JP5460976B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタに関し、特にはインクを吐出された記録媒体を乾燥させ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、インクを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、例えば、特許文献１では、メディア上にあるインクを乾燥させるための乾燥装置であって、メディアがそれを通って移動できるように構成されたスロットを備える導波管と、電界の方向とメディア内における繊維の縦軸との間に形成される角度が１０度を超え、９０度以下になるように、導波管内に電界を生じさせるように構成されている電磁エネルギー源とを備えた乾燥装置が開示されている。特許文献１の乾燥装置では、スロットによる導波管内の壁電流の乱れを低減するために、スロットに導波管チョークが設けられている。
特開２００３−２２８９０号公報

しかしながら、上記技術のようにメディアが導波管内を通過可能なようにして、導波管内に電磁波を供給してメディアの乾燥を行なう技術では、導波管内の電磁波は、導波管内を通過するメディアの表裏面を伝って導波管外に漏出しようとする傾向がある。そのため、上記技術では、電磁波が導波管外に漏出しないように遮蔽を行なう必要があり、実用性が乏しいという問題がある。

一方、別途、電熱ヒータ等により乾燥を行なう方法も考えられるが、電熱ヒータ等では消費電力が極めて大きいという問題がある。メディアに吐出するインクの乾燥速度を向上させることも考えられるが、インクの乾燥速度の向上はほぼ限界に達しており、インクの乾燥速度の改良だけでは、インクジェットプリンタにおけるメディアの乾燥速度をさらに高速化することは難しい。

本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、その目的は、外部に漏出する電磁波を低減させつつ、メディアの乾燥を効率良く行なうことが可能なインクジェットプリンタを提供することにある。

本発明は、シート状の記録媒体の表面及び裏面のいずれかにインクを吐出する吐出手段と、吐出手段によりインクを吐出された記録媒体が、その内部を通過することが可能なように構成された導波管と、導波管内に電磁波を供給する電磁波供給手段と、を備え、導波管は、記録媒体をその内部に導入する導入部と、記録媒体をその内部から導出する導出部と、を有し、導入部は、導入される記録媒体を間に挟むように配置され、記録媒体の表面及び裏面にそれぞれ平行な２つの導入壁と、導入壁それぞれについて、導入壁の一部及び全部のいずれかをその側面とする四角柱状の内部空間を区画し、導入壁から内部空間へと通じる開口部を有する２つのチョーク部と、を含み、導出部は、導出される記録媒体を間に挟むように配置され、記録媒体の表面及び裏面にそれぞれ平行な２つの導出壁と、導出壁それぞれについて、導出壁の一部及び全部のいずれかをその側面とする四角柱状の内部空間を区画し、導出壁から内部空間へと通じる開口部を有する２つのチョーク部と、を含み、チョーク部それぞれの内部空間は、電磁波供給手段が供給する電磁波の波長λに対して、記録媒体が通過する方向の長さがλ／4である、インクジェットプリンタである。

この構成によれば、記録媒体にインクを吐出する吐出手段と、吐出手段によりインクを吐出された記録媒体が、その内部を通過することが可能なように構成された導波管と、導波管内に電磁波を供給する電磁波供給手段とを備えるため、導波管内に供給された電磁波により、印刷後の記録媒体を連続した工程で効率良く乾燥させることが可能となる。

また、導波管は、記録媒体をその内部に導入する導入部と、記録媒体をその内部から導出する導出部とを有する。導入部は、導入される記録媒体を間に挟むように配置され、記録媒体の表面及び裏面にそれぞれ平行な２つの導入壁を含み、導出部も同様の導出壁を含むため、吐出手段によりインクを吐出された記録媒体が、導波管の内部を通過することが可能となる。

また、導入部は、導入壁それぞれについて、導入壁の一部及び全部のいずれかをその側面とする四角柱状の内部空間を区画し、導入壁から内部空間へと通じる開口部を有する２つのチョーク部を含み、導出部も同様にチョーク部を含む。さらに、チョーク部それぞれの内部空間は、電磁波供給手段が供給する電磁波の波長λに対して、記録媒体が通過する方向の長さがλ／4であるため、メディアの表裏面を伝って導波管外に漏出しようとする電磁波は、開口部に入り、開口部からチョーク部に入射する電磁波とチョーク部において反射した電磁波とは、その位相が波長λ／２だけ互いにずれることになるため、互いに弱め合うことになる。そのため、メディアの表裏面を伝って導波管外に漏出しようとする電磁波を低減することが可能となる。

