(57)【要約】【課題】  給紙装置に依存せず、簡単な構成で薄紙にも適用可能な小型の蛇行防止機構を提供する。【解決手段】  長尺紙２を搬送する搬送装置４に設けられる蛇行防止機構は、長尺紙２を複数本のローラ１７，１８，１９，２０，２１，２２に順次掛け渡して張力を付与し、張力によって見かけ上の合成を高めた長尺紙２の端をガイド２５，２６で案内する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺紙を搬送する搬送装置に設けられる蛇行防止機構において、
長尺紙を複数本のローラに順次掛け渡し、
長尺紙の端をガイドで案内することを特徴とする蛇行防止機構。
【請求項２】
前記複数本のローラの少なくとも１本の回転速度を制御する回転制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の蛇行防止機構。
【請求項３】
前記複数本のローラの少なくとも１本は、円錐形状であることを特徴とする請求項２に記載の蛇行防止機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺紙の搬送に用いる蛇行防止機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続的に供給される長尺紙（ウェブ）に印刷する画像形成装置などでは、長尺紙が幅方向に横ずれしないように蛇行を防止する必要がある。従来、給紙装置で長尺紙のリールを幅方向に位置決めし、印字部を通過するまでの間、長尺紙に大きな張力を与えることで長尺紙が蛇行しないようにしている。しかしながら、供給装置の位置決めは難しく、作業時間がかかる上、テスト印字のために用紙などを消費するので不経済である。また、給紙装置を画像形成装置に合わせて制作する必要があり、汎用性に欠けるという問題もある。
【０００３】
特許文献１には、用紙を搬送方向に対して傾斜したローラ対で挟み込みこんで所定の方向に蛇行させ、用紙の端をガイドに押し当てることで、用紙の幅方向の位置決めを行う蛇行防止手段が記載されている。この蛇行防止手段では、用紙端をガイドに押し当てるため、薄紙や腰の弱い用紙は、変形したりダメージを受けてしまうという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２には、用紙の端を検出器で検出し、用紙端の位置に応じて用紙を案内するローラを傾斜させて用紙両端の張力に差を創出し、意図的に用紙を横ずれさせることで用紙を適切な位置に戻す蛇行補正機構を備える輪転機が記載されている。しかしながら、この蛇行補正機構は、装置が大掛かりであり、小型化が難しい。
【特許文献１】特開平８−１１９５０４号公報
【特許文献２】特開平９−１０９３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで前記問題点に鑑みて、本発明は、給紙装置に依存せず、簡単な構成で薄紙にも適用可能な小型の蛇行防止機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明よれば、長尺紙を搬送する搬送装置に設けられる蛇行防止機構は、長尺紙を複数本のローラに順次掛け渡し、長尺紙の端をガイドで案内するものとする。
【０００７】
この構成によれば、長尺紙を複数のローラに掛け渡すことで張力を与え、見かけ上の用紙端の剛性を高くすることができる。こうして剛性を高めた用紙端をガイドで案内することで、薄紙や腰の弱い用紙でも用紙にダメージを与えることなく、ガイドによって蛇行しないように規制することができる。用紙の見かけ上の剛性は、ローラに巻き付けた方が高くなるので、ガイドは、ローラに設けることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の蛇行防止機構は、前記複数本のローラの少なくとも１本の回転速度を制御する回転制御手段を有してもよい。
【０００９】
この構成によれば、ローラの回転を高速にするほど、当該ローラ後の用紙の張力が小さくなるので、用紙に与える張力を用紙の種類に応じて適切な値に調節することができる。このため、用紙にダメージを与えることなく蛇行を防止できる。
