JP6308353B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
また、この特許文献1に開示されているプリント装置には、媒体の温度に関する情報を取得する2つのセンサーが設けられる旨が記載されており、これら2つのセンサーによってピンチローラの上流と下流の二点の温度を計測し、計測された温度情報に基づいて前記加熱部の制御を行っている。
また、前記センサーを1つにして、前記二点のいずれか一方で温度を測定して他方の温度を推定してもよいし、前記2点を含む広い範囲の温度分布を計測するセンサーを1つ設けてもよい旨が記載されている。
従って、照射部から照射された電磁波(以下、第1の電磁波という)が媒体に当たって反射する反射成分を検出してしまう位置に該センサーがあると、本来検出したい媒体から放出される電磁波(以下、第2の電磁波という)に加え、不要な前記第1の電磁波の反射成分も検出してしまうことになる。
特に、前記第1の電磁波の照射エネルギーがピークとなる地点(以下、ピーク地点という)で正反射された反射成分を検出してしまうとその影響は大きく、そのノイズによって媒体の温度を算出する際の誤差が大きくなり、計測温度にばら付きが生じて該計測温度の精度が悪くなってしまう。
また、「照射部に対する位置が前記第1の電磁波の前記照射方向と同じ側」における「照射部の位置」とは、前記第1の電磁波の前記照射方向における該照射部の構成部材全体についての位置ではなく、該照射部における電磁波の照射源の位置を意味する。従って、照射部の構成部材の内、ハウジングや該ハウジングの支持部材等の照射源以外の構成部材の位置は問題としない。
また、センサーの空間位置を前記ピーク地点における前記第1の電磁波の正反射成分を検出しない位置に設定することによって、前記第1の電磁波の正反射成分がノイズとして大きく影響して生じていたセンサーの検出精度のばら付きを低減させ、センサーの信頼性を向上させて正確な媒体の温度計測が実行できるようになる。
また、「第2の電磁波」とは、前記第1の電磁波の照射領域において、前記第1の電磁波の照射を受けた領域(支持面における領域又は媒体における領域)から放出される二次的な電磁波を意味する。
また、照射領域のうち吐出部が上方に存在する部分では、送風部から送られてくる風が阻害される。従って、吐出部から吐出される液体の送風に起因する着弾位置のずれ等の発生を低減することができる。
本態様によれば、前記照射部から照射される前記第1の電磁波の照射出力を適切な範囲に保つことができ、前記第1の電磁波の照射範囲内の媒体の温度のばら付きを少なくして、液体の乾燥ムラ等を低減することが可能になる。
以下に、本発明の実施形態1に係る液体吐出装置について、添付図面を参照して詳細に説明する。
最初に、本実施形態1に係る(1)液体吐出装置の概略の構成について説明し、続いて本発明の要部となる(2)液体吐出装置の各構成部材の位置関係、(3)照射部の傾斜角度と媒体の温度分布の関係、(4)液体吐出装置の作用態様の順で順番に説明していく。
本実施形態1に係る液体吐出装置1は、液体Lを吐出する吐出部3と、液体Lが吐出される媒体Mを支持する支持面5を有する媒体支持部7と、第1の電磁波Aを照射する照射部9と、支持面5上の媒体Mに対して照射される第1の電磁波Aの照射エネルギーE(図2参照)が照射される照射領域ARから放出される第2の電磁波Bを検出するセンサー13と、を備えることによって基本的に構成されている。
ここで、支持面5上に媒体Mがない場合は、照射領域ARとは、支持面5において第1の電磁波Aが照射される領域である。また、支持面5上に媒体Mがある場合は、照射領域ARとは、媒体Mにおいて、第1の電磁波Aが照射される領域である。なお、図2において、第1の電磁波の照射範囲を、リフレクター25から延びる点線で仮に定め、照射領域ARの一例を示している。しかし、照射領域ARは図示した領域に限定されるわけではなく、第1の電磁波Aの照射範囲に応じて定まるものである。
そして、本実施形態1に係る液体吐出装置1には、支持面5上を通る媒体搬送経路15において媒体Mを搬送方向Yの上流から下流に向かって搬送する搬送部17が更に備えられており、図1ではこれら諸部材を備えたインクジェットプリンターを液体吐出装置1の一例として図示している。
