JP4773381B2 - インクジェット印字装置 - Google Patents

Description

本発明は、印字媒体にインクジェット型の印字ヘッドで印字を行うとともに、送風装置で印字媒体に載せたインク滴を乾燥させるようにした印字装置に関する。

インクジェット印字装置で印字する場合に、媒体上に付着したインクの乾燥という問題がある。インクが浸透しやすい印字媒体とインクの組み合わせであれば問題はないが、インクがほとんど浸透しない樹脂やプラスチックなどの印字媒体に印字を行う場合、インクの定着は、主としてインクの溶剤（溶媒）の蒸発によって行われる。そのため、インクの定着に時間がかかり、インクの定着の促進は大きな問題となっている。通常は、印字媒体上の空気にインクが蒸発するだけの状態であるため、なかなか蒸発が促進されず、また、印字が、覆いなどで囲まれた閉じられた空間内で行われる場合には、印字媒体上の空気が動かないため、インクの定着が促進されないという状態となる。従来、印字前の印字媒体近傍に滞留しているインクミストや蒸発した溶剤（溶媒）などを含む空気を記録ヘッドの両側に設けた送風機の風で吹き飛ばしてから印字を行う記録装置が知られている（例えば特許文献１参照）。また、インクジェットヘッドに気体吹き付け装置を取り付け、基板面に向けて常時気体を吹き出し、基板上のインク滴から蒸発した溶媒蒸気を吹き飛ばすインクジェット装置が知られている（例えば特許文献２参照）。
特開２００５−２１２３２３号公報 特開２００１−３４１２９６号公報

印字された直後の印字媒体に対して直接強い風を吹き付けると、インクが乾燥（定着）する前に直接インクに吹き付けられるので、インクが送風方向に流れてしまい、その状態で乾燥が促進されてしまう場合があり、印字結果が悪くなる可能性がある。また、送風装置から噴出するエアーが汚れていると印字結果に悪影響が出る可能性がある。また、印字媒体に風を吹き付けインクの蒸発を促進させる場合、吹き付け効果の効率を上げるには、送風をできるだけ印字媒体に近い位置で行うことが望ましい。例えば上記特許文献２の特開２００１−３４１２９６号のような、チューブに穴を開けた構造である場合、斜め下に送風するのであれば問題ないのであるが、印字面に平行に送風をすることを考えた場合には、必ずチューブの穴の下にチューブの下側部分が存在する。また、この構造に限らず、物に穴を設けて印字面に平行に送風することを考えた場合、送風口の下面の部分が必ず存在している。そのため、インクジェットヘッドを使用した印字装置においては、印字媒体との紙面間距離が非常に小さいため、ヘッド部よりも下の位置にものを突出させる事が物理的に不可能であるため、インクジェットヘッドよりも下の部分で平行に空気だけを移動させるということは非常に難しい。
また、インクジェットで送風装置をヘッド部近傍で使用する場合、微少な液滴のインクを吐出する印字方式であるために、印字中の空気の流れは飛翔中のインクに微妙な影響を与え、印字に悪影響がでてしまう可能性がある。そのため、できればヘッド部の下には風が流れないないようにすることが望ましい。
本発明は上記問題点を解決することを目的とするものである。

