JP5954061B2

JP5954061B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5954061B2
Application number: JP2012194927A
Authority: JP
Inventors: ▲雑▼賀聡一; 成瀬慎一郎; 清水健司
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: US20140063123A1; JP2014050969A; US9028046B2

Description

本発明は、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、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）を記録ヘッドとして用いた液体吐出記録方式の画像形成装置に関する。

上記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。
ところで、この種の液体吐出方式による画像形成装置において画像形成する場合には、ノズルから吐出される液滴の着弾精度が画像品質に大きく影響し、液滴の着弾精度が悪いと画像品質が低下することになるので、記録ヘッド位置を高精度に位置決めする必要がある。

一方、複数のヘッドを保持するキャリッジでは各ヘッドの副走査方向（用紙搬送方向）のインク着弾位置をヘッドの実装位置を調整することで合わせていた。
その一例として特許文献１には複数のヘッドを保持するサブキャリッジを備えており、そのサブキャリッジをキャリッジに対して位置決めして装着するようなキャリッジ構成であって、装着の際キャリッジとサブキャリッジの位置関係を調整することができるようにした画像形成装置が開示されている。

ところで、近年、各ヘッドの副走査方向におけるインク着弾位置の調整はヘッドを実装後に容易に調整したい、すなわち、各ヘッドの副走査方向インク着弾位置を実機上で確認してから簡単に調整したいという要望がある。しかしながら、上記特許文献１に記載の画像形成装置ではかかる要求に応えることができないと言う問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、各ヘッド間の副走査方向の着弾位置を実機上で容易に調整することが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、液滴を吐出する複数の記録ヘッドと、該記録ヘッドを保持する複数のヘッドホルダと、該複数のヘッドホルダを保持するキャリッジとを有し、該キャリッジは主走査方向に配置されたガイド部材に沿って移動可能で、かつ、該ガイド部材と同じ方向に配設された基準部材を備え、前記複数のヘッドホルダが前記ガイド部材に並列して保持される画像形成装置において、前記キャリッジと前記複数のヘッドホルダの間に中間ホルダを設け、該中間ホルダは前記基準部材を主基準とし、主基準と少なくとも２つの従基準とを介して前記キャリッジに支持され、少なくとも１つの前記従基準に従基準位置を前記キャリッジに対して変位可能な調整部材を設け、前記ヘッドホルダは前記基準部材を主基準とし、前記基準部材の配設された方向に直交する方向で中間ホルダに対して突き当てられる突き当て部を有することを特徴とする画像形成装置を提案する。

本発明によれば、省スペースかつ高精度に中間ホルダに支持したヘッドホルダ間の副走査方向着弾位置ずれを実機上で容易に調整することができる。

本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す斜視説明図である。そのキャリッジ走査機構部の斜視説明図である。図３は同記録装置におけるヘッドホルダをキャリッジに装着する前の状態を説明するキャリッジ部分の模式的斜視説明図である。ヘッドホルダをキャリッジに装着した状態を説明するキャリッジ部分の斜視説明図である。加圧構造の説明に供するキャリッジ部分の側面説明図である。加圧部材であるホルダ加圧用カバー部材を組み付けた状態の模式的斜視説明図である。第１実施形態におけるキャリッジ構成を説明する模式的斜視図である。第１実施形態におけるキャリッジ構成を説明する模式的側面図である。第１実施形態におけるキャリッジ構成を説明する模式的正面図である。ヘッドホルダと中間ホルダの構成を説明する模式的斜視図である。調整カムの配置を説明する模式図である。中間ホルダの各部を説明する模式的斜視図である。偏心カムの角度とヘッドホルダの着弾位置変位量の関係を示すグラフである。歯付きカムの角度とヘッドホルダの着弾位置変位量の関係を示すグラフである。第２実施形態における送りねじ機構の配置を説明する模式図である。

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の一例について図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は画像形成装置の全体構成を示す斜視説明図、図２はそのキャリッジ走査機構部の斜視説明図である。

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り、装置本体１と、装置本体１を支持する支持台２とを備えている。
装置本体１の内部には、図示しない両側板にガイド部材であるガイドロッド３及びガイドステー４が掛け渡され、これらのガイドロッド３及びガイドステー４にキャリッジ５が矢示Ａ方向（主走査方向）に摺動可能に保持されている。

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液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド６が搭載されている。各記録ヘッド６には、各記録ヘッドにインクを供給するヘッドタンクが一体的に備えられている。

そして、キャリッジ５を移動走査する主走査機構部１０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牽引部材であるタイミングベルト１４とを備えている。なお、従動プーリ１３は、図示しない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）にテンションが加えられている。

