JP4610369B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に記録液の液滴を吐出する記録ヘッドで画像を形成する画像形成装置に関する。

一般に、プリンタ／ファックス／コピア或いはこれらの機能を複合した画像形成装置としては、画像形成部に電子写真方式を採用したものが知られているが、例えば、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを用いて、被記録媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、記録媒体、転写材なども同義で使用する。）を搬送しながら、記録液の液滴（以下、インク滴ともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうインクジェット方式の画像形成部を搭載したものもある。

従来のこのような画像形成装置として、キャリッジに記録ヘッドとともに記録液をヘッドに供給するサブタンクを備えたサブタンク方式の記録液供給機構を備えたものが知られている。
特開２００２−００１９８３公報

そして、このように記録液をヘッドに送るチューブを用いる記録液供給機構を備えた画像形成装置においてヘッド交換を容易にするため、例えば、特許文献２には、記録ヘッドの交換時のチューブの取り扱いを容易にし、交換する必要がある部材のみを交換できるようにするために、記録ヘッドをキャリッジに着脱自在に装着し、チューブを保持したコネクタを記録ヘッドに着脱自在に装着することが記載されている。
特開２００３−２１１７００号公報

また、特許文献３には、複数のインク供給チューブをキャリッジ上に設置された複数のインクジェットヘッド又はサブタンクに接続するときに、１箇所は切り欠きのない穴形状であり他は切り欠き穴形状としたホールド部材を介してチューブをホールドすることで、ヘッドを個々に交換できるようにすることが記載されている。
特開平６−３４４６２６号公報

さらに、特許文献４にはサブインクタンクと別部材で形成されかつキャリッジ及びサブインクタンクと脱着可能なヘッドを備え、サブインクタンクは外部からの所定の吸引動作時にのみ開口する吸引口を有する構成とすることで、インク供給系の構成を簡単にし、ヘッド交換を容易にすることが記載されている。
特開平５−１２４２１４号公報

また、特許文献５には記録ヘッド及びこの記録ヘッドに一端部が接続されたチューブの他端部が接続されたインクリザーバを、ハウジング内に、複数収納し、このハウジングから個々の記録ヘッド、チューブ及びインクリザーバを一体として取り出せるようにすることが記載されている。
特表２００２−５０６７５８号公報

なお、記録液チューブを用いて記録ヘッドに記録液を供給する構成ではないが、特許文献６にはプリンタの小型化、メンテナンス性を高めるため、左右のフレーム側板部材の間において、キャリッジ移動空間を挟み、前側に記録紙搬送部が配置され、後側にインク供給部が配置され、記録紙搬送部の裏面側隙間部分および側方隙間部分に、ヘッドメンテナスユニットを配置し、記録紙搬送ユニットは、ユニットとしてフレーム側板部材に着脱可能とすることが記載されている。
特開２００２−２７３８６１号公報

上述したように、記録液を収容した記録液収容手段から記録液チューブを用いて記録ヘッド又はサブタンクに記録液を供給する構成においては、特許文献１ないし４に記載されているように記録ヘッドと記録液チューブとの接続／取り外しを容易にすることで記録ヘッドの交換を容易に行なえるようにしているが、記録液チューブを取り外すことは、記録液チューブ内にゴミや空気が侵入して交換後に作動不良になる可能性があり、好ましくないという課題がある。

そこで、特許文献５に記載されているように、記録ヘッド、チューブ及びインクリザーバを一体として取り出せるようにすることで、チューブを分解しなくても済むが、この構成ではインクリザーバのインクがなくなるごとに記録ヘッド、チューブ及びインクリザーバを全て交換しなければならないことになって無駄であり、インクリザーバだけを交換できするようにすると、結局、通常の使用状態でも、チューブとインクリザーバとを分解することになって、チューブ内にゴミや空気が侵入して交換後に作動不良になる可能性が生じることは、上記特許文献１ないし４と同様であるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録液チューブ内への不要な空気やゴミの侵入を防止しつつメンテナンス性や組付け性を向上した画像形成装置を提供することを目的とする。

