JP2014205333A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非印字時に液滴吐出ヘッドに押圧されるキャップ部材のクリープ変形を抑え、長時間放置後であっても印字品質を確保する。
【解決手段】液滴吐出ヘッドと、非印字時に液滴吐出ヘッドに押圧され液滴吐出ヘッドをキャッピングするキャップ部材と、キャップ部材を支持して液滴吐出ヘッドに対向する向きに移動可能に備えられたキャップ支持部材と、キャップ支持部材を液滴吐出ヘッドに対向する向きで退避位置とキャッピング位置の間で移動させるキャップ昇降機構と、キャップ支持部材及びキャップ昇降機構を支持するフレームと、を備える画像形成装置において、キャップ支持部材と共に上下移動し、キャップ支持部材をロックする位置とキャップ支持部材をロック解除する位置との間で移動可能なロック部材を有するキャップロック機構を更に備え、ロック部材が、キャッピング時にキャップ支持部材やキャップ昇降機構とは別個にフレームに支持される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、インクジェット式記録装置における記録ヘッドをキャッピングする構成に関するものである。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置として、例えばインク滴を吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置（液体吐出記録方式画像形成装置）が知られている。このようなインクジェット式記録装置において、記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズルから記録材（記録媒体、用紙ともいう）に吐出させて画像記録を行う。その関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、更には気泡の混入等で吐出不良の状態となり、記録不良を起こすという問題を抱えている。そこで、記録ヘッドの吐出状態を正常に保つために、維持回復機構が備えられている。この維持回復機構によって、ノズルに目詰まり等が生じた場合には、キャッピング手段（キャップ部材）によりノズル形成面を封止し、吸引ポンプからの負圧によりノズルからインクを吸引排出（ヘッド吸引）して、ノズルの目詰まりを解消する。更に維持回復機構は、ヘッド吸引後のワイピングと空吐出を行う。ワイピングは、記録ヘッドのノズル面に付着しインク滴の飛翔状態を変化させる原因となる残留インクを弾性の払拭部材で拭き取る動作である。また、空吐出は、ワイピング後、ノズルのメニスカスを正常な状態に戻すために、画像形成に寄与しないインク滴を吐出する動作である。これらを合わせた一連のメンテナンス動作をもってヘッドクリーニングとしている。

維持回復機構において、インクジェット式記録装置の非印字時に、前述のキャッピング手段によりノズル形成面を封止し、塵埃の付着やインク粘度の上昇を防ぐことが知られている（例えば特許文献１）。

しかしながら、特許文献１に開示されるような従来のキャッピング手段は、非印字時にバネ等の弾性部材でキャップをヘッドに一定の力で常に押圧する構成となっている。そのため、特に高温環境下では記録ヘッドやキャップを支持している樹脂部品が徐々にクリープ変形し、次第に押圧力が不足してキャップの保湿性が保てなくなり、長時間放置後の印字品質が低下するといった問題があった。

特許文献２には、キャッピング時のクリープ変形を防ぐ目的で、動作モード（インク吸引モードと非印字時のキャッピングモード）によってキャッピングの押圧力を調整可能な構成が開示されている。しかしながら、通常のキャッピング時に吸引可能な押圧力よりも弱い押圧状態では、放置状態での保湿性が保てないため、放置後の印字品質が低下するという問題は解消できていない。

また、特許文献３には、キャッピング機構を簡素化すると共にキャップ部材の液体噴射ヘッドへの干渉を防止する目的で、リードスクリュで動かされるスライダでキャップ部材を垂直に動作させ、更にデキャップ時にロックする構成が開示されている。しかしながら、デキャップ時のロックでは非印字時のキャッピングによるクリープ変形を抑制できず、放置状態での保湿性も保てないため、放置後の印字品質が低下するという問題も解消できていない。

