JP5274977B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクの噴射により用紙上に印刷（印字）を行うインクジェットヘッドで、特に用紙の幅方向に多数のインクノズルを配置してなるノズル列を用紙の走行方向に複数列備えて用紙の走行方向に幅を有するオンデマンド型のインクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置に関するものである。

この種のインクジェット記録装置にあっては、インクジェットヘッドと用紙面（印刷面）との間隙を一定に保つことは、印刷品質を良好にするための重要な要素であるが、上記インクジェットヘッドに対向して走行する用紙を案内するローラのローラ間距離の長短に関係なく用紙にバタツキのない状態で印刷でき、用紙の走行方向に複数列のノズル列を備えたインクジェットヘッドにて高精度の印刷を行うようにしたインクジェット記録装置が特許文献１にて知られている。

また、特許文献２に開示されるように、インクミストコレクタを各インクジェットヘッド間に配置することが必須の設備となってきている状況にある。

特開２００５−３５２０９ 特開２００７−１３６７６１

上記インクジェットヘッドは、インクジェット記録装置による印刷商品の高品質化により、用紙の走行方向にノズル列を複数列備えた広幅のものが要求されるようになり、上記特許文献１にて開示されるところの、用紙のガイドローラに巻き付き接触する直前あるいは直後のいずれか一方の直線状走行面に対向するようにして個々のインクジェットヘッドを配置する構成にするだけではローラ間の距離の長短に関係なく用紙にバタツキのない状態で印刷することが困難な状況が発生する問題が生じている。

また、各インクジェットヘッド間にインクミストコレクタを配置する設備にあっては、上記特許文献２に開示された構成にあっては、インクミストコレクタのインクミストの吸引回収のためのエアー流によりインクジェットヘッド間における用紙に振動が生じる等、好ましくない影響が生じる問題があった。

本発明は上記のことに鑑みなされたもので、インクジェットヘッドのノズル幅領域に平行に対向して走行する用紙のバタツキを抑えて良好な印刷品質が得られると共に、インクジェットヘッド間にインクミストコレクタを設置した構成にあっても、このインクミストコレクタを設けることによる用紙の振動を極力小さくできるようにしたインクジェット記録装置を提供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に、本発明に係るインクジェット記録装置は、インクジェット印刷部に複数のガイドローラにて所定の張力を有してアーチ状に形成された用紙通路を走行する用紙に複数のインクジェットヘッドにて印刷する印刷ユニットを有するインクジェット記録装置において、
上記印刷ユニットのインクジェットヘッドに、複数のノズル列にて用紙の走行方向にノズル幅領域とするオンデマンド型のインクジェットヘッドを用い、その複数のインクジェットヘッドは用紙の走行方向に間隔を置いて設けられて用紙の走行方向に間隔を置いて複数のノズル幅領域を有するようにし、
上記各インクジェットヘッドのノズル面に対向する用紙通路を、上記用紙の走行方向上流側に位置する上流側のガイドローラと下流側に位置する下流側のガイドローラにてそれぞれ形成すると共に、その上流側のガイドローラと下流側のガイドローラによる用紙通路とインクジェットヘッドのノズル面を平行とし、
上記各インクジェットヘッドのノズル幅領域と、各用紙通路の上流側のガイドローラ、下流側のガイドローラの用紙の走行方向の位置関係を、それぞれ、ノズル幅領域における用紙の走行方向の上流側端部が、上記上流側のガイドローラに巻き付き接触する用紙が接触点よりも下流側のガイドローラ寄りで、かつ上記接触点に近接する位置で、
上記各インクジェットヘッドのノズル幅領域における用紙走行方向下流側端部分が、上記下流側のガイドローラに巻き付き接触する用紙の接触点よりも上流側のガイドローラ寄りで、かつ上記接触点に近接する位置とした構成になっている。

