JP5387674B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。
普通紙やプラスチック薄板等の種々の記録媒体に印画することのできる記録装置としてインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置には、スキャン式のインクジェット記録装置とライン式のインクジェット記録装置とがある。
スキャン式のインクジェット記録装置においては、記録媒体が搬送装置により所定の方向に搬送され、インクを吐出する記録ヘッドが記録媒体の面に沿って、記録媒体の搬送方向に直交する方向に走査することで記録媒体に画像を形成することができる。
ライン式のインクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドを固定した状態で、記録媒体を搬送装置により所定の方向に搬送し、記録ヘッドの下方に搬送された記録媒体に向けて記録ヘッドがインクを吐出することで記録媒体に画像を形成することができる。
近年、インクジェット記録装置のスループット向上のための高速化技術に関心が集まっており、液体インクの早期定着を実現したいという観点から記録媒体の搬送装置に加熱装置を搭載したインクジェット記録装置が必要とされている。しかし、記録媒体上に吐出されたインクを定着させるために加熱定着を行う場合、記録媒体上のインクから低沸点成分が気化し装置内部の湿度上昇を起こして結露が発生し種々の問題を引き起こすという問題が知られており、それを解決するために揮発した溶媒成分の回収(除湿)に関していくつかの技術が提案されている。
例えば、加熱定着器の外装付近に設けた放熱性金属板でインクの気化成分を液化させて回収する液体噴射記録装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、筐体内部の温度、湿度を検知して筐体内の熱気をファンにより排出するインクジェットプリンタが開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、加熱器により蒸気化した有機溶媒をファンで捕集し、装置内の結露を防止するインクジェット記録装置が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
また、記録ヘッドの両側に送風機を設け、印字する際に記録媒体上のインクミストを含む空気を吹き飛ばすインクジェット記録装置が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。
特開平3−147850号公報 特開2005−138463号公報 特開平6−64159号公報 特開2005−212323号公報
記録媒体へのインクドットの拡がり挙動から、特に、加熱された記録媒体上へインクを着弾させる構成が望まれている。しかし、記録ヘッドのノズル面と加熱装置の距離が近い場合、記録媒体上のインクから蒸発した蒸気によりヘッド近傍に局所的な湿度上昇が起こる。そのため、加熱装置温度より記録ヘッドのノズル面温度が低い場合はその飽和水蒸気量の差から記録ヘッドのノズル面に結露が発生しやすい。そこで、記録ヘッドのノズル面への結露防止には、効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことが重要である。
しかし、特許文献1においては、放熱性金属板は、記録媒体の表面位置に対し、直接熱エネルギーを受けないようにある程度距離をおいて設置されているため、記録ヘッド近傍の局所的な湿度上昇によるノズル面の結露抑制には効果がない。また、放熱性金属板は自然放冷を行っているので連続使用には適さない。
また、特許文献2においては、除湿機構が記録ヘッドから離れて設置されているため、記録ヘッド近傍の局所的な湿度上昇によるノズル面への結露防止には効果がなく、また、強力な除湿を行うためには除湿機構の吸引力を上げる必要があるが、その場合、記録ヘッドの周辺に気流の乱れが発生し、インクの記録媒体への着弾が乱れて印字品質が低下する。
また、特許文献3においては、インクの蒸気回収のための吸気ファンを記録ヘッドに近づけると気流の乱れにより印字品質が低下するため、加熱器を記録ヘッド直下や、記録ヘッドに対して記録媒体の搬送方向上流側に設置することが出来ない。そして、加熱器がヘッドに対して記録媒体の搬送方向下流側の離れた位置に設置されている場合、インクの濡れ性の悪い記録媒体では、記録媒体へのインク着弾からインクの加熱定着までの時間が長くなり、インクドットの拡がり挙動から、むら等の画質の低下が発生する。
また、特許文献4においては、気流の乱れによる印字品質の低下は避けられず、さらに飛ばされた蒸気やミストが回収されていないため他の場所で結露し装置を汚してしまう。
また、ファンにより発生した気流はノズル面のメニスカス乾燥を促進するため、インクの射出性に悪影響を与えることがある。
よって、これらの問題を解消しつつ、より効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことが望まれていた。
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、加熱された記録媒体上に印字を行うことができる構成で、記録媒体上のインクから蒸発した蒸気による局所的な湿度上昇が引き起こす記録ヘッドのノズル面への結露を連続的に防止し、ファン等の気流の乱れによる印字品質の低下、ノズル面のメニスカス乾燥を引き起こすことなく、より効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、
記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
記録媒体を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置により加熱された記録媒体を前記記録ヘッドの下方に搬送する搬送装置と、を備え、前記記録ヘッドを記録媒体の上面に沿った方向に相対的に移動させつつ記録媒体に対してインクを吐出させて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドとの間で断熱された状態で設けられ、前記記録ヘッドのノズル面よりも低い温度に冷却される冷却面と、前記冷却面に付着した結露を回収する結露回収機構と、を有する冷却装置を備え、
前記冷却面には、前記結露回収機構に連通する溝が形成され、
前記冷却面と前記記録ヘッドのノズル面は、前記相対的な移動方向に沿って配置され、前記記録媒体に対面していることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記相対的な移動方向は前記記録ヘッドの走査方向であり、
前記冷却面と前記ノズル面は、前記記録ヘッドの走査方向に沿って配置されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記相対的な移動方向は前記記録媒体の搬送方向であり、
前記冷却面と前記ノズル面は、前記記録媒体の搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、前記相対的な移動方向に沿って複数並設され、
前記冷却面は、隣接する記録ヘッドの間に設けられていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、前記相対的な移動方向に沿って複数並設され、
前記冷却面は、前記記録ヘッドの並設方向端部に設けられていることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項2に記載のインクジェット記録装置において、
前記冷却面は、前記記録ヘッドに対して前記走査方向の下流側に配置されていることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項3に記載のインクジェット記録装置において、
前記冷却面は、前記記録ヘッドに対して前記記録媒体の搬送方向下流側に配置されていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向に沿って複数並設され、
前記冷却面は、各記録ヘッドに対して前記記録媒体の搬送方向下流側に並ぶように設けられていることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記冷却面に親液化処理を施したことを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項2又は6に記載のインクジェット記録装置において
記結露回収機構は、前記記録ヘッドの走査方向端部に配置されていることを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載のインクジェット記録装置において、
前記溝は、前記記録ヘッドの走査方向に沿って延在するように形成されていることを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
記録媒体からの前記記録ヘッドのノズル面までの高さと前記冷却面までの高さを等しくしたことを特徴とする。
請求項13に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記冷却面は、水平面に対して傾斜した傾斜面とされ、
前記結露回収機構は、前記冷却面の最も低い位置よりも下方に配置されていることを特徴とする。
請求項14に記載の発明は、請求項1〜12のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記結露回収機構が前記冷却面よりも低くなるように前記冷却面を水平面に対して傾斜させる傾斜機構を備えることを特徴とする。
請求項15に記載の発明は、請求項1〜14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記結露回収機構は、回収した結露を吸収する吸収部材を備えることを特徴とする。
請求項16に記載の発明は
記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
記録媒体を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置により加熱された記録媒体を前記記録ヘッドの下方に搬送する搬送装置と、を備え、前記記録ヘッドを記録媒体の上面に沿った方向に相対的に移動させつつ記録媒体に対してインクを吐出させて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドとの間で断熱された状態で設けられ、前記記録ヘッドのノズル面よりも低い温度に冷却される冷却面が形成された冷却部を有する冷却装置と、前記冷却面に付着した結露を吸収する吸収部材と、を備え、
前記冷却部には、前記吸収部材と、前記冷却面から前記吸収部材に連通する孔が形成され
前記冷却面と前記記録ヘッドのノズル面は、前記相対的な移動方向に沿って配置され、前記記録媒体に対面していることを特徴とする。
請求項17に記載の発明は、請求項16に記載のインクジェット記録装置において、
前記冷却装置は、
前記冷却部とで前記吸収部材を挟んで保持する挟持部材と、
前記冷却部と前記挟持部材を接続する接続部材と、
前記冷却部を前記記録ヘッドのノズル面よりも低い温度に冷却する冷却体と、
を備えることを特徴とする。
請求項18に記載の発明は、請求項17に記載のインクジェット記録装置において、
前記吸収部材は、弾性変形自在であり、
前記冷却部と前記挟持部材との間の距離を可変に構成したことを特徴とする。
請求項19に記載の発明は、請求項17又は18に記載のインクジェット記録装置において、
前記冷却体は、前記挟持部材に当接するように設けられ、
前記接続部材と前記吸収部材のうち少なくとも一方及び前記挟持部材は、熱伝導性を有することを特徴とする。
請求項20に記載の発明は、請求項17又は18に記載のインクジェット記録装置において、
前記冷却体は、前記挟持部材及び前記冷却部に当接するように設けられ、
前記挟持部材は、熱伝導性を有することを特徴とする。
請求項21に記載の発明は、請求項17又は18に記載のインクジェット記録装置において、
前記冷却体は、前記冷却部に当接するように設けられ、
前記接続部材は、前記冷却部と前記挟持部材との間を断熱し、
前記挟持部材は、前記冷却体に当接して当該冷却体の放熱を行う放熱部を有することを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、冷却装置の冷却面を記録ヘッドのノズル面よりも低い温度に冷却することにより、インクの蒸気は記録ヘッドのノズル面よりも温度の低い冷却面に発生するため、記録ヘッドのノズル面には結露が発生しない。
また、冷却面は自然放熱ではなく、冷却装置により冷却面を冷却されるので、冷却装置を駆動させている間は連続的に結露の発生を防止することができる。
また、従来のようにファンを用いることなく、記録ヘッド近傍の除湿を行うことができるので、気流の乱れが発生せず、印画品質が低下しない。さらに、記録ヘッドのノズル面のメニスカス乾燥を生じさせることもない。
また、冷却装置の冷却面は、記録ヘッドと記録媒体の相対移動方向に配置されているので、相対移動により生じた気流とともに移動するインクの蒸気を記録ヘッドの印画前後での少なくとも一方で結露させて回収できるので、より効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことができる。
請求項2に記載の発明によれば、冷却装置の冷却面を記録ヘッドの走査方向に配置することにより、記録ヘッドの移動により生じた気流とともに移動するインクの蒸気を記録ヘッドの印画前後での少なくとも一方で結露させて回収できるので、より効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことができる。
請求項3に記載の発明によれば、冷却装置の冷却面を記録媒体の搬送方向に配置することにより、記録媒体の搬送により生じた気流とともに移動するインクの蒸気を記録ヘッドの印画前後での少なくとも一方で結露させて回収できるので、より効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことができる。
請求項4に記載の発明によれば、相対移動方向に隣接する記録ヘッドのうち、後に印画する記録ヘッドのノズル面は先に印画した記録ヘッドから吐出されたインクの蒸気が原因で結露しやすいが、両ヘッド間に冷却装置の冷却面を設けることにより、かかる冷却面に結露が発生し、隣の記録ヘッドのノズル面に結露が発生するのを防止することができる。
請求項5に記載の発明によれば、記録ヘッドの並設方向の両端部に設けることで、記録ヘッドまたは記録媒体が往復移動する場合にも対応することができる。この場合、印画前後で冷却面に結露を発生させることができるので、除湿効率を向上することができる。
請求項6に記載の発明によれば、冷却装置の冷却面を記録ヘッドの走査方向下流側に配置することにより、記録ヘッドがインクの蒸気で湿度が高い部分に進入する前に冷却面に結露させることができ、記録ヘッドのノズル面に結露が発生することを防止することができる。
請求項7に記載の発明によれば、冷却装置の冷却面を記録ヘッドに対して記録媒体の搬送方向下流側に配置することにより、インクの蒸気が周囲に飛散する前に結露させて除去することができる。
請求項8に記載の発明によれば、各記録ヘッドの周囲で発生し、飛散しようとするインクの蒸気を記録媒体の搬送による気流で下流側に隣接する冷却面に導くことにより、その冷却面でインクの蒸気を結露させて回収することができる。これにより、インクの蒸気が周囲に飛散する前に結露させて除去することができる。
請求項12に記載の発明によれば、冷却面が記録ヘッドのノズル面よりも記録媒体に近いと、結露が記録媒体に接触して記録媒体を汚染しやすくなり、冷却面が記録ヘッドのノズル面よりも記録媒体から離れていると、記録ヘッド近傍の除湿効果が薄れるため、冷却面と記録ヘッドのノズル面を同じ高さとすることにより、記録媒体の汚染を防止しつつ、記録ヘッド近傍の除湿効果を発揮することができる。
請求項に記載の発明によれば、冷却面に親液化処理を施すことにより、冷却面上に結露が濡れ拡がりやすくなるため、冷却面からの結露の垂れ下がりや落下を防止することができ、記録媒体と記録ヘッド間の距離をより狭めることができ、画質を向上することができる。
請求項16に記載の発明によれば、吸収部材で冷却面に発生した結露を吸収することができるので、冷却面のメンテナンス回数を減らすことができる。また、冷却面に発生した結露は記録媒体に落下する前に吸収部材に吸収されるので、記録媒体の汚れを防止しやすくなる。
請求項に記載の発明によれば、冷却面には溝が形成されているので、冷却面に発生した結露は毛細管現象により溝を伝い、この溝に連通された結露回収機構に回収される。これにより、記録ヘッド近傍のインクの蒸気は、冷却面により気体から液体にされ、その液体は溝を介して結露回収機構に回収される。
よって、記録ヘッド近傍に漂うインクの蒸気は、溝が形成された冷却面を有する冷却装置と結露回収機構とによって外部に排出されるため、効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことができる。また、冷却面の結露は溝を介して結露回収機構により回収されるので、冷却面にほとんど結露が残らず、冷却面のメンテナンス(ワイピング等)が不要となる、あるいは、冷却面に溝を形成していない場合に比べて冷却面のメンテナンス回数を減らすことができる。
また、冷却面に溝を形成することにより、冷却面の表面積が大きくなるので、記録ヘッド近傍の除湿効率を高めることができる。
さらに、請求項10に記載の発明によれば、結露回収機構は記録ヘッドの走査方向端部に設けられているので、記録ヘッドの移動により冷却面に付着した結露にも記録ヘッドの移動方向に沿った慣性力が働く。これにより、結露は溝を伝って結露回収機構に回収される。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
請求項11に記載の発明によれば、冷却面の溝は記録ヘッドの走査方向に沿って延在するように形成されているので、記録ヘッドの移動による慣性力が作用する方向と溝の形成される方向が一致し、結露は溝に沿って移動しやすくなる。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
請求項13に記載の発明によれば、冷却面が傾斜面となっているので、結露は重力により低い方に向かって移動し、最も低い位置よりも下方にある結露回収機構により回収される。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
請求項14に記載の発明によれば、傾斜機構により冷却面を傾斜させることができるので、結露は重力により低い方に向かって移動し、最も低い位置よりも下方にある結露回収機構により回収される。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
