JP3847149B2

JP3847149B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP3847149B2
Application number: JP2001359696A
Authority: JP
Inventors: 敏隆小山内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP2003154643A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に、両面印字を実施するインクジェット記録装置の用紙搬送方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録装置においては、給紙部において用紙を記録位置に給紙し、記録部において記録ヘッドを駆動して用紙に記録を行い、記録後の用紙は排紙部より装置外に排出される。
このようなインクジェット記録装置では、用紙の片面のみの記録が可能であり、両面に記録を行う場合は、片面の記録が終了した後、排出された用紙を表裏反対にして再度給紙して両面記録を行っていた。
【０００３】
しかしながら、この方法では用紙の両面に記録を行う場合、片面記録後に記録された用紙を使用者が取り出して再度給紙しなければならない。即ち、使用者がインクジェット記録装置のそばについて片面記録された用紙を１枚１枚表裏反対にして再給紙しなければならないため作業が煩わしかった。
また、片面にしか記録を行えないため用紙の使用量が多くなり、用紙の無駄遣いとなって、エコロジーに反する結果となっている。
【０００４】
上記不具合を解消して両面印写を可能にしたインクジェット記録装置としては、特開平７−１４９００９号公報の「インクジェット記録装置」がある。
このインクジェット記録装置は、用紙を供給して正転駆動する搬送手段によって記録位置に搬送して片面に記録した後、用紙はガイド手段によって反転搬送される。その後、搬送手段を逆転駆動して用紙の表裏を反対にしたまま搬送して裏面側に記録した後、装置外に排出することによって、スループットを向上させている。
【０００５】
また、特開２０００−１０１０号公報の「インクジェット記録装置」は、まず表面を印字し、一旦用紙を装置外に排出し、排出された用紙をスイッチバック方式で反転して再給紙し、印字することによって用紙の両面に印字するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−１４９００９号公報の「インクジェット記録装置」の場合、用紙反転部分をユニット化することが困難であり、用紙後端に余白（書き込めない部分）が発生してしまう。
【０００７】
また、特開２０００−１０１０号公報の「インクジェット記録装置」の場合、一旦用紙が排出されるために、そのとき用紙が取り除かれたり、外因により汚されたり破損したりする危険が大きい。
また、スイッチバック方式の再給紙機構を採用しており、機構の複雑さ、搬送路が長くなり、両面印字の生産性、用紙搬送の信頼性は低くなってしまう。
【０００８】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであって、用紙の後端に余白が生じない印字方式を提供するとともに、両面生産性のよい反転ユニットを備えたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、両面印字を行うときに、用紙の安定した搬送を提供することによって安定した画質を提供し、信頼性、品質の良いインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、用紙が薄いと、両面印字を実施するときに吸着ベルトに巻き付いてしまう危険性があるので、本発明は、用紙を吸着ベルトから分離させやすい機構を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の請求項１は、インクジェットヘッドからインク滴を吐出させて用紙上に画像を記録する記録手段と、前記記録手段の下方に設けられ、前記記録手段に向けて上方へ用紙を供給する給紙手段と、前記用紙を前記記録手段から排紙する排紙方向を正方向、前記排紙方向と反対方向を逆方向とし、正方向および逆方向へ前記用紙を搬送することが可能であり、前記給紙手段により供給された用紙を正方向への搬送により前記記録手段に対向する位置に搬送する搬送手段と、前記搬送手段及び記録手段に対して逆方向側に設けられ、前記記録手段により片面が記録されて逆方向に搬送されてきた前記用紙を反転させて前記搬送手段に供給する反転搬送手段と、前記搬送手段から前記反転搬送手段に前記用紙を導く切り替え手段とを備え、前記切り替え手段には、曲面からなる第１の面が下部に、前記第１の面よりも平坦な第２の面が上部に設けられ、前記第１の面は、前記給紙手段から供給された前記用紙を前記搬送手段へと導き、前記第２の面は、前記搬送手段から逆方向に搬送された前記用紙を前記反転搬送手段に導くことを特徴とする。
