特開 2023-175213 インクジェット記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175213

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】インクジェット記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/17 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

B41J2/17 103

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087551

(22)【出願日】2022-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原 隆弘

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EA16

2C056EB42

2C056FA13

2C056HA44

2C056HA60

2C056JC17

(57)【要約】

【課題】サイクロンによるインクミストの捕集効率を高める。
【解決手段】ミスト捕集器は、吸引口３３から空気を吸引して排出口３４から空気を排出するノズル３１と、外筒４１及び内筒４２を有するサイクロン３２とを備える。内筒４２は、取り込み孔５７を有し、この取り込み孔５７を通して取り込まれた空気によって内筒４２の内部に気流を形成することにより、空気からインクミストを分離する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクミストを捕集するミスト捕集器を備えるインクジェット記録装置であって、
前記ミスト捕集器は、
前記インクミストを含む空気を吸引口から吸引して排出口から排出するノズルと、
前記ノズルの前記排出口が接続される外筒と該外筒の内部に配置される内筒とを有し、前記排出口を通して前記外筒の内部に取り込まれた空気によって前記外筒と前記内筒との間に第１の気流を形成することにより、前記空気から前記インクミストを分離するサイクロンと、
を備え、
前記内筒は、前記内筒の内部に空気を取り込むための取り込み孔を有し、前記取り込み孔を通して取り込まれた空気によって前記内筒の内部に第２の気流を形成することにより、前記空気から前記インクミストを分離する
インクジェット記録装置。

【請求項2】

前記取り込み孔は、前記第１の気流の向きに交差するようにスリット状に形成されている
請求項１に記載のインクジェット記録装置。

【請求項3】

前記内筒は、前記取り込み孔における前記第１の気流の上流側に突起部を有する
請求項１に記載のインクジェット記録装置。

【請求項4】

前記突起部は、前記第１の気流を形成する空気の一部をＵターンさせて前記取り込み孔に導く
請求項３に記載のインクジェット記録装置。

【請求項5】

前記突起部は、前記内筒の外周部から径方向外側に張り出す羽根形状に形成されている
請求項３に記載のインクジェット記録装置。

【請求項6】

前記突起部の張り出し寸法は、前記第１の気流の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなっている
請求項５に記載のインクジェット記録装置。

【請求項7】

前記羽根形状の前記突起部は、上辺及び下辺を有し、前記上辺及び前記下辺のうち、前記排出口に近い方の辺の長さが、前記排出口から遠い方の辺の長さよりも短い
請求項５に記載のインクジェット記録装置。

【請求項8】

前記羽根形状の前記突起部は、上辺及び下辺を有し、前記上辺及び前記下辺のうち、前記排出口に近い方の辺が、前記排出口から遠い方の辺に比べて、前記第１の気流に対する傾き角度が小さい
請求項５に記載のインクジェット記録装置。

【請求項9】

前記排出口に近い方の辺は、前記第１の気流の向きと平行になるように配置されている
請求項８に記載のインクジェット記録装置。

【請求項10】

前記排出口から遠い方の辺は、前記第１の気流の向きと垂直になるように配置されている
請求項８に記載のインクジェット記録装置。

【請求項11】

前記外筒の中心軸方向において、前記取り込み孔の位置と前記排出口の位置は、互いに重ならないようにずれている
請求項１に記載のインクジェット記録装置。

【請求項12】

前記内筒は、複数の前記取り込み孔を有する
請求項１に記載のインクジェット記録装置。

【請求項13】

前記複数の前記取り込み孔は、前記内筒の円周方向に位置をずらして配置されている
請求項１２に記載のインクジェット記録装置。

【請求項14】

前記複数の前記取り込み孔は、前記内筒の中心軸方向に位置をずらして配置されている
請求項１２に記載のインクジェット記録装置。

【請求項15】

前記ミスト捕集器は、記録媒体の搬送方向と直交する方向に並ぶ複数の前記ノズル及び複数の前記サイクロンを有する
請求項１に記載の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、インクジェット記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドが吐出するインクを記録媒体に付着させることにより、記録媒体に画像を形成する装置である。インクジェットヘッドが吐出するインクは、すべてが画像の形成に寄与するわけではなく、一部はインクミストとなって浮遊する。

【0003】

インクミストは、微小なインクの液滴であるため、周囲の気流に流されやすい。気流に流されたインクミストが所定の軌道を外れて記録媒体に付着すると、画質の低下を招く。また、インクミストが記録媒体以外の部分に付着すると、インクジェット記録装置にインク汚れが発生する。このため、インクジェット記録装置は、インクミストを捕集するミスト捕集器を備えている。

【0004】

特許文献１には、気流に乗って移動するインクミストを遠心力によって空気から分離して捕集する技術が記載されている。特許文献１に記載された技術では、サイクロンハウジングの内部に螺旋状の気流を発生させ、この気流に乗って旋回するときに発生する遠心力によってインクミストをサイクロンハウジングの内壁に付着させることにより、空気からインクミストを分離している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－１５１６４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

