JP2023174584A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体を精度よく搬送することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】ロール状に巻き取られている連続したシートを搬送し、搬送しているシートに画像を形成して記録を行うことが可能な画像形成装置の搬送ユニットにおいて、搬送方向における下流側に搬送ベルト、搬送方向における上流側に搬送ローラとピンチローラを配置し、搬送ベルトによる記録媒体の搬送速度を、搬送ローラによる記録媒体の搬送速度よりも速い速度とする。【選択図】図５

Description

本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、無端ベルトをかけ渡した搬送機構で記録媒体を搬送し、搬送機構によって記録領域に搬送された記録媒体に対して記録ヘッドで記録を行う画像形成装置がある。

特開2 0 0 7 - 5 0 5 4 4号公報

しかし、従来の搬送機構では、無端ベルトのみを用いているため、記録媒体を搬送するときに無端ベルトの伸び縮みが生じ、記録媒体を精度よく搬送することが出来ないという課題があった。本発明は、このような従来の技術に存在する課題に鑑みてなされたものであり、記録媒体を精度よく搬送することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明に係る一実施形態は、インクジェット方式の記録ヘッドと、前記記録媒体を搬送方向に搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラとの間で前記記録媒体を狭持するピンチローラと、前記搬送方向において前記搬送ローラよりも下流側に位置し、前記記録媒体を前記搬送方向へ搬送する搬送ベルトと、前記搬送ローラと前記搬送ベルトとを駆動して前記記録媒体の搬送を行う搬送モータと、を有し、前記搬送ベルトの搬送速度は、前記搬送ローラの搬送速度よりも速い速度であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、記録媒体を精度よく搬送することができる画像形成装置を提供することが可能となる。

画像形成装置の外観を示す図である。 画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 画像形成装置の制御ブロック図である。 搬送ユニットの斜視図である。 搬送ローラと搬送ベルトの構成を説明する図である。 搬送ローラと搬送ベルトの構成を説明する図である。 ジャム検出用ホイールの説明図である。 ロールシートの説明図である。

＜画像形成装置の全体構成＞
図１は、本実施形態の画像形成装置を示した斜視図である。画像形成装置１００は、ＬＣＤ及びタッチパネルからなる操作部１０２が設けられた装置本体１０１と、記録媒体がロール状に巻き取られたロールシートを装填するロールシートホルダ１０３と、を備えている。画像形成装置１００は、ロールシートを搬送手段によって搬送しつつ、そのロールシートに付されたラベルに合わせて、ホストコンピュータ１０４から受信した画像データを印刷する。画像形成装置１００とホストコンピュータ１０４とは、プリンタケーブル１０５によってつながれている。

図２は、本実施形態の画像形成装置１００の模式断面図である。画像形成装置１００は、ロールシートホルダ１０３に装填している記録媒体としてのロールシート２００を、搬送ユニット２０１で搬送するよう構成されている。ロールシート２００は、搬送ユニット２０１の搬送ローラ２０２と搬送ベルト２０７とで搬送される。搬送ユニット２０１の内部にはファン２０８が設けられ、搬送ユニット２０１は、ファン２０８によって負圧を発生させてロールシート２００を搬送ベルト２０７に吸いつけながらロールシート２００の搬送を行う。

本実施形態の画像形成装置はインクを吐出して記録を行う画像形成手段を有するインクジェット画像形成装置であり、インクを吐出する多数のノズルを有する記録ヘッド２１０が搬送ベルト２０７の記録媒体を搬送する面と対向するように保持されている。この記録ヘッド２１０には不図示のインクタンクが接続されている。そして、記録に際しては搬送ユニット２０１によって搬送されるロールシート２００に対して、画像信号に応じて記録ヘッド２１０からインクを吐出することにより画像を形成する。また、画像形成装置には記録ヘッド２１０のノズルを覆うことが可能な不図示のキャップが設けられている。キャップには不図示のポンプユニットが接続され、キャップ内を負圧とすることによりノズル内のインクを吸引することができる。吸引や吐出によりノズル内部のインクをキャップに排出することで、ノズルの目詰まりを防止することができる。

