JP6019576B2

JP6019576B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6019576B2
Application number: JP2011272772A
Authority: JP
Inventors: 忠保榎本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2031-12-13
Also published as: CN103158364A; US20130147883A1; US8770729B2; CN103158364B; JP2013123829A

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液体カートリッジを交換可能に装着す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。

このような画像形成装置において、液体カートリッジ（容器）をカートリッジホルダ（タンクホルダ）に交換可能に装着する構成として、カートリッジホルダに装着されたインクカートリッジを抜け不能に保持する係合爪を有するロックアーム体を備え、ロックアーム体には、バネ弾性体からなる付勢手段を係合させ、この付勢手段は、ロックアーム体の係合爪を付勢し、係合爪をカートリッジホルダに装着されたインクカートリッジに係合させるようにしたものが知られている（特許文献１）。

特開２００６−４４２３６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の構成にあっては、ロックアーム体にバネ弾性体からなる付勢手段を係合させるため、コストダウンを図ることができないという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、低コスト化を図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、
液滴を吐出する記録ヘッドに供給する液体を収容した液体カートリッジを交換可能に装着したカートリッジホルダを有し、
前記カートリッジホルダ内壁面には、前記液体カートリッジが装着されたときに、前記液体カートリッジの外壁面に設けられた引っ掛け部に引っ掛かるフック部が設けられ、
前記フック部は、一端部が前記カートリッジホルダと一体の弾性変形可能な弾性変形部と、前記弾性変形部の他端部に一体形成され、前記引っ掛け部に係合する爪部と、を有し、
前記カートリッジホルダの内壁面には、前記液体カートリッジ装着方向において、前記フック部よりも入口側に、前記液体カートリッジの外壁面に設けられたガイド溝が嵌り合うガイドリブが設けられ、
前記フック部と前記ガイドリブは、前記カートリッジホルダの同じ内壁面側に配置されている
構成とした。

本発明によれば、低コスト化を図れる。

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。同装置の機構部を示す斜視説明図である。同機構部の要部平面説明図である。同じくキャリッジ部分の側面説明図である。インクカートリッジをカートリッジホルダに装着する前の状態を示す斜視説明図である。同じく図５を反対側から見た斜視説明図である。インクカートリッジをカートリッジホルダに装着する前後の状態を示す斜視説明図である。カートリッジホルダの側断面説明図である。インクカートリッジをカートリッジホルダに装着する過程の状態を説明する側断面説明図である。インクカートリッジをカートリッジホルダに装着した状態を説明する側断面説明図である。本発明の他の実施形態の説明に供するカートリッジホルダの側面説明図である。図１１を矢印Ｙ方向に見た説明図である。図１１を矢印Ｚ方向に見た説明図である。

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外観斜視説明図、図２は同装置の機構部の斜視説明図、図３は同機構部の要部平面説明図、図４は同装置のキャリッジ部分の側面説明図である。

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及び図３に示すように、左右の側板１Ａ、１Ｂに架け渡した案内部材である板状部材からなるガイド部材３にてキャリッジ４を主走査方向に移動可能に支持し、主走査モータ５によって駆動プーリ６と従動プーリ７との間に張った状態で掛け回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。

ここで、図４に示すように、キャリッジ４の移動を案内するガイド部材３は、板状部材からなり、キャリッジ４を移動自在に案内するための支持面となるガイド面３０１とガイド面３０２、３０３とを有している。

そして、キャリッジ４には、ガイド部材３のガイド面３０１に移動自在に支持される高さ調整部４０１と、ガイド面３０２に移動自在に接触する接触部４０２と、ガイド面３０３に移動自在に接触する接触部４０３とを有する所謂ロッドレスタイプの案内機構としている。

また、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からなる記録ヘッド１１ａ、１１ｂ（区別しないときは、「記録ヘッド１１」という。以下、同様）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。

記録ヘッド１１はそれぞれ２列のノズル列を有し、４つのノズル列にそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の液滴を吐出するように割り当てている。

記録ヘッド１１ａ、１１ｂにはこの記録ヘッド１１にインクを供給するヘッドタンク１２ａ、１２ｂが一体的に設けられている。一方、装置本体側には、カートリッジホルダ６０１に液体カートリッジ（メインタンク、以下「インクカートリッジ」という。）６０２が交換可能に着脱され、インクカートリッジ６０２から送液ポンプユニット６０３によって供給チューブ６０４を介してヘッドタンク１２にインク（液体）を供給する。

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の下方側には、用紙１０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との間に掛け回されて、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。

