JP2016150805A - シート搬送装置およびプリント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートを破損することなく搬送ベルトから剥離することができるシート搬送装置およびプリント装置を提供すること。
【解決手段】外周面に粘着材を備えた第１の搬送ベルト１でシートを搬送するシート搬送装置であって、第１の搬送ベルト１の屈曲部で、外周面に粘着材を備えた第２の搬送ベルト４の外周面と当接し、第１の搬送ベルト１の屈曲部における曲率半径よりも大きい曲率半径で屈曲している第２の搬送ベルト４の屈曲部と当接している。
【選択図】図１

Description

本発明は、粘着性を有した搬送ベルトを用いたシート搬送装置およびプリント装置に関する。

シートを搬送する方法として、搬送ベルト上にシートを搭載して搬送することが行われている。また、搬送ベルト上のシートが搬送中にずれるのを防止するために、搬送ベルトが有した粘着層にシートを貼り付けて搬送することも行われている。このような搬送方法においては、シートを高精度に搬送するために、強い粘着力でシートを搬送ベルトに粘着させることが必要となる。しかし、搬送ベルトによる搬送が終了する際には、シートを傷つけることなく搬送ベルトから剥離しなければならない。そのためには、比較的弱い粘着力でシートが搬送ベルトに貼り付いていることが求められる。

特許文献１には、シートの排出部に爪部材を設け、この爪部材によってシートを破損することなく剥離できる程度にシートを保持するように粘着力を調整した搬送ベルトを備えたプリント装置が記載されている。

特開２００１−３０２０１２号公報

しかし、特許文献１のように搬送ベルトの粘着層の粘着力が所定の粘着力に調整されても、粘着力にはばらつきが生じることが考えられ、粘着力が強い場合には、排出部において爪部材でシートを剥離する際にシートに傷を付けてしまう虞がある。

そこで本発明は、シートを破損することなく搬送ベルトから剥離することができるシート搬送装置およびプリント装置を提供することを目的とする。

本発明のシート搬送装置は、複数の搬送ローラーに巻き掛けられ、基材の外周面に粘着材を備えた第１の搬送ベルトでシートを搬送するシート搬送装置であって、前記第１の搬送ベルトの外周面は、前記搬送ローラーに巻き掛けられて屈曲した前記第１の搬送ベルトの屈曲部で、複数の剥離ローラーに巻き掛けられ基材の外周面に粘着材を備えた第２の搬送ベルトの外周面と当接し、前記第１搬送ベルトは、前記剥離ローラーに巻き掛けられ、前記第１の搬送ベルトの屈曲部における前記第１の搬送ベルトの曲率半径よりも大きい曲率半径で屈曲している前記第２の搬送ベルトの屈曲部と当接していることを特徴とする。

本発明によれば、シートを破損することなく搬送ベルトから剥離することができるシート搬送装置およびプリント装置を実現することができる。

プリント装置の構成を示した概略図である。 プリント装置の制御系のブロック図である。 粘着搬送ベルト当接部におけるシートの挙動を示した図である。 曲率半径を変えることによる粘着材の変形への影響を示した図である。 上流側ベルトと下流側ベルトの構成を示した図である。 異なる厚さで曲率半径が同じ場合の粘着材の変形への影響を示した図である。 プリント装置の構成を示した概略図である。 プリント装置の構成を示した概略図である。 曲率半径を変えることによる剥離角度への影響を示した図である。 ベルト曲率半径と剥離角度との関係を示したグラフである。 プリント装置の構成を示した概略図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係るプリント装置の構成を示した概略図である。表面に粘着性を有したゴムを無端状に形成した上流側粘着搬送ベルト（以下、単に上流側ベルトともいう）１がベルト上流側ベルト１の駆動ローラー（搬送ローラー）２と従動ローラー（搬送ローラー）３とに張架されている。上流側ベルト１の駆動ローラー２と従動ローラー３を回転させることで、上流側ベルト１に載置されたシートを搬送する。上流側ベルト１がベルト従動ローラー３に巻き掛けられたベルト屈曲部において、上流側ベルト１と下流側粘着搬送ベルト（以下、単に下流側ベルトともいう）４の平面部とが当接している。下流側ベルト４は上流側ベルト１と同様、ベルト駆動ローラー（駆動剥離ローラー）５とベルト従動ローラー（従動剥離ローラー）６とに張架され、ベルト駆動ローラー５とベルト従動ローラー６とを回転することで、下流側ベルト４に載置されたシートを搬送する。

