JP5615575B2 - Inkjet printer - Google Patents
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Description
本発明はインクジェットプリンタに関する。 The present invention relates to an inkjet printer.
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。インクは、例えば高温より低温で粘度が高くなるなど、温度によって粘度が変わることが知られている。またインクジェットヘッドは、インクの粘度によって吐出性能が変わるので、インクの使用温度範囲を決めて使用している。 The ink jet printer supplies ink to an ink jet head from an ink tank that stores ink, and discharges the supplied ink from the ink jet head to a recording medium, thereby forming a desired image. It is known that the viscosity of an ink changes depending on the temperature, for example, the viscosity increases at a temperature lower than a high temperature. Further, since the ink jet head has different ejection performance depending on the viscosity of the ink, the ink use temperature range is determined and used.
インクの粘度がインクジェットヘッドの特性にあわない場合、上記インクの特性を生かしてインクの粘度を調整する。このような場合に、例えば特開2003−341027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サブタンクを設け、そのサブタンクにヒータを配置したインクジェットプリンタがある。このインクジェットプリンタは、サブタンク内のインクを加熱することでインクの粘度を低下させ、インクをインクジェットヘッドへ供給する。サブタンクのインク容器の外周にヒータを配置し熱伝導のよい金属等で覆った構造をとっている。 When the viscosity of the ink does not match the characteristics of the ink jet head, the viscosity of the ink is adjusted by taking advantage of the characteristics of the ink. In such a case, there is an ink jet printer in which a sub tank is provided between an ink tank and an ink jet head and a heater is disposed in the sub tank, as in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-341027. This ink jet printer reduces the viscosity of the ink by heating the ink in the sub tank, and supplies the ink to the ink jet head. A heater is arranged on the outer periphery of the ink container of the sub tank and covered with a metal having good heat conduction.
従来の技術では、インク供給系の少なくとも一部を加熱し、インクの温度調整を行うため、インク供給系に設置されるヒータとインク供給系との接点は熱伝導性の良い材料を用いる必要があり、インク供給路の材質がある程度限定されてしまうという課題がある。また、高熱伝導性の材料を用いる場合、エアフロー、環境温度等の外乱の影響を受けやすいため、熱損失が生じるという課題もある。また、高熱伝導性の材料は放熱による保温性が悪く、それによる熱損失が大きいため、インク温度調整時のヒータON時間が長くなってしまい、電力の無駄がある。 In the prior art, at least a part of the ink supply system is heated to adjust the temperature of the ink. Therefore, it is necessary to use a material having good thermal conductivity for the contact between the heater and the ink supply system installed in the ink supply system. There is a problem that the material of the ink supply path is limited to some extent. In addition, when using a material with high thermal conductivity, there is a problem that heat loss occurs because it is easily affected by disturbances such as airflow and environmental temperature. In addition, a material with high thermal conductivity has poor heat retention due to heat dissipation, and heat loss due to the heat loss is large. Therefore, the heater ON time at the time of ink temperature adjustment becomes long, and power is wasted.
このような加熱法では、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、さらには温度低下が大きい場合、印字を中断してサブタンク内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、などの課題もある。 In such a heating method, since it takes time to adjust the ink temperature due to heat loss, the temperature adjustment time during warm-up becomes longer, and the recovery time for the ink temperature drop due to ink supply during printing becomes longer. Furthermore, when the temperature drop is large, it is necessary to interrupt the printing and raise the ink temperature in the sub tank, which causes a problem that the printing speed is lowered.
また、前記加熱法では、ヒータを設置する際、そのスペースが必ず必要となり、省スペース化が難しくなる。 Further, in the heating method, when installing the heater, the space is necessarily required, and it is difficult to save the space.
