JP2005199465A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化や複雑化、或は信頼性の低下を防ぎつつ、画像記録に寄与しない液体浮遊粒子（インクミスト）を捕集し、常に安定した画像記録動作を行うことを可能にする画像形成装置を提供すること。
【解決手段】記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェット方式画像形成装置内に発生する、画像記録に寄与しない液体浮遊粒子（インクミスト）を回収する画像形成装置において、記録装置内に一定方向の空気流を空気の吸引或は空気流を空気の吹き出しと吸引により形成して前記液体浮遊粒子を回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体上にインクを吐出して画像を記録するインクジェット方式の画像形成装置に関するものである。

従来、この種のインクジェット記録装置としては、シリアル型のものとライン型のものとがある。シリアル型のインクジェット記録装置は、記録媒体の搬送方向と垂直な方向に往復移動されるキャリッジに記録ヘッドを搭載し、記録媒体の所定ピッチごとの搬送とキャリッジの往復移動とを交互に繰り返しながら、記録媒体に画像を形成する。

一方、ライン型のインクジェット記録装置は、記録媒体の幅とほぼ等しい長さを有する記録ヘッドを用い、記録媒体の搬送と共に記録媒体に画像を形成する。近年では、画像の高画質性等の理由から、上記の２つの形式のインクジェット記録装置が採用されている。

特開平０６−１６６１７３号公報 特開２０００−１２７３６２号公報

上記装置の場合、次に述べるような問題が発生する。
しかしながら、上記従来技術においては、記録ヘッドからインクを吐出する際、画像記録に寄与するインク液滴の他に、画像記録に寄与しない液体浮遊粒子が発生する。これをインクミストと言う。このインクミストが漂うことにより周辺の部材、例えば記録ヘッドと記録媒体を介して対向するプラテンがインクで汚染されてしまい、記録媒体の裏面側にインク汚れが付着したりプラテン上のインクが増粘すると記録媒体とプラテン間の滑りが悪くなり、搬送不良、ジャム（紙詰まり）、斜行、しわや波打ち等が発生する恐れがある。

又、シリアル型のインクジェット記録装置の場合、キャリッジのガイド部材に付着して、走査抵抗の増大による動作不良や、キャリッジの位置制御を主走査方向に配した光学式のエンコーダの信号により行う場合、このエンコーダ上にインクミストが付着することで検出精度が低下し、記録精度の低下や位置制御不良等の不具合が発生する可能性もある。

そこで、本発明は上記課題を解決するため、装置の大型化や複雑化、或は信頼性の低下を防ぎつつ、画像記録に寄与しない液体浮遊粒子（インクミスト）を捕集し、常に安定した画像記録動作を行うことを可能にする画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェット方式画像形成装置内に発生する、画像記録に寄与しない液体浮遊粒子の回収方法であって、記録装置内に一定方向の空気流を空気の吸引或いは空気流を空気の吹き出しと吸引により形成して、前記液体浮遊粒子を回収する、画像形成装置の液体浮遊粒子回収方法である。

前記吸引手段は、前記画像形成領域近傍の搬送方向下流（排紙側）に配したカバー部材であって、該カバー部材は内部が密閉且つ空洞構造を持ち、該カバーの一側端に内部を吸引する吸引手段が接続され、該吸引手段により該カバー部材の搬送方向上流且つ画像形成領域近傍に設けられた少なくとも１つ以上の吸気孔よりカバー内に吸引を行っても良い。

更に、前記カバー部材は、ブロー成型により形成され、各吸気孔は成型後の２次加工して形成しても良い。

又、前記カバー部材に設けられた吸気孔は、記録ヘッド移動方向（主走査方向）全移動領域に配したスリット形状であっても良い。

又、前記カバー部材の内部の吸気孔よりの空気流の当接部に吸収体を設けても良い。

又、前記カバー部材は、内部空間を少なくとも２つ以上の空間に分けるため少なくとも１つ以上の遮蔽壁を有し、それぞれの空間をそれぞれ独立した吸引手段により吸引を行っても良い。

