JP2008213233A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットプリンタにおいて、装置全体のスケールアップを伴うことなく簡便な構成で、スターローラによる記録紙の排紙ローラへの押圧を向上させて、排紙ローラに対する記録紙の滑りを防止する。
【解決手段】第２搬送機構３２は、記録紙１０と当接する当接部３６ａと、シャフト部３６ｂとを有し、回転駆動される排紙ローラ３６と、当接部３６ａの各々に対向して設けられたスターローラ３７と、スターローラ３７を排紙ローラ３６の側に付勢状態で回転自在に張架支持するコイルばね軸３８と、ローラ保持プレート３９とを備える。スターローラ３７は、金属製のホイール部３７ａと樹脂製の軸受部３７ｂをアウトサート成形により一体化される。ホイール部３７ａを強磁性体材料でプレス加工して形成し、シャフト部３６ｂの軸心部であって、軸線方向において当接部３６ａが位置する箇所には、永久磁石３６ｃをインサート成形により埋設する。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェットプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、その記録紙搬送機構に用いられる排紙ローラ及びスターローラに関する。

一般に、記録紙にプリントヘッドからインクを吐出させて画像を形成するインクジェットプリンタでは、筐体内部に、給紙トレイに充填された記録紙をプリントヘッドの近傍に搬送する第１搬送部と、プリントヘッドによって画像が形成された記録紙を排紙トレイに搬送する第２搬送部が設けられている。吐出されたインクは、記録紙が第２搬送部を通過する際に完全に乾燥していないため、形成された画像を損傷しないように、第２搬送部は、記録紙の画像形成面の裏面に対して面接触し、モータにより回転駆動される排紙ローラと、記録紙の画像形成面に対して点接触し、排紙ローラの回転に従属して回転されるスターローラ等で構成されている。

このスターローラは、多くの場合、特許文献１及び特許文献２に示されるように、コイルばねによって、排紙ローラの側に付勢状態で回転自在に張架支持され、記録紙を排紙ローラに押圧している。また、排紙ローラにおいて、記録紙と当接する当接部は、高弾性であって、表面の摩擦力が大きいゴム材等で形成されている。この結果、記録紙が排紙ローラとスターローラに確実に狭持され、その搬送が行われる。

ところで、上述のようなインクジェットプリンタにおいて、長期使用や連続使用を行うと、排紙ローラの当接部におけるゴム材等の劣化や、コイルばね等の弾性力の低下によって、排紙ローラに記録紙を押圧する力が低下する。そのため、排紙ローラに対して記録紙が滑ってしまう虞があり、記録紙の搬送ができなくなったり、モータのトルクをさらに上げるようにデューティが制御されて、制御回路及びモータにかかる負荷が大きくなったりする可能性がある。さらに、近年のプリント速度の向上に伴って、記録紙の搬送も高速化され、上記問題は、一層顕著化されている。

このような中、特許文献３には、シート排出部から排出されたシートを排出トレイ上にスタックするシートスタック装置において、排出されたシートを受け止めた後、下降及び退避動作を伴って排出トレイにシートを受け渡すシート支え機構をパンタグラフ機構で構成し、その動作と連動するシート押さえ機構を、パンタグラフ機構に新たに配設したマグネット及び金属棒による吸着力を利用して構成したものが開示されている。

また、特許文献４には、プリンタ本体に対して回動自在に設けられたメインスタッカと、このメインスタッカから引き出されるサブスタッカで構成されたスタッカにおいて、装置本体側とサブスタッカのそれぞれに永久磁石を設け、非使用状態では磁石の吸着力によりサブスタッカがメインスタッカに保持され、使用状態では磁石の反発力によりサブスタッカがメインスタッカから進出するようにしたものが開示されている。

