(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置におけるキャリッジの移動を利用してミストを回収する構成において、簡潔な構成でミストを回収することを可能とする。【解決手段】キヤリッジ１１は回収ユニット１７を備え、このミスト回収ユニットは、キャリッジの移動方向に沿って前後にそれぞれ開口部を有したダクト１８が設けられる。ダクト１８は、基本的に回収ユニットを貫通する孔の形態であることから、ミストの気流は、キヤリッジ１１の外側を回り込む流れ３９の他に、ダクト１８内に入り込む流れ３１０も生じる。この気流３１０は、ダクト１８の開口がミストの流れが当たる面に設けられているので、ダクト内に自然な流れとして取り込まれる。これにより、装置において他に何ら変更を加えずに通常の記録動作に伴ってミストを捕獲することができる。【選択図】図３
2010143133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させて記録を行うインクジェット記録装置において、
前記キャリッジには、当該キャリッジの移動する方向に向いた開口部および該開口部から延在する孔が設けられたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記孔の内部の周囲にはインクミストを吸収して保持する部材が設けられ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。
【請求項３】
前記孔には、当該孔内を流れるインクミストが衝突する部材が設けられ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。
【請求項４】
前記開口部近傍には、前記孔内を流れるインクミストの流れの方向に対して横断する方向の磁束を発生させるためのコイルが設けられたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記開口部近傍には、前記孔内を流れるインクミストの流れの方向に対して横断する方向の電界を発生させるための電極が設けられたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記キャリッジにおいて前記吸収し保持する部材が設けられた箇所の少なくとも一部が当該キャリッジに対して交換可能であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
インクを吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させて記録を行うインクジェット記録装置におけるミスト回収方法において、
前記キャリッジであって、当該キャリッジの移動する方向に向いた開口部および該開口部から延在する孔が設けられた前記キャリッジを用意し、
前記キャリッジを前記移動方向に移動させる、
工程を有したことを特徴とするミスト回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
インクジェット記録装置および該装置におけるミスト回収方法に関し、詳しくは、インクジェット記録装置における記録動作に伴って発生するインクのミストを回収するための構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタなどのインクジェット記録装置は、インクを吐出して紙などの記録媒体上に画像を形成する記録装置である。その吐出原理として、ヒータでインクを加熱しそれによる気泡の膨張、収縮を利用してインクを吐出させるものや、圧電素子の圧力によってインクを吐出するものなどがある。これらの方式によって記録ヘッドから吐出されたインクは記録データに応じた記録媒体上の位置に着弾し、その後記録媒体上で水分が蒸発しインクが定着することにより、記録すべき画像の画素を形成する。しかし、そのように制御され、また、想定されている吐出インクの挙動の他にインク滴のふるまいが予期しないものがある。
【０００３】
すなわち、インクが記録ヘッドから吐出したとき、その吐出インク滴の一部が分離し（以下、この分離インク滴をサテライトと呼ぶ）、その分離したサテライトが紙面の予期せぬ位置に着弾したりすることがある。また、このサテライトが紙面にまで到達することなく装置内でミストとなって浮遊したりすることもある。前者の場合は記録画像を劣化させるが、後者のミストの場合は装置内を汚し、さらには装置外に飛び出てプリンタの周辺部を汚すなどの弊害をもたらすことがある。
【０００４】
また、吐出インク滴が紙面に着弾した際に跳ね返り、その跳ね返ったインクの一部の微小な液滴がミストとなって浮遊したり、装置内部を汚したりすることもある。
【０００５】
さらに、記録ヘッドのフェイス面（吐出口が配設された面）をふき取る動作によってインクが飛び散り、上記と同様にインクの小液滴が機器内に飛び散り、ミストになって浮遊することもある。記録ヘッドの保守などの目的で、記録ヘッドのフェイス面をブレードで拭き取りを行うが、その部材の柔軟性によって拭きとる際にインクが周辺に飛び散ることがある。
【０００６】
さらにまた、ピンチローラや搬送ローラなどの記録媒体搬送機構や、シャフト、コードホイール、コードスケールなどキャリッジの移動機構の動作に伴いそれら機構に付着した液状のミストがはじかれて飛翔し、ミストになることもある。
【０００７】
加えて、以上のように発生するミストが帯電している場合がある。すなわち、液滴が急激に微粒子化されると分離された小液滴の内、大きな方の液滴が正に帯電し、小さな方の液滴が負に帯電することがレナード効果として知られている。上述のミストの発生過程であるインク液滴の分離、紙面との衝突、部材によるはじきは、衝撃による機械的な液滴の分離に相当し、レナード効果と同様の効果が生じていることが考えられる。従って、装置内を浮遊しているミストは負に帯電している可能性が高いといえる。
