JP7552234B2 - 張力付与装置、搬送装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、張力付与装置、搬送装置、及び画像形成装置に関する。

従来より、連帳シートを搬送する搬送部と、搬送部によって搬送された連帳シートに画像を形成する画像形成部とを備える画像形成装置が知られている。また、搬送部は、例えば、連帳シートを繰り出す繰出しローラと、繰出しローラから繰り出された連帳シートを巻き取る巻取りローラと、繰出しローラ及び巻取りローラの間で連帳シートを挟持して搬送する搬送ローラ対とを主に備える。

このような画像形成装置は、搬送ローラ対の表面の摩擦抵抗で連帳シートを搬送するので、繰出しローラ及び巻取りローラの間で連帳シートに張力を付与する必要がある。そこで、画像形成装置は、連帳シートにテンションバーを圧接することによって、連帳シートに張力を付与する張力付与装置をさらに備える（例えば、特許文献１を参照）。

ここで、張力付与装置が連帳シートに付与すべき張力の大きさは、連帳シートの材質や厚みによって異なる。しかしながら、特許文献１の張力付与装置には、連帳シートに付与する張力を調整する機構が搭載されていないので、対応可能な連帳シートの種類が少ないという課題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、連帳シートに付与する張力を調整可能な張力付与装置を提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、連帳シートを繰り出す繰出しローラと、前記繰出しローラから繰り出された連帳シートを巻き取る巻取りローラとを備える搬送装置に取り付けられて、前記繰出しローラ及び前記巻取りローラの間で連帳シートに張力を付与する張力付与装置であって、連帳シートに向けて下り傾斜となるガイドレールと、前記ガイドレールに沿ってスライドするスライダと、前記スライダに支持されて、前記スライダの自重によって連帳シートに圧接されるテンションバーと、水平方向に対する前記ガイドレールの傾斜角度を調整する角度調整機構とを備え、前記角度調整機構は、前記ガイドレールを支持するブラケットと、前記ブラケットに固定され、前記搬送装置のフレームに回動可能に支持された回動軸とを含み、前記回動軸は、前記スライダが前記ガイドレールの下端に位置するときに、前記テンションバーと同軸となることを特徴とする。

本発明によれば、連帳シートに付与する張力を調整可能な張力付与装置を得ることができる。

画像形成装置の構成を示す斜視図。 搬送装置の縦断面図。 画像形成部の詳細構成を示す平面図。 搬送装置の動作過程における張力付与装置の動きを示す図。 ＬＭガイドが傾斜角度θ１のときの張力Ｆ１の大きさを示す図。 ＬＭガイドが傾斜角度θ２のときの張力Ｆ２の大きさを示す図。

［本発明の実施形態］
以下、図１～図３を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１について説明する。図１は、画像形成装置１の構成を示す斜視図である。図２は、搬送装置１０の縦断面図である。図３は、画像形成部３０の詳細構成を示す平面図である。

本実施形態に係る画像形成装置１は、連帳シートＰにインクを吐出することによって、当該連帳シートＰに画像を形成するインクジェット式の画像形成装置である。但し、画像形成装置１の画像形成方式は、インクジェット式に限定されず、電子写真方式などでもよい。連帳シートＰは、帯状のシートである。連帳シートＰの素材は、例えば、紙（用紙）、ＯＨＰシート、糸、繊維、皮革、金属、プラスチックなどが挙げられる。

図１～図３に示すように、画像形成装置１は、連帳シートＰを搬送する搬送装置（搬送部）１０と、搬送装置１０によって搬送された連帳シートＰに画像を形成する画像形成部３０とを主に備える。

図２に示すように、搬送装置１０は、フレーム１１と、繰出しローラ１２と、巻取りローラ１３と、搬送ローラ対１４と、ガイドローラ１５と、張力付与装置２０とを主に備える。フレーム１１は、搬送装置１０（または画像形成装置１）の筐体を構成する。また、繰出しローラ１２、巻取りローラ１３、搬送ローラ対１４、ガイドローラ１５、及び張力付与装置２０は、フレーム１１に支持されている。

搬送装置１０のフレーム１１には、複数の定位穴１６が形成されている。複数の定位穴１６は、後述する回動軸２２を中心とする円弧に沿って配置されている。また、複数の定位穴１６は、所定の間隔（例えば、５°間隔）を隔てて配置されている。但し、複数の定位穴１６の間隔は、前述の例に限定されない。

