JP6921635B2 - インクジェット装置およびミスト回収装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット装置におけるインクミスト回収の技術に関する。

特許文献１に開示されるプリント装置は、インクジェットヘッドからインクを吐出した際に発生する霧状のインクミストを回収するため、ファンとダクトからなるミスト回収機構を備えている。

特開２０１７−５６５９０号公報

ミスト回収機構はファンを備えており、ファンのモータ回転数を高めるほどミストの回収力が上がる。しかしファンの回転に伴って振動と騒音（モータ音、ファンの風切音、部品のびびり音など）が発生し、それらはモータ回転数を高めるほど増大する。つまりインクジェット装置全体の稼働音が大きくなる。したがって、騒音を抑制しつつ必用なミスト回収力を得ることがインクジェット装置に求められる。

本発明の目的は、インクミストを回収する機構の静音化と高い回収効率を両立した優れたインクジェット装置およびミスト回収装置の提供である。

本発明は、インクを吐出するヘッドと、筺体の中にファンが収められたファンユニットと、前記ファンユニットの下流側に設けられた蛇行する流路と、前記流路の途中に配置されたシート状のインク吸収体と、を有し、前記ヘッドの近傍の空気が前記ファンユニットおよび前記流路を経て排出されるインクジェット装置であって、前記ファンユニットは、前記筺体の外面に前記インク吸収体が取り付けられているとともに、前記インク吸収体が前記流路の内面の一部を形成していることを特徴とする。

本発明によれば、インクミストを回収する機構の静音化と高い回収効率を両立することができる。

プリント装置の全体構成を示す断面図 プリント部およびミスト回収部の構成を示す斜視図および断面図 ミスト回収部の斜視断面図 ファンユニットの断面図 インク吸収体シートの形状を示す図 ミスト回収部におけるファンユニット近傍の断面図 図６の変形例の構成を示す図

本発明の実施形態に係るインクジェットプリント装置（インクジェット装置）について図面を参照しながら説明する。図１は実施形態のプリント装置の全体構成を示す断面図である。プリント装置１００は、インクジェットプリントヘッド（液体吐出ヘッド）からインクを吐出してプリントを行うインクジェットプリント装置である。プリント装置１００は、プリントを行うプリント部１０７を備え、さらにプリント動作において装置内部で発生する霧状のインクミスト（単にミストと言うこともある）を回収して一部を外部に排出するミスト回収部１２０を備えている。このミスト回収部１２０は本発明の特徴をなすものであり、その詳細については後述する。

プリント部１０７は、キャリッジ１０６及びプリントヘッド１０５を有し、プリントヘッド１０５はキャリッジ１０６に搭載されている。プリントヘッド１０５には、発熱素子やピエゾ素子などインクジェットのエネルギ発生素子を備え、吐出口（ノズル）からインクを吐出して記録を行う。キャリッジ１０６はガイドレール１１２に沿って主走査方向に往復移動する。さらにプリント装置１００は、プリント部１０７に対向して記録媒体であるシート１０１を支持するプラテン１０８、およびシートを搬送する搬送ローラ対１３０を備えている。搬送ローラ対１３０は、搬送ローラ１０４と、搬送ローラ１０４に従動するピンチローラ１０３からなる。給紙部１３１には連続シートがロール状に巻かれたロールがセットされ、ここから巻き出されたシート１０１搬送ローラ対１３０により搬送される。プリント動作では、キャリッジ１０６によりプリントヘッド１０５を主走査方向（Ｘ方向）に移動させながらシートにインクを吐出する動作と、シートを副走査方向（Ｙ方向）にステップ送りする動作を繰り返し行ってシリアルプリント方式で画像を形成する。プリント装置１００は、さらに操作パネル１０２、カッター１１０、収納バスケット１１１を備えている。連続シートは１画像をプリントする毎にカッター１１０によってカットされて、収納バスケット１１１へ排出される。

次に、装置主要部の構成についてさらに詳細に説明する。図２（ａ）はプリント部およびミスト回収部の斜視図、図２（ｂ）はプリント部およびミスト回収部、図３はミスト回収部の斜視断面図である。

