JP4983517B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷ヘッドから被印刷物に対してインク滴を吐出して印刷を行う印刷装置に関する。

従来の印刷装置として、インク滴を吐出する印刷ヘッド（インクジェットヘッド）を、用紙等の被印刷物に対して相対的に移動させることにより、被印刷物上に印刷処理を行うインクジェットプリンタが知られている。
このようなインクジェットプリンタにおいて印刷を行う場合、用紙に吐出されたインク滴によって用紙が膨潤して波打つ、所謂、コックリングという現象が発生することがある。そして、このコックリングが生じると、用紙が印刷ヘッドに接触して用紙が汚れたりジャム障害が生じたりするおそれがある。

このため、複数の吸引口を形成した真空ベルト内を吸引し、この真空ベルトに用紙を吸着して搬送することにより、用紙をプラテン側に吸引する搬送機構を備えた印刷装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、短冊状の無端ベルトを複数本並べ、無端ベルト間に設けた空気吸引口から空気を吸引することにより、用紙を無端ベルトに押し付けて搬送する印刷装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３１９５７９２号公報 特許第２９０２１５０号公報

ところで、真空ベルトを備えた印刷装置では、用紙に生じたコックリングにより、真空ベルトの吸引口以外の箇所で用紙の浮き上がりが発生してしまう。この場合、吸引口の数を増やしたり配置を工夫したりすることが考えられるが、用紙のコックリングを抑えるには、非常に大きな吸引力が必要となる。吸引力を増大させると、真空ベルトとベルトの受け部分との間の摩擦力が増大して送り負荷が大きくなり、円滑かつ高精度な用紙の搬送が困難となるばかりか、大掛かりで高価な吸引装置が必要となり、コストアップを招いてしまう。また、用紙が薄い場合、吸引力を高めることによりしわが生じ、印刷品質が低下してしまう。

また、複数本の短冊状の無端ベルト間のプラテンに空気吸引口を設けた印刷装置の場合も、コックリングを生じた用紙が空気吸引口で吸着されて摩擦が生じ、円滑かつ高精度な用紙搬送が困難となる。この場合、用紙のコックリングを考慮してベルトの表面に対して吸引口を用紙から大きく遠ざければ良いが、この場合、空気吸引口での吸引力が用紙に作用しづらくなり、用紙を十分に引き寄せることができなくなるため、印刷ヘッドへの用紙の接触やジャム障害を十分に防止することができない。

そこで、本発明の目的は、被印刷物の印刷ヘッドへの接触やジャム障害の発生を防止しつつ円滑かつ高精度に被印刷物を搬送し、良好に印刷を行うことが可能な印刷装置を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係る印刷装置は、シート状の被印刷物を一枚ずつ搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって搬送される被印刷物に対してインクを吐出する印刷ヘッドとを備えた印刷装置であって、
前記搬送機構は、前記被印刷物の搬送方向に沿って配列され、前記被印刷物を搬送するための複数の搬送ベルトと、
それぞれの前記搬送ベルトの幅方向両側部に設けられ、前記搬送ベルトによる前記被印刷物の搬送面よりも前記印刷ヘッドから離れた位置で前記被印刷物を吸引する吸引口と、
それぞれの前記搬送ベルトの間で前記幅方向に隣り合う前記吸引口の間に形成され、前記吸引口よりも前記印刷ヘッドから離れた位置に底面を有する逃げ凹部と、を備えている。

