JP2011207064A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁等の付加的機構が不要であり、さらに吐出するインクの温度調整を迅速且つ的確に行うことができ、ウォームアップ時間を短縮するとともに画質の低下を回避する印刷装置を提供する。
【解決手段】インク循環型の印刷装置であって、印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッド３ａ，３ｂ，３ｃと、インクを循環経路で循環させるポンプ８と、ポンプ８により循環されたインクを加熱するヒータ９ａと、インクジェットヘッド３ａ，３ｂ，３ｃのインクの温度を測定する第１温度センサと、第１温度センサにより測定された温度に基づいて、ヒータ９ａを制御するとともに、インク循環経路上におけるインク流量を制御する制御部２０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、紙等の記録媒体上にヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェット方式の印刷装置に関する。

近年、複写装置や通信機器、あるいはコンピュータ等の情報処理機器のデジタル画像を記録する手段としてインクジェット方式を採用した印刷装置が多く普及している。この印刷装置は、複数の記録素子（ノズル）を配列した記録ヘッド（インクジェットヘッド）を用いて紙等の記録媒体上にインクを吐出して着弾させることで記録を行うものであり、低騒音や低ランニングコストといった利点を有している。

インクを循環させるインク吐出ヘッド及びインク経路を使用するインクジェットプリンタ装置等の従来の印刷装置は、高品位な画質を得るためにインクの温度を安定させる必要がある。インクの温度が不安定であるとインクの粘度が変化するため、インク吐出ヘッドから噴射されるインクの吐出量は不安定となる。その結果、記録媒体に着弾した微量インクによるドットの大きさがインクの温度変化に合わせて変化してしまい、線の太さの変化や濃度ムラ等の画質の低下が発生する。

特許文献１には、劣化を生じさせることなくインクの温度調整を可能とする画像記録装置等が記載されている。この画像記録装置は、複数のノズルより形成される少なくとも１つのノズル列を有するとともに、複数のノズルに連通するインク室内に貯えられるインクの温度の検出がなされる少なくとも１つの記録ユニットと、インクを貯留する貯留部と、記録ユニットと貯留部との間でインクを循環させるためのインク流路と、インク流路中に配設されインクの温度を加温して調整する温度調整部と、インク流路中に配設されインクを当該インク流路中で循環させる循環部と、温度調整部に対するインクの調整温度の制御と循環部に対するインクの循環流量の制御とを記録ユニットにおいて検出されるインクの温度に基づいて行うインク循環制御部とを備えている。

この画像記録装置によれば、インクの温度に基づいてインク循環制御部がインクの循環流量を制御するので、劣化を生じさせることなくインクの温度を適温範囲に制御することができる。

特開２００９−１８４３０１号公報 特開２００８−２３８０６号公報 特開２００７−１１２８号公報

しかしながら、従来の循環型インクジェット方式を採用した印刷装置は、循環している全インクを一定の温度にするために時間がかかるという問題がある。したがって、特許文献１に記載されている画像記録装置等は、ヒータやヒータ保持部材、循環している全インク、インク経路等の有する熱容量により、温度調整のレスポンスが低下し、ヘッドに供給されるインクの温度が一定にならずに吐出乱れ等に基づく画質低下を引き起こし、あるいは印刷前のウォームアップ時間が長くなってユーザビリティが低下するといった問題を発生させる。

また、特許文献２にはインク循環量を制御することによりインクあるいはインクジェットヘッドを適切な状態に保持するインクジェット記録装置が記載されている。このインクジェットヘッド記録装置は、検出したインクの温度に応じてポンプによる循環インク流量を制御し、インク温度を適切な値に維持するものであるが、特許文献１と同様の問題が考えられるほか、ヘッドの駆動による発熱でインクの温度上昇を促しているため、インクの加温がヘッドの駆動状態に左右され、印刷前の迅速なウォームアップや印刷中における積極的且つ適切な加温が困難であるという問題がある。

さらに、特許文献３には、インク温度の設定に対し、速やかな応答性を有するインクジェットヘッドが記載されている。このインクジェットヘッドは、最終的に合流する複数のインク経路を有しており、合流後にインク吐出部に供給するインク供給手段と、複数のインク経路のうち、少なくとも１つのインク経路のインク温度を制御する温度制御手段と、合流されるインクの混合比を制御して温度を調整するインク温度調整手段とを備えている。ここで、インク温度調整手段は、インクジェットヘッド内に弁機構を設けることにより実現される。したがって、特許文献３に記載のインクジェットヘッドは、精度の高い温度制御ができる反面、構成の複雑化に伴う強度劣化や高コスト化といった問題が懸念される。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、弁等の付加的機構が不要であり、さらに吐出するインクの温度調整を迅速且つ的確に行うことができ、ウォームアップ時間を短縮するとともに画質の低下を回避する印刷装置を提供することを課題とする。