プリント装置１００は、プリント部１０７に対向する位置にシャーシ１１３を備えている。シャーシ１１３は、プラテン１０８、ピンチローラ１０３、搬送ローラ１０４を支持するステイである。また、プリント装置１００は、シャーシ１１３よりもシート搬送方向の上流側の位置に、メインステイ１１４を備えている。メインステイ１１４には、レールステイ１１５および外装ステイ１１６が取り付けられている。レールステイ１１５には、キャリッジが走行するガイドレール１１２が支持されている。外装ステイ１１６には、装置の外装カバー１１７が取り付けられており、この外装カバー１１７は、ミスト回収部やプリント部の内部メンテナンスのため外装ステイ１１６に対して開閉可能となっている。

以下、本発明の特徴をなすミスト回収部について説明する。ミスト回収部はミスト回収ダクト１０９を備えており、プリントヘッド１０５からのインクの吐出に伴って生じる霧状のインクミストは、このミスト回収ダクト１０９に吸い込まれる。ミスト回収ダクト１０９の吸引口１０９ａは、プリントヘッド１０５よりもシート搬送方向の上流側に位置している。ここはインクミストの発生源に近いので効率的にミスト回収がなされる。ミスト回収ダクト１０９のダクト内壁面には多数のリブが形成されており、こられリブに空気が巻き込むリブ表面にインクミストが付着してミストが捕捉される。ここにおいてインクミストをある程度捕捉することで、後段のファンユニット１１９のファンへのミスト付着が軽減される。

図４はファンユニット１１９の構造を示す断面図である。ファンユニット１１９はミスト回収部の中核をなすものであり、ミスト回収ダクト１０９の端部に対して固定されている。ファンユニット１１９は、ファン１２３（シロッコファン）と、ファン１２３を収める直方体形状のファン筺体１２４から構成される。ファン筺体１２３は、側面に空気の吸込口１２９が設けられ、下面に空気の吹出口１２１が設けられているファン１２３は、電気制御により回転及び停止、回転数の変更が可能である。ファンユニット１１９を駆動すると、ミスト回収ダクト１０９の吸引口１０９ａから空気が吸い込まれる。そしてミスト回収ダクト１０９のダクト内を通過した空気は、ファンユニット１１９の側方の吸込口１２９からファン筺体内に吸い込まれ、ファンユニット１１９の吹出口１２１から下方に向けて空気を吹き出す（図４参照）。

ファンユニット１１９の下流側には、途中で折り曲がりながら蛇行する流路を持った排気流路が設けられている。ファンユニット１１９から下方に吹き出した空気は、蛇行する流路を下向き、上向き、下向きの順に向きを変えて蛇行しながら流れ、流路を経て装置外に排出される。ファンユニット１１９の吹出口１２１から吹き出した空気は、排気路において吹出口１２１の下方に設けられているインク受容部１２２へ向けて下向きに流れる。インク受容部１２２にはインクミストを捕捉する多孔質体らかなるインク吸収体１２５が収容配置されている。吹出口１２１から流れ込んできた空気に含まれるインクミストの一部はインク吸収体１２５に捕捉される。

次いで、排気流路を流れる空気は、インク受容部１２２の上方の開口１２６に向かって上向きの流れ方向を変え、開口１２６を経てその上方の空間１２８に向かう。空間１２８は、ファン筺体１２４の背面側の筐体外面１２４ａと外装カバー１１７で囲まれた空間である。次いで、空間１２８から再び下向きに流れる空気は、外装カバー１１７とインク受容部１２２との隙間として形成された、排気流路の終端の排気口１２７から装置の機外に排出される。排気口１２７から排出される空気は、排気流路内でインクミストが捕捉回収された後のクリーンな空気であるので、機外へのインクミストの排出が小さい。

ここで、図２（ｂ）、図３、図４（ｂ）を用いて、排気流路の途中に配置されたインク吸収体シート１１８について説明する。このインク吸収体シート１１８は、排気流路内におけるインクミストの捕捉、および、ファンユニット１１９で生じる振動やノイズを軽減させる役割を担う。ファン筺体１２４の筺体外面１２４ａ（吸込口１２９の形成壁面と平行に対向する壁面）には、インク吸収体シート１１８が取り付けられている。より具体的には、インク吸収体シート１１８は筐体外面１２４ａを面接触により覆うように筐体外面１２４ａに取り付けられている。取り付けは、両面テープによる貼り付けや複数のボスによる固定など、その手法は問わない。インク吸収体シート１１８の表面および筐体外面１２４ａの一部は空間１２８に露出している。つまり、インク吸収体シート１１８の表面および筐体外面１２４ａが排気流路の内面の一部を形成している。

