JP2006150723A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 プラテンを自然冷却よりも短時間に冷却することで、画像記録後の熱伝導を抑え、記録媒体の熱変形を低減する。
【解決手段】 インクジェットプリンタには、記録媒体を支持するプラテンと、記録媒体を加熱するためにプラテンを加熱する加熱部と、記録媒体に向けてインクを吐出する記録ヘッドとが備えられている。また、インクジェットプリンタには、プラテンに設けられた複数の貫通孔を介して記録媒体を吸引しプラテンに吸着させる吸引ファンと、貫通孔内に向けて送風する送風ファンと、加熱部、記録ヘッド、吸引ファン及び送風ファンを制御する制御部とが備えられている。制御部は、画像記録時にはプラテン上の記録媒体が吸着されながら加熱された状態で、インクが吐出されるように記録ヘッド、加熱部及び吸引ファンを制御し、画像記録後にはプラテンに対する加熱が停止された状態で貫通孔内に送風されるように加熱部及び吸引ファンを制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に、プラテンに記録媒体を吸着させながら当該記録媒体上に画像を記録するインクジェットプリンタに関する。

従来より、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体にインクを吐出して所定の画像を記録するインクジェットプリンタが提案され、実用化されている。インクジェットプリンタには、インクを吐出する記録ヘッドに対して対向するように記録媒体を支持するプラテンが搭載されているが、記録媒体がプラテン上で平面性を維持していなければインクの着弾位置が不安定になって画質を低下させてしまう。このために、例えば特許文献１〜３に記載されるインクジェットプリンタには、プラテンに複数の貫通孔を設けて、その貫通孔を介してプラテン上の記録媒体を吸引することで、プラテン上に密着させて記録媒体の平面性を維持する吸引装置が設けられている。

また、画像記録時においては、プラテンは加熱されて記録媒体を温めるようになっている。これにより、記録媒体上に着弾したインクは加熱されて硬化性が安定することになる。例えば、近年では非吸収性の記録媒体であっても画像を記録するために、光硬化性インクを使用し、記録媒体上に着弾した光硬化性インクに光を照射することで、画像を形成するインクジェットプリンタが開発されているが、このようなインクジェットプリンタには、カチオン重合系の光硬化性インクを用いて記録媒体上に画像を記録するものがある。カチオン重合系の光硬化性インクは、インク自体の温度を高めれば紫外線に対する感度が安定するという特性を有しているために、上述したプラテンによる記録媒体上のインクの加熱を施せば、感度が安定化されて硬化性も安定することになる。
そして、画像記録後には、少なからずプラテン上に記録媒体が待機することになるが、このときにおいてもプラテンからの熱伝導があるために、記録媒体が熱変形するおそれがある。記録媒体の熱変形は、その後の搬送や裁断に悪影響を及ぼしてしまうので、従来においては画像記録後にプラテンの加熱を停止することで、プラテンを自然冷却し記録媒体に対する熱伝導を抑えていた。
特開２００１−２１２９４６号公報 特開２００２−１１３９２３号公報 特開２００１−１４７３９６号公報

ところで、記録媒体への熱伝導にムラがあるとインクの硬化性にも場所によってムラが生じてしまうために、プラテンの熱容量は大きめに設定されているのだが、この熱容量の大きさのせいで、プラテンの自然冷却に時間がかかってしまい、結果的に画像記録後にも記録媒体への熱伝導が継続して、熱変形を誘発することになっていた。

