JP4570985B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドの画像品質の劣化を防いだインクジェット記録装置に関する。

従来の複数のノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドにより被記録媒体上に記録するインクジェット記録装置においては、キャップ構造を工夫してインク垂れを防止したものがある（例えば、特許文献１参照。）。

以下、図７により従来のインクジェット記録装置について説明する。

従来のインクジェット記録装置のキャップは、インクジェットヘッドのノズルを覆いインクを導入するためのインク導入キャップ１０１と、インクジェットヘッド１０７とキャリッジ１０３の間に溜まった廃インク１１７を除去するための廃インク除去キャップ１０２を装備する。インク導入キャップ１０１にはインク導入用吸引ポンプ１０５が連結されている。インク導入キャップ１０１、廃インク除去キャップ１０２、インク導入用吸引ポンプ１０５はキャップユニット１０４に包含されている。

インクジェットヘッド１０７へインクを導入する際には、キャップユニット１０４により、インク導入キャップ１０１と廃インク除去キャップ１０２を、インクジェットヘッド１０７のノズルプレート１０８やキャリッジ１０３に押し付け密着させる。そして、インク導入用ポンプ１０５を駆動し、負圧によりインクジェットヘッド１０７へインクを導入する。

この時、図７に示すように廃インク除去キャップ１０２はインクジェットヘッド１０７とキャリッジ１０３の間の廃インク１１７をキャップ内に設けられたスポンジなどの吸収体１０６で取り除くような仕組みとなっている。また、キャップ内に溜まった廃インク１１７は廃インク除去キャップ１０２に連結されたチューブ１１８を通り、図示しないが廃インクタンクに溜まるようになっている。

このようにキャップ上昇時、例えば印字待機状態において、廃インク１１７を取り除く事が可能となり、インクの液垂れによる被記録媒体の汚れを防ぐ事ができる。
特開平２００２−３０１８３０号公報（図１）

以上に述べた従来のインクジェット記録装置では、複雑な形状のキャップ構造が必要となり、キャップの仕上がり形状に高精度な品質が要求される。

また、被記録媒体への記録は、複数のノズルからのインクの連続的または断続的な吐出により行われるが、このとき吐出したインクからサテライトが発生しそのサテライトの一部がノズルプレートに付着し、インクの吐出方向が偏向し画像品質の劣化を招く。

さらに、キャリッジ上のインクジェットヘッドのノズルプレートが表面に直接露出しているため、被記録媒体の皺や被記録媒体上の予期せぬ大きなゴミと偶発的に接触した場合に傷つき易く、画像品質の劣化が発生してしまう。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、ノズルプレートの損傷を防止する共に、ノズルプレートからのインク垂れを防止し、画像品質の劣化を抑えたインクジェット記録装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成するために複数のノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドにより被記録媒体上に記録するインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドは親水性のノズルプレートを備え、ノズルプレート上に溜まるインクを吸収するインク吸収体と、インク吸収体をノズルプレートと挟んで保持する吸収体挟持手段と、インクジェットヘッドにインクを加圧により供給する加圧手段と、インク吸収体のインクを吸引する吸引手段とを設けたものである。

作用について説明すると、インクジェットヘッドはノズルプレートを親水性にし、さらにノズルプレートと接触するようにインク吸収体を設けたため、ノズルプレートに付着する不要なインクをノズルプレート全面に拡散しインク吸収体がそのインクを吸収するので、ノズル近傍にインクが溜まるのを抑え、画像品質劣化を防ぐ。また、インク吸収体が吸収したインクは、吸引手段により所定間隔で行われる吸引動作により外部へ排出するため、吸収体からのインク垂れを抑えることができる。さらに、吸収体挟持手段は、吸収体をノズルプレートと挟持すると共にノズルプレートを覆うため、ノズルプレートに直接傷を負わせることを防ぐことができ、画像品質の劣化を防ぐ。また、加圧手段により、インクジェットヘッドにインクを充填することができる。

第２の課題解決手段は、本発明において、インク吸収体は、ノズルプレート上のノズル列部に開口部を設け額縁形状としたものである。

作用について説明すると、インク吸収体の開口部はノズルからのインク吐出を可能にすると共に、インク吸収体はノズルプレートに付着する不要なインクを効率的に吸収することができ、ノズル近傍にインクが溜まるのを抑え、画像品質の劣化を防ぐ。