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、温度上昇に伴い粘度が低下するインクを収納するメインタンクから前記インクを供給され、前記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インクの供給を受け、前記インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記サブタンクと前記インクジェットヘッドとを連結するインク供給路と、前記サブタンク内に配置され、前記インクに接する放熱手段と、前記
放熱手段を加熱する加熱手段と、前記サブタンク内の前記インクの温度を測定する温度検出センサと、前記温度検出センサの検出する温度に基づいて前記加熱手段を制御して前記インクを所定の温度範囲に維持する制御をする制御手段と、を有するインクジェットプリンタにおいて、前記サブタンクは、前記放熱手段を挿入する開口部を有し、前記加熱手段は、U字状のシールドパイプと該シールドパイプに通されるヒータ線と、該シールドパイプと該ヒータ線との隙間に充填された熱伝導充填剤とを含み、前記放熱手段は、前記シールドパイプを配置するための前記U字状の凹部が形成された一対の放熱板金を含み、結合された前記一対の放熱板金の前記凹部に前記シールドパイプが配置され、前記放熱板金間の前記U字状の前記凹部の2つの直線部の間の挟まれる位置に前記温度検出センサが配置され、前記シールドパイプ及び前記温度検出センサと前記放熱板金とを熱的に接続するために隙間に前記熱伝導充填剤が配置され、前記シールドパイプの端部の2個所の開口部には前記ヒータ線を前記制御手段に接続するためのハーネスと前記ヒータ線とを接続する接続子が配置され、前記放熱手段は前記開口部に対応する部分が前記開口部を覆うように曲げられた固定部があり、前記サブタンクに着脱が可能であり、前記サブタンクに前記放熱手段が挿入されて固定された場合に、前記サブタンクからの前記インクが漏れないように、該固定部と前記サブタンクの前記開口部の周囲によって前記開口部の周囲に配置されたOリングを挟み込むことで密閉することを特徴とする。
In order to solve the above problems, an ink jet printer of the present invention is supplied with the ink from a main tank that stores ink whose viscosity decreases as the temperature rises, and a sub tank that temporarily stores the ink; An ink jet head that receives ink supply and discharges the ink, an ink supply path that connects the sub tank and the ink jet head, a heat dissipating means that is disposed in the sub tank and is in contact with the ink, and heats the heat dissipating means Heating means, a temperature detection sensor for measuring the temperature of the ink in the sub-tank, and control for controlling the heating means based on the temperature detected by the temperature detection sensor to maintain the ink in a predetermined temperature range in the ink jet printer and a control means for the said sub-tank The heating means is filled in a gap between the U-shaped shield pipe, the heater wire passing through the shield pipe, and the shield pipe and the heater wire. A heat-conducting filler, and the heat dissipating means includes a pair of heat dissipating metal plates in which the U-shaped concavities for arranging the shield pipes are formed. The shield pipe is disposed, the temperature detection sensor is disposed at a position sandwiched between two straight portions of the U-shaped recess between the heat radiating metal plates, and the shield pipe, the temperature detection sensor, and the heat dissipation. The heat conductive filler is disposed in the gap to thermally connect the sheet metal, and a harness for connecting the heater wire to the control means at two openings at the end of the shield pipe; A connector for connecting the heater wire is disposed, and the heat dissipating means has a fixing portion bent so that a portion corresponding to the opening covers the opening, and is attachable to and detachable from the sub tank. When the heat dissipating means is inserted and fixed in the sub tank, the O is disposed around the opening by the periphery of the fixing portion and the opening of the sub tank so that the ink from the sub tank does not leak. It is hermetically sealed by inserting a ring .
本発明では、サブタンク内の高粘度インクを直接加熱する手法を用いることで、高粘度インクに対して熱損失無く、加熱することが可能である。そのため、サブ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サブタンクとすることができる。 In the present invention, by using a method of directly heating the high viscosity ink in the sub tank, it is possible to heat the high viscosity ink without heat loss. Therefore, the degree of freedom of the material of the sub tank casing is increased, and by selecting a low thermal conductivity material, it is possible to obtain a sub tank which is not affected by disturbances such as environmental temperature and air flow and has excellent heat retention. .
また、サブタンクヒータをサブ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。 Further, by installing the sub tank heater in the sub tank, the heater installation space that was originally provided is not required, and thus space saving is possible.
また、サブタンクヒータを直接サブタンクに挿入することで、高粘度インクに対して直接熱を伝えられ、かつサブタンク温度検知センサもサブ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、より高精度な印字の安定度を確保できる。 Further, by inserting the sub tank heater directly into the sub tank, heat can be directly transmitted to the high viscosity ink, and the sub tank temperature detection sensor is also installed in the sub tank, so that more accurate temperature detection can be performed. For this reason, it is possible to ensure more accurate printing stability.
低熱伝導性材料すなわち断熱材をサブタンクの筐体の周囲に配置した場合に、高粘度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。 When a low heat conductive material, that is, a heat insulating material is arranged around the housing of the sub tank, the energy used for heating the high viscosity ink can be reduced, and the power can be saved.
また、熱を直接高粘度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行える。 Further, since heat is directly transferred to the high-viscosity ink, the warming-up time and the ink temperature drop recovery time due to ink supply during printing can be shortened, so the running cost can be reduced.
サブタンクにサブタンクヒータを挿入する挿入口を複数用意した場合に、ヒータの増設を容易に行うことができるとともに、ヒータの脱着が容易であり、サブタンクヒータのメンテナンスが容易となる。 When a plurality of insertion ports for inserting the sub tank heater are prepared in the sub tank, the heater can be easily added, the heater can be easily attached and detached, and the maintenance of the sub tank heater is facilitated.
