JP2018052652A - デカール装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体のデカール量を適切に微調整可能である簡易な構成のデカール装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】デカール装置は、デカールベルトと、デカールローラーと、押圧機構と、デカール量調整機構と、を有し、デカールベルトとデカールローラーのニップ部にシート状の記録媒体を挿通させて記録媒体のカールを矯正する。デカールベルトは無端状であり、駆動ローラーと従動ローラーとに掛け回され、記録媒体の非画像形成面に接触する。デカールローラーは、デカールベルトの外周面に接触してニップ部を形成し、記録媒体の画像形成面に接触する。押圧機構は、デカールベルトをデカールローラーに押圧する方向に従動ローラーを付勢する。デカール量調整機構は、デカールローラーの回転軸を中心として従動ローラーの位置を可変することにより、ニップ部のニップ幅を調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、用紙等のシート状の記録媒体のカールを除去するデカール装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンター等の電子写真方式、或いはインクジェット記録式の画像形成装置においては、用紙にカール（巻きぐせ）が発生してしまうことがあった。このようなカールの主要因としては、電子写真式の画像形成装置におけるトナーに含まれる樹脂成分の熱定着による収縮、インクジェット式の画像形成装置におけるインクの浸透による用紙の膨張、或いは温湿度条件による用紙の調湿機能等が挙げられる。

また、用紙のカールする度合いは用紙の厚みや坪量（目付量）、印字濃度（印字率）、温湿度等の条件によって異なる。例えばインクジェット記録方式では、一般的に厚紙のカール量は小さく薄紙のカール量は大きくなる。そのため、常に一定の割合でカールの矯正（デカール）を行うと、厚紙に対してデカール量が過剰になり、薄紙に対してデカール量が不足するという問題があった。

そこで、例えば特許文献１には、硬質の周面を有する硬質ローラーと、硬質ローラーに圧接される軟質ローラーと、硬質ローラーと軟質ローラーの間のニップ圧を切り替えるニップ圧切り換え手段とを備えたデカール装置が開示されている。

特開２００６−３６４８９号公報

しかしながら、一対のローラーのニップ部に用紙を通過させてデカールを行う特許文献１のデカール装置では、ニップ圧を調整してもデカール量を条件に応じて微調整することができなかった。

本発明は、上記問題点に鑑み、記録媒体のデカール量を適切に微調整可能である簡易な構成のデカール装置及びそれを備えた画像形成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第１の構成は、デカールベルトと、デカールローラーと、押圧機構と、デカール量調整機構と、を有し、デカールベルトとデカールローラーのニップ部にシート状の記録媒体を挿通させて記録媒体のカールを矯正するデカール装置である。デカールベルトは無端状であり、駆動ローラーと従動ローラーとに掛け回され、記録媒体の非画像形成面に接触する。デカールローラーは、デカールベルトの外周面に接触してニップ部を形成し、記録媒体の画像形成面に接触する。押圧機構は、デカールベルトをデカールローラーに押圧する方向に従動ローラーを付勢する。デカール量調整機構は、デカールローラーの回転軸を中心として従動ローラーの位置を可変することにより、ニップ部のニップ幅を調整する。

本発明の第１の構成によれば、簡易な構成で記録媒体の厚みや坪量（目付量）、印字濃度（印字率）、温湿度に応じた適切なデカール量に設定することができ、デカール量の過不足を効果的に抑制することができる。また、デカールローラーの回転軸を中心として従動ローラーの位置が変更されるため、駆動ローラーとデカールローラーとの位置関係は変化しない。そのため、デカールベルトとデカールローラーとの接触状態を常に維持した状態でデカールローラーに対するデカールベルトの巻き付き角を変更することができる。

