インクジェットプリンタ
【課題】 脱気を行うインクの温度制御をインクに対して直接行い、脱気モジュールにおける脱気率を安定的に向上するとともに、インクの温度制御に影響を及ぼす外乱の影響を低減する対策を備えたインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】 本発明のインクジェットプリンタは、温度上昇に伴い、脱気されていない非脱気インクを一時的に保留するインクタンクと、インクタンクに貯蔵された非脱気インクをインクタンク内で加熱するヒータと、インクタンクに貯蔵された非脱気インクの温度を検知するインクタンク温度検知センサを有し、インクタンク温度検知センサの検知結果に基づき、インクタンクに貯留されている非脱気インクが目標とする設定温度になるようにインクタンク制御回路によってインクタンクヒータを制御する。インクタンクヒータはインクに接触するように設置することで熱を効率よく伝える。
【解決手段】 本発明のインクジェットプリンタは、温度上昇に伴い、脱気されていない非脱気インクを一時的に保留するインクタンクと、インクタンクに貯蔵された非脱気インクをインクタンク内で加熱するヒータと、インクタンクに貯蔵された非脱気インクの温度を検知するインクタンク温度検知センサを有し、インクタンク温度検知センサの検知結果に基づき、インクタンクに貯留されている非脱気インクが目標とする設定温度になるようにインクタンク制御回路によってインクタンクヒータを制御する。インクタンクヒータはインクに接触するように設置することで熱を効率よく伝える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、インクを貯留するインクタンクからインクジェットヘッドにインクを供給し、この供給されたインクをインクジェットヘッドから記録媒体へ吐出しすることで、所望の画像を形成する。インク中に気泡が発生するとインクジェットヘッドが気泡によって吐出不良を起こす場合がある。脱気したインクを詰めたインクカートリッジを供給することで気泡による吐出不良を回避することが考えられている。他の方法として、インクタンクからインクジェットヘッドまでのインク経路の間に脱気モジュールを設け、その脱気モジュールによってインクを脱気し、脱気したインクをインクジェットヘッドに供給するプリンタが考えられている。
【０００３】
また、脱気モジュールを使用した際、インクの温度が高温より低温で脱気率が低くなるなど、温度によって脱気率が変わることが知られている。また圧電素子を用いたインクジェットヘッドは、インクの溶存気体量によって吐出性能が変わるので、インクの溶存気体量を予め一定値以下にして使用している。インクの溶存気体量がインクジェットヘッドの特性に適合しない場合、適合するように上記インクの特性を生かしてインクを脱気して使用する。
【０００４】
例えば特開平１１−４８４９３号公報に記載の技術のように、インクタンクとインクジェットヘッドの間に加熱手段を備え、加熱したインクを脱気するプリンタがある。このプリンタは、インクをヒータによって常温以上に加熱し、インク中の気体の溶解度を低下させ、さらに真空ポンプによる負圧を受けさせて溶存気体を遊離させ、真空ポンプにより外部に放出している。このプリンタは、インクジェットヘッドに供給するインク内の溶存気体量を低下させ、オリフィスからのインク吐出を安定させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術では、インクタンクから脱気モジュールまでの少なくとも一部を加熱し、インクの加熱を行っている。しかし機器の小型化や省電力化が求められ、その結果、インクを加熱する場合にも、より小さな電力で効率的に加熱する技術が求められている。
【０００７】
従来のインクの加熱法ではさまざまな課題があった。熱損失により、インク温度の調整に時間がかかるため、ウォームアップ時の温度調整時間が長くなること。また印字中のインク供給によるインク温度低下に対する回復時間が長くなること。さらには印字等によるインクの単位時間あたり消費量が大きい場合など加熱部をインクが通過する際に消費される熱量に対して供給する熱量が足らず、一時的にインク供給を停止して加熱部のインク温度を上昇させることが必要となり、印字速度が低下すること。また、効率の悪い加熱方法では、ヒータを設置する際のスペースが大きくなってしまうこと。このような課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のインクジェットプリンタは、非脱気インクを収納するメインタンクから前記非脱気インクが供給され、供給された前記非脱気インクを一時的に収納すると共に前記非脱気インクを加熱するインクタンクと、前記インクタンクから前記非脱気インクが供給され、通過する非脱気インクの温度上昇に伴い脱気率が向上する脱気モジュールと、前記脱気モジュールにて脱気された脱気インクを一時的に収納するサブタンクと、前記サブタンクから前記脱気インクの供給を受けて前記脱気インクを吐出するインクジェットヘッドと、を有するインクジェットプリンタにおいて、前記インクタンク内に配置する放熱手段と、前記放熱手段の内部に配置された前記放熱手段を加熱する加熱手段と、前記放熱手段の内部に配置された温度検出センサと、前記温度検出センサの検出温度に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、加熱容器であるインクタンク内のインクを直接加熱する手法を用いることで、インクに対して熱損失を抑制して加熱することが可能である。そのため、インクタンク筐体の材質の自由度が増し、低熱伝導性の材料を選択することで、環境温度やエアフロー等の外乱の影響を受けず、かつ保温性にも長けたインクタンクとすることができ、インクを効率的に加熱することができる。また、インクヒータをインクタンク内に設置することで、元来設けられていたヒータ設置スペースを必要としないため、省スペース化が可能である。また、インクヒータを直接インクタンクに挿入することで、インクに対して直接熱を伝えられ、かつ温度検知センサもインクタンク内に設置することにより、より正確な温度検知を行うことができる。そのため、より高精度なインク温度の制御が可能となり、脱気モジュールを通過したインクの脱気率を一定に保つことができる。インク内溶存気体量を低減させた高品質のインクを不足なくインクジェットヘッドへ供給でき、インク吐出安定性の向上を図ることが可能である。
【００１０】
低熱伝導性材料すなわち断熱材をインクタンクの筐体の周囲に配置した場合に、インク加熱に用いるエネルギーを低減することができ、省電力化が可能である。
【００１１】
また、熱を直接インクに伝えるため、ウォーミングアップ時間や、印字中のインク供給によるインク温度低下回復時間の短縮が図れるので、ランニングコストの低減がはかれる。
【００１２】
インクタンクにインクヒータを挿入する挿入口を複数ある場合に、ヒータの増設を容易にできるとともに、ヒータの脱着が容易であり、インクヒータのメンテナンスが容易となる。
【００１３】
インクジェットプリンタはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）等の多色で画像を形成するが、印字画像によっては全色を使用しない場合もあり、そのような場合、使用しない色のインクヒータを使用する色のインクタンクに装着することで、１つのインクタンクに与える熱量を増加させることができ、ウォーミングアップ時間を短縮させることができる。
【００１４】
また、加熱導体と誘導コイルを用いたＩＨヒータ方式を用いた場合には、インクタンク内の配線が不要となり省スペース化ができると共に誘導コイルによって加熱導体を加熱し、熱変換効率を高めると省電力化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの制御ブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略図である。
【図３】図３は、１色分のインク供給路の概略図である。
【図４】図４は、本実施形態におけるインクタンクのインク温度制御のフローチャートである。
【図５】図５は本実施形態におけるインクジェットヘッドの印字開始前のインクの温度制御のフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態のインクタンクヒータの概略図である。
【図７】図７は、インクタンクヒータの設置図である。
【図８】図８は、インクタンクヒータの別の形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの制御ブロック図である。インクジェットプリンタ１には制御部１１が備えられており、制御部１１にはインターフェース１２、ＲＡＭ１３、ＲＯＭ１４、搬送モータエンコーダ１５、モータ制御回路１６、インクタンク制御回路６、インク供給回路１８、インク供給圧力センサ２７、真空度圧力センサ３５、インクジェットヘッド制御回路２１、サブタンク液量検出回路４９、キャリッジエンコーダ３０が接続されている。
