JP2015150835A - 画像形成装置及びカートリッジホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジホルダにカートリッジを装着したまま長時間経過したとき摩擦抵抗が増大してロック機構が外れなくなり、カートリッジを取り出せなくなる。
【解決手段】カートリッジホルダ４の内部天面側には、カートリッジ１０を固定するフック部４１０が配置され、フック部４１０は、カートリッジ１０の外面である上面１０ａに設けられた凹部１１１に嵌まり合う爪部４１１を有し、爪部４１１は弾性変形可能なアーム部４１２の先端部に回転可能に保持され、爪部４１１をカートリッジ１０の装着方向に引っ張る弾性部材であるスプリング４１３を有し、アーム部４１２には爪部４１１の回転を規制するストッパ部４１４が設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は画像形成装置及びカートリッジホルダに関する。

画像形成装置としては、例えば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インクジェット記録装置が知られている。

このような画像形成装置で使用されるインクカートリッジを装置本体のカートリッジホルダに固定するため、カートリッジホルダ側に、カートリッジに設けられた凹部に嵌まり合う爪部を弾性変形可能な部材の先端部に形成したスナップフィットによる嵌め合い構造のものが知られている（特許文献１）。

特開２０１３−１３９１１４号公報

しかしながら、カートリッジを装置本体に装着したままの状態で長時間が経過した場合など、カートリッジの凹部内の爪部が突き当たる壁面や爪部の表面にゴミや樹脂等の異物が付着したり、温度変化等に起因する経時劣化で表面が変質したりすることがある。

その結果、爪部がカートリッジの凹部に貼り付くなどして接触部位での摩擦係数が大きくなり、カートリッジを取り外すことができなくなることがあ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、カートリッジホルダとカートリッジとの接触部位での摩擦係数が大きくなってもカートリッジを取り外すことができ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、
カートリッジが交換可能に装着されるカートリッジホルダを備え、
前記カートリッジホルダには前記カートリッジを固定する固定手段を有し、
前記固定手段は、
前記カートリッジの外面に設けられた凹部に嵌まり合う爪部と、
前記爪部を回転可能に保持する弾性変形可能なアーム部と、
前記爪部を前記カートリッジの装着方向に引っ張る弾性部材と、を有し、
前記カートリッジを取り出す方向に所定の大きさ以上の力が前記爪部に作用したとき、前記爪部が前記アーム部に対して回転した後、前記アーム部が弾性変形して、前記爪部が前記カートリッジの凹部から外れる
構成とした。

本発明によれば、カートリッジホルダとカートリッジとの接触部位での摩擦係数が大きくなってもカートリッジを取り外すことができる。

本発明に係る画像形成装置の一例の側面説明図である。 同装置の要部平面説明図である。 本発明の第１実施形態にかかるカートリッジホルダにカートリッジを装着した状態の側面説明図である。 同じく正面説明図である。 同じくカートリッジホルダの要部拡大図である。 同じくカートリッジを装着するときのフック部の作用説明に供する説明図である。 同じくカートリッジを取出すときのフック部の作用説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態に係るカートリッジホルダにおけるフック部分の拡大説明図である。 本発明の第３実施形態に係るカートリッジホルダにカートリッジを装着した状態の側面説明図である。 本発明の第４実施形態に係るカートリッジホルダにカートリッジを装着した状態の側面説明図である。

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は同画像形成装置の側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。

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る。装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持している。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を介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

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体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。他の部材も同様）が搭載されている。各記録ヘッド３４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、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有している。そして、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、それぞれ吐出する。また、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、それぞれ吐出する。なお、記録ヘッド３４としては、１つのノズル面に複数のノズルを並べた各色のノズル列を備えるものなどを用いることもできる。

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ためのヘッドタンク３５ａ、３５ｂを搭載している。

一方、カートリッジホルダ４には、各色のインクカートリッジ（以下、単に「カートリッジ」という。）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋが着脱自在に装着される。そして、カートリッジ１０から供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して各ヘッドタンク３５に各色のインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向する分離パッド４４を備えている。この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。

そして、この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と、カウンタローラ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とを備える。そして、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト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している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト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。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の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。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて、再度、カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、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を配置している。

この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするためのキャップ８２ａ、８２ｂと、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材８３を備えている。また、維持回復機構８１は、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を備えている。また、このヘッドの維持回復機構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廃液タンク９９が装置本体に対して交換可能に装着される。

