JP2918226B2

JP2918226B2 - 用紙駆動装置

Info

Publication number: JP2918226B2
Application number: JP63041811A
Authority: JP
Inventors: キエラン・ビー・ケリー; ロバート・イー・カラウェイ; ウィリアム・アール・ヒュスビー; クリス・エー・ラスミュセン
Original assignee: HP Inc
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1999-07-12
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JPS63231959A; US4759649A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はプリンタに関し、とくに穴あき連続印字用紙
がそこを通過するように設計された２軸プリンタ（dual
axis printers）に関する。

〔従来技術とその問題点〕

２軸プリンタでは、一軸上で用いられ、プリンタを介
して駆動される用紙量を制御するためのピン・ホイール
を備え、別の軸と同一直線上（colinear）のプラテンに
対して正確な等量の用紙を駆動することは不可能であ
る。これは、正確に正しい直径を有するプラテンを製造
することが不可能だからである。その結果、プラテン用
紙駆動機構に多い又は少ない用紙が駆動される。

ここで、少ない量の用紙が駆動されると、用紙は２つ
の軸の間でひだがよる（bunch up）傾向があり、場合に
よっては引っ掛かって動かなくする（jam）こともあ
る。用紙駆動が多すぎる場合、又、用紙がプラテンで摺
動しない場合、用紙が破れてしまうまで、軸間に張力が
生ずる。

ある種のプリンタはプラテンに、少ない用紙を送り出
し、この場合、過剰の用紙はピン・フィード駆動機構に
よりプラテンを通り越えて押し出される。この方法の問
題点は、用紙がプラテンから離れてわずかに浮動する傾
向があり、プリントヘッドと用紙との間隔を制御するこ
とが困難になる。加えて、用紙は特に湿気のある環境で
は押し出されると制御が困難になることがある。

他のプリンタは、プラテンに多くの用紙を送り出す
が、この場合は２つの軸間に張力が生じるので、用紙は
プラテンにおいて摺動しなければならない。この方法の
問題点は、用紙の張力の大きさを制御することが極めて
困難であることである。何故ならば、特に様々な環境条
件下で用紙とプラテンとの摩擦係数を制御することが極
めて難しいからである。プラテンの摩擦係数の変化によ
る用紙の張力に対する作用は非直線的である。わずかな
パーセントの摩擦係数の変化は、極めて大きい比率で用
紙の張力は変化する結果となる。

〔発明の目的〕

したがって、本発明の目的は上述の問題点を解消し、
プラテン上に設置される用紙の張力を制御し、より正確
な用紙駆動を可能とする用紙駆動装置を提供することに
ある。

［発明の概要］本発明では、２つの軸間の用紙部分の張力は、プラテ
ン軸上にトルク制限手段を設けることにより制御され
る。トルク制限手段は、プラテン軸上に取り付けられ、
回転ができない又は要求されるトルクを伝達することが
可能なトルク板と、トルク板と隣接し、プラテン軸上に
取り付けられる回転自在なプラテン歯車機構から構成さ
れる。プラテン歯車は、ピン・ホィール軸を駆動するモ
ータに連結する。トルク板には、プラテン歯車に対面す
る側に制御された表面仕上げがなされており、本発明に
係る動作に必要な摩擦表面を形成している。

トルク板とプラテン歯車は、摺動ワッシャと被摺動ワ
ッシャとばねと止めワッシャと保持部材によってばね負
荷の作動連結に維持されることが好ましい。プラテン歯
車とトルク板と逆側に隣接している摺動ワッシャは、プ
ラテン歯車と摺動ワッシャ又は摺動ワッシャと被摺動ワ
ッシャの間のすべりを助長する比較的低い摩擦係数の材
料から成る。

本発明では、用紙張力の制御は予測される環境条件に
とくに影響されることのない、低コストの、製造が容易
な、制御しやすい部品群から成るトルク制限手段によっ
て行われる。プラテン等の制御が困難な構成部分又は用
紙等の制御が極めて困難な構成部分は、プリンタの性能
を決定する上で、重大な要因ではなくなる。加えて、本
発明によって高い摩擦係数を有するプラテンの使用が可
能となり、Ｚフォールド（Ｚ−fold）（用紙が積み重ね
られるように連続用紙のフォールド）がプラテンを通過
する際に、用紙がプラテンから持ち上げられる量を減少
させる。

本発明が適用される製品では、プリントヘッドと用紙
との間隔は重要であり、従って、用紙をプラテンに対し
てできるだけ密着させることが重要である。本発明はま
たプラテン用紙駆動機構だけで、単票の用紙を送るのに
十分なトルクを伝達する。プラテンと用紙間の摩擦係数
を高くすることができるので、これらの単票の用紙は容
易に装填され（load）、制御することが可能である。

