JP2006240139A - インクジェット記録装置、インクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本体外部から機内へ取り込む気流の本体内部での拡散を低減させる。
【解決手段】 レールステー部に設けた吸気口の系において、メディア排紙口からの吸気効率ＵＰやキャリッジ動作によるミスと流出防止のためにカバーから機内断面全域かつ長手方向に延びるリブを１つあるいは複数設ける。更にカバーとキャリッジの空間を確保することでも同様の効果が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明はインクジェット記録装置、及び前記インクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方法に関し、詳しくは、記録ヘッドの主走査方向に対して垂直方向に吸引する風回収機構を設け、更に本体内部の内面形状を主走査方向にリブ形状にすることで、本体外部から機内へ取り込む気流の本体内部での拡散を防止し、印刷時に発生したインクミスト及びサテライトが画像や機内に付着したりすることなく効率的に回収するものである。

近年、インターネットの普及にともないプリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置が、オフィスや一般家庭等でコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションの出力機器として広く接続されている。前記の記録装置としては、電子写真方式、インクジェット方式、サーマル方式等が普及しているが、中でもインクジェット方式は、紙やＯHP用シート、フィルムだけでなく、布、段ボール、陶器、金属等といった媒体にも記録することが可能である。更に平面の媒体だけでなく、凹凸がある媒体や曲面、エッジ部にも印刷可能であることから、一般的に使用されているプリンタとしてだけでなく、業務用プリンタとしても幅広く活用されている。更に記録ヘッドの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、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録することが容易である等の利点を有している。特に熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録方式の記録ヘッドは、エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセスを経て基板上に製膜された電気熱変換体、電極、液路壁、天板等を形成することにより、高密度の液路配置（吐出口配置）を有するものを製造することができ、一層のコンパクト化を図ることができる。

前記の記録装置であるインクジェット方式では、電気熱変換素子や電気機械変換素子を利用してノズルから液滴を吐出することで画像を形成する方式があるが、主滴の他にインクミストやサテライトといった、主滴よりも小さい霧状の液滴が同時に吐出される。これらのインクミストやサテライトは、画像品質を低下させたり、機内を汚染する主要因であり、画像品質を向上させたり、機内汚染を防止するためには、インクミストやサテライトを効率よく回収する必要がある。

これに対し、従来のインクミスト回収手段では、メディア搬送方向に対して上流側から下流側へと向かう気流を発生させることで機内に浮遊するインクミストを排除させている。（例えば特許文献１参照。）
特開平１１−１３８７７７号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載された技術は、メディア搬送方向に対して上流側から下流側へと向かう気流を発生させることで機内に浮遊するインクミストやサテライトを排除することはできるが、機外から取り込んだ気流は機内で拡散しており、特にインクミストやサテライトの発生量が増える条件下ではインクミストやサテライトを十分に回収ことがなされていない。

本発明は上記の観点に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、記録ヘッドの主走査方向に対して垂直方向に吸引する風回収機構を設け、更に本体内部の内面をリブ形状にすることで、キャリッジが走査することで発生する気流を主走方向に逃がし、かつ搬送方向に流れの抵抗を作ることで、本体外部から機内へ取り込む気流の本体内部での拡散を低減させ、印刷時に発生したインクミスト及びサテライトが増えた条件下でも画像や機内に付着したりすることなく効率的に回収することができる。

本発明は、記録ヘッドの吐出口から複数のインク滴を吐出して、キャリッジの往復運動時に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの主走査方向に対して垂直方向に吸引する風回収機構を設け、かつ本体内部の内面を主走査方向にリブ形状とすることを特徴とする。

本発明によれば、記録ヘッドの主走査方向に対して垂直方向に吸引する風回収機構１０を本体に設け、更に本体内面にリブ形状を単数あるいは複数設けることで、キャリッジが走査することで発生する気流を走査方向に逃がし、かつ搬送方向に流れの抵抗を作り出すことで本体内部での拡散を減らすることができる。その結果、インクの主滴以外に発生するインクミストやサテライトといった画像品質を低下させる成分を機内に拡散させることなく風回収機構で効率良く回収し、機内へ付着することを防止することができる。その結果、優れた品質の画像を継続して長期間出力することが可能となる。

（実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係わるインクジェット記録装置を示す上面図である。

図１において、２は紙搬送系ユニットを含む装置本体を示し、本装置は比較的大判の記録用紙（記録媒体）に記録を行うものである。１はキャリッジを示し、６個の記録ヘッド５を搭載して移動し、これにより、記録ヘッド５の記録用紙に対する走査が可能となる。すなわち、キャリジ１は、ガイド軸３３によりこれに沿って移動可能に案内支持されており、また、ベルト３４を介して伝達される駆動力によって往復移動できるものである。なお、使用インクとしては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの他に、更に粒状間の低減を目的とした淡シアン、淡マゼンタを加えた計６色が採用されている。