この場合、導入壁及び導出壁は、開口部の周縁から導波管の外側方向に伸びるスリット部が設けられていることが好適である。

この構成によれば、開口部の周縁から導波管の外側方向に伸びるスリット部により、導入壁及び導出壁を流れる電流を分断することが可能となるため、導入壁及び導出壁を伝って導波管外に漏出する電磁波を一層低減することが可能となる。

また、チョーク部それぞれの内部空間の全ての部位が導波管の外側に位置するものとできる。

この構成によれば、チョーク部それぞれの内部空間の全ての部位が導波管の外側に位置するため、チョーク部により、導波管内の電磁波に乱れが生じることを防止することが可能となる。

また、チョーク部それぞれの内部空間の一部の部位が導波管の内側に位置するものとできる。

この構成によれば、チョーク部それぞれの内部空間の一部の部位が導波管の内側に位置するため、導入部のチョーク部と導出部のチョーク部との間隔が近くなり、導波管内の電界の強度を強めることが可能となる。

本発明のインクジェットプリンタによれば、外部に漏出する電磁波を低減させつつ、メディアの乾燥を効率良く行なうことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタを示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、基台１２上にプリンタ部１４と、導波管１００ａが搭載されている。プリンタ部１４は、メディアに吐出する各種のインクを貯蔵したトナー部１６と、ユーザが操作入力を行なう操作部１８とを備えている。導波管１００ａの一端には、導波管１００ａ内部に電磁場を供給するためのマグネトロン１５０が取り付けられている。

図２は、第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０におけるメディアを印刷及び乾燥する様子を示す図である。図２に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、プリンタ部１４に挿入された紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア５０は、ローラ２０，２２によって搬送される。ローラ２０，２２によって搬送されたメディア５０は、プラテン２４上においてインクジェットヘッド２６から、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表面に吐出される。

インクを表面に吐出されたメディア５０は、導波管１００ａのメディア導入口部１０８から導波管本体部１０６の内部に導入される。導波管本体部１０６の内部には、図１に示したマグネトロン１５０から電磁波が供給される。マグネトロン１５０が供給する電磁波は、波長１００μｍ〜１ｍ、周波数３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚのマイクロ波であり、より好ましくは、波長０．０７５ｍ〜０．１５ｍ、周波数２〜４ＧＨｚのマイクロ波である。電磁波が供給された導波管本体部１０６内において、メディア５０は表面に吐出されたインクを乾燥させられる。導波管本体部１０６の内部に導入されたメディア５０は、メディア導出口部１１０から導出される。

図３は、第１実施形態に係る導波管を示す斜視図である。図３に示すように、本実施形態の導波管１００ａは、図中Ｘ軸方向に伸びる方形導波管である。導波管１００ａは、電磁波供給端部１０２、終端部１０４、及び導波管本体部１０６を備えている。電磁波供給端部１０２の端部には、マグネトロン１５０が取り付けられている。導波管本体部１０６には、メディア５０を図中ＸＺ軸平面に平行な方向でその内部に導入するための導入口部１０８が設けられている。導波管本体部１０６には、図２に示すように、図中ＸＺ軸平面に平行にメディア５０をその内部から導出するための導出口部１１０が設けられている。導入口部１０８及び導出口部１１０の図中Ｘ軸方向の長さは、メディア５０の幅によって決定され、例えば、０．２ｍ〜２．０ｍの大きさのものとできる。終端部１０４は、電磁波供給端部１０２から導波管本体部１０６を通過した電磁波の余剰エネルギーを処理する。

図４は第１実施形態に係る導波管のＹＺ平面における断面図である。図４に示すように、本実施形態の導波管１００ａは、図中ＹＺ平面における断面視において、導波管本体部１０６は、長方形の断面形状を有する方形導波管である。一対の導入壁１２８，１３０が、導入口部１０８から導入されるメディア５０を間に挟むように配置されている。導入壁１２８，１３０はそれぞれ導入されるメディア５０の表面及び裏面にそれぞれ平行をなす。同様に、一対の導出壁１３２，１３４が、導出口部１１０から導出されるメディア５０を間に挟むように配置されており、それぞれ導出されるメディア５０の表面及び裏面にそれぞれ平行をなす。

なお、導入壁１２８，１３０それぞれの間隔及び導出壁１３２，１３４それぞれの間隔は、導入口部１０８及び導出口部１１０から電波が漏出しないほど狭く、且つ導波管本体１０６を通過するメディアが導入壁１２８，１３０及び導出壁１３２，１３４に接触しないほど広い間隔が好ましい。具体的には、導入壁１２８，１３０それぞれの間隔及び導出壁１３２，１３４それぞれの間隔は、０．５ｍｍ〜０．０５ｍが好ましく、より好ましくは、０．０１〜０．０３ｍが好ましい。

