JP4582037B2

JP4582037B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP4582037B2
Application number: JP2006089240A
Authority: JP
Inventors: 心現田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP2007261085A

Description

本発明は、ロール状媒体を両端で支持するロール状媒体支持装置及びそのロール状媒体支持装置を備えた記録装置に関する。

記録装置の１つであるプリンタには、ロール状に巻回された用紙に記録することができる機能を有するものがある。このようなプリンタは、ロール軸が貫装されたロール紙をロール紙ホルダにセットし、このロール紙を紙送りローラにより引き出して搬送し、記録ヘッドにより記録するようになっている。このロール軸の軸芯部にはトルクリミッタが備えられており、ロール紙にバックテンションを付与するようになっている（特許文献１参照）。

特開２００５−９６９８７号公報

上述したプリンタでは、ロール紙を巻戻してロール紙の弛みを取る必要があるので、トルクリミッタのトルク伝達を遮断するための１ウエイクラッチを設ける必要がある。従って、ロール紙ホルダの構造が複雑となりコスト高になるおそれがある。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な構造で低コストなロール状媒体支持装置及びそのロール状媒体支持装置を備えた記録装置を提供することにある。

上記目的達成のため、本発明のロール状媒体支持装置では、ロール状媒体を支持するロール軸の正回転によりバックテンションを付与し、逆回転によりバックテンションの付与を解除するバックテンション付与機構を備えたロール状媒体支持装置であって、前記バックテンション付与機構は、前記ロール軸に挿入されて径方向の拡縮により当該ロール軸に対し滑りトルクもしくは締りトルクを発生するバネクラッチを有し、前記ロール状媒体の引出し方向は前記バネクラッチの滑りトルクによりトルク伝達し、前記ロール状媒体の巻戻し方向は前記バネクラッチの締りトルクによりトルク伝達を遮断することを特徴としている。これにより、従来の１ウエイクラッチが不要となるので、簡易な構造で低コストなロール状媒体支持装置とすることができる。

また、前記バックテンション付与機構は、前記ロール軸に連結される第１の歯車機構と、前記バネクラッチに連結される第２の歯車機構と、前記第１の歯車機構と前記第２の歯車機構との連結される歯車を切替える歯車切替機構とを備え、前記ロール軸の正逆回転により前記第１の歯車機構と前記第２の歯車機構とを連結・連結解除してバックテンションを付与することを特徴としている。これにより、バネクラッチにより伝達されるトルクを変更することができるので、使用するロール状媒体に対応したバックテンションを簡易に付与することができる。また、前記バネクラッチは、一端が前記第２の歯車機構に係止され、他端が前記第２の歯車機構の軸に嵌入されている軸受に係止されていることを特徴としている。これにより、バネクラッチが径方向に広がるときは第２の歯車機構と軸受に滑りトルクが働き、径方向に縮むときは第２の歯車機構と軸受に締りトルクが働く。

また、前記第２の歯車機構は、複合歯車を含むことを特徴としている。これにより、バネクラッチにより伝達されるトルクの伝達比及びトルク値を簡易に切替えることができる。また、前記第１の歯車機構は、遊星歯車を含むことを特徴としている。これにより、バネクラッチのトルクの伝達・遮断を簡易に切替えることができる。上記目的達成のため、本発明の記録装置では、ロール状の被記録媒体を搬送しつつ記録する記録装置であって、上記各ロール状媒体支持装置を備えたことを特徴としている。これにより、上記各作用効果を奏する記録装置を提供することができる。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の記録装置の実施形態の１つであるインクジェット式プリンタの構成例を示す斜視図、図２は、その主要部の内部構成例を示す斜視図、図３は、本発明のロール状媒体支持装置の実施形態を示す斜視図である。このインクジェット式プリンタ１００は、例えばＪＩＳ規格のＡ１判やＪＩＳ規格のＢ１判といった比較的大型のサイズのロール紙（ロール状媒体）にまで記録できる大型のプリンタである。

