(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒色の液滴を吐出する黒ヘッドが搭載され、主走査方向に移動可能な黒キャリッジと、
前記黒キャリッジに対し、分離及び結合可能で、カラーの液滴を吐出するカラーヘッドを搭載したカラーキャリッジと、を備え、
前記カラーキャリッジは前記黒キャリッジに結合された状態で前記黒キャリッジとともに主走査方向に移動可能であり、
前記カラーキャリッジが分離された状態で前記黒キャリッジが走査されるときには、前記カラーキャリッジのカラーヘッドはキャップ部材にてキャッピングされ、
前記黒キャリッジには前記カラーキャリッジを載置して結合する載置部が設けられ、
前記黒キャリッジが走査可能な領域内に前記黒キャリッジ及び前記カラーキャリッジが位置する状態で、前記黒キャリッジと前記カラーキャリッジとを、主走査方向以外の方向から離間及び結合させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カラーキャリッジの最も高い位置は前記黒キャリッジに対して結合している状態及び分離している状態のいずれのときも前記黒キャリッジの最も高い位置よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記載置部は前記黒キャリッジが走査可能な領域内の主走査方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記載置部は主走査方向以外の方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する液体吐出ヘッドを記録ヘッドに備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（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。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出方式の「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、インクと称されるものに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。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３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
液体吐出方式の画像形成装置にあっては、インクを吐出する記録ヘッドの性能を維持、回復する装置（維持回復機構）が不可欠であり、その機能の１つとしてヘッド内部の気泡、異物及び増粘インクなどをノズルから排出して吐出不良を低減することが行なわれる。
【０００５】
そのため、黒色のインク滴を吐出する黒ヘッドと、カラーのインク滴を吐出するカラーヘッドとを備えて、カラー画像を形成するカラー画像形成装置の場合には、黒ヘッドのみを使用してモノクロ印刷を行なっているときでも、維持回復動作としては黒ヘッドのみならずカラーヘッドについてもインク排出が行なわれ、使用していないカラーインクが消費されて印刷コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、従来、例えば、駆動力を受けて走査を行う走査型キャリアと、キャリアにそれぞれ結合・分離可能なブランクインク用キャリッジとカラーインク用キャリッジと、キャリアに結合した状態のキャリッジがキャリアの走査方向における所定の基準位置を通過したことを検出する検出手段と、検出手段の検出時期を基準としてキャリアの走査を制御する制御手段とを備えるものがある（特許文献１）
【０００７】
同様に、黒キャリッジとカラーキャリッジを有し、黒キャリッジとカラーキャリッジ間に結合機構を設けたものがある（特許文献２）。
【０００８】
同様に、主動ヘッドと主動ヘッドに連結する従属ヘッドと、主動ヘッドと従属ヘッドを連結する連結装置と、従属ヘッドと側板を連結する連結装置などを有し、主動ヘッドが走査している間従属ヘッドは側板と連結されて待機しており、両ヘッドを走査する場合には、主動ヘッドが従属ヘッドに近づくことで、主動ヘッドと従属ヘッドが連結して走査するようにしたものがある（特許文献３）。
【０００９】
同様に、第１のキャリッジと第２のキャリッジを電磁石で着脱可能とし、一方のキャリッジが走査しているときに他方のキャリッジはホームポジションで待機させるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３３３２６６１号公報
【特許文献２】特許第２７８５０３１号公報
【特許文献３】特許第３６４５０１２号公報
【特許文献４】特開昭６０-０４９９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１ないし４に開示されているように、ブラック用キャリッジとカラー用キャリッジとを主走査方向で結合手段（走査型キャリアなど）を介して結合する構成にあっては、主走査方向に装置が大きくなるという課題がある。
【００１２】
