(57)【要約】【課題】混色を防止した印字ヘッドを提供する。【解決手段】印字ヘッド２２には、インク吸引口５２につながるインク吸引通路６２が形成されている。このインク吸引通路６２は、ノズル２２Ｋｂに並行に延びている。インク吸引通路６２の下端にインク吸引口５２が形成されていることとなる。インク吸引通路６２の上端には、復元力を有する弾性容器７２がつながっている。弾性容器７２はゴム製のものであり、インク吸引口５２から空気が吸い込まれたり吸引されたりすることに応じて膨張したり縮小したりする。インク吸引口５３についても、インク吸引口５２と同じくインク吸引通路６３と弾性容器７３が形成されている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる色のインクを吐出する複数のノズル列が形成された印字ヘッドにおいて、
ノズル列の近傍にインクを吸引するインク吸引手段を備えたことを特徴とする印字ヘッド。
【請求項２】
前記インク吸引手段は、
前記複数のノズル列のインク吐出口を同時にキャップで気密に塞いでこれら複数のノズル列の各ノズルを負圧にして各ノズルからインクを吸引後、前記各ノズルからのインク吸引を停止してこれら各ノズルが大気圧に戻るときには、前記ノズル近傍のインクを吸引するものであることを特徴とする請求項１に記載の印字ヘッド。
【請求項３】
前記インク吸引手段に溜められたインクを排出する排出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の印字ヘッド。
【請求項４】
前記インク吸引手段は、
吸引したインクを溜めておく、復元力を有する弾性容器を有するものであることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載の印字ヘッド。
【請求項５】
前記排出手段は、
前記弾性容器に溜められたインクを、この弾性容器の容積を減少させて排出させるものであることを特徴とする請求項４に記載の印字ヘッド。
【請求項６】
前記複数のノズル列のインク吐出口は、互いに並行に配列されたものであり、
前記インク吸引手段は、
前記各ノズル列に並行に延びる、インクが吸引されるインク吸引口が形成されたものであることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載の印字ヘッド。
【請求項７】
請求項１から６までのうちのいずれか一項に記載した印字ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクを吐出する印字ヘッド及びこの印字ヘッドを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータやワークステーションの出力装置の一つとして、記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置が知られている。このインクジェット方式画像形成装置は、通常、インクが吐出する複数のノズル列が形成された印字ヘッドと、この印字ヘッドを搭載して主走査方向に往復動するキャリッジと、この主走査方向に直交する方向（副走査方向であり記録媒体搬送方向）に記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置とを備えている。各ノズル列には、多数のノズルが形成されている。
【０００３】
このようなインクジェット方式画像形成装置で記録媒体に画像を形成する際は、記録媒体搬送装置で搬送中の記録媒体を一時的に停止させ、キャリッジを主走査方向に往復動させながら、画像情報を担持した画像信号に基づいて複数のノズルから選択的にインクを吐出し、記録媒体のうちノズルの出口（インク吐出口）に向き合う画像形成領域に位置する部分に１バンド分の画像を形成する。その後、記録媒体を１バンド分の幅だけ搬送して停止させ、再び、キャリッジを主走査方向に往復動させながら、画像信号に基づいてノズルからインクを吐出し、記録媒体のうち画像形成領域に新たに位置する部分に画像を形成する。このような動作を繰り返すことによって記録媒体に画像を形成する。
【０００４】
上述したようにインクジェット方式画像形成装置では、インク（記録液）を印字ヘッドから直接に吐出させて記録（画像形成）を行うので、インクを正常に吐出できる状態に常に保つ必要がある。このため、他の画像形成装置には見られない特別なヘッドの取り扱いが必要である。このような取り扱いとしては、下記のキャッピングと、吸引動作が知られている。
【０００５】
キャッピングとは、非印字時間中（画像形成しないとき）には、印字ヘッドのノズルが乾燥しないように、ノズルのフェイス面（インク吐出口が形成されている面）をキャップで気密に覆うことをいう。このキャップ内には乾燥を防ぐために、吸引インクがある程度染み込んだインク吸収体が収容されている。
【０００６】
