JP2014144830A - シート搬送装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るシート搬送装置は、用紙Pが載置される載置面51A及び複数の貫通孔50を有し、前記載置面51Aに載置された用紙Pを搬送する搬送ベルト51と、前記載置面51Aの裏面側から前記貫通孔50を通じて空気を吸引する吸気部6と、前記貫通孔50を避けて前記載置面51Aに接触する表面形状を有し、前記載置面51Aを帯電させる帯電ローラー571とを備える。
【選択図】図3
Description
また、本発明に係る画像形成装置は、前記シート搬送装置と、前記シート搬送装置により搬送される前記シートに画像を形成する画像形成部とを備える。
まず、図1を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置10(以下「記録装置10」と略称する)について説明する。
図1に示すように、前記記録装置10は、給紙カセット1、給紙部2、画像形成部3、インクタンク部4、シート搬送装置5、吸気部6、排紙部7、制御部8、及びこれらを収容する本体フレーム9などを備える画像形成装置である。前記記録装置10は、パソコン等の情報処理装置から入力される印字データ(画像データ)に基づいて用紙に画像を形成する印刷処理を実行するプリンターである。なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンターに限らず、複写機、ファクシミリ装置、又は複合機などにも適用可能である。また、本発明に係るシート搬送装置は、例えば原稿から画像データを読み取る画像読取装置において前記原稿を自動搬送するシート搬送装置などにも適用可能である。
そして、前記画像形成部3は、前記シート搬送装置5により前記搬送ベルト51の載置面51Aに載置されて搬送される前記用紙Pに、前記記録ヘッド31〜34のインク吐出面からインクを吐出することにより前記用紙Pに画像を形成する。即ち、前記記録装置10は、所謂ラインヘッド型のインクジェット記録装置である。なお、前記記録ヘッド31〜34のインクの吐出方式には、例えばピエゾ素子を利用してインクを吐出させるピエゾ方式又は加熱により気泡を発生させてインクを吐出させるサーマル方式などが採用される。
ところで、前記画像形成部3が、感光体ドラム、帯電部、露光装置、現像装置、転写ローラー、定着装置、及びトナーコンテナなどを備える電子写真方式の画像形成部であることも考えられる。前記電子写真方式の画像形成部では、前記露光装置が、前記帯電部により所定電位に帯電された前記感光体ドラムに、画像データに基づくレーザ光を照射して静電潜像を形成する。その後、前記現像装置は、前記トナーコンテナから供給されるトナーを用いて前記静電潜像をトナー像として現像する。一方、前記給紙カセット1から前記感光体ドラム及び前記転写ローラーへのシート搬送経路上では前記シート搬送装置5により前記用紙Pが搬送される。そして、前記感光体ドラム及び前記転写ローラーは、前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を前記シート搬送装置5により搬送された前記用紙Pに転写する。
具体的に、前記シート搬送装置5は、搬送ベルト51、駆動ローラー52、従動ローラー53、54、55、押圧ローラー56、及び帯電装置57などを備えている。なお、前記搬送ベルト51と前記記録ヘッド31〜34のインク吐出面との間隙は、前記搬送ベルト51で搬送される前記用紙Pと前記記録ヘッド31〜34のインク吐出面との間隔が例えば1mm以上2mm以下となるように定められている。
前記搬送ベルト51は、ウレタンゴム、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂、ETFE(四フッ化エチレン・エチレン共重合体)樹脂、PI(ポリイミド)樹脂、又はPAI(ポリアミドイミド)樹脂などの誘電体で形成されている。例えば、前記搬送ベルト51は、電気抵抗値が5[logΩ]以上7[logΩ]以下の内層とその外周に設けられた電気抵抗値が14[logΩ]以上17[logΩ]以下の外層とを有する多層ベルトである。
