JP5195266B2

JP5195266B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5195266B2
Application number: JP2008266400A
Authority: JP
Inventors: 衛頼本; 貴之新原; 雄一郎前山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-10-15
Also published as: JP2010094870A

Description

本発明は、インクジェット記録方式の記録ヘッドによる印字機能を備え、吸引搬送にて用紙（被記録媒体）を搬送するタイプの画像形成装置に関する。

インクジェット記録方式で画像を形成する場合、インクに含まれる水分によって用紙が伸びる現象が起きる。この現象をコックリングと呼んでいる。このコックリングによって用紙は波打ち、記録ヘッドのノズルと用紙表面の間隔が場所によって変化する。このコックリングの程度が悪くなると、最悪の場合、用紙が記録ヘッドのノズル面と接触し、記録ヘッドのノズル面を汚したり、用紙自身も汚れてしまったりして画像品質が低下し、加えてコックリングの影響でインク滴の吐出位置がずれてしまうこともある。

そこで、高い画像品質が要求される画像形成装置においては、記録時の用紙に高い平面度を出すために、静電気力や空気の吸引による吸着力を用いて用紙をプラテンガイド面に密着させるようにしている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。特許文献１は静電気力を用いたものであり、特許文献２〜３は空気の吸引による吸着力を用いたものである。以下では空気の吸引による吸着力を用いた場合に限って考察することとする。

特許文献２に開示の装置には、記録媒体の搬送を行う搬送手段と、記録手段の対向位置において記録媒体を支持する支持手段と、支持手段に記録媒体を吸着させる吸着手段と、記録手段が所定の位置に走査されたときに吸着手段による吸着を解除する解除手段とが設けられている。これにより特別の制御回路を必要とすることなく記録媒体の浮きや弛みを防止するとともに、記録媒体搬送精度を高め、高品位な画像記録を行うことができる。

特許文献３に開示の装置には、吸引手段が発生させた負圧をプラテンに伝える吸引ダクトと、吸引ダクト内に配され記録媒体の幅に応じて吸引ダクトを途中で閉じた状態の第一の位置と、開いた状態の第二の位置とに移動可能な弁と、第一の幅の記録媒体に記録を行なうときは弁を第一の位置に移動させ、第一の幅より大きな第二の幅の記録媒体に記録を行なうときは弁を第二の位置に移動させる制御手段とが設けられている。これにより、複数の幅の記録媒体を確実にプラテンに吸着することができ、高画質な記録を行うことができる。
特開２００７−４５５９６号公報特開２００１−２３９７１２号公報特開２００８−１１４４０９号公報

上述した従来の技術は吸着手段あるいは吸引手段により負圧を形成して記録媒体の吸引あるいは吸着を行うものであるが、記録媒体を搬送する際には搬送負荷を低減させるために吸着あるいは吸引を解除する必要があり、記録媒体を所定位置に搬送した後、再び記録を行う際に吸着手段あるいは吸引手段を駆動して負圧を形成するという動作を繰り返すこととなる。

この種の画像形成装置では印字開始から用紙排出までに対応する記録速度の向上が重要なテーマとなっており、記録ヘッド単体の記録速度や搬送機構の搬送速度は格段に高くなってきているが、全体的な記録速度の向上を図るためには上述した負圧形成の時間短縮が重要となってくる。

この点、負圧形成にはある程度の時間を要し、記録速度が比較的速い場合には負圧形成が追い付かず、印字動作を待たせる必要があり、記録速度を向上できないという問題があった。特に、記録媒体が比較的厚い場合には強い吸引力を必要とし、そのための負圧形成に要する時間は増大するため、記録速度に与える影響は大であった。

