JP5920063B2 - Droplet recovery device, droplet discharge unit, and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、インクジェット式記録装置において液滴(インク滴)を吐出する記録ヘッドの吐出孔よりインク滴を空吐出して吐出孔をフラッシングするとき、空吐出してミスト状になって浮遊するインクの周辺への飛散や付着を防止する液滴回収装置、及び液滴回収装置を備えた液滴吐出ユニット、並びに画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an ink that is ejected idlely and floats in a mist state when ink droplets are ejected from the ejection holes of a recording head that ejects droplets (ink droplets) in an ink jet recording apparatus to flush the ejection holes. The present invention relates to a droplet recovery device that prevents scattering and adhesion to the periphery of the liquid, a droplet discharge unit including the droplet recovery device, and an image forming apparatus.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、あるいはこれらの機能を併せ持った複合機機等の画像形成装置として知られたインクジェット式記録装置は、記録ヘッドから記録紙等の記録媒体にインク滴を吐出して文字や画像を記録する。安定して文字や画像を記録するためには、記録ヘッドの性能を維持、回復する維持回復動作が必要である。維持回復動作として、インク滴を吐出後、インクを吐出する記録ヘッドのノズル面を、ワイパーブレード等の清掃部材を用いて清掃する。清掃後、ノズルのメニスカスがまだ正常な状態に戻っていないため、画像形成に寄与しないインク滴吐出を行う(空吐出)ことがある。空吐出を空吐出受けに向けて行うことで、メニスカスを正常な状態に戻すのである。この空吐出の際に、比較的大粒であって記録ヘッドのノズル面から垂直にほぼ直線的に空吐出受けに到達する主滴のほかに、微細化してミストになった浮遊するものがある。このミスとが空吐出受けから漏れ出て、機内が汚染されたり、品質劣化や故障を招く原因となる。 An ink jet recording apparatus known as an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, a plotter, or a multi-function machine having these functions discharges ink droplets from a recording head to a recording medium such as recording paper. Record text and images. In order to record characters and images stably, a maintenance / recovery operation for maintaining and recovering the performance of the recording head is required. As the maintenance and recovery operation, after ejecting ink droplets, the nozzle surface of the recording head that ejects ink is cleaned using a cleaning member such as a wiper blade. After cleaning, since the meniscus of the nozzle has not yet returned to the normal state, ink droplet ejection that does not contribute to image formation may be performed (empty ejection). By performing the idle discharge toward the idle discharge receptacle, the meniscus is returned to a normal state. At the time of this idle ejection, there is a main droplet that is relatively large and reaches the idle ejection receptacle almost linearly perpendicularly from the nozzle surface of the recording head, and there are those that become fine and mist and float. This mistake leaks out of the empty discharge receptacle, causing the inside of the machine to be contaminated and causing quality deterioration and failure.
この問題に対する従来の解決手段として、例えば特許文献1では、記録ヘッドと空吐出受けの間にベンチュリ通路を設け、ベンチュリ通路と空吐出受けであるリザーバとの間に空気の通路を存在させることが提案されている。即ち、図4に示すように、空吐出されるインク滴を含んだ空気の流れがベンチュリ通路34において絞られ、吐出したインク滴の流れを加速させて、ベンチュリ通路34とリザーバ32との間に空気通路を存在させることで、ベンチュリ通路34とリザーバ32とで成るリザーバアセンブリ容器内にインク滴を押し込んでミスト飛散を抑えるのである。
As a conventional solution to this problem, for example, in
また、特許文献2では、図5に示すように、空吐出受けである液体収納容器40の、記録ヘッド52に面した上部壁42に、内側に突出し対向間隔が下方に向けて狭まるようにテーパー面を有する一対のガイド板44,46を設けることが開示されている。このように容器内部に向けて狭まった形状によって、インク滴の流れを容器底部へ案内して、容器内に落下したインク滴が再び容器外へ流れ出ることを防止し、ミスト飛散を抑えている。
Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 5, a taper is formed so that the
