画像形成装置
【課題】ライン型画像形成装置における維持回復機構の構成が複雑、装置の奥行きが大型化、複数の色間の距離が長くなる。
【解決手段】液滴を吐出するライン型記録ヘッドをベース部材１２に保持したヘッドユニット１と、ヘッドユニット１の記録ヘッドにインクを供給するインク供給部２と、ヘッドユニット１の記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送ユニット３と、用紙Ｐを搬送ユニット３に給紙する給紙部４と、搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側に配置され、ヘッドユニット１のライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復ユニット５と、排紙部６と、ヘッドユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向に移動させるヘッド移動手段７を備えた。
【解決手段】液滴を吐出するライン型記録ヘッドをベース部材１２に保持したヘッドユニット１と、ヘッドユニット１の記録ヘッドにインクを供給するインク供給部２と、ヘッドユニット１の記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送ユニット３と、用紙Ｐを搬送ユニット３に給紙する給紙部４と、搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側に配置され、ヘッドユニット１のライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復ユニット５と、排紙部６と、ヘッドユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向に移動させるヘッド移動手段７を備えた。
【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用紙を搬送する搬送手段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、「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インクを着弾させ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。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、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ものの総称として用いる。
【０００４】
このようなインク吐出方式の画像形成装置においては、インク滴を吐出する記録ヘッドの性能を維持回復する維持回復機構が備えられる。このヘッドの維持回復機構（装置）は、記録ヘッドのノズル面（ノズルが形成された面）を高い密閉性を保って覆うための保湿用キャップ部材、ノズルから増粘したインクを吸引して排出するための吸引ポンプなどの吸引手段に接続される吸引用キャップ（保湿用キャップと兼用されることもある。）、ノズル面に付着したインクを拭き取って除去するためのワイパ部材（ワイパ、ワイパブレード）、ワイパ部材を清掃するワイパクリーナ（ワイパ清掃部材）、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行なうための空吐出受けなどで構成される。
【０００５】
例えば、特許文献１にはヘッドユニットが垂直位置に回動移動し、直立位置にあるヘッドユニットを維持ユニットへ対向する位置まで移動させ、メンテナンスを行うことが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１１３７７号公報
【０００６】
また、特許文献２には印字中であっても不使用のヘッドユニットをキャッピングするために、維持ユニットを、ヘッドユニットに対して記録媒体搬送方向の下流に配置することが記載されている。
【特許文献２】特開２００２−５９５５９号公報
【０００７】
次に、画像形成装置における搬送手段に関して、例えば、特許文献３には用紙搬送中にジャムが発生した場合に、記録ヘッドと搬送手段との間の空間を広げるために、搬送ベルトを用いて用紙を搬送する搬送手段を、搬送方向に並んでいる各インク吐出口に記録媒体を近接させて搬送可能となる画像記録状態と、搬送手段とインク吐出口の全体を離隔させて画像記録手段と搬送手段がほぼ平行な状態あるいは傾斜状態となる解除手段を備えることが記載されている。
【特許文献３】特許第２８１６２１７号公報
【０００８】
次に、インク吐出方式で画像形成を行う場合、記録ヘッドと用紙搬送面との間のギャップ（ヘッド間ギャップ）を維持しなければならないことから、例えば、特許文献４にはヘッドユニットを、直動手段を有する摺動機構に設置し、記録媒体の表面位置を検出することでヘッド間ギャップを一定に調整することが記載されている。その他、ギャップ規制に関しては特許文献５、６もある。
【特許文献４】特開平１１−１０５３７６号公報
【特許文献５】特開２００５−１３８３７１号公報
【特許文献６】特許第３０２５１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、画像形成装置においては、印刷速度の向上を図るために、用紙の全幅分の長さにノズルを配置した１つの記録ヘッド又は複数の記録ヘッドを並べて配置することで用紙の全幅分の長さにノズルを配置したライン型ヘッドが用いられるようになってきている。このようなライン型ヘッドの維持回復を行うために、一般に、複数のライン型ヘッドと維持回復機構（メンテナンス機構、クリーニング機構）とを用紙搬送方向に沿って交互に配置し、ライン型ヘッドと維持回復機構が相対的に交互に移動を繰り返すことによって維持回復を行うようしたり、あるいは、用紙搬送路の脇、即ち用紙搬送路と直交する方向の用紙搬送路外に維持回復機構が配置され、ライン型ヘッドが回動して配置された維持回復機構に移動したりするような構成が採用されている。
