JP5982857B2

JP5982857B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5982857B2
Application number: JP2012034803A
Authority: JP
Inventors: 宗規中井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-02-21
Also published as: JP2013169705A

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッド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、装置本体側のメインタンク（液体カートリッジ）から記録ヘッドに接続されたヘッドタンクにチューブなどの送液経路を介して液体を送液するようにしたものが知られている（特許文献１）。

特開２０１０−２０８０８２号公報

ところで、従来の画像形成装置においては、液体カートリッジは装置本体の前面から水平方向に着脱する構成、あるいは、装置本体の上方から垂直方向下方に着脱する構成としているため、液体カートリッジの視認性が悪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、メインタンクを着脱するときの視認性を向上す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と、
前記記録ヘッドの供給する液体を収容するヘッドタンクと、
前記ヘッドタンクに供給する液体を収容する着脱可能なメインタンクと、
前記メインタンクを装着するメインタンクホルダと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへ前記液体を送液する送液ポンプと、を備え、
前記メインタンクホルダは、装置本体の前面斜め上方から前記メインタンクを装着可能になるように斜めに配置され、
前記送液ポンプは、可逆型ポンプであり、前記メインタンクホルダの底部の外側に、送液方向が斜め上方に向かう姿勢で配置されている
構成とした。

本発明によれば、メインタンクを着脱するときの視認性を向上することができ、しかも、装置本体の奥行きスペースを小さくすることができる。

本発明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。同じくカートリッジカバーを開いた状態の外観斜視説明図である。同じくカートリッジホルダ部を下側から見た斜視説明図である。同じくカートリッジホルダ部の傾きを水平にした側面説明図である。同じくカートリッジホルダ部の背面説明図である。同じくカートリッジホルダ部内部の模式的側面説明図である。同画像形成装置のインク供給系の説明に供する模式的説明図である。エンド検知装置の一例を示す断面説明図である。同じくエンド検知状態の断面説明図である。同エンド検知装置のスプリングのバネ荷重の説明に供する送液経路内圧力変動及びインク残量の説明図である。同画像形成装置の機構部の一例を示す側面模式的説明図である。同装置の機構部の要部平面説明図である。

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６を参照して説明する。図１は同画像形成装置の外観斜視説明図、図２は同じくカートリッジカバーを開いた状態の外観斜視説明図、図３は同じくカートリッジホルダ部を下側から見た斜視説明図、図４は同じくカートリッジホルダ部の傾きを水平にした側面説明図、図５は同じくカートリッジホルダ部の背面説明図、図６は同じくカートリッジホルダ部内部の模式的側面説明図である。

この画像形成装置は、装置本体１０１と、装置本体１０１の下側に配置した給紙装置１０２とを備えている。

装置本体１０１の右前側の内部には、メインタンクであるインクカートリッジ１０３を着脱自在に装着するメインタンクホルダであるカートリッジホルダ部１０４を備えている。

ここで、カートリッジホルダ部１０４は、装置本体１０１の前面に向かって斜め上方に開口した開口部１０４ａを有し、装置本体１０１にはカートリッジホルダ部１０４の開口部１０４ａの前面を覆うカバー１０５を開閉可能に備えている。

このように構成したので、インクカートリッジ１０３を装置本体１０１のカートリッジホルダ部１０４に対して装着するときには、装置本体１０１の前面斜め上方からカートリッジホルダ部１０４に差し込んで装着する。

このように、インクカートリッジ１０３を装置本体１０１に対して、装置本体１０１の前面斜め上方からカートリッジホルダ部１０４に装着することで、着脱時のインクカートリッジ１０３及びカートリッジホルダ部１０４内を視認し易くなるとともに、着脱操作の操作性も向上する。

つまり、一般的に、インクカートリッジ１０３とカートリッジホルダ部１０４との着脱は、例えば、インクカートリッジ１０３に設けたガイドリブ１０３ａ（図６参照）とカートリッジホルダ部１０４に設けたガイド溝１０４ｂ（図３参照）によって着脱を案内する構成とする。

