JP2004142280A

JP2004142280A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2004142280A
Application number: JP2002310370A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Mimura; 三村　忠士
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】ライン型ヘッドでノズル列間距離を短くし、画像品質の低下を防止することが困難である。
【解決手段】インク滴を吐出する複数のノズル孔が略同一平面に形成されたノズル形成面を有する記録ヘッドユニット１と、ヘッドユニット１に対して上下動可能に配置されることでヘッドユニット１に対して相対的に移行可能とされ、ヘッドユニット１のノズル形成面を覆うことが可能なキャップ手段５とを備え、記録時にはキャップ手段５は用紙搬送路６より下方に退避した位置となる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−３４２６３２号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９８７１公報
【０００３】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置においては、インクを吐出する記録ヘッドの性能を維持回復する機構が不可欠である。
【０００４】
このヘッドの性能維持回復機構の主な機能は、インクの自然蒸発によるノズル孔付近のインクの増粘固着を防止するために密閉性の高いキャップ部材で覆うキャップ機能と、ノズル孔内に発生した気泡などによる吐出不良をインクを排出することで回復したり、キャップ機能を通じてインクカートリッジからインクを吸引し記録ヘッド内部に充填する吐出回復機能と、ノズル面に付着しインクの飛翔状態を変化させる原因のインク滴を拭き取るためのワイパ機能等で構成される。
【０００５】
ここで、吐出回復機能は、一般的に、インクを吐出するノズル列を有するノズル面をキャップ本体で覆い、大気開放弁を閉じた状態で、吸引ポンプを駆動してキャップ本体の空気を吸引し、キャップ本体内を負圧にすることで記録ヘッドに接続されたインクタンクから記録ヘッド内へインクを供給する機能である。
【０００６】
一方、このとき、記録ヘッドに供給されたインクは、吸引ポンプの吸引力によりキャップ本体内にも流れ出してキャップ本体内と吸引チューブにも充満する。この状態で記録ヘッドから吸引チューブを外すと、記録ヘッドのノズル面にインクが多く残るため、次工程でワイパ機能によりノズル面に残ったインクをワイパで拭き取るようにしている。
【０００７】
したがって、ヘッドの吐出回復機能作動時とワイパ機能作動時には、インクを消費することになるが、この場合、一般には、これらの機能を作動させたときに消費するインクは破棄されている。
【０００８】
そして、記録時には、キャップ部材はヘッドのノズル面から相対的に移動して離間し、ヘッドは記録位置となり、続いて用紙がノズル面に近接して搬送されてヘッドからインク滴が吐出されることにより画像が記録される。
【０００９】
以上のように、吐出回復機能作動時と記録時ではキャップ部材とヘッドは交互に近接と離間を繰り返す。従来、用紙の走査（副走査）と記録ヘッドの走査（主走査）で記録を行ういわゆるシリアルタイプの記録装置においては、ヘッドによる記録可能領域外にキャップ部材を含む吐出回復システムを配置して、ヘッドの吐出回復機能作動時にはヘッドを記録可能領域外にキャップ部材を含む吐出回復システムの領域に移動させて吐出回復動作を行うようにしている。そのため、このような構成ではヘッドの走査方向に長さとして記録可能領域と吐出回復動作領域とを併せた領域を確保しなければならない。
【００１０】
これに対して、記録媒体（用紙）の幅に対応したヘッド長さを有し、記録媒体の走査のみで印字を行う所謂ラインヘッドを備えた記録装置においては、上述したようなシリアルタイプと同様の構成をとると、占有するスペースが大きくなりすぎ（２倍のライン幅を確保しなければならない）、無視できないレベルになる。
【００１１】
そこで、
【特許文献１】や
【特許文献２】に記載されているように、上下動が可能なヘッド昇降機構と左右動が可能なキャップ可動機構を組み合わせて、記録時には複数ある記録ヘッドユニット間にキャップ部材が位置し、ヘッドユニットが下降し記録媒体と近接して記録を行い、回復動作時はヘッドユニットが上昇しキャップ部材がヘッド直下に移動して回復動作を行う構成が提案されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した
【特許文献１】、
【特許文献２】に記載の記録装置にあっては、各色のヘッドユニットとこのヘッドユニットに対応したキャップ部材とを交互にライン方向に配置しなければならないため、結果としてヘッドユニット間が広がりすぎて記録装置そのものが大きくなるという課題がある。
【００１３】
また、記録時と回復動作時にヘッドユニットを昇降させるための機構とキャップ部材を左右に可動させるための機構という、２つの機械的機能を別々に有する記録装置であるため、構成が複雑で部品点数が多くなるという課題がある。さらに、さらに、ヘッドユニットが昇降するため記録媒体と液滴が吐出されるノズル形成面との距離を回復動作後も常に一定に保つのがむずかしく、記録品質のバラツキを生じることがあるという課題もある。
【００１４】
また、搬送手段（上記文献では搬送ベルト）がヘッド直下にも形成されており、記録媒体エッジ付近には記録できない領域が存在している。これは近年ニーズの高いふちなし記録ができないことから大きな課題である。
【００１５】
さらに、次に述べるように、各色のヘッドユニット間隔が広がることによって記録品質が低下するという課題もある。すなわち、図２２に示すようにノズル孔Ｎを並べたノズル列ＮＡ、ＮＢ、ＮＣ、ＮＤがある場合、ノズル列ＮＡ、ＮＢ、ＮＣ、ＮＤを図２３に示すように白抜き矢印で示す方向に搬送される用紙Ｐに対して配置し、ノズル列ＮＡ、ＮＢ、ＮＣ、ＮＤの物理的配列順序で各ノズル列を駆動させた後に、再びノズル列ＮＡを駆動するというように、ノズル列ＮＡ、ＮＢ、ＮＣ、ＮＤをその物理的順序に従って循環的に駆動させる。
