(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来、インクジェット式画像形成装置では、画像データの情報に基づいて用紙に対してインクを吐出する記録ヘッドの下方に、用紙を搬送する用紙搬送ユニットを備えている。用紙搬送ユニットは、駆動ローラー、従動ローラー及びテンションローラー等の各種ローラーに無端状の搬送ベルトを巻き掛けて構成される。
【0003】
このようなインクジェット式画像形成装置では、用紙搬送ユニットにおいて用紙のジャム(紙詰まり)が生じたり、破れた用紙が搬送されたりすることで、記録ヘッドからのインクが適切に用紙に吐出されずに搬送ベルトに付着して搬送ベルトを汚すことがある。搬送ベルトに付着したインクは、次に搬送される用紙を汚すことになり、正常な印刷状態を阻害してしまう。
【0004】
また、特許文献1のインクジェット記憶装置では、クリーニング装置の搬送ベルト上の不要インクを清掃するために、ワイパーを搬送ベルトに圧接させると共に搬送ベルトを移動させて、搬送ベルト上のインクをワイパーで掻き落としてインク受に集めるように構成されている。しかしながら、このようなクリーニング装置では、搬送ベルトの内側に付着したインクを除去することができない。
【0005】
更に、特許文献2の画像形成装置では、搬送支持部材(プラテン)に吸引孔が設けられていて、吸引ファンが吸引孔を通して被記録媒体を吸引するように構成されている。しかしながら、このような吸引孔を用紙搬送ユニットの搬送ベルトに設けた場合には、インクが吸引孔を通って搬送ベルトの内側に付着してしまう。そして、搬送ベルトの内側面との間のインクによって搬送ベルトを駆動する駆動ローラーと搬送ベルトとの間にスリップ等の不具合が生じるおそれがある。
【0006】
ところで、インクジェット式画像形成装置には、搬送ベルトを備えた用紙搬送ユニットを印字位置(用紙搬送位置)と退避位置(クリーニング位置)とに移動可能にされたものがある。そして、用紙搬送ユニットが退避位置に配置されたときに、搬送ベルトの外側のクリーニングローラーと内側の対向ローラーとで搬送ベルトを挟持すると共に搬送ベルトを駆動することにより搬送ベルト上のインクを除去する。
【発明を実施するための形態】
【0015】
まず、
図1を参照しながら、インクジェット式の画像形成装置としてのカラープリンター1(以下、「プリンター1」と略称する。)の全体の構成について説明する。以下、
図1における紙面手前側をプリンター1の正面側(前側)とする。
【0016】
図1に示されるように、プリンター1は、箱型形状のプリンター本体2を備えている。プリンター本体2の下部には用紙Pを収納する給紙カセット3が引出可能に収容されている。
【0017】
プリンター本体2の右側部には、用紙Pの搬送路4が形成されている。搬送路4の下端部には給紙ローラー5が給紙カセット3の近傍に設けられ、給紙ローラー5の右方には、搬送ローラー6が設けられている。搬送路4の上端部にはレジストローラー7が設けられている。
【0018】
プリンター本体2の中央部には、用紙搬送ユニット8が昇降装置10によって昇降可能に設けられている。用紙搬送ユニット8は、搬送フレーム11と、駆動ローラー12と、従動ローラー13と、テンションローラー14と、対向ローラー15と、無端状の搬送ベルト16と、吸気部17とを備えている。用紙搬送ユニット8の各部及び昇降装置10については後述する。
【0019】
また、プリンター本体2の中央部には、用紙搬送ユニット8の上方に4セットの記録ヘッド18(18K、18C、18M、18Y)が並設されている。各記録ヘッド18は、用紙Pの搬送方向における上流側(本実施形態では右側)から順に、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色に対応している。以下、色を特定して説明する場合を除き、記録ヘッド18について「K」、「C」、「M」、「Y」の記号は省略する。各記録ヘッド18には、搬送ベルト16の上面と対向するようにして、ノズル(図示せず)が設けられている。各記録ヘッド18は、用紙に対して画像を形成する画像形成部である。
【0020】
