JP5932266B2

JP5932266B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP5932266B2
Application number: JP2011179631A
Authority: JP
Inventors: 徹濱野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2031-08-19
Also published as: JP2013039799A

Description

本発明はインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置には、プラテン上に支持されている記録媒体（シート）に記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うものがある。そのインクジェット記録装置では、プラテンがシートの被記録面を好ましい状態に保つ。また、シートの縁部に余白のない記録（以下「縁無し記録」という）を行うためにシートの縁部の外側にはみ出して吐出されたインクを受容するための吸収体（液体吸収材）が設けられたものがある（特許文献１参照）。具体的には、プラテンに設けられた凹部内に吸収体が装着されている。縁無し記録時にシートの縁部の外側にはみ出して吐出されたインクは、この吸収体から廃液回収体に導かれる。

特許第４５７２３１７号

特許文献１において、例えば小さなサイズのシートに縁無し印刷を行う際に、吸収体の、廃液回収体へインクを導く部位から大きく離れた部位にインクが吐出されると、吸収体から廃液回収体へのインクの移行がスムースに行われない可能性がある。その場合、吸収体に保持されない自由インクがプラテンの凹部に大量に存在する可能性がある。

仮に、そのような状態でインクジェット記録装置が傾けられると、自由インクがプラテンの凹部から外部へ漏れ出す。また、廃液回収体の容量を超えたインクが廃液回収体に導かれた場合に、インクジェット記録装置が傾けられると、液体保持力の限界を超えてインクが廃液回収体から溢れ出す。その結果、インクによって筐体の内部および外部や様々な部品が汚される。

本発明の目的は、プラテン上で記録媒体の縁部の外側に吐出されたインクを廃液回収体へスムースに導くことができ、記録装置本体の姿勢などに左右されることなくインクの漏れや溢れ出しが生じにくいインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明のインクジェット記録装置は、主走査方向に移動しながらインクを吐出して記録動作を行う記録ヘッドと、記録ヘッドに対向する位置で主走査方向における長さが第１サイズである記録媒体または第１サイズよりも小さい第２サイズである記録媒体を支持するプラテンと、プラテン上に設けられ、記録動作の際に記録ヘッドから記録媒体の端部の外側に吐出されたインクを受ける吸収体と、を備え、プラテンには、第２サイズの記録媒体の主走査方向における両端部に対応する位置に、プラテンを貫通する第１貫通穴と第２貫通穴がそれぞれ設けられている。さらに、吸収体と一体に形成され、第１貫通穴に挿入される第１インク誘導手段と、吸収体と一体に形成され、第２貫通穴に挿入される第２インク誘導手段と、プラテンの下方に設けられ、第１インク誘導手段と接触可能な位置に配置されると共に第１インク誘導手段によって吸収体から誘導されたインクを回収し、主走査方向における長さが自身の毛管力によってインクを保持可能な鉛直方向の最大高さよりも小さい第１廃液回収体と、プラテンの下方に設けられ、第２インク誘導手段と接触可能な位置に配置されると共に第２インク誘導手段によって前記吸収体から誘導されたインクを回収し、前記主走査方向における長さが自身の毛管力によってインクを保持可能な鉛直方向の最大高さよりも小さい第２廃液回収体と、を有する。

本発明によると、プラテン上に吐出されたインクを廃液回収体へスムースに導くことができ、吸収体に保持されていない自由インクが生じるのを抑制できる。また、廃液回収体は、記録装置本体がどのような向きに傾けられたり立てられたりしても、廃液の漏れや溢れ出しが抑制される。

本発明の一実施形態のインクジェット記録装置を示す斜視図である。図１に示すインクジェット記録装置の記録ヘッドとその周辺を正面から見た斜視図である。図２に示す記録ヘッドとその周辺を下方から見た斜視図である。図１に示すインクジェット記録装置の記録部の断面図である。図１に示すインクジェット記録装置を概略的に示すブロック図である。図１に示すインクジェット記録装置のプラテンとその周辺の平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して、同一の符号は同一または対応する部分を示す。また、同種の部品が複数存在する場合には参照数字に添字（Ａ，Ｂなど）を付して区別して示し、それらの部品を全体的に示す場合や、いずれか特定せずに示す場合には、添字を付さずに参照数字のみで示す。