上記目的を達成するため本発明は、印字媒体を支持する支持面を有し、印字媒体を所定方向に搬送するための印字媒体搬送機構と、インクジェットヘッドを搭載したヘッド部と、該ヘッド部を前記印字媒体の搬送方向と直交する方向に往復動させるためのヘット部移動機構と、コントローラとを備え、前記コントローラの制御により、前記印字媒体を所定方向に送る一方、前記ヘッド部を前記印字媒体を横切る方向に移動し、前記ヘッド部から印字媒体に向けてインクを吐出し、印字媒体に印字を行うインクジェット印字装置であって、前記ヘッド部の両側部の中、少なくとも前記ヘッド部の印字移動方向に対して後方側の側部に送風装置を取り付け、該送風装置は、該送風装置の下側に、隣接するヘッド部と離れる方向に向かう、前記インクの吐出方向に対して略直角な方向の水平気流を発生させるエアー噴出部を備え、該水平気流によって前記印字媒体上のインクを乾燥させるようにしたものである。
また本発明は、印字媒体を支持する支持面を有し、印字媒体を所定方向に搬送するための印字媒体搬送機構と、インクジェットヘッドを搭載したヘッド部と、該ヘッド部を前記印字媒体の搬送方向と直交する方向に往復動させるためのヘット部移動機構と、コントローラとを備え、前記コントローラの制御により、前記印字媒体を所定方向に送る一方、前記ヘッド部を前記印字媒体を横切る方向に移動し、前記ヘッド部から印字媒体に向けてインクを吐出し、印字媒体に印字を行うインクジェット印字装置であって、前記ヘッド部の両側部の中、少なくとも前記ヘッド部の印字移動方向に対して後方側の側部に送風装置を取り付け、該送風装置は、空気を前記印字媒体に向けて噴出するエアーノズルを備え、該送風装置の底部に、エアーノズルから噴出した空気をコアンダ効果によって直角方向に曲げ、該送風装置の下側に、隣接するヘッド部と離れる方向に向かう、前記インクの吐出方向に対して略直角な方向の水平気流を発生させる壁面を備え、該水平気流によって前記印字媒体上のインクを乾燥させるようにしたものである。
また本発明は、前記ヘッド部の両側に前記送風装置を取り付けたことを特徴とするものである。
また本発明は、前記ヘッド部と前記送風装置との間にこれらの上方から前記水平気流に引き込まれる空気を供給する空気流通穴を設けたものである。
また本発明は、前記ヘッド部と前記送風装置との間に、前記水平気流による負圧が前記ヘッド部の下方に及ぶのを阻止するための遮蔽部材を設けたものである。
また本発明は、前記水平気流が、前記送風装置の長手方向の略全域から噴射されることを特徴とするものである。
また本発明は、前記送風装置の空気供給経路に空気の汚れを除去するフイルターを配置したものである。
また本発明は、前記送風装置から送風される水平気流の方向を前記ヘッド部の移動方向に対して略平行としたものである。
また本発明は、前記送風装置から送風される水平気流の方向を前記ヘッド部の移動方向に対して斜めにしたものである。
また本発明は、前記送風装置と前記ヘッド部の側部との間に前記水平気流の影響が前記ヘッド部の下面に及ばないようにするための離間距離を設定する連結体を介して前記送風装置と前記ヘッド部の側部とを連結したことを特徴とするものである。

本発明は、送風装置からインクの吐出方向に対して略直角な方向の水平気流を送出するようにしたので、印字直後のインクに対して送風が直接影響することがなく、印字直後のインクが送風方向に流れて、その状態で乾燥が促進されてしまうということがない。
また、送風装置の底部に水平気流発生部を設けたので水平気流を容易に印字面に近づけることができる。また、送風する気体にフイルターを作用させたので、印字後のインクに悪影響が出るのを防止できる。
また、送風装置を斜めに設けることで、印字直後だけでなく、印字後の印字媒体の搬送された後のインクに対しても送風の影響を与えることができる。また、ヘッド部と送風装置との間にヘッド部の下以外から空気が流れてくるような空気の供給領域を設けたので、更にヘッド部の下の、送風装置による空気流の影響を少なくでき、良好な印字結果を得ることができる。

以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るインクジェット印字装置の概略構成を示す説明図であり、該インクジェット印字装置は、床面に対して水平な、Ｙ軸方向に延びるＹ軸レール２を備えている。このＹ軸レール２は、インクジェット印字装置の機体（図示省略）に架設されている。前記Ｙ軸レール２には、ヘッド部４がキャリッジ６を介して、Ｙ軸レール２の長手方向に沿って往復動可能に連結している。

