JP4919841B2

JP4919841B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4919841B2
Application number: JP2007056417A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎成瀬
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: JP2008213385A

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に記録ヘッド、搬送ベルト、維持回復機構を備え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、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば記録液の液滴を吐出す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のインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置は、記録ヘッドのノズルから記録液、例えばインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰ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、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動するシリアル型のものがある。

このような画像形成装置において、例えば特許文献１にはヘッドと用紙の間隔を調整する機構によってヘッドとメンテナンスユニット（維持回復機構）との間隔も調整するようしたもの、特許文献２には搬送ベルトを保持するベルトシャーシの駆動ローラ側の部分とこれに連動するベルトシャーシの従動ローラ側の部分をヘッド面に対して接近／離隔する方向に移動させる調整機構を備えて、搬送ベルトとヘッド間のギャップを調整するようにしたもの、特許文献３にはヘッドキャップを開閉させるために上下にスイング駆動される搬送ベルトの従動軸を高さ基準部に直接当接させるか、スペーサを介して当接させるかによって、ラインヘッドと搬送ベルトとの間のギャップ調整をするようにしたもの、特許文献４には側板の穴部を介して維持回復機構を主走査方向側方に取出すことができるようにしたものがそれぞれ記載されている。
特開２００１−３５３８６０号公報特開２００５−３０６０３２号公報特開２００３−９４７４４号公報特開２００６−７６０５３号公報

上述した液体吐出方式の画像形成装置においては、高速化、高密度化を図るためにノズル数や色数が増加する傾向にあり、そのため、記録ヘッドは長くなり、他のユニット、例えば用紙を搬送する搬送手段、記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構などとの位置関係を保つことが難しくなっている。記録ヘッドと搬送手段で搬送される用紙とのギャップが変動すると、液滴着弾位置ズレが発生して画像品質が低下することになる。また、維持回復機構との位置関係がずれると、記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材によるキャッピングが不十分になったり、あるいは、記録ヘッドのノズル面を払拭するワイパ部材によるワイピングが不十分になったりして、記録ヘッドの性能の維持回復を確実に行えないなどの不具合を生じる。

なお、上述した特許文献１ないし３に記載のものは、適正に位置決めされた記録ヘッド及び搬送ベルトの位置関係を前提としてヘッドと用紙又は搬送ベルトのギャップを調整するものであって、記録ヘッドと搬送ベルトの位置関係を調整前に正確に位置決めすることができるものではない。また、特許文献４に記載のものは維持回復機構を着脱自在にしたものであるが、記録ヘッドとの位置関係を正確に位置決めする構成については記載されていない。

また、パーソナル向けだけではなく、ビジネスユースとしても使用されるようになっているインクジェットプリンタやインクジェット複合機などにあっては、高精度、高耐久性が求められていることから、各部の位置関係を簡単に高精度の位置決めで組付けられるようにすることが求められている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、記録ヘッド、搬送ベルト及び維持回復機構を高精度に位置決め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、
被記録媒体を搬送する搬送ベルトを含む搬送手段と、
液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
キャリッジの移動基準となるガイドロッドと、
前記記録ヘッドの維持回復機構と、を備え、
前記ガイドロッドの両端部は第１側板間に支持され、
前記搬送ベルトを掛け回したローラは第２側板間に支持され、
前記ガイドロッドの一端部と前記維持回復機構が固定され、前記ガイドロッドに対する前記維持回復機構の位置を決める１つの第１の固定部材と、
前記維持回復機構と前記搬送ベルトが固定され、前記搬送ベルトに対する維持回復機構の位置を決める１つの第２の固定部材と、を備え、
前記第１の固定部材で前記ガイドロッドに対する前記維持回復機構の位置を決めた状態で前記第１の固定部材は一方の前記第１側板に固定され、
前記第２の固定部材で前記搬送ベルトに対する前記維持回復機構の位置を決めた状態で前記第２の固定部材は一方の前記第２側板に固定されている
構成とした。