インクミストは、インクジェットヘッドからインクを吐出するときに発生するが、発生するインクミストの粒径にはバラツキがある。特許文献１に記載された技術では、遠心分離方式のサイクロンで除去しきれなかったインクミストをフィルタによって捕捉している。その場合、フィルタの交換頻度を下げるには、インクミストがフィルタに到達する前に、より粒径の小さなインクミストを空気から分離することが求められる。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、サイクロンによるインクミストの捕集効率を高め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にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、インクミストを捕集するミスト捕集器を備えるインクジェット記録装置であって、ミスト捕集器は、インクミストを含む空気を吸引口から吸引して排出口から排出するノズルと、ノズルの排出口が接続される外筒と該外筒の内部に配置される内筒とを有し、排出口を通して外筒の内部に取り込まれた空気によって外筒と内筒との間に第１の気流を形成することにより、空気からインクミストを分離するサイクロンと、を備える。内筒は、内筒の内部に空気を取り込むための取り込み孔を有し、取り込み孔を通して取り込まれた空気によって内筒の内部に第２の気流を形成することにより、空気からインクミストを分離する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、サイクロンによるインクミストの捕集効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略斜視図である。

【図2】図１に示すインクジェット記録装置の内部構造を示す模式図である。

【図3】本実施形態に係るミスト捕集器を用紙の搬送方向の上流側から見た斜視図である。

【図4】本実施形態に係るミスト捕集器を用紙の搬送方向の下流側から見た斜視図である。

【図5】本実施形態に係るミスト捕集器の縦断面図（その１）である。

【図6】本実施形態に係るミスト捕集器が備えるサイクロンとフィルタユニットの構成を示す斜視図である。

【図7】本実施形態に係るサイクロンの横断面図である。

【図8】本実施形態に係るミスト捕集器の縦断面図（その２）である。

【図9】サイクロンの内筒が見えるようにサイクロンの外筒を取り外した状態を示す側面図である。

【図10】内筒の第２筒部を水平面と平行に断面した場合の斜視図である。

【図11】インナーシートとアウターシートを内筒の第２筒部に取り付ける前のサイクロンの構造を示す側面図である。

【図12】インナーシートを内筒の第２筒部に取り付けた後のサイクロンの構造を示す側面図である。

【図13】サイクロンにおける空気の流れをシミュレーションした結果を示す図である。

【図14】粒径の異なるインクミストの移動軌跡の一例を示す横断面図である。

【図15】本実施形態に係るミスト捕集器における粒子追跡のシミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書および図面において、実質的に同一の機能または構成を有する要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0012】

＜インクジェット記録装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略斜視図である。
図１に示すように、インクジェット記録装置１０は、給紙部１１と、画像形成部１２と、排紙部１３と、インク供給タンク１４と、を備えている。給紙部１１は、記録媒体としての用紙を供給する部分である。記録媒体は、用紙に限定されず、インクを用いて画像を形成することが可能なシート状の媒体であればよい。また、記録媒体として用紙を用いる場合、用紙はカット紙でも連続用紙でもよい。連続用紙にはロール紙が含まれる。本実施形態では、記録媒体の一例としてカット紙を使用する。

【0013】

画像形成部１２は、インクを用いて用紙に画像を形成する部分である。排紙部１３は、画像の形成を終えた用紙を排出する部分である。インク供給タンク１４は、所定量のインクを貯留し、このインクを画像形成部１２に供給するためのタンクである。

【0014】

図２は、図１に示すインクジェット記録装置の内部構造を示す模式図である。
図２に示すように、給紙部１１には給紙トレイ１１ａが設けられている。給紙トレイ１１ａには、画像を形成する前の用紙１５が積載される。給紙部１１は、給紙トレイ１１ａに積載された用紙１５を、最上位から順に一枚ずつ分離して供給する。

【0015】

画像形成部１２には、搬送ドラム２０と、複数のインクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、ミスト捕集器２２と、紫外線照射部２３と、インラインセンサ２４と、反転部２５と、大小２つの搬送ローラ２６ａ，２６ｂとが設けられている。

【0016】

搬送ドラム２０は、Ａ方向に回転可能に設けられている。搬送ドラム２０は、給紙部１１から供給される用紙１５を搬送ドラム２０の外周面に巻き付けながら回転することにより、用紙１５を搬送する。搬送ドラム２０は、例えば、エアーの吸引によって用紙１５を搬送ドラム２０の外周面に吸着させ、この状態で回転することにより、用紙１５をＡ方向に搬送する。図２に矢印で示すＡ方向は、搬送ドラム２０の回転方向であり、用紙１５の搬送方向でもある。以降の説明では、搬送ドラム２０の回転方向Ａと記載する場合と、用紙１５の搬送方向Ａと記載する場合がある。

【0017】

複数のインクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、それぞれに対応する色のインクを用いて用紙１５に画像を形成する。具体的には、インクジェットヘッド２１Ｙは、イエロー（Ｙ）のインクを用いて画像を形成し、インクジェットヘッド２１Ｍは、マゼンタ（Ｍ）のインクを用いて画像を形成する。また、インクジェットヘッド２１Ｃは、シアン（Ｃ）のインクを用いて画像を形成し、インクジェットヘッド２１Ｋは、ブラック（Ｋ）のインクを用いて画像を形成する。本実施形態においては、紫外線硬化型のインクを用いるものとする。

