(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の説明に先立ち、従来の液体吐出ユニットの構成及び問題点について説明する。
図1は、従来の液体吐出ユニットを示している。
図1において、液体吐出ユニット1は液体吐出ヘッドである記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kを有しており、各記録ヘッド2にはそれぞれインクタンク3Y,3M,3C,3Kが一体的に備えられている。ここで、Yはイエロ、Mはマゼンタ、Cはシアン、Kは黒色の各色を示しており、以下の構成においても同様である。
角柱状の各記録ヘッド2は、その側面2aの先端部である下端にインクを吐出するノズル2bを有するノズル面2cを有している。なお、
図1では記録ヘッド2Yにのみ図示したが、他の記録ヘッド2M,2C,2Kも同様に構成されている。各インクタンク3から各記録ヘッド2へと供給されたインクは、
図1において上から下へと吐出される。
【0010】
図1において水平方向に並ぶように並設された各記録ヘッド2は、図示しない移動手段により水平方向へ向けて移動自在に構成されている。各記録ヘッド2の下方には、
図1において上下動自在に構成された吸引キャップ4Y,4M,4C,4Kが配設されている。各吸引キャップ4は、各記録ヘッド2に対してそれぞれ着脱可能に構成されている。
図1において一番左側に位置する記録ヘッド2Yの下方には、各吸引キャップ4を介して各記録ヘッド2の吸引を行うポンプ5が配設されている。ポンプ5の下方には廃液タンク6が配設されており、ポンプ5によって各記録ヘッド2から吸引された廃インクは廃液タンク6に貯容される。
【0011】
ポンプ5の左方には、各記録ヘッド2の各ノズル面2cをワイピングするワイピング装置7が配設されている。上下動自在に構成されたワイピング装置7は、その内部に
図2に示すように記録ヘッド2に対して接離自在であり、接触状態において記録ヘッド2のノズル面2cをワイピングして清掃するワイピングブラシ7aを有している。またワイピング装置7は、各記録ヘッド2がそれぞれ空吐出を行う際のインク受けとしても用いられる。
ワイピング装置7の
図1において左方には、被記録媒体を搬送する搬送部8が配設されている。
【0012】
次に、
図2を参照してワイピング動作を説明する。ワイピングされる記録ヘッド2(ここでは記録ヘッド2Y)がワイピング装置7の上方に移動されると(
図2(a)参照)、ワイピングブラシ7aが上方に移動して記録ヘッド2Yのノズル面2cに圧接する(
図2(b)参照)。次にワイピングブラシ7aが
図2において右方へと水平移動し(
図2(c)参照)、この移動によりノズル面2cに付着したインクや紙粉等がワイピングブラシ7aによって払拭される。そして、ワイピングブラシ7aがノズル面2cを拭き切るとワイピング動作が完了する。
【0013】
図3は、
図2(d)においてワイピングブラシ7aがノズル面2cを拭き切った状態を示している。
図3(a)に示すように、ワイピングブラシ7aはノズル面2cを拭き切った後、自身の弾性によって復元変形して垂直に起立した状態に戻る。このときワイピングブラシ7aから見て、記録ヘッド2Yが位置する方向をワイピングブラシ7aの移動方向上流側、記録ヘッド2Mが位置する方向をワイピングブラシ7aの移動方向下流側とする。換言すると、
図3(a)に矢印Aで示すワイピングブラシ7aの移動方向において、記録ヘッド2Yが上流側に位置し記録ヘッド2Mが下流側に位置することになる。このワイピングブラシ7aが復元することにより、
図3(a)に示すようにワイピングブラシ7aに付着していたインク滴9がワイピングブラシ7aの復元に伴う弾性力によって右方へと飛び散り、記録ヘッド2Mの側面2a及びノズル面2cに付着して
図3(b)に示す状態となる。
図3(b)に示した状態からインク滴9が重力によって落下すると、搬送部8に付着して被記録媒体を汚損してしまうという問題点があった。
【0014】
上述した問題点を解決する本発明の実施形態を以下に説明する。
図4は本発明の第1の実施形態を示している。
図4において、液体吐出ユニット11は液体吐出ヘッドである記録ヘッド12Y,12M,12C,12Kを有しており、各記録ヘッド2にはそれぞれインクタンク13Y,13M,13C,13Kが一体的に備えられている。
