JP2007136908A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドのインク吐出口形成面に付着したインク液滴を除去することであって、付着したインク液滴により、インクジェット記録装置内をインクで汚染することを防止することが可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インク吐出口形成面上に広がろうとするインク液滴を、毛細管現象を利用してインク除去部材に付着させ、インク吐出口形成面に転写してキャップ外に排出する恐れのあるインク液滴を、平板が壁の役割となり確実にキャップ内に導くことで、インク吐出口形成面上に残ったインク液滴を除去する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドのインク吐出口形成面に付着したインクを除去することが可能なインク除去部材を具備したインクジェット記録装置に関する。

従来の、記録等でインクを吐出するインク吐出口が複数形成されるインク吐出口形成面を有する記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置においては、記録動作終了後、記録ヘッドのインク吐出を常に正常に維持すべくポンプ等の手段を用いて回復処理が行われる。

その際、記録ヘッドにおけるインク吐出口形成面に付着したインクは、記録動作が再開されるとき、吐出したインク液滴の飛翔軌道が歪められる恐れがあり、また、インク液滴等がインク吐出口近傍で固まることにより記録物への印字品位を著しく低下させるといった不具合が生じる恐れがあるため、インク吐出口形成面に付着したインクを除去してインク吐出口形成面を常に清浄な状態に維持することが必要となる。

そこで、従来のインクジェット記録装置においては、記録ヘッドのインク吐出口形成面に一定の間隔で、さらに、相対する位置に具備された複数の板状部材を用い、クリーニングにより排出され、インク吐出口形成面に付着したインク液滴を、毛細管現象により前述複数の板状部材に付着させた後に、例えば、ゴム材料で作られたクリーニング部材（ワイパーブレード）が記録ヘッドのインク吐出口形成面に摺接されて拭かれることで余分なインク液滴を除去することを可能にしていた。

上述したように、不吐、ヨレ等といった印字品位の低下を招く恐れがある記録ヘッドのインク吐出口形成面に付着したインク液滴の除去方法として、記録ヘッドのインク吐出口形成面に一定間隔で相対する位置に複数のインク除去部材を設け、相互間の毛細管現象を利用し、インク吐出口から排出されたインク液滴を速やかに下方へ落とし、さらに、ワイパーブレードでインク吐出口形成面を定期的に拭き取られる手段が採用されている。

しかし、こうした方法は、インク除去部材に弾性のない部材を用いた場合はインク吐出口を破損させないように交差を考慮した上で、インク吐出口より離して設置してあるため、インク吐出口形成面との濡れ性が悪いインクの場合はインク回収に大きな効果を発揮するが、近年では記録物の保存性、および耐候性の点で優れている顔料インクが注目されており、該顔料インクを用いた場合、顔料や分散剤の影響でインク吐出口形成面との濡れ性が良いため、加圧回復を行った直後、インク液滴がインク吐出口形成面全体に広がってしまい、該インク液滴がキャップに転写され、インク吐出口形成面とキャップとの間でインク液滴がブリッジ、さらにはリークしてインク漏れが発生する恐れがある。

また、前記インク除去部材は毛管力をより効果的に得るために、くし歯形状を有しているが、インク吐出口から排出されたインク液滴の一部が、くし歯とくし歯の隙間を行き来してしまうことでキャップ内に収まらず、最悪の場合、くし歯間を移動するインク液滴がインク吐出口形成面からキャップに転写され、その後インク漏れが発生する恐れがある。

さらに、ワイピング動作終了後、記録ヘッドからワイパーブレードが離れる際、弾性のある板状のワイパーブレードでは弾性が一気に開放されるため、ワイパーブレードに付着したインク液滴が飛散し、隣接する他の記録ヘッドや電気基板等に付着してしまうという恐れがあった。

特に、長尺ヘッドの固定式ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置では、記録領域の中に清掃機構を設置しなくてはならないため、インク液滴の飛散は印字領域をも汚染することになり重大な問題に繋がる恐れがある。

