画像形成装置
【課題】複数の排出キャップから１つの吸引手段で排出を行なうときに個別排出経路を閉塞するために排出経路が詰まる。
【解決手段】ヘッド１０１ａ〜１０１ｄのノズルから回復動作で排出されるインクを受ける排出キャップ５１ａ〜５１ｄと、複数の排出キャップ５１ａ〜５１ｄに共通の１つの排出ポンプ５２と、複数の排出キャップ５１ａ〜５１ｄにそれぞれ連通する可撓性チューブなどの変形可能な個別吸引経路５３ａ〜５３ｄと、複数の個別吸引経路５３ａ〜５３ｄを相互に連通して排出ポンプ５２に通じる共通吸引経路５４と、複数の個別吸引経路５３ａ〜５３ｄの流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段として流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄとを設けている。
【解決手段】ヘッド１０１ａ〜１０１ｄのノズルから回復動作で排出されるインクを受ける排出キャップ５１ａ〜５１ｄと、複数の排出キャップ５１ａ〜５１ｄに共通の１つの排出ポンプ５２と、複数の排出キャップ５１ａ〜５１ｄにそれぞれ連通する可撓性チューブなどの変形可能な個別吸引経路５３ａ〜５３ｄと、複数の個別吸引経路５３ａ〜５３ｄを相互に連通して排出ポンプ５２に通じる共通吸引経路５４と、複数の個別吸引経路５３ａ〜５３ｄの流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段として流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄとを設けている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出するヘッドを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置が知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
液体吐出方式の画像形成装置（以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。）においては、一般的にインクの吐出不良を低減するために、記録ヘッドのノズルから気泡や増粘インク等を強制的に排出させるメンテナンス動作が適時行われている。このメンテナンス動作としては、ノズルから強制的にインクを吸引排出させる吸引方式によるものと、記録ヘッドにインクを加圧供給してノズルから強制的にインクを排出させる加圧方式によるもの、両方式を組み合わせたものが知られている。
【０００５】
そして、記録ヘッドのノズルから排出されるインクの回収は、記録ヘッドの下方に配置されるキャップ（インク回収部材；以下「排出キャップ」という。）により受け止められる。この排出キャップ内のインクを自然落下で廃液タンクに排出させる構成、記録ヘッドのノズル面の保護、乾燥防止を行う排出キャップ内にインクを溜め、排出キャップに接続したポンプなどの吸引手段により廃液タンクに排出させる構成が採用される。
【０００６】
また、ライン型画像形成装置として、複数のヘッドを配列してライン型ヘッドを構成した記録ヘッドを使用する場合、排出キャップは各ヘッドそれぞれに複数個配置して、複数の排出キャップそれぞれにインクの移送を行う吸引手段を設けるもの、あるいは、複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段を備えて互いに連通した排出経路を通じて複数の排出キャップ内のインクを同時に廃液タンクなどに移送するものなどが知られている。
【０００７】
例えば、複数のキャップ手段と吸引駆動モ‐タとを複数のインクチュ‐ブを介して連結し、さらに複数のインクチュ‐ブ部材を選択的に折り曲げ可能な、突起部材からなる折り曲げ手段を設け、吸引駆動モ‐タを駆動させるに先立って、複数のキャップ手段のうち負圧を発生させたくないキャップ手段については対応するインクチュ‐ブ部材を折り曲げ手段を用いて折り曲げて閉塞させた状態とし、その後に吸引駆動モ‐タを駆動させことにより、所望のキャップ手段内だけに負圧を発生させるもの知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１７０５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように複数の排出キャップが互いに連通した排出経路を設けて１つの吸引手段で複数の排出キャップ内のインクを同時に移送させる場合、１つでインクが空の排出キャップがあると、排出経路のエアーとインクの流体抵抗の差により、空の排出キャップよりエアーのみを移送してしまい、複数の排出キャップの排出状態が不均一になるという課題がある。
【００１０】
そこで、特許文献１に開示されているように、複数の排出キャップの排出経路を選択的に閉塞し、複数の排出キャップを選択的に吸引するものもあるが、排出経路を閉塞するために、乾燥等により増粘したインクが排出経路内に残留した場合、インクの張り付きにより閉塞した状態が元に戻らず、排出経路が詰まるという課題がある。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、排出経路の詰まりを抑えつつ簡単な構成で複数の排出キャップから選択的に排出を行なえるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する複数のヘッドと、
前記ヘッドのノズルから液体を排出させて前記ヘッドの吐出状態を回復する回復手段と、
前記複数のヘッドからそれぞれ排出される液体を受ける複数の排出キャップと、
前記複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段と、
前記複数の排出キャップにそれぞれ連通する複数の変形可能な個別吸引経路と、
前記複数の個別吸引経路を相互に連通して前記吸引手段に通じる共通吸引経路と、
前記複数の個別吸引経路の流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段と、を有している
構成とした。
【００１３】
ここで、前記流体抵抗可変手段は前記個別吸引経路に当接可能なカムであり、各個別吸引経路のカムは共通の回転軸に設けられている構成とできる。
【００１４】
また、前記複数のヘッドが千鳥状に配列されてライン型ヘッドを構成している構成とできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る画像形成装置によれば、複数のヘッドからそれぞれ排出される液体を受ける複数の排出キャップと、複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段と、複数の排出キャップにそれぞれ連通する複数の変形可能な個別吸引経路と、記複数の個別吸引経路を相互に連通して前記吸引手段に通じる共通吸引経路と、前記複数の個別吸引経路の流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段と、を有している構成としたので、排出経路の詰まりを抑えつつ、簡単な構成で複数の排出キャップから選択的に排出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図である。
【図２】同じく側面概略説明図である。
【図３】同じく要部平面説明図である。
【図４】同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。
【図５】同じくインク供給系の説明に供する模式的説明図である。
【図６】同じくインク排出系の説明に供する斜視説明図である。
【図７】流路抵抗変更カムの説明に供する説明図である。
【図８】各流路抵抗変更カム位置と個別排出経路の流路形状の説明に供する説明図である。
【図９】排出キャップからのインク排出動作の説明に供する説明図である。
【図１０】従前の排出キャップからのインク排出動作の説明に供する説明図である。
【図１１】個別排出経路の流体抵抗の変更の説明に供する説明図である。
【図１２】制御部の概要を示すブロック説明図である。
【図１３】回復動作の説明に供するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図、図２は同じく側面説明図、図３は同じく要部平面説明図である。