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、使用しない色のサブタンクヒータを使用する色のサブタンクに装着することで、1つのサブ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や、印字速度の上昇、インクドロップ量の増加、インク滴を大きくする等の様々な印字法でのインク供給におけるサブタンクに対するインク供給時のサブタンク内のインク温度の上昇時間の短縮を図ることが可能である。 An inkjet printer forms an image with multiple colors such as Y (yellow), M (magenta), and C (cyan). However, depending on the printed image, not all colors may be used. By attaching the subtank heater to the subtank of the color used, the amount of heat given to one subtank can be increased, the warm-up time can be shortened, the printing speed is increased, the ink drop amount is increased, and the ink droplet is enlarged. It is possible to shorten the rise time of the ink temperature in the sub-tank at the time of ink supply to the sub-tank in ink supply by various printing methods.
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。 In addition, when the IH heater method using a heating conductor and an induction coil is used, wiring in the ink tank is not required, and space can be saved, and the heating conductor is heated by the induction coil to save heat conversion efficiency. Electricity is also possible.
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、サブタンク制御回路6、インク供給回路18、圧力調整モータ駆動回路4、圧力センサ27、インクジェットヘッド制御回路21が接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a control block diagram of the ink jet printer according to the present embodiment. The ink jet printer is provided with a
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する。
The interface 12 performs data transmission / reception with a host device such as a personal computer (not shown). Then, the
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全体の制御を行うためのプログラムを記録している。RAM13は、情報の一次記憶や演算のワークエリア、また制御部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。
The
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の回転軸の回転変異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の出力されてきたパルス数をカウントすることで回転量を算出し、記録媒体9の送り量を把握し、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に制御信号を出力する。
The conveyance motor encoder 15 is connected to the recording
モータ制御回路16は、制御部11からの出力信号により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からの出力信号により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に沿って往復運動させる。
The
サブタンク制御回路6は、サブタンク2に設置されたサブタンクヒータ5、液量センサ26、サブ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。サブタンク制御回路6は、サブタンクヒータ駆動回路43、サブタンク温度検出回路44、液量センサ検出回路49と接続されている。サブタンク制御回路6は、サブタンク2の各制御行う。まず、液量センサ26によってサブタンク2内のインク量を検知し、液量センサ検出回路49に出力する。液量センサ検出回路49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、サブタンク制御回路6は制御部11を介して、インク供給回路18を駆動し、メインタンク29より高粘度インクをサブタンク2へ供給し、サブタンク2内のインク量を満タンとする。また、サブタンク内のインク量を検知すると同時に、圧力センサ27によって出力された値を基に、制御部11は圧力調整モータ駆動回路4を制御し、圧力調整モータ35を駆動することで、サブタンク2内の圧力を所定の圧力となるように制御する。すなわち、インクの水頭値を適正値に制御する。
The sub
また、サブタンク2内のインクが満タンとなり次第、サブタンク制御回路6は、サブタンク温度検知センサ10からの出力をサブタンク温度検出回路44で受け、その時のサブタンク内のインク温度を取得する。得られたサブタンク2内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、サブタンクヒータPWM制御回路41で、サブタンクヒータ5のPWM制御値を決定し、サブタンクヒータON/OFF制御回路42においてサブタンクヒータ駆動回路43に決定されたPWM制御でサブタンクヒータ5を駆動するよう信号を出力する。よって、サブタンクヒータ5が駆動し、サブタンク2内のインクを加熱する。サブタンク温度検知センサ10から得られるサブタンク2内インク温度を所定間隔ごとに取得し、それを基に制御部11はサブタンクヒータ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。
Further, as soon as the ink in the
