JP2023056883A - 液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール・ツー・ロール及びロール・ツー・カットのいずれの様式においても同等の搬送性能及び乾燥性能を有し、良好な印刷品質が得られる液体を吐出する装置を提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド１０と、液体吐出ヘッド１０と対向して配置され、記録媒体４０を支持する支持部材３０と、支持部材３０上の記録媒体４０を搬送する第一の搬送手段５０と、ロール状に巻かれた長尺状の記録媒体４０を繰り出して支持部材３０上に供給する給送手段１００と、支持部材３０上で液体が吐出された後の記録媒体４０を巻き取る巻取手段１２０と、記録媒体４０の搬送方向において支持部材３０の下流側かつ巻取手段１２０の上流側に配置された第二の搬送手段１１０と、を少なくとも備え、第二の搬送手段１１０は、吸着手段１１２と加熱手段１１１とを有するローラ部材である液体を吐出する装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、液体を吐出する装置に関する。

液体を吐出する装置の一例として、液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）からインクの微小液滴を吐出し、記録媒体上に着弾させることにより画像パターンを形成（以下、「印刷」ともいう。）するインクジェットプリンタが知られている。

インクジェットプリンタにおいては、記録媒体に付着させた液体（インク）を乾燥させる乾燥装置（例えば、特許文献１参照）を備える構成が知られている。
特許文献１には、液体吐出ヘッドに対向して搬送される記録媒体を吸引しつつ加熱する一次乾燥機構と、該一次乾燥機構の記録媒体の搬送方向下流側に配され、Ｕ字形状に吊下された記録媒体のインク塗布面に向けて温風を吹き付ける二次乾燥機構とを備える乾燥装置が開示されている。

また、特許文献１の乾燥装置が適用されるインクジェットプリンタのように、ロール状に巻かれた長尺状の記録媒体を繰り出して供給し、連続して印刷を行うものが知られている。このような装置において記録媒体を処理する様式としては、特許文献１のように印刷後の記録媒体をロール状に巻き取るいわゆるロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）と、記録媒体を印刷後に裁断し、装置外部へ排紙させるロール・ツー・カット（ｒｏｌｌ ｔｏ ｃｕｔ）がある。

特許文献１に開示された乾燥装置では、ロール・ツー・ロールの様式において搬送される印刷後の記録媒体に対し、良好な乾燥性能が得られる。一方で、印刷後の記録媒体が巻き取られないロール・ツー・カットの様式において二次乾燥機構を適用すると、記録媒体に浮きが生じる等の問題が生じ、所望の効果が得られないという課題がある。

多様な印刷態様に対応するためには、ロール・ツー・ロール及びロール・ツー・カットのいずれの様式も実施可能な装置であることが望ましい。しかしながら、これらの間で切り替えを行った場合、記録媒体に対する搬送性能や乾燥性能が異なるため、いずれか一方の様式、特に、ロール・ツー・カットにおいて良好な乾燥状態、ひいては良好な印刷品質が得られないおそれがある。

そこで本発明は、ロール・ツー・ロール及びロール・ツー・カットのいずれの様式においても同等の搬送性能及び乾燥性能を有し、良好な印刷品質が得られる液体を吐出する装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液体を吐出する装置は、記録媒体上に液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドと対向して配置され、前記記録媒体を支持する支持部材と、前記支持部材上の前記記録媒体を搬送する第一の搬送手段と、ロール状に巻かれた長尺状の前記記録媒体を繰り出して前記支持部材上に供給する給送手段と、前記支持部材上で前記液体が吐出された後の前記記録媒体を巻き取る巻取手段と、前記記録媒体の搬送方向において前記支持部材の下流側かつ前記巻取手段の上流側に配置された第二の搬送手段と、を少なくとも備え、前記第二の搬送手段は、前記記録媒体を吸着する吸着手段と、前記記録媒体を加熱する加熱手段とを有するローラ部材であることを特徴とする。

本発明によれば、ロール・ツー・ロール及びロール・ツー・カットのいずれの様式においても同等の搬送性能及び乾燥性能を有し、良好な印刷品質が得られる液体を吐出する装置を提供することができる。

