JP5003753B2 - 記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、記録媒体に画像を形成する記録装置に関する。
特許文献1には、駆動ロール及び従動ロールに架け渡された搬送ベルトと、従動ロールと対向する位置に配置され用紙を搬送ベルトに押圧する帯電ロールと、帯電ロールに直流電圧を印加する電源とを含むインクジェットプリンタについて記載されている。このインクジェットプリンタにおいて、帯電ロールは接地された従動ローラとの間で搬送ベルト及び用紙を挟みつつ従動する。そして、電源から帯電ロールに直流電圧が印加されることによって、帯電ロールと従動ロールとの間に所定の電位差が生じ、用紙に電荷を与えて当該用紙を搬送ベルトに吸着させる。
特開2007−230035号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載のインクジェットプリンタにおいて、帯電ロールは、搬送ベルトとの間に用紙を挟んでいないときは搬送ベルトの外周面と接触している。このため、搬送ベルトの外周面にインクが付着すると、例えば、クリーニング装置で搬送ベルトの外周面に付着したインクをクリーニングしても、クリーニングが完了する前にインクが帯電ロールに付着する虞がある。その結果、帯電ロールに付着したインクが用紙に付着し、当該用紙を汚す問題が生じる。
そこで、本発明の目的は、記録媒体が汚れるのを抑制する記録装置を提供することである。
本発明の記録装置は、記録媒体に画像を形成する記録ヘッドと、前記記録ヘッドと対向する外周面を有し当該外周面上に載置された記録媒体を搬送する搬送ベルトを含む搬送機構と、記録媒体を前記外周面に吸着させる吸着手段であって、前記搬送ベルトの前記外周面とは反対側の内周面と接触する帯電ローラからなる第1電極と、前記搬送ベルトの前記外周面と対向し、前記外周面から離隔して配置された第2電極と、前記第1電極と前記第2電極の間に電圧を印加する印加手段とを備えた前記吸着手段とを有する。そして、前記第1電極及び前記第2電極が、記録媒体の搬送方向に関して前記記録ヘッドよりも上流及び下流にそれぞれ配置されており、前記第2電極は、前記搬送ベルトを挟んで前記第1電極と対向するとともに、前記外周面上に載置された記録媒体と対向する位置に配置されている。前記搬送方向に関して、前記搬送ベルトよりも下流に配置され、記録媒体を搬送するローラ対をさらに有し、前記ローラ対は、前記搬送ベルトによって搬送される記録媒体が前記記録ヘッドと対向している間に、当該記録媒体の下流端が到達する位置に配置されている。
これによると、第1電極は、搬送ベルトの外周面と対向せずに、搬送ベルトの内周面と対向する。第2電極は、搬送ベルトの外周面と対向するが、搬送ベルトの外周面から離隔している。したがって、搬送ベルトの外周面にインクが付着していても、当該インクが第1電極及び第2電極に付着しないため、第1電極及び第2電極によって記録媒体が汚れない。また、第1電極が帯電ローラからなるので、搬送ベルトとの放電ギャップの調整が不要になる。また、記録媒体を外周面に吸着させた状態で、記録ヘッドにより記録媒体に記録を行うことが可能となる。また、記録媒体が記録ヘッドを通過するまでより確実に記録媒体を外周面に吸着させることが可能となる。
また、本発明において、前記第1電極及び前記第2電極は、前記印加手段によって電圧が印加されたときに、前記第1電極及び前記第2電極の少なくとも一方が前記搬送ベルト又は前記外周面上に載置された記録媒体との間で放電することが可能な前記搬送ベルト及び前記外周面上に載置された記録媒体を含む放電回路を形成する位置に配置されていることが好ましい。
本発明の記録装置によると、第1電極は、搬送ベルトの外周面と対向せずに、搬送ベルトの内周面と対向する。第2電極は、搬送ベルトの外周面と対向するが、搬送ベルトの外周面から離隔している。したがって、搬送ベルトの外周面にインクが付着していても、当該インクが第1電極及び第2電極に付着しないため、第1電極及び第2電極によって記録媒体が汚れない。また、第1電極が帯電ローラからなるので、搬送ベルトとの放電ギャップの調整が不要になる。また、記録媒体を外周面に吸着させた状態で、記録ヘッドにより記録媒体に記録を行うことが可能となる。また、記録媒体が記録ヘッドを通過するまでより確実に記録媒体を外周面に吸着させることが可能となる。
