JPH09164670A

JPH09164670A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JPH09164670A
Application number: JP34799495A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Kanemoto; 成一金本
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ホットメルトインクが、印刷可能な温度に達
するまでの時間を短縮する。【解決手段】インクタンク５０の底面には、ヒータ７
０が取り付けられている。ヒータ７０を構成するベース
材７１の上面には、ＤＣ電源８２に接続されたＤＣ発熱
体７２が形成されており、ベース材７１の下面には、プ
リンタ１に供給されるＡＣ電源８４に接続されたＡＣ発
熱体７６が形成されている。最初は、ＡＣ電源８４をＡ
Ｃ発熱体７６へ供給して、その大きな発熱量により短時
間でインクを溶融させて印刷可能な温度に加熱し、その
後はＡＣ電源８４に切り替えてＤＣ発熱体７２の発熱に
よりインクの印刷可能な温度を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱溶融されたホ
ットメルトインクを記録ヘッドのノズルから被印刷媒体
に吐出して印刷を行うホットメルト型のインクジェット
プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記インクジェットプリンタ（以下、プ
リンタと略称する）に用いられる記録ヘッドの一例を図
８に示す。図８（ａ）は、記録ヘッドの内部構造を示す
平面説明図であり、同図（ｂ）は、記録ヘッドの内部構
造を示す正面説明図である。記録ヘッド９０には、いわ
ゆる圧電型のインクジェットヘッドが用いられており、
この記録ヘッド９０には、記録ヘッド９０へ加熱溶融さ
れたホットメルトインク（以下、インクと略称する）を
供給するインクタンク９１が備えられている。このイン
クタンク９１には、インクを蓄える主室９２と、記録ヘ
ッド９０を循環したインクを蓄える副室９３とが形成さ
れている。

【０００３】副室９３内には、ヘッド９０を循環したイ
ンクを副室９３へ流入させるための第１の流入口９４が
設けられており、この第１の流入口９４は、通常は板バ
ネ９７により付勢された第１の弁９５により閉塞されて
いる。また、副室９３内には、副室９３のインクを主室
９２へ流出させるための第１の流出口１０１が設けられ
ており、この第１の流出口１０１は、通常は開放されて
おり、板バネで形成された第２の弁１０２により閉塞可
能となっている。

【０００４】第１の弁９５には、第１のレバー９８が、
第２の弁１０２には、第２のレバー１０３がそれぞれ取
付けられており、第１のレバー９８を押し下げ操作する
と、第１の流入口９４が開放され、第２のレバー１０３
を押し下げ操作すると、第１の流出口１０１が閉塞され
る。また、この第１の流出口１０１と主室９２は、連通
路１００によって連通している。

【０００５】また、副室９３は、常に大気に開放されて
おり、主室９２には、インクを循環させるための空気を
送り込むポンプ（図示省略）が接続されている。そし
て、そのポンプにより主室９２に空気を送り込むと、イ
ンクが主室９２から副室９３へ流れ込む。その後、第１
の弁９５を開いて第２の弁１０２を閉じ、主室９２の圧
力を大気と同じにすると、インクが副室９３から連通路
１００を通って主室９２へ流れ込み、印刷を行う体制が
整えられる。

【０００６】インクタンク９１の底面には、主室９２お
よび副室９３の固形インクを溶融させるとともに、溶融
状態を保持する板状のヒータ１０４が取付けられてお
り、このヒータ１０４は、プリンタに供給される１００
Ｖの交流電源を変換してプリンタ内の各種機構の動作用
電源として用いられる４０Ｖの直流電源１０５に接続さ
れている。ヒータ１０４は、セラミックなどの板状の絶
縁体の表面に膜状の発熱体が形成されており、この発熱
体（抵抗体）に直流電流を流すことにより発熱する。

【０００７】そして、プリンタの電源がＯＮされると、
ヒータ１０４が通電して発熱を開始し、インクタンク９
１内に収容された固形インクの加熱が開始される。そし
て、ヒータ１０４が通電されてから約２０分経過する
と、固形インクは溶融されて液状になり、その温度は印
刷可能な温度、たとえば１２５℃に達する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のは、プリンタに供給される１００Ｖの交流電源が変換
された４０Ｖの低電圧の直流電源のみでは、ヒータから
発生される熱量を大きくすることができず、ヒータを加
熱してからインクが溶融するまでに長時間（たとえば、
２０分）を要するため、印刷のための準備時間が長いと
いう問題がある。また、１００Ｖの交流電源による加熱
のみでは、ヒータから発生される熱量が大きくなるた
め、インク温度の細かい制御をすることが困難となると
いう問題がある。

