JP5267134B2 - 液体噴射記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクを空吐出する液体噴射記録装置に関する。

インクジェットプリンタは、搬送ベルト等の搬送手段により搬送される用紙上に、記録ヘッドのノズルからインクを吐出して印刷を行う構成を有する。このようなプリンタにおいては、記録ヘッドのノズルの乾燥を防止してインク吐出を良好に保つことが重要である。そこで従来から、印刷動作中に、用紙上以外の領域で強制的にノズルからインクを吐出させる動作（いわゆる「空吐出」（予備吐出と同義））を定期的に行うインクジェットプリンタが、既に知られている。
記録ヘッドが用紙の搬送方向に対して垂直方向に移動するシリアル式インクジェットプリンタの場合は、用紙を搬送する搬送ベルトに対向しない位置に記録ヘッドを移動させて空吐出を行うことになるが、ノズルから液滴を吐出するヘッドが用紙のほぼ全幅にわたりライン構成されたライン型インクジェットプリンタにおいては、記録ヘッドと搬送ベルトとが対向しないようにいずれかを移動させようとすると構造が大型化するという問題がある。そこで、搬送ベルトに形成された複数の吸引孔からなる孔列に対して、インクを空吐出する技術が知られている。

特許文献１には、液滴吐出ヘッドのノズルの多列化また長尺化が図られても、効率的に湿気やインクミストをノズル面あるいは記録面から吸引排出することが可能になり、装置を大型化することなく、高画質・高信頼性を維持することができる技術が開示されている。

特開２００４−３０６２７０号公報

しかし、今までの空吐出機構においては、搬送部の搭載面と反対の裏面側であってラインヘッドと相対する位置に空吐出受け部を配置し、この空吐出受け部は、搬送ベルトの吸引孔を通過した空吐出されたインクを受けるために設けられているが、搬送ベルトの回転による風が発生し、その風により空吐出されたインクは垂直には落下せず、搬送ベルト回転方向に曲がってしまい空吐出受部の側壁等に付着し、水分などが蒸発してインクの増粘を生じるため、空吐出受部の側壁等に付着したまま蓄積された場合、空吐出受部の満杯検知が検知する前に満杯となって、空吐出受部よりあふれ出てしまったり逆に満杯検知近傍の一部に増粘インクが付着すると空吐出受けは満杯ではないのに満杯検知が検知してしまう事と、空吐出により発生するインクミストが搬送ベルトの回転による風が発生し、その風により空吐出で発生したインクミストは垂直には落下せず、搬送ベルト回転方向に流れてしまい搬送ベルト上に付着し用紙裏面汚れによる搬送性能の低下やラインヘッド面に付着しヘッド面汚れによる不吐出等の問題があった。

本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、その目的は、曲がってしまう空吐出インクに合わせて空吐出受けの角度を調整する機構により確実に規定量を回収することと、流れてしまうインクミストに合わせて空吐出受近傍に設けたインクミスト吸引ダクトとインクミスト吸引ダクトの角度調整する機構により空吐出したインク、インクミストを確実に回収する液体噴射記録装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、複数のノズルからインクを噴射して印字を行う液体噴射記録装置において、
表面側と裏面側とを貫通する複数の吸引孔を有し、表面に用紙を保持して印字部に搬送する搬送ベルトと、
搬送ベルトの裏面側から吸引孔を介して空気を吸引し、搬送ベルトの表面に用紙を吸着させる吸引手段と、
用紙搬送方向に対してほぼ直交する通紙幅方向に配列された複数のノズルを有し、吸引手段及び搬送ベルトにより吸着状態で印字部に搬送された用紙に対して複数のノズルからインクを噴射して印字位置で印字を行うインクジェットヘッドと、
搬送ベルトの内側における複数のノズルに対応する位置に配置され、ノズルから吐出されて搬送ベルトの吸引孔を通過したインクを受け止める空吐出受部と、
搬送ベルトの回転タイミングとインクジェットヘッドの複数のノズルからのインクの吐出タイミングとを印字位置に用紙がなく、かつ搬送ベルトの吸引孔が印字位置に配置されたタイミングで、ノズルからインクを空吐出させるように制御する制御手段と、
インクジェットヘッドからのインク吐出方向に対して空吐出受部の角度を調整するための空吐出受角度調整機構と、
を備え、
空吐出受部は、用紙搬送方向と直交する方向に沿って配置され、空吐出されたインクを受けるための開口部を有し、
空吐出時に発生するミストを回収するミスト回収吸引ダクトを、空吐出受部の近傍に備えたことを特徴とする液体噴射記録装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の液体噴射記録装置において、ミスト回収吸引ダクトは、用紙搬送方向において空吐出受部の下流側近傍に設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の液体噴射記録装置において、ミスト回収吸引ダクトは、ミスト回収吸引ダクトの内部にフィルタ部材を設けたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置において、ミスト回収吸引ダクトは、空吐出受部と共に着脱可能としたことを特徴とする。

