JP5516337B2 - インクジェット式記録装置及び冷却方法 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット式記録装置及び冷却方法に係り、特に、ロールに巻かれた紙類、布類、フィルム類、合成樹脂材などのシート状の被記録媒体にインクジェット方式で画像を形成（印字）する複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を複合して有するデジタル複合機、印刷機などの画像形成装置を含むインクジェット式記録装置、及びこのインクジェット式記録装置で実行される冷却方法に関する。

インクジェット式記録装置は、インクジェットヘッドによりインクの液滴をシート状の被記録媒体に吐出し、当該被記録媒体の内部に浸透させ、若しくは表面に付着させて画像を形成し、あるいは印字するようになっている。このようにインクジェット式記録装置では、インク滴を使用するため、印字部雰囲気が高湿度環境となるとともに、シート状被記録媒体の印字部分のみならず当該被記録媒体自体も湿気を帯びることになる。

一方、高速印字を行うインクジェット式記録装置では、ロール状に巻かれた連続紙（用紙）を引き出して印字した後、ロール状に巻き取ることが多いことから、巻き取る前に用紙を乾燥させておく必要がある。さもないと、印字したインクの付着による汚れ、かすれ、にじみなどが生じ、また、巻き取りにも支障が生じる虞もある。

そこで、インクジェット記録装置ではないが、乾燥方法の一例として、特許文献１（特開２００６−１６９７１０号公報）には、文書細断機によって細断された古紙を再生する際に、ヒートポンプ方式の除湿乾燥機からドライヤーを使用する文書細断屑用古紙再生装置が記載されている。

また、特許文献２（特開２００２−３６１８５０号公報）には、熱風を発生させる熱風機、連続紙を乾燥させる乾燥本体、熱風を除湿する除湿機を備え、熱風機から発生する熱風を乾燥本体に導くことにより連続紙を乾燥し、乾燥本体に導かれた熱風を除湿器に導いて除湿し、再度熱風機に導くようにした発明が開示されている。

しかし、引用文献１記載の発明は、文書細断機によって細断された古紙を離解し、離解された再生パルプ懸濁液から再生紙を抄造する抄紙機のドライパート部の乾燥チャンバー内の雰囲気を除湿乾燥する除湿乾燥機にヒートポンプ方式のドライヤーを有する構成としたもので、印刷用紙の乾燥に使用されているわけではなく、高速印字のインクジェット式記録装置のシート状被記録媒体の乾燥に使用することはできない。ヒートポンプ方式のドライヤーは単に乾燥手段として使用されているに過ぎず、他の用途には何の配慮もされていない。

また、特許文献２記載の発明では、熱風を筐体に送り込み、この筐体内に連続紙を通過させて乾燥させることが記載されているだけで、消費電力も含め、効率的に乾燥させることについて特に配慮されているわけではなく、高速印字のインクジェット式記録装置に対応することは難しい。

一方、これらの装置では、加熱及び乾燥に関するものであることから、冷却に関して特に配慮されていない。そのため、印刷を実行すると、装置全体の温度が上昇することになる。他方、このようなインクジェット式記録装置では、通常、ＣＰＵを含む制御回路及びインクジェットヘッドを含む各部の駆動回路を基板上に搭載し、この基板が装置内に設置されている。このため、温度が上昇すると基板の温度も上昇するので、基板の温度上昇に起因する障害が発生する虞がある。また、インクジェットヘッドアレイの温度が上昇すると、熱変形し、印刷位置の位置ずれが大きくなり、印字品質の低下を招く原因ともなる。

このような温度上昇を回避するためには冷却能の大きな冷却装置を設ければ良いが、別途冷却装置を設けるとその分コストが上昇し、また、冷却装置を設置するスペースも必要となるばかりでなく運転コストも余分にかかることになる。他方、前記引用文献１記載のようなヒートポンプでは、減圧と圧縮によりと吸熱と放熱を行い、空気中の水分を凝縮して水滴として回収し、乾燥した空気を得るようになっていることから、別途冷却装置を設置しなくとも、インクジェット式記録装置内の構成要素で冷却も可能である。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ヒートポンプの吸熱作用を利用して必要個所を冷却することを可能とし、もって、印字品質の低下を招くことなく、インクジェット式記録装置における印字速度の高速化及び低消費電力化を図ることにある。

前記課題を解決するため、本発明は、ヒートポンプを使用して被記録媒体の乾燥を行う際、ヒートポンプで冷却した空気をインクジェット式記録装置のヘッド回りの発熱部分の冷却に使用し、発熱部分の冷却と、発熱部分で加熱された空気を、被記録媒体を乾燥させる際の付加熱量として利用することを特徴としている。