請求項15に記載の発明によれば、吸収部材で冷却面に発生した結露を吸収することができるので、冷却面のメンテナンス回数を減らすことができる。また、冷却面に発生した結露は記録媒体に落下する前に吸収部材に吸収されるので、記録媒体の汚れを防止しやすくなる。
請求項16に記載の発明によれば、冷却部には冷却面から吸収部材に連通する孔が形成されているので、冷却面に発生した結露は毛細管現象により孔の内壁を伝い、この孔に連通された吸収部材に吸収される。これにより、記録ヘッド近傍のインクの蒸気は、冷却面により気体から液体にされ、その液体は孔を介して吸収部材に吸収される。これにより、冷却面から結露が記録媒体に落下しにくくなる。
よって、記録ヘッド近傍に漂うインクの蒸気は、孔が形成された冷却部を有する冷却装置と吸収部材とによって外部に排出されるため、効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことができる。また、冷却面の結露は孔を介して吸収部材により吸収されるので、冷却面にほとんど結露が残らず、冷却面のメンテナンス(ワイピング等)が不要となる、あるいは、冷却部に孔を形成していない場合に比べて冷却面のメンテナンス回数を減らすことができる。
また、冷却部に孔を形成することにより、冷却面の表面積が大きくなるので、記録ヘッド近傍の除湿効率を高めることができる。
請求項17に記載の発明によれば、挟持部材と冷却部と接続部材とを用いて吸収部材を挟持することにより、吸収部材と冷却部との密着性が増し、冷却面の結露を吸収部材が吸収しやすくすることができる。
請求項18に記載の発明によれば、冷却部又は挟持部材のいずれか一方を他方に向けて移動させることにより、吸収部材は弾性変形し、吸収部材に吸収された結露は溢れ出す。これにより、吸収部材は、再度結露を吸収することができるようになり、吸収部材の交換が不要となるので、メンテナンスが容易となる。
請求項19に記載の発明によれば、冷却体は挟持部材を冷却し、さらに、接続部材あるいは吸収部材、又は双方を介して冷却部を冷却することができる。
すなわち、冷却体は間接的に冷却部を冷却することができ、冷却体の下方に冷却部を配置することができるようになるので、冷却装置が横方向(水平方向)に広がることがなく、省スペース化を図ることができる。
請求項20に記載の発明によれば、冷却体は挟持部材及び冷却部の双方を冷却することができるので、冷却面の温度が下がりやすくなり、冷却効率を向上することができる。
請求項21に記載の発明によれば、挟持部材は冷却体にたまった熱を放熱することができるので、放熱のための部材を新たに設ける必要がなく、部品点数を減らすことができる。
また、接続部材は冷却部と挟持部材との間を断熱しているので、放熱により温まった挟持部材から冷却部に熱が伝わることはない。
スキャン式のインクジェット記録装置の概略構成を示す図。 (a)は記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する平面図、(b)は記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する正面図。 冷却装置を記録ヘッドの走査方向から見た側面図。 制御部及び制御部に接続される各構成を示すブロック図。 単一の記録ヘッドに対して冷却装置を記録ヘッドの走査方向上流側に配置した例を示す平面図。 (a)は単一の記録ヘッドに対して冷却装置を記録ヘッドの走査方向下流側に配置した例を示す平面図、(b)は単一の記録ヘッドに対して冷却装置を記録ヘッドの走査方向上流側及び下流側に配置した例を示す平面図、(c)は複数の記録ヘッドを千鳥状に配置したヘッドユニットに対して冷却装置を記録ヘッドの走査方向下流側に配置した例を示す平面図、(d)は複数の記録ヘッドを千鳥状に配置したヘッドユニットに対して冷却装置を記録ヘッドの走査方向下流側及び上流側に配置した例を示す平面図。 (a)は複数の記録ヘッドに対して隣接する記録ヘッドの間に冷却装置を配置した例を示す平面図、(b)は複数の記録ヘッドに対して隣接する記録ヘッドの間及び記録ヘッドの並設方向端部に冷却装置を配置した例を示す平面図。 複数のヘッドユニットに対して隣接するヘッドユニットの間に冷却装置を配置した例を示す平面図。 (a)は複数の記録ヘッドに対して隣接する記録ヘッドの間及び記録ヘッドの並設方向端部に冷却装置を配置した例を示す平面図、(b)は複数のヘッドユニットに対して隣接するヘッドユニットの間及びヘッドユニットの並設方向端部に冷却装置を配置した例を示す平面図。 (a)は複数の記録ヘッドに対して記録ヘッドの並設方向端部に冷却装置を配置した例を示す平面図、(b)は複数のヘッドユニットに対してヘッドユニットの並設方向端部に冷却装置を配置した例を示す平面図。 冷却装置を記録ヘッドの走査方向から見た側面図。 冷却装置の冷却面の底面図。 複数の記録ヘッドの並設方向両端部に冷却装置を配置した例を示す平面図。 複数の記録ヘッドの並設方向両端部に冷却装置を配置した例を示す正面図。 図14における冷却装置の一部を拡大視した正面図。 図14における冷却装置の冷却面の底面図。 溝の変形例を断面視した図。 結露回収機構の変形例を記録ヘッドの走査方向から見た側面図。 冷却部の変形例を記録ヘッドの走査方向から見た側面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する平面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する正面図。 冷却装置の冷却面の底面図。 冷却装置を記録ヘッドの走査方向から見た側面図。 複数の記録ヘッドの並設方向両端部に冷却装置を配置した例を示す平面図。 複数の記録ヘッドの並設方向両端部に冷却装置を配置した例を示す正面図。 図25における冷却部近傍を拡大視した正面図。 吸収部材を絞ってメンテナンスを行うときの状態を示す正面図。 メンテナンスキャップの平面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する平面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する正面図。 図30における冷却部近傍を拡大視した正面図。 吸収部材を絞ってメンテナンスを行うときの状態を示す正面図。 冷却部近傍を拡大視した正面図。 吸収部材を絞ってメンテナンスを行うときの状態を示す正面図。 冷却装置の変形例を示す冷却部近傍を拡大視した正面図。 冷却装置の変形例を示す冷却部近傍を拡大視した正面図。 冷却装置の変形例を示す冷却部近傍を拡大視した正面図。 ライン式のインクジェット記録装置の概略構成を示す図。 冷却装置の平面図。 記録媒体の上方に配置された冷却装置の正面図。 冷却装置を記録媒体の搬送方向から見た側面図。 (a)は単一の記録ヘッドに対して冷却装置を記録媒体の搬送方向上流側及び下流側に配置した例を示す平面図、(b)は単一の記録ヘッドに対して冷却装置を記録媒体の搬送方向上流側に配置した例を示す平面図。 (a)は単一の記録ヘッドに対して冷却装置を記録媒体の搬送方向下流側に配置した例を示す平面図、(b)は複数の記録ヘッドを千鳥状に配置したヘッドユニットに対して冷却装置を記録媒体の搬送方向下流側に配置した例を示す平面図。 (a)及び(b)は複数の記録ヘッドに対して隣接する記録ヘッドの間に冷却装置を配置した例を示す平面図、(b)は複数のヘッドユニットに対して隣接するヘッドユニットの間に冷却装置を配置した例を示す平面図。 複数の記録ヘッドを千鳥状に配置したヘッドユニットを複数備え、各ヘッドユニットに対して冷却装置を記録媒体の搬送方向下流側に配置した例を示す平面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する平面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する正面図。 冷却装置を記録媒体の搬送方向から見た側面図。 冷却装置の冷却面の底面図。 記録ヘッド、冷却装置及び傾斜機構の配置を説明する平面図。 (a)は傾斜機構により冷却面を傾斜させる前における記録媒体の搬送方向から見た側面図、(b)は傾斜機構により冷却面を傾斜させた後における記録媒体の搬送方向から見た側面図。 制御部及び制御部に接続される各構成を示すブロック図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する平面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する正面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する平面図。 記録ヘッド及び冷却装置の配置を説明する正面図。 ドラム走査型のインクジェット記録装置の概略構成を示す図。
以下、図面を参照して、インクジェット記録装置について説明する。
なお、インクジェット記録装置には、スキャン式のインクジェット記録装置と、ライン式のインクジェット記録装置がある。
[第1の実施形態]
<スキャン式のインクジェット記録装置の構成>
<全体構成>
図1に示すように、インクジェット記録装置1は、スキャン方式のインクジェットプリンタであり、記録ヘッドから記録媒体に対してインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成するものである。
インクジェット記録装置1は、記録媒体Pに対してインクを吐出する記録ヘッド2と、記録ヘッド2を支持するキャリッジ3と、キャリッジ3を走査方向に移動自在に支持するガイドレール4と、記録媒体Pを加熱する加熱装置5と、加熱された記録媒体Pを搬送する搬送装置6と、記録媒体Pの上方において揮発したインク成分を冷却する冷却装置7と、記録ヘッド2のノズル面を清掃するメンテナンスユニット8と、記録ヘッド2のノズル面を保湿する保湿ユニット9と、を備えている。
(記録ヘッド、キャリッジ、ガイドレール)
図1に示すように、記録ヘッド2は、キャリッジ3に搭載されている。記録ヘッド2は、直方体状に形成され、その下端面には、ノズル孔が形成されたノズルプレートが設けられている。このノズル孔からインクを吐出することにより記録媒体Pに印画することができる。
インクジェット記録装置1では、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色のインクを吐出できるように、合計で4個の記録ヘッド2がキャリッジ3に設置されている。4個の記録ヘッド2は、記録ヘッドの走査方向Aに1列に並んで設置されている。すなわち、キャリッジ3は、ヘッド支持部材として機能する。なお、インクジェット記録装置1で使用されるインクはこれに限定されず、例えば、ライトイエロー(LY)、ライトマゼンタ(LM)、ライトシアン(LC)等の他の色を使用することも可能である。この場合には、各色に対応した記録ヘッド2がキャリッジ3に搭載される。
各記録ヘッド2には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクを貯留するインクタンク2tが、インク供給管などのインク流路2rを介して連結されている。つまり、インクタンク2t内のインクは、インク流路2rによって各記録ヘッド2に供給されるようになっている。
これらの記録ヘッド2を支持するキャリッジ3は、ガイドレール4に移動自在に取り付けられている。キャリッジ3は、キャリッジ駆動機構31(図4参照)によりガイドレール4に沿って移動する。
ガイドレール4は、記録ヘッド2の走査方向Aに沿って延びるように形成されている。ガイドレール4は、記録ヘッド2の初期待機位置となるホームポジション領域X、記録ヘッド2が記録媒体Pに記録を行う記録領域Y、記録ヘッド2のメンテナンスを行うメンテナンス領域Zにわたって移動することができるように形成されている。
(加熱装置)
図1に示すように、加熱装置5は、例えば、通電により発熱するヒータであり、搬送装置6に設けられている。搬送装置6は、記録領域Yに設けられている。加熱装置5は、搬送される記録媒体Pの直下に配置され、搬送装置6により搬送されてきた記録媒体Pを加熱する。記録媒体Pを予め加熱することで、インクに対する濡れ性が向上し、ドット径が記録媒体Pに良好に濡れ拡がり、画質むらのない画像が得られる。
加熱装置5は、記録ヘッド2の直下、あるいは、記録ヘッド2の直下よりも記録媒体Pの搬送方向上流側に設けられている。すなわち、加熱装置5は、記録ヘッド2によりインクが吐出される位置に搬送されるまでに記録媒体Pが加熱装置5により加熱することができる位置に配置されている。なお、本実施形態においては、加熱装置5は記録ヘッド2の直下に設けられている。
加熱装置5による記録媒体Pの加熱は、記録媒体Pの温度が40℃以上、100℃以下になるようにするのが好ましい。40℃より低いと濡れ性向上が不十分であり、100℃を越えると記録媒体Pによってはその熱で変形してしまい記録媒体Pの搬送性が悪化するためである。
なお、記録媒体Pの加熱は、インクを印字する前に記録媒体Pを加熱するが、印字後も引き続いて加熱を施してもよい。また、加熱装置5としては、上記の板状のヒータに限られず、例えば、加熱ファン、加熱ローラ、加熱ベルト、ハロゲンヒータや遠赤外線ヒータなどの輻射熱加熱等でもよく、適宜選択あるいは組み合わせて適用することができる。
(搬送装置)
図1に示すように、搬送装置6は、図示しない駆動ローラ、従動ローラ、駆動ローラと従動ローラとに架け渡された搬送ベルト、駆動ローラを回転させるモータ61(図4参照)とを備えている。
搬送ベルトは、モータ61の駆動により駆動ローラが回転すると駆動ローラと従動ローラとの間を周回してその上面に載置された記録媒体Pを搬送方向に沿って搬送し、駆動ローラの回転が停止すると、両ローラ間での周回を停止し、記録媒体Pの搬送を停止する。
記録媒体Pの搬送方向は、走査方向Aに直交する方向であるとともに記録媒体Pの面方向に平行になるように設定される。
(冷却装置)
図2、図3に示すように、冷却装置7は、キャリッジ3に設けられた土台となる支持部71を備えており、この支持部71に冷却部72が設けられている。
冷却部72は、例えば、金属板等により形成されている。特に、冷却部72を熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成することで記録ヘッド2周囲の冷却効率を高めることができる。このように、安価でコンパクトな金属板を用いることで、大幅なコストダウンが可能となる。
冷却部72は、記録ヘッド2との間で断熱された状態で支持部71に設けられている。冷却部72は、支持部71に設けられているので、支持部71が断熱材料であればよい。
断熱材料としては、無機繊維系、発泡プラスチック系、天然素材系等が好ましい。また、記録ヘッド2のノズル面2a及び冷却面72aは、互いの温度の影響を受けないように配置することが好ましい。
冷却部72は、その下面が記録媒体Pに対向するように配置される。冷却部72の下面は、記録ヘッド2近傍のインク成分の蒸気を含んだ空気を冷却する冷却面72aとなる。
冷却部72は、その冷却面72aが記録ヘッド2の走査方向Aに沿って記録ヘッド2のノズル面2aに並んで配置されている。具体的には、図2に示すように、4個並んだ記録ヘッド2の並設方向の両端部に設けられている。
冷却部72は、その冷却面72aが、記録媒体Pの上面から冷却面72aまでの高さが記録媒体Pの上面から記録ヘッド2のノズル面2aまでの高さと等しくなるように記録ヘッド2に設けられている。
冷却面72aには、親液化処理が施されている。これは、冷却面72aの結露が記録媒体P上に落下しにくくするための措置である。親液化処理としては、冷却面72aに市販の有機系、無機系の親水性コーティング材、光触媒型の酸化チタンコーティング材を塗布したり、冷却面72aにプラズマ処理を施すことがあげられる。
本実施形態においては、冷却部72としてステンレス鋼板を用い、その冷却面72aに市販の無機系の親水性コーティング材を塗布している。
冷却部72の上面には、冷却部72を冷却するための冷却体としてのペルチェ素子73が冷却部72に当接した状態で設けられている。ここで、ペルチェ素子73とは、2種類の金属の接合部に電流を流すと、片方の金属からもう片方へ熱が移動するペルチェ効果を利用した板状の半導体素子である。ペルチェ素子73は、電源11(図4参照)に接続され、通電により下端部となる冷却部72との当接部が低温になり、上端部から放熱される。
ペルチェ素子73の上面には、ペルチェ素子73の上端部にたまった熱を放熱するための放熱部74がペルチェ素子73に当接した状態で設けられている。放熱部74は、金属製のヒートシンクにより構成されている。なお、ペルチェ素子73の上端部を外気にさらして自然放熱させてもよいし、放熱部74(ヒートシンク)に放熱用ファン等の風を当てて冷却を早めるようにしてもよい。
冷却部72とペルチェ素子73は一体に形成してもよい。すなわち、ペルチェ素子73の冷却面を、結露を付着させる面としてもよい。なお、冷却体としては、冷水によって冷却面を冷却する水冷方式や、冷やされた空気によって冷却面を冷却する空冷方式等が挙げられるが、ペルチェ素子73によって冷却面72aを冷却する方式が最も好ましい。冷却体として、ペルチェ素子73を用いることにより、更に安価でコンパクトなインクジェット記録装置が実現できるためである。ペルチェ素子73にかける電圧の制御等により冷却面72aの温度を制御することが可能となるが、ペルチェ素子73を複数枚重ねて使用することにより、冷却能力を大幅に向上させることもできる。
冷却部72及びペルチェ素子73における記録媒体Pの搬送方向の一端には、冷却面72aに付着してたまった結露を吸収する吸収部材75が設けられている。吸収部材75は、スポンジ状の部材であって、例えば、発泡材料やフェルト等の繊維材料といった多孔質材料、高分子ポリマーを配合した材料が用いられる。
吸収部材75は、記録ヘッド2に固定された廃液回収トレイ76上に設けられており、吸収部材75で吸収した結露の集まりである廃液は、廃液回収トレイ76から回収することができる。
このように、冷却部72における記録媒体Pの搬送方向の一端に設けられ、冷却面72aに付着してたまった結露を回収する結露回収機構77は、冷却面72aにたまった結露を吸収する吸収部材75と、吸収部材75により吸収した結露を貯留する廃液回収トレイ76とを備えている。
吸収部材75は、冷却面72aにたまった結露を吸収することができるよう、冷却面72aよりも下方(記録媒体P側)に突出するように設けられている。吸収部材75で吸収した結露は、自然乾燥により吸収部材75から蒸発させるか、廃液回収トレイ76からポンプにより吸引してもよい。
(メンテナンスユニット)
図1に示すように、キャリッジ3の移動可能範囲であって搬送装置6の設けられている記録領域Yの外側一端はメンテナンス領域Zとなっており、このメンテナンス領域Zには、記録ヘッド2に対してヘッドメンテナンスを行うメンテナンスユニット8が設けられている。このメンテナンスユニット8には、記録ヘッド2のノズル面2aからインクを吸引する吸引装置81、清掃ブレード82、インク受器83等が設けられている。
吸引装置81には、記録ヘッド2の吐出面2aを覆うメンテナンスキャップ85が記録ヘッド2の数に対応して4個設けられている。また、メンテナンスキャップ85の底面には、メンテナンスキャップ85の内部に連通する排出管86が設けられている。この排出管86の途中には、ポンプ87が設けられており、排出管86の下端には、吸引したインクを受ける廃インクタンク88が設けられている。
