JP3784759B2 - プリンタの印刷媒体供給装置及びプリンタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はプリンタの印刷媒体供給技術に係り,さらに詳しくは,自動補償手段を備えたプリンタの印刷媒体供給装置,及びプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に,プリンタには印刷媒体供給装置が具備される。この装置はプリンタ本体に固定され,例えば用紙,OHP用樹脂シート,電子ペーパーなどの印刷媒体をプリンタ本体に供給する。
【0003】
プリンタの印刷媒体供給装置は,供給カセットに積載収容された印刷媒体を,印刷信号に応じて一枚ずつ順にプリンタ本体内部に供給する。印刷媒体の供給はゴム材質などよりなるローラに垂直力を加えて,印刷媒体とローラとの間の摩擦力を発生させることによってなされる。ところが,印刷媒体がプリンタ本体に供給され印刷媒体の積載高さが低くなるにつれて垂直力が変動し,よって摩擦力も変動するので印刷媒体が円滑に供給されなくなる。このため,垂直力の変動を一定範囲内にする必要がある。
【0004】
図10は,従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置を示した概略的な構成図であり,図11は,従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,印刷媒体の積載高さによる印刷媒体接触角の変化を示す図である。また,図12は,従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,ピックアップローラの回転トルクによってピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図であり,図13は,従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,自動補償手段のリンクによってピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。また,図14は,従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,自動補償手段の自重によってピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。
【0005】
図11には,印刷媒体が最大に積載された場合と最後の印刷媒体を供給する場合に自動補償手段が印刷媒体となす角,すなわち図10の印刷媒体供給装置の印刷媒体接触角の変化が示される。同図を参照すれば,印刷媒体接触角は最大積載時角β1から一枚だけ残った場合の角β2まで変化する。
【0006】
図10に示した通り,プリンタの印刷媒体供給装置は駆動源(図示せず)に回転トルクを伝達するピックアップ軸11,ピックアップローラ15が取り付けられた自動補償手段10,印刷媒体30を収納する供給カセット20,及び印刷媒体30の供給方向に供給カセット20の一側に設けられ印刷媒体30を分離する分離壁23を含んで構成される。
【0007】
自動補償手段10は,リンク12上に組立てられた4個の略同一な歯車13a,13b,13c,13dよりなる歯車列である。この自動補償手段10では,一端の第1歯車13aはピックアップ軸11の回転トルクTをピックアップローラ15に伝達する。また,印刷媒体30が供給されて積載高さが低くなれば,それによってピックアップローラ15の接触位置も変動できるように,自動補償手段10は回動自在にピックアップ軸11に組み立てられている。他端の第4歯車13dの軸にはピックアップローラ15が同軸結合されピックアップ軸11の回転に連動して回転する。
【0008】
次に,プリンタの印刷媒体供給装置の動作を説明する。プリンタ本体に設けられた駆動源(図示せず)によってピックアップ軸11が回転すれば第1歯車13aが回転し,これによって第2,第3の歯車13b,13cが回転して第4歯車13dに動力を伝達するようになる。第4歯車13dの歯車軸にはピックアップローラ15が組み立てられていて,第4歯車13dが回転すればピックアップローラ15も連動して回転する。ピックアップローラ15が回転すればピックアップローラ15と印刷媒体30との摩擦力によって供給カセット20の上側に積載された印刷媒体が供給方向に進み,分離壁23によって最上に置かれた印刷媒体一枚だけが分離され,プリンタ本体内部に供給される。
【0009】
ここで,印刷媒体が一枚ずつ分離されるためには,次の条件が満たされなければならない。
【0010】
【数4】
Fpick>Ffric>Fd>Fdouble
【0011】
上式において,Fpickはピックアップローラ15の回転による供給力であり,Ffricはピックアップローラ15と印刷媒体30の摩擦による印刷媒体の送出力であり,Fdは印刷媒体30を一枚一枚分離するための分離壁23によって発生する印刷媒体先端の抵抗力であり,Fdoubleは一枚目ではなく二枚目印刷媒体が供給されようとする送出力である。
【0012】
まず,Fpickは次式のように計算される。
【0013】
【数5】
Fpick= T/r
【0014】
ここで,Tはピックアップローラ15の回転トルクであり,rはピックアップローラ15の半径である。
