(57)【要約】【課題】従来より簡素かつ小型化が可能な手段にて、廃インクの回収領域内に形成される増粘インクの堆積を防止することができるインクジェット装置を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置は、記録媒体５の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジ（不図示）に搭載された記録ヘッド１のノズルからインクを吐出させて記録媒体５上に記録を行う。インクジェット記録装置は、キャリッジが所定の位置に配置されたときに記録ヘッド１から予備吐出されたインクを受ける予備吐出受け６を備えている。予備吐出受け６は、記録ヘッド１から予備吐出されたインクが付着する、水平面に対して傾斜した斜面部６ａを有している。さらに、インクジェット記録装置には、斜面部６ａを加熱する発熱体８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドのノズルからインクを吐出させて前記記録媒体上に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドから予備吐出されたインクを受ける予備吐出受けを備え、該予備吐出受けは、前記記録ヘッドから予備吐出されたインクが付着する、水平面に対して傾斜した斜面部を有しており、
さらに、該斜面部を加熱する発熱手段が設けられ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】
前記発熱手段は、前記斜面部の前記記録ヘッドから予備吐出されたインクが付着する面とは反対側の面に接している、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記斜面部の、前記記録ヘッドから予備吐出されたインクが付着する領域および該インクがそこから重力方向に流れ落ちる際に該インクが通る領域の表面は撥水処理が施されている、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】
前記斜面部は、前記予備吐出受けの前記斜面部以外の部分を構成する部材とは異なる部材からなり、前記斜面部を構成する部材の熱伝導率は、前記予備吐出受けの前記斜面部以外の部分を構成する部材の熱伝導率よりも高い、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記発熱手段は、前記インクジェット記録装置内に設置され、前記インクジェット記録装置の記録動作中に駆動されるモータである、請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記モータは、前記記録媒体を搬送する駆動力を発生させる搬送モータ、または、前記キャリッジを移動させる駆動力を発生させるキャリッジモータである、請求項５に記載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に関し、詳しくはインクを吐出して記録を行うプリンタやファクシミリ等に用いられるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のインクジェット記録装置においては、例えば、記録用インクが充填されているカートリッジ式のインクタンクから、インクジェット記録ヘッドにインクが供給される。そして、記録ヘッドに設けられている吐出口からインクが記録液滴として被記録材に向けて吐出され、記録が行われる。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置においては、インクタンクから記録ヘッドに至るインク供給系に塵埃や気泡が混入することがある。記録ヘッドに設けられているインク吐出口やこれに連通する液路は、一般的に、内径が数μｍから数１０μｍ程度と微小である。そのため、混入した塵埃や気泡が記録ヘッドの液路に導かれると、液路内に付着してインクの流れを妨げ、インク吐出効率を低下させたり、甚だしい場合には目詰まりを生じてインクの吐出不良を引き起こしたりするおそれがある。また、記録装置にインクタンクを装着したままインクの吐出を長期間行わなかった場合には、インクを構成する成分が固着して、同様にインクの吐出異常を生じさせるおそれがある。
【０００４】
