CN101618632B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像形成装置，针对在用于大型宽幅媒体的喷墨型记录装置中，难以在装载多个记录头的保持部件相对滑架保持稳定的状态下调整记录头与纸张间距离这一问题，本发明提供包括如下结构的图像形成装置，即包括：载置了多个喷射液滴的记录头20的头基体部件20、支持头基体进行升降的滑架5、保持所述滑架5移动的导杆3、以及，用以使头基体21相对滑架5升降的升降装置22，其中，滑架5上设置多个用以引导头基体21升降的导轴31A～31F，而且用该多根导轴中距离导杆3最近的导轴31A作为定位轴，用于对头基体21相对于滑架5定位。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置，尤其涉及具备装载喷射液滴记录头的滑架的图像形成装置。

背景技术

作为图像形成装置，如打印机、传真机、复印机、绘图仪、以及综合具备这些设备功能的多功能一体机等的喷墨型记录装置一般使用喷射墨滴的记录头。该喷墨型记录装置通过记录头向纸张喷射墨滴用以形成图像，一般可分为串式图像形成装置和行式图像形成装置。其中串式图像形成装置的记录头一边在主扫描方向上移动一边喷射墨滴以形成图像，而行式图像形成装置则是在保持记录头不动的状态下喷射墨滴形成图像。

本发明对纸张没有特殊的限制，本说明书中包括OHP等可以附着墨滴或其他液滴的材料均意味着纸张，有时还将纸张称为被记录媒体或记录媒体、记录纸、记录纸张、媒体等。对于图像形成，有时使用记录、打印、印刷等同义词。图像形成装置是指在纸、线、纤维、布、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷等媒体上喷射墨水进行图像形成的装置。图像形成不但指把具有文字或图形等有意义的图像赋予媒体，而且还包括对媒体赋予没有意义的图案的图像。在此，赋予仅是指将液滴滴到媒体上。另外，本说明书中将墨水作为进行图像形成的所有液体的总称，该称呼不仅限于墨水，还可称为记录液、定影处理液、液体等。

在串式喷墨型记录装置中，装载记录头的滑架被保持在导向部件上，该滑架滑动自如，并通过驱动马达、同步带、以及滑轮等主扫描移动机构在主扫描方向移动扫描。

上述喷墨型记录装置需要对纸张与记录头的喷嘴面之间保持距离一定，如果该距离不一定，则会发生如在来回打印中墨滴附着位置偏离造成图像质量下降。而且，不同类型的纸张其厚度也不同，因此需要对纸张与喷嘴面之间距离进行调整。

现有的图像形成装置通常具备距离调整机构。该距离调整机构通常有以下机构，即，通过升降保持滑架移动的导向部件以及框架来改变滑架高度、通过升降滑架的导向部件来改变滑架高度、升降输送纸张的输送带、以及升降与记录头对向设置并用于引导纸张的平板部件等机构。

除上述以外还有一种机构，其具体构成为滑架上具有：多根相同形状的轴，用于载置保持记录头的头保持体，一部分偏心；动力传输部件，架设于多根轴之间用于传输驱动力；以及，转动装置，用于转动偏心轴中的至少一根轴，上述多根轴平行设置，当转动装置开始转动时，多根轴以相同角度转动，由此使得头保持体作上下移动。

关于上述距离调整机构的现有技术可参见下述专利文献。

专利文献1：特开2007-223232号公报

专利文献2：特开2005-81717号公报

专利文献3：特许3874109号公报

专利文献4：特许3617626号公报

上述主扫描导向部件或框架与滑架一起升降以调整记录头与纸张输送面之间距离的机构，具有适用于小型喷墨型记录装置中的特点。

但是，对于用于所谓大型宽幅媒体的图像形成的记录装置，因主扫描方向长度超过1000mm达到1500mm以上，因此，如果滑架整体中包括主扫描导向部件、框架以及滑架，则该滑架整体重量达到10kgf以上，难以以良好的精度升降主扫描的导向部件、框架、以及滑架。

另一方面，将用于保持记录头的头保持体设置为可相对于滑架升降，并用凸轮机构使头保持体升降的结构具有可减小升降部分重量的特点。

但是，在上述机构中滑架被分为两个部分，即支持牵引部分即主扫描移动机构的导向部件所保持的部分以及同步带所牵引的部分、和通过凸轮机构进行升降的头部分。为此，在驱动滑架时主要对支持牵引部分的头部分进行牵引，这样会造成滑架局部受到较大的作用力，从而使滑架可能发生变形。出于上述原因，当滑架进行主扫描时，头部分发生变形引起移动，从而造成容易发生打印偏离的问题。