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、
記録ヘッドから記録液の液滴を吐出して被記録媒体に画像を形成する手段を一体化したエンジンユニットを、装置本体に脱着自在に備え、
前記エンジンユニットには、
前記記録ヘッド及び前記記録ヘッドに記録液を供給するサブタンクを搭載したキャリッジと、
前記サブタンクに、記録液を記録液チューブを介して供給する記録液カートリッジを着脱自在に装填するカートリッジ装填部と、を有し、
前記キャリッジ、記録液チューブ及びカートリッジ装填部は、一体的に前記エンジンユニットから脱着可能である
構成とした。

ここで、前記記録液チューブは前記エンジンユニットのキャリッジの主走査領域外のフレームの内側を這い回されている構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、エンジンユニットを、装置本体に脱着自在に備え、エンジンユニットには、記録ヘッド及び記録ヘッドに記録液を供給するサブタンクを搭載したキャリッジ、サブタンクに記録液チューブを介して記録液を供給する記録液カートリッジを着脱自在に装填するカートリッジ装填部を有し、エンジンユニットからキャリッジ、記録液チューブ及びカートリッジ装填部を一体的に脱着可能に構成したので、記録液カートリッジ交換のために記録液チューブ内に空気やゴミなどが侵入することなく、しかも、記録液供給系全体を交換することができてメンテナンス性、組み付け性が向上する。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例の概要について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図２は同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図、図３は同じく側面説明図である。

この画像形成装置は、装置本体１の内部（筺体内）に、用紙を搬送しながら画像を形成するための画像形成部（手段）２及び用紙を搬送するための副走査搬送部（手段）３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙カセットを含む給紙部（手段）４から用紙５を１枚ずつ給紙して、副走査搬送部３によって用紙５を画像形成部２に対向する位置で搬送しながら、画像形成部２によって用紙５に液滴を吐出して所要の画像を形成（記録）した後、片面印刷の場合には排紙搬送部（手段）７を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙５を排紙し、両面印刷の場合には、排紙搬送部７の途中から装置本体１の底部に備えた両面ユニット１０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。

また、装置本体１の上部で排紙トレイ８の上方には、装置本体１の画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、画像を読み取るための画像読取部（スキャナ部）１１を備えている。この画像読取部１１は、照明光源１３とミラー１４とを含む走査光学系１５と、ミラー１６、１７を含む走査光学系１８とが移動して、コンタクトガラス１２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１９の後方に配置した画像読み取り素子２０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。

さらに、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）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り装置、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。

ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、図２にも示すように、ガイドロッド２１及び図示しないガイドステーでキャリッジ２３を主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ２７で駆動プーリ２８Ａと従動プーリ２８Ｂ間に架け渡したタイミングベルト２９を介して主走査方向に移動走査する主走査駆動系（機構）を備えている。

そして、このキャリッジ２３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２４を搭載し、キャリッジ２３を主走査方向に移動させ、副走査搬送部３によって用紙５を用紙搬送方向（副走査方向）に送りながら記録ヘッド２４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。

記録ヘッド２４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２４ｋ１、２４ｋ２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２４ｃ、２４ｍ、２４ｙ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２４」という。）で構成され、キャリッジ２３に搭載した各サブタンク２５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３０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２６を着脱自在に装着でき、各色のインクカートリッジ２６から各色のサブタンク２５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２６から２つのサブタンク２５に供給する構成としている。

なお、記録ヘッド２４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２３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２４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復装置１２１を配置している。この維持回復装置１２１は、５個の記録ヘッド２４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１２２ｋ２、１２２ｋ１、１２２ｃ、１２２ｍ、１２２ｙ（色を区別しないときは「保湿用キャップ１２２」という。）と、１個の吸引用キャップ１２３と、記録ヘッド２４のノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１２４と、記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行うための空吐出受け部材１２５などを備えている。

さらに、キャリッジ２３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２４から記録（画像形成）に寄与しない液滴の吐出（空吐出）を行うための空吐出受け部材１２６を備えている。この空吐出受け部材１２６には、記録ヘッド２４に対応して５個の開口１２７ｋ２、１２７ｋ１、１２７ｃ、１２７ｍ、１２７ｙ（色を区別しないときは「開口１２７」という。）を形成している。

