JP2007136725A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクミストを速やかに排出する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２０の横断面に類似したキャリッジ走査筐体４０を形成しキャリッジ走査筐体４０の両端の側壁46,47にはファン101,102が配置されているファン101,102は正逆転可能なファンを構成し、2つのファンは一方を給気用、他方を排気用ファンとして同時に駆動させることで筐体内に1つの方向の気流を形成する。さらに気流の方向はキヤリッジの走査方向と逆の方向で印刷時にキヤリッジ後方に発生するミストを排気ファン近傍に移動させることで効率よくミスト排出ができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は被記録材上にインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に関し、特に、インク吐出の際に発生するインクミストによる汚れを除去することが可能なインクジェット記録装置に関する。

コンピュータやワークステーションの出力装置として、所定の搬送方向に搬送される記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置は、通常、インクを吐出する複数のインク吐出孔が形成された印字ヘッドや、この印字ヘッドを搭載して所定の主走査方向に走査する（往復動する）キャリッジなどを備えている。

インクジェット記録装置で記録媒体に画像を形成する際は、搬送中の記録媒体を一時的に停止させ、キャリッジを上記の所定方向に往復に動かさせながら、画像情報を担持した画像信号に基づいてインク吐出孔からインクを吐出し、記録媒体のうちインク吐出孔に向き合う画像形成領域に位置する部分に画像を形成する。その後、記録媒体を所定の幅だけ搬送して停止させ、再び、キャリッジを前記した所定方向に往復させながら、画像信号に基づいてインク吐出孔からインクを吐出し、記録媒体のうち画像形成領域に新たに位置する部分に、画像を形成する。このような動作を繰り返すことにより、記録媒体に画像を形成する。上記のインクジェット記録装置では、液体のインクを記録媒体に吐出することによって画像を形成している。このため、印字ヘッドからインクを吐出する際にインク滴の周りに細かい霧状のインク（インクミスト）が発生する。また、記録媒体にインク滴が着弾したときに瞬時にインク滴の全てが記録媒体に吸着されるわけではなく、インク滴の一部が着弾の衝撃などに起因して記録媒体の表面で跳ね返って霧状に飛散してインクミストが発生することもある。発生したインクミストは、キャリッジが走査するに伴ってキャリッジの移動方向後方に発生する負圧によってインクジェット記録装置の内部で巻き上げられる。この巻き上げられたインクミストは、インクジェット記録装置の内部の部品や部材に付着する。インクジェット記録装置の内部の部品や部材に付着したインクミストは、この内部を開けてこれらの部品や部材に接触したユーザの手を汚す。また、キャリッジの摺動部やキャリッジの位置決めをするエンコーダ等にインクミストが付着した場合、この付着したインクミストの影響で装置が誤動作するおそれもある。従来このインクミスト排出方法としてキヤリッジ走査方向の両端に排気ファンを構成し、記録装置内部の空気を吸引することで前記ミスト排出する機構が提案されている。（特許文献１ 図４ 参照）
特開２００４−２５７４１８号公報（図４）

インクジェット記録装置は高画質化への対応によりインク滴は微小化されてきた。このためインクミストは増加している。一方、インクジェット記録装置は対応するメディア幅の拡大により前記キヤリッジの走査範囲は広がり、キャリッジ走査筺体の大きさは大きくなっている。このため、キヤリッジ走査範囲の中心部にインクミストが残留するといった不具合が発生してきた。これらの対策としてキャリッジ走査上の両端に吸引ファンを配置した構成においてファンの回転数を高めて吸引力を強くする方法では吸引力の高い特殊なファンを構成する、あるいは同等な吸引用のファンを複数構成することが必要となる。このように両サイドから吸い出す構成単独ではコストアップや吸引力の高いファンでは騒音が大きくなるといった問題点があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、上記問題点を鑑み、筺体内でのミストの滞留を回避しつつ、ミスト回収のための吸引能力を高めて機外へのミストの拡散を防ぎ、さらに低騒音でコスト抑えたミスト回収機構を提供することにある。

