JP2011005657A - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクヘッドとカッティングヘッドと一対の紫外線照射装置とを備え、それら全体の長さを抑制したインクジェット式記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット式記録装置は、紫外線が照射されると硬化するインクを記録媒体に吐出し、左右方向に移動可能なインクヘッド２と、インクヘッド２の左右の側部にそれぞれ設けられた一対の紫外線照射装置４ａ、４ｂと、インクヘッド２の側方に位置するようにインクヘッド２に着脱自在に取付けられ、記録媒体を切断するカッティングヘッド３とを備える。インクヘッド２とカッティングヘッド３とが取り付けられた際に、カッティングヘッド３の少なくとも一部が、一方の紫外線照射装置４ａの後方に位置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、カッティング機能を備えたインクジェット式記録装置に関する。

従来、この種のインクジェット式記録装置としては、例えば、下記特許文献１に開示されたようなものが存在する。即ち、この従来のものは、インクを記録用紙等の記録媒体に吐出するインクヘッドと、印刷後の記録媒体を切断するカッティングヘッドとを備えている。カッティングヘッドは、インクヘッドの左側部に着脱自在に取付けられている。インクヘッドによる印刷の際には、インクヘッドとカッティングヘッドとが接続され、インクヘッドはカッティングヘッドと共にガイドレールに沿って左右方向に移動する。一方、記録媒体を切断する際には、カッティングヘッドはインクヘッドから切り離され、単独で左右方向に移動する。

また、他のインクジェット式記録装置として、紫外線が照射されると硬化するインク（以下、「紫外線硬化インク」という）を吐出するインクヘッドと、記録媒体に吐出された紫外線硬化インクに紫外線を照射する一対の紫外線照射装置とを備えたものも存在する（特許文献２参照）。一対の紫外線照射装置はインクヘッドの左右の側部にそれぞれ取付けられており、両紫外線照射装置はインクヘッドと一体となって、ガイドレールに沿って左右方向に移動する。

特開２００６−５６６４２号公報 特開２００５−１４４６７９号公報

ところで、特許文献２に係るインクジェット式記録装置において、特許文献１に開示されたようなカッティングヘッドを付加しようとする場合は、カッティングヘッドを左側の紫外線照射装置の左側方に配置するのが安易であり、かつ一般的である。しかし、これによると、インクヘッドとカッティングヘッドと両紫外線照射装置とが左右方向に直列に配置されるため、それら全体の左右方向の長さが長くなりすぎるという難点がある。近年、印刷スピードを上げるために、インクヘッドが大型化する傾向にある。ところが、インクヘッドが大型化すると、インクヘッド、カッティングヘッド及び両紫外線照射装置の全体の左右方向長さは、更に長くなってしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インクヘッドとカッティングヘッドと一対の紫外線照射装置とを備え、それら全体の長さを抑制したインクジェット式記録装置を提供することにある。

本発明に係るインクジェット式記録装置は、紫外線が照射されると硬化するインクを記録媒体に吐出するプリントヘッドを有し、左右方向に移動可能なインクヘッドと、前記インクヘッドの左右の側部にそれぞれ設けられ、前記記録媒体に対して紫外線を照射する一対の紫外線照射装置と、前記インクヘッドの側方に位置するように前記インクヘッドに取付けられ、左右方向に移動可能であり、前記記録媒体の少なくとも一部を切断するカッティングヘッドと、を備え、前記インクヘッドと前記カッティングヘッドとが取り付けられた際に、前記カッティングヘッドの少なくとも一部が一方の紫外線照射装置の前方または後方に位置するものである。

本発明によれば、インクヘッドとカッティングヘッドと一対の紫外線照射装置とを備え、それら全体の長さを抑制したインクジェット式記録装置を実現することができる。

本発明の一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。 インクジェットプリンタの内部構成を示す平面図である。 インクヘッドおよびカッティングヘッドの平面図である。 カッティングヘッドによる記録媒体の切断状態を示す正面図である。 インクヘッドとカッティングヘッドとの連結動作を説明するための正面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に従って説明する。ここでは、インクジェット式記録装置の一例として、記録媒体である記録用紙Ｐに印刷を行うインクジェットプリンタ１について説明する。

なお、本発明における「記録媒体」には、普通紙等の紙類からなる記録媒体は勿論のこと、ＰＶＣおよびポリエステル等の樹脂材料、アルミニウムや鉄等の金属、木材、その他各種の材料からなる記録媒体が幅広く含まれるものとする。また、本発明における「インクジェット式」とは、インクジェット技術による印刷方式を意味する。更に、「インクジェット式」には、公知の各種手法が含まれ、例えば二値偏向方式或いは連続偏向方式等の各種の連続方式や、サーマル方式或いは圧電素子方式等の各種のオンデマンド方式が含まれる。

