JP2022062757A - インクジェット記録装置及びインク保持容器 - Google Patents

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Hiroya Iwakura
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Hideaki Matsumura
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Toru Hamano
宣浩 土岐
Nobuhiro Toki
大樹 武田
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裕太 荒木
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Abstract

【課題】 インク保持容器の抜去操作を一時的に規制することができる。【解決手段】 インクを吐出する記録ヘッドを回復する回復動作を実行する回復手段と、回復手段から排出されるインクを保持し抜去可能に装着されるインク保持容器と、インク保持容器に設けられた被係合部と係合する係合部と、を備えるインクジェット記録装置であって、インク保持容器は、インクジェット記録装置に装着された装着状態から第1方向に向けて抜去される途中で、被係合部と係合部が係合して第1方向への移動が規制される規制状態となる。【選択図】 図5

Description

本発明は、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及びそのインク保持容器に関する。
インクジェット記録装置では、記録ヘッドの吐出性能を維持するためにインクの吸引を含む回復動作を行う。回復動作によって廃インクが発生するため、廃インクを収容・保持するための交換可能な廃インクタンクが設けられているものがある。
特許文献1には、ユーザが廃インクタンクを抜去する際に、インクチューブから滴るインクを受ける廃インクの仮受け機構がインクチューブの下部に移動する構成のインクジェット記録装置が開示されている。この構成により、回復動作中に廃インクタンクが抜去されても、仮受け機構によって廃インクを受けることで、廃インクが装置外へ漏れることを防止することが可能となっている。
特開平11-334110号公報
しかしながら、特許文献1の構成では、廃インクタンクをユーザが容易に抜去することができるため、廃インクの仮受け機構を別途設け、さらに仮受け機構が移動可能な領域を装置内部に用意する必要がある。そのため、装置の大型化及び複雑化を招く虞がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インク保持容器の抜去操作を一時的に規制することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドを回復する回復動作を実行する回復手段と、前記回復手段から排出されるインクを保持し抜去可能に装着されるインク保持容器と、前記インク保持容器に設けられた被係合部と係合する係合部と、を備えるインクジェット記録装置であって、前記インク保持容器は、前記インクジェット記録装置に装着された装着状態から第1方向に向けて抜去される途中で、前記被係合部と前記係合部が係合して前記第1方向への移動が規制される規制状態となることを特徴とする。
本発明によれば、インク保持容器の抜去操作を一時的に規制することができるインクジェット記録装置を提供することができる。
第1実施形態に係るインクジェット記録装置の内部構成を示す斜視図である。 第1実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系を示すブロック図である。 第1実施形態に係る回復ユニットを示す斜視図である。 第1実施形態に係る廃インクタンクの構成を説明する図である。 第1実施形態に係る廃インクタンク抜去操作の様子を示す断面模式図である。 第1実施形態に係る廃インクタンクが回復動作中に抜去されたときの動作を説明するフローチャートである。 第2実施形態に係る廃インクタンク抜去操作の様子を示す断面模式図である。
〔第1実施形態〕
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。但し、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、実施形態に記載されている構成要素の相対配置、形状等はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
