JP5329026B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、印刷媒体の印刷対象となる部分を支持する支持部材の上方に印刷媒体の搬送方向と直交する方向に往復移動自在に配設され、支持部材と上下に対向するインク噴射孔を有してなるヘッド装置を備えたインクジェットプリンタに関する。

上記のインクジェットプリンタは、ヘッド装置を移動させながら、支持部材に支持されている印刷媒体に対してインク噴射孔からインクを噴射して印刷を行うように構成される。なお、インクジェットプリンタには、支持部材やヘッド装置を内部に収容するとともにこの支持部材から印刷媒体を排出するための排出口を有したハウジングが備えられることがあり、上記の印刷動作をハウジング内部の閉塞空間内で行わせる形態が知られている。また、インクジェットプリンタには、支持部材に対してヘッド装置の移動方向の一端側に位置するとともにヘッド装置に対して下方に位置し、インク噴射孔からインクを強制吸引するメンテナンス装置が設けられる。このメンテナンス装置によるインクの吸引により、インク噴射孔の目詰まりや乾燥が解消され、インク噴射孔から正常にインクが噴射される状態を保持することができる。

なお、インクジェットプリンタにより得られる印刷物は、インクが印刷媒体に噴射された後、インクの液体成分が蒸発して着色剤が印刷媒体に残って定着することにより、出来上がりの状態になる。印刷物を早期に出来上がりの状態にするための方法としてインクを早期に乾燥させることが挙げられるが、従来から、印刷媒体に噴射されたインクを強制乾燥させる複数のファンを排出口の近くに備えたインクジェットプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。これらのファンは、ヘッド装置の移動方向に並んで固定されて配設され、インクが噴射されて支持部材から排出搬送された印刷媒体に対し、ヘッド装置の移動方向の全範囲に渡ってエアを吹き付けるようになっている。

特許公開２００５−３４９６３２号公報

ところで、印刷媒体のインク浸透性が低い場合などには高揮発性の液体成分を含んだインクを用いて印刷が行われることがあるが、このとき、インクの噴射直後に揮発した液体成分がヘッド装置に結露するおそれがあった。特に、支持部材やヘッド装置がハウジングの内部に収容される形態ではヘッド装置の周辺領域の雰囲気が揮発した液体成分で飽和されやすく、このような結露が生じやすくなる。ヘッド装置に結露が生じると、インク噴射孔に目詰まりが生じてインクが正常に噴射されなくなり、印刷性能を低下させる。

また、従来の形態によると、印刷媒体に対してヘッド装置の移動方向の全範囲に渡って強制乾燥を行わせるために、複数のファンを備えており、部品点数の増加を招いていた。特に、大型の印刷媒体に対して印刷を行う産業用途のインクジェットプリンタにおいては、ファンの個数が多くなる傾向にあり、コストを高くさせるおそれがあった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、印刷媒体に噴射されたインクを強制乾燥させることができるインクジェットプリンタにおいて、印刷性能の低下を防ぎ、コストの低減を図ることができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係るインクジェットプリンタは、所定方向に搬送される印刷媒体の印刷対象となる部分を載置させて支持する支持部材（例えば、実施形態におけるステージ２）と、支持部材の上方に所定方向と直交する走査方向に往復移動自在に配設され、支持部材と上下に対向して支持部材に支持された印刷媒体に向けてインクを噴射するためのインク噴射孔を有してなるヘッド装置（例えば、実施形態におけるプリンタヘッド４）と、支持部材に対し走査方向の一端側で且つヘッド装置の下側に配設されて、インク噴射孔に負圧を作用させてインクを吸引するメインテナンス装置とを有し、ヘッド装置を走査方向の他端側から一端側に移動させながら支持部材に支持されている印刷媒体にインク噴射孔からインクを噴射することによって印刷を行うように構成されたインクジェットプリンタにおいて、ヘッド装置における走査方向の他端側の外側部に、走査方向の他端側に向けて斜め下方に送風するようにファンが取り付けられており、支持部材、ヘッド装置およびメインテナンス装置を内部に収容するハウジング部材を有し、ハウジング部材は、ハウジング部材の内部と外部とを連通するように開口形成された第１開口部と、ハウジング部材が支持部材における走査方向の他端側端部と走査方向において対向する部分に、ハウジング部材の内部と外部とを連通するように開口形成された第２開口部とを備える。

