JP5974360B2

JP5974360B2 - 液滴吐出装置

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Publication number: JP5974360B2
Application number: JP2012117250A
Authority: JP
Inventors: 健一小野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-05-23
Also published as: JP2013244597A

Description

本発明は、液滴吐出装置に関する。

従来、例えば、ヒーターとファンとを駆動させることにより熱風を発生させ、インク滴が付着された被記録材の付着面とは反対側に熱風を吹きつけるインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３３８１２６号公報

しかしながら、上記の装置では、被記録材に対して比較的近い位置に複数のヒーターが設置されているが、ヒーターが設置されている領域と、ヒーター間の領域とでは熱風の温度が異なるため、被記録材に対して均一な温度で加熱できず、画像の品質を低下させてしまう、という課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる液滴吐出装置は、機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと前記機能液を前記吐出ヘッドに供給する液供給部とが格納された第１空間と、熱風を発生させる熱風発生部が格納され、発生した前記熱風が攪拌される第２空間と、前記第２空間から前記第１空間に向かって、攪拌された前記熱風を送り出す流路と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、熱風発生部によって発生した熱風が第２空間において攪拌される。これにより、第２空間内の雰囲気の温度が一定となる。そして、第２空間において攪拌された熱風が流路を介して第１空間に送り出される。送り出された熱風は、吐出ヘッドや液供給部に吹きかかる。これにより、吐出ヘッドや液供給部が加熱される。すなわち、吐出ヘッド内や液供給部内の機能液が加熱される。さらに、吐出ヘッドや液供給部に対して吹きかけられる熱風は、第２空間における攪拌作用により一定温度である。このため、吐出ヘッド内や液供給部内の機能液が一定温度で加熱される。これにより、吐出ヘッドから吐出される機能液の粘度が安定化され、液滴の吐出性が向上し、高品質の画像を形成することができる。

［適用例２］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記流路の容積が、前記第２空間の容積よりも小さいことを特徴とする。

この構成によれば、容積の大きな第２空間から第２空間より容積の小さい流路に熱風が移動する際に、風速が向上する。これにより、第１空間に対して一定温度の温風の風速を安定して吹き出させることができる。

［適用例３］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記流路は、前記第１空間に向けて前記熱風を吹き出す吹出し口を有し、前記吹出し口が、前記吐出ヘッドに向けて前記熱風を吹きかけるように配置されたことを特徴とする。

この構成によれば、吹出し口が、吐出ヘッドの近傍に配置される。これにより、効率よく吐出ヘッドを加熱し、吐出ヘッド内の機能液の温度を高めることができる。

［適用例４］上記適用例にかかる液滴吐出装置では、複数の前記吐出ヘッドを備え、前記吹出し口が、前記吐出ヘッド及び前記吐出ヘッド間に対応する位置に配置されたことを特徴とする。

この構成によれば、熱風が、吐出ヘッドと吐出ヘッド間とに吹きかけられるため、吐出ヘッド群の全体を効率よく加熱することができる。

［適用例５］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記熱風発生部は空気を加熱するヒーターと、加熱された空気を送風するファンと、を備え、前記ファンが前記ヒーターに対して重力方向の下方に配置されたことを特徴とする。

この構成によれば、ヒーターによって加熱された空気は、ファンとは反対方向（上方）に上昇する。このため、ヒーターの熱からファンを保護することができる。

液滴吐出装置の構成を示す概略図。変形例にかかる液滴吐出装置の構成を示す概略図。他の変形例にかかる液滴吐出装置の構成を示す概略図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせて示している。

まず、液滴吐出装置の構成について説明する。機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと機能液を吐出ヘッドに供給する液供給部とが格納された第１空間と、熱風を発生させる熱風発生部が格納され、発生した熱風が攪拌される第２空間と、第２空間から第１空間に向かって、攪拌された熱風を送り出す流路を備えたものである。以下、具体的に説明する。

