(57)【要約】      （修正有）【課題】供給チューブの垂れや暴れを低減しつつ、キャリッジの姿勢に対する影響を低減する画像形成装置を提供する。【解決手段】液滴を吐出する記録ヘッドが搭載されて主走査方向に往復移動するキャリッジと、記録ヘッドに供給する液体を収容したインクカートリッジと、インクカートリッジの液体を記録ヘッド側にヘッドタンクに送液する撓むことが可能な供給チューブとを備え、装置本体側に、供給チューブを支持するチューブ支持部材７０が回転可能に設けられ、キャリッジがホーム位置に移動したときに、チューブ支持部材７０に対して、平面視で、チューブ支持部材７０が供給チューブの湾曲部の膨らみを小さくする方向に回転する方向の力を付与するねじりコイルばね７８を設けている。【選択図】図１０
2014159108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する記録ヘッドが搭載されて主走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記記録ヘッドの供給する液体を収容したメインタンクと、
前記メインタンクの液体を前記記録ヘッド側に送液する撓むことが可能な送液チューブと、を備え、
装置本体側に、前記送液チューブを支持するチューブ支持部材が回転可能に設けられ、
前記キャリッジがホーム位置に移動したときに、前記チューブ支持部材に対して、平面視で、前記チューブ支持部材が前記送液チューブの湾曲部の膨らみを小さくする方向に回転する方向の力を付与する力付与手段を有している
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記力付与手段は、ねじりコイルばね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３】
前記ねじりコイルばねと前記チューブ支持部材は固定されていないことを特徴とする請求項２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記録ヘッドを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のインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
液体吐出記録方式の画像形成装置としては、例えば、液滴を吐出する記録ヘッドに供給するインクを収容する交換可能な複数のメインタンク（インクカートリッジ）と、メインタンクから液体が供給され、記録ヘッドのインクを供給するヘッドタンクを備え、キャリッジに搭載された記録ヘッドとメインタンクとを撓むことが可能な供給チューブ（送液チューブ）で接続したものがある。
【０００４】
このようにチューブ供給方式でインクを供給する場合、這い回される供給チューブの復元力がキャリッジに作用して、キャリッジの姿勢が変化し、画像品質が低下する。また、供給チューブが長くなると、チューブの垂れ下がりが発生して、キャリッジ走査が安定しなくなる。
【０００５】
そこで、従来、供給チューブの湾曲部の内側を回動支点として装置本体に回動自在に軸で支持され、該回動支点から略水平方向に延出されたアームと、アームの固定端に設けられアームに常時回転力を付与するコイルバネとを備えるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１３５７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されているように、供給チューブを支持するアームに対して常時回転力を付与する構成にあっては、供給チューブからの反力によるキャリッジの姿勢ないし挙動に対する影響を低減することができないという課題がある。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、供給チューブの垂れや暴れを低減しつつ、キャリッジの姿勢に対する影響を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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が搭載されて主走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記記録ヘッドの供給する液体を収容したメインタンクと、
前記メインタンクの液体を前記記録ヘッド側に送液する撓むことが可能な送液チューブと、を備え、
装置本体側に、前記送液チューブを支持するチューブ支持部材が回転可能に設けられ、
前記キャリッジがホーム位置に移動したときに、前記チューブ支持部材に対して、平面視で、前記チューブ支持部材が前記送液チューブの湾曲部の膨らみを小さくする方向に回転する方向の力を付与する力付与手段を有している
