JP2006321050A - シート材搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気を挟み込むことなく搬送ベルトをプラテンに確実に吸着させることができ、所定面積の平面を維持しながらシート材を高精度で搬送することができるシート材搬送装置及び画像記録装置を提供する。
【解決手段】電気力によりシート材Ｐを吸着して搬送する搬送ベルト３１と、搬送ベルトを摺動可能に支持して所定範囲の平面精度を維持するプラテン１０と、を備え、電気力が発生することで搬送ベルトをプラテンに吸着するシート材搬送装置において、プラテンの搬送方向上流側の端縁は、搬送ベルトの移動に伴って該搬送ベルトと該プラテンとの摺動面積が徐々に増加するような形状を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気力によりシート材を搬送ベルトに吸着して搬送するシート材搬送装置及び該シート材搬送装置を用いる画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置は、画像情報に基づいて紙やプラスチック薄板等のシート材（記録媒体）にドットパターンからなる画像を形成していく。この画像形成装置は、記録方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができ、そのうちのインクジェット式は記録ヘッドから記録紙等のシート材へインクを吐出して画像を形成するように構成される。このインクジェット式の画像形成装置は、記録ヘッドのコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速に記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。中でも、紙幅方向に多数の吐出口を配列したラインタイプの記録ヘッドを使用したフルライン型の記録装置は、記録の一層の高速化が可能である。

画像形成装置においては、シート材をカセットなどの給紙部から画像形成部（記録部）を通して排紙部まで搬送する必要がある。その場合、シート材の搬送は、給紙された後、画像を形成して排紙するまで常に一定のタイミングで制御される。そのうち、給紙から画像形成までは、シート材上の画像形成位置に影響するので、特に正確な搬送が要求される。また、画像形成中では、シート材の搬送速度が一定でないと画像の倍率にズレが生じ、画像の伸び縮みが生じてしまう。特に、カラー用など複数の記録ヘッドを用いる画像形成装置の場合には、それぞれの画像形成部で記録される画像間にズレが生じてしまう。このズレは、カラー画像形成装置の場合は色ズレとなって現れ、画像欠陥の原因となる。このような不具合を防止するため、精度よく制御された搬送手段の搬送力をシート材に対して正確に伝達することが必要である。

このような点を考慮に入れた搬送系として、無端ベルト（エンドレスベルト）を使用し、静電吸着によりシート材を該無端ベルトに密着させる方式の搬送装置が提案されている。この静電吸着によるベルト式搬送装置にあっては、特に複数の記録ヘッド（画像形成手段）を使用するカラー画像形成装置などの場合、各記録ヘッドの画像形成位置を正確にするために、ベルトの搬送速度を精密に保つ必要がある。それに加えて、搬送部材（ベルトやドラムなど）上でシート材をずれたり浮いたりしないように密着させておく必要がある。

ところが、カラー用画像形成装置のように、搬送方向に交差する方向に延在するように配置された長尺のフルラインタイプの記録ヘッドを複数個使用する画像形成装置においては、最も上流側位置の記録ヘッドから最も下流側位置の記録ヘッドまでの距離がかなり長くなってしまうため、記録領域においてシート材のばたつきが発生し、記録画像の乱れやジャムなどが発生することがある。そこで、シート材が浮き上がらないよう下方へ付勢する規制手段として、上記のように搬送ベルトに設けた電極に電圧を印加して電気力を発生させることでシート材を搬送ベルトに吸着させる方法が採られている。なお、その他に、帯電吸着法によりシート材を搬送ベルトに吸着させる方法、あるいは、圧力制御室を設けファンにより圧力を制御してシート材を搬送ベルト上吸引する方法も提案されている。

前記の、搬送ベルトに設けた電極（吸着力発生手段）に電荷を与えて静電気力を発生させることでシート材を吸着させるシート材搬送装置においては、給紙装置から給送されてきたシート材は、記録領域において搬送ベルトに設けられた上記のような静電吸着手段（導電性の電極）によって搬送ベルトに吸着された状態のもとで記録ヘッドによって記録されながら搬送される。このための代表的な構成は特開２０００−２４７４７６及び特開２０００−６０１６８に記載されている。
特開２０００−２４７４７６ 特開２０００−６０１６８

上記のような従来技術においては、下記に述べるような解決すべき技術的課題があった。図１１は搬送ベルトを用いるシート材搬送装置の従来技術に係る不具合を模式的に示す説明図である。
シート材を静電吸着してインクジェット記録方式のように非接触記録を行う画像形成装置においては、記録ヘッドの高密度実装によりさらなる高精細記録の技術が加速される一方で、記録ヘッドの大型化が進行している。また、記録ヘッドの搭載本数を増やすことによる階調性の向上も求められている。そのため、記録媒体であるシート材については、各記録ヘッドの直下での平面性の維持だけでなく、広範囲での平面性の維持が求められている。

