JP2016144907A - メンテナンス機構と画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドのクリーナに対する清掃機能を持続させることができる一方で、インク吸収部材を交換する必要がなく、またインク吸収部材の大きさも抑えることができるようにする。
【解決手段】記録ヘッドのノズル面を払拭する移動可能なワイパ部材と、前記記録ヘッドのノズル面と同じ平面上に取り付けられ、前記ワイパ部材に摺擦して該ワイパ部材を清掃する吸収体と、該吸収体を圧縮する押圧部材と、前記吸収体からインクを吸引除去する吸引手段とを有するメンテナンス機構において、前記押圧部材で前記吸収体を圧縮しつつ、前記吸引手段で前記吸収体を吸引する。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットプロセスを用いたプリンタ、ファクシミリ、複写機、あるいはこれらの機能を併せ持った複合機等の画像形成装置に用いられ、液滴吐出ヘッド（記録ヘッド）のノズル面に付着した付着物を除去するヘッドクリーナたるワイパ部材に対して清掃を行うメンテナンス機構に関するものである。

一般に、記録ヘッドに設けられたノズルからインク滴を吐出して記録を行うインクジェット方式の画像形成装置においては、記録後の記録ヘッドのノズル面に、用紙等の記録媒体から跳ね返ったインク、吐出されたインク滴のミスト、紙粉等が付着する。このため、次記録時のインク滴を吐出する際に、インク滴が吐出できなかったり、インク滴の吐出方向がおかしくなったり等の不具合が生じることがある。

そこで、記録ヘッドのノズル面の品質維持のため、ノズル面を吸引し、あるいは加圧して不純物を排出し、ゴム等の弾性体から成るワイパブレードにてノズル面を払拭し、ノズル面に付着したインク等の付着物を除去することが行われる。

しかしながら、ノズル面をワイパブレードで払拭すると、その払拭によりノズル面から除去されたインクがワイパブレードの先端部に付着する。このように、先端部にインクが付着した状態のワイパブレードで再びノズル面を清掃のため払拭すると、ワイパブレードの先端部に付着していたインクがノズル面に再び付着してしまうという問題がある。あるいはワイパブレードの先端部に付着したインクが固化してノズル面を適切に清掃できないという事態も発生し得る。

これらの問題を生じないようにするため、ワイパブレードを清掃すべく、多孔質の吸収部材から成るワイパクリーナをワイパブレードに当接させて、ワイパクリーナにインクを吸収させることが知られ、実用化されている。しかしながら、このようなワイパ清掃では、ワイパクリーナの吸収部材にインクが溜まると、ワイパ清掃機能が低下し、もしくは無くなるため、吸収部材を頻繁に交換しなければならないという問題があった。この問題を解決するために様々な提案がなされている。

例えば、特許文献１では、ワイパブレードを払拭するワイパクリーナがインクで飽和してしまうことを防止するため、ワイパクリーナの吸収部材よりもインク吸収率の高いインク吸収材へインクを誘導することが開示されている。

また特許文献２でも、ワイパからワイパクリーナに移ったインクを固化させることなく適切なタイミングで吸収除去するために、ワイパクリーナに付着したインクを吸収するインク吸収材を設けて、このインク吸収材をワイパクリーナに接離可能とすることが開示されている。

これらの開示技術は、ワイパ部材からインクを吸収除去するワイパクリーナを清掃して、ワイパ清掃機能を維持しているが、ワイパ部材から除去されたインクをワイパクリーナから別のインク部材に移しているにすぎないため、結局、そのようなインク吸収部材にインクが溜まり続ける。そのため、いずれ、そのような別のインク吸収部材を交換しなければならないか、インク吸収部材をかなり大きなものとする必要が生じ、設計上の制約になる。

