JP2010125781A - インクジェットプリンタ - Google Patents

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Abstract

【課題】導波管を用いたインクジェットプリンタにおいて、メディアに吐出されたインクの乾燥速度を向上させる。
【解決手段】導波管30の終端部に、マイクロ波を回転反射終端するプロペラ部材46が取り付けられるとともに、導波管30の始端側及び終端側に、導波管30内を換気する換気部材70,80が取り付けられている。この換気部材70,80には、換気部38,39内と連通された通気路71,81と、通気路71,81に取り付けられてヒーターが内蔵されたファン72,82とが設けられている。そして、インクが吐出されたメディアを導波管本体31,32の挿入口41,42から導波管30内に挿入すると、マグネトロン43から供給されるとともにプロペラ部材46により反射されたマイクロ波によりインクが乾燥され、ファン72,82から温風が導波管30内に送り込まれることで、インクの乾燥が促進される。
【選択図】図3

Description

本発明は、インクを吐出させてメディアに画像等を形成するインクジェットプリンタに関する。
インクジェットプリンタにおいては、紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア(記録媒体)の表面あるいは表裏面に対して、酸性染料、反応染料、直接染料等の染料系インクや、ソルベントインク等の有機溶剤系の顔料系インクを吐出することによって印刷を行なう。このようなインクジェットプリンタにおいては、特に工業分野において、印刷後のメディアの出荷及び納品等を迅速かつ容易に行なうために、インクが吐出されたメディアを効率良く乾燥することが重要となる。
このため、特許文献1では、マイクロ波が供給される導波管にメディアを挿通させることで、メディアに吐出されたインクを乾燥させるインクジェットプリンタが考えられている。
特開2003−022890号公報
しかしながら、特許文献1に記載のインクジェットプリンタでは、メディアに吐出されたインクを乾燥させることができるものの、インク溶媒が気化することにより発生する溶媒蒸気が導波管内に滞留するため、この溶媒蒸気によりメディアに吐出されたインクの乾燥速度が十分に得られないという問題があった。
そこで、本発明は、導波管を用いたインクジェットプリンタにおいて、メディアに吐出されたインクの乾燥速度を向上させ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。
本発明に係るインクジェットプリンタは、メディアに向けてインクを吐出する吐出手段と、吐出手段によりインクが吐出されたメディアが内部に挿通される導波管と、導波管の始端部に設けられて、導波管に電磁波を供給する電磁波供給手段と、導波管の終端部に設けられて、電磁波供給手段により供給された電磁波を回転して反射する回転反射部材と、導波管内を換気する換気手段と、を有することを特徴とする。
本発明に係るインクジェットプリンタによれば、吐出手段によりインクが吐出されたメディアは、電磁波供給手段により電磁波が供給される導波管内に挿通される。このため、メディアに吐出されたインクは、この電磁波により乾燥される。そして、この電磁波供給手段により供給された電磁波は、導波管内を伝搬した後に、終端部において回転反射部材により反射されるため、再度、この反射された電磁波により、メディアに吐出されたインクが乾燥される。そして、換気手段により導波管内が換気されることで、電磁波により気化されたインクの溶媒蒸気が強制的に導波管外に排出されるため、メディアに吐出されたインクの乾燥速度を向上させることができる。しかも、この回転反射部材が回転することで、回転反射部材により反射される電磁波の反射方向が変化するため、電磁波供給手段により供給された電磁波と回転反射部材により反射された電磁波とにより発生する定在波が変動する。これにより、定在波のピーク位置が導波管内において変動するため、メディアに吐出されたインクの乾燥ムラを抑制することができる。
この場合、上記換気手段は、導波管の始端部及び終端部に設けられることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、導波管の始端部及び終端部に換気手段が設けられるため、導波管内における気体の流れを均一化させることができ、インクの乾燥ムラを抑制することができる。
また、上記換気手段は、導波管内に温風を送ることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、導波管内に温風を送ることで、インクの乾燥速度をより向上させることができる。
この場合、上記温風の温度は、40℃〜60℃であることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、導波管内に40℃〜60℃の温風を送ることで、温風による過加熱を防止して、インクの乾燥速度をより向上させることができる。
また、蒸気電磁波供給手段は、400W以上の電力により発生する電磁波を導波管に供給することが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、400W以上の電力により発生する電磁波を導波管に供給することで、インクの乾燥速度を向上させることができる。
本発明によれば、導波管を用いたインクジェットプリンタにおいて、メディアに吐出されたインクの乾燥速度を向上させることができる。
以下、図面を参照して、本発明に係るインクジェットプリンタの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
図1は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの斜視図であり、図2は、図1に示したインクジェットプリンタの断面図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、基台10に載置されてメディアMにインクを吐出するプリンタ部20と、プリンタ部20においてメディアMに吐出されたインクを乾燥する導波管30とを備えている。メディアMには、シート状の印刷媒体が用いられ、例えば、紙、絹、綿、塩化ビニルなどで構成される。また、インクには、酸性染料、反応染料、直接染料などの染料系インクや、ソルベントなどの有機溶剤系インクなどが用いられる。