【０００９】そこで、本発明は、上述した課題を解決す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、インクの溶融時間を短縮するとともに、インク温度
の細かい制御をすることができるプリンタを提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、請求項１に記載の発明では、ホットメルト
インクを加熱して溶融させる加熱手段を備えた記録ヘッ
ドにより、上記加熱溶融されたホットメルトインクを被
印刷媒体に噴射して印刷を行うインクジェットプリンタ
において、前記加熱手段には、前記ホットメルトインク
をインクジェットプリンタに供給される交流電流により
加熱する第１の加熱手段と、前記ホットメルトインクを
前記交流電流に基づいて変換された直流電流により加熱
する第２の加熱手段とが備えられており、前記ホットメ
ルトインクの温度を検知する温度検出手段と、この温度
検出手段の検出結果に応じて前記第１および第２の加熱
手段の駆動／非駆動を切り替え、前記第１および第２の
加熱手段により発生される発熱量を制御する加熱制御手
段と、を備えるという技術的手段を採用する。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のインクジェットプリンタにおいて、前記加熱制御手
段は、前記ホットメルトインクの温度が所定の温度未満
の場合には、前記第１の加熱手段により前記ホットメル
トインクの加熱を行わせ、前記ホットメルトインクが前
記所定の温度に達した場合には、前記ホットメルトイン
クの加熱を前記第１の加熱手段から前記第２の加熱手段
に切り替える第１の切替手段を有するという技術的手段
を採用する。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載のインクジェットプリンタにおいて、前記加熱制御手
段は、前記ホットメルトインクの温度が所定の温度未満
の場合には、前記第１および第２の加熱手段により前記
ホットメルトインクの加熱を行わせ、前記ホットメルト
インクが前記所定の温度に達した場合には、前記ホット
メルトインクの加熱を前記第２の加熱手段のみに切り替
える第２の切替手段を有するという技術的手段を採用す
る。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項１ない
し３のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタに
おいて、前記加熱制御手段は、前記ホットメルトインク
の温度が前記ホットメルトインクの融点から前記記録ヘ
ッドの印刷駆動時の温度にまで達する間のある所定の温
度にて、前記第１および第２の加熱手段の駆動／非駆動
の切替を行うという技術的手段を採用する。

【００１４】請求項５に記載の発明では、請求項１ない
し４のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタに
おいて、前記加熱手段は、絶縁材からなる平板状の絶縁
体基板を有しており、前記第１の加熱手段は前記絶縁体
基板の一の面に形成されているとともに、前記第２の加
熱手段は、前記絶縁体基板の他の面に形成されていると
いう技術的手段を採用する。

【００１５】請求項６に記載の発明では、請求項５に記
載のインクジェットプリンタにおいて、前記印刷ヘッド
は、前記ホットメルトインクが充填されるとともに、イ
ンク吐出ノズルと連通するインク室と、このインク室に
吐出エネルギーを与えるエネルギー発生手段と、前記イ
ンク室へ供給されるホットメルトインクが収容されるイ
ンク収容手段とが備えられており、前記絶縁体基板は、
少なくとも前記インク収容手段に形成されているという
技術的手段を採用する。

【００１６】請求項７に記載の発明では、請求項１ない
し６のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタに
おいて、前記第１の加熱手段には第１の発熱体が、前記
第２の加熱手段には第２の発熱体がそれぞれ設けられて
おり、前記第１の発熱体の発熱量は、前記第２の発熱体
の発熱量より大きく設定されているという技術的手段を
採用する。

【００１７】

【作用】請求項１ないし７に記載の発明では、上記ホッ
トメルトインクをインクジェットプリンタに供給される
交流電流により加熱する第１の加熱手段を備えているた
め、その交流電流に基づいて変換された直流電流のみで
加熱するものよりも、短い時間で上記ホットメルトイン
クを溶融させることができる。したがって、印刷の準備
時間を短縮することができる。しかも、上記ホットメル
トインクを上記交流電流に基づいて変換された直流電流
により加熱する第２の加熱手段と、上記ホットメルトイ
ンクの温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手
段の検出結果に応じて上記第１および第２の加熱手段の
駆動／非駆動を切り替え、上記第１および第２の加熱手
段により発生される発熱量を制御する加熱制御手段とを
備えるため、この加熱制御手段により、発熱量を制御し
て上記ホットメルトインクの温度の細かい制御をするこ
ともできる。

【００１８】特に、請求項２に記載の発明では、上記加
熱制御手段は、上記ホットメルトインクの温度が所定の
温度未満の場合には、上記第１の加熱手段により上記ホ
ットメルトインクの加熱を行わせ、上記ホットメルトイ
ンクが上記所定の温度に達した場合には、上記ホットメ
ルトインクの加熱を上記第１の加熱手段から上記第２の
加熱手段に切り替える第１の切替手段を有するため、上
記第１の加熱手段の交流電流により、上記ホットメルト
インクを上記所定の温度に達するまで加熱し、上記ホッ
トメルトインクが上記所定の温度に達した後は、上記第
２の加熱手段に切り替えて直流電流により、上記ホット
メルトインクを加熱、または、上記所定の温度に保持す
ることができる。つまり、インクジェットプリンタの立
上げ時は、インクジェットプリンタに供給される交流電
流により、上記ホットメルトインクを短時間で溶融させ
て、その後は、上記交流電流に基づいて変換された直流
電流により、上記ホットメルトインクの溶融状態を保持
することができる。

