(57)【要約】【課題】装置の小型化、低コスト化を行っても、空吐出によるミストの外部飛散を最小限にすることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】液滴を吐出する複数のノズル１０８ｎを有する記録ヘッドユニット１０８と、該記録ヘッドユニット１０８から空吐出させた液滴を収容する空吐出受け３００とを有し、空吐出受け３００には入口３０１を介して前記ノズル１０８ｎに対向し、該ノズル１０８ｎの並び方向を長手方向とする気流減衰部材３０２を備えられ、該気流減衰部材３０２のノズル対向面３０２ａには、長手方向の両側から中央に向かって下がり互いに向き合うテーパー形状が形成され、空吐出で発生した気流はテーパー形状に沿うことで長手方向の両側から中央に向かい、互いにぶつかり合うことで減衰される。【選択図】図２
2014069555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドユニットと、
該記録ヘッドユニットから空吐出させた液滴を収容する収容室とを有し、
該収容室には入口を介して前記ノズルに対向し、該ノズルの並び方向を長手方向とする気流減衰部材が備えられ、
該気流減衰部材のノズル対向面には長手方向の両側から中央に向かって下がり互いに向き合うテーパー形状が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドユニットと、
該記録ヘッドユニットから空吐出させた液滴を収容する収容室とを有し、
該収容室には入口を介して前記ノズルに対向し、該ノズルの並び方向を長手方向とする気流減衰部材と、
該気流減衰部材の短方向両側に形成された減衰空間とが備えられ、
該気流減衰部材のノズル対向面には、長手方向の両側から中央に向かって下がり、互いに向き合うテーパー形状が形成され、該テーパー形状は短方向において中央から両側の前記減衰空間に向かって下がる傾斜が付けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドユニットと、
該記録ヘッドユニットから空吐出させた液滴を収容する収容室とを有し、
該収容室には入口を介して前記ノズルに対向し、該ノズルの並び方向を長手方向とする気流減衰部材と、
該気流減衰部材の短方向両側に形成された減衰空間とが備えられ、
該気流減衰部材のノズル対向面には、互いに向き合う複数のテーパー形状が長手方向に並べて形成され、該複数のテーパー形状が短方向において中央から両側の前記減衰空間に向かって下がる傾斜が付けられていることとを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の画像形成装置において、前記気流減衰部材のノズル対向面に、撥水性が備えられていることを特徴とする記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）を記録ヘッドユニットとして用いた液体吐出記録方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この種の液体（インクなど）を吐出して画像を形成する装置において、インクの吐出を正常に保つために、回復動作機構が備わっている。回復動作は、インクを排出後、インクを吐出する記録ヘッドユニットのノズル面を清掃部材（ワイパーブレードなど）で清掃する。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、空吐出受けに空吐出をしてメニスカスを正常な状態に戻す動作が必要となる。この空吐出の際に、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、微細化してミストなって浮遊するものがある。このミストが空吐出受けから漏れ出て、機内が汚染され、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には空吐出受けにインク滴によって発生した気流を空吐出受け部のフィルタ部のついた開口している壁側に誘導し、ミストをフィルタ部で回収して、ミストが外部に飛散するのを防止することが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１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ることが否めない。さらに、フィルタには目詰まりによって寿命に達すると、交換を要するといった問題もある。プリンタなどのシリアル型の小型機では、ヘッド数も少なく、空吐出回数も少ないが、ＭＦＰなどのヘッドを紙幅上に複数設けたライン型の大型機になると、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。空吐出受けの小型を狙った場合、寿命がすぐにきてしまう。
【０００５】