構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、供給チューブの垂れや暴れを低減しつつ、キャリッジの姿勢に対する影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例の外観斜視説明図である。
【図２】同装置の機構部の要部平面説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態の説明に供する斜視説明図である。
【図４】同じく要部拡大斜視説明図である。
【図５】同じくチューブ支持部材部分の斜視説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の説明に供する斜視説明図である。
【図７】本発明の第３実施形態の説明に供する平面説明図である。
【図８】同じく作用説明に供する平面説明図である。
【図９】同じく作用説明に供する平面説明図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の説明に供する平面説明図である。
【図１１】キャリッジの速度制御の説明に供する平面説明図である。
【図１２】キャリッジ速度のプロファイルの説明図である。
【図１３】本発明における力付与手段の作用説明に供する平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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及び図２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は同装置の機構部の要部平面説明図である。
【００１３】
この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、装置本体１００の上面側に開閉可能にカバー１０１が設けられ、このカバー１０１を開くことで内部の機構部にアクセスすることができる。
【００１４】
機構部は、図２に示すように、左右の側板１Ａ、１Ｂに架け渡した案内部材である板状部材からなるガイド部材３にてキャリッジ４を主走査方向に移動可能に支持している。そして、主走査モータ５によって駆動プーリ６と従動プーリ７との間に張った状態で掛け回されたタイミングベルト８を介してキャリッジ４を主走査方向に移動走査する。
【００１５】
また、キャリッジ４には、液滴を吐出する画像形成手段としての液体吐出ヘッからなる記録ヘッド１１ａ、１１ｂ（区別しないときは、「記録ヘッド１１」という。以下、同様）を搭載している。記録ヘッド１１は、例えば、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。また、記録ヘッド１１は、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。
【００１６】
記録ヘッド１１はそれぞれ２列のノズル列を有し、４つのノズル列にそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の液滴を吐出するように割り当てている。
【００１７】
記録ヘッド１１ａ、１１ｂにはこの記録ヘッド１１にインクを供給するヘッドタンク１２ａ、１２ｂが一体的に設けられている。一方、装置本体側には、カートリッジホルダ６１に液体を収容した液体カートリッジ（メインタンク、以下「インクカートリッジ」という。）６２が交換可能に着脱される。
【００１８】
そして、インクカートリッジ６２から送液ポンプユニット６３によって撓むことが可能な送液チューブである供給チューブ６４を介して記録ヘッド側であるヘッドタンク１２にインク（液体）を供給する。
【００１９】
また、キャリッジ４の主走査方向に沿ってエンコーダスケール１５を配置し、キャリッジ４側にはエンコーダスケール１５の目盛り（スケール：位置識別部）を読み取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１６を取り付けている。これらのエンコーダスケール１５とエンコーダセンサ１６とで位置検出装置としてのリニアエンコーダを構成している。
【００２０】
一方、キャリッジ４の下方側には、用紙１０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との間に掛け回されている。そして、副走査モータ３１によってタイミングベルト３２及びタイミングプーリ３３を介して搬送ローラ２２が回転駆動されることによって、搬送ベルト２１が副走査方向に周回移動される。
【００２１】
さらに、キャリッジ４の主走査方向の一方側には、搬送ベルト２１の側方に、記録ヘッド１１の維持回復を行う維持回復機構（メンテナンスユニット）４１が配置されている。維持回復機構４１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吸引キャップ４２ａ及び保湿キャップ４２ｂと、ノズル面を払拭するワイパ部材４３とを有する。また、維持回復機構４１は画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出受け４４を有する。吸引キャップ４２ａには吸引手段としての吸引ポンプが接続されている。