本発明の課題は、プラテンを自然冷却よりも短時間に冷却することで、画像記録後の熱伝導を抑え、記録媒体の熱変形を低減することである。

請求項１記載の発明におけるインクジェットプリンタは、
記録媒体を支持するプラテンと、
前記記録媒体を加熱するために前記プラテンを加熱する加熱部と、
前記プラテンに支持された記録媒体に向けてインクを吐出する記録ヘッドと、
前記プラテンに設けられた複数の貫通孔を介して当該プラテン上の記録媒体を吸引し前記プラテンに吸着させる吸引ファンと、
前記貫通孔内に向けて送風する送風ファンと、
前記加熱部、前記記録ヘッド、前記吸引ファン及び前記送風ファンを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、画像記録時には前記プラテン上の前記記録媒体が吸着されながら加熱された状態で、前記記録媒体上に前記インクが吐出されるように前記記録ヘッド、前記加熱部及び前記吸引ファンを制御し、画像記録後には前記プラテンに対する加熱が停止された状態で、前記貫通孔内に送風されるように前記加熱部及び前記吸引ファンを制御することを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、画像記録時にはプラテン上の記録媒体が吸着されながら加熱された状態で、記録媒体上にインクが吐出されているので、記録媒体の平面性及びインクの硬化性を安定させながら画像を記録することができる。また、画像記録後にはプラテンに対する加熱が停止された状態で貫通孔内に送風されているので、貫通孔を通過した空気によって記録媒体が冷却される。さらに、貫通孔内を空気が通過することでプラテン自体も冷却される。
また、空気が貫通孔を通過する際には、その通過した空気によって記録媒体はプラテンに対する吸着が解除され、プラテン上から浮くことになる。記録媒体が浮けば、プラテン及び記録媒体の空気に接する表面が吸着時よりも増加することになるために、冷却効率を高めることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記吸引ファンの回転方向は可変であり、
前記吸引ファンの吸引時における回転方向が逆転されたものが前記送風ファンであることを特徴としている。

請求項２記載の発明によれば、吸引ファンの吸引時における回転方向が逆転されたものが送風ファンであるので、吸引ファンと送風ファンとを一体化でき、設置スペースをコンパクトにすることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インクがカチオン重合系の光硬化性インクであり、
前記制御部の制御に基づいて、前記記録媒体上に着弾した前記光硬化性インクに対して光を照射して硬化させる光照射部を備えたことを特徴としている。

請求項３記載の発明によれば、インクがカチオン重合系の光硬化インクであっても、請求項１又は２記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。

本発明によれば、画像記録後にはプラテンに対する加熱が停止された状態で貫通孔内に送風されているので、貫通孔を通過した空気によって記録媒体が冷却される。さらに、貫通孔内を空気が通過することでプラテン自体も冷却される。これにより、プラテンを自然冷却よりも短時間に冷却することが可能となり、画像記録後の記録媒体に対する熱伝導を抑えことができ、さらには記録媒体自体をも冷却しているので、記録媒体の熱変形を低減できる。

以下、図面を参照しながら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する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。図１はインクジェットプリンタ１を示す概略斜視図であり、図２は側面図である。この図１及び図２に示すとおり、インクジェットプリンタ１には、記録媒体Ｐを支持するプラテン２が設けられている。

プラテン２は上面が平面で内部が中空となるように、例えば金属等の熱伝導率の高い素材から形成されている。プラテン２の天板部２１には、上端面から内部の中空部分２２まで貫通する複数の貫通孔２３が設けられている。また、プラテン２の天板部２１の下面部には、図２に示すとおりプラテン２を加熱する複数の加熱部３がプラテン２に接触するように配設されている。この加熱部３によってプラテン２が加熱されると、プラテン２上の記録媒体Ｐに熱が伝導することで記録媒体Ｐを加熱するようになっている。

また、インクジェットプリンタ１には、記録媒体Ｐをプラテン２の上面に沿わせながら搬送する搬送部４が設けられている。以下、記録媒体Ｐが搬送部によって搬送される方向を搬送方向Ｘとする。搬送部４には、プラテン２における搬送方向Ｘの上流側で、記録媒体Ｐを下方から支持しながら搬送する搬送ローラ４１と、搬送ローラ４１の上方で記録媒体Ｐを搬送ローラ４１に押しつけるニップローラ４２とが設けられている。

