JP5989557B2

JP5989557B2 - インクジェットプリンター

Info

Publication number: JP5989557B2
Application number: JP2013014633A
Authority: JP
Inventors: 孝紀吉澤
Original assignee: 株式会社Ｏｋｉデータ・インフォテック
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2033-01-29
Also published as: EP2933107B1; WO2014119061A1; US20150321493A1; EP2933107A4; JP2014144588A; US9227447B2; EP2933107A1

Description

本発明は、インクジェットプリンターに関する。

記録紙、樹脂フィルムなどの記録媒体にインクを吐出して画像等を記録するインクジェットプリンターが知られている。インクジェットプリンターでは、様々な種類のインクが使用される。例えば、主溶剤に有機溶剤を用いた溶剤インク、紫外線によって硬化する紫外線硬化型インク、熱によって硬化する熱硬化型インクなど、用途に応じていろいろな種類のインクが用いられている。

近年、印刷後の印刷面を保護するためにフィルムのラミネートや、印刷後に所望にサイズに切断するなど次の作業工程に素早く移るため、インクを素早く乾燥させたいという要望が高まってきている。これら要望に対して、紫外線硬化型インク、熱硬化型インクなどインクの特性によって解決する方法が考えられている。

しかし一方では、有機溶剤を主溶剤として使用している溶剤インクは、塩ビシートなどの樹脂フィルムに対して定着性が良く、摩耗に対して強い記録物が得られるなど利点があり、この種のインクの乾燥性を良くすることが望まれている。この種のインクは、記録媒体に対して定着性を良くするために記録媒体を適度に加熱した状態でインクを吐出し、その記録後も溶剤を素早く乾燥させるために適度に加熱することがされている。例えば、プラテン、プラテンの前段のペーパーガイド、プラテン後段のペーパーガイドを夫々加熱し、その熱で記録媒体を加熱している。記録ヘッドも加熱してしまうし、また記録ヘッド自体も発熱する。一方、記録ヘッドやインクは温度が変わると粘度が変わり、吐出性能や画質に影響を及ぼすので適度に冷却する必要がある。

例えばプリンター内の送風、冷却にかんするものとして、特開２００６−２６４３２８号公報に記載のものがある。この従来技術には、熱によって定着を促進させる熱硬化型インクを用いたインクジェットプリンターが開示されている。この装置は、ヒーターをキャリッジの上方に、またキャリッジの走査方向に沿って配置させた構成となっている。そのため、キャリッジがかなり加熱され、それを冷やす必要があり、風の流れを強制的に作り出し、空気で冷却している。

特開２００６−２６４３２８号公報

特開２００６−２６４３２８号公報に記載の技術は、効率的にインクを乾燥させるために、インクがインクジェットヘッドから吐出された直後に熱をインク及び記録媒体に加える方式である。この種の方法は溶剤インクにも利用できる。しかしこの場合、ヒーターはインクジェットヘッドの真上に配置されることになる。このような構成では、インクジェットヘッドを有するキャリッジはヒーターの直下で熱せられることになり、インクジェットヘッドの温度を上昇させ、吐出不良を招く。そのため、ヒーターに平行に冷却ファンを配置し、キャリッジに風を当てて冷却する構成が示されている。また更に、キャリッジに風防を設けて風を受けやすくしている。また更に、キャリッジに冷却ファンを両端に設置し、キャリッジの中央側から両端側に向かって風が流れるようにしている。また、キャリッジを冷却水で冷却するシステム、キャリッジ上部に光を反射する耐熱板を配置した構成などの、キャリッジの温度を上げないようにしている。このような場合、冷却水や耐熱板などを用いた場合に余分なスペースが必要となり、またコストがかかってしまう問題がある。

また、キャリッジ上方に記録媒体方向に向けてファンが取り付けられている。吸入した空気の排出口は記録媒体の排紙口と共通のため、印刷直前および直後の記録媒体に対して風が送くられ、冷却しすぎてしまう恐れもある。記録媒体の温度が下がり、記録媒体に着弾したインクの定着のムラが生じ、また、インクジェットヘッドのノズル面に風が回りこむことで吐出不良を起こすことなどの問題が生じる恐れもある。単に風を起こせば良いわけではない。