メンテナンスキャップ85の一端近傍には、記録ヘッド2のノズル面2aからインクを空吐出させた際に吐出されたインクを受けるインク受器83が設けられており、このインク受器83に隣接してノズル面2aに付着したインクを拭き取るブレード82が設けられている。
ポンプ87はシリンダーポンプやチューブポンプを有して構成されていて、吸引キャップ81aがノズル面2aを覆った状態で作動することにより、ノズル面2aから記録ヘッド2内部のインクを異物や気泡と共に吸引するための吸引力を発生するようになっている。
(保湿ユニット)
図1に示すように、キャリッジ3の移動範囲の他の一端部であって搬送装置6を挟んでメンテナンス領域Zと反対の位置はホームポジション領域Xとされており、このホームポジション領域Xには、記録ヘッド2を保湿する保湿ユニット9が設けられている。保湿ユニット9には、記録ヘッド2が待機状態にあるとき、ノズル面2aを覆うことで記録ヘッド2のインクを保湿する4個の保湿キャップ91が設けられている。これら4個の保湿キャップ91は、4個の記録ヘッド2のノズル面2aを同時に覆うことができるよう、記録ヘッド2の配列に対応して配列されている。
(制御部)
図4に示すように、インクジェット記録装置1には、キャリッジ駆動機構31、搬送装置6のモータ61、記録ヘッド2、加熱装置5、メンテナンスユニット8、保湿ユニット9、電源11等の動作を制御する制御部10が設けられている。制御部10は、CPU10a、RAM10b、ROM10cを備えており、制御部10はインターフェイス(図示省略)を介してキャリッジ駆動機構31、搬送装置6のモータ61、記録ヘッド2、メンテナンスユニット8、保湿ユニット9、電源11等と接続されている。
制御部10は、キャリッジ3を走査方向Aに往復移動させるとともに、キャリッジ3の動作に合わせて記録媒体Pの搬送と停止とを繰り返し、記録媒体Pを間欠的に搬送方向に搬送させるように、キャリッジ駆動機構31及び搬送装置6のモータ61の動作を制御する。
制御部10は、電源11による加熱装置5への通電を制御することで、記録媒体Pを加熱することができる。
制御部10は、電源11によるペルチェ素子73への通電を制御することで、冷却部72の冷却面72aの温度を記録ヘッド2のノズル面2aよりも低い温度に冷却するように制御する。なお、冷却面72aに温度センサを設けて所定の温度になるように電源11による通電制御をすることも可能であるが、単に冷却面72aを冷却するだけでも室温や記録ヘッド2のノズル面2aよりも低温にすることができるため、インクの揮発成分を結露させる観点からみれば、温度制御は必ずしも必要ではない。なお、冷却面72aを低温にするほど飽和蒸気圧が下がって結露しやすくなるので、効果は大きい。
制御部10には、画像情報を入力するホストコンピュータやスキャナ、画像記録条件を入力するキーボード等からなる入力部12及び記録ヘッド2が接続されており、制御部10は、入力部12から入力された所定の信号に基づいて記録ヘッド2を動作させ、記録媒体P上にインクを吐出させて所定の画像を記録させるようになっている。
制御部10は、所定のメンテナンス開始条件に当てはまった場合や、電源投入から所定時間が経過する毎及び手動操作によって、メンテナンスユニット8を作動させてヘッドメンテナンスを行わせるように制御している。
制御部10は、画像形成時でもヘッドメンテナンス時でもない待機状態の際に、保湿ユニット9に、保湿キャップ91による保湿動作を行わせるように制御する。
<記録媒体>
記録媒体Pとしては、様々なメディアを使用することができ、例えば、紙、プラスチック、金属、布、ゴムなどを挙げることができる。これらのうち一般的に画像を形成する用途としてのインクジェット記録媒体として好ましいのは、紙、プラスチックフィルムである。本実施形態においてより効果をいかんなく発揮できるのは、プラスチックフィルム、レジンコート紙、合成紙などである。
紙としては、普通紙、非塗工紙、塗工紙などが使用できる。また、プラスチックフィルムとしては一般的に使用されているものはすべて使用できる。例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルムなどがあるが、特に、ポリ塩化ビニルフィルムであることが好ましい。レジンコート紙とは、紙基材の両面を樹脂で被覆したもので、よく知られたレジンコート紙としては、紙の両面をポリエチレン樹脂で被覆した写真用レジンコート紙がある。合成紙としてはユポコーポレーション製のユポ紙、東洋紡製クリスパーなどがある。
記録媒体によっては、インクの濡れ性が悪い場合がある。特に、プラスチックフィルム、レジンコート紙、合成紙に対してインクの濡れ性が悪い。本実施形態では、記録媒体をあらかじめ加熱することで、記録媒体の表面状態を変化させ、インクに対する濡れ性を向上させている。
加熱による記録媒体への濡れ性向上効果は、プラスチックフィルム、レジンコート紙、合成紙で効果が大きい。特に、塩化ビニルフィルムでの濡れ性向上効果が大きい。
記録媒体Pとしてインク吸収性の低い記録メディアポリ塩化ビニルを用いる場合、表面温度を高めることにより記録媒体表面に対するインクの濡れ性が向上する。ポリ塩化ビニル製の記録媒体の銘柄によっても濡れ性やインク乾燥性に違いが生じることがあるので、各媒体の特性に応じて表面温度を調節しても良い。
ポリ塩化ビニルからなる記録媒体の具体例としては、SOL−371G、SOL−373M、SOL−4701(以上、ビッグテクノス株式会社製)、光沢塩ビ(株式会社システムグラフィ社製)、KSM−VS、KSM−VST、KSM−VT(以上、株式会社きもと製)、J−CAL−HGX、J−CAL−YHG、J−CAL−WWWG(以上、株式会社共ショウ大阪製)、BUS MARK V400 F vinyl、LITEcal V−600F vinyl(以上、Flexcon社製)、FR2(Hanwha社製)LLBAU13713、LLSP20133(以上、桜井株式会社製)、P−370B、P−400M(以上、カンボウプラス株式会社製)、S02P、S12P、S13P、S14P、S22P、S24P、S34P、S27P(以上、Grafityp社製)、P−223RW、P−224RW、P−249ZW、P−284ZC(以上、リンテック株式会社製)、LKG−19、LPA−70、LPE−248、LPM−45、LTG−11、LTG−21(以上、株式会社新星社製)、MPI3023(株式会社トーヨーコーポレーション社製)、ナポレオングロス 光沢塩ビ(株式会社二樹エレクトロニクス社製)、JV−610、Y−114(以上、アイケーシー株式会社製)、NIJ−CAPVC、NIJ−SPVCGT(以上、ニチエ株式会社製)、3101/H12/P4、3104/H12/P4、3104/H12/P4S、9800/H12/P4、3100/H12/R2、3101/H12/R2、3104/H12/R2、1445/H14/P3、1438/One Way Vision(以上、Inetrcoat社製)、JT5129PM、JT5728P、JT5822P、JT5829P、JT5829R、JT5829PM、JT5829RM、JT5929PM(以上、Mactac社製)、MPI1005、MPI1900、MPI2000、MPI2001、MPI2002、MPI3000、MPI3021、MPI3500、MPI3501(以上、Avery社製)、AM−101G、AM−501G(以上、銀一株式会社製)、FR2(ハンファ・ジャパン株式会社製)、AY−15P、AY−60P、AY−80P、DBSP137GGH、DBSP137GGL(以上、株式会社インサイト社製)、SJT−V200F、SJT−V400F−1(以上、平岡織染株式会社製)、SPS−98、SPSM−98、SPSH−98、SVGL−137、SVGS−137、MD3−200、MD3−301M、MD5−100、MD5−101M、MD5−105(以上、Metamark社製)、640M、641G、641M、3105M、3105SG、3162G、3164G、3164M、3164XG、3164XM、3165G、3165SG、3165M、3169M、3451SG、3551G、3551M、3631、3641M、3651G、3651M、3651SG、3951G、3641M(以上、Orafol社製)、SVTL−HQ130(株式会社ラミーコーポレーション製)、SP300 GWF、SPCLEARAD vinyl(以上、Catalina社製)、RM−SJR(菱洋商事株式会社製)、Hi Lucky、New Lucky PVC(以上、LG社製)、SIY−110、SIY−310、SIY−320(以上積水化学工業株式会社製)、PRINT MI Frontlit、PRINT XL Light weight banner(以上、Endutex社製)、RIJET 100、RIJET 145、RIJET165(以上、Ritrama社製)、NM−SG、NM−SM(日栄化工株式会社製)、LTO3GS(株式会社ルキオ社製)、イージープリント80、パフォーマンスプリント80(以上、ジェットグラフ株式会社製)、DSE 550、DSB 550、DSE 800G、DSE 802/137、V250WG、V300WG、V350WG(以上、Hexis社製)、Digital White 6005PE、6010PE(以上、Multifix社製)等が挙げられる。
<冷却装置による除湿動作>
次に、冷却装置7を用いて記録ヘッド2近傍の空気を除湿する際の動作について説明する。
記録媒体Pを記録ヘッド2の直下に搬送する際には、制御部10は、電源11を制御して加熱装置5に通電し、搬送される記録媒体Pを加熱する。また、制御部10は電源11を制御してペルチェ素子73に通電し、冷却部72を冷却する。
記録媒体Pが記録ヘッド2の直下に搬送されると、制御部10は記録ヘッド2からインクの液滴を吐出させる。記録ヘッド2のノズル面2aから吐出されたインクの液滴は、記録媒体Pに着弾し、印画が行われる。
ここで、記録媒体Pは加熱されているため、インクの揮発成分は蒸気となって記録ヘッド2の近傍に漂う。このとき、冷却部72の冷却面72aは冷却されていることから、飽和蒸気圧は記録ヘッド2のノズル面2aよりも冷却部72の冷却面72aの方が低いため、記録ヘッド2周囲で漂うインクの揮発成分の蒸気は冷却面72aに結露となって現れる。
このように、冷却面72aに結露させることで蒸発したインクの揮発成分が漂う記録ヘッド2の周囲の空気を除湿することができる。また、冷却面72aの温度を記録ヘッド2のノズル面2aの温度よりも低温にすることで、結露は温度の低い冷却面72aに発生し、記録ヘッド2のノズル面2aには発生しないため、記録ヘッド2のノズル面2aが詰まることもない。
冷却面72aに発生した結露は、吸収部材75により吸収され、自然乾燥又はポンプによる吸引により外部に排出される。
<作用効果>
以上のように、インクジェット記録装置1によれば、冷却部72の冷却面72aを記録ヘッド2のノズル面2aよりも低い温度に冷却することにより、インクの蒸気は記録ヘッド2のノズル面2aよりも温度の低い冷却面72aに発生するため、記録ヘッド2のノズル面2aには結露が発生しない。
また、冷却面72aは自然放熱ではなく、ペルチェ素子73により冷却されるので、ペルチェ素子73に通電している間は連続的に結露の発生を防止することができる。
また、従来のようにファンを用いることなく、記録ヘッド2近傍の除湿を行うことができるので、気流の乱れが発生せず、印画品質が低下しない。また、冷却面72aが記録ヘッド2に隣接しているので、記録ヘッド2の直下に加熱装置5を設けることができ、画質の低下が起こりにくい。さらに、記録ヘッド2のノズル面2aのメニスカス乾燥を生じさせることもない。
また、冷却部72の冷却面72aは、記録ヘッド2のノズル面2aに対して記録ヘッド2の走査方向A(相対的な移動方向)に並設するように設けられているので、記録ヘッド2の移動により生じた気流とともに移動するインクの蒸気を記録ヘッド2の印画前後のいずれかで結露させて回収できるので、より効率的に記録ヘッド2近傍の除湿を行うことができる。
また、冷却部72の冷却面72aを記録ヘッド2の走査方向下流側に配置することにより、記録ヘッド2がインクの蒸気で湿度が高い部分に進入する前に冷却面72aに結露させることができ、記録ヘッド2のノズル面2aに結露が発生することを防止することができる。これは、記録ヘッド2が固定されるライン方式のインクジェット記録装置と異なり、スキャン式のインクジェット記録装置においては、先頭の記録ヘッド2にも結露が生じる可能性が高いため、高い湿度の環境下でインクの吐出を行うとインクの揮発成分によりノズル面2aに結露しやすいため、このような場合に好適である。
また、記録ヘッド2の並設方向の両端部に冷却装置7を設けることで、記録ヘッド2が走査方向に沿って双方向に往復移動する場合にも対応することができる。この場合、印画前後で冷却面72aに結露を発生させることができるので、除湿効率を向上することができる。
また、冷却面72aが記録ヘッド2のノズル面2aよりも記録媒体Pに近いと、結露が記録媒体Pに接触して記録媒体Pを汚染しやすくなり、冷却面72aが記録ヘッド2のノズル面2aよりも記録媒体Pから離れていると、記録ヘッド2近傍の除湿効果が薄れるため、冷却面72aと記録ヘッド2のノズル面2aを同じ高さとすることにより、記録媒体Pの汚染を防止しつつ、記録ヘッド2近傍の除湿効果を発揮することができる。
また、冷却面72aに親液化処理を施すことにより、冷却面72a上に結露が濡れ拡がりやすくなるため、冷却面72aからの結露の垂れ下がりや落下を防止することができ、記録媒体Pと記録ヘッド2間の距離をより狭めることができ、画質を向上することができる。
また、吸収部材75を設けることにより、吸収部材75で冷却面72aに発生した結露を吸収することができるので、冷却面72aのメンテナンス回数を減らすことができる。また、冷却面72aに発生した結露は記録媒体Pに落下する前に吸収部材75に吸収されるので、記録媒体Pの汚れを防止しやすくなる。
<変形例1>
冷却装置の配置、その設置数は上記実施形態に限られるものではない。例えば、図5に示すように、冷却装置7を単一の記録ヘッド2の走査方向上流側に並べて設けてもよい。この場合には、記録媒体Pに着弾したインクの揮発成分が蒸発して周囲に飛散する前に冷却面72aに結露させて除湿することができる。このとき、インクの着弾位置の周囲だけ局所的に湿度が高くなっているので、冷却面72aに容易に結露させることができる。
また、図6(a)に示すように、冷却装置7を単一の記録ヘッド2の走査方向下流側に並べて設けてもよい。
この場合には、記録ヘッド2がインクの蒸気で湿度が高い部分に進入する前に冷却面72aに結露させることができ、記録ヘッド2に結露が発生することを防止することができる。
また、図6(b)に示すように、冷却装置7を単一の記録ヘッド2の走査方向上流側及び下流側の双方に並んで設けてもよい。
この場合、記録ヘッド2の並設方向の両端部に冷却装置7を設けることで、記録ヘッド2が往復移動する場合にも対応することができる。この場合、印画前後で冷却面72aに結露を発生させることができるので、除湿効率を向上することができる。
また、図6(c)(d)に示すように、複数の記録ヘッド2が走査方向に直交する方向(記録媒体Pの搬送方向)に沿って千鳥状に配置されているヘッドユニット20に冷却装置7を設ける場合であっても、冷却装置7をヘッドユニット20の下流側に設ければよい。同様に、冷却装置7をヘッドユニット20の下流側及び上流側に設けてもよい。
また、図7(a)に示すように、複数の記録ヘッド2を備える場合には、隣接する記録ヘッド2の間に冷却装置7を設けてもよい。
この場合、隣接する記録ヘッド2のうち、記録ヘッド2の走査方向上流側にある記録ヘッド2のノズル面2aは走査方向下流側の記録ヘッド2から吐出されたインクの蒸気が原因で結露しやすいが、両ヘッド2間に冷却装置7の冷却面72aが存在することにより、かかる冷却面72aに結露が発生し、隣の記録ヘッド2のノズル面2aに結露が発生するのを防止することができる。
なお、図7(b)に示すように、隣接する記録ヘッド2間の全てに冷却装置7を設ける必要はなく、いくつかの記録ヘッド毎に冷却装置7を設けてもよい。
また、図8に示すように、複数の記録ヘッド2が千鳥状に配置されたヘッドユニット20が走査方向に複数並設されている場合においても、隣接するヘッドユニット20の間に冷却装置7を設けてもよい。
また、図9(a)に示すように、複数の記録ヘッド2が走査方向に並設されている場合において、隣接する記録ヘッド2の間、及び記録ヘッド2の並設方向の両端部に冷却装置7を設けてもよい。
また、図9(b)に示すように、複数の記録ヘッド2が千鳥状に配置されたヘッドユニット20が走査方向に複数並設されている場合においても、隣接するヘッドユニット20の間、及びヘッドユニット20の並設方向の両端部に冷却装置7を設けてもよい。
また、図10(a)に示すように、複数の記録ヘッド2が走査方向に並設されている場合において、記録ヘッド2の並設方向の両端部に冷却装置7を設けてもよい。
また、図10(b)に示すように、複数の記録ヘッド2が千鳥状に配置されたヘッドユニット20が走査方向に複数並設されている場合においても、ヘッドユニット20の並設方向の両端部に冷却装置7を設けてもよい。
<変形例2>
なお、インクジェット記録装置1において、冷却装置7は、上記第1の実施形態の構成に限られるものではない。例えば、図11,図12に示すような冷却装置7Aとしてもよい。
図12に示すように、冷却面72aには、冷却部72における記録媒体Pの搬送方向Bの一端から他端に沿って延在する溝72bが形成されている。溝72bは互いに平行に複数形成され、断面視半円形状に形成されている。
ペルチェ素子73は、図11に示すように、冷却部72との当接面が水平面に対して傾斜した傾斜面となるように形成されている。この傾斜面は、ペルチェ素子73における記録媒体Pの搬送方向の一端から他端に向けて下方(記録媒体P側)に傾斜している。
これにより、ペルチェ素子73の下端面に当接している冷却部72の冷却面72aも水平面に対して傾斜した傾斜面となる。
結露回収機構77は、傾斜した冷却面72aの最も低い位置よりも下方に配置されている。吸収部材75は、溝72bの端部に当接するように設けられている。すなわち、溝72bは、結露回収機構77の吸収部材75に連通されている。
吸収部材75は、冷却面72aにたまった結露を吸収することができるよう、冷却面72aよりも下方(記録媒体P側)に突出するように設けられている。吸収部材75で吸収した結露は、自然乾燥により吸収部材75から蒸発させてもよいし、吸収部材75を絞ることにより廃液回収トレイ76に結露を落下させ、廃液回収トレイ76を取り外して外部に排出してもよい。
冷却面72aに発生した結露は、毛細管現象により溝72bを伝い、重力の作用を受けてその傾斜面を伝ってより低い方に移動し、この溝72bに連通された結露回収機構77の吸収部材75に回収される。
以上のように、変形例2のインクジェット記録装置1によれば、冷却面72aには溝72bが形成されているので、冷却面72aに発生した結露は毛細管現象により溝72bを伝い、この溝72bに連通された結露回収機構77に回収される。これにより、記録ヘッド2近傍のインクの蒸気は、冷却面72aにより気体から液体にされ、その液体は溝72bを介して結露回収機構77に回収される。
