(57)【要約】      （修正有）【課題】インクの循環初期から循環安定状態までの間に、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を起こすことなく、インクを循環供給できるインクジェット印字装置及びそのインク循環制御方法を提供する。【解決手段】上流インクタンクからインクジェットヘッドを経て下流インクタンクに通じ、この下流インクタンクから上流インクタンクに通じる循環路にインクを流し、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出可能なインクジェット印字装置であって、上流インクタンクとインクジェットヘッドの間の循環路のインクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する上流側加熱部４１と、下流インクタンクとインクジェットヘッドの間の循環路のインクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する下流側加熱部４２と、を備え、先に上流側加熱部を作動させその後前記下流側加熱部をも作動させる。【選択図】図２
2014079885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流インクタンクからインクジェットヘッドを経て下流インクタンクに通じ、この下流インクタンクから前記上流インクタンクに通じる循環路にインクを流し、前記インクジェットヘッドのノズルから前記インクを吐出可能なインクジェット印字装置であって、
前記上流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する上流側加熱部と、
前記下流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する下流側加熱部と、を備え、
先に上流側加熱部を作動させその後前記下流側加熱部をも作動させることを特徴とするインクジェット印字装置。
【請求項２】
前記上流側加熱部のみを作動させるとき前記インクジェットの前記ノズルから排出されるインクを受け、前記下流側加熱部をも作動させた以降に退避させることが可能なインク受皿を、更に有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット印字装置。
【請求項３】
上流インクタンクからインクジェットヘッドを経て下流インクタンクに通じ、この下流インクタンクから前記上流インクタンクに通じる循環路にインクを流し、前記インクジェットヘッドのノズルから前記インクを吐出可能なインクジェット印字装置のインク循環方法であって、
前記上流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する上流側加熱部まず作動させ、
次に、前記下流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する下流側加熱部をも作動させることを特徴とするインクジェット印字装置のインク循環制御方法。
【請求項４】
上流インクタンクからインクジェットヘッドを経て下流インクタンクに通じ、この下流インクタンクから前記上流インクタンクに通じる循環路にインクを流し、前記インクジェットヘッドのノズルから前記インクを吐出可能なインクジェット印字装置であって、
前記上流インクタンク及び下流インクタンク、並びにインクジェットヘッド内におけるインク温度を計測するインク温度計測部と、
前記上流インクタンク及び下流インクタンクのインク温度を徐々に上昇させるインク温度調節部と、
前記循環路の、上流インクタンクから前記インクジェットヘッドまでの上流側の管路部材のインクジェットヘッド寄りの部分に設置された上流側加熱部と、
前記循環路の、前記インクジェットヘッドから前記下流インクタンクまでの下流側の管路部材の、前記インクジェットヘッド寄りの部分に設置された下流側加熱部と、
前記循環路に充填されたインクを循環させる循環制御部と、
前記インクを循環させながら前記インク温度調節部により前記上流インクタンク及び下流インクタンクのインク温度を予め設定した温度まで上昇させるインク温度制御部と、
前記上流側加熱部を作動させ前記インクジェットヘッド内温度を所定温度に上昇させる上流側加熱制御部と、
前記上流側加熱部を作動させた後、前記下流側加熱部をも作動させる下流側加熱制御部と、
前記上流側加熱部を作動させたとき、前記インクジェットヘッドのノズルから排出されるインクを受けるように移動させ、前記下流側加熱部も作動させたとき以降に前記ノズルから退避可能に移動させるインク受皿と、
を備えることを特徴とするインクジェット印字装置。
【請求項５】