このとき、カートリッジホルダ部１０４を水平方向に配置して、インクカートリッジ１０３を水平方向に装着する構成にあっては、カートリッジホルダ部１０４内が視認できないので、インクカートリッジ１０３を装着するときに、カートリッジホルダ部１０４側の例えばガイド溝１０４ｂに対するインクカートリッジ１０３のガイドリブ１０３ａの位置関係がずれるおそれがある。

また、カートリッジホルダ部１０４を垂直方向に配置して、インクカートリッジ１０３を垂直方向上から下に向かって装着する構成にあっては、カートリッジホルダ部１０４内を視認し難くなるので、同様に、インクカートリッジ１０３を装着するときに、カートリッジホルダ部１０４側の例えばガイド溝１０４ｂに対するインクカートリッジ１０３のガイドリブ１０３ａの位置関係がずれるおそれがある。

また、水平方向及び垂直方向を装着方向とするいずれの構成でも、インクカートリッジ１０３をカートリッジホルダ部１０４に抜き差しするときの挙動が不自然となって、操作性が良好でなくなる。

また、カートリッジホルダ部１０４が斜めに配置されていることで、装置本体１０１全体の奥行きの長さを、カートリッジホルダ部１０４を水平に配置した場合よりも抑えることができる。

つまり、カートリッジホルダ部１０４を水平方向に配置して、インクカートリッジ１０３を水平方向に装着する構成にあっては、カートリッジホルダ部１０４の奥行きはインクカートリッジ１０３の奥行きの長さＤ（図６参照）分必要になり、装置本体１０１の奥行きスペースが大きくなる。

一方、カートリッジホルダ部１０４を垂直方向に配置して、インクカートリッジ１０３を垂直方向上から下に向かって装着する構成にあっては、インクカートリッジ１０３の高さＨ（図３参照）分でたるが、操作性を向上しようとすると、カートリッジホルダ部１０４をすべて装置本体１０１から突出させる必要があり、装置本体１０１の小型化にはさほど図れない。

本実施形態のようにカートリッジホルダ部１０４を斜め配置とすることで、操作性の向上と省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、インクカートリッジ１０３を水平方向に装着する構成に比べて、インクカートリッジ１０３の自重が作用するので、少ない力で装着することができ、インクカートリッジ１０３を垂直方向に装着する構成に比べて、インクカートリッジ１０３の自重がすべて作用しないために、装着時の衝撃が少なくなるので、カートリッジホルダ部１０４の奥に設けられる送液経路を連結するニードル部に対する負担が少なくなる。

次に、この画像形成装置のインク供給系について図７を参照して説明する。図７は同インク供給系の説明に供する模式的説明図である。

カートリッジホルダ部１０４の内部底面側には、インクカートリッジ１０３がエンド状態（ニアーエンド状態を含む。）になったことを検知するエンド検知手段であるエンド検知装置１１１に設けられたニードル（中空弁）１１２が突出して設けられている。インクカートリッジ１０３をカートリッジホルダ部１０４内に装着することで、ニードル１１２がインクカートリッジ１０３の供給口部に刺し込まれる。

そして、インクカートリッジ１０３は、エンド検知装置１１１から送液経路１１３Ａを介して可逆型のチューブポンプで構成した送液ポンプ１１４を経て、更に送液経路１１３Ｂを介して、記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッド１２０に液体を供給するヘッドタンク１１５に接続される。

ここで、送液ポンプ１１４は、図６などに示すように、カートリッジホルダ部１０４の下側に配置されている。

これにより、インクカートリッジ１０３と送液ポンプ１１４との水頭差によって、送液ポンプ１１４には常に正圧がかかるようになり、安定した送液を行うことができるとともに、送液経路１１３Ａへの気泡の侵入を低減できる。

また、エンド検知装置１１１は、送液ポンプ１１４よりも上流側であるカートリッジホルダ部１０４に直接設けられている。

これにより、インクカートリッジ１０３がエンド状態になったことを早期に検知することができる。

次に、エンド検知装置の一例について図８及び図９を参照して説明する。図８はエンド検知装置の一例を示す断面説明図、図９は同じくエンド検知状態の断面説明図である。

エンド検知装置１１１は、流路２０２を形成するハウジング２０１内の壁面に変位可能なダイアフラム２０３を有し、このダイアフラム２０３に検出ロッド２０４が取付けられている。検出ロッド２０４は、端部に設けた検知部２０５とハウジング２０１との間に設けたスプリング２０６により、外方向（矢印方向）に引っ張られている。

