JP2013193373A - Inkjet recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、記録ヘッドによりインク滴を吐出してイメージを記録媒体に記録するインクジェット記録装置に関するものである。特に、記録ヘッドにより記録媒体にインクを吐出した後に、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記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that records an image on a recording medium by ejecting ink droplets with a recording head. In particular, the present invention relates to an ink jet recording apparatus that fixes ink onto a recording medium by discharging the ink onto the recording medium by a recording head and then heating the recording medium and the ink with a heating unit.
従来のインクジェット記録装置は、印刷データに基づいて記録ヘッドから所望のタイミングでインク滴を吐出して記録媒体表面に着弾させることにより画像形成を行う構成となっている。特に、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を使用する場合には、記録ヘッドにより記録媒体にインクを吐出した直後に、記録媒体を加熱手段によって記録媒体とインクと加熱し、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。このような構成の中でも、加熱手段を記録媒体に接触させて加熱する方法であると、記録媒体が湾曲したりしわが出たりした場合に、加熱手段と記録媒体とが接触している部分と接触していない部分とで顕著な温度差が生じ、形成された画像に色のむらなどの問題が発生するため、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ることが一般的である。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は、記録媒体に接触させる方式であると形成された画像に傷をつけることが危惧されるため、記録媒体のインクが着弾する面に対向し記録媒体に接触しない位置に放射温度計が設置されることが一般的である。このような構成のインクジェット記録装置では、加熱手段から放射される赤外線が温度センサーに入射する、加熱手段から放射された赤外線が記録媒体以外の周辺部材によって反射し温度センサーに入射する、加熱手段近傍に温度センサーを設置したり装置内のエアフローによって熱風が温度センサーに吹き付けられたりすることで温度センサー内部の受光素子が加熱される、といったことが原因で正確に温度が測定できないという問題を有していた。 A conventional inkjet recording apparatus is configured to form an image by ejecting ink droplets from a recording head at a desired timing and landing on the surface of a recording medium based on print data. In particular, when using an ink having a property of fixing to a recording medium by heating at a high temperature and drying, the recording medium and the ink are heated by a heating unit immediately after the ink is ejected to the recording medium by the recording head. The surface temperature of the surface of the recording medium on which the ink is landed is measured by a temperature sensor, and the heating temperature is controlled by feeding back the measured temperature. Among such configurations, when the heating means is in contact with the recording medium and heated, when the recording medium is bent or wrinkled, the heating means and the recording medium are in contact with each other. A noticeable temperature difference occurs between the parts that are not in contact with each other and problems such as color unevenness occur in the formed image. Generally, an irradiation-type heating device is installed. Further, since the temperature sensor that measures the surface temperature of the surface on which the ink of the recording medium lands is in contact with the recording medium, there is a concern that the formed image may be damaged, so the ink of the recording medium lands. In general, a radiation thermometer is installed at a position facing the surface and not in contact with the recording medium. In the ink jet recording apparatus having such a configuration, the infrared ray emitted from the heating unit is incident on the temperature sensor, the infrared ray emitted from the heating unit is reflected by a peripheral member other than the recording medium and is incident on the temperature sensor, in the vicinity of the heating unit There is a problem that the temperature cannot be measured accurately due to the fact that the light sensor inside the temperature sensor is heated by installing a temperature sensor in the device or by blowing hot air on the temperature sensor due to the air flow inside the device. It was.
