JP2014226832A - プリント装置及びミスト回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミスト回収機構のファンにインクミストが付着することを抑制したブリント装置を提供する。【解決手段】プリント装置１は、メインダクト８２内に気流を生じさせるファン８１と、メインダクト８２に接続され、プリントヘッド１０の周辺の空気を吸引して空気に含まれるインクミストを回収するミスト回収ダクト９１とを有している。ファン８１よりも気流における下流側の位置でメインダクト８２とミスト回収ダクト９１とが接続される。メインダクト８２とミスト回収ダクト９１とが接続された接続位置での気流の圧力を所定の圧力よりも低くすることにより、ミスト回収ダクト９１から空気を吸引して空気に含まれるインクミストを回収する。【選択図】図１

Description

本発明は、インクを吐出してプリントを行うと共に、プリントの行われる際に発生するインクミストの回収を行うプリント装置に関する。

プリント装置では、インクを吐出して画像をプリントする際に、主滴に伴い、細かい霧状のインクミストが発生することがある。インクミストは、主滴に比べ微小な液滴であって移動速度が著しく遅く、その大部分はプリント媒体に着弾せずに浮遊する。その結果、浮遊するインクミストが、プリント装置内部に付着し堆積する可能性がある。インクミストがリニアエンコーダ等の計測機器に付着した場合には、計測精度が低下する可能性がある。また、インクミストが搬送ローラやピンチローラといったシートの搬送のためのローラに付着した場合には、インクがシートに転写され、記録画像の品質を低下させてしまう可能性がある。

そのため、インクミストを含む気流を吸引してインクミストを回収する回収手段が設けられたプリント装置が特許文献１に提案されている。特許文献１に開示されたプリント装置によれば、インクミストを含んだ気流がフィルターに通されることでインク成分が液状化されて分離され、廃液がタンクの内部に回収されている。

特開２００７−１６０８７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたインクミストを回収する回収手段の構成では、気流がフィルターに通された後に、ファンを通過することになる。気流がフィルターを通過した際に気流に含まれたインクミストがフィルターに捕捉されずに気流内に残る場合には、ファン及びファンの駆動部にインクミストが付着する可能性がある。これによって、ファンの回転が影響を受けたり、ファンの駆動部の寿命が短縮されたりする可能性がある。

本発明は上記の課題に鑑み、インクミストを回収する機構に設けられたファンにインクミストが付着することを抑制することを目的とする。

本発明は、シートに対しインクを吐出してプリントを行うプリントヘッドと、第１ダクトに風を送り込んで気流を発生させるファンと、前記第１ダクトの途中に一方の端部が接続され、他方の端部が前記プリントヘッドの近傍に位置する第２ダクトと、を有し、前記第１ダクトは前記第２ダクトが接続される部位において、部分的に流路が細くなっていることを特徴とする。

本発明によれば、ファンにインクミストが付着することが抑えられるので、長期間に渡りファンの回転が良好に維持される。

本発明の第１実施形態に係るプリント装置を模式的に示した断面図である。 （ａ）は図１のプリント装置におけるインクミスト回収手段のダクトとミスト回収ダクトとが接続された接続位置について拡大して示した断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態に係るプリント装置を模式的に示した断面図である。 本発明の第３実施形態に係るプリント装置を模式的に示した断面図である。 本発明の第４実施形態に係るプリント装置を模式的に示した断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るプリント装置について説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るプリント装置について説明する。プリント装置は、大判のシートに対してプリントを行う形式のインクジェット方式のプリント装置である。

図１は、第１実施形態に係るプリント装置１の全体の構成について模式的に示した断面図である。プリント装置１は、プリント手段としてのプリントヘッド１０を有している。プリントヘッド１０からインクを吐出することでシートに対してプリントを行うことが可能である。記録媒体としてロール紙のシートが用いられる。使用されるロール紙のシートとしては、例えば、シート幅が数ｍに及ぶ大きなサイズを有するものがある。