【００１０】
しかしながら、複数のライン型ヘッドと維持回復機構（メンテナンス機構、クリーニング機構）とを用紙搬送方向に沿って交互に配置する構成では、構成が複雑になる。また、この構成では、複数のライン型ヘッド間の距離が長くなり、その分色間における着弾位置ずれが発生し易くなる。さらに、用紙搬送路の脇に維持回復機構を配置する構成では、装置の奥行きが大き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、特にライン型画像形成装置における維持回復を簡単な構成で装置の奥行きを大型化することなく行うことができ、しかも複数の色間の距離を短くできるように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、
液滴を吐出するライン型記録ヘッドをベース部材に保持して構成されるヘッドユニットと、
前記記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の用紙搬送方向下流側に配置され、前記ライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段と、
前記ヘッドユニットを用紙搬送方向に沿って前記搬送手段に対応する位置と前記維持回復手段に対応する位置との間で双方向に移動させるヘッド移動手段と
を備えている構成とした。
【００１３】
ここで、前記維持回復手段の上方に、前記維持回復手段を覆う位置と前記用紙を案内する位置との間で開閉可能な搬送ガイド部材を備えている構成とできる。
【００１４】
また、前記搬送手段は前記記録ヘッドに近接するホーム位置と前記記録ヘッドから離間した解除位置との間で変位可能に配置されている構成とできる。
【００１５】
また、前記搬送手段は、少なくとも２つのローラ間に掛け回された搬送ベルトを有し、用紙搬送方向上流側のローラを支点として前記解除位置に回動可能に設けられている構成とできる。
【００１６】
また、前記搬送手段には、前記搬送手段をホーム位置にした時に前記ヘッドユニットの記録ヘッドのノズル面と前記搬送手段による用紙搬送面とのギャップを規制するギャップ規制手段を備えている構成とできる。
【００１７】
また、前記ヘッドユニットを保持するベース部材は、前記ヘッドユニットを保持する第１ベース部材と、この第１ベース部材を少なくとも上下方向に移動可能に保持する第２ベース部材とを有している構成とできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る画像形成装置によれば、搬送手段の用紙搬送方向下流側にライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段を設けて、ヘッドユニットを用紙搬送方向に沿って搬送手段に対応する位置と維持回復手段に対応する位置との間で双方向に移動させるので、維持回復を簡単な構成で行うことができるとともに、装置の奥行きを大型化することがなくなるとともに、ヘッド間に維持回復手段が配置されないので複数のヘッド間を狭くすることができて各色間の距離を短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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は同画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図、図は同じく側面説明図、図３は同じく要部平面説明図である。
【００２０】
この画像形成装置は、液滴を吐出するライン型記録ヘッドで構成されるヘッドユニット１と、ヘッドユニット１の記録ヘッドにインクを供給するインク供給部２と、ヘッドユニット１の記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送手段としての搬送ユニット３と、用紙Ｐを搬送ユニット３に給紙する給紙部４と、搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側に配置され、ヘッドユニット１のライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段としての維持回復ユニット５と、排紙部６と、ヘッドユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向(図１の矢示Ａ方向)に移動させるヘッド移動手段７などとを備えている。
【００２１】
ヘッドユニット１は、液滴を吐出する複数のヘッド１１ａを配列して構成した記録ヘッド１１を４列分、即ち、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の液体であるインクを吐出する複数の記録ヘッド１１ｙ、１１ｍ、１１ｃ、１１ｋ（以下、色の区別をしないときは、ｙ、ｍ、ｃ、ｋのサブ符号を添えない符号を用いる。他の部材等についても同様である。）を用紙搬送方向に沿って配置してベース部材１２に保持して構成されている。
【００２２】
ヘッドユニット１の各記録ヘッド１１に各色のインクを供給するインク供給部２は、図示しない各色のインクを収容した交換可能なメインタンク（インクカートリッジ）を含むメインタンクユニットと、メインタンクからインクが供給されるサブタンク（インクタンク）２１と、サブタンク２１から供給チューブ２３を介してインクが供給され、供給されるインクを供給チューブ２４を介して各ヘッド１１ａに分岐して供給する分岐部２２とを備え、各サブタンク２１とヘッドユニット１の記録ヘッド１１との間に水頭差を設けて記録ヘッド１１に所要の負圧を発生させている。
【００２３】
ヘッドユニット１はベース部材１２に保持され、このベース部材１２はヘッドユニット１を保持する第１ベース部材１２Ａと、この第１ベース部材１２Ａを少なくとも上下方向に移動自在に保持する第２ベース部材１２Ｂとで構成されている。この第２ベース部材１２Ｂ上には、インク供給部２のサブタンク２１及び分岐部２２なども保持されている。
