JP2006224358A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃インクタンクの流入口から廃インクが突出するのを抑制することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 廃インクタンク１００内に山形状に溜まった廃インク９１の山頂の高さが所定の高さとなったときに、山形状に溜まった廃インク９１の斜面を流れ落ちる廃インクを検知手段１１０の吸収体１１３で吸収する。廃インクを吸収した吸収体１１３は、色が変化し、光の反射率が変化する。その変化を光学センサ１１１で検知することで、廃インクタンク内に溜まった廃インクの山頂が所定の高さとなったことを検知することができる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、インクを吐出する吐出口を備えたヘッド部と、吐出口の機能を回復するために吐出または吸引されたインクを回収する廃インクタンクとを備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、ヘッドの吐出口からインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置としてのインクジェットプリンタが知られている。このインクジェットプリンタには、ヘッド吐出口のインク溶媒の蒸発によりインク粘度が上昇したインクや、吐出口に付着したゴミなどをインクとともに吸い出す吸引ポンプなどの吸引機構が設けられている。また、印字開始前に吐出口の粘度とインクメニスカスを整えるために空吐出受けに空吐出を行っている。吸引ポンプによって吸引されたインクや空吐出受けに空吐出されたインクは、廃インクタンクに溜められる。

廃インクタンクは、廃インクタンク内に一定量のインクが溜まった時点で装置本体から取り外して新たな廃インクタンクと交換される。このため、特許文献１には、廃インクタンク内に一定量のインクが溜まったか否かを光センサで検知してユーザーに知らせる廃インク回収装置が提案されている。特許文献１に記載されている廃インク回収装置は、廃インクタンクの上壁の一方の端部に廃インクの流入口を設け、他方の端部に検知窓を設ける。この検知窓の下部に白色のスポンジを設け、このスポンジの反射光を検知する光センサを設けている。廃インクタンクが廃インクで満杯となると検知窓の下部に設けられた白色のスポンジが廃インクを吸収して黒色に変化し、スポンジの光反射率が所定値以下となる。その結果、光センサに反射光がほとんど入射されなくなり、廃インクタンク内の廃インクが満杯になったことを検知することができる。

一方、近年、普通紙上に印字した場合、画像の色再現性、耐久性、耐光性、インク乾燥性、文字滲み、色境界滲み、両面印刷性等の特性を満足して印刷できるよう、湿潤剤（保湿剤）や浸透剤等が水に含有された溶媒と顔料とからなる水系インクが用いられている。

特開２０００−８５１４３号公報

しかしながら、このような顔料系インクは一般の染料系のインクに比べて粘度が高くなり、溶媒成分が蒸発して流動性を失う粘度に到達するまでの時間が早い。このため、廃インクタンク内の廃インクは、流動性のない粘度となっている。また、溶媒成分が蒸発して流動性を失う粘度に到達するまでの時間が早いため、高温・低湿環境下では、インクが廃インクタンク内へ滴下するときに、溶媒成分が蒸発して流動性のない粘度まで到達している場合がある。このように、廃インクタンク内へ滴下する段階で流動性のない粘度まで到達したインクは、廃インクタンク内の廃インクに塊となって付着する。この塊となって廃インクタンク内の廃インクに付着したインクが経時で堆積する。その結果、廃インクタンクの廃インクは、廃インクタンク内に均等な高さで溜まっていかずに廃インクタンクの廃インク流入口に山頂が位置するような略山状となって溜まっていく。このように、略山状となって廃インクが溜まっていくため、廃インクタンク流入口と反対側の端部には、廃インクが溜まるための十分な隙間があるにも係わらず、廃インクタンクの流入口から廃インクが突出してしまう。廃インクタンクの流入口から廃インクが突出した状態の廃インクタンクを交換するとき、この突出した廃インクで装置の周りを汚してしまう問題がある。また、突出したインクが廃インクタンクの流入口を塞いで、廃インクが廃インクタンクから流出してしまう問題がある。

しかしながら、上記特許文献１の廃インクタンク上壁の流入口と反対側の端部に検知手段を設けたものでは、スポンジに廃インクが付着することがなく、廃インクタンクの流入口から廃インクが突出してしまうような状態を検知することができない。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、廃インクタンクの流入口から廃インクが突出するのを抑制することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、インクを吐出する吐出口を備えたヘッド部と、該吐出口の機能を回復するために吐出または吸引されたインクを回収する廃インクタンクとを備え、該廃インクタンク内の廃インクが略山形状となって溜まるインクを用いた画像形成装置において、廃インクタンク内に溜まった廃インクを検知する検知手段を備え、該検知手段は、インクを吸収する吸収体と、該吸収体からの光を検知する光学センサとからなり、廃インクタンク内に略山形状となって溜まった廃インクの山頂が所定の高さとなったときに該廃インクタンク内に落下して該略山形状に溜まった廃インクの斜面を流れ落ちる廃インクを吸収できる位置に該吸収体を配置したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記光学センサは、上記吸収体から反射した光を検知することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記光学センサは、上記吸収体から透過した光を検知することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、上記吸収体は、直方体であって、該吸収体の最も表面積の小さい面のみを廃インクタンク内に露出させたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、上記吸収体の上記略山形状となって溜まった廃インクと対向する側の側面下端部と、略山形状となって溜まった廃インクと対向する側の下面の端部とが少なくとも廃インクタンク内に露出していることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、上記検知手段は、上記吸収体と上記光学センサとを一定間隔で保持する保持部材を備え、該保持部材は、該吸収体と光学センサとの間の空間を遮蔽する遮蔽部を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかの画像形成装置において、上記インクは、湿潤剤（保湿剤）や浸透剤等が水に含有された溶媒と顔料とからなる水系インクであって、２５℃におけるインク粘度が５［ｍＰａ・ｓｅｃ］以上であることを特徴とするものである。

請求項１乃至７の発明によれば、吸収体は、廃インクタンク内の廃インクの山頂が所定の高さとなったときに、廃インクタンク内に落下して廃インクの斜面を流れ落ちるインクを吸収する位置に配置されている。吸収体が廃インクの斜面を流れ落ちるインクを吸収することで、吸収体の色が変化する。吸収体の色が変化すると、吸収体からの光の量が変化し、光学センサの出力値が変化する。光学センサの出力値が変化することで、廃インクタンク内の廃インクの山頂の高さが所定の高さとなったことを検知することができる。このため、廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの廃インクの流入口から突出しない高さのときに、廃インクタンク内に落下して廃インクの斜面を流れ落ちるインクを吸収できる位置に吸収体を配置しておけば、廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの廃インクの流入口から突出する前に廃インクタンクを交換することができる。その結果、廃インクタンクを交換するときに装置を汚したり、廃インクが廃インクタンクから流出したりするのを抑制することができるという効果がある。

以下、本発明を適用した画像形成装置について説明する。
まず、本画像形成装置の基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面図である。

この画像形成装置１は、キャリッジ９を備え画像を形成するための画像形成ユニット２、装置本体１の前面側（図１中手前側）から抜き差し可能で、多数枚の用紙Ｐを積載して収納する給紙カセット５０を備えている。また、装置本体１の上方には、原稿を読み取る画像読取部６０が配設されている。

また、装置本体内には、インクカートリッジ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂk−１、３４Ｂk−２を収容したカートリッジ装填部３５を有している。また、各色のインクカートリッジ３４は、カートリッジ装填部３５に対し着脱可能に取り付けられている。

上記画像読取部６０は、コンタクトガラス６１上に載置された原稿（不図示）の読み取り走査を行うための、原稿照明用光源６４とミラー６５よりなる第１走行体６６と、２つのミラー６７、６８からなる第２走行体６９とが往復移動自在に配設されている。読み取り走行体６６、６９により走査された画像情報は、レンズ６２の後方に設置されているＣＣＤなどの画像読み取り素子６３に画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、上記画像形成ユニット２により、用紙Ｐに画像が形成される。

また、この画像形成装置１は、画像形成ユニット２で形成する画像データを外部の機器から通信ケーブル或いはネットワークを介して受信可能であり、受信した画像データを処理して画像形成することができる。画像形成ユニット２で形成する画像データを入力する外部機器としては、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取装置、デジタルカメラなどの撮像装置などが挙げられる。

図２（ａ）は、キャリッジ９の正面図であり、図２（ｂ）は、キャリッジ９の底面図である。図２（ａ）に示すように、キャリッジ９には、１３Ｃ、１３Ｂｋ−１、１３Ｂｋ−２、１３Ｍ、１３Ｙ（以下、Ｃ、Ｂｋ−１、Ｂｋ−２、Ｍ、Ｙの色表示については適宜省略）の５つのヘッドが設けられている。図２（ｂ）に示すように、各ヘッド１３には、吐出口１３ａが一列１９２個で２列設けられている。