搬送ベルト２１の入口部分及び出口部分には、図４に示すように、それぞれ用紙ガイド部材５１、５２が配置されている。

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（メンテナンスユニット）４１が配置されている。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吸引キャップ４２ａ及び保湿キャップ４２ｂと、ノズル面を払拭するワイパ部材４３と、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出受け４４などで構成されている。吸引キャップ４２ａには吸引手段としての吸引ポンプ４５（後述の図４参照）が接続されている。

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。

また、記録ヘッド１１のノズルの状態の維持回復を行うときには、キャリッジ４をホーム位置である維持回復機構４１に対向する位置に移動して、吸引キャップ４２ａによるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を吸引キャップ４２ａ或いは空吐出受け４４に行うなどの回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

次に、この画像形成装置におけるインクカートリッジの装着構造について図５ないし図１０を参照して説明する。図５はインクカートリッジをカートリッジホルダに装着する前の状態を示す斜視説明図、図６は同じく図４を反対側から見た斜視説明図、図７はインクカートリッジをカートリッジホルダに装着する前後の状態を示す斜視説明図、図８はカートリッジホルダの側断面説明図、図９はインクカートリッジをカートリッジホルダに装着する過程の状態を説明する側断面説明図、図１０はインクカートリッジをカートリッジホルダに装着した状態を説明する側断面説明図である。

インクカートリッジ６０２は、カートリッジケース６２０内に所要の色のインクを収容したインク収容袋が収納されている。そして、カートリッジケース６２０の外壁面には、インクカートリッジ６０２の種類（収容液体の色）を識別するための識別リブ６２１と、カートリッジホルダ６０１に装着するときのガイド溝６２２と、引っ掛け部である引っ掛け凹部６２３とが設けられている。

ここで、識別リブ６２１は、カートリッジケース６２０をカートリッジホルダ６０１に装着するときに、カートリッジホルダ６０１の奥壁面に対向する面（これを「背面」という。）に設けられている。ガイド溝６２２は、カートリッジケース６２０をカートリッジホルダ６０１に装着するときに底側になる面（これを「底面」という。）及び天面側になる面（これを「上面」という。）に設けられている。フック引っ掛け凹部６２３は、カートリッジケース６２０の上面に設けられている。

一方、カートリッジホルダ６０１には、インクカートリッジ６０２の識別リブ６２１が嵌り込む識別リブ６１１と、インクカートリッジ６０２のガイド溝６２２に嵌り込むガイドリブ６１２と、インクカートリッジ６０２の引っ掛け凹部６２３に引っ掛かるフック部６１３が設けられている。

インクカートリッジ６０２の識別リブ６２１とカートリッジホルダ６０１の識別リブ６１１とは、各色のインクカートリッジ６０２に対応して異なる嵌め合い状態となるように設けられ、所定の色のインクカートリッジ６０２が正しく装着されるときに、識別リブ６２１と識別リブ６１１とが嵌り合うように設けられている。

インクカートリッジ６０２のガイド溝６２２とカートリッジホルダ６０１のガイドリブリブ６１２とは、インクカートリッジ６０２の着脱方向に沿って設けられている。

カートリッジホルダ６０１のフック部６１３は、カートリッジホルダ６０１に一体に設けられ、一端部（これを「後端部」という。）をカートリッジホルダ６０１の内壁面に一体にした弾性変形可能な弾性変形部６１３ａと、弾性変形部６１３ａの他端部（これを「先端部」という。）に一体形成され、インクカートリッジ６０２の引っ掛け凹部６２３に引っ掛かる爪部６１３ｂとを有している。

また、カートリッジホルダ６０１のフック部６１３の爪部６１３ｂは、インクカートリッジ６０２を装着するときに、カートリッジケース６２０に対向する側（先端側）が傾斜面９１１に形成されている。同様に、インクカートリッジ６０２のカートリッジケース６２０は、カートリッジホルダ６０１のフック部６１３の傾斜面９１１に対向する側（先端側）が傾斜面９１２に形成されている。

また、カートリッジホルダ６０１のフック部６１３の爪部６１３ｂは、インクカートリッジ６０２の着脱方向で傾斜面９１１と反対側の面も傾斜面９１３に形成されている。

これにより、インクカートリッジ６０２をカートリッジホルダ６０１から抜き出すときに、インクカートリッジ６０２を引っ張ることでフック部６１３が持ち上がってインクカートリッジ６０２を抜くことができるとともに、インクカートリッジ６０２をカートリッジホルダ６０１に装着しているときには確実にフック引っ掛け凹部６２３にフック部６１３の爪部６１３ｂが嵌り込むことで、インクカートリッジ６０２が緩まないようにすることができる。

