JPH10146958A - ホットメルトインクジェットプリンタのヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主室及び副室を結ぶ連通路を備えたインクタ
ンクの製作が容易なホットメルトインクジェットプリン
タのヘッドを提供することである。 【解決手段】 ホットメルトインクを溜めることができ
る主室１１及び副室１３を有するインクタンク１０の底
面裏側に、前記主室１１及び副室１３を連通して下方に
開口した連通路２１が形成される。そして、インクタン
ク１０の底面には、ポリイミドの絶縁シートで作られた
インクタンクヒータ１７が貼り付けられ、前記連通路２
１が閉鎖される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はホットメルトインク
ジェットプリンタのヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のホットメルトインクジェットプリ
ンタ（以下、単にプリンタと表記することもある。）の
ヘッドは、図１８に示す様に、ホットメルトインクＸ
（以下、単にインクと表現することもある。）を加熱溶
融して溜めておくことができる主室ＰＡ２、副室ＰＡ
３、及び主室ＰＡ２と副室ＰＡ３との間の隔壁に孔を開
けることにより設けられた連通路ＰＡ４を備えるアルミ
ニウム合金のダイキャストで形成されたインクタンクＰ
Ａ１と、インクＸを被記録媒体に噴射するノズルヘッド
ＰＡ５と、主室ＰＡ２とノズルヘッドＰＡ５とを結ぶイ
ンク供給路ＰＡ６と、副室ＰＡ３とノズルヘッドＰＡ５
とを結ぶインク供給路ＰＡ７と、インク供給路ＰＡ６及
びＰＡ７に沿って設けられる脱気装置ＰＡ８とを備え
る。さらに、インクタンクＰＡ１には、インクタンクＰ
Ａ１を加熱し、所定温度に保持するためのシリコンラバ
ーヒータである図示しないインクタンクヒータが取り付
けてある。

【０００３】主室ＰＡ２内の気圧は、常時大気圧に保持
されており、気圧調整口ＰＡ２１に連通するコンプレッ
サＰＡ２２が稼動することによって昇圧される。副室Ｐ
Ａ３は、インク供給装置ＰＡ３２と連通するインク供給
口ＰＡ３１を備え、適宜インクＸが供給される。また、
インクＸ内のゴミは、インク供給口ＰＡ３１付近に設け
られたフィルタＰＡ３３によって除去される。

【０００４】連通路ＰＡ４は、副室ＰＡ３から主室ＰＡ
２へ向かう方向にのみインクＸを通過させる一方向弁Ｐ
Ａ４１を備え、インクＸが連通路ＰＡ４を逆流しない構
造になっている。脱気装置ＰＡ８は、インク供給路ＰＡ
６及びＰＡ７の壁面を構成する透気性薄膜ＰＡ８１と、
インクＸ内の気泡を吸引するための負圧発生装置ＰＡ８
２とを備える。

【０００５】ホットメルトインクＸは、融点が室温より
もかなり高いので、プリンタが稼動していない時には凝
固する。凝固する時には体積が減少するので、インク供
給路ＰＡ６及びＰＡ７等に隙間が生じる。そして、プリ
ンタが稼動してインクＸが融解すると、隙間に溜った空
気が気泡となってインクＸ内に取り込まれる。この気泡
がインクＸと一緒にノズルヘッドＰＡ５から噴射される
と、気泡の分だけインクＸの噴射量が減少し、印刷が正
しく行われない。

【０００６】そこで、プリンタ起動時等に、コンプレッ
サＰＡ２２によって主室ＰＡ２内を加圧し、インク供給
路ＰＡ６、ノズルヘッドＰＡ５、インク供給路ＰＡ７を
経由して、インクＸを副室ＰＡ３まで強制的に循環さ
せ、インク供給路ＰＡ６及びＰＡ７等に存在する気泡
を、副室ＰＡ３へ追いやるのである。

【０００７】そして、この作業が済むと、プリンタは通
常の稼動状態になり、印刷作業が行われる。そして、印
刷する際等にヘッドが左右に移動されると、インクＸに
慣性力が働き、一方向弁ＰＡ４１の性質によってインク
Ｘが主室ＰＡ２側に流入し、図の様な液面高差ｈが生じ
る。そして、この液面高差ｈによる圧力差によって、イ
ンク供給路ＰＡ６、ノズルＰＡ５、インク供給路ＰＡ７
を経由して、インクＸを副室ＰＡ３までゆっくりと循環
させるのである。

【０００８】しかし、ノズルヘッドＰＡ５からインクＸ
が噴射されている場合には、インク供給路ＰＡ６及びＰ
Ａ７の両方に吸引力が働くので、副室ＰＡ３からノズル
ヘッドＰＡ５へインクＸが逆流し、副室ＰＡ３へ追いや
った気泡もノズルヘッドＰＡ５へ導かれてしまう。

【０００９】そこで、逆流した気泡がノズルＰＡ５まで
到達しない様に、常時脱気装置ＰＡ８によって気泡を吸
引して除去する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、連通路
ＰＡ４１は、主室ＰＡ２と副室ＰＡ３との間の隔壁に孔
を開けることにより設けられている。しかし、インクタ
ンクＰＡ１を備えたヘッドは、プリンタ内を移動し、イ
ンクを噴射するものであるので、あまり大型のものでは
ない。だから、アルミニウム合金のダイキャストで形成
されたヘッドの隔壁に孔を空けるのは、手間がかかっ
た。