プリンター本体2の上部には、4つのインクコンテナ20(20K、20C、20M、20Y)が、前後方向に着脱可能に並設されている。4つのインクコンテナ20は、インクの色ごとに設けられており、用紙Pの搬送方向における上流側(本実施形態では右側)から順に、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色のインクを収容している。以下、色を特定して説明する場合を除き、インクコンテナ20について「K」、「C」、「M」、「Y」の記号は省略する。
【0021】
各インクコンテナ20は、サブコンテナ(図示せず)を介して各記録ヘッド18に接続されており、各インクコンテナ20に収容されたインクが、サブコンテナに一旦貯留された後、各記録ヘッド18に供給されるようになっている。なお、サブコンテナは、記録ヘッド18及びインクコンテナ20と同様に、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色に対応して設けられる。
【0022】
また、プリンター本体2の中央部には、クリーニングローラー22を備えたクリーニングユニット21が用紙搬送ユニット8の左下側(退避位置側)に設けられている。クリーニングユニット21については後述する。
【0023】
また、プリンター本体2の左側部には、排出機構23が設けられている。排出機構23は、用紙搬送ユニット8の左上方に設けられる乾燥装置24と、乾燥装置24の左方に設けられる排出ローラー25と、排出ローラー25の下方に設けられて排出口26を介してプリンター本体2の外部に突出する排紙トレイ27とを備えている。
【0024】
次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作について説明する。
【0025】
プリンター1が外部コンピューター等から画像データを受信すると、給紙カセット3内に収納された用紙Pが、給紙ローラー5によって搬送路4へと送り出される。搬送路4に送り出された用紙Pは、搬送ローラー6によって搬送路4の下流側へと搬送され、レジストローラー7によって搬送路4から搬送ベルト16の上面へと送り出される。
【0026】
このとき、吸気部17を稼働して、搬送ベルト16の吸気孔(図示せず)及び吸気部17の開口部(図示せず)を介して、搬送ベルト16の上面側から吸気部17へと空気が吸引される。そして、搬送ベルト16の上面へと送り出された用紙Pは、吸気部17の吸引力によって搬送ベルト16の上面に吸着される。
【0027】
一方、各記録ヘッド18には、各インクコンテナ20からインクが供給されている。各記録ヘッド18は、搬送ベルト16に吸着された用紙Pに対して、外部コンピューター等から受信した画像データの情報に基づいてインクを吐出する。これにより、カラーインク画像が用紙Pの表面に形成される。カラーインク画像を形成された用紙Pは、乾燥装置24によって表面のインクを乾燥された後、排出ローラー25によって排出口26から排紙トレイ27上に排出される。
【0028】
次に、用紙搬送ユニット8の各部について
図2及び
図3を参照して説明する。先ず、搬送フレーム11は、
図2に示すように、底板30と、底板30の前後端に立設された一対の側板31とを備えている。底板30には、左前部及び左後部にそれぞれ被ロックピン32(第2係合部)が設けられていて、
図2では、左後部の被ロックピン32のみが示されている。被ロックピン32は、後述のロック部材57に対応する位置に設けられていて、例えば、前後方向(ロック部材57の先端の屈曲方向と交差する方向)に延びる円柱状に形成されている。一対の側板31のそれぞれには、左前部及び左後部にそれぞれガイド部33(第2位置規制部)が設けられていて、
図2では、左後部のガイド部33のみが示されている。ガイド部33は、後述のガイドピン61に対応する位置に設けられていて、例えば、左右方向に長いレール部34と、レール部34の右端に設けられて下側が開口した溝部35とからなり、前後方向内側及び下側が開口するように形成されている。
【0029】
駆動ローラー12は、搬送フレーム11の左上隅部に回転可能に支持され、従動ローラー13は、搬送フレーム11の右上隅部に回転可能に支持され、テンションローラー14は、搬送フレーム11の中央下部に回転可能に支持され、対向ローラー15は、搬送フレーム11の左下部に回転可能に支持されている(
図1参照)。
【0030】
