JP2006240010A

JP2006240010A - 記録装置

Info

Publication number: JP2006240010A
Application number: JP2005057678A
Authority: JP
Inventors: Masao Shiotani; 正夫塩谷
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】従来の構成では、非駆動時に記録ヘッドの吐出口がインクで固化しないように、記録ヘッド内のインクを洗浄液と置換することが行われているが、インクと混合することでインク濃度が安定せず安定した画像を記録できず、また置換するためには多量の洗浄液を用いて時間もかかってしまう。
【解決手段】本発明は、インク１９を充填するインクタンク２３と、記録部５に設けられた記録ヘッド１８にインク１９を供給するインク供給管２２と、インク１９とは異なる比重の洗浄液２０を充填する洗浄液タンク２５と、記録ヘッド５に洗浄液２０を供給する洗浄液供給管２４と、インク１９及び洗浄液２０が混合する記録ヘッド１８内に設けられたインク室２１を備え、インク１９及び洗浄液２３は置換し、インクの硬化・固化を防止し、安定した高画質な記録を可能な記録装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録部に設けられた記録ヘッドにインク及び洗浄液を供給する記録装置に関する。

一般に例えばインクジェット方式の記録装置は、記録紙及びＯＨＰ用紙といった記録媒体に対して高画質及び高速記録といった記録用途の拡大性が求められている。特に紫外線硬化型（ＵＶ）インクを始めとする相変化型のインクを用いた吐出手法は、インクの吐出安定性と記録媒体へのインク定着性を両立するという点で近年用途が拡大している。

ＵＶインクは、モノマー、オリゴマー、顔料、分散剤、重合開始剤及び重合回避剤等を添加した成分からなる。ＵＶ光を照射することで重合を誘発し、これら成分を樹脂化させることでＵＶインクは固化し、記録媒体に定着する。このため、ＵＶ光を照射しない限り重合は開始せず、また通常水分や溶剤分といった蒸発成分を含まないことから増粘や固化といった吐出不良も原理的には発生しない。従ってＵＶインクは、性状変化が小さいため、インクジェットインクとしては扱いが容易である。

しかし、ＵＶインクにＵＶ光を意図的に照射しなくても、ＵＶインクの固化は発生してしまうことがある。つまり構成上、記録ヘッド周辺部には空間があり、外部から僅かな自然光がその空間に入射する。通常、記録媒体は画像情報が記録された後に装置外に排出されるため、記録媒体の開口部が必須であり、ここからの外光の入射は避けられない。よって装置が長期間、非記録のためにＵＶインクが吐出されずノズル内でインクが入れ替われないと、微弱な光であっても長時間の露光によって記録ヘッド特にノズル周辺部でＵＶインクが固化してしまう。これにより吐出不良となり画像欠陥を生じる虞がある。

またＵＶインクのような相変化タイプのインクは何らかの原因で、または重合回避剤の効果が低下することで重合が開始してしまうことがある。

このような記録ヘッドのノズル周辺におけるインク固化を防止するためには、記録ヘッド周辺部への漏光の防止、ＵＶインクの自然重合開始を避けるためにインクに化学的なアタックの回避、記録ヘッドのノズル部のＵＶインクを洗浄液に置換することでインクの固化を防止することが従来から考えられている。

そこで従来技術として、特許文献１に開示されるインクジェットプリンタが知られている。図１０に示すインクジェットプリンタの記録部は、インクジェットプリンタヘッド１００に設けられ洗浄液１０１とインク１０２を吐出するノズル１０３と、インク１０２を充填するインクタンク１０４と、インク１０２及び洗浄液１０５が混合する混合部１０５と、混合液体を加圧してノズル１０３から吐出させるための駆動部１０６を有する構成である。

通常インクジェットプリンタヘッド１００は、洗浄液１０１で満たされており、ノズル１０３から洗浄液１０１が吐出する状態にしている。記録の際は、インクタンク１０４からインク１０２を供給し、駆動部１０６により加圧されて混合部１０５からインク１０２と洗浄液１０１の混合物を吐出することで記録する。停止時はインク１０２の供給を停止することでノズル１０２は洗浄液１０２で充填され、インク詰まりを防止することができる。

この他に、特許文献２に開示されるインクジェット装置が知られている。図１１にインクジェット装置２００の概略構成図を示す。インクジェット装置２００は、インクジェットヘッド２０１にはインク２０２を供給するインク容器２０３、洗浄液２０４を供給する洗浄液容器２０５がそれぞれバルブ２０６、２０７を介して接続されている。

記録時にはインク容器２０３のバルブ２０６を開けることでインク２０２を補給する。停止時は洗浄液容器２０５のバルブ２０７を開けることで洗浄液２０４を補給して図示しないノズル面を洗浄液２０４で満たすことで目詰まりを防止している。

また特許文献３に開示されているインクジェット記録装置も知られている。インクジェット記録装置３００の概略構成図を図１２（ａ）及び（ｂ）に示す。図１２（ａ）に示すようにインクジェット記録装置３００は、キャリッジ３０１上に洗浄液ヘッド３０２及び記録ヘッド３０３を設けている。さらに各ヘッドに対向して廃液タンク３０４と接続しているキャッピング部３０５が配置されている。

