JP6179801B2 - シート材搬送装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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なお、本発明に係るシート材搬送装置を適用する画像形成装置は、インクジェット方式の画像形成装置であるインクジェット記録装置100であるが、電子写真方式や孔版印刷装置などの他の画像形成装置であってもよい。
本実施形態におけるインクジェット記録装置100は、装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ130を備えている。このキャリッジ130には、液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド140が搭載されている。インクジェットヘッド140は、用紙搬送経路Aに沿って搬送される用紙Pに対して、インク滴を吐出して画像を形成する。また、キャリッジ130の主走査方向の移動範囲に対応して、用紙Pをインクジェットヘッド140の下方側でガイドする搬送ガイド部材としてのプラテン150を設けている。このプラテン150にガイドされることで、用紙Pの平面性が確保され、インクジェットヘッド140による高品質な画像記録が可能となっている。プラテン150の構成及び動作についての詳細は後述する。
図3は、用紙搬送方向Bに沿って用紙法線方向に切断したときのプラテン150の断面図である。
本実施形態のプラテン150におけるインクジェットヘッド140側の面には、用紙搬送方向Bに対して略平行な方向に延びる複数のリブ(凸部)151が形成されている。これらのリブ151が搬送中の用紙Pの非画像記録面である被ガイド面(下面)に接触することで、用紙Pをガイドする。すなわち、リブ151の頂面が画像記録領域内における用紙Pの基準位置を決める基準面となる。したがって、インクジェットヘッド140と用紙Pとの平行度を保つため、リブ151の頂面はインクジェットヘッド140と平行となるように配置される。もちろん、インクジェットヘッド140と対面していないリブ151の部分(画像記録領域から外れた部分)については、インクジェットヘッド140と平行である必要はなく、用紙Pをガイドしやすいように形状設計すればよい。
1/2×ρ×v2 + ρ×g×h + p = 一定 ・・・(1)
図5(a)及び(b)は、凹部152内に気流を発生させない状態で用紙Pに画像を記録する場合のコックリングの挙動を示す説明図である。
用紙Pにインクによる画像形成がなされたとき、局部的なベタ画像があると、ベタ画像部分のみに多くのインクが付着することになり、インクの水分で用紙Pが膨潤して、局所的な用紙のシワが発生する。このとき、用紙Pの厚み方向で見ると、インクが付着する側から膨潤が開始されるので、初期的なコックリングの形状は、図5(b)に示すように、画像記録面側(インクジェットヘッド140が側)が凸になる。このとき、図5に示す例では、凹部152内に気流が生じていないため、凹部152内は負圧でない。そのため、用紙Pのコックリングによって、用紙Pのヘッド擦れの原因になりやすく大きな問題となる。
本実施形態のように、凹部152内に気流を発生させた場合、凹部152内が負圧となる結果、用紙Pにコックリングが発生しても、その部分は、図6(b)に示すように凹部152内に引き込まれる。その結果、コックリングした部分の高さは、図5の例と比較して低く、コックリングが用紙Pのヘッド擦れの原因になりにくい。よって、コックリングが発生しても、ヘッド擦れが起きにくいことから画像記録用ギャップの基準値を小さく設定することが可能となり、高画質化を図ることができる。
本実施形態において、プラテン150の凹部152の底面は、少なくともインクジェットヘッド140と対向している部分(画像記録領域内の部分)が、インクジェットヘッド140及びリブ151頂面と略平行に形成されている。こうすることで、この部分での空気流路の断面積を一定にでき、これにより気流の流速を一定にすることができる。したがって、この部分については一様な負圧を発生させることができ、用紙Pがインクジェットヘッド140に対して安定した姿勢を保つことが可能になる。
本制御を行うにあたっては、搬送される用紙Pの幅を検知する用紙幅検知手段210が必要となる。用紙幅検知手段210としては、大きく分けて次の2種類が挙げられる。ひとつは、用紙Pを給紙トレイ110へセットする段階で、ユーザーが操作パネルを操作して入力された用紙サイズから用紙Pの幅を検知するか、給紙トレイ110のサイドフェンスの位置の認識結果から用紙Pの幅を検知する手段など、用紙Pのセット時に用紙幅を検知する手段である。もうひとつは、実際に用紙Pが搬送されたときに、用紙幅方向に並んだ光学式に代表されるセンサで用紙Pの幅を検知する手段である。本実施形態においては、どちらの種類の用紙幅検知手段でも採用することができる。
次に、前記実施形態における気流設計の一変形例について説明する。
