JP2010247401A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持部材の屈曲振動を軽減し、記録ヘッドから突出されるインクの着弾位置のズレを抑制する。
【解決手段】往復移動可能な記録ヘッドに液体を供給する屈曲可能な複数本のチューブが屈曲可能な保持部材としてのチェーンリンク１４Ｒ、１４Ｌによって保持され、チェーンリンクは記録ヘッドの往復移動に応じてその屈曲位置を変化させて記録ヘッドの移動に追従する。しかし、チェーンリンクはそのピッチＰ毎にＳ部において屈曲するため、その反力がメインレールを中心としたモーメントとなりキャリッジを振動させる。ここで、チェーンリンク１４Ｒ、１４Ｌの端部間の距離をＤとしたとき、Ｄ＝Ｐ×Ｋ＋Ｐ×Ｎ（Ｋ：正整数、Ｎ：０＜Ｎ＜１）の関係を満たすようにし、チェーンリング１４Ｒと１４Ｌの屈曲周期の位相を異ならせた。これにより、モーメントが倍増せず、キャリッジの振動が抑制され安定した記録が行える。
【選択図】図５

Description

本発明は、記録媒体の搬送方向に対して垂直な方向に記録ヘッドを往復運動させつつ、該記録ヘッドからインクを吐出させて記録媒体上に画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置に関する。

インクジェット方式の画像形成装置では、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを記録媒体の搬送方向に対して垂直な方向に往復運動させつつ、記録ヘッドからインクを吐出させる。具体的には、記録媒体を搬送方向に１バンド分だけ搬送させて記録媒体を止め、キャリッジを上記の所定方向に１往復運動させながら、記録信号に応じて記録ヘッドからインクを吐出させて１バンド分の画像を形成する。その後、さらに、記録媒体を１バンド分だけ搬送させて止め、再びキャリッジを上記の所定方向に１往復運動させながら、記録信号に応じて記録ヘッドからインクを吐出させ１バンド分の画像を形成する。以後、この動作を繰り返すことにより記録媒体に所定の画像を形成する。

上記のようにして画像を形成する画像形成装置が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されている画像形成装置の記録ヘッドは、キャリッジユニットに搭載されている。キャリッジの背面には、２本のチェーンリンクのそれぞれの一端と、それらチェーンリンクに通されたループチューブの一端とが接続されている。なお、ループチューブは、チューブジョイントを介してキャリッジに接続されている。一方、ループチューブの他端は、チューブジョイント本体に接続されている。チューブジョイント本体と各チェーンリンクの他端は、筐体に固定されたキャタピラベースに接続されている。

キャリッジユニットに搭載された記録ヘッドは、筐体に沿って左右に移動するキャリッジユニットと共に同方向に移動しながらインクを吐出して所定の画像を形成する。その際、キャリッジユニットに接続される側のチェーンリンクは、キャタピラベースに接続される側を固定点として、キャリッジユニットの移動に伴って移動する。

特開２００６−１５９６０３号公報 特開平６−３２８７２９号公報

インクジェット方式の画像形成装置では、記録ヘッドが記録媒体に対して非接触である。従って、記録ヘッドから吐出されたインクは、記録ヘッドと記録媒体との間を飛んで、記録媒体上に着弾する。

よって、記録ヘッドが、何らかの要因によって、移動中に振動したり、スムーズな移動が阻害されたりすると、実際の着弾位置が本来の着弾位置からズレてしまう。

上記要因の一つとしてチェーンリンクの影響がある。記録ヘッドは、ヘッドホルダに保持され、そのヘッドホルダは、トランスレータに保持されている。そして、トランスレータのヘッドホルダと対向する側には、内部にチューブが通された２本のチェーンリンクの一端がそれぞれ取り付けられている。各チェーンリンクの他端は、本体に取り付けられている。そして、各チェーンリンクは、記録ヘッドの移動に伴って移動する。