【００１０】
また、本発明の蛇行防止機構において、前記複数本のローラの少なくとも１本は、円錐形状であってもよい。
【００１１】
この構成によれば、用紙は円錐ローラの径が細い側に偏ろうとするので、ローラの径が細い方にガイドを設けることで用紙を位置決めできる。また、円錐ローラを使用すると用紙の一端にだけ張力が集中したり、用紙にねじれが生じたりするが、互いに逆向きの２本の円錐ローラを用いて力の集中や用紙のねじれを打ち消し合い、各円錐ローラにおける用紙の張力に差を付けることで、用紙が偏向する力に差を設けることができる。これによって、用紙を幅方向に均一な張力で真っ直ぐに供給しながら、張力が大きい方の円錐ローラの小径側に用紙が偏向させてガイドによる位置決めを可能にする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明による蛇行防止機構は、複数のローラに用紙を掛け渡すことで見かけ上の剛性を高めるので、薄紙や腰の弱い用紙でもガイドによって蛇行しないように規制できる。また、蛇行防止機構において用紙に張力を付与するので、給紙装置依存せず、給紙装置を正確に位置決めする必要もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の蛇行防止機構備える画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、リールで供給される長尺紙（用紙）２にトナー画像を形成して定着させる電子写真方式の画像形成装置である。用紙２は、給紙装置３から送出され、搬送供給装置４が所定の速度で画像形成装置１の内部に送り込む。給紙装置３は、長尺紙２のリールを回転させて搬送供給装置４との間に張力が働かない程度に用紙２を送り出す。画像形成措置１は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を形成可能な感光体５，６，７，８を有し、各感光体５，６，７，８に形成したトナー画像は転写ベルト９に転写され、２次転写部１０において転写ベルト９から用紙２に転写される。トナー画像が転写された用紙は、サクションベルト１１によって搬送され、用紙２に転写されたトナー画像は、予備定着装置１２および本定着装置１３により加熱されて用紙２に固定される。こうして画像が形成された用紙２は、排出部１４から排出される。
【００１４】
図２に、搬送供給装置４を詳しく示す。搬送供給装置４は、フレーム１５に、導入ローラ１６、第１テンションローラ１７、第２テンションローラ１８、第３テンションローラ１９、第４テンションローラ２０、第５テンションローラ２１、第６テンションローラ２２および供給ローラ２３，２４が全て平行に設けられている。導入ローラ１６および第１〜第６テンションローラ１７，１８，１９，２０，２１，２２は、それぞれ、一端に鍔状の基準ガイド２５が固定され、他端には用紙幅２の幅に合わせて軸方向に移動可能な規制ガイド２６が設けられている。導入ローラ１６は、自由に回転可能であり、第１〜第６テンションローラ１７〜２２は、それぞれモータを内蔵し、任意の速度で回転可能なローラである。供給ローラ２３と２４は互いに密接し合い、モータ２７で回転させられる。第１〜第６テンションローラ１７〜２２は、各基準ガイド２５および各規制ガイド２６によって用紙の蛇行（横ずれ）を防止する蛇行防止機構を構成している。
【００１５】
図３に、搬送供給装置４における用紙２の搬送経路を示す。給紙装置３から供給される用紙２は、先ず、導入ローラ１６で折り返され、順番に、第１テンションローラ１７、第２テンションローラ１８、第３テンションローラ１９、第４テンションローラ２０、第５テンションローラ２１および第６テンションローラ２２の外側に巻き付けるように掛け渡されて折り返される。さらに用紙２は、供給ローラ２３，２４の間に挟み込まれ、所定の速度で画像形成装置１の内部に送り込まれる。
【００１６】
搬送供給装置４において、用紙２は、供給ローラ２３，２４の圧接力の軸方向のバラツキやその他の要因により、幅方向に横ずれ（蛇行）しようとすることがあるが、用紙２の両端を基準ガイド２５および規制ガイド２６で案内することで蛇行を防止する。このとき、用紙２の端部の見かけ上の剛性が十分でないと、用紙は折れ曲がったりダメージを受けてしまう。