導入壁１２８，１３０それぞれの外側には、導入壁１２８，１３０の一部をその側面とする四角柱状の内部空間を区画するλ／４チョーク部１１２，１１４がそれぞれ設けられている。λ／４チョーク部１１２，１１４は、図中ＹＺ平面における断面視において、長方形状をなす。λ／４チョーク部１１２，１１４は、導入壁１２８，１３０からその内部空間に通じる開口部１１３，１１５をそれぞれ有する。開口部１１３，１１５は、導波管本体部１０６から外側に所定の間隔をおいた位置に設けられることが好ましい。具体的には、図４に示すように、導波管本体部１０６の内側に最も近い位置に設けられることが好ましい。あるいは、図５に示すように、開口部１１３，１１５は、導波管本体部１０６から外側にマグネトロン１５０が供給する電磁波の波長λに対してλ／４の間隔をおいた位置や、導波管本体部１０６から外側にλ／４×ｎ（ｎは１以上の自然数）の間隔をおいた位置に設けられることが好ましい。

同様に、導出壁１３２，１３４それぞれの外側には、導出壁１３２，１３４の一部をその側面とする四角柱状の内部空間を区画するλ／４チョーク部１１６，１１８がそれぞれ設けられている。λ／４チョーク部１１６，１１８は、図中ＹＺ平面における断面視において、長方形状をなす。λ／４チョーク部１１６，１１８は、導出壁１３２，１３４からその内部空間に通じる開口部１１７，１１９をそれぞれ有する。開口部１１７，１１９は、導波管本体部１０６から外側に所定の間隔をおいた位置に設けられることが好ましい。具体的には、図４に示すように、導波管本体部１０６の内側に最も近い位置に設けられることが好ましい。あるいは、開口部１１７，１１９は、導波管本体部１０６から外側にマグネトロン１５０が供給する電磁波の波長λに対してλ／４の間隔をおいた位置や、導波管本体部１０６から外側にλ／４×ｎ（ｎは１以上の自然数）の間隔をおいた位置に設けられることが好ましい。

λ／４チョーク部１１２，１１４，１１６，１１８のそれぞれが区画する長方形状の底面を有する四角柱状の内部空間は、図中Ｚ軸方向のメディア５０が通過する方向の長さであるチョーク部長１２０，１２２，１２４，１２６が、いずれの部位においてもマグネトロン１５０が供給する電磁波の波長λに対してλ／４となっている。開口部１１３，１１５，１１７，１１９の図中Ｚ軸方向のメディア５０が通過する方向の長さは、チョーク部長１２０，１２２，１２４，１２６の３分の１とすることができる。例えば、マグネトロン１５０が供給する電磁波の波長λが０．１２ｍである場合は、チョーク部長１２０，１２２，１２４，１２６は、その４分の１である０．０３ｍとなる。開口部１１３，１１５，１１７，１１９の図中Ｚ軸方向のメディア５０が通過する方向の長さは、チョーク部長１２０，１２２，１２４，１２６の３分の１である０．０１ｍとすることができる。なお、図６に示すように、λ／４チョーク部１１２，１１４，１１６，１１８のそれぞれは、導波管本体部１０６の外側に離れた位置、例えば、チョーク部長１２０，１２２，１２４，１２６だけ離れた位置に配置することとしても良い。

図７は第１実施形態に係る導波管のＸＺ平面における断面斜視図であり、図８はＸＺ平面における断面図であり、図９は第１実施形態に係る導波管のスリット部付近を示すＸＺ平面における断面斜視図であり、図１０は第１実施形態に係る導波管のスリット部付近を示すＸＺ平面における断面図である。図７及び８に示すように、導入壁１３０、導出壁１３４、及びλ／４チョーク部１１４，１１８は、図中Ｘ軸方向に平行に伸び、開口部１１５，１１９は、図中ＸＺ平面上で長方形状の開口を形成する。

図８〜１０に示すように、導入壁１３０及び導出壁１３４には、開口部１１５，１１９の周縁から、導波管１００ａの外側方向に伸びるスリット部１３６が設けられている。スリット部１３６は、導入壁１３０及び導出壁１３４において、等間隔に複数設けられている。以上の説明は、図８〜１０中で不図示の導入壁１２８、導出壁１３２、λ／４チョーク部１１２，１１６，開口部１１３，１１７についても全く同様である。

