JP6102964B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置に関する。
感光体に形成したトナー像を用紙等の記録媒体に転写し、トナー像が転写された記録媒体を高温の定着部において加熱・加圧することによってトナー像を記録媒体に定着させる電子写真方式の画像形成装置が普及している。電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、印刷機、複合機等に適用される。
この種の画像形成装置において、記録媒体がロール状に巻かれた用紙(以下、「ロール紙」と記述する)の場合、ロール紙を画像形成部に搬送する際に、用紙搬送方向に直交する方向においてロール紙が一方側に片寄らないようにして搬送する必要がある。このロール紙の片寄りを防止するために、従来は、テンションが付与されたロール紙の端部を、固定のサイド規制部材に当接させることによって片寄りを防止しながらロール紙を搬送するようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の従来技術は、固定のサイド規制部材に対してロール紙の端部が摺動する構成であるため、ロール紙が糊引きされたタック紙の場合、その摺動によってサイド規制部材に糊が付着して、やがて塊となった糊が転写部に入り、画像不良の原因となる場合がある。また、摺動に起因するサイド規制部材への糊の付着を抑制するために、ロール紙に付与するテンションを下げると、十分な片寄り防止能力が得られない。
そこで、本発明は、サイド規制部材への糊の付着を抑えつつ、高い片寄り防止能力を得ることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
記録用紙を搬送する用紙搬送方向に沿って配置された複数のローラ部材と、
複数のローラ部材のうち、用紙搬送方向における上流側のローラ部材の両端部近傍に、前記搬送される記録用紙の端部に対して固定された状態で設けられた第1のサイド規制部材と、
複数のローラ部材のうち、用紙搬送方向における下流側のローラ部材の両端部近傍に、前記搬送される記録用紙の端部に対して回転可能な状態で設けられた第2のサイド規制部材と、
を備えることを特徴とする。
記録用紙を搬送する用紙搬送方向に沿って配置された複数のローラ部材と、
複数のローラ部材のうち、用紙搬送方向における上流側のローラ部材の両端部近傍に、前記搬送される記録用紙の端部に対して固定された状態で設けられた第1のサイド規制部材と、
複数のローラ部材のうち、用紙搬送方向における下流側のローラ部材の両端部近傍に、前記搬送される記録用紙の端部に対して回転可能な状態で設けられた第2のサイド規制部材と、
を備えることを特徴とする。
上記構成の画像形成装置において、記録用紙の搬送の際に、第1のサイド規制部材及び第2のサイド規制部材は、記録用紙の端部に当接することで、記録用紙の片寄りを規制する。第1,第2のサイド規制部材の片寄り防止能力(規制能力)は、記録用紙に付与されるテンションが高いほど上がる。ここで、ローラ部材が複数設けられていることで、上流側のローラ部材における記録用紙のテンションと、下流側のローラ部材における記録用紙のテンションとを異ならせることができる。そして、上流側のテンションが、下流側のテンションよりも低いと、第1のサイド規制部材の片寄り防止能力は、第2のサイド規制部材の片寄り防止能力よりも低下する。その反面、記録用紙がタック紙の場合、第1のサイド規制部材は、記録用紙のテンションが低い分、記録用紙の端部との間の摺動に起因する糊の付着を抑えることができる。一方、第2のサイド規制部材は、回転可能な状態で設けられているため、記録用紙の端部との間に摺動が発生しない。故に、第2のサイド規制部材は、下流側の記録用紙のテンションが上流側の記録用紙のテンションよりも高くても糊の付着をほぼ抑制できる。
本発明によれば、搬送する記録用紙が例えばタック紙の場合であっても、サイド規制部材への糊の付着を抑えつつ、高い片寄り防止能力(規制能力)を得ることができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)について図面を用いて詳細に説明する。本発明は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。なお、以下の説明や各図において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
<本発明が適用される画像形成システム>
図1は、本発明が適用される画像形成システムの構成例を示す概略構成図である。図1に示すように、本適用例に係る画像形成システム100は、記録用紙(記録媒体)としてロール紙Sを用いる画像形成システムであり、画像形成装置1と、画像形成装置1にロール紙Sを供給する給紙装置2と、画像形成装置1から排出されたロール紙Sを巻き取る排紙装置3と、を備えている。画像形成装置1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置である。ロール紙Sは、ロール状に巻かれた記録用紙(長尺紙)である。以下に、画像形成装置1、給紙装置2及び排紙装置3の個々の構成について説明する。
図1は、本発明が適用される画像形成システムの構成例を示す概略構成図である。図1に示すように、本適用例に係る画像形成システム100は、記録用紙(記録媒体)としてロール紙Sを用いる画像形成システムであり、画像形成装置1と、画像形成装置1にロール紙Sを供給する給紙装置2と、画像形成装置1から排出されたロール紙Sを巻き取る排紙装置3と、を備えている。画像形成装置1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置である。ロール紙Sは、ロール状に巻かれた記録用紙(長尺紙)である。以下に、画像形成装置1、給紙装置2及び排紙装置3の個々の構成について説明する。
[画像形成装置]
まず、画像形成装置1について説明する。画像形成装置1は、静電気を用いてロール紙Sに画像を形成する電子写真方式を採用しており、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の4色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。