本願発明のインクジェットプリンターは、複数のノズルから記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッドを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジと、前記記録ヘッドの前記ノズルの配置された面に対向して配置され、前記記録媒体を保持するプラテンと、前記プラテンに備えられ前記記録媒体を加熱するヒーターと、前記プラテンと前記キャリッジとを少なくとも内蔵した筐体と、を備え、前記記録媒体を間欠搬送しながら前記記録ヘッドから前記インクを吐出し、前記記録媒体に画像を記録するインクジェットプリンターにおいて、前記キャリッジの前記搬送方向の上流側の背面に対向する位置に配置され、外部の気体を前記筐体の内に吸気する筐体吸気手段と、前記キャリッジの移動方向の前方側と後方側の上部に夫々設けられたダクトと、前記ダクトは前記筐体吸気手段に向かって突出して配置され、該突出した部分の先端であって前記筐体吸気手段に対向する位置に前記筐体吸気手段によって吸気される前記気体を前記キャリッジ内に吸気するキャリッジ吸気手段と、前記キャリッジの前記搬送方向の下流側の正面の下部に前記移動方向に沿って配置された長穴状の排気口と、を有し、前記筐体吸気手段の鉛直方向に沿った高さが前記キャリッジ吸気手段の鉛直方向に沿った高さより高く構成され、前記筐体吸気手段によって吸気された前記気体は、前記キャリッジ吸気手段によって前記キャリッジの内を流れる前記気体と、前記キャリッジの外を流れる前記気体に分かれ、前記ダクトは前記キャリッジ吸気手段によって吸気された前記気体を前記キャリッジの内方向に向けて流す屈曲部を有し、前記キャリッジの内を流れる前記気体は前記キャリッジの内を冷却し、前記キャリッジの内を流れる前記気体は前記排気口から排出され、該排出された前記気体は前記キャリッジの外を流れる前記気体と混合され、前記筐体外に排出されることを特徴とする。

装置が取り込んだ外気がそのままキャリッジ内に入ることでキャリッジ内温度の上昇を防ぎ、キャリッジが取り込まなかった外気は装置全体を冷却する。排気ファンが装置内の気体を外部に吐き出すことで、記録メディア上を集中して冷却することなく、着弾直後のインクの温度低下を防ぐこともでき、また着弾後のインクの乾燥を促進することもできる。さらに、ヘッドのノズル面への風の回りこみを少なくでき、インク着弾精度の低下、インクミストの増加、ノズル乾燥などのヘッドの諸問題を防止する。

図１は、キャリッジの断面図である。図２は、キャリッジの上方から内部を説明する図である。図３は、インクジェットプリンター内の吸気手段と排気手段の配置を説明する図である。図４は、インクジェットプリンターの断面図である。図５は、インクジェットプリンターの外観図である。

図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、キャリッジの断面図である。キャリッジ１は、キャリッジベース２とそれを覆うキャリッジカバー３を備える。キャリッジベース２は、側方から見るとＬ字型であり、その水平部には記録ヘッド４が固定され、立設部にはローラー６がＹレール５の上下を挟み込むように配置されている。記録ヘッド４は例えばインクジェットヘッドであり、ノズル面に多数のノズルを備え、インクを吐出する。キャリッジベース２には記録ヘッド４のノズル面に対応させて開口部が設けられている。この開口部を介して記録ヘッド４のノズル面は記録媒体と対向する。記録ヘッド４のノズル面には、複数のノズルがあり、そこからインクが吐出される。キャリッジ１はＹレール５に沿って往復移動する。記録ヘッド４の上部にはフラットケーブル８とインクチューブ７が接続されている。フラットケーブル８を介してキャリッジ１の外部にある制御回路と記録ヘッド４が接続され、電気信号の通信が行われる。インクチューブ７を介して記録ヘッド４にインクが供給される。記録ヘッド４を覆うようにキャリッジカバー３が設けられ、キャリッジカバー３の下方のキャリッジベース２との境部分に、排気口１０が設けられている。

キャリッジカバー３の上部にはダクト９が備えられている。ダクト９はキャリッジ１の両端に夫々設けられている。ダクト９の先端には、キャリッジ１内に気体を吸入するキャリッジ吸気手段であるキャリッジ吸入ファン１１が設けられている。このキャリッジ吸入ファン１１から気体を吸入し、その気体はダクト９を通りキャリッジベース２とキャリッジカバー３で覆われるキャリッジ１内の空間を通り排気口１０からキャリッジ１の外部、すなわち筐体１２内に排出される。排気口１０は後述のカバーに向けられ、排出された気体はこのカバー方向に流れる。このキャリッジ１内の気体の流によって記録ヘッド４も含めキャリッジ１内が冷却される。

