JP2004330599A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】付加的なデバイスの追加をせず、小型かつ単純な構造で効果的にインクミストの回収を行なうインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】キャリッジ10は箱型をしており、図示しないシャフトに保持され、印字動作が行なわれる際には用紙と一定の間隔を保ちながら矢印方向に往復移動する。キャリッジ10が往復移動する際に先頭または後端となる面には空気取り入れ口12が設けられ、キャリッジ10の往復移動に伴って発生する走行風圧(ラム圧)によって空気取り入れ口12から空気を吸入する。空気取り入れ口12はそのまま排気ダクト14に繋がり、吸入した空気は排気口16から排気される。排気ダクト14はインク吐出面24方向へ延設されている負圧ダクト20と連結部18で連結され、負圧ダクト20はインク吐出面24に設けられたミスト吸入口22に連結されている。
【選択図】 図1
【解決手段】キャリッジ10は箱型をしており、図示しないシャフトに保持され、印字動作が行なわれる際には用紙と一定の間隔を保ちながら矢印方向に往復移動する。キャリッジ10が往復移動する際に先頭または後端となる面には空気取り入れ口12が設けられ、キャリッジ10の往復移動に伴って発生する走行風圧(ラム圧)によって空気取り入れ口12から空気を吸入する。空気取り入れ口12はそのまま排気ダクト14に繋がり、吸入した空気は排気口16から排気される。排気ダクト14はインク吐出面24方向へ延設されている負圧ダクト20と連結部18で連結され、負圧ダクト20はインク吐出面24に設けられたミスト吸入口22に連結されている。
【選択図】 図1
Description
【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する。
【0002】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録装置においては記録ヘッドからインク滴を噴射する際,主滴を呼ばれる比較的大きなインク滴と,サテライトと呼ばれる小滴に分離することが知られている。さらにサテライトより微小な小滴(インクミスト)が形成されることがある。
【0003】
サテライトのうちサイズが小さく,速度が遅いものは記録ヘッドから紙に到達するまでに周囲の気流の影響を受けやすく,主滴が記録紙に到達しドットが形成された場所から離れた場所に付着するため,画像の汚れとなる。または紙に到達せず,記録装置内を浮遊して記録装置内部を汚染する場合もある。
【0004】
またサテライトよりさらに微小なミストは記録面には到達せず,用紙近傍を浮遊したのち機内や記録紙の余白等を汚染する。
【0005】
そこで印字中にファンにより,強制的に気流を発生させて,浮遊しているサテライトの一部やミストをフィルタ等に回収する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
だが上記の方法では気流を発生させるファンを設置するスペースが必要になり,記録装置の大型化を招く.またファンによる消費電力増や騒音の問題も発生する.特に小型化,低消費電力,静粛性を特徴とするインクジェットプリンタにとっては大きな問題となる。
【0007】
あるいはファン等の駆動部分を新たに追加することなく,ミストを回収する装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。これは記録ヘッドを搭載し,走査するキャリッジに,ミスト回収手段を設け,しかもミストの回収にキャリッジの走査によって生じる気流を利用しようとするものである。さらに効果的に回収するための整流版を設置することも開示されている。
【0008】
しかしながら,特許文献2に開示された装置では整流板に気流がぶつかり、整流版周囲の気流が乱れてしまう結果、ミストがさらに飛散することを考慮した構成になっていない。またミストが記録ヘッドのごく近接した領域に存在し,この記録ヘッド近傍の気流がキャリッジ走査方向と反対方向に生じることを前提として構成されている。
【0009】
だが、キャリッジが走査された時の記録ヘッド周辺の気流の流れ,及びミストの発生,浮遊状況の詳細な観察を発明者が行なった結果から以下のことが判明した。
【0010】
すなわち,紙に到達しないミストは,記録ヘッドのごく近接した場所ではなく,ミストの大きさ,キャリッジの走査速度によって,記録ヘッドから一定距離離れた場所から主滴の軌跡を離脱し,浮遊をはじめる。キャリッジの走査によって生じる気流は,記録紙に近接した,主滴が到達する領域ではキャリッジの走査方向と逆方向に生じるが,キャリッジ走査方向下流側で記録ヘッドに向かって舞い上がりが生じ,記録ヘッド吐出面にごく近接した領域では,キャリッジ走査方向と同じ方向に向かう。