プリントヘッド１０は、インクを吐出させる発熱素子が設けられた素子基板と、この素子基板に接合されるオリフィスプレートとを備えている。これらの素子基板とオリフィスプレートが貼り付けられることで、これらの間にインクを貯留可能な発泡室が形成される。オリフィスプレートにおけるそれぞれの発泡室に対応する位置には、インクの液滴を吐出する複数の吐出口を有している。吐出口は、それぞれの発泡室に連通するように形成される。素子基板におけるそれぞれの発泡室に面する位置には、発熱素子が形成されている。インクの吐出が行われる際には、発熱素子が駆動されることによって発泡室内部に貯留されたインクの内部で膜沸騰を生じさせ、そこで気泡を発生させる。このときに生じた気泡による発泡圧によって吐出口からインクが吐出される。

なお、プリントヘッドは、プリント素子として発熱素子を用いた方式が用いられているが、本発明はこれに限定されない。ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等がプリント装置に用いられてもよい。

プリントヘッド１０は、キャリッジ５に搭載されている。プリント装置１は、シリアルスキャン方式のプリント装置である。キャリッジ５は、主走査方向へ移動可能に、プリント装置１に取り付けられている。キャリッジ５は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に移動可能に構成されている。

プリントヘッド１０に対向する位置には、プラテン１１が配置されている。プリントヘッド１０に形成された吐出口に対向した位置でシートがプラテン１１によって支持されることにより、シートが安定した状態でシートにプリントを行うことができる。

プリント装置１は、プリントヘッド１０とプラテン１１の間をシートが図１に示される矢印Ａの方向へ搬送されるように構成されている。プラテン１１よりもシートの搬送方向の上流側には、シート供給部２が配置され、プラテン１１よりもシートの搬送方向の下流側には、巻取り部１２が配置されている。シート供給部２では、プリントの行われる前の状態の長尺の連続シートが、ロール状に巻かれて保持されている。巻取り部１２では、プリントヘッド１０からのインクの吐出によってプリントが行われた後のシートが巻き取られる。ここで、本明細書においては、シートの搬送経路に沿った搬送方向において、シート供給部２の側を上流、シートが巻き取られる巻取り部１２の側を下流というものとする。

シートの搬送経路には、シートを搬送するために回転駆動される搬送ローラ３と、搬送ローラ３の回転に従動して回転するピンチローラ４からなる搬送ローラ対が配置されている。搬送ローラ３及びピンチローラ４は、プリントヘッド１０及びプラテン１１よりも上流側の位置に配置されている。搬送ローラ３とピンチローラ４との間にシートが挟まれた状態で搬送ローラ３が回転駆動されることにより、シートが搬送経路に沿って搬送される。搬送ローラ３とピンチローラ４は使用が想定されるシートの最大の幅の長さに対応した長さに亘って、複数に分割もしくは一体物として形成されている。

シートの搬送経路におけるシート供給部２と搬送ローラ対との間には、給紙ターンローラ２１が配置されている。また、シートの搬送経路におけるプラテン１１と巻取り部１２との間には、排紙ターンローラ９が配置されている。これらの給紙ターンローラ２１及び排紙ターンローラ９によって、シートの搬送経路の向きが変えられている。給紙ターンローラ２１及び排紙ターンローラ９によって、これらの間のシートの搬送経路が水平方向に延びるように、給紙ターンローラ２１及び排紙ターンローラ９が配置されている。

シートは、搬送ローラ３が回転駆動されることによって上流から下流に搬送され、プリントヘッド１０に対向する位置を通過する。プリントの行われたシートは、排紙ターンローラ９により搬送方向を下方に変更され巻取り部１２で巻き取られ、プリントは終了する。

図示はしていないが、プリント装置１には、搬送ローラ３の回転を検出するロータリエンコーダが設けられている。また、プリント装置１には、往復移動するキャリッジ５の位置を検出するリニアエンコーダが設けられている。

プリントヘッド１０に近接した位置には、インクミスト回収手段（インクミスト回収装置）８が配置されている。インクミスト回収手段８は、プリントヘッド１０の周辺に浮遊したインクミストを吸引するために配置されている。インクミスト回収手段８は、ファン８１、メインダクト８２、インクミストフィルター８８を備えている。メインダクト８２は、内部に気流を流通させるように構成されている。ファン（送風手段）８１は、回転駆動されることにより、メインダクト８２内に空気を流して気流を生じさせることが可能である。管状に形成されたメインダクト８２における吸気口９０に近接した位置に、ファン８１が配置されている。