また、上記インクジェット記録装置において、印刷ユニットの用紙通路を水平方向に対して上方へ膨出するアーチ状に形成し、この用紙通路を形成する各ガイドローラにおける最上流側のガイドローラと最下流側のガイドローラ以外のガイドローラに対する用紙の巻き付き角を２度以上５度以下にした。

また、上記印刷ユニットの各インクジェットヘッドを、各インクジェットヘッドに対向する用紙通路と平行に設けた固定基板に、ヘッド用基板を介して固定し、ヘッド用基板を、用紙の幅方向一端を支点にして固定基板に沿って揺動可能にした。

また、上記インクジェット記録装置において、印刷ユニットの複数のインクジェットヘッドの間にインクミストコレクタを設け、上流側のインクジェットヘッドが対向する２個のガイドローラのうちの下流側のガイドローラに巻き付いた用紙走行面に上記インクミストコレクタの吸引口を対向させ、また下流側のインクジェットヘッドが対向する２個のガイドローラのうちの上流側のガイドローラに巻き付いた用紙走行面に上記インクミストコレクタの吸引口または吹き出し口を対向させた。

また、上記インクジェット記録装置のインクジェット印刷部の印刷ユニットを上下に位置をずらせて配置し、両印刷ユニットの用紙通路を順次用紙を走行させることにより用紙の両面に印刷するようにした。

そして上記インクジェット記録装置における各印刷ユニットの用紙通路の下流側に乾燥装置を設けた。

そしてさらに、上記インクジェット記録装置における印刷ユニットの各インクジェットヘッド及びインクミストコレクタを固定する固定基板をヘッドボックスに固定支持し、このヘッドボックスを用紙通路の側方へ移動可能にした。

本発明において、請求項１に記載の構成によれば、インクジェットヘッドのノズル幅領域のノズル面と平行に対向する用紙の走行経路長は可能な限り最短長さに可及的に近づき、この部分での用紙のバタツキを抑えて良好な印刷品質を得ることができる。

また請求項２に記載の構成によれば、用紙通路が水平方向に対して上方へ膨出するアーチ状で、かつこの用紙通路を形成する各ガイドローラに対する用紙の巻き付き角を２度以上５度以下にしたことにより、この用紙通路の用紙側に対設する各インクジェットヘッドを大略下方へ向けて設置することができ、この各インクジェットヘッドを好適な設置条件にて設置することができる。

また請求項３に記載の構成によれば、ヘッド用基板を固定基板に対して揺動することにより、このヘッド用基板に固定されたインクジェットヘッドを用紙の走行方向に位置調整することができる。

また請求項４に記載の構成によれば、各インクジェットヘッドによる印刷部におけるインクミストを効率よく回収すると共に、インクミストコレクタのエアー流による用紙部への影響を防止することができ、精度の高い印刷を行うことができる。

請求項５に記載の構成によれば、用紙の表側面と裏側面を印刷する印刷ユニットが上下２段になり、用紙の走行方向に２組の印刷ユニットを並べたものに比較して装置設置時のスペースを小さくすることができる。

また請求項６に記載の構成によれば、各印刷ユニット部にて印刷された用紙の印字は直ちに乾燥されて、印字がガイドローラにてこすられて汚れることを防止することができる。

さらに請求項７に記載の構成によれば、印刷ユニットの各インクジェットヘッド及びインクミストコレクタを用紙通路の側方においてのメンテナンスを容易に行うことができる。

図１は本発明の第１の実施例に係るインクジェット記録装置１を概略的に示すものであり、このインクジェット記録装置１は、用紙２を給紙する給紙部３、この給紙部３から給紙される用紙２にインクジェットヘッドにて印刷するインクジェット印刷部４、このインクジェット印刷部４にて印刷された用紙２を巻き取る巻き取り部５とからなっている。