繰出しローラ１２には、画像が形成される前の連帳シートＰが巻回されている。繰出しローラ１２は、繰出しモータの回転駆動力が伝達されることによって、巻回された連帳シートＰを所定の量だけ繰り出す。巻取りローラ１３には、画像が形成された後の連帳シートＰが巻回される。巻取りローラ１３は、巻取りモータの回転駆動力が伝達されることによって、繰出しローラ１２から繰り出された連帳シートＰを巻き取る。

搬送ローラ対１４は、連帳シートＰの搬送経路のうち、繰出しローラ１２及び巻取りローラ１３の間に配置されている。搬送ローラ対１４は、駆動ローラ１４ａと、加圧ローラ１４ｂとで構成される。駆動ローラ１４ａは、搬送モータの回転駆動力が伝達されて回転する。加圧ローラ１４ｂは、連帳シートＰを挟んで駆動ローラ１４ａに圧接され、駆動ローラ１４ａの回転に従動して回転する。これにより、搬送ローラ対１４は、駆動ローラ１４ａ及び加圧ローラ１４ｂの表面の摩擦抵抗によって、挟持した連帳シートＰを繰出しローラ１２から巻取りローラ１３に向けて搬送する。

ガイドローラ１５は、連帳シートＰの搬送経路のうち、搬送ローラ対１４及び巻取りローラ１３の間に配置されている。ガイドローラ１５は、搬送ローラ対１４によって搬送された連帳シートＰに当接して従動する。ガイドローラ１５は、搬送ローラ対１４によって搬送される連帳シートＰをガイドする。

張力付与装置２０は、連帳シートＰの搬送経路のうち、繰出しローラ１２及び巻取りローラ１３の間（より詳細には、繰出しローラ１２及び搬送ローラ対１４の間）に配置されている。張力付与装置２０は、連帳シートＰに所定の張力を付与する。また、本実施形態に係る張力付与装置２０は、連帳シートＰに付与する張力の大きさを調整（増減）させることができる。張力付与装置２０の詳細は後述する。

画像形成部３０は、連帳シートＰの搬送経路のうち、繰出しローラ１２及び巻取りローラ１３の間（より詳細には、張力付与装置２０及び搬送ローラ対１４の間）に配置されている。図１～図３に示すように画像形成部３０は、キャリッジ３１と、主走査モータ３２と、駆動力伝達機構３３と、プラテン３４と、エンコーダセンサ３５とを主に備える。

キャリッジ３１は、主走査方向Ａに延びるガイドロッド３８ａ及び副ガイドレール３８ｂに沿って、主走査方向Ａに往復移動する。また、キャリッジ３１には、各色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のインクを吐出する記録ヘッド３１ｋ、３１ｃ、３１ｍ、３１ｙが搭載されている。記録ヘッド３１ｋ、３１ｃ、３１ｍ、３１ｙは、インクカートリッジ３９ｋ、３９ｃ、３９ｍ、３９ｙから供給されるインクを、プラテン３４に支持された連帳シートＰに向けて吐出する。

駆動力伝達機構３３は、主走査モータ３２の駆動力をキャリッジ３１に伝達することによって、キャリッジ３１を主走査方向Ａに移動させる。より詳細には、駆動力伝達機構３３は、主走査方向Ａに離間して配置された駆動プーリ３３ａ及び加圧プーリ３３ｂと、駆動プーリ３３ａ及び加圧プーリ３３ｂに掛け渡された無端環状のタイミングベルト３３ｃとで構成される。

駆動プーリ３３ａは、主走査モータ３２の駆動力が伝達されて回転する。これにより、タイミングベルト３３ｃが回転し、タイミングベルト３３ｃに取り付けられたキャリッジ３１が主走査方向Ａに往復移動する。また、加圧プーリ３３ｂは、タイミングベルト３３ｃに所定のテンションを付与する。

プラテン３４は、上下方向において、キャリッジ３１に対面して配置されている。そして、プラテン３４は、搬送装置１０によって副走査方向Ｂに搬送された連帳シートＰを支持する。エンコーダセンサ３５は、キャリッジ３１に搭載されている。エンコーダセンサ３５は、キャリッジ３１に対面する位置に設けられたエンコーダシートを読み取って、読み取り量を示すパルス信号をコントローラに出力する。

図２に示すように、張力付与装置２０は、ブラケット２１と、回動軸２２と、ＬＭガイド（ガイドレール）２３と、スライダ２４と、テンションバー２５と、位置センサ２６、２７と、インデックスプランジャ（固定部材）２８とを主に備える。

