(57)【要約】【課題】本発明は、インク漏れを抑制し、インクの無駄な消費を減少することができ、又空気の吸い込みを抑制し、印刷画質を向上することができる、インク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置を提供する。【解決手段】インクジェット型画像形成装置において、プリントヘッド２と、インクの貯溜を行う第１のタンク７１と、第１のタンクに貯溜されたインクをプリントヘッドに供給するインク供給経路７０１とプリントヘッドから回収されたインクを第２のタンク７２に回収させるインク回収経路７０２とを有するインク循環経路７００と、インク循環経路に配設され、インク供給経路の流路長Ｌ１、インク粘度η１（ｔ）、流路抵抗係数Ｋ１の積とインク回収経路の流路長Ｌ２、インク粘度η２（ｔ）、流路抵抗係数Ｋ２の積との大小関係をインクの種類に応じて調整するインク温度調整手段とを備える。【選択図】図３
2012091410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット型プリントヘッドと、
インクの貯溜を行うタンクと、
前記タンクに貯溜された前記インクを前記プリントヘッドに供給するインク供給経路と前記プリントヘッドから回収された前記インクを前記タンクに回収させるインク回収経路とを有するインク循環経路と、
前記インク循環経路に配設され、前記インク供給経路の流路長Ｌ１、前記インク供給経路中の前記インクのインク粘度η１（ｔ）、前記インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積と、前記インク回収経路の流路長Ｌ２、前記インク回収経路中の前記インクのインク粘度η２（ｔ）、前記インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積との大小関係を前記インクの種類に応じて調整するインク温度調整手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット型画像形成装置。
【請求項２】
インクジェット型プリントヘッドと、
油性インクの貯溜を行うタンクと、
前記タンクに貯溜された前記油性インクを前記プリントヘッドに供給するインク供給経路と前記プリントヘッドから回収された前記油性インクを前記タンクに回収させるインク回収経路とを有するインク循環経路と、
前記インク循環経路に配設され、
前記インク供給経路の流路長Ｌ１、前記インク供給経路中の前記油性インクのインク粘度η１（ｔ）、前記インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積以上に、
前記インク回収経路の流路長Ｌ２、前記インク回収経路中の前記油性インクのインク粘度η２（ｔ）、前記インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積を調整するインク温度調整手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット型画像形成装置。
【請求項３】
インクジェット型プリントヘッドと、
水性インクの貯溜を行うタンクと、
前記タンクに貯溜された前記水性インクを前記プリントヘッドに供給するインク供給経路と前記プリントヘッドから回収された前記水性インクを前記タンクに回収させるインク回収経路とを有するインク循環経路と、
前記インク循環経路に配設され、
前記インク回収経路の流路長Ｌ２、前記インク回収経路中の前記水性インクのインク粘度η２（ｔ）、前記インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積以上に、
前記インク供給経路の流路長Ｌ１、前記インク供給経路中の前記水性インクのインク粘度η１（ｔ）、前記インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積を調整するインク温度調整手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット型画像形成装置。
【請求項４】
インクジェット型プリントヘッドと、
インクの貯溜を行うタンクと、
前記タンクに貯溜された前記インクを前記プリントヘッドに供給するインク供給経路と前記プリントヘッドから回収された前記インクを前記タンクに回収させるインク回収経路とを有するインク循環経路と、
前記インク循環経路に配設され、
前記インク供給経路の流路長Ｌ１、前記インク供給経路中の前記インクのインク粘度η１（ｔ）、前記インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積に、
前記インク回収経路の流路長Ｌ２、前記インク回収経路中の前記インクのインク粘度η２（ｔ）、前記インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積を一致させるインク温度調整手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット型画像形成装置。
【請求項５】
インク温度調整手段は、
前記インク供給経路及び前記インク回収経路に配設されたインク温度を測定する温度計と、
前記インク循環経路を加熱しインク温度を調整する加熱装置と、
前記温度計において測定されたインク温度に基づき前記加熱装置の加熱動作の制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット型画像形成装置。
【請求項６】
前記インク循環経路に連接され、