このキャリッジ５主走査方向に移動する主走査領域のうち、記録領域では、用紙２０が吸引搬送部７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、用紙搬送方向：矢示Ｂ方向）に間欠的に搬送される。

また、主走査領域の一方の主走査方向端部側には、記録ヘッド６の維持回復を行う維持回復機構８が配置されている。さらに、主走査方向のキャリッジ移動領域外又は、上記主走査領域の他方の主走査方向端部側には、記録ヘッド６のサブタンクに供給する各色のインクを収容したカートリッジ９が装置本体１に対して着脱自在に装着される。

また、給紙手段２１には、ロール紙（以下「用紙」という。）２０がセットされるが、幅方向のサイズが異なるロール紙をセットすることが可能となる構成としている。給紙手段２１から搬送された用紙２０は、装置本体１の後方から前方に向けて、搬送手段により記録領域へ搬送される。そして、キャリッジ５を主走査方向に移動し、吸引搬送部７にて用紙２０を間欠的に送りながら、記録ヘッド６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２０上に所望の画像が形成される。さらに、画像形成後の用紙２０は、所定の長さにカットされ、装置本体１の正面側に配置された図示しない排紙トレイへ排出される。

次に、本発明にかかる画像形成装置のキャリッジ５の構成ついて図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同記録装置におけるヘッドホルダをキャリッジに装着する前の状態を説明するキャリッジ部分の模式的斜視説明図、図４はヘッドホルダをキャリッジに装着した状態を説明するキャリッジ部分の斜視説明図である。

キャリッジ５には、黒用のヘッドホルダ５１Ａと、カラー用のヘッドホルダ５１Ｂとが保持されている。
ヘッドホルダ５１Ａには、副走査方向に千鳥状に配置されたブラックの液滴を吐出する２つの記録ヘッド６Ａ、６Ｂが搭載されている。ヘッドホルダ５１Ｂには、記録ヘッド６Ｂと副走査方向位置を同じくして、イエロー、マゼンタ、シアンの液滴を吐出する３つの記録ヘッド６Ｃ、６Ｄ、６Ｅが搭載されている。なお、前記のとおり、記録ヘッドを区別しないときは「記録ヘッド６」と称している。なお、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂで保持する記録ヘッド６は１個でもよい。

ここで、キャリッジ５には、ガイドロッド３と同じ方向に基準部材としての基準軸部材７１が設けられている。そして、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ（以下、区別しないときには、「ヘッドホルダ５１」という。）には、基準軸部材７１に着脱可能に嵌り込むフック形状の引っ掛け部５３が設けられ、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂは引っ掛け部５３を基準軸部材７１に引っ掛けることでキャリッジ５に保持されている。なお、基準軸部材７１は円柱状、多角柱状とすることができる。

このように、基準軸部材７１をキャリッジ５のガイド部材３と同じ方向に配置することで、副走査方向、高さ方向、あおり方向、主走査方向の傾きの位置精度が向上する。
本実施形態において、ヘッド交換を行うとき、例えば記録ヘッド６Ａ、６Ｂの交換を行うときには、ヘッドホルダ５１を基準軸部材７１から取り外し、交換後のヘッドホルダ５１を基準軸部材７１に引っ掛けて保持させる。

これにより、交換したヘッドホルダ５１のヘッド位置精度を再現できるとともに、他方のヘッドホルダ５１のヘッド６に対しても高い位置精度を得ることができる。
このように、液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、１又は２以上の記録ヘッドを保持する１又は複数のヘッドホルダと、ヘッドホルダを保持するキャリッジとを備え、キャリッジは主走査方向に配設されたガイド部材に沿って移動可能であり、キャリッジにはガイド部材と同じ方向に配設された基準部材を有し、ヘッドホルダは基準部材に着脱可能に引っ掛けられて保持されている構成とすることで、ヘッドを高い精度で容易に位置決めでき、ヘッド交換を容易に行うことができる。

次に、本記録装置におけるヘッドホルダの加圧構造について図５及び図６を参照して説明する。なお、図５は加圧構造の説明に供するキャリッジ部分の側面説明図、図６は加圧部材であるホルダ加圧用カバー部材を組み付けた状態の模式的斜視説明図である。

ヘッドホルダ５１Ａ，５１Ｂは、図５に示すように、キャリッジ５に当接する少なくとも一箇所の当接部である突き当て部５８を有している。なお、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂは、主走査方向で１つの引っ掛け部５３を有する状態で図示しているが、主走査方向の両端部にそれぞれ引っ掛け部５３を形成するなど、複数の引っ掛け部を有する構成とすることもできる。

そして、基準軸部材７１を回転中心としてヘッドホルダ５１をキャリッジ５側に押し付ける方向に加圧する加圧手段であるホルダ加圧機構８０が設けられている。
このホルダ加圧機構８０は、キャリッジ５に後端部８２ｂが軸８１で回転可能に支持されたホルダ加圧用カバー部材８２を有している。カバー部材８２は、例えば図６に示すようにほぼ平板状の部材である。