前記インク温度調節部は、液体内に前記上流インクタンク及び下流インクタンクを浸漬させたウォータバス構造であり、前記液体を加熱し、この液体を介して前記上流インクタンク及び下流インクタンク内のインクを加熱することで、このインク温度を徐々に上昇させることを特徴とする請求項４記載のインクジェット印字装置。
【請求項６】
前記上流側加熱部又は前記下流側加熱部は、前記上流側、又は下流側の管路部材に設置されたチューブヒータであることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のインクジェット印字装置。
【請求項７】
前記上流側加熱制御部及び前記下流側加熱制御部は、前記インクジェットヘッド内のインク温度が、上流インクタンク及び下流インクタンク内のインク温度と略等しくなるように前記上流側加熱部及び前記下流側加熱部を制御することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェット印字装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、循環路にインクを流し、インクジェットヘッドのノズルから前記インクを吐出可能なインクジェット印字装置及びそのインク循環制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドを介してインクを循環させながら、そのインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出することが可能なインクジェットヘッド及びインク循環機構を有するインクジェット印字装置は、従来から知られている。
【０００３】
このようなインクジェット印字装置では、上流側、及び下流側のインクタンク、及びインクジェットヘッド（印字ヘッドとも呼ぶ）を備え、これら上流側、及び下流側のインクタンクと印字ヘッドとの間でインクを循環させて印字ヘッドのノズルからインクを吐出させて印字し、記録するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなインクジェット印字装置において、高粘度インクを吐出する場合は、予めインク温度を上げ（インク粘度を下げ）、ヘッドにインクを供給する必要がある（低粘度インクの場合は温度を下げる）。すなわち、一般的にＵＶインクや機能性インクは常温での粘度が高いために、インクジェットヘッドの使用粘度域よりも大きく、そのままではインクを吐出することが難しいからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１３８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、インク温度を上げておく場合、インクの循環初期からインク循環が安定するまでには循環経路内でインクの温度(粘度)が大きく変化する。この際に、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を引き起こすという問題点があった。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、インクの循環初期から循環安定状態までの間に、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を起こすことなく、インクを循環供給できるインクジェット印字装置及びそのインク循環制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によるインクジェット印字装置は、上流インクタンクからインクジェットヘッドを経て下流インクタンクに通じ、この下流インクタンクから前記上流インクタンクに通じる循環路にインクを流し、前記インクジェットヘッドのノズルから前記インクを吐出可能なインクジェット印字装置であって、前記上流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する上流側加熱部と、前記下流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する下流側加熱部と、を備え、先に上流側加熱部を作動させその後前記下流側加熱部をも作動させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係るインクジェット印字装置のインク循環部を表す構成図である。
【図２】一実施形態に係るインクジェット印字装置の制御装置部分を示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係る印字装置のインク循環部を電気回路に模擬して表す回路図である。
【図４】一実施形態に係るインクジェット印字装置のインクジェットヘッド部分におけるインク温度の変化を示すグラフである。