また、特許文献３では、ワイパ部材に付着したインクを吸収する多孔質吸収部材のインク吸収面が目詰まり状態になるのを回避するために、押圧部材を、吸収部材のインク吸収面を押圧する位置へ移動して、ワイパ部材から吸収部材に吸収させたインクを吸収部材の内部へ拡散させることが開示されている。吸収部材のインク吸収面に留まりがちな払拭インクを吸収部材の内部へ拡散させることで、ワイパ清掃機能を確保し易いが、吸収部材の内部にインクが溜まるので、吸収部材を交換しなければならない問題は解消していない。

本発明の課題は、記録ヘッドのクリーナに対する清掃機能を持続させることができる一方で、インク吸収部材を交換する必要がなく、またインク吸収部材の大きさも抑えることができるようにすることにある。

本発明の課題は、液滴吐出ヘッドのノズル面を払拭する移動可能なワイパ部材と、前記液滴吐出ヘッドのノズル面と同じ平面上に取り付けられ、前記ワイパ部材に摺擦して該ワイパ部材を清掃する吸収体と、該吸収体を圧縮する押圧部材と、前記吸収体からインクを吸引除去する吸引手段とを有するメンテナンス機構であって、前記押圧部材で前記吸収体を圧縮しつつ、前記吸引手段で前記吸収体を吸引することによって解決される。

本発明によれば、押圧部材で吸収体を圧縮しつつ、吸引手段によって吸収体を吸引するので、インク吸収部材である吸収体が大きくなくとも、吸収体に溜まったインクを、吸収体を押し潰しつつ吸引して別の適当な場所に除去することができ、記録ヘッドのクリーナであるワイパ部材に対する清掃機能を持続させることができる。

インクジェット方式の画像形成手段を備えた画像形成装置の概略全体図である。 図１の画像形成装置における画像形成手段を示すもので、図２ａはその全体構成の一例を示す概略平面図、図２ｂは記録ヘッドとワイパ部材と吸収体の上下関係を示す部分図である。 ワイパ部材とインク吸収体の関係を示す詳細図であり、図３ａは払拭方向から見た断面図であり、図３ｂはロール紙の搬送方向から見た断面図である。 吸収体からインクを吸引・除去する構成と動作を説明する図であり、図４ａは払拭方向から見た断面図であり、図４ｂはロール紙の搬送方向から見た断面図であり、ａ−１からａ−３、ｂ−１からｂ−３へ進むに従い除去動作が進行する。 メンテナンス時の吸収材に関する吸引・圧縮のタイミングチャートである。 メンテナンス機構の変形例を示す図で、左側列の図が払拭方向から見た断面図であり、右側列の図がロール紙の搬送方向から見た断面図であり、図６ａが図３に対応し、図６ｂ〜６ｆが図４に対応する。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成を、図１〜図３を用いて説明する。
なお、本実施形態では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）を有する画像形成装置として説明するが、本発明を適用できる画像形成装置は、このような画像形成装置に限定されない。即ち、本発明を適用可能な画像形成装置は、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）、ライトシアン（ＬＣ）及び／又はその他の色に対応する吐出ヘッドを更に有するもの、又はブラックのみの記録ヘッドを有するもの等を含む。なお、以下の説明において、添え字Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙを付与された符号は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー夫々のための部材を示している。また、本実施形態では、記録媒体として、ロール状に巻かれた連続紙（以下、ロール紙という）を用いるが、本発明に係る画像形成装置によって画像形成される記録媒体は当然ながらロール紙に限定されず、カット紙でもよい。記録媒体には、普通紙、上質紙、薄紙、厚紙等の用紙、並びにＯＨＰシート、合成樹脂フィルム、金属薄膜及びその他、表面にインク等で画像を形成することができるものが含まれる。ここで、ロール紙とは、切断可能なミシン目が所定間隔で形成されている場合もある連続紙（連帳紙、連続帳票）である。また、ロール紙におけるページ（頁）とは、例えば２つのミシン目で挟まれた領域である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、ロール紙Ｍｄを搬入する搬入手段１０と、ロール紙Ｍｄの表面に液滴（以下、インクという）を吐出して画像を形成する画像形成手段４０と、ロール紙Ｍｄを搬出する搬出手段６０とを有する。更に画像形成装置は、搬入手段１０と画像形成手段４０の間に、搬入されたロール紙Ｍｄを前処理する前処理手段２０と、前処理されたロール紙Ｍｄを乾燥させる乾燥手段３０とを有する。また、画像形成手段４０と搬出手段６０の間に、画像が形成されたロール紙Ｍｄを後処理する後処理手段５０、後処理されたロール紙Ｍｄを乾燥させる乾燥手段３０とを有する。そして画像形成手段４０の下方には、画像形成手段４０の正常な状態を維持するためのメンテナンス手段８０を備えている。これらの各手段の構成は周知であり、説明の簡略化のため、以下では本発明に特に関わりがある画像形成手段についてのみ説明する。

