JP2010208098A

JP2010208098A - 液体容器及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2010208098A
Application number: JP2009055457A
Authority: JP
Inventors: Tadayasu Enomoto; 忠保榎本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2010-09-24

Abstract

【課題】各色毎に複数の液体収容部を備える場合に複数の記録ヘッドのメンテナンス時間や負圧形成動作に伴う廃棄インク量が増大する。
【解決手段】記録ヘッド３４の異なるノズル列に供給するインクを収容するサブタンク３５の２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂを隔てる隔壁部２０５に、２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂを連通する連通部３０１を設け、この連通部３０１内には空気を透過するとともにインクを阻止（遮断）する透気性部材３０２を設けている。
【選択図】図６

Description

本発明は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関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、コピア、プロッタ、これらのいくつかの機能を有する複合機等の画像形成装置として、例えば、液体の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを用いて、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行うものがある。

なお、本発明においては、「画像形成装置」とは、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（液体を媒体に付着させる）ことをも意味する。また、「インク」とは、厳密な意味でのインクに限るものではなく、インクと称されるもの、レジスト、ＤＮＡ試料など、上記の意味での画像形成を行うことができる液体の総称として用いる。

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、記録ヘッドにインクを供給する液体収容容器としてのサブタンク（ヘッドタンク、バッファタンクとも称される。）を備え、記録ヘッドのノズルからのインクの染み出しやダレを防止するために負圧を発生する負圧形成機能（機構）をサブタンクに持たせたものが知られている。

このサブタンクは、インクを収容するインク収容部の一面を形成する可撓性部材（フィルム部材）と、可撓性部材を外方に付勢する弾性部材とを含む負圧形成手段を有し、インク収容部内を大気に開放する開閉可能な大気開放機構を有して、インク収容部から記録ヘッドにインクを供給する構成となっている（特許文献１、２）。また、１つのサブタンクに２つのインク収容部を形成したものも知られている（特許文献３）。

特開２００７−２２３２３０号公報特開２００３−２３７１０８号公報特開２００７−０４５１１７号公報

上述したような液体収容容器を備える画像形成装置においては、記録ヘッドから液滴を吐出させて、あるいは、ヘッドをキャップ部材で吸引してノズルからインクを吸引することで液体収容容器内の内容積を減少させて負圧を形成する負圧形成動作を行うが、カラー印刷を行う画像形成装置のように各色毎に複数の液体収容容器や液体収容部を備える場合には、負圧形成動作も各液体収容容器毎に行なわなければならない。そのため、複数の記録ヘッドのメンテナンス時間や負圧形成動作に伴う廃棄インク量が増大するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドのメンテナンス時間の短縮を図り、負圧形成動作に伴う廃棄インク量の増大を抑制することを目的とする。

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、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを収容する収容部及び容積変化で負圧を発生する手段を有し、異なる色のインクを収容する少なくとも少なくとも２つの液体収容容器と、を備え、
前記少なくとも２つの液体収容容器の各収容部は連通部を介して連通され、前記連通部には大気を通過させると共にインクの通過を阻止する透気性部材が配置されている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する異なる色のインクを収容する２つの収容部及び容積変化で負圧を発生する手段を有する液体収容容器と、を備え、
前記液体収容容器の各収容部は連通部を介して連通され、前記連通部には大気を通過させると共にインクの通過を阻止する透気性部材が配置されている
構成とした。

この場合、連通部は前記液体収容容器内に設けられている構成とできる。

また、前記連通部は前記液体収容容器の外部を通じて各収容部を連通する構成とできる。

本発明に係る画像形成装置によれば、少なくとも２つの液体収容容器の各収容部、あるいは、１つの液体収容容器の各収容部が、連通部を介して連通され、連通部には大気を通過させると共にインクの通過を阻止する透気性部材が配置されている構成としたので、１つの収容部に対する負圧形成動作によって複数の収容部について負圧を形成することができ、記録ヘッドのメンテナンス時間の短縮を図り、負圧形成動作に伴う廃棄インク量の増大を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る液体容器（サブタンク）を備える本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の全体構成を説明する側面概略構成図である。同機構部の要部平面説明図である。同サブタンクの斜視説明図である。同じく容器本体の側面説明図である。同じく分解斜視説明図である。本発明の第１実施形態の説明に供する模式的説明図である。本発明の第２実施形態の説明に供する模式的説明図である。本発明の第３実施形態の説明に供する模式的説明図である。

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側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するための液体収容容器としてのサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット５によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。

また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

次に、液体収容容器（サブタンク）について図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３はヘッド部分の斜視説明図、図４は同じく側面説明図、図５はサブタンク本体（容器本体）の分解斜視説明図である。

ヘッド部分は、１つの記録ヘッド３４と、１つの記録ヘッド３４の２つのノズル列にそれぞれ異なる色のインクを供給するためサブタンク３５と、サブタンク３５と記録ヘッド３４との間に介在させたフィルタユニット１０１とで構成され、記録ヘッド３４からは記録ヘッド３４のアクチュエータ手段を駆動する信号を伝達するためのフレキシブルケーブル１０２（符号に「Ａ」、「Ｂ」を付加して図示する。）が引き出されている。

サブタンク３５は、容器本体（タンク本体）２０２の両側にそれぞれ液体収容部である２つのインク収容部２０１を形成し、これらのインク収容部２０１の開口には可撓性を有するフィルム状部材（可撓性フィルム状部材）２１１を接着又は溶着などで貼り付けて封止し、更にインク収容部２０１内部にはタンク本体２０２とフィルム状部材２１１との間にフィルム状部材２１１を外方に付勢するための弾性部材であるバネ（スプリング）２１２を配設し、これらのフィルム状部材２１１及び弾性部材２１２によって負圧発生機構（手段）を構成している。また、容器本体２０２にはフィルム状部材２１１の変位に応じて変位する負圧検知レバー２１３を揺動可能に装着している。

