JP2008290782A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、用紙の種類に応じて直線排紙又は反転排紙を切り替えることにより、用紙の種類に応じた排出スペースを設ければよく装置自体の省スペース化が図れ、かつ高い生産性を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 本発明の画像形成装置は、画像が形成された用紙の排出方向を切り替え機構によって直線排紙又は反転排紙に切り替えるインクジェットプロセスを用いた画像形成装置である。そして、本発明の画像形成装置は、用紙の紙種を検知する用紙種類検知手段（４３）を有し、この用紙種類検知手段によって検知した用紙の種類に応じて直線排紙又は反転排紙を切り替えることに特徴がある。よって、用紙の種類に応じた排出スペースを設ければよく装置自体の省スペース化が図れ、かつ画像の品質を維持でき高い生産性を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置に関し、詳細にはインクジェットプロセスを用いた画像形成装置における記録紙の種類に応じた排紙経路を切り替える技術に関する。

現状、インクジェット記録装置で印刷された用紙は、ＯＨＰや、光沢紙、グロス紙など乾きにくい用紙の場合、直線的に排出するのが一般的である。ただし、充分に搬送中に乾く用紙（普通紙）に関しては、反転排紙して積載した方が、装置自体の省スペースになり、かつ高い生産性を得ることができる。そこで、用紙の排出経路を切り替える提案が従来よりいくつかなされている。

その一つとして、特許文献１は、用紙の排出トレイを切り替えることができると共に、ジャム処理に際して有効に機能し得ることを課題とするもので、用紙が接触する反転位置と用紙が接触しない非反転位置の間で揺動自在なシュータを有する排紙切替機構を備え、シュータが反転位置になる場合には、用紙はシュータに沿ってその排出経路を折り曲げられた反転され、シュータが非反転位置にある場合には、用紙は反転されずに排出されるようにして、画像が形成された用紙の排出トレイを選択的に切替可能としたものである。また、特許文献２は、乾きにくい用紙を用いる場合には、排紙部の搬送路においてガイド板に案内されることなく、排紙ローラと拍車を用いて直線排紙するようにし、十分に乾いた用紙を用いる場合には、排紙ローラと従動コロ及びガイド板を用いて反転排紙するものである。更に、特許文献３は、オペレータが設定した用紙サイズに対して最も適した用紙排紙方法を自動的に選択し、その選択に応じて反転排紙の経路の一部を構成する排紙スタッカの回動動作を制御し、その排紙スタッカの回動動作に連動して切換え板による反転排紙の経路と直線的排紙の経路との切換えを行うものである。
特開２０００−２８９９１０号公報 特開２００５−２６３３３２号公報 特開平１０−３５９８１号公報

しかしながら、上記特許文献１、２では、ユーザが手で排紙の切り替えを行って設定した用紙の種類に応じて手動で反転又は直線を切り替え、上記特許文献３ではオペレータが設定した用紙サイズに対して排紙トレイ開閉手段を制御しているが用紙の種類に応じては制御していない。よって、現状では、ユーザが紙毎に排紙口を設定しなくてならず、操作性が劣っていた。

本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、用紙の種類に応じて直線排紙又は反転排紙を切り替えることにより、用紙の種類に応じた排出スペースを設ければよく装置自体の省スペース化が図れ、かつ高い生産性を得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。

前記問題点を解決するために、本発明の画像形成装置は、画像が形成された用紙の排出方向を切り替え機構によって直線排紙又は反転排紙に切り替えるインクジェットプロセスを用いた画像形成装置である。そして、本発明の画像形成装置は、用紙の紙種を検知する用紙種類検知手段を有し、この用紙種類検知手段によって検知した用紙の種類に応じて直線排紙又は反転排紙を切り替えることに特徴がある。よって、用紙の種類に応じた排出スペースを設ければよく装置自体の省スペース化が図れ、かつ画像の品質を維持でき高い生産性を得ることができる。

また、用紙種類検知手段が、用紙の紙厚、用紙の透過率あるいは用紙の反射率を検知する検知手段であることが好ましい。

更に、用紙種類検知手段によって検知した用紙の種類が普通紙である場合は反転排紙に切り替えることになる。

また、用紙種類検知手段によって検知した用紙の種類が特殊紙である場合は直線排紙に切り替えることにより、厚紙、はがき、乾きにくい用紙、ＯＨＰ等の特殊紙に形成された画像の品質は維持され、高い生産性を得ることができる。

