JP2002019150A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 インク漏れがないインク回収機構を備えたイ
ンクジェット記録装置を提供する。 【解決手段】 インクジェット記録装置は、インクを吐
出するインクジェット記録ヘッド１と、前記記録ヘッド
にインクを供給する供給タンク２と、記録ヘッドに供給
されたインクを回収するインク回収機構部７とを備え、
インク回収機構部が、開口部を有し前記インクを収容す
る回収タンク３と、記録ヘッドと回収タンクとの間に形
成されたインク回収路７３と、インク回収路を介して記
録ヘッドから回収タンクへインクを送る移送ポンプ７４
と、回収タンク側のインク回収路端を前記開口部を通っ
て回収タンク内に移動させる路端移動手段８とからな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、特にインク回収機構を備えたインクジェ
ット記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタ等のインクジェ
ット記録装置は、軽量であり、騒音の発生が少なく、普
通紙に対して特別な定着処理を施すことなく、高速記録
が行えるという特長を有している。また、近年、ＯＡ機
器のディジタル化が急速に進展し、カラー画像出力の需
要が増してきたことも相まって、ディジタルカラー複写
機やカラーレーザープリンタと共に低価格のカラーイン
クジェットプリンタが広く一般に普及し、種々のタイプ
のものが活発に研究されている。

【０００３】インクジェット記録装置は、通常、インク
を吐出するインクジェット式の記録ヘッドと、インクを
貯蔵するインクカートリッジと、インクカートリッジか
ら記録ヘッドへインクを供給するためのインク供給路を
備える。このようなインクジェット記録装置では、輸送
やメンテナンスの際に、記録ヘッドやインク供給路等に
残留したインクを除去する必要が生じ、そのため、前記
の残留したインクを回収する回収機構が必要になる。こ
のようなインク回収機構は、予め装置に組み込まれたも
のや、必要時に装置に装着するものがある。

【０００４】具体的には、インクジェット記録装置内に
設けられた専用エリアにポリウレタン等の回収インク吸
収部材を敷きつめ、メンテナンス等の際に発生した回収
インクを前記専用エリアに回収する方法や、装置の大型
化を避けるため前記のような専用エリアを設けずに、必
要なときだけインクカートリッジに接続して直接回収す
る方法が知られている。

【０００５】特開平１１−１２９５０４号公報に開示さ
れたインク回収用カートリッジは、インク回収時に、装
置内に設けられたホルダに装着され、記録ヘッドのイン
クがその内部に回収される。このインク回収用カートリ
ッジの内部は、大小２つのエリアに区画され、回収イン
ク吸収部材がそれぞれのエリアに収容されている。イン
ク回収用カートリッジは、前記の大エリアから小エリア
へ向かって回収した回収インクをしみこませる構造を有
し、小エリアが回収インクの色に染まると大エリアが回
収インクで満たされたことを表示し、インク回収専用エ
リアにおける回収インクの吸収限界が近づいたことを外
部に知らせる。回収インクを回収する際には、ポンプを
有する回収路を介して記録ヘッドと連通するインク供給
針を小エリアの回収インク吸収部材に挿入し、ポンプの
駆動により記録ヘッドおよび前記回収路のインクをイン
ク回収用カートリッジに回収する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
インク回収機構では、記録ヘッドを装着したキャリッジ
がメンテナンス時以外の印字待ち等の待機動作時に待機
位置にあるときにも、インク回収用エリアにインク回収
用のインク供給針が挿入された状態であるため、インク
回収用エリア内に配置されたスポンジ等の負圧発生部材
からインク供給針を伝って回収インクが漏れ出ることが
ある。また、キャリッジが待機位置へ移行する際に、待
機位置への移動に伴うインク供給針への衝撃により、イ
ンク回収用エリアの回収インクがインク供給針を通って
外部へ漏れ出ることがあり、装置内部が回収インクの飛
散で汚れることがあった。

