JP5537343B2 - 用紙搬送機構及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリアルドットインパクトプリンタ等の画像形成装置の用紙搬送機構に関するものである。

従来、この種の用紙搬送機構としては、連続紙をトラクタで搬送し、円筒状のプラテンに連続紙を巻きつけ、印刷を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２３０６９１号公報（第５頁、図１）

例えば、複写印刷などで複数層に重なった連続紙を、円筒状のプラテンに巻きつけると、連続紙の上層と下層とで層間ズレが発生していた。本発明の目的は、これらの問題点を解消し、安定した高品位の印刷を可能とする用紙搬送機構及び画像形成装置を提供することにある。

本発明による用紙搬送機構は、
回転自在に保持されたプラテンと、前記プラテンに対向する印字ヘッドと前記印字ヘッドの近傍を搬送される印刷媒体の搬送経路を規制する第１の規制部材とを備えたキャリッジユニットと、前記プラテンと同軸に回動自在に保持され、前記キャリッジユニットを前記プラテンの軸方向に移動可能に保持する保持手段と、前記キャリッジユニットよりも前記印刷媒体の搬送方向上流側に位置を固定して配置され、前記印刷媒体を前記プラテンの周面に当接して、搬送される前記印刷媒体の前記プラテンの周面への巻付け開始位置を定め、前記第１の規制部材と共に前記印刷媒体の前記プラテンの周面への巻付け角度を定める第２の規制部材とを備え、
前記保持手段は、前記巻付け角度を調整するため、回動位置を選択的に固定されることを特徴とする。

本発明によれば、プラテンに巻き付けられる印刷媒体の巻付け角度が調整可能であるため、印刷媒体の特性に応じた巻付け角度が設定でき、印刷媒体として例えば複数層の連続紙を用いた場合にも高品位の印刷を保つことができる。

シリアルドットインパクト方式の画像形成装置に採用される、本発明による実施の形態１の用紙搬送機構の要部構成を示す側面図である。 キャリッジユニットとプラテンの相対的な配置及び周辺の構成を、一方のサイドフレームの内側上方から見た部分斜視図である。 キャリッジユニットとプラテンの相対的な配置及び周辺の構成を、一方のサイドフレームの外側上方から見た部分斜視図である。 実施の形態１において、キャリッジユニットが矢印Ｅ方向に最大限回動した規制位置にロックしたときの側面図である。 シリアルドットインパクト方式の画像形成装置に採用される、本発明による実施の形態２の用紙搬送機構の要部構成を示す側面図である。 実施の形態２において、キャリッジユニットが矢印Ｄ方向に最大限回動した規制位置にロックしたときの側面図である。 比較参考例としてあげた用紙搬送機構の構成を示す比較図である。

実施の形態１．
図１は、例えばシリアルドットインパクト方式の画像形成装置に採用される、本発明による実施の形態１の用紙搬送機構１０の要部構成を示す側面図である。

図１において、プラテン１１は、画像形成装置に回転自在に備えられ、その下方に所定の間隔を介して配置されたペーパーパン１２の円弧部１２ａと用紙搬送路１３を形成し、図示しない駆動手段によって矢印Ａ方向に回転駆動される。プラテン１１の周囲には、用紙搬送路１３の導入部においてアイドルローラ１６が接触して配置され、更にリーフスプリング１９が接触して配備されている。

押し込み型のトラクタユニット１４は、ペーパーパン１２の用紙導入部１２ｂに近接して配置され、連続紙１５を矢印Ｂ方向に搬送する。トラクタユニット１４は、ここでは、トラクタピン１４ａが連続紙１５の両側部に所定の間隔で形成された図示しない開孔に嵌入して連続紙１５を矢印Ｂ方向に搬送する。用紙検出センサ５８は、アイドルローラ１６より用紙搬送方向の上流側に配置され、通過する連続紙１５の有無を検出する。アイドルローラ１６は、プラテン１１と間で連続紙１５を挟んで従動し、プラテン１１の回転方向に搬送する。リーフスプリング１９は、連続紙１５をプラテン１１との間に受け入れ、通過する連続紙１５をプラテン１１の周面に付勢する。尚、ここでアイドルローラ１６が第２の規制部材に相当する。

