JP2006124103A - 画像記録装置およびシート材搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の許容シート材厚さ、幅に対して、「最大曲率」を大きく設定して、装置を小型化し、また、所定の「最大曲率」に対して許容シート材厚さ、幅をより大きく設定する。
【解決手段】 Ｕ字状搬送路（１００）には搬送ローラ（２００）対、回転ローラ対（３００ａ、３０００ｂ）が設けられ、Ｕ字状搬送路（１１０）には搬送ローラ（２１０）対、回転ローラ対（３１０ａ、３１０ｂ）が設けられており、大きな最大曲率でシート材（Ｓ）をＵ字状搬送路（１００、１１０）に沿って搬送し得る。これによって画像記録装置は小型化可能である。
【選択図】 図９

Description

本発明は、略長方形のシート状記録媒体に画像記録する画像記録装置、およびシート材搬送装置に関する。

図１０は従来のシート材搬送装置を示す断面図である。
図１０において、シート材搬送装置は、一対の搬送ローラ１１０２によって、Ａ方向（図８左方向）にシート材Ｓを送って、湾曲部１１０１ａを有するＵ字状搬送路１１０１に導入する。これによって、シート材Ｓは、Ｕ字状搬送路１１０１に沿って搬送ローラ１１０２対の上方に搬送される。

搬送ローラ１１０２は駆動手段（図示省略）によって回転駆動され、シート材Ｓの表面に摩擦力を作用させて、シート材ＳをＡ方向に前進させる。

図１１は、図１０のシート材搬送装置と同様の記録媒体搬送装置を用いた従来の画像記録装置を示す断面図である。

図１１において、記録媒体搬送装置はシート材積載部１２０１に積載されたシート材Ｓを、給紙ローラ１２０６によって、Ｕ字状搬送路１２０２に送り込む。シート材Ｓは、Ｕ字状搬送路１２０２によってＵ字状に案内され、シート材積載部１２０１上方に配置されたプリント部１２０３に送給される。

プリント部１２０３には、シート材Ｓを保持し、かつ下流側に送る排出ローラ１２０７が設けられ、プリント部１２０３の下流側にはＵ字状搬送路１２０４が設けられている。

シート材Ｓは、画像記録された後に、排出ローラ１２０７によって湾曲搬送路１２０４に導入され、Ｕ字状搬送路１２０４によってＵ字状に案内されつつ、プリント部１２０３上方の排出トレイ１２０５に排出される。

このようにＵ字状搬送路はシート材搬送装置内でシート材Ｓを搬送して所要の処理を行う装置において、搬送方向を変えるときに一般的に用いられる。

なお本発明に関連した特許文献は例えば特許文献１、特許文献２である。
特開２００２−２３４６３６号公報 特開平９−４０２３０号公報

図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｕ字状記録媒体搬送路２０２、２０４は湾曲部の曲率を種々選択可能であり、（ａ）は曲率最大、（ｃ）は曲率最小、（ｂ）は（ａ）、（ｃ）の中間の曲率に設定されている。

（ｃ）のように曲率が小のとき、装置全体のサイズが大きくなり、（ａ）のように曲率が大きければ装置全体のサイズが小さくなる。

一方、（ａ）のように曲率大とすると、シート材ＳをＵ字状搬送路１２０２、１２０４に進入させたときに、シート材Ｓは強く屈曲され、座屈状態になって、搬送できない状態におちいることがある。

従って、Ｕ字状搬送路の曲率は、シート材Ｓの搬送、通過が可能な範囲で、極力大きくすることが好ましい。一般に、シート材ＳをＵ字状搬送路１２０２、１２０４内に送り込んだときに、シート材ＳがＵ字状搬送路１２０２、１２０４に沿って円滑に湾曲する最大の曲率を「最大曲率」と呼ぶ。

「最大曲率」を決定する要因としては、搬送速度や搬送路の材質（摩擦係数）、搬送ローラの駆動力や位置等が挙げられるが、シート状記録媒体Ｓの厚さと幅が、もっとも直接的に影響が大きい要因である。