このような問題を解決するためには、温度センサーに加熱手段からの赤外線が直接にも周辺部材からの反射によっても入射せず、温度センサー周辺の空気の温度変化に対して温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さくすればよい。例えば特許文献1では、加熱手段から放射される赤外線が届かない位置に温度センサーを設置する方法やパラボラ反射鏡によって加熱手段を覆い、温度センサーに入射する赤外線を遮蔽する方法が開示されている。
In order to solve such a problem, the infrared rays from the heating means are not incident on the temperature sensor directly or by reflection from the surrounding members, and the light reception inside the temperature sensor with respect to the temperature change of the air around the temperature sensor. It is sufficient that the temperature change of the element is gradual and the amount of change is small. For example,
しかしながら、特許文献1の加熱手段から放射される赤外線が届かない位置に温度センサーを設置する方法では、加熱手段の直下またはその近傍に位置する記録媒体の表面温度を測定することが不可能であり、インクが記録媒体に着弾した直後の記録媒体の表面温度を制御することができないうえに、周辺部材から反射した赤外線が温度センサーに入射する恐れがある。一方、パラボラ反射鏡によって加熱手段を覆い、温度センサーに入射する赤外線を遮蔽する方法では、加熱手段近傍に温度センサーを設置したり装置内のエアフローによって熱風が温度センサーに吹き付けられたりすることで放射温度計内部の受光素子が加熱される恐れがある。
However, in the method of installing a temperature sensor at a position where infrared rays radiated from the heating means of
そこで本発明では、加熱手段から放射される赤外線が温度センサーに直接にも記録媒体以外の周辺部材からの反射によっても入射せず、温度センサー周辺の温度変化に対して温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さく構造を備えるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, the infrared rays radiated from the heating means do not enter the temperature sensor directly or by reflection from peripheral members other than the recording medium, and the light-receiving element inside the temperature sensor responds to a temperature change around the temperature sensor. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus having a structure in which the temperature change is gradual and the change amount is small.
本発明のインクジェット記録装置は、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し、該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ための温度センサーを備えるインクジェット記録装置において、前記温度センサーが放射温度計であり、前記温度センサーを囲う剛体ケースを備え、前記温度センサーと前記剛体ケースとの間には空気層を含む断熱層を有し、前記剛体ケースの外側の温度変化に対して前記温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さくなり、前記加熱手段から放射される赤外線が前記温度センサーの前記受光素子に直接或いは前記記録媒体以外からの反射によって入射しないことを特徴としている。 The ink jet recording apparatus of the present invention is a recording head that discharges ink to a recording medium, and is located at a position facing the recording medium, and does not contact the recording medium and discharges the ink to the recording medium by the recording head. Immediately after that, the heating means for heating the recording medium and the ink, the position facing the ink landing surface of the recording medium and not in contact with the recording medium, the surface temperature of the recording medium is measured, and based on the measurement result In the ink jet recording apparatus comprising a temperature sensor for controlling the heating temperature of the heating means, the temperature sensor is a radiation thermometer, and includes a rigid case surrounding the temperature sensor, and the temperature sensor and the rigid case There is a heat insulating layer including an air layer between them, and the temperature of the light receiving element inside the temperature sensor against the temperature change outside the rigid case. Changes gradual, and the variation becomes small, is characterized in that not incident by reflection from other directly or the recording medium infrared rays emitted from said heating means to said light receiving element of the temperature sensor.
本発明によると、温度センサーを囲う剛体ケースと、温度センサーと剛体ケースとの間に空気層を含む断熱層を備えることによって、温度センサー周辺の温度変化に対して温度センサー内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さく、加熱手段から放射される赤外線が温度センサーに直接にも記録媒体以外の周辺部材からの反射によっても入射せず、記録ヘッドから吐出されたインクが記録媒体に着弾した直後の記録媒体の表面温度を正確に測定することができる。 According to the present invention, the temperature of the light receiving element inside the temperature sensor with respect to the temperature change around the temperature sensor is provided by providing the rigid case surrounding the temperature sensor and the heat insulating layer including the air layer between the temperature sensor and the rigid case. The change is gradual and the change amount is small, and the infrared rays emitted from the heating means do not enter the temperature sensor directly or by reflection from peripheral members other than the recording medium, and the ink ejected from the recording head is the recording medium. It is possible to accurately measure the surface temperature of the recording medium immediately after landing on the recording medium.