また、本発明の請求項２は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記反転搬送手段は、前記記録手段により片面が記録された前記用紙を記録面が外側を向くように一周して反転する曲面で形成されたガイドと、前記ガイドに対向して設けられ、前記用紙を前記ガイドに沿って搬送する反転ローラとを有することを特徴とする。
また、本発明の請求項３は、請求項２に記載のインクジェット記録装置において、前記反転搬送手段は、反転した前記用紙を搬送して、前記切り替え手段の前記第１の面に下方より供給することを特徴とする。
また、本発明の請求項４は、請求項１乃至３のいずれか１に記載のインクジェット記録装置において、前記用紙を前記給紙手段から前記搬送手段へと搬送する第１の搬送路と、前記搬送手段から前記反転搬送手段へと搬送する第２の搬送路を備え、前記切り替え手段は、前記用紙を前記搬送手段に搬送する場合には、前記第１の搬送路を開き、前記用紙を前記反転搬送手段に搬送する場合には、前記第１の搬送路を閉じて、前記第２の搬送路へと前記用紙を導くことを特徴とする。
また、本発明の請求項５は、請求項４に記載のインクジェット記録装置において、前記切り替え手段は、前記用紙を前記搬送手段に搬送する場合には、下方から供給される前記用紙によって押し上げられて前記第１の搬送路を確保し、前記用紙を前記反転搬送手段に搬送する場合には、自重によって前記第１の搬送路を閉じて前記第２の搬送路へと前記用紙を導くことを特徴とする。
また、本発明の請求項６は、請求項１乃至５のいずれか１に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段が前記用紙を吸着して搬送することを特徴とする。
また、本発明の請求項７は、請求項６に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段は、前記用紙の後端の少なくとも１ｍｍ以上の範囲で吸着力を通常よりも少なく、あるいはなくすことを特徴とする。
また、本発明の請求項８は、請求項１乃至７のいずれか１に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段と前記切り替え手段との間に前記用紙の後端を検知するための検知手段を設け、前記搬送手段を正方向に駆動して前記記録手段で前記用紙に記録した後、前記検知手段が前記用紙の後端を検知すると、前記搬送手段を逆方向へ駆動し、前記切り替え手段を介して前記反転搬送手段へ前記用紙を搬送することを特徴とする。
また、本発明の請求項９は、請求項８に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段の搬送面よりも前記用紙の先端が下方となるように前記検知手段を配置したことを特徴とする。
【００１２】
したがって、搬送手段に吸着ベルトを採用したことにより、両面印字実施時でも用紙の後端の余白を無くすことが可能となった。
また、搬送路も極端に長くなく、簡略化された構成であり、低コスト、両面印字の生産性も相対的に向上させることが可能となった。
また、用紙を吸着ベルトに密着させるので、搬送信頼性、コックリングの発生の低減効果が得られた。
用紙裏面への記録の際、用紙の先端の吸着力を通常よりも弱くしているので吸着ベルトからの分離性が向上し、薄紙などの腰の弱い用紙でも両面印字が可能となった。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のインクジェット記録装置の一実施の形態を説明する。
図１は、本発明のインクジェット記録装置の用紙搬送および記録部分の概略構成を上から見た平面図を示し、図２は、この概略構成を横から見た断面図を示す。
図１および図２のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドからインク滴を吐出させて用紙上に画像を記録する記録手段（キャリッジ８）と、用紙を吸着させて記録手段に搬送するための正逆方向に駆動可能な搬送手段（吸着ベルト７、駆動ローラ５、従動ローラ６、帯電ローラ１５）と、記録後の用紙を反転させて再度記録手段に搬送する反転搬送手段（反転ローラ１２、加圧ローラ１３）と、用紙を反転搬送手段に導くための切り替え手段（切り替え板１４）と、搬送手段と切り替え手段との間に用紙の先端および後端を検知するための検知手段（レジストセンサ１０）とを含んでいる。
【００１４】
画像を記録する記録手段に対して用紙３を副走査方向へ搬送するために、駆動ローラ５および従動ローラ６との間に用紙３を吸着して搬送する吸着ベルト７を張装して配設し、この間にキャリッジ８を設けて主走査方向印字を可能としている。