本発明に係る印刷装置は、上記課題を解決するために、インク循環型の印刷装置であって、印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、インクを循環経路で循環させるポンプと、前記ポンプにより循環されたインクを加熱する加熱部と、前記インクジェットヘッドのインクの温度を測定する第１温度センサと、前記第１温度センサにより測定された温度に基づいて、前記加熱部を制御するとともに、循環経路上におけるインク流量を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る印刷装置の第２の特徴は、インク循環経路上に設けられてインクを貯留するとともに、貯留したインクを前記インクジェットヘッドの各々に供給する上部タンクと、前記インクジェットヘッドから吐出されなかったインクを貯留する下部タンクとを備え、前記ポンプは、インクを循環経路で循環させるために前記下部タンクから前記上部タンクにインクをくみ上げ、前記加熱部は、前記上部タンクから前記ヘッドに至るまでのインク循環経路上に設けられることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る印刷装置の第３の特徴は、インク循環経路上における前記加熱部の上流側に設けられ、前記加熱部により加熱される前のインクの温度を測定する第２温度センサを備え、前記制御部は、前記第１温度センサにより測定された温度と前記第２温度センサにより測定された温度とに基づいて、前記加熱部のオン／オフを制御するとともに、前記ポンプによるインク流量を制御することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る印刷装置の第４の特徴は、前記上部タンクにより貯留されたインクを前記複数のヘッドの各々に分配するインク分配部を備え、前記加熱部は、前記インク分配部に設けられ、前記複数のヘッドの各々に分配されるインクを加熱することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る印刷装置の第５の特徴は、前記制御部は、前記加熱部のオン／オフを制御する際に、前記複数のヘッドのうち使用するヘッドに流れるインクのみが必要に応じて加熱され、使用しないヘッドに流れるインクが加熱されないように前記加熱部のオン／オフを制御することである。

請求項１記載の発明によれば、弁等の付加的機構が不要であり、さらに吐出するインクの温度調整を迅速且つ的確に行うことができ、ウォームアップ時間を短縮するとともに画質の低下を回避することができる。

請求項２記載の発明によれば、上部タンクからヘッドに至るまでのインク循環経路上に加熱部を備えるとともに、制御部がポンプの流量制御によりインク温度を調整するので、上部タンクの前段に加熱部を備える場合と異なって循環している全インクの温度を一定にする必要が無く、温度調整のレスポンスが良くなる。

請求項３記載の発明によれば、第１温度センサのみならず第２温度センサを備えているので、加熱部における加熱前後のインク温度を知ることができ、当該温度情報に基づいて、よりインク温度を適切に制御することができる。

請求項４記載の発明によれば、加熱部がヘッド直前であるインク分配部に設けられているので、ヘッドに供給されるインク（すなわち印字に使用される直前のインク）のみを効率的に加熱することができ、最適温範囲になるまでの時間が短縮されることにより、インクの温度が上昇／下降した場合でも短時間で最適温範囲に戻し、インク温度に起因する印刷される画質に対する悪影響を回避することができる。また、必要な領域のみを加熱することができるため、消費電力を低く抑えることができる。

請求項５記載の発明によれば、使用するヘッドに流れるインクのみを必要に応じて加熱し、使用しないヘッドに流れるインクは加熱しないので、消費電力を低く抑えることができる。

本発明の実施例１の形態の印刷装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１の形態の印刷装置のインク経路関連の構成を示す図である。 本発明の実施例１の形態の印刷装置の制御部の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１の形態の印刷装置の動作を説明するフローチャート図である。 本発明の実施例１の形態の印刷装置におけるインク温度とインク流量の関係を示す図である。 本発明の実施例２の形態の印刷装置の動作を説明するフローチャート図である。 本発明の実施例３の形態の印刷装置の制御部の動作を説明するフローチャート図である。

以下、本発明の印刷装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。まず、本実施の形態の構成を説明する。図１は、本発明の実施例１の印刷装置１００の構成を示すブロック図である。図１においては、特に印刷用紙搬送経路を中心に示している。この印刷装置１００は、印刷用紙の供給を行う給紙機構、用紙を搬送する用紙搬送部（搬送ベルト３６０を含む）、及び印刷済の印刷用紙を排出する排紙機構としての排紙口１８等を備えたインクジェット方式の印刷装置である。この印刷装置１００は、印刷用紙の供給を行う給紙機構として、筐体側面の外部に露出したサイド給紙台３２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ（３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ）とを備えている。また、この印刷装置１００は、印刷済の印刷用紙を排出する排紙機構として排紙口３４０を備えている。

この印刷装置１００は、印字機構として、用紙搬送方向に直交する方向に伸び、多数のノズルが形成されたインクジェットヘッドを有する複数のヘッドユニット１２０を備え、それぞれのインクジェットヘッドから黒またはカラーのインクを吐出してライン単位で印刷を行う。ただし、ライン方向に走査して画像形成を行うシリアルカラープリンタとしてもよい。

さらに、印刷装置１００は、ＣＰＵ、メモリ等が配置されたコントローラ基板等で構成される制御部２０や、メニューを表示したりユーザからの操作を受け付けたりする操作パネル４０、及びその他の機能部（図示しない）を備えている。

サイド給紙台３２０および給紙トレイ３３０のいずれかの給紙機構から１枚ずつ給紙された印刷用紙は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路（図中の黒太線）に沿って搬送され、レジスト部Ｒｇに導かれる。ここでレジスト部Ｒｇは、印刷用紙の先端の位置あわせと斜行修正を行うために設けられており、１対のレジストローラ３５０を備えて構成される。給紙された印刷用紙はレジスト部Ｒｇで一時停止し、所定のタイミングで印字機構方向に搬送される。

レジスト部Ｒｇのさらに搬送方向側には、複数本のヘッドユニット１２０が設けられている。これらの複数のヘッドユニット１２０は、レジストローラ３５０から近い順に、Ｋ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の順に４本のヘッド列を構成しているものとする。なお、インク色の順番、インクの色数及びヘッド列の数は、この限りではない。また、各インクジェットヘッドは、用紙の搬送方向と直交する方向に複数のノズルが配列されている。

印刷用紙は、ヘッドユニット１２０の対向面に設けられた環状の搬送ベルト３６０によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各ヘッドユニット１２０に備えられたインクジェットヘッドから吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。搬送ベルト３６０の内側にはエア吸引ファン３７０が設けられている。搬送ベルト３６０の表面には多数の通気孔が形成されており、エア吸引ファン３７０の回転によって生じる吸引力で、印刷用紙は搬送ベルト３６０に吸着されて搬送される。

