JP2009234209A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ベルトののクセによる悪影響を排除して画像形成精度を向上させる。
【解決手段】記録ヘッドと対向配置された支持板２と、支持板の表面２Ａに沿って移動して用紙Ｐを搬送する搬送ベルト３と、軸線回りに回転可能とされ、巻回された搬送ベルトを支持する外周面４Ａ、５Ａを有するローラ体４、５とを備える。ローラ体の外周面は、断面輪郭が湾曲形状に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

用紙をヘッドの直下に搬送して所定色のインクを吐出し、当該用紙に所定の画像を形成する画像形成装置においては、用紙の大型化に対応するために、無端帯状のベルトの上方にヘッドを配置し、当該ベルト上に用紙を載置することで、ヘッド直下に用紙を送り込んで画像形成する構成のものがある。

この種の用紙の平面度を精度よく確保できない場合には、インクの着弾精度が低下して、色むら等の不具合が発生する可能性がある。
そこで、従来では、紙押さえローラを用いて用紙の平面度を向上させる方法も採られているが、この方法では紙押さえローラを通過した後の用紙に浮きが生じ、インクの着弾精度が維持できないという問題がある。

そこで、特許文献１には、ヘッドと対向するプラテン（支持板）に、負圧室に連通する孔部を設けるとともに、プラテンの表面に沿って移動する搬送ベルトにも孔部を設け、これらの孔部を介して用紙を負圧吸引してプラテンの表面に沿わせることにより、用紙の平面度を向上させる技術が開示されている。
特許第３７０７６４０号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
搬送ベルトは、テンションローラに巻回されて張力が付与された状態で作動するが、この張力により搬送ベルトにソリ等の変形が生じる可能性がある。
この状態で搬送ベルトに用紙が給紙されると、用紙は搬送ベルトに倣って変形するため、平面度が維持できずインクの着弾精度を十分に確保できなくなってしまう。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、搬送ベルトのクセによる悪影響を排除して画像形成精度を向上できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の画像形成装置は、記録ヘッドと対向配置された支持板と、前記支持板の表面に沿って移動して用紙を搬送する搬送ベルトと、軸線回りに回転可能とされ、巻回された前記搬送ベルトを支持する外周面を有するローラ体とを備え、前記ローラ体の外周面は、断面輪郭が湾曲形状に形成されることを特徴とするものである。
従って、本発明の画像形成装置では、搬送ベルトがクセを有していて湾曲している場合であっても、ローラ体の外周面を搬送ベルトのクセと逆方向に湾曲させて矯正することにより、支持板上または記録ヘッドの直下では平面状態とすることができ、記録ヘッドによる画像形成特性に悪影響が及ぶことを防止できる。

前記外周面としては、前記軸線方向の中央部が膨出する凸形状、または前記中央部が凹んだ凹形状に形成される構成とすることができる。
これにより、本発明では、搬送ベルトのクセが、中央部が凹む凹形状、中央部が膨出する凸形状のいずれの場合についても対応可能である。

前記湾曲形状としては、前記搬送ベルトの変形特性に応じて設定される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、搬送ベルトが張力等によって凸に湾曲していたり、凹に湾曲している場合でも、それらの変形特性に応じて、ロール体における外周面の湾曲面を設定することにより、確実に搬送ベルトのクセ（変形特性）を矯正することが可能になる。

また、本発明では、前記ローラ体が、前記支持板を挟んだ前記用紙の搬送方向の両側にそれぞれ配置される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、これらのローラ体の間に位置する、記録ヘッドと対向する搬送ベルト及び用紙を平面状態とすることができ、記録ヘッドによる画像形成特性に悪影響が及ぶことを防止できる。

また、本発明では、前記用紙を負圧吸引して、前記搬送ベルトを介して前記支持板に吸着させる吸引装置を備える構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、クセを矯正された搬送ベルトに用紙を確実に保持することが可能になり、記録ヘッドを用いた画像形成特性を向上させることができる。

