JP2016016616A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの循環経路上のインクジェットヘッドに供給するインクの温度を温度調整装置に極力依存せず適温にコントロールするすることができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド５の温度センサ５１が検出するインクの温度が、切替温度に上昇しない限り、あるいは、所定期間中に基準以上の温度上昇率で温度センサ５１の検出温度が切替温度に上昇しない限り、インク循環経路１５上のインクは、上流タンク３のインクと下流タンク７のインクとが両方とも下限値に減るまで補給されない。一方、インク温度がいずれかのパターンで切替温度に上昇すると、インク循環経路１５上のインクは、上流タンク３のインクが下限値に減るだけで補給されて増加する。即ち、インク循環経路１５上のインク循環量が容易に増加されてインクの放熱効果が増す。よって、温度調整器２５に依存せずにインクの冷却が促進される。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、インクの循環経路上に配置したインクジェットヘッドに供給するインクの温度をコントロールするインクジェット記録装置に関する。

インクジェットヘッドから印刷用紙にインク液滴を吐出することで画像を形成するインクジェット記録装置が広く用いられている。インクジェット記録装置のインクジェットヘッドは、例えば、圧電素子等のインク吐出機構に駆動電圧を印加することでインク液滴の吐出を行っている。

また、インクジェットヘッドに供給したインクのうちノズルからインク液滴となって吐出されなかった余剰分のインクを回収するために、筐体内にインクの循環経路を設け、この循環経路上にインクジェットヘッドを設けたインクジェット記録装置も知られている。

この種のインクジェット記録装置では、循環経路におけるインクジェットヘッドの上流側の加圧タンクからインクジェットヘッドにインクを供給し、余剰のインクをインクジェットヘッドから循環経路におけるインクジェットヘッドの下流側の負圧タンクに回収する。回収したインクは適宜、ポンプによって負圧タンクから加圧タンクに送られる。

なお、負圧タンクの内部を負圧に保つことで、ノズルからインク液滴を吐出しない非吐出時に、ノズルのインク液面にメニスカスを形成してノズルからのインクの漏出を防ぐことができる。

ところで、インクジェット記録装置で用いられるインクは、一般に高温環境時で粘度が低下するという特性を有しており、粘度が低下すると通常の制御で適正なインク量の吐出を行うことが難しくなる。そこで、インク循環経路上に設けた温度調整装置により、インクジェットヘッドに供給するインクの温度を適温にコントロールすることが行われている（以上、例えば特許文献１）。

特開２００８−２６５０９７号公報

この種のインクジェット記録装置では、例えば印字率の高い印刷が続く等してインクの温度が印刷可能範囲の上限温度に達すると、インクの温度を温度調整装置で適温まで冷却する「クールダウン」動作を、印刷動作を中断して割り込み実行する必要がある。このような「クールダウン」動作の実行は、印刷処理の効率を落とし印刷所要時間を長時間化させる原因となってしまう。

本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、インクの循環経路上のインクジェットヘッドに供給するインクの温度を温度調整装置に極力依存せずに適温にコントロールすることができるインクジェット記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明のインクジェット記録装置は、
インクの循環経路上のインクジェットヘッドのノズルから吐出するインク液滴によって印刷用紙上に画像を形成するインクジェット記録装置において、
前記循環経路上のインク温度を検出する温度検出部と、
前記循環経路上を循環するインクが一時貯留されるインクタンクのインク量を検出するインク量検出部と、
前記インク量検出部による検出インク量が補給開始条件を成立させる量に減少すると、前記循環経路外から前記インクタンクへのインクの補給を開始するインク補給部と、
前記温度検出部による検出温度が基準温度に上昇して切替条件が成立すると、前記補給開始条件を第１条件から該第１条件よりも成立が容易な第２条件に切り替える補給開始条件切替部と、
を備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載した本発明のインクジェット記録装置は、請求項１に記載した本発明のインクジェット記録装置において、前記インクタンクは、前記循環経路上における前記インクジェットヘッドの上流側に設けられ該インクジェットヘッドに供給するインクが一時貯留される上流タンクと、前記循環経路上における前記インクジェットヘッドの下流側に設けられ該インクジェットヘッドから回収した余剰のインクが一時貯留される下流タンクとを有しており、前記インク補給部によるインクの補給先は前記下流タンクであり、前記インク量検出部は、前記上流タンクのインク量の上流タンク下限貯留量への減少及び前記下流タンクのインク量の下流タンク下限貯留量への減少をそれぞれ検出し、前記第１条件は、前記上流タンク及び前記下流タンクのインク量の前記上流タンク下限貯留量及び前記下流タンク下限貯留量への減少であり、前記第２条件は、前記上流タンクのインク量の前記上流タンク下限貯留量への減少であることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載した本発明のインクジェット記録装置は、請求項１又は２に記載した本発明のインクジェット記録装置において、前記切替条件は、前記温度検出部による検出温度が所定期間中に基準以上の温度上昇率で前記基準温度に上昇することで成立することを特徴とする。

