JP5247552B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関するものであり、特に、液体を記録媒体へ吐出して記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
インクなどの液体を吐出して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が広く知られている。この画像形成装置では、記録ヘッドの真下に記録媒体を搬送し、画像を描画している。
このような画像形成装置では、記録ヘッドと記録媒体との距離が不均一であると描画に影響が出てしまうため、記録媒体の平坦形状を保持するための矯正が従来から行われてきている。
例えば、特許文献1では、記録部よりも下流側の記録媒体送り速度を上流側よりも速くするとともに、下流側の駆動軸をトルクリミッタでスリップさせることにより、記録部の記録媒体にバックテンションをかけて平坦性の確保を行っている。しかしながら、この方法では、記録媒体を引っ張ることによる縦しわの発生が生じてしまったり、搬送方向下流側からの影響によっても駆動軸がスリップしてしまったりするという問題がある。
また、特許文献2では、記録部において吸着発生手段を用いて平坦性を確保すると共に、記録部とカッター部との間のループ形成部が設けられていることからループ形成部からの影響を抑えるため、複数本のローラを用いてループ形成部の上流側における記録媒体のバタツキを抑制している。しかしながら、特許文献2の技術では、記録部下流側のグリップ力が強いため、上流側の送り出し速度が速くなると、記録部での記録媒体の緩みが発生しやすい。また、下流側の速度が速い場合には、記録媒体の画像面でスリップが発生し、画像劣化の原因となってしまう。また、複数本のローラを必要とすることから部品点数が増えてしまう。
実開平01−44149号公報 特開2006−56655号公報
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、高精度で記録部での記録媒体の平坦性を確保可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
請求項1に記載の画像形成装置は、記録媒体へ液滴を吐出して画像を描画する記録ヘッドと、前記記録ヘッドと対向配置されて液滴を受ける平坦部を有し、この平坦部上に記録媒体を吸着して記録媒体の平面性を保持する吸着描画部と、前記吸着描画部へ記録媒体を送り出す上流側搬送部と、前記吸着描画部の下流側に配置され、搬送方向下流側への従動回転が可能とされ、前記記録媒体を挟持して搬送方向下流側へ送ると共に、搬送方向上流側への回転が阻止され、前記上流側搬送部による搬送速度以下の搬送速度で搬送方向下流側への回転駆動が可能とされている逆送阻止搬送ローラと、を備えている。
上記構成の画像形成装置では、吸着描画部の平坦部上において、記録媒体への描画(記録)が行われる。平坦部上の記録媒体は、平坦部へ吸着されることにより平坦性が保持される。また、吸着描画部の下流側に配置された逆送阻止搬送ローラは、記録媒体を挟持して搬送方向下流側へ従動回転可能とされている。したがって、上流側搬送部と逆送阻止搬送ローラ間について、上流側搬送部での送り出し速度によって、記録媒体を搬送することができる。また、逆送阻止搬送ローラは、搬送方向上流側への回転が阻止されているので、逆送阻止搬送ローラの下流側における記録媒体の緩みなどによる上流側への影響を抑制することができる。
また、請求項1に記載の画像形成装置は、前記逆送阻止搬送ローラが、前記上流側搬送部による搬送速度以下の搬送速度で搬送方向下流側への回転駆動が可能とされていること、を特徴とする。
逆送阻止搬送ローラは、従動回転することにより、上流側搬送部での送り出し速度によって、記録媒体を搬送するが、記録媒体の下流側端部が上流側搬送部を通過した後などの場合には、記録媒体を搬送する駆動力が必要となる。そこで、このように、逆送阻止搬送ローラについて、上流側搬送部の搬送速度以下の搬送速度で搬送方向下流側への回転駆動を可能とすることにより、記録媒体の平坦性を確保しつつ搬送することができる。
