JP7379890B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、搬送ベルトを用いてメディアを安定して搬送可能な搬送装置を提供することを、その目的とする。
プリンタ1は、画像形成部となるインクキャリッジ部5を備えている。インクキャリッジ部5は、Y(イエロー)6y、M(マゼンタ)6m、C(シアン)6c、Bk(黒)6k等のインクヘッド6(図5参照)を備えている。インクキャリッジ部5は、キャリッジ駆動部10によって矢印Aで示す記録媒体幅方向(以下「幅方向」と記す)に往復移動可能に構成されている。なお本実施形態において、幅方向Aとはインクキャリッジ部5の主走査方向であり、場合によっては幅方向Aを主走査方向と記載することもある。本実施形態において、幅方向Aとは搬送方向Bと同一平面において交差する方向である。また、矢印Cで示す厚さ方向とは、搬送方向Bと交差する平面において搬送方向Bと交差する方向である。
キャリッジ駆動部10は、主走査モータ11が駆動されると、その回転駆動力を、ギア12、加圧コロ13、タイミングベルト14を介して、インクキャリッジ部5に伝えることにより、インクキャリッジ部5を幅方向A(主走査方向)にガイドロッド17に沿って往復移動(スキャン動作)させる。このインクキャリッジ部5の移動の際に、キャリッジ位置は、インクキャリッジ部5に設けられた位置検知手段としてのエンコーダセンサ141により、幅方向Aに沿って配置されたエンコーダシート(リニアスケール)140を読み取ることにより検出される。エンコーダセンサ141は、エンコーダシート140を読み取ることで、読み取り位置に応じたインクキャリッジ部5の位置情報Sを出力するように構成されている。
プリンタ1は、インクヘッド6から画像に応じたインク滴を噴射しながら幅方向A(主走査方向)へのインクキャリッジ部5の移動と、メディア16の搬送方向Bへの搬送を交互に行うことにより、メディア16上に画像を印刷(記録)する。
ヘッドモジュール8は、インクキャリッジ部5に設けられたインクヘッド6と、プリンタ1の固定側に設けられた駆動制御基板18と、冷却手段となる冷却ファン23を備えている。本実施形態において、インクヘッド6は2つあり、それぞれに冷却用のフィンを備えている。双方のインクヘッド6は、駆動制御基板18から送信される駆動波形、及び画像データ信号の指令値に応じて、メディア16にインク滴を吐出する周知のものである。
駆動制御基板18は、各インクヘッド6それぞれの特性に応じた駆動波形を生成するD/Aコンバータ、D/Aコンバータから出力されるアナログ信号を電圧増幅するオペアンプ、オペアンプから出力される駆動波形電圧を電流増幅し、インクヘッド6内の圧電素子53(図8に示す)へ供給する電流増幅部、電流増幅部の損失として発せられるジュール熱を冷却する冷却フィン、圧電素子53への電流供給を補助する電解コンデンサ等を備えている。駆動制御基板18は、後述する制御部600から送信される画像データ信号のシリアライズ処理を実施し、インクヘッド6へそれぞれ送信するFPGA(Field Programmable Gate Array)を備えている。
インクヘッド6は、ノズルプレート60、圧力室プレート61、リストリクタプレート63、ダイアフラムプレート65、剛性プレート50ならびに圧電素子群52から主に構成されている。ノズルプレート60には、多数個の印字ノズル7が千鳥状に配列、形成されている。圧力室プレート61には、各印字ノズル7に対応する圧力室62が形成されている。リストリクタプレート63には、共通インク流路68と圧力室62を連通して圧力室62へのインク流量を制御するリストリクタ64が形成されている。ダイアフラムプレート65には、振動板67とフィルタ66が設けられている。これらノズルプレート60、圧力室プレート61、リストリクタプレート63、ダイアフラムプレート65を順次重ねて位置決めして接合することにより流路板70が構成される。この流路板70を剛性プレート50に接合して、フィルタ66を共通インク流路68の開口部と対向させる。インク導入パイプ51の上側開口端は、剛性プレート50の共通インク流路68に接続され、インク導入パイプ51の下側開口端はヘッドタンクに接続される。