前記インク供給経路の流路長Ｌ１、前記インク供給経路中の前記インク粘度η１（ｔ）、前記インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積に対して、
前記インク回収経路の流路長Ｌ２、前記インク回収経路中の前記インク粘度η２（ｔ）、前記インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積を圧力を用いて調整するインク圧力調整手段を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェット型画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット型画像形成装置に関し、特にプリントヘッドにインクを循環させるインク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
価格が安く高速カラー印刷が可能なインクジェットプリンタの普及が目覚ましい。インクジェットプリンタは、パーソナルコンピュータ等の端末に接続され、この端末において製作された文字、イラスト、記号等の画像データを取り込み、用紙に印刷を行う。また、スキャナやファクシミリと一体化された複合型インクジェットプリンタにおいては、スキャナユニットから取り込んだ画像データの印刷を行うことができ、或いはファクシミリにより転送された画像データの印刷を行うことができる。
【０００３】
インクジェットプリンタにおいては、インクの用紙への滲みを防止し、プリント画質を向上するために、高粘度を有するインクが使用される傾向にある。プリント画質を向上することができる反面、下記特許文献１に記載されるように、自重落下方式を採用するインクジェットプリンタにおいて、高粘度を有するインクが移送経路中に流れにくく停滞し、インク貯溜部から記録ヘッドへのインクのスムーズな移送が困難である課題が知られている。
【０００４】
この特許文献１に係るインクジェットプリンタは、インク貯溜部と記録ヘッドとの間にインクの中間貯溜部を備え、この中間貯溜部に貯溜されるインクの液面にかかる圧力を大気圧に維持する圧力維持機構を備えている。このインクジェットプリンタは、中間貯溜部から記録ヘッドに均一な圧力によってインクを押し出すことにより、上記課題を解決している。
【０００５】
一方、インクジェットプリンタにおいて良好な印刷結果を得るために、印刷に使用されるインクの性能を保証する温度範囲が定められている。このようなインクの性能を保証するには、自重落下方式とは異なり、インクを常時循環させ、この循環されるインクの温度範囲を一定の範囲内に調整可能であるインク循環方式を採用するインクジェットプリンタが有効である。
【０００６】
この種のインクジェットプリンタは、プリントヘッドと、インクを貯溜するタンクと、タンクに貯溜されたインクをプリントヘッドに供給するインク供給経路及びプリントヘッドから回収されたインクをタンクに循環させるインク回収経路を有するインク循環経路と、インク循環経路に循環されるインクを温める加熱器と、循環されるインクを冷やす冷却器とを備えている。インクの温度が低すぎて、インクの性能を保証する温度範囲を逸脱するときには、加熱器を用いてインクが温められる。また、インクの温度が高すぎて、インクの性能を保証する温度範囲を逸脱するときには、冷却器を用いてインクが冷却される。インク循環方式を採用するインクジェットプリンタにおいては、加熱器並びに冷却器を用いてインク温度を調整することができるので、インクの性能を最大限に抽出し、印刷画質を高め、良好な印刷結果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１８８８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述のインク循環方式を採用するインクジェットプリンタにおいては、以下の点について配慮がなされていなかった。インク循環方式を採用するインクジェットプリンタにおいて、前述の特許文献１に記載されるような高粘度を有するインクを用いた場合、インク温度の変化に伴うインク粘度差が大きい。特に、インク循環経路のインク供給経路中のインク温度とインク回収経路中のインク温度とに差が生じると、プリントヘッドのインク吐出ノズルにかかる圧力に変動が生じ、インク漏れや空気の吸い込みが発生する。インク漏れが生じた場合、無駄なインクの消費が行われる。空気の吸い込みが生じた場合、印刷画質が劣化する。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。従って、本発明は、インク漏れを抑制し、インクの無駄な消費を減少することができ、又空気の吸い込みを抑制し、印刷画質を向上することができる、インク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の実施例に係る第１の特徴は、インクジェット型画像形成装置において、インクジェット型プリントヘッドと、インクの貯溜を行うタンクと、タンクに貯溜されたインクをプリントヘッドに供給するインク供給経路とプリントヘッドから回収されたインクをタンクに回収させるインク回収経路とを有するインク循環経路と、インク循環経路に配設され、インク供給経路の流路長Ｌ１、インク供給経路中のインクのインク粘度η１（ｔ）、インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積と、インク回収経路の流路長Ｌ２、インク回収経路中のインクのインク粘度η２（ｔ）、インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積との大小関係をインクの種類に応じて調整するインク温度調整手段とを備える。
【００１１】
