(57)【要約】【課題】無重力環境においてもインクを確実に捕獲し、吸収することができる廃インクタンクを具備したインクジェット式記録装置を提供すること。【解決手段】廃インクタンク１３の外郭を構成するケース部材２１内には、三層のインク吸収材２２ａ，２２ｂ，２２ｃが積層状態で収納されている。第一層と第二層のインク吸収材２２ａ、２２ｂには、それぞれ直交する方向にインク流路２３ａ〜２３ｄが形成され、一連のインク流路が三次元方向に屈曲されて形成されている。したがって、例えば記録装置を無重力の環境において使用しても、インク流路内に浮遊するインクは、いずれかの壁においてインク吸収材に突き当たって吸収され、確実に捕獲することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドから排出されたインクを吸収して保持するインク吸収材を収納した廃インクタンクとを備えたインクジェット式記録装置であって、
前記廃インクタンク内に収納されたインク吸収材には、インク導入部から延出して屈曲されたインク流路が形成され、前記インク流路の末端部のみが大気に開放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】
前記インク吸収材は少なくとも２枚の独立したインク吸収材が積層状態に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記インク流路は、二次元方向または三次元方向に屈曲されて形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記インク流路は少なくとも２回以上、二次元方向または三次元方向に屈曲されていることを特徴とする３に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクカートリッジからのインクを受けて印刷データに基づいてインク滴を吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドのノズル形成面を封止して吸引ポンプからの負圧を受けて記録ヘッドのノズル開口よりインクを吸引排出させるキャッピング手段を備えたインクジェット式記録装置に関し、特に前記キャッピング手段から排出されたインクを吸収して保持する廃インクタンクの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
前記した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。
【０００５】
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と、必要に応じてノズル形成面を清掃するワイピング部材を備えている。前記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、キャップ部材によりノズル形成面を封止し、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排出させ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。
【０００６】
記録ヘッドの目詰まりや、インク流路内への気泡混入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、これは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認識して例えばクリーニングスイッチを操作した場合などに実行され、記録ヘッドのノズル形成面をキャッピング手段によって封止し、記録ヘッドのノズル開口およびその上流に存在する増粘したインクならびに気泡を負圧によって排出させる操作がなされる。
【０００７】
そして、クリーニング操作によって記録ヘッドから吸引排出されたインクは、吸引ポンプの駆動によって廃インクタンク内に導入され、廃インクタンク内に収納されたインク吸収材によってインクを保持させるように構成されている。
【０００８】
図８はその構成の一例を破断状態で示したものである。図８において符号１３は記録装置内に水平状態に形成された廃インクタンクを示しており、この廃インクタンク１３内にはインク吸収材４１ａ，４１ｂ，４１ｃが三層に積層されて配置されている。最下層に配置された第一層のインク吸収材４１ａは、廃インクタンク１３の下底面をほぼ占有する面積を有しており、またその上部に積層された第二層と第三層のインク吸収材４１ｂ，４１ｃは、その長手方向（図中左右方向）において若干その寸法が短く形成されていて、廃インクタンク１３の側壁との間に形成された隙間４２に、吸引ポンプの排出側端部（チューブの端部）２６が挿入された構成とされている。
【０００９】