【００２４】
そして、この第２ベース部材１２Ｂは、ヘッド移動手段７の駆動ローラ７２と従動ローラ７２に掛け回されたタイミングベルト７４に連結され、駆動ローラ７２が駆動モータ７５によって回転駆動されることにより、用紙搬送方向に沿って移動される。これにより、ヘッドユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向に移動される。
【００２５】
このように、ヘッドユニット１とインク供給部２のサブタンク２１などもベース部材１２（ここでは、第２ベース部材１２Ｂ）上に保持して一体的に移動させることによってサブタンク２１から記録ヘッド１１に対するインク供給用のチューブの変形による内部圧力の変化などの不具合を防止できる。なお、サブタンク供給方式に代えてインクカートリッジから直接ヘッドにインクを供給する方式の場合にはインクカートリッジそのものを第２ベース部材に保持することもできる。
【００２６】
搬送ユニット３は、給紙部４から分離ローラ４１及び給紙ローラ４２によって１枚ずつ分離されて給紙される用紙Ｐをヘッドユニット１に対向して搬送する搬送ベルト３１を備えている。この搬送ベルト３１は、搬送駆動ローラ３２と搬送従動ローラ３３との間に掛け回された無端状ベルトであり、表面には複数の図示しない穴が形成されており、搬送ベルト３１の下部には用紙Ｐを吸引するエアー吸着ファン（吸引ファン３４）が配置されている。また、搬送ユニット３にはヘッドユニット１の記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト４１の表面（用紙搬送面）との間のギャップを規制するギャップ調整手段３５が備えられている。
【００２７】
搬送駆動ローラ３２は図示しないモータにより回転されることで搬送ベルト４１が周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト３１上に吸引ファン３４により吸い付けられ、搬送ベルト３１の周回移動によって搬送される。なお、用紙の吸着は吸引に限られるものではなく、静電吸着や粘着などによって保持する構成にしてもよい。
【００２８】
この搬送ユニット６は、搬送ベルト３１、吸引ファン３４、ギャップ調整手段３５などが一体的に用紙搬送方向上流側の従動ローラ３３を支点として用紙搬送方向下流側の駆動ローラ３２が下がる状態で回動可能に配置され、記録ヘッド１１（ヘッドユニット１）に近接するホーム位置（実線図示の位置：第１位置）と記録ヘッド１０から離間する解除位置（破線図示の位置：第２位置）との間で矢示Ｂ方向に変位可能とされている。搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側が下がって解除される構成とすることで、ジャムの場合のジャム用紙の取出しが容易になり、また、ヘッドユニット１を維持回復機構５側へ移動するときにヘッドユニット１の記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト３１との干渉のおそれを防止できる。
【００２９】
この搬送ユニット３をホーム位置と解除位置との間で変位させる解除機構８は、搬送ユニット解除駆動モータ８１と、この駆動モータ８１の回転がピニオン８２を介して伝達されるセクタギヤ８３とを備え、搬送ユニット解除駆動モータ８１とピニオン８２は画像形成装置のベース側（装置筐体側）に固定され、セクタギヤ８３は図示しない搬送ユニット３のユニットフレーム側に固定され、ピニオン８２が回転することによってセクタギヤ８３が移動、即ち搬送ユニット３が回動変位する機構となっている。なお、搬送ベルト解除駆動モータ８１からピニオン８２まではタイミングベルトやギヤ等の動力伝達機構を用いているが図示を簡略化している。
【００３０】
維持回復ユニット５は、記録ヘッド１１のノズル面をキャッピングするキャップ部材５１などを備えている。この維持回復ユニット５の上方には、維持回復ユニット５を覆う搬送ガイド部材９が配置され、この搬送ガイド部材９は矢示Ｃ方向に回転して維持回復ユニット５を開放する図２の破線図示の位置と搬送ユニット３からの用紙をガイドする実線図示の位置とを取り得るようにされている。
【００３１】
排紙部６は、エンドフェンス６１及び図示しないサイドフェンスを備えている。
【００３２】
次に、このように構成したこの画像形成装置の維持回復動作について図４をも参照して説明する。
ヘッドユニット１の記録ヘッド１１の維持回復動作（クリーニング）を行うとき、搬送ユニット３が矢示Ｂ１方向に解除位置まで回動されるとともに、搬送ガイド部材９が矢示Ｃ１方向に回動されて維持回復ユニット５の上方が開放され、ヘッド移動手段７の駆動モータ７５が駆動されることでベース部材１２に伴われてヘッドユニット１が矢示Ａ１方向に移動され、維持回復ユニット５上で停止する。
【００３３】
その後、記録ヘッド１１のノズル面がキャップ部材５１でキャッピングされ、キャップ部材５１を通して図示しないポンプ吸引ユニットによって記録ヘッド１１内のインクをノズルから吸引する維持回復動作を行う。維持回復動作としてのノズル吸引が完了した後、再びヘッドユニット１が元の搬送ユニット３上の印字位置に戻り、搬送ガイド部材９が閉じて印字可能な状態となる。
【００３４】
このように、搬送手段の用紙搬送方向下流側にライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段を設けて、ヘッドユニットを用紙搬送方向に沿って搬送手段に対応する位置と維持回復手段に対応する位置との間で双方向に移動させる構成とすることで、維持回復を簡単な構成で行うことができるとともに、画像形成装置の奥行きを大型化することがなくなる。しかも、複数の記録ヘッドを用紙搬送方向に並べてその間隔を狭くして配置することができるので、各色の距離が短くなり、着弾位置ずれが低減して画像品質が向上することになる。
【００３５】
