JP2009160854A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドを搭載するキャリッジの重量が重くなると慣性力が大きくなってキャリッジの振動や衝撃が大きくなる。
【解決手段】液滴を吐出する記録ヘッド１４ａ、１４ｂを搭載した第１キャリッジ１３と、電装部品２７を搭載した第２キャリッジ２６と、駆動プーリ２２と従動プーリ２３との間に掛け回され、第１キャリッジ１３と第２キャリッジ２６とが対角位置に連結された無端状タイミングベルト２４と、駆動プーリ２２を回転駆動する主走査モータ２１とを備え、タイミングベルト２４が移動することで第１キャリッジ１３と第２キャリッジ２６とが反対方向に移動する。
【選択図】図５

Description

本発明は記録ヘッド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インクを着弾させ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る。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、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ものの総称として用いる。

シリアル型画像形成装置においては、キャリッジ上に記録ヘッドを搭載して用紙搬送方向と直交する方向にキャリッジを走査するキャリッジ走査機構としては、一般的に、駆動プーリ（プーリなどと称されるものを含む意味で用いる。）と従動プーリとの間に掛け回したタイミングベルトにキャリッジを連結し、駆動プーリを駆動モータによって回転駆動する機構が用いられている。

例えば、特許文献１には原稿を搬送方向と直交する幅方向に走査して原稿の画像を読み取る原稿読み取り部と、記録用紙を搬送方向と直交する幅方向に走査して記録用紙にインクジェット方式による印字を行う原稿読み取り部とほぼ等しい重量の印字部とを備え、原稿および記録用紙が原稿読み取り部と印字部の部分において共通の搬送路を搬送され、共通の駆動源からの駆動力を伝達する駆動力伝達用線状部材が、両側の直線状部分が上記搬送路の幅方向にのびるように無端ループ状に配置され、原稿読み取り部および印字部が、上記線状部材のループの中心に対して略対角位置にある各直線状部分にそれぞれ取り付けられているプリンタが記載されている。
特許第３６３７４１３号公報

特許文献２には搬送される記録用紙と対向して配置され、該記録用紙の搬送方向と交差する方向に往復動可能となった無端状のベルト部材と、このベルト部材に装着され、前記記録用紙に印字する印字ユニットとを具え、前記ベルト部材の中心を境として該ベルト部材に前記印字ユニットと対称の位置に装着され、この印字ユニットと同一の質量を有したバランサーユニットを具えたインクジェット記録装置が記載されている。
特開２００４−０６６５７６号公報

その他、次のような文献もある。
特開２００５−３４９７９２号公報 特開２００６−１９２６２４号公報 特開２００２−１５４２１３号公報 特開２００６−２１２７９８号公報

ところで、記録ヘッドを搭載するキャリッジの重量が重くなると、キャリッジ走査時の慣性力が大きくなるので、キャリッジの重量を軽くすることが好ましい。従来は上述したようにキャリッジと同じ重量のバランサや原稿読取部を用いることでキャリッジの振動や衝撃が実質的に減殺されるようにすることが行われているが、キャリッジの軽量化を図るということは行われていない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドを搭載するキャリッジの軽量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、
記録ヘッドを搭載した第１キャリッジと、
電装部品を搭載した第２キャリッジと、
駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回され、前記第１キャリッジと前記第２キャリッジとが対角位置に連結された無端状ベルト部材と、
前記駆動プーリを回転駆動する駆動源と、を備え、
前記ベルト部材が移動することで前記第１キャリッジと前記第２キャリッジとが反対方向に移動する
構成とした。

ここで、前記第２キャリッジと前記第１キャリッジとの間に掛け渡された可撓性を有する信号伝達部材を備えている構成とできる。

また、前記第２キャリッジの電装部品が前記第１キャリッジの位置情報を取得するリニアエンコーダスケールを読取るリニアエンコーダセンサである構成とできる。

また、前記第２キャリッジの電装部品が前記記録ヘッドで画像を形成する用紙を検知する用紙検知センサである構成とできる。

また、前記第１キャリッジ全体の質量と前記第２キャリッジ全体の質量が同じである構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドを搭載した第１キャリッジと、電装部品を搭載した第２キャリッジと、駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回され、第１キャリッジと第２キャリッジとが対角位置に連結された無端状ベルト部材と、駆動プーリを回転駆動する駆動源と、を備え、ベルト部材が移動することで第１キャリッジと第２キャリッジとが反対方向に移動する構成としたので、記録ヘッドを搭載するキャリッジの重量の軽量化を図れる。

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６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図、図２は図１の右側面説明図、図３は同装置の記録部の斜視説明図、図４は同装置のキャリッジの底面から見た斜視説明図、図５は同装置のキャリッジ走査機構部の平面説明図、図６は同じく正面説明図である。

