JP2019214150A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】効率よくインクを加熱できるインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】本発明に係るインクジェットプリンタは、インクを貯留するインク容器と、インクを吐出するインクヘッドと、インク容器とインクヘッドとを接続するインク供給路４３と、インク供給路４３に設けられ、インクが内部を通過するインクヒータ６０とを備える。インクヒータ６０は、インクが通過する内部流路６１ａを備えた流路形成部材６１と、流路形成部材６１の外周面に巻き付けられたコードヒータ６２と、コードヒータ６２と並んで流路形成部材６１の外周面に巻き付けられたコード状のダミー部材６３とを備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェットプリンタに関する。

従来から、インクを加熱する機構を備えたインクジェットプリンタが知られている。インクの加熱は、例えば高粘性のインクを使用する場合などに、インクの粘度を低下させるために行われている。例えば特許文献１には、サブタンクと、サブタンクを加熱する加熱手段を備えたインクジェットプリンタが開示されている。

特開２００３−３４１０２７号公報

ところで、インクジェットプリンタにおいては、印刷時にはインクが次々に消費されてゆくので、インクを加熱する手段には、新たに供給されるインクを所定の温度に調整してゆくことが求められる。サブタンクを備え、サブタンク内のインクを加熱するインクジェットプリンタはそのような要求に合致するものであるが、サブタンク内のインクを全て保温する必要があることから、加熱の効率においてはあまり効率的でない場合がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率よくインクを加熱できるインクヒータを備えたインクジェットプリンタを提供することである。

ここに開示するインクジェットプリンタは、インクを貯留するインク容器と、前記インクを吐出するインクヘッドと、前記インク容器と前記インクヘッドとを接続するインク供給路と、前記インク供給路に設けられ、前記インクが内部を通過するインクヒータとを備える。前記インクヒータは、前記インクが通過する内部流路を備えた流路形成部材と、前記流路形成部材の外周面に巻き付けられたコードヒータと、前記コードヒータと並んで前記流路形成部材の外周面に巻き付けられたコード状のダミー部材とを備えている。

上記インクジェットプリンタによれば、インクヒータの内部をインクが通るため、効率よくインクを加熱できる。なお、インクヒータの内部をインクが直接通過するか、配管などを介して通過するかは限定されない。

一実施形態に係るインクジェットプリンタの正面図である。 キャリッジ内の構成を示す斜視図である。 インク供給システムの構成を示す模式図である。 ヒータユニットの構成を示す斜視図である。 インクヒータの構成を示す正面図である。

以下、図面を参照しながら、いくつかの実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。以下の説明では、インクジェットプリンタを正面から見たときに、インクジェットプリンタから遠ざかる方を前方、インクジェットプリンタに近づく方を後方とする。また、図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、インクジェットプリンタの設置態様等を限定するものではない。

図１は、一実施形態に係る大判のインクジェットプリンタ（以下、「プリンタ」とする。）１０の正面図である。プリンタ１０は、ロール状の記録媒体５を順次前方に移動させるとともに、左右方向に移動するキャリッジ２５に搭載された複数のインクヘッド４１（図２参照）からインクを吐出することによって、記録媒体５上に画像を印刷する。

記録媒体５は、画像が印刷される対象物である。記録媒体５は特に限定されない。記録媒体５は、例えば、普通紙やインクジェット用印刷紙等の紙類であってもよいし、樹脂製やガラス製などの透明なシートであってもよいし、金属製やゴム製等のシートであってもよい。また、布帛であってもよい。

図１に示すように、プリンタ１０は、プリンタ本体１０ａと、プリンタ本体１０ａを支持する脚１１とを備えている。プリンタ本体１０ａは、左右方向に延びている。プリンタ本体１０ａは、ガイドレール２１と、ガイドレール２１に係合したキャリッジ２５とを備えている。ガイドレール２１は、左右方向に延びている。ガイドレール２１は、キャリッジ２５の左右方向への移動をガイドする。キャリッジ２５には無端状のベルト２２が固定されている。ベルト２２は、ガイドレール２１の右側に設けられたプーリ２３ａおよび左側に設けられたプーリ２３ｂに巻き掛けられている。右側のプーリ２３ａにはキャリッジモータ２４が取り付けられている。キャリッジモータ２４は、制御装置１００と電気的に接続されている。キャリッジモータ２４は、制御装置１００によって制御される。キャリッジモータ２４が駆動するとプーリ２３ａが回転し、ベルト２２が走行する。それにより、キャリッジ２５がガイドレール２１に沿って左右方向に移動する。このように、キャリッジ２５が左右方向に移動することによって、インクヘッド４１も左右方向に移動する。本実施形態では、ベルト２２とプーリ２３ａとプーリ２３ｂとキャリッジモータ２４とが、キャリッジ２５およびキャリッジ２５に搭載されたインクヘッド４１を左右方向に移動させるキャリッジ移動機構２０の一例である。