各々のスリット部１３６が伸びる方向は、図中Ｚ軸方向のメディア５０が通過する方向と平行である。各々のスリット部１３６は、開口部１１３，１１５，１１７，１１９の周縁から、λ／４チョーク部１１２，１１４，１１６，１１８が区画する空間の最も導波管本体部１０６の外側の部位まで達している。導入壁１２８，１３０のそれぞれのスリット部１３６は、導入されるメディア５０を間に挟んで対向する位置に配置されるものとできる。あるいは、導入壁１２８，１３０のそれぞれのスリット部１３６は、導入されるメディア５０を間に挟んで交互にメディア５０の表面あるいは裏面に対向する位置に配置されていても良い。図中Ｘ軸方向におけるスリット部１３６の幅は１〜１０ｍｍとされ、図中Ｘ軸方向におけるスリット部１３６の間隔は１０〜３０ｍｍとされる。

以下、本実施形態のインクジェットプリンタ１０の動作について、特に導波管１００ａの作用について説明する。プリンタ部１４においてインクを表面に吐出されたメディア５０は、導波管１００ａの内部に導入される。図１１に示すように、マグネトロン１５０により電磁波を供給された導波管本体部１０６の図中ＹＺ平面における電界２００は、ＴＥ_１０モードによる電磁波の伝播により方形導波管内に生じる電界となる。メディア５０の表面に吐出されたインクの水分子は、電磁波のエネルギーにより振動させられた結果、蒸発する。これにより、インクの吐出による印刷から乾燥までを一つの工程で行うことができ、メディア５０の乾燥を効率良く行なうことが可能となる。

図１２は、λ／４チョーク部における電磁波の進行を示す図である。図１２に示すように、導波管本体部１０６内の電磁波は、メディア５０を伝って導波管１００ａの外に漏出しようとする。本実施形態では、開口部１１３，１１５からλ／４チョーク部１１２，１１４に入射した入射波２０１は、λ／４チョーク部１１２，１１４のチョーク部長１２０，１２２を進行した後、λ／４チョーク部１１２，１１４の壁面で反射する。反射波２０２は、入射波２０１とは波長λ／２だけ互いに位相がずれているため、互いに弱めあうことになる。そのため、電磁波がメディア５０を伝って導波管１００ａの外に漏出することを防止することができる。なお、図１３に示すように、開口部１１３，１１５を、導波管本体部１０６から外側にλ／４の間隔をおいた位置に設けた場合も、同様の効果を奏する。あるいは、図１４に示すように、λ／４チョーク部１１２，１１４，１１６，１１８のそれぞれを導波管本体部１０６の外側に離れた位置に配置した場合も、同様の効果を奏する。

また、本実施形態では、導入壁１２８，１３０及び導出壁１３２，１３４にスリット部１３６が設けられているため、導入壁１２８，１３０及び導出壁１３２，１３４を流れる電流を分断することが可能となる。そのため、電磁波が導入壁１２８，１３０及び導出壁１３２，１３４を伝って導波管１００ａの外に漏出することを一層防止することができる。

さらに、本実施形態では、λ／４チョーク部１１２，１１４，１１６，１１８それぞれの内部空間の全ての部位が導波管本体部１０６の外側に位置するため、チョーク部１１２，１１４，１１６，１１８により、導波管本体部１０６内の電磁波に乱れが生じることを防止することが可能となる。

なお、本実施形態におけるインクジェットプリンタ１０によれば、紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア５０について、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用いて印刷を行い、連続して乾燥を行うことが可能となる。

紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア５０に対して、水性インクあるいは溶剤インクを用いた場合、染料系のインクである酸性染料及び反応染料においては、メディア５０の繊維内にインクが浸透し、繊維内でインクが拡散することによって、染色が行なわれる。そのため、本実施形態のように、導波管１００ａによりメディア５０に電磁波を供給することにより、メディア５０の繊維内でのインクの拡散が促進され、乾燥の速度を向上させることができる。

また、有機溶剤系の顔料系インクであるソルベントインクにおいては、インク内に樹脂が含まれており、当該樹脂によりメディア５０の表面への染色を行なう。そのため、本実施形態のように、導波管１００ａによりメディア５０に電磁波を供給することにより、ソルベントインクの樹脂に含まれる水分の乾燥が促進され、乾燥の速度を向上させることができる。