しかしながら、従来技術においては、図１１に示すように、記録ヘッドと対向配置されるプラテンの大きさを搬送方向に大きくすると、一定の張力を付与されてけん架（回し架け）されている搬送ベルトには搬送方向と交差する方向に波打ちが発生する。そして、この波打ち状態で搬送ベルトがプラテンに摺動すると、該搬送ベルトは該プラテンとの間に生じる吸着力によって吸引されるが、波打ちの影響で両者の間に空気を一緒に引き込むことから、搬送ベルトに吸着されない部分が発生して浮きが生じる。一方、上記張力を減少させると浮きは軽減されるが、搬送ベルトの滑りが生じやすくなり、高精度な搬送が難しくなる。

本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、空気を挟み込むことなく搬送ベルトをプラテンに確実に吸着させることができ、所定面積の平面を維持しながらシート材を高精度で搬送することができるシート材搬送装置及び画像記録装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するため、電気力によりシート材を吸着して搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの裏面を摺動可能に支持することで該搬送ベルトの所定範囲の平面精度を維持するためのプラテンと、を備え、前記電気力が発生することで前記搬送ベルトを前記プラテンに吸引する吸着力を発生するシート材搬送装置において、前記プラテンの搬送方向上流側の端縁は、前記搬送ベルトの移動に伴って該搬送ベルトと該プラテンとの摺動面積が徐々に増加するような形状を有することを特徴とする。

本発明によれば、プラテンの搬送方向上流側の端縁は、搬送ベルトの移動に伴って該搬送ベルトと該プラテンとの摺動面積が徐々に増加するような形状を有する構成とするので、空気を挟み込むことなく搬送ベルトをプラテンに確実に吸着させることができ、所定面積の平面を維持しながらシート材を高精度で搬送することができ、高精細な画像形成のためにシート材の記録ヘッドとの隙間を狭めることができるシート材搬送装置及び画像記録装置が提供される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。図１は本発明によるシート材搬送装置を備えた画像形成装置の一実施形態の構成を示す模式的縦断面図である。図２は本発明によるシート材搬送装置の一実施形態の模式的平面図であり、図３は図２のシート材搬送装置の模式的側面図である。

図１〜図３を参照して、本発明によるシート材搬送装置を備えた画像形成装置の一実施形態の各部の構成及び動作について説明する。なお、以下に説明する実施形態では、主として、画像形成装置が記録ヘッドからシート材へインクを吐出して画像形成を行うインクジェット方式である場合を例に挙げて説明する。
図１において、給紙部は、記録媒体であるシート材Ｐを積載する圧板２１とシート材Ｐを給紙する給送回転体２２とを駆動することで給紙動作を開始するように構成されている。圧板２１は、回転軸を中心に回転可能であり、圧板バネ２４により給送回転体２２に付勢されている。

給送回転体２２と対向する圧板２１の部位には、シート材Ｐの重送を防止するための人工皮などの摩擦係数の大きい分離パッド２５が設けられている。また、積載されたシート材Ｐの一方向の角部を覆いシート材Ｐを１枚ずつ分離するための分離爪２６が設けられている。なお、圧板２１の給送回転体２２に対する当接、解除は不図示のリリースカムによって行われる。待機状態では、上記リリースカムが圧板２１を所定位置まで押し下げており、圧板２１（その上のシート材Ｐ）は給送回転体２２から離間されている。

この状態で給送回転体２２及び上記リリースカムが駆動されると、該リリースカムが圧板２１から離れることで該圧板２１が上昇し、給送回転体２２とシート材Ｐが当接する。そして、給送回転体２２の回転に伴いシート材Ｐがピックアップされるとともに分離爪２６によって１枚のシート材が分離される。分離されたシート材Ｐは搬送ローラ５７に挟持されながら上ガイド２７及び下ガイド２８に案内されて搬送ベルト部へ向けて給送される。搬送ベルト部の手前にはシート材Ｐの斜行を矯正するための矯正ローラ５５、５６が配置されており、給送されるシート材は、停止した矯正ローラ５５、５６のニップ部へ先端を押し込むことで斜行矯正された後、所定のタイミングで搬送ベルト部へ送り込まれる。給送回転体２２はシート材Ｐを搬送ベルト部に送り込むまで回転し、再びシート材Ｐから離間した待機状態となったところで駆動力が遮断される。

搬送部（ベルト搬送部）は、記録媒体であるシート材Ｐを吸着して搬送する搬送ベルト３１を有するシート材搬送装置で構成されている。搬送ベルト３１は駆動ローラ３４によって駆動され、従動ローラである搬送ローラ３２及びテンションローラである圧力ローラ３５によって巻架されている。搬送ローラ３２及び駆動ローラ３４はフレーム３０に回動可能に取り付けられている。圧力ローラ３５は、一端でフレーム３０に揺動可能に付けられたアーム５０の先端部（他端部）に回動可能に付けられており、バネ５１によって圧力ローラ３５を外側へ付勢することで搬送ベルト３１に張力を付加している。