印刷済の印刷用紙は、さらに、ローラ等の駆動機構によって筐体内を搬送される。印刷用紙の片側の面のみに印刷を行う片面印刷の場合は、そのまま排紙口３４０に導かれて排紙され、排紙口３４０の受台として設けられた排紙台３４５に印刷面を下にして積載されていく。排紙台３４５は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台３４５は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口３４０から排紙され、傾斜に沿って滑落する印刷用紙が自然に整えられて重なっていくようになっている。

印刷用紙の両面に印刷を行う両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙口３４０に導かれずに、さらに筐体内を搬送される。このため、印刷装置１００は、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構３８０を備えている。切替機構３８０によって排出されなかった印刷用紙は、スイッチバック経路ＳＲに引き込まれ、スイッチバックを行ない、搬送路に対して表裏が反転する。そして、ローラ等の駆動機構によって再度レジスト部Ｒｇに導かれ、一時停止する。その後、所定のタイミングで印字機構方向に搬送され、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行なわれる。裏面の印刷が行なわれ、両面に画像が形成された印刷用紙は、排紙口３４０に導かれて排紙され、排紙口３４０の受台として設けられた排紙台３４５に積載されていく。

図２は、本実施例の印刷装置１００のインク経路関連の構成を示す図である。この印刷装置１００は、図２に示すように、着脱可能なインクボトル６から供給されるインクを用いて印刷を実行するインク循環型の印刷装置であり、複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃ、下部タンク４、上部タンク１、ポンプ８、ヒータ９ａ、ファン１０、ヒートシンク１１、インク分配器１８、及び制御部２０により構成され、ヘッド３下にセットされた用紙３０に印字を行う。本実施例の印刷装置１００は、上部タンク１、インク分配器１８（ヘッド３ａ，３ｂ，３ｃ）、下部タンク４、ポンプ８をつなぐ循環経路を形成しており、インクを循環経路で循環させる方式を採用している。

ここで、複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃは、図１で説明したヘッドユニット１２０が有するインクジェットヘッドであり、インクを吐出する多数のノズルが設けられ、用紙（印刷媒体）３０にインクを吐出する。例えば、本実施例の複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの各々は、ピエゾ素子を用いてインクを噴射させる方式のヘッドである。なお、本実施例の印刷装置１００は、１例として、３つのヘッド３ａ，３ｂ，３ｃを備えているとして説明しているが、必ずしも３つとは限らない。

また、図２中に示されていないが、本実施例の印刷装置１００は、複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの各々の内部にインクの温度を直接的あるいは間接的に測定するための温度センサを備えている。なお、温度センサは、ある程度の精度が期待できるのであれば、ヘッド内部ではなく、ヘッド外部の近傍に設置されていてもよい。

さらに、本実施例の印刷装置１００において、インクボトル６から下部タンク４につながる供給経路と、下部タンク４からポンプ８、上部タンク１、インク分配器１８（ヘッド３ａ，３ｂ，３ｃ）を通って下部タンク４に戻る循環経路とは、樹脂や金属等のパイプまたは樹脂等のチューブにより形成されている。

上部タンク１は、インク循環経路上に設けられてインクを貯留するとともに、貯留したインクをインクジェットヘッドの各々に供給する。具体的には、上部タンク１は、インク循環経路上における複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの上流側に設けられてインクを貯留するとともに、貯留したインクを複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの各々に供給する。

インク分配器１８は、本発明のインク分配部に対応し、循環されたインクをインクジェットヘッドに分配する。具体的には、インク分配器１８は、上部タンク１により貯留されたインクを複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの各々に分配する。

ヒータ９ａは、本発明の加熱部に対応し、ポンプ８により循環されたインクを加熱する。具体的には、ヒータ９ａは、インク循環経路上における複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの上流側に設けられ、ポンプ８によりくみ上げられたインクを加熱する。本実施例においては、ヒータ９ａは、上部タンク１からインクジェットヘッドに至るまでのインク循環経路上に設けられている。すなわち、ヒータ９ａは、インク分配器１８に設けられ、複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの各々に分配されるインクを加熱する。なお、ヘッド３に供給されるインクに対して迅速且つ的確に温度制御するために、ヒータ９ａは、ヘッド３の直前でインクを加熱するのが望ましい。すなわち、本発明を実施するに際し、ヒータ９ａは、インク循環経路上の中でもヘッド３近傍に設けられるのが好ましい。

下部タンク４は、インクジェットヘッドから吐出されなかったインクを貯留する。具体的には、下部タンク４は、インク循環経路上における複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの下流側に設けられ、インクを貯留する。ヘッドで印刷時に消費されなかったインクは、下部タンク４に戻される。また、インクボトル６により供給されたインクは、弁７を含む供給経路を通って下部タンク４に一旦溜められる。

上部タンク１からヘッドユニット１２０（複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの各々）へのインク供給及びヘッドユニット１２０で消費されなかったインクの下部タンク４への帰還は、上部タンク１と下部タンク４との水頭差により行われる。

ポンプ８は、インクを循環経路で循環させる。具体的には、ポンプ８は、インク循環経路上における複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの下流側に設けられ、インクを循環経路で循環させるために複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの上流側にインクをくみ上げる。具体的には、ポンプ８は、インクを循環経路上で循環させるために下部タンク４から上部タンク１にインクをくみ上げる。すなわち、循環経路において下部タンク４に溜められたインクは、ポンプ８により上部タンク１に送られる。

また、図示されない温度センサは、本発明の第１温度センサに対応し、インクジェットヘッドのインクの温度を測定する。例えば、この温度センサは、複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの少なくとも１つにおけるインクの温度を測定する。本実施例において、複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの各々は、いずれも内部に温度センサを設けているものとする。