具体的には、第１の手段は、インクを被記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、当該記録ヘッドの駆動を制御する制御回路を搭載したヘッド駆動基板とを有し、前記記録ヘッドにより前記被記録媒体上に画像を形成するインクジェット式記録装置であって、前記被記録媒体の搬送路の前記記録ヘッドの下流側に設けられ、前記被記録媒体を乾燥する乾燥室と、冷風循環経路と温風循環経路を有し、温風循環経路から戻った温風中の水分を分離して冷風として前記冷風循環経路に送り出し、前記冷風循環経路から戻った冷風を加熱して温風として前記温風循環経路に送り出すヒートポンプを有し、前記温風循環経路に接続された前記乾燥室に前記温風を循環させる用紙乾燥装置と、を備え、前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板が前記冷風循環経路中に配置され、前記冷風により冷却されることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記冷風循環経路が、外気を取り込んで前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板側に送風する第１の経路及び前記冷風循環経路に通風された冷風が前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板側に到達する前に外気に排気する第２の経路を含み、前記冷風循環経路には、前記第１の経路及び第２の経路を使用した外気循環経路と、前記第１の経路及び第２の経路を使用しない内気循環経路とを切り換える切り換え手段が設けられていることを特徴とする。

第３の手段は、第２の手段において、前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板側に到達する前の前記冷風循環経路内の冷風の温度を検出する検出手段を備え、前記検出手段によって検出された温度が予め設定された温度条件よりも高い場合に、前記切り換え手段による切り換えを行い、前記内気循環経路から前記外気循環経路に切り換える切り換え制御手段と、を備えていることを特徴とする。

第４の手段は、第３の手段において、前記温度条件が前記検出手段によって検出された前記冷風循環経路内の冷風の温度と、装置外の外気の温度との差に基づいて設定されていることを特徴とする。

第５の手段は、第３又は第４の手段において、前記切り換え制御手段による切り換えに伴って、前記ヒートポンプの送風機による風量を増加させ、又は減圧機の駆動により送風温度を下げる制御手段をさらに備えていることを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、複数の前記記録ヘッドを搭載したヘッドアレイプレート及び前記ヘッド駆動基板を同一空間に収容した冷却室を備え、前記冷却室が前記冷風循環経路中に配置されていることを特徴とする。

第７の手段は、第６の手段において、前記冷却室を通った冷風を前記ヒートポンプの加熱側に導くことを特徴とする。

第８の手段は、インクを被記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、当該記録ヘッドの駆動を制御する制御回路を搭載したヘッド駆動基板とを有し、前記記録ヘッドにより前記被記録媒体上に画像を形成するインクジェット式記録装置の冷却方法であって、前記被記録媒体の搬送路の前記記録ヘッドの下流側に設けられ、前記被記録媒体を乾燥する乾燥室と、冷風循環経路と温風循環経路を有し、温風循環経路から戻った温風中の水分を分離して冷風として前記冷風循環経路に送り出し、前記冷風循環経路から戻った冷風を加熱して温風として前記温風循環経路に送り出すヒートポンプを有し、前記温風循環経路に接続された前記乾燥室に前記温風を循環させる用紙乾燥装置と、を備え、前記冷風循環経路内の温度が外気温を基準とした予め設定された温度条件よりも高い場合に、前記冷風循環経路に外気を導入して前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板を冷却し、冷却に使用した外気を前記ヒートポンプ内に戻して加熱し、加熱された温風を前記乾燥室に送って前記被記録媒体を乾燥させることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、記録ヘッドはインクジェットヘッド１１０ａに、被記録媒体は用紙１０に、ヘッド駆動基板は符号１１５に、インクジェット式記録装置はインクジェット装置１に、乾燥室は乾燥チャンバー４１２に、冷風循環経路は符号４３１に、温風循環経路は符号４１０に、ヒートポンプは符号４０６に、用紙乾燥装置は符号４００に、冷風は符号Ａｃに、温風は符号Ａｈに、第１の経路は外気取り込み口４３１ｅを有する連結管路４３１ｅ’に、第２の経路は排気口４３１ｆを有する連結管路４３１ｆ’に、切り換え手段は流路変更板４３１ｇに、切り換え制御手段は制御部１２０に、検出手段は温度センサ４３１ｈに、送風機は符号４２０ａ，４２０ｂに、減圧機は符号４６０に、ヒートポンプの送風機による風量を増加させ、又は減圧機の駆動により送風温度を下げる制御手段は制御部１２０に、ヘッドアレイプレートはアレイプレート１１０に、冷却室はアレイチャンバー１０９に、それぞれ対応する。