前記した構成によると、吸引ポンプにより排出されたインクは、第二層と第三層のインク吸収材４１ｂ，４１ｃと、廃インクタンク１３の側壁との隙間４２に注入され、各層のインク吸収材４１ａ，４１ｂ，４１ｃの各端部より水平方向、および重力方向に浸透して吸収される。そして、自然乾燥によってインク溶媒が蒸発することによって、順次新たな廃インクを吸収保持するように作用する。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−２２６９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前記した構成における廃インクタンクは、記録装置を水平面に載置した姿勢において正常に機能するように構成されており、例えば記録装置を傾けた状態でクリーニング動作を実行させた場合には、吸引ポンプにより排出されたインクがインク吸収材に浸透する前に、廃インクタンクから溢れてしまい、記録装置の内部、極端な場合には記録装置の外部にもインクが流出して、周囲を汚染させるという問題が発生する。
【００１２】
特に、長期にわたって使用した記録装置においては、インクの固化物が廃インク導入部付近のインク吸収材に蓄積して目詰まり状態となり、インクの吸収能力が低下して前記した問題がより顕著に現われる。
【００１３】
さらに、地球上のような重力圏以外の例えば宇宙船内等の無重力の環境において、前記した構成の廃インクタンクを用いた場合には、廃インクはインク吸収材に吸収されずにインク滴として浮遊するという問題が発生する。
【００１４】
本発明は、前記したような技術的課題に着目してなされたものであり、記録装置をたとえ傾斜させて使用した場合、または無重力の環境において使用した場合においても、前記したような問題を未然に防止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る。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドから排出されたインクを吸収して保持するインク吸収材を収納した廃インクタンクとを備えたインクジェット式記録装置であって、前記廃インクタンク内に収納されたインク吸収材には、インク導入部から延出して屈曲されたインク流路が形成され、前記インク流路の末端部のみが大気に開放されている構成とされる。
【００１６】
この場合、好ましくは前記インク吸収材は少なくとも２枚の独立したインク吸収材が積層状態に配置されている構成とされる。
【００１７】
そして、好ましい実施の形態においては、前記インク流路は、二次元方向または三次元方向に屈曲されて形成されている構成とされる。
【００１８】
また、好ましい実施の形態においては、前記インク流路は少なくとも２回以上、二次元方向または三次元方向に屈曲されている構成とされる。
【００１９】
以上のように構成されたインクジェット式記録装置によると、クリーニング操作によって記録ヘッドより吸引排出されたインクは、廃インクタンクに送り込まれる。この場合、廃インクタンクに収納されたインク吸収材の一部に形成されたインク導入部を介して、インク流路にインクが導入される。
【００２０】
前記インク流路は、インク吸収材に二次元または三次元方向に屈曲されて形成されており、したがって導入されたインクはインク流路内に進入しつつ、インク吸収材に浸透して吸収される。そして、自然乾燥によってインク溶媒が蒸発することによって、順次新たな廃インクを吸収保持するように作用する。
【００２１】
この場合、インク流路の末端部のみを大気開放した構成とすることで、インク流路内に送り込まれたインクは抵抗なくインク流路内に流れ込むことができる。
【００２２】
しかも、インクは、インク流路に沿うインク吸収材の各部において浸透して吸収されるため、インクの固化物が局部的に蓄積して目詰まり状態となるという問題を回避することができ、長期にわたって安定した機能を発揮させることが可能となる。
【００２３】
さらに、宇宙空間等の無重力の環境において使用した場合、インク流路が二次元または三次元方向に屈曲されて形成されているので、インク流路内に浮遊するインクは、いずれかの壁においてインク吸収材に突き当たって吸収される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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は本発明が適用され得る記録装置の基本構成を示したものである。図１において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介し、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。
【００２５】
キャリッジ１の記録用紙６に対向する側には、インクジェット式記録ヘッド７が搭載され、またその上部には前記記録ヘッド７にインクを供給するブラック用インクカートリッジ８、およびカラー用インクカートリッジ９が着脱可能に装填されている。