【００１６】
このため、第１列のノズル列ＮＡにより印刷されたドットに隣接してドットを印刷する第４列のノズルＮＤが駆動されるまでに、用紙Ｐの幅に対応した長さのフルラインタイプのヘッドの場合、用紙Ｐがノズル列間距離Ｌを移動することになる。
【００１７】
この結果、記録ヘッドの取り付けに傾きがあったり、用紙Ｐの搬送にはそれほど高度な精度がなかったりするため、他のノズル列によるドット間距離の変動幅が大きくなり、目立ちやすくなり、結果としてスジが入ったような記録になり易いという印字品質の問題を抱える。
【００１８】
特に、カラー記録が可能なヘッドの場合この現象は顕著である。本発明者らの実験によると、用紙搬送方向両端のノズル列ＮＡとノズルＮＤ、つまり最初のノズル列と最後のノズル列との距離Ｌが３２ｍｍを超えると印字ズレが大きくなることが確認された。
【００１９】
したがって、複数のヘッドを用いた場合でも、用紙搬送方向両端のノズル列間距離Ｌが３２ｍｍ以下になるように各ヘッドを配置する必要が存するが、ヘッドユニットとキャップ部材とを副走査方向（用紙搬送方向）に並べて配置する前記
【特許文献１】や
【特許文献２】の構成では複数のヘッドをノズル列間距離Ｌが３２ｍｍ以下になるように配置することが困難であり、記録品質が低下することになる。
【００２０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、小スペース化を実現でき、画像品質を向上できるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、記録ヘッドに対して相対的に移行可能で、ノズル形成面を覆うキャップ手段を有し、記録時にキャップ手段は用紙搬送路の下方に位置する構成としたものである。なお、本明細書において「用紙」とは画像が記録されるものの意味であり、材質を紙に限定するものではない。
【００２２】
ここで、記録ヘッドが上下動することでキャップ手段によるキャッピングが行われる、あるいは、キャップ手段が上下動することでキャップ手段による記録ヘッドのキャッピングが行われる構成とすることができる。
【００２３】
また、記録時に用紙の下方への撓みを防止する撓み防止手段を備えていることが好ましく、この場合、撓み防止手段は、記録ヘッドとキャップ手段との相対移動に連動して、用紙の下面を支持する位置と記録ヘッドの下方から退避した位置との間で移動することが好ましい。
【００２４】
さらに、記録ヘッドは複数の色のインク滴を吐出する複数の独立したヘッドから構成され、用紙を搬送する搬送手段が少なくとも記録時にはノズル孔の直下に存在しないことが好ましい。
【００２５】
また、キャップ手段はノズル形成面に付着したインクを除去するためのノズル孔の列方向に沿って設けたインク除去部材と、このインク除去部材によって除去されたインクを回収させるための回収口を有し、ノズル形成面を覆うキャップ部材とを備えていることが好ましい。
【００２６】
この場合、記録ヘッドは複数列のノズル孔から少なくとも２色以上の異なった色のインクを吐出し、キャップ部材にはインク除去部材によって除去されたインクを排出するための排出口が各色間で独立して形成されていることが好ましい。
【００２７】
そして、排出口はキャップ部材に設けられた分離壁で分離されていることがより好ましく、この場合、分離壁はヘッドの維持回復動作時にノズル形成面に当接できることが好ましい。
【００２８】
さらに、記録ヘッドはライン型ヘッドであることが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同実施形態のキャッピング状態の要部概略構成図、図２は同じく記録時の要部概略構成図である。
【００３０】
このインクジェット記録装置は、インク滴を吐出する複数のノズル孔が略同一平面に形成されたノズル形成面を有する記録ヘッドユニット１と、この記録ヘッド１の下方で用紙２を搬送するための搬送ローラ対３、４と、ヘッドユニット１に対して上下動可能に配置されることでヘッドユニット１に対して相対的に移行可能とされ、ヘッドユニット１のノズル形成面を覆うことが可能なキャップ手段５と、キャップ手段５が用紙搬送路６より下方に退避したときの退避空間７を形成する部材８と、用紙搬送路６に沿って搬送される用紙２の下面を支持して撓みを防止する撓み防止手段である撓み防止部材９等を備えている。
【００３１】
ここで、ヘッドユニット１のヘッド１１は、ノズル形成面を形成するノズル形成部材（ノズル板）１２と、流路を形成する流路形成部材１３と、アクチュエータ基板１４とを積層接合して、インク滴を吐出するノズル孔１５が連通する流路１６を形成し、この流路１６にアクチュエータ基板１４に形成したインク供給路１７からインクを供給する。このインク供給路１７にはアクチュエータ基板１４の背面側に設けた供給部材１８に形成したインク供給口１９を介して外部のインクタンクあるいはサブタンクからインクを供給する。
【００３２】
そして、アクチュエータ基板１４の流路１６側面には電気熱変換素子２０を配置し、流路１６内のインクを加熱して膜沸騰現象によりバブルを発生させることで流路１６内のインクを加圧してノズル孔１５からインクを吐出させるようにしている。
【００３３】
なお、ヘッド１１としては、ここでは上記のようにサーマル型ヘッドを用いているが、流路１６の少なくとも一部に振動板を設けて、この振動板を圧電素子により変形させて流路１６内のインクを加圧するピエゾ型ヘッド、或いは、振動板に対向する電極を設けて静電力で振動板を変形させて流路１６内のインクを加圧する静電型ヘッド等を用いることもできる。
【００３４】
ここで、ヘッド１１は、図５に示すように、用紙２と略同じ幅（長さ）、例えばＡ４サイズの用紙の短手方向幅を有し、用紙搬送方向と略直交する方向に４列のノズル列１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄを有するライン型ヘッドである。
【００３５】
