JP2005111951A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の画像形成装置は、インクヘッドにより画像形成媒体に画像形成される場合には、搬送されている画像形成媒体とインクヘッドとの隙間が狭く、画像形成媒体の先端部分がカールしていたり、皺が寄っていた時には、インクヘッドに画像形成媒体が突き当たって詰まり、インク吐出面に損傷を与える場合があった。
【解決手段】本発明は、複数に分割されて等間隔で搬送方向と直交する前後方向に沿って設けられたヘッド列１Ａ〜１Ｄ間のスペースにオイルパン５を配置し、該オイルパン５の底面（下面）に所定形状のガイド突起部１１を設け、各ヘッドユニット２のインク吐出面よりも搬送される媒体３１に近づいて配置され、媒体３１の浮き上がりを防止し、ジャムエラー発生時には詰まった媒体３１によるインク吐出面への損傷を防止する画像形成装置である。
【選択図】 図４

Description

本発明は、画像形成媒体にインクを吐出させて画像を形成するインクジェット方式画像形成装置等の画像形成装置におけるインクヘッドの保護に関する。

一般に、インクジェットヘッドを用いた画像形成装置は、インクヘッドのヘッドノズルからインクを吐出して用紙等の画像形成媒体（以下、媒体と称する）に画像形成を行っている。この媒体は、媒体トレイに収納され、搬送ローラにより順次、取り出されて、プラテンベルトにより搬送され、インクヘッドの下を通過し、その際にインクヘッドから吐出されたインクにより、種々の画像が形成されている（特許文献１）。
特開２００１−１１３６９０号公報、図１及び、段落番号［００４３］ 特開２００２−１０３５９８号公報、図２、段落番号［００５７］及び［００６４］

前述したようにインクヘッドにより媒体に画像形成される場合には、搬送されている用紙とインクヘッドとの間は１．５mm程度の隙間しかなく、用紙の先端部分がカールしていたり、皺が寄っていた時には、インクヘッドに突き当たり、紙詰まりを起こして、ジャムエラーとなる場合がある。

特許文献２に示すような複数のインクヘッドが固定された構成の場合には、媒体がプラテンベルト上でジャムエラーになると、インクヘッドのノズルが配列されたノズル形成面において、紙詰まりを起こすこととなり、ノズルに損傷を与える場合がある。

そこで本発明は、搬送される画像形成媒体をガイドして、搬送エラーを低減し、ジャムエラーとなった際にインクヘッドへの損傷を低減する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、配列された複数のノズルからインクを吐出してプラテン部で搬送される画像形成媒体に画像を描画する複数のインクヘッドを備え、それぞれが等間隔のスペースを空けて配置される複数のヘッドユニットと、前記インクヘッドのインク吐出面とそれぞれ対向する位置に配置され、前記インク吐出面に残留するインクを吸引して廃棄する複数のメンテナンス吸引部を備えるメンテナンスユニットと、前記メンテナンスユニットを搭載し、前記ヘッドユニットによる描画時には、それぞれの前記スペース内に前記メンテナンスユニットを退避させるメンテナンスユニット吸引部取り付け支持部と、前記メンテナンスユニット吸引部取り付け支持部の前記画像形成媒体に対向する面に形成され、前記メンテナンスユニットの退避時に、前記ヘッドユニットの前記ノズルの形成面よりも搬送される画像形成媒体に近づくように設けられるガイド突起部とで構成され、前記ヘッドユニットによる描画時に退避された前記メンテナンスユニット吸引部取り付け支持部の前記ガイド突起により、前記画像形成媒体の搬送をガイドする画像形成装置を提供する。

以上のように構成された画像形成装置は、ヘッドユニットにより画像形成媒体に描画するために、メンテナンスユニット吸引部取り付け支持部がヘッドユニット間のスペース内に退避された際に、搬送される画像形成媒体に対して、浮き上がり防止や、ジャムエラーの発生時に画像形成媒体がノズル形成面へ押しつけられないようにガイドする。

