(57)【要約】【課題】略鉛直上方向に送り出された用紙を断面がＲ形状の搬送路で搬送ガイドで案内しながら９０°方向転換して水平方向に搬送させる場合に摩擦係数μの小さい搬送手段では用紙を安定して方向転換することができない。【解決手段】副走査モータ６１から搬送ローラ２７の軸２７ａに取り付けたワンウエイクラッチ６５を含む中間ギヤ６６及び軸２２ａに取り付けた駆動ギヤ６７を介してカウンタローラ２２も回転駆動し、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との速度差によってワンウエイクラッチ６７が空転することで、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２とを駆動力を与えながら略同速で回転させる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の搬送ベルト表面を帯電させて周回させることで用紙を搬送する画像形成装置において、給紙された用紙を前記搬送ベルトとの間で挟んで搬送するためのカウンタローラを備え、このカウンタローラと前記搬送ベルトとの速度差により空転するクラッチ手段を介して前記カウンタローラを駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記カウンタローラの線速は前記搬送ベルトの線速に対して遅く設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
搬送ローラで用紙を搬送する画像形成装置において、給紙された用紙を前記搬送ローラとの間で挟んで搬送するためのカウンタローラを備え、このカウンタローラと前記搬送ローラとの速度差により空転するクラッチ手段を介して前記カウンタローラを駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置において、前記カウンタローラの線速は前記搬送ローラの線速に対して遅く設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】特開平７−５３０８２号公報
【特許文献２】特開平８−２９５４３８号公報
【０００３】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置（或いは画像記録装置ともいう。）として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッドから用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、画像が形成されるものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙などとも称される。）にインクを吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００４】
インクジェットヘッドとしては、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による相変化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をインク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が知られている。
【０００５】
また、画像形成装置としては、電子写真方式のものもあり、これは感光体ドラムの周囲に配置した帯電手段、露光手段、現像手段によって、感光体上にトナー画像を形成し、これを転写手段で用紙に転写し、定着手段で定着させるものである。
【０００６】
このような画像形成装置における用紙搬送装置としては、斜め情報から下方に給紙された用紙をそのまま略水平方向に搬送してそのまま記録後排紙するタイプのもの（
【特許文献１】）と、下方から略鉛直方向に給紙された用紙を断面がＲ形状の部材を用いて一旦略９０°水平方向に転換させて記録後排紙するタイプの
もの（
【特許文献２】）とがある。
【０００７】
また、用紙を搬送するための搬送手段として、搬送ローラを用いて用紙を搬送
するものと、
【特許文献１】や
【特許文献２】に記載されているように無端状の帯電ベルトを備え、帯電ベルト表面を帯電して用紙を静電吸着させ、この状態で帯電ベルトを周回させることで用紙を搬送することにより、用紙の帯電ベルトからの浮き上がりを防止して、高い平面性を維持できるようにしたものがある。
【０００８】
この
【特許文献２】に記載の画像形成装置は、下方から略鉛直方向に給紙された用紙を、搬送ベルトの周面（Ｒ形状の搬送路）に倣う搬送ガイドに当接させるようにして、用紙の搬送方向を略９０°転換させて水平方向に搬送するようにしたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した
【特許文献２】に記載の画像形成装置のように略鉛直上方向に送り出された用紙を断面がＲ形状の搬送路で搬送ガイドで案内しながら９０°方向転換して水平方向に搬送させる場合、普通紙のような用紙であれば、搬送ガイドの個所での抵抗は少なく、摩擦係数μの小さい搬送ベルトでも問題なく高精度に用紙を搬送することができる。
【００１０】
ところが、特に、インクジェット記録装置にあっては、画像品質を高めるための光沢紙、あるいは葉書などの厚紙が用いられるが、このような厚紙の用紙では、用紙の方向を転換する際の抵抗が大きく、摩擦係数μの小さな搬送ベルトを用いた場合に方向転換をする際の抵抗が搬送力を上回ってしまい、搬送ベルト上で用紙がすべるという現象が生じる。
【００１１】
このように大きな搬送力を必要とする用紙を搬送する場合、摩擦係数μが小さい搬送ベルトでは大きな搬送力を発生することができないために、用紙の搬送が不安定になり、紙詰まりなどを生じ易くなるという課題がある。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、大きな搬送力を要する用紙でも搬送方向を転換して安定して搬送することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
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、給紙された用紙を搬送ベルト又は搬送ローラとの間で挟んで搬送するためのカウンタローラを備え、このカウンタローラと搬送ベルト又は搬送ローラとの速度差により空転するクラッチ手段を介してカウンタローラを駆動する構成としたものである。
【００１４】
ここで、カウンタローラの線速は搬送ベルト又は搬送ローラの線速に対して遅く設定されていることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の全体構成を説明する構成図、図２は同記録装置の要部平面説明図、図３は同記録装置の搬送部の要部説明図である。
【００１６】