ブラケット２１は、平板形状の部材である。ブラケット２１は、回動軸２２、ＬＭガイド２３、スライダ２４、テンションバー２５、及び位置センサ２６、２７を支持すると共に、搬送装置１０のフレーム１１の内壁に支持されている。回動軸２２は、ブラケット２１に固定され、フレーム１１に回動可能に支持されている。すなわち、ブラケット２１は、回動軸２２を介してフレーム１１に回動可能に支持されている。

ブラケット２１には、貫通穴２１ａと、長穴２１ｂとが形成されている。貫通穴２１ａ及び長穴２１ｂは、ブラケット２１を厚み方向に貫通する。貫通穴２１ａは、ブラケット２１が回動することによって、フレーム１１に設けられた複数の定位穴１６のいずれかに連通する。長穴２１ｂは、回動軸２２を中心とする円弧状に延びている。

そして、連通する定位穴１６及び貫通穴２１ａにインデックスプランジャ２８が挿通されることによって、ブラケット２１が所定の回動角でフレーム１１に固定される。さらに、長穴２１ｂの両端に挿通されたボルト２９ａ、２９ｂがフレーム１１のボルト穴に螺合されることによって、ブラケット２１がフレーム１１に対して二重に固定される。ブラケット２１、回動軸２２、インデックスプランジャ２８、及びボルト２９ａ、２９ｂは、角度調整機構を構成する。

ＬＭガイド２３は、直線的に延びる棒状の部材である。ＬＭガイド２３は、連帳シートＰに向けて下り傾斜になるように、ブラケット２１に固定されている。水平方向に対するＬＭガイド２３の傾斜角度θは、回動軸２２周りにブラケット２１が回動することによって変化する。

スライダ２４は、ＬＭガイド２３に支持されている。スライダ２４は、ＬＭガイド２３に沿ってスライドする。より詳細には、スライダ２４は、自重によって斜め下方に（すなわち、連帳シートＰに向けて）下降し、連帳シートＰから受ける反力によって斜め上方に上昇する。スライダ２４は、連帳シートＰに付与する張力に応じた重量を有する剛体である。

テンションバー２５は、スライダ２４に固定されている。テンションバー２５は、連帳シートＰの幅方向に延びる棒状の部材である。テンションバー２５の長手方向の寸法は、連帳シートＰの幅一杯に接触する長さに設定される。そして、スライダ２４が自重によって下降することによって、テンションバー２５の外周面が連帳シートＰに圧接される。すなわち、テンションバー２５が、連帳シートＰの幅方向において接触しながらスライダ２４の下降方向に向けて、連帳シートＰを押す状態になる。この押す力によって、連帳シートＰに所定の張力が付与される。また、回動軸２２は、スライダ２４が下端位置のときに、テンションバー２５と同軸になる位置に配置されている。

スライダ２４には、金属製の被検知部２４ａが設けられている。位置センサ２６は、スライダ２４が下端位置のときに、被検知部２４ａに対面する位置に配置されている。位置センサ２７は、スライダ２４が上端位置のときに、被検知部２４ａに対面する位置に配置されている。そして、位置センサ２６、２７は、被検知部２４ａが近接したときに、検知信号をコントローラに出力する。

すなわち、位置センサ２６、２７は、スライダ２４の位置を検知する。より詳細には、位置センサ２６はスライダ２４が下端位置に到達したことを検知し、位置センサ２６はスライダ２４が上端位置に到達したことを検知する。なお、位置センサ２６、２７の具体的な構成は、近接センサに限定されず、反射光または透過光を検知する光学センサなどであってもよい。

画像形成装置１の動作は、コントローラによって制御される。一例として、コントローラは、プログラムを記憶するメモリと、メモリからプログラムを読み出して実行するＣＰＵとで構成されてもよい。他の例として、コントローラは、ＦＰＧＡによって構成されてもよい。さらに他の例として、コントローラは、これらの組み合わせであってもよい。図４を参照して、画像形成装置１（特に、搬送装置１０）の動作を説明する。図４は、搬送装置１０の動作過程における張力付与装置２０の動きを示す図である。

まず、コントローラは、繰出しモータを駆動することによって、繰出しローラ１２から所定の長さの連帳シートＰを繰り出す。そうすると、繰出しローラ１２と搬送ローラ対１４の間の連帳シートＰが長くなり緩む。これにより、連帳シートＰによってテンションバー２５に与えられる力（スライダ２４の下降によってテンションバー２５が移動しようとする力に抗う「反力」）が弱まる。その結果、スライダ２４が傾斜方向に下降する。そして、コントローラは、図４（Ａ）に示すように、スライダ２４が下端位置に到達した（すなわち、位置センサ２６から検知信号が出力された）タイミングで、繰出しモータを停止する。

