JP4290658B2 - インクジェット画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク滴の吐出により記録用紙（記録媒体）に画像形成を行うインクジェット画像形成装置に係る。特に、本発明は、記録用紙の裏面に当接してこの記録用紙を案内するプラテンの改良に関する。

一般に、インクジェット方式の画像形成装置（以下、インクジェットプリンタと呼ぶ）では、連続給紙される記録用紙の上面にインク滴が吐出されて順に画像形成が行われる。この画像形成の方式としては、印字ヘッド及びインクタンクがキャリッジ上に搭載され、このキャリッジが記録用紙の搬送方向に直交する主走査方向で往復移動しながら印字ヘッドから記録用紙の上面にインク滴を吐出する方式が一般に知られている。また、印字ヘッドに対向してプラテンが配設されており、搬送される記録用紙は、このプラテン上を案内されながら上記画像形成が行われる。

ところで、インクジェットプリンタでは、その誤動作によってプラテン上に記録用紙が存在しない状態で印字ヘッドからインク滴の吐出が行われたりプラテン上を搬送される記録用紙から外れた領域へインク滴の吐出が行われたりした場合、または、画像形成の指令信号を受けていない状況で印字ヘッドからインクが漏れ出たりした場合には、プラテン上面にインクが付着することになる。この状態で、プラテン上のインク付着部分に記録用紙が搬送されると、プラテン上のインクが記録用紙の裏面に付着して記録用紙を汚してしまうことになる。

この不具合を解決するものとして、これまで、下記の特許文献１や特許文献２に開示されているインクジェットプリンタが提案されている。

前者の公報には、プラテン自体をインク吸収性を有する素材で形成したり、プラテンの表面に切欠きを形成しておいてこの切欠き内にインク吸収性を有する素材で成るインク吸収部材を設けるようにした技術が開示されている。これにより、プラテン上に吐出されたインクを、プラテン自体やインク吸収部材が回収し、インクが用紙裏面に付着することを防止している。

一方、後者の公報には、用紙搬送方向下流側に向かって斜め上方に傾斜する傾斜面をプラテン上に備えさせることにより記録用紙をすくうように案内して用紙先端を確実に案内できるようにしたものであって、この傾斜面にインク溜溝を形成した技術が開示されている。これにより、プラテン上にインクが吐出された場合、このインクはインク溜溝に流し込まれて保持される。これにより、プラテン上のインクが用紙裏面に付着することを防止できるようになっている。
特開平７−９７１２号公報 特開平７−２８５２５１号公報

ところが、上述した各公報に開示されている技術にあっては以下に述べるような課題があった。

先ず、特許文献１に開示されているものでは、プラテン自体やインク吸収部材が吸収できるインクの量には限界がある。このため、プラテン上面へのインクの吐出量が比較的多い場合には、全てのインクを吸収することができなくなる可能性がある。つまり、プラテン自体やインク吸収部材が吸収できなかったインクが記録用紙の裏面に付着して記録用紙を汚してしまうことになる。また、このような状況を回避するためには定期的にインク吸収体を交換することも考えられるが、これではユーザに煩雑な交換作業を強いることになってしまう。

また、同様に特許文献２に開示されているものにあっても、インク溜溝に保持されているインクが記録用紙の裏面に付着されないようにするためには、このインク溜溝に保持されているインクを除去するための機構や作業が必要になるため、実用性に欠けるものであった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プラテン上にインクが吐出されてしまった場合であっても、このインクが記録用紙の裏面に付着されることを確実に防止することができ、しかも、このプラテン上からのインクの除去を特別な除去作業を必要とすることなしに行えるようにすることにある。

−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、プラテン上に溝を形成し、プラテン上に吐出されたインクを毛細管現象によって溝に沿った方向に導くようにしている。

−解決手段−
具体的には、プラテンと、このプラテンに対向する画像形成手段とを備えたインクジェット画像形成装置を前提とする。このインクジェット画像形成装置に対し、上記プラテン上の水平面に、記録媒体搬送方向に沿って延びる溝を形成し、上記プラテン上のインクを毛細管現象によって溝に沿った方向に導く構成としている。

また、他の解決手段として、プラテンと、このプラテンに対向する画像形成手段とを備えたインクジェット画像形成装置を前提とする。このインクジェット画像形成装置に対し、上記プラテン上の水平面に溝を形成する。そして、この溝を、その断面積が溝の長手方向の一方に向かって次第に減少するように形成して、上記プラテン上のインクを毛細管現象によって溝に沿った方向に導く構成としている。