【００１７】
インターフェース１２は、図示していないパソコン等のホスト装置とデータ送受信を行う。そして、制御部１１は、インターフェース１２を介して受信された印字データに基づいて各種制御回路に制御信号を出力し、記録媒体９に画像を記録する。
【００１８】
ＲＯＭ１４は、インクジェットヘッド１９を駆動して印字を行う際の印字プログラムや、後述する各種アクチュエータの制御プログラム等、インクジェットプリンタ１の全体の制御を行うためのプログラム、各種設定値を記録している。ＲＡＭ１３は、情報の一時記憶や演算のワークエリアとして使われる。またＲＡＭ１３は制御部１１がインターフェース１２を介して受信した印字データを所定の領域に格納する。
【００１９】
搬送モータエンコーダ１５は、記録媒体搬送モータ２０に接続されており、記録媒体搬送モータ２０の回転軸の回転変位量に応じてパルス列を出力する。制御部１１は搬送モータエンコーダ１５から出力されたパルス数をカウントすることで回転量を演算し、記録媒体９の送り量を演算し、その結果をＲＡＭ１３に記憶する。そして、制御部１１は、搬送モータエンコーダ１５の信号に基づいて、モータ制御回路１６及びインクジェットヘッド駆動回路２１に制御信号を出力して印字制御する。
【００２０】
モータ制御回路１６は、制御部１１からの出力信号に基づいて記録媒体搬送モータ２０とキャリッジ駆動モータ２２を駆動する。記録媒体搬送モータ２０を駆動することで、回転軸に設置されている記録媒体搬送ローラ２３が回転し、記録媒体９を用紙幅方向Ｙに対して垂直方向Ｘへ搬送する。またモータ制御回路１６は、制御部１１からの出力信号に基づいてキャリッジ駆動モータ２２を駆動することで、キャリッジ２４をレール８に沿って往復移動させる。
【００２１】
インクタンク制御回路６は、インクタンク６２に設置されたインクタンクヒータ５、インクタンク液量センサ４、インクタンク温度検知センサ１０、などを制御する制御回路である。インクタンク制御回路６は、インクタンクヒータ駆動回路４３、インクタンク温度検出回路４４、インクタンク液量検出回路６３、インクタンクヒータＰＷＭ制御回路４１、インクタンクヒータＯＮ／ＯＦＦ制御回路４２、を含む。インクタンク制御回路６は、インクタンク６２の各種制御を行う。まず、インクタンク液量センサ４によってインクタンク６２内のインク量を検知し、インクタンク液量検出回路６３に出力する。インクタンク液量検出回路６３はその検出した量を制御部１１に出力する。ここで、インク量が満タンでない場合、制御部１１の制御によってインク供給回路１８を制御し、メインタンク２９から非脱気インクをインクタンク６２へ供給し、インクタンク６２内のインク量を満タンとする。
【００２２】
また、インクタンク６２内のインクが満タンとなり次第、インクタンク制御回路６は、インクタンク温度検知センサ１０からの出力をインクタンク温度検出回路４４で受け、その時のインクタンク内のインク温度を取得する。得られたインクタンク６２内のインク温度を制御部１１に転送し、その値を基に、制御部１１は、インクタンクヒータＰＷＭ制御回路４１によってインクヒータ５のＰＷＭ制御値を決定する。さらにこの決定されたＰＷＭ制御値に基づいてインクタンクヒータＯＮ／ＯＦＦ制御回路４２が動作し、インクタンクヒータ駆動回路４３が決定されたＰＷＭ制御値に基づいてインクタンクヒータ５を駆動するよう信号を出力する。よって、インクタンクヒータ５が駆動し、インクタンク６２内のインクを加熱する。インクタンク温度検知センサ１０から得られるインクタンク６２内インク温度を所定時間間隔ごとに取得し、それを基に制御部１１はインクタンクヒータ５のＰＷＭ制御値を変動させることで、インク温度が適正温度となるように制御する。
【００２３】
脱気モジュール６０に接続された真空ポンプ４６を真空ポンプ制御機４７によって駆動し、脱気モジュール６０内の圧力を減圧する。脱気モジュール６０とは、内部を減圧し、液体を通すことで液体中の溶存気体を排出するものである。真空ポンプ４６は、脱気モジュール６０内の圧力を一定値以下とするため使用され、真空ポンプ制御機４７によって制御される。真空ポンプ制御機４７は制御部１１により動作の開始と停止が制御されるが、真空ポンプ制御機４７に内蔵してある制御手段によってインクジェットプリンタ１とは独立して制御され、また圧力検出機能を内蔵している。真空ポンプ制御機４７には、予め脱気モジュール６０内の圧力の設定値が記憶されている。圧力検出機能からの出力値を所定時間の間隔で取得し、その出力値と設定値との差から真空ポンプ４６の制御値を変更し、脱気モジュール６０内の圧力が設定値に対して所定の範囲内に入るように制御を行う。
【００２４】
また所定時間の間隔とは、予め決められた時間であり、この時間はインクタンクヒータ５の温度が所定の温度で一定に保たれているとき、加熱しても目標上限温度以上とならない時間であり、かつ加熱せずに放置しても目標加減温度以下とならない時間であり、この時間はＲＯＭ１４に記憶され、必要に応じて読み書きする。真空ポンプ制御機４７における所定時間の間隔とは、真空ポンプ４６を駆動した際、目標上限圧力以下とならない時間であり、かつ停止し、放置しても目標加減圧力以上とならない時間である。この時間は真空ポンプ制御機４７内のメモリに記憶されている。
【００２５】
インク供給回路１８は、後述するインク供給系２８のアクチュエータを駆動し、メインタンク２９からインクタンク６２、脱気モジュール６０を介し、サブタンク２へインクを供給する。このとき、インクタンク６２から脱気モジュール６０の間に設置されたインク供給圧力センサ２７によりインク供給時の脱気モジュール６０にかかる圧力を監視する。サブタンク２はヘッドのオリフィスにメニスカスを形成させるようインクの水頭値を調整している。サブタンク２があるため脱気モジュール６０の圧損やインクタンク６２の容量によって発生するインクジェットヘッド１９に対する水頭値変動は無視できる。
【００２６】
サブタンク２にはサブタンク液量センサ２６が備わって、サブタンク２内の液量を検出する。サブタンク液量センサ２の出力をサブタンク液量検出回路４９によって受け、制御部１１へ液量を出力する。サブタンク２内のインクが少なくなると供給し、予め決められた量に達すると供給を停止するように制御部１１が制御する。
【００２７】
また、インク供給回路１８はインク供給系２８のアクチュエータをＰＷＭ制御で駆動することができる。また、インクタンク温度検知センサ１０で検知されたインクタンク６２内のインク温度がインク供給時に目標値以下に下がった場合、目標温度との乖離量からインク供給の流量をＰＷＭ制御によって調整することができる。すなわち目標温度よりインク温度が、高くなるほどインク供給の流量を大きくし、低くなるほどインク供給の流量を小さくする。
【００２８】
インクジェットヘッド制御回路２１は、制御部１１からの信号を基に吐出制御回路３９でヘッドの吐出動作を決定し、印字データをインクジェットヘッド１９へ転送し、転送された印字データに基づいてインクジェットヘッド１９からインクを吐出する。キャリッジエンコーダ３０はリニアスケール３１のメモリを検出し、レール８に沿って移動するキャリッジ２４の移動量に応じて、パルス列を制御部１１へ出力する。インクジェットヘッド制御回路２１は、キャリッジエンコーダ３０からのパルス数のカウントに基づいて演算されたキャリッジ２４の速度と現在位置を取得する。また、このパルス列からインクの吐出タイミングが生成される。インクジェットヘッド制御回路２１は、この吐出タイミングと位置に基づいて、インクジェットヘッド１９の吐出制御を行う。また、制御部１１は、キャリッジエンコーダ３０からのパルス数をカウントし、それに基づいてモータ制御回路１６への出力信号を決定し、キャリッジ２４のレール８に沿った往復移動を制御する。リニアスケール３１はキャリッジ２４の移動範囲に延在させてある。記録媒体搬送モータ２０によって駆動する記録媒体搬送ローラ２３によって記録媒体９が搬送される。キャリッジ駆動モータ２２によってキャリッジ２４がレール８に沿って往復移動する。吐出制御回路３９によってインクジェットヘッド１９が駆動され、記録媒体９にインクが吐出される。
【００２９】
また好ましくは、インクタンク６２と脱気モジュール６０の間のインク供給チューブ３２の外周を断熱材で覆うことで、加熱したインクを冷やさないようにして供給する。
【００３０】
