JP5081342B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置や電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置などが知られている。

液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液滴を吐出する装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

このような画像形成装置においては、用紙を装置本体に給紙するために、装置本体に装着した給紙トレイ や装置本体に着脱自在に装着する給紙カセットが備えられる。なお、本明細書においては、トレイは装置本体に着脱可能又は取り付けられていて、用紙を補給するために装置本体からの取り外しを要しないものを、カセットは装置本体に着脱可能に装着され、用紙を補給するために装置本体からの引出し或いは取り外しを要するものを意味するものとして使用する。

従来の画像形成装置としては、特許文献１に記載されているように、装置本体に装着したまま所要量引出し可能であって、所要量引き出されたときに用紙を載置する底板が下降状態になる給紙カセットと、給紙カセットの蓋部材を兼ね、装置本体に揺動可能に装着されて給紙カセットの上方を開閉可能な排紙トレイとを備えて、排紙トレイを開放位置に揺動することによって用紙を載置する底板が押し下げられるようにしたものがある。
特開２００４−２３０８８０号公報

また、特許文献２に記載されているように、引出し不要な給紙トレイと、この給紙トレイの上方に配置された排紙トレイとを備え、排紙トレイを上方に揺動させることで給紙トレイの先端が給紙手段から離間するよう下降させる連動手段を設けることが知られている。
特開２００５−１６２４２７号公報

しかしながら、上述した特許文献２に記載の構成にあっては、排紙トレイを上方に揺動しないまま給紙トレイに補給用の用紙を差し込むことが可能であるため、給紙トレイの先端が給紙手段に当接した状態で給紙トレイの先端と給紙手段との間に用紙が差し込まれ、重送などの給紙不良を生じるという課題がある。

また、特許文献１に記載の構成にあっても、排紙トレイの揺動に給紙カセットの底板の下降を連動させる構成とするだけで、給紙カセットの引出し操作には関係なく、すなわち、給紙カセットが給紙位置にセットされた状態でも、給紙カセットが引出された状態でも、いずれの場合も排紙トレイを開く操作が可能な構成となっている。

そのため、給紙カセットが用紙を補給する所要の補給位置まで引き出されないまま、排紙トレイを開いて用紙を補給しようとすると、給紙カセットに収容されている用紙を給紙手段（給紙ローラ）まで上昇させる底板が上昇した状態で用紙を補給することになる。この状態で用紙補給すると、上昇している底板がガイドになり、補給する用紙が、給紙ローラと用紙を１枚ずつ分離する分離パッドのニップ部を通過したところまで用紙をセットすることが可能になり、用紙を給紙ローラで給紙カセットから送り出すときに重送を発生させてしまうという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、給紙カセットを装置本体に装着したまま引き出し、給紙カセットのカバーとなる排紙トレイを開いて用紙補給を行う場合に、給紙カセットが用紙補給位置まで引き出されない限り用紙補給を行えないようにして、用紙給紙の信頼性を向上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、
装置本体に装着したまま所定の用紙補給位置まで引出し可能であって、前記装置本体から所定量引き出されたときに用紙を載置する底板が下降状態になる給紙カセットと、
前記給紙カセットの蓋部材を兼ね、前記装置本体に揺動可能に装着されて前記給紙カセットの上方を開閉可能な排紙トレイと、
前記給紙カセットの底板が下降位置にあるときに前記排紙トレイを開放可能とし、前記底板が下降位置より上昇した位置にあるときには前記排紙トレイの開放を規制する手段と、を備え、
前記装置本体に前記給紙カセットが装着された状態で前記排紙トレイを開放して給紙するときに前記底板が下降状態になるまで前記排紙トレイを開放することができない
構成とした。

ここで、前記排紙トレイが開放位置にあるときに前記給紙カセットの装置本体内への挿入を規制するストッパ手段を備えている構成とできる。この場合、前記ストッパ手段は、前記排紙トレイの開閉に応じて上下動するストッパ部材を有し、このストッパ部材には上昇位置にあるときに前記給紙カセットの挿入を阻止する突起部が設けら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、給紙カセットの底板が下降位置にあるときに排紙トレイを開放可能とし、底板が下降位置より上昇した位置にあるときには排紙トレイの開放を規制する手段を備えて、装置本体に給紙カセットが装着された状態で排紙トレイを開放して用紙補給するときに底板が下降状態になるまで排紙トレイを開放することができない構成としたので、底板が上昇している状態で排紙トレイが開けられて用紙が給紙手段のニップ部まで差し込まれることが防止され、用紙給紙の信頼性が向上する。

