JP5193832B2 - 画像記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像を記録する固定された記録ヘッドに記録媒体を搬送する搬送機構を有する画像記録装置に関する。
一般に、記録時の騒音が小さく、記録された画像の品質が良好であることから、インクジェットプリンタが広く普及している。このインクジェットプリンタは、大きく分けて、記録ヘッドと記録媒体とを共に移動させながら、記録媒体上への記録を行うシリアル型インクジェットプリンタと、記録ヘッドを固定し、記録媒体のみを移動して記録媒体上への記録を行うフルライン型インクジェットプリンタ(以下、ラインプリンタと称す。)との2つのタイプがある。特に、近年では、画像記録の高速化即ち、記録速度の向上が要求されて、ラインプリンタに関する提案が数多くなされている。
このようなラインプリンタにおいて、記録媒体を搬送する機構として、インクジェットヘッドと対向する記録領域の平面度を規制するためにプラテンを設け、搬送用の無端ベルトに記録媒体を吸着させながら搬送するベルト搬送機構が採用されている。
このようなベルト搬送機構は、搬送される記録媒体と記録ヘッドとの衝突を回避させるために、記録媒体を無端ベルトに確実に吸着させる必要がある。そこで、特許文献1には、記録媒体の浮きを防止し、記録媒体を確実に無端ベルトに吸着させる技術が開示されている。特許文献1では、記録ヘッドブロックの上流側に、無端ベルトと当接する押えローラを従動回転自在に配置して、ベルト表面から浮いている記録媒体を押えローラによってプラテンに押えつけることで吸着を確実にしている。
特開平7−53082号公報
前述した特許文献1では、押えローラを駆動するベルトに当接させて、記録媒体の浮きを防止する構成である。このため、平面加工されたプラテンは、ベルトを挟んで押えローラによって所定の力で押圧された状態となっている。そのため、押えローラによって押圧されたプラテンの箇所は、時間経過と共に磨耗してしまう。換言すれば、押えローラが当接するプラテンの箇所に凹みが発生する。この凹みにより、搬送される記録媒体の搬送速度にムラが生じ、高画質な画像記録を行うことができなくなってしまう。
そこで本発明は、記録媒体の浮きを防止でき、且つ搬送性能を維持することができる画像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、本発明の画像記録装置は、1つ、又は複数の記録ヘッドによってラインヘッドを構成し、記録媒体上に画像記録を行うヘッド部と、少なくともラインヘッドと対向する領域に平板形状のプラテンを有し、記録媒体をベルトによって搬送する搬送機構と、ラインヘッドより記録媒体の搬送方向上流側に配置され、ベルトから浮き上がる記録媒体に対して該記録媒体をベルト側へ抑圧するローラと、ローラの両端をそれぞれ回転可能に軸支し、プラテンと当接してローラの位置を規制する規制部を備えた軸受け部材と、を有する押え機構と、を備え、画像記録時、ローラはベルトと当接し、且つ規制部は、プラテンと当接していることを特徴とする。
また、本発明の画像記録装置は、1つ、又は複数の記録ヘッドによってラインヘッドを構成し、記録媒体上に画像記録を行うヘッド部と、少なくともラインヘッドと対向する領域に平板形状の樹脂で形成されたプラテンを有し、記録媒体をベルトによって搬送する搬送機構と、ラインヘッドより記録媒体の搬送方向上流側、且つ近傍に配置されたローラと、ローラをベルト側へと付勢する付勢部材と、ローラの両端をそれぞれ回転可能に軸支する軸受け部材と、を有する押え機構と、を備え、軸受け部材は、ローラを軸支した部分よりプラテン側に延出した規制部を有し、画像記録時、ローラがベルトと当接すると共に規制部が前記プラテンと当接することを特徴とする。