また所定の間隔とは、予め決められた時間であり、この時間はサブタンク2の容量に基づいて加熱しても目標上限温度以下となる時間であり、かつ加熱せずに放置しても目標加減温度以上となる時間であり、この時間はRAM13に記憶され、必要に応じて読み書きする。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よりサブタンク2へインクを供給する。
The predetermined interval is a predetermined time. This time is a time that is not more than the target upper limit temperature even if heating is performed based on the capacity of the
インクジェットヘッド制御回路21は、制御部11からの出力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からのインクの吐出を行う。行われる制御と、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の搬送の制御と、キャリッジ駆動モータ22によるキャリッジ24のレール8に沿った往復運動の制御とにより、記録媒体9への印字処理が行われる。また、ヘッド温度検知センサ38からの出力をヘッド温度検出回路48で受け、その時のヘッド内のインク温度を取得する。得られたインクジェットヘッド19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、ヘッドヒータPWM制御回路45で、ヘッドヒータ37のPWM制御値を決定し、ヘッドヒータON/OFF制御回路46においてヘッドヒータ駆動回路47に決定されたPWM制御で、ヘッドヒータ37を駆動するよう信号を出力する。よって、ヘッドヒータ37が駆動し、インクジェットヘッド19内のインクを加熱する。ヘッド温度検知センサ10から得られるインクジェットヘッド内のインク温度を所定間隔ごとに取得し、それを基に制御部11はヘッドヒータ37のPWM制御値を変動させることで、吐出直前のインク温度が適正温度となるように制御する。
The inkjet head control circuit 21 determines the ejection operation of the head by the
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から送信されるパルス数をカウントすることでキャリッジ24の移動量と現在位置を検出することができる。制御部11およびインクジェットヘッド制御回路21は、この現在位置に基づいて、インクジェットヘッド19の吐出制御を行う。また、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より送信されてくるパルス信号を制御部11に転送し、制御部11は、インクジェットヘッド制御回路21より転送されてくるパルス数をカウントし、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に沿った往復運動を制御する。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。
The
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。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。また、キャリッジ24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を介してサブタンク2に接続されている。インク供給チューブ32はメインタンク29から装置内、ケーブルベア25の中を通りキャリッジ24へと引き回されている。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内の高粘度インクはインク供給チューブ32及びインク供給モータ33を用いてサブタンク2に供給され、一時的に収納される。そして、制御部11からの出力信号に基づいたインクジェットヘッド19より記録媒体9上に吐出される。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したり、インク詰りを防止するためにインクの吸引をおこなう。
FIG. 2 is a schematic diagram of the ink jet printer according to the present embodiment. In the
図3は本発明インクジェットプリンタで、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。 FIG. 3 shows an ink jet printer according to the present invention, in which only one color is shown among a plurality of ink supply paths.
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、サブタンク2、液量センサ26、サブタンクヒータ5、サブタンク温度検知センサ10、エアチューブ34、圧力調整モータ35、エアバッファ36、圧力センサ27、インクジェットヘッド19、ヘッドヒータ37、ヘッド温度検知センサ38とから構成される。
The
インク供給モータ33は、メインタンク29からサブタンク2へ高粘度インクをインク供給チューブ32を介して圧送し、サブタンク2に設けられているサブタンク内の液量を検知する液量センサ26でサブタンク2内が満タンと検知されるまで高粘度インクを供給し続ける。また、サブタンク2内のインク量の減少を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い、一定量のインクを消費した後、インク供給モータ33によってインクをサブタンク2に充填する。
The
圧力調整モータ35はポンプを駆動し、エアバッファ36、エアチューブ34を介し、サブタンク2内の空気圧を調整し、圧力センサ27によって読み取れるサブタンク2内圧力が適正値となるようにする。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バッファである。
The
サブタンクヒータ5は、前述のサブタンク制御回路6によって、サブタンク温度検知センサの検知結果に基づいてON/OFFすることでサブタンク2内インク温度を可変し、高粘度インクの粘度が印字において適正となるインク温度に調整する。
The
ヘッドヒータ37は、ヘッド温度検知センサ38によってサブタンクヒータ5によって制御されたインク温度の吐出最適状態を維持するために前述のインクジェットヘッド制御回路21によって制御される。
The
図4は、本実施形態におけるサブタンクのインク温度制御のフローチャートである。本実施形態におけるサブタンクのインク温度の制御フローを示したものである。 FIG. 4 is a flowchart of sub-tank ink temperature control in this embodiment. 2 shows a control flow of ink temperature of a sub tank in the present embodiment.
