JP5772430B2 - 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、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）を記録ヘッドとして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。

ところで、液体吐出方式による画像形成装置において画像形成する場合には、ノズルから吐出される液滴の着弾精度が画像品質に大きく影響し、液滴の着弾精度が悪いと画像品質が低下することになるので、記録ヘッド位置を高精度に位置決めする必要がある。

そのため、記録ヘッドを複数のヘッドホルダに搭載する場合、複数のヘッドホルダに搭載されている記録ヘッドの相対的な位置精度を確保する必要がある。

従来、分離可能なヘッドホルダを搭載した複数のキャリッジを複数の平行なガイドロッドに沿って移動させる画像形成装置において、ヘッドホルダは加圧部材とロック機構を備えて、２つのヘッドホルダの連結時の主走査方向の位置決めをするものが知られている（特許文献１）。

特開平２−１３２７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示の構成にあっては、ヘッドホルダに連結機構を設けることで積み上げ誤差が発生し、またロック機構を採用するために構成が複雑になってコストが高くなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数のヘッドホルダに搭載された記録ヘッドの相対位置精度を簡単な構成で得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、
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを保持する複数のヘッドホルダと、
前記ヘッドホルダを保持するキャリッジと、を備え、
前記キャリッジは主走査方向に配設されたガイド部材に沿って移動可能であり、
前記キャリッジには前記ガイド部材と同じ方向に配設された基準部材を有し、
前記ヘッドホルダは前記基準部材に保持され、
前記複数のヘッドホルダには、主走査方向で互いに当たって接触し、相互の相対位置を決める基準面が設けられ、
前記記録ヘッドは、前記ヘッドホルダの前記基準面を基準として位置決めされて前記ヘッドホルダに保持され、
前記少なくとも１つのヘッドホルダを他方のヘッドホルダに向けて押圧する加圧手段を備えている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、複数のヘッドホルダに搭載された記録ヘッドの相対位置精度を簡単な構成で得ることができる。

本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成を示す外観斜視説明図である。 同装置のキャリッジ走査機構部の斜視説明図である。 本発明の第１実施形態におけるキャリッジ部分の模式的分解斜視説明図である。 同じくキャリッジ部分の平面説明図である。 比較例の説明に供するキャリッジ部分の平面説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供する模式的平面説明図である。 図６に左側面説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供するキャリッジ部分の模式的分解斜視説明図である。 同じくキャリッジ部分の模式的平面説明図である。 同じくヘッドホルダ部分の模式的正面説明図である。

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及び図２を参照して説明する。なお、図１は同記録装置の全体構成を示す斜視説明図、図２は同じくキャリッジ走査機構部の斜視説明図である。

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、記録装置本体１を支持する支持台２とを備えている。

装置本体１の内部には、図示しない両側板にガイド部材であるガイドロッド３及びガイドステー４が掛け渡され、これらのガイドロッド３及びガイドステー４にキャリッジ５が矢示Ａ方向に摺動可能に保持されている。

キャリッジ５には、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド６が搭載されている。各記録ヘッド６には図示しないが、各記録ヘッドにインクを供給するヘッドタンクが一体的に備えられている。

そして、キャリッジ５を移動走査する主走査機構部１０は、主走査方向の一方側に配置される駆動モータ１１と、駆動モータ１１によって回転駆動される駆動プーリ１２と、主走査方向他方側に配置された従動プーリ１３と、駆動プーリ１２と従動プーリ１３との間に掛け回された牽引部材であるタイミングベルト１４とを備えている。なお、従動プーリ１３は、図示しないテンションスプリングによって外方（駆動プーリ１２に対して離れる方向）にテンションが架けられている。

このキャリッジ５における主走査領域のうち、記録領域では、用紙２０が吸引搬送部７によってキャリッジ５の主走査方向と直交する方向（副走査方向、用紙搬送方向：矢示Ｂ方向）に間欠的に搬送される。