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。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の外観斜視説明図である。
この画像形成装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１と、装置本体１に装着したまま所定の用紙補給位置（後述の図５の位置）まで引出し可能な給紙カセット２と、給紙カセット２の蓋部材を兼ね、装置本体１に揺動可能に装着されて給紙カセット２の上方を開閉可能な排紙トレイ３とを備えている。給紙カセット２は装置本体１内に給紙する用紙がストックされ、排紙トレイ３には画像が記録（形成）された用紙がストックされる。さらに、装置本体１の前面の一端部側には、インクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４を有し、このカートリッジ装填部４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５としている。

次に、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は同機構部の概要を示す側面模式的説明図、図３は同じく要部平面説明図である。
装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３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タイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。

一方、給紙カセット２の用紙積載部（底板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部（給紙手段）として、底板４１上の用紙４２を１枚ずつ分離給送する給紙ローラ４３及び給紙ローラ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド（フリクションパッド）４４を備え、この分離パッド４４は給紙ローラ４３側に付勢されている。

そして、この給紙カセット２から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。

また、この維持回復機構８１の下方側には維持回復動作のうちの空吐出受け８４に対する空吐出及びワイパ部材８３の清掃によって空吐出受け８４から生じる廃液を収容するための交換されない第１廃液タンク１００を、維持回復機構８１の側方側にはカートリッジ装填部４の下側に装置本体の前面側から交換可能な第２廃液タンク１０１を、それぞれ備えている。インクカートリッジ１０及び第１廃液タンク１０１は、装置本体の前面の共通のカバーを開くことで、装置本体前面側から交換することができるため、低コスト化を図れる。

また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙カセット２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド４７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

次に、この画像形成装置における給紙及び排紙に関する構成について、先ず図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は給紙カセットを底板が下降位置になる状態まで引き出したときの外観斜視説明図、図５は給紙カセットを用紙補給位置まで引き出した状態の外観斜視説明図である。
この画像形成装置では、図４に示すように、装置本体１から給紙カセット２を所定量Ｌ１引き出したときに底板４１が下降位置になり、底板４１が下降位置になることで排紙トレイ３を開くことができる状態になる。また、図４に示すように、排紙トレイ３が閉まった状態（下降した状態）であるときに、給紙カセット２を装置本体１内に押し込むことができる。

そして、給紙カセット２に用紙の補給を行うときには、図５に示すように、給紙カセット２を装置本体１から完全に引き出した（取り外したという意味ではない）状態にし、排紙トレイ３を持ち上げて（開いて）給紙カセット２の上方を開放する。

その後、排紙トレイ３を閉じて、給紙カセット２を装置本体１内に押し込む（セット）する。ただし、図５に示すように、排紙トレイ３が上昇した（開いた）状態では、給紙カセット２は装置本体１内に押し込む（セットする）ことができない。つまり、給紙カセット２を装置本体１内にセットする場合には排紙トレイ３を閉じる必要がある。

次に、給紙トレイの底板の状態（位置）によって排紙トレイの開閉を規制する機構（手段）について図６ないし図９をも参照して説明する。なお、図６は給紙カセットを装置本体にセットした状態の概略側面説明図、図７は給紙カセットを装置本体から所要量引き出した状態の概略側面説明図、図８は図６の矢示Ａ方向の模式的断面説明図、図９は要部斜視説明図である。

給紙カセット２は、用紙４２が載置される底板（用紙載置部）４１が両側部に取り付けた支軸２０２によって揺動可能に配設され、底板４１の先端部はばね２０４を介してカセット本体２０１（図５、図６参照）に揺動可能に取付けられたリンク部材２０３の一端部（後端部）２０３ａに支持されている。

給紙カセット２を装置本体１内にセットした状態では、図６に示すように、リンク部材２０３の他端部（先端部）２０３ｂが装置本体１内に設けた当接部（壁面）１１に当接して、矢示Ｂ方向に揺動され、リンク部材２０３の一端部２０３ａ側が上昇してばね２０４によって給紙ローラ４３まで底板４１の先端部側を上昇させる（ただし、用紙が載置されていない状態である。）状態になる。