請求項2に記載の画像形成装置は、前記逆送阻止搬送ローラが、前記平坦部の上面との間で前記記録媒体を挟持すること、を特徴とする。
上記構成によれば、平坦部と逆送阻止搬送ローラとが離間されていないので、記録媒体の座曲を抑制することができる。
請求項3に記載の画像形成装置は、前記平坦部の下流側端部と前記逆送阻止搬送ローラでの記録媒体の挟持部との距離をS、前記逆送阻止搬送部の従動負荷をF、前記記録媒体の縦弾性係数E、記録媒体の断面二次モーメントIとし、
S<2π(E・I/F)1/2
の関係が満たされていることを特徴とする。
上記のように、設定することにより、平坦部と逆送阻止搬送ローラとの間での記録媒体の座曲を抑制することができる。
請求項4に記載の画像形成装置は、前記記録媒体は、ロール状に巻き回された状態から前記吸着描画部で前記記録ヘッド側へ凸となる巻き出し方向で前記平坦部へ供給されること、を特徴とする。
記録媒体の巻きによるくせづけの方向を、上記のようにすることで、逆方向に配置した場合と比較して、吸着描画部での平坦部への吸着による平坦性の確保を、効率的に行うことができる。
請求項5に記載の画像形成装置は、前記逆送阻止搬送ローラの搬送方向下流側に設けられ前記記録媒体を挟持して搬送方向下流側へ送る第2搬送ローラと、前記記録媒体を所定のサイズに切断するカッター部と、前記逆送阻止搬送ローラと前記第2搬送ローラとの間に設けられ、前記カッター部での記録媒体切断時における搬送停止による前記逆送阻止搬送ローラと前記第2搬送ローラでの搬送量の差分を前記記録媒体を湾曲させて吸収する湾曲搬送部と、を備えている。
このように、記録媒体の切断を行うカッター部が吸着描画部よりも下流側に配置されていて、切断時における搬送停止による記録媒体の搬送量の差分を吸収するための湾曲搬送部を設けた場合には、特に、この湾曲搬送部からの影響により、吸着描画部上の記録媒体に外力が作用されやすくなるため、逆送阻止搬送ローラを好適に用いることができる。
請求項6に記載の画像形成装置は、前記湾曲搬送部における前記記録媒体の湾曲方向が、前記記録媒体の巻き回し方向と同方向であること、を特徴とする。
このように、記録媒体の湾曲方向を設定することにより、湾曲搬送部における記録媒体の反力が逆方向の場合よりも小さくなり、逆送阻止搬送ローラへの影響を小さくすることができる。
請求項7に記載の画像形成装置は、前記逆送阻止搬送ローラと前記第2搬送ローラとの間の全域において前記記録媒体の湾曲方向は、前記記録媒体の巻き回し方向と同方向であること、を特徴とする。
このように、記録媒体の湾曲方向を設定することにより、逆送阻止搬送ローラと第2搬送ローラとの間における記録媒体の反力を、より小さくすることができ、逆送阻止搬送ローラへの影響を小さくすることができる。
本発明によれば、高精度で記録部での記録媒体の平坦性を確保することができる。
第1実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 第1実施形態に係る画像形成装置の吸着描画部付近の構成を示す斜視図である。 第1実施形態の変形例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 第1実施形態の他の変形例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 第1実施形態の他の変形例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 第1実施形態の他の変形例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 第2実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す側面図である。 第2実施形態に係る画像形成装置の搬送ベルトを示す斜視図である。 第2実施形態の変形例に係る画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
[第1実施形態]