次に、この画像形成装置におけるギャップ調整動作について図５及び図６をも参照して説明する。
ギャップ調整手段３５は、回転軸３６に取り付けた偏心カム３６で構成され、回転軸３６は図示しない駆動モータにて回転駆動され、エンコーダによる回転角位置検出が行われるようにしている。なお、ステッピングモータによる回転角制御を行うこともできる。
【００３６】
先ず、図５に示すように、搬送ユニット３がホーム位置にあるときには、ギャップ調整手段３５の偏心カム３７がヘッドユニット１の第１ベース部材１２Ａに当接し、第１ベース部材１２Ａは第２ベース部材１２Ｂに対して持ち上げられた状態になるので、搬送ユニット３とヘッドユニット１の記録ヘッド１１のノズル面との間のギャップがギャップ調整手段３５の偏心カム３７の回転位置に応じた高さに規定される。
【００３７】
これに対して、図６に示すように、搬送ユニット３が解除位置に回動されたときには、ギャップ調整手段３５の偏心カム３７がヘッドユニット１の第１ベース部材１２Ａから離間し、ヘッドユニット１の第１ベース部材１２Ａは矢示方向に第２ベース部材１２Ｂ上に自重で下降して接触する。
【００３８】
したがって、前述したように、ヘッドユニット１の維持回復動作を行った後、ヘッドユニット１を搬送ユニット３に対向する位置まで戻した後、搬送ユニット３を図５に示すホーム位置まで回動することによって、ヘッドユニット１と搬送ユニット３とのギャップが自動的に偏心カム３７の回転位置に応じた量に調整されることになる。
【００３９】
ここで、図７に示すように、ギャップ調整手段３５の偏心カム３７は回転軸３６によって回転されるので、偏心カム３７の回転位置に応じてヘッドユニット１の記録ヘッドのノズル面１１Ａと用紙搬送面（搬送ベルト３１の表面）とのギャップＧを任意に調整することができる。なお、図７（ａ）ないし（ｃ）ではギャップＧ１＞Ｇ２＞Ｇ３の関係にある例を示している。
【００４０】
次に、本発明の他の実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態の説明に供する要部平面説明図である。
ここでは、記録ヘッド１１１として１ライン分のノズル列を有する構成のものを用いている。したがって、この場合、維持回復ユニット５のキャップ部材５１１も１ライン分の長さでキャッピングできる構成としている。
【００４１】
次に、本発明の更に他の実施形態について図９ないし図１１を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の説明に供する概略斜視説明図、図１０は要部側断面説明図、図１１は同じく要部平面説明図である。
ここでは、ヘッドユニット１の第１ベース部材１２Ａに位置決め孔１５を設け、搬送ユニット３には位置決め孔１５に係合可能な位置決めピン３９を設けて、搬送ユニット３を解除位置からホーム位置に戻すときに、図１０及び図１１に示すように、位置決めピン３９が位置決め孔１５内に進入して係合することで、搬送ユニット３とヘッドユニット１との位置決めを行うようにしている。なお、ヘッドユニット１は図１０で矢示Ｅ方向に図示しないスプリングなどで付勢されており、位置決めピン３９が位置決め孔１５に係合したときには、位置決め孔１５の一側壁面に当接する（図１１参照）ようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図である。
【図２】同じく側面概略説明図である。
【図３】同じく要部平面説明図である。
【図４】同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。
【図５】同じくギャップ規制調整動作の説明に供する説明図である。
【図６】同じくギャップ規制解除状態の説明図である。
【図７】同じくギャップ調整の説明に供する説明図である、
【図８】本発明の他の実施形態の説明に供する平面説明図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図である。
【図１０】同じく位置決め部分の要部側断面説明図である。
【図１１】同じく位置決め部分の要部平面説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ヘッドユニット
２…インク供給部
３…搬送ユニット
４…給紙部
５…維持回復ユニット
６…排紙部
７…ヘッド移動手段
８…排紙ユニット解除機構
９…搬送ガイド部材
１１…記録ヘッド
１２…ベース部材
１２Ａ…第１ベース部材
１２Ｂ…第２ベース部材
２１…サブタンク
３１…搬送ベルト
３２…駆動ローラ
３３…従動ローラ
３４…エアー吸着ファン（吸引ファン）
５１…キャップ部材
【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用紙を搬送する搬送手段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、「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インクを着弾させ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。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、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ものの総称として用いる。
【０００４】
このようなインク吐出方式の画像形成装置においては、インク滴を吐出する記録ヘッドの性能を維持回復する維持回復機構が備えられる。このヘッドの維持回復機構（装置）は、記録ヘッドのノズル面（ノズルが形成された面）を高い密閉性を保って覆うための保湿用キャップ部材、ノズルから増粘したインクを吸引して排出するための吸引ポンプなどの吸引手段に接続される吸引用キャップ（保湿用キャップと兼用されることもある。）、ノズル面に付着したインクを拭き取って除去するためのワイパ部材（ワイパ、ワイパブレード）、ワイパ部材を清掃するワイパクリーナ（ワイパ清掃部材）、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行なうための空吐出受けなどで構成される。
