JP6311313B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録ヘッドを有する画像形成装置に関するものである。

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インクジェット記録装置などが知られている。

ところで、かかる液体吐出記録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、複数の記録ヘッドを用いる装置では記録ヘッド同士の相対位置を高精度に位置決めする必要がある。

記録ヘッド同士の相対位置を高精度に位置決めするために、複数の記録ヘッドを保持するキャリッジにおいては、各記録ヘッド同士の相対位置関係を記録ヘッドの実装位置を調整することで合わせている。また、各記録ヘッド間の相対位置を調整する機構を設け、実装後に必要に応じて実機上で記録ヘッド間の相対位置調整を行う場合もある。

特許文献１では、キャリッジに設けられた面に複数のサブキャリッジを配置しサブキャリッジの周囲をキャリッジが覆う構成において、サブキャリッジが配置されているキャリッジの面にサブキャリッジ同士の相対位置を調整する調整機構が設けられた構成が開示されている。

また、公知ではないが本発明者らが先に提案した特願２０１２−１９４９２７号にはキャリッジに設けられた基準部材にサブキャリッジをぶら下げて保持する構成において、サブキャリッジを支持する従基準位置を変位させることでサブキャリッジ間の倒れ差を調整して相対位置を調整する構成が開示されている。

前者の特許文献１の構成では、サブキャリッジと調整機構を配置するにはキャリッジを大きくする必要があり、キャリッジ幅が大きくなるとともに装置幅も大きくなり装置設置面積が大きくなってしまうという問題があった。

また、後者の構成では、サブキャリッジの倒れを調整すると記録ヘッドと印字面との距離（ギャップ）が変化してしまい、印字面への着弾タイミングが変動し、着弾位置を制御することが困難になる。さらに、このギャップが狭くなりすぎると印字動作時に用紙と記録ヘッドが接触する原因にもなるという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、実機上で印字ギャップを変えることなく着弾位置ずれを調整可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するため、本発明は、液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、該記録ヘッドを少なくとも１個保持するヘッドホルダと、該ヘッドホルダを複数保持するキャリッジとを備え、該キャリッジが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あり、前記キャリッジには前記ガイド部材と同じ主走査方向に配設された基準部材を有し、前記複数のヘッドホルダがそれぞれ前記基準部材に保持され、該基準部材の前記ヘッドホルダを保持する領域内で、複数の前記ヘッドホルダを保持する前記基準部材を撓ませる調整部材を設け、該調整部材により前記基準部材が撓むことにより、記録ヘッドと印字面との距離を変えることなく複数の前記ヘッドホルダ間の間隔を調整可能とした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、キャリッジ幅を増加させずに、また印字ギャップを変化させることなく、複数の記録ヘッド間の着弾位置ズレを実機上で調整することができる。

本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視説明図である。 そのインクジェット記録装置のキャリッジ走査機構部の斜視説明図である。 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。 図７は本発明の一施形態におけるキャリッジ構成を説明する模式的平面図である。 インク着弾位置の一例を説明する模式的平面図である。 図８の着弾位置に対しヘッドホルダの位置調整を説明する模式的平面図である。 図９のヘッドホルダの位置調整後のインク着弾位置を説明する模式的平面図である。 図８と異なるインク着弾位置の例を説明する模式的平面図である。 図１１の着弾位置に対しヘッドホルダの位置調整を説明する模式的平面図である。 図１２のヘッドホルダの位置調整後のインク着弾位置を説明する模式的平面図である。 調整部材の一例を示す断面説明図である。 調整部材の別の例を示す断面説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。
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を示す斜視説明図、図２は同じく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、該装置本体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には図示しないが、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。

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）にテンションが架けられている。

このキャリッジ５におけ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、主走査領域のうち一方の端部側領域には、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、上記主走査領域のうち他方の端部側領域には、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メインカートリッジ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がセットされているが、幅方向のサイズが異なるロール紙がセット可能である。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、吸引搬送部７にて搬送された用紙２０にキャリッジ５を主走査方向に移動しながら、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上に所要の画像を形成する。その後、吸引搬送部７により用紙２０を間欠的に搬送し、搬送と画像形成とを繰り返すことにより画像形成が完了する。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、本発明に係る画像形成装置のキャリッジ５の構成について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同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７１に引っ掛けることでキャリッジ５に並列して保持されている。なお、基準軸７１は円柱状だけでなく、多角柱形状とすることができる。

このように、基準軸７１をキャリッジ５のガイドロッド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７１から取り外し、交換後のヘッドホルダ５１を基準軸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の取り付け位置を再現できるとともに、他方のヘッドホルダ５１に対しても高い相対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となっている。また、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としての基準軸７１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。このように構成することで、記録ヘッドを高い精度で容易に位置決めでき、記録ヘッドの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のカバー部材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に対して共通のカバー部材８２が設けられているが、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、ホルダ加圧用のカバー部材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）だけでヘッドホルダ５１の姿勢を決めることができる。

