(57)【要約】【課題】装置を使用しないときの増粘を抑制するとともに、使用を再開するときのノズル回復のための無駄な液体消費を低減する。【解決手段】ノズル１１が通じる流路である通路１２に、ノズル１１を開閉可能で、かつ、通路（流路）１２を移動可能な磁性体からなる移動体２１を収容し、通路１２の側部には、移動体２１が通路１２から退避可能な退避部２２を設け、退避部２２の側方には、ノズル１１内にある移動体２１に及ぶ磁力を発生する電磁石２４を設け、装置を長期保存するときには移動体２１がノズル１１を閉じ、長期保存から使用を再開するときには、移動体２１を通路１２内で往復移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルが通じる流路と、
前記ノズルを開閉可能で、かつ、前記流路を移動可能な磁性体と、
前記磁性体が前記流路から退避可能な退避部と、を有している
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記磁性体に及ぶ磁力を発生させる磁力発生手段を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記磁性体は、断面形状が円形状又は楕円形状である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記磁性体の表面にはコーティング膜が成膜されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの前記磁力発生手段による磁力の発生を制御する第１制御手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
装置の電源がオフされるときに装置を長期間停止した状態にする長期保存が指定されたか否かを判別する長期保存判別手段と、
前記長期保存判別手段の判別結果を記憶する記憶手段と、
前記液体吐出ヘッドの前記流路内の液体の粘度が閾値以上であるか否かを判別する粘度判別手段と、を備え、
装置の電源がオンされたとき、前記記憶手段に前記長期保存が指定されたことが記憶されており、前記粘度が予め定めた閾値以上であるときには、前記第１制御手段が前記磁力発生手段による磁力の発生を制御して、前記磁性体を前記流路内で移動させる
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記液体吐出ヘッドの前記ノズルの近傍に配置可能で、前記液体吐出ヘッドの前記磁性体に及ぶ磁界又は磁力を発生させる磁界発生手段と、
前記磁界発生手段による磁界又は磁力の発生を制御する第２制御手段と、を備えている
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
装置の電源がオフされるときに装置を長期間停止した状態にする長期保存が指定されたか否かを判別する長期保存判別手段と、
前記長期保存判別手段の判別結果を記憶する記憶手段と、
前記液体吐出ヘッドの前記流路内の液体の粘度が閾値以上であるか否かを判別する粘度判別手段と、を備え、
装置の電源がオンされたとき、前記記憶手段に前記長期保存が指定されたことが記憶されており、前記粘度が閾値以上であるときには、前記第１制御手段が前記磁力発生手段による磁力の発生を制御し、前記第２制御手段が前記磁界発生手段による磁界又は磁力の発生を制御して、前記磁性体を前記流路内で移動させる
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いる装置、例えばインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
従来の液体吐出ヘッドないし画像形成装置として、磁力により弾性体を変位させてインクを吐出する方式で、流路の吐出ノズルの近傍に、信号電流が供給される駆動用コイルにより弁体な開閉する電磁開閉弁を設けたものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−０２２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体吐出ヘッドを使用する画像形成装置においては、長期間使用されない状態が継続すると、液体吐出ヘッドのノズル内液体が増粘して目詰まりを発生し、使用を再開したときにノズル抜け（吐出不能）が生じる。
【０００６】
そこで、装置の使用を再開するときには、ノズルから液体を吸引排出させ、あるいは、ヘッドに液体を加圧供給して、強制的に増粘した液体を排出することで、ノズル抜けの回復を図っている。そのため、無駄な液体消費が多くなる。
【０００７】
この場合、特許文献１に開示されているように流路を弁体で開閉する構成を採用することで、ノズル近傍での液体の増粘を抑制できる。
【０００８】
しかしながら、使用を再開するときにノズル回復を行うための無駄な液体消費量を低減することは困難である。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、装置を使用しないときの増粘を抑制するとともに、使用を再開するときのノズル回復のための無駄な液体消費を低減でき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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルが通じる流路と、
前記ノズルを開閉可能で、かつ、前記流路を移動可能な磁性体と、
前記磁性体が前記流路から退避可能な退避部と、を有している
構成とした。