本発明によるインクジェット記録装置は、走査筐体両端に配置されたファンは正転逆転可能であってそれぞれのファンの回転方向をリアルタイムに可変できることで前記キヤリッジ走査筺体内のインク排出部への移動を促進してインクミストの排出を効率よく行え筐体内での気流の方向を可変させることを特徴とするインクミスト回収方法である。

また前記２つのファンの制御回路は互いファンの動作が装置上で同時に給気と排気の異なる動作に駆動できるように接続される。ぞれぞれのファンの回転方向の切り替えはキヤリッジの駆動方向により2つ同時に変更できるこのドライブ回路において給気に設定したファンの駆動電流が排気側に設定した駆動電流より小さくなるように給気側の駆動電流抑制する目的で2つのドライバ回路に電源電流切り替え回路を構成する。よって排気量＞給気量の関係を保つことで筐体内は筐体外に対して負圧となり筐体外へのインクミストの拡散が抑制できる。さらにファンの起動と停止は吐出信号を検出して行う。特に停止時は吐出信号終了時より任意の時間経過後ファンの駆動を停止できる時間計測機能を有していて吐出終了後に残留するミストの回収ができる。

以上説明したように本発明のインクジェット記録装置によれば、キャリッジが走査筐体内のインクミストが気流に沿って排出機構へ移動するため、ミストが筐体内中央部に残留することが回避できる。またキヤリッジ走査方向と逆方向に気流を発生させるので双方向印刷においてもキヤリッジ後方に多数発生するインクミストの排出ファンへの移動を促進し効率よくインクミストの回収できる。さらに吐出信号を検出してファンの起動および停止を行うので不要なファンの駆動が回避でき、また停止時にファンの停止までの遅延時間を設定することで吐出停止後の筐体のミストも回収可能である。以上のように従来に比較してファンの使用個数を増やす、あるは排気性能を高めた特殊なファンを使用する必要がなく、さらにファンの制御回転数も従来と同等であってもインクミスト回収効率を向上できることから従来と同等なコストあるいは低騒音でインクミスト回収性能を向上させることが可能になる。

よってインクミストに起因する画質の悪化を低減でき高画質で低コストなインクジェット記録装置を提供できる。

本発明に関連して図3と図4を参照して、本発明のインクジェット記録装置の一実施形態であるインクジェット記録装置（以下プリンタ）の概略構成を説明する。

図3は、プリンタの概略構成を示す斜視図であり、図4は、背面から見たプリンタの概略構成を示す斜視図である。

プリンタ１０は、キャスタ１２ａ付きのスタンド１２の上部に固定されている。またこのプリンタ１０を操作するための操作部１４を備えており、この操作部１４に設置された各種のスイッチ等により、紙サイズ、オンライン／オフライン、コマンドなどが指示される。

プリンタ１０の背面には、ロール紙などの記録紙（記録媒体の一例である）が矢印Ａ方向から挿入される記録紙挿入口１６が形成されている。この記録紙挿入口１６に挿入された記録紙は、操作部１４からの指示に基づいて、プリンタ１０の内部に搬送され、カラー画像が印字されて記録紙排出口１８から矢印Ａ方向（副走査方向）に排出される。

図5を参照して、記録媒体に画像を形成する画像形成工程（印字工程）を説明する。

図5は、プリンタの一部を破断して示す斜視図である。

プリンタ１０では、シート状の記録媒体（シート紙など）と、ロール状に巻かれた記録媒体（ロール紙など）に画像を形成できる。ここでは、記録紙挿入口１６（図4参照）から挿入されたロール紙に画像を形成する工程を説明する、シート紙などに画像を形成する工程もほぼ同様である。

