JP2008062430A - 廃インクタンクおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸収体にほとんど吸収されない増粘、固化しやすい顔料インクに対し、必要以上に廃インク保持用の空間を設けることなく、またインクが装置内部に漏れ、装置の動作に支障をきたすことのない信頼性の高い廃インクシステムを構築する。
【解決手段】 廃インクタンクをほとんど空洞とし、内部にインクの流動性が著しく落ちるまでの増粘を防ぐために拡散液としてグリセリンを設ける。そして、回復ユニットとの連結部以外に、大気連通口として、供給ユニットとの連結部を設け、それ以外は密閉する。そして、大気連通部直下にはインク漏れを防ぐための吸収体を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関するものであり、特にインクジェット記録ヘッドから回収される廃インクを貯蔵する廃インクタンクに関する。

インクジェット方式を採用した画像形成装置は、低騒音かつ低ランニングコストであり、小型化しやすい上にカラー化が容易等の理由から、プリンタや複写機あるいはファクシミリなどで利用されている。

しかしながら、このインクジェット記録方式による画像形成においては、次のような固有の問題がある。すなわち、第１にインクジェットヘッドからインクなどの液滴を紙やOHPフィルムなどのプリント媒体に吐出して画像を形成しているため、インクジェットヘッドからプリント媒体への液滴の吐出動作に伴って副次的に微細な液滴（ミスト）が発生したり、液滴の跳ね返りなどが起こり、これらがインクジェットヘッドの吐出口近傍に付着堆積すると、液滴の正常な吐出が阻害されて予期せぬ方向に液滴が偏向したり、最悪の場合には液滴の吐出が不可能となるおそれがあった。このような不具合は、インクジェットヘッドから液滴を吐出させないでいると、インクジェットヘッド内に保持された液体の一部が蒸発してその粘度が上昇したり、最悪の場合には固化してしまい、吐出動作を行った場合に予期せぬ方向に液滴が偏向したり、液滴の吐出が不可能となる弊害を生ずる。

このようなインクジェットヘッド方式固有の問題に対処するため、インクジェットヘッドの吐出口面を定期的に払拭してここに付着している液滴や異物を除去したり、あるいはインクジェットヘッドが吐出動作を行っていない、いわゆる非プリント状態にある場合、インクジェットヘッドの吐出口面をキャッピング部材によって気密状態で覆うことにより、インクジェットヘッド内に介在する液体の蒸発を防止している。また、このようなキャッピング動作を行っても、インクジェットヘッド内の液体の粘度が上昇したり、あるいは固化しているような場合には、キャッピング部材を介してインクジェットヘッド内を吸引ポンプにより強制的に吸引し、粘度が上昇していたり、半固化状態にある液体をインクジェットヘッドから排出し、これによって液体吐出ヘッドからの液体の吐出状態が良好に保たれるようにしている。これらの処理は、何れも回復処理として知られたものである。

上述した吸引ポンプによってインクジェットヘッドから吸引された液体、つまりは廃インクは、廃インクタンク内に収容された繊維束あるいは連続発泡樹脂などの多孔質廃インク吸収体に浸透保持される。この廃インク吸収体は、不良プリントの回数、回復処理の回数、１回の回復操作によってインクジェットヘッドから排出される廃インクの量、液滴の吐出動作に伴って発生する微小液滴（ミスト）の量などに応じてその容積が決められる。これに対し、画像形成装置全体として考察した場合、廃インク吸収体の容積を小さくした方が設置場所などの制約も受けず、しかも低コストとなることが期待できる。しかしながら、要求される廃インク吸収体の容積に対してこれを小さくし過ぎた場合、この廃インク吸収体を定期的に交換する必要が生ずるなど、保守上の煩雑さが生じる。