そこで本発明の目的は、記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドのインク吐出口形成面に付着したインク液滴を除去することであって、これにより、不吐等の印字品位の低下を防ぐことが可能となり、また、付着したインク液滴により、インクジェット記録装置内をインクで汚染することを防止することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、インクを吐出するインク吐出口が複数形成されているインク吐出口形成面を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、該インク吐出口形成面上に付着したインク液滴を除去するため、形状が異なる複数のインク除去部材が、前記インク吐出口形成面に相対する位置に配され、前記インク除去部材はくし歯部分の形状を有している第１の板状部材と、くし歯部分の形状を有していない第２板状部材とで対になって構成されており、前記第２の板状部材は前記第１の板状部材の外側に配されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１のインクジェット記録装置において、前記平板部材と前記インク吐出口形成面との間の所定距離は、前記くし歯部材と前記インク吐出口形成面との間の所定距離と同じであるか、あるいは短いことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１，２のインクジェット記録装置において、前記複数のインク除去部材は、親水処理が施されていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、記録等でインクを吐出するインク吐出口が複数形成されるインク吐出口形成面上に残るインク液滴を除去する複数のインク除去部材を備えるインクジェット記録装置において、該複数のインク除去部材の内、くし歯形状を有したインク除去部材の両外側に平板状の部材を具備することで、回復動作が行われる際に、インク吐出口形成面上に広がろうとするインク液滴を、毛細管現象を利用してインク除去部材に付着させ、さらにくし歯とくし歯に入り込み、インク吐出口形成面に転写してキャップ外に排出する恐れのあるインク液滴を、平板が壁の役割となり確実にキャップ内に導くことで、インク吐出口形成面上に残ったインク液滴を除去することが可能となる。したがって、安定した画質性能が得られ、記録ヘッドの信頼性を保持し、品質の良いインクジェット記録装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図1は本発明が適用されているインクジェット記録装置の全体的な構成を示す断面図である。

同図において、101はラベルプリンタであり、該ラベルプリンタ101は画像形成部102と、該画像形成部102に例えばロール状に巻かれ、複数のラベルが仮付けされたラベル用紙Lを給送するラベル給送装置部103とを備えている。

ここで、画像形成部102は、矢印で示す用紙搬送方向に並設されるとともに、用紙搬送方向に直行する方向（幅方向）に、ラベルLの画像形成幅にほぼ等しい長さの多数のインクジェットノズルを配置した記録ヘッド104〜107と、ラベル給送装置部103により搬送されてきたラベルを載置して記録ヘッド104〜107の下方を通過させる搬送ベルト108とを備えている。

なお、前述搬送ベルト108は、駆動軸109、従動プーリ110とに掛け渡されるとともに、駆動モータ111により回転駆動されることによりラベルLを搬送方向に周回運動するようになっている。

また、前述搬送ベルト108は従動プーリ110に複数本掛け渡されている。なお、同図において、112は搬送されるラベルLを搬送ベルト108に押し付ける拍車ユニットである。

そして、このような搬送ベルト108と、所定の間隔で配置された拍車ユニット112とによりラベルLを一定速度で搬送し、その間に記録ヘッド104〜107のノズルからインクが吐出されてラベル上に画像が形成されるようになっている。

また113はラベル用紙の各ラベル先端部を検知する先端検知センサ113であり、該先端検知センサ113によって検知された位置を基準として各ラベルが複数の記録ヘッド104〜107の下方を通過する。

前述記録ヘッド104〜107は、カラー記録用の場合、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクを用いる記録ヘッドで構成される。

また、前述記録ヘッド104〜107は、記録信号に応じてエネルギを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する記録ヘッドである。

また、該記録ヘッド104〜107は、熱エネルギを利用してインクを吐出するインクジェット記録手段であって、熱エネルギを発生するための電気熱変換体を備えたものである。

さらに、該記録ヘッド104〜107は、前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録を行うものである。

