JP2015189157A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録録媒体由来の紙粉等の微小なゴミが、気流の乱れにより舞い上がり、記録ヘッド表面に付着して吐出口を塞ぐことなく高画質の記録を行うことができる記録装置を提供する。
【解決手段】キャリッジに搭載されたヘッドカートリッジ１３とヘッドカートリッジ１３との間に、仕切り板１７を設け、その両側に走査時に流れる気流の流路１８を形成し、仕切り板１７上部の装着部１４に切り欠きを形成する構造とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、記録媒体に液体を吐出して記録を行う記録装置に関する。

記録ヘッドから液体を吐出して記録を行う記録装置で高速に記録を行うため、記録ヘッドの移動速度を向上させる必要がある。その際、記録媒体表面上に存在する、主記録録媒体由来の微小なゴミ（以下、紙粉等）が記録媒体間の気流の乱れにより舞い上がり、記録ヘッド表面に付着して吐出口を塞いでしまう場合がある。さらに、記録媒体搬送用のローラに付着する場合もある。吐出口を紙粉等が塞いでしまう場合には、記録媒体上に白い筋状の模様が残ることにより画像品位を損ねる場合がある。さらに記録媒体搬送用のローラに付着した場合には記録媒体の搬送が正確に行えなくなる可能性が生じる。

これらを改善する対策として、記録媒体と記録ヘッドの間の空間に気流を多く流入させることにより、記録ヘッドへの紙粉の付着を減少させることが知られている。

また、特許文献１には、記録ヘッドに突き出し部をもうけて、記録ヘッドの間の気流を利用することでインクミストの滞留を防ぎ、インクミストによる記録ヘッドなどの汚染を抑制することが開示されている。

特開２０１３−１４６８９３号公報

特許文献１では、記録ヘッドより生じたミストを記録ヘッドより外部へ逃がすために、移動方向に対して交差する方向で、記録ヘッドから外へ向う方向への気流を記録ヘッド間に生じさせている。そのため、特許文献１の構成では、記録ヘッドと記録媒体の間の気流を増加させることはできない。すなわち記録ヘッドと記録媒体の間の気流は増加しないため紙粉等の記録ヘッドへの付着を防止することができず、吐出口を塞ぐことで画像品位を損ねることがある。

よって本発明は、高画質の記録を行うことができる記録装置を提供することを目的とする。

そのため本発明の記録装置は、複数の吐出口が列を成した吐出口列を備え前記吐出口から液体を吐出可能な少なくとも２つの記録ヘッドと、該記録ヘッドを搭載して移動可能なキャリッジと、を有する記録装置において、前記キャリッジの移動の際に、前記記録ヘッド同士の間に流れる気流を前記記録ヘッドの前記吐出口列が設けられた面に導く導入部材を備えていることを特徴とする。

本発明によれば記録装置は、キャリッジに搭載されたヘッドカートリッジとヘッドカートリッジとの間に、仕切り板を設け、その両側に走査時に流れる気流の流路を形成し、仕切り板上部の装着部１４に切り欠きを形成する。これによって、高画質の記録を行うことができる記録装置を実現することができる。

記録装置の概略図を示している。 記録ヘッドとキャリッジとを吐出口が設けられた面側から見た図である。 ヘッドカートリッジを示した模式図である。 キャリッジおよび記録ヘッドを示した図である。 図４のキャリッジおよび記録ヘッドを斜めから見た模式図である。 図４のＶＩ−ＶＩにおける断面を排紙側から見た断面模式図である。 気流の流れをシミュレーションした結果を示したグラフである。 キャリッジとヘッドカートリッジとの断面を排紙側から見た模式図である。 キャリッジとヘッドカートリッジとを示した斜視図である。 流入気流量のシミュレーション結果を示したグラフである。 流入気流量のシミュレーション結果を示したグラフである。 流入気流量のシミュレーション結果を示したグラフである。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。先ず、本発明の構造上の主要部となる第１、第２のヘッドカートリッジの間にある仕切り板に支えられた装着部の切り欠き部分と、第１、第２のヘッドカートリッジの間にある気流を供給するための流路について説明を行う。さらに、これらを実現するための液体吐出記録装置（以下、単に記録装置ともいう）の構造について説明する。