しかしながら、これらの構成では、容器入口で気流が中心方向へ近づくように流れ、且つ気流が加速するため、大きく開いた容器内部では、気流が各図における直線aが示すように、そのまま容器底部へ進む。容器容量が大きい場合、底部に進む間に気流は減速して、大きな上昇気流を発生することはないが、容器が小さいと、底部に到達した空気の一部は底部で跳ね返って、曲線bに示すように、上昇気流として容器入口に向かう。この上昇気流が大きいと、特許文献1の構成(図4)では、ベンチュリ通路の形状のため、絞り部を抜けて曲線cに示すように、入口側面から空気が逃げることになる。特許文献2の構成(図5)では、図4の構成よりも入口から逃げ難い形状ではあるものの、やはり曲線cのように逃げてしまう空気部分が生じる。このような上方に向かって広がる容器入口形状のために生じる気流cによって、ミストもその気流に流されて飛散し、ミストが外部へ飛散し易くなってしまう。 However, in these configurations, since the airflow flows toward the center at the container inlet and the airflow accelerates, the airflow directly goes to the bottom of the container as shown by the straight line a in each figure inside the widely opened container. move on. If the container capacity is large, the airflow will slow down while proceeding to the bottom, and no large updraft will be generated.However, if the container is small, some of the air that has reached the bottom will bounce off the bottom, resulting in curve b. As shown, it goes to the container inlet as an updraft. If this updraft is large, in the configuration of FIG. 4 (FIG. 4), air escapes from the inlet side surface as shown by the curve c through the throttle due to the shape of the venturi passage. In the configuration of Patent Document 2 (FIG. 5), although the shape is more difficult to escape from the entrance than in the configuration of FIG. Due to the air flow c generated due to the container inlet shape spreading upward, the mist is also flown and scattered by the air flow, and the mist is easily scattered to the outside.
また、特許文献1に開示された構成では、ベンチュリ通路とリザーバの間に空気通路が形成され、特許文献2に開示された構成では、上部壁42に僅かな隙間が形成されていることで、入口以外の部分で空気を逃がすようになっているが、このような逃げ場から気流eに乗って、ミストが飛散してしまう。
Further, in the configuration disclosed in
本発明の課題は、インクジェット式画像記録に関わる空吐出の際に生じる空吐出受け内のミストが外部へ漏出する事態を防ぐことにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent a situation in which mist in an empty discharge receiver that occurs during empty discharge related to ink jet image recording leaks to the outside.
本発明によれば、上記課題は、空吐出された液滴を収容する空吐出受け容器を備え、空吐出され容器入口から内部へ入り込む液滴による気流へ向けて、容器内部から流出しようとするミストが流れるように、容器入口開放部周縁の肉厚端が容器内部に向かって広がるように傾斜をつけられていることによって解決される。 According to the present invention, the above-described problem is provided with an empty discharge receiving container for storing an empty discharged droplet, and the air is discharged from the inside of the container toward the air flow caused by the droplet discharged and entering the inside from the container inlet. The problem is solved by the fact that the thick end of the peripheral edge of the container inlet opening portion is inclined so as to spread toward the inside of the container so that the mist flows.
容器入口開放部周縁の肉厚端が容器内部に向かって広がるように傾斜をつけられていることで、空吐出され容器入口から内部へ入り込む液滴による気流へ向けて、容器内部から流出しようとするミストが流れるので、このミストが気流に引っ張られて容器内部へ戻ろうとし、外部漏出が防がれる。 As the thick end of the peripheral edge of the container inlet opening is inclined so as to spread toward the inside of the container, it tries to flow out from the inside of the container toward the air current generated by the liquid that is discharged from the container inlet and enters the inside. Since this mist flows, the mist is pulled by the air current and tries to return to the inside of the container, thereby preventing external leakage.