無端ベルトからなる搬送ベルト３１の平面部の上側にはシート材Ｐに画像を形成（記録）するための記録ヘッド７が配設されている。搬送ベルト３１を挟んで記録ヘッド７と対向する位置にはプラテン１０が配設されている。このプラテン１０は、搬送ベルト３１の下側に位置しており、記録ヘッド部の基準位置部材（不図示）に当接するように付勢されることで位置を高精度に維持され、搬送ベルト３１の下方への変位を規制しながら、該搬送ベルトを精度良く案内する役目をしている。本実施形態では、記録手段である記録ヘッド７は４個の記録ヘッド、すなわちブラック７Ｋ、マゼンタ７Ｍ、シアン７Ｃ及びイエロー７Ｙのカラー記録用の記録ヘッド群で構成されている。

搬送ローラ３２の下流の位置には、シート材Ｐを搬送ベルト３１に押し当てるための押し当てローラ３３が配設されている。この押し当てローラ３３は、搬送ベルト３１に従動して回転し、搬送されてきたシート材Ｐを吸着開始位置で搬送ベルト３１の表面に押し当てるものである。また、押し当てローラ３３は、不図示のバネによって搬送ベルト３１に圧接され、搬送ベルト３１の移動に従動して回転することでシート材Ｐを記録ヘッド部７へ導く。

シート材Ｐの搬送経路における搬送ベルト３１の手前（上流側）の位置、つまり搬送ローラ３２の上流側の位置には、給紙部より給送されてくるシート材Ｐの先端の斜行を矯正するための一対のローラ（矯正ローラ）５５、５６が配設されている。つまり、給紙部より給送されてきたシート材は、先端を整えられて、記録開始信号により搬送ベルト３１上へ送り込まれる。そこで、シート材Ｐの先端又は後端は、センサレバー及びフォトセンサで構成されたＰＥ（ペーパーエンド）センサにより検出される。搬送ローラ３２の搬送方向下流側には、画像情報に基づいてシート材Ｐに画像を形成する画像形成手段としての記録ヘッド７が配設されている。

以上の構成において、矯正ローラ５５、５６から搬送ベルト部に向けて搬送されたシート材Ｐは、押し当てローラ３３のニップ部に送り込まれる。このとき、搬送されてきたシート材の先端をＰＥセンサレバーで検知することで、該シート材の記録位置を求めている。シート材Ｐは、搬送モータで駆動ローラ３４を駆動して搬送ベルト３１を走行させることにより、図１中の左から右方向へ（図２及び図３では右から左方向へ）該搬送ベルトによって搬送される。

図１において、画像形成手段である記録ヘッド部７は、シート材Ｐの搬送方向と交差する方向に複数の吐出口が配列されたラインタイプのインクジェット記録ヘッドを４個備えている。これらの記録ヘッドは、シート材の搬送方向上流から、黒ヘッド７Ｋ、シアンヘッド７Ｃ、マゼンタヘッド７Ｍ、イエローヘッド７Ｙの順に所定間隔でヘッドホルダに配設されている。また、これらの記録ヘッドは、それぞれヒータなどによりインクに熱エネルギーを与えることが可能になっている。この熱によりインクが膜沸騰し、この膜沸騰による気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって各記録ヘッドの吐出口からインクが吐出されてシート材Ｐ上に画像が形成される。

なお、前記ヘッドホルダは、左右前後４箇所に設けられたボールねじがきられた軸により上下移動可能に取り付けられ、一定の高さで精度良く停止することが可能である。各記録ヘッド７の吐出口面をキャッピングするためのキャップは、不図示の駆動手段により、記録ヘッド７の直下キャッピング位置と記録ヘッドから待避した開放位置との間で平行移動可能に配設されている。非記録時には、前記ヘッドホルダを上昇させて前記キャップを記録ヘッドの直下位置へ移動させることで、吐出口面を覆うことにより記録ヘッドの保護とインクの蒸発防止を可能にしている。

図１において、排紙部は、ベルト搬送部から分離されたシート材を装置本体外部へ排出するように構成されている。搬送ベルト３１の両側端部の記録ヘッド７より下流側（給電ブラシ５２の下流側）の上方部位には、除電手段である除電ブラシ５３が配設されている。搬送ベルト３１の表面に静電吸着力で保持された状態で記録部を搬送されたシート材Ｐは、除電ブラシ５３で除電され、分離板で曲率分離された後、排紙部へ導かれる。排紙部は、排紙ローラ４１と拍車４２から成る排紙ローラ対（本実施形態では３段階の排紙ローラ対）によって構成されている。記録ヘッド部７で画像形成されたシート材Ｐはこれらの排紙ローラ対のニップ部に挟まれながら搬送され、排紙トレイ４３に排出される。排紙ローラ４１は、駆動ローラ３４の回転力を伝達されることで、該駆動ローラと同期して駆動される。なお、拍車４２は、画像インクが転写されないように、外周が尖状の凹凸形状になっている。

