JP2009039982A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録シートの外側に吐出されるインクの飛散を防止し、記録シートの裏面や装置内部のインク汚れを防止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４と対向する位置で記録シートＳを支持するプラテン３を備える。記録シートの端縁部の外側に吐出されるインクを受けるために、記録シートのサイズに対応する複数位置に配置されたインク受け３３を備える。吐出されるインクを吸収するために各インク受けの内部に配された吸収体３３１と、各インク受け部のインクを吸引するための吸引手段３５とを備える。各インク受けは、それぞれ、個別に開閉制御される開閉弁３６を介して吸引手段に接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録ヘッドから記録シートにインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッドに対向配置されたプラテン周辺の構成に関する。さらに詳しくは、縁無し記録や予備吐出等において記録シートの外側に吐出されたインクの処理手段に関する。

プリンタ、複写機あるいはファクシミリ等の記録装置には、記録ヘッドの記録方式により種々の形態に分類することができる。そのうちの一つとして、画像情報に基づいて記録ヘッドの吐出口から、記録媒体としての記録シートにインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置がある。記録装置として、記録ヘッドと対向する位置を通して間欠的に搬送される記録シートに対して、搬送方向と交差する方向の所定幅ごとに１ライン分ずつ画像を記録していくものが広く使用されている。さらに、記録ヘッドの主走査による１ライン分の記録と記録シートのピッチ搬送（副走査）を交互に繰り返すシリアルタイプと、長尺記録ヘッドにより１ライン分を一括記録しながら記録シートの連続搬送（副走査）するラインタイプとがある。

近年、インクジェット記録装置においては、画像を写真印画紙のように周囲に余白のない縁無しで記録することが多くなっている。この縁無し記録の際には、記録シートの幅よりも広い範囲（記録シートの外側）にわたって画像形成のためのインク吐出するのが一般的である。また、記録シートの外側でインクを吐出する動作としては、吐出口の吐出性能を維持回復するために、各吐出口から記録を目的としないインクを吐出する予備吐出動作も一般的に行われている。記録シートの外側に吐出されたインクは、記録シートに着弾しないため、ミスト状のまま装置内に飛散して様々な場所に付着し、センサの不具合を生じたり、ユーザーの手を汚すなどの不都合の原因となる。

そこで、記録シートの外側へ吐出されたインクを処理する手段として、一般的に、記録シート外のインク吐出位置にインク吸収体を配置することが行われている。例えば、縁無し記録においては、使用可能な記録シートの各サイズ端縁部に対応する位置に吸収体を配置することが行われる。また、予備吐出においては、記録シートの通過範囲を外れた領域に吸収体を配置し、画像形成前に吸収体上でインクを吐出することが行われる。さらに他の例として、特許文献１には、上記の吸収体の代わりにインク受け用の凹部を設け、凹部内部をファンにより吸引することによりインクミストを積極的に回収する方法が開示されている。
特開２００２−１８７２６１号公報

しかしながら、縁無し記録や予備吐出といった記録シート外へインクを吐出する構成を有するインクジェット記録装置には、次のような課題があった。第１に、吸収体上に付着物が堆積するという課題があった。すなわち、吸収体上にインクを吐出する構成では、固着しやすい顔料インクを使用する場合、インクが吸収体表面に固着するため、吸収体全体にインクを浸透させる（染み込ませる）ことができず、インク漏れの原因となることがある。また、吸収体と記録シート裏面との距離が近すぎると、固着インクが堆積したときに記録シートの裏面に接触してインク汚れを生じることがある。このため、記録シート裏面と吸収体の相対距離をある程度大きくする必要があるが、その場合は吐出口と吸収体の相対距離も同様に大きくなる。すると、記録シート外側に吐出されたインクは吸収体に着弾する前にミスト状になって飛散しやすくなる。このため、飛散したインクにより記録シート裏面や装置内部が汚損されるという不都合が生じる。

第２に、キャリッジ移動時の気流変化により、インク吐出と同時にインク滴が巻き上げられて装置内に飛散するという課題がある。すなわち、予備吐出や縁無し記録の際における記録シート外へのインク吐出は、キャリッジが移動している間にも行われるのが一般的である。しかし、キャリッジの移動に伴って近傍の空気が攪拌されるため、吸引動作に必要な気流に乱れが生じることがある。このため、吐出と同時にインク滴が巻き上げられ、機内に飛散することになる。また、記録シートをプラテン面に吸着させるための吸引プラテンを備えたインクジェット記録装置では、プラテンと記録シートとの間に少しでも隙間があると、この隙間から空気が記録シート裏面をなめるように通過する。このとき、前述の飛散したインク摘も合わせて吸引プラテンで吸引されるため、インク滴が記録シートの裏面に付着して汚し、プラテン内に多量のインクが溜まるという解決すべき課題もあった。