まず、画像形成装置1について説明する。画像形成装置1は、静電気を用いてロール紙Sに画像を形成する電子写真方式を採用しており、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の4色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。
図1に示すように、画像形成装置1は、用紙搬送装置90と、画像形成部40と、中間転写ベルト50と、2次転写部70と、定着部10と、送風装置18と、上流側センサ15と、下流側センサ16と、操作制御部65と、制御部60と、を備えている。
用紙搬送装置90は、2次転写部70の上流側に設けられた複数の搬送ローラで構成されており、給紙装置2から搬送されてきたロール紙Sを、転写位置に設けられた2次転写部70に連続して搬送する。用紙搬送装置90は、本発明の一実施形態に係る用紙搬送装置であり、その詳細については後述する。
画像形成部40は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色のトナー像を、像担持体である感光体41上に形成するために、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kを有する。
第1の画像形成ユニット40Yは、イエローのトナー像を形成し、第2の画像形成ユニット40Mは、マゼンダのトナー像を形成する。また、第3の画像形成ユニット40Cは、シアンのトナー像を形成し、第4の画像形成ユニット40Kは、ブラックのトナー像を形成する。これら4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kは、それぞれ同一の構成を有している。したがって、ここでは、第1の画像形成ユニット40Yについて説明する。
第1の画像形成ユニット40Yは、ドラム状の感光体41と、感光体41の周囲に配置された帯電部42と、露光部43と、現像部44と、クリーニング部45と、を有している。感光体41は、不図示の駆動モータによる駆動の下に反時計周りに回転する。帯電部42は、感光体41に電荷を与えることにより感光体41の表面を一様に帯電する。露光部43は、外部から送信された画像データに基づいて、感光体41の表面に対して露光走査を行うことにより感光体41上に静電潜像を形成する。
現像部44は、感光体41上に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体41の表面には、イエローのトナー像が形成される。なお、第2の画像形成ユニット40Mの現像部44は、感光体41にマゼンタのトナーを付着させ、第3の画像形成ユニット40Cの現像部44は、感光体41にシアンのトナーを付着させる。そして、第4の画像形成ユニット40Kの現像部44は、感光体41にブラックのトナーを付着させる。
感光体41上に付着したトナーは、中間転写ベルト50に転写される。クリーニング部45は、中間転写ベルト50にトナーを転写した後、感光体41の表面に残留しているトナーを除去する。
中間転写ベルト50は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト50は、不図示の駆動モータによる駆動の下に、感光体41の回転方向とは逆方向の時計回りに回転する。中間転写ベルト50における各画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kの感光体41と対向する位置には、1次転写部51が設けられている。この1次転写部51は、中間転写ベルト50にトナーと逆極性の電圧を印加することで、感光体41上に形成されたトナー像を中間転写ベルト50に転写する。
そして、中間転写ベルト50が回転することで、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kで形成されたトナー像が、中間転写ベルト50の表面に順次転写される。これにより、中間転写ベルト50上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合うことによってカラー画像が形成される。
中間転写ベルト50の近傍で、かつ用紙搬送装置90の用紙搬送方向の下流側には、2次転写部70が配置されている。2次転写部70は、中間転写ベルト50が張架された転写上ローラ71Aと、中間転写ベルト50を挟んで転写上ローラ側に押圧された転写下ローラ71Bからなる転写ローラ対71A,71Bによって構成されている。
2次転写部70では、用紙搬送装置90によって搬送されてきたロール紙Sを転写下ローラ71Bで中間転写ベルト50側に押圧する。そして、2次転写部70は、用紙搬送装置90によって搬送されてきたロール紙S上に、中間転写ベルト50に形成されたカラーのトナー像を転写する。クリーニング部52は、ロール紙Sにトナー像を転写した後、中間転写ベルト50の表面に残留しているトナーを除去する。
また、2次転写部70の近傍であって、2次転写部70の用紙搬送方向の上流側には、転写前センサ74が設けられている。転写前センサ74は、2次転写部70の用紙搬送方向の上流側において用紙(ロール紙S)の有無を検知する。
2次転写部70におけるロール紙Sの排出側には、定着部10が設けられている。定着部10は、定着ベルト11と定着ローラ12とを備え、ロール紙Sを加圧及び加熱して、ロール紙Sに転写されたトナー像をロール紙Sに定着させる。
図2に、画像形成装置1における定着部10の構成例を示す。図2に示すように、定着ベルト11は、無端状の弾性部材で構成されており、駆動ローラである定着ローラ12と従動ローラである加熱ローラ13とに張架されている。定着ベルト11は、例えばPI(ポリイミド)で構成される基体表層にPFA(テトラフルオロエチレン)がコーティングされた弾性部材で構成される。
定着ローラ12は、外形50〜90[mm]の円柱状の部材で構成され、芯金上に例えば10〜30[mm]程度の厚さの弾性層を有する。加熱ローラ13は、内部にハロゲンヒータ(以下、「定着ヒータ」と記述する場合もある)を内蔵した外形50〜90[mm]の円柱状の部材で構成され、表面にPFTE(ポリテトラフルオロエチレン)がコーティングされている。
加熱ローラ13がハロゲンヒータによって加熱されることにより、定着ベルト11が加熱される。このとき、定着ベルト11の温度は、160[度]〜210[度]程度に制御される。そして、加熱された定着ベルト11は、定着ローラ12が回転駆動することによって時計回りに回転走行する。