メインダクト８２は、流路におけるそれぞれの位置で、高さ方向よりも水平方向に長い辺を有する長方形の断面となるように形成されている。ファン８１が回転駆動されることにより、外部の空気をファン８１で吸引し、外部の空気がメインダクト８２の内部に送り込まれる。このように、ファン８１の回転駆動により、メインダクト８２の内部に空気を取り入れることが可能に形成されている。メインダクト８２における空気の流れにおける下流側の端部には、排出口８６が形成されている。メインダクト８２から気流を排出させる排出口８６が、プリントヘッド１０から離れた位置へ向かって気流を排出させている。排出口８６の上流側で排出口８６に近接した位置には、インクミストフィルター８８が配置されている。

また、メインダクト８２（第１ダクト）は、ファン８１とインクミストフィルター８８との間の位置で、ミスト回収ダクト９１（第２ダクト）に接続されている。図２（ａ）に、メインダクト８２とミスト回収ダクト９１とが接続された接続位置について拡大して示した断面図を示す。また、図２（ｂ）に、図２（ａ）におけるＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う断面図を示す。ミスト回収ダクト９１におけるメインダクト８２と接続されていない側の端部には、インクミスト吸引口８３が形成されている。インクミスト吸引口８３は、プリントヘッド１０からインクが吐出される際に発生するインクミストを回収し易いように、インクミスト発生源であるプリントヘッド１０の近傍に配置されている。また、ミスト回収ダクト９１は、インクミスト吸引口８３とは逆側の端部の開口部（接続位置）８４でメインダクト８２に連通するように、メインダクト８２に取り付けられている。

ミスト回収ダクト９１の開口部８４に対応した位置では、流路の断面積が小さくなるように、メインダクト８２が形成されている。メインダクト８２の壁面の一部が、メインダクト８２の内側へ突出するように、メインダクト８２の内側に凸部（突出部）８５が形成されている。これにより、メインダクト８２における、ミスト回収ダクト９１の開口部８４に対応した位置での流路の上側の壁面が低くなるように、メインダクト８２が形成されている。

凸部８５は、流路における空気の流れへの抵抗を抑えるために曲面によって形成されている。凸部８５がメインダクト８２に形成された結果、メインダクト８２内における開口部８４に対応する位置での気流の流路の断面積が、流路内の他の部位よりも小さくなっている。すなわち、メインダクト８２（第１ダクト）の途中に、ミスト回収ダクト９１（第２ダクト）一方の端部が接続され、ミスト回収ダクト９１の他方の端部がプリントヘッドの近傍に位置している。そして、メインダクト８２はミスト回収ダクト９１が接続される部位において、部分的に流路が細くなっている。

また、メインダクト８２は、吸気口９０に近い位置では、下流に向かうにつれて流路の断面積が徐々に小さくなるように形成されている。すなわち、メインダクト８２における上側の壁面が、下流に向かうにつれて徐々に低くなるように、メインダクト８２が形成されている。その下流側の位置には、上側の壁面の高さが一定で、断面積が一定の領域が形成されている。断面積が一定の領域の下流側の位置には、上述のように、メインダクト８２の内側に突出した凸部８５が形成されることで流路の断面積が狭められた領域が形成されている。凸部８５によって流路の断面積が狭められた領域の下流側では、上側の壁面の高さが高くなり、上側の壁面の高さは、上流側における断面積が一定の領域であるところの壁面の高さに戻る。凸部８５によって流路の断面積が狭められた領域の下流側の位置では、上側の壁面の高さが一定に形成され、流路の断面積が一定に形成されている。

図２（ｂ）に示されるように、メインダクト８２における流路の断面積が一定に形成された領域の、流路の幅方向の長さは１６０ｍｍ、高さ方向の長さは４０ｍｍである。また、メインダクト８２における流路の内側に突出した凸部８５の突出部分の高さ方向への長さは、２０ｍｍである。凸部８５によって流路の断面積が狭められた部分の、流路の高さ方向への長さは２０ｍｍである。