曲がってしまう空吐出インクに合わせて空吐出受けの角度を調整する機構により確実に規定量を回収することと、流れてしまうインクミストに合わせて空吐出受近傍に設けたインクミスト吸引ダクトとインクミスト吸引ダクトの角度調整する機構により空吐出したインク、インクミストを確実に回収することができる。

本発明の実施形態におけるライン型インクジェット画像形成装置の概略全体側面図である。 ライン型インクジェット画像形成装置の概略全体平面図である。 空吐出液滴受部（吸引ダクト含む）構成の概略図である。 空吐出液滴受部角度調整動作（吸引ダクト）の概略図である。 空吐出液滴受部かきとり動作の概略図である。 空吐出液滴受部角度調整動作フローチャート図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、ライン型インクジェット画像形成装置の概略全体側面図（用紙搬送方向に直交にノズル列が配列された複数の記録ヘッドを有する）である。

図２は、ライン型インクジェット画像形成装置の概略全体平面図（用紙搬送方向に直交にノズル列が配列された複数の記録ヘッドを有する）である。

このインクジェット画像形成装置は、ノズルから液滴を吐出するヘッドが記録媒体のほぼ全幅にわたりライン構成をしたライン型インクジェット画像形成装置である。

このインクジェット画像形成装置は、装置本体、記録媒体を積載し給紙する給紙トレイ、印刷された記録媒体を排紙積載する排紙トレイ、記録媒体を給紙トレイから排紙トレイまで搬送する搬送部、この搬送中に記録媒体に液滴を吐出し印字するヘッド部、ヘッドのノズルをクリーニングするヘッドクリーニング装置が構成されている。

装置本体は図示しない前後側板、ステーで構成されており、給紙トレイ上に積載されている記録媒体は、分離ローラ、給紙ローラにおいて、1枚ずつ搬送部へ送られる。

この搬送部においては、搬送駆動ローラと搬送従動ローラと無端ベルトで構成され、無端ベルトは、搬送駆動ローラと搬送従動ローラ間に掛け渡されている。無端ベルト表面には複数の吸引孔が形成されており、無端ベルト下部には記録媒体を吸引する吸引ファンが構成されており、無端ベルト上の記録媒体が吸引ファンにより吸い付けられたまま搬送される。また、搬送駆動ローラ、従動ローラ上部には、それぞれ搬送ガイドローラが図示しないガイドに自重にて形成されている。搬送駆動ローラが図示しないモータにより回転することにより、搬送従ローラ、及び、搬送ガイドローラが従動し回転し記録媒体を搬送する。

搬送部上部には記録媒体に印字する液滴を吐出するヘッド部が形成されている。また、このヘッド部は記録媒体通紙方向に移動自在であり、のちのヘッドノズル面のクリーニング時にヘッドクリーニング装置上部まである。ライド移動する。ヘッド部には、液滴を吐出するヘッドが記録媒体のほぼ全幅にわたり構成されており、各列ではヘッドが５ヶ並べられ（ヘッド１、２、３、４、５）、 また、千鳥に４列配列(ヘッドａ、ｂ、ｃ、ｄ)されている。ここでは、ヘッドａ（１〜５）とヘッドｂ（１〜５）にはイエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）、ヘッドｃ（１〜５）とヘッドｄ（１〜５）にはシアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）となり、千鳥配列されていることにより、１５０ｄｐｉの画像１ラインを形成している。ヘッド構成は、これらの例に限るものではなく、ヘッド部を２ヶ並べ各ヘッドに１色のインクをいれた構成とし、画像解像度をあげた構成でもかまわない。ヘッドの上部にはインクをそれぞれのヘッドに供給する分岐管が各色ごとに配列され(分岐管ａ〜ｄ)、分岐管とヘッド間は供給チューブにて接続されている。分岐管上流側にはサブタンクが配置され、サブタンクとヘッドとの水頭差によって、ヘッドのノズルのメニスカスを保持するのに適切な負圧に保たれる。さらに、サブタンク上流側にはインクを貯蔵するメインタンクが配置されている。いずれもチューブによる供給経路にて接続されている。

