JP2001287377A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録ヘッドが固定状態で、前記記録ヘッド下
部を記録紙が搬送手段に保持されながら移動し、画像形
成されるため、画像形成の一連動作の中で清掃・保守が
容易に短時間で行えない。 【解決手段】 記録ヘッド１と対面する位置に配置され
た記録紙２０を搬送する搬送ベルト６の一部に、記録ヘ
ッド全体を介することができる開口部６`を設ける構成
とし、記録ヘッドの対面で搬送ベルト６の下部に設けら
れた清掃／保守機能を有するワイパーブレード７aとキ
ャッピング部材７bが搬送ベルト開口部６`を介して直接
的に動作できるようにしたものである。上記構成におい
て、搬送ベルト６は、記録紙を静電的に付着搬送するこ
とのできる帯電ベルトで且つ、エンドレスベルトで構成
することによって搬送方向が単一方向の制御動作とな
り、反転動作がないので画像形成以外の時間短縮により
効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定式ラインヘッ
ドのインク吐出面の清掃・インクの強制吐出（フラッシ
ング）／インク吐出面の密閉（キャッピング）などの保
守動作で用紙搬送手段を回避することなく容易に行い得
るインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録ヘッド
の吐出口からインクを吐出飛翔させ、記録紙に付着／定
着させて記録するように構成されている。そのため、微
細な吐出口からのインクの吐出飛翔を良好に保つことで
良好な画像を得ることになり、吐出口の配慮が重要とな
る。

【０００３】配慮として記録中の記録紙からの跳ね返り
によるインク滴や紙粉・異物の吐出口面への付着による
インク吐出不良が生ずるため、ゴム部材（ワイパーブレ
ード等）によって吐出口と近傍の付着物を拭き取る。画
像記録の動作とは別に記録紙以外の領域でインクを吐出
口より吐出し、インク液の表面張力等を利用して付着物
を吹き飛ばすなどがある。

【０００４】また、インク吐出がない状態で吐出面を長
期放置しておくと吐出口近傍のインクメニスカスの表面
が乾燥しインク吐出不良が生ずるため、ゴム部材によっ
て吐出口全体を覆い、外気と遮蔽／密閉する保守手段が
使用されている。

【０００５】とりわけ、キャリッジに記録ヘッドを搭載
し、シリアル動作で画像形成するシリアル型インクジェ
ット装置においては、記録領域外の部分（多くの装置で
ホームポジションとなっている）にワイパーブレードと
キャッピング部材が配置され、画像形成のキャリッジ往
復動作の延長として必要に応じて清掃／保守が行われ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】シリアル型インクジェ
ット装置においては、記録ヘッドのシリアル往復動作の
中で清掃／保守動作が行われていたものが、フルマルチ
タイプの固定式記録ヘッドを配置したライン式インクジ
ェット装置の記録ヘッドの清掃／保守動作には固有の下
記の問題点がある。

【０００７】（１）記録ヘッドが固定状態で記録紙が移
動し画像形成されるため、画像形成一連の動作の中で清
掃／保守が容易にできない。記録ヘッドまたは清掃／保
守手段の片方ユニットを独立に大きく動かす必要があ
る。

【０００８】（２）画像形成過程の中でフラッシング等
の清掃作業を行う必要があり、その度に画像形成が中断
してしまうため、画像形成時間の短縮が困難である。

【０００９】本発明の目的は、前記ライン方式のインク
ジェット記録装置においても記録ヘッドの吐出面の清掃
／保守作業を画像形成の流れの中で短時間に行い得るイ
ンクジェット記録装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記主たる目的を達成す
るため、本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッ
ドと対面する位置に配置された記録紙を搬送する搬送ベ
ルトの一部に、記録ヘッド全体を介することができる開
口部を設ける構成とし、記録ヘッドの対面で搬送ベルト
の下部に設けられた清掃／保守機能を有するワイパーブ
レードとキャッピング部材が搬送ベルト開口部を介して
直接的に動作できるようにしたものである。

