JP3925729B2

JP3925729B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3925729B2
Application number: JP2004368229A
Authority: JP
Inventors: 泰彦可知
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2024-12-20
Also published as: JP2005205901A

Description

本発明は画像形成装置に係り、特に記録ヘッドのノズルの回復手段を備えた画像形成装置に関する。

インクジェットプリンタなどの画像形成装置は、多数のノズルを備えた記録ヘッドを有し、この記録ヘッドのノズルから記録紙にインクを吐出することにより記録紙上に画像を形成する。多数のノズルのうち一部のノズルについて、インクの乾燥、異物の付着などによってインク詰まりやインクの吐出量（記録紙上に打滴されるドットサイズ）または飛翔方向（打滴位置）が不適切になるなどの吐出不良が発生する場合がある。かかる吐出不良ノズルは、記録画像の品質を低下させる原因となるため、必要に応じて記録ヘッドの回復処理が行なわれる。

従来、記録ヘッドのノズルのフラッシング（ノズルからのインクの予備吐出）、ワイピング（ノズルの拭取り）、ノズル吸引（ノズルからの不良インクの吸引）などの回復手段を記録紙の搬送ベルトに形成された開口部を介して相対的に移動近接させて、当該回復処理を行なう技術が知られている（特許文献１参照）。また、搬送ベルトの記録紙の搬送方向に対し、所定間隔で複数のノズル保守用の開口部を備え、この開口部にインクを吐出させる予備吐出に関する技術が知られている（特許文献２参照）。
特開２００１−２８７３７７号公報特開２００１−１１３６９０号公報

しかし、ノズルが記録紙の全幅に対応する長さにわたって配列されたライン型の記録ヘッドでは、開口部の開口寸法を記録紙以上の大きさとする必要があり、特許文献１に記載された画像形成装置では大きな開口部によって搬送ベルトの剛性が低下する欠点があった。また、ベルト上の特定の開口領域のみでしか予備吐出が行なえず、生産性が低下する問題があった。

また、特許文献２に記載された画像形成装置では、ワイピングやノズル吸引を行なうことができない不具合があった。また、搬送ベルトに記録紙を単に載置して搬送するため、記録紙を安定して搬送できない欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、媒体支持部（搬送ベルト）の剛性を維持しつつ、ノズルのフラッシング（予備吐出）、ワイピング（払拭）、ノズル吸引などの回復処理や、キャッピングなどのノズル乾燥防止処理を行なえ、小型化による省スペース化にも寄与しうる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、インクを吐出する複数のノズルが記録媒体の全幅に対応する長さに渡って配列された各色インクに対応した複数のライン型の記録ヘッドと、前記記録媒体を支持しつつ搬送して、前記記録ヘッドと前記記録媒体とを相対移動させる記録媒体搬送手段であって、前記記録媒体を支持する媒体支持部の全面には、負圧発生手段による負圧を利用して前記記録媒体を吸着支持する複数の開口部が前記記録媒体の搬送方向に沿って一定の配列パターンで形成され、該複数の開口部を前記記録媒体の搬送方向と略直交する方向に並ぶように投影した際に、前記記録ヘッドのノズル全幅領域に渡って少なくともいずれかの開口部が存在するように、前記複数の開口部が千鳥状に配置された記録媒体搬送手段と、前記開口部の位置を検出する位相検出手段と、前記位相検出手段の検出結果に基づき、前記開口部の位置と同期して開口部に向けて前記記録ヘッドからインクを予備吐出させる吐出制御手段と、当該予備吐出されたインクを、前記開口部を介して回収するためのインク受け部材と前記開口部を介して前記記録ヘッドのノズル面を払拭するワイプ部材と前記ワイプ部材を、前記開口部を通して前記ノズル面に対して進出または退出させる進退移動手段とを備えてなる１ユニットのみのノズル回復装置と、前記記録ヘッドのノズル面に対して前記ノズル回復装置のワイプ部材を前記搬送方向に摺動させるワイプ部材の摺動手段と、前記記録ヘッドのノズル面と対向する位置と前記ノズル面と対向しない待機位置とで、前記ノズル回復装置を前記搬送方向および該搬送方向と直交する前記記録媒体の幅方向に移動させる移動手段と、前記位相検出手段の検出結果に基づき、前記開口部の位置と同期して前記ノズル回復装置のワイプ部材によるワイプ動作を制御するワイプ制御手段と、を備え、前記記録媒体搬送手段によって前記記録媒体を搬送しつつ前記記録ヘッドからインクの吐出を行う画像形成時には、前記ノズル回復装置を前記待機位置に退避させ、前記記録ヘッドの回復処理時には、前記ノズル回復装置を前記移動手段によって前記複数の開口部のうちいずれかの開口部の位置で前記ノズル面と対向する位置に移動させ、当該開口部を介して回復処理を実施することを特徴とする。

