JP5039531B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンタ等の記録装置において、用紙等の記録媒体にインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。
ファクシミリ、複写機、プリンタ等の記録装置は、紙、布、OHP用シート等の記録媒体に画像を記録するように構成されているが、記録を行う方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式等に分類することができる。また、これらの記録方式はさらに、記録ヘッドが記録媒体上を走査しながら記録を行うシリアル型と、装置本体に固定された記録ヘッドにより記録を行うラインヘッド型に分類することができる。
例えばラインヘッド型のインクジェット記録装置では、装置本体内に備えられた搬送ベルト等の搬送手段によって用紙等の記録媒体を高速で搬送しながら、記録媒体の幅以上の記録領域を有するラインヘッドの各インク吐出ノズルによりインクを吐出することによって記録媒体に画像を形成する。これにより、記録ヘッドが記録媒体の幅方向に往復動作するシリアル型インクジェットヘッドに比べて高速印字が可能となる。
このようなインクジェット式プリンタでは、記録ヘッドのインク吐出面と記録媒体とは、記録媒体へのインクの着弾精度を保つために適切な所定距離まで近づけて配置されている。しかし、記録媒体に撓みが生じ、浮き上がった部分が記録ヘッドに接近し過ぎると画像が乱れたり、記録ヘッドに接触すると記録媒体の種類等によっては記録ヘッドが破損するおそれがある。そこで、記録媒体を搬送ベルトに対して押える方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、シート(記録媒体)搬送ベルトと、該ベルトによって搬送されるシートをベルト面から浮き上がらないようにするシート押え手段と、を備えた画像形成装置において、記録媒体の厚さに応じて、ベルト面とインクジェットヘッド(記録ヘッド)のインク噴射面との間の距離を変更する距離変更手段と、シート押え手段のセット位置を変更するセット位置変更手段と、を設けることにより、厚いシートを使用したときでもシートがシート押え手段とベルト面との間のニップに突入するときの抵抗を小さくし、シートの搬送遅れを防止し画像のずれを防止する方法が開示されている。
特開平11−115274号公報
しかし、特許文献1に例示されるように、拍車等のシート押え手段によって記録媒体を搬送ベルト面に押え付ける方法では、記録媒体に着弾されたインクが乾く前にシート押え手段と当接し、これに付着する場合があり、これにより画像に乱れが生じる、或いは未乾燥のインクがシート押え手段に付着した後、再度記録媒体に付着し、オフセットが生じるおそれがある。また、記録媒体の撓みは、搬送ベルトの撓みによって生じる場合もある。
本発明は上記事情に鑑み、記録媒体と当接することなく記録媒体及び搬送ベルトの撓みを防止することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、記録媒体を搬送する搬送ベルトと、該搬送ベルトにより搬送された記録媒体上にインクを吐出する記録ヘッドと、を備えたインクジェト記録装置において、前記搬送ベルトの記録媒体搬送面に対し記録媒体を吸着させる吸着手段と、前記搬送ベルトの幅方向両端部の上方に回転自在に軸支され、外周面が前記記録媒体搬送面の記録媒体吸着領域よりも外側に当接する複数のローラ部材と、が設けられたことを特徴としている。
また、本発明は、前記ローラ部材は、記録媒体の搬送方向において前記記録ヘッドと略同じ位置に配設されたことを特徴としている。
また、本発明は、前記ローラ部材のうち、少なくとも前記搬送方向最上流側のローラ部材が、前記搬送方向に対し所定角度外側に傾けられたことを特徴としている。
本発明の第1の構成によれば、搬送ベルトの記録媒体搬送面に対し記録媒体を吸着させる吸着手段を設け、搬送ベルトの幅方向両端部の上方に複数のローラ部材を回転自在に軸支し、該ローラ部材の外周面を記録媒体搬送面の記録媒体吸着領域よりも外側に当接させることにより、ローラ部材が記録媒体と当接することなく、記録媒体を搬送ベルトに密着させると共に搬送ベルトの撓みを防止することができ、記録媒体の撓みを防止することができる。
