JP2008230820A - 用紙搬送装置及びこれを用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体を小型に維持しつつ、用紙を搬送ベルトに確実に吸着させることで高品質の印刷を行うことができる用紙搬送装置、並びに、これを適用したインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】支持ローラと紙押えローラとで用紙を挟み込んで送出する用紙送出部を備えることを前提とする。また、複数の吸引孔を持つ搬送ベルト及びこの吸引孔から空気を吸引することでこの搬送ベルトに用紙を吸着する吸引ダクトを有する用紙搬送部を備えることを前提とする。そして、上記支持ローラと上記吸引ダクトとの間に、この吸引ダクトと連通し支持ローラに当接する補助ダクトを設ける。即ち、補助ダクトを設けることにより、用紙を吸引することが可能な部分を、支持ローラの位置まで拡張するのである。あるいは、上記吸引ダクトを上記支持ローラに当接するよう形成してもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタや複写機、複合機等のインクジェット記録装置、並びに、これらに適用される用紙搬送装置に関する。

近年、複数のノズルからインク滴を吐出し、用紙に印刷を行うインクジェット記録装置が、小型で安価、作動時に静寂であるなどの利点があることから、広く市販されている。

このようなインクジェット記録装置の記録方式としてまず次のような方式がある。即ち、図5に示すように、複数のノズル501を配置したヘッドユニット502を移動体(キャリッジ)503に搭載し、用紙Pの搬送方向(副走査方向)Aと直交する方向(主走査方向)Bにこのキャリッジ503を主走査させる。そしてこの主走査中に、上記ノズル501からインク滴を吐出して印刷を行う記録方式である。

しかし、最近では印刷の高速化の要請から、ライン型と呼ばれる次のような記録方式も採用されている。即ち図6に示すように、用紙Pの全幅に亘った大きさのヘッドユニット502を配置したラインヘッドを備え、上述のような主走査を行わずに上記全幅に亘って一斉にインク滴をノズル501から吐出する記録方式である。

特にカラー印刷を行うインジェット記録装置においては、図6に示すように、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色ごとに、4本のラインヘッド114K,114C,114M,114Yを備えることで、より高速な印刷を実現している。なお、このようなラインヘッドを備えたインクジェット記録装置は、例えば、下記の特許文献1に開示されている。

一方で、このような印刷の高速化に伴い、次のような問題が生じている。
図7(a)は、インクジェット記録装置の印刷機構の構造図である。まず、上記4本のラインヘッド114K,114C,114M,114Yを収納した記録ヘッド114が水平に配置されている。そして、この記録ヘッド114の下方に用紙搬送部650が配置されている。この用紙搬送部650では、無端状のゴム素材の搬送ベルト600が、駆動ローラ601、テンションローラ602及び支持ローラ603によって張設されている。

一方、支持ローラ603の上方には紙押えローラ604が配置されており、この支持ローラ603と紙押えローラ604とで用紙Pを挟み込んで用紙搬送部650へ送出する用紙送出部660を構成している。この用紙送出部660から矢印A方向へ送出された用紙Pは、駆動ローラ601の動作により搬送ベルト600が反時計回りに回転することで、上記記録ヘッド114と用紙搬送部650との間隙を0.5mから1.5ｍの高速で通過する。

この高速での通過の際に、用紙Pが風圧を受けることなどにより搬送ベルト600の表面から浮揚することがあり、この浮揚は、上記通過が高速であればあるほど起こりやすい。また、印刷の高速化のために記録ヘッド114が大きくなると、上記通過の距離が長くなるため頻発しやすくなる。

浮揚が起こると、用紙Pと記録ヘッド114との距離が不均一になり、その結果印刷も不均一となり印刷品質を損ねるという問題を生ずる。また、上記間隙は1.0mmから2.0mmしかないため、大きな浮揚が起こると用紙Pが記録ヘッド114に接触し、その結果この間隙において紙詰まりが発生することもある。さらにこのような紙詰まりによって、記録ヘッド114を傷つける危険性もある。

