JP5526563B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に画像形成手段をキャリッジに搭載して往復移動させ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、例えば画像形成手段として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インクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、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しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、「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などの画像形成材を付与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（例えば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、インクと称されるものに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

このような画像形成装置として、上述したように、画像形成手段である液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドをキャリッジに搭載し、液体吐出ヘッドを主走査方向に移動走査し、媒体を主走査方向と直交する副走査方向に間歇的に移動させながら、記録ヘッドから液滴を吐出させて画像を形成するシリアル型画像形成装置が知られている。なお、以下の説明でも画像形成手段は液体吐出ヘッドである例で説明しているが、画像形成手段としては液体吐出ヘッドに限らず、その他の画像形成手段であっても本発明は同様に適用することができる。

このようなシリアル型画像形成装置においては、記録ヘッドを搭載した往復移動するキャリッジの位置や速度を検出するために、キャリッジの移動方向に沿って配設されたエンコーダスケール（エンコーダシート、リニアスケール、エンコーダフィルムなどとも称される。）と、キャリッジに取り付けられ、エンコーダスケールに形成された所定のパターンを読み取る透過型フォトセンサなどのエンコーダセンサとからなるリニアエンコーダを備えている。

このようなリニアエンコーダを構成するエンコーダスケールに印字されているスリット幅は微小であり、１００μｍ以下であることが多い。そのため、他部品に付着している油脂成分やインクがエンコーダスケールに付着すると、エンコーダセンサの読み飛ばし不良の原因となり、特に長尺のエンコーダスケールは組付ける際に装置内の部品に接触し易く、エンコーダスケールが汚れるおそれがある。

従来、エンコーダスケールの交換、組付けに関して、キャリッジにはエンコーダスケールの一端部を着脱自在に保持可能な保持部材を有し、エンコーダスケールを交換するときにキャリッジの保持部材にエンコーダスケールの一端部を保持した状態でキャリッジを移動させてエンコーダスケールの一端部を固定位置近傍まで案内することが知られている（特許文献１）。そのため、エンコーダスケールのインクミストからの保護やエンコーダスケールとエンコーダセンサとの位置精度の向上に関しては特許文献２ないし４に記載の技術的事項が知られている。

特開２００８−１６８４７４号公報 特開２００７−２３７６１５号公報 特開平９−２４０１０５号公報 特開２００５−２３８５１３号公報

上述したように、キャリッジの移動によってエンコーダスケールの固定保持位置まで移動させる構成にあっては交換作業が容易になるが、キャリッジ近傍のガイドロッドやフレームなどの他の部材との接触のおそれがある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、エンコーダスケールを組付けるときに他の部品との干渉（接触）のおそれを低減することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジの移動方向に沿って配設されたエンコーダスケールと、
前記エンコーダスケールを読み取るエンコーダセンサと、
前記エンコーダスケールを案内するスケール案内手段と、を有し、
前記スケール案内手段は、前記キャリッジの主走査範囲以上の長さを有する溝部が形成され、前記溝部内に前記エンコーダスケールを支持するスケール支持部材が配置され、
前記スケール案内手段の前記溝部は、主走査方向と直交する方向の断面における開口部の幅Ａと底部の幅Ｂとの関係が、Ａ＜Ｂである
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジの移動方向に沿って配設されたエンコーダスケールと、
前記エンコーダスケールを読み取るエンコーダセンサと、
前記エンコーダスケールを案内するスケール案内手段と、を有し、
前記スケール案内手段は、
前記キャリッジの主走査範囲以上の長さを有し、前記長さ方向に沿った溝部を有するガイドレール部材と、
前記溝部内を前記ガイドレール部材に沿って移動可能で前記エンコーダスケールを支持する支持部材と、を備えている
構成とした。

本発明によれば、エンコーダスケールの組付け、交換時に他の部材と干渉するおそれを低減できる。

本発明に係る画像形成装置についてとしてのインクジェット記録装置の一例を示す外観斜視説明図である。 同記録装置の印字機構部の平面説明図である。 キャリッジ部分の斜視説明図である。 本発明の第１実施形態の説明に供するキャリッジ部分の概略斜視説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。 同実施形態で使用する支持部材の一例を示す斜視説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。 同じく側面説明図である。 本発明の第４実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。 同じく側面説明図である。 本発明の第５実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。 同じく側面説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供する要部斜視説明図である。 同じく側面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の製造方法の説明に供するフロー図である。

