JP2009208376A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】逆Ｖ字板金を主ガイド部材に使用したものは摺動部分に潤滑剤を塗布すると垂れ落ちてしまい、キャリッジ側の軸受け形状が限定され、更に主ガイド部材の受け面の角度を変更したい場合にはキャリッジ側での形状変更を行う必要があって汎用的でない。
【解決手段】記録ヘッド１４を搭載したキャリッジ１３と、キャリッジ１３を摺動自在にガイドする主ガイド部材１１と、キャリッジ１３の主ガイド部材１１に対する回転を防止する副ガイド部材１２とを備え、主ガイド部材１１は断面形状がＶ字形状であるＶ字ガイドレールであり、キャリッジ１３の摺動部３１をＶ字ガイドレール１１にて２点で支持することでガタを低減し、潤滑剤受けとして使用可能で、キャリッジ１３側の形状変更を伴うことなくＶ字ガイドレール１１を傾けるだけで最適化を図れる。
【選択図】図３

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記録ヘッドを画像形成手段に用いた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、「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滴を吐出する装置を意味し、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、パターン材料なども含まれる。

このような画像形成装置として、画像形成手段である記録ヘッドをキャリッジに搭載し、キャリッジを主走査方向に移動走査し、用紙を主走査方向と直交する副走査方向に間歇的に移動させながら、記録ヘッドで画像を形成するシリアル型画像形成装置が知られている。なお、以下の説明でも画像形成手段としての記録ヘッドが液体吐出ヘッドである例で説明しているが、画像形成手段としては液体吐出ヘッドに限らず、その他の画像形成手段であっても本発明は同様に適用することができる。

このようなシリアル型画像形成装置においては、キャリッジを摺動自在に案内する主ガイド部材としては、図８に示すように断面円形上のガイドロッドが一般的に用いられている（特許文献１など）が、キャリッジの軸受５０２とガイドロッド５０１間にあるクリアランス（ガタ）により、異なるヘッド間での副走査方向の色ズレや罫線印字ズレ等の障害が発生することが知られている。特に、ヘッドが長尺になることで「ガタ」による罫線印字ズレが問題になるおそれがある。

そこで、例えば、キャリッジの軸受の形状を「ハの字」形状としてガタの発生を低減することが知られている。また、図９に示すように、ガイド部材５０３として「逆Ｖ字板金」で形成したものを用いることも知られている（特許文献２参照）。

特開２００４−２５５７５８号公報 特開２００６−０９５７９７号公報

しかしながら、上述した従来の「逆Ｖ字板金」を主ガイド部材に使用する構成にあっては、摺動部分に潤滑剤（グリス）を塗布した場合にグリスが滴下してしまい、また、キャリッジ側の軸受け形状が限定され、更に受け面の角度をキャリッジ構成（重量バランス）に合わせて変更したい場合にはキャリッジ側での形状変更を行う必要があるなど汎用的でない、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、簡単な構成で、キャリッジのガタを低減しつつ、潤滑剤を塗布することができ、キャリッジ側の設計の自由度を高め、キャリッジの耐久性、挙動の安定性を向上させ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キャリッジと、
このキャリッジを摺動自在にガイドする主ガイド部材と、
前記キャリッジの前記主ガイド部材に対する回転を防止する副ガイド部材と、を備え、
前記主ガイド部材は断面形状がＶ字形状である
構成とした。

ここで、前記キャリッジの前記主ガイド部材に接する摺動部内に、前記キャリッジに駆動力を伝達するベルト部材が通っている構成とできる。また、前記主ガイド部材は取付け角度を変更可能に支持されている構成とできる。また、前記キャリッジの前記主ガイド部材に接する摺動部には偏心カムが設けられ、前記偏心カムが前記主ガイド部材に摺動自在に接する構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、キャリッジを摺動自在にガイドする主ガイド部材は断面形状がＶ字形状である部材であるので、簡単な構成で、キャリッジのガタを低減しつつ、潤滑剤を塗布することができ、キャリッジ側の設計の自由度を高め、キャリッジの耐久性、挙動の安定性を向上させることができる。

