JP4735193B2

JP4735193B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP4735193B2
Application number: JP2005317049A
Authority: JP
Inventors: 隆一郎梅田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: US20070097172A1; US8132890B2; JP2007118525A

Description

本発明は、記録ヘッドのノズルから廃インクを吸収する回復手段を備えたインクジェット記録装置に関する。

従来より、インクジェット記録装置では、水分が蒸発して粘度が増したインク等を排出して、ノズル内に新たなインクを供給する回復処理が行われている。回復処理では、ノズルをキャップで覆って、ポンプによりインクを吸引したり、あるいは、ポンプにより加圧したインクをノズルからキャップ内に吐出させたりしている。この回復処理の際に、全てのノズルからインクを排出させるので、インク消費量が必要以上に多くなってしまう。特に、フルライン型の記録ヘッドの場合には、インク消費量が多くなってしまう。

そこで、特許文献１にあるように、記録ヘッドのノズルより大なる毛管力を有する吸収体を蓋部材に設け、蓋部材をノズルに対して相対的に移動して、吸収体をノズルに接触させる。また、吸収体はノズルから離間する方向において毛管力が増大する構造を有する。回復処理の際には、吸収体をノズルに接触させて、ノズル内のインクを吸収体に吸収させるようにしていた。
特開２００５−４１１９０号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、吸収体に吸収したインクを回収するために、蓋部材の外部に容器等を設けるが、蓋部材にチューブ等を取り付けて排出しようとしても、吸収体の毛管力等のために、インクがタンク等に流れ出ない。従って、インクを容器等に回収するために、吸収体からインクを吸引するためのポンプが必要となり、装置が複雑で大型化してしまうという問題があった。

本発明の課題は、簡単な構造でインクを回収できるインクジェット記録装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、ノズル面に開口されたノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、吸収体が凹部に収納されたホルダ部材を前記ノズル面に対して相対的に移動させることにより、前記吸収体が前記ノズル面に対して当接・離間して前記記録ヘッドから廃インクを吸収する回復手段とを備えたインクジェット記録装置において、前記吸収体よりも毛管力が大きい廃液フォームを前記ホルダ部材の外部に配置し、前記ホルダ部材の前記凹部に形成した連通口を通して前記吸収体と前記廃液フォームとを接触させ、かつ、前記連通口は前記凹部内の一端側に配置されており、前記記録ヘッドのインク供給口の位置は、前記凹部内の他端側に対向する位置に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置がそれである。

前記吸収体は、前記ノズル面に当接する当接フォームと、該当接フォームと前記凹部の底面との間に配置された吸引フォームとを備え、前記吸引フォームは前記当接フォームよりも毛管力が大きい構成としてもよい。また、前記吸引フォームは前記連通口に向かって毛管力が大きくなる構成としてもよい。更に、毛管力が異なる複数の前記吸引フォームを、前記当接フォームと前記凹部の底面との間に、前記連通口に向かって毛管力が大きくなる順に並べた構成としてもよい。

また、前記凹部の底面が前記連通口に向かって下り傾斜に形成されたものでもよい。

本発明のインクジェット記録装置は、連通口を介して吸収体と廃液フォームとを接触させたので、ポンプを用いることなく、廃液フォームに廃インクを回収することができ、装置を小型化できると共に、構造も簡単になり、また、連通口を凹部内の一端側に配置し、記録ヘッドのインク供給口を凹部内の他端側に対向する位置に配置したので、各ノズルから均等にインクを吸収できるという効果を奏する。

また、吸収体が当接フォームと吸引フォームとを備えることにより、より確実にインクを吸引できる。更に、連通口に向かって毛管力が大きくなる吸引フォームを設けることにより、当接フォームに吸引したインクを連通口を通って廃液フォームに効率よく回収できる。凹部の底面を傾斜させることにより、インクを自重によってインクが連通口に向かって流れ、インクをより確実に回収できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例としてのインクジェット記録装置の記録ヘッドの周辺の概略構成図である。尚、インクジェット記録装置の構造等については、よく知られているので、ここでは詳述しない。図１に示すように、記録ヘッド１は、多数のノズル２がノズル面４に開口され、圧電素子や電気熱変換体等を駆動してインクをノズル２から吐出するものである。記録ヘッド１には、図示しないインクタンク等からインク供給口６を介してインクが供給され、インクはインク流路８を通ってノズル２に供給される。

