JP2019119163A - 処理液塗布装置、処理液塗布乾燥装置、画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】 加圧ローラを塗布ローラに押し当てる塗布機構において、軸受けの破損を防止できる構造を備える処理液塗布装置を提供する。【解決手段】 記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラとともに当該記録媒体を挟持する加圧ローラと、加圧ローラを支持する支持部材と、を備え、加圧ローラは、軸受けを内包し、当該軸受けに保持される軸部材を介して支持部材に支持され、軸部材における支持部材への嵌合部が、支持部材に対して当該軸部材の円周方向に傾き可能に支持されている、処理液塗布装置による。【選択図】図１２

Description

本発明は、処理液塗布装置、処理液塗布乾燥装置、画像形成装置および画像形成システムに関する。

インクを記録媒体に吐出して画像を形成する画像形成システムにおいて、インクの吐出による画像形成を実行する画像形成装置と、インク吐出前の記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布装置と、を備えるものが知られている。なお、処理液塗布装置が記録媒体に塗布する処理液は、記録媒体に付着したインクを凝集させるなどの効果を有するものである。

従来の処理液塗布装置として、処理液を塗布するためのローラ（塗布ローラ）に対して揺動可能な支持部材と、この支持部材に支持されている軸部材と、この軸部材に対する軸受けを介して加圧ローラを支持し、当該加圧ローラを塗布ローラに対して押圧可能に支持する構成が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に開示されている構成で、加圧ローラを支持部材に対して回転可能に保持するための軸部材が、一方は支持部材に固定され、他方は加圧ローラに圧入されている軸受けに挿入されている。したがって、これらを組み立てるときには、各部材の組み付け精度に誤差が無ければ、軸部材の軸中心と軸受けの回転中心が同一線上に位置する理想的な構造になり、軸部材が支持部材の揺動方向に対して直交になる。この場合、支持部材が揺動しても軸受けに過大な負荷が掛かることはない。

しかし、実際の組み立てにおいては、各部材の組み付け精度において誤差が全くないようにはできず、各組付け位置において公差を有する。したがって、組立精度を高めたとしても、各部材を組み付ける時にバラツキが生ずる。そうすると、支持部材に固定された軸部材の軸中心と軸受けの回転中心とは、同一線上には位置せず、軸部材の軸中心が軸受けの回転中心に対して傾く状態になる。このような傾きが生ずる状態で、軸受けを介して支持部材に支持されている加圧ローラを塗布ローラに押し付けると、その押圧力によって軸部材から軸受けに対して過大な力が加わる。軸部材の傾きにより生ずる過大な力が軸受けに対して加わる状態で塗布機構を動作させると軸受けが破損する原因になる。

本発明は、加圧ローラを塗布ローラに押し当てる塗布機構において、軸受けの破損を防止できる構造を備える処理液塗布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、本発明は、処理液塗布装置に関するものであって、記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラとともに当該記録媒体を挟持する加圧ローラと、前記加圧ローラを支持する支持部材と、を備え、前記加圧ローラは、軸受けを内包し、当該軸受けに保持される軸部材を介して前記支持部材に支持され、前記軸部材における前記支持部材への嵌合部が、前記支持部材に対して当該軸部材の円周方向に傾き可能に支持されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、加圧ローラを塗布ローラに押し当てる塗布機構において、軸受けの破損を防止できる。

本発明の画像形成システムの実施形態である印刷システムを示すシステム構成図。 本発明の処理液塗布乾燥装置の実施形態を示す構成図。 本実施形態に係る処理液塗布装置が備える塗布機構の例を示す図。 本実施形態に係る塗布機構の構成例を示す図。 本実施形態に係る塗布機構が備える加圧ローラの構造を示す図。 本実施形態に係る塗布機構に対する従来例を示す図。 従来例における加圧ローラの支持部材への支持構造を示す図。 従来例における加圧ローラの支持部材への固定状態の例を示す図。 従来例における加圧ローラの支持部材への固定状態の別例を示す図。 本実施形態に係る塗布機構における加圧ローラの支持部材への固定態様を示す図。 本実施形態に係る塗布機構における加圧ローラの支持部材への固定部分を示す平面図。 本実施形態に係る塗布機構における加圧ローラの支持構造の例を示す図。 本実施形態に係る塗布機構における加圧ローラの支持構造の別例を示す図。

以下、本発明に係る処理液塗布装置、処理液塗布乾燥装置、画像形成装置および画像形成システムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な実施形態であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。

まず、本発明に係る画像形成システムの実施形態について説明する。画像形成システムの実施形態である印刷システム２００は、図１に示すように、給紙装置２１０と、前処理液塗布乾燥装置２２０と、第１のインクジェットプリンタ２３０と、反転装置２４０と、第２のインクジェットプリンタ２５０と、後乾燥装置２６０と、巻取装置２７０と、を備える。なお、前処理液塗布乾燥装置２２０は、本発明に係る処理液塗布装置および処理液塗布乾燥装置の実施形態に相当する。

給紙装置２１０は、記録媒体Ｗを、記録媒体Ｗの搬送経路の下流に設けられた前処理液塗布乾燥装置２２０に供給する装置である。記録媒体Ｗは、例えば、ロール状の長尺の連続紙である。