本発明の画像形成装置は、用紙の紙種を検知する用紙種類検知手段によって検知した用紙の種類に応じて直線排紙又は反転排紙を切り替えるものである。よって、用紙の種類に応じた排出スペースを設ければよく装置自体の省スペース化が図れ、かつ高い生産性を得ることができる。

図１は本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。同図に示す本発明の画像形成装置は、主として、装置本体１の筐体内部に、画像を形成するための画像形成部２と、用紙１０を副走査方向に搬送する副走査搬送部３と、装置本体１の底部に設けられ用紙１０を１枚ずつ給紙する給紙部４と、記録後の用紙１０を排紙する排紙搬送部５と、両面印刷の場合用紙１０をスイッチバック搬送する両面ユニット６と、画像形成部２で形成する画像データの入力系として装置本体１の上部で排紙トレイ８の上方に画像を読み取るための画像読取部７とを含んで構成されている。なお、画像読取部７は、照明光源１１とミラー１２とを含む走査光学系１３と、ミラー１４、１５を含む走査光学系１６とが移動して、コンタクトガラス１７上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ１８の後方に配置した画像読取素子１９で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。また、画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データの入力系として、外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介して受信可能であり、受信した印刷データを処理して印刷することができる。

このような構成を有する本発明の画像形成装置によれば、給紙部４から用紙１０を１枚ずつ給紙して、副走査搬送部３によって用紙１０を画像形成部２に対向する位置で搬送しながら、画像読取部７によって読み取られた画像データ又は外部から入力された画像データに基づいて画像形成部２によって用紙１０に液滴を吐出して所定の画像を形成する。画像を形成した後、片面印刷の場合には排紙搬送部５によって装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙１０を排紙する。両面印刷の場合には、排紙搬送部５の途中から装置本体１の底部に備えた両面ユニット６に送り込み、スイッチバック搬送を行って、再度副走査搬送部３に給紙して両面に画像を形成した後排紙トレイ８上に排紙する。

ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、本発明の画像形成装置の画像形成部及び副走査搬送部の構成を示す平面図である図２に示すように、ガイドロッド２０及び図示しないガイドステーでキャリッジ２１を主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ２２で駆動プーリ２３と従動プーリ２４間に架け渡したタイミングベルト２５を介して主走査方向に移動走査する。そして、このキャリッジ２１上に、それぞれの色の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド２６を搭載し、キャリッジ２１を主走査方向に移動させ、副走査搬送部３によって用紙１０を用紙搬送方向（副走査方向）に送りながら記録ヘッド２６から液滴を吐出させて画像形成を行うシャトル型としている。なお、ライン型ヘッドを用いることもできる。

なお、記録ヘッド２６は、それぞれブラック（Ｂｋ）インクを吐出する２個の液滴吐出ヘッド２６ｋ１、２６ｋ２と、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出するそれぞれ１個の液滴吐出ヘッド２６ｃ、２６ｍ、２６ｙの計５個の液滴吐出ヘッド（以下、色を区別しないときは記録ヘッド２６と称す）で構成され、キャリッジ２１に搭載した各サブタンク２７からそれぞれ各色のインクが供給される。

一方、図１に示すように、装置本体１の前面からカートリッジ装着部に、ブラック（Ｂｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した記録液カートリッジである各色のインクカートリッジ２８を着脱自在に装着でき、各色のインクカートリッジ２８から各色のサブタンク２７にインクを供給する。なお、ブラックインクは１つのインクカートリッジ２８から２つのサブタンク２７に供給する構成としている。

なお、記録ヘッド２６としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。

また、キャリッジ２１の走査方向一方側の非印字領域には、図２に示すように、記録ヘッド２６のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復装置２９を配置している。この維持回復装置２９は、５個の記録ヘッド２６の各ヘッドのノズル面をキャピングするための５個の保湿用キャップ３０ｋ１、３０ｋ２、３０ｃ、３０ｍ、３０ｙ（以下、色を区別しないときは保湿用キャップ３０と称す）と、１個の吸引用キャップ３１と、記録ヘッド２６のノズル面をワイピングするためのワイパーブレード３２と、画像形成に寄与しない液滴の吐出、つまり空吐出を行うための空吐出受け部材３３などを備えている。