【００１１】
本発明によれば、装置を使用しないときの増粘を抑制するとともに、使用を再開するときのノズル回復のための無駄な液体消費を低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の要部模式的断面説明図である。
【図２】移動体の形状説明に供する説明図である。
【図３】同液体吐出ヘッドの刷時の状態の説明に供する説明図である。
【図４】同じく長期保存時の状態の説明に供する説明図である。
【図５】本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例の模式的要部説明図である。
【図６】同画像形成装置の記録ヘッド及び維持回復機構のキャップの説明に供する説明図である。
【図７】同液体吐出ヘッド及びキャップによる作用説明に供する説明図である。
【図８】同画像形成装置の機能説明に供するブロック図である。
【図９】同画像形成装置を長期保存するときの終了処理の説明に供するフロー図である。
【図１０】同じく長期保存後の使用再開処理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】
【００１３】
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、本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図１を参照して説明する。図１は同ヘッドの要部模式的断面説明図である。
【００１４】
この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板２と、振動板３と、圧力発生手段である圧電アクチュエータ４などを備えている。
【００１５】
ノズル板１には、液滴を吐出するノズル１１が形成されている。流路板２には、ノズル１１が通路１２を通じて通じる個別液室（個別流路）１３が形成されている。個別液室１３には図示しないフレーム部材などに形成された共通液室１４から液体が供給される。振動板３は個別液室１３の壁面を形成する。
【００１６】
圧電アクチュエータ４は、振動板３に接合され、個別液室１３内の液体を加圧して、ノズル１１から液滴を吐出させる。
【００１７】
そして、本実施形態では、ノズル１１が通じる流路である通路１２に、ノズル１１を開閉可能で、かつ、通路（流路）１２を移動可能な磁性体からなる移動体２１を収容している。
【００１８】
この移動体２１の断面形状は、例えば、図２（ａ）に示すように断面円形状とし、あるいは、図２（ｂ）に示すように断面楕円形状とすることができる。
【００１９】
また、移動体２１の表面は樹脂などのコーティング膜を成膜することもできる。これにより、耐液性を高めることができる。また、流路内に固着した液体をこそげ落としやすい部材を用いることで、ノズル詰まりを低減できる。
【００２０】
また、通路１２の側部には、移動体２１が通路１２から退避可能な退避部２２を設けている。
【００２１】
さらに、退避部２２の側方には、ノズル１１内にある移動体２１に及ぶ磁力を発生する磁力発生手段である電磁石２４を設けている。
【００２２】
次に、この液体吐出ヘッドの作用について図３及び図４も参照して説明する。図３は印刷時の状態の説明に供する説明図、図４は長期保存時の状態の説明に供する説明図である。
【００２３】
まず、印刷を行うときには、図３に示すように、電磁石２４をＯＮ状態にして、少なくとも図１に示すようにノズル１１内にある移動体２１を引き付ける磁力を発生させ、移動体２１を退避部２２内に移動退避させる。
【００２４】
これにより、ノズル１１が開かれるので、圧電アクチュエータ４を駆動してノズル１１から液滴を吐出させることができる。
【００２５】
一方、装置の電源がオフされるときに装置を長期間停止した状態にする長期保存がしていされたときには、図４にも示すように、電磁石２４をＯＦＦ状態にすることで、移動体２１が自重によってノズル１１側に移動し、移動体２１がノズル１１を閉じる。
【００２６】
これにより、ノズル１１内のインクなどの液体が外気と接触して粘度が上昇する（増粘する）ことを抑制することができる。
【００２７】
また、長期保存から使用を再開するときなどには、移動体２１の自重と電磁石２４による磁力の発生によって、移動体２１を通路１２内で往復移動させる。
【００２８】
これにより、ノズル１１、通路１２、個別液室１３などの流路内の液体が攪拌され、ノズル１１内近傍の液体が流動して粘度が低下するので、粘度の均一化を図ることができる。
【００２９】
このようにして、装置を使用しないときの増粘を抑制するとともに、使用を再開するときのノズル回復のための無駄な液体消費を低減できるようになる。
【００３０】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例について図５を参照して説明する。図５は同画像形成装置の模式的要部説明図である。
【００３１】
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、被記録媒体である用紙１００に液滴を吐出して画像を形成する画像形成手段としての記録ヘッドユニット１０１と、用紙１００を記録ヘッドユニット１０１に対向して搬送する搬送手段である搬送ベルト１０２と、用紙１００を収容する給紙トレイ１０３と、画像が形成された用紙１００が排紙される排紙トレイ１０４とを備えている。
【００３２】