キャリッジ３０１に配置された洗浄液ヘッド３０２のヘッド口３０６をキャッピング部３０５に密着させて洗浄液ヘッド３０２から洗浄液３０７を吸引する。これによりキャッピング部３０５内に洗浄液３０７を満たす。そのときにインク経路中のインク３０８をポンプユニット３０９が、廃液タンク３０４に排出する。

次に図１２（ｂ）に示すように記録ヘッド３０３を洗浄液３０７に満たされたキャッピング部３０５が覆うことで記録ヘッド３０３のヘッド口３１０周辺のインクが固化することを防止することができる。洗浄液ヘッド３０２と記録ヘッド３０３という機能を分けたヘッドが、それぞれ設けられているために、キャッピング部３０５を洗浄液３０７で洗浄し、さらに洗浄液３０７で満たした状態で、キャップできることから少量の洗浄液によりインクに置換できるし、時間も短時間ですむ。
もちろん、乾燥型のインクでも同様にインク固化を防止することができる。

また、例えば主に塩ビシートに記録して屋外展示する目的の溶剤（ソルベント）型インクでは、乾燥性が高く、記録ヘッド内にインクを放置してしまうと溶剤に揮発によるノズル詰まりが発生してしまうため、定期的に噴射を行ってノズル内のインクを入れ替えるか、装置停止時には噴射できないための記録ヘッド内のインクを洗浄液に置換する必要がある。

またさらに水性インクでもインク成分の水が揮発してインクの増粘を発生させてしまい、長期の放置ではインクの固化も発生し得る。そのため水性インクの場合には成分は水だけでなく溶剤分を含み、溶剤成分を飽和蒸気圧の高いもの、例えばエチレングリコール、グリセリンなどを使用することで固化を防止している。
しかしながら、組成量を増やしていくと顔料の分散安定性が悪くなり保存寿命に影響を与えるなどの副作用も生じてくるため、インク成分による対策には限界がある。そのため、溶剤インク同様に洗浄液に入れ替えることで記録装置に信頼性を高めることができる。

特開平０５−２０１０２４号公報特開平１１−０５８７７６号公報特開２００３−３２０６７４公報

前述した特許文献１に開示されているインクジェットプリンタに設けられているインクジェットプリンタヘッド１００は、洗浄液１０１とインク１０２との完全な分離置換は困難である。またインク濃度は、洗浄液１０１とインク１０２が混合することによりオリジナル濃度よりも薄くなり、濃度値も不安定になってしまう。このようなインク１０２を吐出して記録された記録媒体は、画像濃度が薄くなり、部分的に濃度が不均一になるなど記録媒体を高品質に記録することができない。

また特許文献２に開示されているインクジェット装置２００は、インクジェットヘッド２０１とインク経路内を完全に置換するためには十分な量のインク２０２、洗浄液２０４を使用する必要があるために、それぞれ大量に無駄に消費してしまい、またそれぞれを分離置換する時間も長くなり画像記録に時間を要してしまう。

さらに特許文献３に開示されているインクジェット記録装置３００は、それぞれ専用のヘッドを持つスペースが必要になるので、例えばラインヘッドを用いた記録装置などではヘッド数が大きく、多くなるので困難である。またキャッピング部３０５のみを洗浄液３０７で満たすため、もし記録ヘッド３０３のヘッド口３１０内のインクと洗浄液３０７が接触・混合してしまうと、インク３０８がキャッピング部３０５に浸透してきて、洗浄液３０７によるインク固化防止効果が低下してしまうこともある。

そこで本発明は、ノズルからインクを吐出して画像記録を行う記録ヘッドを停止する際に、インクが供給されるインク室にインクと比重が異なる洗浄液を供給して、ノズルやチャネル近傍にあるインクを洗浄液に置換し、停止状態にある記録ヘッドのノズルにおけるインクの硬化・固化を防止し、記録装置の安定した画像記録動作を実現する記録装置を提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、画像を記録するためのインクを充填するためのインクタンクと、インクとは異なる比重である洗浄液を充填するための洗浄液タンクと、インクタンクに連結し、充填されたインクの供給量を調整するインクバルブを有するインク供給管と、洗浄液タンクに連結し、充填された洗浄液の供給量を調整する洗浄液バルブを有する洗浄液供給管と、インク供給管及び洗浄液供給管が接続するインク供給口が設けられたインク室と、インク室に供給されたインクあるいは洗浄液のいずれか一方または両方を飛翔させるためのチャネルを介して吐出するノズルを有する記録ヘッドと、を具備し、記録ヘッドは、インク及び洗浄液の混合液、あるいはインク又は洗浄液のいずれか一方を単独で吐出することが可能であり、記録ヘッドが駆動状態から停止状態に移行する時には、記録ヘッド内に洗浄液を供給し、記録ヘッド内に滞留するインクの少なくともチャネルまたは、周辺部を洗浄液に置換することを特徴とする記録装置を提供する。