チェーンリンクは、多数のリンク部材を一列に並べると共に、隣接するリンク部材同士をピンで回動可能に連結して全体として屈曲可能とした部材であって、チューブの垂れ下がり防止（真直維持）とチューブ屈曲をサポートするための保持案内部材である。しかし、かかる構造を有するチェーンリンクには、その屈曲時に振動が発生する。屈曲振動は、チェーンリンクの内部に通されたチューブ反力（曲げ難さ）と相関している。そして、チューブ反力（曲げ難さ）は、チェーンリンクの内部に通されたチューブの本数が多い或いは太い程に大きくなるので、屈曲振動も大きくなる。特に、２本のチェーンリンクが全体としてループを形成している場合には、各チェーンリンクの屈曲タイミングによっては、上記振動が倍増されてしまう。

その結果、屈曲振動がトランスレータから記録ヘッドに伝わり、インクの着弾位置のズレを生じさせる。なお、リンク部材間のピッチを極力小さくして屈曲振動を分散化する方法もあるがこれはリンク部材数を増やしコストアップとなってしまう。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、チェーンリンクの屈曲振動を軽減し、記録ヘッドから突出されるインクの着弾位置のズレを抑制することである。

本発明の画像形成装置の一つは、往復移動可能な記録ヘッドに液体を供給する屈曲可能な複数本のチューブが屈曲可能な保持部材によって保持され、前記記録ヘッドの往復移動に応じて前記チューブ及び前記保持部材がその屈曲位置を変化させる画像形成装置であって、前記複数本のチューブの一部を保持する第１の保持部材と、前記複数本のチューブの他の一部を保持する第２の保持部材とを備え、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、それぞれ、互いに回動可能に連結された複数のリンク部材を一列に並べることによって屈曲可能に形成されており、前記第１の保持部材の前記記録ヘッド側に固定された第１端部と、前記第２の保持部材の前記記録ヘッド側に固定された第２端部とは、前記記録ヘッドの往復移動方向に前記記録ヘッドを介して配置され、前記第１の保持部材は、前記第１端部から第１の方向に引き出されており、前記第２の保持部材は、前記第２端部から前記第１の方向とは反対の第２の方向に引き出されており、前記第１端部から前記第２端部までの距離をＤ、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を形成している前記リンク部材のピッチをＰ、としたとき、Ｄ＝Ｐ×Ｋ＋Ｐ×Ｎ（Ｋ：正整数、Ｎ：０＜Ｎ＜１）の関係を満たすことを特徴とする。

本発明の画像形成装置の他の一つは、往復移動可能な記録ヘッドに液体を供給する屈曲可能な複数本のチューブが屈曲可能な保持部材によって保持され、前記記録ヘッドの往復移動に応じて前記チューブ及び前記保持部材がその屈曲位置を変化させる画像形成装置であって、前記複数本のチューブの一部を保持する第１の保持部材と、前記複数本のチューブの他の一部を保持する第２の保持部材とを備え、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、それぞれ、互いに回動可能に連結された複数のリンク部材を一列に並べることによって屈曲可能に形成されており、前記第１の保持部材の前記記録ヘッド側に固定された第１端部と、前記第２の保持部材の前記記録ヘッド側に固定された第２端部とは、前記記録ヘッドの往復移動方向に前記記録ヘッドを介して配置され、前記第１の保持部材は、前記第１端部から第１の方向に引き出されており、前記第２の保持部材は、前記第２端部から前記第１の方向とは反対の第２の方向に引き出されており、前記第１端部から前記第２端部までの距離をＤ、前記第１の保持部材を形成している前記リンク部材のピッチをＰ１、前記第２の保持部材を形成している前記リンク部材のピッチをＰ２（≠Ｐ１）、としたとき、前記距離Ｄと、前記ピッチＰ１と前記ピッチＰ２の最小公倍数との合算値が、前記第１の保持部材の長さと前記第２の保持部材の長さの合算値以上であることを特徴とする。

保持部材の屈曲振動が軽減され、記録ヘッドから突出されるインクの着弾位置のズレが抑制される。

本発明の画像形成装置の実施形態の一例を示す概観斜視図である。 本発明を適用したキャリッジの背面斜視図である。 本発明を適用したキャリッジの正面斜視図である。 キャリッジ及びリンク部材の状態を示す概略側面図である。 トランスレータへのチェーンリンクの取り付け状態の一例を示す概略背面図である。 トランスレータへのチェーンリンクの取り付け状態の他の一例を示す概略背面図である。