キャリッジ２５の下方には、プラテン１２が配置されている。プラテン１２は、左右方向に延びている。プラテン１２には記録媒体５が載置される。プラテン１２の上方には、記録媒体５を上から押下するピンチローラ３１が設けられている。ピンチローラ３１は、キャリッジ２５より後方に配置されている。プラテン１２には、グリットローラ３２が設けられている。グリットローラ３２は、ピンチローラ３１の下方に配置されている。グリットローラ３２は、ピンチローラ３１と対向する位置に設けられている。グリットローラ３２は、フィードモータ３３に連結されている。グリットローラ３２は、フィードモータ３３の駆動力を受けて回転可能に形成されている。フィードモータ３３は、制御装置１００と電気的に接続されている。フィードモータ３３は、制御装置１００によって制御される。ピンチローラ３１とグリットローラ３２との間に記録媒体５が挟まれた状態でグリットローラ３２が回転すると、記録媒体５は前方に搬送される。本実施形態では、ピンチローラ３１とグリットローラ３２とフィードモータ３３とが、記録媒体５を前後方向に移動させる搬送機構３０の一例である。

図２は、キャリッジ２５内の構成を示す斜視図である。図２に示されるように、本実施形態に係るプリンタ１０は、キャリッジ２５に複数のインクヘッド４１を搭載している。インクヘッド４１は、インクを吐出する部材である。複数のインクヘッド４１は、キャリッジ２５において左右方向に並んで配置されている。図２に示すように、インクヘッド４１の数は、ここでは「４」である。複数のインクヘッド４１は、それぞれ下面に、前後方向に並んだ複数のノズルからなるノズル列４１ａを備えている。本実施形態では、ノズル列４１ａは１つのインクヘッド４１につき２列形成されている。従って、ノズル列４１ａの数は「８」である。ただし、ノズル列４１ａの数は、１つのインクヘッド４１につき１列でもよいし、３列以上でもよい。１つのノズル列４１ａあたりのノズルの個数は、例えば３００個である。ただし、ノズル列４１ａのノズルの数はこれに限定されるわけではない。

インクヘッド４１の内部には、圧電素子を備えたアクチュエータが設けられている。アクチュエータは、ノズルごとに設けられている。各アクチュエータが駆動することによって、各ノズルはインクを吐出する。各アクチュエータは、ノズルと連通しインクが貯留される圧力室と、圧力室に接する圧電素子とを備えている。圧電素子に印加される電圧を変化させると圧電素子は膨張・収縮し、その変位によって圧力室の体積が変化する。この圧力室の体積の変化によってインクがノズルから吐出される。複数のアクチュエータは、制御装置１００（図１参照）に電気的に接続され、制御装置１００によって制御されている。

プリンタ１０は、ノズル列４１ａごとに１つのインク供給システムを備えている。本実施形態では、インク供給システムの数は「８」である。図３は、インク供給システム４０の構成を示す模式図である。図３に示すように、インク供給システム４０は、インクヘッド４１と、インクカートリッジ４２と、インク供給路４３と、インク帰還路４４と、上流側ポンプ４５と、下流側ポンプ４６と、上流側ダンパ４７と、下流側ダンパ４８と、バルブ４９と、インクヒータ６０と、測温体７０と、エアトラップ７５とを備えている。本実施形態では、１つのインクヘッド４１に対して２つのインク供給システム４０が対応している。本実施形態に係るインク供給システム４０は、印刷時にはインクヘッド４１にインクを供給するとともに、非印刷時にはインク成分の沈降を防ぐために内部でインクを循環させることができるインク供給システムである。

インクカートリッジ４２は、インクを貯留する部材である。インクカートリッジ４２は、例えばプリンタ本体１０ａの右端部に着脱可能に配置されている。各インクカートリッジ４２には、例えば、ＣＭＹＫ他のプロセスカラーインクや特色インクなどが貯留されている。インクの材料は何ら限定されず、従来からインクジェットプリンタのインクの材料として用いられている各種の材料を使用することができる。上記インクは、例えば、ソルベント系（溶剤系）顔料インクや水性顔料インクであってもよいし、水性染料インク、あるいは、紫外線を受けて硬化する紫外線硬化型顔料インク等であってもよい。また、複数のインクカートリッジ４２には、すべて別のインクが貯留されていてもよいし、一部同じインクが貯留されていてもよい。

インク供給路４３は、インクカートリッジ４２とインクヘッド４１とを接続する流路である。インクカートリッジ４２内のインクは、インク供給路４３を通じてインクヘッド４１に供給されている。インク供給路４３の材質等は特に限定されないが、例えば、可撓性を有するチューブである。１つのインクヘッド４１のノズルからは、インク供給路４３によって接続されたインクカートリッジ４２内のインクが吐出される。

インク帰還路４４は、一端がインクヘッド４１に接続され、他端がインク供給路４３の途中に接続されている。以下では、インク供給路４３とインク帰還路４４との接続部を適宜、接続部Ｃ１と称する。インク帰還路４４は、インクヘッド４１から流出したインクをインク供給路４３に戻すための流路である。インク供給路４３のうち接続部Ｃ１よりもインクヘッド４１側の部分とインク帰還路４４とは、環状の循環流路Ｌ１を形成している。インク帰還路４４の材質等も特に限定されないが、例えば、可撓性を有するチューブである。接続部Ｃ１は、例えば、３方向に分岐したチューブ接続用部材によって構成されている。

