JP2006142765A - クリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のインクジェット記録装置は、クリーニング等でインクを回収する際に吸引された廃インクを気液分離チャンバに回収して廃インクと空気を分離するが、２台のポンプが必要であったり、廃インクがポンプに流れる可能性がある。
【解決手段】本発明は、吸引されたインクを回収する機能を有する気液分離タンク内部に仕切り部１６を設けてインクを貯蔵するエリアと貯蔵しないエリアを形成し、貯蔵するエリア内で吸引ポンプの前段にインクミストをトラップするトラップ部材を設けることにより、吸引ポンプ５による吸引力が仕切り部１６によって阻まれ、インクミストのほとんどが仕切り部１６の手前で下方に落ち、さらにトラップ部材１４で分離されるため、吸引ポンプ５までインクミストが流入することはないクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インク吐出ヘッドの吐出口をメンテナンスするためのクリーニング機構を有するインクジェット記録装置に関する。

一般にインクジェット記録装置は、画像を形成するためのインクを吐出するインク吐出ヘッドの吐出口（ノズル）が微小径で形成されているため、インクの増粘による目詰まりや、異物による吐出不良が生じた場合には、高画質の画像記録ができなくなる。これを解決するために、インクジェット記録装置は、通常インク吐出ヘッドのクリーニング機構を搭載している。

このクリーニング機構は、種々のタイプがあり、例えばインク吐出ヘッド内のインクを加圧することにより、吐出口からインクを吐出させ、インクと共に異物を除去する手法や、インク吐出ヘッドのインク吐出口面に吸引機能を有する吸引ヘッドを密閉させて、吸引によって、インクと共に異物を吸い出す手法等によって、インク吐出ヘッドの異物を排除し吐出不良を解消している。また、インク吐出ヘッドから吐出又は吸引されたインクは、廃液（廃インク）として廃液タンクに排出する。

このような廃液処理については、例えば特許文献１（段落番号［０００５］、［００３０〜００３２］及び［００６２〜００６４］等）に提案されているクリーニング機構に開示されている。このクリーニング機構は、インク吐出ヘッドの下方に配され、インク吐出ヘッドから排出されたインクを受けるメンテナンスステージと、インク吐出ヘッドのヘッドプレートに付着しているインクを往復可能なブレードで払拭するクリーニング機構と、上記メンテナンスステージとチューブを介して連結され、内部を負圧にする廃液ポンプが設けられた気液分離チャンバとで構成されている。

さらに廃液ポンプは、廃液チューブを介して廃インクタンクに接続されている。また、気液分離チャンバには、吸引チューブを介して吸引ポンプも接続され、吸引ポンプの先には、ミストチューブを介して、これも廃インクタンクに接続されている構成となっている。

このような構成によると、インク吐出回復処理の際には、インク吐出ヘッドは、インク吐出不良の原因である異物をインクとともに吐出し、その後クリーニング機構によって、インク吐出ヘッドのインク吐出面に付着しているインクが払拭される。この時、インク吐出ヘッドから吐出されたインクと、インク吐出面からクリーニング機構によって払拭されたインクは、廃液としてインク吐出ヘッドの下方に配設されたメンテナンスステージによって回収される。

この回収された廃液インクは、吸引ポンプにより内部が負圧にされた気液分離チャンバに廃液チューブを通して回収される。気液分離チャンバ内に回収された廃液インクは、廃液ポンプと吸引ポンプが同時に駆動されていることで、気液分離チャンバー内で、廃液インクと空気に分離され、廃液は廃液ポンプの方から廃液タンクヘ回収され、インクミスト混合の気体は吸引ポンプの方から同じく廃液タンクヘ回収される。
特開２０００−１２７４５３公報

前述した公報に開示される構成のクリーニング機構においては、インク吐出回復処理を行う場合、インク吐出ヘッドから吐出されたインクが吸引ポンプと廃液ポンプの吸引力によってメンテナンスステージから一旦、気液分離チャンバに回収され、気液分離チャンバー内で、廃インクとインクミスト混合気体に分離している。しかしながら、この気液分離能力については、吸引ポンプ側の先端を廃液タンクに接続しなければ、装置を汚す可能性がある程度の分離能力でしかない。

また、この分離作用においては、吸引ポンプと廃液ポンプを同時に動作させることによってインクと空気を分離しているため、２台のポンプが必要となり、制御や構成が複雑となっている。さらに、制御上や故障によって廃棄ポンプが動作せず、吸引ポンプのみが動作してしまった場合、廃インクは、廃液ポンプ側に流れることができず、吸引ポンプ側に流れる可能性がある。

そこで本発明は、 簡易な構成でインク吐出ヘッドから吸引した廃インクが空気と確実に分離して廃棄し、且つ吸引ポンプへのインク流出を防止し装置の安全性を向上させることができるクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、インク吐出ヘッド及びその周辺部からインクを空気と共に吸引する吸引部と、前記吸引部に吸引力を与えるための吸引ポンプと、前記吸引部と前記吸引ポンプと間に配設され、前記吸引ポンプに吸引されたインクを回収する気液分離タンクとを具備し、さらに前記気液分離タンク内には、インクを貯蔵するエリアと貯蔵しないエリアを形成する仕切り部と、前記気液分離タンクに開口される前記吸引部に接続するインクの流入口の外周を囲み、先端が前記インクを貯蔵するエリアの底面に向かい延出するポートと、前記貯蔵するエリア内で前記ポートの外周を囲み、吸入されたインクと空気を分離させ、インクミストをトラップするトラップ部材とを備えるクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置を提供する。