このインクジェット式プリンタ１００は、図１に示すように、ロール紙がセットされる給紙部１１０、記録・搬送部１２０、排紙部１３０、脚部１４０がこの順で上部から配設された構成となっている。即ち、最上部に配置された給紙部１１０から給紙されるロール紙は、下部にて傾斜して配置された記録・搬送部１２０及び排紙部１３０の間を斜め下方に向かって搬送されて、最下部に配置された脚部１４０の間に配置される図示しない排紙受けに排紙されるようになっている。記録・搬送部１２０と排紙部１３０は本体として一体化されており、給紙部１１０及び脚部１４０とそれぞれ分離可能に構成されている。

給紙部１１０は、図１に示すように、本体１２０、１３０の上部後方に突き出るように設けられている。そして、給紙部１１０の内部には、図２に示すように、１本のロール紙がセット可能なロール紙ホルダ（ロール状媒体支持装置）１１１が設けられ、給紙部１１０の前面には、図１及び図２に示すように、跳ね上げ式の開閉可能なロール紙カバー１１２が取り付けられている。

ロール紙ホルダ１１１は、図３に示すように、固定フランジ受け１１３、可動フランジ受け１１４、ガイドレール１１５及びテンション調整機構（バックテンション付与機構）１１６を備えている。固定フランジ受け１１３は、給紙部１１０の一方の側壁側に固定して配設されており、ロール紙Ｒの一端に嵌め込まれたフランジ１１７を回転可能に軸支持する。可動フランジ受け１１４は、給紙部１１０の他方の側壁側に可動自在に配設されており、ロール紙Ｒの他端に嵌め込まれたフランジ１１７を回転可能に軸支持する。

ガイドレール１１５は、固定フランジ受け１１３と可動フランジ受け１１４の間に配設されており、可動フランジ受け１１４のスライドを案内する。そして、ロール紙Ｒは両端のフランジ１１７が固定フランジ受け１１３と可動フランジ受け１１４に嵌め込まれて支持されるようになっている。可動フランジ受け１１４は、ガイドレール１１５に沿ってスライド自在であるので、図示一点鎖線で示すサイズが異なるロール紙Ｒであっても支持することができる。尚、テンション調整機構１１６の詳細については後述する。

ロール紙カバー１１２は、図１及び図２に示すように、全体が回動可能に支持されており、ユーザが下部を持って持ち上げ、あるいは押し下げることにより開閉するようになっている。ユーザは、ロール紙カバー１１２の開閉を容易に行うことができ、ロール紙Ｒの交換作業時間等を短縮させることができる。また、ロール紙カバー１１２は、ロール紙ホルダ１１１を覆うように取り付けられているため、ロール紙ホルダ１１１に保持されているロール紙Ｒの汚染を防止することができると共に、ユーザの安全を確保することができる。

記録・搬送部１２０は、図２に示すように、記録ヘッド１２１を搭載したキャリッジ１２２、記録ヘッド１２１と記録を実行するための図示しない制御部とを電気的に接続するフレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣという）１２３、記録ヘッド１２１とインクが入ったインクカートリッジ１０とを繋ぐインクチューブ１２４等を備えている。更に、記録・搬送部１２０は、対向配置された接触・離間可能な図示しない紙送りローラ及び従動ローラ、キャリッジ１２２に搭載された記録ヘッド１２１と対向配置された図示しないプラテン等を備えている。そして、記録・搬送部１２０の上面及び前面には、図１及び図２に示すように、上蓋１２５及び前蓋１２６が記録ヘッド１２１やキャリッジ１２２等を覆うように取り付けられている。

記録ヘッド１２１は、ブラックインクを吐出するブラックインク用記録ヘッドと、ライトイエロー、イエロー、ライトシアン、シアン、ライトマゼンタ、マゼンタ等の各色のインクを吐出する複数のカラーインク用記録ヘッドとを備えている。そして、記録ヘッド１２１は、圧力発生室とそれに繋がるノズル開口が設けられており、圧力発生室内にインクを貯留して所定圧で加圧することにより、ノズル開口からロール紙に向けてコントロールされた大きさのインク滴を吐出するようになっている。キャリッジ１２２は、図２に示すように、主走査方向に設けられているレール１２７にコロを介して吊り下げられ、キャリッジベルト１２８に連結されており、図示しないキャリッジ駆動装置によってキャリッジベルト１２８が作動すると、キャリッジベルト１２８の動きに連行され、レール１２７に案内されて往復移動するようになっている。