この構成の印刷装置によれば、搬送ベルトの幅方向両側部に設けられた吸引口によって被印刷物が吸引されるため、インク滴の吐出によって被印刷物にコックリングの弛みが生じたとしても、被印刷物は、搬送ベルトの幅方向両側で吸引口によって印刷ヘッドから離れる方向（すなわちプラテン側）へ引き寄せられて湾曲する。したがって、被印刷物は搬送ベルトに向けて押さえつけられるように吸引されつつ、被印刷物を印刷ヘッドに接触させることなく搬送することができる。
また、吸引口が搬送ベルトの搬送面よりも印刷ヘッドから離れた位置であるため吸引口によって引き寄せられた被印刷物が吸引口に接触しない。さらに、搬送ベルトの間における隣接した吸引口の間では吸引による湾曲が大きくなり易いが、その位置では逃げ凹部の底面が吸引口よりも印刷ヘッドから離れた位置であるため、被印刷物が逃げ凹部の底面に接触することも防がれる。したがって、吸引口によって引き寄せられた被印刷物が吸引口及び逃げ凹部の底面に接触して搬送抵抗が増大するような不具合もなくすことができる。しかも、吸引口を被印刷物の良好な吸引に影響ない程度に搬送面に近接した位置とすることにより、コックリングを生じた被印刷物を確実に吸引して印刷ヘッドから離れる方向へ湾曲させることができる。
これにより、被印刷物の印刷ヘッドへの接触やジャム障害の発生を防止しつつ円滑かつ高精度に被印刷物を搬送し、良好に印刷を行うことができる。

また、前記搬送ベルトは前記幅方向に沿う複数の歯を有するタイミングベルトであることが好ましく、更には、前記吸引口は、前記搬送ベルトの前記幅方向両側部で前記歯の隙間と連通して開口し、前記歯の隙間を介して前記搬送ベルトの内周面側に向けて吸引する構成であることが好ましい。

この構成によれば、搬送ベルトの内面の歯の隙間を吸引口と連通させているため、搬送ベルトの両側部に別個の吸引口を設ける必要をなくすことができ、構造の簡略化によるコスト低減を図ることができる。また、搬送ベルトとしてタイミングベルトを用いるので、搬送ベルトの厚さに影響を受けず、被印刷物の搬送精度を高めて高精度に印刷を行うことができる。

また、前記搬送機構には、前記被印刷物の搬送方向の下流側における前記搬送ベルトの間に、前記被印刷物を押圧する押圧ローラが設けられていることが好ましい。

この構成によれば、被印刷物の搬送方向の下流側における搬送ベルト同士の間で押圧ローラが被印刷物を押圧するので、搬送ベルトの間で被印刷物を印刷ヘッドから離れる方向へ押さえてさらに確実に被印刷物の浮き上がりを防ぐことができる。

以下、本発明に係る印刷装置の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施形態では、印刷装置としてインクジェットプリンタを例示して説明する。

図１は本実施形態のプリンタの外観斜視図、図２は図１に示したプリンタの内部構成を示す概略側断面図、図３は図１に示したプリンタの内部構成を示す概略平断面図、図４はメインカセットからの給紙可能な状態を示すプリンタの概略側断面図、図５はメインカセットからの給紙可能な状態を示すプリンタの概略平断面図、図６は印刷処理部の斜視図、図７は印刷処理部の幅方向の断面図、図８は印刷処理部での吸引口部分における用紙の搬送方向の断面図、図９は印刷処理部での搬送ベルト部分における用紙の搬送方向の断面図、図１０は搬送ベルト部分の拡大側面図である。

本実施形態のプリンタ１は、一例としてフロント給紙・リア排紙タイプのインクジェットプリンタであり、図１に示すように、装置ケース４の前面（図１において左側端面）の中央には、サブカセット装填口５が形成されている。図２に示すように、このサブカセット装填口５には、シート状の大判の被印刷物である用紙Ｐを収容空間Ｓ内に収容したサブカセット６が着脱自在に装填されている。このサブカセット６は、後半部分が装置ケース４の内部に装填され、前半部分が装置ケース４から突出している。

また、図１に示すように、装置ケース４の側面（図１において手前側面）には、外方側へ開閉可能な開閉扉７を有する窓部８が設けられており、開閉扉７を開いた状態で、メインカセット４２の出し入れが可能とされている。図２に示すように、このメインカセット４２には、小判の被印刷物である用紙Ｐが積層状態で収容されている。また、装置ケース４の後面（図１において右側端面）には、印刷が終了した用紙Ｐを受ける排紙トレイ９が設けられている。

図２及び図３に示すように、装置ケース４内には、前部にカセット設置部４０が設けられ、カセット設置部４０の下流側（すなわち、後方）には給紙部１０が設けられている。給紙部１０の下流側には印刷処理部２０が設けられ、さらに排紙部５０が設けられている。