【0011】
これらの観察結果から、記録ヘッド近傍のミストを回収するためにはキャリッジ走査方向下流側で記録ヘッドに向かって舞い上がるミストを何らかの方法で吸引することが最も効果的であるという知見を得るに至った。すなわち、記録ヘッド吐出面近傍の気流を漫然と導入する特許文献2の構造では所望の効果が得られない。従って、積極的に記録ヘッド吐出面近傍の気流を吸入する構造が必要となる。
【0012】
また,近年インクジェット記録装置の高速印字化が進み,インク滴を繰り返し吐出する周波数(印字周波数)の増加が進んでいるが,この場合,さらにミストの発生量が増加する可能性がある。また記録ヘッドの信頼向上により記録ヘッドの長寿命化が進み、記録ヘッドの寿命までに噴射できるインク滴数も増加してきており,結果として発生するミストの総量が増加する。この場合ミストを回収するための集積板の集積能力を改善する必要があるが,通常,ミスト回収能力を改善するにはミストと接する集積板の表面積を増加させるのが効果的である。しかし特許文献2で開示されている構造ではミストを集積する集積板はキャリッジ内部に付設されているため,キャリッジの大型化を招く。
【0013】
【特許文献1】
特開平11−138779号公報(図3、第4頁〜第8頁)
【特許文献2】
特開2000−263814号公報(図4、第4頁〜第6頁)
【0014】
【発明が解決すべき課題】
本発明は上記事実を考慮し、付加的なデバイスの追加をせず、小型かつ単純な構造で効果的にインクミストの回収を行なうインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【0015】
【発明を解決する手段】
請求項1に記載のインクジェット記録装置は、記録紙にインク滴を噴射し画像を形成するノズルを複数有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持し移動させるためのキャリッジと、を有するインクジェット記録装置であって、前記キャリッジに設けられ、キャリッジの移動方向に開口した空気取り入れ口と、前記空気取り入れ口から取り入れた空気を排気する排気ダクトと、前記排気ダクトの途中に接続され前記排気ダクトを流れる気流に吸い上げられる方向に空気を流す負圧ダクトと、前記負圧ダクトの空気取り入れ口に形成されインクミストを吸引回収するミスト回収口を備えたことを特徴とする。
【0016】
上記構成の発明では、キャリッジの移動に伴い発生する気流を、キャリッジに設けた空気取り入れ口から導入し、排気ダクトから排気する際に発生する負圧を利用して、ミスト回収口からインクミストを吸引、回収することができる。このため、単純にキャリッジまたは記録ヘッドにミスト回収口を設けた構造に比較して効率よくミストの回収が可能であり、吸気ファンなどの付加デバイスを設けずに単純でコンパクトな構造とすることができる。
【0017】
請求項2に記載のインクジェット記録装置は、回収したインクミストを集積する1個または複数のインクミスト集積手段を排気ダクトに交換可能に設けたことを特徴とする。
【0018】
上記構成の発明では、インクミスト集積手段を交換可能に設けたことで、回収したインクミストが再度機械内部に飛散しないように集積し、かつ集積手段がインクミストで飽和状態となっても交換することで常に集積可能とできる。
【0019】
請求項3に記載のインクジェット記録装置は、印字したピクセル数を数えるカウント手段と、前記カウント手段からの累積ピクセル数により、前記ミスト集積手段の交換時期を告知する告知手段とを設けたことを特徴とする。
【0020】
上記構成の発明では、印字したピクセル数をカウントすることで、累積ピクセル数から吐出したインク量、ひいては発生したインクミスト量が算出できるのでミスト集積手段に回収されたミストの累積量を算出し、ミスト集積手段が飽和状態となる前に交換時期を予測、ユーザーに告知できる。
【0021】
請求項4に記載のインクジェット記録装置は、ミスト集積手段に、前記ミスト集積手段の交換時期を告知する表示手段を設けたことを特徴とする。
【0022】
上記構成の発明では、ミスト集積手段自体に交換時期を告知する表示手段を設けたことで、付加デバイスなしにミスト集積手段の交換時期をユーザーに告知できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1及び図2には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジが示されている。
【0024】