また、コントローラは、搬送モータを駆動することによって、搬送ローラ対１４に所定の搬送幅だけ連帳シートＰを搬送させる。さらに、コントローラは、巻取りモータを所定のトルクで常時駆動する。搬送ローラ対１４が所定の搬送幅を搬送させると、繰出しローラ１２から繰り出されていた連帳シートＰが搬送幅の分だけ巻取りローラ１３側に移動する。そして、巻取りローラ１３は、搬送ローラ対１４によって搬送された連帳シートＰを巻き取る。これにより、巻取りローラ１３に巻き取られた連帳シートＰからの反力が強まる。その結果、スライダ２４が傾斜方向に沿って上昇する。

また、コントローラは、図４（Ｂ）に示すように、スライダ２４が上端位置に到達した（すなわち、位置センサ２７から検知信号が出力された）タイミングで、再び操出モータを駆動して、繰出しローラ１２から連帳シートＰを繰り出す。そして、コントローラは、上記の処理を繰り返すことによって、連帳シートＰを搬送する。

さらに、コントローラは、プラテン３４に支持された連帳シートＰに対して、画像形成部３０に画像を記録させる。より詳細には、コントローラは、主走査モータ３２を駆動してキャリッジ３１を主走査方向Ａに移動させ、記録ヘッド３１ｋ、３１ｃ、３１ｍ、３１ｙに所定のタイミングでインクを吐出させる。

次に、図５及び図６を参照して、ＬＭガイド２３の傾斜角度θと、連帳シートＰに付与される張力Ｆとの関係を説明する。図５は、ＬＭガイド２３が傾斜角度θ１のときの張力Ｆ１の大きさを示す図である。図６は、ＬＭガイド２３が傾斜角度θ２のときの張力Ｆ２の大きさを示す図である。

図５及び図６に示すように、水平方向に対するＬＭガイド２３の傾斜角度をθ、スライダ２４及びテンションバー２５の自重をｗとすると、張力付与装置２０から連帳シートＰに付与される張力Ｆは、下記式（１）で表される。

式（１）によれば、θ＝３０°のときＦ＝０．５０ｗ、θ＝４５°のときＦ≒０．７１ｗ、θ＝６０°のときＦ≒０．８７ｗとなる。このように、ＬＭガイド２３の傾斜角度θが大きくなる程、張力付与装置２０から連帳シートＰに付与される張力Ｆが大きくなる。すなわち、Ｆ１＞Ｆ２である。

そして、張力付与装置２０が連帳シートＰに付与すべき張力Ｆの大きさは、連帳シートＰの材質（例えば、硬さ）や厚みに応じて変化する。より詳細には、張力Ｆは、連帳シートＰが硬いほど大きく設定され、連帳シートＰが厚いほど大きく設定される。例えば、連帳シートＰの素材がＰＶＣ（PolyVinyl Chloride）の場合は傾斜角度θ＝３０°に設定され、連帳シートＰの素材がＰＶＣより硬いＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）の場合は傾斜角度θ＝４５°に設定される。但し、連帳シートＰと傾斜角度θとの具体的な関係は、前述の例に限定されない。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

上記の実施形態によれば、角度調整機構でＬＭガイド２３の傾斜角度θを調整することにより、連帳シートＰに付与する張力Ｆを調整することができる。なお、張力Ｆを調整する他の方法として、スライダ２４にウェイトを着脱する方法がある。しかしながら、この方法では、張力付与装置２０が大型化するというデメリットがある。そこで上記の実施形態のように、ＬＭガイド２３の傾斜角度θを調整する角度調整機構を採用することによって、張力付与装置２０の小型化にも寄与する。

また、上記の実施形態によれば、スライダ２４が下端位置のときにテンションバー２５と同軸となるように、回動軸２２が配置されている。これにより、ＬＭガイド２３の傾斜角度θを変更しても、テンションバー２５と連帳シートＰとの接触位置が変化するのを防止できる。

また、上記の実施形態によれば、複数の定位穴１６のいずれかに貫通穴２１ａを連通させ、連通した定位穴１６及び貫通穴２１ａにインデックスプランジャ２８挿通することによって、ブラケット２１がフレーム１１に固定される。これにより、ＬＭガイド２３の傾斜角度θの調整を容易に行うことができる。

