JP4738838B2 - 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、記録ヘッドとともにキャリッジに搭載されたサブタンクにインクを供給するインクカートリッジ（インクタンク）を、排紙トレイの下方に配置したものがある。
特開２００２−１９２７１１号公報

また、特許文献２に記載されているように、記録ヘッドで画像を形成した被記録媒体を装置本体内に配置された排紙トレイにそのまま直接排紙するようにしたものがある。
特開２００４−９４０４号公報

さらに、特許文献３に記載されているように、反転排紙（フェースダウン排紙）とフェースアップ排紙を行なえるようにしたものがある。
特開２００１−３１８４９４公報

また、インクジェット方式の画像形成部にあっては、記録液を吐出する記録ヘッドの性能を維持、回復する機構が不可欠であり、このヘッドの性能維持回復を行なうための維持回復機構は、一般に、記録液であるインクの自然蒸発によるノズル付近の記録液の増粘固着を防止するためにノズル面を高い密閉性を保って覆うための保湿用キャップ、ノズルから増粘した記録液を吸引して排出するための吸引用キャップ（保湿用キャップと兼用されることもある。）、ノズル面に付着した記録液を拭き取って除去するためのワイパーブレード（クリーニングブレード、ワイパー、ブレード部材、ブレードも同じ意味で用いられる。）、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行なうための空吐出受けなどで構成される。

そして、記録ヘッドをキャリッジに搭載し主走査方向に走査しながら用紙に画像を形成するシリアススキャン方式を採用した場合、維持回復機構は主走査方向の一端部側に配置され、また、記録中のノズルの回復を行なうために、空吐出受け部を主走査方向の一端部側に配置すること、あるいは特許文献４に記載されているように両側に維持回復機構を配置することが行なわれる。
特開２００４−２８４０８４号公報

ところで、上述したように液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを用いてシリアルスキャン方式で画像を形成する画像形成部を備えた場合、キャリッジの主走査方向片側又は両側に維持回復機構や空吐出受け部が配置されるために、装置本体が全体として大きくなり、装置の占有スペースが大きくなるという課題がある。

また、画像形成装置として要求される印刷速度は高速化しているが、他方、記録液を使用して画像を形成するために、被記録媒体上の記録液の乾燥時間を確保しなければならず、画像を形成しながら排紙する特許文献１、２に記載のような画像形成装置では十分な乾燥時間を確保できず、高速化に伴って画像の擦れなどによる品質低下を生じやすくなるか、高速化に限界を生じているという課題もある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像形成後の被記録媒体の記録液の乾燥時間を稼ぎつつ装置本体の省スペース化を図っ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、
被記録媒体を搬送しながら記録液の液滴を吐出する記録ヘッドによって被記録媒体に画像を形成する画像形成部をユニット化して前記装置本体に対して着脱自在に設けたエンジン部と、
前記エンジン部で画像が形成された前記被記録媒体を、排紙受け部に排紙するために搬送する排紙搬送部と、
前記記録ヘッドに供給する記録液を収容した記録液カートリッジを着脱自在に装着するカートリッジ装着部と、を備え、
前記排紙搬送部は、
前記エンジン部で画像が形成された直後の前記被記録媒体を、画像形成面を上にしたまま装置本体内で直線的に搬送するための直線搬送路と、
前記直線搬送路で搬送された被記録媒体を上方に反転して前記排紙受け部に排紙するための反転排紙経路と、を前記装置本体内に有し、
前記直線搬送路の下流側に前記反転排紙経路が配置され、
前記エンジン部に対して前記被記録媒体の搬送方向下流側の側方に、前記直線搬送路及び前記反転排紙経路を配置し、
前記排紙搬送部の前記直線搬送路の下方に、前記カートリッジ装着部を配置した
構成とした。