また、主走査領域のうち一方の端部側領域には、記録ヘッド６の維持回復を行う維持回復機構８が配置されている。さらに、主走査方向のキャリッジ移動領域外又は、上記主走査領域のうち他方の端部側領域には、記録ヘッド６のサブタンクに供給する各色のインクを収容したメインカートリッジ９が装置本体１に対して着脱自在に装着される。

また、給紙手段２１には、ロール紙（以下「用紙」という。）２０がセットされているが、幅方向のサイズが異なるロール紙がセット可能である。給紙手段２１から搬送された用紙２０は、装置本体１の後方から前方に向けて、搬送手段により記録領域へ搬送される。そして、キャリッジ５を主走査方向に移動し、吸引搬送部７にて用紙２０を間欠的に送りながら、記録ヘッド６を画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることによって、用紙２０上に所要の画像が形成される。さらに、画像形成後の用紙２０は、所定の長さにカットされ、装置本体１の正面側に配置された図示しない排紙トレイへ排出される。

次に、本発明の第１実施形態について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同実施形態におけるキャリッジ部分の模式的分解斜視説明図、図４はキャリッジ部分の平面説明図である。

キャリッジ５には、黒用のヘッドホルダ５１Ａと、カラー用のヘッドホルダ５１Ｂとが保持されている。

ヘッドホルダ５１Ａには、黒色の液滴を吐出する２つの記録ヘッド６Ａ、６Ｂが搭載されている。ヘッドホルダ５１Ｂには、イエロー、マゼンタ、シアンの液滴を吐出する２つの記録ヘッド６Ｃ、６Ｄが搭載されている。なお、記録ヘッド６Ｃ，６Ｄは、それぞれ２列のノズル列を有し、４列のノズル列のうちの３列をイエロー、マゼンタ、シアンに割り当てている。また、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂで保持する記録ヘッド６は１個でもよい。

ここで、キャリッジ５には、ガイドロッド３と同じ方向に基準部材としての基準軸部材７１が設けられている。そして、基準軸部材７１には中間部材１０１が保持され、この中間部材１０１内で、基準軸部材７１にヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ（以下、区別しないときには、「ヘッドホルダ５１」という。）が保持されている。

ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂには、基準軸部材７１に着脱可能に嵌り込むフック形状の引っ掛け部５３が設けられ、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂは引っ掛け部５３を基準軸部材７１に引っ掛けることでキャリッジ５に保持されている。なお、基準軸部材７１は円柱状、多角形状とすることができる。

このように、基準軸部材７１をキャリッジ５のガイド部材３と同じ方向に配置することで、副走査方向、高さ方向、あおり方向、主走査方向の傾きの位置精度が向上する。

次に、本実施形態におけるヘッドホルダの位置決め構造について説明する。
まず、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂには、主走査方向で対向する側面に、互いに当たって接触し、相互の相対位置を決める基準面５５Ａ、５５Ｂを形成した凸部５６Ａ、５６Ｂが設けられている。

そして、記録ヘッド６Ａ、６Ｂは、ヘッドホルダ５１Ａの基準面５５Ａを基準としてヘッドホルダ５１Ａに位置決めされて保持されている。記録ヘッド６Ｃ、６Ｄは、ヘッドホルダ５１Ｂの基準面５５Ｂを基準としてヘッドホルダ５１Ｂに位置決めされて保持されている。

また、キャリッジ５の主走査方向における内側面には、ヘッドホルダ５１Ａの基準面５５Ａ側とは反対側の側面を他方のヘッドホルダ５１Ｂに向けて押圧する弾性部材、例えば板ばねからなる加圧手段である加圧部材５７が設けられている。

また、ヘッドホルダ５１Ｂの基準面５５Ｂとは反対側の側面には、中間部材１０１との間の位置決め部となる突き当て部５８が設けられている。

さらに、キャリッジ５には、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂを上方から押圧する押圧部材８０（１個のみ図示しているが、各ヘッドホルダ毎に）が設けられている。

このように構成したので、加圧部材５７で主走査方向に加圧されるヘッドホルダ５１Ａの基準面５５Ａがヘッドホルダ５１Ｂの基準面５５Ｂに当たる。つまり、基準面５５Ａ，５５Ｂ同士が当たって接触することで、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ相互の相対位置が高精度に位置決めされる。なお、ヘッドホルダ５１Ｂと中間部材１０１との間は上記のとおり突き当て部５８によって位置決めされる。

