JP2020044686A - 記録装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施形態1に係る記録装置を幅方向X(−)側から見た側面図である。また、図2は、実施形態1に係るキャリッジを幅方向X(−)側から見た側面図である。また、図3は、実施形態1に係るキャリッジを鉛直方向Z(−)側から見た下面図である。また、図4は、実施形態1に係る記録ヘッドの斜視図である。また、図5は、実施形態1に係る記録部を前後方向Y(+)側から見た正面図である。また、図6は、実施形態1に係る記録部における蒸気発生領域を示した図である。また、図7は、実施形態1に係るキャリッジの側面を拡大して幅方向X(−)側から見た図である。また、図8は、実施形態1に係る幅方向における表面粗さの分布の一例である。また、図9は、実施形態1に係る捕集面と支持面との間の距離及びノズル面と支持面との間の距離を示した図である。まず、実施形態1に係る記録装置10の概略構成について、図1乃至図3を用いて説明する。本実施形態の記録装置10は、長尺のメディア(用紙)に液滴の一例としてのインクを吐出することで、文字や画像を印刷するラージフォーマットプリンターである。
図2及び図3に示すように、記録ヘッド42は、インクを吐出するための複数のノズル42nが形成されたノズルプレート421と、インクを吐出するための複数の孔43hが形成されたノズルカバー43と、を有する。各々の孔43hの直径D2は、各々のノズル42nの直径D1よりも10%〜30%ほど大きい。したがって、鉛直方向Z(−)側からノズルカバー43を見た場合、複数の孔43hから複数のノズル42nの一部が露出している。複数のノズル42n及び複数の孔43hは、記録ヘッド42の長手方向が前後方向Yとなるようにキャリッジ41に収納された状態において、前後方向Yに並んで配置される。
図5に示すように、記録ヘッド42は、メディアMあるいは支持部30の幅方向Xにおける長さ以下の記録領域Eにおいて、メディアMの表面Maにインクを吐出して画像、文字等を記録するものである。前述したように、記録ヘッド42はキャリッジ41に収納された状態で、幅方向Xに往復移動可能である。すなわち、記録ヘッド42は、幅方向Xに往復移動しながら、記録領域EにおいてメディアMの表面Maにインクを吐出して画像、文字等を形成することができる。本実施形態では、記録ヘッド42が実行するメディアMの表面Maへの画像、文字等の形成動作を「記録動作」と呼称する。また、本実施形態では、記録ヘッド42が往復移動する方向は幅方向Xと一致しているが、これに限らない。例えば、記録ヘッド42が往復移動する方向が幅方向Xと異なっていてもよい。
図6は、記録ヘッド42がメディアMの表面Maに記録動作を行う際、支持部30に設けられたヒーター34によってメディアMが加熱されている状態を示す。具体的には、メディアMは、記録ヘッド42により画像や文字等が形成される際、記録ヘッド42のノズル面43aと対向する支持部30の支持面30aまで、搬送部50によって搬送される。
図7に示すように、捕集部46は、幅方向Xから見て、支持面30aと対向する第1の捕集面46aと、第1の捕集面46aと交差する第2の捕集面46bと、を有する。特に、第1の捕集面46aは、本願発明における「捕集面」に相当する。捕集部46は、鉛直方向Z(−)から見て、幅方向Xに延びた矩形状部材である。第1の捕集面46aは、キャリッジ41の下面41aよりも鉛直方向Z(−)側に突出している。本実施形態では、幅方向Xにおける捕集部46の長さは、幅方向Xにおけるキャリッジ41の下面41aの長さと略同じであるが、これに限定されない。
図8は、幅方向Xに沿って、例えば第1の捕集面46aの表面粗さを測定した場合の測定結果の一例である。まず、幅方向Xにおいて、略連続的に表面粗さを複数点において測定する。測定区間は、原点をX=0mmとして、X=lmmの箇所までとし、当該測定区間を[0,l]と表現する。測定区間[0,l]において、略連続的に表面粗さを測定する。そうすると、図8に示すように、幅方向Xに対して表面粗さの分布f(X)が決まる。表面粗さの分布f(X)を幅方向Xにおける測定区間で積分することで、基準軸である幅方向Xの軸f(X)=0、表面粗さの分布f(X)、X=0及びX=lにより囲まれる部分の面積すなわち積分値を求めることができる。図8には、この積分値を斜線で表している。この積分値を測定区間で除することで、測定区間における表面粗さの平均Raを求めることができる。すなわち、表面粗さの平均Raは、第1の捕集面46aを含む平面と直交する鉛直方向Zにおける、幅方向Xに対する表面粗さの統計分布の平均値である。したがって、表面粗さは、鉛直方向Zに関する値である。以降、算術平均表面粗さを「表面粗さRa」と呼称する。なお、前後方向Yにおいても同様であるため、前後方向Yにおける表面粗さの説明は省略する。また、第1の捕集面46aの表面粗さRaについて言及したが、第2の捕集面46bに対しても同様に表面粗さRaを定義することができる。
