JP2014221541A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出形式の画像形成装置における安定したインクミスト回収。
【解決手段】吐出口から液体を吐出して媒体に画像を形成する画像形成手段と、吐出口の近傍に設けられた回収口とダクトとを備え、吐出口からの液体吐出により発生したミストを回収口から吸い込みダクトを通して回収する回収手段と、吐出口の近傍を介さずにダクトに流体を供給する供給手段と、を備える画像形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を吐出して媒体に画像等を形成する画像形成装置に関する。具体的には、液体吐出時に生じるミストを回収してミスト飛散による装置内汚染や画像品位低下を抑制する画像形成装置に関する。

例えばインクジェット記録装置のような液体吐出方式の画像形成装置では、液体吐出ヘッドに設けた吐出口から液体を吐出して媒体に付着させて、画像等の形成を行う。このとき、液体吐出ヘッドから吐出された液滴の尾引き現象等により、該液滴よりも小さい霧状の小液滴が形成されることがある。この小液滴はいわゆるミストとして知られている。ミストは空気中を浮遊し、周辺部品へ付着して、画像形成装置による成果物を汚してしまうことがある。

特許文献１は、そのような問題を防ぐために、ミストを回収するためのミスト回収機構を設けたインクジェット記録装置を開示している。特許文献１のミスト回収機構は、浮遊しているミストを液体吐出ヘッドの液体吐出部の近傍に設けたミスト回収口から吸引ファンによって吸引回収して、液体吐出ヘッド周辺の汚れを低減するものである。

特開第２００５−２７１３１６号公報

液体を吐出するための吐出口の周囲雰囲気の湿度が低下すると、吐出口の内部および周辺の液体が乾燥する。これにより、液体の濃度上昇、粘度上昇、固化などが生じ、吐出口の目詰まりや、吐出された液体により形成される画像の濃度変動が生じることがある。特許文献１には開示されていないが、この問題に対して、液体吐出ヘッド近傍へ加湿流体を供給する加湿装置を設けている記録装置がある。

特許文献１が開示する構成に対し、上述のような、液体吐出ヘッド近傍へ加湿流体を供給する加湿装置を取り入れて、加湿流体をミストと共にミスト回収機構によって回収する構成とすることは可能である。

しかしながら、ミスト回収機構のミスト回収路内の湿度が低下すると、流路内でミストが粘着化して固着する。固着したミストが流路を狭め、あるいは塞いでしまうと、ミストの安定した回収ができなくなる。ミスト回収能力が低下すると、状況に応じて各部品の分解清掃を行う必要が生じるなど、メンテナンス性が大きく低下してしまう可能性がある。特に商業用プリンタのように高速の画像形成を連続して行う画像形成装置においては、回収されるミスト量が多いために、この問題は顕著かつ重要となる。

そこで、本発明の目的は、ミストが発生する液体吐出方式の画像形成装置において、長期間にわたって安定したミスト回収を行うことができる手段を提供することである。

上記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、吐出口から液体を吐出して媒体に画像を形成する画像形成手段と、吐出口の近傍に設けられた回収口とダクトとを備え、吐出口からの液体吐出により発生したミストを回収口から吸い込みダクトを通して回収する回収手段と、吐出口の近傍を介さずにダクトに流体を供給する供給手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、ミスト回収手段内に流体を安定して供給することができる。これにより、回収されたミストが回収手段において粘着化や固着化することが防止され、流路閉塞による回収不良を防ぐことができ、安定したミスト回収が可能となる。

画像形成装置の構成を示す横断面図である。 画像形成部周辺の加湿流体の流れを示す横断面図である。 画像形成部周辺の加湿流体の流れを示す斜視図である。 画像形成部を経由しない加湿流体の流れを示す横断面図である。 画像形成部を経由しない加湿流体の流れを示す斜視図である。 画像形成部を経由しない加湿流体の別の流れを示す斜視図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。

