JP5372042B2 - シート搬送装置およびプリント装置 - Google Patents

Description

本発明はプリント装置での使用に好適なシート搬送装置の技術に関する。

特許文献１には、ローラを含む搬送機構によってシートを搬送するプリント装置が開示されている。シートは搬送ローラと従動ローラからなるローラ対でニップされて、ローラ対の回転によりシートが搬送される。従動ローラは回転軸方向に沿って複数（３つ）の小ローラに分割されている。分割された複数のローラは単一の押圧手段を用いてまとめて押圧され、シートの進行に伴ってニップ圧力を変化させるものである。

特開平１１−２０８９２３号公報

特許文献１の装置の構成では、ニップ圧力を変化させるために付与される力は、分割された複数の従動ローラに対して一律に作用し、個別に調整することはできない。そのため以下のような課題を有している。

プリント装置では様々なサイズ（シート幅）のシートに適用できることが求められている。使用するシートのサイズが異なると、複数の従動ローラの中でも端部に位置するローラは、ローラの回転軸方向において、（１）シートにローラの全部が接触する状態、（２）シートにローラの一部だけが接触する状態、が生じ得る。

図４（ｂ）は状態（２）の様子を説明するための模式図である。ローラのシートのエッジに乗り上げた部分がローラの直径方向に持ち合がって傾きが生じる。すると、シート幅方向においてシートの端部に外側から内側にシートを移動させる力（矢印方向の力ｆ）がローラから作用する。そのため、シートの端部は内側に移動し、シートの一部が持ち上がってしわや波打ちが発生する可能性がある。あるいはシートの進行方向が本来の方向からずれるいわゆる斜行が発生する可能性がある。これらは、シートにプリントされる画像の品質の低下につながる。

本発明は上述の課題の認識に基づいてなされたものである。本発明の目的のひとつは、使用するシートにかかわらず精度の高いシート搬送を行うことができるシート搬送装置やプリント装置の提供である。

本発明は、搬送ローラとピンチローラの間にシートをニップして搬送するシート搬送装置であって、前記ピンチローラは、回転軸方向に関して隣り合う第１ローラ部と第２ローラ部を含み、前記第１ローラ部は前記第２ローラ部よりもシートの幅方向においてシートの中央から離れた距離に設けられており、前記搬送ローラに対する前記第１ローラ部と前記第２ローラ部の押圧力を個別に可変にすることができる、駆動源および伝達要素を含む調整機構を備え、使用されるシートが前記幅方向において、前記第１ローラ部の一部でシートの端部がニップされ且つ前記第２ローラ部の全部でシートがニップされるようなサイズである場合には、前記第２ローラ部の押圧力よりも前記第１ローラ部の押圧力が小さくなるように前記調整機構により設定されることを特徴とする。

本発明によれば、ピンチローラに含まれる第１ローラ部と第２ローラ部それぞれの押圧力の差を可変にすることができるので、使用するシートにかかわらず精度の高いシート搬送を行うことができるシート搬送装置やプリント装置が実現する。

実施形態のプリント装置の構成を示す概略図 制御部のブロック図 プリント部のプリントヘッドとローラ対との位置関係を示す断面図 サイズの異なるシートに対するピンチローラの姿勢の変化を示す模式図 ピンチローラの別の成分の傾きを示す模式図 ピンチローラのニップ圧力の調整機構の詳細な構造を示す斜視図である。 調整機構が有するカム機構の構造を示す断面図 ピンチローラのニップ圧力の設定値の例 シートに応じたピンチローラのニップ圧力の設定値の例 調整機構の別の形態の構造を示す断面図

以下、インクジェット方式を用いたプリント装置の実施形態を説明する。本例のプリント装置は、長尺で連続したシート（搬送方向において繰り返しのプリント単位（１ページあるいは単位画像という）の長さよりも長い連続シート）を使用し、片面プリントおよび両面プリントの両方に対応した高速ラインプリンタである。例えば、プリントラボ等における大量の枚数のプリントの分野に適している。

本発明はプリンタ、プリンタ複合機、複写機、ファクシミリ装置、各種デバイスの製造装置など、インクを用いて乾燥が必要なプリント装置に広く適用可能である。また、本発明は感光材料が付与されたシートにレーザ等で潜像を描画して液体現像方式でプリントを行なうプリント装置にも適用可能である。また、本発明はプリント処理に限らず、シートに種々の処理（記録、加工、塗布、照射、読取、検査など）を行なうシート処理装置にも適用可能である。

図１はプリント装置の内部構成を示す断面の概略図である。本実施形態のプリント装置は、ロール状に巻かれたシートを用いて、シートの第１面と第１面の背面側の第２面に両面プリントすることが可能となっている。プリント装置内部には、大きくは、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、プリント部４、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、反転部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出部１２、制御部１３の各ユニットを備える。排出部１２はソータ部１１を含んで排出処理を行なうユニットを指す。シートは、図中の実線で示したシート搬送経路に沿ってローラ対やベルトからなる搬送機構で搬送され、各ユニットで処理がなされる。なお、シート供給から排出までのシート搬送経路の任意の位置において、シート供給部１に近い側を「上流」、その逆側を「下流」という。

シート供給部１は、ロール状に巻かれた連続シートを保持して供給するためのユニットである。シート供給部１は、２つのロールＲ１、Ｒ２を収納することが可能であり、択一的にシートを引き出して供給する構成となっている。なお、収納可能なロールは２つであることに限定はされず、１つ、あるいは３つ以上を収納するものであってもよい。また、連続したシートであれば、ロール状に巻かれたものに限らない。例えば、単位長さごとのミシン目が付与された連続したシートがミシン目ごとに折り返されて積層され、シート供給部１に収納されるものでもよい。

デカール部２は、シート供給部１から供給されたシートのカール（反り）を軽減させるユニットである。デカール部２では、１つの搬送ローラに対して２つのピンチローラを用いて、カールの逆向きの反りを与えるようにシートを湾曲させて通過させることでデカール力を作用させてカールを軽減させる。