そして、記録ヘッド６Ａ、６Ｂはヘッドホルダ５１Ａの基準面５５Ａを基準としてヘッドホルダ５１Ａに位置決めされて保持し、記録ヘッド６Ｃ、６Ｄは、ヘッドホルダ５１Ｂの基準面５５Ｂを基準としてヘッドホルダ５１Ｂに位置決めされて保持されている。

つまり、記録ヘッド６Ａはヘッドホルダ５１Ａの基準面５５Ａから距離Ｌ１で、記録ヘッド６Ｂはヘッドホルダ５１Ａの基準面５５Ａから距離Ｌ２で、それぞれ位置決めされて保持されている。記録ヘッド６Ｃはヘッドホルダ５１Ｂの基準面５５Ｂから距離Ｌ３で、記録ヘッド６Ｄはヘッドホルダ５１Ｂの基準面５５Ｂから距離Ｌ４で、それぞれ位置決めされて保持されている。

これにより、記録ヘッド６Ａ，６Ｂと記録ヘッド６Ｃ、６Ｄとの相対位置も高精度に位置決めされる。

このように、各ヘッドホルダの互いに当たって接触する基準面が基準位置になり、連結部材を介入しないため、簡単な構成で複数のヘッドホルダの各記録ヘッドの相対位置精度を確保することができる。

また、加圧部材５７と基準面５５Ａ、５５Ｂが同一直線２００上に配置されているので、複数のヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂに加圧力を均等に伝えることができ、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂの回転モーメントの発生を小さくし、基準面５５Ａ、５５Ｂが精度良く接触し、ヘッドホルダ間の相対的な位置精度を高精度に確保するこができる。

ここで、基準軸部材７１と加圧部材５７による加圧部位との間が離れすぎると、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、加圧部材５７の力によるモーメント力が働きヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂが基準軸部材７１に対して例えば矢印方向に回転してずれが発生し、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ同士の位置精度が確保できなくなるおそれがある。

したがって、加圧部材５７による加圧部位（加圧点）は基準軸部材７１に近い方が好ましい。

なお、本実施形態では、複数のヘッドホルダ５１Ａ，５１Ｂは、主走査方向に加圧部材５７で加圧されて主走査方向位置が位置決めされ、また、押圧部材８０によって下方向に押圧されることで位置決めされる。

次に、本発明の第２実施形態について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は同実施形態の説明に供する模式的平面説明図、図７は図６に左側面説明図である。

本実施形態では、ばねなどからなる加圧部材５７を基準軸部材７１の周囲に配置している。

このように、基準軸部材７１の同一直線上に加圧部材５７を配置し、ヘッドホルダ５１を加圧することで、加圧部材５７によるヘッドホルダ５１の回転モーメントの発生を抑え回転方向のずれを抑えることができ、簡単な構成でヘッドホルダ同士の相対位置精度を確保することができる。

次に、本発明の第３実施形態について図８ないし図１０を参照して説明する。なお、図８は同実施形態の説明に供するキャリッジ部分の模式的分解斜視説明図、図９は同じくキャリッジ部分の模式的平面説明図、図１０は同じくヘッドホルダ部分の模式的正面説明図である。

本実施形態では、前記第１実施形態と同様な基準面５５Ａ，５５Ｂ及び加圧部材５７を、副走査方向で２箇所に設けている。この場合、高さ方向の位置は２箇所とも同じにしているが、ずらして配置することもできる。

つまり、ヘッドホルダ５１Ａには副走査方向に２つの基準面５５Ａ１、５５Ａ２を有する凸部５６Ａ１、５６Ａ２を、ヘッドホルダ５１Ｂには副走査方向に２つの基準面５５Ｂ１、５５Ｂ２を有する凸部５６Ｂ１、５６Ｂ２を設けている。これらの基準面５５Ａ１と５５Ｂ１とが当たり、基準面５５Ａ２と５５Ｂ２とが当たることで、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂの相対位置が位置決めされる。