インク供給路４３の接続部Ｃ１よりもインクヘッド４１側の部分には、上流側ポンプ４５が設けられている。上流側ポンプ４５は、インクを接続部Ｃ１側からインクヘッド４１側に向かって送液するように設定されている。上流側ポンプ４５の下流側には、インクヒータ６０が設けられている。インクヒータ６０のさらに下流側には、上流側ダンパ４７が設けられている。上流側ダンパ４７の下流には、インクヘッド４１が設けられている。インクヘッド４１の下流には、下流側ダンパ４８が設けられている。下流側ダンパ４８の下流には、下流側ポンプ４６が設けられている。下流側ポンプ４６は、インクヘッド４１から出てゆく方向に送液するように設定されている。即ち、上流側ポンプ４５と、下流側ポンプ４６とは同じ方向に送液するように設定されている。下流側ポンプ４６の下流には、エアトラップ７５が配置されている。エアトラップ７５の下流には、バルブ４９が配置されている。バルブ４９のさらに下流で、インク帰還路４４は、インク供給路４３との接続部Ｃ１に戻っている。

上流側ポンプ４５および下流側ポンプ４６は、循環流路Ｌ１内でインクを循環させるとともに、インクヘッド４１内のインク圧を適正な圧力範囲（例えば、−３ｋＰａ〜０ｋＰａ程度）に調整している。上流側ポンプ４５は、インクの供給流量を調整することで、インクヘッド４１より上流側のインク圧力を調整している。下流側ポンプ４６は、インクの帰還流量を調整することで、インクヘッド４１より下流側のインク圧力を調整している。インクヘッド４１の上流側インク圧および下流側インク圧が調整されることで、インクヘッド４１内のインク圧が間接的に調整される。上流側ポンプ４５、下流側ポンプ４６の種類は特に限定されないが、例えば、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプ等である。

上流側ダンパ４７および下流側ダンパ４８は、インクの圧力変動を緩和してインクヘッド４１のインク吐出動作を安定させるとともに、インクヘッド４１内のインクの圧力を所望の圧力に調整するための部材である。上流側ダンパ４７は、インクを貯留する貯留室と、貯留室に貯留されているインクの圧力を検出するセンサ４７ａとを備えている。貯留室に貯留されるインクの圧力は、センサ４７ａが検知している。センサ４７ａは、例えば、位置検出用のフォトセンサである。貯留室は、壁面の一つが伸縮する膜になっており、貯留室に貯留されているインクの圧力に応じて、膜が凹凸する。センサ４７ａは、膜の凹凸位置によって、貯留室内のインクの圧力を検出する。センサ４７ａは、膜が一定の位置を超えて膨張すると、制御装置１００に上限信号を送信する。また、センサ４７ａは、膜が一定の位置以下に収縮すると、制御装置１００に下限信号を送信する。下流側ダンパ４８の構成も、上流側ダンパ４７の構成と同様である。下流側ダンパ４８も、貯留室およびセンサ４８ａを備えている。ただし、上記したダンパの圧力検出方式は一例であって、貯留室内のインクの圧力を検出する手段は上記に限定されない。上流側ダンパ４７および下流側ダンパ４８は、図２に示すように、キャリッジ２５に設けられている。詳しくは、インクヘッド４１の上方に設けられた前方フレーム２５ａに取り付けられ、インクヘッド４１の上方に位置している。

バルブ４９は、インク帰還路４４を開閉するバルブである。バルブ４９は、インクヘッド４１へのインク供給時と循環流路Ｌ１でのインク循環時とで開閉を切り替える。バルブ４９の種類等は特に限定されないが、例えば電磁バルブ等である。バルブ４９は制御装置１００に電気的に接続され、制御装置１００によって制御されている。

インク供給路４３の上流側ポンプ４５と上流側ダンパ４７との間には、インクヒータ６０が設けられている。インクヒータ６０は、インクを加熱する部材である。インクヒータ６０は、インクヘッド４１から吐出される直前のインクの温度を調整するために、インクヘッド４１よりも上流側に設けられている。本実施形態では、インクヒータ６０は８個であるが、８個のインクヒータは１つのヒータユニット５０に集約されている。図２に示すように、ヒータユニット５０は、キャリッジ２５に設けられている。詳しくは、上流側ダンパ４７および下流側ダンパ４８の後方に設けられている。ヒータユニット５０は、扁平な箱型の部材である。ヒータユニット５０の下面の前方側は、キャリッジ２５の前方フレーム２５ａの一部に保持されている。ヒータユニット５０の下面の後方側は、キャリッジ２５の後方フレーム２５ｂの一部に保持されている。前方フレーム２５ａにおけるヒータユニット５０の保持位置の方が、後方フレーム２５ｂにおけるヒータユニット５０の保持位置よりも高いので、ヒータユニット５０は後方に向かって下降傾斜で設置されている。扁平なヒータユニット５０の広い面は、上面および下面として斜め上下方向を向いている。ヒータユニット５０の前面および背面（背面については図示せず）には、インク供給路４３が接続されている。ここでは、８本のインク供給路４３の全てがヒータユニット５０に接続されている。インクはヒータユニット５０の内部を通っている。ヒータユニット５０の内部には、複数のインク供給路４３のそれぞれに対して１つのインクヒータ６０が備えられている。８本のインク供給路４３のインクは、それぞれ１つのインクヒータ６０によって加熱される。８個のインクヒータ６０は、それぞれが制御装置１００に電気的に接続され、制御装置１００によって独立に制御されている。ヒータユニット５０の内部の構成については後述する。

