JP2015016557A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出装置を構成する部材の材料選択の幅を狭めることなく、液体ミストによる汚染を防止すること。【解決手段】用紙１０３に液体を吐出する吐出ヘッド１１４と、前記液体のうち、用紙１０３に着弾することなく浮遊する液体ミストが付着することによる汚染から保護する対象となる保護対象部材１１６と、保護対象部材１１６とは別体に構成され、電気的に中性な特性を有する汚染防止部１５０と、を備え、汚染防止部１５０は、液体ミストの発生源から保護対象部材１１６に至るまでの液体ミストの経路に面して設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出装置に関し、特に、液体吐出装置から吐出される液体から発生する液体ミストの汚染を防止するための技術に関する。

近年、プリンタ、複写機といった画像形成装置において、ノズル列を備えた吐出ヘッドからインクの液滴を吐出することで、記録媒体に画像形成出力を行うインクジェット記録方式の液体吐出装置が搭載されていることがある。このような液体吐出装置では、吐出ヘッドから液滴を吐出する際に、液滴の一部がマージしきれず、吐出時または飛翔中に分離したり、記録媒体上へのインク着弾時に起こる跳ね返りによって主滴から分離したりする。分離した液滴の一部は空気の粘性抵抗によって速度が急激に低下し、記録媒体に到達することなくミストとなって飛散し、画像形成装置内部に付着することがある。このような現象は、インクの液滴を吐出する機構として圧電振動子を用いたものに限らず、発熱素子等の駆動電圧の印加により作動する圧力発生手段でも同様に生じる。

画像形成装置内部に付着したミストは汚れとなり、ユーザがインクカートリッジ交換のために画像形成装置内部に手を触れると、ミストが手に付着して汚してしまう。また、画像形成装置内部の用紙を検知する光学センサやキャリッジ位置を検出するエンコーダセンサ等の各センサに付着してしまうと、その汚れによって各センサの検出精度が低下する。

そこで、エンコーダセンサへのミストの付着を抑制する技術として、例えば、特許文献１には、インクミストを回収する目的で、インクのミストを帯電させるための放電電極と、帯電したインクのミストを収集するための集塵電極とを備え、被記録媒体を搬送する搬送ベルトを帯電するための高電圧を発生する高圧回路から、各電極に高電圧を給電する技術が提案されている。

また、特許文献２には、エンコーダセンサのミスト汚れを抑制する目的で、エンコーダセンサのリニアスケールをインクミストの極性と同極性の材料を用いて形成する技術が提案されている。

特許文献１によれば、静電力によってミストの流れを制御し回収することができるが、放電電極及び集塵電極を別途に設ける必要があり、装置の大型化や部品点数の増加によるコスト増につながるという問題があった。

また特許文献２によれば、エンコーダセンサのスケール部（エンコーダシート）をインクと同極性に帯電させるので、エンコーダの材料は帯電可能な材料に限定される。エンコーダシートとして、透過性を有する素材を用いられることがあるが、インクミストの極性と同極性の材料を選択しなければならないとする制約が加わると、エンコーダシートとして使用できる材料が更に限定されてしまい、材料選択の幅を狭めるという問題があった。一方、材料選択の幅を広げる観点から、透過性を有しない材料を用いることも考えられるが、その場合には光を透過させるための貫通孔を設けるための機械加工が必要となるという問題が生じる。

更に、画像形成装置の外装カバーのうち、特にユーザが手を触れやすい筐体の上面カバー内部のミスト汚れを回避することは、特許文献２では解消できていない。なお、上記のようなミストの汚染に起因する課題は、画像形成装置に限らず、液体を吐出する装置においては同様に生じうる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、液体吐出装置を構成する部材の材料選択の幅を狭めることなく、液体ミストによる汚染を防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、記録媒体に液体を吐出する吐出ヘッドと、前記液体のうち、前記記録媒体に着弾することなく浮遊する液体ミストが付着することによる汚染から保護する対象となる保護対象部材と、前記保護対象部材とは別体に構成され、電気的に中性な特性を有する汚染防止部と、を備え、前記汚染防止部は、前記液体ミストの発生源から前記保護対象部材に至るまでの前記液体ミストの経路に面して設けられることを特徴とする。