本発明によれば、媒体支持部に対し、記録ヘッドのノズル全幅領域に渡って開口部が存在するように開口部を千鳥状に配置したので、ノズル全てに対して予備吐出による回復処理を行なえる。また、千鳥状に配置された開口部によって１開口部あたりの開口面積を小さくできるので、媒体支持部の剛性低下を防止できる。さらに、開口部の位置と同期して予備吐出を行なえるので、記録媒体の搬送を行いつつ予備吐出を行なう構成とすれば画像形成を中断せずに回復処理が行なえる。なお、この場合には記録媒体搬送手段の上流側に記録媒体の搬送を検出する記録媒体検出手段を設けるとともに、開口部の位置を検出する位相検出手段を設ける。これら記録媒体検出手段と位相検出手段とによって搬送中の記録媒体および開口部のそれぞれの位置を検出すれば、記録媒体の搬送を行いつつ予備吐出を行なえる。また、インク受け部材を記録媒体搬送手段内部に設ければ、回復処理のための機器の設置スペースを削減でき、画像形成装置を小型化して設置場所を省スペース化できる。なお、本発明によれば、媒体支持部に予備吐出用のインク受け部などを形成する必要が無く、媒体支持部に対する撥液処理などの特殊な表面処理を不要にできる。ここで、インク受け部材によって回収されるインクは、再利用するインクや、廃棄するインクの両方を含むものとする。

本発明の画像形成装置には、開口部の位置を検出する位相検出手段が備えられるとともに、吐出制御手段は、この位相検出手段の検出結果に基づき、開口部の位置と同期して開口部に向けて記録ヘッドからインクを予備吐出させるので、開口部の位置を検出してインクの予備吐出を確実に行える。

本発明によれば、媒体支持部に対し、記録ヘッドのノズル全幅領域に渡って開口部が存在するように開口部を千鳥状に配置したので、記録ヘッドのノズル全てに対してワイプ部材による回復処理を行なえる。また、千鳥状に配置された開口部によって１開口部あたりの開口面積を小さくできるので、媒体支持部の剛性低下を防止できる。さらに、開口部の位置と同期してワイピングを行なえるので、記録媒体の搬送を行いつつワイピングを行なう構成とすれば画像形成を中断せずに回復処理が行なえる。なお、この場合には記録媒体搬送手段の上流側に記録媒体の搬送を検出する記録媒体検出手段を設けるとともに、開口部の位置を検出する位相検出手段を設ける。これら記録媒体検出手段と位相検出手段とによって、搬送中の記録媒体および開口部のそれぞれの位置を検出すれば、記録媒体の搬送を行いつつワイピングを実施できる。また、ワイプ部材を記録媒体搬送手段内部に設ければ、回復処理のための機器の設置スペースを削減でき、画像形成装置を小型化できる。なお、ワイプ動作とは、ワイプ部材の進退移動動作および摺動動作を含むものとする。このワイプ部材の進退移動手段の具体的な態様として、たとえば画像形成時に記録媒体を横置き配置とする画像形成装置に本発明を適用する場合には、ワイプ部材を昇降させてノズル面に対して進出または退出させる昇降装置を用いることが好ましい。また、ワイプ部材の摺動手段としては、ワイプ部材単体をノズル面に沿って摺動させるものが挙げられる。

本発明の画像形成装置には、開口部の位置を検出する位相検出手段が備えられるとともに、ワイプ制御手段は、この位相検出手段の検出結果に基づき、開口部の位置と同期して、ワイプ部材によるワイプ動作を制御するので、開口部の位置を検出してワイプ動作を確実に行える。

本発明によれば、この開口部は、記録媒体を支持する媒体支持部の全面に、記録媒体の搬送方向に沿って一定の配列パターンで複数形成されているので、連続して搬送される記録媒体間すなわち記録媒体の紙間を利用して、画像形成を中断せずに記録ヘッドの回復処理が行なえ、画像形成の生産性を向上できる。また、従来までのように媒体支持部上の記録媒体の載置位置を位置決めする必要がなく、記録媒体の載置位置を限定せずに画像形成を行なえる。

本発明によれば、記録媒体を支持する媒体支持部は、負圧発生手段による負圧を利用して前記記録媒体を吸着支持する減圧吸着ベルトであるので、たとえば吸引チャンバによって減圧吸着ベルトに形成された吸引孔を介して記録媒体を減圧吸着ベルトに吸着させる構成とすれば、記録媒体を確実に搬送できる。また、前述したインク受け部材、ワイプ部材、吸引キャップなどを吸引チャンバ内に設ければ、回復処理のための機器の設置スペースを削減でき、画像形成装置を小型化できる。とくに、前記開口部を当該吸引孔として兼用させれば、開口部の周囲でエア流を発生させて記録ヘッドから予備吐出されたインクを吸引できるので、インク回収をスムーズに行なえ、画像形成装置外部へのインクの飛散を防止できる。

本発明によれば、回復処理に用いる１ユニットのノズル回復装置を記録ヘッドのノズル面と対向する位置と待機位置との間で移動させるので、インク受け部材及びワイプ部材を含むノズル回復装置を開口部から退避できる。これにより、記録媒体を減圧吸着ベルトに吸着させる画像形成装置において、画像形成時には開口部からノズル回復装置を退避させて開口部の開口スペースを大きくできるので、記録媒体の吸着力を高めることができる。

本発明の他の態様によれば、前記インク受け部材は、前記開口部を介して前記記録ヘッドのノズル面に当接して前記ノズルを覆い、前記ノズルからインクを吸引する吸引キャップとしたことを特徴とする。
前記インク受け部材を吸引手段（吸引ポンプなどが用いられる）と接続し、このインク受け部材をノズルからインクを吸引する吸引キャップとしたので、吸引キャップを新たに設ける必要がない。

なお、「フルライン型の記録ヘッド」は通常、記録媒体の相対的な送り方向（搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿って記録ヘッドを配置する態様もあり得る。また、記録ヘッドにおけるノズルの配列形態は、１列のライン状配列に限定されず、複数列からなるマトリックス配列でもよい。さらに、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する短尺記録ヘッドユニットを複数個組み合わせることによって、これらユニット全体として記録媒体の全幅に対応するノズル列を構成する形態もあり得る。

