JP5454428B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は記録媒体の搬送に拍車を使用す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液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からな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（インクジェット記録装置）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、液体吐出記録方式の「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、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

ところで、液体吐出方式の画像形成装置においては、インクで画像が形成された用紙をインクが未乾燥の状態で、そのまま排出部に向けて搬送することから、排出ローラなどに未乾燥インクが付着して、未乾燥インクが付着した排出ローラ部分から用紙に汚れが転移して画像不良が生じるという問題がある。

そこで、一般的に、画像が形成された用紙を排出する排出手段には、画像形成面に接する側は拍車で案内するようにし、更に拍車だけでは再転写を防ぐことができないため、例えば、拍車を清掃する拍車清掃ローラが使用されている。また、拍車に付着した塵埃を除去する塵埃除去手段を設けたもの（特許文献１）、拍車に転写されたインクを除去するクリーナに対して、回転体が軸方向に往復移動又は揺動するようにしたもの（特許文献２）、拍車を洗浄する手段を備えたもの（特許文献３）などが知られている。

特開２００３−１２１８１号公報 特許第３１２６６１２号公報 特開２００７−２７６２２０号公報

しかしながら、拍車清掃ローラは、拍車に圧接して回転するように設けられているため、印刷枚数が増えるに従って、刃先についたインクなどのゴミ（塵埃、以下「インクゴミ」という。）が刃底に蓄積されて、蓄積されたインクゴミが用紙に転写されて、大きな拍車痕が用紙上に生じるという課題がある。また、拍車清掃ローラを用いた場合、同じ箇所で清掃されるため、クリーニング効果が低下しやすく、寿命が短いといった課題もある。

また、特許文献１に開示のように、塵埃除去部材を設けて刃底のインクゴミがある大きさになったときに塵埃除去部材で除去することで、拍車痕を低減することはできるが、インクゴミがある大きさになるまで刃底のインクゴミは除去されないため、ある大きさになるまではインクゴミが用紙に転写して、画像不良を生じてしまうという課題は残っている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、拍車の刃底にインクゴミを蓄積することなく拍車を清掃し、拍車の刃先に付着した液体も除去して記録媒体に再付着しない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、
記録媒体に液滴を吐出し画像を形成する画像形成手段と、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
画像を形成した前記記録媒体を排出する拍車を有する排出手段と、
前記拍車を清掃する拍車清掃手段と、を備え
前記清掃手段は、吸水性を有する材質からなる清掃部材を、前記拍車に対し、拍車側面から接触させて清掃する手段であり、
前記清掃部材は、糸状の部材若しくは帯状の部材である
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、刃底にインクゴミの蓄積させずに拍車を清掃することが可能になり、また吸水性を有することにより、拍車側面だけでなく、拍車刃先に付着した液体も側面の清掃部材に引き込んで吸収でき、拍車刃先に付着した液体の記録媒体への再付着も防止できる。

本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成図である。 同装置の拍車清掃機構の側面説明図である。 同じく平面説明図である。 同じく下から見た説明図である。 制御部の概要を示すブロック説明図である。 拍車清掃動作の説明に供するフロー図である。 同じく拍車清掃動作の説明に供する側面説明図である。 同じく拍車清掃動作の説明に供する模式的説明図である。

以下、本発明の実施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である。
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体４０１の内部に画像形成部４０２等を有し、装置本体４０１の下方側に多数枚の記録媒体（用紙）４０３を積載可能な給紙トレイ４０４を備え、この給紙トレイ４０４から給紙される用紙４０３を取り込み、搬送機構４０５によって用紙４０３を搬送しながら画像形成部４０２によって所要の画像を記録した後、排紙手段４０８によって、装置本体４０１の側方に装着された排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。

また、装置本体４０１に対して着脱可能な両面ユニット４０７を備え、両面印刷を行うときには、一面（表面）印刷終了後、搬送機構４０５によって用紙４０３を逆方向に搬送しながら両面ユニット４０７内に取り込み、反転させて他面（裏面）を印刷可能面として再度搬送機構４０５に送り込み、他面（裏面）印刷終了後排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。

ここで、画像形成部４０２は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の液滴を吐出する、フルライン型の４個の液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド４１１ｙ、４１１ｍ、４１１ｃ、４１１ｋ（区別しないときには「記録ヘッド４１１」という。なお、他の部材についても同様とする。）を備え、各記録ヘッド４１１は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ４１３に装着している。

また、各記録ヘッド４１１に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構４１２ｙ、４１２ｍ、４１２ｃ、４１２ｋを備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド４１１と維持回復機構４１２とを相対的に移動させて、記録ヘッド４１１のノズル面に維持回復機構４１２を構成するキャッピング部材などを対向させる。

