JPH08208069A - シート搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、記録紙搬送においてスキューの
発生をなくすために、キャプスタンローラとキャプスタ
ンピンチローラとの間の圧力分布を均一にすることを目
的としている。 【構成】 この発明は、キャプスタンローラ１０５を圧
接する２本のキャプスタンピンチローラ１０６、２０６
を用い、各々の圧接力がキャプスタンローラ１０５の中
心を通り正反対の方向に作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱転写記録装置の記
録紙などのシートを搬送するシート搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ライン型サーマルヘッドを用いたカラー
熱転写記録装置では、サーマルヘッドの加熱により、面
順次に塗布された多色のインクシートのインクを記録紙
に１色ずつ転写することでカラー印写が可能となる。

【０００３】図１は、ライン型サーマルヘッドを用いた
カラー熱転写記録装置の要部構成を示す側面図である。
この図１に従い、カラー熱転写記録装置につき簡単に説
明する。

【０００４】図１において、１０１はライン型サーマル
ヘッド、１０２はこのサーマルヘッドと圧接するプラテ
ンローラである。

【０００５】１０３はインクシートであり、イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの複数色のインクが記録領
域とほぼ同じ長さで長手方向に順次塗布されている。こ
の記録前のインクシート１０３はインクシートロール１
０３ａに巻回されており、このインクシートロール１０
３ａから繰り出されたインクシート１０３は、ガイドシ
ャフト１１４、１１４に案内され、インクシート用巻き
取りロール１０３ｂに巻回される。

【０００６】１０４は記録紙であり、リヤローラ１０
７、リヤピンチローラ１０８を経てインクシート１０３
と重ね合わされた状態でサーマルヘッド１０１とプラテ
ンローラ１０２の間に送り込まれる。インクシート１０
３のインクが転写された記録紙１０４はキャプスタンロ
ーラ１０５及びキャプスタンピンチローラ１０６の間に
送り込まれる。このキャプスタンローラ１０５は、ロー
ラーの表面の摩擦係数を上げるためにセラミックスの粒
子を付着させた金属シャフトが用いられている。

【０００７】１０９は圧接シャフト、１１０は圧接板バ
ネ、１１１は摺動部材、１１２は圧接アーム、１１３は
圧接コイルバネである。

【０００８】このように構成された熱転写記録装置にお
ける記録動作について説明する。記録紙１０４は図示し
ない給紙機構によって給紙された後、リヤローラ１０７
とリヤピンチローラ１０８に挟まれ、両ローラ１０７、
１０８に搬送されてプラテンローラ１０２とサーマルヘ
ッド１０１との間を通過して、キャプスタンローラ１０
５とキャプスタンピンチローラ１０６に挟まれる。

【０００９】次に、記録紙１０４とインクシート１０３
は、互いに密着するようにサーマルヘッド１０１とプラ
テンローラ１０２とで圧接される。記録紙１０４はキャ
プスタンローラ１０５との摩擦力によって搬送される。
この時プラテンローラ１０２とリヤローラ１０７は記録
紙１０４の移動とともに従動し、記録紙１０４に適度な
バックテンションをかける。記録紙１０４が搬送される
と同時にサーマルヘッド１０１により、まず第１色目の
イエローの印写が行われる。

【００１０】次に、サーマルヘッド１０１はプラテンロ
ーラ１０２、記録紙１０４、インクシート１０３から離
間し、記録紙１０４はリヤローラ１０７とキャプスタン
ローラ１０５によって逆搬送され、インクシート１０３
は次色の頭出しが行われる。

【００１１】以下、同様にしてマゼンタ色、シアン色、
場合によってはブラック色の印写が行われる。最後の色
については、記録紙１０４の逆搬送は必要なく、装置外
に排出されて、記録の全行程が終了する。

【００１２】ところで、圧接シャフト１０９には、圧接
アーム１１２、圧接コイルバネ１１３によってトルクが
作用しており、圧接板バネ１１０を介して摺動部材１１
１からキャプスタンピンチローラ１０６のシャフトに力
が伝達される。この力によって記録紙１０４はキャプス
タンローラ１０５とキャプスタンピンチローラ１０６に
保持される。

【００１３】カラー記録においては、記録紙上の各色の
位置がずれていると、目的とした色を表現することがで
きなく、複数枚印写した時に同じ色が再現しないという
問題が発生する。１色の印写の後で、記録紙を逆搬送し
て次色を印写する場合、往復の行程で記録紙の位置がず
れて、各色のずれが発生する。

