JP5920660B2 - ロール状媒体保持機構、給紙装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロール状に巻いて送り出し可能にしたシート状の媒体の保持機構、給紙装置、これらを搭載したプリンタ、プロッタ、ファクシミリ、複写機、これらの複合機などの画像形成装置に関する。

芯管の周りにシート状の媒体をロール状に巻いて搬送のために送り出し可能にしたもの（以下、ロール状媒体という。またシート状の媒体をロール紙と称する。）には、芯管径が２インチ（２５．４ｍｍｘ２＝５０．８ｍｍ）のものと、３インチ（２５．４ｍｍｘ３＝７６．２ｍｍ）のものとの２種類があり、芯管径によってロール状媒体が回転する時の慣性が異なる。そのため、ロール紙の搬送量、すなわちロール状媒体から繰り出されるロール紙の長さが異なってしまうことがある。そこで、芯管径の大小を検出し、ロール状媒体の回転制御、すなわちロール紙の搬送制御を切り替える必要がある。

ロール状媒体の芯管径を検出するためには種々の手段が考えられるが、ロール状媒体が回転部材であり、検出手段は通常は固定部材となるため、回転部材であるロール状媒体の変化を検出するには、芯管径の大小、もしくは芯管径に応じて変位する部材を離れた場所に固定した光学センサ等で読み取るなどの方法が考えられる。

しかしながら、給紙装置、画像形成装置では、ロール状媒体が回転部材であり、検出経路上にロール紙を保持するための部材などが存在するためそのようなセンサ等の設置が難しく、誤検知の可能性があった。すなわちロール状媒体の芯管径を簡単に、またできるだけ誤検知しないように検知できる装置の開発が望まれていた。

本発明のロール媒体保持機構は、芯管にシート状の媒体をロール状に巻き、該シート状の媒体を送り出し可能にしたロール状媒体を保持するための保持部材と、該保持部材に駆動伝達するための駆動軸と、前記保持部材に、移動して位置を切り替え可能に取り付けた複数の支持部材と、を備えたロール媒体保持機構において、前記ロール媒体の芯管径に応じて変位する伝達部材と、該伝達部材の位置を検出する検出手段と、を備え、前記伝達部材が、前記ロール媒体の芯管径に応じて位置を切り替える支持部材と連動して動く、
ことを特徴とする。

本発明によれば、シート材をロール状にしたロール媒体の芯管径を簡単に、またできるだけ誤検知しないように検出できる。

本発明の実施対象となる画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例の全体構成を示す斜視図 同模式的側面図 本発明の一実施形態に係るロール媒体保持機構を示す断面図 本発明の一実施形態に係るロール媒体保持機構を示す断面図 図４（Ａ）から用紙ロールを取り除いて保持部材の具体的な外形構造を示した側面図 図５中の矢印Ｘ方向からみた正面図 図６中のａ１−ａ２断面図 本発明の一実施形態に係る画像形成装置のブロック図

本発明の実施形態においては、ロール状媒体から搬送されるロール紙のエンド検出時に、ロール状媒体を駆動しているモータの負荷変動を検出する。それにより、用紙後端の芯管への接着の有無を判断する。また、ロール状媒体の芯管径が大きい場合はロール状媒体をセットすることによって伝達部材は初期位置におり、検出手段が反応しないようにし、ロール状媒体の芯管径が小さい場合にはロール状媒体をセットすることによって伝達部材が変位し、これを検出手段によって検知して芯管径を認識する。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施対象となる画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同記録装置の全体構成を示す斜視図、図２は同装置の模式的側面図である。

図示のインクジェット記録装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、記録装置本体１の内部には、画像形成部２、用紙吸引搬送部３、ロール紙収容部４などが配置してある。

画像形成部２は、図示しない両側板にガイドロッド３３及びガイドレール３４が掛け渡され、これらのガイドロッド３３及びガイドレール３４にキャリッジ３５が矢示Ａ方向に摺動可能に保持してある。

キャリッジ３５は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドが搭載してある。各記録ヘッドには図示しないが、各記録ヘッドにインクを供給するサブタンクが一体的に備えている。

そして、キャリッジ３５を移動走査する主走査機構は、主走査方向の一方側に配置する駆動モータ２１と、駆動モータ２１によって回転駆動される駆動プーリ２２と、主走査方向他方側に配置した従動プーリ２３と、駆動プーリ２２と従動プーリ２３との間に掛け回したベルト部材２４とを備えている。なお、従動プーリ２３は、図示しないテンションスプリングによって外方（駆動プーリ２２に対して離れる方向）にテンションが架けられている。ベルト部材２４は、キャリッジ３５の背面側に設けたベルト固定部に一部分が固定保持してあることで、主走査方向（矢示Ａ方向）にキャリッジ３５を牽引する。