本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、記録シートの外側に吐出されるインクの飛散を防止し、記録シートの裏面や装置内部のインク汚れを防止できるインクジェット記録装置を提供することである。

本発明は、記録ヘッドから記録シートへインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドと対向する位置で記録シートを支持するプラテンと、記録シートの端縁部の外側に吐出されるインクを受けるために、記録シートのサイズに対応する複数位置に配置されたインク受けと、吐出されるインクを吸収するために各インク受けの内部に配された吸収体と、各インク受け部のインクを吸引するための吸引手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、記録シートの外側に吐出されるインクの飛散を防止し、記録シートの裏面や装置内部のインク汚れを防止できるインクジェット記録装置が提供される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。図４は一実施形態に係るインクジェット記録装置の斜視図である。図４において、インクジェット記録装置は、画像情報に基づいて記録ヘッド４の吐出口から記録シートＳへインクを吐出して記録を行う記録装置である。記録媒体である記録シートＳは、搬送ローラ１とこれに押圧されて従動するピンチローラ２との間に挟まれ、搬送ローラ１の回転により、プラテン３上に支持されながら図４中矢印Ａ方向に搬送される。記録ヘッド４はキャリッジ７に搭載されている。キャリッジ７は、平行に設置された一対のガイドレール５、６に沿って往復移動可能に案内支持されている。記録ヘッド４は、プラテン３（プラテン３上の記録シートＳ）の表面と所定距離をおいた位置で主走査方向に往復移動する。本実施形態では、記録シートＳは、プラテン３に設けられた後述の吸引機構によりプラテン３上に吸着されながら搬送されることで、記録ヘッドの吐出面（吐出口が形成された面）との間の距離を一定に維持されている。

記録ヘッド４は、記録シートＳに吐出面を対向させ、記録シートにインクを吐出する姿勢でキャリッジ７に搭載されている。キャリッジ７は、不図示のモータにより往復移動させられる。キャリッジ移動方向は記録シート搬送方向（矢印Ａ方向）と交差する方向であり、主走査方向である。これに対し、記録シートＳの搬送方向は副走査方向である。また、搬送ローラ１に対しては複数のピンチローラ２が圧接されており、これらのピンチローラ２は不図示のピンチローラホルダに回転自在に軸支されている。また、記録ヘッド４は、インクジェット記録ヘッドの中でも、インク吐出のためのエネルギーとしての熱エネルギーを発生する発熱手段（例えば発熱抵抗素子）を備えたものが使用されている。かかる熱エネルギーによりインクに状態変化（膜沸騰）を生起させる方式は、記録の高密度化及び高精細化に適している。なお、熱エネルギーに代えて振動エネルギーを用いる方式の記録ヘッドを使用しても良い。また、記録ヘッド４には、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数の吐出口列が設けられている。

記録ヘッド４から吐出される複数のインク色に対応して、複数の独立したインクタンク８がタンク装着ユニット９に着脱可能に装着されている。タンク装着ユニット９と記録ヘッド４とは、インク色ごとの複数の液体供給チューブ１０によって接続されている。各インクタンク８をタンク装着ユニット９に装着することで、記録ヘッド４の各吐出口列に対し各インクタンク８から個別にインクが供給される。記録された記録シートＳは、搬送ローラ１と同期駆動される排紙ローラ１２とこれに押圧されて従動回転する拍車１３とにより、プラテン３上から装置本体外へ搬送される。

記録ヘッド４の移動範囲であって記録シートＳの通過範囲を外れた領域（通常ホームポジション）には、記録ヘッド４のインク吐出性能を維持回復するための回復ユニット１１が配されている。回復ユニット１１は、キャッピング機構、吸引回復機構及びワイピング機構などを備えている。キャッピング機構は、記録ヘッド４の吐出面にキャップを密着させることで吐出口の保護やインクの蒸発防止を行うものである。吸引回復機構は、吐出口面をキャッピングした状態でキャップを通して吐出口から強制的にインクを吸引する機構である。ワイピング機構は、吐出面に付着したインクや塵埃等をワイパーで払拭除去する機構である。