【００１８】
この画像形成装置は、液滴を吐出するライン型記録ヘッドで構成される画像形成ユニット１と、画像形成ユニット１の記録ヘッドにインクを供給するインク供給部２と、画像形成ユニット１の記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送手段としての搬送ユニット３と、用紙Ｐを搬送ユニット３に給紙する給紙部４と、搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側に配置され、画像形成ユニット１のライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段としての維持回復ユニット５と、排紙部６と、画像形成ユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向(図１の矢示Ａ方向)に移動させるヘッド移動手段７などとを備えている。
【００１９】
画像形成ユニット１は、ライン型記録ヘッドとして、ベース部材１２上に、液滴を吐出する複数（ここでは２個）のヘッド２０１をノズル配列方向に配列した４つのヘッド列１１Ａ〜１１Ｄからなる記録ヘッドユニット１１を有している。記録ヘッドユニット１１の各ヘッド列１１Ａ〜１１Ｄの各ヘッド２０１は２列のノズル列を有し、隣り合う２つのヘッド列で１ライン分の液滴を吐出する構成としている。例えば、ヘッド列１１Ａ、１１Ｂの一方のノズル列でブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列でシアン（Ｃ）の液滴を吐出し、ヘッド列１１Ｃ、１１Ｄの一方のノズル列でマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列でイエロー（Ｙ）の液滴を吐出する。なお、記録ヘッドの構成はこれに限るものではない。
【００２０】
画像形成ユニット１の記録ヘッドユニット１１のヘッド１０１に各色のインクを供給するインク供給部２は、各色のインクを収容した交換可能なメインタンク（インクカートリッジ）２０を含むメインタンクユニットと、メインタンクからインク供給チューブ２６を介してインクが供給される液体タンクであるサブタンク（インクタンク）２１と、サブタンク２１内を加圧する加圧回復装置２７と、サブタンク２１から供給チューブ２３を介してインクが供給され、供給されるインクを、供給チューブ２４を介して各ヘッド１１ａに分岐して供給する分岐部（分配部材）２２とを備え、各サブタンク２１と画像形成ユニット１の記録ヘッドユニット１１との間に水頭差を設けてヘッド２０１に所要の負圧を発生させている。
【００２１】
画像形成ユニット１のベース部材１２は記録ヘッドユニット１１を保持する第１ベース部材１２Ａと、この第１ベース部材１２Ａを少なくとも上下方向に移動自在に保持する第２ベース部材１２Ｂとで構成されている。この第２ベース部材１２Ｂ上には、インク供給部２のサブタンク２１及び分岐部２２なども保持されている。
【００２２】
そして、この第２ベース部材１２Ｂは、ヘッド移動手段７の駆動ローラ７２と従動ローラ７２に掛け回されたタイミングベルト７４に連結され、駆動ローラ７２が駆動モータ７５によって回転駆動されることにより、用紙搬送方向に沿って移動される。これにより、画像形成ユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向に移動される。
【００２３】
このように、画像形成ユニット１とインク供給部２のサブタンク２１などもベース部材１２（ここでは、第２ベース部材１２Ｂ）上に保持して一体的に移動させることによってサブタンク２１から記録ヘッド１１に対するインク供給用のチューブの変形による内部圧力の変化などの不具合を防止できる。
【００２４】
搬送ユニット３は、給紙部４から分離ローラ４１及び給紙ローラ４２によって１枚ずつ分離されて給紙される用紙Ｐを画像形成ユニット１に対向して搬送する搬送ベルト３１を備えている。この搬送ベルト３１は、搬送駆動ローラ３２と搬送従動ローラ３３との間に掛け回された無端状ベルトであり、表面には複数の図示しない穴が形成されており、搬送ベルト３１の下部には用紙Ｐを吸引するエアー吸着ファン（吸引ファン）３４が配置されている。また、搬送ユニット３には画像形成ユニット１の記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト４１の表面（用紙搬送面）との間のギャップを規制するギャップ調整手段３５が備えられている。
【００２５】
搬送駆動ローラ３２は図示しないモータにより回転されることで搬送ベルト３１が周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト３１上に吸引ファン３４により吸い付けられ、搬送ベルト３１の周回移動によって搬送される。なお、用紙の吸着は吸引に限られるものではなく、静電吸着や粘着などによって保持する構成にしてもよい。
【００２６】
この搬送ユニット３は、搬送ベルト３１、吸引ファン３４、ギャップ調整手段３５などが一体的に用紙搬送方向上流側の従動ローラ３３を支点として用紙搬送方向下流側の駆動ローラ３２が下がる状態で回動可能に配置され、記録ヘッド１１（画像形成ユニット１）に近接するホーム位置（図２の実線図示の位置：第１位置）と記録ヘッド１０から離間する解除位置（図２の破線図示の位置：第２位置）との間で矢示Ｂ方向に変位可能とされている。搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側が下がって解除される構成とすることで、ジャムの場合のジャム用紙の取出しが容易になり、また、画像形成ユニット１を維持回復ユニット５側へ移動するときに画像形成ユニット１の記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト３１との干渉のおそれを防止できる。
【００２７】
この搬送ユニット３をホーム位置と解除位置との間で変位させる解除機構８は、搬送ユニット解除駆動モータ８１と、この駆動モータ８１の回転がピニオン８２を介して伝達されるセクタギヤ８３とを備え、搬送ユニット解除駆動モータ８１とピニオン８２は画像形成装置のベース側（装置筐体側）に固定され、セクタギヤ８３は図示しない搬送ユニット３のユニットフレーム側に固定され、ピニオン８２が回転することによってセクタギヤ８３が移動、即ち搬送ユニット３が回動変位する機構となっている。なお、搬送ベルト解除駆動モータ８１からピニオン８２まではタイミングベルトやギヤ等の動力伝達機構を用いているが図示を簡略化している。
【００２８】
維持回復ユニット５は、記録ヘッドユニット１１のヘッド１０１から回復動作で強制的に排出されるインクを受ける排出キャップ５１や図示しないがノズル面をワイピングするワイパブレード、排出キャップ５１に接続された吸引手段としての排出ポンプ５２などを備えている。この維持回復ユニット５の上方には、維持回復ユニット５を覆う搬送ガイド部材９が配置され、この搬送ガイド部材９は矢示Ｃ方向に回転して維持回復ユニット５を開放する図２の破線図示の位置と搬送ユニット３からの用紙をガイドする実線図示の位置とを取り得るようにされている。
【００２９】
そして、維持回復動作を行うときには、図４に示すように、搬送ユニット３が矢示Ｂ１方向に解除位置まで回動されるとともに、搬送ガイド部材９が矢示Ｃ１方向に回動されて維持回復ユニット５の上方が開放され、ヘッド移動手段７の駆動モータ７５が駆動されることでベース部材１２に伴われて画像形成ユニット１が矢示Ａ１方向に移動され、維持回復ユニット５上で停止する。
【００３０】
排紙部６は、エンドフェンス６１及び図示しないサイドフェンスを備えている。
【００３１】
次に、この画像形成装置における回復手段を含むインク供給系について図５の模式的説明図を参照して説明する。なお、図５では１つのヘッド列分のインク供給系を示している。
サブタンク２１は、可撓性を有する液体収容部材であるインクパック１０１と、インクパック１０１を密閉して収納したタンクケース（加圧ケース）１０２とを有している。そして、メインタンク２０から供給チューブ２６を介してサブタンク２１のインクパック１０１にインクが供給される。メインタンク２０からサブタンク２１へのインクの供給及び供給停止はインク供給弁１０３を開閉制御することによって行なわれる。