また、特許文献１では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、空吐受け開口部から流出し、その気流に沿って、ミストも開口部から流出する。一般に、短手方向では、ノズルが複数並んでいるため、空吐出による下降気流の影響が強く、開口部短手方向からミストは飛散しにくい。長手方向では、端のノズルの空吐出による下降気流の影響だけなので、短手方向に比べてミストが飛散しやすい。従って、気流をヘッド長手方向の外側へ誘導した場合、フィルタ部に付着しなかったミストはそのまま上昇気流にのって、開口部の長手方向の端から流出する量が多くなるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題に鑑みてなされたものであり、装置の小型化、低コスト化を行っても、空吐出によるミストの外部飛散を最小限にすることが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドユニットと、該記録ヘッドユニットから空吐出させた液滴を収容する収容室とを有し、該収容室には入口を介して前記ノズルに対向し、該ノズルの並び方向を長手方向とする気流減衰部材が備えられ、該気流減衰部材のノズル対向面には長手方向の両側から中央に向かって下がり互いに向き合うテーパー形状が形成されていることを特徴とする画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、空吐出で発生した気流は収容室内で、気流同士が互いにぶつかって減衰されるので、気流に乗ったミストが収容室の外部に飛散することを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における画像形成装置全体の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における空吐出受けの構成を示す断面図である。
【図３】図３は図２のＡ−Ａ線に従う断面図である。
【図４】第１の実施形態の気流を減衰させる気流減衰部材の斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における図６のＣ−Ｃ線に従う断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における図５のＢ−Ｂ線に従う断面図である。
【図７】第２の実施形態の気流を減衰させる気流減衰部材の斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における図９のＤ−Ｄ線に従う断面図である。
【図９】本発明の第２３実施形態における図８のＥ−Ｅ線に従う断面図である。
【図１０】第３の実施形態の気流を減衰させる気流減衰部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明における画像形成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の点線の搬送経路に搬送される。搬送経路に搬送された用紙１００は、タイミング合わせとスキュー補正を行う搬送ローラ対１０３を経由して、ベルト搬送ユニット１０４へ搬送される。
【００１１】
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駆動搬送ローラ１０５とテンションローラ１０６と搬送ベルト１０７によって構成されている。搬送ベルト１０７は、無端状ベルトとなっている。ベルト搬送ユニット１０４による用紙１００の保持は、静電吸着、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。
【００１２】
記録ヘッドユニット１０８で画像を形成した用紙１００上には、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。
【００１３】
用紙１００は記録ヘッドユニット１０８にて画像を形成後、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を印字する場合は、分離爪１１０から、搬送経路１１３を通過し、分離爪１１４を経て、たたきコロ１１５送られる。たたきコロ１１５に送られた用紙１００は、たたきコロ１１５によって、逆向きに搬送され、分離爪１１４を経て、両面反転ローラ１１６に送られる。そのまま反転排紙の際は、両面反転ローラ１２１は反時計回りに回転して、用紙１００は搬送経路１１７を通過して、排紙ローラ１１２へ送られて排紙される。裏面を印字する際には、両面反転ローラ１１６は時計周りに回転して、搬送経路１１８を通過して、レジストローラ対１０３へ送られる。
【００１４】