角柱状の各記録ヘッド12は、その側面12aの先端部である下端にインクを吐出するノズル12bを有するノズル面12cを有している。なお、
図4では記録ヘッド12Yにのみ図示したが、他の記録ヘッド12M,12C,12Kも同様に構成されている。各インクタンク13から各記録ヘッド12へと供給されたインクは、
図4において上から下へと吐出される。なお、各記録ヘッド12の配設位置については後述する。
【0015】
図4において記録ヘッド12Yの左方には、各記録ヘッド12の各ノズル面12cをワイピングするワイピング装置17が配設されている。上下動自在に構成されたワイピング装置17は、その内部に上述したワイピングブラシ7aと同様に構成され各記録ヘッド12のノズル面12cをワイピングして清掃するワイピング部材としてのワイピングブラシ17aを有している。ワイピング装置17も各記録ヘッド12がそれぞれ空吐出を行う際のインク受けとしても用いられる。
図4においてワイピング装置17の左方には、被記録媒体を搬送する搬送部18が配設されている。
【0016】
ここで、各記録ヘッド12の配設位置について説明する。
図2及び
図3に示したワイピングブラシ7aと同様に、ワイピングブラシ17aが記録ヘッド12Yのノズル面12cをワイピングすると、各記録ヘッド12が各記録ヘッド2と同様に水平方向に向けて並ぶように並設されている場合には、記録ヘッド12Yから見てワイピングブラシ17aの移動方向下流側に位置する記録ヘッド12Mの側面12aにインク滴9が付着してしまう。
上述した不具合の発生を防止すべく、本実施形態では記録ヘッド12Yよりもワイピングブラシ17aの移動方向下流側に位置する記録ヘッド12Mを、
図4に示すように鉛直方向上方に向けて離れる位置、換言するとノズル12bからのインク吐出方向である液体の吐出方向上流側に向けて離れる位置に位置するように配置している。すなわち、
図4及び
図5に矢印Bで示すワイピングブラシ17aの移動方向において、上流側に位置する記録ヘッド12Yよりも下流側に位置する記録ヘッド12Mを、液体の吐出方向上流側に向けて離れる位置に配置している。
【0017】
この構成により本発明によれば、
図5に示すように、ワイピングブラシ17aが記録ヘッド12Yのノズル面12cを拭き切った際に、復元変形するワイピングブラシ17aに付着したインク滴9は、記録ヘッド12Yよりもワイピングブラシ17aの移動方向下流側に位置する記録ヘッド12Mがインク吐出方向上流側に向けて離れる位置に配置されていることから記録ヘッド12Mの側面12a及びノズル面12cに付着することが防止され、記録ヘッド12Mに付着したインク滴9が搬送部18に落下することにより被記録媒体を汚損してしまう不具合の発生を確実に防止することができる。
【0018】
記録ヘッド12Mよりもワイピングブラシ17aの移動方向下流側に位置する記録ヘッド12Cは、
図4に示すように記録ヘッド12Mよりも鉛直方向上方に向けて離れる位置を、記録ヘッド12Cよりもワイピングブラシ17aの移動方向下流側に位置する記録ヘッド12Kは、
図4に示すように記録ヘッド12Cよりも鉛直方向上方に向けて離れる位置を占めるようにそれぞれ配置されている。また各記録ヘッド12は、
図4に示す位置関係を保ったまま図示しない移動手段により水平方向へ向けて移動自在に構成されている。
【0019】
各記録ヘッド12の下方には、
図4において上下動自在に構成された吸引キャップ14Y,14M,14C,14Kが配設されている。各吸引キャップ14は、各記録ヘッド12に対してそれぞれ着脱可能に構成されている。
図4において記録ヘッド12Yの下方には、各吸引キャップ14Yを介して各記録ヘッド12の吸引を行うヘッド吸引部材としてのポンプ15が配設されている。ポンプ15の下方には廃液タンク16が配設されており、ポンプ15によって各記録ヘッド12から吸引された廃インクは、吸引キャップ14Yとポンプ15とを接続する廃インク通路20を通り廃液タンク16に貯容される。
ポンプ15及びワイピング装置17は、CPU、ROM、RAM、I/Oポート等を有する周知のマイクロコンピュータである制御手段19に接続されており、その動作を制御手段19によって制御される。
【0020】
次に、液体吐出ユニット11の動作を、