本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、印字開始から用紙排出までに対応する記録速度の向上を図ることのできる画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明にあっては、請求項１に記載されるように、被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記被記録媒体を吸引する吸引孔が形成された搬送面と、前記搬送面の裏面側から吸引する吸引手段と、インク滴を吐出する記録手段とを有する画像形成装置であって、前記吸引手段には、負圧を形成する吸引室と、前記吸引室に設けられた吸引解除手段と、前記吸引孔を塞ぐシャッタ手段とが設けられ、前記被記録媒体への印字動作から搬送動作に切り替わるときに、前記吸引解除手段による大気開放を行い、大気開放完了後すぐに前記シャッタ手段による前記吸引孔の閉塞および前記吸引解除手段の閉塞を行い、前記被記録媒体の搬送動作から印字動作に切り替わるときに、前記シャッタ手段は前記吸引孔を開放する、画像形成装置を要旨としている。

また、請求項２に記載されるように、請求項１に記載の画像形成装置において、前記吸引手段は、前記シャッタ手段が前記吸引孔を閉塞してから開放するまでの間は、それ以外のときよりも吸引量を大きくするようにすることができる。

また、請求項３に記載されるように、請求項１または２のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記吸引解除手段は弁であり、当該弁の開き方向を前記吸引室側とするようにすることができる。

また、請求項４に記載されるように、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記吸引手段は、前記被記録媒体のサイズに合わせて吸引力を制御するようにすることができる。

また、請求項５に記載されるように、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記シャッタ手段は、前記被記録媒体のサイズに応じ、前記被記録媒体により覆われないこととなる前記吸引孔を閉塞するようにすることができる。

また、請求項６に記載されるように、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記吸引室は、印字部と搬送ローラがある搬送部とで気室を分け、搬送部側の気室は負圧状態を維持するようにすることができる。

また、請求項７に記載されるように、被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記被記録媒体を吸引する吸引孔が形成された搬送面と、前記搬送面の裏面側から吸引する吸引手段と、インク滴を吐出する記録手段とを有する画像形成装置の制御方法であって、前記被記録媒体への印字動作から搬送動作に切り替わるときに、吸引解除手段による大気開放を行い、大気開放完了後すぐにシャッタ手段による前記吸引孔の閉塞および前記吸引解除手段の閉塞を行い、前記被記録媒体の搬送動作から印字動作に切り替わるときに、前記シャッタ手段による前記吸引孔の開放を行う画像形成制御方法として構成することができる。

本発明の画像形成装置にあっては、被記録媒体への印字動作から搬送動作に切り替わるときに、大気開放弁による大気開放を行い、大気開放完了後すぐに吸引孔シャッタによる吸引孔閉塞および大気開放弁の閉塞を行って、搬送動作と並行して負圧形成を行い、被記録媒体の搬送動作から印字動作に切り替わるときに吸引孔シャッタを開放するため、印字開始から用紙排出までに対応する記録速度の向上を図ることができる。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。

＜構成＞
図１は本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の構成例を示す図である。図１において、画像形成装置１は、給紙部２Ａ、２Ｂ、２Ｃのいずれかから搬送された用紙を下側から支える吸引チャンバー３と、用紙を挟んで吸引チャンバー３と対向する印字部４と、記録された用紙を排出する排紙部５とを備えている。また、各部の動作を制御する制御部６が設けられている。制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含み、コンピュータプログラムによって制御動作が行なわれる。

図２は印字部４の拡大図であり、図１における印字部４の部分を上方から見た図である。図２において、用紙Ｐは右から左に搬送され、吸引チャンバー３上を搬送される用紙Ｐに対して記録を行なうキャリッジ４１が設けられている。キャリッジ４１内に破線で示した矩形は記録ヘッド（ここでは４色に対応して４個）である。キャリッジ４１はガイドロッド４２に嵌合されて図の上下方向（主走査方向）に摺動可能となっており、主走査モータ４４により駆動されるベルト４３により図の上下方向に往復動する。なお、符号４５で示す部分は、記録ヘッドのノズルの状態を維持・回復するためのワイパーブレード、空吐出受け部および保湿用キャップを備えた維持回復部である。符号４６で示す部分は、空吐出受け部である。

