JP3434252B2

JP3434252B2 - 記録媒体搬送装置

Info

Publication number: JP3434252B2
Application number: JP31731499A
Authority: JP
Inventors: 剛士家根田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2003-08-04
Anticipated expiration: 2019-11-08
Also published as: EP1097821A3; US6425580B1; DE60011980T2; JP2001130775A; EP1097821B1; EP1097821A2; DE60011980D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙等の記録媒体に
対して印字等の画像形成を行う画像記録装置に組み込ま
れる記録媒体搬送装置に係る。特に、本発明は、ベルト
駆動装置を利用すると共に、ベルト表面にエア吸引によ
る吸着力を発生させ、この吸着力によって記録媒体をベ
ルト上に保持しながら搬送するものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、紙やフィルム等の記録媒体に
印字等の画像形成を行うための機器としてプリンタや複
写機が知られている。これら機器では、記録媒体を搬送
する手段としてベルト駆動装置が使用されている。

【０００３】また、記録媒体のベルト上での搬送を安定
して行うために、記録媒体をベルト上に吸着させる構成
を採用したものが知られている。具体的には、ベルトの
背面側にチャンバを配設している。このチャンバは、ベ
ルトに対向する面に吸引孔が形成されており、その内部
を負圧にすることによって吸引孔からエア吸引を行うよ
うになっている。また、ベルトにも多数の吸引孔が打ち
抜き加工等によって形成されており、チャンバ内での負
圧発生に伴う各吸引孔からのエア吸引によってベルトに
記録媒体を吸着する。これにより、ベルト上での記録媒
体の位置ずれを防止し、安定した記録媒体の搬送動作が
行えるようになっている。

【０００４】ところが、このようにベルト上に記録媒体
を吸着しながら搬送するものでは、記録媒体とベルトと
の間の負圧領域が均一に存在しないことが課題となって
いた。つまり、記録媒体をベルトに吸着させる負圧は、
ベルトの吸引孔の形成部分及びこの吸引孔に近い領域で
は非常に大きくなっているのに対し、吸引孔から僅かに
外れた領域では負圧が極端に小さくなって大気圧状態と
なっている。つまり、記録媒体とベルトとの間では負圧
が極端に高い領域と極端に低い領域とが交互に存在して
いることになる。その結果、記録媒体の全面が受ける平
均圧力が低下する可能性が高く、安定した記録媒体の搬
送を行うための信頼性が十分に確保されているとは言え
なかった。

【０００５】この課題を解決しようとするものとして、
例えば特許第２７３８５３２号公報や特開平７−３０４
１６７号公報に開示されている搬送装置がある。

【０００６】前者のものでは、ベルトの表面を、ダイヤ
型ローレット目による粗面で形成している。これによ
り、ベルトの吸引孔近傍位置に負圧の高い領域が偏在す
ることを解消し、記録媒体の全面に亘って均一に負圧が
作用するようにしている。

【０００７】また、後者のものにおいても、多孔質膜や
網目状シートでベルトを構成し、印字領域の全体に亘っ
て均一な負圧が作用するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、適切な負圧
作用状態を得るためのベルト表面粗さの最適化について
は未だ提案されていない。

【０００９】本発明の発明者は、ベルトと記録媒体との
間の吸着力とベルト表面粗さとの関係について着目し
た。そして、以下のことを見出し、ベルト表面粗さの最
適化について考察を行った。

【００１０】つまり、ベルト表面粗さを粗くし過ぎた場
合には、ベルトと記録媒体との間の空間が大きくなり過
ぎて吸引抵抗が低くなる。その結果、チャンバ内の負圧
が低下し、記録媒体に十分な吸着力を作用させることが
できなくなって安定した搬送が行えなくなる可能性が高
くなってしまう。それに加えて、ベルト表面の細かな凹
凸が記録媒体の表面（画像形成面）側に浮き出ることが
あり、平滑な面への画像形成が行えなくなって、高画質
を得ることができなくなる。

【００１１】逆に、ベルト表面粗さが不十分な場合に
は、上述したように、記録媒体とベルトとの間では負圧
が極端に高い領域と極端に低い領域とが交互に存在する
ことによって、平均圧力が低下して安定した記録媒体の
搬送が行えない。

【００１２】このように、ベルトと記録媒体との間に十
分な吸着力を確保して安定した記録媒体の搬送を行うた
めには、ベルト表面粗さを最適に設定しておくことが重
要である。

【００１３】特に、インクジェットプリンタのように記
録媒体を間欠的に搬送するものにあっては、記録媒体に
対する吸着力が十分に得られていない場合、記録媒体が
ベルト上で滑りやすく、画質の劣化が著しくなる可能性
がある。このため、この種のプリンタにおいては、ベル
ト表面粗さの最適化は特に重要となる。

【００１４】また、このベルト表面の粗さを適切に設定
するに際し、互いに隣り合う吸引孔間の距離の設定も重
要になってくる。つまり、互いに隣り合う吸引孔間の距
離の設定も、記録媒体を安定して搬送して高画質の画像
形成を行うためには重要な要素である。

【００１５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、記録媒体をベルト上
にエア吸引によって吸着しながら記録媒体を搬送する記
録媒体搬送装置に対し、ベルト表面粗さや互いに隣り合
う吸引孔間の距離を最適に設定することによって、記録
媒体に対する吸着力を最適に得て、高い精度で記録媒体
を搬送可能とすることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】具体的に、本発明は、記
録媒体搬送用ベルトに吸引孔が形成され、この吸引孔か
らのエア吸引によって記録媒体をベルト表面に吸着して
搬送する記録媒体搬送装置を前提とする。この記録媒体
搬送装置に対し、上記記録媒体搬送用ベルトの表面粗さ
（Ｒａ）を、第１式