本発明によれば、液体吐出装置を構成する部材の材料選択の幅を狭めることなく、液体ミストによる汚染を防止することができる。

本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図 本実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示すブロック図 第一実施形態に係る画像形成装置の機構部全体の概略構成図 画像形成部の構成を示す図 光学式のリニアエンコーダを模式的に示す図 吐出ヘッドの構成を示す斜視説明図 搬送ベルトの構成を示す図 吐出ヘッドから液滴を吐出する動作を示す図 ミストが発生する現象を示す図であって、（ａ）はノズル孔を複数個備えた吐出ヘッドのノズルプレート面を示しており、（ｂ）は用紙にインクが着弾している様子を示す。 ミスト滴の経路を示す図 筐体の上面カバーの帯電量とミスト付着量との関係性を示した図であり、（ａ）は帯電量とミスト付着量との関係性を示すグラフであり、（ｂ）は、リニアエンコーダ付近に設置した測定用媒体のミスト汚れ量測定位置を示す 第二実施形態に係る除電部の構成を示す機能ブロック図 第二実施形態に係る画像形成装置の機構部全体の概略構成図 第二実施形態に係る除電部の構成を示す図であって、（ａ）は片面がブラシ状の除電部材を示し、（ｂ）はロール状の除電部材を示し、（ｃ）は除電部材を移動させて除電する動作を示す。 第二実施形態に係る画像形成装置の動作例を示すフローチャート 第二実施形態の他の態様に係る画像形成装置の動作例を示すフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による画像形成装置であり、画像形成出力機構としてインクジェット記録装置（液体吐出装置）を備え、インクジェット記録装置から吐出されるインク（記録液）のうち、記録媒体（例えば紙媒体）に着弾せず、霧状になって浮遊するインクミストによる汚染防止に係る構成がその要旨である。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。

ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０の制御に従って動作することにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）２１、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙トレイ２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。

入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づき、給紙トレイ２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ２７に排紙される。

画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。

エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。

撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。

画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ１４等に格納され若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。

また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。本実施形態では、プリントエンジン２６としてインクジェット記録装置を用いる。このインクジェット記録装置が液体吐出装置に相当する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態は、インクジェット記録装置の上部に帯電防止用部材（帯電防止加工が施された部材）を配置する実施形態である。以下、図３乃至図８に基づいて本実施形態に係る画像形成装置の構造について説明する。図３は、第一実施形態に係る画像形成装置の機構部全体の概略構成図である。図４は、画像形成部の構成を示す図である。図５は、光学式のリニアエンコーダを模式的に示す図である。図６は、吐出ヘッドの構成を示す斜視説明図である。図７は、搬送ベルトの構成を示す図である。図８は、吐出ヘッドから液滴を吐出する動作を示す図である。

図３に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、床面上に載置する筐体１０１を備え、その上部にＡＤＦ２１及びＡＤＦ２１で読み取った原稿を排出する排紙トレイ２３を搭載する。筐体１０１の内部には、プリントエンジン２６としてのインクジェット記録装置１０２と、記録媒体（以下「用紙」という）を搬送する搬送機構１０５と、を備える。筐体１０１の下方側には多数枚の記録媒体（以下「用紙」という。）１０３を積載可能な給紙トレイ２５を備える。そして、この給紙トレイ２５から給紙される用紙１０３を取り込み、搬送機構１０５によって用紙１０３を搬送しながらインクジェット記録装置１０２により画像形成出力を行った後、筐体１０１の側方に装着された排紙トレイ２７に用紙１０３を排紙する。筐体１０１を構成する外装カバーのうち、インクジェット記録装置１０２の上側に位置し、インクジェット記録装置１０２と対向する面（対向面）を有するカバー部材を、上面カバー１０１ａという。

また、本実施形態に係る画像形成装置１は、筐体１０１に対して着脱可能な両面ユニット１０７を備える。両面印刷を行う際は、用紙１０３の一面（表面）の印刷終了後、搬送機構１０５によって用紙１０３を逆方向に搬送しながら両面ユニット１０７内に取り込み、反転させて他面（裏面）を印刷可能面として再度、搬送機構１０５に送り込む。そして、他面（裏面）の印刷終了後、排紙トレイ２７に用紙１０３を排紙する。

インクジェット記録装置１０２は、長尺部材からなるガイドシャフト１１１、１１２、キャリッジ１１３、吐出ヘッド１１４、及びインクカートリッジ１１５を有する。ガイドシャフト１１１、１１２は、それらの長軸方向が用紙１０３の搬送方向（以下「副走査方向」という。）に対して直交する方向（以下「主走査方向」という。）と一致するように並べて配置される。ガイドシャフト１１１、１１２には、キャリッジ１１３が摺動可能に保持され、図示しない主走査モータでキャリッジ１１３を用紙１０３の搬送方向と直交する方向に移動させる。即ち、主走査モータ及びキャリッジ１１３が吐出ヘッド１１４を用紙１０３に対して移動させる移動部に相当する。