【0018】

各々のインクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、搬送ドラム２０の上側の外周面に対向する状態で配置されている。また、各々のインクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、搬送ドラム２０の円周方向に位置をずらして配置されている。なお、本実施形態においては、４色のインクを用いてカラー画像を形成できるように４つのインクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋが画像形成部１２に設けられているが、インクジェットヘッドの個数は４つ以外であってもよい。

【0019】

ミスト捕集器２２は、各々のインクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋがインクを吐出したときに発生するインクミストを捕集する機器である。インクミストの多くは、搬送ドラム２０が回転したときに発生する気流によってＡ方向に流される。このため、ミスト捕集器２２は、搬送ドラム２０の回転方向Ａにおいて、インクジェットヘッド２１Ｋの下流側に配置されている。

【0020】

紫外線照射部２３は、搬送ドラム２０の回転方向Ａにおいて、ミスト捕集器２２の下流側に配置されている。紫外線照射部２３は、搬送ドラム２０の回転によって搬送されてくる用紙１５に紫外線を照射することにより、用紙１５上のインクを硬化させる。

【0021】

インラインセンサ２４は、搬送ドラム２０の回転方向Ａにおいて、紫外線照射部２３の下流側に配置されている。インラインセンサ２４は、搬送ドラム２０による搬送中に用紙１５に形成された画像の色濃度、傾きなどを検査するためのセンサである。反転部２５は、用紙１５の両面に画像を形成するために、用紙１５の表裏を反転する部分である。搬送ローラ２６ａ，２６ｂは、画像の形成を終えた用紙１５を排紙部１３に向けて搬送するローラである。

【0022】

排紙部１３には排紙トレイ１３ａが設けられている。排紙トレイ１３ａには、画像の形成を終えた用紙１５が順に積載される。

【0023】

＜インクジェット記録装置の動作＞
続いて、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０の動作について説明する。
まず、給紙部１１の給紙トレイ１１ａに積載された用紙１５は、最上位から順に一枚ずつ分離されて画像形成部１２に供給される。画像形成部１２に供給された用紙１５は、図示しない搬送爪により用紙１５の先端が把持される。搬送爪は、所定のタイミングで用紙１５を搬送ドラム２０に送り込む。これにより、搬送ドラム２０の外周面に用紙１５が吸着されるとともに、搬送ドラム２０の回転によって用紙１５が搬送される。

【0024】

一方、各々のインクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、搬送ドラム２０の回転によって搬送される用紙１５に対して、それぞれ所定のタイミングでインクを吐出することにより、用紙１５にインクを付着させる。これにより、用紙１５に画像が形成される。その後、用紙１５には紫外線照射部２３によって紫外線が照射される。これにより、用紙１５上で画像を形成しているインクが硬化する。

【0025】

画像の形成を終えた用紙１５は、その後、搬送ローラ２６ａ，２６ｂによって搬送されることにより、排紙部１３へと送り込まれる。排紙部１３に送り込まれた用紙１５は、排紙トレイ１３ａ上に順に重ねて排出される。以上の動作により、画像形成済みの用紙１５が得られる。

【0026】

＜ミスト捕集器の構成＞
続いて、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置が備えるミスト捕集器の構成について詳しく説明する。
図３は、本実施形態に係るミスト捕集器を用紙の搬送方向の上流側から見た斜視図であり、図４は、本実施形態に係るミスト捕集器を用紙の搬送方向の下流側から見た斜視図である。
図３及び図４に示すように、ミスト捕集器２２は、用紙の搬送方向Ａ（図２参照）と直交する方向（以下、「用紙幅方向」ともいう。）Ｘに並ぶ複数のノズル３１及び複数のサイクロン３２を備えている。本実施形態においては、一例として、ノズル３１とサイクロン３２が４つずつ設けられている。

【0027】

４つのノズル３１は、用紙幅方向Ｘに並んでいる。ノズル３１は、中空の部材である。ノズル３１は、水平面に対して斜めに傾いた状態で配置されている。ノズル３１は、吸引口３３を有している。吸引口３３は、インクミストを含む空気を吸引するための開口である。吸引口３３は、用紙幅方向Ｘに長い長方形、すなわち横長に開口している。４つのノズル３１の吸引口３３は、用紙幅方向Ｘで互いに隣接している。

【0028】

ここで、ノズル３１の長さ方向において、吸引口３３が設けられている側のノズル端をノズル３１の先端部とし、吸引口３３と反対側のノズル端をノズル３１の後端部とする。そうした場合、ノズル３１の先端部は、ノズル３１の後端部よりも低い位置に配置され、吸引口３３は、斜め下向きに開口している。また、ノズル３１の形状は、ノズル３１の先端部では横長の形状になっており、ノズル３１の後端部では縦長の形状になっている。つまり、ノズル３１の縦断面形状は、ノズル３１の先端部から後端部に向かって、横長の形状から縦長の形状に徐々に変化している。ノズル３１の後端部には、排出口３４が設けられている。排出口３４は、吸引口３３から吸引した空気を排出するための開口である。排出口３４は、縦長に開口している。