図1に示すようにキャリッジ10は箱型をしており、図示しないシャフトに保持され、印字動作が行なわれる際には用紙と一定の間隔を保ちながら矢印方向に往復移動する。
【0025】
キャリッジ10が往復移動する際に先頭または後端となる面には空気取り入れ口12が設けられ、キャリッジ10の往復移動に伴って発生する走行風圧(ラム圧)によって空気取り入れ口12から空気を吸入する。
【0026】
空気取り入れ口12はそのまま排気ダクト14に繋がり、吸入した空気は排気口16から排気される。
【0027】
排気ダクト14はインク吐出面24方向へ延設されている負圧ダクト20と連結部18で連結され、負圧ダクト20はインク吐出面24に設けられたミスト吸入口22に連結されている。
【0028】
以上の内部構造は回転対称構造をなしており、キャリッジ10が往復移動する際に、どちらの面が先頭側になっても等しく作動するように2組の空気取り入れ口12、排気ダクト14、排気口16、連結部18、負圧ダクト20、ミスト吸入口22が設けられている。
【0029】
図2の3面図に示すようにキャリッジ10の中央部に設けられた間隙にはインク色数の記録ヘッド28が設けられている。記録ヘッド28は往復移動するキャリッジ10に保持され、ノズル面28Aからインク滴を吐出し用紙に画像を形成する。
【0030】
キャリッジ10の天面には排気口16をカバーする形でフィルタ26が着脱可能に設けられており、ミスト吸入口22から負圧ダクト20を通って吸入されたインクミストが排気口16から漏出しないようにトラップして回収する。
【0031】
図3には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジの動作原理が示されている。
【0032】
図3に示すように、キャリッジ10が斜線矢印の方向(図面右)へ移動すると空気取り入れ口12には風圧で白矢印のように排気ダクト14へ空気が流入し、排気口16へと抜ける。
【0033】
このとき、排気ダクト14を流れる気流(白矢印)によって連結部18近傍は負圧となるため、負圧ダクト20内部もまた負圧となり、ミスト吸入口22から空気を吸引する方向に圧力が働く。
【0034】
一方、印字動作によってキャリッジ10が斜線矢印方向に移動すると同時に記録ヘッド28のノズル面28Aからはインク滴が吐出され画像を形成している。この際にインクミストが発生し、用紙面30とインク吐出面24の間を黒矢印のように浮遊する。
【0035】
ミスト吸入口22はインク吐出面24に開口しているので、負圧ダクト20の負圧によりインク吐出面24近傍を漂っているインクミストはミスト吸入口22から黒矢印のように吸引され、そのまま負圧ダクト20へと運ばれる。
【0036】
負圧ダクト20は連結部18で排気ダクト14と合流するので、吸引されたインクミストもまた排気ダクト14を通り排気口16へ向かう。
【0037】
そのまま排気口16からインクミストが排出されると機械内部を汚染するので、排気口16に設けたフィルタ26にてインクミストだけをトラップし、回収する。
【0038】
フィルタ26は、インクミストをトラップし回収する度に、内部に廃インクが蓄積していくので、一定量のインクミストを回収したのちに交換することで処理能力の低下を防ぐことができる。
【0039】
フィルタ26はホルダ32に保持され、交換の際にはホルダ32ごと交換することで、交換作業時に周囲をインクで汚染する恐れがない。
【0040】
通常、発生するミストの総量は,噴射したインク滴の数に依存する。フィルタ26に,記録ヘッド28の寿命までに発生するミストの総量を集積する能力がない場合,記録ヘッド28の寿命までにフィルタ26を交換する必要がある。そこで、噴射したインク滴数(印字したピクセル数)をカウントする手段を持ち,一定のカウント値に達すると,ユーザに交換を促す情報を発生する手段を有し,メッセージをインクジェット記録装置本体のディスプレイや,インクジェット記録装置につながったPC等に表示させるようにすればフィルタ26の交換忘れ、ひいてはインクミストによる機械内部および用紙表面の汚染を防ぐことができる。
【0041】
またフィルタ26自体を、白などのインクによる汚染を目視確認し易い色の素材で形成することで、ユーザーがフィルタ26の交換時期を色で確認できる構成としてもよい。あるいは上記2種類の方法を同時に用いてもよい。
【0042】
図4、図5、図6及び図7には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジの動作原理の根拠となるデータが示されている。
【0043】
図4及び図5に、印字動作中にキャリッジ10が移動した際のノズル面28Aと用紙面30の間の気流を観察した結果を示す。