これらの問題の解消を図るには、記録に際して、記録ヘッドからのインク吐出を良好な状態に維持することが望ましく、そのための回復手段として、加圧回復手段や、吸引回復手段などが採用されてきた。これらのうち、吸引回復手段は、記録ヘッドのインク吐出口の周辺部をキャップで塞いだ状態で吸引ポンプ等を用いて吐出口からインクを吸引し、液路内に堆積するインクの固着物や気泡、塵埃などの障害物を液路内から除去するものである。
【０００５】
また、このようなインクジェット記録装置では、記録ヘッドの吐出口面上に付着したインクや塵埃等のインク吐出の妨げとなる異物を除去するために、ゴム等の弾性体で形成されたブレードで吐出口面を拭き取り清掃する処理であるワイピング動作が行われている。
【０００６】
さらには、記録中に使用頻度の低いノズルの乾燥・固着を防ぐため一定間隔を以って回復動作としての吐出、すなわち予備吐出動作が行われる。これは吐出されないノズル内のインクが乾燥しない程度の間隔（例えば２０秒毎）で、記録領域外の所定の位置に全ノズルからインクを吐出するものである。また、ブレードによる拭き取り処理後の吐出安定を目的として、ワイピング動作後にも予備吐出が行われることもある。
【０００７】
これらの一連の回復手段は、一般には記録ヘッドによる記録領域外に設けられたキャップ、吸引ポンプ、およびブレード等を含む回復装置によって行われる。また、予備吐出動作では、回復装置に備えられたキャップ内にインク吐出が行われるのが一般的である。しかし、双方向記録を行うプリンタで非常に固着しやすいインクを使用している場合は、記録動作中に記録領域の両側で予備吐出を行わなければ安定吐出が確保できないこともある。この場合、記録領域の回復装置側の位置とその反対側の位置とに予備吐受けを設置する必要がある。従来の予備吐受けの構造としては、記録ヘッドと対向する予備吐出領域に配置された廃インク吸収体を有し、予備吐出されたインクを廃インク吸収体に直接浸透させる構造が一般的である。
【０００８】
しかし、長期にわたって多量の廃インクを廃インク吸収体に吸収させるには大型の廃インク吸収体を必要とし、記録装置自体が大型化するという問題がある。さらに、近年では液状インクの記録後の画質特性を良好にするために各種の添加剤がインクに添加される傾向にある。そのため、液状インクが固体化して定着する速度を短時間化できるインク（固着性の高いインク）が使用されるようになってきている。このような固着性の高いインクでは、インク自体が廃インク吸収体に吸収される前に廃インク吸収体の表面上で粘性増加あるいは固着等が生じる。これにより、廃インク吸収体の表面上に顔料や染料等の色材が堆積し、インクの溶剤がそれらの色材の間に残って堆積し続けて山盛り状態になる。そして、予備吐出を行う時に、予備吐出領域にヘッドが移動する際にその山盛り状態に堆積したインクに記録ヘッドの吐出口面が干渉して、吐出口面を傷つけて吐出不良等の問題を引き起こすことがある。
【０００９】
上記の問題を解決する手段として、特許文献１には、ギア、ギア対、スクレーパ、せん断刃等の機械的作動部材を用いて破壊又は分散する方法によって、インクが廃インク受け部に一定以上の高さに堆積することを防止することが提案されている。
【特許文献１】特開平７−２５１５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、この従来技術の構成では、堆積インクを崩すための機械的作動スペースを必要とし、インクジェット記録装置の構成が複雑になるとともに、その大型化を招く。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、従来より簡素かつ小型化が可能な手段にて、廃インクの回収領域内に形成される増粘インクの堆積を防止することができるインクジェット装置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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット装置は、記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドのノズルからインクを吐出させて前記記録媒体上に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドから予備吐出されたインクを受ける予備吐出受けを備えていることを特徴とする。