JP3575177B2

JP3575177B2 - インクジェット方式の画像形成装置

Info

Publication number: JP3575177B2
Application number: JP22695596A
Authority: JP
Inventors: 孝司鈴木; 達弘石瀬; 隆明関山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2016-08-28
Also published as: JPH1067121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型プリンタ等の画像形成装置に係り、特に用紙等の記録媒体にインクを飛翔させることで画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記インクジェット方式の画像形成装置は、例えば、用紙等の記録媒体を一定の方向に搬送する搬送部材と、記録媒体の搬送経路に対向すると共に記録媒体の搬送方向と垂直な方向に移動可能に配設され、記録媒体の搬送経路に向かってノズルからインクを飛翔させる記録ヘッドと、ヘッドを搭載するキャリッジとを有するものが広く普及している。
また、記録ヘッドのキャリッジとしては、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク及びブラックインクを飛翔させることができるフルカラー用のものが一般的である。それぞれの記録ヘッドは、キャリッジに固定して配設され、画像情報に応じてインクを吐出するノズル部と、キャリッジに着脱可能に配設され、ノズルにインクを供給するインクタンクと、で構成されているものが一般的である。
【０００３】
そして、インクジェット方式の画像形成装置は、搬送部材で記録媒体を搬送し、且つ、記録媒体搬送方向に直交して往復動作するキャリッジに搭載する記録ヘッドから、画像情報に応じてインクを飛翔させることで、記録媒体上に所定の画像を形成する。
このように、インクジェット方式の画像形成装置は、インクを使用し、更にインクをノズルから飛翔させることで画像を形成するよう構成されることから、画像品質を維持する上で下記の問題があった。
（１）非画像形成時において、ノズルに収容されているインクが乾燥し易い。乾燥が発生するとインクの粘度が変化して（例えば、増粘する）、その結果インクの飛翔の仕方が変化してしまい、所望の画像を形成することができなくなってしまった。
（２）インクの乾燥が更に進行すると、ノズル内に増粘したインクが詰ってしまったり、ノズル内に異物や空気が混入してしまったりすることにより、インクが飛翔しなくなってしまった。
（３）画像形成開始直後において、ノズル面が乾燥したり、インクの表面が固化しているため、インクの飛翔が安定せず、所望する画像が形成出来ない場合があった。
（４）ノズルからインクタンクを分離して交換するに際し、交換後にノズル内にインクを再充填する必要があった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、従来よりインクジェット方式の画像形成装置では、非画像形成時に記録ヘッドのノズルにメンテナンス部材であるキャップ部材を被覆して、インクの乾燥を防止すると共に、ポンプ部材によってノズル内からインク等の異物等を吸引し、更に、ノズルの先端に付着したインクはワイパー部材で除去することにより、これらの問題を解決していた。
ここで、インク吸引ポンプはノズルからのインク等異物を吸引する場合と、キャップ内に残留するインクを吸引する場合があり、それぞれに適した条件で吸引を実行しないとノズルからの吸引ができなかったり、無駄にインクを吸引しすぎてしまうことがあり、さらにキャップからのインク回収効率を良くしないと回復時間を要することになった。
【０００５】
また、記録ヘッド毎にダミージェット量が異なり、特にカラーヘッドの場合は吸引後にダミージェットを実行するため、カラーヘッド用のキャップ部材に対しては効果的にキャップ内のインクを回収する必要があった。
