(57)【要約】【課題】  記録媒体のインク着弾面と対向する位置にあり、記録媒体と接触しない加熱手段によって、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プリンターにおいて、記録媒体の温度を測定する温度センサーの記録媒体毎の測定誤差を小さくし、正確に温度が測定できるインクジェットプリンターを提供する。【解決手段】  記録媒体を支持するプラテンに接触型の温度センサーを設け、非接触型の温度センサーだけを用いてヒーターの温度制御をする前に、接触型の温度センサーの測定結果と非接触型の温度センサーによる測定結果からキャリブレーション値を演算し、非接触型の温度センサーのみを用いてヒーターの温度制御を行う場合にこのキャリブレーション値を考慮して温度制御を行う。【選択図】  図１
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【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、
前記記録媒体を支持するプラテンと、
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する非接触温度センサーと、
前記非接触温度センサーの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制御手段と、
を備えるインクジェットプリンターにおいて、
前記非接触温度センサーの測定値を補正する補正値を記憶する補正値記憶手段と、
前記プラテンに接触し、前記プラテンの温度を測定する接触温度センサーを有し、
前記非接触温度センサーの測定結果のみを用いて前記加熱手段の制御をする前に、前記非接触温度センサーによって前記プラテンに支持されている前記記録媒体の表面温度を測定し、前記接触センサーによって前記プラテンの温度を測定し、前記接触センサーによって測定した測定値と前記非接触センサーによって測定した測定値から、前記非接触センサーによって測定した前記測定値を補正する前記補正値を演算し、該補正値を前記補正値記憶手段に記憶し、
前記非接触温度センサーの測定結果のみを用いて前記加熱手段の制御する場合に、前記非接触温度センサーによって測定した測定値と前記補正値記憶手段に記憶された補正値とに基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とするインクジェトプリンター。
【請求項２】
前記加熱手段は前記プラテンの前記記録媒体側の対向する位置に、前記プラテンの長手方向の長さ以上の長さに亘って配置され、加熱対象物に対して非接触のヒーター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ー。
【請求項３】
前記温度センサーが放射温度計であ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プリンター。
【請求項４】
前記プラテンは吸引孔が複数設けられ、前記プラテンの裏面側に前記吸引孔に連通する吸引室と、前記吸引室から空気を外部に排出する吸引ファンを有し、
前記記録ヘッドによって前記記録媒体に記録する場合は、前記吸引ファンを動作させ、前記補正値を演算するために前記非接触温度センサーおよび前記接触センサーの温度測定中は前記吸引ファンを停止させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項５】
前記補正値の演算は、前記非接触温度センサーの放射率を変える演算であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項６】
筐体内を冷却するためのファンを更に備え、前記補正値を演算するための温度測定をする場合に、前記ファンを停止した状態で行うことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項７】
前記記録ヘッドは、キャリッジに搭載され、該キャリッジには、さらに昇降機能を有する第２の接触温度センサーが備えられ、前記プラテンに配置された前記接触センサーによって測定した前記測定値に変えて、前記第２の接触温度センサーを前記記録媒体の表面に接触させて測定した温度に基づいて、前記非接触センサーによって測定した前記測定値を補正する前記補正値を演算することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
【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ーに関する。
【背景技術】
【０００２】
記録紙、樹脂フィルムなどの記録媒体にインクを吐出して画像等を記録するインクジェットプリンターが広く知られている。インクジェットプリンターに用いるインクには様々なものがあり、例えば、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がある。このインクを使用する場合には、記録媒体に着弾したインクを吐出した直後に加熱する必要がある。このとき、記録媒体とインクが適温になるように加熱手段による加熱を制御する必要がある。例えば、特開２０１３−１９３３７３号公報に記載された記録装置では、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。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、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が、記録媒体に対向する位置に接触させずに配置してある。また、加熱手段による温度センサーへの影響を抑制するために、温度センサーに伝わる熱を断熱する構造が取られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９３３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、赤外線を検出する温度センサーを用いるため、記録媒体の色や材質などの表面状態によって測定値が異なる。また、インクジェットプリンターは利用者によって印刷する記録媒体の材料は千差万別である。そのため、キャリブレーションせずに印刷すると、記録媒体毎に温度制御が一定でなくなり、記録媒体への出力結果の画質に差が生じてしまう。
