JP6437764B2 - インク温調装置及びインク温調装置を備えたインクジェット印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに供給されるインクの温度を調節するインク温調装置、及びインク温調装置を備えるインクジェット印刷装置に関する。

インクを循環させつつインクジェットヘッドからインクを吐出して印刷するインク循環式のインクジェット印刷装置が知られている。インク循環式のインクジェット印刷装置として、加圧タンク及び負圧タンクをインクジェットヘッドの下方に配置し、負圧タンクから加圧タンクへ空気を送るためのエアポンプを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようなインクジェット印刷装置では、印刷を行う際、エアポンプにより負圧タンクから加圧タンクに空気を送ることで、負圧タンク、加圧タンクにそれぞれ負圧、正圧を付与する。これにより、加圧タンクからインクジェットヘッドへ向けてインクが流れる。インクジェットヘッドで消費されなかったインクは、負圧タンクに回収される。加圧タンクへは、負圧タンクからインクポンプによりインクが送られる。このようにして、インク循環が行われる。

そして、このインクを循環させるにあたり、インクの粘度を一定に保つ必要があることから、インクの循環経路中に、インクの温度を調節する温調機構を設けている。この温調機構は、例えば、インク経路中にヒートシンク及びヒータを設け、循環されるインクがこれらヒートシンク及びヒータを通過する際に、加熱又は冷却することによって、インクの温度を適正に保っている。

特開２０１２−１５３００４号公報

しかしながら、上述した温調機構において、インクを効率良く加熱及び冷却を行うためには、温調機構内の経路を長尺化し、通過時間を長くすることが効果的であり、この長尺化のためには、温調機構内の経路を蛇行させる方法がある。ところが、インク経路を蛇行させると初期充填時に屈曲部に気泡が残留したり、その気泡がヘッドに流れ込み、吐出異常の要因となる可能性がある。

そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、インク循環式のインクジェット印刷装置において、温調機構内のインク経路長を長くして効率的に温調を行うとともに、経路中に気泡が残留するのを低減させて、インクヘッドにおける吐出異常の発生を防止できるインクジェット印刷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、本発明に係るインク温調装置の第１の特徴は、インクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに供給されるインクの温度を調節するインク温調装置であって、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給経路の中途に接続された温調用経路を備え、前記温調用経路では、前記インクが上昇される上昇経路と、前記インクが下降される下降経路とが含まれ、前記上昇経路の断面積の総和が、前記下降経路の断面積の総和よりも大きいことにある。

ここで、「断面積の総和」を大きくする手段としては、流路の径を大きくしたり、上昇経路を分岐させたりするなど、断面積を下降経路よりも相対的に増大させることが挙げられ、断面積の総和を相対的に小さくする手段としては、複数の経路を合流させたり、流路の径を小さくしたりすることが挙げられる。

本発明に係るインク温調装置の第２の特徴は、前記上昇経路が、前記温調機構外部から内部へと導入される流入経路に接続された第１の上昇経路と、前記温調機構内部から外部へと導出される流出経路に接続された第２の上昇経路と、から構成され、前記第１の上昇経路と前記第２の上昇経路とは、前記下降経路によって接続されていることにある。

本発明に係るインク温調装置の第３の特徴は、前記上昇経路が複数の流路に分岐され、前記下降経路は、複数の流路が合流されて単一となっており、前記第２の上昇経路の分岐数と前記下降経路との和が、前記第１の上昇経路の分岐数と等しいことにある。

本発明に係るインクジェット印刷装置の特徴は、駆動信号に基づいて記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給経路と、前記記録媒体を前記インクジェットヘッドに対して相対的に搬送する記録媒体搬送部と、前記インク供給経路の中途に配置された請求項１乃至４のいずれかに記載のインク温調装置とを備えることにある。

本発明に係るインク温調装置の第１の特徴によれば、下降経路の断面積の総和を上昇経路よりも小さくすることで、インクの流れを速め、流路の屈曲部や分岐点においてインク内に気泡が発生し残留するのを低減することができ、潤滑にインクを供給できる。その一方で、上昇経路では、流路を分岐させたり、径を大きくするなどして、流路の断面積を大きくし、経路表面における熱交換率を高め、効果的な温度調節を実現することができる。