本発明によれば、ヒートポンプを使用して被記録媒体の乾燥を行う際、ヒートポンプで冷却した空気を発熱部分の冷却に使用し、発熱部分の冷却と、発熱部分で加熱された空気を、被記録媒体を乾燥させる際の付加熱量として利用するので、ヒートポンプの吸熱作用を利用して必要個所を冷却することが可能となり、その結果、印字品質の低下を招くことなく、インクジェット式記録装置における印字速度の高速化及び低消費電力化を図ることができる。

本発明の実施形態における実施例１のインクジェット式記録装置全体のシステム構成を示す図である。 図１に示したインクジェット式記録装置を拡大して示す概略構成図である。 図２に示したインクジェット装置の内部構造を示す平面図である。 実施例１におけるヒートポンプの機能構成と送風経路を示す概略構成図である。 実施例２におけるインクジェット装置の内部構造を示す平面図である。 実施例２における内気循環の場合の冷風の循環経路を示す正面図である。 外気循環の場合の循環経路を示す正面図である。 内気循環の場合のヒートポンプの機能構成と送風経路を示す概略構成図である。 外気循環の場合のヒートポンプの機能構成と送風経路を示す概略構成図である。 実施例２におけるインクジェット式記録装置の制御構成を示すブロック図である。

本発明は、ヒートポンプの温風循環経路を乾燥対象物側に、ヒートポンプの冷風循環経路を冷却対象物にそれぞれ導き、冷風により冷却対象物を冷却し、冷却対象物から得た熱を温風循環経路側に付与し、ヒートポンプによる温風循環経路内の温風の温度の昇温にも寄与させ、高速、かつ効率的な乾燥を可能としたものである。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態における実施例１のインクジェット式記録装置（以下、インクジェット装置とも称する。）全体のシステム構成を示す図である。同図において、本実施例に係るシステムは、インクジェット装置１、給紙装置（アンワインダー）２及び巻き取り装置（リワインダー）３から基本的に構成され、これらの各装置１，２，３は用紙搬送方向に沿って給紙装置２、インクジェット装置１及び巻き取り装置３の順に直線上に配置されている。なお、本実施形態では、これらの装置は、それぞれ下面に設けた車輪４０によって同一水準の床面上に並置されている。

給紙装置２はロールに連続的に巻かれたロール紙２１を引き出しながらインクジェット装置１側に供給する。巻き取り装置３はインクジェット装置１で印字された用紙１０をロールに巻き取り、全シート部材を巻き取ってロール紙３１とし、巻き取ったロール紙３１を取り外し、後工程に送る。なお、ここでは、単に用紙１０と称しているが、この用紙１０はロールに巻かれた連続紙であり、ここでは、用紙１０は連続紙を意味している。また、本実施形態では、用紙１０はシート状被記録媒体の１つとして代表して例示したもので、用紙１０は前述の被記録媒体として使用される前述の紙類、布類、フィルム類、合成樹脂材からなるシート状の部材に敷衍することができる。

インクジェット装置１はインクジェットヘッド１１０ａを備えたインクジェット作像部１００と、インクジェット作像部１００の用紙搬送方向上流側（前段）にあって、給紙装置２から給紙された用紙１０をインクジェット作像部１００に送るインフィードユニット２００と、インクジェット作像部１００で印字された用紙１０を巻き取り装置３側に送るアウトフィードユニット３００とを備えている。

図２は図１のインクジェット装置１を拡大して示す正面図である。同図において、インフィードユニット２００は、複数のガイドローラ２１０、インフィードローラ２２０、ニップローラ２３０等を備え、給紙装置２からインフィードユニット２００側面に形成された給紙口２０１から連続紙を引き込む。インフィードユニット２００では、ガイドローラ２１０からインフィードローラ２２０とニップローラ２３０のニップに用紙１０を導き、複数のガイドローラ２１０によって所定の張力を付与した状態でインクジェット作像部１００に用紙１０を送り込む。

インクジェット作像部１００はインクジェットヘッド１１０ａ及びＣＰＵを含む制御回路を搭載したヘッド駆動基板１１５を備え、図示しないホスト装置からの指示に基づいて、用紙１０に対する作像及び給紙制御を実行する。インクジェットヘッド１１０ａは図３の平面図に示すように複数のヘッドが用紙搬送方向と直交する方向に１列に整列したラインが用紙搬送方向に複数列千鳥状に並んだインクジェットヘッドアレイからなり、このアレイが１枚のプレート上に設置されたアレイプレート１１０として構成され、用紙搬送路１１１と対向する位置に配置されている。このアレイプレート１１０上のインクジェットヘッド１１０ａが前記ヘッド駆動基板１１５上のＣＰＵによって個々に付勢されてインク液を吐出し、高速で搬送される用紙１０上に印字画像を形成する。また、インクジェットヘッド１１０ａを含むアレイプレート１１０及びヘッド駆動基板１１５はアレイチャンバー１０９内に設置され、アレイチャンバー１０９内の下部にアレイプレート１１０が、上部にヘッド駆動基板１１５が配置されている。

