JP2007144825A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プラテンに形成された縁無し記録用穴におけるインクの固着や堆積を防止又は軽減することにより、縁無し記録用穴の目づまりを防ぐことができ、信頼性及び耐久性が向上したインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 プラテン３０の上面に、記録シートＰの幅方向端縁及び該端縁より外側部分を含む縁無し記録用穴３３を設ける。縁無し記録用穴の内壁面３５を、プラテンの上面から遠ざかるに従って穴の断面積が増加するような逆勾配の面で形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録シートに画像を記録するインクジェット記録装置に関し、特に、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の構造に関する。

記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する画像形成装置、あるいはコンピューター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などにおける画像データの出力機器として広く使用されている。これらの記録装置は、画像情報に基づいて紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の被記録材である記録シートに画像（文字や記号等を含む）を形成していくように構成されている。この記録装置における記録方式にはシリアルタイプとラインタイプがある。シリアルタイプは、記録ヘッドを記録シートに沿って移動させる主走査と記録シートを所定ピッチで紙送りする副走査とを交互に繰り返しながら画像を記録していく方式である。一方、ラインタイプは、記録シートの幅方向に延びる長尺の記録ヘッドを用いることにより、一括して１ライン分を記録しながら記録シートの紙送り（副走査）のみで画像を記録していく方式である。記録装置は、記録方法によって、インクジェット記録装置、熱転写記録装置、レーザー記録装置、感熱記録装置、ワイヤドット記録装置などに分けることができる。

インクジェット記録装置では、記録ヘッドの吐出口から液体インクを吐出する際に、主に画像記録に係わる主滴に伴って、細かい霧状の液滴、すなわちインクミストが発生する。インクミストは、微小な霧状の液滴であるため移動速度が著しく遅く、その大部分は記録シートに付着せずに空気中を浮遊する。また、主滴が被記録材である記録シートに着弾するとき、付着せずに跳ね返った液滴がインクミストになり、これが浮遊することもある。これらのインクミストが装置本体を浮遊していると、以下のような不都合を生じることがある。

すなわち、第１に、記録シートにインクミストが付着し、記録品位が劣化する。第２に、キャリッジユニットの移動動作等の精度を高めるために設けられたエンコーダにインクミストが付着し、エンコーダの読み取り精度が低下する。第３に、キャリッジの摺動部分であるガイドシャフトやガイドレール等にインクミストが付着した場合、その後の溶剤などの蒸発によりインクミストが増粘して固着し、摺動抵抗が増大してキャリッジの動作不良の原因となる。第４に、金属部品や電気部品にインクミストが付着し、これらの部品の腐食や劣化の原因となる。第５に、記録装置内だけでなく、設置個所周辺にもインクミストが飛散して付着するため、環境の劣化を招いたり、付着したインクミストがさらに記録シートなどにも付着して記録画像の品質を劣化させたり、記録装置を操作するオペレータの手や衣服を汚すことがある。

以上のような事情から、インクジェット録装置では、インクミストの処理は不可欠となっている。そこで、インクミストの処理手段として、特許文献１には、記録装置内部に設けたファンによりインクミストを装置本体外へ排出する方法が提案されている。このようなファンで空気を吸引又は送風することにより、インクミストの記録シートやエンコーダへの付着は防止することができる。
特開２００４−１８１７０４号公報

一方、記録シートに対して幅方向端縁までいっぱいに記録する縁無し記録を行う場合、記録位置で記録シートを支持するプラテンの上面に縁無し記録用穴を設けることが行われている。この縁無し記録用穴は、プラテン上の記録シートの幅方向端縁及び該端縁より外側部分を含む範囲で開口するように設けられる。この縁無し記録用穴は、一般に、使用する記録シートのサイズ（幅寸法）の種類に対応すべく、複数位置に設けられる。そして、縁無し記録を行うときは、記録シートの端縁に位置する縁無し記録用穴に向けて、端縁より数ミリ程度外側まで余分にインクを吐出する。

この場合、被記録材である記録シートの外側に吐出されたインクの一部は、縁無し記録用穴の内部に装填されたインク吸収部材に吸収され、他の一部はインクミストとなって空中を浮遊することになる。このインクミストも、前述の装置本体内に浮遊するインクミストと同様、縁無し記録用穴の内壁面（内部の壁面）に付着する。この内壁面に付着するインクは、縁無し記録の回数を重ねるごとに増加し、時間経過に伴って固着し、堆積していく。