搬送ベルト16は、駆動ローラー12、従動ローラー13及びテンションローラー14に巻き掛けられている。搬送ベルト16には多数の吸気孔(図示せず)が設けられている。なお、搬送ベルト16と対向ローラー15との接触は、搬送ベルト16のクリーニング時に、クリーニングユニット21のクリーニングローラー22が搬送ベルト16に押し当てられて、搬送ベルト16が内側に撓むことで生じることになる。
【0031】
吸気部17は、搬送ベルト16に囲まれるように配置され、上側に開口部(図示せず)を備えて、搬送ベルト16の上方から内側へと吸気するように構成されている。
【0032】
次に、昇降装置10について
図4及び
図5を参照して説明する。昇降装置10は、各記録ヘッド18の下方で用紙搬送ユニット8を印字位置(用紙搬送位置)と退避位置(クリーニング位置)との間で昇降動作させるように設けられている。昇降装置10は、
図4及び
図5に示すように、装置本体フレーム40と、ユニット載置部41と、ワイヤ42と、巻上軸43と、駆動部44と、ワイヤ支持部45とを備えている。
【0033】
装置本体フレーム40は、用紙搬送ユニット8を収納可能な箱状の筐体であって、上側が開口している。また、装置本体フレーム40には、複数の本体側プーリー46が設けられていて、複数の本体側プーリー46は、例えば、少なくとも装置本体フレーム40の左前部、左後部、右前部及び右後部の4か所において前後方向を軸方向として回転可能に設けられる。
【0034】
ユニット載置部41は、複数の本体側プーリー46よりも下方に配置されていて、底板47と、複数の側板48とを備える。ユニット載置部41の底板47上には、用紙搬送ユニット8、特にその搬送フレーム11の底板30が載置される。ユニット載置部41の複数の側板48は、例えば、底板47の左前部、左後部、右前部及び右後部のそれぞれに立設され、複数の側板48のそれぞれには、載置部側プーリー49が前後方向を軸方向として回転可能に設けられる。
【0035】
巻上軸43は、装置本体フレーム40内の右側上部で前後方向を軸方向として回転可能に設けられている。駆動部44は、例えば、モーター等であって、巻上軸43を回転駆動するように装置本体フレーム40に取り付けられる。ワイヤ支持部45は、装置本体フレーム40内の左前部及び左後部のそれぞれに設けられていて、
図4及び
図5では、左後部のワイヤ支持部45のみが示されている。
【0036】
上記のような昇降装置10において、ワイヤ42は、昇降装置10の前後部のそれぞれに設けられている。一方のワイヤ42は、装置本体フレーム40の左前部及び右前部の本体側プーリー46と、ユニット載置部41の左前部及び右前部の載置部側プーリー49とに巻き掛けられ、このワイヤ42の一端は巻上軸43の前部に固定され、このワイヤ42の他端は装置本体フレーム40の左前部のワイヤ支持部45に支持されている。他方のワイヤ42は、装置本体フレーム40の左後部及び右後部の本体側プーリー46と、ユニット載置部41の左後部及び右後部の載置部側プーリー49とに巻き掛けられ、このワイヤ42の一端は巻上軸43の後部に固定され、このワイヤ42の他端は装置本体フレーム40の左後部のワイヤ支持部45に支持されている。
【0037】
次に、クリーニングユニット21について
図6〜
図12を参照して説明する。クリーニングユニット21は、
図6に示すように、クリーニングローラー22と、ユニット本体フレーム50と、一対の支持板51と、2つのロック部材52(第1係合部)と、2つのガイドピン53(第1位置規制部)と、ローラー駆動機構54と、支持板駆動機構55と、ロック駆動機構56と、を備える。
【0038】
クリーニングローラー22は、一対の支持板51の右側(用紙搬送ユニット8に近い一端側)に回転可能に取り付けられる。
【0039】
ユニット本体フレーム50は、底板57と、底板57の前後部に立設された一対の取付部材58とを備える。底板57の右側(一端側)には、前後方向に長い棒状部材59が回転可能に設けられ、底板57の左側(他端側)には、上記の一対の取付部材58が設けられる。各取付部材58には、回転中心軸60が取り付けられる。
【0040】
各支持板51は、
図8〜
図10に示すように、左側(他端側)で回転中心軸60に回動可能に取り付けられる。後側の支持板51の下部には、当接面としての上面を有するカム当接部61と(
図9及び
図10参照)、コイルばね等の付勢部材62と(
図7及び
