JP7087507B2 - 被搬送物用張力制御装置、被搬送物搬送装置、液体吐出装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被搬送物用張力制御装置、被搬送物搬送装置、液体吐出装置、及び画像形成装置に関する。

従来、被搬送物用張力制御装置が適用される画像形成装置として、被搬送物の一例であるロール状に巻かれたロール紙（ロールメディアとも呼ばれる）を印字部に搬送して印字するタイプが知られている。

一例のロール紙型記録装置（特許文献１）では、ロール紙供給部のテンション（張力）付与装置の構造を工夫している。その構造では、複数の摩擦トルク板をトルク伝達板を介して連動軸に摩擦接続し、各摩擦トルク板のギアと噛み合わされるロックギアを電磁クラッチのオンにより連動軸に並行するロック軸に固定し、オフにより回転自在としている。

上述した特許文献１に係るテンション付与装置は、ロール紙のロール径の変化に対応してロール紙保持軸上のトルクを変化させ、ロール紙の引き出し部に加えるテンションを変化させている。これにより、ロール紙の巻き径の変化に起因するロール紙のバックテンションの変化を抑制し、ロール紙における印画の見当精度を向上させている。

ところが、このテンション付与装置の構造は、部品点数が多くてコスト高になるという問題がある他、駆動用のモータに加わる負荷が摩擦トルク板によって変化してしまい、一定ではないために制御が複雑になってしまうという問題もある。

本発明は、モータに加わる負荷を一定にでき、低コストで張力制御できる機能を提供することにある。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、駆動軸を回転駆動させる駆動手段と、前記駆動軸の回転駆動力をロール状に巻かれた被搬送物の回転軸の回転駆動に伝達させる駆動伝達手段と、を備え、前記駆動伝達手段は、前記駆動軸と前記回転軸との間に具備された可変減速機構及びトルクリミッタから成る張力付与機構と、前記駆動軸からの駆動を前記可変減速機構に伝達する途中に配置され、前記トルクリミッタを備える中間軸と、前記中間軸の回転方向及び回転量を検出する第一検出手段と、前記回転軸の回転方向及び回転量を検出する第二検出手段と、前記第一検出手段の検出結果及び前記第二検出手段の検出結果から算出される回転量差分値に基づいて、前記駆動軸の駆動を前記回転軸へと伝達する減速比に応じて前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を有し、前記可変減速機構は、前記中間軸から前記駆動軸の駆動が伝達される入力軸と、前記入力軸からの前記駆動を前記回転軸に伝達する出力軸と、前記入力軸の前記出力軸に対向する側の端部に取り付けられた入力側円錐ローラと、前記出力軸の前記入力軸に対向する側の端部に取り付けられた出力側円錐ローラと、前記入力側円錐ローラ及び前記出力側円錐ローラの側面に、球面が接触するように配置された半球形ローラと、前記半球形ローラの球面を前記入力側円錐ローラ及び前記出力側円錐ローラの側面へと加圧する加圧部材と、を有し、半球形ローラは、前記入力軸及び前記出力軸に対し垂直な軸の方向に延在する保持部材に保持されて配置された垂直軸であって前記球面の中心を通る軸を中心に対して回転可能であり、かつ、前記垂直軸に対して垂直方向に延在するように前記保持部材内で結合された水平軸であって、前記球面の中心を通る軸に対して揺動可能である、ことを特徴とする。

