JP2008178998A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水性インクを用いたインクジェット記録装置において、非印字時のインク吐出口内のインクの乾燥を防ぎ、インク吐出口の目詰まりを防止する。
【解決手段】非印字時に記録ヘッド２のインク吐出口２１を覆うキャップ部材３と廃インクタンク４との間に廃インク管５１と蒸気管５２とを形成する。そして、廃インクタンク４をヒータＨで加熱し、キャップ部材３内をインク蒸気で満たすようにする。キャップ部材３内をインク蒸気で満たすとともに省エネルギーを図る観点からは、廃インクタンク４に貯溜されている廃インクを４０〜８０℃に加熱するのが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、より詳細にはファクシミリやプリンタ、複写機などの記録装置に用いられるインクジェット記録装置に関するものである。

インクジェット記録装置は、記録ヘッドに形成された複数のインク吐出口から微小なインク滴を噴射して記録媒体に直接印字する記録装置で、簡易で高速な印字が可能である。このインクジェット記録装置において、高画質で高解像力の印字を行うためにはインク吐出口の口径を微小にする必要があるが、インク吐出口の口径を微小にした場合、長期間印字しないとインク粘度が高くなってインク吐出口の目詰まりが生じやすくなる。インク吐出口が目詰まりすると、ドット抜けや縦スジといった印字不良が生じる。

そこでこれまでのインクジェット装置では、印字していないときは記録ヘッドをキャップ部材で覆って、インク吐出口内のインクの乾燥やゴミ等の混入を防止していた。また、印字しているときも所定枚数あるいは所定時間ごとに記録ヘッドをキャッピング位置に移動させて、すべてのインク吐出口からインクを吐出させる、いわゆるパージを行ってインク吐出口の目詰まりを防止していた。さらには必要により、ポンプ吸引してインク吐出口からインクを強制的に吐出させてインク吐出口の目詰まりを解消していた。

また、特許文献１では、キャップ部材と廃インクタンクとの間に、一定量の廃インクを溜めておくインク溜を設けるとともに、インク溜とキャップ部材との間に、繊維部材が挿通された流路を形成し、キャップ部材内を常にインク蒸気で満たしてインク吐出口の目詰まりを防止する技術が提案されている。
実開平６−２１９３９号公報 特開平１１−１５７０９０号公報

しかしながら前記の提案技術では、キャップ部材やインク溜周りの雰囲気温度が低いと、キャップ部材内をインク蒸気で十分に満たすことができないおそれがある。特に、記録ヘッドとしてラインヘッドを用いた場合、ラインヘッドを覆うキャップ部材も大きくなるため、キャップ部材内をインク蒸気で満たすことは一層難しくなる。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、記録装置の未使用時にインク吐出口内のインクの乾燥を防止し、印字の信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明によれば、記録ヘッドに形成された複数個のインク吐出口から水性のインクを吐出させて用紙に印字を行うインクジェット記録装置において、非印字時に前記記録ヘッドのインク吐出口を覆うキャップ部材と、廃インクを貯溜する廃インクタンクと、廃インクタンクを加熱する加熱部材と、キャップ部材と廃インクタンクとの間に形成された廃インク流路と蒸気流路とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。

キャップ部材内をインク蒸気で満たすとともに省エネルギーを図る観点から、廃インクタンクに貯溜されている廃インクは４０〜８０℃に加熱するのが好ましい。

本発明の効果を十分に享受する観点からは、記録ヘッドとして５００個以上のインク吐出口を有する、いわゆるラインヘッドを用いたものが好ましい。

本発明のインクジェット記録装置では、加熱部材を設けて廃インクタンクを加熱し、廃インクタンクからインク蒸気を積極的に発生させるので、従来の装置と異なって、周囲の雰囲気温度が低い場合であっても、インク蒸気の不足することがなくキャップ部材内をインク蒸気で十分に満たすことができる。また、シリアルヘッドに比べて幅の広いラインヘッドを用いた場合であっても、キャップ部材内をインク蒸気で十分に満たすことができる。加えて、廃インクタンク中の廃インクが加熱され濃縮されるので、廃インクタンクの容積を従来よりも小さくできる。

