JP7380085B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出するインクジェット記録装置に関する。

従来、記録ヘッドからインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は記録ヘッドから液滴であるインクを吐出するという構造のため、液滴の一部が飛翔中に分離したり、インクが着弾時に跳ね返ったりすることで記録媒体に着弾しないミスト状インクが発生する。

そのため、ミスト状インクを回収するための専用部材を設け、この専用部材に電圧を印加することにより、発生したミスト状インクを専用部材に付着させて回収するインクジェット記録装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１８－１４９７５９号公報

しかしながら、従来のインクジェット記録装置では、ミスト状インクを回収するための特別な専用部材を設けているため、専用部材を配置するためのスペースが必要となり、装置が大型になるという問題がある。また、特別な専用部材を設けるためのコストがかかるという問題もある。

そこで、本発明は、専用部材を設けることなくミスト状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を目的とする。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、例えば、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願のインクジェット記録装置は、記録媒体を搬送する搬送部と、記録媒体に向けてインク吐出部からインクを吐出する記録ヘッドと、記録媒体の搬送中の異常を検知する異常検知部材と、異常検知部材に対して、インク吐出部から生じたミスト状インクを付着させるための電圧を印加する印加部と、を備えている。

本発明によれば、専用部材を設けることなくミスト状インクを回収することができる。

本発明の一実施形態例に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。 本発明の一実施形態例に係るインクジェット記録装置を上面から見た図である。 記録ヘッドのクリーニング動作時におけるクリーニング部材とキャリッジとの位置関係を示す斜視図である。 異常検知部材のクリーニング動作時におけるクリーニング部材とキャリッジとの位置関係を示す斜視図である。 他の実施形態例に係る異常検知部材のクリーニング動作時におけるクリーニング部材とキャリッジとの位置関係を示す斜視図である。 本発明の一実施形態例に係る異常検知部材と専用部材との位置関係を搬送方向の一側から見た際の断面図である。 本発明の一実施形態例に係るインクジェット記録装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態例に係るインクジェット記録装置のクリーニング動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の一例を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。また、以下で説明する各図において、共通の部材には同一の符号を付している。

まず、本発明の実施形態例（以下、「本例」という）に係るインクジェット記録装置について説明する。図１は、本例に係るインクジェット記録装置１の概略構成図である。また、図２は、本例に係るインクジェット記録装置１を上面から見たときの概略構成図である。以下の説明では、記録ヘッド８を有するキャリッジ７を備える画像形成部６を、記録媒体Ｒの搬送方向と直交する方向に複数回往復させて描画を行うスキャン方式の例について説明する。さらに、本例のインクジェット記録装置では、記録媒体Ｒとして布帛を適用した例を用いて説明する。

図１に示すように、本例のインクジェット記録装置１は、搬送部２と、画像形成部６と、クリーニング装置２０を備える。

搬送部２は、例えば、駆動ローラ４と、従動ローラ３と、搬送ベルト５とを備える。駆動ローラ４及び従動ローラ３は、記録媒体Ｒの搬送方向に直交する方向（記録媒体の幅方向）に延在する円柱状の部材で構成されており、互いに所定の間隔を介して平行に配置されている。駆動ローラ４は、図示を省略する駆動モータによって回転駆動される。

搬送ベルト５は、駆動ローラ４及び従動ローラ３に巻き架けられる無端状のベルトである。搬送部２では、駆動ローラ４が駆動モータによって回転駆動されることによって、搬送ベルト５が駆動ローラ４と従動ローラ３との間を周回し、搬送ベルト５の上面に載置された記録媒体Ｒを搬送方向（図中矢印方向）に沿って搬送する。

また、搬送ベルト５の上面部において、キャリッジ７よりも搬送方向の上流側には、押し付け部材１４が配置されている。

押し付け部材１４は、ローラ状に形成されている、そして、押し付け部材１４は、不図示の支持部により回転可能に支持されている。押し付け部材１４は、その軸方向を幅方向と平行にして配置される。また、押し付け部材１４の軸方向の長さは、搬送ベルト５の幅方向の長さよりも長く設定されている。そのため、押し付け部材１４は、搬送ベルト５の幅方向の一端から他端にかけて延在している。そして、押し付け部材１４は、後述する送り出し部１１によって搬送部２に搬送された記録媒体Ｒを搬送ベルト５の上面部に向けて押し付ける。

