JP5432760B2 - ピンチロール装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙等のメディアを挟み込むピンチロール装置に関する。

従来から、プリンタ等において、紙等のメディアを挟み込むピンチロール装置が用いられている。特許文献１には、回転可能な保持シャフトと、保持シャフトに保持されたピンチローラとを備えたピンチロール装置が開示されている。ピンチローラは、保持シャフトの軸方向に沿って複数設けられている。メディアを挟み込む際には、保持シャフトを回転させることにより、ピンチローラをメディアに接近する方向に移動させる。

特開２００６−９５８２２号公報

ところで、近年、プリンタ等の高度化に伴い、同一のプリンタ等において様々な厚みのメディアが利用されることがある。ところが、メディアの厚みが異なると、プリンタ等の動作の精度が低下するおそれがある。例えば、インクジェットプリンタでは、メディアの厚みが異なると、インクがインクジェットヘッドから吐出されてからメディアに着弾するまでの時間に差が生じ、印刷の品質が低下してしまうおそれがある。そこで、メディアの厚みを検出することのできる汎用的なセンサを設けることが考えられるが、そのようなセンサは高価である。そのため、プリンタ等の大幅なコストアップを招くという問題がある。

一方、プリンタ等には、メディアを挟み込むピンチロール装置が内蔵されている。そのため、ピンチロール装置を利用してメディアの厚みを検出することができれば、高価なセンサを新たに付加する必要はない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、メディアの厚みを検出することのできるピンチロール装置を提供することにある。

本発明に係るピンチロール装置は、メディアを支持するプラテンと、前記メディアを挟んで前記プラテンと対向する位置に配置され、主走査方向に並んだ複数のピンチローラと、前記ピンチローラを前記プラテンに接近する方向に移動させる駆動装置と、前記ピンチローラの移動量を検出する移動量検出装置と、前記ピンチローラの接触を検出するセンサと、前記プラテン上に前記メディアを配置せずに前記駆動装置を駆動する第１の動作と、前記プラテン上に前記メディアを配置して前記駆動装置を駆動する第２の動作とを実行する制御装置と、前記第１の動作の際に前記ピンチローラが前記プラテンと接触したときの前記移動量と、前記第２の動作の際に前記ピンチローラが前記メディアと接触したときの前記移動量とから、前記メディアの厚みを検出する厚み検出装置と、を備えたものである。

本発明によれば、メディアの厚みを検出することのできるピンチロール装置を実現することができる。

プリンタの斜視図である。 ピンチロール装置の一部の斜視図である。 ピンチローラが下方に位置しているときのピンチ部材の正面図である。 ピンチローラが上方に位置しているときのピンチ部材の正面図である。 図３のＶ−Ｖ線断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 カムの斜視図である。 カムの平面図である。 カムの右側面図である。 ピンチロール装置の平面図である。 ピンチロール装置の正面図である。 厚み検出装置のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態に係るピンチロール装置を説明する。図１に示すように、本実施形態に係るピンチロール装置２０は、インクジェット式のプリンタ１に搭載されている。まず、プリンタ１について説明する。以下の説明では、図示のＹ方向を主走査方向または左右方向といい、Ｙ方向と直交する方向であるＸ方向を副走査方向または前後方向という。

プリンタ１は、左右方向に延びるガイドレール２と、ガイドレール２に沿って左右方向に移動可能なインクジェットヘッド３とを備えている。また、プリンタ１は、メディアである記録紙１０を支持するプラテン４を備えている。プラテン４には、グリッドローラ５が設けられている。グリッドローラ５は、図示しないフィードモータによって駆動される。ガイドレール２はプラテン４の上方に配置されている。プラテン４の左右の端部には、サイドカバー６Ｌ，６Ｒがそれぞれ配置されている。右側のサイドカバー６Ｒには、操作パネル７が設けられている。サイドカバー６Ｒの内部には、制御装置５０が設けられている。

詳細は後述するが、ピンチロール装置２０はピンチローラ２１（図２参照）を備えており、ピンチローラ２１とグリッドローラ５との間に記録紙１０を挟み込むものである。記録紙１０がピンチローラ２１とグリッドローラ５との間に挟み込まれた状態でグリッドローラ５が回転すると、記録紙１０は前方または後方に搬送される。