記録ヘッドユニット１０１は、液滴を吐出する複数のノズルを用紙幅相当分の長さに配列した複数のノズル列を有するライン型液体吐出ヘッド１１１を備えている。ここでは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する各ノズル列を有する液体吐出ヘッド１１１で構成している。なお、シリアル型画像形成装置として記録ヘッドをキャリッジに搭載する構成ともできる。また、ライン型ヘッドは、複数のヘッドを千鳥状に配置した構成のものでもよい。
【００３３】
搬送ベルト１０２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２１とテンションローラ１２２との間に掛け渡されて周回するように構成している。この搬送ベルト１０２に対する用紙１００の保持は、例えば静電吸着、空気の吸引による吸着などを行う構成とすることやその他の公知の搬送手段を用いることができる。
【００３４】
給紙トレイ１０３に収容された用紙１００は、ピックアップローラ１３１で１枚ずつ分離されて搬送ローラ対１３２によって搬送路１３３を介して搬送される。そして、搬送ローラ対１３４から所定のタイミングで搬送路１３５に送り出され、ローラ１３６を経て搬送ベルト１０２上に送り込まれて保持される。
【００３５】
このように構成したので、搬送ベルト１０２上に送り込まれて、搬送ベルト１０２の周回移動で搬送される用紙１００には、記録ヘッドユニット１０１から各色の液滴が吐出されて画像が形成される。その後、用紙１００は排紙トレイ１０４に排出される。
【００３６】
次に、この画像形成装置の記録ヘッド及び維持回復機構のキャップについて図６を参照して説明する。図６は同説明に供する説明図である。
【００３７】
液体吐出ヘッド１１１は、前述した液体吐出ヘッドと同様に、各ノズル列の各ノズル１１が通じる通路１２内に磁性体からなる移動体２１が収容され、通路１２の側部に退避部２２が設けられ、移動体２１に及び磁力を発生させる電磁石２４が配置されている。
【００３８】
一方、液体吐出ヘッド１１１のノズル面をキャッピングするキャップ１４０を備えている。
【００３９】
キャップ１４０には磁界発生手段である環状コイル１４１が備えられている。環状コイル１４１に通電（給電）することで、液体吐出ヘッド１１１の移動体２１及ぶ磁界を発生することができる。なお、ここでは磁界を発生させているが、キャップ１４０内に磁性体を配置して磁力を発生させることもできる。
【００４０】
液体吐出ヘッド１１１に対して進退するキャップ１４０に環状コイル１４１を設けることで、キャッピングを行うときに、液体吐出ヘッド１１１のノズル近傍に磁界発生手段である環状コイル１４１を配置可能となる。なお、別途環状コイルなどの磁界発生手段をノズル近傍に配置することもできる。
【００４１】
このように構成した液体吐出ヘッド及びキャップによる作用について図７も参照して説明する。図７は同作用説明に供する説明図である。
【００４２】
まず、印字を行うときには、電磁石２４をＯＮ状態にして移動体２１を引き付ける磁力を発生させ、移動体２１を退避部２２内に移動退避させる。
【００４３】
これにより、図６に示すように、ノズル１１が開かれて、液滴の吐出を行うことができるようになる。なお、図６ではキャップ１４０が液体吐出ヘッド１１１に対向する状態で図示しているが、印字を行うときには、キャップ１４０は液体吐出ヘッド１１１と用紙１００との間から退避した位置に移動される。
【００４４】
また、電源がオフされるときに長期保存が指定されたときには、図７に示すように、液体吐出ヘッド１１１をキャップ１４０でキャッピングする。そして、電磁石２４をＯＦＦ状態にして移動体２１が移動できる状態にする。一方、環状コイル１４１に給電することで、白抜き矢印１４２の方向に移動体２１を引き付ける磁界を発生し、移動体２１をノズル１１側に移動させる。
【００４５】
これにより、移動体２１がノズル１１を閉じるので、ノズル１１内のインクなどの液体が外気と接触して粘度が上昇する（増粘する）ことを抑制することができる。
【００４６】
また、長期保存から使用を再開するときなどには、電磁石２４による磁力の発生と環状コイル１４１による磁界の発生とを切り替えながら、通路１２内で移動体２１を往復移動させる。
【００４７】
これにより、ノズル１１内近傍の流路の液体を攪拌流動させて粘度を低下させ、粘度の均一化を図ることができる。
【００４８】
次に、この画像形成装置の機能について図８のブロック図を参照して説明する。
【００４９】
作像部２０１は、上述した記録ヘッドユニット１０１と、記録ヘッドユニット１０１の液体吐出ヘッド１１１の電磁石２４に対する給電（磁力の発生）を制御する本発明に係る第１制御手段３０１を有している。
【００５０】
搬送部２０２は、搬送ベルト１０２などで構成されている。給紙部２０３は、給紙トレイ１０３やピックアップローラ１３１などで構成される。
【００５１】
維持供給部２０５は、作像部２０１の記録ヘッドユニット１０１の液体吐出ヘッド１１１に液体を供給する供給機構２０６を備えている。また、維持供給部２０５は、液体吐出ヘッド１１１のノズル面をキャッピングするキャップ１４０及びキャップ１４０に接続された吸引手段などで構成されるキャッピング機構２０７を備えている。
【００５２】
また、維持供給部２０５は、キャップ１４０に備えた磁界発生手段である環状コイル１４１に対する給電（磁界の発生又は磁力の発生）を制御する本発明に係る第２制御手段３０２を備えている。
【００５３】
また、長期保存判別手段３０３と、長期保存に関する情報を記憶する記憶手段３０４を備えている。
【００５４】
