特開 2024-76055 印刷装置および加温ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024076055

(43)【公開日】2024-06-05

(54)【発明の名称】印刷装置および加温ユニット

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/17 20060101AFI20240529BHJP

【ＦＩ】

B41J2/17

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022187416

(22)【出願日】2022-11-24

(71)【出願人】

【識別番号】000137823

【氏名又は名称】株式会社ミマキエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100113549

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 守

(74)【代理人】

【識別番号】100115808

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 真司

(74)【代理人】

【識別番号】100169199

【弁理士】

【氏名又は名称】石本 貴幸

(72)【発明者】

【氏名】古瀬 真行

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EA23

2C056EA28

2C056HA15

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ヘッド外インク加温装置を設けた場合においても、小型化が可能な印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】印刷装置は、インク吐出ヘッドと、インク吐出ヘッドの上流側に配設され、インク吐出ヘッドに供給されるインクを加温する加温部６０とを備える印刷装置であって、加温部６０は、インク吐出ヘッドにインクを供給するためのインク流路を内部に有する加温部本体６２と、加温部本体６２に挿入されたカートリッジヒータ６４とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インク吐出ヘッドと、前記インク吐出ヘッドの上流側に配設され、前記インク吐出ヘッドに供給されるインクを加温する加温部とを備える印刷装置であって、
前記加温部は、
前記インク吐出ヘッドにインクを供給するためのインク流路を内部に有する加温部本体と、
前記加温部本体に挿入されたカートリッジヒータと、
を備える印刷装置。

【請求項2】

前記インク吐出ヘッドは記録媒体に対して相対的に主走査方向に移動するものであり、前記カードリッジヒーターは主走査方向に向けて挿入されている請求項１に記載の印刷装置。

【請求項3】

前記加温部本体に形成されたインク流路は、インクの流入口とインクの流出口とをつなぐＶ字状の流路である請求項１に記載の印刷装置。

【請求項4】

前記加温部本体には、前記Ｖ字状の流路の折り返し地点と前記加温部本体の上面とを垂直に貫通する貫通孔が形成されている請求項３に記載の印刷装置。

【請求項5】

前記カートリッジヒータのＰＷＭ制御を行う制御部を備える請求項１に記載の印刷装置。

【請求項6】

印刷装置のインク吐出ヘッドの上流側に配設され、インクタンクからインク吐出ヘッドに供給されるインクを加温する加温ユニットであって、
前記インク吐出ヘッドにインクを供給するためのインク流路を内部に有する加温部本体と、
前記加温部本体に挿入されたカートリッジヒータと、
を備える加温ユニット。

【請求項7】

前記加温部本体に形成されたインク流路は、インクの流入口とインクの流出口とを両端とすると共に、経路中にＶ字状の流路を備える請求項６に記載の加温ユニット。

【請求項8】

前記加温部本体には、前記Ｖ字状の流路の折り返し地点と前記加温部本体の上面とを垂直に貫通する貫通孔が形成されている請求項７に記載の加温ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、印刷装置および加温ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、インクを吐出するインク吐出ヘッドと、インク吐出ヘッドが搭載されるキャリッジと、キャリッジを主走査方向に移動させるキャリッジ駆動機構とを備える印刷装置（インクジェットプリンタ）が知られている（例えば特許文献１）。

【0003】

特許文献１に記載の印刷装置では、プリンタ本体部に取り付けられるカートリッジ式のインクタンクとインク吐出ヘッドとをつなぐインク供給路に、インク吐出ヘッドに供給されるインクの圧力を調整するための加圧ダンパ（調整弁）が設けられる。この加圧ダンパは、インク吐出ヘッド内のインク室が負圧となるようにインク吐出ヘッドに供給されるインクの圧力を調整する。加圧ダンパは、キャリッジに搭載され、インク吐出ヘッドの上側に配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－６６１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された印刷装置では、インク吐出ヘッドに供給されるインクを温めてインクの粘度を低下させるヘッド外インク加温装置を備えている。特許文献１では、印刷装置のヘッド外インク加温装置の一例として、フィルム状のプリンタヒータが加温部本体の表面に取り付けられた構成が開示されている。プリントヒータは、加温部本体を外側から加温する構成である。

【0006】

しかし、特許文献１に記載されたヘッド外インク加温装置は、プリントヒータが大きな面積を占めるため、小型化には向かないという事情があった。本発明は、上記背景に鑑み、小型化が可能な印刷装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１態様の印刷装置は、インク吐出ヘッドと、前記インク吐出ヘッドの上流側に配設され、前記インク吐出ヘッドに供給されるインクを加温する加温部とを備える印刷装置であって、前記加温部は、前記インク吐出ヘッドにインクを供給するためのインク流路を内部に有する加温部本体と、前記加温部本体に挿入されたカートリッジヒータとを備える。