本発明に係るインクジェットプリンタによると、印刷媒体の印刷対象となる部分を支持する支持部材の上方に配設されたヘッド装置の外側部にファンが取り付けられ、このファンは、ヘッド装置を移動させて印刷が行われているときに作動する。このため、印刷媒体に対してインクを噴射した直後に強制乾燥が行われ、インクを早期に蒸発させて印刷物を早期に出来上がりの状態にすることができるようになる。また、ヘッド装置の周辺が換気されるため、インク噴射孔が結露によって目詰まりせず、印刷性能の低下が防がれる。また、ファンがヘッド装置とともに移動されるため、１つのファンを設ければ印刷媒体の印刷対象となる部分に対し、搬送方向と直交する方向の全範囲に渡って強制乾燥を行わせることができるようになるため、ファンの個数が減って低コスト化を図ることができる。

なお、インクを吸引するメンテナンス装置がヘッド装置の移動方向の一端側に設けられているときに、ファンが同じようにヘッド装置の外側部においてヘッド装置の移動方向一端側に取り付けられていると、ファンからの送風によってメンテナンス装置に付着しているインクが吹き飛ばされるおそれがある。上記のように、メンテナンス装置の配設側と逆側にファンを設けることにより、このような問題が生じない。

また、支持部材やヘッド装置を収容するハウジング部材が設けられてヘッド装置の周辺の雰囲気がこのような成分で飽和されやすい形態であるときには、ハウジング部材の内外を連通させる吸気口と排気口を形成することにより、外部から取り込まれたエアをファンから送風し、ファンから送風されて蒸発したインクの液体成分を含んだエアを外部に排出することができる。これにより、ヘッド装置の周辺が換気されてヘッド装置に結露が生じるおそれが低減される。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１〜図３に模式的に示すように、本構成例のインクジェットプリンタ１は、例えばロール紙のように大型サイズのシート状の印刷媒体１０に対して印刷を行う産業用途の印刷装置であり、印刷媒体１０の印刷対象となる部分を支持するステージ２と、印刷媒体１０を所定の搬送方向に搬送する搬送装置３と、ステージ２の上方に印刷媒体１０の搬送方向と直交する方向に往復移動自在に設けられたプリンタヘッド４とがハウジング９の内部に収容されて構成されている。以降では、図示する矢印Ｆを前方、矢印Ｌを左方、矢印Ｕを上方として説明しており、前後方向が印刷媒体１０の搬送方向に対応し、左右方向がプリンタヘッド４の移動方向に対応している。

ステージ２は、矩形状の水平な支持面２１を有し、この支持面２１上に印刷媒体１０の印刷対象となる部分を載置させて支持することができる。このとき、印刷媒体１０は、支持面２１に開口する多数の小孔２２を介して支持面２１上に負圧吸引される。

搬送装置３は、ステージ２に対して搬送方向供給側（後方）に配設されたメインローラ３０と、ステージ２に対して搬送方向排出側（前方）に配設された排紙ローラ３５とを有して構成される。メインローラ３０および排紙ローラ３５はそれぞれ、左右に延びる回転軸を中心として回転自在に設けられて印刷媒体１０を上下に挟持する送りローラ３１，３６および押えローラ３２，３７を有して構成される。各送りローラ３１，３６は、押えローラ３２，３７に対して下方に配置されており、例えばサーボモータ等の電動アクチュエータによって正逆方向に回転駆動される。押えローラ３２，３７は、図１に示すように送りローラ３１，３６の外周面に上方から押圧力を作用させて送りローラ３１，３６との間に介設される印刷媒体１０を挟持可能な搬送位置と、図示略するが送りローラ３１，３６から上方に離間した退避位置との間で、上下に移動自在になっている。印刷媒体１０が挟持された状態で送りローラ３１，３６が回転駆動されると、押えローラ３２，３７が従動されて印刷媒体１０が送りローラ３１，３６の回転方向に応じて前後に搬送される。