プリンタ部20には、メディアMを搬送する搬送ローラ21と、プラテン22上のメディアMにインクを吐出するインクジェットヘッド23と、インクジェットヘッド23から吐出するインクを貯蔵するインクタンクが収納されたトナー部24と、ユーザが操作入力を行う操作部25と、が設けられている。
図3は、導波管の斜視図であり、図4は、導波管の平面図である。図3及び図4に示すように、導波管30は、断面矩形で長尺の導波管であって、中央部で略U字状に屈曲した2段形状になっている。そして、導波管30は、導波管本体31,32と、屈曲部33と、電磁波供給部34と、伝搬阻止部35と、整合部36と、回転反射部37と、換気部38,39とで構成されている。なお、導波管本体31,32、屈曲部33、電磁波供給部34、伝搬阻止部35、回転反射部37及び換気部38,39は、それぞれ端面にフランジ部が形成されている。そして、これらのフランジ部が重ねあわされて接続されることで、電磁波供給部34と伝搬阻止部35、伝搬阻止部35と整合部36、整合部36と換気部38、換気部38と導波管本体31、導波管本体31と屈曲部33、屈曲部33と導波管本体32、導波管本体32と換気部39、換気部39と回転反射部37とが、それぞれ連結されている。
導波管本体31,32は、長尺に形成されており、マイクロ波によりメディアMに吐出されたインクを乾燥させるものである。このため、導波管本体31,32には、それぞれ、インクジェットヘッド23によりインクが吐出されたメディアMが導波管本体31,32内に挿通される挿入口41,42が形成されている。
屈曲部33は、略U字状に形成されており、導波管本体31と導波管本体32との間に配置されて、導波管本体31及び導波管本体32とを上下2段に連結するものである。
電磁波供給部34は、導波管30の始端部に配置されており、マイクロ波を発生するマグネトロン43が取り付けられるものである。このマグネトロン43は、マイクロ波を発生して、導波管30内にマイクロ波を供給し、導波管30内においてマイクロ波を順方向D1,D2に搬送させるものである。なお、マグネトロン43から導波管30に供給されるマイクロ波の周波数をλgとする。
伝搬阻止部35は、導波管本体31と電磁波供給部34との間に配置されており、マイクロ波を一方向にのみ伝搬させるアイソレータ44が取り付けられるものである。このアイソレータ44は、周知のアイソレータで構成されており、電磁波供給部34から導波管本体31に向かうマイクロ波を伝搬させるが、導波管本体31から電磁波供給部34に向かうマイクロ波の伝搬を阻止するものである。
整合部36は、伝搬阻止部35と換気部38との間に配置されて、マイクロ波整合器45が取り付けられるものである。マイクロ波整合器45は、周知のマイクロ波整合器で構成されており、整合部36においてインピーダンス整合を行うことでマグネトロン43から供給されたマイクロ波の反射電力を小さくして、メディアMに吐出されたインクに対するマイクロ波の吸収効率を向上させるものである。
回転反射部37は、導波管30の終端部に配置されており、導波管30内に供給されたマイクロ波の反射終端処理を行うものである。
図5は、回転反射部の斜視透視図であり、図6は、回転反射部の縦断面図である。図5及び図6に示すように、回転反射部37には、プロペラ部材60と、短絡板90とが設けられている。
プロペラ部材60は、マグネトロン43から供給されたマイクロ波を反射終端するとともに、導波管30内に発生する定在波を変動させて乱すものである。このため、プロペラ部材60には、プロペラ部61と、このプロペラ部61を回転させるモータ部62とにより構成されている。
プロペラ部61は、回転反射部37内に配置されており、回転反射部37の内壁と所定距離だけ離間して、回転反射部37の内側断面と略同形の平板上に形成されている。そして、プロペラ部61は、その表裏面に、マイクロ波を反射する反射面611が形成されている。反射面611は、マイクロ波を好適に反射する形状に形成されており、平面状、又は、凸状若しくは凹状に湾曲した湾曲面状に形成されている。なお、プロペラ部61は、金属で形成されるのが好ましく、特に、SUS(ステンレス鋼)、アルミニウム、鋼板で形成されるのが好ましい。このように、プロペラ部61を金属で形成することで、導波管30に供給されたマイクロ波を効率的に反射させることができる。
モータ部62は、回転反射部37の上面(図4において上面)に設置されている。そして、モータ部62の回転出力軸63が、マイクロ波の搬送方向D2に対して垂直方向に向けて延びて、プロペラ部61に連結されている。これにより、モータ部62が回転駆動することにより、回転反射部37内において、プロペラ部61がマイクロ波の搬送方向D2に対して垂直方向の軸を中心軸として回転する。
そして、プロペラ部材60は、回転出力軸63の中心軸と回転反射部37の終端との離間距離Aが(n/2)λgとなるように配置されている。なお、nは、1以上の整数を示している。
短絡板90は、回転反射部37の終端面、すなわち、導波管30のマイクロ波の搬送方向D2の最先端部の面に設けられている。そして、短絡板90は、周知の短絡板であり、回転反射部37に搬送されたマイクロ波のうち、プロペラ部61により反射されなかったマイクロ波を終端させるものである。
また、図3及び図4に示すように、換気部38は、導波管30の始端部に配置されており、換気部39は、導波管30の終端部に配置されている。具体的には、換気部38は、整合部36と導波管本体31との間に配置されており、換気部39は、導波管本体32と回転反射部37との間に配置されている。換気部38,39は、導波管30内の全体を換気するものであるが、換気部38は、特に導波管本体31内に滞留する気体を換気し、換気部39は、特に導波管本体32内に滞留する気体を換気する。そして、換気部38,39には、それぞれ、給排気を行う換気部材70,80が取り付けられている。
