インクジェット記録装置
【課題】記録ヘッドを保護する各キャップ内のインクを共通の吸引ポンプで吸引しても各キャップ内のインクの残留をなくすること。
【解決手段】インクジェット記録装置は、ノズルからインクを吐出してシートに画像を形成する記録ヘッドを複数備えており、さらに、各記録ヘッドのノズルを覆って、記録ヘッドのインクを溜めるキャップ１１８と、各キャップに連通して、キャップに溜まったインクを排出する接離可能な弁座１４２及び弁体１４３を有する排出弁１４１と、各排出弁の弁体と弁座とを接触させて排出弁を閉塞する方向に付勢する密着ばね１２２と、各排出弁に共通に接続され、キャップ内のインクｉを吸引する吸引ポンプと、を備え、吸引ポンプの吸引により、キャップ内のインクが排出される際、弁座と弁体との間に介在するインクの抵抗が、密着ばねの付勢力に抗して弁座と弁体を解放保持する。
【解決手段】インクジェット記録装置は、ノズルからインクを吐出してシートに画像を形成する記録ヘッドを複数備えており、さらに、各記録ヘッドのノズルを覆って、記録ヘッドのインクを溜めるキャップ１１８と、各キャップに連通して、キャップに溜まったインクを排出する接離可能な弁座１４２及び弁体１４３を有する排出弁１４１と、各排出弁の弁体と弁座とを接触させて排出弁を閉塞する方向に付勢する密着ばね１２２と、各排出弁に共通に接続され、キャップ内のインクｉを吸引する吸引ポンプと、を備え、吸引ポンプの吸引により、キャップ内のインクが排出される際、弁座と弁体との間に介在するインクの抵抗が、密着ばねの付勢力に抗して弁座と弁体を解放保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置には、カラー画像をシートに形成するタイプのものがある。このタイプのインクジェット記録装置は、各色に対応して複数の記録ヘッドを備えている。記録ヘッドは、インクを吐出する吐出口としてのノズルを備えている。ノズルは、シートに鮮明な画像を形成するため、清浄に保たれている必要がある。ノズルを清浄に保つ機能を備えたインクジェット記録装置として、特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
この従来のインクジェット記録装置は、ノズルをキャップで覆って、ノズルを保護し清浄に保っている。この場合、ノズルをクリーニングする予備吐によって発生したインクがキャップ内に溜まることがある。このため、従来のインクジェット記録装置は、各キャップに共通の吸引ポンプで、溜まったインクを吸引して回収するようになっている。
【０００４】
この場合、キャップ内にインクが無いと流路抵抗が少なくなり、有ると流路抵抗が高くなる。このため、従来のインクジェット記録装置は、バルブの開閉量を調節して流路抵抗によるインク残存がないようにインクの流れを調整していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８１０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のインクジェット記録装置は、各キャップ内のインクを共通の吸引ポンプで吸引している。このため、従来のインクジェット記録装置は、インクが無い空のキャップ内の空気を吸引してしまい、インクが有るキャップ内のインクを充分に吸引することができないため、キャップ内のインクの残存量が多い場合があった。
【０００７】
本発明は、共通の吸引手段でキャップ内のインクを吸引する場合において、各キャップ内のインクの残留を抑えることのできるインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のインクジェット記録装置は、吐出口からインクを吐出してシートに画像を形成する複数の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、各前記記録ヘッドの吐出口を覆って、前記記録ヘッドから吐出されたインクを溜めるキャップと、各前記キャップに連通して、前記キャップに溜まったインクを排出する接離可能な弁座及び弁体を有する排出弁と、各前記排出弁の弁体と弁座とを接触させて前記排出弁を閉塞する方向に付勢する付勢手段と、各前記排出弁に共通に接続され、前記キャップに溜まったインクを吸引する吸引手段と、を備え、前記吸引手段の吸引により前記キャップに溜まったインクが排出される際、前記弁座と前記弁体との間に介在するインクの抵抗により前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座と前記弁体とを解放されるように各前記排出弁が構成されている、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置は、吸引手段により、キャップ内のインクが吸引されて排出される際、弁座と弁体との間に介在するインクの抵抗が付勢手段の付勢力に抗して弁座と弁体を解放するように保持している。このため、本発明のインクジェット記録装置は、キャップ内のインクを吸引してインクの残留をなくすることができて、記録ヘッドを清浄にし、シートに鮮明な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置のシート搬送方向に沿った断面図である。
【図３】図１のインクジェット記録装置の記録ヘッドとクリーニング装置との概略図である。
【図４】図３のクリーニング装置における排出機構の周辺の断面図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の断面図である。
【図５】図４の状態から排出弁がキャップの排出口を開いた図である。
【図６】クリーニング装置の動作説明用のフローチャートである。
【図７】クリーニング装置において、ポンプの吸引時間と排出弁に作用する力との相関図である。
【図８】第２実施形態のインクジェット記録装置における、クリーニング装置の排出弁周辺の図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の図である。
【図９】図８の状態から、排出弁がキャップの排出口を開いた状態の図である。
【図１０】第３実施形態のインクジェット記録装置において、クリーニング装置の排出弁周辺の図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の図である。
【図１１】図１０の状態から排出弁がキャップの排出口を開いた状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１乃至第３実施形態のインクジェット記録装置を各実施形態の順に図に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施形態のインクジェット記録装置）
図１は、本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の外観斜視図である。図２は、図１のインクジェット記録装置のシート搬送方向に沿った断面図である。図３は、図１のインクジェット記録装置の記録ヘッドとクリーニング装置との概略図である。
【００１３】
インクジェット記録装置１０１は、画像情報が送られてくるホストＰＣ１０２に接続されている。インクジェット記録装置１０１は、上ユニット１０３と下ユニット１０４とで構成されている。
【００１４】
上ユニットは、後述する吐出口としてのノズルからインクを吐出してシートに画像を形成する複数の記録ヘッド１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋと、記録ヘッドの印字性能を維持するクリーニング装置１０６等からなる記録エンジン１０７を内蔵している。記録ヘッド１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋは、シート搬送方向（矢印Ａ方向）に対して交差する方向（シートの幅方向）に位置を異にして２組配設されている。
【００１５】
下ユニット１０４は、シートＰを保持する給紙ユニット１１０と、シートＰを給紙ユニット１１０から搬送する搬送ユニット１０８等を内蔵して、印字されたシートＰが蓄積されるスタッカ１０９を外部に備えている。
【００１６】
インクジェット記録装置は、記録エンジン１０７の直下に配置された搬送ユニット１０８で、シートＰを搬送する。記録ヘッド１０５は、インクを吐出してシートＰに画像を形成する。画像を形成されたシートＰは排出口１１１から排出されて、スタッカ１０９上に堆積される。
【００１７】
クリーニング装置１０６は、シートが通過する領域から外れた領域に設けられている。クリーニング装置１０６（図３）は、記録ヘッド１０５を清浄にするとき、シートに画像を形成する位置から上方の待機位置に移動した記録ヘッドの下側にキャップ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋが進入して、記録ヘッドのノズルを覆うようになっている。