ここで、前記エンジン部には前記記録ヘッドの状態を維持する維持回復機構を備えている構成とできる。また、前記装置本体の前面側に前記カートリッジ装填部が配置され、このカートリッジ装填部と対向する前記装置本体の背面側に発熱を生じる部品が配置されている構成とできる。この場合、前記発熱を生じる部品が少なくとも電源及び制御基板のいずれかである構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、被記録媒体を搬送しながら記録液の液滴を吐出する記録ヘッドによって被記録媒体に画像を形成する画像形成部をユニット化して前記装置本体に対して着脱自在に設けたエンジン部と、前記エンジン部で画像が形成された前記被記録媒体を、排紙受け部に排紙するために搬送する排紙搬送部と、前記記録ヘッドに供給する記録液を収容した記録液カートリッジを着脱自在に装着するカートリッジ装着部と、を備え、前記排紙搬送部は、前記エンジン部で画像が形成された直後の前記被記録媒体を、画像形成面を上にしたまま装置本体内で直線的に搬送するための直線搬送路と、前記直線搬送路で搬送された被記録媒体を上方に反転して前記排紙受け部に排紙するための反転排紙経路と、を前記装置本体内に有し、前記直線搬送路の下流側に前記反転排紙経路が配置され、前記エンジン部に対して前記被記録媒体の搬送方向下流側の側方に、前記直線搬送路及び前記反転排紙経路を配置し、前記排紙搬送部の前記直線搬送路の下方に、前記カートリッジ装着部を配置したので、画像が形成された被記録媒体上の記録液が乾燥する時間を排紙搬送部で稼げるとともに、この排紙搬送部の下方にカートリッジ装填部が配置されていることで排紙搬送部の下方空間の有効利用を図ることができ、画像形成後の被記録媒体の記録液の乾燥時間を稼ぎつつ装置本体の省スペース化を図ることができる。

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。

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填部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、チルト方式として前側に揺動可能に備えている。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前述したように記録ヘッド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について図８を参照して簡単に説明する。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、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。

この場合、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に至るインク供給経路を分解しなければならないのでは、インク供給経路にゴミや埃など侵入しやすく、インク供給経路の目詰まりによる供給不能が生じやすくなる。

そこで、ここでは、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、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供給経路を不必要に分解しないようにしている。これによって、インク供給経路にゴミや埃などが侵入することを防止できる。

次に、上述した電装部４００の構成を含む装置本体１の背面部側の構成について図９ないし図１１をも参照して説明する。なお、図９は同背面部の斜視説明図、図１０は同じく平面説明図、図１１は同じく模式的側面説明図である。
装置本体１の背面側カバー５０１と側板５０２との間には、エンジンユニット２３０の維持回復機構１２１が配置され、側板５０２にはエンジンユニット２３０を脱着するための開口部５０３が形成されている。

そして、維持回復機構１２１の側方には、上下方向に延びる部品を配置しない部品非実装空間５０４を設け、この部品非実装空間５０４の下側及び側方に電装部４００を配置している。すなわち、電装部４００を構成している発熱する部品（発熱部品）４０１ａなどを含む電源４０１を、部品非実装空間５０４の下側から側方にかけて配置し、この電源４０１上方で、部品非実装空間５０４を空けて、この画像形成装置全体を制御する制御部を実装した制御基板４０２及びエンジンユニット２３０の各部を制御するエンジン制御部（画像形成制御部）を実装した画像形成基板４０３を、部品非実装空間５０４に沿って上下方向に配置している。なお、維持回復機構１２１の上方にはモータ等を駆動する駆動回路を実装した駆動基板４０４を配置している。

さらに、図１１にも示すように、背面側カバー５０１の側面下側部分には部品非実装空間５０４の背面側に外部に通じる下側開口部５１１（斜線を施して示す部分）を形成し、また、背面側カバー５０１の側面上側部分には部品非実装空間５０４の背面側に外部に通じる上側開口部５１２（斜線を施して示す部分）を形成している。ここで、下側開口部５１１は電源４０１の装置幅方向（図７で左右方向）長さと同程度に形成し、また、上側開口部５１２は装置幅方向の長さと同程度に形成している。