図２は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略図である。図３は本発明インクジェットプリンタの複数色分あるインク供給路のうち１色のみを示したものである。ここで、メインタンク２９からインクジェットヘッド１９までのインク供給経路を中心に説明する。インクジェットプリンタ１は、キャリッジ２４にインクジェットヘッド１９が搭載されている。インクジェットヘッド１９は、色毎に１個設け、ここでは８色分の８個のインクジェットヘッド１９がキャリッジ２４に搭載されている。本体にはインクジェットヘッド１９毎に１個のサブタンク２が搭載されている。キャリッジ２４は、レール８に沿って往復移動する。記録媒体９上に往復移動するインクジェットヘッド１９によってインクを吐出し、所望の画像を形成する。メインタンク２９のインクはインク供給チューブ３２を介してインクタンク６２、脱気モジュール６０、サブタンク２を介しインクジェットヘッド１９に供給される。サブタンク２からキャリッジ２４までの区間では、インク供給チューブ３２はケーブルベア２５の中を通る。
【００３１】
メンテナンス装置１７は、インクジェットヘッド１９のメンテナンスをおこなう。メンテナンス装置１７は、キャップを有し、非使用時はインクジェットヘッド１９にキャップをしてインクの乾燥を防止する。また、インクを吸引することでインク詰まりを防止する。また、インクを吸引することによってインクジェットヘッド１９へインクを充填する。
【００３２】
インクタンク６２とメインタンク２９の間のインク供給チューブ３２の途中にインク供給モータ３３が配置されている。メインタンク２９内の非脱気インクは、インク供給モータ３３を駆動することで、インク供給チューブ３２を通ってインクタンク６２に供給される。インクタンク６２に供給された非脱気インクは、インクタンクヒータ５による加熱後に、脱気モジュール６０に供給される。そこで脱気されたインクがサブタンク２に供給されて、そこに一時的に収納される。そして、サブタンク２からインクジェットヘッド１９に脱気されたインクが供給され、インクジェットヘッド１９から記録媒体９上にインクが吐出される。
【００３３】
分岐部４５は各色にそれぞれ設置されている脱気モジュール６０を一つの真空ポンプ４６で同時に減圧するために用いる。この分岐部４５によって、一つの真空ポンプ４６と８色分の８つの脱気モジュール６０が接続される。
【００３４】
インク供給系２８は、メインタンク２９、インク供給チューブ３２、インク供給モータ３３、フィルタ３７、サブタンク２、サブタンク液量センサ２６、インクタンク６２、インクタンクヒータ５、インクタンク温度検知センサ１０、エアチューブ３４、真空ポンプ４６、真空ポンプ制御機４７、エアバッファ３６、トラップ３８、分岐部４５、真空度圧力センサ３５、インク供給圧力センサ２７、インクジェットヘッド１９、脱気モジュール６０、インクタンク液量センサ４を備える。インク供給系２８は、メインタンク２９からインクジェットヘッド１９までの間のインクの供給路及び脱気システムによって構成させる。エアチューブ３４、真空ポンプ４６、真空ポンプ制御機４７、エアバッファ３６、トラップ３８、分岐部４５、真空度圧力センサ３５、インク供給圧力センサ２７、脱気モジュール６０によって脱気ユニット６１が構成されている。脱気ユニット６１はインクを脱気させるための脱気手段である。
【００３５】
インク供給モータ３３を動力源として、メインタンク２９からサブタンク２へ、インク供給チューブ３２、インクタンク６２、脱気モジュール６０を介して圧送する。このとき、脱気モジュール６０にて非脱気インクは脱気される。サブタンク２に設けられているサブタンク２内の液量を検知するサブタンク液量センサ２６でサブタンク２内が満タンと検知されるまでインクが供給され続ける。その際、インク供給圧力センサ２７によって脱気モジュール６０にかかる圧力を監視し、脱気モジュール６０が何らかの原因で詰まり、破損する可能性のある圧力になる前にインク供給モータ３３を停止する。その際、インク供給路が開放状態となるようインク供給モータ３３を停止する。また、メインタンク２９とインクタンク６２の間にフィルタ３７を設け、脱気モジュール６０へごみ等が流れ込まないようする。また、サブタンク２内の減少するインク量は、インクジェットヘッド制御回路２１の吐出液量カウント回路４０でインク吐出量をカウントすることで行う。一定量のインクが消費された後、インク供給モータ３３によってインクをサブタンク２に補充する。
【００３６】
また、真空ポンプ４６を駆動し、エアバッファ３６、エアチューブ３４、トラップ３８、分岐部４５を介し、脱気モジュール６０内を減圧し、真空ポンプ制御機４７によって読み取れる脱気モジュール６０内の圧力が適正値となるように制御する。エアバッファ３６は、圧力の急激な変化を緩和するために備えられたものである。トラップ３８は脱気モジュール６０内から何らかの原因でエアチューブ３４にインクが流入し、真空ポンプ４６及び真空ポンプ制御機４７にインクが浸入しないための予防手段である。
【００３７】
インクタンクヒータ５は、前述のインクタンク制御回路６によって、インクタンクヒータ温度検知センサ１０の検知結果に基づいてＯＮ／ＯＦＦすることでインクタンク６２内インク温度を可変し、非脱気インクが脱気モジュール６０において適正となる脱気率となるインク温度にする。
【００３８】
図４は、本実施形態におけるサブタンク２へのインク供給フローである。
インクジェットヘッド１９にインクを供給するためにまずはメインタンク２９からサブタンク２にインクを供給する必要がある。そのためまず、ユーザにより電源が立ち上がるとインクタンクヒータ５の制御及び真空ポンプ４６の制御が開始される（Ｓ１）。サブタンク液量センサ２６によりサブタンク２内のインク残量を検知し、予めＲＯＭ１４に記憶された満タンに相当する値と比較し、サブタンク２内インクが満タンであるか否か判断される（Ｓ２）。インク量が満タンの場合はステップＳ６に進み、制御終了となる。インク量が満タンでない場合はステップＳ３に進み、インクタンクヒータ温度検知センサ１０によってインクタンク６２内のインク温度を検出し、インク温度が所定の温度、例えば３１３．１５Ｋ以上、であるか判断する。ここで、３１３．１５Ｋとはインクを加熱するときの下限の温度である。所望の脱気率を得る為に必要なインクの下限温度が分かるので、それ以上の温度に加熱する。上限の温度が予め決められてあり下限温度との範囲内でインク温度を保つ制御がされている。インク温度が３１３．１５Ｋ以下であるとき、ステップＳ５に進み、インクタンク６２内のインク温度が３１３．１５Ｋ以上になるまでインク供給はせず、インクを加熱する。インク温度が３１３．１５Ｋ以上である場合は、ステップＳ４に進み、インク供給回路１８に制御信号が送信され、脱気モジュール６０によりインクの脱気を行いながらサブタンク２が満タンとなるまでインクを供給する。サブタンク２が満タンとなったらステップＳ６に進み、制御は終了となる。
【００３９】
図５は、本実施形態における脱気モジュールが破壊される恐れのある圧力が発生した場合のインク供給緊急停止フローである。まず、メインタンク２９からサブタンク２にインク供給を行う際にて制御開始となる（Ｓ７）。まずインク供給圧力センサ２７にて脱気モジュール６０に対してかかる圧力を検出し、インク供給圧力センサ２７の圧力値を制御部１１に出力し、その圧力値が異常圧力であるか否か判断する（Ｓ８）。異常圧力であるか否かは、予めＲＯＭ１４に記憶された圧力範囲の設定値とインク供給圧力センサ２７から取得した圧力値とを比較し、範囲内なら正常、範囲外なら異常と判断する。インク供給圧力センサ２７で取得した圧力値に異常がない場合はステップＳ９に進み、減圧側に設置されている真空度圧力センサ３５で検出された圧力値が異常でないか否か制御部１１にて判断する（Ｓ９）。異常圧力であるか否かは、予めＲＯＭ１４に記憶された圧力範囲の設定値と真空度圧力センサ３５から取得した圧力値とを比較し、範囲内にあれば正常と判断し、範囲外なら異常と判断する。減圧側圧力に異常がない場合は、ステップＳ１３に進み、制御終了となる。ステップＳ８、Ｓ９においてどちらか一方でも異常圧力と判断された場合は、ステップＳ１０に進み、インク供給モータ３３をインク供給系２８が開放状態となる位置で停止させる。インク供給モータ３３はインクタンク６２とメインタンク２９の間にあり、モータの停止位置を制御することで、その間を連通させるか閉じるかできる。制御部１１によって、インク供給回路１８を制御し、インク供給モータ３３の停止位置を制御する。その後、ステップＳ１１にて印字中であるか否か制御部１１で判断し、印字中でなければステップＳ１３に進み、制御終了となる。ステップＳ１１にて印字中であった場合、ステップＳ１２にて印字を停止した後、ステップＳ１３で制御終了となる。
【００４０】
図６は、本実施形態のインクタンクヒータの概略図である。インクタンクヒータ５は、シールドパイプ５２、そのシールドパイプ５２の中にあり図中点線で示されているヒータ線３、シールドパイプ５２の中を満たしている充填剤５１、からなるヒータ部７と、インクタンク温度検知センサ１０、一対の放熱板金５３、接続子５４、ハーネス５５と、一対の放熱板金５３を結合させるボルトとナットなどの接続手段を有し、構成されている。ヒータ線３は外周部をシールドパイプ５２によって覆うことで保護される。放熱板金５３にはシールドパイプ５２を配置するための凹部が形成されている。まず、シールドパイプ５２にヒータ線３を通し、高熱伝導率の充填剤５１でシールドパイプ５２とヒータ線３を熱的に接続する。ヒータ線３は放熱板金５３に設けられた溝内に置かれる。その後、インクタンク温度検知センサ１０とともに一対の放熱板金５３で挟み込み、ボルトとナットにより固定する。シールドパイプ５２及びインクタンク温度検知センサ１０は放熱板金５３と熱的に接続させるため、隙間に高熱伝導率の充填剤５１を充填するのが好ましい。高熱伝導率の充填剤５１として、窒化アルミ粉末などアルミニュウムを含むペースト状の樹脂などを用いることができる。放熱板金５３はインクタンク６２に挿入させるために先端と末端の幅を同じくし、平板状に形成されている。さらに好ましくは表面に凹凸部を設けることでインクとの接触面積を大きくする。