本発明によれば、上記構成により、モータに加わる負荷を一定にでき、低コストで張力制御できるようになる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例に係る被搬送物用張力制御装置が適用される画像形成装置の一例の概略構成を斜め上方向から一部透視して示す図である。 図１に示す画像形成装置を側面方向から示す模式図である。 図１に示す画像形成装置に備えられる画像形成部の要部を一部透視して示す平面図である。 図１に示す画像形成装置に備えられる給紙装置の外観構成を斜め上方向から示す図である。 図４に示す給紙装置の張力制御装置となる給紙駆動部の細部構成を示す図である。 図５に示す給紙駆動部に備えられる可変減速機構の一例を示した概略図であり、（ａ）は正面方向からの減速変化無し状態の図、（ｂ）は正面方向からの減速変化有り状態の図である。 図５に示す給紙駆動部に備えられる可変減速機構の他例を一部破断して要部を拡大して示した断面図である。 図６又は図７に示す可変減速機構の半球形ローラに対する揺動駆動機構を示した概略図であり、（ａ）はその側面方向からの図、（ｂ）はその正面方向からの図である。

以下、本発明の被搬送物用張力制御装置、被搬送物搬送装置、液体吐出装置、及び画像形成装置について、実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る被搬送物用張力制御装置が適用される画像形成装置の一例の概略構成を斜め上方向から一部透視して示す図である。図２は、この画像形成装置を側面方向から示す模式図である。図３は、この画像形成装置に備えられる画像形成部の要部を一部透視して示す平面図である。

図１を参照すれば、この画像形成装置は、装置本体１０１と、装置本体１０１の下側に配置されたロール状に巻かれた被搬送物を媒体として供給する媒体供給装置と、装置本体１０１の下側に配置された媒体を巻き取る媒体巻取装置と、を備える。被搬送物は、ロール状に巻くことが可能なシート、例えば用紙、コート紙、厚紙、ＯＨＰ、プラスチックフイルム、プリプレグ、銀箔等を示すが、以下はロール紙を例にして説明する。この場合、媒体供給装置は中空軸部１１５に用紙が巻かれたロール体１１２を持つ給紙装置１０２であり、媒体巻取装置は用紙を巻き取る中空軸部１１５を持つ巻取装置１０３である。これらの給紙装置１０２及び巻取装置１０３は、装置本体１０１と別体でなく一体的に構成しても良い。

給紙装置１０２は、ロール紙１２０を装置本体１０１の内部に供給する。装置本体１０１の内部には、図１中の矢印のＢ方向で示される搬送方向に供給されたロール紙１２０に画像形成する画像形成部１０４が配置されている。巻取装置１０３は画像形成されたロール紙１２０を巻き取る。画像形成部１０４は、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が図１中の矢印のＡ方向で示される主走査方向へ移動可能に支持される。

主走査方向の一方側にはキャリッジ５を往復移動させる駆動源である主走査モータ８が配置されている。この主走査モータ８によって回転駆動される駆動プーリ９と主走査方向の他方側に配置された従動プーリ１０との間にタイミングベルト１１が掛け回されている。このタイミングベルト１１にキャリッジ５のベルト保持部が固定され、主走査モータ８を駆動することによってキャリッジ５を主走査方向に往復移動させる。

キャリッジ５には、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複数（ここでは４個）の記録ヘッド６ａ～６ｄが搭載されている。ここで、記録ヘッド６ａと記録ヘッド６ｂ～６ｄとは、主走査方向と直交する副走査方向に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６ａ～６ｄは、液滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列を副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて搭載している。

また、記録ヘッド６ａ～６ｄは何れも２列のノズル列を有している。そして、記録ヘッド６ａ、６ｂについては、何れのノズル列からも同色である黒色の液滴を吐出する。記録ヘッド６ｃは、一方のノズル列からシアンの液滴を吐出し、他方のノズル列は未使用ノズル列としている。また、記録ヘッド６ｄは、一方のノズル列からイエローの液滴を、他方のノズル列からマゼンタの液滴を吐出する。

これにより、モノクロ画像については記録ヘッド６ａ、６ｂを使用して１スキャンの主走査方向で２ヘッド分の幅の画像形成を行うことができ、カラー画像については例えば記録ヘッド６ｂ～６ｄを使用して画像形成を行うことができる。尚、ヘッド構成はこれに限定されるものではなく、複数の記録ヘッドを主走査方向に全て並べて配置する構成でも良い。

