JP2006175612A - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット式記録装置においては、設置の向きを変えることにより、インクタンクから供給されるインクの水頭値が変化し、その結果、記録ヘッドからインク滴が垂れ出たり、逆に供給不足になる課題があった。
【解決手段】縦置きされた場合に底面となる本体縦底面及び横置きされた場合に底面となる本体横底面を有する装置本体と、インクタンクと、インクの供給チューブおよび記録ヘッドとを備え、記録ヘッドに対して、インクタンクの相対位置を斜め左上の方向に配置することにより、縦置きの場合と、横置きの場合における記録ヘッドに与えられるインクの水頭値の変化を少なくする。
【選択図】図６

Description

本発明は、２つ以上の底面を有し、それぞれを底面として置かれるインクジェット式記録装置に関する。特に本発明は、インクジェット式記録装置が縦置きされた場合及び横置きされた場合のいずれにおいても、インクタンクからのインクの水頭値の変化に起因して、記録ヘッドからインク滴が垂れ出たり、逆に供給不足になることを防ぐインクの供給システムに関する。

インクジェット式記録装置は、インクタンクを備え、供給チューブを介して記録ヘッドにインクを供給し、記録ヘッドから被記録物にインクを吐出して記録を行う。このインクジェット式記録装置は、主に卓上に設置される。この場合、装置の安定性、記録用紙の供給および記録後の用紙の排出などを考慮した結果、インクジェット式記録装置全体をほぼ直方体と見た場合、その最も広い面が底面となっていることが多い。しかし当該底面のほかに、これと直交する面を第二の底面として設置されるものも知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平１１−３１４４３２号公報

上記特許文献１に記載されたインクジェット式記録装置においては、設置の向きを変えることにより、インクタンクから供給されるインクの水頭値が変化し、その結果、記録ヘッドからインク滴が垂れ出たり、逆に供給不足になることがある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、インクジェット式記録装置において、縦置きされた場合に底面となる本体縦底面及び横置きされた場合に底面となる本体横底面を有する装置本体と、被記録物にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、内部にインクを収容し、供給口から記録ヘッドへインクを供給するインクタンクとを備え、縦置きの場合における記録ヘッドからインクタンクの供給口までの高さと、横置きの場合における記録ヘッドからインクタンクの供給口までの高さとが略同一に、記録ヘッド及びインクタンクが装置本体に配される。

これにより、インクジェット式記録装置が縦置された場合における供給口から記録ヘッドまで水頭値と、横置きされた場合における供給口から記録ヘッドまでの水頭値を略同じにすることができる。よって、置き方を変更した場合に、記録ヘッドからインク滴が垂れ出たり、逆に供給不足になることを防ぐことができる。

上記インクジェット式記録装置において、縦置きの場合及び横置きの場合において記録ヘッドがインクタンクの供給口から斜め４５度の下方に配されてもよい。これにより、簡便な構成で、インクジェット式記録装置が縦置された場合における供給口から記録ヘッドまで水頭値と、横置きされた場合における供給口から記録ヘッドまでの水頭値を略同じにすることができる。

上記インクジェット式記録装置において、記録ヘッド及びインクタンクの少なくとも一方が、装置本体に対して回動可能に支持され、縦置きの場合及び横置きの場合のいずれも、インクタンクの供給口よりも下方に記録ヘッドが位置してもよい。これにより、これにより、インクジェット式記録装置が縦置された場合における供給口から記録ヘッドまで水頭値と、横置きされた場合における供給口から記録ヘッドまでの水頭値を略同じにすることができる。