【０００５】
例えば、特許文献１にはヘッドユニットが垂直位置に回動移動し、直立位置にあるヘッドユニットを維持ユニットへ対向する位置まで移動させ、メンテナンスを行うことが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１１３７７号公報
【０００６】
また、特許文献２には印字中であっても不使用のヘッドユニットをキャッピングするために、維持ユニットを、ヘッドユニットに対して記録媒体搬送方向の下流に配置することが記載されている。
【特許文献２】特開２００２−５９５５９号公報
【０００７】
次に、画像形成装置における搬送手段に関して、例えば、特許文献３には用紙搬送中にジャムが発生した場合に、記録ヘッドと搬送手段との間の空間を広げるために、搬送ベルトを用いて用紙を搬送する搬送手段を、搬送方向に並んでいる各インク吐出口に記録媒体を近接させて搬送可能となる画像記録状態と、搬送手段とインク吐出口の全体を離隔させて画像記録手段と搬送手段がほぼ平行な状態あるいは傾斜状態となる解除手段を備えることが記載されている。
【特許文献３】特許第２８１６２１７号公報
【０００８】
次に、インク吐出方式で画像形成を行う場合、記録ヘッドと用紙搬送面との間のギャップ（ヘッド間ギャップ）を維持しなければならないことから、例えば、特許文献４にはヘッドユニットを、直動手段を有する摺動機構に設置し、記録媒体の表面位置を検出することでヘッド間ギャップを一定に調整することが記載されている。その他、ギャップ規制に関しては特許文献５、６もある。
【特許文献４】特開平１１−１０５３７６号公報
【特許文献５】特開２００５−１３８３７１号公報
【特許文献６】特許第３０２５１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、画像形成装置においては、印刷速度の向上を図るために、用紙の全幅分の長さにノズルを配置した１つの記録ヘッド又は複数の記録ヘッドを並べて配置することで用紙の全幅分の長さにノズルを配置したライン型ヘッドが用いられるようになってきている。このようなライン型ヘッドの維持回復を行うために、一般に、複数のライン型ヘッドと維持回復機構（メンテナンス機構、クリーニング機構）とを用紙搬送方向に沿って交互に配置し、ライン型ヘッドと維持回復機構が相対的に交互に移動を繰り返すことによって維持回復を行うようしたり、あるいは、用紙搬送路の脇、即ち用紙搬送路と直交する方向の用紙搬送路外に維持回復機構が配置され、ライン型ヘッドが回動して配置された維持回復機構に移動したりするような構成が採用されている。
【００１０】
しかしながら、複数のライン型ヘッドと維持回復機構（メンテナンス機構、クリーニング機構）とを用紙搬送方向に沿って交互に配置する構成では、構成が複雑になる。また、この構成では、複数のライン型ヘッド間の距離が長くなり、その分色間における着弾位置ずれが発生し易くなる。さらに、用紙搬送路の脇に維持回復機構を配置する構成では、装置の奥行きが大き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、特にライン型画像形成装置における維持回復を簡単な構成で装置の奥行きを大型化することなく行うことができ、しかも複数の色間の距離を短くできるように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、
液滴を吐出するライン型記録ヘッドをベース部材に保持して構成されるヘッドユニットと、
前記記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の用紙搬送方向下流側に配置され、前記ライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段と、
前記ヘッドユニットを用紙搬送方向に沿って前記搬送手段に対応する位置と前記維持回復手段に対応する位置との間で双方向に移動させるヘッド移動手段と
を備えている構成とした。
【００１３】
ここで、前記維持回復手段の上方に、前記維持回復手段を覆う位置と前記用紙を案内する位置との間で開閉可能な搬送ガイド部材を備えている構成とできる。
【００１４】
また、前記搬送手段は前記記録ヘッドに近接するホーム位置と前記記録ヘッドから離間した解除位置との間で変位可能に配置されている構成とできる。
【００１５】
また、前記搬送手段は、少なくとも２つのローラ間に掛け回された搬送ベルトを有し、用紙搬送方向上流側のローラを支点として前記解除位置に回動可能に設けられている構成とできる。
【００１６】
また、前記搬送手段には、前記搬送手段をホーム位置にした時に前記ヘッドユニットの記録ヘッドのノズル面と前記搬送手段による用紙搬送面とのギャップを規制するギャップ規制手段を備えている構成とできる。
【００１７】
また、前記ヘッドユニットを保持するベース部材は、前記ヘッドユニットを保持する第１ベース部材と、この第１ベース部材を少なくとも上下方向に移動可能に保持する第２ベース部材とを有している構成とできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る画像形成装置によれば、搬送手段の用紙搬送方向下流側にライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段を設けて、ヘッドユニットを用紙搬送方向に沿って搬送手段に対応する位置と維持回復手段に対応する位置との間で双方向に移動させるので、維持回復を簡単な構成で行うことができるとともに、装置の奥行きを大型化することがなくなるとともに、ヘッド間に維持回復手段が配置されないので複数のヘッド間を狭くすることができて各色間の距離を短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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は同画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図、図は同じく側面説明図、図３は同じく要部平面説明図である。