前処理液塗布乾燥装置２２０は、後述するように、記録媒体Ｗに画像を形成する際に用いられるインクの滲みや裏写りを抑える前処理液を当該記録媒体Ｗに塗布する処理液塗布部と、その後、前処理液が塗布された記録媒体Ｗを乾燥させる乾燥装置と、を備える装置である。

第１のインクジェットプリンタ２３０は、前処理液塗布乾燥装置２２０において前処理液が塗布された記録媒体Ｗの表側の面にインクを吐出して所望の画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置である。

反転装置２４０は、第１のインクジェットプリンタ２３０により形成された記録媒体Ｗの表側の画像を乾燥させる乾燥機構と、記録媒体Ｗの表裏を反転させる反転機構を備え、画像が形成された記録媒体Ｗの表裏を反転させて第２のインクジェットプリンタ２５０に搬送する装置である。

第２のインクジェットプリンタ２５０は、反転装置２４０において表裏が反転された記録媒体Ｗの表側（反転前の裏側）の面にインクを吐出して所望の画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置である。

後乾燥装置２６０は、両面に画像が形成された記録媒体Ｗを、熱風等により乾燥させる装置である。

巻取装置２７０は、画像が形成され処理液とともにインクも乾燥した記録媒体Ｗを巻取る装置である。

なお、上記にて説明をした各装置が備える機能を集約した画像形成装置は、本発明に係る画像形成装置の実施形態に相当するものとなる。その場合、上記の各装置が備える構造は、その大きさや詳細な部分において異なる構造からなるが、主な機能は同等のである。

上記にて実施形態を説明した、本発明に係る画像形成システムおよび画像形成装置は、液体吐出記録方式であって、本明細書において記載される発明および実施形態も液体吐出記録方式を前提とするものである。本実施形態に係る印刷システム２００等は、インクを吐出する記録ヘッド（液体吐出ヘッド）を備え、搬送されるウェブに対して記録ヘッドからインクが吐出されて、記録媒体に対する画像形成を行うものである。例えば、液体吐出ヘッドが主走査方向に移動しながらインク滴を吐出して画像を形成するシリアル型インクジェットプリンタや、液体吐出ヘッドが移動しない状態でインク滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを備えるライン型インクジェットプリンタが相当する。

ここで、「ウェブ」とは、画像形成が行われる対象を紙に限定するものではなく、ＯＨＰシートなどを含み、インク、その他の液体などが付着可能なものを意味する。被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。また、「画像形成」と同義語として、記録、印字、印写、印刷なども使用する。

そこで、本明細書においては、液体吐出記録方式の「画像形成装置（インクジェットプリンタ）」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被記録媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。

「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。

また本明細書における「インク」とは、一般的にインクと称されるものに限るものではなく、吐出されるときに液体状になり、記録ヘッドを介して吐出可能なものを含むものである。例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

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、または立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。

液体吐出方式の画像形成装置において、特にインクジェット方式の画像形成は、低騒音、低ランニングコストに加えて、カラー化が容易といった利点を有していることから、近年、急速に普及してきている。しかし、専用紙以外のウェブに画像を形成すると、滲み、濃度、色調や裏写りなどといった初期の品質問題に加えて、耐水性、耐候性といった画像の堅牢性に関わる問題を有しているため、これらの問題を解決する提案がなされている。

それらの解決手段として、ウェブである用紙にインク滴が着弾する前にインクを凝集させる機能を有する処理液を塗布して、画質を改善する方法がある。この処理液を塗布する方法として、ローラを用いてウェブの全面に塗布する方法が知られている。

次に、本発明に係る処理液塗布装置の実施形態である前処理液塗布乾燥装置２２０について、従来例を用いて説明する。図２に示すように、前処理液塗布乾燥装置２２０は、前処理液塗布ユニット３３０、供給ユニット３４０、乾燥ユニット３５０、ダンサーユニット３８０を備える。

前処理液塗布乾燥装置２２０に給紙装置２１０から供給される記録媒体Ｗは、ガイドローラ３２１を経由して搬送され、前処理液塗布乾燥装置２２０の内部において適正な張力が付与された状態で搬送される。ガイドローラ３２１を経た記録媒体Ｗは、前処理液塗布ユニット３３０と、裏面塗布ユニット３３３と、表面塗布ユニット３３４と、回転駆動するアウトフィードローラ３３５と、アウトフィードローラ３３５との間で記録媒体Ｗを弾性的に挟持するフィードニップローラ３３６と、により形成される搬送路において搬送され、後段に配置されている第１のインクジェットプリンタ２３０に至る。

前処理液塗布乾燥装置２２０の内部を搬送される記録媒体Ｗは、スクイーズローラ２、塗布ローラ１と加圧ローラ３を有する塗布機構である裏面塗布ユニット３３３で一方の面（裏面）に前処理液を塗布される。そして、裏面塗布ユニット３３３を通過した記録媒体Ｗは、同じくスクイーズローラ２、塗布ローラ１および加圧ローラ３を有する塗布機構である表面塗布ユニット３３４で他方の面（表面）に前処理液を塗布される。表面塗布ユニット３３４を通過した記録媒体Ｗは、アウトフィードローラ３３５とフィードニップローラ３３６によって乾燥ユニット３５０に搬送される。なお、裏面塗布ユニット３３３および表面塗布ユニット３３４は、いずれも選択的に作動するものであり、記録媒体Ｗは、表面又は裏面のいずれか一方、或いは両面に前処理液が塗布される。

