JP7355543B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタに関する。

従来から、光硬化性のインクを記録媒体に吐出するインクヘッドと、インクに光を照射する光照射装置とを備えたプリンタが知られている。そのようなプリンタの中には、光照射装置とインクヘッドとの間に設けられ、光照射装置からの光がインクヘッドに照射されることを抑制する遮光板を備えたものが存在する。光硬化性インクを硬化させる光がインクヘッドに照射されると、インクヘッドのノズル面に付着したインクやノズル内のインクが増粘または硬化し、一部のノズルからインクが正常に吐出されない等の問題が発生するおそれがある。そのため、一部のインクジェットプリンタは、光照射装置からの光がインクヘッドに照射されることを抑制する遮光板を備えている。例えば、特許文献１には、記録ヘッドとＵＶ照射器との間に遮光板を備えたプリンタが開示されている。

特開２０１７－１５４３８１号公報

しかしながら、遮光板を設けると部品点数が増加してインクジェットプリンタのコストアップに繋がる。また、インクジェットプリンタの組立工数も増加する。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価かつ容易に光照射装置からの光がインクヘッドに照射されることを抑制できるインクジェットプリンタを提供することである。

ここに開示するインクジェットプリンタは、支持台と、キャリッジと、インクヘッドと、光照射装置と、保持部材とを備える。前記支持台は、記録媒体を支持する。前記キャリッジは、前記支持台に対向するように設けられている。前記インクヘッドは、光硬化性のインクを吐出する複数のノズルが形成されるとともに前記支持台に対向したノズル面を備え、前記キャリッジに設けられている。前記光照射装置は、前記インクを硬化させる光が照射される照射口を備えている。前記保持部材は、前記キャリッジに固定されるとともに前記照射口が前記支持台に対向するように前記光照射装置を保持する。また、前記保持部材は、前記ノズル面と前記照射口との間に位置するとともに前記照射口よりも前記支持台の側に突出した突出部を備えている。

上記インクジェットプリンタでは、遮光板の機能を果たす突出部は、光照射装置をキャリッジに取り付ける保持部材の一部である。そのため、突出部を製作する部品コストや、組立工数の増加を抑制することができる。そこで、上記インクジェットプリンタによれば、安価かつ容易に光照射装置からの光がインクヘッドに照射されることを抑制できる。

一実施形態に係るプリンタを示す斜視図である。 フロントカバーを開けた状態のプリンタを示す正面図である。 キャリッジの下面を示す平面図である。 キャリッジの正面図である。 キャリッジの左側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

図１は、一実施形態に係るインクジェットプリンタ（以下、プリンタと呼ぶ。）１０を示す斜視図である。以下の説明では、特に断らない限り、プリンタ１０を正面から見たときに、プリンタ１０から遠ざかる方を前方、プリンタ１０に近づく方を後方とする。左、右、上、下とは、プリンタ１０を正面から見たときの左、右、上、下をそれぞれ意味するものとする。また、図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を意味するものとする。図面中の符号Ｙは主走査方向を示している。主走査方向Ｙは左右方向である。符号Ｘは、副走査方向を示している。副走査方向Ｘは前後方向である。副走査方向Ｘは、主走査方向Ｙに直交している。符号Ｚは、上下方向を示している。上下方向Ｚは、主走査方向Ｙおよび副走査方向Ｘに直交している。ただし、上記方向は説明の便宜上定めた方向に過ぎず、プリンタ１０の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものでもない。

本実施形態では、プリンタ１０は、インクジェット方式のプリンタである。本実施形態において、「インクジェット方式」とは、二値偏向方式または連続偏向方式などの各種の連続方式、および、サーマル方式または圧電素子方式などの各種のオンデマンド方式を含む従来公知の各種の手法によるインクジェット式のことをいう。

図１に示すように、プリンタ１０は、箱状に形成されている。本実施形態では、プリンタ１０は、ケース１１と、フロントカバー１２とを備えている。図２は、フロントカバー１２を開けた状態のプリンタ１０を示す正面図である。図２に示すように、ケース１１の前部には、開口が形成されている。フロントカバー１２は、ケース１１の開口を開閉自在に設けられている。ここでは、フロントカバー１２は、後端を軸に回転可能なように、ケース１１に支持されている。フロントカバー１２には、窓部１２ａが設けられている。窓部１２ａは、例えば、透明のアクリル板によって形成されている。ユーザーは、窓部１２ａを通じてケース１１の内部空間を視認することが可能である。

