(57)【要約】【課題】プリントヘッドの冷却機構と、記録媒体及びインクの乾燥機構とを一体化させ、装置の簡素化による低価格化及び低消費電力化に有効なインクジェットプリンタを提供すること。【解決手段】本発明のインクジェットプリンタは、所定の方向に搬送される記録媒体にインクを吐出する吐出孔を備えるプリントヘッドと、前記プリントヘッドの近傍に、その吸熱側を配されたペルチェ素子と、を備え、前記ペルチェ素子の吸熱効果により前記プリントヘッドを冷却し、該吸熱の反作用としてペルチェ素子の発熱側で発生する熱を、前記記録媒体の乾燥に用いることを特徴とする。【選択図】図１
2009248549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に搬送される記録媒体にインクを吐出する吐出孔を備えるプリントヘッドと、前記プリントヘッドの近傍に、その吸熱側を配されたペルチェ素子と、を備え、
前記ペルチェ素子の吸熱効果により前記プリントヘッドを冷却し、該吸熱の反作用としてペルチェ素子の発熱側で発生する熱を、前記記録媒体及び該記録媒体上に着弾されたインクの乾燥に用いることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記ペルチェ素子の吸熱側と、前記プリントヘッドとは、熱伝導性の高い金属又は液体を介して熱結合されてい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。
【請求項３】
前記ペルチェ素子の発熱側近傍に配されたヒートシンクと、
前記ヒートシンクの近傍であって前記記録媒体に向けて配された送風装置と、をさらに備え、
前記ペルチェ素子の発熱側で発生した熱を、前記ヒートシンクにて空気中に放熱し、
前記放熱によって熱せられた空気を、前記送風装置により記録媒体の表面に吹き付けることにより、前記記録媒体及び該記録媒体上に着弾されたインクを乾燥することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
所定の方向に搬送される記録媒体にインクを吐出する吐出孔を備えるプリントヘッドと、
前記プリントヘッドの近傍に、その吸熱側を配されたペルチェ素子と、を備え、
前記ペルチェ素子の吸熱効果により前記プリントヘッドを冷却し、該吸熱の反作用としてペルチェ素子の発熱側で発生する熱を、前記記録媒体及び該記録媒体上に着弾されたインクの乾燥に用いることを特徴とするインクジェットプリントヘッドユニット。
【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及びインクジェットプリントヘッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、ヘッド装置を移動させながら、支持部材に支持されている記録媒体に対してインク噴射孔からインクを噴射して印刷を行うように構成される。
このようなインクジェットプリンタでは、一般に、プリント動作の履歴や吐出デューティーによって、プリントヘッドの温度が変化し、それに応じてプリント濃度が変動したり、濃度むらが発生することがある。また、プリントヘッドの温度上昇が激しい場合には、インクの吐出不良や不吐出を生ずることもある。さらに、カラープリンタでは、上記ヘッド温度の変化によって各ヘッドの温度にばらつきを生じ、プリント画像等の色合いに変化が生じることもある。このようなプリントヘッドの温度変化に起因したプリント品位の低下は、上述のようなインクジェット方式に限らず、その程度の差はあるにしても熱転写方式等、他の方式のプリンタにおいても従来より知られる問題である。
【０００３】
通常、装置内の温度を冷却するためには、空気循環用のファンを増設する等の処置が一般的であるが、部品代が増え、さらに実装が難しいのが現状である。そこで、プリントヘッドのみを装置内温度より下げるためにペルチェ素子を用いた冷却が考えられる。ペルチェ素子を用い、同素子が持つ２種の金属が接合している部分に電流を流すことによる熱の出入りを利用したプリントヘッドの冷却方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、インクジェットプリンタにより得られる印刷物は、インクが記録媒体上に着弾した後、インクの液体成分が蒸発して着色剤が記録媒体に残って定着することにより、出来上がりの状態になる。印刷物を早期に出来上がりの状態にするための方法としてインクを早期に乾燥させることが挙げられるが、従来から、記録媒体に着弾したインクを強制乾燥させる複数のファンを排出口の近くに備えたインクジェットプリンタが知られている（例えば、特許文献２参照）。これらのファンは、ヘッド装置の移動方向に並んで固定されて配設され、インクが噴射されて支持部材から排出搬送された記録媒体に対し、ヘッド装置の移動方向の全範囲に渡ってエアを吹き付けるようになっている。