図6に示すフローチャートに基づいて説明する。
図示しない回復スタートスイッチが押下されると、インクタンク13Yから記録ヘッド12Yにインクが供給される(ST01)。次に、吸引キャップ14Yが上昇されて
図4に示す位置に位置決めされると共に、制御手段19からの動作指令に基づいてポンプ15が作動され、記録ヘッド12Yのヘッド吸引が行われる(ST02)。
【0021】
記録ヘッド12Yのヘッド吸引が完了すると、吸引キャップ14が下降した後に各記録ヘッド12が
図4において左方へと平行移動され、記録ヘッド12Yはワイピング装置17と対応する位置に位置決めされる。位置決め後、ワイピングブラシ17aが上昇して記録ヘッド12Yのノズル面12cに接触した後、ワイピングブラシ17aが右方へと移動して記録ヘッド12Yのノズル面12cのワイピング動作が行われる(ST03)。
ワイピング動作が完了すると、ワイピング装置17内に向けて記録ヘッド12Yが空吐出を行い(ST04)、記録ヘッド12Yにおける一連の動作が完了する。
記録ヘッド12Yへのワイピングが完了してワイピングブラシ17aが初期位置に戻ると、吸引キャップ14が上昇して吸引キャップ14Yが記録ヘッド12Mをキャッピングして
図7に示す状態となる。その後、上述と同様に記録ヘッド12Mに対する一連の動作が行われる。
【0022】
上述の構成によれば、ポンプ15が各記録ヘッド12を一つずつ順次吸引するので、従来の液体吐出ユニットとしての構成をそのまま流用することができ、ワイピング時において隣接する記録ヘッドへのインク滴の飛び散りを防止することができると共にコストダウンを図ることができる。
【0023】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。この第2の実施形態では、第1の実施形態と同様の位置関係に複数の記録ヘッドを配置しても、複数の記録ヘッドに付随した各インクタンクのうちに他とは形状が異なるインクタンクを含む場合に発生する問題点を解決する構成を示している。先ず、この問題点について説明する。
【0024】
図8は、液体吐出ユニット21を示している。この液体吐出ユニット21は第1の実施形態で示した液体吐出ユニット11と同様に、複数の記録ヘッド12Y,12M,12C,12Kを有している。各記録ヘッド12Y,12C,12Kには第1の実施形態と同様のインクタンク13Y,13C,13Kが一体的に設けられているが、記録ヘッド13Mには各インクタンク13よりも大型の大容量インクタンク22が一体的に設けられている。
また、各記録ヘッド12と対応する位置には、吸引キャップ14と同様の上下動自在な吸引キャップ23Y,23M,23C,23Kがそれぞれ配設されている。吸引キャップ23Yとポンプ15とは廃インク通路20によって接続されており、ポンプ15によって記録ヘッド12Yから吸引された廃インクは廃インク通路20を通り廃液タンク16に貯容される。
【0025】
上述のように構成された液体吐出ユニット21において、第1の実施形態と同様に記録ヘッド12Yのワイピング動作を行うと、各記録ヘッド12は、記録ヘッド12Yがワイピング装置7と対応する位置を占める
図9に示す位置を占める。このとき、記録ヘッド12Mには大容量インクタンク22が設けられていることから、各吸引キャップ23Y,23M間の間隔と各吸引キャップ23M,23C間の間隔とが異なっている。このため、移動した記録ヘッド12Cは吸引キャップ23Mに嵌合せず、記録ヘッド12Cや吸引キャップ23Mを破損してしまう虞があるという問題点があった。
【0026】
上述した問題点を解決する本発明の第2の実施形態を以下に説明する。
図10に示す液体吐出ユニット10は、液体吐出ユニット21と比較すると、吸引キャップ23Yとポンプ15とを接続する廃インク通路20の他に、吸引キャップ23Mとポンプ15とを接続する廃インク通路24、吸引キャップ23Cとポンプ15とを接続する廃インク通路25、吸引キャップ23Kとポンプ15とを接続する廃インク通路26を有する点において相違しており、他の構成は同一である。
【0027】
上述した構成の液体吐出ユニット10を用い、各記録ヘッド12の吸引動作をポンプ15によって同時に行うことにより、上述したキャッピング時における不具合の発生を確実に防止することができ、さらに隣接する吸引キャップの間隔や形状に拘わらずワイピング動作時においてインクの飛び散りにより発生する不具合を確実に防止することができる。