以下、図面に基づいて、本発明の実施態様について説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置10は、ロール用紙供給部12、副走査ローラ14、記録ヘッド16、吸着描画部18、第1搬送ローラ20、第2搬送ローラ34、カッター36、湾曲搬送部30、排出ローラ38、及び、排紙トレイ39を備えている。
ロール用紙供給部12には、記録媒体としての長尺状の記録用紙SHがロール状に巻き回されたロール記録用紙(連続用紙)SRがストックされている。記録用紙SHとしては、普通紙や、両面にインク吸収層を有するインクジェット記録用紙などが挙げられる。ロール記録用紙SRは、搬送ローラ13等により、搬送方向の下流側へ巻き出され、Web形態(カットされていない長尺形態)で搬送される。なお、本実施形態では、ロール記録用紙への描画について説明するが、画像形成装置は、カット紙が積層装填されたカセットを併設し、カット紙の描画も可能とするものであってもよい。
記録ヘッド16は、図2に示すように、ガイド軸11に取り付けられており、ガイド軸11に沿って、記録用紙SHの幅方向(以下この方向を「主走査方向X」という)に移動可能とされている。記録ヘッド16の下面には、インクを吐出するノズル(不図示)が構成されており、ノズルから画像データに対応してインクが吐出されることにより、記録用紙SHに画像が形成される。
図1に示すように、記録ヘッド16の下面側には、記録ヘッド16と対向して、吸着描画部18が配置されている。吸着描画部18には、上面に平坦部17が形成されると共に、内部に吸引ファン19が収納されている。
平坦部17は上面が平坦形状とされ、記録ヘッド16と平行に向き合うように配置されている。平坦部17には、内部へ貫通する複数の小穴17Aが構成されている。吸引ファン19は、吸着描画部18の内部が負圧になるように空気を吸引する。これにより、吸着描画部18上の記録用紙SHは、小穴17Aからの吸引により平坦部17に吸着されて平坦性が保持される。平坦部17上の記録用紙SHへ向かってインクが吐出され、画像が形成される。
副走査ローラ14は、吸着描画部18の搬送方向上流側に配置されている。副走査ローラ14の回転軸14Aの一端側には、プーリー44が取り付けられている。プーリー44は、ベルト45を介してモータ46のモータ軸46Aと連結されており、モータ46の駆動力が副走査ローラ14に伝達されている。
副走査ローラ14の外周面には、押さえローラ40が配置されている。押さえローラ40により、記録用紙SHが副走査ローラ14との間で挟持され、吸着描画部18へ送り出される。記録用紙SHは、ロール状に巻回されていた際の外面が吸着描画部18で記録ヘッド16側と対向するように搬送方向下流側へ送り出される。以下、この送り出し方向を「副走査方向Y」とする。記録用紙SH上への画像の描画は、画像データに基づいて、記録ヘッド16の主走査方向Xへの走査と、記録用紙SHの副走査方向Yへの送り出しとを繰り返すことにより行われる。副走査ローラ14での記録用紙SHの搬送速度をV0とする。
副走査ローラ14の回転軸14Aの他端側には、エンコーダ42が取り付けられている。エンコーダ42は、副走査ローラ14による記録用紙SHの送り量をモータ46へフィードバックしている。エンコーダ42からの送り量情報に基づいて、モータ46の駆動が制御され、記録用紙SHが副走査方向Yへ間欠送りされる。
なお、記録用紙SHの送り精度を向上させる方法としては、エンコーダとして高分解能のエンコーダを用いると共に、副走査ローラ14の外径と振れ情報を事前に特定しておき、副走査ローラ14の回転角度により送り量を補正することにより、行うことができる。
吸着描画部18の下流側には、第1搬送ローラ20が配置されている。第1搬送ローラ20は、一対の第1ローラ20A、20Bで構成されている。第1ローラ20Aの回転軸20Sの一端には、ギア22が取り付けられ、ギア22、24を介して、第1ローラ20Aにモータ26の駆動力が伝達される。ギア22は、回転軸20Sに対して、ワンウェイクラッチ21を介して取り付けられている。ワンウェイクラッチ21により、回転軸20Sは、搬送方向下流側への所定の回転負荷により、ギア22に対してスベリ回転するようになっている。したがって、第1搬送ローラ20は、所定の従動負荷により、搬送方向下流側に従動回転可能となっている。また、ワンウェイクラッチ21により、回転軸20Sは搬送方向上流側への回転が阻止されている。