プラテン２の上方には、長尺なガイド部材５が搬送方向Ｘに直交する方向（走査方向Ｙ）に延在しており、ガイド部材５にはキャリッジ６が支持されている。キャリッジ６は、ガイド部材５によりガイド・支持された状態で走査方向Ｙに沿って往復走査自在とされている。

キャリッジ６には、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各プロセスカラーのインク（光硬化性インク）を記録媒体Ｐの記録面に向けてそれぞれ吐出する４つの記録ヘッド７と、記録媒体Ｐに向けて紫外線を照射する２つの光照射部８とが搭載されている。このキャリッジ６においては、４つの記録ヘッド７を挟むように２つの光照射部８が配置されている。

そして、インクジェットプリンタ１におけるプラテン２の下方には、プラテン２上の記録媒体Ｐを吸引しプラテン２に吸着させる２つの吸引ファン９と、プラテン２の中空部分２２から吸引ファン９までを連通させて空気の流路を形成する連通管１０とが設けられている。
吸引ファン９の回転方向は可変になっていて、吸引時における回転方向を正転とすると、回転方向を逆転させればプラテン２の中空部分２２を介して貫通孔２３内に空気が送風されることになる。プラテン２内部を通過した空気はプラテン２を冷却して、貫通孔２３から噴出すると記録媒体Ｐを冷却するようになっている。つまり、吸引ファン９の吸引時における回転方向が逆転されたものが本発明に係る送風ファンである。
なお、ここでは吸引ファン９は図示しないダクトに接続されていて、吸引時には吸引した空気がダクトを介して外部に流出し、冷却時にはダクトを介して外気が流入するようになっている。

図４はインクジェットプリンタ１の制御系の構成を示すブロック図である。図４に示す通り、インクジェットプリンタ１の各部の動作を制御する制御部３０には、搬送部４の搬送ローラ４１を駆動させるための搬送用駆動源３１と、キャリッジ６を駆動させるためのキャリッジ用駆動源３２と、各種指示が入力される入力部３３と、制御データや制御プログラムを記憶する記憶部３４と、加熱部３と、記録ヘッド７と、光照射部８と、吸引ファン９とがそれぞれ電気的に接続されている。

記憶部３４に記憶される制御データとしては、記録媒体Ｐの種類毎における加熱部３の加熱温度や、吸引ファン９の冷却時における回転速度等がある。制御部３０は、これらの制御データや制御プログラムを記憶部３４から読み出して各種機器を制御するようになっている。

ここで、本実施形態で使用されるインクについて説明する。
本実施の形態に用いられるインクとしては、特に、「光硬化技術−樹脂・開始剤の選定と配合条件及び硬化度の測定・評価−（技術協会情報）」に記載の「光硬化システム（第４章）」の「光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム（第１節）」、「光誘導型交互共重合（第２節）」等に適合するインクが適用可能であり、通常のラジカル重合により硬化するものであってもよい。

具体的に、本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線の被照射により硬化する性質を具備する紫外線硬化性インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物（公知の重合性化合物を含む。）と、光開始剤と、色材（染料又は顔料）とを含むものである。ただし、本実施形態に用いるインクとして、上記「光誘導型交互共重合（第２節）」に適合するインクを用いる場合には、光開始剤は除外されてもよい。

上記紫外線硬化性インクは、重合性化合物としてカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系の紫外線硬化性インクであるが、カチオン重合性化合物とラジカル硬化性化合物とが混合されたハイブリッド型インクを本実施形態に用いられるインクとして適用してもよい。

