JP5167771B2

JP5167771B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5167771B2
Application number: JP2007295082A
Authority: JP
Inventors: 茂行伊藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2009119675A

Description

本発明は液滴を吐出する記録ヘッドを備え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、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などが知られている。この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体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、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る。

このような液体吐出方式の画像形成装置においては、記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズルから用紙に吐出させて記録を行なう関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出不良の状態となり、記録不良を起こすという問題を抱えていることから、記録ヘッドの状態を維持回復する維持回復機構を備え、ノズルに目詰まりなどが生じた場合には、キャッピング手段によりノズル形成面を封止し、吸引ポンプからの負圧により、ノズルからインクを吸引排出（ヘッド吸引）させてノズルの目詰まりを解消する機能などを備えている。

この維持回復機構による維持回復動作に伴って生じるインクの廃液は、吸引ポンプの駆動により廃液タンク（廃液収容容器などとも称する。）に排出することができるように構成され、また空吐出されたインク滴も廃液として廃液タンクに排出されている。この廃液タンクには、一般に多孔質材料により構成された廃液吸収材（吸収体）が収納されており、この廃液吸収材によって廃液を吸収した形で保持するようになされている。

従来、維持回復機構や廃液タンクの交換を可能としたとき、維持回復機構と廃液タンクが個別的に装置本体から取り出せるようにすると、維持回復機構の廃液排出経路が開放されて、廃液が装置内に垂れるなどの問題を生じることから、特許文献１には廃液排出経路を開閉するシャッタ機構を備えることが記載されている。
特開２００７−２１７５８号公報

上述したシャッタ機構は、ラックアンドピニオン方式の駆動機構によってシャッタの開閉を行う構成とされ、シャッタ部材を開閉動作させるための保持部材が装置本体側に着脱可能に設けられ、廃液タンクを取り外すとき、あるいは、維持回復機構を取り外すときにラックが保持部材から離れることによってシャッタ部材が廃液排出経路を閉じるようになっている。

しかしながら、上述した特許文献１に記載の構成では保持部材を装置本体に着脱可能に取付ける構成であるため、メンテナンスなどのために保持部材が装置本体から外された場合、取り付け忘れが生じると、シャッタ機構が動作しなくなるという課題がある。また、画像形成装置ではメンテナンス性の向上を図るために記録ヘッドや搬送機構、維持回復機構などをエンジンユニットとしてユニット化し、装置本体に対して着脱自在に装着することが行われるようになっており、エンジンユニットの取り出し時にも維持回復機構から廃液タンクに対する廃液排出経路を閉じる必要性が生じている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、装置本体に対してエンジンユニットを着脱自在に装着する構成としたときに維持回復機構から廃液タンクに対する廃液排出経路を確実に閉じることができるように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、
液滴を吐出する記録ヘッド及びこの記録ヘッドの状態を維持回復する維持回復機構をユニット化し、装置本体に対して着脱自在に装着されたエンジンユニットと、
前記維持回復機構による維持回復動作で生じるインクの廃液を収容する廃液タンクと、を備え、
前記エンジンユニットには前記維持回復機構から前記廃液タンクに対する前記廃液の排出経路を開閉するシャッタ手段が設けられ、
このシャッタ手段は、
前記廃液の排出経路を開閉する、回動可能に配置されたシャッタ部材と、
前記エンジンユニットが装置本体に装着されるときに装置本体の構造体との接触により、前記廃液排出経路を開く位置に前記シャッタ部材を回動させ、前記エンジンユニットが装置本体から取り外されるときに装置本体の構造体から離れることにより、前記廃液排出経路を閉じる位置に前記シャッタ部材を回動させる機構とを含み、
前記シャッタ部材は、
前記排出経路を開閉するシャッタ部と、前記シャッタ部に一体に設けられたアーム部と、を有し、
前記シャッタ部には回転軸が設けられ、前記アーム部にはスリットが設けられ、
前記シャッタ部材を回動させる機構は、
前記エンジンユニットのブラケットに対してスライド移動可能に保持され、前記構造体との接触によりスライド移動するスライド部材を有し、
前記スライド部材には、前記シャッタ部材の回転軸の移動を許容するスリットと、前記シャッタ部材の前記アーム部に設けられた前記スリットに摺動自在に嵌合する凸部と、が設けられ、
前記エンジンユニットの出し入れに伴って前記スライド部材がスライド移動するとき、前記シャッタ部材は、前記回転軸が前記スライド部材のスリットに沿って前記スリットに対して相対的に移動しつつ回転して、前記廃液排出経路を開く位置と閉じる位置に回動する
構成とした。