３０Ａ、３０Ｂは、キャップを備えて各記録ヘッド５の不図示のポンプを駆動源として吸引動作を行い、また、記録ヘッドの不使用時に記録ヘッドを保護する回復機構を示す。３１は各記録ヘッド５の予備吐出動作によって吐出されるインクを受容する予備吐出インク受領箱、３２は、各記録ヘッド５の吐出口面のワイピング動作を行うためのワイピング機構をそれぞれ示す。

以上の装置構成において、キャリッジ１は、ホスト装置から記録データを受け取ると、図示しない紙搬送ユニットによって送られる記録用紙に記録すべく、ガイド軸３３に沿った方向（主走査方向）に移動するように制御され、これにより、各記録ヘッド５の走査が行なわれ記録用紙に１バンド分の画像などが記録される。そして、記録用紙はキャリッジ１と直交する方向（副走査方向）に１バンド分、紙搬送ユニットによって搬送される。キャリッジ１の移動経路にそってそのキャリッジの移動位置を検出するためのエンコーダフィルム３５が配設されており、キャリッジ１に搭載されたエンコーダセンサがこれを検出する信号に基づいてキャリッジの位置を知ることができる。また、このエンコーダの位置検出に基づいてキャリッジ１のホームポジションへの移動が制御される。

それぞれの記録ヘッド５には、上記の副走査方向に１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で、１２８０個の吐出口が配列されており、各吐出口に連通したインク液路内には、インクを局所的に加熱して膜沸騰を起こさせ、その圧力によってインクを吐出させるための電気熱変換体が設けられている。

図２は、この実施形態における制御系回路の構成を示すブロック図である。この実施形態において、３００は主制御部であり、この主制御部３００は演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ３０１によって実行すべき制御プログラム等を格納するＲＯＭ３０２と、記録データのバッファやＣＰＵ３０１による処理のワークエリア等として用いられるＲＡＭ３０３、及び入出力ポート３０４などを備えるものとなっている。

そして、前記入出力ポート３０４には、前述の搬送モータ（ＬＦモータ）３１２、キャリッジモータ（ＣＲモータ）３１３、及び記録ヘッド５などの各駆動回路３０５，３０６，３０７，３０９が接続されると共に、記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度センサ（ヘッド温度検出手段）３１４やキャリッジ１のホームポジションを検出するホームポジションセンサ３１０などのセンサ類が接続されている。さらに、前記主制御部３００はインターフェース回路３１１を介して不図時のホストコンピュータに接続されている。

本体あるいはプリントドライバやプリントコントローラからの印刷情報は入出力ポート３０４を介して、駆動回路３０９へと送られ、駆動回路３０９は、その情報に基づき回収ファン１２の風速あるいは風量を制御する。

印刷を完了すると入出力ポート３０４から信号を受け、駆動回路３０９は回収ファン１２を停止する。

図３は、本発明の実施形態である風回収機構１０とリブ４０を具えた本体の断面図である。風回収機構１０は記録ヘッド５直下に設けられ、風回収機構１０によって吸引する風向きは、記録ヘッド５の主走査方向に対して垂直方向かつメディア搬送逆方向の構成になっている。また、吸引する風速は、ヘッドエッジ部２０において0.001m/secから5m/secが好ましい。また、上カバー４１は上カバー開閉軸４２を支点として開閉することが可能である。リブ４０は、上カバー４１や本体３の内面で、かつ、キャリッジ１近傍に設けるとことでより効果的である。また、キャリッジ１と排紙口の距離が近い場合に特に有効であり、リブ形状が、キャリッジが走査することで発生する気流を走査方向へ逃がし、かつ搬送方向に流れの抵抗を作り機内でのインクミストやサテライトの拡散を防止する作用がある。風回収機構１０に用いられる回収ファン１２は、図４のようなシロッコファンや図５のような軸流ファンでも問題なく機能する。特に回収ファン１２の回転数が低い状況下においてインクミストやサテライトを移動させる時には、必要な風速を安定して形成できるシロッコファンを使用することが好ましい。

このように風回収機構１０により、機外からリブ４０を介して吸引する風は、機内において拡散することなく、また、画像を形成する主滴の着弾精度には悪影響を与えず、画像品質を低下させる主要因であるインクミストやサテライトのみを効率良く吸引回収することが可能となる。