また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中など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を配置している。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などを備えている。

このように構成した画像形成装置においては、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とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送される。更に、用紙４２の先端は搬送ガイド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によって搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターンで帯電されている。この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。

次に、本発明の第１実施形態にかかるカートリッジホルダについて図３ないし図５を参照して説明する。図３はカートリッジホルダにカートリッジを装着した状態の側面説明図、図４は同じく正面説明図、図５は同じくカートリッジホルダの要部拡大図である。

カートリッジホルダ４には、カートリッジ１０の上下のガイド溝１０１、１０２を案内する上下のガイドリブ４０１、４０２が設けらている。また、カートリッジ１０をカートリッジホルダ４に装着することで、カートリッジ１０の液体供給口１０３に供給ポンプユニット２４の中空ニードル２４１が刺し込まれて供給路が形成される。

そして、カートリッジホルダ４の内部天面側には、カートリッジ１０を固定する固定手段としてフック部４１０が配置されている。

ここで、フック部４１０は、カートリッジ１０の外面である上面１０ａに設けられた凹部１１０に嵌まり合う爪部４１１を有している。この爪部４１１は弾性変形可能なアーム部４１２の先端部に軸４１２ａで回転可能に保持されている。アーム部４１２の基部はカートリッジホルダ４と一体に形成されている。そして、爪部４１１をカートリッジ１０の装着方向（挿入方向）に引っ張る弾性部材であるスプリング４１３を有している。また、アーム部４１２には、爪部４１１の回転を規制するストッパ部４１４が設けられている。

次に、本実施形態においてカートリッジ１０をカートリッジホルダ４に装着する（挿入する）ときのフック部４１０の作用について図６も参照して説明する。

図６（ａ）に示すように、カートリッジ１０をカートリッジホルダ４に挿入すると、図６（ｂ）に示すように、フック部４１０の爪部４１１がカートリッジ１０の上面に傾斜部１１１に突き当たる。このとき、フック部４１０はストッパ部４１４によってカートリッジ挿入方向への回転が規制されているので、アーム部４１２が弾性変形する。

そして、図６（ｃ）に示すように、爪部４１１が傾斜部１１１を乗り越えてカートリッジ１０の上面１０ａに倣って移動する。その後、図６（ｄ）に示すように、フック部４１０の爪部４１１がカートリッジ１０の凹部１１０に嵌り込み、カートリッジ１０がロック（固定）される。

このとき、フック部４１０の爪部４１１はスプリング４１３によってカートリッジ挿入方向に引っ張られているので、スプリング４１３の引っ張り力より大きな力がかからない限り、カートリッジ１０はロック状態に維持される。

次に、本実施形態においてカートリッジ１０をカートリッジホルダ４から取り出す(抜き出す）ときのフック部４１０の作用について図７も参照して説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、カートリッジ１０の凹部１１０に爪部４１１が嵌っている状態から矢印方向にカートリッジ１０を取り出す（抜き出す）とき、引出し力がスプリング４１３の引っ張り力を上回ると、図７（ｂ）に示すように、フック部４１０の爪部４１１が凹部１１０に引っ張られて回転する。

爪部４１１が回転することによって傾き、アーム部４１２を弾性変形させるモーメントが大きくなり、ある程度爪部４１１が回転すると、アーム部４１２に作用するモーメントによってアーム部４１２が弾性変形し、図７（ｃ）に示すように、爪部４１１がカートリッジ１０の凹部１１０から外れて上面１０ａに乗り上げる。

さらに、カートリッジ１０を引き抜くことで、図７（ｄ）に示すように、フック部４１０がカートリッジ１０から外れ、カートリッジ１０をカートリッジホルダ４から取出すことができる。また、フック部４１０の爪部４１１はスプリング４１３に引っ張り力で元の状態に戻る。

このように構成することによって、カートリッジ１０をカートリッジホルダ４に装着したままの状態で長時間が経過した場合など、凹部１１０内の爪部４１１と接触している平面や爪部４１１の表面にゴミや樹脂等の異物が付着したり、温度変化等に起因する経時劣化で表面が変質したりすることによって、接触部での摩擦係数が大きくなった場合でも、爪部４１１が傾くことによるモーメント増加が起こるため、カートリッジ１０を取り外すことができる。