斜行矯正部３は、デカール部２を通過したシートの斜行（本来の進行方向に対する傾き）を矯正するユニットである。基準となる側のシート端部をガイド部材に押し付けることにより、シートの斜行が矯正される。斜行矯正部３では、搬送されるシートにループが形成される。

プリント部４は、搬送されるシートに対して上方からプリントヘッド１４によりシート上にプリント処理を行なって画像を形成するシート処理部である。つまり、プリント部４はシートに所定の処理を行なう処理部である。プリント部４は、シートを搬送する複数の搬送ローラも備えている。プリントヘッド１４は、複数のプリントヘッドが搬送方向に沿って平行に並べられている。本例ではＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）、Ｇ（グレー）、Ｋ（ブラック）の７色に対応した７つのライン型プリントヘッドを有する。なお、色数およびプリントヘッドの数は７つには限定はされない。インクジェット方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。各色のインクは、インクタンクからそれぞれインクチューブを介してプリントヘッド１４に供給される。

検査部５は、プリント部４でシートにプリントされた検査例や画像をスキャナによって光学的に読み取って、プリントヘッドのノズルの状態、シート搬送状態、画像位置等を検査して画像が正しくプリントされたかを判定するためのユニットである。スキャナはＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを有する。

カッタ部６は、プリント後のシートを所定長さに切断するカッタを有するユニットである。カッタはシートに形成された画像と画像の間の余白領域および最後にプリントした画像の後ろでシートを切断する。

情報記録部７は、切断されたシートの非プリント領域にプリントのシリアル番号や日付などのプリント情報（固有の情報）を記録するユニットである。記録はインクジェット方式、熱転写方式などで文字やコードをプリントすることで行なわれる。

乾燥部８は、プリント部４でプリントされたシートを加熱して、付与されたインクを短時間に乾燥させるためのユニットである。乾燥部８の内部では通過するシートに対して少なくとも下面側から熱風を付与してインク付与面を乾燥させる。なお、乾燥方式は熱風を付与する方式に限らず、電磁波（紫外線や赤外線など）をシート表面に照射する方式であってもよい。

以上のシート供給部１から乾燥部８までのシート搬送経路を第１経路と称する。第１経路はプリント部４から乾燥部８までの間にＵターンする形状を有し、カッタ部６はＵターンの形状の途中に位置している。

反転部９は両面プリントを行う際に表面プリントが終了した連続シートを一時的に巻き取って表裏反転させるためのユニットである。反転部９は、乾燥部８を通過したシートを再びプリント部４に供給するための、乾燥部８からデカール部２を経てプリント部４に到る経路（ループパス）（第２経路と称する）の途中に設けられている。反転部９はシートを巻き取るための回転する巻取回転体（ドラム）を備えている。表面のプリントが済んで切断されていない連続シートは巻取回転体に一時的に巻き取られる。巻き取りが終わったら、巻取回転体が逆回転して巻き取り済みシートは巻き取りのときとは逆順に送り出されてデカール部２に供給され、プリント部４に送られる。このシートは表裏反転しているのでプリント部４で裏面にプリントを行うことができる。シート供給部１を第１のシート供給部とすると、反転部９は第２のシート供給部とみなすことができる。両面プリントのより具体的な動作については後述する。

排出搬送部１０は、カッタ部６で切断され乾燥部８で乾燥させられたシートを搬送して、ソータ部１１までシートを受け渡すためのユニットである。排出搬送部１０は、反転部９が設けられた第２経路とは異なる経路（第３経路と称する）に設けられている。第１経路を搬送されてきたシートを第２経路と第３経路のいずれか一方に選択的に導くために、経路の分岐位置（「排出分岐位置」と呼ぶ。）には可動フラッパを有する経路切替機構が設けられている。

ソータ部１１を含む排出部１２は、シート供給部１の側部で且つ第３経路の末端に設けられている。ソータ部１１は必要に応じてプリント済みシートをグループ毎に仕分けるためのユニットである。仕分けられたシートは排出部１２が有する複数のトレイに排出される。このように、第３経路はシート供給部１の下方を通過して、シート供給部１を挟んでプリント部４や乾燥部８とは逆側にシートを排出するレイアウトとなっている。

以上のように、シート供給部１から乾燥部８までが第１経路に順に設けられている。乾燥部８の先は第２経路と第３経路に分岐され、第２経路は途中に反転部９が設けられ反転部９の先は第１経路に合流する。第３経路の末端には排出部１２が設けられている。

制御部１３は、プリント装置全体の各部の制御を司るユニットである。制御部１３は、ＣＰＵ、記憶装置、各種制御部を備えたコントローラ、外部インターフェース、およびユーザが入出力を行なう操作部１５を有する。プリント装置の動作は、コントローラまたはコントローラに外部インターフェースを介して接続されるホストコンピュータ等のホスト装置１６からの指令に基づいて制御される。

図２は制御部１３の概念を示すブロック図である。制御部１３に含まれるコントローラ（破線で囲んだ範囲）は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ＨＤＤ２０４、画像処理部２０７、エンジン制御部２０８、個別ユニット制御部２０９から構成される。ＣＰＵ２０１（中央演算処理部）はプリント装置の各ユニットの動作を統合的に制御する。ＲＯＭ２０２はＣＰＵ２０１が実行するためのプログラムやプリント装置の各種動作に必要な固定データを格納する。ＲＡＭ２０３はＣＰＵ２０１のワークエリアとして用いられたり、種々の受信データの一時格納領域として用いられたり、各種設定データを記憶させたりする。ＨＤＤ２０４（ハードディスク）はＣＰＵ２０１が実行するためのプログラム、プリントデータ、プリント装置の各種動作に必要な設定情報を記憶読出することが可能である。操作部１５はユーザとの入出力インターフェースであり、ハードキーやタッチパネルの入力部、および情報を提示するディスプレイや音声発生器などの出力部を含む。