本発明によれば、搬送方向に対して重なりを持つように配置された複数のインクヘッドのメンテナンス時に吐出されたインクを飛散させることなく回収し、且つ画像形成装置本体の小型化を実現すると共に、搬送される画像形成媒体をガイドして搬送エラーを抑制し、ジャムエラーとなった際にインクヘッドの損傷を低減するインクヘッドのメンテナンス装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置に係る一実施形態の画像形成部の概念的な構成を斜め上方から見た斜視図である。以下に説明する本実施形態において、画像形成のためにインクを吐出するものをノズル、複数のノズルが列状に配置されたものをノズル列、ノズル列が設けられた面をノズル形成面、ノズル形成面とその周辺部（ヘッドフレーム面）をノズル形成領域（又はインク吐出面）、１つのノズル形成領域が設けられたものをインクヘッド、２つのインクヘッドが一体的に成っているものをヘッドユニット、複数のヘッドユニットが配列されたものをヘッド列、及び複数のヘッド列が２次元的に配置されたものをヘッド（インク吐出部）と称している。さらに、以下の実施形態において、媒体の搬送方向をＸ軸方向とし、これと水平に直交するＹ軸方向を前後方向として、垂直に直交するＺ軸方向を上下方向として説明している。

本発明の画像形成装置におけるヘッドユニット２は、記録媒体の全幅に亘り配列された複数のノズルから微小インク滴を吐出して、画像（カラー又は白黒等）を描画出力するインクジェット方式画像形成装置である。図１に示すように大きくは、色毎（ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアン）に４グループのヘッド列１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにブロック分割されて、画像形成用媒体の搬送方向に対して等間隔（スペースＳ）を空けて配置される。この例では、各ヘッド列１Ａ〜１Ｄは、６個のヘッドユニット２が前後（Ｙ軸）方向で３個ずつ２列で、画像形成時に隙間ができないようにノズル３の列が僅かに重なるように互い違いに配置される。本実施形態のヘッド列１Ａ〜１Ｄでは、４ブロック分割でヘッドユニット２が２列に配列された例であるが、勿論、この例に限定されるものではなく、設計に応じて適宜、個数及び配置形態は変更することができる。例えば、本実施形態では、４色のインクを用いているため、４ブロック分割であるが、５色であれば５ブロック分割でもよいし、同じ色を複数のブロックに分割してもよい。また、ヘッドユニット２においても２つのインクヘッドではなく、それ以上に合体されていてもよい。

これらのヘッド列１Ａ〜１Ｄの各ヘッドユニット２は、図３に示すような支持体２２に等間隔のスペースを設けて、インク供給系１３から供給されたインクをノズル３のインク吐出口から下方向（Ｚ軸方向）に吐出するように吊り下げられて配置されている。
メンテナンス装置は、ヘッド列１Ａ〜１Ｄの位置に対応するように、４つにブロック分割されたメンテナンスユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄが設けられている。これらのメンテナンスユニット４Ａ〜４Ｄは、ヘッド列１Ａ〜１Ｄ間に等間隔に設けられた各スペースＳに収まるように配置されるオイルパン（吸引部取り付け支持部）５上に６個のメンテナンス吸引部６が前述したヘッドユニット２の配置形態と合致するように配置される。この実施形態では、ヘッドユニット２の一方の端側に対向するように配置している。オイルパン５は、メンテナンス等を行った際に吐出されたインクが他の構成部位に飛散しないように回収するために設けられている。

また、各メンテナンス吸引部６間の前後方向の各スペースには、キャップ部７がそれぞれ配置される。このキャップ部７は、ヘッドユニット２による画像形成が行われていないスタンバイ状態又は停止状態の時に、ヘッドユニット２のインク吐出面を覆うように宛がわれる。このキャップ部７によりインク吐出面を覆うことにより、ノズル３の乾燥を防止し、また不用意なインク垂れによる他の構成部位、例えば、プラテンベルトへの汚れを防止する。従って、ヘッドユニット２が稼働しているとき以外は常時、インク吐出面を覆うことが好ましい。

これらのメンテナンスユニット４Ａ〜４Ｄ及びキャップ部７は、後述するように画像形成時には（図１の状態）、スペースＳに退避し、メンテナンス動作時には、取り出されて各ヘッドユニット２のインク吐出口とそれぞれに対向する。メンテナンス吸引部６で吸引したインクとオイルパン５で回収したインクは、廃液タンク２５に回収されている。

これらのメンテナンス吸引部６は、上面に複数の吸引口９が配列され、吸引ポンプ等から成る負圧生成部１０に連結され、さらに吸引口９の前方には、スライド移動時にノズル３のインク吐出面を拭き取るためのワイパー１４が取り付けられている。メンテナンス吸引部６はノズル３のインク吐出面（図示せず）に近接して対向し、ワイパー１４をインク吐出面に曲がった状態で当ててからスライドさせてインクを払拭しつつ、吸引口９からインク吐出面上に付着するインクを吸引する。