図３は、画像形成ユニット２の概略構成を示す平面図である。図３に示すように、キャリッジ９を支持するガイドロッド３１がキャリッジ９を貫通して本体の手前側側面１ａ、奥側側面１ｂに横架されている。また、このガイドロッド３１と一定間隔をおいて並行に延在する図示しないキャリッジ支持部材を有しており、キャリッジ９は、ガイドロッド３１とキャリッジ支持部材とで主走査線方向に平行移動可能に支持されている。キャリッジ９には、各ヘッド１３Ｃ、１３Ｂｋ−１、１３Ｂｋ−２、１３Ｍ、１３Ｙに各色のインク液を供給するためのサブタンク３２Ｃ、３２Ｂｋ−１、３２Ｂｋ−２、３２Ｍ、３２Ｙ（以下、Ｃ、Ｂｋ−１、Ｂｋ−２、Ｍ、Ｙの色表示については適宜省略）が設けられている。各サブタンク３２には、各色に対応した供給チューブ３３Ｃ、３３Ｂｋ−１、３３Ｂｋ−２、３３Ｍ、３３Ｙ（以下、各色のＣ、Ｂｋ−１、Ｂｋ−２、Ｍ、Ｙの色表示については適宜省略）の一端が接続されている。インク滴供給チューブ３３の他端は、図１に示した各色のインクカートリッジ３４Ｃ、３４Ｂｋ−１、３４Ｂｋ−２、３４Ｍ、３４Ｙ（以下、Ｃ、Ｂｋ−１、Ｂｋ−２、Ｍ、Ｙの色表示については適宜省略）を収容したカートリッジ装填部３５の図示しない供給ポンプに接続している。そして、供給ポンプを適宜駆動して、インクカートリッジ３４内のインク液を、供給チューブ３３を介してサブタンク３２に供給している。また、キャリッジ９には、図示しないプリンタの制御部と接続するハーネス４７が取り付けられいる。

画像形成ユニット２の奥側（図中上側）には、各色のヘッド１３にそれぞれ対応した保湿キャップ４１Ｃ、４１Ｂｋ−１、４１Ｂｋ−２、４１Ｍ、４１Ｙ（以下、Ｃ、Ｂｋ−１、Ｂｋ−２、Ｍ、Ｙの色表示については適宜省略）と吸引キャップ４２とを備えた回復・維持装置４０が設けられている。また、この回復・維持装置４０は、第１の空吐出受け４３と、ワイパーブレード４４と、コロ４５も有している。上記保湿キャップ４１は、非画像形成時に各ヘッド１３の吐出口１３ａをキャッピングして、吐出口１３ａを湿潤状態に保っている。また、保湿キャップ４１には、図示してないが、大気と連通する微小な連通孔が開けられており、保湿室の圧力を常に大気圧に保つようにし、吐出口１３ａのメニスカスを一定に保っている。保湿キャップ４１より手前側（図３中下側）に設けられた吸引キャップ４２には、吸引孔４２ａが設けられており、この吸引孔４２ａには、吸引手段が取り付けられている。この吸引キャップ４２は、吸引キャップ４２の吸引手段で気泡や吐出口１３ａに付着したゴミなどをインクとともに吸い出して、吐出不良を改善する機能を有している。第１の空吐出受け４３は、例えば、記録開始前などに空吐出して吐出口１３ａのメニスカスを整えて安定した吐出性能を維持するために設けられている。ワイパーブレード４４は、ヘッド１３の吐出口１３ａを有する面に付着したインク液を清掃するために設けられている。コロ４５は、ワイパーブレード４４を第１の空吐出受け４３の開口部に押し付け、ワイパーブレード４４の汚れを第１の空吐出受け４３の開口部に掻き落とさせるために設けられている。各保湿キャップ４１、吸引キャップ４２、ワイパーブレード４４、コロ４５は、カム軸により、上下動可能となっている。

画像形成ユニット２の手前側（図３中の下側）には、各色のヘッド１３に対応した第２の空吐出受け４６Ｃ、４６Ｂｋ−１、４６Ｂｋ−２、４６Ｍ、４６Ｙが設けられている。この第２空吐出受け４６は、画像形成途中で画像形成に使用されなかった色のインクを、使用された色のインクと同粘度の粘度を保つために設けられている。具体的には、画像形成途中で画像形成に使用されなかった色のインクをこの第２空吐出受け４６に吐出させることで、使用された色のインクと同粘度の粘度を保つことができる。

次に、本実施形態の画像形成装置１の画像形成動作について説明する。
まず、画像読取部６０のコンタクトガラス６１上に原稿をセットし、不図示のスタートスイッチを押す。すると、第１走行体６６および第２走行体６９が走行して、第１走行体６６で光源６４から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体６９に向ける。第２走行体６９に向けられた原稿面からの反射光は、第２走行体６９のミラー６７、６８で反射され、レンズ６２を通して画像読み取り素子６３に入れられ、原稿内容が読み取られ、画像データが生成される。または、図示しないパーソナルコンピュータ等の外部機器から通信ケーブル等を介して画像情報である画像データが送られる。

次に、給紙カセット５０から用紙Ｐを繰り出し、分離ローラ５２及びフリクションパッド５１で１枚ずつ分離して搬送する。搬送された用紙Ｐは、給紙ローラ対５３で画像形成ユニット２へ搬送される。画像形成ユニット２へ搬送された用紙Ｐは、押さえコロ１３により搬送ベルト１２に押さえつけられる。搬送ベルト１２の表面は帯電ローラ１４によって帯電されており、用紙Ｐを静電的に吸着させる。静電的に吸着させられた用紙Ｐは、搬送ベルト１２によってキャリッジ９と対向する位置へ搬送させられる。用紙Ｐがキャリッジ９と対向する位置まできたら、搬送ベルト１２の移動を停止する。

