JP2018127297A - シート搬送装置及び該シート搬送装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気を吸引することで搬送面上のシートに対して吸引孔を介して吸引力を作用させる吸引部を備えた用紙搬送装置において、空気中の異物を効率良く分離する。【解決手段】異物分離部５０は、空気導入室５５の上下にそれぞれ配置された空気排出室５６及び異物回収室５７と、空気導入室５６と異物回収室５７とを区画する第一区画壁５８に形成された複数の第一通気孔５８ａと、空気導入室５６と上記空気排出室５８とを区画する第二区画壁６０に形成された複数の第二通気孔６０ａと、各第一通気孔５８ａの周縁部から下方に延びて下側ほど縮径する逆円錐台状の壁部からなる遠心分離部５９と、各遠心分離部５９と同軸に設けられ、下端が上記遠心分離部５９の下端よりも上側に位置し且つ上端が第二通気孔に接続された円筒状部６１と、各第一通気孔５８ａの上側にて各円筒状部６１の周囲に形成され、周方向の一側から他側に向かって下側に傾斜する傾斜面部６２ａとを有している。【選択図】図９

Description

本発明は、シート搬送装置及び該シート搬送装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、インクジェットプリンター等のシート搬送装置として、一対のテンションローラーに掛け回された無端状のベルトにシートを吸着保持して搬送するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ベルトには複数の通気孔が形成されている。ベルトの径方向内側には、この複数の通気孔を介してシートに負圧を作用させる負圧発生装置が設けられている。ベルトの径方向外側には、ベルトの外周面に保持されたシートにインクを吐出して画像を記録するインクヘッドが設けられている。

上記負圧発生装置は、ファンが取り付けられたファンケースを有している。ファンケースの天板部はベルトの内周面に当接している。そして、天板部は、ベルトの外周面に保持されたシートを、該ベルトを介して下方から支持している。天板部には、シート搬送方向に延びる複数の吸引孔が形成されている。吸引孔は、ベルトの通気孔をファンケース内の負圧室に連通させる。これにより、ベルトの外周面に保持されたシートには、通気孔及び吸引孔を介してファンケース内の負圧が作用する。この結果、シートがベルトの外周面に吸着される。

この種の搬送装置では、ベルトを使用せずに、搬送ローラー対によりシートを挟持して搬送する場合もある（例えば、特許文献２参照）。この搬送装置では、シートは、ファンケースの天板部に吸引孔を介して直接吸着される。そして、シートは天板部に摺接しながら搬送ローラー対によって搬送される。

特開２０１１−９３６３９号公報 特開２０１０−９４８７０号公報

ここで、上記特許文献１及び２に示すシート搬送装置では、ファン（吸引部）により空気を吸引する際に、紙粉やインク等の異物を当該空気と共に吸引してしまう場合がある。このような異物を含んだ空気が機外に排出されると周辺環境が汚染されるという問題がある。

そこで、フィルター等を用いて空気流に含まれる異物を分離（除去）した後に空気を機外に排出することが考えられる。

しかしこの場合、フィルターに捕集された異物が増加するにしたがってフィルターを通過する空気の圧力損失が増大してファンの作動効率が低下するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空気を吸引することで搬送面上のシートに対して吸引孔を介して吸引力を作用させる吸引部を備えた用紙搬送装置において、フィルターを使用することなく空気中の異物を効率良く分離することにある。

本発明に係るシート搬送装置は、シートを搬送する搬送部と、該シートを吸引する吸引孔が形成された搬送面と、該搬送面の裏面側に設けられ、空気を吸引することで該搬送面上のシートに対して上記吸引孔を介して吸引力を作用させる吸引部と、該吸引部により吸引された空気中の異物を分離した後に該空気を排出する異物分離部とを備えている。

