(57)【要約】      （修正有）【課題】電源投入からインクの吐出動作開始までの時間を短縮できるとともに、インクの加熱温度のばらつきを簡易な構成により低減させることができる液体加熱装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】インク吐出ヘッドに送給されるインクの送給経路上に、送給されるインクを一時的に貯留する液室部５０と、この液室部５０から送給されるインクを加熱する温度調整用流路部６０とを備える。【選択図】図２
2016172325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出ヘッドに送給される液体を加熱する液体加熱装置において、
前記液滴吐出ヘッドに送給される液体の送給経路上に、送給される液体を一時的に貯留する液室部と、
前記液室部から送給される液体を加熱する温度調整用流路部と、を備えたこと特徴とする液体加熱装置。
【請求項２】
前記液室部と前記温度調整用流路部とを合わせた流路容積を、前記液滴吐出ヘッドの最大吐出流量に対し、液体を加熱する時間を乗じた以上の容積としていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の液体加熱装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体加熱装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体にインクを着弾させて画像形成を行う装置（単なる液体吐出装置を含む）を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。
【０００４】
記録ヘッドとして用いる液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）としては、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高め液滴を吐出させる圧電型ヘッドや、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、液滴を吐出させるサーマル型ヘッドが知られている。
【０００５】
このような液体吐出方式の画像形成装置において、インク種によっては常温での粘度が高いものがある。粘度が高いインクを使用する際には、そのインクを予め加熱して粘度を低下させてから、供給チューブを通してインクジェットヘッドに供給していることが多い。インクを貯蔵するインクタンク、あるいはインクタンクからインクジェットヘッドへのインク供給経路の途中に液体加熱装置（予備加熱装置）を配置して、インクを予備加熱する技術が知られている。
【０００６】
従来、この種の液体加熱装置を用いた画像形成装置として、特許文献１，２にそれぞれ開示された構成のものがある。特許文献１に開示された画像形成装置は、インクを吐出する記録ヘッドと、そのインクを貯留するインクタンクと、このインクタンクと上記記録ヘッドとの間に配置された可撓性を有する供給チューブとを備えたものである。
【０００７】
上記の供給チューブは、インクタンクから記録ヘッドに供給するインクが流れる第１の流路を形成する内管と、その第１の流路を形成する内管の周囲に配され、その内管との間で、上記第１の流路を流れるインクの温度を調節する温度調節液を流通させる第２の流路を形成する外管とを有している。
【０００８】
一方、特許文献２に開示された液体噴射装置は、用紙に対してインクを噴射するための記録ヘッドと、この記録ヘッドとインク流路を介して接続された温度調整可能なインク加熱装置とを備えた構成のものである。そのインク流路は、インクカートリッジ側となる上流側から記録ヘッド側となる下流側にインクを流動させて記録ヘッドに供給するためのものであり、記録ヘッドが収容される収容空間内を経由するように配設されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている画像形成装置では、インクタンクから記録ヘッドへの流路途中においてインク温度を調節しているので、インクの流量変化によりインク温度にばらつきが発生しやすい。
【００１０】
一方、特許文献２に開示されている液体噴射装置では、インクカートリッジ内のインクの熱容量が大きいため、プリンタの電源投入から、記録ヘッドにおいてインクの吐出動作が可能になるまでに長時間を要している。
【００１１】
さらに、上記特許文献１と同様に、インクカートリッジから記録ヘッドへのインクの供給経路途中にインク加熱装置を配置しているので、インクの流量変化によりインク温度のばらつきが発生することが多い。また、インク温度のばらつきに伴い、インクを記録ヘッドから吐出する際、吐出されるインク滴の重量にばらつきが生じ、ドット径のばらつきの要因となっているという課題が未解決のままである。
【００１２】
そこで本発明は、電源投入から液体の吐出動作開始までの時間を短縮できるとともに、液体の加熱温度のばらつきを簡易な構成により低減させられる液体加熱装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するため、本発明に係る液体加熱装置は、液滴吐出ヘッドに送給される液体を加熱する液体加熱装置において、前記液滴吐出ヘッドに送給される液体の送給経路上に、送給される液体を一時的に貯留する液室部と、前記液室部から送給される液体を加熱する温度調整用流路部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源投入から液体の吐出動作開始までの時間を短縮できるとともに、液体の加熱温度のばらつきを簡易な構成により低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体加熱装置を用いた画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同上の液体加熱装置の構成を示す配管図である。
【図３】温度調整用流路部のみを長尺に形成した場合を想定した液体加熱装置の構成を示す配管図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態に係る液体加熱装置及びこれを用いた画像形成装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る液体加熱装置を用いた画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１には、画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット式プリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例として示している。図示のプリンタ１００は、インクタンク１０、液体加熱装置であるインク加熱装置２０、液滴吐出ヘッドであるインク吐出ヘッド３０及び駆動部４０を有している。