詳述すると、上昇経路においては、気泡も浮力で上に向かうため、インクの流れと相俟って、流路内に気泡が残留し難い。これを利用して本発明では、上昇経路を分岐させたり屈曲させたりして、その表面積を大きくすることが可能であり、これによって熱交換率を高めており、気泡が発生したとしても、上昇経路では、気泡が自然と上方へ流れるため残留しない。その一方で、下降経路においては、気泡は浮力で上に向かうのに対し、インクの流れは下向きであるため、気泡がインクの流れに逆行することとなり、流路に屈曲部や分岐点に気泡が残留しやすくなる。このため、本発明では、下降経路において、総断面積を相対的に小さくしたりすることで、結果的にインクの流速が上がり、溜まった気泡を押し出すことができ、気泡を残留させることなくインクを潤滑に供給できる。この結果、本発明によれば、温調の効率化と、気泡の残留抑制とを両立できる。

本発明に係るインク温調装置の第２の特徴によれば、上昇経路を流入経路側の第１の上昇経路と、流出経路側の第２の上昇経路とに分割し、その間を下降経路によって接続するため、例えば、第１の上昇経路を冷却用に、第２の上昇経路を加熱用にと配置させることができるとともに、温調用経路のコンパクト化も図ることができ、装置全体の小形化、省スペース化を実現することができる。

本発明に係るインク温調装置の第３の特徴によれば、第２の上昇経路の分岐数と下降経路との和が、第１の上昇経路の分岐数と等しくするため、温調用経路の対称性を維持することができ、例えば温調用経路を、加熱側と冷却側とで対照的に設計することができ、温調制御の簡略化を図ることができるとともに、装置の複雑化を回避できる。

本発明に係るインクジェット印刷装置の特徴によれば、上昇経路の表面積の総和を増大させることによって、経路表面における熱交換率を高め、効果的な温度調節を実現する一方で、下降経路の表面積が上昇経路よりも相対的に小さくすることにより、インクの流れが速められ、インク内に気泡が残留するのを低減することができ、潤滑にインクジェットヘッドにインクが供給されることとなる。その結果、記録媒体に対する画像形成が精度高く行われることとなり、画質及び印刷速度の向上を図ることができる。

実施の形態に係るインクジェット印刷装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すインクジェット印刷装置の印刷部及び圧力調整部の概略構成図である。 （ａ）は、図１に示すインクジェット印刷装置の温調用経路を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、インク温調装置全体の構成を示す斜視図である。 図１に示すインクジェット印刷装置の制御部の構成を示すブロック図である。 図１に示すインクジェット印刷装置の温調用経路内の気泡の挙動を側方より示す断面図であり、（ａ）は、上昇経路内を示し、（ｂ）は、下降経路内を示す。 従来例による温調用経路内の気泡の挙動を側方より示す断面図であり、（ａ）は、上昇経路内を示し、（ｂ）は、下降経路内を示す。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット印刷装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すインクジェット印刷装置の印刷部及び圧力調整部の概略構成図である。図３は、図１に示すインクジェット印刷装置の温調用経路４５を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、インク温調部２６の構成を示す斜視図である。なお、以下の説明における上下方向は鉛直方向であり、図２における紙面の上下を上下方向とする。

図１に示すように、本実施の形態に係るインクジェット印刷装置１は、４つの印刷部２と、圧力調整部３と、搬送部４と、操作パネル５と、電源ユニット６と、主電源スイッチ７と、制御部８とを備える。

印刷部２は、インクを循環させつつ、搬送部４により搬送される用紙にインクを吐出して画像を印刷する。４つの印刷部２は、それぞれ異なる色（例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））のインクを吐出する。４つの印刷部２は、吐出するインクの色が異なる以外は、同様の構成を有する。

圧力調整部３は、印刷部２に供給されるインクを貯留するタンクに対する圧力を調整する。搬送部４は、給紙台（図示せず）から用紙を取り出し、その用紙を搬送経路に沿ってインクジェットヘッド１１に対して相対的に搬送する。搬送部４は、用紙を搬送するためのローラ、ローラを駆動させるモータ（いずれも図示せず）等を有する。

操作パネル５は、各種の入力画面等を表示するとともに、ユーザによる入力操作を受け付ける。操作パネル５は、各種の操作キー、タッチパネル等を有する入力部と、液晶表示パネル等を有する表示部（いずれも図示せず）とを備える。入力部には、電源（副電源）のオン、オフを切り替えるための副電源キー（図示せず）が設けられている。

電源ユニット６は、主電源スイッチ７を介して供給される電力をインクジェット印刷装置１の各部に供給する。主電源スイッチ７は、インクジェット印刷装置１の主電源のオン、オフを切り替えるためのスイッチである。主電源スイッチ７には商用電源が接続されている。制御部８は、インクジェット印刷装置１全体の動作を制御する。

〈印刷部２の構成〉
次いで、印刷部２の構成について説明する。図２に示すように、印刷部２は、インクジェットヘッド１１と、インク循環部１２と、インク供給部１３とを備える。

