JP6342793B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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本発明は、インクジェット式の記録装置に関する。
従来、インクジェット式の記録ヘッドを備え、ノズルからインク滴を吐出するインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、キャリッジに記録ヘッドを搭載し、そのキャリッジを移動させながらインク滴を吐出するものがある。平板状のプラテンには吸引孔が設けられ、その吸引孔によって記録媒体をプラテンに吸い付けて固定する。そのため記録媒体の記録面は、プラテンに沿って平面を保つことができる。プラテンに保持され記録媒体は、キャリッジに搭載された記録ヘッドのノズルからのインク滴を受ける。また、記録媒体は、吸引孔によって吸引されながら、搬送装置によってプラテン上を摺動し、搬送される。
このようなインクジェット記録装置の記録動作は、記録媒体を予め決められた所定の移動距離だけ搬送させて停止させ、キャリッジを記録媒体の幅方向に走査させながら記録する。1回の走査が終わると再び記録媒体を所定距離だけ搬送して停止させ、上述と同様にインクを吐出して記録を行う。このような動作を繰り返すことで所望の画像を記録媒体上に形成する。
記録媒体はプラテン上を摺動させる必要がある。しかし、プラテンと記録媒体との摩擦抵抗によって、または吸引孔による記録媒体への吸引力によって、記録媒体がプラテン上を平滑に移動せずに、波打状態など乱れた状態で搬送されることがある。このような問題に対して、例えば引用文献1のように、プラテンの表面にフッ素樹脂層を設けるなどの対策がされ、プラテンと記録媒体との摩擦抵抗を低減したインクジェット記録装置がある。また引用文献1では、プラテンと記録媒体との摩擦抵抗を低減するため、プラテンに溝を設けてプラテンと記録媒体間の接触面積を小さくしたインクジェット記録装置も開示されている。
特開2004−122554号公報
インクジェット記録装置には、記録媒体としてPVCターポリンや布、あるいはポリエステルやPVCなどの様々な樹脂を原料とした樹脂シートなどが使われている。多種の記録媒体は、プラテンに対して夫々異なる摩擦抵抗をもつ。また、記録媒体は厚みや材料によっては撓みやすくなる。また、インクの乾燥を促進するヒーター付きのプラテンの場合に、プラテンに溝があると、溝に対応する部分の記録媒体の温度のほうが、プラテンと直接接している部分の記録媒体の温度より、低くなってしまう。その温度差によって、インクの乾燥速度に差が出てしまい、形成される画像に溝の模様がでてしまう場合がある。また、吸引孔の部分では、上述のような温度差による画像品質の悪化や、吸引によって微小な窪みによる画像品質の悪化の問題がある。吸引孔はなるべく小さくする必要があるが、プラテンはヒーターを裏面に設ける必要があること、温度を一定に保つために熱容量を高める必要があること、平坦を保つために強度を高める必要がある事などの理由により、厚くなってしまい、細かな穴を密集させて設けることが困難であった。また従来のプラテンでは、記録媒体の種類によっては、摩擦抵抗によって波打って搬送してしまい、適切な記録ができない場合がある。また記録媒体の種類によっては、プラテンの溝に沿って撓んでしまい、記録媒体上の所望の位置にインクを吐出できず、適切な記録ができない場合がある。
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、様々な記録媒体を用いても記録媒体を適切に搬送し、プラテン上に適切に保持し、記録媒体に適切に記録する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。
