JP5768367B2 - 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搭載したキャリッジ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、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク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、液体吐出記録方式の「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（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、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、本発明は画像形成手段として液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを搭載するものに限られないが、以下では液体吐出方式の画像形成装置で説明する。

このような画像形成装置においては、記録ヘッドのノズル面と被記録媒体（媒体搬送面）の間隔（ギャップ）が滴着弾位置精度に影響を与えることから、被記録媒体の厚みに応じてギャップを調整するギャップ調整機構（キャリッジ高さ調整機構などとも称される）を備えることが知られている。

この場合、ギャップ調整機構を駆動するための駆動源を備えるもの（特許文献１）がある。また、キャリッジに設けた第１当接部と、キャリッジの走査方向に応じて収納、突出する第２当接部とを有し、フレーム側に第２当接部の収納、突出を切替える第１、第２押圧手段を備え、第１当接部又は第２当接部がフレームに対して選択的に摺接することによってキャリッジの姿勢が変わり、ギャップが調整されるようにしたもの（特許文献２）がある。

特開２００５−１０３８３５号公報 特開２００４−３２２５１５号公報

上述した特許文献１に開示されているように、ギャップ調整手段を駆動するための独立の駆動源を備えると、構成が複雑になり、コストが高くなるという問題が生じる。この点は、特許文献２に開示されているように、キャリッジの移動走査でメカ的にキャリッジの姿勢を替える手段を備えることによって解決できるが、メカ的な構成が複雑にな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、簡単な構成でギャップ調整を行え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、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
画像形成手段が搭載されて主走査方向に移動するキャリッジと、
前記キャリッジを摺動自在に案内する支持面を有する案内部材と、を備え、
前記キャリッジには、主走査方向を回転軸心とする回転部材が回転自在に設けられ、
前記回転部材は、
前記案内部材の支持面に摺動自在に接する摺動面を有するカム部材と、
主走査方向に沿って斜めに形成された当接面を有する回転誘導部材と、を有し、
前記カム部材の摺動面は、回転位置に応じて回転軸心と前記案内部材の支持面との距離が変化し、
前記主走査方向の端部には、前記回転誘導部材の当接面に当接可能な押圧部材が配置され、
前記キャリッジを前記押圧部材側に移動させることで、前記回転誘導部材の当接面が前記押圧部材にて押圧されて前記回転部材が回転し、前記カム部材が回転することで前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が変化し、
前記回転部材には、第１の回転方向へ回転させる当接面を有する第１回転誘導部材と、前記第１の回転方向と逆方向の第２の回転方向へ回転させる当接面を有する第２回転誘導部材が設けられ、
前記主走査方向の一端部には前記第１回転誘導部材の当接面に当接可能な第１押圧部材が設けられ、他端部には前記第２回転誘導部材の当接面に当接可能な第２押圧部材が設けられ、
前記キャリッジを前記第１押圧部材側に移動させたときには、前記回転部材が前記第１の回転方向に回転して、前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が高くなり、前記キャリッジを前記第２押圧部材側に移動させたときには、前記回転部材が前記第２の回転方向に回転して、前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が低くなり、
前記第１回転誘導部材の当接面の傾斜は、前記第２回転誘導部材の当接面の傾斜よりも緩やかである
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、簡単な構成でギャップを調整することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す外観斜視説明図である。 同装置の機構部の要部平面説明図である。 同じく機構部の要部斜視説明図である。 同じくキャリッジ部分の側面説明図である。 同じくキャリッジ部分の正面斜視説明図である。 同じくキャリッジ部分の正面説明図である。 カム部材の説明に供する側面説明図である。 回転誘導部材の説明に供する正面説明図である。 カム部材の他の例を示す側面説明図である。 カム部材の更に他の例を示す側面説明図である。 本発明の他の実施形態の説明に供する側面説明図である。

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。本発明に係る画像形成装置の一例の概要について図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外観斜視説明図、図２は同装置の機構部の平面説明図である。

この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、装置本体１００の上面側に開閉可能にカバー１０１が設けられ、このカバー１０１を開くことで内部の機構部にアクセスすることができる。

機構部は、図２に示すように、左右のメイン側板１Ａ、１Ｂに横架した案内部材であるガイド部材３にてキャリッジ４を主走査方向に摺動自在に支持し、主走査モータ５によって駆動プーリ６と従動プーリ７との間に張架されたタイミングベルト８を介してキャリッジ４を主走査方向に移動走査する。

このキャリッジ４には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液滴を吐出する画像形成手段としての液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドにインクを供給するヘッドタンクを含む記録ヘッドユニット（以下、単に「記録ヘッド」ともいう。）１１を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、滴吐出方向を下方に向けて装着している。これらの複数の記録ヘッド１１は図示しないヘッドホルダに保持されることでユニット化されてキャリッジ４に搭載されている。

