JP5104455B2

JP5104455B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP5104455B2
Application number: JP2008078859A
Authority: JP
Inventors: 慎二幅
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: JP2009233858A

Description

本発明は、例えば、インクジェット式プリンタなどの記録装置に関する。

従来、記録媒体に記録処理を施す記録装置の一種として、インクジェット式プリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）が知られている（例えば、特許文献１）。この特許文献１のプリンタでは、固定プラテン（支持部材）上を搬送される記録シート（記録媒体）に、該記録シートの搬送方向と直交する方向に往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッド（記録手段）の複数のノズルからインクを吐出して印刷を行うようになっている。そして、このプリンタでは、記録シートを支持する固定プラテンをヒータ（加熱手段）によって加熱することで、その熱により記録ヘッドから吐出されて記録シート上に付着したインクを強制的に乾燥させて定着させるようにしている。

さらに、このプリンタでは、ヒータによって加熱された固定プラテンの熱によって印刷後の記録シートに付着したインクの水分が蒸発して該水分が記録ヘッドに付着しないように、固定プラテンにおける記録ヘッドと対向する部分であるプラテン部はヒータによって積極的に加熱しないようにしている。すなわち、固定プラテンにおける記録ヘッドと対向しない部分であるヒータ取付部にヒータが取り付けられている。

加えて、固定プラテンにおけるプラテン部には、記録シートの搬送方向における該プラテン部の下流側に位置するヒータ取付部に取り付けられたヒータの熱が該プラテン部に伝導することを抑制するべく該熱を放散するための添装部材が設けられている。
特開平４−４４８５１号公報

ところで、特許文献１のプリンタでは、固定プラテンはプラテン部が加熱されず、該プラテン部の下流側に位置するヒータ取付部のみが加熱されるため、印刷によって記録シート上に付着したインクを乾燥させて定着させる際の熱量が十分に得られないおそれがあるという問題があった。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、記録手段によって液体を用いて記録処理が施された記録媒体を加熱手段の熱によって十分に乾燥することができるとともに、該加熱手段の熱による記録手段への悪影響を抑制することが可能な記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の記録装置は、上流側から下流側へ搬送される記録媒体を支持する支持部材と、該支持部材と対向するように固定状態で配置されるとともに、前記支持部材に支持された前記記録媒体に対して液体を用いて記録処理を施す記録手段と、前記支持部材を加熱する１つの加熱手段と、該加熱手段から前記支持部材における前記記録媒体を支持する側の面に付与される熱を部分的に抑制して前記支持部材における前記記録媒体を支持する側の面に温度分布を形成する温度分布形成手段とを備え、前記支持部材の前記記録媒体を支持する側の面において、前記記録手段と対向する対向領域の温度は、該対向領域と前記記録媒体の搬送方向における上流側及び下流側で隣接する隣接領域の温度よりも低くなっており、前記温度分布形成手段は、前記加熱手段から前記対向領域に伝導される熱を吸収する熱吸収手段を有し、前記熱吸収手段は、前記支持部材における前記対向領域と前記加熱手段との間に形成された貫通路における前記対向領域側の面に設けられている。

この構成によれば、対向領域の温度は隣接領域の温度よりも低くなっているので、加熱手段から対向領域を介して記録手段へ伝わる熱量は低減される。一方、隣接領域の温度は対向領域の温度よりも高くなっているとともに、隣接領域は記録媒体の搬送方向における対向領域の上流側及び下流側の双方に位置しているため、加熱手段から隣接領域を介して記録媒体に伝わる熱量は多大なものとなる。したがって、記録手段によって液体を用いて記録処理が施された記録媒体を加熱手段の熱によって十分に乾燥することができるとともに、該加熱手段の熱による記録手段への悪影響を抑制することが可能となる。さらに、対向領域の温度が隣接領域の温度に比べてより一層低くなるため、加熱手段から対向領域を介して記録手段へ伝わる熱量が大幅に低減される。したがって、対向領域を介した加熱手段の熱による記録手段への悪影響を効果的に抑制することが可能となる。

本発明の記録装置において、前記熱吸収手段は、前記貫通路における前記加熱手段側の面と離間して設けられている。

以下、本発明の記録装置をインクジェット式プリンタに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」をいう場合は図１及び図２に矢印で示す前後方向、左右方向、上下方向をそれぞれ示すものとする。