【0015】
次に,Ffricは次式のように計算される。
【0016】
【数6】
Ffric= μroll× Ntotal
【0017】
ここで,μrollは印刷媒体30とピックアップローラ15との摩擦係数,Ntotalはピックアップローラ15が印刷媒体30を加圧する最大垂直力である。
【0018】
最後に,Fdoubleは次式のように計算される。
【0019】
【数7】
Fdouble = μpaper× Ntotal
【0020】
ここで,μpaperは印刷媒体と印刷媒体との摩擦係数,Ntotalはピックアップローラ15が印刷媒体30を加圧する最大垂直力である。
【0021】
以上の数式5〜数式7のように,FpickとFdはピックアップ軸11の回転トルクT,ピックアップローラ15の半径r,分離壁23,印刷媒体30の種類が決定されれば印刷媒体の積載高さhと無関係に一定なので,定数として取り扱える。一方,FfricとFdoubleは印刷媒体の積載高さhによってその値が変わるNtotalの関数なので,変数として取り扱う。従って,Ntotalの値によって数式4を満足するか否かが決定される。
【0022】
Ntotalはピックアップローラ15が印刷媒体30を加圧する垂直力なので,言い換えればピックアップローラ15に作用する垂直力と表現できる。
【0023】
一方,Ntotalは次式のように,ピックアップローラ15の回転トルクによる垂直力NR,自動補償手段のリンク12の作用による垂直力NA,自動補償手段10全体の自重による垂直力NWの和よりなる。
【0024】
【数8】
Ntotal=NR+NA+NW
【0025】
ここで,ピックアップローラ15の回転トルクTによる垂直力NRは,Fd>Ffric になって供給が止まる瞬間,ピックアップローラ15の回転トルクが垂直力を増加させる方向に働く。その最大値は図12を参照すれば,次式によって算出される。
【0026】
【数9】
【0027】
ここで,Tはピックアップローラ15の回転トルク,rはピックアップローラ15の半径であり,βは印刷媒体接触角である。
【0028】
また,自動補償手段のリンク12の作用による垂直力NAはやはりピックアップローラ15による送出力Ffricが供給抵抗力Fdと平衡をなして回転を止めた状態で発生する。その最大値は図13を参照すれば,次式によって算出される。
【0029】
【数10】
【0030】
ここで,Lは自動補償手段のリンク12の長さ,Tはピックアップローラ15の回転トルク,βは印刷媒体接触角である。
【0031】
自動補償手段10の自重による垂直力NWは,図14を参照すれば,次式によって算出される。
【0032】
【数11】
【0033】
ここで,Wは自動補償手段10全体の自重,Dは第1歯車13aの中心から自動補償手段10の重心までの距離,Lは自動補償手段のリンク12の長さである。
【0034】
従って,数式9,数式10,数式11を数式8に代入すれば,数式8は次式のように表示される。
【0035】
【数12】
【0036】
Ntotalは供給抵抗発生時ピックアップローラ15に作用する最大垂直力であって数式4の条件を満たすまで作用する。しかし,実際ほとんどの正常供給動作では,この最大垂直力が作用する前に印刷媒体が進む。それから自重による垂直力NWによるピックアップローラ15の摩擦による送出力Ffricが供給抵抗力Fdを越えなければ,NR,NAが働いて自動に垂直力が次第に増加し,垂直力が増加すれば数式6によって摩擦による送出力Ffricが増加するので,結局,数式4の条件を満たすようになって印刷媒体が進む。
【0037】
数式12からピックアップローラ15の半径rとリンク12の長さLを約1:5に設定すれば,印刷媒体接触角βと垂直力Ntotalの関係は図15のグラフのような傾向を示し,印刷媒体接触角βが約45度で最大値を示す。
【0038】
搭載された印刷媒体30の最上の一枚の印刷媒体だけが供給されるようにするためには数式4から分かるように,ピックアップローラ15による一枚目の印刷媒体送出力Ffricと二枚目以降の印刷媒体が供給方向に移動されようとする力,すなわちFdoubleの間に適正な力を選定して供給方向への進行を妨害する抵抗力Fdが作用するようにすべきである。
【0039】
ところが,プリンタ本体内部に印刷媒体30の供給が続いて印刷媒体の積載高さhが次第に低くなれば,自動補償手段のリンク12と印刷媒体30がなす印刷媒体接触角βが変る。すなわち,図11に示した通り,印刷媒体接触角は角β1から角β2に変る。
【0040】
印刷媒体接触角の変化量 Δθ(=β2−β1) は,1)印刷媒体積載高さhに比例し,2)リンクの長さLに反比例し,3)印刷媒体接触角初期設定値β1またはβ2に比例する。
【0041】
参考に,図11においてβ2が0°〜90°まで変わるとき,印刷媒体接触角の変化量Δθは,
【0042】
【数13】
【0043】
から
【0044】
【数14】
【0045】
に大幅に変る。従って,一般にβ2は,7°〜15°になるように設定する。
【0046】
【発明が解決しようとする課題】
しかし,このような印刷媒体接触角の範囲では,図15のグラフに示した通り,β1とβ2において急激な垂直力の変化を伴うため,供給カセット20に最大の印刷媒体30が積載される場合に,一枚目の印刷媒体を供給する時と最後の印刷媒体を供給する時の垂直力Ntotalの差が大きく,上述した数式4を満たさない場合が発生する恐れがある。すなわち,FfricとFdoubleの変化が大きくて数式4を満たさないので,ミスフィードや二枚以上が供給される重送などの供給エラーが発生する問題点があった。