プリントの行われる際には、インクジェットヘッド１０の往復移動（主走査）とシート搬送（副走査）を交互に繰り返しながら、吐出口からインクを吐出することによって、シートに画像がシリアルに形成される。プリントヘッド１０からインクが吐出されると、主インク滴以外の浮遊する微細なインクがインクミストとして発生する。また、シートに吐出されたインク滴の跳ね返り等によって、インクミストが発生することもある。このようなインクミストは、予備吐出によっても発生する可能性がある。このようなインクミストは、プリント装置内に浮遊し、プリントヘッドの吐出口面に付着して吐出性能を低下させたり、プリント装置本体の搬送系に付着して、プリント媒体を汚したりする可能性がある。そのため、インクミスト回収手段８によってインクミストの回収が行われる。

インクミスト回収手段８によってインクミストの回収を行う際には、ファン８１が回転駆動されることにより、メインダクト８２内に空気の流れを発生させる。このとき、メインダクト８２内における空気の流速を速くすることによりメインダクト８２内の気流の圧力を低減させることができる。メインダクト８２におけるミスト回収ダクト９１との接続位置における圧力が十分に低くなったところで、インクミスト吸引口８３からインクミストを吸引することができる。このように、ミスト回収ダクト９１は、メインダクト８２に接続され、プリントヘッド１０の周辺の空気を吸引して空気に含まれるインクミストを回収する。

ベルヌーイの定理によれば外力の無い非粘性、非圧縮性流体の定常な流れに対して、
ｖ^２／２＋ｐ／ρ＋ｚｇ＝一定
の式が流線上で成り立つ。

ここでｖは流速、ｐは圧力、ρは流体密度、ｇは重力加速度、ｚは鉛直方向の座標である。例えば、ファン８１が１．５ｍ^３／ｍｉｎの送風量で駆動された際には、図２（ｂ）に示されるように、メインダクト８２の高さが４０ｍｍで幅が１５０ｍｍの場合で、メインダクト８２内の風速は約４ｍ／ｓとなる。凹部８５で高さが２０ｍｍと狭くなっておりダクト内の送風量は一定であるため風速は約８ｍ／ｓとなる。開口部８４の風速０ｍ／ｓ、空気密度ρ＝約１．２ｋｇ／ｍ^３、鉛直方向の座標ｚ＝０ｍを代入すると開口部８４には約４２Ｐａの負圧が発生する。図中矢印は空気の流れ方向を示しており他の実施形態においても矢印は空気の流れ方向を示す。約３０Ｐａ以上の負圧があればインクミストを吸引できるため、インクミスト吸引口８３からプリントヘッド１０の周辺に浮遊しているインクミストを吸引することができる。すなわち、メインダクト８２内におけるメインダクト８２とミスト回収ダクト９１とが接続された接続位置での気流の圧力を所定の圧力よりも低くすることにより、ミスト回収ダクト９１から空気を吸引して空気中に含まれるインクミストが回収される。

また、インクミスト吸引口８３から吸引されたインクミストは、メインダクト８２内に回収されると、その後、気流に乗って下流側へ運ばれる。回収されたインクミストを含んだ空気は、インクミストフィルター８８を通ってインクミストが捕捉された後に排出口８６からインクミスト回収手段８の外部に排出される。

このとき、回収されたインクミストを含む気流は、ファン８１や、ファン８１を駆動させる駆動部の周囲を通過せずに、インクミスト回収手段８の外部に排出される。従って、インクミストを含む気流がインクミストフィルター８８を通ったときに、仮に細かいインクミストがインクミストフィルター８８に捕捉されずに通過したとしても、気流がファン８１の方へ流れることがない。従って、インクミストがファン８１やファン８１を駆動させる駆動部に付着することを抑えることができる。そのため、インクミストがファン８１やファン８１を駆動させる駆動部に付着したまま増粘・固着することで、ファン８１の回転が影響を受けることを抑えることができる。また、ファン８１の駆動部の寿命に影響を及ぼすことを抑えることができる。また、インクミストがファン８１やファン８１を駆動させる駆動部の周囲を通過することを抑えることができるので、ファン８１の上流側にフィルターを配置する必要性がなくなる。従って、インクミストフィルター８８を排出口８６の近傍に配置することができるので、インクミスト回収手段８において、フィルター交換を容易に行うことのできる構成とすることができる。

