JP5194908B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット方式の画像形成装置に関する。

コンピューターやワークステーションから画像を出力する装置としてインクを記録媒体に吐出して印字を行うインクジェット方式の画像記録装置が知られている。この画像記録装置はインクを吐出するノズル孔を備えたインク噴射ヘッドを備えている。インク噴射ヘッドは画像を記録する際は、ノズル孔から記録媒体めがけてインクを吐出して画像を記録する機能を備えている。

しかしながら、このインク噴射ヘッドは、ノズル孔に繋がる液室中に気泡が生じたり、ノズル孔内のインクや、空吐出したときに付着したインクミストが乾燥して、ノズル孔が目詰まったりして、吐出したインクが定められた場所へインクを吐出できなくなることが有る。さらに、このインクに紙粉などのゴミが付着して、より堅固な付着物となることもある。このような事態を避けるために、印字中や印字動作終了後にノズル孔から強制的にインクを排出して気泡やノズル孔周りの増粘インクを取り除く回復動作が行われている。また、回復動作においては、インク強制排出動作と前後して、インク噴射ヘッドのノズル孔が配置されているインク噴射面を清掃するワイピング動作も行われる。しかし、液室中に生じた気泡の排出やノズル孔内及びノズル部のインクや固着物の払拭除去は、主にインク噴射ヘッドからのインク空吐出によっている。

インク噴射ヘッドからのインク空吐出（予備吐出ともいう。）を行う場合には、インク空吐出により吐出されたインク滴が吐出受け中にインクミストとして浮遊する。この浮遊するインクミストは、吐出受け内部の構造や気流状態によっては、吐出受けのインク噴射ヘッドから吐出されたインク滴の受け口から噴きあがり、機内汚れ、または機外へのインクミストの流出を起こす。インクミストの流出は、印字回数に応じて蓄積され、機内や機外の汚れを増加させ、記録媒体への画像形成品質にも影響を与える。

このような問題点を考慮して、インク空吐出において、吐出受け内のインクミストによる機内外の汚れを防止する方法や装置が提案されている。例えば、特許文献１には、部品点数の増加や追加部品による占有スペースの増大化を招くことなく、小型かつ低コストで、記録ヘッドの吐出口面に付着するインクを極力低減できるインクジェット記録ヘッド用キャップが提案されている。特許文献２には、吐出受け内の気流制御手段として、ファンを２個搭載し気流制御をし、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が提案されている。特許文献３には、シートをプラテン面に吸着するための吸引ファンの排気を、送風ダクトを介してインクミストが浮遊する記録部へと送風することで記録部内部に空気の流れを発生させ、浮遊したインクミストを空気の流れで送り、流れの下流側に設置されたインクミスト回収ファンによって回収するように構成したインクジェット記録装置が提案されている。特許文献４には、ミストの飛散を防止するとともに、付着したミストを確実に吸収し、たとえば用紙等と接触した場合にもその用紙等に汚れを生ずる虞のないミスト吸収体を備えたインクジェット記録装置が提案されている。
特開２００５−１１１６９０号公報 特開２００７−１３６７２５号公報 特開２００７−１５２９０２号公報 特開６３−１０２９４３号公報

上述のように、画像形成装置の空吐出におけるミストによる汚れの問題に関しては、吐出受け内のミストを制御するいくつかの提案がなされている。しかし、吐出受け内の気流を制御する場合、新たにファン等を追加しなければならず、コストの増加や、装置のレイアウト上のデメリットが生じてしまうことが多い。

特許文献１に記載の画像形成装置では、記録ヘッド部にインク吸収材を設けることで、記録ヘッド部のノズル面にミストが付着することを防いでいるが、予備吐出により発生するインクミストに関しては解決されない。特許文献２に記載の画像形成装置では、画像形成装置内に気流制御手段として、ファンを２個搭載し気流制御効果はあるが、そのためのコストの増加やレイアウト上のデメリットなどが生じてしまう。特許文献３に記載の画像形成装置では、特許文献２と同様にファンを搭載して気流制御をしており、コストの増加やレイアウト上のデメリットが生じてしまう。特許文献４に記載の画像形成装置では、ミストの吸収体としてネット状の吸収体を搭載しているが、ファンと同様にコストの増加やレイアウト上のデメリットが生じてしまう。