キャリッジユニット２０は、ホルダ２１、ホルダ２１によって保持された印字ヘッド２２及び第１の規制部材としてのプロテクタフレーム２３を備えている。図２は、このキャリッジユニット２０とプラテン１１の相対的な配置及び周辺の構成を、一方のサイドフレーム５０の内側上方から見た部分斜視図であり、図３は、このキャリッジユニット２０とプラテン１１の相対的な配置及び周辺の構成を、一方のサイドフレーム５０の外側上方から見た部分斜視図である。これらの図１〜図３を参照しながら更に説明する。

プラテン１１の両側部には、一対のサイドフレーム５０，５０が配置されている（図２、図３では一方のみ示す）。この一対のサイドフレーム５０，５０には、それぞれ対向する位置に円弧状のガイド孔５２，５２及び５３，５３が形成されている。ガイド孔５２及び５３は、後述する理由によりプラテンの軸１１ａを中心とする同心円上に形成される。尚、プラテンの軸１１ａは、ここでは一対のサイドフレーム５０，５０によって回転自在に保持されているものとするが、他の保持手段によって保持された構成であってもよい。その場合、プラテン１１の軸１１ａはサイドフレーム５０を単に貫通する。

対向する一対のガイド孔５２，５２間には、メインシャフト５５の両端部が各ガイド孔に嵌入した状態で架けられ、対向する一対のガイド孔５３，５３間には、サブシャフト５６の両端部が各ガイド孔に嵌入した状態で架けられている。そしてこれらのメインシャフト５５及びサブシャフト５６は、プラテン１１の軸１１ａを中心に回動する連結部材３０（図３）に各一端部が固定されている。ここでは、メインシャフト５５及びサブシャフト５６の一端側のみ図示しているが、他端側においても同様に、プラテン１１の軸１１ａを中心に回動するもう一方の連結部材３０に各他端部が固定されているものとする。これによりメインシャフト５５及びサブシャフト５６は、プラテン１１の軸１１ａと平行を保った状態で、且つガイド孔５２，５３が許容する範囲で、プラテンの軸１１ａを中心に一体的に回動可能となっている。

尚、メインシャフト５５及びサブシャフト５６が案内部材に相当し、連結部材３０が回動部材に相当し、これらのメインシャフト５５、サブシャフト５６、及び連結部材３０によってキャリッジユニット２０の保持手段が構成されている。

キャリッジユニット２０は、そのホルダ２１の一方の側で、メインシャフト５５に対向して２箇所に形成された円孔２１ａ，２１ａ（図１は一方のみ示す）にメインシャフト５５が遊嵌し、またホルダ２１の他方の側で、サブシャフト５６に対向して２箇所に形成された半円孔２１ｂ，２１ｂにサブシャフト５６が嵌入するように配置されている。以上の構成により、キャリッジユニット２０は、メインシャフト５５及びサブシャフト５６にガイドされてプラテン１１の軸方向にスライド可能となっている。

ホルダ２１に保持されたプロテクタフレーム２３は、同じくホルダ２１に保持された印字ヘッド２２がプラテン１１に対向する周辺部においてプラテン１１の外周面に対向し、この外周面との間に略均一な隙間ｈが形成されるように、外周面に沿う曲面状に形成されたガイド面２３ａを有する。以後、この隙間ｈが形成された領域をプロテクタ領域と称する場合がある。従って、プラテン１１とアイドルローラ１６との共働で搬送される連続紙１５は、リーフスプリング１９を通過した後、少なくも印字ヘッド２２の近傍では、プロテクタフレーム２３のガイド面２３ａとプラテン１１とで形成された上記隙間ｈのプロテクタ領域に導かれ、プラテン１１の周面に沿って移動するように搬送路が規制された状態でこのプロテクタ領域を通過する。

