JP2017222088A - シート材搬送ユニット、シート材搬送装置及び液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート材の浮きを高精度に抑制できるシート材搬送ユニットを提供する。【解決手段】図６（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送ドラムの表面に巻き付けられる吸引プレートには、搬送方向後端側に、複数の縦吸引溝１６が形成され、各縦吸引溝１６は搬送ドラム９の吸引口１４に連通する横吸引溝１５に連通している。横吸引溝１５とこれに最も近い吸引穴１１との間には距離があり、サイズの小さい用紙２ｂを吸着するときに幾つかの吸引穴１１が開放されても、縦吸引溝１６の流路抵抗によって横吸引溝１５内の負圧の減少は僅かとなる。図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、従来のように縦吸引溝１６の全範囲に亘って吸引穴１１を配置すると、開放された横吸引溝１５に近い吸引穴１１から横吸引溝１５への流入量が大きく、吸引力が著しく低下する。【選択図】図６

Description

本発明は、シート材搬送ユニット、シート材搬送装置及び液体を吐出する装置に関する。

従来、用紙等の記録媒体を搬送ドラムに固定して、搬送ドラムの外周面に近接して配置された記録ヘッドから記録媒体に向かってインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。
搬送ドラムへの用紙の固定方法としては、エアー吸引方式が知られている。この方式では、搬送ドラムの表面に吸引穴を有する薄肉の吸引プレートを巻き付けるように密着させる構成となっている。搬送ドラムの内部をエアーポンプで吸引すると、搬送ドラムの表面に設けられたドラム吸引溝に連通する吸引プレートの吸引穴が負圧となり、用紙は吸引プレートに吸着される。

しかしながら、エアー吸引力が不足すると用紙が搬送ドラムの表面から離れる「浮き」という現象が発生する。浮きは、インクジェット方式で重要なヘッド間ギャップが大きく変動することにつながり、所望の画像が得られない懸念がある。
浮きの例としては、小サイズの用紙の場合に塞がれない吸引穴からのエアー漏れによる吸引力低下によるものが挙げられる。また、厚みの大きい用紙のコシ力が大きいことに起因する用紙端部（搬送ドラムの回転方向における先端部や後端部）の浮きなどが挙げられる。

このようなヘッド間ギャップの変動につながる浮きを抑制するため、従来より様々な工夫がされている。
ドラム吸引溝に連通する吸引プレートのプレート溝や吸引穴をハーフエッチング加工で作製し、プレート溝には流量を制限する絞り部を設けた構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、用紙吸着位置に応じて上記絞り部の形状を変えており、特に大きな吸引力を必要とする用紙後端部では、流量を大きくして吸引力を大きくする構成となっている。吸引穴は吸引プレートの略全範囲、換言すればプレート溝の長手方向全体に亘って形成されている。

しかしながら、特許文献１等のように吸引穴を吸引プレートの略全範囲に亘って形成する構成では、用紙が小サイズになった場合に用紙で塞がれずに開放された吸引穴による吸引力の低下度合いが大きい。
吸引力が低下すると、用紙端部に浮きが生じやすくなり、ヘッド間ギャップの変動等を来たすこととなる。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、シート材の浮きを高精度に抑制できるシート材搬送ユニットの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のシート材搬送ユニットは、エアー吸引路を有するドラム状の搬送体と、吸引穴を複数有して前記搬送体の表面に巻き付けるように装着され、シート材を前記搬送体の表面形状に沿うように吸着するための吸引部材と、
を備え、前記吸引部材は、搬送方向に延び且つ該搬送方向と直交する前記シート材の幅方向に列をなし、それぞれが複数の前記吸引穴に連通する複数の縦吸引溝と、前記複数の縦吸引溝のそれぞれに搬送方向下流側で連通するとともに前記エアー吸引路に連通する横吸引溝と、を有し、前記吸引穴は前記縦吸引溝の搬送方向上流側に偏って配置されている。