前記空気の吹出し手段は、記録ヘッドを搭載し、記録媒体と直交方向（主走査方向）に往復移動するキャリッジに搭載し、ダクトを介して画像形成領域の上流から下流に吹き出しても良い。

又、前記キャリッジに搭載される吹き出し手段は、シロッコファンを用いても良い。

又、前記記録ヘッドの移動位置を制御するためのヘッド位置検出手段を更に備え、該ヘッド位置検出手段は、前記空気を吹き出す手段と前記空気吸引手段とで形成される一定方向の空気流の範囲外に配置しても良い。

次に、本発明の作用について説明する。

本発明の液体浮遊粒子回収における吸引方法として、画像形成領域近傍の搬送方向下流に配したカバー部材をダクトとし、このカバー部材に吸引手段を接続し、前記該カバー部材の画像形成領域最近傍に設けられた吸気孔より吸引しているため、インクが吐出されて液体浮遊粒子が発生し易い記録領域の当該液体浮流粒子を効率良く回収できる。更に、カバーそのものがダクトを兼ねているため、装置構成を簡易化できるだけではなく、断面積をより大きく取れるため、より圧力損失の少ない効率の良い吸引効果が得られる。

又、このカバーをブロー成型にて形成すれば、構成を複雑化することなく自ずと内部が空洞且つ密閉構造となり、更に軽量化、高剛性化、型代の低コスト化が実現できる。

又、前記吸気孔形状を、記録ヘッドの全移動領域に渡ったスリット形状にすることで、画像幅、記録紙幅に関係なく回収可能である。又、カバー内部の吸気孔近傍に空気流の当接部に吸収体を設けているため、これにより空気流に多く含まれる液体浮流粒子を濾しとり効率的除去できる。

又、前記カバー部材を１つ以上の遮蔽壁により内部を少なくとも２つ以上の空間に分けて、それぞれの空間をそれぞれ独立した吸引手段により吸引を行う構成にすれば、仮に幅広の記録紙にも対応するため、装置が大型ともにカバーが長手方向に大なったとしても、カバー内で空間が区切られているため、吸引ファンは大出力タイプでなくても吸引能力を低下させることなく、低コスト化、省電力化等が実現できる。

又、空気を吹出す方法として、記録ヘッドを搭載するキャリッジに吹き出し手段を設け、ダクトを介して画像形成領域上流から下流方向に吹出すことで、画像記録と同時に発生する液体浮遊粒子を直ちに下流側に押し出し、その押し出された液体浮遊粒子は、前記カバーにより余すことなく吸引できるため、より効率的に回収することができる。又、吸引力のみで一定の空気流を起こすためには、可成りの高出力の吸引手段が必要となるが、この吹き出し手段と吸引手段とにより、共に少ない出力でも一定の空気流を起こすことが可能である。

又、吹き出し手段をシロッコファンにすることで、高い風圧が得られるとともに低振動化できるため、画像形成への影響も殆どない。

更に、前記記録ヘッドの移動位置を制御するためのヘッド位置検出手段を前記空気を吹き出す手段と前記空気吸引手段とで形成される一定方向の空気流の範囲外に設定することで液体浮遊粒子の付着による誤動作を防止できる。

以上の構成によって、吸引手段であるファンが少なくて済み、コスト、消費電流の増加等の弊害を招かない。特に、大判用の画像記録装置の場合、液体液の吐出量の増加に伴って液体浮遊粒子の発生も増えるため、上記のようにファンが少なくて済む構成は装置の大型化や複雑化を防ぐという点で有利となる。

本発明によれば、液体吐出記録装置内において発生する記録に寄与しない液体浮遊粒子を回収するのに、装置内に一定方向の空気流を空気の吸引或は空気の吹き出しと吸引により形成するため、少ない吸引圧でも高効率の液体浮遊粒子の回収効果が得られる。特に、大判用の記録装置の場合、液体液の吐出量の増加に伴って液体浮遊粒子の発生も増えるため、上記のように液体浮遊粒子の回収効率の高い構成は装置の大型化や複雑化を防ぐことができる。