本発明の一例を以下に説明する。図1は本発明に係るインクジェット式記録装置全体の概略構成図である。給紙トレイ101に積載された用紙100は、給紙コロ102によって、図1の点線で示された搬送経路上を搬送される。搬送経路に搬送された用紙100は、タイミング合わせ兼スキュー補正ローラ対103を経由して、ベルト搬送ユニット104へ搬送される。
An example of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the entire ink jet recording apparatus according to the present invention. The
ベルト搬送ユニット104は、所定タイミングにて駆動される搬送ローラ105とテンションローラ106とこれらローラによって巻き回されている無端状搬送ベルト107によって構成されている。ベルト搬送ユニット104で用紙100を保持するには、静電吸着や空気吸引による吸着等による手段や、その他の公知手段を用いることができる。用紙100は、ベルト搬送ユニット104に搬送されて、記録ヘッドユニット108下を通過して、画像が形成される。
The
記録ヘッドユニット108によって画像形成された用紙100上には、画像を構成する未乾燥インクが付着している。この未乾燥インクを乾燥するために、図示はしないが、デカーラユニット109までの間に、ヒータや温風などの乾燥機構を設けることもできる。記録ヘッドユニット108にて画像形成後、用紙100はデカーラユニット109に搬送されて、デカールされる。デカーラユニット109を通過した用紙100は、そのまま排紙の場合、分離爪110によって、搬送経路111を経て、そのまま排紙ローラ112へ搬送されて排紙される。反転排紙もしくは裏面印字する場合は、図示の位置から反時計回りに切り替えられた分離爪110から、搬送経路113を通過し、ガイド部材114を経て、叩きコロ115へ送られる。叩きコロ115に送られた用紙100は、回転方向を切り替えた叩きコロ115によって、逆向きに搬送され、そのまま反転排紙の場合は、第2分離爪116を経て、搬送経路117を通過して、排紙ローラ112へ送られて排紙される。裏面印字する場合は、叩きコロ115によって逆向き搬送された用紙は、図示の位置から反時計回りに切り替えられた第2分離爪116と両面反転ローラ118の間を経て、搬送経路119を通過して、タイミング合わせ兼スキュー補正ローラ対103へ送られる。
On the
記録ヘッドユニット108は、インク滴を吐出する複数のノズルを用紙幅相当分の長さに配列したノズル列を有するライン型液滴吐出ヘッドから構成されている。記録ヘッドユニット108は、イエロー(Y)とマゼンタ(M)のための記録ヘッド108my、シアン(C)とブラック(K)のための記録ヘッド108kcをそれぞれ備えている。記録ヘッドユニット108は、各ヘッドが奇数列と偶数列に千鳥配列されている。なお、シリアル型画像形成装置として記録ヘッドをキャリッジに搭載する構成とすることも可能である。
The
また、記録ヘッドユニット108の性能を維持回復するため、維持回復ユニット200が備えられている。維持回復ユニット200は、記録ヘッドユニット108のインクを吸引するキャップ201、吸引した際にヘッドに付着したインクを払拭するワイパー202、並びに空吐出のインクを収容する空吐出受け300を備えている。維持回復をする際に、記録ヘッドユニット108が上昇し、維持回復ユニット200が各記録ヘッドの下まで移動して、維持回復動作が行われる。また、維持回復ユニット200のキャップ201は、待機時には、記録ヘッド108kcの湿度を保つ保湿キャップの役割も担っており、一方、記録ヘッド108myは、別の保湿キャップユニット203によって湿度が保たれる。非印刷時に、記録ヘッドユニット108が上昇して、維持回復ユニット200と保湿キャップユニット203は各記録ヘッドの下まで移動して、保湿キャッピングを行う。
A maintenance /
図2は第1実施形態に係る液滴回収装置の概略を示す断面図であり、図2aは記録ヘッドの短手方向(長手方向に直交する方向)、図2bは記録ヘッドの長手方向を紙面に合わせて示したものである。空吐出受け300の入口301は、空吐出受け上壁辺302から内壁303に向かって、下方に広がるテーパー部304を形成している。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the droplet recovery apparatus according to the first embodiment, FIG. 2a is a short direction of the recording head (a direction perpendicular to the longitudinal direction), and FIG. It is shown according to. The