また、本明細書において「記録」とは、文字形成、画像形成を含む広い意味での概念を表すものとする。「記録媒体」は、記録ヘッドによって画像形成される媒体（被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、記録紙など呼ばれるもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含むものとする。

さらに、ある時間以上記録ヘッドのノズルからインクを吐出しない状態が続くと、記録ヘッドのノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が増し、インクを吐出するアクチュエータを動作させてもインクがノズルから吐出できなくなってしまう。本明細書において「予備吐出」（「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」なども呼ばれる）とは、この様な状態になる手前、すなわちアクチュエータで吐出が可能な粘度の範囲内で、インク受けに向かってアクチュエータを動作させてインクを吐出させ、ノズル内部の粘度が増したインクを吐出することを意味することとする。なお、ブレードなどのワイプ部材で記録ヘッドのノズル表面の汚れを清掃した後に、ブレードによる異物のノズル内混入を防止するためにも当該予備吐出は行なわれる。

また、ノズル内のインクの粘度上昇があるレベルを超えると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル内のインク粘度があるレベル以上に上昇すると、アクチュエータを動作させてもノズルからインクを吐出できなくなる。また、ノズル内や圧力室のインク内に気泡が混入すると、アクチュエータを動作させてもノズルからインクが吐出できなくなる。このような場合、記録ヘッドのノズル面に吸引手段を当接させて圧力室内のインクをポンプ等で吸い込み、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引除去する動作が行われる。

ただし、上記吸引動作は、圧力室内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。

本発明によれば、媒体支持部（搬送ベルト）の剛性を維持しつつ、ノズルのフラッシング（予備吐出）、ワイピング（払拭）、ノズル吸引などの回復処理や、キャッピングなどのノズル乾燥防止処理を行なえ、小型化による省スペース化にも寄与できる。

以下、添付図面に従って本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態について詳説する。

図１は本発明の実施の形態に係るインクジェット方式の画像形成装置の全体構成図である。画像形成装置１０は、インクの色（ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））ごとの記録ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ（以下、単に記録ヘッド１２と記載する場合もある）と、この記録ヘッド１２のノズル面１４に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６をベルト１７にて搬送するベルト搬送部１８と、記録紙１６を供給する給紙部２０と、画像形成済みの記録紙を外部に排出する排紙部２２と、を備えている。排紙部２２には画像形成済みの記録紙１６を集積する排出トレー２３などが設けられている。

記録ヘッド１２は、記録紙１６の紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向に固定配置した、いわゆるフルライン型ヘッドで構成されている。記録紙１６の搬送方向（矢印Ａ）に沿って上流側からブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した記録ヘッド１２が配置されている。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

各記録ヘッド１２の下部にはノズル面１４が備えられ、記録紙１６を搬送しつつノズル面１４に配置されたノズルから各色インクを記録紙１６に吐出することにより記録紙１６上にカラー画像などを形成する。

給紙部２０にはロール紙（連続用紙）２６が着脱自在にセットされている。給紙部２０の一例としてロール紙２６が用いられているが、紙幅や紙質等が異なる複数のロール紙をロール紙２６と併設した構成としてもよい。また、ロール紙２６に代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセット２６Ａによって用紙を供給してもよい。この場合にはカセット２６Ａからカット紙を搬送供給させる供給ローラ２７が設けられる。

給紙部２０近傍には、ロール紙２６から記録紙１６を引き出す引き出しローラ２１が設けられている。引き出しローラ２１の少なくとも一つには後述するモータ２５の動力が伝達され、引き出された記録紙１６は図１上の右から左へと搬送される。ここで、符号２４はローラ２１間に設置された裁断用のカッターであり、このカッター２４によってロール紙２６から引き出された記録紙１６は所望のサイズにカットされる。なお、ロール紙２６に装填されていたことによる記録紙１６の巻きぐせを除去する不図示のデカール処理部をカッター２４近傍に配置した構成としてもよい。

ベルト搬送部１８は、ローラ３０，３２，３４，３６間に無端状のベルト１７が巻き掛けられた構造をなし、少なくとも記録ヘッド１２のノズル面１４に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。ベルト１７が巻かれているローラ３０，３２，３４，３６の少なくとも一つには後述するモータ３７の動力が伝達され、ベルト１７は図１上の反時計回り方向に駆動されて、ベルト１７上に吸着された記録紙１６は図１の右から左へと搬送される。

ローラ３０，３２，３４，３６間に掛け渡されたベルト１７の内側において、記録ヘッド１２に対向する位置には吸引チャンバ４０が設けられている。

また、符号４２は記録紙１６の位置および大きさを読み取る記録紙検出部、符号４４は記録紙１６へのインク吐出タイミング決定用の記録位置検出部、符号４６はベルト１７の位相を検出する位相検出部、符号４８は記録紙１６の紙詰まりや次紙の供給タイミング決定用の記録紙終端検出部である。