また、キャリッジ５の移動方向に沿ってエンコーダシート１２が配置され、キャリッジ５にはエンコーダシート１２を読み取るエンコーダセンサ１３が設けられている。これらのエンコーダシート１２及びエンコーダセンサ１３によってリニアエンコーダ１４を構成し、リニアエンコーダ１４の出力からキャリッジ５の位置及び速度を検出する。

キャリッジ５の主走査領域のうち、記録領域では、給紙装置１０２からロール紙１２０が給送される。その後、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副走査方向（紙搬送方向）に間欠的にロール紙１２０が搬送される。記録ヘッド６ａ～６ｄのヘッドタンクには、装置本体１０１に対して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６０から供給チューブを介して各色インクが供給される。また、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６ａ～６ｄの維持回復を行う維持回復機構８０が配置されている。

図２に示される搬送手段２１は、給紙装置１０２から給紙されるロール紙１２０を搬送する搬送ローラ２３とこれに対向して配置された加圧ローラ２４とを有する。そして、搬送ローラ２３の下流側に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、が備えられる。また、搬送手段２１の下流側には、記録ヘッド６ａ～６ｄで画像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。

給紙装置１０２のロール体１１２は、芯部材である紙管等の中空軸部１１５に長尺なシート状のロール紙１２０を巻き付けたものである。ここでのロール体１１２は、ロール紙１２０の終端を糊付け等の接着で中空軸部１１５に固定したもの、又はロール紙１２０の終端を中空軸部１１５に接着していない非固定のものについて何れも装着可能である。

図２に示されるように、装置本体１０１側には、給紙装置１０２のロール体１１２から引き出されるロール紙１２０をガイドするガイド部材１３０と搬送ガイド部材２５の下流で吸引後のロール紙１２０をガイドする排紙ガイド部材１３１とが配置されている。巻取装置１０３は、芯部材である紙管等の中空軸部１１４を有している。ロール紙１２０の先端は中空軸部１１４にテープ等で接着されている。

このような構成の画像形成装置は、画像形成時にキャリッジ５を主走査方向に移動し、給紙装置１０２のロール体１１２から引き出されてガイド部材１３０に沿って案内されるロール紙１２０を搬送手段２１によって間欠的に搬送する。そして、記録ヘッド６ａ～６ｄ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り、ロール紙１２０上に所要の画像が形成される。この画像形成されたロール紙１２０は、排紙ガイド部材１３１に案内され、巻取装置１０３内の中空軸部１１４に巻きとられる。搬送ローラ２３上のロール紙１２０は給紙装置１０２側、巻取装置１０３側のそれぞれから張力が付与されながら搬送される。このときのそれぞれの張力が搬送精度に影響を与える。

因みに、給紙装置１０２は、ロール紙１２０以外の被搬送物を供給することが可能であって、張力制御装置が配備されるが、こうした場合、被搬送物用張力制御装置と呼ぶことができる。巻取装置１０３についても、同様に張力制御装置を配備することが可能である。また、給紙装置１０２と巻取装置１０３との少なくとも一方に張力制御装置が配備された構成は、被搬送物搬送装置と呼ばれても良い。

ここではロール体１１２を保持する給紙装置１０２を備える画像形成装置について説明したが、装置の形態はこれに限定されない。ロール体１１２を保持する給紙装置１０２を備えた液体吐出装置であっても良い。液体吐出装置は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この液体吐出装置は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置等も含むことができる。液体吐出装置としては、例えば、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置や、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。また、液体吐出装置は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

液体が付着可能なものとは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するもの等を意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布等の被記録媒体、電子基板、圧電素子等の電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セル等の媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上述した液体が付着可能なものの材質は、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、壁紙や床材等の建材、衣料用のテキスタイル等の液体が一時的でも付着可能であれば良い。液体は、インク、処理液、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液等も含まれる。