加圧ローラ14は、外形50〜90[mm]の円柱状の部材で構成され、芯金上に例えば10〜20[mm]程度の厚さの弾性層を有する。そして、加圧ローラ14は、不図示の加圧機構により定着ベルト11を挟んで定着ローラ12に圧接するように設けられている。加圧ローラ14は、回転走行する定着ベルト11に連動して回転する。本実施形態では、加圧ローラ14の表面の線速度は220〜500[mm/sec]である。
なお、本実施形態では、加圧ローラ14が定着ベルト11に従動する構成としたが、加圧ローラ14を駆動ローラとする構成であってもよい。また、加圧ローラ14に定着ヒータを設ける構成とすることも可能である。
定着ベルト11と加圧ローラ14とが当接する部分で、定着部10のニップ部17が形成される。そして、トナー像を担持したロール紙Sが定着部10のニップ部17を通過することで、所定の温度に制御された定着ベルト11と加圧ローラ14とによる加熱によってトナーが溶融し、ロール紙Sに定着する。
送風装置18は、所望の風量の空気を送り出す軸流ファン18aと、軸流ファン18aから送られてきた空気がニップ部17の近傍に噴射されるように導くノズル部18bとを備えている。ノズル部18bは、その先端部が定着ベルト11の回転方向と直交する方向に沿って細長い形状に構成されており、先端部の長手方向がニップ部17とほぼ平行になるように設けられている。これにより、ニップ部17を通過したロール紙Sに一様に空気を噴射することができる。ノズル部18bの先端部から噴射される空気の風量は、軸流ファン18aを駆動する電流の値を制御して軸流ファン18aの回転数を変えることによって調整することができる。
上流側センサ15は、定着ベルト11と加圧ローラ14とで形成されるニップ部17の近傍であって、そのニップ部17よりも用紙搬送方向の上流側に設けられている。上流側センサ15は、上流側センサ15に対向する位置における用紙(ロール紙S)の有無を検知する。また、上流側センサ15は、ロール紙Sのテンションを検知するテンション検知部を兼ねる。上流側センサ15がテンション検知部を兼ねることで、テンション検知部を別途設ける構成に比較して省スペース化を図ることができる。
下流側センサ16は、定着ベルト11と加圧ローラ14とで形成されるニップ部17の近傍であって、そのニップ部17よりも用紙搬送方向の下流側に設けられている。下流側センサ16は、下流側センサ16に対向する位置における用紙(ロール紙S)の有無を検知する。
定着部10には、定着部10の温度(以下、「定着温度」と記述する場合もある)を検出する定着温度センサ19が設けられている。定着温度センサ19は、例えば定着ローラ12の近傍に配されることによって定着部10の温度を検出する。図2に示す定着温度センサ19の配設位置は一例であって、図2に示す配設位置に限られるものではない。すなわち、定着温度センサ19は、定着部10の温度を検出可能な位置に設けられていればよい。
図1において、操作制御部65は、液晶表示装置や有機EL(Electro Luminescence)表示装置などのディスプレイからなるタッチパネルである。この操作制御部65は、ユーザに対する指示メニューや、取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作制御部65は、複数のキーを備えており、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付ける入力部としての役割を持つ。一例として、ユーザは、操作制御部65において、給紙装置2に設置したロール紙Sの紙種を入力することができる。
制御部60は、操作制御部65や外部装置(例えば、図3に示すパーソナルコンピュータ120)からの指示にしたがって、画像形成装置1の各部を制御する。その詳細については後述する。
[給紙装置・排紙装置]
次に、給紙装置2及び排紙装置3について説明する。図1に示すように、給紙装置2は、搬送部21と、ロール紙設置部22と、給紙センサ23と、備えている。ロール紙設置部22には、所望のロール紙が巻かれたロール紙本体20が回転可能に設置されている。搬送部21は、複数の搬送ローラで構成されており、ロール紙設置部22から送り出されたロール紙Sを画像形成装置1側に搬送する。給紙センサ23は、例えば、給紙装置2のロール紙Sが画像形成装置1側に排出される排出口の近傍に設けられており、給紙センサ23に対向する位置における用紙(ロール紙S)の有無を検知する。
次に、給紙装置2及び排紙装置3について説明する。図1に示すように、給紙装置2は、搬送部21と、ロール紙設置部22と、給紙センサ23と、備えている。ロール紙設置部22には、所望のロール紙が巻かれたロール紙本体20が回転可能に設置されている。搬送部21は、複数の搬送ローラで構成されており、ロール紙設置部22から送り出されたロール紙Sを画像形成装置1側に搬送する。給紙センサ23は、例えば、給紙装置2のロール紙Sが画像形成装置1側に排出される排出口の近傍に設けられており、給紙センサ23に対向する位置における用紙(ロール紙S)の有無を検知する。
排紙装置3は、搬送部31と、巻き取り部32と、排紙センサ33と、を備えている。搬送部31は、複数の搬送ローラで構成されており、排紙装置3に排出されてきたロール紙Sを巻き取り部32側に搬送する。巻き取り部32は、搬送部31によって搬送されてきたロール紙Sをロール状に巻き取る。排紙センサ33は、画像形成装置1側から搬送されてくるロール紙Sの入り口近傍に設けられており、排紙センサ33に対向する位置における用紙(ロール紙S)の有無を検知する。
[制御系の構成]
図3は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。図3に示すように、画像形成装置1は、制御部60と、画像処理部36と、画像形成部40と、操作表示部65と、用紙搬送装置90と、HDD(Hard Disk Drive)64と、定着部10と、送風装置18と、定着温度センサ19と、通信部66と、を備えている。
図3は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。図3に示すように、画像形成装置1は、制御部60と、画像処理部36と、画像形成部40と、操作表示部65と、用紙搬送装置90と、HDD(Hard Disk Drive)64と、定着部10と、送風装置18と、定着温度センサ19と、通信部66と、を備えている。
制御部60は、例えば、CPU(Central Processing Unit)61と、CPU61が実行するプログラム等を記憶するためのROM(Read Only Memory)62と、CPU61の作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)63と、を有する。なお、ROM62としては、通常電気的に消去可能なプロマブルROMが用いられる。
