JP4668802B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、交換可能なインクカートリッジを支持しつつ主走査方向に搬送するキャリアを駆動し、記録ヘッドからインクを吐出させて画像を形成する画像形成装置に関するものである。

画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタにおいては、移動可能なキャリアによってインクカートリッジが搬送され、その移動に連動させてインクカートリッジに設けられているプリントヘッドを制御することにより、インクが吐出されて記録紙に画像が形成される。インクの補充は、インクカートリッジを交換することによりなされている。

図７及び図８は、従来のキャリア、及びそれに装着されたインクカートリッジを示している。キャリア１４１は、モータ等の駆動力が伝達されて、記録紙の搬送方向に直交する主走査方向に移動されるキャリア本体１５０と、キャリア本体１５０に結合され、インクカートリッジ４０を支持するクレードル１５１と、クレードル１５１に装着されたインクカートリッジ４０を固定するためのカートリッジ固定機構１６０等によって構成されている。

インクカートリッジ４０の側面には、プリントヘッド４３に給電するための端子４０ｂが形成されており（図２参照）、キャリア本体１５０のインクカートリッジ４０との当接面には、上記端子４０ｂと導通される端子が形成されたＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）１５２が設けられている。

カートリッジ固定機構１６０は、インクカートリッジ４０をクレードル１５１の底面に押圧するプランジャ部材１６１と、プランジャ部材１６１を付勢するプランジャコイルスプリング１６２と、インクカートリッジ４０をキャリア本体１５０に押圧するラッチ部材１６３と、ラッチ部材１６３をクレードル１５１の下部に向かって付勢するラッチコイルスプリング１６４と、ラッチ部材１６３をキャリア本体１５０に向かって付勢するラッチプレートスプリング１６５と、キャリア本体１５０に回動自在に設けられ、インクカートリッジ４０の上部を覆う蓋部材１６６と、蓋部材１６６を閉じた状態にロックすると共に、ユーザによって回動されて蓋部材１６６のロックを解除するための蓋オープンレバー１６７等によって構成されている。プランジャ部材１６１、プランジャコイルスプリング１６２、ラッチ部材１６３、ラッチコイルスプリング１６４は、蓋部材１６６に組み込まれている。また、蓋部材１６６は、キャリア本体１５０の上部に形成され、回動軸１６６ａを支持する支持部１５０ａによって支持されている。

ところが、このようなカートリッジ固定機構１６０を有する従来のキャリア１４１においては、インクカートリッジ４０をクレードル１５１の下部に押圧するためのプランジャ部材１６１及びプランジャコイルスプリング１６２、並びにインクカートリッジ４０をキャリア本体１５０に押圧するためのラッチ部材１６３、ラッチコイルスプリング１６４及びラッチプレートスプリング１６５等の部品を必要とすることから、構成が複雑となり、インクジェットプリンタのコストアップを招来している。また、上記各部品がインクカートリッジ４０の上方に組み込まれることから、キャリア１４１のサイズが大きくなるため、インクジェットプリンタの小型化、特に高さ寸法の縮小を図ることが困難となる。

