JP2016137672A - インクジェット印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内の汚れおよび印刷物の汚れを軽減できるインクジェット印刷装置を提供する。
【解決手段】インクジェット印刷装置１は、用紙を搬送する搬送部２と、搬送部２により搬送される用紙にインクを吐出するインクジェットヘッド３１と、インクジェットヘッド３１が隙間を介して取り付けられる取付開口部を有し、インクジェットヘッド３１を保持する函体のヘッドホルダ３２と、用紙の搬送方向における上流側から下流側へ流れる冷却風をヘッドホルダ３２内に発生させてインクジェットヘッド３１を冷却する冷却部２２とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットヘッドからインクを吐出して印刷するインクジェット印刷装置に関する。

用紙を搬送しつつ、固定のインクジェットヘッドから用紙へインクを吐出して印刷するライン型のインクジェット印刷装置が知られている。

ライン型のインクジェット印刷装置では、印刷速度が速くなるほど、インクジェットヘッドの駆動周波数が増加し、インクジェットヘッドの発熱量が増大する。また、ピエゾ素子が高密度で配置された、印刷解像度が大きいインクジェットヘッドを用いた場合も、インクジェットヘッドの発熱量が増大する。これに対し、ヘッドドライバＩＣを定格温度以下で使用するためには、インクジェットヘッドを冷却して温度上昇を抑える必要がある。

そこで、ファンにより冷却風を送ってインクジェットヘッドを冷却する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２６４７５２号公報

上述したファンによりインクジェットヘッドを冷却する技術では、ファンによる気流が、インクジェットヘッドが取り付けられているヘッドホルダの開口部とインクジェットヘッドとの隙間から、ヘッドホルダの下方の空間へ漏れる。

ヘッドホルダの下方では、用紙搬送による気流（搬送気流）が生じている。この搬送気流と、上述したヘッドホルダの開口部とインクジェットヘッドとの隙間から漏れた気流との衝突により、乱流が発生することがある。この乱流は、インクジェットヘッドからのインク吐出により発生するインクミストを、さまざまな方向に飛散させる。さまざまな方向に飛散したインクミストは、装置内のさまざまな場所や用紙に付着し、装置内の汚れや印刷物の汚れの要因となる。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、装置内の汚れおよび印刷物の汚れを軽減できるインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェット印刷装置の第１の特徴は、印刷媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送される印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドが隙間を介して取り付けられる取付開口部を有し、前記インクジェットヘッドを保持する函体のヘッドホルダと、印刷媒体の搬送方向における上流側から下流側へ流れる冷却風を前記ヘッドホルダ内に発生させて前記インクジェットヘッドを冷却する冷却部とを備えることにある。

本発明に係るインクジェット印刷装置の第２の特徴は、前記搬送方向における前記搬送部の下流側に配置され、インクミストを回収するインクミスト回収部をさらに備えることにある。

本発明に係るインクジェット印刷装置の第３の特徴は、前記冷却部は、前記搬送方向における前記ヘッドホルダの上流側から前記ヘッドホルダ内の前記インクジェットヘッドへ空気を吹き付ける吹付部と、前記搬送方向における前記ヘッドホルダの下流側で前記ヘッドホルダから空気を吸引する吸引部とを有し、前記吹付部による吹付風が、前記吸引部による吸引風より強いことにある。

本発明に係るインクジェット印刷装置の第１の特徴によれば、冷却部による冷却風が、印刷媒体の搬送方向における上流側から下流側へ流れる。これにより、冷却風が取付開口部とインクジェットヘッドとの間の隙間から下方に漏れることにより生じる冷却漏れ気流は、搬送部による印刷媒体の搬送によって生じる搬送気流と同じ方向に流れる。このため、これらの気流どうしの衝突による乱流の発生を抑え、乱流によるインクミストの拡散を抑えることができる。この結果、装置内の汚れや印刷物の汚れを軽減できる。