ファン１０とヒートシンク１１とは、本発明の冷却部に対応し、インク循環経路上に設けられ、インクを冷却する。具体的には、ヒートシンク１１は、ポンプ８と上部タンク１との間の循環経路に接触する形で設けられており、経路内を流れるインクの熱を逃がす役割を有する。また、ファン１０は、ヒートシンク１１における冷却効果を高めるために、ヒートシンク１１の近傍に配置されている。

制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度に基づいて、ヒータ９ａを制御するとともに、インク循環経路上におけるインク流量を制御する。具体的には、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度に基づいて、ヒータ９ａのオン／オフを制御するとともに、ポンプ８によるインク流量を制御する。また、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度に基づいて、冷却部（ファン１０）のオン／オフを制御する。

図３は、本実施例の印刷装置１００の制御部２０の詳細な構成を示すブロック図である。制御部２０は、図３に示すように、外部インタフェース１５、ＣＰＵ２１、メモリ２２、ドライバ２３、及びＡ／Ｄ変換部２４により構成され、画像情報に基づいてドライバ２３に接続されたヘッド３（３ａ，３ｂ，３ｃ）を駆動し、印字を行わせるとともに、搬送モータ２６、ファン１０、インクポンプ８、及びインクヒータ９ａの制御を行う。Ａ／Ｄ変換部２４に接続されたインク温度センサ２５は、本発明の第１温度センサに対応し、ヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの内部に設けられ、インク温度の情報を出力する。

また、ドライバ２３は、インクポンプ８、インクヒータ９ａ、モータ２６、及びセンサ２７に接続されており、インクポンプ８を用いたインク流量の制御、インクヒータ９ａのオン／オフ制御、搬送モータ２６の制御、ファン１０のオン／オフ制御等を行う。また、センサ２７は、搬送系に用いるセンサであり、例えば駆動する際の位置決めやジャム検知等を行うセンサである。

印字を行う際のインク温度の適温範囲は、後述する図５に示すように、下限である基準温度２から上限である基準温度４までの間である。印刷装置１００は、ヘッドにおけるインクの温度が適温範囲にある場合にのみ印字が可能であり、インクの温度が適温範囲外の場合には印字の乱れ等が生ずる可能性があるため印字を行わない。また、最適温範囲は、適温範囲中においてさらに最適な温度範囲である。この最適温範囲は、下限である基準温度１から上限である基準温度３までの間であり、理想的な印字を行うことができる。したがって、印刷装置１００は、基本的にインクの温度が最適温範囲となるように制御を行う。

なお、基準温度は、図５に示すように、温度の低い順に基準温度２、基準温度１、基準温度３、基準温度４となる。さらに、基準温度１は本発明の第１基準温度に対応する。基準温度２は本発明の第２基準温度に対応する。基準温度３は本発明の第３基準温度に対応する。基準温度４は本発明の第４基準温度に対応する。開発者あるいはユーザ、作業者等は、基準温度１、基準温度２、基準温度３、及び基準温度４の値を決定し、予め制御部２０に記憶させておく。１例として、適温範囲が２５℃から４５℃までの間であり、最適温範囲が３５℃から４０℃までの間である場合には、基準温度１を３５℃とし、基準温度２を２５℃とし、基準温度３を４０℃とし、基準温度４を４５℃とする。

制御部２０は、予め設定された第１基準温度、第１基準温度よりも低い第２基準温度、第１基準温度よりも高い第３基準温度、及び第３基準温度よりも高い第４基準温度と、第１温度センサにより測定された温度との比較結果に基づいて、ヒータ９ａのオン／オフを制御するとともに、ポンプ８によるインク流量を制御する。制御部２０による加熱部（ヒータ９ａ）や冷却部の制御、及びインク流量の制御の詳細については後述する。

＜印刷装置の作用＞
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図４は、本実施例の印刷装置１００の動作を説明するフローチャート図である。まず、制御部２０は、印刷開始前にポンプ８を起動し、インクの循環を開始する。なお、制御部２０は、インクの循環を開始する際にヒータ９ａをオフにしておく。また、冷却部（ファン１０）はオフである（ステップＳ１）。本実施例において、制御部２０は、冷却部（ファン１０）の制御も行うものとする。

次に、制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、印字可能な最大流量で所定量のインクを循環させる（ステップＳ２）。開始時点において、循環経路内の全てのインク温度は一定ではない。特に経路内のインクは、経路が細いために熱容量が低く冷めやすいので、所定量を流してから温度を測定する必要がある。ここで所定量とは、例えばインク循環経路内を循環しているインクの総量、上部タンク１からインク分配器１８までの経路内インク量とインク分配器１８内部に存在するインク量とを加算した量等が挙げられる。

次に、ヘッド３ａ，３ｂ，３ｃ内に設けられた第１温度センサは、ヘッド内（すなわちヒータ９ａの出口側）のインクの温度を測定し（ステップＳ３）、測定結果である温度情報を制御部２０に出力する。なお、第１温度センサは、測定した温度を１度だけ制御部２０に送るというわけではなく、継続して測定した温度を送り続けるか、所定時間毎に送る。

その後、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度が第２基準温度未満であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。第１温度センサにより測定された温度が第２基準温度未満である場合には、インクの温度が適温範囲外にあるので、制御部２０は、ヒータ９ａをオンするとともに、冷却部をオフする（ステップＳ１２）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、印字に影響が出ない範囲で最小流量とする（ステップＳ１３）。流量を最小にすることにより、循環経路を流れるインクは、ヒータ９ａで効率良く加熱される。