【図５】一実施形態に係るインクジェット印字装置の通常時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】一実施形態に係るインクジェット印字装置の印字再開時の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。この一実施形態は、上流側管路のインクジェットヘッドの近くに上流側加熱部を設け、また下流側管路のインクジェットヘッドの近くに下流側加熱部を設け、更にインクジェットヘッドの直下に移動、退避可能なインク受皿を設ける構造を採る。そして、装置による印字再開に先立って、下流側加熱部におけるインク加熱を行わず、上流側加熱部でインク加熱を行い、インクを循環させノズル面からインクを一旦インク受皿に排出させた後、下流側加熱部でもインクの加熱を行い、印字を開始する。したがって、上流側加熱部のみを作動させるときには、下流側循環路の流路抵抗が大きく、ノズル面での圧力は正圧となる。そのため、上流側及び下流側のインクタンク内の圧力を変える必要がない。
【００１１】
この実施の形態におけるインクジェットヘッド１１を備えた印字装置のインクジェット装置部分を図１に示す。インクジェットヘッド１１は、インクを循環させる複数の流路を有し、これら各流路の内面に薄膜状の駆動電極がそれぞれ設けられ、かつこれら流路に対応してインク吐出口（以下、ノズルと呼ぶ）が設けられている。そして、この駆動電極に電界をかけることによりノズルからインク滴を吐出させるものである。
【００１２】
インクジェットヘッド１１は、上流インクタンク１２と下流インクタンク１３とが各々、上流側加熱部４１，下流側加熱部４２及び上流側管路部材１４，下流側管路部材１５を介して連結されている。上流側加熱部４１，下流側加熱部４２は例えばチューブヒータにより構成され、このチューブ内を流れるインクを加熱する。
【００１３】
これらの上流側加熱部４１，下流側加熱部４２は、上流側管路部材１４，下流側加熱部１５のインクジェットヘッド１１寄りの部分に設置される。インクジェットヘッド１１の直下には印字再開時に排出するインクを受けるインク受皿４４を設ける。
【００１４】
下流インクタンク１３は、管路部材１６を介して循環ポンプ１７の吸い込み側に連結され、この循環ポンプ１７の吐出側は管路部材１８、フィルター１９、管路部材２０を順次介して上流インクタンク１２と連結されている。
【００１５】
上述した管路部材１４，１５は、インクジェットヘッド１１の前述した流路と連通しており、この流路と共にインクの循環路を構成する。したがって、インクジェットヘッド１１は、流路の内面に設けられた薄膜状の駆動電極を動作させることにより、流路毎に対応して設けられたノズルから循環路に流れるインクを吐出させる。
【００１６】
インク循環路を構成する管路部材１６には、インク供給ポンプ２２を有する管路部材２３が連結され、この管路部材２３によりインク供給タンク２４に通じている。このインク供給ポンプ２２は、正転によりインク供給タンク２４内のインクをインク循環路へ供給し、逆転によりインク循環路からインクをインク供給タンク２４へ戻すようになっている。
【００１７】
また、上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３に対しては、圧力計２５が設けられており、これにより計測された圧力信号はインク供給ポンプ２２を制御して、上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３の圧力を調整する。
【００１８】
さらに、上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３に対しては、そのインク温度を徐々に上昇させるインク温度調節部２６が設けられている。インク温度調節部２６は、容器内に液体を収容する、いわゆるウォータバス構造をしており、この液体内に上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３を浸漬させる。
【００１９】
そして、この容器内の液体を、図示しない電気ヒータなどで加熱し、この液体を介して上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３内のインクを加熱する。このように、インク温度調節部２６は、沸騰した高温の液体を容器内に注入してインクタンク１２，１３を加熱するのではなく、容器内の液体を常温から加熱することにより、この液体の温度上昇に伴って、上流インクタンク１２、下流インクタンク１３を加熱する。したがって、上流インクタンク１２、下流インクタンク１３内のインクの温度を徐々に上昇させることができる。
【００２０】
上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３には、それぞれ温度計測手段として熱電対２７，３０が設けられている。また、インクジェットヘッド１１と上流側加熱部４１及び下流側加熱部４２の間にも、温度計測手段として熱電対２８，２９が設けられている。