【００１９】また、請求項３に記載の発明では、上記加
熱制御手段は、上記ホットメルトインクの温度が所定の
温度未満の場合には、上記第１および第２の加熱手段に
より上記ホットメルトインクの加熱を行わせ、上記ホッ
トメルトインクが上記所定の温度に達した場合には、上
記ホットメルトインクの加熱を上記第２の加熱手段のみ
に切り替える第２の切替手段を有するため、上記第１お
よび第２の加熱手段の両手段を用いることにより、上記
第１の加熱手段のみを用いる場合よりも、上記ホットメ
ルトインクをより短い時間で上記所定の温度まで加熱さ
せることができる。そして、上記ホットメルトインクが
上記所定の温度に達した後は、上記第２の加熱手段に切
り替えて直流電流により、上記ホットメルトインクを加
熱、または、上記所定の温度に保持することもできる。
つまり、インクジェットプリンタの立上げ時は、インク
ジェットプリンタに供給される交流電流およびこの交流
電流に基づいて変換された直流電流により、上記ホット
メルトインクを短時間で溶融させて、その後は、上記直
流電流により、上記ホットメルトインクの溶融状態を保
持することができる。

【００２０】さらに、請求項４に記載の発明では、上記
加熱制御手段は、上記ホットメルトインクの温度が上記
ホットメルトインクの融点から上記記録ヘッドの印刷駆
動時の温度にまで達する間のある所定の温度にて、上記
第１および第２の加熱手段の駆動／非駆動の切替を行う
ため、上記ホットメルトインクが溶融した後は、上記第
２の加熱手段に切り替えることにより、上記直流電流に
より、上記ホットメルトインクを上記記録ヘッドの印刷
駆動時の温度に加熱することができる。

【００２１】またさらに、請求項５に記載の発明では、
上記加熱手段は、絶縁材からなる平板状の絶縁体基板を
有しており、上記第１の加熱手段は上記絶縁体基板の一
の面に形成されているとともに、上記第２の加熱手段
は、上記絶縁体基板の他の面に形成されているため、上
記第１および第２の加熱手段の両手段により、同一面を
加熱することができる。しかも、上記第１および第２の
加熱手段をそれぞれ別の絶縁体基板に形成するよりも、
加熱手段を小型化することができる。

【００２２】そしてさらに、請求項６に記載の発明で
は、上記記録ヘッドは、上記ホットメルトインクが充填
されるとともに、インク吐出ノズルと連通するインク室
と、このインク室に吐出エネルギーを与えるエネルギー
発生手段と、上記インク室へ供給されるホットメルトイ
ンクが収容されるインク収容手段とが備えられており、
上記絶縁体基板は、少なくとも上記インク収容手段に形
成されているため、そのインク収容手段に収容されたホ
ットメルトインクを短時間で溶融し、そのホットメルト
インクを上記インク吐出ノズルから吐出させることがで
きる。

【００２３】そしてさらに、請求項７に記載の発明で
は、上記第１の加熱手段には第１の発熱体が、上記第２
の加熱手段には第２の発熱体がそれぞれ設けられてお
り、上記第１の発熱体の発熱量は、上記第２の発熱体の
発熱量より大きく設定されているため、上記第１の加熱
手段の大きい発熱量により上記ホットメルトインクを短
時間で溶融させ、溶融後は発熱量の小さい上記第２の加
熱手段により溶融状態を保持することができる。つま
り、上記ホットメルトインクの溶融時間の短縮化と、少
ない消費電力での溶融状態の保持とを両立させることが
できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図を参照して説明する。なお、本実施の形態では、
ホットメルト型のプリンタのうち、圧電素子を用いたヘ
ッドを備えたプリンタであって、複数色のインクを吐出
してカラー印刷を行うプリンタを代表に説明する。ま
ず、上記プリンタの機構の概略について説明する。図１
は上記プリンタの一部機構を取り出して示す外観斜視説
明図であり、図２は図１に示すプリンタの制御系の構成
を示すブロック図である。

【００２５】図１に示すように、上記プリンタには、記
録ヘッド１０が設けられている。この記録ヘッド１０
は、イエローインクを吐出するイエロー用ヘッド１１、
マゼンタインクを吐出するマゼンタ用ヘッド１２、シア
ンインクを吐出するシアン用ヘッド１３、およびブラッ
クインクを吐出するブラック用ヘッド１４とから構成さ
れる。また、図示しないが、各ヘッドの内部には、イン
クが充填されるとともに、インク吐出ノズルの設けられ
た複数のインク室が形成されており、各インク室には、
インク室の容積を変化させるエネルギー発生手段として
の圧電素子が設けられている。そして、各ヘッド１１な
いし１４には、ホットメルトインクが収容されるインク
タンク５０（図３参照）がそれぞれ取付けられている。

