JP2010284935A - インクジェット装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドと被記録体との間に形成される空間に空気流を整えて送り込んで、帯電させたインクミストを回収するインクジェット装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド１によってインク７を吐出し、被記録体５に着弾させるインクジェット装置であって、吐出口から吐出されたインク７を帯電させる帯電部１５と、インクジェットヘッド１に対する被記録体５の移動方向の上流側に設けられ、インクジェットヘッド１と被記録体５との間の空間に空気流を整えて送り込む整流部材３１と、インクジェットヘッド１に対する被記録体５の移動方向の下流側に設けられ、インクジェットヘッド１と被記録体５との間の空間を通過後のインクミスト８を含む空気流を滞留させる滞留部４１と、帯電部１５によって帯電されたインクミスト８を回収する回収部２１とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットヘッドから被記録体へインクを吐出して記録を行うインクジェット装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

インクジェットヘッドからインクを吐出した際、主滴であるインクの他に微小な液滴であるインクミストが多数形成される場合がある。

インクミストは被記録体には着弾せず、インクジェットヘッドと被記録体との間を浮遊し、最終的にはほとんどのインクミストがノズル近傍に付着する。付着したインクミストは、ノズル詰まりやインク吐出方向曲がりなどの不具合を生じさせることがある。

特許文献１には、インクジェットヘッドに対する被記録体移動方向の下流側の空気流のみによってインクミストを回収する発明が開示されている。

しかし、特許文献１に記載の発明は、ノズル部分に空気流を導入するための構成が被記録体移動方向上流側には何ら設けられていない。このため、ノズルと記録体との間に導入される空気は乱れた流れとなってしまい、インクミストが集積板の方向へ導かれにくくなってしまう可能性があった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、インクジェットヘッドと被記録体との間に形成される空間に空気流を整えて送り込んで、帯電させたインクミストを回収するインクジェット装置及びこれを用いた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、第１の態様として、インクを吐出口から吐出飛翔させるインク吐出手段を備えたインクジェットヘッドによってインクを吐出し、被記録体に着弾させるインクジェット装置であって、吐出口から吐出されたインクを帯電させる帯電手段と、インクジェットヘッドに対する被記録体移動方向の上流側に設けられ、インクジェットヘッドと被記録体との間の空間に空気流を整えて送り込む整流手段と、インクジェットヘッドに対する被記録体移動方向の下流側に設けられ、インクジェットヘッドと被記録体との間の空間を通過後のインクの微小滴であるインクミストを含む空気流を滞留させる滞留手段と、帯電手段によって帯電されたインクミストを回収する回収手段とを有するインクジェット装置を提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様に係るインクジェット装置を用いた画像形成装置であって、インクジェット装置からインクを吐出することにより、被記録体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

本発明によれば、インクジェットヘッドと被記録体との間に形成される空間に空気流を整えて送り込んで、帯電させたインクミストを回収するインクジェット装置及びこれを用いた画像形成装置を提供できる。

本発明を好適に実施した第１の実施形態に係るインクジェット装置の構成を示す図である。 第１の実施形態に係るインクジェット装置の帯電部の構成を示す図である。 コロトロンの構成を示す図である。 本発明を好適に実施した第２の実施形態に係るインクジェット装置の構成を示す図である。 本発明を好適に実施した第３の実施形態に係るインクジェット装置の構成を示す図である。 第３の実施形態に係るインクジェット装置の整流部材の構成を示す図である。 第３の実施形態に係るインクジェット装置の整流部材の別の構成を示す図である。

〔第１の実施形態〕
図１に、本発明を好適に実施した第１の実施形態に係るインクジェット装置の断面を示す。また、図２に、インクを帯電させる帯電部を拡大して示す。
本実施形態に係るインクジェット装置は、インクジェットヘッド１、回収部２、整流部材３１及び滞留部４１を備えている。
インクジェットヘッド１は、圧電素子１１、振動板１２、インク室１３、ノズル１４、及び帯電部１５から構成される。