制御部60は、画像処理部36、画像形成部40、操作表示部65、用紙搬送装置90、HDD64、定着部10、送風装置18及び通信部66のそれぞれにシステムバス107を介して接続され、画像形成装置1全体を制御する。制御部60はさらに、通信部66を介して給紙装置2及び排紙装置3の各部を制御する。
画像形成装置1には、外部装置として例えばPC(パーソナルコンピュータ)120が接続されている。そして、PC120から画像形成装置1に画像データが送信される。PC120から送信される画像データは、画像処理部36に送られ、画像処理部36において画像処理される。
画像処理部36は、制御部60による制御の下、受信した画像データに対して、必要に応じて、シェーディング補正、画像濃度補正、カラーレジスト補正等の各種の補正処理や画像圧縮処理等の画像処理を行う。画像形成部40は、制御部60による制御の下、画像処理部36によって画像処理された画像データを受け取り、当該画像データに基づいてロール紙S上に画像を形成する。
ユーザは、操作表示部65において、ロール紙Sの種類(紙種)を入力するなどの操作を行うことができる。通信部66は、画像形成システム100を構成する各装置が接続されたネットワークに接続するための通信インターフェイスである。例えば、画像形成装置1は、給紙装置2及び排紙装置3との間で、通信部66を介してシリアル通信を行う。
[ロール紙の片寄り]
以上説明した画像形成システム100では、ロール紙Sに画像を形成する画像形成装置1と、当該画像形成装置1にロール紙Sを供給する給紙装置2とが一体的に配置されたシステム構成となっている。これに対して、画像形成システム100によっては、画像形成装置1と給紙装置2とが独立して離間して配置されるシステム構成を採る場合がある。このように、画像形成装置1と給紙装置2とが独立して配置されるシステム構成の場合や、両者が一体的に配置されていても、位置精度の確保が困難となるほど離れている場合などに、ロール紙Sが用紙搬送方向に直交する方向の一方側に片寄って走行するロール紙Sの片寄りの問題が発生する場合がある。
以上説明した画像形成システム100では、ロール紙Sに画像を形成する画像形成装置1と、当該画像形成装置1にロール紙Sを供給する給紙装置2とが一体的に配置されたシステム構成となっている。これに対して、画像形成システム100によっては、画像形成装置1と給紙装置2とが独立して離間して配置されるシステム構成を採る場合がある。このように、画像形成装置1と給紙装置2とが独立して配置されるシステム構成の場合や、両者が一体的に配置されていても、位置精度の確保が困難となるほど離れている場合などに、ロール紙Sが用紙搬送方向に直交する方向の一方側に片寄って走行するロール紙Sの片寄りの問題が発生する場合がある。
このロール紙Sの片寄りの問題についてさらに詳述する。給紙装置2と画像形成装置1との間でのローラ平行度(以下、「アライメント」と記述する)や、前後方向の位置精度の確保が困難なため、精度不良に起因してロール紙Sの片寄りや蛇行の問題が発生する。その結果、ロール紙Sに対して画像が片寄って印刷され、市場が要求する品質を満足できない場合がある。
特許文献1に記載の従来技術にあっては、テンションが付与されたロール紙の端部を、固定のサイド規制部材に当接させることによって片寄りを防止する構成であるため、ロール紙が糊引きされたタック紙の場合、その摺動によってサイド規制部材に糊が付着し、やがて塊となった糊が転写部に入り、画像不良の原因となる。また、摺動に起因するサイド規制部材への糊の付着を抑制するために、ロール紙に付与するテンションを下げると、十分な片寄り防止能力(規制能力)が得られない。
<本発明の一実施形態に係る画像形成装置>
本発明の一実施形態に係る画像形成装置1は、用紙搬送装置90(図1参照)において、搬送するロール紙が例えばタック紙の場合であっても、サイド規制部材への糊の付着を防止しつつ、高い片寄り防止能力を得ることを目的としてなされたものである。したがって、本実施形態に係る画像形成装置1は、記録用紙としてロール紙Sを用いる、図1に示す画像形成システム100における画像形成装置1として用いて好適なものである。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置1は、用紙搬送装置90(図1参照)において、搬送するロール紙が例えばタック紙の場合であっても、サイド規制部材への糊の付着を防止しつつ、高い片寄り防止能力を得ることを目的としてなされたものである。したがって、本実施形態に係る画像形成装置1は、記録用紙としてロール紙Sを用いる、図1に示す画像形成システム100における画像形成装置1として用いて好適なものである。
図4は、画像形成装置1と給紙装置2とが独立して離間して配置されたシステム構成における用紙搬送路を示す概略図である。ここでは、図面の簡略化のために、画像形成装置1については、用紙搬送装置90を含むロール紙Sの搬送路の構成のみを図示し、給紙装置2については、搬送部21や給紙センサ23(図1参照)を除いて図示している。また、図5は、用紙搬送装置90の構成の概略を示す平面図である。
図4には、画像形成装置1と給紙装置2とが独立して離間して配置されたシステム構成を示しているが、図1に示すように、画像形成装置1と給紙装置2とが一体的に配置されたシステム構成であってもよい。図4に示すように、用紙搬送装置90は、画像形成装置1の用紙導入部、即ち画像形成部40よりも上流側に設けられている。ここで、画像形成装置1の用紙導入部は、給紙装置2から供給されるロール紙Sを導入する(取り込む)部分である。
用紙搬送装置90は、画像形成装置1内に導入されたロール紙Sを2次転写部70(図1参照)の方向へ搬送する。これにより、用紙搬送方向において、用紙搬送装置90の用紙導入部側が上流側となり、2次転写部70側が下流側となる。給紙装置2に配置されたロール紙Sには所定のブレーキトルクが掛っており、給紙装置2から画像形成装置1へのロール紙Sの搬送中(給紙中)、画像形成装置1と給紙装置2との間に位置するロール紙には例えば3Nのテンションが発生している。
ロール紙Sは、2次転写部70よりも下流側に位置する定着部10の定着ローラ12によって引っ張られることにより、用紙搬送装置90を含む用紙搬送路を搬送される。定着ローラ12は、モータM(図8参照)によって駆動される。2次転写部70の転写ローラ対71A,71Bは、その下流側に位置する定着部10の定着ローラ12よりも遅い周速で駆動されている。