更に、吸引方法として、吸引手段を画像形成領域下流近傍に配したカバー部材に接続し、そのカバー部材をダクトとして、カバー部材の画像形成領域最近傍に設けた吸気孔より吸引しているため、最も液体浮遊粒子が発生し易い記録領域での当該液体浮流粒子を効率良く回収できる。又、装置の排紙口内側で液体浮遊粒子を吸引しているので、装置外へ流出することなく、装置外部汚れ等を防止できる。

又、カバー部材をブロー成型で形成すれば、その幅、形状に関係なく、自ずと密閉且つ空洞構造となり、断面積の大きいダクトが容易に形成できるとともに、強度、軽量化、低コスト化等が実現できる。
又、記録ヘッドを搭載するキャリッジに吹き出し手段を設け、前記カバー部材の吸引孔に向けて、画像形成領域上流より下流側に吹出せば、記録動作と同時に発生する液体浮遊粒子を直ちに押し出し、吸引回収されるので、装置内に拡散されることがない。

更に、本発明の画像形成記装置が所謂シリアル型であって、記録ヘッドの移動制御用のヘッド位置検出手段を備えている場合は、該ヘッド位置検出手段を、前記空気を吹き出す手段と前記空気吸引手段とで形成される一定方向の空気流の範囲外に配置することで、ヘッド位置検出手段に液体浮遊粒子が付着するのを防ぎ、記録精度やヘッド位置制御を良好に保つことができる。

＜実施の形態１＞
以下、図１〜図４を参照して本発明のインクジェット方式画像形成装置の実施形態を説明する。

図１は装置外観正面図、図２は装置外観背面図、図３は画像装置全体の構成を示す斜視図、図４は装置中央部における側断面図である。

装置１は大きく分けてロール状の記録紙Ｐｒを回転可能に保持し、給紙するためのロール紙ホルダー１０、そこから送り出された記録紙を保持しながら画像形成を行う画像形成部２０、画像形成後の記録紙を機外に排出するための排紙部３０より構成される。

ロール紙ホルダー１０の構成として、ロール紙Ｐｒはスプール軸１１及び一対のスプールフランジ１２Ｌ，１２Ｒにより回転自在に保持され、スプールフランジ１２Ｌはスプール軸１１に沿ってスライド可能であり、これにロール紙Ｐｒの幅方向を規制する。更に、ロール紙Ｐｒを給紙搬送するためのロール給紙ローラ１３と、これに所定の加圧力で付勢される複数個の従動コロ１４から成る。

本ホルダーはロール紙Ｐｒの交換作業を容易に行うため、一対のスライドレール１５Ｌ，１５Ｒにより装置本体１より引き出し可能に支持されている。ロール給紙ローラ１３の駆動は、不図示の給紙モータの駆動を伝達して行っている。

画像形成部２０には、画像形成時に記録紙を所定量搬送するためのＬＦローラ２１とこれに所定加圧力にて付勢しつつ従動回転する複数個のピンチローラ２２、紙を吸引しつつ平面状に保持するための吸引プラテン２３、記録ヘッド４１を保持し紙搬送方向Ｙと直角方向Ｘに往復走査する（これを主走査と呼ぶ）キャリッジ４０から構成される。

ＬＦローラ２１は、記録ヘッド４１の各走査間に記録紙を所定量搬送するが、その搬送精度が画像品位に大きく関与するため、外径や振れ等高精度に仕上げ且つローラ表面の摩擦係数をサンドブラスト加工、或は表面にアルミナ粉塗着等により高め、記録紙のスリップを極力防ぐようにしている。本ローラは、一側端に連結されるＬＦモータ（不図示）により駆動される。ピンチローラ２３は、ピンチローラアーム２３ａに回転自在に保持され、その後部のピンチローラバネ２３ｂにより、ＬＦローラに対し加圧しており、これらは、ピンチローラホルダ２３ｃによってユニット化されている。ピンチローラホルダ２３ｃは装置全域に主走査方向に配されているメインステイ５０に取り付けられている。