そこで、この発明は要求される条件に適した吸引による記録ヘッドの確実なメンテナンス作業の達成、特に記録ヘッド毎に異なるダミージェット量に対応できる装置の提供を図るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、画像情報に応じてインクを飛翔する複数のノズルと、該ノズルをそれぞれ被覆する複数のキャップ部材と、該複数のキャップ部材のそれぞれに接続されたインク吸引路を介してキャップ部材内のインクを吸引するインク吸引ポンプとを有するインクジェット方式の画像形成装置において、前記キャップ部材とインク吸引ポンプとは共通の駆動源により、それぞれ所定のタイミングで駆動されると共に、前記インク吸引ポンプは、インク吸引路を介してキャップ部材に連通する２つのインク吸引口を有する中空のシリンダと、前記シリンダの中空の内部空間内を往復移動可能に配設されたピストンとにより構成され、該ピストンの両側には２つのポンプ室が形成されていると共に、該ピストンの１サイクルの往復移動により、前記２つのポンプ室のそれぞれに異なる圧力波形を発生させる位置で、前記２つのインク吸引口が各ポンプ室と連通され、この２つのインク吸引口のそれぞれに異なる圧力波形を発生させることを特徴とし、１つのポンプにより吸引条件に応じた吸引を実行させている。インク吸引ポンプが形成する圧力波形は、一方がキャップ内のインクおよびノズルからのインクを吸引できる急激な圧力波形、他方がキャップ内の残留インクを吸引する、ピストンの移動に伴って徐々に負圧となるゆるやかな圧力波形であって、異なる目的に合わせて使用することができると共に、負荷が分かれ高負荷となることがなく、駆動系の小型化が図れる。
【０００７】
また、異なる圧力波形を形成するインク吸引ポンプは、内部空間及びインク吸引路を介してキャップ部材に連通する２つのインク吸引口を有するシリンダと、シリンダの内部空間内を移動可能に配設されたピストンとを有し、２つのインク吸引口は、２つのポンプ室のそれぞれに異なる圧力波形を発生させる位置でシリンダの内部空間と連通する簡単な機構で構成され、インク吸引口の配設位置を規定することにより異なる吸引波形を形成できる。さらに、シリンダは、２つのインク吸引口の間にインク排出口を設けると共に、ピストンの両側に形成される各ポンプ室とインク排出口とを連通させるインク排出路を設け、吸引インクの効率良い排出が達成できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明のインクジェット記録装置の実施の形態を詳細に説明する。
図８は本実施の形態に係るインクジェット方式の画像形成装置を示し、図１はメンテナンス部分の説明図、図９はメンテナンスステーションの斜視図である。インクジェット記録装置は、記録媒体Ｐを矢印の方向に搬送する記録媒体搬送部材１と、記録媒体Ｐの搬送経路に対向し、且つ記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向（主走査方向）に延設された１組のガイド部材２と、ガイド部材２により支持された記録ヘッドキャリッジ３と、ガイド部材２の下部であって記録媒体搬送経路に干渉しない位置に配設されたメンテナンスステーション４と、これらを一体に保持するハウジング５等を有する。また、記録ヘッドキャリッジ３にはフレキシブル基板に形成された信号線を通じて画像情報が送られるようになっている。また、記録ヘッドキャリッジ３は非印字領域であるメンテナンスステーション４に対向する位置がホームポジションとして設定されており、印字領域と非印字領域とを矢印Ｘ−Ｙ方向に移動し、キャリッジ３のホームポジション位置での存在をホームポジションセンサ７で検出するようになっている。
【０００９】
記録ヘッドキャリッジ３は、１組のガイド部材２上を移動可能に配設されたヘッドキャリッジフレーム３ａと、フレーム３ａの下面（上記記録媒体搬送経路に対向する側面）よりも下に突出するように配設された２つのノズル部、第１のノズル部３ｂ，第２のノズル部３ｃと、フレーム３ａに対して着脱可能に配設され、各ノズル部３ｂ，３ｃにインクを供給する２つのインクタンク、第１のインクタンク３ｄ，第２のインクタンク３ｅとからなる。
また、第１のタンク３ｄに対応する第１のノズル部３ｂには画像情報に応じてインクを飛翔させる第１のノズル３ｆが形成されると共に、第１のノズル部３ｂに接続された第１のインクタンク３ｄは黒色インクが供給される。
