JP2006188055A - 印刷装置のシート支持板に対する温度制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、シート支持板を効率よくその運転温度にし得る温度制御システムを与えることを目的とする。
【解決手段】本発明は、印刷装置のシート支持板（１４）に対する温度制御システム（３０）に係る。印刷装置は、印刷装置の異なるサブシステムに電力を与えるよう少なくとも２つの電力供給装置（６８；７０）を有する。また、本発明は、温度制御システムを有する熱溶解インクジェット印刷装置に係る。温度制御システムは、少なくとも１つのヒータ（５８；６０）と、電力供給装置（６８：７０）の負荷条件に従って前記少なくとも１つのヒータ（５８；６０）に供給された前記電力を制御することによって、前記少なくとも２つの電力供給装置（６８；７０）の予備電力の容量を使用するよう適合された電力管理システム（６２）とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、印刷装置のシート支持板に対する温度制御システムに係る。該印刷装置は、印刷装置の異なるサブシステムに電力を与えるよう少なくとも２つの電力供給装置を有し、該温度制御システムは、少なくとも１つのヒータを有する。

複写及び印刷業界において、温度制御されたシート支持板は、画像受信シートを支持すると同時にその温度を制御するよう、頻繁に使用される。例えば、熱溶解インクジェット印刷装置において、一枚の紙等のシートは、画像が印刷される間にシート支持板にわたって進められる。室温では、熱溶解インクは固形化しており、従って、インクは、紙上に噴き付けられ得る前に、印刷装置において融点を上回って加熱される必要がある。紙上に噴き付けられたインクの液滴は、インクが凝固する前に多少展開する傾向がある。適切且つ一定のインクの展開の量を得るよう、シート支持板の温度及び紙の温度は、インクが適切な速度で冷却するよう制御されるべきである。

印刷工程の初期の局面では、新しいシートが供給される際、一般的にはシートを加熱し、それを適切な運転温度で保持することが望ましい。故に、シート支持板は、ヒータによって加熱されるべきである。しかしながら、印刷工程の更なる経過においては、紙上で凝固するインクの熱を分散することが必要である。これを受けて、液体等の温度制御流体が、板の温度を制御するよう板におけるキャビティを通され得る。

消費電力を理由に、印刷装置は、印刷装置が一定時間作動していない際には所謂スリープ・モードに入り、スリープ・モード中は特に、シート支持板に対する加熱システムのスイッチが切られる。故に、印刷装置のスイッチが入っている際、又は、スリープ・モードから作動モードに再度切り替えられる際、シート支持板がその運転温度まで加熱されるまで一定の時間がかかる。シート支持板のこのウォームアップ工程を短縮するには、多量の電力が要求される。

本発明は、温度制御システムを与えることを目的とし、該システムによって、シート支持板は効率よくその運転温度にされ得る。

本発明によれば、この目的は、上述された種類の温度制御システムによって達成される。該温度制御システムは、電力管理システムを更に有する。電力管理システムは、電力供給装置の負荷条件に従って、少なくとも１つのヒータに供給された電力を制御することによって、少なくとも２つの電力供給装置の予備電力の容量を使用するよう適合される。

シート支持板に対する従来の温度制御システムにおいては、温度制御システムのヒータに対する余分な電力供給装置が与えられ得るか、または、印刷装置のサブシステムに対して設けられた電力供給装置が、サブシステムによって要求された電力に加えてウォームアップ工程中に必要とされるヒータに対する電力を与えるよう寸法を決められ得る。しかしながら、ウォームアップ工程の後は、温度制御システムはより少ない電力を要求する。故に、余分な電力供給装置又は現存する電力供給装置の容量は、主にウォームアップ工程中に活用され、殆どの時間は待機する。故に、電力容量は、効率的に使用されてはいない。更には、印刷装置の電力ネットにストレスを与える高消費電力のピークは、ウォーミングアップ工程中に発生し得る。

本発明によれば、余分な電力供給装置は省かれ得、温度制御システムのヒータは、他の機器又は印刷装置のサブシステムに与えられた電力供給装置の予備の電力容量を使用する。電力管理システムは、２つ又はそれ以上の電力供給装置を共用するため、ウォーミングアップ工程に対して要求された加熱力は、非常に効率的に与えられ得る。故に、本電力供給装置の電力容量は、非常に効率的に使用される。更には、他のサブシステム及びヒータの消費電量による電力供給装置のロードは、安定され得る。このロードの安定によって、消費電力のピークは避けられ得、電力供給装置の大きさは低減され得る。