これにより、ローラ部材が記録媒体に吐出されたインクと接触することなく、記録ヘッドのインク吐出面に対して記録媒体が接近することを防止することができるため、インクの着弾状態を安定させ、画質の低下を防止することができる。また、記録媒体若しくは搬送ベルトが記録ヘッドに当接し、記録ヘッドを損傷することを防止することができる。
本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成のインクジェット記録装置において、ローラ部材を、記録媒体の搬送方向において前記記録ヘッドと略同じ位置に配設することにより、記録ヘッドのインク吐出面と対向する位置における搬送ベルト及び記録媒体の撓みを防止することができるため、効率的且つ確実に搬送ベルトの撓みを防止することができ、効果的である。
本発明の第3の構成によれば、上記第1または第2の構成のインクジェット記録装置において、ローラ部材のうち、少なくとも搬送方向最上流側のローラ部材を、上記搬送方向に対し所定角度外側に傾けることによって、搬送ベルトに幅方向外側に向かう力を作用させることができ、より効果的に撓みを防止することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明に用いられるローラ部材が配設されるインクジェット記録装置の一例であるインクジェット式プリンタの概略構造を示す模型的垂直断面正面図、図2はプリンタの記録部及び搬送ユニット周辺を示す部分拡大正面図であり、図3は、図2において搬送ユニットを下降させ記録部の下方にキャップを移動した状態を示す図である。尚、図1では支持部材61及びコロ63を破線で示し、図2及び図3では支持部材61及びコロ63を省略して示した。
図1に示すように、プリンタ1の本体2の内部下方には、用紙収容部である給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3の内部には、用紙Pが積まれて収容されている。給紙カセット3の用紙搬送方向下流部上方には、給紙装置4が配置されている。この給紙装置4により、用紙Pは図1において給紙カセット3の右上方に向けて送り出される。
給紙カセット3の用紙搬送方向下流には、用紙搬送路5、レジストローラ6、記録部20、及び搬送ユニット30が配置されている。給紙カセット3から送り出された用紙Pは、用紙搬送路5を通ってレジストローラ6に到達する。レジストローラ6は、用紙Pの斜め送りを矯正して再度用紙Pを送り出し、記録部20とレジストローラ6の間の用紙搬送路5に設けられた図示しない用紙先端検知部材による用紙Pの先端の検知に基づいたタイミングで、記録部20がインク吐出動作を実行する。なお、用紙搬送路5には、用紙Pを搬送するための搬送ローラ対を必要に応じて設けても良い。
搬送ユニット30は、駆動ローラ32、及び従動ローラ33、及びテンションローラ34に巻き掛けられた無端状の搬送ベルト31を備えている。搬送ベルト31は、駆動ローラ32により、図1において反時計方向に回転する。レジストローラ6によって送り出された用紙Pは、この搬送ベルト31の上面に載置され、図1において右方から左方へと搬送される。なお、搬送ベルト31には、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルト等が好適に用いられる。
搬送ユニット30の内部であって、記録部20に対向する箇所には、図2に示すように、空気吸引ユニット(吸着手段)35が備えられている。空気吸引ユニット35は、その上面に、多数の空気吸引用の孔(図示せず)を備えている。そして、搬送ユニット30は、空気吸引ユニット35により、その上面から下方に向かって空気を吸引することができる。また、搬送ベルト31にも、多数の空気吸引用の孔(図示せず)が設けられている。
これにより、搬送ユニット30は、搬送ベルト31と空気吸引ユニット35とを用いて、用紙Pを搬送ベルト31の上面に吸着し、密着させながら搬送する。なお、搬送ベルト31は、空気吸引ユニット35の上面と当接しており、かかる上面より下方へは移動しないようになっている。また、搬送ユニット30は、図示しないバネ等の付勢部材により記録ヘッド22に向かって付勢されている。
