JP2010241058A - 回復装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸引キャップを液滴吐出ヘッドの液滴吐出面に確実に当接させて、液滴吐出ヘッドの吐出孔内の余剰液滴やゴミや気泡等の異物を確実に回収する。
【解決手段】吸引キャップ９２の吸引管９２２とマニホールド１０１の接続管１０８を鉛直方向からずれた位置に設け、吸引管９２２と接続管１０８を連結する第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７を弾性部材でＬ字状に形成し、吸引キャップ９２を記録ヘッド３４のノズル面に圧接させたとき、第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７を容易に屈曲させて吸引キャップ９２とキャップホルダ１０３の間に設けられている弾性部材１０４を確実に圧縮させて、吸引キャップ９２の開口端部に設けたシール部材９２１を記録ヘッド３４のノズル面に均一に圧接させる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、液滴吐出装置の回復装置及びそれを使用した画像形成装置に関するものである。

例えば画像情報に基づいて記録ヘッドのインク吐出口（ノズル）からインク滴を用紙等の記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェット方式の記録装置では、記録ヘッドをインク滴の吐出に最適な状態へと回復させるため、記録ヘッドのノズル面を吸引キャップで覆い、記録ヘッド内、特にノズル孔内の余剰インクやゴミや気泡等の異物を吸引ポンプによって吸引して除去している。この吸引されたインクはキャップ内壁を伝わり吸引キャップ下方に設けられた排出口から大方排出される。

また、複数の記録ヘッドを配列したラインヘッド記録装置では、複数の記録ヘッドに対して個別に連結される吸引キャップにそれぞれ吸引ポンプを設けることはコスト上昇となることから、このコストダウンのために、複数の吸引キャップと吸引ポンプの間を分岐用ジョイントで連結し、複数の記録ヘッドを１つの吸引ポンプで吸引するようにしている。

また、特許文献１には、分岐用ジョイントを使用しないでマニホールドを介し吸引キャップと吸引ポンプを連結している。この特許文献１に示された回復装置は、図６に示すように、吸引キャップ９２はマニホールド１０１上のキャップホルダ１０３に押付バネ等の弾性部材１０４を介して上下方向へ伸縮可能に保持され、吸引キャップ９２の記録ヘッド３４と接触する面にはゴム等のシール部材を設け、吸引キャップ９２のマニホールド１０１と連結する吸引孔を吸引チューブ１１０で連結している。この吸引チューブ１１０を接続する吸引キャップ９２の接続部とマニホールド１０１の接続部は鉛直方向に配置され、吸引キャップ９２の接続部とマニホールド１０１の接続部を直線状の吸引チューブ１１０で連結している。

特許文献１に示すように、吸引キャップ９２の接続部とマニホールド１０１の接続部を鉛直方向に配置し、この吸引キャップ９２の接続部とマニホールド１０１の接続部を直線状の吸引チューブ１１０で連結していると、吸引キャップ９２を記録ヘッド３４のノズル面に当接したときに吸引チューブ１１０の上下方向の変形は起こりにくく、押付バネ等の弾性部材１０４の圧縮が阻害されてノズル面に対する吸引キャップ９２の当接が不均一となり吸引漏れが発生してしまうという問題がある。

この問題を解消するために、吸引チューブ１１０が変形し易いように肉厚を薄くすると、吸引チューブ１１０自体の負圧に対する剛性も低下し、吸引キャップ９２を記録ヘッド３４のノズル面に当接して吸引ポンプ１００で吸引したときに吸引チューブ１１０がつぶれて吸引力が低下してインク等の流れを阻害してしまう。

また、吸引チューブ１１０が変形し易いように、吸引チューブ１１０の長さを長くすると吸引キャップ９２とマニホールド１０１の間の距離が長くなり、回復装置が大きくなり、記録装置自体が大型化してしまう。