（インクジェットプリンタの構成）
図１に示すインクジェットプリンタ１は、図２のように、インクヘッド２とカッティングヘッド３と一対の紫外線照射装置４ａ、４ｂとを備えている。インクヘッド２は、記録用紙Ｐに紫外線硬化インクを吐出する。紫外線照射装置４ａ、４ｂは、記録用紙Ｐに吐出された紫外線硬化インクに紫外線を照射し、当該紫外線硬化インクを硬化させる。カッティングヘッド３は、記録用紙Ｐの切り取り加工を行う。なお、図１に示す符号Ｙは主走査方向を示し、符号Ｘは主走査方向Ｙと直交する方向である副走査方向を示す。

インクジェットプリンタ１は、図１に示すように、主走査方向Ｙに延びるケーシング１０を有する本体１１と、本体１１を支持する脚１２とを備えている。本体１１の右側には、操作パネル１３が設けられている。

図示は省略するが、操作パネル１３には、操作状態を表示する表示部、インクヘッド２およびカッティングヘッド３の位置を指定するカーソルキー、画像データの信号に基づいて印刷または切り抜きを開始すべき所定部位の領域を指定するための開始領域設定キー、設定された開始領域からの印刷または切り抜きを開始するための作動開始キー、等が設けられている。

本体１１の上側部分には、開閉自在なフロントカバー１４が取り付けられている。本体１１の下側には、記録用紙Ｐを排出する排出口１５が形成されている。排出口１５の前方かつ下方の位置には、排出口１５から排出される記録用紙Ｐを前方斜め下向きに案内するガイド１６が設けられている。

次に、本体１１の内部構成について説明する。図２に示すように、本体１１の内部には、主走査方向Ｙに延びるガイドレール２０が設けられている。なお、同図のようにインクジェットプリンタ１を平面から見たときに、主走査方向Ｙは左右方向に対応し、副走査方向Ｘは前後方向に対応する。そこで以下では、主走査方向Ｙを左右方向、副走査方向Ｘを前後方向と適宜称することがある。ガイドレール２０の中央部の前方には、プラテン２１が配置されている。プラテン２１は、インクヘッド２による印刷およびカッティングヘッド３による記録用紙Ｐの切断の際に、記録用紙Ｐを支持する部分である。記録用紙Ｐの印刷および切断は、プラテン２１上において行われる。

ガイドレール２０の右端部分の近傍にはプーリ２２が設けられ、ガイドレール２０の左端部分の近傍にはプーリ２３が設けられている。プーリ２２、２３間には、無端状のベルト２４が巻き掛けられている。プーリ２２には、モータ２５が連結されている。モータ２５がプーリ２２を駆動すると、プーリ２２、２３間でベルト２４が走行する。モータ２５には、制御装置２６が通信可能に接続されている。モータ２５は正逆回転自在なモータである。制御装置２６は、モータ２５を制御することにより、後述するキャリッジ３０の移動を制御する。なお、本実施形態ではプーリ２２が駆動されるが、プーリ２３を駆動してもよいことは勿論である。

ベルト２４には、カッティングヘッド３に内蔵されたキャリッジ３０が取り付けられている。キャリッジ３０はガイドレール２０に係合している。そのため、カッティングヘッド３はキャリッジ３０を介して、ベルト２４の走行により左右方向に移動する。図３に示すように、カッティングヘッド３の右側部には磁石３１が取り付けられている。本実施形態では、磁石３１はカッティングヘッド３の前後方向の略中央位置に配置されている。

図２に示すように、プラテン２１の左端部および右端部には、記録用紙Ｐを副走査方向Ｘに送り出す上下一対のローラ２７（なお、図２では上側のローラ２７のみ図示されている）がそれぞれ配置されている。上下一対のローラ２７のうち、いずれか一方のローラ２７は自ら回転する駆動ローラであり、他方のローラ２７は、当該駆動ローラとともに記録用紙Ｐを挟み込むためのピンチローラである。なお、駆動ローラの動作は制御装置２６によって制御される。これらローラ２７は、記録用紙Ｐを副走査方向Ｘに搬送する搬送機構を構成している。なお、上下一対のローラ２７の設置位置は、プラテン２１の左端部および右端部に限定される訳ではない。

