(57)【要約】【課題】  ミスト汚れによる光学式残量検知機構の精度低下を防止する。【解決手段】  表面に光酸化触媒層を設けた光学式インク残量検知機構を備えたインクジェット記録装置において、休止中はキャリッジが残量検知ポジションに位置し、残量検知用の光源から発せられた紫外光が光源部表面の光酸化触媒層を透過し、ミスト汚れを分解する。また紫外光はキャリッジ下部に設けられたプリズムにより反射し受光部の表面の光酸化触媒層に照射され、ミスト汚れを分解する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリント方式の記録装置において、表面に光機能触媒層を有している光学式インク残量検知機構が紫外光を発する手段を有することを特徴とした記録装置。
【請求項２】
前記紫外光の光源がLEDであることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
光機能触媒層が発光光源の表面と受光素子の表面の両方もしくは一方に有することを特徴とする請求項１から2に記載の記録装置。
【請求項４】
受光素子に光を照射する手段を持つことを特徴とする請求項１から3に記載の記録装置。
【請求項５】
前記光を照射する手段の表面に光機能触媒層を有することを特徴とする請求項１から4に記載の記録装置。
【請求項６】
前記光を照射する手段がキャリッジに備えられた鏡であることを特徴とする請求項１から5に記載の記録装置。
【請求項７】
前記鏡がプリズムミラーであることを特徴とする請求項１から6に記載の記録装置。
【請求項８】
光機能性触媒として酸化チタンを用いることを特徴とする請求項１から7に記載の記録装置。
【請求項９】
光機能性触媒として結晶系が正方晶系のアナターゼ型である酸化チタンを用いることを特徴とする請求項１から8に記載の記録装置。
【請求項１０】
前記酸化チタンの粒径が照射光の波長の1/2以下であることを特徴とする請求項１から9に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光機能触媒を用い光学式インク残量検知器の誤動作を回避する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、単色のインク、またはカラー記録に対応した複数色のインクを被記録媒体(紙、布、ＯＨＰ用紙、プリント回路基板など)上に吐出することによって画像を形成する記録方式である。この記録方式を採用したインクジェット記録装置は、一般的に、記録ヘッドおよびインクタンクを搭載するキャリッジと、キャリッジを往復移動させる手段と、被記録媒体を搬送する搬送部と、これらを制御する制御部とを具備している。
【０００３】
この様なインクジェット記録装置は、記録ヘッドを被記録媒体の搬送方向(副走査方向)と交差する（例えば実質的に直行する）方向(主走査方向)にシリアルスキャンさせながら複数の吐出口（ノズル）からインク滴を吐出させ、一方で被記録媒体を記録幅に等しい量ずつ間欠搬送することによって、被記録媒体上に印字データに応じて記録を行なう。
【０００４】
このインクジェット記録方式は、記録信号に応じてインクを直接被記録媒体上に吐出させて記録を行うので、簡易で安価な記録方式として広く用いられている。またインクジェット記録装置は、複数色のインク用の記録ヘッドを具えることによってフルカラー化への対応も容易である。このようなフルカラーインクジェット記録装置には、通常、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の三原色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種類の記録ヘッドおよびインクタンクが搭載される。
【０００５】
インクタンクはインク切れに印字不良を避けるためにインクの残量を計算する機構を備えた方法がある。この機構はインクタンク内のインクが残り少なくなるとエラーを発し、印字動作を中止したり、使用者にインクタンクの交換時期を告知したりするのに使われる。
【０００６】
インクの残量を計算する方法は吐出したインクの液滴数からインクの消費量を推定し、これと新品インクタンクのインク内容量からインクの残量を推定するものである。しかしインクの液滴の大きさは温度などの環境条件により変動すること。またインクは乾燥によりノズルから少なからず失われること、さらに吐出不良の原因となるノズル詰まりや乾燥によるインクの増粘避けるために行うノズル回復動作時にもインクが多量に消費されることから、インクの残量を精度良く検出することが不可能である。そのため実際にはインクタンク内にインクがまだたくさん残ってしまっている状態でもインクの残りが少なくなったとエラーを発し、印字動作を中止したり、使用者にインクタンクの交換時期を告知したりすることがあった。
【０００７】
そこでインクジェット記録装置の中にはインクの残量を計算する機構の代わりにインクの有無を測定する機構を備えているものもある。例えば特開平７−311072等にあるように光を用いてインクの有無を検知する方法がある。すなわち透明なインクタンクにプリズム部を一体形成し、インクとこのインクタンク部材の屈折率により決定される全反射の臨界角及びタンク部材と空気屈折率によって決定される全反射の臨界角の２つの臨界角の間の角度で光源から光をプリズム部へ入射し、その反射光を光検知部により検出することにより、タンク内のインクの有無を検知する。インクが有るとき、入射光はプリズムとインクの界面を透過するので光検知部には届かない。一方インクが無いとき、入射光はプリズムと空気の界面で反射し、その反射光が光検知部に届き検出される。この方法では直接インクの有無を検出するので、ユーザーはインク不足による印字物の画質劣化を避けることができる。