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。まず、本発明に係るエンコーダシートを含む本発明に係る位置検出装置を備え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機構部の斜視説明図、図２は同じくキャリッジ部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、ベース部材１上に立設された左右の側板２Ａ、２Ｂに横架した主ガイド部材である断面形状がＶ字形状の板金などで形成したＶ字ガイドレール１１と、副ガイド部材であるスライドレール１２（図２参照）でキャリッジ１３を主走査方向（矢示Ｘ方向）に摺動自在に保持している。

このキャリッジ１３には、主走査モータ５によって回転駆動される駆動プーリ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が背面側にベルトクランプ９にて固定されており、主走査モータ５を駆動することによって主走査方向にキャリッジ１３が移動走査される。

このキャリッジ１３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記録液を供給するヘッドタンクを含む記録ヘッドユニット１４ａ、１４ｂ（区別しないときは「記録ヘッドユニット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（矢示Ｙ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。

一方、キャリッジ１３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、図示しない副走査モータによって搬送ローラ２２が回転駆動されることによって副走査方向（矢示Ｙ方向）に周回移動される。

なお、図示しないが用紙を搬送ベルト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ユニット１４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も備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、図示しない給紙手段から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１３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ユニット１４の液体吐出ヘッド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。

ここで、この画像形成装置においては、図２にも示すように、キャリッジ３を摺動自在に保持するＶ字ガイドレール１１を有し、キャリッジ３に設けた断面形状が略半円状の摺動部（軸受相当部）３１をＶ字ガイドレール１１上に摺動自在に載置している。このとき、キャリッジ３の摺動部３はＶ字ガイドレール１１の２つの受け面１１ａに当接して２点支持されるので、キャリッジ３とＶ字ガイドレール１１との間のガタがなくなる（又は低減する。）。なお、キャリッジ３がＶ字ガイドレール１１回りに回転することは副ガイド部材であるスライドレール１２にて規制される。

このように、キャリッジを摺動自在にガイドする主ガイド部材は断面形状がＶ字形状である部材であるので、簡単な構成で、キャリッジのガタを低減しつつ、後述するように潤滑剤を塗布しても滴下することがなく、キャリッジ側の設計の自由度を高め、キャリッジの耐久性、挙動の安定性を向上させることができる。

次に、本発明の第２実施形態について図３を参照して説明する。なお、図３は同実施形態におけるキャリッジ部の側面説明図である。
この実施形態は、Ｖ字ガイドレール１１の底部をグリス溜まりとして使用し、グリス３２を溜めている。これは、Ｖ字ガイドレール１１とすることで可能になるもので、従来のように逆Ｖ字形状のガイド部材ではグリス溜まりを設けることができない。このようにグリス溜まりとして使用できることで耐久性の向上を図れ、長期にわたり安定して移動走査を行うことができる。

次に、本発明の第３実施形態について図４を参照して説明する。なお、図４は同実施形態におけるキャリッジ部の側面説明図である。
この実施形態は、キャリッジ１３の摺動部３１に主走査方向に沿って中空部３３を形成し、この中空部３３内にキャリッジ１３を移動させる駆動力を伝達するベルト部材、例えば上述したタイミングベルト８を通し、ベルトクランプ９でクランプしてタイミングベルト８をキャリッジ１３に取付けている。なお、中空状摺動部３１にはタイミングベルト８を嵌め込むためのスリット状開口部３１ａを主走査方向に沿って形成している。

このようにＶ字ガイドレールとすることで、キャリッジ側の設計の自由度が拡がる。特に摺動部内にベルトを通す構成とすることで、キャリッジの支持部近傍でキャリッジの駆動力を伝達することができ、キャリッジの挙動安定化を図ることができる。