本発明によれば、ノズルからインクを吐出して画像記録を行う記録ヘッドを停止する際に、インクが供給されるインク室にインクと比重が異なる洗浄液を供給して、ノズルやチャネル近傍にあるインクを洗浄液に置換し、停止状態にある記録ヘッドのノズルにおけるインクの硬化・固化を防止し、記録装置の安定した画像記録動作を実現する記録装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１、図２、図３、図４及び図５を参照し第１の実施形態について詳細に説明する。図１は本実施形態における記録部に設けられた記録ヘッド周辺の概略的な断面及び構成を示す概略図である。図２は、記録ヘッド１８周辺の側面断面図である。また、本実施形態に用いられるインクは、例えば、紫外線硬化型（ＵＶ）インクを始めとする相変化型のインクである。

以下の説明において、図中記録ヘッドのノズル開口方向は、重力方向、又は重力方向とは反対方向の何れかであって、重力方向Ｇは矢印にて示している。

本実施形態の記録装置は、記録部５の他に、図示しない本体フレームに、図示されていない記録ヘッドクリーニング機構、水頭値保持機構、記録ヘッド温度調整機構、制御回路、記録ヘッド駆動回路、画像処理部などにより構成されている。

本実施形態において、記録ヘッド１８は、模式的に単一ヘッドとして説明するが、例えば、記録媒体幅を超える幅を有し１パス記録可能なラインヘッド型や、さらには少なくとも１列配置のモノクロラインヘッド、少なくとも色数（例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等）だけの記録ヘッド列が必要な多数列配置型のカラーラインヘッドを使用した記録装置など、いずれの態様の記録装置でも同様に説明することができる。

次に図１及び図２を参照して、第１の実施形態に係る記録部５に関して詳細に説明する。
第１の実施形態に係る記録部５は、前述した記録ヘッド１８から画像を記録するために吐出するインク１９と、非駆動時に吐出面におけるインク１９の固化を防止するために記録ヘッド１８内部に充填する洗浄液２０との２種類を供給する構成である。詳細には記録部５は、画像を記録する記録ヘッド１８と、記録ヘッド１８内部に設けられインク吐出及び洗浄液充填を行うインク室２１と、インク１９が充填されインク室２１にインク供給管２２を介してインク１９を供給するインクタンク２３と、洗浄液２０が充填されインク室２１に洗浄液供給管２４を介して洗浄液２０を供給する洗浄液タンク２５と、インク供給管２２の途中に設けられインク室２１に対してインク供給量の調整を行うインクバルブ２６と、洗浄液供給管２４の途中に設けられインク室２１に対して洗浄液供給量の調整を行う洗浄液バルブ２７と、２本の供給管が同一管として１本の供給管に繋がれた後にインク室２１との接続口であるインク供給口２８の手前に設けられて濾過により異物の混入を防止するためのフィルタ２９とで構成される。

また、記録ヘッド１８は、インク１９を吐出するために開口している多数のノズル３０と、ノズル３０に溜まるインク１９を弾き、ノズル３０周辺にインク１９の付着及び固化を防止するノズルプレート３１と、インク室２１とノズル３０との間に設けられインク１９を飛翔させるチャネル３２により構成されている。

ノズルプレート３１は、例えばフッ素系の樹脂やコーティングが施された樹脂あるいは金属であり、ノズル開口部周辺のインク１９を除去してインク１９の吐出方向が曲がることを防止する。インク１９を飛翔させるチャネル３２は、ピエゾ方式の記録ヘッドの場合にはピエゾ素子で形成され、一方サーマル方式の記録ヘッドの場合にはヒータが内蔵されており、インク１９をインク滴として吐出させる。

インク室２１へのインク供給方法は、インクタンク２３とインク供給口２８を接続するインク供給管２２により行われ、例えば重力による自由落下、または図示していないチューブポンプのような圧送手段が挙げられる。この方法は洗浄液２０の供給の場合でも同様である。

フィルタ２９は、インク供給口２８に設けられインク１９及び洗浄液２０中のゴミ及び埃といった異物を濾過してインク室２１への浸入を防止し、ノズル３０あるいはチャネル３２における異物詰まりを防止する。また、フィルタ２９は、例えばインク供給管２２とインクタンク２３の接続口周辺部にも配設することも可能である。フィルタ２９の開口径は、インク供給の上流方向から小さい開口径を使用し、記録ヘッド１８に近いものほど大きい開口径に変えてゆく。例えば、ノズル３０の開口径が２５μｍである場合、インク供給口２８の手前に設けられたフィルタ２９は、開口径１５μｍのフィルタを使用する。インクタンク２３直後の図示しないフィルタは、開口径１０μｍのフィルタを配置する。また、フィルタ開口径は、記録ヘッド５のノズル３０より小さいものとする。その代わり上流側フィルタは、目詰まりする割合が高いためにトラップ容量が十分に高いものにする必要がある。このようにノズルに異物が詰まらないためには、これらフィルタ２９を配置した方が好ましい。

次に図１及び図２を参照して記録ヘッド１８におけるインク１９及び洗浄液２０の置換方法について詳細に説明する。

図１に示すように本実施形態における記録ヘッド１８のノズル３０は、開口方向が重力方向下向きＧになるように配設されている。また、ノズル３０とインク室２１の高さ位置を比較するとノズル３０がインク室２１より低い位置に配置されている。ノズル３０とチャネル３２は一体構成であるため、チャネル３２の重力方向上位にはインク室２１が、重力方向下位にはノズル３０が配置されている。