図２に示すように、記録ヘッド１２下部のノズル面１４にはノズル群５０（５０Ａ，５０Ｂ）が千鳥状に複数配置されている。それぞれのノズル群５０は、搬送方向と直交する方向（主走査方向）に一定のピッチ（△ｔ）で直線状に配列されたノズル５２からなる。さらに、搬送方向下流側のノズル群５０Ａと搬送方向上流側のノズル群５０Ｂとでは、搬送方向と直交する方向に対してハーフピッチ（△ｔ／２）だけその位置をずらして配置されている。かかる構造を有する記録ヘッド１２によって、ノズル５２が全幅領域Ｌ１に渡って単一直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができ、高密度のノズル配列を実現できる。なお、記録ヘッド１２の別の態様として、図３に示すようにその下部にノズル群５０を備えた分割型記録ヘッド５３を複数、千鳥状に配置した構成としてもよい。そのような形態とすることによって高密度、高精度のラインヘッドを構成しやすくなる。なお、それぞれの分割型記録ヘッド５３は図示しない支持構造にて支持されているものとする。

ここで、用紙（記録紙１６）の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する、などが行われるが、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の画像を形成するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

図４（ａ）に示すようにベルト１７は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有し、ベルト１７のベルト面全面には複数の吸引孔５６が記録紙１６の搬送方向に沿って千鳥状に複数形成されている。それぞれの吸引孔５６は記録ヘッド１２のノズル群５０（図２、図３参照）の配置位置と対向するように配置され、とくに吸引孔５６の搬送方向と直交方向の端部５８と、これと隣接する吸引孔５６の搬送方向と直交方向の端部５９とで、それぞれの端部位置が搬送方向に沿ってΔｄだけオーバーラップするように形成される。これによって、搬送方向と略直交する方向に吸引孔５６を並ぶように投影した際に、記録ヘッド１２のノズル全幅領域（図２、図３のＬ１）に渡って少なくともいずれかの吸引孔５６が存在することとなる。なお、吸引孔５６の有効幅Ｌ２と全幅領域Ｌ１とは、Ｌ２≧Ｌ１の関係を有するが、記録ヘッド１２のノズル群５０全てに対して回復処理を行なうため、図４（ｂ）に示すようにオーバーラップ部分Δｄ≧０とすることが必要である。また、吸引孔５６の搬送方向における形成間隔は特に限定しないが、記録紙１６の搬送方向に沿って配列パターンを一定とするように形成間隔を設定することが好ましい。とくに、後述する記録ヘッドの回復処理時において、搬送される記録紙１６の後端と次に搬送される記録紙１６の先端との紙間にいずれかの吸引孔５６が位置されるよう、図４（ａ）に示したように吸引孔５６をベルト１７全面に所定の間隔で形成することが望ましい。

図４（ａ）において、位相検出部４６はベルト１７両側端部に配置され、ベルト１７両側端部に形成されたベルト位相検出用のマーク１７Ａ，１７Ｂを検出して吸引孔５６の位置を検出する。位相検出部４６による吸引孔５６の位置検出については後述する。

図５において、吸引チャンバ４０にはファン６０、ノズル回復装置６２などが設けられている。ファン６０は吸引チャンバ４０の床面に取り付けられ、ファン６０によって吸引チャンバ４０内のエアは吸引チャンバ４０外部に排気される。

ノズル回復装置６２は、記録ヘッド１２に対向するように配置されたインク受け６６および拭取りブレード６８と、これらインク受け６６および拭取りブレード６８を記録ヘッド１２に対して進退移動させる昇降装置７０、さらにそれぞれの昇降装置７０を記録紙１６の搬送方向に沿って独立して移動させる移動装置７１などから構成される。

図６において、インク受け６６はその上縁がゴムなどの弾性部材で構成され、前記各ノズル群５０を覆うように上部が開放された密着パッド部からなる。インク受け６６内部には、多孔質部材からなるインク吸収部材７２が設けられている。インク吸収部材７２はインク受け６６に取り付けられた吸引チューブを介してポンプＰと接続されており、ポンプＰを駆動させてインク吸収部材７２にて吸収されたインクを回収容器７４（図５参照）に吸引回収する。なお、ポンプＰと回収容器７４はインク色毎の記録ヘッド１２にそれぞれに設けられているので、回収された色毎のインクを再利用できるほか、吸引を行なわないポンプＰの駆動を停止させてポンプの無駄な駆動を防止できる。

一方、拭取りブレード６８はゴムなどの弾性部材にて形成され、昇降軸７３を介して昇降装置７０に支持されている。昇降装置７０は、昇降軸７３を上下に移動させて拭取りブレード６８を昇降でき、これによって記録ヘッド１２下面に接する位置まで拭取りブレード６８を進出できる。拭取りブレード６８を記録ヘッド１２下面に接触させつつ、移動装置７１を駆動させて昇降装置７０を搬送方向に沿って移動させれば、ノズル５２やノズル面１４に付着したインク液滴又は異物を拭取りブレード６８先端で拭き取り除去できる。なお、この移動に伴って、インク受け６６も拭取りブレード６８とともに搬送方向に沿って移動される。

このような構成の吸引チャンバ４０によって、ファン６０で吸引して吸引チャンバ４０内部を負圧にしつつ、ベルト１７を吸引チャンバ４０上で駆動させると、ベルト１７の吸引孔５６を介してエアを吸引チャンバ４０内部に吸引できる。したがって、記録紙１６が吸引孔５６を塞ぐようにベルト１７上に配置されると、記録紙１６はベルト１７に吸着される。なお、これと同時にベルト１７における吸引孔５６の非形成部分が吸引チャンバ４０方向（図５における下方向）に吸引され、ベルト１７の記録ヘッド１２方向への浮きを防止できるので、記録紙１６とノズル５２とのクリアランスが一定に維持される。