【０００８】
以上のように発生するミストが引き起こす弊害についてさらに詳細に説明すると以下のとおりである。
【０００９】
ミストが記録媒体に到達して付着すると記録画像の品位を低下させる。通常、ミストは着弾してドットを形成するインク滴よりは小さいので画像への影響は少ないが、吐出されるインク滴自体の大きさが小さくなってきている昨今では、ミストのような小液滴の付着が画像品位の低下を引き起こす原因になる可能性が高くなっている。
【００１０】
また、紙などの記録媒体を搬送するベルトやローラに付着して紙を汚すこともある。例えば、紙の表側に加え裏側も汚す場合には、両面記録において記録画像の品位低下につながり、また、片面記録においても何も記録していない白い記録面に汚れとして付着するので、その記録物の品質を低化させることとなる。とりわけ写真専用紙など、インク受容層が片側の面にのみ形成された記録媒体では、裏面にインク受容層がないために付着したインクミストの液滴が紙面上に浮き、使用者が記録物を手に取るときにその手を汚すということもある。
【００１１】
さらに、ミストが記録ヘッドの表面に付着し、固着することで、例えばノズルからのインク吐出に影響を与え吐出不良を生じさせることもある。また、記録ヘッドにミストが付着すると、それらはインクの混色をもたらすこともあり、それによって記録画像の品位を低下させる。さらに、記録ヘッドの保全のための処理によっても記録ヘッドの吐出性能を回復できなくなるおそれがある。例えば、インク定着用の反応性のインクを用いる装置では、本来インクと反応することで紙の上で迅速に画素を形成する目的のインクが、記録ヘッドのフェイス面で固着し、記録ヘッドの吐出不良を生じるおそれもある。
【００１２】
さらに加えて、ミストが装置で用いられるセンサの寿命や性能を制限するおそれもある。すなわち、ミストは、キャリッジの移動領域を中心に移動、浮遊しながら、記録媒体に付着する。ミストの粒子は比較的細かいため、センサやエンコーダスケールなどに付着することによってセンサの性能を劣化させ、最悪の場合誤動作をするおそれもある。これを未然に防ぐため、センサにカバーなどの保護部材をつけたり、発光量を増やしたりするなどの対処策があるが、それらの対策はコストアップを招くことになる。
【００１３】
以上説明したミストによる弊害は、装置において生じている電界の影響を受けるとさらに顕著となる。すなわち、装置によっては記録ヘッド走査域近傍で電界を印加するものもある。例えば、記録紙と記録ヘッドの距離を一定にして、インクの着弾精度を一定に保てるようにするために、記録紙を搬送するための搬送ベルトに静電気を発生させ、それによって記録紙の紙面上に静電分極を誘発するものである。そして、誘発された電荷によって記録紙とベルト間に働くクーロン力により記録紙を紙面上に張りつけるようにする。また、記録速度の高速化、画像の安定化、品位向上のために、インク滴が記録紙に着弾した後にインクの溶媒が速やかに蒸発し、色材が定着するように、定着機能を備えた装置もある。具体的には、定着に用いるハロゲンランプなど高出力の熱源を備えている。
【００１４】
上記の電界や熱を発生する機構を備えた記録装置では、インク吐出が行われる記録ヘッドの走査領域近傍において、高電圧をスイッチングするために電界が生じる。そのため、記録ヘッドから吐出されるインクや着弾しないミストが電界による静電分離を誘発して、上記のレナード効果にあわせてさらにイオン化し易くなる。その結果、例えば、電圧が印加されている記録ヘッドチップの表面やセンサ表面、さらにはセンサの摩擦などによる静電気帯電されているコードホイールなどにミストが付着し、上述した弊害が顕著に発生する可能性がある。これに対し、記録ヘッドの表面に撥水処理を施したり、センサスケールやコードホイールに除電コーティングをしたりするなど対処が考えられる。しかし、それらには限界があり、記録速度が高速化し、ミスト発生の単位時間あたりの絶対量が増大したり、インクの素材が変更になり、堆積固着しやすくなる場合がある。この場合、染料より顔料の方が堆積しやすい傾向がある。また、反応性インクには金属が含まれている場合もある。さらには、装置の仕様が長時間の使用時間を要請したり、コストダウンのためにセンサの性能が低いものを使おうとしたりすることもある。さらには、装置が小型化するにしたがって、単位堆積あたりのミストの密度が増したりすることもある。このような場合、上記のような対処療法では対応しきれない状況も起こり得る。
【００１５】
以上のようなミストの問題の対策としては、主に、ミストの発生ないし量を抑制することと、いったん発生したミストを適切に回収して上述した弊害を未然に防止することの二つに分けることができる。
【００１６】
従来、ミストの発生ないし量を抑制する方法がさまざまな観点から提案されている。しかし、それ自体はミスト削減に有効であるが、記録装置における、記録の高速化、装置の小型化、耐久性の向上といった他の要望とトレードオフになる場合がある。
【００１７】
これに対し、いったん発生したミストを回収する方法は、上記のような、記録装置における他の要因を阻害する点は少ない。従来、このようなミストを回収する方法として種々のものが提案されており、その一つとして、キャリッジの移動によってミストを回収する方法が知られている。特にこの方法は、ミストを抑制する方法について上述したような記録装置における他の要因を阻害する点が少ない方法であるといえる。
【００１８】
このキャリッジ移動によるミスト回収方法には、キヤリッジの動作方向に応じて弁を開閉し、ファンで風を起こしてミストを吸収し、回収するもの（特許文献１）がある。また、キヤリッジユニットの両側にインク吸収体を持ち、側面でミストを吸収、保持するもの（特許文献２）や、キヤリッジユニットの両側にインクタンクと同列にインクミスト回収装置を設けたもの（特許文献３）も知られている。さらに、キヤリッジユニットの下部および片側面に開口部を持ち、上部に排気し、フィルタでミストをカットするもの（特許文献４）や、キヤリッジユニットの下部のヘッドの横に開口部を持ちインクミストを吸収するもの（特許文献５）も知られている。さらに、閉じられた箱の中をキヤリッジユニットが往復する装置において、内部の気流を制御するもの（特許文献６）も提案されている。
