JP2015085556A - 温度調節装置 - Google Patents

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Yosuke Minowa
陽介 箕輪
義和 原
Yoshikazu Hara
義和 原
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Abstract

【課題】無駄な電力消費を抑制して温度調節の対象である温度調節対象物を温度調節する。【解決手段】インクを温度調節する温度調節器131と、インクの温度を検出する温度計91と、検出された温度が温度調節器131による温度調節を開始する第1基準温度に達したときに、温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器131がスリープ動作への移行により停止する時点までのスリープ移行時間T1を算出すると共に、温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器131により温度調節されて目標温度である第2基準温度に達する時点までの目標温度到達時間T2を算出する時間算出部25と、スリープ移行時間T1がT2目標温度到達時間より長い場合、温度調節器131による温度調節を実行し、スリープ移行時間T1が目標温度到達時間T2より短い場合、温度調節部131による温度調節を実行しないように制御する温度制御部27とを備える。【選択図】図2

Description

本発明は、無駄な電力消費を抑制して温度調節対象物を温度調節する温度調節装置に関する。
印刷装置では、インクの特性を考慮し、インクが適正な粘度になるように温度調節してから画像を印刷する。印刷に用いられるインクは、低温では粘度が高く、高温では粘度が低いというように温度条件により粘度が変化する温度特性を有しているため、印刷装置は、インクの粘度によりインク滴の液滴径の大きさや吐出速度にばらつきが生じたり、吐出によるミストの発生量が増加し、高精細な印刷物を得ることができなくならないようにインクの温度調節をする必要がある。
また、印刷装置には、印刷装置の省電力を図るため、印刷装置への操作が無い状態が所定時間継続したことを条件に省電力モード(スリープモード)に移行するものがある。
特許文献1には、ユーザ操作、端末装置からの印刷データの受信や外部のファクシミリ装置からのファクシミリデータの受信が無い状態が所定時間継続したことを条件に省電力モード(スリープモード)に移行するものがある。
特開2011−55080号公報
しかしながら、特許文献1記載の印刷装置では、インクの温度が印刷するために必要な下限温度となったとき、温度調節器はインクの加温を開始するが、温度調節器でインクの加温を開始した後、インク温度が適正温度に到達する前に、所定時間が経過してスリープモードに移行した場合、温度調節器がオフとなる。そのため、スリープモードが解除されると、再度、温度調節器がインクを加温する必要があるので、スリープモード移行までインクを加温するために消費した電力が無駄になってしまう。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、無駄な電力消費を抑制して温度調節の対象である温度調節対象物を温度調節する温度調節装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る温度調節装置の第1の特徴は、温度調節対象物に対して加熱又は冷却することにより温度調節する温度調節手段と、前記温度調節対象物の温度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された温度が前記温度調節手段による温度調節を開始する第1基準温度に達した時点から前記温度調節手段がスリープ動作への移行により停止する時点までのスリープ移行時間を算出すると共に、前記第1基準温度に達した時点から前記温度調節手段により温度調節されて目標温度である第2基準温度に達する時点までの目標温度到達時間を算出する時間算出手段と、前記算出されたスリープ移行時間が前記算出された目標温度到達時間より長い場合、前記温度調節手段による温度調節を実行し、前記算出されたスリープ移行時間が前記算出された目標温度到達時間より短い場合、前記温度調節手段による温度調節を実行しないように制御する制御手段と、を備えたことにある。
本発明に係る温度調節装置の第1の特徴によれば、制御手段が、算出されたスリープ移行時間が算出された目標温度到達時間より長い場合、温度調節手段による温度調節を実行し、算出されたスリープ移行時間が算出された目標温度到達時間より短い場合、温度調節手段による温度調節を実行しないように制御するので、温度調節手段が加温のための電力を無駄に消費することなく、温度調節の対象である温度調節対象物を温度調節することができる。