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。本発明に係る画像形成装置についてとしてのインクジェット記録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。なお、図１は同記録装置の外観斜視説明図、図２は同記録装置の印字機構部の平面説明図、図３はキャリッジ部分の斜視説明図である。

このインクジェット記録装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、記録装置本体１の内部には、後述する主走査ステー（又は両側板）にて支持されるガイドロッド３と図示しない両側板で支持されるガイドレール４が主走査方向に配設され、これらのガイドロッド３及びガイドレール４にキャリッジ５が主走査方向に摺動可能に保持されている。なお、ガイドレール４とはキャリッジ５の後部に回転可能に支持された副ガイドローラ６が当接する構成としている。

そして、キャリッジ３を移動走査する主走査機構は、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タイミングベルト（ベルト部材）１４とを備えている。なお、従動プーリ１３はテンションスプリングによって外方（駆動プーリ１２に対して離れる方向）にテンションが架けられている。

ここで、駆動プーリ１２と従動プーリ１３は、インク滴吐出方向に沿う方向にプーリ軸方向が位置する配置としている。そして、これらの駆動プーリ１２と従動プーリ１３との間に掛け回されたベルト部材１４は、キャリッジ５の背面側に設けたベルト固定部に一部分が固定保持されていることで、主走査方向と直交する方向におけるキャリッジ５の一方側に配置されている。

また、キャリッジ５には、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドからなる１０個のバッファタンク（サブタンク）付き記録ヘッド２０ａ〜２０ｊ（区別しないときは「記録ヘッド２０」という。）が図示しないヘッドベースに配置されている。ここで、記録ヘッド２０ａ、２０ｂと記録ヘッド２０ｃ、２０ｄは用紙搬送方向に位置をずらして千鳥状配置として、例えばブラックのインク滴を吐出するヘッドとして使用する。また、記録ヘッド２０ｅ〜２０ｇと記録ヘッド２０ｈ〜２０ｊは用紙搬送方向に位置をずらして千鳥状配置とし、例えば記録ヘッド２０ｅ、２０ｈはシアンのインク滴を、記録ヘッド２０ｆ、２０ｉはマゼンタのインク滴を、記録ヘッド２０ｇ、２０ｊはイエローのインク滴をそれぞれ吐出するヘッドとして使用することで、２つのヘッド分の用紙送り方向の領域を同じ主走査で印字できるようにしている。

一方、キャリッジ５に主走査領域のうち、記録領域では、用紙１０が図示しない紙送り機構によってキャリッジ５の主走査方向と直交する方向（副走査方向）にプラテン部材で案内されて間欠的に搬送される。プラテン部材は、キャリッジ５の主走査領域に沿って少なくとも記録領域で記録ヘッド２０に対向して配設されている。

また、主走査領域のうちの一方の端部側領域には記録ヘッド２０の維持回復を行う維持回復機構８が配置されている。維持回復機構８は、記録ヘッド２０ａ〜２０ｊの各ノズル面を封止（キャッピング）するキャップ３０、図示しないノズル面を払拭するワイパ部材などを備えている。

また、キャリッジ５の主走査方向に沿って所定のパターンを形成したエンコーダスケール４１を配設し、キャリッジ５にはエンコーダスケール４１のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ４２を設け、これらのエンコーダスケール４１とエンコーダセンサ４２によってキャリッジ５の移動を検知するリニアエンコーダ（主走査エンコーダ）を構成している。

また、一方の主走査領域外には、図１に示すように、記録ヘッド２０に供給する各色のインクを収容したインクカートリッジ（メインタンク）１００が着脱自在に装着されている。

このインクジェット記録装置では、キャリッジ５を主走査方向に移動し、用紙１０を間欠的に副走査方向に送りながら、記録ヘッド２０を画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることによって、用紙１０上に所要の画像が形成される。

次に、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４を参照して説明する。なお、図４は同実施形態のキャリッジ部分の概略斜視説明図である。
ここでは、キャリッジ５の主走査方向に沿ってキャリッジ５の主走査範囲（主走査距離）以上の長さを有する主走査ステー５１が配設され、この主走査ステー５１でガイドロッド３を支持している。