よって、記録ヘッド2近傍に漂うインクの蒸気は、溝72bが形成された冷却面72aを有する冷却装置7と結露回収機構77とによって外部に排出されるため、効率的に記録ヘッド2近傍の除湿を行うことができる。また、冷却面72aの結露は溝72bを介して結露回収機構77により回収されるので、冷却面72aにほとんど結露が残らず、冷却面72aのメンテナンス(ワイピング等)が不要となる、あるいは、冷却面72aに溝72bを形成していない場合に比べて冷却面72aのメンテナンス回数を減らすことができる。
また、冷却面72aに溝72bを形成することにより、冷却面72aの表面積が大きくなるので、記録ヘッド2近傍の除湿効率を高めることができる。
また、冷却面72aが傾斜面となっているので、結露は重力により低い方に向かって移動し、最も低い位置よりも下方にある結露回収機構77により回収される。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
また、冷却面72aに親液化処理を施すことにより、冷却面72a上に結露が濡れ広がりやすくなるため、冷却面72aからの結露の垂れ下がりや落下を防止することができ、記録媒体Pと記録ヘッド2間の距離をより狭めることができ、画質を向上することができる。
また、結露回収機構77に備えられた吸収部材75で冷却面72aに発生した結露を吸収することができるので、冷却面72aのメンテナンス回数を減らすことができる。また、冷却面72aに発生した結露は記録媒体Pに落下する前に吸収部材75に吸収されるので、記録媒体Pの汚れを防止しやすくなる。
また、上記の図11においては、結露回収機構77は、吸収部材75と廃液回収トレイ76を備えていたが、図18に示すように、廃液回収トレイ76の底部に連通する排出管78を連通し、排出管78から回収した結露を廃液タンク79に導いて貯留するようにしてもよい。この場合、結露回収機構77Aは、吸収部材75と、廃液回収トレイ76と、排出管78と、廃液タンク79とを備えることにより構成される。
また、上記図11においては、ペルチェ素子73における冷却部72との当接面(下端面)を水平面に対して傾斜する傾斜面に形成していたが、冷却部72の冷却面72aそのものを水平面に対して傾斜する傾斜面となるように形成してもよい。
<変形例3>
なお、インクジェット記録装置1において、冷却装置7は、上記第1の実施形態の構成に限られるものではない。例えば、図13〜図16に示すような冷却装置7Bとしてもよい。
図13〜図16に示すように、冷却装置7Bは、記録ヘッド2の走査方向Aの両端部に設けられている。冷却装置7Bは、キャリッジ3に設けられた土台となる支持部101を備えており、この支持部101に冷却部102が設けられている。
冷却部102は、例えば、金属板等により形成されている。特に、冷却部102を熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成することで記録ヘッド2周囲の冷却効率を高めることができる。このように、安価でコンパクトな金属板を用いることで、大幅なコストダウンが可能となる。
冷却部102は、記録ヘッド2との間で断熱された状態で支持部101に設けられている。冷却部102は、支持部101に設けられているので、支持部101が断熱材料であればよい。
断熱材料としては、無機繊維系、発泡プラスチック系、天然素材系等が好ましい。また、記録ヘッド2のノズル面2a及び冷却面102aは、互いの温度の影響を受けないように配置することが好ましい。
冷却部102は、その下面が記録媒体Pに対向するように配置される。冷却部102の下面は、記録ヘッド2近傍のインク成分の蒸気を含んだ空気を冷却する冷却面102aとなる。
冷却部102は、その冷却面102aが記録ヘッド2の走査方向Aに沿って記録ヘッド2に並ぶように設けられている。具体的には、図13、図14に示すように、4個並んだ記録ヘッド2の並設方向の両端部に設けられている。
冷却部102は、その冷却面102aが、記録媒体Pの上面から冷却面102aまでの高さが記録媒体Pの上面から記録ヘッド2のノズル面2aまでの高さと等しくなるように記録ヘッド2に設けられている。
冷却面102aには、記録ヘッド2の走査方向Aの一端から他端に沿って延在する溝102bが形成されている。溝102bは、互いに平行に複数形成され、それぞれの端部が記録ヘッド2の走査方向Aの一端及び他端に設けられた結露回収機構77に連通されている。
冷却面102aには、親液化処理が施されている。これは、冷却面102aの結露が記録媒体P上に落下しにくくするための措置である。親液化処理としては、冷却面102aに市販の有機系、無機系の親水性コーティング材、光触媒型の酸化チタンコーティング材を塗布したり、冷却面102aにプラズマ処理を施すことがあげられる。
本実施形態においては、冷却部102としてステンレス鋼板を用い、その冷却面102aに市販の無機系の親水性コーティング材を塗布している。
冷却部102の上面には、冷却部102を冷却するための冷却体としてのペルチェ素子103が冷却部102に当接した状態で設けられている。ペルチェ素子103は、電源11(図4参照)に接続され、通電により下端部となる冷却部102との当接部が低温になり、上端部から放熱される。
ペルチェ素子103の上面には、ペルチェ素子103の上端部にたまった熱を放熱するための放熱部104がペルチェ素子103に当接した状態で設けられている。放熱部104は、金属製のヒートシンクにより構成されている。なお、ペルチェ素子103の上端部を外気にさらして自然放熱させてもよいし、放熱部104(ヒートシンク)に放熱用ファン等の風を当てて冷却を早めるようにしてもよい。
冷却部102とペルチェ素子103は一体に形成してもよい。すなわち、ペルチェ素子103の冷却面を、結露を付着させる面としてもよい。なお、冷却体としては、冷水によって冷却面を冷却する水冷方式や、冷やされた空気によって冷却面を冷却する空冷方式等が挙げられるが、ペルチェ素子103によって冷却面102aを冷却する方式が最も好ましい。冷却体として、ペルチェ素子103を用いることにより、更に安価でコンパクトなインクジェット記録装置が実現できるためである。ペルチェ素子103にかける電圧の制御等により冷却面102aの温度を制御することが可能となるが、ペルチェ素子103を複数枚重ねて使用することにより、冷却能力を大幅に向上させることもできる。
冷却部102における記録ヘッド2の走査方向Aの両端には、冷却面102aに付着してたまった結露を回収する結露回収機構77が設けられている。
結露回収機構77は、冷却部102を挟み込むように記録ヘッド2の走査方向Aに沿って配置されている。これは、記録ヘッド2が走査方向Aに往復移動するため、いずれに移動したときでも一方の結露回収機構77で結露を回収するためである。
結露回収機構77は、冷却面102aにたまった結露を吸収する吸収部材75と、吸収部材75により吸収した結露を貯留する廃液回収トレイ76とを備えている。
吸収部材75は、スポンジ状の部材であって、例えば、発泡材料やフェルト等の繊維材料といった多孔質材料、高分子ポリマーを配合した材料が用いられる。
吸収部材75は、冷却部102に固定された廃液回収トレイ76上に設けられており、吸収部材75で吸収した結露の集まりである廃液は、廃液回収トレイ76から回収することができる。
吸収部材75は、冷却面102aにたまった結露を吸収することができるよう、冷却面102aよりも下方(記録媒体P側)に突出するように設けられている。吸収部材75で吸収した結露は、自然乾燥により吸収部材75から蒸発させてもよいし、吸収部材75を絞ることにより廃液回収トレイ76に結露を貯留させ、廃液回収トレイ76を取り外して外部に排出してもよい。
以上のように、変形例3のインクジェット記録装置1によれば、結露回収機構77は記録ヘッド2の走査方向両端部に設けられているので、記録ヘッド2の移動により冷却面102aに付着した結露にも記録ヘッド2の移動方向に沿った慣性力が働く。これにより、結露は溝を102b伝って結露回収機構77に回収される。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
また、冷却面102aの溝102bは記録ヘッド2の走査方向Aに沿って延在するように形成されているので、記録ヘッド2の移動による慣性力が作用する方向と溝102bの形成される方向が一致し、結露は溝102bに沿って移動しやすくなる。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
また、記録ヘッド2の走査時の慣性力を利用して結露を溝102bを介して結露回収機構77に回収させる構成であるため、冷却部102の冷却面102aと記録ヘッド2のノズル面2aを同じ高さとすることができる。すなわち、冷却面102aが記録ヘッド2のノズル面2aよりも記録媒体Pに近いと、結露が記録媒体Pに接触して記録媒体Pを汚染しやすくなり、冷却面102aが記録ヘッド2のノズル面2aよりも記録媒体Pから離れていると、記録ヘッド2近傍の除湿効果が薄れるが、冷却面102aと記録ヘッド2のノズル面2aを同じ高さとすることで、記録媒体Pの汚染を防止しつつ、記録ヘッド2近傍の除湿効果を発揮することができる。
なお、溝72bの形状は、上記の半円形状に限られるものではなく、図17(a)に示すような断面視矩形状の溝72cであってもよいし、図17(b)に示すような連続する断面視山形形状の溝72dであってもよいし、図17(c)に示すような互いに間欠的に形成された山形形状の溝72eであってもよい。
<変形例4>
なお、インクジェット記録装置1において、冷却装置7は、上記第1の実施形態の構成に限られるものではない。例えば、図20〜図23に示すような冷却装置7Cとしてもよい。
図20、図21に示すように、冷却装置7Cは、キャリッジ3に設けられた土台となる支持部71を備えており、この支持部71に冷却部72が設けられている。
冷却部72は、例えば、熱伝導性を有する金属板等により形成されている。特に、冷却部72を熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成することで記録ヘッド2近傍の冷却効率を高めることができる。このように、安価でコンパクトな金属板を用いることで、大幅なコストダウンが可能となる。
冷却部72は、記録ヘッド2との間で断熱された状態で支持部71に設けられている。冷却部72は、支持部71に設けられているので、支持部71が断熱材料であればよい。
断熱材料としては、無機繊維系、発泡プラスチック系、天然素材系等が好ましい。また、記録ヘッド2のノズル面2a及び冷却面72aは、互いの温度の影響を受けないように配置することが好ましい。
冷却部72は、その下面が記録媒体Pに対向するように配置される。冷却部72の下面は、記録ヘッド2近傍のインク成分の蒸気を含んだ空気を冷却する冷却面72aとなる。
冷却部72は、その冷却面72aが記録ヘッド2の走査方向Aに沿って記録ヘッド2に並ぶように設けられている。具体的には、図20に示すように、冷却部72は、4個並んだ記録ヘッド2の並設方向の両端部に設けられている。冷却部72は、板状に形成され、その板厚は少なくとも1mm以上とすることが好ましい。
図21、図22に示すように、冷却部72には、下面である冷却面72aから上面にわたって貫通する複数の孔72fが形成されている。図22に示すように、各孔72fは、矩形状に等間隔に形成されている。各孔72fは、同じ大きさに形成され、少なくとも直径が0.1mm以上の円形状に形成されている。これにより、冷却部72の冷却面72aから上面までが連通された状態となっている。なお、冷却部72に形成される孔72fは、複数である場合に限らず、比較的大きめの孔を一つだけ形成してもよいが、毛細管現象の効果を最大限に生かすべく、図22に示すような上記の孔72fを複数形成する方が好適である。
なお、冷却面72aには、複数の孔72fを形成するだけに限らず、表面を網状に形成することにより、冷却面72aの表面積を増やすようにしてもよい。冷却面72aの表面積を増やすことで、記録ヘッド2近傍の除湿効果を向上することができる。
搬送装置6により搬送される記録媒体Pからの冷却面72aまでの高さは、同じく記録媒体Pからの記録ヘッド2のノズル面2aまでの高さと等しくなるように冷却部72が設けられている。
冷却面72aには、親液化処理が施されている。これは、冷却面72aの結露が記録媒体P上に落下しにくくするための措置である。親液化処理としては、冷却面72aに市販の有機系、無機系の親水性コーティング材、光触媒型の酸化チタンコーティング材を塗布したり、冷却面72aにプラズマ処理を施すことがあげられる。
本実施形態においては、冷却部72としてステンレス鋼板を用い、その冷却面72aに市販の無機系の親水性コーティング材を塗布している。
冷却部72には、冷却部72を冷却するための冷却体としてのペルチェ素子73が冷却部72に当接した状態で設けられている。ペルチェ素子73は、冷却部72における記録ヘッド2の走査方向Aに並んで設けられている。
ペルチェ素子73は、電源11(図4参照)に接続され、通電により隣接する冷却部72との当接部が低温になり、この当接部と逆側の端部から放熱される。
ペルチェ素子73には、冷却部72との当接部と逆側の端部にペルチェ素子73にたまった熱を放熱するための放熱部74がペルチェ素子73に当接した状態で設けられている。放熱部74は、金属製のヒートシンクにより構成されている。なお、ペルチェ素子73の上端部を外気にさらして自然放熱させてもよいし、放熱部74(ヒートシンク)に放熱用ファン等の風を当てて冷却を早めるようにしてもよい。
冷却部72とペルチェ素子73は一体に形成してもよい。すなわち、ペルチェ素子73の冷却面を、結露を付着させる面としてもよい。なお、冷却体としては、冷水によって冷却面を冷却する水冷方式や、冷やされた空気によって冷却面を冷却する空冷方式等が挙げられるが、ペルチェ素子73によって冷却面72aを冷却する方式が最も好ましい。冷却体として、ペルチェ素子73を用いることにより、更に安価でコンパクトなインクジェット記録装置が実現できるためである。ペルチェ素子73にかける電圧の制御等により冷却面72aの温度を制御することが可能となるが、ペルチェ素子73を複数枚重ねて使用することにより、冷却能力を大幅に向上させることもできる。
冷却部72の上端面には、冷却面72aに付着してたまった結露を吸収する吸収部材75が設けられている。
吸収部材75は、スポンジ状の部材であって、例えば、発泡材料やフェルト等の繊維材料といった多孔質材料、高分子ポリマーを配合した材料が用いられる。
吸収部材75は、冷却部72に形成された孔72fの上端部開口に当接するように設けられている。すなわち、孔72fの存在により、冷却部72の冷却面72aから吸収部材75まで連通された状態となっている。
吸収部材75で吸収した結露は、自然乾燥により吸収部材75から蒸発させてもよいし、記録ヘッド2のメンテナンス時や所定枚数の印画後に吸収部材75を絞ることにより廃液回収トレイ(図示略)に結露を落下させ、廃液回収トレイを取り外して外部に排出してもよい。
冷却面72aに発生した結露は、毛細管現象により孔72fを伝い、この孔72fに連通された吸収部材75に吸収される。
<作用効果>
以上のように、冷却装置7Cを備えたインクジェット記録装置1によれば、冷却部72には冷却面72aから吸収部材75に連通する孔72fが形成されているので、冷却面72aに発生した結露は毛細管現象により孔72fの内壁を伝い、この孔72fに連通された吸収部材75に吸収される。これにより、記録ヘッド2近傍のインクの蒸気は、冷却面72aにより気体から液体にされ、その液体は孔72fを介して吸収部材75に吸収される。これにより、冷却面72aから結露が記録媒体Pに落下しにくくなる。
よって、記録ヘッド2近傍に漂うインクの蒸気は、孔72fが形成された冷却部72を有する冷却装置7Cと吸収部材75とによって外部に排出されるため、効率的に記録ヘッド2近傍の除湿を行うことができる。また、冷却面72aの結露は孔72fを介して吸収部材75により吸収されるので、冷却面72aにほとんど結露が残らず、冷却面72aのメンテナンス(ワイピング等)が不要となる、あるいは、冷却部72に孔72fを形成していない場合に比べて冷却面72aのメンテナンス回数を減らすことができる。
また、冷却部72に孔72fを形成することにより、冷却面72aの表面積が大きくなるので、記録ヘッド2近傍の除湿効率を高めることができる。
また、冷却面72aが記録ヘッド2のノズル面2aよりも記録媒体Pに近いと、結露が記録媒体Pに接触して記録媒体Pを汚染してしまい、冷却面72aが記録ヘッド2のノズル面2aよりも記録媒体Pから離れていると、記録ヘッド2近傍の除湿効果が薄れるため、冷却面72aと記録ヘッド2のノズル面2aを同じ高さとすることにより、記録媒体Pの汚染を防止しつつ、記録ヘッド2近傍の除湿効果を発揮することができる。
また、冷却面72aに親液化処理を施すことにより、冷却面72aからの結露の垂れ下がりや落下を防止することができ、記録媒体Pと記録ヘッド2間の距離をより狭めることができ、画質を向上することができる。
<変形例5>
なお、インクジェット記録装置1において、冷却装置7は、上記第1の実施形態の構成に限られるものではない。例えば、図24〜図28に示すような冷却装置7Dとしてもよい。
図24、図25に示すように、冷却装置7Dは、キャリッジ3に設けられた土台となる支持部101を備えており、この支持部101に冷却部102が設けられている。
冷却部102は、例えば、熱伝導性を有する金属板等により形成されている。特に、冷却部102を熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成することで記録ヘッド2周囲の冷却効率を高めることができる。このように、安価でコンパクトな金属板を用いることで、大幅なコストダウンが可能となる。
冷却部102は、記録ヘッド2との間で断熱された状態で支持部101に設けられている。冷却部102は、支持部101に設けられているので、支持部101が断熱材料であればよい。
断熱材料としては、無機繊維系、発泡プラスチック系、天然素材系等が好ましい。また、記録ヘッド2のノズル面2a及び冷却面102aは、互いの温度の影響を受けないように配置することが好ましい。
冷却部102は、その下面が記録媒体Pに対向するように配置される。冷却部102の下面は、記録ヘッド2近傍のインク成分の蒸気を含んだ空気を冷却する冷却面102aとなる。
冷却部102は、その冷却面102aが記録ヘッド2の走査方向Aに沿って記録ヘッド2に並ぶように設けられている。具体的には、図24に示すように、冷却部102は、4個並んだ記録ヘッド2の並設方向の両端部に設けられている。冷却部102は、板状に形成され、その板厚は少なくとも1mm以上とすることが好ましい。
図25に示すように、冷却部102には、下面である冷却面102aから上面にわたって貫通する複数の孔102bが形成されている。変形例4と同様(図22参照)に、各孔102bは、矩形状に等間隔に形成されている。各孔102bは、同じ大きさに形成され、少なくとも直径が0.1mm以上の円形状に形成されている。これにより、冷却部102の冷却面102aから上面までが連通された状態となっている。なお、冷却部102に形成される孔102bは、複数である場合に限らず、比較的大きめの孔を一つだけ形成してもよいが、毛細管現象の効果を最大限に生かすべく、孔102bを複数形成する方が好適である。