プロテクタ領域の隙間ｈは、メインシャフト５５とホルダ２１間に設けられた、図示しない隙間調整機構のギャップレバー５７によって調整できるように構成されている。使用者は、通過する連続紙１５の厚さに応じてギャップレバー５７を操作し、隙間ｈを最適値に調整して印字を行う。従って、プラテン１１の回転軸１１ａとサイドフレーム５０に形成されたガイド孔５２，５３間の距離、及びキャリッジユニット２０におけるプロテクタフレーム２３の取り付け位置は、隙間ｈが所定の範囲で調整できるように設定されている。

キャリッジユニット２０には、搬送ベルト２４が固定されている。この搬送ベルト２４は、プラテン１１の軸方向に架け渡され、図示しないスペースモータ及びアイドルプーリ等の駆動手段に連結して同方向に駆動制御され、メインシャフト５５及びサブシャフト５６によって同方向にガイドされるキャリッジユニット２０を同方向に移動する。従って、キャリッジユニット２０が同方向に移動制御されることによって、プロテクタフレーム２３は、プラテン１１の外周面との間に略均一な隙間ｈを維持した状態で、プラテン１１の軸方向の略全領域を移動する。印字は、この移動時に、プロテクタフレーム２３の略中央部に配置された印字ヘッド２２の印字部２２ａ（図１）によって、隙間ｈのプロテクタ領域を搬送される連続紙１５に行われる。

図３に示すように、一方のサイドフレーム５０に嵌入するサブシャフト５６の端部には、サイドフレーム５０の外側においてプラテン１１の軸を中心とする略放射方向（プラテン１１の軸から離間する方向）にシフトレバー２６が装備され、反対方向（プラテン１１の軸に接近する方向）にロックレバー２７が装備されている。ここでは、シフトレバー２６とロックレバー２７は一体的に形成されている。

このロックレバー２７は、所定の弾性を有してサイドフレーム５０の外面に接するように、或いは近接して延在し、その先端部には、山谷状の凸部２７ａがサイドフレーム５０の外側面に向けて形成されている。一方、サイドフレーム５０の外側面には、プラテン１１の軸を中心とする円弧上で、ロックレバー２７の凸部２７ａと対向する位置に、係合可能な山谷状の溝部２８が、略所定の間隔で複数形成されている。

従って、使用者がシフトレバー２６を操作して矢印Ｄ，Ｅ方向に移動すると、キャリッジユニット２０は、プラテン１１の軸を中心に、ガイド孔５２，５３が許容する範囲で回動し、更にロックレバー２７に形成された山谷状の凸部２７ａとサイドフレーム５０に形成された山谷状の溝部２８と係合する回動位置では、山谷形状及びロックレバー２７の弾性の強さ等で決まる規制力で、その回動を規制することができる。図１は、キャリッジユニット２０が矢印Ｄ方向に最大限回動した規制位置にロックしたときの側面図に相当し、図４は、キャリッジユニット２０が矢印Ｅ方向に最大限回動した規制位置にロックしたときの側面図である。

プラテン１１の上方に配置されたプルアップユニット６０は、フレーム６１、排出ローラ６３、及びカバー６２を有する。排出ローラ６３は、プラテン１１の軸と平行に配置されてフレーム６１によって回転自在に保持された回転軸６４に、搬送する連続紙１５の幅領域内で複数固定され、カバー６２には、連続紙１５を各排出ローラ６３に付勢する図示しない付勢手段が備えられている。

これによりプルアップユニット６０は、付勢手段と排出ローラ６３との間に挟持された連続紙１５を、図示しない回転軸駆動手段によって回転駆動される排出ローラ６３の回転方向、ここではプロテクタフレーム２３のガイド面２３ａとプラテン１１とで形成された上記隙間ｈのプロテクタ領域を通過した連続紙１５を引き上げる方向に搬送する。ここで引き上げられた連続紙１５は、フレーム６１及びその後段に配置されたリヤシートガイド６５にガイドされて排出される。