【００３２】
一方、サブタンク２１内を加圧する加圧回復装置２７は、加圧ポンプ１１１と、加圧気体を貯留する加圧チャンバ１１２とを有し、加圧ポンプ１１１によって加圧された加圧チャンバ１１２内の加圧気体を、気体供給径路１１３を通じてサブタンク２１の加圧ケース１０２内（加圧ケース１０２とインクパック１０１との間の空間）に供給する。この加圧チャンバ１１２からサブタンク２１に対する加圧気体の供給及び停止は、気体供給径路１１３に設けた開閉手段である電磁弁からなる供給径路開閉弁（加圧弁）１１４を開閉制御することによって行なわれる。
【００３３】
また、加圧チャンバ１１２と加圧ポンプ１１１との間には圧力センサ１１４が設けられ、加圧チャンバ１１２には内部を大気に開放する大気開放弁１１５が設けられている。
【００３４】
そして、記録ヘッドユニット１１の各ヘッドの１０１の回復動作を行うときには、加圧回復装置２７によってサブタンク２１を加圧してヘッド１０１にインクを加圧供給することで、ヘッド１０１のノズルからインクを強制的に排出させる。
【００３５】
次に、維持回復ユニット５におけるインク排出系について図６を参照して説明する。なお、図６は２列分のヘッド列に対応するインク排出系を説明する斜視説明図である。
ここでは、前述したように、各ヘッド１０１に対応して、各ヘッド１０１（ヘッド１０１ａ〜１０１ｄとする。）のノズルから回復動作で排出されるインクを受ける排出キャップ５１（５１ａ〜５１ｄ）と、複数の排出キャップ５１ａ〜５１ｄに共通の１つの吸引手段であるチューブポンプからなる排出ポンプ５２とを備えている。
【００３６】
そして、複数の排出キャップ５１ａ〜５１ｄにそれぞれ連通する可撓性チューブなどからなる変形可能な個別吸引経路５３ａ〜５３ｄと、複数の個別吸引経路５３ａ〜５３ｄを相互に連通して排出ポンプ５２に通じる共通吸引経路５４とが設けられている。
【００３７】
さらに、複数の個別吸引経路５３ａ〜５３ｄの流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段として流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄを設けている。各流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄは共通の回転軸５６に取付けられている。この回転軸５６は、流路抵抗変更カム駆動モータ５７によってモータプーリ５８、タイミングベルト５９及び回転軸５６のプーリ６０を介して回転される。
【００３８】
次に、流路抵抗変更カム位置と各個別排出経路の流体抵抗の関係について図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は図６を流路抵抗変更カム５５ａの方向から見た側面説明図、図８は各流路抵抗変更カムの位置と各個別排出経路の流路形状を説明する説明図である。
【００３９】
まず、図７（ａ）は、流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄの流路抵抗変更カム面（周面）がいずれも個別排出経路５３ａ〜５３ｄを押しつぶしていない状態であり、このとき個別排出経路５３ａ〜５３ｄはいずれも開放状態にある。
図７（ｂ）は、図７（ａ）の位置から流路抵抗変更カム５５ａが図で時計周りに７２度回転され、流路抵抗変更カム５５ａは個別排出経路５３ａを押し潰していないが、他の流路抵抗変更カム５３ｂ〜５３ｄは個別排出経路５３ｂ〜５３ｄをそれぞれ流路１５３を維持した状態で押し潰して流体抵抗を増加させている状態である。このとき、個別排出経路５３ａからのインクが流れ易くなる。
図７（ｃ）は、図７（ｂ）の位置から流路抵抗変更カム５５ａが図で時計周りに７２度回転され、流路抵抗変更カム５５ａは個別排出経路５３ａを押し潰して個別排出経路５３ａの流体抵抗を増大させ、他の流路抵抗変更カム５３ｂ〜５３ｄは個別排出経路５３ｂ〜５３ｄをそれぞれ押し潰していない状態である。このとき、個別排出経路５３ａからのインクが流れ難くなる。
【００４０】
ここで、各流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄの位置と対応する個別排出経路５３ａ〜５３ｄの形状（流体抵抗）は、図８に示すように、全ての個別排出経路５３ａ〜５３ｄが開放状態にある全経路開放と、排出キャップ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄに対応する個別排出経路５３ａ〜５３ｄをそれぞれ個別に開放状態とし、他の個別排出経路の流体抵抗を増大させる状態とをとる流路抵抗変更カム停止位置が設定されている。即ち、このような状態を設定できる流路抵抗変更カム形状としている。
【００４１】
この場合、排出キャップ５１の個数が偶数個であれば、流路抵抗変更カム形状としては、（キャップ数／２）の数の種類で足りる。例えば、図８に示す例では、キャップ数が４個であるので、流路抵抗変更カム形状は２種類でよく、流路抵抗変更カム５１ａ、５１ｄは同じ形状であり、流路抵抗変更カム５１ｂ、５１ｃは同じ形状であって、流路抵抗変更カム５１ａ、５１ｄとは異なる形状である。また、排出キャップ５１の個数が奇数個であれば、流路抵抗変更カム形状としては、（キャップ数／２＋１）の数の種類で足りる。例えば、キャップ数が５個であれば、３種類の流路抵抗変更カム形状となる。
【００４２】
上述したように、流路抵抗変更カム５５によって個別排出経路５３を押し潰すとき、個別排出経路５３は完全に閉じられるのではなく、流路１５３（図７（ｃ）参照）が確保されて、排出キャップ５１と排出ポンプ５２との間の連通状態を確保している。
【００４３】
これにより、複数の排出キャップ５１に共通の排出ポンプ５２で吸引を行うとき、図９に示すように、排出キャップ５１ａ〜５１ｄに回復動作でインク４００が排出され、排出キャップ５３ａ〜５３ｃはインク４００で満たされているが、排出キャップ５３ｄはインク４００で満たされていない状態になった場合でも、排出キャップ５３ａ以外の排出キャップ５３ｂ〜５３ｄの個別排出経路５３ｂ〜５３ｄを完全には閉塞しないで流路１５３を確保した状態で絞る（流体抵抗を増大する）ことによって、排出キャップ５１ａのインク４００を排出することができる。
【００４４】
つまり、図１０に示すように、複数の排出キャップ５１に共通の排出ポンプ５２で吸引を行うとき、１つの排出キャップ５３ｄはインク４００で満たされていない状態である場合、排出キャップ５３ｄの経路が他の排出キャップ５３ａ〜５３ｃの経路に比べて流体抵抗が相対的に低くなる（個別排出経路５３ｄの入口側がインク４００で塞がれていないため）。その結果、１つｎ排出ポンプ５２により吸引圧力は排出キャップ５１ｄにかかり、排出キャップ５１ｄからしか排出が行われない。
【００４５】
この場合、排出キャップ５３ａ〜５３ｄから選択的に排出を行うために個別排出経路５３ａ〜５３ｄを選択的に開閉する手段を設けると、個別排出経路５３内に残留するインクの増粘などによって個別排出経路が元の状態に復元しなくなるという不具合が生じる。
【００４６】
そこで、本実施形態のように、吸引を行う排出キャップ５１の個別排出経路５３以外の個別排出経路については、連通状態を維持したまま（前記流路１５３を確保したまま）流体抵抗を増大させることによって、選択的な排出が可能になるとともに、個別排出経路が詰まるなどの不具合を回避することができる。
【００４７】
ここで、個別排出経路におけるインクと空気の流体抵抗について図１１を参照して説明する。
まず、個別排出経路５３を円筒状チューブを形成したとき、図１１（ａ）に示すように管内を流れるインク（流体）の流体抵抗は、流路直径をｄ、流路長さをｌ、インク粘度をμとするとき、次の（１）式で表される。なお、インク密度ρ、インク音速ｃとする。
【００４８】
【数１】
【００４９】
また、チューブを流路抵抗変更カムで潰したとき流体抵抗は、断面形状が矩形状になるものとして定義すると、流路幅をｗ、流路高さをｈ、流路長さをｌとしたとき、次の（２）式で表される。
【００５０】
【数２】
【００５１】