<装置構成>
図1は、本実施形態におけるインクジェット記録装置(以下、記録装置)50の内部構成を示す斜視図である。記録装置50は、記録媒体に対してインクを吐出して画像を記録する記録動作を行う記録ヘッド4を備える。記録装置50は、筐体に対して開閉可能な不図示のカバーを備えており、図1においてはそのカバーを開けた状態を示す。なお、不図示のカバーは、原稿の読み取りが可能なスキャナユニットを含むものでもよい。
記録装置50は、背面に設けられた給紙トレイ5に積載された記録媒体を1枚に分離し、給送手段としての不図示の給送ローラにより給送する。給送ローラにより給送された記録媒体は、搬送手段としての搬送ローラ1及び搬送ローラ1に従動するピンチローラ2によって、記録ヘッド4と対向する記録位置に搬送される。
記録装置50にはさらに、記録ヘッド4と対向する位置にプラテン3が備えられており、記録位置まで搬送された記録媒体はプラテン3によってその背面が支持される。記録媒体は、記録位置において記録ヘッド4によりデータに基づいた記録が行われる。記録ヘッド4による記録が完了した記録媒体は、不図示の排出ローラにより記録装置50外へ向けて排出される。
本実施形態において、搬送手段により記録媒体が搬送される方向(図1に示す+Y方向)を搬送方向と称する。すなわち、搬送方向の上流側は記録装置50の背面側と対応し、搬送方向の下流側は記録装置50の前面側と対応する。また、重力方向上方をZ方向とする。
記録ヘッド4は、搬送方向と交差する主走査方向(図1に示すX方向)に往復移動するキャリッジ7に搭載される。本実施形態において、搬送方向(+Y方向)と主走査方向(X方向)は直交する。記録ヘッド4は、キャリッジ7とともに主走査方向に移動しながらインク滴を吐出して、記録媒体に対して所定長さ(1バンド分)の画像を記録する(記録動作)。1バンド分の画像が記録されると、記録媒体は搬送ローラ1とピンチローラ2により所定量だけ搬送される(間欠搬送動作)。この1バンド分の記録動作と間欠搬送動作を繰り返すことによって、画像データに基づいて記録媒体の全体に画像が記録される。
また、本実施形態における記録ヘッドは、インク吐出のために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば発熱抵抗素子)を備え、その熱エネルギーによりインクの状態変化(膜沸騰)を生起させる方式を用いる。これにより、画像記録の高密度化、高精細化を達成している。なお、本発明は、このような熱エネルギーによる方式に限らず、圧電素子を備える構成で振動エネルギーを利用する方式であってもよい。
なお、本実施形態では記録ヘッド4がキャリッジ7に搭載されたシリアルヘッドの例を示すが、本発明はこれに限らず、記録媒体の幅に相当する領域に複数の吐出口が配列されたラインヘッドにも適用可能である。
また、記録ヘッド4へのインクの供給は、記録装置50に固定されたインクタンクからチューブ等を介して供給するチューブ供給形式や、記録ヘッド4とともにキャリッジ7に搭載されるインクタンクから供給するオンキャリッジ形式を採用可能である。さらに、チューブ供給形式においては、ユーザがインクボトルなどのインク補給容器からインクタンクへインクを注入する形態を採用してもよい。
図2は、記録装置50の制御系を示すブロック図である。MPU201は、各ユニットの動作やデータ処理等、記録装置50全体を制御する。ROM202は、MPU201によって実行されるプログラムや各種データを格納する。RAM203は、MPU201によって実行される処理データや、ホストコンピュータ214から受信したデータを一時的に記憶する。
記録ヘッド4は、記録ヘッドドライバ207によって制御される。キャリッジ7を駆動するキャリッジモータ204は、キャリッジモータドライバ208によって制御される。搬送ローラ1及び排出ローラは搬送モータ205によって駆動される。搬送モータ205は搬送モータドライバ209によって制御される。
ホストコンピュータ214には、ユーザによって記録動作の実行が命令された場合に、記録画像や記録画像品位等の記録情報を取りまとめて記録装置50と通信するためのプリンタドライバ2141が設けられている。MPU201は、I/F部213を介してホストコンピュータ214と記録画像等のやり取りを実行する。さらに、記録装置50は、ユーザが記録装置50に対して指令入力などの操作が可能な操作表示部211を備える。操作表示部211は、記録装置50に発生したエラー等を表示することでユーザに報知することもできる。
