(57)【要約】【課題】記録ヘッドとキャップ部材との位置合わせを凹凸部の嵌め合いで行なった場合に記録ヘッドとキャップ部材が相対的に回動し易くなる。【解決手段】キャリッジ３３の記録ヘッド３４を設けている底面側には、記録ヘッド３４のノズルＮの並び方向に沿う両端部に長円形状の凹部１３１、１３１が形成されている。一方、キャップ８２の本体部８２Ａの上面にはキャリッジ３３の長円形状の凹部１３１、１３１に嵌め込み可能な長円形状の凸部１３２、１３２が設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドを保持するヘッド保持部材と、前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材を保持するキャップ保持部材とを備える画像形成装置において、
前記ヘッド保持部材及びキャップ部材側のいずれか一方に長円形状の凹部が、他方に前記凹部に嵌め込み可能な長円形状の凸部が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記ヘッド保持部材及びキャップ部材側の前記記録ヘッドのノズルの並び方向の両端部に、前記凹部及び凸部がそれぞれ設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記キャップ部材は前記キャップ保持部材に対して前記記録ヘッドの複数のノズルの並び方向及びノズルの並び方向と直交する方向に変位可能に保持されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項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、前記凹部の内面及び前記凸部の外面の少なくともいずれかには撥水処理が施されていることを特徴とする画像形成装置。
【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及びその維持機構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、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、記録液（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行ものがある。
【０００３】
なお、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をも意味する。また、液体とは記録液、インクに限るものではなく、画像形成を行うことができる液体であれば特に限定されるものではない。また、液体吐出装置とは、液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像を形成するものに限らない。
【０００４】
このように液体吐出ヘッドから液滴を吐出する液体吐出装置を含む画像形成装置においては、ヘッドのノズル外面に増粘あるいは乾燥したインクやほこり、ごみなどの異物が付着することによって、ノズルに目詰まりを起こしたり、ノズルの内部では気泡の発生などによりエアーダンパー現象が発生したりするなどして、正常な吐出ができなくなることを防止するため、ヘッドの信頼性を維持回復するためのヘッドの維持回復機構（装置）が不可欠である。
【０００５】
このヘッドの維持回復機構は、例えば特許文献１に記載されているように、ヘッドのノズル面（液滴を吐出する面）を密閉するキャップ（キャップ部材）を備えている。また、適宜、キャップ内に連通する吸引ポンプなどの吸引手段により、ノズルからヘッド内に充填されているインクを吸引する動作（ヘッド吸引又はノズル吸引）、ゴムなどの弾性部材を用いたワイパーブレードによるヘッド表面のワイピング動作、および、画像形成に寄与しないようにインクを吐出しノズル孔内部及び入り口付近にある増粘インクや混色インクを排出する空吐出動作（或いは予備吐出動作ともいう。）などを組み合わせて、液室内の気泡や増粘インク、付着したごみなどを取り除き、安定した液滴吐出を行なえる状態に保持する動作を行なうようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１４４９１２号公報
【０００６】
ところで、維持回復機構のキャップ部材によって記録ヘッドのノズル面をキャッピングするときには、記録ヘッドのノズル面とキャップ部材とを位置合わせしなければならない。
【０００７】
そこで、特許文献２には、キャリッジに位置決め用凹部を形成し、キャップに位置決め用凹部と係合する位置決め用凸部を形成することが記載されている。
【特許文献２】特開２００５−１４４９１２号公報
【０００８】
また、特許文献３には、キャップと、キャップをプリントヘッドに対してオープンあるいはクローズするためにキャップを保持しながら回動するキャップ支持部材とを有し、キャップのオープン状態とクローズ状態との間の少なくとも第１の位置と第２の位置とにおいて記録ヘッドのノズル面に対しキャップが平行状態をなす姿勢をとるように制御する姿勢制御手段を備えることが記載されている。
【特許文献３】特開平１１−２７７７５７号公報
【０００９】
また、特許文献４には、キャリッジをメンテナンス位置に停止させるに際し、メンテナンス位置とは異なる事前位置にキャリッジを停止させた後にキャリッジ移動方向とほぼ垂直な方向からキャリッジにピンを押し付け、次にキャリッジを事前位置からメンテナンス位置の方向へ移動させ、この移動時にキャリッジの形状に追従するピンの位置変位を検知することにより該キャリッジをステッピングモータの駆動ステップの精度でメンテナンス位置に停止させる方法が記載されている。
【特許文献４】特開２０００−１５８７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した特許文献２に記載の装置にあっては、特許文献３、４に記載のものよりも簡単な構成で記録ヘッドとキャップ部材との位置合わせを行うことができるが、板状で、側面から見て半円形状の凹部及び凸部の嵌合によって位置合わせを行う構成であるため、記録ヘッドとキャップ部材が相対的に回動し易くなるという課題がある。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドとキャップ部材の相対的な回動を低減して確実にキャッピングを行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドを保持するヘッド保持部材と、記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材を保持するキャップ保持部材とを備え、ヘッド保持部材及びキャップ部材側のいずれか一方に長円形状の凹部が、他方に凹部に嵌め込み可能な長円形状の凸部が設けられている構成とした。