【００２２】
また、図１に示すように、用紙を搬送ベルト２１に給紙する給紙手段や、記録ヘッド１１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を構成する給排紙トレイ１０３が装置本体１００に対して着脱自在に装着される。
【００２３】
このように構成したこの画像形成装置においては、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４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１１を駆動する。これにより、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。
【００２４】
また、記録ヘッド１１のノズルの状態の維持回復を行うときには、キャリッジ４をホーム位置である維持回復機構４１に対向する位置に移動する。そして、吸引キャップ４２ａによるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を吸引キャップ４２ａ或いは空吐出受け４４に行うなどの回復動作を行う。これにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
【００２５】
次に、チューブ供給方式のシリアル型画像形成装置における供給チューブによる影響について上記の図３も参照して説明する。
【００２６】
上記の画像形成装置において、供給チューブ６４は、装置本体１００の内部の後方を迂回して、曲率を描きながらキャリッジ４に搭載された記録ヘッド１１にインクを供給するヘッドタンク１２まで接続される。
【００２７】
そして、前述したようにキャリッジ４の往復移動によって画像を形成するため、供給チューブ６４は、キャリッジ４の往復動作に追従して随時屈曲することとなる。このとき、キャリッジ４が、図３で右側（ホーム位置側）に位置するときには、供給チューブ６４の曲率部６４ａは同じく図２で右側に位置する。また、キャリッジ４が、図３で左側に位置するときには、供給チューブ６４の曲率部６４ａも図３で左側に位置することになる、
【００２８】
このような供給チューブ６４の移動に伴って、供給チューブ６４内のインクには、図２の矢印１００１の方向と矢印１００２の方向への供給チューブ６４の移動に伴う慣性が発生する。
【００２９】
また、供給チューブ６４に対して高さ方向の支持がない部分があることで、図２に示す矢印１００１の方向への移動によって、上下方向（紙面垂直方向）への供給チューブ６４の移動・ばたつきが起こり、この方向にも慣性が発生する。
【００３０】
さらに、各色の供給チューブ６４が個々に這いまわしされていると、キャリッジ４の移動に伴って個々の供給チューブ６４がばらばらに動くことになるため、より大きなばたつきが発生して、前述したより大きな慣性となる。
【００３１】
これらの慣性は、記録ヘッド１１側及び供給ポンプユニット６３側に圧力変動として伝播されることになる。
【００３２】
そして、記録ヘッド１１側で意図しない圧力変動が起こることによって、圧力上昇による意図しない液滴吐出（落下）や圧力低下による噴射異常・画像異常を引き起こす可能性がある。また、供給ポンプユニット６３側で意図しない圧力変動が起こることによって、記録ヘッド１１内のインクのインクカートリッジ６２側への逆流や意図しない記録ヘッド１１へのインク供給が引き起こされる可能性がある。
【００３３】
さらには、前述の供給チューブ６４のばたつきによって、供給チューブ６４と周辺部品との干渉が発生するおそれがあり、前述の圧力変動のほか、供給チューブ６４の傷、磨耗、断裂等の問題を引き起こす可能性があり、加えて、キャリッジ４そのものの挙動にも影響を及ぼす。
【００３４】
また、装置本体１００の固定部からキャリッジ４までの間の供給チューブ６４の長さは、キャリッジ４の走査幅（装置本体側で通紙される最大用紙幅、装置本体レイアウト）に応じて長くなる。
【００３５】
供給チューブ６４の長さが長くなると、鉛直方向への垂れ下がり量がより大きくなるため、前述のばたつきによる不具合がより顕著になる。また、同時に、図２の矢印１００２の方向への供給チューブ６４の膨らみが大きくなり、周辺部品との接触・干渉によって、同様に、供給チューブ６４のばたつきによる不具合が発生する。さらに、供給チューブ６４が矢印１００２の方向に膨らむことで、供給チューブ６４が必要とする空間領域が広がるため、装置本体の小型化が制約されることになる。
【００３６】
次に、本発明の第１実施形態について図３ないし図５を参照して説明する。図３は同実施形態の説明に供する斜視説明図、図４は同じく要部拡大斜視説明図、図５は同じくチューブ支持部材部分の斜視説明図である。