更に、キャリッジ２１の走査方向他方側の非印字領域には、図２に示すように、５個の記録ヘッド２６から画像形成に寄与しない液滴の吐出である空吐出を行うための空吐出受け部材３４を備えている。この空吐出受け部材３４には、記録ヘッド２６に対応して５個の開口３５ｋ１、３５ｋ２、３５ｃ、３５ｍ、３５ｙ（以下、色を区別しないときは開口３５と称す）を形成している。

また、副走査搬送部３は、本発明の画像形成装置の画像形成部及び副走査搬送部の構成を示す側面図である図３に示すように、下方から給紙された用紙１０を略９０度搬送方向を転換させて画像形成部２に対向させて搬送するための、駆動ローラである搬送ローラ３６とテンションローラである従動ローラ３７の間に架け渡した無端状の搬送ベルト３８と、この搬送ベルト３８の表面を帯電させるために高圧電源から交番電圧である高電圧が印加される帯電手段である帯電ローラ３９と、搬送ベルト３８を画像形成部２の対向する領域でガイドするガイド部材４０と、用紙１０を搬送ローラ３６に対向する位置で搬送ベルト３８に押し付ける押さえコロ（加圧コロ）４１と、画像形成部２によって画像が形成された用紙１０を搬送ベルト３８から分離するための分離爪４２と押さえコロ４１付近に用紙１０の種類を検知する用紙種類検知手段４３とを備えている。

この副走査搬送部３の搬送ベルト３８は、副走査モータ４４からタイミングベルト４５及びタイミングローラ４６を介して搬送ローラ３６が回転されることで、図２の用紙搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト３８は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材、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）との２層構造としているが、これに限るものではなく、１層構造あるいは３層以上の構造でも良い。

また、従動ローラ３７と帯電ローラ３９との間に、搬送ベルト３８の表面に付着した紙粉等を除去するための、例えばマイラなどのクリーニング手段４７と、搬送ベルト３８の表面の電荷を除去するための除電ブラシ４８とを備えている。

更に、給紙部４は、図１に示すように、装置本体１の前面側から抜き差し可能で、多数枚の用紙１０を積載して収納する給紙カセット４９と、給紙カセット４９内の用紙１０を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ５０及びフリクションパッド５１を備えている。また、この給紙部４は、装置本体１の下側にオプションで装着される給紙カセットや両面ユニット６から給紙される用紙１０を搬送するための搬送コロ５２と、給紙された用紙１０を副走査搬送部３に送り込むための搬送コロ５３とを備えている。給紙コロ５０などの副走査搬送部３へ用紙１０を給送するための部材は図示しない給紙クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動手段）５４によって回転駆動される。

また、厚紙や封筒、その他の用紙１０を１枚のみセットして搬送する１枚手差し給紙部５５を有する排紙搬送部７は、副走査搬送部３の分離爪４２で分離された用紙１０を送り出す搬送ローラ５６と搬送ローラ５６に対向する拍車５７と、搬送ローラ５６及び拍車５７の間から送り出される用紙１０をガイドしながら搬送する下ガイド部５８と上ガイド部５９と、フェイスダウンで排紙トレイ８へ送り出すための反転ローラ対６０と反転排紙ローラ対６１と、フェイスアップで直線に排紙搬送するための第２の搬送経路である直線排紙経路６２と直線排紙された用紙をスタックする直線排紙トレイ６３と直線排紙ローラ対６４と下ガイド部５８及び上ガイド部５９の出口側に反転排紙経路６５と直線排紙経路６２切り替える、排紙口切換機構６６と、排紙経路と両面搬送経路を切り替えるための両面切替機構６７とを備えている。また、直線排紙トレイ６３は回動可能であり、更には用紙有無検知手段６８を有している。両面ユニット６は、両面切替機構６７で案内されて搬送される用紙１０を装置本体１の側面部から受け入れて下方に搬送する垂直両面搬送路６９を構成した垂直搬送部７０と、垂直両面搬送路６９に続いて水平方向に搬送する水平取り込み搬送路７１及びスイッチバック搬送路７２を構成した水平搬送部７３とを一体に有している。垂直両面搬送路６９には送り込まれた用紙１０を下方に搬送する両面入口ローラ対７４及び水平取り込み搬送路７１に送り出す搬送ローラ対７５を備え、水平取り込み搬送路７１には５つの両面搬送ローラ対７６を備え、スイッチバック搬送路７２には水平取り込み搬送路７１から送られる用紙１０を反転して再給紙するためのリバースローラからなる両面出口ローラ７７及び３個の両面搬送ローラ対７８を備えている。