そして、主走査ステー５１は、エンコーダスケール４１を案内するスケール案内手段を兼ねており、主走査方向に沿ってキャリッジ５の主走査範囲（主走査距離）以上の長さを有する溝部５２を形成している。この溝部５２は、主走査ステー５０に沿ってエンコーダスケール４１を挿入するときにエンコーダスケール４１をガイドする溝形状（断面形状）に形成されている。

このように構成したので、エンコーダスケール４１を組み付けるときには、エンコーダスケール４１を主走査ステー５１の溝部５２に沿ってつたわらせることで、所要の位置にエンコーダスケール４１を配設することができる。このとき、溝部５２によって案内されるので、エンコーダスケール４１が他の部品に接触することなく、組付け完了位置（所定の組付け位置）まで案内される。

このように、エンコーダスケールを案内するスケール案内手段を有し、スケール案内手段は、キャリッジの主走査範囲以上の長さを有する溝部が形成され、溝部内にエンコーダスケール又はエンコーダスケールを支持するスケール支持部材が配置されている構成とすることで、スケール案内手段に沿ってエンコーダスケールを所定の取付け位置まで移動させて配設することができ、エンコーダスケールの組付け、交換時に他の部材と干渉するおそれを低減できる。

次に、本発明の第２実施形態について図５及び図６をも参照して説明する。なお、図５は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図、図６は同実施形態で使用する支持部材の一例を示す斜視説明図である。
ここでは、案内手段である主走査ステー５１の溝部５２内にエンコーダスケール４１を支持する１又は複数の支持部材５３を配設している。

この支持部材５３は、金属、モールド、スポンジ、マイラーなどからなり、図６に示すように、支持部５３ａ，５３ｂ間にエンコーダスケール４１を挟み込む形状に形成されている。この場合、支持部材５３の支持部５３ａ、５３ｂはエンコーダスケール４１の両面に密着してもよいし、あるいは、隙間が生じてもよい。また、支持部材５３の支持部５３ａ、５３ｂはエンコーダスケール４１と接触する面（面接触の場合）又は点（点接触の場合）は摺動性の高い部材で形成することができる。

このように構成したので、予め溝部５２内に支持部材５３を配設した状態で、エンコーダスケール４１を支持部材５３の支持部５３ａ、５３ｂ間を通して所定の取り付け位置まで差し込み（移動させ）、あるいは、エンコーダスケール４１に支持部材５３を予め装着してから支持部材５３とともに溝部５２に沿って組付け完了位置まで差し込む（移動させる）ことができる。

このように、溝部５２内にエンコーダスケール４１を支持する支持部材５３を１又は複数設けることにより、エンコーダスケール４１が倒れることを防ぐことができ、接触による汚れを確実に防止することができる。

次に、本発明の第３実施形態について図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図、図８は同じく側面説明図である。
ここでは、主走査ステー５１の溝部５２は、主走査方向と直交する方向の断面形状で、開口部５２ａの幅Ａと底部（底面）５２ｂの幅Ｂとの関係が、Ａ＜Ｂである形状としている。開口部５２ａの開口端と底面との中間は幅Ａ以上である。なお、この場合、エンコーダスケール４１のエンコーダセンサ４２による読取り領域よりも下側の部分は他の部品と接触してもよい構成としている。

このように構成することで、エンコーダスケール４１を溝部５２に沿って主走査方向に所定の組付け位置まで移動させて組み付けるときに、エンコーダスケール４１が溝部５２によって倒れが阻止され安定して組付けを行うことができる。

次に、本発明の第４実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図、図１０は同じく側面説明図である。
ここでは、主走査ステー５１の溝部５２は、主走査方向と直交する方向の断面形状で、開口部５２ａの幅Ａと底部５２ｂの幅Ｂとの関係が、Ａ≧Ｂである形状としている。開口部５２ａの開口端と底面との中間は幅Ｂ以上である。また、溝部５２の底面は平面又はV字形状にて構成し、支持部材５３を１又は複数配置する。

このように構成することで、支持部材５３を用いる場合に支持部材５３が安定してエンコーダスケール４１が他の部品に接触おそれをより低減することができる。

次に、本発明の第５実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図、図１２は同じく側面説明図である。
ここでは、溝部５２の端部にエンコーダスケール４１を加圧する加圧手段６１を設けている。この加圧手段５１は、エンコーダスケール４１に両側から当接する加圧部６２をスプリングなどの弾性部材６３でエンコーダスケール４１側に付勢して構成している。