すなわち、上述した従来構成では、例えば図１３に示すように、主走査方向に配置されるブラック用キャリッジ５０１とカラー用キャリッジ５０２とを、中間の走査キャリア５０３に対して、それぞれグリップ用ロッド５０４Ａ、５０４Ｂとこれに着脱自在にグリップするグリッパ５０５Ａ、５０５Ｂとで結合するようにしている。この場合、ブラック用キャリッジ５０１のみで記録を行なうとき、記録領域とカラー用キャリッジ５０２の保湿機構５０６の間に走査キャリア５０３のカラー用キャリッジ５０２のグリッパ５０５Ｂとカラー用キャリッジ５０２が衝突しないようにするため、カラー用キャリッジ５０２又は保湿機構５０６とブラック用キャリッジ５０１の走査可能領域との間に領域αを確保する必要がある。そのため、領域α分、装置幅が大きくなってしまうことになる。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、装置幅を大きくすることなく、黒ヘッドとカラーヘッドとを分離及び結合して移動可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、
黒色の液滴を吐出する黒ヘッドが搭載され、主走査方向に移動可能な黒キャリッジと、
前記黒キャリッジに対し、分離及び結合可能で、カラーの液滴を吐出するカラーヘッドを搭載したカラーキャリッジと、を備え、
前記カラーキャリッジは前記黒キャリッジに結合された状態で前記黒キャリッジとともに主走査方向に移動可能であり、
前記カラーキャリッジが分離された状態で前記黒キャリッジが走査されるときには、前記カラーキャリッジのカラーヘッドはキャップ部材にてキャッピングされ、
前記黒キャリッジには前記カラーキャリッジを載置して結合する載置部が設けられ、
前記黒キャリッジが走査可能な領域内に前記黒キャリッジ及び前記カラーキャリッジが位置する状態で、前記黒キャリッジと前記カラーキャリッジとを、主走査方向以外の方向から離間及び結合させる
構成とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る画像形成装置によれば、装置幅を大きくすることなく、黒ヘッドをカラーヘッドと分離及び結合して移動可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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一例の全体構成を示す斜視説明図である。
【図２】同装置の模式的側面説明図である。
【図３】同装置の画像形成部の模式的正面説明図である。
【図４】同装置の分離状態のキャリッジ部分の斜視説明図である。
【図５】同じく分離状態のキャリッジ部分の模式的平面説明図である。
【図６】同じく結合状態のキャリッジ部分の模式的平面説明図である。
【図７】同じく分離状態の模式的側面説明図である。
【図８】黒キャリッジとカラーキャリッジの高さの説明に供する模式的正面図説明図である。
【図９】黒キャリッジとカラーキャリッジの分離結合構成の他の例の説明に供する模式的平面説明図である。
【図１０】黒キャリッジとカラーキャリッジの分離結合構成の更に他の例の説明に供する模式的平面説明図である。
【図１１】黒キャリッジを用いたモノクロ印刷時の動作の説明に供するフロー図である。
【図１２】カラー印刷時の動作の説明に供するフロー図である。
【図１３】従来のキャリッジの分離結合構成の説明に供する模式的正面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。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一例について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同記録装置の全体構成を示す斜視説明図、図２は同装置の模式的側面説明図、図３は同装置の画像形成部の模式的正面説明図である。
【００２２】
このインクジェット記録装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、記録装置本体１の内部には、画像形成部２、用紙吸引搬送部３、ロール紙収納部４、電装基板収納部６などが配置され、装置本体１の上部には画像読取り部７（図１では図示省略）が備えられている。
【００２３】
画像形成部２は、両側板５１、５２（図３参照）に主ガイド（ガイドロッド）１３及び従ガイド（ガイドレール）１４が掛け渡され、これらのガイドロッド１３及びガイドレール１４に黒キャリッジ１５が矢示Ａ方向に摺動可能に保持され、この黒キャリッジ１５に対してカラーキャリッジ１６が分離及び結合可能に備えられている（図１は結合状態、図３は分離状態で図示）。
【００２４】
そして、黒キャリッジ１５を移動走査する主走査機構は、主走査方向の一方側に配置される駆動モータ２１と、駆動モータ２１によって回転駆動される駆動プーリ２２と、主走査方向他方側に配置された従動プーリ２３と、駆動プーリ２２と従動プーリ２３との間に掛け回されたベルト部材２４とを備えている。なお、従動プーリ２３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２２に対して離れる方向）にテンションが架けられている。ベルト部材２４は、キャリッジ１５の背面側に設けたベルト固定部に一部分が固定保持されていることで、主走査方向にキャリッジ１５を牽引する。
【００２５】
また、黒キャリッジ１５の主走査方向に沿って黒キャリッジ１５の主走査位置を検知するためのエンコーダシート（図示せず）が配置され、キャリッジに設けたエンコーダセンサ（図示せず）によってエンコーダシートが読取られる。
【００２６】
この黒キャリッジ１５の主走査領域のうち、記録領域では、用紙３０が用紙吸引搬送部３によって黒キャリッジ５の主走査方向と直交する方向（副走査方向：矢示Ｂ方向）に間欠的に搬送される。