本発明の第1実施形態によるインクジェットプリンタの内部構造を示す概略側面図である。 (a)は図1に示すインクジェットプリンタの部分拡大図であり、(b)はアース部材と帯電ローラとの間に電圧が印加されたときの状況図である。 図1に示す吸着機構において形成される電気回路図である。 (a)は本発明の第2実施形態のインクジェットプリンタの部分拡大図であり、(b)はアース部材と帯電ローラとの間に電圧が印加されたときの状況図である。 図4に示す吸着機構において形成される電気回路図である。
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態におけるインクジェットプリンタ1は、図1に示すように、直方体形状の筐体1aを有しており、上部に排紙部15が設けられている。筐体1a内は、上から順に2つの空間S1,S2に区分されている。空間S1には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクをそれぞれ吐出する4つのインクジェットヘッド2及び搬送方向Aに用紙Pを搬送する搬送機構50が上方から順に配置されている。空間S2には、給紙装置10が配置されている。さらに、インクジェットプリンタ1には、これらの動作を制御する制御部100が含まれている。なお、本実施形態においては、搬送機構50で用紙Pを搬送するときの搬送方向Aと平行な方向を副走査方向とし、副走査方向と直交する方向であって水平面に沿った方向を主走査方向とする。
4つのインクジェットヘッド2は、図1に示すように、主走査方向に長尺な略直方体形状を有している。すなわち、このインクジェットプリンタ1は、ライン式プリンタである。インクジェットヘッド2は、圧力室を含むインク流路が形成された流路ユニットと、圧力室のインクに圧力を与えるアクチュエータとが貼り合わされた積層体(ともに図示せず)を有しており、底面はインクを吐出する吐出面2aとなっている。吐出面2aには、インクを吐出する複数の吐出口(不図示)が形成されている。
インクジェットプリンタ1の内部には、給紙装置10から排紙部15に向けて図1に示す太矢印に沿って用紙Pが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙装置10は、積層された複数の用紙Pを収容可能な給紙カセット11と、給紙カセット11から用紙Pを送り出す給紙ローラ12と、制御部100により制御され給紙ローラ12を回転させる給紙モータ(不図示)とを有している。
給紙ローラ12は、給紙カセット11に積層して収容された複数の用紙Pのうち、最も上方にある用紙Pを送り出す。搬送機構50の図1中左方には、給紙カセット11から上方に向かって湾曲しながら延在する搬送ガイド17が設けられている。
この構成において、制御部100の制御により、給紙ローラ12が図1中時計回りに回転することによって、給紙ローラ12と接触した用紙Pが搬送ガイド17を通って搬送機構50に送り出される。
搬送機構50は、図1に示すように、4つのインクジェットヘッド2と対向する位置に配置されており、2つのベルトローラ51,52と、両ローラ51,52間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト53と、制御部100に制御されベルトローラ52を回転させる搬送モータ(不図示)とを有している。2つのベルトローラ51,52は、搬送方向Aに沿って並設されている。
搬送ベルト53は、例えば、ポリイミド、フッ素樹脂からなり、10〜1014Ωcm程度の体積抵抗率及び可撓性を有しているが、同様の体積抵抗率及び可撓性を有することが可能であれば、どのような材質であってもよい。
搬送ベルト53の上側ループの周囲には、図1及び図2に示すように、2組の吸着機構61,65が搬送方向Aに沿って設けられている。各吸着機構61,65は、搬送ベルト53の上側ループを挟んで互いに対向するアース部材(第2電極)71,75及び帯電ローラ(第1電極)81,85をそれぞれ1つずつ有してなる。吸着機構61は、搬送方向Aに関して、最も上流にあるインクジェットヘッド2よりも上流に配置されている。吸着機構65は、搬送方向Aに関して、最も下流にあるインクジェットヘッド2よりも下流に配置されている。