以上のような構成のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置は、吸引されたインクを回収する機能を有する気液分離タンク内部に設けた仕切り部によりインクを貯蔵するエリアと貯蔵しないエリアを形成し、貯蔵するエリア内で吸引ポンプの前段でインクミストをトラップするトラップ部材により、吸引ポンプによる吸引力が仕切り部によって阻まれ、インクミストのほとんどが仕切り部の手前で下方に落ち、さらにトラップ部材で分離されて吸引ポンプまでインクミストを到達させない。

本発明によれば、インク吐出ヘッドから排出されたインクを回収する気液分離タンクの内部にインクミストをトラップするトラップ部材と、インク貯蔵するエリアと貯蔵しないエリアに分ける部材を設けて、インク（廃液）と空気を分離することができ、簡易な構成で且つ低コストで実現するクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置を提供することができる。また、気液分離タンクにリミットスイッチを設けることで、吸引動作を実行不能にすることが可能なので、吸引ポンプへのインク（廃液）の流出を確実に防止し、装置の安全性を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
まず、本発明によるインクジェット記録装置に搭載されるクリーニング機構の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態として、インクジェット記録装置に搭載される、インク吐出ヘッドに混入した異物などの吐出不良を解消するクリーニング機構について説明する。

このクリーニング機構は、大別して、インク吐出ヘッド１１（１１ｋ，１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ）にそれぞれ密着して廃液となるインク（以下、廃インクと称する）を吸引する吸引孔２を有する吸引部材１（１ｋ，１ｃ、１ｍ、１ｙ）と、後述する気液分離タンク３と、吸引部材１と気液分離タンク３のインク流入口を連結し、吸引された廃インクが通る吸引ホース４と、インクと分離した空気の排気口となるポート７に連結し排気口を抜けた空気が通る吸引ホース６と、気液分離タンク３に吸引ホース６で連結される吸引ポンプ５と、分離された廃インクを収納する廃液タンク８と、気液分離タンク３と廃液タンク８の開閉可能な廃液切替弁９と、で構成される。

この吸引部材１は、吸引孔２が当接（密着）可能なように、インク吐出口１２が設けられているヘッドプレート１３に相対する位置に配置されている。吸引ホース４は、一端が吸引部材１に連結され、他端が気液分離タンク３に連結され、気液分離タンク３には、吸引ホース６によって吸引ポンプ５が接続されている。よって、吸引ポンプ５が駆動している場合には、吸引部材１に吸引力が伝達され、インク吐出ヘッド１１から吸引された廃インクが気液分離タンク３内に流入する。

この気液分離タンク３は、ポート７の他に、ミスト状の廃液をトラップするためのトラップ部材１４と、廃液を回収するための吸引ホース４が連結するポート１５と、気液分離タンク３内を間仕切る仕切り部１６と、気液分離タンク３に回収された廃インク量を検知するリミットスイッチ１７とが設けられている。
このトラップ部材１４は、ポート１５とポート７との間を流れる空気の流れを遮断する方向（図１においては上方向から下方向）に延出するように設けられている。このトラップ部材１４は、気液分離タンク３内部で気体と廃液に分離し、気体内に存在するミスト状の廃液をトラップするように作用する。

仕切り部１６は、トラップ部材１４とポート７との間に設けられ、廃インクが流入するポート１５が配設され、インクを貯蔵するエリアＡと、吸引ポンプ５に連結するポート７が設けられインクを貯蔵しないエリアＢとに間仕切る。尚、図示していないが、エリアＢにおいて仕切り部１６を乗り越えて流入した廃インクを廃液タンク８等へ排出するためのインク排出口とその排出通路を備えている。前記リミットスイッチ１７は、気液分離タンク３内の仕切り部１６とトラップ部材１４の間に設けられている。

リミットスイッチ１７は、フロート１８を利用して、インクの量を検出し、フロートがある位置を超えた際にオンするスイッチとして構成されている。このリミットスイッチ１７は、気液分離タンク３に回収、蓄積した廃インク量が許容量を超えたか否かを検知することによって、廃インクが吸引ポンプ５に流出する前に、エラーを表示し、次のクリーニング処理を動作不可能にすることによって、安全性を向上させることが可能である。
また気液分離タンク３の底面でポート１５に対向する位置には廃インクを排出する廃液排出口８３が設けられる。さらに、気液分離タンク３の下方には、大容量の廃液タンク８を配設して、気液分離タンク３の廃液排出口８３と廃液タンク８を廃インクホースで連結し、その中間には図示しない制御部からの開閉指示信号やリミットスイッチ１７の検出信号により開閉可能に連結する廃液切替弁９を設けている。

このように構成されたクリーニング機構の作用について説明する。
各インク吐出ヘッド１１をクリーニング処理する際に、各吸引部材１を各インク吐出ヘッド１１のヘッドプレート１３に当接させて、吸引ポンプ５を駆動させると、吸引ポンプ５によって発生した吸引力が気液分離タンク３と吸引ホース４を通して吸引部材１に伝達される。

これらの吸引部材１に伝達された吸引力は、各吸引孔２を通してインク吐出ヘッド１２へ働きかけ、インク吐出ヘッド１２内部の異物が廃インクとともに、インク吐出口１２から排出される。排出された廃インクは、空気とともに、吸引部材１から吸引ホース４を通って気液分離タンク３へ一旦、回収される。

