JPH0439237A - シート搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像記録装置等に用いられる画像記録媒体（シ
ート）を搬送する搬送装置に関する。

〔従来の技術〕

従来よりこの種の装置は、所定の大きさに切断され積載
された紙等の画像記録媒体や、ロール状に巻かれた記録
媒体を装置内、またはその近傍に保持している。

装置内には記録媒体を画像記録位置まで案内し、さらに
排出位置まで導（ための搬送路が設けられている。

画像記録時には記録媒体は上記搬送路に添って記録位置
まで導かれ画像を記録した後、装置外へ排出される。

〔発明が解決しようとしている課題〕

このような装置においては、画像記録時の記録媒体の移
動量はローラ対などの記録媒体搬送装置の搬送性能によ
りばらつきが生じる場合がある。

たとえば、搬送ローラがその使用時間の増加とともに表
面が摩耗し、摩擦係数が低下すると、搬送ローラの所定
時間あたり又は所定回転角あたりの記録媒体の送り量が
低下し、送り量のばらつきも大きくなる。

この送り量の変化は画像の伸び縮みや画像ムラのような
画像不良となって現われる。たとえば、記録媒体が画像
記録部を移動通過しつつ画像を記録する装置においては
、送り量の変化は画像の伸び縮みとなって現われる。

すなわち、送り量が大きいと送りスピードが速いため画
像が伸び、送り量が小さいと送りスピードが遅くなるた
め、画像が縮んでしまうという欠点が生じる。

また、シリアルプリンタ等のように記録媒体を記録位置
まで搬送した後停止し、一定の記録幅を記録走査した後
、記録幅分だけ記録媒体を搬送し、再び記録をくりかえ
す方式のものにおいては、以下の如き不都合が生じる。

すなわち、−回の記録走査後に搬送ローラを一定時間又
は一定回転角回転させることにより送られる記録媒体の
送り量が大きくなったり、小さくなったりする。このた
め、所定の送り量が得られず画像ムラが発生する。第６
図は従来の欠点を述べるための画像の説明図である。第
６図（１）は正規の送り量で送られた時に記録媒体上に
記録される画像Ａを示す。

記録幅はＴであり、送り量と記録幅は一致している。記
録媒体搬送方向は矢印ＰＤで示す。第６図（２）は送り
量が小さい場合の画像Ａ′を示すものである。図のよう
に画像Ａ−は、記録幅Ｔに対し、送り量Ｔ′が小さいた
め、記録幅端で画像の重なりｔが発生し、この画像は見
苦しいものとなってしまう。また第６図（３）は送り量
が大きすぎる場合を示し、画像Ａ′はのように記録幅Ｔ
に対し送り量Ｔ′が大きいため、記録幅端に画像すきま
ｔ′が発生し苦しいものとなってしまう。

而して、近年画像記録装置はビクトリアルカラー画像を
４００　ｄ　ｏ　ｔ　／　ｉ　ｎ　ｃ　ｈ以上の高精細
で出力するものが開発されており、これらの記録装置に
おいては上記画像型なりｔや画像すきまｔ′は数＋μｍ
以下におさえなければ見苦しい画像となることが知られ
ている。

このような送りのばらつきをおさえるために搬送ローラ
の摩擦係数を上げ、ローラと記録媒体の間のすべりを小
さくして送り量のばらつきを少なくすることが考えられ
る。

ところが、ローラの材賀として一般に用いられているゴ
ム等の高摩擦弾性部材を用いると、摩擦係数は増加する
もののローラ真直度、同軸度、振れ等を高精細に加工す
ることが難しく、上記したような送り精度数＋μｍを得
るためには大幅なコストアップを伴なう。

また、金属等の非弾性部材をローラとして用いると、た
とえ表面にブラスト処理等により凹凸を施したとしても
、長期間使用後の摩擦低下はさけられない。

さらに、記録媒体を搬送するための搬送ローラ対のニッ
プ圧を上げることにより搬送力を増加させてローラと記
録媒体の間のすべりを小さくし、送り量のばらつきを少
なくすることも考えられる。