オイルパン５は、前後（Ｙ軸方向）両端が図示しない支持部材により、前後方向にスライド可能となるように、平行なサイドフレーム（第１の支持部材）１７に支持されている。これらのサイドフレーム１７は、搬送方向における両端側に長円形状のスリット１８がそれぞれ形成される。また各サイドフレーム１７のスリット１８と直交する上下方向（Ｚ方向）に形成されたスリット１９を有する昇降フレーム（第２の支持部材）２０が図示しない画像形成装置本体フレームに固定されている。さらに、それぞれのサイドフレーム１７及び昇降フレーム２０のスリット１８，１９を重ね合わせてビス等からなる連結部２１により嵌着されている。

上記サイドフレーム１７は、モータ及びギヤ等の移動機構から成るスライド移動部２４が連結されて、オイルパン５と一体的に搬送方向に沿って移動可能となっている。また、オイルパン５は、モータやギヤ等からなる移動機構で構成されるメンテナンス移動部８に連結されて、メンテナンス時にメンテナンス吸引部６がノズル３のインク吐出面に沿って移動するように駆動される。またオイルパン５又はサイドフレーム１７に連結して、メンテナンス吸引部６を上下方向に昇降させるための昇降移動部２３が設けられている。尚、本実施形態では、昇降移動部２３は、後述するプラテン昇降部４５が兼用する。

このような構成により、メンテナンスユニット４Ａ〜４Ｄ（メンテナンス吸引部６及びキャップ部７）を載置するオイルパン５がサイドフレーム１７を介して昇降フレーム２０に吊り下げられた状態となっている。そして、メンテナンスユニット４Ａ〜４Ｄは、図１に示されるスライド機構部２４により搬送方向に沿って移動可能となり、昇降移動部２３により、上下方向に移動可能となっている。

次に、図２及び図３は、本実施形態の画像形成装置に対するオイルパン５（メンテナンスユニット４Ａ〜４Ｄ）の移動について説明するための図である。
まず、図２を参照して、画像形成装置の媒体搬送系の主たる部位について説明する。
この画像形成装置の媒体搬送系は、画像形成媒体供給部３０、プラテン部４０及び画像形成媒体排出部５０に大別される。画像形成媒体供給部３０においては、画像形成用媒体３１を収納する媒体トレイ３２と、媒体トレイ３２から媒体３１を取り出すピックアップローラ３３と、取り出された媒体３１の傾きを無くし搬送方向に沿うように修正するレジストレーションローラ対３４と、プラテン部４０側へ媒体３１を供給する供給ローラ対３５とで構成される。図中、矢印Ｘは、媒体３１の搬送方向（Ｘ軸方向）を示している。

プラテン部４０は、搬送される媒体３１の画像形成基準位置を規定してノズル３と対向し、且つ搬送中の媒体３１に対する吸引機能を有するプラテンフレーム４１と、プラテンフレーム４１を収納するプラテン外装フレーム４２と、プラテン外装フレーム４２の全外周に掛けられ、プラテンフレーム４１上に媒体３１を搬送させるためのプラテンベルト４３と、このプラテンベルト４３に所定のテンションを与えつつ矢印方向に回転させるためのプラテンベルトローラ４４とで構成される。また、プラテン部４０は、プラテン昇降部４５により画像形成位置（図２）、キャップ位置（図示せず）、メンテナンス位置又はスタンバイ［停止］位置（図３）及び、媒体３１を取り除いたり補修等を行うためのジャム処理位置の４段階の高さに昇降される。尚、ジャム処理位置は、図示していないが、プラテンフレーム４１が最も下がった位置としている。

このプラテン昇降部４５は、少なくとも４つの上端部４６ａが同時に同じ高さになるように回動するアーム４６を備えており、これらの上端部４６ａがプラテン外装フレーム４２の底面を移動可能に支持する。また、このプラテン外装フレーム４２にメンテナンス装置のサイドフレーム１７を載置させておくことにより、プラテン外装フレーム４２の昇降に伴い、昇降フレーム２０のスリット１９にガイドされつつサイドフレーム１７を昇降させることができる。

また画像形成媒体排出部５０は、画像形成された媒体３１を収納する排出トレイ５３と、プラテン部４０から画像形成された媒体３１を排出する排出部搬送ローラ５１と、排出トレイ５３に媒体３１を収納させる排出部排出ローラ５２とで構成される。