ここで、上述のインクジェットプリンタでは、その筐体内部に、多くの部品が密集して取り付けられていると共に、画像形成装置の小型化が進み、その筐体の高さ、奥行及び幅寸法はより小さくすることが求められている。従って、排紙ローラへの押圧の低下を防ぐため、磁気的な吸着力を利用する場合、上述のように磁石や磁石と吸着する磁性体材料を新たな別部品として第２搬送部に設けることはスペース上に非常に困難である。
実登３０６９４８９号公報 特開２００５−１７０５９０号公報 特開２００３−１８２９２０号公報 特開２００５−１７０６１５号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、装置全体のスケールアップを伴うことなく簡便な構成で、スターローラによる記録紙の排紙ローラへの押圧を向上させることにより、排紙ローラに対する記録紙の滑りを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、記録紙を保持する給紙トレイと、この給紙トレイに保持された記録紙を所定の経路に沿って搬送する記録紙搬送機構と、この記録紙搬送機構により搬送される記録紙に画像を形成する画像形成部と、外部から入力される画像データを基に前記記録紙搬送機構及び前記画像形成部を制御する制御部とを備え、前記記録紙搬送機構は、前記給紙トレイに保持された記録紙を前記画像形成部に搬送する第１搬送機構と、前記画像形成部により画像が形成された記録紙を装置外部に搬送する第２搬送機構と、前記第１搬送機構及び前記第２搬送機構を駆動させるフィードモータとを有し、前記画像形成部は、インクが充填されたインクカートリッジと、このインクカートリッジが装着され、記録紙の搬送方向に直交する主走査方向に往復移動するキャリッジと、このキャリッジを駆動するキャリッジ駆動モータとを有し、インクを記録紙に吐出させることにより画像形成を行い、前記第２搬送機構は、記録紙の幅寸法に収まるように主走査方向に沿って所定の間隔で複数配置され、記録紙と当接する当接部と、この当接部が圧入されるシャフト部とを含み、前記フィードモータによって回転駆動される排紙ローラと、この排紙ローラの上方に、前記シャフト部に沿って前記当接部の各々に対向して設けられた複数のスターローラと、このスターローラを前記排紙ローラの側に付勢状態で回転自在に張架支持する複数のコイルばね軸と、前記排紙ローラ及び前記コイルばね軸を支持するローラ保持プレートとを有しており、前記スターローラは、記録紙と点接触するように放射状の尖形形状に形成された金属製のホイール部と、前記コイルばね軸が挿入される樹脂製の軸受部をアウトサート成形により一体化することにより形成されており、前記ホイール部により記録紙が前記当接部に押圧され、記録紙を狭持して搬送する画像形成装置において、前記ホイール部は、強磁性体材料をプレス加工して形成されており、前記シャフト部は、樹脂性であると共に、その軸心部であって、その軸線方向において前記当接部が位置する箇所に、円筒状の永久磁石がインサート成形により埋設されており、前記永久磁石の磁力によって前記スターローラが前記排紙ローラの側に引き寄せられ、記録紙を前記排紙ローラにさらに押圧させ、排紙ローラに対して記録紙が滑るのを防止したものである。

請求項２の発明は、記録紙に画像を形成する画像形成部と、給紙トレイに保持された記録紙を前記画像形成部に搬送する第１搬送機構と、前記画像形成部により画像が形成された記録紙を装置外部に搬送する第２搬送機構とを備え、前記第２搬送機構は、所定の間隔で複数配置されて記録紙と当接する当接部と、この当接部が圧入されて回転駆動されるシャフト部とを含んだ排紙ローラと、前記当接部の各々に対向して設けられた複数のスターローラとを有しており、前記スターローラは、前記排紙ローラの側に付勢状態で回転自在に張架支持され、記録紙を前記当接部に押圧する画像形成装置において、前記シャフト部の軸心部のうち、前記当接部が位置する箇所には、永久磁石が設けられており、前記スターローラは、前記永久磁石に吸着されるように形成されており、前記永久磁石の磁力によって前記スターローラが前記排紙ローラの側に引き寄せられ、記録紙を前記排紙ローラにさらに押圧させ、排紙ローラに対して記録紙が滑るのを防止したものである。