【0029】

４つのサイクロン３２は、ノズル３１と同様に、用紙幅方向Ｘに並んでいる。サイクロン３２は、鉛直に起立した状態で配置されている。サイクロン３２の上部には、ノズル３１の排出口３４が接続されている。サイクロン３２は、ノズル３１を通して取り込まれる空気からインクミストを遠心分離する。

【0030】

さらに、ミスト捕集器２２は、４つのフィルタ収納部３５と、ファンカバー３６とを備えている。フィルタ収納部３５は、サイクロン３２よりも上側に配置されている。フィルタ収納部３５には、図示しないフィルタが着脱可能に取り付けられる。ファンカバー３６は、図示しない４つの排気ファンを覆うカバーである。４つのフィルタ収納部３５と４つの排気ファンは、それぞれ４つのサイクロン３２に対応して設けられている。また、排気ファンは、気流生成部の一例として設けられる。気流生成部は、ノズル３１からサイクロン３２を経由してフィルタへと至る経路上に気流を発生させる。また、ファンカバー３６には、４つの排気ファンに対応して４つの排気口３７が設けられている。排気口３７は、排気ファンの回転駆動によって空気を機外に排出するための開口である。

【0031】

以下に、ノズル３１と、サイクロン３２と、フィルタ収納部３５と、排気ファンの構成について、さらに詳しく説明する。
図５は、本実施形態に係るミスト捕集器の縦断面図である。図６は、本実施形態に係るミスト捕集器が備えるサイクロンとフィルタユニットの構成を示す斜視図である。
図５に示すように、ノズル３１の排出口３４は、サイクロン３２の空気導入口３８に接続されている。空気導入口３８は、ノズル３１の吸引口３３から吸引されて排出口３４から排出される空気をサイクロン３２の内部に導入するための開口である。空気導入口３８は、ノズル３１の排出口３４と同様に、縦長の長方形に形成されている（図６）。

【0032】

サイクロン３２は、外筒４１と、内筒４２とを備えている。外筒４１は、好ましくは樹脂によって形成される。外筒４１は、円筒形に形成されている。外筒４１の上端部４１ａは開口し、外筒４１の下端部４１ｂは閉塞している。つまり、外筒４１は、有底円筒形に形成されている。外筒４１の上端部４１ａは、フィルタ収納部３５の下端部に接続されている。フィルタ収納部３５の下端部は、サイクロン３２の上端部からフィルタ収納部３５の内部に空気を取り込めるように開口している。フィルタ収納部３５には、フィルタ４０が収納されている。フィルタ４０は、サイクロン３２からフィルタ収納部３５内に取り込まれる空気にインクミストが含まれている場合に、このインクミストを捕捉する。

【0033】

フィルタ収納部３５の上方には、図５に示すように排気ファン４７が配置されている。排気ファン４７は、前述したように気流生成部として機能する。具体的には、排気ファン４７が回転駆動すると、排気ファン４７の一次側が負圧となり、この負圧に引き寄せられてノズル３１の吸引口３３から空気が吸い込まれる。その際、排気ファン４７は、ノズル３１の吸引口３３から吸引した空気を、ノズル３１の内部、サイクロン３２の内部、及び、フィルタ収納部３５の内部を順に経由するように吸い込んで、排気口３７から機外に排出する。これにより、第１の空間４５には第１の気流が形成され、内筒４２の内部には第２の気流が形成される。第１の気流及び第２の気流については、後段で詳しく説明する。

【0034】

外筒４１には、ノズル３１の排出口３４が接続されている。さらに詳述すると、外筒４１の上部には空気導入部４３が形成されている。空気導入部４３は、外筒４１と一体に形成されている。空気導入部４３は、ノズル３１の排出口３４から排出される空気を、外筒４１と内筒４２との間の空間（以下、「第１の空間」ともいう。）４５に導く部分である。空気導入部４３は、図７の横断面図に示すように、空気導入口３８と空気導出口３９とを有する。空気導出口３９は、空気導入口３８から導入した空気を第１の空間４５に向けて導出するための開口である。空気導入部４３は、図７に示す横断面図において、外筒４１の周壁部４４に沿う方向（接線方向）に空気を送り出す。空気導入部４３の空気導入口３８には、ノズル３１の排出口３４が接続される。これにより、外筒４１の上部にノズル３１の排出口３４が接続されている。

【0035】

内筒４２は、好ましくは樹脂によって形成される。内筒４２は、円筒形に形成されている。内筒４２は、外筒４１と同心状に配置されている。つまり、内筒４２の中心軸と外筒４１の中心軸は、同じ軸線上に位置している。内筒４２の内部は、空間（以下、「第２の空間」ともいう。）４６になっている。第２の空間４６は、内筒４２の周壁部４８によって囲まれている。内筒４２の上端部４２ａは開口し、内筒４２の下端部４２ｂは閉塞している。内筒４２は、例えば樹脂の一体成形によってフィルタ収納部３５と一体に形成されている。ただし、内筒４２は、フィルタ収納部３５と別体に構成することも可能である。内筒４２の上端部４２ａは上向きに開口し、この開口部を介して内筒４２の内部とフィルタ収納部３５の内部とが連通している。連通とは、空間的につながっている状態をいう。