ダクト９の排気口の、高さ方向の中央部付近を通るようにフラットケーブル８とインクチューブ７が這いまわされて配置されている。ダクト９の排気口からの気体の流れをこのフラットケーブル８とインクチューブ７によって上下に分けている。これにより、上部と下部を流れる気流を作り、すなわち気流を２分して効果的にキャリッジ１内を空冷している。例えば、記録ヘッド３を冷却して暖かくなった気体がキャリッジ１の上方に流れにくくできている。

図２は、キャリッジの上方から内部を説明する図である。ダクト９の一方の端にはキャリッジ吸入ファン１１が備わっている。ダクト９は他方の端がキャリッジ１の内側に向かって曲る屈曲部があり、さらに屈曲部の先端に行くほどダクト９の通路が狭くなっている。これは、風向をキャリッジ１の内方向に変えると共に、風速を早めるためである。キャリッジベース２には記録ヘッド４が７台固定されている。キャリッジベース２の紙面右方向側の端に１台分の空きスペースがある。ここに８台目の記録ヘッド４が固定できる。この空きスペースの開口部を板で覆い開口部から下に気流が流れないようにしている。７台の記録ヘッド４は、夫々異なる色を吐出する。排気口１０が記録媒体の搬送方向の下流に、正面の辺にそって、ほぼ記録ヘッド４の配置されている幅の範囲にわたって設けられている。排気口１０は長穴状になっている。広い範囲から排気することで風が一点に集中せずに、あまり乱れることが無く好適に排気される。フラットケーブル８と記録ヘッド４の接続部では、フラットケーブル８の幅方向が記録ヘッド４の長手方向に沿っているが、途中でひねられ配置されている。フラットケーブル８の幅方向がキャリッジ１の移動方向に向くようにひねられている。すなわち、フラットケーブル８の扁平な面で風向を２分するように配置されている。インクチューブ７は、フラットケーブル８の下側に配置され、曲げられている。図２では、フラットケーブル８は右側の２台の記録ヘッド４と接続されているものしか記載していないが、実際には全ての記録ヘッドに同様にフラットケーブル８が接続されている。また、図２では、インクチューブ７は左側の２台の記録ヘッド２と接続されているものしか記載していないが、実際には全ての記録ヘッド７にインクチューブ７が同様に接続されている。説明をしやすくするために作図を省いてある。

図３は、インクジェットプリンター内の吸気手段と排気手段の配置を説明する図である。インクジェットプリンター２０の筐体１２の背面には気体を吸引する筐体吸気手段である筐体吸入ファン１３が多数備わる。筐体吸入ファン１３は筐体１２の長手方向に沿って配置されている。筐体吸入ファン１３はキャリッジ吸入ファン１１と対向する高さに配置されている。こうすることで、キャリッジ１内に筐体１２の外側の空気を多く吸い込めるからである。

Ｙレール５およびプラテン１７も筐体の長手方向に沿って配置されている。プラテン１７は平板プラテンであり、貫通孔が多数設けられている。プラテン１７の下側には、プラテン１７、プラテン１７の両端の下方にある立設板１５などで区切られた空間があり、その空間内の気体を吸引ファン１４で外に排出して負圧を作り、プラテン１７上を搬送されてきた記録媒体を吸引して固定する。吸引ファン１４による排気は後述のフロントペーパーガイドの下方から排気される。

プラテン１７の記録媒体の搬送方向上流側には、記録媒体を搬送するための搬送ローラー１６が多数あり、搬送ローラー１６はプラテン１７の長手方向に沿って等間隔に配置されている。筐体１２の一方の端には記録ヘッド４のメンテナンスユニット２１が備わる。メンテナンスユニット２１は、記録ヘッド４のノズル面を払拭するワイパーとノズル面に密着してインクを吸引するキャップなどが備わる。このメンテナンスユニット２１側の筐体１２の側面には、筐体側面排気ファン１８が備わり、筐体１２内の気体を外部に排気する。また、筐体１２のプラテン１７を挟んで逆側には、キャリッジ１の往復移動時の折り返しのための空間が備わる。その空間の奥、すなわち筐体１２の背面には、筐体背面排気ファン１９が備わり、筐体１２内の気体を外部に排気する。

筐体１２内の筐体側面排気ファン１８側の空間の容積は、メンテナンスユニット２１があるため、筐体背面排気ファン１９側の空間の容積より小さい。そのため、容積の小さい側を側面に、大きい側を背面に夫々排気のためのファンを設け、気体の流れ具合をなるべく均等化し、キャリッジ１の移動時の移動方向のよる空気抵抗の差を小さくしている。