【００１７】
図４に、一般的に、用紙をローラに巻き付けるように掛け渡したときの、用紙端部の見かけ上の剛性を、巻き付け量（折り返し角度）と用紙に付与する張力との関係において示す。巻き付け量に拘わらず、用紙の張力が大きいほど用紙端部の剛性は高くなるが、巻き付け量が０（折り返しなし）の場合は張力の増大につれて直線的に剛性が増加するのに対し、用紙をロールに巻き付けた場合は、僅かに張力を与えただけで剛性が大きく増加し、さらに張力を増加すると直線的な剛性増加に転ずる。つまり、用紙端部の見かけ上の剛性は、巻き付け量が大きいほど高くなるが、特に、小さな張力を付与する場合ほどその差が顕著になる。このことから、用紙をローラに巻き付けるように掛け渡して折り返しながら張力を付与することで見かけ上の剛性が大きく上がり、この状態で用紙端をガイドで案内すれば、用紙にダメージを与えずに蛇行（横ずれ）を防止できることが分かる。
【００１８】
次に、図５に、自由に回転するローラに用紙を掛け渡して搬送したときに用紙にかかる張力と、掛け渡すローラの数（折り返す回数）との関係を、厚紙（厚み０．２ｍｍ程度の上質紙）の場合と薄紙（厚み０．１ｍｍ程度の上質紙）の場合について示す。この場合、ローラの本数が多く折り返す回数が多いほど張力が高く、用紙が厚いほど張力が高くなることが分かる。このことは、蛇行防止のためにガイドを当接させる際、より大きな張力を付与して見かけ上の剛性を高めるべき薄紙ほど逆に張力が低くなることを示す。
【００１９】
図６は、用紙の張力とローラの径の関係を示す。ローラ径が大きくなると、厚紙の張力は低下し、薄紙の張力は上昇するが、薄紙の方が厚紙より張力が高くなることはない。また、径の大きなローラを採用することは、装置の大型化を意味する。
【００２０】
図７は、用紙を掛け渡すローラ間の距離と張力の関係を示す。この図は、ローラ間の距離が小さいほど張力が高くなることを示している。また、この特性は、用紙の種類（厚み）による差がない。
【００２１】
図８は、ローラへの巻き付け量（折り返し角度）と用紙の張力の関係を示す。図から、用紙の種類（厚み）は、ローラへの巻き付け量による張力変化の特性に差をもたらすものではないことが分かる。
【００２２】
図９は、ローラの表面粗さと用紙の張力の関係を示す。ローラの表面が粗いほど、用紙の張力は高くなるが、その度合いは、用紙の厚みには関係がないことが分かる。
【００２３】
図１０は、用紙を巻き付けたローラに回転を与えたときの張力の変化を示す。ローラの回転速度増加につれて、用紙の張力は直線的に減少することが分かる。この特性にも、用紙の厚みによる差異は見られない。図において、ローラ回転速度の「停止」はローラが全く回転しないように固定された状態であり、用紙がローラ表面を滑りながら搬送される。また、「従動」とは、ローラ表面の速度が用紙の速度と一致している状態であり、用紙のローラに対する滑りがない場合である。
【００２４】
図５から１０より、用紙にダメージを与えずに蛇行を防止するには、ローラの本数、ローラの径、ローラ間の距離、ローラへの巻き付け量、ローラの表面粗さ、および、ローラの回転速度の少なくともいずれかを用紙の種類（厚み）に応じて変更すればよいことが分かった。また、図示して説明するまでもなく、用紙の幅が大きいほど張力は高くなることは明らかである。そこで、本発明では、機械的な部品交換が必要ないローラ（第１〜第６テンションローラ１７〜２２）の回転速度を用紙の種類と幅に合わせて変更するものとした。
【００２５】
以上の基本的な特性をふまえて、本発明の第１実施形態における蛇行防止について説明する。ここで、図３において、導入ローラ１６と第１テンションローラ１７の間での用紙２の張力をＴ０、第１テンションローラ１７と第２テンションローラ１８の間での用紙２の張力をＴ１、同様に、第２・第３テンションローラ１８，１９間、第３・第４テンションローラ１９，２０間、第４・第５テンションローラ２０，２１間、第５・第６テンションローラ２１，２２間、および、第６テンションローラ２２と供給ローラ２３，２４との間での用紙２の張力をそれぞれ、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６とする。