そして、各ノズル列１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄの各ノズル孔１５のピッチは３００ｄｐｉ相当で配置し、隣り合う列のノズル孔１５はピッチの１／４の幅ずれて形成している。したがって、ヘッド１１が単色のインク滴を吐出する構成としたとき、記録時には１２００ｄｐｉの記録が可能となる。また、各ノズル列１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ間のピッチは５ｍｍとした。したがって、４列のノズル列のうちの両端のノズル列（用紙搬送方向の最初と最後のノズル列１５Ａ，１５Ｄ）の距離Ｌは１５ｍｍとなり、前述したように画像品質の低下をきたすことなくフルラインでの画像記録が可能になる。
【００３６】
一方、キャップ手段５は、ヘッド１１のノズル形成部材１２の表面（ノズル形成面）に付着したインクを除去するためのノズル孔１５の配列方向に沿って設けた各ノズル列１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄに対応する４個のインク除去部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄと、ノズル形成面全体を覆う１つのキャップ部材２３とを備え、このキャップ部材２３にはインク除去部材２２Ａ〜２２Ｄによって除去されたインクを回収させるための回収口２４を有している。
【００３７】
ここで、インク除去部材２２Ａ〜２２Ｄは、先端が二又に分かれた一体の櫛状に形成している。このインク除去部材２２Ａ〜２２Ｄの形状は、例えば櫛歯状部を形成した２枚をある一定の距離をおいて配置したステンレス鋼からなるものや、複数の針状の突起をノズル孔１５に概ね垂直に形成したものなどでもよい。特にインクの流れをよくするために親水性の材料を用いるのが良い。ただし、この実施形態においては、ステンレス鋼で親水性のものを用いている。
【００３８】
このインク除去部材２２Ａ〜２２Ｄは、図４に示すように、長手方向の両端部でキャップ部材２３と連結されている。このとき、インク除去部材２２Ａ〜２２Ｄは、先端の二又に分かれた側がノズル列に対して略垂直になるようにキャップ部材２３に連結される。
【００３９】
また、インク除去部材２２Ａ〜２２Ｄはキャップ部材２３がノズル形成面をキャッピングした状態で、インク除去部材２２Ａ〜２２Ｄの先端がノズル形成面に当接しない状態でキャップ部材２３に連結される。これは、インク除去部材２２Ａ〜２２ｄの先端がノズル形成面に当接すると、ノズル形成面を損傷するおそれが生じるからである。ただし、ノズル形成面に当接する構成とすることもできる。
【００４０】
さらに、インク除去部材２２Ａ〜２２Ｄの二又に分かれた先端部に形成されるギャップ２６は図４にも示すように連通部２７を通じてもキャップ部材２３内部に連通している。
【００４１】
キャップ部材２３は、その周辺部にノズル形成面と当接した際に内部の保湿性を保つために伸縮性のある弾性部材２８により構成されている。また、キャップ部材２３の回収口２４にはインク除去部材２２Ａ〜２２Ｄで除去回収したインクを再び図示しないインクタンクへ戻すためにチューブ等が接続される。さらに、キャップ部材２３の側面には記録ヘッド１のノズル形成面をワイピングするための弾性ブレード３０を取り付けている。
【００４２】
このキャップ手段５は一体的に図１及び図３で矢示Ａ方向に、すなわち、ヘッドユニット１のノズル形成面を覆う（キャッピングする）キャッピング位置と、用紙搬送路６よりも下方に位置する退避位置との間で、上下動可能に配置保持している。
【００４３】
このように構成したので、ヘッドユニット１が待機状態にあるとき、図１及び図６に示すように、キャップ手段５が上昇してヘッドユニット１のノズル形成面全体がキャップ手段５のキャップ部材２３にて覆われた状態になる。なお、前述したように、インク除去部材２２Ａ〜２２Ｄはノズル形成面とわずかなギャップを置いている。
【００４４】
ここで、大気開放弁を閉じた状態で、吸引ポンプを駆動して、キャップ部材２３内の空気を吸引してキャップ部材２３内を負圧にすることで、ヘッドユニット１に接続された図示しないインクタンクからヘッド１１内へインク供給口１９を通じてインクが供給される。
【００４５】
その際、ノズル形成部材１２のノズル孔１５からノズル形成面にオーバーフローして付着したインクは、インク除去部材２２Ａ〜２２Ｄの先端二又部の毛細管現象により吸収される。インク除去部材２２Ａ〜２２Ｄに吸収されたインクは自重及び毛細管現象によりキャップ部材２３の底部に達し、インク回収口２４に向かう。このときキャップ部材２３内がポンプにより負圧状態になっているので回収されるインクは抵抗なく排出されて図示しないインクタンクに回収される。
【００４６】
このように、複数のノズル列を有するノズル形成面を覆うキャップ部材と、ノズル形成面に付着したインクを除去するインク除去部材を各ノズル列に沿ってそれぞれ設け、このインク除去部材によって除去されたインクを回収させるための回収口をキャップ部材に形成したキャップ手段を備えたので、近接した複数列のノズル孔が形成された記録ヘッドから効率良くインクを除去することができ、また複数の複雑なキャップ手段を使用することなく構成できるので、構成が簡単でコストの低減が図れる。
【００４７】
また、上記のように記録ヘッドのノズル列間距離を近接させる（この例では１５ｍｍ）ことができるので、印字品質を維持したまま記録できる。
【００４８】
そして、記録時には、図２及び図３に示すように、キャップ手段５が下降してヘッド直下に設けた退避空間７内に退避する。このとき、キャップ手段５は用紙搬送路６よりも下方に位置する状態になるまで下降する。その後、用紙２が搬送ローラ対３、４で挟まれてヘッド１１の直下まで搬送される。このとき、キャップ手段５が用紙搬送路６より下方に位置しているため用紙２がスムーズに搬送され、ヘッドユニット１からインク滴を吐出して用紙２への記録が行われる。
【００４９】