図２に示すように、プリンタ１０の内部空間には、フラットベッド２０と、ベッド移動装置２５と、キャリッジ３０と、キャリッジ移動装置３５と、複数のインクヘッド４０と、光照射装置５０と、キャリッジ３０に光照射装置５０を取り付ける保持部材６０とが設けられている。

フラットベッド２０は、記録媒体５を支持する支持台である。本実施形態に係るプリンタ１０は、いわゆる、フラットベッドタイプのプリンタである。フラットベッド２０は、平板状の部材である。フラットベッド２０は、主走査方向Ｙおよび副走査方向Ｘに延びている。フラットベッド２０は、上下方向Ｚに向いている。フラットベッド２０の上面には、記録媒体５が載置される。記録媒体５の形状は特に限定されず、平板状の他、様々な立体形状を有していてもよい。また、記録媒体５の材質も特に限定されず、記録媒体５は、例えば、木、金属、ガラス、紙、布などであってもよい。フラットベッド２０は、ケース１１の内部空間において、主走査方向Ｙのほぼ中央に配置されている。

フラットベッド２０の下方には、ベッド移動装置２５が配置されている。ベッド移動装置２５は、フラットベッド２０を副走査方向Ｘおよび上下方向Ｚに移動させる部材である。フラットベッド２０は、ベッド移動装置２５によって下方から支持されている。ベッド移動装置２５は、副走査方向移動機構２５Ｘと、上下方向移動機構２５Ｚとを備えている。上下方向移動機構２５Ｚは、フラットベッド２０を支持して上下方向Ｚに移動させる。上下方向移動機構２５Ｚは、副走査方向移動機構２５Ｘによって下方から支持されている。副走査方向移動機構２５Ｘは、上下方向移動機構２５Ｚを支持して副走査方向Ｘに移動させる。ただし、ベッド移動装置２５の構成は限定されない。例えば、副走査方向移動機構２５Ｘと上下方向移動機構２５Ｚとは、上下の位置関係が逆でもよい。

キャリッジ３０は、インクヘッド４０、光照射装置５０、保持部材６０を搭載している。キャリッジ３０は、フラットベッド２０と対向するように設けられている。キャリッジ３０は、フラットベッド２０の上方に配置されている。キャリッジ３０は、キャリッジ移動装置３５によって主走査方向Ｙに移動される。キャリッジ移動装置３５は、ガイドレール３６と、ベルト３７と、図示しない左右のプーリと、同じく図示しないモータとを備えている。

図２に示すように、ガイドレール３６は、主走査方向Ｙに延びている。キャリッジ３０は、ガイドレール３６に摺動自在に係合している。キャリッジ３０には無端状のベルト３７が固定されている。ベルト３７は、ガイドレール３６の右側および左側に設けられたプーリ（図示省略）に巻き掛けられている。一方のプーリには図示しないモータが取り付けられている。モータが駆動するとプーリが回転し、ベルト３７が走行する。それにより、キャリッジ３０がガイドレール３６に沿って主走査方向Ｙに移動する。

複数のインクヘッド４０は、キャリッジ３０に設けられている。複数のインクヘッド４０は、ここでは、キャリッジ３０の下面に設けられている。図３は、キャリッジ３０の下面を示す平面図である。図４は、キャリッジ３０の正面図である。図５は、キャリッジ３０の左側面図である。ただし、図３～図５では、一部の部材の図示を省略している。図３に示すように、複数のインクヘッド４０は、主走査方向Ｙに並んで配置されている。複数のインクヘッド４０は、いずれも副走査方向Ｘに延びている。インクヘッド４０の数はここでは４個であるが、インクヘッドの数は限定されない。