次に、本実施形態に用いられる「記録媒体Ｐ」について説明する。
本実施形態に用いられる記録媒体Ｐとしては、通常のインクジェットプリンタに適用される普通紙，再生紙，光沢紙等の各種紙，各種布地，各種不織布，樹脂，金属，ガラス等の材質からなる記録媒体が適用可能である。記録媒体Ｐの形態としては、ロール状、カットシート状、板状等が適用可能である。本実施形態では、記録媒体Ｐとしてロール状に巻かれた長尺な樹脂製フィルムを用いている。なお、本実施形態では、記録媒体Ｐとして紙、塩化ビリル、ＰＥＴが用いられる場合に対応させて、制御データが作成されている。光硬化性のインクは、記録媒体Ｐ上に着弾して染み込むと記録媒体Ｐに含まれている水分の影響を受けてしまう。吸収性は、記録媒体Ｐの種類毎に異なるために、インクに対する水分の影響も種類毎に異なってインクの硬化性も変動する。つまり、吸収性の高い記録媒体Ｐほどインクの硬化性を安定させなければならないために、高温に加熱しなければならない。例えば、吸収性は、紙＞塩化ビニル＞ＰＥＴの順であるために、これに相関するように加熱部３の加熱温度も紙＞塩化ビニル＞ＰＥＴの順に設定されることになる。加熱部３の熱量はプラテン２を介して記録媒体Ｐに伝導することから、一定の時間で一定の温度以下にプラテン２を冷却しようとすると、加熱温度が高かったものから吸引ファン９の回転速度を上げる必要がある。したがって、吸引ファン９の冷却時における回転速度も紙＞塩化ビニル＞ＰＥＴに設定されている。

続いて、インクジェットプリンタ１の動作について説明する。
画像記録動作の前に、記録媒体Ｐの種類が作業者によって入力部３３から入力されると、入力部３３は記録媒体Ｐの種類を認識し、この認識結果を制御部３０に出力する。制御部３０は、認識結果を基にして、記録媒体Ｐの種類に対応する加熱温度を記憶部３４から読み出して、当該加熱温度となるように加熱部３を制御しプラテン２を加熱する。

その後、作業者が入力部３３に画像記録指示を入力すると、制御部３０はインクジェットプリンタ１の各駆動部を制御して画像記録を行わせる。図１に示すインクジェットプリンタ１の記録動作中において、搬送ローラ４１に接続された搬送用駆動源３１が駆動されて搬送ローラ４１が所定量の回転と停止とを繰り返し、記録媒体Ｐはプラテン２に支持された状態でプラテン２の上面に沿いながら後方から前方へ向かい間欠的に移動する。なお、記録媒体Ｐがプラテン２に支持された状態では、加熱部３により加熱されたプラテン２の熱が伝導して記録媒体Ｐが加熱される。

そして搬送ローラ４１が停止する毎に、制御部３０は、記録媒体Ｐがプラテン２の上面に吸着されるように吸引ファン９を正転で回転させながら、キャリッジ用駆動源３２を制御して、記録媒体Ｐの直上でキャリッジ６を走査方向Ｙに沿って図１中右方から左方へ又は左方から右方へと移動させる。このとき、キャリッジ６に搭載されている４つの記録ヘッド７及び２つの光照射部８も、キャリッジ６の移動に追従して記録媒体Ｐの直上を走査方向Ｙに沿って移動する。

以下の説明では、キャリッジ６の移動方向を分かり易くするため、キャリッジ６が図１中右方から左方へと移動することを「往動」といい、キャリッジ６が図１中左方から右方へと移動することを「復動」という。

そして、キャリッジ６が往動又は復動している最中に、各記録ヘッド７は記録媒体Ｐに向かってインクをそれぞれ吐出する。記録媒体Ｐに着弾したインクは、記録媒体Ｐの熱により加熱されるために硬化性が安定する。さらにキャリッジ６が往動又は復動している最中には、キャリッジ６の移動方向の各記録ヘッド７より後側の光照射部８が照射されるために、記録媒体Ｐに着弾した直後のインクに紫外線が照射される。着弾したインクは記録媒体Ｐにより加熱された状態で、紫外線に反応して硬化し、記録媒体Ｐに定着する。