副走査搬送部３は、図３にも示すように、下方から給紙された用紙５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３２とテンションローラである従動ローラ３３間に架け渡した無端状の搬送ベルト３１と、この搬送ベルト３１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３４と、搬送ベルト３１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３５と、用紙５を搬送ローラ３２に対向する位置で搬送ベルト３１に押し付ける２個の押さえコロ（加圧コロ）３６と、画像形成部２によって画像が形成された用紙５の上面側を押える２個の拍車ローラ３７と、画像が形成された用紙５を搬送ベルト３１から分離するための分離爪３８とを備えている。

この副走査搬送部３の搬送ベルト３１は、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ３２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３１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。

さらに、搬送ローラ３２の軸３２ａには高分解能のコードホール１３７を取り付け、このコードホイール１３７に形成した図示しないスリットを検出する透過型フォトセンサ１３８を設けて、これらのコードホイール１３７とフォトセンサ１３８によってロータリエンコーダを構成している。

給紙部４は、装置本体１の前面側から抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ４２及びフリクションパッド４３と、給紙された用紙５をレジストするレジストローラ４４を備えている。また、この給紙部４は、多数枚の用紙５を積載して収容するための手差しトレイ４６及び手差しトレイ４６から１枚ずつ用紙５を給紙するための手差しコロ４７と、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後述する両面ユニット１０から給紙される用紙５を搬送するための搬送コロ４８を備えている。給紙コロ４２、レジストローラ４４、手差しコロ４７、搬送コロ４８などの副走査搬送部３へ用紙５を給送するための部材は図示しない電磁クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動手段）４９によって回転駆動される。

排紙搬送部７は、副走査搬送部３の分離爪３８で分離された用紙５を搬送する３個の搬送ローラ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ（区別しないときは「搬送ローラ７１」という。）及びこれに対向する拍車７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（同じく「拍車７２」という。）と、排紙ローラ７１及び拍車７２間で搬送される用紙５をガイドする下ガイド部７３及び上ガイド部７４と、下ガイド部７３及び上ガイド部７４の間から送り出される用紙５を、第１の搬送経路である反転排紙経路８１を通じて反転して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７７及び反転排紙ローラ対７８とを備えている。なお、下ガイド部７３及び上ガイド部７４の間で用紙５を搬送する搬送路を搬送路７０といい、この搬送路７０の距離を画像が形成された用紙５を反転排紙しても画像の擦れなどが生じない程度に乾燥するための時間を確保できる長さにしている。

なお、搬送路７０の出口側には、排紙トレイ８に反転排紙するための第１排紙経路８１、後述するストレート排紙トレイ１８１に排紙するための第２排紙経路８２及び両面ユニット１０に送る排紙経路（両面排紙経路）のいずれかの搬送経路に切り替えるための分岐機構６０を設けている。

そして、装置本体１の側面にはこの分岐機構６０で分岐された用紙５を両面ユニット１０に送り込むために下方に搬送する垂直両面搬送路８３を設けている。この垂直両面搬送路８３には送り込まれた用紙５を下方に搬送する入口ローラ対９１及び出口ローラ対９２を備えている。また、この垂直両面搬送路８３を形成するために装置本体１の側部にはガイド板８４を設けている。

両面ユニット１０は、垂直両面搬送路８３から送り込まれた用紙５を水平方向に搬送する水平取り込み搬送路９０ａ及びスイッチバック搬送路９０ｂを有している。水平取り込み搬送路９０ａには５つの両面搬送ローラ対９３を備え、スイッチバック搬送路９０ｂには取り込み搬送路９０ａから送られる用紙５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９４及び３個の両面搬送ローラ対９５を備えている。

また、取り込み搬送路９０ａからスイッチバック搬送路９０ｂへの用紙５の搬送経路とスイッチバック搬送路９０ｂから搬送ローラ対４８への再給紙のための搬送経路とを切り替える分岐板９６を揺動可能に設けている。分岐板９６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。