ＦＦＣ１２３は、図２に示すように、一端が制御部のコネクタに接続され、他端が記録ヘッド１２１のコネクタに接続されており、記録信号を制御部から記録ヘッド１２１に送るようになっている。インクチューブ１２４は、上記各色のインク用が配設されており、図示しないインク加圧供給手段を介して各一端が対応する各色のインクカートリッジ１０につながれ、各他端が対応する各色の記録ヘッド１２１につながれている。前蓋１２６は、図１及び図２に示すように、下部が回動可能に支持されており、ユーザが上部を持って押し下げ、あるいは押し上げることにより開閉するようになっている。

紙送りローラは、１本の長尺のローラとして形成されており、両端がサイドフレームに軸受を介して軸支持されており、紙送りモータからプーリ及びベルトを介して伝達される駆動力により正逆回転駆動するようになっている。従動ローラは、複数個の短尺のローラとして形成されており、紙送りローラの上方で軸方向に複数並設された従動ローラ支持部材に回動自在に軸支持されている。プラテンは、記録可能な最大用紙幅より若干大きい長さの矩形平板状に形成されて紙送りローラの搬送下流側の直近に配設されている。

排紙部１３０は、図１及び図２に示すように、ロール紙を副走査方向に搬送する経路の一部を成す排紙ガイド１３１と、ロール紙を副走査方向に搬送する図示しない排紙ローラを備えている。脚部１４０は、図１及び図２に示すように、移動用のコロ１４１を有する２本の支持柱１４２と、これらの支持柱１４２の間に掛け渡されている補強棒１４３を備えている。そして、支持柱１４２の上部に給紙部１１０及び本体１２０、１３０が載置されネジ止め固定されるようになっている。

更に、本体１２０、１３０の前面側から見て左側には、図１及び図２に示すように、各色のインクカートリッジ１０を収納保持するホルダ本体１５１とその前面を覆うカバー１５２を有するインクカートリッジホルダ１５０が配設されている。また、本体１２０、１３０の前面側から見て右側上部には、図１及び図２に示すように、ユーザが記録制御等を操作するための操作パネル１６０が配設されている。この操作パネル１６０は、図示しない制御部と電気的に接続された液晶画面と各種ボタンが配設されており、ユーザが液晶画面を見て確認しながらボタン操作できるようになっている。

図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、上記テンション調整機構１１６を示す三面図である。このテンション調整機構１１６は、遊星歯車機構（第１の歯車機構）６１、複合歯車機構（第２の歯車機構）６２、歯車切替機構６３及びバネクラッチ６４を備えており、固定フランジ受け１１３のフレーム１１８に配設されている。遊星歯車機構６１は、フランジ１１７に嵌め込まれるロール軸１１９に嵌入された太陽歯車１１と、この太陽歯車１１と噛合う遊星歯車１２と、太陽歯車１１の軸１１ａと遊星歯車１２の軸１２ａを連結するリンク１３を備えている。複合歯車機構６２は、遊星歯車１２と別々に噛合う同軸配置された２つのトルク伝達歯車（複合歯車）２１、２２を備えている。歯車切替機構６３は、トルク伝達歯車２１、２２と同軸配置されており、カム部３１とこのカム部３１に一体形成されたレバー部３２を備えている。バネクラッチ６４は、トルク伝達歯車２１、２２と同軸配置されている。