長期保存判別手段３０３は、電源がオフされるときに、ユーザからの情報３１０によって装置を長期間使用されない状態で停止する長期保存が指定された否かを判別し、長期保存が指定されたきには、その旨を記憶手段３０４に記憶する。
【００５５】
また、長期保存判別手段３０３は、装置が起動されたとき（電源がオンされたとき）に、電源がオフされたときに長期保存が指定されていたか否かを記憶手段３０４に記憶されている情報を取り出して判別する。
【００５６】
つまり、本実施形態では、ユーザが長期保存するという指定を行うことで、装置の実際の停止期間にかかわらず、長期保存として記憶装置３０４に記憶し、使用再開時には、長期保存判別手段３０３によって記憶装置３０４の記憶情報から長期保存であったか否かを判別する。
【００５７】
また、記録ヘッドユニットの液体粘度が予め定めた粘度（閾値）以上か否かを判別する粘度判別手段３０５を備えている。
【００５８】
次に、この画像形成装置を長期保存するときの終了処理について図９のフロー図を参照して説明する。
【００５９】
まず、電源スイッチがオフ状態にされることで、電源ＯＦＦ処理に入る。そして、プリンタドライバなどを通じて、ユーザに対して、装置を長期保存するか否かの情報の入力を求めて、ユーザからの情報３１０から長期保存判別手段３０３によって長期保存か否かを判別し、その判別結果を記憶手段３０４に記憶する。
【００６０】
そして、長期保存が指定されていなければ、キャッピング機構２０７によって通常のキャッピング動作を行い、電源ＯＦＦ終了処理を完了する。なお、この電源ＯＦＦ処理が完了したときに、実際の装置の電源が切断されるように構成している。
【００６１】
これに対し、長期保存が指定されたときには、第１制御手段３０１によって電磁石２４による磁力の発生を停止して、移動体２１をノズル１１内に移動させて、ノズル１１を移動体２１で閉じる。
【００６２】
その後、キャッピング機構２０７によってキャッピング動作を行い、電源ＯＦＦ終了処理を完了する。
【００６３】
次に、長期保存後の使用再開処理について図１０のフロー図を参照して説明する。
【００６４】
まず、電源スイッチがオンされると、この電源ＯＮ処理に入る。そして、記憶手段３０４に前回電源がオフされたときに長期保存が指定されていたか否か、記憶手段３０４に記憶されている情報を読み出して判別する。
【００６５】
ここで、前回電源がオフされたときに長期保存が指定されていないときには、通常の起動シーケンスを行い、印刷可能状態にする。
【００６６】
これに対し、前回電源がオフされたときに長期保存が指定されていたときには、粘度判別手段３０５によって流路中のインクの粘度を検出し、検出した粘度が閾値以上の粘度であるか否かを判別する。
【００６７】
そして、検出した粘度が閾値以上の粘度であるときには、第１制御手段３０１で電磁石２４による磁力の発生を制御し、第２制御手段３０２によって環状コイル１４１による磁界の発生を制御して、移動体２１を通路１２内で往復移動させて、流路中のインクを攪拌する。
【００６８】
その後、また、粘度が閾値以上でないときにはそのまま、移動体２１を退避部２２に移動退避させ、通常の起動シーケンスを行い、印刷可能状態にする。
【００６９】
ここでは、第１制御手段３０１と第２制御手段３０２によって電磁石２４、環状コイル１４１による磁力発生、磁界発生を制御して、移動体２１を往復移動させているが、前述したように、環状コイル１４１を備えない構成では、電磁石による磁力の発生を制御して移動体２１を移動させて攪拌を行うことになる。
【００７０】
また、前記液体吐出ヘッドにおいて、磁性体には、ノズルの開口径よりも小さな開口径の貫通穴が形成され、貫通穴がノズルと通じる姿勢にすることで、ノズルで吐出される液滴よりも小さな滴を吐出可能になる構成とすることもできる。
【００７１】
なお、本願において、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。また、「画像形成装置」は媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。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、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、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る。例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【００７２】
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、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００７３】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
１  ノズル板
２  流路板
３  振動板
４  圧電アクチュエータ
１１  ノズル
１２  通路
１３  個別液室
２１  移動体（磁性体）
２２  退避部
２４  電磁石（磁力発生手段）
１１１  液体吐出ヘッド
１４０  キャップ
１４１  環状コイル（磁界発生手段）
３０１  第１制御手段
３０２  第２制御手段
３０３  長期保存判別手段
３０４  記憶手段
３０５  粘度判別手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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