JP5923814B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプロッタなどの液体吐出装置に関する。

液体吐出装置の一例であるインクジェットプロッタは、例えば水性顔料インク、ソルベントインク、昇華インクなどのインク滴（液滴）を吐出する吐出ヘッドから対向するプラテンに搬送された布帛、樹脂シート、紙などの媒体（メディア）インク滴を吐出して記録が行なわれる。吐出ヘッドは、主走査方向（媒体の幅方向）に走査されるキャリッジに搭載されており、キャリッジを走査しながら吐出ヘッドのノズルからインク滴を吐出し、媒体に吐出されたインク滴を定着（乾燥）させて記録を行っている。

媒体として布帛を用いた場合、吐出ヘッドより吐出されたインク滴が媒体を通り抜けてプラテンに付着することにより、布帛にインク汚れが生じる場合がある。これを防ぐため、本件出願人は、プラテンの一部にインク受け溝を設けて布帛を通り抜けて滴下したインクを受け止めて回収するインクジェットプロッタを提案した（特許文献１参照）。

特許４３３３９６９号公報

上述したインクジェットプロッタの構成によれば、媒体を通り抜けて滴下したインクによりプラテンが汚れ、媒体に転写されるのを防ぐことができる。しかしながら、布帛以外の媒体、例えば紙や樹脂シートなど媒体の場合、吐出ヘッドに対向するプラテン上に固定することができないため、記録位置における媒体の平坦度が損なわれ、画像品質が低下したり、ジャム（紙詰まり）が発生したりするおそれがあった。

本発明の目的は、媒体の種類を問わずに高品質画像を記録可能な液体吐出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、以下の構成を備える。即ち、吐出ヘッドに対向して設けられた媒体支持部に支持された記録媒体に対して液滴を吐出して記録を行う液体吐出装置であって、前記吐出ヘッドをキャリッジに保持したまま当該キャリッジを主走査方向に沿って往復移動させながら前記記録媒体に記録を行うための走査ガイド部と、前記媒体支持部の一部に前記吐出ヘッドに対向して設けられ、前記記録媒体を通り抜けて滴下した液滴を受け入れる液滴受け部と、前記媒体支持部の一部に前記記録媒体を吸着させて支持する媒体吸着部と、を具備し、前記吐出ヘッドと対向する吐出位置に前記液滴受け部が固定して設けられ、前記媒体吸着部が前記液滴受け部上方の吐出位置と該吐出位置から媒体搬送方向下流側に退避した退避位置とで移動可能に設けられていることを特徴とする。

このように、記録媒体の種類に応じて吐出ヘッドと対向する吐出位置に液滴受け部と媒体吸着部とを切り替え可能に配置したことで、例えば媒体として布帛を用いた場合には吐出ヘッドと対向する位置に液滴受け部を配置して記録を行い、媒体として紙や樹脂シートを用いた場合には吐出ヘッドと対向する位置に媒体吸着部を配置して媒体を吸着保持したまま記録を行うことができる。よって、記録媒体の種類に応じたプラテンの支持構造を採用することで画像品質が向上し、記録媒体のジャムの発生を抑止し装置の汎用性を向上させることができる。

前記走査ガイド部は、液体吐出装置本体に固定されており、前記走査ガイド部に対する前記媒体吸着部の媒体搬送方向の位置を変化させることが望ましい。これにより、走査ガイド部に沿って主走査方向に移動する吐出ヘッドは副走査方向には移動しないため、媒体に対する吐出ヘッドの走査を高精度に行うことができる。また、吐出ヘッドと対向する吐出位置に液滴受け部を配置して記録を行う場合には吐出ヘッドの細かい位置調整は不要であり、吐出位置に媒体吸着部を配置した際に吐出ヘッドとの位置を調整すればよいので、メンテナンスが簡略に行える。
尚、走査ガイド部が装置本体に対して副走査方向に移動する場合には、装置構成が大がかりになるうえに走査ガイド部が移動する度に吐出ヘッドの吐出位置の調整を行う必要が生じ、劣化した可動部品の交換やメンテナンス作業が増えるため好ましくない。