他方、第２のタンク３ｅに対応する第２のノズル部３ｃには画像情報に応じてインクを飛翔させる３つのノズル３ｇ，３ｈ，３ｉが形成されると共に、第２のノズル部３ｃに接続されたインクタンク３ｅは各ノズル３ｇ，３ｈ，３ｉに対してそれぞれイエローインク、マゼンタインク、シアンインクをそれぞれ供給する構成となっている。
【００１０】
メンテナンスステーション４は、ステーション本体４ａと、ステーション本体４ａから排出されるインクを吸収保持する排インク吸収体４ｂとから成る。
ステーション本体４ａは、ユニットハウジング８と、ユニットハウジング８に取り付けられた各種の部材、例えばキャップ部材９、各部材の駆動機構等により構成されている。ステーション本体４ａは２つのキャップ部材９ａ，９ｂを有し、それらはキャップキャリッジ１０上に保持されている。
各キャップ部材９は、スポンジで形成されたインク保持体９１ａ，９１ｂを収容したゴム製のキャップ９３ａ，９３ｂで形成されている。キャップ９３ａ，９３ｂにはキャップ内部と外部とを貫通する大気開放口９５ａ，９５ｂが穿孔されている。
第１のキャップ部材９ａには大気開放口９５ａを開閉する封止部材５０が配設される。
【００１１】
キャップキャリッジ１０は、図１０に示すように２つのキャップ部材９ａ，９ｂを支持する支持底部１０ａと、その一辺両端に配設された一対のアーム部１０ｂと、支持底板１０ａの下に配設されたガイド部１０ｃと、支持底板１０ａの下部であってガイド部１０ｃに隣接して配設された支点部１０ｄを有する。アーム部１０ｂがユニットハウジング８のガイド溝８１に係合し、ガイド部１０ｃがユニットハウジング８の係合部８３に係合される。
キャップキャリッジ１０の支点部１０ｄには、カムフオロワ１１ａを取り付けたＬ字アーム１１を接続する。そして、カム１２ａを回動させるとカムフオロワ１１ａを押圧しスプリング１１ｂの付勢力に抗してＬ字アーム１１が支点から回動する。Ｌ字アーム１１の回動によりキャップキャリッジ１０はユニットハウジング８のガイド溝８１および係合部８３に案内されて、姿勢を一定に保ったまま上下に移動する。以後、カム１２ａが形成された部材をカム駆動伝達部材１２と称する。
このようにユニットハウジング８内を上下移動可能に構成されるキャップキャリッジ１０は、さらに記録ヘッドキャリッジ３の移動方向と同じ方向にユニットハウジング８内を水平方向に移動可能に配設されている。
【００１２】
次に、キャップキャリッジ１０と記録ヘッドキャリッジ３の移動機構を説明する（図１１，図１２参照）。
記録ヘッドキャリッジ３は２つのノズル部３ｂ，３ｃに隣接した位置に２つの凸部、印字領域側の第１の凸部３４ａと、非印字領域側の第２の凸部３４ｂを配設する。そして、キャップキャリッジ１０にはヘッド側の２つの凸部３４ａ，３４ｂの移動経路に対応する位置に係合ピン１４が配設されている。さらに、ステーション本体４ａには係合ピン１４の近傍に上下方向に移動可能な固定ピン１５が配設されている。なお、固定ピン１５は、ユニットハウジング８との間に挿入されたバネ１６により上方に付勢されると共に、カム駆動伝達部材１２のギアの溝部（図示せず）と係合してその高さを設定される構成となっている。
【００１３】
次に、記録ヘッド３に対するキャップ部材９の位置関係を説明する。
印字位置
キャップキャリッジ１０が最も下がった状態で、キャップキャリッジ１０のキャップ部材９、および係合ピン１４は記録ヘッド３に干渉せず、記録ヘッド３は自由に印字領域、非印字領域を移動可能である。
キャッピング準備位置
カム駆動伝達部材１２を回動させて、キャップキャリッジ１０を上昇させる。記録ヘッド３とキャップ部材９は接触していないが、係合ピン１４が記録ヘッドキャリッジ３の第１の凸部３４ａに係合する高さ（位置）となる。そして、係合ピン１４が第１の凸部３４ａに係合した状態でキャリッジ１０は記録ヘッド３の移動に追従する。
キャッピング位置
キャップキャリッジ１０をさらに上昇させ、キャップ部材９ａ，９ｂをノズル部３ｂ，３ｃに圧接させる。この状態でノズル部３ｂ，３ｃはキャップ部材９ａ，９ｂによりキャッピングされる。
また、キャップ部材９ａ，９ｂをノズル部３ｂ，３ｃに圧接させる際に、固定ピン１５を上昇させて非印字領域側の第２の凸部３４ｂと係合させることにより、２つの凸部３４ａ，３４ｂの間に係合ピン１４及び固定ピン１５を挿入させて、記録ヘッドキャリッジ３の引出防止ができる構成となっている。
