JP5287371B2 - ロール紙給紙装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロール紙などロール型シート媒体の給紙装置と、そのロール紙給紙装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、巻き芯としての紙管に長尺の用紙が巻かれたロール紙の給紙装置における保持方法は様々なサイズのロール紙に対応するために、スプール方式かフランジ方式が取られていた。

スプール方式の特徴として、長いスプールをロール紙の紙管に通す必要がありユーザの操作性は悪いが、巻き戻しの機構などを設けるときに、スプールに駆動伝達機構を設けることで、ロール紙自体を容易に駆動ができるという利点があった。さらに、スプール軸と駆動伝達機構の嵌合によりロール紙を搬送する際のロール紙の浮き上がりを押さえることも容易となる。

フランジ方式は、ロール紙の両サイドからフランジ部材を紙管に挿入して保持するため、ユーザの操作性は非常に高い。しかし、ロール紙に直接駆動力を伝達するにはフランジ部材の径をロール紙の最大外径よりも大きくしてフランジ部材の外径に駆動力を伝える方式か、用紙搬送時の幅方向の基準を用紙の端部にとってフランジ部材に駆動力を伝える方式のどちらかしかない。

フランジ部材の外径を大きくすると、フランジ部材の径が大きくなってしまい、装置サイズが大きくなり、ロール紙をセットするときに片側を持ち上げつつセットしなくてはいけないという欠点がある。また、搬送時の幅方向の基準を用紙の端部にしてしまうと、長尺の用紙を搬送する際にシワ、ヨリ、スキューなどの搬送品質に問題が出る恐れがある。

特許文献１には、ロール紙をスプールにて保持して、ワンウェイギヤを使用することで巻き戻し時にのみ、スプールに駆動を伝達して高精度な搬送を達成することが記載されている。

また、特許文献２では、フランジ型でかつフランジ部材の径がロール紙の最大外径よりも小さくなっており、フランジ部材の受けコロにてロール紙を巻き戻す方式を採用している。この方法では、巻き戻す速度が一定の場合、ロール紙の残量が減ることによって受けコロのスリップ量が大きくなる。また、連続で巻戻す事ができないので、長い距離ロール紙を巻き戻す事ができない。

特許文献２に記載されたシート搬送装置の欠点を補い、ロール紙を連続的に巻戻す手段として、本出願人は、フランジ部材の受けコロを介して、巻き戻しローラでフランジ部材を逆回転することで、用紙の連続巻き戻しを可能とし、かつ、巻き戻しローラと受けコロ、受けコロとフランジ部材間の駆動伝達を摩擦力、又は磁力とスベリとすることを提案している。このようにすることにより、従来ギヤ等を介して、ロール紙の巻き戻しする際の用紙テンション力をロール径変化に応じて、巻き戻し速度を変更することなく安定した巻き戻しを可能としている。

しかしながら、駆動伝達を摩擦力で行う場合、ロール紙のフランジ部材は受けコロに載っただけの状態のため、ロール紙を順送り方向に間欠搬送させる時に、ロール紙を回転始動させる立ち上げ時間が速いほどロール紙が回転支持部材としての受けコロから浮き上がり、回転が不安定になったり、ブレーキ力不足が生じて用紙のタルミが発生して、スキューの原因となる可能性がある。特に、ロール紙は、紙管径サイズが一般的な規格として２インチ、３インチあり、重量、重心の違いが生じて、ロール紙が浮き上がらない条件が大きく異なる。

