(57)【要約】【課題】  インクジェット画像形成装置でメディアサイズによって周波数が変化する音をメディアサイズに応じて消音特性を変化させ効率よく消音することを目的とする。【解決手段】  ファンの排気流路に配置し、この流路の側壁に箱形状の音響共鳴体を有する消音器を構成する。さらに消音器は可動式区切り機構で区切られていて体積を可変することで共鳴体消音周波数を可変でき、記録媒体の幅に応じて音源の周波数変わった場合、消音特性を変えることができる。さらに前記消音器はインク吸収体を構成してファンの排気に含まれるインクミストを回収できさらに前記消音器を交換可能とすることでインクミスト回収機構として兼用できる。また消音器を交換できるので消音機能の維持が可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェト画像形成装置に構成される消音器において記録媒体の幅に応じて消音器の消音周波数を可変することを特徴とするインクジェット形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の消音器は、ファンの排気流路に構成されていて、この流路の側壁に箱形状の音響共鳴体を有する消音器を構成し、さらに消音器は可動式区切り機構で区切られていて体積を可変することで共鳴体消音周波数を可変することを特徴とする請求項１のインクジェット画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の消音器はインク吸収体を構成していて、排気に含まれるインクミストの回収する機能を有していて、消音器機構の交換が可能で消音器がインクミスト回収機構として兼用できることを特徴とする請求項１のインクジェット形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットプリンタ等の画像形成装置が発生する音を抑制するための消音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の市場が拡大し、事務所内で使用される形成装置が増えている。さらに環境問題の高まりから形成装置の駆動時に発生する音の低減がますます重要となってきた。
【０００３】
大判インクジェットプリンタにおいても低価格化と同時に高画質化が進展して使用環境が多様化し稼動音の低下が課題となっている。特に大判インクジェットプリンタの搬送機構では記録媒体を印刷位置で吸着して（プラテンを吸着して）記録媒体の浮きを防止させる。この吸着機構に記録媒体吸引用ファンが使用されておりこの吸引用ファンの駆動音がプリンタの主要音源の1つなっていてこれに関連した音の抑制が問題になってきている。しかし、大判インクジェットプリンタには用紙を排紙するための開口部やファン吸引機構も排気口等がある。そのため、プリンタの音が機器外部へ漏れることを完全に遮断するのは困難である。また、インクジェト大判プリンタの記録媒体吸引用ファンに関連した音は、ファンの羽数×回転数で生じる数百Ｈｚ近傍の周波数成分と100Hｚ近傍のファンと気流の干渉音が主要な音である。これら音対策として排気口の壁面に吸音材に構成するといった対応がなされてきた。(例えば  特許文献１参照)
【特許文献１】特開平7-281497号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこの記録媒体吸引機構は、記録媒体条件（記録媒体幅、厚み等）により吸引性能を可変するため、吸引機構の駆動条件ごとにファンの回転数や吸引ダクトを流れる風量が変わることにより音源の周波数や大きさが変わる。図５は記録媒体搬送機構のプラテン吸引機構概略断面図である。以下に従来のプラテン吸引機構での記録媒体幅の条件と音発生状況を説明する。図５（B）に示すようにインクジェット画像形成装置のプラテン吸引機構100上に最大の幅の記録媒体１を吸着する条件でファン５を駆動させるとプラテン吸引口の開口面積は最小になる。よって吸引風量が最小となりファン５の回転数は上昇する。このときファンの排出気流とファンの羽根の干渉音が増加し音が大きくなる。また、図５（B）のようにプラテン吸引機構３の幅に対して記録媒体１Bのように小さい幅の記録媒体条件では、プラテン吸引部開口面積は増える。