本発明によれば、記録媒体の浮きを防止でき、且つ搬送性能を維持する画像記録装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1乃至図6を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像記録装置の概略的な構成を示した図である。図2は、プラテンの形状を示した図である。図3は、画像記録部の斜視図であり、図4は画像記録部を下方から見た図である。図5(a)は、押え機構におけるローラ軸受けの詳細な構成を示し、図5(b)は、押え機構におけるローラの形状を示している。図6は、画像記録位置における媒体押え機構と搬送機構との位置関係を示した図である。尚、本実施形態においては、記録媒体の搬送方向をX方向とし、該X方向と直交する方向をY方向または幅方向とし、X方向及びY方向に直交する方向をZ方向または上下方向と称する。
画像記録装置10は、大別すると、記録媒体供給系11と、画像記録部12と、搬送機構13と、昇降機構14と、記録媒体の収納系15と、に分けて構成されている。
記録媒体供給系11は、複数の記録媒体21を収容する給紙台22と、給紙ローラ23と、レジストローラ対24とを有して構成される。給紙ローラ23はピックアップローラとも称されるもので、給紙台22に収容されている記録媒体21と接触して、記録媒体21を1枚単位で順次、取り出して、レジストローラ対24に受け渡す。
また、レジストローラ対24は、搬送される記録媒体21の搬送方向(X軸方向)に対する傾き(斜行)を補正(矯正)するためのローラである。このレジストローラ対24は、上下一対のレジストローラ24a、24bで構成されるもので、下方のレジストローラ24bの上面が記録媒体21の搬送経路延長線上と略同一面となるように配置されている。また、レジストローラ24bの上方には、該レジストローラ24bを下方に押圧するように、図示されないばねによって付勢されているレジストローラ24aが設けられている。このレジストローラ24aとレジストローラ24bとは、支持軸が略平行となっている。そして、レジストローラ対24は、給紙ローラ21によって給紙された記録媒体21の先端をレジストローラ対24のニップ部に当接させ、記録媒体21の搬送方向(X軸方向)に対する傾き(斜行)を補正(矯正)してから、後述する画像記録部12における画像記録タイミングにあわせて記録媒体21を搬送機構13へと搬送する。
搬送機構13は、供給系12の搬送方向下流側に配置され、画像記録部12と対向配置されている。この搬送機構13は、吸引ファン41と、搬送ベルト42と、プラテン43と、駆動ローラ44と、従動ローラ45と、テンションローラ46(46a、46b)と、搬送フレーム47とで構成されている。尚、搬送機構13は、昇降機構14によって、図1に示す画像記録位置と該画像記録位置から退避した非画像記録位置との間を移動可能となっている。
搬送ベルト42は、搬送される記録媒体21の幅寸法以上の幅を有して無端で帯状に形成され、且つ、その表面には、多数の孔が設けられている。この搬送ベルト42は、搬送フレーム47に回転可能に保持された駆動ローラ44、従動ローラ45及びテンションローラ46によってテンションが掛けられた状態で捲回され、駆動ローラ44を駆動することで所定方向に回転する。
また、搬送ベルト42の下方には、プラテン43が設けられている。このプラテン43も、搬送フレーム47によって保持されている。プラテン43は、少なくとも画像記録部12と対向する領域が平面となるように板形状に加工されており、図2に示すように多数の孔43aが開口されている。
このプラテン43には、図2に示されるように、搬送ベルト42の両幅外側で搬送方向に延出し、後述する媒体押え機構100の軸受け部102と当接する2本のリブ43bが設けられている。本実施形態のプラテン43は、例えば、ABSのような樹脂部材により形成される。このようにプラテン43を樹脂製にすることによって、量産、部品の低コスト化、装置の軽量化、その軽量化に伴う作業負荷の軽減等のメリットがある。一方、擦過による摩耗等の耐久性に関してデメリットもある。そこで本実施形態では、後述する媒体押え機構100の構成をとることで、このデメリットを回避している。
次に、画像記録部12について説明する。画像記録部12は、本実施形態では、例えば、4色(シアン(C)、ブラック(B)、マゼンタ(M)、イエロー(Y))のインクを吐出するヘッド部31(31C、31K、31M、31Y)と、このヘッド部31を保持するヘッド保持部材32と、間隔調整部材33と、媒体押え機構100と、を有して構成されている。