また、駆動伝達を磁力で行う場合は、ロール紙の浮き上がりを防止できるが、新規に電磁石装置を設ける必要があるので、装置が複雑化して高価になるという欠点があった。

本発明はかかる問題を解決することを目的としている。

すなわち、本発明は、ロール紙の紙管径サイズや重量が異なってもロール紙の浮き上がりを抑制することができるロール紙給紙装置と、そのロール紙給紙装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、紙管に用紙が巻かれたロール紙を保持するために前記ロール紙の両端部に夫々固定された円盤状のフランジ部材を回転自在に支持する少なくとも２個の回転支持部材と、前記回転支持部材の少なくとも１つと係合し、前記フランジ部材を前記ロール紙の順送り方向とは逆方向に回転させる巻き戻しローラと、前記用紙に搬送力を与え、前記用紙を介して前記ロール紙に順送り方向の回転を与える給紙ローラと、前記給紙ローラに前記用紙搬送に必要な駆動力を伝達する駆動装置と、を備えたロール紙給紙装置において、前記回転支持部材のうち前記巻き戻しローラに係合しない前記回転支持部材の位置を前記フランジ部材の外径に応じて変更する位置変更手段が設けられていることを特徴とするロール紙給紙装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記ロール紙の残量を検出する残量検出手段と、前記残量検出手段が検出した前記ロール紙の残量に応じて前記フランジ部材の変更を促す表示パネルと、を備えていることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記巻き戻しローラには、巻き戻し回転の際には駆動力を伝達し、順送り回転の際には駆動力を遮断するクラッチ機構が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のロール紙給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、回転支持部材のうち巻き戻しローラに係合しない回転支持部材の位置をロール紙の紙管径サイズに応じて変更する変更手段が設けられているので、巻き戻しローラとフランジ部材の接触角を一定にしてロール紙の巻き戻し条件をロール紙サイズが異なっても同じ条件に保つことができるので、ロール紙の重心位置をロール紙が回転支持部材から浮き上がらない適正な条件とすることができ、ロール紙の浮き上がりを防止することができる。また、ロール紙の安定した巻き戻しを簡単な構成で行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、変更手段が、ロール紙の残量を検出する残量検出手段と、残量検出手段が検出したロール紙の残量に応じてフランジ部材の変更を促す表示パネルと、を備えているので、残量に応じて外径の異なるフランジ部材に変更させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、巻き戻しローラに巻き戻し回転の際には駆動を伝達し、順送り回転の際には駆動を遮断するクラッチ機構が設けられているので、ロール紙を順送り時は巻き戻しローラを固定する事ができ、常にフランジ部材に摩擦によるブレーキをかけた状態でロール紙を順送り動作することができる。そのために、間欠動作でのロール紙順送り時は、給紙ローラとフランジ部材間で用紙が撓まないように給紙ローラよりも速くフランジ部材を停止させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のロール紙給紙装置を画像形成装置に備えているので、画像形成装置において、ロール紙の浮き上がりを防止して、ロール紙の紙管径サイズが異なっても安定した間欠搬送を行うことができる。

本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を示す概略構成図である。 図１に示した画像形成装置における従来のロール紙搬送装置にかかる部分の概略構成図である。 図１に示した画像形成装置における本発明を適用したロール紙搬送装置にかかる部分の概略構成図である。 図１に示した画像形成装置における本発明を適用したロール紙搬送装置にかかる部分の概略構成図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を示す概略構成図である。図２は、図１に示した画像形成装置における従来のロール紙搬送装置にかかる部分の概略構成図である。図３は、図１に示した画像形成装置における本発明を適用したロール紙搬送装置にかかる部分の概略構成図である。図４は、図１に示した画像形成装置における本発明を適用したロール紙搬送装置にかかる部分の概略構成図である。

図１に示した本発明の一実施形態にかかる画像形成装置としてのインクジェット方式のプリンタ２４は、本体２３に、ロールトレイ上８と、ロールトレイ下９と、用紙テンション付加手段１０と、駆動モータ１２と、レジストローラ１３と、レジスト加圧ローラ１４と、ヘッド１５と、キャリッジ１６と、主走査ステー１７と、チャンバー１８と、吸気ファン１９と、カッター２０と、反転排紙用紙ガイド２１と、排紙トレー２２と、が設けられている。

ロールトレイ上８は、フランジ部材１と、ロール紙２と、フランジ受け台３と、巻き戻しローラ４と、給紙ローラ６と、駆動装置７と、ワンウェイクラッチ２８と、を備えている。

フランジ部材１は円盤状に形成され、フランジ部材１の外径はロール紙２の最大外径よりも小さくなっている。そして、フランジ部材１は、ロール紙２の紙管２ａの軸方向両端中心部にそれぞれ同軸上に固定されている。

ロール紙２は、紙管（巻き芯）２ａの外周に長尺用紙が巻かれている。ロール紙２は紙管径が異なる複数のサイズがあり、本実施形態のプリンタ２４では一般的なサイズである２インチと３インチサイズが使用可能とする。

フランジ受け台３は、回転支持部材としての中継コロ２５、支持コロ２７を備え、フランジ部材１が載置されて、フランジ部材１の外周面を回転自在に支持している。

中継コロ２５は、フランジ受け台３の一端（給紙ローラ６側）でフランジ部材１の外周を支持するとともに巻き戻しローラ４とも接触（係合）している。支持コロ２７は、フランジ受け台３の他端でフランジ部材１の外周を支持し、後述するようにフランジ部材１の外径に応じて移動することができる。

巻き戻しローラ４は、ロール紙２の両端に位置している２つのフランジ受け台３の中継コロ２５と接触するように長尺に形成され、給紙ローラ６を逆転させてロール紙２側用紙の先端を所定距離逆進させる際に、巻き戻しローラ４が駆動装置７に駆動されることで、巻き戻しローラ４−中継コロ２５−フランジ部材１へと摩擦接触によって駆動力が伝達され、フランジ部材１を逆回転させる。