よって吸引風量が増大しファン５の回転数は減少することから前記のファン５の羽根と排気気流の干渉音は低下する。この音源の周波数特性を図７に記す。記録媒体のサイズの大きいA時は125Hz近傍を中心に音が増大するが、記録媒体幅が小さいBでは125Hz近傍の音は低下し315Hｚ近傍がピークとなってくる。この125Hz近傍の音が干渉音に相当するもので特に実際の聴感上もうるさく消音が必要である。記録媒体幅の小さいBの場合は315Hｚ近傍の音源の大きさを抑えることが全体の音を下げるために必要である。といったように記録媒体の幅によって消音周波数が異なっている。一方、大判インクジェットプリンタのカラー画質が高精細化への対応することにより、インクの種類の増加あるいは小液滴化が進展していて、そのためインクが吐出するときに同時に発生するインクミストが増加している。
【０００５】
前記記録媒体吸引ファンの排気中にもインクミストが含まれていて従来はミスト回収用のフィルタ（図５−７）を排気ダクトに構成し、フィルタが回収したインクをインクミスト回収機構にインク吸収体（図５−６）を構成し集めていた。前記、消音対策で構成した吸引ファン排気ダクトに構成した壁面の吸音材は排気に含まれるインクミストが付着しインクジェット画像形成装置の使用時間の経過に伴い消音機能が低下するといった課題についてもインクミスト増加の傾向から影響が大きくなり対策が必要となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、大判インクジェットプリンタに構成される記録媒体吸引用ファン等の駆動に関連した音源を最小限に押さえて記録媒体条件により異なる音の周波数に対応して効果的な消音ができる。具体的には記録媒体吸引ファンの排気流路側壁に箱型共鳴体を構成する。箱型共鳴体としてたとえばヘルムホルツ音響型消音器（以下ヘルムホルツ消音器）を構成する。さらにこの消音器は任意の体積を可変する切り替え機構があり、印刷する記録媒体条件（幅等）に応じて消音器の形状を可変させることで消音器の消音周波数を調整でき、効率よく消音できる。ところで一例としてヘルムホルツ共鳴型消音器を例にあげたが流路の側壁に構成できて消音周波数を可変できれば、他の手法検討を得る必要があった。
【０００７】
また、前記ヘルムホルツ消音器にはインクミスト吸収体が構成されていて排気流体に含まれるあるいはインクミストを回収する。さらに前記ヘルムホルツ消音器は交換可能な機構になっていて任意の期間で消音器を交換することができるのでインクミスト回収器としてに兼用できると同時に消音器がインクミストの汚染状態から初期化され継続的な消音性能を維持できる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明してきたように、記録媒体の条件(幅等)を検知してその条件での音の主要音源の周波数に合わせて消音器の形状を（体積等）変形し消音特性を変える機構を有することでインクジェット画像形成装置の音を低減できる。さらに排気ダクトに接続した消音器にインク吸収体を構成しインクミスト回収機構として兼用することにより大幅な機構の追加なしに消音器が構成できる。以上のように追加コストアップを抑えて、静かで環境にやさしいインクジェット画像形成装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図２に、本発明が適用されるインクジェット画像形成装置の一例としてのインクジェットプリンタの外観図を示す。図２は、フロントカバー１０３が開かれて内部のキャリッジ１０１が見える状態を示している。装置右手手前には、操作パネル１０２が配置されている。この操作パネル１０２には、各種操作ボタン等の入力操作部１０２ａおよび、ここでは液晶ディスプレイである表示部１０２ｂが設けられている。
【００１０】
図３は、キャリッジ１０１の駆動関連部分を拡大して示したものである。キャリッジ１０１には、インクカートリッジ２０３（ここではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色）が着脱可能に搭載されている。キャリッジ１０１は指示シャフト２０５にスライド可能に保持され、キャリッジモータ２０１の回転動力がベルト２０２を介してキャリッジ１０１の往復動作に変換されるようになっている。
