JP2011068070A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インク吸収体の交換頻度が少なくて済み、また、インク吸収体の適切な交換時期の判断の誤りなどによってプラテンに余分なインクが付着し、記録媒体を汚す虞の少ないインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】プラテン１２Ａによって支持された記録媒体Ｐにインク滴を吐出するプリントヘッドＨと、プリントヘッドＨから記録媒体Ｐを除く位置に吐出されたインクを吸収するインク吸収体３２，３３とを備え、インク吸収体３２，３３に対して、吸収されたインクに対してインク吸収体３２，３３の裏面側に向かう電気浸透流を付加する一対の電極３６ａ，３６ｂを設けたインクジェットプリンタとした。
【選択図】図６

Description

本発明は、プラテンによって支持された記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドと、プリントヘッドから記録媒体を除く位置に吐出されたインクを吸収する吸収体とを備えたインクジェットプリンタに関する。

この種のインクジェットプリンタに関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記されたインクジェットプリンタでは、記録媒体の外形を含む位置にプラテン開口部が設けられ、そのプラテン開口部の内部にはインク吸収体が主走査方向に移動可能に配置されている。そこで、記録媒体の外形より外側の領域にまでインク滴を吐出することによって、縁無しのプリントを作成する場合、記録媒体の外形より外側の領域に吐出されたインク滴は、プラテン開口部内の適切な位置に移動されたインク吸収体に吸収される。したがって、縁無しプリントの作成時にプラテンに付着した余分なインクで記録媒体を汚す虞が少なく、好都合となっている。

特開２００２−３６１９０４号公報（０００７段落、図１、図２）

しかし、特許文献１に記されたインクジェットプリンタでは、インク吸収体によるインクの吸収機能を維持するためには、プラテン開口部のインク吸収体が許容量のインクを吸収して吸収能力を失う前に新しいインク吸収体に交換する必要があるが、インク吸収体の適切な交換時期の判断は容易ではなく、交換時期が遅くなると、プラテンに余分なインクが付着し、記録媒体を汚す虞があった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術によるインクジェットプリンタが与える課題に鑑み、インク吸収体の交換頻度が少なくて済み、また、インク吸収体の適切な交換時期の判断の誤りなどによってプラテンに余分なインクが付着し、記録媒体を汚す虞の少ないインクジェットプリンタを提供することにある。

本発明の第１の特徴構成によるインクジェットプリンタは、
プラテンによって支持された記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドと、前記プリントヘッドから記録媒体を除く位置に吐出されたインクを吸収するインク吸収体とを備え、
前記インク吸収体には、同インク吸収体の表面から吸収されたインクに対して同インク吸収体の裏面側に向かう電気浸透流を付加する一対の電極が備えられている。

本発明の第１の特徴構成によるインクジェットプリンタでは、インク吸収体が吸収したインクには裏面側に向かう電気浸透流が与えられるため、インク吸収体の表面付近にインクが滞留するなどの現象が抑制され、インク吸収体の表面には常に高いインク吸収能力が維持される。また、インク吸収体の単体が持つ吸収能力の限界の状態となっても、余分なインクは電気浸透流によって裏面側からインク吸収体の外に押出されるので、必ずしもインク吸収体の交換を要さないので管理が容易である。
ここで、電気浸透流とは、マイクロサイズの流路に液体があるとき、その流路内に電界を加えると液体自体が電界の方向へ流動する現象を指し、固体−液体の界面における界面動電現象に由来する作用であると言われている。

本発明の他の特徴構成は、前記インク吸収体の裏面部を前記プラテンよりも下方の廃インク容器と接続する廃インク通路が設けられている点にある。

本構成であれば、インク吸収体の単体が持つ吸収能力の限界の状態となっても、余分なインクは電気浸透流によって裏面側からインク吸収体の外に押出され、吸収体の裏面部に発する廃インク通路を介して廃インク容器に送り込まれるので、インク吸収体を交換する必要がない。

本発明の他の特徴構成は、前記プリントヘッドから記録媒体を除く位置にインクが吐出される時期、記録媒体の寸法、吐出されるインクの量の少なくとも一つを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、前記一対の電極の間に電圧を加える電圧設定部とを有する制御装置が設けられている点にある。

本構成であれば、インクジェットプリンタが出力中の画像データの種々の特性に応じてインク吸収体の電極に電圧が加えられるので、電力を無駄に消費する虞が少ない。また、インク吸収体の内部での吸収済みインクの分布を適切に制御することで、インク吸収体の表面のインク吸収能力を高く保持することが可能となる。

