(57)【要約】【課題】  チューブを用いた大気開放系のインク供給システムのインクジェット記録装置において、装置の輸送時の装置内インク漏れによる装置の不具合を防ぐ。【解決手段】  主走査方向において、ヘッドの両側に、インクがヘッドから漏れてきた際にインクを保持する部材を設ける。その部材はヘッド固定部材とリンクしており、ヘッドキャッピング位置でキャリッジが固定された際はノズル面及びキャップ面を覆う位置に配置され、そのキャリッジの固定が解除された際は装置天面側に退避させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドを搭載し、主走査方向に移動するキャリッジと記録ヘッドにインクタンクに収容されたインクを供給するためのインク供給経路とその記録ヘッドのインク吐出部を覆うキャッピング手段とキャリッジをキャッピング位置に固定する固定手段を備えたにインクジェット記録装置において、
主走査方向においてキャリッジの前後に位置し、該固定手段にリンクし、キャリッジをキャッピング位置に固定する際は記録ヘッドの吐出面及びキャッピング面を覆うインク保持手段と、非固定時は該インク保持手段がヘッド吐出面及びキャッピング面から退避するインク保持手段をキャリッジが有していることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
該インク保持手段は記録ヘッドの吐出面及びキャッピング面に接触していない
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
該インク保持手段の退避方向は装置天面方向であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
該インク保持手段はインクを吸収する吸収体を有していることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
該インク保持手段は凹部を有し、該凹方向は主走査方向でかつ、キャリッジと反対側であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
該インク保持手段はある軸を中心に回転可能な回転系であり、通常はバネで与圧され装置天面側に退避しており、キャリッジ固定手段がキャリッジを固定する動きに伴って、記録ヘッドの吐出面及びキャッピング面を覆うことを特徴とする請求項１〜５のインクジェット記録装置。
【請求項７】
該キャリッジ固定手段は、キャリッジに凹部があり、そこに凸状の軸を挿入することでキャリッジを固定することを特徴とする請求項１〜６のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置、特にチューブを介してインクを記録ヘッドに供給する供給システムを有したインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の記録方式のうち、吐出口（ノズル）からインクを吐出させて記録紙等の被記録媒体上に記録を行うインクジェット記録方式は、低騒音のノンインパクト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が可能であるため、近年では広く採用されている。
【０００３】
一般的なインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを搭載するキャリアを駆動する手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御するための制御手段などを備えている。また、インクジェットヘッドのノズル部分からインクを吐出するためのエネルギを発生するために、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いてインクに加圧するもの、レーザなどの電磁波を照射して発熱させるもの、発熱により発泡させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱させ発泡させるものなどがある。その中でも熱エネルギを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録装置は、ノズルを高密度に配列させることができるため高解像度の記録を行うことが可能である。特に電気熱変換体素子をエネルギ発生素子として用いたインクジェットヘッドは、小型化が容易であり、最近の半導体製造分野において技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術を応用して、その長所を十分に活用することにより高密度実装化が容易でかつ製造コストを低くできる。
【０００４】
従来の熱エネルギを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録装置には、水頭差を用い、チューブを介してメインタンクから記録ヘッドにインクを供給しているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
以下、図５により従来のチューブを用いたインク供給機構をもつインクジェット記録装置について説明する。
【０００６】
特許文献１において、記録ヘッド１０１の吐出ノズル１０１ｇは微細な穴であり、ノズルに特に弁機構はなく、ノズル内部を負圧に保つことによりノズルにインクのメニスカスを張らせ、ノズルからのインクの漏れ、大気からの空気の進入をなくしている。インクの吐出は吐出ノズル１０１ｇ近傍に配置されたヒータの膜沸騰エネルギにより吐出ノズル１０１ｇのインクを押し出すことにより行われ、吐出後吐出ノズル１０１ｇの毛細管力により再びノズル内にインクを満たすサイクルが繰り返され、インクはチューブ１０６、インク供給ユニット１０５を介して随時水頭差にて負圧を維持しているメインタンク１０４から吸い上げられる。
