JP4341614B2

JP4341614B2 - 記録媒体搬送ベルト及びこれを備えたインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP4341614B2
Application number: JP2005344993A
Authority: JP
Inventors: 修高木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: JP2007145555A

Description

本発明は、記録媒体をその表面に保持しつつ搬送する記録媒体搬送ベル及びこれを備えたインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置において、紙や布等の記録媒体を搬送ベルト上に保持しつつ搬送することが行われている。そして、搬送ベルトによる搬送精度を高めるため、記録媒体を静電力により搬送ベルト上に吸着しつつ搬送する技術（特許文献１参照）、記録媒体を搬送ベルト上に形成した粘着層に固定しつつ搬送する技術（特許文献２参照）等が知られている。

特開平７−１３７８７７号公報特開２００１−２７７６５６号公報

しかしながら上記静電吸着による搬送技術では、搬送ベルトに静電力を発生させるための帯電装置が必要となり、搬送機構の構成が複雑になる上、コスト面でも不利である。しかもインクジェットヘッドから飛翔するインク液滴も帯電しているので、飛翔の直進性が悪くなって画質が乱れたり、温度や湿度の変化によって吸着力が安定しない、という問題が生じ得る。

また上述した搬送ベルト上の粘着層による搬送技術では、粘着層の粘着力のみにより記録媒体を固定するため、粘着層の粘着力が必要以上に強く、記録媒体が粘着層に貼り付いてしまって粘着層から分離できない場合がある。例えば表面にコーティングが施されたフォト紙を表裏逆にして搬送すると、このような事態が生じ易い。このような場合、記録媒体の位置ずれ補正ができなかったり、記録媒体がベルトローラに巻き込まれたり、最悪の場合には装置が故障する、等の不具合が生じ得る。

本発明の目的は、搬送機構の構成の簡略化及びコスト低減を実現することができ、且つ、飛翔インク液滴の直進性の悪化や温度や湿度の変化によって吸着力が不安定となるのを防止することができると共に、記録媒体を適切な吸着力により保持しつつ搬送可能な媒体搬送ベルト、及び、これを備えたインクジェット記録装置を提供することである。

課題を解決するための手段および効果

上記目的を達成するため、本発明に係る記録媒体搬送ベルトは、記録媒体を支持する媒体支持面を有し且つ無端状に形成された記録媒体搬送ベルトであって、媒体支持面にそれぞれ先端が枝分かれした複数の突起が形成されており、突起の各先端と記録媒体との間に発生する分子間力によって、記録媒体を媒体支持面に保持しつつ搬送可能であることを特徴とする。

また、本発明に係るインクジェット記録装置は、記録媒体を支持する媒体支持面を有し且つ無端状に形成された記録媒体搬送ベルトと、記録媒体搬送ベルトを走行させる走行手段と、記録媒体搬送ベルトの媒体支持面に支持された記録媒体の媒体支持面と反対側の面にインクを吐出するインクジェットヘッドと、を備え、記録媒体搬送ベルトが、媒体支持面にそれぞれ先端が枝分かれした複数の突起を有し、突起の各先端と記録媒体との間に発生する分子間力によって記録媒体を媒体支持面に保持することを特徴とする。

上記構成によると、媒体支持面に形成された複数の突起の先端における分子間力によって、記録媒体を適切な吸着力で保持することができる。したがって、静電吸着による搬送技術を適用した場合に必要となる帯電装置が不要であり、搬送機構の構成の簡略化及びコスト低減を実現することができ、且つ、飛翔インク液滴の直進性の悪化や温度や湿度の変化によって吸着力が不安定となるのを防止することができる。また、搬送ベルトに強い粘着力を有する粘着層が形成されていないので、記録媒体がベルトローラに巻き込まれたり、記録媒体の位置ずれを補正することができない等の問題を軽減することができる。

突起の太さの平均は６〜８μｍであることが好ましい。突起の太さの平均を６〜８μｍと比較的細くした場合、突起の枝分かれした各先端はさらに細くなる。非常に細い各先端と記録媒体との間に発生する分子間力は微小であるが、１の突起に先端が複数形成されていて各先端の微小な分子間力が集まることで、より適切な吸着力が発現される。