本発明によれば、記録ヘッド、維持回復機構及び搬送ベルトを高精度に簡単に位置決めして固定することができる。

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。本発明を適用する画像形成装置の一例について図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成図、図２は図１の右側面説明図、図３は同装置の記録部の斜視説明図、図４は同装置のキャリッジの底面から見た斜視説明図である。

この画像形成装置は複写装置であり、装置本体１は原稿画像を読取るスキャナなどの画像読み取り部２と、被記録媒体（以下「用紙」という。）Ｐに画像を形成する記録部３と、記録部３に用紙Ｐを給紙する給紙カセット部４とを備えている。そして、給紙カセット部４に収納された用紙Ｐが給紙コロ５及び分離パッドで１枚ずつ分離されて給送され、搬送路７を通じて印字部１０に搬送されて所要の画像が記録され、画像が形成された用紙Ｐは排紙経路８を通って排紙スタック部９に排紙されてスタックされる。

ここで、印字部１０は、図３にも示すように、キャリッジガイド（ガイドロッド）２１と図示しないガイドステーで、キャリッジ２３を主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ２７で駆動プーリ２８と従動プーリ２９間に架け渡したタイミングベルト３０を介して主走査方向に移動走査する。

そして、このキャリッジ２３上には、それぞれブラック（Ｋ）インクを吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４ｋと、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出するそれぞれ１個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２４ｃ、２４ｍ、２４ｙ（色を区別しないとき及び総称するときは「記録ヘッド２４」という。）を搭載している。

各記録ヘッド２４は、図４にも示すように、液滴を吐出する複数のノズル３１が列状に並べられたノズル列３２を２列有し、ノズル列３２が主走査方向（キャリッジ２３の移動方向）と直交する方向になるようにキャリッジ２３にノズル３１が形成された面（ノズルノズル面３１ａという。）を下方に向けて搭載されている。また、各記録ヘッド２４にはインクカートリッジ２６から所要の色のインクが供給される。

なお、記録ヘッド２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。

また、キャリッジ２３の下方には、用紙Ｐを静電吸着などして搬送する無端状の搬送ベルト３５が配置されている。この搬送ベルト３５は駆動ローラ３６と従動ローラ３７との間に掛け回されて周回移動することで用紙Ｐを主走査方向と直交する方向に搬送する。

さらに、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、図２及び図３に示すように、記録ヘッド２４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構（装置）３８を配置し、走査方向他方側の非印字領域には空吐出を行うための空吐出受け部材３９を配置している。

維持回復機構３８は、フレーム３８Ａ内に記録ヘッド２４の各ノズル面３１ａをキャッピングする複数のキャップ部材４１（吸引キャップ４１ａと３個の保湿キャップ４２ｂ）と、記録ヘッド２４のノズル面３１ａをワイピングするためのワイピング部材であるワイパーブレード４２と、空吐出受け４３とが配置されている。吸引キャップ４１ａにはチューブポンプを用いた吸引ポンプ４５を接続し、吸引ポンプ４５から排出チューブ４６を介して下側に配置される廃棄インクを収容する廃液容器４０に排出するようにしている。また、空吐出受け部材３９には４つの開口部３９ａが形成されている。

そこで、この画像形成装置に適用した本発明の第１実施形態について図５及び図６を参照して説明する。なお、図５は同実施形態の印字部の正面説明図、図６は同じく要部斜視説明図である。
キャリッジ２３を摺動自在に案内し、キャリッジ２３の移動基準となるガイドロッド２１は左右（図５の状態で左右とする。）の外側板１０１Ａ、１０１Ｂ間に横架されて支持され、また、搬送ベルト３５を掛け回した搬送ローラ３６の軸３６ａは左右の内側板１０２Ａ、１０２Ｂに横架されて回転自在に支持されている。