図７は本発明の画像形成装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。画像形成装置１０は通信インターフェース１００、システムコントローラ１０２、プリント制御部１１０、ヘッドドライバ１１２、センサ部１１４、カッター２４、ノズル回復装置６２などを備えている。

通信インターフェース１００は、ホストコンピュータ１２０から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１００にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用できる。ホストコンピュータ１２０から送出された画像データは通信インターフェース１００を介して画像形成装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１０４に記憶される。画像メモリ１０４は入力された画像データを一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１０２を通じて画像データの読み書きが行われる。

システムコントローラ１０２は所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１０２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、通信インターフェース１００、画像メモリ１０４、モータドライバ１０６、ファン６０等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、モータ２５（３７）による記録紙１６の搬送や、吸引チャンバ内のファン６０などを制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ１０５には、システムコントローラ１０２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１０５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ１０４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１０６は、システムコントローラ１０２からの指示にしたがってモータ２５，３７を駆動するドライバ（駆動回路）である。

プリント制御部１１０は、吐出制御部１１０Ａ、ワイプ制御部１１０Ｂ、キャップ制御部１１０Ｃを含んで構成される。吐出制御部１１０Ａは、記録ヘッド１２からの吐出動作（予備吐出の動作も含む）を制御するための制御部であり、「吐出制御手段」として機能する。ワイプ制御部１１０Ｂは、ノズル回復装置６２における拭取りブレード６８の動作を制御するための制御部であり、「ワイプ制御手段」として機能する。キャップ制御部１１０Ｃは、ノズル回復装置６２におけるインク受け６６（キャップ部材に相当）の動作（ノズル面に対する進退）を制御するための制御部であり、「キャップ制御手段」として機能する。

すなわち、プリント制御部１１０は、センサ部１１４からの検出結果をもとに、ヘッドドライバ１１２、カッター２４、ノズル回復装置６２などの各部を制御する制御部である。プリント制御部１１０は、システムコントローラ１０２の制御に従い、画像メモリ１０４内の画像データから記録制御用の信号を生成するための各種加工などの処理を行い、生成した記録制御信号（画像形成データ）をヘッドドライバ１１２に供給する。

ヘッドドライバ１１２はプリント制御部１１０から与えられる画像形成データに基づいて、記録ヘッド１２の各色（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の記録ヘッドを駆動する。

プリント制御部１１０に備えられたセンサ部１１４は、前述した記録紙検出部４２、記録位置検出部４４、位相検出部４６、記録紙終端検出部４８（図１参照）を含むブロックであり、これら各検出部によって検出された検出結果はプリント制御部１１０に提供される。プリント制御部１１０では、各検出部によって検出された検出結果をもとにプリント制御部１１０にて所定の演算処理が行なわれ、これら処理結果をシステムコントローラ１０２に提供する。すなわち、記録紙検出部４２における検出結果をもとに、カッター２４による記録紙１６のカットタイミングなどが決定される。また、記録位置検出部４４の検出結果をもとに、インク吐出タイミングなどが決定され、位相検出部４６の検出結果をもとに、ベルト１７の吸引孔５６の位置の検出や、ベルト１７への記録紙１６の載置位置の決定がなされる。さらに、記録紙終端検出部４８による検出結果をもとに、記録紙１６の紙詰まり判定や、次紙の供給タイミングなどが決定される。

ここで、位相検出部４６は図４に示したベルト１７両側端部に形成されたベルト位相検出用のマーク１７Ａ，１７Ｂを検出する。マーク１７Ａは吸引孔５６の形成位置と同期する位置に位置決めされ、これにより位相検出部４６Ａによって吸引孔５６の位置検出がなされる。また、マーク１７Ｂは、ベルトに対してたとえば１箇所に形成され、位相検出部４６Ｂによってベルト１７の一周毎の周期検出がなされる。この位相検出部４６と前記記録紙検出部４２とによって、搬送される記録紙１６および吸引孔５６の位置が検出され、後述するノズル回復装置６２による記録ヘッド１２の回復処理が行なわれる。

次に、上記の如く構成された画像形成装置１０の作用について説明する。

図７において、印刷すべき画像のデータがホストコンピュータ１２０から通信インターフェース１００を介して入力され、画像メモリ１０４に蓄えられる。システムコントローラ１０２はモータドライバ１０６を介してモータ２５（３７）を駆動し、図１に示したロール紙２６から記録紙１６を引き出し、カッター２４まで搬送する。システムコントローラ１０２は、プリント制御部１１０を介してカッター２４に画像データによって予め定められた用紙サイズに記録紙１６をカットさせ、カットされた記録紙１６はベルト搬送部１８へと送られる。次いで、システムコントローラ１０２は、センサ部１１４からの検出結果をもとにカットされた記録紙１６をベルト１７上に載置させるようにモータドライバ１０６に制御信号を出力する。すなわち、記録紙検出部４２および位相検出部４６によって記録紙１６の位置とベルト１７の吸引孔５６の位置とがそれぞれ検出され、システムコントローラ１０２はこの検出結果をもとに、吸引孔５６が記録紙１６によって覆われる位置となるようにモータドライバ１０６に指示信号を出力する。モータ２５はこれを受けてローラ２１を回転制御し、モータ３７はローラ３０，３２，３４，３６を回転制御する。

