JP4310673B2 - プリンタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント作動範囲が主走査方向に延びたプリントヘッドと、前記主走査方向と交差する副走査方向に沿って回転駆動される搬送ベルトとを備えたプリンタに関する。尚、ここで前記搬送ベルトは、前記搬送ベルトの周面に吸着支持された印刷用紙を、前記プリントヘッドと離間した搬送面内を前記副走査方向に搬送するものとする。
【0002】
【従来の技術】
上記のタイプのプリンタの例としてインクジェットプリンタがある。インクジェットプリンタでは、インクをプリントヘッドから印刷用紙に向けて飛翔させるために、印刷用紙をプリントヘッドに押付ける構成では実施できず、印刷用紙は、逆にプリントヘッドと離間した搬送面内を搬送される必要がある。そして、解像度の高い画像を印刷用紙上に正しく形成するためには、プリントヘッドと印刷用紙の間隔、言い換えれば、インクの液滴が吐出されるノズルから印刷用紙までの距離を例えば約0.5mmなどの一定値に保持する必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のインクジェットプリンタでは、印刷用紙を吸着可能に構成された無端状の搬送ベルトが、単に、一対のプーリの間に架設されている構成であった。したがって、前記一対のプーリの間の中間位置における撓(たわ)み等により、搬送姿勢が不安定となって、プリントヘッドと印刷用紙の間の間隔が必要とされる所定の範囲内に入らず、正しい画像が形成されない虞があった。
【0004】
したがって、本発明の目的は、上に例示した従来技術によるプリンタの持つ前述した欠点に鑑み、種々の不都合な条件下で使用される場合においても、より安定した正しい画像を形成することの可能なプリンタを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るプリンタは、請求項1から8に記された特徴構成を備えている。
すなわち、本発明の特許請求の範囲第1項によるプリンタは、
前記搬送ベルトの前記プリントヘッドと対向する部位を前記プリントヘッド向きに支持するためのベルト支持部材と、前記ベルト支持部材と前記プリントヘッドとの間隔を一定に保持するために、前記プリントヘッドから前記ベルト支持部材に向けて突設された間隔保持部材と、前記ベルト支持部材を前記搬送面と交差する方向に変位可能に支持する支持機構と、前記ベルト支持部材を前記間隔保持部材側に押付け保持するための付勢手段と、が設けられていることを特徴構成としている。
【0006】
このような特徴構成を備えているために、本発明の特許請求の範囲第1項によるプリンタでは、例えば経時変化などに基づく搬送ベルトの張力の低下によって、搬送ベルトが撓む等の現象が生じても、搬送ベルトのプリントヘッドと対向する部位がベルト支持部材によってプリントヘッド向きに支持されているので、プリントヘッドと印刷用紙の間隔が一定に保たれ易いため、より正しい画像が形成される。また、仮にプリントヘッドの取付け位置精度や、プーリと搬送ベルトの間の取付け位置精度が不十分であっても、搬送面と交差する方向に変位可能に設けられつつ、付勢手段によって常にプリントヘッドに向けて押付けられているベルト支持部材と、この押付けられるベルト支持部材とプリントヘッドとの間隔を一定に保持するためにプリントヘッドに設けられた間隔保持部材との協働作用が及ぼす効果によって、プリントヘッドと印刷用紙の間隔が一定に保たれ易いため、より正確な画像が形成される。
【0009】
また、前記搬送ベルトの回転駆動の軌道上における前記プリントヘッドの上流側で前記搬送ベルトを支持する第1プーリと前記プリントヘッドの下流側で前記搬送ベルトを支持する第2プーリとが設けられており、前記ベルト支持部材は、前記搬送ベルトの前記プリントヘッドと対向する前記部位を、前記第1プーリと前記第2プーリの間に架設された前記搬送ベルト部位が形成する仮想搬送面よりも前記プリントヘッド側に変位した位置に支持するように設けられている構成とすることができる。
【0010】
このように構成すれば、前記搬送ベルトの前記プリントヘッドと対向する前記部位が、前記第1プーリ或いは前記第2プーリの周面から働く張力によって、前記ベルト支持部材に確実に押付けられるので、前記搬送ベルトが前記ベルト支持部材から離間して前記プリントヘッド側に変位する虞がより少なくなり、結果的に、プリントヘッドと印刷用紙の間隔がより確実に一定に保たれる。