【００１１】そこで、本発明は、主室及び副室を結ぶ連
通路を備えたインクタンクの製作が容易なホットメルト
インクジェットプリンタのヘッドを提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】上記の目的を達成するためになされた本発明
のホットメルトインクジェットプリンタのヘッドは、ホ
ットメルトインクを溜めておける主室及び副室と該主室
及び副室を結ぶ連通路とを備えたインクタンクと、前記
ホットメルトインクを噴射するノズルヘッド、前記イン
クタンクの主室から前記ノズルヘッドへ前記ホットメル
トインクを送る往路、及び前記ノズルヘッドから前記イ
ンクタンクの副室へ前記ホットメルトインクを送る復路
を備えたフロントパネルと、前記インクタンクを加熱す
るインクタンクヒータとを備えていることを特徴とする
ホットメルトインクジェットプリンタのヘッドにおい
て、前記連通路は、前記インクタンクの底面裏側に下方
へ開口した凹部を形成すると共に、前記凹部と前記主室
及び副室とを連絡する貫通孔を設け、前記インクタンク
ヒータの絶縁層で前記凹部の下方開口を塞いで構成され
ていることを特徴とするものである。

【００１３】請求項１記載のホットメルトインクジェッ
トプリンタのヘッドは、インクタンクの底面裏側に凹部
を形成し、この凹部を連通路とした。さらに、凹部を覆
うように、インクタンクの外側へインクタンクヒータを
貼り付けることで、連通路を塞ぎ、インクが漏れるのを
防ぐものである。よって、従来の連通路のように、イン
クタンクの隔壁へ孔を空けて形成するといった手間のか
かる作業を行なうこともなく、インクタンクを形成する
際に、同時に形成してしまえるという効果がある。

【００１４】ここで、請求項１記載の発明において、発
明者は、インクタンクを小型化すると同時に、コストを
削減するため、凹部に貼り付ける従来の厚さ７００μｍ
のシリコンラバーヒータを他のヒータに取り替えること
を考えた。例えば、ポリイミド絶縁シートにステンレス
パターンをエッチングしたヒータを用いることで、ヒー
タ自体を薄くし、コストの削減をすることとした。しか
し、このポリイミド絶縁シートのヒータは、インクが連
通路を満たしていない状態の時、ステンレスのパターン
が極度に発熱（４００ないし５００度）するという問題
がある。

【００１５】そこで、ポリイミド絶縁シートにステンレ
スパターンをエッチングしたような薄いヒータが極度に
発熱しないようにするには、請求項２記載にしたよう
に、前記インクタンクヒータは、前記凹部に対応する部
分の配線を避けた配線構造とするとよい。

【００１６】インクタンクヒータの凹部に対応する部分
の配線を避けることによって、インクタンクヒータの加
熱を防止している。これにより、シリコンラバーの様な
熱容量の大きな絶縁体を用いなくてもよく、上述のよう
なポリイミド絶縁シートにステンレスパターンをエッチ
ングしたような薄いヒータを採用することができる。

【００１７】

【実施例】上記の本発明の課題を解決するための手段、
発明の実施の形態及び発明の効果をいっそう明らかにす
るため、本発明を適用した一実施例のホットメルトイン
クジェットプリンタのヘッド１について説明する。

【００１８】ヘッド１は、図１に示すように、インクタ
ンク１０、フロントパネル３０、溶融タンク４０、カム
５０及び制御基板ステージ７０を備えている。インクタ
ンク１０は、フロントパネル３０を取り付けるための傾
斜した前面部１５と、ホットメルトインク（以下、単に
インクと表記することもある。）を溜めておくことがで
き、カラー出力（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
ク）用の四組の主室１１及び副室１３と、インクタンク
上蓋１９と、インクタンク１０の裏面に取り付けられた
インクタンクヒータ１７とを備え、さらに、図３（ａ）
に示すように、インクタンク１０の点線で示す各々の主
室１１及び副室１３の底面裏側に、下方へ開口した連通
路２１を備えている。

【００１９】主室１１は、図２に示すように、上方から
見た形状がＬ字型の形状をしており、連通路２１へ通じ
る主室入口２１ａと、フロントパネル３０へ通じる主室
出口２２ａと、フィルタ２９とを備えている。フィルタ
２９は、ステンレススチールの繊維を焼結させて紙状に
した後、プレスすることによって製作されたものであ
り、図１０に示す様に、各繊維が複雑に曲折して重なり
合い、厚さ方向に多数の層を形成したもので、三次元構
造の通路を有するものである。市販されている製品とし
ては、例えば、株式会社巴川製紙所製、製品名「トミー
ファイレックＳＳ（登録商標）」をあげることができ
る。

【００２０】副室１３は、連通路２１へ通じる副室出口
２１ｂと、フロントパネル３０へ通じる副室入口２２ｂ
と、図１に示すように、副室出口２１ｂ及び副室入口２
２ｂのどちらか一方を塞ぐと他方が開放されるほぼ逆Ｔ
字型の弁開閉レバー２４を備えている。

【００２１】弁開閉レバー２４は、アルミニウム合金ダ
イキャスト製であり、図５〜図７に示す様に、副室出口
２１ｂと副室入口２２ｂとの間に設けられたレバー台座
２５を支持点として揺動可能な状態で取り付けられてい
る。また、弁開閉レバー２４は、圧接弁２７及び２８を
備えており、板バネ２６に付勢されることによって、通
常時には圧接弁２８が副室入口２２ｂを密閉する状態を
保持している。ここで、圧接弁２７の圧接面は球面形
状、それに対応する副室出口２１ｂの口縁部はテーパ面
形状であり、圧接弁２８の圧接面は平面形状、それに対
応する副室入口２２ｂの口縁部は環状に突出した形状で
ある。また、圧接弁２７及び２８は、シリコーンゴム製
であり、ショア硬さは約４０°、耐熱温度は約２００℃
である。

【００２２】インクタンク上蓋１９は、図１に示すよう
に、フロントパネル３０の形状に合わせたフロントパネ
ルカバー部１９ａと、副室１３をカバーする副室カバー
部１９ｂと、弁開閉レバー２４の上端部２４ａを露出さ
せるための長孔１９ｃと、溶融タンク４０から副室１３
へホットメルトインクを供給するためのインク投入口１
９ｄと、各主室１１へ図示しないコンプレッサから圧縮
空気を送るための空気室２０と、コンプレッサから空気
室２０へ通じる貫通孔２０ｂと、空気室２０を封じるた
めの空気室蓋２０ａとを備えている。なお、インクタン
ク上蓋１９の空気室２０は、図６（ａ）に示す様に、主
室１１へ通じる貫通孔２３を備えている。