前記電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出するものである。

次に画像形成装置本体102に具備されている記録ヘッド104〜107を清掃する回復動作について説明する。

114は回復機構であり、画像形成装置待機中は記録ヘッド104〜107の下に配置されている。また、画像を形成する場合には回復機構114は左側に移動し、記録ヘッド104〜107は下方向に下降しラベル給紙部103により搬送されてきたラベルLに吐出し、画像を形成する。

記録ヘッド104〜107を清掃する回復動作を行う場合は、記録ヘッド104〜107を清掃しながら右側に一定速度で移動する。

なお、記録ヘッド104〜107の位置は制御系115の信号により各ポジションに移動し停止する。

116〜119はインクカートリッジであり、各記録ヘッド104〜107へインクを充填するために各色ヘッド毎に独立して具備されている。

独立した記録ヘッド104〜107に対し独立したインクカートリッジ116〜119からインク供給機構により記録ヘッド104〜107にインクを充填・供給する。
次に、図2を用いて回復処理について説明する。

201はインクを貯蔵するインクカートリッジであり、202は記録ヘッドである。インクカートリッジ201と記録ヘッド202との間のインク流路内にインクを一時的に貯留し、大気連通孔204を有するサブタンク203が接続されている。

205は記録ヘッド202から吐出されたインクを受けて回復処理するための回復桶である。206は記録ヘッド202にインクを供給するための加圧ポンプであり、207はインクカートリッジ201からサブタンク203にインクを供給するとともに回復桶205からインクを回収する吸引ポンプである。

インク流路中にはインク中に含まれる異物を除去するフィルタ208が設けられている。

印字時には、記録ヘッド202が記録媒体に対して吐出されることで記録が行われ、サブタンク203内のインクが消費される。

また、記録ヘッド202の回復時には、加圧ポンプ206によってインク循環が行われて、記録ヘッド202の回復処理が行われる。

この時、記録ヘッド202から吐出されたインクは、回復桶205によって受けられ、吸引ポンプ207によって空気とともにフィルタ208を経由してサブタンク203に戻される。サブタンク203に回収されたインクは再利用が可能であり、その分インク消費量を減少させることができる。

次に、図3を用いて記録ヘッドの構成について説明する。
図3に示すように、回復処理時のインク経路内のインクの流れは、加圧ポンプ206からインクが供給され、入ってきたインクはインク吸入口301からフィルタ302を通過した後、供給経路303を通って記録ヘッド202内の共通液室304に流れ込む。

この時、共通液室304内のインクの一部は、インク吐出口305から排出されて回復桶205に受けられ、回収されたインクはポンプ等の手段を用いてサブタンク203に戻され、他の一部は、リターン供給経路306を介してフィルタ307を通過してインク吸出し口308からサブタンク203に戻され、戻されたインクは再利用される。

印字においては、記録ヘッド202からの吐出したインクによって成されるが、新たなインクは、インク吸入口301、およびインク吸出し口308を通じてサブタンク203から記録ヘッド202に供給される。

この時、サブタンク203の液面と記録ヘッド202のオリフィス面309とでは、オリフィス面309の方が高い位置にあり、常にオリフィス面309は水頭差が均一にかかっていることで、安定した吐出を可能にしている。

次に、図4を用いて回復機構の構成について説明する。
図4に示すように、回復動作は記録ヘッド202が所定の位置まで移動することにより行われ、この時インク吐出口305から排出されたインク液滴は図4に示される矢印の方向に導かれ、インク除去ユニット401内に収容される。

インク除去ユニット401は、主要な要素としてその内部に、記録ヘッド202のインク吐出口形成面402に付着したインク液滴を除去するインク除去部材403と、インク除去部材403の長手方向の両端部にそれぞれ固定される突き当て部材404と、また該インク除去部材403と該突き当て部材404がインク除去ユニット401内に常に収容されるようにストッパ405とを具備している。

前記インク除去部材403と連結している突き当て部材404はインク除去部材403の短辺の長さよりも長く設定されているため、突き当て部材404の一端が、インク除去部材403における記録ヘッド202側の端部よりも上方に所定の長さ突き出している。

