(57)【要約】【課題】  溶剤の揮発量を増加させることなく、浮遊するインクによる印字ヘッド内外部の汚染を抑制することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。【解決手段】  インクを吐出して被印字媒体に印字を行うためのノズルを収容する印字ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、浮遊するインクを静電力で回収するインク回収装置を、前記印字ヘッドの側面に設けることを特徴とするインクジェット記録装置。【選択図】  図１
2017001275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出して被印字媒体に印字を行うためのノズルを収容する印字ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、
浮遊するインクを静電力で回収するインク回収装置を、前記印字ヘッドの側面に設けることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録装置であって、
インク回収装置は電極と、前記電極を収容するケース部材と、前記ケース部材に脱着可能なインク吸着部材と、前記電極に電圧を印加する電源と、前記電源と前記電極をつなぐ電線から構成されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項２に記載のインクジェット記録装置であって、
前記インク回収装置の前記ケース部材に前記インク吸着部材を取り付ける面は、前記印字ヘッドの印字吐出面よりも前記被印字媒体に近い位置にあることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
前記インク回収装置は、前記印字ヘッドにおける被印字媒体が搬送される下流側の位置に設置されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
印字データ、前記被印字媒体の搬送速度等のデータにより前記インク吸着部材の交換時期を演算する演算部と、前記演算部の演算結果により、前記インク吸着部材の交換を推奨する情報を表示する表示部を有するインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
制御部を有し、前記制御部で前記インク回収装置に設置する電極に電圧を印加する電源に流れる電流の大きさを検知し、所定の電流の大きさ以上に流れた場合には前記インク回収装置の電極への電圧供給を停止するとともに、インクジェット記録装置での印字を停止するように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
前記インク吸着部材は、インクの帯電極性と逆極性に帯電しやすい素材であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノズルより連続的にインクを噴出し、被印字媒体上に印字を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、ＵＳ２０１０／０２０７９７６（特許文献１）がある。特許文献１には、印字ヘッドのカバーの端面に、インクを吐出するインク吐出口と、インク吐出口の周囲に設けられた多数の穴を有し、印字ヘッドの根元部から前記多数の穴に向けて空気を送り込むことにより、空気を穴から排出させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ２０１０／０２０７９７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェット記録装置は、インクヘッドのインク吐出口からインクを飛翔させて印字を行うため、被印字物に対して非接触に印字を行うことができる。しかし、印字ヘッドと被印字物との距離が近接する場合には、インクが被印字媒体に衝突した際に印字ヘッド側に跳ね返り、印字ヘッドの表面が汚れるという場合がある。
【０００５】
また、跳ね返ったインクは帯電しているため、印字ヘッド内部の偏向電極に引き付けられ、電極を汚す恐れがあり、印字品質が低下する可能性がある。
【０００６】
特許文献１の技術では、印字ヘッドの内部から外部に向けて空気の流れができるので、被印字媒体からのインクミストが印字ヘッドを汚すことを防止することができる。
【０００７】
しかし、コンティニアス方式のインクジェット記録装置では、印字ヘッド内でインクが飛翔する間にインクに含まれる溶剤が揮発するため、特許文献１に記載の構成をとると、溶剤の揮発が多くなるとともに、揮発した溶剤を印字ヘッド内から外部に多量に排出することになる。
【０００８】