図５（ａ）にインク吸収体シート１１８の形状を示す。インク吸収体シート１１８は所定の厚みを持つ矩形形状に近いシート形状の多孔質体からなる。そして、その下端部は下方に突出する凸部１１８ａを２つ備えている。インク吸収体シート１１８には、上辺、右辺、左辺に沿って表面に切り込み１１８ｂ〜１１８ｄが形成されている。これは後述する端部の撓みを容易にするためである。なお、インク吸収体シート１１８は、図５（ｂ）のように、インク吸収体シート１１８と筺体外面１２４ａとの取り付け面が、一部抜かれた形状であってもよい。

図４（ｂ）に示すように、インク吸収体シート１１８がファン筺体１２４の筺体外面１２４ａに取り付けられた状態では、凸部１１８ａがファン筺体１２４の下端よりさらに下方にはみ出すように位置する。排気流路においては、凸部１１８ａは開口１２６より下側までに入り込む位置関係となる。仮に、ファンユニット１１９でインクミストが液化してファン筐体内１２４の吹出口１２１から下に漏れ出したとしても、インク吸収体シート１１８の下端側が漏れたインクを吸収して受けとめて、液垂れを防止することができる。大量のプリント動作ではインク吸収体シート１１８のインク吸収量が飽和する場合がある。その場合も、インク吸収体シート１１８の凸部１１８からインクが液垂れするので、その直下のインク吸収体１２５で滴下したインクを受けとめることができ、装置内のインク汚れが少ない。

図６は、外装カバー１１７とインク吸収体シート１１８との接触関係を示す。図６（ａ）は先の図２のＡ部分の拡大図、図６（ｂ）は先の図２の矢印Ｂの方向からみた外装カバー１１７とインク吸収体シート１１８との接触部分の拡大図である。上述したように、ミスト回収部の外装カバー１１７は、ミスト回収ダクト１０９や搬送ローラ対１３０等の装置内部のメンテナンスを目的に、プリント装置１００に対して着脱により開閉するようになっている。外装カバー１１７を閉じた状態（閉状態）においては、外装カバー１１７が外装ステイ１１６に固定される。なお、外装カバー１１７は完全に取り外せる構成に限らず、ヒンジにより回動して開閉する構成であってもよい。

外装カバー１１７がプリント装置１００から外された状態（開状態）では、インク吸収体シート１１８は端部を含めて全体が平面形状を示す（図中の破線で示す形状）。一方、外装カバー１１７がプリント装置１００に取り付けられた状態（閉状態）では、インク吸収体シート１１８は端部が外装カバー１１７の内面に押圧されて湾曲した形状となる（図中の実線で示す形状）。

図６（ａ）は、外装カバー１１７とインク吸収体シート１１８の高さ方向（Ｚ方向）における接触関係を示す、距離Ｌ１は、外装カバー１１７が開状態にあるときの、ファン筺体１２４の上端部１２４ｂからインク吸収体シート１１８の上端部までの距離を示す。距離Ｍ１は、外装カバー１１７が閉状態にあるときの、ファン筺体１２４の上端部１２４ｂから外装カバー１１７の上端部内側までの距離を示す。これらは、距離Ｌ１＞距離Ｍ１の関係を満たす。したがって、外装カバー１１７を開状態から閉状態にすると、インク吸収体シート１１８の上端部が外装カバー１１７の内面に当接して、距離Ｌ１と距離Ｍ１の差分を解消するように撓んで形状変化する。この撓みにより、外装カバー１１７の内面とインク吸収体シート１１８の上端部とがほぼ気密に密着する。