【００２０】
この画像形成装置は、液滴を吐出するライン型記録ヘッドで構成されるヘッドユニット１と、ヘッドユニット１の記録ヘッドにインクを供給するインク供給部２と、ヘッドユニット１の記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送手段としての搬送ユニット３と、用紙Ｐを搬送ユニット３に給紙する給紙部４と、搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側に配置され、ヘッドユニット１のライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段としての維持回復ユニット５と、排紙部６と、ヘッドユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向(図１の矢示Ａ方向)に移動させるヘッド移動手段７などとを備えている。
【００２１】
ヘッドユニット１は、液滴を吐出する複数のヘッド１１ａを配列して構成した記録ヘッド１１を４列分、即ち、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の液体であるインクを吐出する複数の記録ヘッド１１ｙ、１１ｍ、１１ｃ、１１ｋ（以下、色の区別をしないときは、ｙ、ｍ、ｃ、ｋのサブ符号を添えない符号を用いる。他の部材等についても同様である。）を用紙搬送方向に沿って配置してベース部材１２に保持して構成されている。
【００２２】
ヘッドユニット１の各記録ヘッド１１に各色のインクを供給するインク供給部２は、図示しない各色のインクを収容した交換可能なメインタンク（インクカートリッジ）を含むメインタンクユニットと、メインタンクからインクが供給されるサブタンク（インクタンク）２１と、サブタンク２１から供給チューブ２３を介してインクが供給され、供給されるインクを供給チューブ２４を介して各ヘッド１１ａに分岐して供給する分岐部２２とを備え、各サブタンク２１とヘッドユニット１の記録ヘッド１１との間に水頭差を設けて記録ヘッド１１に所要の負圧を発生させている。
【００２３】
ヘッドユニット１はベース部材１２に保持され、このベース部材１２はヘッドユニット１を保持する第１ベース部材１２Ａと、この第１ベース部材１２Ａを少なくとも上下方向に移動自在に保持する第２ベース部材１２Ｂとで構成されている。この第２ベース部材１２Ｂ上には、インク供給部２のサブタンク２１及び分岐部２２なども保持されている。
【００２４】
そして、この第２ベース部材１２Ｂは、ヘッド移動手段７の駆動ローラ７２と従動ローラ７２に掛け回されたタイミングベルト７４に連結され、駆動ローラ７２が駆動モータ７５によって回転駆動されることにより、用紙搬送方向に沿って移動される。これにより、ヘッドユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向に移動される。
【００２５】
このように、ヘッドユニット１とインク供給部２のサブタンク２１などもベース部材１２（ここでは、第２ベース部材１２Ｂ）上に保持して一体的に移動させることによってサブタンク２１から記録ヘッド１１に対するインク供給用のチューブの変形による内部圧力の変化などの不具合を防止できる。なお、サブタンク供給方式に代えてインクカートリッジから直接ヘッドにインクを供給する方式の場合にはインクカートリッジそのものを第２ベース部材に保持することもできる。
【００２６】
搬送ユニット３は、給紙部４から分離ローラ４１及び給紙ローラ４２によって１枚ずつ分離されて給紙される用紙Ｐをヘッドユニット１に対向して搬送する搬送ベルト３１を備えている。この搬送ベルト３１は、搬送駆動ローラ３２と搬送従動ローラ３３との間に掛け回された無端状ベルトであり、表面には複数の図示しない穴が形成されており、搬送ベルト３１の下部には用紙Ｐを吸引するエアー吸着ファン（吸引ファン３４）が配置されている。また、搬送ユニット３にはヘッドユニット１の記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト４１の表面（用紙搬送面）との間のギャップを規制するギャップ調整手段３５が備えられている。
【００２７】
搬送駆動ローラ３２は図示しないモータにより回転されることで搬送ベルト４１が周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト３１上に吸引ファン３４により吸い付けられ、搬送ベルト３１の周回移動によって搬送される。なお、用紙の吸着は吸引に限られるものではなく、静電吸着や粘着などによって保持する構成にしてもよい。
【００２８】
この搬送ユニット６は、搬送ベルト３１、吸引ファン３４、ギャップ調整手段３５などが一体的に用紙搬送方向上流側の従動ローラ３３を支点として用紙搬送方向下流側の駆動ローラ３２が下がる状態で回動可能に配置され、記録ヘッド１１（ヘッドユニット１）に近接するホーム位置（実線図示の位置：第１位置）と記録ヘッド１０から離間する解除位置（破線図示の位置：第２位置）との間で矢示Ｂ方向に変位可能とされている。搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側が下がって解除される構成とすることで、ジャムの場合のジャム用紙の取出しが容易になり、また、ヘッドユニット１を維持回復機構５側へ移動するときにヘッドユニット１の記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト３１との干渉のおそれを防止できる。
【００２９】
