JP2010058268A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のヘッドを並べて配列した記録ヘッドユニットを用いる場合に維持回復機構が複雑化、大型化する。
【解決手段】液滴を吐出する複数のヘッド１０１が千鳥状に配列されたヘッド列を、ヘッド配列方向と直交する方向に複数列配置した記録ヘッドユニット５０と、記録ヘッドユニット５０全体を覆う保湿用キャップ部材６１と、記録ヘッドユニット５０の２列分のヘッド列の各ヘッド１０１をそれぞれキャッピングする吸引用キャップ６３及び吸引用キャップ６２に接続された吸引ポンプ６４を含む吸引用キャップユニット６２とを備えた。
【選択図】図８

Description

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を備える画像形成装置におけるインク供給装置に関する。

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（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）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。

なお、本願において、液体吐出方式の「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（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、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

このような画像形成装置（以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。）においては、記録ヘッドは、インクをノズルから用紙に吐出させて記録を行なう関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出不良の状態となり、記録不良を起こすという問題を抱えていることから、ヘッドのノズルの状態を良好に維持するための維持回復機構を備えている。

このような維持回復機構として、吸引手段が接続され、ヘッドのノズル面をキャッピングした状態でノズルから吸引を行うための吸引用キャップと、ヘッドのノズルの乾燥を防止して保湿状態を維持するための保湿用キャップを備えることや、吸引用キャップと保湿用キャップを兼用することなどが知られている。

ところで、搬送される用紙の全幅に相当するノズル列を配置したライン型ヘッドを備えるライン型画像形成装置においては、ライン型記録ヘッドとして、例えば、液滴を吐出するノズルを並べたノズル列を有する短尺のヘッドを複数個、ノズル配列方向に沿って配置したヘッド列を千鳥状に配置したもの（マルチアレイヘッド、マルチヘッドユニットなどとも称される。）が用いられている。

このようなマルチアレイヘッドの吸引や保湿を行う維持回復機構として、従来、特許文献１に記載されているように、記録ヘッドのインク吐出面に当接する少なくとも２個以上で且つマルチヘッドユニットの全記録ヘッド数よりも少ない数のキャップ部材と、キャップ部材をインク吐出面と平行に移動させる第１の移動手段と、キャップ部材をインク吐出面に対して当接してインク吸引を行う当接位置とインク吐出面から離れた非当接位置との間で各々個別に移動させる第２の移動手段と、キャップ部材が当接する記録ヘッドから該キャップ部材と連通するインク排出路を介してインクを吸引する吸引手段とを有するものが知られている。

特開２００６−０９６０１７号公報

上述したように複数のヘッドを並べて配置したマルチアレイヘッドを使用する場合、各ヘッドについてキャップ部材を配置するのでは、吸引機構が複雑になって維持回復装置が複雑化、大型化することになる。

この場合、特許文献１に記載されているように吸引用のキャップ部材の数をヘッド数よりも少なくする構成を採用したとしても、全てのヘッドについてノズルの乾燥防止のための保湿を行う必要があり、維持回復装置の構成の簡略化、小型化を図る上では十分でない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、マルチアレイヘッドを使用する場合の維持回復機構の簡略化、小型化を図ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のヘッドが千鳥状に配列されたヘッド列を、ヘッド配列方向と直交する方向に複数列配置した記録ヘッドユニットと、
前記記録ヘッドユニット全体を覆う保湿用キャップ部材と、
前記記録ヘッドユニットの一部のヘッド列の各ヘッドをキャッピングする吸引用キャップ部材を有する吸引用キャップユニットと、を備えている
構成とした。

ここで、前記記録ヘッドユニットは、前記ヘッドを一列にモジュールベース部材上に並べて配置した複数のヘッドモジュールが、前記ヘッドがヘッドモジュール間で千鳥状に配列される状態で共通のアレイベース部材に取り付けられている構成とできる。

また、前記記録ヘッドユニットは、前記ヘッド列がモジュールベース部材上に配置された複数のヘッドモジュールが、共通のアレイベース部材に取り付けられている構成とできる。

また、前記保湿用キャップは、未使用時には前記吸引用キャップユニットの下方で待機し、使用時に前記吸引用キャップユニットを避けて保湿位置に移動可能に設けられている構成とできる。