ところがニップ圧を上げると、ローラ長手方向のニップ
圧バランスのほんの小さな狂いがあっても記録媒体搬送
方向がずれて斜行しやすくなり、記録媒体の搬送不良や
画像の歪み、記録媒体の／ワなど別な問題を発生させる
。

このように、従来は送り量のばらつきを長期に渡り数十
μｍ以下の高精度に維持する方法がなかった。

〔課題を解決するための手段（及び作用）〕本発明は上
記の点に鑑みてなされたものであり、画像記録装置の長
期間の使用に渡り安定した記録媒体の送り量を維持する
ことを目的としている。

而して本発明の要旨は、画像記録媒体が記録位置を移動
通過するよう記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体
を搬送手段とともに挟持し、搬送手段に圧接するよう付
勢されたバックアップローラとを有する画像記録装置に
おいて、バックアップローラを駆動する駆動力が搬送手
段よりトルクリミッタを介して伝達されることを特徴と
するものである。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は本発明の実施例である画像記録装置のプラテン
近傍斜視図である。また、第２図は本発明を適用する画
像記録装置の側視断面図である。

第２図を参照するに、Ｃ８はカットシート状の記録媒体
（例えばカット状記録用紙等）であり、カセット７上に
積載されている。ＲＰはロール状の記録媒体であり、回
転軸ＲＰＡのまわりに回転可能である。ＰＣ，ＰＲおよ
びＰＩは、それぞれ、カットシートＣ８１０−ル紙ＰＲ
および手差し口９に挿入された記録媒体の搬送路であり
、搬送ローラ３０１の挟持位置近傍で合流する。

搬送路ＰＣには、ピックアップローラ３１１と分離爪等
不図示の分離部材との協働でカセット７より分離された
カットシートＣ８が導入され、カットシートＣ８は経路
上に設けた各部ローラ３１６．３１５および３１４によ
り挟持されつつ搬送路ＰＣ上を案内されて搬送ローラ３
０１に導かれる。搬送路ＰＲには、ロール部分から記録
媒体を引出しつつ経路上に導入するためのセットローラ
３２４、搬送ローラ３０１に向けて経路上を搬送するた
めのローラ３２５の他、所定寸法にロール紙ＲＰを裁断
するためのカッタ３２６を設けである。また、３２１は
ロール紙ＲＰを保持するホルダである。

各経路ＰＣ，ＰＲまたはＰＩを経て搬送ローラ３０１に
導入された記録媒体は、レジストローラ等プラテン４０
１近傍の搬送路Ｐ上の上流側にある下部搬送ローラ３３
１を介してプラテン４０１に導かれ、さらに搬送路Ｐに
おけるプラテン４゜ｌ近傍の下流側にある上部搬送ロー
ラ３４１に挟持されて搬送路Ｐ上に搬送され、この過程
で記録ヘッド１０１により記録が行われて排出口１１よ
り外部に排出される。

プラテン４０１に対向して画像記録手段であるインクジ
ェット記録部１００が配置されている。

ヘッドホルダ１０１にはインクジェットヘッド１０２が
固定されている。ヘッドホルダ１０１は記録部搬送系２
００に固定されている。２０１はヘッドホルダ１０１を
図の紙面と垂直方向に搬送するために設けられたキャリ
ッジであり、キャリッジ２０１はレール２２１にそって
移動する。

画像記録時には、記録媒体Ｐを停止した状態でプラテン
４０１上に保持し、キャリッジ２０１を移動させつつイ
ンクジェットヘッド１０２よりインクを画像信号に応じ
て記録媒体Ｐに向けて吐出し、記録幅Ｔの画像を記録媒
体Ｐ上に記録する。

その後上部搬送ローラ３４１を駆動して、記録媒体Ｐを
記録幅Ｔだけ搬送して停止する。その後、再び記録幅Ｔ
の画像を記録する。これをくりかえし、記録媒体Ｐ上に
画像を記録する。