本発明によれば、インクの循環経路上のインクジェットヘッドに供給するインクの温度を温度調整装置に極力依存せずに適温にコントロールすることができる。

即ち、請求項１に記載した本発明のインクジェット記録装置によれば、循環経路上のインク温度が基準温度に上昇して切替条件が成立すると、インク補給部による循環経路外からインクタンクへのインクの補給が、第１条件よりも成立が容易な第２条件の成立によって開始されるようになる。

インクタンクへのインクの補給が開始されると、循環経路内のインクよりも低温のインクが外部から循環経路に流入することになる。また、循環経路上のインク循環量が増加し、循環経路上で自身よりも低温の部分と接触するインク量が増えて、それによるインクの冷却効果が促進されるようになる。したがって、循環経路上のインクジェットヘッドに供給するインクの温度を温度調整装置による冷却に極力依存せずに適温にコントロールすることができる。

また、請求項２に記載した本発明のインクジェット記録装置によれば、請求項１に記載した本発明のインクジェット記録装置において、循環経路上のインク温度が上昇して切替条件が成立すると、上流タンク及び下流タンクのインク量が上流タンク下限貯留量及び下流タンク下限貯留量までそれぞれ減少しなくても、上流タンクのインク量が上流タンク下限貯留量まで減少すれば、インク補給部による循環経路外からインクタンクへのインクの補給が開始されるようになる。

このため、循環経路のインク温度が上昇した場合は、インクジェットヘッドに供給するインクが貯留される上流タンクのインク量が下限貯留量を割り込まないようにして、上流タンクからインクジェットヘッドに供給されるインクが加熱により温度上昇しやすい状況の発生を抑制することができる。

さらに、請求項３に記載した本発明のインクジェット記録装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明のインクジェット記録装置において、温度検出部による検出温度が基準温度に上昇したときの所定期間中における温度上昇率が基準未満であれば、循環経路のインク温度の上昇ペースが鈍いことになる。この場合は、循環経路のインク温度がさらに上昇を続けても、「クールダウン」動作が開始される温度に上昇するまでには相応の時間がかかり、あるいは、その温度に達する前に温度上昇が終わる可能性がある。

そこで、この場合は切替条件を第１条件から第２条件に切り替えないようにして、基準温度を超えて「クールダウン」動作が開始される温度に近づくまでインク温度が上昇していないにもかかわらず、インクの補給が容易に行われる状態に移行されてしまうのを、防ぐことができる。

なお、請求項１又は２に記載した本発明のインクジェット記録装置において、循環経路外からインクタンクへのインクの補給を開始する補給開始条件を成立が容易な第２条件に切り替える切替条件は、前記温度検出部による検出温度が前記基準温度以上である状態が所定期間連続することで成立するものとすることができる。

この場合は、インク温度が一時的に基準温度以上に上昇しただけでは切替条件が第１条件から第２条件に切り替えられないようにして、「クールダウン」動作が開始される温度に達する前に温度上昇が終わる可能性が大きいにもかかわらず、インクの補給が容易に行われる状態に移行されてしまうのを、防ぐことができる。

本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は図１の開閉弁の開弁条件が通常時の開弁条件から切替時の開弁条件に切り替わる切替条件の成立するパターンを示すインク温度の経時変化のグラフである。 図１のインクジェット記録装置の電気的構成を示すブロック図である。 図３の制御ユニットによるインク補給動作に関連する処理の概要を示すフローチャートである。 （ａ）は通常時における図１の上流タンク及び下流タンクのインク液面の状態に応じた図３の制御ユニットによる開閉弁の開閉及び循環ポンプのオンオフの制御内容の一例を示す説明図、（ｂ）は切替時における同制御内容の一例の説明図である。 本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す説明図である。 図６のインクジェット記録装置の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）は通常時における図６の上流タンク及び下流タンクのインク液面の状態に応じた図７の制御ユニットによる開閉弁の開閉及び循環ポンプのオンオフの制御内容の一例を示す説明図、（ｂ）は切替時における同制御内容の一例の説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す説明図である。図１に示す本実施形態のインクジェット記録装置１は、上流タンク３からインクジェットヘッド５を経て下流タンク７に至るインク流路９と、下流タンク７から循環ポンプ１１を経て上流タンク３に至るインク流路１３とにより構成される、インク循環経路１５を有している。

前記上流タンク３には、内部のインク液面の上限値と下限値とをそれぞれ検出する２つの液面センサ３１，３３が設けられている。このうち、液面センサ３３で検出される下限値が、請求項中の上流タンク下限貯留量に相当する。

なお、第１実施形態の以下の説明において、上流タンク３のインクが上限値まで増えたことを液面センサ３１が検出することを、「液面センサ３１がオンになる」と称し、上流タンク３のインクが下限値まで減ったことを液面センサ３３が検出することを、「液面センサ３３がオフになる」と称することがある。