このような加圧手段６１を設けることにより、エンコーダスケール４１を溝部５２に沿って押し込むときに倒れが防止され、また加圧力を変更することによりスライド性と支持性能を満たして組付けることができる。

なお、加圧手段６１はエンコーダスケール４１を一面側から加圧する構成とすることもでき、他面側でエンコーダスケール４１の位置精度を出し、精度と組付け、汚れ防止を図ることもできる。

次に、本発明の第６実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同実施形態の説明に供する要部斜視説明図、図１４はエンコーダスケールを支持する支持部材の側面説明図である。
ここでは、主走査ステー５１にキャリッジ主走査方向に沿ってガイドレール部７１を一体的に設けている。ガイドレール部７１は、主走査ステー５１に対して垂直方向に設けているが、水平方向に設けることもでき、板金、金属シャフト、モールド軸、角パイプなどにて構成することができる。

そして、ガイドレール部７１にはエンコーダスケール４１を支持する支持部材７２が図１３で矢示方向に移動可能に保持されている。この支持部材７２は、ガイドレール部７１に移動可能に嵌め込むレール摺動部７２ａと、エンコーダスケール４１を支持するスケール支持部７２ｂとを有している。この支持部材７２は、１又は複数配置され、このときエンコーダスケール４１を読取るエンコーダセンサ４２の読取り箇所と干渉しないように配置される。

このように、エンコーダスケールを案内するスケール案内手段を有し、前記スケール案内手段は、前記キャリッジの主走査範囲以上の長さを有するガイドレール部材と、前記ガイドレール部材に沿って移動可能で前記エンコーダスケールを支持する支持部材とを備えている構成とすることで、スケール案内手段に沿ってエンコーダスケールを所定の取付け位置まで移動させて配設することができ、エンコーダスケールの組付け、交換時に他の部材と干渉するおそれを低減できる。

次に、本発明に係る画像形成装置の製造方法について図１５に示すフロー図を参照して説明する。
エンコーダスケール４１を交換するときには、装置の外装を外し、既存のエンコーダスケール４１を外した後、新規のエンコーダスケール４１を主走査ステー５１の溝部５２にセットして（ガイド端部にセット）、溝部５２に沿わせて（ガイドに沿わせて）エンコーダスケール４１を押し込み、所定の取付け位置まで押し込んだ後エンコーダスケール４１を固定する。その後、キャリッジ５を走査して検知を行う。

なお、この例では溝部５２を有する例で説明しているが、ガイドレール部７１を有する例でも同様な手順でエンコーダスケール４１の交換を行うことができる。

１…装置本体
３…ガイドロッド
５…キャリッジ
２０ａ〜２０ｊ…記録ヘッド
４１…エンコーダスケール
４２…エンコーダセンサ
５１…主走査ステー（スケール案内手段）
５２…溝部
５３…支持部材
６１…加圧手段
７１…ガイドレール部
７２…支持部材

Claims (3)

1. 画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジと、
   前記キャリッジの移動方向に沿って配設されたエンコーダスケールと、
   前記エンコーダスケールを読み取るエンコーダセンサと、
   前記エンコーダスケールを案内するスケール案内手段と、を有し、
   前記スケール案内手段は、前記キャリッジの主走査範囲以上の長さを有する溝部が形成され、前記溝部内に前記エンコーダスケールを支持するスケール支持部材が配置され、
   前記スケール案内手段の前記溝部は、主走査方向と直交する方向の断面における開口部の幅Ａと底部の幅Ｂとの関係が、Ａ＜Ｂである
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スケール案内手段の前記溝部の主走査方向端部には前記エンコーダスケールを加圧する加圧手段が配置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. 画像形成手段を搭載した主走査方向に往復移動するキャリッジと、
   前記キャリッジの移動方向に沿って配設されたエンコーダスケールと、
   前記エンコーダスケールを読み取るエンコーダセンサと、
   前記エンコーダスケールを案内するスケール案内手段と、を有し、
   前記スケール案内手段は、
   前記キャリッジの主走査範囲以上の長さを有し、前記長さ方向に沿った溝部を有するガイドレール部材と、
   前記溝部内を前記ガイドレール部材に沿って移動可能で前記エンコーダスケールを支持する支持部材と、を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。

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