一方、インクジェット方式にて紙などのプリント媒体にカラー画像を形成する場合、黒色インクと他のカラーインクとの間でのインクのにじみが起こり、画質の低下を招来することが指摘されている。このような問題を解決するため、黒色インクと他のカラーインクとをプリント媒体上で化学的に反応させ、インクの流動を抑制することによって色のにじみを抑制するようにした技術が提案されている。また、テキスト文書などにおいて、特に黒色インクにてプリントされる文字の品位を上げるため、顔料成分を含んだ黒色インクが使用されるようになってきた。

このような特性を持つインクを使用する画像形成装置においては、廃インク自体が増粘化または固化しやすい性質を有するため、廃インク吸収体に対する浸透性が悪く、この廃インク吸収体全体に廃インクを拡散させることが困難となる。

これらの問題を解決させるために従来技術では、廃インク吸収体を画像形成装置の底面全体に亙って２次元平面的に配置し、また、２種類の吸収体を設け、片方に黒色インク、もう片方にカラーインクを吸収させる構成をとっている（例えば、特許文献１参照。）。

以下、図４、図５を用いて従来の廃インクタンクについて説明する。

キャリッジ１３の一方の走査移動端側には、回復手段の一部を構成する回復ユニット２１がプラテン２０の側方に隣接した状態で配置され、この回復ユニット２１はヘッドユニット１１の吐出口面１４との対向方向に昇降可能となっている。この回復ユニット２１には、その上昇端位置にてヘッドユニット１１の吐出口面１４を覆う一対のキャッピング部材２２，２３が設けられており、一方のキャッピング部材２２が顔料系の黒色インクを吐出する吐出口群を覆い、他方のキャッピング部材２３が染料系のカラーインクを吐出する3組の吐出口群を一括して覆うことにより、非プリント時においてヘッドユニット１１の吐出口からインクの一部が蒸発して乾燥し、ヘッドユニット１１内に介在するインクが増粘化及び固化するのを防止している。これら一対のキャッピング部材２２，２３にはそれぞれ廃インク誘導菅２４，２５が接続されており、ヘッドユニット１１内の吐出口に連通するインク路内に介在する増粘インクなどをキャッピング部材２２，２３から廃インク誘導菅２４，２５を介して廃インクタンク２６に送り出すようになっている。

廃インク誘導菅２４，２５の下端と対向するように回復ユニット２１の直下に配される廃インクタンク２６は、インクジェットプリンタの下面のほぼ全域に亙って拡がっており、主としてカラーインクの廃インクを浸透保持する低密度の第１吸収体２７と、黒色インクの廃インクを浸透保持する高密度の第２吸収体２８と、これら第１および第２の吸収体２７、２８を収容する収容容器２９とで主要部が構成されている。矩形の皿状をなす収容容器２９は、インクジェットプリンタの平面投影形状にほぼ対応した平坦な矩形の底板部３０と、これを取り囲む側壁部３１とを有する。第２吸収体２８は、底板部３０のほぼ半分強の領域を占める矩形の薄板状をなす。底板部３０の全域に亙って拡がる寸法を持つ第１吸収体２７は、底板部３０のほぼ半分弱の領域を占める厚肉部２７Sと、第２吸収体２８に重ねられる薄肉部２７Rとを有し、厚肉部２７Sが第２吸収体２８と供に底板部３０の表面に接触するように収容容器２９内に軽く圧縮状態で収容されている。

第１吸収体２７の薄肉部２７Rおよび第２吸収体２８には、黒インクの廃インクが排出される一方の廃インク誘導菅２４の下端直上から収容容器２９の底板部３０の表面にいたる開口部３２と、この開口部３２から図５中右側、すなわちキャリッジ１３の走査移動方向他端側と、図５中下側、すなわちプリント媒体Pの搬送方向に向けてそれぞれ延在する誘導溝３３とが形成されている。また、カラーインクの廃インクが排出される他方の廃インク誘導菅２５の下端は、この開口部３２の側方に位置する第１吸収体２７の薄肉部２７Rの上端面に対向した状態となっている。