本発明に係る液体を吐出する装置の一実施形態であるインクジェットプリンタの概略構成を示す側面図である。 図１のインクジェットプリンタにおける印刷後の記録媒体の搬送経路を示す説明図である。 図１のインクジェットプリンタの画像形成部の一例を示す平面図である。 液体吐出ユニットの一例を示す要部平面説明図である。 液体吐出ユニットの一例を示す要部正面説明図である。

以下、本発明に係る液体を吐出する装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

図１は、本発明に係る液体を吐出する装置の一実施形態であるインクジェットプリンタの概略構成を示す側面図である。図２は、図１のインクジェットプリンタにおける印刷後の記録媒体の搬送経路の違いを説明する図である。図３は、図１のインクジェットプリンタの画像形成部の一例を示す平面図である。

図１に示すように本実施形態の液体を吐出する装置は、記録媒体４０上に液体吐出ヘッド１０と、液体吐出ヘッド１０と対向して配置され、記録媒体４０を支持する支持部材３０と、支持部材３０上の記録媒体４０を搬送する第一の搬送手段５０と、ロール状に巻かれた長尺状の記録媒体４０を繰り出して支持部材３０上に供給する給送手段１００と、支持部材（プラテン）３０上で液体が吐出された後の記録媒体４０を巻き取る巻取手段１２０と、記録媒体４０の搬送方向において支持部材３０の下流側かつ巻取手段１２０の上流側に配置された第二の搬送手段１１０と、を少なくとも備える。
なお、本実施形態において「液体」は、熱により記録媒体４０に定着するものが好ましく、例えば、インク等が挙げられる。

本実施形態に適用可能な記録媒体４０としては、例えば、用紙、コート紙、厚紙、ＯＨＰ、プラスチックフイルム、プリプレグ、銀箔などが含まれる。
以下、本実施形態では、記録媒体４０がロール状に巻かれた長尺状の用紙である態様として説明する。

支持部材（以下、「プラテン」ともいう）３０の記録媒体搬送方向上流側に配置された第一の搬送手段５０は、対向する送りローラ５１及び押えローラ５２から構成されている。送りローラ５１と押えローラ５２との間に記録媒体４０を挟み込んで、送りローラ５１を図中の矢印Ｄ１の方向に回転させることにより、給送手段１００から供給され、プラテン３０上に搬入された記録媒体４０を図中の矢印Ｄ２の方向へ搬送する。

プラテン３０と、プラテン３０の記録媒体搬送方向上流側の搬送パス６０には、記録媒体４０を加熱するヒーター７０が設けられている。
ヒーター７０は、記録媒体４０の液滴が着弾する面の裏側の面から加熱するように配設されている。
ヒーター７０の構成は特に限定されず、例えば、セラミックやニクロム線を用いた電熱ヒーター等を用いることができる。

プラテン３０の記録媒体４０との当接面には、負圧により記録媒体４０を吸引する開口が設けられており、反対面側（図中の下方）には、ファン８０及び負圧を保持する気室９０が設けられている。これにより、搬送される記録媒体４０がプラテン３０に吸引され、浮き上がりが抑制される。

第二の搬送手段１１０は、記録媒体４０を吸着させるための吸着手段１１２と、記録媒体を加熱するための加熱手段１１１とを有するローラ部材である。
第二の搬送手段１１０は、表面に複数の開口部を有する中空の部材であり、接続された吸着手段１１２によって開口部に負圧を発生させることにより、記録媒体４０を吸着する。吸着手段１１２は、例えば、第二の搬送手段１１０の内部に負圧を発生させることができるものであれば特に限定されず、例えば、吸引装置等が挙げられる。

また、第二の搬送手段１１０は、金属等の熱伝導率が高い材料からなることが好ましい。第二の搬送手段１１０は加熱手段１１１により加熱される。加熱手段としては、例えば、赤外線ヒーター等が挙げられる。
印刷後の記録媒体４０を加熱された第二の搬送手段１１０により搬送することにより、記録媒体４０上に吐出された液体を乾燥させることができる。

また、第二の搬送手段１１０は図示しないモータ等の駆動手段を備え、搬送方向上流側の第一の搬送手段５０の送りローラ５１と同期して回転させることが好ましい。これにより、記録媒体４０を精度良く搬送することができる。