図２、図３を用いて、画像形成手段４０の外形形状の一例を、記録ヘッドからインクを払拭するワイパ部材に対して清掃を行うメンテナンス構成と共に説明する。このメンテナンス構成は、ワイパ部材と共に、本発明に係るメンテナンス機構を構成する。図２ａに示すように、画像形成手段４０は、本例ではフルライン型のヘッドを用いている。即ち、画像形成手段４０は、ロール紙Ｍｄの搬送方向Ｘｍの上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローに対応する４つの記録ヘッド４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙを配置している。ここで、記録ヘッド４１Ｋは、本例では、ロール紙Ｍｄの搬送方向Ｘｍと直交する方向に４つのヘッドユニット４１Ｋ−１、４１Ｋ−２、４１Ｋ−３、４１Ｋ−４を副走査方向にずらされ繰り返し配置している（図示の都合上、図２ａでは２．５セット分として示す）。これにより、画像形成手段は、主走査方向に移動することなく、ロール紙Ｍｄの画像形成領域（印刷領域）の幅方向（主走査方向と同じ：搬送方向と直交する方向）全体で画像を形成することができる。他の記録ヘッド４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの構成も、ブラック用の記録ヘッド４１Ｋの構成と同じであるので、その説明は省略する。

記録ヘッド４１の側部には、各列にそれぞれヘッドのノズル面を清掃するワイパ部材４２が配置されている。図２ｂに示すように、このワイパ部材４２は、ワイパホルダ４２’と共に、ガイドレール４２”に沿って、ロール紙Ｍｄの搬送方向Ｘｍと直交する方向（払拭方向）に移動可能に構成されている。また、ワイパ部材４２を清掃するための吸収体４３が、記録ヘッドのノズル面と同じヘッド面でワイパ部材４２の先端と摺擦する位置であって、各ヘッドユニットよりもワイパ部材４２の払拭方向下流側に取り付けられている。

記録ヘッドのノズル面に摺擦するように移動することでノズル面のインクはワイパ部材４２に付着する。そして、ワイパ部材４２に付着したインクは、図３に示すように更にワイパ部材４２が吸収体４３に摺擦しながら払拭方向（矢印方向）に移動することで、吸収体４３に吸着され、その結果、ワイパ部材４２は清掃される。ワイパ部材４２、ワイパホルダ４２’を移動させる移動機構は周知であり、改めて説明しない（図２ｂに、そのガイドレール４２”のみ示す）が、列のノズル面を全て清掃し、その都度、吸収体４３とも摺擦した後に、ホームポジションへ戻る。ホームポジションは記録ヘッドの側部であり、ホームポジションに戻る際、ワイパ部材４２はノズル面や吸収体と接することなくホームポジションに至る。図２と図３の比較で分かるように、吸収体４３の上面側、即ち、押圧部材に面する側と反対側では、排出口４５ａを形成するジョイント部材４５が接して配置されている。ジョイント部材４５の排出口４５ａは、ワイパ部材４２から掻き取られ吸収体４３に溜められたインクを排出するための共通の排出経路４４、言い換えれば廃液経路につながっている。記録ヘッドのノズル面と同じ側のヘッド面自体がジョイント部材の機能を備えていてもよい。一方、吸収体４３は、保持部材４６に、ヘッドのノズル面と同じヘッド面に、ワイパ部材４２の先端と摺擦するように、好ましくは同じ高さ位置となるよう、保持されている。更に、各ヘッドユニットの下流側に配置された各吸収体４３に溜まったインクを吸引除去する手段である排出用のポンプ４７が、排出経路４４に接続するように設けられている。