【０００７】
画像を形成していくには、上記多数の吐出ノズルに対し選択的にエネルギを与え、各ノズルから吐出したインクを随時メインタンク１０４から供給していく構成が用いられている。
【０００８】
記録ヘッド１０１の内部には、微細な穴である吐出ノズル１０１ｇにごみが詰まるのを防止するための微細なメッシュ構造のフィルタ１０１ｃと、フィルタ１０１ｃと吐出ノズル１０１ｇとを結ぶ流路１０１ｆと、フィルタ１０１ｃの上流で、インクジェット記録装置本体に設置されたメインタンク１０４からチューブ１０６を介して供給されるインクを一定量蓄えるサブタンク１０１ｂとが配置されている。
【０００９】
メインタンク１０４は、供給ユニット１０５に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓１０４ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓１０４ｃで密封された大気導入口とを有する。メインタンク１０４は、単体では気密な容器であり、インク１０９はメインタンク１０４内にそのまま収容される。
【００１０】
インク供給ユニット１０５は、メインタンク１０４からインク１０９を取り出し、記録ヘッド１０１にインクを供給するためのインク供給針１０５ａと、メインタンク１０４内へ大気連通口１０５ｇからの大気を導入させるための大気導入針１０５ｂとを有する。インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂは、メインタンク１０４のインク供給口および大気導入口の位置に対応させて配置されており、メインタンク１０４がインク供給ユニット１０５に装着されることで、インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂがそれぞれゴム栓１０４ｂ、１０４ｃを貫通し、メインタンク１０４の内部に侵入する構成となっている。すなわち、メインタンク１０４がインク供給ユニット１０５に装着されることで、記録ヘッド１０１からインク供給針１０５ａまでの流路と、大気導入針１０５ｂから大気連通口１０５ｇの流路とが１本の流路として連通する。
【００１１】
尚、インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂがそれぞれゴム栓１０４ｂ、１０４ｃを挿入する際に、インクが針穴から漏れ出すことを防止するため、挿入途中でいったん針穴をゴム栓で閉塞させ、挿入が完了すると連通するように、ゴム栓の厚みが針穴の大きさよりも厚く構成することが必要である。
【００１２】
また、周囲環境の温度変化により、記録ヘッド１０１内及び、メインタンク１０４内の空気が膨張した場合に大気連通口１０５ｇからインクがあふれることを防止するために、大気導入針１０５ｂと大気連通口１０５ｇの間にあふれたインクを一時収容するバッファ室１０５ｆを構成している。
【００１３】
以上の構成により、記録ヘッド１０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク１０４からインク供給ユニット１０５およびインク供給チューブ１０６を介して記録ヘッド１０１へ供給される。その際、メインタンク１０４から供給されたインクと同量の空気が、大気連通口１０５ｇからバッファ室１０５ｆ、大気導入針１０５ｂを経て、メインタンク１０４内に導入される。
【００１４】
しかし、上記構成だけでは、サブタンク１０１ｂ内に、チューブ１０６などの樹脂材料を透過して侵入する空気や、インク内に溶存していた空気が蓄積してしまう問題があり、サブタンク１０１ｂのインクが空になると上記インク供給が不可能になってしまう不都合がある。
【００１５】
このため、記録ヘッド１０１からインク供給針１０５ａまでの流路に遮断弁１１０と、吐出ノズル１０１ｇを吸引する吸引キャップ１０７ａ、吸引ポンプ１０７ｂを含む回復ユニット１０７の連動動作により、蓄積した空気を除去する手段を構成している。
【００１６】
空気の除去動作について説明する。
【００１７】
まず、遮断弁１１０を閉鎖し、吸引キャップ１０７ａを記録ヘッド１０１の吐出ノズル１０１ｇを覆うように不図示のバネにて押しつける。続いて、吸引ポンプ１０７ｃにより吐出ノズル１０１ｇを吸引する。するとサブタンク１０１ｂ内は減圧し、蓄積した空気は膨張する。吸引ポンプ１０７ｃは記録ヘッド１０１内のインクと、膨張した空気の一部を吸い出す。ここで、遮断弁１１０を開放することで、減圧されていた記録ヘッド１０１内にインクが流れ込み、吸引キャップ１０７ａを開くことで動作は完了する。空気の一部を含む吸引ポンプ１０７ｃで吸引された分のインクが充填されるため、蓄積した空気を減少させることができる。
【００１８】
また、上記構成を利用して、吐出ノズル１０１ｇにインクの増粘物が詰まった場合は、遮断弁１１０を開いたまま、回復ユニット１０７の吸引キャップ１０７ａと吸引ポンプにて吐出ノズル１０１ｇからインクを勢いよく引き出すことでインク吐出特性の回復がなされる。
【００１９】
また、上記構成において、物流時、インクが供給チューブ１０６に満たされた状態で装置を傾けて輸送した場合、天面と底面が逆の場合は吸引キャップ１０７ａが記録ヘッド１０１のインク吐出面をバネで付勢しているので吸引キャップ１０７ａとインク吐出面との密閉性は保たれ、インクがインク吐出面と吸引キャップ１０７ａの間から漏れることはない。また、装置を副走査方向（紙搬送方向）に９０°傾けた場合（紙搬送の上流側及び下流側を天面、底面に傾けた場合）は、キャリッジは主走査レールにて位置をほぼ固定されているため、吸引キャップ１０７ａと記録ヘッド１０１のインク吐出面との密閉性は保たれ、これもインクがインク吐出面と吸引キャップ１０７ａの間から漏れることはない。