記録ヘッド２１０よりもロールシート２００の搬送方向上流側の位置には、ロールシート２００に貼付されたラベルの有無を検出することが可能なメディアセンサ２０９が配置されている。ロールシート２００の構成を図８に示す。ロールシート２００は連続したシートをロール状に巻き取ったものであるが、台紙７０１上にラベル７０２が等間隔に貼り付けられている。画像形成装置１００は、ロールシート２００を搬送し、ラベル７０２に記録を行う。

＜制御部＞
図３は本実施形態の画像形成装置１００の動作を制御する制御部の構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は制御部からの制御信号により、記録動作や後述するクリーニング動作を実行する。

図３において、３０１は画像形成装置全体を制御するメインコントローラであり、データを格納する格納手段としての機能、及びデータ制御手段及び、設定データに基づいて本体の動作を変更する設定手段としての機能などを有する。メインコントローラ３０１はホストコンピュータ１０４に接続され、互いに信号の授受を行う。３０２はメインコントローラ３０１に接続され、制御プログラムなどが格納されているＲＯＭであり、それらのプログラムに従いメインコントローラ３０１はＲＡＭ３０３を作業用メモリとして使用する。３０４は前記ホストコンピュータ１０４から送信されてきた画像データを格納するイメージバッファである。３０５は前記記録ヘッド２１０に内蔵される発熱体（不図示）を駆動させる駆動回路であり、前記メインコントローラ３０１に接続されたドライバコントローラ３０６が、前記イメージバッファに格納されたビットマップ形式の画像データに従ってヘッド駆動回路３０５を制御することで画像を記録する。３０７は搬送部等に設けられた搬送モータ２０６を駆動する駆動回路であり、メインコントローラ３０１によって制御される。そして、操作部１０２のＬＣＤに表示する画面や、ユーザがタッチパネルを操作した場合の挙動もメインコントローラ３０１によって制御される。また、センサ回路３０９によってメディアセンサ２０９等の検出が行われる。

＜搬送ユニット＞
図４から図６を用いて搬送ユニット２０１の説明を行う。
図４は搬送ユニット２０１の斜視図である。搬送ユニット２０１は、記録を行う際、ロールシート２００を矢印Aの方向に搬送する。搬送ユニット２０１は、搬送ローラ２０２、ピンチローラ２０３、搬送ベルト２０７、プラテン４０２、シートガイド４０３を備えている。

本実施形態の搬送ローラ２０２は、表面をセラミックでコーティングすることで、搬送するロールシート２００との摩擦力を高めている。セラミックによるコーティングの他に、表面にブラスト処理を施したローラを搬送ローラとして用いることで、ロールシート２００との摩擦力を高めることも可能である。搬送ローラ２０２は、後述する搬送ローラ軸に複数取り付けられている。

ピンチローラ２０３は、バネ４０１の弾性力によって、搬送ローラ２０２へ向けて付勢されている。搬送ローラ２０２とピンチローラ２０３とでロールシート２００を挟持する。

搬送ベルト２０７は、搬送方向（矢印Ａ）において搬送ローラ２０２よりも下流側に、搬送方向（矢印A）に沿って架け渡される。搬送ベルト２０７には、開口が設けられている。搬送ユニット２０１の内部には図２に示すファン２０８が設けられており、ファン２０８で発生させた負圧によって、搬送ベルト２０７の開口から空気が吸い込まれる。搬送ユニット２０１にロールシート２００がセットされているとき、搬送ベルト２０７の開口への吸気によって、ロールシート２００の裏面は搬送ベルト２０７の上面に吸い付けられる。

プラテン４０２の上面は、搬送ベルト２０７の上面と同じ高さとなるように構成されている。プラテン４０２の上面には、搬送ベルト２０７と同様に、開口が設けられている。プラテン４０２の開口からも、ファン２０８で発生させた負圧によって空気が吸い込まれ、ロールシート２００の裏面をプラテン４０２の上面に吸いつける。ロールシート２００が搬送されるとき、ロールシート２００の裏面は、プラテン４０２の上面に接触しながら搬送される。

