(57)【要約】【課題】出来るだけ簡便な機構により、より有効にブリード等を防止して高速印刷に対応することができる液体噴射装置を提供する。【解決手段】  液体が噴射されるノズル開口が並設された液体噴射ヘッド１１と、前記液体噴射ヘッド及び被噴射媒体１のうち少なくとも一方を搬送して前記液体噴射ヘッド１１及び前記被噴射媒体１を相対的に移動させて被噴射領域にて両者を相対向させる搬送手段とを具備する液体噴射装置であって、前記被噴射領域より前記被噴射媒体の相対移動方向上流側に、被噴射媒体を表面側から加熱する加熱手段７０を設け、前記被噴射領域の被噴射媒体１の温度が所定範囲の温度となるようにプレ加熱する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が噴射されるノズル開口が並設された液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッド及び被噴射媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記液体噴射ヘッド及び前記被噴射媒体を相対的に移動させて被噴射領域にて両者を相対向させる搬送手段とを具備する液体噴射装置であって、
前記被噴射領域より前記被噴射媒体の相対移動方向上流側に、被噴射媒体を表面側から加熱する加熱手段を設け、前記被噴射領域の被噴射媒体の温度が所定範囲の温度となるようにプレ加熱することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記被噴射領域の被噴射媒体の表面温度を測定する温度センサと、この温度センサの検出温度に基づいて前記加熱手段の加熱条件をフィードバック制御する制御手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記加熱手段が、前記被噴射領域の被噴射媒体の温度が４０〜４５℃となるように加熱条件が設定されるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記被噴射媒体が紙であり、前記加熱手段が、使用される坪量に応じて加熱条件が変更されるものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記被噴射媒体を被噴射面とは反対側の面から支持する支持部を有し、当該支持部に接する部材又は前記支持部に設けられて、前記支持部をを補助的に加熱する補助加熱手段を具備することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記補助加熱手段は、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル開口に相対向する領域には設けられていないことを特徴とする請求項５記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置であって、記録媒体に着弾後の液滴の乾燥を促進させて高速印刷等を可能とする液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、ラインプリンタ等で高速印刷をする場合、液滴着弾後に出来るだけ早く液滴の水分等の溶媒を蒸発乾燥させないと、隣接する液滴同士が混ざり合って印刷品質が低下（ブリード、凝集）するという問題があった。
【０００３】
ここで、記録媒体を積極的に加熱して液滴を積極的に乾燥させるプリンタとして、従来から以下のようなものが提案されている。例えば、印刷領域の記録媒体を下面から接触加熱装置で加熱するものがある（特許文献１参照）。また、プレヒートプラテンと、メインヒータを有するメインプラテンとを設けてホットメルトインクの定着を向上させるものがある（特許文献２参照）。また、溶剤インクを用いて印刷する際に、メディアをプリヒートするプリヒータと、プラテンの中央部でメディアを加熱するプリントヒータとを設け、プリヒート及びプリントヒートの割合をメディア種類やその厚さ、周囲温度等にあわせて調整するという技術が提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
このような技術は、記録媒体を裏面側から加熱し且つ記録媒体の厚さ等に応じて加熱温度を調整しているが、記録の際に所望の温度に制御するのが非常に困難であるという問題がある。また、溶媒系インクではなく、水系のインクの使用を前提とすると、加熱の制御手法を変える必要があるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１２９４６２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平１１−０２０１４１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】国際公開第０４／０９４１５０号パンフレット（請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水系の液滴を用いた場合、着弾後の水の蒸発や液滴噴射ヘッドのノズル開口における乾燥を考慮すると、着弾後の水の蒸発を好適に促進できる印刷領域における好適な温度範囲はほぼ一定であり、従来技術のように複雑な制御は必要なく、溶媒系の加熱機構とは異なる手段を検討する必要があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、出来るだけ簡便な機構により、より有効にブリード等を防止して高速印刷に対応することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成する本発明の態様は、液体が噴射されるノズル開口が並設された液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッド及び被噴射媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記液体噴射ヘッド及び前記被噴射媒体を相対的に移動させて被噴射領域にて両者を相対向させる搬送手段とを具備する液体噴射装置であって、前記被噴射領域より前記被噴射媒体の相対移動方向上流側に、被噴射媒体を表面側から加熱する加熱手段を設け、前記被噴射領域の被噴射媒体の温度が所定範囲の温度となるようにプレ加熱することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、被噴射媒体を表面側から予め加熱する加熱手段を設けて被噴射領域での被噴射媒体の温度が所定の温度となるので、着弾後の液滴の蒸発が適正に制御され、高画質且つ高速印刷に対応することができる。
【０００９】
ここで、前記被噴射領域の被噴射媒体の表面温度を測定する温度センサと、この温度センサの検出温度に基づいて前記加熱手段の加熱条件をフィードバック制御する制御手段とを具備するのが好ましい。これによれば、被噴射領域の被噴射媒体の表面温度が所定範囲の温度となるようにより適正に制御され、高画質且つ高速印刷に対応することができる。
【００１０】
また、前記加熱手段が、前記被噴射領域の被噴射媒体の温度が４０〜４５℃となるように加熱条件が設定されるものであるのが好ましい。これによれば、被噴射媒体の温度が４０〜４５℃に調整されるので、液滴の蒸発を適正に維持しながら液体噴射ヘッドのノズル開口の乾燥を防止することができ、高画質且つ高速印刷に対応することができる。
【００１１】
また、前記被噴射媒体が紙であり、前記加熱手段が、使用される坪量に応じて加熱条件が変更されるものであるのが好ましい。これによれば、表面側からの加熱手段の加熱条件を紙の秤量に応じて適正に制御することにより、より適正に被噴射媒体を予め加熱することができ、高画質且つ高速印刷に対応することができる。
【００１２】
また、前記被噴射媒体を被噴射面とは反対側の面から支持する支持部を有し、当該支持部に接する部材又は前記支持部に設けられて、前記支持部をを補助的に加熱する補助加熱手段を具備するのが好ましい。これによれば、支持部に補助加熱手段を設けることにより、支持部における被噴射媒体からの放熱による温度低下を補うことができ、これにより、より適正に被噴射媒体を温度制御することができ高画質且つ高速印刷に対応することができる。
【００１３】
また、前記補助加熱手段は、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル開口に相対向する領域には設けられていないのが好ましい。これによれば、液体噴射ヘッドのノズル開口の乾燥を極力防止することができ、高画質且つ高速印刷に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の液体噴射装置の一例を詳細に説明する。
図１は液体噴射装置の概略斜視図、図２はその要部概略断面図である。これらの図面に示すように、液体噴射装置は、液体噴射ヘッドユニット１０と、液体噴射ヘッドユニット１０に相対向して下方に設けられたプラテン部２０と、プラテン部２０の側方に設けられたキャップ部３０と、プラテン部２０の上流側で印刷に供する記録媒体１を供給する媒体供給部４０と、プラテン部２０の下流側で印刷された記録媒体１を収容する媒体受容部５０と、媒体供給部４０から記録媒体１をプラテン部２０上に搬送して印刷後の記録媒体１を媒体受容部５０まで搬送する搬送手段６０とを具備する。
【００１５】
液体噴射ヘッドユニット１０は、複数の液体噴射ヘッド１１を被噴射媒体としての記録媒体１の搬送方向に交差する方向に並設してライン印刷可能なものであり、移動バー１２に載置されて搬送方向に交差する方向に移動自在であり、非動作時にはプラテン部２０からキャップ部３０へ移動可能となっている。
【００１６】
ここで、液体噴射ヘッド１１の構造及び噴射される液体の種類は特に限定されないが、本実施形態では、積層ピエゾ型の液体噴射ヘッド１１とし、水系顔料インクを紙からなる記録媒体１に噴射するものとした。
【００１７】
プラテン部２０は、プラテン部２０での記録媒体１の搬送ベルトを兼ねるプラテンベルト２１を具備し、図２に示すように、プラテンベルト２１は、上流側の駆動ロール２２と、下流側の従動ロール２３と、これらの間の下方に配置されるテンションロール２４とに掛け渡された状態で回動可能に設けられている。ここで、プラテンベルト２１は本発明の支持部に相当する。なお、プラテン部２０の上流側及び下流側には、プラテンベルト２１と同様な構成の搬送ベルト６１及び６２が設けられており、これらにより、記録媒体１を搬送する搬送手段６０を構成している。
【００１８】
また、キャップ部３０は、各液体噴射ヘッド１１に対応して複数のキャップを具備するものであり、非動作時に液体噴射ヘッド１１のノズル開口の面をキャップでキャッピングすることにより、液体噴射ヘッド１１のノズル開口の乾燥を防止するものである。