この問題を解決するために、用紙Pを搬送ベルト600側に空気を吸引することにより、この搬送ベルト600に吸着させる吸引ダクト610を備えた画像形成装置が、下記の特許文献2に開示されている。これはまず、図7(b)に示すように、搬送ベルト600に複数の吸引孔Hを設けるとともに、図8に示すような直方体の上面を格子状の網目構造とし他の面を密閉構造とした吸引ダクト610を、この搬送ベルト600の下方に配置する。そして吸引ポンプ装置611をこの吸引ダクト610に接続することによってこの吸引孔Hから空気を吸引して、用紙Pを搬送ベルト600に吸着させる技術である。
特開２００６−８８５６８号公報 特開２００１−２２８４号公報

しかし、上記の従来技術には次のような問題点がある。

即ち、上記の浮揚は用紙Pの先端が用紙送出部660を出た直後から起こりうる。ところが、用紙Pが用紙送出部660を出てから上記吸引ダクト610に至るまでは、この用紙Pを搬送ベルト600に吸引しておく手段がない。従って、上記記録ヘッド114と用紙搬送部650との間隙に用紙Pが侵入する前に、上記の浮揚が起こる危険性があり、その結果上述したような紙詰まり当の原因となってしまう。

このような事態を回避するために、この従来技術では、用紙Pが上記間隙に進入する直前に、この用紙Pを搬送ベルト600に圧着する圧着ローラ606を設けている。しかし、このような圧着ローラ606を設けると、画像形成装置全体が大型化してしまうという問題点がある。とくに、この圧着ローラ606を駆動するモータを新たに備える場合には、一層この大型化が顕著になる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、装置全体を小型に維持しつつ、用紙を搬送ベルトに確実に吸着させることで高品質の印刷を行うことができる用紙搬送装置、並びに、これを適用したインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

以上の問題点を解決するために、本発明では以下のような手段を採用している。

すなわち、本発明の用紙搬送装置は、無端状に形成された複数の吸引孔を持つ搬送ベルトの内面より当該搬送ベルトを支持する支持ローラと、上記搬送ベルトを挟んで上記支持ローラと対面に配置される紙押えローラとで用紙を挟み込んで送出する用紙送出部と、上記搬送ベルト及び当該搬送ベルトの吸引孔から上記搬送ベルトの内面方向に空気を吸引することで該搬送ベルトに用紙を吸着する吸引ダクトを有する用紙搬送部と、上記支持ローラと上記吸引ダクトとの間に、該吸引ダクトと連通し該支持ローラに当接する補助ダクトとを備える。即ち、補助ダクトを設けることにより、用紙を吸引することが可能な部分を、支持ローラの位置まで拡張するのである。

あるいは、上記吸引ダクトを上記支持ローラに当接するよう形成してもよい。これにより、用紙の先端が用紙送出部を出た直後から、この用紙を搬送ベルトに吸着しておくことが可能となる。また、従来技術のように圧着ローラ等設ける必要はなくなり、装置全体の小型化に資することができる。

本発明では、さらに、このような用紙搬送装置を備えたインクジェット記録装置も提供する。

以上により、装置全体を大型化することなく、装置全体を小型に維持しつつ、用紙を搬送ベルトに確実に吸着させることで高品質の印刷を行うことができる。

以下、本発明の用紙搬送装置及びインクジェット記録装置を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図1は、本発明に係るインクジェット記録装置100の一実施形態の内部構造図である。

このインクジェット記録装置100は、下部に配置された給紙カセット111と、その上方に配置されたインクタンク112と、このインクタンク112の上方に配置された用紙搬送部250とを備えている。また、この用紙搬送部250の上方に配置された記録ヘッド114と、装置の右端に配置された用紙搬送路116とを備えている。

給紙カセット111は、印刷が行われる用紙Pを収納するもので、この給紙カセット111には、給紙を行うための給紙ローラ121が用紙搬送路116側の端部に配置されている。この用紙搬送路116は、給紙カセット111から給紙された用紙Pを用紙送出部260に導くガイド板から構成されている。この用紙搬送路116には、給紙された用紙を搬送する搬送ローラ対122が給紙カセット111側に配置されている。

この用紙搬送路116には、給紙された用紙を搬送する搬送ローラ対122が給紙カセット111側に配置されている。用紙搬送路116には、搬送ローラ対122によって送り出された用紙を搬送する第2搬送ローラ対123、用紙搬送路116を搬送されてきた用紙を印字のタイミングと用紙搬送を同期させるために一時待機させ、斜行補正を行い、印字タイミングに合わせて用紙送出部260に用紙を送出するレジストローラ対124がさらに設けられている。
上記インクタンク112は、左右方向に並設されたインクタンク112K,112C,112M,112Yから構成され、それぞれブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを貯留している。