この発明は、このような問題を解消し、吸引キャップを液滴吐出ヘッドの液滴吐出面に確実に当接させて、液滴吐出ヘッドの吐出孔内の余剰液滴やゴミや気泡等の異物を確実に回収するとともに小型化した回復装置及びそれを使用した画像形成装置を提供することを目的とするものである。

この発明の回復装置は、複数の液滴吐出手段の下面の液滴吐出面に対して接離可能な複数の吸引キャップと、該吸引キャップとキャップホルダとの間に設けられ、前記吸引キャップを上下方向に伸縮可能に保持する弾性部材と、負圧を発生する負圧発生手段と、該負圧発生手段に連結され、複数のチューブ接続部を有するマニホールドと、前記吸引キャップのチューブ接続部と前記マニホールドのチューブ接続部を連結する複数の吸引チューブとを有する回復装置において、前記吸引キャップのチューブ接続部と前記マニホールドのチューブ接続部は、鉛直方向からずれた位置に配置され、前記吸引チューブは、弾性を有する領域と剛性を有する領域とで構成されていることを特徴とする。

前記吸引チューブは、第１の吸引チューブと第２の吸引チューブ及び第３の吸引チューブを有し、前記第１の吸引チューブと第３の吸引チューブは弾性部材からなりＬ字状に形成され、前記第２の吸引チューブは剛性部材からなり直線状に形成され、前記第１の吸引チューブの一方の端部は前記吸引キャップのチューブ接続部に連結され、前記第３の吸引チューブの一方の端部は前記マニホールドのチューブ接続部に連結され、前記第２の吸引チューブは第１の吸引チューブと第３の吸引チューブの間に連結されていることを特徴とする。

この発明の画像形成装置は、前記回復装置を備え、前記回復装置の吸引キャップで記録ヘッドのノズル面を覆い、記録ヘッドのノズル孔内の余剰インクやゴミや気泡等の異物を吸引して除去することを特徴とする。

この発明の回復装置は、吸引キャップのチューブ接続部と負圧発生手段に連結されたマニホールドのチューブ接続部を鉛直方向からずれた位置に配置し、吸引キャップのチューブ接続部とマニホールドのチューブ接続部を連結する吸引チューブを、弾性を有する領域と剛性を有する領域とで構成したから、吸引キャップを液滴吐出手段の下面の液滴吐出面に圧接したとき、吸引キャップとキャップホルダとの間に設けられた弾性部材を確実に圧縮させて、その圧縮力で吸引キャップを液滴吐出手段の液滴吐出面に均一に圧接させることができ、吸引不良が生じることを防ぐことができる。

また、第１の吸引チューブと第３の吸引チューブを弾性部材でＬ字状に形成したから、吸引キャップを液滴吐出手段の液滴吐出面に圧接させたとき、第１の吸引チューブと第３の吸引チューブを容易に屈曲させることができ、弾性部材を確実に圧縮させて、その圧縮力で吸引キャップを液滴吐出手段の液滴吐出面に均一に圧接させることができ、吸引不良が生じることなしに液滴吐出手段の回復動作を安定して行うことができる。

また、第１の吸引チューブと第３の吸引チューブを弾性部材でＬ字状に形成して容易に屈曲できるようにし、この第１の吸引チューブと第３の吸引チューブを剛性部材からなる第２の吸引チューブで連結したから、吸引キャップを液滴吐出手段の液滴吐出面に圧接させたときの弾性変形を極力抑えることができ吸引時における吸引キャップとマニホールド間の吸引圧力の損失を最小限に抑えることができ、回復装置による回復動作を効率良く行うことができる。

さらに、回復装置の吸引キャップで画像形成装置の記録ヘッドのノズル面を覆い、記録ヘッドのノズル孔内の余剰インクやゴミや気泡等の異物を吸引して除去することにより、良質な画像を安定して形成することができる。

この発明の画像形成装置を前方側から見た斜視図である。 この発明の画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図である。 この発明の画像形成装置の機構部の要部平面図である。 画像形成装置の回復装置の構成を示す側面図である。 回復装置で回復動作を行っている状態を示す側面図である。 従来の回復装置の構成を示す側面図である。