【0047】
また,前述した供給抵抗力Fdは,印刷媒体の種類,すなわち,印刷媒体の剛性によって相違に作用するので,多種の印刷媒体が数式4を満たすためにはFfricとFdoubleの変化範囲ができる限り小さくなるように設定すべきである。
【0048】
本発明は上述した問題点を解決するために案出されたもので,その目的は,印刷媒体の積載高さによってピックアップローラに作用する垂直力の変化量を最小化することによって供給エラーが発生せず,多種の印刷媒体を使用する場合も供給エラーが発生する恐れの少ないプリンタの印刷媒体供給装置を提供することにある。
【0049】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るプリンタの印刷媒体供給装置は,複数枚の印刷媒体を積層収容する供給カセットと,駆動源と,駆動源によって回転駆動される駆動歯車と,駆動歯車の回転に連動して回転する従動歯車と,一端は駆動歯車の回転軸に回動自在に取り付けられ,他端は従動歯車の回転軸に取り付けられ,上記供給カセットに積載された印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ他端が下向きに旋回する棒状の第1リンクと,従動歯車の回転に連動して回転するピックアップ歯車と,ピックアップ歯車と同軸結合され,印刷媒体の上面を加圧した状態で回転することによって印刷媒体を一枚ずつプリンタ本体内部に供給するピックアップローラと,一端は従動歯車の回転軸に回動自在に取り付けられ,他端はピックアップ歯車の回転軸に結合され,供給カセットに積載された印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ他端が下向きに旋回して,ピックアップローラと印刷媒体との上面との接触を維持させる棒状の第2リンクと,一端はピックアップローラの回転軸に結合され,他端はプリンタ本体の一側に回動自在に取り付けられ,給紙カセットに積載された印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ他端が下向きに旋回し,ピックアップローラと印刷媒体との上面との接触を維持するようにさせる支持アームとを含んで構成され,供給カセットに収容された印刷媒体の積載高さの変化によるピックアップローラの上下動によって第1リンク及び第2リンクが回転し,その第1リンク及び第2リンクの回転に応じたピックアップローラに作用する垂直力が,生じることにより,支持アームと連結するピックアップローラの印刷媒体に対する垂直力は,供給カセットに収容された印刷媒体の積載の高さが変化しても略一定である。
【0050】
上記構成でさらに,駆動歯車と従動歯車との間には,駆動歯車の回転トルクを従動歯車に伝達する複数個のリンク歯車が介在されており,従動歯車とピックアップ歯車との間には従動歯車の回転トルクをピックアップ歯車に伝達するアイドル歯車が介在されているように構成してもよい。
【0051】
そして,ピックアップ歯車,リンク歯車,従動歯車,アイドル歯車,及びピックアップ歯車は略同一な形状で形成されることが好ましい。
【0052】
また,供給カセットの供給側の一端に設けられ,印刷媒体の先端と接触する分離壁をさらに含んでいてもよい。その分離壁は,その上端が供給方向に傾斜して形成されることが好ましい。
【0053】
以上のような構成を有する本発明に係るプリンタの印刷媒体供給装置は,連続供給による印刷媒体積載高さの変化による印刷媒体接触角の変化量を最小化することによってプリンタの印刷媒体供給装置のピックアップローラに作用する垂直力の変化を最小化するので,供給エラーが発生せず,多種の印刷媒体を使用する場合も供給エラーが発生する場合恐れが減少する。
【0054】
【発明の実施の形態】
以下,添付した図面に基づき本発明の実施形態によるプリンタの印刷媒体供給装置について説明する。
【0055】
図1は,本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置を示す正面図,図2は,本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の自動補償手段を示す斜視図である。図1及び図2を参照すれば,本発明の実施形態によるプリンタの印刷媒体供給装置は,第1リンク組立体43,第2リンク組立体45,ピックアップローラ47,支持アーム49及び供給カセット20と,を備えて構成される。
【0056】
第1リンク組立体43は,第1リンク42上に組立てられた4個の略同一な歯車43a,43b,43c,43dよりなる歯車列からなり,一端の駆動歯車43aがピックアップ軸41に結合されていて,ピックアップ軸41が回転すれば,これと共に回転して第1及び第2リンク歯車43b,43cを介して従動歯車43dに回転トルクを伝達する。
【0057】
本実施形態では第1リンク組立体43に2個のリンク歯車43b,43cを使用したが,リンク歯車は必ずしも2個に限られない。プリンタのサイズによって,適当な数のリンク歯車を取り付けることができる。
【0058】