図６（ｂ）は、外装カバー１１７とインク吸収体シート１１８の幅方向（Ｘ方向）における接触関係を示す。距離Ｎ１、距離Ｏ１は、外装カバー１１７が開状態にあるときの、ファン筺体１２４の左右側端部１２４ｃ、１２４ｄからインク吸収体シート１１８の左右側端部までの距離を示す。距離Ｐ１、距離Ｑ１は、外装カバー１１７が閉状態にあるときの、ファン筺体１２４の左右側端部１２４ｃ、１２４ｄから外装カバー１１７の左右内側までの距離を示す。これらは、距離Ｎ１＞距離Ｐ１、距離Ｏ１＞距離Ｑ１の関係を満たす。したがって、外装カバー１１７を開状態から閉状態にすると、インク吸収体シート１１８の左右側端部が外装カバー１１７の内面に当接して、距離差を解消するように撓んで形状変化する。この撓みにより、外装カバー１１７の内面とインク吸収体シート１１８の左右側端部とがほぼ気密に密着する。

このような上端部および左右の側端部の三方の密着構造により、ファンユニット１１９の振動が引き起こす外装カバー１１７の振動（びびり音）を、インク吸収体シート１１８が振動ダンパの役割を果たして効果的に抑えることができる。またファンユニット１１９の回転音（ノイズ）がインク吸収体シート１１８に吸収されるのでノイズが装置の外に漏れ出すのが抑制され、装置稼働音が小さくなる。見方を変えれば、ミスト回収力を上げるためにファンの回転数を高めるあるいはよりハイパワーなファンユニットにしても著しく騒音が上がることが無い。

さらに、本実施形態の構成によれば、外装カバー１１７の内面に対してインク吸収体シート１１８が上部と左右の三方で気密に密着しており、空間１２８からプリント装置の内部への空気漏れが少ない。インク吸収体シート１１８は、空間１２８すなわち排気流路の一部を形成している。空間１２８に流れ込んだ空気は、シート状のインク吸収体シート１１８の表面に接触して、空気中に浮遊するインクミストが多孔質体の表面に捕捉される。そして空間１２８から空気の漏れ出しが少ないことも寄与して、インク吸収体シート１１８でのインクミストのトラップ効率がさらに向上する。さらに、排気流路は下方、上方、下方に蛇行する流路として小さく集約されているので、プリント装置１００の奥行きにおける装置小型化にも寄与している。

なお、空間１２８においてインク吸収体シート１１８を対向するように、外装カバー１１７の内面にシート状のインク吸収体を取り付ける構成としてもよい。この場合、空間１２８におけるインクミストの捕捉および吸音がさらに向上し、排気口１２７から最終的に排出されるインクミストおよびノイズがより一層低減する。

以上の装置構成の複合的な効果を検証するため、ミスト回収部１２０の近傍にてノイズ測定を行ったところ、インク吸収体シート１１８を設けない場合（図４（ａ）の形態）に比べて、３．８ｄＢの静音化が確認された。これは使用者の体感的にはノイズがほぼ半減する極めて大きな効果である。そして、本実施形態ではミスト回収ダクト１０９、インク吸収体１２５、インク吸収体シート１１８の３カ所でインクミストを捕捉回収するので、全体としては高効率でミスト回収がなされて、最終的に機外に排出される空気はクリーンなものとなる。こうして、インクミストを回収する機構の静音化と高い回収効率を両立した優れたインクジェット装置が実現する。

＜変形例＞
以上の実施形態は、外装カバー１１７の内面にインク吸収体シート１１８の上端および両側端の三方が撓みながら気密に接触する構造とすることで、大きな静音効果を得るものである。しかし、三方すべてが接触していなくても、少なくとも一か所で接触があれば静音効果は得られる。さらに、三方いずれのも接触がない形態であっても静音化の効果は得られる。以下のこのような変形例にについて図７を用いて説明する。

図７の構成を先の図６と対比すると、外装カバー１１７の内面にインク吸収体シート１１８の端部が近接しているものの接触はしていない。図７（ａ）では距離Ｌ２＜距離Ｍ２の関係を満たし、図７（ｂ）では距離Ｎ２＜距離Ｐ２、距離Ｏ２＜距離Ｑ２の関係を満たす。ファン筺体１２４の筺体外面１２４ａに、インク吸収体シート１１８が取り付けられている構成は図６と同様である。