気液分離タンク３内では、回収された廃インクのほとんどが自重によって気液分離タンク３下方へ落ちていくが、一部は空気内に混入したインクミスト状態にあり、吸引力によって吸引ポンプ５の方へ引き寄せられる。

しかし、このインクミストは、まず、仕切り部１６の壁面に当たり、それ以外の仕切り部１６を超えたものがトラップ部材１４に当たるという流れとなる。このようにインクミストを含む空気の流れは、２つの壁面で抵抗を受け、この抵抗によってインクミストは仕切り部１６及びトラップ部材１４に付着し、空気とインクミストが分離される。

このため、インクミストのほとんどが仕切り部１６の手前で下方に落ち、さらにトラップ部材１４で分離されるため、吸引ポンプ５までインクミストが流入することはない。

また、気液分離タンク３の底部に溜まった液状の廃インクも、吸引ポンプ５の吸引力の影響を受けて、吸引ポンプ５側へ引き込まれる力が働く。しかし、仕切り部１６を設けたことにより、この引き込まれる力が仕切り部１６によって阻まれ、回収された廃インクが吸引ポンプ５へと流出することはない。

尚、各インク吐出ヘッド１１をクリーニング処理時には、廃液切替弁９は閉じられており、吸引ポンプ５により発生した吸引力は、ロスを少なく抑えて吸引部材１の吸引孔２に伝達される。この状態になることによって、吸引部材１に伝達された吸引力が、吸引部材１に設けられた吸引孔２を通してインク吐出ヘッド１１へと働きかけられ、インク吐出ヘッド１１内部の異物が廃インクとともに、インク吐出口１２から排出され、回収される。

次に、図２乃至図６を参照して、第１の実施形態のクリーニング機構をインクジェット記録装置に搭載した例について説明する。図２はクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置の給紙系の概要を示す図、図３及び図５及び図６はクリーニング機構が動作している状態を示す図、図４はインク供給系における構成の概要を示す図である。

図２に示すように、インクジェット記録装置本体の搬送系の上流・下流となる両端には、給紙トレイ２１及び排紙トレイ２３が着脱可能に取り付けられている。この給紙トレイ２１には複数枚の記録媒体２２が収納されており、給紙トレイ２１の給紙端部に設けられたピックアップローラ２４によって１枚づつ記録媒体２２が取り出され、装置本体内部へ給紙される。

媒体搬送系におけるピックアップローラ２４の下流側には、一対のレジストローラ対２５が設けられており、給紙トレイ２１から給紙された記録媒体２２の位置ずれ補正（斜行補正）を行っている。このレジストローラ対２５の下流側には、ベルトユニット３０が設けられている。ベルトユニット３０は、プラテンベルト２６、プラテン２８、吸引ファン２９及びプラテンローラ２７ａ，２７ｂ，２７ｃがフレーム３１内に収納されて一体的に構成されている。無端で帯状のプラテンベルト２６は、無数の孔が全面にわたり均一に開口されており、３つのプラテンローラ２７ａ、２７ｂ、２７ｃによってテンションが掛けられた状態で着されて所定の搬送速度で回転している。また、プラテンローラ２７ａ、２７ｂの間で、且つプラテンベルト２６の用紙搬送面下方には、無数の穴が開いたプラテン２８とさらにプラテン２８の下方に吸引ファン２９が配置されている。勿論、プラテンベルト２６を用いたベルトユニット３０は、媒体搬送系の一例であり、複数のローラにより構成されるものでもよい。フレーム３１は、両端二辺又は四隅を回動可能な複数のアーム３２によって、図２，３に示すように昇降可能に支持されている。

前記レジストローラ対２５からプラテンベルト２６上に送り出された記録媒体２２は、吸引ファン２９の吸引力によってプラテンベルト２６に吸着されながら、プラテンローラ２７ａ、２７ｂ、２７ｃの回転駆動により所定の搬送速度でＸ方向（図３）に方向に搬送される。

プラテンベルト２６の下流側には、排出ローラ対３３が設けられており、プラテンベルト２６上を搬送されてきた記録媒体２２を排出ローラ対３３により順次排出される。排出ローラ対３３から排出された記録媒体２２は、下流側に設けられた排紙トレイ２３に収納される。

ベルトユニット３０の上方でプラテンベルト２６の搬送方向（Ｘ方向）に沿って、例えば４色のインク吐出ヘッド１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙが所定の間隔を開けて配設され、各色インク（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順）が吐出される。各インク吐出ヘッド１１は、それぞれに複数のインク吐出口（ノズル）が一列又は複数列設けられており、このノズル列がプラテンベルト２６の搬送方向と直行するように配設されている。プラテンベルト２６によって搬送され、インク吐出口の前方（吐出方向）を通過する際に、記録媒体２２上にインクが吐出されて画像が記録される。

次に本実施形態におけるクリーニング機構について説明する。
図２に示すように、インク吐出ヘッド１１とプラテンベルト２６の間には、メンテナンスユニット４１が設けられている。図５及び図６に示すように、このメンテナンスユニット４１には、インク吐出ヘッド１１の配置位置に対応して配列された各インクパン４２（４２ｋ、４２ｃ、４２ｍ、４２ｙ）と、前述した吸引部材１（１ｋ、１ｃ、１ｍ、１ｙ）が設けられ、さらに各インクパン４２をＸ方向に駆動させる図示しないＸ方向駆動機構が設けられている。