インクジェットヘッド１１は、インク循環部１２により供給されるインクを吐出して、用紙に画像を形成させる。インクジェットヘッド１１は、複数のヘッドモジュール１６からなる。

ヘッドモジュール１６は、ピエゾ式である。ヘッドモジュール１６は、インクを貯留するインクチャンバと、インクを吐出する複数のノズル（いずれも図示せず）とを有する。インクチャンバ内には、ピエゾ素子（図示せず）が配置されている。ピエゾ素子の駆動により、ノズルからインクが吐出される。

インク循環部１２は、インクを循環させつつインクジェットヘッド１１にインクを供給する。インク循環部１２は、加圧タンク２１と、分配器２２と、集合器２３と、負圧タンク２４と、インクポンプ２５と、インク温調部２６（請求項のインク温調装置に相当。）と、インク温度センサ２７と、配管（請求項のインク供給経路に相当。）２８〜３０とを備える。

加圧タンク２１は、インクジェットヘッド１１に供給するインクを貯留する。加圧タンク２１のインクは、配管２８及び分配器２２を介してインクジェットヘッド１１に供給される。加圧タンク２１内には、インクの液面上に空気層が形成されている。加圧タンク２１は、後述の配管６０を介して、後述の加圧共通気室５１に連通されている。加圧タンク２１は、インクジェットヘッド１１より低い位置（下方）に配置されている。

加圧タンク２１は、振動によりインクジェットヘッド１１のノズルのメニスカスが破壊されて分配器２２及び配管２８の内部のインクが加圧タンク２１に流れ落ちても、それを受け入れるだけの容量を有する。ただし、加圧タンク２１が大きすぎると装置の大型化を招く。このため、加圧タンク２１は、分配器２２及び配管２８の内部のインクがすべて加圧タンク２１に流れ落ちたときに満杯になる程度の容量を有する。

加圧タンク２１には、フロート部材３１と、加圧タンク液面センサ３２と、インクフィルタ３３とが設けられている。

フロート部材３１は、加圧タンク２１内のインクの液面高さが基準高さに達するまで、液面高さに応じて回動するように、加圧タンク２１内に支持軸（図示せず）により一端側が軸支されている。フロート部材３１の他端には、磁石（図示せず）が設けられている。

加圧タンク液面センサ３２は、加圧タンク２１内のインクの液面高さが基準高さに達しているか否かを検出するためのものである。基準高さは、加圧タンク２１の上端から所定距離だけ下の位置にある。加圧タンク液面センサ３２は、磁気センサからなり、液面高さが基準高さに達しているときのフロート部材３１の磁石を検出する。加圧タンク液面センサ３２は、フロート部材３１の磁石を検出している場合、すなわち、加圧タンク２１内の液面高さが基準高さ以上である場合、「オン」を示す信号を出力する。加圧タンク液面センサ３２は、フロート部材３１の磁石を検出していない場合、すなわち、加圧タンク２１内の液面高さが基準高さ未満である場合、「オフ」を示す信号を出力する。

インクフィルタ３３は、インク内のゴミ等を除去する。

分配器２２は、配管２８を介して加圧タンク２１から供給されるインクを、インクジェットヘッド１１の各ヘッドモジュール１６に分配する。

集合器２３は、インクジェットヘッド１１で消費されなかったインクを各ヘッドモジュール１６から集める。集合器２３により集められたインクは、配管２９を介して負圧タンク２４へと流れる。

負圧タンク２４は、インクジェットヘッド１１で消費されなかったインクを集合器２３から受け取って貯留する。また、負圧タンク２４は、後述するインク供給部１３のインクカートリッジ３９から供給されるインクを貯留する。負圧タンク２４内には、インクの液面上に空気層が形成されている。負圧タンク２４は、後述の配管６１を介して、後述の負圧共通気室５５に連通されている。負圧タンク２４は、加圧タンク２１と同じ高さに配置されている。

負圧タンク２４は、振動によりインクジェットヘッド１１のノズルのメニスカスが破壊されてインクジェットヘッド１１、集合器２３、及び配管２９の内部のインクが負圧タンク２４に流れ落ちても、それを受け入れるだけの容量を有する。ただし、負圧タンク２４が大きすぎると装置の大型化を招く。このため、負圧タンク２４は、インクジェットヘッド１１、集合器２３及び配管２９の内部のインクがすべて負圧タンク２４に流れ落ちたときに満杯になる程度の容量を有する。

