JP2008260207A

JP2008260207A - 印刷装置

Info

Publication number: JP2008260207A
Application number: JP2007104524A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Sakagami; 裕介坂上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2008-10-30

Abstract

【課題】乾燥に要するエネルギーを低減しつつ、インクによって剛性が低下している印刷
媒体の剛性を回復すること。
【解決手段】印刷後に、搬送ベルト８の上面に負圧を発生する貫通孔１４に対向している
箇所を含む印刷媒体７の一部を加熱するようにした。そのため、加熱によって印刷媒体７
から発生する水蒸気を貫通孔１４で吸引でき、加熱部分近傍の蒸気圧を低減し、インクに
含まれる水分の蒸発速度を向上でき、乾燥に要するエネルギーを低減しつつ、インクによ
って剛性が低下している印刷媒体７の剛性を回復することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、搬送ベルトによって搬送される印刷媒体に液体噴射ヘッドから液体を噴射し
て印刷を行う印刷装置に関する。

従来、この種の印刷装置にあっては、例えば、専用の液体受容層を有しない普通紙が印
刷媒体として用いられると、印刷媒体を構成するセルロース繊維が液体の溶媒である水を
吸収することで、セルロース繊維同士の水素結合が解離し、印刷媒体の剛性が低下し、紙
搬送、反転、及び排紙等の各機構において種々の不具合を生じ易くなってしまい、その結
果、印刷装置の信頼性が低下する恐れがあった。
そのため、このような印刷装置にあっては、例えば、液体を印刷媒体に噴射して印刷し
た後に、印刷媒体の下側から加熱した空気を送風することで、印刷媒体全体を乾燥させる
ものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−３３８１２６号公報

しかしながら、上記従来の印刷装置にあっては、印刷媒体全体を乾燥させるようになっ
ているため、印刷媒体の乾燥に大きなエネルギーが必要とされ、印刷装置が大型になって
しまう恐れがあった。
本発明は、上記従来の印刷装置に鑑みてなされたものであって、乾燥に要するエネルギ
ーを低減しつつ、液体によって剛性が低下している印刷媒体の剛性を回復できる印刷装置
を提供することを課題とする。

したがって、本発明の印刷装置は、搬送手段によって搬送される印刷媒体に液体噴射ヘ
ッドから液体を噴射して印刷を行う印刷装置であって、前記搬送手段は、前記印刷媒体と
接する接触面に負圧発生用吸込口を有し、前記印刷媒体の前記負圧発生用吸込口に対向し
ている箇所を含む部分を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、印刷媒体の一部のみを乾燥させるようにしたため、印刷媒体
全体を乾燥させる方法と異なり、乾燥に要するエネルギーを低減しつつ、インクによって
剛性が低下している印刷媒体の剛性を回復することができる。

さらに、負圧発生用吸込口に対向している箇所を含む部分を加熱するようにしたため、
加熱によって印刷媒体から発生する水蒸気を負圧発生用吸込口で吸引し、加熱部分近傍の
蒸気圧を低減することで、インクに含まれる水分の蒸発速度を向上することができ、乾燥
に要するエネルギーをより低減することができる。
また、前記加熱手段は、前記印刷媒体に接触せずに当該印刷媒体を加熱する非接触式加
熱手段であってもよい。

このような構成によれば、例えば、印刷媒体に接触して当該印刷媒体を加熱する方法と
異なり、加熱手段の接触によって、印刷媒体が汚れることを防止できる。
さらに、前記非接触式加熱手段は、光源と、前記光源からの光を収束する光学系と、前
記光学系で収束された光が前記印刷媒体の一部に向けて反射されるように回転するポリゴ
ンミラーと、を備えたものでもよい。

このような構成によれば、光源の点灯状態及びポリゴンミラーの回転状態を制御するこ
とで、印刷媒体の任意箇所を容易に加熱することができる。
また、前記非接触式加熱手段は、光源と、前記光源からの光を収束して前記印刷媒体の
一部に照射する光学系と、を備えたものでもよい。
このような構成によれば、回転反射鏡を用いる方法と異なり、比較的簡単な構成で印刷
媒体を加熱することができる。