図２は、通常の稼働状態となる画像形成時のオイルパン５（メンテナンスユニット４Ａ〜４Ｄ）が退避している状態を示している。つまり、プラテン昇降部４５によりプラテン外装フレーム４２を介してサイドフレーム１７が押し上げられ、メンテナンス吸引部６及びキャップ部７は、ヘッド列１Ａ〜１Ｄ間のスペースＳに収納されるように退避されている。図３は、メンテナンス状態又はスタンバイ［停止］状態のインクヘッド２のノズル形成面にメンテナンス吸引部６及びキャップ部７が宛がわれている状態を示している。

この図２に示す画像形成時には、ヘッドユニット２のノズル形成面とオイルパン５の底面がプラテンと僅かな隙間（１．５mm程度）を空けて対向している。
本発明は、このオイルパン５の底面（媒体に対向する面）にガイド機能を持たせたガイド突起部を形成する。

図４は、プラテン側（下側）から見た、ヘッド列１Ａ〜１Ｄ及びオイルパン５の底面側を斜め方向から見た斜視図である。各オイルパン５には、底面全面若しくは媒体３１が通過する部分にストライプ模様に隆起するガイド突起部１１（ガイド突起部）が設けられている。このガイド突起部１１は、オイルパンと一体的に形成されており、静電力の発生を防止するために、導体（金属等）により形成され、電気的に接地されて常にアース電位となっている。尚、このガイド突起部１１の一部が媒体３１と接触するようにして、媒体３１に帯電する電荷を放電させて、静電力の発生を防止させてもよい。

このガイド突起部１１の各リブの断面は、図５（ａ）に示す半円形状、図５（ｂ）に示す放物線形状、図５（ｃ）に示す半トラック形状及び図５（ｄ）に示す蒲鉾形形状等が考えられる。ここでは、搬送される媒体３１が支障無く通過できる形状であれば、特に限定されない。

図６には、このオイルパン５のガイド突起部１１とインクヘッドユニット２のノズル形成面２ａの位置関係を示す。
図示するように、ガイド突起部１１から媒体３１との距離は、ノズル形成面２ａから媒体３１までの距離よりも距離Ｌだけ下げている。これは、ノズル形成面２よりもガイド突起部１１を媒体３１に近づけることにより、搬送される媒体３１をガイドし、ノズル形成面２に媒体３１が接触しないようにするためである。また、ガイド突起部１１の端部（特に上流側）は、搬送される媒体３１の先端が引っ掛からないようにするため、オイルパン５の底面から側面に掛かるように曲面形状に形成している。

このようなガイド突起部１１をオイルパン５の底面に設けることにより、搬送される媒体３１をガイドして、媒体３１の浮き上がりを防止する。また、媒体３の先端部分のカールや皺等が原因となって、ジャムエラーが発生したとしても、ノズル形成面２ａよりも媒体３１に近い位置にガイド突起部１１を配置しているため、ガイド突起部１１に絡んで詰まることとなる。従って、ノズル形成面２ａは、媒体３１の端部が押し当てられたり、紙詰まりした媒体３１に押し上げられたりせず、ジャムエラーによる損傷を防止することができる。

尚、本実施形態では、配列されたヘッド列１Ａ〜１Ｄの間のスペースＳにメンテナンスユニット４Ａ〜４Ｄを搭載するオイルパンを配置したが、これに限定されるものではない。例えば、メンテナンスユニット４Ａ〜４Ｄを搭載する板状ベース部材であってもよいし、単にスペースＳに配置された板状部材であってもよい。

次に図７に前述したガイド突起部の変形例を示し、説明する。
前述した媒体３１の搬送方向に平行なストライブ模様に隆起するガイド突起部１１であったのに対し、図７（ａ）は、格子模様に隆起するガイド突起部６１である。このガイド突起部６１は、媒体３１の搬送方向（Ｘ軸方向）に直交するＹ軸方向側のリブ高さをＸ軸方向のリブ高さより低く形成することで媒体３１の引っ掛かりを防止している。

図７（ｂ）に示すガイド突起部６２は、前述したガイド突起部１１を４５°傾けた構成である。このガイド突起部６２は、搬送方向と直交する辺を持たないため、ガイド突起部１１に比べてスムーズに搬送することができる。