【００１４】記録紙のずれは、搬送方向ピッチの縮みが
生ずるステップ方向のずれと、記録紙の左右で搬送量が
ことなる結果、記録紙がサーマルヘッドに対して傾くス
キューとに大別される。

【００１５】実験によると、記録紙のスキューは、キャ
プスタンローラとキャプスタンピンチローラとの間の圧
力分布の影響を受けることが分かった。そして、中央部
のみの圧力が高い場合や左右の圧力が高い場合にはスキ
ューが発生しやすい。このため、スキューを少なくする
ためには、均一な圧力分布が望ましい。

【００１６】そこで、均一な圧力分布に近付けるため
に、キャプスタンピンチローラ１０６には分散した荷重
を加えている。すなわち、図２に示すように、キャプス
タンピンチローラ１０６のゴム部１０６ａを５つに分割
し、その間の４カ所のシャフトに摺動部材１１１及び圧
接板バネ１１０を介して均等に荷重をかけるように構成
されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成を採用して均等に荷重を加えようとしても、荷重
によってキャプスタンローラ１０５がたわみ、圧力分布
は中央部で低く左右端部で高い状態になってしまう。そ
の結果、記録紙１０４のスキューが発生しやすい状態と
なるなどの問題があった。

【００１８】この発明では、上述した事情に鑑み、記録
紙搬送においてスキューの発生をなくすために、キャプ
スタンローラとキャプスタンピンチローラとの間の圧力
分布を均一にすることをその目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、上記の課題を解決するために、圧接板バネの総数を
ｎ、任意の圧接板バネの順番をｋとした時、キャプスタ
ンローラに均等な荷重がかかった場合のたわみ量を既知
として、ｋ番目の圧接板バネの位置でのキャプスタンロ
ーラのたわみ量とをｋ＋１番目の圧接板バネの位置での
キャプスタンローラのたわみ量との差をΔＬ_k とし，ｋ
番目の圧接板バネの幅をｂ_k 、全圧接板バネの厚み、ス
パン、ヤング率をｔ，Ｓ，Ｅとし、均等荷重Ｐによるｋ
番目の圧接板バネのたわみ量をそれぞれＸ_k とすると、
以下の数式１の関係が成り立つように、各圧接板バネの
幅ｂ₂ ，ｂ₃ ，ｂ₄ ，・・・ｂ_n を決定することを特徴
とする。

【００２０】

【数１】Ｘ_k ／（Ｘ_k ＋ΔＬ_k ）＝ｂ_k+1 ／ｂ_k Ｘ₁ ＝（２＊Ｐ＊Ｓ³ ）／（３＊Ｅ＊ｂ₁ ＊ｔ³ ）

【００２１】また、この発明の第２の発明は、キャプス
タンローラを圧接する２本のキャプスタンピンチローラ
を用い、各々の圧接力がキャプスタンローラ中心を通り
正反対の方向に作用することを特徴とする。

【００２２】

【作用】第１の発明の関係が成り立つように、圧接板バ
ネの幅を決定すると、中央部に比べて両端側の圧接板バ
ネの幅は狭く設定され、剛性は小さくなる。その結果両
端部側の圧接板バネほど大きくたわむが、この圧接板バ
ネに発生する最大応力は制約でき、結果として中央部の
圧接板バネに発生する最大応力と略一致させることが可
能である。この結果、各圧接板バネからキャプスタンピ
ンチローラへは均等な荷重がかかり、キャプスタンロー
ラとキャプスタンピンチローラとの間の圧力分布は均一
になる。

【００２３】また、第２の発明によれば、キャプスタン
ローラは、上下両方向から同じ大きさの圧接力を受ける
ため、荷重によるたわみは発生しない。そのため、特に
圧接板バネの形状を工夫しなくても圧接板バネからキャ
プスタンピンチローラには均等な荷重がかかり、その結
果キャプスタンローラとキャプスタンピンチローラとの
間には均一な圧力分布が発生する。

【００２４】

【実施例】以下、この発明につき、図面を参照して説明
する。

【００２５】図３は、この発明の第１の実施例の熱転写
記録装置の要部を示す側面図、図４は同上面図である。
この第１の実施例は図１に示した熱転写記録装置と同様
に構成され、キャプスタンローラ１０５に荷重をかける
圧縮板バネの板厚、幅等を変化させた以外は図１及び図
２に示した従来の熱転写記録装置の構成と同一なので、
説明の重複を避けるために同一符号を付し説明を省略す
る。

