JP2008093958A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】堆積した紙粉の飛散を防止し、簡易かつ効率的に紙粉を回収可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録ヘッドのノズルの状態を維持し、回復するための信頼性維持手段である維持回復機構７１に、主走査方向に往復移動するキャリッジ１３に搭載された記録ヘッドからインクを用紙に吐出する画像記録手段と、主走査方向と直交する副走査方向に用紙２２を搬送する無端状の搬送ベルト３１とを備え、その下方に廃インクを貯蔵する廃液タンク１５０を備え、搬送ベルト３１に対して圧接する紙粉除去用の弾性部材と、除去された紙粉を受ける紙粉溜まり部６４を備えるインクジェット記録装置である。紙粉溜まり部６４から、除去された紙粉は紙粉溜まり部６４の底面に設けられた傾斜により、自重で廃液タンク１５０側へ移動し、紙粉溜まり部６４の最下端の開口部より廃液タンク１５０内へ落下する。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット記録装置等の画像形成装置内で発生した紙粉等の異物を簡易かつ効率的に回収できる画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置（あるいは画像記録装置ともいう。）としては、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、記録ヘッドから記録媒体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。

このようなインクジェット記録装置で使用されるインクジェット記録ヘッドとしては、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の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。

ところで、インクジェット記録方式ではインクを記録媒体にインクを付着させるために、画像を形成すると記録媒体はインクに含まれる水分によって伸びる現象がある。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記録媒体は波打ち、ヘッドのノズルと記録媒体表面の位置が場所によって変化する。そしてコックリングの程度が悪くなると、最悪の場合、記録媒体がヘッドのノズル面と接触して、ヘッドのノズル面を汚したり、記録媒体自身も汚れてしまっ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着弾位置がずれてしまうこともある。

また、従来のインクジェット記録装置では記録媒体の送りをローラによって行っており、印字領域を挟んで２組のローラ（一方は拍車とコロの組み合わせという構成もある）が配置されている。しかし、この構成では記録媒体の送り精度を保証できるのは記録媒体がこの２組のローラに噛んでいる状態でのみである。

ところが近年、画像印字領域の増大が望まれているため、印字領域を確保するために、本来であれば記録媒体の送り精度を保証できない状態、つまり２組あるローラのうち一方のローラ対にしか記録媒体が噛んでいない状態で印字を行うようにしたインクジェット記録装置も存在する。しかしながら、片方のローラ対にしか記録媒体が噛んでいない状態では、記録媒体の浮きが発生した場合は、対処できなかったり、記録媒体搬送力が確保できないために送りの精度を保証できないので、画像品質も低下するという問題が生じている。

そこで、記録媒体の平面性を維持するために、無端状の帯電ベルトを備え、帯電ベルト表面を帯電して記録媒体を静電吸着させ、この状態で帯電ベルトを周回させることで記録媒体を搬送することにより、記録媒体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インクジェット記録装置が提案されている。

このような無端状の搬送ベルトを用いて記録媒体を搬送するインクジェット記録装置にあっては、紙粉が搬送ベルトに付着して固着すると、搬送ベルトを帯電するときに帯電不良が発生して静電吸着による記録媒体の平面性が低下し、記録媒体の安定搬送が阻害されるだけでなく、記録媒体の浮きあがりによる画像不良を生じることになる。

また、搬送ベルトに対する紙粉の付着だけでなく、記録ヘッドの吐出口面に紙粉が付着した場合、吐出性能および吐出口面のクリーニング性能に悪影響を与える。

さらに近年では、ビジネス用途等の要求からインクジェット記録装置の印刷速度アップ、高寿命化が求められている。記録装置の印刷速度アップには、記録ヘッドの主走査方向の移動速度だけでなく、副走査方向の搬送速度を上げる必要があり、それに比例して記録装置の記録媒体搬送経路での記録媒体に対する接触圧力が増し、紙粉発生量が大きく増加してしまう。また、記録装置の高寿命化によっても、記録装置の総寿命で印刷できる記録媒体が増え、発生する紙粉量が増加する。

上述の紙粉発生量の増加に対し、記録装置の総寿命で発生する紙粉を収容できる紙粉溜まり部を設けたり、あるいは、紙粉溜まり部に堆積した紙粉を回収できるようにしたりする構成を必要とすることがある。

しかしながら、近年の上述のようなタイプの記録装置では内部要素の高密度化配置により大容量の紙粉溜まり部を設けることは難しい。また、紙粉溜まり部を着脱可能として紙粉を回収可能な構成とすれば、紙粉溜まり部の容量は必要最小限で済むが、記録装置の複雑化を招き、堆積した紙粉が回収時に記録装置内外に飛散したり、搬送ベルトに再付着するという問題がある。