インクジェットヘッド３は左方または右方に移動する際に、記録紙１０に向かってインクを吐出する。これにより、記録紙１０に印刷が行われる。インクジェットヘッド３が一走査分の印刷を終了すると、グリッドローラ５が回転し、記録紙１０が前方に所定量搬送される。以下、同様の動作が繰り返され、記録紙１０上に所定の画像等が形成される。

次に、ピンチロール装置２０の構成を説明する。図２に示すように、ピンチロール装置２０は、左右方向に配列された複数のピンチ部材２２と、それらピンチ部材２２を連結するワイヤ２３と、ワイヤ２３の巻き取りおよび送り出しを行うモータ２４とを備えている。

図３に示すように、ピンチ部材２２は、ピンチローラ２１を回転自在に支持する支持体２５と、支持体２５を支持するベース部材２６と、カム４０とを備えている。

ベース部材２６は、折り曲げ加工された板金によって構成されている。ベース部材２６の左片２６ａと右片２６ｂとには、左右方向に延びる軸２７および軸２８が支持されている。軸２７は軸２８の上方に配置されている。図５に示すように、ベース部材２６の上片２６ｃの後端部には、下方に延びるガイド片２６ｄが設けられている。ベース部材２６の上片２６ｃの前端部には、上方に延びる取付片２６ｅが設けられている。図３に示すように、取付片２６ｅには、孔３２が形成されている。図示は省略するが、これらの孔３２にねじ等の固定具が挿入されることによって、ベース部材２６はプリンタ１のガイドレール２またはその近傍の部分に固定される。

図５に示すように、支持体２５の前後方向の略中央には、軸２８が貫通している。支持体２５は、この軸２８に回転自在に支持されている。支持体２５の前側部分には、左右方向に延びる軸２１ａが設けられている。ピンチローラ２１は、軸２１ａに回転自在に支持されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、左右に並ぶ２つのピンチローラ２１が設けられている。ただし、ピンチローラ２１の個数は何ら限定される訳ではない。図５に示すように、支持体２５の後側部分には、後述するカム４０のカム面４１と接触する接触部２９が形成されている。また、支持体２５の後側部分には、引っ張りばね３１の後端部が引っ掛けられた係止部３０が設けられている。引っ張りばね３１の前端部は、軸２７に引っ掛けられている。軸２７は軸２８の上方に位置しているので、支持体２５は引っ張りばね３１により、図５における反時計回り方向の力を常時受けている。そのため、引っ張りばね３１によって、ピンチローラ２１には常時下向きの力が働いている。

支持体２５には、ピンチローラ２１の接触を検出するセンサ３８が設けられている。センサ３８は、ピンチローラ２１がプラテン４または記録紙１０に接触すると、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わるように構成されている。ただし、センサ３８のＯＮ／ＯＦＦ状態は、その逆であってもよい。また、ピンチローラ２１の接触を検出するセンサ３８は、支持体２５以外の場所に設けられていてもよい。なお、前述したように、ピンチ部材２２は左右方向に複数配置されているが、センサ３８は、少なくとも一つのピンチ部材２２に設けられていればよく、すべてのピンチ部材２２に設けられている必要はない。センサ３８の設置個数および設置箇所は、ピンチ部材２２の個数に応じて、適宜に選定することができる。本実施形態では、センサ３８は３箇所に設けられており、左端付近、中央付近、右端付近に位置するピンチ部材２２にそれぞれ設けられている。

図７に示すように、カム４０は、右側から左側に行くほど下方に傾斜したカム面４１を有している。カム面４１の前後方向の幅Ｗは、右側から左側に行くほど狭くなっている。図８および図９に示すように、カム４０の後側には、ガイド部材４２が設けられている。本実施形態では、カム４０およびガイド部材４２は、合成樹脂によって一体成型されている。図９に示すように、カム４０とガイド部材４２との間には、下方に凹んだ溝４３が形成されている。図５に示すように、この溝４３にはガイド片２６ｄが摺動自在に嵌め込まれる。カム４０に左右方向の力が加えられたときに、ガイド片２６ｄはカム４０を左右方向に案内する役割を果たす。

図８に示すように、ガイド部材４２には孔４４が形成されている。この孔４４には、ワイヤ２３とガイド部材４２とを固定するための固定具４６（図１０参照）が嵌め込まれる。ただし、ワイヤ２３とガイド部材４２とを固定するための構造は何ら限定されない。例えば、ガイド部材４２にワイヤ２３と係合する部分を設け、固定具等を用いずにガイド部材４２とワイヤ２３とを直接接続してもよい。また、ワイヤ２３とカム４０とは、ガイド部材４２を介して間接的に接続されていなくてもよい。ワイヤ２３とカム４０とは、直接接続されていてもよい。