上記の課題を解決するための本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体を搬送する搬送装置と、インクを吐出するための複数のノズルを備える記録ヘッドと、前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に移動する移動手段と、前記記録媒体と対向する面に複数の吸引孔を有する平板状のプラテンと、前記記録媒体を吸引する吸引孔に連通する吸引手段と、前記プラテン上に配置され、表裏を貫通する複数の貫通孔を備える平板状のプラテンカバーと、前記プラテンカバーを前記プラテンに固定する固定手段と、を備え、前記吸引孔は前記貫通孔を介して前記記録媒体を吸引し、前記記録媒体を前記プラテンカバーに吸着させながら搬送するインクジェット記録装置において、単位面積当たりの前記貫通孔の開口率を第1の所定値とした第1領域と、前記第1の所定値より大きい第2の所定値とした第2領域を前記プラテンカバーに設け、前記第2領域は前記第1領域によって複数に分割され、夫々の前記第2領域は、前記プラテンカバーの前記記録媒体の搬送方向の上流側が下流側より前記プラテンカバーの中央側に近い位置に配置されており、前記第2領域が、前記記録媒体の搬送方向の上流側の端部から下流側に向かい、前記記録ヘッドの移動方向の幅が広がる部分を有することを特徴とする。また、本発明は、記録媒体を搬送する搬送装置と、インクを吐出するための複数のノズルを備える記録ヘッドと、前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に移動する移動手段と、前記記録媒体と対向する面に複数の吸引孔を有する平板状のプラテンと、前記記録媒体を吸引する吸引孔に連通する吸引手段と、前記プラテン上に配置され、表裏を貫通する複数の貫通孔を備える平板状のプラテンカバーと、前記プラテンカバーを前記プラテンに固定する固定手段と、を備え、前記吸引孔は前記貫通孔を介して前記記録媒体を吸引し、前記記録媒体を前記プラテンカバーに吸着させながら搬送するインクジェット記録装置において、単位面積当たりの前記貫通孔の開口率を第1の所定値とした第1領域と、前記第1の所定値より大きい第2の所定値とした第2領域を前記プラテンカバーに設け、前記第2領域は前記第1領域によって複数に分割され、夫々の前記第2領域は、前記プラテンカバーの前記記録媒体の搬送方向の上流側が下流側より前記プラテンカバーの中央側に近い位置に配置されており、前記プラテンカバーは前記プラテンに固定されている磁石の磁力によって固定されていることを特徴とする。
本発明によれば、記録媒体の種類が異なっても、記録媒体がプラテン上を円滑に搬送でき、また、記録媒体をプラテン上に適切に保持し、また、プラテンの表面温度のむらを抑制し、記録媒体に好適な記録が可能となる。
図1は、インクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。 図2は、プラテンの構成を説明する図である。 図3は、プラテンカバーの第1の例を説明する図である。 図4は、プラテンカバーの第2の例を説明する図である。 図5は、プラテンカバーの好ましい配置を説明する図である。 図6は、プラテンカバーの表面の例を説明する図である。
以下に、実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、インクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。インクジェット記録装置1は、図1に示すように、破線で示されたフィルム状あるいは板状の記録媒体17を搬送し、インクジェット方式によって、記録媒体17の表面に画像データに応じた画像や文字などを記録する。記録媒体17は、紙、PVCターポリン、布、ポリエステルやPVCなどの合成樹脂製のフィルム、板などがある。インクジェット記録装置1は、大まかに、基台13と、この基台13に設けられた記録媒体17を搬送する搬送装置10と、記録媒体17に印字記録する印字記録装置2とを備えて構成されている。
搬送装置10は、モータの回転駆動を受けて回転する搬送ローラ9と、この搬送ローラ9を加圧する加圧ローラユニット8を少なくとも備えている。なお、この搬送ローラ9と加圧ローラユニット8との間に記録媒体17を挟み込み、これらローラの回転によって搬送される。また、この搬送装置10と隣接する箇所においては、記録媒体17を支持するプラテン12が設けられている。このプラテン12の上にプラテンカバー20が載置され固定されている。このプラテン12及びプラテンカバー20は、印字記録装置2によって記録媒体17に印字記録する箇所となっている。また、このプラテン12の下には、このプラテン12を加熱するためのヒーターが設けられている。このヒーターによって、プラテン12及びプラテンカバー20が加熱され、さらに記録媒体17が加熱され、記録媒体17に吐出されたインクの定着を促進する。また、プラテン12は、記録媒体17が搬送される方向と直交する方向に延びるように基台13に設けられている。また、搬送ローラ9と加圧ローラユニット8とを対にして、プラテン12の隣接した箇所の同一軸線上に所定間隔、例えば87.65mmの間隔、で19組配置されている。