画像信号入力前は、図３に示す回復・維持装置４０上に、キャリッジ９が位置している（以下、ホームポジションという）。また、画像信号入力前は、キャリッジ９がホームポジションに位置してヘッド１３と保湿キャップ４１とが当接して吐出口１３ａを湿潤状態に保っている。画像信号が入力されると、保湿キャップ４１が下降し、キャリッジ９の主走査線方向の移動を開始する。そして、各色に対応するヘッド１３が第１の空吐出受け４３に位置するたびにキャリッジ９の移動を停止し、第１の空吐出受け４３に向けてインクを数滴吐出する。各色のヘッド１３の空吐出が完了したら、再びキャリッジ９の主走査線方向の移動を開始する。そして、キャリッジ９が画像信号に応じて用紙Ｐ上を主走査線方向に移動しながら、停止した用紙Ｐの所定箇所に所定のインク液を吐出して一行分の画像を用紙Ｐに形成する。ここで、１行とは、ヘッド１３が用紙へ記録可能な副走査線方向の範囲を言う。一行分の画像を形成したら、必要に応じ、キャリッジ９を第２の空吐出受け４６の位置に移動させ、第２の空吐出受け４６に使用されなかったインク色を数滴空吐出する。そして、用紙Ｐに主走査線方向一行分の記録が終了したら、搬送ベルト１２を所定時間駆動させ、用紙Ｐを一行分排紙方向に移動させて停止する。搬送ベルト１２の移動が停止したら、上述同様、キャリッジ９が画像信号に応じて用紙Ｐ上を主走査線方向に移動しながら一行分の画像を形成する。このような工程を所定回数繰り返し行い、用紙Ｐに所望の画像をプリントする。用紙Ｐの搬送と停止とを繰り返して用紙に画像を形成しているとき、用紙は、搬送ベルト１２に静電吸着しているので、用紙を安定してヘッド１３と対向する位置に搬送することができる。また、押さえコロ１３によって用紙を搬送ベルト１２に押し付けているので、用紙を搬送ベルト１２に確実に静電吸着させることができる。所望の画像が形成された用紙Ｐは、排紙ローラと拍車とからなる排紙ローラ対７４、７５、７６、７７によって排紙トレイ７へ搬送される。

図４は、画像形成ユニット２と廃インクタンク１００の位置関係を示した図である。吸引キャップ４２によって吸引されたインクや、第１の空吐出受け４３に吐出されたインク、ワイパーブレード４４に付着したインクは、維持・回復装置４０の下側に配置された廃インクタンク１００に溜められる。
廃インクタンク１００は、図５に示すように、画像形成装置の奥側側面に設けられた開口部１ｄから装置本体に着脱可能となている。
また、図４に示すように廃インクタンク１００には、廃インクタンク内の廃インクを検知する検知手段１１０を備えている。

図６は、廃インクタンク１００と、維持回復装置４０との要部を示した断面図である。図６に示すように、廃インクタンク１００が装置本体内に取り付けられた状態のとき、廃インクタンク１００の開口部１００ａは、吸引キャップ４２、第１の空吐出受け４３、ワイパーブレード４４と対向するようになっている。そして、吸引キャップ４２の吸引手段４２ｃによって吸引されたインクは、チューブ４２ｄから廃インクタンクの開口部１００ａに滴下して、廃インクタンク１００に溜まる。また、第１空吐出受け４３には、底面が形成されておらず、ヘッド１３から吐出されたインクが第１空吐出受け４３を通って、そのまま廃インクタンクの開口部１００ａに滴下して、廃インクタンク１００に溜まる。また、ヘッド１３をクリーニングしてワイパーブレード４４に付着したインクは、そのまま下方へ垂れていき、廃インクタンクの開口部１００ａに滴下して、廃インクタンク１００に溜まる。

次に、第２の空吐出受け４６に滴下されたインクを廃インクタンクで回収する機構を説明する。図７は、第２の空吐出受け４６内のインクミストを回収する回収機構８０を示す斜視図である。図７に示すように、この画像形成装置２には、第２の空吐出受け４６内のインクミストを回収する回収機構８０を備えている。この回収機構８０は、一方の開口部が第２の空吐出受け４６内に連結され、他方の開口部が廃インクタンク側に配置された回収ダクト８１を備えている。また、この回収機構８０の廃インクタンク１００側には、ファン８２を備えており、このファン８２により回収ダクト８１内に第２空吐出受け４６から廃インクタンク側へ流入する気流を発生させている。