以下、本発明の画像形成装置の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置（ラージフォーマットプリンター）の概観斜視図である。

先ず、装置全体の概略構成について説明する。図１に示すように、装置本体１はスタンド３の上に配置されており、装置本体１の中に主要ユニットが収められている。例えば、装置本体１の中には、ロール状の記録用紙Ｐｒを引き出して搬送するための搬送ユニット、記録ヘッドが搭載される往復移動可能なキャリッジ２が収めされている。さらに、装置本体１には、キャリッジ２を駆動させるためのキャリッジ駆動ユニット、記録ヘッドを回復するための回復ユニット、インクを貯蔵するタンクユニット４Ｒ、４Ｌが収めされている。このうち、搬送ユニット、キャリッジ駆動ユニット及び回復ユニットは、便宜上の理由から図示を省略してある。なお、タンク数はタンクユニット４Ｒに６本、タンクユニット４Ｌに６本の合計１２本である。

装置本体１は、図示されていないパソコンと接続されており、パソコンから出力される印字命令（信号）に従って記録用紙Ｐｒに所定の画像を形成する。より具体的には、記録ヘッドは、液体（インク）を吐出するための熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備えており、記録ヘッドが信号に応じてインクを吐出することによって、記録用紙Ｐｒに所定の画像を形成する。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置は、液体吐出方式（インクジェット記録方式）の画像形成装置である。

図２、図３を参照して本発明の画像形成装置の第１の実施例について詳細に説明する。

夫々６色のノズル列を有する記録ヘッド２０Ｌ、２０Ｒは、ヘッドホルダ１０Ｌ、１０
Ｒにそれぞれ保持されている。各記録ヘッド２０Ｌ、２０Ｒは、ヘッドレバー１１、１２を操作することにより、インク供給チューブとの接続・接続解除と、ヘッドホルダ１０Ｌ、１０Ｒへの取り付け・取り外しが可能となっている。なお、図３では、記録ヘッド２０Ｒ側のヘッドレバーの図示は省略されている。

ヘッドホルダ１０Ｒ、１０Ｌは、トランスレータ１３の前面側に保持されている。トランスレータ１３の背面側には、筐体３０上に配された第１の保持部材としてのチェーンリンク１４Ｒと、第２の保持部材としてのチェーンリンク１４Ｌとが固定されている。

各チェーンリンク１４Ｒ、１４Ｌは、多数のリンク部材１４ａを一列に並べると共に、隣接するリンク部材同士をピン１４ｂで回動可能に連結して全体として屈曲可能としたキャタピラ状の部材である。チェーンリンク１４Ｒには、複数本のチューブ（ループチューブ）の一部（本実施形態では３本）が通されている。また、チェーンリンク１４Ｌには、複数本のチューブ（ループチューブ）の他の一部（本実施形態では３本）が通されている。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置では、６本のループチューブが、半数ずつチェーンリンク１４Ｒ、１４Ｌに通されて保持されている。

６本のループチューブのそれぞれの一端は、トランスレータ１３に設けられた三叉のチューブジョイント１６に接続され、それぞれの他端は、装置本体１に取り付き、三叉のチューブジョイント本体（不図示）に接続されている。さらに、チューブジョイント１６には、ヘッドチューブ１７Ｒ、１７Ｌの一端が接続され、ヘッドチューブ１７Ｒ、１７Ｌの他端はジョイント部（不図示）を介して記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌに接続されている。チューブジョイント本体（不図示）は、不図示のタンクチューブを介してタンクユニット４Ｒ、４Ｌにそれぞれ接続されている。

上記接続構造により、各タンクに収容されているインクは、タンクチューブ、チューブジョイント本体、ループチューブ、チューブジョイント１６、ヘッドチューブ１７Ｒ、１７Ｌ、ジョイント部を経由して記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌへ供給される。