サブタンク2に所定量のインクを充填し、そのインクをインクジェットヘッド19に適合したインクの粘度にするためインクを加熱する必要がある。そのため先ず、ユーザにより、装置に電源が投入されると処理が開始される(S1)、液量センサ26によりサブタンク2内のインク量が検知される(S2)。そして、インク量が満タンであるか否か判断される(S3)。インク量が満タンでないならばステップS4に進み、インク供給回路18に制御信号が送信され、サブタンク2が満タンとなるまでインクを供給する(S4)。ステップS3において既にインクが満タンである場合はそのまま次のステップS5へ進む。
The
次にサブタンク温度検知センサ10によりサブタンク2内のインク温度が検知される(S5)。そしてインク温度が45℃以上であるか否か判断される(S6)。インク温度が45℃以上でないならば、サブタンク制御回路6に制御信号が送信され、インク温度が45℃以上となるようにサブタンクヒータ5をONする(S7)。そして、印字中ならば印字を一時停止状態にする(S10)。そして処理を終了する。ステップS6において既にインク温度が45℃に達している場合はそのまま次のステップS8にすすみ、サブタンクヒータ5をOFFする(S8)。そして、印字中ならば印字を継続し、印字が一時停止状態ならば印字可能状態にする(S9)。そして処理を終了する。
Next, the ink temperature in the
この制御を、所定間隔毎に実施することで、サブタンク2内のインク温度を所定の温度、例えば45℃にする。この処理は、インクジェットプリンタの電源投入されたとき、インクジェットプリンタのリセットしたとき、などインクジェットプリンタを使い始めるときに実施が開始される。
By performing this control at predetermined intervals, the ink temperature in the
また、サブタンク2内のインク温度による印字可能状態、一時停止状態はRAM13にフラグを設け、必要に応じて読み書きする。このフラグがONなら印字可能状態であり、OFFなら印字が一時停止状態である。このフラグによって、ONなら印字でき、OFFなら印字しないように制御する。
The RAM 13 is provided with a flag in the printable state and the temporary stop state depending on the ink temperature in the
サブタンク2の断熱性能、インク容量などに基づいて予め決められる。本実施形態では目標温度範囲は44.5℃〜46℃、目標温度を45℃、検知するインクの温度を45℃としている。インクを加熱しすぎると、インクの粘度が下がり適正な吐出ができなくなる。インクの温度が下がりすぎると粘度が上がり適正な吐出ができなくなる。所定間隔ごとにインクの温度を検出して目標温度範囲内にインク温度が入るように制御する。サブタンク温度検知センサ10の検知温度を45℃とし、所定間隔ごとに処理を実施する。サブタンク2の外周に沿って配置された断熱材によって、サブタンクヒータ5をONしたときのインク温度上昇のスピードのほうが、サブタンクヒータ5をOFFしたときのインク温度低下のスピードより速いので、0.5℃高温側を高く設定している。
It is determined in advance based on the heat insulation performance of the
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。印字を行う場合に、サブタンク2内のインクの温度を所定の温度にしておく必要がある。インクジェットヘッド19は、ヘッドヒータ37が備えられ、インクを吐出に最適な温度に加熱することができる。しかし、インクジェットヘッド19に流入するインクの温度が低い場合に、ヘッドヒータ37の能力ではインクを適温にすることができない場合がある。そうなると、一旦インクが適温になるのを待つことになる。すなわち連続印字ができなくなる。連続印字をさせる為に、インクジェットヘッド19に流入するインク量に制限されずに、ヘッドヒータ37によってインクジェットヘッド19内のインクの温度を適温にすることのできるようにしなければならない。そのため、インクジェットヘッド19に流入するインクの温度を予め適温に近い温度にサブタンク2内のインクを加熱しておく。好ましくは、サブタンク2内のインクの温度は、インクジェットヘッド19内で目標としているインクの温度である。
FIG. 5 is a flowchart of ink temperature control before the printing start of the inkjet head in the present embodiment. When printing, it is necessary to set the temperature of the ink in the
印字を開始する前に、サブタンク2内に所定量以上のインクがあり、インクが所定温度以上であり、インクジェットヘッド19内のインクが所定温度以上であることを確認して、これらを全て満足してから印字が開始される。
Before starting printing, it is confirmed that there is a predetermined amount or more of ink in the
まず、印字開始の信号が与えられると制御が開始される(S11)。サブタンクヒータ5とヘッドヒータ37によって、サブタンク2とインクジェットヘッド19内のインクの両温度が45℃以上となるように制御される(S12)。その後、印字が開始され(S13)。その次に、この制御が終了する(S14)。
First, when a print start signal is given, control is started (S11). The
図6は、本実施形態のヘッドヒータの制御フローチャートである。インクジェットヘッド19内に配置されたヘッドヒータ37によって、インクを吐出に最適な温度に加熱する。すなわち、インクを吐出するために最適な粘度にする。
FIG. 6 is a control flowchart of the head heater according to this embodiment. The