【００２３】インクタンクヒータ１７は、図３（ａ）の
断面線Ａ−Ａを示す図３（ｂ）に示すように、インクタ
ンク１０の連通路２１を塞ぐように厚さ５５μｍのＡＣ
ヒータ１７ａが貼り付けられ、そして、外側に厚さ５５
μｍのＤＣヒータ１７ｂを重ねて貼り付け、さらに、外
側に厚さ２５μｍのポリイミドの絶縁シート１７ｃを重
ねて貼り付けてたものである。

【００２４】ＡＣヒータ１７ａは、図８に示すように、
厚さ３０μｍのエッチングされたステンレスのパターン
を蛇行させるように形成した電気抵抗線１８ａと、温度
センサーであるサーミスタ１８ｂとを備えた厚さ２５μ
ｍのポリイミドの絶縁シートで作られている。そして、
電気抵抗線１８ａは、点線で示す連通路２１の部分を避
けるようなパターンに形成されている。

【００２５】ＤＣヒータ１７ｂは、ＡＣヒータ１７ａ同
様に、厚さ３０μｍのエッチングされたステンレスのパ
ターンに形成された電気抵抗線１８ｃを備えた厚さ２５
μｍのポリイミドの絶縁シートで作られている。そし
て、連通路２１の部分を避けるようなパターンに形成さ
れている。

【００２６】フロントパネル３０は、図１に示すよう
に、前面に、４つのノズルヘッド３１を備え、図４に示
すように、裏面に、各主室１１から各ノズルヘッド３１
へ通じる往路３５及び各ノズルヘッド３１から各副室１
３へ通じる復路３７が形成されている。さらに、図１に
示すように、フロントパネル３０の裏面には、往路３５
及び復路３７を覆うように蓋パネル３０ａが取り付けら
れており、そして、蓋パネル３０ａへフロントパネルヒ
ータ３３が取り付けられている。なお、図４に示すよう
に、各主室１１から各往路３５へは往路入口３５ａが、
各往路３５から各ノズルヘッド３１へは往路出口３５ｂ
が、各ノズルヘッド３１から各復路３７へは復路入口３
７ｂが、各復路３７から各副室１３へは復路出口３７ａ
がそれぞれ設けられている。

【００２７】ノズルヘッド３１は、その内部に図７に示
す様なインクの流路を備えている。インクは、このイン
ク流路内を図に示す矢印の様に、往路３５、往路出口３
５ｂ及び下分岐点３１ａを経由してノズル３２へ至り、
更に上分岐点３１ｂ、復路入口３７ｂ及び復路３７を経
由して副室１３へと循環可能になっている。また、ノズ
ル３２は、１２８個の微細な噴射口を６４個ずつ２列に
並べて構成されており、圧電変換素子３８の微少な体積
変化によってインクが加圧されることによって、インク
を被記録媒体へ噴射する。

【００２８】なお、各色のノズル３２のノズル孔は、＃
１から＃１２８までの番号が付されている。具体的に
は、図７において向かって右列に奇数、左列に偶数、下
段から上段へ向かって増加する様に番号が付されてお
り、例えば、最右下のノズルが＃１、最左下が＃２、最
右上が＃１２７、最左上が＃１２８となっている。

【００２９】フロントパネルヒータ３３は、図９（ａ）
に示すように、ワット数密度を異なる値に設定した１２
の加熱領域に分けてある。加熱領域の分け方は、各ノズ
ルヘッド３１部分毎に、ノズルヘッド３１の下方の往路
３５及び復路３７部分と、ノズルヘッド３１を上下２つ
に分けた部分との３つずつで合計１２とされている。各
々の加熱領域のワット数密度の違いは、電気抵抗線の太
さ及び長さを変えることで設定されている。各々の加熱
領域の電気抵抗値は、図示のように、フロントパネルヒ
ータ３３の上角に当たる２つの加熱領域３３ａ、３３ｊ
を７Ωに、下角に当たる２つの加熱領域３３ｃ、３３ｌ
を８Ωに、４辺を他の加熱領域に囲まれた加熱領域３３
ｅ、３３ｈを１Ωに、ノズルヘッド３１の裏面の残りの
加熱領域３３ｂ、３３ｄ、３３ｇ、３３ｋを４Ωに、下
辺中央の２領域３３ｆ、３３ｉを４．５Ωに設定されて
いる。この電気抵抗値の分布は、角に当たる加熱領域３
３ａ、３３ｃ、３３ｊ、３３ｌほど熱損失が大きいので
高い電気抵抗値に、４辺を他の加熱領域に囲まれた加熱
領域３３ｅ、３３ｈは熱損失が少ないので低い電気抵抗
値にしてある。上記の加熱領域に合わせて、図９（ｂ）
に示すように、蛇行したパターンの外側の電気抵抗線で
ある第１ＤＣヒータ３３ｘと内側の電気抵抗線である第
２ＤＣヒータ３３ｙとが形成されている。さらに、フロ
ントパネルヒータ３３は、中央辺りに温度センサである
サーミスタ３３ｚを備えている。なお、フロントパネル
ヒータ３３は、厚さ２５μｍのポリイミドの絶縁シート
の上に、厚さ３０μｍのステンレスのパターンの第１Ｄ
Ｃヒータ３３ｘ及び第２ＤＣヒータ３３ｙをエッチング
されており、さらに、厚さ２５μｍのポリイミドの絶縁
シートが貼り付けられたものである。