カセット設置部４０では、サブカセット装填口５に内方へ回動可能な開閉カバー５ａが設けられており、この開閉カバー５ａは、サブカセット装填口５へサブカセット６を差し込むことにより、サブカセット６に当接して内方へ回動してサブカセット装填口５を開き、サブカセット装填口５からサブカセット６を引き抜くことにより、サブカセット装填口５側へ回動してサブカセット装填口５を閉じる。

また、サブカセット装填口５には、開閉カバー５ａの開閉によってＯＮ・ＯＦＦする開閉カバー検出センサ５ｂが設けられている。
また、サブカセット６を装填したプリンタ１内の装填方向前方側の位置には、サブカセット６のプリンタ１に対する着脱によってＯＮ・ＯＦＦするサブカセット検出センサ５ｃが設けられている。

また、装置ケース４内には、メインカセット設置部４１が設けられており、このメインカセット設置部４１には、メインカセット４２が着脱可能に収容される。
このメインカセット４２は、その内部に、小判の用紙Ｐを積層して収容する収容空間Ｓを有しており、この収容空間Ｓ内には、用紙昇降機構４３が設けられており、この用紙昇降機構４３によって収容空間Ｓ内に積層状態で収容した小判の用紙Ｐの最上部が所定の高さ位置とされる。

メインカセット設置部４１は、メインカセット４２が載置される昇降板４４を備えており、この昇降板４４は、昇降機構４４ａによって昇降されるようになっている。
また、この昇降板４４には、メインカセット設置部４１に対するメインカセット４２の着脱により出没するピン４５によってＯＮ・ＯＦＦするメインカセット検出センサ４６が設けられている。

そして、このメインカセット設置部４１では、サブカセット６が取り外された状態で、昇降機構４４ａによって上昇されることにより、図４及び図５に示すように、昇降板４４上のメインカセット４２が給紙ポジションに配置され、この状態で、ピックアップローラ１３による用紙Ｐの繰り出しが可能とされる。

また、これとは逆に昇降機構４４ａによって昇降板４４が下降されると、メインカセット４２は、給紙ポジションから外れた待機ポジションに配置され、この状態で、装置ケース４の窓部８からのメインカセット４２の取り出しが可能とされる。また、サブカセット６は、メインカセット４２が待機ポジションに配置された状態で、サブカセット装填口５からの装填が可能とされる。
そして、メインカセット設置部４１には、メインカセット４２が給紙ポジションに配置されたことを検出する給紙ポジション検出センサ４７及びメインカセット４２が待機ポジションに配置されたことを検出する待機ポジション検出センサ４８が設けられている。

給紙部１０では、装置ケース４内で揺動可能に支持されたフレーム１２の先端に支持されたピックアップローラ１３が設けられ、このピックアップローラ１３は、下方に配置された用紙Ｐに当接することにより、用紙Ｐの最上のものを１枚ずつ後方（図２及び図３において右方）へ繰り出し、後方側の印刷処理部２０へ送り込む。

印刷処理部２０は、供給された用紙Ｐに対して用紙Ｐの幅方向に相対的に移動しながらインクの液滴（インク滴）を吐出して所望の画像を印刷するインクジェットヘッド（印刷ヘッド）２２が、給紙方向に直交して設けられているガイド軸２１，２１に沿って移動可能に設けられている。

図６に示すように、このインクジェットヘッド２２は、駆動モータ６１によって回転される駆動プーリ６２と従動プーリ６３とに掛け回された駆動ベルト６４の一部に固着されており、駆動プーリ６２が駆動モータ６５によって回転され、駆動ベルト６４が走行されることにより、ガイド軸２１，２２に沿って移動する。なお、本実施形態のインクジェットヘッド２２は、そのインクノズルが形成された領域の用紙搬送方向長さが２インチであり、インクジェットプリンタとしては比較的大型のものである。

また、インクジェットヘッド２２の下方には、被印刷物である用紙Ｐを下方から支持しながら搬送する搬送機構７０が設けられている。
図６から図９に示すように、搬送機構７０は、上面が印刷基準面としてのプラテン７１であってインクジェットヘッド２２に対向した吸引ブロック７２を有している。この吸引ブロック７２は、内部に空間部Ｓ１が形成された箱状のもので、下部には、空間部Ｓ１内の空気を吸い出す吸引ブロア７４が設けられている。