本発明によれば、シート材の浮きを高精度に抑制できるシート材搬送ユニットを提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る液体を吐出する装置の一例を示す概要構成図である。 搬送ドラムに吸引プレートを装着した状態の一例を示す一部省略の概要斜視図である。 搬送ドラムの一例を示す一部省略の概要斜視図である。 吸引プレートの一例を示す平面図で、（ａ）は搬送ドラムに接触する下層を示す図、（ｂ）は中層を示す図、（ｃ）は上層を示す図である。 本発明におけるサイズの大きい用紙の吸着構成を示す図で、（ａ）は用紙と吸引穴等との位置関係を示す平面図、（ｂ）は横吸引溝内の負圧と横吸引溝の位置との関係を示す図である。 サイズの小さい用紙の吸着構成を示す図で、（ａ）は本発明の用紙と吸引穴等との位置関係を示す平面図、（ｂ）はその横吸引溝内の負圧と横吸引溝の位置との関係を示す図、（ｃ）従来例における用紙と吸引穴等との位置関係を示す平面図、（ｄ）はその横吸引溝内の負圧と横吸引溝の位置との関係を示す図である。 横吸引溝における負圧と風量との関係を示す特性図である。 用紙の搬送方向先端部を搬送ドラムに固定する挟持手段と張力付加部材の一例を示す概要側面図で、（ａ）は張力付加部材で用紙を引き延ばしている状態を示す図、（ｂ）は張力付加部材が挟持手段との干渉を回避する動作を示す図である。 第２の実施形態における挟持手段と張力付加部材の要部を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図８に第１の実施形態を示す。図１は、液体を吐出する装置の一例としてのインクジェット記録装置の全体構成図である。
インクジェット記録装置１は、シート材（記録媒体）としての用紙２が積層して収容された給紙部３と、インク滴の吐出による画像形成部としての印字部４と、インク画像を乾燥させる乾燥部５と、画像形成後の用紙２が排出されてスタックされる排出部６とを有している。
本実施形態では、給紙部３、印字部４、排出部６をそれぞれキャスター付の分離可能な構成とし、これらを組み合わせてインクジェット記録装置１をシステムとして構成している。この構成に限らず、インクジェット記録装置１全体を一体不可分の構成としてもよい。

印字部４には、給紙部３から給紙された用紙２を吸着して搬送するシート材搬送ユニット７と、液体吐出ヘッドとしての記録ヘッド８とが設けられている。
記録ヘッド８は、イエローのインクを吐出する記録ヘッド８Ｙと、マゼンタのインクを吐出する記録ヘッド８Ｍと、シアンのインクを吐出する記録ヘッド８Ｃと、黒のインクを吐出する記録ヘッド８Ｂｋとを有し、これらはシート材搬送ユニット７の周面に沿って配置されている。
記録ヘッド８は、用紙２の搬送方向と直交する幅方向における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型の記録ヘッドである。

図２に示すように、シート材搬送ユニット７は、ドラム状の搬送体としての搬送ドラム９と、搬送ドラム９の外面に巻き付けるように装着される吸引部材としての吸引プレート１０とを有している。吸引プレート１０は、用紙２を吸着するための複数の吸引穴１１を有している。
図３に示すように、搬送ドラム９は長手方向（軸方向）の両端に回転軸１２を有している。回転軸１２はエアーポンプ等の吸引手段１３によるエアー吸引路の一部をなし、搬送ドラム９の表面にはエアー吸引路の吸引口１４が開口されている。
シート材搬送ユニット７の搬送ドラム９のエアー吸引路に吸引手段１３が接続された構成は、シート材搬送装置を構成する。

吸引プレート１０は、図４に示すように、搬送ドラム９の吸引口１４に連通する横吸引溝１５が形成された下層１０Ａと、矢印Ｆで示す搬送方向に延び該搬送方向と直交する用紙２の幅方向に列をなす複数の縦吸引溝１６が形成された中層１０Ｂと、各縦吸引溝１６に連通する複数の吸引穴１１が形成された上層１０Ｃとの３層構造となっている。横吸引溝１５を、以下ドレイン溝ともいう。
横吸引溝１５と縦吸引溝１６とを同じ層に形成して２層構造としてもよい。また、ハーフエッチング加工により吸引穴１１、横吸引溝１５、縦吸引溝１６を１枚又は２枚のプレートに形成してもよい。

図５（ａ）は、大きなサイズの用紙２を吸着して搬送する場合の用紙と吸引穴１１等との位置関係を示している。横吸引溝１５は搬送方向下流側で各縦吸引溝１６と連通している。吸引穴１１は各縦吸引溝１６の長手方向に沿って略等間隔で形成されており、且つ、縦吸引溝１６の搬送方向上流側に偏って配置されている。
換言すれば、横吸引溝１５、縦吸引溝１６及び吸引穴１１からなる吸引構成全体が用紙２の搬送方向後端寄りに形成されており、さらに各吸引穴１１は縦吸引溝１６の搬送方向上流側に偏って配置されている。