本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置において、インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインクを循環するインク循環経路を模式的に示した図である。 本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置の機能構成を示した図である。 (a)は、スリープ移行時間の算出を説明した図であり、(b)は、目標温度到達時間の算出を説明した図である。 本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置における処理手順を示したフローチャートである。 本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置における動作を示したタイミングチャートである。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置について以下に説明する。
<インクジェット印刷装置の構成>
本発明の実施例1では、温度調整装置として、インクの温度を調整しながら循環経路内で循環させるインク循環方式のインクジェット印刷装置を例に挙げて説明する。
図1は、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1において、インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインクを循環するインク循環経路を模式的に示した図である。
図1に示すように、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1は、インクIKが貯留された上部インクタンク101を備えている。そして、この上部インクタンク101と、インクIKを吐出するインクジェットヘッドユニット120内の上流側に設けたインク供給室123とは、インク供給経路105を介して接続されており、このインク供給経路105上には第1電磁弁102が設けられている。
さらに、インクジェットヘッドユニット120内の下流側に設けたインク回収室124と、このインク回収室124から回収したインクIKを貯蔵する下部インクタンク109と、ポンプ130と、温度調節器131と、上部インクタンク101とは、インク回収経路106を介して接続されている。これにより、下部インクタンク109に貯留されたインクIKは、ポンプ130が駆動することにより温度調節器131側へ送出され、また、第2電磁弁108がオン/オフ制御されることにより、インク回収経路106を流れるインクIKの流量が制御される。なお、温度調節器131は、インクIKを加温するためのヒーターからなる加温部と、インクIKを冷却するための冷却ファンおよびヒートシンクからなる冷却部(共に図示しない)を備えている。
従って、インクIKを、上部インクタンク101とインク供給経路105とインク回収経路106と下部インクタンク109とを含むインク循環経路107内を循環させる場合、インク循環経路107に設けた第1電磁弁102及び第2電磁弁108をオン動作させる(開状態にする)と、上部インクタンク101内に貯蔵されたインクIKはインク供給経路105内を通ってインクジェットヘッドユニット120のインク供給室123内に供給される。そして、このインク供給室123からインクIKが2次元的に配置された複数のインクジェットヘッド110に分配され、各インクジェットヘッド110からインクIKが印刷用紙W上に選択的に吐出される。
さらに、各インクジェットヘッド110からインクIKが印刷用紙W上に選択的に吐出された後、各インクジェットヘッド110からの余剰のインクIKがインク回収室124内に集められて、インク回収室124からのインクIKがインク回収経路106内を通って下部インクタンク109内に一時的に貯蔵される。
この後、下部インクタンク109内のインクIKは、ポンプ130により送出され、温度調節器131を介して、上部インクタンク101に供給される。
また、下部インクタンク109は、インクIKを充填したインクボトル103と接続されており、第3電磁弁104がオン制御される(開状態にする)ことにより、インクボトル103内に貯留されたフレッシュなインクIKが下部インクタンク109に供給される。
<インクジェット印刷装置1の機能構成>
次に、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1の機能構成について説明する。
図2は、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1の機能構成を示した図である。
図2に示すように、インクジェット印刷装置1は、ハードディスク71と、RAM73と、操作部3と、制御部2と、温度計91と、温度調節器131とを備えている。これらの構成のうち、温度調節器131の構成については、上述したので、説明を省略する。
