JP2009255424A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像劣化に繋がる装置内部の温度上昇を抑制しつつ、極めて効率良くインクミストを回収できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】インク吐出ヘッドを実装したキャリッジ１３の移動方向側に立設された一方の機枠壁部１ｂに排気ファン８を設け、排気ファン８と対向する他方の機枠壁部１ｃに吸気口９を設け、吸気口９を開閉させるシャッタ１０を設け、キャリッジ１３が排気ファン８に接近する際にシャッタ１０を動作させて吸気口９を開放すると共に、キャリッジ１３がその吸気口９に接近する際にシャッタ１０を動作させて該シャッタ１０で吸気口９を遮蔽するシャッタ駆動部１１を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、インク吐出ヘッドを実装させたキャリッジを往復動させながら、プリント用紙を繰り出して、そのプリント用紙に所望の画像を印刷する画像形成装置に関する。

従来から、インク吐出ヘッドを実装させたキャリッジを往復動させながら、プリント用紙を繰り出して、そのプリント用紙に所望の画像を印刷する画像形成装置がある。
この種の画像形成装置は、所望の画像をプリント用紙に印刷する際に、そのインクの一部が装置内に浮遊するインクミストとなることが知られている。
このインクミストは、装置内やプリント用紙を汚し、あるいは、キャリッジの往復動により発生した空気流によって、画像形成装置内を冷却させる給排気口や排気ファンから装置外部に飛翔して、画像形成装置の化粧面や、画像形成装置の設置面、画像形成装置近傍の壁面等を汚してしまうといった問題があった。
そこで、かかる問題を解決するための技術手段が既に提案されている。
例えば、キャリッジの移動方向側の筐体両壁部にフィルタと開口部を交互に設け、そのフィルタと開口部との配設ピッチと同じピッチで配設させたシャッタを筐体壁部に沿って進退動可能に設け、キャリッジが一方の壁部側に移動するとき、その一方の壁部に設けたシャッタがフィルタを露出するように動作して装置内のインクミストをそのフィルタに吸着させ、これと同時に、他方の壁部に設けたシャッタが開口部を露出するように動作するようにしたインクジェット記録装置がある。この装置によれば、キャリッジの移動で発生した空気流を利用してインクミストを回収することで、排気ファンなどの強制的な排気手段を用いずにインクミストによる装置内やプリント用紙の汚れを防止できる、としている（例えば特許文献１参照）。
また、他の例としては、キャリッジの移動で発生した空気流の排出経路となるように、インクジェットプリンタの外観を形成させるケースの上面部と側面部との接する個所に通気口を設け、その通気口をフィルタで被装した液体吐出装置がある。この装置よれば、装置内に浮遊するインクミストは、キャリッジの移動で発生した空気流に乗って、その通気口付近に集中し、通気口を被装したフィルタで回収するから、ケース内でのインクミストによる汚染の広がりを改善できる、としている（例えば特許文献２参照）。
ところで、この種の画像形成装置は、装置エンジンを制御するコントローラボードや電源（スキャナ等を搭載している場合にはそのスキャナーユニットを制御するコントローラボードや発光部）を熱源として、インク吐出ヘッドやインク自体の温度（キャリッジ周辺温度）が上昇して画像劣化に繋がりやすいことから、排気ファンを設けて強制的に装置内部の空気を外部へ排気させることが極めて好適である。
特開２００５−１４５０２１公報 特開２００６−２３１５８６公報