【０００７】本発明は、前記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、インク漏れがないインク回収機構を備えた
インクジェット記録装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、イン
クを吐出するインクジェット記録ヘッドと、前記記録ヘ
ッドにインクを供給する供給タンクと、記録ヘッドに供
給されたインクを回収するインク回収機構部とを備え、
インク回収機構部が、開口部を有し前記インクを収容す
る回収タンクと、記録ヘッドと回収タンクを接続するイ
ンク回収路と、インク回収路を介して記録ヘッドから回
収タンクへインクを送る移送ポンプと、回収タンク側の
インク回収路端を前記開口部を通って回収タンク内に移
動させる路端移動手段とからなるインクジェット記録装
置が提供される。

【０００９】すなわち、この発明では、記録ヘッドと回
収タンクを接続するインク回収路の回収タンク側の路端
を回収タンクとの間で予め分離しておき、記録ヘッドに
供給されたインクを回収するときに、前記インク回収路
端を回収タンク内に移動させて移送ポンプを駆動させる
構成としたので、従来のようにインク回収路端と回収タ
ンクの内部とが常時接続された状態で生じるインクの漏
れ、例えば、電源オフ時、記録ヘッドが待機位置にあっ
て印字動作を行っていない場合や記録ヘッドが待機位置
に移動する際の回収タンクの振動に起因するインクの漏
れが防止される。

【００１０】この発明では、記録ヘッドが印字位置と待
機位置の間を移動可能に構成され、記録ヘッドが待機位
置に移動したとき、路端移動手段が回収タンク側のイン
ク回収路端を回収タンク内に位置させる構成が好まし
い。この場合、路端移動手段は、回収タンク側のインク
回収路端を開口部を通って回収タンク内に相対移動させ
るものであればよく、したがって、インク回収路端を固
定し回収タンクを移動させることによって前記インク回
収路端を開口部を通って回収タンク内に位置させる構成
もこの発明の範疇に含まれる。

【００１１】この発明では、回収タンクの開口部が、回
収タンクの上部の一部に形成され、かつ回収タンクを密
閉する密閉部材を有し、密閉部材が、移動する前記イン
ク回収路端によって開かれる構成が好ましい。密閉部材
は、回収タンクの内部に移動したインク回収路に当接し
て回収タンクを密閉するものであれば、インク回収路の
外側を伝って回収タンクから外部にインクが漏れだすの
を防止することができる。このような密閉部材として
は、予め切れ目が形成され、インク回収動作時以外は回
収タンクを密閉し、インク回収動作時にはインク回収路
端の進入によって前記切れ目に沿って開かれるゴム状の
弁が挙げられる。このような弁は、インク回収路端が回
収タンクから抜き出された後、自らの弾性力で復元して
回収タンクを密閉するものが好ましい。

【００１２】この発明では、前記インク回収路端が、密
閉部材を押し開けるインク供給針で形成され、路端移動
手段がインク供給針の基部に配設されたラックおよびこ
のラックに噛合する歯車と、前記歯車を介してインク供
給針を回収タンクの開口部を通って回収タンクに進退さ
せるモータとからなる構成が例示される。この発明にお
いては、回収タンクは、回収タンクの内部に移動した前
記インク回収路端に接触しないように配設された負圧発
生手段を内部に有することが好ましい。すなわち、負圧
発生手段は回収タンク内のインクの漏れを防止するため
にスポンジ等の多孔質体が従来から用いられているが、
ポンプの駆動時にインク回収路端を負圧発生手段に接触
させないことにより、インク回収路端を伝うインクの漏
れや、負圧発生手段とインク回収路端の接触によるイン
クの飛散を防止することができる。インク回収路が小容
量のインク溜めを備えることにより、インク回収路に残
留したインクが逆流して記録ヘッドに達するのを防止す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、これらによって本発明は限
定されない。図１は、本発明の実施の形態に係わるイン
クジェット記録装置（以下、「記録装置」と称する）の
構成を示す。

