JP5899968B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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    • B41J2/16541Means to remove deposits from wipers or scrapers

Description

本発明は画像形成装置に関し、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、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。
ところで、液体吐出方式の画像形成装置において、記録ヘッドのノズルの吐出安定性を維持し、ノズル内のインク乾燥、ノズル内への埃混入防止のため、記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、記録ヘッドのノズル面を払拭して清浄化する払拭部材であるワイパ部材(ワイパブレード、ワイピングブレード、ブレードなどとも称される。)などを含む維持回復機構を備え、例えばノズルから増粘インクをキャップ内に排出した後、ノズル面をワイパ部材で払拭してノズルメニスカスを形成する回復動作などを行なう。
ここで、従来の画像形成装置として、垂直方向に配設された記録ヘッドを備えるものが知られている(特許文献1、2)。
特許第4186557号公報 特開平09−254401号公報
ところで、上述したように、記録ヘッドのノズル面を垂直方向に配置した画像形成装置にあっては、ノズル面を払拭するワイパ部材は、ノズル面を上方から下方に向かって払拭することが好ましい。
しかしながら、このようにワイパ部材でノズル面を上方から下方に向かって払拭すると、払拭終了側で、払拭される液体(廃液)が記録ヘッドの下端面に回りこんで堆積し、あるいは、落下して用紙を汚してしまうという課題がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、特にノズル面が上下方向に配設された記録ヘッドを備える場合に記録ヘッドの下端面に廃液が回り込まないように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、
液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル面を上下方向に配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドのノズル面を上方から下方向に向かって払拭する払拭部材と、を備え、
前記記録ヘッドには前記ノズル面の払拭終了端から前記払拭部材が当たって接触するガイド部材が設けられ、
装置本体側には、前記ガイド部材を清掃する清掃部材が設けられている
構成とした。
本発明に係る画像形成装置によれば、ノズル面が上下方向に配設された記録ヘッドを備える場合に残留廃液がキャップホルダに付着しないようにすることができる。
本発明に係る画像形成装置の機構部の側面説明図である。 図1を矢示A方向から見た説明図である。 本発明の第1実施形態における記録ヘッド及びワイパ部材を説明する側面説明図である。 同記録ヘッド及び清掃部材を説明する正面説明図である。 記録ヘッドの異なる例を説明する正面説明図である。 同実施形態におけるワイパ部材による払拭動作の説明に供する側面説明図である。 (a)は清掃部材によるガイド部材の清掃動作における清掃部材の食い込み量の説明に供する正面説明図、(b)は同じく側面説明図である。 同じく清掃部材の動き異なる例の説明に供する説明図である。 本発明の第2実施形態の説明に供する記録ヘッド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側面説明図である。 (a)は本発明の第4実施形態の説明に供する正面説明図、(b)は同じく底面説明図である。 本発明の第5実施形態の異なる例の説明に供する正面説明図である。 (a)は本発明の第6実施形態の説明に供する正面説明図、(b)は同じく底面説明図である。
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機構部の側面説明図、図2は図1を矢示A方向から見た説明図である。
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、
液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル面を水平方向に向けて配置した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドのノズル面を上方から下方向に向かって払拭する払拭部材と、を備え、
前記記録ヘッドには前記ノズル面の払拭終了端から前記払拭部材が当たって接触するガイド部材が設けられ、
装置本体側には、前記ガイド部材を清掃する清掃部材が設けられ
前記ガイド部材は下方に向かって先細りする形状である
構成とした。
また、両面印刷を行うときには、一面(表面)印刷終了後、排紙部6から反転部8内に用紙10を取り込み、搬送機構部5によって用紙10を逆方向(下方向)に搬送しながら反転させて他面(裏面)を印刷可能面として再度搬送機構部5に送り込み、他面(裏面)印刷終了後排紙トレイ7に用紙10を排紙する。