また、チェーンリンク１４Ｒ、１４Ｌと、その中に通されたループチューブとは、記録ヘッドの往復移動に応じてその屈曲位置を変化させて記録ヘッドの移動に追従する。

次に、動作について説明する。不図示のパソコンから出力された印字命令が入力されると、回復ユニットよる記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌの回復動作が行われる。回復動作は、印字命令が入力されたときに、記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌがホームポジションに位置していればその場所で、ホームポジション以外に位置していれば、記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌをホームポジションに戻してから行われる。

その後、搬送ユニットによって、記録用紙Ｐｒが所定量だけ副走査方向に搬送される。次いで、キャリッジ２が記録用紙Ｐｒの左端部+αの位置まで主走査方向に移動して一時停止した後に、記録用紙Ｐｒの右端部+αの位置まで上記とは逆方向に移動して一時停止する。この１往復動作中に、キャリッジ２に搭載されている記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌは、入力された印字データに基づき所定の印字（インクの吐出）を行う。その後、キャリッジ２は、記録用紙Ｐｒの左端部+αの位置まで主走査方向に移動して一時停止した後に、記録用紙Ｐｒの右端部+αの位置まで上記とは逆方向に移動して一時停止する。この１往復動作中にも、記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌは、入力された印字データに基づき所定の印字（インク吐出）を行う。かかる動作を入力された印字長さ分だけ繰り返すことによって１枚の画像を形成する。印字長さが長い場合には、途中で上記回復動作を再度行う場合もある。いずれにしても、１枚の画像が形成されると、キャリッジ２（記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌ）は最初の位置（ホームポジション）に戻る。以上によって一連の動作が終了する。

次に、本発明の特徴について図４、図５を参照しながら説明する。図４は、キャリッジ２の保持状態を示す模式的側面図である。図５は、チェーンリンク１４Ｒ、１４Ｌの記録ヘッド側（トランスレータ１３）への取り付け状態を示す模式的背面図である。

図５に示すように、チェーンリンク１４Ｒは、トランスレータ１３に固定された一方の端部（第１端部１５Ｒ）から記録ヘッドに対して第１の方向（紙面左方向）に引き出されている。一方、チェーンリンク１４Ｌは、トランスレータ１３に固定された一方の端部（第２端部１５Ｌ）から記録ヘッドに対して第１の方向とは反対の第２の方向（紙面右方向）に引き出されている。

図４に示すように、キャリッジ２は、筐体３０に固定されているメインレール３１と、サブレール３２とによって主走査方向（レールの長手方向）に往復動作可能に保持されている。ここで、キャリッジ２の揺動を低減すべく、キャリッジ２に設けられた２対のＣＲコロ１８によってサブレール３２を挟持する構造を採用している。

しかし、キャリッジ２の往復動作に合わせて、チェーンリンク１４Ｒ、１４Ｌは、そのピッチＰ毎にＳ部において屈曲する。ここで、チェーンリンクのピッチＰとは、隣接する２本のピン１４ｂの中心間の距離を意味する。上記屈曲が発生すると、その反力Ｆがメインレール３１を中心としたモーメント力Ｍとなりキャリッジ２を少なからず揺動させる。

ここで、トランスレータ１３に固定されたチェーンリンク１４Ｒの一方の端部（第１端部１５Ｒ）からチェーンリンク１４Ｌの一方の端部（第２端部１５Ｌ）までの距離（チェーンリンクの取付スパン）Ｄと、ピッチＰとは、次式に示す関係を満たす。

Ｄ＝Ｐ×Ｋ＋Ｐ×Ｎ
Ｋ：正整数
Ｎ：０＜Ｎ＜１（本例ではＮ＝０．５）
上記の関係より、前記屈曲周期の位相が１８０度異なるため、屈曲タイミングが一致することなく、上記モーメント力Ｍを倍増させることはない。したがって、チェーンリンク１４Ｒ、１４Ｌ内に通されるループチューブの本数が多い場合にもキャリッジ２（記録ヘッド２０Ｒ、２０Ｌ）の揺動が抑制され、安定した記録が行える。

