(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体に対向する位置にあり、前記記録媒体と接触せず、前記記録ヘッドにより前記記録媒体に前記インクを吐出した直後に前記記録媒体と前記インクを加熱する加熱手段と、前記記録媒体のインク着弾面と対向し前記記録媒体と接触しない位置にあり、前記記録媒体の表面温度を測定し、該測定結果に基づいて前記加熱手段の加熱温度を制御するための温度センサーを備えるインクジェット記録装置において、前記温度センサーが放射温度計であり、前記温度センサーを囲う剛体ケースを備え、前記温度センサーと前記剛体ケースとの間には空気層を含む断熱層を有し、前記剛体ケースの外側の温度変化に対して前記温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さくなり、前記加熱手段から放射される赤外線が前記温度センサーの前記受光素子に直接或いは前記記録媒体以外からの反射によって入射せず、前記剛体ケースは、前記温度センサーの赤外線を受光するレンズを有する面に対向する位置に、前記レンズが赤外線を受光するための前記レンズと同じ大きさ或いは前記レンズよりも大きい受光穴が備えられており、該受光穴は赤外線透過部材で塞がれており、さらに前記剛体ケースは、前記受光穴の反対側の面に送風ファンが配置され、前記剛体ケースの前記受光穴側の面と前記送風ファン側の面の間の側面に排気穴が複数設けられており、前記剛体ケースの前記受光穴が、測定する前記記録媒体に向けて前記インクジェット記録装置内に配置されており、前記剛体ケースは、筒状であり、前記排気穴が、前記温度センサーの長手方向に沿って該長手方向に長い形状であり、前記送風ファンによって前記インクジェット記録装置の外部から空気を吸い込み、前記排気穴から排出することで、前記温度センサーと前記剛体ケース内を冷却するとともに前記排気穴から排気することで放熱し、前記剛体ケースの前記側面を冷却することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記赤外線透過部材が、シリコンまたはフッ化バリウム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記録装置。
【請求項３】
前記インクジェット記録装置外と前記送風ファンとを連通させるダクトを備え、前記送風ファンを介して前記剛体ケース内と前記インクジェット記録装置外を連通させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドによりインク滴を吐出してイメージを記録媒体に記録するインクジェット記録装置に関するものである。特に、記録ヘッドにより記録媒体にインクを吐出した後に、加熱手段によって記録媒体とインクとを加熱することでインクを記録媒体に定着させるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット記録装置は、印刷データに基づいて記録ヘッドから所望のタイミングでインク滴を吐出して記録媒体表面に着弾させることにより画像形成を行う構成となっている。特に、高温で加熱することで記録媒体に定着し乾燥する性質をもったインクを使用する場合には、記録ヘッドにより記録媒体にインクを吐出した直後に、記録媒体を加熱手段によって記録媒体とインクと加熱し、温度センサーによって記録媒体のインクが着弾する面の表面温度を測定し、測定した温度をフィードバックして加熱温度を制御する構成が採用されている。このような構成の中でも、加熱手段を記録媒体に接触させて加熱する方法であると、記録媒体が湾曲したりしわが出たりした場合に、加熱手段と記録媒体とが接触している部分と接触していない部分とで顕著な温度差が生じ、形成された画像に色のむらなどの問題が発生するため、記録媒体に接触せず、記録媒体のインクが着弾する面に対向する位置に赤外線照射方式の加熱装置が設置されることが一般的である。また、記録媒体のインクが着弾する面の表面温度を測定する温度センサーは、記録媒体に接触させる方式であると形成された画像に傷をつけることが危惧されるため、記録媒体のインクが着弾する面に対向し記録媒体に接触しない位置に放射温度計が設置されることが一般的である。このような構成のインクジェット記録装置では、加熱手段から放射される赤外線が温度センサーに入射する、加熱手段から放射された赤外線が記録媒体以外の周辺部材によって反射し温度センサーに入射する、加熱手段近傍に温度センサーを設置したり装置内のエアフローによって熱風が温度センサーに吹き付けられたりすることで温度センサー内部の受光素子が加熱される、といったことが原因で正確に温度が測定できないという問題を有していた。