本発明の他の特徴構成は、前記一対の電極の間の電気抵抗を少なくとも定期的に判定する抵抗判定部と、前記抵抗判定部による電気抵抗の判定結果に基づいて、前記一対の電極の間に電圧を加える電圧付加部とを有する制御装置が設けられている点にある。

インク吸収体に未だインクが吸収されていない状況では、インク吸収体の電極対に電圧を加える必要はない。また、原則的に、吸収されたインクの量が多いほど、電極対には大きな電圧を加えると良い。他方、一般にインク吸収体自体の電気抵抗はインクの電気抵抗よりも高いため、インクを吸収開始したインク吸収体の電気抵抗は、インクの吸収量に応じて変化する。したがって、本構成であれば、ＰＣなどからインクジェットプリンタに転送されたプリントジョブの内容と無関係に、電極対の間の電気抵抗を継続的に検出するだけで、必要十分な量の電圧を電極対に加える制御が可能となり、電力の節減が図られる。また、インク吸収体の内部での吸収済みインクの分布を適切に制御することで、インク吸収体の表面のインク吸収能力を高く保持することも可能となる。

プリント装置の主要構成を示す斜視図である。 プリント装置の主要構成を示す縦断側面図である。 プリントヘッドの作動系を示す平面図である。 キャリッジ・プリントヘッドの斜視図である。 キャリッジ・プリントヘッドの側面図である。 ペーパーガイド付近の要部を示す斜視図である。 インク吸収体に設置される電極の種々の形態を示す斜視図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
〔全体構成〕
図１及び図２に示すインクジェットプリンタは、ロール状のプリントペーパＲＰ（記録媒体の一例）から引き出したプリントペーパＰを搬送機構Ａによってプリント部Ｂに供給して画像情報のプリントを行う。このインクジェットプリンタは、プリントを完了したプリントペーパＰの部位を切り離す切断部Ｃ、裏印字部Ｄ、及び、巻癖を矯正するデカール部Ｅを経て、プリンタ筐体１の外部の排出トレイ２に排出する搬送系を備える。プリンタ筐体１の内部には他に制御ユニットＦとインク貯留部Ｇなどを備えている。

搬送機構Ａは、搬送方向でプリント部Ｂの上流側と下流側とに配置された圧着型の搬送ローラ４、５を備えている。この搬送機構Ａは、プリンタ筐体１の外部の手差しトレイ６にセットしたカットペーパを圧着型の供給ローラ７によってプリント部Ｂに供給することもできる。
プリント部Ｂは、図１〜図４に示すように、ガイドロッド１３に沿って主走査方向（Ｘ軸方向）に往復作動するプリントヘッドＨと、プリントペーパＰの搬送経路を挟んで対向する位置に配置したペーパーガイド１２とを備えている。

プリントヘッドＨは、主走査方向に沿って延びた一対のガイドロッド１３に摺動自在に支持されたキャリッジ１０と、このキャリッジ１０に連結されプリントペーパＰにインクを吐出して情報をプリントするインク吐出ユニット１１とを有する。インク吐出ユニット１１の下面には多数の吐出ノズルが形成されたノズル面１１Ａがある。キャリッジ１０の上方キャリッジカバー１６によって覆われている。
キャリッジ１０には、駆動プーリ１７とアイドルプーリ１８とに巻回されたタイミングベルト１９の一端が連結されており、プリントヘッドＨは、駆動プーリ１７を回転駆動する駆動モータＭによって主走査方向に移動操作される。

プリンタ筐体１の一部には、所定間隔でバーコード状のスケール情報がプリントされた透明帯状のリニアストリップ３１が固定されており、キャリッジ１０には、プリントヘッドＨの移動時に同スケール情報をカウントすることによりプリントヘッドＨの主走査方向での位置を特定するインクリメンタル型のリニアエンコーダＬＥが設置されている。
切断部Ｃは、プリントペーパＰを圧着状態で搬送する搬送ローラ２１と、プリントペーパＰを切断する円盤状カッター２２と、この円盤状カッターを主走査方向Ｘに往復移動させる作動機構２３とを備えている。
裏印字部Ｄは、プリントペーパＰの裏面側に情報をプリントする印字ヘッド２４を備えている。