前記従動ローラー54は、前記幅方向R2に長尺状であり、導電性を有する金属製ローラー等であって、前記帯電装置57と共通のグランドに接続されている。これにより、前記従動ローラー54は、前記帯電装置57による前記搬送ベルト51の帯電動作時に一つの電極として作用する。
前記押圧ローラー56は、前記給紙部2から前記シート搬送装置5への前記用紙Pの給紙位置に設けられている。また、前記押圧ローラー56は、前記従動ローラー55の対向位置に配置されており、前記搬送ベルト51は前記従動ローラー55及び前記押圧ローラー56の間に挟まれている。そして、前記押圧ローラー56は、前記給紙部2から供給される前記用紙Pを前記搬送ベルト51に押しつけて密着させる。
前記帯電ローラー571は、前記搬送ベルト51を挟んで前記従動ローラー54に対向する位置に配置されており、前記搬送ベルト51の前記搬送方向R1の走行に従動して時計回りに回転する。前記帯電ローラー571は、前記幅方向R2に長尺状に形成され、導電性を有するローラー部材であって、その電気抵抗値は例えば3[logΩ]以上9[logΩ]以下である。前記帯電ローラー571は、例えばウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマー、エピクロルヒドリンゴム、エチレンープロピレンージエン共重合体ゴム(EPDM)、シリコン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、リノルボーネンゴムなどの樹脂材料の一つ又は複数の混合物により形成される。
さらに、前記搬送ベルト51の走行速度が800[mm/s]程度の高速になると、前記帯電ローラー571と前記載置面51Aの各領域との接触時間が短くなるためより高い帯電性能が必要となる。そのため、前記帯電ローラー571の電気抵抗値は、特に5[logΩ]以上7[logΩ]以下であることが望ましい。前記電気抵抗値が5[logΩ]以上の前記帯電ローラー571は帯電性能が高いため、前記搬送ベルト51の走行速度が高速である場合に好適である。即ち、前記帯電ローラー571の電気抵抗値は、前記帯電ローラー571に求められる硬度と帯電性能との関係に応じて予め設定すればよい。
そして、前記帯電ローラー571は、前記電源装置572に電気的に接続されている。なお、前記帯電ローラー571は、前記搬送ベルト51の前記載置面51Aを帯電させる帯電部材の一例に過ぎず、前記帯電部材としてブレードなどが用いられる構成も他の実施形態として考えられる。
そして、前記電源装置572により前記帯電ローラー571に前記交番電圧が印加されると、前記搬送ベルト51の前記載置面51Aに、正負が交番する帯状の電荷パターンが形成される。従って、前記給紙部2から前記搬送ベルト51に供給された前記用紙Pは前記搬送ベルト51に静電吸着されて搬送される。
なお、前記電源装置572は、前記帯電ローラー571に印加する出力電圧を変更可能であってもよい。この場合、前記制御部8は、前記用紙Pの種別、前記シート搬送装置5の環境温度、及び前記シート搬送装置5の環境湿度のいずれか一つ又は複数に基づいて前記電源装置572の出力電圧を変更することが可能である。
図2に示すように、前記搬送ベルト51は、前記載置面51Aを貫通する複数の貫通孔50(ベルト開口部の一例)を有する。なお、図2(A)において、前記貫通孔50のうち平面視で前記記録ヘッド31〜34に干渉する位置に形成された貫通孔の図示は省略している。前記貫通孔50各々は、例えば直径が0.5mm以上4mm以下の円形状の開口部である。また、前記吸気部6による吸引力及び前記帯電ローラー571による帯電性能を考慮すると、前記貫通孔50各々の直径は1.5mm以上2.5mm以下であることが望ましい。前記貫通孔50各々は、前記幅方向R2に予め定められた間隔d1で前記搬送方向R1に沿って複数配置されることにより、前記搬送ベルト51において前記幅方向R2に並ぶ複数列の開口群50Aを形成する。また、図2に示す前記貫通孔50各々は千鳥状に配置されているが、例えば格子状に配置されてもよい。なお、前記貫通孔50に代えて、矩形、楕円又は長穴などの他の形状のベルト開口部が前記搬送ベルト51に形成されていてもよい。