図7は、換気部材70,80の分解斜視図である。図7に示すように、換気部材70,80には、それぞれ、換気部38,39内と連通された通気路71,81と、通気路71,81に取り付けられたファン72,82とが設けられている。
通気路71,81は、複数の角管が束ねられて構成されている。そして、各角管の矩形断面の縦幅をa、各角管の矩形断面の横幅bとすると、縦幅a及び横幅bが、導波管30内に供給されるマイクロ波の遮断波長以下となるように形成する。具体的には、導波管30内における伝送モードTMmnに対して、λg>1/{(m/2a)+(n/2b)}1/2となるように、縦幅a及び横幅bを設定する。
ファン72,82は、通気路71,81の先端である通気路71,81の吸排気口に取り付けられており、導波管30内を吸排気するものである。ファン72,82は、図示しないヒーターが内蔵されており、このヒーターに通電することでファン72,82から導波管30内に温風を送ることができる。ヒーターは、例えば、複数本の電熱線により構成されており、温風の温度は、通電する電熱線の本数により変更することができる。なお、ヒーターは、導波管30内の管内温度が40℃〜60℃になるように、ファン72,82から導波管30内に温風を送り込ませるように設定するのが好ましい。また、ファン72,82は、吸気と排気の切り替えが可能となっており、例えば、ファン72,82に入力する電圧を正負で切り替えることにより、吸排気を切り替えることができる。
次に、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1の動作について説明する。
まず、搬送ローラ21を回転させて、メディアMをプラテン22上まで搬送させる。そして、プラテン22上に載置されたメディアMに対して、インクジェットヘッド23からインクを吐出させる。これにより、メディアM上に画像や文字などが印刷される。
その後、インクが吐出されたメディアMを挿入口41から導波管本体31内に挿通させるとともに、導波管本体31から出てきたメディアMを挿入口42から導波管本体32に挿通させて、ファン72,82を駆動させながらマグネトロン43からマイクロ波を導波管30内に供給する。
なお、マグネトロン43から導波管30に供給するマイクロ波は、例えば、搬送ローラ21によるメディアMの送り速度が12cm/分、導波管本体31及び導波管本体32におけるマイクロ波の照射幅が12cm(6cm×2本)である場合、メディアMに対して照射エネルギーが500Wのマイクロ波を照射することで、500W×60秒=30000Jのマイクロ波を、メディアMに照射することができる。
次に、マグネトロン43から供給されたマイクロ波の作用について説明する。
マグネトロン43から導波管30内に供給されたマイクロ波は、まず、整合部36において、マイクロ波整合器45により反射電力が小さくされて、導波管本体31に搬送される。そして、導波管本体31に搬送されたマイクロ波の一部は、挿入口41から挿入されたメディアMに吐出されたインクに吸収され、このインクを乾燥させる。そして、導波管本体31においてインクの乾燥に用いられなかったマイクロ波は、導波管本体31を通過して、屈曲部33で屈曲された後、導波管本体32に搬送される。そして、導波管本体32に搬送されたマイクロ波の一部は、導波管本体31内と同様に、挿入口42から挿入されたメディアMに吐出されたインクに吸収され、このインクを乾燥させる。
その後、導波管本体32においてもインクの乾燥に用いられなかったマイクロ波は、導波管本体32を通過して、回転反射部37に搬送される。そして、回転反射部37に搬送されたマイクロ波は、プロペラ部材60のプロペラ部61で反射終端処理される。
ここで、プロペラ部材60によるマイクロ波の反射終端処理について詳しく説明する。
マグネトロン43からマイクロ波が供給されている間は、プロペラ部材60のモータ部62が回転駆動されて、プロペラ部61が回転反射部37内で回転している。このため、回転反射部37に搬送されたマイクロ波は、その一部がプロペラ部61の反射面611で反射される。ここで、プロペラ部61は、モータ部62の回転駆動により回転しているため、このマイクロ波は、プロペラ部61の回転角度より適宜変動する反射面611が向く方向に反射される。
図8は、回転反射部におけるプロペラ部の回転角度を示した図であり、図9は、図8に示したプロペラ部の各回転角度における定在波の状態を示した図である。なお、本実施形態では、プロペラ部61がマイクロ波の搬送方向D2に対して垂直な方向に向く回転角度を0°とし、上面視において、時計回りに回転角度が正の方向に大きくなるものとする。図8及び図9に示すように、プロペラ部61の回転角度が0°の場合は、図9(a)に示す定在波が発生する。そして、プロペラ部61の回転角度が45°に変動した場合は、図9(b)に示すように、プロペラ部61の回転角度が0°の定在波に対して、(1/6)λg位相がずれた定在波が発生する。そして、プロペラ部61の回転角度が90°に変動した場合は、図9(c)に示すように、プロペラ部61の回転角度が0°の定在波に対して、(1/3)λg位相がずれた定在波が発生し、プロペラ部61の回転角度が45°の定在波に対して、(1/6)λg位相がずれた定在波が発生する。
このように、プロペラ部61の回転により、プロペラ部61により反射されたマイクロ波の反射方向が変化するため、電磁波供給部34から回転反射部37に向かうマイクロ波とプロペラ部61により反射されたマイクロ波とによる定在波の発生が抑制されるとともに、この定在波のピーク位置が導波管30内において変動する。このように、定在波のピーク位置が変動することで、導波管本体31,32の長手方向におけるインクの乾燥ムラが抑制される。
このようにして回転反射部37において反射終端処理されたマイクロ波は、再度、回転反射部37から導波管本体32に戻される。そして、導波管本体32に搬送されたマイクロ波の一部は、挿入口42から挿入されたメディアMに吐出されたインクに吸収され、このインクを乾燥させる。そして、導波管本体32においてインクの乾燥に用いられなかったマイクロ波は、導波管本体32を通過して、屈曲部33で屈曲された後、導波管本体31に搬送される。そして、導波管本体31に搬送されたマイクロ波の一部は、挿入口41から挿入されたメディアMに吐出されたインクに吸収され、このインクを乾燥させる。その後、導波管本体31においてもインクの乾燥に用いられなかったマイクロ波は、導波管本体31を通過して、伝搬阻止部35まで搬送される。そして、伝搬阻止部35に搬送されたマイクロ波は、伝搬阻止部35に取り付けられたアイソレータ44により、電磁波供給部34への伝搬が阻止される。