【００３０】カム５０は、図５、図６に示す様に、イン
クタンク上蓋１９の上に、図の左右方向へ摺動可能な状
態で取り付けられており、当接面５０ａ付近をインクタ
ンク上蓋１９上から突出させている。また、カム５０は
カム面５０ｂを４つ備えており、カム５０の左端に設け
られた突起５２と、インクタンク上蓋１９に設けられた
突起１９ｅとの間に架け渡されたスプリング５１に付勢
されることによって、通常時にはカム面５０ｂが弁開閉
レバー２４の上端部２４ａに触れない状態を保持してい
る。

【００３１】次に、溶融タンクについて図１１、図１２
を用いて説明する。図１１は、溶融タンク４０を上部か
ら見た平面図であり、図１２は図１１中にＸで示した線
で切った断面図である。まず、溶融タンク４０の構成に
ついて説明する。

【００３２】図１１に示すように、本実施例の溶融タン
ク４０は、黒Ｋ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの
各色毎に４つの部屋に分かれている。各部屋は固形イン
クを投入して格納できるように、上部が開口された箱状
になっている。この箱４１は傾斜した底面４２と、傾斜
した底面４２の下部の辺に接するように開口している開
口穴４６と、開口穴４６からインクタンク１０の副室１
３に溶融したインクを導く導通路４７と、底面４２上に
開口穴４６に向かって平行に設けられた複数条のリブ４
３と、リブ４３の開口穴４７付近に形成された突起４５
と、リブ４３により形成される溝４４とを備えている。
なお、リブ４３のうち数本は後壁に沿って上方に延ばさ
れている。

【００３３】次に、図１２により、溶融タンク４０によ
り固形インク４９を溶融してインクタンク１０へとイン
クを供給する方法について説明する。溶融タンク４０に
は、図示しないインク投入機から固形インク４９が投入
される。この固形インク４９は、溶融タンク４０の内部
に投入されるとリブ４３上に乗ると共に、突起４５によ
り係止された状態となる。こうして固形インク４９が溶
融タンク４０内に格納されると、溶融タンクヒータ４８
を加熱する。溶融タンクヒータ４８による熱は溶融タン
ク４０を熱し、リブ４３に伝熱することにより固形イン
ク４９を溶かす。溶けた固形インク４９は、溝４４を伝
って開口穴４６に流れ込み、導通路４７によりインクタ
ンク１０の副室１３に供給される。

【００３４】本実施例ではリブ４３の上に固形インク４
９を載せ、固形インク４９を溶融するので熱伝達性がよ
く、また溶融した固形インクはリブ４３により形成され
る溝４４を通って開口穴４６に順次流れ込むので、従来
例のように固形インクが穴を塞いでしまい、固形インク
が全部溶けるまでインクが供給できなくなるということ
がない。

【００３５】制御盤ステージ７０は、図示しない制御基
板を備えており、ヘッド１の上部に取り付けられてい
る。こうした構成のヘッド１は、後述するキャリッジモ
ーター８２１によって、ノズルヘッド３１に直交する左
右方向へ移動可能になっている。また、ヘッド１の移動
範囲には、後述するように、ヘッド１を高速加熱するＡ
Ｃヒータ１７ａ及び第２ＤＣヒータ３３ｙの電源を取る
ための高速加熱ポジションと、パージングを行うための
パージングポジションと、プリンタ作動中にヘッド１が
通常待機するホームポジションとがある。本実施例のプ
リンタでは、高速加熱ポジションが左端に、パージング
ポジションが右端に、ホームポジションが高速加熱ポジ
ションとパージングポジションとの間の所定位置に定め
られている。なお、プリンタ作動中において、ヘッド１
のＤＣヒータ１７ｂ及び第１ＤＣヒータ３３ｘは、常時
作動しているものとする。

【００３６】次に図１３のブロック図を用いて制御系の
構成を説明する。ドライバーユニット８０は、論理演算
を実行するＣＰＵ８１ａ、各種プログラムを記憶してい
るＲＯＭ８１ｂ、情報を一時的に記憶しておくＲＡＭ８
１ｃ、Ｉ／Ｏポート８１ｄとこれらを接続するバスライ
ン８１ｅを備えている。

【００３７】Ｉ／Ｏポート８１ｄには、ＣＰＵ８１ａの
指令により、ヘッド１を移動するための駆動力源となる
キャリッジモーター８２１を駆動制御するキャリッジ駆
動回路８２と、インクタンク１０とフロントパネル３０
と溶融タンク４０との加熱、保温をするヒーター１７
ａ，１７ｂ，３３ｘ，３３ｙ，４８の入断を制御するヒ
ーター制御回路８３と、各ノズル３２Ｍ，３２Ｙ，３２
Ｃ，３２Ｋのインクの吐出を制御するノズル駆動回路８
４と、溶融タンク４０に固形インクを投入するインク投
入機８７１を駆動制御するインク投入機駆動回路８７
と、パージの際インクタンク１０にエアを注入するポン
プの電源を入断制御するポンプ制御回路８８と、サーミ
スタ１８ｂ，３３ｚから伝達された電流によりヒーター
の温度を感知し伝達するヒーター温度感知回路８５と、
各インクタンク１０の副室１３のインクレベルをサーミ
スタ８６Ｍ，８６Ｙ，８６Ｃ，８６Ｋから伝達された電
流により感知し伝達するレベルセンサ感知回路８６とが
接続されている。

【００３８】以下ＣＰＵ８１ａが行なう制御を各制御毎
に説明する。インクタンク１０及びフロントパネル３０
が所定温度に保持されるまでの起動時の制御を図１４に
示すフローチャートと、インクタンク１０及びフロント
パネル３０の温度変化を示す図１６とを用いて説明す
る。