なお従来、搬送ベルトに付着した紙粉を除去する方法として、特許文献１に開示されているように弾性部材を搬送ベルトに圧接して設ける方法が提案されており、また、記録ヘッドの吐出面への紙粉の付着を防ぐ方法として、特許文献２に開示されているように、インクの噴射方向に向けて紙粉払拭用空気を噴射する噴射口を設け、空気を噴射しながら記録ヘッドを走査することにより、記録ヘッド吐出口面への紙粉の付着を防ぐ方法が提案されているが、堆積した紙粉を記録装置内外へ飛散させず効率的に回収する方法は提案されていない。

特開２００４−２１７３７３号公報 特開昭６１−１６４８３８号公報

本発明は、前述したような従来の状況にかんがみてなされたもので、堆積した紙粉の飛散を防止し、簡易かつ効率的に紙粉を回収可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、記録ヘッドから液滴を記録媒体に吐出する画像記録手段と、前記記録媒体を搬送する無端状の搬送ベルトと、廃液貯蔵手段とを備えた画像形成装置において、前記搬送ベルトに対して圧接する弾性部材と、該弾性部材により除去された前記搬送ベルト上の異物を受ける異物溜まり部と、該異物溜まり部から前記廃液貯蔵手段内へ除去した異物を導く異物搬送手段とを備えることを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像記録手段は、主走査方向に往復移動可能なキャリッジに搭載された記録ヘッドであり、前記搬送ベルトは、前記主走査方向と直交する副走査方向に前記記録媒体を搬送することを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトは帯電ベルトであり、静電気により前記記録媒体を吸着して搬送することを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、前記廃液貯蔵手段を着脱可能に備えていることを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの画像形成装置において、前記異物搬送手段は、前記異物溜まり部の底面に傾斜を設け、該異物溜まり部に設けた前記廃液貯蔵手段内に繋がる開口部から、異物の自重により前記廃液貯蔵手段内へ前記異物を導くことを特徴とする。

請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかの画像形成装置において、前記異物搬送手段は、前記異物溜まり部に、空気により異物を前記廃液貯蔵手段内へ導くための空気流通経路を設けてなることを特徴とする。

請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記記録媒体は記録紙であり、前記異物に該記録紙より発生する紙粉を含むことを特徴とする。

本発明によれば、紙粉溜まり部の少容量化による記録装置の小型化および、記録装置自身、あるいは外部からの振動、衝撃などによる紙粉の搬送ベルトへの再付着、記録装置内外への漏れ、飛散等を防ぐことが可能になるという効果がある。

以下、本発明の実施形態に関して、添付図面に基づき説明する。

本発明に係るインクジェット記録装置の一例について図１を参照して説明する。なお、図１は同インクジェット記録装置を前方側から見た斜視説明図である。

図示のインクジェット記録装置は、装置本体１と、装置本体１に装着した用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に装着され画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３とを備えている。さらに、装置本体１の前カバー４の一端部側には、前カバー４から前方側に突き出し、上カバー５よりも低くなったカートリッジ装填部６を有し、このカートリッジ装填部６の上面に操作キーや表示器などの操作部７を配置している。カートリッジ装填部６には、液体補充手段としての液体保管用タンクであるメインタンク（以下、「インクカートリッジ」という。）１０が交換可能に装着され、また、開閉可能なインクカートリッジカバー８を有している。

次に、この画像形成装置の機構部について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は同機構部の全体構成を説明する概略構成図、図３は同機構部の要部平面説明図である。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１１とステー１２とでキャリッジ１３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３で矢示方向に移動走査する。このキャリッジ１３には、記録液（ここでは、インク）の液滴を吐出するための液体吐出ヘッド（ここでは、インクジェットヘッド）からなる記録ヘッド１４を複数のノズル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。

ここで、記録ヘッド１４としては、例えば、図２及び図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドである独立した４個の液体吐出ヘッド１４ｙ、１４ｍ、１４ｃ、１４ｋ（以下では「記録ヘッド１４」は色を区別しない場合の用語とする。）を用いているが、各色のインク滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。なお、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。

