(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット式記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドにフラッシング駆動信号を供給した時のインク滴を受け止めるフラッシング領域を前記記録ヘッドの移動経路上に配置したインクジェット式記録装置であって、
前記フラッシング領域には、前記記録ヘッドから吐出されるインク滴を受けるインク受けユニットが配置され、前記インク受けユニットには記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔方向に対して所定の角度をもってインク滴を受け止める複数枚の板部材が配置されていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記複数枚の板部材は、記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔方向に開口された筒体部内に、それぞれ前記所定の角度をもってほぼ等間隔に配置されている請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記複数枚の板部材によって受け止められた廃インクを、重力方向の下方に導出する筒状の導出部を前記筒体部と一体に成形し、前記導出部の重力方向の下方に配置された廃液タンク内に、前記廃インクを導出するように構成してなる請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドからのインク滴の飛翔方向と板部材の板面方向との成す角度が４０度乃至８０度の範囲になされている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口からインク滴を吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット式記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドにフラッシング駆動信号を供給した時のインク滴を受け止めるフラッシング領域を前記記録ヘッドの移動経路上に配置したインクジェット式記録装置であって、特にフラッシング動作時において、微小なインク滴による不要なミスト（霧状インク）の発生を抑制できるようにしたインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。このようなインクジェット式記録装置は、インクカートリッジからのインクの供給を受けるインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドに対して相対的に移動させる紙送り手段を備え、記録ヘッドをキャリッジ上で記録用紙の幅方向に移動させながら記録用紙に対してインク滴を吐出させることで記録が行われる。そしてキャリッジ上に、ブラックインクおよびイエロー、シアン、マゼンタの各カラーインクが吐出が可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズル開口からインク滴として記録用紙に吐出させて印刷を行う関係上、ノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化により、また塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより、印刷不良を起こすという問題を抱えている。このために、インクジェット式記録装置には、非印刷時に記録ヘッドのノズル開口を封止するためのキャッピング手段を備えている。
【０００４】
このキャッピング手段は、印刷の休止時に前記したノズル開口のインクの乾燥を防止する蓋として機能するだけでなく、ノズル開口に目詰まりが生じた場合には、キャッピング手段によりノズルプレートを封止し、吸引ポンプからの負圧により、ノズル開口からインクを吸引してノズル開口のインク固化による目詰まりや、インク流路内への気泡混入によるインク吐出不良を解消する機能をも備えている。
【０００５】
記録ヘッドの目詰まりや、インク流路内への気泡の混入状態を解消させるために行うインクの強制的な吸引排出処理は、クリーニング操作と呼ばれ、装置の長時間の休止後に印刷を再開する場合や、またユーザが記録画像の品質が悪化したのを解消するためにクリーニングスイッチを操作した場合に実行され、インク滴を負圧により排出させる操作が実行される。
【０００６】
また、記録ヘッドに印刷とは関係のない駆動信号を印加してインク滴を吐出させる機能も備えており、これはフラッシング操作と呼ばれ、クリーニング操作時にワイピング等で記録ヘッドのノズル開口近傍の不揃いのメニスカスを回復させたり、また印刷中にインク滴の吐出量の少ないノズル開口において、インクの増粘による目詰まりを防止する目的で一定周期ごとに実行させる操作である。
【０００７】
図５は、前記したキャッピング手段およびフラッシング操作時においてインクを空吐出させるフラッシング領域を備えた従来のインクジェット式記録装置の一例を示したものである。図５において符号５１はキャリッジであり、図示せぬキャリッジモータにより駆動されるタイミングベルトを介し、左右のフレーム５２，５３に支持されたキャリッジ軸５４に案内されて往復移動されるように構成されている。
【０００８】