なお、特許文献１には、端子間の通電状態が良好とするために、インクカートリッジを一方向に押圧する押圧レバーと、押圧レバーを付勢するコイルばねとを有する画像形成装置が示されている。しかしながら、この構成においては、プリントヘッドからインクが吐出される方向のインクカートリッジの位置決めが不十分となり、特に、エンドユーザがインクカートリッジを交換する際、インクカートリッジを精度良く固定するのが困難となり、プリントが正常に行えない。また、特許文献２には、キャリア側にインクカートリッジとは別体のプリントヘッドが設けられた画像形成装置が示されている。
特開平５−３１８７６４号公報 特開平３−１８４８７３号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、インクカートリッジの固定構造を簡素化することにより、コストダウンと小型化を図りつつ、インクカートリッジの交換を容易にすることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持すると共に、記録紙の搬送方向に略直交する方向に搬送するキャリアと、このキャリアを駆動するための駆動手段と、この駆動手段が発生する駆動力をキャリアに伝達する駆動伝達手段とを備え、インクカートリッジは、その側面の下部に、記録ヘッドに給電するための端子を有し、キャリアは、端子が設けられているインクカートリッジの側面と当接するカートリッジ当接面を有するキャリア本体と、このキャリア本体に結合され、インクカートリッジを支持するクレードルと、キャリア本体のカートリッジ当接面の下部に設けられ、インクカートリッジが装着されたとき、端子と当接して導通されるＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）とを有する画像形成装置において、キャリアは、インクカートリッジを挟んでキャリア本体とは反対側の上部において、回動自在に支持される蓋部材と、インクカートリッジを挟んでキャリア本体とは反対側であって、蓋部材の下方において、回動自在に支持されるラッチ部材と、一端が蓋部材に、他端がラッチ部材にそれぞれ係合されるコイルばねとを有し、蓋部材は、クレードルによって回動自在に支持される第１端部と、インクカートリッジの上面と当接される第２端部と、第１端部と第２端部の間に設けられ、コイルばねの一端が係合される第１ばね係合部とを有し、ラッチ部材は、蓋部材の第１端部と当接される第３端部と、インクカートリッジの側面下部と当接される第４端部と、第３端部と第４端部の間に設けられ、クレードルによって支持される回動軸と、第４端部と回動軸の間に設けられ、コイルばねの他端が係合される第２ばね係合部とを有し、蓋部材の第１端部には、該蓋部材が開放されたとき、ラッチ部材の第４端部がインクカートリッジから離反する方向に該ラッチ部材を回動させるために、該ラッチ部材の第３端部を駆動するカムが形成され、蓋部材が閉じられたとき、コイルばねの付勢力によって、第１端部がインクカートリッジの上面を押圧するとともに、第４端部が該インクカートリッジの側面を押圧し、簡素な構成かつ簡単な操作で、インクカートリッジをキャリアに固定可能としたことものである。

請求項２の発明は、記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持するキャリアとを備え、インクカートリッジは、その側面の下部に、記録ヘッドに給電するための端子を有し、キャリアは、端子が設けられているインクカートリッジの側面と当接するカートリッジ当接面を有するキャリア本体と、インクカートリッジを支持するクレードルと、インクカートリッジが装着されたとき、端子と当接して導通されるＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）とを有する画像形成装置において、キャリアは、回動自在に支持される蓋部材と、回動自在に支持されるラッチ部材と、一端が蓋部材に、他端がラッチ部材にそれぞれ係合される付勢手段とを有するものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、蓋部材は、キャリアによって回動自在に支持され、インクカートリッジの上面と当接される第１当接部を有し、ラッチ部材は、インクカートリッジの側面下部と当接される第２当接部を有するものである。

請求項１の発明によれば、蓋部材が閉じられたとき、コイルばねの付勢力によって、第２端部がインクカートリッジの上面を押圧するとともに、第４端部が該インクカートリッジの側面を押圧する。これにより、簡素な構成で、インクカートリッジをキャリアに固定可能となり、画像形成装置のコストダウンと小型化を図ることができる。特に、インクカートリッジの上方に図７等に示したようなプランジャ部材１６１等を設ける必要がなくなるので、画像形成装置の高さ寸法の縮小を図ることができる。また、キャリアの軽量化が図れるので、従来と比較して低トルクの駆動手段を使用できるようになり、画像形成装置のさらなるコストダウンを実現することができる。また、キャリアの位置制御が容易となり、プリント品質を高めることができるようになる。また、蓋部材が開放されたとき、該蓋部材に形成されているるカムがラッチ部材の第１端部を駆動することにより、ラッチ部材が回動され、第４端部とインクカートリッジとの当接が解除される。これにより、インクカートリッジはフリーとなり、その脱着作業が容易となる。

請求項２の発明によれば、蓋部材が閉じられたとき、付勢手段の付勢力によって、蓋部材がインクカートリッジを押圧するとともに、ラッチ部材が該インクカートリッジを押圧する。これにより、簡素な構成で、インクカートリッジをキャリアに固定可能となり、画像形成装置のコストダウンと小型化を図ることができる。

請求項３の発明によれば、第２端部がインクカートリッジの上面を押圧するとともに、第４端部が該インクカートリッジの側面を押圧する。これにより、簡素な構成で、インクカートリッジの上面及び側面を押圧することができ、をキャリアに固定可能となる。