【0008】

インク流路を形成する加温部本体に対してカートリッジヒータを挿入した構成により、コンパクトな構成でインク吐出ヘッドに供給されるインクを温めることができる。加温部本体にカートリッジヒータを挿入し内部から加温するので、カートリッジヒータの熱が外部に逃げることなく加温部本体に伝わり、効率が良い。

【0009】

第２態様の印刷装置は、第１態様の印刷装置において、前記インク吐出ヘッドは記録媒体に対して相対的に主走査方向に移動するものであり、前記カートリッジヒータは主走査方向に向けて挿入されていてもよい。本態様の構成により、多色印刷の場合にも、主走査方向に並ぶ複数のノズル列に供給されるインクを適切に加温できる。

【0010】

第３態様の印刷装置は、第１態様または第２態様の印刷装置において、前記加温部本体に形成されたインク流路は、インクの流入口とインクの流出口とをつなぐＶ字状の流路であってもよい。この構成により、流路を長くすることでインクを十分に加温することができると共に、Ｖ字状の傾斜にしたがって上に空気が抜けることができ、空気がインク流路に滞留しにくい。

【0011】

第４態様の印刷装置は、第３態様の印刷装置において、前記加温部本体に前記Ｖ字状の流路の折り返し地点と前記加温部本体の上面とを垂直に貫通する貫通孔が形成されていてもよい。この構成により、インク流路に空気が滞留してしまった場合には、貫通孔を通じて空気を抜くことができる。

【0012】

第５態様の印刷装置は、第１態様から第４態様の何れか１つの態様の印刷装置において、前記カートリッジヒータのＰＷＭ制御を行う制御部を備えてもよい。この構成により、加温部本体の温度を適切に制御することができる。

【0013】

第６態様の加温ユニットは、印刷装置のインク吐出ヘッドの上流側に配設され、インクタンクからインク吐出ヘッドに供給されるインクを加温する加温ユニットであって、前記インク吐出ヘッドにインクを供給するためのインク流路を内部に有する加温部本体と、前記加温部本体に挿入されたカートリッジヒータとを備える。

【0014】

第７態様の加温ユニットにおいて、前記加温部本体に形成されたインク流路は、インクの流入口とインクの流出口とを両端とすると共に、経路中にＶ字状の流路を備えてもよい。

【0015】

第８態様の加温ユニットは、前記加温部本体には、前記Ｖ字状の流路の折り返し地点と前記加温部本体の上面とを垂直に貫通する貫通孔が形成されていてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、コンパクトな構成により、インク吐出ヘッドに供給されるインクを加温できる印刷装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施の形態の印刷装置の概略構成図である。

【図2】実施の形態のキャリッジの外観図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は底面図である。

【図3】キャリッジに搭載された圧力調整部及び加温部を示す斜視図である。

【図4】図３に示す圧力調整部及び加温部を示す平面図である。

【図5】加温部本体の内部構造等を説明するための部分断面図である。

【図6】加温部本体に形成されたインク流路を示す加温部の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態の印刷装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態の印刷装置１０の概略全体図である。なお、本実施の形態の印刷装置１０は、下記に説明する構成のようにいわゆるインクジェットプリンタである。

【0019】

図１に示すように、印刷装置１０は、床に設置される脚１２と、脚１２の上側（Ｚ方向）に配置される本体１４とを備えている。本体１４は、ガイドレール１６、キャリッジ１８、及びプラテン２０等を備える。

【0020】

ガイドレール１６は、印刷装置１０の左右方向（主走査方向Ｙ）に延在し、キャリッジ１８の主走査方向Ｙへの移動を誘導するものである。キャリッジ１８には、記録媒体（以下「メディア」という。）２２へインクを吐出する複数のインク吐出ヘッド４０（図２参照）が搭載されており、キャリッジ１８は、ガイドレール１６に沿って主走査方向Ｙに移動する。なお、本明細書では、キャリッジ１８がメディア２２に対して相対移動する第１方向を主走査方向Ｙとし、主走査方向Ｙと交差（本実施の形態では直交）する第２方向を副走査方向Ｘという。

【0021】

プラテン２０は、メディア２２が載置される載置台である。プラテン２０に載置されているメディア２２は、搬送機構によって副走査方向Ｘに搬送される。なお、メディア２２は、紙、塩化ビニールフィルム、ラバーシート、又は布等のシート状の記録媒体が適用可能である。

【0022】

図２は、本実施の形態のキャリッジ１８の外観図である。図２（Ａ）はキャリッジ１８の正面図である。図２（Ｂ）はキャリッジ１８の底面図である。キャリッジ１８は、キャリッジ本体３０の内部に複数のインク吐出ヘッド４０が搭載されている。