上述した特許文献１及び２は、インクミストの問題のみに着目した技術であるが、上述したように、この種の画像形成装置は、インクミストの問題に加え、画像劣化に繋がる装置内部の温度上昇の問題を内包しており、この両者の問題を極めて効率良く解決することが当然のことながら望ましいものである。
また、上述した特許文献１及び２は、キャリッジがフィルタに向かって移動する際の空気流のみを利用してインクミストをフィルタで回収する技術であり、空間の中をキャリッジが移動する際に発生した空気流の方向にフィルタを配したからといっても、フィルタ自体それ相応の通気抵抗があることから、かかるフィルタを通過する空気流は少なく（インクミストの回収効率が低い）、ほとんどの空気流は、インクミストと共に壁面にぶつかっって壁面を汚したり、装置内部に拡散して任意の個所にインクミストが付着したりしていた。
そこで本発明は、画像劣化に繋がる装置内部の温度上昇を抑制しつつ、極めて効率良くインクミストを回収できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記技術課題を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる画像形成装置は、往復動可能に機枠に内装され、インク吐出ヘッドが実装されたキャリッジと、該キャリッジの移動方向側に立設された一方の機枠壁部に設けられ、機枠内部の空気を外部へ排気させる排気ファンと、該排気ファンに並設されたミスト吸着フィルタと、前記排気ファンと対向する他方の機枠壁部に設けられ、外気を機枠内部に取り入れる吸気口と、該吸気口を開閉可能に設けられたシャッタと、前記キャリッジが前記吸気口に接近する際に前記シャッタを動作させて該シャッタで前記吸気口を遮蔽させると共に、前記キャリッジが前記排気ファンに接近する際に前記シャッタを動作させて前記吸気口を開放させるシャッタ駆動部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２にかかる画像形成装置は、往復動可能に機枠に内装され、インク吐出ヘッドが実装されたキャリッジと、該キャリッジの移動方向側に立設された一方の機枠壁部に設けられ、機枠内部の空気を外部へ排気させる排気ファンと、該排気ファンに並設されたミスト吸着フィルタと、前記排気ファンと対向する他方の機枠壁部に設けられ、外気を機枠内部に取り入れる吸気口と、該吸気口を開閉可能に設けられたシャッタと、前記インク吐出ヘッドの周辺温度を検出させる温度センサと、前記温度センサの検出温度が予め設定された所定温度に満たない場合に前記シャッタで前記吸気口を遮蔽させると共に、前記検出温度が前記所定温度以上の場合に、前記キャリッジが前記吸気口に接近する際に前記シャッタを動作させて該シャッタで前記吸気口を遮蔽させると共に、前記キャリッジが前記吸気口から離間する際に前記シャッタを動作させて前記吸気口を開放させるシャッタ駆動部と、を備えたことを特徴とする。
請求項３にかかる画像形成装置は、請求項１または２において、前記キャリジを往復動させるキャリッジ駆動モータを備え、前記シャッタ駆動部は、前記キャリッジ駆動モータを駆動源として前記シャッタを開閉可能に構成されていることを特徴とする。
請求項４にかかる画像形成装置は、請求項１乃至３の何れか１項において、前記シャッタは、前記吸気口と連通されるシャッタ開口部と前記吸気口を被装させるミスト吸着フィルタとが交互に設けられてなることを特徴とする。

本発明によれば、インク吐出ヘッドを実装したキャリッジの移動方向側に立設された一方の機枠壁部に排気ファンを設け、排気ファンと対向する他方の機枠壁部に吸気口を設けたことで、キャリッジが排気ファンに近づくとき発生した空気流と排気ファンによる空気流とが同方向の流れとなって、極めて効率的に装置内部の温度上昇した空気を外部へ排気できる。このとき、装置内部のインクミストは、排気ファンに並んで設けたミスト吸着フィルタが回収する。さらに、吸気口を開閉させるシャッタを設け、シャッタ駆動部が、キャリッジが排気ファンに接近する際にシャッタを動作させて吸気口を開放するから、インクミストで汚れていない新鮮な空気が装置内部に取り込まれる同時に装置内部の温度を下げる。その逆に、シャッタ駆動部は、キャリッジがその吸気口に接近する際にシャッタを動作させて該シャッタで吸気口を遮蔽するから、装置内部のインクミストを装置外部に漏出するのを防止できる。このように、本発明の画像形成装置によれば、画像劣化に繋がる装置内部の温度上昇を抑制しつつ、極めて効率良くインクミストを回収できる。

