JP5900040B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。

このような画像形成装置においては、画像を形成する被記録媒体として、芯部材（管）にロール状に巻き付けられた長尺のロール状媒体であるロール紙を使用するものがある。

従来、ロール紙に対してロール紙搬送方向と反対方向のバックテンションを付与するとともに、バックテンションの大きさを変更可能なバックテンション可変手段を備え、幅検知手段の検知信号に応じてロール紙を搬送するときのバックテンションを変更することにより、ロール紙の幅に応じて有効搬送力の幅方向の分布を調整するものが知られている（特許文献１）。

特開２００９−２５６０６１号公報

ところで、ロール紙を搬送する搬送手段としての給紙ローラを、ロール紙搬送方向と直交する方向で偏って配置し、少ない給紙ローラで、多くのサイズのロール紙を搬送するようにすることが考えられる。

この場合、ロール紙の給紙ローラが配置された側には常に搬送力が与えられるが、給紙ローラが配置されていない側では与えられる搬送力が弱くなり、弛みが発生することになる。

しかしながら、従来のバックテンション付与手段は、１系統でバックテンションを付与するだけであるので、バックテンションが大きくなり過ぎたり、或いは弱くなりすぎたりするなど、バックテンションの微妙な設定が難しいという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、バックテンションの調整設定を容易に行うことができるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
芯部材に長尺の媒体が巻き付けられてなるロール体から送り出される前記媒体を給送する搬送回転体と、
前記搬送回転体の下流側で前記媒体を画像形成手段に対して搬送する搬送手段と、
前記ロール体に対して媒体搬送方向と逆方向の負荷を付与する負荷付与手段と、を備え、
前記搬送回転体は、前記媒体搬送方向と直交する方向に偏って配置され、
前記負荷付与手段は、
前記ロール体を保持するスプール軸に対して媒体搬送方向と逆方向の負荷を発生する第１の負荷発生手段と、
前記第１の負荷発生手段とは別系統で前記スプール軸の回転によって回転する回転部材と、前記回転部材に負荷を与える手段とを有する第２の負荷発生手段と、を含み、
前記媒体を搬送するときに、前記第１負荷発生手段と前記第２負荷発生手段との組み合わせで前記ロール体に対する負荷を発生する
構成とした。

本発明によれば、バックテンションの調整設定を容易に行うことができる。

本発明に係る画像形成装置の一例の外観斜視説明図である。 同装置の側面模式的説明図である。 同装置の機構部の要部平面説明図である。 搬送ローラ対の配置位置の説明に供する平面説明図である。 バックテンション機構の一例を示す正面説明図である。 同じく平面説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同画像形成装置の外観斜視説明図、図２は同装置の側面模式的説明図、図３は同装置の機構部の要部平面説明図である。

この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、装置本体１０１と、装置本体１０１の下側に配置した給紙装置１０２とを備えている。

装置本体１０１の内部には、図示しない両側板にガイド部材であるガイドロッド１及びガイドステー２が掛け渡され、これらのガイドロッド１及びガイドステー２にキャリッジ５が矢印Ａ方向（主走査方向、キャリッジ移動方向）に移動可能に保持されている。

そして、キャリッジ５を移動走査する主走査機構部は、主走査方向の一方側に配置される駆動モータ６と、駆動モータ６によって回転駆動される駆動プーリ７と、主走査方向他方側に配置された従動プーリ８と、駆動プーリ７と従動プーリ８との間に掛け回された牽引部材であるタイミングベルト９とを備えている。

キャリッジ５には、図３にも示すように、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の液滴を吐出する複数（ここでは５個）の液体吐出ヘッド及びヘッドに液体を供給するヘッドタンクを一体にした記録ヘッド１１ａ〜１１ｅ（区別しないときは「記録ヘッド１１」という。）を、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。

ここで、記録ヘッド１１ａと記録ヘッド１１ｂ〜１１ｅは主走査方向と直交する方向である副走査方向に１ヘッド分（１ノズル列分）位置をずらして配置されている。また、記録ヘッド１１ａ〜１１ｅはいずれも２列のノズル列を有している。そして、記録ヘッド１１ａと１１ｂはいずれも同色である黒色の液滴を吐出し、記録ヘッド１１ｃ〜１１ｅはそれぞれマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の液滴を吐出する。