また、キャリッジ４の主走査方向に沿ってエンコーダスケール１５を配置し、キャリッジ４側にはエンコーダスケール１５の目盛り（スケール：位置識別部）を読み取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１６を取り付け、これらのエンコーダスケール１５とエンコーダセンサ１６とで位置検出装置としてのリニアエンコーダを構成している。

一方、キャリッジ４の下側には、図示しない用紙を副走査方向に搬送する搬送手段としての搬送ベルト２１を配置している。この搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２２とテンションローラ２３との間に掛け渡されて、副走査モータ３１によってタイミングベルト３２及びタイミングプーリ３３を介して搬送ローラ２２が回転駆動されることによって副走査方向に周回移動される。

さらに、キャリッジ４の主走査方向の一方側には搬送ベルト２１の側方に記録ヘッド１１の維持回復を行う維持回復機構４１が配置されている。なお、維持回復機構４１は、例えば記録ヘッド１１のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材、ノズル面を払拭するワイパ部材、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出受けなどで構成されている。

また、図１に示すように、用紙を搬送ベルト２１に給紙する給紙手段や、画像形成手段としての記録ヘッド１１から吐出された液体が付着して画像が形成された用紙を排紙する排紙手段などを構成する給排紙トレイ１０３が装置本体１００に対して着脱自在に装着される。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙された用紙を搬送ベルト２１で間歇的に搬送し、キャリッジ４を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１を駆動することにより、停止している用紙に液滴を吐出して１行分を記録し、用紙を所定量搬送後、次の行の記録を行なう動作を繰り返して用紙上に画像を形成し、画像形成後用紙を排紙する。

次に、この画像形成装置におけるキャリッジの支持構造及び高さ調整機構について図３ないし図６を参照して説明する。なお、図３は同じく機構部の要部斜視説明図、図４は同じくキャリッジ部分の側面説明図、図５は同じくキャリッジ部分の正面斜視説明図、図６は同じくキャリッジ部分の正面説明図である。

ガイド部材３は板金部材からなり、キャリッジ４を摺動自在に案内するための支持面となるガイド面３０１、ガイド面３０２、３０３を有している。そして、キャリッジ４には、ガイド部材３のガイド面３０１に摺動自在に支持される高さ調整機構を含む摺動部４０１と、ガイド面３０２に摺接する摺動部４０２と、ガイド面３０３に摺接する摺動部４０３とを有している。この場合、ガイド部材３のガイド面３０１は、キャリッジ４の高さ位置を決める面となり、ガイド面３０２はキャリッジ４の自重によるモーメントを受ける面（回転止め部）となり、ガイド面３０３はキャリッジ４の副走査方向位置を決める面となる。

ここで、キャリッジ４の摺動部４０１には、主走査方向を回転軸心とする回転部材５０１がキャリッジ４に固定された４個の保持部材４０４にて回転自在に保持されている。この回転部材５０１は、ガイド部材３０１の支持面であるガイド面３０１に摺動自在に接する摺動面５１２を有する２つのカム部材５０２と、主走査方向に沿って斜めに湾曲して形成された当接面（回転誘導面、ガイド面）５１３を有する第１回転誘導部材５０３と、同じく主走査方向に沿って斜めに形成された当接面（回転誘導面、ガイド面）５１４を有する第２回転誘導部材５０４とが設けられている。

カム部材５０２は、図７に示すように、回転位置に応じて回転軸心５１１とガイド部材３のガイド面３０１との距離が距離ａと距離ｂとの間で変化する摺動面５１２を有している。この場合、図７（ａ）に示すようにカム部材５０２の摺動面５１２の距離ａとなる部分（これを「第２摺接部」という。）５０２ａがガイド面３０１に接しているときには、キャリッジ４は高さが低い位置となり、図７（ｂ）に示すようにカム部材５０２の摺動面５１２の距離ｂとなる部分（これを「第１摺接部」という。）５０２ｂがガイド面３０１に接しているときには、キャリッジ４は高さが高い位置となる。

第１回転誘導部材５０３は、カム部材５０２を図７（ａ）の位置から図７（ｂ）の位置に回転させる、つまり、キャリッジ４をガイド面３０１に対して上昇させる（ギャップが広くなる）方向に回転部材５０１の回転を誘導する部材である。第２回転誘導部材５０４は、カム部材５０２を図７（ｂ）の位置から図７（ａ）の位置に回転させる、つまり、キャリッジ４をガイド面３０１に対して下降させる（ギャップが狭くなる）方向に回転部材５０１の回転を誘導する部材である。