突起の長さは３０〜１３０μｍであることが好ましい。突起の長さを３０〜１３０μｍと比較的長くすることで、記録媒体が媒体支持面に支持される際に突起が撓み易くなる。したがって、記録媒体は柔軟性を持つ複数の突起により良好に保持される。

突起の先端はそれぞれ１００以上に枝分かれしていることが好ましい。この場合、たとえ各先端と記録媒体との間に発生する分子間力が微小であっても、多数の先端それぞれにおける分子間力が総計されることで、１の突起における分子間力が比較的大きくなる。このように比較的大きな分子間力によって、適切な吸着力で記録媒体を保持することができる。

突起の枝分かれした先端の太さは０．２〜０．５μｍであることが好ましい。突起の先端の太さが０．２〜０．５μｍと非常に細い場合、各先端と記録媒体との間に生じる分子間力は微小であるが、１の突起に先端が複数形成されているためこの微小な分子間力が集まり、適切な吸着力が発現される。

各突起が先端に向けて拡径されていることが好ましい。このように突起を先広形状とすることにより、より適切な吸着力が発現される。

突起は媒体支持面に１ｃｍ^２当たり１０〜１８個形成されていることが好ましい。突起をこのような密度で形成することにより、適切な吸着力をより効果的に発現させることができる。

或いは上記突起は、媒体支持面において、記録媒体を支持する領域の一部に形成されていることが好ましい。より具体的には、記録媒体のその搬送方向と平行な２辺又は直交する２辺に対応する領域にのみ形成されているか、若しくは、記録媒体の４辺に対応する領域にのみ形成されていることが好ましい。これらの場合、突起を媒体支持領域全域に形成する場合に比べ、製造コストや製造工程の面で有利である。

突起は、媒体支持面近傍にある根元がポリメタクリル酸メチル、枝分かれした先端を含む根元以外の部分がカーボンナノチューブにより形成されていることが好ましい。この場合、突起の柔軟性及び耐久性を確保することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成について説明する。本実施形態のインクジェットプリンタ１は、４つのインクジェットヘッド２を有するライン式のカラーインクジェットプリンタである。

各ヘッド２の下端にはヘッド本体２ａが設けられており、４つのヘッド２は互いにヘッド本体２ａを近接させつつ用紙搬送方向に沿って並列している。ヘッド本体２ａは図１の紙面に垂直な方向（即ち、用紙搬送方向と直交する方向）に沿って細長な矩形平面を有し、その長さは記録媒体としての用紙Ｐ（図２参照）の幅よりも長い。ヘッド本体２ａの下面はインクを吐出するノズルの開口（図示せず）が多数形成されたインク吐出面２ｂとなっており、４つのヘッド本体２ａのインク吐出面２ｂからはそれぞれマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが吐出される。

各ヘッド２のインク吐出面２ｂは水平方向に配置されており、これらインク吐出面２ｂと搬送ベルト８の上側の用紙支持面８ａとが少量の隙間を介して対向するように、ベルト搬送機構１３が配置されている。

ベルト搬送機構１３は、２つのベルトローラ６，７及び両ベルトローラ６，７間に架け渡されるように巻回された無端状の搬送ベルト８を含み、一方のベルトローラ６がモータ４０の駆動により図１中時計回り（矢印Ｘの方向）へ回転することで搬送ベルト８が走行し、これに伴って他方のベルトローラ７も回転するようになっている。なお、ベルトローラ６の回転はコントローラ５０により制御される。

ベルト搬送機構１３はまた、搬送ベルト８により囲まれた領域内に配置されたベルトガイド５１を有する。ベルトガイド５１は、搬送ベルト８と同程度の幅を有する略直方体状であって、その上面を搬送ベルト８の上側ループの裏面（即ち、用紙支持面８ａの反対側の面）と接触させつつ搬送ベルト８を支持するものである。