すなわち、シート状記録媒体Ｓが厚く又は幅が広いと、こしが強くなり、湾曲しにくくなるので、最大曲率は小となる。その結果、画像記録装置全体のサイズは大きくなる。

このように、従来のシート材搬送装置は、許容するシート材の厚さ、幅によって「最大曲率」が規定され、装置の小型化に限界があった。一方、「最大曲率」が一定のとき、搬送可能なシートの厚さ、幅の上限が規定される。

本発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案されたもので、所定の許容シート材厚さ、幅に対して、従来よりも「最大曲率」を大きく設定して、装置を小型化し、また、所定の「最大曲率」に対して許容シート材厚さ、幅を従来よりも大きく設定することを目的とする。

本発明に係るシート材搬送装置は、略長方形のシート状記録媒体に画像を記録する記録手段と、前記シート状記録媒体を前記記録手段に向かって搬送する搬送路であって、前記シート状記録媒体表面の法線方向に対して垂直な方向に搬送可能であり、かつ搬送されるシート状記録媒体表面の曲率が部分的に大きくなる湾曲部が形成された搬送路と、前記搬送路内にある前記シート状記録媒体を、前記シート状記録媒体表面の法線方向に沿った軸を中心にして回転し得る回転手段とを備え、前記回転手段は、前記搬送路内にある前記シート状記録媒体を回転させる動作を開始してから回転させる動作が終了するまでの過程で、前記シート状記録媒体の前記湾曲部に至っている領域を増加させるように構成されている。

これによって、所定の許容シート状記録媒体厚さ、幅に対して、従来よりも「最大曲率」を大きく設定して、画像記録装置を小型化でき、あるいは、所定の「最大曲率」に対して許容シート状記録媒体厚さ、幅を従来よりも大きく設定し得る。

本発明に係るシート材搬送装置において、前記回転手段は、前記シート状記録媒体を表裏から挟圧する挟圧手段と、前記圧接手段をシート状記録媒体表面の法線方向に沿った回転中心軸を中心に回転する回転駆動手段とを含み、あるいは、前記シート状記録媒体を、シート状記録媒体表面の法線方向に対して垂直な方向に進行させる搬送手段と、前記シート状記録媒体の進行を阻止する当接手段とを含み、あるいは、前記シート状記録媒体を、シート状記録媒体表面の法線方向に対して垂直な方向に進行させる第１搬送手段と、前記シート状記録媒体を、前記第１搬送手段による進行方向とは異なる、シート状記録媒体表面の法線方向に対して垂直な方向に進行させる第２搬送手段とを含む。

本発明に係る画像記録装置は、略長方形のシート材を、前記シート材表面の法線方向に対して垂直な方向に搬送可能であり、かつ搬送されるシート材表面の曲率が部分的に大きくなる湾曲部が形成された搬送路と、前記搬送路内にある前記シート材をシート材表面の法線方向に対して平行な軸を中心にして回転し得る回転手段とを備え、前記回転手段は、前記搬送路内にあるシート材を回転させる動作を開始してから回転させる動作が終了するまでの過程で、シート材の前記湾曲部に至っている領域を増加させるように構成されている。

これによって、所定の許容シート材厚さ、幅に対して、従来よりも「最大曲率」を大きく設定して、装置を小型化でき、あるいは、所定の「最大曲率」に対して許容シート材厚さ、幅を従来よりも大きく設定し得る。

本発明によれば、所定の許容シート状記録媒体厚さ、幅に対して、従来よりも「最大曲率」を大きく設定して、画像記録装置を小型化でき、あるいは、所定の「最大曲率」に対して許容シート状記録媒体厚さ、幅を従来よりも大きく設定し得る。

また、所定の許容シート材厚さ、幅に対して、従来よりも「最大曲率」を大きく設定して、装置を小型化でき、あるいは、所定の「最大曲率」に対して許容シート材厚さ、幅を従来よりも大きく設定し得る。