図１は、本実施形態を適用可能な記録装置の概略図を示している。なお図１は、本体底面より適当な水平位置で本体外装をカットしてある。キャリッジ５は記録ヘッド１を搭載して移動可能である。キャリッジ５に搭載された記録ヘッド１は、メインシャーシ４に沿って（主走査方向へ）移動しながら液体（以下、インクともいう）を吐出することで記録媒体３に記録を行う（記録媒体に対して（吐出可能に形成されている）。

図２は、本発明を適応する前の記録ヘッド１とキャリッジ５とをインクを吐出する吐出口が設けられた面側から見た図である。本実施形態においてはイエロー、シアン、マゼンダのインクを吐出する複数の吐出口から形成された第１の吐出口列６と、ブラックインクを吐出する吐出口の列である第２の吐出口列７とを備えている。第１のヘッドカートリッジ１２は、第１の吐出口列６を備えた第１の記録ヘッド８とイエロー、シアン、マゼンダのインクを収納する第１の記録液タンク１０を備えている。同じく第２のヘッドカートリッジ１３は、第２の吐出口列７を備えた第２の記録ヘッド９とブラックインクを収納した第２の記録液滴タンク１１を備えている。キャリッジ５は、第１、第２のヘッドカートリッジ１２、１３を装着するための装着部１４を備えている。装着部１４は、キャリッジの吐出口が設けられた面と略同一面に設けられている。

図３は、第１のヘッドカートリッジ１２と第２のヘッドカートリッジ１３とを示した模式図である。それぞれのヘッドカートリッジは爪１５を備えており、その爪１５は、装着部１４と係合することで、ヘッドカートリッジとキャリッジとが走査中にずれないように保持している。

図４は、本発明を適応したキャリッジおよび記録ヘッドを示した図であり、図５は図４のキャリッジおよび記録ヘッドを斜めから見た模式図である。キャリッジ５に第１、第２のヘッドカートリッジが搭載された状態で、第１、第２のヘッドカートリッジの間には第１、第２のカートリッジの爪１５を受ける装着部１４を支えるための仕切り板が設けられている。仕切り板（導入部材）１７は、記録ヘッド同士の間で、キャリッジ５の底面から立ち上がり、装着部１４を支えるために、ヘッドカートリッジの吐出口面に近い位置で２つに分かれている。仕切り板１７と第１、第２のヘッドカートリッジの間には流路１８が設けられており、キャリッジ５が移動する際に流路１８に気流が流れるように構成されている。また、第１、第２のヘッドカートリッジの間の仕切り板１７の一部分には、切り欠き１６が設けられており、ヘッドカートリッジの吐出口面と記録媒体との間の空間に開口する開口部を備えている。切り欠き１６は仕切り板１７の一部分をカットすることで形成されている。流路１８に流れ込んだ気流は、開口部を通してヘッドカートリッジの吐出口面と記録媒体との間の空間に流入する。そして、仕切り板１７の一部分は、開口部と記録ヘッド同士の間の空間と、を連通する流路１８の一部を形成している。

次にキャリッジ５の移動に伴って流れる気流の流れについて説明する。キャリッジ５が移動する際、ヘッドカートリッジと記録媒体３との間には速度の速い気流の流れが生じる。この速い流れの気流が生じるのに伴って、ヘッドカートリッジと記録媒体３との間の圧力が低下する。そしてヘッドカートリッジと記録媒体３との間の圧力が低下することで、流路１８の上方から（矢印β方向（図５参照））、もしくは第１、第２のヘッドカートリッジの給排紙側から（矢印α方向）ヘッドカートリッジと記録媒体３との間に向う気流の流れが生じる。このようにして生じた気流は、第１のヘッドカートリッジと第２のヘッドカートリッジとの間に流入して、流路１８を通って仕切り板１７の切り欠き１６から一部の気流が吐出口列６もしくは７へ供給される（矢印γおよび矢印θ）。なお、ここでは仕切り板１７の切り欠き１６から吐出口列６もしくは７へ供給される気流（矢印γおよび矢印θ）を同時に示しているが、この気流はキャリッジ５の移動方向に応じて交互に生じる気流であり、（矢印γおよび矢印θとが）同時に生じるものではない。仕切り板１７の排紙側にある壁１９は、ヘッドカートリッジと記録媒体３との間で効率よく圧力を低下させるためのものであり、キャリッジの移動する方向と交差する方向に気流が流れるのを防止している。

