(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【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】
0003784759.tif 000002
【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】
0003784759.tif 000003
【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】
0003784759.tif 000004
【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】
0003784759.tif 000005
【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】
0003784759.tif 000006
【００４３】
から
【００４４】
【数１４】
0003784759.tif 000007
【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】
0003784759.tif 000008
【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】
0003784759.tif 000009
【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】
0003784759.tif 000010
【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】
0003784759.tif 000011
【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
【図１】
0003784759.tif 000012
【図２】
0003784759.tif 000013
【図３】
0003784759.tif 000014
【図４】
0003784759.tif 000015
【図５】
0003784759.tif 000016
【図６】
0003784759.tif 000017
【図７】
0003784759.tif 000018
【図８】
0003784759.tif 000019
【図９】
0003784759.tif 000020
【図１０】
0003784759.tif 000021
【図１１】
0003784759.tif 000022
【図１２】
0003784759.tif 000023
【図１３】
0003784759.tif 000024
【図１４】
0003784759.tif 000025
【図１５】
0003784759.tif 000026