なお、冷却面102aには、複数の孔102bを形成するだけに限らず、表面を網状に形成することにより、冷却面102aの表面積を増やすようにしてもよい。冷却面102aの表面積を増やすことで、記録ヘッド2近傍の除湿効果を向上することができる。
搬送装置6により搬送される記録媒体Pからの冷却面102aまでの高さは、同じく記録媒体Pからの記録ヘッド2のノズル面2aまでの高さと等しくなるように冷却部102が設けられている。
冷却面102aには、親液化処理が施されている。これは、冷却面102aの結露が記録媒体P上に落下しにくくするための措置である。親液化処理としては、冷却面102aに市販の有機系、無機系の親水性コーティング材、光触媒型の酸化チタンコーティング材を塗布したり、冷却面102aにプラズマ処理を施すことがあげられる。
本実施形態においては、冷却部102としてステンレス鋼板を用い、その冷却面102aに市販の無機系の親水性コーティング材を塗布している。
冷却部102の上端面には、冷却面102aに付着してたまった結露を吸収する吸収部材105が設けられている。
吸収部材105は、スポンジ状の部材であって、例えば、発泡材料やフェルト等の繊維材料といった多孔質材料、高分子ポリマーを配合した材料が用いられる。吸収部材105は、冷却部102に形成された孔102bの上端部開口に当接するように設けられている。すなわち、孔102bの存在により、冷却部102の冷却面102aから吸収部材105まで連通された状態となっている。
吸収部材105の上端面には、冷却部102とで吸収部材105を挟んで保持する挟持部材106が設けられている。
挟持部材106は、熱伝導性を有する材料の中でも比較的熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成されている。
挟持部材106には、図26に示すように、その外縁近傍に6本の支持棒107が下方に向けて延在するように固定されている。
各支持棒107には弾性部材としてのコイルばね108が同軸に通されており、コイルばね108の上端は挟持部材106に連結され、コイルばね108の下端は冷却部102に連結されている。従って、コイルばね108は、接続部材として機能している。
また、冷却部102と挟持部材106は、弾性変形により伸縮するコイルばね108により接続されているので、冷却部102と挟持部材106との間の距離はコイルばね108の伸縮量によって可変となっている。
支持棒107及びコイルばね108は、熱伝導性を有する材料の中でも比較的熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成されている。
冷却部102は、自身の自重によりコイルばね108が自然長よりも少し伸びた状態で安定している。挟持部材106に固定された支持棒107の下端は冷却部102に挿通され、支持棒107に沿って冷却部102は上下動自在とされている。従って、支持棒107は、冷却部102が上下動する際のガイドとなる。
ここで、挟持部材106と冷却部102との間隔は、冷却部102の自重でコイルばね108が伸びて冷却部102が安定した位置にあるときに、吸収部材105の高さとなっている。すなわち、挟持部材106と冷却部102がこのような位置にあるときに、冷却部102の上面及び挟持部材106の下面が吸収部材105に当接している。
吸収部材105で吸収した結露は、自然乾燥により吸収部材105から蒸発させてもよいが、冷却部102を上方に持ち上げることにより、冷却部102と挟持部材106との間の距離が狭まるので、弾性変形自在な吸収部材105が縮み、含んだインクの結露を絞り出すことができる。
挟持部材106の上面には、冷却部102を記録ヘッド2のノズル面2aよりも低い温度に冷却するための冷却体としてのペルチェ素子103が挟持部材106に当接した状態で設けられている。
ペルチェ素子103は、電源11(図4参照)に接続され、通電により冷却部102との当接部(下面)が低温になり、この当接部と逆側の端部(上面)から放熱される。
ペルチェ素子103の上面には、ペルチェ素子103にたまった熱を放熱するための放熱部104がペルチェ素子103に当接した状態で設けられている。放熱部104は、金属製のヒートシンクにより構成されている。なお、ペルチェ素子103の上端部を外気にさらして自然放熱させてもよいし、放熱部104(ヒートシンク)に放熱用ファン等の風を当てて冷却を早めるようにしてもよい。
冷却部102とペルチェ素子103は一体に形成してもよい。すなわち、ペルチェ素子103の冷却面を、結露を付着させる面としてもよい。なお、冷却体としては、冷水によって冷却面を冷却する水冷方式や、冷やされた空気によって冷却面を冷却する空冷方式等が挙げられるが、ペルチェ素子103によって冷却面102aを冷却する方式が最も好ましい。冷却体として、ペルチェ素子103を用いることにより、更に安価でコンパクトなインクジェット記録装置が実現できるためである。ペルチェ素子103にかける電圧の制御等により冷却面102aの温度を制御することが可能となるが、ペルチェ素子103を複数枚重ねて使用することにより、冷却能力を大幅に向上させることもできる。
<冷却装置による除湿動作とメンテナンス動作>
次に、冷却装置7Dを用いて記録ヘッド2近傍の空気を除湿する際の動作とメンテナンス動作について説明する。
記録媒体Pを記録ヘッド2の直下に搬送する際には、制御部10は、電源11を制御して加熱装置5に通電し、搬送される記録媒体Pを加熱する。また、制御部10は電源11を制御してペルチェ素子103に通電し、挟持部材106を冷却する。挟持部材106が冷却されると、熱伝導性を有する支持棒107やコイルばね108を介して冷却部102も間接的に冷却される。
記録媒体Pが記録ヘッド2の直下に搬送されると、制御部10は記録ヘッド2からインクの液滴を吐出させる。記録ヘッド2のノズル面2aから吐出されたインクの液滴は、記録媒体Pに着弾し、印画が行われる。
ここで、記録媒体Pは加熱されているため、インクの揮発成分は蒸気となって記録ヘッド2の近傍に漂う。このとき、冷却部102の冷却面102aは冷却されていることから、飽和蒸気圧は記録ヘッド2のノズル面2aよりも冷却部102の冷却面102aの方が低いため、記録ヘッド2周囲で漂うインクの揮発成分の蒸気は冷却面102aに結露となって現れる。
このように、冷却面102aに結露させることで蒸発したインクの揮発成分が漂う記録ヘッド2の周囲の空気を除湿することができる。また、冷却面102aの温度を記録ヘッド2のノズル面2aの温度よりも低温にすることで、結露は温度の低い冷却面102aに発生し、記録ヘッド2のノズル面2aには発生しないため、記録ヘッド2のノズル面2aが詰まることもない。
冷却面102aに発生した結露は、図26に示すように、毛細管現象により孔102bを伝い、この孔102bに連通された吸収部材105に吸収される。
吸収部材105に吸収されたインクの結露を排出してメンテナンス動作をするには、図27に示すように、キャリッジ3がメンテナンス領域Z(図1参照)に進入した際に冷却装置7D用のメンテナンスキャップ85が上方に移動して冷却部102を押し上げる。これにより、吸収部材105は、挟持部材106と冷却部102とに挟まれて絞られる。
メンテナンスキャップ85は、図28に示すように、外縁に立設された外壁部85aと、外壁部85a内で吸収部材105から溢れ出たインクを受けるインク受け85bと、上昇時に冷却部102に当接して冷却部102を押し上げる押上部85cと、インク受け85bの表面から裏面に貫通するように形成された排出孔85dとを備えている。押上部85cには、所定間隔毎に流通孔(図示略)が形成され、押上部85cの外側のインクが内側に流入することができるように構成されている。排出孔85dには排出管86を介してポンプ87が接続されている。
従って、メンテナンスキャップ85の上昇により吸収部材105のインクを絞り出した後は、ポンプ87を起動させることにより、インク受け85b内のインクを吸引することができる。これにより、吸収部材105のメンテナンスを行うことができる。
<作用効果>
以上のように、変形例5のインクジェット記録装置1によれば、変形例4と同様の作用効果を奏するほか、挟持部材106と冷却部102とコイルばね108とを用いて吸収部材105を挟持することにより、吸収部材105と冷却部102との密着性が増し、冷却面102aの結露を吸収部材105が吸収しやすくすることができる。
また、冷却部102を挟持部材106に向けて移動させることにより、吸収部材105は弾性変形し、吸収部材105に吸収されたインクの結露は溢れ出す。これにより、吸収部材105は、再度結露を吸収することができるようになり、吸収部材105の交換が不要となるので、メンテナンスが容易となる。
なお、冷却部102の位置を固定し、挟持部材106を冷却部102に向けて移動自在となるように構成してもよい。
また、ペルチェ素子103は、挟持部材106を冷却し、さらに、コイルばね108、支持棒107、吸収部材105を介して冷却部102を冷却することができる。
すなわち、ペルチェ素子103は間接的に冷却部102を冷却することができ、ペルチェ素子103の下方に冷却部102を配置することができるようになるので、冷却装置7Dが横方向(水平方向)に広がることがなく、省スペース化を図ることができる。
<変形例6>
なお、インクジェット記録装置1において、冷却装置7は、上記第1の実施形態の構成に限られるものではない。例えば、図29〜図37に示すような冷却装置7Eとしてもよい。
変形例6の実施形態は、変形例5の冷却装置におけるペルチェ素子と放熱部の配置が異なるため、以下、冷却装置について説明し、その他の同じ構成については、同一符号を付して説明を省略する。
図29〜図37に示すように、冷却装置7Eにおいては、ペルチェ素子201は、冷却部102及び挟持部材106に対して記録ヘッド2の走査方向Aに並ぶように設けられている。ペルチェ素子201は、その上方で挟持部材106に当接し、下方で冷却部102に当接するように配置されている。
ペルチェ素子201は、電源11(図4参照)に接続され、通電により冷却部102及び挟持部材106との当接部が低温になり、上端から放熱される。
ペルチェ素子201の上面には、ペルチェ素子201にたまった熱を放熱するための放熱部202がペルチェ素子201に当接した状態で設けられている。放熱部202は、金属製のヒートシンクにより構成されている。
<冷却装置による除湿動作とメンテナンス動作>
次に、冷却装置7Eを用いて記録ヘッド2近傍の空気を除湿する際の動作とメンテナンス動作について説明する。
記録媒体Pを記録ヘッド2の直下に搬送する際には、制御部10は、電源11を制御して加熱装置5に通電し、搬送される記録媒体Pを加熱する。また、制御部10は電源11を制御してペルチェ素子201に通電し、冷却部102及び挟持部材106を直接冷却する。
記録媒体Pが記録ヘッド2の直下に搬送されると、制御部10は記録ヘッド2からインクの液滴を吐出させる。記録ヘッド2のノズル面2aから吐出されたインクの液滴は、記録媒体Pに着弾し、印画が行われる。
ここで、記録媒体Pは加熱されているため、インクの揮発成分は蒸気となって記録ヘッド2の近傍に漂う。このとき、冷却部102の冷却面102aは冷却されていることから、飽和蒸気圧は記録ヘッド2のノズル面2aよりも冷却部102の冷却面102aの方が低いため、記録ヘッド2周囲で漂うインクの揮発成分の蒸気は冷却面102aに結露となって現れる。
このように、冷却面102aに結露させることで蒸発したインクの揮発成分が漂う記録ヘッド2の周囲の空気を除湿することができる。また、冷却面102aの温度を記録ヘッド2のノズル面2aの温度よりも低温にすることで、結露は温度の低い冷却面102aに発生し、記録ヘッド2のノズル面2aには発生しないため、記録ヘッド2のノズル面2aが詰まることもない。
冷却面102aに発生した結露は、図31に示すように、毛細管現象により孔102bを伝い、この孔102bに連通された吸収部材105に吸収される。
吸収部材105に吸収されたインクの結露を排出してメンテナンス動作をするには、図27、図32に示すように、キャリッジ3がメンテナンス領域Z(図1参照)に進入した際にメンテナンスキャップ85が上方に移動して冷却部102を押し上げる。これにより、吸収部材105は、挟持部材106と冷却部102とに挟まれて絞られる。
従って、メンテナンスキャップ85の上昇により吸収部材105のインクを絞り出した後は、ポンプ87を起動させることにより、インク受け85b内のインクを吸引することができる。これにより、吸収部材105のメンテナンスを行うことができる。
<作用効果>
以上のように、変形例6のインクジェット記録装置1によれば、変形例5と同様の作用効果を奏するほか、ペルチェ素子201は挟持部材106及び冷却部102の双方を冷却することができるので、冷却面102aの温度が下がりやすくなり、冷却効率を向上することができる。
<変形例7>
なお、インクジェット記録装置1において、冷却装置7は、上記第1の実施形態の構成に限られるものではない。例えば、図33〜図34に示すような冷却装置7Fとしてもよい。
変形例7は、変形例6の冷却装置において、メンテナンス時の吸収部材の絞り方が異なるため、以下、冷却装置について説明し、その他の同じ構成については、同一符号を付して説明を省略する。
図33、図34に示すように、ペルチェ素子201の側面には、挟持部材106と冷却部102とを接続する接続部材203が設けられている。
接続部材203は、ペルチェ素子201に対して記録ヘッド2の走査方向Aに並ぶように設けられている。接続部材203は、熱伝導性を有する材料の中でも比較的熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成され、一側面がペルチェ素子201に当接するように設けられている。
接続部材203は、上下方向に延在するように配置され、その上端部で挟持部材106に接続され、その下端部で冷却部102に接続されている。ここで、挟持部材106はその一端が接続部材203に固定されているが、冷却部102はその一端がヒンジ部材204により接続部材203に回転自在に接続されている。
<冷却装置による除湿動作とメンテナンス動作>
次に、記録ヘッド2近傍の空気を除湿する際の動作とメンテナンス動作について説明する。
記録媒体Pを記録ヘッド2の直下に搬送する際には、制御部10は、電源11を制御して加熱装置5に通電し、搬送される記録媒体Pを加熱する。また、制御部10は電源11を制御してペルチェ素子201に通電し、接続部材203を介して冷却部102及び挟持部材106を間接的に冷却する。
記録媒体Pが記録ヘッド2の直下に搬送されると、制御部10は記録ヘッド2からインクの液滴を吐出させる。記録ヘッド2のノズル面2aから吐出されたインクの液滴は、記録媒体Pに着弾し、印画が行われる。
ここで、記録媒体Pは加熱されているため、インクの揮発成分は蒸気となって記録ヘッド2の近傍に漂う。このとき、冷却部102の冷却面102aは冷却されていることから、飽和蒸気圧は記録ヘッド2のノズル面2aよりも冷却部102の冷却面102aの方が低いため、記録ヘッド2周囲で漂うインクの揮発成分の蒸気は冷却面102aに結露となって現れる。
このように、冷却面102aに結露させることで蒸発したインクの揮発成分が漂う記録ヘッド2の周囲の空気を除湿することができる。また、冷却面102aの温度を記録ヘッド2のノズル面2aの温度よりも低温にすることで、結露は温度の低い冷却面102aに発生し、記録ヘッド2のノズル面2aには発生しないため、記録ヘッド2のノズル面2aが詰まることもない。
冷却面102aに発生した結露は、図31に示すように、毛細管現象により孔102bを伝い、この孔102bに連通された吸収部材105に吸収される。
吸収部材105に吸収されたインクの結露を排出してメンテナンス動作をするには、図34に示すように、キャリッジ3がメンテナンス領域Z(図1参照)に進入した際に冷却部102の先端部を押し上げる。これにより、吸収部材105は、挟持部材106と冷却部102とに挟まれて絞られる。よって、吸収部材105のメンテナンスを行うことができる。
<作用効果>
以上のように、変形例7のインクジェット記録装置1によれば、変形例6と同様の作用効果を奏するほか、冷却部102の先端部を押し上げるだけで吸収部材105を絞ることができるので、メンテナンスをより容易にすることができる。
<変形例8>
なお、インクジェット記録装置1において、冷却装置7は、上記実施形態の構成に限られるものではない。例えば、図35に示すような冷却装置7Gとしてもよい。
変形例8の実施形態は、変形例6の冷却装置において、放熱部の構成が異なるため、以下、冷却装置について説明し、その他の同じ構成については、同一符号を付して説明を省略する。
<冷却装置の構成>
図35に示すように、ペルチェ素子201は冷却部102に当接するように配置されている。ペルチェ素子201は、その上端面が挟持部材206の下端面と同じ高さになるように配置されている。
挟持部材206は、一端部がペルチェ素子201の上端面まで延在するように形成され、挟持部材206の下端面がペルチェ素子201の上端面に当接している。挟持部材206は、熱伝導性を有する材料で形成され、ペルチェ素子201の上端面にたまった熱は挟持部材206を伝って外部に放熱される。すなわち、挟持部材206におけるペルチェ素子201との当接部は、ペルチェ素子201の放熱を行う放熱部206aとして機能する。
ここで、挟持部材206は、ペルチェ素子201の放熱により温かくなることから、その熱が冷却部102に伝わらないようにするため、支持棒207及びコイルばね208は、断熱材料から形成されている。すなわち、支持棒207及びコイルばね208は、挟持部材206と冷却部102との間を断熱している。
<冷却装置による除湿動作>
次に、記録ヘッド2近傍の空気を除湿する際の動作について説明する。
記録媒体Pを記録ヘッド2の直下に搬送する際には、制御部10は、電源11を制御して加熱装置5に通電し、搬送される記録媒体Pを加熱する。また、制御部10は電源11を制御してペルチェ素子201に通電し、冷却部102を直接冷却する。
記録媒体Pが記録ヘッド2の直下に搬送されると、制御部10は記録ヘッド2からインクの液滴を吐出させる。記録ヘッド2のノズル面2aから吐出されたインクの液滴は、記録媒体Pに着弾し、印画が行われる。
ここで、記録媒体Pは加熱されているため、インクの揮発成分は蒸気となって記録ヘッド2の近傍に漂う。このとき、冷却部102の冷却面102aは冷却されていることから、飽和蒸気圧は記録ヘッド2のノズル面2aよりも冷却部102の冷却面102aの方が低いため、記録ヘッド2周囲で漂うインクの揮発成分の蒸気は冷却面102aに結露となって現れる。
このように、冷却面102aに結露させることで蒸発したインクの揮発成分が漂う記録ヘッド2の周囲の空気を除湿することができる。また、冷却面102aの温度を記録ヘッド2のノズル面2aの温度よりも低温にすることで、結露は温度の低い冷却面102aに発生し、記録ヘッド2のノズル面2aには発生しないため、記録ヘッド2のノズル面2aが詰まることもない。