請求項１の発明によれば、永久磁石の磁力によってスターローラが排紙ローラの側に引き寄せられ、記録紙を排紙ローラにさらに押圧させ、排紙ローラに対して記録紙が滑るのを防止することができる。そのため、記録紙の搬送を確実に行うことができると共に、制御部がフィードモータのトルクを上げるようにデューティを制御する機会が減少するので、フィードモータ及び制御部に設けられたアナログＡＳＩＣにかかる負荷を低減させることができる。また、本発明の構成にあたって、永久磁石及び強磁性体材料をインサート成形及びアウトサート成型等の射出成形によって従来と同じサイズの部品に組み込んでいるので、装置全体のスケールアップを伴うことなく簡便に構成することができる共に、安価に大量生産が可能である。さらに、シャフト部の慣性モーメントの増加を抑えることができ、フィードモータ及びアナログＡＳＩＣにかかる負荷が小さい。

請求項２の発明によれば、永久磁石の磁力によってスターローラが排紙ローラの側に引き寄せられ、記録紙を排紙ローラにさらに押圧させ、排紙ローラに対して記録紙が滑るのを防止することができる。そのため、記録紙の搬送を確実に行うことができる。また、本発明の構成にあたって、永久磁石及び強磁性体材料を従来と同じサイズの部品に組み込んでいるので、装置全体のスケールアップを伴うことなく簡便に構成することができる。

本発明を実施するための最良の実施形態に係る画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタについて図面を参照して説明する。図１はインクジェットプリンタ１の概略構成を示す。インクジェットプリンタ１は、記録紙１０を保持する給紙トレイ２と、この給紙トレイ２に保持された記録紙１０を搬送する記録紙搬送機構３と、この記録紙搬送機構３によって搬送された記録紙１０に画像を形成する画像形成部４と、この画像形成部４によって画像が形成された記録紙１０が堆積される排紙トレイ５と、記録紙搬送機構３及び画像形成部４を収容する筐体６と、記録紙搬送機構３及び画像形成部４の制御を司る制御部７等で構成されている。給紙トレイ２は筐体６の前面下方に位置し、排紙トレイ５は筐体６の背面に位置している。

記録紙搬送機構３は、図中の矢印Ａで示す記録紙搬送方向（副走査方向）に記録紙１０を搬送するものであり、給紙トレイ２に保持された記録紙１０を画像形成部４による画像形成位置まで搬送する第１搬送機構と、画像形成部４によって画像が形成された記録紙１０を排紙トレイ５に搬送する第２搬送機構３２と、第1搬送機構３１及び第２搬送機構３２を駆動するためのフィードモータ３３等で構成される。フィードモータ３３には、制御が容易なＤＣモータが用いられている。

画像形成部４は、インクが充填されたインクカートリッジ４１と、インクカートリッジ４１を支持しながら、副走査方向に直交する主走査方向に往復移動するキャリッジ４２と、キャリッジ４２を駆動するキャリッジ駆動モータ４３等で構成されている。インクカートリッジ４１の下面には、記録紙１０にインクを吐出するプリントヘッド４４が設けられている。キャリッジ４２は、主走査方向に平行に配設されたシャフト４５によって往復移動自在に支持される。キャリッジ駆動モータ４３の出力は、ベルト等を介してキャリッジ４２に伝達される。

