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JP6617542B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

液体吐出装置 Download PDF

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JP6617542B2 JP2015239953A JP2015239953A JP6617542B2 JP 6617542 B2 JP6617542 B2 JP 6617542B2 JP 2015239953 A JP2015239953 A JP 2015239953A JP 2015239953 A JP2015239953 A JP 2015239953A JP 6617542 B2 JP6617542 B2 JP 6617542B2
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Description

本発明は、液体吐出装置に関する。
近年、綿、絹、ウール、化学繊維、混紡等の布帛に対する捺染では、布帛の表面に向かってインクを吐出し布帛に模様などの画像を印刷する液体吐出装置が使用されている。捺染で使用される液体吐出装置は、伸縮性のある布帛を被記録媒体として扱うために、粘着層を有する無端の搬送ベルトに被記録媒体を載置して搬送させる搬送部を備えている。このような液体吐出装置は、搬送ベルトの粘着層に被記録媒体を貼り付ける貼付ローラーと貼付ローラーを支える支え板とを有している。例えば、特許文献1には、貼付ローラーと支え板としての上流側駆動ローラーとの間で布帛(被記録媒体)をエンドレスベルト(搬送ベルト)に押圧して貼り付ける布帛用インクジェット捺染装置(液体吐出装置)が開示されている。
特開2009−256811号公報
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出装置において、支え板の平坦性が悪く、支え板の表面に起伏や凹状の窪みが有った場合、その部分には、押圧ローラー(貼付ローラー)による押圧力が加わらず、搬送ベルトと被記録媒体とを密着させる圧力が不足することがあった。これにより、被記録媒体に部分的な浮き(密着不良)が生じて、画像の品質が低下する恐れがあった。
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る液体吐出装置は、表面に粘着層を有し所定の張力で架設されている搬送ベルトと、被記録媒体を前記搬送ベルトの表面に押圧する押圧ローラーと、を備え、前記搬送ベルトは、前記押圧ローラーによる押圧力によって変位すること、を特徴とする。
本適用例によれば、液体吐出装置は、被記録媒体を搬送ベルトに保持させる押圧ローラーを備えている。搬送ベルトは、所定の張力で架設されており、搬送ベルトの表面が張力方向と交差する方向(押圧方向)に押圧ローラーで押圧されることにより、搬送ベルトが押圧方向に変位する。これにより、押圧ローラーは、押圧方向とは反対方向の反力を搬送ベルトから受ける。押圧ローラーと搬送ベルトとの間にある被記録媒体は、押圧ローラーの押圧により生じる搬送ベルトの反力によって搬送ベルトの粘着層に密着される。本適用例の液体吐出装置は、被記録媒体を搬送ベルトの粘着層に密着させる際に、押圧ローラーを支える支え板を必要としないので、支え板表面の起伏や凹状の窪み等に起因して生じていた被記録媒体の密着不良を防ぐことができる。これにより、画像の品質を向上させた液体吐出装置を提供することができる。
[適用例2]上記適用例に係る液体吐出装置において、前記押圧力をF1、前記所定の張力をT、側面視にて押圧前の前記搬送ベルトの表面と押圧後の前記搬送ベルトの表面とで成す角をθ、とした時、0<2Tsinθ/F1≦1の関係を満たすこと、が好ましい。