インク除去部材403とインク除去ユニット401の内側の底面部との間には、突き当て部材404とインク除去部材403とをインク吐出口形成面402に向けて付勢するようにコイルスプリング406が具備されている。

これにより突き当て部材404の一端が記録ヘッド202のインク吐出口形成面402に当接され押し下げられるとき、インク除去部材403とインク吐出口形成面402との隙間が、例えば約0.5mmに精度良く維持されることを可能にしている。

また、コイルスプリング406によりインク除去部材403がインク吐出口形成面402に近付く方向に押し上げられるとき、インク除去部材403の長手方向の両側に具備されているストッパ405により、該インク除去部材403がインク除去ユニット401の外部に飛び出してしまうのを防いでいる。

上述のような回復機構により記録ヘッド202のインク吐出口305から排出されたインク液滴は、インク除去ユニット401内に回収される。

インク除去ユニット401内に回収されたインク液滴は、吸引ポンプ207が作動されることで排出口407から排出され、サブタンク203に供給され、再利用される。

次に図5を用いて本発明に係る実施例のインク除去ユニットの詳細について説明する。

図5に示すように、回復時、記録ヘッド202から排出されたインク液滴は図5に示される矢印の方向に落とされ、記録ヘッド202の直下に配置されているインク除去ユニット401内部に回収される。

インク除去部材403は複数で構成され、部材間は互いに平行に所定距離、例えば約0.5mm離して具備されており、該インク除去部材403の厚さは、例えば約0.1mmから0.2mmで比較的薄く作られ、また、インク吐出口形成面402のインク吐出口配列に沿った長さとほぼ同じである。該複数のインク除去部材403の内の幾つかに関しては、記録ヘッド202のインク吐出口形成面402に対向する側の端部全体に金属属性を持つくし歯状部501を有している。

これにより、インク吐出口形成面402全体に付着したインク液滴を、広範囲で効率良く除去することを可能にしている。

また、くし歯状部501を有しているインク除去部材403の両外側にはくし歯形状を有していない平らな板状502が具備されている。

前述のように複数のインク除去部材403の最も外側に配置されている部材には、くし歯状部を有さず、また弾性材料である平板502を具備することにより、インク除去ユニット401に回収されたインク液滴の一部が、くし歯とくし歯の隙間を脈動するように行き来する現象を、平板502が壁のように押える役目を果たす。

これにより、くし歯の隙間を移動するインク液滴が、最悪の場合、インク吐出形成面402とキャップ503との間でブリッジし、キャップ503の外側に流れ落ち、インクジェット記録装置内がインクで汚れることを防止する。

前述くし歯状部501は、金属属性を有しているため、インク吐出口を破損させないように交差を考慮した上で、インク吐出口より離して設置する必要があり、その距離は約0.5mmである。

また、前述平板部材502の先端部は、図に示すように、記録ヘッドに近付く方向に向かって広がっており、このような形状にすることで、インク吐出口から出てきたインク液滴は、平板部材502の斜面部を滑りながら下方へ移動するため、速やかに、かつ一定箇所に滞ることなくキャップ503内に導かせることが可能となる。

さらに、前述平板部材502は弾性体で作られているため、インク吐出口との距離を離す必要性はなく、その距離は前述くし歯状部501との距離約0.5mmと同じであるか、もしくはインク吐出口形成面402に接する程度まで近づけることが可能であり、したがって、インク吐出口から排出され、インク吐出口形成面402上に広がろうとするインク液滴を該平板部材502により塞いで、キャップ内に回収することが可能となる。

さらに、くし歯状部501と平板502とで構成されるインク除去部材403は、全面に親水処理を施すことによって、記録ヘッド202から吐出されたインク液滴を速やかに、より効果的にキャップ503内に収めることを可能にしている。

図6を用いて第2の実施例を詳細に表す。
図6において、実施例1同様、金属材料で作られたくし歯部材501の外側に弾性材料で作られたインク除去平板部材601が設けられるが、実施例2では該平板部材601の先端部の折れ曲がりを無くした形状を具備するものである。

