(57)【要約】【課題】小型化しても空吐出によるミストの外部飛散を最小限に抑えることができる空吐出受けを提供する。【解決手段】記録ヘッドから吐出された液滴を収容する空吐出受けであって、液滴入り口から筐体の内部へ延伸する通路壁を有する吐出液滴導入通路と、ミスト気流を収容するミスト収容空間と、前記吐出液滴導入通路の液滴進行方向の下流側に位置し、前記ミスト収容空間へ繋がり、吐出液滴が衝突する斜面と該斜面に対向する気流反射面を有するミスト気流減衰通路とを備えて構成される。【選択図】図２
2014113771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドから吐出された液滴を収容する空吐出受けであって、液滴入り口から筐体の内部へ延伸する通路壁を有する吐出液滴導入通路と、ミスト収容空間と、前記吐出液滴導入通路の液滴進行方向の下流側に位置し、前記ミスト収容空間へ繋がり、吐出液滴が衝突する斜面と該斜面に対向する気流反射面を有するミスト気流減衰通路とを備えて構成される、空吐出受け。
【請求項２】
前記ミスト収容空間が、前記吐出液滴導入通路と前記ミスト気流減衰通路の容積和よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の空吐出受け。
【請求項３】
前記ミスト気流減衰通路が、前記吐出液滴導入通路の側から前記ミスト収容空間の側に向けて先細りになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空吐出受け。
【請求項４】
前記ミスト気流減衰通路の斜面は空吐出受けの底面に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空吐出受け。
【請求項５】
前記ミスト収容空間にトラップ片が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空吐出受け。
【請求項６】
前記ミスト収容空間の端面にフィルタ部材を設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空吐出受け。
【請求項７】
前記フィルタ部材に吸引手段を付設することを特徴とする請求項６に記載の空吐出受け。
【請求項８】
前記吐出液滴導入通路若しくは前記ミスト気流減衰通路の内側壁面にインク吸収体が取り付けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の空吐出受け。
【請求項９】
廃液回収のための液滴吸引手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の空吐出受け。
【請求項１０】
前記液滴吸引手段が記録ヘッドの吸引回復にも用いられることを特徴とする請求項９に記載の空吐出受け。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空吐出受けを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、インクジェット式記録装置における記録ヘッドのインク滴（液滴）吐出口をフラッシングするに際して供される空吐出受けに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置として、例えばインク滴を吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置（液体吐出記録方式画像形成装置）が知られている。このような液体吐出方式画像形成装置において、記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズルから記録材（記録媒体、用紙ともいう）に吐出させて画像記録を行う。その関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、更には気泡の混入などで吐出不良の状態となり、記録不良を起こすという問題を抱えている。そこで、記録ヘッドの吐出状態を正常に保つために、維持回復動作が必要である。維持回復動作には、キャップ部材により記録ヘッドのノズルを封止し、負圧でノズルからインクを吸引排出（ヘッド吸引）する吐出回復動作のほか、ヘッド吸引後のワイピングと空吐出とがある。ワイピングは、記録ヘッドのノズル面に付着しインク滴の飛翔状態を変化させる原因となる残留インクを払拭部材で拭き取る動作である。また、空吐出は、ワイピング後、ノズルのメニスカスを正常な状態に戻すために、画像形成に寄与しないインク滴を吐出する動作である。
【０００３】
空吐出を行うと、インク滴からは、比較的大粒でほぼ直線的に空吐出受けに到達する主滴の他に、主滴よりも小さな所謂サテライト滴やミストが生じる。ミストは主滴やサテライト滴と同じくインク滴に由来するものであるが、微細化して空気中を浮遊するものであって、主滴やサテライト滴と性状が大きく異なり、空吐出受けから漏れ出て、機内を汚染し、画像品質の劣化や装置の故障を招く原因となっている。