キャリッジ１１３は、吐出ヘッド１１４、及び吐出ヘッド１１４に液体を供給するインクカートリッジ１１５を着脱自在に搭載している。なお、インクカートリッジ１１５に代えてサブタンクを搭載し、メインタンクからインクをサブタンクに補充供給する構成とすることもできる。

更に、図４に示すように、ガイドシャフト１１１の長軸方向に沿ってリニアエンコーダ１１６が配置される。図４では説明の簡略化のため、インクカートリッジ１１５は図示を省略している。吐出ヘッド１１４に備えられている読み取りセンサ（図示を省略）でリニアエンコーダ１１６を読み取り、吐出ヘッド１１４の位置決めを行う。すなわち、リニアエンコーダ１１６が、吐出ヘッドの移動量を計測するための移動量計測部材に相当する。リニアエンコーダ１１６の検出方式としては光学式や磁気式などがあるが、方式は特に限定されるものではない。本実施形態では、図５に示す光学式のリニアエンコーダ１１６を用いる。リニアエンコーダ１１６の長手方向は主走査方向に平行な向きに設置されている。リニアエンコーダ１１６は、例えば透明なフィルム材料を用い、光が透過可能な透光部１１６ａと、帯幅方向に長尺なスリット形状に印刷された（塗料などで塗りつぶされた）遮光部１１６ｂとを主走査方向に沿って交互に設けて検出パターンを形成してもよい。また、リニアエンコーダ１１６が不透明な材料である場合には、例えばスリット状の貫通孔を設け、貫通孔から光を透過させて検出パターンを形成してもよい。このリニアエンコーダ１１６が、インクミストが付着することによる汚染から保護する対象となる部材、所謂保護対象部材となる。詳細は後述する。

吐出ヘッド１１４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する、独立した４個のインクジェットヘッド１１４ｙ、１１４ｍ、１１４ｃ、１１４ｋを用いて構成してもよいし、各色のインク滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数の吐出ヘッドを用いるように構成してもよい。なお、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。本実施形態では、吐出ヘッド１１４は、インクの液滴を吐出する複数の吐出口であるノズル孔１１４ｎ（図６参照）を配列した吐出ヘッドとして構成される。

また吐出ヘッド１１４を構成するインクジェットヘッド１１４ｙ、１１４ｍ、１１４ｃ、１１４ｋは、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、又は静電力を用いる静電アクチュエータなど、インクを吐出するためのエネルギー発生手段を備えたものであれば、その方式を問わず用いることができる。

図３に示すように、インクジェット記録装置１０２の上部（ＡＤＦ２１側）、詳細には、インクカートリッジ１１５の上部には、インクジェットヘッド１１４ｙ、１１４ｍ、１１４ｃ、１１４ｋから吐出されるインクのうち、用紙１０３に着弾することなく浮遊するインクミストによる汚染を防止するための汚染防止部１５０を備える。本実施形態では、汚染防止部１５０は、帯電防止用部材を用いた平面状部材、例えばフィルムを用いて構成され、インクジェット記録装置１０２の上部、すなわちインクカートリッジ１１５と筐体１０１の上面１０１ａとの間に配置される。汚染防止部１５０は平面状部材に限らず、棒状やメッシュ状など、その形状は限定されない。

搬送機構１０５には、給紙コロ（半月コロ）１２１、搬送ガイド部１２３、搬送ローラ１２４、加圧コロ１２５、ガイド部材１２６，１２７、及び押し付けコロ１２８が含まれる（図３参照）。

給紙トレイ２５の用紙１０３は、給紙コロ（半月コロ）１２１と図示しない分離パッドによって１枚ずつ分離され、筐体１０１内に給紙され、搬送ガイド部１２３に送り込まれる。