さらに、システムコントローラ１０２によってファン６０が駆動され、ベルト１７の吸引孔５６からエアが吸引される。ベルト１７上の記録紙１６は吸引孔５６のエア吸引によってベルト１７上で吸着されて搬送される。

記録紙１６がベルト１７によって搬送されて記録ヘッド１２に到達すると、記録紙１６への画像形成が行われる。すなわち、図７における画像メモリ１０４に蓄えられた画像データはプリント制御部１１０に送られ、ヘッドドライバ１１２を介してインク色ごとのドットのデータに変換される。ヘッドドライバ１１２はこのドットデータを取り込み、記録ヘッド１２の駆動制御信号を生成する。ヘッドドライバ１１２で生成された駆動制御信号が記録ヘッド１２に加えられることによって、ノズル５２からインクが記録紙１６の記録面に吐出される。なお、記録ヘッド１２は、センサ部１１４の記録位置検出部４４からの検出結果をもとに記録紙１６の搬送速度に同期して記録ヘッドからのインク吐出タイミングが制御され、記録紙１６の搬送を停止させることなく記録紙１６上に画像を形成できる。画像記録済みの記録紙１６は引き続きベルト１７によって搬送され、排紙部２２から排出される。

次に、ノズル回復装置６２による記録ヘッド１２の回復処理について説明する。印字が連続的に行なわれた場合に、使用されないノズルにおける不良インク（未使用による乾燥したインクや粘性が変化したインク）を除去するため、あらかじめ定められた時間または印字回数経過後、以下に示す記録ヘッドの回復処理を行う。

所定時間または所定回数に達するまで記録動作が連続的に行われた場合にはプリント制御部１１０は、搬送される記録紙１６の先端を記録紙検出部４２によって検知するとともに、吸引孔５６の位置を位相検出部４６によって検知し、現在搬送中の記録紙１６の後端が記録ヘッド１２Ｋを通過した後で、かつ吸引孔５６が記録ヘッド１２Ｋと対向する位置となった際に、ヘッドドライバ１１２を介して記録ヘッド１２Ｋにおけるノズル（吸引孔５６の位置と対向するノズル）からインクを予備吐出させる。つまり、記録ヘッド１２Ｋとの対向位置に記録紙１６の相互間の隙間（紙間）が位置され、かつ吸引孔５６が記録ヘッド１２Ｋと対向した位置となったときに、その紙間の吸引孔５６に向けて記録ヘッド１２Ｋのノズルからインクを予備吐出させる。吐出されたインクは、吸引孔５６の下方に位置するインク受け６６に打滴されて、インク吸収部材７２によって吸収される。

このようにして記録ヘッド１２Ｋの吐出不良回復処理をした後は、同様にして、紙間の吸引孔５６が他の記録ヘッド１２（１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）の対向位置に順次ずれることにともない、その紙間の吸引孔５６に向ってプリントに寄与しないインクを吐出し、各色の記録ヘッドにて回復処理を行う。したがって、紙間の吸引孔５６の位置と同期して予備吐出を行なえるので、画像形成を中断せずに記録ヘッド１２の回復処理が行なえる。

拭取りブレード６８による回復処理は、前述したインク受け６６による回復処理と同様に、現在搬送中の記録紙１６の後端と、次に搬送される記録紙１６の先端との紙間を利用して、吸引孔５６が記録ヘッド１２と対向する位置となった際に行なわれる。プリント制御部１１０は昇降装置７０を駆動して、吸引孔５６を介して拭取りブレード６８を記録ヘッド１２に対して進出させるとともに、移動装置７１を駆動して拭取りブレード６８を吸引孔５６の搬送速度と同じ速度で移動させて、拭取りブレード６８先端をノズル面１４に対して摺動させる。これによってノズル５２まわりやノズル面１４に付着した不良インクなどを除去できる。ノズル５２の清掃終了後、昇降装置７０の昇降軸７３を下降させて記録ヘッド１２から拭取りブレード６８を退出させる。この後、吸引孔５６が他の記録ヘッド１２の対向位置に順次ずれることにともない、同様にその吸引孔５６を介して、記録ヘッド１２の対向位置に配置されたそれぞれの拭取りブレード６８によりノズル５２を清掃する。なお、各拭取りブレード６８は、ノズル５２の清掃後には移動装置７１によって搬送方向と逆方向に移動されて元の位置（イニシャル位置）まで戻る。このように、紙間の吸引孔５６の位置と同期して拭取りブレード６８によるノズル５２まわりやノズル面１４に付着した不良インクなどを除去できるので、画像形成を中断せずに記録ヘッド１２の回復処理が行なえる。

ノズル５２における不良インクの吸引も予備吐出、拭取りと同様にベルト１７の吸引孔５６を介して同様になされる。昇降装置７０を駆動して記録ヘッド１２下面と接する位置までインク受け６６（インク受け６６が吸引キャップとして機能）を進出させ、記録ヘッド１２下面にインク受け６６を密着させつつポンプＰを駆動させてインク受け６６内部のエアを吸引すれば、ノズル５２内のインク（不良インク）をインク受け６６によって吸引除去できる。このとき、位相検出部４６でマーク１７Ａ，１７Ｂを検出し、吸引孔５６がインク受け６６と対向する位置となるようにベルト１７の駆動を停止させておく。除去されたインクはインク吸収部材７２に打滴されて吸収され、吸引チューブを介して回収容器７４にて回収される。