負圧タンク２４には、フロート部材３６と、負圧タンク液面センサ３７とが設けられている。

フロート部材３６、負圧タンク液面センサ３７は、それぞれ加圧タンク２１のフロート部材３１、加圧タンク液面センサ３２と同様のものである。負圧タンク液面センサ３７は、フロート部材３６の磁石を検出している場合、すなわち、負圧タンク２４内の液面高さが基準高さ以上である場合、「オン」を示す信号を出力する。負圧タンク液面センサ３７は、フロート部材３６の磁石を検出していない場合、すなわち、負圧タンク２４内の液面高さが基準高さ未満である場合、「オフ」を示す信号を出力する。基準高さは、負圧タンク２４の上端から所定距離だけ下の位置にある。

インクポンプ２５は、負圧タンク２４から加圧タンク２１へインクを送る。インクポンプ２５は、配管３０の途中に設けられている。

配管２８は、加圧タンク２１と分配器２２とに接続され、インクジェットヘッド１１にインクを供給するインク供給経路である。この配管２８には、加圧タンク２１から分配器２２に向かってインクが流れる。

インク温調部２６は、インクジェットヘッド１１に供給するインクの温度を調整する。インク温調部２６は、配管２８の中途に配置されている。インク温調部２６は、ヒータ４１と、ヒータ温度センサ４２と、ヒートシンク４３と、冷却ファン４４と、ヒータ４１及びヒートシンク４３内部に配置される温調用経路４５を備える。

ヒータ４１は、温調用経路４５内のインクを加熱する。ヒータ温度センサ４２は、ヒータ４１の温度を検出する。ヒートシンク４３は、温調用経路４５内のインクを冷却する。冷却ファン４４は、ヒートシンク４３に冷却風を送る。

温調用経路４５は、両端が配管２８と接続されている。具体的に、一方は温調機構外部から内部へと導入される流入経路である配管２８ａに接続され、他方は温調機構内部から外部へと導出される流出経路である配管２８ｂに接続される。

温調用経路４５は、図３（ａ）に示すように、インクが上昇される上昇経路４６と、インクが下降される下降経路４９とが含まれる。上昇経路４６は、下側で配管２８ａに接続された第１の上昇経路４７と、上側で配管２８ｂに接続された第２の上昇経路４８とから構成され、第１の上昇経路４７と、第２の上昇経路４８とは、下降経路４９によって接続されている。

第１の上昇経路４７は、設置面に対して垂直に延びる複数の上昇流路４７ａと、設置面に対して水平に延びる下部分岐経路４７ｃと、設置面に対して水平に延びる上部合流経路４７ｂとから構成されている。下部分岐経路４７ｃは、一端が配管２８ａに接続され、配管２８ａから流入されたインクを各上昇流路４７ａに分岐させる分岐管によって形成される。上部合流経路４７ｂは、一端が下降経路４９に接続され、各上昇流路４７ａから流入されたインクを合流させ、下降経路４９に流出させる集中管によって形成される。複数の上昇流路４７ａは、それぞれの下端が下部分岐経路４７ｃに接続され、それぞれの上端が上部合流経路４７ｂに接続され、インクが上昇される直線状の複数の配管によって形成されており、これらの複数の上昇流路４７ａの総断面積は、下降経路４９の総断面積よりも大きくなっている。

第２の上昇経路４８は、設置面に対して垂直に延びる複数の上昇流路４８ａと、設置面に対して水平に延びる下部分岐経路４８ｃと、設置面に対して水平に延びる上部合流経路４８ｂとから構成されている。下部分岐経路４８ｃは、一端が下降経路４９に接続され、下降経路４９から流入されたインクを各上昇流路４８ａに分岐させる分岐管によって形成される。なお、これらの複数の上昇流路４８ａの総断面積は、下降経路４９の総断面積よりも大きくなっている。上部合流経路４８ｂは、一端が配管２８ｂに接続され、各上昇流路４８ａに流入されたインクを合流させ、配管２８ｂに流出させる集中管によって形成される。複数の上昇流路４８ａは、それぞれの下端が下部分岐経路４８ｃに接続され、それぞれの上端が上部合流経路４８ｂを通じて配管２８ｂに接続され、インクが上昇される直線状の複数の配管によって形成される。

下降経路４９は、上端が上部合流経路４７ｂと接続されるとともに、下端が下部分岐経路４８ｃと接続され、インクが昇降される直線状の配管によって形成される。下降経路４９は、設置面に対して垂直に延びており、この下降経路４９の断面積は、上昇経路４７の総断面積よりも小さくなっている。

なお、第１の上昇経路４７及び第２の上昇経路４８は、複数の流路に分岐されている一方、下降経路４９は、複数の流路が合流されて単一となっているとともに、上昇経路４７と下降経路４８とではその高低差が等しいことから、上昇経路４６の表面積の総和が、下降経路４９の表面積の総和よりも大きくなっている。