デカール部ＥはプリントペーパＰの巻癖を矯正するために、プリントペーパＰを、ロール状のプリントペーパＲＰの巻方向と逆方向に湾曲させて搬送するように１つの搬送ローラ２５と、この搬送ローラ２５に対向する位置に配置された１つの矯正ローラ２６と、複数のガイド板２７（図２を参照のこと）とを備えている。図面には示していないが、このデカール部Ｅは搬送ローラ２５を駆動する電動モータを備え、搬送ローラ２５と矯正ローラ２６とでプリントペーパＰを圧着して搬送することによって巻癖を矯正する。
インク貯留部Ｇには複数の色別のインクカートリッジ（不図示）がセットされ、このインク貯留部Ｇから送られる各色のインクは中間タンク（不図示）からチューブを介してプリントヘッドＨに供給される。

〔ペーパーガイド〕
図６に示すように、ペーパーガイド１２は、金属板からなる直方体状の筐体であり、筐体の概して平坦な上面は、プリントペーパＰを下方から支持するプラテン部１２Ａを構成している。プラテン部１２Ａには多数の貫通小孔１２Ｈが形成されており、ペーパーガイド１２の底面乃至側面にはペーパーガイド１２の内部を負圧に保つための電動ファン（不図示）が配置されている。プリント時には、ペーパーガイド１２の内部は電動ファンによって負圧とされているため、プリントペーパＰは貫通小孔１２Ｈによってプラテン部１２Ａの面に軽く吸着された状態で、切断部Ｃの搬送ローラ２１などによって搬送される。

ペーパーガイド１２のプラテン部１２Ａの一部には、貫通小孔１２Ｈとは別に、プリントヘッドＨからプリントペーパＰ以外の位置に吐出されたインクを吸収するための複数の開口部３２、３３が形成されている。
開口部３２、３３は、プリントヘッドＨのホームポジションＨＰよりも更に外側の待機位置ＷＰに対応する第１開口部３２と、それ以外の第２開口部３３とからなる。
第１開口部３２は、定期的にプリントヘッドＨのインクノズルを洗浄（リフレッシュ）するために、プリントヘッドＨを待機位置ＷＰに配置させた状態で全てのインクノズルからインクを強制吐出（フラッシング）する際に、吐出されるインクを受け入れるために設けられている。

第２開口部３３は、縁無しプリントを形成する際に、種々の幅寸法のプリントペーパＰの外周に沿ってプラテン部１２Ａに向かって吐出されるインクを受け入れるために設けられている。この実施形態では、プリントペーパＰの搬送位置が副走査方向におけるセンター基準となっているので、第２開口部３３も副走査方向の中間点を中心とした左右対称状に配置されている。
また、この実施形態では、プリントヘッドＨが副走査方向（Ｙ軸方向）で互いに離間した２つのノズル面１１Ａを備えているため、各開口部３２、３３も副走査方向で互いに離間した二列状を呈している。

〔インク吸収体〕
各開口部３２、３３には、概して矩形板状のインク吸収体３５が配置されている。ここで用いるインク吸収体は適当な粒径のポリエチレン粉末を圧密して焼結したものである。ポリエチレン粉末の粒径は例えば約１０〜２００μｍなどでよいが、最密充填状になり難い粒径の分布が望ましい。インク吸収体の素材としては、ポリエチレン粉末以外にも例えばシリカその他のセラミック粉末など、電気絶縁性と適切な通気率を備えた種々の有機物、無機物を適用することが可能である。
個々のインク吸収体３５は約１０ｍｍの厚さを備え、その内部には一対のメッシュ状の電極３６ａ，３６ｂが埋設されている。一対の電極３６ａ，３６ｂは、互いに一定の距離（例えば約７〜８ｍｍ）を空けて概して上下方向で対向配置されている。各電極３６ａ，３６ｂは直流の電圧付加回路４０に組み込まれ、電圧付加回路４０には直流電源４１と回路開閉手段４２が介装されている。

インク吸収体３５がインクを吸収している状態で、回路開閉手段４２によって回路が閉じられ、直流電源４１によって電極対３６ａ，３６ｂに適切な向きの電圧が付加されると、インク吸収体３５に吸収されているインクに対してプラテン部１２Ａの表面から裏面側に向かう下向きの電気浸透流が付加される。
下向きの電気浸透流を付加するために必要な電極対３６ａ，３６ｂの極性、及び、電極対３６ａ，３６ｂに付加する適切な電圧値は、使用するインク及びインク吸収体の特性に応じて左右されるが、ポリエチレン粉末で構成されたインク吸収体３５と一般的な水系のインクとの組み合わせの場合には、上側の電極３６ａをプラス（＋）極、下側の電極３６ｂをマイナス（−）極とし、例えば約２４ボルトの電圧を付加することで、インクに下向きの電気浸透流が付加される。