【００２６】
図中符号１０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７が直上に移動した時に、記録ヘッド７のノズル形成面を封止できるように構成されている。そしてキャッピング手段１０の下方には、キャッピング手段１０の内部空間に負圧を与えるための吸引ポンプ１１が配置されている。
【００２７】
前記キャッピング手段１０は記録装置の休止期間中における記録ヘッド７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として機能し、さらに前記吸引ポンプ１１からの負圧を記録ヘッド７に作用させて、インクを吸引排出させるクリーニング操作の機能も兼ね備えている。
【００２８】
そして、キャッピング手段１０の近傍には、ゴムなどの弾性板からなるワイピング部材１２が配置されていて、キャリッジ１がキャッピング手段１０側に往復移動する際に、記録ヘッド７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。
【００２９】
図２は、図１に示す記録装置に搭載されたキャッピング手段１０と、これに接続された吸引ポンプ１１等の構成を模式的に示したものである。キャッピング手段１０は、上面が開放された方形状のキャップケース１０ａと、このキャップケース１０ａ内に収納されたゴム素材などの可撓性物質よりなるキャップ部材１０ｂとが具備され、キャップ部材１０ｂはその上側縁がキャップケース１０ａよりも若干突出した状態に形成されている。そしてキャップ部材１０ｂの内底部には、多孔質材料により形成されたインク吸収材１０ｃが収納されており、このインク吸収材１０ｃはキャップ部材１０ｂに一体に形成された保持体１０ｄにより保持されている。
【００３０】
またキャップケース１０ａの下底部には、キャップケース１０ａおよびキャップ部材１０ｂをそれぞれ貫通するようにして、吸引口１０ｅおよび大気開放口１ｆが形成されている。そして、キャップケース１０ａの吸引口１０ｅにはチューブＴ１を介して吸引ポンプ１１が接続されており、この吸引ポンプ１１の排出側端部は後述するように、廃インクタンク１３に収納されたインク吸収材に接続されている。さらに、キャップケース１０ａの大気開放口１０ｆには、チューブＴ２を介して大気開放バルブ１４が接続されている。
【００３１】
一方、図２における符号７は、記録ヘッドを示しており、この記録ヘッド７はキャリッジの移動に伴いキャッピング手段１０の上部に位置した時、ノズル形成面７ａが前記キャップ部材１０ｂによって封止（キャッピング）されるように構成されている。前記ノズル形成面７ａには複数のノズル開口７ｂが形成されており、各ノズル開口７ｂに対応して配置された圧電振動子７ｃの振動作用によって、ブラックインク、およびイエロー、シアン、マゼンタなどの各カラーインクが吐出されるように構成されている。
【００３２】
以上の構成において、前記記録ヘッドまたはインク供給路内の残留気泡の排出、およびノズル開口の目詰まりを解消させるためのインクの吸引作用は、図２に示すようにキャップ部材１０ｂを記録ヘッド７のノズル形成面７ａに密着させると共に、大気開放バルブ１０を閉弁した状態で行われる。
【００３３】
この状態で吸引ポンプ１１を駆動させることで、キャップ部材１０ｂの内部空間に負圧が与えられ、記録ヘッド７のノズル開口７ｂからインクが吸引排出される。そして、キャップ部材内部の負圧がある程度減少した時点で、前記大気開放バルブ１４を開弁させると、キャップ部材内に大気が導入され内部の負圧は解除される。続いて、大気開放バルブ１４を開弁させた状態で吸引ポンプ１１を再び駆動させることにより、キャップ部材内に排出されたインクはチューブＴ１を介して廃インクタンク１３に送り込む動作がなされる。
【００３４】
次に図３乃至図６は、前記吸引ポンプ１１の駆動によって排出される廃インクを受け止める廃インクタンク１３の第１の実施の形態を示したものである。なお、図３は廃インクタンク１３を上部から視た状態で示した上面図であり、また図４は図３におけるＡ−Ａ線を矢印方向に視た状態の断面図であり、図５は廃インクタンク内に積層されて収納された三層のインク吸収材の構成を分離して示した斜視図である。また図６は図４におけるＢ−Ｂ線を矢印方向に視た状態の拡大断面図である。
【００３５】
まず、廃インクタンク１３の外郭を構成するケース部材２１は、図３および図４に示すように、その側壁が立ち上げられて上部が開放されたほぼ四辺形の形態になされている。そして、図５に示す形態の三層のインク吸収材２２ａ，２２ｂ，２２ｃが順に積層されてケース部材２１内に収納されている。
【００３６】