図１は、液滴吐出装置の構成を示し、図１（ａ）は断面図であり、図１（ｂ）は一部平面図である。図１に示すように、液滴吐出装置１は、第１空間Ｓ１と、第２空間Ｓ２と、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを接続する流路Ｓ３を備え、さらに、第１空間に格納された吐出ヘッド１０と、吐出ヘッド１０に対向して配置されたステージ８０等を備えている。本実施形態の液滴吐出装置１は、吐出ヘッド１０をＸ軸方向に往復走査させながらステージ８０上に載置されたワークＷに向けて吐出ヘッド１０から機能液を液滴として吐出して、ワークＷ上に画像を形成するものである。なお、ワークＷは、特に限定されない。紙系やフィルム系等を適用することができる。例えば、紙系には上質紙、キャスト紙、アート紙、コート紙等があり、フィルム系には合成紙、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）、ＰＰ（Polypropylene）等がある。

第１空間Ｓ１は、壁部等によって囲まれた空間である。本実施形態では、第１内壁１５と第２内壁１６と下部壁１７とキャリッジ１３等によって囲まれた空間である。第１空間Ｓ１には、キャリッジ１３に搭載された吐出ヘッド１０と吐出ヘッド１０に機能液を供給する液供給部１１が格納されている。なお、図１（ａ）では、液供給部１１の一部のみ示している。吐出ヘッド１０には、例えば、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックに対応する機能液が図示しない液タンクから各液供給部１１を介して供給される。そして、ノズル部１０ａに各色に対応して設けられたノズルから機能液が液滴として吐出されるように構成されている。なお、第１内壁１５、第２内壁１６及び下部壁１７は、例えば、アルミ材で形成されている。

なお、本実施形態では、機能液として、紫外線（光）を照射することで硬化するＵＶ（ultraviolet）インク（光硬化性インク）を用いる。そこで、液滴吐出装置１にはＵＶ照射部４０が設けられている。本実施形態では、第１空間Ｓ１におけるＸ軸方向の両端部にＵＶ照射部４０が設けられている。ＵＶ照射部４０を駆動させ、紫外線を照射させることにより、吐出ヘッド１０から吐出された液滴をワークＷ上に定着させることができる。

第２空間Ｓ２は、壁部等によって囲まれた空間である。本実施形態では、第１外壁２５と第１内壁１５によって囲まれた空間である。第２空間Ｓ２には、熱風を発生させる熱風発生部２０が格納されている。本実施形態の熱風発生部２０は、空気を加熱するヒーター２１と加熱された空気を送風するファン２２とを備えている。ファン２２にはモーターが接続され、モーターを駆動させることによりファン２２が旋回し、ヒーター２１によって加熱された空気を送風することができる。なお、第１外壁は、例えば、アルミ材で形成されている。

また、本実施形態では、ファン２２がヒーター２１に対して重力方向の下方に配置されている。これにより、ヒーター２１によって加熱された空気が、ファン２２とは反対方向（上方）に上昇する。このため、ヒーター２１の熱からファン２２を保護することができる。

流路Ｓ３は、壁部等によって囲まれた空間である。本実施形態では、第２外壁３５と第２内壁１６によって囲まれた空間である。そして、流路Ｓ３は、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを接続する空間であり、流路Ｓ３の第２空間Ｓ２側には、熱風が入り込む入り口３６と、流路Ｓ３の第１空間Ｓ１側には熱風が第１空間Ｓ１側に向けて吹き出す吹出し口３７を備えている。また、吹出し口３７が、吐出ヘッド１０の近傍に配置されるように、吐出ヘッド１０に向けて突き出すように配置されている。換言すれば、吐出ヘッド１０に向けてＸ軸方向に凸形状を成している。そして、流路Ｓ３の容積が、第２空間Ｓ２の容積よりも小さくなるように構成されている。なお、第２外壁は、例えば、アルミ材で形成されている。