本発明によれば、エンジンユニットを装置本体から取り外すときに維持回復機構から廃液タンクに対する廃液排出経路を確実に閉じることができる。

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について図１ないし図４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図、図２は図１の右側面説明図、図３は同装置の記録部の斜視説明図、図４は同装置のキャリッジの底面から見た斜視説明図である。

この画像形成装置は複写装置であり、装置本体１は原稿画像を読取るスキャナなどの画像読み取り部２と、被記録媒体（以下「用紙」という。）Ｐに画像を形成する記録部３と、記録部３に用紙Ｐを給紙する給紙カセット部４とを備えている。そして、給紙カセット部４に収納された用紙Ｐが給紙コロ５及び分離パッドで１枚ずつ分離されて給送され、搬送路７を通じてユニット化されたエンジンユニット（印字部）１０に搬送されて所要の画像が記録され、画像が形成された用紙Ｐは排紙経路８を通って排紙スタック部９に排紙されてスタックされる。

ここで、印字部１０は、図３にも示すように、キャリッジガイド（ガイドロッド）２１と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２８と従動プーリ２９間に架け渡したタイミングベルト３０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２３上には、それぞれブラック（Ｋ）インクを吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４ｋ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個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４ｃ、２４ｍ、２４ｙ（色を区別しないとき及び総称するときは「記録ヘッド２４」という。）と、各記録ヘッド２４に所要のインクを供給するサブタンク２５を搭載している。

各記録ヘッド２４は、図４にも示すように、液滴を吐出する複数のノズル３１が列状に並べられたノズル列３２を２列有し、ノズル列３２が主走査方向（キャリッジ２３の移動方向）と直交する方向になるようにキャリッジ２３にノズル３１が形成された面（ノズルノズル面３１ａという。）を下方に向けて搭載されている。

また、各記録ヘッド２４に対応するサブタンク２５に対してインクを補充供給するメインタンクであるインクカートリッジ２６が装置本体１に対して着脱自在に装着され、インクカートリッジ２６からサブタンク２５に対するインクの供給が行われる。

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の下方には、用紙Ｐを静電吸着などして搬送する無端状の搬送ベルト３５が配置されている。この搬送ベルト３５は駆動ローラ３６と従動ローラ３７との間に掛け回されて周回移動することで用紙Ｐを主走査方向と直交する方向に搬送する。また、搬送ベルト３５を帯電させる帯電ローラ３９が搬送ベルト３５に従動して回転するように配置されている。

さらに、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、図２及び図３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機構（装置）３８を配置し、走査方向他方側の非印字領域には空吐出を行うための空吐出受け部材３９を配置している。

維持回復機構３８は、記録ヘッド２４の各ノズル面３１ａをキャッピングする複数のキャップ部材４１（吸引キャップ４１ａと３個の保湿キャップ４２ｂ）と、記録ヘッド２４のノズル面３１ａをワイピングするためのワイピング部材であるワイパーブレード４２と、空吐出受け４３とが配置されている。吸引キャップ４１ａには本発明に係るチューブポンプを用いた吸引ポンプ４５を接続し、吸引ポンプ４５から排出チューブ４６を介して下側に配置される廃棄インクを収容する廃液容器４０に排出するようにしている。また、空吐出受け部材３９には４つの開口部３９ａが形成されている。

次に、この画像形成装置に適用した本発明の実施形態について図５ないし図８を参照して説明する。なお、図５は図２と同様な模式的側面説明図、図６は同じくエンジンユニット引出し状態の模式的側面説明図、図７は後側板の模式的正面説明図、図８は後側板とエンジンユニットの関係を示す模式的正面説明図である。

装置本体１は本体構造体１００を構成する前側板１０１及び後側板１０２を有し、これらの前側板１０１及び後側板１０２には図７にも示すようにエンジンユニット（印字部）１０を挿入する切り欠き部１０３（後側板１０２のみ図示）が設けられ、この切り欠き部１０３エンジンユニット１０を装置本体１に対してユニット装着方向及びユニット取り外し方向に着脱自在に装着されている。

そして、エンジンユニット１０には、維持回復機構３８の下側に、エンジンユニット１０を装置本体１から取り外すときに維持回復ユニット３８から廃液タンク４０への廃液排出経路５０を閉じ、エンジンユニット１０を装置本体１に装着するときに廃液排出経路５０を開くシャッタ手段５１を設けている。

このシャッタ手段５１は、エンジンユニット１０のフレームに固定されるブラケット５２に回動可能に支持され、廃液排出経路５０に対して進退することで、廃液排出経路５０を開閉するシャッタ部材５３と、ブラケット５２に摺動自在に装着されたスライド部材５４とを有し、シャッタ部材５３とスライド部材５４はリンク機構を介してスライド部材５４の進退動作を、リンク機構を介して、シャッタ部材５３の回動動作に変換して伝達する。そして、スライド部材５４とブラケット５２との間に介装したスプリング部材５６でスライド部材５４を、シャッタ部材５３が廃液排出経路５０を閉じる位置に付勢している。