そして、温調用経路４５は、図３（ｂ）に示すように、ヒータ４１を経由する部分とヒートシンク４３を経由する部分とに分岐している。具体的に、第１の上昇経路４７は、ヒートシンク４３の内部に配置され、第２の上昇経路４８と下降経路４９とは、ヒータ４１の内部に配置されている。なお、第２の上昇経路４８の分岐数と下降経路４９との和が、第１の上昇経路４７の分岐数と等しくなっている。

このように、本実施形態では、第１の上昇経路４７及び第２の上昇経路４８は、経路を分岐させて総経路長を長くして、その表面積の総和を大きくしており、経路表面における熱交換率を高めている。一方、下降経路４９は、流路を合流させて単一化するとともに、その総断面積を上昇経路４７ａの総断面積よりも相対的に小さくしており、その結果、下降経路４９におけるインクの流れが速められ、流路の屈曲部や分岐点においてインク内に気泡が発生し残留することを低減させている。

インク温度センサ２７は、インク循環部１２におけるインクの温度を検出する。インク温度センサ２７は、配管２８ｂの途中に設けられている。

配管２９は、集合器２３と負圧タンク２４とを接続する。配管２９には、集合器２３から負圧タンク２４に向かってインクが流れる。配管３０は、負圧タンク２４と加圧タンク２１とを接続する。配管３０には、負圧タンク２４から加圧タンク２１に向かってインクが流れる。配管２８〜３０と分配器２２と集合器２３とにより、加圧タンク２１とインクジェットヘッド１１と負圧タンク２４との間でインクを循環させる循環経路が構成される。

インク供給部１３は、インク循環部１２にインクを供給する。インク供給部１３は、インクカートリッジ３９と、配管３８と、インク供給弁３５とを備える。

インクカートリッジ３９は、印刷部２で印刷に用いるインクを収容している。インクカートリッジ３９内のインクは、配管３８を介して負圧タンク２４に供給される。

配管３８は、インクカートリッジ３９と負圧タンク２４とを接続する。配管３８には、インクカートリッジ３９から負圧タンク２４に向かってインクが流れる。

インク供給弁３５は、配管３８内のインクの流路を開閉する。インクカートリッジ３９から負圧タンク２４へインクを供給する際、インク供給弁３５が開かれる。

圧力調整部３は、各印刷部２の加圧タンク２１及び負圧タンク２４の圧力を調整する。圧力調整部３は、加圧共通気室５１と、加圧側圧力調整弁５２と、加圧側大気開放弁５３と、加圧側圧力センサ５４と、負圧共通気室５５と、負圧側圧力調整弁５６と、負圧側大気開放弁５７と、負圧側圧力センサ５８と、エアポンプ５９と、４本の配管６０と、４本の配管６１と、配管６２〜６７と、エアフィルタ６８と、オーバーフローパン６９とを備える。

加圧共通気室５１は、各印刷部２の加圧タンク２１の圧力を等しくするための気室である。加圧共通気室５１は、４本の配管６０を介して４つの印刷部２の加圧タンク２１の空気層と連通されている。これにより、各印刷部２の加圧タンク２１どうしが、加圧共通気室５１及び配管６０を介して連通されている。

加圧側圧力調整弁５２は、加圧共通気室５１を介して各印刷部２の加圧タンク２１の圧力を調整するために、配管６３内の空気の流路を開閉する。加圧側圧力調整弁５２は、配管６３の途中に設けられている。

加圧側大気開放弁５３は、加圧共通気室５１を介して各印刷部２の加圧タンク２１を密閉状態（大気から遮断した状態）と大気開放状態（大気に通じた状態）との間で切り替えるために、配管６４内の空気の流路を開閉する。加圧側大気開放弁５３は、配管６４の途中に設けられている。

加圧側圧力センサ５４は、加圧共通気室５１内の圧力（加圧側圧力）を検出する。ここで、加圧共通気室５１内の圧力は、各印刷部２の加圧タンク２１内の圧力と等しい。加圧共通気室５１と各印刷部２の加圧タンク２１の空気層とが連通されているためである。

負圧共通気室５５は、各印刷部２の負圧タンク２４の圧力を等しくするための気室である。負圧共通気室５５は、４本の配管６１を介して４つの印刷部２の負圧タンク２４の空気層と連通されている。これにより、各印刷部２の負圧タンク２４どうしが、負圧共通気室５５及び配管６１を介して連通されている。

負圧側圧力調整弁５６は、負圧共通気室５５を介して各印刷部２の負圧タンク２４の圧力を調整するために、配管６５内の空気の流路を開閉する。負圧側圧力調整弁５６は、配管６５の途中に設けられている。