図3は、記録装置50に設けられる回復ユニット11を示す斜視図である。回復ユニット(回復手段)11は、記録ヘッド4の吐出性能を維持するために必要な回復動作を行うユニットである。回復ユニット11は、インクを吐出する吐出口が設けられた記録ヘッド4の吐出口面(不図示)をキャッピングするキャップ20を備える。本実施形態の記録ヘッド4は、ブラックインクを吐出するブラック用記録ヘッドと、カラーインクを吐出するカラー用記録ヘッドと、の2種類を有し、それぞれが吐出口面を有する。そのため、キャップ20は、ブラックヘッド用のブラックキャップ20Kと、カラーヘッド用のカラーキャップ20Cと、を含む。以下では、2つのキャップを総称してキャップ20とする。
回復ユニット11はさらに、キャップ20と接続される吸引チューブ21と、吸引チューブ21を介して記録ヘッド4からインクを吸引するための吸引ポンプ22と、吸引された廃インクを保持するインク保持容器としての廃インクタンク51と、を備える。吸引チューブ21は、ブラックキャップ20Kと接続されるブラック吸引チューブ21Kと、カラーキャップ20Cと接続されるカラー吸引チューブ21Cと、を含む。各吸引チューブ21は流路部材23と接続されており、流路部材23により廃インクタンク51のそれぞれの開口部(後述)へ廃インクが導入される。
記録ヘッド4に対する回復動作としては、キャップ20により吐出口面を密閉した状態で吸引ポンプ22を駆動して、吐出口からインクを吸引する吸引動作を含む。吸引動作を行うことで、吐出口内の気泡や増粘したインクを強制的に吸引排出することができる。
さらに、回復動作は、記録ヘッド4がキャップ20と対向した状態で記録動作を目的としないインクを記録ヘッド4から吐出する予備吐出動作を含む。本実施形態の記録ヘッド4はキャップ20に対して予備吐出を行うが、キャップ20とは別のインク受け部に対して予備吐出を行う形態であってもよい。予備吐出動作を行うことで、吐出口で増粘したインクを強制的に排出することができる。キャップ20に対して予備吐出されたインクは、吸引ポンプ22を駆動することで廃インクタンク51へ排出される。
本実施形態の廃インクタンク51は、記録装置50に対して抜去可能に装着されるインク保持容器として機能する。ユーザは、+Y方向に向けて記録装置50に廃インクタンク51を装着し、記録装置50から-Y方向に向けて廃インクタンク51を抜去する。以降で、本実施形態の廃インクタンク51について詳しく説明する。
図4は、本実施形態の廃インクタンク51を説明する詳細図である。図4(a)は廃インクタンク51の上面斜視図を示し、図4(b)は廃インクタンク51の下面図を示す。廃インクタンク51は、廃インクを吸収し且つ廃インクを保持可能な吸収体52と、上部が開口し吸収体52を内部に収容する略箱形状の容器部53と、容器部53の開口を覆うように取り付けられた蓋部54と、を有する。
廃インクタンク51の上面部すなわち蓋部54には、流路部材23から容器部53へ廃インクを導入するための廃インク導入部(開口部)54aが形成されている。廃インク導入部54aは、ブラック吸引チューブ21Kから排出される廃インクを導入するブラックインク導入部54aKと、カラー吸引チューブ21Cから排出される廃インクを導入するカラーインク導入部54aCと、を含む。ブラックインク導入部54aKとカラーインク導入部54aCとは、互いに離れて配置される。
吸引ポンプ22によって吸引された廃インクは、流路部材23から廃インク導入部54aを介して廃インクタンク51の内部へ導入され、吸収体52に吸収されて保持される。記録装置50の制御部(MPU201)が有する廃インクカウンタにより計測された廃インクの積算量が所定量を超えると、操作表示部211への表示等により廃インクタンク51の交換が必要であることがユーザに報知される。ユーザは、廃インクで一杯となった廃インクタンク51を記録装置50から取り出し、代わりに新品の廃インクタンクを装着する。なお、廃インクカウンタは、回復動作として行われた吸引動作や予備吐出動作によって廃インクタンク51に排出された廃インク量をカウントしている。
容器部53は、記録装置50に対する廃インクタンク51の着脱時にユーザが操作可能な操作部53a(図4(a)参照)が上面側に設けられている。また、容器部53の下面側には、廃インクタンク51の抜去操作の途中で記録装置50と係合する被係合部53b(図4(b)参照)が設けられている。被係合部53bは、容器部53(廃インクタンク51)の下面から下方に突出するように、X方向における両端部に2つ設けられている。なお、被係合部53bを設ける数は2つに限定されない。