【0011】
具体的には、前記ベルト支持部材は、前記搬送面と交差する方向に変位可能に設置された軸受け部材と、前記軸受け部材によって前記主走査方向と平行に延びた軸芯周りで回転自在に支持された圧着ローラとを有し、前記付勢手段は、前記軸受け部材を前記間隔保持部材に向けて押付け可能なバネからなる構成とすることができる。
このように構成すれば、圧着ローラは付勢部材による押し付け力に基づいて搬送ベルトの面上で自由に転動するので、駆動ローラによって回転駆動される搬送ベルトの円滑な動きを接触摩擦などによって阻害する虞が少ない。また、互いに相対変位する間隔保持部材と(ベルト支持部材としての)圧着ローラの間、或いは、搬送ベルトと同圧着ローラの間に、両部材間の摩擦に基づく振動が発生し難いため、プリントヘッドの微振動に基づく画像の劣化が防止される。
【0012】
また具体的には、前記間隔保持部材は、前記プリントヘッド上に、前記主走査方向と平行に延びた軸芯周りで回転自在に支持されたコロ部材からなる構成とすることができる。
このように構成すれば、搬送ベルトの回転駆動に基づいて互いに相対移動するベルト支持部材と(間隔保持部材としての)コロ部材の間に、或いは、ベルト支持部材に支持された搬送ベルトとコロ部材の間に、両部材間の摩擦に基づく振動が発生し難いため、プリントヘッドの微振動に基づく画像の劣化が防止される。
【0013】
さらに、間隔保持部材としての前記コロ部材は、ベルト支持部材との間に前記搬送ベルトを挟着するように、前記プリントヘッド上の前記主走査方向の両端付近に設置された一対のコロ部材からなる構成とすることができる。
このように構成すれば、コロ部材は、搬送ベルトの回転移動に関らず、搬送ベルト上で転動しながら、常に搬送ベルトをベルト支持部材に押付け保持することとなって、搬送ベルト乃至は搬送ベルト上に吸着されている印刷用紙がベルト支持部材から浮き上がるのを阻止することができ、結果的に、印刷用紙とプリントヘッドの間隔が一定に保持され易くなる。また、コロ部材が前記主走査方向の両端付近にのみ配置されることによって、プリントヘッドによる画像形成を阻害しないような間隔保持部材の配置が実現される。さらに、コロ部材が前記主走査方向の両端付近にのみ配置されることによって、自然にコロ部材はその回転軸芯に沿った寸法の短い部材となるため、コロ部材を支持している軸受け部材との摩擦や自重が小さくなり、プリントヘッドの微振動を惹起することなく円滑に回転するコロ部材が実現される。
【0014】
静電方式のインクジェットプリントヘッドとして構成されたプリントヘッドから前記印刷用紙に向かって飛翔するインクの帯電極性とは逆極性の電位を圧着ローラに印加するための手段を設けることができる。
このように構成すれば、インクとは逆極性に帯電した圧着ローラが、プリントヘッドの吐出部から離れたインクを積極的に吸引する構成が実現されるため、インクの飛翔方向をより正確にコントロールすることができ、結果的に、形成される画像の実質的な解像度の向上が期待できる。
【0015】
印刷用紙を搬送ベルトに吸着させるための実現手段は種々知られているが、特に、前記印刷用紙を静電気力によって前記搬送ベルトに吸着させるために、前記搬送ベルトを特定の電位極性で帯電させるための帯電装置が、前記搬送ベルトの駆動方向に関して前記プリントヘッドの上流側に設けられている構成とすることができる。
【0016】
本発明によるその他の特徴および利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるであろう。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明よる実施形態について図面に基づいて解説する。
図1は、本発明によるプリンタの第1の実施形態としてのインクジェットプリンタを示す略図である。
このインクジェットプリンタは、第1、第2、第3、および、第4の合計4個のプーリ1a,1b,1c,1dの間に張架された無端ベルト状の静電吸着フィルム3(搬送ベルトの一例)と、静電吸着フィルム3の回転軌道の外側に配置された3基のプリントヘッド4とを備えている。第4プーリ1dは、図示しない電動モータによって回転駆動することによって、静電吸着フィルム3を矢印の方向に一定の周速度で駆動するように構成されている。尚、静電吸着フィルム3は、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の強誘電性の可撓性材料で形成されている。