負圧側大気開放弁５７は、負圧共通気室５５を介して各印刷部２の負圧タンク２４を密閉状態と大気開放状態との間で切り替えるために、配管６６内の空気の流路を開閉する。負圧側大気開放弁５７は、配管６６の途中に設けられている。

負圧側圧力センサ５８は、負圧共通気室５５内の圧力（負圧側圧力）を検出する。ここで、負圧共通気室５５内の圧力は、各印刷部２の負圧タンク２４内の圧力と等しい。負圧共通気室５５と各印刷部２の負圧タンク２４の空気層とが連通されているためである。

エアポンプ５９は、加圧共通気室５１及び負圧共通気室５５を介して各印刷部２の負圧タンク２４から加圧タンク２１へ空気を送る。エアポンプ５９は、配管６２の途中に設けられている。

４本の配管６０は、加圧共通気室５１と４つの印刷部２の加圧タンク２１とを接続する。配管６０は、一端が加圧共通気室５１に接続され、他端が加圧タンク２１の空気層に接続されている。

４本の配管６１は、負圧共通気室５５と４つの印刷部２の負圧タンク２４とを接続する。配管６１は、一端が負圧共通気室５５に接続され、他端が負圧タンク２４の空気層に接続されている。

配管６２は、エアポンプ５９により負圧共通気室５５から加圧共通気室５１へ送られる空気の流路を形成する。配管６２は、一端が負圧共通気室５５に接続され、他端が加圧共通気室５１に接続されている。

配管６３，６４は、それぞれ一端が加圧共通気室５１に接続され、他端が配管６７に接続されている。配管６５，６６は、それぞれ一端が負圧共通気室５５に接続され、他端が配管６７に接続されている。配管６７は、一端（上端）がエアフィルタ６８を介して大気に通じ、他端がオーバーフローパン６９に接続されている。

エアフィルタ６８は、配管６７の上端に設けられ、外部の空気中のゴミ等の進入を防止するものである。

オーバーフローパン６９は、例えばインク供給弁３５の異常により加圧タンク２１、負圧タンク２４からインクが溢れ、さらに加圧共通気室５１、負圧共通気室５５からもインクが溢れ出た場合に、そのインクを受け取る。

オーバーフローパン６９には、フロート部材７１と、オーバーフロー液面センサ７２とが設けられている。フロート部材７１、オーバーフロー液面センサ７２は、それぞれ加圧タンク２１のフロート部材３１、加圧タンク液面センサ３２と同様のものである。

オーバーフローパン６９は、廃液タンク（図示せず）に接続されており、オーバーフロー液面センサ７２がオンになると、廃液タンクへインクを排出するようになっている。

〈制御部８の構成〉
次いで、制御部８の内部構成について説明する。図４は、図１に示すインクジェット印刷装置の制御部の構成を示すブロック図である。図４に示すように、制御部８は、主コントローラ８１と、メカコントローラ８２とを備える。

主コントローラ８１は、インクジェット印刷装置１全体の制御を司る。主コントローラ８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１と、メモリ９２と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）９３と、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）９４と、メカコントローラＩ／Ｆ９５と、ユーザＩ／Ｆ９６と、ヘッドＩ／Ｆ９７とを備える。

ＣＰＵ９１は、演算処理を実行する。メモリ９２は、一時的なデータの保存や演算時におけるＣＰＵ９１のワークエリアとして使用されるものである。ＨＤＤ９３は、各種のプログラム等を記憶する。

外部Ｉ／Ｆ９４は、ネットワークを介して外部の装置との間でデータの送受信を行う。メカコントローラＩ／Ｆ９５は、主コントローラ８１にメカコントローラ８２を接続する。ユーザＩ／Ｆ９６は、主コントローラ８１に操作パネル５を接続する。ヘッドＩ／Ｆ９７は、主コントローラ８１にインクジェットヘッド１１を接続する。

メカコントローラ８２は、印刷部２におけるインク循環及びインク供給の制御、圧力調整部３による圧力調整の制御、及び搬送部４による用紙搬送の制御を行う。メカコントローラ８２は、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、センサＩ／Ｆ１０３と、主コントローラＩ／Ｆ１０４と、アクチュエータＩ／Ｆ１０５と、ドライバユニット１０６と、ラッチ回路１０７とを備える。

ＣＰＵ１０１は、演算処理を実行する。メモリ１０２は、一時的なデータの保存や演算時におけるＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用されるものである。ＣＰＵ１０１は、インク循環時には、インク温度センサ２７の検出温度が適正温度範囲内を維持するように、インク温調部２６のヒートシンク４３及びヒータ４１を制御してインク温度の調整を行う。