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、プラテンに形成された縁無し記録用穴におけるインクの固着や堆積を防止又は軽減することにより、縁無し記録用穴の目づまりを防ぐことができ、信頼性及び耐久性が向上した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、記録ヘッドと対向する位置でプラテン上に支持された記録シートに、前記記録ヘッドからインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に係わる。かかるインクジェット記録装置において、前記プラテンの上面に、前記記録シートの幅方向端縁及び該端縁より外側部分を含む縁無し記録用穴を設ける。そこで、前記縁無し記録用穴の内壁面を、プラテンの上面から遠ざかるに従って穴の断面積が増加するような逆勾配の面で形成する。

また、本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置に係わる。かかるインクジェット記録装置において、記録ヘッドと対向する位置において記録シートを支持するプラテンと、前記プラテンの記録シートの端部に対応する位置に形成され、前記記録ヘッドによって記録シートの外側に吐出されたインクを受ける凹部とを有する。そこで、前記凹部は記録ヘッド側に開放する開口の面積よりも底部の面積の方が大きいように構成する。

本発明によれば、プラテンに形成された縁無し記録用穴におけるインクの固着や堆積を防止又は軽減することにより、縁無し記録用穴の目づまりを防ぐことができ、信頼性及び耐久性が向上した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１は本発明によるインクジェット記録装置の一実施形態を示す斜視図である。図２は本発明によるインクジェット記録装置の一実施形態の縦断面図である。図１及び図２において、インクジェット記録装置１００の装置本体４０の内部には画像記録部５０が構成されている。また、記録装置１００には、画像を記録するための記録シートを収納した給紙カセット１０から記録シートを１枚ずつ送り出す給紙部６０と、給紙部から送り出された記録シートを画像記録部５０の記録位置へ搬送する紙送り装置７０が設けられている。記録シートＰは、画像（文字や記号等を含む）が記録される記録紙等のシート状の被記録材であり、その材質としては紙、プラスチック、布金属など種々のものを使用することができ、特に限定されるものではない。

画像記録部は、往復移動するキャリッジ２、キャリッジに搭載された記録ヘッド３、及び記録位置で記録シートＰの裏面を支持するためのプラテン３０を備えている。装置本体４０を構成するシャーシ６には左右方向に延びるガイドシャフト７の両端部が固定されている。シャーシ６には、ガイドシャフト７と平行にガイドレール８が設けられている。キャリッジ２は、ガイドシャフト及びガイドレールに沿って往復移動可能に案内支持されている。キャリッジを移動させながら、画像情報に基づいて記録ヘッド３の吐出口からインクを吐出することにより、記録シートＰに画像が記録される。

キャリッジ２の往復移動は、不図示のモータを駆動源とし、不図示のタイミングベルトを介して行われる。記録ヘッド３の記録シートＰと対向する吐出面には、キャリッジ移動方向（主走査方向）に並列配置された複数の吐出口列が設けられ、吐出口列ごとに異なる色のインクを吐出することによりカラー記録が可能である。記録ヘッドの各色の吐出口に対しては、インクタンク４から供給チューブ５を通して各色のインクが供給される。

装置本体４０内であって画像記録部５０の下方には、記録シートＰを画像記録部５０に供給するための給紙部６０が設けられている。給紙部は記録シート収納部である給紙カセット１０と記録シートを送り出すための給紙ローラ１５を備えている。給紙カセット１０は、複数枚の記録シートＰを積層状態で収納可能であり、画像記録部５０の下方位置に着脱可能に装着されている。給紙カセットの記録シート送り出し部の近傍には分離板１９が設けられている。この分離板は、給紙ローラ１５により送り出される記録シートに当接することで、摩擦力を利用して最上層の１枚を分離するための斜面部を有する。こうして分離して送り出された記録シートＰは、紙送り装置７０によって画像記録部５０の記録位置へ搬送される。

給紙ローラ１５は、給紙カセット１０の上側に設けられ、支点１４ａを中心に揺動可能に支持されたアーム１４の先端部に回転自在に軸支されており、給紙カセット内の記録シートＰに対し接触離間可能に保持されている。この給紙ローラは、画像を記録するとき、自身の重量とアーム１４の下向き回動により、給紙カセット１０内に積載された記録シートＰの上面に当接する。また、給紙ローラ１５は、画像を記録するとき、不図示の駆動源により回転駆動される。