そこで、記録媒体毎の温度制御を一定にする制御が可能なインクジェットプリンターが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明のインクジェットプリンターは、記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体を支持するプラテンと、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する非接触温度センサーと、前記非接触温度センサーの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制御手段と、を備えるインクジェットプリンターにおいて、前記非接触温度センサーの測定値を補正する補正値を記憶する補正値記憶手段と、前記プラテンに接触し、前記プラテンの温度を測定する接触温度センサーを有し、前記非接触温度センサーの測定結果のみを用いて前記加熱手段の制御をする前に、前記非接触温度センサーによって前記プラテンに支持されている前記記録媒体の表面温度を測定し、前記接触センサーによって前記プラテンの温度を測定し、前記接触センサーによって測定した測定値と前記非接触センサーによって測定した測定値から、前記非接触センサーによって測定した前記測定値を補正する前記補正値を演算し、該補正値を前記補正値記憶手段に記憶し、前記非接触温度センサーの測定結果のみを用いて前記加熱手段の制御する場合に、前記非接触温度センサーによって測定した測定値と前記補正値記憶手段に記憶された補正値とに基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のインクジェットプリンターによれば、記録媒体が異なっても、表面温度の測定値の誤差を抑制し、記録媒体毎の温度制御を一定にすることができるインクジェットプリンターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、インクジェットプリンターの構成を説明する図である。
【図２】図２は、インクジェットプリンターのブロック図である。
【図３】図３は、記録媒体の温度計測を説明する図である。
【図４】図４は、動作を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、インクジェットプリンターの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、インクジェットプリンターの構成を説明する図である。以下、本発明のインクジェットプリンター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プリンターの全体構成について説明する。図１はインクジェットプリンター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。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はリアペーパーガイド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、リアペーパーガイド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２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ると共にインクを固めて記録媒体２に定着させる。次にフロントペーパーガイド１９上にインクが着弾した記録媒体２が搬送され、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、それ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、さらに水分を蒸発させると共に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プリンター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、インクジェットプリンター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プリンター内に取り込めるようにしている。
【０００９】
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、被加熱物に非接触である。また、１次ヒーター８と２次ヒーター１３は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次温度センサー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。
【００１０】