図７に示すように、カム４０の上部には、左右方向に延びる孔４５が形成されている。図示は省略するが、この孔４５には、ベース部材２６に取り付けられたピンが挿入される。ピンは孔４５内を摺動自在である。ピンの下端部は外径が大きくなっており、その外径は孔４５の横幅よりも大きい。このピンにより、ベース部材２６からのカム４０の脱落が防止される。

図１０および図１１に示すように、モータ２４はピンチ部材２２よりも右方に配置されている。図示は省略するが、モータ２４はプリンタ１の右側のサイドカバー６Ｒの内部に配置されている。モータ２４は回転位置の検出が可能なモータである。本実施形態では、モータ２４はステッピングモータによって構成されている。ただし、モータ２４の種類は特に限定されず、例えば、エンコーダを有するサーボモータ等であってもよい。図１１に示すように、モータ２４の回転軸２４ａには、ねじ状の歯車すなわちウォーム３３が取り付けられている。プリンタ１の内部には、上下方向に延びる軸３４が回転可能に支持されている。軸３４の下端部には、ウォーム３３と噛み合うウォーム（図示せず）が形成されている。そのため、モータ２４が駆動すると、ウォーム３３の回転に伴って軸３４が回転する。軸３４には、ワイヤ２３の右側部分が巻き掛けられている。ワイヤ２３の左端には係止部材３５が固定されている。図示は省略するが、係止部材３５は、引っ張りばねを介してプリンタ１の内部に取り付けられている。このような構成により、モータ２４が所定の方向に回転すると、ワイヤ２３は軸３４に巻き取られ、右方向に移動することになる。一方、モータ２４が逆方向に回転すると、ワイヤ２３は軸３４から送り出され、左方向に移動することになる。

次に、ピンチロール装置２０の動作を説明する。プリンタ１に記録紙１０をセットする際には、モータ２４によってワイヤ２３が巻き取られる。これにより、図４に示すように、ワイヤ２３に連結されたカム４０は右方向にスライドする。すると、図６に示すように、支持体２５の接触部２９がカム面４１上を滑り、接触部２９はカム４０によって押し下げられる。その結果、支持体２５は、ばね３１の付勢力に抗して、軸２８を中心として時計回り方向に回転する。ピンチローラ２１は、プラテン４から離れるように上方に移動する。記録紙１０は、このような状態でピンチローラ２１とプラテン４との間に挿入される。

その後、モータ２４によってワイヤ２３が送り出されると、図３に示すように、カム４０は左方向にスライドする。すると、図５に示すように、支持体２５はばね３１の付勢力を受け、軸２８を中心として反時計回り方向に回転する。すると、支持体２５の接触部２９はカム面４１上を滑りながら上方に移動し、ピンチローラ２１はプラテン４に近づくように下方に移動する。その結果、ピンチローラ２１とプラテン４との間に記録紙１０が挟まれる。

本実施形態に係るピンチロール装置２０によれば、以下のようにして記録紙１０の厚みを検出することが可能である。図１２は、厚み検出装置６０のブロック図である。次に、図１２を参照しながら、記録紙１０の厚みを検出する方法について説明する。

まず、プラテン４上に記録紙１０を載せない状態で、ピンチローラ２１を下方に移動させる。すなわち、制御装置５０は、プラテン４上に記録紙１０を配置せずにモータ２４を駆動する第１の動作を実行する。そして、第１移動量検出部６１は、ピンチローラ２１がプラテン４と接触したときのカム４０の移動量、例えば所定位置からの移動量Ａ１を検出する。なお、ピンチローラ２１の接触は、前述したセンサ３８によって検出される。一方、モータ２４はステッピングモータであるので、カム４０の移動量はモータ２４のステップ数から演算することができる。このように、カム４０の移動量は、必ずしも直接検出しなくてもよく、間接的に検出するようにしてもよい。