図１〜図３は、この発明の画像形成装置の構成を示し、図１は画像形成装置を前方側から見た斜視図、図２は画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図、図３は機構部の要部平面図である。

図１に示すように、画像形成装置は、装置本体１と、装置本体１に装着された記録用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に装着され画像が記録（形成）された記録用紙を排紙してストックするための排紙トレイ３とを備えている。装置本体１の前面４の一端部側には、前面４から前方側に突き出し、上面５よりも低くなったカートリッジ装填部６を有し、このカートリッジ装填部６の上面に操作キーや表示器などの操作部７を配置している。

このカートリッジ装填部６には、色の異なる液体（インク）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の液体カートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（色を区別しないときは液体カートリッジ１０という。）を、装置本体１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能とし、このカートリッジ装填部６の前面側には、液体カートリッジ１０を着脱するときに開く前カバー（カートリッジカバー）８を開閉可能に設けている。

この画像形成装置の機構部は、図３に示すように、フレーム２１を構成する左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド３１とステー３２とでキャリッジ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図３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、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、の各色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する記録ヘッド３４を複数のノズル（吐出口）を主走査方向と交叉する方向に配列し、液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、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。

また、キャリッジ３３には、各記録ヘッド３４にそれぞれ各色の記録液を供給するための各色のサブタンク３５ｋ、３５ｃ、３５ｍ、３５ｙ（色を区別しない場合はサブタンク３５という。）を搭載している。このサブタンク３５には各色の記録液供給チューブ３６を介してカートリッジ装填部６に装着された各色のインクカートリッジ１０から記録液を補充供給するようにしている。このカートリッジ装填部６にはインクカートリッジ１０内の記録液を送液するための供給ポンプユニット２３が設けられている。また、インクカートリッジ装填部６からサブタンク３５に至るまでの記録液供給チューブ３６は這い回しの途中でフレーム２１を構成する後板２１Ｃに本体側ホルダ２５にて固定保持されている。さらに、キャリッジ３３上でも固定リブ２６にて固定されている。

また、図２に示すように、給紙トレイ２の用紙積載部（底板）４１上に積載した記録用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から記録用紙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に対向して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記録用紙４２を記録ヘッド３４の下方側で搬送するための搬送部として、記録用紙４２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト５１と、給紙部からガイド４５を介して送られる記録用紙４２を搬送ベルト５１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ５２と、略鉛直上方に送られる記録用紙４２を略９０度方向転換させて搬送ベルト５１上に倣わせるための搬送ガイド５３と、押さえ部材５４で搬送ベルト５１側に付勢された先端加圧コロ５５とを備えている。また、搬送ベルト５１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。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５７とテンションローラ５８との間に掛け渡されて、図３のベルト搬送方向に周回するように構成している。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、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド５４による印写領域に対応してガイド部材６１を配置している。このガイド部材６１は、上面が搬送ベルト５１を支持する搬送ローラ５７とテンションローラ５８の接線よりも記録ヘッド３４側に突出している。これにより、搬送ベルト５１は印写領域ではガイド部材６１の上面にて押し上げられてガイドされるので、高精度な平面性を維持される。

さらに、記録ヘッド３４で記録された記録用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から記録用紙４２を分離するための分離爪７１と、排紙ローラ７２及び排紙コロ７３とを備え、排紙ローラ７２の下方に排紙トレイ３を備えている。ここで、排紙ローラ７２と排紙コロ７３との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。

また、装置本体１の背面部には両面給紙ユニット８１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット８１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される記録用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ５２と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット８１の上面には手差し給紙部８２を設けている。

さらに、図３に示すように、キャリッジ３３の走査方向の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装置９０を配置している。この維持回復装置９０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４個の吸引キャップ９２を有する回復装置９１と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード９３と、増粘したインクを排出するために記録に寄与しないインク滴を吐出させる空吐出を行なうときのインク滴を受ける空吐出受け９４などを備えている。