【００４１】
また、ヒータ線３とハーネス５５を接続子５４で繋ぎ、ハーネス５５をインクタンクヒータ駆動回路４３の出力側に接続し駆動する。放熱板金５３によってインクと接する表面積が大きくなるので、ヒータ線３からの熱を効率よくインクタンク６２内のインクに伝えることができる。狭い範囲で加熱するとインクの一部だけが加熱されるが、放熱板金５３によって広い範囲で加熱でき、場所による温度差を抑えることができる。
【００４２】
このように、放熱手段として放熱板金５３を加熱手段としてヒータ線３をもちいてインクタンク６２内のインクを加熱するヒータを構成している。
【００４３】
図７は、インクタンクヒータの設置図である。インクタンクヒータ５をインクタンク６２に設置する例を示す。インクタンク６２は、インク供給チューブ３２と接続され、インク供給チューブ３２を介してインクタンク６２内のインクの流入と流出がされる。インクタンク液量センサ４はインクタンク６２内のインクの量の検知を行う。インクタンク６２には、インクタンクヒータ５を挿入する開口部であるインクタンクヒータ挿入口５６が２箇所ある。インクタンクヒータ５の使用個数は、ヒータのヒート能力、インクの熱容量、加熱時間などの要因によって個数が決められる。インクタンク６２のインクタンクヒータ挿入口５６にインクタンクヒータ５を挿入する際、シールド性のあるＯリング５７を挿入口周囲に設置する。これは、シールド性が向上し、インク漏れが防止できる。インクタンクヒータ５の挿入後はボルトにより固定する。使用しない挿入口に関しては、蓋５０を用意しておき、前記のＯリング５７を挟み、ボルトで固定することで気密性を確保する。インクタンク６２は、例えば気泡入りの樹脂などの熱伝導率の低いもので全体を覆うようにし、インクタンク６２内部と外部とを断熱する。断熱することで、インクタンクヒータ５によって加熱した熱を逃げにくくする。好ましくはさらに、インクタンクヒータ５をインクタンク６２に挿入したときに、インクタンクヒータ５の周囲から熱が逃げないように、ハーネス５５、接続子５４の周囲および放熱板金５３の上部などの外部との露出部分に、断熱材を配置し、放熱板金５３から放熱される熱を少なくする。インクタンク６２を熱伝導率の低いプラスチック材で形成しても良い。
【００４４】
また、カラーのインクジェットプリンタはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）等の多色で画像を構成する。本実施形態では８色であるが、印字画像によっては全色を使用しない場合もあり、そのような場合、使用しない色のインクヒータを使用する色のインクタンクに装着することで、１つのインクタンクに与える熱量を増加させることができ、ウォーミングアップ時間を短縮させることができる。
【００４５】
図８は、インクタンクヒータの別の形態を示す概略図である。ＩＨヒータ型インクタンクヒータ５の構造図を示したものである。インク供給チューブ３２は、インクタンク６２内のインクの流入と流出の経路である。インクタンク液量センサ４によってインクタンク６２内のインクの量の検知を行う。インクタンク６２に加熱導体５９を挿入した状態でインクタンク６２を組み立て、インクタンク６２外部に誘導コイル５８を設ける。インクタンク温度検知センサ１０は加熱導体５９に配置され、その出力信号より、インクタンク６２内インク温度を制御する。これによって、インクタンク６２内に配置された加熱導体５９とインクとの接触面を広くすることができるので、インク加熱を効率よく行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ インクジェットプリンタ
２ サブタンク
３ ヒータ線
４ インクタンク液量センサ
５ インクタンクヒータ
６ インクタンク制御回路
７ ヒータ部
８ レール
９ 記録媒体
１０ インクタンク温度検知センサ
１１ 制御部
１２ インターフェース
１３ ＲＡＭ
１４ ＲＯＭ
１５ 搬送モータエンコーダ
１６ モータ制御回路
１７ メンテナンス装置
１８ インク供給回路
１９ インクジェットヘッド
２０ 記録媒体搬送モータ
２１ インクジェットヘッド制御回路
２２ キャリッジ駆動モータ
２３ 記録媒体搬送ローラ
２４ キャリッジ
２５ ケーブルベア
２６ サブタンク液量センサ
２７ インク供給圧力センサ
２８ インク供給系
２９ メインタンク
３０ キャリッジエンコーダ
３１ リニアスケール
３２ インク供給チューブ
３３ インク供給モータ
３４ エアチューブ
３５ 真空度圧力センサ
３６ エアバッファ
３７ フィルタ
３８ トラップ
３９ 吐出制御回路
４０ 吐出液量カウント回路
４１ インクタンクヒータＰＷＭ制御回路
４２ インクタンクヒータＯＮ／ＯＦＦ制御回路
４３ インクタンクヒータ駆動回路
４４ インクタンク温度検出回路
４５ 分岐部
４６ 真空ポンプ
４７ 真空ポンプ制御機
４９ サブタンク液量検出回路
５０ 蓋
５１ 充填剤
５２ シールドパイプ
５３ 放熱板金
５４ 接続子
５５ ハーネス
５６ インクタンクヒータ挿入口
５７ Ｏリング
５８ 誘導コイル
５９ 加熱導体
６０ 脱気モジュール
６１ 脱気ユニット
６２ インクタンク
６３ インクタンク液量検出回路
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、インクを貯留するインクタンクからインクジェットヘッドにインクを供給し、この供給されたインクをインクジェットヘッドから記録媒体へ吐出しすることで、所望の画像を形成する。インク中に気泡が発生するとインクジェットヘッドが気泡によって吐出不良を起こす場合がある。脱気したインクを詰めたインクカートリッジを供給することで気泡による吐出不良を回避することが考えられている。他の方法として、インクタンクからインクジェットヘッドまでのインク経路の間に脱気モジュールを設け、その脱気モジュールによってインクを脱気し、脱気したインクをインクジェットヘッドに供給するプリンタが考えられている。
【０００３】
また、脱気モジュールを使用した際、インクの温度が高温より低温で脱気率が低くなるなど、温度によって脱気率が変わることが知られている。また圧電素子を用いたインクジェットヘッドは、インクの溶存気体量によって吐出性能が変わるので、インクの溶存気体量を予め一定値以下にして使用している。インクの溶存気体量がインクジェットヘッドの特性に適合しない場合、適合するように上記インクの特性を生かしてインクを脱気して使用する。
【０００４】
例えば特開平１１−４８４９３号公報に記載の技術のように、インクタンクとインクジェットヘッドの間に加熱手段を備え、加熱したインクを脱気するプリンタがある。このプリンタは、インクをヒータによって常温以上に加熱し、インク中の気体の溶解度を低下させ、さらに真空ポンプによる負圧を受けさせて溶存気体を遊離させ、真空ポンプにより外部に放出している。このプリンタは、インクジェットヘッドに供給するインク内の溶存気体量を低下させ、オリフィスからのインク吐出を安定させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術では、インクタンクから脱気モジュールまでの少なくとも一部を加熱し、インクの加熱を行っている。しかし機器の小型化や省電力化が求められ、その結果、インクを加熱する場合にも、より小さな電力で効率的に加熱する技術が求められている。
【０００７】