記録媒体としての用紙Ｐ（図２参照）は、給紙部１１（図１左側）に積層収容され、一番上にあるのものから順次一対の用紙送りローラ５ａ，５ｂに挟持されつつ搬送ベルト８の用紙支持面８ａ上へと送られる。そして用紙Ｐは、用紙支持面８ａ上に保持されつつ搬送ベルト８の走行にしたがってヘッド２のインク吐出面２ｂ下方を移動し、このときインク吐出面２ｂから各色のインクが吐出されることにより、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。このようして画像が形成された用紙Ｐは、剥離板１０によって用紙支持面８ａから剥離され、排紙部１２（図１右側）へと送られる。

用紙送りローラ５ａ，５ｂによって搬送されてきた用紙Ｐは、押さえ部材９ａによって搬送ベルト８の用紙支持面８ａに押し付けられ、後に詳述するように適切な吸着力（例えば1.18ｇｆ／ｃｍ^２）によって、用紙支持面８ａ上に保持されつつ搬送されていく。４つのヘッド２を挟んで押さえ部材９ａの反対側（即ち用紙搬送方向下流側）にも押さえ部材９ｂが設けられている。

次に、図３を参照しつつ、搬送ベルト８について説明する。

図３に示すように、搬送ベルト８は、ベルト本体８ｂと、その表面である用紙支持面８ａ上に形成された多数の突起１８とを含む。突起１８は用紙支持面８ａ上に略均一に１ｃｍ^２当たり１０〜１８個の密度で形成されている。

各突起１８は略円柱状であって、根元から長手方向中央に向けて縮径され、さらに長手方向中央から先端に向けて拡径されており、平均径Ｄが６〜８μｍ、長さＬが３０〜１３０μｍである。各突起１８の先端１８ａは１００以上に枝分かれし、各先端１８ａの径ｄは０．２〜０．５μｍとなっている。

ベルト本体８ｂは、例えばウレタンを含浸したポリエステル基材等、その表面に突起１８を形成可能である限り任意の材料から構成されてよい。突起１８は、用紙支持面８ａ近傍にある根元がポリメタクリル酸メチル、枝分かれした先端１８ａを含む根元以外の部分がカーボンナノチューブにより形成されている。

搬送ベルト８に送られてきた用紙Ｐは、突起１８の先端１８ａ上に裁置され、各先端１８ａと用紙Ｐとの間に発生する分子間力によって用紙支持面８ａに保持されつつ搬送されていく。

以上に述べたように、本実施形態の搬送ベルト８によると、用紙支持面８ａに形成された多数の突起１８の先端１８ａにおける分子間力によって、用紙Ｐを適切な吸着力で保持することができる。したがって、静電吸着による搬送技術を適用した場合に必要となる帯電装置が不要であり、搬送機構の構成の簡略化及びコスト低減を実現することができ、且つ、飛翔インク液滴の直進性の悪化や温度や湿度の変化によって吸着力が不安定となるのを防止することができる。また、搬送ベルト８に強い粘着力を有する粘着層が形成されていないので、用紙Ｐがベルトローラ６，７に巻き込まれたり、用紙Ｐの位置ずれを補正することができない等の問題を軽減することができる。

さらに、突起１８は平均径Ｄが６〜８μｍと比較的細いので、突起１８の枝分かれした各先端１８ａはさらに細くなる。非常に細い各先端１８ａと用紙Ｐとの間に発生する分子間力は微小であるが、１の突起１８に１００以上に枝分かした先端１８ａが形成されていて各先端１８ａの微小な分子間力が集まることで、より適切な吸着力が発現される。

また、突起１８は３０〜１３０μｍと比較的長いので、用紙Ｐが用紙支持面８ａに支持される際に撓み易い。したがって、用紙Ｐは柔軟性を持つ突起１８により良好に保持される。

突起１８の先端１８ａはそれぞれ１００以上に枝分かれしている。この場合、たとえ各先端１８ａと用紙Ｐとの間に発生する分子間力が微小であっても、多数の先端１８ａそれぞれにおける分子間力が総計されることで、１の突起１８における分子間力が比較的大きくなる。このように比較的大きな分子間力によって、適切な吸着力で用紙Ｐを保持することができる。