この両面ユニット１０から送り出された用紙５は、前述した搬送コロ４８に送り込まれてレジストローラ４４に送られる。

そして、上述した給紙部４の給紙カセット４１、手差し給紙トレイ４６、両面ユニット１０から給紙された用紙５がレジストローラ４４で搬送されるとき、副走査搬送部３の搬送ローラ３２及び押えコロ３６間とレジストローラ４４との間で、用紙５にループ（弛み）を形成して用紙５に対するバックテンションなどを防止するため、図１に示すように、開閉ガイド板１１０を揺動可能に設けている。

この開閉ガイド板１１０は、レジストローラ４４から用紙５を副走査搬送部３に送り出すときには、図示の状態から矢示方向に揺動して用紙５を案内し、用紙５が副走査搬送部３の達したタイミングで図示の状態に復帰してループを形成可能な状態にする。

さらに、この画像形成装置においては、１枚手差し給紙を行なうために、図１にも示すように、装置本体１の一側部側に、１枚手差し給紙トレイ１４１を装置本体１に対して開閉可能（開倒可能）に設け、１枚手差しを行なうときには１枚手差し給紙トレイ１４１を仮想線図示の位置に開倒する。この１枚手差し給紙トレイ１４１からの手差し給紙される用紙５は、開閉ガイド板１１０の上面でガイドされてそのまま副走査搬送部３の搬送ローラ３２と押さえコロ３６との間に直線的に差し込むことができる。

一方、画像形成が行われた用紙５をフェイスアップでストレートに排紙するため、装置本体１の他側部側にストレート排紙トレイ１８１を開閉可能（開倒可能）に設けている。このストレート排紙トレイ１８１を開く（開倒）ことで、排紙搬送部７の下ガイド部７３及び上ガイド部７４から送り出される用紙５を直線的にストレート排紙トレイ１８１に排紙するための第２の排紙経路であるストレート排紙経路８２が形成される。

これにより、例えばＯＨＰ、厚手の用紙など曲線搬送が難しい用紙を使用するときには１枚手差し給紙トレイ１４１から１枚手差し給紙を行いストレート排紙トレイ１８１まで直線的に用紙５を搬送することができるようになる。勿論、普通紙などの通常の用紙であっても１枚手差し給紙トレイ１４１から給紙し、ストレート排紙トレイ１８１に直線的に排紙することはできる。

この画像形成装置における画像形成動作について簡単に説明すると、図示しないＡＣバイアス供給部から帯電ローラ３４に交番電圧である正負極の矩形波の高電圧を印加することによって、帯電ローラ３４は搬送ベルト３１の絶縁層（表層）に当接しているので、搬送ベルト３１の表層には、正と負の電荷が搬送ベルト３１の搬送方向に対して交互に帯状に印加され、搬送ベルト３１上に所定の帯電幅で帯電が行われて不平等電界が生成される。

そこで、給紙部４、手差し給紙部４６、両面ユニット１０、１枚手差し給紙トレイ１４１などから用紙５が給紙されて搬送ローラ３２と押えコロ３６との間の、正負極の電荷が形成されることによって不平等電界が発生している搬送ベルト３１上へと送り込まれると、用紙５は電界の向きにならって瞬時に分極し、静電吸着力で搬送ベルト３１上に吸着され、搬送ベルト３１の移動に伴って搬送される。

そして、この搬送ベルト３１で用紙５を間歇的に搬送しながら、用紙５上に印刷データに応じて記録ヘッド２４から記録液の液滴を吐出して画像を形成（印刷）し、画像形成が行なわれた用紙５の先端側を分離爪３８で搬送ベルト３１から分離して排紙搬送部７によって、適宜、排紙トレイ８、ストレート排紙トレイ１８１に排紙し、あるいは両面ユニット１０に送り込んで他面に画像の形成を行なった後排紙する。

次に、この画像形成装置における各部の配置について図４ないし図８をも参照して説明する。なお、図４はこの画像形成装置の外観斜視説明図、図５は同じく各部のレイアウトを説明する模式的正面説明図、図６は同じく模式的右側面説明図、図７は同じく模式的平面説明図、図８はエンジンユニットの斜視説明図である。