【０００３】
このような問題を解決するためには、温度センサーに加熱手段からの赤外線が直接にも周辺部材からの反射によっても入射せず、温度センサー周辺の空気の温度変化に対して温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さくすればよい。例えば特許文献１では、加熱手段から放射される赤外線が届かない位置に温度センサーを設置する方法やパラボラ反射鏡によって加熱手段を覆い、温度センサーに入射する赤外線を遮蔽する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１１７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の加熱手段から放射される赤外線が届かない位置に温度センサーを設置する方法では、加熱手段の直下またはその近傍に位置する記録媒体の表面温度を測定することが不可能であり、インクが記録媒体に着弾した直後の記録媒体の表面温度を制御することができないうえに、周辺部材から反射した赤外線が温度センサーに入射する恐れがある。一方、パラボラ反射鏡によって加熱手段を覆い、温度センサーに入射する赤外線を遮蔽する方法では、加熱手段近傍に温度センサーを設置したり装置内のエアフローによって熱風が温度センサーに吹き付けられたりすることで放射温度計内部の受光素子が加熱される恐れがある。
【０００６】
そこで本発明では、加熱手段から放射される赤外線が温度センサーに直接にも記録媒体以外の周辺部材からの反射によっても入射せず、温度センサー周辺の温度変化に対して温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さく構造を備えるインクジェット記録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】
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体に対向する位置にあり、前記記録媒体と接触せず、前記記録ヘッドにより前記記録媒体に前記インクを吐出した直後に前記記録媒体と前記インクを加熱する加熱手段と、前記記録媒体のインク着弾面と対向し前記記録媒体と接触しない位置にあり、前記記録媒体の表面温度を測定し、該測定結果に基づいて前記加熱手段の加熱温度を制御するための温度センサーを備えるインクジェット記録装置において、前記温度センサーが放射温度計であり、前記温度センサーを囲う剛体ケースを備え、前記温度センサーと前記剛体ケースとの間には空気層を含む断熱層を有し、前記剛体ケースの外側の温度変化に対して前記温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さくなり、前記加熱手段から放射される赤外線が前記温度センサーの前記受光素子に直接或いは前記記録媒体以外からの反射によって入射せず、前記剛体ケースは、前記温度センサーの赤外線を受光するレンズを有する面に対向する位置に、前記レンズが赤外線を受光するための前記レンズと同じ大きさ或いは前記レンズよりも大きい受光穴が備えられており、該受光穴は赤外線透過部材で塞がれており、さらに前記剛体ケースは、前記受光穴の反対側の面に送風ファンが配置され、前記剛体ケースの前記受光穴側の面と前記送風ファン側の面の間の側面に排気穴が複数設けられており、前記剛体ケースの前記受光穴が、測定する前記記録媒体に向けて前記インクジェット記録装置内に配置されており、前記剛体ケースは、筒状であり、前記排気穴が、前記温度センサーの長手方向に沿って該長手方向に長い形状であり、前記送風ファンによって前記インクジェット記録装置の外部から空気を吸い込み、前記排気穴から排出することで、前記温度センサーと前記剛体ケース内を冷却するとともに前記排気穴からの排気することで放熱し、前記剛体ケースの前記側面を冷却することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、温度センサーを囲う剛体ケースと、温度センサーと剛体ケースとの間に空気層を含む断熱層を備えることによって、温度センサー周辺の温度変化に対して温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さく、加熱手段から放射される赤外線が温度センサーに直接にも記録媒体以外の周辺部材からの反射によっても入射せず、記録ヘッドから吐出されたインクが記録媒体に着弾した直後の記録媒体の表面温度を