また、第１のキャップ部材９ａに配設する封止部材５０は、キャップキャリッジ１０上に配設され、キャップキャリッジ１０が記録ヘッドキャリッジ３に押されて非印字領域方向に移動することにより大気開放口９５ａを封止するように構成されている（図１３参照）。
【００１４】
次に、図１４において、ノズル部のノズル面をクリーニングするワイパー部材６０を説明する。
ワイパー部材６０はゴムブレード６５を有する。そして、ステーション本体４ａとの間に設けられたバネ６３によりワイパ部材６０は上方（記録ヘッド３方向）へ付勢されている。通常は、カム駆動伝達部材１２によりバネ６３の付勢力に抗して下方に押し下げられ、ブレード６５は記録ヘッド３のノズル部から離れている。
そして、記録ヘッドキャリッジ３の移動にあわせて、カム駆動伝達部材１２が回動し、バネ６３の付勢力により、ワイパー部材６０をそのブレード６５先端がノズル部３ｂ，３ｃの移動経路位置に干渉する位置に移動させる。記録ヘッドキャリッジ３の非印字領域と印字領域との移動により、各ノズル３ｂ，３ｃの先端にブレード６５が当接して、ノズル面に付着するインクを払拭させることができる。
【００１５】
次にポンプ部材２０の構成、および排インクの吸引機構を説明する（図１〜５参照）。
ポンプ部材２０は、上部に２つのインク吸引口２１ａ，２１ｂが形成されるシリンダ２９と、シリンダ２９の内部に嵌挿されるピストン２０Ｐよりなる。
シリンダ２９に形成されるインク吸引口は、第１のキャップ部材９ａに接続される第１のインク吸引口２１ａと、第２のキャップ部材９ｂに接続される第２のインク吸引口２１ｂとする。シリンダ２９の中央下部にはインク排出口２３が形成されている。
第１のインク吸引口２１ａはシリンダ中央部近くに配設し、第２のインク吸引口２１ｂはシリンダ端部付近に配設する。すなわち、シリンダ２９の端部から第１のインク吸引口２１ａの距離Ｌ_１は長く、第２のインク吸引口２１ｂの距離Ｌ_２は短く構成されている。
シリンダ２９内に配設されるピストン２０Ｐはシリンダ２９の内周面に当接する大きさに形成される。ピストン２０Ｐはその中心部分に貫通孔２６が形成されたピストンヘッド２２と、貫通孔２６よりも小径に形成されたピストンロッド２４から成る。貫通孔２６の径をｄ_１、ピストンロッド２４の径をｄ_２、ピストンロッド２４に嵌装されるテーパリング２４１の径をｄ_３としたとき、ｄ_２＜ｄ_１≒ｄ_３の関係となっている。
【００１６】
ピストンヘッド２２は、その周面の両端部分に一対のゴム製のピストンパッキン２５Ａ，２５Ｂが配設され、シリンダ２９内に第１のポンプ室１００Ａと、第２のポンプ室１００Ｂを形成する。ピストンヘッド２２の側面には貫通孔２６とシリンダ空間に連通するインク流出口２７を形成する。
ピストンロッド２４は、ピストンヘッド２２の貫通孔２６を塞ぐ大きさに形成された一対の貫通孔閉塞板２８Ａ，２８Ｂを有している。この２つの貫通孔閉塞板２８Ａ、２８Ｂの間隔Ｌ_３はピストンヘッド２２の貫通孔２６の長さＬ_４より若干長い間隔で配設されている。また、各貫通孔閉塞板２８Ａ，２８Ｂの貫通孔に対向する側面にはそれぞれシリコンゴム製のシール部材が配設されている。
また、ピストンロッド２４は駆動伝達アーム１９を介してカム駆動伝達部材１２のカムに連結されている。
【００１７】
ポンプ部材２０のインク吸引口２１（第１のインク吸引口２１ａ、第２のインク吸引口２１ｂ）と各キャップ部材９ａ，９ｂとはインク吸引路であるホース５５で接続されている。このように１つのポンプ部材２０により各キャップ部材９ａ，９ｂ内のインクが吸引されるようになっている。また、ポンプ部材２０の排出口２３に排インク吸収体４ｂを連絡させて排出インクを吸収させるように構成されている。
【００１８】
このように構成されるポンプ部材２０は、ピストンロッド２４がカム駆動伝達部材１２の回動に追従して矢印Ｖ方向に引っ張られることで、インク吸引口２１ａからインクを第１のポンプ室１００Ａに吸引する。この時、ピストンの第２ポンプ室１００Ｂに収容されていた排インクは、貫通孔２６及びインク流出口２７を介してインク排出口２３から排出される。
また、ポンプ部材２０は、ピストンロッド２４が矢印Ｗ方向に押し戻されることで、第２のインク吸引口２１ｂからインクを第２のポンプ室１００Ｂに吸引し、且つ、ピストン２０Ｐの第１のポンプ室１００Ａに収容されていた排インクを貫通孔２６及びインク流出口２７を介してインク排出口２３から排出する。
【００１９】