各吸着機構61,65のアース部材71,75は、グランドに接続されている。一方、帯電ローラ81,85は、直流電源(印加手段)77の正極に接続されており、直流電源77の負極はグランドに接続されている。直流電源77は、制御部100に制御され、帯電ローラ81,85に所定の電位(例えば、+3KV)を印加する。各吸着機構61,65と直流電源77とで、搬送ベルト53の外周面53aに用紙Pを吸着させる吸着手段が構成されている。なお、各吸着機構61,65は、どれも同じ構成を有し、配置位置が異なるだけである。このため、吸着機構61について説明し、もう1つの吸着機構65の説明を省略する。
吸着機構61のアース部材71は、主走査方向に沿って延在した直方体形状を有しており、搬送ベルト53の外周面53aと離隔して配置されている。また、アース部材71は筐体1aに支持されており、アース部材71と搬送ベルト53の外周面53aとの間の離隔距離は、両者間に搬送されてきた用紙Pとアース部材71の間で放電可能な距離に設定されている。なお、アース部材71は、外周面53a上に用紙Pが載置されていないときは、搬送ベルト53との間でも放電可能になっている。また、アース部材71は、主走査方向に関して、搬送ベルト53の長さとほぼ同じ長さを有している。
帯電ローラ81は、軸方向が主走査方向に沿った円柱形状を有しており、主走査方向に関して、アース部材71とほぼ同じ長さを有している。また、帯電ローラ81は、金属製の回転軸81aと、回転軸81aの外周に固定されたローラ本体81bとを有している。ローラ本体81bは、導電性又は半導電性を有する弾性材料から構成されている。回転軸81aは、ベルトローラ51,52を支持する支持部材(不図示)に回転可能に支持されており、ローラ本体81bの外周面と搬送ベルト53の内周面53bとが当接している。そして、回転軸81aは、直流電源77の正極と接続されている。
なお、帯電ローラ81は、外周面が内周面53bに当接していても当該外周面が円弧形状となっているので、両者間がちょうど搬送ベルト53に対して放電可能な距離だけ離れた部位が存在する。このため、帯電ローラ81に所定の電位が印加されることで、搬送ベルト53に対して帯電ローラ81から放電可能となる。このように搬送ベルト53に放電する電極が帯電ローラ81からなるので、搬送ベルト53との放電ギャップの調整が不要になる。つまり、帯電ローラ81を内周面53bに当接させるだけで、この放電ギャップの調整が可能となる。
このように、各吸着機構61,65の帯電ローラ81,85及びアース部材71,75は、帯電ローラ81,85が搬送ベルト53との間で、アース部材71,75が搬送されてきた用紙Pとの間で放電することが可能な位置に配置されている。すなわち、帯電ローラ81,85及びアース部材71,75間には、搬送ベルト53及び当該搬送ベルト53の外周面53a上に載置された用紙Pを含む放電回路が形成可能となっている。
この構成において、制御部100の制御により、ベルトローラ52を図1中時計回りに回転させることによって、搬送ベルト53が搬送方向Aに走行する。このとき、搬送ベルト53の走行に伴ってベルトローラ51及び帯電ローラ81,85も図1中時計回りに回転する。また、このとき、制御部100の制御により、直流電源77から帯電ローラ81,85に正の電位が印加され、グランド電位に支持されたアース部材71,75と帯電ローラ81,85との間には所定の電圧が生じる。
このように帯電ローラ81,85及びアース部材71,75間に所定の電圧が供給されると、用紙Pとアース部材71,75の間に放電が発生し、用紙Pが接地された状態となる。その後、図2(b)に示すように、帯電ローラ81,85から搬送ベルト53に向かって放電が発生し、搬送ベルト53の内周面53bが正に帯電する。このとき、搬送ベルト53の外周面53aは、搬送ベルト53の誘電分極によって負に帯電し、用紙Pの外周面53aと対向する面は、用紙Pの誘電分極によって正に帯電する。こうして、用紙Pが搬送ベルト53の外周面53aに静電吸着される。
図3は、帯電ローラ81及びアース部材71間に電圧Vを印加した際に形成される電気回路(放電回路)を示している。なお、図3に示す電気回路は、本実施形態を電気的な構成として理想化した場合に想定される単なる一モデルである。