本発明に係るインクジェット印刷装置の第２の特徴によれば、搬送気流および冷却漏れ気流により搬送部の下流側へ誘導されたインクミストを、インクミスト回収部により回収する。これにより、インクミストを誘導するための機構を設けることなく、効率的にインクミストを回収できる。

本発明に係るインクジェット印刷装置の第３の特徴によれば、吹付部による吹付風が吸引部による吸引風より強いので、冷却漏れ気流が強くなり、インクミストをより強く印刷媒体の搬送方向に沿って誘導できる。この結果、インクミストの回収効率を向上できる。

実施の形態に係るインクジェット印刷装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すインクジェット印刷装置の搬送部、印刷部、およびインクミスト回収部の概略構成図である。 図１に示すインクジェット印刷装置の印刷部の平面図である。 図１に示すインクジェット印刷装置の印刷部の分解斜視図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 ヘッドホルダ内の冷却風を示す図である。 ヘッドホルダと搬送ベルトとの間の空間における気流の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。

以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット印刷装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すインクジェット印刷装置の搬送部、印刷部、およびインクミスト回収部の概略構成図である。図３は、印刷部の平面図である。図４は、印刷部の分解斜視図である。図５は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

以下の説明において、図２の紙面に直交する方向を前後方向とし、紙面表方向を前方とする。また、図２における紙面の上下左右を上下左右方向とする。図２において、左から右へ向かう方向が印刷媒体である用紙Ｐの搬送方向である。以下の説明における上流、下流は、用紙Ｐの搬送方向における上流、下流を意味する。

図１に示すように、本実施の形態に係るインクジェット印刷装置１は、搬送部２と、印刷部３と、インクミスト回収部４と、制御部５とを備える。

搬送部２は、用紙Ｐを搬送する。図１、図２に示すように、搬送部２は、搬送ベルト１１と、駆動ローラ１２と、従動ローラ１３，１４，１５と、ベルトモータ１６と、用紙吸着ファン１７とを備える。

搬送ベルト１１は、用紙Ｐを吸着保持して搬送する。搬送ベルト１１は、駆動ローラ１２および従動ローラ１３〜１５に掛け渡される環状のベルトである。搬送ベルト１１には、複数のベルト穴１１ａ（図７参照）が形成されている。搬送ベルト１１は、用紙吸着ファン１７の駆動によりベルト穴１１ａに発生する吸着力により、用紙Ｐを吸着保持する。搬送ベルト１１は、図２における時計回り方向に回転することで、吸着保持した用紙Ｐを右方向に搬送する。

駆動ローラ１２は、搬送ベルト１１を図２における時計回り方向に回転させる。

従動ローラ１３〜１５は、駆動ローラ１２とともに搬送ベルト１１を支持する。従動ローラ１３〜１５は、搬送ベルト１１を介して駆動ローラ１２に従動する。従動ローラ１３は、駆動ローラ１２と同じ高さで、駆動ローラ１２の左方に配置されている。従動ローラ１４，１５は、駆動ローラ１２および従動ローラ１３の下方において、互いに左右方向に離間して、同じ高さに配置されている。

ベルトモータ１６は、駆動ローラ１２を回転駆動させる。

用紙吸着ファン１７は、下方向への気流を生じさせる。これにより、用紙吸着ファン１７は、搬送ベルト１１のベルト穴１１ａを介して空気を吸引してベルト穴１１ａに負圧を発生させ、用紙Ｐを搬送ベルト１１上に吸着させる。用紙吸着ファン１７は、環状の搬送ベルト１１に囲まれた領域に配置されている。

印刷部３は、搬送部２により搬送される用紙Ｐに画像を印刷する。印刷部３は、搬送部２の上方に配置されている。図１〜図４に示すように、印刷部３は、ヘッドユニット２１と、冷却部２２とを備える。

ヘッドユニット２１は、搬送部２により搬送される用紙Ｐにインクを吐出して画像を印刷する。ヘッドユニット２１は、複数のインクジェットヘッド３１と、ヘッドホルダ３２とを備える。