高速なデータ処理が要求されるユニットについては専用の処理部が設けられている。画像処理部２０７は、プリント装置で扱うプリントデータの画像処理を行う。入力された画像データの色空間（たとえばＹＣｂＣｒ）を、標準的なＲＧＢ色空間（たとえばｓＲＧＢ）に変換する。また、画像データに対し解像度変換、画像解析、画像補正等、様々な画像処理が必要に応じて施される。これらの画像処理によって得られたプリントデータは、ＲＡＭ２０３またはＨＤＤ２０４に格納される。エンジン制御部２０８は、ＣＰＵ２０１等から受信した制御コマンドに基づいてプリントデータに応じてプリント部４のプリントヘッド１４の駆動制御を行なう。エンジン制御部２０８は更にプリント装置内の各部の搬送機構の制御も行なう。個別ユニット制御部２０９は、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、反転部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出部１２の各ユニットを個別に制御するためのサブコントローラである。ＣＰＵ２０１による指令に基づいて個別ユニット制御部２０９によりそれぞれのユニットの動作が制御される。外部インターフェース２０５は、コントローラをホスト装置１６に接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）であり、ローカルＩ／ＦまたはネットワークＩ／Ｆである。以上の構成要素はシステムバス２１０によって接続されている。

ホスト装置１６は、プリント装置にプリントを行わせるための画像データの供給源となる装置である。ホスト装置１６は、汎用または専用のコンピュータであってもよいし、画像リーダ部を有する画像キャプチャ、デジタルカメラ、フォトストレージ等の専用の画像機器であってもよい。ホスト装置１６がコンピュータの場合は、コンピュータに含まれる記憶装置にＯＳ、画像データを生成するアプリケーションソフトウェア、プリント装置用のプリンタドライバがインストールされる。なお、以上の処理の全てをソフトウェアで実現することは必須ではなく、一部または全部をハードウェアによって実現するようにしてもよい。

次に、プリント時の基本動作について説明する。プリントは、片面プリントモードと両面プリントモードとでは動作が異なるので、それぞれについて説明する。

片面プリントモードでは、シート供給部１から供給されたシートがプリントされて排出部１２に排出されるまでの搬送経路を太線で示している。シート供給部１から供給され、デカール部２、斜行矯正部３でそれぞれ処理されたシートは、プリント部４において表面（第１面）のプリントがなされる。長尺の連続シートに対して、搬送方向における所定の単位長さの画像（単位画像）を順次プリントして複数の画像を並べて形成していく。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において単位画像ごとに切断される。切断されたカットシートは、必要に応じて情報記録部７でシートの裏面にプリント情報が記録される。そして、カットシートは１枚ずつ乾燥部８に搬送され乾燥が行なわれる。その後、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１の排出部１２に順次排出され積載されていく。一方、最後の単位画像の切断でプリント部４の側に残されたシートはシート供給部１に送り戻されて、シートがロールＲ１またはＲ２に巻き取られる。後述するように、この送り戻しの際には、デカール部２でのデカール力が小さくなるよう調整され、且つプリントヘッド１４がシートから退避するようになっている。このように、片面プリントにおいては、シートは第１経路と第３経路を通過して処理され、第２経路は通過しない。

両面プリントモードでは、表面（第１面）プリントシーケンスに次いで裏面（第２面）プリントシーケンスを実行する。最初の表面プリントシーケンスでは、シート供給部１から検査部５までの各ユニットでの動作は上述の片面プリントの動作と同じである。カッタ部６では切断動作は行わずに、連続シートのまま乾燥部８に搬送される。乾燥部８での表面のインク乾燥の後、排出搬送部１０の側の経路（第３経路）ではなく、反転部９の側の経路（第２経路）にシートが導かれる。第２経路においてシートは、順方向（図面では反時計回り方向）に回転する反転部９の巻取回転体に巻き取られていく。プリント部４において、予定された表面のプリントが全て終了すると、カッタ部６にて連続シートのプリント領域の後端が切断される。切断位置を基準に、搬送方向下流側（プリントされた側）の連続シートは乾燥部８を経て反転部９でシート後端（切断位置）まで全て巻き取られる。一方、反転部９での巻取りと同時に、切断位置よりも搬送方向上流側（プリント部４の側）に残された連続シートは、シート先端（切断位置）がデカール部２に残らないように、シート供給部１に送り戻されて、シートがロールＲ１またはＲ２に巻き取られる。この送り戻し（バックフィード）によって、以下の裏面プリントシーケンスで再び供給されるシートとの衝突が避けられる。後述するように、この送り戻しの際には、デカール部２でのデカール力が小さくなるよう調整され、且つプリントヘッド１４がシートから退避するようになっている。

上述の表面プリントシーケンスの後に、裏面プリントシーケンスに切り替わる。反転部９の巻取回転体が巻き取り時とは逆方向（図面では時計回り方向）に回転する。巻き取られたシートの端部（巻き取り時のシート後端は、送り出し時にはシート先端になる）は、図の破線の経路に沿ってデカール部２に送り込まれる。デカール部２では巻取回転体で付与されたカールの矯正がなされる。つまり、デカール部２は第１経路においてシート供給部１とプリント部４の間、ならびに第２経路において反転部９とプリント部４の間に設けられて、いずれの経路においてもデカールの働きをする共通のユニットとなっている。シートの表裏が反転したシートは、斜行矯正部３を経て、プリント部４に送られて、シートの裏面にプリントが行なわれる。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において予め設定されている所定の単位長さ毎に切断される。カットシートは両面にプリントされているので、情報記録部７での記録はなされない。カットシートは１枚ずつ乾燥部８に搬送され、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１の排出部１２に順次排出され積載されていく。このように、両面プリントにおいて、シートは第１経路、第２経路、第１経路、第３経路の順に通過して処理される。