そして、上記異物分離部は、上記吸引部により吸引した空気を受入れて水平方向に流通させる空気導入室と、上記空気導入室の上側に設けられた空気排出室と、上記空気導入室の下側に設けられた異物回収室と、上記空気導入室と上記異物回収室とを区画する第一区画壁に形成された複数の第一通気孔と、上記空気導入室と上記空気排出室とを区画する第二区画壁に形成された複数の第二通気孔と、上記各第一通気孔の周縁部から下方に延びて下側ほど縮径する逆円錐台状の壁部からなり、該各第一通気孔より流入する空気を螺旋状に旋回させることにより当該空気中の異物を分離する遠心分離部と、上記各遠心分離部と同軸に設けられ、下端が上記遠心分離部の下端よりも上側に位置し且つ上端が上記第二通気孔に接続され、上記遠心分離部にて異物を分離した後の空気流を上記空気排出室へと導く円筒状部と、上記各第一通気孔の上側にて上記各円筒状部の周囲に形成され、周方向の一側から他側に向かって下側に傾斜し、上記導入室内を水平方向に流通する空気流に対して該周方向の速度成分を付与して上記各遠心分離部内に導く傾斜面部とを有している。

本発明によれば、空気を吸引することで搬送面上のシートに対して吸引孔を介して吸引力を作用させる吸引部を備えた用紙搬送装置において、フィルターを使用することなく空気中の異物を効率良く分離することができる。

実施形態におけるシート搬送装置を備えた画像形成装置を示す縦断面図である。 シート搬送装置の搬送ベルトを示す、上側から見た平面図である。 ファンケースの天板部を示す、上側から見た平面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 図５は、異物分離装置が組付けられたシート搬送装置を前方斜め左側から見た斜視図である。 図６は、異物分離装置が組付けられたシート搬送装置を後方斜め左側から見た斜視図である。 図７は、異物分離装置を前方斜め上側から見た斜視図である。 図８は、異物分離装置のダクトユニット（異物分離装置から分離ユニットを取外した残りのユニット）を示す後方斜め左側から見た斜視図である。 図９は、図６のIX−IX線断面図である。 図１０は、図９における各遠心分離部及びその周辺を拡大して示す拡大図である。 図１１は、異物分離装置の分離ユニットを示す分解斜視図である。 図１２は、分離ユニットの構成要素である第一分離部材を下方（裏面側）から見た斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、実施形態におけるシート搬送装置１を備えた画像形成装置１００を示している。この画像形成装置１００は、記録媒体であるシートＳにインクを吐出して画像を記録するインクヘッド２と、記録用のシートＳを収容する給紙カセット３と、インクヘッド２に対向して配置される上記シート搬送装置１と、画像を記録済みのシートＳを排出するためのシート排出トレイ４と、を備えている。尚、以下の説明において、「上流側」、「下流側」はそれぞれ、シート搬送方向の上流側、下流側を意味する。「前側」、「後側」は、画像形成装置１００の前側、後側を意味し、「左側」、「右側」は、画像形成装置１００を前側から見たときの左側、右側を意味する。

上記インクヘッド２は、主走査方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びるガイドレールに沿って移動可能に構成されている。インクヘッド２は、副走査方向（図１の左右方向）に並ぶ４つのラインヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを有している。各ラインヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のインクを吐出する。インクヘッド２の下面には、ラインヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋごとに多数のノズルが形成されている。各ラインヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、インクが充填された圧力室の容積を圧電素子により変動させることで、ノズルからインクを吐出する。

上記給紙カセット３は、装置下部に設けられていて、複数のシート状のシートＳを積層して収容可能になっている。

給紙カセット３には、給紙を行うための給紙ローラー６が設けられている。給紙ローラー６の下流側には、給紙カセット３内のシートＳを上記シート搬送装置１へと導くための搬送経路７が設けられている。該搬送経路７はガイド板８により構成されている。該搬送経路７には、上流側から下流側に向かって順に、第１搬送ローラー対９、第２搬送ローラー対１０、及びレジストローラー対１１が設けられている。そして、給紙カセット３から給紙ローラー６により給紙されたシートＳは、第１及び第２搬送ローラー対９，１０によりレジストローラー対１１へと搬送され、このレジストローラー対１１により所定のタイミングでシート搬送装置１へと送り込まれる。