本発明を実施するための最良の形態による画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタについて図面を参照して説明する。図１は、インクジェットプリンタの概略構成を示している。インクジェットプリンタ１は、装填された記録紙Ｐを保持する給紙トレイ２と、この給紙トレイ２に保持された記録紙Ｐを装置内部に搬送する搬送機構（搬送手段）３と、この搬送機構３によって搬送された記録紙Ｐに画像を形成する画像形成部（画像形成手段）４と、画像形成部４によって画像が形成された記録紙Ｐが堆積される排紙トレイ５と、搬送機構３及び画像形成部４を収容する筐体６等によって構成されている。

搬送機構３は、給紙トレイ２に載置された記録紙Ｐを装置本体の内部に送出するピックローラ３０と、ピックローラ３０によって送出された記録紙Ｐの先端及び下面をガイドして給紙ローラ３２に導く下面ガイド部材３１と、画像形成部４の上流側に設けられ、ピックローラ３０によって送出された記録紙Ｐを画像形成部４の側に送出する給紙ローラ３２と、画像形成部４によって画像が形成された記録紙Ｐを排出するための排紙ローラ３３と、ピックローラ３０、給紙ローラ３２及び排紙ローラ３３を駆動するためのフィードモータ３４等によって構成されている。

画像形成部４は、インクが充填されたインクカートリッジ４０と、インクカートリッジ４０を支持しながら、記録紙Ｐの搬送方向Ａ（副走査方向）に直交する主走査方向に往復移動するキャリア４１と、キャリア４１を駆動するキャリア駆動モータ（駆動手段）４２等によって構成されている。

キャリア４１は、主走査方向に平行に配設されたガイド部材４４によって往復移動自在に支持され、キャリア駆動モータ４２に駆動されて移動する。キャリア駆動モータ４２の出力は、ベルト（駆動伝達手段）４５を介してキャリア４１に伝達される。なお、本実施の形態においては、キャリア駆動モータ４２として、低コストなＤＣ（直流）モータを適用しており、キャリア４１の位置は、キャリア４１の可動領域に沿って設けられたエンコーダ（図示せず）によって検知される。

図２は、インクカートリッジ４０を示している。インクカートリッジ４０は、インクを貯蔵するインクタンク４０ａと、記録紙Ｐにインクを吐出するプリントヘッド（記録ヘッド）４３と、プリントヘッド４３に給電するための端子４０ｂを有している。プリントヘッド４３は、インクカートリッジ４０の下面に設けられており、端子４０ｂは、インクカートリッジ４０のキャリア本体５０（図３参照）の側の第１側面４０ｃに設けられている。このように、本実施形態においては、インクカートリッジ４０にプリントヘッド４３が設けられているので、インクカートリッジ４０を新品に交換するたびに、プリントヘッド４３が新調されることになる。従って、長期間に亘る使用にあっては、プリントヘッド４３がキャリア４１に設けられているタイプのインクジェットプリンタよりも高画質な画像を得ることができる。

図３及び図４は、キャリア４１の構成を示している。キャリア４１は、端子４０ｂが設けられているインクカートリッジ４０の第１側面４０ｃと当接するカートリッジ当接面５０ａを有するキャリア本体５０と、このキャリア本体５０に結合されてインクカートリッジ４０を支持するクレードル５１と、インクカートリッジ４０が装着されたとき、端子４０ｂと当接して導通されるＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）５２とを有している。なお、ＦＰＣ５２は、キャリア本体５０のカートリッジ当接面５０ａの下部に設けられている。

また、キャリア４１は、インクカートリッジ４０を挟んでキャリア本体５０とは反対側においてクレードル５１に回動自在に支持される蓋部材５３と、インクカートリッジ４０の第１側面４０ｃとは反対側の側面４０ｄの下部と当接されるラッチ部材５４と、蓋部材５３及びラッチ部材５４を付勢するコイルばね（付勢手段）５５を有している。

蓋部材５３は、クレードル５１の蓋支持部５１ａによって回動自在に支持される第１端部５３ａと、インクカートリッジ４０の上面と当接される第２端部５３ｂと、第１端部５３ａと第２端部５３ｂの間に設けられ、コイルばね５５の一端５５ａが係合される第１ばね係合部５３ｃを有している。

蓋部材５３の第１端部５３ａには、ラッチ部材５４の第３端部５４ａが当接されるカム５３ｄが形成されている。カム５３ｄの形状は、蓋部材５３が開放されたとき、ラッチ部材５４の第４端部５４ｂがインクカートリッジ４０から離反する方向にラッチ部材５４を回動し得るように設定されている。