次に、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態にかかる画像形成装置は、所謂、インクジェットプリンタであり、図１に示すように、プリンタ外観を形成させ各構成部を内装させる機枠１と、機枠背面側壁部１ａの一端側（図１において右上方）に設けられ装置内部に外気を取り入れる第２吸気口２と、機枠背面側壁部１ａの他端側（図１において左上方）にミスト吸着フィルタ３を介して設けられた第２排気ファン４と、機枠内背面側（図１において上方）に配設されプリンタを制御させるコントローラボード５と、仕切り板６を介して機枠内正面側に配設されプリンタ用紙に画像を形成させる画像形成部と、機枠右側壁部１ｂ（一方の機枠壁部：図１において右方）の正面側寄りにミスト吸着フィルタ７を介して設けられた第１排気ファン８と、第１排気ファン８と対向する機枠左側壁部１ｃ（他方の機枠壁部：図１において左方）で且つ後述するキャリッジ１３の移動方向上に設けられ装置内部に外気を取り入れる第１吸気口９と、その第１吸気口９に開閉可能に設けられたシャッタ１０と、そのシャッタ１０を駆動させるシャッタ駆動部１１とを備えてなる。なお、第１吸気口９、シャッタ１０、シャッタ駆動部１１の詳細は後述する。
このうち上述した画像形成部は、機枠内左右方向に架設されたガイドロッド１２と、そのガイドロッド１２にスライド可能に係合されたキャリッジ１３と、そのキャリッジ１３に実装されプリント用紙に画像を形成させるインク吐出ヘッド（図示せず）と、ガイドロッド１２の両端側に設けられた一対のプーリー１４、１５に掛架されると共に一部がキャリッジ１３に止着されたタイミングベルト１６と、その一対の一方のプーリー１４を回動させるキャリッジ駆動モータ１７と、機枠正面壁部１ｄに開口され印刷済みのプリント用紙が排紙ローラ１８を介して排紙される排紙トレイ１９と、機枠正面壁部１ｄから挿脱されプリント用紙がストックされる給紙トレイ（図示せず）とを備えてなる。

第１吸気口９は、上述したように、機枠左側壁部１ｃの、キャリッジ１３の移動方向上となる所要位置に設けられているが、図２に示すように、所定のピッチで複数穿設されている。個々の第１吸気口９の形状は、円形穴、角穴など、いずれでも良いが、その第１吸気口９の幅は、第１吸気口９同士を結ぶ連結部１ｅの幅より若干狭くなっている。
シャッタ１０は、図２に示すように、第１吸気口９の穿設ピッチと同じピッチで且つ第１吸気口９と同じ形状で複数穿設されたシャッタ開口部１０ａと、そのシャッタ開口部１０ａ同士を結ぶ遮蔽部１０ｂとで板状に形成されていると共に、一端部に板状の耳片１０ｃが突設されてなる。このように形成されたシャッタ１０は、第１吸気口９とシャッタ開口部１０ａとで装置内外と連通可能に、かつ、遮蔽部１０ｂで第１吸気口９を遮蔽可能に、機枠左側壁部１ｃの内面に突設されたガイド（図示せず）にスライド可能に設けられている。

シャッタ駆動部１１は、一端が機枠左側壁部１ｃに掛止され他端が耳片１０ｃに掛止された引っ張りスプリング２０と、機枠左側壁部１ｃに軸支されシャッタ１０のスライド量に対応したリフト量のカム面が形成されると共に、引っ張りスプリング２０によりそのカム面に耳片１０ｃを圧接させた板カム２１と、その板カム２１の支持軸２１ａに嵌合された従動歯車２２と、装置内に固定され回転出力軸に駆動歯車２３が嵌合されたシャッタ駆動モータ２４（パルスモータ）と、駆動歯車２３と従動歯車２２との夫々に噛合されたアイドル歯車２５（二つ一組を図示）とを備えて構成されている。
上述したシャッタ駆動部１１は、駆動歯車２３、従動歯車２２、アイドル歯車２５で構成されたギアトレインを介してシャッタ駆動モータ２４の回転出力を板カム２１に伝達する例であるが、図４に示すように、従動歯車２２の代わりに従動プーリー２６にし、駆動歯車２３の代わりに駆動プーリー２７にし、その両者にタイミングベルト２８を掛け渡してベルト伝達機構にしても良いものである。
また、このシャッタ駆動部１１は、上述した機構部のほかに制御部を備えている。この制御部は、シャッタ駆動モータ２４と電気的に接続され、上述したコントローラボード５を用いて所望の動作を実現させる所定の制御プログラムであり、その詳細は以下に示す一連の動作説明に代えるものとする。