図１は本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を示す斜視図である。このインクジェット記録装置は、給紙部１０１と、搬送部１０２と、記録部１０３と、回復機構部（クリーニング機構部）１０４と、を備えている。給紙部１０１は、記録媒体（シート）を記録装置本体の内部へ供給する。搬送部１０２は、記録装置本体の内部を通してシートを搬送する。記録部１０３は、画像情報に基づいてシートに画像を記録する。回復機構部１０４は、画像記録の品位を維持するために、記録部１０３の記録ヘッド５のインク吐出性能を維持または回復させる。

給紙部１０１に積載されたシートは、図示しない給紙モータで駆動される給紙ローラ１２３によって１枚ずつ分離されて送り出され、搬送部１０２へ給送される。搬送部１０２に給送されたシートは、搬送モータによって駆動される搬送ローラ１２１およびピンチローラによって、記録部１０３を通して搬送される。記録部１０３では、主走査方向（シートの幅方向）に移動するキャリッジ６に搭載された記録ヘッド５が画像情報に基づいて駆動され、記録ヘッド５の吐出口からインクを吐出させることによりシートに記録が行われる。記録ヘッド５は、発熱素子、ピエゾ素子、静電素子、ＭＥＭＳ素子などのエネルギー発生素子を有し、インクジェット方式でインクを吐出させる。記録されたシートは、搬送ローラ１２１と同期して駆動される排紙ローラ１２３とそれに押圧される拍車とによって、記録装置本体の外部へ排出される。

記録部１０３は、キャリッジ６と、キャリッジ６に搭載された記録カートリッジ３を備えている。キャリッジ６は、記録装置本体に設置されたガイドシャフトおよびガイドレールに沿って主走査方向に往復移動可能に案内支持されており、キャリッジモータによりキャリッジベルト１２４を介して往復駆動される。キャリッジ６の移動は、キャリッジ６に搭載されたエンコーダセンサと装置本体側に張架されたエンコーダスケール１２５とによって、位置および速度を検知され、その検知結果に基づいて制御される。キャリッジ６の移動（主走査）に同期して行われる記録ヘッド５の記録動作と、シートの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを交互に繰り返すことにより、シート全体の記録が行われる。図１〜４に示すように、本実施形態の記録部１０３は、ブラック用とカラー用の２つの記録ヘッド５Ａ，５Ｂと、それらに対応するブラック用とカラー用の記録カートリッジ３Ａ，３Ｂを有している。

回復機構部１０４は、記録ヘッド５の吐出口の目詰まり等を解消することで記録画像の品位を正常な状態に維持または回復させるためのものである。この回復機構部１０４は、吐出口を覆うためのキャッピング手段、吐出口からインクを吸引するためのポンプ等の吸引手段、吐出口面を拭掃するためのワイピング手段などを備えている。本実施形態の回復機構部１０４は、キャリッジ６が回復機構部１０４に移動してきたときにキャリッジ６とともに所定範囲にわたって移動可能なスライダ７（図１参照）を備えている。そして、キャッピング手段のキャップ１Ａ，１Ｂ（図４参照）とワイピング手段のワイパーはスライダ７に搭載されている。

図５は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の概略を示すブロック図である。各種信号を処理する制御部Ｂ１のインターフェイス部に、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）Ｂ２や操作パネルＢ３や各種センサＢ１５が接続されている。また、制御部Ｂ１には、搬送モータドライブＢ４や画像形成モータドライブＢ１２が接続されている。搬送モータドライブＢ４に接続された搬送モータＢ５や、主駆動伝達系Ｂ６、主搬送ローラユニットＢ７、搬送駆動伝達系Ｂ８、搬送ローラユニットＢ９、給紙駆動伝達系Ｂ１０、給紙ローラユニットＢ１１が、直接または間接的に制御部Ｂ１に接続されている。さらに、画像形成モータドライブＢ１２に接続された画像形成部モータＢ１３や画像形成部Ｂ１４が、直接または間接的に制御部Ｂ１に接続されている。

