(57)【要約】【課題】印字ヘッドで上側に向けてインクを空吐出させた場合であっても、空吐出したインクを確実に回収し、印字ヘッドの汚染を防ぐ。【解決手段】記録媒体に画像を形成する画像形成領域、及びインク滴を吐出してインクノズルヘッド１２１、１２２を清掃する空吐出を行う空吐出領域に移動される印字ヘッド１２０と、空吐出位置においてインクノズルヘッドの上方に配置され、空吐出されたインクを保持するリング状のベルト部材からなるインク受け部材１９３と、前記インク受け部材を循環駆動させる駆動ローラ１９１、従動ローラ１９２と、インク受け部材における空吐出位置より循環駆動方向の下流側に配置され、前記インク受け部材からインクを取り除く清掃ブレード１９４とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル部から上方に向けてインク滴を吐出するよう配置されるとともに、記録媒体に画像を形成する画像形成領域及びインク滴を吐出してノズル部を清掃する空吐出を行う空吐出領域に移動される印字ヘッドと、
前記空吐出領域内で前記印字ヘッドが空吐出を行う位置において該印字ヘッドの上方に配置され、空吐出されたインクを保持するリング状のベルト部材からなるインク受け部材と、
前記インク受け部材を循環駆動させるインク受け部材駆動機構と、
前記空吐出の位置よりも前記インク受け部材の循環駆動方向で下流側に配置され、前記インク受け部材からインクを取り除く清掃部材とを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ノズルヘッドと前記インク受け部材とは、前記ノズルヘッドから空吐出されたインク滴が前記インク受け部材に付着するとき、インク滴が飛散しない距離を隔てて配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記インク受け部材駆動機構が、前記ノズルヘッドの空吐出と同時に、前記インク受け部材を循環駆動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ノズルヘッドが、キャリッジに搭載されて主走査方向に移動されるものであり、
前記ノズルヘッドが、前記キャリッジで移動されながら、空吐出を行うことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記清掃部材が、親水性を備える部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記インク受け部材が、空吐出されたインクを保持する溝部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記溝部の幅方向寸法を前記空吐出位置から下流に向け次第に小さくする溝幅変更機構を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記インク受け部材を前記清掃部材の配置位置において下方向に折り曲げる折り曲げ手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に係り、特にインクを上方向に吐出して記録媒体に画像を形成するとともに、空吐出を行いノズルヘッドの清掃を行う印字ヘッドを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として印字ヘッドからインク滴を吐出して、記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が広く普及している。このような画像形成装置では、良好なインク吐出状態を維持するため、空吐出が行われる。この空吐出は、印字ヘッドのクリーニング後、印字中または印字後、印字ヘッドのノズルから印字領域外にインクを吐出するものである。
【０００３】
近年の機種にあっては、平均的に１ノズルあたり数秒ごとに数十ショット程度の空吐出がなされる。この空吐出はクリーニング操作後のタイミングにおいて、混色防止のため、または印刷開始時のタイミングにおいて、さらにまた印刷中に定期的になされ、各ノズルから、数千から数万ショットの吐出が実行される。
【０００４】
空吐出されたインクは、空吐出インク回収タンクに収納され回収される。図１３は従来の空吐出タンクの一例を示す断面図である。この空吐出タンク１０は、印字ヘッド１５からのインク滴１３を受ける多孔質のシート部材１２と、回収したインクをためるタンク部材１１とを備えている。印字ヘッド１５から空吐出されたインク滴１３は、シート部材１２に当たってシート部材１２にしみ込み、シート部材１２からしみ出したインク１４は滴下してタンク部材１１内にためられる。
【０００５】