次に、ファン72,82の換気作用について説明する。
上述したように、導波管本体31,32の挿入口41,42から挿入されたメディアMにマイクロ波が照射されると、このメディアMに吐出されたインクは、溶媒が蒸発して溶媒蒸気を発生しながら乾燥する。そこで、ファン72,82を駆動させることで、導波管30内に滞留している溶媒蒸気を導波管30外に排出して、インクの乾燥を促進させる。
ファン72,82を吸気方向に駆動させると、ファン72,82から導波管30内に外気が送り込まれて、導波管30内に滞留している気体が、導波管本体31,32に形成された挿入口41,42から導波管30外に押し出される。このようなファン72,82の換気作用により、導波管30内においてマイクロ波の照射により気化したインクの溶媒蒸気が挿入口41,42から導波管30外に排出されることで、導波管30内の乾燥状態が維持されて、インクの乾燥が促進される。このとき、ファン72,82に内蔵されたヒーターに通電して、導波管30の管内温度が40℃〜60℃になるように、ファン72,82から所定の温度の温風を導波管内に送り込む。すると、導波管30内に送り込まれた温風により、インクの乾燥が更に促進される。
一方、ファン72,82が排気動作を行うと、導波管本体31,32に形成された挿入口41,42から導波管30内に外気が吸引されて、ファン72,82から導波管30内の気体が導波管30外に排出される。このようなファン72,82の換気作用により、導波管30内においてマイクロ波の照射により気化したインクの溶媒蒸気がファン72,82から導波管30外に排出されることで、導波管30内の乾燥状態が維持されて、インクの乾燥が促進される。
次に、本発明に係るインクジェットプリンタ1の実施例について説明する。なお、インクジェットプリンタ1として、実施例1〜実施例6は、株式会社ミマキエンジニアリング製のJV33を用いた。
[実施例1]
実施例1では、インクジェットプリンタ1を用いてインクを乾燥させたときの、メディアMのブロッキング状態及び裏ゴア状態について実験観察した。なお、ブロッキングとは、メディアMを構成する塩ビのメディアとメディアの保護シートとが固着する現象をいい、裏ゴアとは、保護シートが歪んでメディアが湾曲(カール)する現象をいう。
実験条件は、
(1)使用インク:Eco−HS1インク(ソルベントインク)
(2)メディア:白塩ビ光沢(中期)
(3)印刷条件:540×1080dpi−6P1L−Bi
300% ベタ印刷
(4)メディアの巻き取りトルク:最大
(5)プレヒーター:35℃
(6)プリントヒーター:35℃
(7)乾燥条件:
〈実施例1−1〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:500W
・ファンによる送風
送風量:強風モード(4.80m/min)
風 温:46〜47℃(導波管30の管内温度)
〈実施例1−2〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:500W
・ファンによる送風
送風量:強風モード(4.80m/min)
弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
冷風(ヒーターOFF:室温)
〈実施例1−3〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:600W
・ファンによる送風
送風量:強風モード(4.80m/min)
弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
冷風(ヒーターOFF:室温)
(8)終端:プロペラ部材による反射終端(4.5V)
である。
なお、プレヒーターは、従来のインクジェットプリンタで用いられたプレヒーターであり、メディアMがプラテン22に搬送される前段階でメディアMを所定温度にするヒーターである。プリントヒーターは、従来のインクジェットプリンタで用いられたプリントヒーターであり、プラテン22に載置されたメディアMを所定温度にするヒーターである。また、ファンは、市販のドライヤーを使用し、ファンにより導波管30内に送風する風温は、ヒーターにより熱せられた外気がファンにより導波管30内に送られることにより、導波管30内において計測される管内温度である。
表1は、実施例1−1の実験結果を示しており、表2は、実施例1−2の実験結果を示しており、表3は、実施例1−3の実験結果を示している。


表1に示すように、メディアMにマイクロ波を照射して、導波管30内を換気することで、ブロッキング及び裏ゴアの発生が抑制されることが分かった。また、ファン72,82から冷風を送るよりも温風を送る方が、ブロッキング及び裏ゴアの発生が抑制されることが分かった。
[実施例2]
実施例2では、インクジェットプリンタ1を用いてインクを乾燥させたときの、メディアMのブロッキングの発生状態について実験観察した。実施例2では、マグネトロン43からマイクロ波を発生させる電力を0W、300W、400W、500W、600Wと変化させるとともに、ファン72,82を強風モード(風量:4.80m/min)と弱風モード(風量:2.37m/min)とに分けて、46℃〜47℃(管内温度)の温風を導波管30内に送り込んで乾燥させたものを用いた。そして、実施例2の比較例2として、マグネトロン43及びファン72,82を作動させずに、メディアMにインクを吐出させた後工程において、電熱線が内蔵されたアフターヒーター(50℃)上にメディアMを通過させた後、1日放置したものを用いた。そして、実施例2と対比する引用例2として、従来のインクジェットプリンタにより印刷したものを用いた。
実験条件は、
(1)使用インク:Eco−HS1インク(ソルベントインク)
(2)メディア:白塩ビ光沢(中期)
(3)印刷条件:540×1080dpi−6P1L−Bi
300% ベタ印刷
(4)メディアの巻き取りトルク:最大