上記用紙搬送部250は、用紙送出部260により給紙された用紙Pを左方に向けて搬送するもので、その構成については後述する。

また、上記用紙搬送部250の左方には排出ローラ対129が配置され、排出ローラ対129の左方の装置の左側壁には排出口130が穿設され、この排出口130を通して装置内から装置外に突出する排出トレイ131が配置されている。

上記記録ヘッド114は、下面のノズル面141が用紙搬送部250の用紙搬送面から1.0mm乃至2.0mmの微小間隔をおいた印刷位置に支持されている。この記録ヘッド114は、左右方向に並設されたラインヘッド114K,114C,114M,114Y(図6参照)から構成されている。なお、各ラインヘッド114K,114C,114M,114Yは、下記のような構造により、それぞれブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを吐出する。

記録ヘッド114の上記ノズル面141には、各ラインヘッド114K,114C,114M,114Y毎に、多数のノズルが用紙幅方向に用紙幅分だけ配列形成されている(図6参照)。このような記録ヘッドはライン型と呼ばれる。これらの各ノズルはラインヘッド内に各ノズルに対応して形成された加圧室(図示しない)にそれぞれ連通し、各加圧室は更に各ラインヘッド114K,114C,114M,114Y内に形成されたインク液室(図示しない)に連通している。そして、各ラインヘッド114K,114C,114M,114Yインク液室は、のインク供給チューブ(図示しない)によって、それぞれ上記インクタンク112K,112C,112M,112Yに連通している。

さらに、記録ヘッド114の下流には、各ラインヘッド114K,114C,114M,114Yから用紙Pに吐出されたインクを乾燥させるための乾燥装置115が配置されている。

図2(a)は、上記用紙搬送部250及び用紙送出部260の構造図である。まず、上記背景技術と同様に、水平に配置された記録ヘッド114の下方に用紙搬送部250が配置されている。この用紙搬送部250では、無端状のゴム素材の搬送ベルト600が、駆動ローラ601、テンションローラ602及び支持ローラ203によって張設されている。

一方、支持ローラ203の上方には紙押えローラ204が配置されており、この支持ローラ203と紙押えローラ204とで用紙Pを挟み込んで用紙搬送部250へ送出する用紙送出部260を構成している。この用紙送出部260から矢印A方向へ送出された用紙Pは、駆動ローラ601の動作で搬送ベルト600が反時計回りに回転することで、上記記録ヘッド114と用紙搬送部650との間隙を秒速0.5mから1.5mの高速で通過する。

上記背景技術で説明したように、この通過の際に用紙Pが搬送ベルト600から浮揚することを防がなければならない。そこで、本発明でも、上記背景技術と同様に、搬送ベルト600側に空気を吸引することで、用紙Pをこの搬送ベルト600に吸着させる吸引ダクト210を備えている。

即ち、まず、図7(b)に示した構造と同様に、搬送ベルト600に複数の吸引孔Hを設けるとともに、図3(a)に示すような直方体の上面を格子状の網目構造とし他の面を密閉構造とした吸引ダクト210を、この搬送ベルト600の下方に配置する。そして吸引ポンプ装置611をこの吸引ダクト210に接続することによってこの吸引孔Hから空気を吸引して、用紙Pを搬送ベルト600に吸着させる。

ところが、用紙Pが用紙送出部260を出てから上記吸引ダクト210に至るまでの区間は、この用紙Pを搬送ベルト600に吸引しておく手段がない。そこで、本発明では以下のような手段を採用して、上記区間においても用紙Pを搬送ベルト600に吸着できるようになっている。

即ち、図2(b)に示すように、支持ローラ203と吸引ダクト210との間に、この吸引ダクト210と連通孔Kによって連通し、支持ローラ203に当接する補助ダクト270を設ける。
図3(a)に、この補助ダクト270の立体形状を示す。まず、上記吸引ダクト210の側面に連通孔K2を穿設する。補助ダクト270はこの吸引ダクト210の側面と同じ長さLを持つ略四角柱の部材であり、その上面は開放されており、その側面271は支持ローラ203に当接するように鉛直方向から傾斜している。