この画像形成装置は複写装置であり、装置本体１は原稿画像を読取るスキャナなどの画像読み取り部２と、用紙Ｐに画像を形成する記録部３と、記録部３に用紙Ｐを給紙する給紙カセット部４とを備えている。そして、給紙カセット部４に収納された用紙Ｐが給紙コロ５及び分離パッドで１枚ずつ分離されて給送され、搬送路７を通じて印字部１０に搬送されて所要の画像が記録され、画像が形成された用紙Ｐは排紙経路８を通って排紙スタック部９に排紙されてスタックされる。

ここで、印字部１０は、図３、図５及び図６にも示すように、キャリッジガイド（ガイドロッド）１１と図示しないガイドステーで、第１キャリッジ１３を主走査方向に移動可能に保持している。この第１キャリッジ１３上には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する記録ヘッド１４ａ、１４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド１４」という。）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、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド１４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド１４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド１４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

なお、記録ヘッド１４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。

また、第１キャリッジ１３には、記録ヘッド１４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク１５ａ、１５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク１５」という。）を搭載している。このヘッドタンク１５には、装置本体１に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ１６から各色の供給チューブを介して、各色のインクが補充供給される。

この第１キャリッジ１３を主走査方向に移動走査するキャリッジ主走査（移動）機構は、図５及び図６にも示すように、駆動源である主走査モータ２１と、モータ２１で回転駆動される駆動プーリ２２と従動プーリ２３との間に掛け回された無端ベルト部材であるタイミングベルト２４とを備え、タイミングベルト２４に第１キャリッジ１３が連結部を介して連結され、主走査モータ２１を回転駆動することによって第１キャリッジ２３が主走査方向に移動する。

そして、タイミングベルト２４には、ガイドロッド２５に摺動自在に装着され、電装部品２７を搭載した第２キャリッジ２６が、第１キャリッジ１３と対角位置に連結部２６ａを介して連結されている。

さらに、第１キャリッジ１３と第２キャリッジ２６とは可撓性を有する信号伝達部材であるフレキシブルプリントケーブル２８によって接続されており、第２キャリッジ２６の電装部品２７はフレキシブルプリントケーブル２８を介して第１キャリッジ２３に接続される装置本体１の制御部との間の図示しないフレキシブルプリントケーブルを介して同制御部に電気的に接続されている。

また、少なくとも第１キャリッジ１３（ここでは、第２キャリッジ２６も含む）の下方には、用紙Ｐを静電吸着などして搬送する無端状の搬送ベルト３５が配置されている。この搬送ベルト３５は駆動ローラ３６と従動ローラ３７との間に掛け回されて周回移動することで用紙Ｐを主走査方向と直交する方向に搬送する。また、搬送ベルト３５を帯電させる帯電ローラ３９が搬送ベルト３５に従動して回転するように配置されている。なお、搬送ベルト３５としてはエアー吸引で用紙を吸着する構成なども適用できる。

さらに、第１キャリッジ１３の走査方向一方側の非印字領域には、図２及び図３に示すように、記録ヘッド１のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構（装置）３８を配置し、走査方向他方側の非印字領域には空吐出を行うための空吐出受け部材３９を配置している。

維持回復機構３８は、記録ヘッド１４のノズル３１を形成したノズル面３１ａをキャッピングする複数のキャップ部材４１（吸引キャップ４１ａと保湿キャップ４１ｂ）と、記録ヘッド１４のノズル面３１ａをワイピングするためのワイピング部材であるワイパーブレード４２と、空吐出受け４３とが配置されている。吸引キャップ４１ａにはチューブポンプを用いた吸引ポンプ４５を接続し、吸引ポンプ４５から排出チューブ４６を介して下側に配置される廃棄インクを収容する廃液タンク４０に排出するようにしている。また、空吐出受け部材３９には２つの開口部３９ａが形成されている。

このように構成したので、図７及び図８をも参照して、搬送ベルト３５で搬送される用紙Ｐに記録ヘッド１４ａ、１４ｂから各色の液滴を吐出させて画像を形成するために第１キャリッジ１３を主走査方向に移動させるとき、第２キャリッジ２６は第１キャリッジ１３と反対方向に移動することになる。これにより、第１キャリッジ１３と第２キャリッジ２６の運動ベクトルは逆方向になって互いに打ち消しあうことから、第１キャリッジ１３の往復走査に伴う装置本体１の振動や衝撃が低減することになる。このとき、第１キャリッジ１３の質量と第２キャリッジ２６の質量を同じにすれば、各方向の運動ベクトルは殆ど打ち消し合うことになる。

そして、この画像形成装置では、第２キャリッジ２６を単に第１キャリッジ１３と逆方向の運動ベクトルを発生させる手段として用いるだけでなく、第２キャリッジ２６には電装部品２７を搭載するようにしているので、第１キャリッジ１３に搭載する電装部品を第２キャリッジ２６に搭載することで、第１キャリッジ１３の軽量化を図れ、これによる第１キャリッジ１３の運動ベクトルを小さくすることができて、第１キャリッジ１３の往復走査に伴う装置本体１の振動や衝撃が一層低減することになる。