【００２６】記録ヘッド１０は、キャリッジ２１の上に
搭載されており、そのキャリッジ２１には、印刷用紙２
０の幅方向に設けられたガイド軸２２が挿通されてい
る。このガイド軸２２に沿ってその下方には、複数のス
リット（目盛）が印されたタイミングスリット２６が設
けられており、キャリッジ２１の前面下部には、タイミ
ングスリット２６に印されたスリットの数を読み取るエ
ンコーダ素子２７が設けられている。キャリッジ２１
は、タイミングスリット２６に沿ってその下方に設けら
れた無端ベルト２３に取り付けられており、その無端ベ
ルト２３は、ＣＲモータ２４のプーリ２５に掛けられて
いる。これら、キャリッジ２１、ガイド軸２２、無端ベ
ルト２３およびＣＲモータ２４などでキャリッジ機構４
５（図２参照）が構成される。なお、印刷用紙２０は、
紙送りモータ２９（図２参照）により回転される給紙ロ
ーラ（図示省略）と、この給紙ローラと対に設けられた
押さえローラ２８、２８との間に挾まれて上下方向に送
られる。

【００２７】次に、上記プリンタの制御系の構成につい
て図２を参照して説明する。プリンタ１には、後述する
各種演算処理を行うＣＰＵ３０が備えられている。この
ＣＰＵ３０には、ホストコンピュータ４０から出力され
る信号をＣＰＵ３０における演算処理に用いる信号に変
換するインターフェース３１、インクタンク５０内のイ
ンクの温度を検知する温度センサ３２、プリンタの各種
動作状態をＬＥＤで表示するスイッチパネル３３、上記
演算処理に用いるプログラムなどの記憶されたＲＯＭ３
４およびＲＡＭ３５がそれぞれ接続されている。

【００２８】上記ＣＰＵ３０は、ホストコンピュータ４
０からインターフェース３１を介して出力された印刷デ
ータを入力し、その印刷データを上記ＲＯＭ３４から読
み出した印刷プログラムに取り込んで、ＬＦモータ２
９、ＣＲモータ２４およびヘッド１１を駆動するための
データを演算する。そして、上記演算されたデータのう
ち、ＬＦモータ２９を駆動するためのＬＦモータ駆動デ
ータは、ＬＦ駆動回路３６に入力され、このＬＦ駆動回
路３６から出力されるＬＦモータ駆動信号に従ってＬＦ
モータ２９が駆動される。つまり、このＬＦモータ２９
の駆動により、印刷用紙２０の縦方向への紙送りが行わ
れる。

【００２９】また、上記演算されたデータのうち、ＣＲ
モータ２４を駆動するためのＣＲモータ駆動データは、
ＣＲ駆動回路３７に入力され、このＣＲ駆動回路３７か
ら出力されるＣＲモータ駆動信号に従ってＣＲモータ２
４が駆動される。つまり、このＣＲモータ２４の駆動に
より、キャリッジ２１は、ガイド軸２２に沿って印刷用
紙２０の幅方向に往復動する。そして、上記演算された
データのうち、ヘッド１１を駆動するための記録ヘッド
駆動データが、ヘッド駆動回路３８に入力され、このヘ
ッド駆動回路３８から出力される記録ヘッド駆動信号に
従ってヘッド１１が駆動される。つまり、ヘッド１１に
上記ヘッド駆動信号が入力されると、ヘッド１１の各エ
レメントを構成する圧電素子（図示省略）に電圧が印加
され、その圧電素子が設けられたキャビティ（図示省
略）の振動板が変位し、キャビティ内のインクが加圧さ
れてノズルから吐出される。

【００３０】上記ＣＰＵ３０には、ＣＲ位置センサ３９
から出力されたパルス信号を入力して、そのパルス数を
カウントするＣＲ位置カウンタ４０と、ＬＦモータ２９
および紙送り機構４７により、印刷用紙２０がどのくら
い送られたのかをカウントするＬＦ位置カウンタ４１
と、パージ機構４２を駆動するカムの回転位置を検出す
るパージ位置カウンタ４３とが接続されている。ＣＰＵ
３０は、これらの各カウンタによりカウントされたデー
タに基づいてヘッド１１の位置およびカムの回転位置を
演算する。また、上記パージ機構４２と紙送り機構４７
とを切り替える切替え機構４４、キャリッジ２１が原点
に復帰していることを検出するＨＰ（ホームポジショ
ン）センサ４６、印刷用紙２０が存在しないことを検出
するＰＥ（ペーパーエンプティ）センサ４８が設けられ
ている。

【００３１】次に、インクタンクを備えた上記各ヘッド
１１ないし１４の構造を図３を参照して説明する。な
お、各ヘッドは、同じ構造であるため、ここではイエロ
ー用ヘッド１１に設けられたインクタンク５０の構造を
代表に説明する。図３（ａ）は、インクタンクを備えた
ヘッドの内部構造を上方から見た平面説明図であり、図
３（ｂ）は、図３（ａ）のヘッドを側面（図１において
右側面）から見た説明図である。