図８は、回収機構８０の断面図である。図８に示すように、第２の空吐出受け４６に吐出されたインクは、第２の空吐出受け４６の底面に設けられたインク受け部４６ａに溜まる。この第２の空吐出受け４６は、交換可能に構成されており、インク受け部４６ａに廃インクが満杯になったときに適宜交換される。また、第２の空吐出受け４６内のインクミストは、ファン８２によって発生した第２空吐出受け４６から廃インクタンク側へ流入する気流によって、回収ダクト８１内に流入する。回収ダクト８１内に流入したインクミストは、回収ダクト内の気流によって、廃インクタンク１００側へ移動する。廃インクタンク１００側へ流入したインクミストは、廃インクタン側に配置されたフィルタに回収される。

図９は、廃インクタンク１００の断面図である。本実施形態の画像形成装置１では、後述するように、高粘度で速乾性を有する溶媒と顔料とからなる水系インクを使用している。このため、図１０に示すように、図中点線で示す一般的なインクに比べて、図中実線で示す本実施形態で使用するインクの方が流動性を失う粘度Ａに到達するまでの時間が極端に早くなっている。よって、廃インクは、流動性を失った状態で廃インクタンク内に溜まっている。通常、廃インクタンクに滴下する廃インクは、まだ流動性を失う粘度にまで達しておらず、廃インクタンク内の廃インクに付着すると均等に広がっていく。しかし、高温環境下や低湿環境下においては、インク内の蒸発成分の蒸発が加速されるため、廃インクタンクへインクが滴下する段階で流動性を失う粘度にまで達してしまう場合がある。このような流動性を失ったインクが廃インクタンク内の廃インクに付着したとき、付着したインクは均等に広がらずに、塊となって付着する。また、吸引キャップ４２の吸引手段４２ｃによって廃インクタンクに排出されず吸引キャップ４２やチューブ４２d内に付着していたインクが、次の吸引時に廃インクタンクへ排出される。この吸引キャップ４２やチューブ４２d内に付着していたインクは、吸引キャップ４２やチューブ４２d内に付着している間にインク内の蒸発成分が蒸発して流動性を失う粘度にまで成長している場合がある。この吸引キャップ４２やチューブ４２ｄに付着して流動性を失うまで成長した廃インクが、廃インクタンク内の廃インクに付着したとき、均等に広がらず、塊となって付着する。このような塊となって付着した廃インクが堆積する結果、廃インクタンク内の廃インク９１が、図９に示すような廃インクタンク開口部付近で盛り上がった形状となる。

図９に示す、廃インクタンク内に廃インク９１が一定量溜まったか否かを検知する検知手段１１０は、上記廃インクタンク開口部付近で盛り上がった形状の廃インク９１から流れ落ちてくる廃インクによって、廃インクタンク内に廃インク９１が一定量溜まったか否かを検知している。

図１１は、検知手段１１０の要部断面図である。図１１に示すように、検知手段１１０は、反射型の光センサ１１１と、インク液を吸収する吸収体１１３、光センサ１１１と吸収体１１３とを保持するケース１１２とを備えている。吸収体１１３は、フェルトや、スポンジなど、インク液を吸収し易い部材で、白色など光をよく反射する色で構成している。光センサ１１１は、吸収体１１３と一定の間隔が空くようにケース１１２に取り付けられている。ケース１１２は、吸収体１１３と光センサ１１１との間の空間を遮蔽しており、この空間に光が入ったり、インクミストが流入したりしないようにしている。吸収体１１３と光センサ１１１との間の空間を遮蔽することで、光センサ１１１のセンサ面１１１ａにインクミストが付着して、光センサ１１１が誤検知してしまうことがなくなる。また、空間を遮蔽することで、吸収体１１３に反射された光のみを光センサ１１１で検知することができ、吸収体１１３にインクが吸収されたかどうかを良好に検知することができる。

図１２は、検知手段１１０の分解斜視図である。図１２に示すように、光センサ１１１をケース１１２の上側開口部１１２ｂに挿入して取り付ける。光センサ１１１には、図１１に示すように爪部１１１ｂを備えており、この爪部１１１ｂがケースの上側開口部１１２ｂに圧入されることで、光センサ１１１がケース１１２に取り付けられる。
吸収体１１３は、ケース１１２の吸収体保持部１１２ａに接着材などで固定される。図１２に示すように、ケース１１２の吸収体保持部１１２ａには、切り欠き１１２ｃが設けられており、図１３に示すように、吸収体１１３が取り付けられた状態において、吸収体１１３の一部が露出した状態となる。この露出した部分が図９に示す廃インクタンクの開口部側を向くように取り付け、略山形状の廃インクの斜面を流れるインクを吸収体１１３の露出した部分で捉えることができるようにしている。