【００３９】まず、ヘッド１をキャリッジモータ８２１
によって高速加熱ポジションに移動配置する（Ｓ１、Ｓ
はステップを示す。以下同様）。この状態で、ヒータ制
御回路８３を作動させることにより、インクタンク１０
のＡＣヒータ１７ａ及びＤＣヒータ１７ｂを作動させる
と共に、フロントパネル３０の第１ＤＣヒータ３３ｘ及
び第２ＤＣヒータ３３ｙを作動させる（Ｓ１０）。Ｓ１
０の時点では、図１６に示す温度ｔ０のように、インク
タンク１０及びフロントパネル３０は、室温である。そ
して、Ｓ１０の後、インクタンク１０及びフロントパネ
ル３０は、上記のヒータにより所定高温度ｔ１まで加熱
され続けるのであるが、インクタンク１０の方がＡＣヒ
ータが設けられているから早く温度が上昇する。所定高
温度ｔ１は、例えば、１５０度が好ましい。また、ノズ
ルヘッド３１の温度を示すノズル孔＃２の温度及びノズ
ル孔＃１２８の温度もまた所定温度へ向けて上昇する。

【００４０】次に、サーミスタ１８ｂの温度をヒータ温
度感知回路８５が測定することで、インクタンク１０が
所定高温度ｔ１になったか否か判定する（Ｓ２０）。否
定判断であるなら、インクタンク１０が所定高温度ｔ１
になるまでＳ２０で待機する。肯定判断なら、Ｓ３０に
進む。

【００４１】次に、インクタンク１０が所定高温度ｔ１
を保持するように、サーミスタ１８ｂの温度に基づい
て、ヒータ制御回路８３を制御し、ＡＣヒータ１７ａを
所定温度ｔ１に保持させる（Ｓ３０）。そして、図１６
に示すように、インクタンク１０の温度が、所定高温度
ｔ１に保持されている内に、フロントパネル１０の温度
は、所定高温度ｔ１へ向けて上昇する。

【００４２】次に、サーミスタ３３ｚの温度をヒータ温
度感知回路８５が測定することで、フロントパネル３０
の温度が所定高温度ｔ１になったか否か判定する（Ｓ４
０）。否定判断であるなら、フロントパネル３０が所定
高温度ｔ１になるまでＳ４０で待機する。肯定判断され
たなら、Ｓ５０へ進む。

【００４３】次に、インクタンク１０及びフロントパネ
ル３０が所定高温度ｔ１に達した後は、ヒータ制御回路
８３を制御して、ＡＣヒータ１７ａ及び第２ＤＣヒータ
３３ｙを停止する（Ｓ５０）。この結果、インクタンク
１０及びフロントパネル３０の温度計測位置の温度が低
下し始める。しかし、ノズルヘッド３１のノズル孔＃２
及びノズル孔＃１２８の温度は、フロントパネル３０か
ら伝達される熱によって上昇し続ける（図１６参照）。

【００４４】次に、サーミスタ３３ｚの温度をヒータ温
度感知回路８５が測定することで、フロントパネルが温
度ｔ２になったか否か判定する（Ｓ６０）。否定判断で
あるなら、フロントパネルが温度ｔ２になるまでＳ６０
で待機する。肯定判断であるなら、Ｓ７０へ進む。

【００４５】次に、キャリッジ駆動回路８３に指令を出
力してキャリッジモーター８２１を駆動しヘッド１をパ
ージングポジションまで移動する（Ｓ７０）。すると、
カム５０の当接面５０ｂがプリンタ本体のフレーム５４
（図５参照）に押し付けられる。そして、カム５０はイ
ンクタンク上蓋１９の上を相対的に左方向に摺動する。
カム５０が左方向に摺動すると、カム面５０ｂは弁開閉
レバー２４の上端部２４ａを図５の下方向に押し動か
す。すると、弁開閉レバー２４はレバー台座２５を支点
として揺動し、圧接弁２８と副室入口２２ｂとの圧接が
解け、更に揺動が進むと圧接弁２７と副室出口２１ｂと
が圧接し、副室入口２２ｂが開放、副室出口２１ｂが密
閉された状態になる。

【００４６】次に、パージングを行なう（Ｓ８０）。パ
ージングとは、フロントパネル３０及びノズルヘッド３
１内に残って固化しているインクを溶かし、インクが固
化したとき取り込んでしまった気泡を残留インクと共に
副室１３に押し出す作業である。具体的には、次の様に
気泡を押し出す。まず、ポンプ制御回路８８によりポン
プ８８１を駆動し、貫通孔２０ｂから、空気室２０、貫
通孔２３を経由して主室１１内にエアを送り込むことに
よって、主室１１内の気圧を上昇させる。副室出口２１
ｂが密閉され、副室入口２２ｂが開放されているので、
気泡を含んだインクは、主室１１から、主室出口２２
ａ、往路入口３５ａ、往路３５、往路出口３５ｂ、ノズ
ルヘッド３１、復路入口３７ｂ、復路３７、復路出口３
７ａ、副室入口２２ｂを経由して、副室１３へ送られ
る。

【００４７】次に、パージ制御が２度行われたか判定す
る（Ｓ９０）。否定判断であるなら、Ｓ１００へ進む。
また、肯定判断であるなら、Ｓ１１０へ進む。次に、キ
ャリッジ駆動回路８２に指令を出力してキャリッジモー
ター８２１を駆動し、ヘッド１をパージングポジション
からややずらす（Ｓ１００）。すると、カム５０の当接
面５０ｂがプリンタ本体のフレーム５４から離れる。そ
して、カム５０は、スプリング５１の付勢によってイン
クタンク上蓋１９の上を右方向に摺動する。カム５０が
右方向に摺動すると、弁開閉レバー２４の上端部２４ａ
は、カム面５０ａよって押し付けられなくなる。する
と、弁開閉レバー２４は、板バネ２６の付勢力によって
レバー台座２５を支点として揺動し、圧接弁２７と副室
出口２１ｂとの圧接が解け、更に揺動が進むと圧接弁２
８と副室入口２２ｂとが圧接し、副室入口２２ｂが密
閉、副室出口２１ｂが開放された状態になり、レベリン
グが行われる。レベリングとは、パージングにより副室
１３内に強制的に送られたインクを、連通路２１から主
室１１に帰還させ、主室１１と副室１３の液面を同じレ
ベルにする作業である。上記のように、ヘッド１の移動
により副室１３内の圧接弁２８，２７は副室入口２２ｂ
を閉じ、副室出口２１ｂを開く。圧接弁２７は機械的に
開放されるため、素早いレベリングが行われる。