また、液体吐出装置は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置等が含まれる。

更に、液体吐出装置としては、他にも用紙の表面を改質する等の目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置がある。また、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置等もある。

上述した液体吐出ユニットとは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、液体吐出ユニットは、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたもの等が含まれる。ここで、一体化とは、例えば液体吐出ヘッド、機能部品、機構が締結、接着、係合等で互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッド、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクとが一体化されているものがある。また、チューブ等で互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクとが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジとが一体化されているものがある。

更に、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構とが一体化されているものがある。また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。因みに、主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。

加えて、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させ、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構とが一体化されているものがある。その他、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構とが一体化されているものがある。因みに、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

また、液体吐出ヘッドは、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば圧電アクチュエータ（積層型圧電素子）を使用するものでも良い。それ以外にも、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極とから成る静電アクチュエータ等を使用するものでも良い。尚、明細書中の用語における画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等は何れも同義語とする。

図４は、上述した画像形成装置に備えられる給紙装置１０２の外観構成を斜め上方向から示す図である。この給紙装置１０２は、スタンド本体１５に第１ガイド１６、第２ガイド１７が互いに平行でロール体１１２の長手方向に延在して設けられている。このロール体１１２の長手方向は矢印のＡ方向で示される。第１ガイド１６、第２ガイド１７には、第１保持ユニット１８、第２保持ユニット１９が互いに対向し、且つそれぞれ矢印のＡ方向に移動可能に支持されている。第１保持ユニット１８、第２保持ユニット１９は、それぞれロール体保持装置３０を備える。

第１保持ユニット１８、第２保持ユニット１９は、第１ガイド１６を主基準、第２ガイド１７を従基準とし、それぞれのロール体保持装置３０が第１ガイド１６の真上に配置されている。第１保持ユニット１８は駆動部を有し、ロール体保持装置３０を回転運動させる。これに対し、第２保持ユニット１９は駆動部を有していない。第１保持ユニット１８、第２保持ユニット１９は、それぞれのロール体保持装置３０をロール体１１２の中空軸部１１５に嵌め込むことでロール体１１２を保持する。

本実施形態では、被搬送物をロール紙１２０とするが、搬送時に給紙装置１０２側、巻取装置１０３側のそれぞれから張力が付与され、そのときの張力が搬送精度に影響を与える点は上述した通りである。特に給紙装置１０２側でのロール紙１２０への張力制御は重要であるが、そのときに駆動手段のモータに加わる負荷を安定化させることが困難視されている。そこで、本発明ではモータに加わる負荷を一定にし、低コストで張力制御できるようにすることを目的とする。以下は、給紙装置１０２に張力制御装置が備えられた場合を説明する。

図５は、上述した給紙装置１０２の張力制御装置となる給紙駆動部４０の細部構成を示す図である。この給紙駆動部４０は、駆動軸を回転駆動させる駆動手段としてのモータ４４と、モータ４４の駆動軸の回転駆動力をロール体１１２の中空軸部１１５の回転駆動に伝達させる支持板４１、４２間に設けられた駆動伝達手段と、を備えることを基本とする。駆動伝達手段は、モータ４４の駆動軸とロール体１１２の中空軸部１１５に回転駆動力を伝達させる軸受１１６ａにより支持された回転軸１１６との間に具備された張力付与機構を有する。

この張力付与機構は、モータ４４の駆動軸のギアＧ１から自体のギアＧ２を通して回転駆動力が伝達される他の軸受１１９ａにより支持された回転軸１１９に取り付けられたトルクリミッタ４３を有する。また、この張力付与機構は、軸受１１８ｃにより支持された入力軸１１８ａ及び出力軸１１８ｂを持つ可変減速機構１１８を有する。このような構成の張力付与機構では、可変減速機構１１８が回転軸１１６とトルクリミッタ４３との間の減速比を変化させてロール体１１２のロール紙１２０に張力を付与する。その他、駆動伝達手段は、トルクリミッタ４３の周囲に設けられたギアＧ３と、可変減速機構１１８における入力軸１１８ａに設けられたギアＧ４と、出力軸１１８ｂに設けられたギアＧ５と、回転軸１１６に設けられたギアＧ６と、を有する。