また、図３に示すように、キャリッジ３３の走査方向の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インクを吐出させる空吐出を行うときのインクを受ける空吐出受け９８を配置し、この空吐出受け９８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部９９などを備えている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙トレイ２から記録用紙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５２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド５３で案内されて先端加圧コロ５５で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０度搬送方向を転換される。このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ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。このプラスとマイナスが交互に帯電した搬送ベルト５１上に記録用紙４２が給送されると、記録用紙４２が搬送ベルト５１に静電的に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって記録用紙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、停止している記録用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、記録用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は記録用紙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、記録用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３３は維持回復装置９０側に移動されて、回復装置９１の各吸引キャップ９２で記録ヘッド３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、吸引キャップ９２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態でノズルからインクを吸引し、増粘したインクや気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持する。

この維持回復装置９０の回復装置９１は、図４の構成図に示すように、４個の吸引キャップ９２ａ〜９２ｄと、チューブポンプやダイアフラムポンプ等の負圧発生手段１００に連結されたマニホールド１０１を有する。マニホールド１０１は内部に配管の役目をする通路を有し、外部に複数の接続口を有する。吸引キャップ９２ａ〜９２ｄはそれぞれベース部材１０２の上面に設けられたキャップホルダ１０３ａ〜１０３ｄに押付バネ等の弾性部材１０４を介して上下方向に伸縮可能に保持されている。各吸引キャップ９２ａ〜９２ｄはヘッドアレイ３４１に有する各記録ヘッド３４のノズル面に圧接する開口端部にゴム等のシール部材９２１を有する。また、各吸引キャップ９２ａ〜９２ｄの底部には吸引管９２２が形成され、この吸引管９２２は第１の吸引チューブ１０５と第２の吸引チューブ１０６及び第３の吸引チューブ１０７を介してベース部材１０２に設けたマニホールド１０１の各接続管１０８に連結されている。この吸引キャップ９２ａ〜９２ｄの吸引管９２２とマニホールド１０１の接続管１０８は鉛直方向からずれた位置に設けられている。この吸引管９２２と接続管１０８を連結する第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７は弾性部材からなりＬ字状に形成されている。第２の吸引チューブ１０６は剛性部材からなり直線状に形成されている。そして吸引キャップ９２ａ〜９２ｄの吸引管９２２には第１の吸引チューブ１０５の一方の端部が連結され、マニホールド１０１の各接続管１０８には第３の吸引チューブ１０７の一方の端部が連結され、第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７を第２の吸引チューブ１０６で連結している。

この回復装置９１で各記録ヘッド３４の回復動作を行わないときは、図４に示すように、吸引キャップ９２ａ〜９２ｄは記録ヘッド３４のノズル面から離れて第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７は変形しない状態になっている。この状態で記録ヘッド３４のノズル孔内の余剰インクやゴミや気泡等の異物を吸引して除去するため、吸引キャップ９２ａ〜９２ｄを記録ヘッド３４のノズル面に圧接させると、図５に示すように、第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７は弾性部材で形成されているから容易に屈曲し、吸引キャップ９２ａ〜９２ｄとキャップホルダ１０３ａ〜１０３ｄの間に設けられている弾性部材１０４が圧縮されて吸引キャップ９２ａ〜９２ｄの開口端部に設けたシール部材９２１を弾性部材１０４の弾性力で記録ヘッド３４のノズル面に均一に圧接して吸引キャップ９２ａ〜９２ｄの開口端部を記録ヘッド３４のノズル面で密封する。この状態で負圧発生手段１００を駆動して吸引キャップ９２ａ〜９２ｄ内の空気を吸引して負圧にすることにより、記録ヘッド３４のノズル孔内の余剰インクやゴミや気泡等の異物を吸引して除去する。