次に、インクヘッド２について説明する。インクヘッド２は、記録用紙Ｐに向かってインクを吐出するヘッドである。インクヘッド２は、図３に示すように、インクを吐出するノズル（図示せず）を有する複数のプリントヘッド４０と、それらプリントヘッド４０を支持するプリントヘッドキャリッジ４１とを有している。プリントヘッドキャリッジ４１は、左右方向に移動可能なようにガイドレール２０に係合している。プリントヘッド４０は、上記ノズルからインク滴を下方に向かって吐出する。図示は省略するが、本体１１の後部には、インクが充填されたインクカートリッジが取り付けられている。プリントヘッド４０は、チューブ（図示せず）等を介して上記インクカートリッジに接続されている。プリントヘッド４０には、上記インクカートリッジからインクが供給される。なお、インクヘッド２の吐出動作も制御装置２６によって制御される。

インクヘッド２のノズルから吐出されるインクは、紫外線硬化インクである。本実施形態では、紫外線照射装置４ａ、４ｂは紫外線発光ダイオードから構成されている。なお、紫外線照射装置４ａ、４ｂは、例えばハロゲンランプ等で構成してもよい。一方の紫外線照射装置４ａは、連結部材４２を介してプリントヘッドキャリッジ４１の左側部に取り付けられている。他方の紫外線照射装置４ｂは、連結部材４３を介してプリントヘッドキャリッジ４１の右側部に取り付けられている。一方の紫外線照射装置４ａと他方の紫外線照射装置４ｂとは、互いに前後方向にずれた位置に配置されている。一方の紫外線照射装置４ａは他方の紫外線照射装置４ｂよりも前側に配置されている。図３に示すように、プリントヘッドキャリッジ４１の左側部の後部側には磁石３２が取り付けられている。

各紫外線照射装置４ａ，４ｂは、発光部たるランプ４ｃを有している。本実施形態では、ランプ４ｃの前後方向の長さＬ１は、プリントヘッド４０の前後方向の長さと等しい。紫外線照射装置４ａのランプ４ｃの後端縁は、プリントヘッド４０の前端縁よりも長さＬ１だけ前方に位置している。なお、本実施形態では紫外線照射装置４ｂのランプ４ｃの前端縁および後端縁がプリントヘッド４０の前端縁および後端縁と各々一致しているが、必ずしもその必要はない。例えば、ランプ４ｃの前後方向の長さをプリントヘッド４０の前後方向の長さよりも長くし、ランプ４ｃの前端縁をプリントヘッド４０の前端縁よりも前方に配置したり、ランプ４ｃの後端縁をプリントヘッド４０の後端縁よりも後方に配置してもよい。また、本実施形態では、紫外線照射装置４ａのランプ４ｃの後端縁を、プリントヘッド４０の前後方向の長さＬ１と同じ間隔だけプリントヘッド４０の前端縁より前方に配置したが、必ずしもその必要はない。例えば、ランプ４ｃの後端縁とプリントヘッド４０の前端縁とを一致させてもよい。

次に、カッティングヘッド３について説明する。カッティングヘッド３は、記録用紙Ｐを切断するヘッドである。記録用紙Ｐの切り抜き加工を行う際には、キャリッジ３０によってカッティングヘッド３を主走査方向Ｙに移動させるとともに、ローラ２７によって記録用紙Ｐを副走査方向Ｘに移動させる。これにより、カッティングヘッド３を記録用紙Ｐに対して二次元的に移動させることができ、記録用紙Ｐの任意の箇所を切断したり、切り抜いたりすることができる。図４に示すように、カッティングヘッド３は、カッター５０と、カッター５０を支持するとともに、キャリッジ３０（図４では図示せず。図２参照）が内蔵されるケース５１とを備えている。なお、図４においては、紫外線照射装置４ａ、４ｂは仮想線にて図示している。

ケース５１の右側部に設けた磁石３１とインクヘッド２の磁石３２とが接触すると、図３および図４に示すように、両磁石３１、３２が吸着されるために、カッティングヘッド３とインクヘッド２とが互いに連結される。これにより、インクヘッド２、カッティングヘッド３および紫外線照射装置４ａ、４ｂが一体化されたヘッド５が形成される。一方、インクヘッド２が移動不能なように固定された状態でベルト２４が走行し、キャリッジ３０を介してカッティングヘッド３に左向きの力が加えられると、両磁石３１、３２は相互に離反する。すなわち、インクヘッド２が後述するホームポジションＨＰ（図２参照）において固定され、カッティングヘッド３が左側に移動すると、カッティングヘッド３とインクヘッド２との連結が解除される。このように、磁石３１、３２は、カッティングヘッド３とインクヘッド２とを着脱自在に連結する機能を有している。