このように間欠搬送及びキャリッジ６の走査を繰り返して画像記録が完了すると、制御部３０は、加熱が停止させるように加熱部３を制御するとともに、逆転で回転するように吸引ファン９を制御する。これにより、プラテン２の中空部分２２にダクトを介して外気が送風されて、プラテン２が冷却されることになる。さらに、吸引ファン９により送風された空気は貫通孔２３から外部に向けて噴出するために記録媒体Ｐ自体も冷却される。
なお、この冷却時においては、制御部３０は入力部３３からの認識結果を基にして、記録媒体Ｐの種類に対応する回転速度を記憶部３４から読み出し、当該回転速度となるように吸引ファン９を制御している。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、画像記録時にはプラテン２上の記録媒体Ｐが吸着されながら加熱された状態で、記録媒体Ｐ上にインクが吐出されているので、記録媒体Ｐの平面性及びインクの硬化性を安定させながら画像を記録することができる。また、画像記録後には貫通孔２３を通過した空気により記録媒体Ｐが冷却されるとともに、貫通孔２３内を通過した空気によりプラテン自体も冷却されるので、プラテン２を自然冷却よりも短時間に冷却することが可能となり、画像記録後の記録媒体Ｐに対する熱伝導を抑えことができる。そして記録媒体Ｐ自体をも冷却しているので、記録媒体Ｐの熱変形を低減できる。
また、空気が貫通孔２３を通過する際には、その通過した空気によって記録媒体Ｐはプラテン２に対する吸着が解除され、プラテン２上から浮くことになる。記録媒体Ｐが浮けば、プラテン２及び記録媒体Ｐの空気に接する表面が吸着時よりも増加することになるために、冷却効率を高めることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、記録媒体Ｐの種類が入力部３３から作業者によって入力される場合を例示して説明しているが、記録媒体Ｐの種類を自動で認識するものであっても構わない。例えば、記録媒体Ｐに光を照射し、その反射光若しくは透過光を受光して反射率若しくは透過率を求めることで記録媒体の種類を認識するものや、記録媒体Ｐの重さや厚さ、表面粗さなどを検出してその検出結果から記録媒体の種類を認識するものなどが挙げられる。
また、本実施形態では、吸引ファン９が本発明に係る送風ファンを兼ねる場合について例示して説明したが、吸引ファンと送風ファンとを個別に設ける構成であっても構わない。

本実施形態にかかるインクジェットプリンタの概略構成を表す斜視図である。 図１のインクジェットプリンタの側面図である。 図１のインクジェットプリンタの主制御構成を表すブロック図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
２ プラテン
３ 加熱部
７ 記録ヘッド
８ 光照射部
９ 吸引ファン（送風ファン）
２３ 貫通孔
３０ 制御部
Ｐ 記録媒体

Claims (3)

1. 記録媒体を支持するプラテンと、
   前記記録媒体を加熱するために前記プラテンを加熱する加熱部と、
   前記プラテンに支持された記録媒体に向けてインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記プラテンに設けられた複数の貫通孔を介して当該プラテン上の記録媒体を吸引し前記プラテンに吸着させる吸引ファンと、
   前記貫通孔内に向けて送風する送風ファンと、
   前記加熱部、前記記録ヘッド、前記吸引ファン及び前記送風ファンを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、画像記録時には前記プラテン上の前記記録媒体が吸着されながら加熱された状態で、前記記録媒体上に前記インクが吐出されるように前記記録ヘッド、前記加熱部及び前記吸引ファンを制御し、画像記録後には前記プラテンに対する加熱が停止された状態で、前記貫通孔内に送風されるように前記加熱部及び前記吸引ファンを制御することを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記吸引ファンの回転方向は可変であり、
   前記吸引ファンの吸引時における回転方向が逆転されたものが前記送風ファンであることを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 請求項１又は２記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記インクがカチオン重合系の光硬化性インクであり、
   前記制御部の制御に基づいて、前記記録媒体上に着弾した前記光硬化性インクに対して光を照射して硬化させる光照射部を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。

Images