これら特定事項により、画像形成装置の誤動作などによって画像形成手段から吐出されたインクがプラテン上に付着した場合、このインクは溝内に流れ込む。そして、この溝内に流れ込んだインクは、「毛細管現象」によって溝に沿った方向に導かれる。従って、プラテン上に吐出したインクの量が比較的多い場合であっても、このインクによって記録用紙の裏面が汚れてしまうといったことはなくなる。

上記溝の形状として具体的には以下のものが掲げられる。先ず、溝の長手方向に直交する断面における開放側端部の溝幅寸法が、その長手方向の一方に向かって次第に減少するように形成する。

また、溝幅寸法が、その深さ方向の奥側に向かって次第に減少するように溝を形成する。

前者の構成によれば、溝に溜まったインクを、毛細管現象により溝幅寸法が減少する方向へ確実に移動させるための構成を容易に実現できる。一方、後者の構成によれば、溝内に導入されたインクは、重力に加えて毛細管現象により溝の底部に進行しようとする。それゆえ、インクが溝から溢れて記録媒体の裏面に付着するといったことを確実に防止できる。

また、溝における断面積が最も小さくなる側の端部付近に、溝から導出されたインクを回収するためのインク回収部材を設けた場合には、溝を移動したインクを、インク回収部材によって回収することができ、溝から導出されたインクが再びプラテン上に戻ってしまうといったことを防止できる。

本発明によれば、プラテンに溝を形成し、プラテン上のインクを、「毛細管現象」を利用して溝に沿った方向に導くようにしている。このため、プラテン上に吐出したインクの量が比較的多い場合であっても、このインクによって記録媒体の裏面が汚れてしまうといったことはなくなる。

また、溝の形状として、溝幅寸法を、その深さ方向の奥側に向かって次第に減少するようにした場合には、溝内に導入されたインクを、重力に加えて毛細管現象により溝の底部に進行させることができ、インクが溝から溢れることを阻止できる。このため、記録媒体の裏面にインクが付着することを確実に防止できる。

更に、溝から導出されたインクを回収するためのインク回収部材を設けた場合には、溝を移動したインクを、インク回収部材によって回収することができ、溝から導出されたインクが再びプラテン上に戻ってしまうといったことを防止でき、インク導出のための手段の信頼性の向上を図ることができる。

また、「毛細管現象」によるインクの自動排出を可能とすることにより、プラテン上からインクを除去するための特別な除去作業を必要としないため、使い勝手の良いインクジェット画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態では、画像形成装置としてシリアルヘッドを備えたカラーインクジェットプリンタに本発明を適用した場合について説明する。

−インクジェットプリンタの全体構成の説明−
図１は、本形態に係るカラーインクジェットプリンタ１の内部構成を示す図である。この図１に示すように、本形態に係るインクジェットプリンタ１は、給紙部２、分離部３、搬送部４、画像形成部５及び排出部６を備えている。

給紙部２は、略鉛直方向に延びる給紙トレイ２１及び図示しないピックアップローラを備えており、印刷開始時に給紙トレイ２１内の記録媒体としての記録用紙Ｐをピックアップローラによって取り出して分離部３に向けて搬送するようになっている。また、上記給紙トレイ２１は、印刷を行わない際には、記録用紙Ｐの保管部として機能する。

分離部３は、給紙部２から供給される記録用紙Ｐを、画像形成部５に向けて一枚ずつ供給するためのものであり、給紙ローラ３１及び分離器３２を備えている。この分離器３２では、上記ピックアップローラによって複数枚の記録用紙Ｐ，Ｐ，…が取り出されたとしても、これら複数の記録用紙Ｐ，Ｐ，…を分離し、最も上側の一枚の記録用紙Ｐのみを搬送部４に送ることができるようになっている。

搬送部４は、分離部３より一枚ずつ供給される記録用紙Ｐを、画像形成部５に向けて搬送するためのものであり、ガイド板４１及び搬送ローラ対４２を備えている。搬送ローラ対４２は、記録用紙Ｐを画像形成部５に送り込む際に、この記録用紙Ｐが適切な位置で画像形成が行われるようにその搬送を調整する部材である。

画像形成部５は、搬送部４の搬送ローラ対４２から供給される記録用紙Ｐへ画像形成（印刷）を行うためのものであり、画像形成手段としての記録ヘッド５２、この記録ヘッド５２を搭載したキャリッジ５１、このキャリッジ５１を主走査方向に案内するためのガイドシャフト５３、および印刷時において記録用紙Ｐの支持台として機能するプラテン７を備えている。このプラテン７は、記録ヘッド５２から記録用紙Ｐに向けてインク滴が吐出される際、この記録用紙Ｐの裏面に当接して支持することにより、記録用紙Ｐが折れ曲がることを防止するようになっている。このプラテン７の詳細構成については後述する。