プリンタ１０の背面には、ロール紙１１が回転自在に保持されている。ロール紙１１は矢印Ａ方向から記録紙挿入口１６（図4参照）に挿入される。また、プリンタ１０には、矢印Ａ方向に搬送されるロール紙１１が載置されるプラテン３４が形成されている。このプラテン３４の上方には、プラテン３４に平行に２本の走査レール（ガイドレール）３６が掛け渡されている。この走査レール３６には、モータ（図示せず）とベルト（図示せず）によって矢印Ｂ，Ｃ方向（矢印Ａ方向に直交する方向であり、本発明にいう主走査方向である）に往復動する（走査する）キャリッジ２０がスライド軸受（図示せず）を介して取り付けられている。

キャリッジ２０には、インクを吐出するインク吐出口（ノズルの出口であり、図示せず）を有する４つの印字ヘッド２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙが搭載されている。インク吐出口の前方は、画像が形成される画像形成領域である。ロール紙１１のうち画像形成領域に位置する部分にノズルの先端からインクが吐出され、これにより、この部分に画像が形成される。

ロール紙１１に画像を形成するに当っては、プラテン３４にロール紙１１を載置する。プラテン３４に形成された開口部（図示せず）から外周面の一部を露出した搬送ローラ２４と、ロール紙１１の両端部を上方から押えるピンチローラ２６とによってロール紙１１を挟持しながら、搬送モータ（図示せず）によって搬送ローラ２４を回転させてロール紙１１を矢印Ａ方向に搬送する。ロール紙１１の上方でキャリッジ２０を矢印Ｂ，Ｃ方向に往復させ、ヘッド制御部（図示せず）から各印字ヘッド２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙに送信された画像情報を担持する画像信号に基づいてノズルからインクを吐出して、ロール紙１１のうち画像形成領域に位置する部分に画像を形成する。この部分に画像を形成し終ると、ロール紙１１を所定長さだけ矢印Ａ方向に搬送して新たに画像形成領域に位置する部分に画像を形成する。このような動作を繰り返してロール紙１１の所定範囲（領域）内に画像を形成し終った後、切断装置３８でロール紙１１を所定サイズに裁断する。これにより、画像形成動作が一旦終了する。

前記のように各印字ヘッド２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙからインクを吐出する際にはインクミストが発生する。

図6は、本実施形態の記録装置のブロック図である。この記録装置全体の動作を演算処理する演算手段としての主制御部600に、記録制御部608を介して記録ヘッド609が、搬送制御部610を介して搬送モータ611が、キャリッジ駆動制御部613を介してキャリッジモータ614が、ファン制御部616を介してファンモータ617がそれぞれ接続されている。また、主制御手段600に、キャリッジ位置センサ615記録媒体の位置センサ612が接続されている。また、ホストコンピュータやネットワークに接続するためのＩ／Ｆ部（インターフェース部）605と操作・表示部606が主制御部600に接続されている。さらにこの主制御部600と、記録制御部608と、搬送制御部610と、キャリッジ駆動制御部613と、ファン制御部616とに電力を供給する電源607が設けられている。

次に、各手段の詳細について説明する。

主制御部600は、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）603と、ＣＰＵ（中央処理装置）601と、ゲートアレイ602と、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）604とを含んでいる。ＲＯＭ603には本記録装置の各種動作の制御プログラムが格納されている。ＣＰＵ601は、ＲＯＭ603に格納されている制御プログラムにしたがってそれぞれ制御手段に制御信号を供給し、記録ヘッド609、搬送モータ611、キャリッジモータ614、ファンモータ617を駆動させる。また、記録位置センサ615からのキャリッジの位置、/移動速度、移動方向等の情報を受ける。さらに、ＣＰＵ601は、操作・表示部606およびＩ／Ｆ部605との信号の送受信も行う。