測温体７０は、インクの温度を測定する部材である。図３に示すように、ここでは、測温体７０は上流側ダンパ４７に設けられている。本実施形態では、測温体７０は、上流側ダンパ４７においてインクの温度を測定する。ただし、測温体７０がインクの温度を測定する場所は上流側ダンパ４７内に限られず、例えば、ヒータユニット５０内やインクヒータ６０であってもよい。測温体７０は制御装置１００に電気的に接続され、測定対象物であるインクの温度に対応した信号を制御装置１００に送信している。測温体７０の種類は限定されないが、サーミスタや熱電対などである。ここでは、測温体７０はサーミスタである。ヒータユニット５０のインクヒータ６０は、測温体７０の測定した温度に基づいて、制御装置１００によって制御されている。

エアトラップ７５は、循環中のインクに混入した空気を抜くための部材である。エアトラップ７５の構造は特に限定されないが、例えば、インクの液面よりも上方に空気抜きの空間を有する気液分離器である。ただし、エアトラップ７５は、例えば、気液を分離するフィルタを備えた装置であってもよい。エアトラップ７５の構成は限定されない。

図１に示すように、プリンタ本体１０ａの右端部には、操作パネル１１０が設けられている。操作パネル１１０には、機器状態を表示する表示部と、ユーザーによって操作される入力キー等が設けられている。操作パネル１１０の内側には、プリンタ１０の各種の動作を制御する制御装置１００が収容されている。制御装置１００は、キャリッジモータ２４、フィードモータ３３、インクヘッド４１のアクチュエータ、上流側ポンプ４５、下流側ポンプ４６、バルブ４９、およびインクヒータ６０にそれぞれ通信可能に接続されており、それらを制御可能に構成されている。また、制御装置１００は、上流側ダンパ４７のセンサ４７ａ、下流側ダンパ４８のセンサ４８ａ、および測温体７０と電気的に接続され、それらからの信号を受信している。

制御装置１００の構成は特に限定されない。制御装置１００は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等の記憶装置とを備えている。なお、制御装置１００は必ずしもプリンタ本体１０ａの内部に設けられている必要はなく、例えば、プリンタ本体１０ａの外部に設置され、有線または無線を介してプリンタ本体１０ａと通信可能に接続されたコンピュータ等であってもよい。

循環流路Ｌ１でのインク循環時、制御装置１００は、バルブ４９を開放するとともに、上流側ポンプ４５および下流側ポンプ４６を間欠的に駆動させている。制御装置１００は、上流側ダンパ４７のセンサ４７ａから上限信号を受信すると上流側ポンプ４５を停止する。上流側ポンプ４５が停止することで上流側ダンパ４７内のインク圧が下がり、センサ４７ａが下限信号を送信すると、制御装置１００は、上流側ポンプ４５を駆動させる。この制御により、制御装置１００は、上流側ダンパ４７内のインク圧を所定の範囲内に保っている。インクヘッド４１の下流側では、制御装置１００は、下流側ダンパ４８のセンサ４８ａから下限信号を受信すると下流側ポンプ４６を停止する。下流側ポンプ４６が停止することで下流側ダンパ４８内のインク圧が上がり、センサ４８ａが上限信号を送信すると、制御装置１００は、下流側ポンプ４６を駆動させる。この制御により、制御装置１００は、下流側ダンパ４８内のインク圧を所定の範囲内に保っている。上流側と下流側のインク圧がそれぞれ所定の圧力に制御されることで、インクヘッド４１内のインク圧も間接的に所定の圧力に制御される。

印刷時には、制御装置１００は、バルブ４９を閉鎖するとともに、上流側ポンプ４５を間欠的に駆動させる。この制御により、インクカートリッジ４２からインクヘッド４１にインクが供給される。同時に、制御装置１００は、キャリッジ移動機構２０を制御することによってキャリッジ２５を左右方向に走査させるとともに、インクヘッド４１のノズルからインクを吐出させる。前後方向の１つの位置において印刷が完了すると、制御装置１００は、フィードモータ３３を駆動させて、記録媒体５を前方に送り出す。記録媒体５上の１つ領域の印刷は、キャリッジ２５の１回または複数回の走査によって完成される。

以下では、ヒータユニット５０およびインクヒータ６０の構成について詳しく説明する。本実施形態に係るヒータユニット５０およびインクヒータ６０は、効率よくインクを加熱することができるように構成された部材である。インクは印刷時には消費されてゆくものであるから、インクヒータには新しく供給されたインクを順次所定の温度に調整することが求められるが、例えばバッファータンクを使用する方式などは、エネルギー効率の面から言うと必ずしも効率的と言えない場合がある。そこで、本実施形態に係るヒータユニット５０およびインクヒータ６０は、効率よくインクを加熱することができるように、インク供給路４３に直接設けられている。

図４は、ヒータユニット５０の構成を示す斜視図である。図４は、キャリッジ２５から取り外して水平に設置した状態のヒータユニット５０を図示している。また、図５は、インクヒータ６０の構成を示す正面図である。図５は、ヒータユニット５０から取り外して水平に設置した状態における１つのインクヒータ６０を図示している。図４に示されるように、ヒータユニット５０は、上ケース５１と、下ケース５２と、上断熱材５３と、下断熱材５４と、複数のインクヒータ６０とを備えている。