前述くし歯部材501と前述平板部材601の部材間の距離、およびインク吐出口からインク除去部材（くし歯部と平板部）との距離は実施例1と同様とする。

また、実施例1同様、前述くし歯状部501と前述平板601とで構成される前述インク除去部材403は、全面に親水処理が施してあり、インクの回収をより効果的に行うことを実現している。

本実施例のように前述平板部材601の折れ曲がりを削除することにより、実施例1より容易に作ることが可能となる。したがって、安価に部材を提供することが可能で、かつ実施例1同様の効果が得られる。

実施例2と同様の図6を用いて第3の実施例を詳細に表す。
実施例3では、インク除去部材403はくし歯部材501、平板部材601ともに金属材料で作られ、該インク除去部材の厚さは、例えば約0.1mmから0.2mmの比較的薄いステンレス鋼板で作られ、インク吐出口の配列長さと同じである。

前述くし歯部材501と前述平板部材601との部材間隔は約0.5mmである。また、インク吐出口形成面402と平板601との距離は、インク吐出口形成面402とくし歯状部501との距離（約0.5mm）と同じ、もしくはインク吐出口を破損しない程度の距離でより短く（平板の上端部がインク吐出口形成面に近付く方向）配されている。

また、前述インク除去部材403は実施例1、および2同様親水処理が施されている。

前述のような構成を有するインク除去部材403を用いることによって、回復時に記録ヘッド202のインク吐出口から吐出されたインク液滴は毛細管現象により、インク吐出口形成面402とインク除去部材403との間に付着して、かつ除去し、さらに、インク除去部材403の両外側にくし歯を持たない平板部材601を配することで、インクの流れを止めることなく、速やかにキャップ503内にインク液滴を回収することが可能となり、実施例1、および2同様の効果が得られる。

はインクジェット記録装置の全体的な構成を示す断面図である。 はインクジェット記録装置のインク循環経路の構成を示す模式図である。 はインクジェット記録装置の記録ヘッドの構成を示す構成図である。 はインクジェット記録装置の回復機構の構成を示す構成図である。 はインクジェット記録装置のキャッピング機構を示す斜視図である。 は実施例2、および３を表す模式図である。

符号の説明

101 ラベルプリンタ
102 画像形成部
103 ラベル給送装置部
104〜107記録ヘッド
108 搬送ベルト
109 駆動軸
110 従動プーリ
111 駆動モータ
112 拍車ユニット
113 ラベル先端検知センサ
114 回復機構
115 制御部
116〜119インクカートリッジ
201 インクカートリッジ
202 記録ヘッド
203 サブタンク
204 大気連通孔
205 回復桶
206 加圧ポンプ
207 吸引ポンプ
208 フィルタ
301 インク吸入口
302 フィルタ
303 供給経路
304 共通液室
305 インク吐出口
306 リターン供給経路
307 フィルタ
308 インク吸出し口
309 オリフィス面
401 インク除去ユニット
402 インク吐出口形成面
403 インク除去部材
404 突き当て部材
405 ストッパ
406 コイルスプリング
407 排出口
501 くし歯
502 平板
503 キャップ
601 平板
L ラベル

Claims (3)

1. インクを吐出するインク吐出口が複数形成されているインク吐出口形成面を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、該インク吐出口形成面上に付着したインク液滴を除去するため、形状が異なる複数のインク除去部材が、前記インク吐出口形成面に相対する位置に配され、前記インク除去部材はくし歯部分の形状を有している第１の板状部材と、くし歯部分の形状を有していない第２板状部材とで対になって構成されており、前記第２の板状部材は前記第１の板状部材の外側に配されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記平板部材と前記インク吐出口形成面との間の所定距離は、前記くし歯部材と前記インク吐出口形成面との間の所定距離と同じであるか、あるいは短い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. 前記複数のインク除去部材は、親水処理が施されていることを特徴とする請求項1、２に記載のインクジェット記録装置。
   

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