また、キャリッジ３５の主走査方向に沿ってキャリッジ３５の主走査位置を検知するためのエンコーダシート（図示せず）が配置してあり、キャリッジ３５に設けたエンコーダセンサ（図示せず）により、このエンコーダシートを読み取るようになっている。

このキャリッジ３５における主走査領域のうち、記録領域では、用紙１０ａが用紙吸引搬送部３によってキャリッジ３５の主走査方向と直交する方向（副走査方向：矢示Ｂ方向）に間欠的に搬送される。

また、主走査領域のうち一方の端部側領域には、記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構３８が配置してある。さらに、主走査方向のキャリッジ移動領域外又は、上記主走査領域のうち他方の端部側領域には、記録ヘッドのサブタンクに供給する各色のインクを収容したメインカートリッジ３９が記録装置本体１に対して着脱自在に装着する。

図示のロール紙収容部４は給紙手段であり、ロール状媒体（以下、単にシートロール３０と記載する）がセットしてあるが、幅方向（矢示Ａ方向）のサイズが異なるシートロールがセット可能である。シートロール３０は、その芯管（図２では図示を省略してある）に両側からフランジ３１を装着し、記録装置本体１に取り付けられる。フランジ３１は軸受等により記録装置本体１に回転支持されており、フランジ３１が回転することで、シートロール３０から用紙であるシート材１０ａが搬送、給紙される。

この記録装置では、ロール紙収容部４から搬送されたシート材１０ａは、記録装置本体１の後方から前方に向けて搬送し、搬送手段（ローラ対３６、搬送ローラであるレジストローラ３７及びレジスト加圧ローラ３８など）により記録領域へと給紙する。そして、キャリッジ３５を主走査方向に移動させ、シート材１０ａを間欠的に送りながら、図示せぬ記録ヘッドを画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させ、それによってシート材１０ａ上に画像を形成する。さらに、シート材１０ａの画像形成部分を所定の長さにカットし、記録装置本体１の正面側に配置する図示しない排紙トレイへ排出する。

次に、シートロール３０が備える保持部材１２について説明する。図３は本発明の一実施形態に係るロール媒体保持機構を示す断面図である。具体的には、図３（Ａ）は、芯管１０ｂの内径が小さいシートロール３０に保持部材１２に取り付けた状態を示す断面図（装置正面側から見た断面図）、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の状態から記録装置本体１に装着した状態を示す断面図である。また図４（Ａ）は、芯管１０ｂの内径が大きいシートロール３０に保持部材１２に取り付けた状態を示す断面図（装置正面から見た断面図）、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の状態から記録装置本体１に装着した状態を示す図である。なお図５は図４（Ａ）からシートロール３０を取り除いてさらに具体的な構造を示した側面図であり、図６は図５中の矢印Ｘ方向からみた正面図、図７は図６中のａ１−ａ２断面図である。

シートロール３０を保持するための保持部材１２は、芯管１０ｂに巻き取ってロール状にしたシート材１０ａの両端部に配置し、シートロール３０を保持する。この保持部材１２は、シート材１０ａの両端部に当接する円板状の受け皿部１２ｂと、この受け皿部１２ｂの中央部に配置してあってシート材１０ａの芯管１０ｂに挿入する軸芯部１２ａとを備えている。受け皿部１２ｂと軸芯部１２ａは一体に構成しても、または別体に構成してもいずれでも構わない。また、保持部材１２には、軸芯部１２ａの外周にその軸線に沿って複数枚の支持部材１４が配置してある。支持部材１４は、例えば、３枚や４枚等、適宜の個数を選定できる。

この支持部材１４は、保持部材１２の軸芯部１２ａの外周に略等間隔で配置することが好ましい。また、支持部材１４は、軸芯部１２ａの基部に周方向に沿って配置する回動支点１４ｂを中心に、軸芯部１２ａから離間、近接する方向へ回動可能に配置してある。

本実施形態の保持部材１２は、別体のアダプタを用意することなく大小２種類の径の芯管に対応するものであり、軸芯部１２ａの外形を小径の芯管の内径よりやや小さく設定し、軸芯部１２ａの周囲に支持部材１４を倒して配置した状態（図４）で、支持部材１４の外周の最大径が大径の芯管の内径よりやや小さくなるように支持部材１４の厚さ寸法を設定してある。