このインクジェット１０２はバルブジェットヘッドであ
り、その構成は第７図に示す如く構成されている。

第７図の分解説明図に於いて、１１１はヒータボードで
あり、シリコン基板上に電気熱変換体（吐出ヒータ）１
１２、これに電力を供給するアルミニウム等の電極１１
３とが成膜されて配設されている。このヒータボード１
１１に対して、記録用液体の液路（ノズル）１１４を仕
切るための隔壁を有する天板１１５を接着することによ
り構成されている。また装置の所定位置には前記記録ヘ
ッド１０２にインクを供給するためのインクカートリッ
ジが交換可能に取り付けられている。

前記インクカートリッジから導管を介して供給されたイ
ンクは、天板１１５に設けられた供給口１１６より記録
ヘッド１０２内の共通液室１１７に充填され、この共通
液室１１７より各ノズル１１４内に導かれる。これらの
ノズル１１４にはインク吐出口１１８が形成されており
、また前記吐出口１１８は前記記録ヘッド１０２の記録
シートに対向してシート搬送方向に所定ピッチで形成さ
れている。

本実施例ではキャリッジ２０１の移動に同期して前記記
録ヘッド１０２からインクを吐出、飛翔させて記録を行
うものである。

これを９ＩＩ４８図（ａ）〜（ｇ）を参照して簡単に説
明すると、定常状態では第８図（ａ）に示すように、ノ
ズル１１４内に充填されているインク１２０は吐出口面
で表面張力と外圧が平衡している。この状態でインク１
０を飛翔させる場合には、ノズル１１４内の電気熱変換
体１１２に通電し、そのノズル１１４内のインクに核沸
騰を越えて急速な温度上昇を生じさせる。すると、第８
図（ｂ）に示すように、電気熱変換体６ｇ２に隣接した
インクが加熱されて微小気泡（バブル）を生じ、核加熱
部分のインクが気化して膜沸騰を生じ、第８図（Ｃ）に
示すように前記気泡１２１が急速に成長する。

前記気泡１２１が第８図（ｄ）に示す如く最大に成長す
ると、ノズル１１４内の吐出口からインク液滴が押し出
される。そして電気熱変換体１１２への通電を終了する
と、第８図（ｅ）に示すように、成長した気泡１１はノ
ズル１１４内のインク１２０により冷却されて収縮し、
この気泡の成長、収縮によってインク液滴が吐出口から
飛翔する。更に第８図（ｆ）に示すように電気熱変換体
１１２面にインクが接触して急激に冷却され、気泡１２
１は消滅するか又は殆ど無視し得る程度の体積に収縮す
る。そして前記気泡１２１が収縮すると、第８図（ｇ）
に示すようにノズル１１４内には毛細管現象によって共
通液室１１７からインクが供給され、次の通電に備える
ものである。

従って、キャリッジ２０１を往復移動させると共に、こ
の移動と同期させて画信号に応じて前記電気熱変換体１
１２に通電することによって記録シートにインク像が記
録される。

尚、前記インクジェット記録方式にあってはキャリッジ
の移動範囲端部に回復手段を設けるのが好ましい。

前記回復手段は非記録時等に前記記録ヘッド１０２のイ
ンク吐出面を覆うことによって、記録ヘッド１０２の吐
出口付近のインクの乾燥や、これに伴う固化を防止する
機能を有するものである。また、この回復手段にポンプ
を接続し、インクの吐出不良や除去或いはそれらの予防
のためにポンプを駆動し、その吸引力によって吐出口か
らインクを吸引して回復処理を行うものである。

プラテン４０１近傍を第１図を用いて説明する。第１の
回転体としての上部搬送ローラ３４１に対向する位置に
は第２の回転体であるバックアップローラ３４２が配置
されている。