図4に示すように、ヘッド保持部材32には、複数の開口部35が設けられている。これらの開口部35には、それぞれに短尺な記録ヘッドを位置決めされて固定される。このように記録ヘッドの装着により、記録媒体21の幅方向における画像記録が行われる記録領域と同等、またはそれ以上となるライン型のヘッド部31を構成している。
尚、本実施形態では、6個の記録ヘッドを搬送方向と直交する方向に千鳥配置し、記録媒体21の幅と同等、又はそれ以上となるヘッド部31を構成している。勿論、記録ヘッドの数はこれに限られずに、1個の長尺な記録ヘッドによってヘッド部31を構成するようにしてもよい。また、記録ヘッドの配置は千鳥配置に限らず、記録ヘッドの一部を重複させ、搬送方向と直交する方向に配置することでヘッド部31を構成してもよい。
ヘッド部31(31C〜31Y)には、図示されないインク供給系からそれぞれ供給された各色インクを、記録媒体21に吐出して画像を記録する。
間隔調整部材33は、ヘッド保持部材32の、搬送機構13と対向する対向面に設けられているもので、画像記録部12と搬送機構13とのギャップ量を調整している。具体的には、対向面に於ける搬送方向上流側(ヘッド部31より搬送方向上流側)に間隔調整部材33が2個設けられ、搬送方向下流側(ヘッド部31より搬送方向上流側)に間隔調整部材33が2個設けられている。
この間隔調整部材33は、搬送機構13に向けて突出されて形成されたピンであり、記録ヘッド36のノズル面より僅かに突出する長さを有している。
本実施形態では、間隔調整部材33の先端をヘッド部31における各記録ヘッドのノズル面より1mm突出させている。尚、間隔調整部材33は、図示されない突出量調整部材によって、ノズル面から突出させる量を可変可能となっている。
媒体押え機構100は、ヘッド保持部材32の搬送機構13と対向する対向面に設けられている。この媒体押え機構100は、プレート104と、媒体押えローラ101と、ローラ軸受け部102と、インク吸収体105とで構成されている。
プレート104は、ヘッド保持部材32の開口部35と対応する位置に開口が設けられ、ヘッド保持部材32の搬送機構13と対向する対向面に取り付けられている。本実施形態では、プレート104は、上記対向面に対して取り外し可能となっている。このプレート104には、インク吸収体105が設けられている。これにより、ヘッド部31がインクを吐出することで発生するミスト状のインクをインク吸収体105によって吸収させることができ、装置内の汚れを軽減させることができる。
媒体押えローラ101は、図3,4に示すように各記録ヘッドの上流側に配置されている。尚、本実施形態では、各記録ヘッドの上流にそれぞれに、計8本の媒体押えローラ101が配置されている。
図5(a)に示すように、これらの媒体押えローラ101は、両端が軸受け部102によって保持される。図4(a)に示すように、軸受け部102はプレート104に対して上下方向に摺動可能に設けられている。そして、軸受け部102は、付勢部材としてのコイルバネ103によって下方(搬送機構)に向けて付勢されている。
この軸受け部102は、その下端102aが媒体押えローラ101を軸支している箇所よりプラテン43に向けて延出した形状となっている。そして、軸受け部102の下端102aは、平面加工されており、画像の記録時には前述したプラテン43のリブ43bと当接する。
この当接により、媒体押えローラ101とプラテン43との間隔を規制することができる。このように軸受け部102の下端102aは、媒体押えローラ101とプラテン43との間隔を規制する規制部としての機能を有している。ここで、媒体押えローラ101は、搬送ベルト42の回転によって従動回転し、さらに、記録媒体21が通過する箇所に所定の隙間を設けていた方が通紙性能は良い。
本実施形態では、通紙性能を向上させるために、媒体押えローラ101は、図5(b)に示すような形状をしている。両端に設けた媒体押えローラ101の太軸部分101aは、搬送ベルト42に押し当てられ、搬送ベルト42の回転による移動に従動して回転する。太軸部分101aより内側は、太軸部分101aよりも径が小さい細軸部分101bとなっており、記録媒体21の通過する隙間A(太軸部分101aと細軸部分101bとの径の差)を作り出す。この隙間Aは、記録媒体21の厚さによるが記録媒体21の厚さが普通紙であるとすると、0.5mm程度でよい。また、幅Bは通過する記録媒体21の幅以上の長さが必要である。