【００１８】
記録ヘッド１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋは、ノズル１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７ＫからシートＰにイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各インクを吐出するようになっている。各記録ヘッドは、シートの搬送方向に対して交差する方向に複数配列されたノズルを有している。このため、インクジェット記録装置は、ラインプリンタである。
【００１９】
クリーニング装置１０６は、各記録ヘッドのノズルを覆うことのできるキャップ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋと、各キャップに分岐路１１３Ｙ，１１３Ｍ，１１３Ｃ，１１３Ｋによって共通に接続されたパイプ１１３とを備えている。また、クリーニング装置は、パイプ１１３に接続されて記録ヘッド１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋをクリーニングする際に負圧を発生する吸引ポンプ１１２と、この吸引ポンプの負圧を一時的に蓄えるバッファ１１４とを備えている。さらに、クリーニング装置１０６は、バッファ弁１１５も備えている。バッファ弁１１５は、各キャップとバッファ１１４との間のパイプ１１３の途中に開閉自在に設けられて、開くことによって、バッファ１１４内に蓄積した負圧を瞬時に各記録ヘッド１０５に付与するようになっている。吸引ポンプ１１２の下流側には、クリーニングによって収集した各キャップ内のインクを蓄積するメンテナンスタンク１１６が接続されている。
【００２０】
吸引ポンプ１１２、バッファ１１４及びバッファ弁１１５は、吸引手段を構成しているが、吸引手段は、吸引ポンプ１１２だけでもよい。吸引手段は、各記録ヘッドに対応する各排出弁１４１（図４）に共通に接続されている。
【００２１】
キャップ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋは、各記録ヘッドに対応した位置で、記録ヘッドのノズル１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７Ｋを覆い、乾燥から守り、バッファ１１４に蓄えられている負圧を各記録ヘッドに付与するために設けられている。各キャップは、記録ヘッド毎の全部のノズルを封止するため、弾性体で蛇腹状に形成されて、記録ヘッドの形状に追従変形して、記録ヘッドに密着するようになっている。また、キャップ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋは、記録ヘッドのノズル１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７Ｋ近傍をクリーニングする予備吐によって発生したインクを溜めることができるようになっている。各キャップ内に溜まるインクの量は、同じではない。
【００２２】
キャップの下部１１９Ｙ，１０８Ｍ，１０８Ｃ，１０８Ｋには、キャップの排出口１１８ｂを開閉する排出機構１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋが設けられている。
【００２３】
図４は、図３のクリーニング装置における排出機構の周辺の断面図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の断面図である。図５は、図４の状態から排出弁がキャップの排出口を開いた図である。図６は、クリーニング装置の動作説明用のフローチャートである。図７は、クリーニング装置において、ポンプの吸引時間と排出弁に作用する力との相関図である。
【００２４】
なお、クリーニング装置の各排出機構１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋは、各記録ヘッドに対して同様な構造をして同様な動作をするようになっている。このため、各色の補助符号「Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ」は、省略する。図４、図５に記載の符号も、色の補助符号を省略する。
【００２５】
排出機構１２０は、キャップ１１８に連通して、キャップに溜まったインクを排出する接離可能な弁座１４２及び弁体１４３を有する排出弁１４１と、弁体と弁座とを接触させて排出弁を閉塞する方向に付勢する付勢手段としての密着ばね１２２とを有している。弁座１４２は、キャップ１１８の排出口１１８ｂに接することができるように円錐状に形成されている。排出弁１４１及び密着ばね１２２は、パイプ１１３側に備えられている。
【００２６】
また、排出機構１２０は、キャップ１１８の排出口１１８ｂと弁体１４３と密着ばね１２２とを貫通する保持軸１２３を備えている。弁体１４３は、中央に保持軸１２３が貫通する孔１４３ａが形成されて、保持軸１２３と互いに摺動するようになっているが、吸引ポンプ１１２による負圧やキャップ内に溜まったインクが漏れないようになっている。
【００２７】
保持軸１２３は、キャップ１１８の底部１１８ａに当接するカップ状の頭部１２３ａを有している。頭部１２３ａには、保持軸１２３の軸中心を中心に放射状に横孔１２３ｂが形成されている。保持軸１２３の下端部には、保持ナット１２４がねじ込まれている。保持ナット１２４と弁体１４３との間に密着ばね１２２が介在している。密着ばね１２２は、弁体１３４を弁座１４２側に付勢して、弁体１４３を排出口１１８ｂに接触させる方向に付勢し、かつ保持ナット１２４を介して保持軸１２３を下方に付勢して、保持軸１２３の頭部１２３ａをキャップの底部１１８ａに圧接させている。なお、保持軸１２３は、キャップ１１８の底部１１８ａに取り付けてキャップ１１８と一体化してもよい。
【００２８】
以上の構成において、インクジェット記録装置１０１は、シートに画像を形成し終わり、ホストＰＣ１０２から全ての記録ヘッド１０５のクリーニング実施の指令を受けると（図６、Ｓ６０１）、全ての記録ヘッド１０５を図２に示すように上昇させる。そして、インクジェット記録装置１０１は、全てのキャップ１１８と排出機構１２０を記録ヘッド１０５の下に移動させて、キャップ１１８を記録ヘッド１０５のノズル１１７に密着させて、ノズル１１７を覆う（Ｓ６０２）。このとき、バッファ弁１１５、バッファ１１４、吸引ポンプ１１２及びメンテナンスタンク１１６は、移動しない。このため、パイプ１１３は、キャップ１１８の移動に追従できるように弾性変形になっている。
【００２９】
その後、インクジェット記録装置１０１は、記録ヘッドのノズル１１７近傍のクリーニングを行う回復予備吐出を行い（Ｓ６０３）、バッファ弁１１５を密閉し（Ｓ６０４）、吸引ポンプ１１２を駆動させて（Ｓ６０５）、バッファ１１４内を負圧に保持する。記録ヘッドのノズル１１７近傍のクリーニングを行ったとき、各キャップ１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙの内、少なくとも１つのキャップにインクが溜まる場合と、全部のキャップにインクが溜まらない場合とがある。
【００３０】
仮に、いずれか１つのキャップにインクが溜まったとする。すべてのキャップの排出弁１４１は、密着ばね１２２によって、円錐状に形成された弁座１４２に圧接されている。このため、インクが溜まったキャップの排出弁１４１は、キャップ１１８内に溜まっているインクの漏れを防止している。
【００３１】
その後、インクジェット記録装置１０１は、所定時間経過後（Ｓ６０６のＹＥＳ）、吸引ポンプ１１２の駆動を停止させ（Ｓ６０７）、バッファ弁１１５を開く（Ｓ６０８）。バッファ弁１１５が開かれると、キャップ毎に接続されている全部の排出弁１４１に負圧が加わり、弁体１４３が密着ばね１２２に抗して弁座１４２から離れる。すなわち、各排出弁１４１が、開放される。排出弁１４１が開放されると、インクが溜まっているキャップの弁体１４３と弁座１４２との隙間からインクｉが排出される。インクが排出されている間、排出弁１４１は、インクｉの摩擦により、密着ばね１２２に抗して開放し続けている。インクは、パイプ１１３に流入し、バッファ弁１１５、バッファ１１４、吸引ポンプ１１２を介して、メンテナンスタンク１１６に溜められる。所定時間経過後（Ｓ６０９のＹＥＳ）、クリーニングが終了する（Ｓ６１０）。
【００３２】
キャップ内のインクｉがなくなると、弁体１４３が密着ばね１２２によって弁座１４２に圧接されて、排出弁１４１は、閉じられる。
【００３３】
図７の相関図の横軸はバッファ弁１１５を開放してからの経過時間を示し、縦軸は排出弁１４１を押し下げる力を示している。
