精度に所定に均一化するために本実
施例では紙送りローラ６に回転駆動を伝達するための第
２図のギア列において各ギアG₁からG₄の先述した停止時
の歯の位相が各回の搬送停止時ごとに常に同位相になる
ようにする。その構成の条件を以下に説明する。

先ず紙送りモータを構成するステップモータの１ステ
ップの回転角度をθ゜、同モータの１ステップの回転に
よる紙送りローラ６での紙送り量を1/A（単位イン
チ）、インクジェットヘッド12のノズル数をN_N、ノズル
のピッチを1/B（単位インチ）とする。

また第２図のギア列の各ギアの歯数について同図に符
号で示すようにギアG₁はZ₁、ギアG₂の大ギア部Z₂、ギア
G₂の小ギア部はZ₃、ギアG₃の大ギア部はZ₄、ギアG₃の小
ギア部はZ₅、ギアG₄はZ₆とする。

そして各ギア間の減速比について ギアG₁,G₂間はZ₂/Z₁＝n₁ ギアG₂,G₃間はZ₄/Z₃＝n₂ ギアG₃,G₄間はZ₆/Z₅＝n₃ とする。

そしてギアG₁〜G₄の全体の減速比をN_Tとすると N_T＝n₁×n₂×n₃ となる。

以上の設定からノズル数N_Nにノズルのピッチ1/Bを掛
けた距離に等しい１回の搬送量だけ記録紙を送るための
各ギアG₁〜G₄の１回の回転角度は以下のようになる。

なお上記の（１）〜（４）式中のN_N×A/Bは１回の搬
送における紙送りモータのステップ数である。

一方ギアG₁〜G₄においてギアG₂,G₃の大ギア部と小ギ
ア部を含めて第４図に示すギアの歯40のピッチp₀の１ピ
ッチ分に対応する回転角度φ゜は１回転360゜を各ギア
の歯数で除したものであり、それぞれ順に360゜/Z₁,360
゜/Z₂,360゜/Z₃,360゜/Z₄,360゜/Z₅及び360゜/Z₆であ
る。

ここで前述したように各回の搬送の停止時に各ギアG₁
〜G₄の停止時の歯の位相が常に同位相になるようにする
ための条件として、各ギアG₁〜G₄のそれぞれについて上
記（１）〜（４）式で得られる１回の搬送における回転
角度を第４図に示したギアの歯40の１ピッチp₀に対応し
た回転角度φ゜で除した商が割り切れ整数になるように
設定する。即ち以下の（５）〜（８）式が成り立つよう
に設定する。

ここで（５）〜（８）式中のノズル数N_N、ノズルのピ
ッチ1/B、１ステップの紙送り量1/A、モータの１ステッ
プ角度θ゜及び各ギアの歯数と減速比は減速としては全
て変数として特に限定するものではなく、これらのそれ
ぞれに適当な数値を設定して上記の式が成り立つように
すればよい。但し実際にはノズルのピッチ1/Bは規格に
より所定に限定される。またモータの１ステップ角度θ
゜もモータの種類により複数種類の所定値に限定され
る。さらにノズル数N_Nも規格やメーカーの仕様により限
定される。従ってこれらの限定された値に応じて上記の
（５）〜（８）式を成り立つようにするためには主に各
ギアの歯数と減速比を適当に選択すればよい。

このように主に各ギアG₁〜G₄の歯数と互いの間の減速
比を適当に選択することによって（５）〜（８）式が成
り立つようにすれば、各ギアについて１回の搬送で回転
角度が１ピッチ分の回転角度φ゜で割り切れるのである
から、１回の搬送で各ギアは歯のピッチの回転角度φ゜
の整数倍の回転角度を回転する。従って第４図で説明し
たギアの停止時の歯の位相は各回の搬送の停止時に常に
同位相になる。