【0044】
図4において,キャリッジ10(=記録ヘッド28)は斜線矢印の方向へ0.5m/sの速度で移動している。インク滴36が噴射されるノズル面28Aから用紙面30までの距離は1.5mmである。
【0045】
図中、白矢印は気流の動きの概略を示したものである.図4はキャリッジ10(=記録ヘッド28)が矢印の方向へ0.5m/sの速度で,図5は1m/sの速度で移動している。
【0046】
このように,キャリッジ10の移動により,用紙面30近傍では上流から下流へ(図中では右から左へ)気流が発生しているが,途中からノズル面28Aの方向へと上昇し,ノズル面28Aの近傍では上流方向へ(図中では左から右へ)の流れに変わっている。
【0047】
図6及び図7に、印字動作中にキャリッジ10が移動した際のノズル面28Aと用紙面30の間のインクミストを観察した結果を示す。
【0048】
キャリッジ10が印字動作中に移動するときのインク滴36の噴射状態,及びミスト38の浮遊状態を、小粒子の浮遊状態を観察するためのPIV(Particle Image Velocimetry)を用いて観察した結果が図6及び図7であり、図6ではキャリッジ10(記録ヘッド28)は斜線矢印の方向へ0.5m/sの速度で移動している。
【0049】
インク滴36が噴射されるノズル面28Aから用紙面30までの距離は1.5mmであり,インクジェット印字装置では標準的な距離である。インク滴36の主滴群は紙に到達しているが,ノズル面と記録紙の中間位置から,キャリッジ移動方向の下流側から上流側に向けてミスト38が浮遊している。ミストはノズル面28Aのすぐ近傍には浮遊しておらず、用紙面30近傍を漂っている。
【0050】
図7はキャリッジ10の移動速度が1m/sの場合である。インクミスト38は図6と同様にノズル面28Aと用紙面30の略中間位置から,キャリッジ10の移動方向の下流側から上流側(図中右から左)に向けて浮遊しているが,浮遊している位置は,図6(0.5m/s)に比較して用紙面30からノズル面28Aに近づいている。
【0051】
以上のことから、インクミストはノズル面28Aと用紙面30の間の気流に乗って用紙面30近傍では記録ヘッド28(=キャリッジ10)と反対の方向に流れ、ノズル面28A近傍では記録ヘッド28(=キャリッジ10)と同じ方向に流れることがわかる。
【0052】
すなわち、記録ヘッド28の移動速度によって気流の発生する高さが変化するが、気流の方向に変化はなく、いずれもノズル面28A近傍では記録ヘッド28(=キャリッジ10)と同じ方向に流れるので、ノズル面28A(インク吐出面24)にミスト吸入口22を設けたとしても、キャリッジ10と気流(インクミスト38)が同方向に移動しているため、インクミスト38を効率的に回収することはできない。
【0053】
本発明ではインク吐出面24にミスト吸入口22を設け、さらにミスト吸入口22に負圧をかけることで積極的にインクミスト38を吸入し,回収することができる。
【0054】
またミスト吸入口22をインク吐出面24の後端側に設けたことで、図4および図5に示した気流に乗ってインク吐出面24に接近するインクミスト38を効率的に回収することができる。
【0055】
さらに、キャリッジ10の移動方向両側に空気取り入れ口12を設け、キャリッジ10が往復移動する際に、どちらの面が先頭側になっても等しく作動するように2組の空気取り入れ口12、排気ダクト14、排気口16、連結部18、負圧ダクト20、ミスト吸入口22が設けられている。これにより往復印字動作の際にも往路、復路でキャリッジ10によるインクミスト38の回収が行なわれる。
【0056】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、付加的なデバイスの追加をせず、小型かつ単純な構造で効果的にインクミストの回収を行なうインクジェット記録装置とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1形態に係るキャリッジを示す斜視図である。
【図2】本発明の第1形態に係るキャリッジ及び記録ヘッドを示す平面図である。
【図3】本発明の第1形態に係るキャリッジの動作説明図である。
【図4】本発明の第1形態に係る記録ヘッドと用紙間の気流を示す側面図である。
【図5】本発明の第1形態に係る記録ヘッドと用紙間の気流を示す側面図である。
【図6】本発明の第1形態に係る記録ヘッドと用紙間のミスト分布を示す側面図である。
【図7】本発明の第1形態に係る記録ヘッドと用紙間のミスト分布を示す側面図である。
【符号の説明】
10 キャリッジ
12 空気取り入れ口
14 排気ダクト
16 排気口
18 連結部
20 負圧ダクト
22 ミスト吸入口