搬送部２の搬送方向の上流側には、送り出し部１１が配置されている。送り出し部１１は、ローラ状に形成されており、不図示の支持部に回転可能に支持されている。そして、送り出し部１１は、回転駆動することで、記録媒体Ｒを搬送部２に向けて送り出す。

また、搬送部２の搬送方向の下流側には、巻き取り部１２が配置されている。巻き取り部１２は、キャリッジ７によって画像が形成された記録媒体Ｒを搬送ベルト５から離反させて回収する。

画像形成部６は、ガイドレール９と、キャリッジ７と、記録ヘッド８とを備える。
ガイドレール９は、記録媒体Ｒの搬送方向に直交する方向に延在する棒状部材で構成されている。ガイドレール９は、搬送ベルト５の記録媒体Ｒを載置する面の上方において、搬送ベルト５の搬送面から所定の距離を隔てて配置されている。ガイドレール９は、キャリッジ７を搬送ベルト５の搬送方向と直交する方向（以下、走査方向）に沿って移動可能に支持し、キャリッジ７は、搬送ベルト５、クリーニング装置２０、及びパージ受け部４０の上方を、走査方向に往復移動する。

キャリッジ７は、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）のそれぞれのインクカートリッジを搭載した箱状の部材であり、図示を省略する駆動部により、ガイドレール９に沿って移動する。記録ヘッド８は、キャリッジ７の搬送ベルト５に対向する面側に設けられており、キャリッジ７内部に搭載されたインクカートリッジのそれぞれのインクを、搬送ベルト５側に吐出するノズル面８ａを有する。

キャリッジ７のクリーニング装置２０側端部には、異常検知部材１０が設けられている。異常検知部材１０は、平板状の金属部材で構成されており、搬送方向に延在した状態で、キャリッジ７の下部に固定されている。異常検知部材１０の先端は、ノズル面８ａよりも搬送ベルト５側に突出するように構成されている。これにより、記録媒体Ｒが搬送ベルト５の載置面上で波打っているような場合には、異常検知部材１０の先端が、ノズル面８ａよりも先に記録媒体Ｒに接触して、記録媒体Ｒが浮いた状態が発生していることを検知できる。異常検知部材１０により異常を検知した場合には、キャリッジ７若しくは搬送ベルト５の移動を停止することにより、浮いた記録媒体Ｒにより記録ヘッド８がダメージを受けることを防止できる。

キャリッジ７の内部には、電源１３が配置されている。印加部としての電源１３は、記録ヘッド８のノズル面８ａから生じたミスト状インクを付着させるための電圧を、異常検知部材１０に印加する。また、キャリッジ７の筐体には、内部に配置された記録ヘッド８や電源１３等を交換する際に使用する開閉可能な開口部１５が形成されている。

また、本例の異常検知部材１０に印加される電圧は、記録ヘッド８や基板等の他の電器部品に印加される電圧よりも大きくなるように設定されている。これにより、装置内に浮遊するミスト状インクを確実に異常検知部材１０に付着させることができる。

クリーニング装置２０の底部には、記録ヘッド８及び異常検知部材１０から回収したインクを外部へ排出するための排出部としての廃インクタンク３０が接続されている。

本例のインクジェット記録装置１では、キャリッジ７がガイドレール９に沿って走査方向に往復移動する間に、記録ヘッド８のノズルから所望のインクが吐出され、搬送ベルト５の搬送面を搬送される記録媒体Ｒに所望の画像が形成される。