この搬送ユニット３をホーム位置と解除位置との間で変位させる解除機構８は、搬送ユニット解除駆動モータ８１と、この駆動モータ８１の回転がピニオン８２を介して伝達されるセクタギヤ８３とを備え、搬送ユニット解除駆動モータ８１とピニオン８２は画像形成装置のベース側（装置筐体側）に固定され、セクタギヤ８３は図示しない搬送ユニット３のユニットフレーム側に固定され、ピニオン８２が回転することによってセクタギヤ８３が移動、即ち搬送ユニット３が回動変位する機構となっている。なお、搬送ベルト解除駆動モータ８１からピニオン８２まではタイミングベルトやギヤ等の動力伝達機構を用いているが図示を簡略化している。
【００３０】
維持回復ユニット５は、記録ヘッド１１のノズル面をキャッピングするキャップ部材５１などを備えている。この維持回復ユニット５の上方には、維持回復ユニット５を覆う搬送ガイド部材９が配置され、この搬送ガイド部材９は矢示Ｃ方向に回転して維持回復ユニット５を開放する図２の破線図示の位置と搬送ユニット３からの用紙をガイドする実線図示の位置とを取り得るようにされている。
【００３１】
排紙部６は、エンドフェンス６１及び図示しないサイドフェンスを備えている。
【００３２】
次に、このように構成したこの画像形成装置の維持回復動作について図４をも参照して説明する。
ヘッドユニット１の記録ヘッド１１の維持回復動作（クリーニング）を行うとき、搬送ユニット３が矢示Ｂ１方向に解除位置まで回動されるとともに、搬送ガイド部材９が矢示Ｃ１方向に回動されて維持回復ユニット５の上方が開放され、ヘッド移動手段７の駆動モータ７５が駆動されることでベース部材１２に伴われてヘッドユニット１が矢示Ａ１方向に移動され、維持回復ユニット５上で停止する。
【００３３】
その後、記録ヘッド１１のノズル面がキャップ部材５１でキャッピングされ、キャップ部材５１を通して図示しないポンプ吸引ユニットによって記録ヘッド１１内のインクをノズルから吸引する維持回復動作を行う。維持回復動作としてのノズル吸引が完了した後、再びヘッドユニット１が元の搬送ユニット３上の印字位置に戻り、搬送ガイド部材９が閉じて印字可能な状態となる。
【００３４】
このように、搬送手段の用紙搬送方向下流側にライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段を設けて、ヘッドユニットを用紙搬送方向に沿って搬送手段に対応する位置と維持回復手段に対応する位置との間で双方向に移動させる構成とすることで、維持回復を簡単な構成で行うことができるとともに、画像形成装置の奥行きを大型化することがなくなる。しかも、複数の記録ヘッドを用紙搬送方向に並べてその間隔を狭くして配置することができるので、各色の距離が短くなり、着弾位置ずれが低減して画像品質が向上することになる。
【００３５】
次に、この画像形成装置におけるギャップ調整動作について図５及び図６をも参照して説明する。
ギャップ調整手段３５は、回転軸３６に取り付けた偏心カム３６で構成され、回転軸３６は図示しない駆動モータにて回転駆動され、エンコーダによる回転角位置検出が行われるようにしている。なお、ステッピングモータによる回転角制御を行うこともできる。
【００３６】
先ず、図５に示すように、搬送ユニット３がホーム位置にあるときには、ギャップ調整手段３５の偏心カム３７がヘッドユニット１の第１ベース部材１２Ａに当接し、第１ベース部材１２Ａは第２ベース部材１２Ｂに対して持ち上げられた状態になるので、搬送ユニット３とヘッドユニット１の記録ヘッド１１のノズル面との間のギャップがギャップ調整手段３５の偏心カム３７の回転位置に応じた高さに規定される。
【００３７】
これに対して、図６に示すように、搬送ユニット３が解除位置に回動されたときには、ギャップ調整手段３５の偏心カム３７がヘッドユニット１の第１ベース部材１２Ａから離間し、ヘッドユニット１の第１ベース部材１２Ａは矢示方向に第２ベース部材１２Ｂ上に自重で下降して接触する。
【００３８】
したがって、前述したように、ヘッドユニット１の維持回復動作を行った後、ヘッドユニット１を搬送ユニット３に対向する位置まで戻した後、搬送ユニット３を図５に示すホーム位置まで回動することによって、ヘッドユニット１と搬送ユニット３とのギャップが自動的に偏心カム３７の回転位置に応じた量に調整されることになる。
【００３９】
ここで、図７に示すように、ギャップ調整手段３５の偏心カム３７は回転軸３６によって回転されるので、偏心カム３７の回転位置に応じてヘッドユニット１の記録ヘッドのノズル面１１Ａと用紙搬送面（搬送ベルト３１の表面）とのギャップＧを任意に調整することができる。なお、図７（ａ）ないし（ｃ）ではギャップＧ１＞Ｇ２＞Ｇ３の関係にある例を示している。
【００４０】
次に、本発明の他の実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態の説明に供する要部平面説明図である。
ここでは、記録ヘッド１１１として１ライン分のノズル列を有する構成のものを用いている。したがって、この場合、維持回復ユニット５のキャップ部材５１１も１ライン分の長さでキャッピングできる構成としている。
【００４１】
次に、本発明の更に他の実施形態について図９ないし図１１を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の説明に供する概略斜視説明図、図１０は要部側断面説明図、図１１は同じく要部平面説明図である。
ここでは、ヘッドユニット１の第１ベース部材１２Ａに位置決め孔１５を設け、搬送ユニット３には位置決め孔１５に係合可能な位置決めピン３９を設けて、搬送ユニット３を解除位置からホーム位置に戻すときに、図１０及び図１１に示すように、位置決めピン３９が位置決め孔１５内に進入して係合することで、搬送ユニット３とヘッドユニット１との位置決めを行うようにしている。なお、ヘッドユニット１は図１０で矢示Ｅ方向に図示しないスプリングなどで付勢されており、位置決めピン３９が位置決め孔１５に係合したときには、位置決め孔１５の一側壁面に当接する（図１１参照）ようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図である。