図6および図7に示すように、支持部30に設けられたヒーター34によって、メディアMの表面Maに付着したインクが加熱される。このとき、ヒーター34の温度は60℃〜80℃に設定されており、メディアMの表面Maに付着したインクは当該温度範囲で加熱される。したがって、蒸気発生領域STに存在する蒸気は、ヒーター34の温度範囲と略同じ温度となる。このとき、蒸気発生領域STをキャリッジ41、ノズルカバー43及び捕集部46が通過すると、キャリッジ41、ノズルカバー43及び捕集部46が蒸気と接触し、蒸気から熱エネルギーを受け取る。
図10は、実施形態2に係る捕集部46の配置の一例を示した図であり、幅方向X(−)側から見ている。
捕集部46は、図10に示すように、幅方向X(第1方向)と交差する第2方向としての前後方向Yにおいて、ノズル面43aに対して前後方向Y(+)に位置する第1捕集部461と、ノズル面43aに対して前後方向Y(−)に位置する第2捕集部462と、を含んでもよい。すなわち、捕集部46は、第1方向と交差する第2方向において、記録ヘッド42に対して第2方向における一方側に位置する第1捕集部461と、記録ヘッド42に対して第2方向における他方側に位置する第2捕集部462と、を含む。これにより、蒸気を2つの捕集部46(461,462)に捕集させることができるため、ノズル面43aにおける結露をより一層抑制できる。このとき、第1捕集部461が有する第1の捕集面461aと支持面30aとの間の距離H1と、第2捕集部462が有する第2の捕集面462aと支持面30aとの間の距離H1と、がノズル面43aと支持面30aとの間の距離H2と等しいことが好ましい。これにより、第1捕集部461が有する第1の捕集面461aと支持面30aとの間の距離H1と、第2捕集部462が有する第2の捕集面462aと支持面30aとの間の距離H1と、がノズル面43aと支持面30aとの間の距離H2と異なる場合の弊害が抑制される。
図11は、実施形態3に係る記録部とワイパーとを前後方向Y(+)側から見た正面図である。また、図12は、実施形態3に係る記録部とワイパーとを鉛直方向Z(+)側から見た上面図である。また、図13は、実施形態3に係るキャリッジとワイパーとを鉛直方向Z(−)側から見た下面図である。また、図14は、実施形態3に係るワイパーが捕集部に当接する様子を前後方向Y(+)側から見た正面図である。また、図15は、実施形態3に係るワイパーが捕集部に当接する様子を鉛直方向Z(−)側から見た下面図である。
図14は、キャリッジ41が記録領域Eから幅方向X(−)側に移動して非記録領域NEに位置した状態を示す。キャリッジ41が幅方向X(−)側に移動することに伴い、捕集部46も幅方向X(−)側に移動する。やがて、捕集部46の少なくとも一部が、幅方向X(−)側の非記録領域NEに到達する。すると、第1の捕集面46aにワイパー70の摺接面70aが当接し、キャリッジ41が幅方向X(−)側に移動するに伴って、第1の捕集面46aに付着した液体をワイパー70が拭き取る。これにより、捕集部46において凝集した液体を、ワイパー70によって拭き取って捕集部46における液体の堆積量を抑制できる。これにより、捕集部46に捕集された蒸気が凝集して生成された液体が、メディアMの表面Maに落下することを抑制できる。図15は、図14の状態で、キャリッジ41とワイパー70とを、鉛直方向Z(−)側から見た図である。ワイパー70の前後方向Yにおける第2の端Q2が、ノズル面43aの前後方向Yにおける第1の端P1よりも、前後方向Y(+)側に位置しているので、捕集部46がワイパー70に当接しても、ノズル面43aがワイパー70に当接しないことが分かる。なお、本実施形態では捕集部46のうち第1の捕集面46aだけにワイパー70の摺接面70aが当接する構成が採用されているが、第2の捕集面46bにもワイパー70の摺接面70aが当接する構成も採用され得る。例えば、ワイパー70の摺接面70aが起毛状態であったり、ブラシ状であったりする場合は、第2の捕集面46bにもワイパー70の摺接面70aが当接する状態が実現され得る。