以下、本発明の画像形成装置の実施の形態を、図１乃至図４を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本発明に係る画像形成装置の概略的な構成を示す図であり、図２は同画像形成装置の概略的な分解斜視図である。
なお、図１において、左右方向を用紙Ｐの搬送方向（左方向を前方側、右方向を後方側、以下適宜搬送方向と称する）とし、紙面と直交する方向（以下、適宜幅方向と称する）を用紙Ｐの幅方向として説明する。

画像形成装置ＰＲは、搬送方向に沿って互いに間隔をあけて配置された記録ヘッド１、記録ヘッド１と対向して配置されたプラテン（支持板）２、記録ヘッド１と対向するプラテン２の表面２Ａに沿って移動して用紙Ｐを搬送する無端帯状の搬送ベルト３、搬送ベルト３を駆動に係る駆動ローラ（ローラ体）４、従動ローラ（ローラ体）５、及びテンションローラ６、用紙Ｐの給紙に係る一対のフィードローラ７、用紙Ｐの姿勢補正に係る一対のゲートローラ８、用紙Ｐの吸引に係る吸引装置１０とを主体に構成されている。

記録ヘッド１は、それぞれが下面にノズル穴を有し、記録データに基づいて所定の位置でノズル穴より、対向する用紙Ｐ上にインク滴の吐出を行うオンデマンド型のインクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）であり、本実施形態においては搬送方向に対して直角方向（幅方向、紙面と直交する方向）に等間隔のノズル穴を配設したライン型のインクジェット式記録ヘッドが用いられている。
記録ヘッド１によるインク滴の吐出方法については圧電素子を用いる方法でも、またサーマル方式によっても良く、本発明に於いて規定するところではない。

フィードローラ７は、図示しない回転モータに接続され、用紙Ｐを搬送方向前方側に給紙するものである。
ゲートローラ８は、フィードローラ７によって給紙された用紙Ｐの姿勢を矯正（調整）するとともに、記録ヘッド１による画像形成の開始タイミングに応じて、当該用紙Ｐを搬送ベルト３上に給紙するものである。
テンションローラ６は、巻回される搬送ベルト３に対して、所定の張力を付与するものである。

搬送ベルト３は、搬送方向前方側で駆動ローラ４に巻回され、搬送方向後方側で従動ローラ５に巻回され、プラテン２の下方においてテンションローラ６に巻回され、駆動ローラ４が駆動（回転）することにより、テンションローラ６で設定された所定の張力で、プラテン２の表面２Ａに沿って搬送方向前方側に摺動して移動する。

図３は、駆動ローラ４及び従動ローラ５を用紙Ｐの幅方向に向かって視た正面図である。上記駆動ローラ４及び従動ローラ５は、幅方向に延びる軸線周りにそれぞれ回転自在とされ、図２に示すように、巻回された搬送ベルト３を支持する外周面４Ａ、５Ａの断面輪郭が、中央部が凸に膨出する湾曲形状に形成されている。

本実施形態では、テンションローラ６により張力が付与されることにより、図２に二点鎖線で示すように、搬送ベルト３に生じる中央部が下側（駆動ローラ４及び従動ローラ５に向かう側）に凸に膨出するソリを矯正するために、駆動ローラ４及び従動ローラ５の外周面４Ａ、５Ａは、中央部が搬送ベルト３に向けて凸に膨出する湾曲形状に形成されている。この膨出量としては、各ローラ４、５の端部と中央部との直径の差が数十μｍ程度に設定されている。

また、図２に示すように、搬送ベルト３には、複数の貫通孔３Ａが互いに間隔をあけて、用紙Ｐの支持面全体に、且つ全周に亘って一様に形成されている。

図２の外観斜視図に示すように、プラテン２は、表面２Ａが高度の平滑度に形成された平面視矩形板状を呈しており、表面２Ａには、互いに間隔をあけて所定ピッチで複数の孔部２Ｂがほぼ全面に亘って一様に形成されている。