【００１７】

【数７】

【００１８】（Ｄ0 ：吸引孔の直径、ｃ0 ，ｃ1 ：フィ
ッティング値（ｃ0 ＝１６．４９，ｃ1 ＝６．０５））
で定義される等価吸着直径（Ｄｘ）を第２式

【００１９】

【数８】

【００２０】に代入して得られる範囲に設定している。
具体的には、吸引孔の直径（Ｄ0)が１〜２mmであると
き、記録媒体搬送用ベルトの表面粗さ（Ｒａ）を１．９
〜１３．７μｍに設定する。

【００２１】また、吸引孔の直径（Ｄ0)が２〜５mmであ
るとき、記録媒体搬送用ベルトの表面粗さ（Ｒａ）を
３．４〜２９．４μｍに設定する。

【００２２】これら特定事項により、ベルトの表面粗さ
が適切に設定されることになり、ベルトの記録媒体に対
する吸着力が過不足無く作用する。そのため、記録媒体
の搬送を安定して行うことが可能になる。

【００２３】また、他の発明では、互いに隣り合う吸引
孔の中心間距離の最適化を図るために、以下のような設
定を行っている。つまり、上記と同構成の記録媒体搬送
装置に対し、吸引孔の直径（Ｄ0)をαとし、記録媒体搬
送用ベルトの表面粗さ（Ｒａ）をβとした場合に、互い
に隣り合う吸引孔の中心間距離（ｐ）が、式

【００２４】

【数９】

【００２５】のＤ0 にαを、Ｒａにβをそれぞれ代入し
て得られるＤｘ以上の寸法に設定している。

【００２６】具体的には、吸引孔の直径（Ｄ0)が１〜２
mmであるとき、記録媒体搬送用ベルトの表面粗さ（Ｒ
ａ）を１．９〜１３．７μｍとし、互いに隣り合う吸引
孔の中心間距離（ｐ）を７．６mm以上に設定する。

【００２７】また、吸引孔の直径（Ｄ0)が２〜５mmであ
るとき、記録媒体搬送用ベルトの表面粗さ（Ｒａ）を
３．４〜２９．４μｍとし、互いに隣り合う吸引孔の中
心間距離（ｐ）を１９．１mm以上に設定する。

【００２８】これら特定事項により、互いに隣り合う吸
引孔の中心間距離を、負圧が記録媒体の全体に作用する
最大距離以上に設定することができる。その結果、互い
に隣り合う吸引孔の中心間距離が小さ過ぎてベルトの吸
引孔開口率が極端に大きくなって負圧が弱くなってしま
うことを防止できる。

【００２９】更に、他の発明では、隣り合う吸引孔の中
心間距離を考慮したベルトの表面粗さの最適化を図るた
めに以下の設定を行っている。つまり、上記と同構成の
記録媒体搬送装置に対し、吸引孔の直径（Ｄ0)をαと
し、互いに隣り合う吸引孔間の距離をｐとした場合に、
記録媒体搬送用ベルトの表面粗さ（Ｒａ）を、式

【００３０】

【数１０】

【００３１】のＤ0 にαを、Ｄｘに（０．５×ｐ≦Ｄｘ
≦ｐ）をそれぞれ代入して得られるＲａの範囲内に設定
している。

【００３２】この特定事項によっても、ベルトの表面粗
さを最適にでき、ベルトの記録媒体に対する吸着力を過
不足無く得ることができ、記録媒体の搬送を安定して行
うことができる。

【００３３】また、吸引孔間に連結溝を設けた場合の溝
深さに関して以下の設定を行っている。つまり、ベルト
表面に、互いに隣り合う吸引孔同士を連結する連結溝を
形成し、連結溝の深さ寸法ｄを、式

【００３４】

【数１１】

【００３５】（ｐ：互いに隣り合う吸引孔の中心間距
離、ｈ：連結溝の幅寸法、Ｒａmax ：第２式で得られる
記録媒体搬送用ベルトの表面粗さの最大値、Ｒａmin ：
第２式で得られる記録媒体搬送用ベルトの表面粗さの最
小値）の範囲内に設定している。

【００３６】この特定事項により、ベルトの表面粗さが
比較的小さい場合であっても、ベルトの表面に形成され
る連結溝の深さ寸法の最適化を図ることで、表面粗さが
適切に設定されたベルトを採用した場合と同様の吸着力
を得ることができる。

【００３７】また、吸引孔間に連結溝を設けた場合の溝
の幅寸法に関して以下の設定を行っている。つまり、ベ
ルト表面に、互いに隣り合う吸引孔同士を連結する連結
溝を形成し、連結溝の幅寸法ｈを、式

【００３８】

【数１２】

【００３９】の範囲内に設定している。この特定事項に
よっても、ベルトの表面粗さが比較的小さい場合であっ
ても、表面粗さが適切に設定されたベルトを採用した場
合と同様の吸着力を得ることができる。

【００４０】更に、ベルト表面の静摩擦係数の最適化に
関し以下の設定を行っている。つまり、記録媒体搬送用
ベルトの記録媒体に対する静摩擦係数を１．０以上に設
定している。

【００４１】このように静摩擦係数を比較的高い値に設
定することにより、記録媒体に対する水平方向の吸着力
が十分に得られ、記録媒体の搬送を安定して行うことが
できる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本形態では、本発明をインクジェ
ット方式のプリンタに適用した場合について説明する。