次に、本発明の第４実施形態について図５を参照して説明する。なお、図５は同実施形態におけるキャリッジ部の側面説明図である。
この実施形態は、キャリッジ３のＶ字ガイドレール１１と摺動自在に接する摺動部３１の形状を半円形状の一部を切り欠いた形状にしたものである。つまり、Ｖ字ガイドレール１１に２点で接することができれば、摺動部の形状は円形状でなくとも良い。

次に、本発明の第５実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態におけるキャリッジ部の異なる状態の側面説明図である。
上述したようにＶ字ガイドレール１１でキャリッジ１３を保持することによって、キャリッジ１３の構成を変更した場合でも、キャリッジ１３側の形状を変更しないでもガタの最適化を容易に実施できる。つまり、例えばキャリッジ１３の重量が変化して重心位置が前側に移動した場合、図６（ａ）に示すようにキャリッジ１３の摺動部３１が摺動自在に接しているＶ字ガイドレール１１を図６（ｂ）に示すように角度θだけ傾ける（摺動部３１が接する面：受け面１１ａの角度を変化させる）ことで、支持のバランスが向上する場合がある。

そこで、Ｖ字ガイドレール１１の取付け角度を変更できるように構成する。これにより、キャリッジ側の形状変更を伴わないでガタの最適化を実現でき、キャリッジの汎用設計が可能になる。また、このとき、Ｖ字ガイドレール１１の回転中心を変えなければ、キャリッジ１３のヘッド１４と搬送面４０（例えばプラテン部材、搬送ベルト面）とのヘッドギャップＧが変化しないという効果も得られる。

次に、本発明の第６実施形態について図７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部の異なる状態の側面説明図である。
この実施形態では、キャリッジ１３のＶ字ガイドレール１１に摺動自在に接する摺動部に軸３７を回転中心とする偏心カム３６を有し、この偏心カム３６がＶ字ガイドレール１１に接している。これにより、図７（ａ）に示す状態から偏心カム３６を１８０°回転させることによって同図（ｂ）に示す状態になり、キャリッジ１３の搬送面４０に対する高さ、すなわちヘッドギャップを距離Ｇ１から距離Ｇ２（Ｇ２＜Ｇ１）に変更することができる。

このように、簡単な構成でヘッドギャップを切り替えることができ、キャリッジ側にギャップ調整機構を備えることで、部品点数を大幅に少なくすることができる。

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、インク以外の液体である記録液や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の一例を示す斜視説明図である。 同じくキャリッジ部分の側面説明図である。 本発明の第２実施形態におけるキャリッジ部分の側面説明図である。 本発明の第３実施形態におけるキャリッジ部分の側面説明図である。 本発明の第４実施形態におけるキャリッジ部分の側面説明図である。 本発明の第５実施形態におけるキャリッジ部分の異なる状態を示す側面説明図である。 本発明の第５実施形態におけるキャリッジ部分の異なる状態を示す側面説明図である。 従来の主ガイド部材の一例を示す断面説明図である。 同じく他の例を示す説明図である。

符号の説明

８…タイミングベルト
１１…Ｖ字ガイドレール
１３…キャリッジ
１４…記録ヘッドユニット
３６…偏心カム
４０…搬送面

Claims (4)

1. 記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
   このキャリッジを摺動自在にガイドする主ガイド部材と、
   前記キャリッジの前記主ガイド部材に対する回転を防止する副ガイド部材と、を備え、
   前記主ガイド部材は断面形状がＶ字形状である
   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、前記キャリッジの前記主ガイド部材に接する摺動部内に、前記キャリッジに駆動力を伝達するベルト部材が通っていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記主ガイド部材は取付け角度を変更可能に支持されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記キャリッジの前記主ガイド部材に接する摺動部には偏心カムが設けられ、前記偏心カムが前記主ガイド部材に摺動自在に接することを特徴とする画像形成装置。

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