このように、従来のインクジェットプリンタでは、プリントヘッド冷却の機構と、記録媒体及びインク乾燥の機構とが別々のものとして構成されていた。そのため、装置の簡素化、低価格化及び低消費電力化において妨げとなっていた。
【特許文献１】特許公開平１１―５８７６７号公報
【特許文献２】特許公開２００５−３４９６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、プリントヘッドの冷却機構と、記録媒体及びインクの乾燥機構とを一体化させ、装置の簡素化による低価格化及び低消費電力化に有効なインクジェットプリンタ及びインクジェットプリントヘッドユニット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】
【０００６】
本発明の請求項１に記載のインクジェットプリンタは、所定の方向に搬送される記録媒体にインクを吐出する吐出孔を備えるプリントヘッドと、前記プリントヘッドの近傍に、その吸熱側を配されたペルチェ素子と、を備え、前記ペルチェ素子の吸熱効果により前記プリントヘッドを冷却し、該吸熱の反作用としてペルチェ素子の発熱側で発生する熱を、前記記録媒体の乾燥に用いることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載のインクジェットプリンタは、前記請求項１において、前記ペルチェ素子の吸熱側と、前記プリントヘッドとは、熱伝導性の高い金属又は液体を介して熱結合されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のインクジェットプリンタは、請求項１又は２において、前記ペルチェ素子の発熱側近傍に配されたヒートシンクと、前記ヒートシンクの近傍であって前記記録媒体に向けて配された送風装置と、をさらに備え、前記ペルチェ素子の発熱側で発生した熱を、前記ヒートシンクにて空気中に放熱し、前記放熱によって熱せられた空気を、前記送風装置により記録媒体の表面に吹き付けることにより、前記記録媒体上に着弾されたインクを乾燥することを特徴とする。
本発明の請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドユニットは、所定の方向に搬送される記録媒体にインクを吐出する吐出孔を備えるプリントヘッドと、前記プリントヘッドの近傍に、その吸熱側を配されたペルチェ素子と、を備え、前記ペルチェ素子の吸熱効果により前記プリントヘッドを冷却し、該吸熱の反作用としてペルチェ素子の発熱側で発生する熱を、前記記録媒体及び該記録媒体上に着弾されたインクの乾燥に用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、ペルチェ素子を用いてプリントヘッドを冷却し、該冷却の反作用としてペルチェ素子の発熱側で生ずる熱を、記録媒体及びインクの乾燥に用いることで、プリントヘッドの冷却機構と、記録媒体及びインクの乾燥機構とを一体化させている。これにより本発明では、装置の簡素化による低価格化及び低消費電力化に有効なインクジェットプリンタ及びインクジェットプリントヘッドユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係るインクジェットプリンタ及びインクジェットプリントヘッドユニットの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のインクジェットプリンタの一構成例を示す図であり、特にインクジェットプリントヘッドユニット近傍を模式的に示す図である。