次に本発明に係るシート材搬送装置の実施例を図面に基いて説明する。

［シート材搬送装置］
図１は、本発明に係るのシート材搬送装置の実施例を示す斜視図、図２は、図１のシート材搬送装置をＢ矢視方向から見た側面図、図３は、図１のシート材搬送装置をＡ矢視方向から見た底面図である。

図１〜図３において、シート材搬送装置は、略平坦な平坦部とそれに続く湾曲部１００ａを含むシート材搬送路１００と、シート材搬送路１にシート材Ｓを送り込む一対の搬送ローラ２００とを備える。シート材搬送路１００はシート材Ｓの表面法線方向に対して垂直な方向に、シート材Ｓを搬送し得る。

搬送ローラ２００は駆動手段（図示省略）によって回転駆動され、シート材Ｓの表面に摩擦力を作用させてシート材Ｓを回転方向（図２のｒ１方向）に前進させる。

シート材搬送装置は、搬送ローラ２００の下流側に回転ローラ３００ａの対および回転ローラ３００ｂの対が設けられ、各回転ローラ対３００ａ、３００ｂは、シート材Ｓを表裏から挟みつつ回転する。

回転ローラ３００ａの対と、回転ローラ３００ｂの対は略同軸であり、シート材Ｓ幅方向に直列配置されている。

回転ローラ３００ａ、３００ｂは駆動手段（図示省略）によって回転駆動され、その回転方向は自由に設定し得る。

図３に示すように、回転ローラ対３００ａ、３００ｂを相互に反対方向に回転駆動（例えば、回転ローラ対３００ａをＣ１方向、回転ローラ対３００ｂをＣ２方向に回転。）すると、シート材Ｓに、例えばＣＭ方向（シート材Ｓ進行方向に対して右回り）の偶力を発生することができる。すなわち、回転ローラ対３００ａ、３００ｂはシート材Ｓに対する回転手段として機能する。すなわち、回転ローラ対３００ａ、３００ｂは、シート材Ｓに対して反対方向の搬送力を与えることによって偶力を発生している。

なお、偶力発生の条件としては、回転ローラ対３００ａ（第１搬送手段という。）による進行方向と、回転ローラ対３００ｂ（第２搬送手段という。）による進行方向が、シート材Ｓ表面の法線方向に対して垂直な方向であり、かつ相互に異なる方向であればよい。

なお、回転手段は図１〜３の構成に限定されるものではなく、特許文献１、特許文献２等の種々の構成を採用し得る。特許文献１では、用紙Ｓを挟持手段２６によって表裏から挟持し、挟持手段２６を９０度回転することによって、用紙Ｓを方向変換する。特許文献２では、画像形成紙Ｐの幅方向一端寄りに配置されたストッパ２（当接手段）に、画像形成紙Ｐの前縁を当接し、ストッパ２から画像形成紙Ｐの幅方向他端寄りに配置された搬送手段であるガイドローラによって画像形成紙Ｐを送ることにより、画像形成紙Ｐをストッパ２を中心に回転し、その後斜めローラによって画像形成紙Ｐをさらに回転する。

さらに、搬送ローラ対２００に替えて、回転ローラ対３００ａ、３００ｂによってシート材Ｓを搬送することとし、搬送ローラ対２００を省略することも可能である。

図４は、図１のシート材搬送装置におけるシート材Ｓの動きを順次示す斜視図である。図中、理解を容易にするため、搬送ローラ２００対、回転ローラ対３００ａ、３００ｂの一方ローラ２００、３００ａ、３００ｂのみを表示する。

図４（ａ）の状態では、ローラ２００、３００ａ、３００ｂはいずれもシート材Ｓをシート材搬送路１００に向かって前進させる方向に回転駆動され、シート材Ｓは、その先端ＳＦが３００ａ、３００ｂを越えて所定距離進む状態まで搬送される。この状態ではシート材Ｓは湾曲部１００ａに到達していない。