図２において、画像記録部５０には、記録ヘッド３の吐出面と所定隙間をおいて対向するプラテン３０が配置されている。このプラテンは、記録位置を通して搬送される記録シートＰを裏面から支持するものである。プラテン３０の搬送方向上流側には搬送ローラ９と該搬送ローラに押圧されるピンチローラ１２が配設されている。また、プラテン３０の搬送方向下流側には、搬送ローラ９と同期回転する排紙ローラ２５と該排紙ローラに押圧される拍車２６が配設されている。従って、画像記録部５０には、搬送ローラ９及び排紙ローラ２５によって記録シートを搬送する直線状の搬送経路が形成されている。

給紙カセット１０が画像記録部５０の下方に位置することから、給紙カセットと画像記録部との間には、記録シートＰを表裏反転させるようなＵ字状の搬送経路（Ｕターン搬送経路）Ｒが設けられている。つまり、給紙カセット１０から送り出された記録シートは、搬送経路Ｒを通る間に表裏反転されて搬送ローラ９へ搬送される。このＵ字状の搬送経路ＲにはＵターンローラ２１が設けられている。このＵターンローラは、記録シート収納部１０から送り出された記録シートを搬送ローラ９へ搬送するものである。さらにこの記録シートは、Ｕターンローラの協力を得ながら、搬送ローラによって、記録ヘッド３と対面する記録位置へ搬送される。Ｕターンローラ２１の周面の一部と対向する位置には、所定の搬送隙間をおいて円弧状のローラガイド２０が設けられている。また、ローラガイド２０の搬送方向両側にも、記録シートを案内するための案内部材が適宜配置されている。

画像記録動作が開始されると、まずアーム１４が支点１４ａを中心として図示時計回りに回動することにより、給紙ローラ１５は下方へ回動して給紙カセット１０内の記録シートＰの上面に当接する。この状態で給紙ローラ１５が回転すると、記録シートＰが送り出される。送り出された記録シートは、分離板１９の摩擦抵抗を受け、最上位の１枚の記録シートのみが分離されてＵ字状の搬送経路Ｒ内へ給送される。この際、Ｕターン２１も給紙ローラ１５と同時に回転を始めている。Ｕターンローラ２１の回転によって、先ず、記録シートは搬送ローラ９とピンチローラ１２とのニップ部に突き当たるところまで搬送される。このとき搬送ローラ９は未だ停止している。

そこで、記録シートの先端がニップ部に突き当たって若干湾曲することにより頭出し（又はレジ取り）が行われる。この頭出し動作の後、搬送ローラ９の回転が開始される。なお、搬送ローラ９と同時に排紙ローラ２５の回転も開始される。記録シートは、搬送ローラ９の回転により、従動回転するピンチローラ１２との間で挟持された状態で、記録ヘッド３とプラテン３０との間の記録位置へ搬送される。そこで、プラテン３０上の記録位置へ搬送された記録シートＰに対し、キャリッジ２に搭載された記録ヘッド３による画像記録が開始される。

本実施形態では、記録装置がシリアルタイプであることから、前述の１ライン分の記録と所定ピッチの紙送りを交互に繰り返しながら画像が記録されていく。つまり、記録動作の開始によりキャリッジ２（記録ヘッド３）を記録シートの幅方向に移動させて１走査分の記録を行い、１走査分の記録が終了すると記録動作を一時中断して搬送ローラ９の回転により所定量だけ紙送りする。次いで、再び記録ヘッド３を移動させて次の１走査分の記録を行う。このような１走査分の記録と所定ピッチの紙送りとを交互に繰り返すことで、記録シートＰ全体の記録が行われる。記録された記録シートは、排紙ローラ２５と拍車２６によって、排紙トレイを構成するカセットカバー１３上に排紙される。

図１において、キャリッジ２の移動範囲であって記録領域を外れた所定位置（例えばキャリッジのホームポジション）には、回復機構１１が配設されている。この回復機構は、記録ヘッド３の吐出口の目詰まりを防止することで、インク吐出性能を維持回復するためのものである。この回復機構１１による記録ヘッド３の回復動作は、記録待機中、記録動作の前、記録動作の後、あるいは、記録動作における１ライン又は複数ラインごとの合間などのタイミングで行うことができる。回復機構による回復動作としては、キャッピング、吸引回復あるいはワイピングなどが行われる。キャッピングは、記録ヘッドの吐出口をキャップで密閉する動作である。吸引回復は、キャッピング状態でキャップに接続された吸引ポンプを作動させ、負圧吸引力によって吐出口からインクを排出させることで記録ヘッド内のインクをリフレッシュする動作である。

