JP5054651B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出させてメディアに画像等を形成するインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタにおいては、紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア（記録媒体）の表面あるいは表裏面に対して、酸性染料、反応染料、直接染料等の染料系インクや、ソルベントインク等の有機溶剤系の顔料系インクを吐出することによって印刷を行なう。このようなインクジェットプリンタにおいては、特に工業分野において、印刷後のメディアの出荷及び納品等を迅速かつ容易に行なうために、インクが吐出されたメディアを効率良く乾燥することが重要となる。

このため、特許文献１では、マイクロ波が供給される導波管にメディアを挿通させることで、メディアに吐出されたインクを乾燥させるインクジェットプリンタが考えられている。
特開２００３−０２２８９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットプリンタでは、迅速にインクを乾燥させることができるものの、インクに吸収されるマイクロ波のパワーはそれ程大きくないため、メディアに吐出されたインクを迅速に乾燥させるためには、導波管に供給するマイクロ波のパワーを大きくするか、導波管を挿通させるメディアの送り速度を遅くしてマイクロ波を照射する時間を長くしなければならないという問題があった。

そこで、本発明は、導波管を用いたインクジェットプリンタにおいて、より迅速にメディアに吐出されたインクを乾燥させることができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

本発明に係るインクジェットプリンタは、メディアに向けてインクを吐出する吐出手段と、吐出手段によりインクが吐出されたメディアが内部に挿通される導波管と、導波管の始端部に設けられて、導波管に電磁波を供給する電磁波供給手段と、導波管の終端部に設けられて、電磁波供給手段により供給された電磁波を反射する反射部材と、電磁波供給手段と反射部材との間に設けられて、反射部材により反射された電磁波の伝搬を阻止する伝搬阻止手段と、を有し、伝搬阻止手段は、電磁波を一方向のみに伝搬させるアイソレータである、ことを特徴とする。

本発明に係るインクジェットプリンタによれば、吐出手段によりメディアにインクが吐出されると、このメディアは、電磁波供給手段により電磁波が供給される導波管内に挿通される。このため、メディアに吐出されたインクは、この電磁波により乾燥される。そして、この電磁波供給手段により供給された電磁波は、導波管内を伝搬した後に、終端部において反射部材により反射されるため、再度、この反射された電磁波により、メディアに吐出されたインクが乾燥される。このように、導波管内では、電磁波供給手段から直接供給された電磁波に加え、反射部材により反射された電磁波によっても、メディアに吐出されたインクが乾燥されるため、より迅速にインクを乾燥させることができる。

更に、このインクジェットプリンタによれば、電磁波供給手段から導波管内に供給された電磁波は反射部材により反射されるが、電磁波供給手段と反射部材との間に伝搬阻止手段が設けられているため、この反射された電磁波は、電磁波供給手段への伝搬が阻止される。このため、反射された電磁波により電磁波供給手段が故障するのを防止することができる。

また、上記反射部材は、金属製であることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、反射部材が金属製であるため、導波管に供給された電磁波を効率的に反射させることができる。

また、導波管の内壁と反射部材との間に、反射部材の電磁波供給手段側から、導波管に供給される電磁波の波長の１／４の長さの第１の間隙が形成されていることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、導波管の内壁と反射部材との間に第１の間隙が形成されているため、導波管の終端部まで伝搬された電磁波は、この第１の間隙に入射される。そして、この第１の間隙は、導波管に供給される電磁波の１／４波長の長さに形成されているため、第１の間隙に入射された電磁波と第１の間隙の終端から反射された電磁波とは、１／２波長の位相ずれが生じて互いに減衰しあう。これにより、導波管に供給された電磁波が反射部材を透過して貫通するのを防止することができるため、導波管から電磁波が漏れるのを防止することができる。