図9参照)、が設けられる。例えば、付勢部材62は、上端が支持板51に支持されると共に下部がユニット本体フレーム50の底板57に支持されていて、ユニット本体フレーム50に対して支持板51を上方に付勢する。
【0041】
各ロック部材52は、
図7、
図8及び
図11に示すように、右側(一端側)に延出すると共に先端が下方に屈曲した鉤爪状の爪部63を備える。また、各ロック部材52は、例えば、ユニット本体フレーム50に設けられた棒状部材59に取り付けられ、棒状部材59の回転に伴って回転する。本実施形態では、2つのロック部材52が、棒状部材59の前後部のそれぞれに設けられるが、1つ又は3つ以上のロック部材52を備えて構成されてもよい。また、各ロック部材52には、ねじりコイルばね等の付勢部材64が取り付けられる。各付勢部材64は、各ロック部材52を棒状部材59と共に前方視で時計回りの方向に付勢するように設けられる。各ロック部材52は、各付勢部材64の付勢力が作用していないときには、爪部63が右側(一端側)に位置する係合状態となり、各ロック部材52及び棒状部材59が各付勢部材64の付勢力に抗して前方視で反時計回りの方向に回転したときに、爪部63が左側(他端側)に位置する非係合状態となる。なお、各ロック部材52は、用紙搬送ユニット8の被ロックピン32と対応した位置に設けられる。
【0042】
各ガイドピン53は、
図6、
図8〜
図10に示すように、各支持板51の右側(一端側)に設けられ、前後方向外側に突出した円柱状に形成される。例えば、後側のガイドピン53は、後述するローラー駆動機構54の複数のギア66の1つに設けられる。
【0043】
ローラー駆動機構54は、
図8〜
図10に示すように、伝達用カップリング65と、複数のギア66とを備える。伝達用カップリング65は、円柱状に形成されていて、ユニット本体フレーム50の後側の取付部材58に回転可能に取り付けられ、モーター等の駆動部(図示せず)からの駆動力が入力されることで回転する。複数のギア66は、後側の取付部材58及び後側の支持板51に回転可能に設けられる。例えば、複数のギア66は、伝達用カップリング65に取り付けられるギア66と、回転中心軸60に取り付けられるギア66と、クリーニングローラー22に同軸に取り付けられるギア66とを有し、順次、噛合して配置される。これにより、ローラー駆動機構54は、支持板51の回動に拘らず、伝達用カップリング65から入力した回転を複数のギア66を介してクリーニングローラー22に伝達することができる。
【0044】
支持板駆動機構55は、
図9〜
図10に示すように、モーター等の駆動部67と、断面楕円状のカム68と、複数のギア69と、を備える。カム68は、前後方向に回転軸を有して回転可能に設けられ、周面が後側の支持板51のカム当接部61の上面に当接するように配置される。例えば、複数のギア69は、駆動部67に取り付けられるギア69と、カム68に同軸に取り付けられるギア69と、を有し、順次、噛合して配置される。これにより、支持板駆動機構55は、駆動部67からの回転を複数のギア69を介してカム68に伝達することができ、カム68の回転に応じて支持板51のカム当接部61を下方に押圧することができる。
【0045】
ロック駆動機構56は、
図11に示すように、モーター等の駆動部70と、駆動カム71と、従動カム72と、複数のギア73と、を備える。駆動カム71は、
図12(A)、(B)に示すように、周面の一部に段差のある略円柱状に形成され、この段差の低い位置から高い位置へと周方向(時計回り)において径が徐々に増加するように構成される。駆動カム71の段差を構成する径の高い部分がカム係合部74となる。従動カム72は、
図12(A)、(B)に示すように、周面の一部が突出した略円柱状に形成され、従動カム72の突出部分がカム被係合部75となる。また、従動カム72は、ユニット本体フレーム50に設けられた棒状部材59に同軸に取り付けられる。駆動カム71及び従動カム72は、それぞれの周面が対向すると共に、カム係合部74及びカム被係合部75が係合するように配置される。例えば、複数のギア73は、駆動部70に取り付けられるギア73と、駆動カム71に同軸に取り付けられるギア73とを有し、順次、噛合して配置される。これにより、ロック駆動機構56は、駆動部70からの回転を複数のギア73を介して駆動カム71に伝達することができ、例えば、駆動カム71を前方視で時計回りに回転させると、駆動カム71のカム係合部74が従動カム72のカム被係合部75に係合することで従動カム72を前方視で反時計回りに回転させ、これに伴って棒状部材59を前方視で反時計回りに回転させてロック部材52を非係合状態にする。