供給ユニット３４０は、前処理液を貯留し、随時、裏面塗布ユニット３３３および表面塗布ユニット３３４に前処理液を供給する。

乾燥ユニット３５０は、第１段裏面加熱ローラ４０ａおよび第１段表面加熱ローラ４０ｂを備える第１段加熱ローラセット４０、第２段裏面加熱ローラ５０ａおよび第２段表面加熱ローラ５０ｂを備える第２段加熱ローラセット５０、第３段裏面加熱ローラ６０ａおよび第３段表面加熱ローラ６０ｂを備える第３段加熱ローラセット６０、排出用搬送ローラ７０、を有する。

第１段加熱ローラセット４０、第２段加熱ローラセット５０、第３段加熱ローラセット６０は、記録媒体Ｗの搬送経路中の搬送方向の上流から下流に並べて配置される。各加熱ローラ４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂ（以下、「４０ａ〜６０ｂ」とする）は、長手方向の両端部において、軸受けによって回転可能に支持される。

第１段裏面加熱ローラ４０ａと第１段表面加熱ローラ４０ｂ、第２段裏面加熱ローラ５０ａと第２段表面加熱ローラ５０ｂ、第３段裏面加熱ローラ６０ａと第３段表面加熱ローラ６０ｂは、互いに離間して千鳥状に配置される。例えば、第１段裏面加熱ローラ４０ａ、第２段裏面加熱ローラ５０ａ、第３段裏面加熱ローラ６０ａそれぞれの回転中心を結ぶ線と、第１段表面加熱ローラ４０ｂ、第２段表面加熱ローラ５０ｂ、第３段表面加熱ローラ６０ｂそれぞれの回転中心を結ぶ線とが平行且つ離間するように配置される。

また、乾燥ユニット３５０の外側には、回転駆動するアウトフィードローラ３３５と、アウトフィードローラ３３５との間で記録媒体Ｗを弾性的に挟持するフィードニップローラ３６０が配置される。乾燥ユニット３５０の外側に搬送された記録媒体Ｗは、フィードローラ３５９とフィードニップローラ３６０の間を通ってダンサーユニット３８０に搬送される。

ダンサーユニット３８０は、３つのガイドローラ３８１、錘を有し重力方向に移動可能な可動フレーム３８４、可動フレーム３８４の位置を検出する位置検出手段、および可動フレーム３８４に回転自在に取り付けられた２つのダンサーローラ３８５、３８６を有する。記録媒体Ｗは、３つのガイドローラ３８１および２つのダンサーローラ３８５、３８６において、Ｗ字状に巻き掛けられる。

ダンサーユニット３８０は、位置検出手段の出力に基づいてアウトフィードローラ３３５の回転駆動を制御して、可動フレーム３８４の上下方向の位置を調整する。これにより、前処理液塗布乾燥装置２２０と第１のインクジェットプリンタ２３０との間の記録媒体Ｗのバッファー量が確保される。

次に、裏面塗布ユニット３３３および表面塗布ユニット３３４について、図３を用いて詳細に説明する。図３に示すように、裏面塗布ユニット３３３および表面塗布ユニット３３４は、いずれも、処理液Ｌが貯留される容器４の中にスクイーズローラ２が配置され、スクイーズローラ２に対し重力方向上方に塗布ローラ１が配置され、さらに、その上方に加圧ローラ３が配置されている。記録媒体Ｗは、塗布ローラ１と加圧ローラ３により挟持されて、この間を搬送されるようになっている。

処理液Ｌは、モータにより駆動されるスクイーズローラ２の回転により汲み上げられる。スクイーズローラ２により汲み上げられた処理液Ｌは、周辺をゴム等の弾性体で覆われた塗布ローラ１とスクイーズローラ２とのニップにより、一部が掻き落とされて容器４に戻され、残った処理液Ｌは塗布ローラ１の周面上に薄く均一に引き延ばされる。塗布ローラ１の周面に引き伸ばされた処理液Ｌは、加圧ローラ３と塗布ローラ１とで形成された塗布ニップＮに挟まれた記録媒体Ｗに塗布される。加圧ローラ３と塗布ローラ１は、記録媒体Ｗの幅方向の長さ（搬送方向に対して直交する方向の長さ）と同等かそれ以上の長さを有する長尺の部材である。したがって、記録媒体Ｗは塗布ニップＮを通過することにより、一方の面（または他方の面）の前面に処理液Ｌが塗布される。

次に、前処理液塗布乾燥装置２２０が備える塗布機構について説明をする。図４に示すように、加圧ローラ３は、支持部材であるアーム１５に支持される。加圧ローラ３は、軸部材である軸１００を介してアーム１５に支持される。加圧ローラ３は、軸受けを介して軸１００に支持されているので、軸方向の中心を回転中心とする回転が可能な状態で、軸受けを介してアーム１５に支持される。軸１００の加圧ローラ３を支持する端部の反対側の端部は、アーム１５に設けられている嵌合孔１４０に勘合し、位置決めされている。