また、加圧部材５７Ａ、５７Ｂを、それぞれ基準面５５Ａ１、５５Ａ２、５５Ｂ１，５５Ｂ２と同一直線上に配置して、ヘッドホルダ５１Ａを主走査方向にヘッドホルダ５１Ｂ側に向けて加圧している。

また、ヘッドホルダ５１Ａ，５１Ｂには、基準軸部材７１と１点で接触する接触部５９Ａ、５９Ｂを設けている。この接触部５９Ａ、５９Ｂは、基準軸部材７１の軸心を通る副走査方向に沿う方向の面で基準軸部材７１に接触している。

このように、基準軸部材７１にヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂを１点で接触させることで、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂの副走査方向上流側の基準面５５Ａ１，５５Ｂ１だけでなく、副走査方向下流側の基準面５５Ａ２，５５Ｂ２も接触することができる。

これにより、キャリッジ５の移動時のヘッドホルダ５１Ａ，５１Ｂの振動による位置ずれを抑えることができる。

また、本実施形態では、図１０に示すように、ヘッドホルダ５１Ａの加圧部材５７（５７Ａ１，５７Ｂ１）による加圧力を受ける部分は、主走査方向と交差する方向であって斜め上方に傾斜する傾斜面６２としている。さらに、ヘッドホルダ５１Ａ，５１Ｂの基準面５５Ａ１、５５Ａ２，５５Ｂ１、５５Ｂ２も傾斜面６２と同じ方向に傾斜する傾斜面としている。

これにより、加圧部材５７による加圧力Ｆ１によって、ヘッドホルダ５１Ａを主走査方向に加圧する分力Ｆ２とともに、ヘッドホルダ５１Ａを下方向に押圧する分力Ｆ３が発生する。この分力Ｆ３によって、ヘッドホルダ５１Ａは下方向に押圧され、基準面５１Ａ、５１Ｂを介してヘッドホルダ５１Ｂにも下方向に押圧する力が作用する。

このようにして、加圧部材５７による主走査方向に加圧する力を複数のヘッドホルダの主走査方向と直交する面内で下方向（ヘッドホルダ５１を基準軸部材７１に押し付ける方向）に与えることができ、ヘッドホルダを下方に押圧する押圧部材を省略することができ、構成が簡単になる。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、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、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「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、特に限定しない限り、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。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

１ 装置本体
５ キャリッジ
６、６Ａ〜６Ｄ 記録ヘッド
１０ キャリッジ走査機構部
５１、５１Ａ、５１Ｂ ヘッドホルダ
５３ 引っ掛け部
５５Ａ、５５Ｂ 基準面
５７ 加圧部材
８０ 押圧部材
７１ 基準軸部材（基準部材）

Claims (6)

1. 液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを保持する複数のヘッドホルダと、
   前記ヘッドホルダを保持するキャリッジと、を備え、
   前記キャリッジは主走査方向に配設されたガイド部材に沿って移動可能であり、
   前記キャリッジには前記ガイド部材と同じ方向に配設された基準部材を有し、
   前記ヘッドホルダは前記基準部材に保持され、
   前記複数のヘッドホルダには、主走査方向で互いに当たって接触し、相互の相対位置を決める基準面が設けられ、
   前記記録ヘッドは、前記ヘッドホルダの前記基準面を基準として位置決めされて前記ヘッドホルダに保持され、
   前記少なくとも１つのヘッドホルダを他方のヘッドホルダに向けて押圧する加圧手段を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記加圧手段による加圧位置と前記基準面とは主走査方向に沿う方向で同じ線上にあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ヘッドのホルダの基準面は主走査方向と直交する方向で複数箇所に設けられ、
   前記ヘッドホルダは前記基準部材に対して１点で接触して保持されている
   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. 前記加圧手段による加圧力を受ける前記ヘッドホルダの面が傾斜面であ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. 前記ヘッドホルダの基準面は、主走査方向と直交する面に対して傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記基準部材には中間部材が保持され、
   前記中間部材内で、前記基準部材に前記ヘッドホルダが保持されている
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。

Images