JP2007069519A

JP2007069519A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007069519A
Application number: JP2005260712A
Authority: JP
Inventors: Sukehisa Miyazaki; 資久宮崎; Toshirou Akira; 肇郎明楽
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2007-03-22

Abstract

【課題】ノズル面の損傷が抑制された画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、インクをノズル穴から吐出して記録用紙に画像を形成する画像形成装置であって、ノズル穴が形成されたノズル面２２を備えたプリントヘッドと、インクを回収するインク回収部材５６と、ノズル面２２と略垂直な方向５２にプリントヘッドまたはインク回収部材５６の少なくとも一方を移動させてノズル面２２にインク回収部材５６を少なくとも１回触れさせることにより、インク回収部材５６にノズル面２２上のインクを転写させる転写手段を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクをノズル穴から吐出して記録用紙に画像を形成する画像形成装置に関する。

インクをノズル穴から吐出して記録用紙に画像を形成する画像形成装置は、画像形成後、ノズル穴やノズル穴が形成されたノズル面のクリーニングを実行するように構成されている。クリーニングは、画像形成後、ノズル穴をキャップで外気から隔離するように覆って該キャップ内の空気をポンプで吸引することによりノズル穴内のインクやノズル面に付着しているインクを吸引するとともに、ノズル面上のインクをブレードで拭き取ることにより行われる。このようなクリーニングを行う画像形成装置の一例として、例えば特許文献１のものがある。これにより、新たに画像が形成される記録用紙がノズルに付着したインクで汚れることが防止される。
特開２０００−１２７４５５公報

しかしながら、ブレードによってノズル面上のインクを拭き取る際にノズル面にせん断力が作用し、ノズル面を傷つけることがある。また、ノズル面に撥水膜が形成されている場合、該撥水膜が剥がれることがある。撥水膜が剥がれると、インクとノズル面の濡れ性が増加し、ノズル面からインクを取り去ることが困難になる。

そこで、本発明は、ノズル面に作用するせん断力が低減されたクリーニングを実行する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
インクをノズル穴から吐出して記録用紙に画像を形成する画像形成装置であって、
ノズル穴が形成されたノズル面を備えたプリントヘッドと、
インクを回収するインク回収部材と、
ノズル面と略垂直な方向にプリントヘッドまたはインク回収部材の少なくとも一方を移動させてノズル面にインク回収部材を少なくとも１回触れさせることにより、インク回収部材にノズル面上のインクを転写させる転写手段を有することを特徴とする。

本発明よれば、ノズル面上のインクが該ノズル面と略垂直な方向から該ノズル面に触れるインク回収部材に転写される。それにより、ノズル面にせん断力が作用せず、例えばせん断力による撥水膜の剥離が防止される。

図１に本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略的な構成が示されている。図において、符号１０で示される画像形成装置は、記録用紙Ｓに向かってインクを吐出するプリントヘッドユニット１２と、プリントヘッドユニットをクリーニングするためのクリーニングユニット１４と、クリーニング動作を実行するために関連する構成要素を制御するクリーニング制御部１６を有する。

プリントヘッドユニット１２とクリーニングユニット１４の構造を、プリントヘッドユニットがクリーニングユニットによってクリーニングされている様子を示す図２を参照しながら説明する。

プリントヘッドユニット１２は、概略、それぞれ異なる色のインクを収容している複数のインクタンク１８ａ〜１８ｄと、インクタンクを保持するとともに、インクが吐出される複数のノズル穴２０ａ〜２０ｄが形成されたノズルプレート２２とインクタンクのインクをノズル穴に案内するインク流路２４ａ〜２４ｄとを備えたプリントヘッド２６から構成される。

なお、図中においては、ノズル穴は１つの流路に対して１つしか示されていないが、実際には、図面に対して垂直方向に複数のノズル穴が並んでいる。すなわち、１つの流路に対して複数のノズル穴が接続されている。本明細書において、図面垂直方向に一列に並んでいる複数のノズル穴それぞれの機能は同一であるため、複数のノズル穴中の１つ（２０ａ〜２０ｄ）を説明することで同一列上の残りのノズル穴について説明したものとする。