給紙駆動部４０は、回転軸１１９に取り付けられて回転軸１１９における回転方向と回転量とを検出する第１の検出手段となるロータリエンコーダを成すエンコーダＥ１及びその近傍に設置されるエンコーダセンサＥＳ１を有する。また、給紙駆動部４０は、回転軸１１６に取り付けられて回転軸１１６における回転方向と回転量とを検出する第２の検出手段となるロータリエンコーダを成すエンコーダＥ２及びその近傍に設置されるエンコーダセンサＥＳ２を有する。

更に、給紙駆動部４０は、各ロータリエンコーダの検出結果に応じてモータ４４を制御することで張力付与機構を介してロール体１１２のロール紙１２０へ張力を付与する制御手段である制御部５０を備える。この制御部５０は、各ロータリエンコーダの検出結果における回転量差分値で張力付与機構における減速比を判断した結果をモータ４４の制御に反映させる。加えて、給紙駆動部４０は、ロール体１１２の中空軸部１１５上に配置されたフランジ１１７を含み、フランジ１１７によってロール体１１２が保持される。このフランジ１１７は、上述したロール体保持装置３０に相当するものである。

以下は、給紙駆動部４０の細部機能を説明する。モータ４４は、ロール体１１２を回転させるための駆動源であり、支持板４１、４２の何れかに固定されている。モータ４４の駆動軸が回転駆動したとき、ギアＧ１から回転軸１１９のギアＧ２に伝達されると、回転軸１１９もギアＧ２と連れ回って回転が伝達される。回転軸１１９にはトルクリミッタ４３とギアＧ３とが取り付けられているため、トルクリミッタ４３のスリップトルク以上のトルクを付加するとギアＧ３と回転軸１１９とが相対的に回転する。このとき、エンコーダＥ１が回転し、その回転をエンコーダセンサＥＳ１が検出する。エンコーダセンサＥＳ１による検出結果が制御部５０に送られるため、制御部５０は張力付与機構の減速比を考慮した上でモータ４４の駆動を制御することができる。回転軸１１９は、支持板４１、４２のそれぞれに取り付けられた軸受１１６ａによって支持されている。

可変減速機構１１８は、モータ４４側の駆動を伝達するための入力軸１１８ａとロール体１１２側へ駆動を伝達するための出力軸１１８ｂとを有している。入力軸１１８ａには、ギアＧ４が入力軸１１８ａに対して相対的に回転不可となるように取り付けられており、ギアＧ３からギアＧ４を通して入力軸１１８ａへと駆動伝達されるようになっている。出力軸１１８ｂには、ギアＧ５が出力軸１１８ｂに対して相対的に回転不可となるように取り付けられており、出力軸１１８ｂの回転がギアＧ５へ伝達されるようになっている。入力軸１１８ａ、出力軸１１８ｂは、それぞれ支持板４１、４２に取り付けられた軸受１１８ｃによって支持されている。

回転軸１１６には、ギアＧ６が回転軸１１６に対して相対的に回転不可となるように取り付けられており、ギアＧ５からギアＧ６を通して回転軸１１６へと駆動伝達されるようになっている。このとき、エンコーダＥ２が回転し、その回転をエンコーダセンサＥＳ２が検出する。エンコーダセンサＥＳ２による検出結果も制御部５０に送られるため、制御部５０はロール体１１２の中空軸部１１５の回転量（回転数）を判断してモータ４４の駆動を制御することができる。回転軸１１６は、支持板４１、４２のそれぞれに取り付けられた軸受１１６ａによって支持されている。