前記搬送板61は、前記記録ヘッド31〜34のインク吐出面に対向し、前記搬送ベルト51の裏面に対向する位置に配置された板状部材である。そして、前記搬送ベルト51は、前記搬送板61の上面に沿って摺動することにより、前記記録ヘッド31〜34のインク吐出面との間で所定の間隙を維持しつつ走行する。
また、前記搬送板61は、表裏面を貫通する複数の貫通孔61A(プラテン開口部の一例)、及び表面に形成された複数の溝部61Bを有する。
前記貫通孔61A各々は、前記搬送ベルト51に形成された前記開口群50Aの各列の位置に対応して、前記搬送板61において前記幅方向R2に並ぶ複数列の開口群61Cを形成する。ここで、前記貫通孔61A各々は、前記記録ヘッド31〜34の平面視において前記記録ヘッド31〜34のインク吐出面に干渉しない位置に配置されている。なお、前記貫通孔61Aに代えて、矩形、楕円又は長穴などの他の形状のプラテン開口部が前記搬送板61に形成されていてもよい。
また、前記溝部61B各々は、前記搬送方向R1に沿う方向に延びるように形成された長溝であり、前記溝部61B内には少なくとも一つの前記貫通孔61Aが形成されている。前記溝部61B各々の深さは、例えば前記搬送板61の厚みの半分に相当する値である。なお、前記溝部61Bは、前記搬送ベルト51の表裏面を貫通するものであってもよい。また、前記溝部61Bは、前記帯電ローラー573の周方向全面に亘って連続的に形成された溝であってもよい。
前記ファンケース62は、前記搬送板61の下方に配置され、前記搬送板61の裏面に接合されている。前記ファンケース62は、前記搬送板61を上面とし、側面は閉鎖されている。一方、前記ファンケース62の下面には、前記送風機63が配置されており、その下面において前記送風機63の送風口を除く領域は閉鎖されている。即ち、前記ファンケース62の開口は、前記搬送板61の前記貫通孔61A及び前記送風機63の前記送風口のみである。
前記送風機63は、前記ファンケース62から外部に空気を送風する送風ファン及び前記送風ファンを駆動させる駆動モーターを有する。前記送風機63の前記駆動モーターの駆動は前記制御部8によって制御される。前記送風機63の前記駆動モーターが駆動されると前記送風ファンが回転し、前記ファンケース62から外部に空気が排出されて前記ファンケース62内が負圧になる。そして、前記搬送板61の前記貫通孔61A各々から前記ファンケース62内に空気が吸い込まれる。このとき、前記吸気部6は、前記搬送ベルト51の前記載置面51Aの裏面側から前記貫通孔50及び前記貫通孔61Aを通じて前記ファンケース62内に空気を吸引することになる。
従って、前記搬送ベルト51の前記載置面51Aに前記用紙Pが載置されている場合、前記用紙Pは前記載置面51Aに吸引吸着された状態で前記搬送ベルト51によって搬送される。また、前記送風機63による吸引力は、前記貫通孔61Aの形成領域だけでなく、前記貫通孔61Aに連通する前記溝部61Bの形成領域にも及ぶ。そのため、前記溝部61Bの形成領域に位置する前記貫通孔50各々において前記用紙Pに吸引力が作用する。
このように、前記記録装置10では、前記用紙Pが静電吸着及び吸引吸着により前記搬送ベルト51に吸着されて高い平面性が維持された状態で搬送される。従って、前記記録ヘッド31〜34のインク吐出面と前記搬送ベルト51で搬送される前記用紙Pとの間隔が一定に保たれ、前記インク吐出面と前記用紙Pとの接触が防止されると共に、前記用紙P上に形成される画像の歪みが抑制される。