このような構成により、画像記録時には、軸受け部102の下端102aがプラテン43のリブ43bと当接した状態で、媒体押えローラ101の太軸部分101aが駆動する搬送ベルト42に当接して回転力を与え、細軸部分101bは、記録媒体21が通過するスペースを形成している。
尚、 本実施形態の媒体押え機構100は、プレート104にローラ軸受け部102を設けて、媒体押えローラ101を回転可能に軸支する構成である。このプレート104は、ヘッド保持部材32にネジ止めや、フック等の係止部材により固定される。しかし、媒体押え機構100は、この構成に限定されるものではない。このプレート104を省略する構成、例えばヘッド保持部材32の搬送ベルト42と対向面側に又は側面に直接、ローラ軸受け部102を設けて、媒体押えローラ101を回転可能に軸支する構成であってもよい。
次に、昇降機構14について説明する。
この昇降機構14は、搬送機構13を画像記録装置10の画像記録位置と非記録位置に移動させるための移動機構である。昇降機構14は、不図示のワイヤをモータで巻き上げることによって搬送機構13を昇降可能としている。
次に、画像が記録された記録媒体21を収納する収納系15について説明する。
収納系15は、搬送機構13の搬送方向下流に配置されている。この収納系15は、排出ローラ対61と、ストッカ62とを有している。排出ローラ対61は、画像記録済みの記録媒体21を搬送機構13から外部に排出するように機能する。ストッカ62は、画像記録済みの記録媒体21を収納する。ストッカ62には、記録媒体21の収納時にページ毎に振り分ける編集機能を搭載してもよい。
次に、本実施形態の画像記録装置10の記録動作について説明する。
画像記録装置10の図示されない操作パネルから画像形成の指示が入力操作される、または信号線で接続された図示されないホスト機器から画像形成の指示信号が入力される。この指示を受けて、搬送機構13は昇降機構14によって非記録位置から上昇し、図1に示す記録位置に移動する。尚、記録位置では、昇降機構14によって搬送機構を上昇させた際に、前述した間隔調整部材33がプラテン43と当接することによって画像記録部と搬送機構との間隔が所定の間隔になるように調整されている。
この時、図6に示すように媒体押えローラ101の太軸部分101aが搬送ベルト42に当接すると同時に軸受け部102の下端102aはリブ43bに当接する。ここで、部品作製時における公差の都合上、全ての部品において上記の現象を再現することは困難であるため、軸受け部102よりも媒体押えローラ101が必ず先に搬送ベルト21に当接するように公差を考慮して設計する。このように構成することにより、媒体押えローラ101は、搬送ベルト42の駆動が伝搬されて確実に回転する。
その後、レジストローラ対24、駆動ローラ45、排出ローラ対61が駆動された状態で、給紙ローラ23が駆動される。これにより、給紙ローラ23により給紙トレイ22から最上部の1枚の記録媒体21が取り出される。そして、レジストローラ対24のレジストローラ24aとレジストローラ24bとの対向部で形成されている把持部に、記録媒体21が到達する。
このとき、レジストローラ24a及びレジストローラ24bは、図示されないレジストクラッチによって回転が一時静止されている。この一時静止により、レジストローラ対24に向けて搬送されてきた記録媒体21の先端部分が把持部に突き当たり、一旦進行が制止されて湾曲し、被搬送姿勢が矯正される。すなわち、記録媒体21に斜行があれば、その斜行が修正される。その当接した後、所定時間経過すると、レジストクラッチによる回転制止が解除され、レジストローラ対24の回転を開始することにより、記録媒体21は、所定の速度で搬送機構13の搬送ベルト42上へと送り出される。
この搬送ベルト42上には、吸引ファン41による吸引力が、プラテン43に設けられた無数の孔と搬送ベルト42に設けられた無数の孔を介して加わっている。レジストローラ対24から搬送ベルト42上に送り出された記録媒体21は、図1において時計回り方向に循環移動する搬送ベルト42上に前述した吸引力により吸着された状態で、所定の搬送速度でX方向へと搬送される。