【００３２】インクタンク５０には、ヘッド１１に送り
込む加熱溶融されたインクを蓄える主室５１と、ヘッド
１１を循環したインクを蓄える副室５２とが形成されて
いる。その副室５２の底部には、ヘッド１１を循環した
インクを副室５２に流入させる第１の流入口５３と、副
室５２のインクを主室５１へ流出させる第１の流出口５
４とが形成されており、この第１の流出口５４は、主室
５１の底部に形成された第２の流入口５５と連通路５６
によって連通している。また、主室５１の上部には、後
述するパージング用のポンプのホースを接続する空気供
給口６５が形成されている。

【００３３】副室５２の底部には、第１の流入口５３お
よび第１の流出口５４の開閉を行う板状の弁６０が取り
付けられている。この弁６０の底面ほぼ中央は、副室５
２の底部に突出形成された支持部６１に支持されてお
り、その一端６２は、副室５２の上面に固定された板バ
ネ５７によって第１の流入口５３を閉塞する方向に付勢
されている。弁６０の他端６３には、レバー５８が取付
けられており、このレバー５８は、副室５２の上面に形
成された溝５９から突出されている。

【００３４】つまり、レバー５８が下方に押し下げられ
ると、第１の流入口５３が開放されるとともに、第１の
流出口５４が閉塞される。また、図３（ａ）に示すよう
に、主室５１には、主室５１のインクに含まれた不純物
および気泡を通さないフィルタ６４が設けられており、
このフィルタ６４内には、主室５１内のインクをヘッド
１１へ送り込む第２の流出口６５が形成されている。主
室５１の底部には、主室５１のインクの温度を検出する
温度センサ３２が埋設されている。また、図３（ｂ）に
示すように、インクタンク５０の底面には、主室５１お
よび副室５２のインクを加熱溶融するとともに、その溶
融状態を保持するヒータ７０が取付けられている。

【００３５】次に、本プリンタの特徴であるインクの加
熱溶融手段について図３および図４を参照して説明す
る。図４（ａ）は、ヒータ７０の断面説明図、同図
（ｂ）は、図４（ａ）に示すヒータ７０の下面（インク
タンク５０の底面側）を左側面方向から見た説明図、同
図（ｃ）は、ヒータ７０の上面を左側面方向から見た説
明図をそれぞれ示す。ヒータ７０には、図４（ａ）に示
すように、絶縁体基板としての板状のベース材７１が備
えられており、このベース材７１の上面には、保温用
（溶融状態保持用）のＤＣ発熱体７２が膜状に形成され
ている。

【００３６】ベース材７１の上面には、膜状の電極７
３、７３が形成されており（図４（ｃ）参照）、各電極
７３は、ＤＣ発熱体７２と電気的に接続されている。ま
た、各電極７３は、それぞれリード線７４、７４と電気
的に接続されており、各リード線７４は、図３（ｂ）に
示すように、プリンタ内の４０ＶのＤＣ電源８２と電気
的に接続されている。また、ＤＣ発熱体７２のインクタ
ンク５０の底面と接触する面には、絶縁材料で形成され
た保護層７５が形成されている。

【００３７】また、ベース材７１の下面には、インク溶
融用の膜状のＡＣ発熱体７６と、このＡＣ発熱体７６と
電気的に接続された膜状の電極７７、７７が形成されて
いる（図４（ｂ）参照）。各電極７７は、それぞれリー
ド線７８、７８と電気的に接続されており、各リード線
７８は、図３（ｂ）に示すように、プリンタ内に供給さ
れる１００Ｖの交流電源８４と直結されるようになって
いる。また、ＡＣ発熱体７６の表面には、絶縁材料で形
成された保護層７９が形成されており、ＡＣ発熱体７６
には、上記温度センサ３２に接続されたリード線８５が
接続されている。このように、上記ヒータ７０は、ベー
ス材７１の上面に保温用のＤＣ発熱体７２が形成されて
おり、下面に溶融用のＡＣ発熱体７６が形成された２重
構造となっている。

【００３８】なお、本実施の形態では、上記ＤＣ発熱体
７２およびＡＣ発熱体７６の消費電力は、それぞれ５０
Ｗ、１００Ｗであり、それぞれ酸化ルテニウムで形成さ
れている。また、上記ベース材７１は、アルミナで形成
されており、その大きさは、図４（ｂ）において、幅８
０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍである。さら
に、上記保護層７５および７９は、鉛ガラスで形成され
ており、電極７３および７７は、銀パラジウムで形成さ
れている。また、上記インクタンク５０は、アルミニウ
ムで形成されており、上記温度センサ３２には、サーミ
スタが用いられる。