複数のインクヘッド４０は、それぞれ、複数のノズル４１が形成されたノズル面４２を備えている。図４に示すように、ノズル面４２は、フラットベッド２０に対向している。図３に示すように、ノズル面４２は、副走査方向Ｘに延びている。ノズル面４２において、複数のノズル４１は、副走査方向Ｘに並んでノズル列４３を形成している。ノズル４１は、インクが吐出される微細な穴である。ノズル４１は、それぞれ、インクが貯留される圧力室に連通している。インクは、例えば圧電素子等の駆動によって圧力室が膨張／収縮されることによってノズル４１から吐出される。なお、図３では、１つのノズル列４３を形成するノズル４１の数は５個に図示されているが、実際にはもっと多数（例えば３００個）のノズル４１が形成されている。１つのノズル列４３に形成されるノズル４１の数は限定されない。

複数のインクヘッド４０には、それぞれ、図示しないインクチューブによってインクカートリッジ４５が接続されている。図２に示すように、インクカートリッジ４５は、インクカートリッジ収容部４６に収容されている。複数のノズル列４３には、それぞれ異なるインクカートリッジ４５が接続されている。複数のインクカートリッジ４５には、それぞれ異なる色のインクが収容されている。

本実施形態では、複数のインクヘッド４０から吐出されるインクは、いずれも光硬化性インクである。光硬化性インクは、ここでは、紫外線を照射されると硬化する紫外線硬化型のインクである。光硬化性インクの成分、特性等は特に限定されない。また、吐出されるインクの色も限定されない。

光照射装置５０は、保持部材６０を介してキャリッジ３０に固定されている。ここでは、光照射装置５０は、インクヘッド４０の左側に配置されている。図３に示すように、光照射装置５０は、インクを硬化させる光を生成する光源５１と、光源５１からの光を外部に向かって照射する照射口５２とを備えている。光源５１は、例えば、複数の紫外線発光ダイオードから構成されている。照射口５２は、ここでは、光を通過させるカバーが設けられた開口部である。ただし、照射口５２は、カバー等に覆われない単なる開口部でもよい。照射口５２は、副走査方向Ｘに延びている。照射口５２の副走査方向Ｘの長さＬ２は、ノズル列４３の副走査方向Ｘの長さＬ１よりも長い。

保持部材６０は、キャリッジ３０と光照射装置５０の間に設けられている。保持部材６０は、光照射装置５０をキャリッジ３０に固定している。保持部材６０は、キャリッジ３０に固定されるとともに光照射装置５０を保持している。それにより、光照射装置５０は、キャリッジ３０に固定される。図４に示すように、保持部材６０は、照射口５２がフラットベッド２０に対向するように光照射装置５０を保持している。また、保持部材６０は、照射口５２がノズル列４３と主走査方向Ｙに並ぶように光照射装置５０を保持している。

図３に示すように、本実施形態では、保持部材６０は、直方体の箱状に形成されている。保持部材６０は、ここでは、金属板を曲げて平面視においてリング状に形成された部材の上縁および下縁にそれぞれ蓋部および底部を取り付けたものである。保持部材６０が箱状に形成されることによって保持部材６０の剛性が高くなり、それにより、キャリッジ３０の移動による光照射装置５０の振動が抑制される。保持部材６０の左側面６０Ｌには、光照射装置５０がボルトＢ１によって締結されている。光照射装置５０と保持部材６０との位置関係は、一義的に決まるように構成されている。

図５に示すように、保持部材６０の左側面６０Ｌの下端６０Ｕは、光照射装置５０の照射口５２よりも下方に位置している。下端６０Ｕは、インクヘッド４０のノズル面４２より上方に位置していても下方に位置していてもよいが、ここでは、ノズル面４２よりも上方に位置している。保持部材６０のうち照射口５２よりも下方に位置する部分は、ノズル面４２と照射口５２との間に位置するとともに照射口５２よりもフラットベッド２０の側に突出した突出部６１を構成している。突出部６１は、照射口５２から照射された光がノズル面４２に届くのを抑制する遮光板として機能する。突出部６１は、ここでは、平板状であり、平面部を主走査方向Ｙに向けるように設けられている。突出部６１は、副走査方向Ｘおよび上下方向Ｚに延びている。