ノズル３０、チャネル３２及びインク室２１の順に重力方向下位から配置されて、インク供給口２８へと接続されている。従って、ノズル３０の高さ位置は、ノズル３０と連通するチャネル３２の長さ方向の平均高さ位置が、チャネル３２と連通しているインク室２１の平均高さ位置よりも低ければ必然的にインク室２１よりも下方になる。

インク１９が略充填されているインク室２１内に重力方向上位から洗浄液２０を洗浄液供給管２４を通じて導入することで、インク室２１内はインク１９及び洗浄液２０が混合する。通常インク１９は、複数の成分による混合液で構成されており、一部が洗浄液２０と同一成分であっても完全に相溶するとは限らない。そのためインク１９と洗浄液２０が混合するインク室２１内では、比重の大きい洗浄液２０は重力に従って下方へ沈降し、比重の小さいインク１９は上方へ浮上し、インク１９と洗浄液２０がインク室２１内で置換される。これによりノズル面には、比重の大きい洗浄液２０が広がりインク１９を例えば漏光による固化及び硬化することを防止している。

洗浄液２０に比べ比重の小さいインク１９は、例えばラジカル重合系のインク１９の場合、ポリエステルアタリレート、ウレタンアタリレート、エポキシアタリレートなどのオリゴマー及びアタリレートモノマー、重合開始剤と顔料などから成り、比重は約１．０〜１．０５である。本実施形態で使用するインク１９より比重の大きい洗浄液２０の比重は、１．１以上が好適する。例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート（比重１．１１）、フェノキシエチルアクリレート（比重１．１０）、２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート（比重１．２３）、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート（比重１．３２）、テトラエチレングリコールジアクリレート（比重１．１１）、トリメチロールプロパントリアクリレート（比重１．１１）などがある。

本実施形態においては、比重差が０．０５以上であるか、あるいは４％以上の比重の比であることが好適する。これ以下の比重差や比重比の場合では、ノズル３０周辺部への滞留速度が遅くはなるが、比重が同一で無い限り同様に置換することができる。勿論これらに限定されることはなく、洗浄液比重がインク比重より大きければ洗浄液２０は、インク１９を置換し、インク１９に入れ替わり洗浄液２０がノズル３０部分に拡散する。前述した洗浄液２０を使うことによって、記録ヘッド１８内に置換沈殿し、チャネル３２やノズル３０部分に洗浄液２０を確実に拡散させることができ、インク１９を漏光による固化及び硬化から防止する。

また、本実施形態では、記録ヘッド１８のノズル３０の開口方向は重力方向下向きであるものとしている。しかし下向きとは垂直方向である必要はなく、チャネル３２の両端に配設されるノズル３０とインク室２１の位置関係において、ノズル３０がチャネル３２を介してインク室２１の下方に配置される状態である。そのため、例えば記録ヘッド１８が斜め配置及び横配置した状態でも本実施形態を適用することは可能である。

次に図３、図４及び図５を参照して記録ヘッド１８の他の配置構成に関して詳細に説明する。
図３は、記録ヘッド１８の側面部における重力上方向からインクを供給した際の断面概略図である。図４は、記録ヘッド１８を斜め配置した際の断面概略図である。
記録ヘッド１８の側面部における重力上方向からインクを供給した場合や記録ヘッド１８が斜め方向に傾いて配置にされている場合でも、ノズル３０、チャネル３２、インク室２１、インク供給口２８が重力方向下位から順番に配置されている。そのため、チャネル３２の平均高さ位置とインク室２１の平均高さ位置も上下関係は変わらない。

また、図５は、記録ヘッド１８を横配置した際の断面概略図である。
インク室２１は、インク吐出を安定に行うためにチャネル３２の容積と比較して、通常は非常に大きな容積を持つように構成されている。多数のノズル３０ヘインク供給する場合に圧力損失を生じず、また時間遅れもなく均等に供給するためである。通常、ノズル幅方向は、全ノズル３０をカバーする幅であって、奥行き、高さともにチャネル３２よりも大きい。そのためチャネル３２とインク室２１の間には高低差が生じている。

このように記録ヘッド１８の側面部における重力上方向からインクを供給した場合、記録ヘッドの１８の横配置及び斜め配置は、インク室２１の平均高さ位置がチャネル３２の平均高さ位置より高く配置されることによって前述したように記録ヘッド１８内でインク１９が洗浄液２０に置換される。置換してチャネル３２やノズル３０を洗浄液２０によって覆うことができ、ノズル面においてもインク１９の固化及び硬化を防止することができる。

また図４に示すように重力方向下位から順番にノズル３０、チャネル３２、インク室２１、インク供給口２８である。インク室２１は、チャネル３２においてノズル３０に対して反対側になるような向きとしている。これによりインク室２１内のチャネル３２より高い位置に比重の小さい成分、ここではインク１９が滞留してインクリッチになる。また、インク室２１のチャネル３２方向にあるインク室２１下位、チャネル３２及びノズル３０周辺は洗浄液リッチの状態になるために、垂直方向に配置した場合と同様に置換することができる。

本実施形態は、ノズル開口が重力方向の下向きに開口する場合において、洗浄液２０の比重がインク１９の比重より大きいものを使用する。これにより、インク室２１内を完全に置換せずとも、少量の洗浄液２０と短い洗浄時間にて記録ヘッド１８のチャネル３２とノズル３０周辺部をインク１９から洗浄液２０に置換することができる。置換することによりチャネル３２とノズル３０周辺部で発生するインクの増粘、硬化及び固化を防止することができる。しかもこの置換は通常、時間経過によって、より顕著に分離していくので、より効果が継続的に維持される。