このエンド検知装置においては、インクカートリッジ１０３内がエンド状態になり、そのまま送液ポンプ１１４の駆動が継続されると、流路２０２内の圧力が脈動範囲を超えて負圧になり、スプリング２０６のバネ荷重を越えると、図９に示すように、ダイアフラム２０３がハウジング２０１内に突出する方向に変形する。

このダイアフラム２０３の変形により検出ロッド２０４がハウジング２０１内に引き込まれる方向に移動して、検知部２０５がセンサ２０７で検知されるので、このときにエンド状態検知とする。

ここで、スプリング２０６のバネ荷重について図１０を参照して説明する。図１０は送液経路内圧力変動及びインク残量の関係を説明する説明図である。

インクカートリッジ１０３のインクが消費されることで、インク残量は、例えば図１０（ｂ）に示すように変化する。送液ポンプ１１４による送液を行なってインクカートリッジ１０３のインクを消費しているとき、送液経路１１３Ａの一部となるエンド検知装置１１１の流路２０２の圧力には、図１０（ａ）に示すように脈動（圧力変動幅２２１）が発生する。

そこで、スプリング２０６のバネ荷重は、送液ポンプ１１４を駆動したときに生じる圧力変動の変動幅２２１よりも大きく設定している。これにより、送液ポンプ１１４を駆動したときに生じる圧力変動ではダイアフラム２０３は変位しない状態に保たれる。

そして、上述したように、インクカートリッジ１０３内がエンド状態になり、そのまま送液ポンプ１１４の駆動が継続されると、流路２０２内の圧力が脈動範囲を超えて負圧になり、スプリング２０６のバネ荷重を越えると、エンド状態検知とするが、このとき、図１０（ａ）に示す、送液時の圧力変動最大値２２２と負圧解除可能な圧力２２３との間でエンド状態検知とするエンド検知圧力幅２２４を設定している。

この負圧解除可能な圧力２２３とは、エンド検知時のインクカートリッジ１０３と送液ポンプ１１４の間の送液経路１１３内の負圧を解除せずにインクカートリッジ１０３を交換してしまうと、送液経路１１３に空気が混入してしまうため、エンド検知後、送液ポンプ１１４を逆回転し、ヘッドタンク１１５内の液体を可能な限りインクカートリッジ１０３内に戻すことにより、負圧を解除し、０ｋＰａに戻すことが可能な圧力である。

なお、エンド検知をしたときには、印字動作を停止し、上述したように、ヘッドタンク１１５からインクカートリッジ１０３への逆送を行なった後、インクカートリッジ１０３の交換を促す。

次に、この画像形成装置の機構部の一例について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同装置の側面模式的説明図、図１２は同装置の機構部の要部平面説明図である。

装置本体１０１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１及び図示しないガイドステーが掛け渡され、これらのガイドロッド１及びガイドステーにキャリッジ５が主走査方向に移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）の各色の液滴を吐出する複数（ここでは５個）の液体吐出ヘッド１２０及びヘッドに液体を供給するヘッドタンク１１５を一体にした記録ヘッドユニット（単に「記録ヘッド」という。）１１ａ〜１１ｅ（区別しないときは「記録ヘッド１１」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、滴吐出方向を下方に向けて装着している。

ここで、記録ヘッド１１ａと記録ヘッド１１ｂ〜１１ｅは主走査方向と直交する方向である副走査方向に１ヘッド分（１ノズル列分）位置をずらして配置されている。また、記録ヘッド１１ａ〜１１ｅはいずれも２列のノズル列を有している。そして、記録ヘッド１１ａと１１ｂはいずれも同色である黒色の液滴を吐出し、記録ヘッド１１ｃ〜１１ｅはそれぞれマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の液滴を吐出する。

これにより、モノクロ画像については記録ヘッド１１ａ、１１ｂを使用して１スキャン（主走査）で２ヘッド分の幅で画像を形成でき、カラー画像については例えば記録ヘッド１１ｂ〜１１ｅを使用して形成することができる。