これにより、モノクロ画像については記録ヘッド１１ａ、１１ｂを使用して１スキャン（主走査）で２ヘッド分の幅で画像を形成でき、カラー画像については例えば記録ヘッド１１ｂ〜１１ｅを使用して形成することができる。

記録ヘッド１１のヘッドタンクには、装置本体１０１に交換可能に装着されるメインタンクであるインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙから供給チューブ１６を介して各色のインクが供給される。このとき、同じ色の液滴を吐出する２つの記録ヘッド１１ａ、１１ｂには１つのインクカートリッジ１０ｋからインクが供給される

一方、キャリッジ５の主走査領域のうち、記録領域では、後述する給紙装置１０２からロール紙１２０が給送され、搬送手段２１によってキャリッジ５の主走査方向と直交する方向（副走査方向、用紙搬送方向：矢印Ｂ方向）に間欠的に搬送される。

搬送手段２１は、給紙装置１０２から給紙されるロール状媒体であるロール紙１２０を搬送する搬送ローラ２３及び搬送ローラ２３に対向配置した加圧ローラ２４と、複数の吸引穴が形成された搬送ガイド部材２５と、搬送ガイド部材２５の吸引穴から吸引を行う吸引手段としての吸引ファン２６とを有している。

この搬送手段２１の下流側には、図２に示すように、記録ヘッド１１で画像が形成されたロール紙１２０を所定の長さで切断する切断手段としてのカッタ２７が配置されている。

このカッタ２７は、例えばワイヤ或いはタイミングベルト２８に取り付けられている。このタイミングベルト２８は、図示しない駆動モータで駆動される駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回され、駆動モータにより駆動プーリを介してタイミングベルト２８を主走査方向に移動することで、カッタ２７で用紙を所定の長さに切断する。

さらに、キャリッジ５の主走査方向の一方側には搬送ガイド部材２５の側方に記録ヘッド１１の維持回復を行う維持回復機構３０が配置され、他方側には搬送ガイド部材２５の側方に記録ヘッド１１から画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行う空吐出受け３４がそれぞれ配置されている。

維持回復機構３０は、装置本体１０１のフレーム部材に保持された第１維持回復部３１と、維持回復機構３０のフレーム部材に副走査方向に往復移動可能に保持された第２維持回復部３２とを有している。第２維持回復部３２は記録ヘッド１１ａの維持回復を行うときには図２の位置にあり、記録ヘッド１１ｂ〜１１ｅの維持回復を行うときには第１維持回復部３１と同じ副走査方向位置まで移動する。

この維持回復機構３０は、例えば記録ヘッド１１のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングする保湿キャップを兼ねた吸引キャップ４１及び保湿キャップ４２と、ノズル面を払拭するワイパ部材４３、画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を受ける空吐出受け４４などを備えている。

給紙装置１０２は、上下段のスプール軸受け台１１１Ａ、１１１Ｂ（以下、区別しないときは「スプール軸受け台１１１」と称する。なお、他の部材も同様とし、上段の部材には符号に「Ａ」を付して、下段の部材には符号に「Ｂ」を付して区別する。）を有している。スプール軸受け台１１１にはロール体１１２を繰り出し可能に装着している。

ロール体１１２は、芯部材である管１１４に長尺の状媒体であるシート（以下「ロール紙」という。）１２０をロール状に巻き付けたものである。なお、ロール体１１２は管１１４及びロール紙１２０を合わせた部材（巻かれた状態のロール状媒体１２０）の総称とする。

そして、スプール軸受け台１１１に装着したロール体１１２を回転させて、ロール紙１２０をガイド部材１３０に沿って下流側に送り出す。

スプール軸受け台１１１の送り出し方向下流側には、ロール体１１２から送り出されたロール紙１２０を湾曲させて上方に給送する搬送回転体としての搬送ローラ対１３１が配置され、搬送ローラ対１３１とスプール軸受け台１１１との間には、ロール紙１２０の上面に接触してロール紙１２０の移動に従動する従動ローラ１６０が配置され、また、スプール軸受け台１１１から搬送ローラ対１３１の間には、ロール紙１２０の下面を案内するガイド部材１３０が配置されている。

