JP2009234224A - インクジェット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸収能力の限度いっぱいまでインク吸収体を有効利用する。
【解決手段】インク吸収体３１は、スリット４１〜４３によって３個の吸収領域４４〜４６に区分けされている。染料インク受入口３８，顔料インク受入口３９に廃棄された染料インク，顔料インクの各廃インク５３，５４は、それぞれ第１，第２吸収領域４４，４５に吸収される。縁無しプリントなどでプラテン吸収体を通過して落下してきた染料インク，顔料インクの各廃インクは、第３吸収領域４６に吸収される。第３吸収領域４６では、染料インク，顔料インクが混ざって増粘し、ゼリー状の混合廃インク５５となる。インクジェット装置１０の使用が進むにつれて、廃インク５３〜５５の各吸収領域に占める割合は増加するが、インク吸収体３１の吸収能力が飽和するまでは、廃インク５３〜５５は、それぞれ分離して干渉しないから、増粘するおそれがなく、インク吸収の障害になることがない。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット装置に関し、更に詳しくは互いに異なる第１，第２インクを吐出するインクジェット装置に関するものである。

インクジェットヘッドを備え、このインクジェットヘッドから微細なインク液滴を紙等の記録媒体に吐出して画像等を記録するインクジェット装置が周知である。このようなインクジェット装置には、例えば、プリンタ，複写機，ファクシミリなどの事務機器や、大量生産機器などがある。

インクジェットヘッドのノズルは、その孔径がきわめて小さいため、プリントしない状態が長時間経過すると、ノズル内のインクが蒸発乾燥し、増粘，固化したインクがノズル内に詰まって、インク液滴が思わぬ方向に吐出するヨレやインク液滴が吐出しない不吐出などの吐出不良を引き起こす。

このため、プリントを開始する直前にノズル内のインクを吐き出す予備吐出を行なったり、ノズル内のインクを吸引する回復処理を行なうことが一般に行なわれている。予備吐出や回復処理によって生じる廃インクは、吸引ポンプによりチューブを介して、スポンジ等から形成されたインク吸収体に導かれ、これに吸収される。

インクジェット装置用のインクとしては、上述したような増粘，固化を起こしにくい性質を有するという理由から、染料インクが多用されてきたが、耐水性の面で劣るとともに、普通紙への記録ではニジミが発生するという欠点を有する。このため、近年は、固化を起こしやすいが、耐水性に優れ、普通紙への記録でもニジミが少ない顔料インクも併用されるようになってきている。

また、顔料インクを使わない方法としては、色インクを吐出する前に、色インク内の色材を記録媒体に対して不溶化する無色又は淡色の処理液をインクジェットヘッドにて記録媒体上に付着させる技術も知られている。

ところが、染料インクと顔料インクとが混合したり、色インクと処理液とが混合すると、増粘してゼリー状になるため、その部分で新たな廃インクの吸収が妨げられる。この結果、廃インクを吸収する能力が十分に残っているにもかかわらず、それ以上の廃インクをインク吸収体が吸収できなくなるという問題がある。

そのため、色インクと処理液とを廃液吸収体（インク吸収体）の離れた位置からそれぞれ吸収させることにより、インクと処理液との混合が廃液吸収体のほぼ中央部で発生するようにし、廃液吸収体の吸収能力が飽和する前に、インクと処理液とが混合しないようにしたインクジェット装置が知られている（特許文献１）。

また、記録媒体の縁まで画像を記録する縁無しプリントにおいては、染料インクと顔料インクの両方がほぼ同じ位置（記録媒体の縁の外側）に吐出されるため、プラテンの直下や周囲に設けられたプラテン吸収体には、染料インクと顔料インクとがほぼ混合した状態で補足される。このため、プラテン吸収体は、廃インクを吸収する能力が急速に落ちるという問題点がある。

また、顔料インクは、単体でも固化しやすいので、顔料インクがプラテン吸収体の上に積層され、いわゆるインク山ができる場合もある。このインク山は、記録媒体の裏面を汚す等の問題を生じさせる。