【００３４】
密着ばね１２２が弁体１４３を弁座１４２に押し付ける力Ｆ１は、密着ばね１２２のばね定数をｋ、インクが流れているときの圧縮長さをｌとした場合、
Ｆ１＝ｋ・ｌ 式（１）
となる。
【００３５】
キャップ１１８内にインクｉが溜まっている場合、排出弁１４１を開放する方向に働く力Ｆ２は、次の式（２）のように、パイプ１１３内の負圧により弁体１４３を引き下げる力ｐ、インクの摩擦力τ（ｉ）、及び弁体１４３の自重ｗを加算したものである。
Ｆ２＝ｐ＋τ（ｉ）＋ｗ 式（２）
となる。
【００３６】
そして、排出弁１４１が開くために必要な条件は、
Ｆ１＜Ｆ２ 式（３）
である。
【００３７】
すなわち、排出弁１４１が開くには、
ｋｌ＜（ｐ＋τ（ｉ）＋ｗ） 式（４）
が成り立つ必要がある。
【００３８】
パイプ１１３内の負圧により弁体１４３を引き下げる力ｐは、時間の経過とともに減少するため、図７の時間Ｔ２の範囲において式（４）が成り立ち、時間Ｔ２は、キャップ１１８内にインクｉが溜まっているインクの吸引時間になる。
【００３９】
このように、吸引ポンプ１１２の負圧による吸引により、キャップ内のインクが排出される際、弁座１４２と弁体１４３との間に介在するインクの抵抗が、密着ばね１２２の付勢力に抗して弁座１４２と弁体１４３を解放して保持するようになっている。このため、インクジェット記録装置１０１は、インクを排出することができる。
【００４０】
キャップ内にインクｉが溜まらなかった場合、排出弁を開放する方向に働く力Ｆ３は、次の式（８）のように、パイプ１１３内の負圧により弁体１４３を引き下げる力ｐ、空気流体の摩擦力τ（ａ）、及び排出弁１４１自重ｗを加算したものである。
Ｆ３＝ｐ＋τ（ａ）＋ｗ 式（５）
【００４１】
バッファ弁１１５が開放されて、パイプ１１３内が負圧になった直後に、
Ｆ１＜Ｆ３ 式（６）
が成り立ち、排出弁１４１が開放される。
【００４２】
すなわち、
ｋｌ＜（ｐ＋τ（ａ）＋ｗ） 式（７）
が成り立つ場合、排出弁１４１は、開放される。
【００４３】
図７の時間Ｔ３の範囲において式（７）が成り立ち、時間Ｔ３は、キャップ内にインクｉが溜まっていない排出弁１４１の開放時間になる。
【００４４】
空気の摩擦力τ（ａ）はインクの摩擦力τ（ｉ）に対して小さいため、
Ｆ２＞Ｆ３ 式（８）
となる。
【００４５】
すなわち、
Ｔ２＞Ｔ３ 式（９）
が成り立つ。
【００４６】
このように、インクが溜まらなかったキャップの排出弁１４１の弁体１４３は、弁座１４２から離れても、インクが流れていないため、インクによる摩擦がなく、直ぐに弁座１３２に密着する。すなわち、インクが溜まっていないキャップの排出弁１４１は、式（９）に示すように、一旦、開いた後、インクが溜まっているキャップの排出弁１４１よりも早く、直ちに、閉じる。しかも、バッファ１１４内の負圧は、インクが溜まっているキャップの排出弁１４１から流出しているインクの吸引に作用するため、インクが溜まっていないキャップの排出弁１４１は、一旦、開いた後、開くことが無い。
【００４７】
よって、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１は、キャップ内にインクｉが有る場合、インクが無い場合と比較して、排出弁１４１が長く開放されるためインクのみを吸引でき、無駄な空気の吸引（空吸引）をすることがない。しかも、キャップ内のインクが、負圧により吸引されて排出される際、弁座１４２と弁体１４３との間で抵抗によって、密着ばね１２２に抗して弁座と弁体を解放して保持するようになっている。このため、インクジェット記録装置は、電気的構成によることなく、機械的構成によって作動するので構成を簡単にすることができる。
【００４８】
（第２実施形態のインクジェット記録装置）
図８は、第２実施形態のインクジェット記録装置における、クリーニング装置の排出弁周辺の図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の図である。図９は、図８の状態から、排出弁がキャップの排出口を開いた状態の図である。図８、図９は、クリーニング装置２０６における排出機構２２０の、記録ヘッド１０５のノズルの配列方向に沿った断面図である。
【００４９】
第２実施形態のインクジェット記録装置２０１は、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１と比較して、クリーニング装置のキャップと排出機構が異なっており、他の構成は同様であるので他の構成の図示及び説明を省略する。
【００５０】
第１実施形態のインクジェット記録装置のクリーニング装置１０６は、弁座１４２が移動しないキャップ１１８に形成され、弁体１４３が移動するようになっている。しかし、第２実施形態のインクジェット記録装置のクリーニング装置２０６は、弁座２４２が移動しない部材に設けられて、弁体２４３が移動するキャップ２１８に形成されている。すなわち、キャップ２１８は、弁体２４３が形成された側とは反対側の端部に設けられた固定の支軸２３０を中心にして弁体２４３側が矢印Ｂ方向に上下動自在になっている。キャップ２１８内は、排出口２１８ｂが最底部になるように傾斜している。
【００５１】
クリーニング装置２０６の排出機構２２０について説明する。
【００５２】
キャップ２１８の排出口２１８ｂには、弁体２４３が形成されている。弁座２４２は、固定部材としての弁座軸２５１の上部に形成されている。弁体２４３と弁座２４２は、排出弁２４１を形成している。ベース板２５２とキャップ２１８の弁体２４３側との間に付勢手段としての密着ばね２２２を介在させてある。ベース板２５２とキャップ２１８とには、ベース板２５２とキャップ２１８との間から密着ばね２２２が外れないようにする突部２１８ｃ，２５２ｃが向き合って突設されている。密着ばね２２２は、キャップ２１８を押し上げて、弁体２４３を弁座２４２に密着させている。
【００５３】
キャップ２１８の弁体２４３側とベース板２５２との間には、弁座軸２５１を収納した蛇腹ジョイント２３１を介在させてある。蛇腹ジョイント２３１の上部はキャップ２１８に接続され、下部はベース板２５２に固定されている。弁座軸２５１の下端は支持部材２５３を介してベース板２５２に固定されている。支持部材２５３は、蛇腹ジョイント２３１の下部内に位置して、横孔２５３ａが複数形成されている。パイプ２１３の上流端部はベース板２５２に固定され、下流端部はバッファ弁１１５（図３）に接続されている。蛇腹ジョイント２３１の内部とパイプ２１３は、横孔２５３ａとベース板２５２の連通孔２５２ａとによって連通している。蛇腹ジョイント２３１、支持部材２５３の横孔２５３ａ、ベース板２５２の連通孔２５２ａ及びパイプ２１３は、インクの流路を形成している。本実施形態においても、吸引手段は、各記録ヘッドに対応する各排出弁２４１に共通に接続されている。
【００５４】
図８、図９に示すインクジェット記録装置２０１も、記録ヘッドを清浄にするとき、シートに画像を形成する位置から上方の待機位置に移動した記録ヘッド１０５（図２）の下側に、キャップ２１８と排出機構２２０が進入する。そして、キャップ２１８が記録ヘッドのノズルを覆う。なお、弁座軸２５１、支軸２３０及びベース板２５２は、固定されている説明になっているが、これは、キャップ２１８に対して移動しないという意味であり、記録ヘッドに対しては、キャップとともに移動するようになっている。
【００５５】
キャップ２１８内にインクｉが溜まる場合、インクｉは、キャップ２１８内の勾配により排出弁２４１周辺に溜まる。この状態で、バッファ弁１１５（図３）を開くと、バッファ１１４内の負圧によって、キャップ２１８が、密着ばね２２２に抗して下方に吸引される。そして、キャップ２１８は、支軸２３０を中心にして下方に傾動（移動）し、弁体２４３が弁座２４２から離れて、蛇腹ジョイント２３１が縮められる。このとき、キャップ２１８に溜まっているインクの重量がキャップ２１８の傾動に寄与する。弁体２４３が弁座２４２から離れて、排出弁２４１に隙間が生じると、インクｉが負圧によって吸引されて排出弁２４１に閉じられていた排出口２１８ｂから蛇腹ジョイント２３１へ流出する。インクが流れている間、排出弁２４１は、インクｉの摩擦により、密着ばね２２２に抗して開放し続けている。インクは、メンテナンスタンク１１６に溜められる。キャップ２１８内のインクが無くなると、キャップ２１８が密着ばね２２２によって押し上げられ、弁体２４３が弁座２４２に密着して排出口２１８ｂを塞ぎ、排出弁２４１が閉じられる。
【００５６】
一方、インクが溜まらなかったキャップの排出弁２４１の弁体２４３は、負圧によって弁座２４２から離れても、インクが流れていないため、インクによる摩擦がなく、直ぐに弁座２３２に密着する。すなわち、インクが溜まっていないキャップの排出弁２４１は、一旦、開いた後、インクが溜まっているキャップの排出弁２４１よりも早く、直ちに、閉じる。しかも、バッファ１１４内の負圧は、インクが溜まっているキャップの排出弁２４１から流出しているインクの吸引に作用するため、インクが溜まっていないキャップの排出弁２４１は、一旦、開いた後、開くことが無い。