記録ヘッド１は図示しない被記録媒体の記録領域全幅にわたってノズル２を配置したフルライン型のもの、あるいは、被記録媒体の搬送方向と交叉する方向に往復動させて記録するシリアル型のものでもよいが、フルライン型のものに適する。被記録媒体としては、記録用紙、樹脂シート、はがき、封筒、ＣＤ−Ｒ（Compact Disk-Recordable）やＤＶＤ−Ｒ(Digital Versatile Disk-Recordable)等の光ディスクが挙げられる。更に、被記録媒体としては、Ｔシャツ等の布地も挙げられる。

記録ヘッド１の下方には、回復機構１０が設けられており、回復機構１０は記録ヘッド１のノズル面４に対向して配置されたホルダ部材１２と、ホルダ部材１２の外部に配置された回収容器１４とを備えている。

ホルダ部材１２には、ノズル面４側に開口した凹部１６が形成されており、凹部１６には吸収体１８が収納されている。本実施例では、凹部１６の開口は、ノズル面４よりも一回り大きく形成されている。

ホルダ部材１２をノズル面４に対して相対的に移動して、吸収体１８をノズル面４に対して当接・離間できるように構成されている。記録ヘッド１がフルライン型である場合には、記録ヘッド１が図示しない本体に固定されるので、ホルダ部材１２をノズル面４に向かって上昇・下降できるように構成するとよい。また、記録ヘッド１がシリアル型である場合には、記録ヘッド１を上昇・下降するように構成してもよく、あるいは、ホルダ部材１２を上昇・下降できるように構成してもよい。

本第１実施例では、ホルダ部材１２の凹部１６に収納された吸収体１８は、当接フォーム２０と吸引フォーム２２とを備えている。当接フォーム２０は吸引フォーム２２の上に積層されており、凹部１６の開口の全面を覆うように形成されている。

図２は第１実施例としてのインクジェット記録装置の吸収時の概略構成図である。図２に示すように、吸収体１８がノズル面４に当接した際には、当接フォーム２０がノズル面４の全面にわたって当接するように構成されている。

吸引フォーム２２は、当接フォーム２０と凹部１６の底面１６ａとの間に、凹部１６の底面１６ａの全面にわたって敷き詰められている。吸引フォーム２２は、本第１実施例では、更に、第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃから形成されている。

ホルダ部材１２の凹部１６の底面１６ａには、回収容器１４側の片側に寄った位置に連通口２４が設けられており、連通口２４は凹部１６の底面１６ａに下方に向かって開口形成されている。連通口２４には、ホルダ部材１２の下面に取り付けられた連通管２６の一端が接続されると共に、連通管２６は回収容器１４に接続されて、凹部１６と回収容器１４の内部とが連通口２４、連通管２６を介して連通されている。

第１〜第３吸引フォーム２２ａ〜２２ｃは、当接フォーム２０と凹部１６の底面１６ａとの間に、連通口２４に向かって、横方向に並べられて配置されており、当接フォーム２０の下面と各第１〜第３吸引フォーム２２ａ〜２２ｃの上面とが直接接触されている。また、第１吸引フォーム２２ａと第２吸引フォーム２２ｂとの側面が互いに直接接触され、第２吸引フォーム２２ｂと第３吸引フォーム２２ｃとの側面が互いに直接接触されている。

第３吸引フォーム２２ｃは、連通口２４及び連通管２６を通って、回収容器１４に至るまで延出されている。回収容器１４内には、廃液フォーム２８が収納されており、第３吸引フォーム２２ｃは、廃液フォーム２８に直接接触されている。

当接フォーム２０、第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃ、廃液フォーム２８は、ウレタン系の多孔質材料で形成されており、これらの毛管力はそれぞれ異なり、下記のように、当接フォーム２０の毛管力が最も小さく、廃液フォーム２８の毛管力が最も大きい。第１吸引フォーム２２ａは当接フォーム２０よりも毛管力が大きく、第２吸引フォーム２２ｂよりも毛管力が小さい。第３吸引フォーム２２ｃは、第２吸引フォーム２２ｂよりも毛管力が大きく、廃液フォーム２８よりも毛管力が小さい。