前記キャリッジ５１には、下方に向けてインクジェット式記録ヘッド５５が搭載され、またその上部には前記記録ヘッド５５にインクを供給するブラック用インクカートリッジ５６、およびカラー用インクカートリッジ５７が着脱可能に装填されている。前記記録ヘッド５５の下方にはその走査方向に対応して紙案内部材５８が配置され、紙案内部材５８上には記録媒体としての記録用紙５９が載置され、この記録用紙５９は図示せぬ紙送り手段によって、記録ヘッド５５の走査方向に直交する方向に移動されるように構成されている。
【０００９】
図中符号６０は、非印字領域（ホームポジション）に配置されたキャッピング手段であって、前記記録ヘッド５５が直上に移動した時に、上方に移動し記録ヘッド５５のノズル形成面を封止することができるように構成されている。そしてキャッピング手段６０の下方には、キャッピング手段６０の内部空間に負圧を与えるための吸引ポンプ６１が配置されている。
【００１０】
前記キャッピング手段６０は記録装置の休止期間中における記録ヘッド５５のノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する他、記録ヘッドに印刷とは関係のない駆動信号を印加してインク滴を空吐出させるフラッシング動作時のインク受け、すなわち第１のフラッシング領域として機能し、さらに前記吸引ポンプ６１からの負圧を記録ヘッド５５に作用させて、インクを吸引する手段としての機能も兼ね備えている。
【００１１】
そして、キャッピング手段６０の近傍には、ゴムなどの弾性板等より構成されたワイピング部材６２が配置されていて、キャリッジ５１がキャッピング手段６０側に往復移動する際に、記録ヘッド５５のノズル形成面を払拭するワイピング動作がなされるように構成されている。
【００１２】
一方、中央の印字領域を介した前記キャッピング手段６０と対向した他方端の近傍には、第２のフラッシング領域６３が形成されている。この第２のフラッシング領域６３は、紙案内部材５８に形成された開口穴６３により構成されている。そして、この開口穴６３の内底部には、前記キャッピング手段６０の内部空間をポンプ６１で吸引排出したインクを吸収保持する廃液吸収材６４が配置されており、この吸収材６４は前記紙案内部材５８に沿って配置された吸収材収納ケース、すなわち廃液タンク６５内に納められている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した記録装置においては、印字中に不使用のノズルでのインク増粘による吐出不良を防止するために、定期的にフラッシングが実行されるように構成されている。特に最近の機種においては、平均的に数秒ごとに数十ショット／１ノズル程度のフラッシングがなされる。このフラッシングはクリーニング操作後のタイミングにおいて混色防止のために、または印刷開始時のタイミングにおいて、さらにまた印刷中に定期的に各ノズルから、数千から数万ショットの吐出も実行されることもある。
【００１４】
これらのフラッシングは、第１のフラッシング領域としての前記キャッピング手段６０内に行うこともあれば、紙案内部材５８に形成された開口穴により構成する第２のフラッシング領域６３において行うこともある。この第２のフラッシング領域６３においてフラッシング操作を実行させる理由としては、キャッピング手段６０内がインクで満タンになり、それ以上インク滴を打ち込むとインクがあふれてしまうという問題を回避する目的を有している。
【００１５】
また昨今の機種においては、スループットを上げるために、記録ヘッドをキャッピング手段６０まで移動させずに、キャリッジの移動方向に対向する第２のフラッシング領域でフラッシングを実行させるシーケンスを採用する機種も提供されている。また定期フラッシングの必要な間隔が短い場合や、用紙サイズが大きくキャリッジの移動に時間を要する場合、さらには印刷方向とフラッシングが必要となるタイミングが噛み合わない場合などにおいては、第２のフラッシング領域でフラッシングを実行させるシーケンスが採用される。
【００１６】
第２のフラッシング領域６３として、図５に示したように紙案内部材５８に開口穴を形成した場合においては、記録ヘッド５５のノズル形成面から廃液吸収材６４までの距離は数十ｍｍ程度となり、インクの飛翔距離が増大することは免れない。このために記録ヘッドのノズル開口から吐出されたインク滴の一部は、吸収材６４に到達する前に空気抵抗によってミストとなって矢印で示したように浮遊し、周囲を汚染させという問題が発生する。
【００１７】
またノズル開口から吐出したインク滴は少なからず帯電しており、記録装置内の駆動部で発生した静電気による影響、さらには装置内の温度上昇を抑えるために配置した排気ファンによる空気流、またはキャリッジの移動に伴う空気流によっても加速され、記録装置が配置された周囲（外部）までも汚染させるといった問題も発生し得る。特に高画質化を実現させるために各インク滴の量を可及的に小さく制御する昨今の記録装置においては、このような問題がより顕著に現れる。
【００１８】
このような問題の発生を防止させるために、記録ヘッドと近い位置に廃液吸収材を配置する構成も考えられるが、一般にキャリッジ走行範囲のヘッド対向部分には紙送りローラ等の機構があり、十分な容積が確保できないのが現実である。
【００１９】
