JP5668783B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

従来より、普通紙やプラスチック薄板等の種々の記録媒体に画像を記録することのできる画像記録装置としてインクジェットプリンタが提案され、実用化されている。インクジェットプリンタは、インクを吐出するインク吐出口を有するインクジェットヘッドを備えており、このインクジェットヘッドのインク吐出口から記録媒体に向けて微細な液滴としてインクを吐出することにより、記録媒体に所定の画像を記録するようになっている。また、インクジェットヘッドはプリンタ本体のヘッドフォルダなどに固定されて搭載されている。
このようなインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドの操作時等に起こる風を弱めるために、ヘッドフォルダに整流板を取り付けることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。また、インクジェットヘッドの周囲に凸部があると操作時等に凸部後背部に上流気流が生じることも知られている（例えば、特許文献３、４参照）。

特開２０００−１０８３３０号公報 特開２００４−１７４４０１号公報 特開２００５−１１４５０６号公報 特開２００５−０５３０６７号公報

ところで、インクジェットヘッドのノズルと記録媒体間の空気の流れにより液滴の着弾位置がずれたり、サテライトと呼ばれる微小液滴の発生量が増えたり、また、そのサテライトが予期しない位置へと付着して液滴の吐出に影響を及ぼすことがある。その結果、印刷物の品質劣化、またサテライト液滴が浮遊することによるインクジェットヘッドやプリンタ内部に汚れが発生することがある。
上記特許文献１及び２のように整流板を取り付けた場合、整流板によって整流板の背面に乱気流が発生してしまうことがある。また、ノズル面とヘッドフォルダ面とが同一面でない場合も乱気流が発生しやすい。そのため、液滴の吐出により一層影響を及ぼしたり、また、サテライト液滴の浮遊が生じ易く、上記問題点が悪化してしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、乱気流の発生を抑制して、印刷品質の向上を図ることの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している。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、複数のノズルを有し、前記複数のノズルに対向する記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドと、前記記録媒体とを相対移動させながら前記複数のノズルから前記記録媒体にインクを吐出するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、ヘッドフォルダに搭載され、
前記ヘッドフォルダの前記記録媒体に対向する対向面で、かつ、前記相対移動方向において前記記録ヘッドよりも上流側に、前記対向面から前記記録媒体側に突出する凸状体が設けられ、
前記凸状体は、前記記録ヘッドの先端よりも長く、かつ、前記相対移動時に空気流が通過する多数の通気穴が形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
前記凸状体の開口率は、１０％以上９０％以下であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置において、
前記ヘッドフォルダの前記記録媒体に対向する前記対向面で前記相対移動方向において前記記録ヘッドよりも下流側に、前記凸状体がさらに設けられていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記多数の通気穴は、前記凸状体の前記記録媒体側の先端に形成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記多数の通気穴は、前記凸状体の全体に形成されていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載のインクジェット記録装置において、
前記凸状体の前記ヘッドフォルダ側の基端に形成された通気穴は、前記記録媒体側の先端に形成された通気穴よりも径が大きいことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記多数の通気穴は、前記凸状体の前記ヘッドフォルダ側の基端に形成されていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記凸状体は、前記ヘッドフォルダの前記記録媒体に対向する前記対向面に複数設けられていることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８に記載のインクジェット記録装置において、
前記複数の凸状体のうち、前記相対移動方向の上流側及び下流側に位置する外側の凸状体の前記通気穴の径は、前記外側の凸状体よりも中流側に位置する内側の凸状体の前記通気穴の径よりも小さいことを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記凸状体は、金属板であることを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記多数の通気穴は、空気で満たされていることを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記相対移動方向に並んだ複数の前記記録ヘッドが前記ヘッドフォルダに搭載され、
前記凸状体は、前記ヘッドフォルダの前記記録媒体に対向する対向面で、かつ、前記相対移動方向において前記複数の記録ヘッドよりも上流側に、前記対向面から前記記録媒体側に突出して設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ヘッドフォルダの相対移動時に発生する空気流が多数の穴を透過する。そのため、凸状体の後背部における上昇気流等の乱気流の発生を抑制することができる。その結果、インクの誤着弾及びインク着弾分布の発生を防止して、印刷品質の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の全体を示す概略構成図である。 (a)〜(b)は、記録ヘッド、ヘッドフォルダ及び整流板の取り付け状態を模式的に示した図である。 (a)〜(e)は、他の実施の形態を示すためのもので、記録ヘッド、ヘッドフォルダ及び整流板の取り付け状態を模式的に示した図である。 ラインヘッド方式のインクジェット記録装置２００の上面図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態について説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。