プリンタヘッド４は、ステージ２の支持面２１の上方を左右に延びるレール状のガイド部材４６に取り付けられたヘッドブラケット４１と、ヘッドブラケット４１によって左右に並んで保持される複数のヘッド４２とを有して構成されている。ヘッドブラケット４１は、外形がほぼ矩形箱状に成形されて左右の側面の間にヘッド４２を位置させて保持しており、電動アクチュエータによってヘッド４２を保持したままでガイド部材４６に沿って左右に往復移動される。各ヘッド４２は、図示しないインク供給部からインクが供給されるインク流路が内部に形成され、図４に示すようにステージ２の支持面２１に対向される下面にこのインク流路に繋がるインク噴射孔４３が前後左右に並んで開口しており、ピエゾ素子等の作動によってインク流路内の圧力が変動されることによってインク流路内のインクがインク噴射孔４３から下方に噴射されるように構成されている。

なお、ハウジング９は、下方のベース部９１に対して上方のカバー部９２が着脱自在に組み付けられて構成される。また、カバー部９２がベース部９１に組み付けられることによって一体となったハウジング９の前端面には、内部と外部を連通させる排出口９４が左右に延びて形成される。なお、ハウジング９の内部においてメインローラ３０の後下方に、ロールされた印刷媒体１０を保持する保持機構１６が配設されており、ハウジング９の外部において排出口９４の前下方に、印刷媒体１０の印刷済みの部分を巻き取るための巻取機構１７が配設されている。

このインクジェットプリンタ１において印刷動作を行う前に、印刷媒体１０のセット作業が行われる。このセット作業により、保持機構１６に保持されている印刷媒体１０の端部が引き出されて巻取機構１７に巻き取られた状態にされるようになっており、印刷媒体１０がメイン側の送りローラ３１の外周面、ステージ２の支持面２１および排紙側の送りローラ３６の外周面のそれぞれに載置される。その後、退避位置にあるメイン側の押えローラ３２が図１に示す搬送位置に移動され、印刷媒体１０がメインローラ３０によって上下に挟持される。

そして、プリンタヘッド４を左右に一往復させる間にインク噴射孔４３から支持面２１に支持された印刷媒体１０の印刷対象となる部分にインクを噴射させる。なお、本構成例では、印刷形態を片方向印刷として以降の説明をしており、左方に移動させる間にのみインクを噴射させるようになっている。搬送装置３を作動させて印刷媒体１０を前方に搬送することにより、後方から次にインクを噴射させる部分をプリンタヘッド４の下方まで搬送し、インクが噴射された部分を前方に搬送する。以後、このようにプリンタヘッド４の往復動作およびインクの噴射動作と、印刷媒体１０の搬送動作とが繰り返されることにより、印刷媒体１０に対する印刷が行われて印刷媒体１０のインクが噴射された部分が排出口９４からハウジング９の外部に排出される。なお、印刷媒体１０は、負圧吸引によって支持面２１から浮くことなくステージ２に支持されており、インクが噴射されるときに常にインク噴射孔４３との対向間隔が適切に保持され、印刷性能が損なわれないようになっている。このような搬送装置３やプリンタヘッド４の作動制御は、図示しないコントローラによって行われるようになっている。