なお、この場合において、印刷装置１００は、インクの温度が適温範囲外にあるので、印字を行うことができない（ステップＳ１４）。したがって、制御部２０は、流量を極端に少なくすることも可能である。しかしながら、印字前に流量を減らして印字開始時に急激に流量を増やすと、インク温度は下がる可能性がある。そこで、ステップＳ１３において、制御部２０は、「印字に影響が出ない範囲」でインク流量を最小流量とする。

ステップＳ１１において、第１温度センサにより測定された温度が第２基準温度以上である場合には、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度が第４基準温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。第１温度センサにより測定された温度が第４基準温度以上である場合には、インクの温度が適温範囲外にあるので、制御部２０は、ヒータ９ａをオフするとともに、冷却部をオンする（ステップＳ１６）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、印字に影響が出ない範囲で最小流量とする（ステップＳ１７）。流量を最小にすることにより、循環経路を流れるインクは、冷却部（ファン１０、ヒートシンク１１）で効率良く冷却される。

なお、この場合において、印刷装置１００は、インクの温度が適温範囲外にあるので、印字を行うことができない（ステップＳ１８）。したがって、制御部２０は、流量を極端に少なくすることも可能である。しかしながら、印字前に流量を減らして印字開始時に急激に流量を増やすと、インク温度は上がる可能性がある。そこで、ステップＳ１７において、制御部２０は、「印字に影響が出ない範囲」でインク流量を最小流量とする。

ステップＳ１５において、第１温度センサにより測定された温度が第４基準温度未満である場合には、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度が第１基準温度未満であるか否かを判断する（ステップＳ１９）。第１温度センサにより測定された温度が第１基準温度未満である場合には、インクの温度が第２基準温度以上第１基準温度未満であるので、制御部２０は、ヒータ９ａをオンするとともに、冷却部をオフする（ステップＳ２０）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、印字可能な範囲で最小流量とする（ステップＳ２１）。なお、この場合において、印刷装置１００は、インクの温度が適温範囲内にあるので、印字を行うことができる（ステップＳ２２）。

ステップＳ１９において、第１温度センサにより測定された温度が第１基準温度以上である場合には、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満である場合には、インクの温度が第１基準温度以上第３基準温度未満であるので、制御部２０は、ヒータ９ａをオフするとともに、冷却部をオフする（ステップＳ２４）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、第１温度センサにより測定された温度（ヒータ９ａ出口側温度）が第１基準温度から第３基準温度の間になるように印字可能な範囲で流量を調整する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２３において、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度以上である場合には、インクの温度が第３基準温度以上第４基準温度未満であるので、制御部２０は、ヒータ９ａをオフするとともに、冷却部をオンする（ステップＳ２７）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、第１温度センサにより測定された温度（ヒータ９ａ出口側温度）が第１基準温度から第３基準温度の間になるように印字可能な範囲で流量を調整する（ステップＳ２８）。例えば、第１温度センサにより測定された温度（ヒータ９ａ出口側温度）が第３基準温度に比して高い場合には、制御部２０は、ポンプ８のインク流量を減らす方向に制御する。なお、この場合において、印刷装置１００は、インクの温度が適温範囲内にあるので、印字を行うことができる（ステップＳ２９）。

ステップＳ１４又はステップＳ１８又はステップＳ２２又はステップＳ２６又はステップＳ２９を経た後、制御部２０は、温度調節を終了するか否かを判断する（ステップＳ３０）。温度調節を終了するか否かの基準は様々なものが考えられるが、例えば印刷を終了する場合に、制御部２０は、温度調節を終了すると判断する。温度調節を終了しない場合には、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返すことにより、本実施例の印刷装置１００は、ヘッドにおけるインクの温度を適温に調節することができる。温度調節を終了する場合には、制御部２０は、ポンプ８を停止させ、インクの循環を終了する。

図４のステップＳ１１〜Ｓ２９に示すように、制御部２０は、基本的にインク温度が第１基準温度から第３基準温度の間になるようにヒータ９ａのオン／オフ制御、冷却部（ファン１０）のオン／オフ制御、及びポンプ８を用いたインク流量制御を行う。ただし、インク温度は、ヘッド駆動による発熱が原因で上昇しやすい。そこで冷却用のファン１０の稼働を最低限とするためには、制御部２０は、インク循環量制御において、インク温度が第１基準温度になるように制御を行うのが好ましい。

図５は、本実施例の印刷装置１００におけるインク温度とインク流量の関係を示す図である。図５において、横軸はヒータ９ａ入口の温度であり、縦軸は循環制御フローを用いて制御した場合のインク温度及び循環流量を示す。ここで、入口温度とはヒータ９ａに入る前のインク温度を示す。また、＊は出口温度（ヒータ９ａを出た後のインク温度）を示し、ヘッド内の第１温度センサにより測定されるインク温度である。また、×は温度変化を示し、出口温度＊から入口温度□を引いたものである。さらに、△はインク流量を示す。

なお、前提条件として、インクの入口温度と出口温度との差は、何も調整しない場合には０である。また、印刷装置１００のインクジェットヘッド推奨循環流量幅は、３０ｍＬ／ｍｉｎから１００ｍＬ／ｍｉｎまでの間であるものとする。すなわち、印刷装置１００における印字可能な最低流量は３０ｍＬ／ｍｉｎであり、印字可能な最大流量は１００ｍＬ／ｍｉｎである。また、最小流量（３０ｍＬ／ｍｉｎ）にした場合のヒータ９ａにおけるインクの温度上昇、つまりインクの入口温度と出口温度との差は、１０℃である。本実施例において、この値は、インクが変質しない最大値であるものとする。ヒータ９ａは、この値となるように一定温度に固定されている。さらに、最大流量（１００ｍＬ／ｍｉｎ）にした場合のヒータ９ａにおけるインクの温度上昇は、１℃である。すなわち、上述したヒータ９ａは、インク流量を最大流量にした場合に、ヒータ９ａの前後でインクに１℃の温度差を与えるような能力を有することを意味する。