【００４３】−プリンタの構成説明− 図１は、本形態に係るプリンタにおける記録媒体として
の紙１０の搬送系及び搬送される紙１０に対して印字を
行う印字系の概略構成を示している。紙１０を搬送する
ための搬送装置はベルト駆動装置１により構成されてい
る。つまり、このベルト駆動装置１は、駆動ローラ１
１、従動ローラ１２及びテンションローラ１３を備え、
これらローラ１１，１２，１３に無端ベルト１４が掛け
渡されて構成されている。駆動ローラ１１は、図示しな
いモータの駆動軸に接続しており、モータの駆動力が伝
達されて回転する。つまり、この駆動ローラ１１の回転
に伴ってベルト１４が図中矢印Ａ方向に走行するように
なっている。また、上記モータは、例えばステッピング
モータにより構成されており、所定のステップ角毎に間
欠的に駆動する。このため、ベルト１４の走行もモータ
の駆動に連動して間欠的に行われるようになっている。
上記駆動ローラ１１及び従動ローラ１２に対向する図中
上側には、これらローラ１１，１２との間でベルト１４
を挟持するピンチローラ３１，３２が配設されている。

【００４４】上記駆動ローラ１１と従動ローラ１２との
間に存在するベルト１４のスパンＳの上方には印字ヘッ
ド２が設けられている。この印字ヘッド２は、シリアル
型ヘッドであって、図１中のＡ方向（紙１０の送り方
向）に数十〜数百の吐出ノズルを有している。また、こ
の印字ヘッド２は、図１の紙面鉛直方向に移動可能とな
るように図示しない移動手段を備えている。更に、この
印字ヘッド２は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラッ
クの各カートリッジを備えており、フルカラー印刷が可
能となっている。これらカートリッジは、一体型のもの
であってもよく、また、各色毎に独立したものであって
もよい。

【００４５】上記従動ローラ１２の上流側（図中右側）
には複数枚の紙１０が収容された給紙カセット４が配設
されている。更に、この給紙カセット４の排紙側には図
示しない給紙ローラが配設されている。この給紙ローラ
により給紙カセット４から紙１０が１枚づつ取り出され
てベルト１４上に供給される構成となっている。

【００４６】上記駆動ローラ１１と従動ローラ１２との
間に存在するベルト１４のスパンＳの背面側にはプラテ
ンチャンバ５が配設されている。このプラテンチャンバ
５は、略直方体状の容器で成り、その上面位置は、上記
駆動ローラ１１の上端と従動ローラ１２の上端とを結ぶ
直線上に略一致している。

【００４７】また、このプラテンチャンバ５は、図２に
示すように、上面に複数の吸引孔５１，５１，…が形成
されている。この吸引孔５１は、ベルト１４の走行方向
（図２の左右方向）に長い長孔であって、ベルト幅方向
に所定間隔を存した位置に形成されている。また、この
プラテンチャンバ５には図示しないダクトが接続してお
り、ダクト上流側に位置する図示しないファンの駆動に
よって、このダクトから空気が排出される。これによ
り、プラテンチャンバ５内部が負圧（例えば１００〜６
００Ｐａ程度）となって紙１０をベルト１４側に吸引す
るための吸着力が発生するようになっている。

【００４８】ベルト１４は、ウレタンゴム等のゴム材料
により作製されており、その表面は紙１０との間の摩擦
力が大きく得られている。更に、このベルト１４の厚さ
は例えば０．５mmに設定されている。

【００４９】図２及び図３に示すように、ベルト１４に
も複数個の吸引孔１４ａ，１４ａ，…が形成されてい
る。この吸引孔１４ａは、円形（例えば直径１〜１０mm
程度）の開口であって、千鳥状に配列されている。そし
て、上記プラテンチャンバ５の駆動に伴って、ベルト１
４表面に紙１０を吸引するための吸着力が各吸引孔１４
ａ，１４ａ，…に発生し、ベルト１４に対する紙１０の
位置ずれを回避して、良好な紙１０の搬送動作が行える
ようになっている。これら吸引孔１４ａ，１４ａ，…
は、ベルト１４の長手方向及び幅方向にそれぞれ所定の
間隔（ピッチ）を存してそれぞれ形成されている。これ
ら吸引孔１４ａ，１４ａ，…のベルト幅方向のピッチ
は、上記プラテンチャンバ５に形成されている吸引孔５
１，５１，…の間隔寸法に一致している。

【００５０】図３は、ベルト１４の幅方向の中心位置を
用紙搬送基準軸（図中破線で示す）とした場合の紙１０
（図中仮想線で示す）の搬送状態を示している。

【００５１】−動作説明− 次に、上述の如く構成されたプリンタの動作について説
明する。

【００５２】本プリンタの動作が開始されると、先ず、
図示しない給紙ローラを駆動させて給紙カセット４から
紙１０を取り出し、その紙１０の先端縁をピンチローラ
３２とベルト１４との間に位置させる。この状態で、モ
ータを駆動して、駆動ローラ１１を回転させる。この駆
動ローラ１１の回転に伴い、ベルト１４が図１中矢印Ａ
方向へ走行する。

【００５３】一方、プラテンチャンバ５のファンを駆動
し、このプラテンチャンバ５内に負圧を発生させる。こ
れにより、ベルト１４の表面にはエア吸引による吸着力
が発生し、この吸着力によって紙１０はベルト１４に吸
着される。このため、ベルト１４に対する紙１０の位置
ずれが生じること無しに紙１０の搬送動作が良好に行わ
れる。

【００５４】この際、紙１０は、複数の吸引孔１４ａ，
１４ａ，…によって吸引されているので、ベルト１４か
ら浮き上がること無しに搬送される。例えば、図３に仮
想線で示すように、Ａ４サイズの紙１０を搬送している
場合には、紙１０の下側に位置している各吸引孔１４
ａ，１４ａ，…が紙１０を吸引することになり、紙１０
の略全体が吸着されてベルト１４との間の相対的な位置
ずれ無しに搬送される。また、紙１０の各辺近傍位置も
吸引孔１４ａ，１４ａ，…によって吸引されることにな
るため、紙１０の上方へのカールが防止されている。