また、ペルチェ素子201で冷却部102を冷却することにより、ペルチェ素子201の上端部には熱がたまるが、この熱は挟持部材206の放熱部206aから外部に放熱される。
また、挟持部材206と冷却部102との間は断熱されているため、挟持部材206から熱が冷却部102に伝わることもない。
冷却面102aに発生した結露は、図35に示すように、毛細管現象により孔102bを伝い、この孔102bに連通された吸収部材105に吸収される。
<作用効果>
以上のように、変形例8のインクジェット記録装置1によれば、変形例6と同様の作用効果を奏するほか、挟持部材206は冷却体102にたまった熱を放熱することができるので、放熱のための部材を新たに設ける必要がなく、部品点数を減らすことができる。
また、支持棒207及びコイルばね208は、冷却部102と挟持部材206との間を断熱しているので、放熱により温まった挟持部材206から冷却部102に熱が伝わることはない。
また、例えば、図36に示すように、ペルチェ素子201を冷却部102のみに当接させ、挟持部材106が吸収部材105を挟持するための目的として使用されていてもよい。
また、図37に示すように、冷却部112と挟持部113と接続部114を一つの金属板で一体に形成した冷却部材2200を用いてもよい。冷却部材2200は、熱伝導性を有する材料の中でも比較的熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成されている。
冷却部112は、記録媒体Pに対向し、結露を付着させる冷却面112aと、冷却部112の下面から上面にわたって貫通するように形成された複数の孔112bと、を備えている。挟持部113の上面には、ペルチェ素子103が当接するように設けられている。冷却部112と挟持部113との間には、吸収部材105が設けられている。接続部114は、その中央部近傍で屈曲するように形成され、この屈曲部分を中心に接続部114は弾性変形自在とされている。接続部114が弾性変形することにより、冷却部112と挟持部113との間隔が可変となるように構成されている。
よって、ペルチェ素子103により冷却された挟持部113は、接続部114を介して冷却部112を間接的に冷却することができる。
[第2の実施形態]
<ライン式のインクジェット記録装置の構成>
図38に示すように、インクジェット記録装置200は、ライン式のインクジェットプリンタであり、記録ヘッドから記録媒体に対してインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成するものである。ここで、ライン式のインクジェット記録装置とは、インクを吐出する記録ヘッドを固定した状態で、記録媒体を搬送装置により所定の方向に搬送し、記録ヘッドの下方に搬送された記録媒体に向けて記録ヘッドがインクを吐出することで記録媒体に画像を形成するものである。
インクジェット記録装置200は、記録媒体Pに対してインクを吐出する複数の記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kと、複数の記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kを支持、固定するヘッド支持部材(例えば、インクヘッド記録装置200の躯体、筐体等、図示略)と、各記録ヘッドに対応して設けられ、インクを貯留するインクタンク3Y,3M,3C,3Kと、各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに対して記録媒体Pの搬送方向Eの下流側に設けられた冷却装置120と、記録媒体Pを供給する供給部130と、記録媒体Pのカールを除去するアンチカール処理部140と、各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面(インク吐出面)21y、21m、21c、21k及び各冷却装置120に対向して配置され、記録媒体Pが浮き上がらないように保持しながら記録媒体Pを搬送する吸着ベルト搬送部150と、画像の形成が終了した記録媒体Pを外部に排出する排出部160と、吸着ベルト搬送部150に設けられ、記録媒体Pを加熱する加熱装置170と、を備えている。
(記録ヘッド)
図38に示すように、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kは、用いるインクの数だけ設けられている。記録ヘッド2Yはイエローのインクを吐出するためのヘッド、記録ヘッド2Mはマゼンタのインクを吐出するためのヘッド、記録ヘッド2Cはシアンのインクを吐出するためのヘッド、記録ヘッド2Kはブラックのインクを吐出するためのヘッドである。
各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kは、記録媒体Pの搬送方向Eに沿って上流側からイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の色順に並んで配置されている。各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kは、記録媒体Pの搬送方向Eに直交する方向に延在するように配置されている。
各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kは、吸着ベルト搬送部150により搬送される記録媒体Pに向けてインクを吐出することにより、記録媒体Pにカラー画像を形成することができる。
各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kにおける記録媒体Pの搬送方向の長さは、インクジェット記録装置200が対象とする記録媒体Pの最大幅に対応しており、そのノズル面には最大サイズの記録媒体Pの少なくとも一辺を超える幅(画像形成が可能な範囲の全幅)にわたりインク吐出用のノズルが複数配置されたフルライン型のヘッドとなっている。
各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kをこのような構成とすれば、記録媒体Pの搬送方向について記録媒体Pを記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに対して相対移動させる動作を1回行う、すなわち、シングルパスをするだけで記録媒体Pの全面に画像を形成することができる。
なお、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの配列順序は、適宜変更することも可能である。また、使用されるインクの色、色数はこれに限定されず、例えば、淡いインクであるライトイエロー(LY)、ライトマゼンタ(LM)、ライトシアン(LC)等の他の色を使用することも可能である。
(インクタンク)
図38に示すように、インクタンク3Y,3M,3C,3Kは、各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの各色に対応する数だけ設けられ、各色のインクを貯留する。インクタンク3Yは、インク流路30Yを介して記録ヘッド2Yに連通されている。インクタンク3Mは、インク流路30Mを介して記録ヘッド2Mに連通されている。インクタンク3Cは、インク流路30Cを介して記録ヘッド2Cに連通されている。インクタンク3Kは、インク流路30Kを介して記録ヘッド2Kに連通されている。
インクタンク3Y,3M,3C,3Kは、貯留するインクが少なくなるとその旨を報知する報知装置(表示部、警告音発生部等)を備えており、誤った色のインクを充填しないような構成とされている。
(冷却装置)
図39〜図41に示すように、冷却装置120は、インクジェット記録装置に固定されたヘッド支持部材(図示略)に設けられ、土台となる支持部121を備えており、この支持部121に冷却部122が設けられている。
冷却部122は、例えば、金属板等により形成されている。特に、冷却部42を熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成することで記録ヘッド2周囲の冷却効率を高めることができる。このように、安価でコンパクトな金属板を用いることで、大幅なコストダウンが可能となる。
冷却部122は、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kとの間で断熱された状態で支持部121に設けられている。冷却部122は、支持部121に設けられているので、支持部121が断熱材料であればよい。断熱材料としては、無機繊維系、発泡プラスチック系、天然素材系等が好ましい。また、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21k及び冷却面122aは、互いの温度の影響を受けないように配置することが好ましい。
冷却部122は、その下面が記録媒体Pに対向するように配置される。冷却部122の下面は、記録ヘッド2Y,2M,2C,2K近傍のインク成分の蒸気を含んだ空気を冷却する冷却面122aとなる。
冷却部122は、その冷却面122aが各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kにおける記録媒体Pの搬送方向下流側に当該記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに並ぶように設けられている。
冷却部122は、その冷却面122aが、記録媒体Pの上面から冷却面122aまでの高さが記録媒体Pの上面から記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kまでの高さと等しくなるように記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに設けられている。
冷却面122aには、親液化処理が施されている。これは、冷却面122aの結露が記録媒体P上に落下しにくくするための措置である。親液化処理としては、冷却面122aに市販の有機系、無機系の親水性コーティング材、光触媒型の酸化チタンコーティング材を塗布したり、冷却面42aにプラズマ処理を施すことがあげられる。
本実施形態においては、冷却部122としてステンレス鋼板を用い、その冷却面122aに市販の無機系の親水性コーティング材を塗布している。
冷却部122の上面には、冷却部122を冷却するための冷却体としてのペルチェ素子123が冷却部122に当接した状態で設けられている。ペルチェ素子123は、電源211(図52参照)に接続され、通電により下端部となる冷却部122との当接部が低温になり、上端部から放熱される。
ペルチェ素子123の上面には、ペルチェ素子123の上端部にたまった熱を放熱するための放熱部124がペルチェ素子123に当接した状態で設けられている。放熱部124は、金属製のヒートシンクにより構成されている。なお、ペルチェ素子123の上端部を外気にさらして自然放熱させてもよいし、放熱部124(ヒートシンク)に放熱用ファン等の風を当てて冷却を早めるようにしてもよい。
冷却部122とペルチェ素子123は一体に形成してもよい。すなわち、ペルチェ素子123の冷却面を、結露を付着させる面としてもよい。なお、冷却体としては、冷水によって冷却面を冷却する水冷方式や、冷やされた空気によって冷却面を冷却する空冷方式等が挙げられるが、ペルチェ素子123によって冷却面122aを冷却する方式が最も好ましい。冷却体として、ペルチェ素子123を用いることにより、更に安価でコンパクトなインクジェット記録装置が実現できるためである。ペルチェ素子123にかける電圧の制御等により冷却面122aの温度を制御することが可能となるが、ペルチェ素子123を複数枚重ねて使用することにより、冷却能力を大幅に向上させることもできる。
冷却部122及びペルチェ素子123の一端には、冷却面122aに付着してたまった結露を吸収する吸収部材125が設けられている。吸収部材125は、スポンジ状の部材であって、例えば、発泡材料やフェルト等の繊維材料といった多孔質材料、高分子ポリマーを配合した材料が用いられる。
吸収部材125は、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに固定された廃液回収トレイ126上に設けられており、吸収部材125で吸収した結露の集まりである廃液は、廃液回収トレイ126から回収することができる。
吸収部材125は、冷却面122aにたまった結露を吸収することができるよう、冷却面122aよりも下方(記録媒体P側)に突出するように設けられている。吸収部材125で吸収した結露は、自然乾燥により吸収部材125から蒸発させるか、廃液回収トレイ126からポンプにより吸引してもよい。また、ポンプに代えて廃液回収トレイ126の下方に廃液タンクを設け、吸収部材125を絞ることにより、吸収した結露を廃液タンクに流し込むようにしてもよい。
(供給部)
図38に示すように、供給部130は、記録媒体Pがロール状に巻き付けられた記録媒体Pの供給源P0と、このロール状の供給源P0を回転自在に収納するマガジン131と、を備えている。供給源P0は、その一端がマガジン131の開口から引き出されている。
ここで、マガジン131は一つに限らず、記録媒体Pの幅や種類毎に応じて複数のマガジン131を併設してもよい。また、供給源P0は、記録媒体Pをロール状に構成したものに限らず、一定の大きさにカットされた記録媒体Pを積層してカセット内に収納してもよい。
なお、複数種類の記録媒体Pを利用可能な構成にした場合、記録媒体Pの種類に関する情報を記録したバーコードや無線タグ等の情報記録体をマガジン131に取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体Pの種類を自動的に判別し、記録媒体Pの種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインクの吐出制御を行うことが好ましい。
(アンチカール処理部)
図38に示すように、アンチカール処理部140は、記録媒体Pがマガジン131内で供給源P0としてロール状に巻き付けられていたときの巻き癖(カール)を除去するためのものである。アンチカール処理部140は、マガジン131内でついた巻き癖方向と逆方向に癖を付与して巻き癖を相殺するための加熱ドラム141を備えている。記録媒体Pは、加熱ドラム141で熱が加えられることにより、加熱ドラム141の通過後はマガジン131内でついた巻き癖が除去されている。このとき、印画面が多少外側に弱いカールとなるように加熱ドラム141における加熱温度を制御することもできる。
加熱ドラム141よりも搬送方向下流側には、記録媒体Pを裁断するためのカッター142が設けられている。カッター142により、記録媒体Pは、所望のサイズに裁断される。カッター142は、記録媒体Pの搬送路幅以上の長さを有する固定刃142aと、この固定刃142aに沿って移動する丸刃142bと、を備えている。
アンチカール処理部140によって巻き癖が除去され、カッター142により所望のサイズに裁断された記録媒体Pは、吸着ベルト搬送部150に搬送される。
(吸着ベルト搬送部)
図38に示すように、吸着ベルト搬送部150は、駆動ローラ151、従動ローラ152、駆動ローラ151と従動ローラ152とに架け渡された無端状の搬送ベルト153、駆動ローラ151を回転させるモータ154(図52参照)とを備えており、搬送装置として機能する。
駆動ローラ151と従動ローラ152は、両ローラ151,152に掛け渡された搬送ベルト153のうち、少なくとも記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kに対向する部分が平面をなすように必要な間隔をあけて配置されている。
搬送ベルト153は、記録媒体Pの幅よりも広い幅を有しており、そのベルト面には複数の吸引孔(図示略)が形成されている。搬送ベルト153の内側には、吸着チャンバ等を設けてファンで吸引し、負圧にすることによって記録媒体Pが搬送ベルト153上に吸着保持される。また、搬送ベルト153の内側には、搬送ベルト153上の記録媒体Pを加熱する加熱装置170が設けられている。
搬送ベルト153は、モータ154の駆動により駆動ローラ151が回転すると駆動ローラ151と従動ローラ152との間を図38における反時計回り方向に周回してその上面に載置された記録媒体Pを搬送方向(図38におけるE方向)に沿って搬送し、駆動ローラ151の回転が停止すると、両ローラ151,152間での周回を停止し、記録媒体Pの搬送を停止する。
(排出部)
図38に示すように、排出部160は、吸着ベルト搬送部150よりも記録媒体Pの搬送方向下流側に設けられている。排出部160は、吸着ベルト搬送部150により搬送されてきた画像形成終了後の記録媒体Pをソータ(図示略)に集積すべく、排出ローラ161により記録媒体Pを挟み込んでソータに搬送する。
(加熱装置)
図38に示すように、加熱装置170は、例えば、通電により発熱するヒータであり、吸着ベルト搬送部150に設けられている。加熱装置170は、搬送される記録媒体Pの直下に配置され、吸着ベルト搬送部150により搬送されてきた記録媒体Pを加熱する。記録媒体Pを予め加熱することで、インクに対する濡れ性が向上し、ドット径が記録媒体Pに良好に濡れ拡がり、画質むらのない画像が得られる。
加熱装置170は、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの直下、あるいは、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの直下よりも記録媒体Pの搬送方向上流側に設けられている。すなわち、加熱装置170は、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kにより吐出されたインクが着弾する位置に搬送されるまでに記録媒体Pが加熱装置170により加熱することができる位置に配置されている。インクの着弾時に記録媒体Pが加熱されていると、インク中の揮発成分が速やかに蒸発し、着弾後のドットの広がりが抑えられるため、画質が向上する。なお、本実施形態においては、加熱装置170は、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの直下に設けられている。
加熱装置170による記録媒体Pの加熱は、記録媒体Pの温度が40℃以上、100℃以下になるようにするのが好ましい。40℃より低いと濡れ性向上が不十分であり、100℃を越えると記録媒体Pによってはその熱で変形してしまい記録媒体Pの搬送性が悪化するためである。
なお、記録媒体Pの加熱は、インクを印字する前に記録媒体Pを加熱するが、印字後も引き続いて加熱を施してもよい。また、加熱装置170としては、上記の板状のヒータに限られず、例えば、加熱ファン、加熱ローラ、加熱ベルト、ハロゲンヒータや遠赤外線ヒータなどの輻射熱加熱等でもよく、適宜選択あるいは組み合わせて適用することができる。
(制御部)
図52に示すように、インクジェット記録装置200には、吸着ベルト搬送部150のモータ154、記録ヘッド2Y,2M,2C,2K、電源211等の動作を制御する制御部210が設けられている。