本実施形態では、Ｘ方向駆動機構と前述したアーム３２によって、図２に示されるような記録媒体２２上に画像を形成する時の待避位置と、図３に示されるようなインク吐出ヘッド１１に各インクパン４２が対向配置されるクリーニング位置とに、各インクパン４２が移動可能となっている。

このクリーニング位置において、メンテナンスユニット４１自体は、ベルトユニット３０上に載置された状態であり、ベルトユニット３０が昇降することによって、ベルトユニット３０に追従して各インクパン４２が上下動する。各インクパン４２に排出された廃インクは、さらに下流に配置されたインクパンチューブ４３及びインクパン開放弁４４を介して気液分離タンク３へ流入される。

各インクパン４２の内部には、インクを吸引する吸引口２を有する吸引部材１（１ｋ、１ｃ、１ｍ、１ｙ）がインク吐出ヘッド１１に当接可能にそれぞれ設けられており、図５から図６の状態へと、図示しないＹ方向駆動機構によって、インク吐出ヘッド１１のヘッドプレート１３に当接し、インク吐出口列に沿って移動可能となっている。

図４及び図５に示すように、各吸引部材１のインク排出口側は、吸引管４５にそれぞれ接続される。吸引管４５は、吸引ホース４を介して、気液分離タンク３に連結されている。前述したように、気液分離タンク３は吸引チューブ６を介して吸引ポンプ５接続されているので、インクパン開放弁４４及び廃液切替弁９を閉じることによって、吸引ポンプ５によって発生した吸引力が吸引チューブ６、気液分離タンク３、吸引ホース４及び吸引管４５を通って、各吸引部材１へ伝達される。このような構成により、各吸引部材１には吸引力が供給され、インク吐出ヘッド１１から排出された廃インクが気液分離タンク３に回収される。

図４に示すインク供給系においては、装置本体上部に各色別のインクボトル５１（５１ｋ、５１ｃ、５１ｍ、５１ｙ）が設けられ、インク吐出ヘッド１１の水頭値を保持する高さに設置された各色別のサブタンク５２（５２ｋ、５２ｃ、５２ｍ、５２ｙ）に、各色毎の補給切替弁５３（５３ｋ、５３ｃ、５３ｍ、５３ｙ）を介して、各色毎の供給チューブ５０（５０ｋ、５０ｃ、５０ｍ、５０ｙ）で接続しており、各サブタンク５２の先には、インク吐出ヘッド１１へと、各色毎のインクチューブ５４（５４ｋ、５４ｃ、５４ｍ、５４ｙ）を介して接続している。

各サブタンク５２の下方には、各サブタンク５２大気解放兼オーバーフロー検知用のオーバーフロータンク５５が配設される。各サブタンク５２は、各色毎の大気切替弁５６（５６ｋ、５６ｃ、５６ｍ、５６ｙ）及びフローチューブ５７（５７ｋ、５７ｃ、５７ｍ、５７ｙ）によりオーバーフロータンク５５に連結されている。

また、各サブタンク５２は、色毎の加圧切替弁５９（５９ｋ、５９ｃ、５９ｍ、５９ｙ）及び加圧チューブ６０ｋ、６０ｃ、６０ｍ、６０ｙによって加圧チャンバ５８と連結している。さらに加圧チャンバ５８は、一方向弁６１を介して加圧ポンプ６２に連結している。

従って、各インクボトル５１に充填された各色のインクは、各供給チューブ５０（５０ｋ、５０ｃ、５０ｍ、５０ｙ）を通って各サブタンク５２へと供給され、さらに、各インクチューブ５４をそれぞれに通って、インク吐出ヘッド１１に供給される。

次に図２乃至図６を参照して、画像記録処理及びクリーニング処理について説明する。まず、図示しない制御部の指示により、図２に示したレジストローラ対２５とプラテンベルト２６及び排出ローラ対３３を駆動させた後に、ピックアップローラ２４を駆動させる。

ピックアップローラ２４は、給紙トレイ２１に収納されている記録媒体２２を１枚づつ取り出し、レジストローラ対２５へ送給する。レジストローラ対２５では、記録媒体２２の位置補正を行い、搬送タイミングを調整して、プラテンベルト２６上に受け渡す。

プラテンベルト２６は、吸引ファン２９による吸引力を孔に発生させて、受け取った記録媒体２２を吸着しつつ、プラテンベルト２６に回動に伴い搬送する。搬送される記録媒体２２が、各色（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のインク吐出ヘッド１１の吐出口前方に対向した際に各インクが吐出され、画像が記録媒体２２に形成される。その後、画像記録された記録媒体２２は、排出ローラ対３３により排出され、排紙トレイ２３内に収納される。

このような画像記録処理を複数枚の記録媒体２２に亘って、連続又は不連続で行うと、時間の経過と共に、記録媒体２２による紙粉の蓄積、インクの増粘及び／又は、発生した気泡等の原因により、インク吐出ヘッド１１のインク吐出口及びその近傍に吐出の障害となる汚れが発生し、牽いては着弾不良による記録画像の質が低下する可能性がある。そこで、予め設定した処理枚数の画像記録処理後に、インク吐出ヘッド１１に対するクリーニング処理を行う。

図３乃至図６を参照して、本実施形態によるクリーニング処理について説明する。
まず、クリーニング処理が図示しない制御部により指示されると、図３に示すように、ベルトユニット３０のフレーム３１を支持しているアーム３２が回動して、ベルトユニット３０を下降させるとともに、追従してメンテナンスユニット４１も下降させる。