図３は、プリント部のプリントヘッドと上流・下流の２つのローラ対との位置関係を示す断面図である。シートＳがプリント中に搬送される方向（矢印方向）において、プリントヘッド１４の上流側には第１ローラ対、下流側には第２ローラ対が設けられている。これらのローラ対によりプリント部におけるシートＳの搬送が行われる。

第１ローラ対は、回転駆動力が与えられた搬送ローラ１０１と、従動回転するピンチローラ１０２からなる。さらに、搬送ローラ１０１に対するピンチローラ１０２のニップ圧力を個別に可変に調整するための調整機構１１０が設けられている。第２ローラ対は、回転駆動力が与えられた搬送ローラ１０３と、従動回転するピンチローラ１０４からなる。
第１ローラ対、第２ローラ対がシートを搬送する搬送力については、次の式１の関係を満たすよう設定されている。
第１ローラ対 ＞ 第２ローラ対 （式１）
ローラ対の搬送力はピンチローラのニップ圧力により決定される。これはニップ圧力が大きいほどシートとローラ表面の間のスリップが生じ難くなるためである。ニップ圧力はピンチローラを搬送ローラに対して押圧するバネのバネ圧により決定される。このような関係にすることにより、シート搬送精度に関して、第１ローラ対の支配力が最も大きくなる。

各ローラ対の搬送速度（搬送ローラの周速度）については、次の式２の関係を満たすよう設定されている。
第２ローラ対 ＞ 第１ローラ対 （式２）
搬送力（式１）と搬送速度（式２）の関係により、メインの搬送手段である第１ローラ対のニップ位置（搬送ローラ１０１とシートＳの間）ではほとんどスリップが生じない。第２ローラ対の各ニップ位置（搬送ローラ１０３とシートＳの間）では速度差によるスリップを生じる。

以上の関係を満たすことで、第１ローラ対がプリント部における全体としての搬送精度を支配する。第１ローラ対と第２ローラ対の間においてシートＳは、搬送速度がより大きい第２ローラ対によって下流側に引っ張られながら搬送される。そのため、シートＳにはテンションが付与された状態となり局所的なシートの浮きが生じることが抑止されるので、プリントヘッド１４とシートＳの距離が一定に保たれて高いプリント精度が維持される。

上流側の第１ローラ対のピンチローラ１０２は、その回転軸方向（図３の紙面垂直方向）に沿って複数（４つ）の小ローラに分割されており、各々の小ローラは互いに独立して従動回転することができる。
ピンチローラ１０２を複数に分割した理由は次のとおりである。
上流側の第１ローラ対が搬送を支配するので、第１ローラ対は第２ローラ対よりも、シートをシート幅方向全体に渡って均等なニップ圧で支持することが求められる。

もし、ピンチローラ１０２を分割されていない１本のローラ体にすると、仮に回転軸が僅かに傾いてもシートに対するニップ圧力の分布に勾配を生じてしまう。この圧力勾配は、シートの進行方向が本来の方向からずれるいわゆる斜行が発生させる要因になる。ピンチローラを複数に分割することで、独立してニップ圧力を付与することができるので、シート幅方向のニップ圧の勾配は生じにくくなる。

また、ローラが撓みやすくシートの両端部にニップ圧が集中的にかかることで、両端のニップ圧の差が生じてシートに対して不安定に力がかかるため、しわやたるみ、シートの斜行などを発生させやすい。
本実施形態のプリント装置は、様々なサイズのシートを使用することができる。使用するシートの幅方向のサイズが異なると、第１ローラ対が有するピンチローラ１０２を構成する分割された複数のピンチローラの中でも端部に位置するローラは、ローラの回転軸方向において、（１）シートにローラの全部が接触する。（２）シートにローラの一部だけが接触する。（３）シートにまったく接触しない。という３つの状態が生じ得る。なお、ここでいう「全部」または「一部」とは、回転するローラがシートと接触する概ね直線状の狭い領域の全部または一部を意味するものであり、ローラの全周に渡る面を意味するものではない。

図４はその様子を説明するための模式図であり、サイズの異なるシートに対するピンチローラの姿勢の変化を示す。図４（ａ）は状態（３）を、図４（ｂ）は状態（２）を、図４（ｃ）は状態を（１）それぞれ示す。ピンチローラ１０２は端から順にローラ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの４つに分割されている。プリント中にシートは紙面に対して垂直方向に搬送される。シートはシート幅方向において、そのサイズに拘わらずシート中心が同じ位置を通過する、いわゆるセンター中心と呼ばれる手法で供給される。図４の例では、いかなるサイズのシートもシート中心はローラ１０２ｂとローラ１０２ｃの中間を通過する。

本明細書においては、回転軸方向に関して、シートの中央からより離れた外側のローラ１０２ａ、１０２ｄを第１ローラ部と呼び、これと隣り合うシート中央により近い側の内側のローラ１０２ｂ、１０２ｃを第２ローラ部と呼ぶことにする。

図４（ａ）は、使用が想定される最小サイズのシートＳ１を用いた場合である。シートＳ１は内側の２つのローラ１０２ｂ、１０２ｃを合わせた長さとほぼ同じシート幅を有しており、これらの両脇の外側のローラ１０２ａ、１０２ｄはシートＳ１に接触しない。したがって、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄはいずれも状態（３）となっている。
図４（ｂ）は、使用が想定されるシートのうち、シート幅が最小サイズのシートＳ１より大きく且つ最大サイズよりは小さい、中サイズのシートＳ２を用いた場合である。シートＳ２は内側の２つのローラ１０２ｂ、１０２ｃを合わせた長さよりも大きなシート幅を有しており、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄはそれぞれシートＳ２、Ｓ３にローラの内側の一部が接触し且つ残る外側の一部は非接触となる。したがって、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄはいずれも状態（２）となっている。
図４（ｃ）は、使用が想定される最大のシートＳ３を用いた場合である。シートＳ３は４つのローラ１０２ｂ〜１０２ｄをすべて合わせた長さとほぼ同じもしくはそれよりも大きなシート幅を有しており、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄはシートＳ３に全部が接触する。したがって、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄはいずれも状態（１）となっている。