制御部７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭあるいはこれらの機能を一体化したアナログＡＳＩＣ(application specific integrated circuit)７１で構成されており、画像を形成するために、パーソナルコンピュータなどの外部装置から送信されてくる画像データを用いて、フィードモータ３３、キャリッジ駆動モータ４３及びプリントヘッド４４を制御する。具体的には、フィードモータ３３を制御して記録紙１０を副走査方向に一定速度で搬送し、キャリッジ駆動モータ４３を制御して所定の範囲でキャリッジを主走査方向に往復駆動させる。これにより、キャリッジ４２上に設けられたプリントヘッド４４を、記録紙１０上の画像形成範囲の上端から下端にかけて１ラインずつ又は数ラインずつ平行移動させることができる。さらに、フィードモータ３３及びキャリッジ駆動モータ４３の駆動に同期させて、プリントヘッド４４を制御する。例えば、画像データが「黒」を示す位置に向けて黒インクの液滴を飛翔させ、記録紙１０にインクを付着させる。逆に画像データが「白」を示す位置には、インクの液滴を飛翔させず、記録紙１０にインクを付着させない。他の色についても同様である。このようにして、画像データに応じて、記録紙１０上の所定の位置に所定の色の液滴を付着させ、あるいは付着させないことにより、記録紙１０上に画像を形成することが可能となる。

第1搬送機構３１はプリントヘッド４４の上流側に、第２搬送機構３２はプリントヘッド４４の下流側にそれぞれ配設されている。第1搬送機構３１は、給紙トレイ２に載置された記録紙１０を装置本体の内部に送出するピックローラ３４と、ピックローラ３４によって送出された記録紙１０をプリントヘッド４４の側に送出する給紙ローラ３５ａと、記録紙１０を給紙ローラ３５ａに押圧する押圧ローラ３５ｂ等で構成されている。

図２及び図３は本インクジェットプリンタ１の第２搬送機構３２の構成を示す。第２搬送機構３２は、記録紙１０の画像形成面の裏側に位置する排紙ローラ３６と、この排紙ローラ３６の上方に設けられたスターローラ３７と、このスターローラ３７を排紙ローラ３６の側に付勢状態で回転自在に張架支持するコイルばね軸３８と、排紙ローラ３６及びコイルばね軸３８を支持するローラ保持プレート３９とを有している。

排紙ローラ３６は、記録紙１０と当接する当接部３６ａと、この当接部３６ａが圧入されるシャフト部３６ｂとを備えている。排紙ローラ３６は、また、シャフト部３６ｂの一端に設けられる歯車３６ｃ等を介して、フィードモータ３３によって回転駆動される。当接部３６ａは、Ａ４、Ｂ５、はがき等の各種記録紙１０の幅寸法に収まるように主走査方向に沿って２箇所配置されており、記録紙１０の画像形成面の裏面と確実に面接触ができるように、高弾性であって、表面の摩擦力が大きいゴム材等で形成されている。シャフト部３６ｂは、樹脂製であり、その軸心部には、軸線方向において当接部３６ａが位置する箇所に渡る、一本の円筒状の永久磁石３６ｄがインサート成形により埋設されている。ここで、永久磁石とは、外部から磁場や電流の供給を受けることなく磁石としての性質を比較的長期にわたって保持し続ける磁石であり、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石等が挙げられる。本実施形態で用いる永久磁石３６ｄとしては、保磁力が高く、軽量化、小型化及び低コスト化に対応できるフェライト磁石又はネオジウム磁石が適している。

スターローラ３７は、当接部３６ａの各々に対向して２箇所設けられている。また、スターローラ３７は、記録紙１０と点接触するように所定のピッチで放射状の尖形形状に形成された金属製のホイール部３７ａと、コイルばね軸３８が挿入される樹脂製の軸受部３７ｂをアウトサート成形により一体化することにより形成されている。ホイール部３７ａは、軸受部３７ｂの両端側に、尖形形状の位相を１／２ピッチずらした状態で１箇所づつ配置されている。このようにホイール部３７ａと記録紙１０を短い間隔で接触させるように構成するのは、ホイール部３７ａが記録紙１０に当接する際の振動を低減し、記録紙１０の振動による画質の低下を防止するためである。また、ホイール部３７ａは、板厚０．１ｍｍ程度の強磁性の金属板をプレス加工して形成されている。このように板厚を０．１ｍｍ程度まで小さくするのは、記録紙１０との接触面積を小さくし、インクの乾燥が不十分なときに、スターローラ３７の接触によりインクのにじみが生じるのを低減するためである。強磁性の金属板としては、材料強度、材料コストや加工容易性等を鑑みてフェライト系又はマルテンサイト系のＳＵＳ材等が適している。