嵌合孔１４０は、所定の公差を有し、軸１００が回転しないように固定する孔であって、その形状等に特徴を有する。嵌合孔１４０の詳細は、後述する。

アーム１５は、前処理液塗布乾燥装置２２０の筐体の一部であるベース１０に対して、一方の端部が固定され、他方の端部が稼働できる状態で揺動可能に保持されている。アーム１５の一方の端部側には、回転孔１６が設けられている。ベース１０には、一方の端部が固定された固定軸２３が設けられていて、この固定軸２３の他方の端部が回転孔１６に通されている。アーム１５の他方の端部側には、バネ２１が引っ掛けられている。このバネ２１のもう一方はベース１０に固定されたピン２２に引っ掛けられている。アーム１５は、回転孔１６と軸１００の間に、固定孔２４が開けられており、段ネジ１７によりベース１０に固定されている。

アーム１５の回転孔１６は、固定軸２３よりも大きな孔となっており、回転孔１６と固定軸２３の間には、すきま２８が設けられている。同様に、アーム１５の固定孔２４は、段ネジ１７よりも大きな孔であり、固定孔２４と段ネジ１７の間にも、すきま２９が存在する。

アーム１５はバネ２１により回転孔１６を回転中心としてベース１０側に引っ張られていて保持されている。したがって、アーム１５に支持されている加圧ローラ３には、アーム１５に嵌合している軸１００を介して、ベース１０側に押し付けられる力が加わっている。

ベース１０は、加圧ローラ３に対向する位置に、コロ１９、コロ３０が取り付けられており、コロ１９の中心軸２０とコロ３０の中心軸３１は、ベース１０に固定されている。すでに説明したとおり、加圧ローラ３は軸１００を介してベース１０側に押し付けられる状態になっているので、加圧ローラ３は、その周面がバネ２１の付勢によってコロ１９、コロ３０に押し付けられる状態で支持されている。アーム１５には、回転孔１６と固定軸２３の間にすきま２８があり、固定孔２４と段ネジ１７の間にすきま２９があるので、アーム１５の回動によってコロ１９とコロ３０に押し当てられるようになっている加圧ローラ３は、常にコロ１９とコロ３０の間にずれ込むことができ、これによって、加圧ローラ３は、両コロのそれぞれに接触する状態に至るように構成されている。

加圧ローラ３を支持するアーム１５、軸１００、段ネジ１７、バネ２１、ピン２２はそれぞれベース１０の長手方向両端に配置されている。軸１００は、一方の端部がアーム１５に嵌合されて回転しない状態になっている。この嵌合端の反対側の端部が加圧ローラ３の両端を支持するようになっている。

ベース１０の長手方向両端には、短手方向の側面部において、コロ１９およびコロ３０が配置されている側の反対側にカムフォロア１３が配置されている。カムフォロア１３は、固定軸１４によりベース１０に固定されている。カムフォロア１３に接する形でカム１１が回転軸１２により固定されている。カム１１は、モータ２５により回転軸１２を軸として回転する構成になっている。カム１１が回転するとカムフォロア１３を下方に押し込む。カムフォロア１３が下方に押し込まれると、ベース１０に対して下方への力が加わるので、この力によってベース１０は固定軸２３を軸とする回転動作をする。

ベース１０が上記のような回転動作をするとベース１０に取り付けられたコロ１９およびコロ３０は下方に移動する。そこで、コロ１９およびコロ３０に接していた加圧ローラ３は、コロ１９およびコロ３０に押されて下方に移動する。この加圧ローラ３の移動は、ベース１０の移動と共に固定軸２３を軸とする回転移動の様になる。カム１１が回転してカムフォロア１３を押し込んでいくと、加圧ローラ３は塗布ローラ１に接触する。カム１１がカムフォロア１３を最大押し込んだ状態で、加圧ローラ３は塗布ローラ１に任意の荷重を掛けるように構成されている。塗布ローラ１は回転軸２７を中心に回転する構成になっており、加圧ローラ３は塗布ローラ１が回転することで「つれ回り」をする。

次に、加圧ローラ３がアーム１５対して回転可能な状態で支持される構造について、図５を用いて説明する。

加圧ローラ３は、両端部に軸受けとなるベアリング３５が圧入されている。ベアリング３５に対して軸１００の一方の端部（アーム１５に嵌合されている端部の反対側）が挿入されている。軸１００においてベアリング３５に挿入される側の端部を「支持部１００ａ」とする。また、軸１００においてアーム１５に嵌合されている側の端部を「嵌合部１００ｂ」とする。加圧ローラ３は、アーム１５に対して嵌合している軸１００とベアリング３５によって、軸１００に対して回転可能な状態で支持されている。軸１００は、無回転状態に保持される嵌合部１００ｂがアーム１５に設けられた嵌合孔１４０に勘合し、これによって位置決めされている。

ベース１０に固定されているコロ１９およびコロ３０は、加圧ローラ３の長手方向において、所定の間隔を空けて複数配置されている。図５に示す様に、コロ１９ａの中心軸２０ａはコロ１９ａが加圧ローラ３に接する位置で、ネジ３３によりベース１０に固定されている。同様に、コロ１９ｂの中心軸２０ｂ、コロ１９ｃの中心軸２０ｃ、コロ１９ｄの中心軸２０ｄ、コロ３０ａの中心軸３１ａ、コロ３０ｂの中心軸３１ｂ、コロ３０ｃの中心軸３１ｃ、コロ３０ｄの中心軸３１ｄも、それぞれ、ネジ３３によりベース１０に固定されている。