吸着描画部18の平坦部17の下流端部と、第1搬送ローラ20での記録用紙SHの挟持部との距離をS、記録用紙SHの縦弾性係数E、記録用紙の断面二次モーメントI、第1搬送ローラ20の搬送方向下流側への従動回転負荷をFとすると、式1の関係が満たされている。
S<2π(E・I/F)1/2 (式1)
上記式1が満たされていることで、吸着描画部18の平坦部17の下流端部と、第1搬送ローラ20での記録用紙SHの挟持部との間における、記録用紙SHの座屈を防止することができる。
記録用紙SHは、第1ローラ20A及び第1ローラ20Bの間に挟持され、搬送方向下流側へ送られる。第1搬送ローラ20のモータ26の駆動による搬送速度をV1とする。搬送速度V1は、副走査ローラ14におる搬送速度V0以下とされている(V1≦V0)。
第1搬送ローラ20の下流側には、湾曲搬送部30が設けられている。湾曲搬送部30には、可動ガイド32が設けられている。可動ガイド32は、第1搬送ローラ20から後述する第2搬送ローラ34までの間でU字状に湾曲されており、第1搬送ローラ20側の端部軸32Aを中心に案内位置P1と開放位置P2との間を回動可能とされている。湾曲搬送部30では、第1搬送ローラ20での搬送量と第2搬送ローラ34での搬送量との差を吸収するために、記録用紙SHがU字状に湾曲した状態で搬送されている。U字底部の湾曲方向は、ロール記録用紙SRの巻き方向と逆方向(記録用紙SHの巻きぐせの方向と逆方向)となっている。
第2搬送ローラ34は、湾曲搬送部30の下流端に配置され、一対の第2ローラ34A、34Bで記録用紙SHを挟持し、不図示のモータと連結されて、回転により記録用紙SHを下流側へ搬送している。
第2搬送ローラ34の下流側には、カッター36が設けられている。カッター36により、記録用紙SHが所定のサイズに切断される。
カッター36の下流側には、排出ローラ38が配置され、排出ローラ38の下流側に排紙トレイ39が配置されている。排出ローラ38により記録用紙SHが排紙トレイ39へ排出される。
上記構成の画像形成装置10での、記録用紙SHの搬送、及び、記録用紙SHへの描画は、以下のようにして行われる。
記録用紙SHは、ロール用紙供給部12から搬送ローラ13等により搬送方向の下流側へ巻き出され、副走査ローラ14へ送られる。記録用紙SHは、押さえローラ40により副走査ローラ14の外周へ押圧されつつ吸着描画部18へ送り出される。吸着描画部18では、吸引ファン19による負圧で、記録用紙SHが平坦部17の上面に吸着されつつ、副走査方向Yへ搬送される。
吸着描画部18では、画像データに基づいて、記録ヘッド16の主走査方向Xへの走査と、副走査ローラ14による副走査方向Yへの送り出しとが繰り返され、記録用紙SHへの描画が行われる。
吸着描画部18の下流側で、記録用紙SHは第1搬送ローラ20に挟持される。このとき、第1搬送ローラ20の搬送速度V1は、副走査ローラ14の搬送速度V0以下であることから、通常は、下流側へ送られる記録用紙SHからの負荷により、第1搬送ローラ20は搬送方向下流方向へ従動回転して、搬送速度V0で記録用紙SHを送り出す。このように、第1搬送ローラ20の従動回転により記録用紙SHを搬送することにより、記録用紙の搬送方向下流側への引っ張りによる縦しわの発生を抑制することができる。なお、記録用紙SHの後端部が副走査ローラ14を通過した後は、第1搬送ローラ20の駆動により、記録用紙SHが搬送される。
第1搬送ローラ20を通過後、記録用紙SHは、U字状に湾曲された搬送路に沿って搬送され、第2搬送ローラ34に挟持される。記録用紙SHの先端部が第2搬送ローラ34に挟持されるまでは、可動ガイド32は案内位置P1に配置され、記録用紙SHの先端部を第2搬送ローラ34へ案内する。記録用紙SHの先端部が第2搬送ローラ34に挟持された後は、可動ガイド32は開放位置P2に移動され、記録用紙SHの搬送量に自由度が加えられている。