本適用例によれば、液体吐出装置は、0<2Tsinθ/F1≦1の関係を満たす時に、好適に被記録媒体を搬送ベルトに密着させることができる。換言すると、被記録媒体を搬送ベルトに密着させるには2Tsinθの反力が必要であり、この反力を発生させるには搬送ベルトを2Tsinθ以上で押圧する押圧力F1が必要となる。
[適用例3]上記適用例に係る液体吐出装置は、前記搬送ベルトの変位部を支持する支持部を備えていること、が好ましい。
本適用例によれば、液体吐出装置は、押圧ローラーの押圧によって変位した搬送ベルトの変位部を支持する支持部を備えている。支持部は、搬送ベルトに被記録媒体を密着させるために必要な所定の反力以上の押圧力(F1>2Tsinθ)が印加された場合でも、押圧前の搬送ベルトの表面と押圧後の搬送ベルトの表面とで成す角を所定の反力が得られる角度をθに保つ。これにより、被記録媒体は、搬送ベルトと押圧ローラーとの間で、常に一定の反力(2Tsinθ)で押圧されるので、被記録媒体を搬送ベルトに好適に密着させることができる。
[適用例4]上記適用例に係る液体吐出装置において、前記押圧ローラーは、搖動すること、が好ましい。
本適用例によれば、液体吐出装置は、搬送ベルトを押圧させる押圧ローラーを、搬送ベルトを押圧しながら被記録媒体上で搖動させるので、被記録媒体を搬送ベルトの粘着層に好適に密着させることができる。
実施形態に係る液体吐出装置の概略全体構成を示す模式図。 押圧ローラーで押圧された状態の搬送ベルトを示す拡大図。 変形例に係る押圧ローラーで押圧された状態の搬送ベルトを示す拡大図。
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いる。
また、図1では、説明の便宜上、互いに直交する三軸として、X軸、Y軸及びZ軸を図示しており、軸方向を図示した矢印の先端側を「+側」、基端側を「−側」としている。また、以下では、X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」という。
(実施形態)
<液体吐出装置の概略構成>
図1は、実施形態に係る液体吐出装置の概略全体構成を示す模式図である。液体吐出装置100は、被記録媒体95に画像を形成することで被記録媒体95の捺染を行うものである。被記録媒体95としては、例えば、綿、ウール、化学繊維、混紡などの布帛が用いられる。本実施形態では、帯状の被記録媒体95に対してロール方式で画像を形成する構成を例に上げて説明するが、これに限定するものではない。例えば、枚葉式などの方式であってもよい。
図1に示すように、液体吐出装置100は、記録媒体供給部10、記録媒体搬送部20、記録媒体回収部30、印刷部40、洗浄ユニット50及び媒体密着部60などを備えている。そして、これらの各部を制御する制御部1を有している。液体吐出装置100の各部は、筐体としてのフレーム部92に取り付けられている。
記録媒体供給部10は、画像を形成させる被記録媒体95を印刷部40側に供給するものである。記録媒体供給部10は、供給軸部11及び軸受部12を有している。供給軸部11は、円筒状又は円柱状に形成されており、円周方向に回転可能に設けられている。供給軸部11には、帯状の被記録媒体95がロール状に巻かれている。供給軸部11は、軸受部12に対して着脱可能に取り付けられている。これにより、予め供給軸部11に巻かれた状態の被記録媒体95は、供給軸部11と共に軸受部12に取り付けできるようになっている。
軸受部12は、供給軸部11の軸方向の両端を回転可能に支持する。記録媒体供給部10は、供給軸部11を回転駆動させる回転駆動部(図示せず)を有している。回転駆動部は、供給軸部11を回転させて、被記録媒体95を印刷部40側に送り出す。回転駆動部の駆動は、制御部1によって制御される。
記録媒体搬送部20は、被記録媒体95を記録媒体供給部10から記録媒体回収部30まで搬送させるものである。記録媒体搬送部20は、搬送ローラー21、搬送ローラー22、搬送ベルト23、ベルト回転ローラー24、ベルト駆動ローラー25、搬送ローラー26、乾燥ユニット27及び搬送ローラー28を備えている。搬送ローラー21,22は、被記録媒体95を記録媒体供給部10から搬送ベルト23まで中継する。
