(57)【要約】【課題】簡素な構成でインク吐出ヘッドからインクを吸引する吸引量を安定させる。【解決手段】キャップ部材３１をインク吐出ヘッド２５に密着駆動および離間駆動するキャッピング装置５０と、インク吐出ヘッド２５からインクを吸い出すチュービングポンプ４０と備えるインク吐出ヘッドの維持回復装置において、キャップ部材３１をインク吐出ヘッドから離間した状態でチュービングポンプ４０を所定角回転駆動させた後にキャップ部材３１をインク吐出ヘッド２５に密着させ、その後さらにチュービングポンプ４０を駆動させてインク吐出ヘッド２５からインクを吸引させる。【選択図】図６
2012250383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインク吐出ヘッドと、
前記インク吐出ヘッドに密着駆動および離間駆動されるキャップ部材と、
前記キャップ部材を駆動するキャップ部材駆動装置と、
前記インク吐出ヘッドからインクを吸引するチュービングポンプと、
前記チュービングポンプを駆動するポンプ駆動装置と、
を備えたインク吐出ヘッドの維持回復装置において、
前記キャップ部材駆動装置と前記ポンプ駆動装置とを駆動制御して、前記キャップ部材を前記インク吐出ヘッドから離間させた状態で、前記チュービングポンプを所定角回転駆動させた後、前記キャップ部材を前記インク吐出ヘッドに密着させ、その後、前記チュービングポンプを駆動させて前記インク吐出ヘッドからインクを吸引させる制御手段を備える
ことを特徴とするインク吐出ヘッドの維持回復装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記チュービングポンプを駆動するポンプギアと、
前記キャップ部材駆動装置を駆動する駆動部材と、
を備え、
前記ポンプギアと前記駆動部材との間に、前記駆動部材が所定角度以上回転したときに前記ポンプギアに駆動力が伝達される遅延手段を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載のインク吐出ヘッドの維持回復装置。
【請求項３】
前記キャップ部材のインク吐出ヘッドへの密着状態から離間状態に移行するとき、前記チュービングポンプの軸回転角度を１度以下としていることを特徴とする請求項１に記載のインク吐出ヘッドの維持回復装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載のインク吐出ヘッドの維持回復装置と、前記記録媒体を前記インク吐出ヘッドの配置位置まで搬送する記録媒体搬送装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク吐出ヘッドの維持回復装置、および画像形成装置に係り、特にインク吐出ヘッドのキャッピング装置およびインク吐出ヘッドからインクを吸引するチュービングポンプを備えたインク吐出ヘッドの維持回復装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、インク吐出ヘッドからインク滴を吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が広く使用されている。インクジェット記録装置は、コンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができるという利点を有している。また、特別の処理を必要とせずに普通紙に対しても記録ができることから、ランニングコストが低廉であるという利点も有している。さらに、ノンインパクト記録方式であるため騒音が少ないという利点や、多色のインクを使用したカラー画像記録への対応も容易であるなどの利点もある。
【０００３】
このような、インクジェット記録装置において、インク吐出ヘッドのノズルが目詰まりをおこしたときには、インク吐出ヘッドからインクを吸引するクリーニング動作を行う。このクリーニング動作に際して、インクをインク吐出ヘッドから吸引する吸引ポンプとして、チュービングポンプを使用することがある。このチュービングポンプは、円周に沿って移動するコロで周囲に配置されたチューブを押しつけて液体を移送する構造を備える。チュービングポンプは、順方向の回転、逆方向の回転で、吸引状態、非吸引状態を切り替えることが容易であるという利点がある。
【０００４】
特許文献１には、吸引量を安定させるため、ポンプ駆動源にＰＷＭ制御で駆動されているＤＣモータを使用し、電流ＰＷＭ値でチューブに対するコロの位相を検出してポンプの発生圧力および排出量を制御する画像形成装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、チュービングポンプは、チューブをコロが押しつぶすまでのポンプの動作角度が安定せずに吸引量がばらついてしまうので、ばらつきの下限値を基準に吸引量を設定すると、ばらつきが上限になったときはインクを無駄に消費してしまうという問題があった。
