JP2021126862A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱膨張差で生じるプラテンの反りを抑制すること。【解決手段】印刷装置１は、吸引孔５７ａが開口する支持面５７ｂを有し、媒体Ｓを支持面５７ｂに支持するプラテン５７と、プラテン５７を加熱する第２ヒーター８７と、吸引孔５７ａに連通する負圧室２４と、負圧室２４と連通する吸気口２１ａが設けられ、負圧室２４を介してプラテン５７を支持する中空構造のベースフレーム２１と、負圧室２４の気体を吸気口２１ａからベースフレーム２１に送り込むファン２３と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、印刷装置に関する。

従来から、プラテンに支持された媒体に向かってインクを吐出して画像などを印刷する印刷装置が知られていた。例えば、特許文献１には、ヒーター付きのプラテンを備える印刷装置が開示されている。

特開２０１７−７１０６３号公報

特許文献１に記載の印刷装置は、ヒーターの熱によってプラテンが熱膨張する。しかしながら、プラテンを支持するベースフレームには熱が伝わり難く、プラテンとベースフレームとで熱膨張差が生じる。これによって、プラテンに反りが生じ、印刷品質が低下するおそれがあった。

印刷装置は、吸引孔が開口する支持面を有し、媒体を前記支持面に支持するプラテンと、前記プラテンを加熱するヒーターと、前記吸引孔に連通する負圧室と、前記負圧室と連通する吸気口が設けられ、前記負圧室を介して前記プラテンを支持する中空構造のベースフレームと、前記負圧室の気体を前記吸気口から前記ベースフレームに送り込むファンと、を備える。

実施形態に係る印刷装置の構成を示す斜視図。 印刷装置の概略構成を示す断面図。 図２におけるＡ−Ａ線での断面図。

１．実施形態
実施形態に係わる印刷装置１の概略構成について説明する。なお、図面に付記する座標においては、Ｚ軸に沿う両方向は上下方向であり矢印方向が「上」、Ｘ軸に沿う両方向は左右方向であり矢印方向が「左」、Ｙ軸に沿う両方向は前後方向であり矢印方向が「前」としている。また、Ｘ軸に沿う両方向は主走査方向に対応し、Ｙ軸は印刷部７０における搬送方向に対応する。また、媒体Ｓの搬送方向に沿う位置関係を「上流」「下流」ともいう。

図１及び図２に示すように、印刷装置１は、供給部４０、搬送部５０、案内部５５、巻取部６０、印刷部７０、制御部１０を含んで構成される。供給部４０、巻取部６０は、車輪が下端に取り付けられた一対の脚部２０に接続される。搬送部５０、案内部５５は、一対の脚部２０、及び一対の脚部２０に架設されたベースフレーム２１に支持される。印刷部７０は、ベースフレーム２１に支持されたＸ軸に長い略直方体状の筐体３０の内部に設けられる。制御部１０は、筐体３０の内部に設けられ、印刷装置１の各部の動作を制御する。

供給部４０は、筐体３０の後方下部に設けられる。供給部４０には、未使用の媒体Ｓが芯管４２に巻き重ねられたロール体Ｒ１が保持される。供給部４０は、芯管４２の両端を挟む一対のホルダー４１を備える。一方のホルダー４１には、芯管４２に回動力を供給するモーターが備えられる。モーターが駆動され芯管４２が回転することにより、ロール体Ｒ１から巻き解かれた媒体Ｓが印刷部７０へ給送される。なお、供給部４０には、媒体Ｓの幅や巻き数の異なる複数サイズのロール体Ｒ１が交換可能に装填される。

巻取部６０は、筐体３０の前方下部に設けらる。巻取部６０には、印刷部７０で印刷された媒体Ｓが芯管６２に巻き取られてロール体Ｒ２が形成される。巻取部６０は、芯管６２の両端を挟む一対のホルダー６１を備える。一方のホルダー６１には、芯管６２に回動力を供給するモーターが備えられる。モーターが駆動され芯管６２が回転することにより、媒体Ｓが芯管６２に巻き取られる。なお、巻取部６０は、自重によって垂れ下がる媒体Ｓの裏面側を押圧し、芯管６２に巻き取られる媒体Ｓに張力を付与するテンションローラーを備えた構成であってもよい。