図６に基づいて、本発明の画像形成装置の第二の実施例について説明する。本例の画像形成装置の基本構成は、実施例１に係る画像形成装置と同一である。よって、ここでは、本例の画像形成装置が実施例１に係る画像形成装置と異なる点についてのみ説明する。

図６に示すように、本例の画像形成装置では、チェーンリンクが左右で異なる。

具体的には、図中左側のチェーンリンク１４'ＲのピッチＰ１と、右側のチェーンリンク１４'ＬのピッチＰ２とが異なる（Ｐ１≠Ｐ２）。

そして、上記距離Ｄと、ピッチＰ１とピッチＰ２の最小公倍数との合算値が、チェーンリンク１４'Ｒと１４'Ｌの長さの合算値以上である。

上記の関係により、屈曲タイミングが一致することはないので、実施例１と同様、反力Ｆの影響を倍増させることなく、安定した記録が行える。

２０Ｒ、２０Ｌ 記録ヘッド
１４Ｒ、１４Ｌ、１４'Ｒ、１４'Ｌ チェーンリンク
１４ａ リンク部材
１５Ｒ 第１端部
１５Ｌ 第２端部

Claims (4)

1. 往復移動可能な記録ヘッドに液体を供給する屈曲可能な複数本のチューブが屈曲可能な保持部材によって保持され、前記記録ヘッドの往復移動に応じて前記チューブ及び前記保持部材がその屈曲位置を変化させる画像形成装置であって、
   前記複数本のチューブの一部を保持する第１の保持部材と、
   前記複数本のチューブの他の一部を保持する第２の保持部材とを備え、
   前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、それぞれ、互いに回動可能に連結された複数のリンク部材を一列に並べることによって屈曲可能に形成されており、
   前記第１の保持部材の前記記録ヘッド側に固定された第１端部と、前記第２の保持部材の前記記録ヘッド側に固定された第２端部とは、前記記録ヘッドの往復移動の方向に前記記録ヘッドを介して配置され、
   前記第１の保持部材は、前記第１端部から第１の方向に引き出されており、
   前記第２の保持部材は、前記第２端部から前記第１の方向とは反対の第２の方向に引き出されており、
   前記第１端部から前記第２端部までの距離をＤ、
   前記第１の保持部材および前記第２の保持部材を形成している前記リンク部材のピッチをＰ、としたとき、
   Ｄ＝Ｐ×Ｋ＋Ｐ×Ｎ
   Ｋ：正整数
   Ｎ：０＜Ｎ＜１
   の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
2. 往復移動可能な記録ヘッドに液体を供給する屈曲可能な複数本のチューブが屈曲可能な保持部材によって保持され、前記記録ヘッドの往復移動に応じて前記チューブ及び前記保持部材がその屈曲位置を変化させる画像形成装置であって、
   前記複数本のチューブの一部を保持する第１の保持部材と、
   前記複数本のチューブの他の一部を保持する第２の保持部材とを備え、
   前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、それぞれ、互いに回動可能に連結された複数のリンク部材を一列に並べることによって屈曲可能に形成されており、
   前記第１の保持部材の前記記録ヘッド側に固定された第１端部と、前記第２の保持部材の前記記録ヘッド側に固定された第２端部とは、前記記録ヘッドの往復移動の方向に前記記録ヘッドを介して配置され、
   前記第１の保持部材は、前記第１端部から第１の方向に引き出されており、
   前記第２の保持部材は、前記第２端部から前記第１の方向とは反対の第２の方向に引き出されており、
   前記第１端部から前記第２端部までの距離をＤ、
   前記第１の保持部材を形成している前記リンク部材のピッチをＰ１、前記第２の保持部材を形成している前記リンク部材のピッチをＰ２（≠Ｐ１）、としたとき、
   前記距離Ｄと、前記ピッチＰ１と前記ピッチＰ２の最小公倍数との合算値が、前記第１の保持部材の長さと前記第２の保持部材の長さの合算値以上であることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記記録ヘッドが信号に応じ液体を吐出して記録を行う液体吐出方式であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記記録ヘッドが液体を吐出するための熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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