ピックアップ軸41は,プリンタ本体に設けられた駆動源(図示せず)に連結され駆動源の動力を駆動歯車43aに伝達する。第1リンク42は,ピックアップ軸41の駆動歯車の軸に回動自在に取り付けられていて,供給が連続して印刷媒体30の積載高さが低くなるにつれてピックアップ軸41を中心に下向きに旋回する。
【0059】
第2リンク組立体45は,第2リンク46上に組立られた3個の略同一な歯車45a,45b,45cよりなる歯車列であり,一端に存する副駆動歯車45aが第1リンク42の他端に設けられた従動歯車43dの軸44と同軸上に,一定距離を離隔して設置されている。従って,第1リンク組立体43の従動歯車43dが回転すれば,第2リンク組立体45の副駆動歯車45a,アイドル歯車45bを通してピックアップ歯車45cが回転する。
【0060】
第2リンク46は,第1リンク組立体43の従動歯車軸44に回動自在に取り付けられており,第1リンク42と同様に印刷媒体30の積載高さhによって従動歯車軸44を中心に下向きに旋回する。
【0061】
本実施形態では第2リンク組立体45に1個のアイドル歯車45bを使用したが,アイドル歯車45bは必ずしも1個に限られない。第1リンク組立体43のリンク歯車と同様にプリンタのサイズによって,適当な数のアイドル歯車を設けることができる。
【0062】
ピックアップローラ47は,第2リンク46の他端であるピックアップ歯車45cと同軸48上に離隔されて組立てられ,第2リンクのピックアップ歯車45cが回転すればピックアップローラ47も共に回転する。
【0063】
支持アーム49は,一端はプリンタ本体の一側に設けられた旋回軸50を中心に回動自在に取り付けられ,他端はピックアップローラの回転軸48に回動自在に取り付けられている。従って,印刷媒体30がプリンタ本体に供給されるにつれ積載高さhが低くなれば,これによって支持アーム49も一端の旋回軸50を中心に下向き旋回する。そして,支持アーム49の他端に旋回自在に取り付けられたピックアップローラ47も支持アーム49の旋回軸50を中心に回動して低くなる。このため,印刷媒体30の上側に垂直力を加え続けることができる。
【0064】
すなわち,継続的な供給によって印刷媒体30の積載高さhが次第に低くなっても,第1リンク42と第2リンク46及び支持アーム49の組み合わせによってピックアップローラ47は印刷媒体30を加圧し続けることができる。
【0065】
供給カセット20はピックアップローラ47の下側に設けられ,複数枚の印刷媒体30を積載収容することができる。
【0066】
分離壁23は供給カセット20の供給方向に設けられ,印刷媒体30が積載される底面と鈍角をなすように設けられている。
【0067】
本実施形態では,第1リンク組立体43と第2リンク組立体45で歯車列による動力の伝達を行なうようにしたが,他の実施形態として動力伝達を歯車列でないタイミングプーリとベルトで行なうプリンタの印刷媒体供給装置を構成することができる。すなわち,駆動歯車43aとに従動歯車43dにタイミングプーリを使用しタイミングベルトで両プーリを連結して動力伝達を行なう。副駆動歯車45aとピックアップ歯車45cの場合も同様に構成することができる。
【0068】
また,他の実施形態として,本実施形態の歯車の代りに摩擦車を使用して動力伝達をするプリンタ印刷媒体供給装置を構成することもできる。
【0069】
以下,上述したように構成された本発明に係るプリンタの印刷媒体供給装置の作用を説明する。
【0070】
プリンタ本体に設けられた駆動源(図示せず)から動力を伝達されピックアップ軸41が回転すれば,ピックアップ軸41に取り付けられた第1リンク組立体43の駆動歯車43aが同時に回転し始める。駆動歯車43aの回転は,歯車列をなす第1,第2リンク歯車43b,43cを通して従動歯車43dを回転させる。従動歯車43dが回転すれば,従動歯車43dと同一軸44上に取り付けられている第2リンクの副駆動歯車45aも回転する。副駆動歯車45aの回転は,歯車列をなすアイドル歯車45bを通してピックアップ歯車45cに伝達され,ピックアップ歯車45cも回転する。ピックアップ歯車45cが回転すれば,ピックアップ歯車45cと同一軸48上に取り付けられているピックアップローラ47も回転する。
【0071】
ピックアップローラ47が回転すれば,ピックアップローラ47と印刷媒体30との摩擦力によって供給カセット20の上側に積載された印刷媒体が供給方向に進む。そして,分離壁23によって最上に置かれた印刷媒体1枚だけが分離され,プリンタ本体内部に供給される。
【0072】
この際,印刷媒体が一枚ずつ分離されるためには前述した数式4,すなわち
【0073】
【数15】
Fpick>Ffric>Fd>Fdouble
【0074】
を満たすべきである。
ここで,Fpickはピックアップローラ15の回転による供給力であり,Ffricはピックアップローラ15と印刷媒体30の摩擦による印刷媒体の送出力であり,Fdは一枚一枚の分離のための分離壁23によって発生する印刷媒体先端の抵抗力であり,Fdoubleは一枚目ではなく二枚目の印刷媒体が供給されようとする送出力である。
【0075】