次に、インクカートリッジ６０２をカートリッジホルダ６０１に着脱するときの作用について説明する。

まず、インクカートリッジ６０２は、カートリッジホルダ６０１の開口側から、図７及び図９の矢印Ａ方向に差し込まれる。このとき、最初に、カートリッジホルダ６０１のガイドリブ６１２にインクカートリッジ６０２のガイド溝６２２が嵌り込み、インクカートリッジ６０２を差し込むときに、ガイドリブ６１２でインクカートリッジ６０２が案内される。

このように、インクカートリッジ６０２をカートリッジホルダ６０１に差し込むときに、ガイドリブ６１２とガイド溝６２２が接触して擦れてしまうため、インクカートリッジ６０２側の接触部に傷が生じることがある。

そこで、本実施形態では、インクカートリッジ６０２側をガイド溝６２２とし、カートリッジホルダ６０１側をガイドリブ６１２としているので、ユーザーから容易に目視できないインクカートリッジ６０２のガイド溝６２２の内側に傷ができるだけである。これにより、インクカートリッジ６０２の抜き差しによる傷が目立たなくなって、インクカートリッジ６０２のリユース性が損なわれないようにすることができる。

次いで、インクカートリッジ６０２が、カートリッジホルダ６０１に一体に設けられたフック部６１３に接触するときに、インクカートリッジ６０２側の先端側傾斜面９１１とフック部６１３の先端側傾斜面９１２が接触し、そのままインクカートリッジ６０２が押し込まれることで、フック部６１３の弾性変形部６１３ａが変形して先端側爪部６１３ｂが図９で矢印Ｂ方向に持ち上げられる。

このようにフック部６１３を持ち上げた状態で、インクカートリッジ６０２を押し込むことで、フック部６１３が弾性変形部６１３ａの復元力で元に戻ろうとする方向にインクカートリッジ６０２を上方から勢いを付けて押すため、押し込み中のインクカートリッジ６０２の姿勢を安定させることができる。

なお、ここでは、インクカートリッジ６０２の先端側及びフック部６１３の爪部６１３ｂの先端側は、インクカートリッジ６０２を挿入するときのセット力を低減のためにいずれも傾斜面９１１、９１２としているが、フック部６１３を持ち上げることでインクカートリッジ６０２を、勢いを付けて押すための形状は、これに限定されるものではない。

さらに、インクカートリッジ６０２が差し込まれると、インクカートリッジ６０２の種類を識別するカートリッジホルダ６０１の識別リブ６１１の位置に到達する。識別リブ６１１は、一定のパターンからなる複数のリブによって形成されており、インクカートリッジ６０２側にも、対応して嵌り合うパターンとしての識別リブ６２１が設けられている。

これらの識別リブ６１１、６２１のリブのパターンは、正しい種類のインクカートリッジ６０２が差し込まれたときには互いに干渉することなく、通過可能（嵌め合い可能）であるが、誤った種類のインクカートリッジ６０２が差し込まれた場合は、物理的に干渉してインクカートリッジ６０２のそれ以上の挿入を規制する。なお、ここでは、識別手段をリブで形成しているが、これに限定されるものではない。

そして、正しい種類のインクカートリッジ６０２が差し込まれることで、インクカートリッジ６０２内に収納されているインクと連通可能な流路を形成するためのカートリッジホルダ６０１側のニードルなどの供給部材（図示しない）が刺し込まれる。

最後に、インクカートリッジ６０２が所定の位置まで差し込まれたとき、前述したように持ち上げられたカートリッジホルダ６０１のフック部６１３が下降して、インクカートリッジ６０２の対応する引っ掛け凹部６２３に嵌り込むことで、インクカートリッジ６０２の抜け止めがなされる。

なお、本実施形態では、ガイドリブ６１２及びガイド溝６２２によるインクカートリッジ６０２のガイド、フック部６１３によるインクカートリッジ６０２の押し付け、非互換リブ（識別リブ６１１、６１２）によるカートリッジ種類の識別、インクカートリッジ６０２とカートリッジホルダ６０１側の供給部材の刺し込み、フック部６１３によるインクカートリッジ６０２の抜け止めの順で機能するようにしている。