第３の課題解決手段は、本発明において、インク吸収体は、多孔質の吸収体としたものである。

作用について説明すると、多孔質の吸収体はより効率的にインクを吸収することができ、ノズル近傍にインクが溜まるのを抑え、画像品質の劣化を防ぐ。

第４の課題解決手段は、本発明において、吸収体挟持手段は、ノズルプレート上のノズル列部に開口部を設け額縁形状としたものである。

作用について説明すると、吸収体挟持手段の開口部はノズルからのインク吐出を可能にすると共に、吸収体挟持手段はインク吸収体をノズルプレートに押し当てることにより、インク吸収体はインクを吸収することができ、ノズル近傍にインクが溜まるのを抑え、画像品質の劣化を防ぐ。

第５の課題解決手段は、本発明において、吸収体挟持手段のノズル列部開口部の大きさが、インク吸収体のノズル列部開口部の大きさと略同一としたものである。

作用について説明すると、吸収体挟持手段のノズル列部開口部の大きさをインク吸収体のノズル列部開口部の大きさと略同一としたので、インク吸収体が外部から直接引っ張り出されることを防ぐ。

第６の課題解決手段は、本発明において、吸収体挟持手段は、インク吸収体の外周側は大気と連通する構成としたものである。

作用について説明すると、インク吸収体の外周側は大気と連通しているので、インク吸収体が保持したインクは、吸引手段によりインク吸収体の外周側から開口側へ排出することができるため、吸収体からのインク垂れを抑え、画像品質の劣化を防ぐ。

第７の課題解決手段は、本発明において、吸引手段は、吸収体挟持手段に当接するキャップ手段を備えたものである。

作用について説明すると、吸引手段により吸引したときに、吸収体挟持手段とキャップ手段でインク吸収体に負圧を与え、インク吸収体のインクを外部に吸引することができる。

第８の課題解決手段は、本発明において、キャップ手段は、弾性体で形成したものである。

作用について説明すると、キャップ手段を弾性体で形成したため、吸収体挟持手段との密着性が高まりより効率的に吸引することができる。

第９の課題解決手段は、本発明において、キャップ手段は、多孔質の吸収体と吸収体収納部で形成したものである。

作用について説明すると、第７の課題解決手段と同様の作用を奏するが、簡便な構成でその作用を実現することができる。

上述したように本発明のインクジェット記録装置は、ノズル近傍にインクが溜まるのを抑えるので、画像品質の劣化を防いだインクジェット記録装置を提供できる。

さらに、ノズルプレートに直接傷を負わせることを防ぐことができるので、さらに画像品質の劣化を防いだインクジェット記録装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

本実施形態は、キャリッジ上に搭載されたインクジェットヘッドにより被記録媒体上に記録するインクジェット記録装置に本発明を適用した場合のものである。図１において、１はインクジェットヘッドの主要部分で、アクチュエータ部２と複数のノズル３を備えた親水性のノズルプレート４（材料はポリイミド）を示したものであり、５はノズルプレート４に溜まるインクを吸収するインク吸収体、６はインク吸収体５をノズルプレート４と挟んで保持する吸収体挟持板、７は吸収体挟持板６を備えインクジェットヘッド１を搭載するキャリッジ、８はインク吸収体５に溜まったインクを吸引する吸引機構の主要部で、ゴムの成形品であるキャップ９とチューブ１０を備えている。インク吸収体５はノズルプレート４上の複数のノズル３のノズル列部に図２に示すような開口部を設けた額縁形状をしている。また、吸収体挟持板６もインク吸収体５と同一の開口部を設けている。

本実施形態では、インク吸収体５はアイオン（株）社製の多孔質体である厚さ１ｍｍのベルイータ、吸収体挟持板６は厚さ０．２ｍｍのＳＵＳ板で構成した。

次に、インクジェットヘッドにより被記録媒体上に記録するためのインクジェット記録装置の動作について説明する。まず、インクジェットヘッドにインクを充填する初期充填動作が行われる。これは、公知のように加圧手段によりインクジェットヘッドにインクが供給され、インクジェットヘッド１内にインクが充填されると、ノズル３からインクが排出され始める。

このとき同時に、インクジェットヘッドから排出されるインクは、キャップ９が吸収体狭持板６に当接されチューブ１０から吸引されることにより排出される。なお、加圧による充填動作を停止した後もしばらく吸引を行うことにより、ノズルプレート４上のインクを取り去ることができる。

また、充填時にインク吸収体５に吸収されてしまうインクが発生しても、インク吸収体５の外周側は大気と連通しているので、この吸引動作により図３に示すように空気がインク吸収体５の外周側から入り込み、インク吸収体５中のインクも取り去ることが出来る。

そして、初期充填動作が終了したら、キャップ９は吸収体狭持板６から離れ、キャリッジ７が被記録媒体上へ移動し、インクジェット記録装置へ与えられた記録データに従い記録を行う。