【００２６】
図５に示したように、用紙２の張力は、巻き付けたローラの数に応じて増加するので、供給装置４では、Ｔ０＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜Ｔ５＜Ｔ６の関係が成り立つ。また、搬送供給装置４において、供給ローラ２３，２４から画像形成装置１の内部に用紙２を蛇行せずに供給するためには、供給ローラ２３，２４の直前の第６テンションローラにおける基準ガイド１５および規制ガイド２６による案内（位置決め）が最も重要である。よって、張力Ｔ６の値を、用紙２の端部の見かけ上の剛性が、基準ガイド１５および規制ガイド２６との当接によってダメージを受けない程度に高くすればよい。ここで、張力Ｔ６が大きすぎても供給ローラ２３，２４で滑りが発生したりして安定した搬送ができなくなることも考慮しなければならない。
【００２７】
本実施形態の搬送供給装置４は、用紙２の厚みと幅に応じて、第１〜第６テンションローラ１７，１８，１９，２０，２１，２２の回転速度が、図１１の表に従うように各テンションローラ１７〜２２の内蔵モータへの出力を変更する回転制御手段（不図示）を有する。表における「過回転」は、当該テンションローラが用紙２の搬送速度よりも速く回転することを意味する。
【００２８】
本実施形態において、搬送供給装置４に、厚み０．０５ｍｍ、幅４インチの用紙２を通紙する場合、第３テンションローラ１９と第５テンションローラ２１が「従動」（用紙２の搬送速度に合わせて回転）し、他の４本のテンションローラ１７，１８，２０，２２は、「停止」（回転せずに固定）する。これによって、用紙２の薄さと幅の小ささに反して大きな張力を付与することができ、見かけ上の剛性を高めて基準ガイド２５および規制ガイド２６に用紙端が当接しても用紙２がダメージを受けないようにすることができる。
【００２９】
厚み０．２ｍｍで幅１２インチまたは厚み０．３ｍｍで幅４インチの用紙２を供給する場合は、全てのテンションローラ１７〜２２は、「従動」するが、この条件は、ベアリングで支持されたローラによって実現されるのと同じ条件である。この場合も、第６テンションローラ２２における用紙２の見かけ上の剛性が適切なものとなるような張力Ｔ６が発生する。
【００３０】
厚み０．３ｍｍで幅１２インチの用紙２を供給する場合、第１テンションローラ１７だけが「従動」し、他のテンションローラ１８〜２２が「過回転」（用紙２より高速に回転）することで、張力Ｔ６が高くなりすぎないように抑えることができる。
【００３１】
このように、本発明の供給装置４は、用紙２の種類に応じて張力Ｔ６を適正に調節し、用紙２にダメージを与えないように基準ガイド２５および規制ガイド２６で案内する蛇行防止機構として作用する。
【００３２】
供給装置４において、用紙２の搬送速度を変更すると、用紙２に作用する張力は増減する。例えば、用紙２の搬送速度を遅くすると、用紙２に作用する張力が小さくなるので、薄い用紙２を供給するときには、いずれかのテンションローラを「逆転」（用紙２の搬送方向と逆向きに回転）する必要が生じる場合がある。また、用紙の種類は、厚みと幅だけでなく、様々な要素によって分類され、張力に関する特性も多様である。よって、テンションローラ１７〜２２の回転速度は、長尺紙２の型番ごとに適正な組合せを調整運転によって設定するようにするとよい。また、テンションローラ１７〜２２の回転速度は、さらに多段階に制御してもよい。また、用紙２の挙動は、保管条件や、運転時の温度や湿度によっても異なるので、ある程度のマージンを見込んだ設定をすることが望ましい。それでも、供給ローラ２３，２４で滑りが生じるような高い張力が発生する可能性を考慮して、トルクリミッタを備えるローラを設けてもよい。
【００３３】