前記インクジェットヘッド５は、印刷する画像に応じたパターンでインク液滴を吐出するノズル（図示せず）が設けられたブロックを複数有しており、上流タンク３よりもインク循環経路１５（インク流路９）における下流側に配置されている。インクジェットヘッド５の各ノズルには、上流タンク３のインク液面とノズルのインクメニスカスとの水頭差に応じた圧力で、インク流路９を介して上流タンク３からインクが供給される。インクジェットヘッド５には、インクジェットヘッド５に供給されたインクの温度を検出する温度センサ５１（請求項中の温度検出部に相当）が設けられている。

前記下流タンク７は、インクジェットヘッド５よりもインク循環経路１５（インク流路９）における下流側に配置されており、インクジェットヘッド５から余剰のインクが自重により回収される。下流タンク７には圧力調整器７１が接続されている。この圧力調整器７１は、例えばベローズで構成され、必要に応じて下流タンク７の内部に負圧をかけるように構成されている。

さらに、下流タンク７には、内部のインク液面の上限値と下限値とをそれぞれ検出する液面センサ７３，７５が設けられている。このうち、液面センサ７５で検出される下限値が、請求項中の下流タンク下限貯留量に相当する。

なお、第１実施形態の以下の説明において、下流タンク７のインクが上限値まで増えたことを液面センサ７３が検出することを、「液面センサ７３がオンになる」と称し、下流タンク７のインクが下限値まで減ったことを液面センサ７５が検出することを、「液面センサ７５がオフになる」と称することがある。

前記循環ポンプ１１は、下流タンク７のインクをインク流路１３を介して上流タンク３に還流させる。このインク流路１３の途中には温度調整器２５（請求項中の温度調整部に相当）が設けられている。この温度調整器２５は、循環ポンプ１１により下流タンク７から上流タンク３に還流されるインクの温度を、インクジェットヘッド５においてインク液滴がノズルから適切な吐出速度で吐出される適正温度に調節するものである。そのために温度調整器２５は、加熱用のヒータ２５１と冷却用のファン２５３及びヒートシンクを有している。

なお、上述した温度調整器２５の代わりに、あるいは、温度調整器２５とは別に、同様の構成の温度調整器を前記インク流路９の途中に設けてもよい。

上述した本実施形態のインクジェット記録装置１では、印刷ジョブの発生を待つ待機中には、インク循環経路１５におけるインクの循環が停止され、印刷ジョブが発生した場合には、インク循環経路１５におけるインクの循環が行われる。そして、これらの各動作中にインクジェットヘッド５のインクメニスカスに適正な負圧がかかるように、下流タンク７の圧力調整器７１が作動される。

ところで、上述した構成のインクジェットプリンタ１において印刷ジョブ待ちの待機中が続くと、インク循環経路１５中のインクの温度が適正温度（例えば、２７℃〜４５℃）の下限よりも低下する。インクジェットヘッド５に供給されるインクの温度が下がるとインクの粘度が上がり、適正温度以下のインクのレベルまで粘度が上がると、インクジェットヘッド５のノズルを通常の制御で駆動しても適切な吐出速度でインク液滴を吐出させることが困難になってしまう。

そこで、次に印刷ジョブが発生してインク循環経路１５におけるインクの循環が再開された場合に、インクジェットヘッド５の温度センサ５１で検出されるインクの温度が適正温度よりも低いと、インクジェット記録装置１がウォームアップ動作に入る。

このウォームアップ動作では、インク循環経路１５を流れるインクが温度調整器２５のヒータ２５１によって適正温度の範囲内に加熱される。インクが適正温度に加熱されると、ウォームアップ動作を終えてインクジェット記録装置１は印刷動作に入り、インクジェットヘッド５のノズルからインク液滴を吐出して印刷ジョブによる印字を行う。

また、インクジェット記録装置１において、例えば、印字率の高い画像の印刷が長く続くと、インク循環経路１５中のインクの温度が適正温度の上限よりも上昇する。インクジェットヘッド５に供給されるインクの温度が上がるとインクの粘度が下がり、適正温度以上のインクのレベルまで粘度が下がると、インクジェットヘッド５のノズルを通常の制御で駆動しても適切な吐出速度でインク液滴を吐出させることが困難になってしまう。

そのため、インクジェットヘッド５の温度センサ５１が検出するインクの温度が適正温度の上限である温度調整開始温度（例えば、４５℃）に上昇すると、インクジェットヘッド５からのインク液滴の吐出を印刷途中であっても中断して、クールダウン動作に入る。このクールダウン動作では、循環ポンプ１１によりインク循環経路１５にインクを循環させながら、温度調整器２５のファン２５３及びヒートシンクを用いてインクを冷却する。

このクールダウン動作は、温度センサ５１が検出するインクの温度が適正温度の範囲内の温度調整終了温度（例えば、４３℃）に低下すると終了する。印刷途中でクールダウン動作に入った場合は、クールダウン動作の終了後に印刷が再開される。