次に、図４（ｂ）に示すように、ローラ３００ｂを図４（ａ）と同様に前進方向に回転させ、ローラ３００ａを後進方向に逆転させる。これによって、図３で説明したようにシート材Ｓには進行方向に対して右回り（ＣＭ方向）の偶力が作用する。シート材Ｓは、ローラ３００ａ、３００ｂによって、ＣＭ方向に９０度回転され、図４（ａ）の状態における先端ＳＦの左端ＳＦＬが前方に移動し、シート材Ｓの一部が湾曲部１００ａ内に導入されるように、シート材搬送路１００の寸法、ローラ２００、３００ａ、３００ｂの位置が設定されている。

次に、図４（ｃ）に示すように、再びローラ２００、３００ａ、３００ｂを前進方向に回転駆動する。これによって、シート材Ｓは、湾曲部１００ａを通過しつつ、シート材搬送路１００に沿って前進する。

これによって、シート材搬送路１００、特に湾曲部１００ａにおける搬送負荷を軽減でき、シート材Ｓの厚さ、幅に比較して、湾曲部１００ａの最大曲率を従来よりも大きく設定し得る。

実施例の効果を説明するためにまず従来のシート材搬送装置の搬送負荷を見る。図５は、従来のシート材搬送装置のシートの湾曲の様子を示す図、図６は、従来のシート材搬送装置の搬送負荷を示すグラフである。

図５において、（ａ−１）、（ａ−２）はシート材Ｓの湾曲部１１０１ａへの導入初期状態の平面図、側面図、（ｂ−１）、（ｂ−２）はシート材Ｓがさらに湾曲部１１０１ａに進入した状態の平面図、側面図、（ｃ−１）、（ｃ−２）はシート材Ｓが湾曲部１１０１ａの終端に到達した状態の平面図、側面図である。図中、平面図の斜線部は湾曲部１１０１ａに進入している範囲を示している。

従来のシート材搬送装置では、シート材Ｓが平面状態から湾曲状態へ変化する（ａ−１）、（ａ−２）から（ｂ−１）、（ｂ−２）の状態において搬送負荷が大きく、シートが完全に湾曲部に沿った後（ｃ−１）、（ｃ−２）には搬送負荷が低下することが知られている。

図６において、シート材Ｓの湾曲部１１０１ａへの進入量を横軸、搬送負荷を縦軸としたグラフにおいて、搬送負荷は、（ａ−１）、（ａ−２）の状態から、（ｂ−１）、（ｂ−２）の状態に遷移する過程において最大（最大搬送負荷という。）となり、（ｂ−１）、（ｂ−２）の状態を経た後には搬送負荷は徐々に減少する。図６において最大搬送負荷が生じる進入量をＭＬとする。

湾曲部１１０１ａの曲率が大きくなると、この最大搬送負荷は大きくなり、この最大搬送負荷が搬送ローラ１１０２の搬送力を上回る状態や、最大搬送負荷によってシート材Ｓが座屈する状態になると、シート材Ｓは搬送不能となる。そのときの曲率が搬送可能限界の「最大曲率」となる。

また、この搬送負荷はシート材Ｓを湾曲させるのに必要な応力に比例しており、シート材Ｓの幅が広いときには（図６の曲線６−１）、幅が狭いとき（図６の曲線６−２）よりも搬送負荷が大きくなる。

次に、本実施例の搬送負荷を説明する。
図７は、図１のシート材搬送装置におけるシート材の湾曲の様子を示す図、図８は、図１のシート材搬送装置の搬送負荷を示すグラフである。

図７において、（ａ−１）、（ａ−２）はシート材Ｓの湾曲部１０１ａへの導入初期状態の平面図、側面図、（ｂ−１）、（ｂ−２）はシート材Ｓがさらに湾曲部１０１ａに進入した状態の平面図、側面図、（ｃ−１）、（ｃ−２）はシート材Ｓが湾曲部１０１ａの終端に到達した状態の平面図、側面図である。図中、平面図の斜線部は湾曲部１０００ａに進入している範囲を示している。