また、インク１９と洗浄液２０の相溶性が高く一部に混合が進んだ際、洗浄液２０を多く含む洗浄液リッチの混合液は、洗浄液２０の比重はインク１９の比重よりも大きいため、インク１９を多く含むインクリッチの混合液よりも下方に沈殿する。これによりノズル周辺部に効果的に滞留させる事ができ、ノズル周辺部におけるインクの固化を防止できる。また洗浄液２０によって希釈された混合液では増粘、固化及び硬化は発生しにくくなる。
以上のように構成された記録部５は、インク１９のみならず洗浄液２０を供給することにより、ノズル内及びノズル周辺部でのインク固化及び硬化を防止することが可能である。すなわち、ＵＶインクに代表される相変化型のインクでは、ノズル周辺部に例えば漏光や人為（意図）的ではない自然発生による固化及び硬化が発生する場合もある。また、水性インクでは水など高飽和蒸気圧の材料が気化することで増粘が発生し、吐出される液滴量が減少したり、吐出方向が曲がったり、さらにはノズル詰まりが発生してしまう。しかしながら記録時にはインクタンク２３からインク１９を供給し、非記録時には洗浄液タンク２５から洗浄液２０を供給して記録ヘッド１８の内部、特にはチャネル３２、ノズル３０をインク１９から洗浄液２０にすべきまたは一部を置換することによってインク１９による増粘、硬化及び固化の防止することができる。これにより安定した画像を記録することができる。

次に図６を参照して本発明に係る第２の実施形態について説明する。
図６は、本実施形態に係る記録部に設けられた記録ヘッド周辺の概略的な断面及び構成を示す概略図である。

本実施形態は前述した第１の実施形態と略同一構成である。インク及び洗浄液供給管周辺の構成は異なるが、これ以外の構成は第１の実施形態と同様なために詳細な説明は省略する。また、インク１９及び洗浄液２０の例は第１の実施形態と同様であるため詳しい説明は省略する。なお記録部５の記録ヘッド１８のノズル３０の開口方向は重力方向下向きである。更にインク１９の比重は洗浄液２０の比重と比較して小さいものを使用する。

本実施形態は、第１の実施形態の構成とは異なり、インクタンク２３、洗浄液タンク２５内のインク１９及び洗浄液２０が、供給管２２，２４、バルブ２６，２７及びフィルタ２９を介して記録ヘッド１８内のインク室２１にそれぞれ独立して供給される。そのためにインク供給口３３及び洗浄液供給口３４を独自に設けている。インク室２１と洗浄液供給管３４及びインク供給管３３それぞれの接続口は、高低差を生じて設けられている。つまり洗浄液供給口３４の接続口は、インク供給口３３の接続口に比べてインク室２１内の底部（ノズル３０の上方）近くまで伸びて配置されている。

本実施形態は、供給管をそれぞれ独立して設けているため、供給管内でインク１９と洗浄液２０を混合することがなく、供給管内で置換する必要がない。更に洗浄液２０をインク室２１内の底部近くまでに直接供給できるためにより少量の洗浄液２０と短時間でインク１９を洗浄液２０で置換することができる。比重の大きい洗浄液２０の供給口をインク室２１の下方まで伸ばすことによって、インク室２１の上部に洗浄液２０を供給せずに済み、より短時間にチャネル３２、ノズル３０部分を洗浄液２０で置換することができる。これによりチャネル３２やノズル３０を洗浄液２０によって覆うことができインク２の固化及び硬化を防止することができる。

また、本実施形態のようにインク室２１は、底部にノズル３０を設けている。比重の大きい洗浄液２０もしくは洗浄液リッチ混合液が充填されている状態からインク吐出を行う場合、比重の小さいインク１９をインク室２１の上方にあるインク供給口３３からインク１９を押し込む。インク１９を押し込むことで洗浄液２０をノズル３０から吐出させインク室２１内の上方から下方へインク１９の入れ替えを行うことができる。

次に図７を参照して第３の実施形態について詳細に説明する。

図７は、本実施形態に係る記録部に設けられた記録ヘッド周辺の概略的な断面及び構成を示す概略図である。

本実施形態は前述した第１の実施形態と略同一構成である。本実施形態はインク排出管３６等を設けた構成であるが、これ以外の構成は第１の実施形態と同様なために詳細な説明は省略する。また、インク１９及び洗浄液２０の例は第１の実施形態と同様であるため詳しい説明は省略する。なお記録部５の記録ヘッド１８のノズル３０の開口方向は重力方向下向きである。更にインク１９の比重は洗浄液２０の比重と比較して小さいものを使用する。

本実施形態は、前述した第１の実施形態とは異なりインク室２１にインク排出口３５を配設し、インク排出口３５と接続している排出管３６に排出量を制限する排出バルブ３７と、排出するためのポンプ３８を設けている。さらに排出管３６は、ポンプ３８により吸引されたインク１９を廃液３９として廃棄する廃液タンク４０に接続している。