記録ヘッド１１のヘッドタンクには、装置本体１０１に交換可能に装着されるメインタンクである前述したインクカートリッジ１０３ｋ、１０３ｃ、１０３ｍ、１０３ｙから前述したエンド検知装置１１１、送液ポンプ１１４を経て、供給チューブ１６（前述した送液経路１１３Ｂ）を介して各色のインクが供給される。このとき、同じ色の液滴を吐出する２つの記録ヘッド１１ａ、１１ｂには１つのインクカートリッジ１０３ｋからインクが供給される

一方、キャリッジ５の主走査領域のうち、記録領域では、給紙装置１０２からロール紙３２０が給送され、搬送手段２１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）に間欠的に搬送される。

搬送手段２１は、給紙装置１０２から給紙されるロール状媒体であるロール紙３２０を搬送する搬送ローラ２３及び搬送ローラ２３に対向配置した加圧ローラ２４と、複数の吸引穴が形成された搬送ガイド部材２５と、搬送ガイド部材２５の吸引穴から吸引を行う吸引手段としての吸引ファン２６とを有している。

この搬送手段２１の下流側には、記録ヘッド１１で画像が形成されたロール紙３２０を所定の長さで切断する切断手段としてのカッタ２７が配置されている。

このカッタ２７は、例えばワイヤ或いはタイミングベルト２８に取り付けられている。このタイミングベルト２８は、図示しない駆動モータで駆動される駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回され、駆動モータにより駆動プーリを介してタイミングベルト２８を主走査方向Ａに移動することで、カッタ２７で用紙を所定の長さに切断する。

さらに、キャリッジ５の主走査方向の一方側には搬送ガイド部材２５の側方に記録ヘッド１１の維持回復を行う維持回復機構３０が配置され、他方側には搬送ガイド部材２５の側方に記録ヘッド１１から画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行う空吐出受け３４がそれぞれ配置されている。

維持回復機構３０は、装置本体１０１のフレーム部材に保持された第１維持回復部３１と、維持回復機構３０のフレーム部材に副走査方向に往復移動可能に保持された第２維持回復部３２とを有している。第２維持回復部３２は記録ヘッド１１ａの維持回復を行うときには図２の位置にあり、記録ヘッド１１ｂ〜１１ｅの維持回復を行うときには第１維持回復部３１と同じ副走査方向位置まで移動する。

この維持回復機構３０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保湿キャップを兼ねた吸引キャップ４１及び保湿キャップ４２と、ノズル面を払拭するワイパ部材４３、画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を受ける空吐出受け４４などを備えている。

給紙装置１０２は、上下段のスプール軸受け台を有し、スプール軸受け台内部にはロール体３１２Ａ、３１２Ｂからロール紙３２０を繰り出し、ロール紙３２０を巻き戻す繰り出し機構が設けられている。

ロール体３１２は、芯部材である管に長尺のロール状媒体であるロール紙３２０をロール状に巻き付けたものである。

そして、ロール体３１２からロール紙３２０を給送する給送手段である搬送ローラ対３３１が配置されている。搬送ローラ対３３１を回転駆動することで、ロール体３１２から繰り出されるロール紙３２０は、ガイド部材３３０で案内され、搬送ローラ対３３１Ａ、３３１Ｂを経て、搬送手段２１の搬送ローラ２３と加圧ローラ２４との間に送り込まれる。

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。

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。

１０１装置本体
１０３インクカートリッジ（メインタンク）
１０４カートリッジホルダ部
１１１エンド検知装置
１１４送液ポンプ
１１５ヘッドタンク
１２０記録ヘッド

Claims

液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの供給する液体を収容するヘッドタンクと、
前記ヘッドタンクに供給する液体を収容する着脱可能なメインタンクと、
前記メインタンクを装着するメインタンクホルダと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへ前記液体を送液する送液ポンプと、を備え、
前記メインタンクホルダは、装置本体の前面斜め上方から前記メインタンクを装着可能になるように斜めに配置され、
前記送液ポンプは、可逆型ポンプであり、前記メインタンクホルダの底部の外側に、送液方向が斜め上方に向かう姿勢で配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。