上述したインク循環経路１５には、インクの消費に伴いインクが補給される。本実施形態では、補給用インク流路１９と開閉弁２１とを介して補給用インクタンク２３に接続された下流タンク７にインクが補給される。開閉弁２１は、上流タンク３の液面センサ３１，３３や下流タンク７の液面センサ７３，７５のオンオフ状態に応じて開閉され、開閉弁２１の開弁中に下流タンク７にインクが補給される。なお、補給用インクタンク２３のインクの補給先は、上流タンク３であってもよい。

開閉弁２１は、開閉弁２１を開弁させる条件（請求項中の補給開始条件に相当）の切替条件が成立していない通常時には、上流タンク３の液面センサ３３と下流タンク７の液面センサ７５とが共にオフになると開弁される（通常時の開弁条件、請求項中の第１条件に相当）。その後、上流タンク３の液面センサ３１と下流タンク７の液面センサ７３とのどちらかがオンになると、開閉弁２１が閉弁される（通常時の閉弁条件）。

また、上述した切替条件が成立している切替時には、開閉弁２１は、上流タンク３の液面センサ３３がオフになると、下流タンク７の液面センサ７５がオフでなくても開弁される（切替時の開弁条件、請求項中の第２条件に相当）。その後、上流タンク３の液面センサ３１がオンになると、下流タンク７の液面センサ７３，７５のオンオフ状態に関係なく開閉弁２１が閉弁される（切替時の閉弁条件）。

ここで、切替条件は、例えば、インクジェットヘッド５の温度センサ５１が検出するインクの温度が、クールダウン動作に入る温度調整開始温度（例えば、４５℃）よりも低い切替温度（例えば、４０℃、請求項中の基準温度に相当）に上昇することで、成立するものとすることができる。あるいは、切替条件は、温度センサ５１の検出するインク温度が切替温度以上である状態が所定期間連続した場合に、成立するものとすることができる。

なお、所定期間を時間で定義する場合は、温度センサ５１の検出温度の所定期間中における温度上昇率は、例えば、図２（ａ）の温度上昇例１や温度上昇例２に示すように、温度センサ５１の検出温度が印刷の実行に伴い切替温度に上昇した場合の、直前の所定期間における温度センサ５１の検出温度の推移から求めることができる。

また、所定期間を、温度センサ５１の検出温度が一定度数上昇する期間で定義する場合は、例えば、図２（ｂ）に示すように、温度センサ５１の検出温度が印刷の実行に伴い切替温度（例えば、４０℃）よりも若干低い切替判定開始温度（例えば、３９℃）に上昇した場合に、そこから切替温度まで温度センサ５１の検出温度がさらに上昇するのに要した時間を測定し、測定した時間から求めることができる。

ちなみに、図２（ａ），（ｂ）に示す適正温度の下限未満の温度から下限の温度まで温度センサ５１の検出温度が上昇する部分は、上述したウォームアップ動作によって適正温度の下限までインクが加熱されて温度センサ５１の検出温度が上昇したものである。このため、温度センサ５１の検出温度が適正温度の下限以下である場合、その検出温度は、開閉弁２１を開弁させる条件の切替条件の成立判定には用いない。

さらに、切替条件は、（１）温度センサ５１の検出するインク温度が切替温度（基準温度）に上昇してから所定期間内に、温度センサ５１の検出するインク温度の温度上昇率が基準以上となると、成立するものとすることができる。この場合の切替温度は、（２）温度センサ５１の検出するインク温度が所定期間中に基準以上の温度上昇率で切替温度に上昇することを切替条件の成立条件とする場合の切替温度と同じでも異なってもよい。

次に、インクジェット記録装置１の電気的構成について、図３を参照して説明する。本実施形態のインクジェット記録装置１は、全体制御用の制御ユニット２９を有している。この制御ユニット２９は、ＲＯＭ２９ｃに格納されたプログラムをＣＰＵ２９ａがＲＡＭ２９ｂの作業領域を使用しながら実行することで、各種の制御処理を行う。

前記制御ユニット２９には、インクジェットヘッド５の温度センサ５１、上流タンク３及び下流タンク７の各液面センサ３１，３３，７３，７５、圧力調整器７１、循環ポンプ１１、温度調整器２５のヒータ２５１及びファン２５３、並びに、開閉弁２１が接続されている。

次に、制御ユニット２９のＣＰＵ２９ａが実行するインク補給動作に関連する処理の概要を、図４のフローチャートにより説明する。ＣＰＵ２９ａは、図４のフローチャートに示す一連の処理を、周期的に繰り返し実行する。

そして、ＣＰＵ２９ａは、まず、インクジェットヘッド５の温度センサの検出温度を読み込み（ステップＳ１）、開閉弁２１を開弁させる条件の切替条件が成立しているか否かを確認する（ステップＳ３）。