搬送ローラ対１３１を回転駆動することで、ロール体１１２から繰り出されるロール紙１２０は、搬送ローラ対１３１、従動ローラ１６０、ロール体１１２間で張られた状態で搬送され、搬送ローラ対１３１を経て、搬送手段２１の搬送ローラ２３と加圧ローラ２４との間に送り込まれる。

このように構成したこの画像形成装置においては、キャリッジ５を主走査方向に移動し、給紙装置１０２から給送されるロール紙１２０を、搬送手段２１によって間欠的に送りながら、記録ヘッド１１を画像情報（印字情報）に応じて駆動して液滴を吐出させることによって、ロール紙１２０上に所要の画像が形成される。そして、画像形成後のロール紙１２０は、カッタ２７で所定の長さにカットされ、装置本体１０１の正面側に配置された図示しない排紙トレイへ排出される。

次に、搬送ローラ対１３１の配置について図４を参照して説明する。図３は同説明に供する平面説明図である。

搬送ローラ対１３１は、図３に示すように、ロール紙１２０の搬送方向と直交する方向（幅方向ともいう。）で偏って配置されている。つまり、この画像形成装置では、ロール紙１２０の搬送方向と直交する方向の一方側を基準にして、すべてのサイズのロール紙１２０を搬送する構成としているので、搬送ローラ１３１は、使用可能な最も小さなサイズのロール紙１２０（図中、破線図示のロール紙１２０Ａと表記）を搬送できる位置、例えばロール紙１２０Ａの中央部付近に位置するように配置される。

そのため、大きなサイズのロール紙１２０（図中、破線図示のロール紙１２０Ｂと表記）を搬送するときには、ロール紙１２０Ｂの幅方向の一方側は搬送ローラ対１３１による搬送力を受けるが、他方側に搬送ローラ１３１がないために、弛みが発生することになる。

このように、ロール紙１２０の幅方向の一方側が弛んだ状態で搬送されると、搬送ローラ２３及び加圧ローラ２４で搬送するときにしわが発生するおそれがある。

次に、この画像形成装置のバックテンション機構（負荷付与手段）について図４及び図５を参照して説明する。図４は同バックテンション機構の正面説明図、図５は同じく平面説明図である。

このバックテンション機構３００は、第１の負荷発生手段３０１と、第２の負荷発生手段３０２とを備えている。

まず、第１の負荷発生手段３０１について説明する。

ロール体１１２のスプール軸２０１には、駆動モータ２００に接続する回転伝達機構２０２が接続されている。駆動モータ２００の回転状態を制御することで、ロール体１１２のスプール軸２０１に負荷を与え、搬送されるロール紙１２０にバックテンションを付与する。つまり、駆動モータ２００と回転伝達機構２０１によって第１の負荷発生手段３０１を構成している。

ここで、回転伝達機構２０２について説明すると、ロール体１１２の管１１４に装着されたスプール軸２０１は、スプール軸２０１に従動回転する従動ギヤ２０３が設けられている。従動ギヤ２０３は、アイドルギヤ２０４、２０５を介して、ギヤ２０６を有する一方向クラッチ２０７に接続している。

一方向クラッチ２０７と同一の回転軸２０８には、ギヤ２０９と共にトルクリミッタ２１０が設けられている。なお、図示しないが、回転軸２０８の回転量を検出するロータリエンコーダが配置され、回転量を検知してロール紙１２０の残量を検知する。

ギヤ２０９は伝達ギヤ２１３に接続され、伝達ギヤ２１３の回転軸２１４に設けられたアイドルギヤ２１５を介して回転駆動する駆動手段である駆動モータ２００の駆動ギヤ２１６に接続されている。また、図示しないが、回転軸２１４の回転を検出するロータリエンコーダが配置され、駆動モータ２００の回転数を検知する。

このように構成した第１の負荷発生手段３０１においては、駆動モータ２００の駆動状態として、正転、逆転又は無給電状態を選択することで、バックテンションを強（逆転））、中（無給電状態）、弱（正転）の３段階に制御することができる。

この点について、簡単に説明すると、バックテンションを中にするときには、駆動モータ２００を非励磁状態にする。これにより、ロール体１１２が繰り出し方向に回転されてスプール軸２０１が回転するとき、スプール軸２０１の回転に回転伝達機構２０２から駆動モータ２００までを従動回転させるための負荷が生じ、これがロール紙１２０へのバックテンションとなる。