搬送装置100Aは、基部となる搬送ベッド19の上に搬送ベルト30が配置されている。搬送ベルト30は、搬送方向の上流側と下流側に配置された複数のローラ15a、15bに巻き掛けられていて、搬送駆動源となる搬送モータ31で回転駆動されるように構成されている。この搬送装置100Aは、図1で説明したプリンタ1と同様の構成のプリンタ1Aの構成部がその上に配置される。搬送ベルト30の搬送面30aには、印写対象となるメディア16が載せられ、搬送モータ31で一方のローラを回転駆動し、搬送ベルト30を搬送方向Bに走行させることでメディア16を搬送方向Bへと搬送する。搬送ベルト30を用いてメディア16を搬送する場合、メディア16を厚さ方向Cからローラ対で挟み込んで搬送する場合に比べてメディア16の幅方向Aにおける端の領域にも印写することができるという利点がある。
搬送装置100Aを備えたプリンタ1Aでは図5に示した主走査モータ11によってインクキャリッジ部5を幅方向A(主走査方向)に往復動作させ、メディア16上部を通過する際にインクをメディア16へ吐出する。その後、搬送モータ31の駆動により搬送ベルト30を搬送方向Bに走行し、再度、インクキャリッジ部5をA方向に往復動作させインクをメディア16へ吐出する。以上を繰り返し行うことによりメディア16へ画像を印刷する。
また図10に示すように、搬送ベルト30に吸引穴30Bを形成し、搬送ベルト30内に吸引装置となる吸引用のファン90を取り付けた搬送装置100Bにおいては、メディア16を搬送ベルト30に吸引することで搬送時に発生するメディアのバタつきを抑えることができる。
このため、画質の乱れの無い良好な印刷をメディア16に行う場合、メディア16を安定して搬送可能な搬送装置の提供が不可欠である。
そこで、図1に示す本実施形態に係るプリンタ1は、上記課題を解決するための搬送装置100を備えている。搬送装置100の特徴は、従来の構成の搬送装置100Aに、搬送面30a上のメディア16に対して幅方向Aから接触して挟み込む搬送案内手段200を備えている点にある。無論、搬送案内手段200は搬送装置100Bの構成に付加してもよい。
このような搬送案内手段200を搬送装置100が備えると、搬送ベルト30で搬送方向Bに搬送されるメディア16が、搬送方向Bと交差する幅方向Aから搬送案内手段200によって挟まれて搬送されることになるので、搬送ベルト30を用いてメディア16を安定して搬送可能な搬送装置100を提供することができる。
搬送案内手段200は、幅方向Aに自在に移動可能な第1ガイド部材としての搬送補助ガイド32と、第2ガイド部材としての基準位置ガイド33と、搬送補助ガイド32の位置を検知するための位置検知手段201及びガイド駆動部202(図2参照)を備えている。位置検知手段201は、図2に示すように、搬送補助ガイド32に設けたエンコーダセンサ241と、幅方向Aに沿って配置されたたエンコーダシート(リニアスケール)240とを備え、搬送補助ガイド32の移動時にエンコーダセンサ241でエンコーダシート240を読み取ることで搬送補助ガイド32の位置を検知している。
基準位置ガイド33は、図1に示すように、搬送ベルト30よりも幅方向Aの一方側にずれて配置されている。搬送補助ガイド32は、基準位置ガイド33と反対側で、搬送ベルト30よりも幅方向Aの他方側にずれて配置されていて、ガイド駆動部202によって図3に示すように、基準位置ガイド33に対して幅方向Aに移動可能とされている。本実施形態において、基準位置ガイド33の位置は、印刷時の印刷基準位置となる。インクキャリッジ部5は、基準位置ガイド33側を初期位置とし、この位置から印刷を開始するように設定されている。
図3において、矢印Dは搬送補助ガイド32の移動範囲を示すものである。この移動範囲Wは、搬送ベルト30で搬送可能なメディア16の最小サイズと最大サイズによって設定されている。
搬送補助ガイド32は移動側ガイド部材であり、基準位置ガイド33は固定側ガイド部材である。
すなわち、搬送案内手段200を備えていると、メディア16の端が印刷基準位置(基準位置ガイド33)側に位置するようになるので、メディア16の傾きを抑えつつも幅方向A(主走査方向)のインク吐出開始位置のばらつきをも抑制することができる。
図4に示すように、搬送補助ガイド32と基準位置ガイド33は、メディア16との摩擦により搬送ベルト30の動作を阻害しないようにメディア16に接する面を摩擦低減部としている。摩擦低減部を形成する一つの手段として、本実施形態では、搬送補助ガイド32と基準位置ガイド33に、それぞれ複数の補助ローラ35、36を設けている。複数の補助ローラ35、36はメディア16と接触可能であって、軸37、38によって回転自在に支持されている。複数の補助ローラ35、36は、搬送方向Bに間隔を空けてそれぞれ配置されている。複数の補助ローラ35、36は、その周面35a、36aが搬送補助ガイド32と基準位置ガイド33との互いに対向するガイド面32a、33aよりも外方(搬送補助ガイド32と基準位置ガイド33の外側)に突出するように構成されている。補助ローラ35と補助ローラ36とは同数あり、幅方向Aにおいてそれぞれのローラが互いに対向するように配置されている。