また、画像形成装置として、上側に向けインク滴を吐出する印字ヘッドを備えるものがある。このように上向きにインクを吐出する印字ヘッドは、記録媒体の両面に同時に画像を形成できる画像形成装置に採用される。このような画像形成装置では、上側方向にインクを吐出する印字ヘッドと、下側方向にインクを吐出する印字ヘッドとの間に記録媒体を搬送し、両印字ヘッドにより記録媒体の両面に画像を形成する。
【０００６】
ここで、下側に向けインクを吐出する印字ヘッドから空吐出されたインクは上述した空吐出タンク１０に収納される。一方、上側にインク滴を吐出する印字ヘッドから空吐出されたインク滴は、印字ヘッドの上側に配置された空吐出回収タンクに収納される。図１４は上側に向けインクを吐出する印字ヘッドに対応する空吐出タンクの例を示す断面図である。
【０００７】
この例では、空吐出タンク２０は、印字ヘッド２６の上方にタンク部材２１を配置している。タンク部材２１には、印字ヘッド２６から上方向に吐出されたインク滴が外部に垂れるのを防止するため、開口部２２の周縁部に立ち上がりリブ２３を設けている。空吐出タンク２０では、印字ヘッド２６から空吐出されたインクは、タンク部材２１の天上面２４に当たった後、壁を沿って底部２５にたまるようになっている（特許文献１参照）。
【０００８】
また、空吐出タンクには、印字ヘッドから吐出されたインク滴により発生するミスト（微小なインク滴）の発生を抑制するものがある。図１５はミスト発生を抑制できる空吐出タンクの例を示す断面図である。この空吐出タンク３０は、タンク部材３１の天井部３２にインク吸収シート３３を配置し、このインク吸収シート３３でタンク部材３１の開口３４に吐出される印字ヘッド２６からのインク滴を吸収しミストの発生を防止する（特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来の画像形成装置にあっては、タンク部材内に空吐出されたインク滴で発生する気流によって、タンク部材内でインク滴やミストが回流して開口部から飛散したり、インク滴がインク吸収シートに保持しきれず下方に落下したりして、印字ヘッドの周りに拡散し、印字ヘッドが汚れてしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は上述の点にかんがみてなされたものであり、上側に向けインク滴を吐出する印字ヘッドで上側に向けてインクを空吐出させた場合であっても、空吐出したインクを回収し、印字ヘッドの汚染防止を図れる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、ノズル部から上方に向けてインク滴を吐出するよう配置されるとともに、記録媒体に画像を形成する画像形成領域及びインク滴を吐出してノズル部を清掃する空吐出を行う空吐出領域に移動される印字ヘッドと、前記空吐出領域内で前記印字ヘッドが空吐出を行う位置において該印字ヘッドの上方に配置され、空吐出されたインクを保持するリング状のベルト部材からなるインク受け部材と、前記インク受け部材を循環駆動させるインク受け部材駆動機構と、前記空吐出の位置よりも前記インク受け部材の循環駆動方向で下流側に配置され、前記インク受け部材からインクを取り除く清掃部材とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、印字ヘッドから空吐出されたインクは、インク受け部材に保持され、印字ヘッドから離れた位置で取り除かれるので、ノズルヘッドにインクが飛散したり落下したりすることを防止でき、ノズルヘッドを汚染することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】同画像形成装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】同印字ヘッドの概略構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図４】同印字ヘッドの動作を示す平面図である。
【図５】実施形態２に係る画像形成装置の概略構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図６】同インク受け部材の構成を示す図５中のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】同インク受け部材の構成を示す図５中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】同印字ヘッドの溝幅変更機構の一例を示す斜視図である。
【図９】実施形態３に係る印字ヘッドの概略構成を示す平面図である。
【図１０】実施形態４に係る印字ヘッドの概略構成を示す側面図である。
【図１１】実施形態５に係る印字ヘッドの概略構成を示す側面図である。
【図１２】実施形態６に係る印字ヘッドの概略構成を示す側面図である。
【図１３】従来の空吐出タンクの一例を示す断面図である。
【図１４】従来の空吐出タンクの他の例を示す断面図である。