24 インク吐出面
26 フィルタ
28 記録ヘッド
【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する。
【0002】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録装置においては記録ヘッドからインク滴を噴射する際,主滴を呼ばれる比較的大きなインク滴と,サテライトと呼ばれる小滴に分離することが知られている。さらにサテライトより微小な小滴(インクミスト)が形成されることがある。
【0003】
サテライトのうちサイズが小さく,速度が遅いものは記録ヘッドから紙に到達するまでに周囲の気流の影響を受けやすく,主滴が記録紙に到達しドットが形成された場所から離れた場所に付着するため,画像の汚れとなる。または紙に到達せず,記録装置内を浮遊して記録装置内部を汚染する場合もある。
【0004】
またサテライトよりさらに微小なミストは記録面には到達せず,用紙近傍を浮遊したのち機内や記録紙の余白等を汚染する。
【0005】
そこで印字中にファンにより,強制的に気流を発生させて,浮遊しているサテライトの一部やミストをフィルタ等に回収する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
だが上記の方法では気流を発生させるファンを設置するスペースが必要になり,記録装置の大型化を招く.またファンによる消費電力増や騒音の問題も発生する.特に小型化,低消費電力,静粛性を特徴とするインクジェットプリンタにとっては大きな問題となる。
【0007】
あるいはファン等の駆動部分を新たに追加することなく,ミストを回収する装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。これは記録ヘッドを搭載し,走査するキャリッジに,ミスト回収手段を設け,しかもミストの回収にキャリッジの走査によって生じる気流を利用しようとするものである。さらに効果的に回収するための整流版を設置することも開示されている。
【0008】
しかしながら,特許文献2に開示された装置では整流板に気流がぶつかり、整流版周囲の気流が乱れてしまう結果、ミストがさらに飛散することを考慮した構成になっていない。またミストが記録ヘッドのごく近接した領域に存在し,この記録ヘッド近傍の気流がキャリッジ走査方向と反対方向に生じることを前提として構成されている。
【0009】
だが、キャリッジが走査された時の記録ヘッド周辺の気流の流れ,及びミストの発生,浮遊状況の詳細な観察を発明者が行なった結果から以下のことが判明した。
【0010】
すなわち,紙に到達しないミストは,記録ヘッドのごく近接した場所ではなく,ミストの大きさ,キャリッジの走査速度によって,記録ヘッドから一定距離離れた場所から主滴の軌跡を離脱し,浮遊をはじめる。キャリッジの走査によって生じる気流は,記録紙に近接した,主滴が到達する領域ではキャリッジの走査方向と逆方向に生じるが,キャリッジ走査方向下流側で記録ヘッドに向かって舞い上がりが生じ,記録ヘッド吐出面にごく近接した領域では,キャリッジ走査方向と同じ方向に向かう。
【0011】
これらの観察結果から、記録ヘッド近傍のミストを回収するためにはキャリッジ走査方向下流側で記録ヘッドに向かって舞い上がるミストを何らかの方法で吸引することが最も効果的であるという知見を得るに至った。すなわち、記録ヘッド吐出面近傍の気流を漫然と導入する特許文献2の構造では所望の効果が得られない。従って、積極的に記録ヘッド吐出面近傍の気流を吸入する構造が必要となる。
【0012】
また,近年インクジェット記録装置の高速印字化が進み,インク滴を繰り返し吐出する周波数(印字周波数)の増加が進んでいるが,この場合,さらにミストの発生量が増加する可能性がある。また記録ヘッドの信頼向上により記録ヘッドの長寿命化が進み、記録ヘッドの寿命までに噴射できるインク滴数も増加してきており,結果として発生するミストの総量が増加する。この場合ミストを回収するための集積板の集積能力を改善する必要があるが,通常,ミスト回収能力を改善するにはミストと接する集積板の表面積を増加させるのが効果的である。しかし特許文献2で開示されている構造ではミストを集積する集積板はキャリッジ内部に付設されているため,キャリッジの大型化を招く。
【0013】
【特許文献1】
特開平11−138779号公報(図3、第4頁〜第8頁)
【特許文献2】
特開2000−263814号公報(図4、第4頁〜第6頁)
【0014】
【発明が解決すべき課題】
本発明は上記事実を考慮し、付加的なデバイスの追加をせず、小型かつ単純な構造で効果的にインクミストの回収を行なうインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【0015】