上述した通り,ピックアップローラ47の回転トルクによる供給力Fpickと供給抵抗力Fdは,駆動源の回転トルク,ピックアップローラ47の半径と印刷媒体30の剛性によって定められるため,印刷媒体30の積載高さhが低くなっても一定した値を維持する。一方,ピックアップローラ47と印刷媒体30の摩擦による印刷媒体送出力Ffricと二枚目印刷媒体の送出力Fdoubleはピックアップローラ15が印刷媒体30を加圧する垂直力Ntotalが変れるにつれ変る変数として作用する。従って,本発明に係るプリンタの印刷媒体供給装置において印刷媒体30の積載高さhが低くなる場合,ピックアップローラ47が印刷媒体30を加圧する垂直力Ntotalの変化を注視する必要がある。
【0076】
供給カセット20に最大に積載された印刷媒体30は,印刷を続けるにつれ積載高さhが低くなる。これによって第1リンク42はピックアップ軸41を基準として反時計方向に,第2リンク46は従動歯車軸44を基準に時計方向に,支持アーム49はプリンタ本体の一側に設けられた旋回軸50を中心に,反時計方向にそれぞれ回動する。
【0077】
図3,図4は,本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置において供給カセットに印刷媒体が最大に積載された場合の印刷媒体接触角を示す図である。図3を参照すれば,角A1は,ピックアップ軸41の中心を経て供給カセット20の底面と平行な平面と第1リンク42がなす第1リンク角である。また,角B1は,第1リンク43の従動歯車軸44の中心を経て供給カセット20の底面と平行な平面と第2リンク46がなす第2リンク角である。そして,角β1は,ピックアップローラ軸48の中心を経て供給カセット20の底面と平行な平面と支持アーム49がなす角,すなわち,印刷媒体接触角としての初期設定値である。また,hは,供給カセット20に印刷媒体30を最大に積載した場合の印刷媒体30の積載高さである。そして,L1は,第1リンク42の長さであって駆動歯車(ピックアップ軸)41の中心と従動歯車軸44の中心間の距離である。L2は,第2リンク46の長さであって従動歯車43dまたは副駆動歯車45aの中心とピックアップ歯車45cの中心間の距離であり,Lは,支持アーム49の長さであってプリンタの本体に設けられた一端の旋回軸50の中心とピックアップローラ軸48の中心間の距離である。また,Tは,駆動源が伝達する回転トルクを表示する。
【0078】
図4を参照すれば,角A2,B2,β2は図3の角A1,B1,β1に対応する角度であって,最後の印刷媒体を供給する場合の角度を示す。
【0079】
本実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置において,ピックアップローラ47が印刷媒体30を加圧する垂直力Ntotalは,次のように表せる。
【0080】
【数16】
Ntotal=NL1+NL2+NR+NW
【0081】
ここで,NL1は第1リンク42の回転に応じて発生する垂直力であり,NL2は2リンク46の回転に応じて発生する垂直力であり,NRはピックアップローラ47の回転トルクによって発生する垂直力であり,NWは自動補償手段40の自重によって発生する垂直力である。
【0082】
図5,図6,図7,図8は,本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置において第1リンクの回転に応じてピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。まず,NL1は図5を参照すれば,次式で計算することができる。
【0083】
【数17】
【0084】
ここで,L1は第1リンク42の長さであり,Tは駆動源の回転トルク,A2はピックアップ軸41の中心を経て供給カセット20の底面と並んだ平面と第1リンク42がなす第1リンク角である。
【0085】
次に,第2リンク46の回転に応じて発生する垂直力NL2は図6を参照すれば,次式で計算することができる。
【0086】
【数18】
【0087】
ここで,L2は第2リンク46の長さ,Tは駆動源の回転トルク,B2は第1リンク42の従動歯車軸44の中心を経て供給カセット20の底面と平行な平面と第2リンク46がなす第2リンク角である。
【0088】
また,ピックアップローラ47の回転トルクによって発生する垂直力NRは,図7を参照すれば次式で算出される。
【0089】
【数19】
【0090】
ここで,Tは駆動源の回転トルク,rはピックアップローラ47の半径,βは印刷媒体接触角である。
【0091】
最後に,NWは自動補償手段40,すなわち第1リンク組立体43,第2リンク組立体45,支持アーム49及びピックアップローラ47の自重による垂直力である。図8を参照すれば,自動補償手段40の重心が印刷媒体接触角βの変化によってほぼ垂直に昇降すると見られる。従って,NWはほぼ一定した値を有する定数として取り扱える。
【0092】
従って,印刷媒体30の残量によるピックアップローラ47が印刷媒体30を加圧する垂直力Ntotalの変化傾向は,数式16でほぼ一定した値を有する自動補償手段40の自重による垂直力NWを省いて簡単に表せる。
【0093】
NWを省略したピックアップローラ47が印刷媒体30を加圧する垂直力NtotalをNΣとすれば,NΣは次式で表現することができる。
【0094】
【数20】
【0095】
ここで,Tはピックアップローラ47の回転トルク,L1は第1リンク42の長さ,L2は第2リンク46の長さ,rはピックアップローラ47の半径,Aは第1リンク角,Bは第2リンク角,βは印刷媒体接触角である。