上述した実施形態では、捕集部46を構成する材料はアルミニウム(Al)であったが、これに限らない。捕集部46を構成する材料として、銅(Cu)、チタン(Ti)等の金属材料が用いられてもよい。このような構成を採用しても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上述した実施形態では、捕集部46の第1の捕集面46aと第2の捕集面46bとを所定の表面粗さとなるように加工することで、親水性並びに物理吸着作用を発現させていたが、これに限らない。例えば、図16に示すように、平均直径が約1mm〜5mm程度の複数の細孔を、第1の捕集面46aと第2の捕集面46bとの少なくとも一方に形成することで、親水性を発現させてもよい。すなわち、炭素繊維シートやメソポーラスシリカ、ゼオライト等の多孔性材料や、金属の表面に複数の細孔を形成して物理吸着作用を発現させてもよい。このとき、複数の細孔の直径は、公知の水銀圧入式ポロシメーター等を用いて測定、評価することができる。
上述した実施形態では、捕集部46は、幅方向Xにおいて、ノズル面43aが設けられている範囲Aよりも広い範囲、且つ、キャリッジ41の下面41aの幅方向Xの長さと同じ範囲に設けられていたが、これに限らない。例えば、図17に示すように、幅方向Xにおいて、複数の捕集部46が設けられていてもよい。または、図18に示すように、幅方向Xにおいて、複数の捕集部46が千鳥状に設けられていてもよい。この場合、幅方向Xにおける各々の捕集部46の長さは、幅方向Xにおける各々のノズル面43aの長さよりも長いことが好ましい。また、前後方向Yにおいて、ノズル面43aの少なくとも一部が、捕集部46と重なっていることが好ましい。このような構成を採用しても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上述した実施形態では、捕集部46は、鉛直方向Zから見て矩形状であったが、これに限らない。楕円等種々の形状を採用してもよい。このような構成を採用しても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上述した実施形態では、ノズル面43aに対して前後方向Y(+)側に設けられた捕集部46に対応するように、ノズル面43aに対して前後方向Y(+)側にワイパー70が設けられていたが、これに限らない。例えば、ノズル面43aに対して前後方向Y(−)側にも捕集部46が設けられている場合は、当該捕集部46が通る経路SPと重なる位置にワイパー70が設けられていてもよい。この場合、図19に示すように、ワイパー70の前後方向Yにおける第1の端Q1は、ノズル面43aの前後方向Yにおける第2の端P2よりも、前後方向Y(−)側に位置することが好ましい。このような構成により、上述した実施形態と同様に、捕集部46が往復移動してワイパー70に当接する際、ワイパー70がノズル面43aに接触することを抑制できる。このような構成を採用しても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上述した実施形態では、第1の端P1及び第2の端P2について、複数のノズル面43aが、幅方向Xに沿って並んでいる場合の定義を説明したが、これに限らない。例えば、図20に示すように、複数のノズル面43aが幅方向Xにおいて千鳥状に配置されている場合は、記録ヘッド42C、記録ヘッド42Yそれぞれに対応するノズル面43aに対応させて、第1の端P1の位置を決める。また、記録ヘッド42K、記録ヘッド42Mそれぞれに対応するノズル面43aに対応させて、第2の端P2の位置を決める。そして、第1の端P1或いは第2の端P2に合わせて、ワイパー70の位置を調整することが可能である。このような構成を採用しても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上述した実施形態では、捕集部46がキャリッジ41の下面41a且つノズル面43aとは異なる位置に設けられていることの一例として、捕集部46は、ノズル面43aに対して前後方向Y(+)側と、ノズル面43aに対して前後方向Y(−)側と、の少なくとも一方に設けられていたが、これに限らない。例えば、図21に示すように、記録ヘッド42Kに対して幅方向X(+)側と、記録ヘッド42Yに対して幅方向X(−)側と、の両方に設けられていてもよい。或いは、記録ヘッド42Kに対して幅方向X(+)側と、記録ヘッド42Yに対して幅方向X(−)側と、のいずれか一方に設けられていてもよい。すなわち、記録ヘッド42Kに対して幅方向X(+)側と、記録ヘッド42Yに対して幅方向X(−)側と、の少なくとも一方に設けられていてもよい。