本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、吐出ヘッドの空吐出における、吐出受けからのインクミストの流出を簡単な構造で防止し、装置内外の汚れを防ぐ画像形成装置を提供することである。

本発明は、インク滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを主走査方向に移動させる移動機構と、前記吐出ヘッドのノズルに付着したインクを払拭除去するノズル維持機構と、前記吐出ヘッドの予備吐出時のインク滴を受容する吐出受けと、前記吐出受けの外部の前記吐出ヘッドから吐出されたインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送機構と、前記記録媒体を搬送する搬送ローラ軸上に配置され、前記記録媒体搬送機構の動力により動作し、周辺に気流を発生させる気流制御部材と、を備え、前記吐出受けは、前記気流制御部材の周辺に発生した気流を吐出受け内部に導く送風口と、前記吐出ヘッドから予備吐出されたインク滴を吐出受け内部に導く吐出受け口に対して前記送風口と反対側に配置され、インクミストを吸着又は吸収するインク吸収体とを備え、前記吐出受けの内部に導かれた気流により予備吐出により発生したインクミストを前記インク吸収体に導き、前記インクミストの前記吐出受けからの漏出を防止することを特徴とする画像形成装置である。

参考の発明は、前記インクミスト吸引装置は、前記記録媒体搬送機構に備えられたタイミングベルトにより動力を伝達されることを特徴とする前記画像形成装置である。

好ましい本発明は、前記気流制御部材は、搬送ローラ軸に着脱可能に設置されていることを特徴とする前記画像形成装置である。
好ましい本発明は、前記吐出受けは、内部に導かれた気流を制御する気流制御板を備えることを特徴とする前記画像形成装置である。

好ましい本発明は、前記吐出受けは、空気を排出する排気流路を備えることを特徴とする前記画像形成装置である。

好ましい本発明は、前記吐出受けは、前記排気流路中に前記インク吸収体を備えることを特徴とする前記画像形成装置である。

好ましい本発明は、前記吐出受けは、前記排気流路中にフィルタを備えることを特徴とする前記画像形成装置である。

好ましい本発明は、前記インク吸収体は、着脱可能であることを特徴とする前記画像形成装置である。

好ましい本発明は、前記インク吸収体は、前記記録媒体搬送機構に備えられているエンコーダをカバーする形状であることを特徴とする前記画像形成装置である。

好ましい本発明は、前記吐出受けの前記気流制御部材に対向する側面は、前記吐出ヘッドから吐出されるインク滴を受け入れる吐出受け口から遠ざかるほど、前記気流制御部材に近づくように傾斜していることを特徴とする前記画像形成装置である。

本発明によれば、吐出ヘッドの空吐出における、吐出受けからのインクミストの流出を簡単な構造で防止し、装置内外の汚れを防ぐ画像形成装置を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
本発明の画像形成装置は、インク滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを主走査方向に移動させる移動機構と、前記吐出ヘッドのノズルに付着したインクを払拭除去するノズル維持機構と、前記吐出ヘッドの予備吐出時のインク滴を受容する吐出受けと、記録媒体を搬送する記録媒体搬送機構とを備えるインクジェット方式と呼ばれている画像形成装置に関する。そして、本発明の画像記録装置は、前記吐出受け（吐出インク受け容器）内部に、記録媒体搬送機構の動力により動作し、前記予備吐出により発生したインクミストの前記吐出受けからの漏出を防止するインクミスト吸引装置を備えている。このインクミスト吸引装置は、吐出受け内に浮遊するインクミストが、吐出ヘッドの空吐出におけるインク液滴の受け口などから漏出することを防ぐ装置である。それ故、インクミスト吸引装置は、直接インクミストを吸引していなくても、インクミストを含む気流をインク液滴の受け口などから漏出させないように、吐出受け内部に導くものでもよい。また、インクミストを吸着、吸収したり、凝集させたりして消滅させてしまう装置を含んでいてもよい。