なお、ここでは、２つのヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂが共通のカバー部材８２としているが、各ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂごとにカバー部材を設ける構成とすることもできる。

このカバー部材８２の先端部側には、ヘッドホルダ５１に上方から当接する加圧部１８２（後述する加圧部１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃの総称）を有している。そして、このカバー部材８２とキャリッジ５との間には引っ張りコイルばねなどの弾性部材８３が設けられ、弾性部材８３の弾性的な引っ張り力によって、ホルダ加圧用カバー部材８２の加圧部１８２はヘッドホルダ５１を白抜き矢印方向に加圧（押圧）している。

これにより、ヘッドホルダ５１はカバー部材８２によって基準軸部材７１を回転中心として図５で時計回り方向（白抜き矢印方向）に回動付勢されて、基準軸部材７１とキャリッジ５に押し付けられるので、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂの姿勢が規定される。つまり、基準軸部材７１にヘッドホルダ５１を引っ掛け、カバー部材８２を閉じる（ヘッドホルダ５１の上方を覆う）だけで加圧部１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃがヘッドホルダ５１を押し、その姿勢を決めることができる。

その結果、ヘッド交換をユーザーの下で行う場合であっても、容易にヘッド位置を高い精度で決めることができ、ヘッド交換が容易になる。

次に、上記説明した画像形成装置に用いた本発明の第１の実施形態について、図７から図１２を参照しながら説明する。

なお、図７は同実施形態におけるキャリッジ構成を説明する模式的斜視図、図８は同実施形態におけるキャリッジ構成を説明する模式的側面図、図９は同実施形態におけるキャリッジ構成を説明する模式的正面図、図１０はヘッドホルダ５１と中間ホルダ３１の構成を説明する模式的斜視図、図１１は調整カム３７の配置を説明する模式図、図１２は中間ホルダの各部を説明する模式的斜視図である。

キャリッジ５とヘッドホルダ５１の間に中間ホルダ３１が配置され、中間ホルダ３１は基準軸７１に引っ掛ける等によってキャリッジ５に保持され、さらにキャリッジ５の両側面に設けられた右調整板３５、左調整板３６によって後述する中間ホルダ３１従基準３２Ａ，３２Ｂを支持されている。中間ホルダ３１は、基準軸７１の軸線方向においてキャリッジ５とほぼ同幅に形成され、キャリッジ５に対する姿勢は、基準軸７１と幅方向における左右調整板３５，３６によって支持された従基準３２Ａ、３２Ｂの位置により規制されている。

ヘッドホルダ５１は基準軸７１に引掛け部５３を掛け、突き当て部５８をキャリッジ５ではなく中間ホルダ３１に形成されたヘッドホルダ突き当て部３３に突き当てることで姿勢が規制される。

中間ホルダ３１はヘッドホルダ５１を保持した状態で昇降カムによって上下方向に移動可能であり、ヘッド６のノズル面と記録紙等のメディアとの距離（ギャップ）を調整することができる。なお、昇降カムは図示しない駆動源とキャリッジのホームポジション位置で連結し、駆動を伝達することで中間ホルダ３１を上下方向に移動することができる。

中間ホルダ３１は基準軸７１の軸線方向における左右両側に従基準３２Ａ，３２Ｂが設けられ、中間ホルダ３１の左側の左従基準３２Ｂは左調整板３６によって固定されており、他方、中間ホルダ３１の右側の右従基準３２Ａには調整カム３７が配置されており、調整カム３７はヘッドホルダ５１が中間ホルダ３１のヘッドホルダ突き当て部３３を副走査方向に押す力によって右調整板３５に対して副走査方向（図８の右方向）に押付けられている。この調整カム３７はレバー部３７Ａを回転させることで、右調整板３５と中間ホルダ３１の右従基準３２Ａとの副走査方向の位置関係を変更することができる。調整カム３７は調整した位置が簡単にずれることがないように、比較的きつめに嵌合され、レバー部３７Ａをある程度大きな力を加えなければ、カムを回転できないように設定されている。なお、調整カム３７はカム面に多数の歯を形成して歯毎にカムの面の位置を変えられるように構成したものであってもよい。このとき、調整カム３７に偏心カムを用いた場合、右従基準３２Ａの副走査方向変位量はカムの角度に対して図１３のグラフに示すように、無段階に変えられるが、調整カム３７に歯付きカムを用いた場合、右従基準３２Ａの副走査方向変位量はカムの角度に対して図１４のグラフに示すように、段階的に変えられる。