排出部６は、画像形成が行われた記録用紙Ｐを回収する部分であり、記録用紙Ｐ上のインクを乾燥させるための図示しないインク乾燥部、排出ローラ６１及び排出トレイ６２を備えている。

上記の構成において、インクジェットプリンタ１は、次のような動作によって印刷を行う。先ず、図示しないコンピュータ等から画像情報に基づく印刷要求がインクジェットプリンタ１に対してなされる。印刷要求を受信したインクジェットプリンタ１は、給紙トレイ２１上の記録用紙Ｐを、ピックアップローラによって給紙部２より搬出する。次に、搬出された記録用紙Ｐは、給紙ローラ３１によって分離部３を通過し、搬送部４へと送られる。搬送部４では、搬送ローラ対４２によって、記録用紙Ｐを画像形成部５へと送る。そして、画像形成部５では、所定の画像形成動作によって記録用紙Ｐへの画像形成動作が行われる。画像形成が行われた記録用紙Ｐは、図示しないインク乾燥部を経て、排出ローラ６１によって排出トレイ６２に排出される。これにより、記録用紙Ｐは印刷物としてユーザに提供されることになる。

−プラテン７の構成説明−
次に、本形態の特徴とする部材であるプラテン７の構成について説明する。図２は、本形態に係るプラテン７の平面図（記録ヘッド５２側から見た図）である。この図において、記録用紙Ｐは図中矢印Ｃで示すように図中の上側から下側に向かって搬送される。

このプラテン７は、記録用紙搬送方向に延びる辺よりもそれに直交する辺の方が長く設定された略長方形状の板状体で成っている。そして、このプラテン７の上面の複数箇所にはリブ７１，７１，…、７２，７２，…が一体形成されている。以下、これらリブ７１，７１，…、７２，７２，…の形状について説明する。各リブ７１，７１，…、７２，７２，…は記録用紙搬送方向（図２の上下方向）に沿って延びており、本形態のものでは主走査方向（用紙搬送方向に直交する方向）に等間隔を存した９箇所に形成されている。これら９本のリブ７１，７１，…、７２，７２，…のうち、図中左側の５本は第１リブ７１，７１，…であり、図中右側の４本は第２リブ７２，７２，…である。第１リブ７１と第２リブ７２とは互いに形状が異なっている。これら形状の詳細は後述する。

また、プラテン７における用紙搬送方向の下流側の端縁には、多孔質セラミックなどの吸収性を有する材料で成るインク回収部材８が配置されている。このインク回収部材８は、プラテン７上に付着したインクが後述する導出動作によって導出された後に、このインクを回収するものである。

以下、各リブ７１，７２の形状について説明する。図３は第１リブ７１の断面形状を示している。図３（ａ）は図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図、図３（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図、図３（ｃ）は図２におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。また、図４は第２リブ７２の断面形状を示している。図４（ａ）は図２におけるＤ−Ｄ線に沿った断面図、図４（ｂ）は図２におけるＥ−Ｅ線に沿った断面図、図４（ｃ）は図２におけるＦ−Ｆ線に沿った断面図である。

これら図に示すように、各リブ７１，７１，…、７２，７２，…は、プラテン７の表面から記録ヘッド５２へ向かう方向（図３及び図４における上方）に突出して形成されている。また、各リブ７１，７１，…、７２，７２，…の上面中央部には、所定形状のインク導出溝７５，７６が形成されている。図２では、このインク導出溝７５，７６の形成部分に斜線を付している。

このインク導出溝７５，７６の形状としては、用紙搬送方向（図３及び図４の紙面に直交する方向）の全体に亘って深さ寸法が一定に設定されている。また、インク導出溝７５，７６の溝幅は、インクの吐出される方向（溝の深さ方向の奥側）に向かって次第に狭くなるように形成されている。更に、インク導出溝７５，７６は、上端の溝幅が用紙搬送方向の下流側に向かうに従って次第に減少するように形成されている（図３における寸法Ａ１，Ａ２，Ａ３、図４における寸法Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３参照）。このように、各リブ７１，７２のインク導出溝７５，７６は、断面形状が略逆台形状であって、その台形の高さが一定で、上底及び下底の寸法が記録用紙搬送方向の下流側に向かうに従って徐々に短くなっていく形状として形成されている。つまり、このインク導出溝７５，７６の断面積は、記録用紙搬送方向の下流側に向かうに従って次第に減少するように形成されている。尚、ここでいうインク導出溝７５，７６の断面積とは、記録用紙搬送方向に直交する方向でのリブ７１，７２の切断面におけるインク導出溝７５，７６の周囲とインク導出溝７５，７６の上端を結ぶ線分とにより囲まれる領域の面積である。