図１に、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略横断面図を示す。本実施形態の画像形成装置は、インクジェット方式の高速ラインプリンタであり、シート搬送方向における長さが繰り返しのプリント単位の長さよりも長い連続したシート（媒体）Ｓに対してプリントを行う。ここでいう繰り返しのプリント単位とは、例えば、１ページあるいは単位画像である。このような画像形成装置は、例えば、プリントラボ等における大量の枚数のプリントを行うプリンタの分野に好適に使用されている。

本実施形態の画像形成装置は、シート供給部４１、画像形成部４４、シート搬送部２、シート巻取部４２、加湿部１０、インクミスト回収部、制御部４３の各ユニットを備える。

シート供給部４１は、シートＳを保持して供給するためのユニットである。本例では、シートＳはロール状に巻かれた連続シートである。シートＳは、シート供給部４１から供給されて、シート搬送部２によりシート搬送方向Ｘに搬送されつつ、画像形成部４４によりインクが付与されて、シート上に画像が形成される。画像形成後のシートＳは、シート搬送部２によりシート搬送方向Ｘにさらに搬送され、シート巻取り部４２にて巻き取られる。本発明において、シートの形態は、例えば単位長さ毎に折り返されて積層された形態の連続シートであってもよく、その場合、画像形成後のシートＳは、シート巻取り部４２に相当するシート回収部において、折り返されて積層された形態で回収されてもよい。

画像形成部４４は、複数のヘッドユニット１を備え、各ヘッドユニット１は、使用が想定されるシートの最大画像形成幅にわたってインクジェット方式の吐出口が配列されたライン型の液体吐出ヘッドを備える。本例ではＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）、Ｋ（ブラック）の６色のインクに対応した６つのヘッドユニット１ａ〜１ｆがシート搬送方向Ｘに順に並んでいる。各色のインクはそれぞれインクタンクからインクチューブを介して対応するインク色のヘッドユニット１の液体吐出ヘッドに供給される。なお、本発明において、インクジェット方式に限定はなく、例えば、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、およびＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。また、本発明において、インクの色数、ヘッドユニット１の数、および液体吐出ヘッドの数は６つに限定されない。また、ヘッドユニット１は、本実施形態に限定されず、液体吐出ヘッドとインクタンクとが一体になった形態であってもよい。

画像形成部４４において、複数のヘッドユニット１はヘッドホルダ６によって一体的に保持されている。ヘッドホルダ６は、それぞれ１つのヘッドユニット１を挿入する６つの開口を備えた部材であり、開口にヘッドユニット１を取り付けた際に、開口から上方へ空気が漏れないように、隙間のない気密の状態を保持するように構成されている。これにより、インクを吐出した際に吐出口から発生したインクミスト、および後述する画像形成部４４近傍に供給された加湿流体が、ヘッドホルダ６よりも上方に拡散することは抑止される。ヘッドホルダ６は、各ヘッドユニット１が備える液体吐出ヘッドの吐出口と吐出口から吐出されたインクが付与される位置に配置されたシートＳとの間隔を可変とするために、シートＳの表面に対して上下方向に移動できる間隔調整機構を備えている。以下、ヘッドユニット１が備える液体吐出ヘッドの吐出口から吐出されたインクが付与される位置を、画像形成位置ともいう。また、以下、ヘッドユニット１が備える液体吐出ヘッドの吐出口を、単に、ヘッドユニット１の吐出口ともいう。画像形成位置に配置されたシートＳに対してヘッドユニット１の吐出口からインクが吐出され、吐出されたインクがシートに付与されて、シート上に画像が形成される。