図６は風回収機構１０と画像形成部を上からみた上面図である。印字領域幅２２に対して風回収機構１０のミスト回収開口幅２３は幅広の構成を取っている。これは、インクミストやサテライトがメディア幅２１全域に発生するためにこのような構成を取っている。また開口部に関しては、強度補強や組み立てが容易になるように分割構成になっていても問題なく、その場合は、開口部の全域をミスト回収開口幅２３とする。また、印字領域幅２２に対してリブの主走査方向幅２４も幅広の構成を取っている。これは、インクミストやサテライトの発生領域での機内拡散を防止するためである。更にミスト回収開口幅２３に対してリブの主走査方向幅２４を幅広にした構成の方が、より安定してインクミストやサテライトを回収することが可能となる。

以下に実施例をあげて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の様態はこれに限定されるものではない。

実施例における機内汚れに関して以下に簡単に記す。

評価方法は、A0サイズの原稿を各色40％（total 240％）で100枚出力した時に機内に貼り付けたメディアの汚れ具合を反射濃度計で測定した値で判断する。

機内汚れ
○：反射濃度 0から0.01未満
○'：反射濃度 0.01から0.1未満
△：反射濃度 0.1から0.5未満
×：反射濃度 0.5から1.0未満
××：反射濃度 1.0以上
機内汚れに関しては、○レベルや○'レベルであるならば、市場で一般的な出力をする限り、インクミストやサテライトに起因した画像ムラは発生せず、良好な画像を出力することができる。また、プラテンに付着したインクミストやサテライトが記録メディアの裏側に付着するようなメディアの裏汚れを発生することは無い。

（実施例の条件）
キャリッジ線速：３０ （inch/sec）
キャリッジ片道移動距離：３６（inch）
ヘッド−プラテンギャップ：２．０(mm)
印刷パス数：２パス双方向印刷
表１に示す比較例１では、回収ファン１２の電源をオフしているためヘッドエッジ部２０での風速が0m/secの条件下における機内汚れ具合を、機内に貼り付けたパッチの濃度を測定してランク分けをした結果である。なお、風速に関しては、記録ヘッド５近傍のヘッドエッジ部２０で測定した。

回収ファンの電源をオフして、ヘッドエッジ部での風速が0m/secではインクミストやサテライトの発生が多く、機内に充満することで上カバー機内側中央部やプラテン中央上部での汚れは××レベルであり、メディアの裏汚れやメンテナンス時に汚れが皮膚に付着したりする問題が発生する。

また、表２に示す比較例２では、図３に示す構成からリブ４０をすべて取り除いた系における結果である。回収ファン１２の電源電圧値を入れることでヘッドエッジ部２０における風速を0.01m/secにした条件下の機内汚れ具合を、機内に貼り付けたパッチの濃度を測定してランク分けをした。

回収ファンの電源を入れて、ヘッドエッジ部での風速を0.01m/secにするとインクミストやサテライトが機内に充満することで発生する上カバー機内側中央部やプラテン中央上部での汚れは△レベルに改善するが、まだその機能は十分ではない。

続いて、表３に示す実施例１では、図３に示すリブ４０を複数、上カバー内側や本体内面に設置した構成で、回収ファン１２の電源電圧値を入れることでヘッドエッジ部２０における風速を0.01m/secにした条件下の機内汚れ具合を、機内に貼り付けたパッチの濃度を測定してランク分けをした結果である。

上カバー内側や本体内面に複数のリブを設けることで排紙口から取り込んだ気流は機内に拡散することなく、風回収機構１０へとスムーズに流れる。更にはキャリッジ走査することで発生する気流を走査方向へ逃がし、かつ搬送方向に流れの抵抗を作ることで本体内部での拡散は格段に低減する。その結果、記録ヘッド５近傍から発生したインクミストやサテライトを機内に拡散させること無く風回収機構１０によりトラップすることが可能となり、上カバー機内側中央部やプラテン中央上部の汚れは、◎レベルを保つことができる。

なお、印刷するメディア幅に対してインクミストやサテライトを回収する風回収機構１０の開口幅を広く取ることで実施例１での効果は十分に発揮されるが、逆にメディア幅の方が開口幅より広くした設計の場合、効果が十分に得られないことがある。

ただし、回収ファンの機能を有する機構に関しては、実施例に限定されるものではなく、本体の両サイドや上部、下部に設けられた場合でも本発明の効果は十分に得られる。

また、印刷するメディアメディア幅に対してリブ４０の主走査方向幅を広く取ることで実施例１での効果は十分に発揮されるが、逆にメディア幅の方がリブ幅より広くした設計の場合、効果が十分に得られないことがある。