ＬＦローラ２１を回転自在に保持する複数個のＬＦ軸受２４及び吸引プラテン２３は、密閉の空洞構造を持つ下ステイ２５上に配され、その下ステイ２５の平面度は非常に高精度に形成されている。これにより、ＬＦローラ２１の真直度及び吸引プラテン２３の平面度も高精度に維持している。下ステイ２５の片側端にはプラテン吸引ファン（不図示）が配されており、下ステイ２５の上面の中央数箇所に開口部２５ａが設けられている。又、吸引プラテン２３の上面には複数個のプラテン孔２３ａが設けれており、この吸引プラテン２３と下ステイ２５はシール固定されている。

以上の構成により、下ステイ２５をダクトとしてプラテン吸引ファンによりプラテン孔２３ａから吸引を行い、記録紙Ｐｒを吸着する。これにより、記録時の紙浮きや印字後の波うち（コックリング）等を防止することができる。

記録ヘッド４１は周知のインクジェット方式であり、これを保持するキャリッジ４０の主走査方向の往復移動動作に周期して生成された画像データに基づいたヘッド駆動信号によりインク滴を記録紙Ｐｒに向かって吐出し、画像を形成していく。

キャッリッジ４０は、前述のメインステイ５０上の主走査方向に取り付けられている一対の平行なメインレール５１、サブレール５２上をそれぞれ軸受４２、スライド軸受４３を介して往復移動する。軸受４２、スライド軸受４３はキャリッジ４０の両端に設けられている。スライド軸受４３は、Ｙ方向（副走査方向）に摺動可能であり、スライドバネ４３ａにより、サブレール５２側に所定加圧力にて付勢されている。

以上の構成により、キャリッジ４０は常にメインレール５１の片側に付勢されることとなり、移動時の振動や軸受４２の嵌合ガタ内の暴れ等を防止し、より高品位な画像形成を可能としている。スライド軸受４３上には、リニアセンサー４４が設けられ、リニアセンサー４４は、メインステイ５０上に取り付けられ主走査方向に配したリニアスケール５３の信号を読み取っている。この信号により、キャリッジ４０の駆動制御、前述の画像生成制御を行っている。本実施の形態では、リニアセンサー４４は安価で取扱い性に優れる光学式のものであり、所定ピッチにスリットを設けられたリニアスケール５３のスリット数をカウントして位置制御を行う。光学式リニアセンサーは安価で取扱い性に優れる反面、汚れ、傷に不利であり、特にインクミスト等の付着による制御不良を起こす可能性がある。これに対し、本実施の形態では、リニアスケール５３は、インクミストが最も多く発生する画像形成領域より最も離れた位置であって、吹き出しと吸引による空気流の範囲外に配しているため、インクミストがリニアスケール５３に付着することはない。

キャリッジ４０の移動は、メインステイ５０の片側端近傍に設けられたキャリッジモータ（不図示）の駆動をキャリッジベルト５４により伝達して往復移動し、この駆動制御は前述のリニアセンサー４４よりの信号により行われる。

キャリッジ４０の上面には、キャリッジファン４５が配され、この風をダクト４６を介して前述の吸引プラテン２３に吹き付けている。本実施の形態においては、キャリッジファン４５は、振動が少なく高い風圧を得ることのできるシロッコファンを用いている。本実施の形態においては、このキャリッジファン４５による風速はダクト４６の出口近傍で２〜４ｍ／ｓ程度である。この効果については後述する。

排紙部３０には、記録紙Ｐｒを受け排紙姿勢をコントロールする排紙カバー３１と記録紙Ｐｒ上面側のトップカバー３２にて排紙口を形成している。

トップカバー３２は、内部が密閉且つ空洞構造でとなるブロー成型にて形成されている。本実施の形態では、軽量、高剛性、型代が安い等の理由からこのブロー成型品を採用しており、これは特に大型機の外装部品等で近年多く採用されている。尚、トップカバー３２は、内部が空洞で密閉された形状であれば、数枚の板金にて隅部溶接にて構成しても良いし、通常のモールド成型（インジェクション）に裏板を当て各接触面にシーリング加工にて構成しても良いが、前者は、剛性はあるものの高重量、高コスト等に懸念があり、後者は組立性、高コスト、高型代等に懸念がある。何れの方式にするかは装置の大きさ、カバーサイズ、開閉機構等により決定するのが良い。