前記吐出ヘッドと対向する吐出位置に前記液滴受け部が固定して設けられ、前記媒体吸着部が前記液滴受け部上方の吐出位置と該吐出位置から媒体搬送方向下流側に退避した退避位置とで移動可能に設けられている。
これにより、紙や樹脂シートなどの媒体に記録する場合には、媒体吸着部が吐出ヘッドに対向する液滴受け部上の吐出位置へ移動し、媒体を吸着保持しながら記録が行なわれる。また、布帛などの媒体に記録する場合には媒体吸着部が吐出位置から媒体搬送方向下流側位置へ退避してプラテンの一部を形成したまま記録位置で媒体を通り抜けた液滴を液滴受け部に回収しながら記録が行なわれる。これに対して走査ガイド部やプラテンを移動させるのは装置構成が大がかりになりなるため現実的でなく、媒体吸着部のみが吐出ヘッドと対向する吐出位置と該吐出位置から媒体搬送方向下流側に退避した退避位置とで移動可能になっているので、装置構成がコンパクトなままで媒体の種類に応じた高品質画像の記録を実現することができる。

前記媒体吸着部は、媒体搬送方向に複数に分割されており、複数の媒体吸着部のうち少なくとも一部が前記液滴受け部上の吐出位置と該吐出位置から退避した退避位置とで移動可能に設けられていてもよい。
液滴受け部の媒体搬送方向の長さが長い場合には、吐出ヘッドと対向する吐出位置までの媒体吸着部の移動量が増えてしまう。この場合、液滴受け部の２倍以上のプラテンが必要になり装置が大型化するおそれがある。よって、媒体吸着部を使用する際には分割された一部の媒体吸着部を吐出位置へ移動させて液滴受け部上に間隙を設けて媒体吸着部を並べて支持し、液滴受け部を使用する際には、媒体吸着部を吐出位置より退避位置へ退避させることで、媒体吸着部の可動スペースを必要最小限として装置を小型化することができる。

本発明によれば、媒体の種類を問わずに高画像品質を記録可能な液体吐出装置を提供することができる。

インクジェットプロッタの媒体に応じた記録動作を示す断面説明図である。 吸着プラテン移動機構の一例を示す斜視図、滑車部分説明図、駆動ベルト連結部の説明図である。 他例に係るインクジェットプロッタの媒体に応じた記録動作を示す断面説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る液体吐出装置の実施形態について詳細に説明する。以下では、液体吐出装置の一例として、インクジェットプロッタについて説明する。また、以下の説明では、主走査方向は、キャリッジが往復動する方向（Ｙ軸方向）、副走査方向は主走査方向と直交する媒体（メディア）の搬送方向（Ｘ軸方向）を指し示すものとする。

図１に示すように、インクジェットプロッタ１は、記録媒体２（メディア）として例えば長尺状のロールシート（布帛、ポリエステルシート、紙など）が用いられる。図示しない繰出し軸に巻かれた繰出しロールから繰り出された記録媒体２は、プラテン３（媒体支持部）に搬送される。

プラテン３には図示しない搬送装置が設けられており、記録媒体２は搬送装置によって吐出ヘッド４と対向する記録位置へ副走査方向に搬送される。尚、記録媒体２を支持しながら搬送をガイドするプラテン３には、インクの定着性を高めるためのヒータが設けられていてもよい。

プラテン３の一部には上方が開口したインク滴受け部５が吐出ヘッド４に対向して設けられている。このインク滴受け部５は、媒体搬送路より下方に配置され、例えば記録媒体２として布帛を用いた場合に記録媒体２を通り抜けて滴下したインク滴を受け入れて回収する。

また、プラテン３の一部には、記録媒体２を吸着させて支持する吸着プラテン６（媒体吸着部）が移動可能に設けられている。吸着プラテン６は、インク滴受け部５と並んで配置され、吐出ヘッド４と対向する吐出位置（インク滴受け部５の上方）へ移動可能に設けられている。吸着プラテン６は、後述するように吐出ヘッド４に対向する位置で紙、樹脂シートなどの記録媒体２を吸着保持する。
吸着プラテン６の記録媒体２の吸着構造としては、プラテン本体内が空洞でプラテン本体上に設けられた吸引孔から記録媒体２を吸引して吸引吸着する構造や、プラテン本体を帯電させて記録媒体２を静電吸着する構造等が採用される。