図10は、本変形例における空気の流れを示す説明図である。
本変形例における構成では、排気手段254のダクト256が、ファン255a,255bによって吸い込まれる空気を、空気噴出ノズル153側へ導くように構成されており、循環型の構成が実現されている。このような構成にすることで、空気の流れをこの循環系の中に閉じ込め、機内へのインクミスト飛散を防止できるだけでなく、機内の気流設計をも容易化できる。さらには、循環系なので、空気流の散逸がほとんどなく、少ないエネルギーで空気流を起こすことができる。
(態様A)
用紙P等のシート材に搬送力を与える第1用紙搬送部120や2用紙搬送部160等のシート材搬送手段と、前記シート材搬送手段により搬送力が付与されている搬送中のシート材の非画像記録面である被ガイド面に接触して該シート材をガイドするプラテン150等の搬送ガイド部材とを有するシート材搬送装置において、前記搬送ガイド部材は、シート材搬送方向(用紙搬送方向B)に対して平行な方向又は傾斜する方向に延び、搬送中のシート材の被ガイド面に接触する複数のリブ151等の凸部を有しており、隣り合う2つの凸部間に存在する凹部152内に搬送中のシート材の被ガイド面に沿って流れる気流を発生させる空気噴出ノズル153等の気流発生手段を設けたことを特徴とする。
これによれば、搬送ガイド部材の凸部間に存在する凹部内に生じる気流によって、ベルヌーイの法則から、搬送ガイド部材の凸部にシート材の被ガイド面を吸着させるのに十分な負圧を凹部内に発生させることができる。シート材の被ガイド面は、この負圧によって凹部内に引き込まれるものの、気流の存在により凹部底面に接触するまで引き込まれることはない。よって、シート材が凹部底面に接触するほど変形することがないため、シート材の平面性が確保しやすい。
前記態様Aにおいて、前記気流発生手段は、シート材搬送方向の下流側から上流側に向かう気流を前記凹部内に発生させることを特徴とする。
これによれば、シート材搬送方向の上流側から下流側に向かう気流を発生させる場合と比較して、シート材から見たときの相対的な気流の流速を上げることができ、効果的に負圧を得ることが可能となる。
前記態様A又はBにおいて、前記気流発生手段は、空気を噴出させる空気噴出ノズル153等の空気噴出部から噴出させる空気の流れによって前記気流を発生させるものであることを特徴とする。
これによれば、簡易な構成で、凹部内にベルヌーイの法則による負圧を生じさせることができる。
前記態様Cにおいて、前記気流の下流側で前記凹部内の排気を行う排気手段154,254を有することを特徴とする。
これによれば、空気噴出部から噴出させる空気流の拡散を抑制して、拡散した気流による用紙Pのバタツキやインクミスト等の汚染物の飛散による機内汚染を抑制することができる。
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、前記搬送ガイド部材は、前記凸部を少なくとも3つ以上有しており、前記気流発生手段は、互いに異なる凹部に対して前記気流を発生させる複数の空気噴出ノズル153等の気流発生部を備えており、シート材搬送方向に対して直交する方向における搬送中のシート材が前記搬送ガイド部材を通過する領域に応じて、前記複数の気流発生部の中から1つ又は2つ以上の気流発生部を選択し、選択した気流発生部を用いて該シート材の搬送中に気流を発生させる制御部200等の気流発生制御手段を有することを特徴とする。
これによれば、搬送されるシート材の幅に応じて選択的に気流発生部を動作させることができ、シート材を負圧吸引する箇所を選択的に設定することが可能になる。
前記態様Eにおいて、前記気流発生制御手段は、搬送中のシート材の被ガイド面が対向しない凹部についての気流発生部を選択しないことを特徴とする。
これによれば、気流の発生を必要としない気流発生部を動作させないので、機内に不必要な空気流を生じさせず、また、不必要な電力消費を避けることができる。
インクジェットヘッド140等の液体吐出ヘッドから用紙P等のシート材に対してインク滴等の液滴を吐出し、該シート材上に画像を形成するインクジェット記録装置100等の画像形成装置において、前記シート材を搬送するシート材搬送装置として、前記態様A〜Fのいずれかの態様に係るシート材搬送装置を用い、前記シート材搬送装置における前記搬送ガイド部材に対してシート材搬送経路を挟んで対向する位置に、前記液体吐出ヘッドが配置されていることを特徴とする。
これによれば、液体吐出ヘッドから吐出される液滴によってシート材が膨潤してコックリングが発生しても、その膨潤部分が搬送ガイド部材の凹部内へ引き込まれることで、液体吐出ヘッドへの擦りが抑制される。その結果、液体吐出ヘッドとシート材の画像記録面とのギャップ(画像記録用ギャップ)の基準値を小さくでき、より高画質な画像記録が可能となる。しかも、凹部内に気流が確保されることから、シート材の被ガイド面が凹部底面まで引き込まれることがなく、シート材が凹部底面に接触して汚れが付着することもない。更には、コックリングが発生した部分は、図6(c)に示したように細かいシワ状の形状になって膨潤を吸収することになるため、コックリングによる画像記録用ギャップのバラツキが小さくなり、高画質化を図ることができる。