廃インクタンクに貯溜されている廃インクの温度を４０〜８０℃にすると、キャップ部材内をインク蒸気で満たせると同時に省エネルギー化が図れる。

記録ヘッドとして５００個以上のインク吐出口を有する、いわゆるラインヘッドを用いると、本発明の効果が十分に奏される。

以下、本発明のインクジェット記録装置について図に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す概説図である。図１のインクジェット記録装置において、不図示の給紙カセットから搬送されてきた用紙Ｐは図の矢印方向に移動する。この用紙Ｐの搬送方向に直交するように、不図示の対向する側板に駆動軸６１と支持軸６２が平行に取り付けられている。そして、用紙Ｐと対向する面に記録ヘッド２（図２に図示）が取り付けられたキャリッジ１が、駆動軸６１と支持軸６２とによって軸方向に移動可能に取り付けられている。具体的には、駆動軸６１が雄ネジからなり、駆動軸６１が挿通するキャリッジ１の貫通孔１３の内周面には雌ネジが形成されている。そして、駆動軸６１の一方端にモータＭ₂が取り付けられている。一方、キャリッジ１の側面から突出した突部１１に軸方向に直線状の溝１２が形成され、この溝１２に支持軸６２が係入している。モータＭ₂が回転すると駆動軸６１が回転し、支持軸６２によってキャリッジ１の共回りが防止されてキャリッジ１は軸方向に移動する。

キャリッジ１は、断続的に搬送される用紙Ｐの搬送停止中に用紙搬送方向と直交する方向に移動し、この間にキャリッジ１に取り付けられた、複数のインク吐出口２１（図２に図示）が形成された記録ヘッド２（図２に図示）によって用紙上に所定の印字が行われる。

用紙搬送領域の外側（図の右側）に、非印字時にキャリッジ１が待機する位置（ホームポジション）が設けられている。ここには記録ヘッド２のインク吐出口２１を覆うキャップ部材３が設けられている。また、記録ヘッド２からパージされた廃インクを溜める廃インクタンク４が設けられ、廃インクタンク４の外側にはヒータ（加熱部材）Ｈが装着されている。キャップ部材３と廃インクタンク４との間は廃インク管（廃インク流路）５１と蒸気管（蒸気流路）５２で連通されている。

キャップ部材３は、記録ヘッド２と対向する面が開口した箱形状であって、キャップ部材３の側面には、貫通孔３２が形成された突部３１が延出している。貫通孔３２の内周面は雌ネジが形成され、雄ネジからなる駆動軸６３が貫通孔３２に挿通している。駆動軸６３の一方端にはモータＭ₁が取り付けられ、モータＭ₁が回転することによって、駆動軸６３が回転しキャップ部材３が軸方向に移動する。

印字動作が終了するとキャリッジ１はホームポジションに移動し、図２に示すように、キャップ部材３がモータＭ₁の回転によって上昇し、インク吐出口２１を覆うように記録ヘッド２に着装する。なお、キャップ部材３の上部内周には気密性を高めるために弾性を有するシール材３３が取り付けられている。

キャップ部材３が記録ヘッド２に着装すると、廃インク管５１の途中に設けられた第１弁７１が閉じられ、蒸気管５２の途中に設けられた第２弁７２が開かれる。一方、廃インクタンク４内の廃インクはヒータＨによって加熱されているため、第２弁７２が開かれるとインク蒸気は蒸気管５２を通ってキャップ部材３内へ流動し、キャップ部材３内はインク蒸気で高湿度に保持される。これによって、従来発生していたインク吐出口２１におけるインクの乾燥凝固による目詰まりが効果的に抑えられるようになる。

印字開始信号が入力されると、第２弁７２を閉じて第１弁７１を開けて、すべてのインク吐出口２１からインクを吐出させるパージを行い、インク蒸気に触れていたインクを廃棄する。インク蒸気と接していたことによってインクの濃度が薄まっているおそれがあるからである。もちろん、インク蒸気と接していたインクの濃度が実用上支障ない範囲である場合は上記パージは行わなくてもよい。パージされた廃インクは、廃インク管５１を通って廃インクタンク４へ流れる。第１弁７１は、記録ヘッド２がホームポジションに再び戻ってくるまで開けた状態のままにしておいてもよいが、異物の混入やインク蒸気の放出を防止する観点からはインクのパージが終わった後閉止させるのがよい。