該予備吐出受けは、前記記録ヘッドから予備吐出されたインクが付着する、水平面に対して傾斜した斜面部を有しており、さらに、該斜面部を加熱する発熱手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来より簡素かつ小型化が可能な手段にて、廃インクの回収領域内に形成される増粘インクの堆積を防止することができるインクジェット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】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置を示す模式的な斜視図である。図２は、図１に示したインクジェット記録装置における記録ヘッドおよび予備吐出受けと、その周辺の構造とを模式的に表した側面図である。
【００１６】
本実施形態のインクジェット記録装置では、インク吐出面２のノズル列よりインクを吐出して記録媒体５に画像を記録する記録ヘッド１が、ガイド軸３に沿って移動可能なキャリッジ（不図示）に搭載されている。記録ヘッド１の往復移動は、たとえば、一部がキャリッジに取付られて両端にそれぞれプーリが巻回されたタイミングベルトと、その一方のプーリを回転駆動させるキャリッジモータとからなる駆動手段によって行われる。これにより、キャリッジに搭載された記録ヘッド１は、記録媒体５に対向配置された状態で往復移動させられる。また、記録媒体５は、不図示の給紙ローラに圧接され、給紙ローラが回転することにより搬送される。さらに、記録後の記録媒体５は不図示の排紙ローラによって記録装置外部に排出される。記録媒体５の搬送方向は、記録ヘッド１の往復移動方向に対して交差する方向である。
【００１７】
記録ヘッド１には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの顔料インクをそれぞれ収容したインクタンクが接続されており、各インクタンクから延びるインク供給路は記録素子４に設けられたノズル列（不図示）に連通している。ノズル列は、キャリッジの往復移動方向と交差する方向に並ぶような位置関係で、記録素子４に形成されている。記録素子４による記録手段としては、ノズルからインクを吐出させて記録を行うものであれば、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録手段と、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を用いてインクを吐出する記録手段とのどちらでも良い。
【００１８】
予備吐出受け６が、記録媒体５の搬送路を挟んでキャリッジのホームポジションの反対側の位置に設けられている。一方、予備吐出受け６の反対側であるキャリッジのホームポジション側には、回復装置（不図示）が備えられている。回復装置は、記録素子４のインク吐出面２に付着した紙粉などの異物や余分なインクを掻き取るワイパーや、吐出面２を覆って吐出口の目詰まりを防止したり、記録ヘッド１の吐出面２のノズルからインクを吸引するキャップ及びポンプ等の構成を有している。この回復装置による吸引動作及びワイピング動作は、記録ヘッド１の交換後や記録動作中の一定期間経過後、あるいは記録装置の操作パネル（不図示）上の回復キーを操作したときなどに行われる。また、ワイピング動作の前後や、記録動作中の一定間隔ごとに予備吐出受け６に向けて記録ヘッド１から予備吐出を行うことにより、記録画像の画質の安定化を図ることができる。
【００１９】
固着性の高いインクが使用される場合には、記録動作中に、記録媒体５の搬送路の両側の位置で記録ヘッド１から予備吐出が行われる。ワイピング動作後の予備吐出や、記録動作中にホームポジション側で予備吐出を行う場合は、キャップ内に予備吐出を行う。そして、キャップで吐出面２を覆わずにポンプを駆動することにより、キャップおよびポンプの内部に溜まったインクを排出する（空吸引動作）。
【００２０】
一方、記録動作中にホームポジションの反対側で予備吐出を行う場合は、予備吐出受け６に予備吐出を行う。予備吐出受け６はインクジェット記録装置と一体的に樹脂で成形されており、記録ヘッド１の吐出面２に対向する方向に開口している。予備吐出されたインク滴が最初に直接付着する領域には、水平面に対して約４５°の角度をなす斜面部６ａが設けられ、その下方には予備吐出されたインクを貯留するための廃インク貯留部７が設けられている。
【００２１】
