(57)【要約】【課題】中間転写体を利用してキャッピングを行う方式の装置において、キャッピング時に必要以上のニップ圧をかけることなく且つ構成の大型化を来たすことなく混色の問題を解消できるとともに、ファーストプリントタイムの時間短縮をも実現できるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録ヘッド１０と記録液タンクとは記録液流路で接続されており、記録液流路には圧力調整機構としてのポンプ１７が設けられている。記録ヘッド１０のノズル面１２を中間転写体２０の表面で塞ぐキャッピング時に、図２（ｂ）に示すように、ポンプ１７を制御して記録ヘッド１０内の負圧を高める。【選択図】図２
2012111077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルから記録液を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに設けられ、前記ノズルが配列されたノズル面と、
前記記録液を収容する記録液タンクと、
前記記録ヘッドを前記記録液タンクとを接続する記録液流路と、
前記記録ヘッドから吐出された前記記録液を被記録媒体に転写する中間転写体と、
前記ノズル面を前記中間転写体の表面で塞いでキャッピングするキャッピング機構と、
前記記録ヘッド内の圧力を調整可能な圧力調整機構と、
を有し、
前記ノズル面をキャッピングする時に、前記圧力調整機構により前記記録ヘッド内の負圧状態を高めることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
前記圧力調整機構が、キャッピングした状態で前記記録ヘッドと前記中間転写体とを鉛直方向上方に移動させることにより負圧状態を高める構成を有し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３】
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
前記圧力調整機構が、前記記録液タンクを鉛直方向下方に移動させることにより負圧状態を高める構成を有し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】
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
前記圧力調整機構が、前記記録ヘッドと前記記録液タンクとの間に設けられたポンプを駆動して負圧状態を高める構成を有し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５】
請求項１〜４の何れか１つに記載のインクジェット記録装置において、
前記キャッピング機構が、前記中間転写体を鉛直方向上方に移動させてキャッピングする構成を有し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６】
請求項１〜４の何れか１つに記載のインクジェット記録装置において、
前記キャッピング機構が、前記記録ヘッドを鉛直方向下方に移動させてキャッピングする構成を有し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】
請求項１〜６の何れか１つに記載のインクジェット記録装置において、
前記中間転写体の表面が耐透気性、耐透湿性の高い弾性体で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】
請求項１〜７の何れか１つに記載のインクジェット記録装置において、
前記記録液流路が、耐透気性、耐透湿性の高い弾性体で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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写体にインクジェット方式で画像を形成し該画像を被記録媒体に転写することで被記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットには、ピエゾ方式に代表される可動アクチュエータ方式やサーマル方式に代表される加熱膜沸騰方式などがあるが、いずれも微小ノズルを通してインクを液滴化し、画像情報に応じて紙等の記録媒体に付着させる画像形成技術である。
このようなインクジェット方式は、電子写真方式に比べた場合の装置構成の簡便さから、プリンタ、ファクシミリ、及び複写機等への適用範囲が拡大しつつある。また、電気回路形成やバイオテクノロジーへの応用など、新たな領域への発展が期待されている。
【０００３】
インクジェット記録装置が休止状態であるときには、記録ヘッドは長時間大気に晒されているので、ノズルに増粘または乾燥したインクまたは異物の付着等の影響で、インク滴の飛翔方向が乱れる問題や、インクが吐出されないなど画像品質や信頼性を損なう問題があった。以下、上記問題を単に「吐出不良」という。
そのため、インクジェット記録装置にはノズル面における水分等の蒸発防止のキャッピング機構が不可欠となる。
【０００４】
一方、中間転写部材（中間転写体）を用いたノズル面のキャッピングにおいては、弾性材からなる中間転写体の表面は粗さを有する平面であるため、ノズル面との間に生じる隙間を完全に潰して密着させるには、高い圧力を掛けなければならない。