次に、検知手段１１０による廃インクタンク内の廃インク検知について図９を用いて説明する。図９に示す廃インクタンク開口部付近で盛り上がるように堆積した廃インクタンク内のインク上に新たな廃インクが付着したとき、付着した段階でまだ流動性を失っていない廃インクは、廃インクタンク開口部付近で略山形状に堆積した廃インクの斜面を流れていく。上記廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの開口部１００ａ付近にまで成長すると、検知手段１１０の吸収体１１３の露出した部分と山の斜面とが近接する。すると、略山形状に堆積した廃インクの斜面を流れてきた廃インクが、検知手段１１０の吸収体の露出した部分と付着する。露出した部分と付着した廃インクは、吸収体１１３の毛細管現象によって吸収される。このようにして何度か吸収体１１３が略山形状に堆積した廃インクの斜面を流れてきたインクを吸収していくと、吸収体１１３の色が白から黒へ除々に変化していく。すると、吸収体１１３から反射される光の量が減少していき、光センサ１１１の出力電圧が減少していく。そして、光センサ１１１の出力電圧がある閾値以下となったら、廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの開口部１００ａ付近にあると判断して、画像形成装置の図示しない表示部に廃インクタンクを交換するよう警告表示する。

また、上記においては、吸収体１１３の側面が廃インクタンクの開口部１００ａに対して露出するように設けているが、図１４に示すように吸収体１１３の下面が廃インクタンクの開口部１００ａに対して露出するように設けてもよい。この場合、廃インクタンクの開口部１００ａに対して吸収体１１３の露出する面積が大きいため、インクミストや、インクのしぶきが吸収体１１３に付着しやすい。このようなインクミストや、インクのしぶきが吸収体１１３に付着することで、吸収体１１３が黒く変色してしまい、まだ、廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの開口部１００ａ付近にないような状態にもかかわらず、検知手段１１０が廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの開口部付近にあると誤検知してしまうおそれがある。
そこで、図１５に示すように、廃インクタンクの開口部１００ａに遮蔽部１００ｂを設けて、吸収体１１３の一部のみが廃インクタンクの開口部１００ａに対して露出するようにしても良い。

また、検知手段１１０の光センサ１１１は、反射型に限られず、図１６に示すように透過型でも良い。図１６に示すように、光センサ１１１を透過型とした場合は、ケース１１２の一方の開口部に発光素子１１１ｂを取り付け、ケース１１２の他方の開口部に受光素子１１１ａを取り付ける。そして、受光素子１１１ａと発光素子１１１ｂとの間に吸収体１１３を保持する。ケース１１２の廃インクタンクの開口部側側面には、切り欠き部１１２Cを設けて吸収体１１３の一部を露出させている。吸収体１１３は、透明など光を透過しやすい部材で構成する。この光センサ１１１透過型とした場合も、廃インクタンク内で略山形状となっている廃インクの斜面から流れたきた廃インクを反射型同様に吸収体１１３の露出した部分で吸収していく。すると、除々に吸収体１１３の色が透明から黒に変化していき、吸収体１１３によって発光素子１１１ｂからの光が遮られていき受光素子１１１ａに届かなくなっていく。すると、光センサ１１１の出力が低下していき、ある閾値以下となったら、廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの開口部付近にあると判断して、画像形成装置の図示しない表示部に廃インクタンクを交換するよう警告表示する。

次に、本実施形態のプリンタに用いるインクについて説明する。本プリンタに使用したインク液は、着色剤の成分を多くして高粘度とした水系インクである。この水系インクは、水を主成分とする水分散体に着色剤が分散したものである。この水系インクは、インク表面張力３５［ｍＮ／ｃｍ］以下、２５℃におけるインク粘度５［ｍＰａ・ｓｅｃ］以上としている。インク液のインク表面張力３５［ｍＮ／ｃｍ］以下とすることで、紙への浸透速度を上げることができる。また、２５℃におけるインク粘度５［ｍＰａ・ｓｅｃ］以上とすることで、速乾性に優れたインクにすることができる。また、にじみ難いため、シャープな画像を得ることができる。

着色剤としては、疎水性染料、顔料を用いることができ、特に有機顔料およびカーボンブラックが好ましい。

上記水分散体は、ポリマー微粒子の水分散体が好ましく、用いられるポリマーとしては、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー等が挙げられる。該ポリマーの中では、ビニル系ポリマーが好ましい。

また、上記インク液のインク表面張力３５［ｍＮ／ｃｍ］以下とするため、本実施形態のインク液には、湿潤剤を添加している。湿潤剤としては、グリセリン、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンが挙げられ、少なくとも１種類以上をインク液に添加する。

さらに、本実施形態のインク液には、炭素数８以上で１１以下のポリオールまたはグリコールエーテル、アニオンまたはノニオン系界面活性剤が添加されている。

その例としては、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、下記（Ｉ）ないし（ＶＩＩ）の構造の物質を挙げることができる。

（Ｒ１：炭素数６〜１４の分岐してもよいアルキル基、ｍ：３〜１２、 Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）