また、ヘッドの構成としては、記録媒体のほぼ全幅にわたりノズルが配列された１本のヘッドでも構わない。１本のヘッドには１色の液滴を有し、ここでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色とし、４本のヘッドの構成をもつ。

搬送部下流側には記録媒体を排紙トレイに排紙する搬送ガイド部が形成されている。搬送ガイド部にて搬送された記録媒体は排紙トレイに排紙される。排紙トレイは、記録媒体の幅方向に規制する対のサイドフェンスと記録媒体の先端を規制するエンドフェンスで構成されている。

搬送ガイド部下部には、記録ヘッドのノズル面をクリーニングするヘッドクリーニング装置が設けられている。各ヘッドに合わせてヘッドクリーニング手段ａ、ｂ、ｃ、ｄが、さらに、ヘッド同様に記録媒体のほぼ全幅にわたりヘッドクリーニング手段が千鳥配列に構成されている（図１、２）。それぞれのクリーニング手段の下部にはヘッドにインクを供給するため吸引ポンプａ、ｂ、ｃ、ｄが配置されている。

印刷終了後、液滴を吐出するヘッドをキャップしインクを吸引する場合、また、ヘッドのノズル面に付着したインクを図示しないワイパーブレードで清掃する場合は、印刷停止後、搬送部が搬送従動ローラを支点に矢印下方Ｂ方向に回動し、ヘッド部の移動スペースを確保する。また、クリーニング装置上部に配置されている搬送ガイド部も支点にて矢印上方Ｃ方向に回動し解除される。搬送部と搬送ガイド部が解除された後に、ヘッド部が記録媒体通紙方向Ａに移動し、クリーニング装置上部まで移動され固定となり、各ヘッドのクリーニング動作に移る。

又、印刷中に記録ヘッドノズルからの吐出性能を回復するために空吐出する場合には、搬送部の無端ベルト表面に形成された複数の吸引孔は、ヘッドのノズルからノズルの吐出性能を回復するために空吐出されたインクを通過させるためにも使用する。ヘッドからの空吐出されたインクは無端ベルト表面の吸引孔を通過した後にヘッドの配列方向と同じ方向に配置した空吐出受けによりインクを受ける。
これにより、安定したインク吐出を行うことが可能となる。

図３は、空吐出液滴受部（吸引ダクト含む）構成の概略図である。
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色なので４本のヘッドの構成をもつため、空吐出液滴受も４色分の構成が必要である。

図示しない記録ヘッドノズルから空吐出されたインクは、図示しない搬送ベルト吸引穴と搬送面板吸引穴を通過し、空吐出液滴容器により回収できる。空吐出液滴容器は、長方形の箱状の部材であり上面と回転軸部は開口部が形成されている。この上面開口部は、図示しない搬送面板開口部と相対した位置に配置している。

空吐出液滴容器は、空吐出液滴受支持ブラケットに着脱可能に支持されることで、空吐出液滴容器が満杯時に取り外し、新たな空吐出液滴容器を装着することが可能となる。このとき空吐出液滴容器に蓄積された廃液は、破棄したのち洗浄した空吐出液滴容器を再度設置することも可能である。

空吐出液滴容器の満杯検知は、空吐出液滴受支持ブラケットの用紙搬送方向と直交する方向の中央部に取り付けられた空吐出液適量満杯検知センサにより空吐出液滴容器の満杯検知を行うことで、満杯時には図示しない操作パネル上に空吐出液滴容器の満杯を表示することで、新たな空吐出液滴容器に交換を行う。

空吐出液滴容器の角度調整機構については、空吐出液滴受支持ブラケットに設けられた空吐出受回転駆動ギヤと空吐出受回転駆動ギヤを駆動するための空吐出受回転駆動モータと空吐出受回転駆動ギヤの基準位置を検知するためのかきとり回転基準位置検知センサを設けることにより、空吐出液滴容器の基準角度を検知し、空吐出受回転駆動モータを駆動させることにより空吐出液滴容器の角度を調整可能となる。