複数の補助ローラ35、36は、搬送方向Bにメディア16を送り出す方向に回転する駆動ローラであってもよいし、メディア16との接触により従動回転するものであってもよい。本実施形態では、従動回転するものとする。
補給装置300は、インクキャリッジ部5及び搬送装置100よりも搬送方向上流側に配置されている。補給装置300は、その筐体301内に昇降自在に昇降板302が設けられている。昇降板302には、メディア16が複数枚積載されている。補給装置300の上部には、昇降板302に積載された最上位のメディア16に接触して送り出す補給ローラ303と、搬送ベルト30の上流側の端部において搬送ベルト30を巻き掛けられているローラ15bと対向配置されたメディア補給補助ローラ304が設けられている。補給ローラ303は補給駆動源となる補給駆動モータ305によって回転駆動される駆動ローラである。メディア補給補助ローラ304は、ローラ15bと対向する位置で搬送ベルト30との間にメディア16を挟持して搬送するものであり、従動回転するものである。本実施形態において、補給装置300は、筐体301内から送り出されたメディア16の先端16bを検知するメディア先端検知用センサ306を備えている。メディア先端検知用センサ306は、メディア補給補助ローラ304とインクキャリッジ部5との間に配置されている。
回収装置400は、補給装置300とは反対側となる搬送装置100よりも搬送方向下流側に配置されている。回収装置400は、搬送ベルト30で搬送されてきたメディア16を収容する収容部401を備えている。収容部401の平面的な大きさは、搬送ベルト30で搬送されるメディア16の最大サイズを収容可能な大きさとされている。無論、メディア16のサイズごとに異なる収容部401を設けてもよい。本実施形態において、搬送ベルト30で搬送されるメディア16は、インクヘッド6によって印刷された印刷後のメディア16を想定しているので、収容部401には印刷後のメディア16が順次積載されて収容される。
定着装置500は、メディア16の印刷面16aに印刷されたインクの画像をメディア16に定着させるものである。定着装置500は、搬送方向Bにおける回収装置400とインクキャリッジ部5との間の搬送ベルト30の上方に配置されている。定着装置500の種類は、印刷に使用されたインクの種類に応じて適宜選択すればよい。
例えば、印刷に使用するインクが紫外線硬化型のインク(UVインク)の場合、定着装置500には、メディア16の印刷面16aに紫外線を照射する光照射モジュールを用いればよい。印刷に使用するインクが温風を当てて乾燥させる水性インクの場合、定着装置500には、メディア16の印刷面16aに向けて温風を吹き出す温風モジュールを用いて、ピニング及び硬化(または乾燥)を行えばよい。
図14において符号600は制御部を示す。制御部600は、中央演算装置たるCPU601、記憶部たるRAM602とROM603、計測手段たるタイマ604を備えている。制御部600の入力側には、各種センサが信号線を介して接続されている。本実施形態において、各種センサは、インクキャリッジ部5が備えているエンコーダセンサ141と、搬送装置100が備えているエンコーダセンサ241と、メディア先端検知用センサ306とする。
制御部600の出力側には各種駆動モータと、図6で説明したインクヘッド駆動用の駆動制御基板18が信号線を介して接続されている。本実施形態において、各種駆動モータは、キャリッジ駆動源となる主走査モータ11、搬送駆動源となる搬送モータ31、ガイド駆動源となるガイドモータ203とする。吸引ファンを備えている場合には吸引ファンも制御部600の出力側に信号線を介して接続し、制御部600による制御対象とする。
搬送モータ31は、単独、あるいは印刷装置1の作動タイミングと同期して作動するように制御部600によって制御される。駆動制御基板18は、制御部60から送れる信号に応じてインクヘッド6によるインク吐出タイミングが制御される。ガイドモータ203は、メディア16のサイズ(主走査サイズ)情報に応じてその作動が制御される。主走査モータ11は、メディア16のサイズ(主走査サイズ)情報に応じてその作動が制御される。