〔発明の実施例〕

本発明の好適な一実施例を図面に基づいて以下に詳述
する。本実施例では、12と付された２軸プリンタを介し
て連続印字用紙の移動方法及び装置が開示される。プリ
ンタ12は２軸駆動型であると同時に、紙送り（フィ−
ド、feed）を制御し且つ２つの駆動軸間の印字用紙10の
張力を制御状態に保持する型式のプリンタである。連続
用紙10には第１図に示すように穴（perforations）10a
を設けてもよいし、穴あけされていなくともよい。

第１の軸には14が付され、この軸は一般に16で付され
るピン・フィード用紙駆動機構16と連結される。このピ
ン・フィード用紙駆動機構16はまた調整駆動機構（requ
lated drive）として知られ、第１軸14と同一直線上に
あり、ピン・フィード歯車又は駆動歯車20により駆動さ
れるシャフト18から構成される。２つのピン・ホイール
22が設けられる。このうち１つを第２図に示す。各ピン
・ホイールは、軸18上に取付けられ、穴あけ用紙10の各
側と係合する。従来と同様、ピン・ホイール22はシャフ
ト18に沿って横方向に調整自在である。ピン・フィード
用紙駆動機構16は、そのシャフト上のピニオン歯車24に
より連結されたモータ（図示せず）により適宜の速度で
駆動される。歯車26、28はピニオン歯車24からピン・フ
ィード歯車20へと回転運動を伝達する。

第２の軸は30で図示され、32で付されたプラテン用紙
駆動機構と連結されている。非調整駆動機構としても知
られるプラテン用紙駆動機構32は、プラテン36が取付け
られる、軸30と同一直線上のシャフト34から構成され
る。穴あけ用紙10はピン・ホイール22と係合した後、プ
ラテン36を部分的に包み込む。用紙10の移動路は第２図
に矢印38で示す。

用紙10の方向は、本実施例で示すように一方向でもよ
い。しかし、本発明では、本質的に二方向である。

用紙ベイル40はばね44（第３図参照）によりプラテン
ローラ36に対して保持された軸42から成る。１組の横方
向調整可能な用紙クランプ・ローラ46、48（第２図に各
々を示す）が用紙10をプラテン36に対して保持する。

本発明は、歯車伝動機構50に組込まれた１組のばね負
荷された摩擦表面を備えたことであり、それによって非
調整駆動機構の軸30に伝達可能なトルク量を制限し、２
つの軸14、30間の用紙の張力を制御する直接的な効果を
もたらすことである。

この張力を生成するため、非調整駆動機構の軸30は調
整駆動機構の軸14の速度よりもわずかに速い速度で駆動
される（ピン・フィード歯車20の１回転ごとに進行する
用紙の距離（インチ）で測定された速度）。通常動作で
は、用紙10のたるみは、張力が適正なレベルになるまで
巻取られ、そして調整駆動機構であるピン・フィード用
紙駆動機構16と非調整駆動機構であるプラテン用紙駆動
機構32の双方で等量の用紙を駆動するのに十分なスリッ
プ（すべり）が摩擦表面に生じる。非調整駆動機構32は
単票（調整駆動機構16によっては駆動されない）の正確
なフィーディング（用紙送り）が可能となるようにわず
かにオーバードライブされるだけである（本実施例では
例えば約0.2％である）。このわずかなオーバードライ
ブによって連続用紙を駆動する際に摩擦表面では最小限
のスリップしか必要とされないので、よって、これら表
面の摩耗の度合は小さく保たれる。

更にピン・フィード歯車20で駆動される一対の遊び歯
車52、54が設けられ、その目的は非調整駆動機構すなわ
ちプラテン用紙駆動機構32をピン・フィード用紙駆動機
構16から間隔を置いて設置することである。これらの歯
車は本実施例では重要であるが、他の実施例では除去、
又は修正変更することも可能である。

プラテン歯車56はプラテン用紙駆動機構32の一部とし
て、プラテン36と同軸に備えられる。プラテン歯車56は
遊び歯車52、54によってモータからピン・フィード歯車
に至る機械的連結手段を提供する。

第４図に示すトルク制限組立体60（torquelimiter as
sembly）は、その端部にプラテン・シャフト34を含むプ
ラテン36と作動的に連結されている。このプラテン・シ
ャフト34には、それが回転不能且つ必要とされるトルク
を伝達可能となるようにトルク板62に押圧されている。
トルク板62は、プラテン歯車56と対面する側62aに制御
された表面仕上げ面（controlled surface finish）を
有する平坦な金属板である。