ここで、吸着ベルト７の方式は、静電吸引、エア吸引方式や粘着吸引方式等でも同様な効果が得られるが、本発明の説明では電荷が一定値以上に残留する高分子ベルトに帯電ローラから電荷を与える方式を使った場合について説明する。
【００１５】
この静電方式をとる場合、吸着ベルト７は、２層構造からなり、用紙３や帯電ローラ１５と接触する側は絶縁層２２で形成され、接触しない側は伝導層２１で形成されている（図１０参照）。
帯電ローラ１５は、例えば、吸着ベルト７が搬送速度２００ｍｍ／ｓｅｃ時の速度で回転を開始したとき、±２〜３ＫＶの電圧、且つ、８〜１０（Ｈｚ）の周波数で＋と−を交互に印可（実験による適正値）し、少なくとも１回転以上回転したときに、印可を停止するＡＣバイアス供給部２０に接続されている。
搬送速度が上記例とは異なる場合には、その速度に適した印可電圧、周波数を設定することにより、同様の効果が得られる。
【００１６】
搬送開始の指示が出されると、駆動モータ（図示せず）で駆動ローラ５を回転させて吸着ベルト７を回転させ、同時にＡＣバイアス供給部２０から帯電ローラ１５に上述の印加電圧、周波数のＡＣバイアスを加える。この帯電ローラ１５に加えられるＡＣバイアスにより吸着ベルト７の絶縁層２２が正と負の電荷２３を吸着ベルト７の搬送方向に対して交互に帯電する（図１１参照）。
この吸着ベルト７に用紙３が接触すると、吸着ベルト７の絶縁層２２に帯電した正の電荷から負の電荷に導かれる磁界２４による静電気により吸着ベルト７に用紙３が吸着する。
【００１７】
しかし、レジストセンサ１０と記録手段（インクジェットヘッド）間の距離が吸着ベルト７の１回転よりも大きい場合には、この印可動作を取らなくてもよい。また、吸着方式が静電方式以外の場合にも上記印可動作を実施しなくてもよい構成をとることができる。
【００１８】
また、この吸着ベルト７は、この吸着ベルト７を正方向に駆動して表面に印字が終了した後、両面印字を行うときに、駆動ローラ５、従動ローラ６を逆転して駆動し、レジストセンサ１０が反転された用紙３の先端が検知されたときに、正方向に駆動することができる。
【００１９】
用紙３を給紙カセットから吸着ベルト７上に給紙するために、用紙３を１枚ずつ分離して給送する給紙ローラ２と分離パッド４と、給送される用紙３を搬送ローラ１に当接させて配設した先端コロ１１まで案内するガイド板１８を設けている。
また、搬送ローラ１と先端コロ１１のニップの配置位置は、用紙３の先端が吸着ベルト７の搬送部分の平面より下方に来るように配置する。
用紙３が搬送ローラ１と先端コロ１１のニップに搬送され、レジストセンサ１０で用紙３の先端を検知すると、吸着ベルト７が正方向に駆動し始める。
【００２０】
用紙３を吸着ベルト７から反転搬送手段へ搬送するために、吸着ベルト７と反転ローラ１２および加圧コロ１３との間に搬送ローラ１と先端コロ１１を配設する。さらに、搬送ローラ１と反転ローラ１２との間には切り替え板１４を配設して、吸着ベルト７から逆転されてきた用紙３を反転ローラ１２へガイドする。
また、この反転ローラ１２から反転された用紙３を再度搬送ローラ１まで案内するガイド板１９を設けている。
この切り替え板１４は、用紙３が搬送ローラ１へ供給されるときには、この用紙のコシで持ち上げられるようになっており、用紙３が通過後は自重で待機位置へ戻るようになっている。
印字が終了（片面または両面）したとき、排紙方向に用紙３を排紙する。
【００２１】
（１）表面への記録
本発明のインクジェット記録装置を用いて用紙の表面へ記録するときの動作について説明する。
用紙トレイの用紙３は、給紙ローラ２と分離パッド４により一枚に分離され、ガイド板１８を通り、切り替え板１４を用紙３のコシにより持ち上げ（図３の１４ａの状態）、搬送ローラ１と先端コロ１１のニップに搬送され、レジストセンサ１０で用紙３の先端を検知し、吸着ベルト７を駆動させる（図３の用紙３が３ａにある状態）。吸着ベルト７を駆動させると同時に、ＡＣバイアス供給部２０からＡＣバイアスを加えて、帯電ローラ１５から吸着ベルト７に帯電させる。
【００２２】
さらに用紙３が搬送されると、電圧を印加したときの静電気の吸着力により用紙３を密着した吸着ベルト７で搬送され、記録手段で印字される（図４の用紙３が３ｂにある状態）。
ここで、用紙３が吸着ベルト７に密着していない場合には、その箇所からエアが入り込み吸着力が劣り、印字時に吸着不足によるコックリングなどが発生しやすくなる（図５の用紙３が３ｃのようにベルトに密着していない状態）。
【００２３】
印字が終了したとき、用紙３の後端がレジストセンサ１０を通過していない場合は、レジストセンサ１０が用紙３の後端が通過するまで用紙３を排紙方向に搬送し、搬送ローラ１と先端コロ１１のニップから外れるまで搬送する。
また、すでに用紙３の後端がレジストセンサ１０を通過していた場合には、上記の動作はしなくてもよい（図６の用紙３が３ｄにある状態）。
用紙３が切り替え板１４を通過すると、切り替え板１４は自重で待機位置まで回転する（図７の１４の状態）。