本発明の課題は、非印字時に液滴吐出ヘッドに押圧されるキャップ部材のクリープ変形を抑え、長時間放置後であっても印字品質を確保することである。

上記課題は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、非印字時に前記液滴吐出ヘッドに押圧され前記液滴吐出ヘッドをキャッピングするキャップ部材と、前記キャップ部材を支持して前記液滴吐出ヘッドに対向する向きに移動可能に備えられたキャップ支持部材と、前記キャップ支持部材を前記液滴吐出ヘッドに対向する向きで退避位置とキャッピング位置の間で移動させるキャップ昇降機構と、前記キャップ支持部材及び前記キャップ昇降機構を支持するフレームと、を備える画像形成装置において、前記キャップ支持部材と共に上下移動し、前記キャップ支持部材をロックするロック位置と前記キャップ支持部材をロック解除するロック解除位置との間で移動可能なロック部材を有するキャップロック機構を更に備え、前記ロック部材が、キャッピング時に前記キャップ支持部材や前記キャップ昇降機構とは別個に前記フレームに支持されることにより、解決される。

本発明によれば、キャッピング時にキャップ昇降機構でのキャップ支持に加えて、キャッピング時にのみ支持部材となるキャップ用ロック部材にもキャップの押圧反力を分散でき、キャップ部材のクリープ変形を抑え、長時間放置後であっても印字品質を確保できる。

画像形成装置の全体構成を示す側面図である。 画像形成装置の要部平面図である。 維持回復機構の斜視図である。 維持回復機構の要部平面図である。 維持回復機構の模式的概略構成図である。 キャップの昇降機構を説明する側面図である。 ワイパ部材の昇降機構を説明する側面図である。 クリープ変形によるキャップ加圧力不足の原理を温度の観点で説明するグラフである。 クリープ変形によるキャップ加圧力不足の原理を初期応力の観点で説明するグラフである。 キャップロック機構を備えた維持回復機構の概略斜視図である。 ロック部材を示す図で、図１１ａはその正面図、図１１ｂは側面図である。 ロック部材の上下動作に伴うカム線図である。 ロック部材によるキャッピング時の一連のロック動作を説明する図である。 キャップロック機構の有無によるキャップ支持部材への力のかかり方の差を説明する図である。 キャップ支持部材にかかる応力が等しくなるよう複数のロック部材を配置した例を説明する図であり、図１５ａはキャップ支持部材を対称配置した例、図１５ｂは非対称配置した例である。 キャップ昇降機構にレバー構成を用いる例を説明する概略斜視図である。 レバー構成を採用することによって高さ方向のサイズ低減を説明する図である。 ロック部材にキャップ位置検出部位を備えた構成を示す図である。 ロック部材にキャップ位置検出部位及びキャップ位置検出手段を付設した例を説明する図である。 キャップ位置を駆動部の負荷変動で判定する例を説明する図である。 駆動部の負荷変動で反対されたキャップ位置を基準としてカム軸の回転角を判定する例を説明するカム線図である。

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。
まず、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は画像形成装置の全体構成を示す側面図、図２は同装置の要部平面図である。

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る。装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架されたガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２によってキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持する。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルト（同じく図示せず）を介して図２における矢示方向（キャリッジ主走査方向）にキャリッジ３３を移動走査する。

このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドたる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは記録ヘッド３４という）を装着している。記録ヘッド３４では、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、下方にインク滴吐出方向を向けている。

各記録ヘッド３４は、夫々２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、吐出する。同様に、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、吐出する。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときはサブタンク３５という）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着された各色のインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、図示しない供給ポンプユニットによって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ２から給紙を行う給紙部には、用紙積載部（圧板）４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する給紙コロ（半月コロ）４３、及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４が備えられている。分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５が備えられている。更に、カウンターローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８と、用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置へ搬送する搬送ベルト５１とが備えられている。搬送ベルト５１は無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成されている。また、搬送ベルト５１の表面を帯電させる帯電ローラ５６が付設されている。帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動回転するように配置されている。搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。

更に、記録ヘッド３４により記録された用紙４２を排紙する排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離する分離爪６１と、排紙ローラ６２と、排紙コロたる拍車６３とが備えられている。そして、排紙ローラ６２の用紙搬送下流側に排紙トレイ３が備えられている。

また、装置本体１の（ユーザー側から見て）背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンターローラ４６と搬送ベルト５１の間に給紙する。また、両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２となっている。

更に、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１が配置されている。維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングする各キャップ８２ａ、８２ｂ（区別しないときはキャップ８２という）やノズル面をワイピングするワイパ部材（ワイパブレード）８３が備えられている。また、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７等も備えられている。

また維持回復機構８１の下方側には、維持回復動作によって生じる廃液を収容するための交換されない廃液タンク１００（固定廃液タンク）が、維持回復機構８１の側方側には交換可能な廃液タンク１０１が、夫々備えられている。