【００２１】
更に、インクジェットヘッド１１内の上流側及び下流側に温度計測手段としてサーミスタ３１，３２が設けられている。これら熱電対２７〜３０、サーミスタ３１，３２は、循環路の上流側管路部材１４、下流側管路部材１５、及びインクジェットヘッド１１内に流れるインクの温度を検出する。
【００２２】
これら熱電対２７〜３０、サーミスタ３１，３２及び前述した圧力計２５は、図２で示すようにコンピュータなどによる制御装置３５と接続されており、これらの計測信号は制御装置３５に入力される。また、この制御装置３５は、図１で示した循環ポンプ１７及びインク供給ポンプ２２、インク温度調節部２６とも接続されており、前述した圧力検出信号や温度計測信号に基づき、これらの機器を制御する。
【００２３】
この実施の形態のように、上流側加熱部４１及び下流側加熱部４２をインクジェットヘッド１１の近くに設ける構成は、インク温度調節部２６を備えたインクタンク１２，１３をインクジェットヘッド１１の近傍に配置できず、上流側及び下流側の管路部材１４，１５が長くなり、管路部材１４，１５内のインク温度が放熱により変化してしまう場合、もしくはインクタンク１２，１３内のインク温度とインクジェットヘッド１１との温度差が非常に大きくなってしまう場合に好ましい構成である。
【００２４】
制御装置３５は、インクの循環を制御する循環制御部３５ａと、インクの温度を制御するインク温度制御部３５ｂと、上流側加熱部４１のチューブヒータの加熱を制御する上流側加熱制御部３５ｃと、下流側加熱部４２のチューブヒータの加熱を制御する下流側加熱制御部３５ｄを有する。
【００２５】
循環制御部３５ａは、前述した循環路に充填されたインクを、循環ポンプ１７により室温状態のまま予定時間循環させる。インク温度制御部３５ｂは、上述した予定時間経過後に、インクを循環させながらインク温度調節部２６を動作させ、上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３内のインク温度を予め設定した温度まで徐々に上昇させる。
【００２６】
ここで、上流インクタンク１２と下流インクタンク１３との圧力差が一定の場合の循環路における圧力、温度などについて、図３を用いて説明する。
【００２７】
上述した循環路において、上流インクタンク１２と下流インクタンク１３との圧力差が一定の場合、上流インクタンク１３からインクジェットヘッド１１、下流インクタンク１３までの経路における流量と流路抵抗の積の和は、上流インクタンク１２と下流インクタンク１３が持つエネルギー差に等しい。
【００２８】
ここで、上流インクタンク１２が持つエネルギーをＰｕ、下流インクタンク１３が持つエネルギーをＰｄ、上流側における管路部材１４の流路抵抗をＲｕ、同じく上流側におけるインクジェットヘッド１１内の流路抵抗ｒｕ、下流側における管路部材１５の流路抵抗をＲｄ、同じく下流側におけるインクジェットヘッド１１内の流路抵抗ｒｄとした場合、これらは図３のように電気回路図を用いて模式的に表すことができる。この図３の電気回路の各要素と図１で示した各部との対応関係を表すと以下のとおりとなる。
【００２９】
電位差  ：  Ｖ［Ｖ］          エネルギー差  ：  ΔＰ［Ｐａ］
電流    ：  Ｉ［Ａ］          流量          ：  Ｑ［ｍ３／ｓ］
抵抗    ：  Ｒ［Ｖ／Ｉ］      流路抵抗      ：  Ｒ［Ｐａ・ｓ／ｍ３］
この循環路内の関係は、電気回路におけるオームの法則に対応して次式のように表される。
【００３０】
ΔＰ＝Ｐｕ−Ｐｄ
ΔＰ＝（Ｒｕ＋ｒｕ）Ｑ＋（Ｒｄ＋ｒｄ）Ｑ
このとき、上流側と下流側でのエネルギー損失が次式（１）のように等しいときは、インクジェットヘッド１１のノズル圧力は適正な所定圧（若干の負圧）となる。
【００３１】
（Ｒｕ＋ｒｕ）Ｑ＝（Ｒｄ＋ｒｄ）Ｑ              ・・・  （１）
しかし、インク循環路内部での温度変化によって流路抵抗が変化する場合は、一般的に次式のように上流側と下流側でのエネルギー損失は等しくならない。
【００３２】
（Ｒｕ＋ｒｕ）Ｑ≠（Ｒｄ＋ｒｄ）Ｑ
このような問題を解決するためには、流路抵抗Ｒｕ及びＲｄを可変抵抗のように変化させる事によって式（１）が成立するように制御すればよい。すなわち、流路抵抗比がＲｕ：Ｒｄ＝１：１となるように制御すればよい。
【００３３】
ここで、流路抵抗Ｒｕ及びＲｄは次のようにして求められる。
【００３４】
円管の流路抵抗Ｒは次の基本式（２）により求められる。
【数１】
2014079885.tif 000003
つまり、円管の直径ｄ［ｍ］、円管の長さＬ［ｍ］、円管を流れる流体（インク）の粘度μ［Ｐａ・ｓｅｃ］から上述の式（２）から求められる。従って、単位長さ当りの流路抵抗は下式（３）で表される。