用紙搬送装置90は、用紙搬送方向に沿って配置された円柱状の複数のローラ部材、例えば上流側のローラ部材91及び下流側のローラ部材92の2つのローラ部材を有する構成となっている。ここでは、2つのローラ部材91,92を配置する構成を例示したが、これに限られるものではなく、例えば下流側のローラ部材92を複数配置する構成を採ることも可能である。
上流側のローラ部材91と下流側のローラ部材92との間には、回転しない状態で設けられた固定のローラ部材93が配置されている。固定のローラ部材93は、ロール紙Sに対してテンションを付与するテンション付与部材の一例であり、位置的に、ローラ部材91,92よりも高い位置に配置されている。そして、ローラ部材91〜93を含む用紙搬送装置90において、ロール紙Sは、上流側のローラ部材91の下面側を通り、次いで固定のローラ部材93の上面側を通り、最後に下流側のローラ部材92の下面側を通る。これにより、ロール紙Sは、上流側のローラ部材91に対して印刷面(画像形成面)が摺動し、次いで固定のローラ部材93に対して非印刷面(画像非形成面)が摺動し、最後に下流側のローラ部材92に対して印刷面が摺動することになる。
固定のローラ部材93は、ロール紙Sの非印刷面との摺動の際に発生する摩擦力によってロール紙Sに対してテンションを付与する。ここでは、テンション付与部材の一例として、固定のローラ部材93を例示したが、これに限られるものではなく、ロール紙Sの非印刷面との摺動の際に発生する摩擦力によってロール紙Sに対してテンションを付与できるものであればその構成は問わない。
図5に示すように、上流側のローラ部材91及び下流側のローラ部材92は共に、ロール紙Sの走行に連動して回転する従動ローラである。固定のローラ部材93は、ロール紙Sの走行に連動して回転しない固定ローラである。上流側のローラ部材91は、その両端部にサイド規制部材(第1のサイド規制部材)94A,94Bを備えている。サイド規制部材94A,94Bは、上流側のローラ部材91に対して固定の状態で設けられている。下流側のローラ部材92は、その両端部にサイド規制部材(第2のサイド規制部材)95A,95Bを備えている。サイド規制部材95A,95Bは、下流側のローラ部材92に対して回転可能な状態で設けられている。
上流側のローラ部材91のサイド規制部材94A,94Bは、給紙装置2と画像形成装置1との間の比較的大きなアライメント(ローラ平行度)及び用紙搬送方向に直交する方向におけるロール紙Sの位置ずれを矯正する機能を持っている。下流側のローラ部材92のサイド規制部材95A,95Bは、下流側に位置する2次転写部70での用紙搬送方向に直交する方向におけるロール紙Sの位置を正確に位置決めする機能を持っている。
[サイド規制部材の固定/回転について]
ここで、第1のサイド規制部材であるサイド規制部材94A,94Bを固定とし、第2のサイド規制部材であるサイド規制部材95A,95Bを回転とする理由について説明する。
ここで、第1のサイド規制部材であるサイド規制部材94A,94Bを固定とし、第2のサイド規制部材であるサイド規制部材95A,95Bを回転とする理由について説明する。
サイド規制部材が固定の場合、ロール紙Sがタック紙であると、ロール紙Sの端部との摺動によってサイド規制部材に糊が付着しやすくなるため、サイド規制部材は回転の方が望ましい。しかし、給紙装置2と画像形成装置1との間のアライメントが比較的大きい場合、例えば用紙搬送方向400[mm]につき2[mm]程度あった場合、上流側のサイド規制部材94A,94Bに関しては、回転では精度ずれの許容ができず、ロール紙Sがサイド規制部材94A,94Bに容易に乗り上げてしまう。
サイド規制部材が回転の場合にロール紙Sが容易に乗り上げてしまうことに関してより具体的に説明する。一般的に、サイド規制部材の内面(ロール紙Sが当接する側の面)にはテーパー面が設けられている。そして、ロール紙Sの端部がサイド規制部材の内面に当接すると、その瞬間からサイド規制部材の回転方向の接線方向に力が発生し、この力によってロール紙Sが持ち上げられて浮いてしまい、やがてテーパー面に乗り上げてしまう。サイド規制部材が固定の場合は、接線方向に力が発生しないため、ロール紙Sがサイド規制部材に乗り上げることがなくなる。
このような理由から、糊の付着を抑えつつ、高い片寄り防止能力(規制能力)を得る上では、上流側のサイド規制部材94A,94Bは固定であることが望ましい。下流側のサイド規制部材95A,95Bに関しては、上流側のサイド規制部材94A,94Bによってロール紙Sの片寄りがほぼ解消されており、ロール紙Sの端部の摺動がないため、サイド規制部材95A,95Bへのロール紙Sの乗り上げは発生しない。
また、サイド規制部材94A,94Bにロール紙Sの端部が当接した際、ロール紙Sの端部が浮いたり、めくれたりせずに、確実に片寄り防止能力(規制能力)が発揮されるためには、ロール紙Sに十分なテンションが発生している必要がある。その際、ロール紙Sに発生するテンションが高いほど片寄り防止能力が上がる。その反面、ロール紙Sに発生するテンションが高いほどロール紙Sの端部のサイド規制部材94A,94Bへの当接力が大きくなるため、糊付着の観点からすると不利である。
下流側のサイド規制部材95A,95Bに関しては、上流側のサイド規制部材94A,94Bによってロール紙Sの片寄りがほぼ解消されているため、ロール紙Sの片寄り量が小さい。しかも、サイド規制部材95A,95Bが回転であり、そもそもロール紙Sの端部との間に摺動が発生しないため、ロール紙Sに発生するテンションが高くてもサイド規制部材95A,95Bに糊はほぼ付着しない。
以上から、上流側のサイド規制部材94A,94Bと下流側のサイド規制部材95A,95Bとに要求される機能及びそれを達成するための構成について表1に示す。
また、構成としては、上流側のサイド規制部材94A,94Bは固定であり、下流側のサイド規制部材95A,95Bは回転である。そして、上流側のサイド規制部材94A,94Bにおけるロール紙Sのテンションについては、下流側のサイド規制部材95A,95Bにおけるロール紙Sのテンションよりも低く設定することが好ましい。
また、サイド規制部材の構成、即ちサイド規制部材の固定/回転の優劣について表2に示し、ロール紙Sのテンションの高/低の優劣について表3に示す。
表2に示すように、サイド規制部材が回転の場合は、サイド規制部材への糊付着の抑制効果に優れているが(○印)、精度ずれの許容に関しては劣っている(×印)。サイド規制部材が固定の場合は、サイド規制部材への糊付着の抑制効果に劣っているが(×印)、精度ずれの許容に関しては優れている(○印)。