切替条件が成立していない場合は（ステップＳ３でＮＯ）、開閉弁２１を開弁させる条件を通常時の開弁条件に設定した後（ステップＳ５）、後述するステップＳ９に移行し、切替条件が成立している場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、開閉弁２１を開弁させる条件を切替時の開弁条件に設定した後（ステップＳ７）、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、上流タンク３や下流タンク７の液面センサ３１，３３，７３，７５の検出状態を読み込み、開閉弁２１の開弁条件が成立しているか否かを確認する（ステップＳ１１）。開弁条件が成立していない場合は（ステップＳ１１でＮＯ）、一連の処理を終了し、開弁条件が成立している場合は（ステップＳ１１でＹＥＳ）、開閉弁２１を開弁させて（ステップＳ１３）、閉弁条件が成立したか否かを確認する（ステップＳ１５）。

閉弁条件が成立していない場合は（ステップＳ１５でＮＯ）、成立するまでステップＳ１５をリピートし、閉弁条件が成立した場合は（ステップＳ１５でＹＥＳ）、開閉弁２１を閉弁させて（ステップＳ１７）、一連の処理を終了する。

以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図４のフローチャートにおけるステップＳ１１及びステップＳ１３が、請求項中のインク補給部に対応する処理となっている。したがって、本実施形態では、補給用インク流路１９、開閉弁２１、補給用インクタンク２３、及び、制御ユニット２９によって、請求項中のインク補給部が構成されている。

また、本実施形態では、図４中のステップＳ３及びステップＳ７が、請求項中の補給開始条件切替部に対応する処理となっている。したがって、本実施形態では、制御ユニット２９が請求項中の補給開始条件切替部を構成している。

なお、開閉弁２１の開弁により下流タンク７に補給用インクタンク２３からインクが補給される間、ＣＰＵ２９ａは、上流タンク３や下流タンク７の液面センサ３１，３３，７３，７５の検出状態に応じて、下流タンク７から上流タンク３にインクを循環ポンプ１１により環流させる。

ここで、上流タンク３及び下流タンク７の液面センサ３１，３３，７３，７５が検出するインク液面の状態に応じた制御ユニット２９による開閉弁２１の開閉及び循環ポンプ１１のオンオフの制御内容の一例を、図５を参照して説明する。

まず、開閉弁２１の開弁条件の切替条件が成立していない通常時については、図５（ａ）に示すように、上流タンク３の液面センサ３１と下流タンク７の液面センサ７３とが共にオンである状態（１）では、開閉弁２１が閉弁（ＣＬＯＳＥ）されると共に、循環ポンプ１１がオフ（停止）される。

また、通常時において、上流タンク３の液面センサ３３がオフで下流タンク７の液面センサ７３がオンである状態（２）では、開閉弁２１が閉弁（ＣＬＯＳＥ）されると共に、循環ポンプ１１がオン（駆動）される。

さらに、通常時において、上流タンク３の液面センサ３１がオンで下流タンク７の液面センサ７５がオフである状態（３）では、開閉弁２１が閉弁（ＣＬＯＳＥ）されると共に、循環ポンプ１１がオフ（停止）される。また、上流タンク３の液面センサ３３と下流タンク７の液面センサ７５とが共にオフである状態（４）では、開閉弁２１が開弁（ＯＰＥＮ）されると共に、循環ポンプ１１がオフ（停止）される。

したがって、通常時には、上流タンク３及び下流タンク７のインクが両方とも下限値まで減って状態（４）に至ると、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が開始される。そして、下流タンク７のインクが上限値まで増えて状態（２）に至ると、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が停止され、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流が開始される。

そして、インクの環流により上流タンク３のインクが上限値まで増えると、そのときに下流タンク７のインクが下限値まで減少して状態（３）に至っていても、下限値まで減少せず状態（１）に至っていても、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流が停止される。このとき、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給は停止されたままである。

その後、印刷に伴うインクジェットヘッド５によるインクの消費で上流タンク３のインクが下限値まで減少して状態（２）に至ると、再び、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流が開始される。また、インクの環流により下流タンク７のインクの液面が下限値まで低下し、さらに、印刷に伴うインクの消費で上流タンク３のインクも下限値まで減少して状態（４）に至ると、再び、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が開始される。

つまり、インクジェットヘッド５の温度センサ５１が検出するインクの温度が、切替温度（例えば、４０℃）に上昇しない限り、あるいは、所定期間中に基準以上の温度上昇率で温度センサ５１の検出温度が切替温度に上昇しない限り、インク循環経路１５上のインクは、上流タンク３のインクと下流タンク７のインクとが両方とも下限値に減るまで補給されない。

これに対し、開閉弁２１の開弁条件の切替条件が成立している切替時については、図５（ｂ）に示すように、上流タンク３の液面センサ３１と下流タンク７の液面センサ７３とが共にオンである状態（５）では、開閉弁２１が閉弁（ＣＬＯＳＥ）されると共に、循環ポンプ１１がオン（駆動）される。