筐体状のペーパーガイド１２の内部はインク回収板１２Ｐによって上下に仕切られている。インク回収板１２Ｐは、主走査方向に沿ってホームポジションＨＰ側に向かって下向きに傾斜しており、インク回収板１２ＰのホームポジションＨＰ側の端部には漏斗状のインクドレン１２Ｄが形成されている。電気浸透流によってインク吸収体３５の裏面から押出されたインクは、インク回収板１２Ｐの上面をインクドレン１２Ｄに向かって流れ、インクドレン１２Ｄに接続された廃インクチューブ３７を介して、プリンタ筐体１の底面付近に配置された廃インク容器３８に送られる。

〔プリント処理形態〕
プリントを行う場合には、先ず、搬送機構ＡによってプリントペーパＰの先端部をプリント部Ｂの下部位置に送り込んで一旦停止する。この状態で吸引ユニット状のペーパーガイド１２からの負圧をプリントペーパＰの裏面側に作用させることで、プラテン部１２Ａの上面にプリントペーパＰを吸着して平滑な状態に維持する。この状態でプリントヘッドＨを主走査方向（Ｘ軸方向）に往復作動させながらインク吐出ユニット１１からプリントペーパＰにインクを吐出して画像情報などのプリントを行う。

具体的に説明すると、プリントヘッドＨをホームポジションＨＰから折り返し点ＴＰに向かって主走査方向Ｘに移動させながら、インク吐出ユニット１１からインクを吐出してプリントを行う。プリントヘッドＨが折り返し点ＴＰに達すると、搬送機構ＡによりプリントペーパＰを副走査方向（Ｙ軸方向）に所定量だけ搬送する。この搬送の後に、プリントヘッドＨを主走査方向の他方に（折り返し点ＴＰからホームポジションＨＰに）移動させ、インク吐出ユニット１１からインクを吐出しながらプリントペーパＰに情報のプリントを行うことになる。

このプリントヘッドＨの往復作動によって情報がプリントされたプリントペーパＰが切断部Ｃに搬送された場合、このプリントペーパＰの切断位置が円盤状カッター２２の切断位置に達した時点で搬送を停止する。この停止状態において作動機構２３が円盤状カッター２２を主走査方向に移動させることによりプリントペーパＰがプリントサイズに切断される。

次に、切断されたプリントペーパＰは裏印字部Ｄの印字ヘッド２４においてオーダを特定する情報等がプリントされる。更に、このプリントペーパＰはデカール部Ｅの搬送ローラ２５、矯正ローラ２６、ガイド板２７に送られることによりカールが矯正された後、排出トレイ２の上面に排出される。

制御ユニットＦは、プリントを行う画像や文字等の情報を取得し、搬送機構Ａを制御し、リニアエンコーダＬＥからの信号に基づいて駆動モータＭを制御し、この駆動モータＭの駆動と同期してインク吐出ユニット１１に内蔵された駆動機構を制御することによりノズル面１１Ａの吐出ノズルからインクを吐出して情報がプリントされる。
また、制御ユニットＦは、プリントジョブとして縁無しプリントが入力された時やノズル洗浄のためのフラッシング時など、プリントヘッドＨからプリントペーパＰを除く位置にインクが吐出される時期を判定する時期判定部４４と、時期判定部４４の判定結果に基づいて、回路開閉手段４２を操作して所定の電極対３６ａ，３６ｂの間に電圧を加える電圧付加部４５とを有する。

プリント時には、プリントヘッドＨのホームポジションＨＰを基準にしたリニアエンコーダＬＥからの情報によって、プリントヘッドＨの主走査方向での位置が特定される。制御ユニットＦはまた、切断部Ｃの作動機構２３を制御し、裏印字部Ｄの印字ヘッド２４を制御し、デカール部Ｅを制御する。

〔縁無しプリント〕
白縁などのない縁無しプリントを作成する際には、主走査方向に関してプリントペーパＰよりも外側まで広がった領域に対してインクの吐出が行われるが、プリントペーパＰの外側に吐出されたインクは第２開口部３３に向かって吐出されるので、プリントペーパＰが規格寸法である限り、基本的にインクがプラテン部１２Ａのペーパー案内面に吐出されてプリントペーパＰの裏面などを汚すなどの虞はない。
尚、本実施形態では、縁無しプリントでも副走査方向に関してはプリントペーパＰよりも外側まで広がった領域に対するインクの吐出は行われず、プリントの完了後に余白部を切断することで縁無しプリントとしている。