【特許文献１】特開２００２−３０７７０９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、上記従来例において、主走査方向が天面及び底面になる方向で振動した場合、キャリッジはホームポジションにて固定されているが、固定部材のガタ分主走査方向に可動であり、吸引キャップ１０７ａは記録ヘッド１０１のインク吐出面をバネで付勢しているがキャリッジの振動に追従できない。ゆえに、インクが供給チューブ１０６を介して記録ヘッド１０１から漏れたインクが吸引キャップ１０７ａとインク吐出面との間から外部に漏れるという問題がある。特にメインタンク１０４が装着されていた場合は、メインタンク１０４内のインク全てが外部に漏れる可能性がある。
【００２１】
仮に、非印字時は遮断弁１１０を閉鎖する方法を取ったとしても、周囲の温度変化によりサブタンク１０１ｂ内の空気が膨張、収縮した場合に、吐出ノズル１０１ｇからインクが漏れ、その漏れて混色したインクがノズルから逆流してしまい、混色を起こすという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため本発明のインクジェット記録装置は、主走査方向のキャリッジの前後に吸引キャップとインク吐出面とを覆うインク保持部材をキャリッジに持たせる。そして、ホームポジションにてキャリッジを固定する固定部材とインク保持部材をリンクさせ、キャリッジ固定時はインク保持部材が吸引キャップとインク吐出面を覆う形態をとる。そして、キャリッジ可動時は固定部材の退避に伴って、そのインク保持部材も上側に退避させる。
【００２３】
そのインク保持部材には、吸収体を用いてインクを保持させるか凹部を設けて、インクをその凹部に保持させる。凹部に保持させた場合は、装置を正規の状態で設置した際は廃液処理部にインクが流れていく構成をとる。
【００２４】
この構成をとることで、主走査方向を天面、底面にして物流した際にインクがインク吐出面と吸引キャップの間から漏れてきた時もインク保持部材にてインクを保持可能なため、インクが漏れて装置内がインクで汚れる等の問題は生じない。また、キャリッジ可動時はインク保持部材が上側に退避するため、そのインク保持部材がプラテンや記録紙に接触し装置故障及び印字不良を起こす問題も生じない。
【００２５】
また遮断弁を閉じないので温度変化、気圧変化などによる流路内の空気の体積変化により、インクがインク吐出面から出入りする等の問題も生じない。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明のインクジェット記録装置によれば、装置の主走査方向を天面及び底面にして物流し、インクがヘッド吐出面及びキャッピング面の間から装置内に漏れた場合でも装置内を汚すことはない。その他の方向を天面及び底面にした場合はインクがヘッド吐出面及びキャッピング面の間から装置内に漏れることはないので、物流時にインクで装置が汚れることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【００２９】
図１に示すインクジェット記録装置は、記録ヘッド２０１の往復移動（主走査）と、一般記録紙、特殊紙、ＯＨＰフィルム等の記録用シートＳの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながら記録ヘッド２０１から選択的にインクを吐出させ、記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成するシリアル型の記録装置である。
【００３０】
図１において、記録ヘッド２０１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２０２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、搬送ローラ２０３により、記録ヘッド２０１のインク吐出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２０２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００３１】
記録ヘッド２０１は、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数のノズル列を有する。記録ヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット２０５と記録ヘッド２０１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によって接続され、メインタンク２０４をインク供給ユニット２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収納された各色のインクを、記録ヘッド２０１の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。
【００３２】
記録ヘッド２０１の往復移動範囲内で、かつ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２０７が、記録ヘッド２０１のインク吐出面と対面するように配置されている。
【００３３】
次に、本発明のインクジェット記録装置の詳細な構成について図２、３を参照して説明する。図２は本発明のインクジェット記録装置の側面概略図であり、図３は本発明のインクジェット記録装置の正面概略図である。
【００３４】
まず構成から説明する。
【００３５】