インクジェット作像部１００の前面側には、さらにヒートポンプ４０６を備えた用紙乾燥装置４００（図３参照）が設置され、ヒートポンプ４０６の図において上側の温風吹き出し口４０１からアウトフィードユニット３００を通り、吸い込み口４０２を経てヒートポンプ４０６に戻る温風送風経路４１０ａ，４１０ｂが設けられている。上流側の温風送風経路４１０ａは上流側の第１のダクト４１１、乾燥室（以下、「チャンバー」と称す。）４１２及び下流側の第２のダクト４１３、及び下流側の温風送風経路４１０ｂを含み、乾燥チャンバー４１２内に用紙１０の搬送路が形成されている。なお、上流側の温風送風経路４１０ａ、下流側の温風送風経路４１０ｂによって乾燥チャンバー４１２を含む温風循環経路４１０が構成されている。

前述したが乾燥チャンバー４１２はインクジェットヘッド１１０に対向する搬送路１１１の下流側に配置され、用紙１０の印字面の上部の空間にヒートポンプ４０６から送風される高温の乾燥空気が供給される。これにより、高温の乾燥空気が用紙表面と接触して用紙１０に対して乾燥と除湿が行えるように構成されている。

一方、図２において下側の冷風吹き出し口４３２から上流側の冷風送風経路４３１ａ、冷風入口４３１ｃ、アレイチャンバー１０９、冷風出口４３１ｄ及び下流側の冷風送風経路４３１ｂを通り、吸い込み口４３３を経てヒートポンプ４０６に戻る冷風循環経路４３１が設けられている。冷風循環経路４３１には後述するが、ヒートポンプ４０６の冷却側の熱交換機４３０によって冷却されて水分が分離され、乾燥した冷風が循環し、温風循環経路４１０には、ヒートポンプ４０６の加熱側の熱交換機４４０によって加熱された高温の乾燥空気が循環する。

アウトフィードユニット３００内には、前記乾燥チャンバー４１２内に通過させるためのガイドローラ３１０を含め、複数のガイドローラ３１０が設置され、アウトフィードユニット３００内の用紙搬送方向最下流側に設けられたアウトフィードローラ３２０及びニップローラ３３０によって搬送力が付与され、最後段のガイドローラ３１０を経て、排紙口３４０から巻き取り装置３側に送られ、巻き取り装置３でロール状に巻き取られる。本実施形態では、このようにして給紙装置２のロール先端から巻き取り装置３で巻き取られたロール後端までの連続紙に対して印字処理が行われる。

図３は図２のインクジェット装置１の内部構造を示す平面図である。図３から分かるように、インクジェット作像部１００の前面にヒートポンプ４０６を備えた用紙乾燥装置４００が配置され、図２にも示すように用紙乾燥装置４００では、ヒートポンプ４０６の吹き出し口４０１から送風される高温乾燥空気が上流側の温風送風経路４１０ａに案内され、アウトフィートユニット３００内の乾燥チャンバー４１２に供給され、乾燥チャンバー４１２から下流側の温風送風経路４１０ｂを通ってヒートポンプ４０６に戻る。また、温風送風経路４１０ａ，４１０ｂは乾燥チャンバー４１２の用紙搬送方向最上流側と最下流側の周面の用紙搬送方向に直交する方向のほぼ中央部でそれぞれ第１のダクト４１１及び第２のダクト４１３により接合され、ヒートポンプ４０６から出た温風がヒートポンプ４０６に戻る前記温風循環経路４１０が形成されている。

乾燥チャンバー４１２の図３において下側の壁面の内側に沿って用紙１０の搬送路が形成され、用紙１０は乾燥チャンバー４１２内の最終段のガイドローラ３１０ａから乾燥チャンバー４１２外に導かれる。用紙１０から湿気を奪った高温乾燥空気は前記最終段のガイドローラ３１０ａの下流で下流側の温風送風経路４１０ｂに導かれ、ヒートポンプ４０６内に戻る。なお、図３では、第１及び第２のダクト４１１，４１３は吐出側と吸入側でそれぞれ単数となっているが、それぞれの側で並列あるいは乾燥チャンバー４１２内の流速分布を均一化するような位置に並べて複数設けても良いことは言うまでもなく、その方が温風の循環効率が高くなる。なお、図１ないし図３に示した例は、温風が矢印Ｄ２で示すように用紙１０と同じ方向（矢印Ｄ１方向：順方向：）に送られる例である。ヒートポンプ４０６からの温風は、逆方向に送られる場合もある。