加圧ローラ３を支持するアーム１５はバネ２１でベース１０方向に引っ張られているため、加圧ローラ３は常にコロ１９ａ〜１９ｄ、およびコロ３０ａ〜３０ｄに接している状態となる。このため、加圧ローラ３がカム１１により塗布ローラ１側に押し込まれても、コロ１９ａ〜コロ１９ｄ、およびコロ３０ａ〜コロ３０ｄに支えられることにより、長手方向のたわみは抑えられる状態になっている。

次に、本実施形態の特徴について、比較例を用いながら説明をする。以下において説明をする比較例は、本実施形態に係る塗布機構における加圧ローラ３の支持構造に関するものである。比較例では、本実施形態と区別するために軸１００に対応する構成を「軸１８」とする。また、アーム１５側に設けられる嵌合孔１４０に対応する構成を「公差孔３２」とする。

図６は、比較例としての塗布機構における加圧ローラ３の支持構造の例である。図６に示すように、軸１８を介してアーム１５に加圧ローラ３が支持されている。軸１８の一方の端部であって、アーム１５に固定される側の端部である突起部１８ｂがアーム１５の公差孔３２に勘合した状態で溶接により固定される。軸１８の他方の端部であって、加圧ローラ３へ挿入される側の端部である支持部１８ａは、加圧ローラ３に内包される軸受け（ベアリング３５）の内輪３５ｂに挿入されている。ベアリング３５は、加圧ローラ３の長手方向端部に形成されている円筒加工部３６に圧入されている。

円筒加工部３６は、加圧ローラ３の長手方向の側面から軸方向内側に向けて形成された穴であって、所定の深さ寸法を有する。ベアリング３５は、加圧ローラ３の側面から円筒加工部３６の一定の深さにまで挿入されて固定される。円筒加工部３６は、ベアリング３５の外輪３５ａが挿入できる径であって、これに続けて、外輪３５ａよりも小さい径からなる円筒加工部３８が加圧ローラ３の軸方向内側に向けてさらに形成されている。円筒加工部３６と円筒加工部３８の境界部分には、外輪３５ａが突き当てられる突き当て部３７が形成されている。したがって、加圧ローラ３の側面から円筒加工部３６に挿入されたベアリング３５は、突き当て部３７まで挿入されて位置決めされて外輪３５ａが固定される。

ベアリング３５の内輪３５ｂに挿入される支持部１８ａは、その先端部分が円筒加工部３８に至る程度の長さを有する。軸１８（支持部１８ａ）がベアリング３５に挿入されることで、加圧ローラ３がアーム１５に対して回転可能な状態で支持される。これによって、加圧ローラ３は、塗布ローラ１の回転によって「つれ回り」をするときに、ベアリング３５の外輪３５ａが加圧ローラ３と一緒に回転する。このとき、内輪３５ｂは軸１８の支持部１８ａと一緒に静止している。加圧ローラ３の長手方向両端で同じ構成になっており、加圧ローラ３は軸１８に両端が保持された状態でスムーズに回転する構成になっている。

次に、比較例における軸１８をアーム１５に固定する構造について図７を用いて説明する。アーム１５に設けられている公差孔３２に対して軸１８の突起部１８ｂが勘合する形で嵌め込まれる。通常、軸１８の円周方向において２〜３箇所程度、溶接ビード９０によりアーム１５と軸１８が溶接される。ここで溶接箇所は、突起部１８ｂがアーム１５から突き出ている側でもよいし、図７のように、軸１８がアーム１５に突き当てられている側でもよい。この溶接固定は、アーム１５に対して軸１８が直角となるようにする。しかし実際の溶接作業では、アーム１５と軸１８の突起部１８ｂの勘合具合や、溶接ビード９０の付き方により、アーム１５に対して軸１８が直角にならず、多少の角度誤差がある状態で固定されてしまう。

したがって図８に示すように、溶接ビード９０の付け具合によっては、アーム１５に対して軸１８が傾いて溶接され固定されることもあり得る。このように、アーム１５に対して軸１８が傾いた状態で固定されるのは、突起部１８ｂとアーム１５の公差孔３２の間に、公差分のすきまがあるからである。また、溶接作業時に、軸１８に対して溶接ビード９０側に引っ張られる力が働く。仮に、角部分（軸１８とアーム１５の突き当て部分）に溶接ビード９０を均等に付けたとしても、溶接ビード９０が軸１８を全方向に均等に引っ張るとは限らず、軸１８とアーム１５の関係が直角ではない状態で固定されてしまうこともある。

軸１８がアーム１５に対して直角ではなく傾いた状態で固定された場合、加圧ローラ３をアーム１５に対して直角に配置しても、軸１８の軸中心に相当する軸中心線５１とベアリング３５の内輪３５ｂにおける回転中心に相当する回転中心線５２は、一直線にならない。すなわち、図８に示すように、軸中心線５１と回転中心線５２に傾き角θ１が発生してしまう。傾き角θ１が大きくなって、ベアリング３５の許容傾き角を超えてしまう場合、ベアリング３５の寿命が大幅に短くなる可能性がある。このような組み付け時に生じざるえない誤差による悪影響を排除するには、自動調心機能を備えるベアリング３５を変更すればよい。しかしながら、自動調心機能を備えるベアリングは（自動調心機能を備えない）通常のベアリングに比べて大型になる、加圧ローラ３の端部に埋設することができない場合がある。