吸引動作とは、ノズルにインクを供給するための供給路やノズル近傍のインク溜まり（共通液室）に気体が気泡として混入し、この気泡がある程度の大きさになるとノズルへのインクの供給を妨げインクが吐出されないことを防止するための操作をいう。ノズルへのインク供給を妨げないようにするために、ノズルから共通液室までの間に存在するインクと気泡を、フェイス面に負圧をかけて吸引する操作が行われることが多い。この操作では、キャップを吸盤のようにフェイス面に密着させて、このキャップ内に負圧を発生させてノズルからインクを吸引する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のカラー化に対応するために、互いに異なる色のインクを吐出する複数のノズル列が形成された印字ヘッドが使用されている。このような印字ヘッドに上記の吸引動作を行う場合、一つのキャップを用いて吸引を行うことがある。この場合、印字ヘッドのフェイス面を一つのキャップで気密に覆って吸引することによりノズル内部を負圧にする。また、ノズルからインクを不用意に垂らさないために、印字ヘッド自体が多少負圧になっている。このため、印字ヘッドのフェイス面を一つのキャップで気密に覆って吸引した後に、ノズル内部を大気圧に戻したときに、隣り合うノズル列の吸引されたインクが、他方のノズルに引き込まれてしまう。このように互いに色の異なるインクが混じり合う現象は「混色」と呼ばれており、画像不良の原因となる。
【０００８】
そこで、混色を防止するために、吸引動作後に、画像形成とは関係無くインクを吐出して廃棄する予備吐出を行う。この予備吐出によって、混色しているインクを廃インクとして吐出している。しかし、吸引動作を行う度に予備吐出を行っていたのでは、廃インクが多くなってインクが無駄に廃棄される。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、混色を防止した印字ヘッド及びこの印字ヘッドを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の印字ヘッドは、互いに異なる色のインクを吐出する複数のノズル列が形成された印字ヘッドにおいて、
（１）ノズル列の近傍にインクを吸引するインク吸引手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、
（２）前記インク吸引手段は、前記複数のノズル列のインク吐出口を同時にキャップで気密に塞いでこれら複数のノズル列の各ノズルを負圧にして各ノズルからインクを吸引後、前記各ノズルからのインク吸引を停止してこれら各ノズルが大気圧に戻るときには、前記ノズル近傍のインクを吸引するものであってもよい。
【００１２】
また、
（３）前記インク吸引手段に溜められたインクを排出する排出手段を備えてもよい。
【００１３】
さらにまた、
（４）前記インク吸引手段は、吸引したインクを溜めておく、復元力を有する弾性容器を有するものであってもよい。
【００１４】
さらにまた、
（５）前記排出手段は、前記弾性容器に溜められたインクを、この弾性容器の容積を減少させて排出させるものであってもよい。
【００１５】
さらにまた、
（６）前記複数のノズル列のインク吐出口は、互いに並行に配列されたものであり、
（７）前記インク吸引手段は、前記各ノズル列に並行に延びる、インクが吸引されるインク吸引口が形成されたものであってもよい。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
（８）上記した印字ヘッドを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１を参照して、本発明の画像形成装置の一例であるインクジェット方式のプロッタを説明する。
【００１９】
図１は、インクジェット方式のプロッタの概略構成を示す斜視図である。
【００２０】
プロッタ１０は、矢印Ａ方向に搬送される記録紙１２が載置されるプラテン１４を備えている。このプラテン１４の上方には、プラテン１４に対して平行に２本の走査レール（ガイドレール）１６が掛け渡されている。この走査レール１６には、モータ（図示せず）と無端ベルト１８によって矢印Ｂ，Ｃ方向（矢印Ａ方向に直交する方向であり、主走査方向の一例である）に往復動する（走査する）キャリッジ２０がスライド軸受（図示せず）を介して取り付けられている。
【００２１】
キャリッジ２０には、インクを吐出するインク吐出口（ノズルの出口であり、図示せず）を有する印字ヘッド２２が搭載されている。この印字ヘッドには、ブラック，シアン，マゼンタ，イエローを吐出する４つのノズル列（２２Ｋ（ブラック），２２Ｃ（シアン），２２Ｍ（マゼンタ），２２Ｙ（イエロー））が形成されている。この点については後述する。
【００２２】
インク吐出口の前方は、画像が形成される画像形成領域２３である。記録紙１２のうち画像形成領域２３に位置する部分にインク吐出口からインクが吐出され、これにより、この部分に画像が形成される。
【００２３】