図１は一実施形態に係るインクジェット記録装置のプラテン及びプラテン吸引機構を記録シートとともに示す記録シート搬送方向と交差する方向（図１中の矢印Ｂ方向）から見た縦断面図である。図２は一実施形態に係るインクジェット記録装置のプラテン及びプラテン吸引機構を記録シートとともに図１中の矢印Ｃ方向から見た平面図である。図３は一実施形態に係るインクジェット記録装置のプラテン及びプラテン吸引機構を記録シートとともに示す記録シート搬送方向と交差する方向の部分縦断面図である。図１〜図３において、記録ヘッド４と対向する位置で記録シートＳを支持するプラテン３のプラテン面には、複数の吸引孔３１が所定の配列をなして形成されている。

プラテン３の一端部は使用する各サイズの記録シートの基準位置に当たり、この一端部には各サイズの記録シートに共通のインク受け３３ａが設けられている。また、プラテン３上の各サイズの記録シートの他端部に対応する複数位置には、インク受け３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが設けられている。これらのインク受け３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは記録ヘッド４から吐出されるインクを受けるものである。そして、各インク受け３３は、プラテン３に支持された記録シートの端縁部の外側に吐出されるインクを受けるために、記録シートのサイズに対応する複数位置（各シートサイズの両端縁部）に配置されている。本実施形態に係る各インク受け３３は、凹状または容器状の吸収体ホルダ３３２の内部にインクを吸収するための吸収体３３１を配した構造を有する。

プラテン３の裏側（下側）には、隣接するインク受け３３間の領域ごとに仕切られた複数の区分室（空間）４１ａ、４１ｂ、４１ｃが形成されている。各区分室４１ａ、４１ｂ、４１ｃの下部には吸引ファン３２ａ、３２ｂ、３２ｃが設けられている。つまり、各区分室４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、対応する範囲に形成された吸引孔３１を、各吸引ファン３２ａ、３２ｂ、３２ｃに連通させるための吸引ダクトを構成している。従って、各吸引ファン３２ａ、３２ｂ、３２ｃの駆動を個別に制御することにより、それぞれの吸引ダクト４１ａ、４１ｂ、４１ｃに対応する領域の吸引孔３１から外気を吸引することができる。こうして各領域の吸引孔３１に負圧吸引力を作用させ、プラテン３上の記録シートＳを所望範囲ごとにプラテン面に吸着させることで、平面性を維持しながら搬送することができる。

インク受け３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのそれぞれには、後述するように、インク吸収性に優れた吸収体３３１が装填されている。これらのインク受けは吸引用のチューブ３４を介して共通の吸引手段である吸引ポンプ３５に接続されている。そして、各インク受け３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれに個別に設けられた開閉弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを介して吸引ポンプ３５と接続されている。つまり、各インク受け３３と吸引手段３５とを接続する各チューブ（各吸引チューブ）３４の途中に開閉弁３６が配されている。吸引ポンプ３５の排出側には廃インクタンク３７が接続されている。

各インク受け３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、通紙される各サイズの記録シートの両側端縁の下部に位置するように配されており、各サイズの記録シートに縁無し記録を行うときに記録シート外側に吐出されたインクを受けるように構成されている。また、記録ヘッドのインク吐出性能を維持回復するために各吐出口から記録を目的としないインクを吐出する予備吐出のときも、縁無し記録と同様に、各インク受け３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄにインクを吐出する動作で行われる。各インク受け３３は、図３に示すように、凹部を形成する吸収体ホルダ３３２の内部にインクを吸収させるための吸収体３３１を装填して構成されている。そして、各インク受け３３の内部は吸収体ホルダ３３２に接続された吸引チューブ３４に連通している。

インク受け３３の吸収体３３１は、例えば、ポリエチレンからなる表面層を親水処理した多孔質焼結成形体で形成される。本発明者による実施例ではサンファインＡＱ２００（株式会社旭化成の商品名）を用いた。このような多孔質焼結成形体は硬質であるため、部品寸法で±０．２ｍｍの誤差以内の高精度で製造し組付けることができる上に、内部の連続気孔を利用して多量の水（インク）を保持することができる。さらに、この多孔質焼結成形体では、素材そのものは吸水しないので、通常の吸収体のように水分による膨張や強度低下や変形といった不都合が生じることもない。