また、このとき、撓み防止部材９、９が用紙２の下表面に接して用紙２を案内するので、用紙２がキャップ退避空間７方向へ撓むのを防止することができる。これにより、用紙２とヘッド１１に形成されたノズル孔間の距離が一定に保たれ、画像の乱れや、ゆがみが発生するのを防止できて、常に安定した記録を行うことができる。なお、この撓み防止部材９は、キャップ手段５の昇降時にキャップ手段５と干渉しない様な位置と形状に構成している。ここでは、プレート状のプラスチック材を用紙供給側と排出側に２枚配置した構成としている。
【００５０】
記録が終わると、キャップ手段５は再び待機状態へと移行し、キャップ部材２３が所定量ヘッド１１のノズル形成面（ノズル形成部材１２の表面）に当接するまで上昇する。
【００５１】
このように、記録ヘッドに対して相対的に移行可能で、ノズル形成面を覆うキャップ手段を有し、記録時には、キャップ手段は用紙搬送路の下方に位置する構成とすることで、ヘッドユニット間にキャップ手段を退避するための空間を設ける必要が無くなり、装置の奥行を小さくできて小スペース化を図れる。それとともに、ヘッドユニット間隔を短くすることができ、コックリングによる画像の乱れや用紙の伸長による画像のゆがみの発生を少なくできて画像品質が向上する。
【００５２】
なお、ここでは、キャップ手段５を上下動させる構成としているが、ヘッドユニット１を上下動させることもできるし、キャップ手段５とヘッドユニット１とを上下動させることもできる。ただし、装置をシンプルに構成するためには、キャップ手段５及びヘッドユニット１のいずれかが上下動することが好ましく、更に用紙とヘッドユニットのノズル形成面との距離を一定に保つことを容易にするため、つまり印字品質を一定に保つためにはヘッドユニット１が上下動しない構成とすることが好ましい。
【００５３】
なお、上記実施形態では、ヘッドユニット１が複数のノズル列を有する１枚のノズル形成部材を備えた例で説明しているが、図７に示すように、それぞれ、ノズル形成部材１２、流路形成部材１３、アクチュエータ基板１４を有するヘッドＨＡ〜ＨＤを例えば１つの供給部材１８に接合することで一体化して略同一平面のノズル形成面を構成したヘッドとすることもできる。
【００５４】
次に、本発明の第２実施形態について図８を参照して説明する。なお、同図は同実施形態のキャッピング状態の要部概略構成図である。
この実施形態では、ブラック、シアン、マゼンダ、イエローの４色の各インク滴を吐出する４個の独立したヘッドユニット１ａ〜１ｄを備え、各ヘッドユニット１ａ〜１ｄに対応してキャップ手段５ａ〜５ｄを上下動（昇降）可能に配置している。
【００５５】
さらに、用紙を搬送するための搬送手段である搬送ベルト３１を備え、この搬送ベルト３１は、用紙供給側のローラ３２と、各キャップ手段５ａ〜５ｄに対応してキャップ手段５ａ〜５ｄの退避空間７ａ〜７ｄを形成するために搬送ベルト３１を迂回させるためのガイドローラ３３，３３…と、各ヘッドユニット１ａ〜１ｄ間に位置して用紙を搬送させるために搬送ベルト３１を用紙に再び接触させるようにガイドするガイドローラ３４…と、用紙排出側のローラ３５との間に掛け回している。
【００５６】
また、用紙供給側のローラ３２に対向してローラ３６を、各ガイドローラ３４、３４…に対応してローラ３７を、用紙排出側のローラ３５に対応してローラ３８をそれぞれ配置している。
【００５７】
このように、記録ヘッドは複数の色のインク滴を吐出する複数の独立したヘッドユニット１ａ〜１ｄから構成されて、記録時に用紙を搬送する搬送手段である搬送ベルト３１を迂回させることで、ノズル孔の直下に搬送手段が存在しない構成としたので、記録時には各キャップ手段５ａ〜５ｄをそれぞれ退避空間７ａ〜７ｄに下降退避させて用紙搬送路６より下方に位置させることができる。そして、各ヘッドユニット１ａ〜１ｄ間には搬送ベルト３１が用紙に接触するので、用紙をスムーズに搬送することができる。
【００５８】
この場合、複数の色のインク滴を別々のヘッドから吐出し記録を行うライン型記録装置とすることで、記録時のノズル直下には用紙と接触する搬送手段が存在しないため、ふちなし記録などによって用紙のエッジからはみ出たインクが搬送手段上に残ることなく記録でき、用紙の裏面への残留インク付着が防ぐこともできる。
【００５９】
次に、本発明の第３実施形態について図９を参照して説明する。なお、同図は同実施形態のキャッピング状態の要部概略構成図である。
この実施形態でも、ブラック、シアン、マゼンダ、イエローの４色の各インク滴を吐出する４個の独立したヘッドユニット１ａ〜１ｄを備え、各ヘッドユニット１ａ〜１ｄに対応してキャップ手段５ａ〜５ｄを上下動（昇降）可能に配置している。
【００６０】
さらに、用紙を搬送するため用紙供給側に搬送ローラ対４１を、各ヘッドユニット１ａ〜１ｄ間に搬送ローラ対４２…を、用紙排出側に搬送ローラ対４３をそれぞれ配置している。
【００６１】
したがって、この場合も記録ヘッドは複数の色のインク滴を吐出する複数の独立したヘッドユニット１ａ〜１ｄから構成されて、記録時に用紙を搬送する搬送手段がノズル孔の直下に存在しない構成となる。したがって、記録時にはキャップ手段５ａ〜５ｄをそれぞれ退避空間に下降退避させて用紙搬送路６より下方に位置させることができる。
【００６２】
また、この場合も、複数の色のインク滴を別々のヘッドから吐出し記録を行うライン型記録装置とすることで、記録時のノズル直下には用紙と接触する搬送手段が存在しないため、ふちなし記録などによって用紙のエッジからはみ出たインクが搬送手段上に残ることなく記録でき、用紙の裏面への残留インク付着が防ぐこともできる。
【００６３】
次に、本発明の第４実施形態について図１０ないし図１２を参照して説明する。なお、図１０は同実施形態の記録時の要部概略断面説明図、図１１は同実施形態のヘッドユニットの平面説明図、図１２は同実施形態のキャッピング時の要部概略断面説明図である。
【００６４】
この実施形態では、ヘッドユニット１にブラック、シアン、マゼンダ、イエローの４色のインクを供給するようにしている。したがって、ヘッドユニット１は、図１１に示すように、ブラックインクを吐出するノズル１５のノズル列５５Ｂ、シアンインクを吐出するノズル１５のノズル列５５Ｃ、マゼンタインクを吐出するノズル１５のノズル列５５Ｍ、イエローインクを吐出するノズル１５のノズル列５５Ｙとなる。
【００６５】