図４は、インクジェットプリンターの断面図である。筐体吸入ファン１３の高さは、キャリッジ吸入ファン１１より高くしてあり、２倍の高さとしてある。筐体吸入ファン１３は大型のファンを用いて外気をたくさん吸引している。筐体１２内に吸われた気体はキャリッジ吸入ファン１１によってキャリッジ１の内部に吸われるものと、キャリッジ１の外側を通るものがある。吸われた空気は、筐体１２の正面に配置されているカバー２２方向に向かう。キャリッジ吸入ファン１１によって、筐体吸入ファン１３が塞がれないようすることで、急激な気流の向きの変更を少なくできる。カバー２２は筐体１２に回動可能に接続されている。お互いのダクト９のキャリッジ１の内部側の開口部２７は、お互いが向かい合うように内側に向かって配置されている。内側に気体が流れ、更に、フラットケーブル８により上下に流れが分かれる。たまインクチューブ７によっても上下に気体の流れが分かれる。フラットケーブル８の方がインクチューブ７より気流を上下に別れさせるのに支配的に作用する。

プラテン１７の記録媒体の搬送方向下流側にはフロントペーパーガイド２３が備わり、上流側にはリアペーパーガイド２４が備わる。搬送ローラー１６はリアペーパーガイド２４とプラテン１７の間に配置されている。記録媒体はリアペーパーガイド２４で加熱され、搬送ローラー１６によって挟持されながら搬送され、プラテン１７に送られ、更にフロントペーパーガイド２３に沿って排出される。プラテン１７とフロントペーパーガイド２３にもヒーターが備わり加熱し、記録媒体に付着したインクの乾燥を即す。

リアペーパーガイド２４は、その上部にある筐体１２の端部を曲げた部分である屈曲部２５と対向している。屈曲部２５は筐体１２の内側方向に曲げられ、さらに、先端に行くほどリアペーパーガイド２４に近づく。また、屈曲部２５の先端部は、鉛直方向において、プラテン１７の表面の平坦部より低く配置してある。このようにすることで、筐体吸入ファン１３で吸った気体を少しでも記録媒体の搬送方向の下流方向、すなわち記録ヘッド３あるいはカバー２２の方向に流れ易くしている。言い換えれば、吸い込んだ気体がここから出にくくなる。

フロントペーパーガイド２３は、その上部にあるカバー２２の先端と対向している。また、先端に向かうほどフロントペーパーガイド２３に近づく。フロントペーパーガイド２３は、記録媒体の搬送方向の下流方向に行くほど下に下がるように曲面を構成している。このようにすることで、カバー２２とフロントペーパーガイド２３によって、筐体１２内の気体がフロントペーパーガイド２３の表面に沿って流れやすくしている。フロントペーパーガイド２３は内部にヒーターがあり、それによって加熱することで、記録媒体に付着したインクの乾燥を即す。その場合に記録媒体の表面付近に蒸発した溶剤が滞留するとインクの乾燥を阻害する。そのため、風を送り滞留を防止する。フロントペーパーガイド２３に沿って矢印２６で示された方向に気流を作るようにフロントペーパーガイド２３に対してカバー２２を近づけ、更に下方に向くように配置してある。

また、排気口１０から排出された気体はカバー２２に向けられ、カバー２２にあたった気体は、カバー２２に沿って下方向に気流を生じさせ、さらに、フロントペーパーガイド２３に沿って流れる。排気口１０から排気された気体は、キャリッジ１外を流れる気体と混ざり合いながら外に排出されることになる。キャリッジ吸入ファン１１で吸引された気体は、排出口１０から排出されるときに、キャリッジ１外を流れる気体より早く流れている。この排出口１０からの気流に連動し、周囲の気体の流れも速くなり、スムーズにフロントペーパーガイド２３とカバー２２の間から外に排出できる。筐体内に滞留するインクから蒸発して気体となった溶剤の排出を進めることができるので、インクの乾燥を早められる。

また、筐体１２の中に吸われた気体は、筐体側面排気ファン１８、筐体背面排気ファン１９、リアペーパーガイド２１と屈曲部２５の間、プラテン１７からの吸引、およびフロントペーパーガイド２３とカバー２２の間から排出される。