本発明の有用な詳細及び更なる展開は、従属請求項に示される。

望ましくは、少なくとも１つのヒータは、２つの異なるレベルの消費電力で運転されるよう適合される。例えば、ヒータは、異なる入力電圧で運転され得るか、又は、ヒータに供給された電流は、電力供給装置の負荷条件に従って制限され得る。望ましくは入力電圧又は電流強度は、継続的に調整可能である。

望ましい一実施例では、温度制御システムは、異なる電力供給装置によって電力を与えられるよう適合された少なくとも２つのヒータを有する。例えば、２つのヒータは、異なる電気抵抗を有し得るため、異なる加熱電力が同一の入力電圧で達成され得るか、又は、ヒータは、異なる入力電圧に適合され得る。

望ましくは、電力管理システムは、同時にヒータを運転することができる。従って、最大限の加熱電力が達成され得る。

望ましい一実施例では、少なくとも２つの電力供給装置は、変化する消費電力を有する異なるサブシステムに設けられる。例えば、熱溶解インクジェット印刷装置においては、第１の電力供給装置は、プリントヘッド・キャリッジの動きに対して設けられ得、第２の電力供給装置は、その運転温度へとプリントヘッドを加熱するよう設けられ得る。例えば上述された印刷装置の機器は異なる入力電圧を要求し得るため、前出の少なくとも２つの電力供給装置は、異なる出力電圧を有し得る。

特に望ましい一実施例では、シート支持板は、少なくとも１つのキャビティを有し、温度制御システムは、前出のキャビティを介して温度制御流体を循環させる循環システムを更に有し、少なくとも１つのヒータは、温度制御流体を加熱するよう配置される。続いて、温度制御流体の温度は、その温度を制御するよう冷やされ得る。

本発明の望ましい実施例は、これより図面とあわせて説明され得る。

図１に図示される通り、熱溶解インクジェット印刷装置は、プラテン１０を有する。該プラテンは、シート支持板１４の上面にわたって矢印Ａで示される方向において、１枚の紙等のシート１２を進ませるために回転するよう断続的に駆動される。複数の送りローラ１６は、カバー板１８において回転可能に支持され、プラテン１０を有して送りニップ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｎｉｐ）を形成するため、ガイド板２０を介してリール（図示せず）から供給されるシート１２は、カバー板１８の端部とシート支持板１４の面との間で形成されたギャップを介して繰り出される。

複数のインクジェット・プリントヘッド（図示せず）を有するキャリッジ２２は、シート１２を横断して矢印Ｂの方向に往復するよう、シート支持板１４の上方に取り付けられる。キャリッジ２２が通過するたびに、プリントヘッドを用いて複数のピクセル線がシート１２上に印刷される。該プリントヘッドは、プリントヘッドに供給された画像情報に従ってシート上に熱溶解インクの液滴を噴出する。平易性のため、キャリッジ２２に対するガイド手段及び駆動手段、プリントヘッドに対するインク供給線及びデータ供給線、及び同等のものは、図面中図示されていない。

シート支持板１４の上面は、板を通り、板１４の下方部分に形成された吸引チャンバ２６に開口する吸引穴２４の規則的なパターンを有する。吸引チャンバは、吸引チャンバにおいて減圧を作り出すブロワ２８に接続されるため、空気は、吸引穴２４を介して吸い込まれる。結果として、シート１２はシート支持板１４の平面に対して吸引され、従ってキャリッジ２２によってスキャンされた範囲においては特に平らな状態に保持される。そのため、プリントヘッドのノズルとシート１２の面との間の均一な距離は、シートの全幅にわたって確立され、高い印刷品質が達成され得る。

プリントヘッドのノズルから噴出された溶融インクの液滴は、１００℃又はそれ以上の温度を有し、シート１２上に蒸着された後に冷却及び凝固する。故に、画像が印刷されている間、インクの熱は、十分な速度を有して分散されなければならない。一方、画像形成工程の初期局面においては、シート１２の温度は低すぎてはならない。そうでなければ、シート１２上のインクの液滴は、あまりに早く冷やされ、拡散する十分な時間を有さないためである。このため、シート１２の温度は、板１４を介して望ましくは液体である温度制御流体を循環させる温度制御システム３０を用いて、シート支持板１４を介して制御される。温度制御システムは、板１４の対向する端部に接続される管３２を有する循環システムを有する。管の１つは、液体の体積における温度依存性の変化を吸収するよう気体バッファを有して拡張ベッセル３３を通る。