プラテン２の下面２Ｃ側には、吸引装置１０が設けられている。本実施形態では、吸引装置１０として、搬送方向に沿って配置された３基のファン１０Ａが用いられている。吸引装置１０は、負圧発生手段としての各ファン１０Ａが回転して下方に向けてエアを流動させることにより、孔部２Ｂを介して表面２Ａに負圧を発生させる。
実際には、プラテン２の下面２Ｃ側には、ファン１０Ａが収容され、孔部２Ｂと連通する負圧室が設けられ、ファン１０Ａの作動により負圧室内のエアが排出されることにより、当該負圧室が負圧となり、孔部２Ｂを介して表面２Ａに負圧を発生させる構成となっている。

続いて、上記の画像形成装置ＰＲによる用紙Ｐへの印刷動作（画像形成動作）について説明する。
本記録動作は、準備工程、給紙工程、画像形成工程、排紙工程から構成される。以下、順を追って説明する。

（準備工程）
準備工程では、まずファン１０Ａを始動する。ファン１０Ａは記録動作中は常に駆動され、負圧力を発生する。また、駆動ローラ４を回転駆動することにより、搬送ベルト３を移動させる。

（給紙工程）
フィードローラ７で送られる用紙Ｐは、ゲートローラ８で姿勢を揃えられ、印刷動作の開始タイミングに応じて、搬送ベルト３上に給紙される。
ここで、上述したように、中央部が下側に膨出するクセを有する搬送ベルト３に対して、この変形特性とは逆形状の断面輪郭の外周面４Ａ、５Ａを有する駆動ローラ４及び従動ローラ５で搬送ベルト３を支持しているため、搬送ベルト３は、駆動ローラ４及び従動ローラ５の間の領域において、すなわちプラテン２の上部であり、また記録ヘッド１の直下に位置する領域においてはクセが矯正されて平面状となる。そのため、用紙Ｐは、搬送ベルト３の表面形状に倣うことにより、平面状態で保持される。

用紙Ｐの搬送が進み、用紙Ｐを支持している搬送ベルト３の貫通孔３Ａと、プラテン２の上面２Ａに開口する孔部２Ｂとが連通すると、吸引装置１０による負圧吸引力が孔部２Ｂ及び貫通孔３Ａを介して用紙Ｐに作用するため、この負圧吸引力により用紙Ｐは搬送ベルト３に吸着される。また、搬送ベルト３において、貫通孔３Ａが形成されておらず、且つプラテン２の孔部２Ｂと対向する領域では負圧吸引力により、搬送ベルト３がプラテン２の上面２Ａに吸着された状態で摺接することになる。

そして、吸引装置１０による負圧吸引力により、駆動ローラ４及び従動ローラ５でクセが矯正された搬送ベルト３に吸着（密着）された用紙Ｐは、搬送ベルト３の移動により、記録ヘッド１の直下まで給紙される。

（画像形成工程）
記録ヘッド１は複数の吐出ノズルが幅方向である副走査方向に等間隔に配設されたライン型のインクジェット記録ヘッドであり、例えば４色の吐出ノズルが一体的に配設され、且つ搬送方向に互いに間隔をあけて複数（ここでは４つ）配列されている。
そして、搬送ベルト３の移動により用紙Ｐが記録ヘッド１の直下を走査移動するのと同期して、所定の画像形成データに応じて記録ヘッド１のノズルから、各色のインクが吐出されることにより、用紙Ｐに所定の画像が形成される。
このとき、用紙Ｐは、浮き等の隙間が生じていない状態で搬送ベルト３を介してプラテン２に吸着しているため、プラテン２の表面２Ａに倣って高い平面度で保持された状態で画像が形成される。

この後、用紙Ｐは、排紙工程において搬送ベルト３に吸着・載置された状態で搬送され、例えば案内板を経由して、フェースダウントレイに排紙される。
かくして、用紙Ｐに対する画像形成が完了する。