ハードディスク71は、制御部2が実行する各種制御プログラム等を記憶している。また、ハードディスク71は、後述する目標温度到達時間T2を算出するために、ある温度から第2基準温度(目標温度)まで加温するまでの時間を、目標温度到達時間テーブルとして記憶している。
RAM73は、不揮発性半導体等で構成され、制御部2が実行する各種制御プログラムや各種データを記憶している。
操作部3は、インクジェット印刷装置1の上部に設けられ、表示/入力パネル31と、主電源をオンに設定するための電源キー、読み取りや印刷等を開始させるためのスタートキー、読み取りや印刷等を停止させるためのストップキー、印刷枚数等を入力するためのテンキー(いずれも図示せず)等の各種操作キーとを備えている。
操作部3の表示/入力パネル31は、前面に配置された感圧式あるいは静電式の透明なタッチパネルと、このタッチパネルの裏面に配置された液晶表示パネル(いずれも図示せず)とを有している。利用者は、液晶表示パネルの表示画面を見ながら、タッチパネルの表面を指などで直接触れることで、各種の設定入力操作等を行うことができる。ユーザにより表示/入力パネル31から何らかの操作がなされたり、各種操作キーが押下操作されると、後述するスリープモードが解除される。
温度計91は、インク循環経路107上に設けられ、インク循環経路107内を流れるインクIKのインク温度を検出する。
制御部2は、インクジェット印刷装置1の中枢的な制御を行う。また、制御部2は、その機能上、スリープ制御部21と、タイマー23と、時間算出部25と、温度制御部27とを備える。
スリープ制御部21は、レディモードとスリープモードとを切り替える。レディモードとは、印刷動作を実行可能なモードである。一方、スリープモードとは、温度調節器131による温度調節を行わずに消費電力を減少させるモードであり、スリープモードに移行すると、温度調節器131はオフされる。
スリープ制御部21は、レディモードのときに、タイマー23により計時された、ユーザにより最後の操作が行われたか、又は最後に印刷ジョブを受信した時点からの経過時間が、予め設定されたスリープモードへの移行設定時間T3に達したとき、スリープモードへの移行処理を実行する。また、スリープ制御部21は、スリープモード中に、ユーザにより操作が行われたか、又は印刷ジョブを受信した場合に、スリープモードを解除してレディモードへの移行処理を実行する。
タイマー23は、ユーザにより最後の操作が行われたか、又は最後に印刷ジョブを受信した時点からの経過時間を測定する。
上述したように、ユーザにより最後の操作が行われた時点からの経過時間が、予め設定されたスリープモードへの移行設定時間T3に達したとき、スリープ制御部21が、スリープモードへの移行処理を実行する。そのため、タイマー23は、ユーザにより操作が行われる、又は印刷ジョブを受信する度に、計時した経過時間をリセットすることにより、ユーザにより最後の操作が行われたか、又は最後に印刷ジョブを受信した時点からの経過時間を測定する。
時間算出部25は、温度計91により検出された温度が予め設定された第1基準温度に達したときに、温度計91により検出された温度が温度調節器131による温度調節を開始する第1基準温度に達した時点から温度調節器131がスリープモードへの移行により停止する時点までのスリープ移行時間T1を算出する。
また、時間算出部25は、温度計91により検出された温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器131により温度調節されて目標温度である第2基準温度に達する時点までの目標温度到達時間T2を算出する。具体的には、時間算出部25は、ハードディスク71に記憶された目標温度到達時間テーブルから、温度計91により検出された温度から第2基準温度まで加温して達する時点までの時間を目標温度到達時間T2として抽出する。
図3(a)は、スリープ移行時間T1の算出を説明した図であり、図3(b)は、目標温度到達時間T2の算出を説明した図である。なお、ここでは、説明のため、図3(a)は、スリープ機能を有する従来技術である印刷装置を例に挙げて、スリープ移行時間T1の算出を説明し、図3(b)は、スリープ機能を使用しない印刷装置を例に挙げて、目標温度到達時間T2の算出を説明する。
スリープ機能を有する従来技術である印刷装置では、図3(a)に示すように、t0時点において、ユーザにより何らかの操作が行われる、又は印刷ジョブを受信することにより、タイマー23による計時が開始される。
t1時点では、温度計91により測定された温度が第1基準温度である25(℃)に達している。
すると、113に示すように、温度調節器131がオン動作され(ここでは、加温部により加温されている)、インク温度111は上昇する。