回収部２１は、インク吐出によって発生するインクミスト８を回収する。整流部材３１は、インクジェットヘッド１に対する被記録体５の移動方向（矢印Ａ方向）の上流側に設けられている。なお、図示するように、整流部材３１が支点を介して回動可能となるようにインク室１３と連結することにより、後段で説明する整流作用の調整が容易となる。滞留部４１は、インクミスト８を含んだ空気流を滞留させるために被記録体５の移動方向の下流側に設けられている。

インクジェットヘッド１は、圧電素子１１に電圧を加圧することで、圧電素子１１を伸縮振動させ、その振動によってインク室１３内に充填されたインクに振動板１２を介して圧力を与えることで、インクに運動エネルギーを与え、インク７をノズル１４から吐出させ、被記録体５の上に着弾させる。さらに、インク７は、吐出直後に帯電部１５によって帯電させられる。

図２に示すように、帯電部１５は、ノズル面に接して配置された絶縁部材１５３、１５４を介して取り付けられた二つの電極１５１、１５２によって構成されている。この二つの電極１５１、１５２の間に電圧をかけ、インク室１３内の設置されたインクを吐出後から電極間を通過中に帯電させる。

また、インクジェットヘッド１に対する被記録体５の移動方向の上流側に設けられた整流部材３１は、インクジェットヘッド１と隙間を空けることなく設置されている。整流部材３１は、被記録体５の移動によって発生する空気流をインクジェットヘッド１と被記録体５の間に形成される空間へ整えて送り込んでいる。この空気流は、主滴であるインク７の飛翔方向を曲げるような強い流れではなく、インク７の吐出と同時に発生する帯電された微小なインクミスト８を移動させる程度の流れである。インクジェットヘッド１と被記録体５の間を通過後の空気流は、図示するように上昇気流となってインクミスト８を滞留部４１へ移動させ、インクミスト８がコロトロンからなる回収部２１によって回収される。

図３に、回収部２１の断面構成を示す。
コロトロンとしての回収部２１は、筐体２１１、ワイヤ２１２、受け皿２１３で構成される。回収部２１は、図の奥行き方向（紙面と垂直な方向）に沿ってインクジェット装置から引き抜き可能である。

回収部２１によって回収されたインクミスト８は、筐体２１１の内側やワイヤ２１２に付着し、その後、乾燥して固まる。固まったインク（インクミスト８）は、付着したままにしておくと、インクミスト８の回収性能が低下するため、掻き落として除去する必要がある。
掻き落とされたインクは、筐体２１１に設けられた開口部を通って受け皿２１３に落下して回収される。受け皿２１３は、図の奥行き方向に沿って引き抜き可能になっており、定期的に掻き落とされたインクを所定の回収容器に捨てられるようになっている。これにより、回収部２１のコロトロンとしてのインクミスト８の回収性能を維持できる。なお、受け皿２１３と筐体２１１とは必ずしも別個の構成である必要はなく、筐体２１１の一部が受け皿としての機能を備えていても良い。

インクミスト８は、インクジェットヘッド１と被記録体５との間に残留するとノズル１４の近傍に付着し、ノズル詰まりや吐出方向曲がりなどの不具合を生じさせることがあるが、本実施形態に係るインクジェット装置では、インクジェットヘッド１と被記録体５との間に残留するインクミスト８が回収部２１によって回収されるため、不具合の発生が防止される。

〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。図４に、本実施形態に係るインクジェット装置の断面を示す。第１の実施形態とほぼ同様であるが、摩擦帯電シート２２４を用いた回収部２２を備えた構成となっている点が相違する。
回収部２２は、摩擦帯電シート２２４をロール状に巻き、供給ロール２２１、巻き取りロール２２２、摩擦帯電シート２２４を帯電させる摩擦帯電部材２２３から構成されている。

摩擦帯電シート２２４は、供給ロール２２１から繰り出され、巻き取りロール２２２によって巻き取られて移動する。この際、摩擦帯電部材２２３を供給ロール２２１に当接させることで摩擦帯電シート２２４がインク７とへ逆の電荷に帯電する。帯電した摩擦帯電シート２２４には、第１の実施形態と同様に、上昇気流によって滞留部４１に移動させられたインクミスト８が付着する。インクミスト８が付着した部分は巻き取りロール２２２側に移動して退避され、未使用部が供給ロール２２１から供給される。