突起１８の枝分かれした先端１８ａの径ｄが０．２〜０．５μｍと非常に細いので、各先端１８ａと用紙Ｐとの間に生じる分子間力は微小であるが、１の突起１８に多数の先端１８ａが形成されているためその微小な分子間力が集まり、適切な吸着力が発現される。

また、各突起１８が先端１８ａに向けて拡径されており、先広形状であることにより、より適切な吸着力が発現される。

突起１８は用紙支持面８ａに１ｃｍ^２当たり１０〜１８個形成されていることが好ましい。突起１８をこのような密度で形成することにより、適切な吸着力をより効果的に発現させることができる。

突起１８は、用紙支持面８ａ近傍にある根元がポリメタクリル酸メチル、枝分かれした先端１８ａを含む根元以外の部分がカーボンナノチューブにより形成されており、このような材料で形成することで突起１８に適度な柔軟性及び高い耐久性を持たせることができる。

次いで、図４及び図５を参照しつつ、搬送ベルトの変形例について説明する。

図４は、搬送ベルトの第１変形例を示す。本変形例の搬送ベルト１０８は、用紙支持面１０８ａにおける、ベルト幅方向中央にある帯状の領域Ｒ１にのみ上記突起１８が形成されている。領域Ｒ１は、用紙Ｐの幅方向中央を通り且つ用紙搬送方向に沿って搬送ベルト１０８の前長に亘って延在している。

図５は、搬送ベルトの第２変形例を示す。本変形例の搬送ベルト２０８は、用紙Ｐのその搬送方向と平行な２辺に対応する領域Ｒ２にのみ、上記突起１８が形成されている。領域Ｒ２は、それぞれ用紙Ｐの上記２辺に跨るように存在し、用紙搬送方向に沿って搬送ベルト２０８の前長に亘って延在している。

図６は、搬送ベルトの第３変形例を示す。本変形例の搬送ベルト３０８は、用紙Ｐのその搬送方向と直交する２辺に対応する領域Ｒ３にのみ、上記突起１８が形成されている。領域Ｒ３は、それぞれ用紙Ｐの搬送方向と直交する方向に帯状に延在しており、用紙Ｐの搬送方向において、用紙Ｐの搬送方向に関する長さに対応する間隔Ｄ１と当該間隔Ｄ１より短い間隔Ｄ２とが交互に繰り返されるように複数配列されている。

図７は、搬送ベルトの第４変形例を示す。本変形例の搬送ベルト４０８は、用紙Ｐの４辺に対応する領域Ｒ４にのみ、上記突起１８が形成されている。領域Ｒ４は、それぞれ用紙Ｐの４辺に対応する矩形の枠状であって、用紙Ｐの搬送方向において、用紙Ｐの搬送方向に関する長さより短い間隔Ｄ３をおいて複数配列されている。

なお、第３及び第４変形例においては、用紙Ｐが搬送ベルト３０８，４０８の領域Ｒ３，Ｒ４に対応した位置に適切に支持されるように、用紙送りローラ５ａ，５ｂの駆動タイミングを制御する必要がある。

第１〜第４変形例のように、用紙Ｐを支持する領域の一部にのみ突起１８を形成した場合、用紙支持面１０８ａ，２０８ａ，３０８ａ，４０８ａ全域に突起１８を形成する場合に比べ、製造コストや製造工程の面で有利である。なお、このように用紙支持面１０８ａ〜４０８ａの一部に突起１８を形成した場合でも、突起１８は用紙Ｐの縁部を支持する領域に形成されているので、用紙Ｐを適切な吸着力で用紙支持面１０８ａ〜４０８ａ上に保持することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

例えば上述の実施形態では、突起１８の平均径Ｄが６〜８μｍ、長さＬが３０〜１３０μｍであり、また突起１８の先端１８ａが１００以上に枝分かれしているが、突起１８の先端１８ａの分子間力により適切な吸着力を発揮できる限りは、これに限定されず、各値（突起１８の太さ、長さ、枝分かれした先端１８ａの数）を様々に変更可能である。同様に、各突起１８が先端に向けて拡径されていることにも限定されず、また先端１８ａの太さや突起１８の用紙支持面１８ａにおける形成密度も上記の値に限定されない。