この第2の実施形態の変形例として、
図11に示すように、記録ヘッド12M及び吸引キャップ23Mに代えて、それぞれ大容量インクタンク22に対応したサイズを有する液体吐出ヘッドとしての記録ヘッド27及び吸引キャップ28を用いても、同様の作用効果を得ることができる。
【0028】
次に、第2の実施形態と同様の課題を解決する他の構成を第3の実施形態として説明する。
図12に示す液体吐出ユニット29は、
図11に示した液体吐出ユニット10と比較すると、ポンプ15の他に、廃インク通路24に接続されたポンプ15A、廃インク通路25に接続されたポンプ15B、廃インク通路26に接続されたポンプ15Cを有する点において相違しており、他の構成は同一である。
上述した構成の液体吐出ユニット29を用い、各記録ヘッド12,27の吸引動作をポンプ15,15A,15B,15Cによって同時に行うことにより、第2の実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、大容量インクタンク22及びこれに対応した記録ヘッド27に対してもより安定した吸引動作を行うことができる。
この第3の実施形態の変形例として、
図13に示すように、大容量インクタンク22及びこれに対応した記録ヘッド27のみを吸引するポンプ15Dを設け、他の記録ヘッド13Y,13C,13Kをポンプ15によって吸引する構成としても、同様の作用効果を得ることができる。
【0029】
次に、上述した液体吐出ユニット10,11,21,29を搭載した液体吐出装置としてのインクジェット記録装置を
図14及び
図15に基づいて説明する。この説明では、液体吐出ユニット11のみを代表して説明する。
液体吐出装置としてのインクジェット記録装置54は、その装置本体内部に主走査方向に対して移動可能であり各記録ヘッド12を搭載するキャリッジ55を有している。また装置本体内部には、各記録ヘッド12及び各記録ヘッド12にインクを供給するインクタンク13等で構成される液体吐出ユニット11等が収納されている。装置本体の下部には、前方側から多数枚の被記録媒体である転写シート58を積載可能な給紙カセット(給紙トレイでもよい)59が抜き差し自在に装着されている。さらに装置本体には、転写シート58を手差しで給紙する際に開放される手差しトレイ60が配設されている。インクジェット記録装置54は、給紙カセット59または手差しトレイ60から給紙される転写シート58を取り込み、液体吐出ユニット11によって所望の画像を記録した後、画像形成後の転写シート58を後面側に配設された排紙トレイ61に排出する。
【0030】
液体吐出ユニット11は、図示しない左右の側板に掛け渡されたガイド部材である主ガイドロッド62と従ガイドロッド63とキャリッジ55とを主走査方向に摺動自在に保持している。キャリッジ55には、イエロ(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色インク液滴を吐出する各記録ヘッド12が設けられている。
またキャリッジ55には、各記録ヘッド12に各色インクを供給する各インクタンク13が交換可能に装着されている。各インクタンク13は、上方に大気と連通する大気口を、下方に各記録ヘッド12へインクを供給する供給口をそれぞれ有している。インクタンク13の内部にはインクが充填された多孔質体が設けられており、多孔質体の毛管力によって記録ヘッド12に供給されるインクを僅かな負圧に維持している。
【0031】
キャリッジ55は、後方側である用紙搬送方向下流側を主ガイドロッド62に摺動自在に嵌装され、前方側である用紙搬送方向上流側を従ガイドロッド63に摺動自在に載置されている。キャリッジ55を主走査方向に移動走査させるため、主走査モータ64で回転駆動される駆動プーリ65と従動プーリ66との間にタイミングベルト67を掛け渡し、タイミングベルト67をキャリッジ55に固定している。この構成より、主走査モータ64の正逆回転により、キャリッジ55が往復移動される。
【0032】