図３は本発明によるインクジェット記録装置のプラテンの一実施形態の斜視図である。図４は図３のプラテンの同図中の線４−４に沿った部分横断面図である。図３及び図４において、プラテン３０は、記録ヘッド３の吐出面５１と所定隙間をおいて対向するように配置されている。プラテン上の記録シートと対向する吐出面５１には複数の吐出口が設けられ、画像情報に基づいて各吐出口から選択的にインクを吐出することで画像が記録される。複数の吐出口は、例えば、使用するインク色ごとに、キャリッジ移動方向に並列に配置された複数の吐出口列を形成するように配列される。

プラテン３０は、記録ヘッド３を有する画像記録部５０における記録シート搬送面（又は記録シート支持面）を形成している。プラテン３０の搬送方向上流側に隣接して搬送ローラ９及びピンチローラ１２が配設されている。また、プラテン３０の搬送方向下流側の隣接位置には、図２に示すように、排紙ローラ２５及び拍車２６が配設されている。このプラテン３０は、全体として、内部に空間を有する箱形をしており、その上面（記録シート搬送面）には複数の吸引孔３１が形成されている。プラテンの所定位置（図示の例では底面）には、内部空間から空気を吸引するための吸引ファン３２が設けられている。従って、吸引ファン３２を作動させて吸引孔２３から空気を矢印方向に吸引することにより、記録シートをプラテン搬送面に所定の吸引力吸着しながら搬送することができる。また、本実施形態では、プラテン３０の上面に、搬送方向に延びるリブ３４が複数位置に形成されている。このリブ３４は、記録シートの搬送を円滑に行うためのものである。

さらに、プラテン３０の上面（記録シート搬送面）には、搬送される記録シートＰの幅方向端縁及び該端縁より外側部分を含む縁無し記録用穴（凹部）３３が設けられている。この縁無し記録用穴３３は、記録シートＰに対して幅方向端縁までいっぱいに（余白無しで）記録する縁無し記録を行う際に、記録シートの外側に吐出されるインクを受けるための穴である。つまり、縁無し記録の際には、一般に記録シートの端縁より数ミリ程度外側まで余分にインクが吐出されるが、縁無し記録用穴３３はこのような余分のインクを受けるための穴である。また、縁無し記録用穴３３は、記録シートの幅方向端縁を含む範囲に設けられることから、図２及び図３に示すように、搬送される記録シートの端縁より若干内方に至るような範囲に設けられている。この範囲は、記録シートの幅方向位置決め精度等を考慮して適宜選定されるものである。

本実施形態では、凹部である縁無し記録用穴３３の内部は、図４に示すように、内壁面（内壁）３５の一部に設けられた開口部３６を通してプラテン３０の内部空間に連通している。従って、吸引ファン３１の作動により縁無し記録用穴３３にも矢印で示すような内部空間へ向かう吸引力を作用させることができる。また、縁無し記録用穴３３の内部（底部）には吐出されたインクを吸収するためのインク吸収部材３７が装填されている。記録シートＰの外側に吐出されたインクは、その一部はインク吸収部材３７に吸収されるが、他の一部はインクミストとなって空中を浮遊する。このインクミストは、吸引ファン３２の作動によって、内部空間を通して矢印のように吸引して記録装置外部へ排出することができる。

図３及び図４において、本実施形態では、縁無し記録用穴３３の内壁面（内壁）は、図示のように、プラテン３０の記録シート搬送面である上面から遠ざかるに従って穴の断面積が増加するような逆勾配の面で形成されている。前述のように、凹部である縁無し記録用穴３３に吐出されたインクはインク吸収部材３７に吸収され、吐出インクによって発生したインクミストは吸引ファン３７により吸引される。しかし、これらのインク及びインクミストの一部は縁無し記録用穴３３の開口部近傍や内壁面３５に付着する。こうして付着したインク（インクミストを含む）は、縁無し記録の回数を重ねるごとに増加し、また、時間経過に伴って固着し堆積する。このようなインクの固着及び堆積は縁無し記録用穴３３の目詰まりの原因となることがある。

本実施形態によれば、縁無し記録用穴３３の内壁面３５を、プラテン３０の上面から遠ざかるに従って穴の断面積が増加するような逆勾配の面で形成するので、縁無し記録用穴の開口部や内壁面にインク（インクミストを含む）が付着しても、付着したインクが孔の内壁面の鉛直方向上部に固着したり堆積することを防ぐことができる。これによって縁無し記録用穴の目つまりを軽減することができ、インクジェット記録装置の信頼性及び耐久性を向上させることができる。また、縁無し記録用穴の形状を変えるだけの安価な構成で上記効果を実現できる。