インクタンク２３、洗浄液タンク２５がそれぞれ供給路２２，２４、バルブ２６，２７を介して記録ヘッド１８内のインク室２１へとつながるインク供給口２８に接続されている。インク供給口２８は、第１の実施形態とは異なりインク室２１上方のインク排出口３５から最も離れた位置に設けられている。

本実施形態は、インク供給口２８から洗浄液２０をインク室２１に供給されると同時にインク室２１内下方に沈殿しているインク１９をインク排出口３５から素早く排出することでチャネル３２、ノズル３０近傍のインク１９を短時間に洗浄液２０に置換することができる。また、画像記録の際にノズル面を洗浄液２０からインク１９に戻す場合でもインク室２１中のノズル３０近傍部分に沈殿している洗浄液２０あるいは洗浄液リッチな混合液を廃液３９としてすばやく排出口３５から廃液タンク４０に排出する。これにより減った容量分のインク１９を充填するだけでよく、インク室２１内に残留した洗浄液２０は、大部分を廃液タンク４０に排出することができるために入れ替え時間を大きく節約することができる。

次に図８を参照して第４の実施形態について詳細に説明する。
図８は、本実施形態に係る記録部に設けられた記録ヘッド周辺の概略的な断面及び構成を示す概略図である。
本実施形態における記録部５の構成は、記録ヘッド１８のノズル３０の開口方向が第１の実施形態とは異なり、重力方向上向きに開口した状態で記録装置に配設される。開口方向以外の構成は第１の実施形態と同様なために詳細な説明は省略する。また、前述した第１の実施形態とは異なりインク１９の比重は、洗浄液２０の比重と比較して大きいものを使用する。

本実施形態は、第１の実施形態とは高さ方向に反対構成でチャネル３２及びノズル３０がインク供給口２８よりも上方に配置されている。非記録時において洗浄液２０の比重はインク１９よりも小さいために、インク室２１において洗浄液２０はインク２０と置換しインク室２１の上方に浮上する。

本実施形態で使用されるインク１９は、第１の実施形態で使用されたインク（比重１．０５）を例にとると、比重１．０以下の洗浄液２０が好適する。例えば、イソブチルアタリレート（比重０．８９）、ラウリルアクリレート（比重０．８８）、イソボロニルアクリレート（比重０．９９）、２−エトキシエチルアタリレート（比重０．９８）、１、９−ノナンジオールジアクリレート（比重０．９８）などが挙げられる。勿論これらは例であって、洗浄液比重がインク比重より小さければ良い。また比重差が０．０５以上であるか、あるいは４％以上の比重の比でも好適する。

このような洗浄液２０を使うことによって、少量の洗浄液２０で記録ヘッド１８内のチャネル３２やノズル３０部分を洗浄液２０に確実に置換することができる。

また本実施形態における記録ヘッド１８のノズルの開口方法は、重力方向上向きであるものを例としているが、上向きとは垂直方向に限定されるものではない。チャネル３２の両端に配設されるノズル３０とインク室２１の位置関係においてノズル３０がチャネル３２を通じてインク室２１の高さ位置が上位にあることによってインク室内の洗浄液２０とインク１９の置換を行うことができる。また前述した図１、図２及び図３で示した垂直方向下位の例を上下逆転させ、垂直方向上位に配置する構成であっても同様に実施できる。

上述した実施形態は一例であり、記載されたようにノズル３０の開口方向とインク室２１と位置関係及びインク１９と洗浄液２０の比重の関係が保たれれば、別の組み合わせ構成の実施形態でももちろん良い。

また前述した３つの実施形態は、ＵＶインクをインク１９の例として説明したが、これに限定されることなく例えば乾燥型のインクである溶剤（ソルベント）型インク及び水性インクでも同様な効果を得ることができる。
溶剤型インクは主成分としてエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート（比重０．９４）などが使われることが多い。顔料及びその他成分を含むインクの比重としては０．９５〜０．９８程度であるので、ノズル３０が下向きに配置される場合には洗浄液２０にはトリエチレングリコールモノメチルエーテル（比重１．０５）やエチレングリコールフェニールエーテル（比重１．１１）などが例として挙げられる。ノズル３０が上向きに配置される場合には洗浄液２０にはエチレングリコールモノヘキシルエーテル（比重０．８９）などが例として挙げられる。
またさらに水性インクの場合には主成分の水の比重が１であるため、色材成分その他を含むインクの比重は１．０５〜１．１前後の例が多い。従ってノズル３０が下向きである場合にはエチレングリコール（比重１．１１）やグリセリン（比重１．２６）など、ノズル３０が上向きであれば１．３ブタンジオール（比重１．００）ヘキシレングリコール（比重０．９２）などを使用例として挙げられる。

以上に説明した記録ヘッドをインクジェット方式の記録装置に搭載した例について説明する。図９は、本実施形態における記録部を搭載した記録装置全体の内部構成を模式的に示す概略断面図である。この記録装置の例では、記録ヘッド１８は、複数色のインク、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等に対応可能で各色インクを吐出して画像記録を行う複数の記録ヘッド列（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）を有している。記録ヘッド列の各色のノズル列は主走査方向に沿って配置され１本のラインを形成し、また搬送方向においてヘッド間の距離が等間隔になるように配置されている。記録ヘッド１８は、搬送方向に重なるように配置され、重力方向（垂直下方向）ヘインクを吐出するようにノズル吐出口が設けられている。各ノズル列は、主走査方向に沿って、記録媒体１の幅全体に渡って画像記録を行うように、長さが設定されている。記録ヘッド１８は、シリアルヘッド（固定ヘッド）タイプの記録ヘッドである。