これらの(１)式、（２）式より、例えば内径４ｍｍのチューブ内を流れるインク（粘度は水同じとする）の流体抵抗とチューブを潰したときに空気が流れる時の流体抵抗が同じになるチューブの流路高さは、０．６１ｍｍとなる。
したがって、流路抵抗を切替えるときの押し潰したチューブの隙間は、内径４ｍｍのチューブを使用した場合、０．６１ｍｍ以下にする必要がある。
【００５２】
このように、複数のヘッドからそれぞれ排出される液体を受ける複数の排出キャップと、複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段と、複数の排出キャップにそれぞれ連通する複数の変形可能な個別吸引経路と、記複数の個別吸引経路を相互に連通して前記吸引手段に通じる共通吸引経路と、前記複数の個別吸引経路の流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段と、を有している構成とすることで、排出経路の詰まりを抑えつつ、簡単な構成で複数の排出キャップから選択的に排出を行なうことができる。
【００５３】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１２に示すブロック説明図を参照して説明する。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司る本発明に係る回復制御及び排出制御を行う手段を兼ねるＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。
【００５４】
また、記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含むヘッド駆動制御部５０８と、記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、画像形成ユニット５を移動させる画像形成ユニット移動モータ７５を駆動するための画像形成ユニット移動モータ駆動部５１１と、搬送ベルト移動モータ５１２を駆動するための搬送ベルト移動モータ駆動部５１３と、吸引ファン４４に対する吸引モータ５１４を駆動する吸引モータ駆動部５１５と、加圧回復装置２７を駆動する加圧回復駆動部５１６と、維持回復ユニット５の排出ポンプ５２及びカム駆動モータ５７を駆動する維持回復駆動部５１７と、各種センサ群５２０からの情報を入力するＩ／Ｏ５１８を有している。
【００５５】
また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５２１が接続されている。
【００５６】
ここで、制御部５００は、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣと称す）等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットを介してホストＩ／Ｆ５０６で受信する。
【００５７】
そして、ＣＰＵ５０１は、ホストＩ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にてデータの並び替え処理等（場合によっては、画像処理の一部の処理）を行ってヘッド駆動制御部５０８に画像データを転送する。なお、画像出力するための印刷データのビットマップデータ（印刷ラスタデータ）への変換は、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開し印刷データのビットマップデータ（印刷ラスタデータ）を作成した上で、該印刷ラスタデータをこの装置に転送するようにしている。
【００５８】
ヘッド駆動制御部５０８は、印刷ラスタデータを受け取ると、このドットパターンデータ（印刷ラスタデータ）を、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ５０９にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ５０９に送出する。
【００５９】
このヘッド駆動制御部５０８は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ５０２で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。
【００６０】
また、ヘッドドライバ５０９は、ヘッド駆動制御部５０８からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部５０８からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動し、画像データを印刷してドットパターンを形成する。
【００６１】
次に、この制御部による排出キャップからのインク排出制御を含む回復動作について図１３のフロー図を参照して説明する。
まず、加圧回復装置２７を駆動制御して記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１から排出キャップ５１内へのインク排出動作を開始する。
【００６２】
そして、カム駆動モータ５７を駆動して、前述した図８の状態２になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させる。その後、排出ポンプ５２の駆動を開始し、予め定めた所定の吸引時間のカウントを開始し、排出キャップ５１ａのインクを所定時間吸引排出する。
【００６３】
次いで、排出ポンプ５２による排出キャップ５１ａからの吸引排出を所定時間行った（カウント終了）後、カム駆動モータ５７を駆動して、前述した図８の状態３になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させる。その後、予め定めた所定の吸引時間のカウントを開始し、排出キャップ５２ｂのインクを所定時間吸引排出する。
【００６４】
次いで、排出ポンプ５２による排出キャップ５１ｂからの吸引排出を所定時間行った（カウント終了）後、カム駆動モータ５７を駆動して、前述した図８の状態４になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させる。その後、予め定めた所定の吸引時間のカウントを開始し、排出キャップ５２ｃのインクを所定時間吸引排出する。
【００６５】
次いで、排出ポンプ５２による排出キャップ５１ｃからの吸引排出を所定時間行った（カウント終了）後、カム駆動モータ５７を駆動して、前述した図８の状態５になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させる。その後、予め定めた所定の吸引時間のカウントを開始し、排出キャップ５２ｄのインクを所定時間吸引排出する。
【００６６】
そして、排出ポンプ５２による排出キャップ５１ｃからの吸引排出を所定時間行った（カウント終了）後、排出ポンプ５２の駆動を停止し、カム駆動モータ５７を駆動して前述した図８の状態１になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させた後、加圧回復装置２７による加圧を停止して記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１から排出キャップ５１内へのインク排出動作を終了する。
【００６７】
なお、上記実施形態ではライン型画像形成装置に適用した例で説明しているが、シリアル型画像形成装置にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ ヘッドユニット
２ インク供給部
３ 搬送ユニット
４ 給紙部
５ 維持回復ユニット
６ 排紙部
７ ヘッド移動手段
８ 排紙ユニット解除機構
９ 搬送ガイド部材
１１ 記録ヘッドユニット
１２ ベース部材
２１ サブタンク
２７ 加圧回復装置
３１ 搬送ベルト
５１、５１ａ〜５１ｄ 排出キャップ
５２ 排出ポンプ
５３ａ〜５３ｄ 個別排出経路
５４ 共通排出経路
５５ａ〜５５ｄ 流路抵抗変更カム
５７ カム駆動モータ
１５３ 流体抵抗増大後の流路
２０１ ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出するヘッドを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置が知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