この顔料インクでの問題点を解決するため、プラテン吸収体の代わりに、ポリエステル等のプラスチック繊維もしくはステンレス等の金属繊維で形成されたメッシュ状シートをプラテン直下に設けたインクジェット装置が知られている（特許文献２）。このメッシュ状シートは、補足したインク滴を溜めずに下方に落下させるため、吸収能力が急速に悪化することがない。落下したインクは、メッシュ状シートの下方に設けられたインク伝達部材を伝って廃液タンクに流れ込むようになっている。
特開平８−１１８６７８号公報 特開２００７−２３７６６４号公報

上記特許文献１記載のインクジェット装置では、縁無しプリントに対する考慮がなく、記録媒体を外れた余剰液（色インクと処理液の両方）を吸収することができない。また、上記特許文献２記載のインクジェット装置では、顔料インクについての考慮はあるが、染料インクと顔料インクとが混合した場合についての考慮がなく、染料インクと顔料インクとがほぼ同時にメッシュ状シートの同じ位置に落下した場合、すぐに増粘してゼリー状になり、メッシュ状シートが目詰まりを起こすおそれが高いという問題点がある。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、縁無しプリントの場合も含め、吸収能力の限度いっぱいまでインク吸収体を有効利用できるようにしたインクジェット装置を提供することを目的とする。

本発明のインクジェット装置は、混合すると増粘する互いに異なる第１，第２インクを吐出することにより記録媒体に画像を記録するヘッド部と、前記第１インクを吸収する第１吸収領域と、この第１吸収領域の一部に連設され、前記第２インクを吸収する第２吸収領域と、前記第１，第２吸収領域の各一部にそれぞれ連設され、前記第１，第２インクの両方を吸収する第３吸収領域とを有するインク吸収体とを設けたことを特徴とする。

前記第３吸収領域は、前記第１，第２吸収領域の中間に配設されているとともに、前記記録媒体の位置を規定するプラテンの下方部に配置されていることが好ましい。また、前記プラテンの上面内側に吐出された前記第１，第２インクを吸収するプラテン吸収体を、前記プラテンの内側に設けることが好ましい。

前記第１，第２吸収領域には、前記第１，第２インクを受け入れる開口部がそれぞれ形成されていることが好ましい。また、前記第１インクは染料インクであるとともに、前記第２インクは顔料インクであることが好ましい。

前記第１インクは色インクであるとともに、前記第２インクは、前記第１インクと混合することにより、第１インクの色を凝集または析出する処理液であることが好ましい。また、前記記録媒体の縁まで画像を記録する縁無しプリントを行なう場合、前記記録媒体の縁近傍への吐出は、前記第１インクのみによって行なうことが好ましい。

本発明のインクジェット装置によれば、インク吸収体に、混合すると増粘する互いに異なる第１，第２インクのそれぞれを個別に吸収する第１，第２吸収領域の他に、第１，第２インクの両方を吸収する第３吸収領域を設けたので、インクジェット装置の使用が進むにつれて、第１，第２インクの各吸収領域に占める割合は増加するが、インク吸収体の吸収能力が飽和するまでは、各吸収領域内のインクは、それぞれ分離して干渉しないから、第３吸収領域を除いて増粘するおそれがなく、第１，第２インクの吸収が阻害されることがない。この結果、縁無しプリントの場合も含め、吸収能力の限度いっぱいまでインク吸収体を有効利用できる。

本発明のインクジェット装置１０の内部を正面側から示す図１及び側面から示す図２において、インクジェットカートリッジ１１は、上部のインクタンク部１１ａと、下部のインクジェットヘッド部（インクジェットヘッド）１１ｂとからなり、さらにインクジェットヘッド部１１ｂを駆動するための信号などを受容する図示しないコネクタを具備する。キャリッジ１３は、インクジェットカートリッジ１１を位置決めして搭載するとともに、インクジェットヘッド部１１ｂを駆動するための信号などを伝達するための図示しないコネクタホルダを備え、インクジェットヘッド部１１ｂと電気的に接続される。

インクタンク部１１ａの内部は４個の部屋１２ａ〜１２ｄに分かれており、図１の図面の向かって左側から染料インクのイエロー、マゼンタ、シアン、顔料インクのブラックインクが、順に収納されている。

前記キャリッジ１３は、その主走査方向に延在しているガイドシャフト１４に摺動自在に支持されており、駆動ベルト１５はキャリッジ１３を往復動させる駆動モータ１６の駆動力を伝達するために設けられている。