また、スライド部材５４には、エンジンユニット１０が装置本体１内に装着されるときに、本体構造体１００の後側板１０２に設けた凸部１０５に係合する係合部５７が設けられている。なお、ブラケット５２の上側には維持回復機構３８の廃液排出部（廃液チューブ４６や空吐出受け４３の下端開口部）が臨むダクト５８を設け、このダクト５８の開口をシャッタ部材５３で開閉することで廃液排出経路５０を開閉するようにしている。

これにより、エンジンユニット１０を装置本体１内に装着するときには、スライド部材５４の係合部５７が凸部１０５に係合することで、スライド部材５４がブラケット５２（維持回復機構３８）に対して相対的にエンジンユニット装着方向と反対側に移動し、シャッタ部材５３が廃液排出経路５０を開く位置に回動される。

また、エンジンユニット１０を装置本体１内から取り外すときには、スライド部材５４の係合部５７と凸部１０５の係合が解除されて、スライド部材５４がスプリング部材５６の付勢力によってブラケット５２（維持回復機構３８）に対して相対的にエンジンユニット取り外し方向と反対側に移動し、シャッタ部材５３が廃液排出経路５０を閉じる位置に回動される。

このように、このシャッタ手段が、廃液の排出経路を開閉する、回動可能に配置されたシャッタ部材と、エンジンユニットが装置本体に装着されるときに装置本体の構造体との接触により、廃液排出経路を開く位置にシャッタ部材を回動させ、エンジンユニットが装置本体から取り外されるときに装置本体の構造体から離れることにより、廃液排出経路を閉じる位置にシャッタ部材を回動させる機構とを含むことによって、エンジンユニットを装置本体から取り外すときに維持回復機構から廃液タンクに対する廃液排出経路を確実に閉じることができる。

次に、シャッタ手段５１の一例について図９ないし図１２を参照して説明する。なお、図９はシャッタ手段の分解斜視説明図、図１０（ａ）はシャッタ閉状態のシャッタ手段の平面説明図、（ｂ）は同じく要部拡大模式的側面説明図、図１１（ａ）はシャッタ開状態のシャッタ手段の平面説明図、（ｂ）は同じく要部拡大模式的側面説明図、図１２はシャッタ閉状態のシャッタ手段の要部平面説明図、図１３はシャッタ開状態のシャッタ手段の要部平面説明図である。

シャッタ手段５１のシャッタ部材５３は、廃液排出経路５０を開閉するシャッタ部６１と、このシャッタ部６１と一体に形成されたリンクとなるアーム部６２とを有し、アーム部６２には、中間部にブラケット５２に回動可能に装着される回転軸６３が形成され、シャッタ部６１と反対側にスリット６４が形成されている。シャッタ部６１の維持回復機構３８側は凹部６１ａが形成されることで、維持回復機構３８から垂れた廃液を確実に受け止めることができ、また、凹部６１ａにインクを吸収する吸収部材を配置することで、より確実に廃液を保持することができる。

スライド部材５４は、ブラケット５２に形成されたガイドスリット７１にボス７２、７２を摺動自在に嵌合することで、ブラケット５２に対してスライド可能に保持している。また、スライド部材５４にはボス７２、７２に沿う方向にシャッタ部材５３の回転軸６３の移動を許容するスリット７４を形成している。さらに、スライド部材５４には、ブラケット５２側と反対側の面に、シャッタ部材５３のスリット６４に摺動自在に嵌合するボス７５を設けている。これにより、シャッタ部材５３のアーム部６２の一端部がスライド部材５４のボス７５に係合し、中間部がスリット７４に係合するリンク機構が構成されている。

そして、シャッタ部材５３の回転軸６３をスライド部材５４のスリット７４を貫通させてブラケット５２に回動可能に装着し、シャッタ部材５３のスリット６４にスライド部材５４のボス７５を嵌合させて組み付け、更にスライド部材５４とブラケット５２との間にスプリング部材５６を介装している。

このように構成したシャッタ手段５１においては、図１０（ａ）に示すようにスライド部材５４の係合部５７が後側板１０２の凸部１０５に係合していない状態、すなわち、エンジンユニット１０を引き出すときには、スプリング部材５６によってスライド部材５４が付勢されているので、図１０（ｂ）及び図１２に示すように、シャッタ部材５３が廃液排出経路５０を閉じる位置に回動される。