さらに、前記非接触式加熱手段は、前記光源からの光が照射される先に前記印刷媒体が
あるときに当該光源に光を照射させ、前記光源からの光が照射される先に印刷媒体がない
ときには当該光源に光を照射させないものでもよい。
このような構成によれば、光源からの光が搬送手段に照射されることを防止でき、搬送
手段が加熱されることを防止できる。

以下、本発明の印刷装置の一例として、インクを吐出して印刷媒体に文字や画像等を印
刷するインクジェットプリンタを用いて、その実施形態を図面に基づいて説明する。
＜構成＞
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す構成図であり、図２は
、インクジェットプリンタの内部構成を示すブロック図である。この図１に示すように、
インクジェットプリンタは、給紙ユニット１、紙搬送ユニット２、ヘッドユニット３、ク
リーナユニット４、加熱ユニット５、及び排紙ユニット６を含んで構成される。

給紙ユニット１は、紙搬送ユニット２による印刷媒体７の搬送方向の上流側に配置され
、複数の印刷媒体７を収容し、収容されている印刷媒体７を、当該印刷媒体７の長手方向
を前記搬送方向に一致させて紙搬送ユニット２の上面に１枚ずつ給紙する。
図３は、本実施形態のインクジェットプリンタを、ヘッドユニット３、クリーナユニッ
ト４、及び加熱ユニット５を取り除いて上側から見た状態を示す平面図である。

紙搬送ユニット２は、紙搬送ユニット２による印刷媒体７の搬送方向に沿って配置され
た搬送ベルト８、搬送ベルト８が巻回された駆動ローラ９、従動ローラ１０及びテンショ
ンローラ１１、駆動ローラ９を回転駆動する搬送ベルトモータ１２、及びサクション吸引
部１３を含んで構成され、給紙ユニット１から給紙される印刷媒体７をヘッドユニット３
→加熱ユニット５→排紙ユニット６の順、つまり、図１の矢印方向に搬送する。

また、搬送ベルト８には、複数の貫通孔１４が穿孔されており、紙搬送ユニット２によ
る印刷媒体７の搬送方向と直交する幅方向の中央で前記搬送方向に沿って穿孔された複数
の貫通孔１４によって第１貫通孔列１５が形成され、前記幅方向の一端側で前記搬送方向
に沿って穿孔された複数の貫通孔１４によって第２貫通孔列１６が形成され、前記幅方向
の他端側で前記搬送方向に沿って穿孔された複数の貫通孔１４によって第３貫通孔列１７
が形成されている。これらの貫通孔列は、他の列に比べて貫通孔の密度が高く構成されて
いる。

サクション吸引部１３は、搬送ベルト８によって囲まれる空間に配置され、紙搬送ユニ
ット２による印刷媒体７の搬送時に、搬送ベルト８の上面、つまり、印刷媒体７と接する
接触面の貫通孔１４で負圧が発生して搬送ベルト８に印刷媒体７が吸着するように、ファ
ンモータ１８によって当該貫通孔１４から搬送ベルト８の外周面の空気を吸引する。
ヘッドユニット３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（
Ｋ）の各色毎に印刷媒体７の搬送方向にずらして紙搬送ユニット２の上方に配置され、紙
搬送ユニット２による印刷媒体７の搬送方向と交差する方向に形成された複数のノズルか
ら、紙搬送ユニット２によって搬送される印刷媒体７にインク滴を吐出して印刷を行う。

クリーナユニット４は、紙搬送ユニット２の上方で且つヘッドユニット３の上流側及び
下流側に分割されて配置され、ヘッドユニット３のクリーニング時に、ヘッドユニット３
を上方へ移動させ、ヘッドユニット３の下部へ入り込んでクリーニングを行う。
具体的には、ヘッドユニット３のクリーニングにあっては、まず、クリーナユニット４
のキャップをヘッドユニット３に対応する位置に移動させ、ヘッドユニット３のノズル面
にキャップを密着させる。そして、キャップに連通している負圧発生ポンプを作動させて
、ノズルからインクを吸引してキャップへ排出する。このように、ノズルからインクを吸
引する動作によれば、ノズルが乾燥して詰まっている状態やノズル付近にゴミ・紙粉等が
付着してインク滴の吐出を妨げている状態から回復することができる。

