(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体進行方向と交差して延びる軸(29,49)を有し、媒体進行装置内に回転可能に取り付けられるように配置され、前記軸の方向に沿って、駆動ローラ（23）に対向する側で、１つ又は２つ以上の媒体と係合する部分(25,26；45,46)で媒体(15)と係合するようになっているピンチローラ要素(21,41)であって、
前記媒体の進行時に、前記媒体と係合する部分のそれぞれが、該ピンチローラ要素の各回転の少なくとも大部分にわたり前記軸の方向に絶えず移動し、
前記ピンチローラ要素の前記媒体と係合する部分のそれぞれが、前記ピンチローラ要素及び前記駆動ローラに関連して、互いに反対を向く方向に、前記媒体の部分の、前記ピンチローラ要素の前記軸に沿った方向への移動を可能とし、それによって前記媒体の局所的な膨張を可能とする実質的に周囲を取り囲む連続する帯を含むことを特徴とする、ピンチローラ要素(21,41)。
【請求項２】
前記媒体と係合する部分のそれぞれが、実質的に前記ピンチローラ要素(21,41)の各回転の全体にわたり前記軸(29,49)の方向に絶えず移動する、請求項１に記載のピンチローラ要素(21,41)。
【請求項３】
前記媒体と係合する部分のそれぞれが、連続する回転の全体にわたり前記軸の方向に絶えず移動する、請求項２に記載のピンチローラ要素(21)。
【請求項４】
前記実質的に周囲を取り囲む連続する帯が、ピンチローラ要素(21)の周囲を取り囲む連続する帯という形を有すると共に媒体進行方向に対して傾斜した少なくとも１つの隆起部(25,26)を含む、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のピンチローラ要素(21)。
【請求項５】
前記１つの帯または２つ以上の帯の各々(25,26)が、前記軸の方向にほぼ一様な寸法を有する、請求項４に記載のピンチローラ要素(21)。
【請求項６】
前記１つの帯または２つ以上の帯の各々(25,26)の縁部が、不連続部を有さないものである、請求項４または請求項５に記載のピンチローラ要素(21)。
【請求項７】
前記ピンチローラ要素(21)の各端に互いにほぼ同一の前記帯(25,26)が配設されている、請求項４ないし請求項６の何れか１項に記載のピンチローラ要素(21)。
【請求項８】
前記帯(25,26)の互いに対応する部分が、前記軸に沿って整列されている、請求項７に記載のピンチローラ要素。
【請求項９】
前記ピンチローラ要素(21)の表面が、前記１つの隆起部分又は２つ以上の隆起部分の各々(25,26)に隣接して非隆起部分(31,32；33,34)を有しており、該１つの隆起部分又は２つ以上の隆起部分の各々の面積が、該隆起部分とその各々に隣接する非隆起部分とからなる全面積の30〜90％の範囲内にある、請求項４ないし請求項８の何れか１項に記載のピンチローラ要素。
【請求項１０】
前記帯の軸方向の長さが、周方向の異なる位置においてほぼ一様である、請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載のピンチローラ要素。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載のピンチローラ要素を含むハードコピー装置であって、前記ピンチローラ要素が前記駆動ローラ(23)に対して相対的に偏倚されると共に前記媒体(15)が該駆動ローラと該ピンチローラ要素(21,41,51)との間を前進するよう構成されている、ハードコピー装置。
【請求項１２】
１つの駆動ローラと、２つ又はそれ以上の分離したピンチローラ要素を含む紙を進行させる装置であって、
前記２つ又はそれ以上のピンチローラ要素(21,41)のそれぞれが、請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載のピンチローラ要素よりなり、