上記インクジェット印刷部４には、複数、例えば４個（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）ずつのインクジェットヘッド６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ａ′，６ｂ′，６ｃ′，６ｄ′を用紙２の走行方向に配置してなる第１・第２の印刷ユニット７，７′を上下方向に重ね合わせ状に備えた構成になっている。

そして、本発明の第１の実施例にあっては、給紙部３から給紙される用紙２の給紙方向を「順走方向」、その逆を「逆走方向」としたときに、給紙部３から給紙される用紙２は、第１の印刷ユニット７を順走方向に走行して、この間に各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄにて用紙２の表側面（上側面）に所定の印刷が行われ、ついで１８０度反転して、すなわち裏側面を上側にして第２の印刷ユニット７′を逆走方向に走行し、この間に各インクジェットヘッド６ｄ′〜６ａ′にて用紙２の裏側面に所定の印刷が行われるようになっている。

なお、上記各印刷ユニット７，７′のそれぞれの出口側には第１・第２の乾燥装置８ａ，８ｂが設けてあり、各印刷ユニット７，７′を出た用紙２は、この各乾燥装置８ａ，８ｂを通ることにより乾燥されるようになっている。

また第２の実施例にあっては、図２に示すようになっていて、上記第１の実施例の構成と同一構成の部材は同一符号を付して説明すると、給紙部３から給紙される用紙２は、第１の印刷ユニット７を順方向に走行してこの間に各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄにて用紙２の表側面に所定の印刷が行われ、第１の乾燥装置８ａを通過後、１８０度反転して第２の印刷ユニット７′の順走方向の上流側へ案内され、この順走方向上流側部に設けられたターンバー装置９にて、裏側が上側を向くように反転させてから第２の印刷ユニット７′を順走方向に走行させて、用紙２の裏側面に印刷を行うようになっている。そしてこの第２の印刷ユニット７′の下流側に設けられた乾燥装置８ｂにて印刷後の乾燥が行われるようになっている。

すなわち上記第１・第２の両実施例では、第１の印刷ユニット７では共に用紙２が順走方向に走行することによりこれの表側面に印刷が行われるが、第１の実施例では第２の印刷ユニット７′を逆走方向に用紙２が走行することにより、これの裏側面に印刷が行われ、第２の実施例では反転されて第２の印刷ユニット７′を順走方向に走行することにより、これの裏側面に印刷が行われるようになっている。

上記両実施例における各印刷ユニット７，７′における各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄ、６ａ′〜６ｄ′は制御装置１０にて制御されるものである。この制御装置１０は、上記インクジェットヘッドとは異なる位置に、例えばインクジェット記録装置１の下部に収納されている。

各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄ、６ａ′〜６ｄ′は、用紙２にあらかじめ印刷されてあるマークを図示しないマークセンサにて検出し、この検出信号によりタイミングがとられて制御装置１０にて作動するようになっている。なお、各インクジェットヘッドは制御装置１０による通常の制御にて印刷作動するようにしてもよい。

上記各実施例において、第１と第２の両印刷ユニット７，７′は基本的には同一構成になっており、第２の印刷ユニット７′にあっては、ここを走行する用紙２の走行方向に応じて各インクジェットヘッド６ａ′〜６ｄ′が上記制御装置１０にて制御されるようになっている。

次に、上記第１・第２の印刷ユニット７，７′を第１の印刷ユニット７にて説明する。

印刷ユニット７の用紙の走行方向両側に、所定の張力を有して用紙２を走行させる送りローラ１１ａ，１１ｂが設けてあり、この両送りローラ１１ａ，１１ｂ間の用紙通路は水平に対して複数のガイドローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈにて案内されて、水平方向に対して上方へ膨出する形成のアーチ状に形成されていて、この用紙通路の上側に、用紙通路に沿って上記インクジェットヘッド６ａ〜６ｄが配置されている。そして各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの間にインクミストコレクタ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが配置されている。

上記各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄ及びインクミストコレクタ１３ａ〜１３ｃは同一構成となっていて、その１組を図３、図４にて説明する。