ローラ保持プレート３９は樹脂製であって、その両端側が同じく樹脂製の筐体６にボルト３９ａ等で固定されている。ローラ保持プレート３９には、コイルばね軸３８の両端に対応する位置において、コイルばね軸３８の端部を係合し得るように、鍵状のばね係合部３９ｂが形成されている。ローラ保持プレート３９の裏面には、下方に突起した回転支持部３９ｃが形成されており、排紙ローラ３６を回転自在に軸支している。

上記のように構成された第２搬送機構３２の記録紙の搬送動作について説明する。記録紙１０が第２搬送機構３２の搬送ローラ及びスターローラ３７間に送入されると、図３の矢印に示すように、スターローラ３７はコイルばね軸３８によって排紙ローラ３６の側に付勢され、さらに永久磁石３６ｄの磁力によって排紙ローラ３６の側に引き寄せられているので、記録紙１０は排紙ローラ３６に押圧される。この状態で排紙ローラ３６が回転すると、スターローラ３７はその回転に連動して回転されるので、記録紙１０は搬送ローラ及びスターローラ３７に挟圧されて搬送される。その際、形成された画像を損傷しないように、排紙ローラ３６は記録紙１０の画像形成面に対して面接触し、スターローラ３７は記録紙１０の画像形成面に対して点接触する。

以上のような構成を有する本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、長期使用や連続使用による排紙ローラ３６の当接部３６ａにおけるゴム材等の劣化やコイルばね等の弾性力の低下によって、排紙ローラ３６に記録紙１０を押圧する力が低下しても、スターローラ３７は永久磁石３６ｄの磁力によって常に排紙ローラ３６の側に引き寄せられるため、排紙ローラ３６に対して記録紙１０が滑るのを防止することができ、記録紙１０の搬送を確実に行うことができる。さらに、制御部７がフィードモータ３３のトルクを上げるようにデューティを制御する機会が減少するので、フィードモータ３３及びアナログＡＳＩＣ７１にかかる負荷を低減させることができる。また、本発明の構成にあたって、永久磁石３６ｄ及び強磁性体材料をそれぞれインサート成形及びアウトサート成型等の射出成形によって従来と同じサイズの部品に組み込んでいるので、装置全体のスケールアップを伴うことなく簡便に構成することができる共に、安価に大量生産が可能であり、製造コストを抑えられる。さらに、シャフト部３６ｂの慣性モーメントの増加を抑えることができ、フィードモータ３３及びアナログＡＳＩＣ７１にかかる負荷が小さい。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、排紙ローラ３６の当接部３６ａを主走査方向に沿って２箇所より多く配置し、それに伴って、スターローラ３７を当接部３６ａの各々に対向して複数個設けたものであってもよい。また、スターローラ３７が永久磁石３６ｄに吸着されればよいので、スターローラ３７をすべて強磁性体材料で形成したものであってもよい。さらに、永久磁石３６ｄは、シャフト部３６ｂの軸線方向において当接部３６ａが位置する箇所に配設されていればよいので、当接部３６ａの幅寸法の応じた長さの永久磁石３６ｄを、その箇所ごとに設けたものであってもよい。

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側面図。 （ａ）は、同インクジェットプリンタの第２搬送機構を示す平面図、（ｂ）はその立面図。 図２（ａ）のＢ部を示す平面図、（ｂ）はその立面図、（ｃ）はその断面図。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
２ 給紙トレイ
３ 記録紙搬送機構
４ 画像形成部
５ 排紙トレイ
７ 制御部
１０ 記録紙
３１ 第1搬送機構
３２ 第２搬送機構
３３ フィードモータ
３６ 排紙ローラ
３６ａ 当接部
３６ｂ シャフト部
３６ｄ 永久磁石
３７ スターローラ
３７ａ ホイール部
３７ｂ 軸受部
３８ コイルばね軸
３９ ローラ保持プレート
４１ インクカートリッジ
４２ キャリッジ
４３ キャリッジ駆動モータ