一方、プリンタ1は、外部コンピュータ(図示せず)から、文字や図形、模様などの画像データ信号を受信する。この画像データの情報は、搬送ユニット30と対向するようにその上方に配置された記録部20に送られる。記録部20は、記録ヘッド22(図2参照)のインク吐出ノズル(図示せず)の先端部が配置された底面と搬送ベルト31の上面である用紙搬送面31aとの間に微小間隔L(図6参照、例えば1mm)を設けて配置されている。また、上記の様に付勢された搬送ユニット30において搬送ベルト31が後述するコロ63と当接するとき、かかる微小間隔Lが設けられるようになっている。
微小間隔Lの設定方法は特に限定されるものではなく、例えば搬送ユニット30の上面に微小間隔Lの突起を設け、該突起と記録部20の下面とを当接させることにより、かかる間隔を設定することができる。
記録部20は、各色に対応した3個の記録ヘッド22を4色分、合計12個備えている(図示せず)。記録ヘッド22は、各々用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に向かって延び、図1に示すように、搬送ベルト31の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて並べて配置されている。4色に対応した記録ヘッド22とは、上流側から順に、ブラック用の記録ヘッド22K、シアン用の記録ヘッド22C、マゼンタ用の記録ヘッド22M、及びイエロー用の記録ヘッド22Yである。
各色の記録ヘッド22に対応して、搬送ユニット30の下方には、4台のインクタンク23が備えられている。各色のインクは、このインクタンク23から供給チューブ(図示せず)によって、記録ヘッド22に補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「K」「C」「M」「Y」の識別記号は省略するものとする。
なお、記録ヘッド22のインクの吐出方式としては、例えば、図示しないピエゾ素子を用いてインクを押し出すピエゾ方式や、発熱体によって気泡を発生させ、圧力をかけてインクを吐出するサーマルインクジェット方式など、各種方式を適用することができる。
記録部20の各記録ヘッド22は、外部コンピュータから受信した画像データの情報に対応して、搬送ベルト31表面に載置された用紙Pに向かって記録ヘッド22からインクを吐出する。そして、搬送ベルト31の回転とともに、所定のタイミングで各記録ヘッド22から各色のインクが順次吐出されることにより、搬送ベルト31表面上の用紙Pにはブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色のインクが重ね合わされたカラーインク画像が形成、印刷される。
搬送ユニット30の用紙搬送方向下流には、乾燥装置7が配置されている。記録装置20から用紙Pに吐出されたインクは、乾燥装置7によって乾燥される。
乾燥装置7の下流には、排出ローラ8、排出口9、及び排出トレイ10が備えられている。乾燥装置7で印刷されたインクの乾燥が済んだ用紙Pは、排出ローラ8によって左方に送られ、排出口9を通して、本体2の左側面外側に設けられた排出トレイ10において機外に排出される。
一方、搬送ユニット30の下方には、搬送ユニット30の昇降装置40が備えられている。昇降装置40は、各記録ヘッド22のインク吐出ノズル(図示せず)の乾燥や目詰まりを防止するため、記録ヘッド22にキャップ51(図2、図3参照)を装着したり、搬送ベルト31上で発生したジャム処理を行ったりするため、搬送ユニット30を昇降させる。昇降装置40は、上流側の偏心カム41(図1の右側)が反時計回り、下流側の偏心カム41(図1の左側)が時計回りに回転することにより、図3に示すように搬送ユニット30を下降させることができる。
そして、搬送ユニット30の下降により形成された作業空間を用い、キャップ51を図示しない垂直移動機構で昇降させ、記録ヘッド22に着脱することができる(図3参照)。また、キャップ51を脱離後、図示しない水平移動機構で水平移動させ、記録ヘッド22に着脱可能な位置と待機位置とに配置できるようになっている。