【0036】

図８に示すように、内筒４２の上端部４２ａは、外筒４１の上端部４１ａとほぼ同じ高さ位置に配置されている。一方、内筒４２の下端部４２ｂは、外筒４１の下端部４１ｂよりも高い位置に配置されている。言い換えると、内筒４２の中心軸方向の長さは、外筒４１の中心軸方向の長さよりも短い。また、内筒４２の下端部４２ｂは、下向きの半球状に形成されている。これにより、後述する第１の気流６１を形成する空気の流れをスムーズにして風速の低下を抑えることができる。

【0037】

図９は、サイクロンの内筒が見えるようにサイクロンの外筒を取り外した状態を示す側面図である。
図９に示すように、サイクロン３２の内筒４２は、内筒４２の中心軸方向で第１筒部５１と第２筒部５２とに区分されている。第１筒部５１は、内筒４２の上端部４２ａを含む部分である。第２筒部５２は、第１筒部５１と内筒４２の下端部４２ｂとの間に位置する部分である。第１筒部５１と第２筒部５２は、いずれも内筒４２の周壁部４４によって形成されている。

【0038】

図１０は、内筒の第２筒部を水平面と平行に断面した場合の斜視図である。
図１０において、第２筒部５２を形成する周壁部４４の外周面には、インナーシート５６とアウターシート５８が順に積層されている。インナーシート５６及びアウターシート５８は、いずれも内筒４２を構成する要素である。

【0039】

インナーシート５６は、内筒４２の径方向において、周壁部４４の外周面とアウターシート５８との間に位置している。なお、図１０においては、内筒４２の第２筒部５２の構造を理解しやすいように、図の左側でアウターシート５８の表示を省略しているが、インナーシート５６とアウターシート５８は、いずれも周壁部４４の全周にわたって配置される。

【0040】

図１１は、インナーシートとアウターシートを内筒の第２筒部に取り付ける前のサイクロンの構造を示す側面図である。
図１１に示すように、第２筒部５２には、複数の貫通孔５５が形成されている。複数の貫通孔５５は、内筒４２の円周方向に所定の間隔で設けられている。また、複数の貫通孔５５は、内筒４２の中心軸方向に位置をずらして上下二段に設けられている。各々の貫通孔５５は、内筒４２の中心軸方向に長い長方形に形成されている。また、各々の貫通孔５５は、第２筒部５２を形成する周壁部４８を貫通する状態で設けられている。これに対して、第１筒部５１を形成する周壁部４８には、貫通孔５５が設けられていない。つまり、第１筒部５１は孔無し構造であり、第２筒部５２は孔有り構造である。

【0041】

図１２は、インナーシートを内筒の第２筒部に取り付けた状態のサイクロンの構造を示す側面図である。
図１２において、第２筒部５２の外周面には、インナーシート５６が貼り付けられている。インナーシート５６は、内筒４２の周壁部４８の厚み寸法に比べて、十分に薄いシートである。インナーシート５６の厚み寸法は、好ましくは、周壁部４８の厚み寸法の１／３以下（ただし、ゼロを含まず）である。インナーシート５６には、複数の取り込み孔５７が形成されている。複数の取り込み孔５７は、上述した複数の貫通孔５５に対応してインナーシート５６に設けられている。複数の取り込み孔５７は、前述した複数の貫通孔５５と同様に、内筒４２の円周方向に位置をずらして配置されている。また、複数の取り込み孔５７は、前述した複数の貫通孔５５と同様に、内筒４２の中心軸方向に位置をずらして配置されている。

【0042】

各々の取り込み孔５７は、内筒４２の中心軸方向に長いスリット状の長孔である。取り込み孔５７は、内筒４２の内部に空気を取り込むための孔である。また、取り込み孔５７は、第１の空間４５から第２の空間４６へと空気を取り込むための孔でもある。取り込み孔５７は、図１３に示すように回転（旋回）する第１の気流６１の向きや第２の気流６２の向きに交差するようにスリット状に形成されている。取り込み孔５７の長手寸法は、貫通孔５５の長手寸法よりも短く、取り込み孔５７の短手寸法は、貫通孔５５の短手寸法よりも短い。つまり、取り込み孔５７の開口寸法は、貫通孔５５の開口寸法よりも小さい。取り込み孔５７は、周壁部４８の外面側に配置されている。また、取り込み孔５７は、図１０から分かるように、貫通孔５５の開口縁の内側に配置されている。これにより、インナーシート５６を内筒４２に取り付けた状態では、内筒４２の内部の空間と内筒４２の外部の空間とが、貫通孔５５よりも開口寸法が小さい取り込み孔５７を介して連通した状態となる。図８に示すように、外筒４１の中心軸方向において、取り込み孔５７の位置と排出口３４の位置は、互いに重ならないようにずれている。