【０００６】
特許文献１に記載の発明は、ポンプ１回転の中で電流値がコロの位相によって変化しこの変化量に基づいて制御が行われるが、電流値の変化量は微小であるため電流値に応じたコロの位相検出精度が低く、コロ位相を正確に検出することは難しく、検出吸引量が不安定になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上述の点にかんがみてなされたものであり、簡素な構成でインク吐出ヘッドからインクを吸引する吸引量を安定させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るインク吐出ヘッドの維持回復装置は、ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインク吐出ヘッドと、前記インク吐出ヘッドに密着駆動および離間駆動されるキャップ部材と、前記キャップ部材を駆動するキャップ部材駆動装置と、前記インク吐出ヘッドからインクを吸引するチュービングポンプと、前記チュービングポンプを駆動するポンプ駆動装置とを備えたインク吐出ヘッドの維持回復装置において、前記キャップ部材駆動装置と前記ポンプ駆動装置とを駆動制御して、前記キャップ部材を前記インク吐出ヘッドから離間させた状態で、前記チュービングポンプを所定角回転駆動させた後、前記キャップ部材を前記インク吐出ヘッドに密着させ、その後、前記チュービングポンプを駆動させて前記インク吐出ヘッドからインクを吸引させる制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、キャップ部材をインク吐出ヘッドから離間させ、チュービングポンプを所定角回転駆動させ、キャップ部材をインク吐出ヘッドに密着させた状態からインクの吸引を開始することができるので、インクジェット記録装置のクリーニング動作時開始時に無駄となるインク量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】同インク吐出ヘッドの維持回復装置に使用するチュービングポンプの動作状態を示すものであり、（ａ）は非吸引時の状態を示す平面図、（ｂ）は吸引時の状態を示す平面図である。
【図３】同チュービングポンプの吸引開始時におけるコロの位置を示すものであり、（ａ）は角度大の状態を示す平面図、（ｂ）は角度小の状態を示す平面図である。
【図４】同インク吐出ヘッドの維持回復装置に使用するキャッピング装置を示す斜視図である。
【図５】同インク吐出ヘッドの維持回復装置の制御系を示すブロック図である。
【図６】同インク吐出ヘッドの動作を示すフローチャートである。
【図７】実施形態２に係るインク吐出ヘッドの維持回復装置を示すものであり、（ａ）は全体を示す斜視図、（ｂ）はポンプギアと駆動ギアとの連結状態を示す斜視図、（ｃ）はポンプギアと駆動ギアとの連結状態を示す平面図である。
【図８】実施形態３に係るインク吐出ヘッドの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態（以下では単に実施形態と記載する）に係る画像形成装置について説明する。
【００１２】
図１は実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。実施形態に係る画像形成装置は、インクジェット記録装置である。実施形態に係る画像形成装置では、キャップ部材がヘッドに密着してヘッドからインクを吸引する前にチュービングポンプを駆動してコロがチューブを押しつぶした状態にし、その状態のままキャップ部材をヘッドに対して密着させてヘッドからインクを吸引する。
【００１３】
＜実施形態１＞
実施形態１に係る画像形成装置１０は、記録装置本体１１内部に、画像を形成するための記録装置エンジン２０と、給紙部１２と、スキャナー１３とを備えている。また、記録装置本体１１には、廃インクを収納する廃液タンク１４を備えている。
【００１４】
記録装置エンジン２０は、ロッド２１に沿って主走査方向に駆動されるキャリッジ２２を備える。キャリッジ２２には、４台のインク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応）が保持されている。インク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋは、各色のインク滴を吐出する。また、記録装置エンジン２０は、各色のインクを保持したインクカートリッジ２４とを有している。なお、色に関係なくインク吐出ヘッドの説明を行うときは、「インク吐出ヘッド２５」という。
【００１５】