【００５５】その後、紙１０が印字ヘッド２の配設位置
まで搬送されると、モータの駆動が停止してベルト１４
の走行が停止する。そして、印字ヘッド２が、図１の紙
面鉛直方向に移動しながら吐出ノズルからインクを吐出
し、これによって紙１０への画像形成を行っていく。印
字ヘッド２が紙１０の一端部まで移動すると、再びベル
ト１４が走行し、紙１０を所定量だけ移動させた後、停
止する。そして、再び印字ヘッド２が図１の紙面鉛直方
向に移動しながら画像形成が行われる。このようにし
て、印字ヘッド２による画像形成動作と、ベルト駆動装
置１による紙１０の送り動作とが交互に行われて紙１０
全体への印刷が行われる。

【００５６】そして、紙１０全体への印刷が終了する
と、紙１０はベルト搬送装置１の排出側（図１の左側）
に排出される。以上の動作が繰り返されることにより、
複数枚の紙１０に対して連続的に画像形成が行われてい
く。

【００５７】−ベルト１４の詳細説明− 次に、本形態の特徴であるベルト１４の詳細構成につい
て説明する。以下、第１実施例として「ベルト１４の表
面粗さの設定」、第２実施例として「隣り合う吸引孔間
の距離の設定」、第３実施例として「隣り合う吸引孔間
の距離を考慮したベルトの表面粗さの設定」、第４実施
例として「吸引孔間に連結溝を設けた場合の溝深さの設
定」、第５実施例として「吸引孔間に連結溝を設けた場
合の溝の幅寸法の設定」、第６実施例として「ベルト表
面の静摩擦係数の設定」について順に説明する。

【００５８】＜第１実施例−ベルト１４の表面粗さの設
定＞紙１０がベルト１４に吸着された状態では、吸引孔
１４ａの形成部分及びこの吸引孔１４ａに近い領域では
局部的に負圧が大きくなっている。図４では、吸引孔１
４ａの形成部分の近傍で負圧が作用している領域を破線
で囲んで示している。この負圧の作用する領域は、紙１
０の空気抵抗及びベルト１４と紙１０との間の空間での
空気抵抗に影響され、それによって変化する。つまり、
空気抵抗が小さい紙（例えば薄い紙）１０では吸引孔１
４ａの形成部分における負圧発生範囲は小さく、逆に、
空気抵抗が大きい紙（厚紙等）１０では吸引孔１４ａの
形成部分における負圧発生範囲は大きい。

【００５９】また、ベルト１４の表面粗さと負圧発生範
囲との関係について述べると、ベルト１４の表面粗さが
小さい（滑らかな面で形成されている）場合には、この
ベルト１４と紙１０との間の空間が狭いため、空気抵抗
が大きくなり、それに伴って吸引孔１４ａの形成部分に
おける負圧発生範囲は小さくなる。それに対し、ベルト
１４の表面粗さが大きい場合には、このベルト１４と紙
１０との間の空間が広いため、空気抵抗が小さくなり、
それに伴って吸引孔１４ａの形成部分における負圧発生
範囲は大きくなる。

【００６０】プラテンチャンバ５内の負圧（ｐ0)が吸引
孔１４ａの周囲に対向する紙１０に均等に作用するとし
た場合の等価吸着直径（Ｄｘ）と、ベルトの表面粗さ
（Ｒａ）とは請求項でいう第２式（下記式（２））で与
えられる関係がある（この第２式の導出方法については
後述する）。図４において破線で囲まれた領域の直径が
等価吸着直径（Ｄｘ）である。

【００６１】

【数１３】

【００６２】（Ｄ0 ：吸引口径）上述したように、紙１
０の空気抵抗、紙１０とベルト１４との間の空気抵抗を
考慮して第２式を導出し、実験データ（吸引口径（Ｄ0)
を２mmとした場合) に基づいてフィッティング値ｃ0 ，
ｃ1 （ｃ0 ＝１６．４９，ｃ1 ＝６．０５）を得た。

【００６３】以下、このときの実験について説明する。
先ず、第１の実験として、ベルト１４上に紙１０を置
き、プラテンチャンバ５によるエア吸引を行いながら紙
１０を水平方向に引っ張る。そして、このときの水平方
向の吸着力を測定する。

【００６４】次に、第２の実験として、紙１０上に適当
な錘を載せ、それをベルト１４上で吸引なしの状態で水
平方向に引っ張り、そのときに要する力を測定してベル
ト１４と紙１０との間の動摩擦係数を得る。

【００６５】これら２つの実験から、プラテンチャンバ
５内の負圧（Ｐｒ）、垂直方向の吸着力（Ｖｆ）が得ら
れる。

【００６６】ところで、上記吸着力は、ある範囲の面積
（等価吸着直径Ｄｘ）のみに及ぶと仮定すると、垂直方
向の吸着力（Ｖｆ，VerticalForce)、負圧（Ｐｒ，Pres
sure）、吸引数（Ｈｎ，HoleNumber）の間には以下の式
（５）が成り立つ。

【００６７】

【数１４】

【００６８】この式において、変数Ｄｘ以外は既知であ
る。このため、上式によって等価吸着直径（Ｄｘ）を求
めることが可能である。

【００６９】等価吸着直径（Ｄｘ）とベルト１４の表面
粗さ（Ｒａ）との関係を図５に示す。この図５からも判
るように、ベルト１４の表面粗さ（Ｒａ）が比較的小さ
い場合には、このベルト１４の表面粗さ（Ｒａ）と等価
吸着直径（Ｄｘ）とは比例関係にある。しかし、ベルト
１４の表面粗さ（Ｒａ）が大きくなると、この両者は比
例関係とならず等価吸着直径（Ｄｘ）は飽和する。ベル
ト１４の表面粗さ（Ｒａ）が極端に大きくなったときの
等価吸着直径（Ｄｘmax)は以下の式（６）で与えられ
る。