印字記録装置2は、大まかに、記録媒体17にインク滴を吐出して記録を行うインクジェットヘッド3と、このインクジェットヘッド3を収容するキャリッジ4と、このキャリッジ4に連結する搬送ベルト11と、この搬送ベルト11を掛け回している駆動プーリ5と従動プーリ6と、この駆動プーリ5を回転駆動させる駆動モータ18と、記録媒体17の搬送方向に直交する方向へキャリッジ4の走査を案内するガイドレール7とを備えている。また、この搬送ベルト11とガイドレール7とは、プラテン12と同様に、記録媒体17が搬送される方向と直交する方向に延びるように基台13に設けられている。キャリッジ4は、記録媒体17が搬送される方向と直交する方向、すなわち図中双方向矢印AB方向にスライド移動するようになっている。
また、インクジェットヘッド3に供給するインクはインクカートリッジ14に蓄えられている。インクカートリッジ14は交換可能なカートリッジ式のインク容器である。インクがなくなると交換する。
加圧ローラユニット8は、記録媒体17を搬送する搬送ローラ9毎に対をなすように配設されている。搬送ローラ9に向けて記録媒体17を加圧しながら、加圧ローラユニット8のローラが従動回転する。つまり、記録媒体17は、下面は搬送ローラ9と接し、上面は加圧ローラユニット8のローラと接する。また、この加圧ローラユニット8は、プリンタ1の基台13に固定して取り付けられる。
インクジェット記録装置1には記録媒体17をプラテンカバー20あるいはプラテン12に吸着させる吸引手段が備わっている。吸引手段は、大まかに、プラテン12に設けられ、プラテン12を貫通する吸引孔につながるプラテンカバー20に設けられた貫通孔19から、空気を吸引する吸引ファン16と、吸引孔と吸引ファン16を接続する吸引室15とを備えている。プラテン12は吸引室15に連通する複数の吸引孔を備えている。吸引室15の内部は、4つの部屋に仕切られ、夫々の部屋に対して吸引ファン16を備える。プラテンカバー20の貫通孔19は、プラテンカバー20を貫通している。詳しくは後述する。
図2は、プラテンの構成を説明する図である。プラテンカバー20には複数の貫通孔19が、ほぼ一面に配置されている。また、プラテン12には吸引孔31が複数備えられている。1つの吸引孔31の開口部の面積は、1つの貫通孔19の開口部の面積より大きい。しかし、プラテン12の吸引孔31の配置された部分に関して、単位面積当たりの吸引孔31の開口率は、プラテンカバー20の単位面積当たりの貫通孔19の開口率より低い。すなわち、貫通孔19は、小さい開口面積の穴が非常に多く配置されているので開口部の開口面積が全体で広くなる。一方、吸引孔31は開口面積の大きい穴が少なく配置されている。これは、プラテンカバー20の厚みを、プラテン12より薄くできるので、小さな穴を細かなピッチであけることができるからである。厚いプラテン12は、小さな穴を多数あけることが困難である。全体を均一な温度にするために、熱容量を大きくする必要があり、また、裏面にヒーターも配置されるのでそこを避ける必要があり、小さな穴を多数空けることが困難である。
このプラテンカバー20を置くことで、記録媒体17の裏面を、広い範囲で吸着して、より平坦にすることができる。また、開口が小さければ小さいほど、記録媒体17が薄くてしなやかでも、そこで窪むことが無くなり、より平坦に保つことができる。
また、プラテン12の長手方向に所定間隔で磁石21が配置されている。プラテンカバー20を、ステンレスなどの鉄合金で作ることで、磁石21を固定手段としてプラテン12に固定することができる。また、固定手段として、ネジや、溝に掛ける構造でも可能だが、着脱が容易にできる磁石が好ましい。