【００１１】上記構成において、搬送ベルトは、記録紙
を静電的に付着搬送することのできる帯電ベルトで且
つ、エンドレスベルトで構成することによって搬送方向
が単一方向の制御動作となり、反転動作がないので画像
形成以外の時間短縮により効果的である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１３】図１は、本発明のインクジェット記録装置
の一実施例を示す模式的構成を示す図であり、図２は、
保守部材稼動時を示す模式的構成図である。また、図３
は、図２の矢印T-T`より見た搬送ベルト開口部の模式的
構成図である。この実施例では、カラーの多色記録（４
色）の場合である。

【００１４】図１または図３において、１は記録ヘッド
部であり、記録紙２０の幅方向の全幅にわたる長さを有
する複数の記録ヘッドユニット１A、１B、１C、１Dによ
って構成され、ヘッド取り付け板２で一つに固定されて
いる。本例では、各記録ヘッドユニット１A、１B、１C、
１Dはそれぞれ異なる色のインクを吐出する。また、本
例の各記録ヘッドユニット１A〜１Dは、更に所定数の図
示せぬラインヘッドで所定間隔平行に所定分解能をずら
した形で構成され、固定されている。

【００１５】本例では、一つのラインヘッド内の分解能
が１８０DPI（ドットパーインチ）で、前記ラインヘッ
ドを７２０DPI相当分に平行千鳥にずらした4本での構成
とし、各ヘッドユニットでの画像形成時に７２０DPI相
当の分解能を形成するようにした。前記ラインヘッド
は、電気−機械変換素子に通電してインク流路の体積を
変化させ、インク吐出面よりインクを吐出し画像記録す
るものである。

【００１６】図１において、３は、記録紙２０が収納さ
れている給紙トレイ１０より給紙／搬送路１１を介して
矢印F方向に搬送された記録紙を整合するレジストロー
ラ、４は、前記レジストローラより搬送された記録紙を
搬送手段上に静電気的に吸着保持させるための帯電器、
５は、搬送手段上に吸着搬送されてきた記録紙を矢印
H、R方向に搬送手段上から剥離／搬送せしめるための除
電器、６は、記録紙２０をベルト表面に静電気的に保持
する手段を設け、搬送路に沿って記録紙を搬送しなが
ら、各記録ヘッドユニットで形成される画像位置にズレ
等が生じさせないための搬送ベルト（搬送手段）、７
は、各記録ヘッドユニットのインク吐出面の清掃を行う
ワイパーブレード７aとインクフラッシング時の吐出イ
ンクの受部及びインクの乾燥を防止する動作を行うキャ
ッピングユニット７bを備えるサービスステーション部
をそれぞれ示す。

【００１７】本例での記録紙２０の流れとしては、給紙
トレイ１０からの記録紙が、レジストローラ３で整合さ
れた状態で搬送ベルトに送られ、静電気的に吸着保持さ
れながら各記録ヘッドユニットで各色画像が順次形成さ
れ、除電器５で搬送ベルトからの剥離動作が行われた
後、搬送ローラ１４と排紙ローラ１５により図示しない
次行程（裁断機／排紙トレー等）に矢印H方向に排出さ
れる。本例では、片面の画像形成したものを、排出経路
近傍にもうけた反転手段を用いて裏面画像形成への再搬
送のモード切替えも可能な構成としている。裏面画像形
成の搬送経路は、前記搬送ローラ１４と排紙ローラ１５
との間に搬送経路を切替える図示しない切替えゲート機
構aが設けられ、そこを介して矢印R方向に搬送され、反
転路１２に一次格納される。前記反転路１２の近傍に
は、搬送経路を切替える図示しない切替えゲート機構b
が設けられ、反転路では正逆方向に搬送可能なローラが
配置され反転動作の後、格納後の記録紙を切替えゲート
機構bを介して矢印R`方向に記録紙が反転状態で搬送さ
れる。反転状態で搬送される搬送路１３には記録紙の駆
動を伝達し、且つ、記録紙のスキューを整合する機能を
有する搬送ローラが配置される。