本実施形態の一実施例として、このような特性を持つ吸収体３３１を、ゴム性の吸収体ホルダ３３２からなるインク受け３３の内部に圧入固定して装填した。このようなインク受け３３を、記録シートＳの裏面（プラテン３の上面と同じレベル）に極く接近させた位置に配置した。つまり、各インク受け３３は、インク受け３３内に配された吸収体３３１と記録ヘッド４の吐出面との距離が、プラテン３のプラテン面（記録シート支持面）と記録ヘッド４の吐出面との距離より大きくなるように配置されている。具体的には、実際の組立公差及び部品交差を考慮して、プラテン本体３の表面より約１ｍｍ程度凹んだ位置に配置されている。

このような構成によれば、記録シートＳの外側に吐出されたインクを直ちに吸収体３３１に着弾させて吸収することができ、インクミストの発生を極く少量に抑えることができる。このため、キャリッジ７を移動させながらインク吐出動作を行っても、インクミストの発生量が極く少量であるため、気流の乱れに伴って巻き上げられるインクミストをほとんど無くすことができる。そして、インクミスト自体がほとんど存在しないため、記録シートの裏面とプラテン３の上面との間に隙間がある場合でも、記録シートの裏面汚れの問題も無くすことができる。また、多孔質焼結成形体である吸収体３３１が吸収したインクにより変形することもないので、膨張した吸収体が記録シートに接触してインク汚れが生じることもない。

各インク受け３３に対するインク吐出動作が繰り返し行われると、それらの内部にインクが溜まる。溜まったインクを放置しておくと、前述したようにインクが乾燥して固着する。インクが固着すると、吸収体３３１の目詰まりにより吸水性能が低下したり、固着インクの上に新たに吐出されたインクが次々に固着して堆積していくようになる。そして、堆積した固着インクが記録シートの裏面に接触し、記録シートを汚染するといった不都合が生じる。このような不都合を解消するため、本実施形態では、各インク受け３３の内部のインクを、吸引チューブ３４を介して吸引手段であるポンプ３５により吸引するように構成されている。吸引のタイミングは、例えば、各吐出口における吐出回数をカウントし、一定値に達したところで吸引を開始するように制御される。ただし、この吸引のタイミングは、一定時間ごとに吸引するように時間で管理しても良く、また、装置電源のオン／オフに合わせて吸引を行うようにしても良い。さらには、以上の複数の方法を適宜組み合わせて実施しても良い。このように構成することで、各インク受け３３の吸収体３３１におけるインク固着を防止し、上述の不都合を解消することができる。

また、本実施形態では、複数のインク受け３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄからのインク吸引を行うに際し、それぞれに個別に接続された開閉弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの開閉動作を行うことにより個別に所望のタイミングで吸引することができる。つまり、各インク受け３３に接続された各開閉弁３６の開閉動作は、インクが吐出されるインク受けや各インク受け内のインクの有無等を勘案して個別に制御される。例えば、図１に示すサイズの記録シートＳを通紙するに際し、その両端縁部のインク受け３３ａ及び３３ｂのみに対してインク吐出を行う場合に、全てのインク受け３３ａ〜３３ｄから吸引動作を行うと次のような不都合が生じることがある。すなわち、インク受け３３ｃ、３３ｄにインクが入っていない状態で、これらのインク受けからも吸引すると、これらのインク受けからは空気が流入することになる。そして、流入する空気も全てポンプ３５により吸引され、排出される。このため、インク吸引を必要とするインク受け３３ａ、３３ｂからインクを吸引しにくくなり、インク吸引効率が低下してしまうことがある。

そこで、本実施形態では、縁無し記録などで上記のようにインク受け３３ａ、３３ｂにインク吐出を行った場合は、インク受け３３ｃ、３３ｄの開閉弁３６ｃ、３６ｄを閉じるとともに、インク受け３３ａ、３３ｂの開閉弁３６ａ、３６ｂを開く。つまり、プラテン３上の記録シートＳのサイズ（幅サイズ）に応じて、記録シートの両側端縁部に位置するインク受けの開閉弁のみを開き、その他のインク受けの開閉弁を閉じるように制御する。こうして、インク受け３３ｃ、３３ｄからの空気流入を防止した状態で、インク受け３３ａ、３３ｂ内のインクを吸引する。これにより、インク受け３３ａ、３３ｂ内のインクを効率良く吸引除去することができる。なお、各開閉弁３６の開閉動作は不図示の制御手段により行われる。また、開閉弁３６としては、一般的な構成のものを使用できる。このような構成によれば、簡単かつ安価な構成で、インク受け３３ａ〜３３ｄの内部のインクを効率よく除去することが可能となる。