【0046】
次に、上記したような構成を備えたプリンター1における用紙搬送ユニット8の昇降装置10による昇降動作について説明する。
【0047】
先ず、プリンター1において上記のような画像形成動作を行う場合、昇降装置10は、駆動部44が巻上軸43を回転させてワイヤ42を巻き上げることによって、巻上軸43からワイヤ支持部45までのワイヤ42の長さを短くする。このとき、ワイヤ42によって吊り下げられている用紙搬送ユニット8は、吊り下げ長さが短くなるのに伴って上昇して印字位置に位置決めされる。これにより、プリンター1は、印字位置に配置された用紙搬送ユニット8を利用して上記のような画像形成動作を行うことができる。
【0048】
次に、プリンター1において用紙搬送ユニット8の搬送ベルト16のクリーニング動作を行う場合、昇降装置10は、駆動部44が巻上軸43を回転させてワイヤ42を繰り出すことによって、巻上軸43からワイヤ支持部45までのワイヤ42の長さを長くする。このとき、ワイヤ42によって吊り下げられている用紙搬送ユニット8は、吊り下げ長さが長くなるのに伴って下降して退避位置へと移動する。なお、クリーニングユニット21では、支持板駆動機構55において、カム68が支持板51のカム当接部61を下方に押圧していてクリーニングローラー22は回転中心軸60周りに下方に回動した状態になっている。また、ロック駆動機構56において駆動カム71のカム係合部74が従動カム72のカム被係合部75に係合していて(
図12(A)参照)、ロック部材52が非係合状態になっている。
【0049】
そして、用紙搬送ユニット8が退避位置に配置されると、クリーニングユニット21のロック駆動機構56は、駆動部67によって駆動カム71を半時計方向に回転させて駆動カム71のカム係合部74と従動カム72のカム被係合部75との係合が外れる(
図12(B)参照)。これにより、各ロック部材52及び棒状部材59は各付勢部材64の付勢力によって前方視で時計回りに回転して各ロック部材52が係合状態となる。そして、各ロック部材52の爪部63が被ロックピン32の上側に被さる。これにより、用紙搬送ユニット8の被ロックピン32とクリーニングユニット21のロック部材52とが係合して用紙搬送ユニット8がクリーニングユニット21に対して退避位置でロックされる。
【0050】
その後、クリーニングユニット21の支持板駆動機構55が駆動部67によってカム68を回転させることで、カム68による支持板51のカム当接部61の押圧が解除され、支持板51は付勢部材62によって回転中心軸60周りに上方に回動される。支持板51の回動に伴って、クリーニングローラー22は回転中心軸60周りに上方に回動されて用紙搬送ユニット8の搬送ベルト16へと接近する。このとき、一対の支持板51のガイドピン53が用紙搬送ユニット8の搬送フレーム11のガイド部33のレール部34によって案内されて溝部35に嵌合するため、クリーニングローラー22は、搬送ベルト16を挟んで対向ローラー15と向かい合う正規の位置に配置される。
【0051】
なお、プリンター1がクリーニング動作から画像形成動作へと移行する場合には、クリーニングユニット21の支持板駆動機構55が更にカム68を回転させて支持板51を回転中心軸60周りに下方に回動させることでガイドピン53を溝部35から離脱させてガイド部33から離間させる。また、ロック駆動機構56が時計方向に駆動カム71を回転させて駆動カム71のカム係合部74と従動カム72のカム被係合部75とを係合させ(
図12(A)参照)、従動カム72を前方視で反時計回りに回転させることで、各ロック部材52及び棒状部材59が前方視で反時計回りに回転して各ロック部材52が非係合状態となる。そして、ロック部材52の爪部63が被ロックピン32の上側から離間する。そのため、用紙搬送ユニット8は、規制されることなく上昇動作することができる。
【0052】