図４に、吸収体４３からインクを吸引除去する構成を示す。吸収体４３からインクを除去する際には、吸収体４３と対向する位置へ押圧部材４８を移動させる（図４のａ−１、ｂ−１）。押圧部材４８のホームポジションは記録ヘッドの側部でワイパ部材４２と干渉しない位置であり、その移動機構は周知の構成を用いるので、ワイパ部材用の移動機構と同様、説明を省略する。吸収体４３と対向する位置に移動した押圧部材４８は、しかる後、図４ａ−２、図４ｂ−２に示すように、吸収体４３を圧縮して潰した状態として、吸収体４３からインクを押し出す。その際、ポンプ４７によって排出口４５ａ、排出経路４４の内部空間から空気が吸引され、それに伴って押圧部材４８で押し出されたインクは、排出口４５ａ、排出経路４４を介して、画像形成手段筐体内の別位置に配置された廃液タンク（図２ｂ）へ送られる。ワイパ部材４２から掻き取ったインクを有する吸収体４３の押し潰しを効果的なものとするため、押圧部材の幅ｂはワイパ部材４２の幅ａよりも広いことが好ましい。その後、図４ａ−３、図４ｂ−３に示すように、押圧部材４８を吸収体４３から離すことで、廃インクを取り除かれた吸収体４３は元の形状に戻り、再びインクを吸収可能な状態となる。

以上のようなメンテナンス時の吸引・圧縮のタイミングをチャートに示すと図５のようになる。本例では、画像形成装置に設けられたカウンターでカウントされた記録枚数が所定枚数に達したり、あるいは画像形成装置に設けられたタイマーで計時された放置時間が所定時間に達したり等のメンテナンスを行う条件に達した時点で動作を開始する。記録ヘッドのノズルからインクを吐出後、ホームポジションにあるワイパ部材４２をロール紙Ｍｄの搬送方向Ｘｍと直交する方向（払拭方向）に移動してノズル面に摺擦させて、ノズル面あるいはその近傍のインクを払拭する（Ｓ１）。ワイパ部材４２を更に移動することで、ワイパ部材４２が吸収体４３に摺擦し、ワイパ部材４２の先端に付着していたインクは吸収体４３により拭い取られ、吸収体４３に吸収される（ワイピング実施：Ｓ２）。その後、排出用のポンプ４７を駆動することで吸収体４３に対して吸引開始する（Ｓ３）。その際、押圧部材４８をホームポジションから吸収体４３に対向する位置に移動させ、押圧部材４８を吸収体４３に押し付ける（Ｓ４）。吸収体４３が押圧部材４８で圧縮されると、インクが吸収体を保持している保持部材４６と押圧部材４８の間で密集するため、既に吸引を開始しているポンプ４７によってインクが吸収体４３から除去され、回収される。その後、押圧部材４８は吸収体４３から離間して、吸収体４３の圧縮を終了する（Ｓ５）。押圧部材４８を離間してからポンプ４７を止める（Ｓ６）ことで、吸収体４３に残るインクをより少なくすることができる。