また突起１８を形成する材料について、上述の実施形態では突起１８の柔軟性及び耐久性を確保するため、根元をポリメタクリル酸メチル、枝分かれした先端１８ａを含む根元以外の部分をカーボンナノチューブとしているが、これに限定されず、その他の材料を用いてもよいし、突起１８を部分的に異なる材料で形成するのではなく単一材料で形成してもよい。

第１〜第４変形例（図４〜図７参照）にて、搬送ベルトの用紙支持面において突起１８が用紙Ｐを支持する領域の一部に形成されている例を具体的に示したが、用紙Ｐを支持する領域の一部に突起１８が形成されている限りは、これに限定されず、様々に変更可能である。

突起１８は円柱状に限定されず、角柱状等、様々な形状であってよい。また、突起１８は用紙支持面８ａ，１０８ａ，２０８ａに均一に形成されることに限定されない。

搬送ベルト８，１０８，２０８，３０８，４０８が巻回されるベルトローラは、２つに限定されず、３以上であってよい。

本発明のインクジェット記録装置は、ライン式に限定されず、シリアル式のプリンタにも適用可能であり、またプリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等の記録装置にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタを示す正面図である。図１のインクジェットプリンタに含まれるベルト搬送機構の平面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った搬送ベルトの部分拡大断面図である。搬送ベルトの第１変形例を示す平面図である。搬送ベルトの第２変形例を示す平面図である。搬送ベルトの第３変形例を示す平面図である。搬送ベルトの第４変形例を示す平面図である。

符号の説明

１インクジェットプリンタ
２インクジェットヘッド
６，７ベルトローラ（走行手段）
８，１０８，２０８，３０８，４０８搬送ベルト（記録媒体搬送ベルト）
８ａ，１０８ａ，２０８ａ，３０８ａ，４０８ａ用紙支持面（媒体支持面）
１８突起
１８ａ突起の先端
４０モータ（走行手段）
５０コントローラ（走行手段）
Ｐ用紙（記録媒体）

Claims

記録媒体を支持する媒体支持面を有し且つ無端状に形成された記録媒体搬送ベルトであって、
前記媒体支持面にそれぞれ先端が枝分かれした複数の突起が形成されており、
前記突起の各先端と前記記録媒体との間に発生する分子間力によって、前記記録媒体を前記媒体支持面に保持しつつ搬送可能であることを特徴とする記録媒体搬送ベルト。
前記突起の太さの平均が６〜８μｍであることを特徴とする請求項１に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起の長さが３０〜１３０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起の先端がそれぞれ１００以上に枝分かれしていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記枝分かれした先端の太さが０．２〜０．５μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起それぞれが先端に向けて拡径されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起が前記媒体支持面に１ｃｍ^２当たり１０〜１８個形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起は、前記記録媒体を支持する領域の一部に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起は、前記記録媒体のその搬送方向と平行な２辺に対応する領域にのみ形成されていることを特徴とする請求項８に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起は、前記記録媒体のその搬送方向と直交する２辺に対応する領域にのみ形成されていることを特徴とする請求項８に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起は、前記記録媒体の４辺に対応する領域にのみ形成されていることを特徴とする請求項８に記載の記録媒体搬送ベルト。
前記突起は、前記媒体支持面近傍にある根元がポリメタクリル酸メチル、前記枝分かれした先端を含む前記根元以外の部分がカーボンナノチューブにより形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の記録媒体搬送ベルト。
記録媒体を支持する媒体支持面を有し且つ無端状に形成された記録媒体搬送ベルトと、
前記記録媒体搬送ベルトを走行させる走行手段と、
前記記録媒体搬送ベルトの前記媒体支持面に支持された記録媒体の前記媒体支持面と反対側の面にインクを吐出するインクジェットヘッドと、
を備え、
前記記録媒体搬送ベルトが、前記媒体支持面にそれぞれ先端が枝分かれした複数の突起を有し、前記突起の各先端と前記記録媒体との間に発生する分子間力によって前記記録媒体を前記媒体支持面に保持することを特徴とするインクジェット記録装置。