【特許文献１】特開平７−３１１０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしこの方式では、長期間の使用後には印字時に発生する浮遊インクミストによりプリズムや光源と光検知部の保護カバーが汚れ、反射光の強度が低下するという問題があった。反射光の強度が低下すればインクがなくなっても光検知部が反射光を検知できず、インクが残っていると判断されてしまう。この結果ノズルから充分な量のインクが吐出されず、記録画像の品位が著しく低下する恐れがあった。この問題は高精細画像を得る為に行われるインク液滴の微小化による浮遊ミスト量の増大や、ユーザーに望まれているプリンターの長寿命化に際し深刻化していた。
【０００９】
汚れを落とす方法としては、定期的に光源と光検知部の保護カバーを拭く機構を設ける方法や、ユーザーに保護カバーを清掃してもらう方法が以前に考案された。しかし前者は稼動部分があるためコストアップにつながるばかりかインク装置のサイズが大きくなってしまうという問題があった。また後者は時としてユーザーに負担を強いるという問題があった。
【００１０】
尚、プリズムはインクタンクに付属しており、インクがなくなる毎にタンクごと交換されるため、プリズムの汚れは反射光の強度低下を引き起こす度合いは軽い。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、小型で、安価で、寿命が長く、使い易く、かつインクの浪費量が少ないランニングコストの低いインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は鋭意検討の結果、光機能触媒効果をもつ酸化チタンを光源と光検知部の保護カバーに塗布すればインク残量検知精度低下の原因となる浮遊インクミストによりプリズムや光源と光検知部が汚れ、反射光の強度が低下するという問題の発生を防げられることを発見した。
【００１３】
本発明者は酸化チタンによる汚れ防止効果を以下のように推定している。すなわち酸化チタンは、紫外光の照射により価電子帯の電子が励起する。励起電子は価電子帯から伝導帯に移るためは荷電子帯には正の電荷を帯びた正孔が生成する。励起電子と正孔は酸化チタン表面に拡散し周囲に存在する物質との間で還元、若しくは酸化反応起こす。インク浮遊ミストに含まれる光吸収成分である染料や顔料そして溶剤はこの反応により分解を起こし、汚れが分解される。
【００１４】
また良く知られているように酸化チタンの結晶構造がアナターゼ形であれば光触媒効果はさらに高い。また照射光の波長の1/2以下の粒径をもつ粒子はレイリー散乱を起こさないので透過性が高く、分解効果が高くなる。
【００１５】
よって本発明の記録装置では、好ましくはインクジェットプリント方式のプリント装置において、表面に光機能触媒層を有している光学式インク残量検知機構が紫外光を発する手段を有していることを特徴とする。
【００１６】
さらに好ましくは前記紫外光の光源がLEDであることを特徴とする。
【００１７】
さらに好ましくは光機能触媒層が発光光源の表面と受光素子の表面の両方もしくは一方に塗布されたことを特徴とする。
【００１８】
さらに好ましくは受光素子に光を照射する手段を持つことを特徴とする。
【００１９】
さらに好ましくは前記光を照射する手段の表面に光機能触媒層を有することを特徴とする。
【００２０】
さらにより好ましくは前記光を照射する手段がキャリッジに備えられた鏡であることを特徴とする。
【００２１】
さらに好ましくは、前記鏡がプリズムミラーであることを特徴とする。
【００２２】
さらに好ましくは、光機能性触媒として酸化チタンを用いることを特徴とする。
【００２３】
さらに好ましくは、光機能性触媒として結晶系が正方晶系のアナターゼ型である酸化チタンを用いることを特徴とする。
【００２４】
さらに好ましくは前記酸化チタンの粒径が照射光の波長の1/2以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、記録を行わないときに汚れ落とし用反射プリズムにより紫外光が光源部と光検知部の双方の表面保護カバーに照射され、その表面保護カバー上の酸化チタンを光活性状態にし、表面に付着したミスト汚れが分解される。そのためインク浮遊ミストによる反射光の強度低下なくなり、インク残量検知装置の誤動作が防がれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
(実施形態)
以下に、本発明に基づく実施形態のインクジェット記録装置の構成について説明する。まず、図１〜２を参照して、本発明に基づく第１の実施形態のインクジェット記録装置の構成について説明する。図１は本実施形態のインクジェット記録装置内の主要な構成を示す模式的斜視図である。図２は図1のキャリッジ部分の、被記録材側から見た拡大図である。
【００２８】
このインクジェット記録装置は、インクジェット記録装置内には、不図示の通紙モータによって回転駆動され、被記録材１２を非図示の給紙トレイから非図示の排紙トレイへと搬送する搬送ローラ１３が設けられている。
【００２９】