上流側の粘着搬送ベルト１上に配置されるプリントヘッド１１は、上流側ベルト１で搬送されるシートに対して上方からインクを吐出して画像のプリントを行う。プリントヘッド１１は、シートの搬送方向と直交する方向に複数のノズル列を固定して並べたライン型プリントヘッドでもよいし、シートの搬送方向と直交する方向にキャリッジを走査させながら順次記録を行うシリアル型プリントヘッドでもよい。プリントヘッド１１には、複数色の吐出口が配置されている。給送駆動ローラー８と給送従動ローラー７とは、シートを挟持し、回転させることでプリントヘッド１１方向に向けてシートを搬送する。給送駆動ローラー８と給送従動ローラー７とで搬送するシートを粘着固定ローラー９によって粘着搬送ベルト１に粘着固定する。プリントヘッド１１でシートに画像をプリントした後、乾燥定着部１２でシートを乾燥定着し、上流側ベルト１から下流側ベルト４へとシートを受け渡す。下流側ベルト４は、搬送ベルト４の搬送方向下流側屈曲部においてシートを剥離し、その下流側屈曲部の近傍に設けられた排出ローラー１０でシートを排出する。

図２は、本発明の実施形態に係るプリント装置の制御系のブロック図である。システム制御部１３は、ＣＰＵおよびＲＯＭとＲＡＭを有しており、プリント装置全体の制御を行う。インターフェース制御部１４は、外部装置またはプリントする画像データが記憶保持されたメディアとの間で画像データおおよびコマンドの通信制御を行う。ユーザーインターフェース制御部１５は、メニューや設定画面、プリント装置の状態を表示しユーザーからの操作の受付を制御する。給送ローラー制御部１６は、システム制御部１３からの指示に基づいて、シートを粘着搬送ベルト１にシートを給送するために給送駆動ローラー８を制御する。粘着固定ローラー制御部１８は、システム制御部１３からの指示に基づいて、粘着固定ローラー９を制御する。粘着固定ローラー制御部１８によって、粘着固定ローラー９がシートを上流側ベルト１に押しつける押圧力の大きさとその押圧力をかける時間を制御する。上流側ベルト制御部１９は、システム制御部１３からの指示に基づいて、ベルト駆動ローラー２とベルト従動ローラー３とを回転させ、上流側ベルト１に粘着固定したシートを搬送するための制御を行う。

プリントヘッド制御部２０は、システム制御部１３からの指示に基づいて、インターフェース制御部１４で受信した画像データを搬送されているシートにプリントするためにプリントヘッド１１を制御する。乾燥定着部制御部２１は、システム制御部１３からの指示に基づいて、シートを乾燥するために乾燥定着部１２を制御する。下流側ベルト制御部２２は、システム制御部１３からの指示に基づいて、下流側ベルト駆動ローラー５とベルト従動ローラー６とを回転させ、下流側ベルト４に粘着固定したシートを搬送するための制御を行う。排出ローラー制御部２３は、システム制御部１３からの指示に基づいて、下流側ベルト４から剥離したシートを排出するために、排出ローラー１０を制御する。

図３（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態に係る粘着搬送ベルト当接部２８におけるシート２４の挙動を示した図である。本実施形態では、上流側ベルト１と下流側ベルト４とは、同一の粘着材を用いている。上流側ベルト１は、ベルト基材２５上に粘着材２６を有し、下流側ベルト４は、ベルト基材２７上に粘着材２６を有する。