前記態様Gにおいて、前記搬送ガイド部材の凹部底面のうち少なくとも前記液体吐出ヘッドが対向する部分は、搬送中のシート材の被ガイド面に平行な面となるように構成されていることを特徴とする。
これによれば、当該部分における凹部内の断面積(空気流路の断面積)を一定にすることが容易となり、当該部分における気流の流速を一定にしやすい。その結果、当該部分について一様な負圧を発生させることが可能となり、シート材が液体吐出ヘッドに対して安定した姿勢(平面性)を保つことが可能になり、記録位置ズレの少ない安定した画像記録が可能になる。
前記態様G又はHにおいて、前記搬送ガイド部材の凹部底面のうち少なくとも前記液体吐出ヘッドが対向する部分よりも前記気流の下流側部分は、搬送中のシート材の被ガイド面から徐々に離れるように構成されていることを特徴とする。
これによれば、ディフューザー効果により、液体吐出ヘッドが対向する凹部部分において速い流速を安定して実現しやすくなり、結果として、シート材が液体吐出ヘッドに対して安定した姿勢(平面性)を保つことが可能になり、記録位置ズレの少ない安定した画像記録が可能になる。
110 給紙トレイ
120 第1用紙搬送部
121 ピックアップコロ
122 搬送ローラ対
130 キャリッジ
140 インクジェットヘッド
150 プラテン
151 リブ
152 凹部
153 空気噴出ノズル
154,254 排気手段
155,255a,255b ファン
156,256 ダクト
160 第2用紙搬送部
161 搬送ローラ対
162 排紙ローラ対
170 排紙トレイ
200 制御部
210 用紙幅検知手段
Claims (8)
- シート材に搬送力を与えるシート材搬送手段と、
前記シート材搬送手段により搬送力が付与されている搬送中のシート材の被ガイド面に接触して該シート材をガイドする搬送ガイド部材とを有するシート材搬送装置において、
前記搬送ガイド部材は、シート材搬送方向に対して平行な方向又は傾斜する方向に延び、搬送中のシート材の被ガイド面に接触し得る複数の凸部を有し、かつ、隣り合う2つの凸部間に存在する凹部を有しており、
互いに異なる前記凹部に対して気流を発生させる複数の気流発生部により、該凹部内に搬送中のシート材の被ガイド面に沿って流れる気流を発生させる気流発生手段と、
シート材搬送方向に対して直交する方向における搬送中のシート材が前記搬送ガイド部材を通過する領域に応じて、前記複数の気流発生部の中から1つ又は2つ以上の気流発生部を選択し、選択した気流発生部を用いて該シート材の搬送中に気流を発生させる気流発生制御手段とを有することを特徴とするシート材搬送装置。 - 請求項1のシート材搬送装置において、
前記気流発生手段は、シート材搬送方向の下流側から上流側に向かう気流を前記凹部内に発生させることを特徴とするシート材搬送装置。 - 請求項1又は2のシート材搬送装置において、
前記気流発生手段は、空気を噴出させる空気噴出部から噴出させる空気の流れによって前記気流を発生させるものであることを特徴とするシート材搬送装置。 - 請求項3のシート材搬送装置において、
前記気流の下流側で前記凹部内の排気を行う排気手段を有することを特徴とするシート材搬送装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート材搬送装置において、
前記気流発生制御手段は、搬送中のシート材の被ガイド面が対向しない凹部についての気流発生部を選択しないことを特徴とするシート材搬送装置。 - 液体吐出ヘッドからシート材に対して液滴を吐出し、該シート材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記シート材を搬送するシート材搬送装置として、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシート材搬送装置を用い、
前記シート材搬送装置における前記搬送ガイド部材に対してシート材搬送経路を挟んで対向する位置に、前記液体吐出ヘッドが配置されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6の画像形成装置において、
前記搬送ガイド部材の凹部底面のうち少なくとも前記液体吐出ヘッドが対向する部分は、搬送中のシート材の被ガイド面に平行な面となるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6又は7の画像形成装置において、
前記搬送ガイド部材の凹部底面のうち少なくとも前記液体吐出ヘッドが対向する部分よりも前記気流の下流側部分は、搬送中のシート材の被ガイド面から徐々に離れるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
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