その後、t0時点からスリープモードへの移行設定時間T3が経過したt3時点において、従来技術の印刷装置でスリープ機能を有するとした場合では、スリープモードに移行し、温度調節器131をオフとする。このときの、温度計91により検出された温度が第1基準温度である25(℃)に達したt1時点からスリープモードへの移行するt3時点までの時間が、スリープ移行時間T1となる。
スリープ機能を有する従来技術である印刷装置では、t3時点において、スリープモードへの移行するので温度調節器131がオフとなり、t3時点からインクの温度111が環境温度に近い温度まで低下している。そして、t5時点において、ユーザにより最後の操作が行われたか、又は最後に印刷ジョブを受信すると、再度、温度調節器131をオンとして、インク温度111が第2基準温度(目標温度)である35(℃)に到達するまで加温する。
そして、t7時点において、インクの温度111が第2基準温度(目標温度)である35(℃)に達すると、印刷可能な状態となるので、温度調節器131をオフとする。
このように、スリープ機能を有する従来技術である印刷装置では、図3(a)に示したt1時点からt3時点までの間、温度調節器131が加温したにもかかわらず、スリープ動作への移行し温度調節器131をオフとなってしまうので、印刷するためには、t5時点から再度加温する必要がある。そのため、図3(a)に示したt1時点からt3時点までの間に、温度調節器131が加温のために消費した電力が無駄になってしまっていた。
また、スリープ機能を使用しない印刷装置では、図3(b)に示すように、t11時点において、温度計91により測定されたインク温度201が第1基準温度である25(℃)に達している。
すると、温度調節器131がオン動作され(ここでは、加温部により加温されている)、インク温度201は上昇する。そして、t13時点において、インク温度201が第2基準温度(目標温度)である35(℃)に達すると、印刷可能な状態となるので、203に示すように、温度調節器131をオフとする。このときの、温度計91により検出されたインク温度201が第1基準温度である25(℃)に達したt11時点から、温度調節器131により加温されて第2基準温度(目標温度)である35(℃)に達する時点までの時間が、目標温度到達時間T2となる。
本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1では、インク循環経路107内を循環するインク量は一定であり、温度調節器131が出力する熱エネルギーが一定であるので、ある温度(ここでは25℃)から第2基準温度(目標温度:35℃)まで加温するまでの時間は一定となる。そのため、予め、ハードディスク71に、ある温度(ここでは25℃)から第2基準温度(目標温度:35℃)まで加温するまでの目標温度到達時間T2を、目標温度到達時間テーブルとして記憶している。
図2に戻り、温度制御部27は、算出されたスリープ移行時間T1が算出された目標温度到達時間T2より長い場合、温度調節器131による温度調節を実行し、算出されたスリープ移行時間T1が算出された目標温度到達時間T2より短い場合、温度調節器131による温度調節を実行しないように制御する。
<インクジェット印刷装置1の作用>
次に、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1の作用について説明する。
図4は、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1における処理手順を示したフローチャートである。
図4に示すように、制御部2は、操作が行われたか否かを判定する(S101)。具体的には、ユーザにより操作部3から直接操作が行われたか、又は図示しないネットワーク接続されたパーソナルコンピュータなどから印刷ジョブを受信した場合、制御部2は、操作が行われたと判定する。
ステップS101において、操作が行われたと判定された場合(YES)、タイマー23は、計時していた経過時間をリセットした後(S103)、新たに、0から経過時間を計時し始める(S105)。これにより、タイマー23は、ユーザにより最後の操作が行われたか、又は最後に印刷ジョブを受信した時点からの経過時間を測定することができる。
次に、制御部2の時間算出部25は、温度計91により検出されたインクの温度が予め設定された第1基準温度に達したか否かを判定する(S107)。
ステップS107において、温度計91により検出されたインクの温度が予め設定された第1基準温度に達したと判定された場合(YES)、時間算出部25は、温度計91により検出されたインクの温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器131がスリープモードへの移行により停止する時点までのスリープ移行時間T1を算出する(S109)。
次に、時間算出部25は、温度計91により検出された温度が第1温度に達した時点から温度調節器131により温度調節されて目標温度である第2基準温度に達する時点までの目標温度到達時間T2を算出する(S111)。