【００３９】次に、上記ＡＣ発熱体７６への交流電流の
供給手段について図５を参照して説明する。図５（ａ）
は、図１に示す記録ヘッド１０を側面説明図であり、同
図（ｂ）は、同図（ａ）の平面図であり、同図（ｃ）
は、同図（ａ）の左側面図である。なお、ここではイン
クの融点は９０℃とする。図５（ｂ）および（ｃ）に示
すように、プリンタのフレーム１１０には、１００Ｖの
交流電源８４に接続されたコンセント１１２が取付けら
れており、記録ヘッド１０がフレーム１１０の方向へ移
動すると、記録ヘッド１０のリード線７８がコンセント
１１２に接続されるようになっている。つまり、プリン
タは、その電源投入時においては、リード線７８がコン
セント１１２に接続された状態にあり、１００Ｖの交流
電流をＡＣ発熱体７６に流してその大きな発熱量によ
り、インクタンク５０の固形インクを短時間で溶融させ
ることができる。

【００４０】次に、上記ＣＰＵ３０によるヒータ７０の
制御について図６を参照して説明する。図６は、ＣＰＵ
３０によるヒータ７０の制御を示すフローチャートであ
る。まず、プリンタの電源投入が検出されると（ステッ
プ１００）、ＡＣ発熱体７６に１００Ｖの交流電流が供
給され、ＡＣ発熱体７６の発熱が開始される（ステップ
１１０）。そして、所定時間、たとえば３分経過してイ
ンクの温度が、印刷可能な温度、たとえば１２５℃に達
すると、温度センサ３２のＯＮしたことが検出され（ス
テップ１２０）、ＣＲ駆動回路３７へキャリッジ移動信
号が出力され（ステップ１３０）、ヘッド１０がＡＣコ
ンセントから離れてＡＣ電源８４の供給が断たれる（図
５参照）。続いて、図２に示すスイッチ回路８０へ、Ａ
ＣからＤＣへの電源切替え信号が出力され、直流電源８
２がヒータ７０に接続されるとともに、ＤＣ発熱体７２
が発熱を開始する（ステップ１４０）。

【００４１】以上のように、プリンタ１の電源をＯＮし
た当初など、インクタンク５０内のインクが固まってい
る場合には、プリンタ１に供給される交流電流によって
ＡＣ発熱体７６を発熱させて、その大きな発熱量によ
り、プリンタ１の電源をＯＮしてから短時間、たとえば
３分でインクを溶融することができる。そして、その後
は、発熱量の小さい保温用のＤＣ発熱体７２に切り替え
ることにより、インクを溶融状態に保持することができ
る。つまり、プリンタに供給される交流電流と、この交
流電流に基づいて変換された直流電流とを使い分けて、
印刷の準備時間を大幅に短縮することができる。

【００４２】ところで、インクは、プリンタの電源をＯ
ＦＦした後に固まって容積が小さくなるため、記録ヘッ
ドのノズルが形成されたインク室内に空気層が形成さ
れ、その空気が気泡となってノズルから吐出されるた
め、印字品質が低下する場合がある。そこで、本プリン
タ１では、プリンタの立上げ時、または一定時間毎にそ
の気泡を取り除くための以下のメンテナンス操作が行わ
れる。まず、プリンタ１内部の記録ヘッド１０の走行経
路近傍には、レバー５８を押し下げるための突出部（図
示省略）が設けられており、記録ヘッド１０は、その突
出部の設けられた位置へ移動し、その突出部によってレ
バー５８が押し下げ操作される。なお、レバー５８の押
し下げられている時間は、上記ＲＯＭ３４に記憶されて
おり、タイマー４９によってカウントされる。

【００４３】レバー５８の押し下げ操作により、弁６０
の一端６２が板バネ５７のバネ力に抗して上昇されると
ともに、第１の流入口５３が開放される。このとき、定
期的に不良インクを回収するためのパージングに用いら
れるポンプに接続されたホースが、空気供給口６５に接
続され、上記ポンプを逆駆動して空気が主室５１内に送
り込まれる（空気供給手段）。これにより、主室５１内
のインクが加圧されてヘッド１１を循環して副室５２内
に送り込まれる。そして、タイマー４９がタイムアップ
すると、上記ポンプの駆動が停止され、記録ヘッド１０
が、上記突出部の設けられた位置から離れる。これによ
り、第１の流入口５３が閉塞されるとともに、第１の流
出口５４が開放され、副室５２内のインクが連通路５６
を通って第２の流入口５５から主室５１内に流入され
る。そして、主室５１が大気開放されると、インク内の
気泡がインクの液面まで上昇し、大気中に消え去る。

【００４４】続いて、インクは主室５１から第２の流出
口６５を出てヘッド１１に送り込まれ、ヘッド１１の複
数のノズルからインクが吐出される。なお、印刷中は、
第１の流入口５３は弁６０によって閉塞されているた
め、ヘッド１１内のインクは、副室５２内に逆流しな
い。

【００４５】そして、印刷が終了し、プリンタ１の電源
をＯＦＦすると、ＤＣ電源８２から上記ヒータ７０への
電流の供給が停止し、インクタンク５０内の温度が低下
すると、インクは再び固化し始める。このように、上記
インクタンク５０によれば、インクの循環を単一のレバ
ー操作によって行うことができるため、上記図８に示し
た二つのレバー操作によって行う従来のものよりも、イ
ンクタンク内の構造を簡易なものにすることができる。

