(57)【要約】      （修正有）【課題】記録媒体に付着したインクを定着させるヒーターによって消費される電力の急激な変動を抑制し、電源の電圧変動による他機器の誤動作を防止できるインクジェットプリンターの提供。【解決手段】ヒーター１，２，３を複数に分割し、分割された夫々のヒーター１，２，３の接続を変更する接続切り替え回路と、接続切り替え回路によって接続されたヒーター１，２，３を駆動するヒーター駆動回路とを備え、ヒーター１，２，３に供給する電力を制御することでヒーター１，２，３の発熱量を好適に制御するとともに、消費電力の変動を抑制する。【選択図】図１
2017132150.tif 000002
【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、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録ヘッドを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジと、
複数のヒーターブロックに分割されたヒーターと、
前記ヒーターブロックに電力を供給するヒーター駆動回路と、
を有し、前記キャリッジを移動させながら前記記録媒体に画像を記録すると共に、前記記録媒体を前記ヒーターで加熱するインクジェットプリンターにおいて、
複数の前記ヒーターブロック同士の接続を変更する接続切り替え回路と、
前記接続切り替え回路と前記ヒーター駆動回路を制御する制御回路と、
前記記録媒体の温度を検出するセンサーと、
を有し、
前記制御回路は、前記センサーの検出結果に基づいて、前記接続切り替え回路を制御して前記ヒーターブロックの接続を変更すると共に、前記ヒーター駆動回路を制御して前記ヒーターの温度を制御することを特徴とするインクジェットプリンター。
【請求項２】
前記ヒーターブロックの接続を変更することで、前記ヒーターの電気抵抗を可変し、前記ヒーターに供給する電力を変更す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】
前記記録媒体の目標温度を記憶するメモリーを有し、前記制御回路は、直列に接続された前記ヒーターブロック単位で前記ヒーター駆動回路から電力の供給を行い、前記記録媒体を、前記メモリーに記憶された前記目標温度にする制御を行う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】
前記記録ヘッドの前記ノズルの配置された面に対向して配置され、前記記録媒体を保持するプラテンと、
前記プラテンの前記搬送方向の下流側に配置され、前記記録媒体を案内するフロントペーパーガイドと、
を有し、前記ヒーターは、前記プラテンと前記フロントペーパーガイドに配置されてい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。
【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、インクジェット式の記録ヘッドから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知られている。インクジェットプリンターでは、様々な種類のインクが使用される。例えば、主溶剤に有機溶剤を用いた溶剤インク、紫外線によって硬化する紫外線硬化型インク、熱によって硬化する熱硬化型インクなど、用途に応じていろいろな種類のインクが用いられている。
【０００３】
近年、印刷後の印刷面にフィルムをラミネートして保護する加工や、印刷後に所望のサイズに切断する加工などの次の工程に、早く移れるように、インクの乾燥や定着の早いプリンターの要望が高まってきている。このような要望に対して、揮発性の高い溶剤の利用や、紫外線や熱を用いて定着させるインクの改良が進んできている。
【０００４】
また、一方では、定着性、乾燥性を更に良くするために、紫外線の照射量や加熱温度を高める工夫もされている。この工夫は電力消費が多くなってしまう問題が含まれる。また、記録媒体に対して必要以上に紫外線や熱の負荷を与えないようにする要望や、機器の省エネルギー化の要望もある。
【０００５】
例えば、特開２００８‐２３０２３０号公報に記載された技術では、記録媒体を加熱するヒーターを複数に分割し、分割された夫々のヒーターを加熱制御することで、記録媒体の幅に応じて、必要な部分だけ加熱するインクジェットプリンターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８‐２３０２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術では、複数に分割したヒーターを個別に制御することで、記録媒体に必要な熱を供給することや、不必要な部分のヒーターを使わないことによる省電力化を行っている。しかし、ヒーターに供給する電力をＯＮとＯＦＦを切り替える場合に、切り替えのタイミングや、装置全体の消費電力の変動を考慮して制御するものではなかった。そのため、例えば、消費電力の大きな変動により、装置の元の電源である交流の商用電源の電圧変動の要因となる場合があった。これにより、他の機器の誤動作などの問題があった。