図４はヒートポンプの機能構成と送風経路を示す概略構成図である。ヒートポンプ４０６は、熱媒体を使用したヒートポンプであり、送風機４２０ａ，４２０ｂ、冷却側及び加熱側の熱交換機４３０，４４０、圧縮機４５０及び減圧機４６０を備え、これら各部は吹き出し口４０１，４３２及び吸い込み口４０２，４３３が形成されたケース４０７内に収納されている。また、冷却側の熱交換機４３０、減圧機４６０、加熱側の熱交換機４４０、圧縮機４５０はそれぞれの間の媒体管路４０３によって接続され、閉鎖された循環管路を形成している。熱媒体は図示矢印Ｄ３方向に循環し、乾燥チャンバー４１２に供給される温風（高温乾燥空気）Ａｈは図示Ｄ２方向に循環する。

乾燥チャンバー４１２に供給される温風の駆動源であり、また、アレイチャンバー１０９のアレイプレート１１０及びヘッド駆動基板１１５に供給される冷風の駆動源でもある送風機４２０ａ，４２０ｂは、ヒートポンプ４０６の冷風の吹き出し口４３２の上流側直近と、冷風の吸い込み口４３３下流側直近にそれぞれ配置され、温風の吸い込み口４０２から吸い込まれた戻り側の含湿空気を冷却側の熱交換機４３０近傍を通して冷風の吹き出し口４３２に送り込み、上流側の冷風送風経路４３１ａからアレイチャンバー１０９側に送風する。そして、アレイチャンバー１０９を通る間（矢印Ｄ４方向）にアレイプレート１１１及びヘッド駆動基板１１５を冷却し、昇温した冷風は下流側の冷風送風経路４３１ｂを通って吸い込み口４３３から加熱側の熱交換機４４０に送られ、加熱側の熱交換機４４０で所定の温度に加熱された温風Ａｈとして吹き出し口４０１から温風循環経路４１０側に送り出される。

これと並行して、ヒートポンプ４０６の熱媒体は、減圧機４６０で減圧され、周辺温度よりも低温となって冷却側の熱交換機４３０に送られる。そして、冷却側の熱交換機４３０が冷やされ、吸い込み口４０２から吸い込まれた含湿空気（温風）を水滴４０９と乾いた空気に分離する。

一方、冷却側の熱交換機４３０を通った熱媒体は圧縮機４５０側に送られ、圧縮機４５０で圧縮されて高温となる。高温となった熱媒体は加熱側の熱交換機４４０に送られ、吸い込み口４３３から吸い込まれてきた空気と熱交換し、減圧機４６０に送られる。他方、前述のように加熱側の熱交換４４０を通った空気は、温風Ａｈとなって吹き出し口４０１から送り出される。

すなわち、ヒートポンプ４０６は熱媒体が膨張と圧縮を繰り返して吸熱と放熱を行う過程で温風循環経路４１０及び冷風循環経路４３１を循環する空気と熱交換を行い、用紙１０から湿気を奪って吸い込み口４０２からヒートポンプ４０６側に導入される含湿空気を除湿し、冷風循環経路４３１を通って戻ってきた冷風Ａｃに用紙１０を乾燥するに足る熱量を供給し、乾燥チャンバー４１２側に例えば５０℃〜１００℃の温風Ａｈとして送り出す。

なお、ヒートポンプ及びヒートポンプの熱交換原理は公知の技術であることから、ここでは詳細な説明は省略する。また、ヒートポンプの熱交換能力や送風能力は熱交換対象となる機器に応じて適宜設定されるべきものであるので、これらの詳細についてもここでの説明は省略する。

このように、ヒートポンプ４０６の送風機４２０ａ，４２０ｂによって温風Ａｈを温風循環経路４１０に循環させる間に温風循環経路４１０に接続された乾燥チャンバー４１２内で用紙１０を乾燥させ、その後、含湿空気を回収し、回収した含湿空気をヒートポンプ４０６によって乾燥した冷風として冷風循環経路４３１に送り出し、アレイチャンバー１０９内で熱交換して再度ヒートポンプ４０６に戻し、再度温風Ａｈにして送り出すという循環経路を形成することにより、高速印字を行うインクジェット装置１における用紙１０の乾燥が可能となる。なお、ここで言う高速印字とは例えば７５ｍ／ｍｉｎ〜１５０ｍ／ｍｉｎの搬送速度での印字を想定している。

その際、図２にも示すように用紙１０は乾燥チャンバー４１２内の下面に沿って搬送され、温風Ａｈは用紙１０の印字面側を所定の相対速度で移動し、用紙１０に含まれる湿気を乾燥した温風Ａｈ内に移行させる。この場合、送風機４２０からの送風速度は、用紙１０からの湿気の温風Ａｈ内への移行が平衡状態を維持するような相対速度となる速度が好ましい。