中間ホルダ３１は基準軸７１を中心に回転可能に保持されており、中間ホルダ３１の左従基準３２Ｂを固定して中間ホルダ３１の右従基準３２Ａを調整カム３７で基準軸７１と直交する副走査方向に移動させることによって、中間ホルダ３１が左右方向においてねじれが生じ、それによって図１２に示すヘッドホルダ５１Ａに突き当てる突き当て部３３Ａと、ヘッドホルダ５１Ｂに突き当てる突き当て部３３Ｂの位置関係をずらすことができる。

ここで、中間ホルダ３１内に配置されたヘッドホルダ５1Ａ、５１Ｂの位置は、主基準として中間ホルダと共有される基準軸７１と、ヘッドホルダの突き当て部５８が突き当たる中間ホルダ３１の突き当て部３３Ａ、３３Ｂの位置関係でのみ決まるため、中間ホルダ３１がねじれたとしてもヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ自体がねじれて配置されたり、相対的にねじれた位置に配置されることはない。

すなわち、中間ホルダ３１の右従基準３２Ａだけが副走査方向（図８の左方向）にずれて中間ホルダにねじれを生じたとしても、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂの主基準である基準軸７１は変動せず、従基準である中間ホルダの突き当て部３３Ｂが突き当て部３３Ａよりも図１２における前方（図８の右方向）に移動するだけである。そのため、ヘッドホルダ５１Ａと５１Ｂとはねじれを生じることなく、ほぼ副走査方向にのみ相対位置を変える（ヘッドホルダ５１Ｂをヘッドホルダ５１Ａよりも図８の左方向に大きくずらす）ことができる。中間ホルダ３１を設けない構成においては、同様のカムを設けたとしてもヘッドホルダ位置にねじれが生じてしまい、副走査方向のみ変動させることができず、記録される画像品質を保つことができない。

このように、中間ホルダ３１のヘッドホルダ突き当て部３３Ａ、３３Ｂの位置関係が変位することによって、ヘッドホルダ５１Ａと５１Ｂとの副走査方向（図１のＢ方向）位置関係がかわり、実装後にブラックの液滴とカラーの液滴との副走査方向着弾位置を調整することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について、図１５を参照しながら説明する。
図１５において、本実施形態は調整カム３７の代わりに、調整板３８と送りねじ機構３９を採用している。右従基準３２Ａは調整板３８に固定されており、送りネジ機構３９によって、調整板３８を図の左右方向に移動させ、それによって調整板３８と右調整板３５との位置関係を変更する。これによって、中間ホルダ３１の右従基準３２Ａを右調整板３５に対して変位させることができ、上述した第１の実施形態の調整カム３７と同様の効果が得られる。

これらの調整機構を配置することによって、ヘッド交換を実施した際等に、実機上で
ブラックとカラーの副走査方向インク着弾位置を用意に調整することができる。
なお、本発明において、「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り、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、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、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。

１装置本体
５キャリッジ
６、６Ａ〜６Ｄ記録ヘッド
１０キャリッジ走査機構部
３１中間ホルダ
３２Ａ右従基準
３２Ｂ左従基準
３７調整カム
３８調整板
３９送りねじ機構
５１Ａ、５１Ｂヘッドホルダ
５３引っ掛け部
７１基準部材
８０加圧機構
８２カバー部材

特開２００５−２２４６８５号公報

Claims

液滴を吐出する複数の記録ヘッドと、
該記録ヘッドを保持する複数のヘッドホルダと、
該複数のヘッドホルダを保持するキャリッジとを有し、
該キャリッジは主走査方向に配置されたガイド部材に沿って移動可能で、かつ、該ガイド部材と同じ方向に配設された基準部材を備え、
前記複数のヘッドホルダが前記ガイド部材に並列して保持される画像形成装置において、
前記キャリッジと前記複数のヘッドホルダの間に中間ホルダを設け、
該中間ホルダは前記基準部材を主基準とし、主基準と少なくとも２つの従基準とを介して前記キャリッジに支持され、
少なくとも１つの前記従基準に従基準位置を前記キャリッジに対して変位可能な調整部材を設け、
前記ヘッドホルダは前記基準部材を主基準とし、前記基準部材の配設された方向に直交する方向で中間ホルダに対して突き当てられる突き当て部を有す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、前記調整部材を設けた従基準と別の従基準は前記キャリッジに固定であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記調整部材は段階的に中間ホルダの従基準位置を変位可能であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記調整部材は無段階に中間ホルダの従基準位置を変位可能であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし４の何れかに記載の画像形成装置において、前記調整部材はカム形状部材であることを特徴とする記載の画像形成装置。
請求項１ないし４の何れかに記載の画像形成装置において、前記調整部材は送りねじ機構であることを特徴とする記載の画像形成装置。