前記ヘッド部４の基板には、複数個のインクジェット印字ヘッドのインク吐出ノズルが前記ヘッド部４の底部の開口部に同一平面上に配列されて配置されている。前記機体には、前記Ｙ軸レール２の下方に位置して、プラテン８（載置板）が支持されている。前記プラテン８には、前記Ｙ軸レール２に対して平行な方向に延びる隙間（図示省略）が形成され、これに、図３に示すように、搬送板１０を、Ｙ軸レール２と直交するＸ軸方向に搬送するための駆動ローラ１２が回転自在に配置されている。

前記駆動ローラ１２は、コントローラにより制御されるモータを含むＸ軸駆動機構に連係している。前記プラテン８の、前記Ｙ軸レール２の長手方向に対して直角方向の延長平面上には、複数の並列状に配置されたコロからなる搬送板ガイド補助機構１４，１６が設けられている。前記Ｙ軸レール２側には、前記駆動ローラ１２に対応して、複数の加圧ローラ１８がローラ支持部材を介して、昇降可能に支持されている。前記ヘッド部４には、前記搬送板１０上の印字媒体２０を検出する物体検出センサ（図示省略）が設けられている。

前記ヘッド部４のＹ軸レール２に沿った走査移動経路には、図５に示すように、前記プラテン８上の印字領域から外れた位置に、前記ヘッド部４が待機するためのホームポジション（待機位置）が設けられ、該ホームポジションに、インクジェットヘッドのノズルのメンテナンス例えばインクの空吐出、ノズルの洗浄を行うためのパージボックス２２が配置されている。前記ヘッド部４が前記ホームポジションで待機しているときはノズル内のインクが乾かないように、ノズルへのキャッピングも行われる。

前記ヘッド部４の両側には、そのＹ軸レール２に沿った印字移動方向の前後に位置するように、連結体２３を介して、送風装置２４，２５が取り付けられている。前記送風装置２４，２５は、図４に示すように、装置本体２８の内部に、プラテン８の、床面に対して水平な支持平面に対して垂直な薄い空間からなるエアーノズル２６が設けられ、該エアーノズル２６に、装置本体２８内部の高圧チャンバーから高圧エアーが供給されるように構成されている。前記エアーノズル２６の空気噴出口２６ａは、前記装置本体２８の底部に開口している。

前記装置本体２８の底部壁面には、エアーノズル２６の空気噴出口２６ａからプラテン８又は搬送板１０の支持平面又は印字媒体２０の印字平面に対して垂直に噴射される圧縮エアーの流れをコアンダ効果によって、プラテン８又は搬送板２０の支持平面又は印字媒体２０の印字平面に対して水平で且つヘッド部４に向かう方向とは反対の方向に変えるための曲面３０と、平行面３２が形成されている。前記空気噴出口２６ａは、前記曲面の上部に接している。送風装置２４，２５とヘッド部４との間の連結体２３には、送風装置２４，２５の上方の空気を、該送風装置２４，２５の下方に供給するエアー流通穴３５が形成されている。図１には、前記送風装置２４，２５にエアーを供給するエアー供給機構が示されている。

このエアー供給機構は、機体側に配置された空圧ポンプ３４（コンプレッサー）と、空気の通路を必要に応じて開閉する電磁弁３６，３８，４０と、空気内のゴミを除去するフイルター４２と、空気圧を一定に調整するレギュレータ４４とを備え、これらはチューブにより連結している。電磁弁３８，４０のそれぞれの出力ポートに連結するチューブ４６，４８は、対応する送風装置２４，２５の装置本体２８のエアー入り口に、連結具を介して、連結し、ポンプ３４から圧送されたエアーが、電磁弁３８，４０を介して、装置本体２８内の高圧チャンバーに供給されるように構成されている。送風装置２４，２５は、図７に示すように、装置本体２８の長手方向の略全域から、水平気流が送出される。この水平気流の送出範囲は、本実施形態では、ヘッド部４の印字幅と略同一であるが、もちろん水平気流の送出範囲即ちエアーノズル２６の幅は印字幅よりも大きくても構わない。

本印字装置はコントローラを備え、このコントローラによって、駆動ローラ１２、ヘッド部４，エアー供給機構、ヘッド部移動機構等の各駆動部が制御されて、搬送板１０上の印字媒体２０に印字を行うように構成され、コントローラの記憶装置には、印字プログラム及び送風装置制御プログラムが格納されている。
次に印字装置の印字動作について説明する。