液体吐出方式の画像形成装置（以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。）においては、一般的にインクの吐出不良を低減するために、記録ヘッドのノズルから気泡や増粘インク等を強制的に排出させるメンテナンス動作が適時行われている。このメンテナンス動作としては、ノズルから強制的にインクを吸引排出させる吸引方式によるものと、記録ヘッドにインクを加圧供給してノズルから強制的にインクを排出させる加圧方式によるもの、両方式を組み合わせたものが知られている。
【０００５】
そして、記録ヘッドのノズルから排出されるインクの回収は、記録ヘッドの下方に配置されるキャップ（インク回収部材；以下「排出キャップ」という。）により受け止められる。この排出キャップ内のインクを自然落下で廃液タンクに排出させる構成、記録ヘッドのノズル面の保護、乾燥防止を行う排出キャップ内にインクを溜め、排出キャップに接続したポンプなどの吸引手段により廃液タンクに排出させる構成が採用される。
【０００６】
また、ライン型画像形成装置として、複数のヘッドを配列してライン型ヘッドを構成した記録ヘッドを使用する場合、排出キャップは各ヘッドそれぞれに複数個配置して、複数の排出キャップそれぞれにインクの移送を行う吸引手段を設けるもの、あるいは、複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段を備えて互いに連通した排出経路を通じて複数の排出キャップ内のインクを同時に廃液タンクなどに移送するものなどが知られている。
【０００７】
例えば、複数のキャップ手段と吸引駆動モ‐タとを複数のインクチュ‐ブを介して連結し、さらに複数のインクチュ‐ブ部材を選択的に折り曲げ可能な、突起部材からなる折り曲げ手段を設け、吸引駆動モ‐タを駆動させるに先立って、複数のキャップ手段のうち負圧を発生させたくないキャップ手段については対応するインクチュ‐ブ部材を折り曲げ手段を用いて折り曲げて閉塞させた状態とし、その後に吸引駆動モ‐タを駆動させことにより、所望のキャップ手段内だけに負圧を発生させるもの知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１７０５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように複数の排出キャップが互いに連通した排出経路を設けて１つの吸引手段で複数の排出キャップ内のインクを同時に移送させる場合、１つでインクが空の排出キャップがあると、排出経路のエアーとインクの流体抵抗の差により、空の排出キャップよりエアーのみを移送してしまい、複数の排出キャップの排出状態が不均一になるという課題がある。
【００１０】
そこで、特許文献１に開示されているように、複数の排出キャップの排出経路を選択的に閉塞し、複数の排出キャップを選択的に吸引するものもあるが、排出経路を閉塞するために、乾燥等により増粘したインクが排出経路内に残留した場合、インクの張り付きにより閉塞した状態が元に戻らず、排出経路が詰まるという課題がある。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、排出経路の詰まりを抑えつつ簡単な構成で複数の排出キャップから選択的に排出を行なえるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する複数のヘッドと、
前記ヘッドのノズルから液体を排出させて前記ヘッドの吐出状態を回復する回復手段と、
前記複数のヘッドからそれぞれ排出される液体を受ける複数の排出キャップと、
前記複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段と、
前記複数の排出キャップにそれぞれ連通する複数の変形可能な個別吸引経路と、
前記複数の個別吸引経路を相互に連通して前記吸引手段に通じる共通吸引経路と、
前記複数の個別吸引経路の流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段と、を有している
構成とした。
【００１３】
ここで、前記流体抵抗可変手段は前記個別吸引経路に当接可能なカムであり、各個別吸引経路のカムは共通の回転軸に設けられている構成とできる。
【００１４】
また、前記複数のヘッドが千鳥状に配列されてライン型ヘッドを構成している構成とできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る画像形成装置によれば、複数のヘッドからそれぞれ排出される液体を受ける複数の排出キャップと、複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段と、複数の排出キャップにそれぞれ連通する複数の変形可能な個別吸引経路と、記複数の個別吸引経路を相互に連通して前記吸引手段に通じる共通吸引経路と、前記複数の個別吸引経路の流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段と、を有している構成としたので、排出経路の詰まりを抑えつつ、簡単な構成で複数の排出キャップから選択的に排出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図である。
【図２】同じく側面概略説明図である。
【図３】同じく要部平面説明図である。
【図４】同じく維持回復動作の説明に供する説明図である。
【図５】同じくインク供給系の説明に供する模式的説明図である。
【図６】同じくインク排出系の説明に供する斜視説明図である。
【図７】流路抵抗変更カムの説明に供する説明図である。
【図８】各流路抵抗変更カム位置と個別排出経路の流路形状の説明に供する説明図である。
【図９】排出キャップからのインク排出動作の説明に供する説明図である。
【図１０】従前の排出キャップからのインク排出動作の説明に供する説明図である。
【図１１】個別排出経路の流体抵抗の変更の説明に供する説明図である。
【図１２】制御部の概要を示すブロック説明図である。
【図１３】回復動作の説明に供するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する概略斜視説明図、図２は同じく側面説明図、図３は同じく要部平面説明図である。
【００１８】
この画像形成装置は、液滴を吐出するライン型記録ヘッドで構成される画像形成ユニット１と、画像形成ユニット１の記録ヘッドにインクを供給するインク供給部２と、画像形成ユニット１の記録ヘッドに対向して用紙を搬送する搬送手段としての搬送ユニット３と、用紙Ｐを搬送ユニット３に給紙する給紙部４と、搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側に配置され、画像形成ユニット１のライン型記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段としての維持回復ユニット５と、排紙部６と、画像形成ユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向(図１の矢示Ａ方向)に移動させるヘッド移動手段７などとを備えている。
【００１９】
画像形成ユニット１は、ライン型記録ヘッドとして、ベース部材１２上に、液滴を吐出する複数（ここでは２個）のヘッド２０１をノズル配列方向に配列した４つのヘッド列１１Ａ〜１１Ｄからなる記録ヘッドユニット１１を有している。記録ヘッドユニット１１の各ヘッド列１１Ａ〜１１Ｄの各ヘッド２０１は２列のノズル列を有し、隣り合う２つのヘッド列で１ライン分の液滴を吐出する構成としている。例えば、ヘッド列１１Ａ、１１Ｂの一方のノズル列でブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列でシアン（Ｃ）の液滴を吐出し、ヘッド列１１Ｃ、１１Ｄの一方のノズル列でマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列でイエロー（Ｙ）の液滴を吐出する。なお、記録ヘッドの構成はこれに限るものではない。
【００２０】