【００７０】

【数１５】

【００７１】本実験では、ベルト１４の表面粗さ（Ｒ
ａ）、ベルト１４の紙１０に対する吸着力、紙１０の搬
送精度、画質の良否の相対関係を調べた。

【００７２】その結果、ベルトの表面粗さ（Ｒａ）が大
き過ぎる場合には以下の現象が生じることを確認した。（１）ベルト１４と紙１０との間の空間が広いため、空
気抵抗が小さくなり、それに伴って吸着力が低下する。（２）吸着力の低下に伴って、ベルト１４上での紙１０
の搬送状態が不安定となり、正確な搬送が行えなくな
る。（３）紙１０がベルト１４の表面形状に沿って変形し、
高画質の画像形成を行うことができなくなる。

【００７３】逆に、ベルト１４の表面粗さ（Ｒａ）が小
さ過ぎる場合には、上記等価吸着直径（Ｄｘ）が小さく
なり、この場合にも、吸着力が低下して紙１０の正確な
用紙搬送が行えなくなることを確認した。

【００７４】この実験により、ベルト１４の紙１０に対
する吸着力が過不足無く作用し、紙１０の搬送を安定し
て行って高画質の画像形成が行えるようにするためのベ
ルトの表面粗さ（Ｒａ）は、請求項でいう第１式（下記
式）で定義される等価吸着直径（Ｄｘ）を上記第２式
（２）に代入して得られる範囲であることが判明した。

【００７５】

【数１６】

【００７６】尚、第２式（２）における単位は、Ｄｘ，
Ｄ0 を［ｍｍ］としたときにはＲａは［μｍ］となる。

【００７７】以下、ベルトの表面粗さ（Ｒａ）の導出方
法（上記第２式の導出方法）について、図６を参照しな
がら説明する。

【００７８】図６に示すように、吸引孔１４ａが形成さ
れたベルト１４に垂直な方向をＺ軸とし、ベルト１４の
平面内において吸引孔１４ａの中心を原点とする水平軸
をｒ軸とする。また、吸引孔１４ａの開口縁のｒ軸方向
の位置をｒ0 とし、吸引孔１４ａの外側（ｒ＞ｒ0)に存
在する負圧作用領域のｒ軸方向の寸法をｄr とする。

【００７９】更に、吸引孔１４ａよりもベルト１４の平
面方向の外側ｄr の領域において紙１０を通過して漏れ
てくる空気の流速をＶz 、紙１０とベルト１４との間の
距離（隙間）をＨ、紙１０とベルト１４との間であって
距離ｒの位置に流れ込む空気の流速をＶｒとする。この
流速（Ｖｒ) はＺ軸方向において分布を有するため、Ｚ
軸方向において平均した流速をＶｒavとする。

【００８０】連続の式より、

【００８１】

【数１７】

【００８２】また、運動方程式より、

【００８３】

【数１８】

【００８４】よって、

【００８５】

【数１９】

【００８６】となる。ここで、用紙に作用する圧力Ｐと
して、

【００８７】

【数２０】

【００８８】但し、ｃは定数である。図７を参照し、上
記式（７），（９），（１０）を境界条件Ｐ＝０（ｒ＝ｒｅ）＝−ΔＰ（ｒ＝０）（但し、ｒｅは負圧Ｐが０となるときのｒ軸方向の位
置、ｒ0 は吸引孔１４ａまでのｒ軸方向位置、ΔＰはプ
ラテンチャンバ５内負圧であって大気圧からの差分）に
おいて、上式を解くと、以下の式（１１）が得られる。

【００８９】

【数２１】

【００９０】この式（１１）において、ｒｅ＝Ｄｘｒ0 ＝Ｄ0 ／２Ｈ＝Ｒａと置き換えるとことにより上記第２式（２）を得ること
ができる。

【００９１】ここで、上記実験結果により、等価吸着半
径（Ｄｘ／２）は、概略（ｒｅ／２）に等しいとした。

【００９２】以上により、例えば、吸引孔１４ａの直径
（Ｄ0)が１〜２mmのときには、ベルト１４の表面粗さ
（Ｒａ）を１．９〜１３．７μｍに設定すれば良い。

【００９３】例えば、吸引孔１４ａの直径（Ｄ0)が２〜
５mmのときには、ベルト１４の表面粗さ（Ｒａ）を３．
４〜２９．４μｍに設定すれば良い。

【００９４】以上を表１にまとめる。

【００９５】

【表１】

【００９６】上記の構成により、ベルト１４の表面を適
度に形成し、ベルト１４の紙１０に対する吸着力が過不
足無く得られ、紙１０の搬送を安定して行って高画質の
画像形成を行うことができる。

【００９７】＜第２実施例−隣り合う吸引孔の中心間距
離の設定＞以下、互いに隣り合う吸引孔１４ａ、１４ａ
の中心間距離の設定について説明する。

【００９８】図８に示すように、吸引孔１４ａの直径が
Ｄ0 、ベルト１４の表面粗さがＲａであるとき、互いに
隣り合う吸引孔１４ａ、１４ａの中心間距離ｐを、上記
第２式の（Ｄ0 ，Ｒａ）に固定値（α，β）を代入して
得られる等価吸着直径（Ｄｘ）以上に設定するものであ
る。

【００９９】言い換えると、図４において破線で囲んだ
等価吸着領域が重なり合わないように、互いに隣り合う
吸引孔１４ａ、１４ａの中心間距離ｐを設定するのであ
る。

【０１００】例えば、吸引孔１４ａの直径（Ｄ0)が１〜
２mmであるとき、上述したベルト表面粗さ設定の場合の
ように、ベルト１４の表面粗さ（Ｒａ）を１．９〜１
３．７μｍとし、互いに隣り合う吸引孔１４ａ、１４ａ
の中心間距離ｐを７．６mm以上に設定する。