また、反射部材は、第１の間隙の終端部から導波管に供給される電磁波の波長の１／４の長さの第２の間隙が形成されていることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、第１の間隙の終端部では反射部材と導波管の内壁とが接触するため大きな接触抵抗が発生するが、この第１の間隙の終端部から、導波管に供給される電磁波の波長の１／４の長さの第２の間隙が形成されているため、導波管の終端部におけるインピーダンスを小さくすることができる。このため、反射部材と導波管との接触抵抗の影響を小さくすることができる。

また、反射部材を導波管の長手方向にスライドさせるスライド手段を更に有することが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、導波管に供給される電磁波が反射部材により反射されることで導波管内に定在波が発生するが、スライド手段により反射部材が導波管の長手方向にスライドされるため、導波管内に発生する定在波を導波管の長手方向に変動させることができる。このため、電磁波のパワーを導波管内において分散させることができるため、導波管に挿通されたメディアに吐出されたインクの乾燥ムラを抑制することができる。

また、スライド手段は、導波管に供給される電磁波の波長の１／２の長さの範囲で、反射部材をスライドさせることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、反射部材を１／２波長の長さの範囲で反射部材をスライドさせることで、電磁波の定在波のピークを導波管の全範囲に移動させることができる。このため、導波管に挿通されたメディアに吐出されたインクの乾燥ムラを更に抑制することができる。

本発明によれば、導波管を用いたインクジェットプリンタにおいて、より迅速にメディアに吐出されたインクを乾燥させることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るインクジェットプリンタの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの斜視図であり、図２は、図１に示したインクジェットプリンタの断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、基台１０に載置されてメディアＭにインクを吐出するプリンタ部２０と、プリンタ部２０においてメディアＭに吐出されたインクを乾燥する導波管３０とを備えている。メディアＭには、シート状の印刷媒体が用いられ、例えば、紙、絹、綿、塩化ビニルなどで構成される。また、インクには、酸性染料、反応染料、直接染料などの染料系インクや、ソルベントなどの有機溶剤系インクなどが用いられる。

プリンタ部２０には、メディアＭを搬送する搬送ローラ２１と、プラテン２２上のメディアＭにインクを吐出するインクジェットヘッド２３と、インクジェットヘッド２３から吐出するインクを貯蔵するインクタンクが収納されたトナー部２４と、ユーザが操作入力を行う操作部２５と、が設けられている。

図３は、導波管の斜視図であり、図４は、導波管の平面図である。図３及び図４に示すように、導波管３０は、断面矩形で長尺の導波管であって、中央部で略Ｕ字状に屈曲した２段形状になっている。そして、導波管３０は、導波管本体３１，３２と、屈曲部３３と、電磁波供給部３４と、伝搬阻止部３５と、整合部３６と、終端部３７とで構成されている。なお、導波管本体３１，３２、屈曲部３３、電磁波供給部３４、伝搬阻止部３５、及び終端部３７は、それぞれ端面にフランジ部が形成されており、これらのフランジ部が重ねあわされて接続されることで、電磁波供給部３４と伝搬阻止部３５、伝搬阻止部３５と整合部３６、整合部３６と導波管本体３１、導波管本体３１と屈曲部３３、屈曲部３３と導波管本体３２、導波管本体３２と終端部３７とが、それぞれ連結されている。

導波管本体３１，３２は、マイクロ波によりメディアＭに吐出されたインクを乾燥させるものである。このため、導波管本体３１，３２には、それぞれ、インクジェットヘッド２３によりインクが吐出されたメディアＭが導波管本体３１，３２内に挿通される挿入口４１，４２が形成されている。

屈曲部３３は、導波管本体３１と導波管本体３２との間に配置されており、導波管本体３１及び導波管本体３２とを上下２段に連結するものである。

電磁波供給部３４は、導波管３０の始端部に配置されており、マイクロ波を発生するマグネトロン４３が取り付けられるものである。このマグネトロン４３は、マイクロ波を発生して、導波管３０内にマイクロ波を供給し、導波管３０内においてマイクロ波を順方向Ｄ１，Ｄ２に搬送させるものである。なお、以下の説明では、マグネトロン４３から導波管３０に供給されるマイクロ波の波長をλとする。