また、プラテン12は、記録媒体17を均一に加熱する必要があり、熱伝導率の高いアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製が好ましい。プラテン12がアルミニウム製、プラテンカバー20がステンレス製であると、双方の熱膨張率が異なる。接着剤、あるいはネジ等で、プラテン12とプラテンカバー20を一体になる様に固定してしまうと、温度の変化による変形量が異なりプラテンカバー20に撓みが発生する。一方、磁石21で固定することで、表面を摺動させることが可能となるので、撓みの発生を防止できる。そのため、平坦である事を確保することができる。
また、プラテン12の長手方向に沿って、記録媒体17の搬送方向の上流側に溝22が設けられている。この溝22は、プラテンカバー20の曲げ部23を嵌め、記録媒体17が搬送されるときに、プラテンカバー12が記録媒体17に連れて移動しないようにするためのものである。曲げ部23は、プラテンカバー20の搬送方向の上流側を折り曲げた部分である。
図3は、プラテンカバーの第1の例を説明する図である。破線24は、プラテンカバー20の主走査方向の中央を示す線である。プラテンカバー20は、破線24で区切った一方側の一方側領域25と他方側の他方側領域26は、破線24を境に左右が対称の構成となっている。図3では、貫通孔19は、単位面積当たりの開口率の低い領域に配置した貫通孔を第1貫通孔27、開口率の高い領域に配置した貫通孔を第2貫通孔28とする。このように、単位面積当たりの貫通孔の開口率を第1の所定値とした第1貫通孔27を配置した第1領域と、開口率を第1の所定値より大きい第2の所定値とした第2貫通孔28を配置した第2領域を、プラテンカバー20に設けている。また、プラテンカバー20に配置する第1貫通孔27と第2貫通孔の28を、中央を境にして左右対称に配置している。
記録媒体17の幅方向の中央を、プラテンカバー20の中央に合わせて搬送させることで、記録媒体17を中央から両端に向かい引きのばしながら搬送できるので、効果が大きい。また左右同様の力が加わり、搬送時の斜行を防止できる。また、例えば記録媒体17の幅方向の端をプラテンカバー20の端に合わせてセットした場合に、記録媒体17の端に斜行を規制する規制部材を配置することで、記録媒体17の皺を伸ばしながらの搬送は可能である。しかし、記録媒体17の中央とプラテンカバー20の中央を合わせる使用方法が好ましい。また、搬送方向の上流部には、曲げ部23があり、記録媒体17に伴ってプラテンカバー20がずれない。
第2貫通孔28が配置されている領域の周囲には第1貫通孔27が配置されている領域が設けられている。すなわち、第2貫通孔28が配置されている領域は、複数の領域に分かれていることになる。図3中では、プラテンカバー20の濃い部分が、開口率が高く、薄い部分が、開口率が低いことを表している。開口率は実験などによって、好適に搬送できる開口率を求め、使用することができる。
複数配置されている夫々の第2貫通孔28が配置されている領域は、破線24を境に対称に配置されている。また、記録媒体17の搬送方向の上流側から下流側に向かい、複数配置されている夫々の第2貫通孔28が配置されている領域が破線24から離れる方向に配置されている。図中の例では、第2貫通孔28が配置されている領域は矩形の複数の領域に分けられている。この矩形の領域は、平行四辺形であり、2辺は主走査方向に沿い、他の2辺は記録媒体17の搬送方向の上流側から下流側に向かい破線24から離れる方向に引かれた直線に沿っている。例では平行四辺形であるが、第2領域が、上流から下流に向かい中央から離れる方向に従って離れるように配置された形状が好ましい。形状に沿って中央から離れる方向に記録媒体を搬送する為である。また、矩形の形は、搬送に影響しない範囲で、平行四辺形の角を弧状に丸めた形状でもよい。
この例では、矩形の第2の貫通孔28が配置された領域のサイズは同じである。しかし、端に行くに従い、吸引力を強くしたい場合は、主走査方向に沿った2辺の長さを、破線24から離れる領域になるほど長くした形状にしてもよい。こうすることで、端側がより強い吸引力となり、記録媒体17を端方向に行くに従い強く引くことができ、皺などを好適に引き延ばすことができる。
このように貫通孔を配置することで、記録媒体17の中央を破線24の線上に位置する様に搬送することで、吸引力の強い方向に沿って記録媒体が移動するので、搬送方向の上流から下流に向かい、記録媒体17が、徐々に中央部から離れる方向に強く作用し、端方向に伸ばされながら搬送される。