以下の説明において、図中、記録媒体の搬送方向をＸ軸方向又は副走査方向とし、この搬送方向と直交する方向をＹ軸方向又は主走査方向又は記録媒体幅方向としている。Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向（重力方向Ｇ）又は上下方向とする。
また、本実施形態におけるインクの比重は洗浄液の比重と比較して小さいものを使用する。

本実施形態に係る記録装置は、主要部として、記録媒体１を下流へ供給する給紙部２と、給紙部２の下流に配置され記録媒体１を吸着搬送する記録媒体搬送部３と、記録媒体１を排出する排紙部４と、記録媒体搬送部３に対向配置し吐出口から記録媒体１へインクを吐出して画像を記録する記録部５から構成される。

給紙部２は、記録媒体１が装填された給紙トレイ６、給紙トレイ６に収容された記録媒体１を１枚ずつ取り出すピックアップローラ７及びピックアップローラ７の搬送下流に配置されるバックアップローラ対８により構成されている。バックアップローラ対８は、副走査方向に対して位置合わせを行うことで搬送方向を補正し、長手方向中心軸がＹ軸方向に延在するように配置されている。ピックアップローラ７及びバックアップローラ対８は、図示されていない回転フレームにより支持されている。さらにピックアップローラ７及びバックアップローラ対８は、図示しない共通の駆動力伝達系と接続しており、駆動力伝達系から駆動力が供給される。駆動力伝達系は、図示しないモータが接続されており、モータの駆動に従ってピックアップローラ７及びバックアップローラ対８は駆動する。また、バックアップローラ対８は、ピックアップローラ７と協働して、記録媒体１の搬送向きに対する斜め方向のズレを補正する機能も有している。

記録媒体１を搬送する記録媒体搬送部３は、複数のプラテンローラ９と、プラテンローラ９に掛け渡されてベルトコンベアを形成し、図示しない複数の小径の孔を備えた無端ベルトであるベルト１０と、プラテンローラ９に挟まれて配置されるプラテン部１１により構成されている。

プラテン部１１内は、記録媒体搬送面に配置され多数の開口した小径の孔１２、プラテン１３、プラテンファン１４が設けられている。プラテンファン１４は、ベルト１０上に設けられた図示しない開口した多数の小径及びプラテン部１１の記録媒体搬送面に対して配置された多数の開口した小径の孔１２を通じて吸引する。これにより給紙部２から搬送された記録媒体１をベルト１０上に吸着しつつ、プラテンローラ９の回転によるベルト１０の移動に伴い搬送される。

排紙部４は、記録媒体１を排紙ローラ対１５へ導くためのガイド１６と記録された記録媒体１を収容する排紙トレイ１７を設けている。

給紙部２の下流方向に配置され、記録媒体搬送部３に対向する記録部５は、記録媒体１にインクを吐出して画像を記録する複数の記録ヘッド１８により構成されている。

次に図９を参照して本実施形態に関する搬送方法を詳細に説明する。
給紙トレイ６に収容・配置されている記録媒体１は、駆動したピックアップローラ７によって取り出され搬送される。ピックアップローラ７は、取り出した記録媒体１を搬送路に沿ってバックアップローラ対８に向けて搬送する。搬送された記録媒体１の先端が、バックアップローラ対８に到達した際、バックアップローラ対８と記録媒体１との向きのズレを補正するための調整が行われる。

ズレ補正のためにバックアップローラ対８に記録媒体１を当接した後、所定時間ピックアップローラ７が記録媒体１をさらにバックアップローラ対８に向かってさら搬送するように駆動する。さらに搬送された記録媒体１は、記録媒体搬送路から一部が浮き上がりループ状に湾曲する。湾曲した記録媒体１は、ピックアップローラ７からの搬送力及び記録媒体１の復元力により、記録媒体１の端部をバックアップローラ対８に適合するようにバックアップローラ対８に押しつけられる。そして、記録媒体１の先端は、バックアップローラ対８の長手方向全体に渡って接触する。この結果、記録媒体１の搬送幅方向は、バックアップローラ対８の長手方向と一致し、記録媒体１の長手方向中心軸が、記録媒体１の搬送方向と一致し、ズレによる補正が終了する。

補正された記録媒体１は、記録媒体搬送部３に搬送される。その際、記録媒体搬送部３は、プラテンファン１４によりベルト上に設けられた図示しない開口した多数の小径及びプラテン部１１の記録媒体搬送面に対して配置されたプラテンの多数の開口した小径の孔１２を通じて記録媒体１を吸引し、ベルト１０上に吸着搬送する。

記録部５は、画像記録する直前に洗浄液バルブ２７が締められインクバルブ２６が開き、画像記録のためのインク供給量を増加させる。また記録ヘッド１８は、洗浄液２０を増加したインク１９によりノズル３２から押し出し、インク１９を吐出する準備を整える。吸着搬送され、記録部５に対向配置した記録媒体１は、記録部５によってインク１９を吐出されて画像を記録される。