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−３６１９０２号公報
【特許文献２】特開２００３−６３０４１号公報
【特許文献３】特開２００７−１６０５６２号公報
【特許文献４】特開２００４−３３０５９９号公報
【特許文献５】特開２０００−２６３８１４号公報
【特許文献６】特開２００５−１７００５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、キャリッジの移動によってミストを回収する従来の方法は、キャリッジユニットの側面に設けられたミストを吸着する部材の吸収力が飽和した場合にインクが側面から記録媒体上に落ちてそれを汚したりすることがある。また、吸収体によるミストの回収が不十分な場合には、吸収体から落とされるミストによるインクがキャリッジ側面から飛び散り、記録媒体を汚したり、再度ミストになったりするという問題がある。
【００２１】
一方、キャリッジの下部などに開口部を設け、ミストをキャリッジ内部に引き込む方法に関しては、その構成自体が比較的複雑であるという問題があり、また、ミストを吸収した部材を交換することも難しい点がある。
【００２２】
本発明は、上述のキャリッジの移動を利用してミストを回収する場合に、簡潔な構成によってミストを回収することが可能なインクジェット記録装置および該装置におけるミスト回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
そのために本発明では、インクを吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させて記録を行うインクジェット記録装置において、前記キャリッジには、当該キャリッジの移動する方向に向いた開口部および該開口部から延在する孔が設けられたことを特徴とする。
【００２４】
また、インクを吐出する記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させて記録を行うインクジェット記録装置におけるミスト回収方法において、前記キャリッジであって、当該キャリッジの移動する方向に向いた開口部および該開口部から延在する孔が設けられた前記キャリッジを用意し、前記キャリッジを前記移動方向に移動させる、工程を有したことを特徴とする。
【００２５】
以上のように、本発明では、キヤリッジが記録動作の際に移動するときに発生する気流を引き込むことができ、先のファンを使って気流を起こすような方法に対して新たに機能を追加することなく、ミストを回収するための気流を起こすことができ、さらに記録に影響を及ぼすような気流も起こすことがないので、特別にファンをオンオフするような制御は不要となる。
【００２６】
また、本発明では、ミストを吸収、捕獲する部分はキャリッジの中央部ないしその近傍に設けられる。これにより、キヤリッジの側面で捕獲するような方式でみられるような、吸収したミストのたれ落ちや振り落とし、さらにははねかえりなどの弊害を避けることができる。また、このインクを捕獲、吸収する部分を交換式にすることにより、従来のインクタンクの交換のごとく容易に交換する形態をとることができる。また、ミストを捕獲する部位にインク循環チューブなどを備えた形態においては、記録用のインクを供給するのとは反対にポンプを回すことで、獲得したミストを別途用意された大容量タンクに回収することで、概部位を交換する必要もなく、使いつづける形態も実現しうる。またこの回収された大容量タンクを交換する形態も考えうる。
【００２７】
また、本発明では、想定しているミストの回収方法は、上記キヤリッジ両側に設けられた開口部と貫通したダクトになっており、そのダクトの側面にパルプなどのインクを吸収し、保持できる部材をもつものがある。そして、ダクトに引き込まれたミストは重力や引き込まれた時の気流の流れで、そのままでもダクトの逆端に達することなく、上記吸収体に衝突し、吸収される。
【００２８】
さらに、積極的にミストの軌道を制御して、ダクトの側面にミストの軌道を変位させる方法が提供される。
【００２９】
そのうち、第１の方法は、ダクトに引き込まれたミストが衝突される壁となる部材を用意することである。これは目の粗い部材で気流を妨げたり、目地が詰まることで気流が滞らない部材が好ましい。この部材を詰まらない構造とすることによってこのようなミスト回収部を交換する必要性を減ずることができる。一方、ミスト回収部の交換が簡単にできるような形態としては、ミストが衝突した時点で捕獲するような部材を採用することもできる。
【００３０】
第２の方法としては、ミストがイオン化していることを利用して軌道を変更させようとするものである。それはローレンツ力を利用して行なう方法である。構成としては、キャリッジ両端の開口部の上部に磁束を発生するコイルを設け、垂直下方向に磁束を発生させるものである。ローレンツ力は移動する電荷に対してだけ働く磁気力であり、キヤリッジが移動することで発生するイオン化したミストの小液滴が磁束に対して相対速度をもつことで、水平方向に力を受ける。これによりミストの軌道が曲がり、ダクトの側面に設けられた吸収体に衝突してミストが回収される。この磁束は磁束に対して垂直方向に移動する電荷にしか力を及ぼさないので、記録の際に記録ヘッドから吐出されるインクが仮にイオン化されていても力を及ぼすことがない。これは従来のキャリッジの外や側面に電極を設けて静電気を帯び、静電界で回収する方法に比べて、静電分離を生じさせるといった弊害をもたらすことがない。この方法は記録動作に影響を及ぼさないので、イオン発生装置を用意することで積極的にミストをイオン化するなどでより効率的にミストを回収できるものである。また、ローレンツ力は速度に比例するので、インクを大量に発生する高速記録の際にはキャリッジの移動速度も増すことから、ミストの発生度に比例して回収能力が増すという利点がある。