【００１８】前記のように構成された記録紙搬送経路で
は、各搬送区間に記録紙を検出する機能を具備したセン
サS1〜Snが配置され、搬送ベルトでの搬送状態と記録紙
の通過検知情報を用いて、記録紙２０を図示しない制御
部によって記録紙間隔が最小となるように最適制御のも
と動作が行われる。

【００１９】本例での記録ヘッドユニット下で記録紙２
０を搬送する搬送ベルト６は、図１に示されるようにロ
ーラ部材１６a〜１６hに巻き付けられる状態で配置さ
れ、記録ヘッドユニット下の搬送は、ローラ部材１６
a、１６bにより支持された搬送ベルト６の上面に吸着保
持され搬送される。搬送時の駆動は、本例においては、
図示しない駆動装置による駆動がローラ部材１６aを介
して回転伝達される。したがって他のローラ部材１６b
〜１６hは従動的なローラの構成で、且つ、搬送ベルト
６の直進安定性を確保するため、直進安定性に多く寄与
する搬送ベルト張力調整としてローラ部材１６、１６b、
１６c、１６hは独立可動固定できる構成となっている。
また、本例では、搬送ベルト６のローラ部材側に搬送ベ
ルトの搬送位置を検出するためのセンサ１７a、１７bを
配置した。

【００２０】前記の静電気的に吸着保持させるには、ロ
ーラ部材１６a近傍の搬送ベルト６の裏面に帯電器４を
配置して、直流バイアスを印加し、搬送ベルトに一様な
帯電を行わせるようにしている。また、画像形成後の記
録紙２０の剥離搬送については、次行程との分岐となる
ローラ部材１６bの近傍に帯電器４で印加した電荷を除
去（除電）するための除電器５を配置し、静電気的に保
持された記録紙を搬送ベルト６から剥離搬送する構成と
している。通常、前記除電後の剥離動作のトリガーとし
て除電器の近傍に剥離爪部材等を用いるが、本例では、
ローラ部材１６bの曲率半径と搬送ベルトとのベルト配
置位置、記録紙の腰の強さで記録紙を剥離するようにし
ている。

【００２１】搬送ベルト６での記録紙搬送は、前記の搬
送ベルトへの静電気的な帯電と除電が交互に繰り返され
ることで行われることになる。従って、搬送ベルト６に
は、帯電／除電で良好な電気的特性である、誘電率が高
い特性等が要求される。また、この他にも耐クリープ
性、加工精度が高い等の機械的な特性が要求されること
になる。本例では、搬送ベルト６は、透過型光センサに
て検出するために透明な部材である特性も付加して、ポ
リエチレンテレフタレート（PET）の厚み１５０μmシー
トを所定寸法に切断、両端部を熱溶着してエンドレスベ
ルトとして用いた。

【００２２】なお、本例では用いなかったが、ポリフッ
化ビニリデン（PVDF）やポリエステルフィルム、ポリカ
ーボネートフィルム等も使用することができる。

【００２３】前に述べたように、図３は図２の矢印T-T`
より見た搬送ベルト開口部の模式的構成図である。図４
は、開口部の他の実施例模式的構成図である。図３，４
に示されたように、前記のエンドレス状の搬送ベルト６
に、記録ヘッド部１の各記録ヘッドユニット吐出面の清
掃／保守機能を有するワイパーブレード７aとキャッピ
ングユニット７bが直接動作が可能なように、搬送ベル
ト開口部６'が形成されている。前記開口部６’の形状
は、記録ヘッド部１の範囲を満足すると共に、搬送位置
センサ１７a、１７bでの搬送位置検出のもと画像形成可
能領域として許容速度変動内に収まるように、搬送ベル
ト周長とローラ部材配置と記録紙積載枚数の関係から形
成した。本例では、必要最小の矩形の開口形状とし、開
口部６`と搬送ベルト端部との急拡小部分に補強を設け
た。図３の例では、別の補強部材８aを貼付する形で補
強し、図４の他の例では、搬送ベルト周長に合致させ、
補強箇所の両端部を通過するかたちにケブラー繊維８b
を配置し、搬送ベルト６の端部で前記ケブラー繊維８b
を包み込むようにした上で熱溶着にて固着補強を行っ
た。本例では、前記補強を搬送ベルト６に設けることで
ローラ部材１６a〜１６hによる回転搬送時に補強部材の
厚みムラによる蛇行と片寄りが発生するため、回避の一
手法として接触する範囲のローラ部材を一段削るように
形成した。