図２に示すように、クリーニング装置２０は、搬送部２の一方の外側であって、ガイドレール９に沿って移動してくるキャリッジ７と対向する位置に配置されている。また、クリーニング装置２０は、クリーニング部材としてのクリーニングローラ２１を内蔵している。なお、本例のクリーニングローラ２１は、スポンジで構成されている。クリーニングローラ２１は、走査方向に延在した状態で、ローラキャリッジ２２に保持されている。なお、ローラキャリッジ２２には、クリーニングローラ２１のローラ軸２１ａが固定されており、クリーニングローラ２１は、ローラ軸２１ａに回転可能に支持されている。ローラキャリッジ２２は、図示しない移動装置により、搬送方向に沿って往復移動する（図中矢印方向）。

なお、本例では、クリーニング部材として、回転可能なローラ形状のものを用いたが、付着したインクをクリーニングすることができるものであればよく、例えば、回転しない板状のワイパーブレードを用いてもよい。

さらに、クリーニング装置２０の搬送部２と反対側には、パージ動作により吐出されるインクを受けるパージ受け部４０が、ガイドレール９に沿って移動してくるキャリッジ７と対向する位置に配置されている。

図３は、記録ヘッド８のクリーニング動作時におけるクリーニングローラ２１とキャリッジ７との位置関係を示す斜視図である。

図３に示すように、記録ヘッド８のクリーニング時には、パージ動作を行った基準位置から、キャリッジ７を搬送部２に近づけるようにガイドレール９に沿って移動させて、記録ヘッド８をクリーニングローラ２１と対向する位置に移動させる。この状態で、クリーニングローラ２１を、搬送方向（図中矢印方向）に移動させることにより、表面が記録ヘッド８と接触した状態でクリーニングローラ２１が回転し、ノズル面８ａに残ったインクがクリーニングローラ２１の表面に付着することにより、記録ヘッド８のクリーニング（清掃）が行われる。

図４は、異常検知部材１０のクリーニング動作時におけるクリーニングローラ２１とキャリッジ７との位置関係を示す斜視図である。

図４に示すように、異常検知部材１０のクリーニング時には、図３に示す記録ヘッド８のクリーニング時よりも、さらに、キャリッジ７を搬送部２に近づけるようにガイドレール９に沿って移動させて、異常検知部材１０をクリーニングローラ２１と対向する位置に移動させる。このとき、異常検知部材１０の先端がクリーニング部材１０の表面に接触する。この状態で、クリーニングローラ２１を、搬送方向（図中矢印方向）に移動させることにより、表面が異常検知部材１０と接触した状態のクリーニングローラ２１が回転し、異常検知部材１０に付着しているミスト状インクがクリーニングローラ２１に付着することにより、異常検知部材１０のクリーニング（清掃）が行われる。

なお、本例では、キャリッジ７を走査方向に移動させることにより、異常検知部材１０をクリーニングローラ２１と対向させる位置に移動させているが、例えば、ローラキャリッジ２２を走査方向に移動させる構成を用いて、クリーニングローラ２１を移動させて、異常検知部材１０とクリーニングローラ２１とを対向させるようにしてもよい。

また、上述したように、本例では、異常検知部材１０の先端がノズル面８ａよりも搬送ベルト５側に突出するように構成されているので、クリーニングローラ２１の一端部側の表面を切削加工して、クリーニングローラ２１のパージ受け部４０側端部の径を反対側の径よりも小さくしてもよい。これにより、異常検知部材１０のクリーニング時における異常検知部材１０のクリーニングローラ２１への当接圧を低くして、摩耗を減らすことでクリーニングローラ２１の寿命を長くすることができる。

図５は、他の例における異常検知部材１０のクリーニング動作時におけるクリーニングローラ２１とキャリッジ７との位置関係を示す斜視図である。

図５に示すように、本例のクリーニングローラ２１のパージ受け部４０側端部には、クリーニングローラ２１とは別部材の円筒状の専用部材２３が連設されている。本例では、異常検知部材１０のクリーニング時には、キャリッジ７をガイドレール９に沿って移動させて、異常検知部材１０を専用部材２３と対向する位置に移動させる。このように、異常検知部材１０のクリーニングに使用する専用部材２３を設けることにより、異常検知部材１０がクリーニングローラ２１に当接することをなくすことができる。また、異常検知部材１０の当接により専用部材２３が消耗した場合には、専用部材２３のみを交換することで、クリーニングローラ２１の寿命を長くすることができる。