上述したことから、サイド規制部材への糊付着の抑制能力と、ロール紙Sの片寄り防止能力(規制能力)とを両立させるためには、次の構成を採ることが望ましい。すなわち、上流側のサイド規制部材94A,94Bに関しては固定で、上流側のローラ部材91におけるロール紙Sのテンションが低いことが望ましく、下流側のサイド規制部材95A,95Bに関しては回転で、下流側のローラ部材92におけるロール紙Sのテンションが高いことが望ましい。
図4及び図5に示す用紙搬送装置90において、上流側のローラ部材91と下流側のローラ部材92との間に位置する固定のローラ部材93の上流側、即ち上流側のローラ部材91におけるロール紙Sには、給紙装置2のブレーキトルクによってテンションが発生している。この給紙装置2のブレーキトルクによるテンション、即ち上流側のローラ部材91においてロール紙Sに発生するテンションをT1とする。
また、上流側のローラ部材91と下流側のローラ部材92との間に位置する固定のローラ部材93は、ロール紙Sの非印刷面との摺動の際に発生する摩擦力により、当該ローラ部材93の下流側にテンションを発生させる。この固定のローラ部材93との間の摩擦力によってロール紙Sに発生するテンションをT2とする。このテンションT2は、給紙装置2のブレーキトルクによるテンションT1に加わって固定のローラ部材93の下流側、即ち下流側のローラ部材92におけるロール紙SのテンションT3(=T1+T2)となる。
下流側のローラ部材92におけるロール紙SのテンションT3と、上流側のローラ部材91におけるロール紙SのテンションT1との間には、常に次の関係が成り立つ。
T3>T1
これにより、サイド規制部材94A,94B/95A,95Bへの糊付着の抑制能力と、ロール紙Sの片寄り防止能力(規制能力)とを両立させることができる。
T3>T1
これにより、サイド規制部材94A,94B/95A,95Bへの糊付着の抑制能力と、ロール紙Sの片寄り防止能力(規制能力)とを両立させることができる。
[下流側のロール紙のテンション調整]
固定のローラ部材93については、図6に示すように、その高さ位置を変えることにより、下流側のローラ部材92におけるロール紙S(以下、「下流側のロール紙S」と記述する)に付与するテンションT3を調整することができる。この固定のローラ部材93の高さ調整によって変化するのは、下流側のロール紙SのテンションT3のみであり、上流側のロール紙SのテンションT1は変化しない。何故なら、固定のローラ部材93を支点として、下流側にはブレーキ力が生じるものの、上流側にはブレーキ力が生じないためである。
固定のローラ部材93については、図6に示すように、その高さ位置を変えることにより、下流側のローラ部材92におけるロール紙S(以下、「下流側のロール紙S」と記述する)に付与するテンションT3を調整することができる。この固定のローラ部材93の高さ調整によって変化するのは、下流側のロール紙SのテンションT3のみであり、上流側のロール紙SのテンションT1は変化しない。何故なら、固定のローラ部材93を支点として、下流側にはブレーキ力が生じるものの、上流側にはブレーキ力が生じないためである。
固定のローラ部材93を図6に一点鎖線で示す高さ位置に移動すると、ローラ部材93に対するロール紙Sの巻き掛け量が多くなるため、ローラ部材93とロール紙Sとの間に発生する摩擦力が大きくなる。その結果、摩擦力によるテンションT2が高くなるため、下流側のロール紙SのテンションT3(=T1+T2)も高くなる。逆に、固定のローラ部材93を図6に破線で示す高さ位置に移動すると、ローラ部材93に対するロール紙Sの巻き掛け量が少なくなるため、ローラ部材93とロール紙Sとの間に発生する摩擦力が小さくなる。その結果、摩擦力によるテンションT2が低くなるため、下流側のロール紙SのテンションT3も低くなる。
下流側のロール紙Sのテンション調整については、メディア(ロール紙S)の種類に応じて、固定のローラ部材93の高さ位置を段階的に調整することによって複数段階に調整可能とすることができる。例えば、薄いメディアの場合、こしが弱く厚いメディアに比べてテンションが低くなる傾向にあるため、メディアの厚さに応じて、下流側のロール紙Sのテンションを調整するようにすることができる。表4に、メディアの厚さに応じて、下流側のロール紙SのテンションT3を、大きくは、大、中、小の3段階に調整可能とした場合を示す。下流側のロール紙SのテンションT3は、固定のローラ部材93との間の摩擦力によってロール紙Sに発生するテンションT2によって調整される。表4におけるテンションT2の大、中、小は、図6に示す固定のローラ部材93の高さ位置に対応している。
表4に示すように、固定のローラ部材93との間の摩擦力によるテンションT2を、メディアの厚さが0.05〜0.10[mm]の場合に大に設定し、0.11〜0.20[mm]の場合に中に設定し、0.21〜0.25[mm]の場合に小に設定するようにする。ここでは、大きくは、大、中、小の3段階に調整可能としたが、これに限られるものではない。例えば、種々の条件に応じて、具体的には、後述するロール紙Sの片寄り速度や、ロール紙Sの幅の縮み量や、ロール紙Sを搬送するモータ(図8のモータM)の負荷に応じて、例えば、大を複数段階に、あるいは、小を複数段階に調整可能とすることもできる。
[テンション調整機構]
ここで、固定のローラ部材93との間の摩擦力によるテンションT2(以下、単に「テンションT2」と記述する場合もある)を調整することにより、下流側のロール紙SのテンションT3を調整するテンション調整機構について、図7を用いて説明する。図7は、テンション調整機構の構成の一例を示す概略図である。
ここで、固定のローラ部材93との間の摩擦力によるテンションT2(以下、単に「テンションT2」と記述する場合もある)を調整することにより、下流側のロール紙SのテンションT3を調整するテンション調整機構について、図7を用いて説明する。図7は、テンション調整機構の構成の一例を示す概略図である。
図7に示すように、固定のローラ部材93はその中心軸93Aが、支持部材96の上下方向に延びるスロット96Aに勘合することにより、上下方向(高さ方向)に移動可能に支持部材96によって支持されている。そして、テンション調整機構80は、固定のローラ部材93を上下方向において駆動することにより、下流側のロール紙Sのテンションを調整する。テンション調整機構80は、ラック81とピニオン82との組み合わせからなり、駆動モータ83を駆動源とする構成となっている。