また、本実施形態では、複数の吐出ヘッド１０を備えている。図１（ｂ）に示すように、複数の吐出ヘッド１０が、Ｙ軸方向に２列並列し、Ｙ軸方向に同ピッチ間隔で配置されている。また、Ｘ軸方向における吐出ヘッド１０は、Ｘ軸方向に隣接する吐出ヘッドのノズル配列が重複しないようにずれて配置されている。そして、吹出し口３７が、Ｘ軸方向に向いて、吐出ヘッド１０及び吐出ヘッド１０間に対応する位置に配置されている。

本実施形態の液滴吐出装置１は、図１（ａ）に示すように、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２と流路Ｓ３とが一体化した構成を有している。そして、キャリッジ１３は、図示しない移動機構及び動力源によって、Ｘ軸方向に往復移動可能に構成されている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、動力源として、モーターが採用されている。モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。当該モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ１３に伝達される。これにより、キャリッジ１３は、Ｘ軸方向に沿って往復移動することができる。すなわち、第１空間Ｓ１、第２空間Ｓ２、流路Ｓ３及びＵＶ照射部４０が一体としてＸ軸方向に沿って往復移動する。また、ステージ８０も上記同様の移動機構及び動力源によって、Ｙ軸方向に往復移動可能に構成されている。

次に、液滴吐出装置１における動作方法（制御方法）について説明する。特に、第１空間Ｓ１に格納された吐出ヘッド１０及び液供給部１１の加熱方法を含む動作方法について説明する。

まず、第２空間Ｓ２におけるヒーター２１を駆動させる。これにより、ヒーター２１周辺の空気が加熱される。次いで、ファン２２を駆動させる。これにより、ファン２２が旋回し、熱風が発生する。発生した熱風は、Ｚ軸方向に上昇し第１外壁２５に衝突する。その後、熱風は、第１内壁１５側に降下する。降下した熱風は、再びファン２２の旋回によって第１外壁２５側に上昇する。こうして、第２空間Ｓ２において熱風が攪拌される。当該攪拌によって第２空間Ｓ２における雰囲気温度が一定化（安定化）される。

そして、第２空間Ｓ２において攪拌された熱風が流路Ｓ３の入り口３６から入り込み、吹出し口３７から第１空間Ｓ１に向けて吹き出される。すなわち、温度が一定の温風が吹き出される。第１空間Ｓ１に向けて吹き出された熱風は吐出ヘッド１０及び液供給部１１に吹きかかる。これにより、吐出ヘッド１０及び液供給部１１が加熱される。すなわち、吐出ヘッド１０内及び液供給部１１内の機能液が加熱される。また、温風は上昇し、上昇した熱風は、第１内壁１５に設置された反射板１９に反射して、吐出ヘッド１０側に降下する。降下した熱風は、吹出し口３７から吹き出される熱風の風力によって再び上昇する。こうして、第１空間Ｓ１においても熱風が攪拌される。これにより、吐出ヘッド１０及び液供給部１１が安定した温度で加熱される。

そして、吐出ヘッド１０の温度や液供給部１１の温度が所定の温度に達した後、或いは、予め設定された時間が経過した後、すなわち、機能液の温度が所定の温度に達した後、所定の吐出ヘッド１０をＸ軸方向に往復走査させながら液滴を吐出させるとともに、ワークＷが載置されたステージ８０をＹ軸方向に移動させ、ワークＷ上に機能液を塗布させる。そして、ＵＶ照射部４０を駆動させ、塗布された機能液を硬化させる。これにより、ワークＷ上に画像が形成される。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

ヒーター２１及びファン２２によって発生した熱風が上昇し、第１外壁２５に衝突したのち、下降し再び上昇する。この熱風の上昇と下降の繰り返しにより、熱風が第２空間Ｓ２において攪拌される。そして、この熱風の攪拌により、第２空間Ｓ２内の雰囲気の温度が一定となる。そして、第２空間Ｓ２において攪拌された熱風が流路Ｓ３を介して第１空間Ｓ１に吹き出される。吹き出された熱風は、吐出ヘッド１０や液供給部１１に吹きかかる。これにより、吐出ヘッド１０内や液供給部１１内の機能液が加熱される。さらに、吐出ヘッド１０や液供給部１１に対して吹きかけられる熱風は、攪拌作用により一定温度である。このため、吐出ヘッド１０内や液供給部１１内の機能液が一定温度で加熱される。これにより、吐出ヘッド１０から吐出される機能液の粘度が安定化され、液滴の吐出性が向上し、高品質の画像を形成することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。以下、変形例を述べる。