記録ヘッドユニット１０８は、液滴を吐出する複数のノズル１０８ｎ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）の記録ヘッドユニット１０８ｍｙ、シアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）の記録ヘッドユニット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の千鳥配列されている。尚、シリアル型画像形成装置として記録ヘッドユニットをキャリッジに搭載する構成とすることもできる。そして、記録ヘッドユニット１０８の性能を維持回復するため、維持ユニット２００が備えられている。維持ユニット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、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、維持ユニット２００が各記録ヘッドユニット１０８の下まで移動して、維持回復動作が行われる。また、維持ユニット２００のキャップ２０１は、待機時には、記録ヘッドユニット１０８ｋｃの湿度を保つ保湿キャップも担っており、記録ヘッドユニット１０８ｍｙは、保湿キャップユニット２０３によって湿度を保つ。非印刷時には、記録ヘッドユニット１０８が上昇して、維持ユニット２００と保湿キャップユニット２０３は各記録ヘッドユニット１０８の下まで移動して、保湿キャッピングを行う。
【００１５】
図２乃至図４は、本発明の第１の実施形態を示し、図２は空吐出受け３００の断面図、図３は図２のＡ−Ａ線に従う断面図、図４は気流を減衰させる気流減衰部材３０２の斜視図である。
【００１６】
空吐出受け３００は、空吐出を受けて収容するような室状に形成され、その空吐出受け内部には記録ヘッドユニット１０８のノズル１０８ｎの列に対向して断面形状が細長矩形の入口３０１が形成され、さらにこの入口３０１を介してノズル列１０８ｎと対向する位置に気流減衰部材３０２が配設されている。空吐出受け３００には、側壁にミストを吸引する吸引孔３０３と、底部に空吐出の廃液を回収する回収吸引孔３０４とが設けられている。吸引孔３０３と回収吸引孔３０４は、図示はしないが吸引キャップ２０１で吸引をする際に使用するポンプと弁を介してつながっている。空吐出中は、ミストを回収する吸引孔３０３の弁が開き、ミストを回収する。空吐出終了後は、空吐の廃液を回収する回収吸引孔３０４とつながっている。
【００１７】
気流減衰部材３０２は、概ね直方体のブロックで構成され、そのノズル対向面３０２ａが入口３０１の断面形状より縦も横も広いサイズに形成されている。気流減衰部材３０２をＸＹＺの方向により説明すると、Ｘ方向は全長に渡って同一幅に形成され、Ｙ方向である気流減衰部材３０２の長手方向において両側から中央に向かって下がるテーパー形状に形成され、その面は図３に示すように、平面で構成されている。
【００１８】
また、空吐出受け３００にはＸ方向において気流減衰部材３０２の両側に減衰空間３０５が設けられている。減衰空間３０５は、図３に示すように、気流を回して再び気流減衰部材３０２に当てるような円弧状壁面をもち、両減衰空間３０５は左右対称であわせると略ハート型に形成されている。
【００１９】
このように構成された気流減衰部材３０２は、ノズル１０８ｎから空吐出された滴によって発生するＺ方向下側に速度をもつ気流が気流減衰部材３０２のノズル対向面３０２ａに衝突する。ノズル対向面３０２ａは、中央に向かって下がるテーパーが形成されているので、テーパー形状に沿ってＹ方向で中央に向かった速度ベクトルをもつようになる。そのため、気流はＹ方向において、気流減衰部材３０２の外側でなく、内側に流れやすくなる。その際、Ｙ方向の左右の気流が衝突し合うため、気流エネルギーは大きく減衰される。これによって、空吐受け３００内から外部に流出しようとする気流の流速は弱まるため、ミストが外部へ飛散しにくくなる。
【００２０】
なお、気流減衰部材３０２に衝突した気流は、エネルギーがゼロになったわけでないので、そのままＺ方向の下側に流れようとして、空間の広いＸ方向部に流れやすくなり、Ｘ方向の減衰空間３０５で、減衰されて吸引孔３０３、３０４で回収される。また、減衰空間３０５内でより減衰しやすくなるように気流を、入口３０１より下に向ける傾斜壁３０６があると、ミストは内側に流れやすくなり、その分外部への流出を抑えられる。
【００２１】
かくして、ノズル１０８ｎから空吐出されて発生する気流の殆んどは気流減衰部材３０２のノズル対向面３０２ａに衝突して上記のように減衰されるのでミストは入口３０１から飛び出しにくくなる。
【００２２】
ところで、Ｙ方向において気流減衰部材３０２の外側である図２の気流減衰部材３０２の左右両側部に気流が向かうと、下降気流の影響が小さいため、気流が流出やすくミストが飛散しやすい。すなわち、空吐受け３００に入った気流が気流減衰部材３０２のＹ方向の外側に行くほうが、そのまま上昇して、ノズルの端と開口部の端の間から流出しやすくなる。しかし、本実施形態では気流減衰部材３０２のテーパーによって気流が内側に行きやすいため、Ｙ方向において気流減衰部材３０２の外側に向かう気流が少なくミストが外部に飛散しにくくなる。
【００２３】