ここで、ポンプ部材２０は、第１のインク吸引口２１ａが、シリンダ２９の中央寄りに形成され、ピストンヘッド２２がある程度移動した時に、シリンダ２９内とキャップ部材９を介して記録ヘッド３とが連通するように構成されているので、第１のポンプ室１００Ａが形成する吸引圧力は、図６に実線（ａ）で示すように、非常に高い圧力が瞬時に作用する急激的な吸引波形を示す。
他方、第２のインク吸引口２１ｂは、シリンダ２９の端部寄りに配設されて常時シリンダ２９内とキャップ部材が連通しているので、第２のポンプ室１００Ｂが形成する吸引圧力は、図６に破線（ｂ）で示すように、ポンプ部材が停止するまでピストンヘッド２２の移動にあわせて徐々に減圧される緩慢な吸引波形を示す。
【００２０】
次に、排インク処理構造を図７により説明する。
ポンプ排出口２３より排出された排インクは、パイプ部４１を通って排インク排出口４３へ排出される。排出口４３近傍にはジョイント用吸収体４４が配設されており、排出されたインクは一度この吸収体４４に吸収された後、排インク吸収体４４ｂ、インク吸収体４ｂに移行する。ジョイント用吸収体４４と排出口２３はホルダー４５内に設けられたリブ４７により強制的に間隙を形成することによりジョイント用吸収体４４の目詰まり、排出不良を防止している。
【００２１】
このように、カム駆動伝達部材１２には、キャップキャリッジ１０を上下移動させるためのキャッピング用カム１２ａ、固定ピン１５を上下移動させるためのギアの溝部、ポンプ部材２０を駆動するためのポンピング用カム、ワイパー部材６０を上下移動させるためのワイピング用カム等を備えている。また、カム駆動伝達部材１２には回転位相センサ用の検出板（図示せず）を備えている。
カム駆動伝達部材１２は、モータの回転をギア列により伝達して各部材用のカムを回転する構成となっている。
【００２２】
すなわち、これら各カム及び溝は、図１５に示すように、カム駆動伝達部材１２の検出板で検出する所定の回転位相に対して各部材を移動（駆動）させるように形成されている。カムの回転角度と各部材の移動を説明すると、カムの回転位相３５０〜１０°には全ての部材（９ａ，９ｂ，１４，１５，６０）が退避位置にある。カムの回転位相３０〜５０°にはキャップキャリッジ１０をハーフポジションまで上昇させるキャップ位置決めモードが割り付けられ、カムの回転位相７０〜１２０°にはキャリッジを停止させてキャップ部材等９ａ，９ｂ，１４及び固定ピン１５を上昇させるキャリッジ停止モードが割り付けられ、カムの回転位相１２０〜２００°にはキャップ部材等９ａ，９ｂ，１４及び固定ピン１５を上昇させた状態でポンプ部材２０を駆動させるバキューム（吸引）モードが割り付けられ、カムの回転位相２８０〜３５０°にはキャップ部材等９ａ，９ｂ，１４及び固定ピン１５を退避させた状態でポンプ部材２０を駆動させる、キャップ内バキュームモードが割り当てられ、更に、カムの回転位相３２０〜３３０°にはワイパー部材６０を上昇させるワイピングモードが割り当てられている。
【００２３】
次に１つのポンプ部材によるインクの吸引、排出作用を詳述する。
▲１▼ 第１のポンプ室１００Ａのインク吸引工程、及び第２のポンプ室１００Ｂのインク排出工程
ロッド２４が図示矢印Ｖ方向に移動を始めると、第１のポンプ室１００Ａの貫通孔閉塞板２８Ａがピストンヘッド２２とロッド２４に押し潰され第１のポンプ室１００Ａが密閉状態になる。ロッド２４の移動にともないピストンパッキン２５Ａも移動を開始し、第１のポンプ室１００Ａを大気圧から徐々に減圧してゆく。所定の圧力に達したときにノズルにつながっている第１の吸引口２１ａを連通させ、第１のノズル部３ｂのノズル３ｆ面に所定の吸引圧をかけノズル３ｆ内の増粘したインク、異物、空気を急激的に吸引する。
このとき、同時にポンプ室１００Ｂでは、貫通孔閉塞板２８Ｂが押し潰された状態から自由状態に戻り、僅かに生じる隙間を利用してポンプ室１００Ｂ内に吸引されたインクを排出口２３側に移動させ、さらに、排インク吸収体４ｂへ順次移行させていく。
【００２４】
▲２▼ ポンプ室１００Ａの排出工程及びポンプ室１００Ｂの吸引工程
ロッド２４が矢印Ｗ方向に移動を始めると、貫通孔閉塞板２８Ａがピストンヘッド２２とロッド２４に押し潰された状態から自由状態に戻り、僅かに生じるすき間を利用して第１のポンプ室１００Ａ内に吸引されたインクを排出口２３側に移動させ、さらに、排インク吸収体４ｂへ順次移行させていく。