（Ｒ２：炭素数５〜１６の分岐したアルキル基、Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）

（Ｒは分岐しても良い６〜１４の炭素鎖、ｋ：５〜２０）

（Ｒは分岐しても良い炭素数６から１４の炭素鎖、ｎ：５〜２０）

（Ｒは炭素数６から１４の炭素鎖、ｍ，ｎ：ｍ、ｎ≦２０）

（Ｒは炭素数６から１４の炭素鎖、ｍ，ｎ：ｍ、ｎ≦２０）

（ｐ、ｑは０〜４０）

上記インク液を得る方法としては、ポリマーを有機溶媒に溶解させ、顔料、水、湿潤剤、界面活性剤等を加えて混練しペーストとした後、該ペーストを必要に応じて水で希釈し、有機溶媒を留去して水系にする方法が好ましい。

以下にインク液の実施例を説明するが、これらに限定されるものではない。

〔シアンインク〕
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子 １０．０ｗｔ％（固形分として）
１，３−ブタンジオール ２５．０ｗｔ％
グリセロール ８．５ｗｔ％
ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１２Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３ＣＨ_２ＣＯＯＨ
の活性剤 ２．０ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール １．８ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤） ０．１ｗｔ％
消泡剤 ０．０５ｗｔ％
イオン交換水 残量
これにより、ジメチルキナクリドン顔料を含有したポリマー微粒子水分散体としてのＣ色水系インク液を得た。

〔マゼンタインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子 ０．５ｗｔ％（固形分として）
１，３−ブタンジオール ２２．０ｗｔ％
グリセロール ７．０ｗｔ％
ポリオキシアルキレン誘導体ディスパノール ＴＯＣ ２．０ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤） ０．０５ｗｔ％
消泡剤 ０．１ｗｔ％
イオン交換水 残量
これにより、ジメチルキナクリドン顔料を含有したポリマー微粒子水分散体としてのＭ色水系インク液を得た。

〔イエローインク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子 １０．０ｗｔ％（固形分として）
１，３−ブタンジオール ２３．５ｗｔ％
グリセロール ７．５ｗｔ％
ポリオキシアルキレン誘導体ディスパノール ＴＯＣ ２．０ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤） ０．０５ｗｔ％
消泡剤 ＫＭ７２Ｆ ０．１ｗｔ％
イオン交換水 残量
これにより、モノアゾ黄色顔料を含有したポリマー微粒子水分散体としてのＹ色水系インク液を得た。

〔黒インク〕
下記組成物を用いる以外はシアンインクと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
ジアゾ化合物処理したカーボンブラック分散液 １０．０ｗｔ％
１，３−ブタンジオール ２２．５ｗｔ％
グリセロール ７．５ｗｔ％
Ｎ−メチル−２−ピロリドン ２．０ｗｔ％
ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１２Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３ＣＨ_２ＣＯＯＨ
の活性剤 ２．０ｗｔ％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０ｗｔ％
プロキセルＬＶ（防腐剤） ０．２ｗｔ％
消泡剤 ０．１ｗｔ％
イオン交換水 残量
これにより、カーボンブラックを含有したポリマー微粒子水分散体としてのＢｋ色水系インク液を得た。

これらのインク物性は、表１のとおりであった。

上記物性のインクを用いて普通紙に画像を形成したところ、文字滲みや色境界滲みがなく良好な画像を得ることができた。特に、複雑な漢字、斜線部や曲線部の滑らかで自然な再現記録ができた。また、２〜３日放置していても、高粘度であるにもかかわらず、ノズルの目詰まりが無く、安定した印字性能が得られた。