またＯＮとＯＦＦの制御であるため、細かな制御ができず、不必要に電力を消費する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッドを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジと、複数のヒーターブロックに分割されたヒーターと、前記ヒーターブロックに電力を供給するヒーター駆動回路と、を有し、前記キャリッジを移動させながら前記記録媒体に画像を記録すると共に、前記記録媒体を前記ヒーターで加熱するインクジェットプリンターにおいて、複数の前記ヒーターブロック同士の接続を変更する接続切り替え回路と、前記接続切り替え回路と前記ヒーター駆動回路を制御する制御回路と、前記記録媒体の温度を検出するセンサーと、を有し、前記制御回路は、前記センサーの検出結果に基づいて、前記接続切り替え回路を制御して前記ヒーターブロックの接続を変更すると共に、前記ヒーター駆動回路を制御して前記ヒーターの温度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明により、電力の効率的使用と、電力変動の抑制が可能となる。ヒーターの電力制御を細かくできるので、急激な電力変動を抑えることができ、また、所望の温度にするための、無駄な電力を削減できる。また、装置全体の電力変動をヒーターの電力制御で均一化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、ヒーターの配線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、ヒーターの接続と、そこに供給する電力の変化を説明する図である。
【図４】図４は、ヒーターに供給する電力の変化を説明する図である。
【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】
【００１１】
図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、ヒーターの配線を説明する図である。記録時に記録媒体を支持するプラテン１０の裏面には、線状のヒーターが固定されている。このヒーターはプラテン１０の裏面に設けられた溝に埋め込むなどの方法で固定されている。プラテン１０を均一に加熱するために全面に渡り這いまわされている。また、ヒーターは、第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３の３部分から構成されている。すなわち、ヒーターは複数のヒーター線から構成されている。プラテン１０に設けられた溝の中にヒーターが嵌めこまれているので、プラテン１０の内部から加熱ができ、好適に伝熱することができる。
【００１３】
端子４と端子５が第１ヒーター１の端子であり、この間に電圧を印加することで発熱させることができる。端子６と端子７が第２ヒーター２の端子であり、この間に電圧を印加することで発熱させることができる。端子８と端子９が第３ヒーター３の端子であり、この間に電圧を印加することで発熱させることができる。また、これらの端子を後述の接続切り替え回路によって接続を可変することができる。
【００１４】
第１ヒーター１にほぼ平行して第２ヒーター２が配置されている。これにより、例えば同じ抵抗値とした場合に定電圧を印加すれば、並列接続した場合に電力が２倍になり、直列接続した場合に電力が半分になる。加熱領域をほぼ同じにしながら、消費電力を変更できる。すなわち、ヒーターによる加熱を加減できる。また、第３ヒーター３は、第１ヒーター１に対して、ヒーターの密度が疎になっている部分に配置することで、プラテン１０の加熱を補助している。
【００１５】
ここでは、プラテン１０について説明したが、後述のフロントペーパーガイドについても、同様の配置が可能である。また、フロントペーパーガイドのヒーター線は、フロントペーパーガイドの裏面に、粘着性のアルミシートで貼り付ける方法で固定することもできる。
【００１６】
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２０は、演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵを備える制御回路である。制御回路２０はＲＯＭ２１に格納されている制御プログラムに従って動作する。ＲＡＭ２２は、記録データのバッファ、制御回路２０による処理のワークエリア、データの一時的な記憶などをするメモリーである。
【００１７】
印刷手段２７は、インクジェット式の記録ヘッド、その記録ヘッドを搭載して記録媒体の搬送方向に交差する方向に、例えば直行する方向に、移動するキャリッジ、記録媒体を搬送する搬送手段、キャリッジの位置を検出する位置センサーなどを含み、制御回路２０によって制御される。位置センサーによって取得した位置に基づいて、記録ヘッドから所望の位置にインクを吐出することで、記録媒体に画像を記録することができる。また、記録ヘッドの汚れを除去するワイプユニットなどのメンテナンスユニットも備わり、制御回路２０の制御によって動作する。
【００１８】