【００１９】
そして、プラテン部２０の上流側に配置された搬送ベルト６１に対向する位置には、搬送ベルト６１上を搬送される記録媒体１をプレ加熱する加熱手段７０が設けられている。この加熱手段７０は、搬送される記録媒体１の表面に接触して記録媒体１の表面を加熱するヒートロール７１を具備し、ヒートロール７１と記録媒体１との接触を十分にするために、ヒートロール７１と対向して記録媒体１及び搬送ベルト６１を挟持する対向ロール７２が設けられている。
【００２０】
ここで、加熱手段７０は、当該加熱手段７０により加熱されてプラテン部２０に搬送された記録媒体１の温度が所定温度となるように加熱条件が設定されるものであり、この加熱条件は制御手段８０により制御されている。制御手段８０は、環境温度や使用される記録媒体１などの設定情報に基づいて加熱条件を設定すると共に、本実施形態では、液体噴射ヘッドユニット１０に設けられて記録媒体１の表面温度を検出する温度センサ８１からの情報を取得して当該温度情報に基づいてフィードバック制御することにより、加熱条件の微調整を行っている。
【００２１】
また、プラテン部２０には、プラテン部２０に搬送された記録媒体１を補助的に加熱する補助加熱手段９０が設けられている。補助加熱手段９０は、記録媒体１と被噴射面とは反対側から支持する支持部であるプラテンベルト２１の裏面に接触するように設けられた加熱ヒータ９１〜９３からなる。加熱ヒータ９１〜９３は、液体噴射ヘッドユニット１０の液体噴射ヘッド１１のノズル開口の直下には対向しないように、搬送方向に亘って分割して設けられており、加熱ヒータ９１〜９３の間隙が液体噴射ヘッド１１に相対向するように配置されている。
【００２２】
かかる補助加熱手段９０の加熱ヒータ９１〜９３は、加熱手段７０によりプレ加熱された記録媒体１から逃げた熱を補うために設けられたものであり、プレ加熱によるプラテン部２０に搬送された記録媒体１の狙いの温度である所定温度と同等又は若干高い一定温度に保持されたものである。
【００２３】
また、プラテン部２０の下流側には、液体が噴射された記録媒体１をポスト加熱するポスト加熱手段１００が設けられている。ポスト加熱手段１００は、搬送ベルト６２の上方に相対向して設けられた非接触式で記録媒体１を加熱する加熱手段であり、例えば、赤外線ヒータなどである。
【００２４】
以下、本実施形態の液体噴射装置の記録媒体１の加熱方式について、さらに詳細に説明する。
【００２５】
上述したように、特に水系の液体を噴射して印刷する場合においてブリード等を有効に防止するには、液滴の着弾する際の記録媒体１の表面温度が重要であることがわかった。また、記録媒体１として紙種を変更すると、背面側からの加熱では加熱条件の制御が難しく、記録媒体１の表面温度が所望の範囲から外れてしまうことが多々あることがわかった。
【００２６】
そこで、本発明では、上述したように記録媒体１を表面側から予め加熱する加熱手段７０を設け、記録媒体１の表面温度を直接的に制御し、記録媒体１の表面温度をより簡便に所望の範囲にするようにした。
【００２７】
加熱手段７０は、プラテン部２０に搬送された記録媒体１の表面温度が所定温度となるようにプレ加熱するものであり、プレ加熱した後の搬送による冷却の程度を考慮してヒートロール７１の温度を設定する。
【００２８】
本実施形態では、プラテン部２０に搬送された記録媒体１の表面温度が４０〜４５℃の範囲になるようにプレ加熱条件を調整することとした。
【００２９】
このような表面温度となると、水系顔料インクからなる液滴が着弾した際に液滴の適正な蒸発乾燥が生じ、ブリード（混色）等による印刷品質の低下を防止することができる。すなわち、記録媒体１の表面温度が４０℃未満の場合には、液滴の所望の蒸発乾燥が得られないためブリード（混色）等による印刷品質の低下を招くことがあり、好ましくない。一方、記録媒体１の表面温度が４５℃より高いと、液体噴射ヘッド１１のノズル開口の液体が乾燥して安定した吐出が得られなくなり、好ましくない。また、温度が高すぎると、液体噴射ヘッド１１の接着部などの耐久寿命の低下に影響を与えたり、あるいはまた、液滴着弾後のドット径の広がりが必要以上に抑制されてしまうために却って多くの液滴量が必要となって好ましくない。
【００３０】
また、本実施形態では、加熱手段７０として、ヒートロール７１を用い、記録媒体１の記録面に直接接触して加熱するようにしたが、これによれば、記録媒体１の表面を確実且つ効率的に所望の温度に加熱することができるという利点がある。勿論、非接触式の加熱方式を用いてもよく、何れにしても記録媒体１の表面温度を所望の範囲の温度とするのが好ましい。
【００３１】
また、加熱手段７０は、上述したようにプラテン部２０に搬送された記録媒体１の表面温度が４０〜４５℃となるようにプレ加熱するものであり、プラテン部２０までの搬送過程での放熱を考慮して加熱条件を設定するものであり、環境温度や使用する記録媒体１の種類、また、記録媒体１が紙の場合には、その坪量などに応じて加熱条件を設定できるようになっている。すなわち、記録媒体１が坪量が大きく厚手の場合には、加熱され難いので、加熱温度を高く設定する必要があり、また、記録媒体１が坪量が小さく薄手の場合には、加熱されやすいので、加熱温度を低めに設定する必要がある。また、環境温度が低温で放熱し易い環境であれば、高めに設定し、環境温度が高く放熱し難い環境であれば、低めの加熱温度とすればよい。