また、水平取り込み搬送路７１からスイッチバック搬送路７２への用紙１０の搬送経路とスイッチバック搬送路７２から搬送ローラ対５２への再給紙のための搬送経路とを切り替える分岐板７９を揺動可能に設けている。分岐板７９は、図１の実線図示のスイッチバック側位置と破線図示の再給紙側位置との間で揺動可能である。

更に、画像形成部２の用紙搬送方向上流側に用紙１０の先端を検知するための画像開始センサ（図示せず）を、同じく用紙搬送方向下流側に用紙１０の後端を検知するための画像終了センサ（図示せず）を設けている。

次に、本発明の画像形成装置の動作について説明する。
先ず、ユーザは、図示しない入力手段で、直線排紙、反転排紙の排紙方法を設定することができる。この時、直線排紙トレイ６３上に用紙１０が残っていると、用紙有無検知手段６８が用紙１０を検知し、操作パネル等の表示手段（図示せず）で紙ありを表示して印字できない。そして、用紙有無検知手段６８が用紙１０を検知しない場合であって、印字を開始すると、給紙部４から給紙された用紙１０は、搬送コロ５３によって、副走査搬送部３へ送られるが、その上流側に用紙種類検知手段４３を有しているので、自動的に用紙の種類が検知される。

なお、用紙種類検知手段４３としては、例えば図４に示すような用紙厚さ検知手段１００が挙げられる。用紙厚さ検知手段１００は、軸１０１を中心に回動可能なアーム１０２と、アーム１０２の基準位置（図４中の一点鎖線）から移動位置までの距離を検知する透過型センサなどのアーム移動距離検知手段１０３と、アーム１０２を基準位置に戻すスプリングなどの弾性部材１０４とから構成されており、用紙１０が搬送された場合、搬送された用紙１０は、アーム１０２を押し、アーム１０２を基準位置から実線の移動位置へ移動させる。このとき、ある一定以上の厚さの用紙の場合、アーム１０２をアーム移動距離検知手段１０３で検知することにより、このアーム移動距離検知手段１０３の検知値を搬送路上の用紙１０の厚さとして判断する。用紙１０が通過した後は弾性部材１０４の弾性力により、アーム１０２は元の基準位置に戻される。

また、他の用紙種類検知手段４３としては、例えば図５に示すように、透過型センサ２００を用いる方法がある。透過型センサ２００は、発光部２０１と対向する位置に受光部２０２から構成される。用紙１０がないときは、発光部２０１から発生した光を受光部２０２で一定量受光しているが、用紙１０が搬送され、用紙１０が発光部２０１を受光部２０２の間を通過した時、用紙１０の厚さに応じて、受光部２０２の受光量が変化する。この時の受光量の変化量から用紙１０の厚さや種類を判断する。

更に、他の用紙種類検知手段４３としては、例えば図６に示すように反射率感知手段３００を用いる方法がある。反射率感知手段３００は、発光部３０１と対向する位置に受光部３０２から構成される。用紙１０がないときは、発光部３０１から発生した光を受光部３０２で一定量受光しているが、用紙１０が搬送され、用紙１０が発光部３０１の照射エリアを通過した時、用紙１０の光沢度に応じて、用紙１０から反射してくる受光部３０２の受光量が変化する。この時の受光量の変化量から用紙１０の反射率を判断する。普通紙、光沢紙、ＯＨＰの判断ができる。

また、用紙種類検知手段４３は、図１では１種類しか設けていないが多数の種類の検知手段を設けることにより正確な紙種検知が可能である。

そして、用紙の種類が検知され、画像形成部２で印字された用紙１０は、走査搬送部３の分離爪４２で分離され、搬送ローラ５６と対向する拍車５７とで搬送される。この時、下ガイド部５８と上ガイド部５９とでガイドされる。