また、キャリッジ２０の移動可能な範囲のうち画像形成領域２３から離れた位置には、ノズルからインクを強制的に吸引し、印字ヘッド２２に形成されたインク供給経路やノズルなどをクリーニングして印字ヘッド２２のインク吐出状態を初期の吐出状態にする回復装置３０が配置されている。
【００２４】
回復装置３０には、印字ヘッド２２のインク吐出口を覆うゴム製のキャップ３２が備えられている。キャップ３２には廃インクチューブ（図３参照）の一端が接続されており、この廃インクチューブの他端は吸引ポンプ（図３参照）に接続されている。なお、キャップ３２はキャップ台３３に固定されている。
【００２５】
ロール紙などの記録紙１２に画像を形成するに当っては、プラテン１４に記録紙１２を載置して、プラテン１４に形成された開口部（図示せず）から外周面の一部を露出した搬送ローラ２４と、記録紙１２の両端部を上方から押えるピンチローラ２６とによって記録紙１２を挟持しながら、搬送モータ（図示せず）によって搬送ローラ２４を回転させて記録紙１２を搬送する。記録紙１２の上方でキャリッジ２０を矢印Ｂ，Ｃ方向に往復動させ、ヘッド制御部（図示せず）から印字ヘッド２２に送信された画像情報を担持する画像信号に基づいてノズルからインクを吐出して、記録紙１２のうち画像形成領域２３に位置する部分に画像を形成する。
【００２６】
画像を形成し終ると、キャリッジ２０に搭載されたカッタ（図示せず）を所定位置まで飛び出させて記録紙１２を所定サイズに裁断する。なお、画像形成動作中、ノズルなどをクリーニングするために、ノズルからインクを吸引することが必要な状態になると、キャリッジ２０を回復装置３０の上方に移動させる。
【００２７】
図２を参照して、印字ヘッド２２のフェイス面を説明する。
【００２８】
図２は、印字ヘッドのフェイス面を示す平面図である。
【００２９】
印字ヘッド２２には、上述したように、ブラック，シアン，マゼンタ，イエローを吐出する４つのノズル列（２２Ｋ（ブラック），２２Ｃ（シアン），２２Ｍ（マゼンタ），２２Ｙ（イエロー））が形成されている。各ノズル列２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙにはそれぞれ、インクを吐出する複数のインク吐出口２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａが形成されている。これらのインク吐出口２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａは、印字ヘッド２２のフェイス面２２ａに形成されており、このフェイス面２２ａが記録紙１２（図１参照）に向き合っている。また、各インク吐出口２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａは互いに並行に配列されている。
【００３０】
ノズル列２２Ｋとノズル列２２Ｃとの間には、インクを吸引するための細長いインク吸引口５２が形成されている。インク吸引口５２は、ノズル列２２Ｋ及びノズル列２２Ｃに並行に延びており、その長さは、ノズル列２２Ｋ及びノズル列２２Ｃとほぼ同じ長さである。ノズル列２２Ｃとノズル列２２Ｍとの間にも、インクを吸引するための細長いインク吸引口５３が形成されている。インク吸引口５３は、ノズル列２２Ｃ及びノズル列２２Ｍに並行に延びており、その長さは、ノズル列２２Ｃ及びノズル列２２Ｍとほぼ同じ長さである。同様に、ノズル列２２Ｍとノズル列２２Ｙとの間には、インクを吸引するための細長いインク吸引口５４が形成されている。インク吸引口５４は、ノズル列２２Ｍ及びノズル列２２Ｙに並行に延びており、その長さは、ノズル列２２Ｍ及びノズル列２２Ｙとほぼ同じ長さである。
【００３１】
なお、各ノズル列２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙからインクを強制的に吸引するときには、印字ヘッド２２のフェイス面２２ａにキャップ３２を気密に密着させる。図２には、この時のキャップ３２が示されている。
【００３２】
図３を参照して、印字ヘッド２２の内部構造を説明する。
【００３３】
図３は、印字ヘッドの内部構造を示す模式図である。この図では、図２に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。また、図２では、印字ヘッド２２の一部を省略している。
【００３４】
ノズル列２２Ｋの複数のインク吐出口２２Ｋａはそれぞれのノズル２２Ｋｂを介して１つの共通液室２２ＫＡにつながっている。この共通液室２２ＫＡには黒色インクが溜められており、この黒色インクは各ノズル２２Ｋｂに適宜のタイミングで供給される。ノズル列２２Ｃの複数のインク吐出口２２Ｃａはそれぞれのノズル２２Ｃｂを介して１つの共通液室２２ＣＡにつながっている。この共通液室２２ＣＡにはシアンのインクが溜められており、このインクは各ノズル２２Ｃｂに適宜のタイミングで供給される。ノズル列２２Ｍとノズル列２２Ｙに関しても同様であるが、図３では省略している。
