JP2013184469A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドホルダを交換可能とするときにヘッド側に液体を供給する液体供給チューブを外す必要があり、交換作業を効率的に行う構成が必要になる。
【解決手段】記録ヘッド６を保持する複数のヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂと、複数のヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂを交換可能に保持するキャリッジ５と、各記録ヘッド６のヘッドタンク７に供給する液体を収容するインクカートリッジ１０と、インクカートリッジ１０からヘッドタンク７に液体を供給する複数本の液体供給チューブ８とを備え、複数本の液体供給チューブ８は、キャリッジ５内で、各ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ毎に液体供給チューブ群８ａ、８ｂに分岐されてヘッドタンク７に連結されている。
【選択図】図６

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを有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として、例えば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。

一方、記録ヘッドに吐出不良が発生した場合などユーザーの使用環境の下でヘッド交換を容易に行えるようにする必要がある。この場合も高い位置精度の再現性を持たせなければならない。

従来、ヘッド交換時の位置決め精度を高めたものとして、複数の液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダと、ヘッドホルダを着脱可能に保持するキャリッジとを有するものが知られている（特許文献１）。

特開２０１１−０３７２３５号公報

上述したように、複数のヘッドホルダをキャリッジに搭載した構成にあっては、ヘッドホルダを交換可能とするとき、ヘッド側に液体を供給する液体供給チューブを外す必要があり、交換作業を効率的に行う構成が必要になる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドホルダ単位での交換作業を効率的に行える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、
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに液体を供給するヘッドタンクと、
１又は２以上の前記記録ヘッド及び前記ヘッドタンクを保持する複数のヘッドホルダと、
前記複数のヘッドホルダを交換可能に保持するキャリッジと、
前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を供給する複数本の液体供給チューブと、を備え、
前記複数本の液体供給チューブは、前記キャリッジ内で、各ヘッドホルダ毎に分岐されて前記ヘッドタンクに連結されている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、ヘッドホルダ単位での交換作業を効率的に行えるようになる。

本発明に係る画像形成装置の一例の斜視説明図である。 同画像形成装置の機構部の平面説明図である。 同じく機構部の側面説明図である。 ヘッドホルダの保持構造とヘッドホルダ交換の説明に供するヘッドホルダをキャリッジに保持する前の状態の斜視説明図である。 同じくヘッドホルダをキャリッジに保持した状態の斜視説明図である。 キャリッジ内における液体供給チューブの這い回しの説明に供するキャリッジ部分の平面説明図である。 ヘッドホルダ交換の手順の説明に供するキャリッジ部分の平面説明図である。 同じくヘッドホルダ交換の手順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ヘッドタンクと液体供給チューブの連結部を説明する側面説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供するヘッドタンクと液体供給チューブの連結部を説明する側面説明図である。 本発明の第４実施形態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５実施形態の説明に供するキャリッジ部分の平面説明図である。

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。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同画像形成装置の斜視説明図、図２は同画像形成装置の機構部の平面説明図、図３は同じく機構部の側面説明図である。

この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、装置本体１０１と、給紙装置１０２とを備えている。

装置本体１０１の内部には、左右の側板１Ｌ，１Ｒ間に架け渡した主ガイド部材３及び従ガイド部材４でキャリッジ５を主走査方向（図１の矢印Ａ方向）移動可能に保持している。

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。

キャリッジ５には、黒用ヘッドホルダ５１Ａ及びカラー用ヘッドホルダ５１Ｂが交換可能に保持されている。

ヘッドホルダ５１Ａには、副走査方向に千鳥状に配置されたブラックの液滴を吐出する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、記録ヘッド６Ａと副走査方向位置を同じくして、イエロー、マゼンタ、シアンの液滴を吐出する３つの記録ヘッド６Ｃ、６Ｄ、６Ｅが搭載されている。なお、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂで保持する記録ヘッド６（記録ヘッド６Ａ〜６Ｅの総称又は１つを意味する表記）は１個でもよい。

各記録ヘッド６には、記録ヘッド６にインクを供給するヘッドタンク７を一体的に設けている。一体的とは、記録ヘッド６とヘッドタンク７の流路を直結する場合及びチューブなどを介して接続する場合のいずれでもよい。

そして、各ヘッドタンク７には、装置本体１０１に交換可能に装着されるメインタンクであるインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙから複数本の液体供給チューブ８を介して各色のインクが供給される。

一方、給紙装置１０２のロール体２０Ａから給紙されるロール紙２０を副走査方向（図１の矢印Ｂ方向）に搬送するために、ロール紙２０を吸着して記録ヘッド６に対向する位置で搬送するための搬送ローラ２１と、搬送ローラ２１に加圧されて接触する加圧ローラ２２と、記録ヘッド６に対向するプラテン部材２３と、プラテン部材２３の吸引孔を介してロール紙（用紙）２０を吸着する吸引ファン２４などで構成される搬送手段を備えている。