【００４８】こうしてレベリングを行った後は、Ｓ７０
を再度実行し、２回目のパージングを行う。そして、２
回目のパージングが終了したら、キャリッジ駆動回路８
２に指令を出力してキャリッジモーター８２１を駆動
し、ヘッド１を所定のホームポジションへ移動させる
（Ｓ１１０）。

【００４９】以上の制御によって、インクタンク１０及
びフロントパネル３０が所定温度に保持されると共に、
インクタンク１０及びフロントパネル３０内のホットメ
ルトインクも所定温度に保持される。特に、ノズル孔の
温度が所定の保持温度に至るよりも前の早めのタイミン
グでパージングを実行することにより、図１６に期間Ｑ
として示す様に、ノズル部分の温度がパージングによっ
て循環された高温のインクの熱を受けて速やかに上昇す
る。

【００５０】次に、印刷制御について説明する。印刷制
御は、ノズルからインクを吐出し被記録媒体に印刷する
制御である。印刷制御は、キャリッジ駆動回路８２とノ
ズル駆動回路８４を制御することにより行なう。

【００５１】印刷が始まると、キャリッジ駆動回路８２
に指令が出力されてキャリッジモーター８２１が駆動さ
れる。これによってヘッド１は左右に移動する。ヘッド
１が所望の位置に来たとき、ノズル駆動回路８４に指令
が出力され、Ｍノズル３２Ｍ、Ｙノズル３２Ｙ、Ｃノズ
ル３２Ｃ、Ｋノズル３２Ｋのピエゾ素子が駆動されてイ
ンクが吐出される。こうして、印刷が実行される。

【００５２】次に、図１５のフローチャートを用いてイ
ンク供給制御について説明する。インク供給制御は、イ
ンクタンク１０内のインクが少なくなったとき、固形イ
ンク４９を溶融タンク４０に投入して溶融する制御であ
る。インク供給制御として、インクジェットプリンタ本
体に電源が投入されている間、図１５に示す制御を実行
する。この制御が実行されると、まずインクタンク１０
内のレベルセンサーによってインクタンク１０内のイン
クが少なくなったかを感知する（Ｓ２００）。ここで、
インクが少なくなったことの感知は、レベルセンサーと
してのサーミスタ８６Ｍ，８６Ｙ，８６Ｃ，８６Ｋ（以
下、単にサーミスタと表記することもある。）を用いて
行なう。サーミスタはインクタンク１０内にその先端が
所定高さに位置するように設置される。そして、このサ
ーミスタには所定の周期で電流を流して自己発熱させら
れる。所定温度に達するまでの時間が、サーミスタがイ
ンクに浸されているときよりも、空気中に置かれている
ときの方が早い。よってサーミスタに電流を流し始めて
から所定温度に達するまでの時間を測定することによっ
て、インクタンク内のインク残量を感知することができ
る。

【００５３】次にＳ２００によりサーミスタが所定温度
に達するまでの時間が所定時間よりも短いと判断した場
合はインク投入処理を実行する（Ｓ２１０）。この処理
では、まず、キャリッジ駆動回路８２に指令を出力して
キャリッジモーター８２１を駆動してインク投入位置ま
でヘッド１を移動する。そして、ヘッド１をインク投入
位置まで移動したら、インク投入機駆動回路８７に指令
を出力してインク投入機８７１を駆動し、溶融タンク４
０に固形インク４９を投入させる。そして、溶融タンク
ヒータ４８をオンにして固形インク４９を溶融させる。

【００５４】一方、サーミスタが所定温度に達するまで
の時間が所定時間よりも長いと判定した場合は、こうし
たインク投入処理を行わない。以上の処理は、印刷終了
まで繰り返し実行される（Ｓ２２０）。以上説明した実
施例によれば、以下の様な作用・効果が発揮される。

【００５５】まず、本実施例のフロントパネルヒータ３
３をワット数密度の違う１２の領域としたことの効果
は、図１７に示すようになった。プリンタ作動中は、フ
ロントパネル３０が約１３０度に保持されており、ヘッ
ド１の停止中の温度は、ＹＭＣＫいずれのノズル孔＃２
及びノズル孔＃１２８もヘッド１の移動方向へ向いた面
であるＹ及びＫの温度がほぼ１２５度に保持され、Ｍ及
びＣがＹ及びＫよりも３度ほど低い温度に保持される。
そして、ヘッド１の印刷中の温度は、フロントパネル３
０に取り付けられたノズルヘッド３１のＹＭＣＫいずれ
のノズル孔＃２及び＃１２８もほぼ１１８度となり、均
一な温度であり、温度差がない。したがって、各ノズル
ヘッド３１から噴射されるインクの噴射速度が同一とな
り、印刷品質も良好である。

【００５６】また、本実施例では、起動時に、インクタ
ンク１０及びフロントパネル３０の通常の加熱手段とし
てのＤＣヒータ１７ｂ及び第１ＤＣヒータ３３ｘに加え
て、高速加熱手段として、インクタンク１０に、ＡＣヒ
ータ１７ａを、フロントパネル３０に、第２ＤＣヒータ
３３ｙを設けたことにより、インクタンク１０及びフロ
ントパネル３０を速やかに加熱し、インクタンク１０及
びフロントパネル３０内のホットメルトインクの溶融を
早め、起動時間を短縮することができる効果がある。ま
た、起動時に、所定期間だけ作動させたＡＣヒータ１７
ａを停止させても、ＡＣヒータ１７ａを重ねて配置され
たＤＣヒータ１７ｂがそのまま作動し続けるので、イン
クタンク１０の温度の急激な低下を抑えられる。そし
て、同様に所定期間だけ作動させた第２ＤＣヒータ３３
ｙを停止させても、第２ＤＣヒータ３３ｙに重ねて配置
された第１ＤＣヒータ３３ｘがそのまま作動し続けるの
で、フロントパネル３０の温度の急激な低下を抑えるこ
とができる。さらに、上記のように、ホットメルトイン
クを早期にパージすることで、ノズルヘッド３１へ早期
にホットメルトインクを満たし、ノズルヘッド３１をホ
ットメルトインクの熱で所定温度へ達するのを早める。
したがって、起動時間をより短くできる。そして、同時
に従来のパージ同様にフロントパネル３０内の気泡を取
り除くこともできるという効果もある。