ヒータＨの設定温度、すなわち廃インクタンク４内の廃インクの保持温度は、通常は４０℃〜５０℃程度が省エネルギーの観点等から好ましい。ただし、装置の主電源が入れられた時などは、装置が長期間にわたって使用されていなかった場合があるので、ヒータＨの設定温度を７０〜８０℃と高めに設定するのがよい。これによりインク吐出口２１でインクが乾燥凝固していた場合であってもインク蒸気で凝固物を溶かせることができるようになる。

本発明で使用するインクは水性インクである必要がある。水性インクの場合、加熱して生じるインク蒸気がほぼ水蒸気であるからである。なお、本明細書において水性インクとは水の含有量が５０重量％以上のものをいう。またなお、装置の使用開始当初、廃インクタンクには予めインク又は水が若干量充填されている。

(顔料分散液の作製)
下記原料を混合して、０．５ｍｍのジルコニアビーズを使用し、ボールミルにて平均粒子径が１００ｎｍになるまで分散してマゼンタ顔料分散液とした。なお、平均粒子径は、顔料分散液をイオン交換水で５倍に希釈し、動的光散乱式粒径分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ社製「ＬＢ−５５０」）を用いて測定したものである。
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２ ３０ｗｔ％
ジョンクリル６１ １５ｗｔ％
（アクリルースチレン系樹脂、ジョンソン社製）
グリセリン １０ｗｔ％
イオン交換水 ４５ｗｔ％

（インクの作製）
前記作製したマゼンタ顔料分散液を使用し、下記の組成となるように各材料を配合し、十分に攪拌した後に、孔径５μｍのフィルターを用いて濾過してインクを得た。
界面活性剤 ０．５ｗｔ％
（「オルフィンE1010」日信化学工業社製)
ヘキシレングリコール ５ｗｔ％
２−ピロリドン ５ｗｔ％
グリセリン １０ｗｔ％
顔料分散液 ２０ｗｔ％
水 残量

（実施例１）
図１及び図２に示した構造のインクジェット記録装置に前記作製したインクを装着し、記録ヘッドのインク突出孔をキャップ部材で覆うと共に、廃インクタンクを４０℃で３０日間保持した後印字試験を行った。印字試験結果の模式図を図３に示す。

（比較例１）
廃インクタンクにヒータを取り付けず、室温で３０日間放置した以外は、実施例１と同様にして印字試験を行った。印字試験結果の模式図を図４に示す。

図３から理解されるように、実施例１のインクジェット記録装置では、廃インクタンクを４０℃に保持していたので、インク吐出口に詰まりがなく、インク吐出開始からきれいにドットが用紙に印字されている。これに対し、図４に示すように、比較例１のインクジェット記録装置では、廃インクタンクを加熱することなく環境温度としておいたので、インク吐出開始直後はインクが用紙に吐出されず、”ドット抜け”となった。また２回目以降暫くはインク濃度の濃いドットが印字された。

本発明に係るインクジェット記録装置の印字部の一実施形態を示す概説図である。 キャップ部材のホームポジションにおける動作図である。 実施例１のインクジェット記録装置の印字試験結果を示す模式図である。 比較例１のインクジェット記録装置の印字試験結果を示す模式図である。

符号の説明

１ キャリッジ
２ 記録ヘッド
３ キャップ部材
４ 廃インクタンク
Ｈ ヒータ（加熱部材）
Ｐ 用紙
２１ インク突出孔
５１ 廃インク管（廃インク流路）
５２ 蒸気管（蒸気流路）

Claims (3)

1. 記録ヘッドに形成された複数個のインク吐出口から水性のインクを吐出させて用紙に印字を行うインクジェット記録装置において、
   非印字時に前記記録ヘッドのインク吐出口を覆うキャップ部材と、廃インクを貯溜する廃インクタンクと、廃インクタンクを加熱する加熱部材と、キャップ部材と廃インクタンクとの間に形成された廃インク流路と蒸気流路とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記加熱部材によって、廃インクタンクに貯溜されている廃インクは４０〜８０℃に加熱される請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記記録ヘッドは５００個以上のインク吐出口を有するものである請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。