インクタンク１８ａ〜１８ｄはそれぞれ、プリントヘッド２６に設けられたインク取り込み口２８ａ〜２８ｄと着脱可能に係合する開口３０ａ〜３０ｄを有する。

ノズルプレート２２は、画像が形成される記録用紙Ｓの記録面と略平行になるようにプリントヘッド２６に備えられている。また、ノズルプレート２２の表面（請求の範囲に記載のノズル面に対応）には、撥水性の膜（撥水コート）が形成されている。撥水コートにより、後述するクリーニングにおいてノズルプレート２２表面から付着するインクが離れやすくなる。

インク流路２４ａ〜２４ｄはそれぞれ、インク取り込み口２８ａ〜２８ｄと対応するノズル穴２０ａ〜２０ｄとを連絡するとともに、ノズル穴近傍の流路部分がピエゾ素子３４ａ〜３４ｄで形成されている（厳密に言えば、１つのインク流路にピエゾ素子で形成された複数の流路それぞれの一端が接続されているとともに、該ピエゾ素子で形成された流路それぞれの他端に図中垂直方向に並んだ複数のノズル穴が１つずつ接続されている。）。ピエゾ素子３４ａ〜３４ｄそれぞれは、制御部（図示せず）からの信号に基づいて変形することにより、ピエゾ素子が形成する流路を狭めて流路内のインクを対応するノズル穴２０ａ〜２０ｄを介して外部に射出するように構成されている。

また、プリントヘッドユニット１２は、図１に示すように、プリントヘッド水平移動手段３６によって副走査方向３８に水平移動されるように構成されている（記録用紙Ｓの搬送方向（主走査方向）は、図面に対して垂直な方向である。）。プリントヘッド水平移動手段３６は、例えばプリントヘッドユニット１２が取り付けられた無端状ベルト（図示せず）と該ベルトを駆動させるモータ（図示せず）から構成される。また、プリントヘッドユニット１２は、プリントヘッド水平移動手段３６によって図中点線で示したクリーニングユニット１４上の位置（具体的には、ノズルプレート２２が後述するキャップに対向する位置）に配置される。以下、この位置をキャッピング位置と称する。

図２に戻って、クリーニングユニット１４は、プリントヘッドユニット１２が記録用紙Ｓに画像を形成した後、クリーニング制御部１６に制御され、ノズル穴２０ａ〜２０ｄ内のインクやノズルプレート２２表面に付着したインクを取り除くクリーニング動作を実行するように構成されている。

クリーニング動作は２つに分けられ、ノズル穴２０ａ〜２０ｄ内のインクやノズルプレート２２表面に付着したインクを吸引除去する動作（吸引除去動作）と、吸引し残したノズルプレート２２表面に付着したインクを転写除去する動作（転写除去動作）に分けられる。クリーニングユニット１４は、２つの動作を行うための構成を有する。

インクを吸引除去する動作に関する構成要素として、クリーニングユニット１４は、ノズル穴２０ａ〜２０ｄを外気から隔離するようにノズルプレート２２と当接するキャップ（キャップ部分）４０と、キャップとノズルプレートが当接することによって密閉状態のキャップの内部空間４２を負圧にするポンプ４４と、内部空間と外気を連通する開放バルブ４６とを有する。

キャップ４０は、ノズルプレート２２表面の外縁部分と当接する開口縁を有する形状に構成されている。また、キャップ４０の内部空間４２には、吸引したインクを吸収するための通気性を有する吸収部材４８が配置されている。

キャップ４０の開口縁とノズルプレート２２の当接動作（以下、「キャッピング動作」と称する。）は、クリーニング制御部１６が、図１に示すプリントヘッド水平移動手段３６とクリーニングユニット１４を昇降させるクリーニングユニット昇降手段５０を制御することによって行われる。クリーニングユニット昇降手段５０は、例えばクリーニングユニット１４に取り付けられたラック（図示せず）とモータ（図示せず）で回転駆動されるピニオン（図示せず）から構成される。クリーニングユニット昇降手段５０によるクリーニングユニット１４の昇降方向は、記録用紙Ｓの搬送方向とプリントヘッド１２の移動方向３８それぞれに直交する方向５２である。