図５は、インクジェットプリンターの外観図である。インクジェットプリンター２０は、筐体１２を足２８で支えている。足２８は筐体１２の下面の端方に固定される。

本発明はインクジェットプリンターに利用できる。特に大型のインクジェットプリンターに利用できる。

１キャリッジ
２キャリッジベース
３キャリッジカバー
４記録ヘッド
５Ｙレール
６ローラー
７インクチューブ
８フラットケーブル
９ダクト
１０排気口
１１キャリッジ吸入ファン
１２筐体
１３筐体吸入ファン
１４吸引ファン
１５立設板
１６搬送ローラー
１７プラテン
１８筐体側面排気ファン
１９筐体背面排気ファン
２０インクジェットプリンター
２１メンテナンスユニット
２２カバー
２３フロントペーパーガイド
２４リアペーパーガイド
２５屈曲部

Claims

複数のノズルから記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録ヘッドを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジと、
前記記録ヘッドの前記ノズルの配置された面に対向して配置され、前記記録媒体を保持するプラテンと、
前記プラテンに備えられ前記記録媒体を加熱するヒーターと、
前記プラテンと前記キャリッジとを少なくとも内蔵した筐体と、
を備え、前記記録媒体を間欠搬送しながら前記記録ヘッドから前記インクを吐出し、前記記録媒体に画像を記録するインクジェットプリンターにおいて、
前記キャリッジの前記搬送方向の上流側の背面に対向する位置に配置され、外部の気体を前記筐体の内に吸気する筐体吸気手段と、
前記キャリッジの移動方向の前方側と後方側の上部に夫々設けられたダクトと、
前記ダクトは前記筐体吸気手段に向かって突出して配置され、該突出した部分の先端であって前記筐体吸気手段に対向する位置に前記筐体吸気手段によって吸気される前記気体を前記キャリッジ内に吸気するキャリッジ吸気手段と、
前記キャリッジの前記搬送方向の下流側の正面の下部に前記移動方向に沿って配置された長穴状の排気口と、を有し、
前記筐体吸気手段の鉛直方向に沿った高さが前記キャリッジ吸気手段の鉛直方向に沿った高さより高く構成され、前記筐体吸気手段によって吸気された前記気体は、前記キャリッジ吸気手段によって前記キャリッジの内を流れる前記気体と、前記キャリッジの外を流れる前記気体に分かれ、
前記ダクトは前記キャリッジ吸気手段によって吸気された前記気体を前記キャリッジの内方向に向けて流す屈曲部を有し、前記キャリッジの内を流れる前記気体は前記キャリッジの内を冷却し、前記キャリッジの内を流れる前記気体は前記排気口から排出され、該排出された前記気体は前記キャリッジの外を流れる前記気体と混合され、前記筐体外に排出されることを特徴とするインクジェットプリンター。
前記プラテンの前記搬送方向の下流側に前記記録媒体を案内すると共に加熱するフロントペーパーガイドと、前記フロントペーパーガイドに対して離間して配置され、前記記録ヘッドの前記ノズルの配置された面より鉛直方向の下方側に先端が位置し、前記筐体に回動可能に接続されたカバーと、をさらに有し、
前記筐体吸気手段によって吸気された前記気体の一部が前記フロントペーパーガイドと前記カバーの間から排出され、前記排出口は前記カバー方向に向けられて配置され、前記排出口から排出される前記気体の方向が前記フロントペーパーガイドに沿って排出されるように、前記カバーは前記先端に向かうほど前記フロントペーパーガイドに近くなるように配置され、前記フロントペーパーガイドは鉛直方向に向かって湾曲し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プリンター。
前記記録ヘッドの上部には前記インクを供給するチューブを接続するインクコネクタと、電気信号を伝えるフラットケーブルを接続する電気コネクタを有し、前記チューブは前記筐体に配置されたインクタンクと前記インクコネクタとを接続し、前記フラットケーブルは、前記筐体内に配置された回路基板と前記電気コネクタとを接続し、前記ダクトの前記キャリッジ内の夫々の開口部間に前記チューブと前記フラットケーブルが通るように配置され、前記開口部から排出される前記気体の流が前記チューブと前記フラットケーブルによって、前記チューブと前記フラットケーブルの上下に分かれて流れることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンター。
前記筐体の前記筐体吸気手段が備わる背面側に配置され、前記筐体内の前記気体を外に排気する第１の排気手段と、前記筐体の長手方向の一方の側面側に配置され、前記筐体内の前記気体を外に排気する第２の排気手段と、を更に有し、前記筐体内の前記気体を少なくとも３方向に排気することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。