巻き戻しローラ４には、図２に示すようにクラッチ機構としてのワンウェイクラッチ２８が接続されている。ワンウェイクラッチ２８は、後述する駆動装置７からの駆動力を、巻き戻し回転の際には伝達し、順送り回転の際には遮断する。すわなち、巻き戻しローラ４はワンウェイクラッチ２８を備えている。

給紙ローラ６は、１組のローラ対から構成され、駆動装置７からの駆動によってロール紙２の用紙をローラ対の間を通して順送り方向に搬送するように回転し、ロール紙２の用紙を用紙テンション付加手段１０へと搬送する。

駆動装置７は、例えばモータなどで構成され、給紙ローラ６や巻き戻しローラ４に用紙を順方向へ搬送したり巻き戻したりするための駆動力を与える。

ロールトレイ上８では、上述したフランジ部材１、ロール紙２、フランジ受け台３、巻き戻しローラ４、給紙ローラ６から構成されるロール紙給紙装置がもう１組設けられている。また、ロールトレイ下９は、ロールトレイ上８の下方に設置され、上述した構成のロール紙給紙装置が１組設けられている。

給紙ローラ６から搬送された用紙は、用紙搬送路中に形成された用紙テンション付加手段１０へと搬送される。用紙テンション付加手段１０は基本的に内周側の揺動可能な搬送ガイド１０ａとスプリング１１とから構成されており、繰り出される用紙のテンションに対するバッファ機能も果たしている。

用紙テンション付加手段１０のさらに下流側のレジストローラ１３とレジスト加圧ローラ１４の間に搬送された用紙は、印字部であるチャンバー１８上のプラテン板上に搬送される。チャンバー１８の下に配置された吸気ファン１９によってチャンバー内に負圧が形成され、プラテン板に設けられた複数の穴によって、用紙はプラテン板上に吸い付けられ、用紙の平面度が維持される。

プラテン板の上には、インクを吐出するためのヘッド１５を搭載したキャリッジ１６が配置されており、キャリッジ１６は主走査ステー１７に沿って用紙の幅方向に往復して、インクをプラテン板上の用紙に向かって吐出し、用紙に画像を形成する。用紙はヘッド１５の幅に対応してキャリッジ１６が移動するたびにレジストローラ１３より所定の長さ分送り出され（間欠搬送）、画像形成が終わると、カッター２０において、所定の長さにカットされ、反転排紙用紙ガイド２１に沿って搬送され、排紙トレー２２に排出される。

上述した構成のプリンタ２４に備えられているロール紙給紙装置は、間欠動作で用紙を送り出した時に、用紙残量の少なくなった状態では用紙の送り出す力によってフランジ部材１が跳ね上がってしまう。結果として、フランジ部材１の回転が不安定になり、ブレーキ力不足が生じて用紙のタルミが発生して、スキューの原因となる。

また、ロール紙２は、先述の様に紙管径サイズが一般的な規格として２インチ、３インチがあり、中継コロ２５及び支持コロ２７の位置を変えない場合、図２に示すように２インチのロール紙２は３インチロール紙に比べ給紙ローラ６に対する位置が高く（図２のｘ）、重量も軽いため、給紙ローラ６に引っ張られる時にロール紙が浮き上がり易くなる。

そこで、本実施形態では、２インチのロール紙２の場合に、フランジ部材１の外径を給紙ローラ６対する位置関係（紙管２ａの図中下部の位置）が３インチの場合と同じになるように小径化したフランジ部材１´を使用することによって、図３に示すようにロール紙２の重心位置が下がり、間欠動作で用紙を送り出し時の給紙ローラ６で用紙を引っ張った時のロール紙２の浮き上がりを防止している。すなわち、ロール紙２の紙管径サイズごとに外径が異なる複数のフランジ部材１が備えられている。勿論２インチ、３インチに限らず、他のサイズに適用する場合でも同様に、フランジ部材１の外径は紙管径のサイズが小さくなるに従って小さくなるように構成する。

但し、このままでは、図３に示すように、中継コロ２５とフランジ部材１の接触角が変わってしまう（図３のθ）。本実施形態では、巻き戻しローラ４駆動時、巻き戻しローラ４−中継コロ２５−フランジ部材１へと摩擦接触によって駆動を伝達させているため、中継コロ２５とフランジ部材１の接触角が変わってしまうと中継コロ２５に対する、フランジ部材１とロール紙２の重量の掛かる方向が変わってしまい、巻き戻し条件が２インチと３インチのロール紙２とで異なってしまう。