この画像形成装置は、画像形成部２及び副走査搬送部３をユニット化してエンジンユニット（エンジン部）２３０（図８参照）とし、装置本体１内に、エンジンユニット２３０、給紙部４、排紙搬送部７などを備え、この装置本体１上に画像読取部１１を配置して、装置本体１の上部に用紙を排出する排紙部（排紙トレイ）８を設け、排紙トレイ８の上方であって装置本体１の前側には、装置本体１及び画像読取部１１などに所定の指示を与え、所要の情報を表示するための操作部（オペレーションパネル、操作パネル）２０１を、チルト方式として装置本体１上の前側に揺動可能に備え、フロント操作方式としている。なお、この画像形成装置では、装置本体１の下部には前述した両面ユニット部１０に代えて用紙を収容する複数段の増設給紙トレイ２０２を重ねて設けている。

また、装置本体１の前面側には、画像形成部２及び副走査搬送部３をユニット化したエンジンユニット２３０を装置本体１に対して着脱自在に装着するために開閉可能な右前カバー３０１と、カートリッジ装填部３０に対してインクカートリッジ２６を交換するために開閉可能な左前カバー３０２とを備えている。なお、これらの右前カバー３０１及び左前カバー３０２の部分は、平面形状で見たとき、図７にも示すように、エンジンユニットの空吐出受け部１２６（図２も参照）に対応する右前カバー３０１の部分が相対的に出っ張り、インクカートリッジ２６の装填部に対応する左前カバー３０２の部分が相対的に後退している形状として、装置本体１の平面形状における占有スペースを小さくしている。

ここで、この装置本体１においては、エンジンユニット２３０を装置本体１の右側（逆からみれば左側になる。）に配置し、このエンジンユニット２３０で画像が形成された用紙５を直線的に搬送する搬送路７０を有する排紙搬送部７をエンジンユニット２３０の側方に配置し、更に、この排紙搬送部７の下方に、記録液カートリッジであるインクカートリッジ２６を着脱自在に装着するカートリッジ装填部３０を配置している。

このように、エンジンユニット２３０で画像が形成された直後の用紙５を装置本体１内で直線的に搬送するための排紙搬送部７の搬送路７０を設けることによって、画像が形成されて記録液（インク）が付着した用紙５上の記録液が乾燥するまでの時間を稼ぐことができ、その後用紙５を排紙トレイ８に排紙することによって、画像の擦れなどによる品質の低下を防止することができる。

つまり、画像形成直後の用紙を直ちに反転排紙すると、反転のためには、用紙上の記録液が十分乾燥してない内に画像形成面をローラなどで支持しなければならならないことから、画像の擦れなどの生じやすく、画像品質の低下につながる。これに対して、この画像形成装置のよるに一旦画像形成直後の用紙を画像形成面を上にしたまま直線的に搬送する排紙搬送部７を設けることで、用紙上の記録液が乾燥するに十分な時間を確保できることになり、その後用紙を反転させても画像面の擦れなどが生じなくなり、画像品質の低下を防止できる。

また、この排紙搬送部７の下方にインクカートリッジ２６を装填するカートリッジ装填部３０を配置することによって、空間を有効利用することができるとともに、装置本体１の奥行き方向での占有スペースを小さくすることができる。

つまり、シリアルスキャン型の画像形成部にあっては記録ヘッド２４の維持回復を行なうために維持回復機構１２１や空吐出受け部１２６が必要になるため、キャリッジ２３の走査領域は通紙可能な用紙の幅よりも広くならざるを得ず、そのため、キャリッジ２３を装置本体１の前後方向に走査する構成では、例えば維持回復機構１２１を背面側に、空吐出受け部１２６を前側に配置することになる。

ここで、キャリッジ２３にインクタンク（インクカートリッジ）を搭載する構成の画像形成装置であれば、別途インクカートリッジを装填する装填部を装置本体１側に設ける必要はないが、この画像形成装置のようなサブタンク方式の構成では、装置本体１側にインクカートリッジを装填する装填部を備えなければならない。このインクカートリッジ装填部をエンジンユニット２３０の下方に配置することは、キャリッジの主走査方向両側に維持回復機構１２１や空吐出受け１２６を配置する構成では、装置本体１の高さが不必要に高くなることになる。また、この画像形成装置のようにエンジンユニット２３０が装置本体１に対して着脱できる構成とした場合には、エンジンユニット２３０の前側にインクカートリッジ装填部を配置することはできなくなる。