実施例１では、温風循環経路４１０と冷風循環経路４３１をヒートポンプ４０６の一方の側と他方の側に設け、温風循環経路４１０で印刷済の用紙１０を乾燥させ、冷風循環経路４３１でアレイチャンバー１０９内のアレイプレート１１１及びヘッド駆動基板１１５を冷却するようになっている。しかし、ヒートポンプ４０６は立ち上がり特性が悪く、定常運転に達するまで２０分ないし３０分かかる。そのため、冷風の温度が高いと、前記アレイチャンバー１０９内に冷気が送風されず、冷却効果を得ることができない。本実施例では、このような事態に対処するため、冷風の温度がインクジェット装置１の設置個所の室温より高い場合には、運転初期に外気を取り込んで冷却風として使用するものである。

図５ないし図９は本実施例２にかかるインクジェット装置１を説明するための図で、図５は図３に対応する平面図、図６は内気循環の場合の冷風の循環経路を示す正面図、図７は外気循環の場合の循環経路を示す正面図、図８は内気循環の場合の図４に対応するヒートポンプの機能構成と送風経路を示す概略構成図、図９は外気循環の場合のヒートポンプの機能構成と送風経路を示す概略構成図である。

本実施例２は、図５及び図６に示すように実施例１のインクジェット装置１に対して、上流側の冷気送風経路４３１ａに外気取り込み口４３１ｅと排気口４３１ｆを有する連結管路４３１ｅ’，４３１ｆ’を連結し、さらに、両者の冷気循環経路４３１の分岐部に内気循環と外気循環を切り換える流路変更板４３１ｇと温度センサ４３１ｈを設けたもので、温度センサ４３１ｈは前記流路変更板４３１ｇの上流側直近に配置されている。その他の各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能するので、重複する説明は省略する。

図５に示すように外気取り込み口４３１ｅ及び排気口４３１ｆはインクジェット作像部１００とインフィードユニット２００の上部に開口し、連結管路４３１ｅ’及び４３１ｆ’により上流側の冷風送風経路４３１ａの上部の角部に連結され、前記連結管路４３１ｅ’，４３１ｆ’との連結部に流路変更板４３１ｇが略９０度回動可能に設置されている。流路変更板４３１ｇは外気を取り入れないで内気だけを循環させる場合には、図６に示す位置に回動して外気側を閉鎖し、外気を取り入れる場合には、図７に示すように上流側の冷風送風経路４３１ａと排気口４３１ｆとの連結管路４３１ｆ’とを連通させ、外気取り込み口４３１ｅの連結管路４３１ｅ’とアレイチャンバー１０９の入口のダクトとを連通させる。

これにより、内気循環でアレイチャンバー１０９内の冷却を行う場合には、図８にも示すようにヒートポンプ４０６からの冷風は上流側の冷風送風経路４３１ａを通ってアレイチャンバー１０９内に導かれ、下流側の冷風送風経路４３１ｂを通ってヒートポンプ４０６側に戻る。これに対し、外気循環でアレイチャンバー１０９内の冷却を行う場合には、図９にも示すようにヒートポンプ４０６からの冷風は上流側の冷風送風経路４３１ａを通って排気口４３１ｆから装置外に排出され、外気取り込み口４３１ｅから外気がアレイチャンバー１０９内に導入され、アレイチャンバー１０９内を冷却した後、ヒートポンプ４０６に戻る。内気循環とするか外気循環とするかは、外気温度より内気温度が低い場合には意味がないので、内気温度と外気温度との関係で設定される。そのために温度センサ４３１ｈが前記位置に配置される。なお、外気温度は図示しない装置外の温度センサにより検出される。

図１０は実施例２におけるヒートポンプを含むインクジェット装置の制御構成を示すブロック図である。同図において、インクジェット装置１は、ホスト装置１３０と通信可能に接続された制御部１２０を備え、この制御部１２０には、操作パネル１４０、データ格納部１２３、減圧機４６０及び圧縮機４５０を駆動制御するためのモータドライバ１２４、送風機４２０を駆動制御するためのモータドライバ１２５、及び流路変更板４３１ｇを駆動制御するためのモータドライバ４３１ｇ’が接続されている。また、制御部１２０には、前記流路変更板４３１ｇ近傍の冷風送風経路４３１ａ内の湿度を検出する温度センサ４３１ｈからの検出出力が入力される。これにより、インクジェット装置１の制御部１２０では、データ格納部１２３に格納された制御データを参照し、モータドライバ４３１ｇ’を介して流路制御板４３１ｇによる流路の切り換えを制御する。操作パネル１４０はユーザーインターフェースであり、ユーザーによる初期設定のためのキー、及び各種モードを設定するキー、動作を指示するキーなどを備えている。