【００５７】
よって、第２実施形態のインクジェット記録装置２０１も、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１と同様な効果を奏する。
【００５８】
（第３実施形態のインクジェット記録装置）
図１０は、第３実施形態のインクジェット記録装置において、クリーニング装置の排出弁周辺の図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の図である。図１１は、図１０の状態から排出弁がキャップの排出口を開いた状態の図である。
【００５９】
第３実施形態のインクジェット記録装置３０１は、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１と比較して、クリーニング装置の排出機構が異なっており、他の構成は同様であるので他の構成の図示及び説明を省略する。
【００６０】
クリーニング装置３０６の排出機構３２０は、キャップ３１８に排出口３１８ｂを介して連通して、キャップのインクを排出する接離可能な弁座３４２及び弁体３４３を有する排出弁３４１を備えている。排出機構３２０は、弁体と弁座とを接触させて排出弁を閉塞する方向に付勢する付勢手段としての密着ばね３２２及びキャップ内のインクによって浮力が生じるフロート３２７も備えている。弁座３４２は、キャップ３１８の排出口３１８ｂに円錐状に形成されている。
【００６１】
弁体３４３には、弁体軸３５３が設けられている。弁体軸３５３の上端部には、連結軸３５４が設けられている。キャップ３１８内には、支点支柱３５５が立設されている。支点支柱３５５の上端部には、フロート支軸３５６が水平に設けられている。フロート支軸３５６には傾動軸３５７が設けられている。傾動軸３５７は、フロート支軸３５６を中心に上下方向に傾動するようになっている。傾動軸３５７の一端は、連結軸３５４を貫通して連結軸３５４に対して摺動できるようになっている。
【００６２】
傾動軸３５７の他端には、フロート３２７が設けてある。フロート支軸３５６には、密着ばね３２２が設けられている。密着ばね３２２は反転ばねであり、一端はキャップ３１８の底部に係合し、他端は傾動軸３５７に係合している。このため、密着ばね３２２は、弁体３４３を弁座３４２に接触させる方向に付勢している。また、キャップ３１８にインクが溜まっていないとき、フロート３２７は、キャップの底部３１８ａとの間に隙間Ｇが生じており、自重で弁体３４３を弁座３４２に接触させる方向に付勢している。排出弁３４１は、キャップ３１８の下部に設けたパイプ３１３に連通している。
【００６３】
図１０、図１１に示すインクジェット記録装置３０１も、記録ヘッドを清浄にするとき、シートに画像を形成する位置から上方の待機位置に移動した記録ヘッド１０５（図２）の下側に、キャップ３１８と排出機構３２０が進入する。そして、キャップ３１８が記録ヘッドのノズルを覆う。
【００６４】
キャップ３１８内にインクｉが溜まった場合、フロート３２７がインクによる浮力によって浮き上がろうとする。しかし、密着ばね３２２が、フロート３２７の浮き上がりを阻止して、弁体３４３を弁座３４２に圧接している。このため、排出弁３４１は、閉じられており、インクｉの流出を阻止している。
【００６５】
しかし、バッファ弁１１５（図３）が開き、バッファ１１４内の負圧が排出弁３４１に加わると、弁体３４３が密着ばね３２２に抗して吸引されて、弁座３４２から離れる。このとき、フロート３２７の浮力が、弁体３４３が弁座３４２から離れるのを助ける方向に作用する。排出弁３４１が開くと、キャップ３１８内に溜まっているインクは、負圧に吸引され、パイプ３１３に案内されてメンテナンスタンク１１６に溜られる。
【００６６】
インクが流れている間、排出弁３４１は、インクｉの摩擦により、密着ばね３２２に抗して開放し続けている。キャップ３１８内のインクが無くなると、弁体３４３が密着ばね３２２の弾力とフロート３２７の自重とによって弁座３４２に密着する。この結果、排出弁３４１が閉じられる。
【００６７】
一方、インクが溜まらなかったキャップの排出弁３４１の弁体３４３は、負圧によって、弁座３４２から離れても、インクが流れていないため、インクによる摩擦がなく、直ぐに弁座３３２に密着する。すなわち、インクが溜まっていないキャップの排出弁３４１は、一旦、開いた後、インクが溜まっているキャップの排出弁２４１よりも早く、直ちに、閉じる。しかも、バッファ１１４内の負圧は、インクが溜まっているキャップの排出弁３４１から流出しているインクの吸引に作用するため、インクが溜まっていないキャップの排出弁３４１は、一旦、開いた後、開くことが無い。
【００６８】
よって、第３実施形態のインクジェット記録装置３０１も、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１と同様な効果を奏する。
【００６９】
また、第３実施形態のインクジェット記録装置３０１のフロート３２７は、キャップ内にインクが溜まらないとき、自重によって、密着ばね３２２と協働して排出弁を閉じるように作用している。また、フロート３２７は、メンテナンスタンク１１６内の負圧によって、キャップ内のインクを吸引する際、負圧と協働して弁体３４３を弁座３４２から離間するように作用する。このため、第３実施形態のインクジェット記録装置３０１は、インクが溜まっていないキャップからの空気の漏れを少なくし、インクが溜まっているキャップからのインクの排出を速やかに行うことができるという効果も奏する。
【符号の説明】
【００７０】
ｉ：漏洩インク、
１０１：第１実施形態のインクジェット記録装置、１０６：クリーニング装置、１０７：記録エンジン（画像形成部）、１１２：吸引ポンプ（吸引手段）、１１３：パイプ、１１４：バッファ、１１５：バッファ弁、１１６：メンテナンスタンク、１１７：記録ヘッドのノズル（吐出口）、１１８：キャップ、１１８ａ：キャップの底部、１１８ｂ：排出口、１２０：排出機構、１２２：密着ばね（付勢手段）、１４１：排出弁、１４２：弁座、１４３：弁体、
２０１：第２実施形態のインクジェット記録装置、２０６：クリーニング装置、２１３：パイプ、２１８：キャップ、２１８ｂ：排出口、２２０：排出機構、３２２：密着ばね（付勢手段）、２３１：蛇腹ジョイント、２４１：排出弁、２４２：弁座、２４３：弁体、
３０１：第３実施形態のインクジェット記録装置、３０６：クリーニング装置、３１８：キャップ、３１８ｂ：排出口、３２０：排出機構、３２２：密着ばね（付勢手段）、３２７：フロート（付勢手段）、３４１：排出弁、３４２：弁座、３４３：弁体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置には、カラー画像をシートに形成するタイプのものがある。このタイプのインクジェット記録装置は、各色に対応して複数の記録ヘッドを備えている。記録ヘッドは、インクを吐出する吐出口としてのノズルを備えている。ノズルは、シートに鮮明な画像を形成するため、清浄に保たれている必要がある。ノズルを清浄に保つ機能を備えたインクジェット記録装置として、特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
この従来のインクジェット記録装置は、ノズルをキャップで覆って、ノズルを保護し清浄に保っている。この場合、ノズルをクリーニングする予備吐によって発生したインクがキャップ内に溜まることがある。このため、従来のインクジェット記録装置は、各キャップに共通の吸引ポンプで、溜まったインクを吸引して回収するようになっている。
【０００４】
この場合、キャップ内にインクが無いと流路抵抗が少なくなり、有ると流路抵抗が高くなる。このため、従来のインクジェット記録装置は、バルブの開閉量を調節して流路抵抗によるインク残存がないようにインクの流れを調整していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８１０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のインクジェット記録装置は、各キャップ内のインクを共通の吸引ポンプで吸引している。このため、従来のインクジェット記録装置は、インクが無い空のキャップ内の空気を吸引してしまい、インクが有るキャップ内のインクを充分に吸引することができないため、キャップ内のインクの残存量が多い場合があった。
【０００７】