そこで、図５に示すように、装置本体１の正面から見て、エンジンユニット２３０の側方で、かつ、排紙搬送部７の下方の空間内にインクカートリッジ装填部３０を配置することで、装置本体１の高さ、横幅を大きくすることなく、インクカートリッジ装填部３０を配置することができるとともに、図７に示すように、インクカートリッジ装填部３０を平面で見て最大通紙幅の内側に入るように配置することで、装置本体１の前後方向での占有スペースも小さくすることができる。そして、用紙の記録液の乾燥時間を稼ぐために排紙搬送部７を設けた場合に、この排紙搬送部７の下方の空間を有効に利用することができる。

さらに、この画像形成装置では、図７及び図５に示すように、装置本体１の前面側にカートリッジ装填部３０が配置するとともに、このカートリッジ装填部３０と対向する装置本体１の背面側に発熱を生じる部品を含む電装部４００を配置している。

すなわち、画像形成装置においては、電源や制御基板などの電装部からの発熱は避けられないが、記録液を使用する画像形成部２の維持回復機構１２１の下方に電装部を配置すると、電装部から発生する熱は自然と上昇するので、その熱によって維持回復機構１２１やその位置で待機している記録ヘッド２４が温められることになり、記録液の乾燥が促進されて記録ヘッド２４の目詰まりなどが生じやすくなる。

そこで、この画像形成装置では、シャトル型では主走査方向両側に維持回復機構１２１や空吐出受け部１２６を配置しなければならないことから生じる空間を有効に利用するとともに、画像形成部２の維持回復機構１２１に対する熱の影響を抑えるため、維持回復機構１２１の側方であって、かつ、カートリッジ装填部３０と対向する装置本体１の背面側に発熱を生じる部品を含む電装部４００を配置するようにしているのである。この場合、この電装部４００には少なくとも熱を発生しやすい電源や制御基板を含むことが好ましい。

次に、エンジンユニット２３０の詳細について図８以降をも参照して説明する。
このエンジンユニット２３０は、前述したように画像形成部２と副走査搬送部３とをユニット化し、装置本体１に着脱自在に装着できるようにして、メンテナンス性を向上したものである。そして、エンジンユニット２３０には、画像形成部２を構成するキャリッジ２３上のサブタンク２５にインクを供給するためのインクカートリッジ２６を着脱自在に装着するカートリッジ装填部３０を一体的に取り付けている。

すなわち、この画像形成装置においては、前述したようにサブタンク方式の構成であることから、キャリッジ２３に搭載しているサブタンク２５に対して装置本体１側のインクカートリッジ２６からインクを補充供給するため、インクカートリッジ装填部３０にはインクカートリッジ２６を装填するフレーム２６０及びインクカートリッジ２６内のインクを送り出す供給機構２６１を備え、この供給機構２６１から５本のチューブ２６２を介してキャリッジ２３上のサブタンク２５にインクを補充供給（給送）する構成としている。

そして、エンジンユニット２３０のフレーム２３１にインクカートリッジ装填部３０のフレーム２６０を固定して、インクカートリッジ２６とエンジンユニット３２０とを一体のユニットとしている。これによって、エンジンユニット２３０を装置本体１に対して脱着するときに、インクカートリッジ装填部３０からチューブ２６２を介してキャリッジ２３上のサブタンク２５に至るインク供給機構を分解することなく、エンジンユニット２３０とともに装置本体１から取り外すことができ、インク供給経路にゴミや埃など侵入してインク供給経路の目詰まりによる供給不能が発生することを防止できる。

さらに、ここでは、エンジンユニット２３０のフレーム２３１とカートリッジ装填部３０のフレーム２６０とを取り外し、ガイドロッド２１を引き抜くことで、図９に示すように、カートリッジ装填部３０、記録液チューブ２６２、記録ヘッド２４及びサブタンク２５を含むキャリッジ２３を一体的に、エンジンユニット２３０から取り外すことができ、これらを一体として交換することができるようにしている。