制御部５０では、各ロータリエンコーダによる可変減速機構１１８の入力側、出力側のそれぞれの回転数の検出結果を比較することで張力付与機構における減速比を判断した結果をモータ４４の制御に反映させることができる。この結果、モータ４４に加わる負荷を一定にでき、低コストで張力制御できる機能が得られる。尚、この給紙駆動部４０では、駆動伝達手段にギアＧ１～Ｇ６を用いた場合を説明したが、これに限定されない。例えばプーリとベルトとを代用させることができる。

図６は、上述した可変減速機構１１８の一例を示した概略図であり、同図（ａ）は正面方向からの減速変化無し状態の図、同図（ｂ）は正面方向からの減速変化有り状態の図である。

図６（ａ）を参照すれば、この可変減速機構１１８‐１は、入力側円錐ローラ７２ａ、出力側円錐ローラ７２ｂ、半球形ローラ７２、第１の軸７４及び第２の軸７５を結合して保持した保持部材７３を組み合わせて構成される。このうち、入力側円錐ローラ７２ａは入力軸１１８ａの端部に取り付けられ、出力側円錐ローラ７２ｂは出力軸１１８ｂの端部に取り付けられる。入力側円錐ローラ７２ａと出力側円錐ローラ７２ｂとは、同軸上に円の径が小さい側を対向するように配置される。

半球形ローラ７２は、その球面の中心を通り、入力軸１１８ａ及び出力軸１１８ｂに垂直な軸方向に延在するように保持部材７３により保持されて配置された第１の軸７４を中心に回転可能に取り付けられる。また、半球形ローラ７２は、球面の中心を通り、第１の軸７４に対して垂直方向に延在するように保持部材７３内で結合された第２の軸７５に対して揺動可能に取り付けられる。更に、半球形ローラ７２は、入力側円錐ローラ７１ａと出力側円錐ローラ７１ｂとのそれぞれの側面に接触するように配置される。

この可変減速機構１１８‐１では、入力軸１１８ａの回転が入力側円錐ローラ７１ａから半球形ローラ７２を加圧する保持部材７３に保持された第１の軸７４の中心の回転へ伝達される。この後、第１の軸７４の中心の回転から保持部材７３に保持された第２の軸７５を中心に揺動される半球形ローラ７２から出力側円錐ローラ７１ｂを通して出力軸１１８ｂを回転させるように部材間の摩擦力で伝達される。

即ち、ここでの保持部材７３とこれに保持された第１の軸７４及び第２の軸７５とはそれらの自重により半球形ローラ７２を入力側円錐ローラ７１ａ及び出力側円錐ローラ７１ｂの側面へ加圧する加圧部材として機能する。図６（ａ）では、このような伝達により第１の軸７４の中心から入力側円錐ローラ７１ａの接触点距離と第１の軸７４の中心から出力側円錐ローラ７１ｂの接触点距離との差が無く、減速変化無し状態となっている様子を示している。

これに対し、図６（ｂ）では、上述した伝達が生じて減速変化が有り状態となった様子を示している。この場合、半球形ローラ７２が第２の軸７５を中心に揺動したとき、入力側円錐ローラ７１ａ、出力側円錐ローラ７１ｂに対するそれぞれの接触点が変化し、第１の軸７４の中心から接触点までの距離について、入力側と出力側とで大きな差が発生する。これが図６（ｂ）中に示される第１の軸７４の中心から入力側円錐ローラ７１ａの接触点距離Ｘ１と第１の軸７４の中心から出力側円錐ローラ７１ｂの接触点距離Ｘ２との差が生じ、減速変化が有り状態となった様子を示している。

このような接触点距離Ｘ１、Ｘ２の差によって、入力側から出力側へと伝達する回転数やトルクを変化させ、減速比を無段階で可変することができる。これにより、モータ４４に加わる負荷を精度良く制御して一定にすることができる。