このような構成を採用しても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。または、図22に示すように、幅方向Xにおいて、各々の記録ヘッド42と交互に捕集部46が設けられていてもよい。また、この場合、幅方向Xに加えて、ノズル面43aに対して前後方向Y(+)側と、ノズル面43aに対して前後方向Y(−)側と、の少なくとも一方に捕集部46が設けられていてもよい。このような構成を採用しても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上記実施形態の記録装置10として、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする液体吐出装置を採用してもよい。例えば、微小量の液滴を吐出させるヘッド等を備える各種の記録装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記記録装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体吐出装置が吐出(噴射)させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような流状体、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたもの等を含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクが挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。また、メディアとしては、塩化ビニル系フィルム等のプラスチックフィルム以外に、薄く熱伸びする機能紙、布や織物といったテキスタイル、基板や金属板等を包含するものとする。
Claims (8)
- 第1方向に往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジに収納され、メディアの表面に液滴を吐出して前記メディアに記録する記録ヘッドと、
前記メディアの裏面を支持する支持面を有する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記メディアの表面に付着した前記液滴を加熱する加熱部と、
を備え、
前記キャリッジは、
前記加熱部により前記液滴が加熱された際に発生する蒸気を捕集可能な捕集部を有し、
前記記録ヘッドは、
前記液滴を吐出するための複数の孔が形成されたノズルカバーを有し、
前記ノズルカバーは、
前記支持面と対向するノズル面を有し、
前記捕集部は、
前記ノズル面よりも親水性の高い材料で構成されると共に、前記キャリッジの下面且つ前記ノズル面とは異なる位置に設けられていることを特徴とする記録装置。 - 請求項1に記載の記録装置であって、
前記捕集部の単位体積当たりの熱拡散率は、前記ノズルカバーの単位体積当たりの熱拡散率より小さいことを特徴とする記録装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の記録装置であって、
前記捕集部は、
前記キャリッジと一体形成されていることを特徴とする記録装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の記録装置であって、
前記捕集部は、
前記第1方向と交差する第2方向において、前記記録ヘッドに対して前記第2方向における一方側に位置する第1捕集部と、前記記録ヘッドに対して前記第2方向における他方側に位置する第2捕集部と、を含むことを特徴とする記録装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の記録装置であって、
前記捕集部は、
前記支持面と対向する捕集面を有し、
前記捕集面と前記支持面との間の距離は、前記ノズル面と前記支持面との間の距離と等しいことを特徴とする記録装置。 - 請求項5に記載の記録装置であって、
前記捕集面の表面粗さは、前記ノズル面の表面粗さよりも大きいことを特徴とする記録装置。 - 請求項6に記載の記録装置であって、
前記捕集面の表面粗さは、0.012μm以上6.3μm以下であることを特徴とする記録装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の記録装置であって、
前記捕集部が通る経路には、前記捕集部と当接可能なワイパーが設けられていることを特徴とする記録装置。
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