また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中等に増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８が配置されている。この空吐出受け８８には、記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９等が備えられている。

以上のように構成された記録装置において、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド部材４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンターローラ４６の間に挟まれ搬送される。そして、先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加される。その結果、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、即ち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動する。しかる後に、キャップ８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出等の維持回復動作を行う。維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を実現できる。

次に、維持回復機構８１について、図３から図５を参照して説明する。なお、図３は維持回復機構の斜視図、図４はその要部平面図、図５は模式的概略構成図である。維持回復機構８１では、キャップホルダ２１２に保持されたキャップ８２ａ、８２ｂと、弾性体を含むワイパ部材８３と、第１ワイパ清掃手段であるワイパクリーナ押付部片８６とが夫々、昇降可能（上下動可能）に維持装置フレーム２１１に保持されている。

ワイパ部材８３とキャップ８２ａの間には筒状の空吐出受け８４が配置され、空吐出受け８４のワイパ部材側上端部には、ワイパ部材８３に付着したインクを掻き落して除去する第２ワイパ清掃手段としてワイパクリーナ片８５が形成されている。ワイパ部材８３のクリーニングを行うときにはワイパクリーナ押付部片８６でワイパ部材８３をワイパクリーナ片８５に押し付けた状態でワイパ部材８３を下降させることにより、ワイパ部材８３に付着したインクを空吐出受け８４側に掻き落す。

また、印字領域に近い側のキャップ８２ａには可撓性のチューブ２１９を介してチュービングポンプ（吸引ポンプ）２２０が接続されている。このようにすることで、キャップ８２ａのみを吸引（回復）及び保湿用キャップ（以下、単に吸引用キャップという）とし、他方のキャップ８２ｂは単なる保湿用キャップとしている。したがって、記録ヘッド３４の回復動作を行うときには、回復動作を行う記録ヘッド３４を吸引用キャップ８２ａによってキャッピング可能な位置に選択的に移動させる。

また、キャップ部材であるこれらキャップ８２ａ、８２ｂ、払拭部材であるワイパ部材８３等の下方には維持装置フレーム２１１に回転自在に支持されたカム軸２２１が配置されている。カム軸２２１には、キャップ支持部材であるキャップホルダ２１２を昇降させるキャップカム２２２と、ワイパ部材８３を昇降させるワイパカム２２４と、コロ２２６と、ワイパクリーナ押付部片８６を揺動させるクリーナカム２２８が設けられている。コロ２２６は空吐出受け８４内にあり、空吐出される液滴がかかる。更にカム軸２２１には、キャリッジロック８７を昇降させるキャリッジロックカム２２９も設けられている。カム部材たるキャップカム２２２とカム軸２２１とにより、キャップやキャップ支持部材を記録ヘッドに対向する向きにて移動させるキャップ昇降機構が構成される。

吸引ポンプ２２０を駆動するために、モータ２３１のモータ軸２３１ａに設けられたモータギヤ２３２に、吸引ポンプ２２０のポンプ軸２２０ａに設けられたポンプギヤ２３３を噛み合わせている。カム軸２２１を駆動するために、更にポンプギヤ２３３と一体の第１中間ギヤ２３４に第２中間ギヤ２３５を介して第３中間ギヤ２３６を噛み合わせている。更に、第３中間ギヤ２３６と同軸の第４中間ギヤ２３８に第５中間ギヤ２３９を介してカム軸２２１に固定したカムギヤ２４０を噛み合わせている。なお、第３中間ギヤ２３６は一方向クラッチ２３７を付設しており、この第３中間ギヤ２３６の回転軸である中間軸２４１は維持装置フレーム２１１にて回転可能に保持されている。

この維持回復機構８１においては、記録ヘッド３４のノズルを形成した面（ノズル面）に付着したインクや不純物を取り除くとき、モータ２３１を駆動して、ワイパカム２２４を介してワイパ部材８３を上昇させる。この状態で、キャリッジ３３を主走査方向に移動させることにより、ワイパ部材８３によって記録ヘッド３４のノズル面をワイピングして、不純物等を払拭する。