シート搬送部２は、画像形成位置の近傍においてシートＳを両面から挟持する７つのローラ対を備える。各ローラ対は、従動回転する上側のピンチローラ３と、駆動力が与えられた下側の駆動ローラ４とのペアからなる。ピンチローラ３はシート搬送方向Ｘの上流側から下流側に向かう順にピンチローラ３ａ〜３ｇを含み、駆動ローラ４は上流側から下流側に向かう順に駆動ローラ４ａ〜４ｇを含む。シート搬送部２は、さらに、画像形成位置においてシートＳを下から支持するためのプラテン５を備える。プラテン５は６つのプラテン５ａ〜５ｆに分割されており、６つのプラテン５ａ〜５ｆの各々は、７つの駆動ローラ４ａ〜４ｇの隣り合うローラ間のそれぞれに位置し、且つ、６つのヘッドユニット１ａ〜１ｆにそれぞれ対向するように配設されている。見方を変えると、複数の駆動ローラ４はそれぞれプラテン５の開口に回転可能な状態で埋め込まれている。シートＳは、ヘッドユニット１ａ〜１ｆに対向する位置、すなわち画像形成位置のそれぞれにおいて、プラテン５で支持され、且つ、各画像形成位置の上流側および下流側においてローラ対で挟持される。この構成により、シート搬送の挙動が安定する。シート供給部４１から供給されたシートＳは、複数の挟持位置を短い周期で通過してシート搬送方向Ｘに搬送されていくので、プラテン５からのシートの浮きが抑制され、安定したシートの導入および搬送がなされる。

加湿部１０は、加湿流体を生成し、生成された加湿流体を供給するためのユニットである。加湿流体とは、湿度を高めるための流体であり、加湿流体の例は、加湿された空気を含む。本実施形態は気化式の加湿方式を採用しており、高い吸水性の回転体が加湿部１０の筺体の底に蓄積された水を吸いながら回転し、外部から取り込まれた空気が回転体に当たりながら通過することで、加湿がなされる。本発明において加湿方式はこれに限定されず、気化式の他、水噴霧式、蒸気式などの方式を採用することができる。加湿部１０は、加湿流体を経路の異なる２種類の流れ（第１の流れおよび第２の流れ）として供給できるように構成されている。加湿流体の第１の流れおよび第２の流れ、ならびに加湿流体の供給機構の詳細については、図２および図３を用いて後述する。

インクミスト回収部は、流体を回収するためのユニットである。回収する流体の例は、ヘッドユニット１の吐出口からのインク吐出により発生したインクミスト、および加湿部１０から供給された加湿流体の少なくとも一部を含む。インクミスト回収部は、回収口（開口部）８、第１ダクト７、第２ダクト９、防水加工が施されている吸気ファン１３、およびインク回収タンク１４を有する。インクミスト回収部は、吸気ファン１３による吸引によって、回収口８から流体を吸い込み、第１ダクト７および第２ダクト９を通してインク回収タンクに回収できるように構成されている。すなわち、第１ダクト７および第２ダクト９は、吸引ダクトである。インクミスト回収部による流体の回収機構の詳細については、図２および図３を用いて後述する。

制御部４３は、画像形成装置全体の各部の制御を司るユニットであり、ＣＰＵ（中央演算処理部）およびメモリを有する。ＣＰＵは、画像形成装置の各構成要素の動作を統合的に制御する。メモリは、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＨＤＤ（ハードディスク）を含むことができる。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行するためのプログラムや画像形成装置の各種動作に必要な固定データを格納する。ＲＡＭは、ＣＰＵのワークエリアとして用いられたり、種々の受信データの一時格納領域として用いられたり、各種設定データを記憶させたりすることができる。ＨＤＤは、ＣＰＵが実行するためのプログラム、画像データ、画像形成装置の各種動作に必要な設定情報を記憶し読み出すことができる。制御部４３は、ユーザーとの入出力インターフェースである操作部（不図示）を含んでいてもよく、操作部は、ハードキーやタッチパネルの入力部、および情報を提示するディスプレイや音声発生器などの出力部を含んでいてもよい。