このインクジェットプリンタ１は、所定の方向に搬送される記録媒体２０にインクを吐出する吐出孔を備えるプリントヘッド２と、プリントヘッド２の少なくとも両端部を囲むように配された第一金属ジャケット３と、第一金属ジャケット３の両側に配され、プリントヘッド２の近傍にその吸熱側を配されたペルチェ素子４と、ペルチェ素子４の外側に配された第二金属ジャケット５と、第二金属ジャケット５に埋め込まれたヒートパイプ６と、ヒートパイプ６と接続され、前記ペルチェ素子４の発熱側近傍に配されたヒートシンク７と、ヒートシンク７の近傍であって前記記録媒体２０に向けて配された送風装置８と、を備える。これらは本発明のインクジェットプリントヘッドユニットを構成する。
【０００９】
そして、このインクジェットプリンタ１及びインクジェットプリントヘッドユニットでは、前記ペルチェ素子４の吸熱効果により前記プリントヘッド２を冷却する。一方、該吸熱の反作用として前記ペルチェ素子４の反対側（発熱側）で発生した熱を、前記ヒートシンク７にて空気中に放熱する。そして、前記放熱によって熱せられた空気を、前記送風装置８により記録媒体２０の表面に吹き付けることにより、前記記録媒体２０及び該記録媒体２０上に着弾されたインクを乾燥する。
このように本発明では、ペルチェ素子４を用いてプリントヘッド２を冷却し、該冷却の反作用として生ずる熱を、記録媒体２０の乾燥に用いることで、プリントヘッド２の冷却機構と、記録媒体２０及びインクの乾燥機構とを一体化させている。これにより本発明のインクジェットプリンタ１は、装置の簡素化による低価格化及び低消費電力化に有効である。
【００１０】
プリントヘッド２は、所定方向に搬送される記録媒体２０の一面上にインク滴を噴射することにより、印刷を行う。プリントヘッド２は、その下面に並んで配されたノズル（図示せず）からピエゾ（piezo）方式等によりインク滴を噴射させる構造をしており、キャリッジベース１０に左右方向に走行自在に支持されている。
【００１１】
記録媒体２０は、プラテン（図示せず）により支持されるとともに、ピンチローラ（図示せず）及び送りローラに（図示せず）よって挟まれ、ローラが回転することにより所定の搬送方向へ搬送される。
【００１２】
ペルチェ素子４は、２種の金属が接合している部分に電流を流すとき、一方の接合部で吸熱し、他方の接合部で発熱する現象（ペルチェ効果）を利用した熱電変換デバイスである。
前記ペルチェ素子４の吸熱側と、前記プリントヘッド２とは、熱伝導性の高い金属又は液体を介して熱結合されている。本実施形態では、プリントヘッド２に、アルミニウム等の金属からなる第一金属ジャケット３が取り付けられる。第一金属ジャケット３は断熱材９を介してキャリッジベース１０に取り付けられている。
【００１３】
そして、ペルチェ素子４は、第一金属ジャケット３の外側に取り付けられる。これにより、ペルチェ素子４とプリントヘッド２とが第一金属ジャケット３を介して熱結合される。この際、ペルチェ素子４と第一金属ジャケット３との間にシリコングリス等を塗布することが好ましい。これにより、ペルチェ素子４と第一金属ジャケット３との間のミクロな隙間を埋め、冷却効果を向上させる。また、プリントヘッド２の熱を速やかに第一金属ジャケット３を介してペルチェ素子４に伝導、吸熱させることができ、プリントヘッド２を効果的に冷却することができる。
【００１４】
さらにペルチェ素子４の外側には、第二金属ジャケット５が取り付けられる。
第二金属ジャケット５には、ヒートパイプ６が埋め込まれており、ヒートシンク７と接続されている。これにより、ペルチェ素子４の発熱側が発生する熱は、第二金属ジャケット５及びヒートパイプ６を介してヒートシンク７に放熱される。これにより、プリントヘッド２周辺の温度が高温になってもプリントヘッド２をペルチェ素子４で効率よく冷却し、適温で印字を行なう環境ができるため、高品位な印字を可能とする。
この場合も同様に、ペルチェ素子４と第二金属ジャケット５との間にシリコングリス等を塗布することが好ましい。これにより、ペルチェ素子４の取付け寸法や形状のばらつきを吸収する。また、ペルチェ素子４の熱を速やかに第二金属ジャケット５及びヒートパイプ６を介してヒートシンク７に伝導、放熱させることができる。
【００１５】
ヒートシンク７は、例えば図２に示すように、矩形の平板状を呈する基部７ａと、この基部７ａの一方の面に対して垂直に、且つ、所定の間隔を置いて並設された何れも矩形状を呈する複数枚の放熱フィン７ｂとにより構成されている。基部７ａと放熱フィン７ｂとを一体的に形成することによって、図２に示すヒートシンク７が構成される。ヒートシンク７を構成する材料には、例えば熱伝導性の良好な金属材料が用いられる。
【００１６】