図１に示すように、記録装置としてのインクジェット式プリンタ１１は、図示しない本体フレーム内に、記録媒体としてのカット用紙１２を搬送するための搬送ユニット１３と、該搬送ユニット１３の上方に該搬送ユニット１３と対向するように固定状態で配置された記録手段としての記録ヘッドユニット１４とを備えている。

記録ヘッドユニット１４は、前後方向における幅がカット用紙１２の幅よりも長い直方体状をなす４つの記録ヘッド１５〜１８により構成されている。各記録ヘッド１５〜１８は、左右方向に互いに平行となるように並んでおり、左側から順に記録ヘッド１５、記録ヘッド１６、記録ヘッド１７、記録ヘッド１８とされている。左右方向において、両記録ヘッド１５，１６間の間隔と両記録ヘッド１７，１８間の間隔とは同じになっており、両記録ヘッド１６，１７間の間隔は両記録ヘッド１５，１６間の間隔及び両記録ヘッド１７，１８間の間隔よりも広くなっている。

図２に示すように、各記録ヘッド１５〜１８は、前後方向に並ぶ立方体状をなす複数（本実施形態では９個）の単位記録ヘッド１９を一体に形成することでそれぞれ構成されている。そして、両記録ヘッド１６，１８は、両記録ヘッド１５，１７よりも単位記録ヘッド１９の半個分の前後方向の幅分だけ前方側にずれた状態で配置されている。すなわち、両記録ヘッド１５，１６の各単位記録ヘッド１９及び両記録ヘッド１７，１８の各単位記録ヘッド１９は、カット用紙１２が搬送ユニット１３によって搬送される方向である左右方向において隙間が形成されないように、それぞれ千鳥状に配列されている。

図１及び図２に示すように、各記録ヘッド１５〜１８の各単位記録ヘッド１９には、搬送ユニット１３によって搬送されるカット用紙１２に液体としてのインクを噴射するための複数のノズル２０がそれぞれ前後方向に列をなす（ノズル列を形成する）ようにそれぞれ設けられている。そして、各記録ヘッド１５〜１８には図示しないインクカートリッジからそれぞれ互いに異なる種類（色）のインクが供給されるようになっており、該各インクを各記録ヘッド１５〜１８の各ノズル２０から搬送ユニット１３によって搬送されるカット用紙１２に対してそれぞれ噴射することで記録処理としての印刷が行われるようになっている。

図１及び図２に示すように、搬送ユニット１３は支持部材としての左右方向に長い矩形板状のプラテン２１を備えており、該プラテン２１の左右方向の長さは記録ヘッド１５の左端から記録ヘッド１８の右端までの距離よりも長くなっている。プラテン２１の右側には前後方向に延びる駆動ローラ２２が駆動モータ２３によって回転駆動可能に配置される一方、プラテン２１の左側には前後方向に延びる従動ローラ２４が回転可能に配置されている。さらに、プラテン２１の下側には前後方向に延びるテンションローラ２５が回転可能に配置されている。

駆動ローラ２２、従動ローラ２４、及びテンションローラ２５には、プラテン２１を囲むように、１つの無端状の搬送ベルト２６が巻き回されている。この場合、テンションローラ２５は、図示しないばね部材によって下側に向かって付勢されており、搬送ベルト２６にテンションを付与することで該搬送ベルト２６の弛みを抑制するようになっている。

そして、駆動ローラ２２を前側から見て時計方向に回転駆動することで、搬送ベルト２６が駆動ローラ２２、テンションローラ２５、及び従動ローラ２４の外側を前側から見て時計方向に周回移動されるようになっている。この場合、搬送ベルト２６の内側の面はプラテン２１の上面を左側から右側に向かって摺動するとともに、搬送ベルト２６上のカット用紙１２は上流側である左側から下流側である右側に向かって搬送されるようになっている。

また、プラテン２１の上面と対向する位置にあるカット用紙１２は、図示しない吸引手段によって搬送ベルト２６越しにプラテン２１側に吸引されるようになっている。すなわち、プラテン２１の上面と対向する位置にあるカット用紙１２は、プラテン２１により搬送ベルト２６を介して支持されるようになっている。したがって、プラテン２１の上面は、カット用紙１２を支持する側の面である支持面２１ａとされている。