一方、染料系のインクである直接染料においては、メディア５０の繊維内にインクが浸透せず、メディア５０の表面にインクが付着することによって染色が行なわれる。しかし、直接染料においても、インク内に樹脂を含ませることにより、樹脂に含まれる水分の乾燥が促進されることになるため、本実施形態のように、導波管１００ａによりメディア５０に電磁波を供給することにより、乾燥の速度を向上させることができる。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。図１５は、第２実施形態に係る導波管１００ｂのＹＺ平面における断面図である。図１５に示すように本実施形態の導波管１００ｂは、λ／４チョーク部１１２，１１４，１１６，１１８それぞれの内部空間の一部の部位が、導波管本体部１０６の内側に位置している点が、前記第１実施形態と異なっている。この場合におけるチョーク部間隔１４２は、導波管本体部１０６内にアークが生じない程度に大きい間隔とする。

本実施形態によれば、λ／４チョーク部それぞれの内部空間の一部の部位が導波管本体部１０６の内側に位置するため、導入口部１０８側のλ／４チョーク部１１２，１１４と導出口部１１０側のλ／４チョーク部１１６，１１８とのチョーク部間隔１４２が近くなり、導波管本体部１０６の電界の強度を強めることが可能となる。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

第１実施形態に係るインクジェットプリンタを示す斜視図である。 第１実施形態に係るインクジェットプリンタにおける記録媒体を印刷及び乾燥する様子を示す図である。 第１実施形態に係る導波管を示す斜視図である。 第１実施形態に係る導波管のＹＺ平面における断面図である。 図４に示す開口部の位置を変更した例を示すＹＺ平面における断面図である。 図４に示すλ／４チョーク部の位置を変更した例を示すＹＺ平面における断面図である。 第１実施形態に係る導波管のＸＺ平面における断面斜視図である。 第１実施形態に係る導波管のＸＺ平面における断面図である。 第１実施形態に係る導波管のスリット部付近を示すＸＺ平面における断面斜視図である。 第１実施形態に係る導波管のスリット部付近を示すＸＺ平面における断面図である。 導波管内のＹＺ平面における電界を示す断面図である。 λ／４チョーク部における電磁波の進行を示す図である。 図５に示す開口部の位置を変更したλ／４チョーク部における電磁波の進行を示す図である。 図６に示す位置を変更したλ／４チョーク部における電磁波の進行を示す図である。 第２実施形態に係る導波管のＹＺ平面における断面図である。

符号の説明

１０…インクジェットプリンタ、１２…基台、１４…プリンタ部、１６…トナー部、１８…操作部、２０，２２…ローラ、２４…プラテン、２６…インクジェットヘッド、５０…メディア、１００ａ，１００ｂ…導波管、１０２…電磁波供給端部、１０４…終端部、１０６…導波管、１０７…導入スロット、１０８…メディア導入部、１０９…導出スロット、１１０…メディア導出部、１１２，１１４，１１６，１１８…λ／４チョーク部、１１３，１１５，１１７，１１９…開口部、１２０，１２２，１２４，１２６…チョーク部長、１２８，１３０…導入壁、１３２，１３４…導出壁、１３６…スリット部、１３８…スリット幅、１４０…スリット間隔、１４２…チョーク部間隔、１５０…マグネトロン、２００…電界、２０１…入射波、２０２…反射波。

Claims (1)

1. シート状の記録媒体の表面及び裏面のいずれかに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を吐出された前記記録媒体が、その内部を通過することが可能なように構成された導波管と、
   前記導波管内に電磁波を供給する電磁波供給手段と、を備え、
   前記導波管は、前記記録媒体をその内部に導入する導入部と、前記記録媒体をその内部から導出する導出部と、を有し、
   前記導入部は、
   導入される前記記録媒体を間に挟むように配置され、前記記録媒体の表面及び裏面にそれぞれ平行な２つの導入壁と、
   前記導入壁それぞれについて、前記導入壁の一部及び全部のいずれかをその側面とする四角柱状の内部空間を区画し、前記導入壁から前記内部空間へと通じる開口部を有する２つのチョーク部と、を含み、
   前記導出部は、
   導出される前記記録媒体を間に挟むように配置され、前記記録媒体の表面及び裏面にそれぞれ平行な２つの導出壁と、
   前記導出壁それぞれについて、前記導出壁の一部及び全部のいずれかをその側面とする四角柱状の内部空間を区画し、前記導出壁から前記内部空間へと通じる開口部を有する２つのチョーク部と、を含み、
   前記チョーク部それぞれの前記内部空間は、前記電磁波供給手段が供給する電磁波の波長λに対して、前記記録媒体が通過する方向の長さがλ／4であり、前記チョーク部それぞれの前記内部空間の一部の部位が前記導波管の内側に位置し、
   前記導入壁及び前記導出壁は、前記開口部の周縁から前記導波管の外側方向に伸びるスリット部が設けられている、インクジェットプリンタ。

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