本発明は、共通の吸引手段でキャップ内のインクを吸引する場合において、各キャップ内のインクの残留を抑えることのできるインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のインクジェット記録装置は、吐出口からインクを吐出してシートに画像を形成する複数の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、各前記記録ヘッドの吐出口を覆って、前記記録ヘッドから吐出されたインクを溜めるキャップと、各前記キャップに連通して、前記キャップに溜まったインクを排出する接離可能な弁座及び弁体を有する排出弁と、各前記排出弁の弁体と弁座とを接触させて前記排出弁を閉塞する方向に付勢する付勢手段と、各前記排出弁に共通に接続され、前記キャップに溜まったインクを吸引する吸引手段と、を備え、前記吸引手段の吸引により前記キャップに溜まったインクが排出される際、前記弁座と前記弁体との間に介在するインクの抵抗により前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座と前記弁体とを解放されるように各前記排出弁が構成されている、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置は、吸引手段により、キャップ内のインクが吸引されて排出される際、弁座と弁体との間に介在するインクの抵抗が付勢手段の付勢力に抗して弁座と弁体を解放するように保持している。このため、本発明のインクジェット記録装置は、キャップ内のインクを吸引してインクの残留をなくすることができて、記録ヘッドを清浄にし、シートに鮮明な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置のシート搬送方向に沿った断面図である。
【図３】図１のインクジェット記録装置の記録ヘッドとクリーニング装置との概略図である。
【図４】図３のクリーニング装置における排出機構の周辺の断面図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の断面図である。
【図５】図４の状態から排出弁がキャップの排出口を開いた図である。
【図６】クリーニング装置の動作説明用のフローチャートである。
【図７】クリーニング装置において、ポンプの吸引時間と排出弁に作用する力との相関図である。
【図８】第２実施形態のインクジェット記録装置における、クリーニング装置の排出弁周辺の図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の図である。
【図９】図８の状態から、排出弁がキャップの排出口を開いた状態の図である。
【図１０】第３実施形態のインクジェット記録装置において、クリーニング装置の排出弁周辺の図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の図である。
【図１１】図１０の状態から排出弁がキャップの排出口を開いた状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１乃至第３実施形態のインクジェット記録装置を各実施形態の順に図に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施形態のインクジェット記録装置）
図１は、本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の外観斜視図である。図２は、図１のインクジェット記録装置のシート搬送方向に沿った断面図である。図３は、図１のインクジェット記録装置の記録ヘッドとクリーニング装置との概略図である。
【００１３】
インクジェット記録装置１０１は、画像情報が送られてくるホストＰＣ１０２に接続されている。インクジェット記録装置１０１は、上ユニット１０３と下ユニット１０４とで構成されている。
【００１４】
上ユニットは、後述する吐出口としてのノズルからインクを吐出してシートに画像を形成する複数の記録ヘッド１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋと、記録ヘッドの印字性能を維持するクリーニング装置１０６等からなる記録エンジン１０７を内蔵している。記録ヘッド１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋは、シート搬送方向（矢印Ａ方向）に対して交差する方向（シートの幅方向）に位置を異にして２組配設されている。
【００１５】
下ユニット１０４は、シートＰを保持する給紙ユニット１１０と、シートＰを給紙ユニット１１０から搬送する搬送ユニット１０８等を内蔵して、印字されたシートＰが蓄積されるスタッカ１０９を外部に備えている。
【００１６】
インクジェット記録装置は、記録エンジン１０７の直下に配置された搬送ユニット１０８で、シートＰを搬送する。記録ヘッド１０５は、インクを吐出してシートＰに画像を形成する。画像を形成されたシートＰは排出口１１１から排出されて、スタッカ１０９上に堆積される。
【００１７】
クリーニング装置１０６は、シートが通過する領域から外れた領域に設けられている。クリーニング装置１０６（図３）は、記録ヘッド１０５を清浄にするとき、シートに画像を形成する位置から上方の待機位置に移動した記録ヘッドの下側にキャップ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋが進入して、記録ヘッドのノズルを覆うようになっている。
【００１８】
記録ヘッド１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋは、ノズル１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７ＫからシートＰにイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各インクを吐出するようになっている。各記録ヘッドは、シートの搬送方向に対して交差する方向に複数配列されたノズルを有している。このため、インクジェット記録装置は、ラインプリンタである。
【００１９】
クリーニング装置１０６は、各記録ヘッドのノズルを覆うことのできるキャップ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋと、各キャップに分岐路１１３Ｙ，１１３Ｍ，１１３Ｃ，１１３Ｋによって共通に接続されたパイプ１１３とを備えている。また、クリーニング装置は、パイプ１１３に接続されて記録ヘッド１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋをクリーニングする際に負圧を発生する吸引ポンプ１１２と、この吸引ポンプの負圧を一時的に蓄えるバッファ１１４とを備えている。さらに、クリーニング装置１０６は、バッファ弁１１５も備えている。バッファ弁１１５は、各キャップとバッファ１１４との間のパイプ１１３の途中に開閉自在に設けられて、開くことによって、バッファ１１４内に蓄積した負圧を瞬時に各記録ヘッド１０５に付与するようになっている。吸引ポンプ１１２の下流側には、クリーニングによって収集した各キャップ内のインクを蓄積するメンテナンスタンク１１６が接続されている。
【００２０】
吸引ポンプ１１２、バッファ１１４及びバッファ弁１１５は、吸引手段を構成しているが、吸引手段は、吸引ポンプ１１２だけでもよい。吸引手段は、各記録ヘッドに対応する各排出弁１４１（図４）に共通に接続されている。
【００２１】
キャップ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋは、各記録ヘッドに対応した位置で、記録ヘッドのノズル１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７Ｋを覆い、乾燥から守り、バッファ１１４に蓄えられている負圧を各記録ヘッドに付与するために設けられている。各キャップは、記録ヘッド毎の全部のノズルを封止するため、弾性体で蛇腹状に形成されて、記録ヘッドの形状に追従変形して、記録ヘッドに密着するようになっている。また、キャップ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋは、記録ヘッドのノズル１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７Ｋ近傍をクリーニングする予備吐によって発生したインクを溜めることができるようになっている。各キャップ内に溜まるインクの量は、同じではない。
【００２２】
キャップの下部１１９Ｙ，１０８Ｍ，１０８Ｃ，１０８Ｋには、キャップの排出口１１８ｂを開閉する排出機構１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋが設けられている。
【００２３】