また、前記吸引用キャップユニットは、前記保湿用キャップ部材内に配置されている構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドユニット全体を覆う保湿用キャップ部材と、記録ヘッドユニットの一部のヘッド列の各ヘッドをキャッピングする吸引用キャップ部材を有する吸引用キャップユニットとを備えているので、維持回復機構の構成が簡単になり、小型化を図れる。

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、本発明の第１実施形態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概略構成図、図２は同装置の模式的平面説明図である。

この画像形成装置はライン型画像形成装置であり、装置本体１と、用紙Ｐを積載し給紙する給紙トレイ２と、印刷された用紙Ｐを排紙積載する排紙トレイ３と、用紙Ｐを給紙トレイ２から排紙トレイ３まで搬送する搬送ユニット４と、搬送ユニット４によって搬送される用紙Ｐに液滴を吐出し印字する本発明におけるヘッドモジュール５１を含む画像形成ユニット５と、印刷終了後又は所要のタイミングで画像形成ユニット５の各記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構であるクリーニング装置６と、クリーニング装置６を開閉する搬送ガイド部７と、画像形成ユニット５のヘッドモジュール５１にインクを供給するインクタンクユニット８と、インクタンクユニット８にインクを供給するメインタンクユニット９とを備えている。

装置本体１は、図示しない前後側板及びステーなどで構成されており、給紙トレイ２上に積載されている用紙Ｐは、分離ローラ２１及び給紙ローラ２２によって１枚ずつ搬送ユニット４に給紙される。

搬送ユニット４は、搬送駆動ローラ４１Ａと搬送従動ローラ４１Ｂと、これらのローラ４１Ａ、４１Ｂ間に掛け回された無端状の搬送ベルト４３とを備えている。この搬送ベルト４３の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４３の下部には用紙Ｐを吸引する吸引ファン４４が配置されている。また、搬送駆動ローラ４１Ａ、搬送従動ローラ４１Ｂ上部には、それぞれ搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂが図示しないガイドに保持されて、自重にてベルト４３に当接している。

搬送ベルト４３は、搬送駆動ローラ４１Ａが図示しないモータにより回転されることで周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト４３上に吸引ファン４４により吸い付けられ、搬送ベルト４３の周回移動によって搬送される。なお、搬送従動ローラ４１Ｂ、搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂは搬送ベルト４３に従動して回転する。

搬送ユニット４の上部には用紙Ｐに印字する液滴を吐出する複数のヘッドモジュール５１で構成される画像形成ユニット５が矢示Ａ方向（及び逆方向）に移動可能に配置されている。この画像形成ユニット５は、維持回復動作時（クリーニング時）にはヘッドクリーニング装置６上方まで移動され、画像形成時には図１の位置に戻される。

画像形成ユニット５は、図３に示すように、複数のヘッド１０１をモジュールベース５３上に一列に配列したヘッド列を構成するヘッドモジュール５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ（区別しないときは「ヘッドモジュール５１」という。）を、ヘッドモジュール５１Ａと５１Ｂ間、５１Ｃと５１Ｄ間で千鳥状配置になるように、用紙搬送方向（ノズル配列方向と直交する方向）に沿って並べて共通のアレイベース部材５２上に配置された記録ヘッドユニット（マルチアレイヘッド）５０を備えている。なお、ヘッドモジュール５１には各ヘッド１０１にインクを分配する分配部材５４が一体的に備えられている。

ここで、１つのヘッド１０１は、図４に示すように、液滴を吐出する複数のノズル１０２をノズル面１０３に配列したノズル列１０２Ａ、１０２Ｂを二列有している。そして、ヘッドモジュール５１Ａ、５１Ｂの２つのノズル列の一方でイエロー（Ｙ）の液滴を、他方でマゼンタ（Ｍ）の液滴を吐出し、また、ヘッドモジュール５１Ｃ、５１Ｄの２つのノズル列の一方でシアン（Ｃ）の液滴を、他方でブラック（Ｋ）の液滴を吐出する。

つまり、この画像形成ユニット５の記録ヘッドユニット５０は、同じ色の液滴を吐出する２つのヘッドモジュール５１が用紙搬送方向に並べて配置され、２つのヘッドモジュール５１で用紙幅相当の１列分のノズル列が構成されている構成としている。