このとき、同時に第２のポンプ室１００Ｂでは、ピストンパッキン２５Ｂがロッド２４に押し潰されポンプ室Ｂを密閉状態とする。ロッド２４の移動に伴いピストンパッキン２５Ｂも移動を開始する。しかし、ポンプ室１００Ｂは第２のノズル部９ｂにつながっている吸引口２１ｂをシリンダ２９の短部近くに形成してポンプ室内とキャップ部材９ｂが連通しているので、ピストン２０Ｐの移動に伴い徐々に減圧されていくとともにインクの吸引を行う。
【００２５】
ここで、インクの吸引仕様を説明する。
▲１▼ノズル吸引時の吸引仕様（第１のポンプ室を使用）
第１のポンプ室１００Ａに封止部材５０で大気開放口９５ａを封止したキャップ部材９ａを連結。ポンプ室１００Ａを密閉状態にしてピストン２０Ｐを移動させ、ポンプ室を大気圧から徐々に減圧していき所定の圧力に達したときにノズルにつながっている吸引口２１ａを連通させる。
急激的な吸引波形が形成される。
このとき、第１のポンプ室Ａに連結されたノズル部３ｂまたは３ｃ面には急激な吸引圧がかけられ、ノズル内の増粘したインク、異物、空気が吸引される。
この吸引仕様は所定の圧力に達した状態で吸引を行うため、無用なインク吸引をせずに効率よく回復動作を行うことができる。
▲２▼キャップ内空吸引時の仕様（第１、および第２のポンプ室を使用）
第２のポンプ室１００Ｂに大気開放口９５ｂを開放した状態の第２のキャップ部材９ｂを連結，ポンプ室１００Ｂとキャップ部材につながっている第２の吸引口とを連通させた状態で、ピストン２０Ｐを移動させ、徐々に減圧させていく。
ピストンの移動に従った緩慢な吸引波形が形成される。
この時、キャップ内に残留したインクは、ピストンの移動とともに、ポンプ室に移動していく。
キャップ部材内に残留しているインクを回収するには比較的低い圧力で徐々に吸引してゆく波形の方が効率良く吸収されることが実験により確認されている。
【００２６】
以上のように、ポンプ部材２０は１個のポンプにより上記２つの吸引仕様に対応できる。
以上の構成よりなる本実施の形態によるインクジェット記録装置の、記録ヘッド３の移動と封止部材５０の関係を含めたインク吸引作用を説明する。
Ａ第１の記録ヘッド部３ｂからの吸引………図１６（ａ〜ｅ）参照
キャップキャリッジ１０は印字位置にあり、記録ヘッド３は非印字領域方向Ｙに移動している。キャップキャリッジ１０が上昇する。このとき、キャリッジ１０の係合ピン１４は第１の凸部３４ａと第２の凸部３４の中間にあるようにする。
記録ヘッド３の移動に合わせて、キャップキャリッジ１０の係合ピン１４が記録ヘッド３の凸部３４ａに干渉する位置まで上昇させる。…（ａ、ｂ）
記録ヘッド３の第１の凸部３４ａとキャップキャリッジ１０の係合ピン１４とを係合させた状態で、キャップキャリッジ１０は記録ヘッド３に引かれて矢印Ｙ方向に移動する。…（ｃ、ｄキャップとヘッドの位置決め）
さらにキャップキャリッジ１０が上昇し記録ヘッド３とキャップ部材９が接触する。…この位置はキャップ保管時と同様
ノズル部３ｂ（黒ＢＫ用）を第１のキャップ部材９ａで，ノズル部３ｃ（カラ−ＴＣ用）を第２のキャップ部材９ｂで被覆する。この状態でさらに記録ヘッド３を非印字領域方向Ｙに移動させる。記録ヘッド３の移動に伴ってノズル部に連結する（被覆する）キャップキャリッジ１０も矢印方向Ｙに移動し、第１のキャップ部材９ａの大気開放口９５ａは封止部材５０で封止される。
この状態でポンプ部材２０を作動させると、第１の吸引口２１ａに連結する黒ＢＫ用ノズル部３ｂからは増粘したインク等の異物を吸引することができる。このときのポンプの吸引波形は急激的な波形であって、ノズル吸引時の吸引仕様が使用される。…（ｅ）
第１のポンプ室Ａに吸引されたインクはポンプ部材２０の復帰時、排出される。
【００２７】
第２の吸引口２１ｂに連結するカラー用ノズル部３ｃ側においては、ノズル部３ｂからの吸引時、第２のポンプ室１００Ｂから吸引インクが排出される。その後、ピストン２０Ｐの移動に合わせた大気開放口９５ｂが開口した状態での吸引が行われる。この時のポンプの吸引波形は緩慢な波形であって、キャップ内吸引時の吸引仕様による比較的低い圧力で徐々にキャップ内のインクをポンプ室に吸引する。
【００２８】
Ｂ第２の記録ヘッド部３ｃからの吸引………図１６（ｆ〜ｉ）