記録制御部608は、記録手段の電源のオン・オフ切り替え、印字データの転送およびラッチ、ヒートイネーブルの送出、温度制御等の記録ヘッド611の駆動制御を行う。

搬送制御手段610は、記録媒体を搬送するための搬送モータを駆動するモータドライバ等からなる。キャリッジ駆動制御部613は、キャリッジ２0を搬送するためのキャリッジモータ104（ステッピングモータまたは直流モータ）を駆動するモータドライバ等からなる。また、キャリッジ駆動制御部２０は、ファン制御部616にもキャリッジ駆動信号を送出する。

ファン制御手段616は、ファンモータ617のオン・オフスイッチング、ファンモータ61７の電圧又は電流を制御して回転数を制御し、またはファンモータの回転方向等の選択制御を行う。

Ｉ／Ｆ部605は、データやコマンド等の記録信号を、ホストコンピュータまたはネットワークに対して入出力するための接続部である。

操作・表示部606は、発光ダイオード、液晶ディスプレイ、キースイッチ等を含み、キースイッチから記録装置本体の電源スイッチやエラー解除等を入力する、または発光ダイオードや液晶ディスプレイにより記録装置の状態（電源オン・オフやオンライン接続状態，エラー等）を表示するものである。

紙搬送位置検出センサ610は、フォトインタラプタ、反射型フォトセンサ等からなり、記録シートの印字開始位置や印字終了位置の検知や、記録シートの搬送不良等のエラーを検知し、ＣＰＵ601にその情報を伝達する。

記録位置センサ615は、記録ヘッド60９を搭載したキャリッジ20の位置を監視しＣＰＵ601にその情報を伝達する。例えば、常にキャリッジ２0の位置を確認するエンコーダ等と、実際のキャリッジ20の位置が所望の位置にあるかどうかの判断を行って所望の位置にない場合にはエラー信号を制御手段に送出するセンサとを有している場合が多い。

次に図１は本発明で主要なミストファンの制御系の概要を示す構成図である。本図で本発明の詳細な説明を行う。

図１はプリンタ10の上視図でプリンタ10は外装45で囲われている。キヤリッジ走査筐体４０内を左右にキヤリッジ2０が走査する。走査方向の側壁46,47に排気吸引ファン101,102が配置される。排気吸引ファン10１,102の排出側に排気ダクト（図示しない）が構成される。排気ダクトの構成は公知例等と同等であり本発明の主要な内容でないのでここでは詳細な説明を省く。（特許文献１ 図7，６ 参照）前記ファン101,102は正転、逆転に駆動可能なファンである。ファン101,102は駆動するファンモータはそれぞれ独立のモータドライバ112,113により駆動される。

モータドライバ112,114は電源入力に電源電流切り替え回路114が構成されている。

ファン101,102の起動、停止信号を発生する。ファン起動停止回路1010にはインク吐出信号1003および停止遅延時間信号1004、さらにキヤリッジ駆動信号のＣＲ ＰＷＭ信号1000とＣＲ ＤＩＲ信号1001が入力され、ファンの回転方向を示すＤＩＲ信号1005 ドライバ駆動信号ＤＲＡ1-4 ＤＲＢ１−４が前記ファンドライバ回路112、113および電源電流切り替え回路114に接続される。正転逆転するファンモータのドライバ回路112,113は図７の様にプッシュプル2系列の回路構成であり公知の技術なので本件の使用方法等詳細な説明はしない。

ファンは給気動作時と排気動作時には排気量＞給気量の条件にして筐体内を負圧にするためファンの回転は排気時に対して下げる必要がある。ファンの駆動方向が切り替わるとＤＩＲ信号1005がＯＮ／ＯＦＦする。たとえばＤＩＲオンで前記電源電流切り替え回路114のＴＲ１の素子をオンし電源−ＴＲ１−ドライバ電源と流れドライバ１１２は制限動作なしに電流が流れ排気動作のファンは制限動作なしに駆動する。一方ＴＲ２は反転信号ＤＩＲ２＊でＯＦＦとなるため電源−Ｒ２−ドライバと電流が流れるためドライバ１１３の駆動電流が制限にされファン2 110の給気動作は駆動電流が排気ファンに比較して小さい駆動量とできる。以上で排気量＞給気量の関係が実現できる。