つまり、発熱の大きいコイルやトランジスタといった電気素子（発熱部品４０１ａ）を含む電源４０１は、非実装空間５０４の直下、制御基板４０２及び画像形成基板４０３は非実装空間５０４に沿って上下方向に配置している。

したがって、部品非実装空間５０４では、下側の電源４０１のコイルやトランジスタといった電気素子で発生する熱によって、上昇する気流（対流）５１５が発生し、この上昇する気流５１５によって、下側開口部５１１から外部の空気が吸入され、温まった空気は上側の開口部５１２から装置本体１外に排出されるようになる。この自然対流ないし上昇気流によって、電装部４００が冷却される効果が得られる。

このとき、部品非実装空間５０４は周囲が維持回復機構１２１やホーム位置にあるキャリッジ２３、制御基板４０２や画像形成基板４０３、背面側カバー５０１や側板５０２に囲まれていることから煙突状の空間として形成されることから、下側の電源４０１で発生する熱によって極めて速い上昇する空気の流れが生じることが確認された。これにより、ファンなどの送風手段を用いないでも電装部４００を効果的に冷却することができる。

この場合、図１２に示すように、背面側カバー５０１の上部であって、部品非実装空間５０４の上方又は駆動基板４０４の上方にも開口部５１３を形成し、部品非実装空間５０４から開口部５１３を通じて上方に流れる空気の流れ５１６が生じるようにすることもできる。

さらに、画像形成時には、キャリッジ２３は図６で矢示方向に往復移動しながら画像を形成することから、フレーム（側板）５０２と背面側カバー５０１などで画成される気室５０５を出入りすることになり、そのときに気室５０５は負圧になったり正圧になったりすることで、上述した対流や気室５０５内での空気の攪拌を助長するので、この空気の流れによっても電装部４００を冷却する効果を生じる。

なお、キャリッジ２３は非印字時には維持回復機構１２１上で待機位置とするが、このとき、制御基板４０２などに設けた温度検出素子の出力に応じて非印字時でもキャリッジ２３の往復移動を行ったり、あるいは、印字途中であっても用紙を止めたままキャリッジを往復移動させることで、同様の効果を得ることができる。

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。 同じく背面部の斜視説明図である。 同じく平面説明図である。 同じく模式的側面説明図である。 同じく背面部の他の例を示す模式的側面説明図である。

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
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
６０…分岐機構
７０…搬送路
１２１…維持回復機構
１２６…空吐出受け部
２３０…エンジンユニット
４００…電装部

Claims (4)

1. 被記録媒体を搬送しながら記録液の液滴を吐出する記録ヘッドによって被記録媒体に画像を形成する画像形成部をユニット化して前記装置本体に対して着脱自在に設けたエンジン部と、
   前記エンジン部で画像が形成された前記被記録媒体を、排紙受け部に排紙するために搬送する排紙搬送部と、
   前記記録ヘッドに供給する記録液を収容した記録液カートリッジを着脱自在に装着するカートリッジ装着部と、を備え、
   前記排紙搬送部は、
   前記エンジン部で画像が形成された直後の前記被記録媒体を、画像形成面を上にしたまま装置本体内で直線的に搬送するための直線搬送路と、
   前記直線搬送路で搬送された被記録媒体を上方に反転して前記排紙受け部に排紙するための反転排紙経路と、を前記装置本体内に有し、
   前記直線搬送路の下流側に前記反転排紙経路が配置され、
   前記エンジン部に対して前記被記録媒体の搬送方向下流側の側方に、前記直線搬送路及び前記反転排紙経路を配置し、
   前記排紙搬送部の前記直線搬送路の下方に、前記カートリッジ装着部を配置した
   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、前記エンジン部には前記記録ヘッドの状態を維持する維持回復機構を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記装置本体の前面側に前記カートリッジ装填部が配置され、このカートリッジ装填部と対向する前記装置本体の背面側に発熱を生じる部品が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記発熱を生じる部品が少なくとも電源及び制御基板のいずれかであることを特徴とする画像形成装置。

Images