【００１４】図１において、記録装置１００は、記録媒
体にインク滴の吐出を行う記録ヘッド１と、記録ヘッド
１に供給されるインクを収容する供給タンク２と、記録
ヘッド１から回収されるインクを収容する回収タンク３
と、記録ヘッド１、供給タンク２および回収タンク３を
搭載するキャリッジ４と、キャリッジ４を印字位置（図
中左側のＡ位置）と待機位置（図中右側のＢ位置）の間
で移動させるインクヘッド移動手段５と、これらを支持
する本体ケース９とから主に構成されている。記録ヘッ
ド１、供給タンク２および回収タンク３は、キャリッジ
４で一体に移動する。

【００１５】インクヘッド移動手段５は、キャリッジ４
を摺動可能に支持する送りシャフト５１をガイドとし
て、駆動手段５２により駆動されるキャリッジ走査ライ
ンベルト５３によりキャリッジ４を主走査方向（印字方
向）に移動可能に構成されている。本体ケース９の後部
の給紙部１１に備えられた記録媒体は、図示しないロー
ラ等からなる記録媒体搬送手段１２により記録ヘッド１
の下方に供給される。記録が終了した記録媒体は排紙部
１３に排出される。

【００１６】供給タンク２は、後記のように回収タンク
３と並んで配設されている。回収タンク３の内部は、記
録ヘッド１から回収されたインク（以下、「回収イン
ク」と称する）を収容するために、後記のエリアが設け
られている。

【００１７】図２は、供給タンク２および記録ヘッド１
の外観を示す斜視図である。供給タンク２は、複数色、
例えば、Ｋ（黒）・Ｃ（シアン）・ＬＣ（ライトシア
ン）・Ｍ（マゼンタ）・ＬＭ（ライトマゼンタ）・Ｙ
（イエロー）からなる６色の各タンクからなる。記録ヘ
ッド１は、各供給タンク２の下面（図中前面）に形成さ
れ、インク吐出用のノズル３１を有する。供給タンク２
および記録ヘッド１のそれぞれは基本的に同じ構成から
なり、各ノズル３１は紙等の記録媒体に対向して設けら
れる。なお、供給タンク２は、例えば、Ｃ（シアン）・
Ｍ（マゼンタ）・Ｙ（イエロー）・Ｋ（黒）よりなる４
色のインクタンク（図示せず）であってもよい。

【００１８】供給タンク２および記録ヘッド１の構成お
よび動作を、図２のＫ（黒）の供給タンク２を例とし
て、図２のＡ−Ａ断面について、図３に基づいて説明す
る。したがって、同様の構成がＫ（黒）以外の色のイン
クについても設けられている。図３（ａ）は非印字動作
時を、図３（ｂ）は印字動作時の記録ヘッド１の状態を
それぞれ示す。図３（ａ）において、記録ヘッド１は、
ノズル（インク吐出口）３１を有するノズル板３２と、
ノズル板３２と平行に配設されたピエゾ素子３３と、ピ
エゾ素子３３とノズル板３２の間に形成された圧力室３
４と、インク供給室３５とからなる。

【００１９】インク供給室３５は、ノズル板３２の近傍
に形成され、インク供給路３６を介して供給タンク２に
連通するとともに、ノズル板３２と隔壁３７の間のイン
ク供給路３８を介して圧力室３４に連通する。非印字動
作時において、インクは回収タンク３から圧力室３４ま
での空間に充填された状態で静止している。ピエゾ素子
３３に画像信号に応じた電圧Ｖが印加されると、図３
（ｂ）に示すように、ピエゾ素子３３は圧力室３４側に
たわんで圧力室３４の体積を減少させ、それによって圧
力室３４内のインクに圧力を生じさせる。この圧力によ
りノズル３１からインク滴が吐出される。ピエゾ素子３
３への電圧の印加が停止されると、ピエゾ素子３３は図
３（ａ）の状態に復元し、圧力室３４の体積の増加分の
インクがインク供給路３６、３８を介して供給タンク２
から供給される。上記の動作を繰り返すことにより、画
像信号に応じた画像を形成するインク滴がノズル３１に
対向する記録媒体上に吐出される。