記録ヘッド22の乾燥や目詰まりの防止に関して、記録部20の長期間停止後の印刷開始時は全ての記録ヘッド22から、また印刷動作の合間にはインク吐出量が規定値以下の記録ヘッド22のノズルから、ノズル内の粘度が高くなったインクを吐出して、次の印刷動作に備える。このとき、記録ヘッド22にキャップ51を、微小距離をおいて近接させ、インクはキャップ51内に吐出される。
図4は、本実施形態に用いられる記録部、搬送ベルト及びローラ部材の周辺を示す部分拡大上面図であり、図5は部分拡大正面図であり、図6は、図5に示す搬送ベルトの記録媒体搬送面と記録ヘッドのインク吐出面との関係を示す部分拡大正面図であり、図7は、搬送ベルトとローラ部材との位置関係を示す部分拡大上面図である。図1〜図3と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。
上記構成のプリンタ1において、搬送ベルト31により搬送される用紙Pに対し、ベルト幅方向両外側には、用紙Pの搬送方向(矢印方向)に沿って細長い板状の支持部材61が配設されている。また、用紙Pの搬送方向の記録ヘッド22と略同じ位置の支持部材61には、搬送ベルト31の用紙搬送面(記録媒体搬送面)31aと回転自在に当接するコロ(ローラ部材)63a〜63dが片側4つずつ合計8つ軸支されている。
図5に示すように、コロ63a〜63dは、支持部材61の下方で搬送ベルト31と当接するように配置されており、図6に示すように、コロ63a〜63dが用紙Pより幅方向外側(用紙Pの吸着領域外側)で搬送ベルト31の用紙搬送面31aと当接するとき、記録ヘッド22の先端のインク吐出孔が設けられたインク吐出面(記録ヘッドの底面)と搬送ベルト31の用紙搬送面31aとの間が上記微小間隔Lとなるよう調整されている。
すなわち、コロ63a〜63dが、記録ヘッド22のインク吐出面より下方に突出した長さが上記微小間隔Lとなるように、支持部材61及びコロ63a〜63dが配設されている。また、コロ63a〜63dは、上記微小間隔Lを変更することなく搬送ベルト31と当接するよう、その大きさや高さを適宜設定することができる。
また、コロ63a〜63dは、搬送ベルト31の回動速度、すなわち用紙Pの搬送速度に影響を及ぼさない程度の圧力で搬送ベルト31に当接するようになっている。コロ63a〜63dは、搬送ベルト31に当接し、搬送ベルト31の回動に従動して回転するため、搬送ベルト31に過度の摩擦が生じることを防止することができ、ベルト回動速度に影響を及ぼしたり、ベルトの破損を防止することができる。
また、図7に示すように、コロ63a〜63dは、用紙Pの搬送方向に対し、所定角度θだけ外側に傾けられている。これにより、搬送ベルト31が回動すると、コロ63a〜63dの幅方向外側へ向かって回転するようになっている。
次に、コロ63a〜63dを用いた搬送ベルトの回動動作について説明する。搬送ベルト31が回動すると、コロ63aの当接により下方に押さえられる。これにより、搬送ベルト31の撓みの発生が防止される。続いて搬送ベルト31は、下流側のコロ63b〜63dと順次当接することにより、上記同様、撓みの発生が防止される。
ここで、上記の通りコロ63a〜63dが外側に傾けられているため、コロ63a〜63dとの当接により、搬送ベルト31の用紙搬送面31aの幅方向両端部にはそれぞれ外側へ向かう力が作用する。これにより、搬送ベルト31の幅方向両端部には、コロ63a〜63dにより幅方向外側に向かう力と、駆動ローラ32により搬送方向下流側に向かう力とが作用し、これらの力が合わさって、図7の左上側及び左下側に向かう力が作用するため、搬送ベルト31の撓みをより防止することができる。
コロ63a〜63dを傾ける角度θは、コロ63a〜63dが僅かに外側に傾いた状態となる概ね1°程度でも十分に搬送ベルト31のベルト撓み防止効果を向上させることができるが、角度θは、特に限定されるものではない。コロ63a〜63dが外側に傾く角度θが大きくなれば、コロ63a〜63dと搬送ベルト31との摩擦力が大きくなり、用紙Pの搬送速度に影響を及ぼすおそれがある。