【0018】
プリントヘッド4Y,4C,4Mの直ぐ上流側に位置する第1プーリ1aの付近には、コロナ放電装置5が配置されている。さらに、静電吸着フィルム3を挟んで第1プーリ1aと対向する位置には、周面を接地された対向電極ローラ2が回転自在に配置されている。静電吸着フィルム3の第1プーリ1aを通過した部位は、コロナ放電装置5の作用によって、負の極性に帯電されている。
印刷用紙Sは、図の右手側に配置された図示されない給紙システムから、第1プーリ1aと対向電極ローラ2の境界部の付近に給紙される。前記境界部に近付いた印刷用紙Sは、負の極性に強く帯電された静電吸着フィルム3と対向電極ローラ2による静電誘導作用に基づいて、静電吸着フィルム3に吸着される。静電吸着フィルム3上に吸着されている印刷用紙Sは、前記電動モータと第4プーリ1dによって、各プリントヘッド4の位置へと搬送される。この実施形態では、プリントヘッドは、前記用紙搬送面に沿って、イエローのインクを射出するプリントヘッド4Y、シアンのインクを射出するプリントヘッド4C、および、マゼンタのインクを射出するプリントヘッド4Mの順で、互いに印刷用紙Sの搬送方向に離間した状態で配置されている。
【0019】
静電吸着フィルム3の回転軌道の内側には、静電吸着フィルム3を各プリントヘッド4と対向する部位にて下側から支持するための圧着ローラ8(ベルト支持部材の一例)が配置されている。圧着ローラ8は、硬質ゴム製の周面からなるローラ本体10と、ローラ本体10の両端から更に外側に延びた金属製の軸部材12とからなる。ローラ本体10は、少なくとも印刷用紙の幅を超える前記主走査方向の長さを持ち、全長にわたって一定の外径を備えている。ローラ本体10は、前記主走査方向の両端に設けられた一対の支持機構20,20によって前記搬送面と交差する方向(ここでは上下方向)にのみ変位可能に支持されている。
【0020】
図1と図2に示されるように、支持機構20は、硬質の絶縁材料で形成された軸受け部材14と、軸受け部材14を係止可能な係止部16と、軸受け部材14を上方に付勢する圧縮バネ18とからなる。軸受け部材14は、正面視で矩形の外方部14aと、外方部14aから一体的に突出し外方部14aよりも印刷用紙Sの搬送方向に沿った長さの短い内方部14bとからなる外形を有し、軸部材12を支持する支持孔14Hが、これら外方部14aと内方部14bとに貫通形成されている。図3に示されるように、係止部16は、インクジェットプリンタの筐体自身或いは筐体から一体的に延びた金属製の側板に形成された矩形の貫通孔からなり、この貫通孔の上下および左右の寸法は、軸受け部材14の内方部14bが係入可能で、且つ、このように係入された軸受け部材14が上下方向にのみ移動自在に設定されている。言い換えれば、軸受け部材14が印刷用紙S搬送方向で位置ずれしないように、係止部16の左右の寸法は、内方部14bの左右の外形寸法と略同じに形成されている。また、圧縮バネ18の下端部は、係止部16の底辺に固定されており、係止部16に係入された軸受け部材14を上方に付勢する機能を果たしている。
【0021】
これも図1と図2に示されるように、本体フレーム側に固定されたプリントヘッド4の主走査方向の両端からは、一対のコロ部材24,24(間隔保持部材の一例、図1及び図2においては手前側の部材のみが示されている)が圧着ローラ8に向けて突設されている。コロ部材24,24は、プリントヘッド4の下端付近に固定された一対の軸部材22,22によって、前記主走査方向と平行に延びた軸芯周りで回転自在に支持されている。コロ部材24は、圧縮バネ18によって上方に付勢されるローラ本体10の周面の上端部位を受け止める。尚、コロ部材24は、ローラ本体10上に密着された静電吸着フィルム3を介して、ローラ本体10を受け止めるように構成されているため、静電吸着フィルム3は、コロ部材24の周面の下端とローラ本体10の周面の上端の間に常に挟着される形となる。コロ部材24は、この受け止め作用により、圧着ローラ8とプリントヘッド4との間隔、より厳密に言えば、ローラ本体10の周面の上端とプリントヘッド4の吐出ノズルとの間隔を一定に保持する機能を果たす。この結果、静電吸着フィルム3の外周に密着している印刷用紙Sの部位とプリントヘッド4の間の間隔は、前記インクの飛翔に適切な距離の例としての0.5mm±0.2mmに保持される。