また、記録ヘッド３４のノズルを外気に露呈した状態のまま放置すると、内部のインクが乾燥して増粘・固着し、インク吐出性能が低下してしまう。これを防ぐために、非印字時等で記録ヘッド３４のノズル面をキャップ８２で覆うときには、駆動源であるモータ２３１を回転させ、キャップカム２２２を介してキャップ８２を上昇させ、記録ヘッド３４のノズル面をキャッピングする。

次に、キャップ８２の昇降機構について図６を参照して説明する。キャップ８２は、キャップ保持部材であるキャップホルダ２１２に昇降可能（上下移動可能）に保持されている。キャップ８２とキャップホルダ２１２の間には、キャップホルダ２１２に対してキャップ８２を上方に付勢するスプリング３０１が介装されている。

キャップホルダ２１２は、スライダ３０２に前後方向（記録ヘッド３４のノズル並び方向）に移動可能に保持されている。スライダ３０２の前後端に設けられたガイドピン３０４、３０５が、維持装置フレーム２１１に形成されたガイド溝３０６に摺動可能に嵌め合わされている。これにより、スライダ３０２に連結されたキャップカム２２２によって、スライダ３０２、キャップホルダ２１２及びキャップ８２全体が上下動できる構成となっている。

キャップ８２の長手方向両端部にはガイドピン３１０、３１１が設けられ、キャップホルダ２１２にはガイドピン３１０、３１１が係合する係合穴３１２、３１３（凹部や溝であってもよい）が設けられている。

また、キャップ８２の底面にはガイド軸３１５が設けられ、キャップホルダ２１２のフランジ部に上下動可能に挿通され、キャップ８２はキャップホルダ２１２に対して上下動可能に装着保持されている。キャップ８２とキャップホルダ２１２の間に介装されたスプリング３０１はキャップ８２を上方向（キャッピング時にノズル面側に押圧する方向）に付勢している。

更に吸引用キャップ８２ａには、スライダ３０２やキャップホルダ２１２を挿通して、キャップ８２ａの短手方向に対してキャップ中央位置で、且つその長手方向で中央位置からずれた位置に、下方からチューブ２１９が這い回して接続されている。

また、キャップ８２を昇降させるために、キャップホルダ２１２を保持するスライダ３０２に、キャップカム２２２に係合したカムピン３２１が設けられ、キャップカム２２２が回転することによって、スライダ３０２が昇降されてキャップ８２が昇降される。

次に、ワイパ部材８３の昇降機構（上下動機構）について図７を参照して説明する。ワイパ部材８３は、ワイパホルダ３４１に取り付けられている。ワイパホルダ３４１の両端部にはガイドピン３４２、３４３が設けられている。これらガイドピン３４２、３４３がガイド部材３４５（維持装置フレーム２１１自体でもよい）に形成されたガイド溝３４６に嵌め合わされ、ガイド溝３４６に沿って上下動可能になっている。ガイド溝３４６の上端部にはガイドピン３４２の上向き動きの終端を規制するストッパ３４７が設けられており、これにより、ワイパ部材８３の上昇位置が規制される。一方、ワイパホルダ３４１の脚部３４１ａ、３４１ａ間には、可撓性を有する部材（以下、可撓性部材という）３４８が取り付けられている。この可撓性部材３４８に、ワイパカム２２４（図５）のカム溝に移動自在に嵌合するカムピン３４９を備えた舌片３４８ａが形成されている。

ここで、クリープ変形によるキャップ加圧力不足の原理を、図８、図９を参照しながら説明する。クリープ変形は、画像形成装置でも多く使用される樹脂部品で特に顕著に見られ、応力が常にかかる場合に時間経過とともに変形が進行していく現象である。このクリープ変形は、図８、図９に示すように、高温環境であったり初期応力が大きかったりすればするほど進行が加速するという特徴がある。記録ヘッドを押圧するキャップ８２は、図６に関連して説明した通り、装置の非使用時には常にスプリング３０１によって記録ヘッド３４を加圧しており、逆にキャップ８２を支持する部材も同等の大きさの反力を常に受けている。この結果、図８、図９のように、時間経過とともにキャップ支持部材は記録ヘッドから離間する方向に変形していき、スプリング３０１の押込みが少なくなることで加圧力が減少していく。また、このようにクリープ変形が進行すると、キャップ８２の押圧が不足し、キャップ８２と記録ヘッドのノズルとのニップ部に隙間が生じ、ノズルからの水分蒸発が加速して、印字後放置された場合にノズル抜け等の画像不良が発生し易くなる。