以上により、第１の実施形態と同様に、ノズル詰まりやインク吐出方向曲がりなどの不具合の発生を防止できる。

〔第３の実施形態〕
本発明を好適に実施した第３の実施形態について説明する。図５に、本実施形態に係るインクジェット装置の断面を示す。第１の実施形態とほぼ同様であるが、インクジェットヘッド１の両側に、回収部２１、２３及び滞留部４１、４２をそれぞれ備えている。また、インクジェットヘッド１の両側には整流部材３１、３２がそれぞれ設けられるが、これらの構造については後段で説明するため、図５では図示は省略している。

図５（ａ）は、インクジェットヘッド１に対して被記録体５が矢印Ａの方向に移動する場合であり、被記録体５の移動方向Ａの下流側の回収部２１にてインクミスト８を回収している。一方、図５（ｂ）は、インクジェットヘッド１に対して被記録体５が矢印Ｂの方向に移動する場合であり、被記録体５の移動方向Ｂの下流側の回収部２３にてインクミスト８を回収している。

このように、インクジェットヘッド１の両側に回収部を設けることにより、被記録体がどちらの方向に移動する場合でもインクミストを回収できる。

図６に、本実施形態に係るインクジェット装置の整流部材の構成を示す。本実施形態では二つの整流部材３１及び３２が、インクジェットヘッド１の両側にそれぞれ設けられている。なお。説明の簡略化のために図６では滞留部４１、４２の図示は省略している。

図６（ａ）は、インクジェットヘッド１に対して被記録体５が矢印Ａ方向に移動する場合であり、被記録媒体５の移動方向Ａの上流側の整流部材３１が所定の位置に配置されている。この状態において、整流部材３１は、インクジェットヘッド１と被記録体５との間に形成される空間に空気流を整えて送り込んでいる。一方、下流側の整流部材３２は、支点を中心に回転することよって退避しているため、下流側においてインクミスト８を含んだ空気流は上昇気流を形成する。
図６（ｂ）は、インクジェットヘッド１に対して被記録体５が矢印Ｂ方向に移動する場合であり、被記録媒体５の移動方向Ｂの上流側の整流部材３２が所定の位置に配置されている。この状態において、整流部材３２は、インクジェットヘッド１と被記録体５との間に形成される空間に空気流を整えて送り込んでいる。一方、下流側の整流部材３１は、支点を中心に回転することよって退避しているため、下流側においてインクミスト８を含んだ空気流は上昇気流を形成する。

また、図７に、本実施形態に係るインクジェット装置の整流部材の別の構成を示す。図６と同様に二つの整流部材３１及び３２が、インクジェットヘッド１の両側にそれぞれ設けられている。整流部材３１、３２は弾性材料で構成されており、アクチュエータ６１、６２の動きに伴って後述するように変形可能となっている。整流部材３１、３２の一端は、インク室１３に固定されている。なお。説明の簡略化のために図７では滞留部４１、４２の図示は省略している。

図７（ａ）は、インクジェットヘッド１に対して被記録体５が矢印Ａ方向に移動する場合であり、被記録体５の移動方向Ａの上流側の整流部材３１は、アクチュエータ６１によって下方に押し出されてインク７吐出方向に対して凸形状となっており、整流部材３１は、インクジェットヘッド１と被記録体５との間に形成される空間に空気流を整えて送り込んでいる。これに対して、被記録体５の移動方向Ａの下流側の整流部材３２は、アクチュエータ６２によって上方へ引っ張られてインク７の吐出方向に対して凹形状となっており、下流側においてインクミスト８を含んだ空気流は上昇気流を形成する。
図７（ｂ）は、インクジェットヘッド１に対して被記録体５が矢印Ｂ方向に移動する場合であり、被記録体５の移動方向Ｂの上流側の整流部材３２は、アクチュエータ６２によって下方に押し出されてインク７吐出方向に対して凸形状となっており、整流部材３２は、インクジェットヘッド１と被記録体５との間に形成される空間に空気流を整えて送り込んでいる。これに対して、被記録体５の移動方向Ｂの下流側の整流部材３１は、アクチュエータ６１によって上方へ引っ張られてインク７の吐出方向に対して凹形状となっており、下流側においてインクミスト８を含んだ空気流は上昇気流を形成する。