搬送機構７０を構成する吸引ブロック７２の上流側の端部には、複数のテンションプーリ７５及びガイドプーリ７３（図１０参照）が間隔をあけて支持されている。また、吸引ブロック７２の下流側近傍には、上方に開口する溝部７６が幅方向にわたって形成されており、この溝部７６には、回転シャフト７８が配設されている。この回転シャフト７８には、テンションプーリ７５と同数の駆動プーリ７９が、テンションプーリ７５と対向する位置に設けられている。そして、これらの駆動プーリ７９とテンションプーリ７５及びガイドプーリ７３とに、それぞれ搬送ベルト８０が掛け回され、搬送ベルト８０が間隔をあけて並列に配置されている。なお、駆動プーリ７９とガイドプーリ７３はそれぞれ外周面に歯を備えているが、テンションプーリ７５には歯が設けられていない。

図１０に示すように、搬送ベルト８０は、その内周面側に複数の歯８０ａを有するタイミングベルトであって、この搬送ベルト８０の歯８０ａが、ガイドプーリ７３及び駆動プーリ７９の歯７３ａ，７９ａに噛み合わされている。なお、テンションプーリ７５は、駆動プーリ７９から離れる方向（図８〜図１０における右方）へ弾性付勢されており、これにより、搬送ベルト８０には、所定のテンションが付与されている。

搬送ベルト８０の上流側における上部には、ガイドプーリ７３と対向する押さえローラ８１が設けられている。押さえローラ８１は、フレーム８２に回転可能に支持され、ガイドプーリ７３側へ付勢されている。
また、搬送ベルト８０の下流側における上部には、搬送ベルト８０の対向位置で搬送ベルト８０に沿って間隔をあけて配置された複数対の送りローラ８３，８４及び各搬送ベルト８０の間に設けられた押圧ローラ８５が設けられている。送りローラ８３，８４及び押圧ローラ８５は、ブラケット８６に回転可能に支持されている。送りローラ８３は、駆動プーリ７９の直上に配置されており、搬送ベルト８０を介して駆動プーリ７９との間で用紙Ｐを挟持する。送りローラ８４は、送りローラ８３より上流側に配置され、搬送ベルト８０の上で送りローラ８３に到達する前の用紙Ｐの浮き上がりを防止する。また、押圧ローラ８５は駆動プーリ７９より上流側であって搬送ベルト８０同士の間で用紙Ｐの浮き上がりを防止する。

駆動プーリ７９が設けられた回転シャフト７８の一端部には、伝達プーリ９１が設けられており、この伝達プーリ９１には、搬送モータ９２の回転プーリ９３に掛けられた伝達ベルト９４が掛けられている。なお、回転シャフト７８には、伝達プーリ９１とともに、円板状のエンコード板９５が設けられており、このエンコード板９５の外周近傍で周方向に沿って形成された複数のスリット（図示省略）が検出器９６によって検出されることにより、回転シャフト７８の回転位置が検出可能である。

図７に示すように、吸引ブロック７２の上面には、搬送ベルト８０の幅方向両側部近傍に、搬送ベルト８０の上面高さ位置である用紙Ｐの搬送面８０ｂよりも僅かに低くなるように、搬送面８０ｂよりもインクジェットヘッド２２から離れた吸引面１０１が搬送ベルト８０に沿って形成されており、この吸引面１０１には、空間部Ｓ１と連通する吸引口１０２が搬送方向にわたって複数形成されている。また、搬送ベルト８０の幅方向に隣り合う吸引口１０２の間には、逃げ凹部１０３が形成されており、この逃げ凹部１０３は、その底面１０３ａが、吸引面１０１よりもさらにインクジェットヘッド２２から離れた低い位置に配置されている。

本実施形態では、上記のようにインクジェットヘッド２２が比較的大型であることから、用紙Ｐをインクジェットヘッド２２の上流側と下流側で挟持する間隔（すなわちガイドプーリ７３から駆動プーリ７９までの距離）が長く、用紙Ｐを下方へ吸引しなければ用紙Ｐの浮き上がりが起こり易い構造となっている。