インクジェットヘッド部１１ｂによるプリント位置の前後には、紙などの記録媒体１７の挟持搬送を行うための搬送ローラ対１８，１９および２０，２１が配置されている。さらに、記録媒体１７は、その被プリント面を平坦に規制するプラテン２２に支持された状態で搬送される。このとき、キャリッジ１３に搭載されたインクジェットカートリッジ１１のインクジェットヘッド部１１ｂは、キャリッジ１３から下方へ突出して記録媒体１７の搬送用ローラ１８，２０間に位置し、インクジェットヘッド部１１ｂのインク吐出口形成面は、プラテン２２の案内面に支持された記録媒体１７と平行に対向している。

プラテン２２の中央部には、スリット２２ａが設けられ（図３参照）、この内側のプラテン２２の上面よりやや下がった位置にスポンジ製のプラテン吸収体２３が嵌め込まれている。なお、スリット２２ａの長手方向には、複数のリブが設けられており、スリット２２ａに嵌め込まれたプラテン吸収体２３が容易に抜け落ちないようにされている。

プラテン吸収体２３は、縁無しプリント時等にインクジェットヘッド部１１ｂからプラテン２２の上面に吐出されたインクを吸収する。また、プラテン吸収体２３の下端部は、後述するインク吸収体の第３吸収領域の上面に接触しており、プラテン吸収体２３を通過したインクが第３吸収領域に吸収される。

駆動モータ１６側に定めたキャリッジ１３のホームポジション側には、図１及び図３に示すように、回復系ユニット２４が配設されている。回復系ユニット２４は、インクジェットヘッド部１１ｂに設けられた染料インク用ノズルと顔料インク用ノズル（図示せず）に、それぞれ対応したキャップユニット２５ａ，２５ｂと、これとチューブ２６，２７で接続されたチューブポンプ２８とからなる。

キャップユニット２５ａ，２５ｂは、上下方向に昇降可能であり、キャリッジ１３がホームポジションに位置するときにはインクジェットヘッド部１１ｂと接合してこれをキャッピングし、インクジェットヘッド部１１ｂのインク吐出口内のインクが蒸発して増粘・固着して吐出不良になるのを防いでいる。

チューブポンプ２８は、インクジェットヘッド部１１ｂが万一吐出不良になった場合に、キャップユニット２５ａ，２５ｂとインクジェットヘッド部１１ｂとを接合させて行う吸引回復処理などに際して負圧を生じさせるものである。吸引回復処理では、インクジェットヘッド部１１ｂ内のインクは、キャップユニット２５ａ，２５ｂ，チューブ２６，２７を介してチューブポンプ２８によって吸引され、チューブポンプ２８からチューブ２９，３０を介して、プラテン吸収体２３及び回復系ユニット２４の下方に設けられたインク吸収体３１に吸収される。

チューブ２６，２９は染料インク用、チューブ２７，３０は顔料インク用であり、染料インクと顔料インクとは、チューブポンプ２８内でも混じらないようにされている。また、顔料インク用のチューブ３０は、染料インク用のチューブ２９よりも長さが短く、かつ剛性がより高い材料で形成されている。これは、インクジェット装置１０を暫くの間使わなかった場合など、時間経過によって顔料インクが増粘してチューブ３０が詰まった場合、チューブポンプ２８の加圧力が逃げないようにして、増粘した顔料インクを確実に押し出すためである。

インク吸収体３１は、第１吸収体３２，第２吸収体３３，及び第３吸収体３４の３層構造をしている。また、インク吸収体３１の後述する開口を除く全外面は、気体は通すが、液体は通さない機能性薄膜３５で覆われている。

吸収体３２〜３４は、インク保持力が高い多孔質部材であるフェルト等の繊維状吸収体３６と、このほとんど全ての端面に被覆されたインク拡散性が高い多孔質部材であるスポンジ３７とからなる。このスポンジ３７は、繊維状吸収体３６の繊維が飛散してインクジェットヘッド部１１ｂのノズルに付着してノズル詰まりを発生させることを防止する効果も有する。

染料インクを吸引する範囲に属する第２層目の第２吸収体３３の上下面には、スポンジ３７を被覆していない部分３３ａ，３３ｂが設けられている。これは、染料インクの粘性が顔料インクよりも低く、染料インクが吸収体３２〜３４内に拡散する速度が顔料インクよりも速いため、この染料インクの拡散速度を遅くするためである。