【図１５】従来のミスト発生を抑制できる空吐出タンクの例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下では単に実施形態と記載する）に係る画像形成装置について説明する。
【００１５】
＜実施形態１＞
【００１６】
以下実施形態１に係る画像形成装置を図面に基づいて説明する。図１は実施形態１に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図、図２は同画像形成装置の構成を示す平面図である。
【００１７】
実施形態１に係る画像形成装置１００は、図１に示すように、２台の印字ヘッド１１０、１２０を備える。印字ヘッド１１０は、下向きにインク滴を吐出し、印字ヘッド１２０は、上向きにインク滴を吐出する。画像形成装置１００は、両印字ヘッド１１０、１２０の間に記録媒体である用紙Ｐを搬送して、一回の用紙Ｐの搬送で用紙Ｐの両面に画像を形成する。
【００１８】
画像形成装置１００は、上述した印字ヘッド１１０、１２０の他、用紙Ｐを積載した給紙部１３０と、画像形成した用紙Ｐが排出される排紙トレイ１４０と、用紙Ｐを給紙部１３０から印字ヘッド１１０、１２０の間を経て排紙トレイ１４０まで搬送する搬送路１５０とを備える。搬送路１５０には、搬送ローラ１５１〜１５８が配置される。
【００１９】
給紙部１３０から搬送路１５０で搬送された用紙Ｐは、まず印字ヘッド１１０でその上面に画像形成がなされ、次いで印字ヘッド１２０でその下面に画像形成がなされ、排紙トレイ１４０に排出される。
【００２０】
印字ヘッド１１０は、ロッド１１４に沿って主走査方向に移動されるキャリッジ１１３と、インクノズルヘッド１１１、１１２とを備える。また、印字ヘッド１２０は、ロッド１２４に沿って主走査方向に移動されるキャリッジ１２３と、上方に向けインク滴を吐出するノズル部であるインクノズルヘッド１２１、１２２とを備える。インクノズルヘッド１２１、１２２は、下方に向けインク滴を吐出する。
【００２１】
図２に示すように、印字ヘッド１１０、１２０は、ロッド１１４、１２４に沿って図示しない駆動手段で駆動され、印字を行う画像形成領域と、印字ヘッド乾燥防止のためのキャッピング及びインクのワイピングを行うメンテナンス領域と、空吐出を行う空吐出領域とに駆動され配置される。また、画像形成領域において各印字ヘッド１１０、１２０に対向する位置には、用紙Ｐを案内する搬送リブ１１５、１２５が配置されている。
【００２２】
画像形成時において、印字ヘッド１１０及び印字ヘッド１２０は、画像形成領域内でロッド１１４、１２４に沿うキャリッジ走査方向（主走査方向）に往復動して、画像信号に基づいてインク滴を吐出する。一方用紙Ｐは、搬送路１５０で用紙搬送方向（副走査方向）に駆動される。このような印字ヘッド１１０、１２０の主走査方向の動作、及び用紙Ｐの副走査方向の動作により用紙Ｐの両面に画像が形成される。
【００２３】
なお、実施形態１に係る画像形成装置１００において、インクノズルヘッド１１１、１２１でイエロー、マゼンタ、シアンの３色のインクを、インクノズルヘッド１１２、１２２でブラックのインクを吐出する。インクノズルヘッドを各色独立して配置することもできる。
【００２４】
図２に示すように、画像形成装置１００には、印字ヘッド１１０、１２０のメンテナンス装置１６０、１７０が配置されている。メンテナンス装置１６０、１７０は、乾燥を防止するためインクノズルヘッド１１１、１１２、１２１、１２２を覆うキャップ部材１６１、１６２、１７１、１７２を備える。またメンテナンス装置１６０、１７０は、インクノズルヘッド１１１、１１２、１２１、１２２の表面をワイピングしてインクをぬぐい去るブレード部材１６３、１７３を備える。メンテナンス装置１６０、１７０は用紙Ｐの画像形成領域から外れたメンテナンス領域に配置されている。
【００２５】
さらに、実施形態１に係る画像形成装置１００において空吐出領域には、印字ヘッド１１０、１２０が空吐出をするときこの空吐出されたインクを受けるインク受け装置１８０、１９０を備えている。インク受け装置１８０、１９０と、メンテナンス装置１６０、１７０とは画像形成領域を挟む位置に形成される。
【００２６】
ここで下向きにインクを吐出する印字ヘッド１１０に対応するインク受け装置１８０は、従来例で示した空吐出タンク１０（図１４参照）と同様の構成を備えものとできる。しかし、実施形態１では、インクのミスト発生防止の観点から、後述するインク受け装置１９０と同様の構成としている。
【００２７】
次にインク受け装置１９０について説明する。図３は実施形態１に係る印字ヘッドの概略構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、図４は同じく印字ヘッドの動作を示す平面図である。
【００２８】