このような構成であり、パーソナルコンピュータＢ２または操作パネルＢ３から制御部Ｂ１へ送られる画像形成命令信号や、制御部Ｂ１の内部のタイマーなどによって、画像形成動作が開始される。制御部Ｂ１は、搬送モータドライバＢ４を介して搬送モータＢ５を作動させると同時に、画像形成モータドライバＢ１２を介して画像形成部モータＢ１３を作動させる。搬送モータＢ５は、主駆動伝達系Ｂ６を介して、画像形成動作時に記録媒体を主体的に搬送する主搬送ローラユニットＢ７を駆動する。さらに、主搬送ローラユニットＢ７は、搬送駆動伝達系Ｂ８を介して搬送ローラユニットＢ９を駆動して、給紙されたシート（記録媒体）を主搬送ローラの位置まで搬送する。一方、画像形成モータＢ１３は、画像形成部Ｂ１４を駆動して画像形成動作を行わせる。さらに、画像形成部Ｂ１４は、搬送駆動伝達系Ｂ８の動作と協働して給紙駆動伝達系Ｂ１０を作動させ、積載された記録媒体を一枚ずつに分離して給紙するように給紙ローラユニットＢ１１を動作させる。給紙駆動伝達系Ｂ１０の動作により、給紙ローラユニットＢ１１に対する動力の伝達と非伝達とを、適宜のタイミングで切り替える。それにより、給紙ローラユニットＢ１１と搬送ローラユニットＢ９の同期駆動と非同期駆動とを選択的に行うことができる。

各モータの回転状態および負荷状態やシートの搬送状態は、記録装置の各部位に設けられた各種センサＢ１５によって検知され、検知信号が制御部Ｂ１に送られる。制御部Ｂ１は、その検知信号に含まれている情報と操作パネルＢ３やパーソナルコンピュータＢ２からの信号等に基づいて各モータを制御して記録を行う。

次に縁無し記録について説明する。図６に示すように、本実施形態のプラテン４は主走査方向に長い形状を有している。記録ヘッド５と対向するプラテン４の上面には、複数のリブ８が搬送方向上流から下流に向かって、主走査方向に所定の間隔をおいて形成されている。さらに、プラテン４には、主走査方向に延びる凹部が形成されており、その内部に、インクを吸収する吸収体１１が配置されている。凹部の底部には、図４に示す貫通穴９が形成されている。プラテン４の下方に位置するベース１３には、概ね箱形の廃インク収納部１３ａ，１３ｂが設けられ、その内部に廃液回収体１２ａ，１２ｂが配設されている。吸収体１１や廃液回収体１２ａ，１２ｂは、パルプや、化学繊維、麻、古紙などを原料とする不織布や、高分子吸収体や、発泡ウレタン（いわゆるスポンジ）などから形成されている。

シートへの縁無し記録時に、シートの各縁部の外側にはみ出して吐出されたインク（廃液）は、プラテン４に設けられた凹部に着弾し、凹部内の吸収体１１により吸収される。吸収体１１に吸収されたインクは吸収体１１の底部へと進み、貫通穴９を通ってプラテン４の下方へ排出され、廃液回収体１２ａ，１２ｂに吸収されて保持される。このように、記録ヘッド５から吐出されたインクは速やかに吸収され、インクミストの浮遊による不具合が防止される。そして、プラテン４の表面がインクで汚損されることなく、シートへの縁無し記録が実行される。

縁無し記録において凹部に吐出されたインクは吸収体１１によって吸収される。吸収体１１がインクを吸収した状態で、例えばユーザの取り扱いや輸送によって記録装置本体が大きく傾けられると、吸収体１１の底部に滞留したインクはプラテン４の端部、具体的には、主走査方向に延びる凹部の端部１０ａまたは１０ｂに集中する。そのような場合、従来は、凹部の端部１０ａまたは１０ｂから外にインクが溢れ出ることがある。特に、小サイズの複数のシートに対して縁無し記録を続けて行った場合、凹部の、主走査方向中央付近の底部にインクが滞留しやすい。その状態で記録装置本体を傾けると、凹部の端部１０ａまたは１０ｂに急激にインクが集中し、吸収体１１から廃液回収体１２へのインクの移行が円滑に行われなくなる。このような現象が発生すると、インクが記録装置の外部にまで漏出して、記録装置の外観や机等を汚すおそれがある。

そこで、本実施形態では、インクが凹部および吸収体１１から溢れ出て装置外部にまで漏出しないように、以下に説明する構成を採用している。

プラテン４の凹部には、そのインクジェット記録装置で使用可能な（使用が想定されている）シートのうちの最も幅が小さいサイズのシートがセットされた際に、そのシートの主走査方向の幅方向の両端部の近傍外側に貫通穴９ａ，９ｂがそれぞれ設けられている。吸収体１１が吸収したインクは、この貫通穴９ａ，９ｂを通って下方に排出される。前記したような小さいサイズのシートに対して縁無し記録を行った場合には、記録ヘッド５から吐出されたインクの着弾位置のすぐ近傍に貫通穴９ａ，９ｂが位置している。凹部に吐出されたインクは、プラテン４の凹部内に自由インクとして留まることなく、貫通穴９ａ，９ｂを介して廃液回収体に円滑に移行する。それよりも大きなサイズのシートに縁無し記録を行う場合には、プラテン４の凹部内の、貫通穴９ａ，９ｂから遠い位置にインクが吐出される。このインクは、吸収体１１の毛細管現象により貫通穴９ａ，９ｂ近傍まで導かれる。そして、貫通穴９ａ，９ｂを介して廃液回収体１２に円滑に移行する。