しかしながら、ノズル付近には流路が形成されていて強度が弱いため、ニップ圧は必要以上に高く設定することはできない。
このようにノズル近傍の記録液の増粘や水分の蒸発を防止できる最低限のニップ圧の状態では、ノズル面や中間転写体表面の加工精度によっては、中間転写体とノズル面との間の微小な隙間で毛細管現象が起きて記録液が染み出てしまい、負圧になっている他のノズルに吸い込まれてしまい混色が発生する場合がある。
【０００５】
キャッピングによる混色を発生させないようにするため、ノズルに接触させないようにノズル列の外側にニップを形成するような中空のキャップが多く用いられている。
特許文献１には、ノズル列と接触することがないような形状のキャップが記載されている。該発明の特徴的な点は、キャップに接続された吸引機構から記録ヘッドのインクを吸引する動作で、キャップ内の多孔質部材の特徴により混色が起きないようにしていることである。
特許文献２には、特許文献１と同様に、ノズル列と接触することがないような形状のキャップが記載されている。該発明の特徴的な点は、ノズル面とキャップのニップ部で増粘した記録液をノズル面のワイピング後にキャップを接触させて再度ノズル面に転移させ、その後再びノズル面をワイピングすることで、キャッピング時にニップ部の増粘インクが飛び散ることによる混色を防止していることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１と２共に、ノズル列と接触することがない形状のキャップであれば、混色を抑えることができるが、記録ヘッド装置下側（インク吐出方向先端側）の印字幅内側にはキャップを配置することができず、キャッピング装置は印字幅の外側に配置する必要があり、装置が大型化するという問題があった。
また、上記従来技術では、記録ヘッドは印字位置からキャッピング位置まで退避する構成となっており、印字時には退避距離を再度移動しなければならず、ファーストプリントタイムに時間がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、キャッピング時に必要以上のニップ圧をかけることなく且つ構成の大型化を来たすことなく混色の問題を解消できるとともに、ファーストプリントタイムの時間短縮をも実現できるインクジェット記録装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、インクが吐出される対象部材である中間転写体をキャッピング手段とし、且つ、ノズル間での混色が起きないように、キャッピング時の記録ヘッド内の負圧を制御することとした。
具体的には、請求項１に記載の発明は、複数のノズルから記録液を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに設けられ、前記ノズルが配列されたノズル面と、前記記録液を収容する記録液タンクと、前記記録ヘッドを前記記録液タンクとを接続する記録液流路と、前記記録ヘッドから吐出された前記記録液を被記録媒体に転写する中間転写体と、前記ノズル面を前記中間転写体の表面で塞いでキャッピングするキャッピング機構と、前記記録ヘッド内の圧力を調整可能な圧力調整機構と、を有し、前記ノズル面をキャッピングする時に、前記圧力調整機構により前記記録ヘッド内の負圧状態を高めることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記圧力調整機構が、キャッピングした状態で前記記録ヘッドと前記中間転写体とを鉛直方向上方に移動させることにより負圧状態を高める構成を有していることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記圧力調整機構が、前記記録液タンクを鉛直方向下方に移動させることにより負圧状態を高める構成を有していることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記圧力調整機構が、前記記録ヘッドと前記記録液タンクとの間に設けられたポンプを駆動して負圧状態を高める構成を有していることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載のインクジェット記録装置において、前記キャッピング機構が、前記中間転写体を鉛直方向上方に移動させてキャッピングする構成を有していることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載のインクジェット記録装置において、前記キャッピング機構が、前記記録ヘッドを鉛直方向下方に移動させてキャッピングする構成を有していることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか１つに記載のインクジェット記録装置において、前記中間転写体の表面が耐透気性、耐透湿性の高い弾性体で形成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか１つに記載のインクジェット記録装置において、前記記録液流路が、耐透気性、耐透湿性の高い弾性体で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、キャッピング時に記録ヘッド内の負圧を高くすることで、記録ヘッドからの記録液の染み出しを抑制でき、必要以上のニップ圧をかけることなく且つ構成の大型化を来たすことなく混色を防止することができる。