図５（Ａ）、（Ｂ）及び図６は、複合歯車機構６２、歯車切替機構６３及びバネクラッチ６４の詳細を示す側面図、平面図及びＡ−Ａ線断面図である。トルク伝達歯車２１は、トルク伝達歯車２２よりも大径であってトルク伝達歯車２２と一体化されている。そして、トルク伝達歯車２１、２２は、ロール軸１１９と平行となるようにフレーム１１８に支持されている軸（ロール軸）２３に、軸受２４を介して回転自在かつ軸方向に移動自在に挿入されている。カム部３１は、扇状に形成されて軸２３に回転自在に挿入され、レバー部３２は、ユーザがカム部３１を回転させる際の取っ手となるようにカム部３１から略Ｌ字状に突出した形状に形成されている。

バネクラッチ６４は、捩りコイルバネであり、軸受２４とトルク伝達歯車２１、２２のボス２２ａに跨って挿入されて、一端が軸受２４に係止され、他端がトルク伝達歯車２１、２２に係止されている。従って、このバネクラッチ６４は、径方向に広がる方向には軸受２４とトルク伝達歯車２１、２２のボス２２ａに対し滑りトルクが働き、径方向に縮む方向には軸受２４とトルク伝達歯車２１、２２のボス２２ａに対し締りトルクが働く。そこで、トルク伝達歯車２１、２２を介して伝達される回転方向が、ロール紙の引出し方向のときは、バネクラッチ６４の滑りトルクによりトルク伝達されるようにし、ロール紙の巻戻し方向のときは、バネクラッチ６４の締りトルクによりトルク伝達が遮断されるようにする。

これにより、バネクラッチ６４自体にトルクリミッタの機能と１ウエイクラッチの機能を併せ持たせることができるので、ロール紙にバックテンションを与える構造が簡素になり、コストを削減することができる。伝達するトルクは、バネクラッチ６４の線径、有効巻数、軸受２４とトルク伝達歯車２１、２２のボス２２ａの径及びバネクラッチ６４の内径と軸受２４とトルク伝達歯車２１、２２のボス２２ａの径との締り代により調整することができる。尚、軸受２４の先端と軸２３の先端との間には、圧縮コイルバネ２５が介在されており、トルク伝達歯車２１、２２とバネクラッチ６４と軸受２４が、カム部３１側の軸方向に押圧されている。

図７（Ａ）、（Ｂ）は、歯車切替機構６３の更に詳細を示す斜視図及び平面図である。カム部３１の外周部には、第１のカム３１ａが一体形成され、カム部３１の内周側側面には、第２のカム３１ｂが一体形成されている。第１のカム３１ａは、円弧部３１ａａとこの円弧部３１ａａの両側に形成された傾斜部３１ａｂ、３１ａｃを備えている。この第１のカム３１ａは、リンク１３に設けられている図４（Ａ）に示すボス１４に当接して遊星歯車１２とトルク伝達歯車２１、２２との噛合いを解除する機能を有している。第２のカム３１ｂは、円弧面３１ｂａとこの円弧面３１ｂａの片側に形成された傾斜面３１ｂｂを備えている。この第２のカム３１ｂは、軸受２４から軸方向に延びる図５（Ａ）に示すカムピン２４ａと常に接触して押圧し、トルク伝達歯車２１、２２とバネクラッチ６４と軸受２４を軸方向に移動させる機能を有している。以上のような構成において、その動作を図を参照して説明する。

図８（Ａ）、（Ｂ）〜図１０（Ａ）、（Ｂ）は、テンション調整機構１１６の動作を説明する側面図及び下面図である。図８は、ロール紙の搬送待機のときとロール紙の巻き戻しのときの状態を示す。図９は、ロール紙の搬送時にトルク伝達歯車２１によるバックテンションが掛かったときの状態を示す。図１０は、ロール紙の搬送時にトルク伝達歯車２２によるバックテンションが掛かったときの状態を示す。

ロール紙の搬送待機のときは、図８（Ａ）に示すように、遊星歯車１２はトルク伝達歯車２１、２２から離間して噛み合っていない。そして、レバー部３２は図８（Ａ）に示す左側に位置しており、軸受２４のカムピン２４ａがカム部３１の円弧面３１ｂａと当接している。従って、トルク伝達歯車２１、２２は、図８（Ｂ）に示すように、軸２３の先端側、即ちレバー部３２から離間する方向に移動している。このとき、遊星歯車１２はトルク伝達歯車２１と噛合い可能となっている。