(5)プレヒーター:35℃
(6)プリントヒーター:35℃
(7)プロペラ部の回転速度:15.6rpm
(8)乾燥条件:
〈実施例2−1〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:600W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例2−2〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:500W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例2−3〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:400W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例2−4〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:300W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例2−5〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:0W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈比較例2〉
・アフターヒーター+自然乾燥(24時間放置)
アフターヒーターの温度:50℃
(9)終端:プロペラ部材による反射終端(4.5V)
である。
この実験方法により乾燥させたメディアを撮像した写真を図10に示す。そして、実施例2−1〜実施例2−5及び比較例2におけるブロッキングの発生を、発生の低い順に、5(発生なし)、4(若干発生する)、3(全体的に少し発生する)、2(全体的に多く発生する)、1(発生あり(裏移り))の数字の評点で示した。
表4は、実施例2の実験結果を示し、図11は、表4の実験結果をグラフに表した図である。

表4及び図11に示すように、実施例2では、マグネトロン43の電力を400W以上にしてマイクロ波を照射させ、ファン72,82から温風を導波管30内に送り込むことで、乾燥後のインク量を十分低減することができることが分かった。そして、実施例2では、マグネトロン43の電力を600W以上とすることで、ブロッキングの発生を比較例2と同等レベルに抑制できることが分かった。
[実施例3]
実施例3では、インクジェットプリンタ1を用いてインクを乾燥させたときの、消しゴム擦過性、水擦過性、アルコール擦過性について実験観察した。実施例3では、マグネトロン43からマイクロ波を発生させる電力を500Wに固定し、ファン72,82を弱風モード(風量:2.37m/min)に設定して、46℃〜47℃(管内温度)の温風を導波管30内に送り込んで乾燥させたものを用いた。そして、実施例3と対比する引用例3として、従来のインクジェットプリンタにより印刷したものを用いた。
実験条件は、
(1)使用インク:Eco−HS1インク(ソルベントインク)
(2)メディア:白塩ビ光沢(中期)
(3)印刷条件:540×1080dpi−6P1L−Bi
100%、20% ベタ印字
(4)メディアの巻き取りトルク:最大
(5)プレヒーター:35℃
(6)プリントヒーター:35℃
(7)印刷濃度、乾燥条件:
〈実施例3〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:500W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈比較例3〉
・アフターヒーター+自然乾燥(24時間放置)
アフターヒーターの温度:50℃
である。
(8)終端:プロペラ部材による反射終端(4.5V)
消しゴム擦過性の評価方法は、断面7φの消しゴムに1.0kgfの荷重を加えて印刷面を10往復させた後、インクのかすれ度合いを評価した。そして、この評価は、擦過性の高い方から順に、10(擦過性が高い)〜1(擦過性が低い)の数値を評点として表した。
水擦過性の評価方法は、イオン交換水を綿棒に染込ませて、印刷面を100往復させた後、インクの綿棒への色移りと、印刷面の剥離とを、目視により確認した。そして、綿棒への色移り及び印刷面の剥離が確認された場合は“×”とし、綿棒への色移り及び印刷面の剥離が確認されなかった場合は“○”とした。
アルコール擦過性の評価方法は、10%刻みで0〜100%のアルコール水溶液を濃度別に綿棒に染込ませて、印刷面を10往復させた後、印刷面の変化を目視により確認した。そして、印刷面の変化が確認されなかったアルコール濃度数を評点として表した。
なお、K,M,C,Y,Lm,Lcはそれぞれインクの色を示しており、KはBlack、MはMagenta、CはCyan、YはYellow、LmはLight magenta、LcはLight cyanを示している。
表5に、実施例3の実験結果を示し、表6に、比較例3の実験結果を示す。また、消しゴム擦過性に関する実施例3と比較例3との比較を図12(a)に示し、アルコール擦過性に関する実施例3と比較例3との比較を図12(b)に示す。

表5、表6及び図12に示すように、実施例3は、比較例3と比較して、多少の相違はあるものの、同等レベルの擦過性を有することが分かった。
[実施例4]
実施例4では、インクジェットプリンタ1を用いてインクを乾燥させて、所定時間後にメディアMをカットとしたときのメディアMの収縮について実験観察した。実施例4では、インクをメディアMに吐出してから、1時間後、3時間後、6時間後、24時間後にメディアMをカットしたものを用いた。そして、実施例4と対比する引用例4として、従来のインクジェットプリンタにより印刷したものを用いた。
実験条件は、
(1)使用インク:Eco−HS1インク(ソルベントインク)
(2)メディア:白塩ビ光沢(中期)
(3)印刷条件:540×1080dpi−6P1L−Bi
・300%濃度:C,M,Yを各100%濃度で印刷
・200%濃度:M,Cを各100%濃度で印刷
(4)メディアの巻き取りトルク:最大
(5)プレヒーター:35℃
(6)プリントヒーター:35℃
(7)乾燥条件:
〈実施例4〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:500W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈比較例4〉
・アフターヒーター+自然乾燥(24時間放置)
アフターヒーターの温度:50℃
(8)終端:プロペラ部材による反射終端(4.5V)
である。
この実験方法により乾燥させてカットしたメディアを撮像した写真を図13に示す。図13に示すように、実施例4は、印刷濃度に関係なく、インク吐出後1時間経過した段階で、既にメディアMの収縮が殆ど確認されない。そして、実施例4における1時間経過後カットの収縮レベルは、比較例4における24時間経過後カットの収縮レベルと略同等となっている。これにより、実施例4は、比較例4に比べて、インクの乾燥速度が速く、極めて短時間にメディアMの収縮を抑制できることが分かった。
[実施例5]
実施例5では、インクジェットプリンタ1を用いてインクを乾燥させたときの、色相変化について観察した。実施例6では、K,C,M,Y,C+Y,M+Y,C+Mの各色のインクで印刷したものを用い、それぞれ、印刷濃度が10%刻みで10%〜100%の範囲で印刷したものを用いた。そして、色相を定量化するために、L*a*b*色空間を用いた。L*a*b*色空間は、CIE(国際照明委員会)やJIS Z 8729などで定められているもので、L*軸、a*軸、b*軸の各軸の数値によって色が定量化されている。L*は明度(濃度)を表し、a*はプラス側で赤味、マイナス側で緑味を表し、b*はプラス側で黄味、マイナス側で青みを表す。そして、実施例5と対比する引用例5として、従来のインクジェットプリンタにより印刷したものを用いた。
実験条件は、
(1)使用インク:Eco−HS1インク(ソルベントインク)
(2)メディア:白塩ビ光沢(中期)
(3)印刷条件:540×1080dpi−6P1L−Bi
100% ベタ印刷
(4)メディアの巻き取りトルク:最大
(5)プレヒーター:35℃
(6)プリントヒーター:35℃
(7)乾燥条件:
〈実施例5〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:600W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈比較例5〉
・アフターヒーター+自然乾燥(24時間放置)
アフターヒーターの温度:50℃
(8)終端:プロペラ部材による反射終端(4.5V)
である。
表7に、実施例5の色空間(L*、a*、b*)の実験結果を示し、表8に、比較例5の色空間(L*、a*、b*)の実験結果を示す。図14(a)に、実施例5におけるa*とb*とで表される各色の色再現範囲を示し、図14(b)に、比較例5におけるa*とb*とで表される各色の色再現範囲を示す。図15に、印刷濃度が100%であるときの各色のa*及びb*に関する実施例5と比較例5の対比を示す。表9に、L*a*b*の色空間における色差ΔE*(ab)を示す。


表7〜表9、図14及び図15に示すように、実施例5は、比較例5と比較すると、僅かな違いがあるものの、L*a*b*色空間において殆ど同一レベルの色相であることが分かった。
[実施例6]
実施例6では、インクジェットプリンタ1を用いてインクを乾燥させたときの、印刷面からの反射濃度変化について観察した。実施例6では、K,C,M,Y,C+Y,M+Y,C+Mの各色のインクで印刷したものを用い、それぞれ、印刷濃度が10%刻みで10%〜100%の範囲で印刷したものを用いた。そして、実施例6と対比する引用例6として、従来のインクジェットプリンタにより印刷したものを用いた。なお、実験条件は、実施例5と同一である。
表10に、実施例6の反射濃度の実験結果を示し、表11に、比較例6の反射濃度の実験結果を示し、表12に、実施例6と比較例6との反射濃度の差を表12に示す。また、図16及び図17に、各色の実施例6と比較例の反射濃度を示す。そして、図16(a)は、Kの反射濃度を示し、図16(b)は、Cの反射濃度を示し、図16(c)は、Mの反射濃度を示し、図16(d)は、Yの反射濃度を示す。また、図17(a)は、C+Yの反射濃度を示し、図17(b)は、M+Yの反射濃度を示し、図17(c)は、C+Mの反射濃度を示す。


表10〜表12、図16及び図17に示すように、実施例6は、比較例7と比較しても、殆ど反射濃度の差が無いことが分かった。
[実施例7]
実施例7では、インクジェットプリンタ1を用いてインクを乾燥させたときの、乾燥状態について観察した。実施例7では、株式会社ミマキエンジニアリング社製:JV5を使用して、ES3インク、ECO−HS1インクで印刷したものを用いた。そして、実施例7と対比する引用例7として、従来のインクジェットプリンタにより印刷したものを用いた。
実験条件は、
(1)使用インク:ES3インク、Eco−HS1インク(ソルベントインク)
(2)メディア:白塩ビ光沢(中期)
(3)印刷条件:720×1080dpi−Hi−Bi
300% ベタ印刷
(4)メディアの巻き取りトルク:最大
(5)プレヒーター:50℃
(6)プリントヒーター:40℃
(7)乾燥条件:
〈実施例7〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:700W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
・プロペラ部材の回転速度:3rpm
〈比較例7〉
・アフターヒーター+自然乾燥(24時間放置)
アフターヒーターの温度:50℃
(8)終端:プロペラ部材による反射終端(4.5V)
である。
そして、乾燥状態を評価するために、目視にてブロッキング及び乾燥ムラを確認した。
ブロッキングの評価は、ブロッキングの発生度合いが低い方から順に、5(発生なし)、4(若干発生)、3(全体的に少なく発生)、2(全体的に多く発生)、1(裏移りが発生)の数値を評点として表した。
乾燥ムラの評価は、下記に示すように、乾燥ムラの発生度合いが低い方から順に、5(均一照射)、4(太い筋が発生)、3(細い筋が発生)、2(玉が発生)、1(裏ゴアなし)の数値を評点として表した。