上流側ベルト１においてシート２４を保持した粘着材２６の内周面は、ベルト基材２５により伸長を規制され、外周面はシート２４により伸長を規制される（図３（ａ）参照）。その後、シート２４が搬送されると、シート２４は上流側ベルト１の平面部から屈曲部にかかり、搬送方向における先端が粘着搬送ベルト当接部２８に到達する（図３（ｂ）参照）。上流側ベルト１の屈曲部では、粘着材２６の外周面は伸長されることから、粘着材２６の外周面とシート２４との間にはせん断力が生じる。このせん断力によって、上流側ベルト１の屈曲部では、粘着材２６のシート２４に対する粘着力が低下する。粘着搬送ベルト当接部２８では、シート２４の一方の面は、上流側ベルト１の粘着材２６に粘着し、他方の面は、下流側ベルト４の粘着材２６に粘着する。この時、前述のように、上流側ベルト１の粘着材２６とシート２４との粘着力は屈曲部で低下していることから、平面部で当接し粘着力が低下していない下流側ベルト４の粘着材２６の粘着力の方が強くなっている（図３（ｃ）参照）。

その後、シートが搬送されると、シート２４は、せん断力の作用で粘着力が弱くなっている上流側ベルト１から剥がされて、粘着力の強い下流側ベルト４に貼り付く。これによって、上流側ベルト１から下流側ベルト４にシート２４の受け渡しが行われる（図３（ｄ）参照）。このように、屈曲部における粘着力と平面部における粘着力とに差が生じて、平面部における粘着力が強くなっているかぎり、確実にシート２４の受け渡しを行うことができる。

ここまで上流側ベルト１と下流側ベルト４とが同じ粘着材２６を備え、粘着力が等しい場合について説明した。しかし、ベルト当接部２８において、下流側ベルト４の平面部での粘着力が、屈曲した上流側ベルト１の粘着力よりも大きくなる粘着力の範囲にあれば、上流側ベルト１に比べ下流側ベルト４の粘着力が小さい場合にもシート２４を受け渡すことが可能である。

図４（ａ）、（ｂ）は、同じ粘着搬送ベルトで曲率半径を変えることによる粘着材の変形への影響を示した図である。図４（ａ）、（ｂ）では、それぞれ粘着搬送ベルトによる搬送部の後端にシート２４の先端が到達した状態を示しており、図４（ａ）はローラー４０の径が大きい場合であり、図４（ｂ）は、ローラー４１の径が小さい場合を示している。図４（ａ）の場合、粘着搬送ベルト４２に粘着して搬送されたシート２４は、屈曲開始位置４３からローラー４０の回転角で角度α分搬送された位置で保持されている。この時、ローラー４０は、屈曲開始位置４３から角度β回転しており、粘着材２６は変形量４４が示す分だけ変形している。また、図４（ｂ）の場合、粘着搬送ベルト４２に粘着して搬送されたシート２４は、屈曲開始位置４３からローラー４１の回転角で角度α分搬送された位置で保持されている。この時、ローラー４１は、屈曲開始位置４３から角度γ回転しており、粘着材２６は変形量４４よりも大きい変形量４５が示す分だけ変形している。粘着材２６の変形量は、粘着材２６とシート２４とのせん断変形量であり、ローラーの径を小さくした方が、せん断変形量が多くなり、その結果、粘着層のシートに対する粘着力が低下する。このように、せん断変形が大きくなることでシート２４を保持する力が低下することから、粘着搬送においては搬送ベルトの曲率半径を小さくすることでシート２４の剥離性能を向上することが可能である。

そこで本実施形態では、下流側ベルト４を駆動する駆動ローラー５および従動ローラー６の径を、上流側ベルト１を駆動する駆動ローラー２および従動ローラー３の径よりも小さい径としている。これにより、下流側ベルト４においてシート２４は容易に剥離することができることから、下流側ベルト４から排出ローラー１０へのシート２４の受け渡しでは特別な機構を設けることなく、シート２４を受け渡して排出することができる。