また、記録装置エンジン２０には、インク吐出ヘッドのメンテナンス装置３０が配置されている。メンテナンス装置３０は、インク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋのキャッピングを行うキャップ部材３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋと、インク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋのノズル面を拭うブレード部材３２と、吸引ポンプであるチュービングポンプ４０とを備える。チュービングポンプ４０で吸引された廃インクは、排出用チューブ３４、廃液導入ダクト３５を経て廃液タンク１４に誘導される。キャップ部材３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは、各色のインク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋに対応する。なお、色に関係なくキャップ部材を説明する場合は、単に「キャップ部材３１」という。これらのキャップ部材３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは、キャップ部材駆動装置で駆動される。
【００１６】
画像形成に際しては、図示していない記録媒体搬送装置が記録装置本体１１の底部に設けた給紙部１２から記録装置エンジン２０に記録媒体を搬送する。そして、図示していない副走査搬送手段によって、記録媒体を搬送しながら、インク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋを搭載したキャリッジ２２を主走査方向に駆動して、記録媒体にインクを吐出して画像を形成する。
【００１７】
インクを吐出するインク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ内のインクが乾燥などにより正常にインクを吐出できなくなったときに、メンテナンス装置３０内に設けられたチュービングポンプ４０によりインク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ内の乾燥インクなどを強制的に吸引する。
【００１８】
吸引されたインクはチュービングポンプ４０から廃液導入ダクト３５を経て廃液タンク１４へ貯蔵される。インク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍからインクを吸引するとヘッドノズル面にインクが付着するため、それをブレード部材３２で拭う（ワイピング動作）。ワイピングされたインクは、インク回収口３３から廃液タンク１４に回収される。これにより、インク吐出ヘッド２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋに新規インクが搬送され正常な印字ができるようになる。
【００１９】
次にチュービングポンプについて説明する。図２は実施形態１に係るインク吐出ヘッドの維持回復装置に使用するチュービングポンプの動作状態を示すものであり、（ａ）は非吸引時の状態を示す平面図、（ｂ）は吸引時の状態を示す平面図である。チュービングポンプ４０は、図２に示すように、円弧状に配置されたチューブ４１と、このチューブ４１内側に配置され、チューブに沿って自転しつつ公転するコロ４２とを備え、コロ４２がチューブ４１を押しつぶしながら回転しつつ移動することによりインクの吸引を行うものである。ここで、コロ４２はその軸４２ａが、回転駆動されるプレート４３で案内されることにより回転駆動される。
【００２０】
プレート４３には、軸４２ａを案内する案内部４４が形成されている。案内部４４の両端には、ポンプの順方向への回転時（吸引時）に軸４２ａに接触する吸引端面４４ａと、ポンプの逆方向への回転時（ポンプ非吸引時）に軸４２ａに接触する非吸引端面４４ｂとが形成されている。
【００２１】
ここで、順方向への回転時、コロ４２は案内部４４で案内され吸引端面４４ａに移動する。コロ４２が吸引端面４４ａに移動された状態で、図２（ａ）に示すように、コロ４２の軸４２ａとプレート４３の回転中心Ｏとの寸法が大きくなり（図２（ａ）中矢印Ａ）、コロ４２がチューブ４１を押しつぶすことができる。
【００２２】
一方、逆転時、コロ４２は案内部４４に案内され非吸引端面４４ｂに移動する。コロ４２が非吸引端面４４ｂに位置した状態で、コロ４２の軸４２ａとプレート４３の回転中心Ｏと距離は小さくなり（図２（ｂ）中矢印Ｂ）、コロ４２は、チューブ４１に接触せず、チュービングポンプ４０は吸引を行わない。
【００２３】