これによって、エンジンユニット２３０からインク供給機構を交換する場合にインク供給経路にゴミや埃など侵入してインク供給経路の目詰まりによる供給不能が発生することを防止でき、メンテナンス性や組み付け性が向上する。しかも、通常の使用状態では、記録液チューブ２６２とインクカートリッジ２６とを直接接続した構成ではないので、インクカートリッジ２６の交換だけで記録液チューブ２６２内にゴミや埃など侵入することはない。また、キャリッジ２３ごと交換しないで、キャリッジ２３と記録ヘッド２４とを分解すると、搬送ベルト３１と記録ヘッド２４との位置関係や記録ヘッド２４相互の位置精度がずれて、画像品質の再現性にバラツキが生じるおそれがある。

また、このエンジンユニット２３０では、インクカートリッジ装填部３０からキャリッジ２３のサブタンク２５まで這い回すインク供給チューブ２６２は、図８及び図９に示すように、ユニット２３０のフレーム２３１を構成する後板２３１ａ（主走査領域外のフレーム部材）に沿って這い回して、副走査搬送部３の搬送ベルト３１上が開放空間となるようにしている。

これによって、副走査搬送部３上でジャムなどが発生した場合、キャリッジ２３がホーム位置（維持回復機構１２１上）で待機した状態になっても、副走査搬送部３上にインク供給チューブ２６２がないので、ジャム処理を容易に行なうことができるようになる。

ここで、キャリッジ２３を取り外す手順は、図１０に示すように、後述する手順によって側板２３５の外側に配置したエンコーダホイール１３７及びタイミングプーリ１３３を取り外した後、ガイドロッド２３の端部を側板２３５の保持する保持部材２１１を側板２３５から取り外して、ガイドロッド２３を矢示方向に引き抜いてキャリッジ２３から取り外す。このガイドロッド２３を引き抜いても、キャリッジ２３は維持回復機構１２１によって保持された状態になる。

さらに、このエンジンユニット２３０では、搬送ベルト３１及び搬送ローラ３１を保持する部品である搬送ローラ３２、従動ローラ３３をユニット化して搬送ユニット３１０とし、この搬送ユニット３１０は、図１１に示すように、キャリッジ２３を案内するガイド部材であるガイドロッド２１を取り外すことなくエンジンユニット２３０に対して着脱自在に装着している。

この搬送ユニット３１０のエンジンユニット２３０からの取り外し手順について図１２ないし図１６をも参照して説明する。なお、これらの図では、図示を分かりやすくするために側板２３５からガイドロッド２１を取り外した状態で示している。

先ず、図１１に示すように、搬送ユニット３１０の搬送ローラ３２、従動ローラ３３などを保持しているホルダ３１１、３１２をエンジンユニット２３０の側板２３３、２３４から取り外せる状態にする。

そして、図１２に示すように側板２３５の外側で搬送ユニット３１０の搬送ローラ３２の軸３２ａに取り付けているエンコーダホイール１３７を、図１３に示すように搬送ローラ３２の軸３２ａから取り外した後、副走査モータ１３１を取り付けているモータブラケット２３７のねじを緩めて、タイミングベルト１３２をタイミングローラ１３３から取り外し、図１４に示すようにタイミングローラ１３３を搬送ローラ３２の軸３２ａから取り外す。

その後、図１５ないし図１７に示すように、搬送ローラ３２の軸３２ａを側板２３５に保持する保持部材２４０を図１６で矢示方向に揺動させて、保持部材２４０の係合凸部２４０ａと側板２３５との係合を解除した後、側板２３５に形成した搬送ローラ３２の軸３２ａを保持するための長孔２３８に沿って、搬送ローラ３２の軸３２ａを矢印方向に移動させて、側板２３５のガイドロッド２１を保持するためのロッド孔２３９に対して、即ちガイドロッド２１に対して、搬送ユニット３１０全体の位置を避けるようにずらした状態にする。これによって、搬送ユニット３１０は一体的にガイドロッド２１を避けて、前述した図１１に示すように上方に取り出すことができる。