【００１１】
図６は、本発明が適用されるインクジェットプリンタ主要部の制御ハードウェア構成例を示す。この構成は、大別して、制御ブロック５００、操作パネル１０２、キャリッジモータ２０１、搬送モータ５０７，および印字ヘッド２０３からなる。制御ブロック５００は、制御部などにより構成しうる制御部５０４を有し、その内部のＲＯＭ等に記録された制御プログラムにより、装置全体の制御が行われる。制御部５０４は、データの一時記憶や作業用の記憶領域として記憶素子501を利用する。少なくとも、本発明に関するキャリッジ異常状態の状態情報（状態パラメータ）を記憶する記憶領域は不揮発性であることが好ましい。制御部５０４は、モータドライバ５０２を介してキャリッジモータ２０１を駆動制御する。キャリッジ１０１の移動に伴ってリニアセンサ４０１からパルス信号が出力される。また、制御部５０４は、このカウント値に基づいて現在のキャリッジ１０１の位置を認識するとともに、インク吐出タイミングを決定する。制御部５０４は、また、ヘッド駆動部５０５を介して前記決定された吐出タイミングで、かつ、与えられた印字データにしたがって、インクジェットヘッド（印字ヘッド）２０３を駆動して、インクを吐出させる。制御部５０４は、さらに、モータドライバ５０６を介して搬送モータ５０７を駆動し、キャリッジ移動方向と直交する方向に記録媒体を搬送する。搬送モータ507で記録媒体搬送時には、プラテン吸引ファン516はファンドライブ回路515で制御される。
【００１２】
次に図４で本発明に関するプラテン吸引ファンを構成する搬送システムについて説明する。プリンタ１０の内部には、図４に示すように、インクが吐出する複数のインク吐出口（図示せず）が形成された印字ヘッド２０と、この印字ヘッド２０を搭載して主走査方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に往復動するキャリッジ101と、記録媒体を挟持しながら矢印Ａ方向もしくは矢印Ｂ方向に搬送する搬送ローラ４４及びピンチローラ４２などが配置されている。キャリッジ101は、主走査方向に延びるガイドレール２３に案内されながら主走査方向に往復動する。また、搬送ローラ４４の回転に従動してピンチローラ４２は回転する。ピンチローラアーム４６はコイルばね４７によって、ピンチローラ４２が搬送ローラ４４に押し付けられるように付勢されている。また、プリンタ１０には、ロール紙４３の引き出された部分やカット紙（図示せず）が載置されるプラテン４５が形成されている。プラテン４５には，多数の吸引孔４５ａが形成されている。プラテン４５の下方には、各吸引孔４５ａと吸引ファン516が構成されている。プラテン４５に載置されているカット紙やロール紙は、吸引ファン516が駆動（回転）することによりプラテン４５に吸引されて密着する。
【００１３】
ここで、本発明の前提としての、インクジェットプリンタの動作概要を簡単に説明する。図２に示したプリンタの使用に先立って、ユーザは、プラテン上へ記録媒体をセットする。
【００１４】
記録媒体４３（記録媒体）はカット記録媒体またはロール記録媒体のどちらでも可能な構成になっているが、ここではカット記録媒体を用いた場合で説明を行なう。
【００１５】
まず、フロントカバー１０３を開放し、ピンチローラ加圧レバー（図示省略）の解除を行なう。次に記録媒体43をプラテン45上の基準に合わせてセットする。記録媒体43を基準位置にセットすることで、プラテン45上に設けられた記録媒体検知センサ（図示せず）で記録媒体43を検出し、且つ、ピンチローラ42と記録媒体搬送ローラ44で記録媒体43を挟むことが可能な状態となる。記録媒体検知センサの配置は、記録媒体43の排出方向に対しピンチローラ42・記録媒体搬送ローラ43より奥側に設けられており、印字中に記録媒体43の後端が記録媒体検知センサから外れても、記録媒体43がプラテン45上に保持されることが可能な構成となっている。且つ、印字中に記録媒体43の後端が記録媒体検知センサから外れても、所謂「プラテン印字」にならないようなインクジェットヘッドのノズルとの位置関係になっている。