ラッチ部材５４は、蓋部材５３の第１端部５３ａと当接される第３端部５４ａと、インクカートリッジ４０の側面下部と当接される第４端部５４ｂと、第３端部５４ａと第４端部５４ｂの間に設けられ、クレードル５１のラッチ支持部５１ｂによって支持される回動軸５４ｃと、第４端部５４ｂと回動軸５４ｃの間に設けられ、コイルばね５５の他端５５ｂが係合される第２ばね係合部５４ｄを有している。

次に、インクカートリッジ４０の装着手順について、図５及び図６を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、作業者は、まず、蓋部材５３を開放した状態で、インクカートリッジ４０を矢印Ｃ方向に装着する。ここで図６（ａ）に示すように、蓋部材５３の開放に伴い、ラッチ部材５４の第３端部５４ａが蓋部材５３のカム５３ｄによって駆動され、ラッチ部材５４は矢印Ｄ１方向に回動されている。そのため、インクカートリッジ４０は、第４端部５４ｂと当接することなく、円滑に装着可能とされる。

インクカートリッジ４０がクレードル５１に装着されると、蓋部材５３が矢印Ｅ方向に閉じられる。図５（ｂ）に示した状態から、蓋部材５３がさらに方向に回動されると、コイルばね５５の付勢力によって蓋部材５３が自動的に閉じられ、図５（ｃ）に示す状態に至る。

図５（ｃ）に示す状態では、コイルばね５５の付勢力によって、蓋部材５３の第１端部５３ａがインクカートリッジ４０の上面を力Ｆ１で押圧する。その一方で、図６（ｂ）に示すように、カム５３ｄと第３端部５４ａとの係合が解かれ、ラッチ部材５４は、矢印Ｄ２方向に回動され、第３端部５４ａがインクカートリッジ４０の側面を力Ｆ２で押圧する。これにより、インクカートリッジ４０の端子４０ｂとＦＰＣ５２に形成されている端子との電気的な接触が十分に確保されると共に、インクカートリッジ４０がクレードル５１に対して正確な位置で強固に固定され、安定したプリント品質を得ることができる。

また、図５（ｃ）に示した状態から、インクカートリッジ４０をクレードル５１から離脱させるときは、第１ラッチ部材５３を矢印Ｅ方向とは逆の方向に回動させた後、インクカートリッジ４０を上方向に引き抜けばよい。このように、インクカートリッジ４０の上方に、図６及び図７で示したような蓋部材１６６等の部品及び蓋部材１６６を支持する支持部１５０ａが存在しないので、クレードル５１の略真上からインクカートリッジ４０を容易に着脱することができるようになる。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、蓋部材５３が閉じられたとき、コイルばね５５の付勢力によって、蓋部材５３の第２端部５３ｂがインクカートリッジ４０の上面を押圧すると共に、ラッチ部材５４の第４端部５４ｂがインクカートリッジ４０の側面を押圧する。これにより、簡素な構成で、インクカートリッジ４０をキャリア４１に固定可能となり、画像形成装置のコストダウンと小型化を図ることができる。特に、インクカートリッジ４０の上方に図６等に示したような蓋部材１６６及びそれを支持する支持部１５０ａ等を設ける必要がなくなるので、画像形成装置の高さ寸法の縮小を図ることができる。また、キャリア４１の軽量化が図れるので、従来と比較して低トルクのキャリア駆動モータ４２を使用できるようになり、画像形成装置のさらなるコストダウンを実現することができる。また、キャリア４１の位置制御が容易となり、プリント品質を高めることができるようになる。

また、蓋部材５３が開放されたとき、蓋部材５３に形成されているカム５３ｄがラッチ部材５４の第３端部５４ａを駆動することにより、ラッチ部材５４が矢印Ｄ１方向に回動され、第４端部５４ｂとインクカートリッジ４０との当接が解除される。これにより、インクカートリッジ４０はフリーとなり、その脱着作業が容易となる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも、キャリア４１が、インクカートリッジ４０を挟んでキャリア本体５０とは反対側の上部において、回動自在に支持される蓋部材５３と、蓋部材５３の下方において、回動自在に支持されるラッチ部材５４と、一端が蓋部材５３に、他端がラッチ部材５４にそれぞれ係合されるコイルばね５５を有し、コイルばね５３の付勢力によって、蓋部材５３がインクカートリッジ４０の上面を押圧すると共に、ラッチ部材５４がインクカートリッジ４０の側面を押圧するように構成されていればよい。また、コイルばね５５に替えて、板ばね、捻りコイルばね等のばね部材やゴム等の弾性部材を適用してもよい。