搬送ガイド部１２３は、給紙された用紙１０３を搬送ローラ１２４に向かって上方にガイドするガイド面１２３ａと、両面ユニット１０７から送り込まれる用紙１０３を搬送ローラ１２４に向かってガイドするガイド面１２３ｂとを含む。搬送ローラ１２４は、ガイド面１２３ａ又はガイド面１２３ｂから送り込まれた用紙１０３を搬送ローラ１２４の回転方向に沿って搬送する。このとき、加圧コロ１２５が搬送ローラ１２４に用紙１０３に押し付けるとともに、ガイド部材１２６が用紙１０３を搬送ローラ１２４の回転方向に沿ってガイドする。そして用紙１０３は、押し付けコロ１２８により搬送ローラ１２４に押し付けられながら、搬送ベルト１３３へ送り出される。また、ガイド部材１２６と押し付けコロ１２８との間には、両面印刷時に戻される（反搬送方向側に送り出される）用紙１０３を両面ユニット１０７に案内するガイド部材１２７が備えられる。

さらに、搬送機構１０５は、吐出ヘッド１１４で用紙１０３の平面性を維持したまま搬送するために、駆動ローラ１３１と従動ローラ１３２との間に掛け渡した搬送ベルト１３３と、この搬送ベルト１３３を帯電させるための帯電ローラ１３４と、この帯電ローラ１３４に対向するガイドローラ１３５と、図示しないが、搬送ベルト１３３をインクジェット記録装置１０２に対向する部分で案内するガイド部材（プラテンプレート）と、搬送ベルト１３３に付着したインク（記録液）を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラを有している。

ここで、搬送ベルト１３３は、無端状ベルトであり、図示しない駆動モータで回転駆動する駆動ローラ１３１と従動ローラ（テンションローラ）１３２との間に掛け渡されて、図３の矢示ａ方向（用紙搬送方向）に周回するように構成されている。この搬送ベルト１３３は、単層構成、又は図７に示すように、第１層（最表層：用紙１０３の吸着面となる表層）１３３ａと第２層（裏層）１３３ｂの２層構成としてもよいし、更に３層以上の構成とすることができる。この搬送ベルト１３３を積層構造により構成する場合には、第１層は、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材（ＥＴＦＥ：エチレンテトラフルオロエチレン共重合体）で形成し、第２層を、第１層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）により構成してもよい。

帯電ローラ１３４は、搬送ベルト１３３の第１層に接触し、搬送ベルト１３３の回動に従動して回転するように配置されている。この帯電ローラ１３４には図示しない高圧回路（高圧電源）から高電圧が所定のパターンで印加される。

また、搬送機構１０５から下流側には画像が記録された用紙１０３を排紙トレイ２７に送り出すための排紙ローラ１３８が備えられている。このように構成した画像形成装置１において、搬送ベルト１３３は矢示ａ方向に周回し、高電位の印加電圧（ＡＣバイアス電圧）が印加される帯電ローラ１３４と接触することで、搬送ベルト１３３は正に帯電される。この場合、所定の時間間隔で帯電ローラ１３４の極性を切り替えることによって、所定の帯電ピッチで極性を切り替えながら搬送ベルト１３３を帯電させる。

ここで、この高電位に帯電した搬送ベルト１３３上に用紙１０３が給送されると、用紙１０３内部が分極状態になり、搬送ベルト１３３上の電荷と逆極性の電荷が、用紙１０３の搬送ベルト１３３と接触している面に誘電され、搬送ベルト１３３上の電荷と搬送される用紙１０３上に誘電された電荷同士が互いに静電的に引っ張り合い、用紙１０３は搬送ベルト１３３に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト１３３に強力に吸着した用紙１０３は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。

そこで、搬送ベルト１３３を周回させて用紙１０３を移動させ、キャリッジ１１３を片方向又は双方向に移動走査しながら画像信号に応じて吐出ヘッド１１４を駆動し、図８に示すように、吐出ヘッド１１４からインクの液滴１４１を吐出（噴射）させて、停止している用紙１０３にインク滴を着弾させてドットＤｉを形成し１行分を記録する。その後、用紙１０３を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１０３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了する。このようにして、画像が記録された用紙１０３は排紙ローラ１３８によって排紙トレイ２７に排紙される。

次に図９に基づいてインクの液滴からミストが発生する現象について説明する。図９は、ミストが発生する現象を示す図であって、（ａ）はノズル孔を複数個備えた吐出ヘッドのノズルプレート面を示しており、（ｂ）は用紙にインクが着弾している様子を示す。ミストの発生の主な原因は、図９の（ａ）に示すように、液滴１４１の後端切れによるものと、図９の（ｂ）に示すような着弾後の跳ね返りによるものとがある。