図４は図２中の線４−４に沿って搬送ベルト３１の電極部分とその下側のプラテン１０の一部を搬送方向に切断して吸着力発生のメカニズムを示す模式的部分縦断面図である。図５は図２中の線５−５に沿って搬送ベルト３１の電極の被給電部とその下側のプラテン１０の一部を搬送方向と交差する方向に切断して示す模式的部分縦断面図である。図６は本発明の一実施形態に係るシート材搬送装置におけるシート材を搬送ベルトに吸着する吸着力発生手段３６と搬送ベルトをプラテンに吸引するベルト吸引手段と電源との関係を模式的に示す説明図である。

図１〜図６において、シート材Ｐを吸着保持しつつ移動する搬送ベルト３１は、厚さが約０．１ｍｍ〜約０．２ｍｍ程度のポリエチレンあるいはポリカーボネートなどの合成樹脂で形成された無端ベルト形状をなしている。前記給電ブラシ５２は所定の高電圧を発生する高圧電源（不図示）に接続されており、プラス電極３６ａに対応する給電ブラシ５２にはプラスの高電圧が印加され、マイナス電極３６ｂにはゼロ又はマイナスの電圧が印加される。そして、給電ブラシ５２が吸着力発生手段３６に約０．５ｋＶ〜１０ｋＶの電圧を印加することにより、搬送ベルト１３１に吸着力が発生する。

搬送ローラ３２、駆動ローラ３４及び圧力ローラ３５は搬送ベルト３１を支持し適度な張力を与えるローラであり、駆動ローラ３４は紙送りモータに結合されている。また、シート材Ｐを搬送ベルト３１に押し当てるための押し当て手段（押し当てローラ）３３は、不図示の付勢手段により搬送ベルト３１の表面に向けて付勢されている。

上記構成において、給紙部より搬送されたシート材Ｐは、搬送ローラ３２と押し当てローラ３３とで搬送ベルト３１上に挟持され、搬送ベルト３１側へ押さえ付けられる。給電ブラシ５２から電圧を印加された吸着力発生手段３６が発生する電気力により、シート材Ｐが搬送ベルト３１の平面部に吸着される。搬送ベルト３１に吸着されたシート材は記録ヘッド部７へ導かれ、記録ヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙによって記録されながら、紙送りモータで駆動ローラ３４を駆動することで図２及び図４中の矢印方向へ搬送される。搬送ベルト３１は、シート材を分離する位置で、除電ブラシ５３により除電される。

図２〜図６において、搬送ベルト３１の内部にはシート材Ｐを該搬送ベルトに吸着させるための吸着力発生手段３６が設けられている。この吸着力発生手段３６は、搬送方向と交差する方向に延びる複数の導電性の金属からなるプラス電極板３６ａとマイナス電極板３６ｂによって構成されており、これらの電極は搬送ベルト内部に埋め込まれた状態で配置されている。つまり、搬送ベルト３１には、複数の電極３６ａ、３６ｂが交互に独立して櫛歯状をなして搬送方向に所定間隔をおいて配置されている。図示の例では、各電極３６ａ、３６ｂは、ベルト搬送方向と略直交する方向に延在し、所定の間隔で交互にプラス、マイナスが向かい合うように配置されている。

図２に示すように、各電極３６ａ、３６ｂの一端部には被給電部３６ａ´、３６ｂ´が設けられており、搬送ベルト３１の側端部の上方部位に配設された給電手段（給電ブラシ）５２、５２から該被給電部を介して各電極３６ａ、３６ｂにプラス及びマイナスの電圧が印加されることで、シート材Ｐに対して静電気による吸着力を発生させるように構成されている。シート材Ｐはこの吸着力によって搬送ベルト３１に密着された状態で搬送されながら記録ヘッド７によって画像を形成される。

図２〜図６において、搬送ベルト３１の両側端部の表面には、複数のプラス電極３６ａ及び複数のマイナス電極３６ｂのそれぞれの一端部に形成された被給電部３６ａ及び３６ｂ´がパターンを露出させた状態で配置されている。各電極３６ａ、３６ｂは、交互に搬送方向に所定間隔をおいて配置されている。電極３６ａの被給電部３６ａ´は図示下側に形成され、従って図示下側の導電性の給電ブラシ５２及び除電ブラシ５３が所定の圧力で接触可能になっている。一方、電極３６ｂの被給電部３６ｂ´は図示上側に形成され、従って図示上側の導電性の給電ブラシ５２及び除電ブラシ５３が所定の圧力で接触可能になっている。