インクジェットヘッド３１は、インク吐出面３１ａを有する。インク吐出面３１ａは、搬送ベルト１１に対向するインクジェットヘッド３１の下面である。インク吐出面３１ａには、前後方向（主走査方向）に沿って配置された複数のノズル（図示せず）が開口している。インクジェットヘッド３１は、インク供給経路（図示せず）を介して供給されるインクをノズルから吐出する。

インクジェットヘッド３１は、図３、図４に示すように、千鳥状に配置されている。具体的には、それぞれ前後方向（主走査方向）に沿って等間隔で配置された３つのインクジェットヘッド３１からなる４列のヘッド列が、左右方向に沿って並列して配置されている。そして、各ヘッド列の各インクジェットヘッド３１は、隣接するヘッド列間で前後方向に半ピッチ分だけずれるように配置されている。

ヘッドホルダ３２は、インクジェットヘッド３１を保持する。ヘッドホルダ３２は、中空状の直方体形状に形成された函体からなる。図４、図５に示すように、ヘッドホルダ３２は、底板４１と、側板４２〜４５と、天板４６とを有する。

底板４１は、インクジェットヘッド３１を保持して固定する。底板４１は、矩形状に形成されている。底板４１には、インクジェットヘッド３１を取り付けるための取付開口部４１ａが形成されている。取付開口部４１ａは、インクジェットヘッド３１と同じ数だけ形成されている。取付開口部４１ａにインク吐出面３１ａが底板４１から下方に突出するようにインクジェットヘッド３１が挿入され、固定される。

取付開口部４１ａは、インクジェットヘッド３１の水平面に沿った断面より大きい貫通穴からなる。これにより、インクジェットヘッド３１の取り付け位置および角度が調整可能になっている。取付開口部４１ａがこのように形成されているため、図５に示すように、取付開口部４１ａには、インクジェットヘッド３１が隙間を介して取り付けられる。

側板４２，４３，４４，４５は、それぞれヘッドホルダ３２の前側、左側、後側、右側の側壁を形成する。側板４２〜４５は、一体に形成され、底板４１の周囲に立設されている。

左側の側板４３には、複数の通風穴４３ａが形成されている。通風穴４３ａは、後述する吹付部５１により空気がインクジェットヘッド３１へ吹き付けられる際のヘッドホルダ３２内への空気の流入口である。複数の通風穴４３ａは、前後方向に沿って配置されている。

右側の側板４５には、複数の通風穴４５ａが形成されている。通風穴４５ａは、後述する吸引部５２によりヘッドホルダ３２から空気が吸引される際の空気の流出口である。複数の通風穴４５ａは、それぞれ左側の側板４３の複数の通風穴４３ａに対向する位置に配置されている。

天板４６は、側板４２〜４５からなる側壁の上端の開口部を塞ぐ蓋である。天板４６は、矩形状に形成されている。

冷却部２２は、用紙Ｐの搬送方向における上流側から下流側（左から右）へ流れる冷却風をヘッドホルダ３２内に発生させてインクジェットヘッド３１を冷却する。冷却部２２は、吹付部５１と、吸引部５２とを備える。

吹付部５１は、ヘッドホルダ３２内のインクジェットヘッド３１に空気を吹き付ける。吹付部５１は、ヘッドホルダ３２の左側に配置されている。すなわち、吹付部５１は、用紙Ｐの搬送方向におけるヘッドホルダ３２の上流側から、ヘッドホルダ３２内のインクジェットヘッド３１に空気を吹き付ける。吹付部５１は、吹付チャンバ６１と、吹付ファン６２とを備える。

吹付チャンバ６１は、吹付ファン６２とヘッドホルダ３２との間の空気の流路を形成する。吹付チャンバ６１は、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向である前後方向に細長い形状で中空状に形成されている。吹付チャンバ６１は、ヘッドホルダ３２の左側の側板４３上に配置されている。吹付チャンバ６１には、複数の吹付穴６１ａが形成されている。