また、本例の専用部材２３は、クリーニングローラ２１の径よりも小さい径を有するように円筒状の部材で構成されている。これにより、異常検知部材１０のクリーニング時における異常検知部材１０の専用部材２３への当接圧を低くし、摩耗を減らすことで専用部材２３の寿命を長くすることができる。

さらには、専用部材２３を、クリーニングローラ２１よりも柔らかい材質で形成するようにしてもよい。例えば、クリーニングローラ２１よりもウレタン硬度よりも低い材質を用いて専用部材２３を形成する。これにより、異常検知部材１０の当接による専用部材２３の摩耗を減らして、専用部材２３の寿命を長くすることができる。

図６は、異常検知部材１０と専用部材２３との位置関係を搬送方向の一側から見た際の断面図である。
図６に示すように、本例の専用部材２３の表面には、異常検知部材１０の先端が挿入し勘合できる凹部２４が形成されている。異常検知部材１０の先端が凹部２４に挿入されることにより、異常検知部材１０のクリーニング時に、異常検知部材１０の専用部材２３への当接圧を低くすることができる。これにより専用部材２３の摩耗を減らして、クリーニングローラ２１の寿命を長くできる。さらには、異常検知部材１０から自重で垂れるインクを凹部２４で溜めて回収することにより、清掃効率を上げることができる。

さらに、クリーニングローラ２１の表面と異常検知部材１０の先端との距離を変更するようにしてもよい。本例では、キャリッジ７を上下方向に移動と図示しない移動装置を設け、異常検知部材１０のクリーニングを行う際に、異常検知部材１０の先端がクリーニングローラ２１から離れるように移動させる。これにより、異常検知部材１０の先端がノズル面８ａよりも搬送ベルト５側に突出している場合であって、異常検知部材１０のクリーニングローラ２１への当接圧を低くして摩耗を減らし、クリーニングローラ２１の寿命を長くすることができる。また、径の大きさが同じクリーニングローラ２１を用いる場合であっても、異常検知部材１０のクリーニング時と記録ヘッド８のクリーニング時におけるクリーニングローラ２１表面への当接圧を同じに保つことができる。

次に、インクジェット記録装置１の内部構成について、図７を用いて説明する。

図７は、インクジェット記録装置１の内部構成のうちクリーニング動作に関する構成を示すブロック図である。
図７に示すように、インクジェット記録装置１は、制御部１８０を備えている。

制御部１８０は、公知のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えており、インクジェット記録装置１の各部を統括制御するようになっている。また、制御部１８０には、ヘッド制御部１８１、圧力制御部１８２、電圧制御部１８３、移動制御部１８４等が接続されている。

ヘッド制御部１８１は、記録ヘッド８と接続されており、記録ヘッド８によるインクの吐出を制御する。

圧力制御部１８２は、記録ヘッド８内の圧力を制御する。

電圧制御部１８３は、異常検知部材１０に印加する電源１３からの電圧を、ＯＮ／ＯＦＦを含めて制御する。また、キャリッジ７の開口部１５が開口している場合には、作業者の安全性を考慮して、電源１３からの電圧がＯＦＦとなるように制御する。また、クリーニングローラ２１により異常検知部材１０のクリーニングを行う場合には、異常検知部材１０に付着したインクを回収しやすくするために、電源１３からの電圧がＯＦＦとなるように制御する。

移動制御部１８４は、図示を省略した移動装置を制御して、画像形成動作時、パージ動作時及びクリーニング動作時におけるキャリッジ７の走査方向への移動を制御する。また、クリーニング動作時におけるローラキャリッジ２２の搬送方向の移動を制御する。さらには、距離変更部としての移動制御部１８４は、図示を省略した昇降装置を制御してキャリッジ７を上下方向へ移動させ、異常検知部材１０とクリーニングローラ２１との間の距離を変更する。