従来のインクの加熱法ではさまざまな課題があった。熱損失により、インク温度の調整に時間がかかるため、ウォームアップ時の温度調整時間が長くなること。また印字中のインク供給によるインク温度低下に対する回復時間が長くなること。さらには印字等によるインクの単位時間あたり消費量が大きい場合など加熱部をインクが通過する際に消費される熱量に対して供給する熱量が足らず、一時的にインク供給を停止して加熱部のインク温度を上昇させることが必要となり、印字速度が低下すること。また、効率の悪い加熱方法では、ヒータを設置する際のスペースが大きくなってしまうこと。このような課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のインクジェットプリンタは、非脱気インクを収納するメインタンクから前記非脱気インクが供給され、供給された前記非脱気インクを一時的に収納すると共に前記非脱気インクを加熱するインクタンクと、前記インクタンクから前記非脱気インクが供給され、通過する非脱気インクの温度上昇に伴い脱気率が向上する脱気モジュールと、前記脱気モジュールにて脱気された脱気インクを一時的に収納するサブタンクと、前記サブタンクから前記脱気インクの供給を受けて前記脱気インクを吐出するインクジェットヘッドと、を有するインクジェットプリンタにおいて、前記インクタンク内に配置する放熱手段と、前記放熱手段の内部に配置された前記放熱手段を加熱する加熱手段と、前記放熱手段の内部に配置された温度検出センサと、前記温度検出センサの検出温度に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、加熱容器であるインクタンク内のインクを直接加熱する手法を用いることで、インクに対して熱損失を抑制して加熱することが可能である。そのため、インクタンク筐体の材質の自由度が増し、低熱伝導性の材料を選択することで、環境温度やエアフロー等の外乱の影響を受けず、かつ保温性にも長けたインクタンクとすることができ、インクを効率的に加熱することができる。また、インクヒータをインクタンク内に設置することで、元来設けられていたヒータ設置スペースを必要としないため、省スペース化が可能である。また、インクヒータを直接インクタンクに挿入することで、インクに対して直接熱を伝えられ、かつ温度検知センサもインクタンク内に設置することにより、より正確な温度検知を行うことができる。そのため、より高精度なインク温度の制御が可能となり、脱気モジュールを通過したインクの脱気率を一定に保つことができる。インク内溶存気体量を低減させた高品質のインクを不足なくインクジェットヘッドへ供給でき、インク吐出安定性の向上を図ることが可能である。
【００１０】
低熱伝導性材料すなわち断熱材をインクタンクの筐体の周囲に配置した場合に、インク加熱に用いるエネルギーを低減することができ、省電力化が可能である。
【００１１】
また、熱を直接インクに伝えるため、ウォーミングアップ時間や、印字中のインク供給によるインク温度低下回復時間の短縮が図れるので、ランニングコストの低減がはかれる。
【００１２】
インクタンクにインクヒータを挿入する挿入口を複数ある場合に、ヒータの増設を容易にできるとともに、ヒータの脱着が容易であり、インクヒータのメンテナンスが容易となる。
【００１３】
インクジェットプリンタはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）等の多色で画像を形成するが、印字画像によっては全色を使用しない場合もあり、そのような場合、使用しない色のインクヒータを使用する色のインクタンクに装着することで、１つのインクタンクに与える熱量を増加させることができ、ウォーミングアップ時間を短縮させることができる。
【００１４】
また、加熱導体と誘導コイルを用いたＩＨヒータ方式を用いた場合には、インクタンク内の配線が不要となり省スペース化ができると共に誘導コイルによって加熱導体を加熱し、熱変換効率を高めると省電力化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの制御ブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略図である。
【図３】図３は、１色分のインク供給路の概略図である。
【図４】図４は、本実施形態におけるインクタンクのインク温度制御のフローチャートである。
【図５】図５は本実施形態におけるインクジェットヘッドの印字開始前のインクの温度制御のフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態のインクタンクヒータの概略図である。
【図７】図７は、インクタンクヒータの設置図である。
【図８】図８は、インクタンクヒータの別の形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの制御ブロック図である。インクジェットプリンタ１には制御部１１が備えられており、制御部１１にはインターフェース１２、ＲＡＭ１３、ＲＯＭ１４、搬送モータエンコーダ１５、モータ制御回路１６、インクタンク制御回路６、インク供給回路１８、インク供給圧力センサ２７、真空度圧力センサ３５、インクジェットヘッド制御回路２１、サブタンク液量検出回路４９、キャリッジエンコーダ３０が接続されている。
【００１７】
インターフェース１２は、図示していないパソコン等のホスト装置とデータ送受信を行う。そして、制御部１１は、インターフェース１２を介して受信された印字データに基づいて各種制御回路に制御信号を出力し、記録媒体９に画像を記録する。
【００１８】
ＲＯＭ１４は、インクジェットヘッド１９を駆動して印字を行う際の印字プログラムや、後述する各種アクチュエータの制御プログラム等、インクジェットプリンタ１の全体の制御を行うためのプログラム、各種設定値を記録している。ＲＡＭ１３は、情報の一時記憶や演算のワークエリアとして使われる。またＲＡＭ１３は制御部１１がインターフェース１２を介して受信した印字データを所定の領域に格納する。
【００１９】
搬送モータエンコーダ１５は、記録媒体搬送モータ２０に接続されており、記録媒体搬送モータ２０の回転軸の回転変位量に応じてパルス列を出力する。制御部１１は搬送モータエンコーダ１５から出力されたパルス数をカウントすることで回転量を演算し、記録媒体９の送り量を演算し、その結果をＲＡＭ１３に記憶する。そして、制御部１１は、搬送モータエンコーダ１５の信号に基づいて、モータ制御回路１６及びインクジェットヘッド駆動回路２１に制御信号を出力して印字制御する。
【００２０】
モータ制御回路１６は、制御部１１からの出力信号に基づいて記録媒体搬送モータ２０とキャリッジ駆動モータ２２を駆動する。記録媒体搬送モータ２０を駆動することで、回転軸に設置されている記録媒体搬送ローラ２３が回転し、記録媒体９を用紙幅方向Ｙに対して垂直方向Ｘへ搬送する。またモータ制御回路１６は、制御部１１からの出力信号に基づいてキャリッジ駆動モータ２２を駆動することで、キャリッジ２４をレール８に沿って往復移動させる。
【００２１】
インクタンク制御回路６は、インクタンク６２に設置されたインクタンクヒータ５、インクタンク液量センサ４、インクタンク温度検知センサ１０、などを制御する制御回路である。インクタンク制御回路６は、インクタンクヒータ駆動回路４３、インクタンク温度検出回路４４、インクタンク液量検出回路６３、インクタンクヒータＰＷＭ制御回路４１、インクタンクヒータＯＮ／ＯＦＦ制御回路４２、を含む。インクタンク制御回路６は、インクタンク６２の各種制御を行う。まず、インクタンク液量センサ４によってインクタンク６２内のインク量を検知し、インクタンク液量検出回路６３に出力する。インクタンク液量検出回路６３はその検出した量を制御部１１に出力する。ここで、インク量が満タンでない場合、制御部１１の制御によってインク供給回路１８を制御し、メインタンク２９から非脱気インクをインクタンク６２へ供給し、インクタンク６２内のインク量を満タンとする。
【００２２】
また、インクタンク６２内のインクが満タンとなり次第、インクタンク制御回路６は、インクタンク温度検知センサ１０からの出力をインクタンク温度検出回路４４で受け、その時のインクタンク内のインク温度を取得する。得られたインクタンク６２内のインク温度を制御部１１に転送し、その値を基に、制御部１１は、インクタンクヒータＰＷＭ制御回路４１によってインクヒータ５のＰＷＭ制御値を決定する。さらにこの決定されたＰＷＭ制御値に基づいてインクタンクヒータＯＮ／ＯＦＦ制御回路４２が動作し、インクタンクヒータ駆動回路４３が決定されたＰＷＭ制御値に基づいてインクタンクヒータ５を駆動するよう信号を出力する。よって、インクタンクヒータ５が駆動し、インクタンク６２内のインクを加熱する。インクタンク温度検知センサ１０から得られるインクタンク６２内インク温度を所定時間間隔ごとに取得し、それを基に制御部１１はインクタンクヒータ５のＰＷＭ制御値を変動させることで、インク温度が適正温度となるように制御する。
【００２３】
脱気モジュール６０に接続された真空ポンプ４６を真空ポンプ制御機４７によって駆動し、脱気モジュール６０内の圧力を減圧する。脱気モジュール６０とは、内部を減圧し、液体を通すことで液体中の溶存気体を排出するものである。真空ポンプ４６は、脱気モジュール６０内の圧力を一定値以下とするため使用され、真空ポンプ制御機４７によって制御される。真空ポンプ制御機４７は制御部１１により動作の開始と停止が制御されるが、真空ポンプ制御機４７に内蔵してある制御手段によってインクジェットプリンタ１とは独立して制御され、また圧力検出機能を内蔵している。真空ポンプ制御機４７には、予め脱気モジュール６０内の圧力の設定値が記憶されている。圧力検出機能からの出力値を所定時間の間隔で取得し、その出力値と設定値との差から真空ポンプ４６の制御値を変更し、脱気モジュール６０内の圧力が設定値に対して所定の範囲内に入るように制御を行う。