尤其是利用多个记录头来增大每进行一次主扫描所形成的图像面积时，不但用于保持多个记录头的保持部件无法相对滑架保持稳定，而且多个记录头和保持部件构成的打印部(头部分)在高度方向容易倒下，因而无法使打印保持部水平。

发明内容

鉴于上述课题，本发明提供一种图像形成装置，其目的在于保证多个记录头以良好的精度相对滑架进行升降。

本发明所涉及的图像形成装置如下。

(1)图像形成装置，其中包括：基体部件，载置了多个喷射液滴的记录头；滑架，支持基体部件进行升降；导向部件，保持滑架进行移动；以及，升降装置，用以使基体部件相对滑架升降，其特征在于，滑架上设置多个用以引导基体部件升降的导轴部件，而且，该多个导轴部件中的一个导轴部件作为定位轴部件，用于对基体部件相对于滑架定位。

(2)上述图像形成装置中，定位轴部件为多个导轴部件中位于导向部件一方的导轴部件。

(3)上述图像形成装置中，定位轴部件为多个导轴部件中位于基体部件重心附近、或接近于通过该重心并平行于导轴部件的线的导轴部件。

(4)上述图像形成装置中，基体部件在下降到最低位置时与滑架中的位置设定部直接接触，以对升降方向进行位置设定。

(5)上述图像形成装置中，在围绕基体部件的重心或通过该重心并平行于导向部件的线，并且接近导向部件以及离开导向部件的位置上，设置多个位置设置部。

(6)上述图像形成装置中，设置三个位置设定部，该三个位置设定部被设置为呈三角形。

本发明所涉及的图像形成装置的效果如下，即用设置于滑架上的多个导轴部件引导并支持装载多个记录头的基体部件进行升降，该多个导轴部件中的一个导轴部件作为定位轴部件，用于对基体部件相对于滑架定位，利用这样的结构可使得保持多个记录头的基体部件能够以良好的精度稳定地相对滑架进行升降，尤其对用于大型宽幅媒体的大型滑架也能够进行高精度的距离调整。

附图说明

图1是作为本发明所涉及的图像形成装置即喷墨型记录装置的整体结构的斜视图。

图2是图1所示记录装置结构部分的模式性平面图。

图3是头基体下降到最低位置时图2右侧的模式性示意图。

图4是与图3相同情况下的图2左侧的模式性示意图。

图5是在与图3相同情况下的正视图。

图6是头基体上升到最上位置时图2右侧面的模式性示意图。

图7是在与图6相同情况下的图2左侧面的模式性示意图。

图8是在与图6相同情况下的正视图。

图9是一例关于在滑架加速度大或者加速度小的情况下作为定位部的导轴位置对打印偏离所发生的影响的实验结果示意图。

图10是另一例用于说明决定头基体21初始位置(高度位置)的位置设定部的模式性平面图。

图11是另一例用于说明升降头基体的升降机构的模式性平面图。

图12是当头基体下降到最低位置时升降机构的模式性侧视图。

图13是当头基体上升到最高位置时升降机构的模式性侧视图。

具体实施方式

以下参考附图说明本发明的实施方式。

以下参考图1至图4用一例喷墨型记录装置作为涉及本发明图像形成装置进行说明。其中图1为记录装置整体结构的斜视图，图2是该记录装置结构部分的平面图，图3是头基体下降到最低位置时图2右侧的示意图。图4是与图3相同情况下的图2左侧的示意图，图5是与图3相同情况下的正视图。

该喷墨型记录装置为串式喷墨型记录装置，包括记录装置主机1和支持该记录装置主机1的支持台2。

在记录装置主机1内部的两块未图示侧板上架设了导杆3和导轨4，该导杆3以及导轨4用于保持滑架5可在主扫描方向即A方向上滑动。另外如图3所示，导轨4与副导辊6相接触，该辅导辊6受支持可进行转动。

用于移动扫描滑架的主扫描机构包括设于主扫描方向一端的驱动马达11、经驱动马达11驱动而转动的驱动滑轮12、设于主扫描方向另一端的从动滑轮13、以及架设于驱动滑轮12和从动滑轮13之间的同步带(带部件)14。从动滑轮13受到张力辊15向外方(离开驱动滑轮12的方向)的张力作用。

驱动滑轮12和从动滑轮13的滑轮轴方向按照墨滴喷射方向设置。架设于驱动滑轮12和从动滑轮13之间的带部件14因其中的一部分被固定保持在滑架5背后的带固定部7上，因此该带部件14在垂直于主扫描方向上位于滑架5的一端。