【０１０１】また、吸引孔１４ａの直径（Ｄ0)が２〜５
mmであるとき、上述したベルト表面粗さ設定の場合のよ
うに、ベルト１４の表面粗さ（Ｒａ）を３．４〜２９．
４μｍとし、互いに隣り合う吸引孔１４ａ，１４ａの中
心間距離ｐを１９．１mm以上に設定する。

【０１０２】以下、この互いに隣り合う吸引孔１４ａ、
１４ａの中心間距離ｐの導出過程について説明する。（ａ）吸引孔１４ａの直径（Ｄ0)が１〜２mmであるとき・Ｄ0 ＝１mmのとき、上記式（６）により、

【０１０３】

【数２２】

【０１０４】となる。・Ｄ0 ＝２mmのとき、上記式（６）により、

【０１０５】

【数２３】

【０１０６】となる。よって、直径（Ｄ0)が１〜２mmで
あるときには、上記値の大きい方を採用し、隣り合う吸
引孔１４ａ、１４ａの中心間距離ｐは７．６mm以上に設
定される。（ｂ）吸引孔１４ａの直径（Ｄ0)が２〜５mmであるとき・Ｄ0 ＝２mmのとき、上記式（６）により、

【０１０７】

【数２４】

【０１０８】となる。・Ｄ0 ＝５mmのとき、上記式（６）により、

【０１０９】

【数２５】

【０１１０】となる。よって、直径（Ｄ0)が２〜５mmで
あるときには、上記値の大きい方を採用し、隣り合う吸
引孔１４ａ、１４ａの中心間距離ｐは１９．１mm以上に
設定される。

【０１１１】以下に、吸引孔１４ａの直径（Ｄ0)と、互
いに隣り合う吸引孔１４ａ、１４ａの中心間距離ｐとの
対応関係について表２を用いて示す。

【０１１２】

【表２】

【０１１３】上記の構成により、互いに隣り合う吸引孔
１４ａ、１４ａの中心間距離ｐを、負圧が紙１０の全体
に作用する最大距離以上に設定することができる。その
結果、互いに隣り合う吸引孔１４ａ、１４ａの中心間距
離ｐが小さ過ぎてベルトの吸引孔開口率が極端に大きく
なってプラテンチャンバ５内の負圧が弱くなってしまう
ことを防止できる。これにより、紙１０の搬送を安定し
て行って高画質の画像形成を行うことが可能になる。

【０１１４】＜第３実施例−隣り合う吸引孔の中心間距
離を考慮したベルトの表面粗さの設定＞以下、上述の如
く設定した互いに隣り合う吸引孔１４ａ、１４ａの中心
間距離を考慮してベルトの表面粗さを設定する場合につ
いて説明する。

【０１１５】吸引孔１４ａの直径がＤ0 、互いに隣り合
う吸引孔１４ａ，１４ａの中心間距離がｐであるとき、
ベルト１４の表面粗さＲａを、上記第２式のＤｘに
「０．５ｐ≦Ｄｘ≦ｐ」を代入して得られる範囲に設定
している。

【０１１６】例えば、吸引孔１４ａの直径を２mm、隣り
合う吸引孔１４ａ，１４ａの中心間距離を１０mmとする
と、ベルト１４の表面粗さＲａは２．０〜５．０μｍの
範囲に設定される。

【０１１７】このように、互いに隣り合う吸引孔１４
ａ，１４ａの中心間距離を考慮してベルトの表面粗さを
設定しているので、ベルト１４の表面粗さを最適にで
き、ベルト１４の紙１０に対する吸着力が過不足無く作
用させることができ、紙１０の搬送を安定して行って高
画質の画像形成を行うことができる。

【０１１８】＜第４実施例−吸引孔間に連結溝を設けた
場合の溝深さの設定＞ここでは、図９に示すように、互
いに隣り合う吸引孔１４ａ，１４ａ間に連結溝６を設け
た場合の溝深さを適切に設定する場合について説明す
る。

【０１１９】吸引孔１４ａの直径がＤ0 、互いに隣り合
う吸引孔１４ａ、１４ａの中心間距離がｐ、連結溝６の
幅寸法がｈであるとき、「Ｒａmin ≦Ｒａ≦Ｒａmax 」
の範囲により溝深さを以下の式（３）の範囲に設定して
いる。

【０１２０】

【数２６】

【０１２１】一般に、ベルト１４の表面平均粗さＲａ
は、粗さ曲線ｆ(x) をその中心線に対し折り返した部分
の面積を測定長さＬで除した値であるので、図１０のよ
うな粗さ曲線ｆ(x) がある場合には、表面粗さＲａは以
下の式（１６）で表される。

【０１２２】

【数２７】

【０１２３】図９（ｂ）（連結溝６の断面図）のような
断面において、測定長さをｐとして表面粗さＲａを算出
し、溝深さｄについて解くと、

【０１２４】

【数２８】

【０１２５】となる。例えば、吸引孔１４ａの直径を２
mm、隣り合う吸引孔１４ａ，１４ａ間の距離を１０mm、
連結溝６の幅を１０μｍとしたとき、ベルト１４の表面
粗さＲａは３．４〜１３．７μｍ、連結溝６の深さｄは
１．７〜６．９μｍの範囲に設定される。

【０１２６】このように、ベルト１４の表面粗さが比較
的小さい場合であっても、ベルト１４の表面に連結溝６
を形成することによって表面粗さが大きいベルト１４と
同様の吸着力を得ることができる。つまり、この連結溝
６を設けておくことによって、ベルト１４の表面粗さを
任意に設定しながら紙１０の搬送を安定して行って高画
質の画像形成を行うことができる。

【０１２７】＜第５実施例−吸引孔間に連結溝を設けた
場合の溝の幅寸法の設定＞ここでは、上述したように、
互いに隣り合う吸引孔１４ａ，１４ａ間に連結溝６を設
けた場合の連結溝６の幅寸法を適切に設定する場合につ
いて説明する。