上記シート搬送装置１は、インクヘッド２に対向してその下側に配置されている。そして、シート搬送装置１は、レジストローラー対１１より供給されるシートＳをインクヘッド２の上流側近傍から下流側近傍まで搬送する。シート搬送装置１の下流側には、シート排出ローラー対２２及びシート排出トレイ４が設けられている。

上記シート搬送装置１は、駆動ローラー１５と従動ローラー１６と２つのテンションローラー１３，１４と、これら４つのローラー１３〜１６に掛け回された環状の搬送ベルト１８と、搬送ベルト１８の径方向内側に設けられた負圧発生装置１９と、後述する異物分離装置Ｂとを有している。

駆動ローラー１５は、搬送ベルト１８に駆動力を伝達するためのローラーであって、インクヘッド２よりも下流側に配置されている。駆動ローラー１５は、ベルト駆動モーター(図示省略)に動力伝達可能に連結されている。ベルト駆動モーターは、本実施形態ではステッピングモーターにより構成されている。

従動ローラー１６は、インクヘッド２よりも上流側に配置されている。従動ローラー１６は、駆動ローラー１５と略同じ高さに配置されている。テンションローラー１３，１４は、搬送ベルト１８のテンションを調整するためのローラーであって、駆動ローラー１５及び従動ローラー１６よりも下側に配置されている。

搬送ベルト１８の上面は、シートＳを搬送するためのシート搬送面を形成している。搬送ベルト１８の上面は、インクヘッド２の下面に対して略平行に延びている。そして、搬送ベルト１８は、その上面にシートＳを吸着保持しながら搬送する。

搬送ベルト１８には、図２に示すように、多数の通気孔２１が形成されている。各通気孔２１は搬送ベルト１８の厚さ方向に貫通している。各通気孔２１は、負圧発生装置１９にて発生した負圧をシートＳに作用させる機能を有している。

上記負圧発生装置１９は、内部にファン２４が収容されたファンケース２５を有している。ファンケース２５の上壁は金属製の天板部３１で構成されている。天板部３１は、搬送ベルト１８の内周面に下方から当接している。そして、天板部３１は、搬送ベルト１８の上面（外周面）に保持されたシートＳを、該ベルト１８を介して下方から案内支持する。ファンケース２５の後側壁には開口部２５ａが形成されている。ファン２４は、ファンケース２５内における開口部２５ａに対向する位置に配置されている。開口部２５ａには、ファンケース２５によりファンケース２５内に吸引した空気中の異物を分離する異物分離装置Ｂ（図５〜図１２参照）が接続されている。異物分離装置Ｂの詳細については後述する。

図３及び図４に示すように、上記天板部３１の上面には、シート搬送方向に延びる複数のスリット溝３６が形成されている。各スリット溝３６の下流側端部には、上下方向に貫通する複数の吸引孔３７が形成されている。そして、ファン２４が作動すると、ファンケース２５内に空気が吸引されて負圧が発生し、この負圧が、吸引孔３７及び上記搬送ベルト１８の通気孔２１を介して、搬送ベルト１８上のシートＳに作用する。この結果、シートＳは、搬送ベルト１８の上面に吸着保持される。

−異物分離装置の構成−
図５〜図７に示すように、異物分離装置Ｂは、空気の導排出機能を担うダクトユニット４０と、空気内の異物分離機能を担う分離ユニット５０とを有している。ダクトユニット４０と分離ユニット５０とはボルト等の締結部材を介して連結されている。
図８に示すように、ダクトユニット４０は、上下方向に延びる断面矩形状の導入ダクト部４１及び排出ダクト部４２と、該導入ダクト部４１の下端部に垂直に接続された断面矩形状の第一連結ダクト部４３及び第二連結ダクト部４４とを有している。

導入ダクト部４１の上端部は、前側に湾曲してファンケース２５の開口部２５ａに接続されている。導入ダクト部４１の下端部は、第一連結ダクト部４３を介して分離ユニット５０に連結されている。第一連結ダクト部４３は、平面視で左右方向に延びる矩形状をなしている。第一連結ダクト部４３内の風路の断面積は、左右方向（空気流通方向）において一定とされている。第一連結ダクト部４３内の風路は、分離ユニット５０内の空気導入室５５（図９参照）に連通している。