媒体押えローラ101は、搬送ベルト42の上面から浮き上がってしまった記録媒体21の一部を搬送ベルト42に押えつけることによって確実に搬送ベルト42に記録媒体21を吸着させると共に、各ヘッド31へ記録媒体21が接触することを回避する。
そして、プラテン43の搬送ベルト42によって搬送されてくる記録媒体21が、シアン(C)、ブラック(K)、マゼンタ(M)、及びイエロ(Y)の各色に対応してヘッド保持部32に搭載・配置されている各ヘッド部31C、31K、31M、31Yの下を通過する。
その通過する際に、画像形成位置に到達したタイミングで、その記録媒体21上に、各ヘッド部31C、31K、31M、31Yからインク滴が吐出され、当該記録媒体21に画像が記録される。このようにして、各色の画像が重ねてカラー記録された記録媒体21は、排出ローラ対61によって装置外に排出され、ストッカ62内に収容される。
本実施形態の軸受け部102が設けられずに、このような画像記録を継続した場合、媒体押えローラ101は、コイルバネ103によってプラテン43側へと付勢されているため、媒体押えローラ101の太軸部分101aが押圧する箇所が搬送ベルト42の裏面により擦られて、プラテン43の磨耗が進み、媒体押えローラ101自身が下方へと移動される。
これに対して、本実施形態は、画像記録時には、軸受け部102の下端102aがプラテン43に形成されたリブ43bと当接し、押えローラ101が予め定めた位置以下に下がらない状態、即ち、搬送ベルト42を必要以上にプラテンを押しつける付勢力が制限され、且つ、記録媒体21を正確に搬送させることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、搬送ベルト42によって搬送される記録媒体21の浮き上がりを媒体押えローラにより押えつつ、媒体押えローラの軸受け部102がプラテン43に当接することにより、搬送ベルト42を必要以上にプラテンに押しつける付勢力が制限される。
従って、本実施形態によれば、記録媒体の浮き上がりによるジャムを防止し、且つ搬送ベルトによるプラテンへの摩耗による損傷を抑制することができる。
尚、本実施形態では、プラテン43にリブ43bを設けたが、軸受け部102の下端102aの長さをリブ43bの高さ分だけ延出させれば、リブ43bを省略することができる。また、本実施形態では、プラテン43の材質として樹脂を用いた場合を説明してきたが、これに限らず、例えば、アルミニウムやステンレスのような金属部材を用いてもよい。金属部材を用いた場合、樹脂と比較すると摩耗量は僅かであるが、少なからず摩耗する。そのため、プラテンの材質を金属部材とした場合においても本実施形態の構成をとることでプラテンへの摩耗による損傷を抑制することができる。
次に図7を参照して、第1の実施形態の第1の変形例について説明する。
第1の実施形態では、ヘッド部31側に軸受け部102を設けた構成であったが、本変形例は、図7に示すように、搬送機構13側、即ちプラテン43側に軸受け部102を設けた構成である。
軸受け部102は、媒体押えローラ101を受ける軸受け部分から分岐して延出する当接部102aが設けられている。この当接部102aは、プラテン43に当接して、媒体押えローラ101とプラテン43との間隔を規制する。
プラテン43の支持部104により、軸受け部102が上下にスライド可能に支持される。さらに、軸受け部102に設けられたバネ受け部102bと、プラテン43側に設けられたバネ受け部43cとの間にコイルバネ103が掛け渡されている。このコイルばね103は、ローラ軸受け部102、即ち媒体押えローラ101をプラテン43に当接するように付勢する。
本変形例にすれば、前述した第1の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。また、搬送機構側、即ちプラテン側に設けることによって、ヘッド部の構成が簡易化される。
また、本変形例ではコイルばねにより吸引側に弾性力を発生させたが、これに変わって、電磁石により吸引する作用を発生させても実現することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。