本発明のデカール装置１４を備えた画像形成装置の一例である、インクジェット記録式のプリンター１００の内部構成を示す図 本発明の一実施形態に係るデカール装置１４の外観斜視図 本実施形態のデカール装置１４の内部構造を示す斜視図 本実施形態のデカール装置１４の側面断面図 本実施形態のデカール装置１４の駆動機構を示すブロック図 本実施形態のデカール装置１４とデカール装置１４の用紙搬送方向上流側に配置される搬送ガイド部１２の外観斜視図 本実施形態のデカール装置１４とデカール装置１４の用紙搬送方向上流側に配置される搬送ガイド部１２の側面図 従動ローラー２１の移動に伴うデカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角の変化を示す側面図 本実施形態のデカール装置１４とデカール装置１４の用紙搬送方向上流側に配置される搬送ガイド部１２の側面断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のデカール装置１４を備えた画像形成装置の一例である、インクジェット記録式のプリンター１００の構成を示す図である。

図１に示すように、プリンター１００は、プリンター本体１の内部下方に用紙収容部である給紙カセット２ａが配置されており、プリンター本体１の右側面外部には手差し給紙トレイ２ｂが備えられている。給紙カセット２ａの用紙搬送方向下流側、すなわち図１における給紙カセット２ａの右側の上方には給紙装置３ａが配置されている。また、手差し給紙トレイ２ｂの用紙搬送方向下流側、すなわち図１における手差し給紙トレイ２ｂの左側には給紙装置３ｂが配置されている。この給紙装置３ａ、３ｂにより、用紙Ｐは１枚ずつ分離されて送り出される。

また、プリンター１００の内部には第１用紙搬送路４ａが設けられている。第１用紙搬送路４ａは、給紙カセット２ａに対して右上方に位置し、手差し給紙トレイ２ｂに対して左方に位置する。給紙カセット２ａから送り出された用紙Ｐは第１用紙搬送路４ａを通ってプリンター本体１の側面に沿って垂直上方に、手差し給紙トレイ２ｂから送り出された用紙は第１用紙搬送路４ａを通って略水平左方に向けて搬送される。

用紙搬送方向に対し第１用紙搬送路４ａの下流端にはレジストローラー対１３が備えられている。さらにレジストローラー対１３の下流側直近にはベルト搬送部５及びインクジェット記録部９が配置されている。レジストローラー対１３は用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつインクジェット記録部９が実行するインク吐出動作とのタイミングを計り、ベルト搬送部５に向かって用紙Ｐを送り出す。

ベルト搬送部５は、駆動ローラーと従動ローラーとに巻き掛けられた無端状の搬送ベルトを備えている。搬送ベルトは駆動ローラーにより図２において反時計回り方向に回転する。

インクジェット記録部９は、ベルト搬送部５の搬送面（上面）に対して所定の間隔（例えば１ｍｍ）が形成されるような高さに支持されており、用紙Ｐの幅以上の記録領域を有している。インクジェット記録部９は、ベルト搬送部５の搬送面に吸着保持されて搬送される用紙Ｐに対して、外部コンピューター等から受信した画像データの情報に対応した各色のインクを印字位置に対応したインク吐出ノズル（図示せず）から吐出する。

用紙搬送方向に対しベルト搬送部５の下流側（図１の左側）には搬送ガイド部１２が配置されている。インクジェット記録部９においてインク画像が記録された用紙Ｐは搬送ガイド部１２へと送られ、搬送ガイド部１２を通過する間に用紙Ｐ表面に吐出されたインクが乾燥される。

用紙搬送方向に対し搬送ガイド部１２の下流側であってプリンター本体１の左側面近傍にはデカール装置１４が備えられている。搬送ガイド部１２においてインクが乾燥された用紙Ｐはデカール装置１４へと送られ、用紙Ｐのカールが矯正（デカール）される。

用紙搬送方向に対しデカール装置１４の下流側（図１の上方）には第２用紙搬送路４ｂが設けられている。デカール装置１４を通過した用紙Ｐは両面記録を行わない場合、第２用紙搬送路４ｂから排出ローラー対を介してプリンター１００の左側面外部に設けられた用紙排出トレイ１５に排出される。