（第１の流れ）
ここで、図２および図３を参照して、加湿部１０から供給される加湿流体の第１の流れについて説明する。図２および図３中、第１の流れは太矢印２２で示される。第１の流れにおいて、加湿部１０で生成された加湿流体は、ファンで送り出されて加湿ダクト１８を通過し、第１供給口１１から噴出して、画像形成部４４とシート搬送部２との間の狭空間５０に供給される。このとき、より詳細には、加湿部１０において生成された加湿流体は、開閉弁１７ａ、１７ｂを有する加湿ダクト１８ａ、１８ｂを通り、第１供給口１１から排出される。狭空間５０は、複数のヘッドユニット１のそれぞれの吐出口が露出する空間である。第１供給口１１から噴出した加湿流体は、狭空間５０において、まず、最上流のヘッドユニット１ａとシートＳとの間の空間を流れる。続いて加湿流体は、ヘッドホルダ６とピンチローラ３ｂとの間の空間を流れ、次いで隣り合う下流のヘッドユニット１ｂとシートＳとの間の空間を流れる。このようにして以下同様に、加湿流体は上流から下流に向かって、ヘッドユニット１とシートＳとの間の空間と、ヘッドホルダ６とピンチローラ３との間の空間と、を蛇行しながら流れる。

このように、加湿流体の第１の流れとは、狭空間５０に供給されて画像形成部４４近傍を経由する流れである。第１の流れに由来する加湿流体によって、ヘッドユニット１の吐出口は保湿されて乾燥が防止され、乾燥によるインクの吐出不良を抑制することができる。

画像形成部４４近傍には、第１の流れとして第１供給口１１より供給された加湿流体に加え、ヘッドユニット１の吐出口より発生し浮遊しているインクミストが存在し得る。画像形成部４４近傍に存在する第１の流れ由来の加湿流体およびインクミストは、第１ダクト７の下流に接続されている吸引ファン１３により吸気されることによって、回収口８ａ〜８ｇに流れ込む。

（第２の流れ）
次に、図２および図３を参照して、加湿部１０から供給される加湿流体の第２の流れについて説明する。図２および図３中、第２の流れは細矢印２３で示される。第２の流れにおいて、加湿部１０で生成された加湿流体は、第１供給口１１の上部にある第２供給口１２より供給され、加湿流路１５を経由して、加湿流路１５の下流に配置されている加湿排出口１６（図３参照）に排出される。このとき、より詳細には、加湿部１０において生成された加湿流体は、開閉弁１７ｃを有する加湿ダクト１８ｃを通り、第２供給口１２から排出される。加湿排出口１６は、上流側から下流側に向かう順に加湿排出口１６ａ〜１６ｇを含み、加湿排出口１６ａ〜１６ｇはそれぞれ回収口８ａ〜８ｇに接続されている。第２供給口１２より供給され加湿排出口１６から排出された第２の流れに由来する加湿流体は、回収口８ａ〜８ｇ内に流れ込む。第２の流れに由来する加湿流体は、第１の流れに由来する加湿流体およびインクミストが存在する場合、回収口８ａ〜８ｇ内でそれらと合流することができる。

このように、第２の流れとは、画像形成部４４近傍を経由しない流れである。したがって、第２の流れに由来する加湿流体は、画像形成部４４近傍の湿度に影響を与えず、ヘッドユニット１の吐出口の内部および周囲に影響を与えない。

（加湿流体供給機構）
図３を参照して、加湿部１０から加湿流体を供給する機構について詳細に説明する。加湿部１０には、開閉弁１７ａ〜１７ｃを有する加湿ダクト１８ａ〜１８ｃが接続されている。開閉弁１７ａ〜１７ｃは、それぞれ個別に開閉を制御することができる。開閉弁１７ａ〜１７ｃを全て開放すると、加湿流体は、第１の流れおよび第２の流れの両方として供給される。開閉弁１７ａおよび１７ｂを開放し、開閉弁１７ｃを閉鎖すると、加湿流体は、第１の流れとして供給されるが、第２の流れとしては供給されない。また、開閉弁１７ａおよび１７ｂを閉鎖し、開閉弁１７ｃを開放すると、加湿流体は、第２の流れとして供給されるが、第１の流れとしては供給されない。開閉弁１７ａおよび１７ｂの一方を閉じ他方を開けた状態で加湿流体を供給して、第１の流れとすることもできる。このように、各開閉弁の開閉を制御することにより、加湿部１０で生成される加湿流体を、第１の流れおよび第２の流れの一方または両方として供給することができる。