従って、印字動作状態において、連続紙１５がプラテン１１に巻きつく巻付け角度は、プラテン１１とアイドルローラ１６の当接部から、連続紙１５がプロテクタフレーム２３のガイド面２３ａとプラテン１１とで形成された上記隙間ｈのプロテクタ領域を通過するまでの角度αとなる。この巻付け角度αは、図１に示すように、キャリッジユニット２０が矢印Ｄ方向に最大限回動したときに最大のα１となり、図４に示すように、キャリッジユニット２０が矢印Ｅ方向に最大限回動したときに最少のα２となる。従って（α１−α２）がシフトレバー２６によって調整可能なキャリッジユニット２０の回動角度に相当する。

以上の構成において、一層からなる通常の連続紙１５を印刷する場合には、例えば図１に示すように、巻付け角度αを最大のα１とし、複写印刷などで複数層にかさねられた連続紙１５を印刷する場合には、例えばその層厚に応じてシフトレバー２６を矢印Ｅ方向に操作して巻付け角度αを最小のα２に近づけて最適の巻付け角度に設定する。

図７は、比較参考例としてあげた、用紙搬送機構２００の構成を示す比較図である。この用紙搬送機構２００が前記した実施の形態１の用紙搬送機構１０と異なる点は、キャリッジユニット２２０が、プラテン１１の軸に対して回動することなく固定された構成であり、このために連続紙１５がプラテン１１に巻きつく巻付け角度αｇが固定している点である。従って、この比較参考例の用紙搬送機構２００では、連続紙１５の種類によって、巻付け角度αｇを可変することができない構成となっている。

複写印刷などで複数層に重なった連続紙を、円筒状のプラテンに巻きつけると、連続紙の上層と下層とで層間ズレが発生しやすくなるため、巻付け角度αを小さくするのが望ましい。更に、巻付け角度αが小さい場合、用紙の厚さが厚い紙（コシが強い）の連続紙に対しても搬送が安定し、改行精度が向上できる。一方、単層で比較的薄い用紙を使用する場合は、巻付け角度が大きい方がプラテンと連続紙が接触する面が多くなるため、用紙搬送力が増えて改行精度を向上させることができる。

尚、印刷時の層間ズレは、特にトラクタピン１４ａを備えたトラクタユニット１４などで連続紙がプラテン１１に送られる場合などでは、巻付け開始位置、即ちプラテン１１とアイドルローラ１６の当接部では層間ズレは発生していないと想定されるため、巻付け開始位置から印字を行う印刷ヘッド２２の印字部２２ａまでの巻付け角度によって左右されると考えられるが、本実施の形態１の用紙搬送機構２００では、巻付け角度αを変える際に、巻付け開始位置から印字を行う印刷ヘッド２２の印字部２２ａまでの巻付け角度が同時に同じ角度だけ変わる構成になっている。

従って、本実施の形態の用紙搬送機構によれば、印字する連続紙の層厚、コシの強さ等の特性に応じて、プラテン１１に対する連続紙１５の巻付け角度αを調整し、使用する連続紙１５に最適な巻付け角度αが設定できるため、使用する連続紙１５の種類にかかわらず、層間ズレの発生を抑制し、改行精度の優れた高品位の印刷が可能となる。

実施の形態２．
図５は、例えばシリアルドットインパクト方式の画像形成装置に採用される、本発明による実施の形態２の用紙搬送機構１００の要部構成を示す側面図である。

この用紙搬送機構１００が前記した図１に示す実施の形態１の用紙搬送機構１０と主に異なる点は、連続紙１５が、トラクタユニット１４によって導かれる用紙搬送経路１３の他に、トラクタユニット１０１によって導かれる用紙搬送経路１１３を装置の前方側に設け、装置の前方側から連続紙１５を供給できるように構成した点である。従って、この用紙搬送機構１００が前記した実施形態１の用紙搬送機構１０と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。

近年、画像形成装置の設置場所の都合により用紙のセット位置が限定されるのを防ぐ対策として複数の用紙搬送経路を有する装置の必要性が高まっている。このため、図５に示す用紙搬送機構１００では、装置の前方側に用紙搬送経路１１３を設け、トラクタユニット１０１を用いて装置の前方から後方側へ連続紙１５を搬送することができる構成となっている。