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の基本的な構成と温度センサーの設置構造を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る温度センサーの別の設置構造を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る剛体ケースの構造を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る剛体ケースの別の構造を示す正面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る剛体ケースのさらに別の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のインクジェット記録装置について図を参照しつつ詳しく説明する。
まず、図１を参照しつつ本実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の基本的な構成と温度センサーの設置構造を示す構成図である。図１において、回転軸を有する記録媒体設置台１にロール状に巻かれた記録媒体２が設置される。記録媒体２はリヤペーパーガイド３とプラテン５の間に備えられている搬送ローラー４とピンチローラー１４によって搬送され、リヤペーパーガイド３、プラテン５、フロントペーパーガイド１９の上を通過し排出される。プラテン５の上部にはキャリッジ６が記録媒体２の搬送方向と直交する主走査方向に往復動作可能となるようにレール７に支持されている。キャリッジ６にはプリントヘッド２２が１つ以上搭載されており、プラテン５上のメディア２にインク滴を吐出する。まず、主走査方向の長さが記録媒体よりも長い1次ヒーター８によってプリントヘッド２２から吐出され記録媒体２に着弾した直後のインクとプラテン５上の記録媒体２を加熱することによって、インクに含まれる水分を蒸発させ、次にフロントペーパーガイド１９上まで記録媒体２のインクが着弾した部分を搬送し、主走査方向の長さが記録媒体よりも長い２次ヒーター１３によってフロントペーパーガイド１９上の記録媒体２とその部分に着弾しているインクを１次ヒーター８で加熱した温度よりも高い温度で加熱することによって、インクに含まれる樹脂同士が結合することで成膜し、記録媒体２に定着する。また、１次ヒーター８と２次ヒーター１３によってインクジェット記録装置内部の温度が上昇し、プリントヘッド２２の図示しないノズルプレートが乾燥するなどの弊害を防止するために、インクジェット記録装置の外壁に背面ファン１５を取付けて外気をインクジェット記録装置内に取り込むようになっている。また、１次ヒーター８と２次ヒーター１３は赤外線放射式ヒーターであり、被加熱物に対する赤外線照射効率を高めるために、赤外線反射率の高いアルスター鋼鈑やステンレス材で形成されたリフレクター９ａとリフレクター９ｂが１次ヒーター８と２次ヒーター１３を覆うように設置されている。１次ヒーター８と２次ヒーター１３で加熱する温度は、１次温度センサー１０ａと２次温度センサー１０ｂによってそれぞれ１次ヒーター８と２次ヒーター１３が加熱する部分の記録媒体２の表面温度を測定し、１次ヒーター８と２次ヒーター１３への供給電力を制御することで測定箇所が所定の温度に保たれるように制御している。供給電力の制御は、例えばＯＮ、ＯＦＦ制御または供給電力の増減制御をする。また、１次温度センサー１０ａは１次ヒーター支持部材１２に、２次温度センサー１０ｂは温度センサー支持部材１７に固定されており、さらに１次温度センサー１０ａの記録媒体に対向する面と反対側の面に送風ファン２３ａ、２次温度センサー１０ｂにおける同様の箇所に送風ファン２３ｂが備えられている。また、吸気穴を有するフロントカバー２０と送風ファン２３ａを連通させる１次吸気ダクト１１と、吸気穴を有する２次ヒーターカバー２１と送風ファン２３ｂを連通させる２次吸気ダクト１６が備えられており、これらの吸気ダクトを介して外気を１次温度センサー１０aと２次温度セ���サー１０ｂに送り込む仕組みになっている。また、２次温度センサー１０ｂと記録媒体２の間にある２次ヒーターカバー２１には穴１８が設けられ、２次温度センサー１０ｂは該穴１８を通して記録媒体２の表面温度を測定する。なお、１次温度センサー１０aと２次温度センサー１０ｂ、送風ファン２３ａと送風ファン２３ｂは同一仕様のものを使用している。
【００１１】