【0022】
プリントヘッド4Yに設けられたローラ本体10と静電吸着フィルム3の間には第1接点が、プリントヘッド4Cに設けられたローラ本体10と静電吸着フィルム3の間には第2接点が、プリントヘッド4Mに設けられたローラ本体10と静電吸着フィルム3の間には第3接点が形成される。そして、これら第1、第2、及び第3接点は、第1プーリ1aと第2プーリ1bの外周の共通接線(すなわち、仮にローラ本体10が無く、静電吸着フィルム3が第1、第2、第3及び第4プーリ1a,1b,1c,1dのみから支持されている場合に、第1プーリ1aと第2プーリ1bの間に支持された静電吸着フィルム3が描く搬送面)よりも僅かに静電吸着フィルム3の回転軌道の外側寄りに変位している。言い換えれば、各圧着ローラ8またはローラ本体10は、静電吸着フィルム3の各プリントヘッド4と対向する部位を、第1プーリ1aと第2プーリ1bの間に架設された静電吸着フィルム3が形成する仮想搬送面よりもプリントヘッド4側に変位した位置に支持している。
【0023】
ここで、各プリントヘッド4Y,4C,4Mのインク吐出部の詳細について、最も上流側のプリントヘッド4Yを用いて解説する。尚、ここで記載するインク吐出部の基本的構造については、残りの各プリントヘッド4C,4Mについても同様の実施方法を適用できる。
プリントヘッド4Y内には、インクを保持可能なキャビティが形成されている。前記インクは、正に帯電したイエローの顔料粒子と、この顔料粒子を分散状に含有した液状媒体とからなる。また、プリントヘッド4Yの下面には、前記キャビティと連通したインクノズルが、主走査方向(前記搬送面と平行で且つ印刷用紙の搬送方向と直角)に延びるように、そして、供給される印刷用紙Sに向かって開いた状態で配置されている。
前記吐出ノズル内には、多数の操作電極が主走査方向(すなわち、図1の紙面貫通方向)に沿って配置されている。そこで、インク内に含まれる正に帯電した顔料粒子は、制御装置(不図示)から前記操作電極に印加される正のパルス電圧との間で作用する電気的な反発力によって、前記インクノズルから印刷用紙に向かって飛翔して、印刷用紙S上にインクドットが形成される。
尚、印字を完了した印刷用紙3の静電吸着フィルム3からの分離を容易にするために、最も下流側のプリントヘッド4Mと第2プーリ1bの間には、静電吸着フィルム3に帯電された静電気を除去する除電装置6が配置されている。
【0024】
〔別実施形態〕
<1>間隔保持部材としてのコロ部材24が、ローラ本体10上に密着された静電吸着フィルム3を介することなく、ローラ本体10を直接受け止めるように構成しても良い。
【0025】
<2>上記の第1の実施例のように、各圧着ローラ8が、静電吸着フィルム3の各プリントヘッド4と対向する部位を、第1プーリ1aと第2プーリ1bの間に架設された静電吸着フィルム3が形成する仮想搬送面よりもプリントヘッド4側に変位した位置に支持している実施形態では、必ずしもコロ部材24すなわち間隔保持部材は必要無い。すなわち、この場合、前記間隔保持部材を省略しても、プリントヘッドと印刷用紙の間隔は一定に保持される。
【0026】
<3>上記の第1の実施例では、各圧着ローラ8が、静電吸着フィルム3の各プリントヘッド4と対向する部位を、第1プーリ1aと第2プーリ1bの間に架設された静電吸着フィルム3が形成する仮想搬送面よりもプリントヘッド4側に変位した位置に支持しているが、他方、各圧着ローラ8が、静電吸着フィルム3の各プリントヘッド4と対向する部位を、第1プーリ1aと第2プーリ1bの間に架設された静電吸着フィルム3が形成する仮想搬送面と一致した位置に支持する構成としても良い。
【0027】
<4>また、上記の第1の実施例のように、コロ部材24すなわち間隔保持部材が設けられており、且つ、コロ部材24とローラ本体10の間に静電吸着フィルム3が挟着されている構成の場合には、逆に、各圧着ローラ8が、静電吸着フィルム3の各プリントヘッド4と対向する部位を、第1プーリ1aと第2プーリ1bの間に架設された静電吸着フィルム3が形成する前記仮想搬送面よりも僅かにプリントヘッド4側と反対側に変位した位置に支持する実施形態としても、プリントヘッドと印刷用紙の間隔は一定に保持される。