ヒータユニット５０の上ケース５１および下ケース５２は、ヒータユニット５０の筐体を構成している。上ケース５１および下ケース５２は、例えば鋼板によって形成されている。図４の設置の態様においては、上ケース５１は、下面が開口した箱状の形状を有している。下ケース５２は、上面が開口した箱状の形状を有している。上ケース５１と下ケース５２とは、それぞれの開口部を合わせるようにして結合されている。それにより、上ケース５１と下ケース５２との間には内部空間が形成されている。上ケース５１と下ケース５２とは、例えば図示しないネジによって結合されている。上ケース５１の前面５１ａおよび下ケース５２の前面５２ａには、それぞれ略半円形の貫通孔５１ｂおよび貫通孔５２ｂが複数形成されている。貫通孔５１ｂの数と貫通孔５２ｂの数とは同じ数であり、ヒータユニット５０の前面における位置は対応している。また、貫通孔５１ｂおよび貫通孔５２ｂの数は、インクヒータ６０の数と同じである。貫通孔５１ｂは、上ケース５１の前面５１ａの下縁に掛かるように形成されている。貫通孔５２ｂは、下ケース５２の前面５２ａの上縁に掛かるように形成されている。従って、上ケース５１と下ケース５２とを結合させると、貫通孔５１ｂと貫通孔５２ｂとは、略円形の出口孔５０ａを形成する。ヒータユニット５０の背面にも同様に、インクヒータ６０と同数の略円形の入口孔５０ｂが形成されている。

上ケース５１と下ケース５２とによって形成されるヒータユニット５０の内部空間には、上断熱材５３、下断熱材５４、および複数のインクヒータ６０が配置されている。図４、図５に示すように、インクヒータ６０は、円筒状の部材である。下断熱材５４は、下ケース５２に収まるとともに、インクヒータ６０の下側半分を囲むことができる形状を有している。下断熱材５４は、インクヒータ６０の外径に対応する半円柱状のくり抜き部５４ａを上面に有している。くり抜き部５４ａの数は、インクヒータ６０および下ケース５２の貫通孔５２ｂの数と同数である。また、くり抜き部５４ａは、貫通孔５２ｂの位置に対応した位置に設けられている。上断熱材５３は、上ケース５１に収まるとともに、インクヒータ６０の上側半分を囲むことができる形状を有している。上断熱材５３は、インクヒータ６０の外径に対応する半円柱状のくり抜き部５３ａを下面に有している。くり抜き部５３ａの数は、インクヒータ６０および上ケース５１の貫通孔５１ｂの数と同数である。また、くり抜き部５３ａは、貫通孔５１ｂの位置に対応した位置に設けられている。インクヒータ６０は、上断熱材５３のくり抜き部５３ａと下断熱材５４のくり抜き部５４ａとに挟まれて配置されている。即ち、断熱材としての上断熱材５３および下断熱材５４は、インクヒータ６０を囲むように配置されている。また、上断熱材５３および下断熱材５４に設置された状態において、インクヒータ６０の軸線は、入口孔５０ｂおよび出口孔５０ａの軸線と一致している。上断熱材５３および下断熱材５４は、例えば多孔質の樹脂等によって形成されている。上断熱材５３および下断熱材５４は特に限定されないが、熱伝導率の小さい素材が好ましい。

インクヒータ６０は、インクを加熱する部材である。図５に示すように、インクヒータ６０は、筒状の部材であり、インクが内部を通るように構成されている。本実施形態では、インクが直接インクヒータ６０の内部流路６１ａを通るが、インク供給路４３のチューブが内部流路６１ａを通っていてもよい。図５に示すように、インクヒータ６０は、パイプ部材６１と、コードヒータ６２と、ダミー部材６３と、耐熱テープ６４と、２つのチューブジョイント６５とを備えている。なお、図５は、コードヒータ６２およびダミー部材６３を図示するために、耐熱テープ６４を外した状態で図示しており、耐熱テープ６４は２点鎖線で示されている。

パイプ部材６１は、インクが通過する内部流路６１ａを備えた流路形成部材である。パイプ部材６１は、円筒状の部材であり、インクはパイプ部材６１の内部を通るように構成されている。もっとも、流路形成部材は内部流路を備えればよく、必ずしもパイプ部材６１のように筒状でなくともよい。パイプ部材６１の材質としては、インクを流しても腐食しない材料が好ましい。また、できれば熱伝導率が大きい材料が好ましい。パイプ部材６１は、例えばステンレスで形成されている。

パイプ部材６１の外周面には、コードヒータ６２とダミー部材６３とが螺旋状に巻き付けられている。コードヒータ６２は、電流を流して発熱させるコード状のヒータである。コードヒータは、例えばエッチングヒータ等と比較すると安価に入手しうるヒータである。コードヒータ６２は、略円形の断面形状を有している。その直径は、好適には２ｍｍ〜３ｍｍである。コードヒータ６２の仕様は特に限定されないが、例えば２０〜３０Ω／ｍ程度の抵抗率を持つものが好ましい。コードヒータ６２の外側はゴム等の絶縁体で被覆されている。コードヒータ６２の外周面６２ａ（ここでは被覆の外周面）は、第１の色に着色されている。第１の色は特に限定されない。コードヒータ６２は、２つの端部６２ｂと６２ｃとを備えている。端部６２ｂと６２ｃとは制御装置１００に接続されている。インク加熱時には、制御装置１００からコードヒータ６２に電流が流され、コードヒータ６２が加熱される。