その後、メンテナンスユニット４１の図示しないＸ方向駆動機構は、各インクパン４２をインク吐出ヘッド１１に相対する位置に移動させ、各吸引ノズル１のヘッドプレート１３に各吸引ノズル１に当接する位置に位置決めする。

この状態になった後、加圧ポンプ６２を作動し、加圧チャンバ５８に空気を送り込む。このとき、図４に示す各加圧切替弁５９を閉状態としておき、加圧ポンプ６２から送られた空気が圧縮していき、加圧チャンバ５８内が昇圧する。尚、加圧ポンプ６２と加圧チャンバ５８間には、一方向弁２８が設けられているので、加圧ポンプ６２が停止したとしても、加圧チャンバ５８の圧縮空気が加圧ポンプ６２側に逆流することはない。

次に、各サブタンク５２とオーバーフロータンク５５間に配されている各大気切替弁５６もそれぞれ閉じ、インク経路を密閉させた状態で、各加圧切替弁５９を開けると加圧チャンバ５８で圧縮された空気は、各サブタンク５２に送られる。この各サブタンク５２に送られた圧縮空気によって、各サブタンク５２内のインクが加圧されインク吐出ヘッド１１へ急激にインクが送出される。

このインク送出に伴い、インク吐出ヘッド１１から廃インクが異物や気泡とともに各インクパン４２へ排出される。この時点では、インクパン開放弁４４は開放状態であり、各インクパン４２で回収された廃インクは、気液分離タンク３へと流れていく。インク吐出ヘッド１１から廃インクインクが排出された後、各サブタンク５２とオーバーフロータンク５５の間に設けられた、各大気切替弁５６を解放させる指令を出すことで、インク経路を大気に解放し、各インク吐出ヘッド１１の内圧を微正圧に保つ。

しかし、このままでは、排出された廃インクが各インク吐出ヘッド１１のヘッドプレート１３に付着した状態である。そこで、各インクパン４２と気液分離タンク３の間に設けられたインクパン開放弁４４及び廃液切替弁９を閉じ、気液分離タンク３からの吸引経路を各吸引部材１の各吸引口２を残して、密閉状態にさせる。

この状態で吸引ポンプ５を駆動させると、吸引ポンプ５によって発生した吸引力が気液分離タンク３と吸引ホース４を通して吸引部材１に伝達され、各吸引口２がヘッドプレート１３に密着した状態で空気を吸引する。
さらに、メンテナンスユニット４１に設けられた図示しないＹ方向駆動機構によって、図５から図６に示す状態、即ち、ヘッドプレート１３の一端から他端に各吸引ノズル１が移動する。このとき、各吸引ノズル１は、吸引力を保持したままヘッドプレート１３上を摺動するため、各ヘッドプレート１３上に付着した廃インクや付着物を吸引して除去する。これらの吸引部材１によるインク吐出ヘッド１１のクリーニングが完了する位置（ヘッドプレート１３の他端側）に達すると、図示しない制御部により図示しないＹ方向駆動機構を停止させ、その後、所定時間、吸引ポンプ５を駆動してインクが気液分離チャンバ３への回収を行った後、吸引ポンプ５に対しても駆動を停止させる。

前述した様に、廃インク及び付着物が空気と共に気液分離チャンバ３内へ回収された際に、吸引ポンプ５の吸引力によって廃インクが吸引ポンプ５の方へ引き込まれる力が働く。しかし、気液分離チャンバ３内部に仕切り部１６及びトラップ部材１４を設けているため、この引き込まれる力が仕切り部１６によって阻まれ、インクミストのほとんどが仕切り部１６の手前で下方に落ち、さらにトラップ部材１４で分離されるため、吸引ポンプ５までインクミストが流入することはない。

その後、気液分離タンク３下方に配設された廃液タンク８と、間に設けられた廃液切替弁９を開くことによって、気液分離タンク３に蓄積された廃インクは、廃液タンク８へと流出する。

以上のことから本実施形態のクリーニング機構は、仕切り部１６及びトラップ部材１４により、回収された廃インクが吸引ポンプ５へと流出することはない。

また、気液分離タンク３にリミットスイッチ１７が設けた構成によれば、気液分離タンク３に回収、蓄積されたインク量が所定の許容量を超えた場合には、エラーを検知し、エラーを表示させると同時に、次回のクリーニング処理を実行不可能にする。このことによって、気液分離タンク３に回収、蓄積された廃インクが吸引ポンプ５に流れ込むことはないので、装置の安全性を向上させることができる。

また気液分離タンク３の下方に大容量の廃液タンク８を配設することにより、簡単な構成により、廃インクがその自重により気液分離タンク３から廃液タンク８に排出される。

尚、本実施形態においては、リミットスイッチ１７を調整することにより、許容量の最大値よりも先にエラー検出が行われるように調整することにより、エラーが検知されたとしても、直ちに吸引ポンプを停止させることなく、実施中のクリーニング処理については終了させている。これは、クリーニング動作中に吸引ポンプ１５を停止させてしまうと、インク吐出ヘッド上に廃インクが残り、インク吐出ヘッドからインクがたれて、装置内を汚す虞があるためである。

次に第２の実施形態について説明する。
本実施形態のクリーニング機構は、前述した第１の実施形態における気液分離タンク３の内部構成が異なるものである。図７及び図８は、本実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンク３の内部構造を示し、図９は、本実施形態のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置のインク供給系における構成の概要を示す図である。尚、本実施形態の構成部位において、図１乃至図６において示した第１の実施形態における構成部位と同等の部位には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。