次に、図２は本発明の実施形態に係る温度センサーの別の設置構造を示す構成図である。送風ファン２３ａとフロントカバー２０との間、送風ファン２３ｂと２次ヒーターカバー２１との間に吸気ダクトを設けず、送風ファン２３ａと送風ファン２３ｂを夫々フロントカバー２０と２次ヒーターカバー２１に設けられた吸気口から直接各温度センサーに外気を吹き付ける位置に配置する構成でもよい。
【００１２】
次に、図３を参照しつつ温度センサー１０の周辺構造を詳しく説明する。図３は本発明の実施形態に係る剛体ケースの構造を示す正面図である。まず、筒状の剛体ケース２６で温度センサー１０を覆うことで、１次ヒーター８と２次ヒーター１３から放射される赤外線や、記録媒体２以外の周辺部材に反射した赤外線がセンサー１０の受光レンズ２８に入射することを防止する効果を得る。次に、受光レンズ２８に対向する剛体ケース２６の面をシリコンやフッ化バリウムなどの赤外線透過部材２７で形成し、その反対側の面には吸気穴２９と送風ファン２３を設置し、さらに赤外線透過部材２７、送風ファン２３が設置されている面とは別の面に排気穴２４を設ける。排気穴２４はセンサー１０の長手方向に沿って配置され、スリット状に複数本設けられている。長手方向に長くすることで、熱気が留まる場所を無くし、留まり難くしていると共に剛体ケース２６の側面に風を通すことで放熱をする構成としている。受光レンズ２８の径より赤外線透過部材２７の径を大きくしている。同じでもよい。また、温度センサー１０は支持部３０のみによって剛体ケース２６に固定され、支持部３０以外の剛体ケース２６と温度センサー１０の間に空気層３１を設ける。このような構成にすることで、送風ファン２３で外気を剛体ケース２６内に送り込むことによる冷却効果と空気層３１による断熱効果が得られ、剛体ケース２６の外側の温度変化に対して温度センサー１０の内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さくなる。この時、剛体ケース２６から温度センサー１０への伝熱量を小さくするため支持部３０と温度センサー１０とが接する面積はなるべく小さくすることが好ましい。また、温度センサー１０への電源供給線と信号線を含むケーブル２５は剛体ケースに設けられた配線用の穴から剛体ケースの外部へと取り出すようにする。
【００１３】
次に、図４は本発明の実施形態に係る剛体ケースの図３とは別の構造を示す正面図である。剛体ケース２６の受光レンズ２９と対向する面に測定対象物からの赤外線を受光するのに必要な受光穴３２を設ける構成でもよい。剛体ケース２６の先端から内側に入った位置に、受光レンズ２９の径と同程度の受光穴３２が配置される。赤外線透過部材であるシリコンやフッ化バリウムは高価であるため、このように受光穴３２を設けるだけの簡易的な構成にすることでコストダウンすることができる。
【００１４】
次に、図５は本発明の実施形態に係る剛体ケースのさらに別の構造を示す斜視図である。この構成では送風ファン２３、赤外線透過部材２７が省略され、剛体ケース２６と温度センサー１０の間の空気層３１の断熱効果のみで温度センサー１０の温度を一定に保つ。この構成では、図３、図４で紹介した構成ほどの温度センサー１０の温度を一定に保つ効果は期待できないが、最も単純な構成であり、剛体ケース２６の周囲の温度変化が比較的小さい場合に有効である。剛体ケース２６には固定部３３が備えられており、固定部３３と１次ヒーター支持部材または温度センサー支持部材をねじによって連結し、固定する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、インクジェットプリンターに利用できる。
【符号の説明】
【００１６】
１  記録媒体設置台
２  記録媒体
３  リヤペーパーガイド
４  搬送ローラー
５  プラテン
６  キャリッジ
７  レール
８  １次ヒーター
９ａ、９ｂ  リフレクター
１０、１０ａ、１０ｂ  温度センサー
１１  １次吸気ダクト
１２  １次ヒーター支持部材
１３  ２次ヒーター
１４  ピンチローラー
１５  背面ファン
１６  ２次吸気ダクト
１７  温度センサー支持部材
１８  穴
１９  フロントペーパーガイド
２０  フロントカバー
２１  ２次ヒーターカバー
２２  プリントヘッド
２３、２３ａ、２３ｂ  送風ファン
２４  排気穴
２５  ケーブル
２６  剛体ケース
２７  赤外線透過部材
２８  受光レンズ
２９  吸気穴
３０  支持部
３１  空気層
３２  受光穴
３３  固定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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