当接フォーム２０＜第１吸引フォーム２２ａ＜第２吸引フォーム２２ｂ＜第３吸引フォーム２２ｃ＜廃液フォーム２８
例えば、本第１実施例では、当接フォーム２０の毛管力が２０ｍｍ、第１吸引フォーム２２ａの毛管力が４０ｍｍ、第２吸引フォーム２２ｃの毛管力が６０ｍｍ、第３吸引フォーム２２ｃの毛管力が８０ｍｍ、廃液フォーム２８の毛管力が１００ｍｍである。尚、これらの毛管力の値は、垂直汲上げ高さで表している。

毛管力は毛細管現象によるもので、孔の直径が大きくなれば、毛管力は小さくなり、孔の直径が小さくなれば毛管力は大きくなる。多孔質材料の孔の大きさの違いにより毛管力に違いが生じる。

本第１実施例では、第３吸引フォーム２２ｃが連通口２４、連通管２６を通って、廃液フォーム２８に接触されているが、これに限らず、廃液フォーム２８を上方に突き出して、廃液フォーム２８が連通管２６、連通口２４を通って、第３吸引フォーム２２ｃに直接接触するように形成してもよい。また、第３吸引フォーム２２ｃと廃液フォーム２８との間の毛管力を有する接続フォームを連通口２４、連通管２６に通して、第３吸引フォーム２２ｃに接続フォームの一端を接触させ、接続フォームの他端を廃液フォーム２８に接触させるようにしてもよい。

次に、前述した本第１実施例のインクジェット記録装置の作動について説明する。
まず、記録ヘッド１がインク滴を圧電素子や電気熱変換体等を駆動してノズル２から吐出し、図示しない被記録媒体に記録を行なう。そして、図２に示すように、所定の回復タイミングのときに、ホルダ部材１２をノズル面４に対して相対的に移動して、当接フォーム２０をノズル面４に対して当接させる。

当接フォーム２０がノズル面４に当接されると、当接フォーム２０の毛管力による吸引が開始され、ノズル２からインクが当接フォーム２０に吸引される。ノズル面４には、ノズル面４の全面にわたって当接フォーム２０が当接されるので、ノズル２からのインクは、まず、当接フォーム２０に吸引される。

当接フォーム２０に吸引されたインクは、当接フォーム２０内を通り、当接フォーム２０の下面に接触している、各第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃにそれぞれ毛管力により吸引されると共に、インクの自重によっても当接フォーム２０から各第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃに吸収される。

各第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃは、当接フォーム２０よりも毛管力が大きいので、各第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃは当接フォーム２０からインクをそれぞれ吸引する。

第１吸引フォーム２２ａは、当接フォーム２０と接触している上面を通して、第１吸引フォーム２２ａ内に吸引する。そして、第２吸引フォーム２２ｂは、当接フォーム２０と接触している上面を通して、第２吸引フォーム２２ｂ内に吸引する。また、第２吸引フォーム２２ｂは、第１吸引フォーム２２ａよりも毛管力が大きいので、第１吸引フォーム２２ａと接触している側面を通して、第１吸引フォーム２２ａからインクを第２吸引フォーム２２ｂ内に吸引する。

第３吸引フォーム２２ｃは、当接フォーム２０と接触している上面を通して、第３吸引フォーム２２ｃ内に吸引する。また、第３吸引フォーム２２ｃは、第２吸引フォーム２２ｂよりも毛管力が大きいので、第２吸引フォーム２２ｂと接触している側面を通して、第２吸引フォーム２２ｂからインクを第３吸引フォーム２２ｃ内に吸引する。

このように、ノズル面４には当接フォーム２０を全面にわたって接触させるので、ノズル面４の各ノズル２から同じ毛管力で均等にインクを吸引でき、多数のノズル２からムラ無くインクを吸引できる。特に、ノズル面４の大きいフルライン型の記録ヘッド１の場合には、ノズル面４が大きくても、各ノズル２から均等にインクを吸引できると共に、適度な毛管力で吸引するので、必要以上のインクを吸引することなく、インク消費量を低減できる。

当接フォーム２０に吸引されたインクは、その下面から各第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃに吸引される。そして、第１吸引フォーム２２ａに吸引されたインクは、第２吸引フォーム２２ｂに吸引され、第２吸引フォーム２２ｂに吸引されたインクは、第３吸引フォーム２２ｃに吸引される。

当接フォーム２０と凹部１６の底面１６ａとの間の各第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃを、第１吸引フォーム２２ａから第３吸引フォーム２２ｃに向かって流れるように吸引される。