記録された記録媒体１は、搬送され排紙部４の排紙トレイ１７に収容される。

本発明に係る第１の実施形態における記録部に設けられた記録部周辺の概略断面図である。記録ヘッド周辺の側面断面図である。記録ヘッドの側面部における重力上方向からインクを供給した際の断面概略図である。記録ヘッドを斜め配置した際の断面概略図である。記録ヘッドを横配置した際の断面概略図である。本発明に係る第２の実施形態における記録部に設けられた記録ヘッド周辺の概略的な断面及び構成を示す概略図である。本発明に係る第３の実施形態における記録部に設けられた記録ヘッド周辺の概略的な断面及び構成を示す概略図である。本発明に係る第４の実施形態における記録部に設けられた記録ヘッド周辺の概略的な断面及び構成を示す概略図である。本発明に係る記録部を搭載した記録装置全体の内部構成を模式的に示す概略断面図である。従来の記録装置の概略断面図である。従来の記録装置の概略断面図である。従来の記録装置の概略断面図である。

符号の説明

１：記録媒体、２：給紙部、３：記録媒体搬送部、４：排紙部、５：記録部、６：給紙トレイ、７：ピックアップローラ、８：バックアップローラ対、９：プラテンローラ、１０：ベルト、１１：プラテン部、１２：孔、１３：プラテン、１４：プラテンファン、１５：排紙ローラ対、１６：ガイド、１７：排紙トレイ、１８：記録ヘッド、１９：インク、２０：洗浄液、２１：インク室、２２：インク供給管、２３：インクタンク、２４：洗浄液供給管、２５：洗浄液タンク、２６：インクバルブ、２７：洗浄液バルブ、２８：インク供給口、２９：フィルタ、３０：ノズル、３１：ノズルプレート、３２：チャネル、３３：インク供給口、３４：洗浄液供給口排出管、３５：インク排出口３５、３６：排出管、３７：排出バルブ、３８：ポンプ、３９；廃液、４０廃液タンク。

Claims

画像を記録するためのインクを充填するためのインクタンクと、
前記インクとは異なる比重である洗浄液を充填するための洗浄液タンクと、
前記インクタンクに連結し、充填された前記インクの供給量を調整するインクバルブを有するインク供給管と、
前記洗浄液タンクに連結し、充填された前記洗浄液の供給量を調整する洗浄液バルブを有する洗浄液供給管と、
前記インク供給管及び前記洗浄液供給管が接続するインク供給口が設けられたインク室と、該インク室に供給された前記インクあるいは前記洗浄液のいずれか一方または両方を飛翔させるためのチャネルを介して吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
を具備し、
前記記録ヘッドは、前記インク及び前記洗浄液の混合液、あるいは前記インク又は前記洗浄液のいずれか一方を単独で吐出することが可能であり、前記記録ヘッドが駆動状態から停止状態に移行する時には、該記録ヘッド内に前記洗浄液を供給し、該記録ヘッド内に滞留する前記インクの少なくとも前記チャネルまたは、周辺部を前記洗浄液に置換することを特徴とする記録装置。
前記洗浄液の比重は、前記ノズルまたは前記チャネルの位置が、前記インク室よりも重力方向で低い位置にある場合には、前記インクの比重より大きいものであることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記洗浄液の比重は、前記ノズルまたは前記チャネルの位置が、前記インク室よりも重力方向で高い位置にある場合には、前記インクの比重より小さいものであることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記洗浄液の比重と前記インクの比重差が０．０５以上であることを特徴とする請求項２又は３に記載の記録装置。
前記洗浄液の比重と前記インクの比重の比が４％以上であることを特徴とする請求項２又は３に記載の記録装置。
前記インク供給経路は、前記インクタンクから前記記録ヘッドに前記インクを供給するためのインク供給管と、前記洗浄液タンクから前記記録ヘッドに前記洗浄液を供給するための洗浄液供給管が、前記記録ヘッドに設けられたインク供給口の手前で一体となって前記記録ヘッドに接続することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記インク供給経路は、前記インクタンクから前記インクを前記記録ヘッドに供給するための前記インク供給管と、前記洗浄液タンクから前記記録ヘッドに前記洗浄液を供給するための前記洗浄液供給管が、それぞれ独立して前記記録ヘッドに接続することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記記録ヘッドは、前記インクあるいは前記洗浄液のどちらか一方または両方を前記記録ヘッドの前記インク室から排出する排出管を具備していることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記インク供給管と前記洗浄液供給管は、前記インク供給口手前で結合して同一管に一体化し、該同一管はインク及び洗浄液内の異物を濾過するフィルタを介して、前記インク供給口に接続することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記インク供給管と前記洗浄液供給管は、それぞれに設けられた前記インク供給口の手前に前記インク内及び前記洗浄液内の異物を濾過するフィルタをそれぞれに介して、該インク供給口に接続することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記フィルタは、インク供給下流方向に向かうに従い開口径が大きくなることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の記録装置。
前記排出管には、排出ポンプが接続され、前記記録ヘッドの前記インク室内の前記インクあるいは前記洗浄液のどちらか一方または両方を強制排出可能なことを特徴とする請求項８に記載の記録装置。