次に、プラテン４上に記録紙１０を載せた状態で、ピンチローラ２１を下方に移動させる。すなわち、制御装置５０は、プラテン４上に記録紙１０を配置してモータ２４を駆動する第２の動作を実行する。そして、第２移動量検出部６２は、ピンチローラ２１が記録紙１０と接触したときのワイヤ２３の移動量Ａ２を検出する。次に、演算部６３は、第１の動作時の移動量Ａ１と第２の動作時の移動量Ａ２との差ΔＡ＝Ａ１−Ａ２を演算する。この移動量の差ΔＡは、記録紙１０の厚みに相当するワイヤ２３の移動量である。ワイヤ２３の移動量とピンチローラ２１の上下方向の移動量との関係は予め定められており、記憶部６５に記憶されている。演算部６４は、記憶部６５に記憶されている上記関係を参照し、ワイヤ２３の移動量の差ΔＡから、ピンチローラ２１の上下方向の移動量の差、すなわち記録紙１０の厚みＴを演算する。以上により、記録紙１０の厚みＴが検出される。

以上のように、本実施形態に係るピンチロール装置２０によれば、記録紙１０の厚みを検出することができる。記録紙１０の厚みが異なると、インクがインクジェットヘッド３から吐出されてから記録紙１０に着弾するまでの時間が異なってくる。具体的には、上記時間は、記録紙１０が薄いほど長くなり、記録紙１０が厚いほど短くなる。そのため、記録紙１０の厚みの違いにより、印刷の品質が低下してしまうおそれがある。しかし、プリンタ１によれば、記録紙１０の厚みを検出することができるピンチロール装置２０を備えているので、記録紙１０の厚みに応じてインクジェットヘッド３の動作を制御することができる。したがって、多様な記録紙１０に対して、質の高い印刷を行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るピンチロール装置２０によれば、ワイヤ２３を右方向に引っ張るだけで、記録紙１０を挟み込むことができる。そのため、従来技術（前述の特許文献１参照）のように、ピンチローラを保持する長尺の保持シャフトは不要であり、記録紙１０を挟み込む際に長尺の保持シャフトを回転させる必要がない。したがって、高度な加工精度が求められる保持シャフトが不要であり、ピンチロール装置２０のコストダウンを図ることができる。また、重量物である保持シャフトが不要となるので、ピンチロール装置２０の軽量化を図ることができる。

ピンチロール装置２０は、ワイヤ２３の巻き取りおよび送り出しを行うモータ２４を備えている。そのため、ピンチローラ２１の移動を自動化することができる。ただし、ワイヤ２３を手動で引っ張ることにより、ピンチローラ２１を移動させることも可能である。

本実施形態では、モータ２４は、回転位置の検出が可能なモータによって構成されている。そのため、比較的簡易な構成により、記録紙１０の厚みを検出することができる。

なお、本実施形態では、モータ２４がステッピングモータによって構成され、そのステップ数に基づいてピンチローラ２１の移動量（すなわち、昇降距離）を算出することとした。しかし、本明細書でいうところの「回転位置の検出が可能なモータ」は、ステッピングモータに限定される訳ではない。「回転位置の検出が可能なモータ」には、それ自体または他の機器と組み合わせられることにより、結果的に回転位置の検出が可能なモータのすべてが含まれる。モータ２４は他の種類のモータ、例えばサーボモータ等であってもよい。モータ２４がサーボモータの場合には、サーボモータに付属したエンコーダの回転ステップ数に基づいて、ピンチローラ２１の移動量を算出することができる。

ピンチロール装置２０において、左右方向に配列されたカム４０は、一斉に移動させることができれば足り、必ずしも互いに連結されている必要はない。ただし、本実施形態によれば、カム４０はワイヤ２３によって互いに連結されている。そのため、ワイヤ２３の一端を引っ張ることにより、すべてのカム４０を同時に移動させることができる。したがって、簡単な構成により、すべてのカム４０を一斉に移動させることができる。なお、カム４０を連結させる連結部材は、ワイヤ２３等の紐状体に限らず、その他の構成を有していてもよい。例えば、連結部材は細板板金等の中実の棒状体であってもよく、中空の棒状体であってもよい。

本発明において、カム４０の形状は何ら限定されない。カム４０は、左右方向の一方から他方に移動すると、ピンチローラ２１が記録紙１０に接近する方向に移動し、左右方向の他方から一方に移動すると、ピンチローラ２１が記録紙１０から離反する方向に移動するように構成されていればよい。ただし、本実施形態では、カム４０は、右側から左側に行くほど下方に傾斜した傾斜面からなるカム面４１を備えている。そのため、簡単な構成により、カム４０の左右方向の移動をピンチローラ２１の上下方向の移動に変換することができる。