搬送板１０上に板状の印字媒体２０をセットし、該印字媒体２０を、搬送板１０とともに、図３に示すように、駆動ローラ１２と加圧ローラ１８とで挟持する。該状態において、コントローラの制御により、駆動ローラ１２が図３中、反時計方向に間欠的に回転され、印字媒体２０は、図３中、左方向に送られる。一方、コントローラの制御により、ヘッド部４が、Ｙ軸レール２に沿って、印字媒体２０の搬送方向とは直交する方向に送られるともに、ヘッド部４に搭載されたインクジェットヘッドのノズルから、プラテン８あるいは搬送板１０の支持平面又は印字媒体２０の印字平面に対してインクが吐出され、搬送板２０上の印字媒体２０に印字が行われる。なお、本発明の実施に際しては、搬送板を用いた印字装置に特に限定されるものではなく、印字媒体として通常のロール紙やカット紙に印字を行う印字装置やプラテンとして回転型のドラム構造を用いたもの、その他種々の印字装置を用いることができ、本発明は特に図示する印字装置の構成に限定されるものではない。

上記印字中、図１に示すように、ヘッド部４の移動方向に対して後方側の送風装置２４がコントローラの制御により駆動される。送風装置２４のエアーノズル２６の空気噴出口２６ａから噴射されたエアーは、装置本体２８の壁面に形成された曲面３０と平行面３２によって、前記支持平面又は印字媒体２０の印字平面に対して平行な方向で且つ、ヘッド部４の移動方向とは逆方向に向かう、印字媒体２０の印字面の上方を流れる水平気流Ｈとなる。

この水平気流Ｈにより、空気噴出口２６ａの周囲近傍の空気が水平気流に引き込まれて負圧が生じるが、この負圧は、ヘッド部４と装置本体２８との間に設けた空気流通穴３５から空気を引き込む事により緩衝される。これによって、水平気流Ｈの発生に伴う負圧の影響が、ヘッド部４の下側に及ぶのを押さえることができ、ヘッド部４の下側の空気が、送風装置２４による水平気流によって吸い込まれ、気流が発生しないようにしている。印字平面上に発生した水平気流Ｈは、図２に示すように、印字直後のインクの溶剤（溶媒）の蒸発を促進し、インクの固化に要する時間が短縮される。

なお、水平気流Ｈの発生に伴う負圧により、ヘッド部４の下方に空気の流れが発生するのを防止する手段として、図９に示すように、上記空気流通穴３５の構成に加えて、送風装置２４，２５とヘッド部４との間に仕切などの遮蔽部材３７を設けるようにしても良い。この遮蔽部材３７を設けることで、前記水平気流Ｈの発生に伴う負圧により、ヘッド部４の下方に空気の流れが発生しないようにしてインクの吐出に影響を与えないようにし、またヘッド部４の、送風装置２４に近い部分のノズルが乾燥しないようにしている。

また、図１０に示すように、ヘッド部４と送風装置２４，２５とを横方向に長い連結体５０で連結し、ヘッド部４と送風装置２４，２５との対向距離をできるだけ離れるように構成することで、水平気流Ｈの発生に伴う負圧の影響が、ヘッド部４の下側に及ぶのを抑制することができる。図１０に示す実施形態においては、送風装置２４，２５とヘッド部４との間が大きく離れ、しかも、連結体５０，５０の対向部間に、上方から前記水平気流に引き込まれる空気を供給する空気流通穴を構成する隙間５２が形成されているので、ヘッド部４に及ぼす送風装置２４，２５の負圧の影響が更に少なくなる。
次に、図６に示すフローチャートを参照してコントローラによる送風装置の制御動作について説明する。