そして、温度制御部27は、ステップS109において算出されたスリープ移行時間T1が、ステップS111において算出された目標温度到達時間T2より長いか否かを判定する(S113)。
ステップS113において、スリープ移行時間T1が目標温度到達時間T2より長いと判定された場合(YES)、インク温度が目標温度に到達する前に、スリープモードに移行して温度調節器131がオフになることはない。そこで、温度制御部27は、温度調節器131による温度調節を実行することにより(S115)、インク温度の加温を開始する。
一方、ステップS113において、スリープ移行時間T1が目標温度到達時間T2より短いと判定された場合、インク温度が目標温度に到達する前に、スリープモードに移行して温度調節器131がオフになってしまうので、温度制御部27は、温度調節器131による温度調節を実行することなく、処理を終了する。
図5は、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1における動作を示したタイミングチャートである。
図5に示すように、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1では、t0時点において、ユーザにより何らかの操作が行われる、又は印刷ジョブを受信することにより、タイマー23による計時が開始される。
そして、t21時点において、温度計91により測定された温度が第1基準温度である25(℃)に達すると、時間算出部25は、温度計91により検出された温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器131がスリープモードへの移行により停止する時点までのスリープ移行時間T1を算出すると共に、温度計91により検出された温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器131により温度調節されて目標温度である第2基準温度に達する時点までの目標温度到達時間T2を算出する。
ここでは、図3に示したように、スリープ移行時間T1が目標温度到達時間T2より長いと判定され、温度制御部27は、温度調節器131による温度調節(ここでは、加温)を実行することなく待機する。
t23時点において、インクジェット印刷装置1はスリープモードに移行するが、既に、温度調節器131はオフであるので、インクを加温することなく、スリープモードで待機する。これにより、t24時点には、インク温度301は環境温度近くまで低下している。
そして、t25時点において、ユーザにより最後の操作が行われたか、又は最後に印刷ジョブを受信すると、スリープ制御部21は、スリープモードを解除してレディモードへの移行処理を実行し、温度制御部27は、温度調節器131をオンとして、インク温度301が第2基準温度(目標温度)である35(℃)に到達するまで加温する。
そして、t27時点において、インクの温度301が第2基準温度(目標温度)である35(℃)に達すると、印刷可能な状態となるので、温度調節器131をオフとする。
このように、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1によれば、スリープ移行時間T1が目標温度到達時間T2より短い場合、図5に示すように、温度制御部27は、温度調節器131による温度調節を実行することなく待機し、ユーザにより最後の操作が行われたか、又は最後に印刷ジョブを受信したときに、温度制御部27が、温度調節器131をオンとして、インク温度301が第2基準温度(目標温度)である35(℃)に到達するまで加温するので、効率よくインクを加温することができる。具体的には、図3(a)に示すように、t1時点からt3時点までの間において、温度調節器131が加温のための電力を無駄に消費することなく、図5に示すt25時点まで待機してインクの加温を開始することができる。
また、本発明の実施例1に係るインクジェット印刷装置1によれば、スリープ移行時間T1が目標温度到達時間T2より長い場合、インク温度が目標温度に到達する前に、スリープモードに移行して温度調節器131がオフになることはないので、温度制御部27が、温度調節器131による温度調節を実行することにより、インク温度の加温を開始する。これにより、図3(b)に示したインク温度201と同様に、温度調節器131により第2基準温度(目標温度)である35(℃)に達するまで加温されるので、効率よくインクを加温することができる。
なお、本発明の実施例1では、温度調節対象物であるインクの温度を調整しながら循環経路内で循環させるインク循環方式のインクジェット印刷装置を例に挙げて説明したが、温度調節対象物は、インクに限らず、例えば、封入封緘装置における封筒用紙を接着させるための水であってもよい。即ち、温度調節装置は、インクジェット印刷装置に限らず、封入封緘装置でもよい。