【発明を解決する手段】
請求項1に記載のインクジェット記録装置は、記録紙にインク滴を噴射し画像を形成するノズルを複数有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持し移動させるためのキャリッジと、を有するインクジェット記録装置であって、前記キャリッジに設けられ、キャリッジの移動方向に開口した空気取り入れ口と、前記空気取り入れ口から取り入れた空気を排気する排気ダクトと、前記排気ダクトの途中に接続され前記排気ダクトを流れる気流に吸い上げられる方向に空気を流す負圧ダクトと、前記負圧ダクトの空気取り入れ口に形成されインクミストを吸引回収するミスト回収口を備えたことを特徴とする。
【0016】
上記構成の発明では、キャリッジの移動に伴い発生する気流を、キャリッジに設けた空気取り入れ口から導入し、排気ダクトから排気する際に発生する負圧を利用して、ミスト回収口からインクミストを吸引、回収することができる。このため、単純にキャリッジまたは記録ヘッドにミスト回収口を設けた構造に比較して効率よくミストの回収が可能であり、吸気ファンなどの付加デバイスを設けずに単純でコンパクトな構造とすることができる。
【0017】
請求項2に記載のインクジェット記録装置は、回収したインクミストを集積する1個または複数のインクミスト集積手段を排気ダクトに交換可能に設けたことを特徴とする。
【0018】
上記構成の発明では、インクミスト集積手段を交換可能に設けたことで、回収したインクミストが再度機械内部に飛散しないように集積し、かつ集積手段がインクミストで飽和状態となっても交換することで常に集積可能とできる。
【0019】
請求項3に記載のインクジェット記録装置は、印字したピクセル数を数えるカウント手段と、前記カウント手段からの累積ピクセル数により、前記ミスト集積手段の交換時期を告知する告知手段とを設けたことを特徴とする。
【0020】
上記構成の発明では、印字したピクセル数をカウントすることで、累積ピクセル数から吐出したインク量、ひいては発生したインクミスト量が算出できるのでミスト集積手段に回収されたミストの累積量を算出し、ミスト集積手段が飽和状態となる前に交換時期を予測、ユーザーに告知できる。
【0021】
請求項4に記載のインクジェット記録装置は、ミスト集積手段に、前記ミスト集積手段の交換時期を告知する表示手段を設けたことを特徴とする。
【0022】
上記構成の発明では、ミスト集積手段自体に交換時期を告知する表示手段を設けたことで、付加デバイスなしにミスト集積手段の交換時期をユーザーに告知できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1及び図2には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジが示されている。
【0024】
図1に示すようにキャリッジ10は箱型をしており、図示しないシャフトに保持され、印字動作が行なわれる際には用紙と一定の間隔を保ちながら矢印方向に往復移動する。
【0025】
キャリッジ10が往復移動する際に先頭または後端となる面には空気取り入れ口12が設けられ、キャリッジ10の往復移動に伴って発生する走行風圧(ラム圧)によって空気取り入れ口12から空気を吸入する。
【0026】
空気取り入れ口12はそのまま排気ダクト14に繋がり、吸入した空気は排気口16から排気される。
【0027】
排気ダクト14はインク吐出面24方向へ延設されている負圧ダクト20と連結部18で連結され、負圧ダクト20はインク吐出面24に設けられたミスト吸入口22に連結されている。
【0028】
以上の内部構造は回転対称構造をなしており、キャリッジ10が往復移動する際に、どちらの面が先頭側になっても等しく作動するように2組の空気取り入れ口12、排気ダクト14、排気口16、連結部18、負圧ダクト20、ミスト吸入口22が設けられている。
【0029】
図2の3面図に示すようにキャリッジ10の中央部に設けられた間隙にはインク色数の記録ヘッド28が設けられている。記録ヘッド28は往復移動するキャリッジ10に保持され、ノズル面28Aからインク滴を吐出し用紙に画像を形成する。
【0030】
キャリッジ10の天面には排気口16をカバーする形でフィルタ26が着脱可能に設けられており、ミスト吸入口22から負圧ダクト20を通って吸入されたインクミストが排気口16から漏出しないようにトラップして回収する。
【0031】
図3には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジの動作原理が示されている。
【0032】