次に、以上のように構成された実施の形態１にかかる画像形成装置の一連の動作を説明する。なお、説明の便宜上、初期状態として、図２に示すように、シャッタ１０の遮蔽部１０ｂで第１吸気口９を塞いでいるものとする。
まず、印刷動作が始まって、キャリッジ１３が第１吸気口９側から第１排気ファン８側に移動を開始すると同時に、シャッタ駆動モータ２４の回転軸を所定の回転角度だけ回転して、駆動歯車２３、アイドル歯車２５、従動歯車２２を介して板カム２１が所定の回転角度だけ回転する。この板カム２１の回転により、引っ張りスプリング２０で板カム２１のカム面に付勢された耳片１０ｃを介して、シャッタ１０が図３において上方にスライド移動する。
シャッタ１０がスライド移動することにより、第１吸気口９にシャッタ開口部１０ａが重畳して装置内外と連通する空気通路を形成する。その空気通路を介して、キャリッジ１３が第１吸気口９側から第１排気ファン８側に移動する際に発生したキャリッジ１３移動後方の空気流（負圧）と第１排気ファン８による吸引力とによって外気が装置内部に入り込むと同時に、キャリッジ１３が第１吸気口９側から第１排気ファン８側に移動する際に発生したキャリッジ１３移動前方の空気流（正圧）と第１排気ファン８による吸引力とによって、装置内部の空気が第１排気ファン８を介して装置外に排気する。
この第１排気ファン８によるキャリッジ１３側の換気と、第２吸気口２と第２排気ファン４とによるコントローラボード５側の換気とで、装置内部全体の温度が低下する。
なお、装置内部の空気が第１排気ファン８を介して装置外に排気する際、第１排気ファン８に並設したミスト吸着フィルタ７に装置内部に浮遊したインクミストが吸着する。

その逆に、キャリッジ１３が第１排気ファン８側から第１吸気口９側に移動を開始すると同時に、シャッタ駆動モータ２４の回転軸を所定の回転角度だけ回転して、駆動歯車２３、アイドル歯車２５、従動歯車２２を介して板カム２１が所定の回転角度だけ回転する。この板カム２１の回転により、引っ張りスプリング２０で板カム２１のカム面に付勢された耳片１０ｃを介して、シャッタ１０が図３において下方にスライド移動する。
シャッタ１０がスライド移動することにより、第１吸気口９に遮蔽部１０ｂが位置して装置内外と連通する空気通路を遮断してインクミストが装置外部に漏出するのを防止すると同時に、第１排気ファン８による吸引力によって、装置内部の空気が第１排気ファン８を介して装置外に排気する。
この第１排気ファン８によるキャリッジ１３側の換気と、第２吸気口２と第２排気ファン４とによるコントローラボード５側の換気とで、装置内部全体の温度が低下する。