なお、ここでは、記録ヘッド４１１は、用紙搬送方向上流側から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。また、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた１又は複数のヘッドを用いることもできるし、ヘッドとこのヘッドにインクを供給する液体カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。

給紙トレイ４０４の用紙４０３は、給紙コロ（半月コロ）４２１と図示しない分離パッドによって１枚ずつ分離され装置本体４０１内に給紙され、搬送ガイド部材４２３のガイド面４２３ａに沿ってレジストローラ４２５と搬送ベルト４３３との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材４２６を介して搬送機構４０５の搬送ベルト４３３に送り込まれる。

このとき、給紙トレイ４０４の用紙４０３の紙種が紙検知センサ４４３で検知される。また、用紙４０３が搬送ベルト４３３に送り込まれた直後に、画像形成部２の上流側に配置された前処理機構４４２によって用紙４０３上にインクの定着性を向上させる処理液が塗布される。なお、前処理液を塗布するか否かはユーザーによる選択が可能とされている。

また、搬送ガイド部材４２３には両面ユニット４０７から送り出される用紙４０３を案内するガイド面４２３ｂも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構４０５から戻される用紙４０３を両面ユニット４０７に案内するガイド部材４２７も配置している。

搬送機構４０５は、駆動ローラである搬送ローラ４３１と従動ローラ４３２との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト４３３と、この搬送ベルト４３３を帯電させるための帯電ローラ４３４と、画像形成部４０２に対向する部分で搬送ベルト４３３の平面性を維持するプラテン部材４３５と、搬送ベルト４３３から送り出す用紙４０３を搬送ローラ４３１側に押し付ける押さえコロ４３６と、その他図示しないが、搬送ベルト４３３に付着したインクを除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなどを有している。

なお、搬送機構としては、例えばエアー吸引によって搬送ベルトに被記録媒体を吸着させるものなども使用できる。さらに、搬送ローラ４３１は吐出条件に応じて、搬送速度を遅らせることができ、インクの乾燥時間を設けることが可能である。

この搬送機構４０５の下流側には、画像が記録された用紙４０３を排紙トレイ４０６に送り出すための排紙手段４０８が配置され、排紙手段４０８は、排紙ローラ４３８及び従動部材である拍車４３９を備えている。付着量の多い画像で、高速搬送の場合、拍車４３９には未乾燥インクが付着されるため、その付着汚れを払拭する拍車清掃手段である拍車清掃機構４４０が設けられている。さらに、インクの乾燥性を向上するために、記録ヘッド４１１と従動ローラ４３９の間に加熱機構４４１も備えている。

このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト４３３は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ４３４と接触することで帯電され、この高電位に帯電した搬送ベルト４３３上に用紙４０３が給送されると、用紙４０３は搬送ベルト４３３に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト４３３に強力に吸着した用紙４０３は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。

そして、搬送ベルト４３３を周回させて用紙４０３を移動させ、記録ヘッド４１１から液滴を吐出することで、用紙４０３上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙４０３は排紙ローラ４３８によって排紙トレイ４０６に排紙される。

次に、拍車清掃機構の詳細について図２ないし図４を参照して説明する。なお、図２は同拍車清掃機構の側面説明図を、図３は同じく平面説明図、図４は同じく下から見た説明図である。

前述したように画像形成部２の用紙搬送方向（以下、単に「搬送方向」という。）下流側には、用紙搬送方向と直交する方向に支軸４３９ａに並べて配置された複数の拍車４３９を、排紙ローラ４３８に対抗して配設している。なお、拍車４３９及び排紙ローラ４３８の回転方向は白抜き矢印の方向である。

ここで、拍車４３９を清掃する拍車清掃機構４４０は、各拍車４３９間に搬送方向に沿って配設された清掃部材２０１を有している。清掃部材２０１は、吸水性を有する材質からなる糸状の部材である。この清掃部材２０１は、拍車４３９の下流側に配置された供給ローラ２０３に巻回され、各拍車４３９間を通り、拍車４３９の上流側に配置された案内部材２０５で案内された後、清掃部材回収用巻取りローラ２０２に巻き取られる。巻取りローラ２０２は、清掃部材回収用モータ２０４の回転によって回転駆動される。

そして、清掃部材２０１を拍車４３９の側面に当接させ、離間させる清掃部材接離機構として、清掃部材移動部材２０６ａ、２０６ｂを、拍車４３９の上側（搬送面と反対側）に、搬送方向と直交する方向に、移動可能に配設している。各清掃部材移動部材２０６ａ、２０６ｂの下面側（清掃部材２０１側）には、清掃部材２０１に係合可能な係合部材（ピン部材）２１０ａ、２１０ｂを設けている。また、清掃部材２０６ａ、２０６ｂの一端部側には付勢手段としてのバネ２０８が配設され、他端部側にはアクチュエータ手段としてのソレノイド２０７ａ、２０７ｂが配設されている。