センサＩ／Ｆ１０３は、メカコントローラ８２に加圧タンク液面センサ３２、負圧タンク液面センサ３７等の各種センサを接続する。主コントローラＩ／Ｆ１０４は、メカコントローラ８２を主コントローラ８１に接続する。アクチュエータＩ／Ｆ１０５は、ドライバユニット１０６に制御信号を送信する。

ドライバユニット１０６は、インクポンプ２５、エアポンプ５９、搬送部４のモータ等のそれぞれを駆動させる各種ドライバを有する。

ラッチ回路１０７は、主電源がオフからオンになった後、最初に電源（副電源）がオンになった際にセットされるラッチを、主電源がオフになるまで保持する。

〈作用・効果〉
以上説明したように、ヒータ４１及びヒートシンク４３内に設けられた温調用経路４５では、第１の上昇経路４７と第２の上昇経路４８とを、それぞれ複数の上昇流路４７ａ及び上昇流路４８ａに分岐させて経路長を長くして、その表面積の総和を大きくしているので、経路表面における熱交換率を高め、効果的な温度調節を実現することができる。その一方で、下降経路４９の流路を合流させて単一化して、その断面積の総和が上昇経路４６よりも相対的に小さくなるようにしているので、インクの流れが速められ、流路の屈曲部や分岐点においてインク内に気泡が発生し残留するのを低減することができ、潤滑にインクを供給できる。

詳述すると、一般に上昇経路においては、図６（ａ）に示すように、インクの流れｄ１１が上向きで、さらに、気泡９も浮力で上に向かうためインクの流れと相俟って残留し難い。これを利用して本実施形態では、上昇経路４６を分岐させて、その表面積を大きくして熱交換率を高めている。このとき、図５（ａ）に示すように、気泡９が発生したとしても、上昇経路４６では、インクの流れｄ１２により、気泡９が自然と上方へ流れるため残留しない。その一方で、一般に、下降経路においては、図６（ｂ）に示すように、気泡９は浮力で上に向かうのに対し、インクの流れｄ２１は下向きであるため、気泡９がインクの流れに逆行することとなり、流路に屈曲部や分岐点が多いと気泡９が残留しやすくなる。このため、本実施形態では、下降経路４９において、屈曲部などを少なくするとともに、複数の経路を合流させて流路を単純化し、断面積の総和を相対的に小さくすることにより、図５（ｂ）に示すように、インクの流れｄ２２を速め、溜まった気泡９を押し出すことができ、気泡９を残留させることなくインクを潤滑に供給できる。この結果、本実施形態によれば、表面積を増大させることによる温調の効率化と、気泡の残留抑制とを両立できる。

また、本実施形態によれば、第１の上昇経路４７と第２の上昇経路４８では、それぞれ下部分岐経路４７ｃ及び下部分岐経路４８ｃを用いて複数の流路に分岐するため、簡単な設計により経路表面積を増大させることができ、下降経路４９では複数の流路を合流して単一化するため、簡単な設計により流路の単純化を実現することができる。

また、本実施形態によれば、流入経路側の第１の上昇経路４７をヒートシンク４３内に配置させ、流出経路側の第２の上昇経路４８をヒータ４１内に配置させ、その間を下降経路４９によって接続しているので、温調用経路のコンパクト化も図ることができ、装置全体の小形化、省スペース化を実現することができる。

また、本実施形態によれば、第２の上昇経路４８の分岐数と下降経路４９との和を、第１の上昇経路４７の分岐数と等しくしているため、ヒータ４１側とヒートシンク４３側とで温調用経路を対照的に設計することができ、温調制御の簡略化を図ることができるとともに、装置の複雑化を回避できる。

また、本実施形態によれば、このようなインク温調部２６を用いることで、効果的な温度調節を実現する一方で、インク内に気泡が残留するのを低減し、潤滑にインクジェットヘッドにインクが供給されるので、このようなインク温調部２６を備えるインクジェット記録装置１では、用紙に対する画像形成が精度高く行われることとなり、画質及び印刷速度の向上を図ることができる。

なお、上記実施の形態では、第１の上昇経路４７と第２の上昇経路４８とを複数の上昇流路４７ａ及び４８ａに分岐させて、その表面積の総和を大きくしたが、本発明は、これに限定するものではなく、例えば、第１の上昇経路４７及び第２の上昇経路４８を、屈曲させて経路長を長くしたり、流路断面形状を複雑にしたりしてその表面積の総和が大きくなるようにしてもよい。この場合であっても、その表面積の総和が大きくなるようにすることによって、経路表面における熱交換率を高め、効果的な温度調節を実現することができる。また、このときにおいても、下降経路４９を単一化し、その断面積の総和が上昇経路４６よりも相対的に小さくする。これにより、インクの流れを速め、流路の屈曲部や分岐点においてインク内に気泡が発生し残留するのを低減することができ、潤滑にインクを供給できる。