装置本体に固定された軸５０２に対し、回転自在に支持
されたアーム５０３には、付勢ローラ５０１が支持され
、アーム５０３の他端には、引っ張りばね５０４が引掛
けられている。引張りばね５０４の他端は装置本体に固
定された軸に弓掛けられているので、引張りばね５０４
の引張り力はアーム５０３を介して付勢ローラ５０１に
伝えられる。さらに付勢ローラ５０１がバックアップロ
ーラ３４２に圧接されるので、ばね５０４の力によりバ
ックアップローラ３４２と上部搬送ローラ３４１のニッ
プ圧が得られる。付勢ローラ５０１はバックアップロー
ラ３４２の長手方向に複数配置されている。各々の付勢
ローラ５０１に対応するばね５０４の強さを適切に選択
することにより、バックアップローラ３４２と上部搬送
ローラ３４１の間のニップ圧は長手方向で均一化でき安
定した記録媒体Ｐの搬送が行われる。

プラテン４０１近傍にはモータＭが配置され、モータＭ
の軸に固定されたギヤＭＧは、上部搬送ローラ３４１の
軸３４１Ａに固定されたギヤ３４１Ｇと噛合している。

バックアップローラ３４２の軸３４２Ａにはトルクリミ
ッタＴＬが配せられ、トルクリミッタＴＬに結合された
ギヤ３４２Ｇは上部搬送ローラ３４１の軸３４１Ａ上の
ギヤ３４１Ｇと噛合している。

トルクリミッタＴＬの作用について、第３図を用いてさ
らに詳述する。

第３図は本発明の実施例のトルクリミッタＴＬ近傍の断
面図である。

トルクリミッタＴＬの外殻３４３はギヤ３４２Ｇと一体
に構成されており、外殻３４３の突起部３４４には第１
摺動部材３４５が固定されている。バックアップローラ
３４２の軸３４２ＡにはトルクリミッタＴＬの内胴３４
６が固定されており、内胴３４６の突起３４７が第１摺
動部材３４５に接触している。内胴３４６の突起３４７
には第２摺動部材３４８が圧縮ばね３４９により圧接さ
れ、また圧縮はね３４９の他端がトルクリミッタＴＬの
外殻３４３を押しているため、内胴３４６の突起３４７
は第１および第２摺動部材３４５．３４８の両者に挟ま
れて圧接されている。

モータＭを駆動すると、その駆動力はモータギヤＭＧを
介してギヤ３４１Ｇに伝えられ、上部搬送ローラ３４１
を回転させる。また、ギヤ３４１Ｇとギヤ３４２Ｇが噛
合っているので、モータＭの駆動力はギヤ３４２Ｇを経
て、トルクリミッタＴＬの外殻３４３に伝えられる。こ
こで、バックアップローラ３４２の負荷トルクが小さい
場合には、駆動力はトルクリミッタ内胴３４６の突起３
４７と、第１．第２摺動部材３４５，３４８との間の摩
擦力により内胴３４６に伝達され、バックアップローラ
３４２を駆動する。

バックアップローラ３４２の負荷トルクが大きい場合に
は、内胴３４６の突起３４７と第１．第２摺動部材３４
５，３４８との間でずべりが生じる。

バックアップローラ軸３４２Ａ上のギヤ３４２Ｇと上部
搬送ローラ軸３４１Ａ上のギヤ３４１Ｇは各々の歯数を
上部搬送ローラ３４１の表面速度より、バックアップロ
ーラ３４２の表面速度の方がわずかに数％程度大きくな
るように定められている。

バックアップローラ３４２の表面には高摩擦係数のゴム
層３４２Ｒが固着されている。それに対して上部搬送ロ
ーラ３４１の表面は精度の出る金属で形成されている。

そこで、モータＭが回転すると、その駆動力はギヤ３４
１Ｇを介して上部搬送ローラ３４１を回転する。一方、
ギヤ３４２Ｇより伝達される駆動力はバックアップロー
ラ３４２を上部搬送ローラ３４１の表面速度よりも速い
速度で回転させようとするが、記録媒体Ｐを介して、上
部搬送ローラ３４１から伝達される従動回転力が、トル
クリミッタＴＬのすべりトルク力より大きいのでバック
アップローラ３４２は上部搬送ローラ３４１と同じ表面
速度で回転し、トルクリミッタＴＬの第１、第２摺動部
材３４５．３４８と内胴３４６の突起３４７の間ですべ
りが発生する。