【００３１】
第３の方法としては、第２の方法と同じくミストがイオン化していることを利用して軌道を変更させるものである。それはクーロン力を利用して行なう方法である。すなわち、開口部の上下端に電極を持ち、両電極間に電圧をかけ、静電界を形成する。これにより、ミストは電荷の極性に従い、上下に軌道を変位させて、ダクト外側に設けられた吸収体に衝突し、吸収される。電界はインクを静電分離し、弊害を及ぼす可能性があるが、ここでは従来の電極でミストを吸収する方法において必要な電圧に比べて小さい電圧でよい。これは、先ずミストを電極に吸着する必要はなく、ミストの軌道が曲がり、ダクトの周囲に衝突するようにすればよいからである。そして、キャリッジの外部で電極吸着を行なうときにはミストからの距離が遠いのに対し、キャリッジ移動時にミストを引き込むので電極の近傍に必ずミストが通過するためである。すなわち、電荷に作用するクーロン力は距離の二乗に反比例するからである。
【００３２】
上記の本発明による方法をまとめると以下のようになる。
【００３３】
キヤリッジユニットに両側に開口部をもつミスト回収ユニットをもつことを特徴とするシリアルインクジェットプリンタである。上記ミスト回収ユニットはその中央にミスト回収部を持つことを特徴とする。インク回収ユニットにおける回収方法は、三つの方法を提案している。第一にはミストを衝突させ、かつ気流を妨げない部材とパルプに代表されるインク吸収部材でインク回収する方法である。第二には、インクがイオン化されていることを利用する方法であり、上記開口部に設けたコイルから発生した磁束によりミストにローレンツ力を作用させることで軌道を偏向させ、パルプに代表されるインク吸収部材にミストを衝突させることでインクを回収することを特徴とする方法である。第三には、インクがイオン化されていることを利用する方法であり、上記開口部に設けた電極から発生した電界によりミストにクーロン力を作用させることで軌道を偏向させ、パルプに代表されるインク吸収部材にミストを衝突させることでミストを回収することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、キャリッジの移動を利用してミストを回収する場合に、簡潔な構成によってミストを回収することが可能となる。
【００３５】
具体的には、回収する部位がキャリッジにあるためにミストの発生部位に近く、さらにミストの拡散を促進する記録時のキヤリッジの移動を利用して回収することにより、上記拡散を減じ、さらに回収することができる。そして、ローレンツ力を使った回収方法ではローレンツ力が速度に比例した力であるために、ミストが発生しやすい高速記録モードにおいてミストの回収力が向上する。また、そのために吸収機構の制御を変える必要はない。
【００３６】
また、大掛かりな装置や複雑な制御機構を必要としないことである。例えば、ファンで気流を起こす方法や電極に吸着することで回収する方法では、そのための回収部位を装置内に専用に設ける必要がある。また、通常の記録に影響を及ぼす可能性をひめているために、ファンや電極への電圧印加を高速でオンオフする必要性があり、そのための制御が必要であった。またオンオフの速度の限界、ファンの機械的な動作停止の挙動、電極の電荷の拡散スピードの限界によりその切りかえ自体に制限がおのずとあり、実現が難しい。それに対して、本発明は、キャリッジに貫通したダクトに設けた吸収体でインクを吸収するものであり、大掛かりな装置や新たな場所を必要としないので、プリンタの小型化といった場合の弊害にもなりにくい。また、軌道を変えるための電極やコイルもミストが常に近傍に存在する関係で、キヤリッジ外部に設ける場合に比して出力は小さくてすみ、またそれらは吸着を目的とせず軌道の修正を目的とするので、出力は小さくてすむ。これらを使わない部材だけで構成する方法なら、これらの装置も必要なく。簡易な形態で実現できる。
【００３７】
また、ミスト吸収機構が記録動作におよぼす弊害が小さいというのも特徴である。例えば、ミストを遮断する方法では特に電界等も発生しない上に、キャリッジの動作速度を利用することで吸収することと、キャリッジ中央部に捕獲部を設けているので、跳ね返りやたれなどが吸収した後におこり媒体を汚すといった弊害はない。またローレンツ力を使った方法でも、これは磁束に対して垂直に移動する電荷にだけ働く力なので、ダクトを通過するミストにだけ働き、磁束と平行に吐出される記録時の吐出はそれが仮にイオン化していてもローレンツ力がかからない。また、クーロン力を使った方法でも、ミストがダクト内に入り、電極の近傍に流れるために、大きな電界は必要ない。また、キャリッジ内部に設けることでキャリッジ外部に静電界がもれ出ることが少なく、記録などに及ぼす影響は小さくできるものである。
【００３８】
また、回収したミストを保持したユニットを容易に交換することができる。ミストの吸収量はその装置の寿命に影響を及ぼすが、本吸収ユニットをキャリッジユニットの中央にもつために、従来のインクタンクの交換のような方法で回収ユニットを交換することができる。また、同捕獲タンクに循環装置を接続できれば、インクをヘッドに供給するポンプを利用して、別途設けられた大容量タンクに回収したミストを循環して回収することで、回収ユニットの交換自体を不要とする構成も可能である。また、この大容量インクを交換することができればさらに長時間の使用が可能になるものである。
【００３９】
以上のように、本発明により、インクミストは効率よく、大掛かりな装置や制御も要せず、記録動作に対する弊害も小さく、回収ユニットを交換等も容易にでき、長期間使用可能な記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４１】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態は、キャリッジにミストを回収するための開口を設けたものに関する。
