(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  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。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を特徴とする、液滴回収装置。
【請求項２】
前記空吐出受け容器の底面であって液滴と衝突する位置に、容器入口に向かって先細りした衝突誘導部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の液滴回収装置。
【請求項３】
前記空吐出受け容器の底面にミスト吸引口が設けられ、このミスト吸引口に負圧がかけられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の液滴回収装置。
【請求項４】
前記容器入口開放部周縁の肉厚端にミスト吸引口が設けられ、このミスト吸引口に負圧がかけら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液滴回収装置。
【請求項５】
液滴を吐出するヘッドと、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液滴回収装置とを備えた液滴吐出ユニット。
【請求項６】
前記容器開放部周縁の位置が、前記ヘッドのノズル孔領域の最外端とノズル孔を形成されたノズル板の端部の間に対応していることを特徴とする、請求項５に記載の液滴吐出ユニット。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の液滴回収装置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、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】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、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。
【図３】第２実施形態に係る液滴回収装置の概略を示す、記録ヘッドの短手方向での断面図である。
【図４】従来の液滴回収装置の概略を示す断面図である。
【図５】従来の別の液滴回収装置の概略を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【符号の説明】
【００２３】
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特許第３８０６１６５号公報
【特許文献２】特許第４４２１７０２号公報
【図１】
2014008764.tif 000003
【図２】
2014008764.tif 000004
【図３】
2014008764.tif 000005
【図４】
2014008764.tif 000006
【図５】
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