また、図９に示すように、アーム１５に対して軸１８がほぼ直角なる状態で溶接されたとしても、アーム１５自体が加圧ローラ３に対して角度ずれを起こすことがある。この場合、軸１８の支持部１８ａはアーム１５とほぼ直角である。そのため、ベアリング３５の内輪３５ｂの回転中心線５２に対して、軸１８の軸中心線５１は傾き角θ２だけ傾いた状態となる。

傾き角θ２が大きくなって、ベアリング３５の許容傾き角を超えてしまう場合、ベアリング３５の寿命が大幅に短くなる可能性がある。また、図８に示した軸１８の溶接による傾きと、図９に示したアーム１５の傾きが同じ方向であった場合、加圧ローラ３に圧入されたベアリング３５の内輪３５ｂの回転中心線５２と軸１８の軸中心線５１の傾きは、より大きくなる。これによって、ベアリング３５への負担はさらに増大して、ベアリング３５の寿命低下につながる可能性は、より大きくなる。

以上説明した比較例のように、軸受けであるベアリング３５の回転中心と、軸１８の軸中心との間にズレが生じた場合（アーム１５に対して加圧ローラ３が傾く方向に力が加わった場合）、加圧ローラ３を回転自在に支持するベアリング３５および軸１８に過度の負荷を加える状態になる。これによって、ベアリング３５が破損されるおそれがある。以上説明をした比較例を参考にしながら、以下、本実施形態に係る塗布機構について詳細に説明をする。本実施形態に係る塗布機構を備える前処理液塗布乾燥装置２２０であれば、比較例を用いて説明したような障害を防ぐことができる。

本実施形態に係る塗布機構は、比較例では生じたようなアーム１５に対して加圧ローラ３の回転中心が傾く状態になっても、この傾きを吸収し、ベアリング３５に対する負荷を軽減できる構造を備えている。

図１０は本実施形態に係る塗布機構における、アーム１５に取り付けられる軸部材である軸１００の支持構造である。軸１００は、アーム１５に設けられている嵌合孔１４０に対して嵌合部１００ｂが挿入されて所定の位置で支持される。アーム１５から突出した部分に当たる嵌合部１００ｂの先端部分にはネジ１２０が固定できるようになっている。また、ネジ１２０とアーム１５の側面部の間にワッシャ１１０が介在するようになっている。すなわち、軸１００は、嵌合部１００ｂをアーム１５の嵌合孔１４０に挿入し、突き出た部分にワッシャ１１０を介在させてネジ１２０を固定することで、アーム１５に固定されている。ワッシャは、軸１００がアーム１５から抜けることを防止する抜け止め部材である。

嵌合孔１４０の形状は、Ｄカット形状になっている。嵌合部１００ｂは、長さ方向全体または嵌合孔１４０の内周部分に当接する箇所の断面形状がＤカット形状になっている。なお、嵌合孔１４０および嵌合部１００ｂの形状は、Ｄカット形状に限定するものではない。これらの形状は、嵌合部１００ｂがアーム１５に嵌合して所定の位置で保持される状態において、軸１００がアーム１５に対して回転することなく保持されるものであればよい。したがって、嵌合孔１４０および嵌合部１００ｂの形状は、矩形状や多角形状でもよく、軸１００の軸方向における回転非対称形状であればよい。

また、図１０に示すように軸１００の嵌合部１００ｂの長さは、アーム１５の厚みよりも長い。したがって、嵌合部１００ｂの端部はアーム１５から突出する。嵌合部１００ｂの突出端とアーム１５との間にはワッシャ１１０が介在する。ワッシャ１１０とアーム１５の側面の間には、「すきま１３０」が存在する。また、アーム１５の嵌合孔１４０と軸１００の嵌合部１００ｂの間において、平面部分には「すきま１５０」が存在し、円弧部分には「すきま１６０」が存在する。これら複数のすきま（すきま１３０、すきま１４０、すきま１６０）によって、軸１００はアーム１５の側面に対して、軸１００の円周方向における任意の角度（約１°から約２°程度）をもって傾くことができ、かつ、傾いても、軸１００の軸中心がベアリング３５の回転中心に対しては傾かないように構成されている。

また、ネジ１２０とワッシャ１１０を軸１００から取り外し、図４に示した段ネジ１７を取り外して、アーム１５を固定軸２３の長手方向へガタ分だけ動かすと、軸１００の嵌合部１００ｂ部分がアーム１５から外れる構成になっている。この構成によって、比較例のような構造であれば加圧ローラ３を交換するときは、加圧ローラ３のベアリング３５から軸１００が抜けるまでアーム１５を移動させなければならなかったが、ネジ１２０とワッシャ１１０を取り外すだけで、加圧ローラ３をアーム１５から外すことができる。したがって、本実施形態に係る構造であれば、加圧ローラ３の交換を容易に行うことができる。