上記インクジェット式記録装置において、縦置きの場合及び横置きの場合において記録装置内を水平方向に延伸し、記録ヘッドが水平方向に往復移動することを案内するガイド軸を更に備え、インクタンクは、縦置きの場合及び横置きの場合に対応して、ガイド軸を中心として回動して位置を変える構造であってもよい。これにより、記録ヘッド自体を装置本体に対して回転させることなく、インクジェット式記録装置が縦置された場合における供給口から記録ヘッドまで水頭値と、横置きされた場合における供給口から記録ヘッドまでの水頭値を略同じにすることができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の第一の実施形態に係るインクジェット式記録装置３０が横置きされた状態を示す。図１に示すインクジェット式記録装置３０は、机、テーブル等の安定した載置面１０上に載置された待機状態を示す。インクジェット式記録装置３０は、略直方体の外形を有する筐体３２と、この筐体３２の三面を覆う本体カバー４０とを有する。ここで、本体カバー４０および筐体３２は、インクジェット式記録装置３０の外形的特長を定めており、これらをまとめて装置本体３５という。これら筐体３２および本体カバー４０により、インクジェット式記録装置３０はハードカバーの書籍の外形を有する。書籍の裏表紙に相当する本体横底面４４は、当該書籍の背表紙に相当する本体縦底面４２よりも広い。

図１に示す矢印Ａは、後述する記録ヘッド５０が被記録物１００上を走査する方向を示す。以下、矢印Ａを水平方向にしてかつ装置本体３５の広い方の面を底面としてインクジェット式記録装置３０を載置することを「横置き」という。すなわち、インクジェット式記録装置３０が横置きされる場合に、当該書籍の裏表紙に相当する本体横底面４４を底面にして載置される。また、インクジェット式記録装置３０が横置きされる場合に、書籍の表表紙に相当する上面には、給紙トレイ１４０及びこの給紙トレイ１４０の一辺に配された屈曲部４８が配される。給紙トレイ１４０は、屈曲部４８の部分で屈曲する。

図２は、インクジェット式記録装置３０が横置きされた場合の使用状態を示す。図２に示すように、インクジェット式記録装置３０の筐体３２は、本体横底面４４に対向する面に配された給紙口１４２及び書籍の背表紙に対向する面に配された排紙口１７４を有する。インクジェット式記録装置３０の使用状態において、給紙トレイ１４０は、屈曲部４８の部分で上方に屈曲される。これにより、筐体３２に設けられた給紙口１４２が露出する。

図３は、インクジェット式記録装置３０が縦置きされた場合の使用状態を示す。図３に示すように、インクジェット式記録装置３０は、書籍の背表紙に相当する本体縦底面４２を底面として載置される。以下、上述の矢印Ａを水平方向にしてかつ装置本体３５の狭い方の面を底面としてインクジェット式記録装置３０を載置することを「縦置き」という。これにより、装置本体３５は、２つの底面すなわち、横置きされた場合に底面となる本体横底面４４及び縦置きされた場合に底面となる本体縦底面４２を有する。図１から図３に示すインクジェット式記録装置３０において、本体縦底面４２と本体横底面４４とは直交しているので、インクジェット式記録装置３０が横置きされた場合は、縦置きされた場合から９０度回転した状態に相当する。

図４はインクジェット式記録装置３０を図１の矢印Ａに垂直な平面で切断した断面の概略を示す断面図であり、図５はインクジェット式記録装置３０から、筐体３２及び本体カバー４０を取り外して、インクジェット式記録装置３０の内部の概略を示す斜視図である。図４及び図５は、ともに図２に示した横置きの状態が示されている。

ここで以下に、図４及び図５に基づき、インクジェット式記録装置３０の各部の構成と機能の概略を説明する。インクジェット式記録装置３０は、上述の筐体３２及び本体カバー４０に加え、フレーム１１０と、給紙口１４２から挿入された被記録物１００を筐体３２の内部に給紙する給紙部１４１と、給紙された被記録物１００にインクを吐出して記録を行う記録部１６０と、記録部１６０にインクを供給するインク供給部１３０と、記録部１６０から吐出されたインクを廃液として回収する廃液部１３５と、記録が行われた被記録物１００をインクジェット式記録装置３０の外部に排紙する排紙部１７０とを備える。