このように、吸引力に差を設けることで、記録媒体17の撓みや皺が吸引力の差によって伸ばされ、記録媒体17を平面に保ちながら搬送することができる。
また、開口率の差は、同一のサイズの貫通孔の配置する数に応じて変える方法が考えられる。これは、吸引力を強くしたい場所には、単位面積当たりの数を多くし、逆に弱くしたい場所には、単位面積当たりの数を少なくする。また、別の方法としては、貫通孔の開口面積を異ならせる方法が考えられる。これは、貫通孔の単位面積当たりの数を何処でも同一にし、吸引力を強くしたい場所には、開口面積が大きい貫通孔を用い、逆に弱くしたい場所には、開口面積が小さい貫通孔を設ける。また、両方の方法を同時に用いる方法も考えられ、より効果が望まれる。
図4は、プラテンカバーの第2の例を説明する図である。矩形の第2の貫通孔28の形状を台形29、30にしたものである。夫々の第2の貫通孔28が配置されている領域の記録媒体17の搬送方向の上流側では、下流に向かいかつ破線24に近い方から遠い方へ徐々に広がった形状となる。また、下流側では、上流に向かいかつ破線24に近い方から遠い方へ徐々に広がった形状となる。また、破線24に対向する辺とその辺に平行な辺を備える。台形29、30で示された第2貫通孔28の配置された領域は、破線24を中心に左右対称の形状となっている。
このような形状の領域に第2貫通孔28を配置することで記録媒体17に係る吸引力の変化が、徐々に強くなったり、弱くなったりさせることができる。急激な変化に伴う搬送の斜行などを防止できる。この形状でも、走査方向の両端に行くに従い、それに沿った幅を広げ、走査方向の端に行くに従い、吸引力を強くしても良い。こうすることで、記録媒体17を幅方向に広げる力を強くすることができる。
図5は、プラテンカバーの好ましい配置を説明する図である。プラテンカバー20には多数の粗密に配置された第1の貫通孔と第2の貫通孔28がある。プラテンカバー20とプラテン12の間に隙間32があると、プラテンカバー20の広範囲でエアーが吸える。また、プラテンカバー20とプラテン12の間に隙間が無いとプラテン12の吸引孔31の開口部の真上しかエアーが吸えない。プラテンカバー20のほぼ全面にわたり貫通孔が設けられている。貫通孔は、吸引孔31より細孔なので、そこでは記録媒体17が吸引により沈み込みにくく、平坦を保つことができる。また、記録媒体17との接触面積を減らして摩擦抵抗を下げられる。また、プラテン12は全体に均一な温度となる様に熱容量も高く、プラテンカバー20によって覆われても、表面温度のむらを少なくできる。また、隙間32は、プラテンカバー20の裏面に塗装やメッキをすることで微小な凹凸を設けるつくることができる。また、磁石21をプラテン12に固定するときにプラテン表面からの高さを調節し、磁石21の表面をプラテン12の表面に対して微小に高くすることで設けることができる。また、プラテン12にプラテンカバー20を配置する位置に微小な溝を設けてもよい。
プラテン12の裏面には、ヒーター線33を嵌め込む溝が設けられ、そこへヒーター線33が嵌められている。ヒーター線33をプラテン12の裏面側に配置し、所望の温度に加熱する。
図6は、プラテンカバーの表面の例を説明する図である。プラテンカバー20とプラテン12の間に隙間を設ける手段の例である。プラテンカバー20の裏面に微小な凹凸35を設けることで、隙間を作ることができる。プラテンカバー20の記録媒体側にも微小な凹凸34を設けることで、記録媒体との接触面積を減らし、摩擦抵抗を更に下げることができ、スムーズに搬送ができる。凹凸の加工方法はエッチング、ブラスト、研磨、塗装、メッキなどがある。また、プラテン12の表面に同様の凹凸をつけることをしてもよい。
上記本発明のインクジェット記録装置に利用することができる。
1 インクジェット記録装置
2 印字記録装置
3 インクジェットヘッド
4 キャリッジ
5 駆動プーリ
6 従動プーリ
7 ガイドレール
8 加圧ローラユニット
9 搬送ローラ
10 搬送装置
11 搬送ベルト
12 プラテン
13 基台
14 インクカートリッジ
15 吸引室
16 吸引ファン
17 記録媒体
18 駆動モータ
19 貫通孔
20 プラテンカバー
21 磁石
28 ヒーター線
31 吸引孔

Claims (8)