吹付穴６１ａは、インクジェットヘッド３１へ空気を吹き付ける際の吹付チャンバ６１からの空気の流出口である。吹付穴６１ａは、側板４３の通風穴４３ａに対応する位置に配置されている。これにより、吹付チャンバ６１内の空間とヘッドホルダ３２内の空間とが、吹付穴６１ａおよび通風穴４３ａを介して連通されている。

吹付ファン６２は、吹付チャンバ６１の一端から吹付チャンバ６１内へ送風する。これにより、吹付ファン６２は、吹付チャンバ６１の吹付穴６１ａおよび側板４３の通風穴４３ａを介してヘッドホルダ３２内のインクジェットヘッド３１へ空気を吹き付ける。

吸引部５２は、ヘッドホルダ３２から空気を吸引する。吸引部５２は、ヘッドホルダ３２を挟んだ吹付部５１の反対側である、ヘッドホルダ３２の右側に配置されている。すなわち、吸引部５２は、用紙Ｐの搬送方向におけるヘッドホルダ３２の下流側で、ヘッドホルダ３２から空気を吸引する。吸引部５２は、吸引チャンバ６６と、吸引ファン６７とを備える。

吸引チャンバ６６は、ヘッドホルダ３２と吸引ファン６７との間の空気の流路を形成する。吸引チャンバ６６は、前後方向に細長い形状で中空状に形成されている。吸引チャンバ６６は、ヘッドホルダ３２の右側の側板４５上に配置されている。吸引チャンバ６６には、複数の吸引穴６６ａが形成されている。

吸引穴６６ａは、ヘッドホルダ３２から空気を吸引する際の吸引チャンバ６６への空気の流入口である。吸引穴６６ａは、側板４５の通風穴４５ａに対応する位置に配置されている。これにより、吸引チャンバ６６内の空間とヘッドホルダ３２内の空間とが、吸引穴６６ａおよび通風穴４５ａを介して連通されている。

吸引ファン６７は、吸引チャンバ６６の一端から空気を吸引する。これにより、吸引ファン６７は、吸引チャンバ６６の吸引穴６６ａおよび側板４５の通風穴４５ａを介してヘッドホルダ３２から空気を吸引する。

インクミスト回収部４は、インクミストを回収する。インクミスト回収部４は、搬送部２の下流側に配置されている。インクミスト回収部４は、インクミスト吸引ファン７１と、フィルタ７２とを備える。

インクミスト吸引ファン７１は、搬送部２の下流側において、搬送部２から流れてくるインクミストを含む空気を吸引する。

フィルタ７２は、インクミスト吸引ファン７１の手前でインクミストを吸収する。フィルタ７２は、スポンジ等からなる。

制御部５は、インクジェット印刷装置１の各部の動作を制御する。制御部５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えて構成される。

具体的には、制御部５は、印刷時において、搬送部２により用紙Ｐを搬送させつつ、インクジェットヘッド３１からインクを吐出させるとともに、冷却部２２によりインクジェットヘッド３１を冷却するよう制御する。

次に、インクジェット印刷装置１の動作について説明する。

印刷ジョブが入力されると、制御部５は、ベルトモータ１６により駆動ローラ１２を起動させる。これにより、搬送ベルト１１の周回駆動が開始される。

また、制御部５は、用紙吸着ファン１７を起動させる。これにより、用紙吸着ファン１７により搬送ベルト１１のベルト穴１１ａを介して空気が吸引され、ベルト穴１１ａに負圧が発生する。また、制御部５は、インクミスト吸引ファン７１を起動させる。

また、制御部５は、吹付ファン６２および吸引ファン６７を起動させる。吹付ファン６２の駆動により、吹付チャンバ６１の吹付穴６１ａおよびヘッドホルダ３２の側板４３の通風穴４３ａを介してインクジェットヘッド３１へ空気が吹き付けられる。また、吸引ファン６７の駆動により、吸引チャンバ６６の吸引穴６６ａおよびヘッドホルダ３２の側板４５の通風穴４５ａを介してヘッドホルダ３２から空気が吸引される。