次に、本発明の第２実施形態に係るカートリッジホルダについて図８を参照して説明する。図８は同実施形態におけるフック部分の拡大説明図である。

本実施形態では、カートリッジ１０を抜き出すときのアーム部４１２の傾きをａ、爪部４１１の傾きをｂとしたとき、ａ＜ｂの関係となるようにしている。

つまり、爪部４１１がカートリッジ１０の凹部１１０から外れ、爪部４１１がカートリッジ１０の上面（外面）１０ａに接触している状態で、爪部４１１の回転角度ａの方がアーム部４１２の弾性変形の角度ｂよりも大きい構成としている。

これによって、カートリッジ１０と接触する爪部４１１がより大きく傾くため、弾性変形するアーム部４１２の変形量を小さくすることができ、カートリッジ１０の材料を曲げ弾性の低い安価な材料とすることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係るカートリッジホルダについて図９を参照して説明する。図９はカートリッジホルダにカートリッジを装着した状態の側面説明図である。

本実施形態では、カートリッジホルダ４に、カートリッジ１０を装着した状態で取り出し方向に加圧する加圧部材４２０を設けている。

これにより、カートリッジ１０のガタを取り除くことができる。

このとき、加圧部材４２０によるカートリッジ１０への加圧力は、爪部４１１を引っ張るスプリング４１３の引っ張り力よりも小さくしている。

これにより、カートリッジ１０を装着した状態で爪部４１１が回転しないので、カート

次に、本発明の第４実施形態に係るカートリッジホルダについて図１０を参照して説明する。図１０はカートリッジホルダにカートリッジを装着した状態の側面説明図である。

本実施形態では、カートリッジ１０側には液体残量などの各種情報を記憶する情報記憶媒体１３０を備えている。

一方、カートリッジホルダ４には情報記憶媒体１３０と接続されるコネクタ部４３０が設けられている。このコネクタ部４３０は情報記憶媒体１３０に電気的に接触する接点となる凸部端子４３１を有している。

そこで、この凸部端子４３１が前記第３実施形態の加圧部材を兼ねるようにしている。

上記実施形態では、カートリッジがインクカートリッジなどの液体カートリッジである例で説明したが、これに限るものではない。画像形成剤を収容したカートリッジを装着するカートリッジホルダであれば本発明を適用することができる。

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る。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する。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る。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。

４ カートリッジホルダ
１０ カートリッジ
３３ キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１１０ 凹部
４１０ フック部（固定手段）
４１１ 爪部
４１２ アーム部
４１３ 弾性部材
４１４ ストッパ部

Claims (5)

1. カートリッジが交換可能に装着されるカートリッジホルダを備え、
   前記カートリッジホルダには前記カートリッジを固定する固定手段を有し、
   前記固定手段は、
   前記カートリッジの外面に設けられた凹部に嵌まり合う爪部と、
   前記爪部を回転可能に保持する弾性変形可能なアーム部と、
   前記爪部を前記カートリッジの装着方向に引っ張る弾性部材と、を有し、
   前記カートリッジを取り出す方向に所定の大きさ以上の力が前記爪部に作用したとき、前記爪部が前記アーム部に対して回転した後、前記アーム部が弾性変形して、前記爪部が前記カートリッジの凹部から外れる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記爪部が前記カートリッジの凹部から外れ、前記爪部が前記カートリッジの外面に接触している状態で、前記爪部の回転角度の方が前記アーム部の弾性変形の角度よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カートリッジを取り出し方向に加圧する加圧部材を有し、
   前記加圧部材の加圧力は、前記弾性部材の引っ張り力よりも小さい
   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. 前記加圧部材は、前記カートリッジに設けられた情報記憶媒体との接点となる部材である
   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。
5. 画像形成装置用のカートリッジが交換可能に装着されるカートリッジホルダであって、
   前記カートリッジホルダには前記カートリッジを固定する固定手段を有し、
   前記固定手段は、
   前記カートリッジの外面に設けられた凹部に嵌まり合う爪部と、
   前記爪部を回転可能に保持する弾性変形可能なアーム部と、
   前記爪部を前記カートリッジの装着方向に引っ張る弾性部材と、を有し、
   前記カートリッジを取り出す方向に所定の大きさ以上の力が前記爪部に作用したとき、前記爪部が前記アーム部に対して回転した後、前記アーム部が弾性変形して、前記爪部が前記カートリッジの凹部から外れる
   ことを特徴とするカートリッジホルダ。

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