【００４２】
図１は、特に、本実施形態のキャリッジユニット周りのミストの移動を説明する模式的斜視図である。図２は、従来のプリンタにおけるキヤリッジユニット周りのミストの流れ（移動）を示す図である。図３は、本実施形態のキャリッジユニット周りのミストの移動を示す図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のキヤリッジユニットにおけるミスト回収ユニットを示す図である。図５は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略を示す斜視図である。図６は、本実施形態の制御構成を示すブロック図である。
【００４３】
先ず、本実施形態の概要を説明する。記録ヘッドからインクが吐出される際に分離したり、記録媒体としての紙などに着弾する際に跳ね返ったりした浮遊するインクの小液滴であるミストは、キヤリッジが記録時に移動する際に起こる気流の変化に従って拡散される。これに対し、従来のミスト回収機構は、図２に示すごとく、ミストの流れ２６はキヤリッジユニットの側面を回り込みながらキャリッジの後方に移動していく。このようにミストはそのままでは停留するものを、キヤリッジの移動よってその左右方向および上下方向へ曲がる流れをもつことになる。
【００４４】
一方、本実施形態では、図１に示すように、キヤリッジユニット１１は、その移動方向において前後（図において左右）に開口部を持つミスト回収ユニット１７を備える。このユニット１７は、後述するように、気流が同ユニット内で停留しないように構成されている。
【００４５】
図３は、この回収ユニットを備えたキヤリッジユニットの移動に伴うミストの流れを示している。ミスト回収ユニットは、キャリッジの移動方向に沿って前後に（図３の左右方向に）それぞれ開口部を有したダクト１８が設けられている。このダクト１８は、基本的に開口部からキャリッジ内部に延在する孔の形態であることから、ミストの気流は、図２に示した従来と同様、キヤリッジユニット１１の外側を回り込む流れ３９の他に、ダクト１８内に入り込む流れ３１０も生じる。どれぐらいの割合でミストを開口部内に取り込むかについては、キヤリッジの速度、開口部の形状などにより変化するが、いずれにしろダクト１８の開口はミストの流れが当たる面に設けられているので、自然な流れとして取り込まれる。これはファンなどで気流を起こすことで回収方法と異なる点で、通常の記録動作をしながらミストを捕獲するという利点がある。
【００４６】
図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本実施形態に係るミスト回収ユニットの詳細な構造を示す、それぞれ上面図、正面図および側面図である。なお、これらの図のうち図（ａ）および（ｂ）は、主に断面として示されている。
【００４７】
これらの図に示すように、本実施形態のミスト回収ユニットは、図４（ａ）おける左右にそれぞれ開口部４１が設けられる。この開口部は、キヤリッジユニットの側面（図４（ｂ））に可能な限り大きな開口を設けるために、端部の開口からダクト１８の中心部までテーパ部が設けられる。そして、開口部４１の下部にはインクミストが衝突した際の液だれを受けられための吸収部材４４が設けられる。さらに開口部から延在する孔内部の周囲にもこの吸収部材が設けられる。すなわち、中央部のミスト回収部４２は、側面および底部に同じ吸収部材４４を備える。この吸収部材４４はパルプなどの吸収性、保持性に優れた部材によって形成される。さらに、ミスト回収部４２のダクト１８を形成する孔の中央部にはミスト衝突用部材３６が設けられる。この部材３６は、ミストの流れを受け、そのミストが付着しないようにするため、金属やプラスティックなどに撥水処理をした部材によることが好ましい。また、部材３６は、ミストの流れをできるだけ妨げないように荒い密度で穴が設けられたものである。そして、ミスト回収部４２は上記吸収部材が設けられた箇所であり、キャリッジに対して上記吸収部材が交換可能に設けられるものであるが、ミスト回収部そのものが交換可能な構成であっても構わない。
【００４８】
なお、従来は、キヤリッジユニットの側面に配された吸収性の部材が、それにミストを衝突させて吸収する。この場合、キヤリッジユニットの側面に同部材があるために、跳ね返ったインクが、紙に落下して記録物を汚したり、衝突したミストが分解しさらに小液滴化して再度ミスト化するおそれがある。これに対し、本実施形態では、ミストの衝突はキャリッジユニットに設けられたダクト内部における中央部でなされるために、跳ね返ったミストが紙を汚したりすることはない。また、一時的にその場で浮遊しても重力による自然沈降などでいずれはダクト内の側面の吸収体に保持される。
【００４９】
図５は、本実施形態に係るインクジェット記録装置としてのプリンタの概略構成を示す斜視図である。本実施形態では、キヤリッジの移動範囲外に設けられたメインタンク７７から、チューブ７５を介してキヤリッジ１１上のサブタンク１４にインクが供給される。そして、このサブタンクから記録ヘッドにインクが供給されてインクの吐出が行われる。すなわち、メインタンク７７からインク循環ユニット７６によってインク循環チューブ７５を通してインクをキャリッジユニット１１のサブタンク１４に供給する。このインク循環ユニット７６は、モータなどのアクチュエータでチューブを絞るなどをすることでインクの流れを制御しており、サブタンク１４のインク残量や記録モードなどの状況に応じてインクの供給を判断してインク循環を行う。キヤリッジユニット１１には、図１、図４などで上述したミスト回収ユニット、すなわちミスト回収ユニットの開口部４１およびミスト回収部４２が設けられている。
【００５０】