このとき、各ノズル列５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｍ、５５Ｙ（以下「５５Ｂ〜５５Ｙ」とも表記する。）の各ノズル１５のピッチは６００ｄｐｉで構成され、記録時には６００ｄｐｉのフルカラー記録が可能となる。また、ノズル列間のピッチは第１実施形態と同様に、５ｍｍとしたので、最初の列（ノズル列５５Ｙ）と最後の列（ノズル列５５Ｂ）のノズル列間距離Ｌは１５ｍｍとなっており、前述したように、印字品質を損なうことなく記録できる。
【００６６】
なお、色構成は一例であり、薄いマゼンダ、薄いシアン、濃いイエロー、グレーインクなど加えた更に多色構成や２色や３色の構成でも良い。ただし、前述したように、これらの場合でも最初と最後のノズル列間距離Ｌが３２ｍｍ以下になるように形成又は配置する。
【００６７】
一方、ヘッドユニット１のノズル形成面を覆うキャップ手段５のキャップ部材２３には、各ノズル列５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｍ、５５Ｙに対応してそれぞれインク除去部材６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｙ（以下「６２Ｂ〜６２Ｙ」とも表記する。）を設けている。また、キャップ部材２３に各ノズル列毎に空間を仕切る分離壁６６を設けて、この分離壁６６で仕切られた各ノズル列に対応した空間６５内にインク除去部材６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｙを配置して、互いの色が干渉しない構成になっている。
【００６８】
そして、キャップ部材２３には、各色に対応した個別の空間６５に対応してインク除去部材６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｙにて除去されたインクを回収させるためのインク回収口６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｍ、６４Ｙ（以下「６４Ｂ〜６４Ｙ」とも表記する。）を形成している。
【００６９】
このように構成したので、第１実施形態と同様にして、ヘッドユニット１が待機状態にあるとき、吐出回復機能動作を行ない、図１２に示すように、キャップ手段５を上昇させて、ヘッドユニット１のノズル形成面全体がキャップ手段５のキャップ部材２３にて覆われた状態にして、大気開放弁を閉じた状態で、吸引ポンプを駆動して、キャップ部材２３内の空気を吸引してキャップ部材２３内を負圧にすることで、ヘッドユニット１に接続された図示しないインクタンクからヘッドユニット１内へインク供給口１９を通じてインクが供給される。
【００７０】
その際、ノズル形成部材１２のノズル孔１５からノズル形成面にオーバーフローして付着した各色のインクは、インク除去部材６２Ｂ〜６２Ｙの先端二又部の毛細管現象により吸収され、自重及び毛細管現象によりキャップ部材２３の底部に達し、各色のインク回収口６４Ｂ〜６４Ｙに向かう。このときキャップ部材２３内がポンプにより負圧状態になっているので回収される各色のインクは抵抗なく排出されて図示しないインクタンクに回収される。
【００７１】
ここで、キャップ部材２３内は分離壁６６で各色のインクのノズル列５５Ｂ〜５５Ｙに対応した空間６５に仕切られ、各色のインク回収口６４Ｂ〜６４Ｙを設けているので、混色を起こすことなく、各色のインク毎に回収され再利用することができる。
【００７２】
この場合、この実施形態では、分離壁６６がヘッドユニット１のノズル形成面に当接する構成となっているので、確実に各色のインクの混色を防止することができる。なお、キャップ部材５内の空間を仕切らない構成とすることもできるが、インク除去部材６２Ｂ〜６２Ｙによって除去されたインクが各色間で混色しないようにするには本実施形態の構成のように各色毎に仕切られた空間６５を形成する分離壁６６を設ける方が良い。
【００７３】
また、本実施形態においてはキャップ部材５がノズル形成面が当接した際に、同じように分離壁６６がノズル形成面と当接するような構成としているが、必ずしも分離壁はノズル形成面と当接する必要がなく、ノズル形成面に当接しない分離壁を設ける構成としても良い。ただし、混色をより確実に防止するためには、本実施形態の構成のように分離壁６６をノズル形成面に当接するように構成したほうが良い。
【００７４】
なお、ノズル列間距離が非常に短い場合には、ノズル形成面に当接する分離壁６６を設けることが困難になったり、ノズル形成面を損傷するおそれが生じるので、そのような場合は、分離壁を当接させずに、キャップ部材内で各インクを分離させる方法が有効である。
【００７５】
このように、各ノズル孔列に沿って形成されたインク除去部材からインクを除去するための排出手段が各色間で独立して形成されているキャップ部材を具備しているので、除去されたインクが混色することなく排出され、インクをリサイクル使用することができ、インク消費量を減らすことができる。
【００７６】
さらに、分離壁はキャップ部材のヘッドを覆う周辺部とノズル形成面が当接した際に、同じようにノズル形成面と当接するように構成しているので、維持回復動作中に飛散するインクなどによって各色間で混色することも防止され、効率よく回収インクをリサイクルに供することができる。
【００７７】
そして、記録時には、キャップ手段５がノズル形成面との当接状態から相対的に移動する。この場合は、前述したようにキャップ手段５が下降しても良いし、ヘッドユニット１が上昇してもよいし、またその両方でも良いが、印字品質を一定に保つためにはヘッドユニット１が昇降しない構成がよいので、前述したようにここではキャップ手段５が矢示Ａ方向に昇降可能としている。
【００７８】
したがって、キャップ手段５はヘッドユニット１との当接状態から下降をはじめたキャップ手段５はヘッド直下に設けられたキャップ退避空間へと収容される。このとき、キャップ手段５のヘッドユニット１と当接していた面が用紙搬送路６よりも下になる位置（図１０の位置）まで下降するようにする。
【００７９】