図３は吸引チャンバー３周辺の拡大図であり、図１における吸引チャンバー３の部分を正面から拡大して見た図である。なお、吸引チャンバー３については中心部分を断面（端面）にて示している。印字部４についてはキャリッジ４１のみを示し、その他の部分は省略してある。

図３において、吸引チャンバー３の上面はプラテンガイド面を形成し、このプラテンガイド面はレジストローラ７１により搬送されてきた用紙Ｐと当接するようになっている。吸引チャンバー３を通過した用紙Ｐは排紙搬送ローラ７２および拍車７３により排出される。用紙Ｐの上面側がローラでなく拍車７３となっているのは、吐出されたばかりの未だ乾いていないインクを押し広げてしまうのを防止するためである。

吸引チャンバー３は、内部に空洞状の吸引室が形成されるとともに、上面に多数の吸引孔３１が設けられ、吸引ファン３２により吸引チャンバー３内部の空気が吸引されて負圧となることで、吸引孔３１から空気を吸い込み、用紙Ｐを吸着することで平面出しを行う。この状態でキャリッジ４１に搭載された記録ヘッドよりインクが吐出されて印字が行われる。

また、印字動作終了後の用紙を搬送するときには、大気開放弁３３が実線で示す閉塞状態から破線で示す開放状態となることで、吸引チャンバー３内部の負圧を大気圧に戻し（負圧状態の解除）、吸引孔３１による用紙Ｐに対する吸着力を減少させて搬送負荷を抑えることで用紙送り精度を出す。

また、吸引孔３１の内面側には吸引孔３１の開放・閉塞を制御する吸引孔シャッタ３４が設けられている。吸引孔シャッタ３４は、例えば、吸引孔３１と同じ配置パターンの孔が設けられた板材からなり、孔の位置を吸引孔３１と合致させることで吸引孔３１を開放状態とし、板材を半ピッチずらして孔の位置を吸引孔３１と不一致とすることで吸引孔３１を閉塞状態とする。

図４は吸引孔シャッタ３４の構成および動作の例を示す図であり、吸引チャンバー３を上方から見た図である。図４（ａ）は吸引孔シャッタ３４の孔の位置を吸引孔３１と合致させることで吸引孔３１が開放状態（白丸で示す）となった状態を示している。図４（ｂ）は吸引孔シャッタ３４を左方向（右方向でも可）に半ピッチずらして孔の位置を吸引孔３１と不一致とすることで吸引孔３１が閉塞状態（黒丸で示す）となった状態を示している。吸引孔シャッタ３４の実現手法としては、その他にも種々のものが考えられる。

＜動作＞
図５は上記の実施形態における印字処理の制御例を示すフローチャートであり、制御部６（図１）による処理を示している。なお、初期状態においては、吸引チャンバー３の大気開放弁３３は閉塞状態にあり、吸引孔シャッタ３４は吸引孔３１を開放した状態にあるものとする。

図５において、印字処理を開始すると（ステップＳ１０１）、レジストローラ７１の駆動を行い、用紙Ｐを搬送する（ステップＳ１０２）。

次いで、所定距離の搬送後、レジストローラ７１の駆動を止め、用紙Ｐを印字位置で停止する（ステップＳ１０３）。

次いで、吸引ファン３２を駆動する（ステップＳ１０４）。これにより吸引チャンバー３内が負圧となり、吸引孔３１から吸引が行なわれることで用紙Ｐがプラテンに張り付き、平面度を確立する。