【００２０】図４および図５を参照しながら、本発明の
インク回収機構部の実施の形態を説明する。図４におい
て、送りシャフト５１上のキャリッジ４の位置の読みと
りは、主走査方向（図中矢印方向）に平行して設けられ
たタイミングフェンス６１を介して記録装置１００の内
部の図示しないリニアエンコーダによって行われる。送
りシャフト５１の右端部には、タイミングフェンス６１
上で指定された記録ヘッド１のホームポジション位置Ｐ
が設定されている。ホームポジション位置Ｐでは、印字
のために待機する記録ヘッド１の表面の乾燥を防止する
キャッピングやメンテナンスの動作が行われる。ホーム
ポジション位置Ｐには、回収インク供給口（開口部）３
９を有する回収タンク３とともにキャリッジ４に搭載さ
れた記録ヘッド１からインクを回収するインク回収機構
部７が配設されている。

【００２１】インク回収機構部７は、ホームポジション
位置Ｐに移動したキャリッジ４の記録ヘッド１と対向す
るキャッピング板７１と、回収タンク３内に回収インク
を供給するインク供給針７２（インク回収路端）と、キ
ャッピング板７１とインク供給針７２を接続するチュー
ブ７３と、チューブ７３に配設されたポンプ７４および
インク溜め７５と、インク供給針７２をホームポジショ
ン位置Ｐに移動したキャリッジ４の回収タンク３内に挿
抜する路端移動手段８とからなる。

【００２２】図５は、路端移動手段８を示す。図５にお
いて、路端移動手段８は、モータ８１と、インク供給針
７２をその外側で摺動可能に支持する支持部材８２と、
インク供給針７２の外周部に形成されたラック７２ａ
と、モータ８１の駆動力をラック７２ａに伝える歯車列
８３とからなる。図４に示したポンプ７４が駆動される
と、路端移動手段８が、インク供給針７２を回収タンク
３の後記するインク供給口部３９へ挿入する方向に移動
させ、ポンプ７４の駆動が停止すると、インク供給針７
２を回収タンク３のインク供給口部３９から抜き出す方
向に移動させる。回収タンク３のインク供給口部３９か
ら抜き出されたインク供給針７２は、支持部材８２の先
端部に形成されたカバーチューブ８５内に格納される。

【００２３】このようにインク供給針７２を可動式とす
ることにより、インク供給針７２はポンプ７４の駆動に
よるメンテナンス動作以外の期間にはカバーチューブ８
５内に格納されるので、回収インクがインク供給針７２
から本体ケース９の内部で飛散するのを防止できる。さ
らに、キャリッジ４がメンテナンス動作等を行うため
に、ホームポジション位置Ｐに移動した際の衝撃による
回収インクもれを防ぐことができる。

【００２４】インク供給針７２の先端部にはインク受け
７２ａが配設されている。インク受け７２ａは、インク
供給針７２の開口下部に形成され、先端が尖り、かつ上
向きに傾き、基部が先端から流れるインクを溜められる
よう凹状に形成されている。これにより、インク供給針
７２の移動時のインクの滴たりや、インク供給針７２あ
るいはチューブ７３の外面を伝うインクの漏れが防止さ
れる。なお、本発明の実施の形態において、インク供給
針７２は長さ２ｃｍ、内径５ｍｍのものが例示される。
また、モータ８１は、ＨＲ型モータあるいはＰＭ型のモ
ータが例示される。

【００２５】図６は、回収タンク３の内部を示す。回収
タンク３は、インク回収機構部７から回収タンク３内に
供給される回収インクを収容するための回収エリアを内
部に有する。回収エリアは、インク回収機構部７から供
給される回収インクを受け入れるインク回収エリア３５
と、記録ヘッド１に供給するインクを貯蔵するインク貯
蔵エリア３６（図中の斜線部）とからなる。インク貯蔵
エリア３６には、回収インクを吸収するスポンジ等の負
圧発生部材３７が充填されている。負圧発生部材３７
は、回収タンク３内のインクの漏れを防止するために従
来から用いられているものである。