【００３５】
また、印字ヘッド２２には、インク吸引口５２につながるインク吸引通路６２が形成されている。このインク吸引通路６２は、ノズル２２Ｋｂに並行に延びている。インク吸引通路６２の下端にインク吸引口５２が形成されていることとなる。インク吸引通路６２の上端には、復元力を有する弾性容器７２がつながっている。弾性容器７２はゴム製のものであり、後述するように、インク吸引口５２から空気が吸い込まれたり吸引されたりすることに応じて、膨張したり縮小したりする。なお、インク吸引口５３についても、インク吸引口５２と同じくインク吸引通路６３と弾性容器７３が形成されている。また、インク吸引口５４についても、図示しないが同様である。上記したインク吸引口５２，５３，５４、インク吸引通路６２，６３、弾性容器７２，７３等によって、本発明にいうインク吸引手段が構成されている。
【００３６】
キャップ３２の内部には、インクを吸収するキャップ内吸収体３２ａが収容されている。キャップ内吸収体３２ａは、キャップ３２がフェイス面２２ａを気密に覆ったときに、各ノズル列２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの乾燥を防止するためのものである。また、キャップ３２の下端部は廃インク通路３４に接続されている。この廃インク通路３４の途中部分には、各ノズル列２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙからインクを吸引するためのインク吸引ポンプ３６が接続されている。
【００３７】
図４と図５を参照して、混色を防止するための動作を説明する。
【００３８】
図４は、インク吸引ポンプを作動させて各ノズル列からインクを吸引している状態を示す模式図である。図５は、インク吸引ポンプを停止させた状態を示す模式図である。
【００３９】
各ノズル列２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙからインクを強制的に吸引するに際しては、先ず、印字ヘッド２２のフェイス面２２ａをキャップ３２で気密に覆った状態でインク吸引ポンプ３６を作動させる。インク吸引ポンプ３６の作動によって各ノズル列２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙからインクが吸引されて、吸引されたインクはキャップ内吸収体３２ａに吸収されながら広がって行き、キャップ内吸収体３２ａの中央部において、異なるノズルから吸引されたインクが混じる。また、インク吸引ポンプ３６の作動によってインク吸引口５２，５３，５４から空気やインクが吸引されるので弾性容器７２，７３の内部は負圧となって、図４に示すように弾性容器７２，７３は収縮する（萎む）。
【００４０】
所定時間だけインク吸引ポンプ３６を作動させた後に、このインク吸引ポンプ３６を停止させる。インク吸引ポンプ３６が停止することにより、弾性容器７２，７３は、元の大きさに復元する。この復元のとき、フェイス面のインクがインク吸引口５２，５３からインク吸引通路６２，６３を通って弾性容器７２，７３に吸引される。このため、ノズル列近傍のインクは、各ノズル列２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙのインク吐出口２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａからは吸引されない。即ち、各ノズル列２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙには、混色したインクが入り込まない。また、弾性容器７２，７３に吸引されたインクは、この弾性容器７２，７３に溜められたままとなる。インク吸引ポンプ３６を次に作動させるときに、弾性容器７２，７３に溜められたインクはキャップ３２に吸引されて外部に排出される。
【００４１】
上述したように、互いに隣り合うノズル列（例えば、２２Ｋと２２Ｃ）の間に存在するインクは、インク吸引口５２からインク吸引通路６２を通って弾性容器７２に吸引されて溜められる。従って、互いに隣り合うノズル列（例えば、２２Ｋと２２Ｃ）の間に存在するインクはノズル列２２Ｋ，２２Ｃのノズル２２Ｋｂ，２２Ｃｂには吸引されない。この結果、例えばノズル２２Ｋｂから吐出するインクの色とは異なる色のインクがそのノズル２２Ｋｂに侵入して互いに異なる色のインクが混じりあう混色が防止される。このため、混色したインクを排出するために各ノズル２２Ｋｂ，２２Ｃｂ，２２Ｍｂ，２２Ｙｂからインクを吐出させる予備吐出（予備吐）が不要となるので、大幅に廃インク量を減らすことが可能となった。また、混色を防止できるので、混合することにより固まるインクや濃度の大きく異なるインクを吐出するノズル列を隣り合わせて配置させることもできる。
【００４２】