本実施形態では、開閉弁を有する３つの加湿ダクトが配設されているが、本発明においては、加湿流体を第１の流れおよび第２の流れとして個別に供給制御ができるものであれば、加湿ダクトの形態および数は本実施形態のものに限定されない。

（流体回収機構）
回収口８ａ〜８ｇに流入した流体（インクミスト、第１の流れに由来する加湿流体、および第２の流れに由来する加湿流体）は、吸気ファン１３によって吸引され、第１ダクト７および第２ダクト９を経てインク回収タンク１４へ収容される。インク回収タンク１４へ回収された流体（インクおよび加湿流体を含む）が一定量溜まると、回収液体検知センサ（不図示）によってその状態が検知され、満タンであると判断されて、インク回収タンク１４の交換および清掃が促される。回収口８は上流から下流に向かう順に回収口８ａ〜８ｇを含み、これらはそれぞれヘッドユニット１ａ〜１ｆの近傍に配置されている。この構成により、ヘッドユニット１ａ〜１ｆの吐出口から発生するインクミストを回収口８ａ〜８ｇからインクミスト回収部内へ効率よく回収することができる。これにより、ピンチローラ３ａ〜３ｇおよび駆動ローラ４ａ〜４ｇへインクが付着することが防止される。

上記のような加湿流体の供給機構および流体の回収機構を含む構成によって、第１の流れに由来する加湿流体、および第２の流れに由来する加湿流体は、回収口８、第１ダクト７、および第２ダクト９を含むインクミスト回収部内を流れることができる。加湿流体がインクミスト回収部内を流れることにより、インクミスト回収部内は高湿度の状態にされる。加湿流体が安定して供給されることにより、回収口８より回収されたインクミストがインクミスト回収部内において粘着化や固着化することが防止され、インクミスト回収部内の流路閉塞による回収不良を防ぐことができ、安定したインクミスト回収が可能となる。

（加湿流体供給制御）
ヘッドユニット１の近傍の狭空間５０への加湿流体の供給、すなわち加湿流体の第１の流れが不要であると判断される場合がある。その場合における加湿部１０の動作およびインクミスト回収部の動作について説明を行う。

画像形成部４４に常に加湿流体を供給していると、画像形成装置の状況によっては、過度な加湿流体が供給されたことになり、画像形成部４４近傍の部品が損傷する可能性がある。そのような可能性がある場合に、加湿流体の第１の流れが不要であると判断され、加湿流体の供給を停止または供給量を低減するように制御する。そのような可能性がある場合の例は、画像形成動作を行わないとき、およびシートに付与されたインクの液体成分のシート面からの蒸発などにより狭空間５０の湿度がある程度以上に上昇したときを含む。狭空間５０の湿度は、例えば画像形成部４４の下流に配置された湿度センサ（不図示）によって、検知および監視することができる。

加湿流体の第１の流れが不要であると判断された場合は、図４および図５に示すように、第１供給口１１の上流に設けられている開閉弁１７ａ、１７ｂが閉じられる。開閉弁１７ａ、１７ｂが閉じられることにより、加湿流体は、細矢印２３で示すように、開閉弁１７ｃを有する加湿ダクト１８ｃにのみ流れる。このとき加湿流体は加湿ダクト１８ａ、１８ｂには流れないので、加湿流体が第１供給口１１から排出されて画像形成部４４近傍に供給されることはない。すなわち、加湿流体は、加湿部１０から、第２供給口１２、加湿流路１５、加湿排出口１６を経て、インクミスト回収部の回収口８へ供給される。これにより、画像形成部４４近傍に過度な加湿が行われることがなく、インクミスト回収部内を十分に加湿することが可能となり、インクミストがインクミスト回収部内に滞留して粘着、固着することを防ぎ、安定した回収経路を引き続き維持することができる。