【００２６】図３及び図４に示すように、圧接シャフト
１０９には圧接アーム１１２、圧接コイルバネ１１３に
よってトルクが作用しており、圧接板バネ１１０ａ、１
１０ｂを介して摺動部材１１１からキャプスタンピンチ
ローラ１０６のシャフトに力が伝達される。この力によ
って記録紙１０４はキャプスタンローラ１０５とキャプ
スタンピンチローラ１０６に保持される。ここでは総荷
重６ｋｇｆとしている。

【００２７】上述したように、記録紙１０４のスキュー
は、キャプスタンローラ１０５とキャプスタンピンチロ
ーラ１０６との間の圧力分布の影響を受ける。中央部の
みの圧力が高い場合や左右の圧力が高い場合にはスキュ
ーが発生しやすい。スキューを少なくするためには、均
一な圧力分布が望ましい。

【００２８】そこで、均一な圧力分布に近付けるため
に、前述した従来例と同様にキャプスタンピンチローラ
１０６には分散した荷重を加えている。ここでは、キャ
プスタンピンチローラ１０６のゴム部１０６ａは５つに
分割されており、その間の４ヶ所のシャフトに荷重がか
けられている。

【００２９】キャプスタンピンチローラ１０６のシャフ
ト径は、荷重によってたわむキャプスタンローラ１０５
に密着するように、キャプスタンローラ１０５の径より
細いほうが良い。ここではキャプスタンローラ１０５の
径１０ｍｍに対してキャプスタンピンチローラ１０６の
径は６ｍｍとしている。

【００３０】摺動部材１１１とキャプスタンピンチロー
ラ１０６のシャフトとの間に発生する摩擦は、キャプス
タンピンチローラ１０６のゴム部１０６ａと記録紙１０
４との間の摩擦力を増大させ、この力は記録紙搬送の方
向に逆行するので、できるだけ小さく抑える必要があ
る。従って、摺動部材１１１は自潤滑性のある樹脂、例
えば含油性ポリアセタール等が適している。

【００３１】従来例の様に、圧接板バネ１１０の形状が
同一である場合、均一な圧接力をかけようとしても、キ
ャプスタンローラ１０５が荷重によってたわむため中央
部程伝達される力が小さくなってしまう。径１０ｍｍの
キャプスタンローラ１０５と径６ｍｍのキャプスタンピ
ンチローラ１０６に、６ｋｇｆの総荷重が４ヶ所に均等
に分散してかかると中央部では最大１５０μｍのたわみ
が発生する。そこで、キャプスタンローラ１０５のたわ
み量に応じて、この実施例では、圧接板バネ１１０ａ、
１１０ｂの２種類の板バネを用意し、この圧縮板バネ１
１０ａ、１１０ｂの剛性を異ならせることで、キャプス
タンローラ１０５のたわみがあっても、結果的に均等な
圧接力を発生させるようにした。

【００３２】以下に、キャプスタンローラ１０５のたわ
み量に応じて、圧接板バネの幅を最適にする方法を説明
する。

【００３３】キャプスタンローラ１０５は図示しない軸
受によって支持されている。キャプスタンローラ１０５
と軸受の間には数十μｍの隙間があり、軸受部でのキャ
プスタンローラ１０５のたわみは数μｍ程度であるた
め、キャプスタンローラ１０５は両端部において単純支
持されていると考えられる。このような構成において
は、荷重を想定してたわみ量を有限要素法によって推定
することは容易であるし、実測も可能である。

【００３４】従って、キャプスタンローラ１０５に均等
な荷重がかかった場合のたわみ量を既知として、圧接板
バネ１１０ａでのキャプスタンローラのたわみ量をＬ
_a 、圧接板バネ１１０ｂでのキャプスタンローラのたわ
み量をＬ_b とする。圧接板バネ１１０ａおよび圧接板バ
ネ１１０ｂのそれぞれの幅をｂ_a 、ｂ_b とする。圧接板
バネ１１０ａおよび圧接板バネ１１０ｂの厚み、スパ
ン、ヤング率をｔ，Ｓ，Ｅとする。荷重による圧接板バ
ネ１１０ａ、１１０ｂのたわみ量をそれぞれＸ_a 、Ｘ_b
とする。圧接バネ１１０ａ、１１０ｂに加わる均等荷重
をＰとする。