一方、給紙カセット２を装置本体１から所要量Ｌ１以上引き出した状態では、図７に示すように、リンク部材２０３の先端部２０３ｂが装置本体１内に設けた当接部（壁面）１１から離間して、矢示Ｃ方向に揺動され、リンク部材２０３の後端部２０３ａ側が下降して底板４１は下降位置（下降状態）になる。

また、給紙カセット２のカセット本体２０１の先端部側底面には底板４１が下降位置に達したときに当接する突起部２０５が設けられており、底板４１が下降すると突起部２０５に当接して衝撃音が発せられ、これによってユーザは給紙カセット２の底板４１が下りたことを認識することができる。

排紙トレイ３は、給紙カセット２の上方開口を覆う蓋部材（カバー）を兼ねており、装置本体１に対して支軸３０１によって揺動可能に保持され、給紙カセット２の上方を開閉する。

そして、給紙カセット２と排紙トレイ３には排紙トレイ３をロックする排紙トレイロック機構１３を設けている。この排紙トレイロック機構１３は、排紙トレイ３側に設けられ排紙トレイロック部３１１と、給紙カセット２側に設けられた排紙トレイロック部３１１に係合する給紙カセットフック部２１１とで構成される。なお、排紙トレイロック機構１３は、給紙カセット２の挿入方向と直交する方向の両側に設けられる。

これらの排紙トレイロック部３１１と給紙トレイフック部２１１との給紙カセット出し入れ方向における関係は、給紙カセット２が装置本体１内にセットされた状態から所要量Ｌ１未満引き出されるまで状態の間では、図６に示すように、給紙トレイフック部２１１が排紙トレイロック部３１１に係合し、給紙カセット２が装置本体１内から所要量Ｌ１以上引き出された状態では、図７に示すように、給紙トレイフック部２１１が排紙トレイロック部３１１から外れる位置関係としている。

したがって、図７に示すように、給紙カセット２の底板４１が下降位置にあるときに排紙トレイ３が開放可能となり、底板４１が下降位置より上昇した位置にあるときには排紙トレイ３の開放が規制される、つまり、給紙カセット２が装置本体１から多少引き出された場合であっても、底板４１が下降状態になるまで排紙トレイ３を開く（開放する）ことができない構成となっている。

つまり、給紙カセット２を覆う排紙トレイ３を給紙カセット２が所定位置まで引き出されないまま開けるようにした場合、図１２に示すように、ユーザによっては、給紙カセット２を少し引き出して排紙トレイ３との間に生じた隙間から用紙４２を差し込んで補給することがあり、このような補給が行われると、底板４２が下がっていないため、用紙４２の先端部が給紙ローラ４３と分離パッド４４とのニップ部Ｎを越えて差し込まれ、その結果用紙の重送が生じ易くなる。

これに対し、この画像形成装置では、給紙カセット２の底板４１が下降する所定位置まで引き出されない限り排紙トレイ３を開くことができないので、給紙カセット２が装置本体１内にセットされたままの状態で排紙トレイ３が開かれて（給紙カセット２と排紙トレイ３との間が開かれて）用紙４２が補給され、用紙４２の先端部が給紙ローラ４３と分離パッド４４とのニップ部Ｎ（図１、後述の図１２参照）まで差し込まれ、用紙の重送が生じることが防止される。

このように、給紙カセットの底板が下降位置にあるときに排紙トレイを開放可能とし、底板が下降位置より上昇した位置にあるときには排紙トレイの開放を規制する手段を備えて、装置本体に給紙カセットが装着された状態で排紙トレイを開放して給紙するときに底板が下降状態になるまで排紙トレイを開放することができない構成であるので、底板が上昇している状態で排紙トレイが開けられて用紙が給紙手段のニップ部まで差し込まれることが防止され、給紙の信頼性が向上する。

次に、排紙トレイ３が開いた状態での給紙カセット２の装置本体１へのセットを規制する給紙トレイストッパ機構（手段）について図１０及び図１１をも参照して説明する。なお、図１０は同ストッパ機構部分の要部破断説明図、図１１はストッパ部材の斜視説明図である。