【0096】
図9は,本発明の実施形態に係るプリンタの給紙装置印刷媒体供給装置において用紙印刷媒体接触角と垂直力との関係を示すグラフである。図9に示した通り,曲線▲1▼は印刷媒体接触角βの変化に伴う垂直力NΣの変化傾向を,曲線▲2▼は第2リンク46によってピックアップローラ47に作用する垂直力の変化傾向を,曲線▲3▼は第1リンク42によってピックアップローラ47に作用する垂直力の変化傾向を,曲線▲4▼はピックアップローラ47の回転トルクによってピックアップローラ47に作用する垂直力の変化傾向を示す。曲線▲1▼は,曲線▲2▼,曲線▲3▼,曲線▲4▼の和で求められる。
【0097】
図9のグラフは数式20において垂直力NΣの変化を調べるため,第1リンク42の長さL1と第2リンク46の長さL2及びピックアップローラ47の半径rの比が一定した値,すなわちL1:L2:r=3:2:1.5程度の比とし,第1及び第2リンク組立体43,45を構成する歯車は略同一な歯車を使用して回転トルクTが一定に作用するようにして得られた結果である。また,支持アーム49と印刷媒体30がなす角度である印刷媒体接触角βの変化量は,第1リンク角Aまたは第2リンク角Bの変化量の2倍程度の角度になるよう設定した条件下で求めたものである。
【0098】
図9に示した曲線▲1▼を参照すれば,一般に適用される印刷媒体接触角βの範囲である7°〜15°の範囲でピックアップローラ47に作用する垂直力NΣの変化傾向はほぼ一定であることが分かる。このように垂直力NΣの変化傾向が一定したことは,印刷媒体高さの変化に伴う垂直力の変化が第1リンク42,第2リンク46,支持アーム49間に相殺されるように構成されたからである。これは,従来の技術によるプリンタ印刷媒体供給装置のピックアップローラ15に作用する垂直力の変化を示した図15のグラフと比較すれば明らかに分かる。
【0099】
すなわち,図15のグラフを参照すれば,β1とβ2においてプリンタ印刷媒体供給装置のピックアップローラ15に作用する垂直力Ntotalの差が大きいので,供給カセット20に最大の印刷媒体30が積載された場合,一枚目の印刷媒体を供給する時と最後の印刷媒体を供給するときの上述した数式,すなわち,
【0100】
【数21】
Fpick>Ffric>Fd>Fdouble
【0101】
を満たさない場合が発生するおそれがあった。
しかし,図9の曲線を参照すれば,本実施形態のプリンタの印刷媒体供給装置においては印刷媒体接触角βが約7°〜15°範囲で変化する際,ピックアップローラ47に作用する垂直力NΣが比較的に均一に作用するので,次式,
【0102】
【数22】
Fpick>Ffric>Fd>Fdouble
【0103】
を満たすことができる。
また,FfricとFdoubleの変化量が少ないため,多種の印刷媒体を使用しても数式22を満たすことができる。
【0104】
以上述べたように通り,本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置及びプリンタは,連続的な供給による印刷媒体積載高さの変化に伴う印刷媒体接触角の変化量を最小化することによってプリンタの印刷媒体供給装置のピックアップローラに作用する垂直力の変化を最小化したので供給エラーが発生せず,多種の印刷媒体を使用する場合も供給エラーの発生が減少する。
【0105】
以上,添付図面を参照しながら本発明のプリンタの印刷媒体供給装置及びプリンタの好適な実施形態について説明したが,本発明はこれらの例に限定されない。いわゆる当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0106】
【発明の効果】
本発明によって,印刷媒体積載高さの変化に伴う印刷媒体接触角の変化が最小化され,供給エラーが発生せず,多種の印刷媒体を使用する場合も供給エラーが発生しないプリンタの印刷媒体供給装置,及びプリンタが提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置を示す正面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の自動補償手段を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の,供給カセットに印刷媒体が最大に積載された場合の印刷媒体接触角を示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の,供給カセットの最後の印刷媒体を供給する場合の印刷媒体接触角を示す図である。
【図5】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の,第1リンクの回転に応じてピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。
【図6】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の,第2リンクの回転に応じてピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。
【図7】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の,ピックアップローラの回転トルクによってピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。