この状態で用紙がヘッドの直下まで搬送されるとき、キャップが搬送面より下に位置しているため用紙がスムーズに搬送されて記録が行われる。記録が終わると再び待機状態へと移行して、キャップ手段５が所定量ヘッドユニット１のノズル形成面に当接するまで上昇する。
【００８０】
次に、本発明の第５実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同実施形態のキャッピング時の要部概略説明図、図１４は同実施形態の記録時の要部概略説明図である。
この実施形態においては、キャップ手段５が用紙搬送路６より下方の退避空間まで下降したか否かを検出する検出手段であるセンサ７１を設けている。また、記録位置で用紙下面を支持する撓み防止手段である撓み防止部材９はヘッドユニット１の両側方に配置した保持部材７２に用紙搬送方向と平行な方向にスライド可能に保持して、図１３に示す退避位置と図１４に示す支持位置との間で進退可能とし、図示しないソレノイド等のアクチュエータ手段で進退されるようにしている。そして、前記センサ７１の検出出力で撓み防止部材９のアクチュエータ手段を駆動制御する図示しない制御手段を設けている。
【００８１】
このように構成したので、吐出回復機能動作時には図１３に示すように、撓み防止部材９はヘッドユニット１の下方から退避した退避位置にあり、このときキャップ手段５が上昇してヘッドユニット１のノズル形成面をキャッピングし、前述したのと同様にして吐出回復動作が行われる。
【００８２】
そして、記録状態になると、キャップ手段５が用紙搬送路６よりも下方に下降し、図１４に示すように、キャップ退避空間内に設けたセンサ７１によりキャップ手段５が所定量下降したことを検出すると、図示しない制御手段は撓み防止部材９のアクチュエータ手段を駆動して撓み防止部材９を同図に示すようにヘッドユニット１の下方の支持位置までスライドさせて進出させ、キャップ退避空間へ通じる開口部を一部遮蔽する。
【００８３】
これにより、用紙２は撓み防止部材９で下面を支持されながら搬送され、用紙のキャップ手段５側への撓みが防止された状態でヘッドユニット１からのインク滴を吐出して画像を記録する。
【００８４】
その後、所定の記録が終了し、キャップ手段５が回復動作位置に向かって上昇をはじめると、センサ７１に検出信号に基づいてキャップ手段５が上昇を始めたことが検出され、図示しない制御手段はアクチュエータ手段を駆動制御して再び撓み防止部材９を退避位置まで退避させる。これにより、キャップ手段５は撓み防止部材９に阻害されることなく上昇できるようになる。
【００８５】
次に、本発明の第６実施形態について図１５及び図１６を参照して説明する。なお、図１５は同実施形態のキャッピング時の要部概略説明図、図１６は同実施形態の記録時の要部概略説明図である。
この実施形態においては、キャップ手段５の側壁面に接触してキャップ手段５の昇降に応じて回転する歯車７８と、この歯車７１の回転によって図１５に示す退避位置と図１６に示す支持位置との間で進退する撓み防止部材７９とを備えている。
【００８６】
このように構成したので、吐出回復機能動作時には図１５に示すように、撓み防止部材７９はヘッドユニット１の下方から退避した退避位置にあり、このときキャップ手段５が上昇してヘッドユニット１のノズル形成面をキャッピングし、前述したのと同様にして吐出回復動作が行われる。
【００８７】
そして、記録状態になると、キャップ手段５が用紙搬送路６よりも下方に下降すると、このキャップ手段５の下降に連動して歯車７８が回転するので、図１６に示すように、撓み防止部材７９がヘッドユニット１の下方の支持位置まで進出し、キャップ退避空間へ通じる開口部を一部遮蔽する。
【００８８】
これにより、用紙２は撓み防止部材７９で下面を支持されながら搬送され、用紙２のキャップ手段５側への撓みが防止された状態でヘッドユニット１からのインク滴を吐出して画像を記録する。
【００８９】
その後、所定の記録が終了し、キャップ手段５が回復動作位置に向かって上昇を始めると、キャップ手段５の上昇に連動して歯車７８が上記と逆方向に回転して再び撓み防止部材７９が退避位置まで退避する。これにより、キャップ手段５は撓み防止部材７９に阻害されることなく上昇できるようになる。
【００９０】
次に、本発明の第７実施形態について図１７及び図１８を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態のキャッピング時の要部概略説明図、図１８は同実施形態の記録時の要部概略説明図である。
【００９１】
この実施形態においては、撓み防止部材８９はそのアーム部８９ａ端部を支軸８８で回動自在に支持して配置し、撓み防止部材８９はキャップ手段５の上昇で跳ね上げられたヘッドユニット１の下方から退避する位置と、キャップ手段５の下降によって自重で可動してヘッドユニット１の下方に進入する位置との間で回動するようにしている。なお、ヘッドユニット１の下方に進入する位置では図示しない位置決め部材で撓み防止部材８９の所定量以上の回動を規制して用紙２を案内できる位置で止まるようにしている。
【００９２】
このように構成したので、吐出回復機能動作時には、図１７に示すように、キャップ手段５が上昇することで撓み防止部材８９が跳ね上げられてヘッドユニット１の下方から退避した退避位置に回動し、キャップ手段５でヘッドユニット１のノズル形成面をキャッピングし、前述したのと同様にして吐出回復動作が行われる。
【００９３】
そして、記録状態になると、キャップ手段５が用紙搬送路６よりも下方に下降し、このとき撓み防止部材８９は自重でそれぞれ内方側に回動して、図１８に示すように、撓み防止部材８９がヘッドユニット１の下方の支持位置で位置決めされて停止する。
【００９４】
これにより、用紙２は撓み防止部材８９で下面を支持されながら搬送され、用紙２のキャップ手段５側への撓みが防止された状態でヘッドユニット１からのインク滴を吐出して画像を記録する。
【００９５】
その後、所定の記録が終了し、キャップ手段５が回復動作位置に向かって上昇を始めると、前述したようにキャップ手段５は撓み防止部材８９を跳ね上げながら上昇してヘッドユニット１のノズル形成面をキャッピングする。
【００９６】