給紙部１４１は、給紙口１４２から記録部１６０へ被記録物１００を案内する給紙ガイド１５０と、給紙口１４２の近傍に配された一対の給紙駆動ローラ１４４及び給紙従動ローラ１４６とを有する。給紙ガイド１５０は、給紙口１４２から記録ヘッド５０の下方に向けて湾曲する板状の部材であって、フレーム１１０に支持される。給紙駆動ローラ１４４は、回転自在にフレーム１１０に支持される。さらに、給紙駆動ローラ１４４は、回転軸に垂直な断面で略Ｄ字形状を有し、図示しないモータからの駆動力により回転軸まわりに回転する。給紙従動ローラ１４６は、給紙駆動ローラ１４４との間に被記録物１００を挟む位置に配され、回転自在にフレーム１１０に支持される。

記録部１６０は、被記録物１００へインクを吐出する記録ヘッド５０と、フレーム１１０に支持されて記録ヘッド５０を貫通するガイドシャフト５２と、記録ヘッド５０に把持された無端のタイミングベルト５４と、タイミングベルト５４を回転駆動するモータ５５とを有する。記録部１６０は、さらに、記録ヘッド５０においてインクが吐出される方向に対向して配されるプラテン１６１を有する。プラテン１６１は、ガイドシャフト５２と平行に延伸しており、フレーム１１０に回転可能に支持される。プラテン１６１は、給紙駆動ローラ１４４を駆動する不図示のモータにより給紙駆動ローラ１４４に同期して駆動される。

インク供給部１３０は、内部にインクを収容したインクカートリッジ１２０に着脱可能に接続するカートリッジ接続部１３１と、インクを記録ヘッド５０へ供給する供給チューブ１３２とを有する。供給チューブ１３２は、供給口Ｑにおいてカートリッジ接続部１３１に接続されている。

排紙部１７０は、被記録物１００を記録ヘッド５０に対向する位置から排紙口１７４に案内する一対の板状の排紙ガイド下１８０及び排紙ガイド上１８２と、排紙ガイド下１８０側に配された排紙駆動ローラ１７１と、排紙駆動ローラ１７１に対向して配された排紙従動ローラ１７２とを有する。排紙駆動ローラ１７１は、回転自在にフレーム１１０に支持される。さらに、排紙駆動ローラ１７１は、給紙駆動ローラ１４４を駆動する不図示のモータにより給紙駆動ローラ１４４に同期して駆動される。排紙従動ローラ１７２は、排紙駆動ローラ１７１との間に被記録物１００を挟む位置に配され、回転自在にフレーム１１０に支持される。また、排紙ガイド上１８２は上流側に平坦面を有し、この平坦面上を記録ヘッド５０の足５６が摺動する。

廃液部１３５は、プラテン１６１の長手方向におけるプラテン１６１よりも外側に配されたキャップ６０と、キャップ６０に接続された廃液チューブ７０と、廃液チューブ７０の一部を把持する廃液ポンプ７２と、廃液チューブ７０に接続された廃液タンク８０とを有する。

以上の構成において、インクジェット式記録装置３０は以下の通りに被記録物１００上に記録を行う。まず、給紙口１４２から被記録物１００が挿入されると、給紙駆動ローラ１４４及び給紙従動ローラ１４６が被記録物１００を挟む。この状態で給紙駆動ローラ１４４が回転駆動されることにより給紙従動ローラ１４６が給紙駆動ローラ１４４に連れ回る。これにより、給紙駆動ローラ１４４及び給紙口１４２は、被記録物１００を給紙ガイド１５０に沿って図中矢印Ｂの方向へ給紙する。

被記録物１００が記録ヘッド５０とプラテン１６１との間に給紙されると、モータ５５がタイミングベルト５４を回転駆動することにより、タイミングベルト５４が記録ヘッド５０を本体縦底面４２の長手方向に沿って往復移動する。これにより記録ヘッド５０は被記録物１００上を往復移動しつつ、被記録物１００へインクを吐出することにより、被記録物１００に記録を行う。記録ヘッド５０が被記録物１００に対して一往復した後に、給紙駆動ローラ１４４及び給紙従動ローラ１４６が被記録物１００をさらに微少量だけ給紙し、その後、記録ヘッド５０は被記録物１００上を往復移動しつつ、被記録物１００へインクを吐出することにより、さらに被記録物１００に記録を行う。これを繰り返すことにより、記録ヘッド５０は、被記録物１００の一面にわたってインクを吐出して記録を行うことができる。