本実施形態に係る支持体２５は、前後方向の略中央部分が回転軸２８に支持され、接触部２９は回転軸２８よりも後方に設けられている。そのため、カム４０が左方向に移動するほど、接触部２９は前方に移動することになる。例えば、カム４０が左端に位置しているときの接触部２９（図５参照）は、カム４０が右端に位置しているときの接触部２９（図６参照）よりも前方に位置することになる。ところが、図７に示すように、カム面４１の幅Ｗは、右側に行くほど大きくなっている。そのため、カム４０が左方向に移動して接触部２９が前方に変位しても、接触部２９がカム面４１から離れてしまうおそれはない。

上記実施形態では、ピンチローラ２１を保持する保持シャフトの代わりに、左右方向に移動可能なカム４０およびワイヤ２３を用いていた。しかし、本発明は前記実施形態に限らず、他に種々の形態で実施することができる。本発明において、カム４０およびワイヤ２３の代わりに、ピンチローラ２１を保持する保持シャフトを用いることも可能である。この場合、保持シャフトを回転させることによって、ピンチローラ２１をプラテン４に接近する方向およびプラテン４から離反する方向に移動させることができる。なお、保持シャフトの形状は何ら限定されず、例えば、断面が円形または角形の中実の保持シャフト、あるいは中空の保持シャフト等を使用することが可能である。

上記実施形態は、プリンタ１に搭載されたピンチロール装置２０であった。しかし、本発明に係るピンチロール装置２０の適用対象は、プリンタ１に限定される訳ではない。例えば、カッティングプリンタ、シートカッティング装置等の他の装置に本発明に係るピンチロール装置を適用することも可能である。

また、ピンチロール装置２０が対象とするメディアは、記録紙１０に限定されない。メディアは、ビニールシート等の他のシート状部材であってもよい。また、メディアは、ガラス板等の基板等であってもよい。

４ プラテン
１０ 記録紙（メディア）
２０ ピンチロール装置
２１ ピンチローラ
２２ ピンチ部材
２３ ワイヤ（連結部材，紐状体）
２４ ステッピングモータ（駆動装置，移動量検出装置）
２５ 支持体
２８ 軸（回転軸）
２９ 接触部
３８ センサ
４０ カム
４１ カム面
５０ 制御装置
６０ 厚み検出装置

Claims (5)

1. メディアを支持するプラテンと、
   前記メディアを挟んで前記プラテンと対向する位置に配置され、主走査方向に並んだ複数のピンチローラと、
   前記ピンチローラを前記プラテンに接近する方向に移動させる駆動装置と、
   前記ピンチローラの移動量を検出する移動量検出装置と、
   前記ピンチローラの接触を検出するセンサと、
   前記プラテン上に前記メディアを配置せずに前記駆動装置を駆動する第１の動作と、前記プラテン上に前記メディアを配置して前記駆動装置を駆動する第２の動作とを実行する制御装置と、
   前記第１の動作の際に前記ピンチローラが前記プラテンと接触したときの前記移動量と、前記第２の動作の際に前記ピンチローラが前記メディアと接触したときの前記移動量とから、前記メディアの厚みを検出する厚み検出装置と
   を備えたピンチロール装置。
2. それぞれ前記ピンチローラを支持し、前記ピンチローラが前記プラテンに接近する方向および前記プラテンから離反する方向に回転可能な複数の支持体と、
   前記主走査方向に移動可能に形成された複数のカムであって、前記主走査方向の一方から他方に移動すると前記ピンチローラが前記プラテンに接近する方向に移動し、前記主走査方向の他方から一方に移動すると前記ピンチローラが前記プラテンから離反する方向に移動するように、前記支持体の一部と接触することによって前記支持体を回転させるカム面をそれぞれ有する複数のカムと、
   前記複数のカムが前記主走査方向に共に移動するように前記複数のカムを連結する連結部材と、を備え、
   前記駆動装置は、前記連結部材を前記主走査方向に移動させる装置である、請求項１に記載のピンチロール装置。
3. 前記連結部材は、前記カムに接続された前記主走査方向に延びる棒状体からなっている、請求項２に記載のピンチロール装置。
4. 前記連結部材は、前記カムに接続された前記主走査方向に延びる紐状体からなっている、請求項２に記載のピンチロール装置。
5. 前記駆動装置および前記移動量検出装置は、回転位置の検出が可能なモータからなっている、請求項１〜４のいずれか一つに記載のピンチロール装置。

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