印字装置が印字モードに入ると、ヘッド部４は、コントローラの制御により、図５に示す待機位置（パージエリア）からＹ軸レール２に沿って、図５中、左方向に移動を開始する（ステップ１）。このとき、ポンプ３４は、電源オンの状態となっている。また、コントローラの制御により、電磁弁３６は「開」、電磁弁３８，４０はいずれも「閉」の状態となっており、図５中、ヘッド部４の、その印字前移動方向に対して、前方の送風装置２４と後方の送風装置２５はいずれも停止状態となっている。

次にヘッド部４は、印字媒体２０の上方に移動し、物体検出センサで、この印字媒体２０を走査する。これにより、コントローラは、印字媒体２０の位置を認識する（ステップ２）。次に、ヘッド部４は、図５中、Ｙ軸レール２に沿って、右方向に移動し、印字エリアから外れた待機位置に戻り、該位置で停止する（ステップ３）（図５Ａ参照）。このヘッド部４の待機位置停止状態において、電磁弁３８，４０の出力ポートは、いずれも閉じた状態が保持される。

次に、ヘッド部４が、図５中、待機位置から、送風装置２４，２５が送風停止状態を保持したまま、左方向に、印字媒体２０に向けて移動を開始する（ステップ４）（図５Ｂ参照）。次に、ヘッド部４は、図５Ｃに示すように、印字媒体２０上で、インクを吐出し、印字媒体２０の印字平面に印字動作を開始する。この印字動作開始と同時に、コントローラは、電磁弁３８の出力ポートを開き、ヘッド部４の印字移動方向に対して後方側の送風装置２５を送風状態とする（ステップ５）。

このとき、ヘッド部４の印字移動方向に対して、前方側の送風装置２４は、送風停止状態のままである。印字中、印字媒体２０上をヘッド部４が、インクを吐出しながら、図１，２に示すように、Ｙ軸レール２に沿って、右方向に移動するときは、コントローラは、電磁弁３８の出力ポートを閉じ、電磁弁４０の出力ポートを開いて、ヘッド部４の印字移動方向に対して後方側の送風装置２４を選択し、該送風装置２４を送風状態とするとともに、前方の送風装置２５を送風停止状態とする。印字媒体２０への印字が完了すると、コントローラは、ヘッド部４のインク吐出動作を停止する（ステップ６）。

このとき、コントローラは、電磁弁３６又は、電磁弁３８，４０の両方を閉じ、送風装置２４，２５をいずれも送風停止状態とする。次に、コントローラは、電磁弁３６又は、電磁弁３８，４０の両方を閉じた状態で、メモリに印字データがあるか否か判断し（ステップ７）、肯定を判断したときは、ステップ４に戻って印字動作を開始し、否定を判断したときは、電磁弁３６又は、電磁弁３８，４０の両方を閉じた状態で、ヘッド部４を待機位置に移動させ、該待機位置で停止させ（ステップ８）、印字動作を完了する。

尚、ヘッド部４の、Ｙ軸レール２に沿った、図１中、双方向の移動の中、一方向の移動においてのみ、印字を行い、他方向の移動中は印字を行わない片側印字の場合には、ヘッド部４の、その印字移動方向に対して後方に位置する側にのみ送風装置を設ければ良く、ヘッド部４の両側に送風装置を設けなくても良い。また、ステップ５での印字中、電磁弁３８，４０の両方を「開」とし、ヘッド部４の両側の送風装置２４，２５を送風状態としても、印字面のインクを促進させる効果が得られる。

尚、図１に示す実施形態において、ヘッド部４の両側の送風装置２４と２５は同一構造であり、またこれらをヘッド部４に連結する左右の連結体３５は、互いに同一の構造のものが使用され、ヘッド部４の両側は、図１中、左右対称となっている。尚、上記実施形態では、図７に示すように、装置本体２８の長手方向を、印字媒体２０の搬送方向と平行に設定し、送風装置２４，２５の送風方向をヘッド部４の移動方向に対して平行としたが、図８に示すように、装置本体２８の長手方向を印字媒体２０の搬送方向に対して傾け、送風装置２４，２５の送風方向を、ヘッド部４の移動方向に対して斜めにするようにしてもよい。図８中、送風装置２５の送風方向は、矢印で示されている。この構成によって、図８で示すように、ヘッド部４の、図中、左方向の印字走査移動方向に対して後方の送風装置２５（ヘッド部４が右方向に走査移動するときは送風装置２４）は、印字直後のインクだけでなく、印字後の印字媒体２０の搬送された後のインクに対しても送風の影響を与えることができる。