給紙駆動ローラ１４４及び給紙従動ローラ１４６が更に被記録物１００を給紙することにより、被記録物１００は排紙駆動ローラ１７１及び排紙従動ローラ１７２の間隙に到達する。排紙駆動ローラ１７１及び排紙従動ローラ１７２は、この間隙において被記録物１００を挟む。この状態で排紙駆動ローラ１７１が回転駆動されることにより、排紙従動ローラ１７２が排紙駆動ローラ１７１に連れ回る。これにより、排紙駆動ローラ１７１及び排紙従動ローラ１７２は、被記録物１００を排紙ガイド下１８０及び排紙ガイド上１８２の間に搬送して排紙口１７４からインクジェット式記録装置３０の外へ排出する。

なお、記録ヘッド５０からインクが吐出される向きはインクジェット式記録装置３０に対して固定されているので、インクジェット式記録装置３０が縦置きされる場合と横置きされる場合とで、載置面１０を基準面とすると記録ヘッド５０からインクが吐出される向きが異なる。図４に示す例においては、本体横底面４４を底面とする横置きの場合に、記録ヘッド５０は鉛直下方へインクを吐出する。このとき、本体縦底面４２を底面とする縦置きの場合に、インクジェット式記録装置３０は図４を右回りに９０度回転した姿勢となり、記録ヘッド５０は水平方向へインクを吐出する。

インクジェット式記録装置３０が待機状態の場合に、記録ヘッド５０はガイドシャフト５２に案内されてプラテン１６１の長手方向の外側にある待機位置に退避する（図５におけるプラテン１６１より右側）。記録ヘッド５０がこの位置に来た状態では、キャップ６０が記録ヘッド５０の下面を覆う。これにより、記録ヘッド５０が使用されない場合にインクの溶媒が蒸発してインクが記録ヘッド５０に目詰まりすることを防ぐ。また、インクジェット式記録装置３０が使用状態にあって、記録ヘッド５０のクリーニングを行なう場合またはフラッシングを行なう場合に、記録ヘッド５０は、プラテン１６１の長手方向の外側の待機位置に移動する。

クリーニング時に、待機位置において、キャップ６０は記録ヘッド５０の下面を覆う。この状態において、廃液ポンプ７２が廃液チューブ７０内を吸引することにより、記録ヘッド５０からキャップ６０へインクを強制的に吐出させる。また、インクのフラッシングの場合に、待機位置において、記録ヘッド５０へ印刷信号とは異なる信号を与えて記録ヘッド５０からインクを吐出させて記録ヘッド５０におけるインクのメニスカスを整える。上記クリーニング及びフラッシングにおいて吐出されたインクを、廃液としてキャップ６０が受け取り、廃液チューブ７０を通って廃液タンク８０が収容する。

図６（ａ）及び（ｂ）はインクジェット式記録装置３０が載置きされる場合における内部の各構成要素の位置関係を、本体のほぼ中央部を図1の矢印Aに垂直な平面で切断した断面図で示したものである。

図６（ａ）に示されたように、インクジェット式記録装置３０が本体横平面４４を底面とするように載置される場合には、記録ヘッド５０に対して、インクタンク１２０は左側斜め上部に配置される。記録ヘッド５０において、供給されるインクの水頭値測定の基準点Ｐから、インクタンク１２０の供給口Ｑまでの高さｈ1が、インクタンク１２０から記録ヘッド５０に供給されるインクに与えられる水頭値となる。