図７は、可変減速機構１１８の他例を一部破断して要部（半球形ローラ７２周辺）を拡大して示した断面図である。この可変減速機構１１８‐２は、先の可変減速機構１１８‐１と比べ、第１の軸７４の周囲に配設され、一端を半球形ローラ７２、他端を保持部材７３に接触させ、第１の軸７４によって保持されるばね等の弾性部材７６を持たせた点が相違している。また、ここでの半球形ローラ７２は、第１の軸７４に対して軸方向にスライド可能に支持される。

この可変減速機構１１８‐２によれば、半球形ローラ７２が弾性部材７６によって第１の軸７４の軸方向で矢印により示される半球形ローラ７２の球中心に向かう方向に付勢される。この付勢により、半球形ローラ７２と入力側円錐ローラ７１ａ及び出力側円錐ローラ７１ｂとの加圧力が上がり、摩擦力が上がることで駆動を安定して伝達することができる。これにより、ここでもモータ４４に加わる負荷を一層精度良く制御して一定にすることができる。尚、弾性部材７６は、半球形ローラ７２を入力側円錐ローラ７１ａ及び出力側円錐ローラ７１ｂの側面へ加圧するため、加圧部材に含まれるとみなせる。

図８は、上述した可変減速機構１１８‐１、１１８‐２の半球形ローラ７２に対する揺動駆動機構を示した概略図であり、同図（ａ）はその側面方向からの図、同図（ｂ）はその正面方向からの図である。

図８（ａ）及び図８（ｂ）を参照すれば、半球形ローラ７２に対する揺動駆動機構は、ウォームホイール７７、ウォームギア７８、ウォームギア軸７９を有して構成される。このうち、ウォームギア軸７９は支持板４１、４２によって両端を支持されている。ウォームギア軸７９の一端にはトルクリミッタ４３′が設けられており、トルクリミッタ４３′の外輪を支持板４１に固定してスリップトルクによるブレーキとする。

第２の軸７５の一端にはウォームホイール７７が取り付けられている。ウォームホイール７７はウォームギア７８と駆動が繋がるように配置されている。保持部材７３には、第２の軸７５の回転により第１の軸７４に取り付けられた半球形ローラ７２が揺動可能になるように第１の軸７４及び第２の軸７５が取り付けられている。ウォームギア７８とウォームホイール７７とによる高減速比のため、半球形ローラ７２の揺動をセルフロックできるようになる。

このような仕組みにより、可変減速機構１１８‐１、１１８‐２は、トルクが所定値以上加わると回転するトルクブレーキと、第２の軸７５から延在してトルクブレーキまで連結された駆動列部材と、を有するとみなせる。そして、駆動列部材が高減速比で第２の軸７５を中心とする回転をロックする。この揺動駆動機構については、張力制御を精度良く行わせるための補助的役割を担う。

尚、本発明は上述した実施例に限定されず、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。上記実施例は、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が、これらは添付した特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ ガイドロッド
２ ガイドステー
５ キャリッジ
６ａ～６ｄ 記録ヘッド
８ 主走査モータ
９ 駆動プーリ
１０ 従動プーリ
１１ タイミングベルト
１２ エンコーダシート
１３ エンコーダセンサ
１４ リニアエンコーダ
１５ スタンド本体
１６ 第１ガイド
１７ 第２ガイド
１８ 第１保持ユニット
１９ 第２保持ユニット
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
３０ ロール体保持装置
４０ 給紙駆動部
４１、４２ 支持板
４３、４３′ トルクリミッタ
４４ モータ
５０ 制御部
６０ インクカートリッジ
７１ａ 入力側円錐ローラ
７１ｂ 出力側円錐ローラ
７２ 半球形ローラ
７３ 保持ローラ
７４ 第１の軸
７５ 第２の軸
７６ 弾性部材
７７ ウォームホイール
７８ ウォームギア
７９ ウォームギア軸
８０ 維持回復機構
１０１ 装置本体
１０２ 給紙装置
１０３ 巻取装置
１０４ 画像形成部
１１２ ロール体
１１４、１１５ 中空軸部
１１６、１１９ 回転軸
１１６ａ、１１８ｃ、１１９ａ 軸受
１１８、１１８‐１、１１８‐２ 可変減速機構
１１８ａ 入力軸
１１８ｂ 出力軸
１２０ ロール紙
１３１ 排紙ガイド部材
Ｅ１、Ｅ２ エンコーダ
ＥＳ１、ＥＳ２ エンコーダセンサ