上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係る印刷装置１００によれば、弁等の付加的機構が不要であるため低コストで実現可能であり、さらに吐出するインクの温度調整を迅速且つ的確に行うことができ、ウォームアップ時間を短縮するとともに画質の低下を回避することができる。

すなわち、本実施例の印刷装置１００は、上部タンク１からヘッド３ａ，３ｂ，３ｃに至るまでのインク循環経路上に設けられたヒータ９ａを備えるとともに、制御部２０がポンプ８の流量制御によりインク温度を調整するので、上部タンク１の前段にヒータを備えるのみの場合と異なって循環している全インクの温度を一定にする必要が無く、温度調整のレスポンスが良くなる。さらに、最適温範囲になるまでの時間が短縮されることで、本実施例の印刷装置１００は、ファーストプリントまでの時間を短縮し、ユーザビリティを向上することができる。

特に、本実施例のヒータ９ａは、ヘッド直前であるインク分配器１８に接触するように設けられているので、ヘッドに供給されるインク（すなわち印字に使用される直前のインク）のみを効率的に加熱することができ、最適温範囲になるまでの時間が短縮されることにより、インクの温度が上昇／下降した場合でも短時間で最適温範囲に戻し、インク温度に起因する印刷される画質に対する悪影響を回避することができる。

また、本実施例の印刷装置１００は、循環量で温度を調整するので、インクの温度を一定にすることが容易であり、且つ短時間で調整できるという利点を有する。

また、本実施例の印刷装置１００は、制御部２０が予め設定された４つの基準温度と実際のインク温度とを比較し、比較結果に基づいて温度調整を行うので、インク温度が適温範囲に入るまでの制御を迅速且つ容易に行うことができる。

さらに、本実施例の印刷装置１００は、加熱部（ヒータ９ａ）のみならず冷却部を備えているので、インク温度が適温範囲内となるための制御をより容易且つ迅速に行うことができる。

なお、本発明を実施するうえで、上部タンク１と下部タンク４とは、必ずしも必須の構成ではない。例えば、上部タンク１と下部タンク４との水頭差で循環させる代わりにポンプ８で直接循環するような密閉系の循環型インクジェットに対しても本発明を適用することは可能である。

また、ヒータ９ａは、主走査方向に所定領域毎の加熱が可能な構成としてもよい。この場合には、制御部２０は、インクジェットヘッドの印刷に使用する領域に対応したヒータ９ａの領域のみにインクを加熱させる。これにより、本実施例の印刷装置１００は、必要な領域のみを加熱することができるため、消費電力を低く抑えることができる。これらの印刷に使用する領域は、後述するように制御部２０により原稿データや使用する用紙サイズ、拡大・縮小等の印刷設定から判断される。

次に、本発明の実施例２の印刷装置１００について説明する。図２に示す実施例１の構成と異なる点は、第２温度センサをさらに備えている点である。第２温度センサを設置する位置としては、ヒータ９ａの上流側であって、ヒータ９ａによる熱の影響を受けない位置であることが望ましい。

第２温度センサは、インク循環経路上におけるヒータ９ａの上流側に設けられ、ヒータ９ａにより加熱される前のインクの温度を測定する。すなわち、本実施例の印刷装置１００は、ヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの内部に加熱後のインク温度を測定する第１温度センサを備えているほか、加熱前のインク温度を測定する第２温度センサを備えているので、さらに効率的にインク温度を調節することができる。

制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度と第２温度センサにより測定された温度とに基づいて、ヒータ９ａのオン／オフを制御するとともに、ポンプ８によるインク流量を制御する。また、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度と第２温度センサにより測定された温度とに基づいて、冷却部（ファン１０）のオン／オフを制御することもできる。

その他の構成は実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。

＜印刷装置の作用＞
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図６は、本実施例の印刷装置１００の動作を説明するフローチャート図である。まず、制御部２０は、印刷開始前にポンプ８を起動し、インクの循環を開始する。なお、制御部２０は、インクの循環を開始する際にヒータ９ａをオフにしておく。また、冷却部（ファン１０）はオフである。本実施例において、制御部２０は、冷却部（ファン１０）の制御も行うものとする。

図６中におけるステップＳ１１からステップＳ２２までの動作は、図４で説明した実施例１のステップＳ１１からステップＳ２２までの動作と同一であるため、重複した説明を省略する。

ステップＳ１９において、第１温度センサにより測定された温度が第１基準温度以上である場合には、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満であるか否かを判断するとともに、第２温度センサにより測定された温度が第１基準温度未満であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。

第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満であり、且つ第２温度センサにより測定された温度が第１基準温度未満である場合には、制御部２０は、ヒータ９ａをオンするとともに、冷却部をオフする（ステップＳ３２）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、第１温度センサにより測定された温度（ヒータ９ａ出口側温度）が第１基準温度から第３基準温度の間になるように印字可能な範囲で流量を調整する（ステップＳ３３）。なお、この場合において、印刷装置１００は、インクの温度が適温範囲内にあるので、印字を行うことができる（ステップＳ３４）。

ステップＳ３１において、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度以上である場合か、第２温度センサにより測定された温度が第１基準温度以上である場合には、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満であるか否かを判断するとともに、第２温度センサにより測定された温度が第１基準温度から第３基準温度の間であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。

第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満であり、且つ第２温度センサにより測定された温度が第１基準温度から第３基準温度の間である場合には、制御部２０は、ヒータ９ａをオフするとともに、冷却部をオフする（ステップＳ３６）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、ヘッドが要求する標準流量となるように流量を調整する（ステップＳ３７）。なお、この場合において、印刷装置１００は、インクの温度が適温範囲内にあるので、印字を行うことができる（ステップＳ３８）。