ヒートシンク７の一の開口面には、送風装置８が設けられ、他の開口面から送風するようになっている。このような装置は、図１に示すように、送風方向Ｚが記録媒体２０の上面に対して鋭角をなすように傾倒して配設されており、プリントヘッド２による印刷直後における記録媒体２０及び該記録媒体２０上に着弾されたインクに対して風を吹き付けるようになっている。
送風装置８としては、特に限定されるものではなく、例えば、軸流ファン、シロッコファン、クロスフローファン等が用いられる。
【００１７】
なお、本実施形態におけるヒートシンク７及び送風装置８は、送風方向Ｚが記録媒体２０の上面に対して鋭角をなすように傾倒して配設されているが、インクが着弾された記録媒体２０上において、蒸発したインク溶剤蒸気を飛ばし、記録媒体２０表面上の湿度を下げることができれば、送風方向は特に限定されるものではない。例えば送風方向Ｚが記録媒体２０の上面に対して垂直となるように、ヒートシンク７の排気面が記録媒体２０の上面と略平行となるように配設されていてもよい。
【００１８】
以下、本発明のインクジェットプリンタにおける、冷却動作及び乾燥動作について説明する。
まず、ペルチェ素子４に通電すると、第一金属ジャケット３を介してペルチェ素子４に伝導したプリントヘッド２の熱が、ペルチェ効果により、ペルチェ素子４の吸熱側に吸熱される。これによりプリントヘッド２が冷却される。
吸熱側における吸熱の反作用として、ペルチェ素子４の反対側（発熱側）で熱が発生する。
ペルチェ素子４の発熱側で発生した熱は、第二金属ジャケット５及びヒートパイプ６を介してヒートシンク７に伝道し、該ヒートシンク７にて空気中に放熱される。
これにより、プリントヘッド２周辺の温度が高温になっても、プリントヘッド２をペルチェ素子４で効率よく冷却し、適温で印字を行なう環境ができるため、高品位な印字を可能とする。
【００１９】
また、ヒートシンク７において放熱された熱により空気が暖められる。この暖められた空気を送風装置８により記録媒体２０上に吹き付ける。
これにより、記録媒体２０及び該記録媒体２０上に着弾したインクが乾燥される。具体的には、プリンタヘッドから記録媒体２０上に着弾したインク中の液体成分が蒸発して、着色剤が記録媒体２０に残って定着することにより、出来上がりの状態になる。これにより印刷物を早期に出来上がりの状態にすることができる。
【００２０】
このように本発明では、ペルチェ素子４を用いてプリントヘッド２を冷却し、該冷却の反作用としてペルチェ素子４に生ずる熱を、記録媒体２０及びインクの乾燥に用いることで、一つの機構により、２つの効果を生み出すことができる。すなわち、本発明では、プリントヘッド２の冷却機構と、記録媒体２０及びインクの乾燥機構とを一体化させている。これにより本発明のインクジェットプリンタ１は、装置の簡素化による低価格化及び低消費電力化に有効である。
また、ペルチェ素子４によりプリントヘッド２を冷却するため、高温環境下においても安定した印字が可能であり、印字品位を安定化させることができる。
【００２１】
また、ペルチェ素子をプリントヘッドの内部に設置せず、金属ジャケットに実装しているため、プリントヘッド単体は従来品を使用でき、装置寿命が長くプリントヘッドの保守交換を前提としている装置においても、ペルチェ素子による冷却機能を有していながら、保守用（交換用）プリントヘッドは従来の価格で提供することができる。
以上、本発明のインクジェットプリンタ及びインクジェットプリントヘッドユニットについて説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、インクジェットプリンタ及びインクジェットプリントヘッドユニットに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のインクジェットプリンタの一例を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリンタにおいて、ヒートシンク及び送風装置の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…インクジェットプリンタ、２…プリントヘッド、３…第一金属ジャケット、４…ペルチェ素子、５…第二金属ジャケット、６…ヒートパイプ、７…ヒートシンク、８…送風装置、９…断熱材、１０…キャリッジベース、２０…記録媒体、Ｚ…送風方向
【図１】
2009248549.tif 000003
【図２】
2009248549.tif 000004