更にインクミストやサテライトを回収する風回収機構１０の開口幅に対してリブの主走査方向幅を広くした設計の方が好ましい。

以上の実施例１及び比較例１、２の説明から明らかなように、複数のインク吐出口を備える記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であれば、同一又は異なる色彩のインクを用いて記録するカラー記録装置、あるいは同一色彩で異なる濃度で記録する階調記録装置、さらには、これらを組み合わせた記録装置の場合にも、同様に本発明を適用することができ、同様の効果を達成し得るものである。さらに、本発明は、記録手段とインクタンクを一体化した交換可能なインクジェットカートリッジを用いる構成、記録手段とインクタンクを別体にし、その間をインク供給用のチューブ等で接続する構成など、記録手段とインクタンクの配置構成がどのような場合にも同様に適用することができ、同様の効果が得られるものである。

また、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、熱エネルギーを利用してインクを吐出する方式の記録手段を使用するインクジェット記録装置において優れた効果をもたらすものであるが、機械エネルギーを利用してインクを吐出する方式の記録手段を使用するインクジェット記録装置においても同様の効果をもたらすものである。

本発明の実施形態に係わるインクジェット記録装置を示す上面図である。 本発明の実施形態に係わる制御系回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係わる風回収機構を具えた本体の断面図である。 本発明の実施形態に係わる風回収機構に備えられるシロッコファンの斜視図である。 本発明の実施形態に係わる風回収機構に備えられる軸流ファンの斜視図である。 本発明の実施形態に係わるミスト回収機構と画像形成部を上からみた上面図である。

符号の説明

１ キャリッジ
２ 装置本体（搬送系ユニットを含む）
３ 本体外装
５ 記録ヘッド
８ ダクト
９ プラテン
１０ 風回収機構
１２ 回収ファン
１３ フィルタ
１５ 記録ヘッドフェース面
２０ ヘッドエッジ部
２１ メディア幅
２２ 印字領域幅
２３ ミスト回収開口幅
２４ リブ主走査方向幅
３０Ａ、３０Ｂ 回復機構
３１ 予備吐出インク受領箱
３２ ワイピング機構
３３ ガイド軸
３４ ベルト
３５ エンコーダフィルム
４０ リブ
４１ 上カバー
４２ 上カバー開閉軸
３００ 主制御部
３０１ ＣＰＵ
３０２ ROM
３０３ ＲＡＭ
３０４ 入出力ポート
３０５ ＬＦモータの駆動回路
３０６ ＣＲモータの駆動回路
３０７ 記録ヘッドの駆動回路
３０９ 回収ファンの駆動回路
３１０ ホームポジションセンサ
３１１ インターフェース回路
３１２ ＬＦモータ
３１３ ＣＲモータ
３１４ ヘッド温度センサ

Claims (9)

1. 記録ヘッドの吐出口から複数のインク滴を吐出して、キャリッジの往復運動時に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの主走査方向に対して垂直方向に吸引する風回収機構を設け、かつ本体内部の内面を主走査方向にリブ形状とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 記録ヘッドの吐出口から複数のインク滴を吐出して、キャリッジの往復運動時に記録を行うインクジェット記録装置において、前記リブ形状を単数あるいは複数設け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. 記録ヘッドの吐出口から複数のインク滴を吐出して、キャリッジの往復運動時に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドに対してメディア搬送逆方向に吸引する風回収機構を設けることを特徴とする請求項１ないし２いずれかに記載のインクジェット記録装置。
4. 記録ヘッドの吐出口から複数のインク滴を吐出して、キャリッジの往復運動時に記録を行うインクジェット記録装置において、前記リブ形状の主走査方向幅が、画像形成領域幅以上の長さにすることを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 記録ヘッドの吐出口から複数のインク滴を吐出して、キャリッジの往復運動時に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの主走査方向に対して垂直方向に吸引する風回収機構の開口部幅が、画像形成領域幅以上の長さにすることを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記風回収機構において風を発生させる手段が、回転エネルギーから風力に変換させる機構であることを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 前記記録手段が、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備えているインクジェット記録手段であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
8. 前記記録手段は前記電気熱変換体によって印加さえる熱エネルギーにより、インクに生ずる膜沸騰を利用して吐出口よりインクを吐出させることを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録装置。
9. 記録ヘッドの吐出口から複数のインク滴を吐出して、キャリッジの往復運動時に記録を行うインクジェット記録装置を用いて画像を形成するインクジェット記録方法において、請求項１ないし８のいずれかに記載のインクジェット記録装置を用いて画像を形成することを特徴とするインクジェット記録方法。

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