さらに、本実施形態では、吸収体１１に一体形成された毛管力を有するインク誘導手段１１ａが貫通穴９ａ，９ｂ内に挿入され、廃液回収体１２に接している。従って、貫通穴９ａ，９ｂにおいて自由インクの状態になることはなく、吸収体１１から廃液回収体までインクがより円滑に移行する。その場合、各部材の毛管力の大きさが、吸収体１１（インク誘導手段１１ａ）＜廃液回収体１２の関係となるようにすると、廃液回収体１２へのインク移行がより円滑である。

なお、本実施形態では、コストを考慮して、インク誘導手段１１ａを吸収体１１に一体形成しているが、吸収体１１と別部材のインク誘導手段１１ａを吸収体１１と廃液回収体１２の間に配置してもよい。その場合、各部材の毛管力の大きさが、吸収体１１＜インク誘導手段１１ａ＜廃液回収体１２の関係となるようにすると、廃液回収体１２へのインク移行がより円滑である。

そして、本実施形態においては、廃液回収体１２は、その長手方向の長さが、廃液回収体１２が廃液を保持可能な鉛直方向の最大高さよりも小さくなるような形状に形成されている。この点について説明すると、通常、廃液回収体１２として用いられるパルプや、化学繊維、麻、古紙などを原料とする不織布や、高分子吸収体や、発泡ウレタン（いわゆるスポンジ）などは、あまり大きな液体保持力はもたない。廃液回収体１２の種類および内部構造や廃液の種類などによって多少左右されるが、廃液回収体１２が液体を吸い上げて保持可能な鉛直方向の高さは概ね１００ｍｍ程度である。そこで、本実施形態では、廃液回収体１２の長手方向の長さを、廃液回収体１２が液体を保持可能な鉛直方向の最大高さ（概ね１００ｍｍ）より小さくなるようにした。廃液回収体１２の長手方向の長さとは、廃液回収体１２の平面形状が長方形の場合には長辺の長さであり、廃液回収体１２の平面形状が長方形以外の場合には、その平面形状に近似した長方形を仮想した場合のその仮想的な長方形の長辺の長さである。

このような構成を実現するために、２つに分割された廃液回収体１２ａ，１２ｂをプラテンの長手方向に沿って並べて配置し、各々の長手方向の長さは、それぞれが液体を保持可能な鉛直方向の最大高さ（概ね１００ｍｍ）より小さい。一般的なインクジェット記録装置のプラテン４の主走査方向の長さは１００ｍｍ以上である場合が多く、このプラテン４のほぼ全長にわたる廃液回収体を設けると、その長手方向の長さは、液体を保持可能な鉛直方向の最大高さ（概ね１００ｍｍ）以上になる。そのため、複数に分割することによって、各廃液回収体１２ａ，１２ｂの個々の長手方向の長さが、それぞれが液体を保持可能な鉛直方向の最大高さ（概ね１００ｍｍ）より小さくなるようにしている。なお、廃液回収体１２の分割数は２に限らず、３以上としてもよい。あるいは、上述の条件を満たすのであれば廃液回収体１２は１つとしてもよい。

仮に、廃液回収体の長手方向の長さが、液体を保持可能な鉛直方向の最大高さ（概ね１００ｍｍ）以上であると、廃液回収体１２に廃インクが含浸された状態で廃液回収体が傾けられると、廃インクの漏れや溢れ出しが生じる可能性がある。通常の印刷状態では問題が生じなくても、例えば製品寿命の末期で廃液回収体１２の全域にインクが含浸された状態で、ジャム処理や記録装置の保管のために、廃液回収体１２が垂直に立てられたり、垂直に近い角度に傾けられる可能性がある。そのような場合には、水頭差によって、その状態における廃液回収体１２の下部にインクが集中し、廃液回収体１２が液体保持可能な鉛直方向の高さを越える高さまでインクを保持する状態になり、インクが溢れ出す可能性が高い。