第４図は搬送力の関係を示す上部搬送ローラ３４１とバ
ックアップローラ３４２の断面図である。まず第４図（
１）を用いて上部搬送ローラ３４１、およびバックアッ
プローラ３４２の両方のローうで記録媒体Ｐが搬送でき
る条件を説明する。

上部搬送ローラ３４１から記録媒体Ｐに加えられる搬送
力をＦ　Ｉ　、バックアップローラから記録媒体Ｐに加
えられる搬送力をＦ　２　、記録媒体Ｐが上部搬送ロー
ラ３４１より下流で受ける搬送負荷をＦ３とする。

また、トルクリミッタＴＬすべるトルクをＴとする。バ
ックアップローラの半径をＲとする。さらに、記録媒体
Ｐの搬送負荷Ｆ、も、時間とともに変動する場合がある
ので、その最大、最小値をＦ　３ＭＡＸ＋　　Ｆ　３Ｍ
ＩＮとする。

上部搬送ローラ３４１、バックアップローラ３４２によ
り記録媒体が必ず搬送されるためにはＦ　＋　＋　Ｆ　
２　＞　Ｆ　３ＭＡＸ　　　　　　　　”’■の条件が
必要である。

一方、トルクリミッタＴＬのすべりトルクＴが強すぎる
とトルクリミッタ部ですべりが発生せず、上部搬送ロー
ラ３４１の表面速度より速い速度でバックアップローラ
３４２が回転駆動され、記録媒体Ｐも速いスピードで送
られてしまう。このような状態にならない条件を第４図
（２）を用いて説明すると、ＰＩＦＩＭＩＮの合力に抗
してＦ２により記録媒体Ｐが搬送されないようにするた
めに、 Ｆ　ＩＩＪＩＮ＋　Ｆ　ｌ＞　Ｆ、　　　　　　　　　
　　　・・・■の条件が必要である。

■■より Ｆｓｈｓ＋Ｎ＋Ｆｒ　　＞Ｆｘ　　＞ＦＩＭＡＸ　　Ｆ
ｌ　・・・■の関係が成立する。

第５図は、上記０〜０式の関係を説明するグラフである
。縦軸はＦ　２　、横軸はＦｌである。■式％式％ を満足する範囲は第５図のＦ　ＩＭＩＮ＋　Ｆ　ｌ＝　
Ｆ　２の線より下側であり、 Ｆ　ａ　＞　Ｆ　ｓｂ＋Ａｘ−Ｆ　＋ を満足する範囲は、第５図Ｆ　、、Ａ、　　Ｆ、：Ｆ、
の線より上側である。

このため、■式を満足す範囲は、図中斜線範囲内である
。

もし、Ｆｌが十分に大きく　Ｆ　ＩＭＡＸ＜　Ｆ　＋　
であれば、図中Ｆ　１　＝　Ｆ　ＩＭＡＸの点よりも右
側なのでＦ２＝Ｏであっても必ず斜線範囲内となる。こ
のためトルクリミッタを配置する必要はない。

ところがＦｌがＦ　ＩＭＡＸより小さい場合、たとえば
ローラの摩耗等で、搬送力Ｆ、がＦ　ｇＭＡＸより低下
した場合などは、トルクリミッタが必要になる。

Ｆｌが低下し、たとえば第５図Ｆ、＝Ｆ、、となった場
合、Ｆ、＝０だとＦ　、ＭＡｘＦ　、　：　Ｆ　、の線
より下になる。このため０式を満足しな（なり、記録媒
体は上部搬送ローラ３４１、バックアップローラ３４２
の両者により搬送されず、スリップしてしまう。

そこで図中Ｆ　２１に相当する搬送力以上のバックアッ
プローラ搬送力を加えれば搬送力は図中斜線範囲内とな
り記録媒体をスリップすることなしに搬送することがで
きる。この場合 Ｆ　２１＝　Ｆ　ｓ＆Ｉａｘ　　Ｆ　ｚなので Ｆ　２　＞　Ｆ　２１　（＝　Ｆ　ＩＭＡＸ　　Ｆ　＋
＋）・・・■であれば、記録媒体をスリップな（搬送す
ることができる。