【0043】

上記図９は、インナーシートとアウターシートの両方を内筒の第２筒部に取り付けた状態のサイクロンの構造を示している。
図９において、第２筒部５２の外周面には、アウターシート５８が貼り付けられている。アウターシート５８は、インナーシート５６を覆うように貼り付けられている。つまり、第２筒部５２の外周面には、インナーシート５６とアウターシート５８が、この順に重ねて貼り付けられている。アウターシート５８には、複数の突起部５９が形成されている。複数の突起部５９は、上述した複数の貫通孔５５及び複数の取り込み孔５７に対応してアウターシート５８に設けられている。

【0044】

突起部５９は、図７にも示すように、内筒４２の外周部から径方向外側に張り出して配置されている。また、突起部５９は、図９に示すように、上辺５９ａ、下辺５９ｂ、縦辺５９ｃ及び斜辺５９ｄを有する羽根形状に形成されている。羽根形状の突起部５９の張り出し寸法は、後述する第１の気流６１の上流側から下流側に向かって徐々に大きくなっている。

【0045】

上辺５９ａは、下辺５９ｂよりもノズル３１の排出口３４の近くに配置される。上辺５９ａの長さは、下辺５９ｂの長さよりも短い。上辺５９ａは、第１の空間４５に形成される第１の気流の向きと平行になるように配置されている。下辺５９ｂは、第１の気流の向きと垂直になるように配置されている。縦辺５９ｃは、内筒４２の中心軸方向に沿って配置されている。斜辺５９ｄは、内筒４２の中心軸方向に対して傾斜している。突起部５９は、斜辺５９ｄの部分でアウターシート５８の他の部分とつながっている。突起部５９は、斜辺５９ｄの部分を境に外側に折れ曲がっており、この折り曲げによって突起部５９が径方向外側に張り出している。

【0046】

突起部５９の周囲には隙間６０が形成されている。隙間６０は、突起部５９の３つの辺（５９ａ，５９ｂ，５９ｃ）に沿って形成されている。また、隙間６０は、インナーシート５６の取り込み孔５７につながっている。上辺５９ａに沿って形成される隙間６０の寸法は、突起部５９の折り曲げ角度に応じて、斜辺５９ｄから縦辺５９ｃに向かって徐々に大きくなっている。下辺５９ｂに沿って形成される隙間６０の寸法も、突起部５９の折り曲げ角度に応じて、斜辺５９ｄから縦辺５９ｃに向かって徐々に大きくなっている。縦辺５９ｃに沿って形成される隙間６０の寸法は、上辺５９ａから下辺５９ｂに向かって僅かずつ大きくなっている。

【0047】

＜ミスト捕集器の動作＞
続いて、上記構成からなるミスト捕集器の動作について説明する。
ミスト捕集器２２は、搬送ドラム２０によって搬送される用紙１５に対し、インクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋからインクを吐出して画像を形成する際に、排気ファン４７が回転することによって作動する。

【0048】

排気ファン４７が回転すると、インクミストを含む空気が、ノズル３１の吸引口３３からノズル３１内に吸引される。ノズル３１内に吸引された空気は、ノズル３１の下端部から上端部に向かって流れた後、排出口３４から排出される。排出口３４から排出された空気は、サイクロン３２の空気導入部４３を通して外筒４１の内部に取り込まれる。

【0049】

図１３は、サイクロンにおける空気の流れをシミュレーションした結果を示す図である。
図１３に示すように、空気導入部４３を通して外筒４１の内部に取り込まれた空気は、第１の空間４５に第１の気流６１を形成する。第１の気流６１は、図１３において、時計回り方向に回転（旋回）する空気の流れになる。第１の気流６１を形成している空気の一部は、上述したインナーシート５６の取り込み孔５７（図１２）を通して、内筒４２の内部に取り込まれる。また、取り込み孔５７を通して取り込まれた空気は、内筒４２の内部に第２の気流６２を形成する。第２の気流６２は、図１３において、反時計回り方向に回転（旋回）する空気の流れになる。言い換えると、第１の気流６１と第２の気流６２は、互いに逆向きに回転する。また、第１の気流６１と第２の気流６２は、いずれも螺旋状に回転する気流となる。

【0050】

本実施形態においては、第１の気流６１と第２の気流６２を逆回転させるために、取り込み孔５７における第１の気流６１の上流側に突起部５９を配置している。第１の気流６１を形成している内周側（内筒４２近傍）の空気は、突起部５９の存在によって流れが阻害される。また、突起部５９によって流れが阻害された空気は、突起部５９を回り込むようにＵターンして取り込み孔５７に導かれ、この取り込み孔５７を通して内筒４２の内部に取り込まれる。こうして内筒４２の内部に取り込まれる空気の向きは、上記のＵターンによって反転している。このため、内筒４２の内部には、第１の気流６１と逆向きに回転する第２の気流６２が形成される。