このように実施の形態１にかかる画像形成装置は、コントローラボード５側の換気をさせる第２吸気口２と第２排気ファン４のほかに、機枠右側壁部１ｂ（一方の機枠壁部：図１において右方）の正面側寄りに第１排気ファン８を設け、第１排気ファン８と対向する機枠左側壁部１ｃ（他方の機枠壁部：図１において左方）で且つ後述するキャリッジ１３の移動方向上に設けられ装置内部に外気を取り入れる第１吸気口９とを設けたことで、キャリッジ１３が第１排気ファン８に近づくとき発生した空気流と第１排気ファン８による空気流とが同方向の流れとなって、極めて効率的に装置内部の温度上昇した空気を外部へ排気できる。このとき、装置内部のインクミストは、第１排気ファン８に並んで設けたミスト吸着フィルタ７が回収して装置外部にインクミストが漏出するのを防止する。
さらに、第１吸気口９を開閉させるシャッタ１０を設け、シャッタ駆動部１１が、キャリッジ１３が第１排気ファン８に接近する際にシャッタ１０を動作させて第１吸気口９を開放するから、インクミストで汚れていない新鮮な空気が装置内部に取り込まれる同時に、装置内部の温度を下げる。その逆に、シャッタ駆動部１１は、キャリッジ１３がその第１吸気口９に接近する際にシャッタ１０を動作させて該シャッタ１０が第１吸気口９を遮蔽するから、装置内部のインクミストが装置外部に漏出するのを防止できる。このように実施の形態１にかかる画像形成装置によれば、画像劣化に繋がる装置内部の温度上昇を抑制しつつ、極めて効率良くインクミストを回収できる。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかる画像形成装置は、実施の形態１で例示した構成にインク吐出ヘッドの周辺温度を検出させるサーミスタ（温度センサ；図示せず）を設け、シャッタ駆動部１１によるシャッタ１０の動作を、そのサーミスタによる検出温度に基づいて動作制御させた例である。なお、実施の形態１と共通する構成は同一符号を付す。
すなわち、実施の形態２にかかる画像形成装置は、図５に示すように、サーミスタによるインク吐出ヘッドの周辺温度を検出し（Ｓ１）、その検出温度が予め設定された所定温度に満たない場合（Ｓ２；いいえ）、シャッタ１０で第１吸気口９を遮蔽させておく。
サーミスタの検出温度が所定温度以上の場合（Ｓ１；はい）、実施の形態１で例示したシャッタ動作を開始する。すなわち、キャリッジ１３が第１吸気口９に接近する際にシャッタ１０を動作して、そのシャッタ１０で第１吸気口９を遮蔽すると共に、キャリッジ１３が第１吸気口９から離間する際にシャッタ１０を動作して、そのシャッタ１０で第１吸気口９を開放する（Ｓ３）。
第１排気ファン８及び第２排気ファン４は、装置内の温度が上昇する作像時や、装置内の温度が設定温度以上になったら駆動するようになっている。この設定温度とは、装置内部の温度が画像品質に悪影響を及ぼす恐れがある温度よりも大きく下回る、十分な安全率を加味した温度設定になっている。
このように実施の形態２にかかる画像形成装置が、シャッタ１０を動作制御することで、実施の形態１の効果に加え、所定温度以下ではシャッタ１０は常に閉じていることから、画像形成装置の駆動音を低減できる。
なお、シャッタ１０の開閉を開始させるための所定温度は、十分な安全率を加味した温度設定になっている第１排気ファン８及び第２排気ファン４の駆動開始の設定温度と同じ必要は全くなく、第１排気ファン８及び第２排気ファン４の駆動開始の設定温度より高く設定しても良い。このようにすることにより画像形成装置の駆動音より低減できる。

（実施の形態３）
実施の形態３にかかる画像形成装置は、実施の形態１で例示したシャッタ駆動モータ２４を、図６に示すように、キャリッジ駆動モータ１７と兼用させた例である。この場合、ギアトレインを介してキャリッジ駆動モータ１７の回転出力を板カム２１に伝達するギア伝達機構やベルト伝達機構にしても良いもので、特に限定されない。図６は、ベルト伝達機構を示し、符号は、図４と同一符号を付す。このようにシャッタ駆動モータ２４をキャリッジ駆動モータ１７と兼用させることで、部品点数が削減し、既存の制御系そのままの使用できることから、製造コストを押さえることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４にかかる画像形成装置は、図７に示すように、実施の形態１で例示したシャッタ１０の遮蔽部１０ｂをミスト吸着フィルタ２９にした例である。なお、実施の形態１と共通する構成は同一符号を付す。
このように構成することで、キャリッジ１３が第１吸気口９側に移動する際、生じた空気流の一部がミスト吸着フィルタ２９を介して装置外部に放出する。その放出の際、装置内のインクミストがミスト吸着フィルタ２９に吸着するから、装置内のインクミストを低減できる。また、ミスト吸着フィルタ２９が第１吸気口９を塞ぐため、このミスト吸着フィルタ２９が画像形成装置の駆動音を吸収して音の遮蔽効果も期待できる。また、実施の形態２のように、シャッタ１０の動作をサーミスタによる検出温度に基づいて動作制御することで、シャッタ１０が開く必要がない場合の駆動音の放出低減が期待できる。
以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