ここで、第２キャリッジ２６に搭載する電装部品２７としては、例えば搬送ベルト３５で搬送される用紙Ｐの先端や幅をないし両端位置などを検知するフォトセンサなどからなる用紙検知センサ及びこの用紙検知センサからの信号を処理する信号処理回路を実装したセンサボードなどを搭載することができる。そして、第２キャリッジ２６と第１キャリッジ２７との間をフレキシブルプリントケーブル２８で接続することによって、第２キャリッジ２６の電装部品２７と装置本体１の制御部との電気的接続を第１キャリッジ１３側に接続する装置本体１側とのフレキシブルプリントケーブルを介して、あるいは、第１キャリッジ１３に搭載される記録ヘッド１４ａ、１４ｂへの信号伝達を第２キャリッジ２６側に接続する装置本体１側とのフレキシブルプリントケーブルを介して行うことができるようになる。

なお、第１キャリッジ１３及び第２キャリッジ２６とタイミングベルト（ベルト部材）２４との連結箇所は固定されているので、例えば、タイミングベルト（ベルト部材）２４を複層構造として内部に電気的配線を埋め込み、それぞれ連結部１３ａ、２６ａを介して内部の電気的配線と接続することで、第１キャリッジ１３側と第２キャリッジ２６側とを電気的に接続するように構成することもできる。

このように、記録ヘッドを搭載した第１キャリッジと、電装部品を搭載した第２キャリッジと、駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回され、第１キャリッジと第２キャリッジとが対角位置に連結された無端状ベルト部材と、駆動プーリを回転駆動する駆動源と、を備え、ベルト部材が移動することで第１キャリッジと第２キャリッジとが反対方向に移動する構成としたので、記録ヘッドを搭載するキャリッジの重量の軽量化を図れる。

次に、本発明の第２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は同実施形態におけるキャリッジ走査機構部の平面説明図、図１０は同じく正面説明図である。
ここでは、第１キャリッジ１３の主走査位置情報を発生させるリニアエンコーダを構成する位置情報発生手段であるリニアエンコーダスケール（エンコーダシート）２９を第２キャリッジ２６の走査領域に沿って配置し、第２キャリッジ２６にリニアエンコーダスケール２９を読み取る読取り手段であるリニアエンコーダセンサ３０を設けている。

このように構成することで、リニアエンコーダスケール２９がインクミストを発生させる記録ヘッド１４から離れた位置に配置されることになり、リニアエンコーダスケール２９がインクミストで汚れて位置検出が不正確になることを低減することができる。これにより、第１キャリッジの位置検出精度を高水準に保つことができ、高画質画像を安定して形成することができる。

本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。 図１の左側面説明図である、 同装置の印字部の斜視説明図である。 同装置のキャリッジの底面から見た斜視説明図である。 同装置のキャリッジ走査機構部の平面説明図である。 同じく正面説明図である。 同じく異なる状態を示す平面説明図である。 同じく正面説明図である。 本発明の第２実施形態におけるキャリッジ走査機構部の平面説明図である。 同じく正面説明図である。

符号の説明

１…装置本体
２…画像読取部
３…記録部
４…給紙カセット部
Ｐ…用紙（被記録媒体）
１０…印字部（エンジンユニット）
１３…第１キャリッジ
１４ａ、１４ｂ…記録ヘッド
１５…サブタンク
１６…インクカートリッジ（メインタンク）
２１…主走査モータ（駆動源）
２２…駆動プーリ
２３…従動プーリ
２４…タイミングベルト（ベルト部材）
２６…第２キャリッジ
２７…電装部品
３５…搬送ベルト
３８…維持回復機構部

Claims (5)

1. 記録ヘッドを搭載した第１キャリッジと、
   電装部品を搭載した第２キャリッジと、
   駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回され、前記第１キャリッジと前記第２キャリッジとが対角位置に連結された無端状ベルト部材と、
   前記駆動プーリを回転駆動する駆動源と、を備え、
   前記ベルト部材が移動することで前記第１キャリッジと前記第２キャリッジとが反対方向に移動する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記第２キャリッジと前記第１キャリッジとの間に掛け渡された可撓性を有する信号伝達部材を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記第２キャリッジの電装部品が前記第１キャリッジの位置情報を取得するリニアエンコーダスケールを読取るリニアエンコーダセンサであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第２キャリッジの電装部品が前記記録ヘッドで画像を形成する用紙を検知する用紙検知センサであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第１キャリッジ全体の質量と前記第２キャリッジ全体の質量が同じであることを特徴とする画像形成装置。

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