具体的には、ラック81は、固定のローラ部材93の中心軸93Aに取り付けられている。そして、このラック81に対してピニオン82が噛合しており、ピニオン82が回転することによってラック81及び固定のローラ部材93が上下動する。ピニオン82の回転軸82Aにはプーリ84が取り付けられ、駆動モータ83の回転軸83Aにはプーリ85が取り付けられている。そして、ピニオン82は、プーリ84とプーリ85との間に張架されたベルト86を介して駆動モータ83によって回転駆動される。
駆動モータ83としては、例えばステッピングモータを用いることができる。ステッピングモータは、電気パルス信号を機械的に断続するステップ動作に変換する装置であり、その回転角度は入力パルス信号のパルス数によって決まる。したがって、ステッピングモータからなる駆動モータ83を、テンション調整機構97の駆動源として用いることで、ステッピングモータの回転角度によって固定のローラ部材93の高さ位置、ひいては下流側のロール紙Sに付与するテンションを容易に、かつ、確実に調整することができる。駆動モータ83は、制御部60(図3参照)による制御の下、下流側のロール紙Sに付与するテンションT3に対応する回転角度で回転駆動される。
なお、ここで例示したテンション調整機構80の構成は一例であり、これに限られるものではない。例えば、ピニオン82を駆動モータ83の回転軸83Aに直接取り付ける構成とすることも可能である。また、ラック81、ピニオン82及び駆動モータ83の組み合わせ以外にも、次のような構成とすることもできる。例えば、回転軸からの径方向の位置(高さ位置)が異なる複数のカム面を有するカムと当該カムを駆動するモータとの組み合わせからなり、複数のカム面にて固定のローラ部材93の高さ位置を調整する構成とすることもできる。
[下流側のロール紙のテンション調整の具体例]
次に、下流側のロール紙Sのテンション調整のための具体例について、図8及び図9を用いて説明する。図8は、定着部10及び2次転写部70を含む用紙搬送路周辺の構成の概略を示す平面図である。図9は、下流側のロール紙Sのテンション調整のための処理手順の一例を示すフローチャートである。
次に、下流側のロール紙Sのテンション調整のための具体例について、図8及び図9を用いて説明する。図8は、定着部10及び2次転写部70を含む用紙搬送路周辺の構成の概略を示す平面図である。図9は、下流側のロール紙Sのテンション調整のための処理手順の一例を示すフローチャートである。
下流側のロール紙Sのテンション調整のための処理を行うにあたって、図8に示すように、定着部10の定着ローラ12を駆動するモータM(以下、「定着モータM」と記述する)の負荷、具体的には電流値が電流値検出器97によってモニターされている。また、図8に示すように、2次転写部70のすぐ上流には、ロール紙Sの幅W及び幅方向の中心Oからのロール紙Sの片寄り量Xを検知する検知センサ98が設けられている。検知センサ98としては、例えばラインセンサを用いることができる。
以下、下流側のロール紙Sのテンション調整の一連の処理の流れについて、図9のフローチャートに沿って説明する。この一連の処理は、制御部60(図3参照)による制御の下に実行される。
プリントジョブ開始後、制御部60は、プリント動作に入る前にまず、検知センサ98の検知出力に基づいて、非搬送時のテンションが発生していない状態のロール紙Sの幅W1を測定し(ステップS11)、次いでロール紙Sの予備搬送動作を一定時間、例えば30[秒]行う(ステップS12)。次に、制御部60は、電流値検出器97の検出出力に基づいて、定着モータMの負荷、即ち定着モータMの電流値を測定し、その電流値が所定値、例えば2.5[A]以下であるか否かを判断する(ステップS14)。ここで、所定値の2.5[A]は、定着モータMの定格電流を例えば3.0[A]としたとき、定格電流3.0[A]に余裕を見込んだ電流値である。
制御部60は、定着モータMの電流値が2.5[A]以下であると判断した場合(S14のYES)、検知センサ98の検知出力に基づいて、予備搬送中におけるロール紙Sの片寄り量Xを測定する(ステップS15)。ここで、ロール紙Sの片寄り量Xについては、所定期間(例えば、5[秒]間)における片寄り量Xを片寄り速度として測定されることとする。続いて、制御部60は、ロール紙Sの片寄り速度が所定値、例えば0.01[mm]以下であるか否かを判断する(ステップS16)。
そして、制御部60は、ロール紙Sの片寄り速度が0.01[mm]を超えている場合(S16のNO)、メディアや環境(例えば、湿度)等の条件により下流側のロール紙SのテンションT3が低過ぎの状態にあると判断し、テンションT2を1段階上げる(ステップS17)。次いで、制御部60は、ステップS15に戻って再度ロール紙Sの片寄り速度を測定し、ロール紙Sの片寄り速度が0.01[mm]以下となるまで、ステップS15→ステップS16→ステップS17のループの処理を繰り返す。そして、制御部60は、ロール紙Sの片寄り速度が0.01[mm]以下であると判断すると(S16のYES)、プリント動作に入る(ステップS18)。
制御部60は、ステップS14において定着モータMの電流値が2.5[A]を上回っていると判断した場合(S14のNO)、電流値検出器97の検出出力に基づいて、定着モータMの電流値を測定する(ステップS19)。続いて、制御部60は、定着モータMの電流値が定着モータMの定格電流、即ち3.0[A]以下であるか否かを判断する(ステップS20)。そして、制御部60は、定着モータMの電流値が3.0[A]を上回っている場合(S20のNO)、下流側のロール紙SのテンションT3が高過ぎの状態にある判断し、テンションT2を1段階下げる(ステップS21)。次いで、制御部60は、ステップS19に戻って再度定着モータMの電流値を測定し、定着モータMの電流値が3.0[A]以下となるまで、ステップS19→ステップS20→ステップS21のループの処理を繰り返す。
次に、制御部60は、ステップS20において定着モータMの電流値が3.0[A]以下であると判断すると(S20のYES)、検知センサ98の検知出力に基づいて、予備搬送中のテンションが発生している状態のロール紙Sの幅W2を測定する(ステップS22)。そして、制御部60は、非搬送時のテンションが発生していない状態のロール紙Sの幅W1と、予備搬送中のテンションが発生している状態のロール紙Sの幅W2との差W1−W2が、所定値、例えば0.5[mm]以下か否かを判断する(ステップS23)。ここで、W1−W2は、画像形成部40におけるロール紙Sの幅の縮み量(以下、「ロール紙幅の縮み量」と記述する)となる。