次に、このようなクリープ変形による不具合を回避するための構成について説明する。その構成は、キャップ８２にキャップロック機構を付設することを基本とする。図１０〜図１４では、回転カム方式オルタネイト動作のキャップロック機構を用いた例を示すが、ハート状カム方式やラチェットカム方式のような他の方式であってもよい。キャップロック機構はロック部材４００を有する。図１０において、ロック部材４００は、キャップホルダ２１２に保持されたスライダ３０２の側面にある丸穴（図示せず）にスナップフィットで回転自在に取り付けられている。ロック部材４００は図１１に示すように、上下の溝部４００ａと左右の側部４００ｂとスライダ３０２の丸穴に嵌合する挿し込み片４００ｃとを有する。このロック部材４００は、維持装置フレーム２１１に支持されたカム軸２２１の回転によるスライダ３０２の上下移動にしたがって上下する。非印字時等で、図１３の最左側に描写した退避位置から上昇すると、ロック部材４００は、維持装置フレーム２１１に形成されたレール４０１の上側傾斜部４０１ａにしたがって回転する。やがてレール４０１の上側突起部４０１ｂにロック部材４００の溝部４００ａが引っかかると回転を停止して、ロック部材４００はロック位置をとる。この位置でキャップ８２は記録ヘッド３４に既に接触しており、通常のキャッピング位置より更にキャップ８２を押し込んでいる。この位置からロック部材４００が下降するとレール４０１の下側突起部４０１ｃに反対側の溝部４００ａが引っかかって更に回転して、ロック部材４００はキャッピング位置をとる。この位置でロック部材４００は、キャップホルダ２１１等とは別個に維持装置フレーム２１１に支持されることになる。再度上昇するとロック部材４００の側部４００ｂが先ずレール４０１の上側平面４０１ｄに当たり更に回転して、側部４００ｂがレール４０１の上側傾斜部４０１ａに接触する角度においてロック部材４００はロック解除位置をとる。そこから下降すると反対側の側部４００ｂに下側突起部４０１ｃが当たって回転する。カム線図として図１２に示す一連のキャップ昇降動作でロック部材４００はちょうど１８０度回転する。図１３におけるキャッピング位置ではロック部材４００の溝部４００ａが下側突起部４０１ｃに引っかかる形で保持される。図１０、図１１、図１３は理解を深めるための模式図なので、レール４０１の突起部４０１ｂ、４０１ｃやロック部材４００の溝部４００ａがとがった形状で表されている。しかしならが、これらの箇所をＲ形状とすれば、突起部と溝部の接触面積が増え、応力を更に低減でき、なおよい。

ロック部材がない従来の構成では、キャップホルダ２１２を昇降させるキャップカム２２２に係合するスライダ３０２のカムピン３２１からカム軸２２１にかかる負荷が維持装置フレーム２１１に加わっている。ロック部材を有するキャップロック機構を備えた本例では、ロック部材４００を介した維持装置フレーム２１１への負荷も生じている。図１４（簡略化のため、キャップホルダとスライダを一体化して示す）に、２ヘッド構成のキャッピングにおけるキャップロック機構の有無での力のかかり方を示す。図１４の両者の比較から分かるように、キャップホルダ２１２を介してスライダ３０２にかかるキャップ押圧の反力が分散される。つまり、キャップホルダ２１２やスライダ３０２といったキャップ支持部材の一箇所当たりにかかる応力が小さくなり、クリープ変形を抑制できる。

クリープ変形を効果的に抑制するためには、複数のロック部材やキャップ支持部材にかかる応力ができるだけ均等になるのがよい。図１５ａでは、スライダ３０２の支持点（カムピン３２１）を中心にロック部材４００やキャップ支持部材が対称に配置され、図１５ｂでは、各部材が非対称に配置されている。対称配置であれば、夫々のロック部材４００やカム軸２２１にかかる荷重が均等に配分される（図１５ａ）が、非対称配置だと、スライダの支持点から離れた右側のロック部材４００や維持装置フレーム２１１にかかる荷重の割合が大きくなる（図１５ｂ）。このような非対称配置であると、左右で受ける応力に差が生じ、時間の経過に伴い生じるクリープ変形に左右偏差が生じ、経時的に傾くことになってキャップ８２の記録ヘッド３４に対する密着性が損なわれる。ロック部材４００やキャップ支持部材の受ける応力が等しくなるよう配置することで、クリープ変形しても記録ヘッド３４に対する傾きがなくなり、密着性が確保され、放置後でも安定した印字品質を確保できる。