【００３５】
【数２】
2014079885.tif 000004
粘度μが温度依存性を示す場合、温度Ｔとは次式（４）の関係となる。
μ＝μ（Ｔ）                                ・・・  （４）
【００３６】
さらに、この温度が円管の長さＬを用いて表現できる場合次式（５）の関係となる。  
μ＝μ（Ｔ（Ｌ））                            ・・・  （５）
【００３７】
そこで、粘度の温度依存性を、アレニウス型を仮定して、次式（６）のように表現する。
【数３】
2014079885.tif 000005
【００３８】
なお、α、βはインクの物性による。
【００３９】
また、温度Ｔが円管の長さＬに比例すると仮定して次式（７）とする。  
Ｔ＝ａＬ＋ｂ                                ・・・  （７）
これらの関係を、式（３）に代入すると次式（８）となる。
【数４】
2014079885.tif 000006
【００４０】
上式（８）について積分を実行すると次式（９）となる。  
【数５】
2014079885.tif 000007
【００４１】
上記関数は初等積分では難しいので、区分求積法を用いて次式（１０）により求める。
【数６】
2014079885.tif 000008
【００４２】
さらに、管路部材として、異なる円管を接続させた場合は、各円管の流路抵抗をＲｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）として、次式（１１）により各流路抵抗の和を求める。
【数７】
2014079885.tif 000009
【００４３】
但し、添え字ｊは各円管の種類を示し、添え字ｉは円管を分割して考えたうちの一部分を示す。
【００４４】
上述の関係から、流路抵抗比Ｒｕ：Ｒｄがほぼ１：１となるよう制御するには、式（２）から、上流側及び下流側管路部材１４，１５である円管の長さＬ、円管の直径ｄを変えない場合、上流・下流のインク循環経路内のインク粘度（μ）の変化、つまり式（６）で示すように、インク循環経路内の温度Ｔの変化がなるべくなだらかになるようにすると良い。
【００４５】
そこで、図１に示すようなインク循環路を構成することとする。印字が中止された後、再開される場合についてまず、説明する。
【００４６】
上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３にインクが充填されている。
【００４７】
この状態では、インクの温度は低くなっている。そこで、印字再開に先立って、図２に示す上流側加熱制御部３５ｃにより上流側加熱部４１を加熱し、このチューブ内のインクを加熱する。そして循環ポンプ１７を駆動してインクを循環させる。この状態では、下流側のインクは加熱されず、下流側のインクの温度は低く垂れるが、この垂れるインクはインク受皿４４で受けられる。その後、下流側加熱部４２も加熱を行い、循環するインクが所定温度になったのち、インク受け皿４４を横に移動して、印字を再開する。
【００４８】
このようにして循環路にインクを充填した後、循環ポンプ１７を駆動させ、この循環路内でインクを室温循環させる。このとき、フィルター１９により、インク中の異物除去及びインク内の気泡除去を行う。
【００４９】
この循環初期から循環安定（インクジェットヘッド１１の温度が必要域に到達する）までは以下に示す順序での制御を行う。このような制御が、インク循環路内の温度変化をなだらかにできるため、最も良い。
【００５０】
すなわち、前述のように循環ポンプ１７を駆動し、（ａ）室温でインク循環をしばらく行う（約５分）。その後、（ｂ）上流側インクタンク１２と下流側インクタンク１３とを、ウォータバス構造のインク温度調節部２６により徐々に加熱する。この場合、ウォータバス構造のインク温度調節部２６の容器内の液体を図示しない加熱ヒータにより加熱することで、インクタンク１２，１３内のインク温度を徐々に上昇させる。この制御により、インク温度(熱電対２７，３０の検出温度)はヘッド温度（サーミスタ３１，３２の検出温度）とほぼ等しくなる。
【００５１】
なお、制御の詳細条件は、熱電対２７〜３０及びサーミスタ３１，３２の温度特性を調査することにより求められる。
【００５２】
以下、図２により全体的な制御動作を説明する。図２において、装置電源オン信号が制御装置３５に入力されると、制御装置３５はインク供給ポンプ２２を動作させ、インク供給タンク２４からインク循環路へインクを供給する。一定時間経過後、インク循環路内にインクが充填されると、インク供給ポンプ２２は信号を制御装置３５に送る。制御装置３５はインク供給ポンプ２２を停止させる。
【００５３】