【００３７】
供給チューブ６４は、図５に示すように、装置本体側の固定部材７１によって一端を装置本体１００のフレーム部材（これを、「本体フレーム」という。）１１０に固定され、他端がキャリッジ４に対して固定されている。
【００３８】
そして、キャリッジ４と固定部材７１との間の中間の湾曲部６４ａがチューブ支持部材７０によって保持されている。チューブ支持部材７０は、回転支点部７０ａを中心として回転可能に装置本体フレーム１１０にて支持され、これにより、供給チューブ６４の垂れ下がりが防止される。
【００３９】
ここで、チューブ支持部材７０には、図５に示すように、先端部に鉛直方向上方に開口する凹形状（コの字型形状）の支持部７２を設けている。この支持部７２の開口幅を供給チューブ６４の径とほぼ同じにすることで、複数の供給チューブ６４を鉛直方向に整列して保持することができる。これにより、複数の供給チューブ６４がばらついて垂れ下がることを防止できる。
【００４０】
そして、チューブ支持部材７０の先端部と本体フレーム１１０との間に、チューブ支持部材７０を矢印７０５方向に引っ張る弾性部材７３を設けている。弾性部材７３は、キャリッジ４がホーム位置側に移動したときに、チューブ支持部材７０が供給チューブ６４の膨らみを抑制する方向に回転する力をチューブ支持部材７０に付与するようにしている。
【００４１】
すなわち、キャリッジが図４の矢印７０７の方向に移動すると、キャリッジ４に追従して供給チューブ６４も矢印７０７の方向に移動し、さらに追従してチューブ支持部材７０は矢印７０４の方向に回転する。
【００４２】
このときに、供給チューブ６４が矢印７０６の方向に膨らむことで、手前の部品と干渉するおそれがあり、レイアウト上の制約となる。このように、供給チューブ６４の膨らみによって装置本体サイズの制約となる場合がある。
【００４３】
そこで、上述したように、チューブ支持部材７０に対して弾性部材７３を接続することで、矢印７０４の方向へチューブ支持部材７０が回転するときに、チューブ支持部材７０に対して矢印７０５の方向への反力が発生して、矢印７０４の方向への回転がある程度抑えられる。
【００４４】
これによって、チューブ支持部材７０を介して供給チューブ６４に対して矢印７０４と反対方向に反力が生じて、矢印７０６の方向への膨らみが抑制される。
【００４５】
また、チューブ支持部材７０の動きを規制する規制手段を弾性部材７３とすることで、チューブ支持部材７０が突発的にロックされることを防止し、急激なロックによって供給チューブ６４からキャリッジ４へ急激な力が加わることを防止できる。
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して説明する。図６は同実施形態の説明に供する斜視説明図である。
【００４７】
本実施形態では、本体フレーム１１０とチューブ支持部材７０との間に引っ張りコイルばね７７を設けている。
【００４８】
このようにしても、前記第１実施形態と同様の作用効果をえることができる。
【００４９】
次に、本発明の第３実施形態について図７ないし図９を参照して説明する。図７は同実施形態の説明に供する平面説明図、図８は同じく作用説明に供する平面説明図、図９は同じく作用説明に供する平面説明図である。
【００５０】
本実施形態では、チューブ支持部材７０に力を付与する力付与手段としてねじりコイルばね７８を備えている。
【００５１】
このように構成することで、チューブ支持部材７０が図７に示す矢印７０４の方向に回転して、図８に示すようにチューブ支持部材７０が移動するとき、図９に示すように、チューブ支持部材７０がねじりコイルばね７８から図８の回転と反対方向である矢印７０８の方向に反力を受けることになる。
【００５２】
これによって、チューブ支持部材７０の動作が規制され、それによって供給チューブ６４（図示省略）の膨らみが抑制されるため、前述した図８における矢印７０６の方向と逆方向に供給チューブ６４を抑えることができるようになる。
【００５３】
このようにチューブ支持部材７０に力を付与する力付与手段をねじりコイルばねとすることで、低コスト化と耐久性の向上を図れる。また、加圧手段の露出が低減して、装置本体１００の内部に使用者等が手を入れたときの引っかかりや部品脱落等のおそれを低減できる。
【００５４】
次に、本発明の第４実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態の説明に供する平面説明図である。
【００５５】
本実施形態では、ねじりコイルばね７８がチューブ支持部材７０に対して固定されていない構造としている。
【００５６】
このように構成することで、上記図７の状態から図８の状態にチューブ支持部材７０が回転するとき（矢印７０５Ａの方向）には、ねじりコイルばね７８による反力が発生する。
【００５７】