ROM603には、サイズ(主走査サイズ)情報に応じた印刷可能範囲と、ガイドモータ203による搬送補助ガイド32の移動量が予め設定されている。印刷可能範囲とは、主走査モータ11の駆動よるインクキャリッジ部5(インクヘッド6)の幅方向A(主走査方向)への移動量である。
1つの制御形態としては、搬送されるメディア16のサイズ(主走査サイズ)情報が予め判っていることを前提とした場合である。メディア16のサイズ(主走査サイズ)情報は、例えば印刷装置1によってメディア16のサイズ(主走査サイズ)情報が決定された場合である。
この場合には、制御部600は、設定されたメディア16のサイズ(主走査サイズ)情報に基づき、ROM603に設定された搬送補助ガイド32の移動量に相当する分だけガイドモータ203を駆動し、エンコーダセンサ241によって移動量分移動したことが検知されると、ガイドモータ203を停止させる。この形態の場合、少なくとも補給装置300やインクキャリッジ部5の作動前にガイドモータ203を起動して搬送補助ガイド32をメディア16のサイズに応じた位置に移動させておくことで、搬送装置100へのメディア供給の初期段階からメディア16を安定して搬送することがで好ましい。
別な実施形態としては、エンコーダセンサ241で検知された搬送補助ガイド32の位置情報を、メディア16のサイズ(主走査サイズ)情報として用いる場合が想定される。この場合、補給装置300からメディア16が供給されると、制御部600はガイドモータ203を駆動して搬送補助ガイド32を初期位置から基準位置ガイド33に向かって移動させる。また、搬送補助ガイド32又は基準位置ガイド33の少なくとも一方にメディア16との接触状態を検知する接触センサを配置し、当該接触センサが接触状態を検知した時点でガイドモータ203を停止させ、停止時のエンコーダセンサ241で検知された位置情報をメディア16のサイズ(主走査サイズ)情報として、印刷可能範囲を設定又はROM603に記憶された情報から選択するようにしてもよい。この場合、予めメディア16のサイズ(主走査サイズ)情報が判らない場合や、予め設定されたメディア16のサイズ(主走査サイズ)情報と実際のメディア16のサイズ(主走査サイズ)情報とが異なる場合でも、接触センサとエンコーダセンサ241の情報から実際のメディア16のサイズ(主走査サイズ)に応じた印刷可能範囲を設定することができるので、印刷可能範囲の違いによる不具合を解消することができるので好ましい。
たとえば、メディア16とは、記録媒体ともいい、パルプ材を用いた用紙、樹脂や金属製のシート材、樹脂版、金属板などが挙げられる。用紙としては、JIS規格で規定されている最大サイズから最小サイズを含んでいる。また、記録媒体としては、名刺、はがき、封筒なども含まれる。メディア16の形状としては、矩形に限定されるものではなく、例えば円形、環状、管状等であってもよく、搬送案内手段200によって挟めるものであれば、特定の形状に限定されるものではない。
上記実施形態において、搬送補助ガイド32と基準位置ガイド33に低摩擦部として回転可能な複数の回転体である補助ローラを設けたが、低摩擦部の形態としてはこのような形態に限定するものではない。例えば、補助ローラ35、36は回転しなくてもよく、その周面35a、36aに低摩擦部材を塗布したり、低摩擦部材を張り付けたり、補助ローラ35、36自体を低摩擦部材で形成してもよい。
低摩擦部の構成としては、ローラなどの回転体の形状に限定されるものではなく、メディア16との接触面が面接触、好ましくは点接触できる形状であればよい。例えばガイド面32a、33aを搬送方向Bに向かって連続する波板形状に形成したり、搬送方向Bに間隔を持たせた円弧形状としてもよい。また、互いに対向する一方側は回転体とし、他方側を波板あるいは円弧形状として異なる形態を組み合わせて低摩擦部を構成してもよい。
上記の実施形態において、搬送案内手段200として、一方の部材である搬送補助ガイド32を幅方向Aに移動可能とし、他方の部材である基準位置ガイド33自体はその位置を固定としたが、基準位置ガイド33を幅方向Aに移動可能とし、搬送補助ガイド32を固定側としてもよい。あるいは、互いに対向する搬送補助ガイド32と基準位置ガイド33の双方を幅方向Aに移動可能とし、両者の間隔をメディア16のサイズ(主走査サイズ)に応じて変更可能とした構成でも、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上記の実施形態においては、図1に示すように、搬送装置100に設けた搬送ベルト30を、幅方向Aに複数のベルト部材を間隔を空けて配置して構成したが、図3に示すように幅方向Aに分割されていない幅広のベルト部材を搬送ベルト30Aとして用いた形態であってもよい。