ダミー部材６３は、コード状の部材であり、コードヒータ６２と並んでパイプ部材６１の外周面に巻き付けられている。コードヒータ６２とダミー部材６３とは、パイプ部材６１の外周面にいわゆる「２条巻き」されている。そのため、パイプ部材６１の外周面において、コードヒータ６２の一部（例えば、図５のＰ１）と、他の一部（例えば、図５のＰ２）とは離間している。場所Ｐ２は、場所Ｐ１からパイプ部材６１の外周面を１周した場所である。コードヒータ６２の場所Ｐ１と場所Ｐ２との間には、ダミー部材６３が挟まっている。ダミー部材６３は、コードヒータ６２が密に巻かれ過ぎないように設けられた部材である。コードヒータ６２は、例えば、場所Ｐ１と場所Ｐ２とが接触するように密に巻かれると、熱を持ちすぎ好ましくないとされている。そこで、ダミー部材６３は、コードヒータ６２と２条巻きでパイプ部材６１に巻き付けられている。一方で、コードヒータ６２とダミー部材６３とは、パイプ部材６１の外周面における巻き付けの間、密着している。つまり、コードヒータ６２とダミー部材６３とは、並んで巻かれる限りにおいて、最も密に巻き付けられている。

ダミー部材６３は、ここでは、略円形の断面形状を有するコードである。ダミー部材６３の直径は、コードヒータ６２の直径よりも小さい。ただし、コードヒータ６２と同じ直径を有するコードであってもよい。ダミー部材６３の直径がコードヒータ６２の直径と同じかまたは小さいことで、コードヒータ６２を確実にパイプ部材６１の外周面に接触させることができる。ダミー部材６３もまた、絶縁体の被覆で覆われている。ダミー部材６３の外周面６３ａには、コードヒータ６２の外周面６２ａに着色された色とは異なる第２の色が着色されている。コードヒータ６２の外周面６２ａに着色された第１の色と、ダミー部材６３の外周面６３ａに着色された第２の色とは、一見して区別できることが好ましい。上記２つの色は、コードヒータ６２とダミー部材６３とを目視で区別するための色である。

図５においては、外された状態で図示されているが、コードヒータ６２とダミー部材６３との外側には、耐熱テープ６４が巻き付けられている。図５では、耐熱テープ６４は、２点鎖線で図示されている。耐熱テープ６４は、例えばアルミテープである。耐熱テープ６４は、コードヒータ６２およびダミー部材６３をパイプ部材６１に固定する固定部材の一例である。耐熱テープ６４によって固定されることで、コードヒータ６２およびダミー部材６３は、パイプ部材６１により密着する。また、固定もより強固となる。なお、ここではコードヒータ６２およびダミー部材６３をパイプ部材６１に固定する固定部材はテープであったが、固定部材はテープに限定されない。固定部材は、例えば、チューブのような部材でもよい。

チューブジョイント６５は、インクヒータ６０にインク供給路４３のチューブを接続するための部材である。チューブジョイント６５は段付きの円筒状の部材である。チューブジョイント６５は、パイプ部材６１の両端にそれぞれ１つずつ嵌め込まれている。チューブジョイント６５において、パイプ部材６１に嵌め込まれた端部とは逆側の端部には段部６５ａが形成されている。段部６５ａは、他の部分より径が小さくなっている。この段部６５ａに、インク供給路４３のチューブが嵌め込まれて、インクヒータ６０とインク供給路４３とが接続される。

インクヒータ６０の製作の１つの好適な手順によれば、例えばまず、２つのチューブジョイント６５がパイプ部材６１の両端に接続される。次に、コードヒータ６２とダミー部材６３とが、パイプ部材６１に巻きやすいように束ねられる。例えば、コードヒータ６２とダミー部材６３とは揃えて並べられ、ダミー部材６３の一方の端部付近で固定される。この固定は、例えば耐熱テープ６４によって行われてもよい。また、適宜、上記以外の場所で束ねられてもよい。束ねられたコードヒータ６２とダミー部材６３とは、パイプ部材６１の一方の端部付近からパイプ部材６１の外周面に巻き始められる。このとき、コードヒータ６２およびダミー部材６３は、耐熱テープ６４などによって、パイプ部材６１の巻き始めの端部に固定されてもよい。その後、コードヒータ６２とダミー部材６３とは、並んで螺旋状に、パイプ部材６１の外周面に巻き付けられていく。パイプ部材６１の巻き終わりの端部では、耐熱テープ６４などによって、パイプ部材６１と、コードヒータ６２およびダミー部材６３とがいったん固定されてもよい。その後、コードヒータ６２およびダミー部材６３をパイプ部材６１により強固に固定するために、耐熱テープ６４がコードヒータ６２およびダミー部材６３の上から巻かれる。このようにして、インクヒータ６０が完成する。