支持部材１４は、回動支点１４ｂを中心として開閉回動することにより、軸芯部１２ａに沿って近接して配置される第１の位置、及び回動支点１４ｂを軸として外側に拡開して軸芯部１２ａから離間した第２の位置に配置することができる。これにより、シートロール３０の芯管１０ｂの径に対応して、保持部材１２におけるシートロール３０の保持径を変更する。すなわち、本実施形態に係る保持部材１２では、支持部材１４を図４に示すように第１の位置に設置することにより大径の芯管１０ｂに、支持部材１４を図３に示すように第２の位置に設置することにより小径の芯管に対応することができる。この軸芯部１２ａの直径及び支持部材１４の厚さは、保持すべきシートロール３０の芯管１０ｂの内径に応じて決定する。すなわち、支持部材１４の位置を切り替えて安定させるための複雑な機構は設ける必要がない簡単な構造となっている。

この保持部材１２を用いてシートロール３０を保持する動作例を説明する。
まず、大径の芯管１０ｂを備えたシートロール３０を保持する場合、図４に示すように、回動支点１４ｂを中心に支持部材１４を回転させて軸芯部１２ａに近接する位置、即ち第１の位置に配置する。このようにすると、支持部材１４は芯管１０ｂの内周面と軸芯部１２ａの外周面とに挟まれた状態となり、支持部材１４は位置が安定し、シート材１０ａを確実に保持することができる。

なお、支持部材１４を固定するロック装置等を設ける必要はないが、適宜の保持機構を備えて支持部材１４を簡易的に保持することができるようにしてもよい。また図示の実施形態では、軸芯部１２ａと支持部材１４との間にロール紙半径方向に変形する弾性部材１５が設けてあり、芯管１０ｂの内径が多少異なる場合でも、支持部材１４による芯管１０ｂの内周面への当接圧を安定させることができるようになっている。

一方、小径の芯管１０ｂを備えたシートロール３０を保持部材１２に取り付けるときは、図３に示すように、支持部材１４を回動支点１４ｂを中心に回動させて第２の位置に配置する。この状態で、支持部材１４は、受け皿部１２ｂ内に収納される。この収納状態では、支持部材１４は、シートロール３０のシート材１０ａ端面と受け皿部１２ｂとが当接または近接している（図示の例では近接している）面よりもさらに受け皿部１２ｂの奥側に位置する。この状態で軸芯部１２ａ外周の弾性部材１５が芯管１０ｂの内周面と当接することで、シートロール３０が保持される。もちろん支持部材１４は芯管１０ｂと当接しておらず、シートロール３０のシート材１０ａの端面からも離れた状態にあるので、シートロール３０の回転に影響することはない。

次に、駆動軸１３への駆動伝達に関わる機構について説明する。図中１６は伝達部材、１７は回転部材、１８は検出手段、そして１９は駆動ギヤである。伝達部材１６は、駆動軸１３の内部に設けてあり、外部から駆動軸１３を操作することで後述する検知に誤検知が生じないようになっている。また、回転部材１７は、図示しない弾性部材により通常の状態では図中の左側に引っ張り付勢してある。

図３に示す状態のように支持部材１４を保持部材１２の受け皿部１２ｂ内に収納した状態で記録装置本体１に装着した場合、支持部材１４の回動支点１４ｂの近傍に形成した支持部材押当部１４ａが、図３（Ｂ）中に丸印Ｃで示したように、伝達部材１６に触れていない。したがって回転部材１７は、伝達部材１６により図中右側に押されていない。したがって、記録装置本体１に装着したときに（図３（Ｂ））、回転部材１７が検出手段１８に触れていない状態であることが検知できる。すなわちシートロール３０の芯管１０ｂの径が大径ではないことが検知できる。

一方、図４に示す状態のように支持部材１４を保持部材１２の受け皿部１２ｂ内に収納した状態で記録装置本体１に装着した場合、支持部材１４は芯管１０ｂの内周面と軸芯部１２ａ上の弾性部材１５との間に挟みこまれた位置にある。この状態では、支持部材１４が図中の矢印Ｄのように回動しているため支持部材押当部１４ａが伝達部材１６を図中の右側に変位させる位置に回動している。すなわち回転部材１７は、伝達部材１６の移動により押され、図４に示すように変位する。これによって、検出手段１８と伝達部材１６とが当接し、シートロール３０の芯管１０ｂの径が大径であることが検出される。

なお、図１の装置における右側に位置することになる保持部材１２は、駆動軸１３と一体のものとするか、あるいは適宜の手段で駆動軸１３に対して位置を固定することで伝達部材１６が上述の動作を行えるようにする。