ここで、仮に切り欠き１６を設けずに、装着部１４が有る場合には、吐出口列６もしくは７へ供給される気流の流れが装着部１４によって阻害されてしまうため、吐出口列６もしくは７への流路１８からの気流の供給はなくなってしまう。

このような構成により、本来のキャリッジの移動によるヘッドカートリッジと記録媒体との間を通過する気流に、流路１８から流入してきた気流の一部が加わる。これにより、吐出口列６もしくは７に供給される気流が増えて、記録媒体上の紙粉等は液滴の作る気流により巻き上がることが抑制される。すなわち、吐出口面２０への紙粉等の付着が抑制され不吐出が減少する。

図６は、図４のＶＩ−ＶＩにおける断面を排紙側から見た断面模式図である。第１、第２のヘッドカートリッジ１２、１３と仕切り板１７との間に、流路１８が形成されており、流路１８を通って第１、第２のヘッドカートリッジ１２、１３の吐出口面２０に気流を供給することができる。切り欠き１６の切り込みは、図の矢印Ｘ方向に行われ、仕切り板１７における切り欠き１６を切り込まれた面は、吐出口面２０と略平行である。

次に、切り欠き１６の切り込まれた面の深さについてシミュレーションの結果を用いて説明する。使用したシミュレーションソフトは流体解析用の市販ソフトである。シミュレーションは、ヘッドカートリッジと記録媒体間の流れをシミュレーションできるように設定されている。なお、当業者であれば容易に同等のシミュレーションは実施可能である。

図７は、ヘッドカートリッジと記録媒体との間の気流の流れをシミュレーションした結果を示したグラフである。このシミュレーションでは、切り欠き１６の切り込み深さと、吐出口列の中央で幅２４．５ｍｍ（吐出口列の長さより長い）における記録媒体と記録ヘッドとの間を通過する気流の流量との関係を示している。記録条件は、記録ヘッドが復記録の場合であり、通過気流の流量を検査する面は、吐出口列に対して並行である。ここで、切り欠き１６の切り込み深さを深さａとするとき、まず、切り込まれた面が存在するための条件として、
式（１） ０＜ａ （ｍｍ）
が存在し、さらに、より好ましくはａの範囲を
式（２） １．０≦ａ≦９．５（ｍｍ）
とすることで、効果が発現することをシミュレーションにより確認した。

本実施形態における効果を実際の記録により確認した。通常の記録動作を行い、記録媒体上の画像による官能評価を行った。その結果を表１に示す。深さａが０ｍｍ、１０ｍｍの場合は、記録媒体上の画像品位が低下するものがあった。深さａが２．０ｍｍ、３，５ｍｍの場合には、画像品位の低下はほとんど見られなかった。これによって、本実施形態の効果を確認することができた。

なお、本実施形態では仕切り板および切り欠きをキャリッジが備える構成を説明したが、これに限定するものではなく、本実施形態のようにヘッドカートリッジの側面に流れる気流を吐出口列が設けられた面に導くものであれば、他の部材に設けられていてもよい。

このように、キャリッジに搭載されたヘッドカートリッジとヘッドカートリッジとの間に、仕切り板を設け、その両側に走査時に流れる気流の流路を形成し、仕切り板上部の装着部１４に切り欠きを形成する。これによって、高画質の記録を行うことができる記録装置を実現することができた。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態におけるキャリッジとヘッドカートリッジとの断面を排紙側から見た模式図である。図８（ａ）に示すように、仕切り板１７上の装着部１４のいずれか一方に切り欠き１６が存在していれば、流路１８からの気流は、ヘッドカートリッジと記録媒体の間に一部分が供給され、記録ヘッド１と記録媒体３の間に流れる気流を増加させることが可能となる。