次に、弾性を有するブレードにノズル面をワイピングさせて、ノズル面に残留している
インクを拭い去る。そして、フラッシング（予備吐出）によってノズルのインクを排出さ
せて、ワイピングによって他の色が混じったノズルのインクを整える。
図４は、加熱ユニット４の概略構成を示す構成図であり、（ａ）は、紙搬送ベルトユニ
ット２による印刷媒体の搬送方向上流側から見た状態を示す側面図であり、（ｂ）は、上
側から見た状態を示す平面図である。

加熱ユニット５は、図４に示すように、紙搬送ユニット２の上方で且つヘッドユニット
３及びクリーナユニット４よりも下流に配置され、複数の光源１９、複数の光学系２０、
ポリゴンミラー２１、及び制御回路２２を含んで構成される。
光源１９は、紙搬送ユニット２による印刷媒体７の搬送方向に伸びているポリゴンミラ
ー２１の回転軸に向けて互いに平行に光を放射する複数の半導体レーザー及びＬＥＤ(Lig
ht Emitting Diode)等によって形成され、制御回路２２から出力される指令に従って、可
視領域から赤外領域までの領域の波長の光を光学系２０及びポリゴンミラー２１に向けて
放射する。

光学系２０は、光源１９からの光をそれぞれ収束させてポリゴンミラー２１に向けて照
射する。
ポリゴンミラー２１は、光学系２０それぞれから照射される光を、回転することで紙搬
送ユニット２によって搬送される印刷媒体７の幅方向の任意位置に反射可能な多面体反射
鏡とモータとによって形成され、制御回路２２から出力される指令に従って、印刷媒体７
の一部に向けて光学系２０から照射される光が反射されるように回転する。

制御回路２２は、光源１９からの光が照射される先に印刷媒体７があるときには、図５
に示すように、印刷媒体８へのインク滴の吐出状態に基づいて、第１〜第３貫通孔列１５
〜１７に対向している箇所を含み且つ印刷媒体７の搬送方向に沿って伸びている印刷媒体
７上の３本の直線２５〜２７のいずれかに光が照射されるように光源１９に光を照射させ
且つポリゴンミラー２１を回転させる指令を当該光源１９及び当該ポリゴンミラー２１そ
れぞれに出力する。

また、制御回路２２は、光源１９からの光が照射される先に印刷媒体７がないときには
、光源１９からの光が搬送ベルト８に照射されないように、光源１９を消灯させる指令を
当該光源１９に出力する。
排紙ユニット６は、紙搬送ユニット２による印刷媒体７の搬送方向の下流側に配置され
、加熱ユニット５によって乾燥が行われた印刷媒体７を取得して収容する。
以上、図１の紙搬送ユニット２が特許請求の範囲に記載の搬送手段を構成し、以下同様
に、図３の貫通孔１４が負圧発生用吸引口を構成し、図１の加熱ユニット５が加熱手段及
び非接触式加熱手段を構成する。

＜作用・効果＞
（１）このように、本実施形態のインクジェットプリンタにあっては、印刷媒体７の一
部のみを乾燥させるようにしたため、乾燥に要するエネルギーを低減しつつ、インクによ
って剛性が低下している印刷媒体７の剛性を回復することができる。
さらに、乾燥させる印刷媒体の一部として、搬送ベルト８の上面に負圧を発生する貫通
孔１４に対向している箇所を含む部分を加熱するようにしたため、図６に示すように、加
熱によって印刷媒体７から発生する水蒸気を貫通孔１４で吸引でき、加熱部分近傍の蒸気
圧を低減し、インクに含まれる水分の蒸発速度を向上でき、乾燥に要するエネルギーをよ
り低減することができる。