まず、印字が開始された時点で、ヘッド内温度制御処理が開始となる(S20)。次に、ヘッド温度検知センサ38によってインクジェットヘッド19内のヘッド内温度検知が行われる(S21)。そして、ヘッド内温度が45℃以上であるか否か判断される(S22)。
First, when printing is started, the head temperature control process is started (S20). Next, the temperature inside the
ヘッド内温度が45℃以上でないならば、インクジェットヘッド制御回路21に制御信号が送信され、ヘッド内温度が45℃となるようにヘッドヒータ37をONする(S23)。次に、ヘッド内温度が40℃以下であるか否か判断される(S24)。ヘッド内温度が40℃以下でないならば、ステップS27の処理に進む。ステップS24においてヘッド内温度が40℃に達していない場合は印字の停止に進む(S25)。ステップS25では、印字が一時停止される。具体的にはRAM13内にあるヘッド内のインク温度が適温に達しているか否かを示すフラグを印字を一時停止する意味を持つONにする。このフラグがONの場合は印字せずに、OFFの場合は印字する制御を行うことになる。そして処理を終了する(S28)。
If the head internal temperature is not 45 ° C. or higher, a control signal is transmitted to the inkjet head control circuit 21, and the
ステップS22で既にヘッド温度が45℃以上であるならば、ヘッドヒータOFFに進み(S26)、ヘッドヒータ37をOFFする。その次にステップS27に進む。
If the head temperature is already 45 ° C. or higher in step S22, the process proceeds to head heater OFF (S26), and the
ステップS27の処理は、印字可能状態にフラグをする。具体的にはRAM13内にあるヘッド内のインク温度が適温に達しているかいないかを示すフラグを印字可能を意味するOFFとする。このフラグがONの場合は印字せずに、OFFの場合は印字する制御を行うことになる。そして処理を終了する(S28)。 In step S27, the printable state is flagged. Specifically, a flag indicating whether or not the ink temperature in the head in the RAM 13 has reached an appropriate temperature is set to OFF, which means that printing is possible. When this flag is ON, printing is not performed, and when it is OFF, printing is controlled. Then, the process ends (S28).
この制御処理を、所定間隔毎に実施することで、インクジェットヘッド19内のインクインク温度を所定の温度、例えば45℃にする。この所定の間隔とは、予め決められた時間であり、この時間はインクジェットヘッド19のインクの容量に基づいて加熱しても目標上限温度以下となる時間であり、かつ加熱せずに放置しても目標加減温度以上となる時間であり、この時間はRAM13に記憶され、必要に応じて読み書きする。
By performing this control process at predetermined intervals, the ink ink temperature in the
図7は、サブタンク内の液量検知の制御フローチャートである。印字中に所定量インクが消費されると、サブタンク2へインクの供給を行う。
FIG. 7 is a control flowchart for detecting the amount of liquid in the sub tank. When a predetermined amount of ink is consumed during printing, ink is supplied to the
まず、印字が開始された時点で、液量検知制御処理が開始となる(S29)。次に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にて消費インクカウントが開始される(S30)。
First, at the time when printing is started, the liquid amount detection control process is started (S29). Next, the ink consumption count is started in the discharge liquid
そして、インク使用量カウントが一定量以上であるか否か判断し(S31)、インクが一定量以上消費されていると、インク供給回路18に制御信号が出力され、サブタンク2へインクが供給される(S32)。そして次にステップS33へ進む。
Then, it is determined whether or not the ink usage amount count is equal to or greater than a certain amount (S31). When the ink is consumed above a certain amount, a control signal is output to the ink supply circuit 18 and ink is supplied to the
ステップS31にて、インク使用量が一定量未満である場合は、サブタンク液量検知制御処理を終了する(S33)。 If it is determined in step S31 that the amount of ink used is less than the predetermined amount, the sub tank liquid amount detection control process is terminated (S33).