給電ブラシ５２、５２は不図示の高圧電源に接続されており、この高圧電源から給電ブラシ５２、５２を介して、プラス電極板３６ａの被給電部３６ａ´に正の電圧が印加され、マイナス電極板３６ｂの被給電部３６ｂ´に負の電圧が印加される。電極板３６ａ、３６ｂで構成される吸着力発生手段３６は、図４及び図５に示すように、ベース層３６ｃと表面層３６ｄの間にサンドイッチされた状態で保護されている。ベース層３６ｃ及び表面層３６ｄは、例えば、ポリエチレン又はポリカーボネートなどの合成樹脂で形成されている。

図１〜図６において、プラテン１０は、搬送ベルト３１をプラテン１０に摺動可能に吸着させるためのベルト吸引手段を構成している。プラテン１０は、記録ヘッド７の反対側から搬送ベルト３１を平面状に支持するためのものであり、該プラテンの摺動支持面は記録ヘッド７の吐出口面（吐出口配列面）と平行に配置されている。また、プラテン１０は、搬送ベルト３１に対する十分な吸引力を得るために導電性を有する材料で構成されている。プラテン１０の摺動面は、搬送ベルト３１を吸着して摺動する面であり、所定の幅を有する平面で形成されている。

プラテン１０の摺動面はテフロン(登録商標)フィルムまたは高分子量ポリエチレンフィルムなどの低摩擦材料で形成され、例えば、その厚さは約１００μｍ程度に選定され、その摩擦係数は約０．２程度に選定される。これによって、搬送ベルト３１の裏面とプラテン１０の摺動面（支持面）との間における摩擦の低減、並びにベルト走行時の駆動負荷の安定化を図ることができ、高い搬送精度を確保することができる。

また、本実施形態においては、シート材Ｐを搬送するとき、櫛歯状の電極３６ａ、３６ｂを設けた搬送ベルト３１に高電圧（例えば約０．５ｋＶ〜約１０ｋＶ）を印加して電気力（静電吸着力）を発生させることで、該搬送ベルトの上面にシート材Ｐが吸着される。同時に、該搬送ベルトの下面がプラテン１０の上面に吸引（吸着）されることで、該搬送ベルトの上下方向の変位が抑制される。これによって、安定したシート材搬送を実現させている。

このときの搬送ベルト３１とプラテン１０をモデル化すると、図６に示すように、直列接続されたコンデンサと見なすことができる。そのため、電極３６ａとプラテン１０の間の吸引力Ｆは次の式（１）で与えられる。
Ｆ＝（εＳ／２ｄ2 ）・（Ｖ−Ｖ1 −Ｖ2 ）2 ・・・・・・・・（１）
ここで、Ｖは搬送ベルト３１に印加される高電圧、Ｖ1 は搬送ベルトのベース層（ベルトベース）３６ｃに印加される分圧、Ｖ2 はプラテン１０の低摩擦層（表面層）３７ｃに印加される分圧、εは搬送ベルトのベース層３６ｃとプラテン１０の低摩擦層３７ｃとの間の空間の誘電率、Ｓはプラテン１０の上面の面積、ｄは電極３６ａとプラテン１０との間の距離である。

上記の式（１）からわかるように、搬送ベルト３１に作用する吸引力Ｆは、電極３６ａとプラテン１０との間の距離ｄの２乗すなわちベース層３６ｃと低摩擦層３７ｃとの厚みの２乗に反比例し、プラテン１０の上面の幅（面積）に比例し、印加電圧からベース層３６ｃの分圧と低摩擦層３７ｃの分圧を差し引いた電圧（空間にかかる電圧）の２乗に比例する。ここで、搬送状態にある搬送ベルト３１に働く上方向（プラテン１０と反対の方向）の反発力（残留癖形状の復元力や搬送時のばたつきなどの合力）が、上記吸引力Ｆより小さいときには、搬送ベルト３１は常にプラテン１０に引き付けられることになる。

また、シート材Ｐにインクが多量に吐出された場合には、該シート材が膨潤することで波打ち（コックリング）が発生する。この場合も、シート材Ｐは吸着力発生手段３６により搬送ベルト３１の表面に吸着されるため、該シート材の記録ヘッド７側への浮きが阻止される（浮きが無くなる）。そのため、ラインタイプの記録手段であっても、各記録ヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙとシート材Ｐとの接触を無くすことができ、安定した良好な記録動作を確保することができる。また、コックリングを、搬送ベルト３１上の吸着力が最も弱い領域（電極板３６ａとアース板３６ｂとの間の導電金属の無い部分）に分散して発生させることで、シート材Ｐの記録ヘッド部７側への浮きを最小限に抑えることができる。