次いで、キャリッジ４１および記録ヘッドを駆動し、用紙Ｐへの印字動作を実施する（ステップＳ１０５）。

次いで、用紙Ｐへの印字動作の終了によりキャリッジ４１および記録ヘッドの駆動を停止する（ステップＳ１０６）。

次いで、吸引ファン３２の駆動を停止し、大気開放弁３３を開放する（ステップＳ１０７）。これにより、用紙Ｐの吸着力を低減させる。

次いで、次の印字があるか否か判断する（ステップＳ１０８）。

次の印字がある場合（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、吸引孔シャッタ３４により吸引孔３１を閉塞し、用紙吸着力低減の維持を行い、吸引チャンバー３内の負圧形成準備に入る（ステップＳ１０９）。すなわち、吸引孔シャッタ３４を境界にして用紙Ｐ側は大気圧状態が維持されるため、吸引チャンバー３内の負圧形成を行っても用紙Ｐの搬送負荷に影響を与えることがなくなる。

次いで、大気開放弁３３を閉塞し、吸引チャンバー３内の負圧形成準備に入る（ステップＳ１１０）。

次いで、レジストローラ７１の駆動を行なうとともに、吸引ファン３２の駆動を行い、用紙搬送と並行して吸引チャンバー３内の負圧形成開始を行なう（ステップＳ１１１）。吸引孔シャッタ３４による吸引孔３１の閉塞により用紙Ｐの吸着力は落ちているので、搬送負荷が低減され、用紙送り精度が高い状態で搬送することができる。また、吸引チャンバー３は大気開放弁３３と吸引孔シャッタ３４で密閉されており、吸引ファン３２の稼動により負圧形成が始まる。なお、用紙Ｐの搬送動作中、吸引チャンバー３は密閉状態のため負圧形成開始が速く、用紙搬送動作を終了するまでに所定の負圧を形成することができる。

次いで、レジストローラ７１の駆動を停止するが、吸引ファン３２の駆動は維持し、用紙Ｐを印字位置で停止するのと並行して負圧形成を続ける（ステップＳ１１２）。

次いで、吸引孔シャッタ３４により吸引孔３１を開放し、用紙Ｐの吸着を行なって用紙Ｐへの印字動作準備に入る（ステップＳ１１３）。用紙搬送動作完了時に吸引孔シャッタ３４を開くことで、副走査停止位置精度が出ている状態で用紙Ｐに吸着力が発生し、用紙平面度が出ている状態に瞬時に移行することができる。

そして、キャリッジ４１および記録ヘッドの駆動による印字動作実施（ステップＳ１０５）から繰り返す。

一方、次の印字がない場合（ステップＳ１０８のＮｏ）、レジストローラ７１を駆動し、用紙Ｐを搬送する（ステップＳ１１４）。

次いで、用紙Ｐの排出でレジストローラ７１の駆動を止め（ステップＳ１１５）、印字処理を終了する（ステップＳ１１６）。

このような一連の動作により、精度よく用紙搬送動作を行いながら、並行して負圧形成を行うことで、負圧形成を単独で行う場合のロスタイムを減らし、全体としての処理速度向上を図ることができる。

また、吸引孔シャッタ３４が吸引孔３１を閉塞してから開放するまでの間（ステップＳ１０９〜Ｓ１１３）は、それ以外のときよりも吸引ファン３２の吸引量を大きくするようにすると、負圧形成時間を更に短縮することができる。

加えて、大気開放弁３３の開放時（ステップＳ１０７）において、大気開放弁３３を内部に大きく開くようにすると、その動作に伴う吸引孔３１に向かう気流の発生により、用紙吸着解除を促進させることになり、素早く用紙搬送動作に移行することができる。

図６は吸引孔シャッタの他の構成例を示す図であり、用紙サイズ（特に用紙幅）の異なる用紙に対しても安定した吸着力を維持できるようにしたものである。すなわち、図４に示した吸引孔シャッタ３４の例では、用紙Ｐの用紙幅が小さい場合、用紙Ｐによって塞がれない、図の上下部分の吸引孔３１から吸引チャンバー３内に空気が自由に流入してしまうため、吸引チャンバー３内の負圧が低下し、十分な吸着力が得られなくなくなるために十分な用紙平面度が出せず、画像不良を起こす不都合がある。吸引ファン３２の強度を増すことにより吸着力を補うことはできるが、吸引ファン３２のコストアップを招くとともに、消費電力の増加もきたしてしまう。