画像形成動作を再開するとき、または狭空間５０の湿度がある程度内に収まった際には、開閉弁１７ａ、１７ｂを再度開放することにより、画像形成部４４近傍およびインクミスト回収部内の両方をそれぞれ適切に加湿することができる。

上記実施形態において、加湿流体の供給制御を、開閉弁の開放および閉鎖により行う例を示したが、開閉弁が開位置の調節が可能な弁であり、開位置の制御によって加湿流体の供給量を増減させて適切な加湿状態を得るものであってもよい。

＜第２の実施形態＞
図６を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、第１の流れおよび第２の流れとして、加湿部１０の筺体の底に蓄積された水を気化式の加湿方式によって気化させた加湿流体（加湿空気）を用いて、インクミスト回収部におけるインクの粘着、固着を防止する例を示した。これに対し、第２の実施形態では、加湿部１０の筺体の底に蓄積された水を気化させずに液体のまま第３の流れとして利用する構成をさらに備えて、液体の形態の加湿流体によりインクミスト回収部に滞留したインクを清掃する例を示す。

第２の実施形態において、加湿部１０は筺体の底部付近に、開閉弁を有する第３供給口２０を備える。第３供給口２０には清掃流路２１が接続されている。また、清掃流路２１は、加湿排出口１６ａ〜１６ｇに接続されている。第３供給口２０の開閉弁を開放した状態において、加湿部１０内の水は液体のまま加湿水として第３供給口２０より供給され、清掃流路２１を経由して、加湿排出口１６ａ〜１６ｇに排出される。加湿排出口１６ａ〜１６ｇから排出された加湿水は、回収口８ａ〜８ｇへ供給されて、第１ダクト７および第２ダクト９を経て、下方のインク回収タンク１４へ収容される。

加湿流体の第３の流れとして加湿水がこのようにインクミスト回収部内を流れることによって、インクミスト回収部内に粘着、固着しているインクの再融解を促しつつ、インクミスト回収部内に滞留、粘着、固着しているインクを清掃することが可能となる。液体である加湿水を直接流すことによって、気化した加湿流体を供給するよりもさらに強力な、インクミストの粘着化や固着化の防止および清掃を行うことができる。

第３供給口２０の開閉弁は、例えば、通常は閉鎖状態としておき、画像形成装置の使用状況に応じて、定期的にまたは強力な清掃が必要であると判断された場合に、開放状態としてもよい。加湿水は、例えば加湿部１０にヒーターを設けてヒーターにより加熱することによって、温水とされていてもよい。

画像形成部４４近傍を経由しない加湿流体の第２の流れおよび第３の流れ、すなわち気化させた加湿流体（加湿空気）および液体の形態の加湿流体（加湿水）は、併用してもよく、または片方のみを用いてもよい。

１ 液体吐出ヘッド
２ 搬送部
３ ピンチローラ
４ 駆動ローラ
７ 第１ダクト
８ 回収口
９ 第２ダクト
１０ 加湿部
１１ 第１供給口
１２ 第２供給口
１３ 吸気ファン
１４ インク回収タンク
１５ 加湿流路、
１６ 排出口
１７ 開閉弁
２２ 加湿流体の第１の流れ
２３ 加湿流体の第２の流れ

Claims (5)

1. 吐出口から液体を吐出して媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記吐出口の近傍に設けられた回収口とダクトとを備え、前記吐出口からの液体吐出により発生したミストを前記回収口から吸い込み前記ダクトを通して回収する回収手段と、
   前記吐出口の近傍を介さずに前記ダクトに流体を供給する供給手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記回収手段は、前記ダクトに接続された回収タンクを含むことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記供給手段は、前記吐出口の近傍に加湿空気を供給する手段をさらに有し、供給された前記加湿空気の一部は前記ダクトを介して回収されることを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記流体は、前記画像形成手段の下流に配置されている検知手段により検知された湿度に基づいて供給の制御が行われることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記流体は、画像形成の状況に応じて供給の制御が行われることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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