（１）
以上、本実施の画像形成装置によれば、廃インクタンク開口部付近で盛り上がるように堆積した廃インクの山頂の高さが所定の高さとなったことを検知することができる。このため、廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの廃インクの流入口から突出しない高さのときに、廃インクタンク内に落下して廃インクの斜面を流れ落ちるインクを吸収できる位置に吸収体を配置しておけば、廃インクタンク内の廃インクの山頂が廃インクタンクの廃インクの流入口から突出する前に廃インクタンクを交換することができる。その結果、廃インクタンクを交換するときに装置を汚したり、廃インクが廃インクタンクから流出したりするのを抑制することができる。
（２）
また、本実施形態の画像形成装置によれば。光学センサを反射型センサとしている。この場合、吸収体を白色にするなど反射率の高い部材で構成し、吸収体が廃インクを吸収することで、吸収体の光反射率が減少する。その結果、光学センサの出力値が低下し、ある一定値以下となったら、廃インクタンク内の廃インクの山頂の高さが所定の高さとなったことを検知することができる。
（３）
また、上記光学センサを透過型センサとしてもよい。この場合、吸収体を透明とする等透過性のある部材で構成し、吸収体が廃インクを吸収することで、吸収体の光透過率が減少する。その結果、光学センサの出力値が低下し、ある一定値以下となったら、廃インクタンク内の廃インクの山頂の高さが所定の高さとなったことを検知することができる。
（４）
また、本実施形態の画像形成装置においては、吸収体の最も表面積の小さい面のみを廃インクタンク内に露出させている。廃インクタンク内に露出させる吸収体の面積を小さくすることで、廃インクタンクに落下するインクのしぶきや、インクミストが吸収体に付着するのを抑制することができる。よって、廃インクタンクに落下するインクのしぶきや、インクミストが吸収体に付着することによって、吸収体の色が変化して、廃インクタンク内の廃インクの山頂が所定の高さとなっていないにも係わらず、光学センサの出力が低下して、廃インクの山頂が所定の高さとなったと誤検知するのを抑制することができる。
（５）
また、本実施形態の画像形成装置においては、上記吸収体の略山形状となって溜まった廃インクと対向する側の側面下端部と、略山形状となって溜まった廃インクと対向する側の下面の端部とが少なくとも廃インクタンク内に露出している。これにより、略山形状となって溜まった廃インクの山頂部付近の斜面を流れ落ちるインクを良好に吸収することができる。
（６）
また、本実施形態の画像形成装置においては、吸収体と光学センサとを一定間隔で保持する保持部材としてのケースを備え、このケースは、吸収体と光学センサとの間の空間を遮蔽している。これにより、この空間内に検知光と異なる光が侵入するのを抑制することができる。その結果、光学センサは、吸収体からの光を正確に検知することができる。また、吸収体と光学センサとの間の空間を遮蔽することで、インクミストがこの空間内に侵入することを抑制している。これにより、光学センサの検知面をインクミストが汚すことが抑制され、光学センサの誤検知を抑制することができる。
（７）
また、本実施形態の画像形成装置によれば、湿潤剤（保湿剤）や浸透剤等が水に含有された溶媒と顔料とからなる水系インクであって、２５℃におけるインク粘度が５［ｍＰａ・ｓｅｃ］以上のインクを使用している。これにより、画像の色再現性、耐久性、耐光性、インク乾燥性、文字滲み、色境界滲み、両面印刷性等の特性を満足して普通紙に印字することができる。

画像形成装置の概略構成を示す正面図。 （ａ）は、キャリッジの正面図。（ｂ）は、キャリッジの下面図。 画像形成ユニットの概略構成を示す平面図。 画像形成ユニットと廃インクタンクの位置関係を示した図。 廃インクタンクを画像形成装置に挿入している様子を示す図。 廃インクタンクと、維持回復装置との要部を示した図。 第２の空吐出受け内のインクミストを回収する回収機構を示す斜視図。 上記回収機構の断面図。 廃インクタンクの断面図。 本実施形態に使用するインクと、他のインクとの流動性を失う粘度に達する時間を比較したグラフ。 廃インクタンク内に廃インクが一定量溜まったか否かを検知する検知手段の断面図。 上記検知手段の分解図。 上記検知手段の要部斜視図。 上記検知手段の他の配置例を示す図。 上記廃インクタンクに上記検知手段の吸収体の一部を遮蔽する遮蔽部を設けた例を示す図。 上記検知手段の他の構成例を示す図。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像形成ユニット
７ 排紙トレイ
９ キャリッジ
１２ 搬送ベルト
１３ ヘッド
４０ 維持・回復装置
４２ 吸引キャップ
４３ 第１の空吐出受け
４４ ワイパーブレード
４６ 第２の空吐出受け
５０ 給紙トレイ
１００ 廃インクタンク
１１０ 検知手段
１１１ 光センサ
１１２ ケース
１１３ 吸収体

Claims (7)

1. インクを吐出する吐出口を備えたヘッド部と、該吐出口の機能を回復するために吐出または吸引されたインクを回収する廃インクタンクとを備え、該廃インクタンク内の廃インクが略山形状となって溜まるインクを用いた画像形成装置において、
   廃インクタンク内に溜まった廃インクを検知する検知手段を備え、該検知手段は、インクを吸収する吸収体と、該吸収体からの光を検知する光学センサとからなり、廃インクタンク内に略山形状となって溜まった廃インクの山頂が所定の高さとなったときに該廃インクタンク内に落下して該略山形状に溜まった廃インクの斜面を流れ落ちる廃インクを吸収できる位置に該吸収体を配置したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記光学センサは、上記吸収体から反射した光を検知することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、
   上記光学センサは、上記吸収体から透過した光を検知することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
   上記吸収体は、直方体であって、該吸収体の最も表面積の小さい面のみを廃インクタンク内に露出させたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
   上記吸収体の上記略山形状となって溜まった廃インクと対向する側の側面下端部と、略山形状となって溜まった廃インクと対向する側の下面の端部とが少なくとも廃インクタンク内に露出していることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
   上記検知手段は、上記吸収体と上記光学センサとを一定間隔で保持する保持部材を備え、該保持部材は、該吸収体と光学センサとの間の空間を遮蔽する遮蔽部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６いずれかの画像形成装置において、
   上記インクは、湿潤剤（保湿剤）や浸透剤等が水に含有された溶媒と顔料とからなる水系インクであって、２５℃におけるインク粘度が５［ｍＰａ・ｓｅｃ］以上であることを特徴とする画像形成装置。

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