また、温度や湿度などの環境の変化によりシート材Ｐの端部が波打ったり、カールが発生した場合でも、押し当てローラ３３によりシート材Ｐを搬送ベルト３１に押し付けることができ、波打ちやカールを取り除いた状態で搬送することができるため、記録ヘッド部７において安定した吸着を行うことができ、安定したシート材搬送及び安定した画像記録を行うことができる。

図１〜図３において、図示のような櫛歯状の電極３６ａ、３６ｂによる吸着力発生手段を有する搬送ベルト３１は、駆動ローラ３４によって走行駆動されるとともに、従動ローラである搬送ローラ３２とテンションローラである加圧ローラ３５によって巻架されている。搬送ローラ３２及び駆動ローラ３４はシート材搬送装置のフレーム３０に回動可能に取り付けられている。加圧ローラ３５は、フレーム３０に揺動可能に取り付けられたアーム５０の先端部に回動可能に取り付けられ、該アーム５０がバネ５１によって押圧されることで搬送ベルト３１に張力を付与している。

搬送ベルト３１に対してシート材Ｐを押し当てるために搬送ローラ３２下流の位置に配設された押し当てローラ３３は、不図示のバネからなる付勢手段によって該搬送ベルト３１に圧接されており、搬送されてくるシート材はその間のニップ部に導入される。また、押し当てローラ３３は、不図示の本体フレームと導通することで、搬送ベルト３１の表面層３６ｄに蓄積されている電荷を除去している。

搬送ベルト３１を挟んで記録ヘッド７の反対側に配設されるプラテン１０は、該記録ヘッドによる記録領域を全て含む広さの摺動支持面を有している。このプラテン１０は、前述のように、導電性材料で構成され、その摺動面を厚さが約１００μｍ程度で摩擦係数が約０．２程度のテフロン（登録商標）フィルムまたは高分子量ポリエチレンフィルムなどの低摩擦材料で形成されており、それによって、搬送ベルト３１とプラテン１０との間における摩擦の低減、並びにベルト走行時の駆動負荷の安定化を図ることで、搬送精度が確保されている。搬送ベルト３１における平面精度が０．１ｍｍ以下の平面精度も実現されている。

図７は本発明によるシート材搬送装置の第１の実施形態の要部構成を示す模式的平面図である。図７において、押し当てローラ３３は搬送ベルト３１の搬送方向と直交する方向に（従って搬送ローラ３２と平行に）に配設されており、そして、プラテン１０の搬送方向上流側の端縁は、搬送方向と直角ではなく、所定の角度だけ傾斜するように形成されている。プラテン１０の上流側端辺の前記所定の角度としては、一般的には、例えば約５度〜約２０度程度の傾斜角度に選定することが好ましい。なお、プラテン１０の上流側端縁の傾斜方向は図示と反対方向でも良い。本実施形態に係るシート材搬送装置は、上記以外の点では、図１〜図６で説明したものと実質的に同じ構成をしている。

図７の構成によれば、搬送に伴って移動してくる搬送ベルト３１を最上流側の位置（すなわち、図７中のプラテン１０の最上流側端縁Ｓ１に到達した部位）から徐々にプラテン１０に吸着させていき、搬送ベルト３１がプラテン１０の傾斜端辺Ｓ１〜Ｓ２を通過した時点で全面吸着が行われている状態が作り出される。その結果、搬送ベルト３１とプラテン１０との間の空気は該搬送ベルトの未吸着部分（プラテン１０の傾斜端辺Ｓ１〜Ｓ２より下流側部分）へ逃げていき、該搬送ベルトと該プラテンとの間に挟み込まれる空気を無くすか低減することができる。

図８は本発明によるシート材搬送装置の第２の実施形態の要部構成を示す模式的平面図である。図８において、プラテン１０の搬送方向上流側の端辺は、幅方向の中央部分が最上流に位置し、該中央部分から両側の端部へ向かって下流側へ所定の角度で傾斜している。この所定の角度としては、一般的には、例えば約５度〜約２０度程度の傾斜角度に選定することが好ましい。これに伴って、搬送ベルト３１に設けられる吸着力発生手段３６の各電極３６ａ、３６ｂも上記プラテン１０の上流側端辺の略同じ形状及び角度で形成されており、高電圧を印加（給電）、除電するための給電ブラシ５２及び除電ブラシ５３も各電極３６ａ、３６ｂの形状パターンに対応するように配置されている。