なお、決定部としての制御部１８０は、クリーニング装置２０のクリーニング時において、異常検知部材１０へのミスト状インクの付着状態に応じて、記録ヘッド８のクリーニングのみを行い、異常検知部材１０のクリーニングを行わないことを決定する。従って、ミスト状インクの付着が少ない場合は、異常検知部材１０のクリーニングを省略して、クリーニング時間を短縮することができる。

次に、クリーニング時におけるインクジェット記録装置１の動作について、図８を用いて説明する。
図８は、クリーニング時におけるインクジェット記録装置１の動作を示すフローチャートである。

本例では、画像形成動作が終了した後に、移動制御部１８４により、キャリッジ７をパージ受け部４０と対向する基準位置に移動させる。つぎに、ヘッド制御部１８１による記録ヘッド８によるフラッシング動作を停止させた後、圧力制御部１８２による記録ヘッド８の背圧制御を停止させて、記録ヘッド８内のインクを所定時間加圧パージする（ステップＳ１）。これにより、記録ヘッド８内の気泡がインクとともにパージされ、パージ受け部４０に収容される。このとき、記録ヘッド８のノズル面８ａには少量のインクが残留する。また、異常検知部材１０には、画像形成動作時に回収したミスト状インクが付着している。

つぎに、移動制御部１８４により、キャリッジ７を基準位置からクリーニング装置２０に対向する位置に移動させて、図３に示すように、記録ヘッド８のノズル面８ａをクリーニングローラ２１と対向させる（ステップＳ２）。

つぎに、移動制御部１８４により、ローラキャリッジ２２を搬送方向に移動させて、クリーニングローラ２１によりノズル面８ａのクリーニングを実施する（ステップＳ３）。

つぎに、異常検知部材１０のクリーニングを行う場合には、移動制御部１８４により、キャリッジ７を基準位置からクリーニング装置２０に対向する位置に移動させて、図４に示すように、異常検知部材１０をクリーニングローラ２１と対向させる（ステップＳ４）。

つぎに、移動制御部１８４により、ローラキャリッジ２２を搬送方向に移動させて、クリーニングローラ２１により異常検知部材１０のクリーニングを実施する（ステップＳ５）。また、異常検知部材１０のクリーニング実施中は、異常検知部材１０による搬送部材の異常検知を中止するようにしてもよい。なお、上述したように、記録ヘッド８のクリーニングのみを行なう場合には、Ｓ４及びＳ５のステップは省略される。

クリーニング装置２０のクリーニングローラ２１によりノズル面８ａ及び異常検知部材１０から回収されたインクは、クリーニング装置２０の外に排出されて廃インクタンク３０に収納される（ステップＳ６）。

クリーニング装置２０によるクリーニング動作が終了すると、移動制御部１８４は、キャリッジ７を基準位置に移動させて、次に画像生成動作に備える（ステップＳ７）。なお、本例では、基準位置をキャリッジ７がパージ受け部４０と対向する位置としたが、基準位置は別の位置に設定してもよい。

本例のインクジェット記録装置１によれば、従来からノズル面８ａの清掃に使用していたクリーニングローラ２１を用いることで、異常検知部材１０に付着させて回収したミスト状インクをクリーニングすることができる。従って、特別な部材を追加する必要がないため、インクジェット記録装置１の大型化を防ぎ、コストを抑えることができる。

以上、本発明について、実施形態の例に基づいて説明したが、上述した実施形態例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、本実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成について他の構成を加えることも可能である。また、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

本例では、キャリッジ７がガイドレール９を走査方向に往復移動する際に、往路と復路の両方で記録ヘッド８からインクを吐出させて記録媒体Ｒ上に画像を形成するようにしたが、一方向の移動のときにのみインクを吐出させて画像を形成するようにしてもよい。