【００５７】また、本実施例では、インクタンク１０の
裏面に凹部を形成し、この凹部を連通路２１とした。よ
って、従来のように、連通路をインクタンクの隔壁へ孔
を空けて形成するといった手間のかかる作業を行なうこ
ともなく、インクタンク１０を形成する際に、同時に形
成してしまえるという効果がある。さらに、インクタン
ク１０の外側へポリイミドの絶縁シートで作られたイン
クタンクヒータ１７を貼り付けたことで、インクタンク
１０からインクが漏れることを防ぐと同時に、従来の厚
さ７００μｍのシリコンラバーヒータよりも厚みを薄く
でき、インクタンク１０の体積を小さくできるという効
果もある。

【００５８】また、本実施例では、上記の様な一連の動
作によるスムーズなパージングの実行と、印刷中のイン
クの逆流防止とは、ヘッド１の移動による弁開閉レバー
２４の揺動操作だけによって実現されている。従って、
圧接弁２７と圧接弁２８の開閉状態を切り換えるための
駆動機構を別途設ける必要がなく、構成の簡素化及び製
作費の削減を図ることができる。

【００５９】また、本実施例では、弁開閉レバー２４が
アルミニウム合金ダイキャスト製であるので、インクタ
ンク１０内で溶融状態にあるインクの熱が弁開閉レバー
２４の上端部２４ａまで伝導する。弁開閉レバー２４の
上端部２４ａまでインクの熱が伝動されるので、長孔１
９ｃと弁開閉レバー２４との隙間に入り込んだインクが
固化することがなく、弁開閉レバー２４の円滑な揺動を
保証することができる。また、アルミニウム合金ダイキ
ャスト製であるため、軽量であり、丈夫である。軽量で
あるため、急激な揺動に対しても大きな慣性力が発生せ
ず、丈夫であるため、摩擦部位の摩耗の進行が遅い。従
って、インクの固化を防ぐことができるだけでなく、長
期間に渡って揺動を円滑に行うことができる。

【００６０】また、本実施例のインクタンク１０の副室
１３内に備えられた両端に圧接弁２７，２８を有する弁
開閉レバー２４は、パージ時以外は圧接弁２８により副
室入口２２ｂを閉鎖し、圧接弁２７により副室出口２１
ａを全開にする制御を行なっている。従って、印刷によ
ってノズル３２からインクが吐出されても、副室１３か
ら復路３７側へとインクが逆流することはない。よっ
て、パージによって副室１３へ送り込んだ気泡が逆流し
てノズル３２に到達するということはなく、従来の様な
脱気装置を不要とすることができる。加えて、副室１３
から復路３７への逆流という問題がなくなるから、従来
の様に逆流防止のために主室１０側が常時副室１３側よ
りも液面を高く維持できるようにするために一方向弁Ｐ
Ａ４１を採用する必要もない。

【００６１】また、弁開閉レバー２４は、圧接弁２８と
圧接弁２７とを一本の弁開閉レバー２４の両端に設け連
動して開閉するようにしたことから、圧接弁２８の制御
と圧接弁２７の制御という２つの制御を区別して行なう
必要がなく、弁開閉レバー２４についてする１つの制御
のみで２つの制御を行うことができるという効果があ
る。

【００６２】さらに、板ばね２６により圧接弁２８で副
室入口２２ｂを常に閉鎖しておくことができるので、副
室１３から往路３５及び復路３７に気泡を含んだインク
が導かれるのを確実に遮断し、弁開閉レバー２４につい
てする制御のうち、パージを行なうときの制御のみを行
なうだけでよいので制御を簡単で確実にできるという効
果がある。

【００６３】また、本実施例では、各繊維が複雑に曲折
して重なり合い、厚さ方向に多数の層を形成するステン
レススチール焼結体のフィルタ２９を使用しているの
で、フィルタ２９の孔径より小さなものであっても捕捉
することが可能である。また、フィルタ２９の孔径を小
さくする必要がないので、圧力損失を小さくすることも
できる。従って、ノズル内にゴミや気泡が入り込むこと
による印刷不良も、圧力損失のために生じる印刷不良も
起こり難い。また、ステンレススチールは腐食の進行が
非常に遅いので、交換に要する手間や費用を削減するこ
とができる。

【００６４】また、本実施例によれば、溶融タンク４０
は、底面４２に設けられた複数条のリブ４３の上に固形
インクを載せて溶融している。従って、溶融したインク
は溝４４の中に落ちる。この溝４４は、開口穴４６に向
かって延びている。従って、溝４４に落ちたインクは開
口穴４６へと流れていく。更に、開口穴４６近傍には、
固形インクを係止するための突起４５を備えているの
で、固形インクが小さくなっても突起４５により係止さ
れた状態が維持される。従って、開口穴４６を固形イン
クが塞ぐことがないため、溶融して溝４４により開口穴
４６に導かれたインクをせき止めることなくスムーズに
インクタンク１０に供給することができるという効果が
ある。

【００６５】また、本実施例によれば、溶融タンク４０
は、底面４２の裏側に溶融タンクヒータ４８を備えてい
るので、溶融タンク４０を迅速に熱し、固形インクを溶
融することができる。この際、底部４２にリブ４３を設
けたので、リブ４３はちょうど伝熱フィンの役割を果た
し、効率よく固形インクを溶融することができるという
効果がある。また、溶融タンクヒータ４８が故障して
も、溶融タンク４０の底面４２の裏側に備えられたもの
であるから簡単に取り替えることができる。