インク受け装置１９０は、図示していない駆動手段で回転駆動される駆動ローラ１９１と、従動ローラ１９２と、駆動ローラ１９１及び従動ローラ１９２に掛け渡されたリング状の帯部材からなるインク受け部材１９３と、インク受け部材１９３から付着したインク１９６をぬぐい取る清掃部材である清掃ブレード１９４と、ぬぐい取られて落下したインク１９７をためる空吐出インクタンク１９５とを備える。実施形態１では、インク受け部材駆動機構は、駆動ローラ１９１、従動ローラ１９２及び図示しない駆動手段で構成される。清掃ブレード１９４は、弾力性を備えた板状部材で構成され、インク受け部材１９３の表面に接触してインク１９６をぬぐい取る。
【００２９】
インク受け部材１９３は、駆動ローラ１９１と従動ローラ１９２とで循環駆動され、そのたるみ側にインクノズルヘッド１２１、１２２から空吐出されたインクが付着し、この付着したインク１９６が清掃ブレード１９４で空吐出インクタンク１９５にかき落とされる。
【００３０】
また、実施形態１では、駆動ローラ１９１と、従動ローラ１９２とは、図４に示すように、キャリッジ１２３の走査方向と直角の方向に沿って並べて配置され、インク受け部材１９３は、同走査方向に対して直角方向に沿って循環駆動される。ここで、インク受け部材１９３のたるみ側と、インクノズルヘッド１２１、１２２との間隔は、吐出されたインクがミストとして散らない程度に小さく設定される。また、インク受け部材１９３の循環動作は、インクノズルヘッド１２１、１２２から空吐出と同時になされる。
【００３１】
通常ノズルヘッドのノズル面からインク滴を受けるインク受け面までの距離（インクの吐出距離）は数十ｍｍ程度であり、この間にインク記録ヘッドから吐出されたインク滴の一部は、インク滴の受け面に到達する前に空気抵抗によってミストとなって浮遊し、隣ヘッドや自ヘッドなど周囲を汚染する。
【００３２】
発明者らの実験では、ノズルとインク受け面との距離が短いほど、ミスト発生量は少ないことが判明している。この実験は、空吐出するインク滴数、インク滴量に対して、常温、常湿環境で行い、約６〜１０ｐｌ／滴、５００００滴／ノズル、約３０ｐｌ／滴、１２０滴／ノズルの条件で空吐出した。この実験によりノズルからインク受け面まで５ｍｍ以内の距離ではミストが発生しないことが判明した。また、キャリッジ（ヘッド）と受け部材を相対運動せずに吐出する場合、インク受け部材の単位面積に対して付着するインク滴は大きくて、重力によって、下方向に落下し、ヘッドノズル面に汚染される課題があることが判明した。
【００３３】
実施形態１では、インクノズルヘッド１２１、１２２とインク受け部材１９３は、相対運動させつつ空吐出させるので、インク受け部材１９３の単位面積当たりの付着インク滴が少なくなり、付着したインク１９６は、インク受け部材に付着されたままで、下方向に落下しない。
【００３４】
そして、インク受け部材１９３が下流側に駆動されると、インク受け部材に保持されたインク１９６は、清掃ブレード１９４によって清掃される、空吐出した液滴をすべて確実に回収することができる。
【００３５】
実施形態１によれば、インク受け部材１９３をインクノズルヘッド１２１、１２２にミストが発生しない程度に近接配置している。また、空吐出中にインク受け部材１９３を循環駆動させている。このため、インク受け部材の単位面積あたりに付着したインクを少量とでき、ミストの発生やインクの落下による印字ヘッドの汚染を防止することができる。
【００３６】
＜実施形態２＞
図５は実施形態２に係る印字ヘッドの概略構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、図６は同じくインク受け部材の構成を示す図５中のＡ−Ａ線断面図、図７は同じくインク受け部材の構成を示す図５中のＢ−Ｂ線断面図、図８は同じく印字ヘッドの溝幅変更機構を示す斜視図である。
【００３７】
実施形態例２に係る印字ヘッドのインク受け装置２００は、インク受け部材２０１に溝部２０２を形成したものである。溝部２０２は、断面が台形状であり、図６に示すように、その内部に表面張力でインク１９６を保持する。そして、インク受け装置２００には、インク受け部材２０１のたるみ側（下側）下流の上側にインク受け部材２０１の幅寸法（図６中ｄ１）を小さくする溝幅変更機構２１０を備える。インク受け部材２０１が下流に送られるにつれて、溝幅変更機構２１０で狭められる（図７中ｄ２）ことにより、溝部２０２中に保持されたインク１９６は絞り出されるとともに、清掃ブレード１９４でぬぐい取られ、空吐出インクタンク１９５に落下する。
【００３８】
溝幅変更機構２１０は、図８に示すように、下流に向けて幅が狭く形成された案内溝部２２１を備えるプレート部材２２０と、及び中心に向けて幅寸法が小さくなる環状の案内溝部２３１を形成したローラ部材２３０とを備える。インク受け部材２０１の案内溝部２３１は、各部材２２０、２３０の案内溝部２２１、２３１で両側から押され、その幅寸法をｄ１からｄ２に小さくされる。なお、幅変更機構としては、プレート部材２２０またはローラ部材２３０の一方とすることや、他の機構のものを使用することができる。