図3に示すように、前記帯電ローラー571は、前記貫通孔50を避けて前記載置面51Aに接触する表面形状を有する。具体的に、前記帯電ローラー571は、前記搬送ベルト51の前記貫通孔50で形成された前記開口群50Aの各列の位置に対応する複数の凹部573を有する。前記凹部573各々の前記幅方向R2の幅は、少なくとも前記凹部573内に前記貫通孔50が収まるサイズであって、例えば2mm以上28mm以下であり、特に5mm以上7mm以下であることが望ましい。前記凹部573各々は、前記帯電ローラー571の周方向全域に亘って連続的に形成されている。また、前記帯電ローラー571の表面において前記凹部573を除く帯電領域574各々の前記幅方向R2の幅は例えば2mm以上20mm以下であり、特に8mm以上12mm以下であることが望ましい。
このように構成された前記記録装置10では、前記帯電ローラー571の表面のうち前記凹部573を除く前記帯電領域574だけが前記帯電ベルト51に接触する。従って、静電吸着及び吸引吸着を併用して前記用紙Pを前記搬送ベルト51に吸着させて搬送する構成において前記貫通孔50で生じ得る放電が抑制され、前記搬送ベルト51、前記帯電ローラー571、及び前記従動ローラー54などの劣化が抑制される。
v=2.441×10^6+6.73×10^4√d+0.001/d(但し、d>87.64μmの場合)・・・(1)
従って、前述したように前記帯電ローラー571による印加電圧が5k[Vp−p]であり、前記最大電位差vが2.5kVである場合、上記式(1)により、前記電極間距離dは0.45mm以上であればよい。例えば、前記凹部573の深さとして0.5mm以上5mm以下の値を用いることができ、特に1mm以上3mm以下の値を用いることが望ましい。なお、前記従動ローラー54に、前記帯電ローラー571の前記凹部573と同様の凹部が形成される構成も考えられる。
次に、図4及び図5を参照しつつ、本発明の第2実施形態に係る記録装置20について説明する。なお、前記記録装置20について、前記記録装置10と同様の構成については同じ符号を用いて説明する。具体的に、前記記録装置20は、ベルト移動機構58及び蛇行量検出部59を備える点で前記記録装置10と異なり、その他の構成は前記記録装置10と同様である。
前記モーター582は、前記制御部8からの制御信号に応じて微少角度ずつ回転するステッピングモーター等の駆動手段である。前記駆動伝達系583は、前記従動ローラー53の他端部53Dに接続されている。そして、前記駆動伝達系583は、前記モーター582から伝達される駆動力により、前記揺動支持部581を支点として前記従動ローラー53の前記他端部53Dを前記上下方向R3に±θ[°]だけ揺動させる。例えば、前記駆動伝達系583は、前記モーター582によって駆動されるカム(不図示)、前記カムの駆動により揺動するレバー(不図示)、及び前記モーター582によって駆動されるギヤトレイン(不図示)等を備える。
前記受光部592はフォトダイオードアレイであり、一つの半導体基板に例えば20個の受光素子(例えば、フォトダイオード)が並設された構成である。具体的に、前記受光素子各々は、前記搬送ベルト51の前記側面511の位置に応じて前記発光部591から光が受光可能な前記受光素子の数が異なるように前記搬送ベルト51の前記幅方向R2に並べて前記受光部592に配置されている。そして、前記受光部592は、前記発光部591が照射した光を受光した前記受光素子の数に応じた値の受光信号を前記搬送ベルト51の蛇行量として検出して前記制御部8に出力する。なお、前記蛇行量検出部59の他の例として、前記搬送ベルト51の前記側面511にバネ等の弾性部材により付勢されたアーム部材の揺動に応じて出力電圧が異なるアーム型センサーを用いることも考えられる。
具体的に、前記制御部8は、前記搬送ベルト51の前記端部511が前記幅方向R2において前記従動ローラー53の前記一端部53C側に突出している場合、前記ベルト移動機構58により前記従動ローラー53の前記他端部53D側を下方に揺動させる。これにより、前記搬送ベルト51が前記従動ローラー53の前記他端部53D側に摺動し、前記搬送ベルト51の蛇行が補正される。同じく、前記制御部8は、前記搬送ベルト51の前記端部511が前記幅方向R2において前記従動ローラー53の前記他端部53D側に突出している場合、前記ベルト移動機構58により前記従動ローラー53の前記他端部53D側を上方に揺動させる。これにより、前記搬送ベルト51が前記従動ローラー53の前記一端部53C側に摺動し、前記搬送ベルト51の蛇行が補正される。