図3に示すように、キャリッジ10が斜線矢印の方向(図面右)へ移動すると空気取り入れ口12には風圧で白矢印のように排気ダクト14へ空気が流入し、排気口16へと抜ける。
【0033】
このとき、排気ダクト14を流れる気流(白矢印)によって連結部18近傍は負圧となるため、負圧ダクト20内部もまた負圧となり、ミスト吸入口22から空気を吸引する方向に圧力が働く。
【0034】
一方、印字動作によってキャリッジ10が斜線矢印方向に移動すると同時に記録ヘッド28のノズル面28Aからはインク滴が吐出され画像を形成している。この際にインクミストが発生し、用紙面30とインク吐出面24の間を黒矢印のように浮遊する。
【0035】
ミスト吸入口22はインク吐出面24に開口しているので、負圧ダクト20の負圧によりインク吐出面24近傍を漂っているインクミストはミスト吸入口22から黒矢印のように吸引され、そのまま負圧ダクト20へと運ばれる。
【0036】
負圧ダクト20は連結部18で排気ダクト14と合流するので、吸引されたインクミストもまた排気ダクト14を通り排気口16へ向かう。
【0037】
そのまま排気口16からインクミストが排出されると機械内部を汚染するので、排気口16に設けたフィルタ26にてインクミストだけをトラップし、回収する。
【0038】
フィルタ26は、インクミストをトラップし回収する度に、内部に廃インクが蓄積していくので、一定量のインクミストを回収したのちに交換することで処理能力の低下を防ぐことができる。
【0039】
フィルタ26はホルダ32に保持され、交換の際にはホルダ32ごと交換することで、交換作業時に周囲をインクで汚染する恐れがない。
【0040】
通常、発生するミストの総量は,噴射したインク滴の数に依存する。フィルタ26に,記録ヘッド28の寿命までに発生するミストの総量を集積する能力がない場合,記録ヘッド28の寿命までにフィルタ26を交換する必要がある。そこで、噴射したインク滴数(印字したピクセル数)をカウントする手段を持ち,一定のカウント値に達すると,ユーザに交換を促す情報を発生する手段を有し,メッセージをインクジェット記録装置本体のディスプレイや,インクジェット記録装置につながったPC等に表示させるようにすればフィルタ26の交換忘れ、ひいてはインクミストによる機械内部および用紙表面の汚染を防ぐことができる。
【0041】
またフィルタ26自体を、白などのインクによる汚染を目視確認し易い色の素材で形成することで、ユーザーがフィルタ26の交換時期を色で確認できる構成としてもよい。あるいは上記2種類の方法を同時に用いてもよい。
【0042】
図4、図5、図6及び図7には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置のキャリッジの動作原理の根拠となるデータが示されている。
【0043】
図4及び図5に、印字動作中にキャリッジ10が移動した際のノズル面28Aと用紙面30の間の気流を観察した結果を示す。
【0044】
図4において,キャリッジ10(=記録ヘッド28)は斜線矢印の方向へ0.5m/sの速度で移動している。インク滴36が噴射されるノズル面28Aから用紙面30までの距離は1.5mmである。
【0045】
図中、白矢印は気流の動きの概略を示したものである.図4はキャリッジ10(=記録ヘッド28)が矢印の方向へ0.5m/sの速度で,図5は1m/sの速度で移動している。
【0046】
このように,キャリッジ10の移動により,用紙面30近傍では上流から下流へ(図中では右から左へ)気流が発生しているが,途中からノズル面28Aの方向へと上昇し,ノズル面28Aの近傍では上流方向へ(図中では左から右へ)の流れに変わっている。
【0047】
図6及び図7に、印字動作中にキャリッジ10が移動した際のノズル面28Aと用紙面30の間のインクミストを観察した結果を示す。
【0048】
キャリッジ10が印字動作中に移動するときのインク滴36の噴射状態,及びミスト38の浮遊状態を、小粒子の浮遊状態を観察するためのPIV(Particle Image Velocimetry)を用いて観察した結果が図6及び図7であり、図6ではキャリッジ10(記録ヘッド28)は斜線矢印の方向へ0.5m/sの速度で移動している。
【0049】
インク滴36が噴射されるノズル面28Aから用紙面30までの距離は1.5mmであり,インクジェット印字装置では標準的な距離である。インク滴36の主滴群は紙に到達しているが,ノズル面と記録紙の中間位置から,キャリッジ移動方向の下流側から上流側に向けてミスト38が浮遊している。ミストはノズル面28Aのすぐ近傍には浮遊しておらず、用紙面30近傍を漂っている。
【0050】