プラテン５の裏面に接触温度センサー２４が配置されている。この接触温度センサー２４は、プラテン５の温度を測定する。好ましくは、１次温度センサー１０ａの検知範囲のプラテン５の裏面に固定され、同じ個所の温度を測定できるようにしてあることが好ましい。ただし、プラテン５はアルミ製などあり、熱伝導率が高いものが用いられているので、少々離れていてもほぼ同じ温度となる。
【００１１】
また、このインクジェットプリンターの１次ヒーター８は、プラテン５の上部からプラテン５の方向を熱する構造となっているので、プラテン５上の記録媒体２は、全幅に亘ってほぼ均等に加熱することができる利点がある。
【００１２】
また、非接触センサーを用いるので、伝熱及び定常状態になるまでの時間を考慮せずに、計測する時点の温度を計測することができ、様々な材質、厚みの記録媒体に対応できる。
【００１３】
キャリッジ６には予備接触温度センサー４１が配置されている。例えば紙、プラスチックフィルムなど、熱伝導率の悪い記録媒体、もしくは、例えば２．０ｍｍ程度以上の厚みがある記録媒体を使用している場合に、非接触センサー１０ａ、１０ｂのキャリブレーションを行う。
【００１４】
図２は、インクジェットプリンターのブロック図である。制御回路２５はインクジェットプリンターの全体の制御を司る制御回路である。記録手段２７は、記録ヘッド２２、記録ヘッド２２を搭載するキャリッジ６、記録ヘッド２２を記録媒体２の幅方向に往復走査させる機構を含み、記録媒体２に画像を記録する手段である。記録手段２７は制御回路２５によって制御される。キャリッジ６はキャリッジ移動手段２８によって記録媒体２の幅方向に、レール７に沿って移動する。キャリッジ移動手段２８は制御回路２５によって制御される。
【００１５】
搬送手段２９は、搬送ローラー４を含み、記録媒体２を搬送させる手段である。搬送手段２９は制御回路２５によって制御される。リニアエンコーダー２６はレール７に沿って配置された不図示のリニアスケールを検出し、キャリッジ６及び記録ヘッド２２の位置を検出する。検出結果は制御回路２５に出力され、制御回路２５がキャリッジ６及び記録ヘッド２２の位置を演算する。リニアエンコーダー２６は制御回路２５によって制御される。検出された位置に応じて記録手段２７からインクを吐出することで、所望の画像を記録することができる。
【００１６】
ＲＯＭ３１は、不揮発性メモリーであり、インクジェットプリンターを制御するプリグラム、初期設定値などを記憶する。制御回路２５はこのプログラムに従って動作する。ＲＡＭ３０は、制御回路２５のワークメモリー、データの一時記憶などに使うメモリーである。
【００１７】
ヒーター制御手段３２は、１次ヒーター８と２次ヒーター１３への電力供給を制御し、温度を上下させることができる。ヒーター制御手段３２は制御回路２５の制御によって動作する。
【００１８】
非接触温度センサー３３は、１次温度センサー１０ａと２次温度センサー１０ｂを含む。非接触温度センサー３３は制御回路２５の制御によって動作し、計測した温度を制御回路２５に出力する。また、１次温度センサー１０ａはプラテン５上の記録媒体２の温度を計測し、２次温度センサー１０ｂは、フロントペーパーガイド１９上の記録媒体２の温度を計測し、夫々制御回路２５に出力する。制御回路２５は取得した温度に基づいてヒーター制御手段３２を制御して、１次ヒーター８と２次ヒーター１３への電力供給を制御する。すなわち目標温度より低ければ供給電力を増やし、目標温度より高ければ供給電力を下げる制御を行う。
【００１９】
接触温度センサー２４は、プラテン５の温度を測定する。接触温度センサー２４は制御回路２５の制御によって動作し、計測した温度を制御回路２５に出力する。接触温度センサー２４によって取得した温度に基づいて、１次温度センサー１０ａの設定値を変える。設定値を変えることにより、外因によらない測定値を取得できるようにする。
【００２０】
予備接触温度センサー４１は、熱伝導率の悪い記録媒体及び、厚みがあり十分にプラテン５に熱が伝わらない場合に使用する。接触温度センサー２４と予備接触温度センサー４１の切り替えは昇温前にユーザーによる切り替えもしくは、昇温開始後に一定時間経過しても接触センサー２４の温度が上がっていかない場合にヒーター出力を一旦切断し、切り替える。予備接触温度センサー４１はキャリッジ６に配置されている。予備接触温度センサー４１は、昇降手段を備え、通常は、記録媒体に接触しない位置に持ち上げられている。温度を測定する場合に、測定対象物に接触する様に下げて、温度測定する。キャリブレーションでは、予備接触温度センサー４１で測定する温度を正しい温度と見做し、非接触温度センサー３３で測定する温度に対する補正値を求める。この補正値は、非接触温度センサー３３で測定する温度に、この補正値を加えた値が、正しい温度と看做された値となるように設定される。
【００２１】
吸着ユニット制御手段３４は、プラテン５に設けられた記録媒体２の吸引する不図示のファンを制御する手段である。記録媒体２を平板上のプラテン５に設けられた無数の吸引孔から、ファンを回すことでプラテン下に空気を吸い、負圧にし、吸引孔によって記録媒体を吸い付けることでインクの着弾面を平面状に維持する。また、吸着ユニット制御手段３４は、背面ファン１５の制御も行い、筐体内に供給する外気の量を調節することができる。これにより、筐体内の温度制御もできる。
【００２２】
図３は、記録媒体の温度計測を説明する図である。プラテン５上には記録媒体２が搬送され、１次ヒーター８によって加熱されている。記録媒体２の表面は、１次温度センサー１０ａによって温度検出がされる。点線で示される温度検出範囲３５は１次温度センサー１０ａによって検出する範囲を示している。接触温度センサー３３は、プラテン５の裏面に配置されている。温度検出範囲３５の裏面に固定され、その部分の温度を検出している。この場所が好ましいが、プラテン５の端部の点線で示された接触温度センサー３６の位置でも、プラテン５の温度はほぼ同じくなり、温度測定が可能である。プラテン５の熱伝導率が高いことと、上部から１次ヒーター８によって熱せられるので、温度はほぼ均一になる。好ましくは記録媒体２の搬送範囲の裏面に設置することである。