伝搬阻止部３５は、導波管本体３１と電磁波供給部３４との間に配置されており、マイクロ波を一方向にのみ伝搬させるアイソレータ４４が取り付けられるものである。このアイソレータ４４は、周知のアイソレータで構成されており、電磁波供給部３４から導波管本体３１に向かうマイクロ波を伝搬させるが、導波管本体３１から電磁波供給部３４に向かうマイクロ波の伝搬を阻止させるものである。

整合部３６は、伝搬阻止部３５と終端部３７との間に配置されて、マイクロ波整合器４５が取り付けられるものである。マイクロ波整合器４５は、周知のマイクロ波整合器で構成されており、整合部３６においてインピーダンス整合を行うことでマグネトロン４３から供給されたマイクロ波の反射電力を小さくして、メディアＭに吐出されたインクに対するマイクロ波の吸収効率を向上させるものである。

終端部３７は、導波管本体３２の終端側、すなわち、導波管３０の終端部に配置されており、導波管３０内に供給されたマイクロ波の終端処理を行うものである。

図５は、終端部の斜視図であり、図６は、終端部の断面図である。図５及び図６に示すように、終端部３７には、反射終端部材５０が設けられている。反射終端部材５０は、終端部３７の内部にスライド可能に設けられて、電磁波供給部３４から導波管３０内に供給されたマイクロ波を反射終端させるものである。このため、反射終端部材５０には、反射終端本体５１と、反射板５２と、スライド駆動部５３とが設けられている。

反射終端本体５１は、導体で構成されており、導波管３０の終端部３７の内壁と接触されて、反射板５２を保持するものである。反射終端本体５１は、終端部３７の内壁全面に接触する接触部５１１と、接触部５１１から導波管本体３２（電磁波供給部３４）側（図６において右側）に突出して反射板５２を保持する前部突出部５１２と、接触部５１１から導波管３０の終端側（図６において左側）に突出してスライド駆動部５３に連結される後部突出部５１３とを備えている。

接触部５１１は、終端部３７の内壁と同形又は僅かに小型の断面矩形状に形成されており、終端部３７にスライド可能に保持されている。

前部突出部５１２は、概略λ／４の長さに形成されている。また、前部突出部５１２は、断面矩形状に形成されており、対向する一対の側面が接触部５１１に対して凹み形成されている。このため、凹み形成されていない一対の側面は終端部３７の内壁に接触しているが、凹み形成された一対の側面と終端部３７の内壁との間にはλ／４の長さの間隙が形成されている。

また、前部突出部５１２の導波管本体３２側の端面には、反射板５２が螺着されている。反射板５２は、断面コ字状に形成されており、一対の対向する矩形の側面部５２２と、この一対の側面部５２２を連結する矩形の反射面部５２１と、により構成されている。そして、反射面部５２１が、前部突出部５１２の端面に螺着されて、各側面部５２２が、それぞれ前部突出部５１２と終端部３７との間に挿入されている。

反射面部５２１は、終端部３７に搬送されてきたマイクロ波を反射して、導波管３０内においてマイクロ波を順方向Ｄ１，Ｄ２の逆方向に搬送させるものである。反射面部５２１は、マイクロ波を好適に反射する形状に形成されており、好ましくは、マイクロ波の搬送方向（順方向Ｄ２）に対して垂直な平面状、又は、マイクロ波の搬送方向（順方向Ｄ２）に対して凸状若しくは凹状に湾曲した湾曲面状に形成されている。

側面部５２２は、λ／４の長さに形成されており、終端部３７の内壁及び前部突出部５１２と離間して配置されている。このため、終端部３７と各側面部５２２との間に、それぞれλ／４の長さの第１の間隙Ａ１が形成され、各側面部５２２と前部突出部５１２との間に、それぞれλ／４の長さの第２の間隙Ａ２が形成されている。そして、各間隙の終端側において、第１の間隙Ａ１と第２の間隙Ａ２とが連通されている。