インク中の溶剤揮発が進むことにより、循環するインクの濃度が高くなるため、揮発した分の溶剤を補給することが必要になり、ランニングコストが増大する。また、揮発した溶剤の機外排出量が多くなり、環境に悪影響を及ぼすことになる。
【０００９】
そこで、本発明は、溶剤の揮発量を増加させることなく、浮遊するインクによる印字ヘッド内外部の汚染を抑制することができるインクジェット記録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】
【００１０】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、インクを吐出して被印字媒体に印字を行うためのノズルを収容する印字ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、浮遊するインクを静電力で回収するインク回収装置を、前記印字ヘッドの側面に設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、溶剤の揮発量を増加させることなく、浮遊するインクによる印字ヘッド内外部の汚染を抑制することができるインクジェット記録装置を提供するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一の実施例にかかるインクミスト回収装置をヘッドに搭載した構成を示す図である。
【図２】インクジェット記録装置の外観を示す概略図である。
【図３】インクジェット記録装置の構成を説明する概略図である。
【図４（ａ）】従来のインクジェット記録装置の印字ヘッドの外観を示す図である。
【図４（ｂ）】従来のインクジェット記録装置の印字ヘッドのヘッドカバーを取外した際の外観を示す図である。
【図５】従来のインクジェット記録装置で印字する際のインクミスト発生状態を示す図である。
【図６】本発明の第一の実施例にかかるインクジェット記録装置の印字ヘッドの外観を示す図である。
【図７】本発明の第二の実施例にかかるインクジェット記録装置に設置するインクミスト回収装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第一の実施例にかかるインクミスト回収装置の詳細構成を示す図である。
【図９】従来のインクジェット記録装置で印字する際に発生するインクミストによって印字ヘッドの表面が汚染された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明の実施形態について図面に従って説明する。まず、インクジェット記録装置の概要及び本発明の課題について図を用いて説明する。
【００１４】
まず、図２に用いてインクジェット記録装置の概略構成を示す。本体１００の内部には記録装置の制御系やインク循環系が存在し、扉１０５を開閉することによって保守作業ができるようになっている。また、本体１００からはヘッドケーブル１０３が伸びている。
【００１５】
このヘッドケーブル１０３は、本体１００から印字ヘッド１０１にインクを送る配管と、印字ヘッド１０１から本体１００にインクを回収する配管と、印字ヘッド１０１への電気信号を送る配線を内包している。
【００１６】
さらに、本体１００には、ユーザが印字内容や印字仕様等を入力するためのタッチパネル式の液晶パネル１０４が存在する。記録装置が稼動しているときは、この液晶パネル１０４に記録装置の制御内容や運転状況等が表示される。
【００１７】
印字ヘッド１０１はステンレス製であり、その内部にはインク粒子を作成し、インク粒子の飛翔を制御する印字部が収められている。印字ヘッド１０１の内部で作成されたインク粒子は、底面に設けられた開口部１０２から吐出し、図示しない被印字媒体上に付着して画像を形成する。
【００１８】
次に、インクジェット記録装置のインク循環系と印字部の概略構成について図３を用いて説明する。インク供給経路２１は、インクを収容するインク容器１、インクを圧送する供給ポンプ２、インク圧力を調節する調圧弁３、供給インクの圧力を表示する圧力計４、インク中の異物を捕らえるフィルタ５から成り、ノズル６にインクを供給する。
【００１９】
ノズル６には圧電素子が付いており、７０ｋＨｚ程度の正弦波を圧電素子に印加することによって、ノズル６の終端に存在するオリフィスから噴出しているインクが飛翔中に粒子に分裂する。
【００２０】
帯電電極７には、記録信号源（図示せず）が接続されており、帯電電極７に記録信号電圧を印加することによって、ノズル６より規則的に噴射するインク粒子８を帯電させる。上部偏向電極９は高電圧源（図示せず）と接続され、下部偏向電極１０は接地されるので、上部偏向電極９と下部偏向電極１０との間に静電界が形成される。帯電したインク粒子８は静電界中を通過する間にインク粒子８自身が有する帯電量に応じて偏向され、図示しない被印字媒体上に付着し、画像を形成する。