これにより、チュービングポンプ４０を使用する際、チュービングポンプ４０の順方向への回転で吸引を行い、逆転したときは吸引させない構成としている。従って、コロがチューブから逃げている状態からポンプを順方向に回転させ吸引を行おうとしてもコロがチューブを押しつぶすまでの間吸引できない領域が存在する。この領域はコロの位相によってばらつきが生じるため調整するのも困難である。
【００２４】
図３は実施形態１に係るチュービングポンプの吸引開始時におけるコロの位置を示すものであり、（ａ）は角度大の状態を示す平面図、（ｂ）は角度小の状態を示す平面図である。吸引を開始するとき図３（ａ）のＤ１の位置にコロがあったときコロがチューブを押しつぶすところ（吸引開始位置Ｃ）に到達するまでのポンプ回転角度Ｅ１は図３（ｂ）に示すＣからＤ２までの角度Ｅ２よりも大きくなっている。
【００２５】
これらの角度中にコロ４２があるとき、チュービングポンプ４０のプレート４３が回転しているにもかかわらずインクの吸引ができない。またこの角度はコロの初期位置が吸引を行うたびに違う値となっているため、吸引量のばらつきがおきてしまうのである。
【００２６】
実施形態に係る画像形成装置では、チューブ４１がコロ４２を押しつぶした状態から吸引がスタートさせて、安定した吸引量を得るようにする。このため、チュービングポンプ４０を以下のように制御する。
【００２７】
まず、キャップ部材３１がインク吐出ヘッド２５に密着していない状態でチュービングポンプ４０を順方向に回転させて、コロ４２がチューブ４１を押しつぶしている状態にする。その後逆転してもコロ４２がチューブ４１から逃げない状態で、キャッピングを行い、再度チュービングポンプ４０を順方向に回転して吸引する。このような動作により、チュービングポンプ４０において、コロ４２がチューブ４１を押しつぶした状態から吸引をすることができ吸引量を安定させることができる。
【００２８】
図４は実施形態１に係るキャッピング装置を示す斜視図である。キャッピング装置５０は、キャップ部材３１をインク吐出ヘッド２５に対して密着、離間駆動する。キャップ部材３１は、駆動軸と同芯の駆動軸５２で回転されるカム５１によりキャップ部材３１をセットしたキャップホルダ５４を上昇、下降させることによって行う。
【００２９】
図５は実施形態１に係るインク吐出ヘッドの維持回復装置の制御系を示すブロック図である、実施形態１では、チュービングポンプ４０を駆動するポンプ駆動装置としてのポンプ用モータ４５と、キャッピング装置５０を駆動するキャップ部材駆動装置としてのキャッピングモータ５５とを別個に設け、制御手段である制御装置６０で各モータ４５、５０を以下のように駆動制御する。
【００３０】
図６は実施形態１に係るインク吐出ヘッドの維持回復装置の動作を示すフローチャートである。実施形態１では、チュービングポンプでインク吐出ヘッド２５の吸引を行う前にキャップ部材を取り外した状態でチュービングポンプを回転駆動する（ステップＳ１）。このことでコロ４２によりチューブ４１を押しつぶした状態にすることができる。この状態からキャップ部材３１を駆動上昇させて（ステップＳ２）、その後チュービングポンプを駆動して吸引を行う（ステップＳ３）。これにより、図３で示した吸引開始位置Ｃまでの吸引をしない領域をなくすことができ吸引量を安定させることができる。
【００３１】
吸引の終了後、キャップ部材３１を下降させ（ステップＳ４）、ブレード部材３２によりインク吐出ヘッド２５のノズル面をワイピングして（ステップＳ５）メンテナンスは終了する。
【００３２】
このとき、キャップ部材３１のインク吐出ヘッド２５への密着状態から離間状態に移行するとき、チュービングポンプ４０の軸回転角度を１度以下とすることが望ましい。これにより、チュービングポンプ４０のコロ４２が離間しない状態で、キャッピングを行うことができ、インクの吸引量が安定する。
【００３３】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２に係るインク吐出ヘッドの維持回復装置について説明する。図７は実施形態２に係るインク吐出ヘッドの維持回復装置の構成を示すものであり、（ａ）は全体を示す斜視図、（ｂ）はポンプギアと駆動ギアとの連結状態を示す斜視図、（ｃ）はポンプギアと駆動ギアとの連結状態を示す平面図である。
【００３４】
実施形態２に係るインク吐出ヘッドの維持回復装置では、チュービングポンプ４０と、キャッピング装置５０と、を共通の駆動源であるモータ６１で駆動している。モータ６１にはピニオン６２が配置され、このピニオン６２には駆動部材である駆動ギア６３がかみ合い、駆動ギア６３にはポンプギア６４がピン６７を介して連結されている。実施形態２では、これらの機構で制御手段を構成する。
【００３５】
ポンプギア６４には、ピン６７が挿入される弧状の溝部６６が開設されており、ピン６７は所定の角度θの遊びを有して溝部６６の両端に接触する。このため、ポンプギア６４は駆動ギア６３の回転に対して角度θだけ遅れて駆動される。実施形態例２では、これらの機構で遅延手段を実現している。