２０１は記録ヘッド、２０２はキャリッジ、３はキャリッジをキャッピング位置に固定するヘッドロック部材、４はそのヘッドロック部材を動かすカム、５はキャリッジを支持しているガイドレール、６はインク保持部材、７はそのインク保持部材に与圧を与えているバネ、８は吸引キャップ、９はインク保持部材内のインク吸収体である。
【００３６】
次に動作を説明していく。
【００３７】
図２(a)は、キャリッジのロック機構の構成を示した図であり、ロックされる前の状態図である。図2(b)、図２(c)はインク保持機構の構成を示した図であり、図２(b)はキャリッジがキャッピング位置で固定された状態、図２(c)は固定が解除された状態を示した図である。図３はキャリッジがキャッピング位置で固定され、ヘッドノズル面をキャッピングしている状態を示した図である。
【００３８】
(a)の状態はキャッピング位置でキャリッジの固定を解除した状態を示しており、キャリッジ２０２はガイドレール５により支持されており、そのガイドレールに沿って摺動する。ヘッドロック部材３はカム４によりある回転軸周りに可動し、キャリッジ２０２には、そのヘッドロック部材の凸部形状に合わせた凹部が設けられており、その凹部にヘッドロック部材３の凸部が挿入することにより、キャリッジ２０２をキャッピング位置に固定する。そのヘッドロック部材３の凸部がキャリッジ２０２の凹部から外れることにより、キャリッジは固定解除され、再び摺動可能な状態となる。
【００３９】
図２(b)はキャリッジがキャッピング位置で固定された状態を示した図であり、図２(a)でのヘッドロック部材３がキャリッジ２０２の凹部に挿入した状態を示している。ヘッドロック部材３の凸部はキャリッジ２０２の凹部に挿入し、その際、インク保持部材６を押圧する。インク保持部材はある回転軸周りに可動であり、ヘッドロック部材３に押圧されることにより、ヘッドノズル面と吸引キャップ８を覆う位置に動く。ヘッドロック部材３に押圧されていない際は、図２(c)のように、バネ７で与圧を受け、ヘッドノズル面及び吸引キャップ８を覆う位置より上側に退避する。
【００４０】
図３は図２(b)の状態（キャリッジがキャッピング位置で固定された状態）での正面図であり、インク保持部材６はヘッドの左右両側に配置しており、そのインク保持部材６のヘッド側には吸収体９が配置されている。そして、その吸収体９はヘッドノズル面及びキャッピング面を覆う位置に配置している。これにより、輸送時主走査方向を天面及び底面にして輸送し、ヘッドノズル面とキャップ面の間からインクが漏れた場合でも、吸収体９にインクが保持され、装置内がインクで汚れて問題になることはない。
【００４１】
また、別の実施例を図４を用いて説明する。
【００４２】
図４は図3と同様キャリッジがキャッピング位置で固定されている際の正面図である。図４では、インク保持部材６には吸収体を用いておらず、インク保持手段として、インク保持部材に凹部を設けている。その凹部の凹方向は図4で示すようにヘッドの反対側で、ヘッドノズル面及びキャッピング面を覆う位置に配置している。また、そのインク保持機構のキャッピング位置での下部には、インク保持部材６に保持されたインクが装置を正規の状態（装置上側が天面になる状態）に戻した際にインクが垂れてきても問題無いようにインク受け部としてインク保持部材を設けている。このインク保持部材６の下部のインク受け部はインク保持部材を用いずに、廃インク部にインクを導くように構成してもよい。また、インクを保持可能な箱形状でも問題ない。これにより、輸送時主走査方向を天面及び底面にして輸送し、ヘッドノズル面とキャップ面の間からインクが漏れた場合でも、インク保持部材６にインクが保持され、装置内がインクで汚れて問題になることはない。そして、インク保持部材６に保持されたインクは装置を正規の状態に戻した際に、インク保持部材６の下部に設けられたインク受け部で受けるので問題を起こすことはない。
【００４３】
以上構成をとることによって、インク充填状態に関わらず、どの方向に本体を傾けて輸送しても、インクが本体内部に漏れ、装置に支障をきたすことはない。また同様に、温度、気圧などによってインクがノズルから排出及び吸引されて混色を起こす等の問題も生じない。
【００４４】
また温度、気圧の変化に対しても遮断弁を閉じないため、混色等の不具合を起こすこともない。
【００４５】
ゆえに、ユーザーに装置輸送時は装置内インク供給路のインクを一度空にするという余分な指示をすることもなく、どんな状態でも、輸送することが可能となる。また、それによって、インクを本体輸送により無駄にするということもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の詳細な構成を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の詳細な構成を説明するための図である。
【図４】本発明の別の実施形態によるインクジェット記録装置の詳細な構成を説明するための図である。
【図５】従来のインクジェット記録装置におけるインク供給系の一例の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０１  記録ヘッド
２０２  キャリッジ
２０３  搬送ローラ
２０４  メインタンク
２０５  インク供給ユニット
２０６  インク供給チューブ
２０７  回復ユニット
３  ヘッドロック部材
４  カム
５  ガイドレール
６  インク保持部材
７  バネ
８  吸引キャップ
９  インク吸収体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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