ここで、ユーザは、図示しない入力手段による設定により、反転排紙、直線排紙、両面搬送へと排紙口切換機構６６及び両面切替機構６７により切り替えられて用紙１０が搬送されることになるが、用紙種類検知手段４３が検知した種類によっては、ユーザの設定に関わらず、排紙口が切り替わる。例えば、ユーザが図示しない入力手段によって、「反転排紙」と設定していた場合、用紙種類検知手段４３が「普通紙」と検知した場合は、そのまま反転排紙されるが、用紙種類検知手段４３が「特殊紙」と検知した場合は、ユーザの指示に関わらず、直線排紙される。また、ユーザが図示しない入力手段によって、「直線排紙」と設定していた場合、特に用紙の種類を判別せずに、そのまま直線排紙する。ここで、「特殊紙」と判別される用紙としては、厚紙、はがき、乾きにくい紙（例えば光沢紙、ＯＨＰ）等が挙げられる。直線排紙トレイ６３へ排紙された用紙１０は、用紙有無検知手段６８により検知される。用紙有無検知手段６８で用紙１０を検知した場合は、図示しない表示手段に用紙ありが表示され、ユーザは用紙を取り除かない限り、図示しない入力手段によって、「直線排紙」の設定ができないようにする。このとき、「普通紙」の「反転排紙」の設定は、可能であり、「普通紙」は、反転排紙される。この場合、用紙１０の給紙後に、用紙種類検知手段４３で「特殊紙」と判断し、かつ直線排紙トレイ６３から用紙を取り除いておらず、用紙有無検知手段６８が用紙１０を検知したままの場合は、画像形成部２での印字を事前に停止し、図示しない表示手段に、直線排紙トレイ６３から、用紙を取り除くよう、表示する。このようにすることにより、直線排紙トレイ６３上で、排紙された用紙１０が重なることを防ぐことにより、乾きにくい用紙の上に、次の用紙が重なることを防ぐ。

また、直線排紙トレイ６３は、回動可能であり、「普通紙」をのみを通紙する場合には、直線排紙トレイ６３を閉じておき、省スペース化を図ることができる。ただし、用紙種類検知手段４３が「特殊紙」を検知した場合には、直線排紙しようとしても、排紙できない。このような場合、図７に示すように、直線排紙トレイ６３を開ける開閉解除手段８０を設ける。図７の（ａ）に示すように、この開閉解除手段８０は例えばソレノイドで構成され、先端部８１がフック形状になって直線排紙トレイ６３は閉じた状態になっている。一方、図７の（ｂ）に示すように、先端部８１が上に移動すると、直線排紙トレイ６３が解除され、開いた状態になる。よって、用紙種類検知手段４３が、「特殊紙」を検知した場合や、ユーザが「直線排紙」を設定した場合には、開閉解除手段８０によって直線排紙トレイ６３が解除され、直線排紙トレイ６３を開いた状態にし、直線排紙ローラ６４によって直線排紙トレイ６３に排紙される。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。

本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 本発明の画像形成装置の画像形成部及び副走査搬送部の構成を示す平面図である。 本発明の画像形成装置の画像形成部及び副走査搬送部の構成を示す側面図である。 用紙種類検知手段の一例である用紙厚さ検知手段の構成を示す概略断面図である。 用紙種類検知手段の一例である透過型センサの構成を示す概略断面図である。 用紙種類検知手段の一例である反射率感知手段の構成を示す概略断面図である。 直線排紙トレイの開閉解除手段の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

４３；用紙種類検知手段、６６；排紙口切換機構、
６７；両面切替機構、６８；用紙有無検知手段、
１００；用紙厚さ検知手段、２００；透過型センサ、
３００；反射率感知手段。

Claims (6)

1. 画像が形成された用紙の排出方向を切り替え機構によって直線排紙又は反転排紙に切り替えるインクジェットプロセスを用いた画像形成装置において、
   用紙の紙種を検知する用紙種類検知手段を有し、
   該用紙種類検知手段によって検知した用紙の種類に応じて前記直線排紙又は反転排紙を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記用紙種類検知手段が、用紙の紙厚を検知する検知手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記用紙種類検知手段が、用紙の透過率を検知する検知手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記用紙種類検知手段が、用紙の反射率を検知する検知手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記用紙種類検知手段によって検知した用紙の種類が普通紙である場合は反転排紙に切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記用紙種類検知手段によって検知した用紙の種類が特殊紙である場合は直線排紙に切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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