この電気回路は、帯電ローラ81→搬送ベルト53→用紙P→アース部材71の経路で構成されている。図3のρr等は、この経路に沿った各部分の電気抵抗を表している。具体的には、ρr、ρgr、ρb、ρgb、ρp、ρgp、及び、ρlは、帯電ローラ81の電気抵抗、帯電ローラ81と搬送ベルト53との接触抵抗、搬送ベルト53の電気抵抗、搬送ベルト53と用紙Pとの接触抵抗、用紙Pの電気抵抗、用紙Pとアース部材71との接触抵抗、並びに、アース部材71の電気抵抗にそれぞれ対応している。
こうして、給紙装置10から送り出された用紙Pが、外周面53aに吸着されながら搬送方向Aに搬送される。このとき、搬送されてきた用紙Pが4つのインクジェットヘッド2のすぐ下方(吐出面2aと対向する領域)を順に通過する際に、制御部100が各インクジェットヘッド2を制御し、用紙Pに向けて各色のインクを吐出する。これによって、用紙Pに所望のカラー画像が形成される。さらに、このとき、吸着機構61がインクジェットヘッド2よりも上流に配置されているので、用紙Pを搬送ベルト53に吸着させた状態で、インクジェットヘッド2により用紙Pに対して印字可能となる。また、このとき、吸着機構65が、インクジェットヘッド2よりも下流に配置されているので、用紙Pが最も下流にあるインクジェットヘッド2を通過するまで用紙Pを外周面53aに吸着させることが可能となる。
搬送機構50の搬送方向Aのすぐ下流側には、剥離部材9が設けられている。剥離部材9は、その先端が用紙Pと搬送ベルト53との間に入り込むことによって、用紙Pを外周面53aから剥離する。
搬送機構50と排紙部15との搬送経路に沿う間には、4つの送りローラ21a,21b,22a,22bと、送りローラ21a,21bと送りローラ22a,22bとの間に配置された搬送ガイド18とが配置されている。送りローラ21a,22bは、制御部100に制御される送りモータ(不図示)によって回転駆動される。
この構成において、制御部100の制御により、送りローラ21a,22bが回転され、搬送機構50から排出された用紙Pが送りローラ21a,21bに挟持されながら搬送ガイド18を通されて図1中上方に送られる。そして、送りローラ22a,22bに挟持されながら排紙部15に送られる。なお、送りローラ21b,22aは、従動ローラであり用紙搬送に伴って回転する。
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ1によると、外周面53aに用紙Pを吸着させるためのアース部材71,75及び帯電ローラ81,85はともに外周面53aから離隔しているので、搬送ベルト53の外周面53aにインクが付着していても当該インクがアース部材71,75及び帯電ローラ81,85に付着しない。このため、吸着機構61,65によって用紙Pが汚れない。
また、アース部材71,75が、搬送ベルト53を挟んで帯電ローラ81,85と対向する位置に配置されているので、アース部材71,75と用紙Pとの間の放電、及び、帯電ローラ81,85と搬送ベルト53との間の放電によって、外周面53aに用紙Pを効果的に吸着させることが可能となる。変形例として、帯電ローラ81,85に代えて搬送ベルト53の内周面53bに当接する電極(第1電極)を設けてもよい。この場合においても、アース部材71,75と用紙Pとの間の放電によって、外周面53aに用紙Pを効果的に吸着させることが可能となる。
[第2実施形態]
続いて、本発明の第2実施形態によるインクジェットプリンタについて、図4及び図5を参照しつつ以下に説明する。
本実施形態におけるインクジェットプリンタは、第1実施形態の吸着機構65が設けられておらず、吸着機構61に代えて吸着機構261が設けられており、これら以外は第1実施形態と同様である。なお、第1実施形態と同様なものに関しては同符号で示し、説明を省略する。