本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの構成を示すブロック図。 同プリンタにおけるインクカートリッジの外観を示す斜視図。 同プリンタにおけるキャリアの構成を示す平面図。 同キャリアの構成を示す側面図。 同キャリアにおけるインクカートリッジの装着手順を示す側面図。 同キャリアのラッチ部材周辺を拡大して示した側面図。 従来のインクジェットプリンタにおけるキャリアの構成を示す側面図。 従来のキャリアの構成を示す側断面図。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
２ 給紙トレイ
３ 搬送機構（搬送手段）
４ 画像形成部（画像形成手段）
４０ インクカートリッジ
４１ キャリア
５０ キャリア本体
５１ クレードル
５２ ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）
５３ 蓋部材
５４ ラッチ部材
５５ コイルばね（付勢手段）

Claims (3)

1. インクを貯蔵するインクタンク及びこのインクタンクに貯蔵されたインクを吐出して記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持すると共に、記録紙の搬送方向に略直交する方向に搬送するキャリアと、このキャリアを駆動するための駆動手段と、この駆動手段が発生する駆動力を前記キャリアに伝達する駆動伝達手段とを備え、
   前記インクカートリッジは、その側面の下部に、前記記録ヘッドに給電するための端子を有し、
   前記キャリアは、前記端子が設けられているインクカートリッジの側面と当接するカートリッジ当接面を有するキャリア本体と、このキャリア本体に結合され、インクカートリッジを支持するクレードルと、前記キャリア本体のカートリッジ当接面の下部に設けられ、前記インクカートリッジが装着されたとき、前記端子と当接して導通されるＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）とを有する画像形成装置において、
   前記キャリアは、前記インクカートリッジを挟んで前記キャリア本体とは反対側の上部において、回動自在に支持される蓋部材と、前記インクカートリッジを挟んで前記キャリア本体とは反対側であって、前記蓋部材の下方において、回動自在に支持されるラッチ部材と、一端が前記蓋部材に、他端が前記ラッチ部材にそれぞれ係合されるコイルばねとを有し、
   前記蓋部材は、前記クレードルによって回動自在に支持される第１端部と、前記インクカートリッジの上面と当接される第２端部と、前記第１端部と第２端部の間に設けられ、前記コイルばねの一端が係合される第１ばね係合部とを有し、
   前記ラッチ部材は、前記蓋部材の第１端部と当接される第３端部と、前記インクカートリッジの側面下部と当接される第４端部と、前記第３端部と第４端部の間に設けられ、前記クレードルによって支持される回動軸と、前記第４端部と回動軸の間に設けられ、前記コイルばねの他端が係合される第２ばね係合部とを有し、
   前記蓋部材の第１端部には、該蓋部材が開放されたとき、前記ラッチ部材の第４端部が前記インクカートリッジから離反する方向に該ラッチ部材を回動させるために、該ラッチ部材の第３端部を駆動するカムが形成され、
   前記蓋部材が閉じられたとき、前記コイルばねの付勢力によって、前記第１端部が前記インクカートリッジの上面を押圧するとともに、前記第４端部が該インクカートリッジの側面を押圧し、簡素な構成かつ簡単な操作で、インクカートリッジをキャリアに固定可能としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 記録紙に画像を形成する記録ヘッドを有するインクカートリッジと、このインクカートリッジを支持するキャリアとを備え、
   前記インクカートリッジは、その側面の下部に、前記記録ヘッドに給電するための端子を有し、
   前記キャリアは、前記端子が設けられているインクカートリッジの側面と当接するカートリッジ当接面を有するキャリア本体と、インクカートリッジを支持するクレードルと、前記インクカートリッジが装着されたとき、前記端子と当接して導通されるＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）とを有する画像形成装置において、
   前記キャリアは、回動自在に支持される蓋部材と、回動自在に支持されるラッチ部材と、一端が前記蓋部材に、他端が前記ラッチ部材にそれぞれ係合される付勢手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記蓋部材は、前記キャリアによって回動自在に支持され、前記インクカートリッジの上面と当接される第１当接部を有し、
   前記ラッチ部材は、前記インクカートリッジの側面下部と当接される第２当接部を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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