インクジェットヘッド６ａは、印刷ユニット７内のヘッドボックス７ａに設けられるサイドフレーム１４に固定された固定基板１５にヘッド用基板１６を介して固定されている。この固定基板１５は、各インクジェットヘッドごとに個々に設けられている。インクジェットヘッド６ａは、複数のノズル列を用紙２の走行方向に所定の幅内に並べてなるオンデマンド型のインクジェットヘッドが用いられている。そして上記ノズル列の幅が印字用のノズル幅領域Ｌとなっている。

上記インクジェットヘッド６ａは、１個で上記所定のノズル幅領域Ｌ及び用紙２の幅方向の長さを得ることがむずかしいので、図４に示すように複数個、例えば３個のプリンタヘッド１７ａ，１７ｂ，１７ｃを千鳥状に配置して所定の用紙走行方向のノズル幅領域Ｌ及び用紙幅方向のノズル長さ領域を得るようにしている。

上記各プリントヘッド１７ａ〜１７ｃを固定するヘッド用基板１６及びこのヘッド用基板１６を固定する固定基板１５は図５（ａ），（ｂ）に示すようになっていて、ヘッド用基板１６には各プリントヘッド１７ａ〜１７ｃのノズル部を下方へ臨ませるヘッド用窓１８が、また固定基板１５にはヘッド用基板１６に固定された各プリントヘッド１７ａ〜１７ｃからなるインクジェットヘッド６ａの幅方向のノズル幅領域Ｌ及び用紙２の幅方向のノズル長さ領域を含むノズル全領域に対向するノズル全領域用窓１９が設けてある。

そして上記固定基板１５は、固定ボルト２０（図４参照）にて上記したようにサイドフレーム１４に固定される。またヘッド用基板１６は、上記固定基板１５に対して、長手方向一端部が支点ピン２１にて枢支され、他端部が揺動装置２２を介して固定基板１５の上面に沿って上記支点ピン２１を中心に揺動可能に固定されている。

上記揺動装置２２は、例えば図６に示すようになっていて、ヘッド用基板１６の端部に突設したレバー部材２３にヘッド用基板１６の上面と平行に螺合するねじ棒２４と、このねじ棒２４に固着したウォームホイール２５と、これに噛合するウォーム２６及びウォーム２６を回転するハンドル２７とからなるウォームホイール機構にて構成されており、ハンドル２７を回転してウォームホイール機構を介して上記ねじ棒２４を回転することにより、ヘッド用基板１６が支点ピン２１を中心として固定基板１５に沿って揺動されるようになっている。

図４に示すように、インクジェットヘッドの間に設けられるインクミストコレクタ１３ａは、インクジェットヘッドごとに設けられる固定基板１５の一方に固定されている。そして用紙２の走行方向に隣接する双方の固定基板１５，１５において、用紙２の走行方向上流側の固定基板１５に、上流側のインクジェットヘッド６ａのノズル幅領域の下流側端部に向けて開口する吸入孔２８が、また下流側の固定基板１５に、下流側のインクジェットヘッド６ｂのノズル幅領域の上流側端に向けて開口する吹き出し孔２９が設けてある。

インクミストコレクタ１３ａは、フィルタ３０を有する仕切り板３１と、フィルタ３０に対向して設けられ、フィルタ３０側から風を吸引する方向に回転するファン３２とを有しており、仕切り板３１側に上記吸入孔２８に連通する吸引口３３が、またファン３１の吹き出し側に上記吹き出し孔２９に連通する吹き出し口３４が設けてある。

上記印刷ユニット７における用紙通路を案内するガイドローラ１２ａ〜１２ｈは、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄごとに２個ずつ配置されている。そして各インクジェットヘッドとこの２個のガイドローラとの位置関係を図３にて、用紙２の走行方向最上流側のインクジェットヘッド６ａとガイドローラ１２ａ，１２ｂにて説明する。