また、搬送ガイド部１２の下方にはメンテナンスユニット１９が配置されている。メンテナンスユニット１９は、インクジェット記録部９の下方に移動し、記録ヘッドのインク吐出ノズルの目詰まりを防ぐためにインク吐出ノズルから強制的に吐出（パージ）されるインクを拭き取り、拭き取られたインクを回収する。

更に、プリンター１００内には、上記のベルト搬送部５、インクジェット記録部９、レジストローラー対１３、デカール装置１４、メンテナンスユニット１９等の動作を制御する制御部（ＣＰＵ）５０が配置されている。

図２は、本発明の一実施形態に係るデカール装置１４の外観斜視図、図３は、本実施形態のデカール装置１４の内部構造を示す斜視図、図４は、本実施形態のデカール装置４１の側面断面図、図５は、本実施形態のデカール装置１４の駆動機構を示すブロック図である。なお、図３及び図４ではデカール装置１４のフレーム１４ａを取り外した状態を示している。デカール装置１４は、駆動ローラー２０及び従動ローラー２１に掛け回されて回動し、用紙Ｐの裏面（非画像形成面）に接触するデカールベルト２３と、デカールベルト２３に圧接され、用紙Ｐの表面（画像形成面）に接触するデカールローラー２５と、押圧機構２７とを有する。

デカール装置１４によるカール矯正効果を高めるためには、デカールローラー２５としてなるべく直径の小さい硬質ローラーを用いる必要がある。デカールローラー２５としては、例えば直径８ｍｍ以下の金属ローラーが用いられる。一方、デカールベルト２３としては、非伸縮性の樹脂製ベルトが用いられる。

駆動ローラー２０の回転軸２０ａ及びデカールローラー２５は、ベアリング（図示せず）を介してフレーム１４ａに対して回転可能に支持されている。従動ローラー２１の回転軸２１ａは、フレーム１４ａに対して回転可能に支持され、押圧機構２７のコイルバネ２８によってデカールベルト２３がデカールローラー２５に巻き付く方向（図４の右方向）に付勢されている。この構成により、デカールベルト２３とデカールローラー２５とでニップ部Ｎが形成される。従動ローラー２１の回転軸２１ａは、回転軸２１ａが連結されるリンク部材３５（図６参照）の回動によってデカールローラー２５を中心とする円弧軌道に沿って移動可能に支持されている。押圧機構２７は、支軸２７ａを支点としてフレーム１４ａに揺動可能に支持されている。

フレーム１４ａにはデカールローラー２５を回転駆動するローラー駆動モーター２９が配置されている。駆動ローラー２０の回転軸２０ａには駆動入力ギア３０が固定されている。駆動入力ギア３０は駆動ローラー２０を回転駆動するベルト駆動モーター２８（図５参照）に連結されている。即ち、デカールベルト２３とデカールローラー２５はそれぞれ独立して回転する。

図６及び図７は、それぞれ本実施形態のデカール装置１４とデカール装置１４の用紙搬送方向上流側に配置される搬送ガイド部１２の外観斜視図及び側面図である。搬送ガイド部１２は、上ガイド板４０と下ガイド板４１で構成されており、用紙搬送方向（図６、図７の白矢印方向）に対しデカール装置１４の上流側に隣接して配置されている。

上ガイド板４０には、用紙搬送方向に沿って下ガイド板４１側に突出する複数のリブ４０ａと、用紙搬送方向に沿って延びる複数のスリット４０ｂとが形成されている。リブ４０ａ、スリット４０ｂは、用紙Ｐの印字面と上ガイド板４０との接触を低減する。下ガイド板４１は上ガイド板４０よりも搬送方向に長く形成されており、インクジェット記録部９においてインク画像が記録された用紙Ｐは下ガイド板４１に沿って搬送される。その後、用紙Ｐの先端が上ガイド板４０に差し掛かると、用紙Ｐは上ガイド板４０と下ガイド板４１によって上下方向からガイドされながらデカール装置１４のニップ部Ｎ（図４参照）に向けて搬送される。