また、斜面部６ａのインク滴が付着する面の裏側の面には、発熱体８が備えられている。発熱体８は、斜面部６ａに当接していてもよいし、あるいは斜面部６ａに接していなくてもよいが、熱伝達効率の観点からは当接していることが好ましい。発熱体８はインクジェット記録装置内の不図示の電源に接続され、記録信号がパーソナルコンピュータ等（不図示）からインクジェット記録装置に送られてから記録動作が終了するまでの間、発熱体８に適時通電されるように制御されている。通電により発熱体８は発熱し、その熱が予備吐出受け６の表面まで伝導される。発熱体８に印加されるエネルギーは、予備吐出受け６の斜面部６ａの表面が約４０℃になるように制御されている。これにより、記録動作中に予備吐出受け６の斜面部６ａに向けて予備吐出が行われる際には、予備吐出受け６の斜面部６ａは加熱されている状態にある。
【００２２】
一般に、インクなどの液体は温度が上がると粘度が下がり流動性が高くなる。したがって、予備吐出受け６の斜面部６ａに付着したインク９は、加熱されて流動性が高くなり、斜面部６ａに沿って下方に流れ落ちて廃インク貯留部７に溜められる。このように、加熱した斜面部６ａに予備吐出を行うことで、増粘したインクが斜面部６ａに残存、固着して堆積することを防止することができる。これにより、堆積したインクが記録ヘッド１の吐出面２と干渉して、記録不良を引き起こすことが防止される。
【００２３】
なお、予備吐出受け６の斜面部６ａのうち、少なくとも、予備吐出されたインクが付着する領域およびそのインクがそこから下方向（重力方向）に流れ落ちる際にインクが通る領域を加熱することにより、斜面部６ａ上へのインクの固着を防ぐことができる。また、斜面部６ａの表面に撥水処理を施すことよりインクの流れ落ち性が向上する。そのため、斜面部６ａの上記両領域に、たとえばフッ素樹脂等によって撥水処理を施しても良い。
【００２４】
また、本実施形態では、予備吐出受け６はインクジェット記録装置と一体的に樹脂で成形されているが、予備吐出受け６の斜面部６ａを、予備吐出受け６の他の部分よりも熱伝導率が高い金属などの部材で構成しても良い。このように斜面部６ａを熱伝導率が比較的高い部材で構成することにより、発熱体からの熱の伝導効率が向上し、発熱体の消費エネルギーを減少させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態では予備吐出受け６が斜面部６ａを有する構成となっているが、予備吐出受け６が斜面部６ａを有さず、単に凹状のインク貯留部７のみを有する構成とすることも考えられる。この場合には、凹状のインク貯留部７内に向けて予備吐出が行われる。しかしながら、この構成では、吐出されたインク滴がインク貯留部７に着弾するまでの距離が長くなるため、着弾前のインク滴が浮遊して、インクミストとしてインクジェット記録装置内に拡散して装置内が汚れるという弊害が起きる可能性がある。そのため、本実施形態のように予備吐出受け６が斜面部６ａを有することが好ましい。さらに、本実施形態では、図１および図２に示すように予備吐出受け部６に斜面部６ａを設けることで、斜面部６ａの下側にスペースが形成され、給紙ローラ及び排紙ローラ（不図示）を駆動する搬送モータ１０が設置されている。このように、予備吐出受け部６に斜面部６ａを設けることで、予備吐出領域の下側のスペースに別部品を配置することができることから、インクジェット記録装置の小型化が可能となる。
【００２６】
本実施形態では予備吐出受け６の斜面部６ａ表面の温度が約４０℃になるように制御されているが、その温度が高すぎるとインクの溶媒成分が蒸発してしまい、インクの粘度が逆に高くなって流動性が低下する。図３は、予備吐出受け６の傾斜角度４５°の斜面部６ａ上にインクＡ，Ｂの２種類のインクをそれぞれ約５ｍｇ滴下した後の５分間に各インクが流れ落ちた距離（縦軸）と、斜面部６ａの表面温度（横軸）との関係を示すグラフである。本実施形態で使用されているインクはインクＡである。
【００２７】
各インクの組成を以下に示す。
【００２８】
インクＡ
水                                ５３重量％
シアン顔料                        １３重量％
１，３ブタンジオール              ２３重量％
グリセリン                          ９重量％
２エチル１，３ヘキサンジオール      ２重量％
インクＢ
水                                  ７３重量％
マゼンタ染料                          ６重量％