【0028】
<5>上記の第1の実施形態では、間隔保持部材を備えたプリントヘッド4がプリンタの本体に固定されており、ベルト支持部材としてのローラ本体10が搬送面と交差する方向に変位可能に設けられているが、これとは逆に、ベルト支持部材としてのローラ本体10がプリンタの本体に固定されており、間隔保持部材が固定設置されたプリントヘッド4を、搬送面と交差する方向に変位可能に設けても良い。
【0029】
<6>プリントヘッド4から印刷用紙Sに向かって飛翔するインクの帯電極性とは逆極性の電位を、圧着ローラ8のローラ本体10の周面に印加するための手段として、各プリントヘッド4Y,4C,4M毎に新たなコロナ放電装置を設けることができる。これによって、インクとは逆極性に帯電した圧着ローラ8が、プリントヘッド4の吐出部から離れたインクを積極的に吸引する構成が実現されるため、インクの飛翔方向をより正確にコントロールすることができ、画像の実質的な解像度の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインクジェット記録装置の要部を示す側面図
【図2】ベルト支持部材と間隔保持部材を示す一部破断正面図
【図3】ベルト支持部材を示す斜視図
【符号の説明】
3 搬送ベルト
4 プリントヘッド
5 帯電装置
8 圧着ローラ(ベルト支持部材)
14 軸受け部材(ベルト支持部材)
18 圧縮バネ(バネ、付勢手段)
20 支持機構
24 コロ部材(間隔保持部材)
S 印刷用紙
Claims (7)
- プリント作動範囲が主走査方向に延びたプリントヘッドと、前記主走査方向と交差する副走査方向に沿って回転駆動される搬送ベルトとを備え、前記搬送ベルトは、前記搬送ベルトの周面に吸着支持された印刷用紙を、前記プリントヘッドと離間した搬送面内にて前記副走査方向に搬送するプリンタであって、
前記搬送ベルトの前記プリントヘッドと対向する部位を前記プリントヘッド向きに支持するためのベルト支持部材と、
前記ベルト支持部材と前記プリントヘッドとの間隔を一定に保持するために、前記プリントヘッドから前記ベルト支持部材に向けて突設された間隔保持部材と、
前記ベルト支持部材を前記搬送面と交差する方向に変位可能に支持する支持機構と、
前記ベルト支持部材を前記間隔保持部材側に押付け保持するための付勢手段と、が設けられているプリンタ。 - 前記搬送ベルトの回転駆動の軌道上における前記プリントヘッドの上流側で前記搬送ベルトを支持する第1プーリと前記プリントヘッドの下流側で前記搬送ベルトを支持する第2プーリとが設けられており、前記ベルト支持部材は、前記搬送ベルトの前記プリントヘッドと対向する前記部位を、前記第1プーリと前記第2プーリの間に架設された前記搬送ベルト部位が形成する仮想搬送面よりも前記プリントヘッド側に変位した位置に支持するように設けられている請求項1に記載のプリンタ。
- 前記ベルト支持部材は、前記搬送面と交差する方向に変位可能に設置された軸受け部材と、前記軸受け部材によって前記主走査方向と平行に延びた軸芯周りで回転自在に支持された圧着ローラとを有し、前記付勢手段は、前記軸受け部材を前記間隔保持部材に向けて押付け可能なバネからなる請求項1に記載のプリンタ。
- 前記間隔保持部材は、前記プリントヘッド上に、前記主走査方向と平行に延びた軸芯周りで回転自在に支持されたコロ部材からなる請求項2または3に記載のプリンタ。
- 前記コロ部材は、前記ベルト支持部材との間に前記搬送ベルトを挟着するように、前記プリントヘッド上の前記主走査方向の両端付近に設置された一対のコロ部材からなる請求項4に記載のプリンタ。
- 静電方式のインクジェットプリントヘッドとして構成された前記プリントヘッドから前記印刷用紙に向かって飛翔するインクの帯電極性とは逆極性の電位を、前記圧着ローラに印加するための手段が設けられている請求項3から5のいずれか1項に記載のプリンタ。
- 前記印刷用紙を静電気力によって前記搬送ベルトに吸着させるために、前記搬送ベルトを特定の電位極性で帯電させるための帯電装置が、前記搬送ベルトの駆動方向に関して前記プリントヘッドの上流側に設けられている請求項1から6のいずれか1項に記載のプリンタ。
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