JP4480070B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置として用いるインクジェット記録装置は、一般的には、インク滴を吐出する記録へッドを被記録媒体（用紙）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成する。

このような画像形成装置において、ローラ間に掛け渡した搬送ベルトに被記録媒体全面を吸着させて搬送することで、被記録媒体のヘッドに対する平面度を確保し、形成画像の品質の向上を図るものが知られている。
特開２０００−２３８９２５号公報 特開２００３−１０３８５７号公報 特開２００１−２０６５７４号公報

このような搬送ベルトを用いるインクジェット記録装置において、被記録媒体の両端の余白を無にした記録（縁なし記録、余白なし記録）が行えるようにしたものが特許文献４に開示されている。これには、キャリッジに搭載された記録ヘッドの走査範囲を、プラテンで搬送される被記録媒体の幅よりも広く外側に移動させて記録を行うように構成されている。
特開平８−１６９１５５号公報

このとき、被記録媒体の両端からはみ出すインク滴によりプラテン上が汚れることによって被記録媒体の裏面或いは縁が汚れることが問題となる。そのため、はみ出すインクがプラテン上を汚染しないように、プラテンの一部にメッシュスクリーンを設け、インクがプラテンを通過させるように構成されている。また、メッシュスクリーンの変わりにプラテン上に貫通穴を設け被記録媒体の縁からはみ出すインクと完全に干渉しない構成も提案されている。

また、上記シリアルスキャンによるインクジェット記録装置とは別な構成として、記録ヘッドのノズルの配列を被記録媒体の幅よりも広く配列し、被記録媒体の搬送（副走査方向）だけで記録を行ういわゆるライン型ヘッドを備えたフルライン型記録装置もある。

このようなライン型ヘッドを用いて、余白無し記録を可能にする手段として、特許文献５に開示されているように、回転可能なプラテンとそのプラテンを回動させる回動部とを有し、搬送される被記録媒体の先端部近傍への記録は、被記録媒体の背後に回動プラテンが位置し、余白無し記録において被記録媒体の縁からはみ出すインクによってプラテンが汚染されないようにし、被記録媒体の端部以外の記録時にはプラテンを被記録媒体の背面を支持する位置に配し、被記録媒体の後端部近傍への記録にはプラテンを被記録媒体の搬送方向に回動させ再び被記録媒体の背面に位置するように記録を行い、余白無し記録をプラテンの汚染無に実行する手段を備えるものとしている。
特開２００１−８０１４５号公報

ところで、カラー記録が可能なフルライン型のインクジェット記録装置においては、各色ヘッドを高密度に配置することが非常に難しく、現状では各色を記録するための記録ヘッドはある一定の距離をおいて配置されている。

例えばブラック、マゼンダ、イエロー、シアンなどの４色を吐出する記録ヘッドの配置には最初の色を吐出するヘッドから最後の色を吐出するヘッドまでの距離は１００ｍｍとなり、被記録媒体の搬送による位置ズレは即記録品質に直結し高精度の搬送手段が要求される。

そのため、被記録媒体を搬送する搬送手段としては、前述したような搬送ベルトを備え、帯電ベルト表面を帯電して被記録媒体を静電吸着させ、この状態で帯電ベルトを周回させることで被記録媒体を搬送する構成とすることが好ましい。

しかしながら、搬送ベルトを用いて被記録媒体を搬送しながら、画像形成時に被記録媒体の主走査方向両端（縁）に余白が生じないように画像形成（余白なし記録）を行おうとした場合に、搬送される被記録媒体の端部がヘッドの記録領域の中心にかかる前後においてインク滴の吐出を行う必要があるので、被記録媒体の端部が記録領域の中心から外れた後においても、しばらくインク滴を吐出し続けることとなる。

そのため、被記録媒体を搬送ベルトで搬送するようにした場合は、被記録媒体の端部から外れたインク滴が搬送ベルトに付着し、搬送ベルトの搬送機能が低下し、あるいは被記録媒体の裏面にベルト上のインクが再転写されて印刷物の品質低下を招くこととなり、実質的に画像形成可能領域が被記録媒体の内側に制限されてしまう。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、被記録媒体の搬送性能を損なうことなく、余白なし記録を行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
搬送ベルトにより被記録媒体を搬送し、記録ヘッドから液滴を吐出して前記被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記搬送ベルトは主走査方向に配置された複数本のベルトで構成され、
前記搬送ベルトを挟んで前記記録ヘッドと対向する位置に搬送ベルトの下面を案内するガイド部材を設け、
前記ガイド部材には前記ベルトとベルトとの間の隙間に対応した位置に、横方向より各ベルトを支持、案内する凸部が設けられ、
前記ガイド部材の凸部上面は前記搬送ベルトの表面よりも低く、
前記ガイド部材は、少なくとも、前記複数本のベルトの隙間に対応する部分がインク吸収部材で形成されている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、搬送ベルトは主走査方向に配置された複数本のベルトで構成され、搬送ベルトを挟んで記録ヘッドと対向する位置に搬送ベルトの下面を案内するガイド部材を設け、ガイド部材にはベルトとベルトとの間の隙間に対応した位置に、横方向より各ベルトを支持、案内する凸部が設けられ、ガイド部材の凸部上面は搬送ベルトの表面よりも低く、ガイド部材は、少なくとも、複数本のベルトの隙間に対応する部分がインク吸収部材で形成されている構成としたので、被記録媒体の搬送性能を損なうことなく、余白なし記録を行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。