また、清掃部材２０１を巻取りローラ２０２に巻き取る（回収）するときに清掃部材２０１を移動させる機構として、清掃部材移動部材２０６ｃを、拍車４３９の上側（搬送面と反対側）に、搬送方向と直交する方向に、移動可能に配設している。清掃部材移動部材２０６ｃの下面側（清掃部材２０１側）には、清掃部材２０１に係合可能な係合部材（ピン部材）２１０ｃを設けている。また、清掃部材２０６ｃの一端部側には付勢手段としてのバネ２０８が配設され、他端部側にはモータ２０４によって回転駆動される偏心カム２０９に当接されている。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図５のブロック説明図を参照して説明する。
主制御部５０１は、この画像形成装置全体の制御を司るＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等からなるマイクロコンピュータなどによって構成される。この主制御部５０１は受領した画像データを処理して印刷制御部５０２に転送し、印刷制御部５０２は画像データに応じてヘッドドライバ５０３を介してヘッド４１１を駆動制御し、画像データに応じて液滴を吐出させる。また、主制御部５０１は、モータ駆動部５０４を介して搬送ベルト４３３を周回移動させる搬送モータ５０５を駆動制御して、用紙４０３を搬送させる。

また、主制御部５０１は、拍車清掃機構４００を制御するため、モータ駆動部５１１を介してモータ２０４を駆動して巻取りローラ２０２を回転させて清掃部材２０１の巻取りを制御し、ソレノイド駆動部５１２を介してソレノイド２０７ａ、２０７ｂを駆動して、清掃部材移動部材２０６ａ、２０６ｂを移動させ、清掃部材２０１を拍車４３９に対して接触及び離間させる。

次に、このように構成した拍車清掃機構による拍車清掃動作について図６のフロー図を参照して説明する。
まず、印刷画像を印刷するためにヘッド４１１から吐出させる吐出量データから拍車４３９の必要性を判断し、拍車４３９の清掃が必要であるか否かを判別する。そして、拍車４３９の清掃が必要であれば、ソレノイド２０７ａ、２０７ｂを駆動して、清掃部材２１０を移動させて拍車４３９の側面に接触させる。

この状態で印字が行われることによって、排紙ローラ４３８が回転し、排紙ローラ４３８の従動して拍車４３９が回転する。この拍車４３９の回転によって、拍車４３９に接触している清掃部材２０１により清掃される。

そして、モータ２０４を駆動して巻取りローラ２０２を回転させ、清掃部材２０１を所定量巻取り、清掃部材２１０の新しい部分を拍車４３９に対向する位置に移動させる。

その後、次の吐出量データから拍車４３９の必要性を判断し、拍車４３９の清掃が必要であるか否かを判別し、清掃が必要であれば、そのまま印字動作に伴う拍車４３９の清掃を継続する。

そして、拍車４３９の清掃が必要でなくなれば、ソレノイド２０７ａ、２０７ｂを元の状態にして、清掃部材２０１を拍車４３９から離間させて元の位置に戻す。

また、吐出量データから拍車４３９の必要性がない場合でも、一定期間清掃を行っていない場合（未実施の場合）には、上述したように拍車４３９の清掃を行う。

ここで、上述したように、吐出量データに応じて、つまり、当該印刷動作における用紙（記録媒体）への液体付着量に応じて、清掃部材の側面に清掃部材を接触及び離間させるようにすることで、清掃動作の無駄を省き、清掃部材の寿命を長くすることができる。

また、清掃部材を巻き取り方式にすることによって、拍車に接する部分が常に清掃に未乾燥インクが付着していない新しい部分となるため、よりクリーニング効果を高めることができ、また清掃部材の寿命を長くすることができる。

さらに、清掃部材が糸状の部材であるとすることで、拍車の刃と接触する部分が点となり、清掃部材に無駄な部分が少なくなり、清掃部材も小さくなるため、スペースを小さくすることができる。また、多くの清掃部材を装置内に入れることができるため、清掃部材の寿命が大幅に上がり、清掃部材の交換が不要になったり、あるいは、交換頻度を低減できる。さらに、糸状であることで、拍車間隔が狭いいわゆる多連型（本実施形態のような形態）の拍車群でも一枚一枚を清掃することができる。

このような清掃動作について図７及び図８を参照して具体的に説明する。
まず、拍車４３９の清掃が不要な場合には、清掃部材移動部材２０６ａ、２０６ｂは搬送方向と直交する方向で図３に示すように、清掃部材移動部材２０６ａが矢示ａ方向に移動された位置に、清掃部材移動部材２０６ｂが矢示ｂ方向に移動された位置にある。この状態では、図４（ａ）に示すように、清掃部材２０１は、清掃部材移動部材２０６ａ、２０６ｂのピン部材２１０ａ、２１０ｂに案内されて、拍車４３９の側面と接しない位置（離間した位置）にいる。