【００２６】一方、インク回収エリア３５は、前記の負
圧発生部材３７が充填されていない空間として回収タン
ク３内の上部の一つの隅部に形成され、インク回収エリ
ア３５の側面には、インク供給針７２が挿入されるイン
ク供給口部３９が形成されている。インク供給口部３９
から挿入されたインク供給針７２は、その先端から２ｃ
ｍの長さ分がインク回収エリア３５内に位置するように
路端移動手段８に移動される。インク供給口部３９に
は、回収タンクを密閉する密閉部材４０が配設される。

【００２７】密閉部材４０は、図７に示すように、回収
タンク３の外側からインク供給口部３９に嵌合可能なフ
ランジ４１と、フランジ４１に支持された直径５ｍｍの
４片の弁板４２とからなり、耐インク性を有するゴムを
材料として成形されている。各弁板４２は、予め形成さ
れた十字状の切れ目４２ａに沿って開閉される。このよ
うな密閉部材４０は、路端移動手段８の駆動の際、移動
するインク供給針７２によって開かれ、回収タンク３の
内部に移動したインク供給針７２の外面に当接してイン
ク供給針７２とフランジ４１の隙間を最小限にしてイン
ク供給針７２の外側を伝って回収タンク３から外部にイ
ンクが漏れだすのを防止する。さらに、インク供給針７
２が回収タンク３から抜き出された後、自らの弾性力で
復元して回収タンク３を密閉する。

【００２８】以下に、インク回収機構部７の動作を図４
を参照しながら説明する。インク回収機構部７は、記録
装置１００内部の図示しないハードウェアの駆動回路か
ら送られてくる駆動信号により、メンテナンス動作を開
始し、ポンプ７４を駆動する。前記ハードウェア回路
は、各種メンテナンス動作のタイミングを含む記録装置
１００全体の動作の制御を行う回路であり、ＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ等で構成されている。ポンプ７４が駆動さ
れると、キャッピング板７１を通して、記録ヘッド１の
メンテナンス動作を行い、それにより発生した回収イン
クをチューブ７３を通してインク溜め７５およびインク
供給針７２に送る。

【００２９】インク溜め７５は、回収インクが記録ヘッ
ド１へ逆流するのを防ぐために設けられ、ポンプ７４の
駆動が終了するとインク供給針７２から戻ってくる回収
インクを一時的に保持する。また、メンテナンス動作時
に発生する回収インク量よりはるかに少ない記録ヘッド
１の予備吐出動作時の回収インクを保持する。インク溜
め７５は、キャッピング板７１およびインク供給針７２
の下方に位置するので、インク溜め７５内の回収インク
があふれた場合には回収インクは接続されたチューブ７
３内に留まるので、外部にもれたり、記録ヘッド１に逆
流したりすることはない。

【００３０】路端移動手段８の駆動によりインク供給針
７２がインク供給口部３９に挿入される。次いで、イン
ク供給針７２の先端からインク回収エリア３５内に回収
インクが供給されると、供給された回収インクは負圧発
生部材３７の上部から下部へ浸透していく。インク供給
針７２は負圧発生部材３７に接触しないように、またそ
の先端が負圧発生部材３７に接触する前に停止するよう
路端移動手段８が駆動されるので、インク供給針７２の
移動時、記録ヘッド１のメンテナンス動作時あるいは印
字のための待機時におけるインク漏れや、インク回収エ
リア３５から外部へのインクの飛散を防止できる。

【００３１】

【発明の効果】この発明では、記録ヘッドと回収タンク
を接続するインク回収路の回収タンク側の路端を回収タ
ンクとの間で予め分離しておき、記録ヘッドに供給され
たインクを回収するときに、前記インク回収路端を回収
タンク内に移動させて移送ポンプを駆動させる構成とし
たので、従来のようにインク回収路端と回収タンクタン
クの内部とが常時接続された状態で生じるインクの漏
れ、例えば、電源オフ時、記録ヘッドが待機位置にあっ
て印字動作を行っていない場合や記録ヘッドが待機位置
に移動する際の回収タンクの振動に起因するインクの漏
れが防止される。