さらに、図８（ｂ）に示すように仕切り板１７の上部の装着部１４を支えている間の溝は埋まっていてもよい。

（第３の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図９は、本実施形態におけるキャリッジとヘッドカートリッジとを示した斜視図である。図９を用いて、本実施形態における切り欠き１６の幅について説明する。切り欠き１６の幅を幅Ｌとし、第１のヘッドカートリッジ１２の吐出口列の幅を幅Ｃとするとき、切り欠き１６の幅Ｌと吐出口列の幅Ｃとの関係は、
式（３） ０．０７Ｃ≦Ｌ≦１．１Ｃ（ｍｍ）
の関係を満たすことで、効果が発現することをシミュレーションにより確認した。

図１０は、本実施形態における切り欠き１６の幅Ｌを変化させた場合の流入気流量のシミュレーション結果を示したグラフである。図１０の縦軸は、吐出口列の中央で幅６．８ｍｍにおける記録媒体と記録ヘッドとの間を通過する気流の流量を示している。なお、記録条件は、記録ヘッドが復記録であり、通過気流の流量を検査する面は吐出口列６に対して並行である。また、切り込み深さは３．５ｍｍとした。また横軸では、切り欠き１６の幅Ｌを吐出口列の幅Ｃを用いて表したときの長さも併記した。

図中矢印の範囲が十分な気流の量が得られた範囲であり、本実施形態の好適な範囲を示している。この図より、式（３）の関係式を得ることができた。

本実施形態における効果を実際の記録により確認した。通常の記録動作を行い、記録媒体上の画像による官能評価を行った。その結果を表２に示す。切り欠き１６の幅Ｌが８．４８ｍｍ（１．２５Ｃ）の場合は、記録媒体上の画像品位が低下するものがあった。切り欠き１６の幅Ｌが６．４８ｍｍ（０．９５Ｃ）の場合には、画像品位の低下はほとんど見られなかった。これによって、本実施形態の効果を確認することができた。

（第４の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図９を用いて仕切り板の幅と吐出口の幅との関係について説明する。仕切り板の幅を幅Ｗとし、第１のヘッドカートリッジの吐出口の幅を幅Ｃとするとき、仕切り板の幅Ｗと吐出口の幅Ｃとの関係は、
式（４） １．５Ｃ≦Ｗ≦２．９Ｃ（ｍｍ）
の関係を満たすことで、効果が発現することをシミュレーションにより確認した。

図１１は、本実施形態における仕切り板の幅Ｗを変化させた場合の流入気流量のシミュレーション結果を示したグラフである。図１１の縦軸は、吐出口列の中央で幅６．８ｍｍにおける記録媒体と記録ヘッドとの間を通過する気流の流量を示している。なお、記録条件は、記録ヘッドが復記録であり、通過気流の流量を検査する面は吐出口列６に対して並行である。また、横軸では、仕切り板の幅Ｗを吐出口列の幅Ｃを用いて表したときの長さも併記した。

図中矢印の範囲が十分な気流の量が得られた範囲であり、本実施形態の好適な範囲を示している。この図より、式（４）の関係式を得ることができた。

本実施形態における効果を実際の記録により確認した。通常の記録動作を行い、記録媒体上の画像による官能評価を行った。その結果を表３に示す。仕切り板の幅Ｗが７．６５ｍｍ（１．１Ｃ）の場合は、記録媒体上の画像品位が低下するものがあった。仕切り板の幅Ｗが１５．６５ｍｍ（２．３Ｃ）の場合には、画像品位の低下はほとんど見られなかった。これによって、本実施形態の効果を確認することができた。

（第５の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第５の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図９を用いて切り欠き１６の給排紙方向の中心位置について説明する。第１の吐出吐出口列６の給排紙方向における中心位置から、切り欠き１６の給排紙方向における中心位置までの距離を距離Ｍとする。そして、距離Ｍと第１のヘッドカートリッジの吐出口幅Ｃとの関係は、
式（５） ０．１Ｃ≦Ｍ≦１．１Ｃ（ｍｍ）
の関係を満たすことで、効果が発現することをシミュレーションにより確認した。