（インクジェットプリンタの動作）
次に、インクジェットプリンタ１の動作について説明する。前述したように、インクジェットプリンタ１は、インクヘッド２による印刷と、紫外線照射装置４によるインクの硬化と、カッティングヘッド３による切り抜き加工とを実行することができる。

印刷時には、インクヘッド２はカッティングヘッド３に連結される。この両者の連結は、インクヘッド２のホームポジションＨＰにおいて行われる。インクヘッド２がホームポジションＨＰに待機しているときにカッティングヘッド３がガイドレール２０に沿って右方に移動していくと、やがてインクヘッド２の磁石３１がインクヘッド２の磁石３２と接触し、これら磁石３１、３２によってカッティングヘッド３とインクヘッド２とが連結される。なお、図５に模式的に示すように、インクヘッド２には係止部材７２が設けられており、本体１１の右端部には、インクヘッド２の係止部材７２と係脱可能な係止部材２８が設けられている。切り抜き加工の終了時には、係止部材２８が係止状態（図５にて仮想線で示す状態）から非係止状態（図５にて実線で示す状態）となり、インクヘッド２の係止部材７２と本体１１の係止部材２８との係合が解除される。そのため、カッティングヘッド３が主走査方向Ｙに移動すると、インクヘッド２もカッティングヘッド３と一体となって主走査方向Ｙに移動することになる。

印刷は、ホームポジションＨＰに位置するインクヘッド２をカッティングヘッド３に連結させてから開始される。なお、インクヘッド２のホームポジションＨＰは、本体１１内の右端部分に限定されず、本体１１内の左端部分に配置してもよい。この場合は、例えば他方の紫外線照射装置４ｂをインクヘッド２の右側部の前側に配置して、カッティングヘッド３が紫外線照射装置４ｂの後方側に配置されるように構成する。

インクヘッド２は、主走査方向Ｙに往復移動しながら、記録用紙Ｐに向かってインク滴を吐出する。インクヘッド２は、左方向に移動するときにのみインク滴を吐出してもよく（単方向印刷）、左方向および右方向の両方向の移動時にインク滴を吐出してもよい（両方向印刷）。記録用紙Ｐは、インクヘッド２の往復移動に伴い、ローラ２７によって副走査方向Ｘに搬送される。例えば、インクヘッド２が主走査方向Ｙの一方から他方へ移動すると、記録用紙Ｐが所定長さだけ前方へ搬送され、続いてインクヘッド２が反転して他方から一方へ移動すると、記録用紙Ｐが再び所定長さだけ前方へ搬送され、以下同様の動作が繰り返される。これにより、記録用紙Ｐ上に２次元の画像等が形成される。また、インクヘッド２の主走査方向Ｙの移動に伴い、紫外線照射装置４ａ、４ｂが適宜発光する。これにより、記録用紙Ｐに吐出されたインク滴に紫外線が照射される。そして、記録用紙Ｐ上のインク滴は硬化し、記録用紙Ｐに定着する。

切り抜き加工の時には、インクヘッド２はカッティングヘッド３から切り離された状態でホームポジションＨＰ（図２参照）において待機する。印刷終了時には、インクヘッド２はカッティングヘッド３によってホームポジションＨＰに搬送される。そして、インクヘッド２がホームポジションＨＰに到達すると、係止部材２８が非係止状態から係止状態となり、インクヘッド２の係止部材７２と係合する。この状態でカッティングヘッド３が左方に移動すると、カッティングヘッド３の磁石３１とインクヘッド２の磁石３２との吸着力に抗して、カッティングヘッド３がインクヘッド２から離反する。これにより、インクヘッド２はホームポジションＨＰに残り、ホームポジションＨＰにおいて待機することになる。なお、図５では、ベルト２４および紫外線照射装置４ａ、４ｂの図示は省略している。

カッティングヘッド３が記録用紙Ｐの所定の位置に移動すると、カッティングヘッド３のカッター５０（図４参照）が下降し、記録用紙Ｐを切り込む。そして、カッター５０が記録用紙Ｐを切り込んだ状態のまま、カッティングヘッド３が主走査方向Ｙに移動するとともに、ローラ２７によって記録用紙Ｐが副走査方向Ｘに搬送される。これにより、記録用紙Ｐが所定形状に切断されるのである。