なお、本実施形態では、図３に示すように、縁無し記録用穴３３の底部にインク吸収部材３７が装填されている。このため、縁無し記録用穴の内壁面３５は穴の入口（開口部）からインク吸収部材３７に向かうに伴って穴の断面積が次第に広がるように形成されている。また、吸引用の開口部３６はインク吸収部材の上方であって内壁面３５の中間高さの位置に設けられている。また、図３に示す本実施形態では、縁無し記録用穴３３をプラテン３０上の１箇所に設けているが、これは、使用する記録シートのサイズ（幅寸法）の種類に対応するために各サイズに応じた複数位置に設ける方がむしろ一般的であり、本発明はこのような構成も当然その範囲内に含むものである。

なお、以上の実施形態では、記録シートに沿って移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドで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、フルライン記録用の記録ヘッドなどを用いて副走査のみで記録するラインタイプのインクジェット記録装置に対しても同様に適用可能であり、同様の作用効果を奏するものである。また、本発明は、インクジェット記録装置であれば、記録ヘッドの数や、使用するインクの種類数や性状等に関わらず、同様に適用可能なものであり、同様の作用効果を奏するものである。

また、以上の実施形態では、Ｕ字状の搬送経路Ｒを有する搬送機構を備えた記録装置を例に挙げた。本発明は、Ｕ字状の搬送経路を用いずに直線状の搬送経路などの搬送経路を用いる記録装置など、他の形態の搬送機構を用いる記録装置に対しても同様に適用でき、同様の作用効果を奏するものである。さらに、本発明は、ロール紙を用いるインクジェット記録装置に対しても同様に適用でき、同様の作用効果を奏するものである。また、本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、撮像画像形成装置などの単体装置のみならず、これらを組み合わせた複合装置、あるいはコンピュータシステムなどの複合装置における記録装置としても広く適用可能であり、同様の作用効果を奏するものである。

本発明によるインクジェット記録装置の一実施形態を示す斜視図である。 本発明によるインクジェット記録装置の一実施形態の縦断面図である。 本発明によるインクジェット記録装置のプラテンの一実施形態の斜視図である。 図３のプラテンの同図中の線４−４に沿った部分横断面図である。

符号の説明

２ キャリッジ
３ 記録ヘッド
９ 搬送ローラ
１０ 給紙カセット（記録シート収納部）
１２ ピンチローラ
１５ 給紙ローラ
２１ Ｕターンローラ
２５ 排紙ローラ
３０ プラテン
３１ 吸引孔
３２ 吸引ファン
３３ 縁無し記録用穴（凹部）
３５ 縁無し記録用穴の内壁面（内壁）
３６ 内壁面（内壁）の開口部
３７ インク吸収部材
４０ 装置本体
５０ 画像記録部
５１ 吐出面
６０ 給紙部
７０ 搬送機構
１００ インクジェット記録装置
Ｐ 記録シート（被記録材）
Ｒ Ｕ字状の搬送経路（Ｕターン搬送経路）

Claims (6)

1. 記録ヘッドと対向する位置でプラテン上に支持された記録シートに、前記記録ヘッドからインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置において、
   前記プラテンの上面に、前記記録シートの幅方向端縁及び該端縁より外側部分を含む縁無し記録用穴を設け、
   前記縁無し記録用穴の内壁面を、プラテンの上面から遠ざかるに従って穴の断面積が増加するような逆勾配の面で形成することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記縁無し記録用穴は、使用される記録シートのサイズに応じて、各サイズの記録シートの幅方向端縁に対応する複数位置に設けられてい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。
   位置に応じて
3. 前記縁無し記録用穴から前記プラテンの内部へ向けて吸引するファンを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記縁無し記録用穴の内部にインク吸収部材が装填されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置において、
   記録ヘッドと対向する位置において記録シートを支持するプラテンと、
   前記プラテンの記録シートの端部に対応する位置に形成され、前記記録ヘッドによって記録シートの外側に吐出されたインクを受ける凹部とを有し、
   前記凹部は記録ヘッド側に開放する開口の面積よりも底部の面積の方が大きいことを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 前記凹部の内壁に形成され、インクミストを負圧によって回収する開口部を有していることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
   

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