【０１２８】吸引孔１４ａの直径がＤ0 、互いに隣り合
う吸引孔１４ａ、１４ａ間の距離がｐ、連結溝の深さが
ｄであるとき、「Ｒａmin ≦Ｒａ≦Ｒａmax 」の範囲に
より連結溝６の幅寸法を以下の式（４）の範囲に設定し
ている。

【０１２９】

【数２９】

【０１３０】図９（ｂ）に示すような断面において、測
定長さをｐとして表面粗さＲａを算出し、連結溝６の幅
寸法ｈについて解くと、

【０１３１】

【数３０】

【０１３２】となる。例えば、吸引孔１４ａの直径を２
mm、隣り合う吸引孔１４ａ，１４ａ間の距離を１０mm、
連結溝６の深さを５μｍとしたとき、ベルト１４の表面
粗さＲａは３．４〜１３．７μｍ、連結溝６の幅寸法ｈ
は０．４〜１．６μｍの範囲に設定される。

【０１３３】この場合にも、ベルト１４の表面粗さが比
較的小さい場合であっても、ベルト１４の表面に連結溝
６を形成することによって表面粗さが大きいベルト１４
と同様の吸着力を得ることができる。

【０１３４】＜第６実施例−ベルト表面の静摩擦係数の
設定＞ここでは、ベルト表面の紙１０に対する静摩擦係
数の設定について説明する。具体的には、この静摩擦係
数を１．０以上に設定している。

【０１３５】紙１０の搬送方向、紙１０の幅方向（搬送
方向に直交する方向）の保持力は、静摩擦係数に比例し
て増大する。仮に、この静摩擦係数が小さ過ぎる場合に
は、たとえ、ベルト表面の形状を最適化しても、水平方
向の吸着力は不足してしまう。このため、紙１０をベル
ト１４上に安定して保持することができない可能性があ
る。

【０１３６】このため、この静摩擦係数を１．０以上の
高い値に設定して、水平方向の吸着力も十分に得られる
ようにしている。

【０１３７】静摩擦係数を１．０以上に設定した場合
と、１．０未満に設定した場合とのそれぞれについて画
像形成実験を行った。その結果、静摩擦係数を１．０以
上に設定したものにあっては高画質が得られたのに対
し、静摩擦係数を１．０未満に設定したものにあっては
画質が極端に劣化することが確認された。

【０１３８】−その他の実施形態− 上記実施形態では、シリアル型ヘッドを備えたインクジ
ェット方式のプリンタに対して本発明を適用した場合に
ついて説明した。本発明は、これに限らず、ライン型ヘ
ッドを備えたプリンタやその他の方式のプリンタに対し
ても適用可能である。また、プリンタ以外の複写機等の
画像記録装置にも適用可能である。また、記録媒体とし
ては、紙１０に限らずフィルム等各種の媒体を採用する
ことが可能である。

【０１３９】また、本形態では、紙１０をベルト幅方向
の中央部分に載置して搬送するものについて説明した
が、紙１０をベルト幅方向の一方側寄りに載置して搬送
するものに対しても適用可能である。

【０１４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、記録媒
体をベルト上にエア吸引によって吸着しながら記録媒体
を搬送する記録媒体搬送装置に対し、ベルトの表面粗さ
を適切に設定することにより、ベルトの記録媒体に対す
る吸着力を過不足無く確保することができる。つまり、
吸引抵抗が著しく大きくなって負圧作用領域が小さくな
ってしまったり（ベルト表面粗さが小さ過ぎる場合）、
ベルトと記録媒体との間の隙間が大きくなり過ぎて吸気
抵抗が著しく小さくなって十分な吸着力が得られなくな
ってしまう（ベルト表面粗さが大き過ぎる場合）といっ
た状況を回避することができる。その結果、記録媒体の
搬送を安定して行うことが可能になり、高画質の画像形
成を行うことができる。特に、記録媒体がベルト上で滑
りやすかったインクジェットプリンタのような間欠的な
搬送を行うものに適用した場合には、この記録媒体の滑
りを確実に回避することができ、特に有効である。

【０１４１】また、ベルト表面粗さが大き過ぎることに
よってベルト表面の細かな凹凸が記録媒体の表面側に浮
き出るといった状況を回避することもできる。従って、
平滑な面への画像形成が可能になり、これによっても高
画質の画像形成を行うことができる。

【０１４２】また、互いに隣り合う吸引孔の中心間距離
の最適化を図るようにした場合には、隣り合う吸引孔の
距離が小さ過ぎてベルトの吸引孔開口率が極端に大きく
なるといった状況を回避できる。このため、負圧が弱く
なってしまうことを防止でき、これによっても、ベルト
の記録媒体に対する吸着力を過不足無く確保することが
できる。その結果、記録媒体の搬送を安定して行うこと
が可能になり、高画質の画像形成を行うことができる。

【０１４３】更に、吸引孔間に連結溝を設けた場合の溝
深さや溝の幅寸法を適切に設定した場合には、ベルトの
表面粗さが比較的小さい場合であっても、表面粗さが適
切に設定されたベルトを採用した場合と同様の吸着力を
得ることができる。つまり、ベルトの表面粗さを任意に
設定しながらも、記録媒体の搬送を安定して行って高画
質の画像形成を行うことが可能になる。

【０１４４】また、ベルト表面の静摩擦係数を１．０以
上に設定した場合には、水平方向の吸着力を十分に得る
ことができる。このため、上記ベルトの表面粗さ、吸引
孔の中心間距離、連結溝の溝深さや溝の幅寸法を適切に
設定した場合の効果と相まって、安定した記録媒体の搬
送動作をより確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るプリンタの搬送系及び印字系の
概略構成を示す図である。