【００６６】また、本実施例によれば、インクタンク１
０内のレベル検出用のサーミスタ８６，８６Ｙ，８６
Ｃ，８６Ｋによりインクタンク１０内のインク量が少な
くなったことを検出し、インク投入装置により、固形イ
ンクを溶融タンク４０内に投入する構成となっているの
で、インクタンク１０内のインクが少なくなったとき、
操作者がいちいち溶融タンク４０内に固形インクを投入
する操作が不要となる。

【００６７】また、本実施例によれば、（ここではサー
ミスタ８６Ｍ，８６Ｙ，８６Ｃ，８６Ｋは何れも同じ構
成となっているので、代表例としてサーミスタ８６Ｍに
ついて述べる。）インクタンク１０内のレベル検出用の
サーミスタ８６Ｍに電流を流すと、インクに浸されてい
るときよりも、空気中に置かれているときの方が早く所
定温度まで達するので、サーミスタ８６Ｍに電流を流し
始めてから所定温度に達するまでの時間を測定すること
によってインクタンク内のインク残量を感知できるとい
う効果がある。また、本実施例では、圧接弁２７の圧接
面を球面形状、副室出口２１ｂの口縁部をテーパ面形
状、圧接弁２８の圧接面を平面形状、副室入口２２ｂの
口縁部を環状に盛り上がった形状としているので、副室
出口２１ｂ及び副室入口２２ｂの密閉精度が高い。ま
た、圧接弁２７及び２８がシリコーンゴム製であるの
で、適度な弾性を有する。従って、圧接弁と口縁部との
圧接位置が多少変化しても、密閉精度が低下しない。さ
らに、プリンタ稼動中のインクの温度が約１２０℃であ
ることに対し、シリコーンゴムの耐熱温度は約２００℃
であり、加えて、耐食性にも優れているので、溶融状態
にあるホットメルトインクに長時間浸されていても、密
閉精度を良好に保つことができる。また、シリコーンゴ
ムは比較的入手し易く、加工技術も完成されているた
め、圧接弁の製造が容易である。

【００６８】なお、上記実施例において、主室入口２１
ａ及び副室出口２１ｂが、請求項にいう貫通孔に相当す
る。以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、上
記実施例に限定されるものではなく、さらに種々なる態
様において実施してもよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のヘッド１の分解斜視図である。

【図２】 実施例のインクタンク１０の上面図である。

【図３】 実施例のインクタンク１０を示し、（ａ）は
裏面図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ端面図である。

【図４】 実施例のフロントパネル３０の裏面図であ
る。

【図５】 実施例のインクタンク１０の平面図である。

【図６】 実施例のインクタンク１０を示し、（ａ）は
図５のＢ−Ｂ端面図、（ｂ）はＣ−Ｃ端面図である。

【図７】 実施例の弁開閉レバー２４及びノズル３２付
近の説明図である。

【図８】 実施例のインクタンクヒータ１７の正面図で
ある。

【図９】 実施例のフロントパネルヒータ３３の正面図
である。

【図１０】 実施例のフィルタ２９の拡大図を示し、
（ａ）は表面図、（ｂ）は断面図である。

【図１１】 実施例の溶融タンク４０の上面図である。

【図１２】 実施例の溶融タンク４０のＸ−Ｘ断面図で
ある。

【図１３】 実施例のヘッド１の制御系の構成を示すブ
ロック図である。

【図１４】 実施例のヘッド１の始動時の制御を示すフ
ローチャートである。

【図１５】 実施例の溶融タンク４０のインク供給制御
を示すフローチャートである。

【図１６】 実施例のヘッド１の温度状況を示すグラフ
である。

【図１７】 実施例のノズルヘッド３１の温度状況を示
すグラフである。

【図１８】 従来例のホットメルトインクジェットプリ
ンタのヘッドの構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１・・・ヘッド、１０・・・インクタンク、１１・・・
主室、１３・・・副室、１７・・・インクタンクヒー
タ、１７ａ・・・ＡＣヒータ、１７ｂ・・・ＤＣヒー
タ、１９・・・インクタンク上蓋、２１・・・連通路、
２１ａ・・・主室入口、２１ｂ・・・副室出口、２２ａ
・・・主室出口、２２ｂ・・・副室入口、２４・・・弁
開閉レバー、２５・・・レバー台座、２９・・・フィル
ター、３０・・・フロントパネル、３３・・・フロント
パネルヒータ、３３ｘ・・・第１ＤＣヒータ、３３ｙ・
・・第２ＤＣヒータ、３５・・・往路、３７・・・復
路、４０・・・溶融タンク、５０・・・カム、７０・・
・制御基板ステージ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホットメルトインクを溜めておける主室
   及び副室と該主室及び副室を結ぶ連通路とを備えたイン
   クタンクと、 前記ホットメルトインクを噴射するノズルヘッド、前記
   インクタンクの主室から前記ノズルヘッドへ前記ホット
   メルトインクを送る往路、及び前記ノズルヘッドから前
   記インクタンクの副室へ前記ホットメルトインクを送る
   復路を備えたフロントパネルと、 前記インクタンクを加熱するインクタンクヒータとを備
   えていることを特徴とするホットメルトインクジェット
   プリンタのヘッドにおいて、 前記連通路は、前記インクタンクの底面裏側に下方へ開
   口した凹部を形成すると共に、前記凹部と前記主室及び
   副室とを連絡する貫通孔を設け、前記インクタンクヒー
   タの絶縁層で前記凹部の下方開口を塞いで構成されてい
   ることを特徴とするホットメルトインクジェットプリン
   タのヘッド。
2. 【請求項２】 前記インクタンクヒータは、前記凹部に
   対応する部分の配線を避けた配線構造とすることを特徴
   とする請求項１記載のホットメルトインクジェットプリ
   ンタのヘッド。