これに対して、図８の状態から図９、図１０の状態にチューブ支持部材７０が回転するとき、及び、図７の状態から図１０の状態にチューブ支持部材７０が回転するときには、ねじりコイルばね７８による反力が発生しない。つまり、チューブ支持部材７０に対して力が付与されない。
【００５８】
これによって、必要のない領域で供給チューブ６４及びその先のキャリッジ４に対して負荷をかけることがなくなる。これにより、供給チューブ６４、ねじりコイルばね７８、モータ等の関連部品の耐久性等の信頼性の向上を図れ、キャリッジ４の挙動（姿勢）への影響を低減することができる。
【００５９】
次に、キャリッジ４の速度制御に関して図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同説明に供する平面説明図、図１２は図１１でキャリッジを距離Ｘ分往復移動させたときのキャリッジ速度のプロファイルの説明図である。
【００６０】
チューブ支持部材７０に掛かる反力は、供給チューブ６４を介してキャリッジ４の速度に影響を与えることになる。例えば、図７で説明した構成にあっては、図１２に実線で示す理想速度に対して、キャリッジ４にかかる力による加減速を考慮した実際の目標速度は破線図示のようになる。
【００６１】
すなわち、加速領域では過剰に加速する一方で、減速時には過剰に減速されることとなる。通常、キャリッジ４の動作速度を行って一定とするような制御手段がとられるが、事前に、構成的にそれが分かっているような場合においては、それを考慮した加減速をすることで、キャリッジ挙動を安定化させ、画質向上に寄与することができる。
【００６２】
次に、本発明における力付与手段の作用について図１３も参照して説明する。図１３は同説明に供する平面説明図である。
【００６３】
前述したように、キャリッジ４がホーム位置に移動するときに、チューブ支持部材７０に対して、平面視で、チューブ支持部材７０が供給チューブ６４の湾曲部６４ａの膨らみを小さくする方向に回転する方向の力を付与する力付与手段を有している
【００６４】
すなわち、供給チューブ６４に対して力を付与しないとすると、例えばキャリッジ４が主走査方向に移動することにより、供給チューブ６４の平面視形状は図１３に示すように変化する。
【００６５】
ここで、キャリッジ４がホーム位置にあるときには、湾曲した供給チューブ６４の復元力によってキャリッジ４に対して力Ｆ２２が作用する。これに対して、キャリッジ４がホーム位置と反対側の端部に位置するときには、湾曲した供給チューブ６４の復元力によってキャリッジ４に対して力Ｆ２１が作用する。このとき、力Ｆ２２と力Ｆ２１の関係は、Ｆ２２＞Ｆ２１となる。
【００６６】
この力Ｆ２２、Ｆ２１によってキャリッジ４に対して平面視で姿勢が回転する方向の力が作用し、力Ｆ２２、Ｆ２１が異なることによって、キャリッジ４の位置でキャリッジ４の姿勢が異なり、画像品質に影響を与えることになる。
【００６７】
そこで、キャリッジ４がホーム位置にあるときには、チューブ支持部材７０回転させて供給チューブ６４を破線図示のような湾曲形状にすることで、キャリッジ４に作用する力Ｆ２２を小さくして、力Ｆ２１に近づけるようにする。
【００６８】
これによって、供給チューブ６４の復元力による影響の度合いをできるだけ均一化し、キャリッジ４の姿勢がキャリッジ４の位置によって大きく変化しないようにして、画像品質を向上することができる。
【００６９】
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る。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。
【００７０】
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。
【００７１】
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る。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。
【００７２】
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。
【符号の説明】
【００７３】
４  キャリッジ
１１、１１ａ、１１ｂ  記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１２  ヘッドタンク
４１  維持回復機構
６２  インクカートリッジ（メインタンク）
６４  供給チューブ（送液チューブ）
７０  チューブ支持部材
７８  ねじりコイルばね
【図１】
2014159108.tif 000003
【図２】
2014159108.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014159108.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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