これに対し、本実施形態では、前記したように廃液回収体１２の長手方向の長さが、廃インクを保持可能な鉛直方向の最大高さよりも小さい。従って、廃液回収体が前後左右のどの方向に傾けられても、また垂直に立てられても、廃液回収体１２が液体保持可能な鉛直方向の高さよりも高くなることはない。すなわち、廃液回収体１２が液体保持可能な鉛直方向の高さを越えた高さまで廃インクを保持する状態になることはないので、廃インクが溢れ出すことを抑えられる。

廃液回収体１２の厚さ方向の寸法は、廃液回収体１２が液体を保持可能な鉛直方向の最大高さ（概ね１００ｍｍ）よりも小さい。

なお、縁有り記録の場合には、インクがシートの縁部の外側にはみ出して吐出されることはない。そのような場合でも、記録ヘッド５のメンテナンスのための予備吐出をプラテン４の吸収体１１に対して行うので、その吐出位置を可変にして、吸収体１１の比較的広い範囲にほぼ均等に分散してインクが吐出されるように制御することが好ましい。

以上説明したとおり、本実施形態では、ユーザの使用状態に左右されずに、シートの縁部の外側のプラテン４上に吐出されたインクを、廃液回収体１２へスムースに導くことができる。従って、プラテン４上で吸収体１１に保持されていない状態の自由インクとなることを抑えられる。また、廃液回収体１２の長手方向の長さが、液体を保持可能な鉛直方向の最大高さよりも小さいため、記録装置本体がどのような向きに傾けられたり立てられたりしても、インクの漏れや溢れ出しを抑えて保持し続けることが可能である。従って、ユーザのイレギュラーな操作（紙ジャムの処理など）や、未使用時の保管状況に左右されることなく、インクの漏れや溢れ出しが生じにくい。

本発明は、以上説明した実施形態の構成に限定されることなく、例えば記録ヘッドの数や吐出口列の数などは任意に設定および変更可能である。また、本発明は、複数の異なる色のインクを用いてカラー記録を行う装置、同じ色のインクで濃度を変えて階調記録を行う装置、これらを組み合わせた装置などにおいて、使用するインクの種類や数に限定されることなく実施できる。

本発明は、記録ヘッドとインクタンクの配置構成がどのような場合にも同様に適用することができ、同様の効果が得られるものである。例えば、記録ヘッドとインクタンクを一体化した交換可能なカートリッジを用いる構成や、記録ヘッドにインクタンクを着脱可能に装着する構成や、記録ヘッドとインクタンクを別部材にして両者の間をインク供給路等で接続する構成などが考えられる。

４プラテン
５，５Ａ，５Ｂ記録ヘッド
１１吸収体
１１ａインク誘導手段
１２，１２ａ，１２ｂ廃液回収体

Claims

主走査方向に移動しながらインクを吐出して記録動作を行う記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対向する位置で前記主走査方向における長さが第１サイズである記録媒体または前記第１サイズよりも小さい第２サイズである記録媒体を支持するプラテンと、
前記プラテン上に設けられ、前記記録動作の際に前記記録ヘッドから前記記録媒体の端部の外側に吐出されたインクを受ける吸収体と、を備え、
前記プラテンには、前記第２サイズの記録媒体の前記主走査方向における両端部に対応する位置に、該プラテンを貫通する第１貫通穴と第２貫通穴がそれぞれ設けられた、インクジェット記録装置において、
前記吸収体と一体に形成され、前記第１貫通穴に挿入される第１インク誘導手段と、
前記吸収体と一体に形成され、前記第２貫通穴に挿入される第２インク誘導手段と、
前記プラテンの下方に設けられ、前記第１インク誘導手段と接触可能な位置に配置されると共に前記第１インク誘導手段によって前記吸収体から誘導されたインクを回収し、前記主走査方向における長さが自身の毛管力によってインクを保持可能な鉛直方向の最大高さよりも小さい第１廃液回収体と、
前記プラテンの下方に設けられ、前記第２インク誘導手段と接触可能な位置に配置されると共に前記第２インク誘導手段によって前記吸収体から誘導されたインクを回収し、前記主走査方向における長さが自身の毛管力によってインクを保持可能な鉛直方向の最大高さよりも小さい第２廃液回収体と、を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドは、メンテナンスのための予備吐出として、前記吸収体の分散した位置にインクを吐出することが可能である、請求項１に記載のインクジェット記録装置。