片面印字が指示されている場合には、印字が終了すると、用紙３を排紙して終了する（図７の用紙３が３ｅにある状態）。
【００２４】
（２）裏面への記録
次に、両面印字を指示されていた場合には、続いて、吸着ベルト７と搬送ローラ１を逆転駆動させ、用紙３を反転搬送手段へ搬送する（図８の用紙が３ｆにある状態）。
このとき切り替え板１４は、自重で待機位置にあり、用紙３の後端は切り替え板１４上面を通り、反転搬送手段の反転ローラ１２を通って反転され、更に搬送されると切り替え板１４を持ち上げる。この時点で用紙３は反転した状態で裏面が記録される状態になっている。
【００２５】
続いて、用紙３が搬送ローラ１と先端コロ１１のニップに達し、レジストセンサ１０によって裏面の先端を検知すると、吸着ベルト７が作動して、裏面への記録動作が開始される（図９の用紙３が３ｇにある状態）。
以降の動作は、表面の記録動作と同じであるが、裏面の印字が終了した場合には排紙方向に用紙３を排紙して記録動作を終了する。
【００２６】
（３）用紙が薄い場合の動作
薄手の用紙を利用して両面印字する場合、吸着ベルト７で強い吸着力を与えてしまうと、用紙３が吸着ベルト７に吸着されたまま巻き付いてしまい、反転搬送手段へ搬送されない危険性が出てきてしまう。
そこで、吸着ベルト７を逆転駆動するときに、用紙３の先端が吸着ベルト７から分離しやすいように、その先端での吸着力を弱めるようにする。
【００２７】
用紙３のサイズは、予め記録装置に設定（記憶）されているか、または、サイズ検知手段によって認識されており、用紙３の先端から所定の位置（例えば、１ｍｍ以上）のところまで、吸着ベルト７の吸着力を通常吸着力より弱くするか、またはゼロにする。
例えば、Ａ４（副走査方向町２９７ｍｍ）サイズで用紙３の場合には、先端から３ｍｍの位置までは吸着力を与えず、用紙３の先端３ｍｍ以降から２９７ｍｍに通常の吸着力を与えるようにする。この吸着力を与えるＡＣバイアスは、上述のように吸着ベルト７の搬送速度２００ｍｍ／ｓｅｃ時で、±２〜３ＫＶの電圧、且つ、８〜１０Ｈｚの周波数を＋と−とが交互となるように印加することにより得られ、この条件から外れた値の印可を実施することにより、吸着ベルト７の吸着力を減少あるいはゼロにする。
このように、吸着ベルト７と用紙３の先端とは、通常の吸着力よりも弱い、またはゼロとしたので、用紙３の先端は駆動ローラ５のＲ曲率で吸着ベルト７から十分に分離し、搬送ローラ１に用紙３を搬送することができる。
【００２８】
この吸着力を与えない位置は、搬送ローラ１、吸着ベルト７、駆動ローラ５、これらのローラ類に連結されているギヤ、モータ軸に取り付けられたエンコーダ１７の情報、または、パルスモータの場合は、パルスカウントにより検出することができる。
【００２９】
上述した実施の形態における用紙反転部分の反転ローラ１２、加圧コロ１３、ガイド板１９および切り替え板１４とをユニット化するように構成してもよい。
この用紙反転部分をユニット化した場合に、このユニットが無い場合（オプションとした場合）でもインクジェット記録装置としての構成がとれ、用紙排出部（用紙スタッカ）のレイアウト位置もユニットの有無に関わらず同一構成を取ることができる。
【００３０】
また、上述した実施の形態では、給紙ローラ２と駆動ローラ５間に搬送ローラ１を設けているが、上記（３）の場合には、搬送ローラ１と切り替え板１４がない場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、搬送手段に吸着ベルトを採用したことにより、両面印字実施時でも用紙の後端の余白を無くすことが可能となった。
また、搬送路も極端に長くなく、簡略化された構成であり、低コスト、両面印字の生産性も相対的に向上させることが可能となった。
また、用紙を吸着ベルトに密着させるので、搬送信頼性、コックリングの発生の低減効果が得られた。
用紙裏面への記録の際、用紙の先端の吸着力を通常よりも弱くしているので吸着ベルトからの分離性が向上し、薄紙などの腰の弱い用紙でも両面印字が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の用紙搬送および記録部分の概略構成図を上から見た平面図である。
【図２】図１の概略構成図を横から見た断面図である。
【図３】用紙が搬送ローラへ搬送される状態を説明するための図である。
【図４】用紙が吸着ベルトへ搬送される状態を説明するための図である。
【図５】用紙が吸着ベルトへ密着しないで搬送される状態を説明するための図である。
【図６】用紙の後端がレジストセンサを通過している状態を説明するための図である。
【図７】用紙が切り替え板を通過した後の切り替え板の状態を説明するための図である。
【図８】用紙が反転搬送手段へ搬送されたときの状態を説明するための図である。
【図９】反転した用紙が再度吸着ベルトへ搬送される状態を説明するための図である。
【図１０】吸着ベルトの帯電状況を説明する図である。