また、ハウジング９の内部には、ステージ２と排紙ローラ３５との間を前後に並んで、予め定められた印刷動作が行われた後に印刷媒体１０を切断して前後に分けるカッタ５と、印刷媒体１０を温めるヒータ６とが設けられている。カッタ５は、上下および左右に移動自在に構成された保持部材５１に切断刃５２が保持されて構成されており、保持部材５１が下方に移動されて切断刃５２の刃先を印刷媒体１０に当てた状態にして保持部材５１が左右一方向に移動されることにより、印刷媒体１０の切断が行われる。ヒータ６は、ステージ２から搬送された印刷媒体１０を載置させる載置面６１を有した平板状のパネル６０を備えており、印刷媒体１０のインクが噴射された部分が載置面６１上で温められて早期にインクの液体成分を蒸発させて着色剤を定着させることができる。このため、印刷媒体１０が巻取機構１７によって巻き取られる段階ではインクが乾燥されており、巻取機構１７によって巻き取られるときに印刷媒体１０の裏面にインクが付着するようなことがない。なお、載置面６１の上方には印刷媒体１０を載置面６１に押え付ける複数のローラ６２が設けられており、印刷媒体１０が載置面６１から浮くことなく、インクの乾燥をムラ無く行わせることができる。

ハウジング９の内部において、ステージ２の左側には、インク噴射孔４３から正常にインクが噴射される状態を保持するためのメンテナンス装置７が設けられている。また、ヘッドブラケット４１の往復移動を案内するガイド部材４６は、このメンテナンス装置７の上方まで延びており、プリンタヘッド４をメンテナンス装置７の上方まで移動させることができるようになっている。メンテナンス装置７は、上下に移動自在に設けられた基台７ａ上に左右（ヘッド４２の整列方向）に並んで配設された複数のゴムキャップ７１を有して構成されている。

このインクジェットプリンタ１においては、予め定められた印刷動作の終了後に、プリンタヘッド４をメンテナンス装置７の上方に移動させて基台７ａを上方に移動させることにより、各ヘッド４２の下面がゴムキャップ７１で封止される。これにより、各ヘッド４２のインク噴射孔４３がゴムキャップ７１によって密閉された空間内に位置され、インク噴射孔４３から下方に臨むインクが乾燥することを防止することができる。また、起動時には、ゴムキャップ７１によって密閉された空間を負圧にしてインク噴射孔４３を介してインク流路内に供給されているインクが吸引される。これにより、乾燥されつつあったインクが取り除かれるとともにインク流路内がインク供給装置から新たに供給されたインクで満たされ、インク噴射孔４３から正常にインクが噴射される状態になる。インクの吸引後に基台７ａを下方に移動させて印刷動作が開始されるが、印刷動作中においてゴムキャップ７１には、吸引されたインクの一部が残って付着した状態になっている。

ここで、印刷動作時には、カバー部９２が取り付けられることによってプリンタヘッド４の周辺領域が閉塞されている。このため、プリンタヘッド４に外部から容易にアクセスすることができなくなって印刷動作時の安全確保が図られる一方、使用されるインクによっては、閉塞された周辺領域の雰囲気が高揮発性の成分で飽和されるおそれがある。このように飽和されることにより、ヘッド４２の下面に結露が生じてインク噴射孔４３が目詰まりし、インクが正常に噴射されなくなるおそれがある。

本構成例では、図２，図３に示すようにプリンタヘッド４にファン８０が取り付けられている。このファン８０は、最大静圧が４０〜７０Ｐａ程度の小型の軸流ファンであり、プリンタヘッド４のヘッドブラケット４１の右側面に締結されたファンブラケット４７を介してプリンタヘッド４に固定されている。

プリンタヘッド４に固定された状態においてファン８０は、回転軸がヘッドブラケット４１の移動方向である左右水平方向に対して上下に傾けられて設けられており、吸込側が回転軸方向左上側に配置され、吐出側が回転軸方向右下側に配置されている。なお、ハウジング９には、カバー部９２の右端面に、多数の円孔が並んでなる排気口９５が形成されている。