【００３６】
また、キャッピング装置５０は、駆動ギア６３にワンウエイクラッチ６５を介して接続される。
【００３７】
このインク吐出ヘッドの維持回復装置では、モータ６１を順方向に回転させたときにチュービングポンプ４０を吸引駆動する（図２（ａ）参照）一方、ワンウエイクラッチ６５が空転して、キャッピング装置５０には、駆動力は伝達されない。
【００３８】
一方、モータ６１を逆転させたとき、チュービングポンプ４０のコロ４２はチューブ４１から離間して吸引を行わない（同（ｂ）参照）一方、キャッピング装置５０には、ワンウエイクラッチ６５を介して動力が伝わり、キャップ部材３１が上昇、下降する。
【００３９】
そして、モータ６１の回転方向が反転するとき、ピン６７と溝部６６端部との接触が所定の角度θ分遅延し、その間、駆動ギア６３の駆動力がポンプギア６４に伝達しないようになっている。この所定の遅延がないとモータ６１が順方向に回転してコロ４２がチューブ４１を押しつぶした状態にした後、モータ６１を逆転してキャップ部材３１を上昇させるに際してチュービングポンプ４０に駆動力が伝達され、コロ４２がチューブ４１から離間して吸引量が不安定になってしまう。
【００４０】
このため、この所定の遅延角度θは、キャップ部材３１の上昇に必要なモータの駆動量よりも多くする必要がある。この値は駆動系の設計値として計算できるためモータ６１の回転量はこの値を上乗せすることで所定の吸引量を得ることができる。
【００４１】
＜実施形態３＞
次に実施形態３について説明する。図８は実施形態３に係るインク吐出ヘッドの構成を示す平面図である。実施形態２で説明したようにモータ６１を順方向に回転させたとき、チュービングポンプ４０のコロ４２がチューブ４１を押しつぶした状態にした後、モータ６１を逆転させてキャップ部材を上昇させたときにコロがチューブから離間してまってはチュービングポンプ４０の吸引量が不安定になる。
【００４２】
そこで、実施形態３では、モータ６１のピニオン６２と、ポンプギア６４との間に減速機構７０を配置した。減速機構７０は、ベルト伝動装置７１と、アイドルギア７２、中継ギア７３を備え、ピニオン６２をアイドルギア７２に、中継ギア７３をポンプギア６４にかみ合わせたものである。他の構成は実施形態２と同様である。なお、減速機構は、ベルト電動機構の他、歯車列、その他の機構を採用することができる。
【００４３】
実施形態３によれば、モータ６１からの駆動力を減速機構で減速比を十分に高いものとできる。このため、モータ６１を方向に回転させてチュービングポンプ４０のコロ４２がチューブ４１を押しつぶした後、モータ６１を逆転させてキャップ部材３１を上昇させても、モータ６１の回転は減速され、チュービングポンプ４０にはほとんど伝わらないため、コロ４２はチューブ４１から離間せずチュービングポンプ４０の吸引量を安定させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  画像形成装置
１１  記録装置本体
１２  給紙部
１３  スキャナー
１４  廃液タンク
２０  記録装置エンジン
２１  ロッド
２２  キャリッジ
２４  インクカートリッジ
２５  インク吐出ヘッド
２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ  インク吐出ヘッド
３０  メンテナンス装置
３１  キャップ部材
３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ  キャップ部材
３２  ブレード部材
３４  排出用チューブ
３５  廃液導入ダクト
４０  チュービングポンプ
４１  チューブ
４２  コロ
４２ａ  軸
４３  プレート
４４  案内部
４４ａ  吸引端面
４４ｂ  非吸引端面
４５  ポンプ用モータ（ポンプ駆動装置）
５０  キャッピング装置
５１  カム
５２  駆動軸
５４  キャップホルダ
５５  キャッピングモータ（キャップ部材駆動装置）
６０  制御装置（制御手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開２００７−１４５００６公報
【特許文献２】特許第４３４７６６９号公報
【図１】
2012250383.tif 000003
【図２】
2012250383.tif 000004
【図３】
2012250383.tif 000005
【図４】
2012250383.tif 000006
【図５】
2012250383.tif 000007
【図６】
2012250383.tif 000008
【図７】
2012250383.tif 000009
【図８】
2012250383.tif 000010