【０００４】
このような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、インク滴の吐出によって周囲空気を引きずることで発生した気流を空吐出受けのフィルタ付き開口壁側に誘導して、気流に乗ったミストをフィルタで回収することを提案している。これによって、外部へミストが飛散するのを防止する。しかしながら、特許文献１に開示の構成では、空吐出受けにフィルタ部を設けるためコスト高になり、またフィルタ目詰まりによる寿命があるため交換を要するといった問題もある。
【０００５】
ここで、インクジェット式記録装置には、記録ヘッドが主走査方向に移動しながらインク滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、ライン状に並べられた記録ヘッドが移動しない状態でインク滴を吐出するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。シリアル型の記録装置では、ヘッド数も少なく、全体として空吐出回数も少ないが、ライン型の記録装置、特に大型機になると、マシン寿命までの空吐出回数も多く、交換頻度が増大してしまう。そのため、ライン型において空吐出受けの小型化を狙うと、寿命がすぐにきてしまう。
【０００６】
また、特許文献１の構成において、気流を壁側に誘導しても、全ての気流が壁側に行くわけでなく、上昇して、空吐受けの開口部から流出するものもあり、そのような気流に沿って、ミストも開口部から流出する。特に空吐出受けが小型化した場合、直ぐに上昇気流が発生して、より多くのミストが飛散し易くなる。一般に、記録ヘッドの短手方向では、２列のノズル列が並んでいるだけなので、空吐出による下降気流の影響が強く、ミストは飛散し難い。一方、記録ヘッドの長手方向では、多数のノズルのうち、端のノズルの空吐出による下降気流の影響だけとなり、短手方向に比べてミストが飛散し易い。したがって、特許文献１の構成において、気流をヘッド長手方向の外側へ誘導する場合、フィルタに付着しないミストはそのまま上昇気流に乗って、ヘッド長手方向の開口部の端から流出し、その量も多めである。
【０００７】
特許文献２は、吐出されたインク滴の方向転換構造を含む流体閉じ込めシステムを開示し、狭窄した案内路を通ってインク保管場所内へと向けるインク方向転換表面を具備することで、インク粒子を収容することを狙っている。しかしながら、狭窄した案内路は、空吐出受け筐体たるインク保管場所を覆うフードに形成されており、したがって吐出インク滴はフード開口近傍でインク方向転換表面に衝突し、インク気流の回流がフード開口近傍で生じることになる。そのため、フード表面にストップ構造部を形成するにせよ、文献で述べる効果にもかかわらず、上昇する気流によってミストが外部へ飛散することを回避できない。特にインク保管場所に至るまでにフード内でインク滴が複数回衝突する場合には、上昇気流の発生、その上昇気流によるミストの随伴・漏出の可能性が一層高くなる。そして、システムを小型化すると、一段と上昇気流の発生、ミストの外部飛散が多くなる。
【０００８】
以上のように、従来の構成では、空吐出受け内でミストを完全にトラップできず、ミストが外部へ多く飛散してしまっている。空吐出受けを小型化することで、外部飛散が一層悪化することも避けられない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、小型化しても空吐出によるミストの外部飛散を最小限に抑えることができる空吐出受けを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、記録ヘッドから吐出された液滴を収容する空吐出受けであって、液滴入り口から筐体の内部へ延伸する通路壁を有する吐出液滴導入通路と、ミスト気流を収容するミスト収容空間と、前記吐出液滴導入通路の液滴進行方向の下流側に位置し、前記ミスト収容空間へ繋がり、吐出液滴が衝突する斜面と該斜面に対向する気流反射面を有するミスト気流減衰通路とを備えて構成されることにより、解決される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、吐出液滴導入通路を通って空吐出受けの筐体内に入った後、ミスト気流減衰通路における斜面と気流反射面にぶつかりながらエネルギー減衰する。エネルギー減衰しながらミスト気流減衰通路を抜けたミスト気流は、更にミスト収容空間に入って該ミスト収容空間に留まって回収される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一例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。
【図２】本発明の一例に係る１ヘッド用空吐出受けの概略斜視図である。