本実施形態の液体吐出装置100は、表面23aに粘着層29を有し所定の張力で架設されている搬送ベルト23を備えている。詳しくは、搬送ベルト23は、無端状に形成されており、ベルト回転ローラー24及びベルト駆動ローラー25の間に架設されている。搬送ベルト23は、ベルト回転ローラー24とベルト駆動ローラー25との間の部分が床面99に対して略平行になるように、所定の張力が作用した状態で保持されている。搬送ベルト23の表面(支持面)23aには、被記録媒体95を粘着させる粘着層29が設けられている。搬送ベルト23は、搬送ローラー22から供給され、後述する媒体密着部60で粘着層29に密着された被記録媒体95を支持(保持)している。これにより、伸縮性のある布帛などを被記録媒体95として扱うことができる。
ベルト回転ローラー24及びベルト駆動ローラー25は、搬送ベルト23の内周面23bを支持している。なお、ベルト回転ローラー24とベルト駆動ローラー25との間に、搬送ベルト23を支持する支持部が設けられた構成であってもよい。
ベルト駆動ローラー25が駆動されるとベルト駆動ローラー25の回転に伴って搬送ベルト23が回転し、搬送ベルト23の回転によりベルト回転ローラー24が回転する。搬送ベルト23の回転により、搬送ベルト23に支持された被記録媒体95が所定の搬送方向に搬送され、後述する印刷部40で被記録媒体95に画像が形成される。本実施形態では、搬送ベルト23の表面23aが印刷部40と対向する側(+Z軸側)において被記録媒体95が支持され、被記録媒体95がベルト回転ローラー24側からベルト駆動ローラー25側に搬送される。また、搬送ベルト23の表面23aが洗浄ユニット50と対向する側(−Z軸側)においては、搬送ベルト23のみがベルト駆動ローラー25側からベルト回転ローラー24側に移動される。
搬送ローラー26は、画像の形成された被記録媒体95を搬送ベルト23の粘着層29から剥離させる。搬送ローラー26,28は、被記録媒体95を搬送ベルト23から記録媒体回収部30まで中継する。
記録媒体回収部30は、記録媒体搬送部20によって搬送された被記録媒体95を回収する。記録媒体回収部30は、巻取り軸部31及び軸受部32を有している。巻取り軸部31は、円筒状又は円柱状に形成されており、円周方向に回転可能に設けられている。巻取り軸部31には、帯状の被記録媒体95がロール状に巻き取られている。巻取り軸部31は、軸受部32に対して着脱可能に取り付けられている。これにより、巻取り軸部31に巻き取られた状態の被記録媒体95は、巻取り軸部31と共に取り外せるようになっている。
軸受部32は、巻取り軸部31の軸線方向の両端を回転可能に支持する。記録媒体回収部30は、巻取り軸部31を回転駆動させる回転駆動部(図示せず)を有している。回転駆動部は、被記録媒体95が巻き取られる方向に巻取り軸部31を回転させる。回転駆動部の駆動は、制御部1によって制御される。
なお、本実施形態では、搬送ローラー26と搬送ローラー28との間に乾燥ユニット27が配置されている。乾燥ユニット27は、被記録媒体上に形成された画像を乾燥させるものである。乾燥ユニット27には、例えば、IRヒーターを含み、IRヒーターを駆動させることにより被記録媒体95上に形成された画像を短時間で乾燥させることができる。これにより、画像の形成された帯状の被記録媒体95を巻取り軸部31に巻き取ることができる。
媒体密着部60は、被記録媒体95を搬送ベルト23に密着させるものである。媒体密着部60は、被記録媒体95の搬送方向に対して印刷部40よりも上流側に配置されている。媒体密着部60は、被記録媒体95を搬送ベルト23の表面23aに押圧する押圧ローラー61を備えている。詳しくは、媒体密着部60は、押圧ローラー61及び押圧ローラー駆動部62を有している。押圧ローラー61は、被記録媒体95の幅よりも長い円筒状又は円柱状に形成されており、円周方向に回転可能に設けられている。押圧ローラー61は、搬送方向に沿った方向に回転するように、軸線方向が搬送方向に交差するように配置されている。