そこで、図４に示すように、支持コロ２７の位置を、図示しない位置変更手段としてのレバーでフランジ受け台３の長手方向（給紙ローラ６へ向かう方向及びその逆方向）へ移動可能に構成し、２インチのロール紙２用にフランジ部材１の外径を小さくした場合に、中継コロ２５とフランジ部材１の接触角が３インチのロール紙２の場合と同じ接触角になる様に、中継コロ２５に近づける方向に移動させることにより、ロール紙２の巻き戻し条件をロール紙サイズが異なっても同じ条件に保つことができ、ロール紙２の巻き戻しを安定して行うことができる。すなわち、回転支持部材のうち巻き戻しローラ４に係合しない支持コロ２７の位置をロール紙２の紙管径サイズに応じて変更する位置変更手段が設けられている。

本実施形態によれば、ロール紙２の紙管２ａの軸方向両端中心部にそれぞれ同軸上に固定されているフランジ部材１が、２インチのロール紙２の場合は３インチのロール紙２に使用されるフランジ部材１よりも小径化したフランジ部材１´を使用するようにしているので、ロール紙２の重心位置をロール紙２が中継コロ２５や支持コロ２７から浮き上がらない適正な条件とすることができ、ロール紙２の浮き上がりを防止して、ロール紙２の紙管径サイズが異なっても安定した間欠搬送を行うことができる。

また、支持コロ２７が、ロール紙２の紙管径のサイズに応じてフランジ部材１の外径が変更された場合でも、フランジ部材１と巻き戻しローラ４との接触角を一定に保つように移動することができるので、ロール紙２の巻き戻し条件をロール紙２のサイズが異なっても同じ条件に保つことができ、ロール紙２の安定した巻き戻しを簡単な構成で行うことができる。

また、巻き戻しローラ４にワンウェイクラッチ２８が接続されているので、ロール紙２を順送り時は巻き戻しローラ４を固定する事ができ、常にフランジ部材１に摩擦によるブレーキをかけた状態でロール紙２を順送り動作することができる。そのために、間欠動作でのロール紙２順送り時は、給紙ローラ６とフランジ部材１間で用紙が撓まないように給紙ローラ６よりも速くフランジ部材１を停止させることができる。

なお、上述した実施形態ではロール紙２の紙管径サイズごとに外径を変更したフランジ部材１を使用していたが、それだけでなく、例えば、フランジ受け台３などに残量検出手段としてのロール紙２の重量を検出するセンサを設け、そのセンサが検出した重量からロール紙２の残量を推測し、その残量に応じて外径の異なるフランジに変更するようにしても良い。すなわち、残量検出手段が検出したロール紙２の残量に応じて外径が異なる複数のフランジ部材１を備えている。

この場合は、例えばロール紙２の紙管径のサイズが３インチでも、ロール紙２の残量が減少し、予め定めた残量の閾値を下回った場合は、２インチ用のフランジ部材１に変更するように、図示しない操作パネルなどに表示して変更を促すようにすればよい。また、紙管径に応じたフランジ部材１と共用せずに専用のフランジ部材１を残量に応じて複数種類用意して使用するようにしてもよい。

また、上述したロール紙２の残量に応じてフランジ部材１を変更した場合も、支持コロ２７を、フランジ部材１と巻き戻しローラ４との接触角を一定に保つように移動させるようにしてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１、１´ フランジ部材
２ ロール紙
２ａ 紙管
４ 巻き戻しローラ
６ 給紙ローラ
７ 駆動装置
２５ 中継コロ（回転支持部材）
２７ 支持コロ（回転支持部材）
２８ ワンウェイクラッチ（クラッチ機構）

特開２００６−２４８６８３号公報 特開２００３−２７６２６４号公報

Claims (4)

1. 紙管に用紙が巻かれたロール紙を保持するために前記ロール紙の両端部に夫々固定された円盤状のフランジ部材を回転自在に支持する少なくとも２個の回転支持部材と、前記回転支持部材の少なくとも１つと係合し、前記フランジ部材を前記ロール紙の順送り方向とは逆方向に回転させる巻き戻しローラと、前記用紙に搬送力を与え、前記用紙を介して前記ロール紙に順送り方向の回転を与える給紙ローラと、前記給紙ローラに前記用紙搬送に必要な駆動力を伝達する駆動装置と、を備えたロール紙給紙装置において、
   前記回転支持部材のうち前記巻き戻しローラに係合しない前記回転支持部材の位置を前記フランジ部材の外径に応じて変更する位置変更手段が設けられていることを特徴とするロール紙給紙装置。
2. 前記ロール紙の残量を検出する残量検出手段と、前記残量検出手段が検出した前記ロール紙の残量に応じて前記フランジ部材の変更を促す表示パネルと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のロール紙給紙装置。
3. 前記巻き戻しローラには、巻き戻し回転の際には駆動力を伝達し、順送り回転の際には駆動力を遮断するクラッチ機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のロール紙給紙装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のロール紙給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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