なお、上記実施形態では、凸部８５の形状は、曲面を有する円柱状の形状としたが、本発明はこれに限定されない。メインダクト８２内の流路の断面積を小さくすることで、流路内の気流の流速を速くすることができるのであれば、凸部８５は他の形状であってもよい。例えば、単純な斜面形状であっても良い。

また、本実施形態では、メインダクト８２における流路の断面積を小さくするために、メインダクト８２の内側に内側へ突出する凸部８５が設けられているが、本発明はこれに限定されない。ファンが十分な回転数で回転駆動された結果、メインダクト８２内部の気流の速度が十分に速く、開口部８４における気流の圧力がインクミストを回収するのに十分に小さいのであれば、凸部８５は形成されなくても良い。つまり、凸部８５の部分が、一定の断面積となるように、上側の壁面が平面によって形成されても良い。

（第２実施形態）
次に、本発明を実施するための第２実施形態について説明する。上記の第１実施形態と同様の構成の部分については説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。

図３に、本発明の第２実施形態に係るプリント装置１’についての断面図を示す。第１実施形態では、プリントヘッド１０から離れた位置に気流がメインダクト８２から排出されるように排出口８６が配置されている。これに対し、第２実施形態では、プリントヘッド１０の上流側における近接した位置に気流が排出されるように、プリントヘッド１０の周辺の位置にメインダクト８２’における排出口８６’が配置されている。すなわち、メインダクト８２’から気流を排出させる排出口８６’が、プリントヘッド１０とシートとの間の領域に向けて気流を排出させている。このような構成のインクミスト回収手段８’によってインクミストが回収されるので、インクミストフィルター８８を通してインクミストの回収された気流がプリントヘッド１０の周辺に排出される。プリントヘッド１０の周辺に気流が排出される際にはインクミストフィルター８８を通してインクミストが回収されているので、プリントヘッド１０の周辺にインクミストが浮遊することを抑えることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明を実施するための第３実施形態について説明する。上記の第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成の部分については説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。

図４に、本発明の第３実施形態に係るプリント装置１’’についての断面図を示す。第１実施形態では、プリントヘッド１０から離れた位置に排出口８６が配置され、第２実施形態では、プリントヘッド１０の周辺の位置に排出口８６’が配置されている。これに対し、第３実施形態では、シートの表面に気流が吹き付けられるように、シートの表面に対向した位置に排出口８６’’が配置されている。すなわち、メインダクト８２’’から気流を排出させる排出口８６’’が、シートにおけるプリントの行われる面に向けて気流を排出させている。また、第３実施形態におけるメインダクト８２’’の内部には、インクミストを回収するためのフィルターが配置されていない。

このような構成のインクミスト回収手段８’’によってインクミストが回収されるので、インクミスト吸引口８３から吸引された気流は、搬送されるシートの表面に向けて排出される。インクミスト回収手段８’’がこのように気流を排出するので、気流にインクミストが含まれている場合には、シートの表面にインクミストが付着する。しかしながら、ここでシートの表面に吹き付けられるインクミストの量は少量であるので、記録画像の品質には影響がほとんど及ばない。また、気流に含まれるインクミストはシートに付着するので、プリントヘッド１０の周辺に浮遊するインクミストを回収することができる。このように、回収されるインクミストの量が、シートに吹き付けたとしても記録画像にほとんど影響を及ぼさないような少量の場合には、吸引されたインクミストはシートの表面に吹き付けられる構成としても良い。このようにインクミスト回収手段８’’が構成されることにより、インクミスト回収手段８’’の構成からフィルターを省略することができる。

このため、インクミスト回収手段８’’からフィルターが除去されるので、フィルター交換のために生じるユーザーの煩わしさをなくすことができる。また、インクミスト回収手段８’’にフィルターが配置されないので、インクミスト回収手段８’’を製造する際の製造コストを少なく抑えることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明を実施するための第４実施形態について説明する。上記の第１実施形態ないし第３実施形態と同様の構成の部分については説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。