本実施形態では上述のように、プリンター1は、用紙に対して画像を形成する記録ヘッド18(画像形成部)と、記録ヘッド18の下方に配置されていて、用紙を搬送する搬送ベルト16と搬送ベルト16に内側から当接する対向ローラー15とを備えた用紙搬送ユニット8と、用紙搬送ユニット8を印字位置と退避位置との間で昇降する昇降装置10と、用紙搬送ユニット8よりも退避位置側に配置されていて、搬送ベルト16に対して移動可能なクリーニングローラー22を備えたクリーニングユニット21と、を備える。クリーニングユニット21は、更に、ロック部材52(第1係合部)と、クリーニングローラー22と共に移動するガイドピン53(第1位置規制部)とを備える。用紙搬送ユニット8は、更に、ロック部材52に対応する位置に設けられた被ロックピン32(第2係合部)と、ガイドピン53に対応する位置に設けられたガイド部33(第2位置規制部)とを備える。ロック部材52及び被ロックピン32は、用紙搬送ユニット8が昇降装置10によって退避位置へと移動したときに相互に係合して、用紙搬送ユニット8のクリーニングユニット21に対する上方移動を規制する。ガイドピン53及びガイド部33は、クリーニングローラー22が搬送ベルト16へと接近する方向に移動したときに相互に係合して、搬送ベルト16を挟んで対向ローラー15と対向する位置でクリーニングローラー22を位置決めする。
【0053】
これにより、クリーニング動作のために用紙搬送ユニット8が下降したときに、用紙搬送ユニット8の被ロックピン32とクリーニングユニット21のロック部材52とが係合するため、用紙搬送ユニット8の搬送ベルト16の張力がクリーニングユニット21のクリーニングローラー22に対して反発力を受けても、搬送ベルト16がクリーニングローラー22から離れて上方に移動することがない。そのため、クリーニングローラー22からの所望の圧力を搬送ベルト16に掛けることができ、搬送ベルト16上のインクを適切に清掃することができる。また、クリーニング動作時には、クリーニングユニット21のガイドピン53が用紙搬送ユニット8のガイド部33に案内されるので、用紙搬送ユニット8の上昇動作が繰り返されてもクリーニングローラー22と搬送ベルト16との当接位置がずれることがなく、クリーニングローラー22を搬送ベルト16を挟んで対向ローラー15と向かい合う正規の位置に位置決めすることができる。従って、所望の圧力及び位置でクリーニングローラー22と対向ローラー15とで搬送ベルト16を挟持することが可能となる。
【0054】
また、本実施形態では、第1係合部としてのロック部材52は、用紙搬送ユニット8側に延出すると共に先端が下方に屈曲して形成され、第2係合部としての被ロックピン32は、ロック部材52の先端の屈曲方向と交差する方向に延びて形成されている。これにより、クリーニングユニット21に対する用紙搬送ユニット8の上方移動を規制する第1係合部及び第2係合部を、簡易な構成で実現することができる。
【0055】
更に、本実施形態では、第1位置規制部としてのガイドピン53は、クリーニングローラー22よりも両側に突出して形成され、第2位置規制部としてのガイド部33は、搬送ベルト16よりも両側に配置されていて、内側及び下側が開口していてガイドピン53を嵌合可能に形成されている。これにより、クリーニングローラー22を搬送ベルト16及び対向ローラー15に対して正確に位置決めする第1位置規制部及び第2位置規制部を、簡易な構成で実現することができる。
【0056】
本実施形態では、第1係合部を爪部63からなるロック部材52で構成すると共に、第2係合部をロック部材52が上側に被さる被ロックピン32で構成する例を説明したが、クリーニングローラー22に対する搬送ベルト16の上方移動を規制することができれば、第1係合部及び第2係合部の構成はこれに限定されない。
【0057】
また、本実施形態では、第1位置規制部をガイドピン53で構成すると共に、第2位置規制部をガイドピン53を案内するガイド部33で構成する例を説明したが、クリーニングローラー22を搬送ベルト16及び対向ローラー15に対して正確に位置決めすることができれば、第1位置規制部及び第2位置規制部の構成はこれに限定されない。
【0058】
本実施形態では、プリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、用紙に対して画像を形成する画像形成部を備えた画像形成装置であれば、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の異なる画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。