【００２７】
また、主走査領域のうち一方の端部側領域には、記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構１８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１９が記録装置本体１に対して着脱自在に装着される。
【００２８】
また、ロール紙収容部４は給紙手段であり、ロール紙（用紙）３０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。ロール紙３０は、その紙軸に両側からフランジ３１を装着し、フランジ受け３２に載置する。フランジ受け３２の内部には、図示しない支持コロが設けられ、支持コロがフランジ３１の外周と当接することでフランジ３１が回転し、用紙３０が給送される。
【００２９】
この記録装置では、ロール紙収容部４から搬送された用紙３０は、記録装置本体１の後方から前方に向けて、搬送手段（ローラ対３３、駆動ローラ３４及び従動ローラ３５など）により記録領域へ搬送される。そして、黒キャリッジ１５を主走査方向に移動し、用紙３０を間欠的に送りながら、モノクロ印刷時には黒キャリッジ１５の記録ヘッド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、カラー印刷時には黒キャリッジ１５にカラーキャリッジ１６が結合された状態で各キャリッジ１５、１６の記録ヘッド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３０上に所要の画像が形成される。さらに、画像形成後の用紙は、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。
【００３０】
次に、この画像形成装置のキャリッジ構成の詳細について図４ないし図７をも参照して説明する。なお、図４は分離状態のキャリッジ部分の斜視説明図、図５は同じく分離状態のキャリッジ部分の模式的平面説明図、図６は同じく結合状態のキャリッジ部分の模式的平面説明図、図７は同じく分離状態の模式的側面説明図である。また、図４では黒キャリッジの形状を図５以降とは異なる形状の例で示している。
【００３１】
黒キャリッジ１５には黒インクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる黒ヘッド１０１ｋ１、１０１ｋ２（以下、区別しないときは「黒ヘッド１０１」という。）が搭載され、黒キャリッジ１５はキャリッジ走査機構によって主ガイド１３に沿って主走査方向に移動走査される。黒ヘッド１０１には装置本体１のインクカートリッジ１９からチューブ５３を介して黒ヘッド１０１に一体的に設けたサブタンクを介してインク供給を行なっているが、黒キャリッジ１０１に交換可能なインクカートリッジを装着する構成とすることもできる。
【００３２】
カラーキャリッジ１６には例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各インクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドからなるカラーヘッド１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙ（以下、区別しないときは「カラーヘッド１０２」という。）が搭載されている。このカラーキャリッジ１６は黒キャリッジ１５に結合されたときに、黒キャリッジ１５の移動走査によって移動走査される。カラーヘッド１０２には装置本体１のインクカートリッジ１９からチューブ５４を介してカラーヘッド１０１に一体的に設けたサブタンクを介してインク供給を行なっているが、カラーキャリッジ１０１に交換可能なインクカートリッジを装着する構成とすることもできる。
【００３３】
ここで、黒キャリッジ１５にはカラーキャリッジ１６を載置する載置部５５，５５が設けられている。載置部５５、５５との間には切り欠き部（開放空間）５６が形成されている。この開放空間５６は、カラーキャリッジ１６を載置したときに、カラーヘッド１０２から吐出される液滴が通る空間及び維持回復機構１８の後述するキャップなどが昇降（移動）する空間となる。一方、黒キャリッジ１５の載置部５５、５５にはカラーキャリッジ１６と分離可能に結合する結合部（結合手段）５７、５７が設けられ、カラーキャリッジ１６には黒キャリッジ１５の結合部５７、５７と連結ないし結合される結合部（結合手段）６１、６１が設けられている。
【００３４】
なお、黒キャリッジ１５の結合部５７及びカラーキャリッジ１６の結合部６１は対をなす磁石によって構成しているが、これに限るものではない。
【００３５】
また、維持回復機構１８には、黒キャリッジ１５の黒ヘッド１０１をキャッピングするキャップ７１と、カラーキャリッジ１６のカラーヘッド１０２をキャッピングするキャップ７２や図示しないワイパ部材などが設けられている。
【００３６】
そして、維持回復機構１８側には、黒キャリッジ１５に対するカラーキャリッジ１６の分離、結合を行なう分離結合機構２００を配置している。この分離結合機構２００は、維持回復機構１８を通過して上下動（ここでは昇降）可能に配置された３本のピン部材２０１と、ピン部材２０１を上方向に付勢してカラーキャリッジ１６が黒キャリッジ１５の載置部５５に載置されない高さ位置に保持するバネ部材など弾性部材２０２とを有し、ピン部材２０１を下降させることによって黒キャリッジ１５の載置部５５、５５にカラーキャリッジ１６が載置されて結合され、ピン部材２０１を上昇させることによってカラーキャリッジ１６が持ち上げられて黒キャリッジ１５から離間する。