状態（１）あるいは状態（３）では、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄは傾くことなく、内側のローラ１０２ｂ、１０２ｃと同じ姿勢を保った状態で回転する。これに対して状態（２）では、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄはその一部がシートに接触するので、ローラに僅かな姿勢の変化が生じて傾く（図４（ｂ）参照）。そのため、状態（１）と状態（２）を比較すると、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄからシートに対して作用する力の作用する方向および強さが異なる。なお、内側のローラ１０２ｂ、１０２ｃに関しては、いずれの状態にあっても姿勢の変化はない。

状態（２）におけるローラの傾きは主に２方向に発生する。第１のローラの傾きは、ローラのシートのエッジに乗り上げた部分がローラの直径方向に持ち合がって傾きが生じる。図４（ｂ）はその様子を誇張して描いたものである。第１の傾きが生じると、シート幅方向においてシートの端部に外側から内側にシートを移動させる力がローラから作用する。具体的には、図４（ｂ）に示すように、シートＳ２の両端部にはそれぞれ、接触するローラからシートの内側に向けて矢印方向の力ｆが作用する。そのため、シートの端部は内側に移動し、シートの一部が持ち上がってしわや波打ちが発生する可能性がある。力ｆはローラとシートの間のニップ圧力の分力であるので、ニップ圧力が大きくなるほど力ｆも大きくなって、しわや波打ちが発生しやすくなる。

第２のローラの傾きは、シートが搬送される方向に発生する。ローラのシートに接する一部が移動するシートに下流から引っ張られるようにして傾きが生じる。図５はその様子を誇張して描いたものである。上述したように、上流側の第１ローラ対よりも下流側の第２ローラ対の方がローラの周速度（搬送速度）が大きいので、ピンチローラ１０２の位置ではシートＳ２は下流側から引っ張られた状態になる。このため、シートＳ２に引きずられるようにして、内側のローラ１０２ｂ、１０２ｃは下流側にわずかに変位する。ただし変位しても回転軸の向きは変わらない。一方、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄについて、ローラのシートに接する部位だけが下流側から引っ張られるので、回転軸が本来の方向に対して斜めに傾いた状態となる。これが第２のローラの傾きである。このように、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄに傾きが生じると、ローラに接触するシートの部位に局所的な捩れが生じて、これもしわを発生させる要因となり得る。また、第１の傾き、第２の傾きは、シートの進行方向が本来の方向からずれるいわゆる斜行が発生させる要因にもなり得る。

シートのしわや波打ちが発生、あるいはシート搬送に斜行が発生すると、シートにプリントされる画像の品質の低下につながる。このような技術課題に鑑みて、本実施形態では、使用するシートにかかわらず精度の高いシート搬送を行うことができる解決手段を提供する。本実施形態の基本的な技術思想は、使用するシートに応じて、搬送ローラ１０１に対するピンチローラに含まれる第１ローラ部の押圧力と、搬送ローラ１０１に対する第２ローラ部の押圧力との差もしくは比を、調整機構１１０により可変にするものである。これを実現するための具体的な構成および動作について、以下説明していく。

図６は第１ローラ対の詳細な構造を示す斜視図である。ピンチローラ１０２を構成する４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄそれぞれと、搬送ローラ１０１との間のニップ圧力は、これらローラ対の上方に設けられた調整機構１１０によって個別に調整される。調整機構１１０の構造について以下説明する。

４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄは、それぞれ対応する４つのホルダ１５４ａ〜１５４ｄによって保持され、回転軸１１２を中心に回転自在になっている。ホルダ１５４ａ〜１５４ｄにそれぞれ対向して、４つの板部材１１３が共通の基準固定部１２３に固設されている。ホルダ１５４ａ〜１５４ｄと対応する板部材１１３のそれぞれの間はロッド１１５および弾性部材であるバネが介在している。バネはロッド１１５の周りにつる巻きバネとして設けられた主バネ１１４ａと、その両側の補助バネ（２本）の計３本のバネからなる。３本のバネは回転軸１１２の軸方向に沿って並べられている。

ホルダ１５４ａ〜１５４ｄをそれぞれ上下動させるための駆動機構としてカム機構１５０が４カ所に設けられている。カム機構１５０それぞれカムとカムレバーからなり、カムの変位をカムレバーの上下動に変換する。ロッド１１５は、一端がカムレバーの先端部に固定され、他端がホルダ１５４ａ〜１５４ｄに形成された孔を貫通してホルダから抜けないように固定されている。ロッド１１５に支えられながら主バネ１１４ａはカムレバーとホルダの間で圧縮されている。また、補助バネ１１４ｂは、一端が板部材１１３の裏面に固定され、他端がホルダ１５４ａ〜１５４ｄの上面に固定され、両者の間で圧縮されている。主バネの両脇に対称的に補助バネが設けられているので、仮にローラが傾こうとしても傾きを解消する力が補助バネにより作用する。

カム機構１５０によってカムレバーを上下させると、ロッド１１５を介してホルダ１５４ａ〜１５４ｄがそれぞれ上下動する。上下動方向におけるカムレバーのポジションおよび圧縮された状態で介在する３本のバネ圧の合計により、ローラ１０２ａ〜１０２ｄのニップ圧力が個別に調整される。