ここで、ガイドロッド２１の一端部は第１の固定部材１１１に固定保持されている。この第１の固定部材１１１には維持回復機構３８（実際にはそのフレーム）の連結部（接続部、あるいは固定部ともいう。）１２１が係合される穴部１２２が設けられている。この第１の固定部材１１１の穴部１２２及び維持回復機構３８の連結部１２１はガイドロッド２１に対する維持回復機構３８の位置に基づいて予め定めた位置に設けられている。また、第１の固定部材１１１は位置決め後に左外側板１０１Ａにねじなどの締結具にて固定される。

一方、搬送ベルト３５を架け回した搬送ローラ３６の軸３６ａの一端部は第２の固定部材１１２に回転自在に支持されている。この第２の固定部材１１２には維持回復機構３８の連結部１３１、１３２が係合される２つの穴部１３３が設けられている。この第２の固定部材１１２の穴部１３３、１３３及び維持回復機構３８の連結部１３１、１３２は搬送ベルト３５に対する維持回復機構３８の位置に基づいて予め定めた位置に設けられている。また、第２の固定部材１１２は搬送ベルト３５のキャリッジ２３（ガイドロッド２１）に対する位置決め後に左内側板１０２Ａにねじなどの締結具にて固定される。

したがって、維持回復機構３８を第１の固定部材１１１に連結部１２１にて連結して固定し、また、第２の固定部材１１２に連結部１３１、１３２にて連結して固定することによって、維持回復機構３８とキャリッジ移動基準となるガイドロッド２１と被記録媒体を搬送する搬送ベルト３５の３つのユニットの位置関係が規定された状態になる。

維持回復機構３８は第１の固定部材１１１、第２の固定部材１１２で位置決めした後に、左外側板１０１Ａにねじなどの締結具で固定される。

このように、ガイドロッドの一端部と維持回復機構が固定され、ガイドロッドに対する維持回復機構の位置を決める１つの第１の固定部材と、維持回復機構と搬送ベルトが固定され、搬送ベルトに対する維持回復機構の位置を決める１つの第２の固定部材とを備えていることにより、維持回復機構、ガイドロッド及び搬送ベルトを高精度に簡単に位置決めして固定することができ、これにより、印字品質が向上して高画質画像を形成できるとともに、固定部材によって位置決めするだけであるので耐久性も向上することができる。

なお、上記説明では維持回復機構３８側にピン部材からなる突起としての連結部を設け、第１、第２の固定部材１１１、１１２に連結部が係合する穴部を設けているが、逆の構成することもできる（以下の説明でも同様である。）。

また、この実施形態においては、維持回復機構３５を左外側板１０１Ａに固定した後は第１の固定部材１１１を取り外しても、維持回復機構３５の連結部１２１の位置が定まっているので、再度同じ位置に復元することができる。これにより、第１の固定部材とガイドロッドとを着脱可能にすることができる。したがって、キャリッジ交換などを容易に行うことができるようになる。

ここで、図７にも示すように、維持回復機構３８の固定部はガイドロッド２１と共有している第１の固定部材１１１に１点の固定部（連結部１２１とこれに対応する穴部１２２）を有し、搬送ベルト３５と共有する第２の固定部材１１２との間に２点の固定部（連結部１３１、１３２とこれに対応する穴部１３３）を有している。

このように、搬送ベルト３５とガイドロッド２１間に維持回復機構３８を３点で位置決めすることによって、搬送ベルト３５の表面と維持回復機構３８の位置関係、ガイドロッド２１が基準となっている記録ヘッド２４のノズル面３１ａと維持回復機構３８のキャップ部材４１やワイパ部材４２との位置関係を精度良く決めることができる。

次に、このように第１の固定部材１１１に対して１つの固定部によって維持回復機構３８を固定する場合の１つの固定部の配置位置の異なる例について図８及び図９を参照して説明する。
まず、図８に示す第１例は、維持回復機構３８の重心位置１４１の垂直方向の領域１４２内に位置して１つの固定部を設けるものである。これによって、維持回復機構３８を固定するときに維持回復機構３８のフレーム３８Ａが変形することを防止できる。