更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像記録装置の概略的な構成を示す図である。 図2は、画像記録装置におけるプラテンの形状を示す図である。 図3は、画像記録部の斜視図である。 図4は、図3で画像記録部を下方から見た図である。 図5(a)は、押え機構におけるローラ軸受けの詳細な構成を示し、図5(b)は、押え機構におけるローラの形状を示す図である。 図6は、画像記録位置における媒体押え機構と搬送機構との位置関係を示した図である。 第1の実施形態の第1の変形例を示す図である。
符号の説明
10…画像記録装置、11…供給系、12…画像記録部、13…搬送機構、14…昇降機構、15…収納系、21…記録媒体、22…給紙台、23…給紙ローラ、24…レジストローラ対、24a、24b…レジストローラ、31、31K、31C、31M、31Y…ヘッド部、32…ヘッド保持部材、33…間隔調整部材、41…吸引フアン、42…搬送ベルト、43…プラテン、44…駆動ローラ、45…従動ローラ、46a、46b…テンションローラ、47…搬送フレーム、61…排出ローラ対、62…ストッカ、100…媒体押え機構、101…媒体押えローラ、102…媒体押えローラ軸受け、103…コイルバネ、104…媒体押えローラ太い部分、105…インク吸収体。

Claims (7)

  1. 1つ、又は複数の記録ヘッドによってラインヘッドを構成し、記録媒体上に画像記録を行うヘッド部と、
    少なくとも前記ラインヘッドと対向する領域に平板形状のプラテンを有し、前記記録媒体をベルトによって搬送する搬送機構と、
    前記ラインヘッドより前記記録媒体の搬送方向上流側に配置され、前記ベルトから浮き上がる前記記録媒体に対して該記録媒体を前記ベルト側へ抑圧するローラと、前記ローラの両端をそれぞれ回転可能に軸支し、前記プラテンと当接して前記ローラの位置を規制する規制部を備えた軸受け部材と、を有する押え機構と、を備え、
    画像記録時、前記ローラは前記ベルトと当接し、且つ前記規制部は、前記プラテンと当接していることを特徴とする画像記録装置。
  2. 前記ローラを前記ベルト側へと付勢する付勢部材を有し、
    前記規制部は、前記付勢部材によって前記ローラが前記ベルトに押圧する力を規制することを特徴とする請求項1に記載の画像記録装置。
  3. 前記プラテンは、樹脂で形成されていることを特徴とする請求項1、又は2に記載の画像記録装置。
  4. 前記ローラは、両端に設けた太軸部分が前記ベルトと接し、それらの内側の前記太軸部分より小径な細軸部分で前記記録媒体を通過させるスペースを生成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像記録装置。
  5. 前記押え機構は、前記プラテンに設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像記録装置。
  6. 前記ヘッド部は、前記記録ヘッドを保持固定するヘッド保持部材を有し、
    前記押え機構は、前記ヘッド保持部材に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像記録装置。
  7. 1つ、又は複数の記録ヘッドによってラインヘッドを構成し、記録媒体上に画像記録を行うヘッド部と、
    少なくとも前記ラインヘッドと対向する領域に平板形状の樹脂で形成されたプラテンを有し、前記記録媒体をベルトによって搬送する搬送機構と、
    前記ラインヘッドより前記記録媒体の搬送方向上流側、且つ近傍に配置されたローラと、前記ローラを前記ベルト側へと付勢する付勢部材と、前記ローラの両端をそれぞれ回転可能に軸支する軸受け部材と、を有する押え機構と、を備え、
    前記軸受け部材は、前記ローラを軸支した部分より前記プラテン側に延出した規制部を有し、画像記録時、前記ローラが前記ベルトと当接すると共に前記規制部が前記プラテンと当接することを特徴とする画像記録装置。
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