画像形成ユニット１の記録ヘッドユニット１１のヘッド１０１に各色のインクを供給するインク供給部２は、各色のインクを収容した交換可能なメインタンク（インクカートリッジ）２０を含むメインタンクユニットと、メインタンクからインク供給チューブ２６を介してインクが供給される液体タンクであるサブタンク（インクタンク）２１と、サブタンク２１内を加圧する加圧回復装置２７と、サブタンク２１から供給チューブ２３を介してインクが供給され、供給されるインクを、供給チューブ２４を介して各ヘッド１１ａに分岐して供給する分岐部（分配部材）２２とを備え、各サブタンク２１と画像形成ユニット１の記録ヘッドユニット１１との間に水頭差を設けてヘッド２０１に所要の負圧を発生させている。
【００２１】
画像形成ユニット１のベース部材１２は記録ヘッドユニット１１を保持する第１ベース部材１２Ａと、この第１ベース部材１２Ａを少なくとも上下方向に移動自在に保持する第２ベース部材１２Ｂとで構成されている。この第２ベース部材１２Ｂ上には、インク供給部２のサブタンク２１及び分岐部２２なども保持されている。
【００２２】
そして、この第２ベース部材１２Ｂは、ヘッド移動手段７の駆動ローラ７２と従動ローラ７２に掛け回されたタイミングベルト７４に連結され、駆動ローラ７２が駆動モータ７５によって回転駆動されることにより、用紙搬送方向に沿って移動される。これにより、画像形成ユニット１を用紙搬送方向に沿って搬送ユニット３に対応する位置と維持回復ユニット５に対応する位置との間で双方向に移動される。
【００２３】
このように、画像形成ユニット１とインク供給部２のサブタンク２１などもベース部材１２（ここでは、第２ベース部材１２Ｂ）上に保持して一体的に移動させることによってサブタンク２１から記録ヘッド１１に対するインク供給用のチューブの変形による内部圧力の変化などの不具合を防止できる。
【００２４】
搬送ユニット３は、給紙部４から分離ローラ４１及び給紙ローラ４２によって１枚ずつ分離されて給紙される用紙Ｐを画像形成ユニット１に対向して搬送する搬送ベルト３１を備えている。この搬送ベルト３１は、搬送駆動ローラ３２と搬送従動ローラ３３との間に掛け回された無端状ベルトであり、表面には複数の図示しない穴が形成されており、搬送ベルト３１の下部には用紙Ｐを吸引するエアー吸着ファン（吸引ファン）３４が配置されている。また、搬送ユニット３には画像形成ユニット１の記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト４１の表面（用紙搬送面）との間のギャップを規制するギャップ調整手段３５が備えられている。
【００２５】
搬送駆動ローラ３２は図示しないモータにより回転されることで搬送ベルト３１が周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト３１上に吸引ファン３４により吸い付けられ、搬送ベルト３１の周回移動によって搬送される。なお、用紙の吸着は吸引に限られるものではなく、静電吸着や粘着などによって保持する構成にしてもよい。
【００２６】
この搬送ユニット３は、搬送ベルト３１、吸引ファン３４、ギャップ調整手段３５などが一体的に用紙搬送方向上流側の従動ローラ３３を支点として用紙搬送方向下流側の駆動ローラ３２が下がる状態で回動可能に配置され、記録ヘッド１１（画像形成ユニット１）に近接するホーム位置（図２の実線図示の位置：第１位置）と記録ヘッド１０から離間する解除位置（図２の破線図示の位置：第２位置）との間で矢示Ｂ方向に変位可能とされている。搬送ユニット３の用紙搬送方向下流側が下がって解除される構成とすることで、ジャムの場合のジャム用紙の取出しが容易になり、また、画像形成ユニット１を維持回復ユニット５側へ移動するときに画像形成ユニット１の記録ヘッド１１のノズル面と搬送ベルト３１との干渉のおそれを防止できる。
【００２７】
この搬送ユニット３をホーム位置と解除位置との間で変位させる解除機構８は、搬送ユニット解除駆動モータ８１と、この駆動モータ８１の回転がピニオン８２を介して伝達されるセクタギヤ８３とを備え、搬送ユニット解除駆動モータ８１とピニオン８２は画像形成装置のベース側（装置筐体側）に固定され、セクタギヤ８３は図示しない搬送ユニット３のユニットフレーム側に固定され、ピニオン８２が回転することによってセクタギヤ８３が移動、即ち搬送ユニット３が回動変位する機構となっている。なお、搬送ベルト解除駆動モータ８１からピニオン８２まではタイミングベルトやギヤ等の動力伝達機構を用いているが図示を簡略化している。
【００２８】
維持回復ユニット５は、記録ヘッドユニット１１のヘッド１０１から回復動作で強制的に排出されるインクを受ける排出キャップ５１や図示しないがノズル面をワイピングするワイパブレード、排出キャップ５１に接続された吸引手段としての排出ポンプ５２などを備えている。この維持回復ユニット５の上方には、維持回復ユニット５を覆う搬送ガイド部材９が配置され、この搬送ガイド部材９は矢示Ｃ方向に回転して維持回復ユニット５を開放する図２の破線図示の位置と搬送ユニット３からの用紙をガイドする実線図示の位置とを取り得るようにされている。
【００２９】
そして、維持回復動作を行うときには、図４に示すように、搬送ユニット３が矢示Ｂ１方向に解除位置まで回動されるとともに、搬送ガイド部材９が矢示Ｃ１方向に回動されて維持回復ユニット５の上方が開放され、ヘッド移動手段７の駆動モータ７５が駆動されることでベース部材１２に伴われて画像形成ユニット１が矢示Ａ１方向に移動され、維持回復ユニット５上で停止する。
【００３０】
排紙部６は、エンドフェンス６１及び図示しないサイドフェンスを備えている。
【００３１】
次に、この画像形成装置における回復手段を含むインク供給系について図５の模式的説明図を参照して説明する。なお、図５では１つのヘッド列分のインク供給系を示している。
サブタンク２１は、可撓性を有する液体収容部材であるインクパック１０１と、インクパック１０１を密閉して収納したタンクケース（加圧ケース）１０２とを有している。そして、メインタンク２０から供給チューブ２６を介してサブタンク２１のインクパック１０１にインクが供給される。メインタンク２０からサブタンク２１へのインクの供給及び供給停止はインク供給弁１０３を開閉制御することによって行なわれる。
【００３２】
一方、サブタンク２１内を加圧する加圧回復装置２７は、加圧ポンプ１１１と、加圧気体を貯留する加圧チャンバ１１２とを有し、加圧ポンプ１１１によって加圧された加圧チャンバ１１２内の加圧気体を、気体供給径路１１３を通じてサブタンク２１の加圧ケース１０２内（加圧ケース１０２とインクパック１０１との間の空間）に供給する。この加圧チャンバ１１２からサブタンク２１に対する加圧気体の供給及び停止は、気体供給径路１１３に設けた開閉手段である電磁弁からなる供給径路開閉弁（加圧弁）１１４を開閉制御することによって行なわれる。
【００３３】
また、加圧チャンバ１１２と加圧ポンプ１１１との間には圧力センサ１１４が設けられ、加圧チャンバ１１２には内部を大気に開放する大気開放弁１１５が設けられている。
【００３４】
そして、記録ヘッドユニット１１の各ヘッドの１０１の回復動作を行うときには、加圧回復装置２７によってサブタンク２１を加圧してヘッド１０１にインクを加圧供給することで、ヘッド１０１のノズルからインクを強制的に排出させる。
【００３５】
次に、維持回復ユニット５におけるインク排出系について図６を参照して説明する。なお、図６は２列分のヘッド列に対応するインク排出系を説明する斜視説明図である。
ここでは、前述したように、各ヘッド１０１に対応して、各ヘッド１０１（ヘッド１０１ａ〜１０１ｄとする。）のノズルから回復動作で排出されるインクを受ける排出キャップ５１（５１ａ〜５１ｄ）と、複数の排出キャップ５１ａ〜５１ｄに共通の１つの吸引手段であるチューブポンプからなる排出ポンプ５２とを備えている。
【００３６】
そして、複数の排出キャップ５１ａ〜５１ｄにそれぞれ連通する可撓性チューブなどからなる変形可能な個別吸引経路５３ａ〜５３ｄと、複数の個別吸引経路５３ａ〜５３ｄを相互に連通して排出ポンプ５２に通じる共通吸引経路５４とが設けられている。
【００３７】