なお、本実施例では、流路変更板４３１ｇをモータ駆動とし、流路変更板４３１ｇの動作をモータドライバ４３１ｇ’によって制御するように構成されているが、流路変更板４３１の駆動形式が例えばソレノイド駆動のように異なるものであれば、ドライバもそれに応じて選択されることは言うまでもない。

なお、制御部１２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備え、当該ＣＰＵはＲＯＭに格納されたプログラムコードを読み出し、読み出したプログラムコードをＲＡＭに展開し、当該ＲＡＭをワークエリア及びデータバッファとして使用しながら前記プログラムコードで定義された制御を実行する。その際、制御部１２０は、制御部１２０は、前記温度センサ４３１ｈからの出力のみならず、インクジェット装置１の各部に設置されたセンサ類からの検出出力及びホスト装置１３０からの印刷データ（印刷密度情報）などに応じてモータドライバ１２４，１２５を介して減圧機４６０、圧縮機４５０及び送風機４２０を制御し、送風温度の制御及び送風速度の制御を実行する。

本実施例では、温度センサ４３１ｈの検出出力（検出温度）と外気温度をパラメータとして前記内気循環と外気循環の切り換え制御、及びヒートポンプ４０６の駆動制御が行われる。例えば、温度センサ４３１ｈによって検出された上流側の循環経路４３１ａ内の冷風の温度が外気温度以上であって、さらに予め決められた設定温度以上の場合に、制御部１２０は流路変更板４３１ｇを外気循環側に切り換え、図７及び図９に示す外気循環でアレイチャンバー１０９内を冷却する。その際、同時に送風機４２０ａ，４２０ｂを制御して風量を上げ、さらに、減圧機４６０を制御して冷風温度を下げるようにすることもできる。

なお、外気温度は設置されている地域条件、季節条件などによって多岐にわたるので、これらの温度条件に対する送風機４２０ａ，４２０ｂの制御条件、減圧機４６０の制御条件は実験的にデータをとり、予めデータテーブルとしてデータ格納部１２３に格納され、制御部１２０はこのデータテーブルを参照して各部を制御する。定常運転が可能な冷風の温度になれば、当然、内気循環に切り換えて所定の用紙乾燥のための制御を実行する。

また、実施例１及び２では、アレイチャンバー１０９内にアレイプレート１１０とヘッド駆動基板１１５が設置され、アレイチャンバー１０９内に冷風循環経路４３１から冷風が導入されるので、両者の冷却が図られるが、アレイプレート１１０とヘッド駆動基板１１５の設置個所によっては一方しか冷却できない場合もある。そのような場合には、いずれを冷却側に配置するかは設計的な選択条件である。

以上のように、本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）用紙１０の乾燥にヒートポンプ４０６を使用したので、温風（高温乾燥空気）Ａｈによる確実な乾燥と低消費電量化の両立を図ることができる。低消費電力化については、ヒータのような加熱装置を使用した場合に比べて最大３倍程度の低消費電力化を見込むことができる。

（２）ヒートポンプ４０６によって温風（高温乾燥空気）Ａｈを作成し、乾燥チャンバー４１２内へ循環させるので、乾燥チャンバー４１２内で用紙１０から奪い取った水分をヒートポンプ４０６側で確実に水滴化することができる。これにより、装置設備環境が高湿化することがなく、あるいは装置設置室から外部への排気設備を不要とすることが可能となり、設備の環境の浄化及び設備費の削減にもつながる。

（３）ヒートポンプ４０６の立ち上げ特性として、安定した温風を送風できるまで２０分以上の時間を要するが、外気温度と比較して所定温度まで冷風循環経路４３１が下がるまで、外気を取り込んでアレイプレート１１０及びヘッド駆動基板１１５を冷却することが可能となる。これにより、冷却能を発揮できない温度の冷風が循環して冷却を阻害することを防止することができる。

（４）アレイプレート１１０のインクジェットヘッド部及びヘッド駆動基板１１５から発生する熱量を、ヒートポンプ４０６において用紙１０の乾燥熱量に変換することが可能なので、その分の低消費電力化を図ることができる。

（５）アレイプレート１１０を効率的に冷却することが可能なので、印刷の位置ずれ発生を抑制し、良好な印字品質を保証することができる。

（６）ヘッド駆動基板１１５を効率的に冷却することが可能なので、発熱に起因するヘッド駆動基板１１５の障害発生をなくすことができる。

（７）アレイプレート１１０及びヘッド駆動基板１１５を収納したアレイチャンバー１０９内に冷風を導入して冷却し、ヒートポンプ４０６側に導くので、不要な熱量を包含した冷風を効率的にヒートポンプ４０６側に無駄なく取り込むことが可能となり、その分、エネルギーの効率化を図ることができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記各実施例は、それぞれ好適な実施形態の１つとして示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲により規定される範囲に含まれる。