図９の（ａ）に示すように、ノズル孔１１４ｎから吐出されたインクの液滴１４１のうち、主滴１４１ａから分裂したミスト滴１４１ｂは、急激に速度を失って空気中を浮遊する。その際、一様な電界が存在すると、元の液滴１４１が電気的に中性でも、搬送ベルト１３３が帯電していることにより静電誘導が生じ、ミスト滴１４１ｂの電荷の分布は一方向に偏ったものとなる。例えば搬送ベルト１３３側が正の電荷を帯びている場合、液滴１４１の搬送ベルト１３３側には負の電荷が誘起され、液滴１４１のノズルプレート側の液滴は正の電荷が誘起される。ミスト滴１４１ｂは液滴１４１の搬送ベルト１３３とは反対側の液滴１４１の一部により構成されるので、正に帯電している。すなわち電気的に中性ではなくなる。従って、ミスト滴１４１ｂは帯電した筐体１０１内部及びその中に収容された部材に吸着されやすくなり、それが蓄積してミスト汚れが生じる。上記ミスト滴１４１ｂが、所謂液体ミストである。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１は、既述した汚染防止部１５０によりミスト滴１４１ｂを反発させ、保護対象部材に到達することを抑止し、ミスト汚染を防止する。汚染防止部１５０は、電気的に中性な特性を有し、ミスト滴１４１ｂの発生源、例えば吐出ヘッド１１４、用紙１０３におけるインクの着弾点から保護対象部材に至るミスト滴１４１ｂの経路上に配置する。以下では、保護対象部材としてリニアエンコーダ１１６を例に挙げ、汚染防止部１５０として、リニアエンコーダ１１６とは別体に構成され、吐出ヘッド１１４及び搬送ベルト１３３を覆う平面状部材を用いた実施形態について説明する。

図１０は、ミスト滴の経路を示す図である。なお、説明の簡略化のため、ガイドシャフト１１２及びキャリッジ１１３は図示を省略している。吐出ヘッド１１４はガイドシャフト１１１に沿って矢印１４８の向き（主走査方向）に往復運動し、ガイドシャフト１１１の裏側（用紙１０３の搬送方向における上流側）にリニアエンコーダ１１６が配置されているとする。ここで、本発明に係る汚染防止部１５０が配置されていない場合、吐出ヘッド１１４から吐出されたミスト滴１４１ｂは上述の通り電荷を帯びているため、吐出ヘッド１１４の上側に位置する部材がミスト滴１４１ｂの電荷に対して逆極性に帯電していると、ミスト滴１４１ｂが引き寄せられて上昇する。上昇したミスト滴１４１ｂはガイドシャフト１１１を超えて、リニアエンコーダ１１６に到達する。リニアエンコーダ１１６にミスト汚れとして付着し続けることで、エンコーダセンサの読み取りを阻害する。すなわち、矢印１４６、１４７に示す経路を経て、ミスト滴１４１ｂがリニアエンコーダ１１６に到着する。

本発明者らは、ミスト滴の付着量と上面カバーの帯電量との関係を実験により求めた。その結果について、図１１を基に説明する。図１１は上面カバー１０１ａの逆極性の電荷の帯電量とミスト付着量との関係性を示した図であり、（ａ）は帯電量とミスト付着量との関係性を示すグラフであり、（ｂ）は、リニアエンコーダ付近に設置した測定用媒体のミスト汚れ量測定位置を示す。図１１の（ｂ）に示す測定用媒体１３６上において、隣接するミスト汚れ量の測定位置１３６ａの間隔は５ｃｍに設定されており、図１１の（ａ）グラフの横軸は、測定用媒体１３６の中心から各測定位置１３６ａまでの距離を示している。グラフの縦軸は、ミスト滴の付着量を表す指標の測定値であり、数値が高い程ミスト付着量が多いことを示している。図１１の結果より、上面カバー１０１ａの帯電量が大きいほど、ミスト滴の上昇量が多く、その結果、ガイドシャフト１１１の裏（図１０の矢印１４７の方向）に回り込んでリニアエンコーダ１１６に付着する量も多くなることが推定される。

よって本実施形態にかかる画像形成装置１においては、吐出ヘッド１１４の上側に帯電防止された汚染防止部１５０を配置することで、電荷を帯びたミスト滴１４１ｂが引き寄せられて上昇するのを抑制することが可能となる。すなわち、汚染防止部１５０を電気的に中性な状態にすることで、ミスト滴１４１ｂの流れをある程度コントロールすることができる。なお、上記「電気的に中性な状態」には、完全な非帯電状態に加え、ミスト滴１４１ｂを引き寄せない程度に帯電した状態（より詳しくは、表面電位の絶対値が０に近い状態）を含む。