さらに、複数の個別吸引経路５３ａ〜５３ｄの流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段として流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄを設けている。各流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄは共通の回転軸５６に取付けられている。この回転軸５６は、流路抵抗変更カム駆動モータ５７によってモータプーリ５８、タイミングベルト５９及び回転軸５６のプーリ６０を介して回転される。
【００３８】
次に、流路抵抗変更カム位置と各個別排出経路の流体抵抗の関係について図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は図６を流路抵抗変更カム５５ａの方向から見た側面説明図、図８は各流路抵抗変更カムの位置と各個別排出経路の流路形状を説明する説明図である。
【００３９】
まず、図７（ａ）は、流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄの流路抵抗変更カム面（周面）がいずれも個別排出経路５３ａ〜５３ｄを押しつぶしていない状態であり、このとき個別排出経路５３ａ〜５３ｄはいずれも開放状態にある。
図７（ｂ）は、図７（ａ）の位置から流路抵抗変更カム５５ａが図で時計周りに７２度回転され、流路抵抗変更カム５５ａは個別排出経路５３ａを押し潰していないが、他の流路抵抗変更カム５３ｂ〜５３ｄは個別排出経路５３ｂ〜５３ｄをそれぞれ流路１５３を維持した状態で押し潰して流体抵抗を増加させている状態である。このとき、個別排出経路５３ａからのインクが流れ易くなる。
図７（ｃ）は、図７（ｂ）の位置から流路抵抗変更カム５５ａが図で時計周りに７２度回転され、流路抵抗変更カム５５ａは個別排出経路５３ａを押し潰して個別排出経路５３ａの流体抵抗を増大させ、他の流路抵抗変更カム５３ｂ〜５３ｄは個別排出経路５３ｂ〜５３ｄをそれぞれ押し潰していない状態である。このとき、個別排出経路５３ａからのインクが流れ難くなる。
【００４０】
ここで、各流路抵抗変更カム５５ａ〜５５ｄの位置と対応する個別排出経路５３ａ〜５３ｄの形状（流体抵抗）は、図８に示すように、全ての個別排出経路５３ａ〜５３ｄが開放状態にある全経路開放と、排出キャップ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄに対応する個別排出経路５３ａ〜５３ｄをそれぞれ個別に開放状態とし、他の個別排出経路の流体抵抗を増大させる状態とをとる流路抵抗変更カム停止位置が設定されている。即ち、このような状態を設定できる流路抵抗変更カム形状としている。
【００４１】
この場合、排出キャップ５１の個数が偶数個であれば、流路抵抗変更カム形状としては、（キャップ数／２）の数の種類で足りる。例えば、図８に示す例では、キャップ数が４個であるので、流路抵抗変更カム形状は２種類でよく、流路抵抗変更カム５１ａ、５１ｄは同じ形状であり、流路抵抗変更カム５１ｂ、５１ｃは同じ形状であって、流路抵抗変更カム５１ａ、５１ｄとは異なる形状である。また、排出キャップ５１の個数が奇数個であれば、流路抵抗変更カム形状としては、（キャップ数／２＋１）の数の種類で足りる。例えば、キャップ数が５個であれば、３種類の流路抵抗変更カム形状となる。
【００４２】
上述したように、流路抵抗変更カム５５によって個別排出経路５３を押し潰すとき、個別排出経路５３は完全に閉じられるのではなく、流路１５３（図７（ｃ）参照）が確保されて、排出キャップ５１と排出ポンプ５２との間の連通状態を確保している。
【００４３】
これにより、複数の排出キャップ５１に共通の排出ポンプ５２で吸引を行うとき、図９に示すように、排出キャップ５１ａ〜５１ｄに回復動作でインク４００が排出され、排出キャップ５３ａ〜５３ｃはインク４００で満たされているが、排出キャップ５３ｄはインク４００で満たされていない状態になった場合でも、排出キャップ５３ａ以外の排出キャップ５３ｂ〜５３ｄの個別排出経路５３ｂ〜５３ｄを完全には閉塞しないで流路１５３を確保した状態で絞る（流体抵抗を増大する）ことによって、排出キャップ５１ａのインク４００を排出することができる。
【００４４】
つまり、図１０に示すように、複数の排出キャップ５１に共通の排出ポンプ５２で吸引を行うとき、１つの排出キャップ５３ｄはインク４００で満たされていない状態である場合、排出キャップ５３ｄの経路が他の排出キャップ５３ａ〜５３ｃの経路に比べて流体抵抗が相対的に低くなる（個別排出経路５３ｄの入口側がインク４００で塞がれていないため）。その結果、１つｎ排出ポンプ５２により吸引圧力は排出キャップ５１ｄにかかり、排出キャップ５１ｄからしか排出が行われない。
【００４５】
この場合、排出キャップ５３ａ〜５３ｄから選択的に排出を行うために個別排出経路５３ａ〜５３ｄを選択的に開閉する手段を設けると、個別排出経路５３内に残留するインクの増粘などによって個別排出経路が元の状態に復元しなくなるという不具合が生じる。
【００４６】
そこで、本実施形態のように、吸引を行う排出キャップ５１の個別排出経路５３以外の個別排出経路については、連通状態を維持したまま（前記流路１５３を確保したまま）流体抵抗を増大させることによって、選択的な排出が可能になるとともに、個別排出経路が詰まるなどの不具合を回避することができる。
【００４７】
ここで、個別排出経路におけるインクと空気の流体抵抗について図１１を参照して説明する。
まず、個別排出経路５３を円筒状チューブを形成したとき、図１１（ａ）に示すように管内を流れるインク（流体）の流体抵抗は、流路直径をｄ、流路長さをｌ、インク粘度をμとするとき、次の（１）式で表される。なお、インク密度ρ、インク音速ｃとする。
【００４８】
【数１】
【００４９】
また、チューブを流路抵抗変更カムで潰したとき流体抵抗は、断面形状が矩形状になるものとして定義すると、流路幅をｗ、流路高さをｈ、流路長さをｌとしたとき、次の（２）式で表される。
【００５０】
【数２】
【００５１】
これらの(１)式、（２）式より、例えば内径４ｍｍのチューブ内を流れるインク（粘度は水同じとする）の流体抵抗とチューブを潰したときに空気が流れる時の流体抵抗が同じになるチューブの流路高さは、０．６１ｍｍとなる。
したがって、流路抵抗を切替えるときの押し潰したチューブの隙間は、内径４ｍｍのチューブを使用した場合、０．６１ｍｍ以下にする必要がある。
【００５２】
このように、複数のヘッドからそれぞれ排出される液体を受ける複数の排出キャップと、複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段と、複数の排出キャップにそれぞれ連通する複数の変形可能な個別吸引経路と、記複数の個別吸引経路を相互に連通して前記吸引手段に通じる共通吸引経路と、前記複数の個別吸引経路の流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段と、を有している構成とすることで、排出経路の詰まりを抑えつつ、簡単な構成で複数の排出キャップから選択的に排出を行なうことができる。
【００５３】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１２に示すブロック説明図を参照して説明する。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司る本発明に係る回復制御及び排出制御を行う手段を兼ねるＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。
【００５４】
また、記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含むヘッド駆動制御部５０８と、記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、画像形成ユニット５を移動させる画像形成ユニット移動モータ７５を駆動するための画像形成ユニット移動モータ駆動部５１１と、搬送ベルト移動モータ５１２を駆動するための搬送ベルト移動モータ駆動部５１３と、吸引ファン４４に対する吸引モータ５１４を駆動する吸引モータ駆動部５１５と、加圧回復装置２７を駆動する加圧回復駆動部５１６と、維持回復ユニット５の排出ポンプ５２及びカム駆動モータ５７を駆動する維持回復駆動部５１７と、各種センサ群５２０からの情報を入力するＩ／Ｏ５１８を有している。