従って、顔料の存在によって増粘化または固化しやすい黒インクの廃インクは、開口部３２から収容容器２９の底板部３０に直接滴下し、ここから収容容器２９の底板部３０に沿って平面的に拡散し、低密度の第２吸収体２８に浸透保持されていく。一方、浸透性の良いカラーインクの廃インクは、高密度の第１吸収体２７の薄肉部２７Rの表面に滴下して第１吸収体２７全域に亙って浸透保持される。よって、反応する黒色インクとカラーインクが廃インク吸収体内で反応することなく、廃インクを吸収体に浸透保持することが可能となる。
特開2003−80739号公報（第8頁、図１）

しかしながら、上記従来例においては、さらにインクがにじみ防止のために、乾燥スピードが早く固化しやすいものに変わり、インクが吸収体に吸収していくスピードよりも増粘、固化していくスピードが早い場合、吸収体にさほど吸収されることなく、廃インクを回収する回復ユニットの下に廃インクは堆積していく。結果、廃インク吸収体は充分に吸収能力があり、その全てに廃インクを吸収していないにもかかわらず、画像形成装置内部に廃インクが溢れ、装置内部を汚し、動作上異常をきたす可能性があるという問題がある。

このトラブルを防ぐために、従来の技術とは異なる方法として、図３のように廃インクタンクを空洞とし、そこに廃インクを保持する方法が考えられるが、増粘、固化しやすいインクだと、インクが廃インク内部に広がるスピードよりも乾燥、増粘していくスピードの方が早く、図３のように回復ユニット下部に廃インク４１が垂直状に堆積していくことが実験上分かっている。このため、廃インクタンクに充分な空間があるにもかかわらず、廃インクを廃インクタンク内部に保持しきることができなくなり、廃インクタンク外に漏れ、装置内部を汚すという問題がある。また、回復ユニットの下方向に大きくスペースを取り、その部分を廃インクタンクとする方法が考えられるが、これでは、画像形成装置を無駄に大きくさせてしまうという問題がある。また、大きさをある程度に制限し、定期的に交換させるとしても、保守上の煩雑さが生じるだけでなく、画像形成装置の底面部は、廃インクタンク部以外は必要の無い空間が存在するという無駄に装置を大きくするという課題もある。

上記問題を解決するため本発明のインクジェット記録装置は、
廃インクタンクをほとんど空洞とし、内部にインクの流動性が著しく落ちるまでの増粘を防ぐために拡散液としてグリセリンを設ける。そして、回復ユニットとの連結部以外に、大気連通口として、供給ユニットとの連結部を設け、それ以外は密閉する。

そして、2次輸送等での画像形成装置からのインク漏れを防ぐために、大気連通口としても機能している供給ユニットとの連結部近傍に漏れを防ぐための吸収体を設ける。

拡散液で廃インクの流動性がなくなるまでの増粘を防止することができるので、回復ユニットの下部に特にスペースを設けることなく、廃インクタンクを設けることが可能となり、画像形成装置の小型化が可能となる。また、廃インクを吸収体を用いないで貯蔵できるので、廃インク量に対して、吸収体を用いる場合よりも、廃インクタンクの小型化が可能となるだけでなく、コストダウンを達成することが可能となる。

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。

図１は、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。

図１に示すインクジェット記録装置は、記録ヘッド１１の往復移動（主走査）と、一般記録紙、特殊紙、ＯＨＰフィルム等の記録用媒体Pの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながら記録ヘッド１１から選択的にインクを吐出させ、記録用媒体Pに付着させることで、文字や記号、画像等を形成するシリアル型の記録装置である。

図１において、記録ヘッド１１は、２本のガイドレール１５に摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレール１５に沿って往復移動されるキャリッジ１３に着脱可能に搭載されている。記録用媒体Pは、搬送ローラ３５により、記録ヘッド１１のインク吐出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ１３の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。

記録ヘッド１１は、それぞれ異なる色（本実施例では、黒色、シアン色、マゼンタ色、黄色の４色）のインクを吐出するための複数のノズル列を有する。記録ヘッド１１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク１２が、インク供給ユニット３６に着脱可能に装着される。インク供給ユニット３６と記録ヘッド１１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ１０によって接続され、メインタンク１２をインク供給ユニット３６に装着することで、メインタンク１２内に収納された各色のインクを、記録ヘッド１１の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。