さらに、キャリッジ５の主走査方向の一方側には記録ヘッド６の維持回復を行う維持回復機構である維持回復部３０が配置され、他方側には記録ヘッド６から画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行う空吐出受け４０がそれぞれ配置されている。

維持回復部３０は、装置本体１０１に保持された第１維持回復部３０Ａと、副走査方向に往復移動可能に保持された第２維持回復部３０Ｂとを有している。第１維持回復部３０Ａには、記録ヘッド６Ｂ〜６Ｅのノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングする保湿キャップ３２を備えている。第２維持回復部３０Ｂは、例えば記録ヘッド６のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングする保湿キャップを兼ねた吸引キャップ３１と、ノズル面を払拭するワイパ部材３３と、画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を受ける空吐出受け３４などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙装置１０２からロール紙（用紙）２０が給紙されて、搬送ローラ２１及び加圧ローラ２２によってプラテン部材２３上を吸着されながら副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ５を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド６を駆動することにより、停止しているロール紙２０に液滴を吐出して１行分を記録し、ロール紙Ｐを所定量搬送後、次の行の記録を行い、ロール紙２０を順次排出する。

次に、ヘッドホルダの保持構造とヘッドホルダ交換について図４及び図５を参照して説明する。図４はヘッドホルダをキャリッジに保持する前の状態の斜視説明図、図５はヘッドホルダをキャリッジに保持した状態の斜視説明図である。なお、ここでは、記録ヘッドはヘッドタンクを含むものとして図示している。

前述したように、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、ヘッドホルダ５１Ａには記録ヘッド６Ａ、６Ｂが搭載され、ヘッドホルダ５１Ｂには、３つの記録ヘッド６Ｃ、６Ｄ、６Ｅが搭載されている。

ここで、キャリッジ５には、ガイド部材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、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。）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。

このように構成することで、カラー用のヘッドホルダ５１Ｂとモノクロ用のヘッドホルダ５１Ａを、それぞれ交換することができる。カラー印刷とモノクロ印刷の使用頻度で、各記録ヘッド６の寿命が異なるので、必要なヘッドホルダのみを交換することができることで、ランニングコストを廉価にできる。

また、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ内でのヘッド位置精度は、工程内で冶具により実装することで、高い精度が得られる。ヘッドの実装は、例えば、ノズル穴またはノズル穴の基準となるものを画像処理により判別し、位置調整を行うことで実施できる。これにより、ヘッドのフレームなどを基準にしないので、ノズル穴に対して直接位置調整を行うので高い精度が得られる。

次に、キャリッジ内における液体供給チューブの這い回しについて図６を参照して説明する。図６は同説明に供するキャリッジ部分の平面説明図である。

前述したように、インクカートリッジ１０側から各記録ヘッド６のヘッドタンク７に液体を供給する複数本の液体供給チューブ８が這い回されてキャリッジ５にクランプなどの保持部材５５により保持されている。

その後、複数本の液体供給チューブ８は、ヘッドホルダ５１Ａの記録ヘッド６Ａ、６Ｂのヘッドタンク７に連結する液体供給チューブ群８ａと、ヘッドホルダ５１Ｂの記録ヘッド６Ｃ〜６Ｄのヘッドタンク７に連結する液体供給チューブ群８ｂとの２つに分岐されている。

そして、分岐された一方の液体供給チューブ群８ａは、ヘッドホルダ５１Ａのヘッドホルダ５１Ｂと隣り合わない側方を這いまわされて、記録ヘッド６Ａ、６Ｂの各ヘッドタンク７に連結されている。分岐された他方の液体供給チューブ群８ｂは、ヘッドホルダ５１Ｂのヘッドホルダ５１Ａと隣り合わない側方を這いまわされて、記録ヘッド６Ｃ〜６Ｅの各ヘッドタンク７に連結されている。

次に、本実施形態におけるヘッドホルダの交換手順について図７及び図８を参照して説明する。

例えば、ヘッドホルダ５１Ａを交換する場合で説明すると、図７に示すように、キャリッジ５からヘッドホルダ５１Ａを、液体供給チューブ８を連結した状態のまま、例えばプラテン部材２３上などへ一時退避させる。

そして、図８に示すように、新しいヘッドホルダ５２Ａ（ヘッドホルダ５１Ａと同じもの）を、キャリッジ５にセットした後に、旧ヘッドホルダ５１Ａから液体供給チューブ８及びヘッドタンク７への連結管を取り外し、直接、新ヘッドホルダ５２Ａに取り付ける。

これにより、新たな封止部材も必要ないので、コストが安く、交換が容易である。つまり、通常のヘッド交換構成のジョイントは、ジョイントを解除すると大気から遮断するように、針と弁の構成になっていることが多く、コストが高くなる。