この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４で駆動プーリ６ａと従動プーリ６ｂ間に架け渡したタイミングベルト５を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。なお、キャリッジ３とガイドロッド１との間にはガイドブッシュ（軸受け）３ａ、３ａをそれぞれ介在させている。

このキャリッジ３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド７を構成する液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどのインク（記録液）を吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。なお、異なる色を吐出する複数のノズル列を備えた１又は複数の液滴吐出ヘッドで記録ヘッドを構成することもできる。

キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８にはインク供給チューブ９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。なお、インク滴を吐出する記録ヘッド７以外に、記録液（インク）と反応することでインクの定着性を高める定着用処理液（定着用インク）を吐出する記録ヘッドを備えることもできる。

一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された先端加圧コロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。

ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。

また、図２に示すように、搬送ローラ２７の軸には、スリット円板３４を取り付け、このスリット円板３４のスリットを検知するセンサ３５を設けて、これらのスリット円板３４及びセンサ３５によってエンコーダ３６を構成している。

帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、軸の両端に加圧力をかけている。

また、キャリッジ３の前方側には、図１に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール４２を設け、キャリッジ３の前面側にはエンコーダスケール４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ４３を設け、これらによって、キャリッジ３の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ４４を構成している。

さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離部と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。

また、背部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。

さらに、この画像形成装置の底部には増設トレイ７０を装着することができる。この増設トレイ７０は、給紙トレイ１０と同様に用紙１２を載置する圧板（用紙載置板）７１と、給紙コロ７３と、分離パッド７４を備え、給紙する場合には、給紙コロ７３と分離パッド７４で１枚ずつ用紙を分離して給紙し、搬送ローラ７５、７６によって、装置本体の下方からカウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に用紙を送り込むようになっている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて先端加圧コロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電力で吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ５４に排紙する。

そこで、この画像形成装置における搬送ベルト２１を含む搬送手段の詳細について図３ないし図８をも参照して説明する。なお、図３は同搬送ベルトの斜視説明図、図４は同搬送ベルトの平面説明図、図５は搬送ベルトを張装したときの搬送ローラの正面図、図６は搬送ベルトを張装しないときの搬送ローラの正面図、図７はガイド部材の正面図、図８は同ガイド部材の斜視説明図である。

搬送ベルト２１は、主走査方向に分割された複数本（ここでは５本）のベルト２１ａ〜２１ｅで構成している。これらの搬送ベルト２１を構成する５本のベルト２１ａ〜２１ｅは、この画像形成装置における用紙１２の搬送方式が用紙１２を搬送ローラ２７の主走査方向の中心に対して左右均等に振り分けて搬送するセンター振り分け方式であることから、使用する用紙１２の種類に応じて、搬送する用紙１２の主走査方向両端に対応した位置で隙間１０１、１０２ができるように配置している。

つまり、ここでは、Ａ４サイズの用紙とハガキサイズの用紙を使用するものとして、中央のベルト２１ｃとその両側のベルト２１ｂ、２１ｄとの間の隙間１０１、１０１がそれぞれハガキサイズの用紙１２ａの主走査方向両端に位置し、ベルト２１ｂとベルト２１ａとの間及びベルト２１ｄとベルト２１ｅとの間の各隙間１０２、１０２がそれぞれＡ４サイズの用紙１２ｂの主走査方向両端に位置するように各ベルト２１ａ〜２１ｅを配置している。なお、使用するサイズがＡ４サイズ、ハガキサイズ以外のものに対応する場合には、同様にしてベルト間の隙間が形成されるようにベルトの幅及び配置位置を設定すればよい。

この場合、各ベルト２１ｂ〜２１ｄは、その端部が用紙の主走査方向の両端よりも内側に位置するように配置し、このときベルト２１ｂ〜２１ｄの幅（主走査方向の幅）ないし端部の位置は、用紙搬送時において、そのベルト２１ｃ又は２１ｂ、２１ｄの端部から外側にはみ出た用紙１２が自己の張力で平面を保てる位置とする。また、隙間１０１、１０２は、余白なし記録を行う際に、用紙１２の端部から外側にはみ出て記録ヘッド７から吐出されるインク滴が隙間１０１又は１０２内に収まり、隙間１０１又は１０２を隔てた隣のベルトまで及ばないように設定する。