記録装置50には、廃インクタンク51が装着されているか否かを検知するための検知部50a(図3、図5参照)が設けられており、容器部53には、検知部50aによって検知される被検知部53cを有する。検知部50aは、被検知部53cと当接している場合に廃インクタンク51が装着状態であると検知し、被検知部53cと当接していない場合は廃インクタンク51が装着状態ではない(非装着状態)と検知する。
記録装置50は、検知部50aにおける検知結果に基づいて吸引ポンプ22の駆動を制御する。すなわち、検知部50aによって、廃インクタンク51が装着状態であると検知している場合に、吸引ポンプ22の駆動が可能であり、廃インクタンク51が非装着状態であると検知している場合は吸引ポンプ22を駆動が停止する。
また、図4(b)に示すように、容器部53のX方向における両端部には、記録装置50に対する廃インクタンク51のX方向の位置決めに用いられる位置決め面53dが設けられている。2つの位置決め面53dは、X方向において互いに向き合う面であり、ユーザによる廃インクタンク51の挿入に伴って、記録装置50の筐体底面に設けられたY方向に沿って延びるガイドと突き当たることで位置決めを行う。この構成により、位置決め面53dを容器部53の外縁面に設ける場合と比較して、容器部53の異常摩耗(かじり)を抑制しつつ、ユーザによる廃インクタンク51の挿入操作を向上させることができる。
なお、本実施形態では位置決め面53dを2つ設ける構成を説明したが、位置決め面53dの数はこれに限られない。廃インクタンク51のX方向における中心に向かう面を位置決め面53dとすることで、容器部53の外縁の摩耗を防ぐことができる。
図5は、本実施形態における廃インクタンク51の抜去操作の様子を示す断面模式図である。図6は、回復動作中に廃インクタンク51が抜去されたときの記録装置50の動作を説明するフローチャートである。
図5(a)は、廃インクタンク51が記録装置50に装着されている装着状態を示す。装着状態では、流路部材23の下方(直下)に廃インク導入部54aが位置している。また、装着状態においては検知部50aと被検知部53cが当接しているため、記録装置50は吸引ポンプ22を動作させることが可能となっている。従って、記録ヘッド4に対する回復動作が必要な場合は、吸引ポンプ22を駆動する。回復動作により流路部材23から排出される廃インクは、直下の廃インク導入部54aを介して廃インクタンク51の内部に導入される。
図5(b)~(d)は、ユーザにより廃インクタンク51の抜去操作が行われる状態を順に示す図である。図5(b)に示すように、ユーザによる抜去操作によって、廃インクタンク51は-Y方向への移動を開始する。
ここで、図5を参照しながら図6のフローを説明する。回復動作中に図5(b)に示す状態となると、被検知部53cが検知部50aから離れるため、S11にて、MPU201は廃インクタンク51が非装着状態になったことを検知する。このとき、図5(b)に示すようにユーザによる抜去操作の開始直後においては、流路部材23の下方に廃インク導入部54aが位置しているため、流路部材23から廃インクが排出されても廃インク導入部54aへ導入される。そのため、廃インクタンク51の外へインクが漏れるのを抑制することができる。
S12にて、MPU201は、吸引ポンプ22の駆動(回復動作)を停止する命令を出し、S13にて吸引ポンプ22を駆動するモータが停止されることで吸引ポンプ22は駆動を停止する。そして、S14にて廃インクタンク51が非装着状態であることをユーザに報知する。具体的には、操作表示部211にエラー表示をしてもよいし、ホストコンピュータを介してユーザに報知する形態でもよい。
以上で説明した動作フローと並行して、ユーザによる廃インクタンク51の抜去操作が継続されると、図5(c)に示すように、廃インクタンク51の被係合部53bと記録装置50の係合部50bとが係合する。これにより、廃インクタンク51の-Y方向への移動が一時的に規制された規制状態となる。この規制状態においても、流路部材23の下方には廃インク導入部54aが位置するため、流路部材23から排出される廃インクは廃インク導入部54aへ導入される。これにより、廃インクタンク51や記録装置50の外部へインクが漏れるのを抑制することができる。
廃インクタンク51の移動が規制された規制状態から、廃インクタンク51を上方(+Z方向)に持ち上げることでユーザは被係合部53bと係合部50bとの係合を解除することができ、再び-Y方向への抜去操作を継続することができる。図5(d)は、被係合部53bと係合部50bとの係合が解除された後、ユーザによる廃インクタンク51の抜去操作が完了した様子を示す。