温度制御システム３０の詳細は、これより図２とあわせて説明される。

図２中、シート支持板１４は概略的に図示される。循環システムのキャビティ５０は、シート支持板１４の上面の下方に熱交換器を形成する。ブロワ２８もまた象徴的に図示される。温度制御システム３０は、循環システムのヒート・シンクを形成する冷却ファン５４を有するラジエータ５２を有する。循環システムは、シート支持板１４のキャビティ５０を介して流体を循環させるようポンプ５６又は他の置換手段を更に有する。循環システムは、第１のヒータ５８及び第２のヒータ６０を更に有する。該ヒータは、第１のドライバ６４及び第２のドライバ６６によって象徴される電力管理システム６２によって制御される。例えば、ドライバ６４，６６は、電流制限器であり得る。

容易に理解され得る通り、温度制御システム３０はまた、流体の温度を制御するよう、冷却ファン及び同等のものに対する温度センサ及び制御手段を有する。

第１のドライバ６４は、第１のヒータ５８を４８Ｖ電力供給装置６８に接続させる一方、第２のドライバ６６は、第２のヒータ６０を２４Ｖ電力供給装置７０に接続させる。

４８Ｖ電力供給装置６８は、キャリッジ２２上のプリントヘッドに対するヒータに主に設けられ、ヒータは、電気負荷７２として象徴的に図示される。しかしながら、２４Ｖ電力供給装置７０は、電気負荷７４として象徴的に図示されるキャリッジ２２の駆動手段を運転するよう主に設けられる。平易性のために、プリントヘッドのヒータ及びキャリッジ２２の駆動手段に対する制御手段は、図面中図示されていない。

ドライバ６４，６６を介して、電力管理システム６２は、変化する入力電圧又は変化する電流強度、故に変化する消費電力のレベルで、ヒータ５８，６０の夫々を運転することができる。

プリントヘッドに対するヒータの電気負荷７２、及び、キャリッジ２２の駆動手段の電気負荷７４は夫々、一時的な活動に依存して変化する消費電力を有するため、これより詳細に説明される通り、電力供給装置６８，７０の予備の電力容量は、使用可能であり、ヒータ５８及び６０に対して使用される。

印刷装置がオフ状態、あるいは、低電力モード又はスリープ・モードにある際、シート支持板１４は、再度印刷を開始するよう、ウォームアップ工程において例えば３２℃である運転温度まで加熱されなければならない。これは、例えば２００Ｗの電力を要求する。２４Ｖ電力供給装置７０は、印刷時にキャリッジ２２に対する駆動手段に電力を与えるよう設けられているため、印刷装置の始動中は殆ど使用されない。それ故に、２４Ｖ電源供給７０の予備の電力容量は、電力管理システム６２によってヒータ６０に対して割りあてられる。

４８Ｖ電力供給装置６８は、キャリッジ２２上のプリントヘッドを、印刷装置の始動中に運転温度にまで加熱するよう必要とされる。それ故に、４８Ｖ電力供給装置６８は、ウォームアップ工程中に既にその限界まで殆ど使用される。しかしながら、プリントヘッドがその運転温度に達した際、シート支持板１４はまだ暖められる必要がある。続いて、より少ない電力がプリントヘッドを加熱するよう必要とされる。それ故に、電力管理システム６２は、４８Ｖ電力供給装置６９の予備の電力容量を第１のヒータ５８に割りあてる。印刷中、２４Ｖ電力供給装置７０がキャリッジ２２の駆動手段に対して必要とされるが、２４Ｖ電力供給装置７０の予備の電力容量はまだ、第２のヒータ６０に割りあてられ得る。

電力管理システムにより、印刷装置の短いウォームアップ時間が、電力供給装置のピーク性能を強化する必要なく実現され得る。両電力供給装置６８，７０の予備容量は温度制御システム３０のヒータ５８，６０に割りあてられ得るため、印刷装置の他の機器によって一時的に使用されていない電力が、温度制御システムに対して非常に効率的に使用される。