汚染防止部１５０は、例えば汚染防止部１５０の材料内部に金属粒子や金属材料を含んで形成したり、汚染防止部１５０の表面、特に用紙１０３と対向する面に帯電防止剤をコーティングしたりすることにより、非帯電状態を実現できる。金属粒子や金属材料の種類は特に限定されるものではないが、非帯電状態を保つため、アースされていることが望ましい。また、帯電防止剤としては公知の材料が適用可能であり、例えば、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、脂肪族アミンおよび脂肪族アマイドの硫酸塩類、脂肪族アルコールリン酸エステル塩類、二塩基性脂肪酸エステルのスルホン酸塩類、脂肪族アミドスルホン酸塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類などの陰イオン界面活性剤、脂肪族アミン塩類、第４級アンモニウム塩類、アルキルピリジニウム塩類などの陽イオン界面活性剤、カルボキシベタイン、スルホベタイン等のベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリン誘導体などの両性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン性界面活性剤が挙げられる。

本実施形態では、汚染防止部がミスト滴の上昇を防ぐことで、リニアエンコーダに到達して汚染されることを防ぐことができる。また、汚染防止部をリニアエンコーダとは別体に構成することで、リニアエンコーダの材料選択の幅を狭めることなく、ミスト汚染の防止を実現できる。

上記実施形態では、汚染防止部１５０として平面状のフィルムを用い、これを吐出ヘッド１１４の上部に配置したが、汚染防止部の配置位置は吐出ヘッド１１４の上部に限定されず、例えば吐出ヘッド１１４の側方に配置してもよい。更に、汚染防止部１５０を構成する部材は上記の平面状のフィルムに限定されない。例えば、筐体１０１の上面カバー１０１ａや筐体１０１の側面を構成する外装カバーを汚染防止部として用いることもできる。この場合、上面カバー１０１ａ内部に含まれる金属粒子や金属材料の種類は特に限定されるものではないが、非帯電状態を保つため、アースされていることが望ましい。また、帯電防止材料としては例えば、塩化ビニル樹脂などから成る帯電防止フィルムや、塩化ビニル樹脂やアクリルコポリマーなどから成る帯電防止シートや、帯電防止カーテン等が挙げられる。これにより、部品点数を増加させることなくミスト汚れを防止することが可能となる。加えて、ユーザが最も手を触れやすい筐体１０１の上面カバー１０１ａや外装カバー自体のミスト汚れも回避できるので、ユーザが画像形成装置内部に触れた際に、上面カバー１０１ａや外装カバーのミスト汚れが手に付着してしまうのを回避することができる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態は、筐体の外装カバーの電気的特性に応じて除電を行い、ミスト汚れを防止する実施形態である。以下、図１２乃至図１４に基づいて、第二実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図１２は、第二実施形態に係る除電部の構成を示す機能ブロック図である。図１３は、第二実施形態に係る画像形成装置の機構部全体の概略構成図である。図１４は、本実施形態に係る除電部の構成を示す図であって、（ａ）は片面がブラシ状の除電部材を示し、（ｂ）はロール状の除電部材を示し、（ｃ）は除電部材を移動させて除電する動作を示す。なお、第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。

図１２に示すように、第二実施形態に係る画像形成装置では、プリントエンジン２６の内部に外装カバーの除電を行う除電部１６０を備える。除電部１６０は、主制御部３０に電気的に接続されて、主制御部３０からの制御信号を受けて動作する。除電部１６０は、除電対象となる部材の表面に接触して除電を行う除電部材１６１と、除電部材１６１を上記表面に沿って移動させる駆動装置１６２と、除電対象となる部材の表面電位を計測する電位計１６３と、を含む。すなわち、電位計１６３が電位計測部に相当する。除電部材１６１及び駆動装置１６２は機械的に接続される。また、駆動装置１６２及び電位計１６３のそれぞれは、主制御部３０に電気的に接続される。本実施形態では、除電対象となる部材として、筐体１０１を構成する外装カバー、特に、上面カバー１０１ａを用いる。

そこで、図１３に示すように、画像形成装置１ａの上面カバー１０１ａの内表面に、その表面電位を計測するための電位計１６３を備える。また除電部材１６１は、上面カバー１０１ａの内表面に接触するように配置される。そして駆動装置１６２により、除電部材１６１を上面カバー１０１ａの内表面に接触させてなぞるように移動することで除電する。