図１及び図２に示すように、プラテン２１の支持面２１ａにおいて、両記録ヘッド１５，１６及び両記録ヘッド１７，１８と対向する領域はそれぞれ対向領域２１ｂとされ、該対向領域２１ｂとカット用紙１２の搬送方向である左右方向において隣接する領域は隣接領域２１ｃとされている。すなわち、隣接領域２１ｃは、カット用紙１２の搬送方向における対向領域２１ｂの上流側（左側）及び下流側（右側）に隣接しており、両記録ヘッド１５，１６及び両記録ヘッド１７，１８とは対向していない。つまり、プラテン２１の支持面２１ａは、左側から順に、隣接領域２１ｃ、対向領域２１ｂ、隣接領域２１ｃ、対向領域２１ｂ、隣接領域２１ｃとなっている。

従動ローラ２４の左斜め上側には、未印刷の複数のカット用紙１２を１枚ずつ順次搬送ベルト２６上に給紙するための上下一対の給紙ローラ２７が設けられている。一方、駆動ローラ２２の右斜め上側には、印刷後のカット用紙１２を１枚ずつ搬送ベルト２６上から排紙するための上下一対の排紙ローラ２８が設けられている。

図１及び図２に示すように、プラテン２１の下面には、該下面のほぼ全体を覆うように、加熱手段としての１枚の矩形シート状のヒータ２９が貼着されている。ヒータ２９は、図示しない電源によって通電されることで、全体がほぼ均一に発熱するようになっている。プラテン２１の下面とヒータ２９との間における両対向領域２１ｂと対応する部分には、温度分布形成手段としての断熱材３０がそれぞれ配置されている。したがって、ヒータ２９から対向領域２１ｂに伝導（付与）される熱量が断熱材３０によって低減されるので、プラテン２１の支持面２１ａには対向領域２１ｂの方が隣接領域２１ｃよりも温度が低くなった状態の温度分布が形成されるようになっている。

次に、インクジェット式プリンタ１１の作用について説明する。
さて、カット用紙１２が給紙ローラ２７によって搬送ベルト２６上に上流側（左側）から給紙されると、該カット用紙１２は搬送ベルト２６により、下流側（右側）へ向かって搬送される。そして、カット用紙１２がヒータ２９によって加熱されたプラテン２１の支持面２１ａ上に搬送されると、該カット用紙１２は、まず左側の隣接領域２１ｃの熱によって搬送ベルト２６越しに加熱される。

続いて、カット用紙１２は、搬送ベルト２６により両記録ヘッド１５，１６と対向する対向領域２１ｂ上を搬送されながら両記録ヘッド１５，１６の各ノズル２０からインクが噴射されて印刷が行われる。このとき、カット用紙１２は、すでに左側の隣接領域２１ｃの熱によってある程度暖められているため、両記録ヘッド１５，１６によって印刷された部分のインクが乾燥されやすくなっている。この場合、カット用紙１２は、両記録ヘッド１５，１６と対向する対向領域２１ｂの熱によっても暖められるが、その効果は隣接領域２１ｃの熱に比べて小さい。続いて、カット用紙１２は、左右方向の中央部の隣接領域２１ｃの熱により搬送ベルト２６越しに加熱され、両記録ヘッド１５，１６によって印刷された部分のインクが十分に乾燥される。

続いて、カット用紙１２は、搬送ベルト２６により両記録ヘッド１７，１８と対向する対向領域２１ｂ上を搬送されながら両記録ヘッド１７，１８の各ノズル２０からインクが噴射されて再び印刷が行われる。このとき、カット用紙１２は、左右方向の中央部の隣接領域２１ｃの熱によってさらに暖められているため、両記録ヘッド１５，１６によって印刷された部分のインクが乾燥されやすくなっている。この場合、カット用紙１２は、両記録ヘッド１７，１８と対向する対向領域２１ｂの熱によっても暖められるが、その効果は隣接領域２１ｃの熱に比べて小さい。

続いて、カット用紙１２は、右側の隣接領域２１ｃの熱により搬送ベルト２６越しに加熱され、両記録ヘッド１７，１８によって印刷された部分のインクが十分に乾燥される。その後、カット用紙１２は、排紙ローラ２８により、搬送ベルト２６上から排紙される。