図７は、４つのうち任意の１つのカム機構１５０の構造を示す断面図である。図７（ａ）はロッド１１５が押し下げられたニップ状態、図７（ｂ）はロッド１１５を持ち上げたリリース状態に示す。回転するカムシャフト１２１に対してカム１２０は偏芯して固定されている。４か所のカム１２０に対してカムシャフト１２１は共通の一本としている。カムレバー１１７は支軸１１８を中心に回動可能に支持されている。カムレバー１１７の一端はカム１２０の表面に当接している。カムレバー１１７の他端の先端には、ロッド１１５の上端がピン１１６で回動可能に固定されている。ロッドの上端側は板部材１１３に形成した孔を貫通して、孔によってロッドに位置ずれが生じないように支えられている。ロッド１１５の下端側はホルダ１５４に形成された孔を貫通して、孔によってロッドに位置ずれが生じないように支えられている。ロッド下端には孔よりも径が大きい留め金１５２が設けられている。留め金１５２によりロッド１１５はホルダ１５４の孔から抜けることが防止される。ホルダ１５４は支軸１１９を中心に回動可能に固定されている。ピンチローラ１０２はホルダ１５４の側面の２カ所で軸支された回転軸１１２を中心に回転自在に保持されている。

この構成において、カムシャフト１２１を回転させるとカム１２０の位相が変化して、カムレバー１１７の高さが変わる。それに応じてロッド１１５が上下動して、ホルダ１５４も上下動する。その結果、高さが固定された搬送ローラ１０１に対するピンチローラ１０２の高さが変化して、ニップ状態とリリース状態を切り替えることができる。カム１２０は、ピンチローラ１０２ａ、１０２ｄに対応したカムと、ピンチローラ１０２ｂ、１０２ｃに対応したカムとでは位相が異なる。そのため、カムシャフト１２１を回転させると、ピンチローラに応じて異なる上下動となる。

制御部１３の指令に基づいて、カム機構を駆動し、弾性部材である主バネおよび補助バネを介してホルダを押し込む距離を変えることでニップ圧力が決定される。
各々のローラ１０２ａ〜１０２ｄが、搬送ローラ１０１に対して押圧する押圧力（ニップ圧力）はカム機構１５０によりロッド１１５を押し込む量（カムレバー１１７のポジション）により変えることができる。図８は設定の一例を示すもので、４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄには、順に１０００ｇｆ、１５００ｇｆ、１５００ｇｆ、１０００ｇｆの力が作用する。第１バネ部であるローラ１０２ａおよびローラ１０２ｄにはそれぞれ、主バネの付勢力ａと、２つの補助バネの付勢力２ｂの合計の力ａ＋２ｃが作用する。例えばａ＝６００ｇｆ、ｃ＝２００ｇｆ、合計圧力１０００ｇｆである。第２バネ部であるローラ１０２ｂおよびローラ１０２ｃにはそれぞれ、主バネの付勢力ｂと、２つの補助バネの付勢力２ｄの合計の力ｂ＋２ｄが作用する。例えば。例えばｂ＝５００ｇｆ、ｄ＝５００ｇｆ、合計圧量ｋ１５００ｇｆである。ピンチローラ１０２全体としては、これら４つの力の合計が搬送ローラ１０１に対してニップ圧力として作用し、この例では総圧５０００ｇｆとなる。

本実施形態の装置では、使用するシートの条件（サイズやシート剛性など）に適したニップ圧力に切り替える。図９はニップ圧力の設定値についての５つの例（例１〜例５）を示す。制御部１３がカムシャフトを回転させるモータを回転させ所定位置に停止させるよう制御することで、５つの例のうち所望の圧力を得ることができる。

例１は、シート幅方向のサイズが大で、且つ相対的に大きなシート剛性を有するシートに適した設定である。ここでいうサイズが大とは、図４（ａ）のように、外側の２つのローラ１０２ａ、１０２ｄがすべてシートの両端に接触するようなサイズである。４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄに、順に１５００ｇｆ、１５００ｇｆ、１５００ｇｆ、１５００ｇｆと一律の等しい力が作用するように設定される。ニップ圧力の総圧は６０００ｇｆである。ニップ圧力を高くすると、シート表面とローラ表面との間でのスリップが少なくなるので、より高精度なシート搬送が可能である。使用するシートが十分に大きなシート剛性を持っている場合にはニップ圧力を高めてもシートの変形が少ないので、例１では４つのピンチローラ１０２の４つのローラに最大の押圧力を与えている。４つのローラはいずれも、ローラの回転軸方向においてローラの全部が均等にシートに接触するので、４つの押圧力は等しく設定している。

例２は、シート幅方向のサイズが中で、且つ相対的に大きなシート剛性を有するシートに適した設定である。ここでいうサイズが中とは、図４（ｂ）のように、外側の２つのローラ１０２ａ、１０２ｄの一部のみがシートの両端に接触するようなサイズである。４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄに、順に１０００ｇｆ、１５００ｇｆ、１５００ｇｆ、１０００ｇｆと非一律の力が作用するように設定される。ニップ圧力の総圧は５０００ｇｆであり、図８に示した例と同じである。上述したように、外側の２つのローラ１０２ａ、１０２ｄは、その一部のみがシートに接触するためローラに傾きが生じ、その結果、シートのしわや波打ちが発生あるいはシート搬送に斜行が発生する可能性がある。しわや波打ちの発生はニップ圧力が大きいほどに顕著となる。図４（ｂ）に示したように、力ｆはローラとシートの間のニップ圧力の分力であるので、ニップ圧力が大きくなるほど力ｆも大きくなるためである。そこで、外側の２つのローラ１０２ａ、１０２ｄについては、例１よりも押圧力を弱めている。なお、２つのローラ１０２ｂ、１０２ｃについてはスリップをなるべく小さくするために、シート剛性に合わせて例１と同じ最大の押圧力としている。このように、例１と例２では、第１ローラ部と第２ローラ部それぞれの押圧力の差もしくは比を、調整機構１１０により変化させるものである。つまり、第１ローラ部の全部でシートをニップする第１状態と、第１ローラ部の一部でシートをニップする第２状態とでは、第２状態の方が第１状態のときよりも第１ローラ部の押圧力を小さくするよう設定される。