本実施形態によれば、キヤリッジユニットにはサブタンクが搭載されることから、その搭載スペースを比較的小さくでき、その分ミスト回収ユニットの搭載スペースを広くすることができる。なお、本発明の適用はこのようなサブタンクを用いた形態に限られないことはもちろんである。メインタンクを用いずにキャリッジにインクタンクを搭載した最も広く知られるインクジェットプリンタに本発明を適用することもできる。この場合には、キャリッジユニットのサイズが大きくなるが、プリンタの仕様などによってはそのサイズが特に問題となることがないことは明らかである。
【００５１】
記録媒体としての記録紙はＡＳＦ７１０）に置かれ、ＰＦモータ７１４およびＬＦモータ７１２によって搬送される。また、ＣＲモータ７１１の駆動力によって、キヤリッジユニット１１をキャリッジシャフト７８に沿って往復移動させることができる。このキャリッジ１１の移動によってキャリッジに搭載された記録ヘッドの走査を行い、記録紙上にインクを吐出して記録を行うことができる。ＡＰモータ７１３は、ＡＳＦ７１０からの記録紙の給紙や記録ヘッドの保全動作を行なう。
【００５２】
図６は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの制御構成を示すブロック図である。本実施形態のプリンタはマイクロコンピュータコンシステムで制御されている。すなわち、ＣＰＵおよびＡＳＩＣ８１６は、プログラムを格納する不揮発性メモリ８１７と作業領域メモリである揮発性メモリ８１８、制御情報を保存する小容量不揮発性メモリ８１９を用いてモータなどによる装置における処理や動作を制御する。上述したように、キヤリッジユニットにはキヤリッジ基板１５と記録ヘッド１６が取り付けられており、これらはＦＦＣ８４を介して接続している。また、記録ヘッド１６には、上述したサブタンク１４が供給路を介して接続されており、記録ヘッドへのインク供給はこのサブタンク１４から行われる。キヤリッジ基板１５はＡＳＩＣ８１６が搭載さているメイン基板８１５にＦＦＣ８６を介して接続されている。メイン基板８１５には、モータを駆動するモータドライバＩＣ８１２が搭載されている。同ドライバはＨブリッジ回路を積んだモータ駆動の専用ＩＣであり、ＡＳＩＣと通信しながらモータを制御する。これらのモータは、インクを循環するインク循環モータ８７、ＣＲモータ７１１、ＬＦモータ７１２、ＰＦモータ７１４、ＡＳＦで記録紙をピックアップしたり、ヘッドの保全動作をするためのＡＰモータ８１１からなる。また、ＡＳＩＣはセンサ８１３やエンコーダ８１４の検出信号を取り込んで制御を行う。また、ＰＣやデジタルカメラなどと接続するＩＦの切り口も持ち、それをＡＳＩＣに受け入れて制御する。電源８２３は、商用電源よりＡＣ−ＤＣ変換されて、メイン基板に接続される。その電圧は、モータドライバＩＣ８１２の一機能として実現しているＤＣ−ＤＣ変換により必要に応じてＡＳＩＣ８１６などに使われるロジック電源やセンサ用の高精度なアナログ電源の電圧に変換される。また、時計ＩＣ８２０とバックアップ用の電池８２１を持ち、各種イベントの時間情報を上記小容量の不揮発性メモリ８１９に保存している。また、パネル基板８２５を介してユーザーは種々の操作を行うことができる。すなわち、このパネル基板は、スイッチ８２６、ＬＥＤ８２８、ＬＣＤ８２７を備え、これにより、プリンタの状態をユーザーに知らせ、ユーザーがプリンタに関する操作を行うことができる。
【００５３】
以上のとおり、本実施形態によれば、ミストを簡易な構成で効率的に回収することができる。すなわち、ミストを吸収する部位がキャリッジにあるためにミストの発生部位に近く、さらにミストの拡散を促進する記録時のキヤリッジの移動を利用して回収することができ、上記拡散を減じて、さらに回収を効率よく行うことができる。換言すれば、キャリッジの移動する方向に向いた開口部およびその開口部から延在する孔が設けられた上記キャリッジを用意し、このキャリッジを上記移動方向に移動させることによって、ミストを回収することができる。
【００５４】
（実施形態２）
本発明の第２の実施形態は、上述した実施形態のミスト回収の構成に加え、ミストに磁束による力（ローレンツ力）を及ぼしてミストの軌道を変えて、キャリッジの回収ユニットにさらに効率よくミストを集めるものである。本実施形態のミスト回収にかかる構成は、上述した図１、図３に示すミストの気流と基本的に同じ気流を前提とするものである。また、記録装置の構成は、以下に示す部分を除き上述した第１実施形態と同様のものである。
【００５５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態２のキヤリッジユニットのミスト回収ユニットの構成を説明する図であり、第１実施形態に係る図４（ａ）〜（ｃ）と同様の図である。また、図８は、本第２実施形態に係る記録装置における制御構成を示すブロック図であり、上記第１実施形態に係る図６と同様の図である。これら図７および図８において、上述した第１実施形態で示した要素と同様の要素についてはその説明を省略する。さらに、図９は、本実施形態に係るコイルを駆動するための定電流回路を示す回路図である。
【００５６】
本実施形態は、第１実施形態にて説明したのと同様、キヤリッジユニットはその移動方向において前後に配された開口部を有したミスト回収ユニットを備える。そして、キャリッジの移動によって生じるミストの気流は、基本的に図３に示すものとなる。すなわち、気流の一部は、ミスト回収ユニットの開口部によってダクト内に取り込まれて孔内を流れる。
【００５７】
そして、本実施形態は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、開口部近傍である、開口部４１の上部にコイル５４が設けられる。これにより、コイル５４の垂直下方、すなわち、ミスト気流の方向を横断する方向に磁束（Ｂ）５６を発生させることができる。なお、コイルの中心には磁束を強いものにするために強磁性体を配置すると効果的である。コイルにはキヤリッジ基板に搭載された回路によって電流が供給されている。また、本実施形態のミスト回収ユニット１７は、第１実施形態のようにミスト衝突用の部材３６（図３）を備えていない。