本実施例では、表面仕上げの粗度範囲が平均約0.2〜
0.3μmRMS内となるように維持される。加えて、表面の
組織は実質的にランダムであり、すなわち径方向又は円
周方向に配置されていない状態にある。これらのパラメ
ータはトルク板62の表面62aに適用される仕上げ工程で
制御される。

プラテン歯車56はプラテン・シャフト34上で回転自在
であり、前述の通り遊び歯車52、54により駆動される。
プラテン歯車56は回転自在であるので、プラテン歯車は
プラテン歯車56の表面56aとトルク板62の表面62a間の摩
擦を介して、又はプラテン歯車56とワッシャ64、66、6
8、ばね70、Ｅリング72間の摩擦を介する以外は、プラ
テン36に重大なトルクを伝達することができない。トル
ク板62に於ける接触半径はかなり大きいので、トルクの
大部分はこのインターフェース（56a−62a）で伝達され
る。

トルクを伝達するのに必要な摩擦力を生成する通常の
力は、組立て時に圧縮されるばね70により付与される。
ばね70は２つのワッシャ、すなわち摺動ワッシャ（slip
per washer）64を摺動的に受けとめる被摺動ワッシャ
（slippee washer）66と止めワッシャ68の２つのワッシ
ャ間にトラップ止めされる。これらワッシャは力をより
広い領域に拡散し、ばね70のいずれかの端部における集
中された力による損傷を防止する。摺動ワッシャ64は摩
擦係数が低い金属から成り、プラテン歯車56と摺動ワッ
シャ64間で、あるいは、摺動ワッシャ64と被摺動ワッシ
ャ66間で摺動させ易くする役割を果たす。これを行なう
ことにより、ばね70が巻ついたり、巻ほどける傾向を制
限する最小のトルクがばねを介して伝達され、よって、
伝達されたトルク全体に対するばねの影響は軽減され、
トルク調整（torque requlation）が向上する。

Ｅリング72はプラテン歯車56、ワッシャ64、66、68及
びばね70を捕捉する（captured）保持部材であり、それ
によりばねを圧縮状態に保持する。

摺動ワッシャ64を除く各部分は従来の金属性のもので
よい。例えば、ワッシャ66及び68はステンレス綱製のも
のでよい。摺動ワッシャはポリテトラフルオルエチレ
ン、ナイロン又は、摩擦係数が低く、必要な強度を有す
る別の材料より構成される。

プラテン・ノブ74は、ワッシャ64、66、68、ばね70及
びＥリング72上に取付けられている。プラテン・ノブ74
にはプラテン歯車56上の対応するスタッド78とスナップ
・フィットで取外し可能なように係合する一組の対面し
たフィンガ76（その１つを図示する）が設けられてい
る。プラテン・ノブ74は歯車伝動機構50を直接駆動する
ことにより、手動で用紙位置の調整を可能にするために
プラテン歯車56に取付けられている。プラテン・ノブ74
は、通常はモータから供給される動力をユーザが与えた
場合でも本発明の利点が維持されるように配置される。

動作において、上述の各部分間の摩擦力は、用紙の張
力がプラテン上に十分な抗力（drag）を加えて、プラテ
ン歯車と本システムの他の部分との間の摩擦力が、制御
された張力を維持するのに必要である以上のトルクを伝
達するのに十分ではなくなるまで、プラテン歯車56とプ
ラテン36を固着状態に保つ。

前記の張力に到達した後、プラテン歯車56はシステム
に組込まれたオーバードライブ量だけ、プラテン36に対
して摺動する。オーバードライブ量はプラテン36とピン
ホィール22間の表面速度の差であり、ピンホィール上の
ピンの数、ピン・フィード歯車20とプラテン歯車56の間
の歯車比及びプラテンの真の直径によって決定される。

用紙の制御された張力は第２図の用紙路38の領域38a
として示されている。制御された張力の大きさは、伝達
されるトルクの大きさと直接関係し、以下のパラメータ
を選択することにより較正される。すなわち、隣接する
部分間の摩擦係数、ばね力及び力が印加される半径であ
る。最小トルクはベアリングと用紙駆動システムの他の
部分の間の摩擦力を克服するのに十分なトルクであっ
て、プリンタを介して用紙を（ピン・フィード駆動機構
16を用いない単票シートも含む）駆動するのに十分な付
加トルクを与えるように選択される。一方、最大トルク
は、制御された張力が大きすぎる場合に発生する用紙の
穴への損傷を抑止するために選択される（穴は、張力が
大きすぎると「卵型に」ゆがみ（egg）、又は裂開す
る）。

このような選択は当業者にとってさしたる経験がなく
ても容易に可能である。例えば、本実施例では、0.6〜
1.1cm/g（７〜12インチ／オンス）のトルク範囲が維持
されている。