廃液フォーム２８は、第３吸引フォーム２２ｃよりも毛管力が大きいので、第３吸引フォーム２２ｃに吸引されたインクは、連通口２４を通って、廃液フォーム２８に吸引され、回収容器１４内の廃液フォーム２８に廃インクが回収される。また、連通口２４は凹部１６の底面１６ａに下方に向かって開口して形成されているので、インクは自重によっても第３吸引フォーム２２ｃから連通口２４を通って廃液フォーム２８に吸収される。

インクの回収を終了する際には、ホルダ部材１２をノズル面４に対して相対的に移動して、当接フォーム２０をノズル面４から離間させる。これにより、当接フォーム２０へのインクの吸引が終了し、廃液フォーム２８への廃インクの回収が終了する。このように、ノズル２からのインクを、ポンプ等の吸引手段や加圧手段を用いることなく、廃液フォーム２８に回収できるので、装置が小型化され、構成が簡単になる。

また、連通口２４は凹部１６内の一端側に配置されており、記録ヘッド１のインク供給口６の位置は、凹部１６内の他端側に対向する位置に配置されて、記録ヘッド１のインク供給口６が連通口２４と反対側にあり、毛管力の大きな第３吸引フォーム２２ｃから離れた位置にあるので、インク供給口６に近い位置にあるノズル２から短絡的にインクが吸引されるのを防止するので、各ノズル２から均等にインクが吸引される。

尚、本第１実施例では、吸引フォーム２２を、第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃから構成したが、これに限らず、一体に形成した一つの吸引フォーム２２からなるものでもよい。その際、毛管力は当接フォーム２０、吸引フォーム２２、廃液フォーム２８の順で大きくなるようにすればよい。また、吸収体１８を当接フォーム２０、吸引フォーム２２から構成したが、これに限らず、一体に形成した一つの吸収体１８からなるものでもよい。その際、廃液フォーム２８の毛管力が吸収体１８よりも大きければよい。
（第２実施例）
次に、前述した第１実施例と異なる第２実施例のインクジェット記録装置について説明する。図３は第２実施例としてのインクジェット記録装置の概略構成図である。尚、前述した第１実施例と同じ部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。以下同様。

図３に示すように、第２実施例ではホルダ部材１２の凹部３０の形状が異なり、凹部３０の底面３０ａが傾斜して形成されている。底面３０ａは、連通口２４に向かって下り傾斜に形成されている。

当接フォーム２０と凹部３０の傾斜した底面３０ａとの間に、第１吸引フォーム２２ａ、第２吸引フォーム２２ｂ、第３吸引フォーム２２ｃが配置されており、第１吸引フォーム２２ａに吸引されたインクが、第２吸引フォーム２２ｂに側面を通して吸引される。また、第２吸引フォーム２２ｂに吸引されたインクが、第３吸引フォーム２２ｃに側面を通して吸引される。その際、凹部３０の底面３０ａが連通口２４に向かって傾斜しているので、インクの自重によっても、第１吸引フォーム２２ａから第３吸引フォーム２２ｃにインクが吸引され、第３吸引フォーム２２ｃから廃液フォーム２８に廃インクが回収される。

このように、ホルダ部材１２の凹部３０の底面３０ａを、連通口２４に向かって下り傾斜に形成することにより、毛管力と自重とによって、廃液フォーム２８に廃インクを導くことができ、更に、確実に、廃インクを回収できる。
（参考例）
図４は参考例としてのインクジェット記録装置の概略構成図である。図４に示すように、参考例では、連通口３２が凹部１６の底面１６ａのほぼ中央に下向きに開口形成されている。当接フォーム２０と凹部１６の底面１６ａとの間に設けられた吸引フォーム３４は、凹部１６の両側に収納された２つの第１吸引フォーム３４ａと、２つの第１吸引フォーム３４ａの間に両側面が接触して設けられると共に連通口３２の上に設けられた第２吸引フォーム３４ｂとを備えている。

第２吸引フォーム３４ｂは、連通口３２、連通管２６を通って廃液フォーム２８に直接接触するように形成されている。下記のように、第１吸引フォーム３４ａは、当接フォーム２０よりも毛管力が大きく、第２吸引フォーム３４ｂよりも毛管力が小さい。第２吸引フォーム３４ｂは廃液フォーム２８よりも毛管力が小さい。