キャップキャリッジ１０は印字位置にあり、記録ヘッド３は非印字領域方向Ｙに移動している。キャップキャリッジ１０が上昇する。このとき、キャリッジ１０の係合ピン１４は第２の凸部３４の外側にあるようにする。
記録ヘッド３の移動に合わせて、キャップキャリッジ１０の係合ピン１４が記録ヘッド３の第２の凸部３４ｂに干渉する位置まで上昇する。…（ｆ）
記録ヘッド３の第２の凸部３４ｂとキャップキャリッジ１０の係合ピン１４とを係合させた状態で、キャップキャリッジ１０は記録ヘッド３に引かれて矢印Ｙ方向に移動する。…（ｇキャップとヘッドの位置決め）
さらにキャップキャリッジ１０が上昇し記録ヘッド３とキャップ部材９が接触する。ノズル部３ｃ（カラーＴＣ用）を第１のキャップ部材９ａで被覆する。この状態でさらに記録ヘッド３を非印字領域方向Ｙに移動させる。記録ヘッド３の移動に伴ってノズル部に連結する（被覆する）キャップキャリッジ１０も矢印方向Ｙに移動し、第１のキャップ部材９ａの大気開放口９５ａは封止部材５０で封止される。…ｈ
この状態でポンプ部材２０を作動させると、第１の吸引口２１ａに連結するノズル部３ｃ（カラーＴＣ用）からは増粘したインク等の異物を吸引することができる。このときのポンプの吸引波形は急激的な波形であって、ノズル吸引時の吸引仕様が使用される。…（ｉ）
このとき、第２のポンプ室１００Ｂに連結されるキャップ部材９ｂはピストン２０Ｐが復帰時、緩慢な吸引波形によるキャップ内残留インクの吸引が実行される。
【００２９】
Ｃキャップ部材からの吸引…（ａ）
各キャップ部材９ａ，９ｂにノズル部３ｂ，３ｃが対向されるように記録ヘッドキャリッジ３の位置決めをする。この状態でポンプ部材２０を動作させることで、ノズル部３ｂ（黒ＢＫ用）、ノズル部３ｃ（カラーＴＣ用）の各ノズル３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉから飛翔させたインクを各キャップ部材９ａ，９ｂで受け、キャップ部材内のインクをポンプ部材２０にて吸引する。
さらに、ポンプ２０の作動とワイピング（ブレードの上下運動）をみると、記録ヘッドがホームポジションにあるとき、ブレード６５は退避状態からヘッドに当接位置へと上昇し、ヘッドが印字側に移動するとき、ノズル表面を拭き取る。そして、ブレード６５が退避位置にあるとき、記録ヘッド３はホームポジションに移動するのであるが、ブレード６５が退避位置から当接位置に移動すると同時にポンプ部材２０が作動し、キャップ内の残留インクを回収し、ブレード６５の退避、当接可能状態への動作と共に、キャップ内の空吸引を同時に行うようにすることによりメンテナンス動作時間の短縮が可能となる。
【００３０】
ここで、吸引ポンプの作動とインクの吸引のタイミングを図１７のタイミングチャートにより説明する。
第１のポンプ室１００Ａに連絡する第１の吸引口２１ａに連結する第１のキャップ９ａは大気開放口を閉塞した状態で記録ヘッド部３ｂ，３ｃを被覆したとき、急激的に負圧となり、記録ヘッドからの吸引を実行し、インクの流入と共に急激に大気となる。また、記録ヘッド部に連結しないとき、第１のキャップ部９ａからのキャップ内吸引を実行する。
そして、この間第２のポンプ室１００Ｂ内の吸引されたインクは排出口から排出される。
第２のポンプ室１００Ｂに連絡する第２の吸引口２１ｂに連結する第２のキャップ９ｂは、大気開放口を開放した状態で記録ヘッド部３ｃを被覆する。ピストン移動と共に徐々に負圧となり、キャップ部９ｂからのキャップ内吸引が実行される。ポンプ作動が停止すると大気に戻る。この間第１のポンプ室１００Ａ内の吸引されたインクは排出口から排出される。
【００３１】
このように、本実施形態のインクジェット方式の画像形成装置は、１つのモータ（パルスモータ）で、キャップ部材９ａ，９ｂ，ワイパー部材６０、キャリッジ位置固定部材１５及びキャップの大気開放口封止部材５０を、記録ヘッドキャリッジ３の移動経路に対して進退させて位置決めすると共に、吸引タイミングにポンプ部材２０を作動させるようにしているので、各部材毎に個別に駆動手段を設ける必要がなく、装置の小型化が達成されると共に、確実な記録ヘッドのメンテナンスが実行でき、インクの吐出不良による画像形成不良を解消することができる。また、ピストンの移動方向により各ポンプ室に異なる圧力波形が形成出来、２種類の吸引仕様が１つのポンプで形成することができる。このように、ピストン動作方向によりピストン負荷が分かれるので、高負荷になることがない。