このように構成された前記記録装置20では、前記搬送ベルト51の蛇行が前記制御部8により実行される前記蛇行補正処理で補正され、前記搬送ベルト51の前記貫通孔50と前記帯電ローラー571の前記凹部573とが一定の位置関係に保たれる。従って、前記帯電ローラー571が、常に前記凹部573で前記貫通孔50を避けて前記搬送ベルト51に接触し、前記貫通孔50で生じ得る放電が抑制される。
例えば、前記放電量検出部59Aは、前記電源装置572から出力される電流値を検出し、放電が発生しない場合の電流値として予め設定された閾値を超える電流値の大きさを放電量として前記制御部8に入力する。また、前記放電量検出部59Aは、前記従動ローラー54が接続されたアースに流れる電流値を検出するものであってもよい。なお、前記制御部8が前記放電電流検出部59Aを兼ねることも考えられる。
そして、前記制御部8は、前記放電量検出部59Aから入力される前記放電量に応じて、前記放電量が抑制されるように前記ベルト移動機構58を制御し、前記搬送ベルト51の蛇行を補正する。ここに、係る処理を実行するときの前記制御部8が第2の蛇行補正手段に相当する。具体的に、前記制御部8は、前記放電量検出部59Aにより検出される前記電流値が前記閾値に近づくように前記ベルト移動機構58を駆動させる。これにより、前記記録装置20では、前記搬送ベルト51の蛇行などにより前記帯電ローラー571と前記搬送ベルト51との位置関係にずれが生じている場合でもその位置関係のずれが補正され、前記貫通孔50で生じ得る放電量が抑制される。
続いて、本発明の第3実施形態に係る記録装置30について説明する。なお、前記記録装置30について、前記記録装置20と同様の構成については同じ符号を用いて説明する。具体的に、図6(B)に示すように、前記記録装置30は、前記ベルト移動機構58に代えて帯電移動機構58Aを備える点で前記記録装置20と異なり、その他の構成は前記記録装置20と同様である。
そして、前記制御部8の前記ROMには位置補正プログラムが記憶されており、前記制御部8の前記CPUは前記位置補正プログラムに従って位置補正処理を実行する。具体的に、前記制御部8は、前記蛇行量検出部59により検出された前記搬送ベルト51の蛇行量に応じて、前記帯電移動機構58Aを駆動させることにより前記帯電ローラー571及び前記搬送ベルト51の位置関係を補正する。ここに、前記位置補正処理を実行するときの前記制御部8が第1の位置補正手段に相当する。また、本発明は、前記制御部8等のコンピューターに前記位置補正処理を実行させるための位置補正プログラム又は前記位置補正プログラムが記録されたコンピューター読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。
具体的に、前記制御部8は、前記搬送ベルト51の前記端部511が前記従動ローラー53の前記一端部53C側に突出している場合、前記帯電移動機構58Aにより前記帯電ローラー571を前記一端部53C側に移動させる。これにより、前記搬送ベルト51の前記貫通孔50と前記従動ローラー571の前記凹部573との位置が一致するように位置関係が補正される。なお、前記制御部8は、前記帯電移動機構58Aを制御することにより、前記帯電ローラー571を前記搬送ベルト51から離間させた後、前記帯電ローラー571を前記幅方向R2に移動させ、その後、前記帯電ローラー571を前記搬送ベルト51に接触させる。同じく、前記制御部8は、前記搬送ベルト51の前記端部511が前記従動ローラー53の前記他端部53D側に突出している場合、前記帯電移動機構58Aにより前記帯電ローラー571を前記他端部53D側に移動させる。これにより、前記搬送ベルト51の前記貫通孔50と前記従動ローラー571の前記凹部573との位置が一致するように位置関係が補正され、前記貫通孔50で生じ得る放電量が抑制される。