本発明を適用する画像形成装置は、上述のインクを吐出するタイプの画像形成装置に限らず、他のタイプの画像形成装置であってもよい。すなわち、本発明を適用する画像形成装置は、複写機、ファクシミリの単体、あるいはこれらの複合機、これらに関するモノクロ機等の複合機であってもよい。その他、本発明を適用する画像形成装置は、電気回路形成に用いられる画像形成装置、バイオテクノロジー分野において所定の画像を形成するのに用いられる画像形成装置であっても良い。すなわち、印刷方式、印刷対象となる技術分野に限らず、メディア16に対して画像を印刷するものであれば、適用可能である。
本実施形態に係る搬送装置100は、画像形成装置に用いて印刷位置のバラつきの低減を図っているが、適用される機器としては画像形成装置に限定されるものではなく、メディア16を搬送ベルト30に乗せて目的の場所まで搬送するタイプの装置全般に適用することで、安定したメディア16の搬送と、不安定なメディア16の搬送を起因とする各装置に特有の課題を解決することができる。
つまり、本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
5 画像形成部(インクキャリッジ部)
16 メディア
30、30B 搬送ベルト
30a 搬送面
32 第1ガイド部材
33 第2ガイド部材
35、36 摩擦低減部、回転体
41、42 付勢部材
90 吸引装置
100、100A、100B 搬送装置
200 搬送案内手段
201 位置検知手段
300 補給装置
400 回収装置
500 定着装置
A 幅方向
B 搬送方向
Claims (5)
- 搬送方向にメディアを搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送される前記メディアに画像を印刷する画像形成部と、前記搬送装置に前記メディアを補給する補給装置と、前記搬送装置及び前記画像形成部及び前記補給装置の動作を制御する制御部と、を備え、
前記搬送装置は、前記搬送方向に前記メディアを搬送する搬送ベルトと、前記搬送方向と交差する幅方向に移動可能であり前記メディアに接触して前記メディアを挟み込む一対のガイド部材を有する搬送案内手段と、前記一対のガイド部材の前記幅方向における位置を検知する位置検知手段と、を有し、
前記補給装置は、前記画像形成部に送られる前記メディアの先端を検知するメディア先端検知センサを有し、
前記ガイド部材の位置を検知する位置検知手段と、前記ガイド部材と前記メディアとの接触状態を検知する接触センサと、を有し、
搬送される前記メディアのサイズ情報が予め判っている場合には、前記制御部は、前記サイズ情報に基づいて前記ガイド部材を移動させて前記メディアを挟み込み、前記ガイド部材の停止後、前記メディア先端検知センサからの検知信号に基づいて前記画像形成部を作動させ、
搬送される前記メディアのサイズ情報が予め判っていない場合には、前記制御部は、前記補給装置から前記メディアが供給されると前記ガイド部材を移動させて前記接触センサが前記接触状態を検知すると前記ガイド部材の移動を停止させ、前記ガイド部材が停止した位置を位置検知手段で検知してこの位置を前記メディアのサイズ情報として用い、
前記制御部は、前記ガイド部材の停止後、前記メディア先端検知センサからの検知信号に基づいて前記画像形成部を作動させる画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記ガイド部材の少なくとも一方は、前記メディアと接触可能な摩擦低減部を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2記載の画像形成装置において、
前記摩擦低減部は、前記搬送方向に向かって回転する回転体で構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3記載の画像形成装置において、
前記回転体を前記メディアと接触する方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし4の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記メディアを前記搬送ベルトの搬送面に吸着させる吸引装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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