ストッパ機構２３０は、給紙カセット２に上下動可能に装着されたストッパ部材２３１を有している。ストッパ部材２３１は、本体２３１ａの頂部に設けられた排紙トレイ３で押される傾斜部２３２と、本体２３１ａに一体形成された給紙カセット２の挿入を規制する突起部２３３とを有し、本体２３１ａの中空部内に配設されたスプリング２３４で上方に付勢され、下端部に設けられた係止部２３５が係合部２３６に係合することで上方への突出量が規制される。

このストッパ部材２３１の突起部２３３は、ストッパ部材２３１が上昇した位置にあるときに、装置本体１側に固定されたストッパ部材２４１（図７参照）に突き当たる。なお、ストッパ機構２３０は、給紙カセットの挿入方向と直交する方向の両側に設けられる。

このように構成したので、排紙トレイ３が上昇する（開かれる）と、給紙カセット２のストッパ部材２３１が図７及び図１０に示すように上昇して、給紙カセット２に取り付いているストッパ部材２３１の突起部２３３が装置本体１側に取り付いている固定されたストッパ部材２４１へ突き当たり、給紙カセット２を装置本体１へ装着することができなくなる。

そこで、排紙トレイ３が閉じられると、排紙トレイ３が給紙カセット２に取り付いているストッパ部材２３１の傾斜部２３２を押し下げ、排紙トレイ３の荷重によってストッパ部材２３１がスプリング２３４に抗して下方向に移動し、突起部２３３が装置本体１側のストッパ部材２４１から離れるので、給紙カセット２を装置本体１に押し込むことができる。

このように、排紙トレイが開放位置にあるときに給紙カセットの装置本体内への挿入を規制するストッパ手段を備えていることで、排紙トレイを閉じないままで給紙カセットが装置本体内に挿入される誤操作を防止できる。

本発明に係る画像形成装置は、プリンタ単機能構成のものに限らず、プリンタ／ファクシミリ／複写などの複合機能を有する画像形成装置であっても良い。

本発明に係る画像形成装置の外観斜視説明図である。 同画像形成装置の機構部の概要を示す側面模式的説明図である。 同じく要部平面説明図である。 給紙カセットを底板が下降位置になる状態まで引き出したときの外観斜視説明図である。 給紙カセットを用紙補給位置まで引き出した状態の外観斜視説明図である。 給紙カセットを装置本体にセットした状態の概略側面説明図である。 給紙カセットを装置本体から所要量引き出した状態の概略側面説明図である。 図６の矢示Ａ方向の模式的断面説明図である。 要部斜視説明図である。 ストッパ機構部分の要部破断説明図である。 ストッパ部材の斜視説明図である。 給紙カセットが所定位置まで引き出されないまま用紙補給が行われた状態の説明に供する説明図である。

符号の説明

１…装置本体
２…給紙トレイ
３…排紙トレイ
１３…排紙トレイロック機構
３３…キャリッジ
３４…記録ヘッド
４１…底板
４３…給紙ローラ
２１１…給紙カセットフック部
３１１…排紙トレイロック部

Claims (3)

1. 装置本体に装着したまま所定の用紙補給位置まで引出し可能であって、前記装置本体から所定量引き出されたときに用紙を載置する底板が下降状態になる給紙カセットと、
   前記給紙カセットの蓋部材を兼ね、前記装置本体に揺動可能に装着されて前記給紙カセットの上方を開閉可能な排紙トレイと、
   前記給紙カセットの底板が下降位置にあるときに前記排紙トレイを開放可能とし、前記底板が下降位置より上昇した位置にあるときには前記排紙トレイの開放を規制する手段と、を備え、
   前記装置本体に前記給紙カセットが装着された状態で前記排紙トレイを開放して給紙するときに前記底板が下降状態になるまで前記排紙トレイを開放することができない
   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、前記排紙トレイが開放位置にあるときに前記給紙カセットの装置本体内への挿入を規制するストッパ手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記ストッパ手段は、前記排紙トレイの開閉に応じて上下動するストッパ部材を有し、このストッパ部材には上昇位置にあるときに前記給紙カセットの挿入を阻止する突起部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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