第2搬送ローラ34により、記録用紙SHはカッター36へ送り出される。カッター36での記録用紙SHの切断時には、第2搬送ローラ34は記録用紙SHの搬送を停止し、非切断時に搬送を行う。第2搬送ローラ34の停止中は、第1搬送ローラ20の搬送量が第2搬送ローラ34の搬送量よりも多くなるため、湾曲搬送部30における記録用紙SHの長さが長くなる。記録用紙SHの長さの差分は、湾曲搬送部30で吸収される。
このとき、湾曲搬送部30で湾曲している記録用紙SHは、第1搬送ローラ20に搬送方向と逆方向の外力を作用させることがあるが、第1搬送ローラ20は、ワンウェイクラッチ21により搬送方向逆側への回転が阻止されている。したがって、記録用紙SHが吸着描画部18側へ逆送されることはなく、湾曲搬送部30からの外力を遮断して、吸着描画部18において良好な描画を行うことができる。
カッター36で切断された記録用紙SHは、排出ローラ38により、排紙トレイ39へ排出される。
以上説明したように、本実施形態によれば、第1搬送ローラ20が、副走査ローラ14に送り出された記録用紙SHからの負荷による従動回転で記録用紙SHを送り出すので、記録用紙SHに下流方向への引っ張り力が作用することによる縦しわの発生を抑制することができる。また、第1搬送ローラ20は、搬送方向と逆方向への回転が阻止されているので、湾曲搬送部30からの外力による影響が吸着描画部18へ及ぼされることがなく、記録用紙SHへ良好な描画を行うことができる。
なお、本実施形態では、湾曲搬送部30における記録用紙SHのU字底部の湾曲方向を、ロール記録用紙SRの巻き方向と逆方向としたが、湾曲方向は、図3に示すように、ロール記録用紙SRの巻き方向と同方向としてもよい。このように、ロール記録用紙SRの巻き方向と同方向とすることにより、湾曲による第1搬送ローラ20への外力を抑制することができる。
また、図4に示すように、記録用紙SHのU字底部の湾曲方向だけでなく、第1搬送ローラ20での記録用紙SHの挟持部分から第2搬送ローラ34での記録用紙SHの挟持部分までの全域、すなわちこの区間の全搬送路において、記録用紙SHがロール記録用紙SRの巻き方向と同方向に湾曲するように搬送路を構成してもよい。このように、記録用紙SHがロール記録用紙SRの巻き方向と逆方向に湾曲する部分を設けないことにより、巻きぐせによる第1搬送ローラ20への外力をより効果的に抑制することができる。
また、本実施形態では、第1搬送ローラ50を吸着描画部18よりも下流側に配置したが、図5に示すように、第1ローラ20Aのみを吸着描画部18側で平坦部17上に配置してもよい。この場合には、第1ローラ20Aは、平坦部17との間で記録用紙SHを挟持する。
また、本実施形態では、吸着描画部18における吸引を吸引ファン19で行った例について説明したが、図6に示すように、吸引は吸引ポンプ19Pを用いて行ってもよい。この場合には、吸引ポンプ19Pを吸着描画部18へ接続し、吸引ポンプ19Pで吸着描画部18内を負圧にすることにより、平坦部17へ記録用紙SHを吸着させて、吸着描画部18における記録用紙SHの平坦性を確保することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態の吸着描画部18に代えて、吸着描画部50を備えている。その他の構成については、第1実施形態と同様であるため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図7に示すように、本実施形態の吸着描画部50は、搬送ベルト52及び吸引ファン19を備えている。搬送ベルト52は、無端状とされ、図8にも示すように、複数の吸引用の吸引穴52Aが全面に構成されている。搬送ベルト52は、ベルトローラ54、56とに巻き架けられている。ベルトローラ56は、搬送方向下流側に配置され、記録用紙SHが搬送方向下流側へ搬送されるように、不図示のモータによって、回転駆動される。ベルトローラ54は従動回転可能とされている。ベルトローラ56による搬送速度V2は、副走査ローラ14による搬送速度V0以上の搬送速度とされている(V2≧V0≧V1)。
搬送ベルト52の間には、吸引ファン19が配置されている。吸引ファン19は、吸着描画部50の上側部が負圧になるように空気を吸引する。これにより、吸着描画部50上の記録用紙SHは、吸引穴52Aからの吸引により搬送ベルト52に吸着されて平坦性が保持される。