そして、上記搬送機構７０では、搬送モータ９２を駆動すると、回転プーリ９３の回転力が伝達ベルト９４によって伝達プーリ９１に伝達され、回転シャフト７８が回転する。これにより、駆動プーリ７９とテンションプーリ７５及びガイドプーリ７３とに掛け回された複数の搬送ベルト８０がそれぞれ走行する。
すると、搬送ベルト８０と押さえローラ８１との間へ送り込まれた用紙Ｐが、搬送ベルト８０及び押さえローラ８１に挟持されて後方へ送り出され、さらに、搬送ベルト８０によって下流側へ搬送され、その間に、インクジェットヘッド２２によって印刷処理が行われる。

このとき、用紙Ｐは、インクジェットヘッド２２から吐出されたインク滴によって膨潤して波打つコックリングが生じることがある。本実施形態の搬送機構７０では、吸引ブロア７４によって空間部Ｓ１内の空気が吸引されると、用紙Ｐは、搬送ベルト８０の幅方向両側部に設けられた吸引口１０２で下方へ吸引されることにより、用紙Ｐにコックリングによる弛みが生じたとしても、用紙Ｐは、搬送ベルト８０の幅方向両側で下方へ引き寄せられて湾曲する。そのため、用紙Ｐは、搬送ベルト８０の幅方向両側から搬送ベルト８０に向けて押さえつけられるようにして搬送ベルト８０の走行に伴って搬送されながら、搬送ベルト８０同士の間で浮き上がりが抑えられ、インクジェットヘッド２２に接触するような不具合が防止される。

また、吸引面１０１は、搬送面８０ｂに対して僅かに低くされた位置であるため、用紙Ｐとの接触を防ぎつつ用紙Ｐと吸引口１０２の距離を小さくしており、吸引ブロア７４の吸引力を大幅に増大させることなく用紙Ｐに対する吸引力を効果的に発揮させることができる。そして、用紙Ｐは、搬送ベルト８０の両側端を基点としてその両側近傍の吸引口１０２に向かって傾斜して湾曲されることから、搬送ベルト８０同士の間における幅方向中央部では、用紙Ｐが谷状に大きく湾曲されやすいが、搬送ベルト８０同士の中間の逃げ凹部１０３の底面１０３ａが吸引面１０１よりもさらに一段低い位置に配置されているため、用紙Ｐの接触が確実に防がれる。したがって、下方へ引き寄せられた用紙Ｐが吸引口１０２及び逃げ凹部１０３の底面１０３ａに接触して搬送抵抗が増大するようなこともない。

その後、用紙Ｐは、搬送ベルト８０及び送りローラ８３，８４によって挟持されて排紙トレイ９へ排出される。
また、このとき、搬送ベルト８０の中間に配置された押圧ローラ８５によって、搬送ベルト８０間で用紙Ｐが下方へ押圧される。これにより、コックリングが生じた用紙Ｐは、搬送ベルト８０間でさらに確実に下方へ湾曲される。

以上説明したように、本実施形態のプリンタ１によれば、搬送ベルト８０の幅方向両側部の搬送面８０ｂより僅かに低い位置に設けられた吸引口１０２によって用紙Ｐが吸引されるため、用紙Ｐを比較的弱い吸引力でも効果的に吸引し、インクジェットヘッド２２が大型であるにもかかわらず搬送ベルト８０による搬送領域全体にわたって用紙Ｐの浮き上がりを防ぎ、用紙Ｐのインクジェットヘッド２２への接触を防いでジャム障害の発生を防止することができる。そして、搬送ベルト８０間に位置する逃げ凹部１０３の底面１０３ａが吸引口１０２よりさらに低い位置であるため、吸引により湾曲した用紙Ｐがプラテン側に接触することもなく、搬送抵抗を増加させずに用紙Ｐを精度良く搬送することができる。したがって、高精度な印刷が可能である。