以上の例では、カム軸２２１と、キャップホルダ２１２を介してキャップ８２を昇降させるキャップカム２２２とで構成されるキャップ昇降機構が比較的縦方向サイズをとっている。カム軸の高さ方向のサイズを低減して、マシンサイズの低減に寄与させるために、キャップ昇降機構にレバー構成を採用する例を図１６及び図１７において説明する。描写の簡略化のため、図１６では維持装置フレームやスライダを省略する。本構成では、キャップホルダ２１２と、カム軸２２１に取り付けられたキャップカム２２２の間にレバー部材４０２を介在させる。レバー部材４０２の支点４０２ａ（支承点）が、ここでは図示しない維持装置フレームに回転可能に支承されていて、カム軸２２１の回転動作をレバーカムピン４０２ｂを介してレバー部材４０２による昇降動作に変換してキャッピングを行う。このような構成によれば、図１７に示すように、レバー比によってキャップ昇降ストロークを稼ぐことができ、カム軸の高さ方向のサイズ低減、したがってマシンサイズ低減が可能となる。

次に、キャップ位置を正確に判定して認識するための構成を説明する。図１８に示すように、ロック部材４００の対角線上の二箇所にキャップ位置検出部位である位置検出用突起４００ｄが取り付けられている。位置検出用突起４００ｄは、維持装置フレーム２１１に形成されたレール４０１の外側に突出するように位置しており、キャップ８２が退避位置にきた際に、維持装置フレーム２１１側に設置されたキャップ位置検出手段たるプッシュセンサ４０３を押す（図１９）。このような検知によって、キャップ８２が退避位置にいることが判定される。なお、キャップ退避位置を判定する例を示したが、この構成によれば、検出部位及びセンサの配置箇所によって他のタイミングでも判定可能である。キャップ８２に追従するロック部材４００の位置を検出するため、より確実にキャップ位置の判定が可能となる。

このようなセンサを備えなくともキャップ位置を判定して認識する構成を説明する。これは、キャップ位置をキャップ昇降用駆動部の駆動負荷の変動で判定するものである。図２０にカム軸一回転分のモータの負荷変動を示す。ここで「ヘッドのあり／なし」とは、キャップ上にキャリッジがいる又はいない場合を指す。ヘッドがある場合はキャッピングの開始地点で押圧によって駆動部の負荷が高まり始め、ロック部材のロック位置、及びロック解除位置のレールの突起との接触するタイミングで最も負荷が高くなる。一方、ヘッドがない場合、キャッピングによる負荷変動は生じないが、ロック部材とレールの突起とが接触するロック位置及びロック解除位置は一瞬負荷が高くなる。ここで、カム軸に取り付けられたキャップカムの輪郭曲線において、デキャップ部（キャップ退避位置のための輪郭部分）がキャッピング部（キャッピング位置のための輪郭部分）より区間長さとして長く設定されている。そのため、カム軸を一回転させると、二箇所の短間隔で負荷が高くなる地点で挟まれた領域がキャッピング領域であると判定できる。この構成によると、キャッピング位置を判定する特別な接触センサや透過型センサ等の部品が不要となり、より低コストで記録装置を提供できる。

最後に、駆動部の駆動負荷変動で判定されたキャップ位置を基準に、カム軸の回転角を決定する構成を説明する。本構成では、キャップ昇降用駆動部の駆動負荷変動で判定されたキャップ位置を始点として、図２１に示すカム線図に従い、カム軸にキャップカムとともに設けられたワイパカム、ワイパクリーナカムを動作させる。ここでは駆動源に回転角を詳細に制御可能なステッピングモータを採用する。更に、キャップカム領域を短く設定しておけば基準位置がより明確になるため、ワイピング及びワイパクリーナ動作時の回転ズレが生じ難くなる。これによってキャップ昇降のみならず、他機能の動作も特別なセンサなしで回転制御可能となり、より低コストで記録装置を提供できる。