次に、本発明の第８実施形態について図１９及び図２０を参照して説明する。なお、図１９は同実施形態のキャッピング時の要部概略説明図、図２０は同実施形態の記録時の要部概略説明図である。
この実施形態においては、用紙搬送手段に撓み防止機能を持たせている。すなわち、ローラ９１、９２間に搬送ベルト９３を張装した用紙を搬送するための搬送手段９０を用紙搬送方向と平行な方向に移動可能に配置している。
【００９７】
このように構成したので、吐出回復機能動作時には、図１９に示すように、搬送手段９０はヘッドユニット１の側方に退避した退避位置にあり、キャップ手段５が上昇してヘッドユニット１のノズル形成面をキャッピングし、前述したのと同様にして吐出回復動作が行われる。
【００９８】
そして、記録状態になると、キャップ手段５が用紙搬送路６よりも下方に下降し、図２０に示すように、このとき搬送手段９０がヘッドユニット１とキャップ手段５との間に移動して、用紙搬送を行うとともに撓みを防止する。
【００９９】
なお、上記いずれの各実施形態においても、ヘッドユニットとキャップ手段とはいずれか一方又は双方が相対的に移動する構成とできる。
【０１００】
また、いずれの撓み防止手段においても、ノズル直下には用紙と接触する領域が無いことが好ましい。すなわち、用紙のエッジまで記録するいわゆるふちなし記録を行う場合、その記録方式の性質上用紙のエッジから幾らかのインクが外れることがある。このとき、ノズル直下にも用紙と接触する領域があった場合、外れたインクがその領域に残り、搬送されてくる用紙の裏面に再付着して用紙を汚すといった不都合が生じる。したがって、ノズル直下には用紙と接触する領域を持たせないことで、このような汚れの発生を防止できる。
【０１０１】
次に、本発明に係るインクジェット記録装置の機構部全体の概略について図２１を参照して説明する。
このインクジェット記録装置は、記録装置本体１０１の内部に画像形成部１０２等を有し、装置本体１の下方部には前方側から多数枚の用紙１０３を積載可能な給紙カセット１０４を抜き差し自在に装着することができ、給紙カセット１０４から給送される用紙１０３を取り込み、画像形成部１０２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。
【０１０２】
画像形成部１０２は、用紙１０３の搬送方向と直交する方向で記録領域の全幅にわたって複数の吐出口であるノズル孔を配列したノズル列を複数列が有するフルライン型ヘッドで構成した記録ヘッド１１１をヘッドホルダ１１２に取り付けている。この記録ヘッド１１１は、用紙１０３の搬送方向上流側からブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順に各色のインクを吐出させるノズル列が所定間隔で配置されている。
【０１０３】
なお、ヘッドホルダ１１２は、一端が軸１１３によって回動可能に固定され、他端に形成された突出部１１２ａとレール１１４とが係合し、記録ヘッド１１１のノズル形成面と用紙１０３との距離（紙間）が規定されるようになっている。
【０１０４】
そして、記録ヘッド１１１の下方には、キャップ手段１２１を上下動（昇降）可能に配置している。そして、前述した実施形態で説明したように、吐出回復機能作動時にはキャップ手段１２１は上昇して記録ヘッド１１１のノズル形成面に当接してキャッピングし、記録ヘッド１１１の乾燥を防止する。
【０１０５】
また、当接した状態で、吸引ポンプを動作させ、キャップ手段１２１のキャップ部材内を吸引することにより、インク充填あるいはノズルの目詰まり、気泡の除去などの吐出回復を行う。記録ヘッド１１１をわずかに上昇させ、キャップ手段１２１を横方向に移動させることにより、キャップ手段１２１に設けたブレード１３０によって、記録ヘッド１１１のノズル形成面に付着したインクを拭き取る。
【０１０６】
一方、記録ヘッド１１１の下方側には、記録ヘッド１１１による印写位置に対して用紙１０３を副走査方向に搬送するために、搬送ローラ１３１と搬送従動ローラ１３２との間に用紙１０３を静電吸着して搬送する搬送ベルト１３３を張装して配設し、この搬送ベルト１３３には中間ローラ１３４によってテンションを付与している。
【０１０７】
さらに、キャップ手段１２１を用紙搬送路より下方に位置させるための退避空間１２２を形成するため、４個のローラ１２３によって搬送ベルト１３３を迂回させている。これにより、記録時にキャップ手段１２１は退避空間１２２内に下降して用紙搬送路より下方に位置し、搬送ベルト１３３は記録ヘッド１１１の直下に存在せず、用紙１０３を安定して搬送することができるとともに、ふちなし記録を行った場合でも搬送ベルト１３３の汚れによる記録品質の低下を防止することができる。
【０１０８】
なお、搬送ローラ１３１と搬送ベルト１３３を挟んで対向する位置に搬送ベルト１３３を帯電させるためのバイアスローラ１３５を配設している。さらに、搬送ベルト１３３の平面起点部付近には用紙１０３を搬送ベルト１３３側に押し付ける押さえ部材である押さえローラ１３６を配設している。
【０１０９】
また、給紙カセット１０４から用紙１０３を搬送ベルト１３３上に給紙するため、用紙１０３を１枚ずつ分離して給送する半月コロ１３７及びフリクションパッド１３７と、給送される用紙１０３を搬送ローラ１３１に案内するガイド部材１３９を設けている。
【０１１０】
さらに、搬送ベルト１３３の従動ローラ１３２の下流側には排紙ローラ１４１と、これに対向する拍車１４２とを配置し、記録が終了した用紙１０３を排紙トレイ１０６に送り出すようにしている。
【０１１１】
以上のように構成したインクジェット記録装置においては、給紙カセット１０４から用紙１０３を搬送ベルト１３３に給送し、この搬送ベルト１３３によって用紙１０３を静電吸着して記録ヘッド１１１による記録領域に搬送して、記録ヘッド１１１から印写画像に応じてインク滴を吐出させることによって用紙１０３上に画像を記録し、記録後の用紙１０３を排紙トレイ６に排出する。
【０１１２】