以下、本発明のインクジェット記録装置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記録装置の全体構成について説明する。図1は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置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。図1において、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はリヤペーパーガイド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、リヤペーパーガイド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、次にフロントペーパーガイド19上まで記録媒体2のインクが着弾した部分を搬送し、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とその部分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、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記録装置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、インクジェット記録装置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記録装置内に取り込むようになっている。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。
Hereinafter, the ink jet recording apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a basic configuration of an ink jet recording apparatus and an installation structure of a temperature sensor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
次に、図2は本発明の実施形態に係る温度センサーの別の設置構造を示す構成図である。送風ファン23aとフロントカバー20との間、送風ファン23bと2次ヒーターカバー21との間に吸気ダクトを設けず、送風ファン23aと送風ファン23bを夫々フロントカバー20と2次ヒーターカバー21に設けられた吸気口から直接各温度センサーに外気を吹き付ける位置に配置する構成でもよい。
Next, FIG. 2 is a block diagram showing another installation structure of the temperature sensor according to the embodiment of the present invention. An air intake duct is not provided between the blower fan 23a and the
次に、図3を参照しつつ温度センサー10の周辺構造を詳しく説明する。図3は本発明の実施形態に係る剛体ケースの構造を示す正面図である。まず、筒状の剛体ケース26で温度センサー10を覆うことで、1次ヒーター8と2次ヒーター13から放射される赤外線や、記録媒体2以外の周辺部材に反射した赤外線がセンサー10の受光レンズ28に入射することを防止する効果を得る。次に、受光レンズ28に対向する剛体ケース26の面をシリコンやフッ化バリウムなどの赤外線透過部材27で形成し、その反対側の面には吸気穴29と送風ファン23を設置し、さらに赤外線透過部材27、送風ファン23が設置されている面とは別の面に排気穴24を設ける。排気穴24はセンサー10の長手方向に沿って配置され、スリット状に複数本設けられている。長手方向に長くすることで、熱気が留まる場所を無くし、留まり難くしていると共に剛体ケース26の側面に風を通すことで放熱をする構成としている。受光レンズ28の径より赤外線透過部材27の径を大きくしている。同じでもよい。また、温度センサー10は支持部30のみによって剛体ケース26に固定され、支持部30以外の剛体ケース26と温度センサー10の間に空気層31を設ける。このような構成にすることで、送風ファン23で外気を剛体ケース26内に送り込むことによる冷却効果と空気層31による断熱効果が得られ、剛体ケース26の外側の温度変化に対して温度センサー10の内部の受光素子の温度変化が緩やかで、かつ変化量も小さくなる。この時、剛体ケース26から温度センサー10への伝熱量を小さくするため支持部30と温度センサー10とが接する面積はなるべく小さくすることが好ましい。また、温度センサー10への電源供給線と信号線を含むケーブル25は剛体ケースに設けられた配線用の穴から剛体ケースの外部へと取り出すようにする。
Next, the peripheral structure of the
次に、図4は本発明の実施形態に係る剛体ケースの図3とは別の構造を示す正面図である。剛体ケース26の受光レンズ29と対向する面に測定対象物からの赤外線を受光するのに必要な受光穴32を設ける構成でもよい。剛体ケース26の先端から内側に入った位置に、受光レンズ29の径と同程度の受光穴32が配置される。赤外線透過部材であるシリコンやフッ化バリウムは高価であるため、このように受光穴32を設けるだけの簡易的な構成にすることでコストダウンすることができる。
Next, FIG. 4 is a front view showing a structure different from FIG. 3 of the rigid case according to the embodiment of the present invention. A configuration in which a
次に、図5は本発明の実施形態に係る剛体ケースのさらに別の構造を示す斜視図である。この構成では送風ファン23、赤外線透過部材27が省略され、剛体ケース26と温度センサー10の間の空気層31の断熱効果のみで温度センサー10の温度を一定に保つ。この構成では、図3、図4で紹介した構成ほどの温度センサー10の温度を一定に保つ効果は期待できないが、最も単純な構成であり、剛体ケース26の周囲の温度変化が比較的小さい場合に有効である。剛体ケース26には固定部33が備えられており、固定部33と1次ヒーター支持部材または温度センサー支持部材をねじによって連結し、固定する。
Next, FIG. 5 is a perspective view showing still another structure of the rigid case according to the embodiment of the present invention. In this configuration, the
本発明は、インクジェットプリンターに利用できる。 The present invention can be used for an ink jet printer.
1 記録媒体設置台
2 記録媒体
3 リヤペーパーガイド
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
9a、9b リフレクター
10、10a、10b 温度センサー
11 1次吸気ダクト
12 1次ヒーター支持部材
13 2次ヒーター
14 ピンチローラー
15 背面ファン
16 2次吸気ダクト
17 温度センサー支持部材
18 穴
19 フロントペーパーガイド
20 フロントカバー
21 2次ヒーターカバー
22 プリントヘッド
23、23a、23b 送風ファン
24 排気穴
25 ケーブル
26 剛体ケース
27 赤外線透過部材
28 受光レンズ
29 吸気穴
30 支持部
31 空気層
32 受光穴
33 固定部
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