（変形例１）上記実施形態では、第２空間Ｓ２を構成する第１外壁２５の上部端部は、角部を有していたが、これに限定されない。図２は、変形例にかかる液滴吐出装置の構成を示す概略図である。図２（ａ）に示すように、第１外壁２５の上部端部に面取り部２５ａを設けてもよい。また、図２（ｂ）に示すように、第１外壁２５の上部を湾曲部２５ｂにしてもよい。このようにすれば、さらに、熱風の攪拌効果を高めることができる。

（変形例２）上記実施形態では、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２と流路Ｓ３とを一体化した構成について説明したが、この構成に限定されない。図３は、他の変形例にかかる液滴吐出装置の構成を示す概略図である。図３に示すように、液滴吐出装置１ａは、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを分割して設置し、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを流路Ｓ３で接続する構成であってもよい。この場合、吐出ヘッド１０が格納された第１空間Ｓ１のみＸ軸方向に走査させればよい。このようにすれば、Ｘ軸方向に走査する部分の重量を軽量化させることができる。

（変形例３）上記実施形態では、第２空間Ｓ２にファン２２を一つ配置したが、これに限定されない。例えば、さらに、ファン２２の数を増やしてもよい。このようにすれば、さらに、効率よく熱風を攪拌することができる。

（変形例４）上記実施形態では、第１空間Ｓ１にファンを配置しない構成であったが、第１空間Ｓ１にファンを配置してもよい。このようにすれば、第１空間Ｓ１において効率よく熱風を攪拌し、温度を一定に保持することができる。

１，１ａ…液滴吐出装置、１０…吐出ヘッド、１０ａ…ノズル部、１１…液供給部、１３…キャリッジ、２０…熱風発生部、２１…ヒーター、２２…ファン、３６…入り口、３７…吹出し口、４０…ＵＶ照射部、８０…ステージ、Ｓ１…第１空間、Ｓ２…第２空間、Ｓ３…流路。

Claims

機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと前記機能液を前記吐出ヘッドに供給する液供給部とが格納された第１空間と、
熱風を発生させる熱風発生部が格納され、発生した前記熱風が攪拌される第２空間と、
前記第２空間から前記第１空間に向かって、攪拌された前記熱風を送り出す流路と、を備え、
前記流路は、前記第１空間に向けて前記熱風を吹き出す吹出し口を有し、
前記吹出し口が、前記吐出ヘッドに向けて前記熱風を吹きかけるように配置されたことを特徴とする液滴吐出装置。
機能液を液滴として吐出する複数の吐出ヘッドと前記機能液を前記吐出ヘッドに供給する液供給部とが格納された第１空間と、
熱風を発生させる熱風発生部が格納され、発生した前記熱風が攪拌される第２空間と、
前記第２空間から前記第１空間に向かって、攪拌された前記熱風を送り出す流路と、を備え、
前記流路は、前記第１空間に向けて前記熱風を吹き出す吹出し口を有し、
前記吹出し口が、前記吐出ヘッド及び前記吐出ヘッド間に対応する位置に配置されたことを特徴とする液滴吐出装置。
機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと前記機能液を前記吐出ヘッドに供給する液供給部とが格納された第１空間と、
熱風を発生させる熱風発生部が格納され、発生した前記熱風が攪拌される第２空間と、
前記第２空間から前記第１空間に向かって、攪拌された前記熱風を送り出す流路と、を備え、
前記熱風発生部は、
空気を加熱するヒーターと、
加熱された空気を送風するファンと、を備え、
前記ファンが前記ヒーターに対して重力方向の下方に配置されたことを特徴とする液滴吐出装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
前記流路の容積が、前記第２空間の容積よりも小さいことを特徴とする液滴吐出装置。