【0051】

このように、サイクロン３２の内部に第１の気流６１と第２の気流６２を形成することにより、ノズル３１からサイクロン３２の内部に取り込まれた空気からインクミストが分離される。具体的には、第１の空間４５を流れる空気に含まれるインクミストのうち、一部のインクミストは、第１の気流６１による遠心力を受けて外筒４１の周壁部４４に衝突することにより、空気から分離（遠心分離）される。こうして分離されたインクミストは、その後、下方に移動して外筒４１の下端部４１ｂに溜まる。

【0052】

一方、第１の空間４５から第２の空間４６に向かって流れる空気に含まれるインクミストのうち、一部のインクミストは、突起部５９を回り込むようにＵターンするときに内筒４２の周壁部４８や取り込み孔５７の縁に衝突することにより、空気から分離される。こうして分離されたインクミストは、その後、下方に移動して内筒４２の下端部４２ｂに溜まる。

【0053】

また、内筒４２の内部に取り込まれた空気に含まれるインクミストのうち、一部のインクミストは、第２の気流６２に乗って上方に移動し、フィルタ４０によって捕捉される。また、他のインクミストは、第２の気流６２による遠心力を受けて内筒４２の周壁部４８に衝突することにより、空気から分離（遠心分離）される。

【0054】

ここで、空気導入部４３を通して外筒４１の内部に取り込まれる空気に含まれるインクミストを、粒径の大きさに応じて、大粒のインクミストと、中粒のインクミストと、小粒のインクミストとに大別する。インクミストに働く遠心力は、気流の速度が一定であると仮定すると、インクミストの質量に比例し、気流の回転半径に反比例する。このため、粒径が大きいインクミストには、より強い遠心力が働く。

【0055】

図１４は、粒径の異なるインクミストの移動軌跡の一例を示す横断面図である。
図１４に示すように、大粒のインクミストＭ１は、インクミストＭ１自身の質量に応じた遠心力を受けて外側に寄せられ、外筒４１の周壁部４４に衝突する。このため、第１の気流６１を形成する空気から大粒のインクミストＭ１を分離することができる。ただし、中粒のインクミストＭ２や小粒のインクミストＭ３を分離することはできない。

【0056】

本実施形態において、中粒のインクミストＭ２や小粒のインクミストＭ３は、第１の空間４５から突起部５９を回り込んで第２の空間４６に流れ込もうとする空気の流れに乗って移動する。このとき、突起部５９を回り込む気流の回転半径は、第１の気流６１の回転半径に比べてきわめて小さくなる。例えば、第１の気流６１の回転半径が約３０ｍｍである場合に、突起部５９を回り込む気流の回転半径は、その１／１０程度、すなわち約３ｍｍになる。

【0057】

このため、中粒のインクミストＭ２や小粒のインクミストＭ３には、突起部５９を回り込むときに、非常に強い遠心力が働く。また、中粒のインクミストＭ２には、小粒のインクミストＭ３よりも強い遠心力が働く。これにより、中粒のインクミストＭ２は、突起部５９を回り込むときに内筒４２（あるいは取り込み孔５７の縁）に衝突する。このため、第１の空間４５から第２の空間４６に取り込まれる空気から中粒のインクミストＭ２を分離することができる。また、小粒のインクミストＭ３は、第２の気流６２と共にフィルタ４０に突入することで、フィルタ４０に捕捉される。このため、排気口３７から排気される空気は、サイクロン３２及びフィルタ４０によってインクミストが取り除かれた後の清浄な空気になる。また、フィルタ４０に突入する空気は、大粒のインクミストＭ１だけでなく、中粒のインクミストＭ２も取り除かれた空気になる。

【0058】

図１５は、本実施形態に係るミスト捕集器における粒子追跡のシミュレーション結果を示す図である。
図１５に示すように、粒子は、上述したノズル３１の傾斜に沿って移動した後、内筒４２の周囲を螺旋状に回転（旋回）しながら下方に移動する。また、一部の粒子は、上述した突起部５９を回り込んで内筒４２に衝突するか、取り込み孔５７を通過して内筒４２の内部に取り込まれる。そして、内筒４２の内部に取り込まれた粒子は、上述した第２の気流６２に乗って上方に移動する。

【0059】

以上説明したように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０は、第１の空間４５に形成される第１の気流６１によって空気からインクミストを分離するとともに、取り込み孔５７から内筒４２の内部に取り込まれる空気によって第２の空間４６に第２の気流６２を形成することにより、空気からインクミストを分離する。これにより、サイクロン３２の内部では、第１の気流６１だけでは分離できない、粒径の小さなインクミストについても、空気から分離することができる。このため、第１の気流６１の気流によってのみインクミストを遠心分離する場合に比べて、サイクロン３２によるインクミストの捕集効率を高めることができる。その結果、フィルタ４０によって捕捉される単位時間あたりのミスト量を低減し、フィルタ４０の交換頻度を下げることができる。