ロール紙の搬送時にトルク伝達歯車２１によるバックテンションを掛けるときは、図８の状態のままでロール紙の搬送を開始する。ここで、遊星歯車１２には、自転トルクが公転トルクよりも大きくなるように、リンク１３との間に図示しないバネが配設されている。従って、ロール紙の搬送を開始すると、リンク１３が図９（Ａ）に示す右方向に旋回するので、遊星歯車１２はトルク伝達歯車２１と噛合う。そして、バネクラッチ６４により伝達されるトルクはトルク伝達歯車２１から遊星歯車１２を介して太陽歯車１１に伝達される。よって、トルク伝達歯車２１、遊星歯車１２及び太陽歯車１１の歯数によって定まるバックテンションがロール紙に掛かることになる。

ロール紙の搬送時にトルク伝達歯車２２によるバックテンションに切替えるときは、図９の状態のままでレバー部３２を図１０（Ａ）に示す右側の位置に回転させる。このとき、リンク１３に設けられているボス１４は、第１のカム３１ａの傾斜部３１ａｂを通って円弧部３１ａａに達するので、遊星歯車１２はトルク伝達歯車２１から離れて噛合いが解除される。従って、リンク１３に設けられているボス１４は、第１のカム３１ａの円弧部３１ａａを通り過ぎたときは傾斜部３１ａｃには沿わずに傾斜部３１ａｃから離間した状態となる。

一方、軸受２４のカムピン２４ａは第２のカム３１ｂの円弧面３１ｂａから傾斜面３１ｂｂを通ってカム部３１の内周側側面に達する。従って、トルク伝達歯車２１、２２は、図１０（Ｂ）に示すように、軸２３の後端側、即ちレバー部３２に接近する方向に移動する。このとき、遊星歯車１２はトルク伝達歯車２２と噛合い可能となっている。そして、ロール紙は搬送された状態にあるので、リンク１３は図１０（Ａ）に示す右方向に旋回し、遊星歯車１２はトルク伝達歯車２２と噛合う。

そして、バネクラッチ６４により伝達されるトルクはトルク伝達歯車２２から遊星歯車１２を介して太陽歯車１１に伝達される。よって、トルク伝達歯車２２、遊星歯車１２及び太陽歯車１１の歯数によって定まるバックテンション、即ち図９に示すときのバックテンションより小さいバックテンションがロール紙に掛かることになる。尚、ロール紙の搬送時にトルク伝達歯車２２によるバックテンションからトルク伝達歯車２１によるバックテンションに切替えるときは、上記動作の逆動作となる。

ロール紙を巻き戻すと、遊星歯車１２の自転トルクが公転トルクよりも大きいために、図８（Ａ）に示すように、遊星歯車１２はトルク伝達歯車２１、２２から離間して噛み合っていない。従って、バネクラッチ６４によるトルクは遮断されるので、低負荷でロール紙を巻き戻すことができる。尚、上述した実施形態では、複合歯車機構６２は２連のトルク伝達歯車２１、２２を備えたものとしたが、これに限定されるものではなく、任意の複数連のトルク伝達歯車を備えたものとしても良い。

以上のように、本実施形態のロール紙ホルダ１１１によれば、ロール紙の引出し方向はバネクラッチ６４の滑りトルクによりトルク伝達し、ロール紙の巻戻し方向はバネクラッチ６４の締りトルクによりトルク伝達を遮断するので、従来の１ウエイクラッチが不要となり、簡易な構造で低コストなロール紙ホルダ１１１とすることができる。また、バネクラッチ６４により伝達されるトルクを歯車切替機構６３により変更することができるので、使用するロール紙に対応したバックテンションを簡易に付与することができる。また、複合歯車機構６２は、トルク伝達歯車２１、２２を含んでいるので、バネクラッチ６４により伝達されるトルクの伝達比及びトルク値を簡易に切替えることができる。また、遊星歯車機構６１は、太陽歯車１１と噛合う遊星歯車１２を含んでいるので、バネクラッチ６４のトルクの伝達・遮断を簡易に切替えることができる。