押圧ローラー駆動部62は、押圧ローラー61を鉛直方向の下方側(−Z軸側)に押圧し、被記録媒体95を搬送ベルト23の表面23aに設けられている粘着層29に密着させる。また、押圧ローラー駆動部62は、押圧ローラー61を搬送方向(+X軸方向)及び搬送方向とは逆向きの方向(−X軸方向)に搖動させる。これにより、被記録媒体95を搬送ベルト23の粘着層29に好適に密着させることができる。
印刷部40は、被記録媒体95に向けてインクを液滴として吐出するインクジェット方式の吐出ヘッド42と、吐出ヘッド42を移動させるヘッド移動部41などを有している。印刷部40は、搬送ベルト23の配置位置に対して上方(+Z軸側)に配置されている。吐出ヘッド42には、複数のノズル列45が形成されている吐出面44が備えられている。例えば、吐出面44には、4つのノズル列45が形成され、ノズル列45毎に異なる色のインク(例えば、シアン:C、マゼンタ:M、イエロー:Y、ブラック:K)が吐出されるようになっている。吐出面44は、搬送ベルト23によって搬送される被記録媒体95と対向している。
ヘッド移動部41は、被記録媒体95の搬送方向と交差する方向(被記録媒体95の幅方向(Y軸方向))に吐出ヘッド42を移動させる。ヘッド移動部41は、吐出ヘッド42が搭載されるキャリッジ43と、キャリッジ43をY軸方向に移動させる移動機構(図示せず)を備えている。キャリッジ43は、Y軸方向に沿って配置されたガイドレール(図示せず)に支持され、移動機構によって±Y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を採用することができる。
さらに、移動機構には、キャリッジ43をY軸方向に沿って移動させるための動力源として、モーターが設けられている。制御部1の制御によりモーターが駆動されると、吐出ヘッド42は、キャリッジ43と共に±Y軸方向に沿って往復移動する。なお、本実施形態では、吐出ヘッド42として、可動のキャリッジに搭載され被記録媒体95の幅方向(±Y軸方向)に移動しながらインクを吐出するシリアルヘッド式を例示したが、被記録媒体95の幅方向(Y軸方向)に延在し固定して配列されたラインヘッド式であってもよい。
洗浄ユニット50は、洗浄部51、押圧部52及び移動部53で構成されている。移動部53は、床面99に沿って洗浄ユニット50を一体的に移動させて所定の位置に固定させることが可能である。洗浄ユニット50は、X軸方向においてベルト回転ローラー24とベルト駆動ローラー25との間に配置されている。
押圧部52は、例えば、エアーシリンダー56とボールブッシュ57とで構成された昇降装置であり、その上部に備えられている洗浄部51を洗浄位置と退避位置とに移動可能にさせている。洗浄部51は、洗浄位置において、ベルト回転ローラー24とベルト駆動ローラー25との間で所定の張力が作用した状態で掛けられている搬送ベルト23の表面(支持面)23aを下方(−Z軸方向)から洗浄する。なお、図1は、洗浄部51を上昇させて洗浄位置に配置させた場合を示している。
洗浄部51は、洗浄槽54、洗浄ローラー58及びブレード55を有している。洗浄槽54は、搬送ベルト23の表面23aに付着したインクや異物の洗浄に用いる洗浄液を貯留する槽であり、洗浄ローラー58及びブレード55は洗浄槽54の内側に設けられている。洗浄液としては、例えば、水や水溶性溶剤(アルコール水溶液など)を用いることができ、必要に応じて界面活性剤や消泡剤を添加してもよい。
洗浄ローラー58の下側(−Z軸側)は、洗浄槽54に貯留されている洗浄液に浸漬している。洗浄位置において洗浄ローラー58が回転すると、洗浄液が搬送ベルト23の表面23aに供給されると共に、洗浄ローラー58と搬送ベルト23とが摺動する。これにより、搬送ベルト23に付着したインクや被記録媒体95としての布帛の繊維などが洗浄ローラー58で取り除かれる。
ブレード55は、例えば、シリコンゴムなどの可撓性の材料で形成することができる。ブレード55は、搬送ベルト23の移動方向において洗浄ローラー58よりも下流側に設けられている。搬送ベルト23とブレード55とが摺動することにより、搬送ベルト23の表面23aに残っている洗浄液が除去される。