このように搬送ベルト２１を複数本のベルト２１ａ〜２１ｅに分割して、搬送する被記録媒体（用紙１２）の主走査方向両端部に対応してベルト間の隙間１０１、１０２が位置する構成にすることにより、被記録媒体の主走査方向の両端部に余白なし記録を行う場合に、被記録媒体１２の端部からはみ出して隙間１０１、１０２に記録ヘッドからインク滴を吐出させることができるので、被記録媒体１２の主走査方向の両端方向の余白なし記録が可能となる。

そして、この場合、記録ヘッド７から吐出したインク滴が搬送ベルト２１を構成するベルト２１ａ〜２１ｅに付着しないので、搬送ベルト２１の搬送時における充分な静電吸着力を確保することができ、搬送性能を損ねることなく、被記録媒体の主走査方向の両端方向の余白なし記録を行うことができる。

また、搬送ローラ２７の外周面には、図５及び図６に示すように、搬送ベルト２１を構成するベルト２１ａ〜２１ｅの隙間１０１、１０２及びローラ両端部に対応して、凸部に２７ａ〜２７ｆを形成している。この場合、テンションローラ２８にも、同様な凸部を形成することが好ましい。

このように、搬送ローラ２７の外周面に凸部２７ａ〜２７ｆを形成することによって各ベルト２１ａ〜２１ｅの寄りが抑制され、用紙１２を確実に副走査方向に搬送することができる。

さらに、搬送ベルト２１の下面を案内するガイド部材２９は、図７及び図８に示すように、搬送ベルト２１を構成するベルト２１ａ〜２１ｅの隙間１０１、１０２及びローラ両端部に対応して、凸部に２９ａ〜２９ｆを形成している。

このように、ガイド部材２９を備えて、横と下方向より搬送ベルト２１を構成する各ベルト２１ａ〜２１ｆを支持、案内することにより、記録ヘッド７に対向する領域で用紙１２を安定して正確に搬送することができるとともに、画像形成時の記録ヘッド７と用紙１２の相対的な位置関係を一定に保つことができ、画像品質の向上を図ることができる。

この場合、ガイド部材２９の凸部２９ａ〜２９ｆの高さｈは、搬送ベルト２１を構成するベルト２１ａ〜２１ｆを厚さよりも低くすることにより、用紙１２を搬送するときに用紙１２がガイド部材２９の凸部２９ａ〜２９ｆと接触して搬送不能あるいは搬送が不安定になることを防止して、安定した搬送性能を得ることができる。

また、ガイド部材２９は、少なくとも、搬送ベルト２１を構成するベルト２１ａ〜ｅの隙間１０１、１０２に対応する部分をインク吸収部材で構成することができる。つまり、ベルト２１ａ〜ｅの隙間１０１、１０２に凸部２９ａ〜２９ｆを配置すると、凸部２９ｂ〜２９ｅに向けて吐出されたインク滴の跳ね返りや、ベルト２１ａ〜２１ｅと凸部２９ｂ〜２９ｅの隙間に付着したインクが毛管現象などで流動してベルト２１ａ〜２１ｅに転移するおそれがある。そこで、ベルト２１ａ〜ｅの隙間１０１、１０２に対応する部分をインク吸収部材で形成することによって、余白なしの記録を行う場合に用紙１２より外側にはみ出たインク滴を吸収し、搬送ベルト２１へのインクの転移を抑えることができる。

このように、この画像形成装置においては、被記録媒体を搬送ベルトで搬送することができ、搬送ベルトを複数本のベルトで構成しているので、被記録媒体を安定して搬送しながら、被記録媒体の主走査方向の両端部について余白なしの記録を行うことができる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の概略を示す構成図である。 同機構部の要部平面説明図である。 本発明の画像形成装置に用いる搬送ベルトの斜視説明図である。 同搬送ベルトの構成を示す平面説明図である。 同搬送ベルトを張装したときの搬送ローラの正面図である。 同搬送ベルトを張装しないときの搬送ローラの正面図である。 ガイド部材の正面図である。 同ガイド部材の斜視説明図である。

符号の説明

１２…被記録媒体（用紙）
２１…搬送ベルト
２１ａ〜２１ｅ…ベルト
２７…搬送ローラ
２７ａ〜２７ｆ…凸部
２８…テンションローラ
２９…ガイド部材
２９ａ〜２９ｆ…凸部
３１…副走査モータ
３２…タイミングベルト
３３…タイミングローラ

Claims (1)

1. 搬送ベルトにより被記録媒体を搬送し、記録ヘッドから液滴を吐出して前記被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記搬送ベルトは主走査方向に配置された複数本のベルトで構成され、
   前記搬送ベルトを挟んで前記記録ヘッドと対向する位置に搬送ベルトの下面を案内するガイド部材を設け、
   前記ガイド部材には前記ベルトとベルトとの間の隙間に対応した位置に、横方向より各ベルトを支持、案内する凸部が設けられ、
   前記ガイド部材の凸部上面は前記搬送ベルトの表面よりも低く、
   前記ガイド部材は、少なくとも、前記複数本のベルトの隙間に対応する部分がインク吸収部材で形成されている
   ことを特徴とする画像形成装置。

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