前記２又はそれ以上のピンチローラ要素が、前記駆動ローラの長手軸に沿った異なる位置で前記駆動ローラと係合するように配列されていることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ等のハードコピー装置用のローラ要素に関し、特に媒体が該装置内を通って移動する際に該媒体と係合するローラまたはホイール（例えばピンチホイール）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、特に大型プリンタにおける一般的な問題の１つは、媒体（特に低コストの紙をベースにした媒体）上に多量のインクが配置される場合に生じる紙の膨張を制御することである。状況によっては、該膨張の結果としてプリント媒体内に気泡が生じ、これによりプリントヘッドが媒体に接触することになる（該接触は、プロット（結果的にはプリントヘッド）に損傷を与えるものとなる）。
【０００３】
既存のプリンタでは、走査軸方向、すなわち各プリントパスでプリントヘッドが移動する方向における同じ位置で、ピンチホイールがプリント媒体に常に係合する。このため、かかるピンチホイールは、紙が横方向に、すなわち走査軸方向に膨張するのを防げて、上記の気泡の形成を防止する。したがって、望ましくないインクの集中が媒体上に形成され、これは、プリント品質の低下に通ずるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題の克服または低減を図るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の実施形態により提供されるローラ要素は、媒体進行方向と交差して延びる軸を有し、媒体進行装置内に回転可能に取り付けられるよう構成され、前記軸の方向に沿って１つ又は２つ以上の位置で媒体と係合するようになっており、及び媒体の進行時に該ローラ要素の各回転の少なくとも大部分にわたり前記軸の方向において前記１つ又は２つ以上の係合位置が絶えず移動することを特徴とするものである。
【０００６】
該係合位置の軸方向への移動により、紙の望ましい局所的な膨張を可能にすると共に、紙との全体的な接触を維持することが可能となる。
【０００７】
好適な実施形態では、ローラ要素の表面は、ローラ要素を取り囲むと共に媒体進行方向に対して傾斜した連続するバンドという形の隆起部を有している。これにより、該隆起部が媒体と絶えず係合することが可能となって、不連続性が回避される。
【０００８】
本発明の第２の実施形態により提供されるローラ要素は、媒体進行方向と交差して延びる軸を有し、媒体進行装置内に取り付けられるよう構成され、前記軸の方向に沿って媒体と係合するようになっており、及びホルダ内で回転するよう取り付けられた１つ又は２つ以上の行をなすボールを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
かかるボールの利点は、通常の状態ではその各々が媒体進行方向に回転することができるが、紙の横方向の膨張が必要な場合には相対的に傾斜した方向に回転することができる、ということである。
【００１０】
一好適実施形態では、ボールはある程度の遊びを有して取り付けられ、限られた変位を横方向の回転に組み合わせることができるようになっている。
【００１１】
このため、本発明の構成では、連続する各時間でローラ要素が媒体と係合しなくなる各点をつなげた、ローラ要素上（すなわち第１の実施形態によるローラ要素の隆起部上または第２の実施形態によるローラ要素のボール上）に引いた線を想像すれば、該線が媒体進行方向に対して傾斜する、ということが理解されよう。
【００１２】
本発明の第３の実施形態により提供されるローラ要素は、媒体進行方向と交差して延びる軸を有し、媒体進行装置内に取り付けられるよう構成され、該ローラ要素の表面の異なる部分が連続的に媒体と係合し及び媒体と係合しなくなるようになっており、及び連続する各時間で該ローラ要素が媒体と係合しなくなる該ローラ要素の表面上の各点をつなげた線が媒体進行方向に対して傾斜することを特徴とするものである。
【００１３】
係合しなくなる点をつなげた線を傾斜させることにより、確実に、紙の横方向の膨張を可能にすると共に、紙との全体的な接触を維持することが可能となる。更に、紙との不連続な接触が回避される。
【００１４】