このように、搬送ユニット３１０の搬送ローラ３２の軸３２ａを保持するために側板２３５に形成した保持穴を長孔形状に形成しているので、搬送ユニット３１０全体を搬送方向に移動させることができるようになり、搬送ユニット３１０を一体的にガイドロッド２１を取りはずことなくエンジンユニット２３０から取り外して交換することができるようになり、メンテナンス性や組み付け性が向上する。

この場合、搬送ベルト３１の移動量を検出するためのホイールエンコーダ１３７をエンジンユニット２３０のフレーム２３１の側板２３５の外側で搬送ローラ３２の軸３２ａに取り付けているので、ホイールエンコーダ１３７がガイドロッド２１に邪魔されて搬送ユニット３１０を取り外せなくなるようこともない。

このように、エンジンユニットには被記録媒体を搬送する搬送ベルトを含む搬送手段を構成する部品をユニット化した搬送ユニットが着脱自在に装着されている構成とすることで、更にメンテナンス性、組み付け性が向上するとともに、エンジンユニットの搬送ユニットは、脱着時にキャリッジの主走査方向移動を案内するガイド部材を避ける位置に移動可能に保持されている構成とすることで、主走査駆動機構を分解することなく搬送ユニットを取り出せるようになり、一層メンテナンス性や組み付け性が向上する。

また、このように搬送ユニット３１０を一体的に取り外せることによって、図１１に示すように、側板２３３、２３４間にホルダ２４０に保持されて配置されている帯電ローラ２４も取り外すことができるようになり、容易に帯電ローラ２４の交換も行なうことができるようになる。

本発明に係る画像形成装置の説明に供する概略構成図である。 同じく画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図である。 同じく副走査搬送部の正面説明図である。 同画像形成装置の外観斜視説明図である。 同画像形成装置の装置本体のレイアウトを説明する模式的正面説明図である。 同じく模式的右側面説明図である。 同じく模式的平面説明図である。 同じくエンジンユニットの斜視説明図である。 同じくエンジンユニットのインク供給系を示す斜視説明図である。 同じくエンジンユニットからガイドロッドを抜き出す手順の説明に供する斜視説明図である。 同じくエンジンユニットから搬送ユニットを取り外した状態の斜視説明図である。 同じくエンジンユニットから搬送ユニットを取り外す手順の説明に供する正面説明図である。 同じく図１２の手順の次の手順の説明に供する正面説明図である。 同じく図１３の手順の次の手順の説明に供する正面説明図である。 同じく図１４の手順の次の手順の説明に供する斜視説明図である。 図１５を反対側から見た斜視説明図である。 図１５の搬送ローラの軸を保持する保持部材部分の断面説明図である。

符号の説明

１…装置本体
２…画像形成部
３…副走査搬送部
４…給紙部
５…用紙（被記録媒体）
７…排紙搬送部
８…排紙トレイ（排紙部）
１０…両面ユニット
１１…画像読取部
２１…ガイドロッド
２２…ガイドレール
２３…キャリッジ
２４…記録ヘッド
２５…サブタンク
２６…インクカートリッジ
２７…主走査モータ
３０…インクカートリッジ装填部
３１…搬送ベルト
３２…搬送ローラ
３４…帯電ローラ
１２１…維持回復機構
１２６…空吐出受け部
１３７…エンコーダホイール
２０１…操作パネル
２３０…エンジンユニット
２３１…フレーム
２６２…インク供給チューブ
３１０…搬送ユニット

Claims (2)

1. 記録ヘッドから記録液の液滴を吐出して被記録媒体に画像を形成する手段を一体化したエンジンユニットを、装置本体に脱着自在に備え、
   前記エンジンユニットには、
   前記記録ヘッド及び前記記録ヘッドに記録液を供給するサブタンクを搭載したキャリッジと、
   前記サブタンクに、記録液を記録液チューブを介して供給する記録液カートリッジを着脱自在に装填するカートリッジ装填部と、を有し、
   前記キャリッジ、記録液チューブ及びカートリッジ装填部は、一体的に前記エンジンユニットから脱着可能である
   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、前記記録液チューブは前記エンジンユニットのキャリッジの主走査領域外のフレームの内側を這い回されていることを特徴とする画像形成装置。

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