次に、記録中の画像品質の劣化防止の動作について説明する。被記録媒体への記録は、記録データに従い複数のノズル３からのインクの連続的または断続的な吐出により行われる。このとき吐出したインクからサテライトが発生しそのサテライトの一部がノズルプレート４上に付着するが、ノズルプレート４は親水性であるためサテライトはノズルプレート４の全面に拡散し、インク吸収体５に吸収され、ノズル３の近傍にサテライトによるインク溜まりが発生することはない。

また、被記録媒体に皺があったり被記録媒体上に予期せぬ大きなゴミがあった場合でも、ノズルプレート４は吸収体挟持板６により覆われているので、ノズルプレート４に傷がつく可能性は極めて低くなる。

次に、記録中に所定間隔で行うクリーニング動作について説明する。インク吸収体５にインクが溜まってきたら、記録を一時中断し、キャップ９を吸収体狭持板６に当接させる。前述した初期充填動作で説明したように、キャップ９でインク吸収体５に吸収されたインクはチューブ１０から吸引されることにより排出される。

なお、インク吸収体５は、上記実施形態の形状に限定されるものではなく、図４に示すインク吸収体５ａのような形状のものでも良い。図中、図１と同一符号のものは同一部品を示す。このようにインク吸収体５ａを大きくすると吸収できるインクの量を増やすことが出来るため、クリーニング動作に必要な時間間隔を長くすることができるので、インクジェット記録装置の稼働率を高くすることができる。

このとき、吸収体からインクを吸引する吸引力も強くする必要がある場合は、吸引時にノズルからインクがでる可能性があるので、インクジェットヘッドへインクを供給する系に電磁弁等の機構を設けると良い。

また、吸収体狭持板６は上記実施形態の形状に限定されるものではなく、図５に示すように吸収体狭持板６ｂをインクジェットヘッドに備えても良い。図中、図１と同一符号のものは同一部品を示す。この場合、吸収体狭持板６ｂの外周側には開口部６ｃが設けられ、インク吸収体５ｂは大気と連通しているので、インク吸収体５ｂが吸収したインクを取り除くことができる。

また、キャップ９は上記実施形態の形状に限定されるものではなく、図６に示すようにプラスチック製の収納部９ｂに多孔質の吸収体９ｃを収納させて構成しても良い。なぜなら、インク吸収体５に含まれているインクを吸引する場合は、収納部９ｂが直接ノズルプレート４と接触することがないので、柔らかい弾性体で構成する必要がないからである。さらにまた、吸収体狭持板６をキャップしたときに完全な気密性がなくても、ノズルからインクを吸引する場合と異なり、インク吸収体５に含まれているインクを吸引することが可能であるためである。

本発明に係るインクジェット記録装置の部分断面図 図１に示したインク吸収体の外観図 図１に示したインク吸収体の作用の説明図 本発明に係るインク吸収体の他の実施例を示す断面図 本発明に係る吸収体狭持板の他の実施例を示す断面図 本発明に係るキャップ部の他の実施例を示す断面図 従来のインクジェット記録装置の部分断面図

符号の説明

１ インクジェットヘッドの主要部分
２ アクチュエータ部
３ ノズル
４ ノズルプレート
５ インク吸収体
６ 吸収体挟持板
７ キャリッジ
８ 吸引機構の主要部
９ キャップ
１０ チューブ

Claims (8)

1. 親水性のノズルプレートに設けた複数のノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドにより被記録媒体上に記録するインクジェット記録装置において、
   前記ノズルプレート上に溜まるインクを吸収するインク吸収体と、該インク吸収体を前記ノズルプレートと挟んで保持する吸収体挟持手段と、前記インク吸収体のインクを吸引する吸引手段を設け、前記吸引手段は、前記吸収体挟持手段に当接し、前記ノズルに対向するキャップ手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記インク吸収体は、前記ノズルプレート上のノズル列部に開口部を設け額縁形状と した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。
3. 前記インク吸収体は、多孔質の吸収体としたことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記吸収体挟持手段は、前記ノズルプレート上のノズル列部に開口部を設け額縁形状としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１記載のインクジェット記録装置。
5. 前記吸収体挟持手段のノズル列部開口部の大きさが、前記インク吸収体のノズル列部開口部の大きさと略同一としたこと特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記吸収体挟持手段は、前記インク吸収体の外周側を大気と連通させる構成とした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。
7. 前記キャップ手段は、弾性体で形成した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。
8. 前記キャップ手段は、多孔質の吸収体と該吸収体の収納部で形成した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。

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