本発明の第４の実施形態により提供されるローラ要素は、媒体進行方向と交差して延びる軸を有し、媒体進行装置内に取り付けられるよう構成され、及びそれ自体と交差して媒体が移動することを可能にすると共に、該媒体との接触を維持することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、従来のプリンタのピンチシステム10を示しており、該ピンチシステム10は、アーム12上に取り付けられた円筒形のピンチホイール11を含み、該アーム12は、ばね（図示せず）により駆動ローラ13に向かって偏倚されている。紙15その他のプリント媒体は、構成要素11,13間を左から右へプリントヘッド16に向かって通過する際に挟まれる。実際には、既存のプリンタでは、最大10個のピンチホイール11が個々に取り付けられ、及びプリンタの走査軸に沿って隔置される。構成要素11は、ローラ（当業界ではピンチホイールとも呼ばれるもの）という形でその軸に沿って細長い形状を有するものであるが、本書では用語「ホイール」及び「ローラ」は相互に交換可能な形で用いることとする。
【００１７】
ピンチホイール11の表面17全体が、下方に位置する紙15と均一に常に圧接するため、該圧接位置にある紙は、過剰なインクが存在しても横方向に（すなわち走査軸に沿って）自由に膨張することができない。したがって、隣接するピンチホイール間の間隙に位置する紙に「気泡」が生じ、かかる気泡が既述の問題を生じさせることになる。
【００１８】
ここで図３および図４を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。同図に示すピンチシステム20は、両端が駆動ローラリング23とそれぞれ係合したピンチホイール21という形のローラ要素を含む。該ピンチホイールは軸29を有している。該ピンチホイールは、その長さ方向に沿って均一な断面を有するのではなく、領域25,26に隆起した輪郭が形成された表面を有している。その各領域は、ピンチホイール21の周囲を取り囲む連続する帯を形成するものであることに留意されたい。各帯の軸方向の長さは、すべての点においてほぼ一定であり、各帯の周縁は、それに隣接する非隆起領域31〜34との結合部でなだらかな曲線を形成している。図示のように、中央領域28の表面は、領域25,26と同じ高さに隆起しているが、図３からわかるように、中央領域28の実際の高さは重要ではない。これは、該中央領域28が駆動ローラの一部に直接対向して配置されていないからである。
【００１９】
一般に、大型プリンタは、走査方向に沿って（すなわち媒体進行方向と直交して）等間隔に隔置された10個のピンチホイール21を有している。
【００２０】
紙その他のプリント媒体が、ピンチホイール21と駆動ローラリング23との間をプリントヘッドに向かって通過する際に、ピンチホイールが紙に接触する位置が絶えず変化し、かかる移動する接触により、紙は、ピンチホイールにより押圧されていないときに横方向に延びることにより、大量のインクに起因する膨張に適応することが可能となる。このため、連続する各時点において、隆起領域25のうち媒体15と現在係合しなくなる（すなわち媒体15と接触しなくなる）部分は、その縁に沿った点a,b,cである。これらの点a,b,cをつないだ線は、媒体進行方向に対して傾斜したものとなる。
【００２１】
上記構成は様々な利点を有するものである。特に、紙を横方向に膨張可能とすることにより、プリント時の故障が回避され、プリント品質が維持される。ピンチホイールはプリントヘッドに非常に接近して配置することが可能であり、これにより紙を良好に制御することが可能となる。帯25,26の形状は、接触が不連続になることを伴うことなく接触表面を確実に変化させるものである。これは、接触位置が突然ジャンプする（すなわち飛び飛びになる）ことがないことを意味している。接触位置の突然のジャンプは、紙の進行動作の精度やプリント品質に問題を発生させ得るものである。帯の軸方向の長さひいては該帯が紙と接触する全面積が一定であることもまた、紙の進行動作の精度を維持する働きをする。ピンチホイールが紙に加える力は均等であり、ピンチホイールが左右に揺動する傾向はない。隣接する低い領域に対する帯25,26の面積は十分に大きくなっており、プリント媒体上に挟んだ跡ができないようになっている。かかる「挟んだ跡」は、接触表面が比較的小さい場合に圧力が過剰になって生じ得るものである。図示のように、帯25は、該帯25とそれに隣接する領域31,32とを加えた全面積の約60％を占めている。これと同じことが帯26及び領域33,34にも言える。
【００２２】