［第１の実施形態］
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置１００の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置１００の全体を示す概略構成図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置１００は、シリアルヘッド方式のインクジェット記録装置であり、装置本体部１を備えている。装置本体部１には、記録媒体８を非記録面側から支持するプラテン２が装置本体部１の長手方向に延在するように配設されている。プラテン２の設けられている領域は、画像記録を行う記録領域とされ、記録媒体８は図示しない搬送機構によりプラテン２の上を所定の搬送方向である副走査方向Ｙに搬送されるようになっている。

プラテン２の上方であって記録媒体８の副走査方向Ｙの上流には装置本体部１の長手方向に延在する棒状のガイドレール３が設けられている。このガイドレール３には、ヘッドフォルダ４が支持されている。ヘッドフォルダ４は、図示しない移動機構により副走査方向Ｙと直交する主走査方向Ｘをガイドレール３に沿って往復移動するようになっている。なお、以下の説明では、図１の主走査方向Ｘにおける右方向にヘッドフォルダ４が移動した場合を例として説明し、この右方向を基準として上流側、下流側と言うものとする。

ヘッドフォルダ４には、インクジェット記録装置１００で使用される各色（例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））のインクタンク６からインクを記録媒体８に対して吐出する記録ヘッド５が搭載されている。各色のインクタンク６とそれに対応する記録ヘッド５とが接続されている。
なお、インクジェット記録装置１００で使用されるインクは例示したものに限定されず、例えば、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）、その他白インクや透明インク等の各色のインクを使用することもできる。この場合には、各色に対応した記録ヘッド５がヘッドフォルダ４に搭載される。また、各記録ヘッド５の数はここに例示したものに限定されず、さらに多くの数の記録ヘッド５をヘッドフォルダ４に搭載しても良い。

記録ヘッド５の内部には、図示しないがインクを吐出する複数のノズルが副走査方向Ｙに沿って列状に設けられており、記録ヘッド５の記録媒体８と対向する面は、これらノズルのインク吐出口が形成されている。

各記録ヘッド５のノズルには、例えば、アクチュエータとして電圧を印加することにより変形する圧電素子としてのピエゾ素子（図示せず）が付設されている。このピエゾ素子に駆動電圧を印加することによってピエゾ素子を変形させ、図示しないインク流路を圧縮してノズルのインク吐出口からインクを吐出させるようになっている。なお、ノズルの先端部ではインクがノズルの内側に引き込まれて曲面形状（メニスカス）を形成するようになっており、このメニスカスの形状が正常に整えられていると正常なインク吐出を行うことができるようになっている。

図２は、各記録ヘッド５、ヘッドフォルダ４及び整流板７の取り付け状態を模式的に示した図である。
ヘッドフォルダ４の底面は、支持板４０で構成されており、支持板４０に各記録ヘッド５が支持されている。
各記録ヘッド５の底面５１は、支持板４０の底面４１と略面一となるように搭載することが好ましいが、図２(a)に示すように、若干、記録ヘッド５の底面５１が支持板４０の底面４１よりも下方に突出していても良いし、図２(b)に示すように、支持板４０の底面４１が記録ヘッド５の底面５１よりも窪んだ状態で搭載していても良い。
支持板４０の底面４１で主走査方向Ｘの上流側端部には、下方に突出する整流板（凸状体）７が取り付けられている。整流板７は、記録ヘッド５の下端部（先端）より下方に突出しており、微細な多数の穴７１が形成されたメッシュ構造となっている。多数の穴７１は、整流板７の全体に略均一に形成されている。

整流板７の開口率は、１０％以上９０％以下である。開口率が１０％未満であると、開口率が小さすぎて空気が通過するのに不十分であり乱気流の発生を抑制することが難しく、９０％を超えると、空気が通りやすく空気流が弱くならないためである。
また、微細な穴７１の直径は、５μ以上１００μｍ以下が好ましい。５μｍ未満であると穴７１が小さすぎて空気が通らず、１００μｍを超えると穴７１が大きすぎて空気流が弱くならないためである。
また、整流板７の材料は、金属であっても良いし、樹脂等であっても良い。金属とした場合には、多数の穴７１の形成に関して、エッチング加工によりパターンを容易に変えることができる。