排出ダクト部４２の上端は、上側に開放して画像形成装置１００の上面に形成された排気口（図示省略）に接続されている。排出ダクト部４２の下端部は第二連結ダクト部４４を介して分離ユニット５０に連結されている。第二連結ダクト部４４は、平面視で右側から左側に向かって拡幅する台形状をなしている。第二連結ダクト部４４内の風路の断面積は、右側から左側（上流側から下流側）に向かうにしたがって徐々に減少する。第二連結ダクト部４４内の風路は、分離ユニット５０内の空気排出室５６（図９参照）に連通している。尚、図９中の符号４２ａは、排出ダクト部４２の上端部を画像形成装置１００の固定フレームに固定するためのブラケット部である。

分離ユニット５０は、外観視において左右方向に長い偏平な直方体状をなしている。分離ユニット５０は、図９〜図１１に示すように、本体ケース部５１、第一分離部材５２、第二分離部材５３及び蓋部材５４をこの順に下側から上側に積み重ねて形成されている。

本体ケース部５１と第一分離部材５２とは、それぞれに形成された突出ボス部５１ａ及び突出ボス部５２ａをボルトで締結することで連結固定されている。第一分離部材５２と第二分離部材５３とは、第二分離部材５３の周側部に突設された爪部５３ｂに、第一分離部材５２の周側部に設けられた取付片の係合孔５２ｃを係合させることで連結固定されている。蓋部材５４と第二分離部材５３とは、それぞれに形成された突出ボス部５４ａ及び突出ボス部５３ａをボルトで締結することで連結固定されている。また蓋部材５４は、その周縁部に設けられた取付片の係合孔５４ｂを、第二分離部材５３の周側部に突設された爪部５３ｃに係合させることで連結固定されている。

図９及び図１０に示すように、分離ユニット５０内の空間は、空気導入室５５と空気排出室５６と異物回収室５７との三つに区画されている。空気排出室５６及び異物回収室５７はそれぞれ空気導入室５５を挟んでその上側及び下側に配置されている。

空気導入室５５とその下側の異物回収室５７とを区画する第一区画壁５８には複数（本実施形態では例えば１３個）の第一通気孔５８ａが形成されている。１３個の第一通気孔５８ａは、前側列と中央列と後側列との三列に分けて配置されており、前側列及び中央列はそれぞれ５つの第一通気孔５８ａにより構成され、後側列は３つの第一通気孔５８ａにより構成されている。各列において第一通気孔５８ａは左右方向に等間隔に配置されている。

第一区画壁５８に形成された各第一通気孔５８ａの周縁部には、下側ほど縮径する逆円錐台状の壁部からなる遠心分離部５９が接続されている。

空気導入室５５とその上側の空気排出室５６とを区画する第二区画壁６０には複数（本実施形態では例えば１３個）の第二通気孔６０ａが形成されている。複数の第二通気孔６０ａはそれぞれ上記複数の第一通気孔５８ａと同軸に形成されている。第二通気孔６０ａの孔径は第一通気孔５８ａの孔径と等しい。

図１２に示すように、第二区画壁６０の下面側には、円筒状部６１と、該円筒状部６１の外周面に沿って延びる空気案内部６２とが突設されている。

円筒状部６１は第二通気孔６０ａと同軸に形成されている。円筒状部６１の外径は第二通気孔６０ａの孔径よりも小さい。

空気案内部６２は、円筒状部６１の外周面と第二通気孔６０ａの周縁部とを連結している。空気案内部６２の外径は、第二通気孔６０ａの孔径よりも僅かに大きい。

空気案内部６２は、軸方向から見て円筒状部６１の外周面の３／４（周方向の角度で見て２７０°）の範囲を囲むように形成されている。

空気案内部６２の下端面は、傾斜面部６２ａと平坦面部６２ｂとで構成されている。

傾斜面部６２ａは、軸方向から見て、円筒状部６１の外周面における空気流入側とは反対側の半部（周方向の角度で見て１８０°の範囲）を囲むように形成されている。傾斜面部６２ａは、周方向の一側から他側に向かって第二区画壁６０からの距離が増加するように（換言すると第一通気孔５８ａに近接するように）形成されている。