特許３８３１７６６号公報

Claims (6)

1. 駆動軸を回転駆動させる駆動手段と、
   前記駆動軸の回転駆動力をロール状に巻かれた被搬送物の回転軸の回転駆動に伝達させる駆動伝達手段と、
   を備え、
   前記駆動伝達手段は、
   前記駆動軸と前記回転軸との間に具備された可変減速機構及びトルクリミッタから成る張力付与機構と、
   前記駆動軸からの駆動を前記可変減速機構に伝達する途中に配置され、前記トルクリミッタを備える中間軸と、
   前記中間軸の回転方向及び回転量を検出する第一検出手段と、
   前記回転軸の回転方向及び回転量を検出する第二検出手段と、
   前記第一検出手段の検出結果及び前記第二検出手段の検出結果から算出される回転量差分値に基づいて、前記駆動軸の駆動を前記回転軸へと伝達する減速比に応じて前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を有し、
   前記可変減速機構は、
   前記中間軸から前記駆動軸の駆動が伝達される入力軸と、
   前記入力軸からの前記駆動を前記回転軸に伝達する出力軸と、
   前記入力軸の前記出力軸に対向する側の端部に取り付けられた入力側円錐ローラと、
   前記出力軸の前記入力軸に対向する側の端部に取り付けられた出力側円錐ローラと、
   前記入力側円錐ローラ及び前記出力側円錐ローラの側面に、球面が接触するように配置された半球形ローラと、
   前記半球形ローラの球面を前記入力側円錐ローラ及び前記出力側円錐ローラの側面へと加圧する加圧部材と、
   を有し、
   半球形ローラは、前記入力軸及び前記出力軸に対し垂直な軸の方向に延在する保持部材に保持されて配置された垂直軸であって前記球面の中心を通る軸を中心に対して回転可能であり、かつ、前記垂直軸に対して垂直方向に延在するように前記保持部材内で結合された水平軸であって、前記球面の中心を通る軸に対して揺動可能である、
   ことを特徴とする被搬送物用張力制御装置。
2. 請求項１に記載の被搬送物用張力制御装置であって、
   前記加圧部材は、前記半球形ローラの球面を前記入力側円錐ローラ及び前記出力側円錐ローラの側面へと付勢する弾性部材を有することを特徴とする被搬送物用張力制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の被搬送物用張力制御装置であって、
   前記可変減速機構は、トルクが所定値以上加わると回転するトルクブレーキと、前記水平軸から延在して前記トルクブレーキまで連結された駆動列部材と、を有し、
   前記駆動列部材は、高減速比で前記水平軸を中心とする回転をロックすることを特徴とする被搬送物用張力制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の被搬送物用張力制御装置を、前記被搬送物を搬送する搬送部材よりも搬送方向の下流側の位置で当該被搬送物を媒体として巻取る媒体巻取装置と、前記搬送部材よりも搬送方向の上流側の位置で前記被搬送物を媒体として供給する媒体供給装置と、の少なくとも一方に備えたことを特徴とする被搬送物搬送装置。
5. 請求項４に記載の被搬送物搬送装置における前記搬送部材よりも搬送方向の下流側であって、前記媒体巻取装置よりも搬送方向の上流側に配備されて前記被搬送物に液体を吐出して画像形成することを特徴とする液体吐出装置。
6. 請求項４に記載の被搬送物搬送装置に、請求項５に記載の液体吐出装置を配備して構成されることを特徴とする画像形成装置。

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