本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、記録用紙SHに下流方向への引っ張り力が作用することによる縦しわの発生を抑制することができる。また、第1搬送ローラ20は、搬送方向と逆方向への回転が阻止されているので、湾曲搬送部30からの外力による影響が吸着描画部50へ及ぼされることがなく、記録用紙SHへ良好な描画を行うことができる。
なお、本実施形態では、吸引穴52Aの構成された搬送ベルト52、及び、吸引ファン19を用いたが、比較的厚みの薄い記録用紙SHの場合には、これらに変えて、図9に示すように、吸着穴の構成されていない帯電ベルト62及び帯電ローラ64を用いて、静電吸着により、記録用紙SHを吸着してもよい。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
10 画像形成装置
12 ロール用紙供給部
14 副走査ローラ(上流側搬送部)
16 記録ヘッド
17 平坦部
18 吸着描画部
19 吸引ファン
19P 吸引ポンプ
20 第1搬送ローラ
21 ワンウェイクラッチ
30 湾曲搬送部
34 第2搬送ローラ
36 カッター
50 吸着描画部
50 第1搬送ローラ
52 搬送ベルト
62 帯電ベルト
S 記録用紙

Claims (7)

  1. 記録媒体へ液滴を吐出して画像を描画する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドと対向配置されて液滴を受ける平坦部を有し、この平坦部上に記録媒体を吸着して記録媒体の平面性を保持する吸着描画部と、
    前記吸着描画部へ記録媒体を送り出す上流側搬送部と、
    前記吸着描画部の下流側に配置され、搬送方向下流側への従動回転が可能とされ、前記記録媒体を挟持して搬送方向下流側へ送ると共に、搬送方向上流側への回転が阻止され、前記上流側搬送部による搬送速度以下の搬送速度で搬送方向下流側への回転駆動が可能とされている逆送阻止搬送ローラと、
    を備えた画像形成装置。
  2. 前記逆送阻止搬送ローラは、前記平坦部の上面との間で前記記録媒体を挟持すること、を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記平坦部の下流側端部と前記逆送阻止搬送ローラでの記録媒体の挟持部との距離をS、前記逆送阻止搬送部の従動負荷をF、前記記録媒体の縦弾性係数E、記録媒体の断面二次モーメントIとし、
    S<2π(E・I/F)1/2
    の関係が満たされていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記記録媒体は、ロール状に巻き回された状態から前記吸着描画部で前記記録ヘッド側へ凸となる巻き出し方向で前記平坦部へ供給されること、を特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記逆送阻止搬送ローラの搬送方向下流側に設けられ前記記録媒体を挟持して搬送方向下流側へ送る第2搬送ローラと、
    前記記録媒体を所定のサイズに切断するカッター部と、
    前記逆送阻止搬送ローラと前記第2搬送ローラとの間に設けられ、前記カッター部での記録媒体切断時における搬送停止による前記逆送阻止搬送ローラと前記第2搬送ローラでの搬送量の差分を前記記録媒体を湾曲させて吸収する湾曲搬送部と、
    を備えた請求項に記載の画像形成装置。
  6. 前記湾曲搬送部における前記記録媒体の湾曲方向は、前記記録媒体の巻き回し方向と同方向であること、を特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  7. 前記第1搬送ローラと前記第2搬送ローラとの間の全域において前記記録媒体の湾曲方向は、前記記録媒体の巻き回し方向と同方向であること、を特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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