このファン８０は、印刷動作が行われているときに作動される。ファン８０の作動により、図２，図３に破線矢印で示すようにハウジング９の内部には、印刷媒体１０を排出させるための排出口９４を介して外部から取り込まれたエアがファン８０の吸込側に導かれる気流が形成され、また、ファン８０の吐出側からのエアが、プリンタヘッド４の周辺領域を右側に向けて流れて排気口９５から外部に排出される気流が形成される。このように、印刷媒体１０を排出させるための排出口９４は、ファン８０に対しては、ハウジングの外部から内部にエアを取り入れるための吸気口としても機能する。また、排出口９４とファン８０との間にはヒータ６が配置されており、パネル６０からの輻射熱によって高温になったヒータ６の周辺のエアがファン８０の吸込側に取り込まれる。このため、ファン８０の吐出側から温風を送風することが可能になる。

上記の通り、このインクジェットプリンタ１の印刷形態は、プリンタヘッド４の左方移動時にインクを噴射する片方向印刷の形態になっている。このため、プリンタヘッド４の左方移動時には、先の左方移動時にインクが噴射された印刷媒体１０の印刷対象となる部分に吐出側から送風されたエアを吹き付けることができる。プリンタヘッド４がステージ２の左側上方で待機されて搬送装置３により印刷媒体１０が搬送される間においては、吐出側から送風されたエアが、プリンタヘッド４の周辺領域を右側の排気口９５に向けて流れる。さらに、プリンタヘッド４の右方移動時には、徐々にファン８０が排気口９５に近付けられる。このため、プリンタヘッド４の周辺領域におけるエアの排気が促される。

このように、ファン８０がプリンタヘッド４の側面に取り付けられているため、印刷媒体１０に対してインクが噴射された直後にファン８０からのエアを吹き付けることができる。このため、早期にインクが強制乾燥され、印刷物として出来上がりの状態になるまでの時間の短縮が図られる。同時に、プリンタヘッド４の周辺領域がハウジング９の外部から取り入れられたエアによって換気されるため、この周辺領域の雰囲気がインクの成分で飽和されず、ヘッド４２の下面に結露が生じるおそれが低減される。このため、インク噴射孔４３の目詰まりが防止され、印刷性能を保持することができる。

また、ファン８０がプリンタヘッド４とともに移動されるため、この移動に伴って印刷媒体１０の印刷対象となる部分に対し、１個のファンで印刷媒体１０の搬送方向と直交する方向の全範囲に渡って強制乾燥を行わせることができる。したがって、従来のようにファンが固定されている形態に対し、ファンの個数が削減されて低コスト化が図られる。なお、本構成例のように、大型の印刷媒体１０に対して印刷を行うためにプリンタヘッド４の移動範囲が大きく設定された産業用途のインクジェットプリンタ１においては、ファンが１個になることによるコスト削減の効果が高くなる。さらに、従来のように印刷媒体の排出口の近くに複数のファンが設けられる形態においては、印刷前の印刷媒体のセット作業において印刷媒体の端部を排出口から排出させた状態にする必要があるときに、ファンが邪魔になってセット作業が煩雑になるおそれがある。本構成例のように、プリンタヘッド４の側面にファン８０を取り付ける構造により、印刷媒体１０の端部を引き出してステージ２に載置された状態にし、排出口９４から排出させて巻取機構１７に巻き取らせる状態にするときに、ファン８０が邪魔にならず、印刷媒体１０のセット作業を簡単に行わせることができるようになる。

なお、本構成例では、安全確保を図るためもあってプリンタヘッド４の周辺領域が閉塞されているが、カバー部９２にはファン８０からのエアの流れる先に位置する右端面に排気口９５が形成されており、プリンタヘッド４の周辺領域を流れるエアがハウジング９の外部にスムーズに排気される。しかも、左右に移動するプリンタヘッド４に対し、その移動方向の一側面である右側面にファン８０を設けており、ファン８０から送風されたエアがプリンタヘッド４の移動方向に流れる。このため、プリンタヘッド４の移動時に、ファン８０と排気口９５との距離を徐々に短くなってプリンタヘッド４の周辺領域のエアの排気が促されるようになり、この周辺領域の換気が十分に行われてヘッド４２の下面に結露が生じるおそれが低減される。