一方、補助ダクト270の吸引ダクト210側側面には連通孔K1が穿設されており、この連通孔K1が吸引ダクト210の連通孔K2と符合することにより、図2(b)に示した連通孔Kを形成する。

この補助ダクト270を吸引ダクト210と上記支持ローラ203との間に嵌合して吸引ポンプ611を作動させると、図2(b)に示すように、上記連通孔Kから矢印F1の向きに空気が吸引される。その結果、吸引ダクト210と支持ローラ203との間の位置にある搬送ベルト600の細孔Hからも、矢印F2の向きに空気が吸引されることになり、この位置においても用紙Pをこの搬送ベルト600に吸着しておくことが可能となる。

即ち、本発明は、補助ダクト270を設けることにより、用紙Pを搬送ベルト600に吸着することが可能な部分を、支持ローラ203の位置まで拡張するのである。これにより、上記背景技術で説明したような用紙Pの浮揚を効果的に防ぐことができる。

なお、図3(a)に示した補助ダクト270の形状は一例であって、このような吸引が可能な形状であればよく、例えば、連通孔K1を穿設するのでなく、この吸引ダクト210側側面を完全に開放した形状、即ちこの側面自体を設けない構造であってもよい。これに応じて、吸引ダクト210についても側面に連通孔K2を穿設するのでなく、この側面を削除することによって上記の吸引を可能とする構造を採用してもよい。

また、補助ダクト270の上記側面271は、なるべく支持ローラ203の円柱側面に密着するように湾曲して、その高さも搬送ベルト600に達する形状であるほうが、上記吸引力が強くなって効果的である(図2(b)参照)。なお、上記側面271は支持ローラ203の円滑な回転を妨げないように厚さ数十μmのルミラー（商標名）等を用いるのがよい。

ここで、補助ダクト270の材質は、ゴムなどの非導電性素材を採用することもできるが、金属等の導電性素材を用いると、以下のような効果もある。

例えば、本発明のように、空気の吸引によって用紙Pを搬送ベルト600に吸着させる方法と併せて、静電吸着による方法を採用することができる。

即ち、まず、支持ローラ203と紙押えローラ204との間に直流電圧を印加する電源205を設ける(図2(a))。そして、図4(a)に示すように、支持ローラ203の表面を被覆する絶縁層206を設ける。このような手段を採用すると、図3に示すように、支持ローラ203と紙押えローラ204との間に電場Eが発生する。すると、この電場Eに誘導されて、紙押えローラ204の下面には正電荷が発生し、用紙Pの上面には負電荷が発生する。

同様に、用紙Pの下面には正電荷が発生し、ゴム素材の搬送ベルト600の上面には負電荷が発生する。また、搬送ベルト600の下面には正電荷が発生し、絶縁層206の上面には負電荷が発生する。さらに、絶縁層206の下面には正電荷が発生し、支持ローラ203の上面には負電荷が発生する。

そうすると、コンデンサの極板間引力と同じ原理によって、用紙Pと搬送ベルト600との間に電気的な引力が発生する。この引力により、用紙Pが搬送ベルト600に静電吸着されるのである。

このような静電吸着を併せて採用した場合には、インクジェット記録装置100を長時間作動させると、絶縁層206及び搬送ベルト600に電荷が過剰に蓄積されてしまうおそれがある。これを放置すると、例えば、装置内部の保守・点検等を行う際にユーザが感電するなどして危険である。

さらに、このような過剰な帯電を許すと、用紙Pが搬送ベルト600に過剰に静電吸着され、今度は印刷後に、用紙Pが搬送ベルトからはがれにくくなり、排出ローラ対129からこの用紙Pを排出できないという事態も起こりうる。従って、静電吸着は強ければ強いほどよいという性格のものではなく、用紙Pの剛性なども考慮して適切にその強度を決定する必要がある。

そこで、この静電吸着を併せて採用した場合には、絶縁層206を除電する除電器を設けることが必要になるのであるが、上記補助ダクト270の材質として金属等の導電性素材を用いると、この補助ダクト270自体が除電器として働くことになるため、別途除電器を設ける必要がなくなるのである。なお、この場合は補助ダクトを接地しておくことが必要になる。