一方、コロ63a〜63dが内側に傾くと(角度−θ)、搬送ベルト31の幅方向両端部を内側に向かわせる力が作用し、撓みを十分に防止できないおそれがある。従って、かかる観点を考慮し、搬送ベルト31の材質、幅、長さや厚み、或いは用紙Pの搬送速度等に応じて角度θを適宜設定すればよい。
そして、用紙Pが空気吸引ユニット35により搬送ベルト31に吸着され、搬送ベルト31の回動により記録部20に搬送されると、記録ヘッド22K〜22Yを通過するまで搬送ベルト31の撓みが防止されているため、搬送ベルト31に吸着された用紙Pも撓みが防止された状態で記録ヘッド22K〜22Yを通過することができる。また、コロ63a〜63dは用紙Pと当接することがない。
上記の通り、用紙Pを空気吸引ユニット35により搬送ベルト31に対して吸着し、記録ヘッド22に対して幅方向外側において支持部材61に軸支し、コロ63a〜63dを回動自在に搬送ベルト31に当接したため、搬送ベルト31の撓みを防止すると共に、用紙Pの撓みを防止することができる。
これにより、記録ヘッド22のインク吐出面に対する用紙Pの位置を記録ヘッド22K〜22Yを通過する間、略一定にすることができるため、用紙Pが撓んで記録ヘッド22K〜22Yに接近して液滴の着弾位置が規定位置より用紙の搬送方向先端側にずれるのを防止し、画像の乱れを防止することができる。また、用紙Pが記録ヘッド22に接触して記録ヘッド22が破損するのを防止することができる。
このとき、コロ63a〜63dは用紙Pと接触しないため、用紙Pに着弾されたインクが付着せず、着弾されたインクが乾燥する前にコロ63に付着することによって生じる画像の乱れや、コロ63a〜63dに付着した未乾燥インクが再度用紙Pに付着するオフセットの発生を防止する等、画質の低下を防止することができる。なお、用紙Pが搬送ベルト31の搬送面に送られてない場合においては、搬送ベルト31が記録ヘッド22と接触することを防止し、記録ヘッド22の破損を防止することができる。
また、上記実施形態では、コロ63a〜63dを記録ヘッド22K〜22Yに対し用紙Pの搬送方向に略同じ位置に配設したため、最も影響の大きい記録ヘッド22K〜22Yの直下において搬送ベルト31の撓みを防止することができ、より効率的且つ確実に記録ヘッド22K〜22Yに対して用紙Pが接近したり、用紙P若しくは搬送ベルト31が当接することを防止して、画質の低下や、記録ヘッド22K〜22Yの破損を防止することができる。
しかし、コロ63a〜63dの配置は、コロ63が搬送ベルト31の撓みを防止し、画質の低下や記録ヘッド22破損等を防止することが可能であれば、特に本実施形態に限定されるものではなく、その他、例えば、用紙Pの搬送方向において記録ヘッド22間に配設することもできる。
また、少なくとも用紙Pの搬送方向上流側に配設されたコロ63aを用紙Pの搬送方向に対して所定角度θだけ外側に傾けることにより、上記の通り搬送ベルト31の幅方向両端に外側へ向かう力が作用するため、搬送ベルト31の撓みをより防止することができる。加えて、このようにベルトの撓みが防止された状態で、搬送ベルト31が下流側の記録ヘッド22C〜22Yを通過することができる。
これにより、より効果的に搬送ベルト31の撓みを防止することができる。特に、上記実施形態では、4つのコロ63a〜63dを用紙Pの搬送方向に沿って所定角度θだけ幅方向外側に傾けたため、さらに効果的に搬送ベルト31の撓みを防止することができる。しかし、搬送ベルト31の撓みを防止することができれば、外側に傾けるコロ63は特に限定されるものではない。
また、上記実施形態では、コロ63a〜63dを幅方向片側に4つずつ支持部材61に配設したが、コロ63a〜63dは、回動自在に搬送ベルト31に当接することができれば、それぞれ独立して支持部材等を介して配設してもよく、記録ヘッド22が配設された記録部20に直接軸支することもできる。
その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、コロ63の配置、数量、形状、大きさ等は、装置構成や搬送ベルト31の材質、幅、長さや厚みや搬送速度等に応じて適宜設定することができる。