プラテン４０２において、図４の矢印Bで示す範囲は、記録ヘッド２１０によるロールシート２００への記録が行われる領域である。プラテン４０２上で矢印Bの範囲を吸引することにより、ロールシート２００の記録を行う領域をプラテン４０２の表面に吸い付ける。そして、ロールシート２００の浮き上がりを抑制することで、ロールシート２００が記録ヘッド２１０に接触するのを抑えたり、ロールシート２００と記録ヘッド２１０との間隔が狭くなって記録画質が低下するのを抑えたりすることが出来る。

シートガイド４０３は、ロールシート２００の幅方向の位置を規制する。シートガイドは幅方向の両端部を規制するために一対で構成されている。一対のシートガイド４０３は、ラックアンドピニオンの機構によって、片方を幅方向に移動させると、他方が連動して逆方向に同距離だけ移動する。この機構により、異なる幅のロールシート２００に記録する場合であっても、ロールシート２００の幅方向における中心は同じ位置となる。

搬送ベルト２０７のベルト幅方向の中心は、シートガイド４０３によって規制されるシート幅の中心と一致するように配置されている。そのため、異なる幅のロールシート２００が画像形成装置にセットされた場合でも、搬送ベルト２０７はロールシート２００の幅方向の中心部分に接触して搬送することが出来る。

図５を用いて、搬送ローラ２０２と搬送ベルト２０７を駆動する機構について説明する。搬送ローラ２０２と搬送ベルト２０７は、共通の駆動源である搬送モータ２０６によって駆動される。無端の搬送ベルト２０７は、ベルトプーリ５０１と従動コロ５０２の間に架け渡される。ベルトプーリ５０１は、ベルト駆動軸５０３に取り付けられる。搬送モータ２０６による駆動は、第1駆動ベルト５０５によってベルト駆動軸５０３に伝わり、ベルト駆動軸５０３に取り付けられたベルトプーリ５０１が回転することで、搬送ベルト２０７に伝わる。なお、ベルトプーリ５０１には不図示のワンウェイクラッチが内蔵されている。そして、ベルト駆動軸５０３がロールシート２００を搬送方向に搬送するときの回転方向で回転するときにだけ、ベルトプーリ５０１はベルト駆動軸５０３と一緒に回転する。ベルト駆動軸５０３がこれと逆方向に回転するときには、ベルト駆動軸５０３だけが回転し、ベルトプーリ５０１は回転しない。

搬送ローラ２０２は、搬送ローラ軸５０４に取り付けられている。搬送モータ２０６が第1駆動ベルト５０５を介してベルト駆動軸５０３を回転させると、ベルト駆動軸５０３が第2駆動ベルト５０６を介して搬送ローラ軸５０４を回転させる。そして、搬送ローラ軸５０４に取り付けられた搬送ローラ２０２が回転する。

図６は図５を別の角度から見た図である。搬送ユニット２０１は、ロータリーエンコーダ６０１とメディアセンサ２０９を備えている。ロータリーエンコーダ６０１のコードホイールは、搬送ローラ軸に取り付けられている。ロータリーエンコーダ６０１の出力を図３のセンサ回路で監視することで、搬送ローラ軸５０４の回転量や回転速度を検出することが出来る。搬送ローラ軸５０４の回転量や回転速度は、ロールシート２００の搬送の制御や記録ヘッド２１０による記録タイミングの制御に用いられる。

メディアセンサ２０９は、画像形成装置１００にセットされたロールシート２００上に貼り付けられているラベル７０２を検出する。メディアセンサ２０９は光学式の透過型センサや反射型センサを用いて、ラベル７０２の有無を検出する。メディアセンサ２０９の出力は、記録ヘッド２１０による記録開始タイミングの制御に用いられる。

本実施形態では、搬送モータ２０６からベルト駆動軸５０３への動力伝達と、ベルト駆動軸５０３から搬送ローラ軸５０４への動力伝達とを、歯付きプーリとコグベルトの組み合わせによって行う。平ベルトとプーリの組み合わせを用いることも可能であるが、搬送モータ２０６による駆動をロスなく搬送ローラ２０２に伝えるとともに、搬送ローラ２０２によるロールシート２００の搬送精度を高めるためには、滑りが生じにくい歯付きプーリとコグベルトの組み合わせが望ましい。