また、上記の実施形態によれば、インデックスプランジャ２８及びボルト２９ａ、２９ｂで、フレーム１１に対してブラケット２１が二重に固定される。これにより、ＬＭガイド２３の傾斜角度θが意図せずに変化するのを防止できる。

また、上記の実施形態によれば、位置センサ２６、２７をブラケット２１に取り付けてユニット化したので、ＬＭガイド２３の傾斜角度θを変更しても位置センサ２６、２７と被検知部２４ａとの相対位置が変わらない。これにより、ＬＭガイド２３の傾斜角度θを調整する度に、位置センサ２６、２７を位置合わせする必要がなくなる。

さらに、上記の実施形態によれば、連帳シートＰが硬いほどＬＭガイド２３の傾斜角度θが大きく設定される。これにより、素材や厚みに適した張力Ｆを連帳シートＰに付与することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ ：画像形成装置
１０ ：搬送装置
１１ ：フレーム
１２ ：繰出しローラ
１３ ：巻取りローラ
１４ ：搬送ローラ対
１４ａ ：駆動ローラ
１４ｂ ：加圧ローラ
１５ ：ガイドローラ
１６ ：定位穴
２０ ：張力付与装置
２１ ：ブラケット
２１ａ ：貫通穴
２１ｂ ：長穴
２２ ：回動軸
２３ ：ＬＭガイド
２４ ：スライダ
２４ａ ：被検知部
２５ ：テンションバー
２６，２７ ：位置センサ
２８ ：インデックスプランジャ
２９ａ，２９ｂ ：ボルト
３０ ：画像形成部
３１ ：キャリッジ
３１ｃ，３１ｋ，３１ｍ，３１ｙ ：記録ヘッド
３２ ：主走査モータ
３３ ：駆動力伝達機構
３３ａ：駆動プーリ
３３ｂ ：加圧プーリ
３３ｃ ：タイミングベルト
３４ ：プラテン
３５ ：エンコーダセンサ
３８ａ ：ガイドロッド
３８ｂ ：副ガイドレール
３９ｃ，３９ｋ，３９ｍ，３９ｙ ：インクカートリッジ

国際公開第２０１８／１３９２６３号

Claims (7)

1. 連帳シートを繰り出す繰出しローラと、前記繰出しローラから繰り出された連帳シートを巻き取る巻取りローラとを備える搬送装置に取り付けられて、前記繰出しローラ及び前記巻取りローラの間で連帳シートに張力を付与する張力付与装置であって、
   連帳シートに向けて下り傾斜となるガイドレールと、
   前記ガイドレールに沿ってスライドするスライダと、
   前記スライダに支持されて、前記スライダの自重によって連帳シートに圧接されるテンションバーと、
   水平方向に対する前記ガイドレールの傾斜角度を調整する角度調整機構とを備え、
   前記角度調整機構は、
   前記ガイドレールを支持するブラケットと、
   前記ブラケットに固定され、前記搬送装置のフレームに回動可能に支持された回動軸とを含み、
   前記回動軸は、前記スライダが前記ガイドレールの下端に位置するときに、前記テンションバーと同軸となることを特徴とする張力付与装置。
2. 前記ブラケットは、前記回動軸を中心として回動することによって、前記回動軸を中心とする円弧に沿って前記搬送装置のフレームに形成された複数の定位穴のいずれかに連通する貫通穴を有し、
   前記角度調整機構は、連通する前記定位穴及び前記貫通穴に挿通されて、前記張力付与装置を前記搬送装置のフレームに固定する固定部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の張力付与装置。
3. 前記ブラケットは、前記回動軸を中心とする円弧状に延びる長穴を有し、
   前記張力付与装置は、前記長穴に挿通されたボルトによって、前記搬送装置のフレームにさらに固定されることを特徴とする請求項２に記載の張力付与装置。
4. 前記ブラケットに固定され、前記スライダの位置を検知する位置センサを有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の張力付与装置。
5. 前記繰出しローラから繰り出される連帳シートが硬いほど、前記角度調整機構によって前記ガイドレールの傾斜角度が大きく設定されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の張力付与装置。
6. 前記繰出しローラと、
   前記巻取りローラと、
   前記繰出しローラ及び前記巻取りローラの間に配置され、連帳シートを挟持して搬送する搬送ローラ対と、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の張力付与装置とを備えることを特徴とする搬送装置。
7. 請求項６に記載の搬送装置と、
   前記張力付与装置より前記巻取りローラ側において、連帳シートに画像を形成する画像形成部とを備えることを特徴とする画像形成装置。