１ ジェット式記録装置
１０ 用紙
１０９ アレイチャンバー
１１０ アレイプレート
１１０ａ インクジェットヘッド
１１１ 搬送路
１１５ ヘッド駆動基板
１２０ 制御部
４００ 用紙乾燥装置
４０６ ヒートポンプ
４１０ 温風循環経路
４１２ 乾燥チャンバー（乾燥室）
４２０ａ，４２０ｂ 送風機
４３１ 冷風循環経路
４３１ｅ 外気取り込み口
４３１ｅ’ 連結管路
４３１ｆ 排気口
４３１ｆ’ 連結管路
４３１ｇ 流路変更板
４３１ｈ 温度センサ
４６０ 減圧機
Ａｃ 冷風
Ａｈ 温風

特開２００６−１６９７１０号公報 特開２００２−３６１８５０号公報

Claims (8)

1. インクを被記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、当該記録ヘッドの駆動を制御する制御回路を搭載したヘッド駆動基板とを有し、前記記録ヘッドにより前記被記録媒体上に画像を形成するインクジェット式記録装置であって、
   前記被記録媒体の搬送路の前記記録ヘッドの下流側に設けられ、前記被記録媒体を乾燥する乾燥室と、
   冷風循環経路と温風循環経路を有し、温風循環経路から戻った温風中の水分を分離して冷風として前記冷風循環経路に送り出し、前記冷風循環経路から戻った冷風を加熱して温風として前記温風循環経路に送り出すヒートポンプを有し、前記温風循環経路に接続された前記乾燥室に前記温風を循環させる用紙乾燥装置と、
   を備え、
   前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板が前記冷風循環経路中に配置され、前記冷風により冷却されること
   を特徴とするインクジェット式記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット式記録装置であって、
   前記冷風循環経路が、外気を取り込んで前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板側に送風する第１の経路及び前記冷風循環経路に通風された冷風が前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板側に到達する前に外気に排気する第２の経路を含み、
   前記冷風循環経路には、前記第１の経路及び第２の経路を使用した外気循環経路と、前記第１の経路及び第２の経路を使用しない内気循環経路とを切り換える切り換え手段が設けられていること
   を特徴とするインクジェット式記録装置。
3. 請求項２記載のインクジェット式記録装置であって、
   前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板側に到達する前の前記冷風循環経路内の冷風の温度を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された温度が予め設定された温度条件よりも高い場合に、前記切り換え手段による切り換えを行い、前記内気循環経路から前記外気循環経路に切り換える切り換え制御手段と、
   を備えていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
4. 請求項３記載のインクジェット式記録装置であって、
   前記温度条件が前記検出手段によって検出された前記冷風循環経路内の冷風の温度と、装置外の外気の温度との差に基づいて設定されていること
   を特徴とするインクジェット式記録装置。
5. 請求項３又は４記載のインクジェット式記録装置であって、
   前記切り換え制御手段による切り換えに伴って、前記ヒートポンプの送風機による風量を増加させ、又は減圧機の駆動により送風温度を下げる制御手段をさらに備えていること
   を特徴とするインクジェット式記録装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクジェット式記録装置であって、
   複数の前記記録ヘッドを搭載したヘッドアレイプレート及び前記ヘッド駆動基板を同一空間に収容した冷却室を備え、
   前記冷却室が前記冷風循環経路中に配置されていること
   を特徴とするインクジェット式記録装置。
7. 請求項６記載のインクジェット式記録装置であって、
   前記冷却室を通った冷風を前記ヒートポンプの加熱側に導くこと
   を特徴とするインクジェット式記録装置。
8. インクを被記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、当該記録ヘッドの駆動を制御する制御回路を搭載したヘッド駆動基板とを有し、前記記録ヘッドにより前記被記録媒体上に画像を形成するインクジェット式記録装置の冷却制御方法であって、
   前記被記録媒体の搬送路の前記記録ヘッドの下流側に設けられ、前記被記録媒体を乾燥する乾燥室と、
   冷風循環経路と温風循環経路を有し、温風循環経路から戻った温風中の水分を分離して冷風として前記冷風循環経路に送り出し、前記冷風循環経路から戻った冷風を加熱して温風として前記温風循環経路に送り出すヒートポンプを有し、前記温風循環経路に接続された前記乾燥室に前記温風を循環させる用紙乾燥装置と、
   を備え、
   前記冷風循環経路内の温度が外気温を基準とした予め設定された温度条件よりも高い場合に、前記冷風循環経路に外気を導入して前記記録ヘッド又は前記ヘッド駆動基板を冷却し、
   冷却に使用した外気を前記ヒートポンプ内に戻して加熱し、
   加熱された温風を前記乾燥室に送って前記被記録媒体を乾燥させること
   を特徴とするインクジェット式記録装置の冷却方法。

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