印字が実行されているときは、サブタンク2には所定量以上のインクが入っていることが必要である。この制御処理は、消費インクカウント毎に実行される。
When printing is being performed, the
また、本実施形態のインクジェットプリンタでは、サブタンク2内のインク温度に基づいて印字可能か否かを判断するフラグと、インクジェットヘッド19内のインク温度に基づいて印字可能か否かを判断するフラグとが、ともに印字可能の場合に制御手段は印字を可能とする制御を行う。少なくともどちらかが印字ができないフラグならば印字を停止する制御を制御手段は行う。
In the ink jet printer of this embodiment, a flag for determining whether printing is possible based on the ink temperature in the
図8は、本実施形態のサブタンクヒータの概略図である。サブタンクヒータ5は、ヒータ線3、充填剤51、シールドパイプ52からなるヒータ部7と、サブタンク温度検知センサ10、放熱板金53、接続子54、ハーネス55とを有し、構成されている。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。その後、サブタンク温度検知センサ10とともに放熱板金53で挟み込み、ボルトとナットにより固定する。サブ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、充填剤51を封入してもよい。高熱伝導率の充填剤51は、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。
FIG. 8 is a schematic view of the sub tank heater of the present embodiment. The
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をサブ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サブタンク2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。
Further, the
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をもちいてサブタンク2内のインクを加熱するヒータを構成している。
Thus, the heater which heats the ink in the
図9は、サブタンクヒータの設置図である。サブタンクヒータ5をサブタンク2に設置する例を示す。サブタンク2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を介してサブタンク2内のインクの流入と流出がされる。液量センサ26はサブタンク2内のインクの量の検知を行う。エアチューブ34はサブタンク2内の圧力を調整するための気体の流入及び流出経路である。サブタンク2には、サブタンクヒータ5を挿入する開口部が設けられている。サブタンク2には、サブタンクヒータ5を挿入するサブタンクヒータ挿入口56が2箇所ある。サブタンクヒータ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所望の個数に決めることができる。サブタンク2のサブタンクヒータ挿入口56にサブタンクヒータ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できるようにしておき、インク漏れを防止するシールド性を確保する。サブタンクヒータ5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機密性を確保する。サブタンク2は、例えば気泡入りの樹脂層などの熱伝導率の低い層で全体を覆うように配置し、サブタンク2内部と外部とを断熱する。断熱することで、サブタンクヒータ5によって加熱した熱を逃げにくくしている。好ましくはさらに、サブタンクヒータ5をサブタンク2に挿入したときに、サブタンクヒータ5の周囲から熱が逃げないように、ハーネス55、接続端子54の周囲および放熱板金53の上部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。
FIG. 9 is an installation view of the sub tank heater. The example which installs the
図10は、サブタンクヒータの別の形態を示す概略図である。IHヒータ型サブタンクヒータの構造図を示したものである。インク供給チューブ32は、サブタンク2内のインクの流入と流出の経路である。液量センサ26によってサブタンク2内のインクの量の検知を行う。エアチューブ34はサブタンク2内の圧力を調整するための気体の流入及び流出経路である。サブタンク2に加熱導体59を挿入した状態でサブタンク2を組み立て、サブタンク2外部に誘導コイル58を設ける。サブタンク温度検知センサ10は加熱導体59に設置され、その出力信号より、サブタンク2内インク温度を制御する。これによって、サブタンク2内に配置する加熱導体59とインクとの接する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。
FIG. 10 is a schematic view showing another form of the sub tank heater. FIG. 2 is a structural diagram of an IH heater type sub tank heater. The
図11は、脱気ユニットを搭載した場合のサブタンク2からインクジェットヘッド19間の構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram between the
サブタンク2とインクジェットヘッド19の間に脱気モジュール64が配置されている。脱気ニット64は、脱気モジュール60、エアチューブ34、真空ポンプ61、真空ポンプ制御機62、真空ポンプ制御線63を備える。真空ポンプ制御機62は制御部11によって制御される。
A
脱気ユニット64は、真空ポンプ制御線63を介し、真空ポンプ制御機62によって所定の圧力に減圧するよう真空ポンプ61をコントロールする。真空ポンプ61はエアチューブ34によって接続されている脱気モジュール60中の空気を排出する。脱気モジュール60は、中空糸と呼ばれている気体透過性のある膜からなるチューブ内に液体を通過させ、チューブ外の空間を真空ポンプ61によって減圧することで、脱気モジュール60内の液体に含まれる気体を排出するものである。
The
サブタンク2で加熱されたインクは、インク供給チューブ32を通り、脱気モジュール60でインク内に溶存していた気体を排出し、インクジェットの圧力室において、溶存気体の存在により発生した気泡が原因で起こるインクの吐出不良を防ぐことを可能とする。また、脱気モジュール60は内部を通過する液体温度によって脱気率が変化するため、インク温度をサブタンクヒータ5によって所定の温度以上に保つことで、脱気モジュール60でのインク脱気率を一定以上に保つ調整をすることが可能である。
The ink heated in the sub-tank 2 passes through the
インクの温度によって粘度が変わるが、溶存気体の許容量や気泡の発生率も変わる。吐出不良の原因となる気泡の発生を抑えるため、インク中の溶存気体の量を少なくする。それにより吐出不良を防止し、印字画像の品質を向上させる。このように構成されたインクジェットプリンタでは、サブタンク2内のインクを加熱するサブタンクヒータ5を有するインクジェットプリンタであっても、より安定したインクの吐出が可能となり、印字品質の向上ができる。
Although the viscosity changes depending on the temperature of the ink, the allowable amount of dissolved gas and the generation rate of bubbles also change. The amount of dissolved gas in the ink is reduced in order to suppress the generation of bubbles that cause ejection failure. This prevents ejection failure and improves the quality of the printed image. In the ink jet printer configured as described above, even if the ink jet printer has the