例２は、シート幅方向のサイズが大で、且つ相対的に小さなシート剛性を有するシートに適した設定でもある。ここでは、シートの両端が外側のローラ１０２ａ、１０２ｄよりもさらにはみ出すようなシートサイズであった場合を想定する。シート剛性が例１よりも小さい場合には、ローラ１０２ａ、１０２ｄのニップ圧力が最大であると、はみ出した部分が上方に反り上がってしまう場合がある。反り上がりが大きいとプリントヘッドに接触してしまう可能性がある。例２のように、外側のローラ１０２ａ、１０２ｄのニップ圧力を、内側のローラよりもりも小さく設定することは、ローラで押さえ切れないシート端部の反り上がりの抑制に効果的である。

例３は、シート幅方向のサイズが中で、且つ相対的に小さなシート剛性を有するシートに適した設定である。４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄには、順に２００ｇｆ、１０００ｇｆ、１０００ｇｆ、２００ｇｆと非一律の力が作用するように設定される。ニップ圧力の総圧は２４００ｇｆである。同じ中サイズのシートであってもシート剛性が例２の場合よりも小さいので、ニップ圧によるシートの変形を抑止するために、全体のニップ圧力を例２よりも弱めている。ピンチローラ１０２の内側のローラと外側のローラとで押圧力を変えることで、シートのしわや波打ちや斜行の発生も抑えている。

例４は、シート幅方向のサイズが小であるシートに適した設定である。ここでいうサイズが小とは、図４（ａ）のように、外側の２つのローラ１０２ａ、１０２ｄが全くシートに接触しないようなサイズである。４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄには、順にリリース、１５００ｇｆ、１５００ｇｆ、リリースと力が作用するように設定される。ニップ圧力の総圧は３０００ｇｆである。シートは内側の２つのローラ１０２ｂ、１０２ｃで搬送されるので、これらのローラの押圧力をシート剛性に適した値とすればよい。この例ではシート剛性が大のシートを想定して最大の押圧量を与えている。外側の２つのローラ１０２ａ、１０２ｄはシート搬送には影響を与えないので押圧力は任意でよく、この例ではリリースして押圧力をゼロとしている。

例５は、プリント後のシートの巻き戻し、またシート搬送ジャムが発生してメンテナンスを行う際に適した設定である。４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄはいずれも搬送ローラ１０１から浮かせてリリース状態にするように設定される。４つのローラ１０２ａ〜１０２ｄには作用する力はすべて０ｇｆ、つまりニップ圧力の総圧０ｇｆである。

図１０は調整機構の別の形態の構造を示す断面図である。上述したようなカム機構でなくリードスクリューを用いて調整機構を構成している。モータ１２５の回転駆動力は、ギア列１３０を介して基準固定部１２３に支持されたリードスクリュー１３１に伝達される。ピンチローラ１０２を構成する４つに分割されたローラ１０２ａ〜１０２ｄは、それぞれホルダ１１１に回転可能に支持されている。バネストッパ１３２とホルダ１１１の間にはバネ１３３が圧縮された状態で介在している。この構成において、モータ１２５を回転させると、リードスクリュー１３１が回転し、その回転はバネストッパ１３２の上下移動に変換される。バネストッパ１３２が上下移動することで、バネ１３３を介してローラ１０２ａ〜１０２ｄのニップ圧を個別に可変にすることができる。

以上は、シートのサイズやシート剛性など、使用するシートの状態に応じてニップ圧力を個別に調整するものであるが、これに限らず別の条件のシートの状態に応じてニップ圧力を調整するようにしてもよい。例えば、上述したように、シートの両面に連続してプリントを行う場合に、第１面へのプリントの際と第２面へのプリントの際で、搬送ローラに対する第１ローラ部と第２ローラ部の少なくとも一方の押圧力を異なるようにしてもよい。第１面へのプリントと第２面へのプリントとではシートの状態が異なる場合がある。例えば、第１面にプリントされたシートはインクを吸収して膨潤するので、２面プリントの際には第１面プリントの際よりもシート剛性が小さくなる可能性がある。この場合、第２面プリントでは第１面プリントの際によりも、第１ローラ部および第２ローラ部が付与するニップ圧力を小さくする設定することが好ましい。また、第１面に画像プリントされたシートはインクを吸収して表面の摩擦係数が変化する可能性がある。この場合、スリップを考慮して第１面プリントと第２面プリントとではニップ圧力を異ならせることが好ましい。これにより、両面プリントにおいて第１面と第２面とでシートの搬送状態を同じにすることができ、シートの表裏にプリントされた画像の位置ズレを軽減することができる。

以上説明したように、ピンチローラ１０２は隣り合う第１ローラ部と第２ローラ部を含む複数のローラに分割されている。そして、搬送ローラ１０１に対する第１ローラ部と前２ローラ部それぞれの押圧力の差もしくは比を可変にする調整機構１１０を設けている。そして、使用シートの幅方向のサイズに応じて第１ローラ部の押圧力が変更される。加えて、使用するシートのシート剛性が小さいほど第１ローラ部の押圧力を小さくするよう設定される。これにより、使用するシートにかかわらず精度の高いシート搬送を行うことができるシート搬送装置やプリント装置が実現する。

図３に示すように、プリント部は、第２ローラ対は第１ローラ対よりもローラの周速度（シートを搬送しようとする速度）が大きく、且つトータルのニップ圧力が小さい関係を有している。このような系では、第１ローラ対は第２ローラ対に比べてより大きくシート搬送（搬送速度や搬送精度）を支配する。そこで、第２ローラ対よりもより大きな効果が期待できる、第１ローラ対のニップローラを分割して使用するシートに応じてニップ圧力を個別に調整することで、精度の高いシート搬送ひいては優れたプリント品質を得ることができるプリント装置が実現する。

４ プリント部
１４ プリントヘッド
１０１ 搬送ローラ
１０２ ピンチローラ
１０２ａ〜１０２ｄ 分割されたローラ
１１０ 調整機構

Claims (11)