なお、上記したようにコードヒータ６２とダミー部材６３とを２条巻きする巻き方によれば、コードヒータ６２の部分同士が接触することを避けつつ、その範囲内でかなり密に巻くことができる。例えばここで、コードヒータ６２を単独で巻く場合を考えると、コードヒータ６２を間隔を空けながら巻くのは容易ではなく、コードヒータ６２の間隔は広くなりやすい。しかし、上記したコードヒータ６２とダミー部材６３とを並べて巻く方法によれば、コードヒータ６２の間隔を確保しつつ、コードヒータ６２を密に巻くことができる。図５に示されているように、コードヒータ６２とダミー部材６３とは、パイプ部材６１の外周面においてほぼ常に密着している。図５に示したコードヒータ６２およびダミー部材６３の巻き付け方は、両者が並んで巻き付けられる限りにおいて、最も密に巻ける巻き付け方である。しかも、この巻き付け方は、実施が非常に容易である。

上記のようにして完成されたインクヒータ６０は、部品としてヒータユニット５０に取り付けされる。例えばヒータユニット５０製作の１つの好適な手順では、まず、下ケース５２に下断熱材５４が装着される。さらに、下断熱材５４の複数のくり抜き部５４ａにそれぞれ１つのインクヒータ６０が載置される。そして、その上から上断熱材５３および上ケース５１が載置され、上ケース５１と下ケース５２とが連結されて、ヒータユニット５０が完成する。なお、このとき、コードヒータ６２の端部６２ｂおよび６２ｃは、ヒータユニット５０の外に引き出される。

プリンタ１０へのヒータユニット５０の取付けでは、例えばまず、ヒータユニット５０がキャリッジ２５の前方フレーム２５ａおよび後方フレーム２５ｂに固定される。このとき、ヒータユニット５０は、後方下がりに斜めに固定される。ヒータユニット５０の背面の入口孔５０ｂからは、インク供給路４３のチューブの上流側ポンプ４５側の端部（上流側の端部）が挿入され、当該端部は、インクヒータ６０の後方側のチューブジョイント６５に接続される。ヒータユニット５０の前面の出口孔５０ａからは、インク供給路４３のチューブの上流側ダンパ４７側の端部（下流側の端部）が挿入され、当該端部は、インクヒータ６０の前方側のチューブジョイント６５に接続される。これにより、インク供給路４３の途中にヒータユニット５０が設けられる。さらに、ヒータユニット５０の外に引き出されたコードヒータ６２の端部６２ｂおよび６２ｃが制御装置１００に接続される。こうして、プリンタ１０へのヒータユニット５０の取付けが完成する。

ヒータユニット５０によるインクの加熱は、測温体７０によって測定されたインクの温度に基づき、制御装置１００によって制御される。測温体７０は、上流側ダンパ４７に設けられている。測温体７０は、制御装置１００に接続されている。インク温度の制御は、インクヒータ６０ごとに独立に実施される。印刷時においては、吐出されるインクの量はインクの種類などによって異なり、従って、吐出によるインク温度の変化の程度も異なる。よって、インクの温度は、インクヒータ６０単位で独立に制御できることが好ましい。インクヒータ６０の出力の制御方法は、例えば時間制御でもよいし、電流制御でもよい。インクヒータ６０の出力の制御方法は特に限定されない。なお、前述したが、測温体７０は、インクヒータ６０またはヒータユニット５０に設けられていてもよい。

このように、本実施形態に係るプリンタ１０は、インク供給路４３に設けられ、インクが内部を通過するインクヒータ６０を備えている。本実施形態に係るインクヒータ６０は、インクが通過する内部流路６１ａを備えたパイプ部材６１と、パイプ部材６１の外周面に巻き付けられたコードヒータ６２と、コードヒータ６２と並んでパイプ部材６１の外周面に巻き付けられたコード状のダミー部材６３とを備えている。このようなインクジェットプリンタ１０によれば、インクヒータ６０の内部をインクが通るため、効率よくインクを加熱できる。

また、本実施形態に係るインクヒータ６０のような構成によれば、内部をインクが通過するインクヒータを安価に実現することができる。コードヒータ６２は、例えばエッチングヒータ等と比較すると安価に入手しうるヒータである。さらに、この構成によれば、コードヒータ６２の部分同士が密着するほどコードヒータ６２が密に巻かれることがなく、過熱の恐れを低減できる。一方で、コードヒータ６２は、ダミー部材６３と２条巻きされる限りにおいて最も密に巻かれ、加熱効率を向上させている。その結果、インクヒータ６０の長さを抑え、インクヒータ６０をコンパクトにすることもできる。

なお、本実施形態では、コードヒータ６２およびダミー部材６３は、円形の断面形状を有しており、ダミー部材６３の直径は、コードヒータ６２の直径以下である。そこで、コードヒータ６２を確実にパイプ部材６１の外周面に接触させることができる。また、コードヒータ６２は、所定の第１の色に着色された外周面６２ａを備え、ダミー部材６３は、第１色とは異なる第２の色に着色された外周面６３ａを備えている。そこで、コードヒータ６２とダミー部材６３とを外観で区別することができる。さらに、インクヒータ６０は、コードヒータ６２およびダミー部材６３の外側に配置され、コードヒータ６２およびダミー部材６３をパイプ部材６１に固定する固定部材を備えている。固定部材は、本実施形態においては耐熱テープ６４である。固定部材によれば、コードヒータ６２およびダミー部材６３とパイプ部材６１との密着性を向上させることができ、加熱効率を上昇させることができる。