ポンプ４４は、キャッピング動作によって密閉状態のキャップ４０の内部空間４２を負圧にしてノズル穴２０ａ〜２０ｄ内のインクやノズルプレート表面に付着したインクをキャップの内部空間に引き寄せるとともに、引き寄せたインクを廃棄タンク５４に送出するように構成されている。ポンプ４４は、図１に示すクリーニング制御部１６によって制御される。

開放バルブ４６は、ポンプ４４が吸引動作しているときは閉栓状態で維持され、該動作が終了すると開栓状態になるようにクリーニング制御部１６に制御される。ポンプ４４の吸引動作終了後、開放バルブ４６を開栓状態にすることにより、密閉状態の内部空間４２と外気が連通し、クリーニングユニット１４のプリントヘッドユニット１２からの離間が可能になる。

クリーニングユニット１４は、吸引し残したノズルプレート２２表面のインクを転写除去する動作に関連する構成要素としてインク回収部材５６を有する。

インク回収部材５６は、プリントヘッドユニット１２の移動方向３８にキャップ４０と並列した状態でクリーニングユニット１４に保持されている。また、インク回収部材５６は、ノズルプレート２２の表面と略平行な面５８を有する。

インク回収部材５６は、ノズルプレート２２表面のインクが転写される部材である。インク回収部材５６は、インクの転写を可能とするために、例えばインクを毛細管現象によって吸収するような多孔性の部材、または、ノズルプレート２２表面に付着しているインクに触れて離間したときに該インクがノズルプレート表面から離れるような、撥水コートが施されたノズルプレート表面よりインクに対する濡れ性が高い面５８を有する部材（例えば、面５８に濡れ性が高い膜がコーティングされている。）で構成されている。

インク回収部材５６は、プリントヘッドユニット１２がプリントヘッド水平移動手段３６によってノズルプレート２２の表面がインク回収部材に対向する位置（以下、「回収位置」と称する。）に配置され、続いて、クリーニングユニット１４がクリーニングユニット昇降手段５０によって昇降されることにより、ノズルプレート表面に触れて該インクを回収する。クリーニングユニット昇降手段５０が請求の範囲に記載の転写手段に該当する。

続いて、クリーニング制御部１６が行うクリーニング動作のフローの一例を図４に示す。

まず、ステップ１００において、クリーニング制御部１６は、制御部（図示せず）からクリーニング開始の信号６０を受信すると（図１参照。）、プリントヘッド水平移動手段３６を制御し、プリントヘッドユニット１２をキャッピング位置に移動させる（図１に、キャッピング位置に移動されたプリントヘッド２６が点線で示されている。）。

次に、ステップ１１０において、クリーニング制御部１６は、クリーニングユニット昇降手段５０を制御し、キャッピング位置で待機しているプリントヘッドユニット１２に向かってクリーニングユニット１４を上昇させ、ノズルプレート２２をキャップ４０によってキャッピングする（キャッピング動作を実行する。）。

続いて、ステップ１２０において、クリーニング制御部１６は、開放バルブ４６を閉栓状態にする。

ステップ１２０において開放バルブ４６を閉栓状態にした後、ステップ１３０において、クリーニング制御部１６は、ポンプ４４を駆動させてインクの吸引動作を所定時間実行する。所定時間後、ポンプ４４は停止されて吸引動作が終了する。

インクの吸引動作が終了した後、ステップ１４０において、クリーニング制御部１６は、開放バルブ４６を開栓状態にする。

ステップ１５０において、クリーニング制御部１６は、クリーニングユニット昇降手段５０を制御し、クリーニングユニット１４を下降させる（キャッピング動作を終了する。）。

ステップ１６０において、クリーニング制御部１６は、プリントヘッド水平移動手段３６を制御し、プリントヘッドユニット１２をインク回収部材５６と対向する回収位置に配置する。

ステップ１７０において、クリーニング制御部１６は、クリーニングユニット昇降手段５０を制御し、クリーニングユニット１４をインク回収部材５６がノズルプレート２２の表面に触れる位置に配置する。

ステップ１８０において、ノズルプレート２２の表面に触れたインク回収部材５６は、該表面上のインクを回収する。ノズルプレート２２の表面上のインクがインク回収部材５６に転写される。