表13に実施例7の実験結果を示す。表13は、インク別のブロッキングと乾燥ムラの発生状態を示している。
表13に示すように、マイクロ波の照射時間が長いほど、乾燥状態が良好であり、乾燥ムラも押さえられることが分かった。これにより、マイクロ波の照射時間が長いほど、定在波からインクを通して熱が伝わり、乾燥効率が高まること考えられる。そして、JV5を用いる場合、マイクロ波照射時間は、単位面積あたり64秒以上が望ましいことが分かった。
なお、印字速度が遅くなると(10cm/min以下)湯気が発生した。これは、溶剤の蒸発によるものと考えられる。また、比較例7でも、乾燥するにつれて印字面が白く濁ってきた。これは、インクの特性によるものと考えられる。
[実施例8]
実施例8では、インクジェットプリンタ1を用いたメディア送り速度の違いによる乾燥状態について観察した。実施例8では、株式会社ミマキエンジニアリング社製:JV5、株式会社ミマキエンジニアリング社製:JV33を使用して印刷したものを用いた。そして、実施例8と対比する引用例8として、従来のインクジェットプリンタにより印刷したものを用いた。
実験条件は、
(1)使用インク:Eco−HS1インク(ソルベントインク)
(2)メディア:白塩ビ光沢(中期)
(3)印刷条件:540×1080dpi−6,12,24−Hi−Bi
300% ベタ印刷
(4)メディアの巻き取りトルク:最大
(5)プレヒーター:35℃
(6)プリントヒーター:35℃
(7)乾燥条件:
〈実施例8−1〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:0W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例8−2〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:300W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例8−3〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:400W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例8−4〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:500W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例8−5〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:600W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈実施例8−6〉
・マグネトロンによるマイクロ波照射
マグネトロンの電力:700W
・ファンによる送風
送風量:弱風モード(2.37m/min)
風 温:温風(ヒーターON:46〜47℃)
〈比較例8〉
・アフターヒーター+自然乾燥(24時間放置)
アフターヒーターの温度:50℃
(8)終端:プロペラ部材による反射終端(4.5V)
プロペラ部材の回転速度:3rpm
である。
そして、乾燥状態を評価するために、インクジェットプリンタ1を用いてインクを乾燥させたときの、メディアの重量差を計測し、目視によりブロッキング及び乾燥ムラを確認した。
メディアの重量差は、マイクロ波照射後のメディア重量(g)から印刷前のメディア重量(g)を減算することで計測した。
ブロッキングの評価は、ブロッキングの発生度合いが低い方から順に、5(発生なし)、4(若干発生)、3(全体的に少なく発生)、2(全体的に多く発生)、1(裏移りが発生)の数値を評点として表した。
乾燥ムラの評価は、乾燥ムラの発生度合いが低い方から順に、5(均一照射)、4(太い筋が発生)、3(細い筋が発生)、2(玉が発生)、1(裏ゴアなし)の数値を評点として表した。
表14〜表17及び図18に実施例8の実験結果を示す。表14は、メディアの送り速度と単位面積あたりのマイクロ波照射時間との関係を示しており、表15は、メディア重量差を示しており、表16は、ブロッキング評価を示しており、表17は、乾燥ムラ評価を示している。また、図18は、実施例8における送り速度別のマグネトロン電力とメディア重量差との関係を示した図である。



表14〜表17及び図18に示すように、メディアの送り速度を遅くしてマイクロ波照射時間を長くしたり、高速印刷する場合は、単位面積あたりのマイクロ波照射量を大きくしたりすることで、乾燥状態が良好になることが分かった。また、JV5においては、(1)メディア送り速度が12cm/min以下、(2)単位面積あたりのマイクロ波照射時間が54sec(秒)、(3)マグネトロン駆動電量が600W以上である場合に、乾燥状態が良好になることが分かった。
これらの結果、メディア送り速度が12cm/min、単位面積あたりのマイクロ波照射量が600W以上とするのが望ましい。そして、マイクロ波照射時間が長いほど、定在波からインクを通して熱が伝わり、乾燥効率が高まること考えられる。また、高速印刷へ対応させるためには、単位面積あたりのマイクロ波照射量を大きくする必要があることが分かった。
このように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1よれば、インクジェットヘッド23によりメディアMにインクが吐出されると、このメディアMは、マグネトロン43によりマイクロ波が供給される導波管30内に挿通される。そして、このマグネトロン43により供給されたマイクロ波は、導波管30内を伝搬した後に、回転反射部37においてプロペラ部材60のプロペラ部61により反射終端されるため、再度、この反射されたマイクロ波により、メディアMに吐出されたインクが乾燥される。そして、換気部38,39においてファン72,82により導波管30内が換気されることで、マイクロ波の照射により気化されたインクの溶媒蒸気が強制的に導波管30外に排出されるため、メディアMに吐出されたインクの乾燥速度を向上させることができる。しかも、このファン72,82が回転することで、プロペラ部61により反射されるマイクロ波の反射方向が変化するため、マグネトロン43により供給されたマイクロ波とプロペラ部61により反射されたマイクロ波とにより発生する定在波が変動する。これにより、定在波のピーク位置が導波管30内において変動するため、メディアMに吐出されたインクの乾燥ムラを抑制することができる。