なお、反射板５２は、金属で形成されるのが好ましく、特に、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、アルミニウム、鋼板で形成されるのが好ましい。このように、反射板５２を金属で形成することで、導波管３０に供給されたマイクロ波を効率的に反射させることができる。

後部突出部５１３は、断面矩形状に形成されており、対向する一対の側面が接触部５１１に対して凹み形成されている。このため、凹み形成されていない一対の側面は終端部３７の内壁に接触しているが、凹み形成された一対の側面と終端部３７の内壁との間には間隙が形成されている。そして、凹み形成されていない後部突出部５１３の一対の側面には、終端部３７の内壁に弾性接触する金属製の板ばね５４が螺着されている。また、後部突出部５１３の終端側の端面には、スライド駆動部５３に連結されるロッド５５が取り付けられている。

スライド駆動部５３は、ロッド５５を介して反射終端部材５０を導波管３０の長手方向にスライドさせるものである。スライド駆動部５３には、モータなどの回転駆動源が内蔵されている。そして、スライド駆動部５３の出力軸が、回転駆動源の回転出力を導波管３０の長手方向に変換する１又は複数のギア（不図示）を介して、ロッド５５に連結されている。そして、スライド駆動部５３は、λ／２の長さの範囲でロッド５５を導波管３０の長手方向にスライドさせることで、反射終端部材５０を、終端部３７内において、λ／２の長さの範囲で導波管３０の長手方向にスライドさせる。この反射終端部材５０のスライド制御は、任意の手法で行うことができ、例えば、所定速度で常時スライドさせてもよく、所定のタイミングで段階的にスライドさせてもよい。

次に、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１の動作について説明する。

まず、搬送ローラ２１を回転させて、メディアＭをプラテン２２上まで搬送させる。そして、プラテン２２上に載置されたメディアＭに対して、インクジェットヘッド２３からインクを吐出させる。これにより、メディアＭ上に画像などが印刷される。

その後、インクが吐出されたメディアＭを挿入口４１から導波管本体３１内に挿通させるとともに、導波管本体３１から出てきたメディアＭを挿入口４２から導波管本体３２に挿通させて、マグネトロン４３からマイクロ波を導波管３０内に供給する。

なお、導波管３０に供給するマイクロ波は、例えば、搬送ローラ２１によるメディアＭの送り速度が１２ｃｍ／分、導波管本体３１及び導波管本体３２におけるマイクロ波の照射幅が１２ｃｍ（６ｃｍ×２本）である場合、メディアＭに対して照射エネルギーが５００Ｗのマイクロ波を照射することで、５００Ｗ×６０秒＝３００００Ｊのマイクロ波を、メディアＭに照射することができる。

そして、マグネトロン４３から導波管３０内に供給されたマイクロ波は、まず、整合部３６において、マイクロ波整合器４５により反射電力が小さくされて、導波管本体３１に搬送される。そして、導波管本体３１に搬送されたマイクロ波の一部は、挿入口４１から挿入されたメディアＭに吐出されたインクに吸収され、このインクを乾燥させる。そして、導波管本体３１においてインクの乾燥に用いられなかったマイクロ波は、導波管本体３１を通過して、屈曲部３３で屈曲された後、導波管本体３２に搬送される。そして、導波管本体３２に搬送されたマイクロ波の一部は、導波管本体３１内と同様に、挿入口４２から挿入されたメディアＭに吐出されたインクに吸収され、このインクを乾燥させる。その後、導波管本体３２においてもインクの乾燥に用いられなかったマイクロ波は、導波管本体３２を通過して、終端部３７に搬送されて、反射終端部材５０により反射終端処理される。