デカールローラー２５の回転軸２５ａの一端部には第１リンクプーリー３１ａが回転可能に支持されている。第１リンクプーリー３１ａはデカールローラー２５とは独立して回転可能である。また、デカールローラー２５の軸方向の一端部（第１リンクプーリー３１ａが支持された側の端部）の下方には第２リンクプーリー３１ｂが回転可能に支持されている。第１リンクプーリー３１ａと第２リンクプーリー３１ｂには駆動ベルト３３が掛け回されている。第２リンクプーリー３１ｂにはリンク駆動モーター３２（図５参照）が連結されている。第１リンクプーリー３１ａにはリンク部材３５の一端部が固定されている。リンク部材３５の他端部は従動ローラー２１の回転軸２１ａに回動可能に連結されている。第１リンクプーリー３１ａ、第２リンクプーリー３１ｂ、リンク駆動モーター３２、駆動ベルト３３、リンク部材３５、及び制御部５０は、従動ローラー２１の位置を変更することによりデカール量を調整するデカール量調整機構３７を構成する。

リンク駆動モーター３２により第２リンクプーリー３１ｂを図７の反時計回り方向に回転駆動させると、駆動ベルト３３を介して第１リンクプーリー３１ａに駆動力が伝達され、第１リンクプーリー３１ａも反時計回り方向に回転する。その結果、リンク部材３５も第１リンクプーリー３１ａを中心として反時計回り方向に回動し、リンク部材３５の回動端に連結された従動ローラー２１の回転軸２１ａがデカールローラー２５を中心とする円弧軌道上を反時計回り方向に移動する。このとき、回転軸２１ａを押圧する押圧機構２７も回転軸２１ａの移動に追従して、支軸２７ａを中心として図４の反時計回り方向に揺動する。

図８は、従動ローラー２１の移動に伴うデカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角の変化を示す側面図である。図８において従動ローラー２１の移動後におけるデカールベルト２３の位置を破線で示す。デカールローラー２５を中心として従動ローラー２１を反時計回り方向に移動すると、デカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角（ニップ部Ｎのニップ幅）が大きくなる。一方、従動ローラー２１を時計回り方向に移動すると、デカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角が小さくなる。

ここで、デカールベルト２３の巻き付き角の変動量は、デカールローラー２５と従動ローラー２１の回転中心を通る直線Ｌの回転角θと等しくなる。また、デカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角が大きくなるほどデカール効果も大きくなり、デカールベルト２３の巻き付き角が小さくなるほどデカール効果も小さくなる。

本実施形態においては、デカールベルト２３を張架する従動ローラー２１の位置をデカール量調整機構３７によって変更することで、デカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角を変更可能としている。

カール矯正のために必要なデカールベルト２３とデカールローラー２５とのニップ幅は、用紙Ｐの厚みや坪量（目付量）、印字濃度（印字率）、温湿度等の条件によって異なる。そこで、制御部５０（図１参照）において、パーソナルコンピューター等の上位機器や操作パネル（図示せず）から入力された用紙Ｐの厚みや坪量（目付量）に関する情報、及びプリンター１００内で取得される印字濃度（印字率）、機内温湿度に関する情報に基づいて、デカールローラー２５に対するデカールベルト２３の適切な巻き付き角（ニップ幅）を設定することが好ましい。具体的には、制御部５０からリンク駆動モーター３２に上記情報に基づく制御信号を送信し、デカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角が用紙Ｐの厚みに応じた設定値となるように、第２リンクプーリー３１ｂを所定量だけ回転させて従動ローラー２１の回転軸２１ａの位置を調整する。