第一層のインク吸収材２２ａには、互いに平行状態となるように第１と第３インク流路２３ａ，２３ｃが形成され、また第二層のインク吸収材２２ｂには、第一層のインク吸収材２２ａに積層された状態で、前記第１および第３インク流路２３ａ，２３ｃの長手方向に対して面内においてほぼ直交する方向に、且つ互いに平行状態となるように第２と第４インク流路２３ｂ，２３ｄが形成されている。
【００３７】
そして、図３に示すように第１インク流路２３ａの末端部と前記第２インク流路２３ｂの始端部、前記第２インク流路２３ｂの末端部と前記第３インク流路２３ｃの始端部、さらに前記第３インク流路２３ｃの末端部と前記第４インク流路２３ｄの始端部との間には、それぞれ各インク流路を連通させる導通部２４ａ，２４ｂ，２４ｃが、前記面に対して直交するように形成され、一連のインク流路が三次元方向に屈曲されて形成されている。
【００３８】
一方、第一層のインク吸収材２２ａに形成された第１インク流路２３ａの始端部に対応する部分の第二層のインク吸収材２２ｂには、矩形状のインク導入部２５が貫通状態で形成されている。そして、このインク導入部２５に対して、吸引ポンプの排出側端部（チューブの端部）２６が保持部材２７を介して挿入接続されている。
【００３９】
図６はその構成を拡大して示しており、吸引ポンプの排出側端部２６には、断面がコ字状に形成された保持部材２７が、端部２６をその両脚部によって挟持するようにして取り付けられており、このコ字状の保持部材２７が矩形状のインク導入部２５に挿入された状態で取り付けられている。
【００４０】
なお、図６に示した状態においては、吸引ポンプの排出側端部２６と保持部材２７との間、また保持部材２７とインク導入部２５との間にそれぞれ多少の隙間が存在するが、インクの表面張力が作用する程度の隙間であれば、インクを漏出させる問題は発生せず、インクは吸収材に吸引される。
【００４１】
また、第二層のインク吸収材２２ｂに形成された第４インク流路２３ｄの末端部に対応するケース部材２１には、矩形状の膨出部が形成されて空間部２８を作り出しており、これにより一連のインク流路の末端部が大気開放されている。
【００４２】
以上の構成において、記録ヘッドより吸引排出されたインクが、吸引ポンプの駆動により廃インクタンクに送り込まれると、廃インクタンク１３に収納された第二層のインク吸収材２２ｂに形成されたインク導入部２３を介して、第一層および第二層のインク吸収材２２ａ，２２ｂに形成された一連のインク流路にインクが導入される。この場合、インク流路の末端部を大気開放した構成としたことで、インク流路内に送り込まれたインクは抵抗なくインク流路内に流れ込むことができる。そして前記した一連のインク流路は、三次元方向に屈曲されて形成されており、したがって導入されたインクはインク流路内に進入しつつ、三層の各インク吸収材２２ａ，２２ｂ，２２ｃにそれぞれ浸透して吸収される。そして、自然乾燥によってインク溶媒が蒸発することによって、順次新たな廃インクを吸収保持するようになされる。
【００４３】
なお、前記した第三層のインク吸収材２２ｃは、第二層のインク吸収材２２ｂに形成された流路２３ｂ，２３ｄを上部から塞ぐ蓋として作用すると共に、インクの吸収作用を兼ねている。そして、記録装置を通常の重力下において、水平状態にして利用する場合においては、前記第三層のインク吸収材２２ｃは、必ずしも必要ではないが、重力下において記録装置を傾けて使用する場合、または無重力の環境で使用する場合においては、インクの零れまたは浮遊を阻止することができる。
【００４４】
特に、記録装置を無重力の状態で使用する場合においては、インク流路が三次元方向に屈曲されて形成されているので、インク流路内に浮遊するインクは、いずれかの壁においてインク吸収材に突き当たって吸収される。
【００４５】
なお、図３乃至図６図に示した第１の実施の形態においては、第一層と第二層のインク吸収材２２ａ，２２ｂにおいて、順次屈曲された状態で第１乃至第４のインク流路２３ａ〜２３ｄを構成しているが、例えば第１インク吸収材２２ａに形成されたインク流路の長手方向と、第２インク吸収材２２ｂに形成されたインク流路の長手方向とが面内においてほぼ直交する方向に形成され、第１インク吸収材２２ａと第２インク吸収材２２ｂに形成された各インク流路の間に、前記インク流路を連通させる導通部を形成させるように、すなわち一連のインク流路が平面状においてＬ字状を形成するように構成されるものであってもよい。
【００４６】
次に図７は、インク吸収材の第２の実施の形態を示したものである。このインク吸収材は、第一層と第二層のインク吸収材２２ａ，２２ｂにより構成されており、第二層のインク吸収材２２ｂの端部には、第１の実施の形態と同様に矩形状のインク導入部２５が貫通状態で形成されている。そして、このインク導入部２５に対して、図６に示した例と同様に吸引ポンプの排出側端部（チューブの端部）２６が保持部材２７を介して挿入接続されるように構成されている。
【００４７】