後述するように記録媒体２の種類に応じてインク滴受け部５と吸着プラテン６のいずれかを媒体搬送方向に相対的に移動させることで吐出ヘッド４と対向する吐出位置にインク滴受け部５と吸着プラテン６が切り替えて配置される。尚、インク滴受け部５と吸着プラテン６のいずれか若しくは双方を媒体搬送方向に移動させてもよいが、装置構成を簡略化するためには吸着プラテン６を移動させる方が好ましい。

吐出ヘッド４は、キャリッジ７に搭載されており、キャリッジ７は、主走査方向（メディア幅方向）に設けられた走査ガイド部（Ｙバー）８に沿って往復動可能に設けられている。走査ガイド部８は、装置本体に対して固定されている。
キャリッジ７が主走査方向に移動しながら記録媒体２に対しインク滴を吐出して記録が行われ、１ライン分の記録が行われると、搬送装置によって記録媒体２は所定量副走査方向に送られてキャリッジ７が主走査方向に走査して次の記録動作が開始される。記録後の記録媒体２は、図示しない巻取り軸に巻取りロールとして巻き取られる。尚、記録媒体２は長尺状に連続するロールシートを用いたが短冊状のシートであってもよい。

吐出ヘッド４には、図示しないインクカートリッジから図示しないインクチューブを介してＭ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）などの各色水溶性インク、昇華インクなどのインク（液体）が供給され記録信号に応じて吐出ノズルからインク滴が吐出される。

吐出ヘッド３を搭載したキャリッジ７は、装置本体に主走査方向に沿って固定された走査ガイド部８（Ｙバー）に形成されたガイドレールに沿って往復移動する。具体的には、キャリッジ７は図示しない駆動源により正逆回転駆動される無端状のタイミングベルトの一部に連繋して往復移動するようになっている。

ここで図２において、吸着プラテン６の移動機構の一例について説明する。
図２（ａ）に示すように吸着プラテン６は、プラテン３の一部を構成するプラテン本体６ａを有している。吸着プラテン６は比較的重量があり、吐出ヘッド４の走査範囲に対向して平行度を維持して精度良く配置する必要がある。このため、インク滴受け部５の上方に配置した複数本のレール６ｃ上をプラテン本体６ａがスライドして移動するようになっている。具体的には、プラテン本体６ａの下部には例えば図２（ｂ）に示す滑車６ｂが回転可能に設けられている。この滑車６ｂは外周面に形成された凹溝部が一対のレール６ｃに連繋しており、滑車６ｂがレール６ｃ上を転動することでプラテン本体６ａがスライドするようになっている。図２（ａ）に示すように一対のレール６ｃは、プラテン本体６ａの下方であってインク滴受け部５の上方位置に媒体搬送方向に沿って配置されている。尚、滑車６ｂに代えてレール６ｃとプラテン本体６ａが直接当接する当接部を樹脂製の被覆材で覆っておき、レール６ｃ上をプラテン本体６が当接部を介して摺動するように構成してもよい。また、滑車６ｂの代わりにローラを設け、レール６ｃの代わりに凹溝を設けたローラガイドを設けてプラテン本体６ａがスライドするようにしてもよい。滑車６ｂ若しくは当接部とレール６ｃ或いはローラとローラガイドの数はプラテン本体６ａの両側である２か所に限らず更に数を増やしてもよい（図２（ａ）破線部参照）。

図２（ｃ）に示すように、プラテン本体６ａには無端状の駆動ベルト６ｄ（タイミングベルト）の一部と連結部６ｇで連結されている。連結部６ｇは、プラテン本体６ａの媒体搬送方向両側に設けられている。駆動ベルト６ｄはインク吐出位置を挟んで媒体搬送方向上流側及び下流側に各々配置された一対のプーリ６ｆ間に架け渡されており（図１（ａ）参照）、駆動モータ６ｅにより駆動側のプーリ６ｆを正逆回転駆動することで駆動ベルト６ｄが同方向に回転してプラテン本体６ａがレール６ｃに沿ってスライドするようになっている。