図８において、押し当てローラ３３は搬送ベルト３１の搬送方向と直交する方向に配設されている。本実施形態に係るシート材搬送装置は、以上説明した以外の点では図１〜図６で説明した実施形態と実質的に同じ構成を有する。本実施形態によれば、搬送に伴って移動してくる搬送ベルト３１を中央部の最上流の位置（すなわち、図８中のプラテン１０の上流側端縁の中央部Ｓ３に到達した部位）から徐々にプラテン１０に吸着させていき、搬送ベルト３１がプラテン１０の上流側両端部Ｓ４、Ｓ４を通過した時点で全面吸着が行われている状態が作り出される。その結果、搬送ベルト３１とプラテン１０との間の空気は該搬送ベルトの未吸着部分（プラテン１０の上流側端縁より下流側部分）へ逃げていき、該搬送ベルトと該プラテンとの間に挟み込まれる空気を無くすか低減することができる。

図９は本発明によるシート材搬送装置の第３の実施形態の要部構成を示す模式的平面図である。図９において、プラテン１０の搬送方向上流側の端辺は、第１の実施形態の場合と同様に、搬送方向と直角ではなく所定の角度だけ傾斜するように形成されている。この所定の角度としては、第１の実施形態の場合と同様、一般的に、例えば約５度〜約２０度程度の傾斜角度に選定することが好ましい。そこで、本実施形態では、押し当てローラ３３は、搬送方向と直交する方向ではなく、プラテン１０の搬送方向上流側の端辺に沿って該端辺と略同じ角度で傾斜させて配置されている。本実施形態に係るシート材搬送装置も、上記以外の点では、図１〜図６で説明した実施形態と実質的に同じ構成を有している。

図９の構成によっても、図７の場合と同様、搬送に伴って移動してくる搬送ベルト３１を最上流側の位置から徐々にプラテン１０に吸着させていき、搬送ベルト３１がプラテン１０の傾斜端辺Ｓ１〜Ｓ２を通過した時点で全面吸着が行われている状態が作り出される。その結果、搬送ベルト３１とプラテン１０との間の空気は該搬送ベルトの未吸着部分へ逃げていき、該搬送ベルトと該プラテンとの間に挟み込まれる空気を無くすか低減することができる。

図１０は図９の第３の実施形態の変更例の要部構成を示す模式的平面図である。図９の第３の実施形態では、プラテン１０の上流側端縁の傾斜角度が大きくなり、両端部の搬送方向位置の差が大きくなった場合に、押し当てローラ３３を同様に傾けて配置すると、該押し当てローラによるシート材搬送方向も搬送ベルト３１の移動方向に対して同様の角度を持ってしまう。その結果として、搬送ベルト３１と押し当てローラ３３の間で滑りが発生し、シート材Ｐの紙面が擦られる状況になり、ベルト吸着が不安定になることがある。図１０の変更例はこのように不都合を解消するものであり、該変更例においては複数個に分割された押し当てローラ３３が使用されている。

図１０において、プラテン１０の上流側端縁に沿って配置される押し当てローラ３３は、複数の要素ローラ３３ａに分割されており、各要素ローラ３３ａは搬送方向と同一の向きに回動するように支持されている。図１０の変更例は、以上説明した点で図９の第３の実施形態と相違するが、その他の点では実質的に同じ構成を有している。このような変更例によれば、さらに、上流側端縁の傾きが大きい場合でも搬送ベルト３１と押し当てローラ３３の間の滑りを防止でき、プラテン１０による吸着が安定した確実なものになるという効果が得られる。

以上より明らかなように、上述の各実施形態によれば、電気力によりシート材Ｐを吸着して搬送する搬送ベルト３１と、搬送ベルトの裏面を摺動可能に支持することで該搬送ベルトの所定範囲の平面精度を維持するためのプラテン１０と、を備え、電気力が発生することで搬送ベルトをプラテンに吸引する吸着力を発生するシート材搬送装置において、プラテンの搬送方向上流側の端縁は、搬送ベルトの移動に伴って該搬送ベルトと該プラテンとの摺動面積が徐々に増加するような形状を有する構成としたので、空気を挟み込むことなく搬送ベルトをプラテンに確実に吸着させることができ、所定面積の平面を維持しながらシート材を高精度で搬送することができ、高精細な画像形成のためにシート材の記録ヘッドとの隙間を狭めることができるシート材搬送装置及び画像記録装置が提供される。

近年、記録速度の高速化、高精細化を可能にするために記録ヘッドの高密度実装化が進んでおり、記録部におけるシート材及び搬送ベルトを支持するためのプラテンに関しても、記録部を含む広範囲での平面保持搬送技術が求められている。本発明は、このような要請に応えて上記プラテンの平面保持搬送技術の向上を図ることにより、結果として記録媒体と記録ヘッドとの間隔を小さな一定値に保ちながら高精度で搬送を行うことで、高精細な画質を得ることを可能にするものである。本発明は、例えばラインヘッドを用いた１パス高速記録装置のように、平面保持搬送技術が画質に直接影響を及ぼす要因となる画像形成装置において実施することにより、特に顕著な効果を発揮できるものである。