滑架5上设置可作升降的基体部件即头基体21，该头基体21上载置十个记录头20k1、20k2、20k3、20k4、20y1、20y2、20m1、20m2、20c1、20c2(不区别颜色时称为记录头20)，形成该记录头20的液体喷头具有喷嘴20n，用于喷射各种颜色即黑色(K)、黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)墨滴。黑色记录头为记录头20k1、20k2以及20k3、20k4，其他颜色的两个记录头分别在主扫描方向和垂直于主扫描方向即输纸方向也就是副扫描方向分开设置。

沿着滑架5的主扫描方向设置编码器片(线形标尺)17，用于检测滑架5的主扫描位置，设于滑架5上的编码器传感器18用于读取该编码器17。

另一方面，纸张10通过未图示输纸机构在垂直于主扫描方向即B方向的副扫描方向并经平板部件19引导间歇性的输入到滑架5的主扫描区域内的记录区域中。在滑架5中沿主扫描区域至少是记录区域中平板部件19被设置为与记录头20相对面。

在主扫描区域一端的区域中设置保养恢复机构8，用于记录头6的保养恢复。而在主扫描方向上的滑架移动区域以外或者滑架移动区域另一端的下方装设主卡盒9，该主卡盒9可在记录装置主机1上装卸，用于存放提供给记录头20的各色墨水。

本喷墨型记录装置中的滑架5沿主扫描方向移动，该喷墨型记录装置一边沿着主扫描方向间歇输送纸张10，一边根据图像信息驱动记录头20喷射墨滴，由此在纸张10上形成所需图像。

接着参考图6至图8说明用于调整记录头20与纸张10之间距离的距离调整机构。其中，图6是头基体上升到最上位置时图2右侧面的示意图，图7也是与图6相同情况下的图2左侧面示意图，图8是与图6相同情况下的正视图。

如上所述，滑架5上装载了用于保持10个记录头的可升降基体部件即头基体21，利用凸轮机构并通过升降装置22，头基体21可相对于滑架5进行升降，适当调整记录头20的喷嘴面和纸张10之间的距离。

在此，多个记录头20被固定，以相对头基体21高精度定位。而另一方面，滑架5的主扫描方向两端，沿着垂直于主扫描方向并列设置多根(在此为6根)用于引导头基体21升降的导轴即导轴部件也称为升降轴31A、31B、31C、31D、31E、31F。这些导轴31A～31E贯穿可进行升降的头基体21。装设导轴时是将导轴31A～31E压入到滑架5之中。

为了对头基体21相对滑架5定位，上述6根导轴31A～31E中的导轴31A作为定位用基准的定位轴或称为定位轴部件或基准轴部件，用以对头基体21相对滑架5高精度定位，从而保证各个记录头20相对滑架5高精度定位。

多根导轴31A～31F中作为定位轴的导轴31A，位于引导滑架5在主扫描方向移动的导向部件即导杆3一方。

在此，定位轴是指相比其他导轴能够更加高精度地进行定位的轴，导轴31A具体形成为其轴径与其所通过的轴承部直径间的公差要小于其他导轴的轴径与轴承部直径间的公差。轴承部开口位于头基体1上。

图8中所示的导轴被形成为圆柱状，也可用面与面之间滑动的滑动轴形成。使用圆柱状轴时，必须将主扫描方向上轴与轴承间的直径公差和副扫描方向上轴与轴承间的直径公差形成为相同，但是如果使用滑动轴，则可以在主扫描方向上的滑动部与承受部间的尺寸差和副扫描方向上的滑动部与承受部间的尺寸差之间设定差值，这样对于驱动滑架时容易发生相对于滑架的偏离或变形的主扫描一方通过减小尺寸差，从而减小驱动时发生在该主扫描方向上的记录位置偏离。还可以对定位轴使用滑动轴而对于其他轴使用圆柱状轴。关于滑动轴，可使用例如截面大致为四角形的中空或实心滑动轴部件，在这样的滑动轴部件上装设可移动的滑动部件。

利用上述结构，伴随主扫描的滑架5变形几乎不会发生影响，有利于保证头基体21即记录头20相对于滑架5保持良好的位置精度。

也就是说，上述主扫描机构的带部件14牵引滑架5进行主扫描驱动，使滑架5上承受加速负载，该加速负载造成滑架5与头基体21组成的组合件(两者合称为滑架单元)受到变形应力作用。

此时关于主扫描驱动加速负载所引起的变形量，滑架5中越接近导杆3该变形量越小，而离导杆3越远变形量越大，因此，在多根导轴31A～31F中，越是位于接近导杆3的导轴其压入部位的变形量可能越小，而越是远离导杆3的导轴其变形量可能越大。