図７の各状態において、シート材Ｓは徐々に回転しつつ湾曲部１０００ａに進入していくため、斜線部の最大幅は、（ａ−１）の幅Ａ、（ｂ−１）の幅Ｂ、（ｃ−１）の幅Ｃと徐々に増加していく。すなわち、（ａ−１），（ａ−２）ではシート材Ｓの角部ＳＣのみが湾曲部１０００ａに進入し、（ｂ−１）、（ｂ−２）ではシート材Ｓ全幅は斜めに湾曲部１０００ａに進入し、（ｃ−１）、（ｃ−２）ではシート材Ｓが真直ぐに湾曲部１０００ａに進入している。

幅Ａ、Ｂ、ＣはＡ＜Ｂ、Ａ＜Ｃであり、ＢはＣと略等しい。従って湾曲されている幅Ａ、Ｂ、Ｃは徐々に増えているといえる。従って、従来最大搬送負荷が生じていたＭＬの位置では搬送負荷は小さい。これによって、従来例より最大搬送負荷が軽減される。

従来のシート材搬送装置の場合、シート材Ｓ搬送方向に対して先端ＳＦを垂直にして湾曲部１０１ａへ進入させるため、シート材Ｓの全幅を同時に湾曲しなければならないのに対して、本実施例では、湾曲させる幅を徐々に増加させながら湾曲部へ進入させるため、幅の狭いシートを湾曲部へ進入させるのと同様に、抵抗が軽減される。

図８において、本実施例の最大搬送負荷は従来例に比べて小さい。

又、本発明のシート材搬送装置の場合、徐々に湾曲する幅が増えるので、従来例のように後半で搬送負荷が低下する傾向はほとんどない。しかし、全体として最大負荷を低下させることが可能であるため、最大曲率をより大きく設定し得る。

以上説明した通り本実施例のシート材搬送装置は、シート材を回転させながらシート材搬送路の湾曲部へ進入させることによって、湾曲させる幅を徐々に増加させながらシート材を湾曲部へ進入させている。このため、シート材の最大搬送抵抗を低下させることができ、その分だけ、許容するシート材の厚さを一定とすると従来の最大曲率より更に大きな曲率でもシート材を搬送可能にして装置の小型化を図ることができ、最大曲率を一定とすると搬送可能なシート材の厚さの上限を更に大きくすることができるシート材搬送装置を提供することが可能となる。この結果、更に小型で処理可能なシート材の許容範囲が広いシート材搬送装置が実現できる。

なお、シート材Ｓを厚さｈ、幅ｂ、縦弾性係数Ｅとし、湾曲部の曲率ρ、搬送負荷Ｆとするとき、搬送負荷Ｆは、Ｅ、ｂ、ｈ^３に略比例し、ρに略反比例する。式（１）からも、幅ｂが徐々に増加するように湾曲部１０１ａに挿入していくことによって、搬送負荷の上昇を抑制し得ることが分かる。

［画像記録装置］
次に、本発明に係るシート材搬送装置を適用した画像記録装置の実施例を図面に基いて説明する。

図９は本発明に係るシート材搬送装置を適用した画像記録装置の実施例を示す断面図である。

図９において、シート材搬送装置はシート材積載部４００に積載されたシート材Ｓを、給紙ローラ７００によって、湾曲部１００ａを含むＵ字状搬送路１００に送り込む。シート材Ｓは、Ｕ字状搬送路１００によってＵ字状に案内され、シート材積載部４００上方の記録手段であるプリント部６００に送給される。

プリント部６００には、シート材Ｓを保持し、かつ下流側に送る排出ローラ５００が設けられ、プリント部６００の下流側にはＵ字状搬送路１１０が設けられている。

シート材Ｓは、画像記録された後に、排出ローラ５００によって湾曲搬送路１１０ａｎｉに導入され、Ｕ字状搬送路１１０によってＵ字状に案内されつつ、プリント部６００上方の排出トレイ８００に排出される。

このようにＵ字状搬送路はシート材搬送装置内でシート材Ｓを搬送して所要の処理を行う装置において、搬送方向を変えるときに一般的に用いられる。

Ｕ字状搬送路１００には搬送ローラ２００対、回転ローラ対３００ａ、３０００ｂが設けられ、Ｕ字状搬送路１１０には搬送ローラ２１０対、回転ローラ対３１０ａ、３１０ｂが設けられており、大きな最大曲率でシート材ＳをＵ字状搬送路１００、１１０に沿って搬送し得る。