なお、インク乾燥防止としての作用を説明すると、非印刷時においては、昇降装置７０によってインク受け６６を記録ヘッド１２の下面に常時密着させて、記録ヘッド１２のノズル５２（ノズル群５０）をインク受け６６にて覆う。これによりノズル５２の乾燥を防止できるので、ノズル５２のインク劣化を防止できるほか、ノズル５２へのゴミなどの付着も防止できる。

このように、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置１０によれば、ノズル全てに対して記録ヘッド１２を退避させることなく回復処理を行なえる。また、ベルト１７に千鳥状に配置された吸引孔５６によって、ベルト１７の剛性低下を防止できる。さらに、ベルト搬送部１８の吸引チャンバ４０内部に回復処理のための機器を設置したので、画像形成装置を小型化して設置場所を省スペース化できる。

ここで、ノズル回復装置６２を搬送方向に沿って独立して移動させる構成としているが、ノズル５２と吸引孔５６との搬送方向に対するそれぞれの位置を対向させて、ノズル回復装置６２を搬送方向に沿って一括駆動する構成としてもよい。また、ノズル回復装置６２を移動させる構成としているが、ベルト搬送部１８の移動手段を設けて、ベルト搬送部１８全体をノズル回復装置６２とともに搬送方向に沿って移動させる構成としてもよく、このような構成においても本発明と同様の効果が得られる。

さらに、本実施の形態の画像形成装置では、あらかじめ定められた時間または記録回数経過後に記録ヘッドの回復処理を行う構成としたが、これに限ることなく、たとえばインク吐出不良を検出する既存のラインセンサを記録ヘッド１２近傍に設け、このラインセンサによって吐出不良が検出された場合に上述した記録ヘッドの回復処理を行う構成としてもよい。この場合には、吸引孔５６それぞれにノズル回復装置６２を設ける必要は無く、たとえばノズル回復装置６２を１ユニットだけ吸引チャンバ４０内で搬送方向およびこれと直交する方向に移動可能に設け、吐出不良が検出された記録ヘッドまでノズル回復装置６２を移動させて、当該記録ヘッドのみ回復処理を行なう構成としても構わない。とくに、ノズル回復装置６２を、記録ヘッド１２の対向する位置と待機位置間とで移動可能とすれば、通常の画像形成時にはノズル回復装置６２を吸引孔５６から退避できる。これにより、画像形成時には吸引孔５６の開口スペースを大きく確保できるので、記録紙１６の吸着搬送の吸引力を高めて記録紙１６の搬送安定性が向上できる。なお、当該退避位置は吸引チャンバ４０内部または外部を問わないが、吸引孔５６の開口スペースを大きく確保できる位置であればよい。

つぎに、本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態を、図８に示す画像形成装置１５０を用いて説明する。画像形成装置１５０は、前述した画像形成装置１０のベルト搬送部１８とノズル回復装置６２の構成を変更したものであり、同一、類似の部材には同一の番号を付してその説明を省略する。

画像形成装置１５０は、記録ヘッド１２と、記録ヘッド１２に対向して配置されたベルト搬送部１５４と、ベルト搬送部１５４内部に配置されたノズル回復装置１５６などから構成される。

ベルト搬送部１５４は、ローラ１５８，１６０間に静電吸着ベルト１６２が巻き掛けられた構造をなす。静電吸着ベルト１６２は、吸着面において静電効果による記録紙１６の静電吸着を可能としたものである。また、静電吸着ベルト１６２には、前記吸引孔５６と同構成の開口部１６３が形成されている。ローラ１５８，１６０にはモータ３７（図７参照）の動力が伝達され、静電吸着ベルト１６２は図１上の反時計回り方向に駆動されて、静電吸着ベルト１６２上に吸着された記録紙１６は図８の右から左へと搬送される。

ノズル回復装置１５６は、記録ヘッド１２に対向配置されたインク受け６６および拭取りブレード６８と、これらインク受け６６および拭取りブレード６８を記録ヘッド１２に対して進退移動させる昇降装置７０、さらに昇降装置７０を記録紙１６の搬送方向に沿って移動させる移動装置７１などから構成される。

昇降装置７０を駆動して拭取りブレード６８を記録ヘッド１２のノズル面１４に接触させつつ、移動装置７１を吸引孔５６と同期して駆動させて昇降装置７０を搬送方向に沿って移動させれば、ノズル５２や記録ヘッド１２下面に付着したインク液滴又は異物を拭取りブレード６８先端で拭き取り除去できる。清掃終了後、昇降装置７０にて記録ヘッド１２から拭取りブレード６８を退出させた後、移動装置７１によって昇降装置７０を搬送方向と逆方向に移動させてイニシャル位置まで戻す。

予備吐出時には、現在搬送中の記録紙１６の後端が記録ヘッド１２を通過した後で、かつ吸引孔５６が記録ヘッド１２Ｋと対向する位置となった際に、ヘッドドライバ１１２を介して記録ヘッド１２における吸引孔５６の位置と対向するノズルからインクを吐出させる。

さらに、ノズルの吸引も予備吐出、拭取りと同様に静電吸着ベルト１６２の吸引孔５６を介して同様になされ、昇降装置７０を駆動して記録ヘッド１２下面と接する位置までインク受け６６を進出させ、記録ヘッド１２下面にインク受け６６を密着させつつポンプを駆動させて、ノズル５２内の不良インクをによって吸引除去できる。

なお、符号１５１は静電吸着ベルト１６２に記録紙１６を吸着させるための押圧ローラである。

このように、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置１５０によれば、画像形成を中断することなく回復処理を行なえ、生産性を向上できる。また、ベルトに静電吸着ベルトを用いたので、前記実施の形態で示した吸引チャンバ４０を省略できる。