除電部材１６１は、片面がブラシ状になっている除電部材１６１ａ（図１４の（ａ）参照）を用いてもよいし、ロール状のブラシからなる除電部材１６１ｂ（図１４の（ｂ）参照）を用いてもよく、ブラシの材料も特に限定されるものではない。駆動装置１６２により除電部材１６１を上面カバー１０１ａの内表面に接触させながら移動させることで（図１４の（ｃ）参照）、上面カバー１０１ａの除電が行える。除電効果を上げるために、除電部材１６１は、アースされていることが望ましい。

次に、図１５に基づいて、第二実施形態に係る画像形成装置の動作の流れについて説明する。図１５は、第二実施形態に係る画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。

画像形成装置１ａによる画像形成出力に先立ち、まず電源を投入し（Ｓ１５０１）、電位計１６３により上面カバー１０１ａの内表面の表面電位［ｋＶ］を計測し（Ｓ１５０２）、その計測結果に基づいて、上面カバー１０１ａがミスト滴の電気的特性（極性）に対して逆極性を有するか否かを判断する（Ｓ１５０３）。すなわち、ミスト滴が正に帯電している場合には、上面カバー１０１ａが負に帯電している否かを判断する。

上面カバー１０１ａがミスト滴の電気的特性に対して逆極性に帯電している場合（Ｓ１５０３／Ｙｅｓ）、上面カバー１０１ａの除電を行う（Ｓ１５０４）。そして再度、上面カバー１０１ａの表面電位を計測し（Ｓ１５０２）、逆極性に帯電しているか否かを判断する。

上面カバー１０１ａがミスト滴の極性に対して逆極性に帯電してない場合（Ｓ１５０３／Ｎｏ）、即ち、電気的に中性か、又は正に帯電している場合は、ディスプレイパネル２４に印字可能サインを表示する（Ｓ１５０５）。

上記の例では、上面カバー１０１ａの表面電位を電位計で計測したが、これに代わり、画像形成装置１ａの筐体１０１の内部の湿度から、上面カバー１０１ａの表面電位の予測値を算出してもよい。画像形成装置１ａには、通常、吐出ヘッド１１４の状態を検知するために湿度センサが備えられているので、この湿度センサの出力値を用いることで、新たな装置を必要することなく、表面電位の予測が行える。上記湿度センサが、筐体内部の湿度を検知する湿度計測部に相当する。以下、湿度センサの計測値を用いて表面電位を予測する動作処理について図１６を基に説明する。図１６は、第二実施形態の他の態様に係る画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。

画像形成装置１ａによる画像形成出力に先立ち、まず電源を投入し（Ｓ１６０１）、筐体１０１内に備えられた湿度センサを用いて、筐体１０１内の湿度を計測し（Ｓ１６０２）、計測結果を基に上面カバー１０１ａの表面電位の予測値を算出する（Ｓ１６０３）。表面電位の予測は、主制御部３０が、湿度とそれに対応する上面カバー１０１ａの表面電位とを予め計測して得たテーブル又は関数に、ステップＳ１６０２で計測した湿度を適用して算出してもよい。よって、主制御部３０は、上面カバーの表面電位の予測値を算出する予測値算出部としての機能を有する。

上面カバー１０１ａがミスト滴に対して逆極性を有すると予想される場合（Ｓ１６０４／Ｙｅｓ）、上面カバーの除電を行い（Ｓ１６０５）、ディスプレイパネル２４に印字可能サインを表示する（Ｓ１６０６）。上面カバーが逆極性を有しないと予想される場合（Ｓ１６０４／Ｎｏ）も、ディスプレイパネル２４に印字可能サインを表示する（Ｓ１６０６）。

上記の説明では、上面カバーが逆極性であると判断、または予想された場合に除電を行ったが、電源がＯＮにされると、上面カバーの除電を行うように構成してもよい。また、上面カバーに代えて、第一実施形態で備えた汚染防止部の平面状部材を用いてもよい。