本発明は、プリンタ内の連続用紙を前進させるための
２軸用紙駆動機構等に於て利用するのに極めて適してい
る。この様に、本実施例では、用紙を駆動するピン歯車
と、用紙に印字するプラテン間の連続用紙の張力を制御
するトルク制御手段を導入した２軸用紙駆動システムを
記述した。本発明に関し、多くの変更及び修正が当業者
にとって可能であり、このような変更及び修正は、添付
する特許請求の範囲に記載した本発明の範囲に含まれる
ことは明確である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の用紙駆動装置は、連続
的あるいは単票の用紙を用紙駆動中にしわがよったり、
引っ掛かって破れないように、プラテン上に設置される
用紙張力の微調整が可能である。また、より正確に用紙
の駆動が実施可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例が設備されるプリンタの斜
視図。第２図は、第１図の用紙駆動機構の詳細図。第３
図は、第１図の側面図。第４図は、第２図の部分詳細
図。 10;用紙、12;2軸プリンタ、14;第１軸、16;ピン・フィ
ード用紙駆動機構、18、34、42;シャフト、20;ピン・フ
ィード歯車、22;ピン・ホイール、30;第２軸、32;プラ
テン用紙駆動機構、36;プラテン、46、48;用紙フランプ
・ローラ、50;歯車伝動機構、56;プラテン歯車、60;ト
ルク制限組立体、62;トルク板、64;摺動ワッシャ、66;
被摺動ワッシャ、68;止めワッシャ、70;ばね、72;Eリン
グ、74;プラテン・ノブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロバート・イー・カラウェイアメリカ合衆国ワシントン州バンクーバー・ハンドレッドフィフティファースト・ストリートサウスイースト・2507 (72)発明者ウィリアム・アール・ヒュスビーアメリカ合衆国ワシントン州バンクーバー・ツェンティス・サークル・ースイースト・14820 (72)発明者クリス・エー・ラスミュセンアメリカ合衆国ワシントン州バンクーバー・パイパー・ロード・ノースイースト・14006 (56)参考文献特開昭62−41149（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−130856（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−120163（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−71378（ＪＰ，Ｕ) 実開昭52−153411（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ピン・フィード用紙駆動機構と連結する第
１の軸と、プラテン用紙駆動機構と連結する第２の軸と
を備える用紙駆動装置において、前記第１の軸と第２の軸は間隔をあけて互いに平行であ
り、前記ピン・フィード用紙駆動機構は、前記第１の軸と同
一直線上の、駆動手段によって駆動されるピン・フィー
ド・シャフトを含み、さらに、用紙の各側に備えられる
２個のピンホィールを有するものであり、前記駆動手段は、モータと連結する前記ピン・フィード
・シャフトに取り付けられたピン・フィード歯車を有す
るものであり、前記プラテン用紙駆動機構は、プラテンが取り付けられ
る前記第２の軸と同一直線上のプラテン・シャフトを含
むものであり、前記用紙駆動装置はさらに前記第１、第２の軸間の用紙
の張力を調整するためトルク制限手段と前記ピン・フィ
ード・シャフトよりもわずかに速く前記プラテン・シャ
フトを駆動させる手段を具備し、前記トルク制限手段は、前記プラテン・シャフト上に固
着されたトルク板と隣接するプラテン歯車を含み、前記
プラテン歯車は前記プラテン・シャフト上に回転自在に
取り付けられ、前記プラテン歯車に対向する前記トルク
板の表面は実質的にランダムで細かい表面仕上げが施さ
れ、これにより、予め決められた最大摩擦力を超えると
前記トルク板は前記プラテン歯車に対してすべりを生じ
ることを特徴とする用紙駆動装置。
【請求項２】前記トルク板の表面の粗さが平均約0.2か
ら0.3μmRMSであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の用紙駆動装置。
【請求項３】前記トルク板は平坦な金属板であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の用紙駆動装置。
【請求項４】前記プラテン歯車は、一列に配列する摺動
ワッシャと被摺動ワッシャとばねと止めワッシャと保持
手段によって隣接する前記トルク板に保持されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の用紙駆動装置。
【請求項５】前記摺動ワッシャは、比較的低い摩擦係数
の材料からなり、前記プラテン歯車と前記摺動ワッシャ
間および前記摺動ワッシャと前記被摺動ワッシャ間のす
べりを生じさせることを特徴とする特許請求の範囲第４
項記載の用紙駆動装置。
【請求項６】前記摺動ワッシャはポリテトラフルオルエ
チレンとナイロンからなる群から選ばれる材料で形成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の用紙
駆動装置。