【００３７】
なお、カラーキャリッジ１６のカラーヘッド１０２及び分離結合機構２００のピン部材２０１などは前述した黒キャリッジ１５の載置部５５、５５間の空間５６に収まる構成とし、黒キャリッジ１５と衝突することはない。
【００３８】
このように、黒キャリッジ１５に対するカラーキャリッジ１６の分離、結合を、主走査方向以外の方向、この例では主走査方向と直交する方向であって上下方向から行なうようにすることで、黒キャリッジ１５に対するカラーキャリッジ１６の分離、結合位置は、前述した図３にも示すように、黒キャリッジ１５の主走査方向走査領域内で行なう。
【００３９】
これにより、黒キャリッジとカラーキャリッジとを中間部材を介して主走査方向で分離、結合する構成に比べて装置本体の主走査方向幅を狭くすることができ、装置の大型化を抑えつつ、黒キャリッジとカラーキャリッジとを分離、結合することができる。
【００４０】
次に、黒キャリッジとカラーキャリッジの高さについて図８の模式的正面図説明図を参照して説明する。
黒キャリッジ１５の高さ方向の最も高い位置（ガイドロッド１３の中心位置からの高さ位置）ｈ１に対して、カラーキャリッジ１６の高さ方向の最も高い位置ｈ２は、黒キャリッジ１５に対してカラーキャリッジ１６を結合している状態及び分離している状態のいずれの状態であっても、ｈ２＜ｈ１の関係となるようにしている。これにより、装置本体の高さサイズを低く保つことができる。
【００４１】
次に、黒キャリッジとカラーキャリッジの分離結合構成の他の例について図９の模式的平面説明図を参照して説明する。
ここでは、黒キャリッジ１５の載置部５５が黒キャリッジ１５に対して主走査方向に実線図示の位置と破線図示の位置との間で移動可能に設けられ、カラーキャリッジ１６を結合するときには載置部５５を破線図示の位置に移動させ、カラーキャリッジ１６を分離したときには実線図示の位置まで黒キャリッジ１５内に収納される構成としている。
【００４２】
これにより、カラーキャリッジ１６を分離、結合させるための手段や分離、結合に伴う位置決めなどの複雑な構造を簡略化することができる。
【００４３】
次に、黒キャリッジとカラーキャリッジの分離結合構成の更に他の例について図１０の模式的平面説明図を参照して説明する。
ここでは、黒キャリッジ１５の載置部５５、５５がそれぞれ軸２１０を中心に実線図示の位置と破線図示の位置との間で移動（回動）可能に設けられ、カラーキャリッジ１６を結合するときには載置部５５を破線図示の位置に移動させ、カラーキャリッジ１６を分離したときには実線図示の位置まで黒キャリッジ１５内に収納される構成としている。
【００４４】
これにより、前記のように載置部５５が水平に移動する方式よりも主走査方向の位置決めが容易になる。
【００４５】
次に、黒キャリッジを用いたモノクロ印刷時の動作について図１１のフロー図を参照して説明する。
モノクロ印字の指示が行われると、黒キャリッジ１５のキャッピング状態を確認し、キャッピング状態ならばキャッピング解除後、印字（印刷）動作を行い、解除されていればそのまま印字動作を行う。その後、続いて印字を行うときには、モノクロ印刷ではそのまま印字動作へ移行し、カラー印刷のときには、キャリッジ結合を含むカラー印刷動作へ移行する。そして、印字終了後、黒キャリッジ１５をキャッピング位置へ移動してキャッピングを行い動作終了とする。
【００４６】
次に、カラー印刷時の動作について図１２のフロー図を参照して説明する。
カラー印刷の指示が行われると、黒キャリッジ１５及びカラーキャリッジ１６のキャッピングを解除し、黒キャリッジ１５を結合位置へ移動、カラーキャリッジ１６下降動作して、黒キャリッジ１５にカラーキャリッジ１６を結合させた状態として、黒キャリッジ１５を移動走査しながら、カラー印刷動作を実行する。続いて印刷を行うときには、モノクロ印刷であればキャリッジ分離動作へ移行して、カラーキャリッジ１６を分離してキャッピングを行い、カラー印刷の場合はそのまま印刷を続行する。カラー印刷が終了したときには、黒キャリッジ１５とカラーキャリッジ１６とを分離して、それぞれキャッピングして処理を終了する。
【符号の説明】
【００４７】
１  装置本体
２  画像形成部
３  用紙吸引搬送部
４  ロール紙収納部
６  電装基板収納部
７  画像読取り部
１３  ガイドロッド
１５  黒キャリッジ
１６  カラーキャリッジ
１８  維持回復機構
５５  載置部
５７  結合部
７１、７２  キャップ
１０１ｋ１、１０１ｋ２  黒ヘッド
１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙ  カラーヘッド
【図１】
0005463883.tif 000002
【図２】
0005463883.tif 000003
【図３】
0005463883.tif 000004
【図４】
0005463883.tif 000005
【図５】
0005463883.tif 000006
【図６】
0005463883.tif 000007
【図７】
0005463883.tif 000008
【図８】
0005463883.tif 000009
【図９】
0005463883.tif 000010
【図１０】
0005463883.tif 000011
【図１１】
0005463883.tif 000012
【図１２】
0005463883.tif 000013
【図１３】
0005463883.tif 000014