平坦面部６２ｂは、傾斜面部６２ａにおける周方向の他端端部に連続的に繋がっている。平坦面部６２ｂは、軸方向から見て円筒状部６１の外周面の１／４（周方向の角度で見て９０°）の範囲を囲むように形成されている。平坦面部６２ｂは第一通気孔５８ａの上端位置よりも所定距離だけ上側に位置している。この所定距離は、０ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。尚、平坦面部６２ｂは、第一通気孔５８ａの上端位置と同じ高さに位置していてもよい。

以上のように構成されたシート搬送装置１において、ファン２４が作動することによりファンケース２５内に吸い込まれた空気は、導入ダクト部４１及び第一連結ダクト部４３を通って分離ユニット５０内の空気導入室５５（図１０参照）に導かれる。そして、空気導入室５５内に導かれた空気流は、各円筒状部６１の周囲に到達して空気案内部６２の傾斜面部６２ａに沿って旋回しながら下降して平坦面部６２ｂに達したところで遠心分離部５９の内壁面に流入する。そして、流入した空気流はさらに、遠心分離部５９の内面に沿って旋回しながら下降する。このとき、空気中に含まれる異物が遠心力により分離されて遠心分離部５９の下端開口から異物回収室５７内に落下する。一方、遠心分離部５９の下端に達した空気流は、中心部側の低圧領域に引き込まれて上昇し、円筒状部６１内を通って空気排出室５６内に導かれる。そうして、空気排出室５６内に導かれた空気流は、第二連結ダクト部４４及び排出ダクト部４２を通って機外に排出される。

したがって、本実施形態では、ファン２４によりファンケース２５内に吸引された空気中の異物（例えば紙粉やインク等）を分離ユニット５０により分離して、異物を含まないクリーンな空気のみが排出ダクト部４２を通って機外に排出される。よって、異物が空気流と共に機外に排出されて周辺環境が汚染されるのを防止することができる。

分離ユニット５０は、空気中の異物を遠心分離部５９にて旋回させて遠心分離するようにしているので、フィルター等を使用した場合に比べて空気の圧力損失を低減してファン２４の作動効率を向上させることができる。またフィルターを定期的に交換する必要もないのでシート搬送装置１のメンテナンスにかかる費用を低減することができる。

また分離ユニット５０は、ダクトユニット４０（シート搬送装置１の一部）に対して着脱可能に構成されている。したがって、分離ユニット５０内の異物回収室５７に貯まった異物を除去する作業を容易に行うことができる。

また、異物回収室５７は本体ケース部５１とその上側を覆う第一分離部材５２とによって区画された空間であり、本体ケース部５１は第一分離部材５２に対してボルト締結されて着脱可能になっている。

したがって、本体ケース部５１を取り外すだけで異物回収室５７内（本体ケース部５１内）に溜まった異物を容易に除去することができる。

また、上記空気案内部６２の傾斜面部６２ａは、円筒状部６１の周方向の一側から他側に向かって下降し、傾斜面部６２ａの該他側端には、周方向において高さが一定の平坦面部６２ｂが連接されている。そして、この平坦面部６２ｂ、第一通気孔５８ａの上端位置と同じ高さ位置又は該上端位置よりも所定距離（０ｍｍよりも大きく且つ１ｍｍ以下）だけ上側に形成されている。

このように第一通気孔５８ａの一部を平坦面部６２ｂによって略塞ぐことにより、傾斜面部６２ａの周方向の一端から他端に導かれた空気流を確実に第一通気孔５８ａ内に流入させて遠心分離部５９へと導くことができる。

また、上記遠心分離部５９は、複数設けられていて平面視で列状に配置されている。これにより、遠心分離部５９を一つだけ設ける場合に比べて高さを抑えて分離ユニット５０全体をコンパクト化することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、シート搬送装置１をインクジェット式の画像形成装置に適用した例を示したが、これに限ったものではなく、シートを搬送する装置であれば如何なる装置に適用してもよい。