本実施形態においては、搬送ローラ２０２によるロールシート２００の搬送速度よりも搬送ベルト２０７による搬送速度を速くしている。搬送ローラ２０２によるロールシート２００の搬送は、搬送ローラ２０２とピンチローラ２０３でロールシートを挟持しながら行われる。一方、搬送ベルト２０７によるロールシート２００の搬送は、ファン２０８で発生させた負圧によって、ロールシート２００を搬送ベルト２０７に吸い付けながら行われる。搬送ローラ２０２とピンチローラ２０３によるロールシート２００の保持力は、搬送ベルト２０７と吸引ファン２０８によるロールシート２００の保持力を上回る。その為、ロールシート２００の移動速度は搬送ローラ２０２の搬送速度によって決まる。そして、ロールシート２００と搬送ベルト２０７との間に滑りが生じることで、ロールシート２００の移動速度と搬送ベルト２０７の搬送速度との差が解消される。

搬送ベルト２０７は、搬送ローラ２０２よりも搬送方向下流側に位置している。そして、搬送ベルト２０７の搬送速度は、搬送ローラ２０２よりも速く設定している。そのため、ロールシート２００は、搬送方向下流側に引っ張られながら搬送される。ロールシート２００を引っ張りながら搬送することで、プラテン４０２上でロールシート２００に弛みが生じるのを抑制することが出来る。

搬送ベルト２０７と搬送ローラ２０２の搬送速度の差は、小さすぎるとプラテン４０２上でのロールシート２００の弛みを抑制する効果が弱くなってしまう。一方、搬送ベルト２０７と搬送ローラ２０２の搬送速度の差が大きすぎると、ロールシート２００の裏面と搬送ベルトの表面との間の摩擦によって、ロールシート２００の裏面に擦れた痕跡が残ったり、搬送ベルト２０７の表面の摩耗が進みやすくなったりする。そのため、搬送ベルト２０７による搬送速度が搬送ローラ２０２による搬送速度よりも３～５％程度速くなるようにするのが好適である。

搬送ベルト２０７の搬送速度は、搬送モータ２０６の回転数の他に、歯付きプーリの歯数とベルトプーリ５０１の外径とによって設定される。搬送ローラ２０２の搬送速度は、搬送モータ２０６の回転数の他に、歯付きプーリの歯数と搬送ローラ２０２の外径とによって設定される。本実施形態においては、搬送モータ２０６を搬送ベルト２０７と搬送ローラ２０２とを駆動する共通駆動源とし、歯付きプーリを共通の部品としている。そのため、ベルトプーリ５０１の外径を搬送ローラ２０２の外径よりも大きくすることで、搬送速度を調整している。

ロールシート２００を画像形成装置１００にセットするときや、ロールシート２００に記録を行うにあたってラベル７０２の先端を記録開始位置へ移動させるときに、画像形成装置１００はロールシート２００を搬送方向と逆方向へ移動させるバックフィードを行う。バックフィードを行う場合に、搬送ベルト２０７の搬送速度が搬送ローラ２０２の搬送速度よりも速く設定されていると、ロールシート２００に弛みが生じる恐れがある。これは、移動方向の上流側の搬送速度が下流側の搬送速度よりも速くなるためである。本実施形態では、ベルトプーリ５０１にワンウェイクラッチを内蔵させているため、バックフィードを行う際には、搬送ベルト２０７による搬送は行われない。従って、ロールシート２００のバックフィードを行う場合、ロールシート２００は搬送ローラ２０２とピンチローラ２０３とで搬送されるので、ロールシート２００に弛みが生じることを抑制できる。

図７を用いてジャム検出用ホイールについて説明する。ジャム検出用ホイール６１２は従動ローラ６１１と同じ軸に取り付けられており、従動ローラ６１１が回転するとジャム検出用ホイール６１２も回転する。ジャム検出用ホイール６１２には一定の角度ごとにスリットが設けられている。フォトインタラプタ６１３は発光部と受光部の間をジャム検出ホイール６１２のスリットが通過するように設置される。フォトインタラプタ６１３の受光部が光の検出と非検出を繰り返すことで、ジャム検出ホイールが回転していることを検出する。逆に受光部が光を検出し続けたり非検出が一定時間以上続いたりする場合は、ジャム検出用ホイール６１２が回転していないことを検出する。ジャム検出用ホイール６１２が回転していないときは従動ローラ６１１も回転していない状態である。