第二の搬送手段１１０の搬送方向下流側には、第二の搬送手段１１０に吸着して搬送されてきた記録媒体４０を該第二の搬送手段１１０から離間・剥離させるための分離部材１１３が設けられている。
分離部材１１３は、例えば、プラスチック等の摺動性の高い材料からなることが好ましい。

図２は、図１のインクジェットプリンタにおける印刷後の記録媒体４０の搬送経路を模式的に示す説明図である。
本実施形態の装置は、プラテン３０の下流側に、印刷後の記録媒体４０を所望の位置で裁断する裁断手段（カッター）２７及び裁断された記録媒体４０の回収手段２８を備えている。
すなわち、本実施形態の装置は、印刷後の記録媒体４０を巻取手段１２０によりロール状に巻き取るいわゆるロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）と、裁断手段（カッター）２７により所定の長さに裁断し、装置外部へ排紙させるロール・ツー・カット（ｒｏｌｌ ｔｏ ｃｕｔ）のいずれにも対応可能である。

図２において、矢印Ｄ３はロール・ツー・ロールの場合の記録媒体４０の搬送方向を示し、矢印Ｄ４はロール・ツー・カットの場合の記録媒体４０の搬送方向を示している。
ロール・ツー・ロールの場合、搬送される記録媒体４０は巻取手段１２０から受ける張力により浮きが抑制されるが、従来の装置ではロール・ツー・カットの場合は裁断された記録媒体４０に浮きが生じるおそれがある。
これに対し、本実施形態の装置では、吸着手段１１２を備える第二の搬送手段１１０により、印刷後の記録媒体４０を吸着しながら、かつ加熱乾燥させながら搬送することができるため、ロール・ツー・カットの場合においても、ロール・ツー・ロールの場合と同等の搬送性能及び乾燥性能が得られ、良好な印刷品質が得られる。

記録媒体４０の回収手段２８としては、特に限定されず、例えば、排出用受部、排紙（排出）トレイ、排紙（排出）カセット等の態様が挙げられる。

給送手段１００は、正逆方向に回転可能であることが好ましい。これにより、ロール状に巻かれた記録媒体４０の印刷面（液体の被吐出面）が外側であっても、内側であっても、適宜回転方向を選択することにより支障なく記録媒体４０の給送を実行することができる。
また、給送手段１００の正逆方向の回転により、ロール状に巻かれた長尺状の記録媒体４０の繰り出し及び巻き戻しが可能であることが好ましい。例えば、繰り出した記録媒体４０に弛みが生じた場合は、巻き戻しを行うことにより弛みを解消することができる。

ロール状に巻かれた記録媒体４０とは、例えば、芯部材である紙管等の中空軸部に長尺状の記録媒体４０を巻き付けたものである。記録媒体４０の終端を糊付け等の接着で中空軸部に固定したものであってもよく、接着していない非固定のものであってもよい。

図３は、図１のインクジェットプリンタの画像形成部１０４の一例の概略構成を示す平面図である。
キャリッジ２０は、ガイド部材（図４参照）により、図中の矢印のＡ方向で示される主走査方向に移動可能に支持されている。
主走査方向の一方側にはキャリッジ２０を往復移動させる駆動源である主走査モータ８が配置されている。この主走査モータ８によって回転駆動される駆動プーリ９ａと主走査方向の他方側に配置された従動プーリ９ｂとの間にタイミングベルト１１が掛け回されている。このタイミングベルト１１にキャリッジ２０のベルト保持部が固定され、主走査モータ８を駆動することによってキャリッジ２０を主走査方向に往復移動させる。

キャリッジ２０には、複数の液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッド１０（１０ａ～１０ｄ）が搭載されている。また、キャリッジ２０には、インクジェットヘッド１０から液体が吐出される位置に記録媒体４０があるか否かを検知する検知センサ１０ｓが搭載されている。図３では、キャリッジ２０に４つのインクジェットヘッド１０が搭載されているものを例示しているが、インクジェットヘッド１０の数は、これに限定されるものではない。

本実施形態において、インクジェットヘッド１０（１０ａ～１０ｄ）は、液体を吐出する複数のノズルからなるノズル列（例えば、２列）を副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて搭載されている。
また、本実施形態では、キャリッジ２０におけるインクジェットヘッド１０ａの搭載位置と１０ｂ～１０ｄの搭載位置とが、主走査方向と直交する副走査方向に１ヘッド分（１ノズル列分）ずれて配置された例を示しているが、ヘッドの搭載位置はこれに限定されない。