従って各回の搬送の停止時において各ギアの噛み合い
状態が同一となり、負荷状態が同一となり、各回の搬送
量が高精度に所定に均一化される。そしてこのような高
精度の紙送りにより高品位の画像記録が可能になる。

ところで画像記録を行なう場合の１回の紙送り量は記
録ヘッドの全ノズル数に対応したN_N×1/Bに限らず、記
録モードによって全ノズル数N_Nより少ないN_M本のノズル
を使用して記録を行ない、１回の紙送り量がN_M×1/Bに
なる場合もある。この場合も同様に紙送りを高精度に行
なうには上記の（５）〜（８）式中でN_Nの代わりにN_Mを
代入した場合も各式が成り立つように設定する。例えば
ギアG₄について言うと、上記の（８）式が成立するとと
もに が成り立つようにする。なお（８）式の商の整数をｎと
し、（９）式の商の整数をｍとすると、 となる。

このような設定により記録モードによって１回の紙送
り量が異なる場合でも同様に高精度に紙送りを行なうこ
とができる。

ところで以上のような構成は紙送りローラ６を回転駆
動するための減速機構がギア列のみから構成される場合
に限らず、ギア列中にギアの歯に係合する溝を有するタ
イミングベルトを介して回転駆動力の伝達を行なうプー
リギアを含む場合も同様に適用することができる。第３
図はこのようにタイミングベルトを介して駆動力伝達を
行なう減速機構を示している。第３図中でギアG₁,G₂は
第２図のものと同様であり、ギアG₃′,G₄′はタイミン
グベルトＴを介して回転駆動力の伝達を行なうプーリギ
アである。この場合もプーリギアG₃′,G₄′を第２図の
ギアG₃,G₄と同様に考えて前述した（５）〜（８）式と
同様の式が成立するように主に各ギアの歯数や減速比を
適当に選択することにより、同様の効果が得られる。

なお以上のような構成はプリンタに組み込まれる紙送
り装置に限らず同様の構成でシート材を所定量ずつ搬送
する他のシート材搬送装置にも適用できるのは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、ギア
列を介し回転駆動力をシート材搬送ローラに伝達し、該
ローラを間欠的に所定角度ずつ回転させてシート材を所
定量ずつ搬送するシート材搬送装置において、前記ギア
列を構成する各ギアについてシート材を１回前記の所定
量搬送するためのギアの回転角度を該ギアの歯ピッチの
１ピッチ分に対応する回転角度で除した商が整数になる
ように構成した構造を採用したので、各回の搬送の停止
時におけるギア列のギアの歯の位相を常に同位相にして
ギアの噛み合い状態による負荷状態を同一にでき、各回
の搬送量を高精度に均一化でき、高い送り精度が得られ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による紙送り装置を組み込んだ
インクジェットプリンタの要部として記録及び紙送り部
の構造を示す縦断側面図、第２図は第１図中の紙送りロ
ーラに回転駆動力を伝達するための減速機構を構成する
ギア列の説明図、第３図はタイミングベルトを含む減速
機構の説明図、第４図は紙送りの停止時におけるギアの
歯の位相ずれを示す説明図である。 １……記録紙、２……分離ローラ ６……紙送りローラ 7a,7b……ピンチローラ ８……プラテン、11……キャリッジ 12……インクジェットヘッド 17……排紙ローラ、G₁〜G₄……ギア G₃′,G₄′……プーリギア Ｔ……タイミングベルト

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ギア列を介し回転駆動力をシート材搬送ロ
   ーラに伝達し、該ローラを間欠的に所定角度ずつ回転さ
   せてシート材を所定量ずつ搬送するシート材搬送装置に
   おいて、前記ギア列を構成する各ギアについてシート材
   を１回前記の所定量搬送するためのギアの回転角度を該
   ギアの歯ピッチの１ピッチ分に対応する回転角度で除し
   た商が整数になるように構成したことを特徴とするシー
   ト材搬送装置。