このようにして、カット用紙１２はインクジェット式プリンタ１１によって印刷されるが、各記録ヘッド１５〜１８と対向する対向領域２１ｂの温度は隣接領域２１ｃの温度よりも低くなっているため、該対向領域２１ｂの熱による両記録ヘッド１５，１６への悪影響は小さい。すなわち、対向領域２１ｂの熱によって各記録ヘッド１５〜１８の各ノズル２０内のインクが固まり易くなることが抑制される。このため、各記録ヘッド１５〜１８の各ノズル２０からのインクの噴射不良が抑制されるので、該各記録ヘッド１５〜１８のフラッシングやクリーニングを行う頻度が低減される。

また、プラテン２１の支持面２１ａにおいて、カット用紙１２の搬送方向における２つの対向領域２１ｂのそれぞれの上流側と下流側は、該対向領域２１ｂよりも温度の高い隣接領域２１ｃとなっている。このため、カット用紙１２が対向領域２１ｂの熱でほとんど暖められなくても、該カット用紙１２が両対向領域２１ｂの上流側及び下流側の双方にそれぞれ配置された各隣接領域２１ｃの熱によって十分に暖められるので、該カット用紙１２における各記録ヘッド１５〜１８によって印刷された部分のインクが迅速かつ十分に乾燥される。したがって、インクジェット式プリンタ１１によるカット用紙１２の高速印刷が可能となる。

以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）断熱材３０の作用によりヒータ２９の熱による対向領域２１ｂの温度上昇が確実に抑制されるので、プラテン２１の支持面２１ａにおいて、対向領域２１ｂの温度は、隣接領域２１ｃの温度よりも低くなっている。このため、ヒータ２９から対向領域２１ｂを介して各記録ヘッド１５〜１８へ伝わる熱量を低減することができる。一方、隣接領域２１ｃの温度は対向領域２１ｂの温度よりも高くなっているとともに、隣接領域２１ｃはカット用紙１２の搬送方向における対向領域２１ｂの上流側及び下流側の双方に位置しているため、ヒータ２９から隣接領域２１ｃを介してカット用紙１２に伝わる熱量を多大なものとすることができる。したがって、各記録ヘッド１５〜１８によって印刷されたカット用紙１２を、隣接領域２１ｃを介したヒータ２９の熱によって十分に乾燥することができるとともに、対向領域２１ｂを介して各記録ヘッド１５〜１８へ伝わる熱量を低減して各記録ヘッド１５〜１８への熱による悪影響（各ノズル２０内のインクが固まり易くなることなど）を抑制することができる。

（２）断熱材３０により、ヒータ２９からの熱によって対向領域２１ｂが温度上昇することを確実に抑制することができる。すなわち、断熱材３０を用いることで、プラテン２１の下面をほぼ均一に加熱する１枚のヒータ２９により、プラテン２１の支持面２１ａに、対向領域２１ｂの温度が隣接領域２１ｃの温度よりも低くなる温度分布を形成することができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・図３に示すように、断熱材３０を省略し、ヒータ２９に備えられた発熱線２９ａを、対向領域２１ｂと対応する部分よりも隣接領域２１ｃと対応する部分の方が、密度が高くなるようにパターニングしてもよい。このようにすれば、断熱材３０を用いることなく、プラテン２１の支持面２１ａに、対向領域２１ｂの温度が隣接領域２１ｃの温度よりも低くなる温度分布を容易かつ確実に形成することができる。また、ヒータ２９の発熱線２９ａにより温度分布形成手段が構成されるので、断熱材３０を用いる場合に比べて部品点数を低減できる。