一例として、図３は、電力供給装置６８，７０に対する電力ダイヤグラムを概略的に図示する。４８Ｖ電力供給装置６８の電力Ｐ_１及び２４Ｖ電力供給装置７０の電力Ｐ_２は、時間ｔに関連して別個に図示される。電力供給装置６８，７０の極限電力は、点線によって示される。

電力Ｐ_１は、プリントヘッドに対するヒータの電力負荷７２によって使用される電力７６と、第１のヒータ５８に対して電力管理システム６２によって割りあてられた電力７８との合計である。電力Ｐ_２は、キャリッジ２２、即ち電気負荷７４の駆動手段によって要求された電力８０と、第２のヒータ６０に対して割りあてられた電力８２との合計である。図示された例では、個別の電力７６，７８，８０及び８２は、時間ｔにわたって変化し、その一方で、ヒータ５８及び６０に対して使用される電力７８と８２との合計は、おおよそ一定である。しかし、電力供給装置の略全ての電力が、電力供給装置が設けられた機器に備えられる状況がある。例えば矢印８４は、電力Ｐ_１が、プリントヘッドに対するヒータの電気負荷によって略使い切られた状況を示す。この時点で、Ｐ_１及びＰ_２の極限電力が到達され、電力７８と８２との合計が他の状態下でより下回る。

しかしながら、プリントヘッドに対するヒータ及びキャリッジ２２に対する駆動手段の一時的な電気負荷７２，７４、及び、ヒータ５８，６０の一時的な電気負荷は均衡がとられるため、電源供給６８，７０の極限電力は超えられない。

熱溶解インクジェット印刷装置の概略的斜視図である。 印刷装置の温度制御システムの概略である。 印刷装置のウォームアップ工程中の消費電力の図である。

符号の説明

１４ シート支持板
２８ ブロア
３０ 温度制御システム
５０ キャビティ
５２ ラジエータ
５４ 冷却ファン
５６ ポンプ
５８ 第１のヒータ
６０ 第２のヒータ
６２ 電力管理システム
６４ 第１のドライバ
６６ 第２のドライバ
６８ ４８Ｖ電力供給装置
７０ ２４Ｖ電力供給装置
７２ 電気負荷
７４ 電気負荷

Claims (9)

1. 印刷装置のシート支持板（１４）に対する温度制御システム（３０）であって、
   前記印刷装置は、前記印刷装置の異なるサブシステムに電力を与えるよう少なくとも２つの電力供給装置（６８；７０）を有し、
   前記温度制御システムは、少なくとも１つのヒータ（５８；６０）を有し、
   前記電力供給装置（６８：７０）の負荷条件に従って、前記少なくとも１つのヒータ（５８；６０）に供給された前記電力を制御することによって、前記少なくとも２つの電力供給装置（６８；７０）の予備電力の容量を使用するよう適合された電力管理システム（６２）によって特徴付けられる、
   温度制御システム。
2. 前記少なくとも１つのヒータ（５８；６０）は、少なくとも２つの異なるレベルの消費電力で操作されるよう適合される、
   請求項１記載の温度制御システム（３０）。
3. 前記温度制御システム（３０）は、少なくとも２つのヒータ（５８；６０）を有し、異なる電力供給装置（６８；７０）によって電力を与えられるよう適合される、
   請求項１又は２のいずれか記載の温度制御システム（３０）。
4. 前記電力管理システム（６２）は、前記ヒータ（５８，６０）を同時に操作することができる、
   請求項３記載の温度制御システム（３０）。
5. 前記少なくとも２つの電力供給装置（６８；７０）は、異なる出力電圧を有する、
   請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の温度制御システム（３０）。
6. 前記シート支持板（１４）は、少なくとも１つのキャビティ（５０）を有し、
   前記温度制御システム（３０）は、前記キャビティ（５０）を介して温度管理流体を循環させるよう循環システム（３２，５６）を更に有し、
   前記少なくとも１つのヒータ（５８；６０）は、前記温度管理流体を加熱するよう配置される、
   請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の温度制御システム（３０）。
7. 前記電力供給装置のうちの１つ（７０）は、前記印刷装置のキャリッジ（２２）を動かす駆動システムに電力を与えるよう適合される、
   請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の温度制御システム（３０）。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の温度制御システム（３０）を有する、熱溶解インクジェット印刷装置。
9. 前記電力供給装置のうちの１つ（６８）は、前記熱溶解インクを加熱するよう電力を与えるよう適合される、
   請求項８記載の熱溶解インクジェット印刷装置。

Images