図４は、図３のクリーニング装置における排出機構の周辺の断面図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の断面図である。図５は、図４の状態から排出弁がキャップの排出口を開いた図である。図６は、クリーニング装置の動作説明用のフローチャートである。図７は、クリーニング装置において、ポンプの吸引時間と排出弁に作用する力との相関図である。
【００２４】
なお、クリーニング装置の各排出機構１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋは、各記録ヘッドに対して同様な構造をして同様な動作をするようになっている。このため、各色の補助符号「Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ」は、省略する。図４、図５に記載の符号も、色の補助符号を省略する。
【００２５】
排出機構１２０は、キャップ１１８に連通して、キャップに溜まったインクを排出する接離可能な弁座１４２及び弁体１４３を有する排出弁１４１と、弁体と弁座とを接触させて排出弁を閉塞する方向に付勢する付勢手段としての密着ばね１２２とを有している。弁座１４２は、キャップ１１８の排出口１１８ｂに接することができるように円錐状に形成されている。排出弁１４１及び密着ばね１２２は、パイプ１１３側に備えられている。
【００２６】
また、排出機構１２０は、キャップ１１８の排出口１１８ｂと弁体１４３と密着ばね１２２とを貫通する保持軸１２３を備えている。弁体１４３は、中央に保持軸１２３が貫通する孔１４３ａが形成されて、保持軸１２３と互いに摺動するようになっているが、吸引ポンプ１１２による負圧やキャップ内に溜まったインクが漏れないようになっている。
【００２７】
保持軸１２３は、キャップ１１８の底部１１８ａに当接するカップ状の頭部１２３ａを有している。頭部１２３ａには、保持軸１２３の軸中心を中心に放射状に横孔１２３ｂが形成されている。保持軸１２３の下端部には、保持ナット１２４がねじ込まれている。保持ナット１２４と弁体１４３との間に密着ばね１２２が介在している。密着ばね１２２は、弁体１３４を弁座１４２側に付勢して、弁体１４３を排出口１１８ｂに接触させる方向に付勢し、かつ保持ナット１２４を介して保持軸１２３を下方に付勢して、保持軸１２３の頭部１２３ａをキャップの底部１１８ａに圧接させている。なお、保持軸１２３は、キャップ１１８の底部１１８ａに取り付けてキャップ１１８と一体化してもよい。
【００２８】
以上の構成において、インクジェット記録装置１０１は、シートに画像を形成し終わり、ホストＰＣ１０２から全ての記録ヘッド１０５のクリーニング実施の指令を受けると（図６、Ｓ６０１）、全ての記録ヘッド１０５を図２に示すように上昇させる。そして、インクジェット記録装置１０１は、全てのキャップ１１８と排出機構１２０を記録ヘッド１０５の下に移動させて、キャップ１１８を記録ヘッド１０５のノズル１１７に密着させて、ノズル１１７を覆う（Ｓ６０２）。このとき、バッファ弁１１５、バッファ１１４、吸引ポンプ１１２及びメンテナンスタンク１１６は、移動しない。このため、パイプ１１３は、キャップ１１８の移動に追従できるように弾性変形になっている。
【００２９】
その後、インクジェット記録装置１０１は、記録ヘッドのノズル１１７近傍のクリーニングを行う回復予備吐出を行い（Ｓ６０３）、バッファ弁１１５を密閉し（Ｓ６０４）、吸引ポンプ１１２を駆動させて（Ｓ６０５）、バッファ１１４内を負圧に保持する。記録ヘッドのノズル１１７近傍のクリーニングを行ったとき、各キャップ１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙの内、少なくとも１つのキャップにインクが溜まる場合と、全部のキャップにインクが溜まらない場合とがある。
【００３０】
仮に、いずれか１つのキャップにインクが溜まったとする。すべてのキャップの排出弁１４１は、密着ばね１２２によって、円錐状に形成された弁座１４２に圧接されている。このため、インクが溜まったキャップの排出弁１４１は、キャップ１１８内に溜まっているインクの漏れを防止している。
【００３１】
その後、インクジェット記録装置１０１は、所定時間経過後（Ｓ６０６のＹＥＳ）、吸引ポンプ１１２の駆動を停止させ（Ｓ６０７）、バッファ弁１１５を開く（Ｓ６０８）。バッファ弁１１５が開かれると、キャップ毎に接続されている全部の排出弁１４１に負圧が加わり、弁体１４３が密着ばね１２２に抗して弁座１４２から離れる。すなわち、各排出弁１４１が、開放される。排出弁１４１が開放されると、インクが溜まっているキャップの弁体１４３と弁座１４２との隙間からインクｉが排出される。インクが排出されている間、排出弁１４１は、インクｉの摩擦により、密着ばね１２２に抗して開放し続けている。インクは、パイプ１１３に流入し、バッファ弁１１５、バッファ１１４、吸引ポンプ１１２を介して、メンテナンスタンク１１６に溜められる。所定時間経過後（Ｓ６０９のＹＥＳ）、クリーニングが終了する（Ｓ６１０）。
【００３２】
キャップ内のインクｉがなくなると、弁体１４３が密着ばね１２２によって弁座１４２に圧接されて、排出弁１４１は、閉じられる。
【００３３】
図７の相関図の横軸はバッファ弁１１５を開放してからの経過時間を示し、縦軸は排出弁１４１を押し下げる力を示している。
【００３４】
密着ばね１２２が弁体１４３を弁座１４２に押し付ける力Ｆ１は、密着ばね１２２のばね定数をｋ、インクが流れているときの圧縮長さをｌとした場合、
Ｆ１＝ｋ・ｌ 式（１）
となる。
【００３５】
キャップ１１８内にインクｉが溜まっている場合、排出弁１４１を開放する方向に働く力Ｆ２は、次の式（２）のように、パイプ１１３内の負圧により弁体１４３を引き下げる力ｐ、インクの摩擦力τ（ｉ）、及び弁体１４３の自重ｗを加算したものである。
Ｆ２＝ｐ＋τ（ｉ）＋ｗ 式（２）
となる。
【００３６】
そして、排出弁１４１が開くために必要な条件は、
Ｆ１＜Ｆ２ 式（３）
である。
【００３７】
すなわち、排出弁１４１が開くには、
ｋｌ＜（ｐ＋τ（ｉ）＋ｗ） 式（４）
が成り立つ必要がある。
【００３８】
パイプ１１３内の負圧により弁体１４３を引き下げる力ｐは、時間の経過とともに減少するため、図７の時間Ｔ２の範囲において式（４）が成り立ち、時間Ｔ２は、キャップ１１８内にインクｉが溜まっているインクの吸引時間になる。
【００３９】
このように、吸引ポンプ１１２の負圧による吸引により、キャップ内のインクが排出される際、弁座１４２と弁体１４３との間に介在するインクの抵抗が、密着ばね１２２の付勢力に抗して弁座１４２と弁体１４３を解放して保持するようになっている。このため、インクジェット記録装置１０１は、インクを排出することができる。
【００４０】
キャップ内にインクｉが溜まらなかった場合、排出弁を開放する方向に働く力Ｆ３は、次の式（８）のように、パイプ１１３内の負圧により弁体１４３を引き下げる力ｐ、空気流体の摩擦力τ（ａ）、及び排出弁１４１自重ｗを加算したものである。
Ｆ３＝ｐ＋τ（ａ）＋ｗ 式（５）
【００４１】
バッファ弁１１５が開放されて、パイプ１１３内が負圧になった直後に、
Ｆ１＜Ｆ３ 式（６）
が成り立ち、排出弁１４１が開放される。
【００４２】
すなわち、
ｋｌ＜（ｐ＋τ（ａ）＋ｗ） 式（７）
が成り立つ場合、排出弁１４１は、開放される。
【００４３】
図７の時間Ｔ３の範囲において式（７）が成り立ち、時間Ｔ３は、キャップ内にインクｉが溜まっていない排出弁１４１の開放時間になる。
【００４４】
空気の摩擦力τ（ａ）はインクの摩擦力τ（ｉ）に対して小さいため、
Ｆ２＞Ｆ３ 式（８）
となる。
【００４５】
すなわち、
Ｔ２＞Ｔ３ 式（９）
が成り立つ。
【００４６】
このように、インクが溜まらなかったキャップの排出弁１４１の弁体１４３は、弁座１４２から離れても、インクが流れていないため、インクによる摩擦がなく、直ぐに弁座１３２に密着する。すなわち、インクが溜まっていないキャップの排出弁１４１は、式（９）に示すように、一旦、開いた後、インクが溜まっているキャップの排出弁１４１よりも早く、直ちに、閉じる。しかも、バッファ１１４内の負圧は、インクが溜まっているキャップの排出弁１４１から流出しているインクの吸引に作用するため、インクが溜まっていないキャップの排出弁１４１は、一旦、開いた後、開くことが無い。
【００４７】
よって、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１は、キャップ内にインクｉが有る場合、インクが無い場合と比較して、排出弁１４１が長く開放されるためインクのみを吸引でき、無駄な空気の吸引（空吸引）をすることがない。しかも、キャップ内のインクが、負圧により吸引されて排出される際、弁座１４２と弁体１４３との間で抵抗によって、密着ばね１２２に抗して弁座と弁体を解放して保持するようになっている。このため、インクジェット記録装置は、電気的構成によることなく、機械的構成によって作動するので構成を簡単にすることができる。