そこで、図６では、吸引孔シャッタを内側の吸引孔シャッタ３４Ａと外側の吸引孔シャッタ３４Ｂとに分け、用紙サイズが小さい場合には外側の吸引孔シャッタ３４Ｂを閉塞位置に固定し、内側の吸引孔シャッタ３４Ａのみを図５に示したフローチャートに従って閉塞・開放の制御を行なうようにしている。これにより、用紙サイズに依らず用紙と吸引孔シャッタにより吸引孔が全て塞がれるため、負圧を安定させることができ、用紙平面度を安定して出すことができ、画像不良を防止することができる。また、用紙サイズに合わせて吸引ファン（３２）による吸引力を制御することもできる。すなわち、用紙サイズが大きいときは吸引ファンの吸引力を強くし、用紙サイズが小さいときは吸引ファンの吸引力を弱くすることで、用紙サイズによらずに用紙に対して均一な吸引力とすることができる。

なお、図６では２種類の用紙サイズに対応した例を示しているが、吸引孔シャッタの分割数を更に増やし、３種類以上の用紙サイズに対応させることもできる。

図７は吸引チャンバー３の他の構成例を示す図であり、吸引チャンバー３の上面側に搬送ローラ７４がある場合に、この搬送ローラ７４への用紙Ｐの押付力を維持できるようにしたものである。すなわち、吸引チャンバー３を仕切壁３５により吸引チャンバー３Ａと吸引チャンバー３Ｂに分割し、吸引チャンバー３Ａ側に吸引ファン３２Ａと大気開放弁３３と吸引孔シャッタ３４とを設け、上面に搬送ローラ７４が設けられた側の吸引チャンバー３Ｂには吸引ファン３２のみを設けるようにしている。なお、吸引チャンバー３Ａの上面には吸引孔３１Ａが設けられ、吸引チャンバー３Ｂの上面には吸引孔３１Ｂが設けられている。

この例の場合、吸引チャンバー３Ａ側は図３に示した例と同様に図５に示したフローチャートに従って制御が行なわれるが、吸引チャンバー３Ｂ側は吸引ファン３２Ｂにより吸引孔３１Ｂから常に用紙Ｐの吸着が行なわれ、負圧状態を維持する。そのため、用紙Ｐは搬送ローラ７４に適度な圧力で当接することとなり、搬送ローラ７４は搬送力を維持することで空回り等を防止し、用紙送りの精度を高くすることができる。

＜総括＞
以上説明したように、本実施形態によれば次のような利点がある。
（１）用紙への印字動作から搬送動作に切り替わるときに、大気開放弁による大気開放を行い、大気開放完了後すぐに大気開放弁の閉塞および吸引孔シャッタによる吸引孔閉塞を行い、用紙の搬送動作から印字動作に切り替わるときに、吸引孔シャッタは吸引孔を開放するので、印字前の負圧形成時間を短縮し、特に用紙の厚さが比較的厚く、強い吸引力を必要とし、かつ記録速度が比較的速い場合にも、負圧形成に対応することができる。
（２）吸引チャンバーに大気開放弁が併設され、印字動作後に大気開放弁を開放し、大気開放状態を瞬時に作るので、印字動作後の大気開放状態を迅速に形成することができ、更に生産性を上げることができる。
（３）吸引孔シャッタが吸引孔を閉塞してから開放するまでの間、吸引ファンの吸引量を増加させることで、負圧形成時間を更に短縮することができる。
（４）大気開放弁の開き方向を吸引チャンバー内側にすることで、その動作に伴う吸引孔方向への気流発生により、用紙吸着解除を促進させることができ、素早く用紙搬送動作に移行することができる。
（５）用紙サイズに応じて吸引力を制御したり、吸引孔シャッタを部分的に閉じておいたりすることで、印字時に安定した吸引力を維持することができ、画像精度を上げることができる。
（６）吸引チャンバーの上面側に搬送ローラがある場合、吸引チャンバーを搬送ローラ側とそれ以外に分割し、搬送ローラ側には吸引孔シャッタを設けずに負圧状態を維持することで、搬送力を保持することができる。