これにより、図６に示すように、ヘッドホルダ３２内に冷却風Ｗｃが生じる。冷却風Ｗｃは、用紙Ｐの搬送方向における上流側から下流側（左から右）へ流れる。ここで、冷却風Ｗｃの一部は、取付開口部４１ａとインクジェットヘッド３１との間の隙間から下方の空間へ漏れる。

図示しない給紙部から搬送部２へ用紙Ｐが給紙されると、用紙Ｐは、搬送ベルト１１に吸着保持されつつ搬送される。制御部５は、ヘッドユニット２１の下方を搬送される用紙Ｐに対し、インクジェットヘッド３１からインクを吐出させて画像を印刷させる。指定印刷枚数が複数枚の場合、制御部５は、順次給紙されて搬送ベルト１１上を搬送される各用紙Ｐに対して、インクジェットヘッド３１からインクを吐出させて画像を印刷させる。

インクジェットヘッド３１が駆動されると、インクジェットヘッド３１は発熱する。これに対し、インクジェット印刷装置１では、冷却風Ｗｃによりインクジェットヘッド３１が冷却され、温度上昇が抑えられる。これにより、インクジェットヘッド３１の温度をヘッドドライバＩＣの定格温度以下に抑えることが可能となっている。

ヘッドホルダ３２と搬送ベルト１１との間の空間には、図７に示すように、搬送気流Ｗｔと、ベルト吸引気流Ｗｓと、冷却漏れ気流Ｗｌとが発生する。

搬送気流Ｗｔは、搬送ベルト１１による用紙搬送によって生じる気流である。搬送気流Ｗｔは、用紙Ｐの搬送方向における上流側から下流側（左から右）へ流れる。

ベルト吸引気流Ｗｓは、用紙吸着ファン１７がベルト穴１１ａを介して空気を吸引することにより生じる気流である。

冷却漏れ気流Ｗｌは、ヘッドホルダ３２内の冷却風Ｗｃが、取付開口部４１ａとインクジェットヘッド３１との間の隙間から漏れたものである。冷却漏れ気流Ｗｌは、冷却風Ｗｃと同じ方向（左から右）に流れる。すなわち、冷却漏れ気流Ｗｌは、搬送気流Ｗｔと同じ方向に流れる。

インクジェットヘッド３１からインクが吐出されると、インクミストＭが発生する。インクミストＭは、図７に示すように、搬送気流Ｗｔおよび冷却漏れ気流Ｗｌにのって、用紙Ｐの搬送方向における上流側から下流側（左から右）へ流れる。この際、インクミストＭの一部は、ベルト吸引気流Ｗｓにより、ベルト穴１１ａを通って用紙吸着ファン１７に回収される。用紙吸着ファン１７に回収されず、搬送気流Ｗｔおよび冷却漏れ気流Ｗｌにより搬送部２の下流側へ流されたインクミストは、インクミスト回収部４により回収される。

印刷された用紙Ｐは、搬送部２を抜けると、図示しない排紙部へ搬送されて排紙される。最後の用紙Ｐが排紙されると、制御部５は、駆動ローラ１２を停止させるとともに、用紙吸着ファン１７を停止させる。また、制御部５は、吹付ファン６２、吸引ファン６７、およびインクミスト吸引ファン７１を停止させる。これにより、印刷動作が終了する。

以上説明したように、インクジェット印刷装置１では、冷却部２２は、用紙Ｐの搬送方向における上流側から下流側へ流れる冷却風Ｗｃをヘッドホルダ３２内に発生させる。このため、冷却風Ｗｃが取付開口部４１ａとインクジェットヘッド３１との間の隙間から下方に漏れることにより生じる冷却漏れ気流Ｗｌは、用紙Ｐの搬送方向に沿って流れる。すなわち、冷却漏れ気流Ｗｌが搬送気流Ｗｔと同じ方向に流れる。