なお、アクチュエータ６１、６２は、往復動を実現する素子であればその構成は任意であり、例えばソレノイドを用いて構成可能である。

このように、被記録体の移動方向に対応して整流部材を移動させたり、形状を変化させたりすることにより、空気流の整流とインクミストを含んだ空気流の滞留部への導入とを効率的に行うことができる。

なお、ここでは第１の実施形態と同様にコロトロンによる回収部を備えた構成を例としたが、第２の実施形態と同様に摩擦帯電シートによる回収部を用いても同様の効果が得られる。

なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることなく様々な変形が可能である。

１ インクジェットヘッド
５ 被記録体
７ インク
８ インクミスト
１１ 圧電素子
１２ 振動板
１３ インク室
１４ ノズル
１５ 帯電部
２１、２２、２３ 回収部
３１、３２ 整流部材
４１、４２ 滞留部
６１、６２ アクチュエータ
１５１、１５２ 電極
１５３、１５４ 絶縁部材
２１１ 筐体
２１２ ワイヤ
２１３ 受け皿
２２１ 供給ローラ
２２２ 巻き取りローラ
２２３ 帯電部材
２２４ 摩擦帯電シート

特開２０００−２６３８１４号公報

Claims (11)

1. インクを吐出口から吐出飛翔させるインク吐出手段を備えたインクジェットヘッドによってインクを吐出し、被記録体に着弾させるインクジェット装置であって、
   前記吐出口から吐出されたインクを帯電させる帯電手段と、
   前記インクジェットヘッドに対する被記録体移動方向の上流側に設けられ、前記インクジェットヘッドと前記被記録体との間の空間に空気流を整えて送り込む整流手段と、
   前記インクジェットヘッドに対する被記録体移動方向の下流側に設けられ、前記インクジェットヘッドと前記被記録体との間の空間を通過後の前記インクの微小滴であるインクミストを含む空気流を滞留させる滞留手段と、
   前記帯電手段によって帯電されたインクミストを回収する回収手段とを有するインクジェット装置。
2. 前記回収手段はコロトロンであり、前記インクに帯電する電荷とは逆の電荷を発生させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット装置。
3. 前記コロトロンが、前記インクジェットヘッドの主走査方向に沿って脱着可能に設置されたことを特徴とする請求項２記載のインクジェット装置。
4. 前記コロトロンへ付着後に掻き落とされたインクを積載するインク受け部材を有し、該インク受け部材が前記インクジェットヘッドの主走査方向に沿って脱着可能に設置されたことを特徴とする請求項３記載のインクジェット装置。
5. 前記回収手段は、前記インクとは逆の電荷に帯電されたシートであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット装置。
6. 前記シートはウェブ部材で構成され、既使用部分を退避させ未使用部分を供給するように移動されることを特徴とする請求項５記載のインクジェット装置。
7. 前記被記録体を対向する２方向に搬送可能であり、各移動方向に対応して上流側に前記整流手段が、下流側に前記滞留手段がそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のインクジェット装置。
8. 前記整流手段の各々は、前記空気流を形成しない状態に遷移可能であることを特徴とする請求項７記載のインクジェット装置。
9. 前記整流手段は、前記空気流を形成する略平板状の弾性部材を備え、
   前記インクジェットヘッドに対する被記録体移動方向の上流側においては前記弾性部材を前記インクの吐出方向に対して凸形状に弾性変形させ、下流側においては前記弾性部材を前記インクの吐出方向に対して凹形状に弾性変形させることを特徴とする請求項８記載のインクジェット装置。
10. 前記滞留手段は前記インクジェットヘッドと隙間無く接続されており、該滞留手段の内部に前記回収手段が配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のインクジェット装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項記載のインクジェット装置を用いた画像形成装置であって、前記インクジェット装置から前記インクを吐出することにより、前記被記録体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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