ここで、画像形成部2は、左右の側板101L、101R間に横架した主ガイド部材21及び従ガイド部材22で、記録ヘッド24を搭載したキャリッジ23を摺動自在に保持し、図示しないキャリッジ移動機構の主走査モータによって駆動プーリと従動プーリ間に架け渡したタイミングベルトを介して主走査方向に移動走査する。
キャリッジ23には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、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24a、24b(区別しないときは「記録ヘッド24」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、滴吐出方向を水平方向に向けて装着している。つまり、液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面が垂直方向に配置され、水平方向に向けて液滴を吐出する記録ヘッド24を備える水平打ち方式を採用している。
記録ヘッド24は、それぞれ複数の液滴を吐出するノズルが列設された2つのノズル列を有し、記録ヘッド24aの一方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、他方のノズル列はマゼンタ(Y)の液滴を、記録ヘッド24b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、それぞれ吐出する。
また、キャリッジ23には、記録ヘッド24の各ノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク29が搭載され、このヘッドタンク29には、装置本体に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ(メインタンク)からインクが供給される。
給紙トレイ4の用紙10は、給紙コロ(半月コロ)43と分離パッド44によって1枚ずつ分離されて装置本体内に給紙され、搬送ガイド部材45に沿って、搬送機構部5の搬送ベルト51と押えコロ48との間に送り込まれ、搬送ベルト51に吸着されて搬送される。
搬送機構部5は、駆動ローラである搬送ローラ52と従動ローラ53との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト51と、この搬送ベルト51を帯電させるための帯電ローラ54と、画像形成部2に対向する部分で搬送ベルト51の平面性を維持するプラテン部材55となどを有している。なお、搬送ベルト51は、図示しない副走査駆動機構の副走査モータによってタイミングベルト及びタイミングプーリを介して搬送ローラ52が回転駆動されることによって、ベルト搬送方向(副走査方向、用紙搬送方向)に周回移動する。
排紙部6は、排紙ガイド部材61と、排紙搬送ローラ62及び拍車63と、排紙ローラ64及び拍車65とが配置され、画像が形成された用紙10を排紙ローラ64及び拍車65間から排紙トレイ7上にフェイスダウンで排紙する。
また、反転部8は、排紙トレイ7に一部を排出した用紙10をスイッチバック方式で反転して搬送ベルト51と押えコロ48との間に送り込むため、排紙経路と反転経路を切り替える切替爪81と、反転ガイド部材82と、反転ローラ83及び反転コロである拍車84と、従動ローラ53に対向する搬送補助ローラ85と、搬送ベルト51の逆搬送部分51bと、搬送ベルト51の逆搬送部分51bから分離された用紙10を、帯電ローラ54を迂回させて、搬送ベルト51と押えコロ48との間に案内する迂回ガイド部材86などを備えている。
また、キャリッジ23の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド24のノズル124bの状態を維持し、回復するための維持回復機構9を配置している。
この維持回復機構9のフレーム90には、記録ヘッド24の各ノズル面124(図1参照)をキャピングするための吸引キャップ91及び保湿キャップ92と、ノズル面124をワイピング(払拭)するワイパ部材(ワイパブレード:第1ワイパ部材)94などが保持されている。また、後述するように記録ヘッド24のガイド部材を払拭して清掃する清掃部材である払拭部材(第2ワイパ部材)202が設けられている。
吸引キャップ91はキャップホルダ93に保持されているが、その詳細は後述する。吸引キャップ91には吸引手段としての吸引ポンプ96を有する吸引排出経路97が接続され、吸引排出経路97は廃液タンク98に通じている。
ワイパ部材94はワイパホルダ194に保持され、ワイパホルダ194の両側(主走査方向)に設けられた突起が、副走査方向に配置されたワイピングガイド195のガイド溝にはまり込み、上下方向(記録ヘッド24のノズル配列方向)に移動され、記録ヘッド24のノズル面を上方向から下方向(図2の矢印方向)に向かって払拭する(これを「縦方向ワイピング」という。)。
また、増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる予備吐出(空吐出)を行うときの液滴を受ける空吐出受け95を備えている。