これにより、デカールローラー２５や従動ローラー２１のローラー径を変えることなく簡易な構成で用紙Ｐの厚みや坪量（目付量）、印字濃度（印字率）、温湿度に応じた適切なデカール量に設定することができ、用紙Ｐが厚紙の場合にデカール量が過剰となってシワが発生したり、用紙Ｐが薄紙の場合にデカール量が不足したりする不具合を効果的に抑制することができる。また、従動ローラー２１はデカールローラー２５の回転軸を中心として位置変更されるため、駆動ローラー２０とデカールローラー２５との位置関係は変化しない。そのため、非伸縮性のデカールベルト２３を用いる場合であってもデカールベルト２３とデカールローラー２５との接触状態を常に維持した状態でデカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角を変更することができる。

次に、デカール装置１４のニップ幅の変更に伴う搬送ガイド部１２の姿勢変更について説明する。図９は、本実施形態のデカール装置１４とデカール装置１４の用紙搬送方向上流側に配置される搬送ガイド部１２の側面断面図である。第２リンクプーリー３１ｂ（図６参照）はガイド昇降軸４３に固定されており、ガイド昇降軸４３にはガイド昇降板４５が固定されている。ガイド昇降軸４３は第２リンクプーリー３１ｂの回転軸を兼ねている。ガイド昇降軸４３及びガイド昇降板４５は上ガイド板４０と下ガイド板４１の姿勢（角度）を調整する角度調整機構４７を構成する。

第２リンクプーリー３１ｂを反時計回り方向に回転駆動させるとガイド昇降軸４３及びガイド昇降板４５も反時計回り方向に回動する。その結果、ガイド昇降板４５が下ガイド板４１の下面を押し上げることで、下ガイド板４１と下ガイド板４１に固定される上ガイド板４０とがガイド板揺動軸４９を支点として時計回り方向に揺動する。即ち、用紙搬送方向に対し上ガイド板４０及び下ガイド板４１の下流側端部が上方向に移動する。

図８に示したように、デカールローラー２５に対するデカールベルト２３の巻き付き角を大きくすると従動ローラー２１が上方向に移動する。そして、従動ローラー２１の移動に伴いニップ部Ｎへの用紙Ｐの進入経路も上方向に移動することとなる。本実施形態では、従動ローラー２１の移動に伴い上ガイド板４０及び下ガイド板４１の下流側端部も上方向に移動する。従って、搬送ガイド部１２はデカール量の変更に伴うニップ部Ｎへの用紙Ｐの進入経路の変化に応じて角度調整されるため、用紙Ｐをデカール装置１４のニップ部Ｎに円滑に案内することができる。

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、上記実施形態においては、第１リンクプーリー３１ａと第２リンクプーリー３１ｂで駆動ベルト３３を張架したが、３つ以上のリンクプーリーで駆動ベルト３３を張架してもよい。また、上記実施形態ではガイド昇降軸４３を第２リンクプーリー３１ｂの回転軸と兼用しているが、ガイド昇降軸４３はギアを介して第２リンクプーリー３１ｂに連結されていてもよい。

また、上記実施形態では、第２リンクプーリー３１ｂの回転駆動力を第１リンクプーリー３１ａに伝達する駆動力伝達部材として駆動ベルト３３を用いているが、駆動ベルト３３に代えて、例えば第１リンクプーリー３１ａと第２リンクプーリー３１ｂを連結するギア列を用いることもできる。

また、上記実施形態においては、デカール装置１４を備えたインクジェット記録式のプリンター１００を例に挙げて説明したが、本発明のデカール装置は、インクジェット記録式に限らず、電子写真方式の複写機、プリンター、複合機、ファクシミリ等の、他の画像形成装置にも全く同様に適用可能である。

本発明は、デカールローラーとベルトのニップ部にシート状の記録媒体を挿通させてカールを矯正するデカール装置に利用可能である。本発明の利用により、デカール量を適切に微調整可能である簡易な構成のデカール装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