【００４６】なお、図７に示すように、プリンタ１の電
源を投入したときに（ステップ２００）、ＡＣ発熱体７
６およびＤＣ発熱体７２の両者に同時に電流を供給し
（ステップ２１０）、その後インクの温度が所定温度に
達したときに（ステップ２２０）、キャリッジ２１を移
動させて（ステップ２３０）、ＡＣ発熱体７６への電流
の供給を停止する（ステップ２３０）ように構成するこ
ともできる。この構成によれば、ＡＣ発熱体７６および
ＤＣ発熱体７２の両者を発熱させるため、上記実施の形
態のようにＡＣ発熱体７６のみを発熱させる場合より
も、より一層大きな発熱量を発生させることができるた
め、インクの溶融時間をさらに短縮することができる。

【００４７】また、温度センサ３２が、インクの融点よ
り高い第１の温度（たとえば、１１０℃を検知するまで
は、ＡＣ発熱体７６（及びＤＣ発熱体７２）に電流を供
給し、上記第１の温度を超えた場合には、電流供給をＤ
Ｃ発熱体７２（のみ）に切り替える。そして、印刷動作
に敵する第２の温度（本実施の形態においては１２５
℃）までＤＣ発熱体７２を連続駆動し、その後は、上記
第２の温度を保持するように温度センサ３２の出力に応
じて、ＤＣ発熱体７２に供給する電流量をデューティ制
御などにより制御するように構成することもできる。

【００４８】また、上記ＡＣ発熱体７６およびＤＣ発熱
体７２の両者を共用にして、スイッチで交流と直流とを
切り替えるように構成することもできる。さらに、上記
ヒータ７０は、図５（ａ）に示すように、インクタンク
５０以外のインク流路、たとえば記録ヘッド１０の内部
に取付けることもできる。またさらに、上記各発熱体の
消費電力（発熱量）は、供給する電流の大きさや発熱体
の抵抗値などを変更することにより、使用するインクの
溶融温度やプリンタの置かれる室温などの影響による溶
融時間の変化に対応することができる。

【００４９】なお、上記ヒータ７０の各構成部材を形成
する材料、温度センサ３２は、上記のものに限定されな
い。また、上記各実施の形態において、ＡＣ発熱体７
６、電極７７、リード線７８、交流電源８４およびコン
セント１１２が本発明の第１の加熱手段に、ＤＣ発熱体
７２、電極７３、リード線７４および直流電源８２が第
２の加熱手段に、温度センサ３２が温度検出手段にそれ
ぞれ相当する。さらに、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ３４、ＲＡ
Ｍ３５、スイッチ回路８０、ステップ１２０ないし１４
０、ステップ２２０ないし２４０が、本発明の加熱制御
手段に相当し、ステップ１２０ないし１４０が、本発明
の第１の切替手段に、ステップ２２０ないし２４０が、
本発明の第２の切替手段にそれぞれ相当する。そしてさ
らに、ＡＣ発熱体７６が第１の発熱体に、ＤＣ発熱体７
２が第２の発熱体にそれぞれ相当する。

【００５０】

【発明の効果】以上記述したように請求項１ないし７に
記載の発明によれば、上記ホットメルトインクをインク
ジェットプリンタに供給される交流電流により短時間で
溶融させることができるため、印刷の準備時間を短縮す
ることができる。しかも、インクの溶融後は、上記交流
電流に基づいて変換された直流電流によって、インクの
溶融状態を保持するとともに、インク温度の細かい制御
をすることもできる。

【００５１】特に、請求項２に記載の発明によれば、上
記ホットメルトインクを上記交流電流により、上記所定
の温度に達するまで加熱し、上記ホットメルトインクが
上記所定の温度に達した後は、上記直流電流により、上
記ホットメルトインクを加熱、または、上記所定の温度
に保持することができる。

【００５２】また、請求項３に記載の発明によれば、上
記ホットメルトインクの温度が所定の温度未満の場合に
は、上記交流電流による第１の加熱手段および直流電流
による第２の加熱手段の両手段によって上記ホットメル
トインクを加熱するため、上記第１の加熱手段のみで加
熱する場合よりも、上記ホットメルトインクをより一層
短時間で上記所定の温度にまで加熱することができる。
しかも、上記ホットメルトインクが上記所定の温度に達
した後は、上記第２の加熱手段に切り替えて直流電流に
より、上記ホットメルトインクを加熱、または、上記所
定の温度に保持することもできる。

【００５３】さらに、請求項５に記載の発明では、上記
第１の加熱手段は、上記絶縁体基板の一の面に形成され
ているとともに、上記第２の加熱手段は、上記絶縁体基
板の他の面に形成されているため、上記第１および第２
の加熱手段の両手段により、同一面を加熱することがで
きる。しかも、上記第１および第２の加熱手段をそれぞ
れ別の絶縁体基板に形成するよりも、加熱手段を小型化
することができる。