また、吐出部3は、直接液体Lを吐出する吐出ヘッド19と、該吐出ヘッド19を一例として下面に搭載した状態でキャリッジガイド軸21に沿って媒体Mの搬送方向Yと交差する幅方向Xを移動方向として往復移動するキャリッジ23と、を備えることによって構成されている。図1及び図2において、符号11は吐出部3の吐出ヘッド19による搬送方向Yにおける液体吐出領域を示す。
媒体支持部7は、吐出ヘッド19の吐出面と対向する位置に設けられる媒体Mの支持部材であり、該媒体支持部7の支持面5と吐出ヘッド19の吐出面との間のギャップを規定する役割を有する部材である。
また、照射領域ARから放出される第2の電磁波Bは、第1の電磁波Aの照射を受けた領域(支持面5における領域又は媒体Mにおける領域)から自然放出される二次的な電磁波である。換言すると、照射領域ARからの輻射エネルギーが第2の電磁波Bに相当する。したがって、第2の電磁波Bとは、照射領域ARの表面で反射される第1の電磁波Aとは異なるものである。センサー13は、このような第2の電磁波Bを検出対象にしている。
更に、本実施形態1では、第1の電磁波Aの照射領域ARに対して、搬送部17による媒体Mの搬送方向Yにおける上流側から下流側に向けて風Wを送る送風部29として乾燥ファンが、図1に示すように高さ方向Zにおける上方の位置に設けられている。上方の位置とは、具体的には、高さ方向Zにおいてキャリッジ23より上方の位置である。尚、この送風部29は、照射領域ARと接するように、図1中の矢印で示すように風Wを流して、媒体Mに吐出された液体Lの乾燥を促進させる役割を有している。
また、照射領域ARのうち吐出部3が上方に存在する部分では、送風部29から送られてくる風Wが阻害される。従って、吐出部3から吐出される液体Lの送風に起因する着弾位置のずれ等の発生を低減することができる。ここで、風Wが阻害されるとは、風Wが全て遮断されるか、風量が低減されることを意味する。なお、送風部29は、照射領域ARに対して風Wを送るものであれば、送風部29の設置場所や、風Wの向きはどのような向きであってもよい。例えば、風Wを、搬送方向Yにおける下流側から上流側に向けて送る構成としてもよい。
本実施形態1に係る液体吐出装置1は、前述した各構成部材のレイアウトや傾斜角度等の位置関係に特徴を有している。以下、具体的に液体吐出装置1の各構成部材の位置関係について説明する。ここで、支持面5における搬送方向Yに沿う方向を第1の方向C、支持面5と直交する方向を第2の方向Dとする。なお、第1の方向Cは、少なくとも支持面5においては搬送方向Yと同じ方向である。
このとき、液体吐出装置1において、照射部9の配置位置と、照射部9から照射される第1の電磁波Aの関係は、次のようになっている。支持面5上の媒体Mに対して照射される第1の電磁波Aの照射エネルギーEがピークとなるピーク地点Pの第1の方向Cにおける位置が、照射部9の第1の方向Cにおける位置Qと異なる。なお、ピーク地点Pとは、支持面5において、支持面5上に照射される第1の電磁波Aの照射エネルギーEがピークとなる地点を意味する。また、支持面5上に媒体Mがある場合は、媒体Mにおいて、該媒体Mに対して照射される第1の電磁波Aの照射エネルギーがピークとなる地点を意味する。
そして、センサー13が、ピーク地点Pにおける第1の電磁波Aの正反射成分A1を検出しない位置に設けられている。ここでの「正反射成分」とは、照射領域ARで反射した電磁波のうち、入射角と等しい反射角で反射していく成分のことである。なお、入射角と異なる反射角で反射していく成分については、拡散反射成分(または乱反射成分)などと呼称する。照射領域ARが艶のある面であった場合、正反射成分A1は、拡散反射成分に比べて高いエネルギーを有している。支持面5は実施形態1において金属製であり、ピーク地点Pにおける第1の電磁波Aの正反射成分A1は、第1の電磁波Aの反射成分の中で最もエネルギーが高くなる可能性が高い。したがって、センサー13が、少なくとも正反射成分A1を検出しないようにすることが、第2の電磁波Bの検出精度を向上させることになる。
このとき、センサー13の第1の方向Cにおける位置を位置Sとすると、位置Sは第1の方向Cにおいて、照射部9の位置Qに対してピーク地点Pと同じ側に位置する。位置Sを、第1の方向Cにおいてピーク地点Pと同じ側にすることで、ピーク地点Pに近い位置から放出される電磁波を検出できる。なお、電磁波の成分を「検出しない」とは、電磁波の成分を「拾わない」とも換言できる。