ステップＳ３５において、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度以上である場合か、第２温度センサにより測定された温度が第１基準温度から第３基準温度の間でない場合には、制御部２０は、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満であるか否かを判断するとともに、第２温度センサにより測定された温度が第３基準温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ３９）。

第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満であり、第２温度センサにより測定された温度が第３基準温度以上である場合には、制御部２０は、ヒータ９ａをオフするとともに、冷却部をオンする（ステップＳ４０）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、第１温度センサにより測定された温度（ヒータ９ａ出口側温度）が第１基準温度から第３基準温度の間になるように印字可能な範囲で流量を調整する（ステップＳ４１）。なお、この場合において、印刷装置１００は、インクの温度が適温範囲内にあるので、印字を行うことができる（ステップＳ４２）。

ステップＳ３９において、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度以上である場合か、第２温度センサにより測定された温度が第３基準温度未満である場合には、第１温度センサにより測定された温度が第３基準温度以上であると考えられるので、制御部２０は、ヒータ９ａをオフするとともに、冷却部をオンする（ステップＳ４３）。また。制御部２０は、ポンプ８のインク流量を制御して、印字可能な範囲で最小流量とする（ステップＳ４４）。なお、この場合において、印刷装置１００は、インクの温度が適温範囲内にあるので、印字を行うことができる（ステップＳ４５）。

ステップＳ１４又はステップＳ１８又はステップＳ２２又はステップＳ３４又はステップＳ３８又はステップＳ４２又はステップＳ４５を経た後、制御部２０は、温度調節を終了するか否かを判断する（ステップＳ４６）。温度調節を終了するか否かの基準は様々なものが考えられるが、例えば印刷を終了する場合に、制御部２０は、温度調節を終了すると判断する。温度調節を終了しない場合には、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返すことにより、本実施例の印刷装置１００は、ヘッドにおけるインクの温度を適温に調節することができる。温度調節を終了する場合には、制御部２０は、ポンプ８を停止させ、インクの循環を終了する。

上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る印刷装置１００によれば、実施例１の効果に加え、第１温度センサのみならず第２温度センサを備えているので、ヒータ９ａにおける加熱前後のインク温度を知ることができ、当該温度情報に基づいて、よりインク温度を適切に制御することができる。

すなわち、本実施例の制御部２０は、加熱後のヘッドにおけるインク温度が第１基準温度から第３基準温度までの間であったとしても、加熱前のインク温度情報も得るとともに、得た情報に基づいてヒータ９ａのオン／オフ、冷却部（ファン１０）のオン／オフ、及びポンプ８によるインク流量を細かく制御し、速いレスポンスで常に適切なインク温度に保つことが可能となる。

次に、本発明の実施例３の印刷装置１００について説明する。インクジェットヘッドは、主走査方向に複数のヘッドを配置することで構成されるラインヘッドとし、加熱部は、複数のヘッドの各々に対応してインク分配器１８と複数のヘッドの各々との間に複数設けられた構成が考えられる。

すなわち、図２に示す実施例１の構成と異なる点は、ヒータ９ａが複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの各々に供給されるインクを一律に加熱するのではなく、ヘッド毎に供給されるインクの加熱を行うか否かを制御できる点である。ヘッド毎に加熱制御を行うためのヒータの構成は、様々なものが考えられるが、本実施例における印刷装置１００には、ヒータ９ａの代わりにヘッド毎に異なる３つのヒータ２９ａ，２９ｂ，２９ｃが設けられているものとする。すなわち、ヒータ２９ａは、インク分配器１８からヘッド３ａに至る途中の経路に設けられ、ヘッド３ａに流入するインクを加熱する。ヒータ２９ｂは、インク分配器１８からヘッド３ｂに至る途中の経路に設けられ、ヘッド３ｂに流入するインクを加熱する。ヒータ２９ｃは、インク分配器１８からヘッド３ｃに至る途中の経路に設けられ、ヘッド３ｃに流入するインクを加熱する。

制御部２０は、ヒータ２９ａ，２９ｂ，２９ｃのオン／オフを制御する際に、複数のヘッド３ａ，３ｂ，３ｃのうち使用するヘッドに流れるインクのみが必要に応じて加熱され、使用しないヘッドに流れるインクが加熱されないようにヒータ２９ａ，２９ｂ，２９ｃのオン／オフを制御する。

なお制御部２０の詳細な構成は、図３で説明した実施例１の構成と同様であるが、ヒータ９ａの代わりにヒータ２９ａ，２９ｂ，２９ｃがドライバ２３に接続されているものとする。

その他の構成は実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。

＜印刷装置の作用＞
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図７は、本実施例の印刷装置１００の制御部２０の動作を説明するフローチャート図である。

まず、制御部２０は、図３に示す外部インターフェース１５を介して印刷ジョブを受信する（ステップＳ５１）。次に、制御部２０内のＣＰＵ２１は、用紙幅と印刷画像に基づいてヘッドを選択する（ステップＳ５２）。具体的には、ＣＰＵ２１は、受信した印刷ジョブに基づいて用紙幅とヘッド位置の関係を抽出し（ステップＳ５３）、印字を行わないヘッドを決定する（ステップＳ５４）。本実施例において印刷装置１００は、ヘッド３ａ，３ｃを使用せず、ヘッド３ｂのみを用いて用紙３０に印字を行うものとする。すなわち、図２に示すように印刷媒体（用紙３０）への印刷がヘッド３ｂのみで可能な場合である。この場合、ＣＰＵ２１は、使用するヘッドとしてヘッド３ｂのみを選択し、ヘッド３ａ，３ｃは印字を行わないヘッドであると決定する。