本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１ インクジェット印刷装置
２ 印刷部
３ 圧力調整部
４ 搬送部
５ 操作パネル
６ 電源ユニット
７ 主電源スイッチ
８ 制御部
１１ インクジェットヘッド
１２ インク循環部
１３ インク供給部
２１ 加圧タンク
２２ 分配器
２３ 集合器
２４ 負圧タンク
２５ インクポンプ
２８（２８ａ，２８ｂ）〜３０ 配管
２６ インク温調部
２７ インク温度センサ
４１ ヒータ
４２ ヒータ温度センサ
４３ ヒートシンク
４４ 冷却ファン
４５ 温調用経路
４６ 上昇経路
４７ 第１の上昇経路
４７ａ 上昇流路
４７ｂ 上部合流経路
４７ｃ 下部分岐経路
４８ 第２の上昇経路
４８ａ 上昇流路
４８ｂ 上部合流経路
４８ｃ 下部分岐経路
４９ 下降経路
１０１ ＣＰＵ

Claims (6)

1. インクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに供給されるインクの温度を調節するインク温調装置であって、
   前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給経路の中途に接続された温調用経路を備え、
   前記温調用経路では、前記インクが上昇される上昇経路と、前記インクが下降される下降経路とが含まれ、
   前記下降経路は、前記上昇経路よりも屈曲部又は分岐点が少なく、
   前記上昇経路の断面積の総和が、前記下降経路の断面積の総和よりも大きい
   ことを特徴とするインク温調装置。
2. 前記上昇経路は、
   前記温調機構外部から内部へと導入される流入経路に接続された第１の上昇経路と、
   前記温調機構内部から外部へと導出される流出経路に接続された第２の上昇経路と、
   から構成され、
   前記第１の上昇経路と、前記第２の上昇経路とは、前記下降経路によって接続されていることを特徴とする請求項１に記載のインク温調装置。
3. 前記上昇経路は複数の流路に分岐され、
   前記下降経路は、複数の流路が合流されて単一となっており、
   前記第２の上昇経路の分岐数と前記下降経路との和が、前記第１の上昇経路の分岐数と等しいことを特徴とする請求項２に記載のインク温調装置。
4. インクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに供給されるインクの温度を調節するインク温調装置であって、
   前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給経路の中途に接続された温調用経路を備え、
   前記温調用経路では、前記インクが上昇される上昇経路と、前記インクが下降される下降経路とが含まれ、前記上昇経路の断面積の総和が、前記下降経路の断面積の総和よりも大きく、かつ、
   前記上昇経路は、
   前記温調機構外部から内部へと導入される流入経路に接続された第１の上昇経路と、
   前記温調機構内部から外部へと導出される流出経路に接続された第２の上昇経路と、
   から構成され、
   前記第１の上昇経路と、前記第２の上昇経路とは、前記下降経路によって接続されており、
   前記第１上昇経路の総断面積は前記下降経路の断面積よりも大きいとともに、前記第２経路の総断面積は前記下降経路の断面積より大きいことを特徴とするインク温調装置。
5. インクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに供給されるインクの温度を調節するインク温調装置であって、
   前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給経路の中途に接続された温調用経路を備え、
   前記温調用経路では、前記インクが上昇される上昇経路と、前記インクが下降される下降経路とが含まれ、前記上昇経路の断面積の総和が、前記下降経路の断面積の総和よりも大きく、
   前記上昇経路は、
   前記温調機構外部から内部へと導入される流入経路に接続された第１の上昇経路と、
   前記温調機構内部から外部へと導出される流出経路に接続された第２の上昇経路と、
   から構成され、
   前記第１の上昇経路と、前記第２の上昇経路とは、前記下降経路によって接続されており、
   前記上昇経路は複数の流路に分岐され、
   前記下降経路は、複数の流路が合流されて単一となっており、
   前記第２の上昇経路の分岐数と前記下降経路との和が、前記第１の上昇経路の分岐数と等しいことを特徴とするインク温調装置。
6. 駆動信号に基づいて記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給経路と、
   前記記録媒体を前記インクジェットヘッドに対して相対的に搬送する記録媒体搬送部と、
   前記インク供給経路の中途に配置された請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインク温調装置とを備えることを特徴とするインクジェット印刷装置。