また、特許請求の範囲における「被記録媒体」は用紙Ｐに対応し、「搬送手段」はレジストローラ７１、排紙搬送ローラ７２、拍車７３等に対応し、「吸引手段」は吸引チャンバー３等に対応し、「記録手段」は印字部４（キャリッジ４１）に対応し、「吸引解除手段」は大気開放弁３３に対応し、「シャッタ手段」は吸引孔シャッタ３４に対応する。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。

本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の構成例を示す図である。印字部の拡大図である。吸引チャンバー周辺の拡大図である。吸引孔シャッタの構成および動作の例を示す図である。印字処理の制御例を示すフローチャートである。吸引孔シャッタの他の構成例を示す図である。吸引チャンバーの他の構成例を示す図である。

符号の説明

１画像形成装置
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ給紙部
３、３Ａ、３Ｂ吸引チャンバー
３１、３１Ａ、３１Ｂ吸引孔
３２、３２Ａ、３２Ｂ吸引ファン
３３大気開放弁
３４、３４Ａ、３４Ｂ吸引孔シャッタ
３５仕切壁
４印字部
４１キャリッジ
４２ガイドロッド
４３ベルト
４４主走査モータ
４５維持回復部
４６空吐出受け部
５排紙部
６制御部
７１レジストローラ
７２排紙搬送ローラ
７３拍車
７４搬送ローラ
Ｐ用紙

Claims

被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記被記録媒体を吸引する吸引孔が形成された搬送面と、前記搬送面の裏面側から吸引する吸引手段と、インク滴を吐出する記録手段とを有する画像形成装置であって、
前記吸引手段には、負圧を形成する吸引室と、前記吸引室に設けられた吸引解除手段と、前記吸引孔を塞ぐシャッタ手段とが設けられ、
前記被記録媒体への印字動作から搬送動作に切り替わるときに、前記吸引解除手段による大気開放を行い、大気開放完了後すぐに前記シャッタ手段による前記吸引孔の閉塞および前記吸引解除手段の閉塞を行い、
前記被記録媒体の搬送動作から印字動作に切り替わるときに、前記シャッタ手段は前記吸引孔を開放する
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記吸引手段は、前記シャッタ手段が前記吸引孔を閉塞してから開放するまでの間は、それ以外のときよりも吸引量を大きくする
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記吸引解除手段は弁であり、当該弁の開き方向を前記吸引室側とする
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記吸引手段は、前記被記録媒体のサイズに合わせて吸引力を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記シャッタ手段は、前記被記録媒体のサイズに応じ、前記被記録媒体により覆われないこととなる前記吸引孔を閉塞する
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記吸引室は、印字部と搬送ローラがある搬送部とで気室を分け、搬送部側の気室は負圧状態を維持する
ことを特徴とする画像形成装置。
被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記被記録媒体を吸引する吸引孔が形成された搬送面と、前記搬送面の裏面側から吸引する吸引手段と、インク滴を吐出する記録手段とを有する画像形成装置の制御方法であって、
前記被記録媒体への印字動作から搬送動作に切り替わるときに、吸引解除手段による大気開放を行い、大気開放完了後すぐにシャッタ手段による前記吸引孔の閉塞および前記吸引解除手段の閉塞を行い、
前記被記録媒体の搬送動作から印字動作に切り替わるときに、前記シャッタ手段による前記吸引孔の開放を行う
ことを特徴とする画像形成制御方法。