1 インクジェットプリンタ
2 サブタンク
3 ヒータ線
4 圧力調整モータ駆動回路
5 サブタンクヒータ
6 サブタンク制御回路
7 ヒータ部
8 レール
9 記録媒体
10 サブ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 液量センサ
27 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 圧力調整モータ
36 エアバッファ
37 ヘッドヒータ
38 ヘッド温度検知センサ
39 吐出制御回路
40 吐出液量カウント回路
41 サブタンクヒータPWM制御回路
42 サブタンクヒータON/OFF制御回路
43 サブタンクヒータ駆動回路
44 サブタンク温度検出回路
45 ヘッドヒータPWM制御回路
46 ヘッドヒータON/OFF制御回路
47 ヘッドヒータ駆動回路
48 ヘッド温度検出回路
49 液量センサ検出回路
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 サブ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 真空ポンプ
62 真空ポンプ制御機
63 真空ポンプ制御線
64 脱気ユニット
DESCRIPTION OF
14 ROM
15
Claims (7)
前記サブタンクから前記インクの供給を受け、前記インクを吐出するインクジェットヘッドと、
前記サブタンクと前記インクジェットヘッドとを連結するインク供給路と、
前記サブタンク内に配置され、前記インクに接する放熱手段と、
前記放熱手段を加熱する加熱手段と、
前記サブタンク内の前記インクの温度を測定する温度検出センサと、
前記温度検出センサの検出する温度に基づいて前記加熱手段を制御して前記インクを所定の温度範囲に維持する制御をする制御手段と、
を有するインクジェットプリンタにおいて、
前記サブタンクは、前記放熱手段を挿入する開口部を有し、
前記加熱手段は、U字状のシールドパイプと該シールドパイプに通されるヒータ線と、該シールドパイプと該ヒータ線との隙間に充填された熱伝導充填剤とを含み、前記放熱手段は、前記シールドパイプを配置するための前記U字状の凹部が形成された一対の放熱板金を含み、結合された前記一対の放熱板金の前記凹部に前記シールドパイプが配置され、前記放熱板金間の前記U字状の前記凹部の2つの直線部の間の挟まれる位置に前記温度検出センサが配置され、前記シールドパイプ及び前記温度検出センサと前記放熱板金とを熱的に接続するために隙間に前記熱伝導充填剤が配置され、前記シールドパイプの端部の2個所の開口部には前記ヒータ線を前記制御手段に接続するためのハーネスと前記ヒータ線とを接続する接続子が配置され、
前記放熱手段は前記開口部に対応する部分が前記開口部を覆うように曲げられた固定部があり、前記サブタンクに着脱が可能であり、前記サブタンクに前記放熱手段が挿入されて固定された場合に、前記サブタンクからの前記インクが漏れないように、該固定部と前記サブタンクの前記開口部の周囲によって前記開口部の周囲に配置されたOリングを挟み込むことで密閉することを特徴とするインクジェットプリンタ。 A sub-tank that is supplied with the ink from a main tank that stores ink whose viscosity decreases with increasing temperature, and temporarily stores the ink;
An inkjet head that receives the supply of the ink from the sub tank and discharges the ink;
An ink supply path connecting the sub-tank and the inkjet head;
A heat dissipating means disposed in the sub tank and in contact with the ink;
Heating means for heating the heat dissipation means;
A temperature detection sensor for measuring the temperature of the ink in the sub tank;
Control means for controlling the heating means based on the temperature detected by the temperature detection sensor to maintain the ink in a predetermined temperature range;
In an inkjet printer having
The sub-tank has an opening for inserting the heat dissipation means,
The heating means includes a U-shaped shield pipe, a heater wire passed through the shield pipe, and a heat conductive filler filled in a gap between the shield pipe and the heater wire. Including a pair of heat radiating metal plates in which the U-shaped concave portions for arranging the shield pipes are formed, and the shield pipes are arranged in the concave portions of the pair of heat radiating metal plates, The temperature detection sensor is disposed at a position sandwiched between two straight portions of the U-shaped concave portion, and the shield pipe and the temperature detection sensor are disposed in the gap to thermally connect the heat radiating metal plate. A heat conductive filler is arranged, and a connector for connecting the heater wire and a harness for connecting the heater wire to the control means is arranged at two openings at the end of the shield pipe.
The heat dissipating means has a fixing portion bent so that a portion corresponding to the opening covers the opening, is detachable from the sub tank, and the heat dissipating means is inserted and fixed to the sub tank In addition, in order to prevent leakage of the ink from the sub-tank, an O-ring disposed around the opening is sandwiched between the fixing portion and the opening of the sub-tank to seal the ink. Printer.
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