案内部５５は、上流側案内部５６、プラテン５７、及び下流側案内部５８を備える。プラテン５７は、Ｘ軸に長い板状をなし、印刷部７０と対向する位置に設けられる。プラテン５７は、印刷部７０で印刷される媒体Ｓを下方から支持する。上流側案内部５６は、プラテン５７の上流側に設けられる。また、筐体３０の背面には、上流側案内部５６の上側となる位置に、媒体Ｓを筐体３０の内部へ供給するための供給口３１が形成される。上流側案内部５６は、供給部４０から供給される媒体Ｓを、供給口３１を介してプラテン５７へ案内する。下流側案内部５８は、プラテン５７の下流側に設けられる。また、筐体３０の前面には、下流側案内部５８の上側となる位置に、媒体Ｓを筐体３０の外部へ排出するための排出口３２が形成される。下流側案内部５８は、印刷部７０で印刷された媒体Ｓを、排出口３２を介して巻取部６０へ案内する。

印刷装置１は、媒体Ｓを加熱する第１ヒーター８６、第２ヒーター８７、第３ヒーター８８を備える。第１、第２及び第３ヒーター８６，８７，８８は、例えば、チューブヒーターであり、アルミテープ等を介して、上流側案内部５６、プラテン５７及び下流側案内部５８のそれぞれの下面に貼付される。第１ヒーター８６は、上流側案内部５６を加熱するヒーターであり、上流側案内部５６に支持される媒体Ｓを常温から目標温度に向けて徐々に昇温させる。第２ヒーター８７は、プラテン５７を加熱するヒーターであり、印刷部７０と対向するプラテン５７上の媒体Ｓを目標温度の４０℃に保つ。第３ヒーター８８は、下流側案内部５８を加熱するヒーターであり、下流側案内部５８に支持される媒体Ｓを目標温度よりも高い５０℃に加熱する。これにより、媒体Ｓに吐出されたインクが速やかに乾燥定着され、滲みやぼやけの少ない、品質の高い画像が形成される。

搬送部５０は、媒体Ｓの下側に配置されて回転駆動する駆動ローラー５１、駆動ローラー５１の上側に配置され駆動ローラー５１の回転に従動して回転する従動ローラー５２、駆動ローラー５１に回動力を供給するモーターを備える。駆動ローラー５１は、媒体Ｓの搬送方向と交差する方向に延在し、プラテン５７と上流側案内部５６との間に設けられる。従動ローラー５２は、駆動ローラー５１に対して離間又は圧接するように移動可能に構成される。モーターが駆動されて駆動ローラー５１が回転駆動することで、従動ローラー５２と駆動ローラー５１との間に挟持された媒体Ｓが搬送方向へ搬送される。

印刷部７０は、プラテン５７の配置位置に対して上方に配置される。印刷部７０は、プラテン５７上の媒体Ｓに対してインクを吐出するヘッド７１、ヘッド７１が搭載されるキャリッジ７２、キャリッジ７２を主走査方向に移動させるヘッド移動部７５を備える。

ヘッド移動部７５は、主走査方向にキャリッジ７２を移動させる。キャリッジ７２は、Ｘ軸に沿って配置されたガイドレール７３，７４に支持され、ヘッド移動部７５によって主走査方向に往復移動可能に構成される。ヘッド移動部７５の機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などを採用することができる。さらに、ヘッド移動部７５は、キャリッジ７２をＸ軸方向に沿って移動させるための動力源であるモーターを備えている。モーターが駆動されると、ヘッド７１は、キャリッジ７２と共に主走査方向に往復移動する。ヘッド７１が主走査方向に移動しながら媒体Ｓに対してインクを吐出することで、印刷が行われる。

筐体３０の右上部には、設定操作や入力操作を行うための操作部３５が設けられる。筐体３０の右下部には、インクを収容可能なインク収容容器３４を装着可能な容器装着部３３が設けられる。容器装着部３３には、インクの種類や色に対応して、複数のインク収容容器３４が装着される。