また、第１リブ７１の側壁７３の外表面７３ａは、フッソ系の樹脂等の撥水性または撥油性を有する材料で形成されている。同様に、第２リブ７２の側壁７４の外表面７４ａも、フッソ系の樹脂等の撥水性または撥油性を有する材料で形成されている。

一方、第１リブ７１のインク導出溝７５の内面７５ａは、パリデン等の親水性または親油性を有する材料で形成されている。同様に、第２リブ７２のインク導出溝７６の内面７６ａも、パリデン等の親水性または親油性を有する材料で形成されている。

−プラテン７の機能説明−
次に、上述の如く構成されたプラテン７の機能について説明する。

記録用紙Ｐへの画像形成動作時において、記録ヘッド５２から吐出されたインクが記録用紙Ｐから外れた領域に吐出されてプラテン７の上面に付着した場合、このプラテン７は、以下の如くインク排出動作を行う。

つまり、このプラテン７の上面に付着したインクは、このプラテン７の上面において、各リブ７１，７１、７２，７２同士の間の領域か又はリブ７１、７２のインク導出溝７５、７６に流れ込む。特に、リブ７１，７２の側壁７３，７４の外表面７３ａ，７４ａは撥水性または撥油性を有する材料で形成されているため、このリブ７１，７２上に吐出されたインクは円滑にリブ７１，７２の下部に向かって流れ落ちる。つまり、インクはリブ７１、７２の上端縁に滞留することはない。即ち、記録用紙Ｐは、インクが存在する各リブ７１，７１、７２，７２同士の間の領域又はリブ７１、７２のインク導出溝７５、７６よりも上方位置においてプラテン７に支持されながら搬送されることになるので、このインクが記録用紙Ｐの裏面に付着して記録用紙Ｐを汚してしまうといったことはない。

そして、プラテン７上のインクは以下の動作によってプラテン７上から排出されることになる。つまり、上述の如く各リブ７１，７２のインク導出溝７５，７６の内面７５ａ，７６ａは親水性または親油性を有する材料で形成されているため、インク導出溝７５，７６に流れ込んだインクがインク導出溝７５，７６の壁面を濡らす付着力は、インクの分子間の凝集力よりも大きくなっている。したがって、記録ヘッド５２からインク導出溝７５，７６に直接的に吐出されたインクは、 いわゆる「毛細管現象」により断面積の小さな方向に進行する。このため、インク導出溝７５，７６に流れ込んだインクは、インク導出溝７５，７６内に溜まったままとならずにプラテン７外まで進行し、インク回収部材８によって回収されることになる。これにより、インクがプラテン７上に誤って吐出されてしまった場合であっても、そのインクが記録用紙Ｐの裏面に付着することを防止しながら、このインクをプラテン７の外部に排出することができる。

次に、第１リブ７１と第２リブ７２との差異について説明する。図３に示すように、第１リブ７１の各側壁７３，７３の外表面７３ａ，７３ａの形状は僅かに湾曲された対称形状である。これに対し、図４に示すように、第２リブ７２の各側壁７４，７４の外表面７４ａ，７４ａの形状は非対称形状である。

詳しくは、図４における右側の側壁７４の外表面７４ａ形状は第１リブ７１と同様に僅かに湾曲した形状となっている。一方、図４における左側の側壁７４の外表面７４ａ形状は上方に向かうに従って第２リブ７２の中心側に向けて傾斜する平坦面（テーパ面）で形成されている。この平坦面は、図５（ａ）に示すように（この図は封筒Ｐ１に対して印字を行う場合であって封筒Ｐ１の上端部分の搬送状態を示している）、封筒Ｐ１の端部とこの平坦面の上端との距離（図５（ａ）における寸法Ｔ１）が、封筒Ｐ１の蓋部分（本発明でいう延長部）Ｐ２の幅（図５（ａ）における寸法Ｔ２）以上であるように形成されている。以下、この平坦面の形状について詳述する。

上述した如く、図５は本インクジェットプリンタ１によって封筒Ｐ１の表書きを印字する場合であってプラテン７上を封筒Ｐ１が搬送されている状態を示している。そして、図２における右から３番目のリブである第２リブ７２の位置は封筒Ｐ１の蓋部分Ｐ２に対応するように設定されている。図２には、プラテン７上における封筒Ｐ１のサイズ及びＡ４用紙のサイズをそれぞれ示している。そして、図５（ａ）は、この右から３番目のリブを第２リブ７２として形成した本形態の場合を示し、図５（ｂ）は、比較例として、この右から３番目のリブを第１リブ７１として形成した場合を示している。