このインクジェット記録装置は、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とステー２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって図２で矢示方向に移動走査する。
【００１７】
このキャリッジ３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド４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。
【００１８】
記録ヘッド４を構成するインクジェットヘッドとしては、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による相変化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をインク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。
【００１９】
また、キャリッジ３には、記録ヘッド４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク５を搭載している。このサブタンク５には図示しないインク供給チューブを介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００２０】
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枚づつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１３及び給紙コロ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は給紙コロ１３側に付勢されている。
【００２１】
そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド４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（第１加圧コロ）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。
【００２２】
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、矢示Ａ方向（ベルト搬送方向）に周回するように構成している。この搬送ベルト２１は、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００２３】
搬送ベルト２１の絶縁層（表層）の厚みが誘電率に影響し、厚みが厚くなると誘電率が下がり帯電した際にベルトに載る電荷の量が減る。したがって、製造上ばらつく膜厚の範囲を考慮し、また、実機にてベルトに発生する傷によってもこの層厚みが０とならない範囲で、極力薄くすることで静電吸着力を向上させることができる。
【００２４】
また、搬送ベルト２１の裏層（中抵抗層、アース層）の厚みは直接静電的な作用には影響しないが、ベルトの総厚みが厚くなると、剛性が増しベルトを実機上で張ったときにベルトの平面度を確保することが困難になり、一方所要の強度を確保する上ではあまり薄くできない。
【００２５】
このように二層構成として搬送ベルト２１の全面裏側に抵抗制御をした層を設けることで、予め絶縁層である表層に電荷を形成した後、ベルトに吸着させる用紙が接触すると電荷を更に供給し、用紙とベルト２１との間の静電的な吸着力を増加させることができる。仮に、絶縁層単層の場合、その吸着力は二層の場合に比べて半減し、また、単層の場合には用紙がベルトに接触し始める位置がベルト内側に配置されるアースローラに対向する位置でなければならないが、二層にすることにより、このような制約がなくなる。
【００２６】
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、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ローラ２７は上述したアースローラの役目も担っており、搬送ベルト２１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００２７】
また、搬送ベルト２１の裏側には、記録ヘッド４による印写領域に対応してガイド部材３１を配置している。このガイド部材３１は、上面が搬送ベルト２１を支持する２つのローラ（搬送ローラ２７とテンションローラ２８）の接線よりも記録ヘッド４側に突出している。これにより、搬送ベルト２１は印写領域ではガイド部材３１の上面にて押し上げられてガイドされ、高い平面性を維持することができる。
【００２８】
さらに、このガイド部材３１の搬送ベルト２１の裏面と接触する面側には、主走査方向、すなわち搬送方向と直交する方向に複数の溝を形成して、搬送ベルト２１との接触面積を少なくし、搬送ベルト２１がスムーズにガイド部材３１表面に沿って移動できるようにしている。
【００２９】
さらに、このガイド部材３１の搬送方向上流側及び下流側には、搬送ベルト２１の裏面側に当接するガイドコロ３３、３４をそれぞれ回転可能に配置している。このガイドコロ３３、３４はガイド部材３１の搬送方向両端部に近接して配置することが好ましい。
【００３０】
さらに、記録ヘッド４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爪４１と、排紙ローラ４２及び排紙コロ４３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ４４とを備えている。
【００３１】
また、装置本体には両面給紙ユニット５１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット５１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。
【００３２】
ここで、カウンタローラ２２の駆動系について図３及び図４をも参照して説明する。
この駆動系は、副走査モータ６１によってタイミングベルト６２を及び搬送ローラ２７の軸２７ａに取り付けたタイミングギヤ６３を介して搬送ローラ２７を回転駆動することによって搬送ベルト２２を周回させる。
【００３３】
そして、図４に示すように、搬送ローラ２７の軸２７ａには、搬送ローラ２７とカウンタローラ２２との速度差によって空転するクラッチ手段であるワンウエイクラッチ６５を含む中間ギヤ６６を取り付け、この中間ギヤ６６とカウンタローラ２２の軸２２ａに設けた駆動ギヤ６７とを噛み合わせることで、副走査モータ６１から搬送ローラ２７の軸２７ａ、ワンウエイクラッチ６５、中間ギヤ６６、駆動ギヤ６７を介してカウンタローラ２２に回転駆動力を伝達する。
【００３４】