本例では、専用部材２３の径をクリーニングローラ２１の径よりも小さくしているが、クリーニングローラ２１と同じ径としてもよい。

本例では、専用部材２３の形状を円筒形としたが、これに限られることなく、異常検知部材１０の先端部分に接触できる形状であればよい。

クリーニングローラ２１の異常検知部材１０の先端と対向する位置に、異常検知部材１０の先端が挿入できる凹部を設け、クリーニング時における異常検知部材１０の当接圧を低くしてもよい。

また、本例では、キャリッジ７を上下方向に移動させて、異常検知部材１０とクリーニングローラ２１との間の距離を変更させたが、ローラキャリッジ２２を上下方向に移動させて、異常検知部材１０とクリーニングローラ２１との間の距離を変更させてもよい。

また、本例では、クリーニングローラ２３と専用部材２３とを別部品としたが、一体成型により１つのクリーニングローラとしてしてもよい。

１…インクジェット記録装置、２…搬送部、３…従動ローラ、４…駆動ローラ、５…搬送ベルト、６…画像形成部、７…キャリッジ、８…記録ヘッド、８ａ…ノズル面、９…ガイドレール、１０…異常検知部材、１１…送り出し部、１２…巻き取り部、１３…電源、１４…押し付け部材、１５…開口部、２０…クリーニング装置、２１…クリーニング部材、２２…ローラキャリッジ、２３…専用部材、２４…凹部、３０…廃インクタンク、４０…パージ受け部、１８０…制御部、１８３…電圧制御部、１８４…移動制御部

Claims (16)

1. 記録媒体を搬送する搬送部と、
   前記記録媒体に向けてインク吐出部からインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記記録媒体の搬送中の異常を検知する板状の異常検知部材と、
   前記異常検知部材に対して、前記インク吐出部から生じたミスト状インクを付着させるための電圧を印加する印加部と、を備えた
   インクジェット記録装置。
2. 前記印加部により前記異常検知部材に印加される電圧は、他の電器部品に印加される電圧よりも大きい
   請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記印加部により印加される電圧をＯＮ／ＯＦＦする電圧制御部と、を備えた
   請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記記録ヘッドを交換する際に開閉される開口部と、を備え、
   前記電圧制御部は、前記開口部が開かれた場合には、前記印加部により印加される電圧をＯＦＦにする
   請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記記録ヘッドを清掃するクリーニング部材と、を備え、
   前記クリーニング部材により、前記異常検知部材に付着したミスト状インクを清掃する
   請求項１～４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記クリーニング部材により、前記異常検知部材に付着したミスト状インクを清掃するか否かを決定する決定部と、を備えた
   請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記クリーニング部材により、前記異常検知部材に付着したミスト状インクを清掃する際に、前記異常検知部材による異常の検知は行わない
   請求項５に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記記録ヘッドを清掃するクリーニング部材と、を備え、
   前記クリーニング部材により、前記異常検知部材に付着したミスト状インクを清掃する際に、
   前記電圧制御部は、前記印加部により印加される電圧をＯＦＦにする
   請求項３に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記クリーニング部材の一端側の径を他端側の径よりも小さくした
   請求項５に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記クリーニング部材の一端側に前記異常検知部材の先端が挿入される凹部を設けた
    請求項５に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記クリーニング部材の一端側に、前記異常検知部材に付着したミスト状インクを清掃する専用部材を設けた
    請求項５に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記専用部材は、前記クリーニング部材の径よりも小さい径を有する円筒状部材である
    請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
13. 前記専用部材は、前記クリーニング部材の硬度よりも柔らかい材質で構成されている
    請求項１１または１２に記載のインクジェット記録装置。
14. 前記専用部材に、前記異常検知部材の先端が挿入される凹部を設けた
    請求項１１または１２に記載のインクジェット記録装置。
15. 前記クリーニング部材により清掃されたミスト状インクを外部へ排出する排出部と、を備えた
    請求項５に記載のインクジェット記録装置。
16. 前記クリーニング部材と前記異常検知部材との間の距離を変更する距離変更部と、を備えた
    請求項５に記載のインクジェット記録装置。

Images