【００２４】
また所定時間の間隔とは、予め決められた時間であり、この時間はインクタンクヒータ５の温度が所定の温度で一定に保たれているとき、加熱しても目標上限温度以上とならない時間であり、かつ加熱せずに放置しても目標加減温度以下とならない時間であり、この時間はＲＯＭ１４に記憶され、必要に応じて読み書きする。真空ポンプ制御機４７における所定時間の間隔とは、真空ポンプ４６を駆動した際、目標上限圧力以下とならない時間であり、かつ停止し、放置しても目標加減圧力以上とならない時間である。この時間は真空ポンプ制御機４７内のメモリに記憶されている。
【００２５】
インク供給回路１８は、後述するインク供給系２８のアクチュエータを駆動し、メインタンク２９からインクタンク６２、脱気モジュール６０を介し、サブタンク２へインクを供給する。このとき、インクタンク６２から脱気モジュール６０の間に設置されたインク供給圧力センサ２７によりインク供給時の脱気モジュール６０にかかる圧力を監視する。サブタンク２はヘッドのオリフィスにメニスカスを形成させるようインクの水頭値を調整している。サブタンク２があるため脱気モジュール６０の圧損やインクタンク６２の容量によって発生するインクジェットヘッド１９に対する水頭値変動は無視できる。
【００２６】
サブタンク２にはサブタンク液量センサ２６が備わって、サブタンク２内の液量を検出する。サブタンク液量センサ２の出力をサブタンク液量検出回路４９によって受け、制御部１１へ液量を出力する。サブタンク２内のインクが少なくなると供給し、予め決められた量に達すると供給を停止するように制御部１１が制御する。
【００２７】
また、インク供給回路１８はインク供給系２８のアクチュエータをＰＷＭ制御で駆動することができる。また、インクタンク温度検知センサ１０で検知されたインクタンク６２内のインク温度がインク供給時に目標値以下に下がった場合、目標温度との乖離量からインク供給の流量をＰＷＭ制御によって調整することができる。すなわち目標温度よりインク温度が、高くなるほどインク供給の流量を大きくし、低くなるほどインク供給の流量を小さくする。
【００２８】
インクジェットヘッド制御回路２１は、制御部１１からの信号を基に吐出制御回路３９でヘッドの吐出動作を決定し、印字データをインクジェットヘッド１９へ転送し、転送された印字データに基づいてインクジェットヘッド１９からインクを吐出する。キャリッジエンコーダ３０はリニアスケール３１のメモリを検出し、レール８に沿って移動するキャリッジ２４の移動量に応じて、パルス列を制御部１１へ出力する。インクジェットヘッド制御回路２１は、キャリッジエンコーダ３０からのパルス数のカウントに基づいて演算されたキャリッジ２４の速度と現在位置を取得する。また、このパルス列からインクの吐出タイミングが生成される。インクジェットヘッド制御回路２１は、この吐出タイミングと位置に基づいて、インクジェットヘッド１９の吐出制御を行う。また、制御部１１は、キャリッジエンコーダ３０からのパルス数をカウントし、それに基づいてモータ制御回路１６への出力信号を決定し、キャリッジ２４のレール８に沿った往復移動を制御する。リニアスケール３１はキャリッジ２４の移動範囲に延在させてある。記録媒体搬送モータ２０によって駆動する記録媒体搬送ローラ２３によって記録媒体９が搬送される。キャリッジ駆動モータ２２によってキャリッジ２４がレール８に沿って往復移動する。吐出制御回路３９によってインクジェットヘッド１９が駆動され、記録媒体９にインクが吐出される。
【００２９】
また好ましくは、インクタンク６２と脱気モジュール６０の間のインク供給チューブ３２の外周を断熱材で覆うことで、加熱したインクを冷やさないようにして供給する。
【００３０】
図２は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略図である。図３は本発明インクジェットプリンタの複数色分あるインク供給路のうち１色のみを示したものである。ここで、メインタンク２９からインクジェットヘッド１９までのインク供給経路を中心に説明する。インクジェットプリンタ１は、キャリッジ２４にインクジェットヘッド１９が搭載されている。インクジェットヘッド１９は、色毎に１個設け、ここでは８色分の８個のインクジェットヘッド１９がキャリッジ２４に搭載されている。本体にはインクジェットヘッド１９毎に１個のサブタンク２が搭載されている。キャリッジ２４は、レール８に沿って往復移動する。記録媒体９上に往復移動するインクジェットヘッド１９によってインクを吐出し、所望の画像を形成する。メインタンク２９のインクはインク供給チューブ３２を介してインクタンク６２、脱気モジュール６０、サブタンク２を介しインクジェットヘッド１９に供給される。サブタンク２からキャリッジ２４までの区間では、インク供給チューブ３２はケーブルベア２５の中を通る。
【００３１】
メンテナンス装置１７は、インクジェットヘッド１９のメンテナンスをおこなう。メンテナンス装置１７は、キャップを有し、非使用時はインクジェットヘッド１９にキャップをしてインクの乾燥を防止する。また、インクを吸引することでインク詰まりを防止する。また、インクを吸引することによってインクジェットヘッド１９へインクを充填する。
【００３２】
インクタンク６２とメインタンク２９の間のインク供給チューブ３２の途中にインク供給モータ３３が配置されている。メインタンク２９内の非脱気インクは、インク供給モータ３３を駆動することで、インク供給チューブ３２を通ってインクタンク６２に供給される。インクタンク６２に供給された非脱気インクは、インクタンクヒータ５による加熱後に、脱気モジュール６０に供給される。そこで脱気されたインクがサブタンク２に供給されて、そこに一時的に収納される。そして、サブタンク２からインクジェットヘッド１９に脱気されたインクが供給され、インクジェットヘッド１９から記録媒体９上にインクが吐出される。
【００３３】
分岐部４５は各色にそれぞれ設置されている脱気モジュール６０を一つの真空ポンプ４６で同時に減圧するために用いる。この分岐部４５によって、一つの真空ポンプ４６と８色分の８つの脱気モジュール６０が接続される。
【００３４】
インク供給系２８は、メインタンク２９、インク供給チューブ３２、インク供給モータ３３、フィルタ３７、サブタンク２、サブタンク液量センサ２６、インクタンク６２、インクタンクヒータ５、インクタンク温度検知センサ１０、エアチューブ３４、真空ポンプ４６、真空ポンプ制御機４７、エアバッファ３６、トラップ３８、分岐部４５、真空度圧力センサ３５、インク供給圧力センサ２７、インクジェットヘッド１９、脱気モジュール６０、インクタンク液量センサ４を備える。インク供給系２８は、メインタンク２９からインクジェットヘッド１９までの間のインクの供給路及び脱気システムによって構成させる。エアチューブ３４、真空ポンプ４６、真空ポンプ制御機４７、エアバッファ３６、トラップ３８、分岐部４５、真空度圧力センサ３５、インク供給圧力センサ２７、脱気モジュール６０によって脱気ユニット６１が構成されている。脱気ユニット６１はインクを脱気させるための脱気手段である。
【００３５】
インク供給モータ３３を動力源として、メインタンク２９からサブタンク２へ、インク供給チューブ３２、インクタンク６２、脱気モジュール６０を介して圧送する。このとき、脱気モジュール６０にて非脱気インクは脱気される。サブタンク２に設けられているサブタンク２内の液量を検知するサブタンク液量センサ２６でサブタンク２内が満タンと検知されるまでインクが供給され続ける。その際、インク供給圧力センサ２７によって脱気モジュール６０にかかる圧力を監視し、脱気モジュール６０が何らかの原因で詰まり、破損する可能性のある圧力になる前にインク供給モータ３３を停止する。その際、インク供給路が開放状態となるようインク供給モータ３３を停止する。また、メインタンク２９とインクタンク６２の間にフィルタ３７を設け、脱気モジュール６０へごみ等が流れ込まないようする。また、サブタンク２内の減少するインク量は、インクジェットヘッド制御回路２１の吐出液量カウント回路４０でインク吐出量をカウントすることで行う。一定量のインクが消費された後、インク供給モータ３３によってインクをサブタンク２に補充する。
【００３６】
また、真空ポンプ４６を駆動し、エアバッファ３６、エアチューブ３４、トラップ３８、分岐部４５を介し、脱気モジュール６０内を減圧し、真空ポンプ制御機４７によって読み取れる脱気モジュール６０内の圧力が適正値となるように制御する。エアバッファ３６は、圧力の急激な変化を緩和するために備えられたものである。トラップ３８は脱気モジュール６０内から何らかの原因でエアチューブ３４にインクが流入し、真空ポンプ４６及び真空ポンプ制御機４７にインクが浸入しないための予防手段である。
【００３７】