また、プラテン部材２３上に記録ヘッド６を直接置くと、プラテン部材２３が汚れてしまうことがあるので、シートを敷くか、ノズル封止部材で封止してもよい。また、新しい記録ヘッド６及びヘッドタンク７に充填液が入っている場合には、ノズル封止部材及びヘッドタンク７の供給口封止部材があるため、それを古いヘッドに装着することで、無駄な部品が発生しない。

次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態の説明に供するヘッドタンクと液体供給チューブの連結部を説明する側面説明図である。

本実施形態では、撓むことができる連結管８５で、ヘッドタンク７の供給口部７２と液体供給チューブ８とを連結している。

これにより、部品構成が簡単になり、OリングやOリングを潰す部材が削減できるので、コスト削減を図れる。

次に、本発明の第３実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態の説明に供するヘッドタンクと液体供給チューブの連結部を説明する側面説明図である。

本実施形態では、ヘッドタンク７の供給口部７２の近傍に吸収部材７４を配置している。

これにより、連結管８５の取り外し時又は装着時に、インクが垂れてヘッドを破損してしまうことを防止できる。

次に、本発明の第４実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態の説明に供するキャリッジ部分の平面説明図である。

本実施形態では、キャリッジ５に、装置本体側の制御基板と接続されるキャリッジ側基板９０が設けられ、キャリッジ側基板９０にはヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂとの電気的接続を行なうためのコネクタ９１Ａ、９１Ｂが取付けられている。

そして、ヘッドホルダ５１Ａの記録ヘッド６は配線部材（ハーネス）９２Ａでコネクタ９１Ａと連結され、ヘッドホルダ５１Ｂの記録ヘッド６は配線部材（ハーネス）９２Ｂでコネクタ９２Ａと連結されている。なお、記録ヘッド６側には、ヘッド駆動回路の他、サーミスタや液面検知手段などが設けられ、これらとキャリッジ側基板９０とを電気的に接続する。

通常、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂをキャリッジ５に保持した状態で、コネクタを取り外し、又は、装着すると作業性が悪くなる。

これに対し、本実施形態のように構成することで、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ毎に伝記的接続を切り離すことができるので、新ヘッドホルダをキャリッジ５に装着後に、旧ヘッドホルダから取り外し、装着前に新ヘッドホルダへの取り付け作業を、広いスペースで行うことができる。

次に、本発明の第５実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態の説明に供するキャリッジ部分の平面説明図である。

本実施形態では、ヘッドタンク７には、内部を大気に開放する大気開放弁７５を備え、装置本体側には、大気開放弁７５を、中継部材７７を介して開放操作するアクチュエータ手段７６が配置されている。

ここで、中継部材７７は、ヘッドタンク７の副走査方向の位置に応じた長さを有している。

このように、千鳥状に配置された記録ヘッド６に対応するヘッドタンク７に対し、アクチュエータ手段７６から近い側は短い中継部材７７Ａとし、遠い側は長い中継部材７７Ｂとすることで、大気開放のアクチュエータ手段７６の押し位置を共通にできるので、アクチュエータ手段の数を削減でき、コスト低減を図れる。

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、記録ヘッドが鉛直方向下方向に向けて液滴を吐出する垂直打ち方式の画像形成装置だけでなく、記録ヘッドが鉛直方向と直交する方向ないし交差する方向に向けて液滴を吐出する水平打ち方式の画像形成装置にも適用することができる。

５ キャリッジ
６、６Ａ〜６Ｅ 記録ヘッド
７ ヘッドタンク
８ 液体供給チューブ
１０ インクカートリッジ
５１Ａ、５１Ｂ ヘッドホルダ

Claims (5)

1. 液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに液体を供給するヘッドタンクと、
   １又は２以上の前記記録ヘッド及び前記ヘッドタンクを保持する複数のヘッドホルダと、
   前記複数のヘッドホルダを交換可能に保持するキャリッジと、
   前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
   前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を供給する複数本の液体供給チューブと、を備え、
   前記複数本の液体供給チューブは、前記キャリッジ内で、各ヘッドホルダ毎に分岐されて前記ヘッドタンクに連結されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. ２つの前記ヘッドホルダが前記キャリッジの移動方向に沿って保持され、
   前記複数本の液体供給チューブは２つに分岐され、
   一方の液体供給チューブは、一方の前記ヘッドホルダの他方の前記ヘッドホルダに隣り合わない側に這い回され、
   他方の液体供給チューブは、他方の前記ヘッドホルダの一方の前記ヘッドホルダに隣り合わない側に這い回されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ヘッドタンクと前記液体供給チューブは撓むことができる連結部材で連結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. 前記ヘッドタンクには、前記液体供給チューブとの連結部に吸収部材を備えてい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. 前記キャリッジにはキャリッジ側基板が設けられ、
   前記ヘッドホルダ毎に電気配線で前記キャリッジ側基板のコネクタに接続されている
   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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