また、タンク本体２０２の上部にはインク収容部２０１を大気に開放するための大気開放通路２０３を形成し、この大気開放通路２０３を開閉する大気開放機構２０４を備えている。

また、タンク本体２０２にはインク収容部２０１にインクを供給するためのインク供給口部２０７を形成し、チューブ３６が連結部材２０８で連結される。また、容器本体２０２の上部にはインク収容部２０１内のインクを検出するための２本の検知電極２１６が設けられている。

ここで、タンク本体２０２の底面には、インク収容部２０１Ａ、２０１Ｂからフィルタユニット１０１に個別的にインクを供給するための供給口２１７をそれぞれインク収容部２０１の端部に形成し、また、供給口２１７を中央部分に配置するためにインク収容部２０１には他方の収容部に膨らんだ膨出部２１８を形成している。

このサブタンク３５においては、例えば、記録ヘッド３４のノズル面をキャップ８２ａでキャッピングして図示しない吸引手段によって吸引してノズルからインクを吸引排出させることで、サブタンク３５のインク収容部２０１の内容積が変化し、フィルム２１１がばね２１２の付勢力に抗して縮み、ばね２１２の付勢力でフィルム２１１が外方に押圧されることからインク収容部２０１内に負圧が発生する（負圧が形成される）。

次に、本発明の第１実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態の説明に供する模式的説明図である。
ここでは、サブタンク３５の２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂを隔てる隔壁部２０５に、２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂを連通する連通部３０１を設け、この連通部３０１内には空気を透過するとともにインクを阻止（遮断）する透気性部材３０２を設けている。

これによって、記録ヘッド３４のノズル面３４１をキャップ８２ａでキャッピングし、図示しない吸引手段によって吸引を行うことで、記録ヘッド３４のノズル３４２からインクが吸引され、サブタンク３５のインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂのインクが減少することで、インク収容部２０１Ａ、２０１Ｂに所要の負圧を形成することができる。

このとき、２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂは連通しているので、負圧が均等に形成され、吸引超過（多すぎる吸引）や吸引不足（少なすぎる吸引）による負圧形成不良による吐出不良やインク漏れを防止することができ、メンテナンス時間の短縮と廃棄インク量の増大を抑制することができる。つまり、２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂが連通していない場合、同一のキャップ８２ａでキャッピングして吸引すると、いずれのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂからも吸引が行われることになって、一方のインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂについて吸引超過や吸引不足が発生して、負圧形成動作のやり直しが必要になることがある。これに対し、２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂを連通させることで負圧の均等化を図れ、一方のインク収容部について吸引超過や吸引不足が発生することが防止され、負圧形成動作のやり直しによるメンテナンス時間の増大や廃棄インク量の増大を生じることがなくなる。

また、２つのインク収容部の隔壁部に連通部を設けることによって連通部の構成が簡単になる。

次に、本発明の第２実施形態について図７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模式的説明図である。
ここでは、サブタンク３５の２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂを容器本体２０２の外部を通じて連通する連通部３０３を設け、この連通部３０３内には空気を透過するとともにインクを阻止（遮断）する透気性部材３０２を設けている。

このように構成しても上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第３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模式的説明図である。
ここでは、記録ヘッド３４ａ、３４ｂに対応する２つのサブタンク３５ａ、３５ｂの各２つのインク収容部２０１Ａ、２０１Ｂを容器本体２０２の外部を通じて連通する連通部３０４を設け、この連通部３０４内の個別の分岐部分３０４ａ〜３０４ｄには空気を透過するとともにインクを阻止（遮断）する透気性部材３０２を設けている。

このように構成することで、複数の記録ヘッド３４ａ、３４ｂについて１回の負圧形成動作によって全ての負圧形成を行うことができて、更にメンテナンス時間の短縮と廃棄インク量の増大抑制の効果を得ることができる。

なお、上記実施形態では１つのサブタンクが複数（上記の例では２つであるが、３つ以上にすることもできる。）のインク収容部を有する例で説明しているが、１つのサブタンクが１つのインク収容部のみを有する場合にも、異なるサブタンクのインク収容部を連通させることによって、同様の作用効果を得ることができる。

なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ単機能構成のものに限らず、プリンタ／ファクシミリ／複写などの複合機能を有する画像形成装置であっても良く、したがってまた、液体容器もこれらの画像形成装置に適用するものであっても良い。

１装置本体
２給紙トレイ
３排紙トレイ
３３キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ記録ヘッド
３５ａ、３５ｂサブタンク（液体収容容器）
５１搬送ベルト
２０１インク収容部
２０２容器本体
２０５隔壁部
３０１、３０３、３０４連通部
３０２透気性部材

Claims

液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを収容する収容部及び容積変化で負圧を発生する手段を有し、異なる色のインクを収容する少なくとも２つの液体収容容器と、を備え、
前記少なくとも２つの液体収容容器の各収容部は連通部を介して連通され、前記連通部には大気を通過させると共にインクの通過を阻止する透気性部材が配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する異なる色のインクを収容する２つの収容部及び容積変化で負圧を発生する手段を有する液体収容容器と、を備え、
前記液体収容容器の各収容部は連通部を介して連通され、前記連通部には大気を通過させると共にインクの通過を阻止する透気性部材が配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
前記連通部は前記液体収容容器内に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記連通部は前記液体収容容器の外部を通じて各収容部を連通することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。