なお、同図においては記録ヘッド１２は１ユニットのみ記載されているが、インクの色ごとの記録ヘッド１２を搬送方向に沿って複数配置してもよい。また、各色インク毎の記録ヘッドを備えた当該画像形成装置１５０を直列配置して、記録紙１６をそれぞれの画像形成装置１５０に直列搬送させて記録紙１６上にカラー画像などを形成させてもよい。

また、前述した画像形成装置１０，１５０では、記録紙１６の搬送をベルトにて行う構成としたが、これに限らず、開口部が外周部に形成され、記録紙１６を外周面にて搬送可能な回転ドラムを用いてもよい。この場合には、回転ドラム内にノズル回復装置が取り付けられ、回転ドラム外周部に形成された開口部を介してノズル回復装置による記録ヘッドの回復処理が行なわれる。

上述したような実施の形態に示した画像形成装置の構成は、前記実施の形態に限定されるものではない。たとえば、拭取りブレード６８はゴムなどの弾性部材にて形成したが、これに限ることなくブラシなどを用いてもよい。また、スポンジなどで構成される多孔質部材を拭取りブレードとして用い、インク液滴又は異物を拭き取り回収する構成としてもよい。

また、図２および図３では、記録ヘッド１２のノズル群５０を千鳥配置した構成としたが、１列にノズルが配列されたラインヘッドであっても、位相検出部４６Ａでマーク１７Ａを検出することで、吸引孔５６の位置に同期して予備吐出できる。

さらに、拭取りブレード６８による清掃終了後にノズル５２から予備吐出を行なう構成とすれば、拭取りブレード６８の清掃によるノズル５２の目詰まりを除去できる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す側面図本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられる記録ヘッドを示す斜視図本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられる別の記録ヘッドを示す斜視図本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられるベルトの平面図本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられるノズル回復装置の詳細構造を示す断面図本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられるノズル回復装置の詳細構造を示す斜視図本発明の実施の形態に係る画像形成装置のシステム構成を示す要部ブロック図本発明の他の実施の形態に係る画像形成装置に用いられるノズル回復装置の詳細構造を示す断面図

符号の説明

１０、１５０…画像形成装置、１２…記録ヘッド、１６…記録紙、１７…ベルト、１７Ａ、１７Ｂ…マーク、１８，１５４…ベルト搬送部、４０…吸引チャンバ、４２…記録紙検出部、４４…記録位置検出部、４６…位相検出部、４８…記録紙終端検出部、５６…吸引孔、６０…ファン、６６…インク受け（キャップ）、６８…拭取りブレード、７０…昇降装置、７１…移動装置、１０２…システムコントローラ、１１０…プリント制御部、１６２…静電吸着ベルト、１６３…開口部

Claims

インクを吐出する複数のノズルが記録媒体の全幅に対応する長さに渡って配列された各色インクに対応した複数のライン型の記録ヘッドと、
前記記録媒体を支持しつつ搬送して、前記記録ヘッドと前記記録媒体とを相対移動させる記録媒体搬送手段であって、前記記録媒体を支持する媒体支持部の全面には、負圧発生手段による負圧を利用して前記記録媒体を吸着支持する複数の開口部が前記記録媒体の搬送方向に沿って一定の配列パターンで形成され、該複数の開口部を前記記録媒体の搬送方向と略直交する方向に並ぶように投影した際に、前記記録ヘッドのノズル全幅領域に渡って少なくともいずれかの開口部が存在するように、前記複数の開口部が千鳥状に配置された記録媒体搬送手段と、
前記開口部の位置を検出する位相検出手段と、
前記位相検出手段の検出結果に基づき、前記開口部の位置と同期して開口部に向けて前記記録ヘッドからインクを予備吐出させる吐出制御手段と、
当該予備吐出されたインクを、前記開口部を介して回収するためのインク受け部材と前記開口部を介して前記記録ヘッドのノズル面を払拭するワイプ部材と前記ワイプ部材を、前記開口部を通して前記ノズル面に対して進出または退出させる進退移動手段とを備えてなる１ユニットのみのノズル回復装置と、
前記記録ヘッドのノズル面に対して前記ノズル回復装置のワイプ部材を前記搬送方向に摺動させるワイプ部材の摺動手段と、
前記記録ヘッドのノズル面と対向する位置と前記ノズル面と対向しない待機位置とで、前記ノズル回復装置を前記搬送方向および該搬送方向と直交する前記記録媒体の幅方向に移動させる移動手段と、
前記位相検出手段の検出結果に基づき、前記開口部の位置と同期して前記ノズル回復装置のワイプ部材によるワイプ動作を制御するワイプ制御手段と、
を備え、
前記記録媒体搬送手段によって前記記録媒体を搬送しつつ前記記録ヘッドからインクの吐出を行う画像形成時には、前記ノズル回復装置を前記待機位置に退避させ、前記記録ヘッドの回復処理時には、前記ノズル回復装置を前記移動手段によって前記複数の開口部のうちいずれかの開口部の位置で前記ノズル面と対向する位置に移動させ、当該開口部を介して回復処理を実施することを特徴とする画像形成装置。
前記インク受け部材は、前記開口部を介して前記記録ヘッドのノズル面に当接して前記ノズルを覆い、前記ノズルからインクを吸引する吸引キャップとしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。