ちなみに、Ａ４サイズの印刷媒体７にベタ印字を行い、０．６７（ｇ）のインクで印刷
を行った場合、インク中の水分率を７５％とすれば、印刷媒体７に０．６７×０７５＝約
０．５（ｇ）の水が含まれることになる。この水を全て加熱して蒸発させるためには、４
０℃のときの蒸発潜熱２４０４（Ｊ／ｇ）を用いると、必要なエネルギーＥは、１２０２
Ｊ（Ｅ＝２４０４ｘ０．５＝１２０２Ｊ）となる。
そして、このエネルギーＥに基づいて、印刷媒体７の記録速度（ｐｐｍ）毎に、単位時
間当たりのエネルギーを算出すると下記表１のようになる。

また、印刷媒体の一部として、搬送ベルト８の上面に負圧を発生する貫通孔１４に対向
していない箇所のみを加熱する方法にあっては、図７に示すように、加熱によって印刷媒
体７から発生する水蒸気を貫通孔１４で吸引できず、加熱部分近傍に水蒸気が滞留して蒸
気圧が増大し、インクに含まれる水分の蒸発速度が低下する。
なお、本実施形態では、貫通孔１４を穿孔して第１〜第３貫通孔列１５〜１７を形成す
る例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図８に示すように、貫通孔１４
に代えてスリット２３を穿孔してもよく、図９に示すように、大きさの異なる貫通孔２４
を穿孔して第１〜第３貫通孔列１５〜１７を形成してもよい。

（２）また、印刷媒体７に接触せずに印刷媒体７を加熱する加熱ユニット５を用いるよ
うにしたため、例えば、印刷媒体７に接触して印刷媒体７の一部を加熱する方法と異なり
、加熱手段の接触によって、印刷媒体７が汚れることを防止できる。
なお、本実施形態では、加熱ユニット５として、印刷媒体７に接触せずに印刷媒体７を
加熱するものを用いる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、印刷媒体７
に接触して印刷媒体７を加熱するものであってもよい。ちなみに、接触せずに印刷媒体を
加熱するものにあっては、印刷媒体７に接触するものに比べ、印刷媒体７にたわみが生じ
にくく、搬送ベルト８に対する印刷媒体７の相対位置がずれにくい。

（３）さらに、可視領域から赤外領域の光を光学系２０で収束し、収束された光が印刷
媒体７の一部に向けて反射されるようにポリゴンミラー２１を回転するようにしたため、
光源１９の点灯状態及びポリゴンミラー２１の回転状態を制御することで、印刷媒体７の
任意箇所を容易に加熱できる。
ここで、光源１９からの光でインクに含まれる水分を乾燥させるためには、水分を加熱
して蒸発潜熱を供給する必要がある。

水分を効率的に加熱するためには、吸収波長と水への浸透深さとが関係する。
すなわち、赤外領域における水の吸収波長は、約１．４μｍ、約１．９μｍ、約３μｍ
、約６μｍ、約１０μｍ等であるため、光源１９として、これらの吸収波長を含む光を放
射するものを用いることでより効果的に水分を加熱できる。
なお、光源の絶対温度Ｔ（Ｋ）と最大エネルギー波長λmax（μｍ）との関係は、ウィ
ーンの変位則（λmax＝２８９７／Ｔ）によって表される。

また、水への浸透深さは、波長が５μｍのときに０．２ｍｍ程度となるため、厚さが０
．１ｍｍ前後の印刷媒体７に吐出されたインクに含まれる水分の厚さは最大でも０．１ｍ
ｍ程度であるので、波長が長い遠赤外領域の光でも効果的に水分を加熱できる。
なお、本実施形態では、光源１９として、半導体レーザー及びＬＥＤ等を用いる例を示
したが、これに限られるものではない。例えば、水分を効率的に加熱できるように、ハロ
ゲンランプ、セラミックヒータ、電熱ヒータ等を用いるようにしてもよい。

（４）また、本実施形態では、ポリゴンミラー２１を介して印刷媒体７の一部に光を照
射する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図１０に示すように、可視
領域から赤外領域までの領域の波長の光を放射するハロゲンライト等の複数の光源１９を
、紙搬送ユニット２によって搬送される印刷媒体７に対向する位置に印刷媒体７の搬送方
向と直交する方向にずらして配置し、光源１９からの光及び当該光源１９の反射ミラーで
反射された当該光を複数の光学系２０それぞれで収束して鉛直下方、つまり、搬送される
印刷媒体７にそのまま照射することで、印刷媒体７の一部を加熱するようにしてもよく、
そのようにすれば、ポリゴンミラー２１を用いる方法と異なり、ポリゴンミラー２１を回
転させるための機構を省くことができ、比較的簡単な構成で印刷媒体７を加熱できる。