インク受け３３内から吸引されたインクは、ポンプ３５を通して廃インクタンク３７内へ排出される。廃インクタンク３７は、一般的には、内部にインク吸収体を装填した構造を有し、装置本体内の底部に配置されている。このインク吸収体は、回収したインクで飽和状態になったときに交換することができる。以上説明した実施形態では、各インク受け３３は、縁無し記録のときに記録シートＳの外側に吐出されるインク、並びに記録を目的としない予備吐出で吐出されるインクを受けるものとして説明した。ただし、上記のインク受けは、必要に応じてそれ以外の目的で記録ヘッドから吐出されるインクを受けるように構成しても良い。以上説明した実施形態によれば、記録シートＳの外側に吐出されるインクを適切にかつ効率よく処理することにより、インクの飛散を防止し、記録シートの裏面や装置内部のインク汚れを防止することができるインクジェット記録装置が提供される。

なお、以上の実施形態では、キャリッジに搭載した記録ヘッドを往復移動させて記録するシリアルタイプのインクジェット記録装置を例に挙げて説明した。本発明は、記録シートの幅方向に長い記録ヘッドを用いて、記録シートの搬送のみで記録していくラインタイプのインクジェット記録装置にも同様に適用可能である。また、本発明は、インク受け３３内に装填される吸収体３３１の材料、インク受け３３の配置や数、吸引したインクの処理機構などの面で、上述以外の様々な形態で実施可能である。また、インクの種類に関しても、顔料インクや染料インクなどに限定されることなく、広く適用可能である。また、プラテン３の構成に関しても、上述のような吸引式に限定されるものではなく、インク受けを有する構成のものであれば種々の形態のプラテンを使用することができる。さらには、本発明は、インクジェット記録装置であれば、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の単体の記録装置の他、複合機器やシステム構成などにおける記録装置に対しても同様に適用可能である。また、記録媒体である記録シートの材質も、紙、プラスチックシート、写真調印画紙、ＯＨＰ、布、皮革など、画像形成が可能であれば種々の材質を使用することができる。

一実施形態に係るインクジェット記録装置のプラテン及びプラテン吸引機構を記録シートとともに示す記録シート搬送方向と交差する方向（図１中の矢印Ｂ方向）から見た縦断面図である。 一実施形態に係るインクジェット記録装置のプラテン及びプラテン吸引機構を記録シートとともに図１中の矢印Ｃ方向から見た平面図である。 一実施形態に係るインクジェット記録装置のプラテン及びプラテン吸引機構を記録シートとともに示す記録シート搬送方向と交差する方向の部分縦断面図である。 一実施形態に係るインクジェット記録装置の斜視図である。

符号の説明

３ プラテン（プラテン本体）
４ 記録ヘッド
７ キャリッジ
８ インクタンク
１１ 回復ユニット
３１ 吸引孔
３２ 吸引ファン
３３ インク受け
３３１ 吸収体
３３２ 吸収体ホルダ
３４ 吸引チューブ
３５ 吸引手段（吸引ポンプ）
３６ 開閉弁
３７ 廃インクタンク
４１ 吸引ダクト

Claims (8)

1. 記録ヘッドから記録シートへインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッドと対向する位置で記録シートを支持するプラテンと、
   記録シートの端縁部の外側に吐出されるインクを受けるために、記録シートのサイズに対応する複数位置に配置されたインク受けと、
   各インク受け部のインクを吸引するための吸引手段と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記インク受けの内部に、インクを吸収するための吸収体を配することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記インク受け内に配された吸収体と前記記録ヘッドとの距離が、前記プラテンと前記記録ヘッドとの距離より大きいことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記各インク受けは、それぞれの開閉弁を介して前記吸引手段に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記各インク受けに接続された前記開閉弁の開閉動作は個別に制御されることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 記録シートのサイズに応じて、該記録シートの両側端縁部に位置するインク受けの開閉弁のみを開き、その他のインク受けの開閉弁を閉じるように制御することを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インク受けは、縁無し記録のときに記録シートの外側に吐出されるインク、並びに記録を目的としない予備吐出で吐出されるインクを受けることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記各インク受けはチューブを介して前記吸引手段に接続され、前記開閉弁は該チューブの途中に配されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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