図１（ａ）（ｂ）において、吐出ヘッド４と対向する吐出位置にプラテン３より下方にインク滴受け部５が固定して設けられている。このインク滴受け部５より媒体搬送方向下流側に吸着プラテン６がプラテン３に連続して設けられている。吸着プラテン６は吐出ヘッド４に対向するインク滴受け部５上の吐出位置（図１（ｂ））とそれより媒体搬送方向下流側のインク滴受け部５上から退避した位置（図１（ａ））とで移動可能に設けられている。

例えば、紙や樹脂シートなどの記録媒体２に記録する場合には、図１（ｂ）に示すように、吸着プラテン６が吐出ヘッド４に対向するインク滴受け部５上の位置へ移動し、媒体を吸着保持しながら記録が行なわれる。また、布帛などの媒体に記録する場合には図１（ａ）に示すように吸着プラテン６がインク滴受け部５上から媒体搬送方向下流側の退避位置へ退避してプラテン３の一部を形成したまま記録位置で媒体を通り抜けたインク滴をインク滴受け部５に回収しながら記録が行なわれる。よって、吸着プラテンの移動量が少なく記録媒体２の種類に応じたプラテン３のコンパクトな支持構造を実現でき、装置を小型化することができる。

尚、吸着プラテン６の吐出ヘッド４に対向する吐出位置とそれより媒体搬送方向下流側の退避位置との切り替えは、インクジェットプロッタ１若しくはこれに接続する操作用パーソナルコンピュータのＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）により記録媒体２の選択に応じて自動的に切り替わるようになっている。これにより、記録媒体２の種類に応じて吸着プラテン６の位置を切り替えることで画像品質が向上し、ジャムの発生を抑止し装置の汎用性を向上させることができる。吸着プラテン６の位置を切り替えるのと同時に、インク吐出量やインクの圧力制御パラメータなどを切り替えてもよい。記録媒体２の種類に応じて使用インクの種類が変わっても、それぞれのインクの粘性や密度に対応した制御を行うことができ、画像品質が向上する。

次にインクジェットプロッタ１の他例について図３を参照して説明する。
インク滴受け部５の媒体搬送方向の長さが大きい場合には、吐出ヘッド４と対向する吐出位置までの吸着プラテン６の移動量が増えてしまう。この場合、インク滴受け部５の２倍以上長さの吸着プラテン６が必要になり装置が大型化するおそれがある。
図３（ａ）において吸着プラテン６は、固定吸着プラテン６Ａと可動吸着プラテン６Ｂに媒体搬送方向に複数に分割されている。具体的には、吐出ヘッド４と対向する吐出位置にインク滴受け部５が媒体搬送路より下方に設けられている。このインク滴受け部５の媒体搬送方向下流側に可動吸着プラテン６Ｂと固定吸着プラテン６Ａがこの順に並んで設けられている。可動吸着プラテン６Ｂは、プラテン本体に記録媒体２を吸引して吸着しても良いし、静電吸着してもいずれでもよい。

また、インク滴受け部５の媒体搬送方向下流側に固定吸着プラテン６Ａが設けられている。可動吸着プラテン６Ｂは、前述したように無端状のタイミングベルト６ｄの一部に連結されている。可動吸着プラテン６Ｂは、吐出ヘッド４に対向するインク滴受け部５上の吐出位置（図３（ｂ））と該吐出位置から媒体搬送方向下流側に退避した退避位置（図３（ａ））とで移動可能に設けられている。

紙や樹脂シートなどの記録媒体２に記録する場合には、図３（ｂ）に示すように、可動吸着プラテン６Ｂが吐出ヘッド４に対向するインク滴受け部５上の位置へ移動し、媒体を吸着保持しながら記録が行なわれる。また、布帛などの媒体に記録する場合には図３（ａ）に示すように可動吸着プラテン６がインク滴受け部５上から媒体搬送方向下流側の退避位置へ退避してプラテン３の一部を形成したまま記録位置で媒体を通り抜けたインク滴をインク滴受け部５に回収しながら記録が行なわれる。よって、可動吸着プラテン６Ｂを使用する際には吐出位置へ移動させてインク滴受け部５上に媒体搬送方向に間隙を設けて吸着プラテン６を並べて支持し、インク滴受け部５を使用する際には、可動吸着プラテン６Ｂを吐出位置より退避位置へ退避させることで、可動吸着プラテン６Ｂの可動スペースを必要最小限として装置を小型化することができる。尚、可動吸着プラテン６Ｂの退避位置は、吐出位置より媒体搬送方向上流側であってもよい。