図７及び図８に示すように、本実施形態の気液分離タンク３の内部構造は、その内部に中蓋７１がゴム等の弾性部材からなるシーリング部材７２によって、タンク内側面と密着するように装着されている。このシーリング部材７２により、廃インクの貯蔵エリアＣと、吸引ポンプ５と吸引チューブ６で連結される筒状のポート７が設けられているポートエリアＤとにが分離されている。

吸引ホース４が連結されるポート１５の先端部分は、気液分離タンク３内部へ延出した形状となっている。さらに気液分離タンク３内部において、ポート１５の先端部分の外周を取り囲むように、カバー７３がポート１５よりも長く設けられている。このカバー７３は、シーリング部材７４によって中蓋７１との隙間を密着しつつ、中蓋７１を貫通し、先端部分は、廃インクの貯蔵エリアＣへ突出している。この先端部分は、廃インクが溜まる液面よりは高い位置まで延びている。

さらに中蓋７１には、リブ７５がポート１５とポート７の空気の流れを遮断する方向で気液分離タンク３の下方向に向かって延出し、廃インクが溜まる液面よりは高く、カバー７３の高さよりは、低い位置まで設けられている。また、廃液の貯蔵エリアＣと、ポートエリアＤをエリア的に繋ぐために、開口部７６が貯蔵エリアＣの下方向に延びた筒状の形状で設けられている。また、吸引チューブ６は、気液分離タンク３に設けられた気液分離タンク３の内側から外側に延びた筒形状のポート７に接続されている。

また、本実施形態の気液分離タンク３の貯蔵エリアＣ内の上方には、インクパンチューブ４３と連結するためのポート７７が設けられている。このポート７７は、インクパンチューブ４３等を介して、クリーニング機構における各インクパン４２に連結する、
このように構成されクリーニング機構において、廃インク及び付着物が空気と共に気液分離チャンバ３内へ回収された際に、液状化している廃インクは、重力によってチャンバ底部の貯蔵エリアＣへ落ちて溜まっている。しかし、吸引ポンプ５を駆動している場合、開口部７６を介して吸引ポンプ５の吸引力によって、廃インクが吸引ポンプ５の方へ引き込む力が働いている。

しかし、気液分離チャンバ３内に設けられた中蓋７１によって、廃インクは吸引ポンプ５へ流れようとする力が阻まれ、中蓋７１の天井面に付着した廃インクも、リブ７８及びリブ７５と、筒状となった開口部による段差によって阻まれる。また、吸引ホース４から排出されたミスト状になった廃インクもポート１５の外側に設けられたカバー７３と、中蓋７１に設けられたリブ７５によって空中でトラップされるので、吸引ポンプ５の方へ引き込まれていくインクミストを最小限に抑えることができる。

このような構成によって、気液分離タンクと廃液タンクと兼用にさせることが可能となるため、装置の構成を簡略化することが可能である。尚、本実施形態は、インク吐出回復処理においてヘッド内部の圧を高めてインクを排出する加圧方式を例としているため、インクパンへ排出された廃インクを気液分離タンク側に流入している。しかし、吸引部材を弾性体の吸引部材とし、吸引キャップとヘッド間を負圧にすることによって、ヘッド内部のインクを吸引する方式を例とすれば、インクパンには吸収部材を設けることでインクパンから気液分離タンクヘとインクを流さなくともよい。

次に第３の実施形態について説明する。
本実施形態のクリーニング機構は、前述した第１の実施形態における気液分離タンク３の内部構成が異なるものである。図１０乃至図１２は、本実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンク３の内部構造を示し、図１３は、本実施形態のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置のインク供給系における構成の概要を示す図である。尚、本実施形態の構成部位において、図１乃至図９において示した第１，２の実施形態における構成部位と同等の部位には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。

まず、本実施形態の気液分離タンク３について説明する。
この気液分離タンク３のポート１５は、先端部分がタンク内に延出する形状となっており、その先端部分の外周にはカバー７３がポート１５よりも長く、且つ貯蔵される廃インクの想定される液面より高い位置まで設けられている。

気液分離タンク３の底面に接してカバー７３を囲むように、複数の長方形のリブの一辺側を円筒形状に合わせた円筒リブ８１が設けられている。また底面のポート１５に対向する位置には廃インクを排出する廃液排出口８３が設けられる。この廃液排出口８３が気液分離タンク３の最低面となるように、廃液排出口８３に向かうように漏斗形状に傾斜している。この廃液排出口８３下方には、廃液排出口８３を開閉可能にする廃液切替弁８４が配置されている。さらに、廃液切替弁８４下に設けられたポート８５は、廃液チューブ８６により廃液タンク８へ連結されている。

また、気液分離タンク３の内部底面からは、仕切り部１６が内部に延出するように設けられており、廃液口８３が設けられた廃インクを貯蔵する貯蔵エリアＥと、貯蔵しないエリアＦとを分離している。仕切り部１６の高さは、少なくとも一度の吸引で排出される廃インクが溜まる廃インク面より高く設定されている。また、ポート１５とポート７の空気の流れを遮断する方向に、気液分離タンク３の天井面からリブ７８が延出するように設けられている。