【００３５】形状的な制限により、以下の数式２に示す
関係が成り立つ。

【００３６】

【数２】Ｌ_a −Ｌ_b ＝Ｘ_a −Ｘ_b （＝ΔＬとおく）

【００３７】圧接板バネ１１０ａ、１１０ｂには弾性力
学により以下の数式３に示す関係が成り立つ。

【００３８】

【数３】 Ｘ_a ＝（２＊Ｐ＊Ｓ³ ）／（３＊Ｅ＊ｂ_a ＊ｔ³ ） Ｘ_b ＝（２＊Ｐ＊Ｓ³ ）／（３＊Ｅ＊ｂ_b ＊ｔ³ ）

【００３９】従って圧接板バネ１１０ａ、１１０ｂの幅
に関して以下の数式４に示す関係が成り立つ。

【００４０】

【数４】Ｘ_a ／（Ｘ_a ＋ΔＬ）＝ｂ_b ／ｂ_a

【００４１】ここで、Ｘ_a は所定のＰ、設計寸法のｔ，
Ｓ，ｂ_a ，物性値のＥによって決まり、Ｘ_a と既知のΔ
Ｌとから残りの板バネの幅ｂ_b を決めることができる。

【００４２】上記の様に圧接板バネ１１０ａ、１１０ｂ
の幅を決定すると、中央部に比べて両端側の圧接板バネ
の幅は狭く設定され、剛性は小さくなる。その結果、両
端部側の圧接板バネは大きくたわむが、この圧接板バネ
に発生する最大応力は制約でき、結果として中央部の圧
接板バネに発生する最大応力と略一致させることが可能
である。この結果、各圧接板バネからキャプスタンピン
チローラ１０６へは均等な荷重がかかり、キャプスタン
ローラ１０５とキャプスタンピンチローラ１０６との間
の圧力分布は均一になる。

【００４３】次に、圧接板バネが任意の複数個になった
場合の関係を以下に説明する。圧接板バネの総数をｎ、
任意の圧接板バネの順番をｋとした時、以下の数式５に
示す関係が成り立つように、となりの圧接板バネの幅ｂ
_k+1 を決定すればよい。

【００４４】

【数５】Ｘ_k ／（Ｘ_k ＋ΔＬ_k ）＝ｂ_k+1 ／ｂ_k Ｘ₁ ＝（２＊Ｐ＊Ｓ³ ）／（３＊Ｅ＊ｂ₁ ＊ｔ³ ） ここで、ΔＬ_k ＝Ｌ_k+1 −Ｌ_k で既知である。

【００４５】従って、Ｘ₁ は所定のＰ、設計寸法のｔ，
Ｓ，ｂ₁ 、物性値のＥによって決まり、Ｘ₁ と既知のΔ
Ｌ_k とから順に各板バネの幅ｂ₂ ，ｂ₃ ，ｂ₄ ・・・ｂ
_n を決めることができる。

【００４６】これにより決定された幅の板バネを圧縮板
バネ１１０ａ、１１０ｂに使用することで、各板バネか
らピンチローラ１０６へ加わる荷重を略均等とすること
が可能となる。

【００４７】次にこの発明の第２の実施例を説明する。
図５は、この発明の第２の実施例の熱転写記録装置の要
部構成を示す側面図、図６は、同上面図である。なお、
従来例と同一部分には同一符号を付し、説明の重複を避
けるために説明を省略する。

【００４８】これらの図において、２０６は第２のキャ
プスタンピンチローラ、２１８は第２の圧接シャフト、
２１０は第２の圧接板バネ、２１１は第２の摺動部材で
ある。２１９は第１の圧接アーム、２１２は第２の圧接
アームである。２１３は両圧接アーム２１２、２１９に
張架され、圧縮シャフト１０９及び第２の圧縮シャフト
２１８にトルクを与える圧接コイルバネである。すなわ
ち、この第２の実施例では、キャプスタンピンチローラ
１０６及び第２のキャプスタンピンチローラ２０６を設
け、圧接板バネ１１０、２１０を介して摺動部材１１
１、２１１からキャプスタンピンチローラ１０６、２０
６のシャフトにそれぞれ力が伝達される。

【００４９】この第２のキャプスタンピンチローラ２０
６にもキャプスタンピンチローラ１０６と同じく分散し
た荷重を加えるため、図６に示すように、キャプスタン
ピンチローラ２０６のゴム部２０６ａは５つに分割され
ており、その間の４ヶ所のシャフトに荷重がかけられて
いる。