これによって画像記録装置は小型化可能である。

本発明に係るのシート材搬送装置の実施例を示す斜視図である。 図１のシート材搬送装置をＢ矢視方向から見た側面図である。 図１のシート材搬送装置をＡ矢視方向から見た底面図である。 図１のシート材搬送装置におけるシート材の動きを示す斜視図である。 従来のシート材搬送装置のシートの湾曲の様子を示す図である。 従来のシート材搬送装置の搬送負荷を示すグラフである。 図１のシート材搬送装置におけるシート材の湾曲の様子を示す図である。 図１のシート材搬送装置の搬送負荷を示すグラフである。 本発明に係るシート材搬送装置を適用した画像記録装置の実施例を示す断面図である。 従来例のシート搬送装置の説明図 従来の画像記録装置の説明図 従来の画像記録装置の最大曲率を説明する図である。

符号の説明

１００、１１０ シート材搬送路
１００ａ、１１０ａ 湾曲部
２００、２１０ 搬送ローラ
３００、３１０ 回転ローラ

Claims (6)

1. 略長方形のシート状記録媒体に画像を記録する記録手段と、
   前記シート状記録媒体を前記記録手段に向かって搬送する搬送路であって、前記シート状記録媒体表面の法線方向に対して垂直な方向に搬送可能であり、かつ搬送されるシート状記録媒体表面の曲率が部分的に大きくなる湾曲部が形成された搬送路と、
   前記搬送路内にある前記シート状記録媒体を、前記シート状記録媒体表面の法線方向に沿った軸を中心にして回転し得る回転手段と、
   を備え、
   前記回転手段は、前記搬送路内にある前記シート状記録媒体を回転させる動作を開始してから回転させる動作が終了するまでの過程で、前記シート状記録媒体の前記湾曲部に至っている領域を増加させるように構成されている、
   ことを特徴とするシート材搬送装置。
2. 前記回転手段は、
   前記シート状記録媒体を表裏から挟持する挟持手段と、
   前記挟持手段をシート状記録媒体表面の法線方向に沿った回転中心軸を中心に回転する回転駆動手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載のシート材搬送装置。
3. 前記回転手段は、
   前記シート状記録媒体を、シート状記録媒体表面の法線方向に対して垂直な方向に進行させる搬送手段と、
   前記シート状記録媒体の進行を阻止する当接手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載のシート材搬送装置。
4. 前記回転手段は、
   前記シート状記録媒体を、シート状記録媒体表面の法線方向に対して垂直な方向に進行させる第１搬送手段と、
   前記シート状記録媒体を、前記第１搬送手段による進行方向とは異なる、シート状記録媒体表面の法線方向に対して垂直な方向に進行させる第２搬送手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載のシート材搬送装置。
5. 略長方形のシート材を、前記シート材表面の法線方向に対して垂直な方向に搬送可能であり、かつ搬送されるシート材表面の曲率が部分的に大きくなる湾曲部が形成された搬送路と、
   前記搬送路内にある前記シート材をシート材表面の法線方向に対して平行な軸を中心にして回転し得る回転手段と、
   を備え、
   前記回転手段は、前記搬送路内にあるシート材を回転させる動作を開始してから回転させる動作が終了するまでの過程で、シート材の前記湾曲部に至っている領域を増加させるように構成されている、
   ことを特徴とする画像記録装置。
6. シート材を案内し、略平坦な平坦部と該片端部に続く湾曲した湾曲部を有する搬送路と、
   前記搬送路内にあるシート材をシート材表面の法線方向に対して平行な軸を中心にして回転し得る回転手段と、
   を備え、
   前記回転手段は、前記搬送路内にある前記シート材を回転させる動作を開始してから回転させる動作が終了するまでの過程で、前記シート材の前記湾曲部に至っている領域を増加させるように構成されていることを特徴とするシート材搬送装置。
   

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