さらに気液分離タンク３の廃インクの貯蔵エリアＥと仕切り部１６によって隔てられたエリアＦ１にはフローを利用したリミットスイッチ１７が設けられている。廃液切替弁８４が開かなかった場合や、廃液チューブ８６が目詰まりを起こした場合などにより、図１２に示すように廃インクが廃液タンク８へ流れず、気液分離タンク３内に規定量以上の廃インクが溜まった場合には エラーとして検知する。

図１３を参照して、このように構成された第３の実施形態におけるクリーニング機構の動作について説明する。
まず、クリーニング処理を実行するにあたって、各インクパン４２と気液分離タンク３の間に設けられたインクパン開放弁４４を閉じ、気液分離タンク３からの吸引経路を各吸引部材１の各吸引口２と廃液口８３は開放した状態とし、以外の部位は密閉状態にする。この状態において、吸引ポンプ５の駆動を開始すると、廃液切替弁８４は、その吸引力によって、気液分離タンク３の廃液口８３に吸着される。

これにより、気液分離タンク３からの吸引経路が各吸引部材１の各吸引口２のみとなり、以外の部位は密閉状態となる。これにより、吸引ポンプ５の吸引力は、吸引ホース４を通じて各吸引部材１のみに伝達され、各吸引口２から空気が吸い込まれる。このとき、各吸引口２はヘッドプレート１３に密着した状態で空気を吸引する。

さらに、メンテナンスユニット４１に設けられた図示しないＹ方向駆動機構によって、前述した図５から図６に示す状態、即ち、ヘッドプレート１３の一端から他端に各吸引部材１が移動する。このとき、各吸引部材１は、吸引力を保持したままヘッドプレート１３上を摺動するため、各ヘッドプレート１３上に付着した廃インクや付着物を吸引して除去する。これらの吸引部材１によるインク吐出ヘッド１１のクリーニングが完了する位置（ヘッドプレート１３の他端側）に達すると、図示しない制御部により図示しないＹ方向駆動機構を停止させ、その後、所定時間、吸引ポンプ５を駆動してインクが気液分離チャンバ３への回収を行った後、吸引ポンプ５に対しても駆動を停止させる。

このとき、気液分離タンク３へ回収された廃インクは、重力によって気液分離タンク３の底部へと落ちるが、吸引ポンプ５の吸引力によって、気液分離タンク３に溜まった廃インクは吸引ポンプ５の方へと引き込まれていく力が働く。しかし、気液分離タンク３の底面に設けられた仕切り部１６によって、廃インクは、吸引ポンプ５へ流れようとする力を阻まれる。

また、吸引ホース４から排出された空気に混入したミスト状になった廃インクも気液分離タンク３の底面に設けられた円筒リブ８１と、気液分離タンク３の天井面に設けられたリブ７８と、ポート７の筒状の形状とによって空中でトラップされ、吸引ポンプ５の方へ引き込まれていくインクミストを最小限に抑えることができる。

その後、各インクパン４２と気液分離タンク３の間に設けられたインクパン開放弁４４を解放させることで、各インクパン４２に回収された廃インクは気液分離タンク３へと自重で流れ落ち、そのまま廃液タンク８へ流出して、廃液タンク８内に回収される。

また、廃液切替弁８３が何らかの理由によって開放されなかった場合には、気液分離タンク３に回収された廃インクは増え続け、仕切り部１６を超えて、図１２に示すようにリミットスイッチ１７が設けられたエリアＦ１に流れ込む。このエリアＦ１でインク量が規定量を超えた場合には、リミットスイッチ１７がエラーを検知して、現在行っている吸引動作が終了した後、エラーを表示させ、次回のクリーニング処理を禁止すると共に、気液分離タンク３内に溜まった廃インクを外部に排出するように警告を与える。

以上説明した第３の実施形態によれば、気液分離タンク３の内部に仕切り部１６を設け、廃インクを一時的に貯蔵する貯蔵エリアＥと、リミットスイッチ１７が設けられた通常インクが流れ込まないエリアＦに分離することにより、吸引ポンプ５の吸引力による廃インクを吸引ポンプ５へ引き込む力は、仕切り部１６によって阻むことができる。

また、ポート１５の外側に設けられたカバー７３と、気液分離タンク３内部底面に設けられた円筒リブ８１及びリブ７８によって、インクミストは空中でトラップされる。これにより簡単な構成により、吸引ポンプ５の方へ引き込まれていくインクミストを最小限に抑えることができる。さらに、気液分離タンク３にリミットスイッチ１７を設け、不動作時における装置の安全性を向上させることができる。

次に第４の実施形態について説明する。
本実施形態のクリーニング機構は、前述した第３の実施形態における気液分離タンク３の内部構成が異なるものである。図１４及び図１５は、本実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンク３の内部構造を示す。尚、クリーニング機構は、前述した図１３における第３の実施形態のインクジェット記録装置に搭載することができる。尚、本実施形態の構成部位において、図１０乃至図１３において示した第３の実施形態における構成部位と同等の部位には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。

まず、本実施形態の気液分離タンク３について説明する。

吸引ホース４が接続されている気液分離タンク３のポート１５は、気液分離タンク３内部に延出する。ポート１５の外周にはカバー７３がポート１５よりも長く、ただし、貯蔵される廃インクの液面よりは高い位置まで設けられている。

気液分離タンク３の底面には、カバー７３を囲む形で渦巻き状のリブ９１が設けられている。気液分離タンク３の底面は、渦巻き状のリブ９１の底面も含めて廃液口８３に廃インクが流れ込むように漏斗状に傾斜している。