トップカバー３２の印字域近傍には、開口部３２ａが数箇所設けられ、これは成型後２次加工にて開けている。開口部３２ａ上には、カバーシート３２ｂが貼られており、これにより主走査方向に長いスリット孔３２ｃを形成している。本実施の形態では、スリット幅を３〜６ｍｍ程度にしているが、形状はこれに限らず主走査方向に配した複数個の孔でも良い。後述のカバーファン６１によりこのスリット孔３２ｃからインクミストを吸引する。本実施の形態におけるその吸引能力は、スリット入口での風速が１〜３ｍ／ｓ程度である。

又、カバーシート３２ｂの内側にはカバー吸収体３２ｄが貼られ、このカバー吸収体３２ｄで後述するインクミストをキャッチすることができる。カバー吸収体３２ｄの材質としては、気孔内にゴミやインクミストを取り込み、高いクリーニング性能を得ることができる多孔質体が多く用いられる。この多孔質体の材質として例えば高分子ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン熱焼結タイプの高分子多孔質体やポリウレタン等の高分子発泡体が挙げれる。

トップカバー３２は、回動軸３２ｅを中心に開閉可能であり、ユーザーはＪＡＭ処理や記録ヘッド交換等の作業をこのカバーを開けて行う。トップカバー３２の中央部には、後述のカバーダクト部とシール接続するジョイント口３２ｆが設けられており、この穴も二次加工にて開けている。

本体１背面側には、制御用の各種基板、電源等が取り付けられる基板ステイ６０がメインステイ５０に固定されている。基板ステイ６０の中央部には、その内部のカバーファン６１とトップカバー３２とをジョイントするカバーダクト６２が設けられている。カバーファン６１は、前述のキャリッジファン４５と同様シロッコファンであるが、トップカバー３２内全域を負圧にできるよう、より高出力なものを用いている。

又、カバーダクト６２のトップカバーのジョイント口３２ｆ当接部にはジョイントシール６２ａが貼り付けられている。

以上の構成により、トップカバー３２を開けた状態でもそのジョイント下部にカバーダクト６２が配されているため、仮にトップカバー３２の内壁にインクミストが付着していても、該インク滴はカバーダクト６２によりトラップされて機内外に流出することはない。

カバーファン６１の直下にはエアフィルター６２ｂが設けられており、その材質としては、ハニカム状のメッシュフィルターでも多孔質体でも良い。但し、インクミストの発生量が多い場合、このエアフィルター６２ａの目詰まりとなり、吸引能力を著しく低下させてしまうので、消耗品である記録ヘッドと同梱して、記録ヘッドと同時にユーザーが交換するようにしても良い。

以上の構成を基にインクミストの吸引経路について説明する。

記録ヘッド４１からインクを吐出する際、画像記録に寄与するインク液滴の他に、画像記録に寄与しない微小インク液滴であるインクミストが発生する。特に、高速印字のための高出力吐出や、より高精彩、高画質印字を可能とするための超微小液吐出によりこのインクミストは著しく増大する。

印字開始されるとキャリッジファン４５が駆動されるため、これにより浮遊するインクミストは発生と同時に直ちに印字域下流方向に押し出される。この押し出されたインクミストはトップカバー３２に設けられたスリット孔３２ａよりカバー内に吸引される。吸引されたインクミストを多く含む空気流は、先ずカバー内に設けたカバー吸収体３２ｄでぶつかってインクミストが濾し取られる。このカバー吸収体３２ｄは主走査方向全域に広い範囲に設けているため、より効率的な除去効果が得られる。更に、このカバー吸収体３２ｄで除去し切れなかった残りのインクミストを含んだ空気流は、カバーダクト６２を介して、背面側のカバーファン６１により吸引され、エアフィルターで更に濾された状態で機外に排出される。