【００１３】
ここで、ヘッド保持部材及びキャップ部材側の記録ヘッドのノズルの並び方向の両端部に、凹部及び凸部がそれぞれ設けられている構成とできる。また、キャップ部材はキャップ保持部材に対して記録ヘッドの複数のノズルの並び方向及びノズルの並び方向と直交する方向に変位可能に保持されている構成とできる。また、凹部の内面及び凸部の外面の少なくともいずれかには撥水処理が施されている構成とできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置によれば、ヘッド保持部材及びキャップ部材側のいずれか一方に長円形状の凹部が、他方に凹部に嵌め込み可能な長円形状の凸部が設けられている構成としたので、簡単な構成で記録ヘッドとキャップ部材の位置合わせができるとともに、長円形状の凹部と長円形状の凸部との嵌め合いを行うことで記録ヘッドとキャップ部材の相対的な回動を低減して、確実にキャッピングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。まず、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全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でヘッド保持部材であるキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００１６】
このキャリッジ３３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ための本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」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（用紙搬送方向）に沿って配列し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１７】
記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａ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３４ｂ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。
【００１８】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４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３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク３５」という。）を搭載している。このヘッドタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色の記録液カートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット５によって各色の供給チューブ３６を介して、各色の記録液が補充供給される。
【００１９】
なお、各色で、又は、ブラックとカラーで独立した液体吐出ヘッドからなる複数の記録ヘッドを用いても良いし、あるいは、すべての色の液滴を吐出する複数のノズル列を形成した液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを用いても良い。
【００２０】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００２１】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００２２】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。
【００２３】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００２４】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００２５】
さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１を配置している。
【００２６】
この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。
【００２７】
また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。
【００２８】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００２９】
このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００３０】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００３１】
次に、この画像形成装置の維持回復機構８１に適用した本発明の一実施形態について図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３は同維持回復機構の模式的説明図、図４は同じく斜視説明図、図５は同実施形態の要部斜視説明図である。
【００３２】
維持回復機構８１のフレーム１００には、前述した各記録ヘッド３４のノズル面３４ｎをそれぞれキャッピングするキャップ８２ａ、８２ｂを保持するキャップ保持部材であるキャップホルダ１０１ａ、１０１ｂと、弾性体を含むワイピング部材であるワイパーブレード８３と、図示しない空吐出受け８４と、キャリッジロック部材８５とがそれぞれ昇降可能に保持されている。
【００３３】
ここで、キャップ８２は、図５にも示すように、キャップ部８２Ａと、このキャップ部８２Ａと一体の本体部８２Ｂとを有し、本体部８２Ｂの記録ヘッド３４のノズルＮの並び方向に沿う方向（用紙送り方向に沿う方向）の両端部に設けた係合部１０２がキャップホルダ１０１に設けた長孔１０３に移動可能に係合されることで、キャップ８２はキャップホルダ１０１に対して昇降可能に保持されている。
【００３４】
そして、キャップ８２の本体部８２Ｂとキャップホルダ１０１との間に設けた弾性部材１０４によって、キャップ８２は上方（キャッピング方向）に付勢され、記録ヘッド３４のノズル面３４ｎに当接することで弾性部材１０４が縮み、ノズル面３４ｎにキャップ８２のキャップ部８２Ａを密着させるようにしている。
【００３５】