一方、図６（ｂ）に示すように、さてインクジェット式記録装置３０が本体縦平面４２を底面とするように載置される場合には、記録ヘッド５０に対して、インクタンク１２０は右側斜め上部に位置し、記録ヘッド５０の点Ｐから、インクタンク１２０の供給口Ｑまでの高さｈ２が、インクタンク１２０ら記録ヘッド５０に供給されるインクに与えられる水頭値となる。

本実施形態において、記録ヘッド５０に対して、インクタンク１２０の相対位置を斜め左上の方向に配置されているので、高さｈ1と高さｈ２とは略同一の値になり、インクジェット式記録装置３０が縦置された場合に記録ヘッド５０に与えられるインクの水頭値と、横置きされた場合に記録ヘッド５０に与えられるインクの水頭値が略同じになる。よって、縦置きを横置きに変えたり、あるいは横置きを縦置きに変えたりした場合における水頭値の変化が少ないから、記録ヘッド５０からインク滴が垂れ出たり、逆に記録ヘッド５０に対してインクが供給不足になることを防ぐことができる。

特に、図６（ａ）において記録ヘッド５０の基準点Ｐに対して、インクタンク１２０を供給口Ｑが斜め左上４５度の方向になるように配置すれば、高さｈ１と高さｈ２は相等しくなるから、縦置きを横置きに変えたり、あるいは横置きを縦置きに変えたりした場合における水頭値の変化が無くなる。よって、記録ヘッド５０からインク滴が垂れ出たり、逆に記録ヘッド５０に対してインクが供給不足になることを、より確実に防ぐことができる。

図7は、本発明の第二の実施形態に係るインクジェット式記録装置３１が横置きされた状態を示す。第二の実施形態においては、インクタンク１２０は、装置本体に対して回動可能なアーム１９１の端部に支持されている。アーム１９１の回転軸は、記録ヘッド５０の走査方向に平行であり、かつその方向に直交する断面上での位置は、記録ヘッド５０の中心Ｐの近傍に設定される。とくに図７に示すインクジェット式記録装置３１の例では、アーム１９１のための専用の回転軸を設けることを省き、ガイド軸５２の延長部がアーム１９１の回転軸として利用されている。よって、簡単な構成によって、インクタンク１２０はガイド軸５２を回転軸として回動可能である。

さらに、アーム１９１を回転軸の逆側に延長した延長部の先端には、錘１９０が付加されている。錘１９０の重さは、インクタンクの重さよりも大きく設定する。これにより、インクタンク１２０を含めた回動部全体の重心を錘１９０の側に引き寄せる。従って図７においては、錘１９０の効果により、アーム１９１は時計方向に回転させられ、インクタンク１２０が、筐体の上面に接するに至って、その接触点Ｒ１がストッパーとなり、その位置に停止し安定する。その位置ではインクタンク１２０の供給口Ｑと、記録ヘッド５０の基準点Ｐとの落差ｈ１が記録ヘッド５０のインクに与えられる水頭値である。

図８はインクジェット式記録装置３１が縦置きされた場合の内部の状態を示す。ここでは錘１９０の効果により、アーム１９１は略垂直の位置で安定する。この場合、ストッパーＲ２がアーム１９１のオーバスイングを防止している。このときのインクタンク１２０の供給口Ｑと、記録ヘッドの基準点Ｐとの落差ｈ２が記録ヘッド５０のインクに与えられる水頭値である。

インクジェット式記録装置３１においては、ストッパーＲ１、Ｒ２の位置を適宜に選ぶことにより、アーム１９１の静止点を自由に設定し、落差ｈ１と落差ｈ２の値を同一にすることができる。従って縦置きを横置きに変えたり、あるいは横置きを縦置きに変えたりした場合における水頭値の変化が無くなり、記録ヘッド５０からインク滴が垂れ出たり、逆に記録ヘッド５０に対してインクが供給不足になることを、防ぎ、記録の精度を高く保つことができる。