また、バックテンションを弱にするときには、駆動モータ２００をギヤ２０９が一方向クラッチ２０７のギヤ２０６よりも速く回転するように正転駆動する。これにより、一方向クラッチ２０７のギヤ２０６は回転軸２０８に対して空転する状態になり、ロール体１１２のスプール軸２０１には、アイドルギヤ２０４、２０５を介して一方向クラッチ２０７のギヤ２０６を回転させるための負荷はかかるが、駆動モータ２００の非励磁状態時に比べて弱いバックテンションがロール紙１２０に付与される。

また、バックテンションを強にするときには、駆動モータ２００を逆転駆動する。これにより、駆動モータ２００による回転軸２０８の回転方向とロール体１１２の繰り出しによるギヤ２０９の回転方向とが逆になることで、トルクリミッタ２１０の制限を超える過大なトルクが発生してトルクの伝達が遮断され、トルクリミッタ２１０内で回転軸２０８が滑りながら回転し、回転軸２０８がトルクリミッタ２１０内で滑ることにより受ける抵抗力がスプール軸２０１の回転に対する負荷となり、ロール紙１２０に強いバックテンションが付与される。

次に、第２の負荷発生手段３０２について参照して説明する。

第２の負荷発生手段３０２は、第１の負荷発生手段３０１とは別系統で、スプール軸２０１に従動回転する従動ギヤ２５１と、従動ギヤ２５１に噛み合う回転部材である従動ギヤ２５２とを有している。そして、従動ギヤ２５２を回転可能に支持している固定部（フレーム部材など）４０１に設けたギヤ軸４０２と従動ギヤ２５２との間に、従動ギヤ２５２を押し付けるスプリング部材２５３（例えばスプリングワッシャなど）を設けている。

このように構成したので、スプール軸２０１が回転するとき、第２の負荷発生手段３０２は、従動ギヤ２５１、２５２による負荷を発生するとともに、従動ギヤ２５２をスプリング部材２５２で押しているため、従動ギヤ２５２の回転が重たくなることによる負荷を発生する。

したがって、スプリング部材２５３の押し付け力を設定することで、容易にバックテンションを調整設定することができる。

これに対して、第１の負荷発生手段３０１だけで第２の負荷発生手段３０２を備えない場合には、第１の負荷発生手段３０１の各ギヤやトルクリミッタ、一方向クラッチなどの種々の要素を予め設定しておかなければならず、微妙なバックテンションの調整を簡単に行うことができず、コストも高くなる。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。

また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

１０ インクカートリッジ（メインタンク）
５ キャリッジ
１１、１１ａ〜１１ｅ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
２１ 搬送手段
２３ 搬送ローラ
２４ 加圧ローラ
２５ 搬送ガイド部材
２６ 吸引ファン
２７ カッタ
１０１ 装置本体
１０２ 給紙装置
１１２、１１２Ａ、１１２Ｂ ロール体
１１４ 管（芯部材）
１２０ ロール紙（媒体、ロール状媒体）
１３１ 搬送ローラ対
３００ バックテンション付与機構
３０１ 第１の付加発生手段
３０２ 第２の負荷発生手段
２５２ 従動ギヤ（回転部材）
２５３ スプリング部材

Claims (2)

1. 芯部材に長尺の媒体が巻き付けられてなるロール体から送り出される前記媒体を給送する搬送回転体と、
   前記搬送回転体の下流側に配置され、前記媒体を画像形成手段に対して搬送する搬送手段と、
   前記ロール体に対して媒体搬送方向と逆方向の負荷を付与する負荷付与手段と、を備え、
   前記搬送回転体は、前記媒体搬送方向と直交する方向に偏って配置され、
   前記負荷付与手段は、
   前記ロール体を保持するスプール軸に対して媒体搬送方向と逆方向の負荷を発生する第１の負荷発生手段と、
   前記第１の負荷発生手段とは別系統で前記スプール軸の回転によって回転する回転部材と、前記回転部材に負荷を与える手段とを有する第２の負荷発生手段と、を含み、
   前記媒体を搬送するときに、前記第１負荷発生手段と前記第２負荷発生手段との組み合わせで前記ロール体に対する負荷を発生する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記回転部材は、前記スプール軸のギヤに噛み合うギヤであり、
   前記回転部材に負荷を与える手段は、前記ギヤを押すスプリング部材である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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