吸着機構261は、搬送方向Aに関してインクジェットヘッド2よりも上流に配置されており、帯電ローラ(第1電極)281と、グランドに接続されたアース部材(第2電極)271とを有している。帯電ローラ281とアース部材271は、搬送ベルト53によって囲まれた領域内に配置されており、搬送方向Aに沿って順に配置されている。また、帯電ローラ281とアース部材271は、搬送ベルト53の上側ループにおいて内周面53bと当接して配置されている。つまり、帯電ローラ281とアース部材271は、外周面53aと離隔している。また、帯電ローラ281は直流電源77の正極に接続されており、吸着機構261と直流電源77とで、搬送ベルト53の外周面53aに用紙Pを吸着させる吸着手段が構成されている。
帯電ローラ281は、第1実施形態の帯電ローラ81と同様に、軸方向が主走査方向に沿った円柱形状を有しており、主走査方向に関して、アース部材271とほぼ同じ長さを有している。また、帯電ローラ281は、金属製の回転軸281aと、回転軸281aの外周に固定されたローラ本体281bとを有している。ローラ本体281bは、導電性又は半導電性を有する弾性材料から構成されている。回転軸281aは、ベルトローラ51,52を支持する支持部材(不図示)に回転可能に支持されており、ローラ本体281bの外周面と搬送ベルト53の内周面53bとが当接している。なお、帯電ローラ281は、第1実施形態の帯電ローラ81と同様に、搬送ベルト53に対して放電可能となっている。
アース部材271も、第1実施形態のアース部材71と同様に、主走査方向に延在した直方体形状を有している。また、アース部材271はベルトローラ51,52を支持する支持部材(不図示)に支持されており、その水平な上面が内周面53bと当接している。すなわち、本実施形態におけるアース部材271は搬送ベルト53から放電可能な距離に配置されていない。また、アース部材271は、主走査方向に関して、搬送ベルト53の長さとほぼ同じ長さを有している。
このように帯電ローラ281及びアース部材271は、帯電ローラ281だけが搬送ベルト53との間で放電することが可能な位置に配置されている。すなわち、帯電ローラ281及びアース部材271間には、搬送ベルト53及び当該搬送ベルト53の外周面53a上に載置された用紙Pを含む放電回路が形成可能となっている。
この構成において、制御部100の制御により、ベルトローラ52を図1中時計回りに回転させることによって、搬送ベルト53が搬送方向Aに走行し、この搬送ベルト53の走行に伴ってベルトローラ51及び帯電ローラ281も図4中時計回りに回転する。また、このとき、制御部100の制御により、直流電源77から帯電ローラ281に正の電位(+3KV)が印加され、グランド電位に支持されたアース部材271と帯電ローラ281との間には所定の電圧が生じる。
このように帯電ローラ281及びアース部材271間に所定の電圧が供給されると、図4(b)に示すように、帯電ローラ281から搬送ベルト53に向かって放電が発生し、搬送ベルト53の内周面53bが正に帯電する。このとき、搬送ベルト53の外周面53aは、搬送ベルト53の誘電分極によって負に帯電する。また、このとき、搬送ベルト53が搬送方向Aに走行していると、搬送ベルト53の上側ループにおいて、帯電ローラ281と対向する領域から下流側部分の外周面53aが負に帯電する。そして、搬送ベルト53の帯電ローラ281と対向する領域に用紙Pが搬送されてくると、当該用紙Pも誘電分極によって外周面53aと対向する面が正に帯電し、この結果、用紙Pが外周面53aに静電吸着される。
図5は、帯電ローラ281及びアース部材271間に電圧Vを印加した際に形成される電気回路(放電回路)を示している。なお、図5に示す電気回路も、本実施形態を電気的な構成として理想化した場合に想定される単なる一モデルである。
この電気回路は、帯電ローラ281→搬送ベルト53→用紙P→搬送ベルト53→アース部材281の経路で構成されている。図5のRr等は、この経路に沿った各部分の電気抵抗を表している。具体的には、Rr、Rgr、Rb、Rgb、Rp、及び、Rlは、帯電ローラ281の電気抵抗、帯電ローラ281と搬送ベルト53との接触抵抗、搬送ベルト53の電気抵抗、搬送ベルト53と用紙Pとの接触抵抗、用紙Pの電気抵抗、並びに、アース部材71の電気抵抗にそれぞれ対応している。
また、この電気回路は、上記の経路に並列に接続された迂回経路を含んでおり、Rbmは迂回経路の電気抵抗を示している。具体的には、Rbmは、帯電ローラ281側とアース部材271側とを用紙Pを介さずに搬送ベルト53を介して結ぶ迂回経路の電気抵抗を示している。