【００２４】図２は、搬送ベルト開口部６`が記録ヘッ
ド部１の下部所定位置に停止し、サービスステーション
部７からキャッピングユニット７bが上方に動作、各記
録ヘッドユニット１A~１D吐出面に圧接したキャッピン
グ状態にある。

【００２５】前記サービスステーション部７内で、キャ
ッピングユニット７bとワイパーブレード７aは、各々独
立に動作可能に構成されている。各部材動作は、本装置
内に設けられた図示しない制御部によって制御され、必
要に応じて行われる。本例では、大きく分けて下記の３
動作がある。

【００２６】（１）フラッシング動作：インク吐出口に
付着堆積した異物等を強制インク吐出して清掃する。
（２）キャッピング動作：吐出面を外気と遮蔽する。停
止時の動作である。（３）ワイピング動作：インク吐出
口面に付着堆積した異物等をワイパーブレードにてワイ
ピングする。前記（１）（２）が、キャッピングユニッ
ト７bの動作で、（３）が、ワイパーブレード７aでの動
作である。本装置として、最も頻度の多い動作は、
（１）フラッシング動作であり、本例では所定のインク
吐出回数毎に動作が設けられる。次は、画像劣化が発生
した際と任意の指示で設定される（３）ワイピング動作
となる。

【００２７】キャッピングユニット７bは、固定された
記録ヘッドに対して図示しないカムによる昇降機構で矢
印U、D方向に順次動作し、所定の２モードの高さで保持
される。記録ヘッド部吐出面から２mm程度下方の位置に
キャッピングユニット端面が保持された状態が、フラッ
シング動作時の吐出インクを受口する位置で、前記吐出
面にキャッピングユニット７bに設けられた図示せぬバ
ネによって加圧するかたちに保持される位置がキャッピ
ング動作の位置となる。前記キャッピングユニット７b
は、本例では使用するインクとの適性でシリコンやアク
リロニトリル・ブタンジエンゴム等で形成される。

【００２８】また、ワイパーブレード７aは、前記サー
ビスステーション７内にキャッピングユニット７bと平
行に配置され、前記のキャッピングユニット７bの昇降
動作で最下点状態にある時にのみ単独動作する。

【００２９】吐出口面へのワイパーブレード７aによる
ワイピング動作は、初めに各ワイパーブレードを一括に
補強固定している補強板の両端部を介して、図示しない
カムによる昇降機構でワイパーブレード端面が吐出口面
に圧接する所定位置に保持される。

【００３０】この時、前記補強板は、図３，４で示す矢
印L〜R方向の動作においてキャッピングユニットと干渉
しない構成を有し、吐出面を圧接した状態を保持しなが
ら図示しない直動機構によって、矢印L〜R方向に吐出面
の主要部分全体をワイピングする。本例の前記直動機構
は、ワイパーブレード補強板の前記カムでの昇降機構で
も影響を受けない箇所にタイミングベルトとの接合部が
設けられ、タイミングベルトの駆動により動作が行われ
る。