また、図９に示す第２例は、維持回復機構３８のうちのキャップ部材４１やワイパ部材４２で構成される相対的に重量があるヘッドメンテナンス部１４３（吸引ポンプや駆動モータなどを除く部分）に対応する領域１４４内に位置して１つの固定部を設けるものである。これによって、維持回復機構３８によるヘッドメンテナンス動作の負荷による維持回復機構３８の変形を防ぐことができる。

次に、維持回復機構３８の搬送ベルト３５側の２つの固定部について図１０及び図１１を参照して説明する。
維持回復機構３８が搬送ベルト３５と共有している第２の固定部材１１２への固定部（連結部１３１、１３２）は維持回復機構３８と搬送ベルト３５の表面（ベルト面）が平行になるように位置している。このとき、２点の固定部の位置関係は２つのユニット間の平行が決まっていれば、いずれの箇所に設けられてもよい。搬送ベルト３５と維持回復機構３８の固定部を平行にすることによりヘッド面と搬送ベルト面の位置関係を決め、維持回復機構とヘッド面（記録ヘッド２４のノズル面３１ａ）の平行を出すことができる。

次に、本発明の第２実施形態について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同実施形態にかかる維持回復機構の要部斜視説明図である。
ここでは、維持回復機構３８がガイドロッド２１と共有している第１の固定部材１１１に固定部１２１とは異なる箇所に、維持回復機構３８の回転を規制する回転規制部１５１を設けている。回転規制部１５１は、リブ形状、軸形状などのいずれの形状でもよく、維持回復機構３８のねじれ、回転を防止するものである。この回転規制部１５１は、第１の固定部材１１１と係合することによって維持回復機構３８の回転を規制する。

これにより、維持回復機構３８のヘッドメンテナンス動作のときや維持回復機構３８を固定するときの位置ズレを防ぐことができる。

この場合、回転規制部１５１は、図１２に示すように、維持回復機構３８のヘッドメンテナンス部１４３に対応する領域以外の領域１５２に設けることにより、より確実に回転を規制することができる。

次に、本発明の第３実施形態について図１３を参照して説明する。なお、図１３は同実施形態における印字部の要部斜視説明図である。
ここでは、第１の固定部材１１１にキャリッジ２３の位置を検出するリニアエンコーダを構成しているリニアスケール１６０の一端部を固定する固定部１１１ａを設けている。この固定部１１１ａはリニアスケール１６０の一端部を係止する形状とすることもできる。また、固定部１１１ａはリニアスケール１６０を固定したときに、リニアスケール１６０を搬送ベルト３５に対して垂直になるよう固定できる形状にしている。

このように、位置検出用のリニアスケール１６０を第１の固定部材１１１に設けることにより、ガイドロッド２１とリニアスケール１６０の位置関係を決めることができ、キャリッジの位置を正確に検出することができる。搬送ベルトとリニアスケールを垂直に位置し固定部材に固定することによりキャリッジとリニアスケールの平行を正確に決めることができる。

また、第１の固定部材１１１の固定部１１１ａは、リニアスケール１６０を固定することによってリニアスケールが搬送ベルト面に対して垂直になる形状にすることで、キャリッジ２３とリニアスケール１６０の平行を正確に決めることができる。

次に、本発明の第４実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は同実施形態における印字部の正面説明図、図１５は同じく印字部の要部斜視説明図である。
ここでは、上記第３実施形態に加えて、ガイドロッド２１の他端部を固定する第３の固定部材１１３を備え、この第３の固定部材１１３にはリニアスケール１６０の他端部を固定する固定部１１３ａを設けている。この第３の固定部材１１３の固定部１１３ａもリニアスケール１６０を搬送ベルト面に対して垂直に位置決めして固定する。