つまり、インクカートリッジ６０２にカートリッジホルダ６０１側の供給部材が刺し込まれる前に、フック部６１３がインクカートリッジ６０２を、勢いを付けて押すことで、供給部材を適切な位置でインクカートリッジ６０２に刺し込むことが可能になる。

また、インクカートリッジ６０２に供給部材が刺し込まれる前に非互換リブで識別することで、誤って異なった種類のインクカートリッジ６０２が供給部材に刺さってしまい、供給部材又はインクカートリッジ６０２内部で異なった種類のインクが混ざらないようにしている。

ただし、本実施形態の順に機能するものに限定されない。

このように、カートリッジホルダ６０１に一体にフック部６１３を設けることで、コストの低減を図ることができる。

ここで、カートリッジホルダ６０１に一体にフック部６１３を設けるには、カートリッジホルダ６０１のフック部６１３をインサート成型することができる。

例えば、ＳＵＳの板バネのような部材をカートリッジホルダにインサート成形することで、フック部の耐久性を向上するとともに、組み付け工数を削減してコストを削減できる。

また、カートリッジホルダ６０１に一体にフック部６１３を設けるには、カートリッジホルダ６０１とフック部６１３を樹脂の一体成型とすることができる。樹脂の一体成型とすることで、部品点数の削減とともに組立工数削減によってコストダウンを図れる。

次に、本発明の他の実施形態について図１１ないし図１３を参照して説明する。図１１は同実施形態の説明に供するカートリッジホルダの側面説明図、図１２は図１１を矢印Ｙ方向に見た説明図、図１３は図１１を矢印Ｚ方向に見た説明図である。

本実施形態では、カートリッジホルダ６０１のガイドリブ６１２は、インクカートリッジ６０２の差し込み方向で、インクカートリッジ６０２の並び方向の幅を変更している。例えば、底面側のリブ６１２は先端側が幅Ｙａ、最終的なセット位置では幅Ｙｂ（Ｙａ≦Ｙｂ）とし、上面側のリブ６１２は先端側が幅Ｚａ、最終的なセット位置では幅Ｚｂ（Ｚａ≦Ｚｂ）としている。

ここで、セット位置においては、インクカートリッジ６０２のガイド溝６２２が嵌り込むことで、インクカートリッジ６０２の並び方向の位置が規定される。

これにより、インクカートリッジ６０２のガイドと位置決めを同時に行うことができ、インクカートリッジやカートリッジホルダの形状を単純化することができる。

なお、本願において、「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。

３ガイド部材（案内部材）
４キャリッジ
１１記録ヘッド
４１維持回復機構（メンテナンスユニット）
６０１カートリッジホルダ
６０２インクカートリッジ
６１１識別リブ
６１２ガイドリブ
６１３フック部
６２１識別リブ
６２２ガイド溝
６２３引っ掛け凹部

Claims

液滴を吐出する記録ヘッドに供給する液体を収容した液体カートリッジを交換可能に装着したカートリッジホルダを有し、
前記カートリッジホルダ内壁面には、前記液体カートリッジが装着されたときに、前記液体カートリッジの外壁面に設けられた引っ掛け部に引っ掛かるフック部が設けられ、
前記フック部は、一端部が前記カートリッジホルダと一体の弾性変形可能な弾性変形部と、前記弾性変形部の他端部に一体形成され、前記引っ掛け部に係合する爪部と、を有し、
前記カートリッジホルダの内壁面には、前記液体カートリッジ装着方向において、前記フック部よりも入口側に、前記液体カートリッジの外壁面に設けられたガイド溝が嵌り合うガイドリブが設けられ、
前記フック部と前記ガイドリブは、前記カートリッジホルダの同じ内壁面側に配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
前記カートリッジホルダのフック部の爪部の前記液体カートリッジの引っ掛け部と接触する面は、前記液体カートリッジの着脱方向に傾斜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。
前記フック部は前記カートリッジホルダと一体成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記カートリッジホルダには、
前記液体カートリッジに設けられた収容している前記液体の種類を識別する識別リブが嵌り込む識別リブと、
前記液体カートリッジに差し込まれる供給部材と、を有し、
前記液体カートリッジを前記カートリッジホルダに装着するとき、
前記ガイドリブ及びガイド溝による液体カートリッジの案内、前記フック部による前記液体カートリッジの押し付け、前記識別リブによる前記液体カートリッジの前記液体の種類の識別、前記液体カートリッジへの前記カートリッジホルダ側の供給部材の刺し込み、前記フック部の前記爪部による前記液体カートリッジの引っ掛け部への係合による抜け止め、に順で機能する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。