制御ユニットＦの時期判定部４４は、プリントジョブが縁無しプリントの時とフラッシング時などを判定し、これらの時機に該当する場合には、インク吸収体３５に吸収されているインクに電気浸透流が付加されるように、電圧付加部４５が回路開閉手段４２によって電圧付加回路４０を閉じることで、インク吸収体３５の電極対３６ａ，３６ｂの間に電圧を加える。
尚、副走査方向の中間点からの距離が異なる第２開口部３３は、互いに独立して開閉操作可能な電圧付加回路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを備えるが、副走査方向の中間点から同一距離にある計４つの第２開口部３３どうしは共通の電圧付加回路を構成している。また、フラッシング時のための一対の第１開口部３２は、第２開口部３３のものとは別の電圧付加回路４０ｅを備えている。
電圧付加部４５は、縁無しプリントの時は、プリント対象とするプリントペーパＰの幅寸法に対応した第２開口部３３の電圧付加回路４０ａ（または４０ｂ，４０ｃ，４０ｄのいずれか）の回路開閉手段４２のみを閉じ操作し、フラッシング時には第２開口部３３の電圧付加回路４０ｅの回路開閉手段４２のみを閉じ操作する。

〔別実施形態〕
〈１〉縁無しプリントの有無やプリントペーパＰのサイズなどと無関係に、プリントの実施中は常に全てのインク吸収体３５において電極対３６ａ，３６ｂに電圧を付加する構成としても良い。

〈２〉制御ユニットＦが、電極対３６ａ，３６ｂの間の電気抵抗を少なくとも定期的（１０秒毎など）に判定する抵抗判定部と、抵抗判定部による電気抵抗の判定結果に基づいて、電気抵抗が閾値より低い場合は一定量のインクが吸収されていると判断し、一対の電極の間に電圧を加える電圧設定部とを有する構成としてもよい。

〈３〉電極はメッシュ状に限らず、図７（ａ）に例示するパンチングメタルのような穴開き板状、図７（ｂ）のような梯子状、図７（ｃ）のようなＵ字状、或いは、図７（ｄ）のような波線状などを適用してもよい。

記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドと、縁無しプリント時などにプリントヘッドから記録媒体を除く位置に吐出されたインクを吸収するインク吸収体とを備えたインクジェットプリンタを、インク吸収体の交換頻度が少なくて済み、また、インク吸収体の交換時期の誤りなどによってプラテンにインクが付着し、記録媒体を汚す虞などが少なくなるように改善する技術として利用できる。

Ａ 搬送機構
Ｂ プリント部
Ｆ 制御ユニット
Ｇ インク貯留部
Ｈ プリントヘッド
ＨＰ ホームポジション
Ｐ プリントペーパ
ＴＰ 折り返し点
プリントペーパＲＰ（記録媒体）
１ プリンタ筐体
１０ キャリッジ
１１ インク吐出ユニット
１１Ａ ノズル面
１２ ペーパーガイド
１２Ａ プラテン部
１２Ｄ インクドレン
１２Ｈ 貫通小孔
１２Ｐ インク回収板
３２ 第１開口部（フラッシング用）
３３ 第２開口部（縁無しプリント用）
３５ インク吸収体
３６ 電極
３７ 廃インクチューブ
３８ 廃インク容器
４０ 電圧付加回路
４１ 直流電源
４２ 回路開閉手段
４４ 時期判定部
４５ 電圧付加部

Claims (4)

1. プラテンによって支持された記録媒体にインク滴を吐出するプリントヘッドと、前記プリントヘッドから記録媒体を除く位置に吐出されたインクを吸収するインク吸収体とを備え、
   前記インク吸収体には、同インク吸収体の表面から吸収されたインクに対して同インク吸収体の裏面側に向かう電気浸透流を付加する一対の電極が備えられているインクジェットプリンタ。
2. 前記インク吸収体の裏面部を前記プラテンよりも下方の廃インク容器と連通させる廃インク通路が設けられている請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記プリントヘッドから記録媒体を除く位置にインクが吐出される時期を判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、前記一対の電極の間に電圧を加える電圧設定部とを有する制御装置が設けられている請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記一対の電極の間の電気抵抗を少なくとも定期的に判定する抵抗判定部と、前記抵抗判定部による電気抵抗の判定結果に基づいて、前記一対の電極の間に電圧を加える電圧付加部とを有する制御装置が設けられている請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ。

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