【００３１】そこで、以上のように構成されるインクジ
ェット記録装置における、搬送ベルト６を介した清掃／
保守動作について以下に説明する。図５は、搬送ベルト
６の動作のもと記録紙に画像形成されるまでのフローチ
ャートで、図６は、搬送ベルト開口部６'を介して記録
ヘッド部のフラッシング動作の制御手順を示すフローチ
ャートである。図６では、フラッシング動作のみを記述
したが、キャッピング、ワイピング動作に関しても図中
のフラッシング動作を前記の諸動作に置き換えることで
説明がなされる。

【００３２】図５において、図示しない制御部より画像
形成動作がスタートすると、ステップV1で搬送ベルト６
が回転駆動し、搬送位置センサ１７a、１７bでの検出情
報のもとステップV2、V3で記録紙２０が搬送できる領域
かを判断する。本例において、図３，４に示すよう搬送
位置センサ１７a、１７bは、補強部材８a及び判別マー
ク１８を検出するように配置され、図３の例では補強部
材８aの遮光性を流用して識別マークとし、図４の他の
例では搬送ベルトの開口部近傍に設定された遮光性を具
備する黒印刷部分を判別マーク１８とした。

【００３３】記録紙搬送領域の識別は、矢印F方向に搬
送する搬送ベルト１６の開口部近傍に設けられた判別マ
ーク１８を、搬送位置センサ１７aで検出し、検出後の
所定移動間を記録紙搬送不可領域（この領域下に開口部
がある）として、空搬送する。所定搬送は、駆動ローラ
部材１６aの駆動モータであるパルスモータの駆動パル
スを移動距離に換算／カウントする。本例では、前記の
空搬送領域は、ローラ部材１６a〜１６b間に所定距離を
加算した距離で、画像形成を行う記録紙搬送時に速度変
動として画像に寄与しない距離として評価決定し、本装
置では搬送位置センサ１７bでの後端判別マーク１８'の
再検出した位置とした。従って、搬送ベルト６に記録紙
２０を連続積載できる枚数は、搬送ベルト６の周長との
関係であらかじめ決定され、記録紙２０の積載配置が管
理制御されている。（本例では連続して積載搬送できる
枚数は３枚である、搬送ベルト周長を長くすることで積
載枚数は増やすことが可能である。） ステップV4で搬送可能な搬送ベルト間になると、給紙ユ
ニット１０から記録紙２０が矢印F方向へ搬送、搬送ベ
ルト６上へ送り込まれ、それと同期するかたちでステッ
プV5の帯電処理のもと搬送ベルト６に吸着保持され、ス
テップV6での画像形成が行われる。前記の一連の各構成
動作は、一時停止することなく連続的に行われ、記録紙
２０は搬送路１１での記録紙搬送速度と搬送ベルト６の
搬送速度から積算することで、搬送ベルト６上での所定
位置に配置される。ステップV7で除電器による剥離が行
われ、記録紙２０は次行程に搬送される。

【００３４】前述の画像形成状態において、制御部より
フラッシング動作が指示されるとフラッシング動作が行
われる。本例でのフラッシング制御は、評価で求められ
た所定インク吐出数の範囲に到達することで行われ、一
画像形成中での動作は行わず、制御部での管理により一
画像単位で、必ず一画面画像の形成前後に行われる。
（本例では、平均的なA4サイズの画像で約１００枚毎に
一度の割合で本動作が設けられる） 図６において、フラッシング動作がスタートすると、ス
テップW1で搬送ベルト６が搬送され、ステップW2におい
て搬送位置センサ１７aで搬送ベルト開口部６`を検出し
た後、ステップW3で搬送ベルト６を記録ヘッド部１の直
下に開口部が来るように所定距離搬送し停止する。ステ
ップW4で各記録ヘッドユニット1A〜1Dに対応した各キャ
ッピングユニット７bが所定の高さ位置に上昇し、停止
／保持される。ステップW5において、各記録ヘッドユニ
ット1A〜1D内のラインヘッドに電気−機械変換素子に通
電が行われ、全てのインク吐出口よりインクが所定間隔
で所定回数の吐出が行われる。フラッシング動作後、ス
テップW6で各キャッピングユニット７bが降下し、元の
収納状態に収納される。次にステップW7で、前記のフラ
ッシング動作が、搬送ベルト上の記録紙積載状態のどこ
で設定されたのかの判定が行われる。前記の判定情報
は、制御部において給紙部１０からの記録紙２０の搬送
履歴情報が管理されているため、ここでの判定は、次の
搬送ベルト６の動作振り分け作業となる。連続画像形成
途中などの、搬送ベルト上に複数の記録紙２０が配置さ
れ、搬送されていた場合は、ステップW8での画像形成す
るため、搬送ベルト６が所定位置に搬送される。また、
搬送ベルト上に他の記録紙２０がない場合は、ステップ
W9での記録紙搬送状態に搬送ベルトを移動し、ウエイテ
ィング状態で保持され、次記録の指示がある場合は、前
記図５での画像形成の動作が行われる。