これは、用紙の浮きを抑制するために必要最小限の用紙端部（後端部）に吸引力を付加し、エアーポンプの流量を大きくせずに効率的に用紙後端部を吸着するためである。これを実現するために、本実施形態では、用紙先端部は後述するように挟持手段により搬送ドラム９との間で挟持するようになっている。
各吸引穴１１は全てサイズの大きい用紙２ａで塞がれるので、ドレイン溝１５内での圧力損失は殆どなく、破線で示すようにドレイン溝の全範囲に亘って一定である。特許文献１のように吸引プレートの略全体に吸引穴１１を配置せず、用紙後端部に集約的に配置しているので、エアーポンプの吸引力を増加することなく、効率的に吸引力を得ることができる。厚紙においても搬送ドラム９の曲率と厚紙のコシ力による後端部の浮きを高精度に抑制することができる。

具体的に説明すると、搬送方向における各吸引穴１１間のピッチｐは５ｍｍであり、縦吸引溝１６の搬送方向における吸引穴１１の存在範囲（吸引範囲）ｈは、用紙後端側から２０ｍｍ程度となっている。すなわち、用紙後端側のみに吸引力を付与する配置となっている。
吸引範囲の２０ｍｍは用紙サイズによって最適値が異なるため、使用する用紙に合わせて変更してもよい。
ドレイン溝１５は用紙後端部より搬送方向下流側にあり、ドレイン溝１５から搬送方向上流側に縦吸引溝１６が延びている。

ドレイン溝１５と、該ドレイン溝１５から上流側に向かって最初の吸引穴１１との距離ｓは１５ｍｍとなっている。換言すると、横吸引溝１５と、各縦吸引溝１６に対応する複数の吸引穴１１のうち横吸引溝１５に最も近い吸引穴１１との距離ｓは、複数の吸引穴１１の搬送方向のピッチｐの２倍（１０ｍｍ）以上である。
このようにすることで、図６（ａ）に示すように、用紙サイズが小さくなって幾つかの吸引穴１１が露出したとしても、吸引穴からドレイン溝までの縦吸引溝の抵抗で圧力損失が生じ、大きな流量が流れない。このため、図６（ｂ）に示すように、ドレイン溝内の負圧を僅かに低下した状態に保つことが可能となり、用紙サイズが変わっても浮きを来さないレベルの吸引圧力を用紙に付与することが可能となる。

特許文献１のように縦吸引溝１６の全範囲に亘って吸引穴１１を配置する思想を適用すると、図６（ｃ）に示すように、ドレイン溝１５のすぐ近くに開放された吸引穴１１が存在する。このため、図６（ｃ）に示すように、ドレイン溝１５内での圧力損失が大きい。ドレイン溝１５内の負圧は図５（ｂ）と比べて約半減している。すなわち、図６（ａ）、（ｂ）に示す本発明における縦吸引溝の抵抗効果を享受できない。
このため、図６（ｂ）に示すようなドレイン溝１５内の負圧を得るためには、エアーポンプの出力を大きくする必要があり、高コスト化につながる。

本発明と従来例（特許文献１）との違いを、図７に基づいて、ドレイン溝内の負圧と風量との関係から模式的に説明する。
Ａ点は、サイズの大きい用紙の場合で、全ての吸引穴が塞がれている状態である。この場合には流路抵抗が大きいので、本発明、従来例共に差はない。
用紙サイズが小さくなって吸引穴の一部が開放されると、従来例では流路抵抗が小さくなってドレイン溝内に入り込む風量が大きくなり、ドレイン溝内の負圧は目標値を下回るＢ点レベルとなる。
本発明では、ドレイン溝と最も近い吸引穴との距離を確保して流路抵抗を大きくしているので、用紙サイズが小さくなって吸引穴の一部が開放されても目標値を上回るＣ点レベルの負圧を確保することができる。

以下に用紙先端部の固定構成を説明する。
図８（ａ）に示すように、搬送ドラム９の周面の一部には軸方向に延びる凹部１７が形成されており（図２、３では省略）、凹部１７には付勢部材としてのバネ１８により常時用紙２の先端部を吸引プレート１０を介して搬送ドラム９の表面に挟んで固定する挟持手段１９が設けられている。