【００３２】回収タンクは、回収タンク内に移動したイ
ンク回収路端が接触しないように充填された負圧発生手
段を内部に有することにより、負圧発生手段が記録ヘッ
ドからのインクの漏れを防止するとともに、インク供給
針を伝うインクの漏れや負圧発生手段とインク供給針の
接触によるインクの飛散を防止することができる。イン
ク回収路が小容量のインク溜めを有することにより、イ
ンク回収動作が終了した直後に、回収したインクが記録
ヘッドへ逆流するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すインクジェット記録
装置の構成の模式図である。

【図２】図１の記録装置の供給タンクおよび記録ヘッド
の構成を示した斜視図である。

【図３】図１の記録装置のインク吐出原理を説明する、
図２のＡ─Ａ断面図である。

【図４】本発明のインク回収機構部の実施の形態を示す
模式図である。

【図５】図４の路端移動手段を説明する模式図である。

【図６】回収されたインクを収容する回収タンクの構成
を説明する透視斜視図である。

【図７】回収タンクに配設される密閉部材の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ インクジェット記録ヘッド ２ 供給タンク ３ 回収タンク ４ キャリッジ ７ インク回収機構部 ８ 路端移動手段（インク回収機構部） ３５ インク回収エリア ３６ インク貯蔵エリア ３７ 負圧発生部材（負圧発生手段） ３９ インク供給口部（開口部） ４０ 密閉部材 ７２ インク供給針（インク回収路端） ７３ チューブ（インク回収路） ７４ ポンプ（移送ポンプ） ７５ インク溜め １００ インクジェット記録装置 Ｐ ホームポジション（待機位置）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するインクジェット記録ヘ
   ッドと、前記記録ヘッドにインクを供給する供給タンク
   と、記録ヘッドに供給されたインクを回収するインク回
   収機構部とを備え、 インク回収機構部が、開口部を有し前記インクを収容す
   る回収タンクと、記録ヘッドと回収タンクとの間に形成
   されたインク回収路と、インク回収路を介して記録ヘッ
   ドから回収タンクへインクを送る移送ポンプと、回収タ
   ンク側のインク回収路端を前記開口部を通って回収タン
   ク内に移動させる路端移動手段とからなるインクジェッ
   ト記録装置。
2. 【請求項２】 路端移動手段が回収タンク側のインク回
   収路端を回収タンク内に位置させたとき、移送ポンプを
   駆動させる請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 記録ヘッドが印字位置と待機位置の間を
   移動可能に構成され、記録ヘッドが待機位置に移動した
   とき、路端移動手段が回収タンク側のインク回収路端を
   回収タンク内に位置させる請求項１または２に記載のイ
   ンクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 回収タンクの開口部が、回収タンクの上
   部の一部に形成され、かつ回収タンクを密閉する密閉部
   材を有し、密閉部材が、移動する前記インク回収路端に
   よって開かれる請求項１から３のいずれか１つに記載の
   インクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 密閉部材が、予め切れ目が形成され、イ
   ンク回収動作時以外は回収タンクを密閉し、インク回収
   動作時にはインク回収路端の進入によって前記切れ目に
   沿って開かれるゴム状の弁からなる請求項１から４のい
   ずれか１つに記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記インク回収路端が、密閉部材を押し
   開けるインク供給針で形成され、路端移動手段がインク
   供給針の基部に配設されたラックおよびこのラックに噛
   合する歯車と、前記歯車を介してインク供給針を回収タ
   ンクの開口部を通って回収タンクに進退させるモータと
   からなる請求項１から５のいずれか１つに記載のインク
   ジェット記録装置。
7. 【請求項７】 回収タンクは、回収タンクの内部に移動
   した前記インク回収路端に接触しないように配設された
   負圧発生手段を内部に有する請求項１から６のいずれか
   １つに記載のインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 インク回収路が小容量のインク溜めを有
   する請求項１から７のいずれか１つに記載のインクジェ
   ット記録装置。