なお、記録ヘッドユニット５０の構成は上記の例に限るものではなく、図５に示すように、１つのモジュールベース部材５３に複数のヘッド１０１を千鳥状に配置してヘッドモジュール５１を構成し、４個のヘッドモジュール５１を共通のアレイベース部材５２上に用紙搬送方向（ノズル配列方向と直交する方向）に沿って配列した構成とすることもできる。また、図６に示すように、全色分のヘッド１０１をアレイベース部材５２上に千鳥状に配列し、かつ、用紙搬送方向（ノズル配列方向と直交する方向）に沿って配列した構成とすることもできる。

この画像形成ユニット５の上流側にはインクタンクユニット８のインクタンク８１（図示の都合上１つのインクタンクのみ符号を付している。）が配置され、供給チューブ８２を介して各ヘッドモジュール５１に供給され、インクタンク８１とヘッドモジュール５１との水頭差によりヘッドモジュール５１の各ヘッド１０１に対する負圧が形成される。このインクタンクユニット８は画像形成ユニット５とともに矢示Ａ方向に移動可能に配置されている。なお、インクタンク８１からヘッドモジュール５１に対する供給チューブ８２は分かり易くするためヘッドモジュール５１の上方から接続して状態で図示しているが、実際にはヘッドモジュール５１の長手方向（用紙搬送方向と直交する方向）の端部に接続される。

さらに、インクタンク８１の上流側にはメインタンクユニット９が配置され、メインタンク９１から供給チューブ９２を介してインクがインクタンク８１に供給される。

搬送ユニット４の下流側には用紙Ｐを排紙トレイ３に排紙する搬送ガイド部７が設けられている。搬送ガイド部７の搬送ガイド板７１にて案内されて搬送される用紙Ｐは排紙トレイ３に排紙される。排紙トレイ３は、用紙Ｐの幅方向を規制する対のサイドフェンス３１と用紙Ｐの先端を規制するエンドフェンス３２を備えている。

維持回復機構（ヘッドクリーニング装置）６は、画像形成ユニット５の記録ヘッドユニット５０全体をキャッピングする保湿用キャップ部材６１と、２列のヘッドモジュール５１の６個分のヘッド１０１をそれぞれキャッピングする６個の千鳥状に配置された吸引用キャップ（部材）６３と、各吸引用キャップ６３に接続された吸引手段である吸引ポンプ６４などを有する吸引用キャップユニット６２とを備えている。なお、吸引用キャップユニット６２にはヘッド１０１のノズル面を払拭するワイパ部材なども備えているが図示を省略している。

この画像形成装置においては、印刷終了後、液滴を吐出するヘッドモジュール５１の各ヘッド１０１のノズル面を吸引用キャップユニット６２のキャップ６３でキャッピングした状態でノズル１０２からインクを吸引する場合、あるいは、ヘッドモジュール５１の各ヘッド１０１のノズル面に付着したインクをワイピング部材で清掃する場合は、図１にも示すように、印刷停止後、搬送ユニット４全体が搬送従動ローラ４１Ｂを支点に矢印Ｂ方向に回動し、画像形成ユニット５との間の空間を画像形成時よりも大きくすることで、画像形成ユニット５の移動スペースを確保するようにしている。このとき、ヘッドクリーニング装置６上部に配置されている搬送ガイド部７の搬送ガイド板７１も支点７２にて矢印Ｃ方向上方に回動され、ヘッドクリーニング装置６の上方が開放される。

そして、搬送ユニット４と搬送ガイド部７がそれぞれ解放（解除）された後に、画像形成ユニット５が用紙通紙方向（矢示Ａ方向）に移動し、ヘッドクリーニング装置６上方で停止され、吸引用キャップユニット６２のキャップ６３が上昇して２つのヘッドモジュール５１のヘッド１０１からの吸引及び図示しないワイパ部材による清掃を行い、その後画像形成ユニット５が移動して残りの２つのヘッドモジュール５１のヘッド１０１についても同様に吸引及び払拭を行う。