また、ステージ２の左側には、インク噴射孔４３からインクを強制吸引するメンテナンス装置７が設けられている。ここで、ファン８０はヘッドブラケット４１の右側面に取り付けられているため、メンテナンス装置７側にはファン８０からのエアが吹き付けられないようになっている。このように、ファン８０をプリンタヘッド４に対してプリンタヘッド４の移動方向の側面に取り付けるにあたっては、メンテナンス装置７が配設されている側と逆側に配設することにより、メンテナンス装置７に残留するインクがファン８０の送風作動によって吹き飛ばされるようなことがなくなる。

さらに、ファン８０と、外部からのエアが取り入れられて吸気口として機能する排出口９４との間に、印刷媒体１０を温めてインクの蒸発を促すヒータ６が配置されており、ファン８０がヒータ６の周辺のエアを取り込んで印刷媒体１０に温風を吹き付けることができる。このため、インクの強制乾燥の効果が高まって印刷物として出来上がりの状態になるまでの時間が短縮され、巻取機構１７によって巻き取られる段階においてより確実にインクを乾燥させた状態にすることができる。また、このようにファン８０に対して前方の排気口９４を利用して外部のエアを内部に取り込んでおり、外部からのエアをファン８０の吸込側に導かれる間にも、メンテナンス装置７を避けて外部からのエアがファン８０の吸込側に導かれるようになっている。このように、吸込側への気流によってもメンテナンス装置７側に付着したインクが吹き飛ばされるようなことがない。

これまで、本発明に係るインクジェットプリンタの実施形態について説明したが、本発明の範囲は上記の構成に限られない。例えば、印刷形態は片方向印刷に限らず、双方向印刷であっても、上記構成例と同様の効果が得られる。また、上記構成例では、印刷動作が行われているときに常にファン８０を作動させるとしたが、消費電力の節減を図るなどのため、ファン８０を間欠的に駆動させるように構成してもよい。

本発明に係るインクジェットプリンタの左側断面視で示す模式図である。 上記インクジェットプリンタの平断面視で示す模式図である。 上記インクジェットプリンタにおいてステージおよびプリンタヘッドを正面視で示す模式図である。 上記プリンタヘッドに備えられるヘッドの下面図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
２ ステージ（支持部材）
４ プリンタヘッド（ヘッド装置）
７ メンテナンス装置
９ ハウジング
１０ 印刷媒体
４１ ヘッドブラケット
４２ ヘッド
４３ インク噴射孔
４７ ファンブラケット
８０ ファン
９４ 排出口（吸気口）
９５ 排気口

Claims (1)

1. 所定方向に搬送される印刷媒体の印刷対象となる部分を支持する支持部材と、
   前記支持部材の上方に前記所定方向と直交する走査方向に往復移動自在に配設され、前記支持部材と上下に対向して前記支持部材に支持された印刷媒体に向けてインクを噴射するためのインク噴射孔を有してなるヘッド装置と、
   前記支持部材に対し前記走査方向の一端側で且つ前記ヘッド装置の下側に配設されて、前記インク噴射孔に負圧を作用させてインクを吸引するメインテナンス装置とを有し、
   前記ヘッド装置を前記走査方向の他端側から一端側に移動させながら前記支持部材に支持されている印刷媒体に前記インク噴射孔からインクを噴射することによって印刷を行うように構成されたインクジェットプリンタにおいて、
   前記ヘッド装置における前記走査方向の他端側の外側部に、前記走査方向の他端側に向けて斜め下方に送風するようにファンが取り付けられており、
   前記支持部材、前記ヘッド装置および前記メインテナンス装置を内部に収容するハウジング部材を有し、
   前記ハウジング部材は、
   前記ハウジング部材の内部と外部とを連通するように開口形成された第１開口部と、
   前記ハウジング部材が前記支持部材における前記走査方向の他端側端部と前記走査方向において対向する部分に、前記ハウジング部材の内部と外部とを連通するように開口形成された第２開口部とを備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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