通常、図6におけるS11~S13の処理はほぼ同時に行われるが、S13において吸引ポンプ22を停止した後も、吸引チューブ21を流れる廃インクは流路部材23及び廃インクタンク51への流動を継続する。これに対し、本実施形態のように廃インクタンク51を抜去する方向への移動を規制する部材を設けることで、流路部材23から流出する廃インクを廃インク導入部54aに導入することができる。すなわち、図6におけるS11~S13の処理時間によるタイムラグが発生しても、吸引ポンプ22の動作及び廃インクの流れが停止するまでの間、廃インクが廃インクタンク51の内部に導入される位置関係を維持することができる。これにより、廃インクが廃インクタンク51の外部や記録装置50の外部へ漏れることを抑制することができる。
なお、上述した構成を実現するため、廃インク導入部54aのY方向における長さL1は、装着状態における被係合部53bから係合部50bまでの長さ(距離)L2以上(L1≧L2)に設計する必要がある。さらに、係合部50bと被係合部53bとの係合を解除する方向(上方向)が、廃インクタンク51の抜去方向(搬送方向の反対方向)と異なる構成とすることで、ユーザによる廃インクタンク51の抜去操作を一時的に規制する規制状態を構築することができる。
〔第2実施形態〕
以下、図7を参照して本発明の第2実施形態について説明する。図7は、第2実施形態の廃インクタンク51の抜去操作を示す斜視図であり、図7(a)は廃インクタンク51の装着状態、図7(b)は一時的な規制状態を示す。第2実施形態の廃インクタンク51は円柱形であり、円柱の軸方向における端部に被係合部53bと被検知部53cとが設けられている。
ユーザは、図7(a)に示す装着状態から廃インクタンク51の軸方向を中心とした回転方向である反時計回り(θ方向)に廃インクタンク51を所定角度回転させる。すると、図7(b)に示すように係合部50bと被係合部53bとが係合することで、それ以上の回転が規制される。その後、ユーザは廃インクタンク51の軸方向と平行な-Y方向へ沿って廃インクタンク51を移動させることで、抜去操作が完了する。
図7(a)に示す装着状態と図7(b)に示す規制状態のいずれにおいても、流路部材23から流出する廃インクを受けることができるように、流路部材23と廃インク導入部54aの開口が対向するように構成される。すなわち、廃インク導入部54aの開口を形成する側面に対応する扇形の中心角αは、装着状態から規制状態へユーザが廃インクタンク51を回転させる所定角度(第2実施形態では約90度)よりも大きい。これにより、廃インクが廃インクタンク51の外部や記録装置50の外部へ漏れることを抑制することができる。
このように、ユーザによる廃インクタンク51の抜去操作において、装着状態から規制状態までの抜去方向と、規制状態を解除するための抜去方向と、を異ならせることで、廃インクの漏れを低減することができる。
11 回復ユニット(回復手段)
50 インクジェット記録装置(記録装置)
50b 係合部
51 廃インクタンク(インク保持容器)
53b 被係合部

Claims (20)

  1. インクを吐出する記録ヘッドを回復する回復動作を実行する回復手段と、
    前記回復手段から排出されるインクを保持し抜去可能に装着されるインク保持容器と、
    前記インク保持容器に設けられた被係合部と係合する係合部と、を備えるインクジェット記録装置であって、
    前記インク保持容器は、前記インクジェット記録装置に装着された装着状態から第1方向に向けて抜去される途中で、前記被係合部と前記係合部が係合して前記第1方向への移動が規制される規制状態となることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記インク保持容器は、前記回復手段から排出されるインクが導入される導入部を有し、
    前記導入部の前記第1方向における長さは、前記装着状態における前記被係合部から前記係合部までの前記第1方向における長さより大きい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. 前記インク保持容器は、前記第1方向と異なる第2方向に移動されることで前記規制状態が解除されることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記記録ヘッドにより記録される記録媒体を搬送方向に搬送する搬送手段を備え、