制御部210は、CPU210a、RAM210b、ROM210cを備えており、制御部210はインターフェイス(図示省略)を介して吸着ベルト搬送部150のモータ154、記録ヘッド2Y,2M,2C,2K、電源211等と接続されている。
制御部210は、記録媒体Pの搬送と停止とを繰り返し、記録媒体Pを間欠的に搬送方向に搬送させるように、吸着ベルト搬送部150のモータ154の動作を制御する。
制御部210は、電源211による加熱ドラム141への通電を制御することで、巻き癖を除去するために記録媒体Pを加熱することができる。
制御部210は、電源211による加熱装置170への通電を制御することで、記録媒体Pを加熱することができる。
制御部210は、電源211によるペルチェ素子123への通電を制御することで、冷却部122の冷却面122aの温度を記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kよりも低い温度に冷却するように制御する。なお、冷却面122aに温度センサを設けて所定の温度になるように電源211による通電制御をすることも可能であるが、単に冷却面122aを冷却するだけでも室温や記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kよりも低温にすることができるため、インクの揮発成分を結露させる観点からみれば、温度制御は必ずしも必要ではない。なお、冷却面122aを低温にするほど飽和蒸気圧が下がって結露しやすくなるので、効果は大きい。
制御部210には、画像情報を入力するホストコンピュータやスキャナ、画像記録条件を入力するキーボード等からなる入力部212及び記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kが接続されており、制御部210は、入力部212から入力された所定の信号に基づいて記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kを動作させ、記録媒体P上にインクを吐出させて所定の画像を記録させるようになっている。
<冷却装置による除湿動作>
次に、冷却装置120を用いて記録ヘッド2Y,2M,2C,2K近傍の空気を除湿する際の動作について説明する。
記録媒体Pを記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの直下に搬送する際には、制御部210は、電源211を制御して加熱装置170に通電し、搬送される記録媒体Pを加熱する。また、制御部210は電源211を制御してペルチェ素子123に通電し、冷却部122を冷却する。
記録媒体Pが記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの直下に搬送されると、制御部210は記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kからインクの液滴を吐出させる。記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kから吐出されたインクの液滴は、記録媒体Pに着弾し、印画が行われる。
ここで、記録媒体Pは加熱されているため、インクの揮発成分は蒸気となって記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの近傍に漂う。このとき、冷却部122の冷却面122aは冷却されていることから、飽和蒸気圧は記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kよりも冷却部122の冷却面122aの方が低いため、記録ヘッド2Y,2M,2C,2K周囲で漂うインクの揮発成分の蒸気は冷却面122aに結露となって現れる。
このように、冷却面122aに結露させることで蒸発したインクの揮発成分が漂う記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの周囲の空気を除湿することができる。また、冷却面122aの温度を記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kの温度よりも低温にすることで、結露は温度の低い冷却面122aに発生し、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kには発生しないため、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kが詰まることもない。
冷却面122aに発生した結露は、吸収部材125により吸収され、自然乾燥又はポンプによる吸引により外部に排出される。
<作用効果>
以上のように、インクジェット記録装置200によれば、冷却部122の冷却面122aを記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kよりも低い温度に冷却することにより、インクの蒸気が冷やされてできる結露は記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kよりも温度の低い冷却面122aに発生するため、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kには結露が発生しない。
また、冷却面122aは自然放熱ではなく、ペルチェ素子123により冷却面122aを冷却されるので、ペルチェ素子123に通電している間は連続的に結露の発生を防止することができる。
また、従来のようにファンを用いることなく、記録ヘッド2Y,2M,2C,2K近傍の除湿を行うことができるので、気流の乱れが発生せず、印画品質が低下しない。また、冷却面122aが記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに隣接しているので、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの直下に加熱装置170を設けることができ、画質の低下が起こりにくい。さらに、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kのメニスカス乾燥を生じさせることもない。
また、冷却部122の冷却面122aは、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに対して記録媒体Pの搬送方向E(相対的な移動方向)に並設するように設けられているので、記録媒体Pの搬送により生じた気流とともに移動するインクの蒸気を記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの印画前後での少なくとも一方で結露させて回収できるので、より効率的に記録ヘッド2Y,2M,2C,2K近傍の除湿を行うことができる。
また、隣接する記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのうち、記録媒体Pの搬送方向下流側にある記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kは、同搬送方向上流側の記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kから吐出されたインクの蒸気が原因で結露しやすいが、両ヘッド間に冷却装置120の冷却面122aを設けることにより、かかる冷却面122aに結露が発生し、隣の記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kに結露が発生するのを防止することができる。
また、各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kの周囲で発生し、飛散しようとするインクの蒸気を記録媒体Pの搬送による気流で下流側に隣接する冷却面122aに導くことにより、その冷却面122aでインクの蒸気を結露させて回収することができる。これにより、インクの蒸気が周囲に飛散する前に結露させて除去することができる。
また、冷却面122aが記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kよりも記録媒体Pに近いと、結露が記録媒体Pに接触して記録媒体Pを汚染しやすくなり、冷却面122aが記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kよりも記録媒体Pから離れていると、記録ヘッド2Y,2M,2C,2K近傍の除湿効果が薄れるため、冷却面42aと記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21kを同じ高さとすることにより、記録媒体Pの汚染を防止しつつ、記録ヘッド2Y,2M,2C,2K近傍の除湿効果を発揮することができる。
また、冷却面122aに親液化処理を施すことにより、冷却面122a上に結露が濡れ広がりやすくなるため、冷却面122aからの結露の垂れ下がりや落下を防止することができ、記録媒体Pと記録ヘッド2Y,2M,2C,2K間の距離をより狭めることができ、画質を向上することができる。
また、吸収部材125を設けることにより、吸収部材125で冷却面122aに発生した結露を吸収することができるので、冷却面122aのメンテナンス回数を減らすことができる。また、冷却面122aに発生した結露は記録媒体Pに落下する前に吸収部材125に吸収されるので、記録媒体Pの汚れを防止しやすくなる。
<変形例A>
冷却装置の配置、その設置数は上記実施形態に限られるものではない。
図42(a)に示すように、記録ヘッドがブラックのみである場合には、冷却装置120を単一の記録ヘッド2Kに対して記録媒体Pの搬送方向上流側及び下流側の双方に並べて設けてもよい。
この場合、記録ヘッド2Kの両側に冷却装置120を設けることで、印画前後で冷却面122aに結露を発生させることができるので、除湿効率を向上することができる。すなわち、上流側の冷却面122aは、記録ヘッド2Kに向けて湿度の高い空気が流れてきた場合に、その空気が記録ヘッド2Kに到達する前に除湿することが可能であり、下流側の冷却面122aは、記録媒体Pへのインクの着弾後に加熱された記録媒体Pの熱によって揮発したインクの蒸気が周囲に飛散する前に除湿することができる。
また、図42(b)に示すように、記録ヘッドがブラックのみである場合には、冷却装置120を単一の記録ヘッド2Kに対して記録媒体Pの搬送方向上流側のみに並べて設けてもよい。この場合には、記録媒体Pの搬送により記録ヘッド2Kに向けて湿度の高い空気が流れてきた場合に、その空気が記録ヘッド2Kに到達する前に除湿することができる。
また、図43(a)に示すように、記録ヘッドがブラックのみである場合には、冷却装置120を単一の記録ヘッド2Kに対して記録媒体Pの搬送方向下流側のみに並べて設けてもよい。この場合には、記録媒体Pへのインクの着弾後に加熱された記録媒体Pの熱によって揮発したインクの蒸気が周囲に飛散する前に除湿することができる。
また、図43(b)に示すように、記録ヘッドがブラックのみであり、この記録ヘッド2Kが記録媒体Pの搬送方向に直交する方向に沿って千鳥状に複数配置されているヘッドユニット20に冷却装置120を設ける場合であっても、冷却装置120をヘッドユニット20に対して記録媒体Pの搬送方向下流側に設ければよい。同様に、冷却装置120をヘッドユニット20の上流側のみ、下流側及び上流側に設けてもよい。
また、図44(a)に示すように、複数の記録ヘッド2M,2Kを備える場合には、隣接する記録ヘッド2M,2Kの間に冷却装置120を設けてもよい。
この場合、隣接する記録ヘッド2M,2Kのうち、記録ヘッド2Kのノズル面21kは記録ヘッド2Mのノズル面21mから吐出されたインクの蒸気が原因で結露しやすいが、両ヘッド2M,2K間に冷却装置120の冷却面122aが存在することにより、かかる冷却面122aに結露が発生し、記録媒体Pの搬送方向下流側に位置する隣の記録ヘッド2Kのノズル面21kに結露が発生するのを防止することができる。
また、図44(b)に示すように、隣接する記録ヘッド間の全てに冷却装置120を設ける必要はなく、いくつかの記録ヘッド毎に冷却装置120を設けてもよい。
また、図44(c)に示すように、複数の記録ヘッド2M,2Kが千鳥状に配置されたヘッドユニット20が記録媒体Pの搬送方向に複数設けられている場合においても、隣接するヘッドユニット20の間に冷却装置120を設けてもよい。
また、図45に示すように、複数の記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kが千鳥状に配置されたヘッドユニット20が記録媒体Pの搬送方向に複数並んで設けられている場合においても、各ヘッドユニット20に対して記録媒体Pの搬送方向の下流側に冷却装置120を設けてもよい。
<変形例B>
(冷却装置)
図38及び図46〜図48に示すように、冷却装置120は、インクジェット記録装置に固定されたヘッド支持部材(図示略)に設けられ、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに設けられた土台となる支持部121を備えており、この支持部121に冷却部122が設けられている。
冷却部122は、例えば、金属板等により形成されている。特に、冷却部122を熱伝導率の高いステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、銅、鉄等の金属板で形成することで記録ヘッド2周囲の冷却効率を高めることができる。このように、安価でコンパクトな金属板を用いることで、大幅なコストダウンが可能となる。
冷却部122は、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kとの間で断熱された状態で支持部121に設けられている。冷却部122は、支持部121に設けられているので、支持部121が断熱材料であればよい。断熱材料としては、無機繊維系、発泡プラスチック系、天然素材系等が好ましい。また、記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kのノズル面21y,21m,21c,21k及び冷却面122aは、互いの温度の影響を受けないように配置することが好ましい。
冷却部122は、その下面が記録媒体Pに対向するように配置される。冷却部122の下面は、記録ヘッド2Y,2M,2C,2K近傍のインク成分の蒸気を含んだ空気を冷却する冷却面122aとなる。
冷却部122は、その冷却面122aが各記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kにおける記録媒体Pの搬送方向下流側に当該記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kに並ぶように設けられている。
冷却面122aには、冷却部122における記録媒体Pの搬送方向Eに直交する方向の一端から他端に沿って延在する溝122bが形成されている。図49に示すように、溝122bは互いに平行に複数形成され、断面視半円形状に形成されている。
冷却面122aには、親液化処理が施されている。これは、冷却面122aの結露が記録媒体P上に落下しにくくするための措置である。親液化処理としては、冷却面122aに市販の有機系、無機系の親水性コーティング材、光触媒型の酸化チタンコーティング材を塗布したり、冷却面122aにプラズマ処理を施すことがあげられる。
本実施形態においては、冷却部122としてステンレス鋼板を用い、その冷却面122aに市販の無機系の親水性コーティング材を塗布している。
冷却部122の上面には、冷却部122を冷却するための冷却体としてのペルチェ素子123が冷却部122に当接した状態で設けられている。ペルチェ素子123は、電源211(図52参照)に接続され、通電により下端部となる冷却部122との当接部が低温になり、上端部から放熱される。
ペルチェ素子123は、図48に示すように、冷却部122との当接面が水平面に対して傾斜した傾斜面となるように形成されている。この傾斜面は、ペルチェ素子123における記録媒体Pの搬送方向の一端から他端に向けて下方(記録媒体P側)に傾斜している。
これにより、ペルチェ素子123の下端面に当接している冷却部122の冷却面122aも水平面に対して傾斜した傾斜面となる。
ペルチェ素子123の上面には、ペルチェ素子123の上端部にたまった熱を放熱するための放熱部124がペルチェ素子123に当接した状態で設けられている。放熱部124は、金属製のヒートシンクにより構成されている。なお、ペルチェ素子123の上端部を外気にさらして自然放熱させてもよいし、放熱部124(ヒートシンク)に放熱用ファン等の風を当てて冷却を早めるようにしてもよい。
冷却部122とペルチェ素子123は一体に形成してもよい。すなわち、ペルチェ素子123の冷却面を、結露を付着させる面としてもよい。なお、冷却体としては、冷水によって冷却面を冷却する水冷方式や、冷やされた空気によって冷却面を冷却する空冷方式等が挙げられるが、ペルチェ素子123によって冷却面122aを冷却する方式が最も好ましい。冷却体として、ペルチェ素子123を用いることにより、更に安価でコンパクトなインクジェット記録装置が実現できるためである。ペルチェ素子123にかける電圧の制御等により冷却面122aの温度を制御することが可能となるが、ペルチェ素子123を複数枚重ねて使用することにより、冷却能力を大幅に向上させることもできる。
冷却部122における記録媒体Pの搬送方向Eに直交する方向の一端には、冷却面122aに付着してたまった結露を回収する結露回収機構127が設けられている。
結露回収機構127は、傾斜した冷却面122aの最も低い位置よりも下方に配置されている。結露回収機構127は、冷却面122aにたまった結露を吸収する吸収部材125と、吸収部材125により吸収した結露を貯留する廃液回収トレイ126とを備えている。
吸収部材125は、スポンジ状の部材であって、例えば、発泡材料やフェルト等の繊維材料といった多孔質材料、高分子ポリマーを配合した材料が用いられる。吸収部材125は、冷却部122に固定された廃液回収トレイ126上に設けられており、吸収部材125で吸収した結露の集まりである廃液は、廃液回収トレイ126から回収することができる。吸収部材125は、溝122bの端部に当接するように設けられている。すなわち、溝122bは、結露回収機構127の吸収部材125に連通されている。
吸収部材125は、冷却面122aにたまった結露を吸収することができるよう、冷却面122aよりも下方(記録媒体P側)に突出するように設けられている。吸収部材125で吸収した結露は、自然乾燥により吸収部材125から蒸発させてもよいし、吸収部材125を絞ることにより廃液回収トレイ126に結露を落下させ、廃液回収トレイ126を取り外して外部に排出してもよい。
<作用効果>
以上のように、変形例Bのインクジェット記録装置200によれば、冷却面122aには溝122bが形成されているので、冷却面122aに発生した結露は毛細管現象により溝122bを伝い、この溝122bに連通された結露回収機構127に回収される。これにより、記録ヘッド2近傍のインクの蒸気は、冷却面122aにより気体から液体にされ、その液体は溝122bを介して結露回収機構127に回収される。