これにより、搬送ベルトとリニアスケールを垂直に位置させて第３の固定部材に固定することによりキャリッジとリニアスケールの平行を正確に決めることができる。

次に、本発明の第５実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態における印字部の正面説明図である。
ここでは、維持回復機構３８に外側から第１の固定部材１１１の穴部１２２に係合する連結部１２１を設け、左外側板１０１Ａに形成した維持機構装着用開口部１７１から内部に着脱自在に装着している。これにより、維持回復機構のリサイクル性の向上を図れる。

本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。図１の左側面説明図である、同装置の印字部の斜視説明図である。同装置のキャリッジの底面から見た斜視説明図である。同画像形成装置における本発明の第１実施形態を示す印字部の正面説明図である。同じく要部斜視説明図である。同じく維持回復機構側の固定部の説明に供する要部斜視説明図である。同じく維持回復機構の第１の固定部材側の固定部の配置例の説明に供する要部斜視説明図である。同じく維持回復機構の第１の固定部材側の固定部の配置例の他の例の説明に供する要部斜視説明図である。同じく維持回復機構の第２の固定部材側の固定部の説明に供する要部斜視説明図である。同じく正面説明図である。本発明の第２実施形態に係る維持回復機構の要部斜視説明図である。本発明の第３実施形態に係る印字部の要部斜視説明図である。本発明の第４実施形態に係る印字部の正面説明図である。同じく要部斜視説明図である。本発明の第５実施形態に係る印字部の正面説明図である。

符号の説明

１…装置本体
２…画像読取部
３…記録部
４…給紙カセット部
Ｐ…用紙（被記録媒体）
１０…印字部
２３…キャリッジ
２４…記録ヘッド
３１…ノズル
３５…搬送ベルト
３８…維持回復機構
１１１…第１の固定部材
１１２…第２の固定部材
１１３…第３の固定部材
１２１、１３１、１３２…連結部（固定部）

Claims

被記録媒体を搬送する搬送ベルトを含む搬送手段と、
液滴を吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
キャリッジの移動基準となるガイドロッドと、
前記記録ヘッドの維持回復機構と、を備え、
前記ガイドロッドの両端部は第１側板間に支持され、
前記搬送ベルトを掛け回したローラは第２側板間に支持され、
前記ガイドロッドの一端部と前記維持回復機構が固定され、前記ガイドロッドに対する前記維持回復機構の位置を決める１つの第１の固定部材と、
前記維持回復機構と前記搬送ベルトが固定され、前記搬送ベルトに対する維持回復機構の位置を決める１つの第２の固定部材と、を備え、
前記第１の固定部材で前記ガイドロッドに対する前記維持回復機構の位置を決めた状態で前記第１の固定部材は一方の前記第１側板に固定され、
前記第２の固定部材で前記搬送ベルトに対する前記維持回復機構の位置を決めた状態で前記第２の固定部材は一方の前記第２側板に固定されている
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記維持回復機構は前記第１の固定部材に１点で連結され、前記第２の固定部材に２点で連結されることを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、前記維持回復機構と前記第２の固定部材との２つの連結部で、前記搬送ベルトと前記維持回復機構が平行に位置決めしていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１の固定部材及び前記維持回復機構の少なくともいずれかには前記維持回復機構の回転を規制する規制手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項４に記載の画像形成装置において、前記規制手段は前記維持回復機構の前記記録ヘッドのノズル面を封止するキャップ部材及び前記ノズル面を払拭するワイパ部材が配置されたヘッドメンテナンス部の領域外に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１の固定部材は着脱自在であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１の固定部材には前記キャリッジ位置検出用のリニアスケールを固定する固定部を有していることを特徴とする画像形成装置。
請求項７に記載の画像形成装置において、前記ガイドロッドの他端部側には、前記ガイドロッドと前記リニアスケールを固定する第３の固定部材を設けていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記維持回復機構が着脱自在に装着されていることを特徴とする画像形成装置。