又、空吐出液滴容器内には、回転軸とかきとり板状部材が設けられており、空吐出液滴容器に蓄積された液滴が偏って蓄積されないように定期的に回転軸が回転することで、回転軸に設けたかきとり板状部材により偏った蓄積液滴をならすことが可能となる。かきとり板状部材はゴム等の弾性材でもかまわない。回転軸は、空吐出液滴受支持ブラケットに取り付けられ、回転軸端部にはかきとり回転軸駆動ギヤが設けられ、更にかきとり回転軸駆動ギヤを駆動するためのかきとり回転軸駆動モータとかきとり回転駆動ギヤの基準位置を検知するためのかきとり回転基準位置検知センサを設けることにより、かきとり板状部材の基準位置を検知し、回転軸駆動モータを駆動させることにより空吐出液滴容器内のかきとり往復動作を行う事が可能となる。

又、吸引ダクトは吸引ダクト（１）と吸引ダクト（２）の２構成として、吸引ダクト（１）にはインクミスト回収のためのフィルタを設け、図示しない吸引ダクト（２）との着脱可能な連結部も有し、吸引ダクト（１）は空吐出液滴容器と図示しない着脱可能に連結部を有し、吸引ダクト（１）のフィルタが汚損した際には、空吐出液滴容器と吸引フィルタ（２）と着脱し、新たなフィルタと交換の後、再度吸引ダクトを装着することが可能となる。又、空吐出液滴容器が満杯時に取り外し、新たな空吐出液滴容器を装着する際には、吸引ダクト（１）と空吐出液滴容器は連結したまま交換も可能となる。

空吐出液滴容器は角度を調整可能であるので、空吐出液滴容器に連結された吸引ダクト（１）も連動して角度調整可能となる。図示しない機構により吸引ダクト（１）が空吐出液滴容器の角度調整とは別駆動にて角度調整を行うことも可能である。

吸引ダクト（２）においては、図示しない着脱可能は連結部により吸引ダクト（１）と連結され、連結部からファン吸引口まで設けられる。吸引ファンは用紙吸引用のファンの吸引力を併用しても、独立でインクミスト吸引用のファンを設けても良い。吸引ダクト（２）は吸引ダクト（１）が角度調整により可動するため、柔軟な材質、機構たとえば蛇腹管等を用いることで角度調整に対応可能となる。

図４は、空吐出液滴受部角度調整動作（吸引ダクト）の概略図である。

空吐出動作において、図示しない搬送ベルトの速度の影響等により、空吐出インクの経路の湾曲等により、空吐出液滴容器の底面に空吐出インクが着地せずに、側面等に着地してしまう場合があるため、搬送ベルトの速度等の条件により空吐出液滴容器の角度を可変させることで湾曲した空吐出インクにおいても空吐出液滴容器の底面に着地可能となる。同様に、空吐出時に発生するインクミストも同様に図示しない搬送ベルトの速度影響により経路の湾曲が発生し、更に飛散してしまい搬送ベルト面上に付着し用紙裏面汚れによる搬送性能の低下やヘッド面に付着しヘッド面汚れによる不吐出等の問題があるため、搬送ベルトの速度等の条件により空吐出液滴容器の角度を可変させるのと連動して吸引ダクトの角度も可変させることで湾曲した空吐出インクミストにおいても飛散することなく吸引ダクトにより回収可能となる。吸引ダクトの角度可変については、図示では空吐出液滴容器に吸引ダクトを取り付けることで連動して角度可変するが、図示しない吸引ダクト単体の角度」可変機構を設けることで空吐出液滴容器角度とは異なる角度可変ができる。

動作は空吐出液滴受支持ブラケットに設けられた空吐出受回転駆動ギヤラックと空吐出受回転駆動ギヤラックを駆動するための空吐出受回転駆動モータと空吐出受回転駆動ギヤの基準位置を検知するためのかきとり回転基準位置検知センサを設けることにより、空吐出液滴容器の基準角度を検知し、空吐出受回転駆動モータを駆動させることにより空吐出液滴容器の角度を可変する。設定する角度は搬送ベルト速度に合わせて搬送ベルト速度が低速の時はミスト飛散が少なくなるので小角度、搬送ベルト速度が高速の時はミスト飛散が多くなるので大角度で可変する設定とする。他の条件、図示しないコントロールパネル等により調整することも可能である。

吸引ダクトの角度可変動作については、空吐出液滴容器に取り付けるために上記空吐出液滴容器角度調整動作と同様に空吐出受回転駆動モータを駆動させることにより空吐出液滴容器の角度を可変することで同時に吸引ダクト角度も可変することになる。設定する角度は搬送ベルト速度に合わせて可変する設定とする。他の条件、図示しないコントロールパネル等により調整することも可能である。