【００４８】
（第２実施形態のインクジェット記録装置）
図８は、第２実施形態のインクジェット記録装置における、クリーニング装置の排出弁周辺の図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の図である。図９は、図８の状態から、排出弁がキャップの排出口を開いた状態の図である。図８、図９は、クリーニング装置２０６における排出機構２２０の、記録ヘッド１０５のノズルの配列方向に沿った断面図である。
【００４９】
第２実施形態のインクジェット記録装置２０１は、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１と比較して、クリーニング装置のキャップと排出機構が異なっており、他の構成は同様であるので他の構成の図示及び説明を省略する。
【００５０】
第１実施形態のインクジェット記録装置のクリーニング装置１０６は、弁座１４２が移動しないキャップ１１８に形成され、弁体１４３が移動するようになっている。しかし、第２実施形態のインクジェット記録装置のクリーニング装置２０６は、弁座２４２が移動しない部材に設けられて、弁体２４３が移動するキャップ２１８に形成されている。すなわち、キャップ２１８は、弁体２４３が形成された側とは反対側の端部に設けられた固定の支軸２３０を中心にして弁体２４３側が矢印Ｂ方向に上下動自在になっている。キャップ２１８内は、排出口２１８ｂが最底部になるように傾斜している。
【００５１】
クリーニング装置２０６の排出機構２２０について説明する。
【００５２】
キャップ２１８の排出口２１８ｂには、弁体２４３が形成されている。弁座２４２は、固定部材としての弁座軸２５１の上部に形成されている。弁体２４３と弁座２４２は、排出弁２４１を形成している。ベース板２５２とキャップ２１８の弁体２４３側との間に付勢手段としての密着ばね２２２を介在させてある。ベース板２５２とキャップ２１８とには、ベース板２５２とキャップ２１８との間から密着ばね２２２が外れないようにする突部２１８ｃ，２５２ｃが向き合って突設されている。密着ばね２２２は、キャップ２１８を押し上げて、弁体２４３を弁座２４２に密着させている。
【００５３】
キャップ２１８の弁体２４３側とベース板２５２との間には、弁座軸２５１を収納した蛇腹ジョイント２３１を介在させてある。蛇腹ジョイント２３１の上部はキャップ２１８に接続され、下部はベース板２５２に固定されている。弁座軸２５１の下端は支持部材２５３を介してベース板２５２に固定されている。支持部材２５３は、蛇腹ジョイント２３１の下部内に位置して、横孔２５３ａが複数形成されている。パイプ２１３の上流端部はベース板２５２に固定され、下流端部はバッファ弁１１５（図３）に接続されている。蛇腹ジョイント２３１の内部とパイプ２１３は、横孔２５３ａとベース板２５２の連通孔２５２ａとによって連通している。蛇腹ジョイント２３１、支持部材２５３の横孔２５３ａ、ベース板２５２の連通孔２５２ａ及びパイプ２１３は、インクの流路を形成している。本実施形態においても、吸引手段は、各記録ヘッドに対応する各排出弁２４１に共通に接続されている。
【００５４】
図８、図９に示すインクジェット記録装置２０１も、記録ヘッドを清浄にするとき、シートに画像を形成する位置から上方の待機位置に移動した記録ヘッド１０５（図２）の下側に、キャップ２１８と排出機構２２０が進入する。そして、キャップ２１８が記録ヘッドのノズルを覆う。なお、弁座軸２５１、支軸２３０及びベース板２５２は、固定されている説明になっているが、これは、キャップ２１８に対して移動しないという意味であり、記録ヘッドに対しては、キャップとともに移動するようになっている。
【００５５】
キャップ２１８内にインクｉが溜まる場合、インクｉは、キャップ２１８内の勾配により排出弁２４１周辺に溜まる。この状態で、バッファ弁１１５（図３）を開くと、バッファ１１４内の負圧によって、キャップ２１８が、密着ばね２２２に抗して下方に吸引される。そして、キャップ２１８は、支軸２３０を中心にして下方に傾動（移動）し、弁体２４３が弁座２４２から離れて、蛇腹ジョイント２３１が縮められる。このとき、キャップ２１８に溜まっているインクの重量がキャップ２１８の傾動に寄与する。弁体２４３が弁座２４２から離れて、排出弁２４１に隙間が生じると、インクｉが負圧によって吸引されて排出弁２４１に閉じられていた排出口２１８ｂから蛇腹ジョイント２３１へ流出する。インクが流れている間、排出弁２４１は、インクｉの摩擦により、密着ばね２２２に抗して開放し続けている。インクは、メンテナンスタンク１１６に溜められる。キャップ２１８内のインクが無くなると、キャップ２１８が密着ばね２２２によって押し上げられ、弁体２４３が弁座２４２に密着して排出口２１８ｂを塞ぎ、排出弁２４１が閉じられる。
【００５６】
一方、インクが溜まらなかったキャップの排出弁２４１の弁体２４３は、負圧によって弁座２４２から離れても、インクが流れていないため、インクによる摩擦がなく、直ぐに弁座２３２に密着する。すなわち、インクが溜まっていないキャップの排出弁２４１は、一旦、開いた後、インクが溜まっているキャップの排出弁２４１よりも早く、直ちに、閉じる。しかも、バッファ１１４内の負圧は、インクが溜まっているキャップの排出弁２４１から流出しているインクの吸引に作用するため、インクが溜まっていないキャップの排出弁２４１は、一旦、開いた後、開くことが無い。
【００５７】
よって、第２実施形態のインクジェット記録装置２０１も、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１と同様な効果を奏する。
【００５８】
（第３実施形態のインクジェット記録装置）
図１０は、第３実施形態のインクジェット記録装置において、クリーニング装置の排出弁周辺の図であり、排出弁がキャップの排出口を閉じた状態の図である。図１１は、図１０の状態から排出弁がキャップの排出口を開いた状態の図である。
【００５９】
第３実施形態のインクジェット記録装置３０１は、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１と比較して、クリーニング装置の排出機構が異なっており、他の構成は同様であるので他の構成の図示及び説明を省略する。
【００６０】
クリーニング装置３０６の排出機構３２０は、キャップ３１８に排出口３１８ｂを介して連通して、キャップのインクを排出する接離可能な弁座３４２及び弁体３４３を有する排出弁３４１を備えている。排出機構３２０は、弁体と弁座とを接触させて排出弁を閉塞する方向に付勢する付勢手段としての密着ばね３２２及びキャップ内のインクによって浮力が生じるフロート３２７も備えている。弁座３４２は、キャップ３１８の排出口３１８ｂに円錐状に形成されている。
【００６１】
弁体３４３には、弁体軸３５３が設けられている。弁体軸３５３の上端部には、連結軸３５４が設けられている。キャップ３１８内には、支点支柱３５５が立設されている。支点支柱３５５の上端部には、フロート支軸３５６が水平に設けられている。フロート支軸３５６には傾動軸３５７が設けられている。傾動軸３５７は、フロート支軸３５６を中心に上下方向に傾動するようになっている。傾動軸３５７の一端は、連結軸３５４を貫通して連結軸３５４に対して摺動できるようになっている。
【００６２】
傾動軸３５７の他端には、フロート３２７が設けてある。フロート支軸３５６には、密着ばね３２２が設けられている。密着ばね３２２は反転ばねであり、一端はキャップ３１８の底部に係合し、他端は傾動軸３５７に係合している。このため、密着ばね３２２は、弁体３４３を弁座３４２に接触させる方向に付勢している。また、キャップ３１８にインクが溜まっていないとき、フロート３２７は、キャップの底部３１８ａとの間に隙間Ｇが生じており、自重で弁体３４３を弁座３４２に接触させる方向に付勢している。排出弁３４１は、キャップ３１８の下部に設けたパイプ３１３に連通している。
【００６３】
図１０、図１１に示すインクジェット記録装置３０１も、記録ヘッドを清浄にするとき、シートに画像を形成する位置から上方の待機位置に移動した記録ヘッド１０５（図２）の下側に、キャップ３１８と排出機構３２０が進入する。そして、キャップ３１８が記録ヘッドのノズルを覆う。
【００６４】
キャップ３１８内にインクｉが溜まった場合、フロート３２７がインクによる浮力によって浮き上がろうとする。しかし、密着ばね３２２が、フロート３２７の浮き上がりを阻止して、弁体３４３を弁座３４２に圧接している。このため、排出弁３４１は、閉じられており、インクｉの流出を阻止している。
【００６５】