本発明は、前記したような問題に鑑みてなされたものであり、特にフラッシング動作時において、微小滴となって浮遊するミストの発生を効果的に抑制し得るインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものであり、これにより装置の内外を汚染させることのない商品価値の高いインクジェット式記録装置を提供しようとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために成された本発明にかかるインクジェット式記録装置は、記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット式記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドにフラッシング駆動信号を供給した時のインク滴を受け止めるフラッシング領域を前記記録ヘッドの移動経路上に配置したインクジェット式記録装置であって、前記フラッシング領域には、前記記録ヘッドから吐出されるインク滴を受けるインク受けユニットが配置され、前記インク受けユニットには記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔方向に対して所定の角度をもってインク滴を受け止める複数枚の板部材を配置したことを基本構成としている。
【００２１】
この場合、前記複数枚の板部材は、好ましくは記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔方向に開口された筒体部内に、それぞれ所定の角度をもってほぼ等間隔に配置した構成とされる。
【００２２】
また、前記複数枚の板部材によって受け止められた廃インクを、重力方向の下方に導出する筒状の導出部を前記筒体部と一体に成形し、前記導出部の重力方向の下方に配置された廃液タンク内に、前記廃インクを導出するように構成することが望ましい。そして、前記記録ヘッドからのインク滴の飛翔方向と板部材の板面方向との成す角度は４０度乃至８０度の範囲、望ましくは６０度程度となされる。
【００２３】
以上のように構成される本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、フラッシング領域において記録ヘッドよりフラッシングされたインク滴は、インク滴の飛翔方向に対して所定の角度をもって配置された複数枚の板部材のいずれかによって捕獲される。そして各板部材によって捕獲された廃インクは、重力方向の下方に配置された廃液タンク内に導入される。
【００２４】
インク滴の飛翔方向と前記板部材の板面方向との成す角度を小さく設定すると、インク滴の飛翔距離を小さくすることができ、ミストの発生度合いを少なくすることができるものの、一方においてインク滴の板面への衝突の角度が直交状態に近くなり、インク滴が跳ね返ることによってミストを発生させるという問題が発生する。また、インク滴の飛翔方向と板部材の板面方向との成す角度を大きく設定すると、インク滴の飛翔距離が平均的に大きくなるため、ミストの発生度合いは大きくなる。
【００２５】
したがって、インク滴の飛翔方向と前記板部材の板面方向との成す角度は６０度程度とするのが望ましく、この結果、前記ミストの発生度合いを低減することが可能となり、装置の内外を汚染させるという問題を解消することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１乃至図３は、床面に直接設置される大型のインクジェット式記録装置（以下、プリンタともいう）の構成を示したものであり、図１は当該プリンタの外観斜視図を示し、また図２は当該プリンタの内部構成の正面図を示している。さらに図３は図２における後述するフラッシング領域部分において破断した状態の縦断面図である。
【００２７】
このプリンタは、給紙部１、印刷部２および排紙スタック部３が上、中および下の位置関係に配置されている。そして、前記給紙部１から印刷部２を経て排紙スタック部３に向かう用紙搬送経路が斜め上方の奥側から斜め下方の手前側にほぼ真っ直ぐに形成されている。前記給紙部１には、図２および図３に示すように例えば４０インチ以上の紙幅を有する記録媒体としての長尺のロール紙４が配置できるように構成され、その交換時に取り外しが可能となるように装着されていて、前記給紙部１は作業者が立った状態でロール紙４の交換作業を行うに適した高さとなるように構成されている。
【００２８】
そして実施の形態においては、図１に示すように、前記給紙部１に装着されたロール紙４の前面を、開閉可能なロール紙カバ−５によって覆うことができるように構成されており、このカバ−５が閉じられた状態におけるカバー５の上面と印刷部２、および後述する排紙ガイド６とがほぼ面一となって、前記ロール紙４とは別の単票紙または剛性厚紙などの給排紙も可能となるように構成されている。
【００２９】
図２に示すように前記給紙部１には、一対のスピンドル受け７ａ，７ｂの下にさらにもう一対のスピンドル受け８ａ，８ｂが配置されている。なお、これらのスピンドル受けはプリンタ本体における左右一対のフレーム９，９にそれぞれ取付けられている。そして、ロール紙４，４をそれぞれ装着した長尺な２本のスピンドル７，８のそれぞれ両端が、前記スピンドル受け７ａ、７ｂ間、および８ａ，８ｂ間に載置された状態で横架されている。
【００３０】