記録ヘッドのノズル板109のノズル孔109nから空吐出受け300にインクが吐出されると、インク滴によって曲線aのように、周りの空気が引っ張られて、インク滴と一緒に空気が空吐出受け300に流入する。インク滴に引っ張られた空気は直線bのように、ほぼ真っ直ぐに底部305に向かい、しかる後に底部で跳ね返ったり内部を回って上昇気流となる。このような気流の動きに伴ってインク滴からミストとなった部分は、空気と共に空吐出受け300の入口301の縁部領域から外へ逃れるように移動するが、テーパー部304に沿って進むように方向付けられる(点線d)ため、空吐出されるインク滴やそれに引き込まれる空気の流れに引っ張られる(点線f)ので、ミストは外部へ漏出し難く、空吐出受け300の内部に戻される。本発明者らの実験によれば、空吐出されるインク滴の速度が12m/sで、空吐出受け300の壁厚が3mmの場合、入口の上端縁よりも下端縁を1mm削ってテーパー部304を形成することで、インクミストの外部漏出は明らかに減少した。
When ink is ejected from the
また、空吐出受け300の底部305に、吸引ポンプ307と繋がった吸引孔308が備えられていてもよく、空吐出による気流が減衰して空吐出受け内部に浮遊するミストや空吐出されたインク滴を、吸引ポンプ307によって吸引孔308から不図示の廃液容器へ回収することもできる。維持回復動作中、吸引ポンプ307を作動させることで、空吐出受け内部は負圧状態となり、空吐出されたインク滴やミストが吸引孔308からコンスタントに回収できる。ちなみに、吸引ポンプ307の吸引量は、空吐出受けに流入する気流の流量よりもかなり少なくとも十分である。ミストの漏出は空吐出受けのテーパー部304によって防がれるからである。
Further, a
なお、空吐出受け300の入口301の開放端が記録ヘッドのノズル端より外方へあまり離れていると、入口301においてインク滴による下降気流が生じ難くなり、空吐受け入口301の周端からミストが漏出し易くなってしまう。そこで、空吐出受け300の入口周端は、ノズル孔109aの最外端(ノズル孔領域109nの最外端)とノズル板109の端部(距離L)の間に対応するように画定されている。
Note that if the open end of the
図3は第2実施形態に係る液滴回収装置の概略を示す断面図であり、記録ヘッドの短手方向を紙面に合わせて示したものである。空吐出受け300の内部にはインク滴と衝突する位置に衝突誘導部309が設けられている。衝突誘導部309は底部305に取り付けられ、上向き先細りで入口301の方へ突出している。インク滴やインク滴に引っ張られる空気が衝突誘導部309の傾斜部に当たることによって、底部305で跳ね返って上昇気流になるのではなく、側方に流れて循環する気流となる。循環気流に乗るインクミストは空吐出受け300の入口のテーパー部304に沿って進み、空吐出されるインク滴やそれに引き込まれる空気の流れに引っ張られ、空吐出受け300の内部に戻される。衝突誘導部309の表面を撥水処理して、衝突するインク滴を流れ易くしてもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of the droplet recovery apparatus according to the second embodiment, and shows the short direction of the recording head along the paper surface. A
吸引経路を介して吸引ポンプ307と繋がる吸引孔を底部305だけでなく、テーパー部端面に形成すると、テーパー部304に沿って外部へ逃れようとするインクミストを、吸引ポンプ307によって吸引経路310へ回収できるので、ミスト飛散が一層確実に防止できる。また、吸引経路310から吸引作用を受けることで、空吐出されたインク滴によって引き込まれる気流が側方に引っ張られ、衝突誘導部309の存在と相まって、底部305への突き当りが弱められる。
When a suction hole connected to the
図2、2の描写では、ノズル孔が2列の場合を記載したが、ノズル孔が単数であっても、3列以上であっても、同様の構成とすることでミスト飛散を抑制することができた。 2 and 2 describe the case where there are two rows of nozzle holes, but the mist scattering can be suppressed by adopting the same configuration regardless of whether the number of nozzle holes is single or three or more. I was able to.
109 ノズル板
300 空吐出受け
301 入口
302 上壁辺
303 内壁
304 テーパー部
305 底部
307 吸引ポンプ
308 吸引孔
309 衝突誘導部
109
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