しかし、バッファ弁１１５（図３）が開き、バッファ１１４内の負圧が排出弁３４１に加わると、弁体３４３が密着ばね３２２に抗して吸引されて、弁座３４２から離れる。このとき、フロート３２７の浮力が、弁体３４３が弁座３４２から離れるのを助ける方向に作用する。排出弁３４１が開くと、キャップ３１８内に溜まっているインクは、負圧に吸引され、パイプ３１３に案内されてメンテナンスタンク１１６に溜られる。
【００６６】
インクが流れている間、排出弁３４１は、インクｉの摩擦により、密着ばね３２２に抗して開放し続けている。キャップ３１８内のインクが無くなると、弁体３４３が密着ばね３２２の弾力とフロート３２７の自重とによって弁座３４２に密着する。この結果、排出弁３４１が閉じられる。
【００６７】
一方、インクが溜まらなかったキャップの排出弁３４１の弁体３４３は、負圧によって、弁座３４２から離れても、インクが流れていないため、インクによる摩擦がなく、直ぐに弁座３３２に密着する。すなわち、インクが溜まっていないキャップの排出弁３４１は、一旦、開いた後、インクが溜まっているキャップの排出弁２４１よりも早く、直ちに、閉じる。しかも、バッファ１１４内の負圧は、インクが溜まっているキャップの排出弁３４１から流出しているインクの吸引に作用するため、インクが溜まっていないキャップの排出弁３４１は、一旦、開いた後、開くことが無い。
【００６８】
よって、第３実施形態のインクジェット記録装置３０１も、第１実施形態のインクジェット記録装置１０１と同様な効果を奏する。
【００６９】
また、第３実施形態のインクジェット記録装置３０１のフロート３２７は、キャップ内にインクが溜まらないとき、自重によって、密着ばね３２２と協働して排出弁を閉じるように作用している。また、フロート３２７は、メンテナンスタンク１１６内の負圧によって、キャップ内のインクを吸引する際、負圧と協働して弁体３４３を弁座３４２から離間するように作用する。このため、第３実施形態のインクジェット記録装置３０１は、インクが溜まっていないキャップからの空気の漏れを少なくし、インクが溜まっているキャップからのインクの排出を速やかに行うことができるという効果も奏する。
【符号の説明】
【００７０】
ｉ：漏洩インク、
１０１：第１実施形態のインクジェット記録装置、１０６：クリーニング装置、１０７：記録エンジン（画像形成部）、１１２：吸引ポンプ（吸引手段）、１１３：パイプ、１１４：バッファ、１１５：バッファ弁、１１６：メンテナンスタンク、１１７：記録ヘッドのノズル（吐出口）、１１８：キャップ、１１８ａ：キャップの底部、１１８ｂ：排出口、１２０：排出機構、１２２：密着ばね（付勢手段）、１４１：排出弁、１４２：弁座、１４３：弁体、
２０１：第２実施形態のインクジェット記録装置、２０６：クリーニング装置、２１３：パイプ、２１８：キャップ、２１８ｂ：排出口、２２０：排出機構、３２２：密着ばね（付勢手段）、２３１：蛇腹ジョイント、２４１：排出弁、２４２：弁座、２４３：弁体、
３０１：第３実施形態のインクジェット記録装置、３０６：クリーニング装置、３１８：キャップ、３１８ｂ：排出口、３２０：排出機構、３２２：密着ばね（付勢手段）、３２７：フロート（付勢手段）、３４１：排出弁、３４２：弁座、３４３：弁体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口からインクを吐出してシートに画像を形成する複数の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、
各前記記録ヘッドの吐出口を覆って、前記記録ヘッドから吐出されたインクを溜めるキャップと、
各前記キャップに連通して、前記キャップに溜まったインクを排出する接離可能な弁座及び弁体を有する排出弁と、
各前記排出弁の弁体と弁座とを接触させて前記排出弁を閉塞する方向に付勢する付勢手段と、
各前記排出弁に共通に接続され、前記キャップに溜まったインクを吸引する吸引手段と、を備え、
前記吸引手段の吸引により前記キャップに溜まったインクが排出される際、前記弁座と前記弁体との間に介在するインクの抵抗により前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座と前記弁体とを解放されるように各前記排出弁が構成されている、
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記排出弁の弁座は、前記キャップに形成され、
前記付勢手段は、前記弁体を付勢して、前記弁体を前記弁座に接触させる方向に付勢するばねであり、
前記吸引手段の吸引により、前記キャップに溜まったインクが排出される際、前記ばねに抗して前記弁体が前記弁座から離間する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記キャップは、前記弁体を形成されて上下動自在であり、
前記弁座は、固定部材に固定されており、
前記付勢手段は、前記キャップを付勢して、前記弁体を前記弁座に接触させる方向に付勢するばねであり、
前記吸引手段の吸引により、前記キャップに溜まったインクが排出される際、前記ばねに抗して前記キャップが下方に移動して、前記弁体が前記弁座から離間する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記弁座は、前記キャップに形成され、
前記付勢手段は、前記弁体を前記弁座に接触させる方向に付勢するばねと、前記キャップに溜まったインクによって浮力が生じるフロートとを有し、
前記フロートは、前記キャップにインクが溜まっていないとき、前記ばねと協働して前記弁体を前記弁座に接触させる方向に付勢し、前記吸引手段が、前記キャップの内のインクを吸引する際、前記吸引手段と協働して前記弁体を前記弁座から離間させる方向に付勢する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１】
吐出口からインクを吐出してシートに画像を形成する複数の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、
各前記記録ヘッドの吐出口を覆って、前記記録ヘッドから吐出されたインクを溜めるキャップと、
各前記キャップに連通して、前記キャップに溜まったインクを排出する接離可能な弁座及び弁体を有する排出弁と、
各前記排出弁の弁体と弁座とを接触させて前記排出弁を閉塞する方向に付勢する付勢手段と、
各前記排出弁に共通に接続され、前記キャップに溜まったインクを吸引する吸引手段と、を備え、
前記吸引手段の吸引により前記キャップに溜まったインクが排出される際、前記弁座と前記弁体との間に介在するインクの抵抗により前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座と前記弁体とを解放されるように各前記排出弁が構成されている、
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記排出弁の弁座は、前記キャップに形成され、
前記付勢手段は、前記弁体を付勢して、前記弁体を前記弁座に接触させる方向に付勢するばねであり、
前記吸引手段の吸引により、前記キャップに溜まったインクが排出される際、前記ばねに抗して前記弁体が前記弁座から離間する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記キャップは、前記弁体を形成されて上下動自在であり、
前記弁座は、固定部材に固定されており、
前記付勢手段は、前記キャップを付勢して、前記弁体を前記弁座に接触させる方向に付勢するばねであり、
前記吸引手段の吸引により、前記キャップに溜まったインクが排出される際、前記ばねに抗して前記キャップが下方に移動して、前記弁体が前記弁座から離間する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記弁座は、前記キャップに形成され、
前記付勢手段は、前記弁体を前記弁座に接触させる方向に付勢するばねと、前記キャップに溜まったインクによって浮力が生じるフロートとを有し、
前記フロートは、前記キャップにインクが溜まっていないとき、前記ばねと協働して前記弁体を前記弁座に接触させる方向に付勢し、前記吸引手段が、前記キャップの内のインクを吸引する際、前記吸引手段と協働して前記弁体を前記弁座から離間させる方向に付勢する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３１９３７（Ｐ２０１３−３１９３７Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８３４１（Ｐ２０１１−１６８３４１）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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