【００５４】そしてさらに、請求項７に記載の発明で
は、上記第１の加熱手段の第１の発熱体の発熱量は、上
記第２の加熱手段の第２の発熱体の発熱量より大きく設
定されているため、上記第１の加熱手段の大きい発熱量
により上記ホットメルトインクを短時間で溶融させ、溶
融後は発熱量の小さい上記第２の加熱手段により溶融状
態を保持することができる。つまり、上記ホットメルト
インクの溶融時間の短縮化と、少ない消費電力での溶融
状態の保持とを両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態に係るプリンタの一部機構を
取り出して示す外観斜視図である。

【図２】図１に示すプリンタの制御系の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】（ａ）は、図１に示すインクタンク５０を備え
たヘッド１１の内部構造を上方から見た平面説明図であ
り、（ｂ）は、（ａ）のヘッドを側面から見た説明図で
ある。

【図４】（ａ）は図３に示すヒータ７０の正面断面部分
説明図であり、（ｂ）はそのヒータ７０の平面（インク
タンク５０の底面側）を左側面方向から見た説明図、
（ｃ）は、ヒータ７０の底面を左側面方向から見た説明
図をそれぞれ示す。

【図５】図５（ａ）は、図１に示す記録ヘッド１０を側
面説明図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の平面図で
あり、同図（ｃ）は、同図（ａ）の左側面図である。

【図６】ＣＰＵ３０によるヒータ７０の制御を示すフロ
ーチャートである。

【図７】ＣＰＵ３０によるヒータ７０の他の制御を示す
フローチャートである。

【図８】（ａ）は従来のインクタンク９１を備えた記録
ヘッド９０の平面説明図であり、（ｂ）はその正面断面
説明図である。

【符号の説明】

１０記録ヘッド５０インクタンク７０ヒータ７１ベース材７２ＤＣ発熱体７３、７７電極７４、７８リード線７５保護層７６ＡＣ発熱体１１０フレーム１１２コンセント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホットメルトインクを加熱して溶融させ
る加熱手段を備えた記録ヘッドにより、上記加熱溶融さ
れたホットメルトインクを被印刷媒体に噴射して印刷を
行うインクジェットプリンタにおいて、前記加熱手段には、前記ホットメルトインクをインクジ
ェットプリンタに供給される交流電流により加熱する第
１の加熱手段と、前記ホットメルトインクを前記交流電
流に基づいて変換された直流電流により加熱する第２の
加熱手段とが備えられており、前記ホットメルトインクの温度を検知する温度検出手段
と、この温度検出手段の検出結果に応じて前記第１および第
２の加熱手段の駆動／非駆動を切り替え、前記第１およ
び第２の加熱手段により発生される発熱量を制御する加
熱制御手段と、を備えることを特徴とするインクジェッ
トプリンタ。
【請求項２】前記加熱制御手段は、前記ホットメルト
インクの温度が所定の温度未満の場合には、前記第１の
加熱手段により前記ホットメルトインクの加熱を行わ
せ、前記ホットメルトインクが前記所定の温度に達した
場合には、前記ホットメルトインクの加熱を前記第１の
加熱手段から前記第２の加熱手段に切り替える第１の切
替手段を有す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】前記加熱制御手段は、前記ホットメルト
インクの温度が所定の温度未満の場合には、前記第１お
よび第２の加熱手段により前記ホットメルトインクの加
熱を行わせ、前記ホットメルトインクが前記所定の温度
に達した場合には、前記ホットメルトインクの加熱を前
記第２の加熱手段のみに切り替える第２の切替手段を有
す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４】前記加熱制御手段は、前記ホットメルト
インクの温度が前記ホットメルトインクの融点から前記
記録ヘッドの印刷駆動時の温度にまで達する間のある所
定の温度にて、前記第１および第２の加熱手段の駆動／
非駆動の切替を行うことを特徴とする請求項１ないし３
のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】前記加熱手段は、絶縁材からなる平板状
の絶縁体基板を有しており、前記第１の加熱手段は前記
絶縁体基板の一の面に形成されているとともに、前記第
２の加熱手段は、前記絶縁体基板の他の面に形成されて
いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つ
に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】前記記録ヘッドは、前記ホットメルトイ
ンクが充填されるとともに、インク吐出ノズルと連通す
るインク室と、このインク室に吐出エネルギーを与える
エネルギー発生手段と、前記インク室へ供給されるホッ
トメルトインクが収容されるインク収容手段とが備えら
れており、前記絶縁体基板は、少なくとも前記インク収容手段に形
成されていることを特徴とする請求項５に記載のインク
ジェットプリンタ。
【請求項７】前記第１の加熱手段には第１の発熱体
が、前記第２の加熱手段には第２の発熱体がそれぞれ設
けられており、前記第１の発熱体の発熱量は、前記第２
の発熱体の発熱量より大きく設定されていることを特徴
とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のインク
ジェットプリンタ。