また、キャップホルダ１０１の下方にはフレーム１００にカム軸１０５を回転可能に配置し、このカム軸１０５は図示しない駆動モータによってギヤ１０６を介して回転される。そして、カム軸１０５にはキャップホルダ１０１ａ、１０１ｂを昇降させるためのキャップカム１１１ａ、１１１ｂと、ワイパーブレード８３を昇降させるためのワイパーカム１１２をそれぞれ設けている。
【００３６】
したがって、カム軸１０５を回転することによってキャップカム１１１ａ、１１１ｂが回転して、キャップホルダ１０１ａ、１０１ｂがキャップ８２ａ、８２ｂを伴って上昇してキャップ８２ａ、８２ｂによって記録ヘッド３４のノズル面３４ｎに当接してキャッピングし、またキャップホルダ１０１ａ、１０１ｂがキャップ８２ａ、８２ｂを伴って下降してキャップ８２ａ、８２ｂが記録ヘッド３４のノズル面３４ｎから離間する接離動作を行なうことができる。
【００３７】
一方、キャリッジ３３には、図示しないが、キャリッジロック部材８５の先端部８５ａが嵌合する凹部を設けている。したがって、キャリッジロック部材８５が上昇して先端部がキャリッジ３３の凹部に嵌合することでキャリッジ３３を所定の位置であるホームポジションにロックすることができ、キャリッジロック部材８５が下降してその先端部がキャリッジ３３の凹部から外れることによってキャリッジ３３のロックが解除される（非ロック状態になる。）。
【００３８】
さらに、図５に示すように、キャリッジ３３の記録ヘッド３４を設けている底面側には、記録ヘッド３４のノズルＮの並び方向に沿う両端部に長円形状の凹部１３１、１３１が形成されている。一方、キャップ８２の本体部８２Ａの上面にはキャリッジ３３の長円形状の凹部１３１、１３１に嵌め込み可能な長円形状の凸部１３２、１３２が設けられている。
【００３９】
したがって、キャップ８２が上昇して記録ヘッド３４のノズル面３４ｎをキャッピングするとき、キャップ８２の凸部１３２、１３２がキャリッジ３３の凹部１３１、１３１に嵌め込まれて、キャップ８２と記録ヘッド３４の微小な位置ズレや回転ズレが補正される。そして、このとき、凹部１３１及び凸部１３２が長円形状であることから、キャリッジ３３とキャップ８２との相対的な回動が抑えられる。これにより、キャップ８２によって記録ヘッド３４のノズル面３４Ｎを確実にキャッピングすることができる。
【００４０】
特に、記録ヘッド３４が長尺化した場合には、凹凸嵌合でキャリッジ３３とキャップ８２との位置合わせを行っても相対的な回動が発生すると、両端部での位置ズレが大きくなる。そこで、凹凸嵌合で位置合わせを行いつつ、凹部及び凸部の形状を長円形状とすることによってキャリッジ３３とキャップ８２との相対回転を抑えることができ、長尺ヘッドの場合であっても確実にキャッピングすることができるようになる。
【００４１】
このように、ヘッド保持部材及びキャップ部材側のいずれか一方に長円形状の凹部が、他方に凹部に嵌め込み可能な長円形状の凸部が設けられている構成としたので、簡単な構成で記録ヘッドとキャップ部材の位置合わせができるとともに、長円形状の凹部と長円形状の凸部との嵌め合いを行うことで記録ヘッドとキャップ部材の相対的な回動を低減して、特に長尺ヘッドに対して確実にキャッピングを行うことができる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態の要部斜視説明図である。
ここでは、キャップ８２の本体部８２Ｂの記録ヘッド３４のノズルＮの並び方向に沿う方向（用紙送り方向に沿う方向）の両端部に設けた係合部１４２は側面形状で略三角形状とし、この係合部１４２が係合するキャップホルダ１０１に設けた長穴１４３も略三角形状としている。この場合、係合部１４２及び長穴１４３はキャップ８２が上昇する方向に向って狭くなる三角形状とし、キャップ８２がキャップホルダ１０１に対して主走査方向（記録ヘッド３４のノズルＮの並び方向と直交する方向）にも移動可能に保持される。
【００４３】
また、キャップ８２の係合部１４２を除く部分の長さ（用紙送り方向に沿う方向の長さ）はキャップホルダ１０１の内壁面との間に隙間１４４が形成される長さにして、キャップ８２はキャップホルダ１０１に対して用紙送り方向に沿う方向（副走査方向：記録ヘッド３４のノズルＮの並び方向）に隙間１４４の長さ分移動可能に保持している。
【００４４】
したがって、キャップ８２が上昇して記録ヘッド３４のノズル面３４Ｎをキャッピングするとき、キャップ８２はキャップホルダ１０１に対して副走査方向及び主走査方向に移動可能であるので、キャップ８２の凸部１３２とキャリッジ３３の凹部１３１との間で位置ズレが生じていても、確実にキャップ８２の凸部１３２ｇがキャリッジ３３の凹部１３１に嵌め込まれ、キャップ８２と記録ヘッド３４の位置ズレや回転ズレを補正して位置合わせすることができる。
【００４５】
これらの各実施形態において、特にキャップ側に設けた凸部の表面（外面）には撥水処理を施しておくことにより、インクなどの液体が凸部に付着して固形化し、凹部に嵌め込んだときに嵌合度合いが強くなりすぎることを防止できる。同様に、キャリッジ側の凹部の内面に撥水処理を施すこともできる。なお、上記各実施形態では、凹部及び凸部を副走査方向両端部の２箇所に設けているが、長円形状であることから、１箇所でも相対回転を抑制できる。
【００４６】
なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ構成以外にも、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができる。さらに、インク以外の記録液や液体、例えばレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料を吐出させる画像形成装置などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成を説明する側面説明図である。
【図２】同装置の要部平面説明図である。
【図３】同装置における維持回復機構の模式的説明図である。
【図４】同じく全体斜視説明図である。
【図５】本発明の一実施形態の説明に供する同維持回復機構の要部斜視説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態の説明に供する同維持回復機構の要部斜視説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…装置本体
２…給紙トレイ
３…排紙トレイ
６…インクカートリッジ装填部
１０…インクカートリッジ
３３…キャリッジ
３４…記録ヘッド
４２…用紙
５１…搬送ベルト
８１…維持回復機構
８２ａ、８２ｂ…キャップ部材
１３１…凹部
１３２…凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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