本実施形態に係るヒータユニット５０は、インクヒータ６０を囲うように配置された、断熱部材としての上断熱材５３および下断熱材５４を備えている。この断熱部材により、さらにヒータユニット５０の加熱効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、インクヒータ６０は、キャリッジ移動機構２０によって移動されるキャリッジ２５に搭載されている。インクヒータをキャリッジ２５に搭載しようとする場合、内部をインクが流れるインクヒータは、設置上の自由度が高く、有利である。特に、インクヒータ６０のような長さを短く抑えた筒状のインクヒータであれば、さらに設置上の自由度が向上する。

以上、本発明の好適な一実施形態について説明した。しかし、上記の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。

例えば、上記した実施形態では、インク供給システム４０は、２つのポンプと２つのダンパとを備える循環式のインク供給システムであったが、インク供給システムはそのようなものに限られない。例えば、インク供給システムは、インクカートリッジ４２からインクヘッド４１に向かう流路を１つだけ備え、ポンプも１つだけ備える基本のインク供給システムであってもよい。また、インクの循環流路を備えつつ、ポンプは１つだけ備えるインク供給システムであってもよい。また、インク供給システムを構成する部材の追加、削除、あるいは並び替えも特に限定されない。例えば、インク供給システムは、バルブなどをさらに備えていてもよい。インク供給システムの構成は限定されない。

上記した実施形態では、ヒータユニット５０はキャリッジ２５に設けられていたが、ヒータユニット５０の設置場所はキャリッジ２５に限られない。ヒータユニット５０は、プリンタ本体１０ａなど他の場所にも設置することができる。また、インクヒータ６０は、必ずしも１つのヒータユニット５０に配置されなくともよい。インクヒータ６０は、それぞれ独立に、好適な場所に設置しうる。

上記した実施形態では、キャリッジ２５はガイドレール２１に係合し、キャリッジモータ２４の駆動力によって左右方向に走行したが、キャリッジ２５は必ずしも左右方向に走行しなくともよい。例えば、プリンタ１０は、キャリッジ２５が不動であり、記録媒体５だけが前後方向に搬送されるラインヘッド方式のプリンタであってもよい。あるいは、例えば、キャリッジ２５が左右方向だけでなく前後方向にも走行するように構成されていてもよい。インクヘッド４１と記録媒体５との間の移動は相対的なものであり、インクヘッド４１、記録媒体５のいずれがいずれの方向に動くのかは限定されない。

上記した実施形態では、インクヘッドの駆動方式は圧電素子の変位を利用するピエゾ駆動式であったが、それに限定されない。ここに開示する技術は、ピエゾ駆動式の他にも、サーマル式、各種の連続方式など様々なインクジェット方式のインクヘッドを備えたプリンタに対して適用可能である。

ここに開示される技術は様々なタイプのインクジェットプリンタに適用することができる。ここに開示される技術は、ロール状の記録媒体５を搬送する、いわゆる、ロール・トゥー・ロールタイプのプリンタの他、例えばフラットベッドタイプのインクジェットプリンタにも同様に適用することができる。また、プリンタ１０は独立したプリンタとして単独で使用されるものに限定されず、他の装置と組み合わせたものであってもよい。例えば、プリンタ１０は、他の装置に内蔵されていてもよい。

１０ プリンタ（インクジェットプリンタ）
２０ キャリッジ移動機構（移動機構）
２５ キャリッジ
４０ インク供給システム
４１ インクヘッド
４２ インクカートリッジ（インク容器）
４３ インク供給路
５０ ヒータユニット
５３ 上断熱材（断熱部材）
５４ 下断熱材（断熱部材）
６０ インクヒータ
６１ パイプ部材（流路形成部材）
６２ コードヒータ
６３ ダミー部材
６４ 耐熱テープ（固定部材）

Claims (6)

1. インクを貯留するインク容器と、
   前記インクを吐出するインクヘッドと、
   前記インク容器と前記インクヘッドとを接続するインク供給路と、
   前記インク供給路に設けられ、前記インクが内部を通過するインクヒータと、
   を備え、
   前記インクヒータは、
   前記インクが通過する内部流路を備えた流路形成部材と、
   前記流路形成部材の外周面に巻き付けられたコードヒータと、
   前記コードヒータと並んで前記流路形成部材の外周面に巻き付けられたコード状のダミー部材と、
   を備えている、
   インクジェットプリンタ。
2. 前記コードヒータは、直径が第１の直径である円形の断面形状を有し、
   前記ダミー部材は、直径が前記第１の直径以下の第２の直径である円形の断面形状を有している、
   請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記コードヒータは、所定の第１の色に着色された外周面を備え、
   前記ダミー部材は、前記第１の色とは異なる第２の色に着色された外周面を備えている、
   請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記インクヒータは、前記コードヒータおよび前記ダミー部材の外側に配置され、前記コードヒータおよび前記ダミー部材を前記流路形成部材に固定する固定部材を備えている、
   請求項１〜３のいずれか一つに記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記インクヒータを囲うように配置された断熱部材を備えている、
   請求項１〜４のいずれか一つに記載のインクジェットプリンタ。
6. 少なくとも前記インクヘッドと前記インクヒータとを搭載するキャリッジと、
   前記キャリッジを移動させる移動機構と、
   を備えた、
   請求項１〜５のいずれか一つに記載のインクジェットプリンタ。

Images