本実施形態は、渦巻き状のリブ９１以外の構成は、前述した第３の実施形態と同等であり、クリーニング機構の動作も同等であるため、以降の説明については省略する。

本実施形態によれば、気液分離タンク３の内部に仕切り部１６を設け、ポート１５の外側に設けられたカバー７３と、渦巻き状のリブ９１及びリブ７８によってインクミストが確実にトラップされ、吸引ポンプ５へのインクの到達を防止することができる。

さらにリブ９１においては、渦巻き状の形状となっているため、空気遮断する箇所が幾層にもなり、インクミストを最大限に付着させることができる。

尚、本実施形態では、インクパンに回収された廃液は自重で気液分離タンクに流しているが、吸引部材によってインク吐出ヘッドからインクを回収した後に、インクパン開放弁を開き、吸引ポンプの吸引力を利用して、強制的にインクパンに回収された廃インクを気液分離タンクヘ吸引しても良い。また、インクパンからの廃液を気液分離タンクを介して廃液タンクヘと流しているが、直接インクパンから廃液タンクに流しても良い。

第１の実施形態として、インクジェット記録装置に搭載されるクリーニング機構の構成例を示す図である。 インクジェット記録装置の給紙系の概要を説明するための構成図である。 第１の実施形態のクリーニング機構における動作について説明するための図である。 第１の実施形態のインク供給系における構成の概要を示す図である。 第１の実施形態のクリーニング機構における動作について説明するための図である。 第１の実施形態のクリーニング機構における動作について説明するための図である。 第２の実施形態本実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンクの内部構造を示す図である。 第２の実施形態本実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンクの内部構造を示す図である。 第２の実施形態のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置のインク供給系における構成の概要を示す図である。 第３の実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンクの内部構造を示す上面断面図である。 第３の実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンクの内部構造を示す正面断面図である。 第３の実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンクにおけるエラー発生状態を示す図である。 第３の実施形態のインク供給系における構成の概要を示す図である。 第４の実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンクの内部構造を示す上面断面図である。 第４の実施形態のクリーニング機構に用いられる気液分離タンクの内部構造を示す正面断面図である。

符号の説明

１，１ｋ，１ｃ、１ｍ、１ｙ…吸引部材、２…吸引孔、３…気液分離タンク、４，６…吸引ホース、５…吸引ポンプ、６…吸引ホース、７，１５…ポート、８…廃液タンク、９…廃液切替弁、１０…、１１，１１ｋ，１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ…インク吐出ヘッド、１２…インク吐出口、１３…ヘッドプレート、１４…トラップ部材、１６…仕切り部、１７…リミットスイッチ、１８…フロート。

Claims (9)

1. インク吐出ヘッド及びその周辺部よりインクを空気と共に吸引する吸引部と、
   前記吸引部材に吸引力を与えるための吸引ポンプと、
   前記吸引ノズルと吸引ポンプ間に接続され、内部にインクと空気を分離させ、インクミストをトラップするトラップ部材を有する気液分離タンクと、
   を具備することを特徴とするクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。
2. インク吐出ヘッド及びその周辺部からインクを空気と共に吸引する吸引部と、
   前記吸引部に吸引力を与えるための吸引ポンプと、
   前記吸引部と前記吸引ポンプと間に配設され、前記吸引ポンプに吸引されたインクを回収する気液分離タンクと、を具備し、さらに、
   前記気液分離タンク内には、
   インクを貯蔵するエリアと貯蔵しないエリアを形成する仕切り部と、
   前記気液分離タンクに開口される前記吸引部に接続するインクの流入口の外周を囲み、先端が前記インクを貯蔵するエリアの底面に向かい延出するポートと、
   前記貯蔵するエリア内で前記ポートの外周を囲み、吸入されたインクと空気を分離させ、インクミストをトラップするトラップ部材と、
   を備えることを特徴とするクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。
3. 前記インクジェット記録装置において、
   前記仕切り部は、前記気液分離タンクに設けられる吸引部に接続するインクの流入口と、吸引ポンプヘ接続する排気口との間で、該気液分離タンクの内底部から空気の流れを遮断する方向に延出するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。
4. 前記インクジェット記録装置において、
   前記トラップ部材は、前記貯蔵するエリア内に設けられ、前記ポート大半の外周を取り囲み、且つ該ポートから吸入されたインクを含む空気の流れを遮断する方向に延出する１つ又は複数の面により構成されることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。
5. 前記インクジェット記録装置において、
   前記トラップ部材は、前記ポートを中央にして取り囲むように、複数の長方形のリブの一辺側を円筒形状に合わせた円筒リブ形状であることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。
6. 前記インクジェット記録装置において、
   前記トラップ部材は、前記ポートを中央にして取り囲む渦巻き状のリブ形状であることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。
7. 前記インクジェット記録装置において、
   前記気液分離タンクの貯蔵しないエリアには、前記仕切り部を超えて流入したインク量を検出するリミットスイッチが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。
8. 前記インクジェット記録装置において、
   前記仕切り部により仕切られたインクが貯蔵されるエリア側の前記気液分離タンクの底面には廃液排出口が設けられ、該廃液排出口に廃インクが流れ込むように前記底面が漏斗状に傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。
9. 前記インクジェット記録装置において、
   前記インクを貯蔵しないエリア内で、前記トラップ部材及び前記仕切り部によりインクと分離された空気の流れを遮断する方向に延出する第２のリブを有することを特徴とする請求項２に記載のクリーニング機構を搭載するインクジェット記録装置。

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