本実施例における黒色インクは増粘化または固化しやすい顔料系のものを使用しているのに対し、それ以外のカラーインク、つまりシアン色インク、マゼンタ色インク、黄色インクは染料系のものを使用し、黒色インクとカラーインクを化学的に反応させ、混ざり合った場合でも色のにじみがあまり生じないよう配慮している。

記録ヘッド１１の往復移動範囲内で、かつ、記録用媒体Pの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２１が、記録ヘッド１１のインク吐出面と対面するように配置されている。

次に本実施例の廃インクタンク２６を図２を用いて説明する。

回復ユニット２１は記録ヘッド１１の吐出口面との対向方向に昇降可能となっており、この回復ユニット２１には、その上昇端位置に記録ヘッド１１の吐出口面を覆うキャッピング部材が設けられており、非プリント時において記録ヘッド１１の吐出口からインクが一部が蒸発して乾燥し、記録ヘッド１１内に介在するインクが増粘化および固化するのを防止している。このキャッピング部材に廃インク誘導菅２４が接続しており、この廃インク誘導菅２４の途中には回復ユニット２１内に収容された図示しない吸引ポンプが介装されている。この吸引ポンプは、記録ヘッド１１の吸引回復処理の際に記録ヘッド１１内を負圧状態にすることによって、この記録ヘッド１１の吐出口に連通する図示しないインク路内に介在する増粘インクなどをキャッピング部材から廃インク誘導菅２４を介して廃インクタンク２６に送り出すようになっている。

廃インク誘導菅２４の下端と対向するように回復ユニット２１の直下に配される廃インクタンク２６は、回復ユニット２１とインク供給ユニット３６の下部に位置しており、その大きさは、廃インクの乾燥量を考慮し、インクジェット記録装置の装置寿命分の廃インク量の乾燥後の量が保持可能な大きさとなっている。廃インク誘導菅２４と廃インクタンク２６は、リークすることなくジョイントしており、廃インクタンク２６を逆さまにした際も、そのジョイント部から漏れることのない構成としている。また、インク供給ユニット３６からは、漏れたインクを廃インク誘導菅３７を介して廃インクタンク２６に導く構成となっており、廃インク誘導菅３７を通った廃インクは吸収体３８に吸収保持される構成となっている。ここで、黒色インクは吸収体に吸収されずらいが、インク供給ユニット３６からインクが漏れてくることは、極めて稀であり、また、その量は少量であるので、吸収体の上部に堆積しても問題はない。また、廃インク誘導菅３７と廃インクタンク２６とは密閉系でジョイントされておらず、このジョイント部で廃インクタンク２６と大気と連通しており、内部の廃インクの乾燥を早めるとともに、温度変化や気圧変化等が生じた際も廃インクタンク内部の気圧を大気圧と同じにし、廃インクの逆流等を防止している。

また、本実施例では、使用している黒色インクは吸収体に吸収されずらいという特性と、増粘したインクは吸収体に吸収されずらいという特性を生かし、廃インク誘導菅３７と廃インクタンク２６とのジョイント部の大気連通部直下には吸収体を設けており、本体を逆さまにしても廃インクが漏れないよう配慮してある。そして、この廃インク誘導菅３７は各色４色分設けてあり、すべて同じ構成にしてあり、図２では、１色分を示している。

また、廃インクタンク２６内には、廃インクが図３のように回復ユニット２１直下に堆積しないように拡散液としてグリセリンを入れている。このグリセリンの量は増粘したインクが垂直状に堆積せず、廃インクタンク２６内部全体に行き渡る流動性（粘性）を維持可能な最小量に設定しており、本実施例では、総廃インク量の約1割の量を入れている。このグリセリン量を最小量にすることによって、廃インクタンク２６の大きさを小型化することが可能となる。