次に、プラテン５７及びプラテン５７の支持構成について詳述する。
図２及び図３に示すように、プラテン５７は、Ｘ方向に長い長方形の板状部材であり、アルミニウムなどの金属材料で形成される。プラテン５７は、吸引孔５７ａが開口する支持面５７ｂを有する。吸引孔５７ａは、プラテン５７をＺ方向に貫通する貫通孔であり、プラテン５７に複数設けられている。プラテン５７の支持面５７ｂと反対側の下面には、吸引孔５７ａと連通する空間を形成する負圧室２４が設けられる。

負圧室２４の内部であって、プラテン５７の下面には、上述した第２ヒーター８７が貼り付けられている。プラテン５７は、Ｘ方向の長さが略１．８ｍ、Ｙ方向の長さが略０．４ｍと著しく細長い部材であるため、第２ヒーター８７による加熱によりＸ方向に熱膨張しやすい。また、プラテン５７は、他の部材との熱膨張差による反りも生じやすい。負圧室２４の下壁２４ｄには、負圧室２４内の気体を排気する排気口２４ｂが設けられる。

負圧室２４は、複数の連結部材２２を介してベースフレーム２１に支持される。ベースフレーム２１は、Ｘ方向に長い中空構造の直方体をなし、鋼板、ステンレス板、アルミニウム板などの板金加工で形成される。ベースフレーム２１は、負圧室２４と共にプラテン５７を支持する。ベースフレーム２１の上壁２１ｃにおいて、負圧室２４の排気口２４ｂと対向する位置には、吸気口２１ａが設けられる。本実施形態の吸気口２１ａは、ベースフレーム２１のＸ方向における中央部に１つ設けられている。負圧室２４の排気口２４ｂと、ベースフレーム２１の吸気口２１ａとは、ファン２３を介して連通している。

ベースフレーム２１の下壁２１ｄには、ベースフレーム２１の内部の気体を排気する排気口２１ｂが設けられる。本実施形態の排気口２１ｂは、ベースフレーム２１のＸ方向における両端部に２つ設けられている。排気口２１ｂは、Ｚ方向からの平面視にて、吸気口２１ａと重ならない位置に設けられる。

ファン２３は、羽根車と羽根車を回転駆動させる動力源であるモーターとを有し、羽根車の回転運動によって気体に運動エネルギーを与えるものである。ファン２３が回転駆動されることにより、負圧室２４内の気体がベースフレーム２１の吸気口２１ａからベースフレーム２１内に送り込まれ、負圧室２４に負圧が生じる。これにより、吸引孔５７ａに吸引力が生じ、プラテン５７の支持面５７ｂに支持された媒体Ｓが、支持面５７ｂに吸着される。

吸引孔５７ａから負圧室２４に吸引される気体は、第２ヒーター８７で熱せられたプラテン５７を貫通する間に温度が上昇する。これにより、負圧室２４の温度が、プラテン５７と略同じ温度に上昇する。負圧室２４内に吸引された高温の気体は、ファン２３によって吸気口２１ａからベースフレーム２１内部に送り込まれる。ベースフレーム２１に流入した気体は、下方に向かって降下してベースフレーム２１の下壁２１ｄに衝突した後、排気口２１ｂに向かって左右に屈曲し、排気口２１ｂから下方に向かって排気される。この高温に熱せられた気流によってベースフレーム２１の温度を上昇させ、ベースフレーム２１の温度をプラテン５７及び負圧室２４の温度に近づけることができる。さらには、連結部材２２は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料が好ましい。連結部材２２を介して負圧室２４の熱をベースフレーム２１に熱伝導させることができる。なお、図３においては、上述した気体の流れを白抜きの矢印で示している。

プラテン５７の吸引孔５７ａから吸引される気体は、媒体Ｓに吐出されたインクが霧化したインクミストを含んでいる。インクミストを含む気体がベースフレーム２１の吸気口２１ａから下方に向かって降下してベースフレーム２１の下壁２１ｄに衝突する際に、インクミストの一部が下壁２１ｄに付着するので、排気口２１ｂから排出される気体が浄化される。
また、インクミストを含む気体を、ベースフレーム２１の内部を通して排気することにより、気体を排気するためのダクトを設ける必要がなくなるので、印刷装置１の製造コストを抑制することができる。また、ファン２３によって生じる騒音がベースフレーム２１の内部で吸音されるので、印刷装置１を稼働させた際の稼働音が低減される。