また、導波管30の始端部及び終端部にファン72,82が設けられた換気部38,39が配置されているため、導波管30内における気体の流れを均一化させることができ、インクの乾燥ムラを抑制することができる。
また、ファン72,82から導波管30内に温風を送ることで、インクの乾燥速度をより向上させることができ、しかも、管内温度が40℃〜60℃となるように導波管30内に温風を送ることで、温風による過加熱を防止して、インクの乾燥速度を向上させることができる。
また、マグネトロン43により400W以上の電力により発生するマイクロ波を導波管30に供給することで、インクの乾燥速度をより向上させることができ、インクの残量を効果的に低減することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ファン72を、整合部36と導波管本体31との間に配置される換気部38に設け、ファン82を、導波管本体32と回転反射部37との間に配置される換気部39に設けるものとして説明したが、少なくとも、ファン72,82によって導波管本体31,32の挿入口41,42を挟むことができれば、如何なる位置に設けてもよい。また、ファンの数は特に限定されるものではなく、例えば、導波管本体31の両端部に一対のファンを設け、更に、導波管本体32の両端部に別の一対のファンを設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、プロペラ部61を、回転出力軸63を中心として羽が双方向に延びる平板状とし、マイクロ波の搬送方向D2に対して垂直方向の軸を中心軸として回転するものとして説明したが、プロペラ部61の形状や回転方向などは、如何なるものであってもよい。
また、上記実施形態では、回転反射部37において、プロペラ部61に反射されなかったマイクロ波は短絡板90により終端させるものとして説明したが、例えば、回転反射部37の後段に、マイクロ波を反射する反射終端部を設け、この反射終端部によっても、マイクロ波を反射させるものとしてもよい。
また、上記実施形態では、2段の導波管を用いて説明したが、1段の導波管でもよく、3段以上の導波管でもよい。
本実施形態に係るインクジェットプリンタの斜視図である。 図1に示したインクジェットプリンタの断面図である。 導波管の斜視図である。 導波管の平面図である。 回転反射部の斜視透視図である。 回転反射部の縦断面図である。 換気部材70,80の分解斜視図である。 回転反射部におけるプロペラ部の回転角度を示した図である。 図8に示したプロペラ部の各回転角度における定在波の状態を示した図である。 実施例2において乾燥させたメディアを撮像した写真である。 表4の実験結果をグラフに表した図である。 実施例3の実験結果を示した図であり、(a)は、消しゴム擦過性に関する実施例3と比較例3との比較を示した図であり、(b)は、アルコール擦過性に関する実施例3と比較例3との比較を示した図である。 実施例4において乾燥させてカットしたメディアを撮像した写真である。 実施例5の実験結果を示す図であり、(a)は、実施例5における各色の色再現範囲を示した図であり、(b)は、比較例5における各色の色再現範囲を示した図である。 実施例5と比較例5の実験結果の対比を示した図である。 実施例6と比較例6の反射濃度の実験結果を示す図であり、(a)は、Kの反射濃度、(b)は、Cの反射濃度、(c)は、Mの反射濃度、(d)は、Yの反射濃度を示す。 実施例6と比較例6の反射濃度の実験結果を示す図であり、(a)は、C+Yの反射濃度、(b)は、M+Yの反射濃度、(c)は、C+Mの反射濃度を示す。 実施例8における送り速度別のマグネトロン電力とメディア重量差との関係を示した図である。
符号の説明
1…インクジェットプリンタ、10…基台、20…プリンタ部、21…搬送ローラ、22…プラテン、23…インクジェットヘッド、24…トナー部、25…操作部、30…導波管、31…導波管本体、32…導波管本体、33…屈曲部、34…電磁波供給部、35…伝搬阻止部、36…整合部、37…回転反射部、38,39…換気部、41,42…挿入口、43…マグネトロン(電磁波供給手段)、44…アイソレータ(伝搬阻止手段)、45…マイクロ波整合器、60…プロペラ部材(回転反射部材)、61…プロペラ部、62…モータ部、63…回転出力軸、70,80…換気部材、71,81…通気路、72,82…ファン、90…短絡板、611…反射面、A…離間距離、M…メディア。

Claims (5)

  1. メディアに向けてインクを吐出する吐出手段と、
    前記吐出手段によりインクが吐出されたメディアが内部に挿通される導波管と、
    前記導波管の始端部に設けられて、前記導波管に電磁波を供給する電磁波供給手段と、
    前記導波管の終端部に設けられて、前記電磁波供給手段により供給された電磁波を回転して反射する回転反射部材と、
    前記導波管内を換気する換気手段と、
    を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
  2. 前記換気手段は、前記導波管の始端部及び終端部に設けられることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットプリンタ。
  3. 前記換気手段は、前記導波管内に温風を送ることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットプリンタ。
  4. 前記温風の温度は、40℃〜60℃であることを特徴とする請求項3に記載のインクジェットプリンタ。
  5. 前記電磁波供給手段は、400W以上の電力により発生する電磁波を前記導波管に供給することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のインクジェットプリンタ。
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