また、制御部２０は、ステップＳ５１で印刷ジョブを受信した際に、ヘッド選択の動作と並行して温度調整機構動作を開始する（ステップＳ５５）。その後、制御部２０は、ステップＳ５４で決定したヘッド情報に基づいて、ヘッド下に通紙・印字があるか否か（すなわちヘッド３の各々について使用するか否か）を判断する（ステップＳ５６）。上述したように、ヘッド３ａ，３ｃは印字を行わないので、ヘッド３ａ，３ｃに対する温度調整機構はオフとなる（ステップＳ５８）。すなわち、制御部２０は、ヘッド３ａ，３ｃのインク温度調整のためのヒータ２９ａ，２９ｃをオフに維持し、使用しないヘッド３ａ，３ｃに流れるインクが加熱されないようにする。

また、ヘッド３ｂは印字を行うので、ヘッド３ｂに対する温度調整機構はオンとなる（ステップＳ５７）。この場合には、制御部２０は、ヘッド３ｂ内の第１温度センサにより測定されたインク温度に基づいてヒータ２９ｂのオン／オフを制御し、ヘッド３ｂに流れるインクのみが必要に応じて加熱されるようにする。なお、制御部２０の動作自体は、実施例１と同様であり、図４で説明したフローチャート図にしたがって、ヒータ２９ｂのオン／オフ、冷却部（ファン１０）のオン／オフ、及びポンプ８によるインク流量を制御する。

その後、制御部２０は、印刷ジョブが終了したか否かを判断し（ステップＳ５９）、終了していない場合にはステップＳ５６に戻ってインク温度調整動作を継続する。印刷ジョブが終了している場合には、制御部２０内のＣＰＵ２１は、ドライバ２３に画像情報を出力する。ドライバ２３は、画像情報に基づいてヘッド３を駆動し、印刷後、印刷ジョブを終了する（ステップＳ６０）。

その他の作用は実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。

上述のとおり、本発明の実施例３の形態に係る印刷装置１００によれば、実施例１の効果に加え、ヒータ２９ａ，２９ｂ，２９ｃがヘッド毎に設けられ、ヘッドの使用状況に応じて通電するヒータを選択できるので、インクを温める必要のないヘッドに設けられたヒータに対しては通電せず、消費電力を低く抑えることができる。

なお、上記の実施例では複数のインクジェットヘッドを主走査方向に千鳥状に配置させラインヘッドを構成する例を挙げたが、これに限らない。つまり、本発明は１つのインクジェットヘッドでラインヘッドを構成する場合にも適用可能である。

本発明に係る印刷装置は、紙等の記録媒体上にヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェット方式の印刷装置に利用可能である。

１ 上部タンク
２ インク
３ ヘッド
４ 下部タンク
５ インク
６ インクボトル
７ 弁
８ ポンプ
９ ヒータ
１０ ファン
１１ ヒートシンク
１２ 冷却機構
１５ 外部Ｉ／Ｆ
１８ インク分配器
２０ 制御部
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ ドライバ
２４ Ａ／Ｄ変換部
２５ インク温度センサ
２６ 搬送モータ
２７ センサ
２９ ヒータ
３０ 用紙（印刷媒体）
４０ 操作パネル
１００ 印刷装置
１２０ ヘッドユニット
３２０ サイド給紙台
３３０ 給紙トレイ
３４０ 排紙口
３４５ 排紙台
３５０ レジストローラ
３６０ 搬送ベルト
３７０ エア吸引ファン
３８０ 切替機構

Claims (5)

1. インク循環型の印刷装置であって、
   印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   インクを循環経路で循環させるポンプと、
   前記ポンプにより循環されたインクを加熱する加熱部と、
   前記インクジェットヘッドのインクの温度を測定する第１温度センサと、
   前記第１温度センサにより測定された温度に基づいて、前記加熱部を制御するとともに、循環経路上におけるインク流量を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする印刷装置。
2. インク循環経路上に設けられてインクを貯留するとともに、貯留したインクを前記インクジェットヘッドの各々に供給する上部タンクと、
   前記インクジェットヘッドから吐出されなかったインクを貯留する下部タンクとを備え、
   前記ポンプは、インクを循環経路で循環させるために前記下部タンクから前記上部タンクにインクをくみ上げ、
   前記加熱部は、前記上部タンクから前記インクジェットヘッドに至るまでのインク循環経路上に設けられることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. インク循環経路上における前記加熱部の上流側に設けられ、前記加熱部により加熱される前のインクの温度を測定する第２温度センサを備え、
   前記制御部は、前記第１温度センサにより測定された温度と前記第２温度センサにより測定された温度とに基づいて、前記加熱部のオン／オフを制御するとともに、前記ポンプによるインク流量を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の印刷装置。
4. 循環されたインクを前記インクジェットヘッドに分配するインク分配部を備え、
   前記加熱部は、前記インク分配部に設けられ、主走査方向に所定領域毎の加熱が可能であり、
   前記制御部は、前記インクジェットヘッドの印刷に使用する領域に対応した前記加熱部の領域のみにインクを加熱させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の印刷装置。
5. 前記インクジェットヘッドは、主走査方向に複数のヘッドを配置することで構成されるラインヘッドであり、
   前記加熱部は、前記複数のヘッドの各々に対応して前記インク分配部と前記複数のヘッドの各々との間に複数設けられ、
   前記制御部は、前記加熱部のオン／オフを制御する際に、前記複数のヘッドのうち使用するヘッドに流れるインクのみが必要に応じて加熱され、使用しないヘッドに流れるインクが加熱されないように前記加熱部のオン／オフを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の印刷装置。

Images