図7はキャリッジ10の移動速度が1m/sの場合である。インクミスト38は図6と同様にノズル面28Aと用紙面30の略中間位置から,キャリッジ10の移動方向の下流側から上流側(図中右から左)に向けて浮遊しているが,浮遊している位置は,図6(0.5m/s)に比較して用紙面30からノズル面28Aに近づいている。
【0051】
以上のことから、インクミストはノズル面28Aと用紙面30の間の気流に乗って用紙面30近傍では記録ヘッド28(=キャリッジ10)と反対の方向に流れ、ノズル面28A近傍では記録ヘッド28(=キャリッジ10)と同じ方向に流れることがわかる。
【0052】
すなわち、記録ヘッド28の移動速度によって気流の発生する高さが変化するが、気流の方向に変化はなく、いずれもノズル面28A近傍では記録ヘッド28(=キャリッジ10)と同じ方向に流れるので、ノズル面28A(インク吐出面24)にミスト吸入口22を設けたとしても、キャリッジ10と気流(インクミスト38)が同方向に移動しているため、インクミスト38を効率的に回収することはできない。
【0053】
本発明ではインク吐出面24にミスト吸入口22を設け、さらにミスト吸入口22に負圧をかけることで積極的にインクミスト38を吸入し,回収することができる。
【0054】
またミスト吸入口22をインク吐出面24の後端側に設けたことで、図4および図5に示した気流に乗ってインク吐出面24に接近するインクミスト38を効率的に回収することができる。
【0055】
さらに、キャリッジ10の移動方向両側に空気取り入れ口12を設け、キャリッジ10が往復移動する際に、どちらの面が先頭側になっても等しく作動するように2組の空気取り入れ口12、排気ダクト14、排気口16、連結部18、負圧ダクト20、ミスト吸入口22が設けられている。これにより往復印字動作の際にも往路、復路でキャリッジ10によるインクミスト38の回収が行なわれる。
【0056】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、付加的なデバイスの追加をせず、小型かつ単純な構造で効果的にインクミストの回収を行なうインクジェット記録装置とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1形態に係るキャリッジを示す斜視図である。
【図2】本発明の第1形態に係るキャリッジ及び記録ヘッドを示す平面図である。
【図3】本発明の第1形態に係るキャリッジの動作説明図である。
【図4】本発明の第1形態に係る記録ヘッドと用紙間の気流を示す側面図である。
【図5】本発明の第1形態に係る記録ヘッドと用紙間の気流を示す側面図である。
【図6】本発明の第1形態に係る記録ヘッドと用紙間のミスト分布を示す側面図である。
【図7】本発明の第1形態に係る記録ヘッドと用紙間のミスト分布を示す側面図である。
【符号の説明】
10 キャリッジ
12 空気取り入れ口
14 排気ダクト
16 排気口
18 連結部
20 負圧ダクト
22 ミスト吸入口
24 インク吐出面
26 フィルタ
28 記録ヘッド
Claims (4)
- 記録紙にインク滴を噴射し画像を形成するノズルを複数有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを保持し移動させるためのキャリッジと、を有するインクジェット記録装置であって、
前記キャリッジに設けられ、キャリッジの移動方向に開口した空気取り入れ口と、
前記空気取り入れ口から取り入れた空気を排気する排気ダクトと、
前記排気ダクトの途中に接続され前記排気ダクトを流れる気流に吸い上げられる方向に空気を流す負圧ダクトと、
前記負圧ダクトの空気取り入れ口に形成されインクミストを吸引回収するミスト回収口を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 回収したインクミストを集積する1個または複数のインクミスト集積手段を前記排気ダクトに交換可能に設けたことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 印字したピクセル数を数えるカウント手段と、
前記カウント手段からの累積ピクセル数により、前記ミスト集積手段の交換時期を告知する告知手段とを設けたことを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。 - 前記ミスト集積手段に、前記ミスト集積手段の交換時期を告知する表示手段を設けたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のインクジェット記録装置。
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