なお、本実施形態では、ファン２３がベースフレーム２１の吸気口２１ａに設けられた構成を例示したが、ファン２３は吸気口２１ａ及び排気口２１ｂの少なくとも一方に設けられた構成、すなわち、ファン２３が排気口２１ｂに設けられた構成や、吸気口２１ａと排気口２１ｂとの両方に設けられた構成であってもよい。

また、本実施形態では、負圧室２４の排気口２４ｂ、及び排気口２４ｂと対向するベースフレーム２１の吸気口２１ａが１つ設けられた構成を例示したが、排気口２４ｂ及び吸気口２１ａが２つ以上設けられた構成であってもよい。また、本実施形態では、ベースフレーム２１の排気口２１ｂが２つ設けられた構成を例示したが、排気口２１ｂが１つ又は３つ以上設けられた構成であってもよい。

なお、本実施形態では、ヘッド７１として、往復移動するキャリッジ７２に搭載され媒体Ｓの幅方向に移動しながらインクを吐出するシリアルヘッド方式の印刷装置１を例示したが、媒体Ｓの幅方向に延在し固定して配列されたラインヘッド方式の印刷装置であってもよい。また、印刷装置１は、媒体Ｓを加熱することによりインクを媒体Ｓに速やかに乾燥定着させるための乾燥炉を備えた構成であってもよい。

以上述べたように、本実施形態に係る印刷装置１によれば、以下の効果を得ることができる。
印刷装置１は、第２ヒーター８７で高温に熱せられた負圧室２４の気体をベースフレーム２１に送り込むファン２３を備えている。ベースフレーム２１は、この高温に熱せられた気体によりベースフレーム２１の温度をプラテン５７及び負圧室２４の温度に近づけることができる。これにより、プラテン５７とベースフレーム２１及び負圧室２４との熱膨張差が縮小し、プラテン５７とベースフレーム２１との熱膨張差で生じるプラテン５７の反りが抑制される。したがって、媒体Ｓに印刷される画像などの印刷品質が向上する。

ベースフレーム２１の排気口２１ｂから排出される気体には、インクミストが含まれる。排気口２１ｂは、ベースフレーム２１の下壁２１ｄに設けられており、インクミストを含んだ気体は、ベースフレーム２１下方に向かって排気されるので、印刷装置１や印刷装置１の周囲がインクミストにより汚染されることを抑制することができる。

ベースフレーム２１の吸気口２１ａと排気口２１ｂとは、鉛直方向であるＺ方向からの平面視にて重ならない位置に設けられるので、吸気口２１ａから流入した気体は、ベースフレーム２１の内部を蛇行しながら排気口２１ｂに向かって移動し排気される。これにより、ベースフレーム２１を効果的に加熱することができる。

気体に運動エネルギーを与えるファン２３を、吸気口２１ａ及び排気口２１ｂの少なくとも一方に設けることにより、負圧室２４で熱せられた気体をベースフレーム２１の内部に好適に取り込むことができる。

１…印刷装置、２１…ベースフレーム、２１ａ…吸気口、２１ｂ…排気口、２１ｃ…上壁、２１ｄ…下壁、２３…ファン、２４…負圧室、５７…プラテン、５７ａ…吸引孔、５７ｂ…支持面、８７…第２ヒーター、Ｓ…媒体。

Claims (4)

1. 吸引孔が開口する支持面を有し、媒体を前記支持面に支持するプラテンと、
   前記プラテンを加熱するヒーターと、
   前記吸引孔に連通する負圧室と、
   前記負圧室と連通する吸気口が設けられ、前記負圧室を介して前記プラテンを支持する中空構造のベースフレームと、
   前記負圧室の気体を前記吸気口から前記ベースフレームに送り込むファンと、
   を備えることを特徴とする印刷装置。
2. 前記ベースフレームは、内部の気体を排気する排気口を備え、
   前記排気口は、前記ベースフレームの下壁に設けられること、
   を特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記吸気口は、前記ベースフレームの上壁に設けられ、
   前記吸気口と前記排気口とは、鉛直方向からの平面視にて重ならないこと、
   を特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記ファンは、前記吸気口及び前記排気口の少なくとも一方に設けられること、
   を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の印刷装置。

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