Claims (2)

1. 記録紙を保持する給紙トレイと、この給紙トレイに保持された記録紙を所定の経路に沿って搬送する記録紙搬送機構と、この記録紙搬送機構により搬送される記録紙に画像を形成する画像形成部と、外部から入力される画像データを基に前記記録紙搬送機構及び前記画像形成部を制御する制御部とを備え、
   前記記録紙搬送機構は、前記給紙トレイに保持された記録紙を前記画像形成部に搬送する第１搬送機構と、前記画像形成部により画像が形成された記録紙を装置外部に搬送する第２搬送機構と、前記第１搬送機構及び前記第２搬送機構を駆動させるフィードモータとを有し、
   前記画像形成部は、インクが充填されたインクカートリッジと、このインクカートリッジが装着され、記録紙の搬送方向に直交する主走査方向に往復移動するキャリッジと、このキャリッジを駆動するキャリッジ駆動モータとを有し、インクを記録紙に吐出させることにより画像形成を行い、
   前記第２搬送機構は、
   記録紙の幅寸法に収まるように主走査方向に沿って所定の間隔で複数配置され、記録紙と当接する当接部と、この当接部が圧入されるシャフト部とを含み、前記フィードモータによって回転駆動される排紙ローラと、
   この排紙ローラの上方に、前記シャフト部に沿って前記当接部の各々に対向して設けられた複数のスターローラと、
   このスターローラを前記排紙ローラの側に付勢状態で回転自在に張架支持する複数のコイルばね軸と、
   前記排紙ローラ及び前記コイルばね軸を支持するローラ保持プレートとを有しており、
   前記スターローラは、記録紙と点接触するように放射状の尖形形状に形成された金属製のホイール部と、前記コイルばね軸が挿入される樹脂製の軸受部をアウトサート成形により一体化することにより形成されており、
   前記ホイール部により記録紙が前記当接部に押圧され、記録紙を狭持して搬送する画像形成装置において、
   前記ホイール部は、強磁性体材料をプレス加工して形成されており、
   前記シャフト部は、樹脂性であると共に、その軸心部であって、その軸線方向において前記当接部が位置する箇所に、円筒状の永久磁石がインサート成形により埋設されており、
   前記永久磁石の磁力によって前記スターローラが前記排紙ローラの側に引き寄せられ、記録紙を前記排紙ローラにさらに押圧させ、排紙ローラに対して記録紙が滑るのを防止したことを特徴とする画像形成装置。
2. 記録紙に画像を形成する画像形成部と、給紙トレイに保持された記録紙を前記画像形成部に搬送する第１搬送機構と、前記画像形成部により画像が形成された記録紙を装置外部に搬送する第２搬送機構とを備え、
   前記第２搬送機構は、所定の間隔で複数配置されて記録紙と当接する当接部と、この当接部が圧入されて回転駆動されるシャフト部とを含んだ排紙ローラと、
   前記当接部の各々に対向して設けられた複数のスターローラとを有しており、
   前記スターローラは、前記排紙ローラの側に付勢状態で回転自在に張架支持され、記録紙を前記当接部に押圧する画像形成装置において、
   前記シャフト部の軸心部のうち、前記当接部が位置する箇所には、永久磁石が設けられており、
   前記スターローラは、前記永久磁石に吸着されるように形成されており、
   前記永久磁石の磁力によって前記スターローラが前記排紙ローラの側に引き寄せられ、記録紙を前記排紙ローラにさらに押圧させ、排紙ローラに対して記録紙が滑るのを防止したことを特徴とする画像形成装置。

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