ここで、本実施の形態とは異なり、例えば、ヘッドホルダ３２内の冷却風が前後方向に沿って流れる場合、冷却漏れ気流が前後方向に沿って流れる。すなわち、冷却漏れ気流と搬送気流Ｗｔとが直交する。このため、これらの気流どうしの衝突による乱流が発生する。この乱流は、インクミストをさまざまな方向に飛散させる。さまざまな方向に飛散したインクミストは、装置内のさまざまな場所や用紙Ｐに付着し、装置内の汚れや印刷物の汚れの要因となる。

これに対し、本実施の形態のインクジェット印刷装置１では、冷却漏れ気流Ｗｌと搬送気流Ｗｔとが同じ方向に流れるため、気流どうしの衝突による乱流の発生が抑えられる。このため、乱流によるインクミストの拡散を抑えることができる。この結果、装置内の汚れや印刷物の汚れを軽減できる。

また、インクジェット印刷装置１では、搬送部２の下流側にインクミスト回収部４を配置している。そして、搬送気流Ｗｔおよび冷却漏れ気流Ｗｌにより搬送部２の下流側へ誘導されたインクミストを、インクミスト回収部４により回収する。これにより、インクミストを誘導するためのファン等の機構を設けることなく、効率的にインクミストを回収できる。

なお、制御部５は、吹付部５１による吹付風が吸引部５２による吸引風より強くなるように、吹付ファン６２および吸引ファン６７を制御することが好ましい。これにより、冷却漏れ気流Ｗｌを強くして、インクミストをより強く用紙Ｐの搬送方向に沿って誘導できる。この結果、インクミストの回収効率を向上できる。

また、冷却部２２は、吹付部５１または吸引部５２を省略し、吹付部５１および吸引部５２の一方により、用紙Ｐの搬送方向における上流側から下流側へ流れる冷却風をヘッドホルダ３２内に発生させる構成でもよい。

また、上述の実施の形態では、エア吸引方式の搬送部２を示したが、用紙搬送機構はこの方式に限らない。例えば、静電吸着方式でもよい。

本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１ インクジェット印刷装置
２ 搬送部
３ 印刷部
４ インクミスト回収部
５ 制御部
１１ 搬送ベルト
１２ 駆動ローラ
１３〜１５ 従動ローラ
１６ ベルトモータ
１７ 用紙吸着ファン
２１ ヘッドユニット
２２ 冷却部
３１ インクジェットヘッド
３２ ヘッドホルダ
４１ 底板
４１ａ 取付開口部
４２〜４５ 側板
４２ａ，４４ａ 通風穴
４６ 天板
５１ 吹付部
５２ 吸引部
６１ 吹付チャンバ
６１ａ 吹付穴
６２ 吹付ファン
６６ 吸引チャンバ
６６ａ 吸引穴
６７ 吸引ファン
７１ インクミスト吸引ファン
７２ フィルタ

Claims (3)

1. 印刷媒体を搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送される印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドが隙間を介して取り付けられる取付開口部を有し、前記インクジェットヘッドを保持する函体のヘッドホルダと、
   印刷媒体の搬送方向における上流側から下流側へ流れる冷却風を前記ヘッドホルダ内に発生させて前記インクジェットヘッドを冷却する冷却部と
   を備えることを特徴とするインクジェット印刷装置。
2. 前記搬送方向における前記搬送部の下流側に配置され、インクミストを回収するインクミスト回収部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
3. 前記冷却部は、
   前記搬送方向における前記ヘッドホルダの上流側から前記ヘッドホルダ内の前記インクジェットヘッドへ空気を吹き付ける吹付部と、
   前記搬送方向における前記ヘッドホルダの下流側で前記ヘッドホルダから空気を吸引する吸引部とを有し、
   前記吹付部による吹付風が、前記吸引部による吸引風より強いことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット印刷装置。