図５に、本発明の第４実施形態に係るプリント装置１’’’についての断面図を示す。第３実施形態では、シートの表面に気流が吹き付けられるように、シートの表面に対向した位置に排出口８６’’が配置されている。これに対し、第４実施形態では、シートの裏面に気流が吹き付けられるように、シートの裏面に対向した位置に排出口８６’’’が配置されている。すなわち、メインダクト８２’’’から気流を排出させる排出口８６’’’が、シートにおけるプリントの行われる面とは逆側の面に向けて気流を排出させている。また、第３実施形態と同様に、第４実施形態におけるメインダクト８２’’’の内部には、インクミストを回収するためのフィルターが配置されていない。

このような構成のインクミスト回収手段８’’’によってインクミストが回収されるので、インクミスト吸引口８３から吸引された気流は、搬送されるシートの裏面に向けて排出される。インクミスト回収手段８’’がこのように気流を排出するので、気流にインクミストが含まれている場合には、シートの裏面にインクミストが付着する。このように第４実施形態では、インクミストを含む気流が吹き付けられるのは、シートの裏面である。また、記録の行われるのは、シートの表面である。従って、シートの一方の面にのみ記録が行われる片面記録によって記録が行われる場合には、記録の行われない面にインクミストを付着させることができる。これにより、回収したインクミストがシートの記録画像の記録される面に付着することによって、記録画像の品質が低下することを抑えることができる。また、気流に含まれるインクミストはシートの裏面に付着するので、プリントヘッド１０の周辺に浮遊するインクミストを回収することができる。

このように、吸引したインクミストをシートにおける記録の行われない面に付着させることによってインクミストを回収するので、インクミストを回収することができると共に、記録画像の品質の低下をより確実に抑えることができる。また、インクミスト回収手段８’’’からフィルターが除去されるので、フィルター交換のために生じるユーザーの煩わしさをなくすことができると共に、インクミスト回収手段８’’’の製造コストを少なく抑えることができる。

上記実施形態のプリント装置は、プリントヘッドの主走査方向の移動と、シートの副走査方向の搬送と、を伴って画像を記録するいわゆるシリアルスキャンタイプのプリント装置である。しかしながら、本発明はシートの幅方向の全域に亘って延在するプリントヘッドを用いるフルラインタイプのプリント装置にも適用可能である。

１０ プリントヘッド
８１ ファン
８２ メインダクト
８４ 開口部
９１ ミスト回収ダクト

Claims (6)

1. シートに対しインクを吐出してプリントを行うプリントヘッドと、
   第１ダクトに風を送り込んで気流を発生させるファンと、
   前記第１ダクトの途中に一方の端部が接続され、他方の端部が前記プリントヘッドの近傍に位置する第２ダクトと、を有し、
   前記第１ダクトは前記第２ダクトが接続される部位において、部分的に流路が細くなっていることを特徴とするプリント装置。
2. 前記第１ダクトの内部には、前記部位に対応する位置に突出部が形成されており、前記部位における流路の断面積が前記第１ダクトの流路内で他よりも小さくなっていることを特徴とする、請求項１に記載のプリント装置。
3. 前記第１ダクトの排出口から排出される気流が、前記プリントヘッドから離れる方向に向かうように、前記第１ダクトが設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のプリント装置。
4. 前記第１ダクトの排出口から排出される気流が、前記プリントヘッドとシートとの間の領域に向かうように、前記第１ダクトが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のプリント装置。
5. 前記第１ダクトの排出口から排出される気流が、シートのプリントの行われる面もしくは逆の面に向かうように、前記第１ダクトが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のプリント装置。
6. 第１ダクトに風を送り込んで気流を発生させるファンと、
   前記第１ダクトの途中に一方の端部が接続され、他方の端部がミスト発生源の近傍に位置する第２ダクトと、を有し、
   前記第１ダクトは前記第２ダクトが接続される部位において、部分的に流路が細くなっていることを特徴とするミスト回収装置。

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