挟持手段１９は装置本体側のカム機構により所定のタイミングで開いて用紙２の先端部を挟み、所定の位置で用紙２を解放する動作行う。
挟持手段１９で用紙２の先端部を固定することで用紙２の先端部分の浮き上がりを防止する。特に搬送による風圧によって先端部が持ち上がることを防止することができる。
搬送ドラム９の周上には、用紙２の後端側へ張力をかけるための張力付与部材としてのテンションローラ２０が設けられている。テンションローラ２０の周速は搬送ドラム９の周速よりも遅く設定されている。このため、テンションローラ２０は、挟持手段１９によって先端部が固定された用紙２の後端側を、搬送ドラム９の表面形状に沿うように引き延ばす作用を呈する。

テンションローラ２０によって、用紙２が搬送ドラム９の表面に巻き付く過程での用紙の弛みを防止することが可能となる。これにより、用紙が搬送ドラム９の表面に巻き付いた際の搬送方向後端側のしわや浮きなどを防止できる。
図８（ｂ）に示すように、テンションローラ２０は、搬送ドラム９の回転時に挟持手段１９が通過する際には、カム機構により搬送ドラム９の回転に同期して搬送ドラム９から離間する。これにより、挟持手段１９との干渉が回避される。
モータやソレノイドなどの別駆動源を用いてテンションローラ２０を離間してもよい。

図９に第２の実施形態を示す。
図９に示すように、本実施形態では、挟持手段１９を櫛歯状に形成し、テンションローラ２０を櫛歯間を通り抜ける複数のローラ２０ａからなる構成としている。このようにすれば、離間機構は不要となる。

上記実施形態では、シート材の一例として用紙（記録媒体）を例示したが、本発明はこれに限定されず、ＯＨＰや銅箔等のシート状で搬送ドラムの形状に沿って吸着・搬送可能なシート材全てを対象とすることができる。
また、上記実施形態では用紙先端部を固定する挟持手段１９を有する構成を例示したが、シート材の材質によっては必ずしも必要ではない。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 液体を吐出する装置としてのインクジェット記録装置
２ シート材としての用紙
７ シート材搬送ユニット
９ 搬送体としての搬送ドラム
１０吸引部材としての吸引プレート
１１ 吸引穴
１４ エアー吸引路
１５ 横吸引溝
１６ 縦吸引溝
１９ 挟持手段
２０ 張力付与部材

特許第５３８４１２１号公報

Claims (9)

1. エアー吸引路を有するドラム状の搬送体と、
   吸引穴を複数有して前記搬送体の表面に巻き付けるように装着され、シート材を前記搬送体の表面形状に沿うように吸着するための吸引部材と、
   を備え、
   前記吸引部材は、搬送方向に延び且つ該搬送方向と直交する前記シート材の幅方向に列をなし、それぞれが複数の前記吸引穴に連通する複数の縦吸引溝と、前記複数の縦吸引溝のそれぞれに搬送方向下流側で連通するとともに前記エアー吸引路に連通する横吸引溝と、を有し、
   前記吸引穴は前記縦吸引溝の搬送方向上流側に偏って配置されているシート材搬送ユニット。
2. 請求項１に記載のシート材搬送ユニットにおいて、
   前記横吸引溝と、前記各縦吸引溝に対応する前記複数の吸引穴のうち前記横吸引溝に最も近い吸引穴との距離は、前記複数の吸引穴の搬送方向のピッチの２倍以上であるシート材搬送ユニット。
3. 請求項１又は２に記載のシート材搬送ユニットにおいて、
   前記搬送体が、前記シート材の搬送方向先端部を挟持する挟持手段を有しているシート材搬送ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のシート材搬送ユニットと、前記エアー吸引路に接続される吸引手段とを有するシート材搬送装置。
5. 請求項４に記載のシート材搬送装置において、
   前記シート材を、前記搬送体の表面形状に沿うように搬送方向上流側へ引き延ばす張力付与部材を有するシート材搬送装置。
6. 請求項５に記載のシート材搬送装置において、
   前記張力付与部材がローラであるシート材搬送装置。
7. 請求項６に記載のシート材搬送装置において、
   前記ローラの周速が前記搬送体の周速よりも遅いシート材搬送装置。
8. 請求項６又は７に記載のシート材搬送装置において、
   前記搬送体が、前記シート材の搬送方向先端部を挟持する挟持手段を有し、前記搬送体の回転時に前記ローラを前記挟持手段と干渉しないように離間させる離間手段が設けられているシート材搬送装置。
9. 請求項４〜８のいずれか１つに記載のシート材搬送装置を備えた、液体を吐出する装置。

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