また、中間転写体の表面に耐透気性、耐透湿性が高い弾性体を使用することで、ノズルの乾燥を高精度に防止することができる。
また、記録液流路に耐透気性、耐透湿性が高い弾性体を使用することで、記録液の増粘や乾燥を高精度に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す概要図である。
【図２】キャッピング時の状態を示す図で、（ａ）は記録ヘッド内の負圧を高める制御をしない状態を示す図、（ｂ）は記録ヘッド内の負圧を高める制御をした状態を示す図である。
【図３】キャッピング機構によるキャッピング動作を示す図で、キャッピング前の状態を示す図である。
【図４】キャッピング機構によるキャッピング動作を示す図で、キャッピング完了の状態を示す図である。
【図５】第２の実施形態におけるキャッピング機構を示す図で、キャッピング前の状態を示す図である。
【図６】第２の実施形態におけるキャッピング機構を示す図で、キャッピング完了の状態を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１乃至図４に基づいて第１の実施形態を説明する。図１は本実施形態に係るインクジェット記録装置１００の概略正面図である。
インクジェット記録装置１００は、記録液としてのインクを吐出する記録ヘッド１０と、該記録ヘッド１０から吐出されたインクが着弾するドラム状の中間転写体２０と、中間転写体２０上のインク画像を被記録媒体２２上に転写するために中間転写体２０との間でニップを形成する加圧ローラ２１と、記録液タンク１４と、記録ヘッド１０と記録液タンク１４とを接続する記録液流路としてのチューブ１６と、チューブ１６の流路中に配置された圧力調整機構としてのポンプ１７と、後述するキャッピング機構等から構成されている。
【００１４】
記録ヘッド１０は、記録液１３が収容された複数の液体チャンバ８と、これらの液体チャンバ８の吐出側端面にこれらの液体チャンバ８を連結するように一体に固定されたノズル面１２と、記録液吐出手段としての図示しない圧電素子等から構成される。
ノズル面１２には、複数の微小なノズル１１が被記録媒体２２の搬送方向と直交する方向（中間転写体２０の回転軸心方向）に間隔をおいて形成されている。各ノズル１１は対応する各液体チャンバ８に連通している。
各液体チャンバ８の吐出側と反対側の面には、チューブ１６の一端部を連結するためのジョイント１５が設けられている。
記録液タンク１４は液体チャンバ８の数に対応して設けられており、各記録液タンク１４は記録液１９が収容された記録液袋１８を備えている。チューブ１６の他端部はジョイント３０を介して記録液タンク１４に連結されている。
図１において、符号５０、５１は、被記録媒体２２の搬送をガイドするガイド部材を示している。被記録媒体２２は、図示しない給紙装置により所定のタイミングで中間転写体２０と加圧ローラ２１との間のニップに供給される。
【００１５】
キャッピング時の記録ヘッド１０からの記録液の染み出しを防ぐためヘッド内部の負圧を高くするポンプ１７は、例えばチュービングポンプやピストンポンプを採用することができる。チューブ１６は、記録液１９の水分が蒸発したり増粘しないように、耐透気性、耐透湿性の高いものが望ましい。
記録液袋１８もチューブ１６と同様に、記録液１９の水分が蒸発したり増粘しないように、耐透気性、耐透湿性の高いものが望ましい。
記録ヘッド１０と記録液タンク１４は、重力方向（鉛直方向）の位置関係では、一般的に記録ヘッド１０の方が高く配置されるため、記録ヘッド１０の内部は負圧になっており、ノズル１１から記録液が漏れるのを防いでいる。
ノズル１１から吐出された記録液は中間転写体２０に着弾した後、中間転写体２０と加圧ローラ２１のニップ部（転写部）で、被記録媒体２２に転写される。
【００１６】
図２はキャッピング状態の概略を示す図である。
例えば図示しない制御手段により画像形成のジョブが終了して所定時間が経過したことが判断され、あるいは入力によりキャッピング指令信号が出力された場合、後述するキャッピング機構により、記録ヘッド１０のノズル面１２を中間転写体２０の表面で塞ぐキャッピングが行われる。
中間転写体２０はノズル１１の乾燥を防止できるように、表面にゴム層を有しており、ゴムの変形によりノズル面１２との間でニップが形成される。このゴムも記録液１９の水分が蒸発したり増粘しないように、耐透気性、耐透湿性の高いものが望ましい。
【００１７】
図２（ａ）は、中間転写体２０とノズル面１２とが加圧されて当接している状態での、記録ヘッド１０内の印字動作時の負圧状態を示している。すなわち、従来における中間転写体２０を利用したキャッピング状態を示している。
ノズル面１１や中間転写体２０の加工精度によっては記録液の増粘や水分の蒸発を防止できる加圧力であっても、ノズル１１近傍にはノズル面１２および中間転写体２０の表面粗さにより微小な隙間が多数存在するため、毛細管現象で記録液１３が染み出してしまう。
染み出した記録液によって、隣接する他の色のノズル間で混色が発生する。混色によって、印字画像の色味が変わるなどの障害が発生する。
図２（ｂ）は、記録ヘッド１０内の負圧が、圧力調整機構１７によって混色の発生しないように印字時より高められており、キャッピング時の混色は起きない。