2 :給紙部
3 :画像形成部
4 :インクタンク部
5 :搬送ユニット
6 :吸気部
7 :排紙部
8 :制御部
9 :本体フレーム
10:インクジェット記録装置
31〜34:記録ヘッド
41〜44:インクタンク
51:搬送ベルト
52:駆動ローラー
53〜55:従動ローラー
56:押圧ローラー
57:帯電装置
571:帯電ローラー
572:電源装置
58:ベルト移動機構
58A:帯電移動機構
59:蛇行量検出部
59A:放電量検出部
R1:搬送方向
R2:幅方向
Claims (9)
- シートが載置される載置面及び前記載置面を貫通する複数のベルト開口部を有し、前記載置面に載置されたシートを搬送する搬送ベルトと、
前記載置面の裏面側から前記ベルト開口部を通じて空気を吸引する吸気部と、
前記ベルト開口部を避けて前記載置面に接触する表面形状を有し、前記載置面を帯電させる帯電部材と、
を備えるシート搬送装置。 - 前記搬送ベルトの裏面に対向して配置され、複数のプラテン開口部が形成された搬送板を更に備え、
前記吸気部が、前記搬送板の裏面側から前記ベルト開口部及び前記プラテン開口部を通じて空気を吸引する請求項1に記載のシート搬送装置。 - 前記ベルト開口部各々が、前記搬送ベルトの搬送方向に垂直な幅方向に予め定められた間隔で前記搬送ベルトの搬送方向に沿って複数配置されることにより複数列の開口群を形成しており、
前記帯電部材が、前記開口群各々に対応して周方向全域に形成された凹部を有する帯電ローラーである請求項1又は2に記載のシート搬送装置。 - 前記搬送ベルトを前記搬送ベルトの搬送方向に垂直な幅方向に移動させるベルト移動手段と、
前記搬送ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出手段と、
前記蛇行量検出手段により検出された蛇行量に応じて前記ベルト移動手段を制御して前記搬送ベルトの蛇行を補正する第1の蛇行補正手段と、
を備える請求項1〜3のいずれかに記載のシート搬送装置。 - 前記帯電部材を前記搬送ベルトの搬送方向に垂直な幅方向に移動させる帯電移動手段と、
前記搬送ベルトの蛇行量を検出する蛇行量検出手段と、
前記蛇行量検出手段により検出された蛇行量に応じて前記帯電移動手段を制御して前記搬送ベルトと前記帯電部材との位置関係を補正する第1の位置補正手段と、
を備える請求項1〜4のいずれかに記載のシート搬送装置。 - 前記搬送ベルトを前記搬送ベルトの搬送方向に垂直な幅方向に移動させるベルト移動手段と、
前記帯電部材から前記搬送ベルトへの電圧印加時の放電量を検出する放電量検出手段と、
前記放電量検出手段により検出された放電量に応じて前記ベルト移動手段を制御して前記搬送ベルトの蛇行を補正する第2の蛇行補正手段と、
を備える請求項1〜5のいずれかに記載のシート搬送装置。 - 前記帯電部材を前記搬送ベルトの搬送方向に垂直な幅方向に移動させる帯電移動手段と、
前記帯電部材から前記搬送ベルトへの電圧印加時の放電量を検出する放電量検出手段と、
前記放電量検出手段により検出された放電量に応じて前記帯電移動手段を制御して前記搬送ベルトと前記帯電部材との位置関係を補正する第2の位置補正手段と、
を備える請求項1〜6のいずれかに記載のシート搬送装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載のシート搬送装置と、
前記シート搬送装置により搬送されるシートに画像を形成する画像形成部と、
を備える画像形成装置。 - 前記画像形成部が、前記搬送ベルトの前記載置面に対向して配置された一又は複数の記録ヘッドを有し、前記記録ヘッドから前記載置面に載置されたシートにインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式の記録部である請求項8に記載の画像形成装置。
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