図５（ｂ）に示すように、右から３番目のリブを第１リブ７１とした場合には、封筒Ｐ１の端部と第１リブ７１の側壁７３の外表面７３ａとの間の距離Ｔ３が蓋部分Ｐ２の幅（図５ａにおける寸法Ｔ２）よりも短くなり、封筒Ｐ１を搬送する際に蓋部分Ｐ２を第１リブ７１の側壁７３に押圧する力が発生する可能性があり、蓋部分Ｐ２に撓みが発生してしまう。このような場合、蓋部分Ｐ２付近における搬送抵抗が生じ、この部分での封筒Ｐ１の搬送速度が、それ以外の部分の搬送速度よりも遅くなってしまう。このため、封筒Ｐ１が第１リブ７１に引っ掛かるなどして、封筒Ｐ１への印刷が良好に行えなくなる。

一方、図５（ａ）に示すように、封筒Ｐ１の端部と平坦面７３ａの上端との距離Ｔ１が封筒Ｐ１の蓋部分Ｐ２の幅Ｔ２以上であれば、蓋部分Ｐ２が封筒Ｐと第２リブ７２との間に挟まることがない。つまり、図５（ａ）に示すものにあっては、側壁７３の外表面（平坦面）７３ａが、図５（ｂ）に示すものにおける側壁７３の外表面７３ａよりもリブ７２の中心側に後退した形状となっており、これにより、蓋部分Ｐ２にリブ７２からの押圧力が発生しないようになっている。従って、蓋部分Ｐ２は封筒Ｐ１を搬送する際に撓むことがなく、封筒Ｐ１への印刷が良好に行える。

−その他の実施形態−
上述した実施形態では、シリアルヘッドを備えたカラーインクジェットプリンタに本発明を適用した場合について説明した。本発明は、これに限るものではなく、ライン型ヘッドを備えたインクジェットプリンタに適用してもよい。

また、各リブ７１，７２に形成されているインク導出溝７５，７６は、記録用紙搬送方向の下流側に向かって次第に断面積が減少するように形成したが、記録用紙搬送方向の上流側に向かって次第に断面積が減少するように形成してもよい。この場合、インク回収部材８は、プラテン７における用紙搬送方向の上流側の端縁に配置される。

更に、各リブ７１，７２の個数や配設箇所は上述した実施形態に限るものではない。例えば、全てのリブを第２リブ７２によって形成するなどの手段を採用してもよい。

実施形態に係るカラーインクジェットプリンタの内部構成を示す図である。 プラテンの平面図である。 第１リブの断面形状を示し、（ａ）は図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は図２におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 第２リブの断面形状を示し、（ａ）は図２におけるＤ−Ｄ線に沿った断面図、（ｂ）は図２におけるＥ−Ｅ線に沿った断面図、（ｃ）は図２におけるＦ−Ｆ線に沿った断面図である。 封筒の表書きを印字する場合の封筒先端部の搬送状態を示し、（ａ）は封筒先端部を第２リブにより搬送する場合を示し、（ｂ）は封筒先端部を第１リブにより搬送する場合を示す図である。

符号の説明

１ カラーインクジェットプリンタ（インクジェット画像形成装置）
５２ 記録ヘッド（画像形成手段）
７ プラテン
７５，７６ インク導出溝
８ インク回収部材
Ｐ 記録用紙（記録媒体）

Claims (3)

1. プラテンと、このプラテンに対向する画像形成手段とを備えたインクジェット画像形成装置において、
   上記プラテン上の水平面には、記録媒体搬送方向に沿って延びる溝が形成されており、上記プラテン上のインクを毛細管現象によって溝に沿った方向に導く構成とされ、かつ、上記溝は、その断面積が溝の長手方向の一方に向かって次第に減少するように形成されていることを特徴とするインクジェット画像形成装置。
2. 請求項１記載のインクジェット画像形成装置において、
   溝は、その長手方向に直交する断面における開放側端部の溝幅寸法が、その長手方向の一方に向かって次第に減少するように形成されていることを特徴とするインクジェット画像形成装置。
3. 請求項１記載のインクジェット画像形成装置において、
   溝における断面積が最も小さくなる側の端部付近には、溝から導出されたインクを回収するためのインク回収部材が設けられていることを特徴とするインクジェット画像形成装置。

Images