・図４に示すように、断熱材３０を省略し、ヒータ２９から対向領域２１ｂに伝導される熱を吸収する熱吸収手段（温度分布形成手段）としてのペルチェ素子３２をプラテン２１に設けるようにしてもよい。すなわち、プラテン２１における両対向領域２１ｂとヒータ２９との間に、前後方向に延びる断面視矩形状をなす貫通路３１をそれぞれ形成し、該両貫通路３１の上面（対向領域２１ｂ側の面）に平板状のペルチェ素子３２をそれぞれ取着するようにしてもよい。この場合、両ペルチェ素子３２は、図示しない電源によって通電されることにより、上面側（対向領域２１ｂ側）が吸熱（冷却）するとともに下面側（ヒータ２９側）が発熱するようになっている。このようにすれば、ペルチェ素子３２によって対向領域２１ｂが冷却されるので、ヒータ２９の熱による対向領域２１ｂの温度上昇が効果的に抑制される。すなわち、対向領域２１ｂの温度が隣接領域２１ｃの温度に比べてより一層低くなる。したがって、ヒータ２９から対向領域２１ｂを介して各記録ヘッド１５〜１８へ伝わる熱量を簡単な構成で大幅に低減することができ、ヒータ２９の熱による各記録ヘッド１５〜１８への悪影響を効果的に抑制することができる。

・上記図４に示す場合において、ペルチェ素子３２を省略し、両貫通路３１に、温度分布形成手段としてのフロン、アンモニア、冷水などの冷媒や冷風を流すように構成してもよい。このようにしても上記図４に示す場合と同様に、対向領域２１ｂが冷却されるので、ヒータ２９の熱による対向領域２１ｂの温度上昇が効果的に抑制される。したがって、上記図４に示す場合と同様の効果が得られる。

・搬送ベルト２６を省略してもよい。この場合、記録媒体にはカット用紙１２ではなく長尺のロール紙が用いられる。そして、このロール紙は、搬送ユニット１３の左側から繰り出され、プラテン２１上で支持されて印刷された後、搬送ユニット１３の右側で巻き取られる。

・ヒータ２９は、プラテン２１に埋設するようにしてもよい。
・上記実施形態では、記録装置をインクジェット式プリンタ１１に具体化したが、インク以外の他の液体（機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体を含む）を噴射する液体噴射装置に具体化してもよい。そして、本明細書における「液体」には、例えば、無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含むほか、液状体、流状体などが含まれる。

さらに、上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）前記熱吸収手段は、前記支持部材に設けられたペルチェ素子によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。

（ロ）前記熱吸収手段は、前記支持部材内における前記対向領域と対応するように設けられた流路を流れる冷媒または冷風によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。

上記（イ）及び（ロ）の構成によれば、簡単な構成で加熱手段から対向領域を介して記録手段へ伝わる熱量を大幅に低減できるので、対向領域を介した加熱手段の熱による記録手段への悪影響を効果的に抑制することが可能となる。

実施形態のインクジェット式プリンタの正面図。同プリンタの搬送ユニットの平面図。変更例におけるプリンタの搬送ユニットの平面図。変更例におけるプリンタの要部拡大図。

符号の説明

１１…記録装置としてのインクジェット式プリンタ、１２…記録媒体としてのカット用紙、１４…記録手段としての記録ヘッドユニット、２１…支持部材としてのプラテン、２１ｂ…対向領域、２１ｃ…隣接領域、２９…加熱手段としてのヒータ、２９ａ…発熱線、３０…温度分布形成手段としての断熱材、３２…温度分布形成手段を構成する熱吸収手段としてのペルチェ素子。

Claims

上流側から下流側へ搬送される記録媒体を支持する支持部材と、
該支持部材と対向するように固定状態で配置されるとともに、前記支持部材に支持された前記記録媒体に対して液体を用いて記録処理を施す記録手段と、
前記支持部材を加熱する１つの加熱手段と、
該加熱手段から前記支持部材における前記記録媒体を支持する側の面に付与される熱を部分的に抑制して前記支持部材における前記記録媒体を支持する側の面に温度分布を形成する温度分布形成手段と
を備え、
前記支持部材の前記記録媒体を支持する側の面において、前記記録手段と対向する対向領域の温度は、該対向領域と前記記録媒体の搬送方向における上流側及び下流側で隣接する隣接領域の温度よりも低くなっており、
前記温度分布形成手段は、前記加熱手段から前記対向領域に伝導される熱を吸収する熱吸収手段を有し、
前記熱吸収手段は、前記支持部材における前記対向領域と前記加熱手段との間に形成された貫通路における前記対向領域側の面に設けられていることを特徴とする記録装置。
前記熱吸収手段は、前記貫通路における前記加熱手段側の面と離間して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。