ファン２５は、加熱した空気、又は、加熱しない空気を送風するファンである。インクの定着を促進させるために、送風したほうが良い場合がある。このような場合に、ファン２５を駆動する。ファン２５は制御回路２０によって駆動を制御される。また、ファン２５は、インクジェットプリンターの電気的な負荷の一例でもある。電気的な負荷としては記録媒体の巻き取装置、照明、各種アクチュエーターなどがある。制御回路２０によって、ファン２５の風力、加熱の有無、ＯＮ、ＯＦＦなどが制御される。電気的な負荷を一斉に駆動する場合に大きな電力が必要となる。
【００１９】
温度センサー２６は、記録媒体の温度を計測する。また、記録媒体の温度を直接計測しなくとも、プラテン１０の温度を計測し、記録媒体の温度として代用してもよい。温度センサー２６によって取得した温度の値は、制御回路２０が取得し、各種演算、制御に使用する。
【００２０】
接続切り替え回路２４は、第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３の接続を切り替える回路である。制御回路２０の制御によって動作し、これらヒーターの接続を変更することができる。例えば、第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３を全て並列に接続することで、各ヒーターに同時に電力を供給し、加熱することができる。第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３を全て直列に接続することもできる。また、第１ヒーター１と第２ヒーター２とを直列に接続し、第３ヒーター３を接続しない状態にすることもできる。このように、接続切り替え回路２４は、各ヒーターを直列接続、並列接続、直列接続と並列接続の併用、接続しない状態にする回路である。制御回路２０によって制御されるメカニカルなスイッチ、電気的なスイッチなどによって構成することがきる。
【００２１】
また、ヒーター駆動回路２３は、接続切り替え回路２４によって接続状態を切り替えた後の各ヒーターに対して、電力を供給することができる。ヒーター駆動回路２３は、制御回路２０の制御によって動作する。ヒーター駆動回路２３は、電力の供給のＯＮとＯＦＦをするだけではなく、ＰＷＭ制御が可能である。
【００２２】
このように、予め記憶された制御プログラムに従って動作する制御回路２０の制御によってインクジェットプリンターの各機能が制御される。
【００２３】
また、例えば、ファン２５を動作させる場合と、第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３を並列接続して動作させる場合など、消費電力が大きい負荷の動作が重なり、想定する全体の電力が大きくなる場合に、第１ヒーター１、第２ヒーター２を直列接続に切り替え、加熱が一時的に抑えられてしまうが、全体の消費電力をそれに応じて抑制する制御も可能である。このように、全体の消費電力量を考慮したヒーターの駆動制御もできる。ファン２５のほかに、搬送用のアクチュエーターなど各種機構にアクチュエーターを使用しているが、その一斉動作時にも同様にヒーターの消費電力を少なくする制御することで、全体の消費電力量を抑制する動作が可能となる。
【００２４】
ヒーターの駆動方法で、例えば、第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３への駆動電力の位相を夫々が重ならないように、ずらすことで、全体の消費電力を抑える制御をすることもできる。
【００２５】
図３は、ヒーターの接続と、そこに供給する電力の変化を説明する図である。ある状態からの経過時間と駆動時の電力、記録媒体の温度を概念的に示す図である。図中のＸ軸３２は、駆動時間を示す。図中の上側のグラフのＹ軸３１は電力を示す。図中の下側のグラフのＹ軸３８は温度を示す。プラテン１０の温度が冷めている状態、すなわち外気と同じ温度の状態から、一点鎖線３９で示された所定の温度にするためのヒーター駆動の例を示している。温度センサー２６の測定値３０は、プラテン１０の温度を表しているが、記録媒体の温度として扱う。プラテン１０の温度と記録媒体の温度がほぼ同じ温度であるためである。
【００２６】
そしてＲＡＭ２２にプラテン１０の目標温度が記憶され、この目標温度にするようにプラテン１０を加熱する。複数に分けたヒーターを全て並列にして、電圧を印加することで最大電力を得ることができ、加熱が早くできるが、このような場合に、印加時の電力の変動が大きくなり、電源の電圧変動が大きくなってしまう。
【００２７】
そこで、まず、接続切り替え回路２４を制御して第１ヒーター１のみをヒーター駆動回路２３に接続する。第１ヒーター１のみの場合は、電力３３の値となる。その後、第１ヒーター１と第２ヒーター２を並列接続し、ヒーター駆動回路２３に接続する。第１ヒーター１と第２ヒーター２の並列接続の場合は、電力３４の値となる。その後、第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３を並列接続し、ヒーター駆動回路２３に接続する。第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３の並列接続の場合は、電力３５の値となる。ヒーター負荷を漸次大きくしてプラテン１０の加熱を行うことで、電力の急激な変動を抑えることができる。
【００２８】
また、ヒーターへの電力の供給を間歇することで、供給していない時間に、他のアクチュエーターの制御を行い、消費電力の均一化をしても良い。例えば、ヒーターへの電力の供給時にはファン２５への電力供給を行わず、逆に、供給していないときにファン２５への電力を供給し、送風、加熱を行う。