1. 搬送ローラとピンチローラの間にシートをニップして搬送するシート搬送装置であって、
   前記ピンチローラは、回転軸方向に関して隣り合う第１ローラ部と第２ローラ部を含み、前記第１ローラ部は前記第２ローラ部よりもシートの幅方向においてシートの中央から離れた距離に設けられており、
   前記搬送ローラに対する前記第１ローラ部と前記第２ローラ部の押圧力を個別に可変にすることができる、駆動源および伝達要素を含む調整機構を備え、
   使用されるシートが前記幅方向において、前記第１ローラ部の一部でシートの端部がニップされ且つ前記第２ローラ部の全部でシートがニップされるようなサイズである場合には、前記第２ローラ部の押圧力よりも前記第１ローラ部の押圧力が小さくなるように前記調整機構により設定されることを特徴とするシート搬送装置。
2. 搬送ローラとピンチローラの間にシートをニップして搬送するシート搬送装置であって、
   前記ピンチローラは、回転軸方向に関して隣り合う第１ローラ部と第２ローラ部を含み、前記第１ローラ部は前記第２ローラ部よりもシートの幅方向においてシートの中央から離れた距離に設けられており、
   前記搬送ローラに対する前記第１ローラ部と前記第２ローラ部の押圧力を個別に可変にすることができる、駆動源および伝達要素を含む調整機構を備え、
   前記幅方向において、前記第１ローラ部の全部でシートがニップされるサイズのシートが使用される第１状態と、前記第１ローラ部の一部でシートの端部がニップされるサイズのシートが使用される第２状態とでは、前記第２状態の方が前記第１状態よりも前記第１ローラ部の押圧力が小さくなるように前記調整機構により設定されることを特徴とするシート搬送装置。
3. 使用されるシートのシート剛性が小さいほど、前記調整機構により、前記第１ローラ部および前記第２ローラ部の前記押圧力を小さく設定することを特徴とする、請求項１または２に記載のシート搬送装置。
4. 前記第１ローラ部は第１ホルダに保持され、第２ローラ部は第２ホルダに保持され、
   前記調整機構は、前記第１ホルダと前記第２ホルダに対して、弾性部材を介して前記搬送ローラに近づく方向に可変の押圧力を付与する機構を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
5. 前記調整機構は、カム機構によって回動するレバーと、前記レバーと前記第１ホルダまたは前記第２ホルダとの間を接続するロッドと、前記第１ホルダまたは前記第２ホルダに対し前記押圧力を付与する前記弾性部材とを有し、前記カム機構の駆動により前記押圧力が可変とされることを特徴とする、請求項４記載のシート搬送装置。
6. プリントヘッドと、
   プリントの際のシートの搬送方向において前記プリントヘッドの上流に設けられ、シートをニップして搬送する第１ローラ対を含む第１搬送部と、
   前記搬送方向において前記プリントヘッドの下流に設けられ、シートをニップして搬送する第２ローラ対を含む第２搬送部と、
   を備え、前記第１ローラ対は前記第２ローラ対に比べてより大きくシート搬送を支配するものであり、
   前記第１搬送部は請求項１から５のいずれ１項に記載のシート搬送装置を有していることを特徴とするプリント装置。
7. 前記第２ローラ対は前記第１ローラ対よりもローラの周速度が大きく、且つトータルのニップ圧力が小さい関係を有していることを特徴とする、請求項６記載のプリント装置。
8. 連続したシートの第１面に複数の画像を前記プリントヘッドにより順次プリントし、次いで、シートの前記第１面の背面側の第２面に複数の画像を前記プリントヘッドにより順次プリントするものであり、
   前記第１面へのプリントの際と前記第２面へのプリントの際で、前記搬送ローラに対する前記第１ローラ部と前記第２ローラ部の少なくとも一方の押圧力が異なるように、前記調整機構により調整されることを特徴とする、請求項６または７に記載のプリント装置。
9. 前記プリントヘッドはインクジェット方式のライン型プリントヘッドであることを特徴とする、請求項６から８のいずれか１項に記載のプリント装置。
10. 使用されるシートが前記幅方向において、前記第１ローラ部の全部および前記第２ローラ部の全部でシートがニップされるようなサイズである場合には、前記第１ローラ部の押圧力と前記第２ローラ部の押圧力が等しくなるように設定されることを特徴とする、請求項１または２に記載のシート搬送装置。
11. プリントヘッドと、
    プリントの際のシートの搬送方向において前記プリントヘッドの上流に設けられ、シートをニップして搬送する第１ローラ対を含む第１搬送部と、
    前記搬送方向において前記プリントヘッドの下流に設けられ、シートをニップして搬送する第２ローラ対を含む第２搬送部と、
    を備え、前記第１ローラ対は前記第２ローラ対に比べてより大きくシート搬送を支配するものであり、
    前記第１搬送部は、搬送ローラとピンチローラの間にシートをニップして搬送するものであって、
    前記ピンチローラは、回転軸方向に関して隣り合う第１ローラ部と第２ローラ部を含み、前記第１ローラ部は前記第２ローラ部よりもシートの幅方向においてシートの中央から離れた距離に設けられており、
    前記搬送ローラに対する前記第１ローラ部と前記第２ローラ部の押圧力を個別に可変にすることができる、駆動源および伝達要素を含む調整機構を備え、
    両面プリントにおいては、連続したシートの第１面に複数の画像を前記プリントヘッドにより順次プリントし、次いで、シートの前記第１面の背面側の第２面に複数の画像を前記プリントヘッドにより順次プリントするものであり、
    前記第１面へのプリントの際と前記第２面へのプリントの際とで、前記搬送ローラに対する前記第１ローラ部と前記第２ローラ部の少なくとも一方の押圧力が異なるように、前記調整機構により調整されることを特徴とするプリント装置。

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