また、画像形成装置による印刷方式は、インクジェット式に限らず例えば電子写真方式であってもよい。

また、上記実施形態では、シート搬送装置１は搬送ベルト１８の上面にシートを吸着保持するようにしているが、搬送ベルトを使用せずに、搬送ローラー対によりシートを挟持して搬送するようにしてもよい。この場合、シート搬送装置１は、ファンケース２５の天板部３１に吸引孔３７を介して直接吸着され、シートは天板部に摺接しながら搬送ローラー対によって搬送される。

以上説明したように、本発明は、シート搬送装置及び該シート搬送装置を備えた画像形成装置について有用である。

Ｐ シート
Ｓ 異物分離装置
１ シート搬送装置
２４ ファン（吸引部）
２５ ファンケース（吸引部）
３７ 吸引孔
５０ 分離ユニット（異物分離部）
５１ 本体ケース部
５２ 第一分離部材（分離部材）
５５ 空気導入室
５６ 空気排出室
５７ 異物回収室
５８ 第一区画壁
５８ａ 第一通気孔
５９ 遠心分離部
６０ 第二区画壁
６０ａ 第二通気孔
６１ 円筒状部
６２ａ 傾斜面部
６２ｂ 平坦面部
１００ 画像形成装置

Claims (5)

1. シートを搬送する搬送部と、該シートを吸引する吸引孔が形成された搬送面と、該搬送面の裏面側に設けられ、空気を吸引することで該搬送面上のシートに対して上記吸引孔を介して吸引力を作用させる吸引部と、該吸引部により吸引された空気中の異物を分離した後に該空気を排出する異物分離部とを備えたシート搬送装置であって、
   上記異物分離部は、
   上記吸引部により吸引した空気を受入れて水平方向に流通させる空気導入室と、
   上記空気導入室の上側に設けられた空気排出室と、
   上記空気導入室の下側に設けられた異物回収室と、
   上記空気導入室と上記異物回収室とを区画する第一区画壁に形成された複数の第一通気孔と、
   上記空気導入室と上記空気排出室とを区画する第二区画壁に形成された複数の第二通気孔と、
   上記各第一通気孔の周縁部から下方に延びて下側ほど縮径する逆円錐台状の壁部からなり、該各第一通気孔より流入する空気を螺旋状に旋回させることにより当該空気中の異物を分離する遠心分離部と、
   上記各遠心分離部と同軸に設けられ、下端が上記遠心分離部の下端よりも上側に位置し且つ上端が上記第二通気孔に接続され、上記遠心分離部にて異物を分離した後の空気流を上記空気排出室へと導く円筒状部と、
   上記各第一通気孔の上側にて上記各円筒状部の周囲に形成され、周方向の一側から他側に向かって下側に傾斜し、上記導入室内を水平方向に流通する空気流に対して該周方向の速度成分を付与して上記各遠心分離部内に導く傾斜面部とを有している、シート搬送装置。
2. 請求項１記載のシート搬送装置において、
   上記異物分離部は、ユニット化されて当該シート搬送装置に対して着脱可能に構成されている、シート搬送装置。
3. 請求項１又は２記載のシート搬送装置において、
   上記異物回収室は、上側に開放するケース体と、該ケース体の上側を覆う分離部材とによって区画された空間であり、
   上記ケース体は、上記第分離部材に対して着脱可能に構成されている、シート搬送装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシート搬送装置において、
   上記傾斜面部の周方向の他側端は、上記第一通気孔よりも
   上記傾斜面部の周方向の他側端に連接し、周方向において高さが一定の平坦面部をさらに備え、
   上記平坦面部は、上記第一通気孔の上端位置と同じ高さにあるか又は該上端位置よりも所定距離だけ上側に位置し、
   上記所定距離は、０ｍｍよりも大きく且つ１ｍｍ以下である。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシート搬送装置を備えた画像形成装置。
   
   

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