【００２９】
所定の温度、すなわち目標温度に到達すると、定常状態の温度の維持が可能な電力を供給するだけなので、大電力が必要な並列接続を継続しなくとも良くなる。そこで、並列接続しているヒーターを直列接続に切り替える。まず、第１ヒーター１と第３ヒーター３を直列接続し、そこに電力を供給する。第１ヒーター１と第３ヒーター３の直列接続の場合は、電力３６となる。さらに、電力を落としても良い場合は、第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３を直列接続し、そこへ電力を供給する。第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３の直列接続の場合は、電力３７となる。これらの場合、ヒーターに供給する電力を定電圧回路だけで供給できるので、回路も容易となる。急激に消費電力が増えることが無い制御が可能となる。また、例えば、電力を減らす場合も、ヒーターの接続を可変することで、負荷の抵抗値を漸次減らすことで、急激な消費電力の低下を避けることができる。
【００３０】
図４は、ヒーターに供給する電力の変化を説明する図である。ある状態からの経過時間と駆動時の電力を概念的に示す図である。図中のＸ軸３２は、駆動時間を示す。図中のＹ軸３１は電力を示す。ＰＷＭ制御の例を示している。
【００３１】
第１ヒーター１への電力の供給と、第２ヒーター２への電力の供給を別々に、ヒーター駆動回路２３が行う。これにより、最初に、第１ヒーター１の消費電力４０と第２ヒーター２を加えた場合の消費電力４２によって、ヒーターを加熱する。その後、第１ヒーター１のみ電力の供給時間を延ばして付加される電力４１を加えてヒーターを加熱する。その後、第１ヒーター１、第２ヒーター２、第３ヒーター３を並列に接続し、所定時間の電力印加時の電力４３に加え、供給時間を延ばして付加される電力４４を加えてヒーターを加熱する。このように、ＰＷＭ制御と、ヒーターの接続の両者を制御することで、より細かな供給電力の制御が可能となる。また、ヒーターを直並列、あるいは、接続しない配線にすることで、複数のヒーターを一つのＰＷＭ制御回路で制御することができる。
【００３２】
図５は、インクジェットプリンターの例を説明する外観図である。インクジェットプリンター５０は、記録ヘッドを搭載したキャリッジ５４を、プラテン１０の上空を往復移動させながらインクを吐出させ、記録媒体に画像を記録する。平板のプラテン１０は記録媒体を吸着し、支持する。プラテン１０は平板であり、その板に細孔が開けられ、裏側に吸引室が配置され、細孔から空気を引き込み、その力で記録媒体を吸着して支持することができる。また、プラテン１０の裏面にはヒーターが配置され、加熱することができる。
【００３３】
記録媒体は、ローラー５５を含む搬送手段により、キャリッジ５４の移動方向に対して交差する方向、ここでは、直行する方向に搬送される。搬送と記録を交互に行い、画像を完成させる。ローラー５５はプラテン１０の長手方向に沿って複数配置され、記録媒体の幅方向の複数の位置を同時に押さえて搬送する。これによって、記録媒体を、正確に搬送方向に搬送することができる。
【００３４】
プラテン１０の記録媒体の搬送方向の下流側には、フロントペーパーガイド５２が配置され、排出された記録媒体を加熱し、インク定着を促進させる。また、フロントペーパーガイド５２に対向し、離れた位置にファン２５が備わり、記録媒体に対して、加熱、送風をする。また、筐体内に外気を取り入れ、筐体内の温度を下げるファンが筐体の裏側に配置されている。
【００３５】
プラテン１０の側方には、キャリッジ５４に搭載された記録ヘッドの清掃をするワイプユニット５３が備えられている。キャリッジ５４をワイプユニット５３の位置に移動し、ワイプユニット５３をキャリッジ５４の方向に移動、すなわち、上昇させる。ワイプユニット５３を昇降制御したあと、備えられたワイパーを移動させ、記録ヘッドのノズル面をワイプし、清掃する。また、記録ヘッドのノズル面の乾燥を防止するために、キャップユニット５１が、プラテン１０を挟んでワイプユニットの逆側に配置されている。印刷しないときなど、記録ヘッドをキャップすることでインクの乾燥を防止する。さまざまなアクチュエーターによって、各種機能を実現している。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
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】
【００３７】
１  第１ヒーター
２  第２ヒーター
３  第３ヒーター
４  端子
５  端子
１０  プラテン
２０  制御回路
２１  ＲＯＭ
２２  ＲＡＭ
２３  ヒーター駆動回路
２４  接続切り替え回路
２５  ファン
２６  温度センサー
２７  印刷手段
５０  インクジェットプリンター
５２  フロントペーパーガイド
５４  キャリッジ
５５  ローラー
【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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