図2は、押圧ローラーで押圧された状態の搬送ベルトを示す拡大図である。被記録媒体95を搬送ベルト23へ密着させる方法について図2を参照して説明する。なお、図2では、押圧ローラー61を搬送ベルト23に押圧させる押圧ローラー駆動部62の図示を省略している。
図2に示すように、本実施形態の液体吐出装置100は、ベルト回転ローラー24とベルト駆動ローラー25(図1参照)との間に、搬送ベルト23を支持するベルト支持部69を有している。ベルト支持部69は、被記録媒体95の搬送方向において印刷部40の下流側に備えられている。
搬送ベルト23は、押圧ローラー61による押圧力F1によって変位する。詳しくは、押圧ローラー61で押圧される前の搬送ベルト23は、ベルト回転ローラー24とベルト支持部69とにより、所定の張力Tが加えられた状態で略水平に架設されている。搬送ベルト23は、ベルト回転ローラー24とベルト支持部69との略中間点において、押圧ローラー61によって鉛直方向の下方側に向かって押圧力F1で押圧される。これにより、ベルト回転ローラー24とベルト支持部69とを支点として、搬送ベルト23が、鉛直方向の下方側に変位する。なお、図2においては、押圧後の搬送ベルト23の状態を実線で示し、押圧前の搬送ベルトの状態を2点鎖線で示している。
搬送ベルト23が押圧ローラー61によって押圧力F1で押圧されると、押圧ローラー61は、押圧方向とは反対向の鉛直方向の上方側の反力F2を搬送ベルト23から受ける。換言すると、搬送ベルト23上に重ねられた被記録媒体95は、反力F2で押圧ローラー61に押圧されていることになる。本実施形態の液体吐出装置100は、押圧ローラー61に押圧された搬送ベルト23が変位することによって生じる反力F2で被記録媒体95を搬送ベルト23の粘着層29に密着させる。被記録媒体95を搬送ベルト23に密着させる際に、押圧ローラー61を支える支え板を必要としないので、支え板表面の起伏や凹状の窪み等に起因して生じていた被記録媒体の密着不良を防ぐことができる。
また、押圧前の搬送ベルトの表面と押圧後の搬送ベルト23の表面23aとで成す角(以下、撓み角という)をθ、搬送ベルト23に加わっている所定の張力をTとした時、反力F2は2Tsinθとなる。換言すると、被記録媒体95を搬送ベルト23の粘着層29に密着させるのに必要な所定の反力F2が、図2に示す状態の2Tsinθであるとした場合、0<2Tsinθ/F1≦1の条件を満たすことで被記録媒体95を搬送ベルト23に密着させることができる。即ち、張力Tは所定の固定値であるので、押圧ローラー61によって撓み角がθよりも大きくなる押圧力で搬送ベルト23を押圧することで、被記録媒体95が搬送ベルト23に好適に密着される。なお、搬送ベルト23を押圧する押圧力F1は、押圧ローラー61の質量と重力加速度とによって得てもよいし、押圧ローラー駆動部62(図1参照)によって発生させてもよい。
以上述べたように、本実施形態に係る液体吐出装置100によれば、以下の効果を得ることができる。
液体吐出装置100は、被記録媒体95を搬送ベルト23の表面に押圧して密着させる押圧ローラー61を備えている。所定の張力Tによって懸架された搬送ベルト23は、鉛直方向の下方側への押圧ローラー61の押圧力F1によって変位し、鉛直方向の上方側に反力F2が生じる。これにより、被記録媒体95は、反力F2で押圧ローラー61に押圧されて、搬送ベルト23の粘着層29に密着される。本実施形態の液体吐出装置100は、被記録媒体95を搬送ベルト23に密着させる際に、押圧ローラー61を支える支え板を必要としないので、支え板表面の起伏や凹状の窪み等に起因して生じていた被記録媒体95の密着不良を防ぐことができる。これにより、画像の品質を向上させた液体吐出装置100を提供することができる。
また、被記録媒体95を搬送ベルト23に密着させるのに必要な所定の反力F2を2Tsinθとした場合、0<2Tsinθ/F1≦1の条件、即ち、押圧ローラー61によって撓み角がθよりも大きくなる押圧力F1で搬送ベルト23を押圧することで、被記録媒体95は、搬送ベルト23に密着される。