【図３】図２のＡ断面における空吐出受けの断面図である。
【図４】図２のＢ断面における空吐出受けの断面図である。
【図５】吐出液滴の廃液回収を説明する図４対応の断面図である。
【図６】ミスト収容空間に障害部片を設けた例の部分断面図である。
【図７】ミスト気流減衰通路をテーパー状にした例の概念図であり、図７ａは空吐出受けの長手方向断面、図７ｂは空吐出受けの短手方向断面である。
【図８】インク吸収体を設けた例の部分断面図である。
【図９】ライン型ヘッド用に空吐出受けを適用する一例の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一例を以下に説明する。図１において、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、点線で示された搬送経路に搬送される。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（所謂レジストローラ）対１０３を経由して、ベルト搬送ユニット１０４へ搬送される。
【００１４】
ベルト搬送ユニット１０４は、所定の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とこれらローラに巻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、その他の公知の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。
【００１５】
記録ヘッドユニット１０８で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、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に送られる。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、レジストローラ対１０３へ送られる。
【００１６】
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体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。
【００１７】
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。非印刷時には、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。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る１ヘッド用空吐出受け３００の斜視図（理解の容易化のためミスト回収空間は開放状態で示す）である。空吐出受けを単独で配置する場合には、ミスト回収空間は閉じられていなければならないが、後述するように、ライン型ヘッド用に複数の空吐出受けを繋げる場合には、各空吐出受けの間を開放することでミスト回収空間を大型化することができる。図３に空吐出受け若しくは記録ヘッドの長手方向断面（図１のＡ断面）を、図４に短手方向（長手方向に直交する方向）断面（図１のＢ断面）を示す。空吐出受け３００は、吐出液滴導入通路３０５と、ミスト収容空間３１０と、ミスト収容空間３１０と吐出液滴導入通路３０５を繋ぐミスト気流減衰通路３０６とを備えて構成されている。吐出液滴導入通路３０５は、空吐出受け３００表面の液滴入り口３０３と該入り口から液滴進行方向に沿って延伸する壁面を備えた通路壁３０４とを有している。通路壁３０４の内側壁面は液滴進行方向に沿って延伸するが、厳密に液滴進行方向に平行でなくともよく、液滴の進行を妨げないように延伸している。ミスト気流減衰通路３０６は、吐出液滴導入通路３０５の液滴進行方向の下流側で、この吐出液滴導入通路から連続しており、ミスト収容空間３１０の底部へ繋がっている。また、ミスト気流減衰通路３０６は、吐出液滴や吐出液滴によって生じる気流が当たる斜面３０７と、この斜面に対向してミスト気流の反射減衰を実現する気流反射面３０８とを有している。ミスト気流減衰通路３０６の斜面３０７は空吐出受け３００の筐体の底面に一体的に形成され、気流反射面３０８は吐出液滴導入通路の通路壁３０４と繋がって形成されている。
【００１９】