よって、記録ヘッド2近傍に漂うインクの蒸気は、溝122bが形成された冷却面122aを有する冷却装置120と結露回収機構127とによって外部に排出されるため、効率的に記録ヘッド2近傍の除湿を行うことができる。また、冷却面122aの結露は溝122bを介して結露回収機構127により回収されるので、冷却面122aにほとんど結露が残らず、冷却面122aのメンテナンス(ワイピング等)が不要となる、あるいは、冷却面122aに溝122bを形成していない場合に比べて冷却面122aのメンテナンス回数を減らすことができる。
また、冷却面122aに溝122bを形成することにより、冷却面122aの表面積が大きくなるので、記録ヘッド2近傍の除湿効率を高めることができる。
また、冷却面122aが傾斜面となっているので、結露は重力により低い方に向かって移動し、最も低い位置よりも下方にある結露回収機構127により回収される。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
また、冷却面122aに親液化処理を施すことにより、冷却面122a上に結露が濡れ広がりやすくなるため、冷却面122aからの結露の垂れ下がりや落下を防止することができ、記録媒体Pと記録ヘッド2間の距離をより狭めることができ、画質を向上することができる。
また、結露回収機構127に備えられた吸収部材125で冷却面122aに発生した結露を吸収することができるので、冷却面122aのメンテナンス回数を減らすことができる。また、冷却面122aに発生した結露は記録媒体Pに落下する前に吸収部材125に吸収されるので、記録媒体Pの汚れを防止しやすくなる。
<変形例C>
なお、ライン式のインクジェット記録装置200において、冷却装置は、上記実施形態の構成に限られるものではない。例えば、図50、図51に示すように、結露回収機構225が冷却部222の冷却面222aよりも低くなるように冷却面222aを水平面に対して傾斜させる傾斜機構300を設けてもよい。
具体的には、図50に示すように、複数の記録ヘッド2Y,2M,2C,2Kが千鳥状に配置されたヘッドユニット20が記録媒体Pの搬送方向Eに複数設けられている場合において、各ヘッドユニット20に対して記録媒体Pの搬送方向Eの下流側に冷却装置220が設けられている。
各冷却装置220における記録媒体Pの搬送方向Eに直交する方向の一端(結露回収機構225が設けられている側の端部)には、傾斜機構300が設けられている。傾斜機構300は、各結露回収機構225に取り付けられた支持体301と、各支持体301に挿通された軸体302と、を備えている。
各支持体301には、軸体302の挿通孔が形成されており、各挿通孔は、その中心が記録媒体Pの搬送方向Eに沿った同軸線上に位置するように形成されている。そして、各挿通孔には、一本の軸体302が挿通され、各支持体301は軸体302に対して回動自在とされている。
各冷却装置220には、図示しない取っ手が設けられており、この取っ手をもって冷却装置220における記録媒体Pの搬送方向Eに直交する方向の他端を引き上げることにより、冷却面222aを傾斜させることができる。このとき、結露回収機構225は、冷却装置220における記録媒体Pの搬送方向Eの一端に設けられているので、取っ手をもって冷却装置220における記録媒体Pの搬送方向Eの他端を引き上げて冷却面222aを傾斜させたときには、結露回収機構225が冷却面222aよりも低い位置となる。これにより、冷却面222aの結露を結露回収機構225に誘導することができる。
以上の構成とすることにより、傾斜機構300により冷却面222aを傾斜させることができるので、結露は重力により低い方に向かって移動し、最も低い位置よりも下方にある結露回収機構225により回収される。よって、結露をより早く容易に回収することができる。
また、取っ手の引き上げ度合いにより、冷却面222aの傾斜角度を自在に調節することができるので、インクの粘性等に応じて冷却面222aの傾斜を自在に変更できる。
また、傾斜機構は、ユーザが取っ手を操作する手動式に限らず、軸体に支持体を固定し、軸体をアクチュエータで軸回りに回転させて冷却面を傾斜させる構成としてもよい。
<その他>
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の本質的部分を変更しない範囲内で自由に設計変更が可能である。
また、上記第1の実施形態においては、変形例2〜8の冷却装置7A〜7Gをスキャン式のインクジェット記録装置1に設けた例を説明したが、かかる冷却装置をライン式のインクジェット記録装置200に設けることもできる。
例えば、図24、図25に示すような挟持部材106を介して冷却部102を間接的に冷却する冷却装置7Dをライン式のインクジェット記録装置に設ける場合、図53、図54に示すように、冷却装置7Dは、各記録ヘッド2Y、2M,2C,2Kに対して記録媒体Pの搬送方向Eの下流側にそれぞれ設けられる。なお、冷却装置7Dの構成、冷却動作及びメンテナンス動作は第1の実施形態の変形例5で既に述べているので、説明を省略する。
また、図29、図30に示すようなペルチェ素子201で冷却部102及び挟持部材106を直接冷却する冷却装置7Eをライン式のインクジェット記録装置に設ける場合、図55、図56に示すように、ペルチェ素子201を冷却部102に対して記録媒体Pの搬送方向Eに直交する方向側の端部に冷却部102に当接させた状態で設け、このペルチェ素子201の上面に放熱部202をペルチェ素子201に当接させた状態で設ける。これは、各記録ヘッド2Y、2M,2C,2Kは固定されることから、各記録ヘッド2Y、2M,2C,2Kによる占有領域を小さくするためである。
また、上記第2の実施形態においては、変形例B〜Cの冷却装置をライン式のインクジェット記録装置200に設けた例を説明したが、かかる冷却装置をスキャン式のインクジェット記録装置1に設けることもできる。
また、例えば、吸収部材は必須の部材ではなく、吸収部材を設けない場合には、記録ヘッドのノズル面のメンテナンス時や一定量の印画毎にメンテナンスユニット8により冷却面を清掃するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、本発明を平面走査方式のインクジェット記録装置に適用した例を示したが、本発明を図57に示すドラム走査方式のインクジェット記録装置500に適用することもできる。
図57に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置500は、ドラム1112の周面に保持された記録媒体に直接的に画像を形成するドラム走査方式のライン式のインクジェット記録装置である。
このインクジェット記録装置500は、記録媒体を周面に保持して搬送するドラム1112と、記録媒体1114を供給する給紙部1116と、ドラム1112により保持された記録媒体1114に色インクを付与して画像形成を行う印字部1118と、画像を堅牢化する定着処理部1122と、画像が形成された記録媒体1114を搬送して排出する排出部1124と、印字部1118の記録ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yの各々に対向した位置に設けられた加熱装置1126K,1126C,1126M,1126Yと、各記録ヘッドに対して記録媒体の搬送方向下流側に並ぶように設けられている冷却装置1200から主に構成される。
給紙部1116には、枚葉紙の形態の記録媒体1114を供給する給紙トレイ1128が設けられている。給紙トレイ1128から給紙ローラ1130によって送り出された記録媒体1114は、ガイドローラ1132を介してドラム1112の周面に送り出されドラム1112の周面に保持される。
カット紙形態の記録媒体1114に代わり、ロール形状に巻かれた連続紙形態の記録媒体を用いることも可能である。連続紙形態の記録媒体を用いる場合には、ロールを保持する手段と、長尺の記録媒体を所定のサイズにカットするカッターと、を備えられる。
図示は省略するが、ドラムの周面には多数の吸引穴が所定の配置パターンにしたがって配置され、多数の吸引穴が配置される領域が記録媒体を吸引保持する記録媒体保持領域として機能する。吸引穴は、ドラム1112の内部に設けられた吸引流路と連通するとともに、吸引流路を介して外部の吸引装置(ポンプ)に接続される。なお、上述した負圧吸引方式に代わり、静電気によりドラム1112の記録媒体保持領域に記録媒体1114を保持する静電吸着方式を適用してもよい。記録媒体の搬送が安定するため搬送不良が低減できる。
印字部1118は、ドラム1112の周面に対向する位置に設けられる、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色のインクに対応する記録ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yを有し、ドラム1112の周面に保持された記録媒体1114に対して画像データに応じて各色インクを吐出して画像記録を行う。
図57に示すように、ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yは、ドラム1112の周面に沿って水平面に対して斜めに傾けて配置されている。言い換えると、各ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yのノズル面(下面)の垂線方向とドラム1112の周面の法線方向が一致し、各ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yのノズル面とドラム1112上(記録媒体1114上)の打滴位置と距離が各ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yとも同一になるように各ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yが配置されている。特に、ドラム1112の周囲に円弧状に配置することで、打滴距離に起因する着弾位置精度が確保され高品位画像の形成が可能となる。
加熱装置1126は各ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yのそれぞれに対応する加熱装置1126K,1126C,1126M,1126Yを有している。図57に示すように、加熱装置1126K,1126C,1126M,1126Yはヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yと平行になるように水平面に対して斜めに傾けて配置されている。
加熱装置1126は、ドラム1112が配設される印字位置から、図57の紙面に垂直な方向に離れた位置に設けられている。
また、各冷却装置1200の冷却面(下面)と各ヘッド1118K,1118C,1118M,1118Yのノズル面はドラムに保持されて搬送される記録媒体の搬送方向(ドラムの周方向)に沿って配置されており、記録媒体の搬送により生じた気流とともに移動するインクの蒸気を記録ヘッドの印画前後での少なくとも一方で結露させて回収できるので、より効率的に記録ヘッド近傍の除湿を行うことができる。
印字部1118の後段には、印字後の記録媒体1114に定着処理を施す定着処理部1122が設けられている。画像記録が行われた記録媒体1114はガイドローラ1134を介して定着処理部1122に送られ、溶媒乾燥処理が施される。図57に示す定着処理部1122は、ヒータ1136が内蔵されたヒートローラ1138と、ヒートローラ1138の記録媒体搬送路をはさんで反対側に配置される支持ローラ1140と、を含んで構成されている。
印字後の記録媒体1114はヒートローラ1138と支持ローラ1140との間に、画像記録面がヒートローラ1138側となるようにはさみ込まれ、ヒータ1136から放射される熱によりヒートローラ1138を介して記録媒体1114の画像記録面が加熱されるとともに、ヒートローラ1138と支持ローラ1140の押圧により記録媒体1114は加圧される。これにより、記録媒体画像部の耐擦性が向上する。
定着処理部1122によって定着処理が施された記録媒体1114は、排出部1124から装置外部に排出される。
1 インクジェット記録装置
2 記録ヘッド
2a ノズル面
3 キャリッジ(ヘッド支持部材)
5 加熱装置
6 搬送装置
7 冷却装置
72 冷却部
72a 冷却面
75 吸収部材

Claims (21)

  1. 記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
    記録媒体を加熱する加熱装置と、
    前記加熱装置により加熱された記録媒体を前記記録ヘッドの下方に搬送する搬送装置と、を備え、前記記録ヘッドを記録媒体の上面に沿った方向に相対的に移動させつつ記録媒体に対してインクを吐出させて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、
    前記記録ヘッドとの間で断熱された状態で設けられ、前記記録ヘッドのノズル面よりも低い温度に冷却される冷却面と、前記冷却面に付着した結露を回収する結露回収機構と、を有する冷却装置を備え、
    前記冷却面には、前記結露回収機構に連通する溝が形成され、
    前記冷却面と前記記録ヘッドのノズル面は、前記相対的な移動方向に沿って配置され、前記記録媒体に対面していることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記相対的な移動方向は前記記録ヘッドの走査方向であり、
    前記冷却面と前記ノズル面は、前記記録ヘッドの走査方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記相対的な移動方向は前記記録媒体の搬送方向であり、
    前記冷却面と前記ノズル面は、前記記録媒体の搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記記録ヘッドは、前記相対的な移動方向に沿って複数並設され、
    前記冷却面は、隣接する記録ヘッドの間に設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記記録ヘッドは、前記相対的な移動方向に沿って複数並設され、
    前記冷却面は、前記記録ヘッドの並設方向端部に設けられてい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記録装置。
  6. 前記冷却面は、前記記録ヘッドに対して前記走査方向の下流側に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。
  7. 前記冷却面は、前記記録ヘッドに対して前記記録媒体の搬送方向下流側に配置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記録装置。
  8. 前記記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向に沿って複数並設され、
    前記冷却面は、各記録ヘッドに対して前記記録媒体の搬送方向下流側に並ぶように設けられていることを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記冷却面に親液化処理を施したことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  10. 記結露回収機構は、前記記録ヘッドの走査方向端部に配置されていることを特徴とする請求項2又は6に記載のインクジェット記録装置。
  11. 前記溝は、前記記録ヘッドの走査方向に沿って延在するように形成されていることを特徴とする請求項10に記載のインクジェット記録装置。
  12. 記録媒体からの前記記録ヘッドのノズル面までの高さと前記冷却面までの高さを等しくしたことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  13. 前記冷却面は、水平面に対して傾斜した傾斜面とされ、
    前記結露回収機構は、前記冷却面の最も低い位置よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  14. 前記結露回収機構が前記冷却面よりも低くなるように前記冷却面を水平面に対して傾斜させる傾斜機構を備えることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  15. 前記結露回収機構は、回収した結露を吸収する吸収部材を備えることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  16. 記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
    記録媒体を加熱する加熱装置と、
    前記加熱装置により加熱された記録媒体を前記記録ヘッドの下方に搬送する搬送装置と、を備え、前記記録ヘッドを記録媒体の上面に沿った方向に相対的に移動させつつ記録媒体に対してインクを吐出させて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、
    前記記録ヘッドとの間で断熱された状態で設けられ、前記記録ヘッドのノズル面よりも低い温度に冷却される冷却面が形成された冷却部を有する冷却装置と、前記冷却面に付着した結露を吸収する吸収部材と、を備え、
    前記冷却部には、前記吸収部材と、前記冷却面から前記吸収部材に連通する孔が形成され、
    前記冷却面と前記記録ヘッドのノズル面は、前記相対的な移動方向に沿って配置され、前記記録媒体に対面していることを特徴とするインクジェット記録装置。
  17. 前記冷却装置は、
    前記冷却部とで前記吸収部材を挟んで保持する挟持部材と、
    前記冷却部と前記挟持部材を接続する接続部材と、
    前記冷却部を前記記録ヘッドのノズル面よりも低い温度に冷却する冷却体と、
    を備えることを特徴とする請求項16に記載のインクジェット記録装置。
  18. 前記吸収部材は、弾性変形自在であり、
    前記冷却部と前記挟持部材との間の距離を可変に構成したことを特徴とする請求項17に記載のインクジェット記録装置。
  19. 前記冷却体は、前記挟持部材に当接するように設けられ、
    前記接続部材と前記吸収部材のうち少なくとも一方及び前記挟持部材は、熱伝導性を有することを特徴とする請求項17又は18に記載のインクジェット記録装置。
  20. 前記冷却体は、前記挟持部材及び前記冷却部に当接するように設けられ、
    前記挟持部材は、熱伝導性を有することを特徴とする請求項17又は18に記載のインクジェット記録装置。
  21. 前記冷却体は、前記冷却部に当接するように設けられ、
    前記接続部材は、前記冷却部と前記挟持部材との間を断熱し、
    前記挟持部材は、前記冷却体に当接して当該冷却体の放熱を行う放熱部を有することを特徴とする請求項17又は18に記載のインクジェット記録装置。
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