次に、制御装置３５は循環ポンプ１７を動作させる。一定時間（約５分程度）経過後、インク温度調節部２６を動作させ、インクタンク１２，１３内のインク温度を徐々に上昇させる。このとき、制御装置３５はサーミスタ３１，３２及び熱電対２７，３０の検出温度に応じて、インク温度調節部２６の制御を行う。また、制御装置３５は圧力計２５の検出値に応じて、インク供給ポンプ２２を制御し、インク循環路を前述した圧力関係に保つ。
【００５４】
これらの制御により、循環初期から循環安定までにおけるインクの循環経路内での温度Ｔの変化を小さくすることができる。その結果、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を防止できる。
【００５５】
ここで、例えば、高粘度インクを吐出する場合、あらかじめインク温度を上げて（インク粘度を下げて）インクをインクジェットヘッド１１に供給する必要がある。ただし、インク温度は上げすぎるとインク特性が壊れてしまう（乾燥、顔料凝集や沈降、分散の不安定など）ので、インク温度はインク特性が壊れない範囲を上限とする。この場合、ウォータバス構造のインク温度調節部２６により、上流インクタンク１２及び下流側インクタンク１３内のインクを十分加熱し循環するが、チューブヒータによる加熱部４１，４２を使用せずにインク循環を行うと、循環初期におけるインクジェットヘッド１１の上流側サーミスタ３１と下流側サーミスタ３２との温度差が大きくなり、インクジェットヘッド１１のノズルからインクが垂れるという問題が発生する。
【００５６】
そこで、この実施形態では、下流側加熱部４２の加熱は行わないが、上流側加熱部４１でインクを加熱して循環させる。したがって、インクが垂れる現象が生ずるが、このときインク受皿４４をインクジェットヘッドの下に移動させることにより、ヘッドから排出されるインクを受ける。
【００５７】
その後、下流側加熱部４２も加熱駆動してインクを循環させる。こうして上流側インクタンク１２と下流側インクタンク１３のインクがほぼ同じ温度になったら印字を再開する。
【００５８】
高粘度インクを循環する場合であっても、循環初期から循環安定（ヘッド温度が必要域に到達する）までは以下に示す順序で制御を行い、インク循環経路内の温度変化をなだらかにする。
【００５９】
すなわち、循環ポンプ１７を駆動し、（ａ）室温でインク循環をしばらく（約５分）行う、その後、（ｂ）上流側インクタンク１２と下流側インクタンク１３をウォータバス構造のインク温度調節部２６により徐々に加熱する。このとき、インク温度調節部２６の上限温度は、前述のようにインク特性を壊さない範囲とする。その後すぐ、（ｃ）上流側、下流側のチューブヒータによる加熱部４１，４２を駆動し、チューブ内のインクを加熱する。
【００６０】
図４に上述した循環初期から循環安定までのサーミスタ３１，３２の温度例を示す。ここでは、上述した（ｂ）での、インク温度調節部２６によるインク加熱開始からの温度特性を示しており、上述の（ａ）における室温でのインク循環中の温度特性は省略している。すなわち、図４中、b点でインク温度調節部２６により加熱を開始し、ｃ点で加熱部４１，４２による加熱を行う。これらの操作後、サーミスタ３１，３２の差が小さくなり循環安定（インクジェットヘッド温度が必要域に到達する）となる。
【００６１】
＜最初から印字開始の場合＞
まず、図５に示すフローチャートを用いて通常の最初から印字を行う場合のこの装置の動作説明を行う。
【００６２】
装置電源オン信号が制御装置３５に入力されると（Ａ５０１）、制御装置３５はインク供給ポンプ２２を動作させる（Ａ５０２）。一定時間経過後、インク循環路内にインクが充填されると、インク供給ポンプ２２は信号を制御装置３５に送り、制御装置３５はインク供給ポンプ２２を停止させる。
【００６３】
次に、制御装置３５は、その循環制御部３５ａにより循環ポンプ１７を動作させる（Ａ５０３）、インクを室温循環（Ａ５０４）させる。予め設定した時間（５分程度）経過後、インク温度調節部２６をインク温度制御部３５ｂにより制御動作させ（Ａ５０５）、インク温度を徐々に上昇させる。その過程で、インク温度が所定温度に達したか確認し（Ａ５０６）、上流側加熱制御部３５ｃ及び下流側加熱制御部３５ｄからの制御により上流側加熱部４１，下流側加熱部４２を動作させ、インクを加熱する（Ａ５０７）。
【００６４】
そしてＡ５０８では、インクジェットヘッド１１の温度が所定温度か否かによりＡ５０７に戻って、上流側加熱部４１，下流側加熱部４２を動作させる。すなわち制御装置３５は、サーミスタ３１，３２、熱電対２７，２８，２９，３０の計測温度に応じて、インク温度調節部２６及び上流側加熱部４１，下流側加熱部４２の制御を行う。また、制御装置３５は圧力計２５の検出値に応じて、インク供給ポンプ２２を制御し、インク循環路を前述した圧力関係に保つ。
【００６５】
これらの制御により、循環初期から循環安定まではインクの循環路内での温度変化を小さくすることができる。その結果、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を防止できる。