当接フォーム２０＜２つの第１吸引フォーム３４ａ＜第２吸引フォーム３４ｂ＜廃液フォーム２８
当接フォーム２０をノズル面４に接触させることにより、当接フォーム２０にインクが吸引され、当接フォーム２０から２つの第１吸引フォーム３４ａ及び１つの第２吸引フォーム３４ｂにインクが吸引される。

そして、２つの吸引フォーム３４ａから側面を通して第２吸引フォーム３４ｂにインクが吸引され、連通口３２を通して第２吸引フォーム３４ｂから廃液フォーム２８にインクが吸引された、廃インクが回収される。
（第３実施例）
図５は第３実施例としてのインクジェット記録装置の吸収体とホルダ部材とを示す概略斜視図である。図５に示すように、ホルダ部材１２の凹部１６は、幅ｗの直方体状に形成されており、吸収体３６は当接フォーム２０と吸引フォーム３８とを備えている。

当接フォーム２０は、凹部１６の開口に応じて、凹部１６の幅ｗと同じ幅ｗの直方体状に形成されている。吸引フォーム３８は、一方の端が凹部１６の幅ｗと同じ幅ｗに、連通口２４側の他方の端が一方の端の幅ｗよりも広い幅Ｗに形成され、一方の端から連通口２４側の他方の端に向かって幅が直線的に広くなるように形成されている。当接フォーム２０と吸引フォーム３８とは、ウレタン系の多孔質材料により形成されている。

吸引フォーム３８の毛管力は、当接フォーム２０の毛管力よりも大きく、図示しない廃液フォームの毛管力よりも小さい。そして、吸引フォーム３８が凹部１６に収納される際には、圧縮されて収納される。吸引フォーム３８が圧縮されることにより、孔の直径が小さくなって毛管力が大きくなる。従って、凹部１６に収納された吸引フォーム３８は一方の端から連通口２４側の他方の端に向かって毛管力が連続的に大きくなる。

よって、吸引フォーム３８は一体で形成できると共に、凹部１６に収納することにより、連通口２４側の他方の端に向かって毛管力が大きくなるので、面接触させることなく、インクを連通口２４側に導くことができ、より確実にインクを廃液フォームに導くことができる。

本発明の第１実施例としてのインクジェット記録装置の概略構成図である。第１実施例としてのインクジェット記録装置の吸収時の概略構成図である。第２実施例としてのインクジェット記録装置の概略構成図である。参考例としてのインクジェット記録装置の概略構成図である。第３実施例としてのインクジェット記録装置の吸収体とホルダ部材とを示す概略斜視図である。

符号の説明

１…記録ヘッド２…ノズル
４…ノズル面６…インク供給口
８…インク流路１０…回復機構
１２…ホルダ部材１４…回収容器
１６，３０…凹部１６ａ，３０ａ…底面
１８，３６…吸収体２０…当接フォーム
２２，３４，３８…吸引フォーム
２２ａ，３４ａ…第１吸引フォーム
２２ｂ，３４ｂ…第２吸引フォーム
２２ｃ…吸引フォーム２４，３２…連通口
２６…連通管２８…廃液フォーム

Claims

ノズル面に開口されたノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、
吸収体が凹部に収納されたホルダ部材を前記ノズル面に対して相対的に移動させることにより、前記吸収体が前記ノズル面に対して当接・離間して前記記録ヘッドから廃インクを吸収する回復手段とを備えたインクジェット記録装置において、
前記吸収体よりも毛管力が大きい廃液フォームを前記ホルダ部材の外部に配置し、
前記ホルダ部材の前記凹部に形成した連通口を通して前記吸収体と前記廃液フォームとを接触させ、かつ、前記連通口は前記凹部内の一端側に配置されており、前記記録ヘッドのインク供給口の位置は、前記凹部内の他端側に対向する位置に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記吸収体は、前記ノズル面に当接する当接フォームと、該当接フォームと前記凹部の底面との間に配置された吸引フォームとを備え、前記吸引フォームは前記当接フォームよりも毛管力が大きい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。
前記吸引フォームは前記連通口に向かって毛管力が大きくなることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
毛管力が異なる複数の前記吸引フォームを、前記当接フォームと前記凹部の底面との間に、前記連通口に向かって毛管力が大きくなる順に並べたことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
前記凹部の底面が前記連通口に向かって下り傾斜に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。