インク回収部材５６がインクを回収した後（クリーニングユニット１４をインク回収部材５６がノズルプレート２２の表面上のインクに触れる位置に配置して所定の時間経過後）、ステップ１９０において、クリーニング制御部１６は、クリーニングユニット昇降手段５０を制御し、クリーニングユニット１４を待機位置（プリントヘッドユニット１２と接触しない位置）に下降させる。そして、クリーニング動作が終了する。

本実施の形態によれば、ノズルプレート表面上のインクが該表面と略垂直な方向から該表面に触れるインク回収部材に転写される。それにより、ノズルプレート表面にせん断力が作用せず、例えばせん断力による撥水コートの剥離が防止される。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。

例えば、インク回収部材がノズルプレート表面のノズル穴周縁部分に触れないように、該ノズルプレートを形成してもよい。ノズルプレート表面におけるノズル穴の密度が高い場合、該表面のノズル穴間部分がインク回収部材に触れて損傷することがある。この場合、ノズルプレートのノズル穴周辺部分とインク回収部材が触れないように、該部分を窪ませればよい。

例えば、図５に示すプリントヘッドユニット１１２のように、ノズルプレート１２２は、表面の周縁部分を除く部分に凹部１６２が形成され、該凹部１６２の底面にノズル穴１２０ａ〜１２０ｄの開口が形成される。インク回収部材１５６は、ノズルプレート１２２の表面の周縁部分に触れる。凹部１６２は、凹部１６２の底面に付着するインクをインク回収部材１５６が回収できるように、インク回収部材が該底面に触れなくても該インクを回収可能な深さ（言い換えると、該インクが、ノズルプレート１２２の表面にその周縁部分のみで触れているインク回収部材に転写される深さ）で形成されている。

また、インク回収部材がノズルプレートの表面に触れる回数は一回に限定されず、複数回であってもよい。複数回行うことにより、ノズルプレート表面のインクが確実にインク回収部材に転写される。

さらに、ノズルプレートの表面に触れて該表面上のインクを回収する部材は、ワイパーブレードであってもよい。図６に示すように、ワイパーブレード２６４は、クリーニングユニット２１４をワイパーブレードがノズルプレート２２２の表面に撓んだ状態で当接するような位置で維持し、インクヘッドユニット２１２を水平方向２３８に移動させることにより、ノズルプレート表面のインクを拭き取るものである。例えば、ワイパーブレード２６４がノズルプレート２２２の表面を一度拭いた後、残ったインクに対してワイヤーブレード２６４の先端を触れさせて該残ったインクを転写除去してもよい。また、例えば、大量のインクを使用した場合、ノズルプレート２２２表面の大量のインクをワイヤーブレードで２６４で拭き取り、一方、少量のインクを使用した場合、少量のインクをワイヤーブレードの先端で転写除去するようにしてもよい。ノズルプレート２２２の表面上のインクを常にワイヤーブレード２６４で拭き取るよりは、ノズルプレート表面に対するせん断力による影響は小さくなる。

最後に、確認のために、本明細書に使用されている用語「触れる」について説明する。本明細書において「触れる」とは、ノズルプレート表面にほとんど接触圧が作用しない当接状態を言い、広義には、該表面上のインクがインク回収部材に転写することが可能に該表面に該インク回収部材が近接していることを含む。

本発明に係る画像形成装置の概略的構成図である。吸引除去動作中のプリントヘッドユニットとクリーニングユニットを示す図である。転写除去動作中のプリントヘッドユニットとクリーニングユニットを示す図である。クリーニング動作のフローを示す図である。他の実施形態のプリントヘッドユニットを示す図である。他の実施形態のクリーニングユニットを示す図である。

符号の説明

２２：ノズル面（ノズルプレート）
５２：方向（昇降方向）
５６：インク回収部材

Claims

インクをノズル穴から吐出して記録用紙に画像を形成する画像形成装置であって、
ノズル穴が形成されたノズル面を備えたプリントヘッドと、
インクを回収するインク回収部材と、
ノズル面と略垂直な方向にプリントヘッドまたはインク回収部材の少なくとも一方を移動させてノズル面にインク回収部材を少なくとも１回触れさせることにより、インク回収部材にノズル面上のインクを転写させる転写手段を有することを特徴とする画像形成装置。
ノズル面のノズル穴周辺部分が、所定の深さ窪んでいることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。