また、印刷動作が終了し、待機状態になるときには、画像形成ユニット５がヘッドクリーニング装置６上方に移動して、保湿用キャップ部材６１が上昇して記録ヘッドユニット５０のアレイベース部材５２に当接して記録ヘッドユニット５０のヘッド１０１を一括して全体をキャッピングする。

このように、記録ヘッドユニット全体を覆う保湿用キャップ部材と、記録ヘッドユニットの一部のヘッド列の各ヘッドをキャッピングする吸引用キャップ部材を有する吸引用キャップユニットとを備えることで、維持回復機構の構成が簡単になり、小型化を図れる。

次に、本発明の第２実施形態について図７ないし図１１を参照して説明する。なお、図７は同実施形態の説明に供する維持回復機構（ヘッドクリーニング装置）の吸引時の平面説明図、図８は同じく図７の正面説明図、図９は同じく保湿時の平面説明図、図１０は同じく図９の正面説明図、図１１は同じく他の吸引位置での図７の正面説明図である。
ここでは、前述した図６で説明した構成の記録ヘッドユニット５０を使用している。ヘッドクリーニング装置６は、前述した第１実施形態と同様に、記録ヘッドユニット５０全体をキャッピングする保湿用キャップ部材６１と、一部（ここでは２列分）のヘッド列のヘッド１０１をそれぞれキャッピングするキャップ６３及び吸引ポンプ６４を有する吸引用キャップユニット６２とを備えている。

保湿用キャップ部材６１は、記録ヘッドユニット５０のアレイベース部材５２に当接して記録ヘッドユニット５０の全てのヘッド１０１を覆うようにキャップする。つまり、保湿用キャップ６１のニップ位置はヘッド１０１のノズル面ではなく、ヘッド１０１を取り付けたアレイベース部材（ヘッド取付けベース部材）５２である。保湿用キャップ部材６１は、少なくともアレイベース部材５２に当接するニップ部６１ａが弾性を有する部材で形成されている。また、この保湿用キャップ部材６１は、例えば、カム６５によって上下動される。

吸引用キャップユニット６２は、キャップホルダ６６にばね６７を介して吸引用キャップ６２が保持され、キャップホルダ６６がユニットベース部材６８に対してカム６９によって上下動される。吸引用キャップ６３は、個々のヘッド１０１のノズル面１０３に当接してキャッピングする。この例では、記録ヘッドユニット５０が２列のノズル列で１色分の液滴を吐出する構成であるので、吸引用キャップユニット６２で吸引を行うのは１色分の６個のヘッド１０１である。

この実施形態においても、吸引動作を行うときには、図７及び図８に示すように、画像形成ユニット５を移動して記録ヘッドユニット５０の２つのヘッド列を吸引用キャップユニット６２に対向する位置にして、吸引用キャップユニット６２のカム６９を回転駆動して吸引用キャップ６２を上昇させ各ヘッド１０１をキャッピングする。その後、吸引ポンプ６４を駆動してヘッド１０１のノズル１０２からインクを吸引する。そして、図９にも示すように、画像形成ユニット５０を移動して残りのヘッド列についても同様な吸引動作を繰り返す。

また、保湿動作を行うときには、図１０及び図１１に示すように、画像形成ユニット５を移動して記録ヘッドユニット５０を保湿用キャップ部材６１に対向する位置にして、カム６５を回転駆動して保湿用キャップ部材６１を上昇させ、保湿用キャップ部材６１のニップ部６１ａをアレイベース部材５２に当接させて記録ヘッドユニット５０の全てのヘッド１０１を覆うようにキャップする。

この実施形態においても、記録ヘッドユニットのすべてのヘッドについて個々に保湿用キャップ部材を備える場合に比べて構成が簡単になる。

次に、本発明の第３実施形態について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同実施形態の説明に供する維持回復機構の吸引時の正面説明図である。
この実施形態では、２つの吸引用キャップユニット６２Ａ、６２Ｂを備え、４列分のヘッド列に属するヘッド１０１を吸引用キャップ６３でキャッピングして吸引動作を行うことができるようにしている。この例では、記録ヘッドユニット５０が２列のノズル列で１色分の液滴を吐出する構成であるので、吸引用キャップユニット６２Ａ、６２Ｂで吸引を行うのは２色分の１２個のヘッド１０１である。