実施の形態１にかかる画像形成装置の模式的な横断平面図である。 第１吸気口を遮蔽させた状態のシャッタ廻りの模式的な平面図である。 第１吸気口を開放させた状態のシャッタ廻りの模式的な平面図である。 シャッタ駆動部の他の態様を示したシャッタ廻りの模式的な平面図である。 実施の形態２にかかる画像形成装置のシャッタ動作を示すフローチャートである。 実施の形態３にかかる画像形成装置のキャリッジ駆動モータ及びカム廻りの模式的な平面図である。 実施の形態４にかかる画像形成装置のシャッタ廻りの模式的な平面図である。

符号の説明

１ 機枠、１ａ 機枠背面側壁部、１ｂ 機枠右側壁部、１ｃ 機枠左側壁部、１ｄ 機枠正面壁部、１ｅ 連結部、２ 第２吸気口、３ ミスト吸着フィルタ、４ 第２排気ファン、５ コントローラボード、６ 仕切り板、７ ミスト吸着フィルタ、８ 第１排気ファン、９ 第１吸気口、１０ シャッタ、１０ａ シャッタ開口部、１０ｂ 遮蔽部、１０ｃ 耳片、１１ シャッタ駆動部、１２ ガイドロッド、１３ キャリッジ、１４ プーリー、１５ プーリー、１６ タイミングベルト、１７ キャリッジ駆動モータ、１８ 排紙ローラ、１９ 排紙トレイ、２０ 引っ張りスプリング、２１ 板カム、２１ａ 支持軸、２２ 従動歯車、２３ 駆動歯車、２４ シャッタ駆動モータ、２５ アイドル歯車、２６ 従動プーリー、２７ 駆動プーリー、２８ タイミングベルト、２９ ミスト吸着フィルタ

Claims (4)

1. 往復動可能に機枠に内装され、インク吐出ヘッドが実装されたキャリッジと、
   該キャリッジの移動方向側に立設された一方の機枠壁部に設けられ、機枠内部の空気を外部へ排気させる排気ファンと、
   該排気ファンに並設されたミスト吸着フィルタと、
   前記排気ファンと対向する他方の機枠壁部に設けられ、外気を機枠内部に取り入れる吸気口と、
   該吸気口を開閉可能に設けられたシャッタと、
   前記キャリッジが前記吸気口に接近する際に前記シャッタを動作させて該シャッタで前記吸気口を遮蔽させると共に、前記キャリッジが前記排気ファンに接近する際に前記シャッタを動作させて前記吸気口を開放させるシャッタ駆動部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 往復動可能に機枠に内装され、インク吐出ヘッドが実装されたキャリッジと、
   該キャリッジの移動方向側に立設された一方の機枠壁部に設けられ、機枠内部の空気を外部へ排気させる排気ファンと、
   該排気ファンに並設されたミスト吸着フィルタと、
   前記排気ファンと対向する他方の機枠壁部に設けられ、外気を機枠内部に取り入れる吸気口と、
   該吸気口を開閉可能に設けられたシャッタと、
   前記インク吐出ヘッドの周辺温度を検出させる温度センサと、
   前記温度センサの検出温度が予め設定された所定温度に満たない場合に前記シャッタで前記吸気口を遮蔽させると共に、前記検出温度が前記所定温度以上の場合に、前記キャリッジが前記吸気口に接近する際に前記シャッタを動作させて該シャッタで前記吸気口を遮蔽させると共に、前記キャリッジが前記吸気口から離間する際に前記シャッタを動作させて前記吸気口を開放させるシャッタ駆動部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記キャリジを往復動させるキャリッジ駆動モータを備え、
   前記シャッタ駆動部は、前記キャリッジ駆動モータを駆動源として前記シャッタを開閉可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記シャッタは、前記吸気口と連通されるシャッタ開口部と前記吸気口を被装させるミスト吸着フィルタとが交互に設けられてなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の画像形成装置。

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