ここで、維持回復機構9のフレーム90内部には、図示しないキャッピング機構用ステッピングモータが配設され、キャッピング機構用ステッピングモータを正転回転すると、図示しないギアとカムを通じて、キャップホルダ93とともに吸引キャップ91が、図示しないキャップホルダとともに保湿キャップ92が、それぞれキャッピングとデキャップ動作を行う。また、キャッピング機構用ステッピングモータを逆転回転することで吸引ポンプ96が駆動される。
また、ワイパホルダ194に設けられたラックに噛み合うピニオンを駆動するワイパ駆動用のステッピングモータが設けられ、ステッピングモータを正転及び逆転駆動することで、ワイパ部材94を上下方向に移動させる。
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4から用紙10が1枚ずつ分離給紙され、帯電された搬送ベルト51に用紙10が静電吸着され、搬送ベルト51の周回移動によって用紙10が垂直方向に搬送される。そこで、キャリッジ23を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド24を駆動することにより、停止している用紙10にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙10を所定量搬送後、次の行の記録を行い、記録が終了した用紙10を排紙トレイ7に排紙する。
そして、記録ヘッド24のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ23をホーム位置である維持回復機構9に対向する位置に移動して、吸引キャップ91によるキャッピングを行ってノズルからの吸引排出を行うノズル吸引、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。
また、両面印刷を行う場合には、第1面印刷は上述したとおりの動作を行い、用紙10の後端が反転部分岐(切替爪81)を通過すると、排紙ローラ64が反転駆動されて用紙10がスイッチバックされ、反転ガイド部材82側に案内され、反転ローラ83と拍車84の間で搬送され、搬送ベルト51の逆搬送部分51bと搬送補助ローラ85との間へと用紙10が送り込まれる。
これにより、用紙10は搬送ベルト51に吸着され、搬送ベルト51の周回移動によって搬送され、搬送ローラ52側で搬送ベルト51から分離されて、迂回ガイド部材86で案内され(迂回パスを経由し)、再度搬送ベルト51の正搬送部分51aと押圧コロ48との間に送り込まれて搬送ベルト51に吸着され、再度記録ヘッド24による画像形成領域に吸着搬送されることで第2面印刷が行われた後、排紙トレイ7に排紙される。
次に、本発明の第1実施形態について図3及び図4を参照して説明する。図3は記録ヘッド及びワイパ部材を説明する側面説明図、図4は同記録ヘッド及び清掃部材を説明する正面説明図である。
記録ヘッド24には、液滴を吐出する複数のノズル124nが配列されたノズル列を2列有している。そして、ノズル124nが配列されたノズル面124の周縁部及び記録ヘッド24の外周面を覆うノズルカバー241を有している。
また、記録ヘッド24には、下端部に、ワイパ部材94がノズル面124の払拭終了端から当たって接触するガイド部材201が設けられている。このガイド部材201は、下方に向かって先細る形状(主走査方向の幅が狭くなる形状)としている。また、ガイド部材201の表面には撥水性(撥液性、撥インク性)を有する処理を施すことができる。
ここでは、ガイド部材201は、図4に示すように、記録ヘッド24のノズル面124を正面とするとき、正面から見て三角形状としている。ただし、これに限るものではなく、図5(a)に示すように段階的に先細る形状、図5(b)に示すように湾曲しながら先細る形状などとすることもできる。
一方、装置本体側には、ガイド部材201の表面を払拭して清掃するブレード状の清掃部材202が設けられている。この清掃部材202の払拭方向はワイパ部材94による払拭方向と直交する方向(この例では主走査方向)としている。
このように構成した本実施形態におけるワイパ部材による払拭動作について図6も参照して説明する。図6は同払拭動作の説明に供する側面説明図である。
図6(a)に示すように、払拭開始位置において、ワイパ部材94は、記録ヘッド24のノズル面124に食い込み量L1だけ食い込む位置まで移動される。
そして、ワイパホルダ194の移動によって、ワイパ部材94は、図6(b)に示すように、記録ヘッド24のノズル面124を上方から下方に向かって(矢印方向に向かって)ワイピング(払拭)し、ノズル面124に残留している液体(これを「廃液」という。)301を掻き取りながら下方に移動する。
そして、記録ヘッド24のノズル面124のワイピングが終了すると、図6(c)に示すように、ワイパ部材94はそのまま更に下方に移動して、ガイド部材201の表面を払拭する。
その後、図6(d)に示すように、ワイパ部材94は、ガイド部材201の表面から離間して、弾性変形が開放されて元の形に復元する。
なお、ワイパ部材94が元の形状に戻るときに、廃液301が飛散する場合には、予め飛散する廃液301を受ける廃液受け部材を装置本体側に設けておくこともできる。