また、切替時において、上流タンク３の液面センサ３３がオフで下流タンク７の液面センサ７３がオンである状態（６）では、開閉弁２１が開弁（ＯＰＥＮ）されると共に、循環ポンプ１１がオン（駆動）される。

さらに、切替時において、上流タンク３の液面センサ３１がオンで下流タンク７の液面センサ７５がオフである状態（７）では、開閉弁２１が閉弁（ＣＬＯＳＥ）されると共に、循環ポンプ１１がオフ（停止）される。また、上流タンク３の液面センサ３３と下流タンク７の液面センサ７５とが共にオフである状態（８）では、開閉弁２１が開弁（ＯＰＥＮ）されると共に、循環ポンプ１１がオフ（停止）される。

したがって、切替時には、上流タンク３のインクが下限値まで減ると、下流タンク７のインクが下限値まで減っておらず状態（６）に至っても、下流タンク７のインクが下限値まで減って状態（８）に至っても、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が開始される。そして、下流タンク７のインクが下限値まで減った状態（８）からインクの補給が開始されると、やがて、下流タンク７のインクが上限値まで増えて状態（６）に至る。

上流タンク３のインクが下限値にある状態で下流タンク７のインクが上限値まで増えて状態（６）に至ると、インクの補給を継続したまま、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流が開始される。

やがて、インクの環流により上流タンク３のインクが上限値まで増えると、そのときに下流タンク７のインクが下限値まで減少して状態（７）に至っていても、下限値まで減少せず状態（５）に至っていても、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が停止される。

このとき、下流タンク７のインクが下限値まで減少して状態（７）に至っていれば、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流は停止される。一方、下流タンク７のインクが下限値まで減少しておらず状態（５）に至っていれば、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流は継続される。

つまり、インクジェットヘッド５の温度センサ５１が検出するインクの温度が、切替温度（例えば、４０℃）に上昇するか、あるいは、所定期間中に基準以上の温度上昇率で温度センサ５１の検出温度が切替温度に上昇すると、インク循環経路１５上のインクは、上流タンク３のインクが下限値に減るだけで補給されて増加する。

このため、クールダウン動作に入る温度調整開始温度（例えば、４５℃）よりも少し低い切替温度（例えば、４０℃にインク温度が上昇すると、インク循環経路１５にインクを補給する条件が緩くなり、インク循環経路１５上のインク循環量が容易に補給されて増加されるようになる。

そして、インク循環量の増加により、インク循環経路１５上の例えばインク流路９，１１において自身よりも低温の部分と接触するインク量が増えて、それによるインクの放熱効率が増し、インクの冷却効果が促進されるようになる。したがって、上流タンク３からインクジェットヘッド５に供給するインクの温度を温度調整器２５のファン２５３等による冷却に極力依存せずに、インクの温度を適正温度内にコントロールすることができる。

これにより、温度調調整器２５によりインクを冷却するクールダウン動作が印刷を中断して実行されることを極力回避し、インク循環経路１５のインク温度を適正温度にコントロールできるようにして、印刷の中断による印刷処理の効率低下や印刷所要時間の長時間化を抑制することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す説明図である。なお、図６中では、インク流路１３の途中に設けた温度調整器２５の図示を省略している。そして、図６に示す本実施形態のインクジェット記録装置１Ａは、上流タンク３及び下流タンク７をインクジェットヘッド５よりも下方に並べて配置している。

各タンク３，７には１つずつ液面センサ３４，７６が設けられており、各液面センサ３４，７６は、各タンク３，７に貯留されたインクの液面を基準位置（請求項中の上流タンク下限貯留量及び下流タンク下限貯留量に相当）において検出する。各液面センサ３４，７６の出力は、対応する各タンク３，７のインクが下限値まで減ってインク液面が基準位置を割り込むと「オン」から「オフ」になり、対応する各タンク３，７のインクが下限値よりも増えてインク液面が基準位置以上に上がると「オフ」から「オン」になる。

本実施形態では、下流タンク７の内部に負圧をかけるために、第１実施形態の圧力調整器７１に代えてエアポンプ７７がエア配管２７を介して接続されている。エア配管２７には、エアポンプ７７と並列に大気開放弁７９が接続されている。大気開放弁７９は、エアポンプ７７により下流タンク７の内部に負圧をかける際には閉弁され、下流タンク７の内部を負圧から大気圧に戻す際には開弁される。

また、本実施形態では、上流タンク３をインクジェットヘッド５の下方に配置していることから、第１実施形態のインクジェット記録装置１のように、上流タンク３のインクをその液面とノズルのインクメニスカスとの水頭差による圧力でインクジェットヘッド５にインクを供給することができない。

そこで、本実施形態では、上流タンク３の内部に圧力を加えるために、エアポンプ３５がエア配管２８を介して接続されている。エア配管２８には、エアポンプ３５と並列に大気開放弁３７が接続されている。大気開放弁３７は、エアポンプ３５により上流タンク３の内部に圧力を加える際には閉弁され、上流タンク３の内部を加圧された状態から大気圧に戻す際には開弁される。