【0023】

キャリッジ本体３０の底面にはインク吐出ヘッド４０からメディア２２へインクを吐出するためのノズル４２が露出している。インク吐出ヘッド４０から吐出されるインクは光硬化型のインクであり、本実施の形態では紫外線により硬化する。このため、メディア２２に着弾したインクを硬化させるために光（紫外光）を照射するための照射部３２がキャリッジ１８に設けられる。

【0024】

本実施の形態の照射部３２は、主走査方向Ｙにおいてインク吐出ヘッド４０を挟んで左右一対でキャリッジ１８に設けられる。これにより、照射部３２は、インク吐出ヘッド４０と共に移動しながらメディア２２へ光を照射する。

【0025】

また、本実施の形態の照射部３２は、副走査方向Ｘに複数の光照射素子（以下「ＬＥＤ」という。）３４が配列される。本実施の形態の照射部３２は、副走査方向Ｘに２４行、主走査方向Ｙに３列、計８４個のＬＥＤ３４が配列される。なお、ＬＥＤ３４の個数及び配列は、一例であり、メディア２２に着弾したインクを硬化できる光量を照射できればよい。

【0026】

図３はキャリッジ１８に搭載された圧力調整部５０及び加温部６０を示す斜視図、図４は図３に示す圧力調整部５０及び加温部６０を示す平面図である。印刷装置１は、インクタンク（図示せず）から供給されるインクを収容すると共にインク吐出ヘッド（図示せず）に供給されるインクの圧力を調整する圧力調整部５０と、圧力調整部５０の下に配置され圧力調整部５０から供給されるインクを加温する加温部６０と、加温部６０の下に配置されたインク吐出ヘッドとを備えている。すなわち、インクタンクのインクは、圧力調整部５０、加温部６０を介してインク吐出ヘッドに供給される。

【0027】

圧力調整部５０は、扁平な直方体状に形成されている。圧力調整部５０よりも上側にインクタンクが配置されており、水頭差によってインクタンクから圧力調整部５０にインクが供給される。圧力調整部５０は、例えば、機械式の圧力ダンパである。この圧力ダンパは、加圧ダンパとも呼ばれる。

【0028】

圧力調整部５０は、圧力調整用のポンプを用いることなく、インク吐出ヘッドに供給されるインクの圧力を機械的に調整する。また、圧力調整部５０は、インク吐出ヘッドの内部に形成されるインク室が負圧となるようにインク吐出ヘッドに供給されるインクの圧力を調整する。

【0029】

加温部６０は、インク吐出ヘッドの上流側に配設され、インク吐出ヘッドに供給されるインクを加温する。なお、加温部６０は、インク吐出ヘッドの外部でインクを加温するヘッド外インク加温装置であるが、インク吐出ヘッドには、インク吐出ヘッド内のインクを加温するヘッド内インク加温装置を備えている。したがって、加温部６０は、予備的な加温部であるといえる。

【0030】

加温部６０は、内部にインク流路が形成された加温部本体６２と、カートリッジヒータ６４と、カートリッジヒータ６４が挿入されるヒータ受容体６６とを備えている。加温部本体６２及びヒータ受容体６６は、例えば、アルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属材料によって形成されている。

【0031】

加温部本体６２は、４色のインクのインク室に対応する４つのパーツからなっている。各パーツには、対応するインク室へのインクを供給するためのインク供給路が形成されている。なお、本実施の形態では、４つのパーツは２つずつのペアになっており、各ペアは下部にて接続されているが、これは一例である。４つのパーツは互いに分離されていてもよいし、すべてが接続されていてもよい。なお、パーツどうしが接続している場合にはその接続部分を介しても熱が伝わる。

【0032】

図５は、図３におけるＡ－Ａ断面図であり、加温部本体６２の内部構造等を説明するための図である。図５に示すように、加温部本体６２の内部に、圧力調整部５０から供給されるインクをインク吐出ヘッドに供給するためのインク流路が形成されている。インク流路は、インクの流入口７０とインクの流出口７２とを両端とする経路であり、経路中にＶ字状の流路７４を有する。

【0033】

インク流路７４の形状をＶ字状とすることにより、インクの流入口７０と流出口７２を直線でつなぐよりも流路が長くなる。これにより、インクが加温部本体６２内に滞留する時間が長くなり、インクを適切に温めることができる。また、Ｖ字状のインク流路７４は傾斜しているので、インク充填前に流路にあった空気がインクの充填時にインク流路の上方に移動し、空気を逃がすことができる。

【0034】

Ｖ字状の流路７４の折り返し地点には、同地点から加温部本体６２の上面に通じる貫通孔７６が形成されている。この貫通孔７６は、インク流路７４に空気が滞留してしまった場合に、空気を抜くための貫通孔である。貫通孔７６の上部にはキャップ６８が付けられており、普段はこの貫通孔７６は閉じられている。