インクタンクヒータ５は、前述のインクタンク制御回路６によって、インクタンクヒータ温度検知センサ１０の検知結果に基づいてＯＮ／ＯＦＦすることでインクタンク６２内インク温度を可変し、非脱気インクが脱気モジュール６０において適正となる脱気率となるインク温度にする。
【００３８】
図４は、本実施形態におけるサブタンク２へのインク供給フローである。
インクジェットヘッド１９にインクを供給するためにまずはメインタンク２９からサブタンク２にインクを供給する必要がある。そのためまず、ユーザにより電源が立ち上がるとインクタンクヒータ５の制御及び真空ポンプ４６の制御が開始される（Ｓ１）。サブタンク液量センサ２６によりサブタンク２内のインク残量を検知し、予めＲＯＭ１４に記憶された満タンに相当する値と比較し、サブタンク２内インクが満タンであるか否か判断される（Ｓ２）。インク量が満タンの場合はステップＳ６に進み、制御終了となる。インク量が満タンでない場合はステップＳ３に進み、インクタンクヒータ温度検知センサ１０によってインクタンク６２内のインク温度を検出し、インク温度が所定の温度、例えば３１３．１５Ｋ以上、であるか判断する。ここで、３１３．１５Ｋとはインクを加熱するときの下限の温度である。所望の脱気率を得る為に必要なインクの下限温度が分かるので、それ以上の温度に加熱する。上限の温度が予め決められてあり下限温度との範囲内でインク温度を保つ制御がされている。インク温度が３１３．１５Ｋ以下であるとき、ステップＳ５に進み、インクタンク６２内のインク温度が３１３．１５Ｋ以上になるまでインク供給はせず、インクを加熱する。インク温度が３１３．１５Ｋ以上である場合は、ステップＳ４に進み、インク供給回路１８に制御信号が送信され、脱気モジュール６０によりインクの脱気を行いながらサブタンク２が満タンとなるまでインクを供給する。サブタンク２が満タンとなったらステップＳ６に進み、制御は終了となる。
【００３９】
図５は、本実施形態における脱気モジュールが破壊される恐れのある圧力が発生した場合のインク供給緊急停止フローである。まず、メインタンク２９からサブタンク２にインク供給を行う際にて制御開始となる（Ｓ７）。まずインク供給圧力センサ２７にて脱気モジュール６０に対してかかる圧力を検出し、インク供給圧力センサ２７の圧力値を制御部１１に出力し、その圧力値が異常圧力であるか否か判断する（Ｓ８）。異常圧力であるか否かは、予めＲＯＭ１４に記憶された圧力範囲の設定値とインク供給圧力センサ２７から取得した圧力値とを比較し、範囲内なら正常、範囲外なら異常と判断する。インク供給圧力センサ２７で取得した圧力値に異常がない場合はステップＳ９に進み、減圧側に設置されている真空度圧力センサ３５で検出された圧力値が異常でないか否か制御部１１にて判断する（Ｓ９）。異常圧力であるか否かは、予めＲＯＭ１４に記憶された圧力範囲の設定値と真空度圧力センサ３５から取得した圧力値とを比較し、範囲内にあれば正常と判断し、範囲外なら異常と判断する。減圧側圧力に異常がない場合は、ステップＳ１３に進み、制御終了となる。ステップＳ８、Ｓ９においてどちらか一方でも異常圧力と判断された場合は、ステップＳ１０に進み、インク供給モータ３３をインク供給系２８が開放状態となる位置で停止させる。インク供給モータ３３はインクタンク６２とメインタンク２９の間にあり、モータの停止位置を制御することで、その間を連通させるか閉じるかできる。制御部１１によって、インク供給回路１８を制御し、インク供給モータ３３の停止位置を制御する。その後、ステップＳ１１にて印字中であるか否か制御部１１で判断し、印字中でなければステップＳ１３に進み、制御終了となる。ステップＳ１１にて印字中であった場合、ステップＳ１２にて印字を停止した後、ステップＳ１３で制御終了となる。
【００４０】
図６は、本実施形態のインクタンクヒータの概略図である。インクタンクヒータ５は、シールドパイプ５２、そのシールドパイプ５２の中にあり図中点線で示されているヒータ線３、シールドパイプ５２の中を満たしている充填剤５１、からなるヒータ部７と、インクタンク温度検知センサ１０、一対の放熱板金５３、接続子５４、ハーネス５５と、一対の放熱板金５３を結合させるボルトとナットなどの接続手段を有し、構成されている。ヒータ線３は外周部をシールドパイプ５２によって覆うことで保護される。放熱板金５３にはシールドパイプ５２を配置するための凹部が形成されている。まず、シールドパイプ５２にヒータ線３を通し、高熱伝導率の充填剤５１でシールドパイプ５２とヒータ線３を熱的に接続する。ヒータ線３は放熱板金５３に設けられた溝内に置かれる。その後、インクタンク温度検知センサ１０とともに一対の放熱板金５３で挟み込み、ボルトとナットにより固定する。シールドパイプ５２及びインクタンク温度検知センサ１０は放熱板金５３と熱的に接続させるため、隙間に高熱伝導率の充填剤５１を充填するのが好ましい。高熱伝導率の充填剤５１として、窒化アルミ粉末などアルミニュウムを含むペースト状の樹脂などを用いることができる。放熱板金５３はインクタンク６２に挿入させるために先端と末端の幅を同じくし、平板状に形成されている。さらに好ましくは表面に凹凸部を設けることでインクとの接触面積を大きくする。
【００４１】
また、ヒータ線３とハーネス５５を接続子５４で繋ぎ、ハーネス５５をインクタンクヒータ駆動回路４３の出力側に接続し駆動する。放熱板金５３によってインクと接する表面積が大きくなるので、ヒータ線３からの熱を効率よくインクタンク６２内のインクに伝えることができる。狭い範囲で加熱するとインクの一部だけが加熱されるが、放熱板金５３によって広い範囲で加熱でき、場所による温度差を抑えることができる。
【００４２】
このように、放熱手段として放熱板金５３を加熱手段としてヒータ線３をもちいてインクタンク６２内のインクを加熱するヒータを構成している。
【００４３】
図７は、インクタンクヒータの設置図である。インクタンクヒータ５をインクタンク６２に設置する例を示す。インクタンク６２は、インク供給チューブ３２と接続され、インク供給チューブ３２を介してインクタンク６２内のインクの流入と流出がされる。インクタンク液量センサ４はインクタンク６２内のインクの量の検知を行う。インクタンク６２には、インクタンクヒータ５を挿入する開口部であるインクタンクヒータ挿入口５６が２箇所ある。インクタンクヒータ５の使用個数は、ヒータのヒート能力、インクの熱容量、加熱時間などの要因によって個数が決められる。インクタンク６２のインクタンクヒータ挿入口５６にインクタンクヒータ５を挿入する際、シールド性のあるＯリング５７を挿入口周囲に設置する。これは、シールド性が向上し、インク漏れが防止できる。インクタンクヒータ５の挿入後はボルトにより固定する。使用しない挿入口に関しては、蓋５０を用意しておき、前記のＯリング５７を挟み、ボルトで固定することで気密性を確保する。インクタンク６２は、例えば気泡入りの樹脂などの熱伝導率の低いもので全体を覆うようにし、インクタンク６２内部と外部とを断熱する。断熱することで、インクタンクヒータ５によって加熱した熱を逃げにくくする。好ましくはさらに、インクタンクヒータ５をインクタンク６２に挿入したときに、インクタンクヒータ５の周囲から熱が逃げないように、ハーネス５５、接続子５４の周囲および放熱板金５３の上部などの外部との露出部分に、断熱材を配置し、放熱板金５３から放熱される熱を少なくする。インクタンク６２を熱伝導率の低いプラスチック材で形成しても良い。
【００４４】
また、カラーのインクジェットプリンタはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）等の多色で画像を構成する。本実施形態では８色であるが、印字画像によっては全色を使用しない場合もあり、そのような場合、使用しない色のインクヒータを使用する色のインクタンクに装着することで、１つのインクタンクに与える熱量を増加させることができ、ウォーミングアップ時間を短縮させることができる。
【００４５】
図８は、インクタンクヒータの別の形態を示す概略図である。ＩＨヒータ型インクタンクヒータ５の構造図を示したものである。インク供給チューブ３２は、インクタンク６２内のインクの流入と流出の経路である。インクタンク液量センサ４によってインクタンク６２内のインクの量の検知を行う。インクタンク６２に加熱導体５９を挿入した状態でインクタンク６２を組み立て、インクタンク６２外部に誘導コイル５８を設ける。インクタンク温度検知センサ１０は加熱導体５９に配置され、その出力信号より、インクタンク６２内インク温度を制御する。これによって、インクタンク６２内に配置された加熱導体５９とインクとの接触面を広くすることができるので、インク加熱を効率よく行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ インクジェットプリンタ
２ サブタンク
３ ヒータ線
４ インクタンク液量センサ
５ インクタンクヒータ
６ インクタンク制御回路
７ ヒータ部
８ レール
９ 記録媒体
１０ インクタンク温度検知センサ
１１ 制御部
１２ インターフェース
１３ ＲＡＭ
１４ ＲＯＭ
１５ 搬送モータエンコーダ