【００５８】
ミスト回収ユニット内に流れるミストは、キヤリッジ移動に伴いキヤリッジユニットに対して相対速度（Ｖ）５７を有する。そして、このミストがイオン化している場合、そのミストはコイルによって発生した磁束５６によってローレンツ力（Ｆ）５８を受け、その軌道が図７（ａ）に示す矢印のように曲げられる。この曲げられたミストは、中央部のミスト回収部の側面に設けられた部材４４に衝突して吸収される。また、上記のローレンツ力を受けたミストのうち、部材４４に衝突しないでミスト回収部の内部奥まで引き込まれたミストは重力（ｍＧ）５９による自然沈降により吸収体部材４４に落下して回収される。
【００５９】
本実施形態のミスト回収のための構成は、ミスト衝突用の部材３６（図３）などのように、ミストの気流を妨げる部材がない。その結果、そのような部材によってインクの固着が生じて詰まりを生じることがないので、ミスト回収ユニットが耐久性に優れているという利点がある。
【００６０】
図８に示すように、キヤリッジユニット１７には上述の磁束を発生させるコイル５４を駆動するための電流を発生する回路９２９が設けられている。この電流値は、可変にしても固定にしてもいい。例えば、ミスト回収の効果を予め確認する場合には、その効果に応じて電流値を固定的に設定することができる。図９は、駆動電流を定電流とする場合の定電流回路を示している。図示の例は、比較的大きな電流を流すことを可能とするものであり、トランジスタとＦＥＴのダーリントン接続とオペアンプで構成された回路であり、高い精度で電流を制御することができる。なお、これに対し、電流を可変とする場合は、オペアンプのリファレンス電圧をＰＷＭ制御とフィルタ回路で可変にすることによって、電流を可変とすることができる。
【００６１】
さらに、コイルを駆動する電流値は、ミスト回収の効果と、回収ユニットや装置仕様などに応じて定めることができる。すなわち、ミスト回収ユニットのダクトが小さく、ミストの電荷が大きく、ミストの速度すなわちキャリッジの速度が速い場合には必要とされるローレンツ力は小さく、磁束が小さくてすむので、コイルに流す電流値は小さくて済む。一方、ミスト回収ユニットのダクトが大きく、ミストの電荷が小さく、ミストの速度すなわちキャリッジの速度が遅い場合には、必要とされるローレンツ力は大きく磁束が大きいので、コイルに流す電流の値を大きくする。
【００６２】
以上のとおり、本実施形態によれば、本実施形態のローレンツ力を使った回収構成では、ローレンツ力が速度に比例した力であるために、ミストが発生しやすい高速記録モード、すなわち、キャリッジの移動速度が速いモードにおいてミストの回収力が向上する。
【００６３】
（実施形態３）
本発明の第３の実施形態は、上述した実施形態のミスト回収の構成に加え、静電場を生じさせてミストにクーロン力を及ぼしてミストの軌道を変えて、キャリッジの回収ユニットにさらに効率よくミストを集めるものである。本実施形態のミスト回収にかかる構成は、上述した図１、図３に示すミストの気流と基本的に同じ気流を前提とするものである。また、記録装置の構成は、以下に示す部分を除き上述した第１実施形態と同様のものである。
【００６４】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態３のキヤリッジユニットのミスト回収ユニットの構成を説明する図であり、第１実施形態に係る図４（ａ）〜（ｃ）と同様の図である。また、図１１は、本第３実施形態に係る記録装置における制御構成を示すブロック図であり、上記第１実施形態に係る図６と同様の図である。これら図１０および図１１において、上述した第１実施形態で示した要素と同様の要素についてはその説明を省略する。
【００６５】
本実施形態は、第１実施形態にて説明したのと同様、キヤリッジユニットはその移動方向において前後に配された開口部を有したミスト回収ユニットを備える。そして、キャリッジの移動によって生じるミストの気流は、基本的に図３に示すものとなる。すなわち、気流の一部は、ミスト回収ユニットの開口部によってダクト内に取り込まれる。
【００６６】
そして、本実施形態は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、開口部４１の上下にそれぞれ電極６４を設ける。そして、電極６４は、それら電極間に静電場を発生させるようにキヤリッジ基板に設けられた回路に接続されている。また、本実施形態のミスト回収ユニット１７は、第１実施形態のようにミスト衝突用の部材３６（図３）を備えていない。
【００６７】
上述の電極によって発生する静電場によって、イオン化されたミストはクーロン力（ｍＧ＋ｑＥ）６６を受けて、同図に示すように軌道を変える。そして、この軌道が変化したミストは、ミスト回収ユニット１７の側面に設けられた吸収部材４４に衝突して吸収される。ここで印加する静電場は、従来の電極でミストを吸着する構成のように吸着するまでは必要でなく、側面に当たるように軌道を変位させればよい。このため、本実施形態の静電場の生成に必要は電界強度を小さくすることができる。また、静電場は、ミスト回収ユニットにおける開口部内というように限られた距離で作用させるものである。このことから、従来の電極によるインク吐出に影響を与えるなどのミスト回収の弊害も少ない。また、特別なオンオフの制御などを必要としない。さらに、第２実施形態と同様、本実施形態のミスト回収のための構成は、ミスト衝突用の部材３６（図３）などのように、ミストの気流を妨げる部材がない。その結果、そのような部材によってインクの固着が生じて詰まりを生じることがないので、ミスト回収ユニットが耐久性に優れているという利点がある。
【００６８】