まず、インクジェットヘッド６ａを固定支持する固定基板１５は、２個のガイドローラ１２ａ，１２ｂによる用紙通路と平行にしてサイドフレームに固定されていて、インクジェットヘッド６ａのノズル面が上記２個のガイドローラ１２ａ，１２ｂによる用紙通路と平行になっている。そしてこのインクジェットヘッド６ａのノズル幅領域Ｌの用紙２の走行方向の上流側と下流側のそれぞれの端部分が、上流側と下流側のそれぞれのガイドローラ１２ａ，１２ｂに巻き付き接触する各接触点より両ローラ間の内側位置で、かつ各接触点に可及的に近接する位置となるようにしてある。

これにより、インクジェットヘッド６ａのノズル幅領域Ｌに対向してノズル面と平行に直線走行する用紙の走行経路長は、ノズル幅領域Ｌに対して最短長さに可及的に近づき、ノズル幅領域Ｌ内における用紙２のバタツキを抑えることができる。

上記インクジェットヘッド６ａと２個のガイドローラ１２ａ，１２ｂとの位置関係は、他のインクジェットヘッドと２個のガイドローラとにおいても同様である。なお、アーチ状に用紙通路を形成する上記各ガイドローラ１２ａ〜１２ｈへの用紙２の巻き付き角は、２度以上５度以下である。

上記各実施例における印刷ユニット７，７′にあっては、ガイドローラ１２ａ〜１２ｈによる用紙通路に対して固定基板１５を固定支持するサイドフレーム１４は、ヘッドボックス７ａに固定されている。そしてこのヘッドボックス７ａは、図７に示すようにスライドレール３５に沿って、用紙２の走行方向と直角方向へ移動可能になっていて、インクジェットヘッドが用紙２に対向する印刷位置から、例えば一方へ移動することによりメンテナンスを行い、また他方へ移動することによりパージを行うようにしている。

上記した各実施の形態においてのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄ，６ａ′〜６ｄ′には、これのノズル幅領域Ｌを広くするために、複数のプリンタヘッド１７ａ〜１７ｃを千鳥状に配置した例を示したが、上記インクジェットヘッドの構成はこれに限ることなく、例えば図８に示すように、多数のノズルヘッド３６を所定の傾斜角θに傾斜させて並べて配置してなるラインヘッド３７をヘッド用基板を介して固定基板に固定して用いるようにしてもよい。

なお上記各実施例にあっては、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄ，６ａ′〜６ｄ′を固定する固定基台１５を、各インクジェットヘッドごとに別個にした例を示したが、各インクジェットヘッドの取り付け部が、これに対向する用紙通路と平行になるようにして一体構成としてもよい。

また、インクミストコレクタ１３ａ〜１３ｃにおいて、ファン３２の吹き出し方向を上側に向け、下流側の固定基板１５に設けた吹き出し孔２９からも空気を吸引するようにしてもよい。

本発明の第１の実施例を概略的に示す説明図である。 本発明の第２の実施例を概略的に示す説明図である。 本発明の要部を示す断面図である。 本発明の要部を示す斜視図である。 （ａ）はヘッド用基板を示す斜視図、（ｂ）は固定基板を示す斜視図である。 ヘッド用基板の揺動装置部を示す破断面図である。 印刷ユニット部を概略的に示す平面図である。 インクジェットヘッドの他例を示す平面図である。