図５は、上流側ベルト１と下流側ベルト４の構成を示した図である。上流側ベルト１と下流側ベルト４は、繰り返しシート２４を搬送し、上流側ベルト１の屈曲部と下流側ベルト４の平面部とにおいて常に接するために、２本のベルトの粘着材２６は共に弾性材料で構成される。一方で、上流側ベルト１の基材２５と下流側ベルト４の基材２７とは、異なる材質からなり、基材２５はＳＵＳなど曲げ弾性率の高い材質で構成され、基材２７はゴムや布などの曲げ弾性率の低い材質で構成される。

シート２４を高精度に搬送するためには、ＳＵＳなど曲げ弾性率の高い材質でベルト基材を構成する必要があるが、シートの剥離性を向上するためにはベルト曲率半径を小さくすることができるゴムや布などの弾性率の低い材質が適している。そのため、高い搬送精度と良好な剥離性能を維持するためには、搬送精度を高めるべく曲げ弾性率の高い材質を基材とした上流側ベルト１と、良好な剥離性能が得られる弾性率の低い材質を基材とした下流側ベルト４とを組み合わせて使用する必要がある。

このように、上流側ベルトの屈曲部に、上流側ベルトの屈曲部の粘着力よりも粘着力を強くした下流側ベルトを当接させることで、シートを下流側ベルトに受け渡す。これによって、シートを破損することなく搬送ベルトから剥離することができるシート搬送装置およびプリント装置を実現することができた。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図６（ａ）、（ｂ）は、基材の厚さが異なる粘着搬送ベルトで曲率半径が同じ場合の粘着材の変形への影響を示した図である。図６（ａ）と図６（ｂ）のように、曲率半径が同じでも、基材の厚さを厚くすることで、シート２４の剥離性能を向上することが可能である。以下、シート２４の剥離性能が向上する原理について説明する。

図６（ａ）において、粘着搬送ベルト４２に粘着して搬送されたシート２４は、屈曲開始位置Ａからローラー６３の回転角で角度θ分搬送された位置Ａ’で保持されている。この時、ローラー６３は、屈曲開始位置Ｃから位置Ｃ’まで角度θ’回転している。また、ローラー６３の回転により、基材６０は屈曲開始位置Ｂからほとんど変形する（ローラー６３とのずれが生じる）ことなく位置Ｂ’まで移動する。この時、Ｃ−Ｃ’間の距離とＡ−Ａ’間の距離とは略同一となっている。ここで、粘着材２６には変形（位置ずれ）が生じており、変形量６５が示す分だけ変形している。

図６（ｂ）において、粘着搬送ベルト４２に粘着して搬送されたシート２４は、屈曲開始位置Ｄからローラー６４の回転角で角度θ分搬送された位置Ｄ’で保持されている。この時、ローラー６４は、屈曲開始位置Ｄから位置Ｄ’まで角度θ”回転している。また、ローラー６４の回転により、基材６１は屈曲開始位置Ｂからほとんど変形する（ローラー６４とのずれが生じる）ことなく位置Ｂ”まで移動する。この時、Ｄ−Ｄ’間の距離とＡ−Ａ’間の距離とは略同一となっている。ここで、粘着材２６には変形（位置ずれ）が生じており、変形量６６が示す分だけ変形している。

図６（ａ）における変形量６５と図６（ｂ）における変形量６６とを比較すると、周差が大きい分、図６（ｂ）に示した基材の厚さを厚くした方の変形量である変形量６６の方が大きくなっている。つまり、シート２４との粘着面におけるせん断変形量も多くなっていることから、粘着力が低下している。したがって曲率半径が等しい場合でも、ベルトの基材を厚くすることで、せん断変形を大きくすることができ、よりシートの剥離性能を向上することが可能である。

そこで本実施形態では、上流側ベルト４２を屈曲させたときの外周における曲率半径と、下流側ベルト６２を屈曲させたときの外周における曲率半径とを同じにして、上流側ベルト４２の基材よりも下流側ベルト６２の基材の厚さを厚くする。これにより、下流側ベルト６２においてシート２４は容易に剥離することができることから、下流側ベルト６２から排出ローラー１０へのシート２４の受け渡しでは特別な機構を設けることなく、シート２４を受け渡して排出することができる。