一方、給紙カセット59にセットした転写シート58を記録ヘッド12の下方側へと搬送するため、給紙カセット59から転写シート58を分離給送する給紙ローラ68及びフリクションパッド69が配設されている。また、転写シート58を案内するガイド部材70、給送された転写シート58を反転させて搬送する搬送ローラ71が配設されている。さらに、搬送ローラ71の周面に押し付けられる搬送コロ72、搬送ローラ71から転写シート58の送り出し角度を規定する先端コロ73が設けられている。搬送ローラ71は、図示しない副走査モータによってギヤ列を介して回転駆動される。
【0033】
キャリッジ55の主走査方向における移動範囲に対応し、搬送ローラ71から送り出された転写シート58を記録ヘッド12の下方位置で案内するため、シートガイド部材である印写受け部材74が配設されている。印写受け部材74の用紙搬送方向下流側には、転写シート58を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ75及び拍車76が設けられている。また、さらに転写シート58を排紙トレイ61に送り出す排紙ローラ77及び拍車78と、排紙経路を形成するガイド部材79,80が配設されている。
【0034】
上述のインクジェット記録装置54では、記録時においてキャリッジ55を移動させつつ画像信号に応じて記録ヘッド12を駆動する。これにより、停止している転写シート58にインクを吐出して1行分を記録し、その後に転写シート58を所定量搬送した後に次の行の記録を行う。記録終了信号または転写シート58の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、インクジェット記録装置54は記録動作を終了させて転写シート58を排紙する。
【0035】
キャリッジ55の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド12の吐出不良を回復させるための回復装置81が配設されている。回復装置81は、吸引キャップ14とポンプ15とワイピング装置7とを有している。キャリッジ55は印字待機中に回復装置81側に移動され、吸引キャップ14で記録ヘッド12をキャッピングしてノズル12b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の発生を防止している。また、記録途中等に記録とは関係のないインクを吐出することにより、全てのノズル12bのインク粘度を一定にさせて安定した吐出状態を維持している。
【0036】
吐出不良が発生した場合等には、吸引キャップ14で記録ヘッド12のノズル12bを密封し、廃インク通路20を通してポンプ15によりノズル12bからインクと共に気泡等を吸い出す。そして、ノズル面12cに付着したインクやごみ等をワイピングブラシ17aによって除去し、これにより吐出不良が回復する。また、吸引したインクは本体下部に設けられた廃液タンク16に排出され、廃液タンク16内部に設けられたインク吸収体に吸収保持される。
上述したインクジェット記録装置54では、本発明の液体吐出ユニット11を搭載しているので、ワイピング時において隣接した記録ヘッド12の側面12aにインク滴9が飛び散り、側面12aに付着したインク滴9が搬送部に落下することにより転写シート58を汚損してしまう不具合の発生を確実に防止することができる。
また、上述の説明では液体吐出ユニット11としてインクを吐出するものを示したが、本発明が適用可能な液体はインクには限られず、例えばパターニング用の液体レジストを吐出する装置に液体吐出ユニット11を適用してもよい。さらには遺伝子分析試料を吐出する装置に液体吐出ユニット11を適用してもよい。
【0037】
上記実施形態及び各変形例では、液体吐出装置としてカラープリンタを用いた例を示したが、液体吐出装置としてはこれに限られず、プリンタ、ファクシミリ、複合機等にも本発明は適用可能である。また本実施形態及び変形例では、画像が形成される被記録媒体として転写シート58を用いる構成を示したが、この転写シートSとは記録紙には限定されず、厚紙、ハガキ、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート、OHPフィルム、樹脂フィルム等も含まれ、シート状を呈し画像形成可能な物質であればどのようなものを用いてもよい。
【0038】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。