突出部６１は、ここでは、金属によって構成されているが、その材料は特に限定されない。ただし、光照射装置５０が照射する光を透過しないように構成されているのが好ましい。図３に示すように、突出部６１の副走査方向Ｘの長さＬ３は、ノズル列４３の副走査方向Ｘの長さＬ１よりも長く構成されている。突出部６１の後方側の端部６１Ｒｒは、ノズル列４３を形成するノズル４１のうち最も後方に位置するノズル４１よりも後方に位置している。突出部６１の前方側の端部６１Ｆは、ノズル列４３を形成するノズル４１のうち最も前方に位置するノズル４１よりも前方に位置している。これにより、ノズル列４３のうち副走査方向Ｘのどの位置にあるノズル４１に対しても同じ遮光効果が得られる。言い換えれば、突出部６１による遮光効果を受けられないノズル４１がノズル列４３に生じない。

図５に示すように、保持部材６０の左側面６０Ｌには、上下方向Ｚに長い２つの長孔６２が形成されている。長孔６２は、キャリッジ３０に対する保持部材６０の上下方向Ｚの位置を調整する調整部の一例である。長孔６２にはボルトＢ２が挿入される。キャリッジ３０には、ボルトＢ２が締結されるネジ孔が形成されている。ボルトＢ２がネジ孔に強固に締結されていないうちは、保持部材６０は、長孔６２に沿って上下方向Ｚに移動できる。キャリッジ３０に対する保持部材６０の位置が決まると、ボルトＢ２は、保持部材６０の位置が変わらないようにキャリッジ３０に締結される。それにより、保持部材６０は、キャリッジ３０に固定される。

長孔６２による高さ調整により、保持部材６０は、照射口５２とフラットベッド２０との間の距離、および、突出部６１とフラットベッド２０との間の距離をともに調整できる。すなわち、保持部材６０は、照射口５２と突出部６１との間の位置関係を維持したまま、照射口５２および突出部６１のフラットベッド２０に対する高さを調整可能に構成されている。

保持部材６０は、光照射装置５０によって照射された光のフラットベッド２０での一次反射光が複数のノズル列４３に当たらないような高さに調整される。キャリッジ３０に対する保持部材６０の上下方向Ｚの位置は、照射口５２から照射される光のうち突出部６１によって遮蔽されなかった光のフラットベッド２０での一次反射光がノズル列４３に当たらないような位置に調整されている。突出部６１の下端６０Ｕのフラットベッド２０からの高さは、照射口５２から照射される光のフラットベッド２０での正反射光の軌道に基づいて算出される。図４に示すように、突出部６１の下端６０Ｕと照射口５２との位置関係により、突出部６１によって遮蔽されない光の最小角度θｍが決定する。最小角度θｍは、水平面に対する角度である。図４に示すように、最小角度θｍは、Ｘ方向視における照射口５２の左端と突出部６１の下端６０Ｕとを結ぶ直線の水平線に対する角度である。最小角度θｍよりも小さな角度の（水平に近い）光は、突出部６１によって遮られ、突出部６１よりもインクヘッド４０側（ここでは、右方）には照射されない。

キャリッジ３０に対する保持部材６０の位置を調整することにより突出部６１のフラットベッド２０に対する高さを調整すると、光の一次反射光Ｌｆの軌道も変化する。突出部６１のフラットベッド２０に対する高さを小さくすると、フラットベッド２０における光の反射点Ｐｆが左方にシフトする。それにより、光の一次反射光Ｌｆの軌道も左方にシフトする。図４に示すように、光の一次反射光Ｌｆの軌道が最も左方のインクヘッド４０のノズル面４２よりも左方を通るように保持部材６０の位置を調整すれば、照射口５２から照射される光のうち突出部６１によって遮蔽されなかった光のフラットベッド２０での一次反射光Ｌｆは、全てのインクヘッド４０のノズル面４２に照射されない。ただし、キャリッジ３０に対する保持部材６０の位置は、光の一次反射光が全てのインクヘッド４０のノズル面４２に照射されないような位置に調整されなければならないわけではない。