本発明による構成は、ピンチホイールシステムが、プリントヘッドを通過してプリント媒体を移動させる唯一のシステムであるプリンタ、すなわち、オーバードライブローラを有さないプリンタに特に適している。
【００２３】
更に、かかるプリンタは、コスト上の制約により、駆動ローラを取り囲む接触角(wrap angle)を小さくする必要があることが多い。このため、紙が滑らないようにすること（すなわち紙の進行精度を良好にすること）を確実にするために、ピンチ力を増大させる必要がある。小さなピンチ力（これは横方向に紙が膨張するのに有利である）とは対照的に、大きなピンチ力は、気泡の形成に通ずるものとなり得る。本発明による構成の利点の１つは、ピンチ力が如何なる大きさであってもプリンタのコストを増大させることなく紙が横方向に膨張することを可能にする点である。局所的な膨張が許容される一方で、プリント媒体全体の移動は制限される、ということが理解されよう。
【００２４】
単一のプリンタの10個のピンチシステム20は、別々のスプリングアーム上に別個に取り付けられる。
【００２５】
上記の構成に様々な変形を行うことが可能である。例えば、隆起領域25,26は、広範な大きさ及び形状を有することが可能である。図４の展開図に関し、帯は、図示するよりも狭く又は広くすることが可能であり、図示するよりも急な又は浅い側部を有することが可能であり、及び／又はピンチホイールの端領域に占める割合を図示するよりも小さくすることが可能である。周囲を取り囲む各帯の曲面部を単一にするのではなく、曲面部を２つまたは３つ以上にすることも可能である。更に、各帯における曲面部は同一である必要はない。しかし、均一な力を維持するには、右手端の帯が左手端の帯と略同一であり又はその鏡像をなすことが好ましい。
【００２６】
帯25,26及びそれぞれの隣接する領域31,32または33,34からなる全面積に対する帯25,26の面積は、30〜90％、好ましくは45〜75％の範囲内とすることが可能である。
【００２７】
領域25,26は、むくの領域により形成するのではなく、一連の近接して配置されたリブ、または複数の近接して配置された隆起したドットもしくは円形その他の適当な形状の突起(pimple)により形成することが可能である。上記の考え得る全てについて、領域31〜34を隆起領域として、領域25,26を隆起させないことも可能である。
【００２８】
駆動ローラリング23の代わりに、ピンチホイールに全体に沿って延びる駆動ローラを用いることも可能である。この場合には、ピンチホイールは、輪郭が形成された領域（profiled region）25,26がその全長にわたって延びるように変更される。
【００２９】
ピンチホイールの隆起した輪郭は、他の形状を有することも可能である。例えば、図５および図６の第２の実施形態の場合には、ピンチホイール41が有する隆起領域45,46は、それぞれ、各端においてらせん形の帯を形成している。各帯は、ホイール41の回転時に一端から他端へとジャンプする不連続部42を有していることに留意されたい。両端、及び端部領域と中央領域48との間に、ギャップ47が存在するが、これらは紙の駆動に影響を与えるものではない。これは、駆動ローラリングが該ギャップに対向して配置されないからである。ピンチホイール41は軸49を有している。
【００３０】
第２の実施形態は、気泡の形成を防止し、常に紙と接触している表面積が略同じである、という利点を有する。またその製造も安価である。しかし、不連続部42がプリント品質に悪影響を与える可能性があり、ピンチホイール41はその回転時に揺れ移動する傾向を有するものとなる。
【００３１】
第１の実施形態に関して説明した変形を第２の実施形態に対して実施することも可能である。例えば、らせんは図示するよりも薄く又は厚くすることが可能であり、ピンチホイールの各端において１回転よりも多くし又は少なくすることが可能であり、ふれ（hand）の方向を同じにすることが可能である。もっとも、ふれの方向が同じ場合には、紙の進行時に望ましくない横方向の力が導入される傾向を有することになる。
【００３２】
図示のように、２つの不連続部42は互いに180°位相がずれているが、変形においては、両者を同相とすることも可能であり、又はそれらの中間の任意の相対的な配置とすることも可能である。
【００３３】