なお、前述の実施形態では、本発明をフルラインヘッド等からなるラインタイプの画像形成手段を有する画像記録装置を例に挙げて説明したが、本発明は、シート材に対して主走査移動する画像形成手段を用いるシリアルタイプの画像形成装置など、他の記録形態の画像形成装置に対しても同様に適用できるものであり、同様の作用効果を奏するものである。また、前述の実施形態では、画像形成装置の記録方式がインクジェット式である場合を例に挙げて説明したが、本発明は、熱転写式、感熱式、レーザービーム照射式、ワイヤドット式など、記録方式の如何に関わらず適用可能なものであり、同様の作用効果を奏するものである。

本発明によるシート材搬送装置を備えた画像形成装置の一実施形態の構成を示す模式的縦断面図である。 本発明によるシート材搬送装置の一実施形態の模式的平面図である。 図２のシート材搬送装置の模式的側面図である。 図２中の線４−４に沿って搬送ベルトの電極部分とその下側のプラテンの一部を搬送方向に切断して吸着力発生のメカニズムを示す模式的部分縦断面図である。 図２中の線５−５に沿って搬送ベルトの電極の被給電部とその下側のプラテンの一部を搬送方向と交差する方向に切断して示す模式的部分縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るシート材搬送装置におけるシート材を搬送ベルトに吸着する吸着力発生手段と搬送ベルトをプラテンに吸引するベルト吸引手段と電源との関係を模式的に示す説明図である。 本発明によるシート材搬送装置の第１の実施形態の要部構成を示す模式的平面図である。 本発明によるシート材搬送装置の第２の実施形態の要部構成を示す模式的平面図である。 本発明によるシート材搬送装置の第３の実施形態の要部構成を示す模式的平面図である。 図９の第３の実施形態の変更例の要部構成を示す模式的平面図である。 搬送ベルトを用いるシート材搬送装置の従来技術に係る不具合を模式的に示す説明図である。

符号の説明

７ 画像形成手段（記録ヘッド）
１０ プラテン
２１ 圧板
２２ 給送回転体
２５ 分離パッド
２６ 分離爪
３０ シート材搬送装置のフレーム
３１ 搬送ベルト
３２ 搬送ローラ（従動ローラ）
３３ 押し当てローラ
３４ 駆動ローラ
３５ 圧力ローラ（テンションローラ）
３６ 吸着力発生手段
３６ａ、３６ｂ 電極
３６ａ´、３６ｂ´ 被給電部
３６ｃ ベース層（ベルトベース）
３６ｄ 表層（表面層）
４１ 排紙ローラ
４３ 排紙トレイ
５２ 給電手段（給電ブラシ）
５３ 除電手段（除電ブラシ）
５５、５６ 矯正ローラ
Ｐ 記録媒体（シート材）

Claims (11)

1. 電気力によりシート材を吸着して搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの裏面を摺動可能に支持することで該搬送ベルトの所定範囲の平面精度を維持するためのプラテンと、を備え、前記電気力が発生することで前記搬送ベルトを前記プラテンに吸引する吸着力を発生するシート材搬送装置において、
   前記プラテンの搬送方向上流側の端縁は、前記搬送ベルトの移動に伴って該搬送ベルトと該プラテンとの摺動面積が徐々に増加するような形状を有することを特徴とするシート材搬送装置。
2. 前記プラテンの搬送方向上流側の端縁は、前記搬送ベルトの移動方向と直交する方向に対して所定の角度で傾いていることを特徴とする請求項１に記載のシート材搬送装置。
3. 前記プラテンの搬送方向上流側の端縁は、ベルト幅方向の中央部が最上流部に位置し、両側の端部に向かって下流方向へ傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のシート材搬送装置。
4. 前記プラテンの搬送方向上流側の端縁と前記搬送ベルトを挟んで対向する位置に、該搬送ベルトを該プラテンに押しつけるための押し当てローラを配設することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート材搬送装置。
5. 前記押し当てローラが、前記プラテンの搬送方向上流側の端縁と同じように傾けて配置されていることを特徴とする請求項４に記載のシート材搬送装置。
6. 前記押し当てローラは、複数個に分割されたローラの集合で構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のシート材搬送装置。
7. 前記搬送ベルトは、搬送方向に所定の間隔をおいて櫛歯状に配置された複数の電極を有し、該電極に電圧を印加することでシート材を吸引する吸着力を発生することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のシート材搬送装置。
8. 画像情報に基づいてシート材に画像を形成する画像形成手段と、請求項１〜７のいずれか１項に記載するシート材搬送装置と、を具備することを特徴とする画像形成装置。
9. 前記画像形成手段は、前記搬送ベルトを挟んで前記プラテンと対向する位置に配置されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 画像形成手段が、吐出口からシート材へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成手段が、搬送方向と交差する方向に延在するように配置されたラインタイプの記録ヘッドであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
    

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