また、本実施形態1では、センサー13の第1の方向Cにおける位置Sは、照射部9の第1の方向Cにおける位置Qとピーク地点Pの位置との間に位置するように設定されている。換言すると、センサー13は、照射部9とピーク地点Pとの間に設けられている。なお、照射部9の第1の方向Cにおける位置Qとは、該照射部9の構成部材全体についての第1の方向Cにおける位置ではなく、該照射部9における電磁波の照射源の第1の方向Cにおける位置を意味する。従って、照射部9の構成部材の内、ハウジングや該ハウジングの支持部材等の照射源以外の構成部材の位置は問題としない。
このような構成であれば、センサー13の位置が、第1の電磁波Aの反射成分の影響を受けにくい照射部9側に寄った位置になるので、照射領域ARにおけるピーク地点P以外から反射する第1の電磁波Aの反射成分の影響についても効果的に低減することが可能になる。
また、本実施形態1では、センサー13の検出面が、支持面5上の媒体Mに対する第1の電磁波Aの照射領域ARに対して正面を向くように設けられている。なお、ここでの正面とは、真正面のみを指すわけではない。一例としては、支持面5に対して検出面が傾きの無い状態=真正面を含み、その状態から絶対値で3°まで傾いた範囲である。センサー13は測定対象と対向する真正面で最も検出精度が高く、真正面から離れるに従って検出精度は徐々に低くなって行く。従って、本態様のようにセンサー13の検出面を第1の電磁波Aの照射領域ARに対して正面を向くように設ければ、該センサー13による第2の電磁波Bの検出精度が向上し、支持面5上の媒体Mの温度を精度良く計測できるようになる。
このような構成であれば、第1の電磁波Aの照射領域AR中の所定範囲にセンサー13の検出範囲31を設定できるため、第1の電磁波Aの照射によって加熱され、温度が高くなった部位の媒体Mの温度を精度良く計測できるようになる。また、本態様の設定によれば、センサー13の検出範囲31を好適な範囲に設定でき、媒体M上の位置の違いによって生ずる温度分布のばら付きを低減することが可能になる。
また、支持面5と直交する第2の方向Dにおける照射部9と支持面5との距離H2が一例として80mm〜110mmの範囲に設定されており、センサー13の第1の方向Cにおける位置Sと照射部9の第1の方向Cにおける位置Qとの距離W1が一例として65mm以下に設定されている。このような構成であれば、照射部9から照射される第1の電磁波Aの照射出力を適切な範囲に保つことができ、第1の電磁波Aの照射範囲内の媒体Mの温度のばら付きを少なくして、液体Lの乾燥ムラ等を低減することが可能になる。
更に、本実施形態1では、照射部9から照射される第1の電磁波Aの支持面5に対する傾斜角度θが一例として65°以下に設定されている。尚、この点については次の項で具体的に説明する。
また、第1の電磁波Aの照射領域AR内における吐出部3の吐出ヘッド19による液体Lの吐出開始位置O1はニップローラ27のニップ地点Nから約20mmの位置、第1の電磁波Aの照射領域AR内における吐出部3による液体Lの吐出終了位置O2はニップローラ27のニップ地点Nから約75mmの位置、第1の電磁波Aの照射領域ARにおける吐出ヘッド19による液体吐出領域11の長さL3は一例として約55mmである。
次に、図6〜図9に示すグラフに基づいて照射部9の傾斜角度θと媒体Mの温度分布の関係を簡単に説明する。図6〜図9に示すグラフは、照射部9の傾斜角度θが変化すると、媒体Mの温度と媒体Mの送り長さ(搬送方向Yの位置)との間にどのような違いが見られるかを検証したものである。グラフの縦軸が媒体Mの温度、横軸が搬送方向Yの位置である。
また、検証を行う条件として媒体Mは静止状態とし、ニップ点Nより搬送方向Yにおける上流側の位置を計測開始点とした。図6〜図9に示すグラフの横軸は、この計測開始点を原点(長さ0m)としている。なお、この計測開始点は任意に決定することができる。本実施形態1では、搬送方向Yの位置が計測開始点から約40mmの位置にニップ点Nがあり、第1の電磁波Aの照射領域AR内における吐出部3の吐出開始位置O1がニップ点Nから約15mmの位置にあり、第1の電磁波Aの照射領域AR内における吐出ヘッド19による液体吐出領域11の長さL3を約56mmに設定した状態で計測を行なった。
次に、第1の電磁波Aの傾斜角度θを初期値から2°下げて60.5°に設定した場合には、図7に示すように液体吐出領域11内での媒体Mの温度分布が約52.5°〜約60°であり、約7.5°の温度分布のばら付きが確認された。