９ インクジェット記録部（画像形成部）
１２ 搬送ガイド部
１４ デカール装置
１４ａ フレーム
２０ 駆動ローラー
２０ａ 回転軸（駆動ローラー）
２１ 従動ローラー
２１ａ 回転軸（従動ローラー）
２３ デカールベルト
２５ デカールローラー
２５ａ 回転軸（デカールローラー）
２７ 押圧機構
２７ａ 支軸
２８ ベルト駆動モーター
２９ ローラー駆動モーター
３１ａ 第１リンクプーリー
３１ｂ 第２リンクプーリー
３２ リンク駆動モーター（リンク駆動部）
３３ 駆動ベルト（駆動力伝達部材）
３５ リンク部材
３７ デカール量調整機構
４０ 上ガイド板
４１ 下ガイド板
４３ ガイド昇降軸
４５ ガイド昇降板
４７ 角度調整機構
５０ 制御部
１００ プリンター（画像形成装置）
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (7)

1. 駆動ローラーと従動ローラーとに掛け回され、記録媒体の非画像形成面に接触する無端状のデカールベルトと、
   該デカールベルトの外周面に接触してニップ部を形成し、記録媒体の画像形成面に接触するデカールローラーと、
   前記デカールベルトを前記デカールローラーに押圧する方向に前記従動ローラーを付勢する押圧機構と、を有し、
   前記ニップ部にシート状の記録媒体を挿通させて記録媒体のカールを矯正するデカール装置において、
   前記デカールローラーの回転軸を中心として前記従動ローラーの位置を可変することにより、前記ニップ部のニップ幅を調整するデカール量調整機構を設けたことを特徴とするデカール装置。
2. 前記デカール量調整機構は、
   前記デカールローラーと同軸上に設けられ、前記デカールローラーと独立して回転可能な第１リンクプーリーと、回転駆動力が入力される第２リンクプーリーと、を含む一対のリンクプーリーと、
   前記第２リンクプーリーから前記第１リンクプーリーに回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、
   前記第１リンクプーリーに一端部が固定され、他端部が前記従動ローラーの回転軸に回転可能に連結されるリンク部材と、
   前記第２リンクプーリーに回転駆動力を入力するリンク駆動部と、
   該リンク駆動部の駆動を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記リンク駆動部により前記２リンクプーリー及び前記駆動力伝達部材を介して前記第１リンクプーリーを所定量回転させることにより、前記リンク部材を介して前記第１リンクプーリーを中心とする円弧軌道に沿って前記従動ローラーを所定量移動させることを特徴とする請求項１に記載のデカール装置。
3. 前記押圧機構は、前記従動ローラーの付勢方向の上流側に設けられた支軸を中心として揺動可能に支持されており、前記従動ローラーが前記デカールローラーを中心とする円弧軌道上を移動することにより前記押圧機構が揺動することを特徴とする請求項２に記載のデカール装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のデカール装置と、
   記録媒体の搬送方向に対し前記デカール装置の上流側に配置される上ガイド板と下ガイド板で構成され、前記ニップ部に記録媒体を案内する搬送ガイド部と、
   記録媒体の搬送方向に対し前記搬送ガイド部の上流側に設けられ、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   を有し、
   前記上ガイド板と前記下ガイド板は所定の間隔を隔てて固定され、記録媒体の搬送方向に対し上流側に設けられたガイド板回動軸を支点として下流側端部が上下に揺動可能に支持されていることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記デカール量調整機構による前記従動ローラーの移動に合わせて前記上ガイド板及び下ガイド板の角度を調整する角度調整機構を設けたことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記角度調整機構は、
   前記第２リンクプーリーに固定されるか、若しくはギア列を介して連結されるガイド昇降軸と、
   該ガイド昇降軸に固定されるガイド昇降板と、
   で構成されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成部が、記録媒体上に液体状のインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録部であることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。

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