次に、本実施形態に係る前処理液塗布乾燥装置２２０が備える塗布機構の特徴について、より具体的に説明する。加圧ローラ３が塗布ローラ１に押圧されて、アーム１５に支持される軸１００にベアリング３５に対する傾きを生じさせる方向の力が加わる状態になっても、アーム１５に対する軸１００の傾きを吸収できる構造について示した図である。図１１は、当該構造における軸１００の固定側（アーム１５の外面側）から見た図である。

図１１に示す様に、アーム１５に設けられている嵌合孔１４０の断面形状は、Ｄカット状であって、上方が平面、下方が円弧になっている。

アーム１５の嵌合孔１４０と、これに挿入される軸１００の嵌合部１００ｂの断面形状は、相似形である。また、嵌合部１００ｂの外縁部と嵌合孔１４０の内周部との間には、形状がことなる「すきま」が複数形成されている。嵌合孔１４０と嵌合部１００ｂの平面部分に「すきま１５０」が存在し、嵌合孔１４０と嵌合部１００ｂの円柱部分に「すきま１６０」が存在する。軸１００の嵌合部１００ｂには、その先端部分にネジ孔１７０が形成されている。図１０に示したように、嵌合部１００ｂを嵌合孔１４０に挿通し、アーム１５から突出した嵌合部１００ｂにワッシャ１１０を通し、ネジ１２０を締めこむことで、ワッシャ１１０と軸１００の一部によってアーム１５を挟む構造になっている。アーム１５の嵌合孔１４０に軸１００の嵌合部１００ｂが挿入されることで、ネジ１２０を締めこむ際、軸１００は「つれ回り」しない構造になっている。また、すきま１５０とすきま１６０が存在することにより、軸１００はアーム１５に対して、軸１００の円周方向に傾くことができる構成になっている。

なお、図１１を用いて説明した本実施形態では、アーム１５の嵌合孔１４０、および軸１００の嵌合部１００ｂはどちらもＤカット形状となっているが、この形状に限定されるものではない。これらの形状は、小判形状や多角柱形状などのように円筒以外（回転止めとなる形状）であればよい。嵌合孔１４０と嵌合部１００ｂの形状は、相似形であればよく、その一部において、平面部分を含めばよい。また、嵌合孔１４０と嵌合部１００ｂの間には、その形状に関わらず、軸１００の円周方向において、軸１００がアーム１５に対して傾くことができるように、「すきま」が存在すればよい。

次に、図１０および図１１を用いて説明した本実施形態に係る軸１００のアーム１５に対する支持構造の効果について図１２を用いて説明する。図１２は、加圧ローラ３を保持している状態の軸１００がアーム１５に対して所定の方向に傾くことができ、アーム１５に対して加圧ローラ３が揺動できる状態であっても、ベアリング３５に負荷が掛からない構造を説明する図である。軸１００の支持部１００ａは、加圧ローラ３に圧入されたベアリング３５の内輪３５ｂに挿入されている。軸１００の嵌合部１００ｂは、アーム１５の嵌合孔１４０に挿入され、ワッシャ１１０とネジ１２０によりアーム１５に固定されている。アーム１５の嵌合孔１４０は、軸１００の嵌合部１００ｂよりもやや大きな孔形状となっており、アーム１５の嵌合孔１４０と軸１００の嵌合部１００ｂとの間には、「すきま１５０」と「すきま１６０」が存在する。

嵌合部１００ｂの一部である突出端とアーム１５との間に介在するワッシャ１１０とアーム１５の側面との間には「すきま１３０」が形成されている。ワッシャ１１０とネジ１２０を用いて軸１００をアーム１５に固定すると、「すきま１３０」、「すきま１５０」、「すきま１６０」の各すきまが許容する範囲で、軸１００はアーム１５に対して、軸１００の円周方向に傾くことができる状態で支持される。すなわち、加圧ローラ３は、アーム１５に対して、軸１００の円周方向に傾き可能な状態で、当該アーム１５に支持される構造になっている。これによって、加圧ローラ３の中心軸がアーム１５に対して傾いたとしても、その傾きが吸収される。その効果として、軸１００の回転中心が加圧ローラ３の回転中心（ベアリング３５の回転中心）に対しては傾かない状態を維持できる。すなわち、アーム１５と軸１００の嵌合部１００ｂの間の「すきま１５０」、「すきま１６０」、および、ワッシャ１１０とアーム１５との間に存在する「すきま１３０」により軸１００の中心軸が加圧ローラ３の中心軸に対して傾くことがないよう、アーム１５に対する軸１００の傾きによって吸収する構造になっている。

言い換えると、アーム１５に対して加圧ローラ３の回転軸が直交せずに傾いた状態になっても、軸１００の軸中心線１８０と、ベアリング３５の内輪３５ｂにおける軸１００の回転中心に相当する回転中心線１９０は、直線上になる関係を維持できる。さらに言い換えると、本実施形態に係る前処理液塗布乾燥装置２２０では、加圧ローラ３を回転可能に支持するための軸１００と、軸１００を支持するアーム１５との組み付け状態が直交状態を維持するようなものではなく、すきま（ガタ）をあえて存在させた状態にしている。これによって、アーム１５に取り付けられた軸１００が軸受けであるベアリング３５の回転中心にならって配置される状態が、アーム１５と軸１００との関係に影響されることなく維持される。