对此，滑架5和头基体16的组合件(滑架单元)的刚性高，并且当主扫描驱动对滑架5施加加速负载时，如果以位于导杆3附近且滑架5变形较少的导轴31A(或导轴31D)作为定位部的定位轴部件，则有利于维持头基体21相对于滑架5的定位精度。

如上所述，通过以下结构，即用设于滑架上的多根导轴部件引导并支持装载多个记录头的基体部件，使该基体部件可作升降，并且以该多根导轴部件中的一根导轴部件作为决定头部件相对于滑架位置的定位轴部件，从而保证了装载多个记录头的基体部件能够相对于滑架以良好的精度稳定地进行升降，尤其是对于适用于大型宽幅媒体的大型滑架，能够进行高精度的距离调整。

在上述情况下，如果以多根导轴部件中位于导向部件一方的导轴部件为定位轴部件，则能够进一步提高并保持定位精度。

另外，滑架5中具备升降机构22，用于上下升降头基体21。在该升降机构22中，在滑架主扫描方向的两端沿副扫描方向装配可转动的凸轮轴33，这些凸轮轴33上分别固定了多个(在此合计为四个)凸轮34，两个凸轮轴33连接同步带35，并与同步带35转动相连动，其中一方的凸轮轴33端部装设了操作杆36。

四个凸轮34设置于头基体21下侧，如图4所示，沿副扫描方向排列的两个凸轮34、34到线G1的距离x相同，该线G1为副扫描方向上通过重心G的线。另一方面，如图5所示，沿主扫描方向排列的两个凸轮34、34到线G2的距离y相同，该线G2为主扫描方向上通过重心G并垂直于导杆3的线。这样，当四个凸轮34接触头基体21下表面使该头基体21上升时，便能够在头基体21维持水平的状态下保持头基体21稳定上升。

这样，通过操作操作杆36带动两根凸轮轴33转动，进而带动四个凸轮34同时转动，使头基体31以水平状态升降。

上述以四个凸轮进行了说明，实际上利用三个以上的凸轮便可保证相同功能。因考虑到凸轮本身的形状或装配等误差会使四点以上的支持造成支持面不稳定，优选用三个凸轮作三点支持，用以维持图6所示状态的稳定。

滑架5中设置位置设定部37A～37F，用于在不使用升降机构22(头基体21下降到最低位置)时，直接接触头基体21下表面，设定头基体21高度位置。如图3和图4所示，在头基体21下表面接触到位置设定部37的状态下，升降机构22的凸轮34离开头基体21下表面即处于转动位置。

因此，当头基体21相对滑架5下降到最低时，如图3所示，记录头20与纸张输送面即平板部件19上表面之间的距离为H1，而当转动升降机构22的凸轮34使头基体21相对滑架5上升到最高时，如图6所示，记录头20与纸张输送面之间距离为H2，其中H2＞H1。

本图像形成装置对于一般纸张使用记录头20相对纸张输送面的高度为H1的状态即初始高度位置状态，而对较厚的纸张则使用记录头20相对纸张输送面的高度为H2的状态。

如上所述，通过头基体21直接接触滑架5的位置设定部37，设定头基体21在初始高度位置即一般使用状态下高度方向的位置，从而在不使用升降机构22且一般纸张的情况下，利用简单的结构保证记录头20的喷嘴面与纸张之间保持一定距离。即在以凸轮34支持头基体21状态作为初期位置时，凸轮34的零件尺寸公差以及组装公差等零件精度的累积误差虽然可能增大，但是通过上述结构，利用滑架5的位置设定部37的精度来决定初始位置精度，从而改善一般使用状态的距离精度。

位置设定部37被设置在用于引导滑架5中头基体21的导轴31A～31F的位置。此时，至少引导头基体21升降的导轴31B、31E被设置在通过头基体21重心位置G且平行于导杆3的线G1上(参见图2)，而位置设定部37B、37E则设置在头基体21中沿副扫描方向保持重心的导轴31B、31E的位置上，这样，当头基体21与位置设定部37直接接触以限定滑架5中头基体21的高度位置时，处于重心上的位置便能够稳定地支持头基体21。

在位置设定部37中，导轴31所贯通的弹性部件38对头基体21施加位置设定部37方向的压力，以限制头基体21相对滑架发生移动。该弹性部件38所施加的压力不影响升降机构22的操作杆36的转动操作，并具有充分保持头基体21的压力。