ワイパ部材に対して清掃を行うメンテナンス構成の別例を図６に示す。記録ヘッドのノズル面に摺擦するように移動することでワイパ部材４２に付着したインクは、ワイパ部材４２が吸収体４３に摺擦しながら払拭方向（矢印方向）に移動することで、吸収体４３に吸着される（図６ａ）。吸収体４３からインクを除去する際には、吸収体４３と対向する位置へ押圧部材４８を移動させる（図６ｂ）。押圧部材４８は、その吸収体に対向する面、即ち、上面に、中心が凹状となっている弾性部材４９を有する。インクダレを防ぐため、弾性部材４９の外周上縁は立ち上がっている。押圧部材４８を吸収体の方へ移動させると、吸収体４３はまず弾性部材４９の中腹に当接する（図６ｃ）。当接の際、弾性部材４９の外周上縁が吸収体４３との当接位置よりも高いので、インクを外に漏らすことがない。更に押圧部材４８を上方へ移動させると、吸収体４３は圧縮されていくが、ポンプ４７が作動しているのでインク漏れは起こらない。また、弾性部材４９の先端はジョイント部材４５に当接し、吸収体４３を密閉の閉鎖空間に閉じ込めることになる（図６ｄ）。押圧部材４８の最終上昇位置では、弾性部材４９の外周上縁は外方に倒れ（図６ｅ）、弾性部材４９が変形して吸収体４３を更に圧縮することが可能で、吸収体４３内のインクの殆どを吸引可能である。その後、押圧部材４８を吸収体４３から離すことで、廃インクを取り除かれた吸収体４３は元の形状に戻り、再びインクを吸収可能な状態となる（図６ｆ）。

以上、ワイパ部材に対して清掃を行うメンテナンス構成を、吸収体を圧縮状態としつつ、吸収体側からインクを吸収する例として説明したが、別の構成も考えられる。例えば、洗浄液を供給可能な経路を設けて、圧縮前に吸収体に洗浄液を供給してからインクの吸引・除去を行うようにすれば、清掃効果を高めることができる。また、記録ヘッド側に吸引構成を設ける代わりに、押圧部材の側に吸引構成を設けることも考えられる。

４１ 記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
４２ ワイパ部材
４３ 吸収体
４４ 排出経路（廃液経路）
４７ 排出用ポンプ
４８ 押圧部材
４９ 弾性部材

特開２００５−３１３６０６号公報 特開２０１３−１４１７８５号公報 特開２０１０−２２８２１４号公報

Claims (7)

1. 液滴吐出ヘッドのノズル面を払拭する移動可能なワイパ部材と、前記液滴吐出ヘッドのノズル面と同じ平面上に取り付けられ、前記ワイパ部材に摺擦して該ワイパ部材を清掃する吸収体と、該吸収体を圧縮する押圧部材と、前記吸収体からインクを吸引除去する吸引手段とを有するメンテナンス機構であって、前記押圧部材で前記吸収体を圧縮しつつ、前記吸引手段で前記吸収体を吸引することを特徴とするメンテナンス機構。
2. 前記押圧部材の、前記吸収体に対向する面に、弾性部材が設けられ、該弾性部材は、液滴吐出ヘッドのノズル面と同じ側のヘッド面とで前記吸収体を閉じ込める閉鎖空間を形成するように、吸収体に対向する側の中心が凹状となり、外周上縁が立ち上がっており、該弾性部材が変形することで前記押圧部材が前記吸収体を圧縮することを特徴とする請求項１に記載のメンテナンス機構。
3. 前記吸収体は、前記吸引手段で吸引されたインクを排出する排出経路につなげられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のメンテナンス機構。
4. 前記吸収体は、前記押圧部材に面する側と反対側で排出経路につなげられ、前記吸収体の背面側からインクが吸引除去されることを特徴とする請求項３に記載のメンテナンス機構。
5. 前記押圧部材に前記排出経路を形成し、前記押圧部材を介してインクが吸引除去されることを特徴とする請求項３に記載のメンテナンス機構。
6. 前記吸収体に洗浄液を供給可能な経路を設けて、圧縮前に吸収体に洗浄液を供給することを特徴とする請求項４又は５に記載のメンテナンス機構。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のメンテナンス機構を備えた画像形成装置。