カラーインクジェット方式の画像形成装置においては記録ヘッド毎にダミージェット量が異なるが、最適な吸引波形で対応させることにより短時間でキャップ内のインクの回収が達成される。
【００３２】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明のインクジェット方式の画像形成装置では、１つのポンプ部材により異なった２つの吸引波形を発生させることが出来るので、負荷が分かれ、高負荷になることがなく、無駄なインクの吸引が防止でき、駆動系の小型化が図れる。また、最適な吸引波形によるインクの吸引により短時間にインクの回収が実行できる。
さらに、この装置は２つのインク吸引口の位置を規定する簡単な機構で構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置のメンテナンス部の概要説明図。
【図２】本発明に係るポンプ部材の分解説明図。
【図３】シリンダの平面図。
【図４】ポンプ部材の作動説明図。
【図５】ポンプ部材の作動説明図。
【図６】吸引波形を示すグラフ。
【図７】インク吸収部材の断面図。
【図８】インクジェット記録装置の全体斜視図。
【図９】メンテナンスステーションの斜視図。
【図１０】記録ヘッドとメンテナンス部材の動作説明図。
【図１１】記録ヘッドとメンテナンス部材の動作説明図。
【図１２】記録ヘッドとメンテナンス部材の動作説明側面図。
【図１３】封止部材の動作説明図。
【図１４】クリーニングブレードの構成説明図。
【図１５】カムの回転角と各部材の作動タイミングチャート。
【図１６】メンテナンス作動の説明図。
【図１７】メンテナンス部材とポンプ部材のタイミングチャート。
【符号の説明】
１記録媒体搬送部材、３記録ヘッドキャリッジ、３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉノズル、４ｂインク吸収体、８ハウジング、９ａ，９ｂキャップ部材、１０キャップキャリッジ、１２カム駆動伝達部材、１４係合部材、１５キャリッジ位置固定部材、２０ポンプ部材、２１インク吸引口、２２ピストンヘッド、２３インク排出口、２４ピストンロッド、２５ピストンパッキン、２６貫通孔、２７インク流出口、２８貫通孔閉塞板、２９シリンダ、３４係合凸部、５０封止部材、６０ワイパー部材、９５大気開放口、１００ポンプ室。

Claims

画像情報に応じてインクを飛翔する複数のノズルと、該ノズルをそれぞれ被覆する複数のキャップ部材と、該複数のキャップ部材のそれぞれに接続されたインク吸引路を介してキャップ部材内のインクを吸引するインク吸引ポンプとを有するインクジェット方式の画像形成装置において、
前記キャップ部材とインク吸引ポンプとは共通の駆動源により、それぞれ所定のタイミングで駆動されると共に、
前記インク吸引ポンプは、インク吸引路を介してキャップ部材に連通する２つのインク吸引口を有する中空のシリンダと、前記シリンダの中空の内部空間内を往復移動可能に配設されたピストンとにより構成され、該ピストンの両側には２つのポンプ室が形成されていると共に、該ピストンの１サイクルの往復移動により、前記２つのポンプ室のそれぞれに異なる圧力波形を発生させる位置で、前記２つのインク吸引口が各ポンプ室と連通され、この２つのインク吸引口のそれぞれに異なる圧力波形を発生させることを特徴とする画像形成装置。
前記インク吸引ポンプが形成する圧力波形は、急激な負圧を形成する圧力波形と、徐々に負圧を形成する圧力波形であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット方式の画像形成装置。
前記インク吸引ポンプが形成する急激な負圧波形は、前記ノズルからのインク、およびキャップ内に残留するインクを吸引するために用い、徐々に負圧を形成する圧力波形はキャップ内の残留インクを吸引するために用いることを特徴とする請求項１記載のインクジェット方式の画像形成装置。
前記シリンダには、２つのインク吸引口の間にインク排出口を設けると共に、前記ピストンの両側に形成される各ポンプ室と前記インク排出口とを連通させるインク排出路を設けたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット方式の画像形成装置。