そして、第一層のインク吸収材２２ａには、インク導入部２５から一方向に延出する第１インク流路３１ａと、この第１インク流路の末端部において前記第１インク流路と直交する方向に延出する第２インク流路３１ｂと、この第２インク流路の末端部において前記第２インク流路と直交する方向に延出する第３インク流路３１ｃと、この第３インク流路の末端部において前記第３インク流路と直交する方向に延出する第４インク流路３１ｄとが形成され、一連のインク流路が二次元方向に屈曲されて形成されている。そして、第４インク流路３１ｄの末端部が大気に開放された構成とされている。
【００４８】
この構成においては、重力下において記録装置を傾けるなどして使用した場合には、インクを吸引した重みにより第一層のインク吸収材２２ａに形状の崩れを発生させる虞があるという難点はあるものの、無重力の環境においては前記した作用は発生しない。また、二層のインク吸収材によって構成させることができるため、構成を簡素化させることができる。
【００４９】
なお、以上説明した記録装置に搭載された廃インクタンクによると、たとえ重力下において水平面に載置して使用しても、吸引ポンプによって送り込まれるインクは、インク流路に沿うインク吸収材の各部において浸透して吸収されるため、インクの固化物が局部的に蓄積して目詰まり状態となるという問題を回避することができ、長期にわたって安定した機能を発揮させることが可能であるという独自の作用効果を得ることができる。
【００５０】
〔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、廃インクタンク内に収納されたインク吸収材には、インク導入部から延出してインク流路が形成されているので、インク流路に導入されたインクはインク流路内に進入しつつ、インク吸収材に浸透して吸収される。そして、自然乾燥によってインク溶媒が蒸発することによって、順次新たな廃インクを吸収保持するように作用する。したがって、インクの固化物が局部的に蓄積して目詰まり状態となるという問題を回避することができ、長期にわたって安定した機能を発揮することが可能となる。
【００５１】
また、インク流路はインク吸収材において三次元方向に屈曲されて形成されているので、例えば記録装置を無重力の環境において使用しても、インク流路内に浮遊するインクは、いずれかの壁においてインク吸収材に突き当たって吸収され、確実に捕獲することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置の基本構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す記録装置に搭載されたキャッピング手段とその周辺装置の例を示す断面図である。
【図３】廃インクタンクを上部から視た状態で示した上面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線を矢印方向に視た状態の断面図である。
【図５】廃インクタンク内に積層されて収納された三層のインク吸収材の構成を分離して示した斜視図である。
【図６】図４におけるＢ−Ｂ線を矢印方向に視た状態の拡大断面図である。
【図７】廃インクタンク内に収納されるインク吸収材の他の例を分離して示した斜視図である。
【図８】従来の記録装置に使用されている廃インクタンクの例を示した断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１              キャリッジ
６              記録用紙
７              記録ヘッド
７ａ            ノズル形成面
７ｂ            ノズル開口
８              ブラック用インクカートリッジ
９              カラー用インクカートリッジ
１０            キャッピング手段
１１            吸引ポンプ
１２            ワイピング部材
１３            廃インクタンク
１４            大気開放バルブ
２１            ケース部材
２２ａ〜２２ｃ  インク吸収材
２３ａ〜２３ｄ  インク流路
２４ａ〜２４ｃ  導通部
２５            インク導入部
２６            吸引ポンプ排出側端部
２７            保持部材
２８            空間部
３１ａ〜３１ｄ  インク流路
【図１】
2006103346.tif 000003
【図２】
2006103346.tif 000004
【図３】
2006103346.tif 000005
【図４】
2006103346.tif 000006
【図５】
2006103346.tif 000007
【図６】
2006103346.tif 000008
【図７】
2006103346.tif 000009
【図８】
2006103346.tif 000010