図５は、空吐出液滴受部かきとり動作の概略図である。
通常の空吐出動作においては、空吐出インクが図のように一部分に山盛りになってしまう場合があるため、空吐出液適量満杯検知センサでの検知が正常に動作する前に空吐出液滴容器から空主出インクがあふれ出てしまう場合があるため、定期的に回転軸を回転させることにより、回転軸に設けられたかきとり板状部材により偏った蓄積インクを平滑にならすことが可能となる。かきとり板状部材はゴム等の弾性材でもかまわない。回転軸の回転動作については回転軸端部にはかきとり回転軸駆動ギヤが設けられ、更にかきとり回転軸駆動ギヤを駆動するためのかきとり回転軸駆動モータとかきとり回転駆動ギヤの基準位置を検知するためのかきとり回転基準位置検知センサを設けることにより、かきとり板状部材の基準位置を検知し、回転軸駆動モータを駆動させることにより空吐出液滴容器内のかきとり往復動作を行うことにより、空吐出液適量満杯検知センサでの検知が正常に動作することが可能である。

図６は、空吐出液滴受部角度調整動作フローチャート図である。

まず、スタート後に、空吐出受けは回転基準位置検知センサにより、空吐出液滴容器の基準角度を検知し基準位置に移動する（Ｓ６０１）。

図示しないコントロールパネル等により印刷速度を入力すると（Ｓ６０２、Ｓ６０３）、印刷速度に応じた空吐出受け角度（設定値）に空吐出受回転駆動モータを駆動させることにより空吐出液滴容器の角度を可変して空吐出受角度を調整して終了する（Ｓ６０４、Ｓ６０５、Ｓ６０６）。

図示しないコントロールパネル等により任意の空吐出受の角度調整値を入力することにより（Ｓ６０７）、印刷速度に関係なく任意の設定値にて空吐出受角度調整を行うことも可能である（Ｓ６０８）。

上記の本実施の形態によれば、ヘッドからのインク吐出方向の角度に対して、空吐出受の受面角度調整機構を有した空吐出受けに隣接してインクミスト吸引ダクトを設け、空吐出受角度調整に連動して角度調整するインクミスト吸引ダクト機構を設けたので、空吐出され搬送風により曲がってしまったインク、インクミストを確実に回収することが出来る。
これにより、複数のヘッドのノズルからの空吐出されたインクとインクミストは、空吐出受部により確実に受けて規定量のインクの回収とインクミスト吸引ダクトにより機内汚損（記録ヘッド、搬送ベルト等）を防止することが出来る。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。

Claims (4)

1. 複数のノズルからインクを噴射して印字を行う液体噴射記録装置において、
   表面側と裏面側とを貫通する複数の吸引孔を有し、表面に用紙を保持して印字部に搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトの裏面側から前記吸引孔を介して空気を吸引し、前記搬送ベルトの表面に用紙を吸着させる吸引手段と、
   用紙搬送方向に対してほぼ直交する通紙幅方向に配列された前記複数のノズルを有し、前記吸引手段及び前記搬送ベルトにより吸着状態で前記印字部に搬送された用紙に対して前記複数のノズルからインクを噴射して印字位置で印字を行うインクジェットヘッドと、
   前記搬送ベルトの内側における前記複数のノズルに対応する位置に配置され、前記ノズルから吐出されて前記搬送ベルトの前記吸引孔を通過したインクを受け止める空吐出受部と、
   前記搬送ベルトの回転タイミングと前記インクジェットヘッドの前記複数のノズルからのインクの吐出タイミングとを前記印字位置に用紙がなく、かつ前記搬送ベルトの前記吸引孔が前記印字位置に配置されたタイミングで、前記ノズルからインクを空吐出させるように制御する制御手段と、
   前記インクジェットヘッドからのインク吐出方向に対して前記空吐出受部の角度を調整するための空吐出受角度調整機構と、
   を備え、
   前記空吐出受部は、前記用紙搬送方向と直交する方向に沿って配置され、空吐出されたインクを受けるための開口部を有し、
   前記空吐出時に発生するミストを回収するミスト回収吸引ダクトを、前記空吐出受部の近傍に備えたことを特徴とする液体噴射記録装置。
2. 前記ミスト回収吸引ダクトは、前記用紙搬送方向において前記空吐出受部の下流側近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の液体噴射記録装置。
3. 前記ミスト回収吸引ダクトは、前記ミスト回収吸引ダクトの内部にフィルタ部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射記録装置。
4. 前記ミスト回収吸引ダクトは、前記空吐出受部と共に着脱可能としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。

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