プラテン45内部には記録媒体をプラテン上に引き付けるための吸引ファン516が設けられており、プラテン45には複数個の吸引孔が設けられている。記録媒体検知センサで記録媒体43を検出するとファン516が動作し、記録媒体43はプラテン45上に引き付けられる。この状態で、ピンチローラ加圧レバー41を操作し記録媒体43をピンチローラ42と記録媒体搬送ローラ44とで挟みフロントカバーを閉じる。プラテン45上に記録媒体43のセットがなされた後、操作パネル102上のキー操作により記録媒体43のロードが開始される。記録媒体43のロードは、１）記録媒体43の先後端位置出し（搬送方向の長さ検出）２）記録媒体43の幅検知、３）斜行検知43からなり、記録媒体43の後端検出は先述の記録媒体検知センサによって行われる。記録媒体43の後端検出では、記録媒体検知センサによって記録媒体43が検出されている状態から、記録媒体43を排出方向に搬送し記録媒体43を検出しない状態になった時点を記録媒体43の後端とする。記録媒体43の搬送は記録媒体搬送ローラと連結された搬送モータ５０７の駆動によって行われる。記録媒体43の先端の検知はキャリッジ１０１上に設けられた記録媒体センサ（図示せず）によって行われる。記録媒体43の先端位置を検出するには、まずキャリッジ１０１をキャリッジ101のホームポジションから記録媒体の上まで移動させる。キャリッジ１０１が記録媒体43の上に移動されることにより、記録媒体センサで記録媒体43の検出が可能になる。記録媒体センサで記録媒体４３を検出している状態で記録媒体４３を排出方向とは反対方向に搬送する。記録媒体４３の先端部分が記録媒体センサまで到達すると、記録媒体センサが「紙無し」の状態を検出する。この「紙無し」状態になる時点が記録媒体４３の先端部分となる。先述した記録媒体４３の後端検出および、先端検出を行なうことにより記録媒体４３の搬送方向の長さを知ることができる。記録媒体４３の幅および斜行の検知には、前記キャリッジ搭載記録媒体センサと、前記リニアセンサ50を用いる。リニアセンサ50がスリットを１つ検出すると、キャリッジ１０１の移動方向がホームポジションから往方向に移動する場合にはリニアスケールカウント値を０からインクリメントし、逆に復方向に移動する場合には、移動方向が反転する時点でのリニアスケールカウント値からデクリメントする。これによって、リニアスケールカウント値によるキャリ��ジ１０１の位置を得ることができる。従って、記録媒体43の幅は、キャリッジ１０１のホームポジションから記録媒体43の第１の端部を検出する（記録媒体「無し」から記録媒体「有り」に記録媒体センサの出力が変化するポイント）までのリニアスケールカウント値および記録媒体の第２の端部を検出する（記録媒体「有り」から記録媒体「無し」に記録媒体センサの出力が変化するポイント）までのリニアスケールカウント値より、決定することができる。記録媒体43のセットおよびロードが正常に終了すると、次に印字動作に移行する。ホストから既に印字データを受信している場合は直ちに、そうでない場合はホストからの印字データ受信後に印字が開始される。画像の形成は、キャリッジ１０１の往復動作および往復動作時に取り込まれるリニアスケールタイミングによるインクの吐出、さらに、キャリッジ１０１の往復動作周期に合わせた記録媒体の搬送を繰り返すことにより行われる。
【００１６】
キャリッジ１０１上に搭載されたインクジェットヘッド２０３はキャリッジ１０１の移動方向に対し直交する方向に配列された複数個のノズルを有しており、各ノズルはキャリッジ１０１の移動によって取り込まれるリニアスケールタイミングで印字データに対応した吐出を行なう。印字モードとしては、双方向印字、片方向印字（往方向印字、復方向印字）、また、マルチパス印字等があるが、ここでは１パス片方向印字（往方向印字）で説明する。キャリッジ１０１の往方向移動時に取り込まれるリニアスケールタイミングでインクの吐出がおこなわれ、復方向移動時にはインクの吐出は行われない。キャリッジ１０１の復方向移動の完了とともに、１バンド分（ここでの「１バンド」はインクジェットヘッドに配列された複数個のノズル列長さに対応する）記録媒体を搬送すべく搬送モータ５０７を駆動させる。この動作の繰り返しを行なうことで、画像の形成がなされる。