そして、吐出量の多い画像が印刷されるなど拍車４３９の清掃が必要になった場合には、ソレノイド２０７ａ、２０７ｂによって、清掃部材移動部材２０６ｂが右に（矢示ｂ方向に）、２０６ｃが左に（矢示ａ方向）に移動して、図４（ｂ）に示すように、清掃部材２０１はピン部材２１０ａによって右の拍車４３９の側面に、ピン部材２１０ｂによって左の拍車４３９の側面にそれぞれ接する。

そして、拍車４３９が回転することによって、図７に示すように、用紙４０３上に形成された画像３００から拍車４３９に転写された未乾燥インク３０１が清掃部材２０１に吸収され、拍車４３９は清掃されながら用紙４０３を排出する。清掃後は、ソレノイド２０７によって清掃部材２０１は拍車４３９から離間して、図４（ａ）に示す元の位置に戻る。

その後、清掃部材２０１は巻取りローラ２０２に巻き取られて回収される。このとき、モータ２０４の駆動による偏心カム２０９の回転により、清掃部材移動部材２０６ｃによって清掃部材２０１は左右に移動して偏らずに清掃部材巻取りローラ２０２に回収される。

つまり、図８（ａ）に示すように、拍車４３９に未乾燥インク３０１が付着され、同図（ｂ）に示すように、ピン部材２０１ａ、２１０ｂによって清掃部材２０１が拍車４３９に接触し、未乾燥インク３０１を清掃部材２０１で吸収され、同図（ｃ）に示すように、拍車４３９の回転によって未乾燥インク３０１が清掃部材２０１で全部吸収される。その後、同図（ｄ）に示すように、清掃部材２０１が拍車４３９から離間した後、巻取りローラ２０２に巻き取られて、清掃部材２０１の新しい部分が拍車４３９の側面に対向する。

このように、清掃部材２０１を拍車４３９の側面に接触させることによって、拍車４３９の刃底にインクゴミの蓄積させずに拍車を清掃することができる。このとき、清掃部材４３９が吸水性を有する部材で形成されていることで、拍車４３９の側面だけでなく、拍車４３９の刃先に付着した液体も側面の清掃部材２０１へと引かれて吸収されるため、拍車４３９の刃先に付着した液体（インク）の記録媒体への再付着も防止できる。

ここで、インクの水分が多い程、刃先側のインクも清掃部材２０１側に移動しやすいため、高速の印字のときにより大きな清掃効果が得られる。従前の清掃ローラなどは、拍車４３９の刃底に乾いたインクゴミが蓄積されていくが、本発明では、拍車４３９の側面で未乾燥インクを吸収するため、刃底にインクゴミが蓄積しにくくなる。

このように、拍車を清掃する拍車清掃手段を備え、清掃手段は、吸水性を有する材質からなる清掃部材を、拍車に対し、拍車側面から接触させて清掃する手段である構成とすることで、刃底にインクゴミの蓄積させずに拍車を清掃することが可能になり、また吸水性を有することにより、拍車側面だけでなく、拍車刃先に付着した液体も側面の清掃部材に引き込んで吸収でき、拍車刃先に付着した液体の記録媒体への再付着も防止できる。

なお、清掃部材を拍車の両側面に接触させる構成とすることで、クリーニング効果をより高めることができる。

また、清掃部材として帯状の部材を使用し、一面で清掃した後、他の面で清掃する、例えば、図４で清掃部材を挟む２つの拍車の各側面まで移動可能とすることで、清掃部材の長寿命化を図れる。

なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。

２０１ 清掃部材
２０２ 巻取りローラ
２０３ 供給ローラ
２０６ａ、２０６ｂ 清掃部材移動部材
４０２ 画像形成部
４０３ 用紙（記録媒体）
４０５ 搬送機構
４０８ 排紙手段

Claims (5)

1. 記録媒体に液滴を吐出し画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   画像を形成した前記記録媒体を排出する拍車を有する排出手段と、
   前記拍車を清掃する拍車清掃手段と、を備え
   前記清掃手段は、吸水性を有する材質からなる清掃部材を、前記拍車に対し、拍車側面から接触させて清掃する手段であり、
   前記清掃部材は、糸状の部材若しくは帯状の部材である
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記清掃手段は、供給ローラに巻回された前記清掃部材を巻取りローラで巻き取ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記清掃手段は、前記清掃部材を前記拍車の両側面に接触させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記帯状の部材である前記清掃部材の一面で清掃した後、他面で清掃することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記清掃部材を前記拍車に対して接触及び離間させる手段を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。

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