（第３の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図７は、本実施形態に係るプリント装置の構成を示した概略図である。本実施形態のプリント装置では、上流側ベルト１と下流側ベルト４とのベルト当接部２８で、上流側ベルト１の曲率半径よりも、下流側ベルト４の曲率半径を大きくしている。下流側ベルト４の曲率半径を大きくすることで、上流側ベルト１よりもせん断変形が少なく、強い粘着力が得られる構成となっている。従って上流側ベルト１と下流側ベルト４の粘着力に差がない場合、下流側ベルト４の方が強い粘着力が得られる。そして、さらに上流側ベルト１に比べ下流側ベルト４の粘着力が小さい場合でも、下流側ベルト駆動ローラー５の径を大きくして、上流側ベルト１の粘着力よりも下流側ベルト４の方が強い粘着力を備えることが可能となる。よって、ベルト当接部２８において上流側ベルト１から下流側ベルト４へのシートの受け渡しを行うことができる。

また、下流側ベルト４の後端部は、従動ローラー６の半径を小さくすることで、下流側ベルト４の曲率半径を小さくして、せん断変形が多く生じるように構成されている。これによって、後端の屈曲部において下流側ベルト４のせん断変形を多くすることで粘着力が弱くなり、屈曲部に到達したシート２４は容易に剥離することができる。

このように、上流側ベルトの屈曲部に、上流側ベルトの屈曲部の粘着力よりも粘着力を強くした下流側ベルトを当接させることで、シートを下流側ベルトに受け渡す。これによって、シートを破損することなく搬送ベルトから剥離することができるシート搬送装置およびプリント装置を実現することができた。

（第４の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図８は、本実施形態に係るプリント装置の構成を示した概略図である。本実施形態のプリント装置は、下流側ベルト４の後端屈曲部と排出ローラー１０との間に搬送ガイド（ガイド部材）３３を設け、シート２４を下流側ベルト４から排出ローラー１０へ確実に搬送する。搬送ガイド３３は、シート２４が剥離する角度に合わせて設けられている。

図９（ａ）、（ｂ）は、同じ粘着搬送ベルトで曲率半径を変えることによるシート２４の剥離角度への影響を示した図である。粘着層２６のせん断変形を利用したシート２４の剥離では、下流側ベルト後端屈曲部の曲率半径を小さくすることで、せん断剥離効果を高め、シート２４の剥離角度を小さくすることができる。

図１０は、同じ種類のシートで厚みの異なるシート２４を剥離した際の、ベルト曲率半径と剥離角度との関係を示したグラフである。ベルト曲率半径を小さくすることでシート２４の剥離角度のばらつきが小さくなることがわかる。従って、粘着材２６の変形を利用したシート２４の剥離では、下流側ベルト後端屈曲部のベルト曲率半径を小さくすることでシート２４の厚さによる剥離角度のばらつきが低減される。従って、下流側ベルト後端屈曲部におけるベルト曲率半径を小さくすることで、シートの剥離角度を予測し、予測した剥離角度に合わせて搬送ガイド３３を設ける。

このように、シートの剥離角度に合わせて搬送ガイドを設けることで、よりシートの破損を抑制することができるシート搬送装置およびプリント装置を実現することができた。

（第５の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第５の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図１１（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係るプリント装置の構成を示した概略図である。本実施形態のプリント装置は、下流側ベルト後端の屈曲部に剥離爪（爪部材）３５、３７を備えている。図１１（ａ）に示したプリント装置の構成では、櫛歯状の剥離爪３５と、幅方向に複数に分割された下流側ベルト３４を備えており、分割された下流側ベルト３４のベルト同士の間に剥離爪３５の櫛歯部が入る構成となっている。これによって、下流側ベルト３４の後端部では、搬送されてきたシート２４が下流側ベルト３４の平面部から屈曲部へと侵入する際に生じるせん断剥離効果に加え、剥離爪３５が剥離を補助することによる剥離作用で、確実にシート２４を剥離することが可能である。