  1. 記録媒体を搬送する搬送装置と、インクを吐出するための複数のノズルを備える記録ヘッドと、前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に移動する移動手段と、前記記録媒体と対向する面に複数の吸引孔を有する平板状のプラテンと、前記記録媒体を吸引する吸引孔に連通する吸引手段と、前記プラテン上に配置され、表裏を貫通する複数の貫通孔を備える平板状のプラテンカバーと、前記プラテンカバーを前記プラテンに固定する固定手段と、を備え、前記吸引孔は前記貫通孔を介して前記記録媒体を吸引し、前記記録媒体を前記プラテンカバーに吸着させながら搬送するインクジェット記録装置において、
    単位面積当たりの前記貫通孔の開口率を第1の所定値とした第1領域と、前記第1の所定値より大きい第2の所定値とした第2領域を前記プラテンカバーに設け、
    前記第2領域は前記第1領域によって複数に分割され、夫々の前記第2領域は、前記プラテンカバーの前記記録媒体の搬送方向の上流側が下流側より前記プラテンカバーの中央側に近い位置に配置されており、
    前記第2領域が、前記記録媒体の搬送方向の上流側の端部から下流側に向かい、前記記録ヘッドの移動方向の幅が広がる部分を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記プラテンカバーの前記記録ヘッドの移動方向の中央を境に前記貫通孔が対称に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. 前記第1領域と前記第2領域の前記貫通孔の開口面積の大きさは同じであ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記録装置。
  4. 前記第1領域と前記第2領域の前記貫通孔の開口面積は異な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記録装置。
  5. 前記プラテンカバーは前記プラテンに固定されている磁石の磁力によって固定されていることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
  6. 記録媒体を搬送する搬送装置と、インクを吐出するための複数のノズルを備える記録ヘッドと、前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に移動する移動手段と、前記記録媒体と対向する面に複数の吸引孔を有する平板状のプラテンと、前記記録媒体を吸引する吸引孔に連通する吸引手段と、前記プラテン上に配置され、表裏を貫通する複数の貫通孔を備える平板状のプラテンカバーと、前記プラテンカバーを前記プラテンに固定する固定手段と、を備え、前記吸引孔は前記貫通孔を介して前記記録媒体を吸引し、前記記録媒体を前記プラテンカバーに吸着させながら搬送するインクジェット記録装置において、
    単位面積当たりの前記貫通孔の開口率を第1の所定値とした第1領域と、前記第1の所定値より大きい第2の所定値とした第2領域を前記プラテンカバーに設け、
    前記第2領域は前記第1領域によって複数に分割され、夫々の前記第2領域は、前記プラテンカバーの前記記録媒体の搬送方向の上流側が下流側より前記プラテンカバーの中央側に近い位置に配置されており、
    前記プラテンカバーは前記プラテンに固定されている磁石の磁力によって固定されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
  7. 前記記録ヘッドによって前記記録媒体に記録がされない領域であって、前記プラテンカバーの前記記録ヘッドが対向しない部分に、前記プラテンカバーが前記記録媒体の搬送に伴って移動しないように、前記プラテンに固定する移動防止手段が配置されていることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記プラテンと前記プラテンカバーの間に微小空間を設けるために、前記プラテンカバーの裏面に凹凸が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
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