１：装置本体、２：給紙トレイ、３：排紙トレイ、４：カートリッジ装填部、１０：インクカートリッジ、２１：側板、３１，３２：ガイドロッド、３３：キャリッジ、３４：記録ヘッド、３５：サブタンク、３６：供給チューブ、３７：搬送ガイド、４１：圧板、４２：用紙、４３：給紙コロ、４４：分離パッド、４５：用紙ガイド部材、４６：カウンターローラ、４７：搬送ガイド部材、４８：押さえ部材、４９：先端加圧コロ、５１：搬送ベルト、５２：搬送ローラ、５３：テンションローラ、５６：帯電ローラ、６１：分離爪、６２：排紙ローラ、６３：拍車（排紙コロ）、７１：両面ユニット、７２：手差しトレイ、８１：維持回復機構、８２：キャップ、８３：ワイパ部材、８４，８８：空吐出受け、８５：ワイパクリーナ片、８６：ワイパクリーナ押付部片、８７：キャリッジロック、８９：開口部、１００，１０１：廃液タンク、１１９：チューブ、２１１：維持装置フレーム、２１２：キャップホルダ、２１２ａ：フランジ部、２１９：可撓性のチューブ、２２０：吸引ポンプ、２２０ａ：ポンプ軸、２２１：カム軸、２２２：キャップカム、２２４：ワイパカム、２２６：コロ、２２８：クリーナカム、２２９：キャリッジロックカム、２３１：モータ、２３１ａ：モータ軸、２３２：モータギヤ、２３３：ポンプギヤ、２３４，２３５，２３６，２３８，２３９：中間ギヤ、２３７：一方向クラッチ、２４０：カムギヤ、２４１：中間軸、３０１：スプリング、３０２：スライダ、３０４，３０５，３１０，３１１：ガイドピン、３０６：ガイド溝、３１２，３１３：係合穴、３１５：ガイド軸、３２１：カムピン、３４１：ワイパホルダ、３４２，３４３：ガイドピン、３４５：ガイド部材、３４６：ガイド溝、３４７：ストッパ、３４８：可撓性部材、３４８ａ：舌片、３４９：カムピン、４００：ロック部材、４００ａ：溝部、４００ｂ：側部、４００ｄ：キャップ位置検出用突起、４０１：レール、４０１ａ：傾斜部、４０１ｂ：突起部、４０２：レバー部材、４０３：プッシュセンサ

特許第４６３２８９２号公報 特開平１０−２９６９８７号公報 特許第４８３１３４７号公報

Claims (6)

1. 液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、非印字時に前記液滴吐出ヘッドに押圧され前記液滴吐出ヘッドをキャッピングするキャップ部材と、前記キャップ部材を支持して前記液滴吐出ヘッドに対向する向きに移動可能に備えられたキャップ支持部材と、前記キャップ支持部材を前記液滴吐出ヘッドに対向する向きで退避位置とキャッピング位置の間で移動させるキャップ昇降機構と、前記キャップ支持部材及び前記キャップ昇降機構を支持するフレームと、を備える画像形成装置において、
   前記キャップ支持部材と共に上下移動し、前記キャップ支持部材をロックするロック位置と前記キャップ支持部材をロック解除するロック解除位置との間で移動可能なロック部材を有するキャップロック機構を更に備え、前記ロック部材が、キャッピング時に前記キャップ支持部材や前記キャップ昇降機構とは別個に前記フレームに支持されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記キャップ支持部材と前記ロック部材とがぞれぞれ複数備えられ、複数の前記キャップ支持部材と前記ロック部材にかかる応力がそれぞれ等しくなるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記キャップ昇降機構が、前記フレームに支承されたレバー部材と、前記レバー部材の支承点に近い側のレバー部材端部に取り付けられるカム部材とを備えて構成され、前記レバー部材の支承点から遠い側のレバー部材端部に前記キャップ支持部材や前記ロック部材が支持され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. 前記ロック部材に設けられたキャップ位置検出部位と、前記キャップ位置検出部位を検知することでキャップ位置を認識するキャップ位置検出手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記キャップ昇降機構を構成するカム部材のキャッピング位置のための輪郭部分とキャップ退避位置のための輪郭部分とが区間長さとして異なり、前記ロック部材がロック位置／ロック解除位置に移動する際の駆動負荷の変動によりキャッピング位置を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 判定されたキャッピング位置を始点として前記カム部材の回転角を決定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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