次に図２で本発明のファンモータの駆動方法について制御信号のタイムチャートで説明する。前記インク吐出信号１００３が入力されるとそのときのCR DIR信号1001をＣＲ ＰＷＭ信号1000がNパルス分検出された方向に ファンDIR信号1002が設定される。ファンＤＩＲ信号1002によって設定された電源電流抑制回路114の給気側ファンモータのドライバ電源Ｒ２が有効となり比較してドリア場の電流が抑制される。

ファン１は制限なしの電流が供給される。

ファンのドライブ信号ＤＲＡ1−4、ＤＲＢ1−4を出力しファン１は排気として、ファン２は給気として起動する。停止遅延信号1004はインク吐出信号1003が入力されるたびにスタートするタイマー（図示しない）でＯＮとなりインク吐出信号1003が吐出終了後に起動した遅延時間2000系経過後ＯＦＦとなりドライバ信号ＤＲＡ1−4、ＤＲＢ1−4をＯＦＦする。またタイマー動作中に再度吐出信号が入力されば再スタートとなりファンの駆動は継続される。またファンの回転方向の切り替えはＣＲＤＩＲ信号1001の信号レベルをＰＷＭパルス信号1000の検出タイミングで変化させる。ただし通常のＣＲ制御状態ではＣＲ ＤＩＲ信号の短時間のＯＮ ＯＦＦはあるのでＰＷＭパルスで任意のＮパルス分検出後ファンＤＩＲ1002を切り替える。ファンＤＩＲ1002の切り替え時にファン動作中である場合には一度ファンを停止後再度切り替え回転方向に向けて駆動を開始する。本タイムチャートではファン１は排気から給気へファン２は給気から排気へ切り替わるので電源電流切り替え回路114ではＲ２がＯＦＦＲ１がＯＮとなりファン１の電流制限が有効となる。

以上のようにキヤリッジの駆動条件でファンの回転方向を切り替えながらインク吐出タイミングでミスト回収ファンの起動停止が行われ、ミストの筐体内の移動促進と排出が効率よく行われる。

本発明の説明する概略構成図である。 本発明の説明する制御シーケンスフローチャートである。 本発明に関するインクジェット印刷装置の前面概略構成図。 本発明に関するインクジェット印刷装置の背面概略構成図。 本発明に関するプリンタの一部を破断して示す斜視図である。 本発明に関するプリンタの制御系ブロック図である。 ファンモータドライブ回路の従来例回路図。

符号の説明

１０ プリンタ
２０ キャリッジ
４０ キヤリッジ走査筐体
４５ 外装
４６，４７ 走査筐体側壁
101,102 給気排気吸引ファン
104 ＣＲ駆動モータ

Claims (3)

1. プリント媒体を搬送するプリント媒体搬送手段と、プリント媒体に画像を形成するためのプリントヘッドが搭載されるキャリッジで印刷中に発生する記録装置筐体内でのインクミストを回収する機能においてキヤリッジの走査方向両端の側壁に給気排気用吸引ファンを構成しファンの回転方向をキヤリッジの走査方向に応じてリアルタイムに可変し筐体内の気流の方向を切り替えてインクミストを排出機構へ移動させ効率よく筐体外へ排出することが可能なインクミスト回収機構を有していることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１の給気排気吸引用ファンは正逆転の駆動が可能なファンであって、
   筐体に構成された状態で1つのファンが給気、他方が排気のように同時異なる駆動できる構成が可能である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。
3. 請求項２の2つのファンは駆動するドライブ回路は電源電流を切り替える機能が構成されていてそれぞれのファンが給気に設定されたときの駆動電流が排気に設定された時の駆動電流より小さくなるような回路構成を有していてファンの駆動状態で排気量＞給気量の関係である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。

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