このように、吸引キャップ９２ａ〜９２ｄの吸引管９２２とマニホールド１０１の接続管１０８を鉛直方向からずれた位置に設け、吸引管９２２と接続管１０８を連結する第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７を弾性部材でＬ字状に形成したから、吸引キャップ９２ａ〜９２ｄを記録ヘッド３４のノズル面に圧接させたとき、第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７を容易に屈曲させることができ、吸引キャップ９２ａ〜９２ｄとキャップホルダ１０３ａ〜１０３ｄの間に設けられている弾性部材１０４を確実に圧縮させて、その圧縮力で吸引キャップ９２ａ〜９２ｄの開口端部に設けたシール部材９２１を記録ヘッド３４のノズル面に均一に圧接させることができ、吸引不良が生じることなしに記録ヘッド３４の回復動作を安定して行うことができる。

また、第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７を弾性部材でＬ字状に形成して容易に屈曲できるようにし、この第１の吸引チューブ１０５と第３の吸引チューブ１０７を剛性部材からなる第２の吸引チューブ１０６で連結したから、吸引キャップ９２ａ〜９２ｄを記録ヘッド３４のノズル面に圧接させたときの弾性変形を極力抑えることができ吸引時における吸引キャップ９２ａ〜９２ｄとマニホールド１０１間の吸引圧力の損失を最小限に抑えることができ、回復装置９１による記録ヘッド３４の回復動作を効率良く行うことができる。

前記説明では回復装置９１をインクジェット方式の画像形成装置の記録ヘッド３４に適用した場合について示したが、インク以外の液滴、例えばパターニング用の液体レジストや分析試料等の吐出ヘッドにも同様に適用することができる。

１；装置本体、２；給紙トレイ、３；排紙トレイ、６；カートリッジ装填部、
７；操作部、１０；液体カートリッジ、３４；記録ヘッド、９０；維持回復装置、
９１；回復装置、９２；吸引キャップ、９２２；吸引管、１００；負圧発生手段、
１０１；マニホールド、１０２；ベース部材、１０３；キャップホルダ、
１０４；弾性部材、１０５；第１の吸引チューブ、１０６；第２の吸引チューブ、
１０７；第３の吸引チューブ、１０８；接続管。

実用新案登録第３１３５９８８号公報

Claims (3)

1. 複数の液滴吐出手段の下面の液滴吐出面に対して接離可能な複数の吸引キャップと、該吸引キャップとキャップホルダとの間に設けられ、前記吸引キャップを上下方向に伸縮可能に保持する弾性部材と、負圧を発生する負圧発生手段と、該負圧発生手段に連結され、複数のチューブ接続部を有するマニホールドと、前記吸引キャップのチューブ接続部と前記マニホールドのチューブ接続部を連結する複数の吸引チューブとを有する回復装置において、
   前記吸引キャップのチューブ接続部と前記マニホールドのチューブ接続部は、鉛直方向からずれた位置に配置され、
   前記吸引チューブは、弾性を有する領域と剛性を有する領域とで構成されていることを特徴とする回復装置。
2. 前記吸引チューブは、第１の吸引チューブと第２の吸引チューブ及び第３の吸引チューブを有し、前記第１の吸引チューブと第３の吸引チューブは弾性部材からなりＬ字状に形成され、前記第２の吸引チューブは剛性部材からなり直線状に形成され、前記第１の吸引チューブの一方の端部は前記吸引キャップのチューブ接続部に連結され、前記第３の吸引チューブの一方の端部は前記マニホールドのチューブ接続部に連結され、前記第２の吸引チューブは第１の吸引チューブと第３の吸引チューブの間に連結されていることを特徴とする請求項１記載の回復装置。
3. 請求項1又は請求項２記載の回復装置を備え、前記回復装置の吸引キャップで記録ヘッドのノズル面を覆い、記録ヘッドのノズル孔内の余剰インクやゴミや気泡等の異物を吸引して除去することを特徴とする画像形成装置。

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