【図１１】吸着ベルトへ用紙が吸着することを説明する図である。
【符号の説明】
１…搬送ローラ、２…給紙ローラ、３…用紙、４…分離パッド、５…駆動ローラ、６…従動ローラ、７…吸着ベルト、８…キャリッジ、９…押工板、１０…レジストセンサ、１１…先端コロ、１２…反転ローラ、１３…加圧ローラ、１４…切り替え板、１５…帯電ローラ、１６…スプリング、１７…エンコーダ、１８…ガイド版、１９…ガイド板、２０…ＡＣバイアス供給部、２１…導電層、２２…絶縁層、２３…電荷、２４…磁界。

Claims

インクジェットヘッドからインク滴を吐出させて用紙上に画像を記録する記録手段と、前記記録手段の下方に設けられ、前記記録手段に向けて上方へ用紙を供給する給紙手段と、前記用紙を前記記録手段から排紙する排紙方向を正方向、前記排紙方向と反対方向を逆方向とし、正方向および逆方向へ前記用紙を搬送することが可能であり、前記給紙手段により供給された用紙を正方向への搬送により前記記録手段に対向する位置に搬送する搬送手段と、前記搬送手段及び記録手段に対して逆方向側に設けられ、前記記録手段により片面が記録されて逆方向に搬送されてきた前記用紙を反転させて前記搬送手段に供給する反転搬送手段と、前記搬送手段から前記反転搬送手段に前記用紙を導く切り替え手段とを備え、前記切り替え手段には、曲面からなる第１の面が下部に、前記第１の面よりも平坦な第２の面が上部に設けられ、前記第１の面は、前記給紙手段から供給された前記用紙を前記搬送手段へと導き、前記第２の面は、前記搬送手段から逆方向に搬送された前記用紙を前記反転搬送手段に導くことを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記反転搬送手段は、前記記録手段により片面が記録された前記用紙を記録面が外側を向くように一周して反転する曲面で形成されたガイドと、前記ガイドに対向して設けられ、前記用紙を前記ガイドに沿って搬送する反転ローラとを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項２に記載のインクジェット記録装置において、前記反転搬送手段は、反転した前記用紙を搬送して、前記切り替え手段の前記第１の面に下方より供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１乃至３のいずれか１に記載のインクジェット記録装置において、前記用紙を前記給紙手段から前記搬送手段へと搬送する第１の搬送路と、前記搬送手段から前記反転搬送手段へと搬送する第２の搬送路を備え、前記切り替え手段は、前記用紙を前記搬送手段に搬送する場合には、前記第１の搬送路を開き、前記用紙を前記反転搬送手段に搬送する場合には、前記第１の搬送路を閉じて、前記第２の搬送路へと前記用紙を導くことを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項４に記載のインクジェット記録装置において、前記切り替え手段は、前記用紙を前記搬送手段に搬送する場合には、下方から供給される前記用紙によって押し上げられて前記第１の搬送路を確保し、前記用紙を前記反転搬送手段に搬送する場合には、自重によって前記第１の搬送路を閉じて前記第２の搬送路へと前記用紙を導くことを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１乃至５のいずれか１に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段が前記用紙を吸着して搬送することを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項６に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段は、前記用紙の後端の少なくとも１ｍｍ以上の範囲で吸着力を通常よりも少なく、あるいはなくすことを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１乃至７のいずれか１に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段と前記切り替え手段との間に前記用紙の後端を検知するための検知手段を設け、前記搬送手段を正方向に駆動して前記記録手段で前記用紙に記録した後、前記検知手段が前記用紙の後端を検知すると、前記搬送手段を逆方向へ駆動し、前記切り替え手段を介して前記反転搬送手段へ前記用紙を搬送することを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項８に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段の搬送面よりも前記用紙の先端が下方となるように前記検知手段を配置したことを特徴とするインクジェット記録装置。