【図２】同じく側面概略説明図である。
【図３】同じく要部平面説明図である。
【図４】同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。
【図５】同じくギャップ規制調整動作の説明に供する説明図である。
【図６】同じくギャップ規制解除状態の説明図である。
【図７】同じくギャップ調整の説明に供する説明図である、
【図８】本発明の他の実施形態の説明に供する平面説明図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図である。
【図１０】同じく位置決め部分の要部側断面説明図である。
【図１１】同じく位置決め部分の要部平面説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ヘッドユニット
２…インク供給部
３…搬送ユニット
４…給紙部
５…維持回復ユニット
６…排紙部
７…ヘッド移動手段
８…排紙ユニット解除機構
９…搬送ガイド部材
１１…記録ヘッド
１２…ベース部材
１２Ａ…第１ベース部材
１２Ｂ…第２ベース部材
２１…サブタンク
３１…搬送ベルト
３２…駆動ローラ
３３…従動ローラ
３４…エアー吸着ファン（吸引ファン）
５１…キャップ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するライン型記録ヘッドを含むヘッドユニットと、
前記記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の用紙搬送方向下流側に配置され、前記ライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段と、
前記ヘッドユニットを用紙搬送方向に沿って前記搬送手段に対応する位置と前記維持回復手段に対応する位置との間で双方向に移動させるヘッド移動手段と
を備え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、前記維持回復手段の上方に、前記維持回復手段を覆う位置と前記用紙を案内する位置との間で開閉可能な搬送ガイド部材を備え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、前記搬送手段は前記記録ヘッドに近接するホーム位置と前記記録ヘッドから離間した解除位置との間で変位可能に配置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２又は３に記載の画像形成装置において、前記搬送手段は、少なくとも２つのローラ間に掛け回された搬送ベルトを有し、用紙搬送方向上流側のローラを支点として前記解除位置に回動可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記搬送手段には、前記搬送手段をホーム位置にした時に前記ヘッドユニットの記録ヘッドのノズル面と前記搬送手段による用紙搬送面とのギャップを規制するギャップ規制手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、前記ヘッドユニットを保持する第１ベース部材と、この第１ベース部材を少なくとも上下方向に移動可能に保持する第２ベース部材とを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
液滴を吐出するライン型記録ヘッドを含むヘッドユニットと、
前記記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の用紙搬送方向下流側に配置され、前記ライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段と、
前記ヘッドユニットを用紙搬送方向に沿って前記搬送手段に対応する位置と前記維持回復手段に対応する位置との間で双方向に移動させるヘッド移動手段と
を備え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、前記維持回復手段の上方に、前記維持回復手段を覆う位置と前記用紙を案内する位置との間で開閉可能な搬送ガイド部材を備え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、前記搬送手段は前記記録ヘッドに近接するホーム位置と前記記録ヘッドから離間した解除位置との間で変位可能に配置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２又は３に記載の画像形成装置において、前記搬送手段は、少なくとも２つのローラ間に掛け回された搬送ベルトを有し、用紙搬送方向上流側のローラを支点として前記解除位置に回動可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記搬送手段には、前記搬送手段をホーム位置にした時に前記ヘッドユニットの記録ヘッドのノズル面と前記搬送手段による用紙搬送面とのギャップを規制するギャップ規制手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、前記ヘッドユニットを保持する第１ベース部材と、この第１ベース部材を少なくとも上下方向に移動可能に保持する第２ベース部材とを有していることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１６６３３８（Ｐ２００９−１６６３３８Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２５８（Ｐ２００８−６２５８）
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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