このように、本実施形態に係るプリンタ１０は、キャリッジ３０に固定されるとともに光照射装置５０を保持する保持部材６０を備え、保持部材６０は、ノズル面４２と照射口５２との間に位置するとともに照射口５２よりもフラットベッド２０の側に突出した突出部６１を備えている。かかる構成によれば、光照射装置５０をキャリッジ３０に固定する保持部材６０によって照射口５２から照射された光がノズル面４２に届くことを抑制することができる。突出部６１により、保持部材６０は、照射口５２から照射された光の一部を遮る遮光部材としても機能する。

光硬化性インクを硬化させる光がインクヘッド４０のノズル面４２に照射されると、ノズル面４２に付着したインクやノズル４１内のインクが増粘または硬化する。そのため、一部のノズル４１からインクが正常に吐出されない等の問題が発生するおそれがある。そのため、一部のインクジェットプリンタには、照射口５２から照射された光がノズル面４２に届くことを抑制する遮光板が設けられている。ただし、遮光板を設けると部品点数が増加してコストアップに繋がる。また、組立工数も増加する。しかし、本実施形態によれば、遮光板の機能を果たす突出部６１は光照射装置５０をキャリッジ３０に取り付ける保持部材６０の一部であるため、安価かつ容易にインクジェットプリンタに遮光板を追加することができる。

また、本実施形態では、突出部６１の副走査方向Ｘの長さＬ３は、ノズル列４３の副走査方向Ｘの長さＬ１よりも長い。かかる構成によれば、ノズル列４３のうち副走査方向Ｘのどの位置にあるノズル４１に対しても同じ遮光効果が得られる。言い換えれば、突出部６１による遮光効果を受けられないノズル４１がノズル列４３に生じない。

本実施形態では、保持部材６０は、キャリッジ３０に対する上下方向Ｚの位置を調整可能な調整部（長孔６２）を備え、調整部によって照射口５２とフラットベッド２０との間の距離および突出部６１とフラットベッド２０との間の距離をともに調整可能に構成されている。かかる構成によれば、保持部材６０の位置を変更するだけで照射口５２および突出部６１の位置が同時に変更できるため、照射口５２および突出部６１の位置調整が容易である。

さらに本実施形態では、保持部材６０のキャリッジ３０に対する上下方向Ｚの位置は、照射口５２から照射される光のうち突出部６１によって遮蔽されなかった光のフラットベッド２０での一次反射光Ｌｆがノズル列４３に当たらないような位置に調整されている。かかる構成によれば、光量の多い一次反射光Ｌｆがノズル列４３に届くのを防止することができる。そこで、照射口５２から照射された光がノズル列４３に届くことをより効果的に抑制することができる。また、かかる構成によれば、インクヘッド４０の位置の変更その他の設計変更があっても、キャリッジ３０に対する保持部材６０の上下方向Ｚの位置を調整するだけで対応できる。

以上、好適な一実施形態について説明した。しかし、本発明のインクジェットプリンタは、上記した実施形態に限定されない。例えば、上記した実施形態では、保持部材６０は、箱状に形成された部材であったが、保持部材６０の形状は限定されない。保持部材は、キャリッジに固定され、光照射装置を保持し、突出部を備えていればよく、それ以上限定されない。例えば、突出部は、板状ではなく、もっと厚みを有していてもよい。また、突出部は、必ずしも副走査方向に平行に延びる必要はなく、副走査方向に対して傾いた方向に延びていてもよい。同様に、突出部は、必ずしもフラットベッドの上面に直交する方向に延びる必要はなく、上記直交方向に対して傾いた方向に延びていてもよい。キャリッジに対する保持部材の位置を調整する調整部の構成も長孔に限定されない。

また、上記した実施形態では、フラットベッド２０と突出部６１との間の上下方向Ｚの距離は、キャリッジ３０に対する保持部材６０の位置を調整することにより調整され、突出部６１と照射口５２との位置関係は不動であった。しかし、フラットベッドと突出部との間の距離は、照射口とは無関係に調整できてもよい。例えば、突出部は、保持部材の本体にスライド可能に係合され、フラットベッドに接近または離反するように移動できてもよい。