【００３９】
＜実施形態３＞
次に実施形態３に係る印字ヘッドについて説明する。図９は実施形態３に係る印字ヘッドの概略構成を示す平面図である。実施形態３に係る画像形成装置におけるインク受け装置２４０は、インク受け部材２４１の駆動方向をキャリッジ１２３の移動方向と同じ方向としたものである。実施形態３に係る画像形成装置では、印字ヘッド１２０は、キャリッジ１２３で移動しながら、インク受け部材２４１に空吐出する。吐出したインクは、インク受け部材２４１に付着して図中右方向に移動してから、図示していない清掃部材でぬぐい取られて落下する。
【００４０】
実施形態３に係る画像形成装置にあっても、実施形態１に係る画像形成装置と同様に空吐出によるミストの発生やインクの落下による印字ヘッドの汚染を防ぐことができる。
【００４１】
＜実施形態４＞
次に実施形態４に係る印字ヘッドについて説明する。図１０は実施形態４に係る印字ヘッドの概略構成を示す側面図である。実施形態４に係る画像形成装置の印字ヘッドでは、インク受け装置２５０のインク受け部材２５１の表面に撥水性（撥インク性）を持たせている。また、インク受け部材２５１の下流側（清掃ブレード２５５配置側）に３つのローラ２５２、２４３、２５４を配置し、インク受け部材２５１を下方に向け湾曲部を形成するように案内している。そして、実施形態４では、ローラ２５２の表面に親水性部材２５７で覆うとともにローラ２５２の表面に清掃ブレード２５５を接触するよう配置している。実施形態３では、ローラ２５２及び清掃ブレード２５５を清掃部材としている。
【００４２】
実施形態４によれば、撥水性を有するインク受け部材２５１に付着したインク２５６は、ローラ２５２表面の親水性部材２５７に移り、清掃ブレード２５５でぬぐい取られる。このため、インク受け部材２５１表面に付着したインク２５６を効率よく除去することができる。
【００４３】
＜実施形態５＞
図１１は実施形態５に係る印字ヘッドの概略構成を示す側面図、図１２は実施形態５の対比例を示す側面図である。実施形態５に係る画像形成装置では、インク受け装置２６０のインク受け部材２６１の下流側に、上側向けて凸となる湾曲部２６２を形成したものである。湾曲して配置するためには、インク受け部材２６１の幅方向両端に案内ローラ等の案内部材を配置する。なお、符号２６３は、インク受け部材２６１の従動ローラを示している。
【００４４】
このインク受け装置２６０のインク受け部材２６１では、湾曲部２６２において表面張力でインク２６４が頂部に集まりインク受け部材２６１との接触面積が小さくなり、インク２６４は、重力で落下しやすくなる。
【００４５】
これに対して、図１２に示すように、インク受け部材２６６に下側向けて凸となる湾曲部２６７を形成すると、付着したインク２６８は、表面張力で湾曲部の表面に広がり、
インク２６８とインク受け部材２６６との接触面が広がり、下方向に垂れにくくなる。
【符号の説明】
【００４６】
１００  画像形成装置
１１０  印字ヘッド
１１１、１１２  インクノズルヘッド（ノズル部）
１１３  キャリッジ
１１４  ロッド
１１５  搬送リブ
１２０  印字ヘッド
１２１、１２２  インクノズルヘッド（ノズル部）
１２３  キャリッジ
１２４  ロッド
１２５  搬送リブ
１３０  給紙部
１４０  排紙トレイ
１５０  搬送路
１５１〜１５８  搬送ローラ
１６０、１７０  メンテナンス装置
１６１、１６２、１７１、１７２  キャップ部材
１６３、１７３  ブレード部材
１８０、１９０  インク受け装置
１９１  駆動ローラ
１９２  従動ローラ
１９３  インク受け部材
１９４  清掃ブレード（清掃部材）
１９５  空吐出インクタンク
１９６  インク
１９７  インク
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２００１−３４１３２１公報
【特許文献２】特許第３７０７２７４号公報
【図１】
2012250384.tif 000003
【図２】
2012250384.tif 000004
【図３】
2012250384.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012250384.tif 000007
【図６】
2012250384.tif 000008
【図７】
2012250384.tif 000009
【図８】
2012250384.tif 000010
【図９】
2012250384.tif 000011
【図１０】
2012250384.tif 000012
【図１１】
2012250384.tif 000013
【図１２】
2012250384.tif 000014
【図１３】
2012250384.tif 000015
【図１４】
2012250384.tif 000016
【図１５】
2012250384.tif 000017