図１には、本発明の画像形成装置の斜視図を示した。図１において、画像形成装置１００は、吐出ヘッドを搭載したキャリッジ１、吐出ヘッドのノズル面に付着したインクなどを払拭除去するノズル維持機構２、記録媒体を搬送する記録媒体搬送機構の一部である搬送ローラ３、記録媒体の搬送速度や搬送タイミングを制御するため搬送ローラ３の回転速度を調整するエンコーダ４などを備えている。さらに、画像形成装置１００は、吐出ヘッドの空吐出におけるインク液滴を収容する吐出受け５を備えている。

（実施形態１）
図２は、本発明の画像形成装置の特徴部分を、実施形態１として説明する図である。図２においては、キャリッジ１、ノズル維持機構２、搬送ローラ３、エンコーダ４、及び吐出受け５の相対的位置関係を表している。すなわち、吐出受け５は、搬送ローラ３の端部のエンコーダ４に近接する位置で、図の左右に移動可能なキャリッジ１がエンコーダ４側に移動してきたときに、キャリッジ１に搭載されている吐出ヘッドが吐出受け５の受け口上部に近接できる位置に配置される。なお、ノズル維持機構２は、搬送ローラ３を挟んで吐出受け５と反対側に配置されている。

吐出受け５には、インクミストを吸引するインクミスト吸引装置７（吸引装置７と略称する。）を備えている。そして、この実施形態では、吸引装置７はファンであり、その回転軸は、搬送ローラ３を駆動するためのモータ６の駆動力により回転するように構成されている。吸引装置７はファンが回転することにより、吐出受け５内に気流を発生させて、吐出受け５上部には位置された空吐出インクの受け口から、インクミストが漏れ出さないようにしている。このため、この実施形態では、吐出受け５の中にファンを設置するだけでよく、コスト面からも、画像形成装置の各部品のレイアウトの設計の面からも好ましいものである。

図３は、吸引装置７のファンへの搬送ローラ３を駆動するためのモータ６からの駆動力の伝達を説明する図である。図３は、図２の画像形成装置１００をＡ方向から見た側面図である。図３において、モータ６の駆動軸９は、タイミングベルト１１によってエンコーダ４の駆動軸であるエンコーダ軸（搬送ローラ３の駆動軸である搬送ローラ軸でもある。）８を回転させると同時に、吸引装置７のファンの駆動軸１０も回転させている。なお、この吸引装置７は、インクミストにより汚れやすいので、吐出受け５に対し着脱可能としておけば、清掃や取り替えが容易になる。

このように、吸引装置７を記録媒体搬送機構の搬送ローラ３の駆動源であるモータ６を利用して動かすことで、駆動源を追加することなくインクミストの吸引が可能となる。この場合、吸引装置７は搬送ローラ３の動作と連動して動作することになる。

（実施形態２）
図４には、実施形態２として、インクミスト吸引装置を備えた画像形成装置を示す。図４は、実施形態２の画像形成装置を表し、図２における吐出受け５の吐出受け口５ａに、吐出ヘッド１５からインクが空吐出されたところを表す説明図である。ただし、実施形態２の画像形成装置は、実施形態１の画像形成装置と異なって、図２において吸引装置７の例として記載したファンがなく、搬送ローラ軸８に板状部材が水車の羽根のように配置された気流制御部材１３を備えている。そして、気流制御部材１３が搬送ローラ軸８の回転に伴って回転し、周辺に気流を発生させる。気流制御部材１３の付近には、吐出受け５の送風口５ｂが設けてあり、気流制御部材１３の回転で発生した気流を吐出受け５の内部に導く。この気流制御部材１３も、本発明の画像形成装置におけるインクミスト吸引装置の変形例である。