また、ワイパ部材94の移動速度は、例えば80mm/sec〜120mm/secである。速度が遅すぎると、スリップによる廃液残りとなり、速過ぎるとノズル孔への食い込み不足による廃液残りや引きずりが発生する。接触角度θは、ワイパ部材94の弾性力と食い込み量Lで調節し、30°〜40°の範囲内で設定している。また、記録ヘッド24のノズル面124とガイド部材201の表面の払拭条件(移動速度、食い込み量、接触角度)は同じにしている。
また、ガイド部材201は、ワイパ部材94よりも剛性の高い部材(弾性部材でもよい。)としている。ガイド部材201の剛性がワイパ部材94よりも弱いとガイド部材201が撓んでしまい、ワイパ部材94が弾性開放して元の状態になり、逆にワイパ部材94からガイド部材201が廃液を掻き取ってしまう。
次に、清掃部材202によるガイド部材201の清掃動作について図7及び図8を参照して説明する。図7(a)は清掃部材の食い込み量の説明に供する正面説明図、(b)は同じく側面説明図、図8(a)、(b)は同じく清掃部材の動き異なる例の説明に供する説明図である。
清掃部材202は、図7に示すように、ガイド部材201の表面(ワイパ部材94による払拭面)に対して、食い込み量L2で当たって接触して、ガイド部材201の表面を払拭する位置関係で配置している。
ここでは、清掃部材202は、装置本体側に設けられたホルダ部材211に保持され、ホルダ部材211を主走査方向に移動させる図示しない清掃部材移動機構を備えている。
そして、清掃部材移動機構によって清掃部材202を主走査方向(ワイパ部材94の払拭方向と直交する方向)に移動させる。この場合、清掃部材202の移動方向は、図8(a)の矢印方向又は同図(b)の矢印方向のいずれでもよい。
この清掃部材202のガイド部材201に対する相対移動によって、清掃部材202がガイド部材201の表面に接触して、ガイド部材201の表面を払拭して清掃する。
これにより、ワイパ部材94による払拭によってガイド部材201の表面に残留した廃液を清掃部材202で除去することができる。
以上説明したように、記録ヘッド24の下端部にガイド部材201を設けることでワイパ部材94による縦方向ワイピング時に記録ヘッド24の下端部に廃液が回り込むことが防止される。そして、ガイド部材201に残留する廃液は清掃部材202で除去されるので、ガイド部材201に残留するワイピングに伴う廃液が下方に落下することも防止される。
次に、本発明の第2実施形態について図9を参照して説明する。図9は同実施形態の説明に供する記録ヘッドの正面説明図である。
本実施形態では、記録ヘッド24には、ノズル面124の周縁部及び記録ヘッド24の外周面を覆うノズルカバー241を有し、このノズルカバー241の一部でガイド部材201を形成している。
これにより、部品点数を削減でき、また記録ヘッド24のノズルカバー241とガイド部材201の表面が連続し、記録ヘッド24とガイド部材201との間に廃液が毛管現象などで侵入することを防止できる。
次に、本発明の第3実施形態について図10を参照して説明する。図10は同実施形態の説明に供する側面説明図である。
本実施形態では、清掃部材202はガイド部材201の表面に接触しないで、ガイド部材201の表面に残留する廃液を払拭して除去する。つまり、前記食い込み量L2を0より小さくしている。
この場合、清掃部材202は弾性部材で形成する必要はない。また、清掃部材202の先端面とガイド部材201の表面との距離L3が、記録ヘッド24の表面と搬送ベルト51との間の距離よりも小さくなるように、清掃部材202を設置することで、ガイド部材201の表面に付着した廃液が用紙と接触すること防止できる。
また、清掃部材202の表面には親水性(親液性、親インク性)を有する処理を施すことで、ガイド部材201の表面から清掃部材202へ廃液が転移し易くなる。あるいは、清掃部材202の表面を吸水性(廃液を吸い込み易い性質を有する)部材で形成することで、ガイド部材201の表面から清掃部材202へ廃液が転移し易くなる。
次に、本発明の第4実施形態について図11を参照して説明する。図11(a)は同実施形態の説明に供する正面説明図、(b)は同じく底面説明図である。
本実施形態では、清掃部材202の移動方向において、清掃部材202が記録ヘッド24のガイド部材201の表面を払拭する位置で、清掃部材202と記録ヘッド24を挟んで反対側に、液体受け面212を配置している。
つまり、清掃部材202がガイド部材201に接触して払拭する場合、例えば位置Aでガイド部材201に接触して、清掃部材202の弾性により変形しながらガイド部材201の表面に付着している廃液を払拭する。そして、位置Bで清掃部材202はガイド部材201から離れて、弾性復元力によって清掃部材202が元の形状に戻るため、清掃部材202に転移した廃液が飛散することがある。
そこで、清掃部材202による払拭終了位置付近に、飛散してくる廃液を受ける液体受け面212を配置することで、それ以上の飛散を防止する。なお、液体受け面212で受けた廃液は、吸収体で吸収したり、スクレイパなどで回収したりすることもできる。
次に、本発明の第5実施形態について図12を参照して説明する。図12は同実施形態の異なる例の説明に供する正面説明図である。
本実施形態では、清掃部材202を装置本体側に固定して設けている。