液滴たるインク滴３０１が記録ヘッドのノズル板１０８ａのノズル孔１０８ｂから下向きに吐出される。インク滴３０１は、気流３０２を発生させながら、吐出液滴導入通路３０５を通過する。吐出液滴導入通路３０５の液滴入り口３０３は、逆流防止のために大きく開口させず、吐出されるインク滴が入るのにちょうど都合のよい程度の大きさであるのがよい。インク滴３０１は空吐出の際に、主滴、サテライト滴、ミストに分かれる。主滴やサテライト滴は、図５に示すように、ミスト気流減衰通路３０６の斜面３０７に当たった後、斜面の途中に形成された液滴回収孔３０９を通って回収される。液滴回収孔３０９は図示の位置よりもミスト収容空間３１０に近い箇所、あるいはミスト収容空間３１０の底部に形成されていてもよい。一方、ミストを含む気流３０２は、斜面３０７にぶつかってエネルギー減衰し、更に気流反射面３０８にぶつかり、ミスト気流減衰通路３０６を進むにつれてこれら両方の面と当たりながらエネルギー減衰を繰り返しして、ミスト収容空間３１０に入る。トラップ空間であるミスト収容空間３１０は、ミスト気流減衰通路３０６や吐出液滴導入通路３０５よりも十分広く、これら通路の容積和よりも大きな容積を有している。そのため、ミスト気流減衰通路３０６で減衰したミスト気流はミスト収容空間３１０で拡散しながら一層エネルギー減衰し、ミストはミスト収容空間３１０内に漂い、トラップされる。漂っているミストを確実にトラップするため、図６に示すように、ミスト収容空間３１０にトラップ片たる障害部片３１１を設けてもよい。なお図６は、気流が図４で見て左右対称の挙動を示すので、図４の左半分に相当する分のみを描写している。
【００２０】
更なる変形例として、ミスト気流減衰通路３０６が、吐出液滴導入通路３０５からミスト収容空間３１０に向かうにしたがって先細るテーパー状に形成されていることが想定される。図７ａは空吐出受けの長手方向断面（図７ｂのＤ−Ｄ断面線）、図７ｂは空吐出受けの短手方向断面（図７ａのＣ−Ｃ断面線）を示す。図７ｂに示す面でのテーパーだけでなく、図７ａに示す面でもテーパーがつけられている。テーパー状にミスト気流減衰通路３０６を絞ることによって、ミスト収容空間３１０に流入する気流が強められ、ミストが逆流し難くなる。更に、長手方向にもテーパーがつけられることで、逆向きのテーパー形状同士によって、気流が衝突し易くなり、エネルギー減衰が促進される。
【００２１】
また、図８に示すように、ミスト気流減衰通路３０６や吐出液滴導入通路３０５の内側壁面に、スポンジ状ウレタン等で成るインク吸収体３１５，３１６が取り付けられていてもよい。インク吸収体３１５，３１６は壁面の一部にだけあってもよいが、全面に存在していてもよい。このインク吸収体３１５，３１６によって、主滴、サテライト滴だけでなくミストもトラップされ得、空吐出受け内部で浮遊することが抑制される。
【００２２】
ライン型ヘッド用に空吐出受けを適用する例を図９により説明する。各記録ヘッドに対応して上述した構成を備える空吐出受け３００が備えられている。複数の空吐出受け３００のミスト収容空間３１０は互いに開放状態で繋がり、各液滴回収孔３０９は共通管路３１２で繋がっている。ミスト収容空間３１０が互いに繋がることで大きな共通空間となり、大気開放に近似した状態となっている。繋げられた空吐出受けの端面３１３は、便宜上、開放状態で示すが、実際には閉じられており、場合によってはその端面にフィルタ部材を設けるようにしてもよい。またフィルタ部材を取り付けた端面３１３の近傍に、吸引手段としてのファンを付設して、強制的にミストをフィルタ部材にトラップすることも考えられる。廃液回収のための共通管路３１２は、弁３１７、液滴吸引手段としての吸引ポンプ３１８、廃液タンク３１９に繋がっている。空吐出直後、弁３１７が開いて、吸引ポンプ３１８によって、液滴回収孔３０９を通って共通管路３１２に流出するインクが廃液タンク３１９に送られ、回収される。また、吸引ポンプ３１８はキャップ２０１と繋がっており、弁３１７の制御によって、吸引ポンプ３１８は空吐出廃液の回収と記録ヘッドの吸引回復の二つの機能を選択的に行うことができる仕組みになっている。
【００２３】
以上のような構成により、多数の記録ヘッドを有するライン型液体吐出ヘッドであっても、大型化を抑制しつつ低コストで高効率で信頼性の高い空吐回収が可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１０８ａ  ノズル板
１０８ｂ  ノズル孔
３００  空吐出受け
３０１  インク滴
３０３  液滴入り口
３０４  通路壁
３０５  吐出液滴導入通路
３０６  ミスト気流減衰通路
３０７  斜面
３０８  気流反射面
３０９  液滴回収孔
３１０  ミスト収容空間
３１１  障害部片
３１５、３１６  インク吸収体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２００９−１３７２２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１４６８６号公報
【図１】
2014113771.tif 000003
【図２】
2014113771.tif 000004
【図３】
2014113771.tif 000005
【図４】
2014113771.tif 000006
【図５】
2014113771.tif 000007
【図６】
2014113771.tif 000008
【図７】
2014113771.tif 000009
【図８】
2014113771.tif 000010
【図９】
2014113771.tif 000011