本発明に係るインクジェット印字装置の説明図である。 インクジェット印字装置の説明図である。 インクジェット印字装置の説明図である。 インクジェット印字装置の説明図である。 インクジェット印字装置の動作説明図である。 インクジェット印字装置の動作を示すフローチャートである。 インクジェット印字装置の平面説明図である。 インクジェット印字装置の他の実施形態を示す平面説明図である。 インクジェット印字装置の他の実施形態を示す側面説明図である。 インクジェット印字装置の他の実施形態を示す平面説明図である。

符号の説明

２ Ｙ軸レール
４ ヘッド部
６ キャリッジ
８ プラテン
１０ 搬送板
１２ 駆動ローラ
１４ 搬送板ガイド補助機構
１６ 搬送板ガイド補助機構
１８ 加圧ローラ
２０ 印字媒体
２２ パージボックス
２４ 送風装置
２５ 送風装置
２６ エアーノズル
２６ａ 空気噴出口
２８ 装置本体
３０ 曲面
３２ 平行面
３４ 空圧ポンプ
３５ 空気流通穴
３６ 電磁弁
３７ 遮蔽部材
３８ 電磁弁
４０ 電磁弁
４２ フイルター
４４ レギュレータ
４６ チューブ
４８ チューブ
５０ 連結体
５２ 隙間

Claims (8)

1. 印字媒体を支持する支持面を有し、印字媒体を所定方向に搬送するための印字媒体搬送機構と、インクジェットヘッドを搭載したヘッド部と、該ヘッド部を前記印字媒体の搬送方向と直交する方向に往復動させるためのヘッド部移動機構と、コントローラとを備え、前記コントローラの制御により、前記印字媒体を所定方向に送る一方、前記ヘッド部を前記印字媒体の搬送方向と直交する方向に移動し、前記ヘッド部から印字媒体に向けてインクを吐出し、印字媒体に印字を行うインクジェット印字装置であって、前記ヘッド部の両側部の中、少なくとも前記ヘッド部の印字移動方向に対して後方側の側部に送風装置を取り付け、該送風装置は、空気を前記印字媒体に向けて噴出するエアーノズルを備え、該送風装置の底部に、エアーノズルから噴出した空気をコアンダ効果によって直角方向に曲げ、該送風装置の下側に、隣接するヘッド部と離れる方向に向かう、前記インクの吐出方向に対して略直角な方向の水平気流を発生させる壁面を備え、該水平気流によって前記印字媒体上のインクを乾燥させるようにし、前記ヘッド部と前記送風装置との間にこれらの上方から前記水平気流に引き込まれる空気を供給する空気流通穴を設けたことを特徴とするインクジェット印字装置。
2. 前記ヘッド部の両側に前記送風装置を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印字装置。
3. 前記ヘッド部と前記送風装置との間に、前記水平気流による負圧が前記ヘッド部の下方に及ぶのを阻止するための遮蔽部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印字装置。
4. 前記水平気流が、前記送風装置から、前記ヘッド部の印字幅と略同一の範囲又は該印字幅より大きな範囲にわたって噴射さ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印字装置。
5. 前記送風装置の空気供給経路に空気の汚れを除去するフイルターを配置したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印字装置。
6. 前記送風装置から送風される水平気流の方向を前記ヘッド部の移動方向に対して略平行としたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印字装置。
7. 前記送風装置から送風される水平気流の方向を前記ヘッド部の移動方向に対して斜めにしたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印字装置。
8. 前記送風装置と前記ヘッド部の側部との間に前記水平気流の影響が前記ヘッド部の下面に及ばないようにするための離間距離を設定する連結体を介して前記送風装置と前記ヘッド部の側部とを連結したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印字装置。

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