在此，参考图9说明一例关于在滑架加速度大或滑架加速度小的情况下作为定位部的导轴即定位轴部件的位置对打印偏离所产生的影响的实验结果。

从实验结果可知，将最接近导杆3的的导轴31A(导轴31D相同)作为定位轴，打印偏离量发生得最少。而后，与用最远离导杆3的导轴31C作为定位轴相比，用通过头基体21的重心位置G并平行于导轴3的线G1上的导轴31B(导轴31E相同)为定位轴，可相对减小打印偏离量。

因此，作为定位轴，首先优选离导杆即导向部件最近的导轴，其次选择位于通过头基体重心G且平行于导杆的线上的导轴。

这样，通过设置于滑架中的多根导轴部件的引导和支持，装载多个记录头的基体部件进行升降，通过利用多根导轴部件中的一根导轴部件作为定位部件，对基体部件相对于滑架定位，利用这样的结构，可使得保持多个记录头的基体部件能够以良好的精度相对滑架稳定升降，而且尤其对用于大型宽幅媒体的大型滑架，可作高精度的距离调整。除此之外，使用导轴部件可以减少基体部件在副扫描方向上的前后偏离，还可在维修或卡纸时，在确保位置精度的状态下让基体部件大幅度上升。

另外，用多根导轴部件中最接近导向部件的导轴部件作为定位轴部件，这样可以进一步减小定位偏离量。而且还可以将多根导轴部件中位于头部件中心附近、或位于通过该重心并平行于导向部件的线上、或接近该线的导轴部件作为定位轴部件，这也能够相对减小打印偏离。

下面，参考图10说明用于决定头基体21初始位置即高度位置的位置设定部的另一设置例。图10与图2相同是用于说明的模式性平面图。

本例中，围绕头基体21的重心G呈三角形设置的位置设定部37H、37I、37J分别位于三个部位，形成三点支持结构。此时，位置设置部37H和37I相比重心位置G更加接近导杆3，位置设定部37J则相比重心位置G远离导杆3。上述三点支持结构也能够稳定获得高精度的位置设定。

接着，参考图11至图13说明用于决定头基体21初始位置即高度位置的位置设定部的其他设置例。图11与图2相同是用于说明的模式性平面图，图12是当头基体下降到最低位置时升降机构的模式性侧视图，图13是当头基体上升到最高位置时升降机构的模式性侧视图。

本例沿副扫描方向在滑架5主扫描方向的两端设置滑动凸轮41、41，该滑动凸轮41、41可沿副扫描方向移动。该滑动凸轮41上形成斜面的凸轮面42、42。滑动凸轮41上还形成齿条43，滑架5上沿主扫描方向设置与齿条43啮合的副齿轮45、45，轴46的一端固定了位于滑架5外侧的齿轮47。该齿轮47通过未图示马达等驱动源驱动而转动，带动滑动凸轮41、41沿副扫描方向上前后移动。

另一方面，头基体21下表面上形成凸部，该凸部具有与滑动凸轮41的凸轮面42相结合的倾斜面52、52。当滑动凸轮41如图12所示沿C方向移动时，如图13所示，凸轮面42接触倾斜面52，使得头基体21整体沿D方向被往上推。这样，头基体21的记录头20和纸张10之间的距离便得到了调整。

当滑动凸轮41位于初始位置时，如图12所示，滑动凸轮41的凸轮面42与头基体的倾斜面52分离，头基体21通过与滑架5中的位置设定部37相接触来对其初期高度定位。

Claims (5)

1.图像形成装置，其中包括：

基体部件，载置了多个喷射液滴的记录头；

滑架，支持所述基体部件进行升降；

导向部件，保持所述滑架进行移动；以及，

升降装置，用以使所述基体部件相对滑架升降，

其特征在于，所述滑架上设置多个用以引导所述基体部件升降的导轴部件，而且，该多个导轴部件中的一个导轴部件作为定位轴部件，用于对所述基体部件相对于滑架定位；

所述定位轴部件为多个导轴部件中位于所述基体部件重心附近、或接近于通过该重心并平行于所述导向部件的轴线的线的导轴部件。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述滑架的主扫描方向两端，沿着垂直于所述主扫描方向并列设置多根所述导轴部件，所述定位轴部件为所述多个导轴部件中位于所述导向部件一方的导轴部件。

3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，其中，所述基体部件在下降到最低位置时与所述滑架中的位置设定部直接接触，以对升降方向进行位置设定。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其中，在围绕所述基体部件的重心或通过该重心并平行于所述导向部件的轴线的线，并且接近所述导向部件以及离开所述导向部件的位置上，设置多个所述位置设定部。

5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中，设置三个所述位置设定部，该三个位置设定部被设置为呈三角形。

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