また、搬送機構７０では、搬送方向の下流側における用紙Ｐを挟持する位置より上流側で、逃げ凹部１０３と対向する位置で押圧ローラ８５が用紙Ｐを押圧するため、搬送ベルト８０の間で用紙Ｐの浮き上がりをさらに確実に防ぐことができる。
また、搬送ベルト８０としてタイミングベルトを用いることにより、搬送ベルト８０の厚さによらず搬送を高精度に制御することが可能であり、搬送ベルト８０の空回りもなく、用紙Ｐの搬送精度を高めて高精度に印刷を行うことができる。

図１１に、上記プリンタ１に好適な搬送機構の他の例を示す。
図１１に示すように、この搬送機構１２０では、搬送ベルト８０の幅方向中央部の下方位置に、空間部Ｓ１と連通する複数の連通孔１２１が形成されている。そして、この連通孔１２１は、搬送ベルト８０の歯８０ａの隙間を介して搬送ベルト８０の両側部で外部に連通している。この外部に連通した開口が、搬送面８０ｂより僅かに低い位置の吸引口１０２ａとなっている。
この搬送機構１２０では、吸引ブロア７４によって空間部Ｓ１内の空気が吸引されると、連通孔１２１及び搬送ベルト８０の歯８０ａの隙間を介して搬送ベルト８０の両側部の吸引口１０２ａから空気が吸引される。
つまり、この搬送機構１２０では、搬送ベルト８０の搬送方向に連続した吸引口１０２ａが形成されており、搬送方向にわたってより均一な吸引効果を得やすくなっている。

このように、上記の搬送機構１２０を備えた印刷装置によれば、搬送ベルト８０の内面の歯８０ａの隙間を吸引口１０２ａと連通させているため、搬送ベルト８０の両側部に別個の吸引口を設ける必要がなく、構造の簡略化によるコスト低減を図ることができる。

本発明に係る印刷装置の実施形態の例であるプリンタの外観斜視図である。 図１に示したプリンタの内部構成を示す概略側断面図である。 図１に示したプリンタの内部構成を示す概略平断面図である。 メインカセットからの給紙可能な状態を示すプリンタの概略側断面図である。 メインカセットからの給紙可能な状態を示すプリンタの概略平断面図である。 印刷処理部の斜視図である。 印刷処理部の幅方向の断面図である。 印刷処理部での吸引口部分における用紙の搬送方向の断面図である。 印刷処理部での搬送ベルト部分における用紙の搬送方向の断面図である。 搬送ベルト部分の拡大側面図である。 搬送機構の変形例を示す印刷処理部の幅方向の断面図である。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ（印刷装置）、２２…インクジェットヘッド（印刷ヘッド）、７０，１２０…搬送機構、８０…搬送ベルト、８０ａ…歯、８５…押圧ローラ、１０２，１０２ａ…吸引口、１０３…逃げ凹部、１０３ａ…底面、Ｐ…用紙（被印刷物）。

Claims (4)

1. シート状の被印刷物を一枚ずつ搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって搬送される被印刷物に対してインクを吐出する印刷ヘッドとを備えた印刷装置であって、
   前記搬送機構は、前記被印刷物の搬送方向に沿って配列され、前記被印刷物を搬送するための複数の搬送ベルトと、
   それぞれの前記搬送ベルトの幅方向両側部に設けられ、前記搬送ベルトによる前記被印刷物の搬送面よりも低い位置に設けられた吸引面と、
   前記吸引面に前記被印刷物を吸引するように設けられた吸引口と、
   それぞれの前記搬送ベルトの間で前記幅方向に隣り合う前記吸引面の間に形成され、前記吸引面よりも低い位置に底面を有する逃げ凹部と、を備えている印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置において、
   前記搬送ベルトは前記幅方向に沿う複数の歯を有するタイミングベルトである印刷装置。
3. 請求項２に記載の印刷装置において、
   前記吸引口は、前記搬送ベルトの前記幅方向両側部で前記歯の隙間と連通して開口し、前記歯の隙間を介して前記搬送ベルトの内周面側に向けて吸引する構成である印刷装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の印刷装置において、
   前記搬送機構には、前記被印刷物の搬送方向の下流側における前記搬送ベルトの間に、前記被印刷物を押圧する押圧ローラが設けられている印刷装置。

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