上述した本実施形態のインクジェット記録装置１Ａでも、インクジェットヘッド５の温度センサ５１が検出するインクの温度が適正温度の上限である温度調整開始温度（例えば、４５℃）に上昇すると、インクジェットヘッド５からのインク液滴の吐出を印刷途中であっても中断して、クールダウン動作に入る。

また、本実施形態のインクジェット記録装置１Ａでは、開閉弁２１を開弁させる条件（請求項中の補給開始条件に相当）の切替条件が成立していない通常時には、上流タンク３の液面センサ３４と下流タンク７の液面センサ７６とが共にオフになると開弁される（通常時の開弁条件、請求項中の第１条件に相当）。その後、上流タンク３の液面センサ３４と下流タンク７の液面センサ７６とのどちらかがオンになると、開閉弁２１が閉弁される（通常時の閉弁条件）。

また、上述した切替条件が成立している切替時には、開閉弁２１は、上流タンク３の液面センサ３４がオフになると、下流タンク７の液面センサ７６がオフでなくても開弁される（切替時の開弁条件、請求項中の第２条件に相当）。その後、上流タンク３の液面センサ３４がオンになると、下流タンク７の液面センサ７６のオンオフ状態に関係なく開閉弁２１が閉弁される（切替時の閉弁条件）。

なお、開閉弁２１の開弁条件を切り替える際の切替条件は、第１実施形態において説明したのと同じである。

本実施形態の制御ユニット２９には、図７のブロック図に示すように、インクジェットヘッド５の温度センサ５１、上流タンク３及び下流タンク７の各液面センサ３４，７６や各エアポンプ３５，７７、各大気開放弁３７，７９の他、循環ポンプ１１、温度調整器２５のヒータ２５１及びファン２５３、並びに、開閉弁２１が接続されている。

そして、本実施形態の制御ユニット２９のＣＰＵ２９ａが実行するインク補給動作に関連する処理の概要は、ステップＳ９で読み込むのが上流タンク３や下流タンク７の液面センサ３４，７６の検出状態である点を除いて、図４のフローチャートに示す第１実施形態の処理の内容と同じである。

本実施形態の制御ユニット２９による、上流タンク３及び下流タンク７の液面センサ３４，７６が検出するインク液面の状態に応じた開閉弁２１の開閉及び循環ポンプ１１のオンオフの制御内容は、例えば、図８に示すような内容である。

詳しくは、開閉弁２１の開弁条件の切替条件が成立していない通常時は、図８（ａ）の状態（１１）〜（１４）に示すような制御内容となり、開閉弁２１の開弁条件の切替条件が成立している切替時は、図８（ｂ）の状態（１５）〜（１８）に示すような制御内容となる。

図５と図８とを比較するとわかるように、通常時と切替時のどちらも、第１実施形態においては、上流タンク３の液面センサ３１のオン及び液面センサ３３のオフと、下流タンク７の液面センサ７３のオン及び液面センサ７５のオフとに基づいて制御内容を決定していた。これに対し、本実施形態では、上流タンク３の液面センサ３４のオン及びオフと、下流タンク７の液面センサ７６のオン及びオフとに基づいて制御内容を決定する。

したがって、通常時には、上流タンク３及び下流タンク７のインクが両方とも下限値まで減って状態（１４）に至ると、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が開始される。そして、下流タンク７のインクが下限値よりも増えて状態（１２）に至ると、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が停止され、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流が開始される。

そして、インクの環流により上流タンク３のインクが下限値よりも増えると、そのときに下流タンク７のインクが下限値まで減少して状態（１３）に至っていても、下限値まで減少せず状態（１１）に至っていても、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流が停止される。このとき、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給は停止されたままである。

その後、印刷に伴うインクジェットヘッド５によるインクの消費で上流タンク３のインクが下限値まで減少して状態（１２）に至ると、再び、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流が開始される。また、インクの環流により下流タンク７のインクの液面が下限値まで低下し、さらに、印刷に伴うインクの消費で上流タンク３のインクも下限値まで減少して状態（１４）に至ると、再び、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が開始される。

つまり、インクジェットヘッド５の温度センサ５１が検出するインクの温度が、切替温度（例えば、４０℃）に上昇しない限り、あるいは、所定期間中に基準以上の温度上昇率で温度センサ５１の検出温度が切替温度に上昇しない限り、インク循環経路１５上のインクは、上流タンク３のインクと下流タンク７のインクとが両方とも下限値に減るまで補給されない。

これに対し、切替時には、上流タンク３のインクが下限値まで減ると、下流タンク７のインクが下限値まで減っておらず状態（１６）に至っても、下流タンク７のインクが下限値まで減って状態（１８）に至っても、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が開始される。そして、下流タンク７のインクが下限値まで減った状態（１８）からインクの補給が開始されると、やがて、下流タンク７のインクが下限値よりも増えて状態（１６）に至る。