図７（ｃ）に示すガイド突起部６３は、各リブが搬送方向Ｘに沿うようにストライプ配置し、且つ媒体３１における上流側の突起部を媒体３１の下流側より低く形成している。図７（ｄ）に示すガイド突起部６４は、前記図７（ｃ）のリブ形状を基に、搬送方向Ｘで比較的に長いリブが断続的に配置される。このガイド突起部６４では、リブを設けていない部分がＹ軸方向に一列に並ばないように配置することが好ましい。

図７（ｅ）に示すガイド突起部６５は、搬送方向Ｘで比較的に短く縫い目状のリブが断続的に配置される。このガイド突起部６４では、図７（ｆ）に示すように、搬送方向Ｘに対して、上流方向が先細りする媒体３１より遠い流線型形状が好ましい。この例においても、リブを設けていない部分がＹ軸方向に一列に並ばないように配置することが好ましい。

また、図４及び図７（ａ）〜図７（ｆ）に示したガイド突起部は、それぞれ１つの形状を選択して形成してもよいし、これらを適宜組み合わせて用いてもよい。
以上説明したように、本実施形態におけるオイルパンの底面に設けたガイド突起部により、搬送される媒体の浮き上がりが防止され、またジャムエラーが発生しても媒体は、ガイド突起部に絡みノズル形成面への損傷を防止することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、開示される要旨を逸脱しない範囲内で、適宜、構成部位について変形及び組み合わせることができる。前述した実施形態及び変形例では、各オイルパンの下面にガイド突起を設けたがこれに限定されるものではなく、画像形成媒体が搬送される搬送路であって、画像形成媒体が接する部位に設けてもよい。例えば、反転・再給紙ユニットにおけるガイド部分に適用してもよい。勿論、記載されている実施形態の各構成部位を組み合わせてよいし、また、構成部位から所望に応じて、幾つかの構成部位を削除して実施することもできる。

本発明の画像形成装置係る一実施形態の概念的な構成を斜め上方から見た斜視図である。 本実施形態におけるメンテナンスユニットを搭載するオイルパンが退避した状態を示す図である。 本実施形態におけるオイルパンが取り出されたメンテナンス状態を示す図である。 本実施形態のオイルパンに形成されたガイド突起部を斜め下から見た斜視図である。 本実施形態のガイド突起部におけるリブの断面形状の例を示す図である。 本実施形態のオイルパンのガイド突起部とインクヘッドユニットのノズル形成面との位置関係について説明するための図である。 本実施形態のガイド突起部における変形例を示す図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｄ…ヘッド列、２…ヘッドユニット、３…ノズル、４Ａ〜４Ｄ…メンテナンスユニット、５…オイルパン、６…メンテナンス吸引部、７…キャップ部、８…メンテナンス移動部、９…吸引口、１０…負圧生成部、１１…ガイド突起部、１２…ガイド溝、１３…位置決めガイド、１４…ワイパー、１７…サイドフレーム、１８，１９…スリット 、２０…昇降フレーム（第２の支持部材）、２１…連結部 、２２…支持体、２３…昇降移動部、２４…スライド移動部。

Claims (4)

1. 配列された複数のノズルからインクを吐出してプラテン部で搬送される画像形成媒体に画像を描画する複数のインクヘッドを備え、それぞれが等間隔のスペースを空けて配置される複数のヘッドユニットと、
   前記インクヘッドのインク吐出面とそれぞれ対向する位置に配置され、前記インク吐出面に残留するインクを吸引して廃棄する複数のメンテナンス吸引部を備えるメンテナンスユニットと、
   前記メンテナンスユニットを搭載し、前記ヘッドユニットによる描画時には、それぞれの前記スペース内に前記メンテナンスユニットを退避させるメンテナンスユニット吸引部取り付け支持部と、
   前記メンテナンスユニット吸引部取り付け支持部の前記画像形成媒体に対向する面に形成され、前記メンテナンスユニットの退避時に、前記ヘッドユニットの前記ノズルの形成面よりも搬送される画像形成媒体に近づくように設けられるガイド突起部と、
   を具備し、
   前記ヘッドユニットによる描画時に退避された前記メンテナンスユニット吸引部取り付け支持部の前記ガイド突起により、前記画像形成媒体の搬送をガイドすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ガイド突起部は、前記画像形成媒体の搬送方向の上流側から下流側において、上流側から下流側に向かって高くなる傾斜を有して形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置において、
   前記ガイド突起部は、格子形状、ストライプ形状、縫い目状のいずれか１つ若しくはこれらの組み合わて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置において、
   前記ガイド突起部は、導電体又は金属材料から成り、電位が接地されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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