上記した実施形態では、プリンタ１０はフラットベッドタイプのプリンタであったが、プリンタの構成は特に限定されない。例えば、ここに開示される技術は、記録媒体がロールから供給されるタイプのプリンタに対して適用されてもよい。記録媒体を支持する支持台は、ロールから供給される記録媒体が載置されるプラテンであってもよい。

上記した実施形態では、キャリッジ３０は主走査方向Ｙに移動されたが、移動しなくてもよい。ここに開示される技術において、キャリッジはインクヘッドを搭載し、保持部材を介して光照射装置が取り付けられる部材であり、それ以上限定されない。

その他、特に言及がない限り、上記した実施形態は本発明を限定しない。

５ 記録媒体
１０ プリンタ（インクジェットプリンタ）
２０ フラットベッド（支持台）
３０ キャリッジ
４０ インクヘッド
４１ ノズル
４２ ノズル面
４３ ノズル列
５０ 光照射装置
５２ 照射口
６０ 保持部材
６１ 突出部
６２ 長孔（調整部）
Ｘ 副走査方向（第１方向）
Ｙ 主走査方向（第２方向）
Ｚ 上下方向（第３方向）

Claims (5)

1. 記録媒体を支持する支持台と、
   底面が前記支持台に対向するように設けられたキャリッジと、
   光硬化性のインクを吐出する複数のノズルが形成されるとともに前記支持台に対向したノズル面を備え、前記キャリッジの前記底面に設けられたインクヘッドと、
   前記インクを硬化させる光が照射される照射口を備えた光照射装置と、
   前記キャリッジの側方に配置されるとともに前記キャリッジに固定され、前記照射口が前記支持台に対向するように前記光照射装置を保持する保持部材と、
   を備え、
   前記保持部材は、
   前記キャリッジの側面に当接した第１側面と、
   前記第１側面と向かい合うように設けられ、前記光照射装置が固定された第２側面と、を備え、
   前記第２側面は、前記ノズル面と前記照射口との間に位置するとともに前記照射口よりも前記支持台の側に突出した突出部を備えている、
   インクジェットプリンタ。
2. 前記複数のノズルは、第１方向に並んでノズル列を形成しており、
   前記照射口は、前記ノズル列と前記第１方向に直交する第２方向に並んで設けられ、
   前記突出部の前記第１方向の長さは、前記ノズル列の前記第１方向の長さよりも長い、
   請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記突出部の前記第１方向の一方側の端部は、前記ノズル列を形成する前記ノズルのうち最も前記一方側に位置するノズルよりも前記一方側に位置しており、
   前記突出部の前記第１方向の他方側の端部は、前記ノズル列を形成する前記ノズルのうち最も前記他方側に位置するノズルよりも前記他方側に位置している、
   請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 記録媒体を支持する支持台と、
   前記支持台に対向するように設けられたキャリッジと、
   光硬化性のインクを吐出する複数のノズルが形成されるとともに前記支持台に対向したノズル面を備え、前記キャリッジに設けられたインクヘッドと、
   前記インクを硬化させる光が照射される照射口を備えた光照射装置と、
   前記キャリッジに固定されるとともに前記照射口が前記支持台に対向するように前記光照射装置を保持する保持部材と、
   を備え、
   前記支持台は、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向に延びるとともに、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向を向いており、
   前記保持部材は、前記ノズル面と前記照射口との間に位置するとともに前記照射口よりも前記支持台の側に突出した突出部と、前記キャリッジに対する前記第３方向の位置を調整可能な調整部と、を備え、前記調整部によって前記照射口と前記支持台との間の距離および前記突出部と前記支持台との間の距離をともに調整可能に構成されている、
   インクジェットプリンタ。
5. 前記複数のノズルは、前記第１方向に並んでノズル列を形成しており、
   前記照射口は、前記ノズル列と前記第２方向に並んで設けられ、
   前記保持部材の前記キャリッジに対する前記第３方向の位置は、前記照射口から照射される光のうち前記突出部によって遮蔽されなかった光の前記支持台での一次反射光が前記ノズル列に当たらないような位置に調整されている、
   請求項４に記載のインクジェットプリンタ。

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