    前記第1方向は前記搬送方向と反対の方向であることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記第2方向は、重力方向における上方向であることを特徴とする請求項3または4に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記インク保持容器は、前記第1方向と異なる第2方向に移動されることで前記規制状態が解除される構成であり、前記第1方向は前記第2方向を軸とした回転方向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。
  7. 前記インク保持容器は、前記回復手段から排出されるインクが導入される導入部を有し、
    前記導入部の前記第1方向における長さは、前記装着状態における前記インク保持容器の前記被係合部から前記係合部までの前記第1方向における長さより大きいことを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記インク保持容器が前記装着状態であることを検知する検知部を備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記検知部により前記インク保持容器が前記装着状態ではないと検知された場合は、前記回復動作を停止することを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置。
  10. 前記インク保持容器は、前記第1方向と交差する方向における中心に向かう面であって、前記インクジェット記録装置のガイドと突き当たることで前記交差する方向において位置決めされる位置決め面を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  11. 前記位置決め面は、前記交差する方向において前記インク保持容器の両端に設けられることを特徴とする請求項10に記載のインクジェット記録装置。
  12. インクを吐出する記録ヘッドを回復する回復動作を実行する回復手段を備えるインクジェット記録装置に対して抜去可能に装着され、前記回復手段から排出されるインクを保持し抜去可能に装着されるインク保持容器であって、
    前記インクジェット記録装置に設けられた係合部と係合する被係合部を備え、前記インクジェット記録装置に装着された装着状態から第1方向に向けて抜去される途中で、前記被係合部と前記係合部が係合して前記第1方向への移動が規制される規制状態となることを特徴とするインク保持容器。
  13. 前記回復手段から排出されるインクが導入される導入部を備え、
    前記導入部の前記第1方向における長さは、前記装着状態における前記被係合部から前記係合部までの前記第1方向における長さより大きいことを特徴とする請求項12に記載のインク保持容器。
  14. 前記第1方向と異なる第2方向に移動されることで前記規制状態が解除されることを特徴とする請求項12または13に記載のインク保持容器。
  15. 前記インクジェット記録装置は前記記録ヘッドにより記録される記録媒体を搬送方向に搬送する搬送手段を備え、
    前記第1方向は前記搬送方向と反対の方向であることを特徴とする請求項14に記載のインク保持容器。
  16. 前記第2方向は、重力方向における上方向であることを特徴とする請求項14または15に記載のインク保持容器。
  17. 前記第1方向と異なる第2方向に移動されることで前記規制状態が解除される構成であり、前記第1方向は前記第2方向を軸とした回転方向であることを特徴とする請求項12に記載のインク保持容器。
  18. 前記回復手段から排出されるインクが導入される導入部を備え、
    前記導入部の前記第1方向における長さは、前記装着状態における前記被係合部から前記係合部までの前記第1方向における長さより大きいことを特徴とする請求項17に記載のインク保持容器。
  19. 前記第1方向と交差する方向における中心に向かう面であって、前記インクジェット記録装置のガイドと突き当たることで前記交差する方向において位置決めされる位置決め面を備えることを特徴とする請求項12から18のいずれか1項に記載のインク保持容器。
  20. 前記位置決め面は、前記交差する方向において両端に設けられることを特徴とする請求項19に記載のインク保持容器。
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