【００２１】
インク回収経路２２は、ガター１１、フィルタ１２、回収ポンプ１４から成り、帯電電極７で帯電されずに前記静電界中を通過する間に偏向されなかったインク粒子８は、ガター１１で回収されてインク容器１へ戻り、再利用される。なお、フィルタ１２を含むインク回収経路２２は印字ヘッド１０１の内部に形成されるので、外面から目視できない位置に存在する。
【００２２】
図４（ａ）は従来の印字ヘッド１０１の外観を示している。印字ヘッド１０１には、ノズル、帯電電極、偏向電極等の印字に使用する部品が搭載されており、インクが飛翔するスリット１０２を有するヘッドカバー３２で上記部品が覆われている。
【００２３】
図４（ｂ）は従来の印字ヘッド１０１からヘッドカバー３２を外した状態を示している。図３を用いて説明したように、印字ヘッド１０１のベース部材３１の上にノズル６、帯電電極７、上部偏向電極９、下部偏向電極１０、ガター１１が搭載されている。ノズルから連続的に噴出する帯電インク液滴は、ヘッドカバー３２のスリット１０２から飛翔して被印字媒体に付着する。
【００２４】
図５は従来のインクジェット記録装置で印字する際のインクミスト発生状態を示す図であり、インクジェット記録装置で被印字媒体の表面に印字している状態を示している。固定された印字ヘッド１０１と対向する位置で被印字媒体４０が搬送されることによって、被印字媒体上文字や記号などが印字される。
【００２５】
このとき、印字ヘッド１０１の吐出口１０２から吐出するインク粒子の速度や印字ヘッド１０１と被印字物表面との距離によって、被印字媒体に着弾したインクが跳ね返ることがある。また、跳ね返るインクはミスト状になり、インクミスト６０が発生する。このインクミストの量は印字ドットの間隔が狭いほど多くなる。印字ヘッドと被印字媒体との距離が短い場合、印字ヘッド内で帯電されたインクミスト６０は、金属製のヘッドカバーに付着しやすい。
【００２６】
図９は従来のインクジェット記録装置で印字する際に発生するインクミストによって印字ヘッドの表面が汚染された状態を示す図であり、印字ヘッド１０１のヘッドカバー３２がインクミストで汚染された状態（図５におけるＡ面）を示している。
【００２７】
ヘッドカバー３２の表面は、跳ね返ったインクミストにより汚れ１１０が付着する。汚れ１１０は被印字媒体の搬送方向側に偏って存在し、インクミストはスリット１０２を通ってヘッドカバー３２内に侵入する。
【００２８】
ヘッドカバー３２内には上部偏向電極９と下部偏向電極１０があり、これらによって形成される静電界が存在するので、帯電したインクミストは上部偏向電極９に近づき、その端部に付着する。上部偏向電極９にインクミスト６０が付着すると、上部偏向電極９と下部偏向電極１０で形成される電界の向きと大きさが変化し、飛翔するインク液滴が所定の方向に飛翔しなくなるので、被印字媒体上の付着位置が変わり、印字品質が低下する。
【００２９】
これらの問題を解決するために、本発明の構成を以下の実施例で説明する。
【実施例１】
【００３０】
以下、図を用いて本発明の第一の実施例にかかる構成について説明する。まず、インクミスト回収装置の詳細な構成について図８を用いて説明する。インクミスト回収装置はケース部材５０の内部に電極５３を設置し、電線と結ぶことによって電圧を印加できるようにする。
【００３１】
ケース部材５０の一面はスリット５１があり、内部の電極５３が目視できるようになっている。スリット５１が存在する面には溝５６が存在する。この溝５６の間隔と大きさとほぼ同一の形状で、吸着部材５２に穴５７が開けられている。
【００３２】
固定部材５５には突起５８が設けられ、固定部材５５とケース部材５０の間に吸着部材５２を挟み、固定部材の突起５８をケース部材の溝５６に差し込むことによって吸着部材５２を固定する。
【００３３】
吸着部材５２は板状であり、その大きさは図６に示すように、印字ヘッド１０１のヘッドカバーに存在するスリット１０２を塞ぐことがない範囲で、ヘッドカバー３２の表面を覆う大きさである。
【００３４】
また、ケース部材５０に吸着部材５２を固定する面は、印字ヘッド１０１のヘッドカバー３２に存在するスリット１０２の位置よりも被印字媒体側になっている。
【００３５】
次に、インクミスト回収装置での回収効果について図１を用いて説明する。図１は本発明の第一の実施例かかるインクミスト回収装置をヘッドに搭載した構成を示す図であり、インクミスト回収装置は、印字ヘッド１０１の側面に設置される。特に、被印字媒体４０が搬送されていく下流側に設置すると効率良くインクミストを回収することができる。
【００３６】
電極５３に電線５４を接続して電圧を印加することにより、電極５３と被印字媒体４０との間に電界が発生する。電線はインク配管や他の電線とともにヘッドケーブル内に収容されている。
【００３７】