その結果、記録ヘッドの交換をユーザー先で行う場合であっても、容易に記録ヘッドの位置を高い精度で決めることができ、記録ヘッドの交換が容易になる。
次に、本発明の一実施形態について、図７から図１１を参照して説明する。
なお、図７は同実施形態におけるキャリッジ構成を模式的に示す平面図、図８は同実施形態におけるインク着弾位置を模式的に示す平面図である。図９は同実施形態における位置調整後のヘッドホルダを模式的に示す平面図、図１０は図９の位置調整後におけるインク着弾位置を模式的に示す平面図である。

図７に示す隣接するヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂは別部品であるため、部品バラツキにより基準軸７１にぶら下がる姿勢が異なってしまう可能性がある。姿勢が異なると各ヘッドホルダ５１から吐出されるインクの着弾位置がずれてしまい狙いの画像を形成することができなくなる。例えば、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂから連続して吐出されるインクの着弾位置が図８に示すように、副走査方向においてハの字状に開いてしまう場合がある。なお、図８のズレは誇張して示している。

本実施形態では図７及び図９に示すように、基準軸７１を撓ませる調整部材３０を設けている。そして、図８に示すように、インクの着弾位置が副走査方向にハの字状に開くズレが生じている場合、図９に示すように調整部材３０によって基準軸７１を図の上方へ撓ませて、ヘッドホルダ５１がヨーイング方向に回転する。すなわち、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂが用紙とのギャップを生じた平面内のままその間隔が狭まる方向に調整移動される。その結果、図１０に示すように、両ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂから吐出されるインクの着弾が副走査方向に平行になる。かくして、両ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂをキャリッジの進行方向に対して垂直方向に対して調整することができる。この調整により、キャリッジ幅を増加させたり印字ギャップを変化させることなく、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ間のインク着弾位置ズレを実機上での一方向への調整で調整することができる。

また、図７に示したヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂから吐出されるインクの着弾位置が図１１に示すように、逆ハの字状になっている場合がある。すなわち、両ヘッドホルダ５１から吐出されるインクの着弾位置は下流に向かうほど主走査方向下流側に寄る斜線となり、全体で逆ハの字状になっている場合がある。このとき、図１２に示すように調整部材３０によって基準軸７１を図の下方へ撓ませることでヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂが用紙とのギャップを生じた平面内のままその間隔が広がる方向に調整移動される。その結果、図１３に示すように、両ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂから吐出されるインクの着弾が副走査方向に平行になる。かくして、キャリッジ幅を増加させたり印字ギャップを変化させることなく、ヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂ間のインク着弾位置ズレを実機上での一方向への調整で調整することができる。

図１４及び図１５は調整部材３０の具体例を示す説明図である。
図１４において、調整部材３０はキャリッジ５に支持されたネジ３１を備え、ネジ３１の先端が基準軸７１に突き当てられている。これにより、ネジ３１を図１４で見て下げる方向に回せば基準軸７１を図１４で見て下方に撓ませることができる。

また、図１５に示す調整部材３０では基準軸７１を図１５で見て上下方向からそれぞれネジ３１，３２が突き当てられており、ネジ３１を図１５で見て下げる方向に回せば基準軸７１を図１５で見て下方に撓ませることができ、ネジ３２を図１５で見て上げる方向に回せば基準軸７１を図１５で見て上方に撓ませることができる。なお、符号３３は圧縮バネであり、基準軸７１とキャリッジ５との間隔を広げる。

これら調整部材による調整はヘッドホルダ５１Ａ、５１Ｂの位置をカメラにて直接ノズルまたはアライメントを確認して位置だしを行うか、またはインクを印字した用紙、プレートなどの画像、インク位置を確認して位置だしを行うことができる。

上記した調整部材３０はヘッドホルダ５１が３つ以上備えている装置では複数個の調整部材３０を用意して各ヘッドホルダの間にそれぞれ配置することが好ましい。また、上記調整部材３０はネジによって基準軸７１を撓ませているが、ネジの代わりに基準軸に引っ掛けたワイヤーで加圧して撓ませるワイヤー方式を用いてもよい。

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する。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。

３ ガイドロッド
５ キャリッジ
６ 記録ヘッド
３０ 調整部材
３１、３２ ネジ
５１ ヘッドホルダ
７１ 基準軸

特開２００７−１９０８６７号公報

Claims (3)

1. 液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
   該記録ヘッドを少なくとも１個保持するヘッドホルダと、
   該ヘッドホルダを複数保持するキャリッジと
   を備え、
   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あり、
   前記キャリッジには前記ガイド部材と同じ主走査方向に配設された基準部材を有し、
   前記複数のヘッドホルダはそれぞれ前記基準部材に保持され、
   該基準部材の前記ヘッドホルダを保持する領域内で、複数の前記ヘッドホルダを保持する前記基準部材を撓ませる調整部材を設け、該調整部材により前記基準部材が撓むことにより、記録ヘッドと印字面との距離を変えることなく複数の前記ヘッドホルダ間の間隔を調整可能としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記調整部材は隣り合う前記ヘッドホルダの間に配置し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. 前記ヘッドホルダが３つ以上備えている際、前記調整部材は、隣り合うヘッドホルダの間毎に配置されるように、複数個用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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