（実施形態の効果）
以上で説明したように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１においては、インクヘッド２の側部前側に一方の紫外線照射装置４ａが配置されているために、一方の紫外線照射装置４ａの後方にスペースが形成されることになる。かかるスペースには、図３に示すように、インクヘッド２が連結されたカッティングヘッド３を配置することが可能となるために、その有効利用を図ることができる。

また、このように配置されたカッティングヘッド３は、一方の紫外線照射装置４ａに対して前後方向に重なる、長さＬの重なり部分を有することになる。従って、インクヘッド２、カッティングヘッド３および紫外線照射装置４ａ、４ｂで構成されるヘッド５の左右方向の長さを短く抑えることができる。これにより、インクジェットプリンタ１のコンパクト化を図ることが可能になる。また、これに伴って、多数のプリントヘッド４０を備えたインクヘッド２を用いることが可能となるために、印刷スピードの向上を図ることができ、また、画質に優れた印刷物を得ることができる。

更に、一方の紫外線照射装置４ａと他方の紫外線照射装置４ｂとは、互いに前後方向にずれた位置に配置されているために、これら各紫外線照射装置４ａ、４ｂによる紫外線の照射態様を適宜変更することができる。これにより、例えば表面が滑らかな印刷面を形成することができる等、多様な印刷を行うことが可能になる。

また、他方の紫外線照射装置４ｂは、一方の紫外線照射装置４ａよりも後方に配置されており、インクヘッド２に設けたプリントヘッド４０の右側部に配置されている（図３参照）。従って、インクヘッド２の左方向への移動時、すなわち往路でのみ印刷を行う単方向印刷においては、記録用紙Ｐへインクを吐出した直後に、他方の紫外線照射装置４ｂにより紫外線を照射することができる。これにより、インクジェットプリンタ１をコンパクトなものにしつつ、プリントヘッド４０からインクを吐出した直後に、これを硬化させることにより、画質を優れたものにすることができる。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態においては、一方の紫外線照射装置４ａと他方の紫外線照射装置４ｂとを互いに前後方向にずれた位置に配置しているが、本発明は決してこれに限定されるものではない。例えば、両紫外線照射装置４ａ、４ｂは、左右対称となるように同一線上に配置することも可能である。

また、インクヘッド２とカッティングヘッド３との着脱機構は、上記実施形態のような磁石３１、３２によるものに限定されない。例えば、機械的なフック形式を採用しても何ら構わない。

更に、上記実施形態におけるカッティングヘッド３は、内蔵したキャリッジ３０により自走するように構成されている。しかし、本発明はこれに限られず、独立したキャリッジでカッティングヘッド３を左右方向に移動させるように構成してもよい。また、キャリッジはインクヘッド２に内蔵されていてもよい。

カッティングヘッドが行う「切断」には、記録媒体の厚み方向の全体を切断することだけでなく、その表層の一部のみを切断することも含まれる。

その他、インクジェットプリンタ１の形状等の各部の構成も、本発明の意図する範囲内において任意に設計変更自在である。

１ インクジェットプリンタ（インクジェット式記録装置）
２ インクヘッド
３ カッティングヘッド
４ａ、４ｂ 紫外線照射装置
Ｐ 記録用紙（記録媒体）
Ｌ 重なり部分の長さ

Claims (3)

1. 紫外線が照射されると硬化するインクを記録媒体に吐出するプリントヘッドを有し、左右方向に移動可能なインクヘッドと、
   前記インクヘッドの左右の側部にそれぞれ設けられ、前記記録媒体に対して紫外線を照射する一対の紫外線照射装置と、
   前記インクヘッドの側方に位置するように前記インクヘッドに取付けられ、左右方向に移動可能であり、前記記録媒体の少なくとも一部を切断するカッティングヘッドと、を備え、
   前記インクヘッドと前記カッティングヘッドとが取り付けられた際に、前記カッティングヘッドの少なくとも一部が一方の紫外線照射装置の前方または後方に位置する、インクジェット式記録装置。
2. 前記一対の紫外線照射装置は、互いに前後方向にずれた位置に配置されている、請求項１記載のインクジェット式記録装置。
3. 前記一方の紫外線照射装置が他方の紫外線照射装置よりも前方に配置され、
   前記他方の紫外線照射装置が前記プリントヘッドの左方または右方に位置し、
   前記プリントヘッドは、前記インクヘッドが少なくとも前記一方の紫外線照射装置が位置する側へ移動する際に前記インクを吐出する、請求項２記載のインクジェット式記録装置。

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