＜実施の形態２＞
図５は本実施の形態の特徴部を示す図であり、トップカバーとカバー吸引ファンの背面図である。

トップカバー７０は、実施の形態１と同様、印字域近傍に主走査方向にスリット孔７０ａが設けられ、内部は空洞且つ密閉された構造であるが、その中央部に壁７０ｂが設けれている。これにより、トップカバー７０は２つの空間に分かれており、それぞれの空間を、実施の形態１と同様の構造のカバー吸引ファン８０Ｌ及び８０Ｒの２基により吸引されている。

本構成は、記録紙Ｐｒの幅が数種ある場合、カバーの壁７０ｂを超える幅の記録紙の印字時はファン２基を駆動し、それ以下の場合は、片側のカバー吸引ファン８０Ｒのみ駆動させる。この構成により、例えば幅広の記録紙にも対応するため装置が大型化しトップカバーが長手方向伸びたとしても、カバー内で空間が区切られているため、吸引ファンは大出力タイプでなくても、空間内を負圧にすることが可能である。従って、インクミストの吸引能力を低下させることなく、低コスト化、省電力化等が実現できる。

本発明は、記録媒体上にインクを吐出して画像を記録するインクジェット方式の画像形成装置に利用可能である。

本発明の実施の形態１の装置外観正面図である。 本発明の実施の形態１の装置外観背面図である。 本発明の実施の形態１の装置構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の装置構成を示す側断面図である。 本発明の実施の形態２の装置構成の特徴部を示す図である。

符号の説明

Ｐｒ 記録紙
Ｘ 主走査方向
Ｙ 搬送方向（副走査方向）
１1 本体
１０ ロールホルダー
２０ 画像形成部
２１ ＬＦローラ
２２ ピンチローラ
２３ 吸引プラテン
２５ 下ステイ
３０ 排紙部
３２ トップカバー
３２ａ 開口部
３２ｂ カバーシート
３２ｃ スリット孔
３２ｄ カバー吸収体
３２ｅ 回動軸
３２ｆ ジョイント口
４０ キャリッジ
４１ 記録ヘッド
４５ キャリッジファン
４６ ダクト
６１ カバーファン
６２ カバーダクト
６２ａ ジョイントシール
６３ａ エアフィルター
７０ トップカバー
７０ａ スリット溝
７０ｂ カバーシート
７０ｃ カバー壁
８０Ｌ，８０Ｒ カバーファン

Claims (9)

1. 記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェット方式画像形成装置内に発生する、画像記録に寄与しない液体浮遊粒子（インクミスト）を回収する画像形成装置において、
   記録装置内に一定方向の空気流を空気の吸引或は空気流を空気の吹き出しと吸引により形成して前記液体浮遊粒子を回収することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記吸引手段は、前記画像形成領域近傍の搬送方向下流（排紙側）に配したカバー部材であって、該カバー部材は内部が密閉且つ空洞構造を持ち、該カバーの一側端に内部を吸引する吸引手段が接続され、該吸引手段により該カバー部材の搬送方向上流且つ画像形成領域近傍に設けられた少なくとも１つ以上の吸気孔よりカバー内に吸引を行うこと特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記カバー部材は、ブロー成型により形成され、各吸気孔は成型後の２次加工して形成されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記カバー部材に設けられた吸気孔は、記録ヘッド移動方向（主走査方向）の全移動領域に配したスリット形状であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記カバー部材の内部であって、吸気孔よりの空気流の当接部に吸収体を設けたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 前記カバー部材は、内部空間を少なくとも２つ以上の空間に分けるため少なくとも１つ以上の遮蔽壁を有し、それぞれの空間をそれぞれ独立した吸引手段により吸引を行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
7. 前記空気の吹出し手段は、記録ヘッドを搭載し、記録媒体と直交方向（主走査方向）に往復移動するキャリッジに搭載し、ダクトを介して画像形成領域の下流から上流に吹出すことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記キャリッジに搭載される吹き出し手段は、シロッコファンを用いたことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記記録ヘッドの移動位置を制御するためのヘッド位置検出手段を更に備え、該ヘッド位置検出手段は、前記空気を吹き出す手段と前記空気吸引手段とで形成される一定方向の空気流の範囲外に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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