また、上記実施形態では、空気吸引ユニット35を用いて用紙Pを搬送ベルト31の上面に吸着させることとしたが、吸着方法は上記実施形態に特に限定されるものではなく、その他、例えば、搬送ベルト31を帯電させて静電気により用紙Pを吸着させる静電吸着を用いることもできる。
また、記録ヘッド22K〜22Yのノズルの個数やノズル間隔は装置の仕様に応じて適宜設定することができる。なお、上記実施形態においては4色のインクに対応する記録ヘッド22K〜22Yを備えたカラープリンタを例に挙げて説明したが、本発明は、1つの記録ヘッド22を備えたモノクロ用のインクジェットプリンタや、シリアル型のインクジェットプリンタにも全く同様に適用可能である。この場合、例えばコロ63を記録ヘッド22と用紙Pの搬送方向に同じ位置に一対、外側に傾けて配置する等、適宜設定することができる。
本発明は、記録媒体を搬送する搬送ベルトと、該搬送ベルトにより搬送された記録媒体上にインクを吐出する記録ヘッドと、を備えたインクジェト記録装置において、前記搬送ベルトの記録媒体搬送面に対し記録媒体を吸着させる吸着手段と、前記搬送ベルトの幅方向両端部の上方に回転自在に軸支され、外周面が前記記録媒体搬送面の記録媒体吸着領域よりも外側に当接する複数のローラ部材と、が設けられたものである。
これにより、ローラ部材が記録媒体に吐出されたインクと接触することなく、記録ヘッドのインク吐出面に対して記録媒体が接近することを防止することができるため、インクの着弾状態を安定させ、画質の低下を防止することができる。また、記録媒体若しくは搬送ベルトが記録ヘッドに当接し、記録ヘッドを損傷することを防止することができる。
また、ローラ部材を、記録媒体の搬送方向において前記記録ヘッドと略同じ位置に配設することにより、記録ヘッドのインク吐出面と対向する位置における搬送ベルト及び記録媒体の撓みを防止することができるため、効率的且つ確実に搬送ベルトの撓みを防止することができ、効果的である。
また、ローラ部材のうち、少なくとも搬送方向最上流側のローラ部材を、上記搬送方向に対し所定角度外側に傾けることによって、搬送ベルトに幅方向外側に向かう力を作用させることができ、より効果的に撓みを防止することができる。
は、インクジェット記録装置の一例であるインクジェット式プリンタの概略構造を示す模型的垂直断面正面図である。 は、プリンタの記録部及び搬送ユニット周辺を示す部分拡大正面図である。 は、図2において搬送ユニットを下降させ記録部の下方にキャップを移動した状態を示す図である。 は、記録部、搬送ベルト及びローラ部材の周辺を示す部分拡大上面図である。 は、記録部、搬送ベルト及びローラ部材の周辺を示す部分拡大正面図である。 は、図5において搬送ベルトの記録媒体搬送面と記録ヘッドのインク吐出面との関係を示す部分拡大正面図である。 は、搬送ベルトに対する回動部材の配置状態を示す部分拡大上面図である。
符号の説明
1 プリンタ(インクジェット記録装置)
2 本体
20 記録部
22 記録ヘッド
30 搬送ユニット
31 搬送ベルト
31a 用紙搬送面(記録媒体搬送面)
35 空気吸引ユニット(吸着手段)
61 支持部材
63a〜63d コロ(ローラ部材)
P 用紙

Claims (2)

  1. 記録媒体を搬送する搬送ベルトと、該搬送ベルトにより搬送された記録媒体上にインクを吐出する記録ヘッドと、を備えたインクジェト記録装置において、
    前記搬送ベルトの記録媒体搬送面に対し記録媒体を吸着させる吸着手段と、
    前記搬送ベルトの幅方向両端部の上方に回転自在に軸支され、外周面が前記記録媒体搬送面の記録媒体吸着領域よりも外側に当接する複数のローラ部材と、
    が設けられ
    前記ローラ部材のうち、少なくとも前記搬送方向最上流側のローラ部材が、前記搬送方向に対し所定角度外側に傾けられたことを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記ローラ部材は、記録媒体の搬送方向において前記記録ヘッドと略同じ位置に配設されたことを特徴とする請求項1に記載のインクジェト記録装置。
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