グリセリン                          １０重量％
ジエチレングリコール                １０重量％
アセチレノール                        １重量％
グラフからわかるように、インクＡ，Ｂともに斜面部６ａの表面温度が４０℃のときがインクの流れ落ちた距離が最も長く、その距離は、予備吐出受け６を加熱しない、斜面部６ａの表面温度が２５℃のときの約１．７倍である。一方、斜面部６ａの表面温度が５０℃程度まで上昇するとインクの溶媒成分が蒸発し、斜面部６ａの表面温度が２５℃のときよりもインクの流れ落ちる距離が短くなる。以上の実験結果は本実施形態の予備吐出受け６に関する結果であり、斜面部６ａの最適な温度は、インクの種類、斜面部６ａの材質や表面粗さなどによって変わるため、斜面部６ａの表面温度の設定温度はそれらの要素に応じて適宜選択される。
【００２９】
なお、本実施形態では、廃インク貯留部７に流れたインクが廃インク貯留部７内で増粘、固着して滞留するように構成されているため、廃インク吸収体等の保持部材は廃インク貯留部７内に設置されていない。しかしながら、廃インク吸収体等の保持部材を廃インク貯留部７内に設置しても良い。
【００３０】
（変形例）
図４は、図１等に示したインクジェット記録装置の一変形例を示す図である。この変形例は、図１等に示した構成と異なり、予備吐出受け６を加熱するための専用の発熱体８を有していない。その代わりに、給紙ローラ及び排紙ローラ（不図示）を駆動する搬送モータ１０を発熱手段として用い、斜面部６ａのインクが着弾する面の裏側の面に搬送モータ１０が配置されている。搬送モータ１０は斜面部６ａのインクが着弾する面の裏側の面に当接していてもよいし、あるいはその面に接していなくてもよいが、熱伝達効率の観点からは当接していることが好ましい。
【００３１】
給紙ローラ及び排紙ローラは、記録動作中に記録媒体５を搬送するために回転する必要があるため、それを回転させる搬送モータ１０も当然に駆動される。モータ１０が駆動するとモータの損失エネルギーが熱エネルギーとしてモータ１０自身が発熱する。よって、記録動作中の搬送モータ１０は少なからず発熱し、予備吐出受け６の斜面部６ａに搬送モータ１０からの熱が伝導する。
【００３２】
予備吐出受け６への予備吐出は記録動作中に行われるので、予備吐出受け６に予備吐出される際には予備吐出受け６は上記のように加熱されている。そのため、予備吐出受け６に予備吐出されたインクは昇温し、粘度が低下して流動性が高まる。したがって、図１等に示した構成と同様に、インクが下方に流れ落ちやすくなるので、斜面部６ａに増粘インクが残存、固着してインクが堆積することを防止することができる。このように、搬送モータ１０の廃熱を利用して予備吐出受け６を加熱する構成とすることにより、発熱体を別途設ける構成に比べて部品点数を少なくしてコストダウンを図ることができ、さらには廃エネルギーを利用しているので省エネルギーとなる。また、上記構成に加えて、予備吐出受け６の斜面部６ａを熱伝導性が高い部材で構成したり、斜面部６ａの表面を撥水処理したりすると、インクがより流れ落ちやすくなるので効果的である。また、本変形例では予備吐受け６の斜面部６ａを加熱する発熱手段として搬送モータ１０を用いている。しかし、斜面部６ａを加熱する発熱手段としては少なくとも記録動作中に駆動して発熱するモータであれば良く、例えばキャリッジの往復移動を行うキャリッジモータであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置を示す模式的な斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置における記録ヘッドおよび予備吐出受けと、その周辺の構造とを模式的に表した側面図である。
【図３】斜面部の表面温度とインクが流れ落ちた距離との関係を示すグラフである。
【図４】図１等に示したインクジェット記録装置の一変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    記録ヘッド
２    インク吐出面
３    ガイド軸
４    記録素子
６    予備吐出受け
６ａ  斜面部
７    廃インク貯留部
【図１】
2007245550.tif 000003
【図２】
2007245550.tif 000004
【図３】
2007245550.tif 000005
【図４】
2007245550.tif 000006