図１および図２から理解できるように、前記２本のスピンドル７，８は、相対的に上側のスピンドル７が、装置正面に立つ作業者に対して若干後方となるように、互いに斜め上下の関係に配置されている。そして各ロール紙４は、印刷部２を経て排紙スタック部３の入り口に向かって斜め上下にほぼ一直線に形成された用紙搬送経路に沿って搬送されるように構成されている。
【００３１】
図２に示すように印刷部２には、左右のフレーム９，９間に水平状態となるように取付けられたガイドロッド１０が配置され、このガイドロッド１０上を左右に移動できるようにキャリッジ１１が装着され、該キャリッジ１１には記録ヘッド１２が搭載されている。そして、記録ヘッド１２による走査領域の下方に、用紙搬送経路の一部を成す平坦な排紙ガイド６が形成されている。
【００３２】
また排紙スタック部３は、印刷された用紙を受ける部分であり、この排紙スタック部３は用紙受け面が折り畳み可能な布製シートから成るスタック布１３で形成されている。そして排紙切換レバー１４によって、図３に示すように、印刷された用紙を前記印刷部２のほぼ真下の第１受け部１５に導く状態、または図には示していないがプリンタ本体の前面床上にスタック布１３を展開して該前面側に一時的に作られる第２受け部に、用紙を導く状態も採り得るように構成されている。
【００３３】
この実施の形態においては、印刷された用紙を第１受け部１５に導く場合においては、印刷部２の下方に形成された前記排紙ガイド６における後端縁６ａと、前記排紙切換レバ−１４により用紙搬送経路上に突出させたスタック布１３の上端縁１３ａとの間に開口１６が形成されることにより確保されるように構成されている。
【００３４】
また、印刷された用紙を第２受け部に導く場合には、排紙切換レバ−１４によりスタック布１３の上端縁１３ａを用紙搬送経路より後方に退避させると共に、スタック布固定レバー１７を手前に引き出し、スタック布１３の先端部側を固定したフック１８を固定レバー１７の前端部に係合させることで、スタック布１３をプリンタ本体の前面側に展開させることができるように構成されている。
【００３５】
図２に示すように、キャリッジ１１に搭載された記録ヘッド１２の走行領域における一端部は、非印字領域（ホームポジション）になされ、この非印字領域にはキャッピング手段２１が配置されている。前記記録ヘッド１２のノズル形成面は、後述するように鉛直方向から若干傾斜した状態でキャリッジ１１上に搭載されており、キャッピング手段２１は、記録ヘッド１２が非印字領域に移動した時点で、記録ヘッド１２のノズル形成面を封止できるように配置されている。そしてキャッピング手段２１の下方には、キャッピング手段２１の内部空間に負圧を与えるための吸引ポンプ２２が配置されている。
【００３６】
キャッピング手段２１は、前記したとおり記録装置の休止期間中における記録ヘッド１２のノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する他、前記吸引ポンプ２２からの負圧を記録ヘッド１２に作用させて、インクを吸引するヘッドクリーニング手段としての機能も兼ね備えている。そして、前記吸引ポンプ２２によって吸引された廃インクは、第１の廃液タンク２３に排出され、当該タンク内に収容された廃液吸収材２３ａに吸収されるように構成されている。
【００３７】
一方、前記キャッピング手段２１に隣接した記録ヘッド１２の移動経路上には、第１のフラッシング領域２５が形成されており、この第１のフラッシング領域２５には、図４において詳述するインク受けユニット２７が配置されていて、このインク受けユニット２７によって収集された廃インクは、重力方向の下方に配置された第１の廃液タンク２３に排出され、当該タンク内に収容された廃液吸収材２３ａに吸収されるように構成されている。
【００３８】
また、中央の印字領域を介した前記キャッピング手段２１と対向した他方端にも、第２のフラッシング領域２６が形成されている。この第２のフラッシング領域２６においても、図４において詳述するインク受けユニット２７が配置されていて、このインク受けユニット２７によって収集された廃インクは、重力方向の下方に配置された第２の廃液タンク２８に排出され、当該タンク内に収容された廃液吸収材２８ａに吸収されるように構成されている。
【００３９】
前記した第１および第２のフラッシング領域は、例えば印刷しようとする紙幅に応じて、適宜選択して使用するようなフラッシングシーケンスが導入されており、これによりスループットを低下させることなく、かつフラッシングによる印字の信頼性が確保できるように構成されている。
【００４０】
図４は、第１および第２のフラッシング領域に配置されるインク受けユニット２７の構成を示したものであり、（イ）はその正面図を、（ロ）は（イ）に示す正面図において、ほぼ中央で破断した縦断面図を示している。このインク受けユニット２７は、記録ヘッド１２からのインク滴の飛翔方向に向かって開口された筒体部３１と、廃液タンク２３または２８に廃インクを導出する筒状の導出部３２とが合成樹脂により一体に成形されている。そして、このインク受けユニット２７は、記録装置に対して導出部３２の軸線３２ｃがほぼ鉛直状態となるように取付けられる。
【００４１】
前記筒体部３１には、記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔方向に対して所定の角度をもってインク滴を受け止める複数枚の板部材３３が配置されている。この実施の形態においては４枚の板部材３３が備えられており、これらは、筒体部３１内においてほぼ等間隔に配置され、且つ型抜きの制約上、筒体部３１の軸線とそれぞれ平行となるように形成されている。