また、図８に示すように、第１回転誘導部材５０３の当接面５１３と、第２回転誘導部材５０４の当接面５１４とは、第１回転誘導部材５０３の当接面５１３の傾斜を第２回転誘導部材５０４の当接面５１４の傾斜よりも緩やかにしている。つまり、回転部材５０１が同じ角度回転するために、第１回転誘導部材５０３では距離Ｌｂの移動が必要であるのに対し、第２回転誘導部材５０４では距離Ｌａ（Ｌａ＜Ｌｂ）の移動が必要である。

これにより、キャリッジ４の移動速度を同じとしたとき、キャリッジ４を上昇させるときにはキャリッジ４を下降させるときよりも長い時間をかけて調整動作が行なわれる。これは、キャリッジ４を上昇させるときにはキャリッジ４の自重に抗してキャリッジ４を持ち上げることからゆっくり上昇させるためである。

一方、装置本体１の側板１Ａ（キャリッジ主走査方向一端部）には、第１回転誘導部材５０３の当接面５１３に当接可能な第１押圧部材６０３が配設され、側板１Ｂ（キャリッジ主走査方向他端部）には、第２回転誘導部材５０４の当接面５１４に当接可能な第２押圧部材６０４が配設されている。

この場合、維持回復機構４１を配設した側、すなわち、キャリッジ３のホーム位置側に第２回転誘導部材５０４と第２押圧部材６０４が配置されているので、キャリッジ３をホーム位置に移動させたときには、キャリッジ３は低い高さ位置に戻され、維持回復機構４１の図示しないキャップ部材によるキャッピングを確実に行なうことができる。

このように構成したので、図６において、キャリッジ４を矢示Ａ方向に移動させて、第１押圧部材６０３に第１回転誘導部材５０３の当接面５１３を当接させて押し付けることによって、回転部材５０１、すなわちカム部材５０２は、図７（ｂ）の状態に回転して、摺動面５１２の第１摺接部５１２ｂがガイド部材３のガイド面３０１に接触する位置まで移動し、キャリッジ４が上昇して高さが高くなり、ギャップ（記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト２１による用紙搬送面との間の距離）が広がる。

一方、図６において、キャリッジ４を矢示Ｂ方向に移動させて、第２押圧部材６０４に第２回転誘導部材５０４の当接面５１４を当接させて押し付けることによって、回転部材５０１、すなわちカム部材５０２は図７（ａ）の状態に回転して、摺動面５１２の距離ａとなる部分がガイド部材３のガイド面３０１に接触する位置まで移動し、キャリッジ４が下降して高さが低くなり、ギャップが狭くなる。

このようにして、キャリッジ４の移動のみによってキャリッジ４が昇降してギャップが変化する（ギャップが調整される）。

このように、キャリッジには、主走査方向を回転軸心とする回転部材が回転自在に設けられ、回転部材は、案内部材の支持面に摺動自在に接する摺動面を有するカム部材と、主走査方向に沿って斜めに形成された当接面を有する回転誘導部材とを有し、カム部材の摺動面は、回転位置に応じて回転軸心と案内部材の支持面との距離が変化し、主走査方向の端部には、回転誘導部材の当接面に当接可能な押圧部材が配置され、キャリッジを押圧部材側に移動させることで、回転誘導部材の当接面が押圧部材にて押圧されて回転部材が回転し、カム部材が回転することでキャリッジの案内部材の支持面に対する高さ位置が変化する構成とすることで、簡単な構成でギャップを調整することができる。

次に、カム部材５０２の他の例について図９を参照して説明する。なお、図９は同カム部材の側面説明図である。
カム部材５０２の摺動面５１２のうち、回転軸心と支持面（ガイド面３０１）との距離が第１の距離ｂとなる第１摺接部５１２ｂと、第１の距離ｂより長い第２の距離ａとなる第２摺接部５１２ａを、いずれも周方向で平坦面に形成したものである。

これにより、カム部材５０２の第１、第２摺接部５１２ｂ、５１２ａとガイド部材３のガイド面３０１との接触面積が広くなり、キャリッジ４の摺動がより安定する。

次に、カム部材５０２の更に他の例について図１０を参照して説明する。なお、図１０は同カム部材の側面説明図である。
ここでは、カム部材５０２の第１、第２摺接部５１２ｂ、５１２ａに凹部５０５を形成している。この凹部５０５を設けることで摺動負荷が低減し、また、凹部５０５内にグリスなどの潤滑剤を充填することで摺動負荷を低減することができるようになる。

次に、本発明の他の実施形態について図１１を参照して説明する。
ここでは、カム部材５０２の回転位置を規制するストッパ部材５１０を設けている。この例では、カム部材５０２が９０度回転する例で説明しているが之に限るものではない。これにより、カム部材５０２が所定の位置を越えて回転することが規制され、キャリッジ４の高さ位置調整が安定する。

なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、狭義のインク以外の液体や定着処理液、パターニング材料などを用いる画像形成装置にも適用することができる。

３ ガイド部材（案内部材）
４ キャリッジ
１１ 記録ヘッド
３０１ ガイド面（支持面）
３０２、３０３ ガイド面
４０１、４０２、４０３ 摺動部
５０１ 回転部材
５０２ カム部材
５０３ 第１回転誘導部材
５０４ 第２回転誘導部材
６０３ 第１押圧部材
６０４ 第２押圧部材

Claims (6)

1. 画像形成手段が搭載されて主走査方向に移動するキャリッジと、
   前記キャリッジを摺動自在に案内する支持面を有する案内部材と、を備え、
   前記キャリッジには、主走査方向を回転軸心とする回転部材が回転自在に設けられ、
   前記回転部材は、
   前記案内部材の支持面に摺動自在に接する摺動面を有するカム部材と、
   主走査方向に沿って斜めに形成された当接面を有する回転誘導部材と、を有し、
   前記カム部材の摺動面は、回転位置に応じて回転軸心と前記案内部材の支持面との距離が変化し、
   前記主走査方向の端部には、前記回転誘導部材の当接面に当接可能な押圧部材が配置され、
   前記キャリッジを前記押圧部材側に移動させることで、前記回転誘導部材の当接面が前記押圧部材にて押圧されて前記回転部材が回転し、前記カム部材が回転することで前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が変化し、
   前記回転部材には、第１の回転方向へ回転させる当接面を有する第１回転誘導部材と、前記第１の回転方向と逆方向の第２の回転方向へ回転させる当接面を有する第２回転誘導部材が設けられ、
   前記主走査方向の一端部には前記第１回転誘導部材の当接面に当接可能な第１押圧部材が設けられ、他端部には前記第２回転誘導部材の当接面に当接可能な第２押圧部材が設けられ、
   前記キャリッジを前記第１押圧部材側に移動させたときには、前記回転部材が前記第１の回転方向に回転して、前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が高くなり、前記キャリッジを前記第２押圧部材側に移動させたときには、前記回転部材が前記第２の回転方向に回転して、前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が低くなり、
   前記第１回転誘導部材の当接面の傾斜は、前記第２回転誘導部材の当接面の傾斜よりも緩やかである
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カム部材の前記摺動面には、
   回転軸心と前記支持面との距離が第１の距離となる第１摺接部と、前記第１の距離より短い第２の距離となる第２摺接部を有し、
   前記第１摺接部及び前記第２摺接部の部分は周方向で平坦面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成手段が搭載されて主走査方向に移動するキャリッジと、
   前記キャリッジを摺動自在に案内する支持面を有する案内部材と、を備え、
   前記キャリッジには、主走査方向を回転軸心とする回転部材が回転自在に設けられ、
   前記回転部材は、
   前記案内部材の支持面に摺動自在に接する摺動面を有するカム部材と、
   主走査方向に沿って斜めに形成された当接面を有する回転誘導部材と、を有し、
   前記カム部材の摺動面は、回転位置に応じて回転軸心と前記案内部材の支持面との距離が変化し、
   前記主走査方向の端部には、前記回転誘導部材の当接面に当接可能な押圧部材が配置され、
   前記キャリッジを前記押圧部材側に移動させることで、前記回転誘導部材の当接面が前記押圧部材にて押圧されて前記回転部材が回転し、前記カム部材が回転することで前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が変化し、
   前記カム部材の前記摺動面には、
   回転軸心と前記支持面との距離が第１の距離となる第１摺接部と、前記第１の距離より短い第２の距離となる第２摺接部を有し、
   前記第１摺接部及び前記第２摺接部の部分は周方向で平坦面に形成されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記回転部材には、第１の回転方向へ回転させる当接面を有する第１回転誘導部材と、前記第１の回転方向と逆方向の第２の回転方向へ回転させる当接面を有する第２回転誘導部材が設けられ、
   前記主走査方向の一端部には前記第１回転誘導部材の当接面に当接可能な第１押圧部材が設けられ、他端部には前記第２回転誘導部材の当接面に当接可能な第２押圧部材が設けられ、
   前記キャリッジを前記第１押圧部材側に移動させたときには、前記回転部材が前記第１の回転方向に回転して、前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が高くなり、前記キャリッジを前記第２押圧部材側に移動させたときには、前記回転部材が前記第２の回転方向に回転して、前記キャリッジの前記案内部材の支持面に対する高さ位置が低くなる
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１回転誘導部材の当接面の傾斜は、前記第２回転誘導部材の当接面の傾斜よりも緩やかである
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記カム部材の前記第１、第２摺接部には凹部が形成されていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。

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