以上の第１実施形態の搬送供給装置４は、基準ガイド２５と規制ガイド２６の間に用紙２を規制するものであり、基準ガイド２５と規制ガイド２６の間の僅かな蛇行は許容される。そこで、図１２に、より積極的に、用紙の一端を基準ガイド２５に合致させるようにした第２実施形態の搬送供給装置４’を示す。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施形態において、第３テンションローラ１９’は、規制ガイド２６の側が細くなった円錐形状をなし、第４テンションローラ２０’は、基準ガイド２５の側が細くなった円錐形状をなしている。基準ガイド２５は、第３テンションローラ１９’および第４テンションローラ２０’には設けられておらず、規制ガイド２６は、導入ローラ１６と第１テンションローラ１７にのみ設けられている。
【００３５】
さらに、図１３は搬送供給装置４’における用紙２の搬送経路を示す。搬送供給装置４’に用紙２を通紙すると、第３テンションローラ１９’および第４テンションローラ２０’において、小径側の用紙端の経路が大径側の用紙端の経路よりも短くなる。このため、小径側の張力が大径側の張力よりも小さくなり、用紙２は、張力が小さくなる方に移動しようとする。第３テンションローラ１９’と第４テンションローラ２０’とは、向きだけが異なる同じ円錐形状であるので、第３および第４テンションローラ１９’，２０’を通過すれば、用紙２の両端の搬送経路は同じ長さになり、用紙２の一端にだぶつきができることはない。
【００３６】
しかし、第１実施形態について説明したように、各テンションローラ１７〜２２に折り返される毎に、用紙の張力は大きくなる。このため、第３テンションローラ１９’および第４テンションローラ２０’における用紙２を小径方向に移動させる力は、後段の第４テンションローラ２０’における力の方が大きくなる。よって、図１４に模式的に示すように、用紙２は、第４テンションローラ２０’の小径側に移動しようとし、用紙端が基準ガイド２５に押し当てられる。各テンションローラ１７〜２２の回転速度の組合せを選択することで、第１実施形態と同様に第６テンションローラ２２における張力Ｔ６を最適化すると共に、用紙２が基準ガイド側に偏向する力の大きさを調節することができる。
【００３７】
本実施形態の規制ガイド２６は、給紙装置３から供給される用紙２を大まかに位置決めすることを目的としており、基準ガイド２５との間隔は用紙２の幅に対して余裕がある位置に固定すればよい。
【００３８】
本実施形態では、２本の円錐形状のローラを用いているが、用紙両端の搬送長さが過度に異ならなければ円錐ローラを１本だけにしてもよく、また、円錐角が異なる複数のローラを用いて同様の作用を実現することも可能である。また、ローラを傾斜して取り付けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による蛇行防止機構を備える搬送供給装置を有する画像形成装置の概略図。
【図２】図１の搬送供給装置の斜視図。
【図３】図２の搬送供給装置における用紙の搬送経路を示す概略図。
【図４】用紙の張力と用紙端部の剛性の関係を示すグラフ。
【図５】ローラの本数と用紙の張力の関係を示すグラフ。
【図６】ローラの径と用紙の張力の関係を示すグラフ。
【図７】ローラ間の距離と用紙の張力の関係を示すグラフ。
【図８】ローラへの巻き付け量と用紙の張力の関係を示すグラフ。
【図９】ローラの表面粗さと用紙の張力の関係を示すグラフ。
【図１０】ローラの回転速度と用紙の張力の関係を示すグラフ。
【図１１】図２の搬送供給装置のローラ回転速度の設定を示す表。
【図１２】本発明の第２実施形態の蛇行防止機構を備える搬送供給装置の斜視図。
【図１３】図１２の搬送供給装置における用紙の搬送経路を示す概略図。
【図１４】図１２の搬送供給装置における用紙の搬送の様子を示す模式図。
【符号の説明】
【００４０】
１  画像形成装置
２  用紙（長尺紙）
４，４’  搬送供給装置
１７  第１テンションロール
１８  第２テンションロール
１９，１９’  第３テンションロール
２０，２０’  第４テンションロール
２１  第５テンションロール
２２  第６テンションロール
２５  基準ガイド
２６  規制ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006240821.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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