【００５５】
また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５２１が接続されている。
【００５６】
ここで、制御部５００は、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣと称す）等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットを介してホストＩ／Ｆ５０６で受信する。
【００５７】
そして、ＣＰＵ５０１は、ホストＩ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にてデータの並び替え処理等（場合によっては、画像処理の一部の処理）を行ってヘッド駆動制御部５０８に画像データを転送する。なお、画像出力するための印刷データのビットマップデータ（印刷ラスタデータ）への変換は、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開し印刷データのビットマップデータ（印刷ラスタデータ）を作成した上で、該印刷ラスタデータをこの装置に転送するようにしている。
【００５８】
ヘッド駆動制御部５０８は、印刷ラスタデータを受け取ると、このドットパターンデータ（印刷ラスタデータ）を、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ５０９にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ５０９に送出する。
【００５９】
このヘッド駆動制御部５０８は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ５０２で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。
【００６０】
また、ヘッドドライバ５０９は、ヘッド駆動制御部５０８からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部５０８からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動し、画像データを印刷してドットパターンを形成する。
【００６１】
次に、この制御部による排出キャップからのインク排出制御を含む回復動作について図１３のフロー図を参照して説明する。
まず、加圧回復装置２７を駆動制御して記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１から排出キャップ５１内へのインク排出動作を開始する。
【００６２】
そして、カム駆動モータ５７を駆動して、前述した図８の状態２になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させる。その後、排出ポンプ５２の駆動を開始し、予め定めた所定の吸引時間のカウントを開始し、排出キャップ５１ａのインクを所定時間吸引排出する。
【００６３】
次いで、排出ポンプ５２による排出キャップ５１ａからの吸引排出を所定時間行った（カウント終了）後、カム駆動モータ５７を駆動して、前述した図８の状態３になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させる。その後、予め定めた所定の吸引時間のカウントを開始し、排出キャップ５２ｂのインクを所定時間吸引排出する。
【００６４】
次いで、排出ポンプ５２による排出キャップ５１ｂからの吸引排出を所定時間行った（カウント終了）後、カム駆動モータ５７を駆動して、前述した図８の状態４になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させる。その後、予め定めた所定の吸引時間のカウントを開始し、排出キャップ５２ｃのインクを所定時間吸引排出する。
【００６５】
次いで、排出ポンプ５２による排出キャップ５１ｃからの吸引排出を所定時間行った（カウント終了）後、カム駆動モータ５７を駆動して、前述した図８の状態５になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させる。その後、予め定めた所定の吸引時間のカウントを開始し、排出キャップ５２ｄのインクを所定時間吸引排出する。
【００６６】
そして、排出ポンプ５２による排出キャップ５１ｃからの吸引排出を所定時間行った（カウント終了）後、排出ポンプ５２の駆動を停止し、カム駆動モータ５７を駆動して前述した図８の状態１になる位置まで流路抵抗変更カム５２を回転させた後、加圧回復装置２７による加圧を停止して記録ヘッドユニット１１の各ヘッド２０１から排出キャップ５１内へのインク排出動作を終了する。
【００６７】
なお、上記実施形態ではライン型画像形成装置に適用した例で説明しているが、シリアル型画像形成装置にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ ヘッドユニット
２ インク供給部
３ 搬送ユニット
４ 給紙部
５ 維持回復ユニット
６ 排紙部
７ ヘッド移動手段
８ 排紙ユニット解除機構
９ 搬送ガイド部材
１１ 記録ヘッドユニット
１２ ベース部材
２１ サブタンク
２７ 加圧回復装置
３１ 搬送ベルト
５１、５１ａ〜５１ｄ 排出キャップ
５２ 排出ポンプ
５３ａ〜５３ｄ 個別排出経路
５４ 共通排出経路
５５ａ〜５５ｄ 流路抵抗変更カム
５７ カム駆動モータ
１５３ 流体抵抗増大後の流路
２０１ ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを有する複数のヘッドと、
前記ヘッドのノズルから液体を排出させて前記ヘッドの吐出状態を回復する回復手段と、
前記複数のヘッドからそれぞれ排出される液体を受ける複数の排出キャップと、
前記複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段と、
前記複数の排出キャップにそれぞれ連通する複数の変形可能な個別吸引経路と、
前記複数の個別吸引経路を相互に連通して前記吸引手段に通じる共通吸引経路と、
前記複数の個別吸引経路の流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段と、を有している
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記流体抵抗可変手段は前記個別吸引経路に当接可能なカムであり、各個別吸引経路のカムは共通の回転軸に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数のヘッドが千鳥状に配列されてライン型ヘッドを構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを有する複数のヘッドと、
前記ヘッドのノズルから液体を排出させて前記ヘッドの吐出状態を回復する回復手段と、
前記複数のヘッドからそれぞれ排出される液体を受ける複数の排出キャップと、
前記複数の排出キャップに共通の１つの吸引手段と、
前記複数の排出キャップにそれぞれ連通する複数の変形可能な個別吸引経路と、
前記複数の個別吸引経路を相互に連通して前記吸引手段に通じる共通吸引経路と、
前記複数の個別吸引経路の流路断面積を、連通状態を維持したままそれぞれ可変させる流体抵抗可変手段と、を有している
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記流体抵抗可変手段は前記個別吸引経路に当接可能なカムであり、各個別吸引経路のカムは共通の回転軸に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数のヘッドが千鳥状に配列されてライン型ヘッドを構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１９４６２６（Ｐ２０１１−１９４６２６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６１８１２（Ｐ２０１０−６１８１２）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]