ロール状媒体を使用する記録装置であれば、例えばファクシミリ装置、コピー装置等であっても適用可能である。

本発明の記録装置の実施形態の１つであるインクジェット式プリンタの構成例を示す斜視図である。図１のインクジェット式プリンタの主要部の内部構成例を示す斜視図である。本発明のロール状媒体支持装置の実施形態を示す斜視図である。図３のロール状媒体支持装置のテンション調整機構を示す三面図である。図４のテンション調整機構の複合歯車機構、歯車切替機構及びバネクラッチの詳細を示す側面図、平面図である。図５のＡ−Ａ線断面図である。図５の歯車切替機構の更に詳細を示す斜視図及び平面図である。図４のテンション調整機構の動作を説明する第１の側面図及び下面図である。図４のテンション調整機構の動作を説明する第２の側面図及び下面図である。図４のテンション調整機構の動作を説明する第３の側面図及び下面図である。

符号の説明

１１太陽歯車、１２遊星歯車、１３リンク、１４ボス、２１、２２トルク伝達歯車、２２ａボス、２３軸、２４軸受、２５圧縮コイルバネ、３１カム部、３２レバー部、６１遊星歯車機構、６２複合歯車機構、６３歯車切替機構、６４バネクラッチ、１００インクジェット式プリンタ、１１０給紙部、１１１ロール紙ホルダ、１１６テンション調整機構、１２０記録・搬送部、１３０排紙部、１４０脚部、１５０インクカートリッジホルダ

Claims

ロール状媒体を支持するロール軸の正回転によりバックテンションを付与し、逆回転によりバックテンションの付与を解除するバックテンション付与機構を備え、
前記バックテンション付与機構は、前記ロール軸に挿入されて径方向の拡縮により当該ロール軸に対し滑りトルクまたは締りトルクを発生するバネクラッチを有し、前記ロール状媒体の引出し方向は前記バネクラッチの滑りトルクによりトルク伝達し、前記引出し方向とは異なる巻戻し方向は前記バネクラッチの締りトルクによりトルク伝達を遮断することを特徴とするロール状媒体支持装置を含む記録装置であって、
前記バックテンション付与機構は、前記ロール軸に連結される第１の歯車機構と、前記バネクラッチに連結される第２の歯車機構と、前記第１の歯車機構と前記第２の歯車機構との連結される歯車を切替える歯車切替機構とを備え、前記ロール軸の正逆回転により前記第１の歯車機構と前記第２の歯車機構とを連結・連結解除してバックテンションを付与し、
前記バネクラッチは、一端が前記第２の歯車機構に係止され、他端が前記第２の歯車機構の軸に嵌入される歯車切替部の軸受に係止し、
前記歯車切替部はレバー部とカム部を含み、当該カム部は第１のカムと第２のカムを含み、
前記第１のカムは、円弧部と当該円弧部の両側に形成された傾斜部を備えることで、前記第１の歯車機構と前記第２の歯車機構との噛合いを解除する機能を有し、
前記第２のカムは、前記軸受から軸方向に延びるカムピンと常に接触して押圧し、前記バネクラッチと前記軸受を軸方向に移動させる機能を有し、
前記レバー部を一の方向に回転させることで、前記第１の歯車機構のボスが前記第１のカムの円弧部を通り過ぎることで傾斜部から離間した状態になり、前記第１の歯車機構と前記第２の歯車機構との噛合いを解除し、
前記レバー部を前記一の方向とは異なる他の方向に回転させることで、前記第２のカムの円弧面から傾斜面を通って前記第２のカムの内周側側面に達することで前記第１の歯車は前記第２の歯車機構との噛合う、
ことを特徴とする記録装置。
前記第２の歯車機構は、複合歯車を含むことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記第１の歯車機構は、遊星歯車を含むことを特徴とする請求項１または２の何れか一項に記載の記録装置。