ここで、反射終端部材５０によるマイクロ波の反射終端処理について詳しく説明する。

終端部３７に搬送されたマイクロ波の殆どは、反射板５２の反射面部５２１で反射されて、導波管本体３２に戻される。このため、導波管３０内では、電磁波供給部３４から終端部３７に向かうマイクロ波と、終端部３７から電磁波供給部３４に向かうマイクロ波とにより定在波が発生する。このとき、スライド駆動部５３が駆動され、導波管３０の長手方向において、反射終端部材５０がλ／２の範囲内において往復移動する。このため、導波管３０内に発生する定在波を、導波管３０の長手方向に変動させることができる。これにより、マイクロ波のパワーを導波管３０内において分散させることができるため、導波管３０に挿通されたメディアＭに吐出されたインクの乾燥ムラを抑制することができる。

しかも、スライド駆動部５３は、λ／２の長さの範囲で反射終端部材５０をスライドさせるため、マイクロ波の定在波のピークを導波管３０の全範囲に移動させることができる。このため、導波管３０に挿通されたメディアＭに吐出されたインクの乾燥ムラを更に抑制することができる。終端が短絡された導波管では、定在波のエネルギーのピークはλ／２の周期で形成されるが、反射終端部材５０がλ／２の範囲で移動されるため、定在波のエネルギーのピークの位置もこの移動に応じて導波管内で軸方向にλ／２の範囲で移動する。従って、導波管の任意の位置におけるマイクロ波のエネルギーは平均化されて均一にすることができる。このため、導波管３０に挿通されたメディアＭに吐出されたインクの乾燥ムラを更に抑制することができる。

一方、終端部３７に搬送されたマイクロ波の一部は、反射面部５２１で反射されずに、終端部３７の内壁と反射板５２の側面部５２２との間に形成された第１の間隙Ａ１に入射する。そして、反射板５２の側面部５２２と前部突出部５１２との間に形成された第２の間隙Ａ２に入射する。第１の間隙Ａ１と第２の間隙Ａ２はそれぞれλ／４の長さで接続されている。第２の間隙Ａ２の終端部は反射面部５２１で短絡されているため、第１の間隙Ａ１と第２の間隙Ａ２との接続部では、インピーダンスが最大となり電流はゼロとなる。従って、接続部５１１と終端部３７内面との接触部分は、金属ではなくスライド性の良い樹脂やセラミックスで構成しても外部に電波（マイクロ波）が漏れ難くなる。

また、第１の間隙Ａ１の入り口ではインピーダンスがゼロとなる。これにより、導波管側から見た第１の間隙Ａ１の入り口は存在しない場合と同じになり、これらの間隙を通って外部に漏れる電波エネルギーを極めて小さくすることができる。

このようにして終端部３７において反射終端処理されたマイクロ波は、再度、終端部３７から導波管本体３２に戻される。そして、導波管本体３２に搬送されたマイクロ波の一部は、挿入口４２から挿入されたメディアＭに吐出されたインクに吸収され、このインクを乾燥させる。そして、導波管本体３２においてインクの乾燥に用いられなかったマイクロ波は、導波管本体３２を通過して、屈曲部３３で屈曲された後、導波管本体３１に搬送される。そして、導波管本体３１に搬送されたマイクロ波の一部は、挿入口４１から挿入されたメディアＭに吐出されたインクに吸収され、このインクを乾燥させる。その後、導波管本体３１においてもインクの乾燥に用いられなかったマイクロ波は、導波管本体３１を通過して、伝搬阻止部３５まで搬送される。そして、伝搬阻止部３５に搬送されたマイクロ波は、伝搬阻止部３５に取り付けられたアイソレータ４４により、電磁波供給部３４への伝搬が阻止される。