本実施形態によれば、ミスト滴が上面カバーに引き寄せられることで、保護対象部材（例えばリニアエンコーダ）や上面カバーにミストが付着することを防ぐことができる。

上記の各実施形態に加えて、汚染防止部１５０の一部にミスト滴１４１ｂと逆極性を有する領域を設け、その領域にミスト滴１４１ｂを吸着させることでミスト回収機構を形成してもよい。逆極性を有する領域を設けるために、例えば、第二実施形態において、上面カバー１０１ａのうちの一部領域に除電しない領域、即ち非除電領域を確保してもよい。この場合、非除電領域が除電されないことで逆特性を有し、ミスト回収機構として機能する。ミスト回収機構の構成としてはクリーニング手段を設けて所定時間経過後に自動でクリーニングする構成にしてもよいし、液滴吸収材に吸収させる構成にしてもいい。

上記実施形態では、本発明に係る液体吐出装置をＭＦＰに適用した実施形態について説明したが、本発明に係る液体吐出装置はＭＦＰに限らず、３次元プリンタなどの液滴を吐出する装置において、液滴ミストによる汚染を防止する技術に広く適用できる。

１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ エンジン
１４ ＨＤＤ
１５ Ｉ／Ｆ
１６ ＬＣＤ
１７ 操作部
１８ バス
２０ コントローラ
２１ ＡＤＦ
２２ スキャナユニット
２３ 排紙トレイ
２４ ディスプレイパネル
２５ 給紙トレイ
２６ プリントエンジン
２７ 排紙トレイ
２８ ネットワークＩ／Ｆ
３０ 主制御部
３１ エンジン制御部
３２ 入出力制御部
３３ 画像処理部
３４ 操作表示制御部
１０１ 筐体
１０１ａ 上面カバー
１０２ インクジェット記録装置
１０３ 用紙
１０５ 搬送機構
１０７ 両面ユニット
１１１、１１２ ガイドシャフト
１１３ キャリッジ
１１４ 吐出ヘッド
１１５ インクカートリッジ
１１６ リニアエンコーダ
１２１ 給紙コロ
１２３ 搬送ガイド部
１２４ 搬送ローラ
１２５ 加圧コロ
１２６、１２７ ガイド部材
１２８ 押し付けコロ
１３１ 駆動ローラ
１３２ 従動ローラ
１３３ 搬送ベルト
１３４ 帯電ローラ
１３５ ガイドローラ
１３６ 測定用媒体
１３６ａ 測定位置
１３８ 排紙ローラ
１４１ 液滴
１４１ａ 主滴
１４１ｂ ミスト滴
１６０ 除電部
１６１ 除電部材
１６２ 駆動装置
１６３ 電位計

特開２００５−３４９７９９号公報 特開２０１２−２４０２５５号公報

Claims (10)

1. 記録媒体に液体を吐出する吐出ヘッドと、
   前記液体のうち、前記記録媒体に着弾することなく浮遊する液体ミストが付着することによる汚染から保護する対象となる保護対象部材と、
   前記保護対象部材とは別体に構成され、電気的に中性な特性を有する汚染防止部と、を備え、
   前記汚染防止部は、前記液体ミストの発生源から前記保護対象部材に至るまでの前記液体ミストの経路に面して設けられることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記汚染防止部は、前記吐出ヘッドを挟んで前記記録媒体とは反対側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記吐出ヘッドを前記記録媒体に対して移動させる移動部と、
   前記吐出ヘッドの移動量を計測するための移動量計測部材と、を更に備え、
   前記保護対象部材は、前記移動量計測部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記記録媒体を搬送する搬送機構を更に備え、
   前記汚染防止部は、前記吐出ヘッド及び前記搬送機構を覆う平面状部材により形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
5. 前記平面状部材は、帯電防止用部材を用いて構成されることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記液体吐出装置を収容する筐体を更に備え、
   前記平面状部材は、前記筐体を構成し、前記液体吐出装置と対向する対向面を用いて形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体吐出装置。
7. 前記対向面に蓄積された電荷を除去して除電する除電部を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
8. 前記対向面の表面電位を計測する電位計測部を更に含み、
   前記電位計測部の計測結果、前記対向面が前記液体ミストの極性とは逆極性であると判断された場合に、前記除電部により前記対向面の除電を行うことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
9. 前記筐体内の湿度を検知する湿度計測部と、
   前記検知した湿度を基に、前記対向面の表面電位の予測値を算出する予測値算出部と、を更に含み、
   前記予測値算出部が算出した前記予測値に基づいて、前記対向面が前記液体ミストの極性とは逆極性であると判断されると、前記除電部が前記対向面の除電を行うことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
10. 前記汚染防止部の一部に、前記液体ミストの電気的特性に対して逆極性を有する領域を設け、当該領域に前記液体ミストを吸着して回収するミスト回収機構を形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の液体吐出装置。