以上のように、複数のノズルを有する各色の記録ヘッド５と、ヘッドフォルダ４とを備え、支持板４０の記録媒体８に対向する底面４１で主走査方向Ｘの上流側端部に、その底面４１から記録媒体８側に突出する整流板７は、記録ヘッド５の先端より長く、かつ、多数の穴７１が形成され、メッシュ構造となっている。そのため、ヘッドフォルダ４の主走査時に発生する空気流が多数の穴７１を透過する。よって、整流板７の後背部（下流側）における上昇気流等の乱気流の発生を抑制することができる。その結果、インクの誤着弾及びインク着弾分布の発生も防止することができ、印刷品質優れる。
また、整流板７の全体に多数の穴７１が形成されているので、整流板７の全体で空気流を弱めることができる。この点においても、整流板７の後背部における乱気流の発生を抑えることができる。

［第２の実施形態］
図３(a)では、上述のメッシュ構造を有する整流板７Ａが、支持板４０の底面４１で主走査方向Ｘの上流側端部及び下流側端部の両方にそれぞれ取り付けられている。
このように整流板７Ａを、支持板４０の底面４１の両端部に設けることによって、上流側端部に設けられた整流板７Ａの多数の穴７１Ａを通過した空気流がさらに、主走査方向Ｘの下流側端部の整流板７Ａの多数の穴７１Ａも通過することによって、乱気流の発生を確実に抑制することができる。

［第３の実施形態］
図３(b)では、整流板７Ｂに形成された多数の穴７１Ｂは、整流板７Ｂの記録媒体８側の先端部７bに形成されており、ヘッドフォルダ４側の基端部７aには形成されていない。この場合、整流板７Ｂの先端部７bに形成された多数の穴７１Ｂを通過する空気流と、整流板７Ｂと記録媒体８との間を流れる空気流との速度差が小さくなる。そのため、乱気流が発生しにくくなる。
また、図３(c)に示すように、整流板７Ｃの基端部７aに多数の穴７１Ｃを形成するようにしても良い。このように整流板７Ｂの基端部７aをメッシュ構造とすることによって、整流板７Ｂの基端部７aから先端部７bに向けて下方気流が発生するため、上昇気流の発生を抑制することができる。

［第４の実施形態］
図３(d)では、整流板７Ｄに形成された多数の穴７１Ｄ，７２Ｄは、整流板７Ｄの全体に形成されており、基端部７a側の穴７１Ｄの径は先端部７b側の穴７２Ｄの径に比べて大きくなっている。ここで、先端部７b側から基端部７a側に向けて穴の径を徐々に大きくなるようにグラデーション状に形成しても良いし、穴の大きさを段階的に大きくなるように形成しても良い。
このように整流板７Ｄの基端部７a側の穴７１Ｄの径を先端部７b側の穴７２Ｄの径に比べて大きくすることによって、整流板７Ｄの基端部７aから先端部７bに向けて下方気流が発生するため、上昇気流の発生を抑制することができる。