被記録材１２の搬送経路の上方には、キャリッジ１１がキャリッジ駆動レール１５によって、被記録材１２の搬送方向に実質的に直交する方向に往復運動できるように支持されている。キャリッジ１１には、プーリーに懸架されたキャリッジ駆動ベルト１6が接続されている。このプーリーにはキャリッジ駆動モータ１４が接続されており、キャリッジ１４はキャリッジ駆動モータ１３によってキャリッジ駆動ベルト１４を介して往復移動させられる。このキャリッジ駆動モータ１４と前述の通紙モータとは、不図示の制御回路によってその動作を制御される。
【００３０】
キャリッジ１１には、インクを吐出するインクジェット記録ヘッド２２と、それに供給するインクを貯溜するインクタンク２１が搭載されている。本実施形態では、インクジェット記録ヘッド２２およびインクタンク２１としては、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の４色のインク用のものが備えられている。これらは、インクジェット記録ヘッド２２に備えられた、インクが吐出される複数のノズルを搬送経路上の被記録材１２に向けるようにキャリッジ１１によって支持されている。本実施形態の記録装置のインクタンク２１は光を透過する部材で構成されている。またインクタンク２１はインク残量検知用プリズム３０を備えている。このインクジェット記録装置による記録動作は、キャリッジ１１を往復移動させ、この際に印刷データに応じてインクジェット記録ヘッド１９の複数のノズルから選択的に所定のタイミングでインクを吐出させて所定の記録幅の画像を形成し、この記録幅に等しい量だけ被記録材１２を搬送し、これを繰り返すことによって行われる。
【００３１】
キャリッジ１１の移動経路の端部で、キャリッジ１１の下方の位置には、不図示の吐出回復ポンプが備えられた吐出回復部１7が設けられている。吐出回復部１７は、その上にキャリッジ１１が動かされ、ノズル部分に当接された状態で、吐出回復ポンプを駆動することによってノズル内からインクを吸引することができる。それによって、ノズル内の増粘インクなどを取り除き、吐出性能を回復させることができる。
【００３２】
またキャリッジ１１の移動経路の端部で、吐出回復部１６の反対端にはノズルキャップ１８を備えており、記録を行わないときはキャリッジ１１が動かされ、ノズルとノズルキャップ１８が当接された状態になる。このときインク残量検知機構１９は本発明の請求項4と6から7に基づきキャリッジ１１に備えられた汚れ落とし用反射プリズム３１と対向する位置に保持される。
【００３３】
次に、図３を参照して、汚れ落とし用反射プリズムの働きについて説明する。図３は汚れ落とし用反射プリズム３１とインク残量検知機構１９の構成を説明する為の模式図である。インク残量検知機構１９は光検知部３３と本発明の第1から２の請求項に基づき波長375nmの紫外線LEDを備えた光源部３２を備えている。さらに光源部３２と光検知部３３は本発明の第3と8から10の請求項に基づき平均粒径125nm以下の正方晶系アナターゼ結晶型酸化チタンが塗布された表面保護カバー３４を備えている。また本発明の第５の請求項に基づき汚れ落とし用反射プリズム３１にも同様に平均粒径125nm以下の正方晶系アナターゼ結晶型酸化チタンが塗布されている。
【００３４】
記録を行わないときは、光源部３２は非図示の電源制御回路から電圧が印加され紫外光を発する。紫外光は光源部３２の表面保護カバー３４を透過し、汚れ落とし用反射プリズム３１で反射し、光検知部３３の表面保護カバー３４を透過し光検知部３３に到達する。
【００３５】
本実施例では光源部32に紫外線LEDを用いているため比較的低電力量もしくは短時間の印加でミスト汚れを分解することが出来る。
【００３６】
一方、紫外線LEDの代わりに紫外線領域をも発光する白色LEDを光源部32に備え、可視光によりインク残量の検知を行ってもよい。この場合はミスト汚れ分解に必要な印加電力の量や時間が増えるがインクタンク２１に紫外光の透過性に劣る樹脂が使えるため、インクタンクのコストが低くなる。
【００３７】
さらに紫外線LEDと白色LEDの両者を光源部３２に備えても良い。この場合は装置コストが増えるが、インクタンク２１に紫外光の透過性に劣る樹脂が使えるため、インクタンクのコストが低くなる。
【００３８】
また、本実施例では光源部３２と光検知部３３の表面保護カバー３４はそれぞれ別個のものを用いたが、光源部３２と光検知部３３を同時に覆うものであれば表面保護カバー３４は一つでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に基づく実施形態のインクジェット記録装置内の主要な構成を示す模式的斜視図である。
【図２】図１のキャリッジ部分の、被記録材側から見た拡大図である。
【図３】汚れ落とし用反射プリズムとインク残量検知機構の構成を説明する為の模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  キャリッジ
１２  被記録材
１３  搬送ローラ
１４  キャリッジ駆動モータ
１５  キャリッジ駆動レール
１６  キャリッジ駆動ベルト
１７  ノズル回復機構
１８  ノズルキャップ
１９  インク残量検知機構
２０  インクタンク
２１  インクノズル
３０  インク残量検知用プリズム
３１  汚れ落とし用反射プリズム
３２  光源部
３３  光検知部
３４  表面保護カバー
【図１】
2007301837.tif 000003
【図２】
2007301837.tif 000004
【図３】
2007301837.tif 000005