インク吸収体３１のチューブ２９，３０の各排出口の直下には、染料インク受入口３８，顔料インク受入口３９が設けられている。染料インク受入口３８は、第１，２層目の吸収体３２，３３の２層を貫通して設けられている。また、顔料インク受入口３９は、吸収体３２〜３４の３層を貫通して設けられている。また、プラテン吸収体２３の下端が接触する部分及び染料インク受入口３８，顔料インク受入口３９に対応する部分には、機能性薄膜３５による被覆が除かれている。

インク吸収体３１を上方から示す図４において、インク吸収体３１は、３本のスリット４１〜４３によって、３個の第１〜第３吸収領域４４〜４６に区分けされている。スリット４１，４２で区分けされた第１吸収領域４４は、端部に染料インク受入口３８を有し、染料インクを吸収する。スリット４２，４３で区分けされ、Ｌ字型をした最も大きな第２吸収領域４５は、端部に顔料インク受入口３９を有し、顔料インクを吸収する。

スリット４１，４３で挟まれたプラテン吸収体２３直下の第３吸収領域４６は、プラテン吸収体２３を通過して落下してきた染料インク，顔料インクの両方を受けて吸収する。なお、吸収領域４４〜４６の繋がった部分の各境界は、スリット４１，４２の端から引き出すように描いた破線４７，４８で示す。

インク吸収体３１の上面を除く外側面，底面は、樹脂製の外壁４９によって覆われている。また、スリット４１〜４３には、外壁４９と一体に形成された隔壁５０が挿入されている。

インク吸収体３１を側方から示す図５において、第３層目の第３吸収体３４には、一端部が顔料インク受入口３９と連設しているスリット５１が設けられている（図４参照）。このスリット５１によって、顔料インクがより拡散しすくなる。

このように構成されたインクジェット装置１０において、染料インク，顔料インクの各廃インクがインク吸収体３１に吸収される様子を、図６及び図７を参照して説明する。図６はインク吸収体３１の容量にまだ余裕があるとき、図７はインク吸収体３１がほぼ飽和しているときの状態をそれぞれ示すものである。

チューブ２９，３０を通して染料インク受入口３８，顔料インク受入口３９に廃棄された染料インク，顔料インクの各廃インク５３，５４は、図６に示すように、それぞれ第１，第２吸収領域４４，４５内に吸収される。また、縁無しプリントなどでプラテン吸収体２３を通過して落下してきた染料インク，顔料インクの各廃インクは、第３吸収領域４６内に吸収される。この第３吸収領域４６では、染料インク，顔料インクが混ざって増粘し、ゼリー状の混合廃インク５５となる。

インクジェット装置１０の使用が進むにつれて、廃インク５３〜５５の各吸収領域４４〜４６に占める割合は増加するが、インク吸収体３１の吸収能力が飽和するまでは、廃インク５３〜５５は、それぞれ分離しており、全く干渉しないので、増粘するおそれがなく、廃インク吸収の障害になることがない。

インク吸収体３１の吸収能力がほぼ飽和した状態を示す図７において、インク吸収体３１の中央部付近には廃インク５３，５４が混合してゼリー状となった混合廃インク５６が形成されている。しかし、インク吸収体３１は既にほぼ飽和しているので、ゼリー状の混合廃インク５６が廃液吸収の障害になることはない。

また、混合廃インク５５は、スリット４１〜４３に阻まれて、第３吸収領域４６から他の第１，第２吸収領域４４，４５にはみ出すことがほとんどない。したがって、混合廃インク５５が廃インク５３，５４の吸収の障害となることはない。

なお、染料インクと顔料インクの廃液量のバランスは、湿度、温度、プリント頻度などの様々な要因によって変化するが、廃液量のバランスが大きく片寄ったときでも、両液の混合する位置が自動的に調整されるので、インク吸収体３１の全体積を使って無駄なく吸収を行なうことができる。このため、インク吸収体３１の体積を必要最小限に抑えることができ、コストの低減が図れる。さらに、廃液の吸収効率が高まったことにより、インク吸収体３１の交換の必要がないか、もしくは交換頻度が少ないインクジェット装置１０が得られる。