このように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１よれば、インクジェットヘッド２３によりメディアＭにインクが吐出されると、このメディアＭは、マグネトロン４３によりマイクロ波が供給される導波管３０内に挿通される。このため、メディアＭに吐出されたインクは、このマイクロ波により乾燥される。そして、このマグネトロン４３により供給されたマイクロ波は、導波管３０内を伝搬した後に、終端部３７において反射終端部材５０により反射されるため、再度、この反射されたマイクロ波により、メディアＭに吐出されたインクが乾燥される。このように、導波管３０内では、マグネトロン４３から直接供給されたマイクロ波に加え、反射終端部材５０により反射されたマイクロ波によっても、メディアＭに吐出されたインクが乾燥されるため、より迅速にインクを乾燥させることができる。

また、このインクジェットプリンタ１によれば、マグネトロン４３から導波管３０内に供給されたマイクロ波は反射終端部材５０により反射されるが、導波管本体３１と電磁波供給部３４との間に、アイソレータ４４が取り付けられた伝搬阻止部３５が配置されているため、この反射されたマイクロ波は、マグネトロン４３への伝搬が阻止される。このため、反射されたマイクロ波によりマグネトロン４３が故障するのを防止することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、２段の導波管を用いて説明したが、１段の導波管でもよく、３段以上の導波管でもよい。

また、上記実施形態では、反射終端部材５０として、反射終端本体５１と反射板５２とを別部材として説明したが、一体構造のものであってもよく、更に細かく細分化されていてもよい。そして、反射終端部材５０に形成される第２の間隙Ａ２は、反射終端本体５１自体に切り欠きを設けることで形成してもよい。また、上記実施形態では、第１の間隙Ａ１及び第２の間隙Ａ２は、導波管３の２面のみに設けるものとして説明したが、１面のみに設けてもよく、３面又は４面に設けてもよい。

また、上記実施形態では、反射終端部材５０のスライド幅がλ／２の範囲として説明したが、λ／２よりも短くてもよく、λ／２よりも長くてもよい。

本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。 図１に示したインクジェットプリンタの断面図である。 導波管の斜視図である。 導波管の平面図である。 終端部の斜視図である。 終端部の断面図である。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ、１０…基台、２０…プリンタ部、２１…搬送ローラ、２２…プラテン、２３…インクジェットヘッド、２４…トナー部、２５…操作部、３０導波管、３１…導波管本体、３２…導波管本体、３３…屈曲部、３４…電磁波供給部、３５…伝搬阻止部、３６…整合部、３７…終端部、４１…挿入口、４２…挿入口、４３…マグネトロン（電磁波供給手段）、４４…アイソレータ（伝搬阻止手段）、４５…マイクロ波整合器、５０…反射終端部材、５１…反射終端本体、５２…反射板、５３…スライド駆動部、５４…板ばね、５５…ロッド、５１１…接触部、５１２…前部突出部、５１３…後部突出部、５２１…反射面部、５２２…側面部、Ａ１…第１の間隙、Ａ２…第２の間隙、Ｍ…メディア。

Claims (6)

1. メディアに向けてインクを吐出する吐出手段と、
   前記吐出手段によりインクが吐出されたメディアが内部に挿通される導波管と、
   前記導波管の始端部に設けられて、前記導波管に電磁波を供給する電磁波供給手段と、
   前記導波管の終端部に設けられて、前記電磁波供給手段により供給された電磁波を反射する反射部材と、
   前記電磁波供給手段と前記反射部材との間に設けられて、前記反射部材により反射された電磁波の伝搬を阻止する伝搬阻止手段と、
   を有し、
   前記伝搬阻止手段は、電磁波を一方向のみに伝搬させるアイソレータである、
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記反射部材は、金属製であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記導波管の内壁と前記反射部材との間に、前記反射部材の前記電磁波供給手段側から、前記導波管に供給される電磁波の波長の１／４の長さの第１の間隙が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記反射部材は、前記第１の間隙の終端部から前記導波管に供給される電磁波の波長の１／４の長さの第２の間隙が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記反射部材を前記導波管の長手方向にスライドさせるスライド手段を更に有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記スライド手段は、前記導波管に供給される電磁波の波長の１／２の長さの範囲で、前記反射部材をスライドさせることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタ。

Images