［第５の実施形態］
図３(e)では、支持板４０の底面４１の両端部に整流板７Ｅ，７Ｅがそれぞれ取り付けられ、さらに、これら整流板７Ｅ，７Ｅの内側にも２枚の整流板７Ｆ，７Ｆが取り付けられている。この場合、支持板４０の底面４１の両端部に取り付けられた整流板７Ｅの穴７１Ｅの径が、内側の整流板７Ｆの穴７１Ｆの径よりも小さくなっている。
このように整流板７Ｅ，７Ｆを支持板４０の底面の両端部及びその内側に複数設けることによって、空気流の速度を確実に低下させて、乱気流の発生も確実に抑制することができる。
さらに、支持板４０の底面４１の両端部の整流板７Ｅの穴７１Ｅの径を、内側の整流板７Ｆの穴７１Ｆの径よりも小さくすることによって、まず、主走査方向Ｘの上流側の整流板７Ｅによって空気流を急速に低下させておき、その後、内側の整流板７Ｆや下流側の整流板７Ｅによってなだらかに速度を低下させることができる。その結果、内側の記録ヘッド５側での乱気流が発生しにくくなる。
また、整流板７Ｅ，７Ｆの数や配置は、上述したものに限られず、適宜変更しても良い。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記インクジェット記録装置１００は、記録ヘッド５を搭載したヘッドフォルダ４が主走査方向Ｘに動くとともに、記録媒体８も副走査方向Ｙに動くシリアル方式の場合を説明したが、ヘッドフォルダ４が固定されて記録媒体８が動くラインヘッド方式の場合にも本発明を適用しても良い。
図４は、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置２００の上面図である。図４に示すように、記録媒体２０１の底面には、記録媒体２０１の非記録面を支持するプラテン２０２が設けられている。プラテン２０２の搬送方向Ｚの上流及び下流側には、記録媒体２０１を搬送するための搬送ローラ２０３a，２０３bがそれぞれ設置されている。搬送ローラ２０３a，２０３bは搬送ベルト２０３cで結合され、各搬送ローラ２０３a，２０３bの回転に伴って記録媒体２０１は搬送方向Ｚに沿って搬送されるようになっている。
プラテン２０２の上方には、記録媒体２０１の記録面に画像を形成する各色のラインヘッド２０５，２０６，２０７，２０８を備えるヘッドフォルダ２０４が配設されている。ラインヘッド２０５，２０６，２０７，２０８は、搬送方向Ｚの上流側から下流側にかけてそれぞれ配設されている。各ラインヘッド２０５，２０６，２０７，２０８は搬送方向Ｚと直交する記録媒体２０１の幅方向に沿って延在する記録ヘッドである。このようなヘッドフォルダ２０４の底面（支持板）に、記録媒体２０１側に向けて、第１の実施形態と同様の整流板７が設けられている。整流板７は、ラインヘッド２０５，２０６，２０７，２０８の先端よりも長く、かつ、多数の穴（図示しない）が形成されている。図４中、符号２０９は、ラインヘッド２０５，２０６，２０７，２０８から記録媒体２０１に形成される画像の位置を全幅にわたって検出可能な画像位置検出装置としてのラインセンサである。
また、上記第２〜第５の実施形態の整流板も、ラインヘッド方式に適用することができる。

４ ヘッドフォルダ
５ 記録ヘッド
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ 整流板（凸状体）
７a 基端部
７b 先端部
８ 記録媒体
４０ 支持板
７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ、７２Ｄ、７１Ｅ、７１Ｆ 穴
１００ インクジェット記録装置
Ｘ 主走査方向
Ｙ 副走査方向

Claims (12)

1. 複数のノズルを有し、前記複数のノズルに対向する記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドと、前記記録媒体とを相対移動させながら前記複数のノズルから前記記録媒体にインクを吐出するインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッドは、ヘッドフォルダに搭載され、
   前記ヘッドフォルダの前記記録媒体に対向する対向面で、かつ、前記相対移動方向において前記記録ヘッドよりも上流側に、前記対向面から前記記録媒体側に突出する凸状体が設けられ、
   前記凸状体は、前記記録ヘッドの先端よりも長く、かつ、前記相対移動時に空気流が通過する多数の通気穴が形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記凸状体の開口率は、１０％以上９０％以下であ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. 前記ヘッドフォルダの前記記録媒体に対向する前記対向面で前記相対移動方向において前記記録ヘッドよりも下流側に、前記凸状体がさらに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記多数の通気穴は、前記凸状体の前記記録媒体側の先端に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記多数の通気穴は、前記凸状体の全体に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記凸状体の前記ヘッドフォルダ側の基端に形成された通気穴は、前記記録媒体側の先端に形成された通気穴よりも径が大きいことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記多数の通気穴は、前記凸状体の前記ヘッドフォルダ側の基端に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記凸状体は、前記ヘッドフォルダの前記記録媒体に対向する前記対向面に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記複数の凸状体のうち、前記相対移動方向の上流側及び下流側に位置する外側の凸状体の前記通気穴の径は、前記外側の凸状体よりも中流側に位置する内側の凸状体の前記通気穴の径よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記凸状体は、金属板であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記多数の通気穴は、空気で満たされていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記相対移動方向に並んだ複数の前記記録ヘッドが前記ヘッドフォルダに搭載され、
    前記凸状体は、前記ヘッドフォルダの前記記録媒体に対向する対向面で、かつ、前記相対移動方向において前記複数の記録ヘッドよりも上流側に、前記対向面から前記記録媒体側に突出して設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。

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