【００３２】
ここで、本実施形態において、ヒートロール７１の設定温度の一例を記録媒体１の坪量との関係で以下に示す。なお、記録媒体１の搬送速度が8〜12（IPS：inch／sec）の場合とする。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
一般的には、このように設定を変更することにより、プラテン部２０の記録媒体１の表面温度が４０〜４５℃となるようにすればよいが、本実施形態では、加熱手段７０を制御する制御手段８０を設けている。この制御手段８０は、上述したように、温度センサ８１からの温度情報を取得してこの温度情報に基づいて加熱手段７０を制御するものである。温度センサ８１は、非接触で記録媒体１の表面温度を検出できるものであれば、特に限定されない。また、制御手段８０は、記録媒体１の位置情報を取得しており、温度センサ８１の下方に記録媒体１が存在する際の温度情報を取得するようにしている。そして、制御手段８０は、記録媒体１の表面温度が所定の温度範囲か否かを判断し、所定の範囲より低い場合には加熱条件を高温方向に制御し、所定の範囲より高い場合には、加熱条件を低温方向に制御するようにする。
【００３５】
また、補助加熱手段９０の加熱ヒータ９１〜９３は、基本的には加熱条件は一定であり、本実施形態では、記録媒体１の狙いの温度に設定されており、プラテン部２０上の記録媒体１に補助的に熱を与えている。しかしながら、加熱手段７０の加熱条件と温度センサ８１の温度情報によって、制御手段８０がオンオフのみを制御するようにしてもよい。
【００３６】
また、加熱ヒータ９１〜９３は、上述したように、液体噴射ヘッド１１の直下には配置されないように設けられている。これは、液体噴射ヘッド１１の直下を加熱するとヘッドノズル面への影響が大きくなるためである。
【００３７】
なお、ポスト加熱手段１００は、印刷後の記録媒体１を媒体受容部５０に積層するためにある程度乾燥させるためのものであり、本発明の目的である混色等の防止にはほとんど影響しない。よって、ポスト加熱手段１００は、特に設けなくてもよいことはいうまでもない。
【００３８】
（他の実施形態）
以上、一実施形態に係る液体噴射装置について説明したが、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、加熱手段７０を接触式のヒートロール７１を用いたものとしたが、非接触式の加熱手段としてもよい。図３及び図４には、非接触式の加熱手段として、赤外線ヒータ７１Ａを設けた例を示す。なお、赤外線ヒータ７１Ａを設けた以外は上述した実施形態と同様であるので、他の構成部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
また、補助加熱手段９０は、背面加熱方式を例示したが、液体噴射ヘッド１１への影響を与えない程度のものであれば、表面側から非接触で加熱する加熱手段、例えば、赤外線ヒータ、温風加熱、輻射熱加熱ヒータなどとしてもよい。
【００４０】
また、本発明は、上述したように、水系の液体を噴射する液体噴射装置に好適に適用できるものであるが、溶剤系液体を噴射する装置に適用することもできる。また、水系の液体として、水系顔料インクを用いたが、水系の染料インクも同様に用いることができることはいうまでもない。
【００４１】
さらに、上述した実施形態では、記録媒体を搬送し、記録ヘッド及び加熱手段が固定であったが、逆に記録媒体を固定とし、記録ヘッド及び加熱手段が移動するようにしてもよい。この場合、加熱手段は、記録ヘッドに先行して移動し、記録媒体の相対移動方向上流側をプレ加熱する構成となる。この際に補助加熱手段を設ける場合には、補助加熱手段は、記録ヘッドの移動と共に移動する被噴射領域の移動範囲全体に設けられてもよいし、記録ヘッドと共に移動するように設けてもよい。また、補助加熱手段を記録ヘッドと共に移動するように設けた場合には、記録ヘッドのノズル開口の直下には対向しないように設けるようにするのが好ましい。
【００４２】
また、上述した実施形態では、ライン印刷可能な液体噴射装置を例示したが、ヘッドユニットを走査するシリアル印刷タイプでもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態では、縦振動型のインクジェット式記録ヘッドを例示したが、これに限定されず、例えば、撓み振動型のインクジェット式記録ヘッドや発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態に係る液体噴射装置の概略斜視図である。
【図２】実施形態に係る液体噴射装置の要部概略断面図である。
【図３】他の実施形態に係る液体噴射装置の概略斜視図である。
【図４】他の実施形態に係るヘッドユニットの概略断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  記録媒体、  １０  液体噴射ヘッドユニット、  １１  液体噴射ヘッド、  ２０  プラテン部、  ６０  搬送手段、  ７０  加熱手段、  ７１  ヒートロール、  ８０  制御手段、  ８１  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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