こうして、給紙装置10から送り出された用紙Pが、外周面53aに吸着されながら搬送方向Aに搬送され、各インクジェットヘッド2からインクが吐出されることで、当該用紙Pに所望のカラー画像が形成される。
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタにおいても、外周面53aに用紙Pを吸着させるためのアース部材271及び帯電ローラ281はともに内周面53bに対向しているので、搬送ベルト53の外周面53aにインクが付着していても当該インクがアース部材271及び帯電ローラ281に付着しない。このため、吸着機構261によって用紙Pが汚れない。
上述の第1実施形態においては、2つの吸着機構61,65が設けられているが、いずれか1つの吸着機構が設けられておればよい。好ましくは、吸着機構61が設けられておればよい。こうすれば、用紙Pを搬送ベルト53に吸着させた状態で最も上流にあるインクジェットヘッド2と対向する領域を通過させることが可能となる。
また、上述の第2実施形態においても、最も下流にあるインクジェットヘッド2よりも下流に吸着機構を設けてもよい。また、第1及び第2実施形態において、インクジェットヘッド2間にも吸着機構を設けてもよい。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の第2実施形態においては、アース部材271に代えて、帯電ローラを設けてもよい。この場合、搬送ベルト53の走行に伴って帯電ローラが回転するので、走行負荷を抑制することが可能となる。
また、第1及び第2実施形態においては、帯電ローラ81,85,281に代えて、内周面53bから離隔したアース部材を設けてもよい。さらには、第2実施形態においては、アース部材271を内周面53bから離隔させていてもよい。この場合、アース部材271から搬送ベルト53に対して放電可能なように、アース部材271を配置させることが望ましい。また、本発明は、インクジェットヘッド以外の記録ヘッドが採用された記録装置においても適用することが可能である。
1 インクジェットプリンタ(記録装置)
2 インクジェットヘッド(記録ヘッド)
50 搬送機構
53 搬送ベルト
53a 外周面
53b 内周面
71,75,271 アース部材(第2電極:電極)
77 電源
81,85,281 帯電ローラ(第1電極)

Claims (2)

  1. 記録媒体に画像を形成する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドと対向する外周面を有し当該外周面上に載置された記録媒体を搬送する搬送ベルトを含む搬送機構と、
    記録媒体を前記外周面に吸着させる吸着手段であって、前記搬送ベルトの前記外周面とは反対側の内周面と接触する帯電ローラからなる第1電極と、前記搬送ベルトの前記外周面と対向し、前記外周面から離隔して配置された第2電極と、前記第1電極と前記第2電極の間に電圧を印加する印加手段とを備えた前記吸着手段とを有しており、
    前記第1電極及び前記第2電極が、記録媒体の搬送方向に関して前記記録ヘッドよりも上流及び下流にそれぞれ配置されており、
    前記第2電極は、前記搬送ベルトを挟んで前記第1電極と対向するとともに、前記外周面上に載置された記録媒体と対向する位置に配置されており、
    前記搬送方向に関して、前記搬送ベルトよりも下流に配置され、記録媒体を搬送するローラ対をさらに有し、
    前記ローラ対は、前記搬送ベルトによって搬送される記録媒体が前記記録ヘッドと対向している間に、当該記録媒体の下流端が到達する位置に配置されていることを特徴とする記録装置。
  2. 前記第1電極及び前記第2電極は、前記印加手段によって電圧が印加されたときに、前記第1電極及び前記第2電極の少なくとも一方が前記搬送ベルト又は前記外周面上に載置された記録媒体との間で放電することが可能な前記搬送ベルト及び前記外周面上に載置された記録媒体を含む放電回路を形成する位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
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