【００６６】
＜印字中断後に印字が再開される場合＞
次に印字が一旦中断され、その後再開される場合について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００６７】
印字を中断していると、インク内の粒子の沈降やインクの揮発等によりノズル内のインク粘度が高まり、インクが垂れたりする。インクが出にくくなることもあるがこのような場合には、インクジェットヘッド内の圧力を高めてノズル付近にあるインクを排出する。
【００６８】
Ａ６０１で印字再開の指示を検知すると、Ａ６０２で図１に示すインク受皿４４をインクジェットヘッド１１の直下（ノズルの下）に移動させる。
【００６９】
次に、Ａ６０３で、上流側加熱制御部３５ｃの制御の下で、上流側加熱部４１を作動させインクを循環させる。これによりこの加熱部のチューブ中を流れるインクが加熱される。
【００７０】
上流側加熱部４１が加熱されるので、上流側のインクの温度は上昇するが、下流側のインクの温度は低い。したがって、相対的に下流側の流路抵抗が高くなりインクが垂れるので、次のＡ６０４では、ノズルより排出されたインクをインク受皿４４にて受ける。インクジェットヘッド１１のノズル面に付着したインク滴などは吸引メインテナンスなどにより除去する。
【００７１】
この後、垂れるインクが相当無くなった状態になる、所定時間経ってからＡ６０５で下流側加熱部４２を作動させる。この下流側加熱部４２の加熱制御は下流側加熱制御部３５ｄによりなされる。下流側加熱部４２による加熱がなされる状態でインクを循環させる。このように上流側加熱部４１と下流側加熱部４２による循環インクが加熱され、インクの流路抵抗は低くなる。
【００７２】
Ａ６０６でインクの循環が安定してきたことを検知すると、Ａ６０７でインクジェットヘッド１１のノズルからのインクの排出を停止する。次のＡ６０８ではインク受皿４４を横に移動させ、Ａ６０９でインクジェットによる印字を再開する。
【００７３】
このようして、先に上流側加熱部４１を先に加熱しても、インク垂れによる障害を防止することができる。
【００７４】
例えば、インクジェットヘッド１１のノズル面の圧力は上流インクタンク１２と下流インクタンク１３の圧力を制御することにより実現する。ノズル面の圧力は−０．５ｋＰａ（パスカル）〜−２．０ｋＰａ程度の負圧にして印字することが好ましい。
【００７５】
例えば、上流インクタンク１２内の圧力を５ｋＰａ、下流インクタンク１３内の圧力を−７ｋＰａにすることにより、ノズル面の圧力を−１．０ｋＰａにすることができる。
【００７６】
上記実施形態では、ウォーターバス構造のインク温度調節部を用いる場合について説明した。しかし、本発明は特にこれに限られず、上流下流のインクタンクを調節機能が付けられた電気ヒータ等であってもよい。
【００７７】
上記実施の形態では、印字を中断し再開する場合を例に説明した。しかし、インクが充満している最初から印字を行う場合についても同様に、本発明を適用することが可能である。
【００７８】
この実施形態のように、印字再開した時、下流側のインク温度が低いとインクの粘度が高くなることにより下流側の流路抵抗が高くなる。このような状態を作り出すことによりそれぞれのインクタンク内の圧力を変化させることなく、ノズル面での圧力が正圧になり、ノズルからインクが排出される。このようにすれば、実際に使用するときのインクタンク内の圧力と立ち上げ時のインクタンク内の圧力を変えることなく、インクを排出することができる利点もある。
【００７９】
このように、上述した実施の形態では、インクを循環させつつインクジェットヘッド１１のノズルからインクを吐出する循環式インクジェットヘッドの循環初期から循環安定状態までの間に、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を発生させることなく、インクを循環供給することができる。
【００８０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
１１・・・インクジェットヘッド
１２・・・上流インクタンク
１３・・・下流インクタンク
１４・・・上流側管路部材
１５・・・下流側管路部材
２２・・・インク供給ポンプ
２６・・・インク温度調節部
２７〜３０・・・熱電対
３１，３２・・・サーミスタ
３５・・・制御装置
３５ａ…循環制御部
３５ｂ…インク温度制御部
３５ｃ…上流側加熱制御部
３５ｄ・・・下流側加熱制御部
４１・・・上流側加熱部
４２・・・下流側加熱部
４４・・・インク受皿
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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