吐出受け５の内部に導かれた気流は、インクミストが吐出受け５の送風口５ｂと反対側に設けたインク吸収体１４側に導かれ、インクミストが吐出受け５の吐出受け口５ａから吹き出さないようになっている。このインク吸収体１４も、本発明の画像形成装置におけるインクミスト吸引装置の変形例である。インク吸収体１４は、メッシュや布、綿、不織布、多孔質体など、インクとの親和性があり、表面積が広く、空気を透過させやすい材料からなることがインクミスト吸引装置として好ましい。このようにすることにより、吐出ヘッド１５から空吐出されたインクは、吐出受け５内でインクミストとなって、送風口５ｂから送られた気流に乗って、インク吸収体１４に接近し、インク吸収体１４に吸着又は吸収されて消滅する。吐出受け５の内部の気流を制御するために、吐出受け５内に気流制御板を配置してもよい。

（実施形態３）
図５には、実施形態３として、インクミスト吸引装置及び排気流路を備えた画像形成装置を示す。図５は、図４と同様、吐出受け５の吐出受け口５ａに、吐出ヘッド１５からインクが空吐出されたところを表す説明図である。実施形態３の画像形成装置は、実施形態１と同じように吸引装置７としファンを備えている。そして、この吸引装置７は、吐出受け５内の空気を排気する排気流路１２を備えている。この画像形成装置は、図５に示すように、吸引装置７によって気流を発生させ、吐出受け５の空吐出されたインクの受け口付近の空気とともに、インクミストを排気流路１２から吐出受け５の外部に排出する。排気流路１２の排出口は、インクミストの汚れが問題にならないところに設置すればよい。この実施形態の画像形成装置は、吐出受け５内部のインクミストの吸引効率を上げることが出来る。

（実施形態４）
図６には、実施形態４として、実施形態３で説明した画像形成装置の変形例を示す。実施形態４に示す画像形成装置の、実施形態３に示した画像形成装置との相違は、吐出受け５及び吐出ヘッドが収納されている収納部（フレーム）とエンコーダ４との間にインク吸収体１４を配置し、吐出受け５内などから飛散したインクミストがエンコーダ４に付着しないようにしている。このようにエンコーダ４をインク吸収体１４でカバーすることによって、エンコーダ４は、記録媒体搬送機構の搬送速度や搬送タイミングを制御するための精密な回転量測定部品であるため、特に念入りにエンコーダ４の汚れを防止することができる。図７は、実際にエンコーダ４の手前のフレームに、インク吸収体１４を設置した画像形成装置の部分斜視図を示す。

実施形態４に示す画像形成装置は、気流の排出流路１２の排出口付近にフィルタ１６を設けている。このフィルタ１６により、吐出受け５から排出される気流中のインクミストがろ過され、排出流路１２の排出口からは清浄な空気が排出される。このようにすれば、排出口の位置を限定する必要がなくなる。フィルタ１６は、一般に空気清浄化ように使用されるフィルタ材料を使用することができ、また、インク吸収体１４と同じ材料から選んでもよい。

実施形態４に示す画像形成装置は、排出流路１２中のフィルタ１６より上流側には、インク吸収体１４が配置されており、気流中のインクミストを吸着又は吸収する構造になっている。このようにすれば、大部分のインクミストはインク吸収体１４が吸着又は吸収してしまい、フィルタ１６のインクミストろ過の負荷が減少できる。

（実施形態５）
図８は、実施形態５の本発明の画像形成装置に使用した気流制御装置１３と、これを取り付ける搬送ローラ軸（エンコーダ軸と同じ）８とを示した。図８（ａ）は、搬送ローラ軸８の斜視図であり、搬送ローラ軸８の搬送ローラ８ｂがなくなる端部に溝８ａが形成されている。一方、図８（ｂ）に示すように、気流制御装置１３は円筒の一部を縦に切除して断面をＣ形にし、外周側には２枚の板状の羽根を付けた形状をしている。そして、円筒の内側には、搬送ローラ軸８の端部に形成された溝８ａに嵌合するように凸部が形成されている。この気流制御装置１３を溝８ａと前記凸部が嵌合するように搬送ローラ軸８に嵌め合わせる。このようにすれば、気流制御装置１３は、搬送ローラ軸８に嵌合された状態で搬送ローラ軸８と同時に回転することができ、必要に応じて搬送ローラ軸８に対し着脱可能となる。これにより、気流制御装置１３の清掃が容易になる。