また、図１１（ｂ）に示したプリント装置の構成では、上流側ベルト１よりも幅の狭い下流側ベルト３６と、その下流側ベルト３６の両側に設けられた剥離爪３７とを備えた構成となっている。これによって、下流側ベルト３６の後端部では、搬送されてきたシート２４が下流側ベルト３４の平面部から屈曲部へと侵入する際に生じるせん断剥離効果に加え、剥離爪３７による剥離作用で、確実にシート２４を剥離することが可能である。

このように、下流側ベルトの後端部に剥離爪を設けることで、排出時におけるシートの破損をより抑制することができるシート搬送装置およびプリント装置を実現することができた。

１ 上流側粘着搬送ベルト
２ 上流側搬送ベルト駆動ローラー
３ 上流側搬送ベルト従動ローラー
４ 下流側粘着搬送ベルト
５ 下流側搬送ベルト駆動ローラー
６ 下流側搬送ベルト従動ローラー
１０ 排出ローラー
１１ プリントヘッド
２４ シート
３３ 搬送ガイド
３５ 剥離爪
３７ 剥離爪

Claims (9)

1. 複数の搬送ローラーに巻き掛けられ、基材の外周面に粘着材を備えた第１の搬送ベルトでシートを搬送するシート搬送装置であって、
   前記第１の搬送ベルトの外周面は、前記搬送ローラーに巻き掛けられて屈曲した前記第１の搬送ベルトの屈曲部で、複数の剥離ローラーに巻き掛けられ基材の外周面に粘着材を備えた第２の搬送ベルトの外周面と当接し、
   前記第１搬送ベルトは、
   前記剥離ローラーに巻き掛けられ、前記第１の搬送ベルトの屈曲部における前記第１の搬送ベルトの曲率半径よりも大きい曲率半径で屈曲している前記第２の搬送ベルトの屈曲部と当接していることを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記第１の搬送ベルトの外周における曲率半径と、前記第２の搬送ベルトの外周における曲率半径とが略同じであり、
   前記第１の搬送ベルトの基材の厚さよりも、前記第２の搬送ベルトの基材の厚さの方が厚いことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 複数の前記剥離ローラーは、駆動する駆動剥離ローラーと従動する従動剥離ローラーとであり、前記駆動剥離ローラーと前記従動剥離ローラーとの少なくとも一方の径は、
   前記第１の搬送ベルトと前記第２の搬送ベルトとが当接する前記第１の搬送ベルトの屈曲部が巻き掛かる前記搬送ローラーの径よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート搬送装置。
4. 前記搬送ローラーの径よりも小さい径を備えた、前記駆動剥離ローラーと前記従動剥離ローラーとのいずれか一方の近傍には、搬送されたシートを排出する排出ローラーが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のシート搬送装置。
5. 前記排出ローラーが近傍に設けられた前記駆動剥離ローラーと前記従動剥離ローラーとのいずれか一方と、前記排出ローラーとの間には、シートの排出時にシートをガイドするガイド部材を備えていることを特徴とする請求項４に記載のシート搬送装置。
6. 前記第１の搬送ベルトは、曲げ弾性率の高い材質の基材を備えており、前記第２の搬送ベルトは、曲げ弾性率の低い材質の基材を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. 前記第２の搬送ベルトで搬送されたシートの剥離を補助する櫛歯状の爪部材を備え、
   前記第２の搬送ベルトは、幅方向に複数に分割されたベルトであり、前記爪部材は、分割された前記ベルト同士の間に前記爪部材の櫛歯部が入るように設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
8. 前記第２の搬送ベルトで搬送されたシートの剥離を補助する爪部材を備え、
   前記第２の搬送ベルトの幅は、前記第１の搬送ベルトの幅よりも狭く、前記爪部材は、前記第２の搬送ベルトの両側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のシート搬送装置を備えていることを特徴とするプリント装置。

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