さらに、ポリゴンミラー２１を用いずに、光源１９からの光を光学系で収束して印刷媒
体７に直接に照射する場合には、図１１に示すように、１つの光学系２０に対してＬＥＤ
等の複数の光源１９を配置してもよいし、図１２に示すように、光源１９として、印刷媒
体７の搬送方向に伸びている細長いハロゲンランプを用いてもよい。
細長いハロゲンランプを用いる方法にあっては、光源の有効長が長いほど加熱時間も長
くなる。例えば、紙搬送ユニット２による印刷媒体７の搬送速度をＶ、光源１９の有効長
をＬ、印刷媒体７が光源１９の有効長を通過する時間をｔとすると、印刷媒体７のインク
が吐出箇所はｔ＝Ｌ／Ｖ（sec.）の時間、光源１９によって加熱されることになる。

（５）また、光源１９からの光が照射される先に印刷媒体７があるときにのみ光源１９
を点灯させて当該光源１９に光を照射させ、光源１９からの光が照射される先に印刷媒体
７がないときには光源１９を消灯させ、光源１９に光を照射させないようにしたため、光
源１９からの光が搬送ベルト８に照射されることを防止でき、搬送ベルト８が加熱される
ことを防止できる。

インクジェットプリンタの概略構成を示す構成図である。インクジェットプリンタの内部構成を示すブロック図である。インクジェットプリンタを、ヘッドユニット、クリーナユニット、及び加熱ユニットを取り除いて上側から見た状態を示す平面図である。加熱ユニットの概略構成を示す構成図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。加熱ユニットの動作状態を説明するための説明図である。印刷媒体の乾燥状態を説明するための説明図である。比較例を説明するための説明図である。第１〜第３貫通孔列の変形例を説明するための説明図である。第１〜第３貫通孔列の変形例を説明するための説明図である。加熱ユニットの変形例の概略構成を示す側面図である。加熱ユニットの変形例の概略構成を示す側面図である。加熱ユニットの変形例の概略構成を示す構成図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１は給紙ユニット、２は紙搬送ユニット、３はヘッドユニット、４はクリーナユニット、
５は加熱ユニット、６は排紙ユニット、７は印刷媒体、８は搬送ベルト、９は駆動ローラ
、１０は従動ローラ、１１はテンションローラ、１２は搬送ベルトモータ、１３はサクシ
ョン吸引部、１４は貫通孔、１５は第１貫通孔列、１６は第２貫通孔列、１７は第３貫通
孔列、１８はファンモータ、１９は光源、２０は光学系、２１はポリゴンミラー、２２は
制御回路、２３はスリット、２４は貫通孔

Claims

搬送手段によって搬送される印刷媒体に液体噴射ヘッドから液体を噴射して印刷を行う
印刷装置であって、
前記搬送手段は、前記印刷媒体と接する接触面に負圧発生用吸込口を有し、
前記印刷媒体の前記負圧発生用吸込口に対向している箇所を含む部分を加熱する加熱手
段を備えたことを特徴とする印刷装置。
前記加熱手段は、前記印刷媒体に接触せずに当該印刷媒体を加熱する非接触式加熱手段
であることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
前記非接触式加熱手段は、光源と、前記光源からの光を収束する光学系と、前記光学系
で収束された光が前記印刷媒体の一部に向けて反射されるように回転するポリゴンミラー
と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
前記非接触式加熱手段は、光源と、前記光源からの光を収束して前記印刷媒体の一部に
照射する光学系と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
前記非接触式加熱手段は、前記光源からの光が照射される先に前記印刷媒体があるとき
に当該光源に光を照射させ、前記光源からのが照射される先に印刷媒体がないときには当
該光源に光を照射させないことを特徴とする請求項３又は４に記載の印刷装置。