インク吸収体シート１１８が、振動・ノイズ源であるファンユニット１１９に取り付けられているので、ファンユニット１１９自体から発生する音を吸音して、装置の稼働音が低下する。そして、インク吸収体シート１１８が排気流路の一部を形成しているのでインクミストは捕捉されて機外へのミスト排出は少ない。この構成においてミスト回収部１２０の近傍にてノイズ測定を行ったところ、インク吸収体シート１１８を設けない場合（図４（ａ）の形態）に比べて、１ｄＢの静音化が確認された。

なお、本発明は以上に説明した形態に限定されるものではなく、シリアルプリント方式に限らずラインヘッドヘッドを備えたラインプリント方式のプリント装置であってもよい。また使用するシートは連続シートに限らずカットシートであってもよい。さらに本発明は、シートに画像プリントするプリンタに限らず、インクジェットヘッドを用いて製造・加工などを行うインクジェット装置全般に適用可能である。

１０７ プリント部
１０９ ミスト回収ダクト
１１７ 外装カバー
１１８ インク吸収体シート
１１９ ファンユニット
１２０ ミスト回収部
１２３ ファン
１２４ ファン筺体
１２５ インク吸収体
１２７ 排気口

Claims (11)

1. インクを吐出するヘッドと、筺体の中にファンが収められたファンユニットと、前記ファンユニットの下流側に設けられた蛇行する流路と、前記流路の途中に配置されたシート状のインク吸収体と、を有し、前記ヘッドの近傍の空気が前記ファンユニットおよび前記流路を経て排出されるインクジェット装置であって、
   前記ファンユニットは、前記筺体の外面に前記インク吸収体が取り付けられているとともに、前記インク吸収体が前記流路の内面の一部を形成していることを特徴とするインクジェット装置。
2. 前記インク吸収体は、前記筺体の外面を覆うように前記筺体の外面に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット装置。
3. 前記インク吸収体の下端部は、前記筺体の下端部よりも下方に突出していることを特徴とする、請求項２に記載のインクジェット装置。
4. 前記ファンユニットは側方から吸い込んだ空気を下方に吹き出すものであり、前記ファンユニットから下方に吹き出した空気は、前記蛇行する流路を下向き、上向き、下向きの順に流れて排気口から装置外に排出されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
5. 前記蛇行する流路において前記ファンユニットの下方にインク受容部が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のインクジェット装置。
6. 前記インク吸収体の上端部および側端部の少なくともいずれかは、前記インクジェット装置の外装カバーの内面に接触していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
7. 前記外装カバーは開閉することが可能であり、前記外装カバーを閉じるとインク吸収体の上端部および側端部の少なくともいずれかは前記外装カバーの内面に押されて撓むことを特徴とする、請求項６に記載のインクジェット装置。
8. 前記流路において前記インク吸収体と対向する前記外装カバーの内面には、別のシート状のインク吸収体が取り付けられていることを特徴とする、請求項６または７に記載のインクジェット装置。
9. 前記ファンユニットの上流側には、前記ヘッドの近傍から前記ファンユニットにつながるダクトが設けら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項に記載のインクジェット装置。
10. 筺体の中にファンが収められたファンユニットと、前記ファンユニットの下流側に設けられた蛇行する流路と、前記流路の途中に配置されたシート状のインク吸収体と、を有し、インクミストを含む空気が前記ファンユニットにより取り込まれ前記流路を経て排出されるミスト回収装置であって、
    前記ファンユニットは、前記筺体の外面に前記インク吸収体が取り付けられているとともに、前記インク吸収体が前記流路の内面の一部を形成していることを特徴とするミスト回収装置。
11. インクを吐出するヘッドと、筺体にファンが収められたファンユニットと、前記ファンユニットの下流側に設けられた流路と、前記流路の途中に配置されたインク吸収体と、を有し、前記ヘッドの近傍の空気が前記ファンユニットおよび前記流路を経て排出されるインクジェット装置であって、
    前記ファンユニットは、前記筺体の外面に前記インク吸収体が取り付けられているとともに、前記インク吸収体が前記流路の内面の一部を形成していることを特徴とするインクジェット装置。

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