記録ヘッド１４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。

また、キャリッジ１３には、記録ヘッド１４に各色のインクを供給するための各色の液体容器であるサブタンク１５を搭載している。このサブタンク１５にはインク供給チューブ１６を介して前述した各色のメインタンク（インクカートリッジ）１０からインクが補充供給される。ここで、メインタンク１０は、それぞれ各色に対応してシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを収容している。また、サブタンク１５には内部に収容しているインク（記録液）が所定量以下になったこと（インクエンドになったこと）を検知するための検知電極を用いたインクエンドセンサを設け、サブタンク１５内がインクエンドになったときには対応するインクカートリッジ１０から当該色の記録液を補充供給し、インクカートリッジ１０からの補充供給動作を行ったにもかかわらず、サブタンク１５内のインクエンド状態が解消されないときには、インクカートリッジ１０もインクエンドになったものとして所要の処理を行う。本発明における「記録液がない」状態とはインクカートリッジ１０がインクエンドになった状態に対応する。また、インクエンドの状態はインクニアーエンドの状態を含むものとする。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）２１上に積載した用紙２２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２１から用紙２２を１枚ずつ分離給送する給紙コロ２３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４を備え、この分離パッド２４は給紙コロ２３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙２２を記録ヘッド１４の下方側で搬送するための搬送部として、用紙２２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト３１と、給紙部からガイド２５を介して送られる用紙２２を搬送ベルト３１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ３２と、略鉛直上方に送られる用紙２２を略９０°方向転換させて搬送ベルト３１上に倣わせるための搬送ガイド３３と、押さえ部材３４で搬送ベルト３１側に付勢された先端加圧コロ３５とを備えている。また、搬送ベルト３１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ３６を備えている。

ここで、搬送ベルト３１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ３７とテンションローラ３８との間に掛け渡されて、図３のベルト搬送方向に周回するように構成している。帯電ローラ３６は、搬送ベルト３１の表層に接触し、搬送ベルト３１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、搬送ベルト３１の裏側には、記録ヘッド１４による印写領域に対応してガイド部材４１を配置している。

また、記録ヘッド１４で記録された用紙２２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト３１から用紙２２を分離するための分離爪５１と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３とを備え、排紙ローラ５２の下方に排紙トレイ３を備えている。ここで、排紙ローラ５２と排紙コロ５３との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。

また、装置本体１の背面部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト３１の逆方向回転で戻される用紙２２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ３２と搬送ベルト１１との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット６１の上面には手差し給紙部６２を設けている。

さらに、図３に示すように、キャリッジ１３の走査方向の一方の非印字領域には、記録ヘッド１４のノズルの状態を維持し、回復するための信頼性維持手段である維持回復機構７１を配置し、他方の非印字領域には空吐出受け部材８１を配置している。維持回復機構７１には、記録ヘッド１４のノズル面をキャピングするためのキャッピング手段であるキャップ部材７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄと、ノズル面をワイピングするためのワイピング手段であるワイパーブレード７３などを備えている。

そして、この維持回復機構７１の下側には、図４に示すように、維持回復機構７１による維持、回復動作によって生じる廃インクの貯蔵手段である廃液タンク１５０を配設し、この廃液タンク１５０のロート状の入口部１５０ａに吸引ポンプ１２０のチューブ１１９の排出側を臨ませている。廃液タンク１５０としては、内部に吸収体を持たない構成としているが、吸収体を設ける構成とすることもできる。

図５に示すように、搬送ベルト３１に対して紙粉除去用の弾性部材６３を設けており、搬送ベルト３１表面に用紙の紙粉９１が付着した場合、この紙粉９１は搬送ベルト３１の周回移動で弾性部材６３で掻き落とされ、紙粉溜まり部６４に落下する。そして紙粉溜まり部６４に落下した紙粉は９１は、紙粉搬送手段である紙粉溜まり部６４の底面に設けられた傾斜により、自重で廃液タンク１５０側へ移動し、紙粉溜まり部の６４の最下端の開口部より廃液タンク１５０内へ落下する。

このように廃液タンク１５０内へ落下した紙粉９１は、廃インクを吸収し、固化するため、記録装置自身、あるいは外部からの振動、衝撃などによる紙粉の搬送ベルトへの再付着、記録装置内外への漏れ、飛散等を防ぐことができる。また、記録装置の総寿命で発生する紙粉を収容する紙粉溜まり部を設ける必要が無いため、紙粉溜まり部の容量を必要最小限にできる。

また、廃液タンク（廃インク貯蔵手段）を着脱可能な構成すれば、堆積した紙粉を廃インクと同時に効率的に回収でき、回収時においても紙粉の記録装置内外への漏れ、飛散等を防ぐことができる。

さらに図７に示す様に、紙粉溜まり部に空気導入口６５を設けてファン等で空気を送り込み、空気により紙粉を廃インク貯蔵手段内へ導く紙粉搬送手段によって、紙粉溜まり部に堆積した紙粉だけでなく、マシン内部のインクミストも同時に廃インク貯蔵部に導き、回収することができる。