なお、図１から図８に示すインクジェット式記録装置３０、３１において、記録ヘッド５０が走査する方向を水平方向にしてかつ装置本体３５の広い方の面を底面としてインクジェット式記録装置３０、３１を載置することを「横置き」とし、狭い方の面を底面として載置することを「縦置き」としたが、置き方の名称はこれに限られず、逆にしてもよい。また、装置本体３５における上記二つの底面の面積が等しい場合にはいずれを「縦置き」または「横置き」としてもよい。また、図１から図５に示すインクジェット式記録装置３０、３１は、縦置きの場合及び横置きの場合の両方において被記録物１００に記録をすることができるが、本発明の実施形態はこれに限られない。縦置きまたは横置きの一方において被記録物１００に記録をすることができるが、他方においては載置面１０に載置をすることはできるが被記録物１００に記録をすることができない形態であってもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置３０が横置きされた状態を示す。 インクジェット式記録装置３０が横置きされた場合の使用状態を示す。 インクジェット式記録装置３０が縦置きされた場合の使用状態を示す。 インクジェット式記録装置３０を図１の矢印Ａに垂直な平面で切断した断面の概略を示す断面図である。 インクジェット式記録装置３０の内部の概略を示す斜視図である。 横置きおよび縦置きされた場合の水頭値を比較説明する図である。 インクジェット式記録装置３１が横置きされた場合の内部の状態を示す。 インクジェット式記録装置３１を縦置きされた場合の内部の状態を示す。

符号の説明

１０ 載置面、３０ インクジェット式記録装置、３１ インクジェット式記録装置、３２ 筐体、３５ 装置本体、４０ 本体カバー、４２ 本体縦底面、４４ 本体横底面４８ 屈曲部、５０ 記録ヘッド、５２ ガイドシャフト、５４ タイミングベルト、５５ モータ、６０ キャップ、７０ 廃液チューブ、７２ 廃液ポンプ、８０ 廃液タンク、１００ 被記録物、１１０ フレーム、１２０ インクカートリッジ、１３０ インク供給部、１３１ カートリッジ接続部、１３２ 供給チューブ、１３５ 廃液部、１４０ 給紙トレイ、１４１ 給紙部、１４２ 給紙口、１４４ 給紙駆動ローラ、１４６ 給紙従動ローラ、１５０ 給紙ガイド、１６０ 記録部、１６１ プラテン、１７０ 排紙部、１７１ 排紙駆動ローラ、１７２ 排紙従動ローラ、１７４ 排紙口、１８０ 排紙ガイド下、１８２ 排紙ガイド上、１９０ 錘、１９１ アーム、Ｐ 記録ヘッド基準点、Ｑ 供給口、Ｒ１ ストッパー、Ｒ２ ストッパー

Claims (4)

1. 縦置きされた場合に底面となる本体縦底面及び横置きされた場合に底面となる本体横底面を有する装置本体と、
   被記録物にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、
   内部にインクを収容し、供給口から前記記録ヘッドへインクを供給するインクタンクと
   を備え、
   前記縦置きの場合における前記記録ヘッドから前記インクタンクの前記供給口までの高さと、前記横置きの場合における前記記録ヘッドから前記インクタンクの前記供給口までの高さとが略同一に、前記記録ヘッド及び前記インクタンクが前記装置本体に配されるインクジェット式記録装置。
2. 前記縦置きの場合及び前記横置きの場合において、前記記録ヘッドが前記インクタンクの前記供給口から斜め４５度の下方に配される請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
3. 前記記録ヘッド及び前記インクタンクの少なくとも一方が、前記装置本体に対して回動可能に支持され、前記縦置きの場合及び前記横置きの場合のいずれも、前記インクタンクの前記供給口よりも下方に前記記録ヘッドが位置する請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
4. 前記縦置きの場合及び前記横置きの場合において前記記録装置内において水平方向に延伸し、前記記録ヘッドが水平方向に往復移動することを案内するガイド軸を更に備え、
   前記インクタンクは、前記ガイド軸を中心として回動する請求項３に記載のインクジェット式記録装置。

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