図８は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。上述した保持部材１２を装着した状態のシートロール３０を、図１に示したようなインクジェット記録装置（画像形成装置）の記録装置本体１にセットすると、検出手段１８の検知情報（本実施形態ではオン／オフ）の情報が入力される。これによりシートロール３０の芯管の大きさを認識することができる。なお、検出手段１８の検知情報は図示の実施形態のようなオン／オフ検知ではなく、別途の検知形態であっても良いことはもちろんである。

シートロール３０を複数段セット可能な場合には、検出手段１８を各段それぞれに設けることが好ましい。各段にセットしてあるシートロール３０の径を記録装置が認識可能である。

図示のインクジェット記録装置（画像形成装置）のブロック図では、主たる構成ブロックとして、制御部５０、操作部５１、駆動部５２、情報記録部５３を備えている。操作部５１は、ユーザーが使用するシートロール３０の用紙サイズを入力できるものであり、入力された情報は制御部５０へ入力される。また、操作部５１から記録動作を指示することもできることが好ましい。情報記録部５３からの制御部５０へ伝えられる記録情報は、図示しない印刷指示装置（例えばパソコンやＣＡＤ等による設計装置など）からの記録指示情報等である。記録指示情報には、記録情報のほか、例えば、画像形成に使用する用紙のサイズ（幅サイズが主たるものであるが、長さも情報とし得る）、記録頁数などが含まれる。

ユーザーの指示により操作部５１または情報記録部５３から情報が制御部５０へ入力されると、検出手段１８の情報から、ユーザーの指示に対応するサイズのシートロール３０がセットされているか否かを判断する。そして、適切なサイズの用紙１０ａを巻き取って形成してあるシートロール３０がセットされている用紙段があれば、それを指定し、その用紙段に対応する駆動部５２を駆動する。そして、駆動部５２により搬送、給紙された用紙１０ａに記録装置本体１内の画像形成部２により画像を記録する。

なお、伝達部材１６が駆動軸１３の内部に設けてあることにより、シートロール３０の回転中心に近い場所で用紙のサイズが検出可能であるため、固定された検出手段１８に対して支持部材１４の変位を伝達すること、すなわち用紙サイズの検出が容易に行える。

またなお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：記録装置本体
２ ：画像形成部
３ ：用紙吸引搬送部
４ ：ロール紙収容部
１０ａ ：用紙（シート材）
１０ｂ ：芯管
１２ ：保持部材
１２ａ ：軸芯部
１２ｂ ：皿部
１３ ：駆動軸
１４ ：支持部材
１４ａ ：支持部材押当部
１４ｂ ：回動支点
１５ ：弾性部材
１６ ：伝達部材
１７ ：回転部材
１８ ：検出手段
２１ ：駆動モータ
２２ ：駆動プーリ
２３ ：従動プーリ
２４ ：ベルト部材
３０ ：シートロール
３１ ：フランジ
３３ ：ガイドロッド
３４ ：ガイドレール
３５ ：キャリッジ
３６ ：ローラ対３６
３７ ：レジストローラ
３８ ：レジスト加圧ローラ
３８ ：維持回復機構
３９ ：メインカートリッジ
５０ ：制御部
５１ ：操作部
５２ ：駆動部
５３ ：情報記録部

特許第４８１６１９２号公報

Claims (5)

1. 芯管にシート状の媒体をロール状に巻き、該シート状の媒体を送り出し可能にしたロール状媒体を保持するための保持部材と、
   該保持部材に駆動伝達するための駆動軸と、
   前記保持部材に、移動して位置を切り替え可能に取り付けた複数の支持部材と、
   を備えたロール媒体保持機構において、
   前記ロール媒体の芯管径に応じて変位する伝達部材と、
   該伝達部材の位置を検出する検出手段と、
   を備え、
   前記伝達部材が、前記ロール媒体の芯管径に応じて位置を切り替える支持部材と連動して動く、
   ことを特徴とするロール状媒体保持機構。
2. 前記駆動軸の内部に前記伝達部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のロール状媒体保持機構。
3. 前記伝達部材の端部に回転部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のロール状媒体保持機構。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のロール状媒体保持機構を備えたことを特徴とする給紙装置。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載のロール状媒体保持機構、又は請求項４に記載の給紙装置を備えるとともに、
   前記検出手段により検出された前記伝達部材の位置情報に基づいて前記ロール媒体のサイズを判定するサイズ判定手段と、
   該サイズ判定手段による判定で得たサイズ情報により、前記ロール状媒体への記録動作を制御する記録制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。