制御部60は、ロール紙幅の縮み量W1−W2が0.5[mm]よりも大きい場合(S23のNO)、下流側のロール紙SのテンションT3が高過ぎの状態にある判断し、テンションT2を1段階下げる(ステップS24)。次いで、制御部60は、ステップS22に戻って再度ロール紙Sの幅W2を測定を測定し、ロール紙幅の縮み量W1−W2が0.5[mm]以下となるまで、ステップS22→ステップS23→ステップS24のループの処理を繰り返す。このループの処理は、過大なテンションにより、ロール紙Sが幅方向に縮んだ状態で搬送され、転写されるのを防ぐ目的で行われる。
次に、制御部60は、ステップS23においてロール紙幅の縮み量W1−W2が0.5[mm]以下であると判断すると(S23のYES)、ステップS18に移行し、プリント動作に入る。その後、制御部60は、プリント動作の終了か否かを判断し(ステップS25)、プリント動作の終了でなければ(S25のNO)、ステップS18に戻ってプリント動作を継続して実行する。制御部60は、プリント動作の終了であれば(S25のYES)、固定のローラ部材93との間の摩擦力によって発生するテンションT2を初期設定、即ちジョブスタート時の設定に戻し(ステップS26)、下流側のロール紙Sのテンション調整のための一連の処理を終了する。
上述した一連の処理により、固定のローラ部材93との間の摩擦力によって発生するテンションT2の調整によって下流側のロール紙SのテンションT3を最適な値に設定することができる。これにより、下流側のローラ部材92に取り付けられたサイド規制部材94A,94Bに要求される機能(表1参照)を十分に発揮することができる。その結果、搬送するロール紙Sがタック紙の場合であっても、サイド規制部材94A,94Bへの糊の付着を抑えつつ、高い片寄り防止能力(規制能力)を得ることができる。
[変形例]
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、上記実施形態では、固定のローラ部材93に対してロール紙Sの非印刷面(画像非形成面)を摺動させるとしたが、この構成に限られるものではない。具体的には、ロール紙Sの非印刷面のスクラッチ傷が画像形成上問題にならない場合は、固定のローラ部材93に対してロール紙Sの印刷面(画像形成面)を摺動させる構成を採ることも可能である。
また、テンションT2を発生させるローラ部材93について、固定ローラではなく、ロール紙Sの搬送速度(定着部10の定着ローラ12によって引っ張られて移動する速度)に対して遅い周速で回転する構成とし、ブレーキトルクによってテンションT2を発生させる構成を採ることも可能である。
また、上記実施形態に係る画像形成装置1は、複写機の他、プリンタ装置、ファクシミリ装置、印刷機、複合機など、画像を形成する用紙としてロール紙Sを用いる画像形成装置全般に対して適用可能である。
1…画像形成装置、 2…給紙装置、 3…排紙装置、 10…定着部、 20…ロール紙本体、 40…画像形成部、 50…中間転写ベルト、 60…制御部、 70…2次転写部、 80…テンション調整機構、 90…用紙搬送装置、 91…上流側のローラ部材、 92…下流側のローラ部材、 93…固定のローラ部材、 94A,94B…第1のサイド規制部材、 95A,95B…第2のサイド規制部材、 100…画像形成システム、 S…ロール紙
Claims (10)
- 記録用紙を搬送する用紙搬送方向に沿って配置された複数のローラ部材と、
前記複数のローラ部材のうち、用紙搬送方向における上流側のローラ部材の両端部近傍に、前記搬送される記録用紙の端部に対して固定された状態で設けられた第1のサイド規制部材と、
前記複数のローラ部材のうち、用紙搬送方向における下流側のローラ部材の両端部近傍に、前記搬送される記録用紙の端部に対して回転可能な状態で設けられた第2のサイド規制部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記上流側のローラ部材において発生する前記記録用紙のテンションは、前記下流側のローラ部材において発生する前記記録用紙のテンションよりも低い
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記記録用紙は、ロール状に巻かれたロール紙であり、
前記上流側のローラ部材と前記下流側のローラ部材との間において、前記ロール紙との摺動により、前記下流側のローラ部材における前記ロール紙にテンションを付与するテンション付与部材を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記テンション付与部材は、前記ロール紙の画像非印刷面との摺動により前記ロール紙にテンションを付与する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記テンション付与部材は、前記ロール紙に対して回転しない状態で設けられた固定のローラ部材である
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記固定のローラ部材の高さ位置を変えることにより、前記下流側のローラ部材において発生する前記ロール紙のテンションを調整するテンション調整機構を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記テンション調整機構は、前記ロール紙の種類に応じてテンションを調整する
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記テンション調整機構は、前記ロール紙の所定期間における片寄り量に応じてテンションを調整する
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記テンション調整機構は、像担持体上にトナー像を形成する画像形成部における前記ロール紙の幅の縮み量に応じてテンションを調整する
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記テンション調整機構は、前記ロール紙を搬送するモータの負荷に応じてテンションを調整する
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
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