この場合、ワンウエイクラッチ６５は搬送ローラ２７が図４の矢示方向（用紙１２の順搬送方向）に回転するときには軸２７ａの回転を中間ギヤ６６に伝達し、図４の矢示方向と反対方向（両面印刷のために用紙１２を両面印刷機構５１内に送り込む方向）に回転するときには軸２７ａの回転を中間ギヤ６６に伝達しない設定となっている。
【００３５】
また、この駆動系では、カウンタローラ２２の線速を搬送ベルト２１の線速よりも遅く、この搬送ベルト２１の線速に対してカウンタローラ２２の線速が２％程度遅くなるように比を設定している。この記録装置では２％程度遅く設定することが実験結果から最も効果的であった。
【００３６】
このように構成したインクジェット記録装置においては、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で案内されて、図３に示すように、共に回転駆動されている搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送されて送り込まれ、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。
【００３７】
このとき、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２とはいずれも回転駆動力を受けて回転駆動されているので、用紙１２が光沢紙、厚紙などの腰の強い用紙で搬送ガイド２３との摩擦係数が大きく、搬送ベルト２１の摩擦係数μが小さくとも、滑りを発生することなく送り込まれて搬送ベルト２１上に方向転換することができる。
【００３８】
この場合、カウンタローラ２２を駆動するだけでは、搬送ベルト２１の線速に対してカウンタローラ２２の直径のばらつき、温度による膨張、摩耗などの要因によって、カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間で速度差が生じる可能性があり、このような速度差が生じると、用紙１２が摩擦帯電したり、摩擦による負荷の増大、負荷トルクの装置ごとのばらつきが生じることになる。
【００３９】
そこで、この記録装置では、ワンウエイクラッチ６５を介してカウンタローラ２２を駆動するようにしているので、搬送ベルト２１の線速がカウンタローラ２２の線速よりも速い場合には、カウンタローラ２２が空転する（搬送ベルト２１に連れ回りする）ことが可能になる。
【００４０】
さらに、カウンタローラ２２の線速を搬送ベルト２１の線速に対して遅く設定している（前記のとおりここでは２％程度遅い）ので、カウンタローラ２２の駆動系のワンウエイクラッチ６５は速度差の分だけ空転することになり、線速の微小な変動が吸収されて、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２とは略同速となり、用紙１２が摩擦帯電したり、摩擦による負荷の増大、負荷トルクの装置ごとのばらつきが生じることを低減することができる。
【００４１】
これに対して、搬送ベルト２１の線速がカウンタローラ２２の線速よりも遅い設定にすると、搬送ベルト２１の駆動系の負荷が増大し、負荷トルクが装置間でばらつくことになる。
【００４２】
なお、両面印刷時には搬送ベルト２１は図４の矢示Ａ方向とは逆方向に回転するが、このときにはワンウエイクラッチ６５によりカウンタローラ２２には駆動力が伝達されず、カウンタローラ２２は搬送ベルトに連れ回りをし、両面給紙ユニット５１への用紙１２の送り込みが完了した後は、再び搬送ベルト２１が矢示Ａ方向に回動して、両面給紙ユニット５１からの用紙１２の給紙に対しても上述したと同様に作用する。
【００４３】
上述したようにして、搬送ベルト２１上に用紙１２が給紙される。ここで、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るので、搬送ベルト２１は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ている。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内で帯電パターンと反対の電荷に分極するので、平行接続されたコンデンサが形成されたこととなり、用紙１２が搬送ベルト２１に吸着され、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。
【００４４】
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４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４４に排紙する。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、本発明をキャリッジが走査するシリアル型（シャトル型）インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。また、搬送ベルトを用いる記録装置で説明しているが、搬送ローラだけで用紙を搬送する記録装置にも同様に適用することができる。
【００４６】
また、本発明に係る画像形成装置は、インクジェットプリンタ以外にも、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができ、また記録方式もインクジェット記録方式に限らず、電子写真方式を用いる画像形成装置にも同様に適用することができる。さらに、インク以外の液体、例えばレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料を吐出させる画像形成装置にも適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、給紙された用紙を搬送ベルト又は搬送ローラとの間で挟んで搬送するためのカウンタローラを備え、このカウンタローラと搬送ベルト又は搬送ローラとの速度差により空転するクラッチ手段を介してカウンタローラを駆動する構成としたので、搬送性や画像に影響を及ぼす摩擦帯電、摩擦による負荷の増大を招くことなく、大きな搬送力を要する用紙でも搬送方向を転換して安定して搬送することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の模式的構成図
【図２】同記録装置の要部平面説明図
【図３】同記録装置の要部説明図
【図４】同記録装置のカウンタローラの駆動系の説明するための説明図
【符号の説明】
３…キャリッジ、４…記録ヘッド、１２…用紙、２１…搬送ベルト、２２…カウンタローラ、２６…帯電ローラ、２７…搬送ローラ、２８…テンションローラ、３１…ガイド部材、４４…排紙トレイ、６１…副走査モータ、６５…ワンウエイクラッチ、６６…中間ギヤ、６７…駆動ギヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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