上流タンク３のインクが下限値にある状態で下流タンク７のインクが下限値よりも増えて状態（１６）に至ると、インクの補給を継続したまま、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流が開始される。

やがて、インクの環流により上流タンク３のインクが下限値よりも増えると、そのときに下流タンク７のインクが下限値まで減少して状態（１７）に至っていても、下限値まで減少せず状態（１５）に至っていても、補給用インクタンク２３から下流タンク７へのインクの補給が停止される。

このとき、下流タンク７のインクが下限値まで減少して状態（１７）に至っていれば、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流は停止される。一方、下流タンク７のインクが下限値まで減少しておらず状態（１５）に至っていれば、下流タンク７から上流タンク３へのインクの環流は継続される。

つまり、インクジェットヘッド５の温度センサ５１が検出するインクの温度が、切替温度（例えば、４０℃）に上昇するか、あるいは、所定期間中に基準以上の温度上昇率で温度センサ５１の検出温度が切替温度に上昇すると、インク循環経路１５上のインクは、上流タンク３のインクが下限値に減るだけで補給されて増加する。

このように構成された本実施形態のインクジェット記録装置１Ａでも、第１実施形態のインクジェット記録装置１と同様の効果を得ることができる。

なお、上流タンク３や下流タンク７の液面センサを基準位置のインク液面を検出する１つずつの液面センサ３４，７６とする構成は、第１実施形態のインクジェット記録装置１にも適用可能である。その場合、第１実施形態の制御ユニット２９が行う開閉弁２１の開閉及び循環ポンプ１１のオンオフの制御は、図８に示すような内容となる。

反対に、第１実施形態のインクジェット記録装置１のように、上流タンク３や下流タンク７の液面センサをインクの上限値及び下限値をそれぞれ検出する液面センサ３１，３３，７３，７５とする構成は、第２実施形態のインクジェット記録装置１Ａにも適用可能である。その場合、第２実施形態の制御ユニット２９が行う開閉弁２１の開閉及び循環ポンプ１１のオンオフの制御は、図５に示すような内容となる。

また、本発明は、水性インクや溶剤インク、エマルションインク等の液体インクを用いるインクジェット記録装置に広く適用可能である。また、本発明は、カラープリンタとモノクロプリンタのどちらにも適用可能である。

１，１Ａ インクジェット記録装置
３ 上流タンク
５ インクジェットヘッド
７ 下流タンク
９ インク流路
１１ 循環ポンプ
１３ インク流路
１５ インク循環経路
１９ 補給用インク流路（インク補給部）
２１ 開閉弁（インク補給部）
２３ 補給用インクタンク（インク補給部）
２５ 温度調整器（温度調整部）
２７，２８ エア配管
２９ 制御ユニット（インク補給部、補給開始条件切替部）
２９ａ ＣＰＵ
２９ｂ ＲＡＭ
２９ｃ ＲＯＭ
３１，３３，３４，７３，７５，７６ 液面センサ
３５，７７ エアポンプ
３７，７９ 大気開放弁
５１ 温度センサ（温度検出部）
７１ 圧力調整器
２５１ ヒータ
２５３ ファン
２５５ 温度センサ

Claims (3)

1. インクの循環経路上のインクジェットヘッドのノズルから吐出するインク液滴によって印刷用紙上に画像を形成するインクジェット記録装置において、
   前記循環経路上のインク温度を検出する温度検出部と、
   前記循環経路上を循環するインクが一時貯留されるインクタンクのインク量を検出するインク量検出部と、
   前記インク量検出部による検出インク量が補給開始条件を成立させる量に減少すると、前記循環経路外から前記インクタンクへのインクの補給を開始するインク補給部と、
   前記温度検出部による検出温度が基準温度に上昇して切替条件が成立すると、前記補給開始条件を第１条件から該第１条件よりも成立が容易な第２条件に切り替える補給開始条件切替部と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記インクタンクは、前記循環経路上における前記インクジェットヘッドの上流側に設けられ該インクジェットヘッドに供給するインクが一時貯留される上流タンクと、前記循環経路上における前記インクジェットヘッドの下流側に設けられ該インクジェットヘッドから回収した余剰のインクが一時貯留される下流タンクとを有しており、前記インク補給部によるインクの補給先は前記下流タンクであり、前記インク量検出部は、前記上流タンクのインク量の上流タンク下限貯留量への減少及び前記下流タンクのインク量の下流タンク下限貯留量への減少をそれぞれ検出し、前記第１条件は、前記上流タンク及び前記下流タンクのインク量の前記上流タンク下限貯留量及び前記下流タンク下限貯留量への減少であり、前記第２条件は、前記上流タンクのインク量の前記上流タンク下限貯留量への減少であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記切替条件は、前記温度検出部による検出温度が所定期間中に基準以上の温度上昇率で前記基準温度に上昇することで成立することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。

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