封入封緘装置とは、封筒に入れる印刷物を印刷すると共に、印刷物が封筒に入るように折りたたみ、封筒に内包するように封緘する装置であり、インクジェット印刷装置と同様に、スリープ機能を有している。この封入封緘装置で用いられる封筒用紙は、水糊等の再湿糊が塗工されている再湿糊部が設けられており、再湿糊部に水が塗布されることにより、接着力が発揮され封緘できるようになっている。
そこで、封入封緘装置には、封筒用紙の再湿糊部に水を塗布する加水機構部が設けられ、この水の温度が、再湿糊部に塗工されている再湿糊の接着力が大きくなるような温度に制御されていることが望ましい。
加水機構部は、図示しないが、水が貯留された水貯留容器を備えており、水貯留容器に貯留した水内には水塗布部材の一例として水塗布パッドが浸漬されている。水塗布パッドは「く字状」に屈曲した上方の一端部側が再湿糊部への水塗布部位となっており、且つ、上端部とは反対側の下方の他端部が水内に浸漬されている。
水塗布パッドは、封筒用紙の表面上の所定の接着位置に予め設けられた再湿糊部に水を自動的に塗布するために、連続多孔質構造に形成された水塗布パッドを用いて水貯留容器内の水を毛細管現象により吸い上げることができるように形成されている。
そして、水塗布パッドの上方の一端部側が再湿糊部へ接触することにより、水が再湿糊部に塗布されるようになっている。
また、水貯留容器には、水貯留容器内の水を加温又は冷却する温度調整器と、水貯留容器内の水の温度を測定する温度計とが設けられており、封入封緘装置は、温度計により検出された水の温度が予め設定された第1基準温度に達したときに、温度計により検出された水の温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器がスリープモードへの移行により停止する時点までのスリープ移行時間を算出すると共に、温度計により検出された水の温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器により温度調節されて目標温度である第2基準温度に達する時点までの目標温度到達時間を算出する時間算出部と、算出されたスリープ移行時間が算出された目標温度到達時間より長い場合、温度調節器による温度調節を実行し、算出されたスリープ移行時間が算出された目標温度到達時間より短い場合、温度調節器による温度調節を実行しないように制御する制御部を備えている。
封入封緘装置では、温度調節対象物である水は、循環されることなく水貯留容器に貯留されているので、再湿糊部に塗布されることにより減量する。そのため、水貯留容器には、液位計が設けられており、時間算出部25は、液位計により検出された液位から水の体積を算出し、この算出した体積に基づいて、温度計により検出された温度が第1基準温度に達した時点から温度調節器により温度調節されて目標温度である第2基準温度に達する時点までの目標温度到達時間T2を算出する。
これにより、無駄な電力を消費することなく、温度調節の対象である水貯留容器内に貯留された水を効率よく温度調節することができる。
さらに、温度調節対象物は、インクや水に限らず、例えば、封入封緘装置における封筒用紙を接着させるための糊であってもよい。
1…インクジェット印刷装置
2…制御部
3…操作部
21…スリープ制御部
23…タイマー
25…時間算出部
27…温度制御部
31…表示/入力パネル
71…ハードディスク
73…RAM
91…温度計
101…上部インクタンク
102…第1電磁弁
103…インクボトル
104…第3電磁弁
105…インク供給経路
106…インク回収経路
107…インク循環経路
108…第2電磁弁
109…下部インクタンク
110…インクジェットヘッド
120…インクジェットヘッドユニット
123…インク供給室
124…インク回収室
130…ポンプ
131…温度調節器

Claims (1)

  1. 温度調節対象物に対して加熱又は冷却することにより温度調節する温度調節手段と、
    前記温度調節対象物の温度を検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出された温度が前記温度調節手段による温度調節を開始する第1基準温度に達した時点から前記温度調節手段がスリープ動作への移行により停止する時点までのスリープ移行時間を算出すると共に、前記第1基準温度に達した時点から前記温度調節手段により温度調節されて目標温度である第2基準温度に達する時点までの目標温度到達時間を算出する時間算出手段と、
    前記算出されたスリープ移行時間が前記算出された目標温度到達時間より長い場合、前記温度調節手段による温度調節を実行し、前記算出されたスリープ移行時間が前記算出された目標温度到達時間より短い場合、前記温度調節手段による温度調節を実行しないように制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする温度調節装置。
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