図６を参照して、弾性容器７２，７３に溜められたインクを排出する排出機構を備えた印字ヘッドを説明する。
【００４３】
図６は、弾性容器に溜められたインクを排出する排出機構を備えた印字ヘッドを示す模式図である。
【００４４】
印字ヘッド８０の基本的な構成は、図３に示す印字ヘッド２２と同じである。印字ヘッド８０の特徴は、弾性容器７２，７３に溜められたインクを排出する排出機構９０（本発明にいう排出手段の一例である）を備えた点にある。
【００４５】
この排出機構９０は、弾性容器７２，７３に直接に接触してこの弾性容器７２，７３を押し潰す接触部９２と、この接触部９２の上面に固定されてこの接触部９２を上下動させる（矢印Ｄ，Ｅ方向に移動させる）移動棒９４とを備えている。移動棒９４は、例えばシリンダによって上下動する。移動棒９４が上に移動したときは、接触部９２は弾性容器７２，７３から離れる。従って、弾性容器７２，７３は膨張できる。一方、移動棒９４が下に移動したときは、接触部９２は弾性容器７２，７３を押し潰す（弾性容器７２，７３の容積を減少させる）。従って、キャップ３２をフェイス面２２ａから離しておき、移動棒９４を下に移動させることにより接触部９２が弾性容器７２，７３を押し潰すので、弾性容器７２，７３に溜められていた廃インク９６はキャップ３２に排出される。
【００４６】
なお、弾性容器７２，７３に代えて、弾性をもたない容器（非弾性容器）を使用してもよく、この場合は、空気の膨張と収縮を利用して、非弾性容器に廃インクを吸引させる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の印字ヘッドでは、互いに隣り合うノズル列の間に存在するインクは、インク吸引手段が吸引して、この吸引したインクは溜められる。従って、ノズル列の近傍に存在するインクはノズル列のノズルには吸引されない。この結果、ノズルから吐出するインクの色とは異なる色のインクがそのノズルに侵入して互いに異なる色のインクが混じりあう混色が防止される。このため、混色したインクを排出するために各ノズルからインクを吐出させる予備吐出（予備吐）が不要となる。
【００４８】
ここで、前記インク吸引手段は、前記複数のノズル列のインク吐出口を同時にキャップで気密に塞いでこれら複数のノズル列の各ノズルを負圧にして各ノズルからインクを吸引後、前記各ノズルからのインク吸引を停止してこれら各ノズルが大気圧に戻るときには、前記ノズル近傍のインクを吸引するものである場合は、各ノズルが大気圧に戻るときにインク吸引手段がインクを吸引するので、各ノズルはインクを吸引できない。従って、互いに隣り合うノズル列の間に存在するインクはノズル列のノズルには吸引されない。
【００４９】
また、前記インク吸引手段に溜められたインクを排出する排出手段を備えた場合は、インク吸引手段に溜められたインクを排出できるので、使い勝手の良い印字ヘッドが得られる。
【００５０】
さらに、前記インク吸引手段は、吸引したインクを溜めておく、復元力を有する弾性容器を有するものである場合は、復元力を有する弾性容器にインクが溜めておかれるので、弾性容器を負圧にすることによりインクを容易に排出できる。
【００５１】
さらにまた、前記排出手段は、前記弾性容器に溜められたインクを、この弾性容器の容積を減少させて排出させるものである場合は、簡易な構成の排出手段が得られる。
【００５２】
さらにまた、前記複数のノズル列のインク吐出口は、互いに並行に配列されたものであり、前記インク吸引手段は、前記各ノズル列に並行に延びる、インクが吸引されるインク吸引口が形成されたものである場合は、互いに隣り合うノズル列の間からインクをいっそう確実に吸引できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット方式のプロッタの概略構成を示す斜視図である。
【図２】印字ヘッドのフェイス面を示す平面図である。
【図３】印字ヘッドの内部構造を示す模式図である。
【図４】インク吸引ポンプを作動させて各ノズル列からインクを吸引している状態を示す模式図である。
【図５】インク吸引ポンプを停止させた状態を示す模式図である。
【図６】弾性容器に溜められたインクを排出する排出機構を備えた印字ヘッドを示す模式図である。
【符号の説明】
１０  プロッタ
２２  印字ヘッド
２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ  ノズル列
２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａ  インク吐出口
３２  キャップ
５２，５３，５４  インク吸引口
７２，７３  弾性容器
【図１】
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【図２】
2004195896.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004195896.tif 000008