【００５０】この第２の実施例における記録動作も、従
来例の動作と同じであるため説明は昭略する。

【００５１】この第２の実施例においては、圧接シャフ
ト１０９、２１８には圧接アーム２１２、２１９と圧接
コイルバネ２１３によって同じ大きさのトルクが作用し
ており、圧接板バネ１１０、２１０を介して摺動部材１
１１、２１１からキャプスタンピンチローラ１０６、２
０６のシャフトに同じ大きさの力が伝達される。

【００５２】キャプスタンローラ１０５は、上下両方向
から同じ大きさの圧接力を受けるため、荷重によるたわ
みは発生しない。そのため、特に圧接板バネの形状を工
夫しなくても圧接板バネ１１０、２１０からキャプスタ
ンピンチローラ１０６、２０６には均等な荷重がかか
り、その結果キャプスタンローラ２０５とキャプスタン
ピンチローラ１０６、２０６との間には均一な圧力分布
が発生する。従って、記録紙搬送におけるスキューの発
生が防止できる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明により、
キャプスタンローラとキャプスタンピンチローラとの間
の圧力分布が均一となり、記録紙搬送におけるスキュー
の発生がなくなることで、カラー記録においては、記録
紙上の各色の位置がずれることに起因する色の再現不良
を解消できる。キャプスタンローラのたわみに影響を受
けないため、キャプスタンローラの剛性を上げる必要が
なく、細い径のものが採用でき、装置の小型化が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の熱転写記録装置の要部構成を示す側面図
である。

【図２】従来の熱転写記録装置の要部構成を示す上面図
である。

【図３】この発明の第１の実施例の熱転写記録装置の要
部構成を示す側面図である。

【図４】この発明の第１の実施例の熱転写記録装置の要
部構成を示す上面図である。

【図５】この発明の第２の実施例の熱転写記録装置の要
部構成を示す側面図である。

【図６】この発明の第２の実施例の熱転写記録装置の要
部構成を示す上面図である。

【符号の説明】

１０１ サーマルヘッド １０２ プラテンローラ １０３ インクシート １０４ 記録紙 １０５ キャプスタンローラ １０６ キャプスタンピンチローラ １０７ リヤローラ １０８ リヤピンチローラ １０９ 圧接シャフト １１０ａ，１１０ｂ 圧接板バネ １１１ 摺動部材 １１２ 圧接アーム １１３ 圧接コイルバネ １１４ インクシートガイドシャフト ２０６ 第２のキャプスタンピンチローラ ２１０ 第２の圧接板バネ ２１１ 第２の摺動部材 ２１２ 第２の圧接アーム ２１３ 圧接コイルバネ ２１８ 第２の圧接シャフト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １本のキャプスタンローラと、それに圧
   接するピンチローラと、長手方向において分散した複数
   の個所に配置された板バネと、板バネを介してピンチロ
   ーラに対してキャプスタンローラの方向に荷重を加える
   手段とを有し、２本のローラによって記録紙を圧接し、
   それによって発生する摩擦力で記録紙を搬送させる記録
   紙搬送装置において、圧接板バネの総数をｎ、任意の圧
   接板バネの順番をｋとした時、キャプスタンローラに均
   等な荷重がかかった場合のたわみ量を既知として、ｋ番
   目の圧接板バネの位置でのキャプスタンローラのたわみ
   量とをｋ＋１番目の圧接板バネの位置でのキャプスタン
   ローラのたわみ量との差をΔＬ_k とし、ｋ番目の圧接板
   バネの幅をｂ_k 、全圧接板バネの厚みをｔ、スパンを
   Ｓ、ヤング率をＥとし、均等荷重Ｐによるｋ番目の圧接
   板バネのたわみ量をそれぞれＸ_k とした時、 Ｘ_k ／（Ｘ_k ＋ΔＬ_k ）＝ｂ_k+1 ／ｂ_k Ｘ₁ ＝（２＊Ｐ＊Ｓ³ ）／（３＊Ｅ＊ｂ₁ ＊ｔ³ ） の関係が成り立つように、各圧接板バネの幅ｂ₂ ，ｂ
   ₃ ，ｂ₄ ，・・・ｂ_n を決定することを特徴とするシー
   ト搬送装置。
2. 【請求項２】 １本のキャプスタンローラと２本のピン
   チローラを有し、２本のピンチローラの圧接力がキャプ
   スタンローラの中心を通り、正反対の方向に付与するこ
   とを特徴とするシート搬送装置。