【００１８】
インクタンク１０は、所定量の液体（以下、「インク」という。）を貯留できる容積を有するものである。このインクタンク１０は、例えばインク吐出ヘッド３０のノズル面（図示しない）とインクタンク１０の液面との水頭差によってインクを送給するようになっている。なお、インクの送給は、上記水頭差によるものに限るものではない。
【００１９】
上記インクタンク１０とインク加熱装置２０とは供給チューブ１１を介し、また、そのインク加熱装置２０とインク吐出ヘッド３０とは供給チューブ２１を介してそれぞれ接続されている。
【００２０】
すなわち、インクタンク１０に貯留されているインクは、供給チューブ１１を介してインク加熱装置２０に送給される。そして、インク加熱装置２０において所定の温度に加熱された後、供給チューブ２１を介してインク吐出ヘッド３０に供給される。また、インク吐出ヘッド３０においては、駆動部４０から適時に送信される駆動信号により、インク吐出ヘッド３０から記録媒体（用紙）９上にインクの吐出が行われる。
【００２１】
図２は、上記したインク加熱装置２０の概略構成を示すブロック図である。同図に示すインク加熱装置２０は、インク吐出ヘッド３０に送給されるインクを加熱するものであり、液室部５０、温度調整用流路部６０及びヒータ７０を有して構成されている。すなわち、液室部５０と温度調整用流路部６０は、上記インク吐出ヘッド３０に送給されるインクの送給経路上に配されている。
【００２２】
本実施形態において示す液室部５０は、インクタンク１０から送給されるインクを一時的に貯留するものであり、インク吐出ヘッド３０に送給されるインクの流量変化によるインク温度のばらつきを低減するための所要の容積にしたものである。
【００２３】
温度調整用流路部６０は、これを流通するインクを加熱するためのものであり、蛇行させて形成することにより所要の容積となる全長にしている。なお、温度調整用流路部６０としては、蛇行させて形成することに限るものではなく、例えば螺旋状に巻回して形成してもよい。
【００２４】
本実施形態においては、上記したインク吐出ヘッド３０に送給されるインクの送給方向上流側に液室部５０を配設し、かつ、その下流側に温度調整用流路部６０を配設している。ヒータ７０は、液室部５０及び温度調整用流路部６０を流通するインクを加熱する機能を有するものである。
【００２５】
図３は、温度調整用流路部のみを長尺に形成した場合を想定した液体加熱装置の構成を示す配管図である。なお、図１，２において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。上記したヒータ７０からの熱伝達効率を向上させるためには、図３に示すように、温度調整用流路部６０をなるべく長尺にして形成することが考えられる。しかし、温度調整用流路部６０のみを単に長尺に形成した場合には、その温度調整用流路部６０における圧力損失も増大する。
【００２６】
圧力損失が大きくなった場合、上述した水頭差によるインクの供給を行う際、インク吐出ヘッド３０から多くの流量を吐出させようとすると、その圧力損失によってインクの供給不足を起こし、吐出不良を招く虞がある。
【００２７】
そこで、本実施形態においては、圧力損失を許容できる値以下に収めるために、インク加熱装置２０内において、液室部５０と温度調整用流路部６０を組み合せた構成にしているのである。
【００２８】
そのため、本実施形態においては、液室部５０と温度調整用流路部６０の容積を次のように設定している。温度調整用流路部６０は、上述したように熱伝達効率を向上させるためになるべく長尺に形成することが望ましい。そのため、温度調整用流路部６０を圧力損失の値から許容できる最大容積Ａｍｌに設定する。
【００２９】
一方、想定した単位時間あたりのインクの最大吐出流量Ｂｍｌ／ｍｉｎ、インク加熱装置２０においてインクが所定温度に加熱されるまでの時間Ｃｍｉｎとしたとき、液室部５０の容積をＢ×Ｃ−Ａｍｌ以上に設定する。具体的には、次のとおりである。
【００３０】
試算した結果によると、温度調整用流路部６０を、例えば圧力損失の値から許容できる容積１ｍｌとする。また、単位時間あたりの最大吐出流量５ｍｌ／ｍｉｎ、インク加熱装置２０においてインクが所定温度に加熱されるまでの時間０．５ｍｉｎとする。この場合には、液室部５０は１．５ｍｌ以上の容積とし、インク加熱装置２０全体では１．５ｍｌ以上の容積を確保した構成とする。なお、使用するインクの粘度にもよるが、一般的な紫外線硬化型インクの場合には、供給チューブの内径はφ３ｍｍ程度であることが望ましい。なお、液室部５０と温度調整用流路部６０とを合わせた流路容積を、インク吐出ヘッド３０の最大吐出流量に対し、インクを加熱する時間を乗じた以上の容積としている。
【００３１】
以上の構成からなるプリンタ１００によれば、次の効果を得ることができる。所要の容積にした液室部５０をインクの送給経路上に設けているので、インクの流量変化によるインク温度のばらつきを低減することができる。また、温度調整用流路部６０を圧力損失の値から許容できる最大容積に設定することができる。これにより、電源投入からインクの吐出動作開始までの時間を短縮できるとともに、インク滴の重量のばらつきを低減させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０      インクタンク
１１      供給チューブ
２０      加熱装置（インク加熱装置）
２１      供給チューブ
３０      液滴吐出ヘッド（インク吐出ヘッド）
５０      液室部
６０      温度調整用流路部
７０      ヒータ
１００    画像形成装置（プリンタ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００９−２１４３０７号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２０６２５号公報
【図１】
2016172325.tif 000003
【図２】
2016172325.tif 000004
【図３】
2016172325.tif 000005