【図２】プラテンチャンバ及びベルトを示す一部を破断
した平面図である。

【図３】ベルトの平面図である。

【図４】負圧が作用している部分を示すベルト表面の平
面図である。

【図５】等価吸着直径とベルト表面粗さとの関係を示す
図である。

【図６】ベルト表面粗さを設定する式の導出方法を説明
するための図である。

【図７】吸引孔付近における負圧分布を説明するための
図である。

【図８】隣り合う吸引孔の中心間距離設定方法を説明す
るための図である。

【図９】隣り合う吸引孔間に形成された連結溝の形状設
定方法を説明するための図である。

【図１０】ベルトの表面平均粗さを説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１ベルト駆動装置（記録媒体搬送装置）１０紙（記録媒体）１４無端ベルト１４ａ吸引孔Ｒａベルトの表面粗さＤ0 吸引孔の直径ｃ0 ，ｃ1 フィッティグン値Ｄｘ等価吸着直径ｐ吸引孔間の距離ｄ連結溝の深さ寸法ｈ連結溝の幅寸法

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65H 5/02 B65H 5/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体搬送用ベルトに吸引孔が形成さ
れ、この吸引孔からのエア吸引によって記録媒体をベル
ト表面に吸着して搬送する記録媒体搬送装置において、上記記録媒体搬送用ベルトの表面粗さ（Ｒａ）が、第１式【数１】（Ｄ0 ：吸引孔の直径、ｃ0 ，ｃ1 ：フィッティング値
（ｃ0 ＝１６．４９，ｃ1 ＝６．０５））で定義される
等価吸着直径（Ｄｘ）を第２式【数２】に代入して得られる範囲に設定されていることを特徴と
する記録媒体搬送装置。
【請求項２】請求項１記載の記録媒体搬送装置におい
て、吸引孔の直径（Ｄ0)が１〜２mmであり、記録媒体搬送用
ベルトの表面粗さ（Ｒａ）が１．９〜１３．７μｍに設
定されていることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項３】請求項１記載の記録媒体搬送装置におい
て、吸引孔の直径（Ｄ0)が２〜５mmであり、記録媒体搬送用
ベルトの表面粗さ（Ｒａ）が３．４〜２９．４μｍに設
定されていることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項４】記録媒体搬送用ベルトに複数の吸引孔が
形成され、これら吸引孔からのエア吸引によって記録媒
体をベルト表面に吸着して搬送する記録媒体搬送装置に
おいて、吸引孔の直径（Ｄ0)をαとし、記録媒体搬送用ベルトの
表面粗さ（Ｒａ）をβとした場合に、互いに隣り合う吸引孔の中心間距離（ｐ）が、式【数３】（ｃ0 ，ｃ1 ：フィッティング値（ｃ0 ＝１６．４９，
ｃ1 ＝６．０５））のＤ0 にαを、Ｒａにβをそれぞれ
代入して得られるＤｘ以上の寸法に設定されていること
を特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項５】請求項４記載の記録媒体搬送装置におい
て、吸引孔の直径（Ｄ0)が１〜２mmであり、記録媒体搬送用
ベルトの表面粗さ（Ｒａ）が１．９〜１３．７μｍであ
って、互いに隣り合う吸引孔の中心間距離（ｐ）が７．
６mm以上に設定されていることを特徴とする記録媒体搬
送装置。
【請求項６】請求項４記載の記録媒体搬送装置におい
て、吸引孔の直径（Ｄ0)が２〜５mmであり、記録媒体搬送用
ベルトの表面粗さ（Ｒａ）が３．４〜２９．４μｍであ
って、互いに隣り合う吸引孔の中心間距離（ｐ）が１
９．１mm以上に設定されていることを特徴とする記録媒
体搬送装置。
【請求項７】記録媒体搬送用ベルトに複数の吸引孔が
形成され、これら吸引孔からのエア吸引によって記録媒
体をベルト表面に吸着して搬送する記録媒体搬送装置に
おいて、吸引孔の直径（Ｄ0)をαとし、互いに隣り合う吸引孔間
の距離をｐとした場合に、記録媒体搬送用ベルトの表面粗さ（Ｒａ）が、式【数４】（ｃ0 ，ｃ1 ：フィッティグ値（ｃ0 ＝１６．４９，ｃ
1 ＝６．０５））のＤ0 にαを、Ｄｘに（０．５×ｐ≦
Ｄｘ≦ｐ）をそれぞれ代入して得られるＲａの範囲内に
設定されていることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項８】請求項１記載の記録媒体搬送装置におい
て、ベルト表面には、互いに隣り合う吸引孔同士を連結する
連結溝が形成されており、連結溝の深さ寸法ｄが、式【数５】（ｐ：互いに隣り合う吸引孔の中心間距離、ｈ：連結溝
の幅寸法、Ｒａmax ：第２式で得られる記録媒体搬送用
ベルトの表面粗さの最大値、Ｒａmin ：第２式で得られ
る記録媒体搬送用ベルトの表面粗さの最小値）の範囲内
に設定されていることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【請求項９】請求項１記載の記録媒体搬送装置におい
て、ベルト表面には、互いに隣り合う吸引孔同士を連結する
連結溝が形成されており、連結溝の幅寸法ｈが、式【数６】（ｐ：互いに隣り合う吸引孔の中心間距離、ｄ：連結溝
の深さ寸法、Ｒａmax ：第２式で得られる記録媒体搬送
用ベルトの表面粗さの最大値、Ｒａmin ：第２式で得ら
れる記録媒体搬送用ベルトの表面粗さの最小値）の範囲
内に設定されていることを特徴とする記録媒体搬送装
置。
【請求項１０】請求項１〜９のうち一つに記載の記録
媒体搬送装置において、記録媒体搬送用ベルトの記録媒体に対する静摩擦係数が
１．０以上に設定されていることを特徴とする記録媒体
搬送装置。