【００４２】
そして実施の形態においては、各板部材３３は記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔方向と、その板面方向との成す角度がほぼ６０度に設定されている。換言すれば、図４（ロ）に示すように記録ヘッド１２のノズル形成面の延長線と、筒体部３１の軸芯との成す角度θが６０度となされている。
【００４３】
これにより、記録ヘッドから吐出されるインク滴は、図４（ロ）に矢印で示すように、各板部材３３の板面にほぼ３０度の角度をもって衝突し捕獲される。各板部材３３によって捕獲された廃インクは、導出部３２内を介してその重力方向の下方に配置された廃液タンク２３または２８に、廃インクを導出するようになされる。
【００４４】
この実施の形態においては、前記したように記録ヘッドからのインク滴の飛翔方向と板部材の板面方向との成す角度は６０度になされているが、これは４０度乃至８０度の範囲に設定することが好ましい。すなわち、前記角度が４０度未満であると、インク滴の飛翔距離は小さくすることができるものの、インク滴の板面への衝突の角度が直交状態に近ずき、このためにインク滴が板面において跳ね返り、これによりミストを発生させるという問題が発生する。
【００４５】
一方、前記角度が８０度を越える場合には、インク滴の飛翔距離が平均的に大きくなるため、ミストの発生度合いは大きくなる。特に図４（ロ）に矢印で示したように、記録ヘッドから吐出されたインク滴が手前の板部材３３にて捕獲されない直近を通過したような場合には、その飛翔距離は極端に長くなり、このためにミストの発生度合いは大きくなる。
【００４６】
しかも、実施の形態のようにインク滴が水平方向に近い状態で飛翔するような記録ヘッドの装着状態において、インク滴の飛翔方向と板部材の板面方向との成す角度が８０度を越える場合には、筒体部３１の軸線は水平状態に近くなり、筒体部３１内での廃インクの流れも悪くなるという問題も発生する。
【００４７】
また、前記角度を大きくした場合であっても、板部材３３の枚数を多くすることによって、インク滴の飛翔距離を少なくすることはできるものの、板部材３３の枚数を多くすることは、互いの板部材の間隔が小さくなり、インクの掃けを低下させたり、メンテナンスの操作性を阻害させる等の問題も発生する。以上のような理由によって、前記角度は４０度乃至８０度の範囲に設定することが好ましい。
【００４８】
なお、前記した実施の形態においては、４枚の板部材が備えられているが、この枚数は板部材を形成する筒体部の大きさなどに応じて適宜選定され得る。また、以上の説明は本発明を図１乃至図３に示したような特に大型の記録装置に適用した例に基づいているが、本発明はこのような特定の記録装置に適用されるだけでなく、他のインクジェット式記録装置に適用しても同様の作用効果を得ることができることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、フラッシング領域に記録ヘッドから吐出されるインク滴を受けるインク受けユニットが配置され、このインク受けユニットには記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔方向と板面方向との成す角度が、たとえば６０度程度になされた複数枚の板部材を配置したので、フラッシングによるインク滴は、比較的短い飛翔距離において、いずれかの板部材によって捕獲される。これにより、インク滴の一部がミストとなって浮遊する確立を低減させることができ、ミストの発生により装置の内外を汚染させるという問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置の外観斜視図である。
【図２】図１に示す記録装置の内部構成の概略を示した正面図である。
【図３】図２に示す記録装置において、フラッシング領域部分において破断した状態を示す縦断面図である。
【図４】フラッシング領域部分に配置されるインク受けユニットの構成を示した正面図および縦断面図である。
【図５】従来のインクジェット式記録装置の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
１            給紙部
２            印刷部
３            排紙スタック部
４            ロール紙
１０            ガイドロッド
１１            キャリッジ
１２            記録ヘッド
１２ａ          ノズル形成面
１２ｂ          ノズル列
２１            キャッピング手段
２２            吸引ポンプ
２３，２８      廃液タンク
１２ａ，２８ａ  廃液吸収材
２５，２６      フラッシング領域
２７            インク受けユニット
３１            筒体部
３２            導出部
３３            板部材
【図１】
0003543316.tif 000002
【図２】
0003543316.tif 000003
【図３】
0003543316.tif 000004
【図４】
0003543316.tif 000005
【図５】
0003543316.tif 000006