なお、このインクジェット記録装置では前記第２実施形態の構成（図示の都合上ヘッドユニットを１つとした。）を用いたが、これに限るものではない。また、インクジェットプリンタを例としたが、本発明のインクジェット記録装置は、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用可能である。また、インク以外の液体、例えばレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料を吐出記録する装置にも応用可能である。さらに、フルライン型ヘッドを用いたフルライン型インクジェット記録装置で説明したが、用紙搬送路の下方にキャップ手段が位置する構成はシリアル型記録装置でも可能である。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置よれば、記録ヘッドに対して相対的に移行可能で、ノズル形成面を覆うキャップ手段を有し、記録時にキャップ手段は用紙搬送路の下方に位置する構成としたので、小スペース化を実現でき、さらに画像品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のキャッピング状態の要部概略構成図
【図２】同じく記録時の要部概略構成図
【図３】ヘッドユニット及びキャップ手段の具体的説明図
【図４】同キャップ手段の側断面説明図
【図５】ヘッドユニットのノズル形成面の平面説明図
【図６】同実施形態の作用説明に供する断面説明図
【図７】ヘッドユニットの他の例を説明する断面説明図
【図８】本発明の第２実施形態の説明に供する要部概略構成図
【図９】本発明の第３実施形態の説明に供する要部概略構成図
【図１０】本発明の第４実施形態の記録時の要部概略構成図
【図１１】同実施形態のヘッドの平面説明図
【図１２】同じくキャッピング時の要部概略構成図
【図１３】本発明の第５実施形態のキャッピング時の要部概略構成図
【図１４】同じく記録時の要部概略構成図
【図１５】本発明の第６実施形態のキャッピング時の要部概略構成図
【図１６】同じく記録時の要部概略構成図
【図１７】本発明の第７実施形態のキャッピング時の要部概略構成図
【図１８】同じく記録時の要部概略構成図
【図１９】本発明の第５実施形態のキャッピング時の要部概略構成図
【図２０】同じく記録時の要部概略構成図
【図２１】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部の一例を説明する説明図
【図２２】ノズル列間距離の説明に供する平面説明図
【図２３】同じく斜視説明図
【符号の説明】
１…ヘッドユニット（記録ヘッド）、２…用紙、３…ローラ対、４…ローラ対、５…キャップ手段、６…用紙搬送路、７…退避空間、９…撓み防止部材、１１…ヘッド、１２…ノズル形成部材、１３…流路形成部材、１４…アクチュエータ基板、１５…ノズル孔、１６…流路、１７…インク供給路、１８…供給部材、２０…発熱抵抗素子。

Claims

インク滴を吐出する複数のノズル孔が略同一平面に形成されたノズル形成面を有する記録ヘッドを備え、この記録ヘッドからインク滴を吐出して搬送される用紙に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドに対して相対的に移行可能で、前記ノズル形成面を覆うキャップ手段を有し、記録時には、前記キャップ手段は前記用紙搬送路の下方に位置することを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドが上下動することで前記キャップ手段によるキャッピングが行われることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記キャップ手段が上下動することで前記キャップ手段による前記記録ヘッドのキャッピングが行われることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、記録時に前記用紙の下方への撓みを防止する撓み防止手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項４に記載のインクジェット記録装置において、前記撓み防止手段は、前記記録ヘッドと前記キャップ手段との相対移動に連動して、前記用紙の下面を支持する位置と前記記録ヘッドの下方から退避した位置との間で移動することを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは複数の色のインク滴を吐出する複数の独立したヘッドから構成され、前記用紙を搬送する搬送手段は少なくとも記録時に前記ノズル孔の直下に存在しないことを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記キャップ手段は前記ノズル形成面に付着したインクを除去するための前記ノズル孔の列方向に沿って設けたインク除去部材と、このインク除去部材によって除去されたインクを回収させるための回収口を有し、前記ノズル形成面を覆うキャップ部材とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項７に記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは複数列のノズル孔から少なくとも２色以上の異なった色のインクを吐出し、前記キャップ部材には前記インク除去部材によって除去されたインクを排出するための排出口が各色間で独立して形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項８に記載のインクジェット記録装置において、前記排出口は前記キャップ部材に設けられた分離壁で分離されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項９に記載のインクジェット記録装置において、前記分離壁はヘッドの維持回復動作時に前記ノズル形成面に当接できることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１ないし１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドはライン型ヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装置。