また、軸１００を支持するアーム１５は、軸１００に対して上下左右の任意の方向に任意の量だけ動くことができるが、軸１００の回転中心はベアリング３５の回転中心と常に一致する状態が保持される。すなわち、アーム１５が揺動して軸１００がアーム１５に対して傾いても、その傾きによって軸１００とベアリング３５の関係は変化しない。したがって、軸１００はアーム１５に挿入された状態で、回転中心から放射方向に対して傾くことができ、これによって、ベアリング３５の回転軸がアーム１５に傾いたとしてもこれを吸収することができる。これによって、アーム１５に対して軸１００が傾く状態になっても、軸１００がベアリング３５に過大な力を加える状態を回避することができ、アーム１５に対して揺動する加圧ローラ３を保持するベアリング３５の破損を防止できる。

次に、本実施形態に係る処理液塗布装置が備える塗布機構の別の実施形態について、より詳細に説明する。図１３に示すように、加圧ローラ３を軸１００に対して回転可能に保持するための軸受けとして、複数のベアリング３５を用いてもよい。

すでに図４を用いて説明したとおり、アーム１５はバネ２１のバネ力によってベース１０側に引っ張られている。このバネ力により、軸１００の支持部１００ａの中心軸を、ベアリング３５の内輪３５ｂの中心軸に対して傾けようとする力が働く。通常、バネ力は軸１００を傾けるには小さい力にしておけば、軸１００の傾きをベアリング３５の許容角度以内でき、ベアリング３５の寿命に影響を及ぼさない構成にできる。しかし、加圧ローラ３をコロ１９、コロ３０側に確実に押し付けたい場合などは、バネ力を強くする必要がある。この場合、アーム１５をベース１０側に引っ張る力が強くなるので、図１３に示すように、ベアリング３５を複数（例えば、２連）用いれば、軸１００の支持部１００ａをベアリング３５の内輪３５ｂがしっかりと受ける構成にできる。これによって、ベアリング３５の1個に掛かる負担を軽減することができる。

したがって、自動調心ベアリングなどを使用せずに、加圧ローラ３の軸方向にベアリング３５を２連にすることで、アーム１５に対して軸１００が傾こうとする力が強くなっても、軸１００がベアリング３５に過大な力を加える状態を回避することができる。すなわち、アーム１５に対して揺動する加圧ローラ３を保持するベアリング３５の破損を防止できる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ ：塗布ローラ
３ ：加圧ローラ
１０ ：ベース
１５ ：アーム
１８ ：軸
３２ ：公差孔
３３ ：ネジ
３５ ：ベアリング
１００ ：軸
１００ｂ ：嵌合部
１１０ ：ワッシャ
１２０ ：ネジ
１４０ ：嵌合孔
２００ ：印刷システム
２１０ ：給紙装置
２２０ ：前処理液塗布乾燥装置
２３０ ：第１のインクジェットプリンタ
２４０ ：反転装置
２５０ ：第２のインクジェットプリンタ
２６０ ：後乾燥装置
２７０ ：巻取装置

特開２０１４−５８１１８号公報

Claims (10)

1. 記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラとともに当該記録媒体を挟持する加圧ローラと、
   前記加圧ローラを支持する支持部材と、
   を備え、
   前記加圧ローラは、軸受けを内包し、当該軸受けに保持される軸部材を介して前記支持部材に支持され、
   前記軸部材における前記支持部材への嵌合部が、前記支持部材に対して当該軸部材の円周方向に傾き可能に支持されている、
   ことを特徴とする処理液塗布装置。
2. 前記軸部材と前記支持部材の嵌合部はすきまを有し、
   前記加圧ローラは、前記軸部材を介して前記支持部材に支持されている状態において、当該加圧ローラの回転中心が前記軸部材の軸中心に対して傾かないように支持されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の処理液塗布装置。
3. 前記軸部材の傾きは、少なくとも１°から２°である、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の処理液塗布装置。
4. 前記軸部材の前記嵌合部の長さは、前記支持部材の厚みに相当する長さよりも長い、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理液塗布装置。
5. 前記軸部材の前記嵌合部の断面形状は、当該軸部材における軸方向における回転非対称形状であり、
   前記支持部材における前記軸部材の嵌合孔の形状は当該軸部材における前記断面形状の相似形である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理液塗布装置。
6. 前記軸部材は、前記支持部材に対し、軸方向において移動可能に支持されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の処理液塗布装置。
7. 前記支持部材から突出する前記軸部材の前記嵌合部の端部には、当該支持部材から当該軸部材が抜けることを防止する抜け止め部材が配置されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の処理液塗布装置。
8. 記録媒体に塗布された処理液を乾燥する乾燥装置と、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の処理液塗布装置と、
   を備えることを特徴とする処理液塗布乾燥装置。
9. 記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像を形成する前の前記記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布部と、を備え、
   前記処理液塗布部として、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の処理液塗布装置を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置と、
    前記記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布装置と前記記録媒体に塗布された処理液を乾燥する乾燥装置とを備える処理液塗布乾燥装置と、
    を有する画像形成システムであって、
    当該処理液塗布装置は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の処理液塗布装置である、
    ことを特徴とする画像形成システム。