【図8】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の,自動補償手段の自重によってピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。
【図9】本発明の実施形態に係るプリンタの印刷媒体供給装置の,印刷媒体接触角と垂直力との関係を示すグラフである。
【図10】従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置を示した概略的な構成図である。
【図11】従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,印刷媒体の積載高さによる印刷媒体接触角の変化を示す図である。
【図12】従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,ピックアップローラの回転トルクによってピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。
【図13】従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,自動補償手段のリンクによってピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。
【図14】従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,自動補償手段の自重によってピックアップローラに作用する垂直力を説明するための簡略図である。
【図15】従来の技術によるプリンタの印刷媒体供給装置の,印刷媒体接触角の変化と垂直力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
20 供給カセット
30 印刷媒体
41 ピックアップ軸
42 第1リンク
43 第1リンク組立体
43a,43b,43c,43d 歯車
44 従動歯車軸
45 第2リンク組立体
45a 副駆動歯車
45b アイドル歯車
45c ピックアップ歯車
46 第2リンク
47 ピックアップローラ
48 ピックアップローラの回転軸
49 支持アーム
50 旋回軸
Claims (17)
- 複数枚の印刷媒体を積載収容する供給カセットと,
駆動源と,
前記駆動源によって回転駆動する駆動歯車と,
前記駆動歯車の回転に連動して回転する従動歯車と,
一端は前記駆動歯車の回転軸に回動自在に取り付けられ,他端は前記従動歯車の回転軸に取り付けられ,前記供給カセットに積載された前記印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ前記他端が下向きに旋回する棒状の第1リンクと,
前記従動歯車の回転に連動して回転するピックアップ歯車と,
前記ピックアップ歯車と同軸結合され,前記印刷媒体の上面を加圧した状態で回転することによって前記印刷媒体を一枚ずつプリンタ本体内部に供給するピックアップローラと,
一端は前記従動歯車の回転軸に回動自在に取り付けられ,他端は前記ピックアップ歯車の回転軸に結合され,前記供給カセットに積載された印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ前記他端が下向きに旋回して,前記ピックアップローラと前記印刷媒体との上面との接触を維持させる棒状の第2リンクと,
一端は前記ピックアップローラの回転軸に結合され,他端は前記プリンタ本体の一側に回動自在に取り付けられ,前記給紙カセットに積載された印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ前記他端が下向きに旋回し,前記ピックアップローラと前記印刷媒体との上面との接触を維持するようにさせる支持アームと,
を備え,
前記供給カセットに収容された前記印刷媒体の積載高さの変化による前記ピックアップローラの上下動によって前記第1リンク及び第2リンクが回転し,その第1リンク及び第2リンクの回転に応じた前記ピックアップローラに作用する垂直力が,生じることにより,前記支持アームと連結する前記ピックアップローラの前記印刷媒体に対する垂直力は,前記供給カセットに収容された前記印刷媒体の積載の高さが変化しても略一定であることを特徴とするプリンタの印刷媒体供給装置。 - 前記駆動歯車と前記従動歯車との間には,前記駆動歯車の回転トルクを前記従動歯車に伝達するリンク歯車が介されることを特徴とする請求項1に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記リンク歯車は複数個であることを特徴とする請求項2に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記従動歯車と前記ピックアップ歯車との間には,前記従動歯車の回転トルクを前記ピックアップ歯車に伝達するアイドル歯車が介されることを特徴とする請求項1,2,または3のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記第1リンクと前記第2リンクは,前記従動歯車の回転軸を中心に互いに所定角度をなすことを特徴とする請求項