【００３５】上述した本発明の実施形態においては、特
にフルマルチタイプのライン記録ヘッドを用いるインク
ジェット記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。

【００３６】

【発明の効果】前記本発明のインクジェット記録装置に
よると、次のような効果を奏する。 （１）請求項１のインクジェット記録装置によると、記
録紙の搬送手段上に開口部を設けることにより、画像形
成中での記録ヘッドユニットインク吐出面の清掃動作を
行う度に各ユニットを大きく移動する必要がなくなるた
め、装置としての画質形成効率が向上し、画像形成の高
速化が図れる。 （２）請求項４のインクジェット記録装置によると、搬
送ベルトが一方向の搬送運転で搬送ベルトを所定位置に
移動し、開口部を介した清掃・保守動作を行うことがで
きるため、搬送ベルトを構成する構造体の正逆転動作時
の時間的な無駄となるセットリング領域をも省くことが
可能となるため、更に装置としての画質形成効率が向上
し、画像形成の高速化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
示す模式的構成図である。

【図２】本発明のインクジェット記録装置の一実施例に
おける保守部材稼動時を示す模式的構成図である。

【図３】本発明の図２の矢印TT`より見た搬送ベルト開
口部の要部模式的構成図である。

【図４】本発明の図２の矢印TT`より見た搬送ベルト開
口部の他の実施例要部模式的構成図である。

【図５】図１での搬送ベルトでの記録紙への画像形成手
順を説明するためのフローチャートである。

【図６】図１での搬送ベルト開口部を介して清掃動作の
一つであるフラッシング動作手順を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド部 １A〜１D 記録ヘッドユニット ４ 帯電器 ５ 除電器 ６ 搬送ベルト ６` 搬送ベルト開口部 ７ サービスステーション部 ７a ワイパーブレード ７b キャッピングユニット ８a 補強部材 ８b ケブラー繊維 １７a、１７b 搬送位置を検出するためのセンサ ２０ 記録紙

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドからインクを吐出飛翔させ、
   前記記録ヘッドと対面する位置で搬送される記録紙に画
   像を記録するインクジェット記録装置において、前記記
   録紙の搬送手段に、前記記録ヘッドと対面する位置で清
   掃・保守手段を受けるための開口部を設けたインクジェ
   ット記録装置。
2. 【請求項２】 前記搬送手段の開口部下部に配置される
   清掃・保守手段が、ワイパーブレードとキャッピングで
   あることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット
   記録装置。
3. 【請求項３】 前記搬送手段が記録紙を静電的に付着搬
   送することのできる帯電ベルトであることを特徴とする
   請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記帯電ベルトがエンドレスベルトであ
   ることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記
   録装置
5. 【請求項５】 前記開口部に補強と搬送手段の位置情報
   を検出することのできるマーク機能を備えた別部材を設
   置したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェッ
   ト記録装置。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドがフルマルチタイプのラ
   インヘッドで所定間隔に設けられていることを特徴とす
   る請求項１に記載のインクジェット記録装置。