以上説明したように、本実施形態では、駆動ローラ４、従動ローラ５の外周面４Ａ、５Ａが搬送ベルト３の変形特性に対応した湾曲形状の断面輪郭を有しているため、搬送ベルト３の変形特性を矯正することができる。そのため、本実施形態では、プラテン２上で記録ヘッド１によって画像形成される領域で、搬送ベルト３をクセのない平面として、クセによる悪影響を回避し、高精度の画像形成を維持できる。
特に、本実施形態では、搬送ベルト３の変形特性に応じて外周面４Ａ、５Ａの湾曲形状を設定しているため、搬送ベルト３のクセを矯正することが可能になる。

また、本実施形態では、記録ヘッド１が湾曲面２Ａの形状に応じて配置されているため、用紙Ｐとの間の距離を一定に保つことが可能になり、用紙Ｐに対する画像形成特性を維持することが可能になる。

さらに、本実施形態では、吸引装置１０による負圧吸引力で用紙Ｐを吸着しているため、より確実に用紙Ｐをプラテン２及び搬送ベルト３に倣わせることが可能になり、用紙Ｐに対する画像形成特性の維持にさらに貢献することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、駆動ローラ４と従動ローラ５の双方が外周面４Ａ、５Ａの断面輪郭が湾曲形状を有する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば搬送ベルトの変形量が小さい場合等には、搬送方向後方側（上流側）に位置する従動ローラ５のみが外周面５Ａの断面輪郭に湾曲形状を有する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、搬送ベルト３に生じる中央部が下側（駆動ローラ４及び従動ローラ５に向かう側）に凸に膨出するソリを矯正するために、駆動ローラ４及び従動ローラ５の外周面４Ａ、５Ａは、中央部が搬送ベルト３に向けて凸に膨出する湾曲形状に形成される構成としたが、これに限られるものではなく、例えば図４に示すように、搬送ベルト３に生じるソリが、中央部で上側（駆動ローラ４及び従動ローラ５から離間する側）に凸に膨出するソリを矯正するために、駆動ローラ４及び従動ローラ５の外周面４Ａ、５Ａは、中央部が凹に凹む湾曲形状に形成される構成としてもよい。
この場合、吸引装置１０の負圧吸引力により搬送ベルト３はプラテン２（すなわち駆動ローラ４及び従動ローラ５に向かう側）に吸着されるため、搬送ベルト３を外周面４Ａ、５Ａに倣わせて支持することができる。

実施形態に係る画像形成装置の概略的な構成を示す図である。 同画像形成装置の概略的な分解斜視図である。 駆動ローラ４及び従動ローラ５の正面図である。 別形態の駆動ローラ４及び従動ローラ５の正面図である。

符号の説明

Ｐ…用紙、 ＰＲ…画像形成装置、 １…記録ヘッド、 ２…プラテン（支持板）、 ２Ｂ…孔部（第２孔部）、 ３…搬送ベルト、 ３Ａ…貫通孔（第１孔部）、 ４…駆動ローラ（ローラ体）、 ５…従動ローラ（ローラ体）、 ８…ゲートローラ（張力付与装置、送りローラ）、 ９…紙押さえローラ（密着装置）、 ９Ａ…第１紙押さえローラ、 ９Ｂ…第２紙押さえローラ、 １０…吸引装置

Claims (5)

1. 記録ヘッドと対向配置された支持板と、
   前記支持板の表面に沿って移動して用紙を搬送する搬送ベルトと、
   軸線回りに回転可能とされ、巻回された前記搬送ベルトを支持する外周面を有するローラ体とを備え、
   前記ローラ体の外周面は、断面輪郭が湾曲形状に形成されることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記外周面は、前記軸線方向の中央部が膨出する凸形状、または前記中央部が凹んだ凹形状に形成されることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、
   前記湾曲形状は、前記搬送ベルトの変形特性に応じて設定されることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記ローラ体は、前記支持板を挟んだ前記用紙の搬送方向の両側にそれぞれ配置されることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記用紙を負圧吸引して、前記搬送ベルトを介して前記支持板に吸着させる吸引装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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