この状態から、エンジンユニット１０が装置本体１内に押し込まれることによって、図１１（ａ）に示すようにスライド部材５４の係合部５７が後側板１０２の凸部１０５に係合するので、ブラケット５２がエンジンユニット１０とともに移動してもスライド部材５４は移動しないことから、スライド部材５４は、図１１（ｂ）及び図１３に示すようにブラケット５２に対して相対的に矢示方向に移動し、このスライド部材５４の移動に伴ってシャッタ部材５３が矢示方向に回動して、廃液排出経路５０が開かれる。

このように、スライド部材の往復運動をシャッタ部材の回転運動に変換するリンク機構を備えることで、複雑な機構を必要とせず、シャッタ部材を開閉位置に移動させることができる。

なお、図９に示すように、スライド部材５４とブラケット５２とは爪部８１、８１とスリット８２とを摺動自在に係合させることでスライド部材５４がブラケット５２に対してスライド可能としている。また、シャッタ部材５３とブラケット５２とも爪部８３と円弧状スリット８４とを回動可能に係合させることでシャッタ部材５３がブラケット５２に対して所要の範囲を回動可能としている。これにより、組立て、分解を容易に行うことができる。

また、図１２及び図１３に示すように、スライド部材５４には壁部８５を設けることによって、スライド部材５４にシャッタ部材５３を組み付けるときに、組み付け方向を特定できるようにして、組み付け不良を防止している。

本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。図１の左側面説明図である、同装置の印字部の斜視説明図である。同装置のキャリッジの底面から見た斜視説明図である。本発明の実施形態を説明する図２と同様な模式的側面説明図である。同じくエンジンユニット引出し状態の模式的側面説明図である。後側板の模式的正面説明図である。後側板とエンジンユニットの関係を示す模式的正面説明図である。シャッタ手段の分解斜視説明図である。（ａ）はシャッタ閉状態のシャッタ手段の平面説明図、（ｂ）は同じく要部拡大模式的側面説明図である。（ａ）はシャッタ開状態のシャッタ手段の平面説明図、（ｂ）は同じく要部拡大模式的側面説明図である。シャッタ閉状態のシャッタ手段の要部平面説明図である。シャッタ開状態のシャッタ手段の要部平面説明図である

符号の説明

１…装置本体
２…画像読取部
３…記録部
４…給紙カセット部
Ｐ…用紙（被記録媒体）
１０…印字部（エンジンユニット）
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（メインタンク）
２７…供給チューブ
３１…ノズル
３１ａ…ノズル面
３５…搬送ベルト
３８…維持回復機構部
４１…キャップ部材
４５…吸引ポンプ
５０…廃液排出経路
５１…シャッタ手段
５２…ブラケット
５３…シャッタ部材
５４…スライド部材
５６…スプリング部材
１００…装置構造体
１０２…後側板
１０５…凸部

Claims

液滴を吐出する記録ヘッド及びこの記録ヘッドの状態を維持回復する維持回復機構をユニット化し、装置本体に対して着脱自在に装着されたエンジンユニットと、
前記維持回復機構による維持回復動作で生じるインクの廃液を収容する廃液タンクと、を備え、
前記エンジンユニットには前記維持回復機構から前記廃液タンクに対する前記廃液の排出経路を開閉するシャッタ手段が設けられ、
このシャッタ手段は、
前記廃液の排出経路を開閉する、回動可能に配置されたシャッタ部材と、
前記エンジンユニットが装置本体に装着されるときに装置本体の構造体との接触により、前記廃液排出経路を開く位置に前記シャッタ部材を回動させ、前記エンジンユニットが装置本体から取り外されるときに装置本体の構造体から離れることにより、前記廃液排出経路を閉じる位置に前記シャッタ部材を回動させる機構とを含み、
前記シャッタ部材は、
前記排出経路を開閉するシャッタ部と、前記シャッタ部に一体に設けられたアーム部と、を有し、
前記シャッタ部には回転軸が設けられ、前記アーム部にはスリットが設けられ、
前記シャッタ部材を回動させる機構は、
前記エンジンユニットのブラケットに対してスライド移動可能に保持され、前記構造体との接触によりスライド移動するスライド部材を有し、
前記スライド部材には、前記シャッタ部材の回転軸の移動を許容するスリットと、前記シャッタ部材の前記アーム部に設けられた前記スリットに摺動自在に嵌合する凸部と、が設けられ、
前記エンジンユニットの出し入れに伴って前記スライド部材がスライド移動するとき、前記シャッタ部材は、前記回転軸が前記スライド部材のスリットに沿って前記スリットに対して相対的に移動しつつ回転して、前記廃液排出経路を開く位置と閉じる位置に回動する
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記シャッタ手段のシャッタ部材には前記廃液を受ける凹部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記シャッタ手段のシャッタ部材には吸収体が設けられていることを特徴とする画像形成装置。