以上説明した実施形態では、縁無しプリントにおいて、特に制限を設けなかったが、記録媒体の縁近傍への画像記録に際しては、染料インクのみを使用するようにインクジェットヘッド部の駆動を制御するのが望ましい。このようにすれば、インク吸収体の中央部の第３吸収領域へは、染料インクのみが吸収されることになり、第３吸収領域が増粘，固化することがないから、インク吸収体のインク吸収能力をより高めることができる。

また、上記実施形態では、染料インクと顔料インクとの組み合わせであったが、本発明はこれに限定されることなく、色インク（染料インク）と、色インクと反応して染料の凝集または析出を生じさせる処理液との組み合わせでもよい。

なお、処理液としては、例えばステアリルトリメチルアンモニウムクロライド（商品名：エレクトロストッパＱＥ、花王株式会社製）２.０％，ポリアミンスルホン（商品名：ＰＡＳ−９２、日東紡績株式会社製）３.０％，チオジグリコール １０％，水を混合した無色の液体を使用することができる。

また、処理液と組み合わせるイエローの染料インクとしては、例えばＣ.Ｉ.ダイレクトイエロー１４２２％，チオジグリコール １０％，アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル社製） ０. ０５％，水を混合したインクが使用できる。マゼンタ，シアンの各染料インクは、染料をＣ.Ｉ.アシッドレッド２８９ ２．５％，Ｃ.Ｉ.アシッドブルー９ ２．５％に代えた以外は、イエローと同じ成分である。

本発明の実施形態であるインクジェット装置の構成を正面側から示す説明図である。 インクジェット装置の構成を側面側から示す説明図である。 インクジェット装置の構成を上方から示す説明図である。 インク吸収体の構成を上方から示す説明図である。 インク吸収体の構成を側方から示す説明図である。 インク吸収体に染料，顔料インクがそれぞれ吸収される比較的初期の様子を示す説明図である。 インク吸収体の吸収能力がほぼ飽和した状態を示す説明図である。

符号の説明

１０ インクジェット装置
１１ インクジェットカートリッジ
１１ｂ インクジェットヘッド部
２２ プラテン
２３ プラテン吸収体
２４ 回復系ユニット
２５ａ，２５ｂ キャップユニット
２６，２７，２９，３０ チューブ
２８ チューブポンプ
３１ インク吸収体
３２ 第１吸収体
３３ 第２吸収体
３４ 第３吸収体
３５ 機能性薄膜
３６ 繊維状吸収体
３７ スポンジ
３８ 染料インク受入口
３９ 顔料インク受入口
４１〜４３，５１ スリット
４４ 第１吸収領域
４５ 第２吸収領域
４６ 第３吸収領域
４９ 外壁
５０ 隔壁
５３，５４ 廃インク
５５，５６ 混合廃インク

Claims (7)

1. 混合すると増粘する互いに異なる第１，第２インクを吐出することにより記録媒体に画像を記録するヘッド部と、
   前記第１インクを吸収する第１吸収領域と、この第１吸収領域の一部に連設され、前記第２インクを吸収する第２吸収領域と、前記第１，第２吸収領域の各一部にそれぞれ連設され、前記第１，第２インクの両方を吸収する第３吸収領域とを有するインク吸収体と
   を設けたことを特徴とするインクジェット装置。
2. 前記第３吸収領域は、前記第１，第２吸収領域の中間に配設されているとともに、前記記録媒体の位置を規定するプラテンの下方部に配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット装置。
3. 前記プラテンの上面内側に吐出された前記第１，第２インクを吸収するプラテン吸収体を、前記プラテンの内側に設けたことを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット装置。
4. 前記第１，第２吸収領域には、前記第１，第２インクを受け入れる開口部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のインクジェット装置。
5. 前記第１インクは染料インクであるとともに、前記第２インクは顔料インクであることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のインクジェット装置。
6. 前記第１インクは色インクであるとともに、前記第２インクは、前記第１インクと混合することにより、第１インクの色を凝集または析出する処理液であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のインクジェット装置。
7. 前記記録媒体の縁まで画像を記録する縁無しプリントを行なう場合、前記記録媒体の縁近傍への吐出は、前記第１インクのみによって行なうことを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載のインクジェット装置。

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