図１１に示すように、ミストの軌道変更を行う静電界を印加する２つの電極６４は、キヤリッジ基板上の回路１０２９によって駆動される。また、電極に印加する電圧の電源としては、記録ヘッドを駆動する電源を用いることができる。また、その電圧では不十分な場合は、キヤリッジユニットに配電された電圧を昇圧した電圧を供給することもできる。例えば、ミスト回収ユニットのダクトが小さく、ミストの電荷が大きい場合には、必要とされるクーロン力は小さくて済むため、電極に印加する電圧を小さくすることができる。一方、ミスト回収ユニットのダクトが大きく、ミストの電荷が小さい場合には必要とされるクーロン力は大きいので、電極に印加する電圧を大きくする。
【００６９】
図１２および図１３はそれぞれ昇圧回路の２つの例を示す回路図である。これらの図において、Ｖｉｎはヘッド駆動用に供給される電圧、Ｖｏｕｔは電極に印加する電圧をそれぞれ示し、それぞれはＤＣ出力である。
【００７０】
図１２はチャージポンプ回路で実現された昇圧回路を示している。Ｔｒ１，Ｔｒ２に逆相でベースに信号を印加させ交互にオンさせＴ１に流れる電流を制御する。電圧はＴ１でその巻き線比に比例した電圧で昇圧される。２次側に流れた電流はＴｒ１，Ｔｒ２のオン／オフに伴い、Ｄ１、Ｄ２で電流の流れが制御され、Ｌ１にエネルギーの充放電を行い、Ｃ１で平滑化する。図１３はジェンセン回路１３１とコッククロフト・ウオルトン回路１３２で実現された高電圧発生回路である。Ｔｒ１，Ｔｒ２のベース電流をトランスＴ１で交互に切りかえる。トランスＴ２によりその巻き線比に比例した電圧で昇圧される。２次側で昇圧された電圧はコッククロフト・ウオルトン回路により整流されながら電圧が逓倍される。その逓倍数は回路の段数により決まる。この回路を使うことでトランスの変換電圧が低く押さえることができ、トランスの巻き線数を小さくし、小型化することができる。また、図１２，図１３に示す回路ともにさらに定電圧制御が必要であればそれぞれの前段にさらにシリーズレギュレータを挿入することで実現できる。
【００７１】
印加する電極の電圧の向きは、ミストが負に電荷されていると予想されるために、本実施形態では下の電極に電圧出力を接続し、上の電極にＧＮＤを接続する。これにより、電界は下から上方向に発生し、ミストは下方向に曲がる。しかしこれはミストが正に帯電していた場合は、逆にする。つまりクーロン力は重力方向に働くように設定する。そうしないと、重力とクーロン力がバランスし、ミストの軌道が偏向しない可能性があるためである。
【００７２】
以上のとおり、本実施形態によれば、特に、クーロン力を用いる場合に、ミストがミスト回収ユニットのダクト内に入り電極の近傍に流れるために大きな電界は必要ない。また、電極をダクト内に設けることによりキャリッジ外部に静電界がもれ出ることが少なく、記録などに及ぼす影響は小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態に係るキャリッジユニット周りのミストの移動を説明する模式的斜視図である。
【図２】従来のプリンタにおけるキヤリッジユニット周りのミストの流れ（移動）を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るキャリッジユニット周りのミストの移動を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態のキヤリッジユニットにおけるミスト回収ユニットを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略を示す斜視図である。
【図６】第１実施形態の制御構成を示すブロック図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第二の実施形態に係るキヤリッジユニットのミスト回収ユニットの構成を説明する図である。
【図８】第２実施形態に係る記録装置における制御構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態に係るコイルを駆動するための定電流回路を示す回路図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第三の実施形態に係るキヤリッジユニットのミスト回収ユニットの構成を説明する図である。
【図１１】第３実施形態に係る記録装置における制御構成を示すブロック図である。
【図１２】第３実施形態の記録装置で用いる昇圧回路の一例を示す回路図である。
【図１３】同じく第３実施形態の記録装置で用いる昇圧回路の他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１    キヤリッジユニット
１４    インクサブタンク
１５    キャリッジ基板
１６    記録ヘッド
１７    ミスト吸収ユニット
１８    ミスト回収ユニットのダクト
３６    ミスト衝突用の部材
４１    開口部
４２    ミスト回収部
４４    ミスト吸収、保持用の部材：
５４    コイル
６４    電極
９２９    コイル駆動用の電流供給回路
１０２９    電極に電圧を印加する回路
【図１】
2010143133.tif 000003
【図２】
2010143133.tif 000004
【図３】
2010143133.tif 000005
【図４】
2010143133.tif 000006
【図５】
2010143133.tif 000007
【図６】
2010143133.tif 000008
【図７】
2010143133.tif 000009
【図８】
2010143133.tif 000010
【図９】
2010143133.tif 000011
【図１０】
2010143133.tif 000012
【図１１】
2010143133.tif 000013
【図１２】
2010143133.tif 000014
【図１３】
2010143133.tif 000015