吐出される液体（インク）の色は、例えば、インクジェットヘッド１０ａ、１０ｂについては、何れのノズル列も黒色とし、インクジェットヘッド１０ｃの一方のノズル列はシアンとし、他方のノズル列を未使用ノズル列とし、インクジェットヘッド１０ｄは、一方のノズル列をイエロー、他方のノズル列をマゼンタとすることができる。
これにより、モノクロ画像についてはインクジェットヘッド１０ａ、１０ｂを使用して１スキャンの主走査方向で２ヘッド分の幅の画像形成を行うことができ、カラー画像についてはインクジェットヘッド１０ｂ～ｄを使用して画像形成を行うことができる。

なお、ヘッド構成はこれに限定されるものではなく、複数のインクジェットヘッド１０を主走査方向に全て並べて配置する構成でもよい。

また、キャリッジ２０の移動方向に沿ってエンコーダシート１２が配置され、キャリッジ５にはエンコーダシート１２を読み取るエンコーダセンサ１３が設けられている。これらのエンコーダシート１２及びエンコーダセンサ１３によってリニアエンコーダ１４を構成し、リニアエンコーダ１４の出力からキャリッジ２０の位置及び速度を検出する。

キャリッジ２０の主走査領域のうち、記録領域には、搬送手段５０によって副走査方向に間欠的に記録媒体４０が搬送される。

キャリッジ２０の主走査方向の一方側には、インクジェットヘッド１０の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。

上述のように、「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。
本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置がある。形成される画像は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されず、例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同
義語とする。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

液体吐出ユニットの一例について図４を参照しながら説明する。図４は、液体吐出ユニットの要部平面説明図である。
図４に示す液体吐出ユニットは、液体を吐出する装置を構成している部品のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂおよび背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ２０と、液体吐出ヘッド１０で構成されている。
主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ８、タイミングベルト１１等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ８によって、駆動プーリ９ａと従動プーリ９ｂ間に架け渡したタイミングベルト１１を介して、キャリッジ２０は主走査方向に往復移動される。
なお、当該液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、および供給機構４９４の少なくともいずれかを、さらに取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。

本発明に係る液体を吐出する装置に搭載可能な液体吐出ユニットの他の一例について図５を参照して説明する。図５は、液体吐出ユニットの正面説明図である。
図５に示す液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた１と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には１と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

１０ 液体吐出ヘッド
２０ キャリッジ
３０ 支持部材（プラテン）
４０ 記録媒体
５０ 第一の搬送手段
５１ 送りローラ
５２ 押えローラ
６０ 搬送パス
７０ ヒーター
８０ ファン
９０ 気室
１００ 給送手段
１０４ 画像形成部
１１０ 第二の搬送手段
１１１ 加熱手段
１１２ 吸着手段
１２０ 巻取手段

特開２０１７－１１４１２３号公報

Claims (5)

1. 記録媒体上に液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドと対向して配置され、前記記録媒体を支持する支持部材と、
   前記支持部材上の前記記録媒体を搬送する第一の搬送手段と、
   ロール状に巻かれた長尺状の前記記録媒体を繰り出して前記支持部材上に供給する給送手段と、
   前記支持部材上で前記液体が吐出された後の前記記録媒体を巻き取る巻取手段と、
   前記記録媒体の搬送方向において前記支持部材の下流側かつ前記巻取手段の上流側に配置された第二の搬送手段と、を少なくとも備え、
   前記第二の搬送手段は、吸着手段と加熱手段とを有するローラ部材であることを特徴とする液体を吐出する装置。
2. 前記第二の搬送手段は、表面に複数の開口部を有する中空のローラ部材であり、
   前記吸着手段が、該第二の搬送手段の内部に負圧を発生させる吸引装置であることを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
3. 前記第二の搬送手段の前記記録媒体の搬送方向下流側に、前記記録媒体を該第二の搬送手段から剥離させる分離部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の液体を吐出する装置。
4. 前記記録媒体の裁断手段及び裁断された前記記録媒体の回収手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
5. 前記給送手段は正逆方向に回転可能であり、ロール状に巻かれた長尺状の前記記録媒体の繰り出し及び巻き戻しが可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体を吐出する装置。

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