【0060】

また、本実施形態において、取り込み孔５７は、第１の気流６１の向きに交差するようにスリット状に形成されている。これにより、第１の空間４５から第２の空間４６に侵入する気流の回転半径を小さく維持しつつ、取り込み孔５７の開口面積を広く確保することができる。このため、粒径の小さなインクミストに強い遠心力を働かせて、そのインクミストを空気から分離することができる。また、空気が取り込み孔５７を通過する際の流路抵抗を小さく抑えることができる。

【0061】

また、本実施形態において、突起部５９は、羽根形状に形成されている。これにより、第１の空間４５から第２の空間４６に空気を取り込むときに、突起部５９の脇（上辺５９ａ及び下辺５９ｂ）からの空気の流入を抑制することができる。このため、内筒４２の周壁部４８や取り込み孔５７の縁にインクミストをより多く衝突させて、遠心分離の効果を高めることができる。

【0062】

また、本実施形態においては、突起部５９の上辺５９ａ及び下辺５９ｂのうち、排出口３４に近い上辺５９ａの長さが、排出口３４から遠い下辺５９ｂの長さよりも短くなっている。これにより、上辺５９ａの隙間６０から内筒４２内への空気の流入を抑制することができる。

【0063】

また、本実施形態においては、突起部５９の上辺５９ａ及び下辺５９ｂのうち、排出口３４に近い上辺５９ａが、排出口３４から遠い下辺５９ｂに比べて、第１の気流６１に対する傾き角度が小さくなっている。これにより、上辺５９ａの隙間６０から内筒４２内への空気の流入を抑制することができる。

【0064】

また、本実施形態においては、排出口３４に近い上辺５９ａが、第１の気流６１の向きと平行になるように配置されている（図１５参照）。これにより、上辺５９ａの隙間６０から内筒４２内への空気の流入を、より効果的に抑制することができる。

【0065】

また、本実施形態においては、排出口３４から遠い下辺５９ｂが、第１の気流６１の向きと垂直になるように配置されている（図１５参照）。これにより、下辺５９ｂの隙間６０から内筒４２内への空気の流入を、より効果的に抑制することができる。

【0066】

また、本実施形態においては、外筒４１の中心軸方向において、取り込み孔５７の位置と排出口３４の位置が、互いに重ならないようにずれている。これにより、第１の空間４５に形成される第１の気流６１によってインクミストを遠心分離する領域を確保することができる。

【0067】

また、本実施形態においては、内筒４２に複数の取り込み孔５７が設けられている。これにより、内筒４２に１つの取り込み孔５７を設ける場合に比べて、流路抵抗を小さく抑えることができる。

【0068】

また、本実施形態においては、用紙幅方向Ｘに複数のノズル３１及び複数のサイクロン３２を並べた構成を採用している。これにより、用紙幅方向Ｘで空気の吸引力を均一にすることができる。

【0069】

なお、本実施形態においては、内筒４２の第２筒部５２にインナーシート５６とアウターシート５８を設けているが、インナーシート５６及びアウターシート５８のうち少なくともいずれか一方のシートが設けられていない構成を採用してもよい。

【0070】

例えば、インナーシート５６及びアウターシート５８が第２筒部５２に設けられていない構成としては、第２筒部５２を形成する周壁部４８に直接、取り込み孔５７を形成した構成が考えられる。この構成を採用した場合は、第１の空間４５に形成される第１の気流６１と第２の空間４６に形成される第２の気流６２とが、互いに同じ方向に回転する気流になる。そして、第１の空間４５から第２の空間４６に流れ込もうとする空気に含まれるインクミストのうち、一部のインクミストは、周壁部４８の取り込み孔５７の縁に衝突することにより、空気から分離される。この点は、内筒４２の第２筒部５２にインナーシート５６のみを配置した場合も同様である。

【0071】

また、第２筒部５２にインナーシート５６を設けた構成を採用した場合は、周壁部４８に比べてインナーシート５６が非常に薄いため、取り込み孔５７の縁にインクミストが衝突した場合に、取り込み孔５７の縁にインクミストが溜まりにくくなり、仮に溜まったとしても取り込み孔５７を通過する空気の力（風圧など）を利用してインクミストの固まりを剥がすことができる。

【0072】

また、第２筒部５２にインナーシート５６とアウターシート５８を設けた構成を採用した場合は、突起部５９によって空気をＵターンさせることで、気流の回転半径を小さくし、より強い遠心力をインクミストに作用させることができる。このため、第１の気流６１だけでは分離できない粒径の小さいインクミストを、より確実に分離することができる。

【0073】

また、上記実施形態においては、搬送ドラム２０に巻き付けて搬送される用紙１５に対し、各々のインクジェットヘッド２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋからインクを吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置１０を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、本発明は、図示しないプラテンに沿って水平に搬送される用紙に対して、各々のインクジェットヘッドからインクを吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置にも適用可能である。

【符号の説明】

【0074】

１０…インクジェット記録装置
２２…ミスト捕集器
３１…ノズル
３２…サイクロン
３３…吸引口
３４…排出口
４１…外筒
４２…内筒
５７…取り込み孔
５９…突起部
５９ａ…上辺
５９ｂ…下辺
６１…第１の気流
６２…第２の気流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】