図５乃至図７は、本発明の第２の実施形態を示し、図５は図６のＣ−Ｃ線に従う空吐出受けの断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線に従う断面図、図７は気流を減衰させる気流減衰部材４０２の斜視図である。なお、第２の実施形態における空吐出受け３００の大凡の構成は第１の実施形態と酷似しており、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
本実施形態の気流減衰部材４０２は、概ね直方体のブロックで構成されており、そのノズル対向面４０２ａには上記実施形態と同様に、Ｙ方向である気流減衰部材３０２の長手方向において両側から中央に向かって下がるテーパー形状が形成されている。しかし、ノズル対向面４０２ａは平面でなく、図６に示すように、Ｘ方向において断面山型となる左右対称の傾斜面が形成されている。
【００２５】
このように構成された気流減衰部材４０２は、Ｙ方向が中央に向かって、Ｘ方向が両外側に向かって下がるテーパー形状を形成している。Ｘ方向が外側に向かっているため、気流減衰部材４０２に衝突して、相殺しあった気流はＸ方向において断面山型の傾斜面によって減衰空間３０５に行きやすくなる。したがって、減衰空間３０５で減衰しやすくなり、空吐受け内から流出する気流の流速は弱まって、ミストが外部へ飛散しにくくなる。
【００２６】
図８乃至図１０は、本発明の第３の実施形態を示し、図８は空吐出受け３００の断面図、図９は図８のＤ−Ｄ線に従う断面図、図１０は気流を減衰させる気流減衰部材５０２の斜視図である。なお、第３の実施形態における空吐出受け３００の大凡の構成は第１の実施形態と酷似しており、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
本実施形態の気流減衰部材５０２は、概ね直方体のブロックで構成されており、そのノズル対向面５０２ａの全面には図８及び図１０に示すように、Ｘ方向に延びる互いに向き合う複数のテーパー形状、すなわち、ノズル対向面５０２ａには多数の断面鋸歯状に形成された凹凸５０７と、図９及び図１０に示すようにＸ方向において断面山型状となる中央部から両端部に向かって下がる傾斜形状とが形成されている。この場合、多数の凹凸５０７はＹ方向の端部において、凸の頂点から始まり、そこから内側に向かって凹凸が連続して形成されている。
【００２８】
このように構成された気流減衰部材５０２は、互いに向き合う歯形状部分によって空吐出で発生する気流が減衰され、Ｘ方向において減衰空間３０５に向かって下がる傾斜形状によってぶつかって弱められた気流が減衰空間３０５に行き、ここでさらに減衰される。よって、空吐出で発生した気流の流速は弱まるので、ミストが空吐出受け３００の入口から外部へ飛散しにくくなる。
【００２９】
なお、上記実施形態において、ノズル１０８ｎから気流減衰部材に向かう垂線は鉛直方向であるが、ノズル１０８ｎから垂線はノズル１０８ｎが気流減衰部材より上方に位置するならば傾きがあってもよい。また、上記実施形態の気流減衰部材３０２、４０２、５０２にはその表面にインクがこびり付き難くする撥水性が材質、加工処理等によって付されていると、インクが流れ易くなり、回収しやすくなるので好都合である。また、気流減衰部材は上記実施形態に記載したもののみに限定されず、改変できるものである。例えば、図７に示す気流減衰部材４０２に図１０に示す鋸歯のような多数の凹凸５０７を形成しても良い。
【００３０】
また、本発明において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【００３１】
さらにまた、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。
【００３２】
さらにまた、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【００３３】
さらにまた、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１０８  記録ヘッドユニット
１０８ｎ  ノズル
３００  空吐出受け
３０１  入口
３０２、４０２，５０２  気流減衰部材
３０２ａ、４０２ａ，５０２ａ  ノズル対向面
３０５  減衰空間
５０７  多数の凹凸
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２００９−１３７２２７号公報
【図１】
2014069555.tif 000003
【図２】
2014069555.tif 000004
【図３】
2014069555.tif 000005
【図４】
2014069555.tif 000006
【図５】
2014069555.tif 000007
【図６】
2014069555.tif 000008
【図７】
2014069555.tif 000009
【図８】
2014069555.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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