1,2,3,または4のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記ピックアップ歯車,前記リンク歯車,前記従動歯車,前記アイドル歯車,及び前記ピックアップ歯車は,略同一の形状で形成されることを特徴とする請求項1,2,3,4,または5のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記第1リンクの長さは前記第2リンクの長さよりも長いことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,または6のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記第2リンクの長さは前記ピックアップローラの半径よりも長いことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,または7のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記第1リンクの長さと,前記第2リンクの長さと,前記ピックアップローラの半径は,3:2:1.5の比率で形成されることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,または8のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記印刷媒体接触角の変化量は,前記第1リンク角または前記第2リンク角の変化量の略2倍であることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,または9のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記供給カセットの供給側一端に設けられ,前記印刷媒体の先端と接触する分離壁をさらに備えることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,または10のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記分離壁は,その上端が供給方向に傾斜して形成されることを特徴とする請求項11に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 前記従動歯車と同軸結合され,前記ピックアップ歯車と噛合する副駆動歯車をさらに備えることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,または12のうちのいずれか1項に記載のプリンタの印刷媒体供給装置。
- 本体と,
複数枚の印刷媒体を積層収容する供給カセットと,
駆動源と,
前記駆動源によって回転駆動する駆動歯車と,
前記駆動歯車の回転に連動して回転する従動歯車と,
一端は前記駆動歯車の回転軸に回動自在に取り付けられ,他端は前記従動歯車の回転軸に取り付けられ,前記供給カセットに積載された前記印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ前記他端が下向きに旋回する棒状の第1リンクと,
前記従動歯車の回転に連動して回転するピックアップ歯車と,
前記ピックアップ歯車と同軸結合され,前記印刷媒体の上面を加圧した状態で回転することによって前記印刷媒体を一枚ずつプリンタ本体内部に供給するピックアップローラと,
一端は前記従動歯車の回転軸に回動自在に取り付けられ,他端は前記ピックアップ歯車の回転軸に取り付けられ,前記供給カセットに積載された印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ前記他端が下向きに旋回して,前記ピックアップローラと前記印刷媒体との上面との接触を維持させる棒状の第2リンクと,
一端は前記ピックアップローラの回転軸に結合され,他端は前記本体の一側に回動自在に取り付けられ,前記給紙カセットに積載された印刷媒体の積載の高さが低くなるにつれ前記他端が下向きに旋回し,前記ピックアップローラと前記印刷媒体との上面との接触を維持するようにさせる支持アームと,
を備え,
前記供給カセットに収容された前記印刷媒体の積載高さの変化による前記ピックアップローラの上下動によって前記第1リンク及び第2リンクが回転し,その第1リンク及び第2リンクの回転に応じた前記ピックアップローラに作用する垂直力が,生じることにより,前記支持アームと連結する前記ピックアップローラの前記印刷媒体に対する垂直力は,前記供給カセットに収容された前記印刷媒体の積載の高さが変化しても略一定であることを特徴とするプリンタ。 - 前記供給カセットの供給側一端に設けられ,前記印刷媒体の先端と接触する分離壁をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載のプリンタ。
- 前記分離壁は,その上端が供給方向に傾斜して形成されることを特徴とする請求項14又は15に記載のプリンタ。
- 前記従動歯車と同軸結合され,前記ピックアップ歯車と噛合する副駆動歯車をさらに備えることを特徴とする請求項14,15,または16のうちのいずれか1項に記載のプリンタ。
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