印字ヘッド１０１から飛翔したインク液滴は、被印字媒体４０の表面に達して付着し、一部のインクは微細なミストとなって浮遊する。インクミストは帯電しているので、ミスト回収手段の吸着部材５２に引き寄せられてその表面に付着する。
【００３８】
インクミストは印字ヘッドのスリットには近づかないので、印字ヘッド内に侵入することを抑制することができる。したがって、印字ヘッド内の上部偏向電極９を汚すことが低減される。このことから、上部偏向電極９と下部偏向電極１０で形成される電界の向きと大きさが変化しないので、インク液滴が所定の方向に飛翔し、印字品質の低減を抑制することができる。
【００３９】
ここで、インクミスト６０は吸着部材５２の表面に吸着すると、すぐに溶剤成分が揮発して固化する。平面状に一様にインクが固化していくが、やがて固化したインクの厚みに分布が発生する。
【００４０】
インク層が厚くなった部分にはさらにインクが付着するようになり、やがて針状に蓄積し、その先端から放電するようになる。吸着部材への吸着量が少ない間は、電流はほとんど流れないが、インク吸着量が所定量を超えると局所的に放電が発生して電流が流れるようになる。  
そこで、電極５３に流れる電流量が大きくなると、図示しない制御部に設ける高圧電源の出力電圧値が低下するので、この電圧値の低下を検出してインクジェット記録装置の操作画面に吸着部材５２の交換を促す表示を行うようにする。さらに電流量が大きくなった場合には、さらに高圧電源の出力電圧値が低下するので、インクジェット装置の運転を停止するような制御を行う。
【００４１】
上述したように、吸着部材５２が使用可能な時間には上限があり、その時間は印字ドット数や印字ヘッドと被印字媒体との距離、印字ドットの間隔などに依存する。印字ドット数、印字ヘッドと被印字媒体との距離を一定に保持して印字する場合には、吸着部材５２の交換時期が予想できるので、使用可能時間に達した場合には、印字を中断して吸着部材５２を交換する。インクジェット記録装置に上記データを記憶させて、操作画面に吸着部材５２の交換を促す表示を行うようにすることもできる。
【００４２】
なお、吸着部材５２の材質は、インクに付与した電荷の極性によって決定される。インクに負の電荷を付与して印字する場合は、正に帯電しやすいナイロンや紙などが適している。インクに正の電荷を付与して印字する場合は、負に帯電しやすいテフロン（登録商標）などが適している。
【実施例２】
【００４３】
図７は、本発明の第二の実施例にかかるインクジェット記録装置に設置するインクミスト回収装置の構成を示す図である。
【００４４】
この例は、ミスト回収手段が印字ヘッド１０１と別体となっている例である。この場合は、印字中であってもインクミスト回収手段が移動可能であるため、吸着部材５２の交換が可能である。
【００４５】
また、過去に生産されて市場で稼働しているインクジェット記録装置など、ミスト回収手段を有していない印字ヘッドであっても、後付けでインクミスト回収手段を設置できる。
【００４６】
以上の構成とすることにより、印字時に被印字媒体から跳ね返ることによって発生するインクミストを捕集できるので、印字ヘッドの表面が汚染することが防止されるとともに、印字ヘッドのスリットからインクミストが内部に侵入し、印字ヘッド内部の偏向電極に付着することによって発生するインクの飛翔方向の乱れが無いので、印字品質を低下させることがない。そのため、安定した品質で印字するインクジェット記録装置を提供することができる。また、インク溶剤の揮発量を増大させることが無く、環境汚染を増大させることがない。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・インク容器、２・・・供給ポンプ、３・・・調圧弁、４・・・圧力計、
５・・・フィルタ、６・・・ノズル、７・・・帯電電極、８・・・インク粒子、
９・・・上部偏向電極、１０・・・下部偏向電極、１１・・・ガター、１２・・・回収ポンプ、２１・・・インク供給経路、２２・・・インク回収経路、４０・・・被記録媒体、
５０・・・ケース部材、５１・・・開口部、５２・・・吸着部材、５３・・・電極、
５４・・・給電線、
５５・・・固定部材、６０・・・インクミスト、１０１・・・印字ヘッド、
１０２・・・開口部、１０３・・・ヘッドケーブル、１０４・・・液晶パネル、
１０５・・・扉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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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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