【0035】

図６は、加温部本体６２に形成されたインク流路を示す加温部６０の部分断面図である。図６においてハッチングした部分がインク流路である。図６では、インクの流入口７０に空気Ａ１が滞留し、Ｖ字状の流路７４に空気Ａ２，Ａ３が滞留している。空気Ａ１は上方に移動し、流入口７０から抜けていく。空気Ａ２は緩やかに傾斜している流路７４の上方（図６では右側）に移動し、やがて流入口７０から抜けていく。空気Ａ３も空気Ａ２と同様に流路７４の上方に移動することができるが、貫通孔７６のキャップ６８をとると、貫通孔７６を通じて速やかに空気を逃がすことができる。

【0036】

カートリッジヒータ６４は、発熱体であるニクロム線を金属パイプ（シース）で覆った棒状のヒータである。ヒータ受容体６６は、主走査方向を長手方向とする細長いパーツであり、加温部本体６２の４つのパーツと接触している。カートリッジヒータ６４はヒータ受容体６６に挿入される。このように棒状のカートリッジヒータ６４を主走査方向に向けて挿入することで、加温部本体６２を構成する４つのパーツに接する。これにより、カートリッジヒータ６４の熱はヒータ受容体６６に伝わり、さらにヒータ受容体６６から加温部本体６２を構成する４つのパーツに伝わる。

【0037】

カートリッジヒータ６４は、図示しない制御部によって制御される。制御部は、使用する電源電圧に基づいてＰＷＭ制御のＤｕｔｙ比を変更し、カートリッジヒータ６４の温度を制御する。制御部は、カートリッジヒータ６４が所定温度まで上昇すると、この所定温度で維持する。

【0038】

なお、本実施の形態では、加温部６０は印刷装置に組み込まれた部品として説明したが、図６に示す加温部６０のみを独立した加温ユニットとして扱ってもよい。すなわち、図６に示す構成の加温ユニットを交換可能な部品として製造、販売することもでき、この加温ユニットも本発明の範囲に含まれる。

【0039】

（本実施の形態の効果）
（１）本実施の形態の印刷装置１０は、インク吐出ヘッド４０と、インク吐出ヘッド４０の上流側に配設され、インク吐出ヘッド４０に供給されるインクを加温する加温部６０とを備える印刷装置１０であって、加温部６０は、インク吐出ヘッド４０にインクを供給するためのインク流路７４を内部に有する加温部本体６２と、加温部本体６２に挿入されたカートリッジヒータ６４とを備える。

【0040】

インク流路７４を形成する加温部本体６２に対してカートリッジヒータ６４を挿入した構成により、コンパクトな構成でインク吐出ヘッド４０に供給されるインクを温めることができる。加温部本体６２にカートリッジヒータ６４を挿入し内部から加温するので、カートリッジヒータ６４の熱が外部に逃げることなく加温部本体６２に伝わり、効率が良い。

【0041】

（２）上記印刷装置１０において、インク吐出ヘッド４０が記録媒体に対して相対的に主走査方向に移動するものであり、カートリッジヒータ６４は主走査方向に向けて挿入されている。この構成により、主走査方向に並ぶ複数のノズル列に供給されるインクを適切に加温できる。

【0042】

（３）上記印刷装置１０において、加温部本体６２に形成されたインク流路７４は、インクの流入口７０とインクの流出口７２とを両端とすると共に、経路中にＶ字状の流路７４を備えてもよい。この構成により、インク流路７４を長くすることでインクを十分に加温することができると共に、Ｖ字状の傾斜にしたがって上に空気が抜けることができ、空気がインク流路７４に滞留しにくい。

【0043】

（４）上記印刷装置１０において、加温部本体６２にＶ字状の流路の折り返し地点と加温部本体６２の上面とを垂直に貫通する貫通孔７６が形成されていてもよい。この構成により、インク流路７４に空気が滞留してしまった場合には、貫通孔７６を通じて空気を抜くことができる。

【0044】

（５）上記印刷装置１０において、カートリッジヒータ６４のＰＷＭ制御を行う制御部を備えてもよい。この構成により、インク流路７４が形成された加温部本体６２の温度を適切に制御することができる。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、印刷装置として有用である。

【符号の説明】

【0046】

１０ 印刷装置
１２ 脚
１４ 本体
１６ ガイドレール
１８ キャリッジ
２０ プラテン
２２ 記録媒体（メディア）
３０ キャリッジ本体
３２ 照射部
３４ 光照射素子（ＬＥＤ）
４０ インク吐出ヘッド
４２ ノズル
６０ 加温部
６２ 加温部本体
６４ カートリッジヒータ
６６ ヒータ受容体
６８ キャップ
７０ インク流入口
７２ インク流出口
７４ Ｖ字状の流路
７６ 貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】