１６ モータ制御回路
１７ メンテナンス装置
１８ インク供給回路
１９ インクジェットヘッド
２０ 記録媒体搬送モータ
２１ インクジェットヘッド制御回路
２２ キャリッジ駆動モータ
２３ 記録媒体搬送ローラ
２４ キャリッジ
２５ ケーブルベア
２６ サブタンク液量センサ
２７ インク供給圧力センサ
２８ インク供給系
２９ メインタンク
３０ キャリッジエンコーダ
３１ リニアスケール
３２ インク供給チューブ
３３ インク供給モータ
３４ エアチューブ
３５ 真空度圧力センサ
３６ エアバッファ
３７ フィルタ
３８ トラップ
３９ 吐出制御回路
４０ 吐出液量カウント回路
４１ インクタンクヒータＰＷＭ制御回路
４２ インクタンクヒータＯＮ／ＯＦＦ制御回路
４３ インクタンクヒータ駆動回路
４４ インクタンク温度検出回路
４５ 分岐部
４６ 真空ポンプ
４７ 真空ポンプ制御機
４９ サブタンク液量検出回路
５０ 蓋
５１ 充填剤
５２ シールドパイプ
５３ 放熱板金
５４ 接続子
５５ ハーネス
５６ インクタンクヒータ挿入口
５７ Ｏリング
５８ 誘導コイル
５９ 加熱導体
６０ 脱気モジュール
６１ 脱気ユニット
６２ インクタンク
６３ インクタンク液量検出回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非脱気インクを収納するメインタンクから前記非脱気インクが供給され、供給された前記非脱気インクを一時的に収納すると共に前記非脱気インクを加熱するインクタンクと、前記インクタンクから前記非脱気インクが供給され、通過する非脱気インクの温度上昇に伴い脱気率が向上する脱気モジュールと、前記脱気モジュールにて脱気された脱気インクを一時的に収納するサブタンクと、前記サブタンクから前記脱気インクの供給を受けて前記脱気インクを吐出するインクジェットヘッドと、を有するインクジェットプリンタにおいて、
前記インクタンク内に配置する放熱手段と、前記放熱手段の内部に配置された前記放熱手段を加熱する加熱手段と、前記放熱手段の内部に配置された温度検出センサと、前記温度検出センサの検出温度に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記インクタンクは開口部を複数有し、前記放熱手段は前記インクタンクに固定するための固定部を有し、前記開口部に前記放熱手段を挿入するとともに前記固定部によって前記インクタンクに固定し、前記開口部に挿入された前記放熱手段の数に応じて加熱能力を可変することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記放熱手段は前記加熱手段を内部に配置するための凹部を有し、
前記凹部に前記加熱手段を配置した時に生じる隙間に熱伝導充填剤が充填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プリンタ。
【請求項４】
前記放熱手段は前記温度検出センサを内部に配置するための溝を有し、前記溝に前記温度検出センサを配置した時に生じる隙間に熱伝導充填剤が充填されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記メインタンクから前記インクタンクに前記非脱気インクを供給するためのインク供給モータを有し、
前記制御手段は、予め決められた第１の温度より前記温度検出センサの検出温度が低い場合に前記加熱手段によって加熱し、予め決められた第２の温度より前記温度検出センサの検出温度が高い場合に前記加熱手段の加熱を停止し、前記温度検出センサの検出温度が低下傾向にある場合にインク供給モータの単位時間あたりの回転数を可変して前記インクタンク内に流入する前記非脱気インクの量を少なくすることで前記非脱気インクの温度低下を抑制することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記加熱手段はヒータ線と、前記ヒータ線の外周部に前記ヒータ線を保護するシールドパイプとを有し、前記ヒータ線と前記シールドパイプの隙間に熱伝導充填剤が充填されており、前記凹部に前記シールドパイプを配置することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記インクタンクの外周を断熱材によって覆うことを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
誘導コイルが前記インクタンク外に配置され、前記加熱手段は前記誘導コイルに流す電流に応じて発熱する加熱導体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プリンタ。
【請求項１】
非脱気インクを収納するメインタンクから前記非脱気インクが供給され、供給された前記非脱気インクを一時的に収納すると共に前記非脱気インクを加熱するインクタンクと、前記インクタンクから前記非脱気インクが供給され、通過する非脱気インクの温度上昇に伴い脱気率が向上する脱気モジュールと、前記脱気モジュールにて脱気された脱気インクを一時的に収納するサブタンクと、前記サブタンクから前記脱気インクの供給を受けて前記脱気インクを吐出するインクジェットヘッドと、を有するインクジェットプリンタにおいて、
前記インクタンク内に配置する放熱手段と、前記放熱手段の内部に配置された前記放熱手段を加熱する加熱手段と、前記放熱手段の内部に配置された温度検出センサと、前記温度検出センサの検出温度に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記インクタンクは開口部を複数有し、前記放熱手段は前記インクタンクに固定するための固定部を有し、前記開口部に前記放熱手段を挿入するとともに前記固定部によって前記インクタンクに固定し、前記開口部に挿入された前記放熱手段の数に応じて加熱能力を可変することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記放熱手段は前記加熱手段を内部に配置するための凹部を有し、
前記凹部に前記加熱手段を配置した時に生じる隙間に熱伝導充填剤が充填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プリンタ。
【請求項４】
前記放熱手段は前記温度検出センサを内部に配置するための溝を有し、前記溝に前記温度検出センサを配置した時に生じる隙間に熱伝導充填剤が充填されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記メインタンクから前記インクタンクに前記非脱気インクを供給するためのインク供給モータを有し、
前記制御手段は、予め決められた第１の温度より前記温度検出センサの検出温度が低い場合に前記加熱手段によって加熱し、予め決められた第２の温度より前記温度検出センサの検出温度が高い場合に前記加熱手段の加熱を停止し、前記温度検出センサの検出温度が低下傾向にある場合にインク供給モータの単位時間あたりの回転数を可変して前記インクタンク内に流入する前記非脱気インクの量を少なくすることで前記非脱気インクの温度低下を抑制することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記加熱手段はヒータ線と、前記ヒータ線の外周部に前記ヒータ線を保護するシールドパイプとを有し、前記ヒータ線と前記シールドパイプの隙間に熱伝導充填剤が充填されており、前記凹部に前記シールドパイプを配置することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記インクタンクの外周を断熱材によって覆うことを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
誘導コイルが前記インクタンク外に配置され、前記加熱手段は前記誘導コイルに流す電流に応じて発熱する加熱導体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プリンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０７０１７（Ｐ２０１１−２０７０１７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６３７２（Ｐ２０１０−７６３７２）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【出願人】（３９５００３１８７）株式会社セイコーアイ・インフォテック (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ケーブルベア
【出願人】（３９５００３１８７）株式会社セイコーアイ・インフォテック (173)
【Ｆターム（参考）】
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