以上説明したように、記録媒体２の種類に応じて吐出ヘッド４と対向する吐出位置にインク滴受け部５と吸着プラテン６とを切り替え可能に配置したことで、例えば記録媒体２として布帛を用いた場合には吐出ヘッド４と対向する吐出位置にインク滴受け部５を配置して記録を行い、記録媒体２として紙や樹脂シートを用いた場合には吐出ヘッド４と対向する位置に吸着プラテン６を配置して記録媒体２を吸着保持したまま記録を行うことができる。このように、記録媒体２の種類に応じたプラテン３の支持構造を採用することで画像品質が向上し、記録媒体２のジャムの発生を抑止し装置の汎用性を向上させることができる。

また、走査ガイド部８に沿って主走査方向に移動する吐出ヘッド４が副走査方向には移動しないため、記録媒体２に対する吐出ヘッド４の走査を高精度に行うことができる。また、吐出ヘッド４と対向する吐出位置にインク滴受け部５を配置して記録を行う場合には吐出ヘッド４のキャリッジ７に対する細かい位置調整は不要であり、吐出ヘッド４と対向する位置に吸着プラテン６を配置した際に吐出ヘッド４との位置を調整すればよいので、メンテナンスが簡略に行える。

また、吸着プラテン６が媒体搬送方向に複数に分割されている場合には、分割された可動吸着プラテン６Ｂを吐出位置へ移動させてインク滴受け部５上に間隙を設けて固定吸着プラテン６Ａを並べて支持し、インク滴受け部５を使用する際には、可動吸着プラテン６Ｂを吐出位置より退避位置へ退避させることで、可動吸着プラテン６Ｂの可動スペースを必要最小限として装置を小型化することができる。

１ インクジェットプロッタ ２ 記録媒体 ３ プラテン ４ 吐出ヘッド
５ インク滴受け部 ６ 吸着プラテン ６Ａ 固定吸着プラテン ６Ｂ 可動吸着プラテン ６ａ プラテン本体 ６ｂ 滑車 ６ｃ レール ６ｄ 駆動ベルト ６ｅ 駆動モータ ６ｆ プーリ ６ｇ 連結部 ７ キャリッジ ８ 走査ガイド部

Claims (3)

1. 吐出ヘッドに対向して設けられた媒体支持部に支持された記録媒体に対して液滴を吐出して記録を行う液体吐出装置であって、
   前記吐出ヘッドをキャリッジに保持したまま当該キャリッジを主走査方向に沿って往復移動させながら前記記録媒体に記録を行うための走査ガイド部と、
   前記媒体支持部の一部に前記吐出ヘッドに対向して設けられ、前記記録媒体を通り抜けて滴下した液滴を受け入れる液滴受け部と、
   前記媒体支持部の一部に前記記録媒体を吸着させて支持する媒体吸着部と、を具備し、
   前記吐出ヘッドと対向する吐出位置に前記液滴受け部が固定して設けられ、前記媒体吸着部が前記液滴受け部上方の吐出位置と該吐出位置から媒体搬送方向下流側に退避した退避位置とで移動可能に設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記走査ガイド部は、液体吐出装置本体に固定されており、前記走査ガイド部に対する前記媒体吸着部の媒体搬送方向の位置を変化させる請求項１記載の液体吐出装置。
3. 前記媒体吸着部は、媒体搬送方向に複数に分割されており、複数の媒体吸着部のうち少なくとも一部が前記吐出ヘッドに対向する前記液滴受け部上の吐出位置と該吐出位置から退避した退避位置とで移動可能に設けられている請求項１又は請求項２記載の液体吐出装置。

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