【００１７】
図１で本件に関して主要なプラテン吸引機構の制御系について説明する。図１はプラテン吸引機構２の概略図である。プラテン吸引機構吸引部３上には記録媒体１が吸引されている。吸引口３は吸引ダクト４に接続されていてさらに吸引ファン５を接続し吸引ファン５で吸引ダクト４内を排気してプラテン吸引部３上で負圧を発生させて記録媒体１を吸着する。吸引ファン3は排気ダクト７に接続し、排気ダクト４内に排気に含まれるインクミストを回収するフィルタ８が構成されている。また、排気ダクト７にはヘルムホルツ消音器１０が着脱機構１２により取り付けられている。ヘルムホルツ消音器10は共鳴箱の長さ切り替え機構９を構成していている。長さ切り替え機構９は切り替え機構駆動回路５２０によって駆動される。
【００１８】
制御部514は記録媒体１の条件に応じた長さ切り替え機構９の設定情報を記憶素子501に記録しており、印刷動作開始時にプラテン３上で記録媒体１の幅に応じて記憶素子501の設定情報を基に切り替え機構駆動回路５２０をから長さ切り替え機構9の設定を行なう。
【００１９】
図８でヘルムホルツ消音器の構成について具体的に説明する。前記図１の排気ダクトに構成されたヘルムホルツ消音器の一例として図示した。ところでヘルムホルツ音響効果は次の式で定義される。
【００２０】
ｆ＝C/２π  ＊√S  /（L＊V）                  （１）
但し、  C:音速  340  m/S  S：接続部断面積ｍ2  L：接続部長さｍ  V：消音器体積ｍ2
ｆ：共鳴周波数  Hz（ここでは消音周波数となる。）
以上の式(1)より消音器の特性の一例として図8で説明する。
【００２１】
たとえば、消音器  接続部断面積S＝5  cm2、接続部長さL＝５ｃｍで消音器の形状を5cm*15cmの断面積で長さLｖの共鳴箱として長さLｖ可変した場合の共鳴周波数ｆの関係を前記式に基づき試算した結果を図9に消音周波数と共鳴箱の長さLｖの関係をグラフに示す。このグラフに基づき各消音周波数に応じて長さLｖを設定する。前記、音で大きい音源の周波数は記録媒体サイズが大きい場合は125Hz中心その他の場合のピークが315Hｚ近傍であるので前記グラフから消音器長さLｖは記録媒体幅の大きい条件では音の主音源は125Hｚで消音器Lｖ1を38cmに設定する。記録媒体幅の小さい条件では125Hｚは低下し315Hzが主音源となるため消音器Lｖ2を6.5cmに設定する。図10にこの条件で動作させたときの音の周波数特性をグラフで表示すると従来の音値に比較して設定した音源周波数で音レベルが低下していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例を示す制御系模式図である。
【図２】本発明を搭載したインクジェット画像形成装置外観図である。
【図３】本発明を搭載したキヤリッジ駆動関連部分の拡大図である。
【図４】本発明を搭載したプラテン吸引搬送機構の概要図である。
【図５】従来のプラテン吸引機構の記録媒体搬送時の説明図である。
【図６】本発明を搭載したインクジェット画像形成装置制御系主要部ブロック図である。
【図７】従来の記録媒体条件と音1/3オクターブ特性図である。
【図８】本発明のヘルムホルツ共鳴型消音器の機構説明図である。
【図９】本発明のヘルムホルツ共鳴型消音器の消音周波数と共鳴箱体積の長さの関係グラフ一例。
【図１０】本発明を適応した記録媒体条件と音1/3オクターブ特性図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  記録媒体
２  プラテン吸引機構
３  プラテン吸引部
４  プラテン吸引ダクト
５  吸引ファン
６  インク吸収体
７  吸引ファン排気ダクト
８  インクミスト回収フィルタ
９  へルムホルツ共鳴器型消音器
１０  共鳴器体積可変器機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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