上記制御手段は、キャッピング機構を駆動してキャッピング動作を開始する場合、ポンプ１７を制御して記録ヘッド１０内の負圧を所定量高める。所定量は、混色の発生しない値で実験的に求められるものである。
キャッピングから印字動作に移る場合には、キャッピング時の負圧状態では良好な吐出状態が阻害されるので、所定の印字時の負圧に戻す制御を行う。
【００１８】
図３及び図４に基づいて、本実施形態におけるキャッピング機構を説明する。
図３に示すように、キャッピング機構６０は、中間転写体２０を支持する２枚の側板２３に形成され、中間転写体２０の印字時とキャッピング時のそれぞれの固定位置への鉛直方向の移動を可能に案内する図示しないガイド穴と、中間転写体２０の回転軸２０ａの両端部に配置された軸受２４と、各側板２３に固定されたバネ受座３５と、バネ受座３５と軸受２４との間に設定されたバネ２５と、側板２３に支持され、中間転写体２０の上死点（記録ヘッド１０に対する適正な当接位置）の位置を決める偏心カム２６と、該偏心カム２６を回転駆動するカム回転機構３３等を備えている。
すなわち、記録ヘッド１０は所定位置に位置決めされ、中間転写体２０を鉛直方向上方に移動（変位）させてキャッピングする構成となっている。
【００１９】
キャッピング時には、図４に示すように、カム回転機構３３により偏心カム２６が回転される。中間転写体２０は偏心カム２６のガイド面に沿って上昇し、ノズル面１２とニップを形成するキャッピング位置で止められる。
また、記録ヘッド１０を鉛直方向に移動可能に支持した構成において、偏心カム２６の形状により、キャッピングした状態でキャッピング位置よりも上方へ持ち上げること、記録液タンク１４と記録ヘッド１０との水頭差を大きく設定でき、キャッピング時の記録ヘッド１０の負圧を大きくすることができる。この場合には、キャッピング機構が圧力調整機構を兼ねることになり、ポンプ１７は不要となる。
【００２０】
図５及び図６に基づいて第２の実施形態を説明する。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要が無い限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
本実施形態におけるキャッピング機構７０は、中間転写体２０を位置固定し、中間転写体２０に対して記録ヘッド１０を鉛直方向下方に移動させてキャッピングする方式である。
キャッピング機構７０は、各側板２３に形成され、記録ヘッド１０の印字時とキャッピング時のそれぞれの固定位置への鉛直方向の移動を可能に案内する図示しないガイド穴と、記録ヘッド１０の長手方向両端部に形成され、上記ガイド穴に挿入される支持ブラケット３６と、支持ブラケット３６と図示しない装置フレームとの間に設定され、記録ヘッド１０を鉛直方向下方に移動するように付勢するバネ２７と、側板２３に支持され、記録ヘッド１０の下死点（中間転写体２０に対する適正な当接位置）の位置を決める偏心カム２８と、該偏心カム２８を回転駆動するカム回転機構３４等を備えている。
【００２１】
キャッピング時には、図６に示すように、カム回転機構３４により偏心カム２８が回転される。記録ヘッド１０は偏心カム２８のガイド面に沿って下降し、ノズル面１２が中間転写体２０の表面とニップを形成するキャッピング位置で止められる。
【００２２】
図７に基づいて第３の実施形態を説明する。
本実施形態では、記録液タンクを鉛直方向下方に移動させることにより負圧状態を高める構成を有していることを特徴とする。
圧力調整機構２９は、複数の記録液タンク１４を支持して鉛直方向に昇降させるボールネジ４３と、ボールネジ４３の上端部に固定された従動プーリ４４と、モータ４０と、モータ４０の回転軸４０ａに固定された駆動プーリ４２と、従動プーリ４４と駆動プーリ４２間に掛け回されたベルト４５とを備えている。
印字時の記録ヘッド装置１０と記録液タンク１４との水頭差は10〜25ｍｍ程度で、記録液タンク１４が低く配置されている。キャッピング時には、モータ４０を駆動しボールねじ４３を回転させることで記録液タンク１４が鉛直方向下方に移動する。
【００２３】
図示しないポジション検知センサで記録液タンク１４の位置を検知してモータ３０を停止させる。記録ヘッド１０と記録液タンク１４との水頭差を大きくすることで、記録ヘッド１０内の負圧を高くすることができる。
キャッピング機構は上記各実施形態で説明した構成のいずれでもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０  記録ヘッド
１１  ノズル
１２  ノズル
１３  記録液
１４  記録液タンク
１６  記録液流路としてのチューブ
１７  圧力調整機構としてのポンプ
２０  中間転写体
２９  圧力調整機構
６０、６２  キャッピング機構
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２００９‐０１２３８８号公報
【特許文献２】特開２００５‐１１９２１４号公報
【図１】
2012111077.tif 000003
【図２】
2012111077.tif 000004
【図３】
2012111077.tif 000005
【図４】
2012111077.tif 000006
【図５】
2012111077.tif 000007
【図６】
2012111077.tif 000008
【図７】
2012111077.tif 000009