また、押圧ローラー61は、被記録媒体95の搬送方向に沿って搖動するので、被記録媒体95を搬送ベルト23の粘着層29に好適に密着させることができる。
(変形例)
図3は、変形例に係る押圧ローラーで押圧された状態の搬送ベルトを示す拡大図である。本変形例に係る液体吐出装置について図3を参照して説明する。なお、実施形態と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。本変形例の液体吐出装置は押圧ローラーによって押圧された搬送ベルトの変位部を支持する支持部を備えている。
図3に示すように、液体吐出装置200は、搬送ベルト23の変位部65を支持する板状の支持部63を備えている。支持部63は、被記録媒体95を搬送ベルト23の粘着層29に密着させる反力F2を一定にさせる。被記録媒体95を搬送ベルト23の粘着層29に密着させるのに必要な所定の反力F2が2Tsinθであり、押圧ローラー61の押圧力F1が所定の反力F2(=2Tsinθ)以上であった場合、支持部63は、搬送ベルト23の撓み角がθ以上の角度に撓むことを防ぐ。
換言すると、被記録媒体95を密着させる所定の反力2Tsinθ以上の押圧力F1で搬送ベルト23が押圧された場合であっても、本変形例の液体吐出装置200は、搬送ベルト23の変位部65を支持する支持部63を備えているので、搬送ベルト23の撓み角は常にθとなり、被記録媒体95を搬送ベルト23に密着させる反力F2も常に2Tsinθになる。この時、支持部63には、鉛直方向の下方側にF1−2Tsinθの力が加わる。
これにより、被記録媒体95は、搬送ベルト23と押圧ローラー61との間で、常に一定の反力2Tsinθで押圧されるので、被記録媒体95を搬送ベルト23の粘着層29に好適に密着させることができる。また、搬送ベルト23の撓み角も一定になるため、被記録媒体95の搬送精度が安定し印刷品質が向上される。
なお、本変形例では、板状の支持部63が設けられた形態を示したが、ローラー状の支持部が設けられた形態であってもよい。
1…制御部、10…記録媒体供給部、20…記録媒体搬送部、23…搬送ベルト、23a…表面、23b…内周面、29…粘着層、30…記録媒体回収部、40…印刷部、41…ヘッド移動部、42…吐出ヘッド、43…キャリッジ、50…洗浄ユニット、60…媒体密着部、61…押圧ローラー、62…押圧ローラー駆動部、63…支持部、65…変位部、95…被記録媒体、100,200…液体吐出装置。

Claims (3)

  1. 第1ローラーと、
    第2ローラーと、
    表面に粘着層を有し、前記第1ローラーと前記第2ローラーとの間に所定の張力が加えられた状態で略水平に架設されている搬送ベルトと、
    被記録媒体を前記搬送ベルトの表面に押圧する押圧ローラーと、を備え、
    前記押圧ローラーが前記被記録媒体を前記搬送ベルトの表面に押圧する押圧力をF1、
    前記所定の張力をT、
    側面視にて押圧前の前記搬送ベルトの表面と押圧後の前記搬送ベルトの表面とで成す角をθ、とした時、
    0<2Tsinθ≦F1
    であること、を特徴とする液体吐出装置。
  2. 前記押圧ローラーと前記搬送ベルトを介して対向する位置に、前記押圧ローラーに押圧されて変位した前記搬送ベルトの変位部を支持する支持部を備え、
    前記支持部は、F1≧2Tsinθを満たす力で、前記押圧ローラーによって前記搬送ベルトが押圧されたときに、変位した前記搬送ベルトと接触する位置に配置されていること、を特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
  3. 前記押圧ローラーは、搖動すること、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置。
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