【００２３】
図４は、動作を説明するフローチャートである。１次ヒーター８を適切に制御するためには、１次ヒーター８のキャリブレーションを行う必要がある。これは、１次ヒーターで加熱した記録媒体２の温度測定を正確する必要があるためである。非接触温度センサーは、対象物からの赤外線に基づいて温度を演算する。対象物からの赤外線の放射率が正確でないと、演算した結果も正確にならない。測定対象物の表面の状態によって放射率が変わるからである。正確に温度測定するためには、放射率を測定対象ごとに設定する必要がある。この設定すなわちキャリブレーション処理を実行することが必要となる。
【００２４】
まずステップＳ１で、１次ヒーター８を目標温度に昇温する。このときの測定は、１次温度センサー１０ａを用い、予め設定された初期値を用いて測定する。そのため、少々誤差を含む可能性がある。目標温度は、記録媒体２の定着をさせる温度である。
【００２５】
ステップＳ２で、昇温前に予備接触温度センサー４１でのキャリブレーションを選択したか、を判断する。選択していない場合はステップＳ３へ進み、選択されている場合はステップＳ６に進む。
【００２６】
ステップＳ３で、接触温度センサー２４の温度を計測する。その温度が本来の記録媒体の温度である。この接触温度センサー２４から取得した温度と１次温度センサー１０ａの検出した温度が同一になる様に、ステップＳ７で１次温度センサー１０ａの放射率を設定する。以後この設定した放射率を用いて温度計測する。このとき、使用した記録媒体２の種類と関連付けて放射率を記憶し、この種の記録媒体２を用いたい時に、関連図付けられた放射率を設定するようにすることが、作業効率の面から好ましい。接触温度センサー２４の検出温度が目標温度に達していない場合、ステップＳ４に進む。
【００２７】
ステップＳ４は予め決められた温度検出時間を超えているか、を判断する。超えていない場合は再度ステップＳ３に戻り、超えた場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ５は記録媒体２の性質で接触温度センサー２４では適正な温度検出ができない場合に通過するフローである。ここでは記録媒体２上の温度を直接検出するためにキャリッジ６に搭載された予備接触センサー４１を用いて記録媒体２上の温度を検出し、この温度に基づいて１次温度センサー１０ａの放射率を設定する。次にステップＳ７へ移行する。
【００２８】
ステップＳ２で予め予備接触温度センサー４１を使用することを選択していた場合、予めＲＯＭに記憶された所定時間昇温を行い、その後ステップＳ５の処理を行う。所定時間経過してキャリブレーション動作を行う理由は、非接触センサー１０ａの放射率が適正ではなく放射率が大きく乖離している場合などに長時間加熱してしまう恐れがあるためである。適正な時間を予め実験等によって求めておき、この時間昇温させる。
【００２９】
また、このキャリブレーションを行う場合に、吸着ユニット制御手段３４を制御して、背面ファン１５を停止させることが好ましい。外気を取り込むことで検出の外乱となるので、この外乱を抑制した状態で温度検出することが好ましい。また、吸着ユニット制御手段３４を制御して記録媒体２をプラテン５に吸着させた状態で検出することが好ましい。記録媒体２とプラテン５を密着させることで、温度差を極力無い状態で検出することができるからである。この場合に、プラテン５の吸引機構を複数のブロックに分割させておき、接触温度センサー２４の配置されているブロックのプラテン５の部分だけを吸引させた状態で検出するのがより好ましい。吸引孔からの空気の流れによる外乱が無くなり、さらに、記録媒体２とプラテン５を密着させることで、温度差を極力無い状態で検出することができるからである。
【００３０】
また、２次温度センサー１０ｂを１次温度センサー１０ａと同様の物を用い、放射率を１次温度センサー１０ａと同じに設定しても良い。また、フロントペーパーガイド１９の裏面に接触温度センサーを配置し、１次温度センサー１０ａと同様のキャリブレーションを行っても良い。
【００３１】
図５は、インクジェットプリンターの外観図である。インクジェットプリンターの外観図である。インクジェットプリンター４０は、筐体３９を脚部３７で支えている。脚部３７は筐体３９の下面の両端方に固定される。フロントペーパーガイド１９に沿って、フロントペーパーガイド１９と２次ヒーターカバー２１の間の隙間から、記録媒体２が矢印３８で示される方向に排出される。図５のフロントペーパーガイドは、図１のフロントペーパーガイドに比べ長いものを用い、記録媒体２を下の方まで案内している。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明はインクジェットプリンターに利用できる。特に幅広の記録媒体に記録する大型のインクジェットプリンターに利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  記録媒体設置台
２  記録媒体
３  リアペーパーガイド
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
１３  ２次ヒーター
１０ａ  １次温度センサー
１０ｂ  ２次温度センサー
２４  接触温度センサー
【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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