更に、第1の電磁波Aの傾斜角度θを初期値から10°下げて52.5°に設定した場合には、図9に示すように液体吐出領域11内での媒体Mの温度分布が約42.5°〜約47°であり、約4.5°の温度分布のばら付きが確認された。
従って、乾燥に必要な熱効率を確保した状態で、できるだけ温度分布のばら付きが小さくなる条件を見出して、第1の電磁波Aの傾斜角度θを設定することが必要になってくる。
次に、このようにして構成される本実施形態1に係る液体吐出装置1の作用を図面に基づいて具体的に説明する。
媒体搬送経路15に供給された媒体Mは、ニップローラ27に挟持されることによって搬送力を得て吐出ヘッド19下方の液体吐出領域11に送られる。液体吐出領域11の下方には媒体支持部7が位置しており、該媒体支持部7の支持面5によって、媒体Mはほぼ水平な姿勢で支持される。
また、インクの吐出と連動してキャリッジ23が移動方向Xに往復移動して媒体Mの幅方向Xの記録を行い、ニップローラ27から付与された搬送力を受けて媒体Mは搬送方向Yの下流に向けて送られて行くことによって媒体Mの搬送方向Yの記録が実行される。
しかし、本実施形態1では、図から明らかなようにセンサー13の位置がピーク地点Pにおける第1の電磁波Aの正反射成分A1を検出しない位置に設けられているから、該正反射成分A1の影響を受けることなく第2の電磁波Bを検出して媒体Mの温度を精度良く計測することができる。
従って、本実施形態1に係る液体吐出装置1によれば、照射部9から照射された第1の電磁波Aの反射成分の影響を少なくして媒体Mから放出される第2の電磁波Bを精度良く検出することができる。即ち、媒体Mの温度計測を精度良く行えることによって第1の電磁波Aによる媒体Mに対する加熱ムラを抑制することが可能となり、以って液体Lの適切な乾燥を実現することが可能になる。また、製品サイズの大型化が防止されてコンパクトな液体吐出装置1が提供できるようになる。
次に、照射部9とセンサー13の配置構成を異ならせた本発明の実施形態2に係る液体吐出装置について説明する。
実施形態2に係る液体吐出装置1Bは、前述した実施形態1に係る液体吐出装置1と同様の吐出部3B、媒体支持部7B、照射部9B、液体吐出領域11B、センサー13B、搬送部17Bと、を備えることによって構成されている。
そして、照射部9Bの吐出部3Bに対する配置と、照射領域ARの照射部9Bに対する配置が実施形態1に係る液体吐出装置1と逆の配置になっている。
そして、このようにして構成される実施形態2に係る液体吐出装置1Bによっても実施形態1に係る液体吐出装置1と同様の作用・効果が発揮される。また、本実施形態2によれば、液体Lが吐出される前の媒体Mの予備加熱と液体Lの乾燥の両方に照射部9Bから照射される第1の電磁波Aを利用できるようになる。
更に、本実施形態2においても、高さ方向Zにおける上方の位置に、送風部29として乾燥ファンを設けてもよい。上方の位置とは、具体的には、高さ方向Zにおいてキャリッジ23より上方の位置である。尚、この送風部29は、照射領域ARの内、往復移動するキャリッジ23が存在する領域以外の移動方向Xの照射領域ARに対して風Wを流して、媒体Mに吐出された液体Lの乾燥を促進させる役割を有している。また、照射領域ARのうち吐出部3Bが上方に存在する部分では、送風部29から送られてくる風Wが阻害される。
従って、吐出部3Bから吐出される液体Lの送風に起因する着弾位置のずれ等の発生を低減することができる。ここで、風Wが阻害されるとは、風Wが全て遮断されるか、風量が低減されることを意味する。なお、送風部29は、照射領域ARに対して風Wを送るものであれば、送風部29の設置場所や、風Wの向きはどのような向きであってもよい。例えば、風Wを、搬送方向Yにおける下流側から上流側に向けて送る構成としてもよい。
本発明に係る液体吐出装置1は、以上述べたような構成を有することを基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
例えば、前述した実施形態1では、センサー13をピーク地点Pよりも照射部9側に寄せた位置に配置することによって、照射部9から照射される第1の電磁波Aの反射成分の影響を少なくしているが、該構成に加えて、あるいは該構成に代えて照射部9から照射される第1の電磁波Aの支持面5に対する傾斜角度θを可能な限り小さくすることで第1の電磁波Aの反射成分の影響を少なくすることも可能である。