符号の説明

１…インクジェット記録装置、２…用紙、３…給紙部、４…インクジェット印刷部、５…巻き取り部、６ａ〜６ｄ，６ａ′〜６ｄ′…インクジェットヘッド、７，７′…印刷ユニット、７ａ，７ａ′…ヘッドボックス、８ａ，８ｂ…乾燥装置、９…ターンバー装置、１０…制御装置、１１ａ，１１ｂ…送りローラ、１２ａ〜１２ｈ…ガイドローラ、１３ａ〜１３ｃ…インクミストコレクタ、１４…サイドフレーム、１５…固定基板、１６…ヘッド用基板、１７ａ〜１７ｃ…プリントヘッド、１８…ヘッド用窓、１９…ノズル全領域用窓、２０…ボルト、２１…支点ピン、２２…揺動装置、２３…レバー部材、２４…ねじ棒、２５…ウォームホイール、２６…ウォーム、２７…ハンドル、２８…吸入孔、２９…吹き出し口、３０…フィルタ、３１…仕切り板、３２…ファン、３３…吸引口、３４…吹き出し口、３５…ガイドレール、３６…ノズルヘッド、３７…ラインヘッド、Ｌ…ノズル幅領域。

Claims (7)

1. インクジェット印刷部に複数のガイドローラにて所定の張力を有してアーチ状に形成された用紙通路を走行する用紙に複数のインクジェットヘッドにて印刷する印刷ユニットを有するインクジェット記録装置において、
   上記印刷ユニットのインクジェットヘッドに、複数のノズル列にて用紙の走行方向にノズル幅領域とするオンデマンド型のインクジェットヘッドを用い、その複数のインクジェットヘッドは用紙の走行方向に間隔を置いて設けられて用紙の走行方向に間隔を置いて複数のノズル幅領域を有するようにし、
   上記各インクジェットヘッドのノズル面に対向する用紙通路を、上記用紙の走行方向上流側に位置する上流側のガイドローラと下流側に位置する下流側のガイドローラにてそれぞれ形成すると共に、その上流側のガイドローラと下流側のガイドローラによる用紙通路とインクジェットヘッドのノズル面を平行とし、
   上記各インクジェットヘッドのノズル幅領域と、各用紙通路の上流側のガイドローラ、下流側のガイドローラの用紙の走行方向の位置関係を、それぞれ、ノズル幅領域における用紙の走行方向の上流側端部が、上記上流側のガイドローラに巻き付き接触する用紙が接触点よりも下流側のガイドローラ寄りで、かつ上記接触点に近接する位置で、
   上記各インクジェットヘッドのノズル幅領域における用紙走行方向下流側端部分が、上記下流側のガイドローラに巻き付き接触する用紙の接触点よりも上流側のガイドローラ寄りで、かつ上記接触点に近接する位置とした
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 印刷ユニットの用紙通路を水平方向に対して上方へ膨出するアーチ状に形成し、この用紙通路を形成する各ガイドローラにおける最上流側のガイドローラと最下流側のガイドローラ以外のガイドローラに対する用紙の巻き付き角を２度以上５度以下にしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 印刷ユニットの各インクジェットヘッドを、各インクジェットヘッドに対向する用紙通路と平行に設けた固定基板に、ヘッド用基板を介して固定し、
   ヘッド用基板を、用紙の幅方向一端を支点にして固定基板に沿って揺動可能にした
   ことを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録装置。
4. 印刷ユニットの複数のインクジェットヘッドの間にインクミストコレクタを設け、上流側のインクジェットヘッドが対向する２個のガイドローラのうちの下流側のガイドローラに巻き付いた用紙走行面に上記インクミストコレクタの吸引口を対向させ、また下流側のインクジェットヘッドが対向する２個のガイドローラのうちの上流側のガイドローラに巻き付いた用紙走行面に上記インクミストコレクタの吸引口または吹き出し口を対向させた
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
5. インクジェット印刷部の印刷ユニットを上下に位置をずらせて配置し、両印刷ユニットの用紙通路を順次用紙を走行させることにより用紙の両面に印刷するようにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
6. 各印刷ユニットの用紙通路の下流側に乾燥装置を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
7. 印刷ユニットの各インクジェットヘッド及びインクミストコレクタを固定する固定基板をヘッドボックスに固定支持し、このヘッドボックスを用紙通路の側方へ移動可能にしたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。

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