ピンチホイール41の表面全体が駆動ローラと係合する場合には、該ピンチホイール41の全長に沿って単一のらせん形状を設けることが可能である。しかし、該構成は、紙の進行時に該紙を横方向に移動させる傾向があるという欠点を有するものである。該欠点は、ピンチホイールの中央でらせん形状のふれの方向を変えることにより克服することができるが、これはまた、別の望ましくない不連続性を導入するものとなる。
【００３４】
図７および図８に示す本発明の第３の実施形態によれば、ピンチシステム50は、ピンチ要素51という形のローラ要素を含む。該ピンチ要素51は、ホルダ53内に取り付けられた２行の鋼製のボールベアリング52を含む。該ピンチ要素は軸59を有している。該行は、その中央にギャップ54を有しており、該ギャップ54に対向して駆動ローラリング55は配置されていない。該ボールは、行方向に沿って僅かに移動できるよう保持されている。このため、その使用時には、紙と接触する接触表面領域は存在するが、各ボールは左右に移動することができ、これにより、その下方に位置する紙が横方向に膨張することが可能となり、気泡の形成が回避される。該ボールの横方向の移動に加えて、該ボールの同一方向への（すなわち紙の進行方向と平行な軸を中心とした）回転により、紙の膨張を可能にする。このため、紙の横方向の膨張が生じた場合には、ボール52は、軸59と平行な軸を中心としてではなく、該軸59から傾斜した軸を中心として回転する。したがって、ボールが連続して媒体に接触し次いで該媒体との係合から離れるボール上の点同士をつなげた想像線は、媒体進行方向に対して傾斜することになる。
【００３５】
ピンチ力が大きい場合には、ピンチ要素51はあまり適さない。これは、各ボールの接触面積が比較的小さいため、紙に跡が残る可能性があるからである。この悪影響は、より柔軟な材料（例えば適当なプラスチック材料やゴム）をボール52に用いることにより解消させることができる。
【００３６】
各行のボールは、複数のサブグループに分けて配置することが可能である。
【００３７】
単一行をなすボールを配設することが可能であるが、これは、接触圧、及び紙に跡を残す傾向を増大させるものとなる。ボールは、３行または４行以上とし、または二次元アレイにして配置することが可能であるが、この場合には接触の均一性が低下することになる。ボールは、横方向に遊びがない状態で取り付けることが可能である。この場合には、紙の膨張は、専ら同一方向へのボールの回転によって対処されることになる。
【００３８】
ピンチホイールに関して説明してきたが、本発明によるローラ要素は、ハードコピー装置の駆動システムのオーバードライブローラその他のあらゆるローラ装置を構成することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプリンタその他のハードコピー装置のピンチシステムを示す断面図である。
【図２】図１のハードコピー装置のローラ要素を示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるピンチシステムを示す正面図である。
【図４】図３のシステムのローラ要素の表面を示す展開図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるローラ要素を示す正面図である。
【図６】図５のローラ要素の展開図である。
【図７】本発明の第３の実施形態によるローラ要素を示す正面図である。
【図８】図７のローラ要素を組み込んだピンチシステムを示す断面図である。
【符号の説明】
100  双方向光伝送システム
15  媒体
21  ローラ要素
23  駆動ローラ要素
25  隆起部
26  隆起部
29  軸
31  非隆起部
32  非隆起部
33  非隆起部
34  非隆起部
41  ローラ要素
45  らせん形
46  らせん形
49  軸
51  ローラ要素
52  ボール
53  ホルダ
55  駆動ローラ要素
59  軸
【図１】
0003639547.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003639547.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003639547.tif 000008
【図８】
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