また、実施形態1に係る液体吐出装置1の説明の中で例示した数値は一例であり、液体吐出装置1の大きさや使用する媒体Mの種類等に応じ適宜調整することが可能である。
11 液体吐出領域、13 センサー、15 媒体搬送経路、17 搬送部、
19 吐出ヘッド、21 キャリッジガイド軸、23 キャリッジ、
25 リフレクター(反射板)、27 ニップローラ、29 送風部、
31 検出範囲、L 液体、M 媒体、A 第1の電磁波、
A1 (第1の電磁波の)正反射成分、B 第2の電磁波、X 幅方向(移動方向)、
Y 搬送方向、Z 高さ方向、W 風、C 第1の方向、D 第2の方向、
E 照射エネルギー、AR 照射領域、P ピーク地点、
Q 照射部の第1の方向における位置、S センサーの第1の方向における位置、
T センサーの第2の方向における位置、θ 傾斜角度、
R 吐出部の第1の方向における位置、H1 距離、H2 距離、W1 距離、
N ニップ点、L1 長さ、L2 長さ、L3 長さ、O1 開始位置、
O2 終了位置
Claims (8)
- 液体が吐出される媒体を支持する支持面を有する媒体支持部と、
前記支持面に対して斜め方向から第1の電磁波を照射する照射部と、
前記支持面上における前記第1の電磁波の照射領域から放出される第2の電磁波を検出するセンサーと、
前記支持面上における前記第1の電磁波の照射領域に対して風を送る送風部と、
を備え、
前記センサーは、前記照射部に対する位置が前記第1の電磁波の前記照射方向と同じ側であって、前記第1の電磁波の正反射成分を検出しない位置に設けられている、ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置において、
前記センサーは、前記照射部と前記第1の電磁波の前記照射領域における照射エネルギーがピークとなるピーク地点との間に設けられている、ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1又は2に記載の液体吐出装置において、
液体を吐出する吐出部を備え、
前記媒体の搬送方向の上流側から下流側に向かって前記媒体を搬送する搬送部を備え、
前記照射部は前記吐出部に対して前記搬送方向における下流側に位置し、
前記第1の電磁波の照射領域は前記照射部より搬送方向における上流側に位置する、ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1又は2に記載の液体吐出装置において、
液体を吐出する吐出部を備え、
前記媒体の搬送方向の上流側から下流側に向かって前記媒体を搬送する搬送部を備え、
前記照射部は前記吐出部に対して前記搬送方向における下流側に位置し、
前記第1の電磁波の照射領域は前記照射部より搬送方向における下流側に位置する、ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記センサーの検出面は、前記第1の電磁波の照射領域に対して正面を向くように設けられる、ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記センサーは、視野角が6度〜7度であり、且つ前記支持面と直交する第2の方向における該支持面との距離が150mm以下である、ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記照射部は、前記支持面と直交する第2の方向における該支持面との距離が80mm〜110mmの範囲である、ことを特徴とする液体吐出装置。 - 液体を吐出する吐出部と、
前記液体が吐出される媒体を支持する支持面を有する媒体支持部と、
第1の電磁波を照射する照射部と、
前記支持面上における前記第1の電磁波の照射領域から放出される第2の電磁波を検出するセンサーと、
前記支持面上における前記第1の電磁波の照射領域に対して風を送る送風部と、を備え、
前記支持面における前記媒体の搬送方向に沿う方向を第1の方向とした場合、前記支持面において照射される前記第1の電磁波の照射エネルギーがピークとなるピーク地点の前記第1の方向における位置は、前記照射部の前記第1の方向における位置と異なり、
前記センサーは、前記第1の方向において前記照射部に対して前記ピーク地点と同じ側であって、前記ピーク地点における前記第1の電磁波の正反射成分を検出しない位置に設けられている、ことを特徴とする液体吐出装置。
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