図１２は、本実施形態における切り欠き１６の給排紙方向における中心位置までの距離Ｍを変化させた場合の流入気流量のシミュレーション結果を示したグラフである。図１２の縦軸は、吐出口列の中央で幅６．８ｍｍにおける記録媒体と記録ヘッドとの間を通過する気流の流量を示している。なお、記録条件は、記録ヘッドが復記録であり、通過気流の流量を検査する面は吐出口列６に対して並行である。また、横軸では、切り欠き１６の給排紙方向における中心位置までの距離Ｍを吐出口列の幅Ｃを用いて表したときの長さも併記した。

図中矢印の範囲が十分な気流の量が得られた範囲であり、本実施形態の好適な範囲を示している。この図より、式（５）の関係式を得ることができた。

本実施形態における効果を実際の記録により確認した。通常の記録動作を行い、記録媒体上の画像による官能評価を行った。結果を表４に示す。切り欠き１６の給排紙方向における中心位置までの距離Ｍが０．２１ｍｍ（０．０３Ｃ）の場合は、記録媒体上の画像品位が低下するものがあった。切り欠き１６の給排紙方向における中心位置までの距離Ｍが５．２１ｍｍ（０．７７Ｃ）の場合には、画像品位の低下はほとんど見られなかった。これによって、本実施形態の効果を確認することができた。

３ 記録媒体
５ キャリッジ
１２ ヘッドカートリッジ
１３ ヘッドカートリッジ
１４ 装着部
１５ 爪
１６ 切り欠き
１７ 仕切り板
１８ 流路
１９ 壁
２０ 吐出口面

Claims (10)

1. 複数の吐出口が列を成した吐出口列を備え前記吐出口から液体を吐出可能な少なくとも２つの記録ヘッドと、該記録ヘッドを搭載して移動可能なキャリッジと、を有する記録装置において、
   前記キャリッジの移動の際に、前記記録ヘッド同士の間に流れる気流を前記記録ヘッドの前記吐出口列が設けられた面に導く導入部材を備えていることを特徴とする記録装置。
2. 前記記録ヘッドを前記キャリッジに装着するための装着部は、前記キャリッジの前記吐出口が設けられた面と略同一面に設けられており、前記装着部とつながり、前記記録ヘッド同士の間に、前記導入部材が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記導入部材は、前記記録ヘッド同士の間に、前記キャリッジの移動する方向と交差する方向に気流が流れるのを防止する壁を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の記録装置。
4. 前記導入部材は、前記記録ヘッドの前記吐出口列が設けられた面の気流を供給する開口部と、前記記録ヘッド同士の間の空間と、を連通する流路の一部を形成していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記導入部材は、２つの前記開口部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記導入部材の前記開口部に、前記装着部の一部を切り欠いた切り欠き部を備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の記録装置。
7. 前記導入部材の前記切り欠き部における前記キャリッジの移動方向の幅をＬとし、前記吐出口列の長さをＣとすると、前記導入部材の幅Ｌは、０．０７Ｃ≦Ｌ≦１．１Ｃの関係を満たすことを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記切り欠き部の前記キャリッジの移動方向と交差する方向における長さをＷとし、前記吐出口列の長さをＣとすると、前記切り欠き部の長さＷは、１．５Ｃ≦Ｗ≦２．９Ｃの関係を満たすことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の記録装置。
9. 前記キャリッジが移動する方向と交差する方向において、前記吐出口列の長さ方向における中心位置から、前記切り欠き部の前記キャリッジの移動方向と交差する方向における中心位置までの距離をＭとし、前記吐出口列の長さをＣとすると、前記距離Ｍは、０．１Ｃ≦Ｍ≦１．１Ｃの関係を満たすことを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の記録装置。
10. 前記吐出口が前記液体を吐出する方向における前記切り欠き部の切り込み深さをａとすると、前記切り欠き部の切り込み深さａは、１．０≦ａ≦９．５（ｍｍ）であることを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の記録装置。

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