図５に示すように、用紙搬送機構１００には、連続紙１５を装置前方からプラテン１１に導く下ガイド１０２と上ガイド１０３が配置され、用紙搬送経路１１３を形成している。この用紙搬送経路１１３には、一対のフィードローラ１０４，１０５が配置され、トラクタユニット１０１によって送り込まれる連続紙１５を挟持し、共働してプラテン１１に向けて更に送り出す。プラテン１１の周面に対して所定の付勢力が生じるように配置されたリーフスプリング１９は、一対のフィードローラ１０４，１０５によって搬出された連続紙１５をプラテン１１との間に受け入れ、通過する連続紙１５をプラテン１１の周面に付勢する。

用紙検出センサ１０６は、一対のフィードローラ１０４，１０５より用紙搬送方向の下流側に配置され、通過する連続紙１５の有無を検出する。尚、フィードローラ１０５は、図示しない調整手段により、使用される連続紙１５の種類（厚さ）に応じてフィードローラ１０４に対する距離が調整できるように構成されている。

リーフスプリング１９を通過した連続紙１５は、少なくも印字ヘッド２２の近傍では、プロテクタフレーム２３のガイド面２３ａ（図１）とプラテン１１とで形成された上記隙間ｈのプロテクタ領域に導かれ、プラテン１１の周面に沿って移動するように搬送路が規制された状態でこのプロテクタ領域を通過する。プルアップユニット６０は、上記隙間ｈのプロテクタ領域を通過した連続紙１５を引き上げる方向に搬送する。ここで引き上げられた連続紙１５は、フレーム６１及びその後段に配置されたリヤシートガイド６５にガイドされて排出される。

従って、トラクタユニット１０１によって連続紙１５が送り込まれる場合、印字動作状態において、連続紙１５がプラテン１１に巻きつく巻付け角度は、リーフスプリング１９によってプラテン１１に付勢される位置から、連続紙１５がプロテクタフレーム２３のガイド面２３ａとプラテン１１とで形成された上記隙間ｈを通過するまでの角度βとなる。この巻付け角度βは、図５に示すように、キャリッジユニット２０が矢印Ｅ方向に最大限回動したときに最小のβ２となり、図６に示すように、キャリッジユニット２０が矢印Ｄ方向に最大限回動したときに最大のβ１となる。従って（β１−β２）がシフトレバー２６によって調整可能なキャリッジユニット２０の回動角度に相当する。尚、ここではリーフスプリング１９が第２の規制部材に相当する。

複写印刷などで複数層に重なった連続紙を、円筒状のプラテンに巻きつけると、連続紙の上層と下層とで層間ズレが発生しやすくなるため、巻付け角度βを小さくするのが望ましい。更に、巻付け角度βが小さい場合、用紙の厚さが厚い紙（コシが強い）の連続紙に対しても搬送が安定し、改行精度が向上できる。一方、単層で比較的薄い用紙を使用する場合は、巻付け角度が大きい方がプラテンと連続紙が接触する面が多くなるため、用紙搬送力が増えて改行精度を向上させることができる。

従って、本実施の形態の用紙搬送機構によれば、印字する連続紙の層厚、コシの強さ等の特性に応じて、プラテン１１に対する連続紙１５の巻付け角度βを調整し、使用する連続紙１５に最適な巻付け角度βが設定できるため、使用する連続紙１５の種類にかかわらず、層間ズレの発生を抑制し、改行精度の優れた高品位の印刷が可能となる。また、本実施の形態の用紙搬送機構によれば、連続紙の供給位置を装置の前方、後方のどちらにも設定することが可能となる。

また、トラクタユニット１０１によって連続紙１５が送り込まれる場合のプラテン１１への連続紙１５の巻き付け角度βは、実施の形態１で説明したように、トラクタユニット１４によって連続紙１５が送り込まれる場合の同巻き付け角度αより、（α１−β１）＝（α２−β２）だけ、巻き付け角度が小さいため、本実施の形態の用紙搬送機構によれば、使用する連続紙１５の層の厚さ及びコシの強さに応じて、最適巻き付け角度が得られる用紙搬送経路、即ちトラクタユニット１４を介する経路かトラクタユニット１０１を介する経路かを選択するように使用することも可能である。