（実施形態６）
実施形態６も、実施形態３の変形例である。実施形態６の画像形成装置は、図９に示すように、実施形態３の画像形成装置における吐出受け５において、吸引装置７と対向する側の側面が、吐出ヘッド１５から吐出されたインク液滴を受け入れる吐出受け口５ａから遠ざかるほど吸引装置７に近づくように傾斜している。図の例で説明すれば、左側の側壁が下に行くほど右側によっている。これにより、図の右側にある吸引装置７で気流を排気流路１２側に吸引すると、吐出ヘッド１５から吐出されたインク液滴は矢印に示すような気流に乗ってスムースに排気流路１２に向かうことができる。この為、吐出受け５の吐出受け口５ａからインクミストが漏出することがない。

本発明の画像形成装置は、上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨にそって変形、変更が可能である。また、上述の実施形態の説明からも判るように、本発明の画像形成装置は、本発明の効果として記載した効果以外にも、様々な有用な効果を発揮する場合がある。例えば、吸引装置７としての実施形態１で説明したファンや、実施形態２で説明した気流制御部材１３を画像形成装置から着脱自在にしておけば、インクミストで汚れやすいこれらの装置や部材を容易に清掃したり、取り替えたりすることができる。また、インク吸収体１４やフィルタ１６は、消耗品と考えて容易に取り替えが可能なように着脱自在にしておけば、メンテナンスの容易な画像形成装置となる。

本発明の画像記録装置の斜視図 本発明の画像記録装置の説明図（１） 図２のＡ方向から見た側面図 図２における吐出受け部のＡ方向から見た説明図 図２における吐出受け部の拡大説明図 本発明の画像記録装置の説明図（２） インク吸収体の設置例 搬送ローラ軸（ａ）と気流制御部材（ｂ）の斜視図 本発明の画像記録装置の説明図（３）

符号の説明

１ キャリッジ
２ ノズル維持機構
３ 搬送ローラ
４ エンコーダ
５ 吐出受け
５ａ 吐出受け口
５ｂ 送風口
５ｃ 傾斜面
６ モータ
７ インクミスト吸引装置（吸引装置）
８ エンコーダ軸（搬送ローラ軸）
８ａ 溝
８ｂ 搬送ローラ
９ モータ軸
１０ 駆動軸
１１ タイミングベルト
１２ 排気流路
１３ 気流制御部材
１４ インク吸収体
１５ 吐出ヘッド
１６ フィルタ
１００ 画像形成装置

Claims (9)

1. インク滴を吐出する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドを搭載したキャリッジと、
   前記キャリッジを主走査方向に移動させる移動機構と、
   前記吐出ヘッドのノズルに付着したインクを払拭除去するノズル維持機構と、
   前記吐出ヘッドの予備吐出時のインク滴を受容する吐出受けと、
   前記吐出ヘッドから吐出されたインク滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送機構と、
   前記吐出受けの外部の前記記録媒体を搬送する搬送ローラ軸上に配置され、前記記録媒体搬送機構の動力により動作し、周辺に気流を発生させる気流制御部材と、
   を備え、
   前記吐出受けは、前記気流制御部材の周辺に発生した気流を吐出受け内部に導く送風口と、前記吐出ヘッドから予備吐出されたインク滴を吐出受け内部に導く吐出受け口に対して前記送風口と反対側に配置され、インクミストを吸着又は吸収するインク吸収体とを備え、前記吐出受けの内部に導かれた気流により予備吐出により発生したインクミストを前記インク吸収体に導き、前記インクミストの前記吐出受けからの漏出を防止することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記気流制御部材は、搬送ローラ軸に着脱可能に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記吐出受けは、内部に導かれた気流を制御する気流制御板を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記吐出受けは、空気を排出する排気流路を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記吐出受けは、前記排気流路中に前記インク吸収体を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記吐出受けは、前記排気流路中にフィルタを備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記インク吸収体は、着脱可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記インク吸収体は、前記記録媒体搬送機構に備えられているエンコーダをカバーする形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記気流制御部材に対向する側面は、前記吐出ヘッドから吐出されるインク滴を受け入れる吐出受け口から遠ざかるほど、前記気流制御部材に近づくように傾斜していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。