この場合には、図11(a)又は(b)に示す矢印方向、キャリッジ23を主走査方向(図11(a)又は(b)に示す矢印方向)に移動させることで、清掃部材202をガイド部材201に対して相対的に移動させ、清掃部材202によってガイド部材201の表面を払拭して清掃する。
これにより、清掃部材202の移動機構が不要になって、構成が簡単になる。
次に、本発明の第6実施形態について図13を参照して説明する。図13(a)は同実施形態の説明に供する正面説明図、(b)は同じく底面説明図である。
本実施形態では、前記第5実施形態において、清掃部材202による払拭終了位置付近で、清掃部材202から飛散する廃液を受ける液体受け面212を配置している。
つまり、清掃部材202がガイド部材201に接触して払拭する場合、例えば位置Aでガイド部材201に接触して、清掃部材202の弾性により変形しながらガイド部材201の表面に付着している廃液を払拭する。そして、位置Bで清掃部材202はガイド部材201から離れて、弾性復元力によって清掃部材202が元の形状に戻るため、清掃部材202に転移した廃液が飛散することがある。
そこで、清掃部材202による払拭終了位置付近に、飛散してくる廃液を受ける液体受け面212を配置することで、それ以上の飛散を防止する。
この場合の液体受け面212は、記録ヘッド24と清掃部材202の幅以上の距離離れた位置に固定されていてもよく、あるいは、キャリッジ23に設けられて記録ヘッド24とともに移動するようにしてもよい。
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、OHP、布、ガラス、基板などを含み、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、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
また、「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、特に限定しない限り、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、樹脂なども含まれる。
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
また、上記実施形態では、用紙を鉛直方向に沿う方向(垂直方向)に搬送し、液滴を水平方向に吐出する例で説明しているが、用紙を鉛直方向に沿う方向(垂直方向)に対して傾斜した方向に搬送し、液滴を水平方向に対して傾斜した方向に吐出する構成であっても、本発明を同様に適用することができる。
2 画像形成部
4 給紙部
5 搬送機構
6 排紙部
7 排紙トレイ
8 反転部
9 維持回復機構
10 用紙(被記録媒体)
23 キャリッジ
24 記録ヘッド
51 搬送ベルト
91 吸引キャップ
94 ワイパ部材
124 ノズル面
201 ガイド部材
202 清掃部材
241 ノズルカバー

Claims (6)

  1. 液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル面を水平方向に向けて配置した記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドのノズル面を上方から下方向に向かって払拭する払拭部材と、を備え、
    前記記録ヘッドには前記ノズル面の払拭終了端から前記払拭部材が当たって接触するガイド部材が設けられ、
    装置本体側には、前記ガイド部材を清掃する清掃部材が設けられ
    前記ガイド部材は下方に向かって先細りする形状である
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記清掃部材は、前記ガイド部材の表面を払拭する部材であり、
    前記清掃部材の払拭方向は、前記払拭部材の払拭方向と直交する方向である
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記清掃部材は、前記ガイド部材の表面に接触しないで前記ガイド部材の表面に残留する液体を払拭することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記清掃部材は、前記ガイド部材の表面に接触して前記ガイド部材の表面に残留する液体を払拭し、
    前記清掃部材の払拭方向の下流側には、前記清掃部材から飛散する液体を受ける液体受け面が設けられている
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  5. 前記記録ヘッドには前記ノズル面の周縁部及び外周面を覆うノズルカバーを有し、
    前記ノズルカバーの一部で前記ガイド部材が形成されている
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記清掃部材は前記装置本体側に固定され、前記記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させて前記ガイド部材の表面を前記清掃部材で清掃することを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の画像形成装置。
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