従動ローラ６１１はロールシート２００の幅方向と搬送方向において、搬送ベルト２０７と重なる位置に配置されている。従動ローラ６１１は回動可能に軸支されている。ロールシート２００がセットされているとき、従動ローラ６１１はロールシート２００に接触しておりロールシート２００の移動に応じて従動回転する。ロールシート２００がセットされていないとき、従動ローラ６１１は搬送ベルト２０７と接触しており搬送ベルト２０７の移動に応じて従動回転する。

ロールシート２００がセットされた状態で搬送ベルト２０７が移動しているにもかかわらず、ジャム検出用ホイール６１２が回転していないことがフォトインタラプタ６１３によって検出された場合、ロールシート２００のジャム（詰まり）が発生している可能性があることから、ロールシート２００の搬送を停止する。

従動ローラ６１１と搬送ベルト２０７の位置がずれている場合、従動ローラ６１１がロールシート２００をプラテン４０２に押し付けることになる。ロールシート２００をプラテン４０２に押し付けると摩擦抵抗が増すため、ロールシート２００の搬送効率が低下したりロールシート２００の直進性が低下したりする。そのため、従動ローラ６１１は搬送ベルト２０７と重なる位置に配置することが望ましい。

＜変形例＞
本実施形態では、搬送ユニット２０１において1本の搬送ベルト２０７を架け渡す構成としたが、複数本のベルトを架け渡す構成としても良い。その場合、シートガイド４０３で規制するシート幅の中央を中心線として、シート幅方向で線対称となるように複数のベルトを配置するのが望ましい。このように配置することによって、ロールシート２００を搬送する方向が幅方向にずれにくくなる。また、搬送ベルト２０７の配置はプラテン中央付近に限定されるものではなく搬送するロールシートが通過するどちらかの端部付近に設けても良い。また、本実施形態では、開口を有している搬送ベルト２０７を用いて、ファン２０８による吸引でロールシート２００を搬送ベルトに吸い付けながら搬送している。しかし、開口のない搬送ベルトを用いて、プラテン４０２の開口のみで吸引する形態でもよい。また、ファンによる吸引を行わずに、拍車を用いてロールシート２００がプラテン４０２から浮き上がるのを抑制する構成としても良い。また、搬送ベルト２０７と搬送ローラ２０２をそれぞれ別のモータで駆動する構成としても良い。

以上、説明したように、本発明によれば、記録媒体を精度よく搬送することができる画像形成装置を提供することが可能となる。

ロールシート ２００
搬送ユニット ２０１
搬送ローラ ２０２
ピンチローラ ２０３
ベルトプーリ ２０４
搬送モータ ２０６
搬送ベルト ２０７
ファン ２０８
メディアセンサ ２０９
記録ヘッド ２１０
バネ ４０１
プラテン ４０２
シートガイド ４０３
ベルトプーリ ５０１
従動コロ ５０２
ベルト駆動軸 ５０３
搬送ローラ軸 ５０４
第１駆動ベルト ５０５
第２駆動ベルト ５０６
ロータリーエンコーダ ６０１
従動ローラ ６１１
ジャム検出用ホイール ６１２
フォトインタラプタ ６１３
台紙 ７０１
ラベル ７０２

Claims (4)

1. 記録媒体に対して画像を形成する画像形成装置であって、
   画像を形成する記録ヘッドと、
   前記記録媒体を搬送方向に搬送する搬送ローラと、
   前記搬送ローラとの間で前記記録媒体を挟持するピンチローラと、
   前記搬送方向において前記搬送ローラよりも下流側に位置し、前記記録媒体を前記搬送方向へ搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ローラと前記搬送ベルトとを駆動して前記記録媒体の搬送を行う搬送モータと、
   を有し、
   前記搬送ベルトの搬送速度は、前記搬送ローラの搬送速度よりも速い速度である
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送ベルトは、複数本が架け渡されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記搬送ベルトは開口を有し、前記搬送ベルトの前記開口から空気を吸引するファンを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送方向と逆の方向に前記記録媒体を搬送するとき、前記搬送モータによる駆動は前記搬送ベルトに伝達されないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   
   

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