さて、以上のように補助ダクト270を設けることにより、用紙Pが用紙送出部260を出てから吸引ダクト210に至るまでの区間、この用紙Pを搬送ベルト600に吸着しておくことができるが、次のような方法を採用することもできる。

即ち、図3(b)に示すように、支持ローラ203に当接するように吸引ダクト220を形成してもよい。つまり、上記補助ダクト270を初めから包含するような形状に、吸引ダクト220を形成しておくのである。これによっても上記吸着の効果が得られる。ただし、既述の方法では、補助ダクト270だけを作成すればよいのに対し、この方法では吸引ダクト220の生産ラインを変更する必要があるので、現実にはコスト面の困難性が伴う可能性がある。

本発明に係る用紙搬送装置及びインクジェット記録装置は、用紙が用紙送出部を出てから用紙搬送部に至るまでの間、この用紙を補助ダクトにより吸着するため、圧着ローラ等を設ける必要がない。よって、装置全体を小型に維持しつつ、用紙を搬送ベルトに確実に吸着させることで美しい印刷を行うことができる。従って、プリンタや複写機、複合機等のインクジェット記録装置及び、これらに適用される用紙搬送装置等として有用である。等として有用である。

本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態の内部構造図。 本発明に係る用紙搬送部及び用紙送出部の構造図。 本発明に係る補助ダクトの立体形状を示す斜視図。 静電吸着の説明図。 記録ヘッドの説明図。 記録ヘッドの説明図。 従来のインクジェット記録装置の印刷機構の構造図。 従来の吸引ダクトの構造図。

符号の説明

100 インクジェット記録装置
111 給紙カセット
112 インクタンク
114 記録ヘッド
116 用紙搬送路
122 搬送ローラ対
112K,112C,112M,112Y インクタンク
126 回収口
127 廃インクタンク
128 連通管
129 排出ローラ対
130 排出口
131 排出トレイ
114K,114C,114M,114Y ラインヘッド
250 用紙搬送部
260 用紙送出部
203 支持ローラ
204 紙押えローラ
205 電源
206 絶縁層
210 吸引ダクト
270 補助ダクト
271 補助ダクトの側面
600 搬送ベルト
601 駆動ローラ
602 テンションローラ
610 吸引手段
611 吸引装置
H 吸引孔
P 用紙
K,K1,K2 連通孔

Claims (5)

1. 無端状に形成された複数の吸引孔を持つ搬送ベルトの内面より当該搬送ベルトを支持する支持ローラと、上記搬送ベルトを挟んで上記支持ローラと対面に配置される紙押えローラとで用紙を挟み込んで送出する用紙送出部と、
   上記搬送ベルト及び当該搬送ベルトの吸引孔から上記搬送ベルトの内面方向に空気を吸引することで該搬送ベルトに用紙を吸着する吸引ダクトを有する用紙搬送部と、
   上記支持ローラと上記吸引ダクトとの間に、該吸引ダクトと連通し該支持ローラに当接する補助ダクトと、
   を備える用紙搬送装置。
2. 無端状に形成された複数の吸引孔を持つ搬送ベルトの内面より当該搬送ベルトを支持する支持ローラと、上記搬送ベルトを挟んで上記支持ローラと対面に配置される紙押えローラとで用紙を挟み込んで送出する用紙送出部と、
   上記搬送ベルト及び当該搬送ベルトの吸引孔から上記搬送ベルトの内面方向に空気を吸引することで該搬送ベルトに用紙を吸着する吸引ダクトを有する用紙搬送部とを備える用紙搬送装置において、
   上記吸引ダクトを上記支持ローラに当接させたことを特徴とする用紙搬送装置。
3. さらに、
   上記支持ローラと紙押えローラとの間に直流電圧を印加する電源と、
   上記支持ローラと紙押えローラとの少なくとも一方の表面を被覆する絶縁層と、
   を備える請求項１または２に記載の用紙搬送装置。
4. さらに、上記絶縁層を除電するローラ除電器と、
   上記搬送ベルトを除電するベルト除電器とを備える請求項３に記載の用紙搬送装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の用紙搬送装置を備えたインクジェット記録装置。

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