すなわち本発明は、主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出する画像記録手段と、主走査方向と直交する副走査方向に前記記録媒体を搬送する無端状の搬送ベルトと、廃インク貯蔵手段を備え、前記搬送ベルトに対して圧接する紙粉除去用の弾性部材と、除去された紙粉を受ける紙粉溜まり部を備えるインクジェット記録装置において、前記紙粉溜まり部から、除去された紙粉を前記廃インク貯蔵手段内へ導く紙粉搬送手段を備えることで、紙粉溜まり部の少容量化による記録装置の小型化および、記録装置自身、あるいは外部からの振動、衝撃などによる紙粉の搬送ベルトへの再付着、記録装置内外への漏れ、飛散等を防ぐ。

またこれに加え、前記廃インク貯蔵手段を着脱可能に配すことで、記録装置内部に堆積した紙粉を廃インクと同時に効率的に回収することができ、かつ回収時においても記録装置内外への紙粉の漏れ、飛散を防ぐ。また紙粉溜まり部の底面に傾斜を備え、廃インク貯蔵手段内に繋がる底面の最下端に設けた開口部から、紙粉の自重により廃インク貯蔵手段内へ導くことで、複雑な機構、装置を用いることなく簡易な紙粉搬送手段によって、紙粉の飛散を防止し、効率的に紙粉を回収可能とする。

さらに、紙粉溜まり部に空気導入口を設けてファン等で空気を送り込み、空気により紙粉を廃インク貯蔵手段内へ導く紙粉搬送手段によって、紙粉溜まり部に堆積した紙粉だけでなく、マシン内部のインクミストも同時に廃インク貯蔵部に導き、回収できるようにする。

インクジェット記録装置の斜視図 インクジェット記録装置の概略構成図 インクジェット記録装置の要部平面説明図 維持回復機構および廃液タンクの構成図 搬送ベルト紙粉除去部の構成図 紙粉搬送手段説明図 紙粉搬送手段説明図

符号の説明

１…インクジェット記録装置本体
２…給紙トレイ
３…排紙トレイ
４…前カバー
５…上カバー
６…カートリッジ装填部
７…操作部
８…インクカートリッジ
１０…メインタンク（インクカートリッジ）
１１…ガイドロッド
１２…ステー
１３…キャリッジ
１４…記録ヘッド
１４ｙ…液体吐出ヘッド（イエロー）
１４ｍ…液体吐出ヘッド（マゼンダ）
１４ｃ…液体吐出ヘッド（シアン）
１４ｋ…液体吐出ヘッド（ブラック）
１５…サブタンク
１６…供給チューブ
２１…用紙積載部
２２…用紙
２３…給紙コロ
２４…分離パッド
２５…ガイド
３１…搬送ベルト
３２…カウンタローラ
３３…搬送ガイド
３４…押さえ部材
３５…先端加圧コロ
３６…帯電ローラ
３７…搬送ローラ
３８…テンションローラ
４１…ガイド部材
５１…分離爪
５２…排紙ローラ
５３…排紙コロ
６１…両面給紙ユニット
６２…手差し給紙部
６３…紙粉除去用弾性部材
６４…紙粉溜まり部
６５…空気導入口
７１…維持回復機構
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ…キャップ部材
７３…ワイパーブレード
８１…空吐出受け部材
９１…紙粉
１５０ 廃液タンク

Claims (7)

1. 記録ヘッドから液滴を記録媒体に吐出する画像記録手段と、前記記録媒体を搬送する無端状の搬送ベルトと、廃液貯蔵手段とを備えた画像形成装置において、
   前記搬送ベルトに対して圧接する弾性部材と、該弾性部材により除去された前記搬送ベルト上の異物を受ける異物溜まり部と、該異物溜まり部から前記廃液貯蔵手段内へ除去した異物を導く異物搬送手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像記録手段は、主走査方向に往復移動可能なキャリッジに搭載された記録ヘッドであり、前記搬送ベルトは、前記主走査方向と直交する副走査方向に前記記録媒体を搬送することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記搬送ベルトは帯電ベルトであり、静電気により前記記録媒体を吸着して搬送することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、前記廃液貯蔵手段を着脱可能に備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から４のいずれかの画像形成装置において、前記異物搬送手段は、前記異物溜まり部の底面に傾斜を設け、該異物溜まり部に設けた前記廃液貯蔵手段内に繋がる開口部から、異物の自重により前記廃液貯蔵手段内へ前記異物を導くことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から５のいずれかの画像形成装置において、前記異物搬送手段は、前記異物溜まり部に、空気により異物を前記廃液貯蔵手段内へ導くための空気流通経路を設けてなることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記記録媒体は記録紙であり、前記異物に該記録紙より発生する紙粉を含むことを特徴とする画像形成装置。