このように構成しても、記録ヘッドユニットのすべてのヘッドについて個々に保湿用キャップ部材を備える場合に比べて構成が簡単になる。

次に、本発明の第４実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同実施形態の説明に供する維持回復機構の待機時の正面説明図、図１４は同じく保湿時の正面説明図である。
保湿用キャップ部材６１は、昇降機構（カム６５など）を含めて、吸引用キャップユニット６２及び搬送ベルト４３の下方に位置する待機位置と、吸引用キャップユニット６２の用紙搬送方向下流側で記録ヘッドユニット５０をキャッピングする保湿位置（キャップ位置）との間で水平方向（矢示Ｄ方向）及び上下方向（矢示Ｅ方向）に移動可能に配置している。

つまり、保湿用キャップ部材６１は保湿のみの機能を有することから構成がシンプルとなるため、保湿用キャップ部材６１の配置、移動が容易となる。そこで、保湿用キャップ部材６１を使用しないとき（未使用時）には、搬送ユニット４の下部に待機させることができ、維持回復装置の小型化が可能となる。

次に、本発明の第５実施形態について図１５及び図１６を参照して説明する。なお、図１５は同実施形態の説明に供する維持回復機構の保湿時の正面説明図、図１６は同じく吸引時の正面説明図である。
保湿用キャップ部材６１の内部に凹み部６１ｂを形成し、この凹み部６１ｂ内に吸引用キャップユニット６２を格納している。そして、保湿時には、図１５に示すように、吸引用キャップユニット６２のキャップ６３を下降させた状態とし、吸引時には、図１６に示すように、吸引用キャップユニット６２のキャップ６３を下降させた状態として記録ヘッドユニット５０のヘッド１０１をキャッピングしながら吸引動作を行う。

このように、吸引用キャップユニット６２を保湿用キャップ部材６１内に格納することによって、維持回復装置の一層の小型化を図れる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の一例の全体構成を説明する側面概略説明図である。 同じく要部平面説明図である。 ヘッドモジュールの説明図である。 ヘッドの説明図である。 ヘッドモジュールの他の例を示す説明図である。 記録ヘッドユニットの他の例を示す説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供する維持回復機構の吸引時の平面説明図である。 同じく図７の正面説明図である。 同じく保湿時の平面説明図である。 同じく図９の正面説明図である。 同じく他の吸引位置での図７の正面説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する維持回復機構の吸引時の正面説明図である。 本発明の第４実施形態の説明に供する維持回復機構の待機時の正面説明図である。 同じく保湿時の正面説明図である。 本発明の第５実施形態の説明に供する維持回復機構の保湿時の正面説明図である。 同じく吸引時の正面説明図である。

符号の説明

１…装置本体
４…搬送ユニット（搬送部）
５…画像形成ユニット
６…ヘッドクリーニング装置（維持回復機構）
７…搬送ガイド部
８…インクタンクユニット
９…メインタンクユニット
５０…記録ヘッドユニット
５１…ヘッドモジュール
６１…保湿用キャップ部材
６２…吸引用キャップユニット
６３…吸引用キャップ
６４…吸引ポンプ
１０１…ヘッド

Claims (5)

1. 液滴を吐出する複数のヘッドが千鳥状に配列されたヘッド列を、ヘッド配列方向と直交する方向に複数列配置した記録ヘッドユニットと、
   前記記録ヘッドユニット全体を覆う保湿用キャップ部材と、
   前記記録ヘッドユニットの一部のヘッド列の各ヘッドをキャッピングする吸引用キャップ部材を有する吸引用キャップユニットと、を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録ヘッドユニットは、前記ヘッドを一列にモジュールベース部材上に並べて配置した複数のヘッドモジュールが、前記ヘッドがヘッドモジュール間で千鳥状に配列される状態で共通のアレイベース部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記記録ヘッドユニットは、前記ヘッド列がモジュールベース部材上に配置された複数のヘッドモジュールが、共通のアレイベース部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記保湿用キャップは、未使用時には前記吸引用キャップユニットの下方で待機し、使用時に前記吸引用キャップユニットを避けて保湿位置に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の画像形成装置。
5. 前記吸引用キャップユニットは、前記保湿用キャップ部材内に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の画像形成装置。

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