また、本実施例では、インク供給ユニットとの連結部を大気連通口とも使用するために、外部とシールしていない系を用いたが、インク供給ユニットと廃インクタンクとの連結部も回復ユニットとの連結部同様、大気とシールさせ、別に大気連通口を廃インクタンクに設けても良い。その際に、大気連通口部に気液交換膜を使用する構成をとってもよい。

さらに、別の実施例として、生のグリセリンを廃インクタンクに入れておくのではなく、グリセリンを吸収させた吸収体を廃インクタンクに入れておく構成をとってもよい。

以上の構成をとることにより、廃インクタンクの大きさを最小にしながらも吸収体に吸収されずらいインクにも対応し、かつ本体輸送時のインク漏れ等の装置の信頼性も確保した廃インクシステムを提案することが可能となる。

また、これまでは廃インクタンクを本体寿命分の容量で説明してきたが、一定量溜まったら交換する形式の廃インクタンクであっても適用可能である。

本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の廃インクタンクの概略図である。 不具合が起きる場合の廃インクタンクの概略図である。 従来のインクジェット記録装置における廃インクタンクの一例の構成を説明するための概略図である。 従来のインクジェット記録装置における廃インクタンクの一例の構成を説明するための概略図である。

符号の説明

１０ インク供給チューブ
１１ 記録ヘッド
１２ メインタンク
１３ キャリッジ
１５ ガイドレール
２１ 回復ユニット
２４，３７ 廃インク誘導菅
２６ 廃インクタンク
３５ 搬送ローラ
３６ インク供給ユニット
３８ 吸収体
４０ グリセリン
４１ 廃インク（固着物）

Claims (10)

1. 記録ヘッドから排出される廃インクを回収する回収手段と、前記回収手段により回収された前記廃インクを貯蔵する廃インクタンクとを有するインクジェット記録装置において、
   前記廃インクタンクは、前記廃インクを導入するための連通部と、少なくとも１つの大気と連通した開口部とを有し、導入された廃インクを拡散させるための拡散液としてグリセリンを内部に有している
   ことを特徴とする廃インクタンク。
2. 前記廃インクタンクは、廃インクを導入するための導入部近傍と大気と連通した開口部近傍に吸収体を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の廃インクタンク。
3. 前記大気と連通した開口部はインク供給ユニットから漏れたインクを廃インクタンクへ流す導入部も兼ね備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の廃インクタンク。
4. 前記インクジェット記録装置は、黒色インクまたは、それ以外のインクが顔料を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１記載の廃インクタンク。
5. 前記大気と連通した開口部に気液交換膜を使用している
   ことを特徴とする請求項１記載の廃インクタンク。
6. 記録ヘッドから排出される廃インクを回収する回収手段と、前記回収手段により回収された前記廃インクを貯蔵する廃インクタンクとを有するインクジェット記録装置において、
   前記廃インクタンクは、前記廃インクを導入するための連通部と、少なくとも１つの大気と連通した開口部とを有し、導入された廃インクを拡散させるための拡散液としてグリセリンを内部に有している
   ことを特徴とする廃インクタンクを有するインクジェット記録装置。
7. 前記廃インクタンクは、廃インクを導入するための導入部近傍と大気と連通した開口部近傍に吸収体を有する
   ことを特徴とする請求項６記載の廃インクタンクを有するインクジェット記録装置。
8. 前記大気と連通した開口部はインク供給ユニットから漏れたインクを廃インクタンクへ流す導入部も兼ね備えている
   ことを特徴とする請求項６記載の廃インクタンクを有するインクジェット記録装置。
9. 前記インクジェット記録装置は、黒色インクまたは、それ以外のインクが顔料を含んでいる
   ことを特徴とする請求項６記載の廃インクタンクを有するインクジェット記録装置。
10. 前記大気と連通した開口部に気液交換膜を使用している
    ことを特徴とする請求項６記載の廃インクタンクを有するインクジェット記録装置。

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