一方、トルクリミッタを強くしてＦ２がＦ　２２を超え
る搬送力になるとＦ２はＦ　３ＭＩＮ＋　Ｆ　＋　＝　
Ｆ　２の線より上となり、斜線範囲より上となる。

このためＦ２が大きすぎて、第４図（２）のＦ　＋　＊
　Ｆ　ｓｂ＋＋ｓの合力に抗してＦ、により記録媒体を
搬送してしまう。

このようにならないために Ｆ、＜Ｆ。（＝　Ｆ　ＩＭＩＮ＋　Ｆ　＋　＋）　　・
・・■であれば、記録媒体の送りスピードは、上部搬送
ローラ３４１の周速となり、所定の送り量となる。

このように搬送力Ｆ１が小さい場合でも■■より Ｆ　２２＞　Ｆ　２　　＞　Ｆ　２１ となるようトルクリミッタのトルクＴを設定すれば、記
録媒体は所定の送り量を維持することができる。

以上述べたように第５図斜線範囲内にＦＦ、の関係が入
るようにトルクリミッタのトルクＴを設定すれば良い。

■は Ｒ（Ｆ３ＭＩＮ＋Ｆｌ　　）＞Ｔ＞Ｒ（ＦＩＭＡＸ−Ｆ
ｌ　　）・・・■ と変形できる。

そこで、■を満足するトルクリミッタＴＬのトルクＴを
設定すれば、記録媒体は所定の送り量で搬送することが
できる。

なお、本実施例中で述べたようなトルクリミッタＴＬは
安価で、かつ精度が良いので、その使用に際しては何ら
問題はない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明を用いることにより、記録媒
体搬送量を一定に維持することが可能となった。

また、本発明を用いることにより、記録媒体の搬送量を
規定するローラに精度の出る金属ローラを用いつつ、ゴ
ムローラ等の弾性ローラを用いたのと同様な高搬送力が
得られる。このように、高精度かつ高搬送力の信頼性の
高い記録媒体搬送を行うことが可能となった。

このため、前記従来例で述べた欠点をすべて除去するこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す上部搬送ローラ３４１近
傍斜視図、 第２図は本発明を適用する画像記録装置の側視断面図、 第３図は本発明の実施例を示すトルクリミッタ近傍断面
図、 第４図は実施例の搬送力の関係を説明する上部搬送ロー
ラ近傍の側視断面図、 第５図は実施例の搬送力の関係を示すグラフ第６図は従
来例の画像欠点を示す図、 第７図はインクジェットヘッドを示す図、第８図はイン
クジェットヘッドの原理を示す図、 ３４１は上部搬送ローラ、 ３４２はバックアップローラ、 ＴＬはトルクリミッタである。 第 口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シートに接触しながら回転することにより、シー
   トに搬送力を与える第１の回転体と、前記第１の回転体
   とは反対側よりシートと接触しながら回転することによ
   り、シートに回転力を与える第２の回転体とによってシ
   ートを搬送するシート搬送装置において、 前記第２の回転体はトルクリミツタを介して駆動力を伝
   達されることを特徴とするシート搬送装置。
2. （２）第１の回転体がシートを搬送する搬送力をＦ＿１
   第２の回転体の半径をＲ、シートの搬送負荷力の最大値
   をＦ＿３＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ最小値をＦ＿３＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎとす
   る時、トルクリミツタのすべりトルクＴが Ｒ（Ｆ＿３＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ＋Ｆ＿１）＞Ｔ＞Ｒ（Ｆ＿３＿
   Ｍ＿Ａ＿Ｘ−Ｆ＿１）なる関係を満足することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のシート搬送装置。
3. （３）前記第１および第２の搬送手段を搬送されるシー
   トは、熱エネルギによって形成されるインク液滴によっ
   て画像を記録する記録手段に対面する位置を通過するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシート搬送
   装置。