上記した実施の形態では、本発明を、シリアルドット方式の画像形成装置に適用した例について説明したが、プラテンに巻付けて印字を行う方式である画像形成装置（タイプライタ等）にも適用可能である。

１０ 用紙搬送機構、 １１ プラテン、 １１ａ 軸、 １２ ペーパーパン、 １２ａ 円弧部、 １２ｂ 用紙導入部、 １３ 用紙搬送路、 １４ トラクタユニット、 １４ａ トラクタピン、 １５ 連続紙、 １６ アイドルローラ、 １９ リーフスプリング、 ２０ キャリッジユニット、 ２１ ホルダ、 ２１ａ 円孔、 ２１ｂ 半円孔、 ２２ 印字ヘッド、 ２２ａ 印字部、 ２３ プロテクタフレーム、 ２４ 搬送ベルト、 ２６ シフトレバー、 ２７ ロックレバー、 ２７ａ 凸部、 ２８ 溝部、 ３０ 連結部材、 ５０ サイドフレーム、 ５２ ガイド孔、 ５３ ガイド孔、 ５５ メインシャフト、 ５６ サブシャフト、 ５７ ギャップレバー、 ５８ 用紙検出センサ、 ６０ プルアップユニット、 ６１ フレーム、 ６２ カバー、 ６３ 排出ローラ、 ６４ 回転軸、 ６５ リヤシートガイド、 １００ 用紙搬送機構、 １０１ トラクタユニット、 １０２ 下ガイド、 １０３ 上ガイド、 １０４ フィードローラ、 １０５ フィードローラ、 １０６ 用紙検出センサ、 １１３ 用紙搬送経路。

Claims (9)

1. 回動自在に保持されたプラテンと、
   前記プラテンに対向する印字ヘッドと前記印字ヘッドの近傍を搬送される印刷媒体の搬送経路を規制する第１の規制部材とを備えたキャリッジユニットと、
   前記プラテンと同軸に回動自在に保持され、前記キャリッジユニットを前記プラテンの軸方向に移動可能に保持する保持手段と、
   前記キャリッジユニットよりも前記印刷媒体の搬送方向上流側に位置を固定して配置され、前記印刷媒体を前記プラテンの周面に当接して、搬送される前記印刷媒体の前記プラテンの周面への巻付け開始位置を定め、前記第１の規制部材と共に前記印刷媒体の前記プラテンの周面への巻付け角度を定める第２の規制部材と
   を備え、
   前記保持手段は、前記巻付け角度を調整するため、回動位置を選択的に固定されることを特徴とする用紙搬送機構。
2. 前記キャリッジユニットよりも前記印刷媒体の搬送方向下流側に配置され、前記第１の規制部材を通過した前記印刷媒体を引き寄せるプルアップユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載の用紙搬送機構。
3. 前記第２の規制部材は、前記プラテンと共働して前記印刷媒体を搬送するアイドルローラであることを特徴とする請求項１又は２記載の用紙搬送機構。
4. 前記第１の規制部材よりも前記印刷媒体の搬送方向上流側で、前記第２の規制部材よりも前記印刷媒体の搬送方向下流側に配置され、前記プラテンに前記印刷媒体を付勢するリーフスプリングを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の用紙搬送機構。
5. 前記保持手段は、
   前記プラテンの軸中心に回動する回動部材と、
   前記回動部材に固着され、前記プラテンの軸方向に延在して前記キャリッジユニットと係合して該キャリッジユニットを前記プラテンの軸方向にガイドする案内部材と
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の用紙搬送機構。
6. 前記案内部材は、前記保持手段によって互いに平行に保持されたメインシャフトとサブシャフトであることを特徴とする請求項５記載の用紙搬送機構。
7. 前記保持手段は、操作者が前記回動を実行するためのシフトレバーを備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の用紙搬送機構。
8. 前記保持手段は、異なる回動位置に対応して所定のフレームに形成された複数の被係合部と係合可能な係合部が形成されたロックレバーを備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の用紙搬送機構。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の用紙搬送機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images