本発明の実施例に係る第２の特徴は、インクジェット型画像形成装置において、インクジェット型プリントヘッドと、油性インクの貯溜を行うタンクと、タンクに貯溜された油性インクをプリントヘッドに供給するインク供給経路とプリントヘッドから回収された油性インクをタンクに回収させるインク回収経路とを有するインク循環経路と、インク循環経路に配設され、インク供給経路の流路長Ｌ１、インク供給経路中の油性インクのインク粘度η１（ｔ）、インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積以上に、インク回収経路の流路長Ｌ２、インク回収経路中の油性インクのインク粘度η２（ｔ）、インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積を調整するインク温度調整手段とを備える。
【００１２】
本発明の実施例に係る第３の特徴は、インクジェット型画像形成装置において、インクジェット型プリントヘッドと、水性インクの貯溜を行うタンクと、タンクに貯溜された水性インクをプリントヘッドに供給するインク供給経路とプリントヘッドから回収された水性インクをタンクに回収させるインク回収経路とを有するインク循環経路と、インク循環経路に配設され、インク回収経路の流路長Ｌ２、インク回収経路中の水性インクのインク粘度η２（ｔ）、インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積以上に、インク供給経路の流路長Ｌ１、インク供給経路中の水性インクのインク粘度η１（ｔ）、インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積を調整するインク温度調整手段とを備える。
【００１３】
本発明の実施例に係る第４の特徴は、インクジェット型画像形成装置において、インクジェット型プリントヘッドと、インクの貯溜を行うタンクと、タンクに貯溜されたインクをプリントヘッドに供給するインク供給経路とプリントヘッドから回収されたインクをタンクに回収させるインク回収経路とを有するインク循環経路と、インク循環経路に配設され、インク供給経路の流路長Ｌ１、インク供給経路中のインクのインク粘度η１（ｔ）、インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積に、インク回収経路の流路長Ｌ２、インク回収経路中のインクのインク粘度η２（ｔ）、インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積を一致させるインク温度調整手段とを備える。
【００１４】
第１の特徴乃至第４の特徴に係るインクジェット型画像形成装置において、インク温度調整手段は、インク供給経路及びインク回収経路に配設されたインク温度を測定する温度計と、インク循環経路を加熱しインク温度を調整する加熱装置と、温度計において測定されたインク温度に基づき加熱装置の加熱動作の制御を行う制御部とを備えることが好ましい。
【００１５】
第１の特徴乃至第４の特徴に係るインクジェット型画像形成装置において、インク循環経路に連接され、インク供給経路の流路長Ｌ１、インク供給経路中のインク粘度η１（ｔ）、インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１の積に対して、インク回収経路の流路長Ｌ２、インク回収経路中のインク粘度η２（ｔ）、インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２の積を圧力を用いて調整するインク圧力調整手段を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インク漏れを抑制し、インクの無駄な消費を減少することができ、又空気の吸い込みを抑制し、印刷画質を向上することができる、インク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に係るインクジェット型画像形成装置のプリント機構を示す概略図である。
【図２】実施例１に係るインクジェット型画像形成装置のインク循環システムの構成図である。
【図３】図２に示すインク循環システムに組み込まれるインク温度調整機構（インク温度調整手段）の模式的構成図である。
【図４】実施例１に係るインク循環システムにおいてインク供給経路及びインク回収経路の圧力損失を示す図である。
【図５】実施例１の変形例２に係るインク循環システムに組み込まれるインク温度調整機構（インク温度調整手段）の模式的構成図である。
【図６】本発明の実施例２に係るインクジェット型画像形成装置のインク循環システムの構成図である。
【図７】実施例２に係るインクジェット型画像形成装置の制御部及びインク循環システムのシステム構成図である。
【図８】実施例２に係るインクジェット型画像形成装置のインク循環システムの動作を説明するフローチャートである。
【図９】実施例２に係るインクジェット型画像形成装置においてインクの温度と粘度との関係を示す図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は実施例２に係るインクジェット型画像形成装置のインク循環システムの動作において使用される判定テーブルの内容を示す図である。
【図１１】本発明の実施例３に係るインクジェット型画像形成装置のインク循環システムを模式的に表した図である。
【図１２】実施例３に係るインク循環システムの動作を説明するフローチャートである。
【図１３】図１１に示すインク循環システムの所定経路においてインクの加温前後の粘度を示す図である。
【図１４】実施例３に係るインク循環システムにおいてインクの温度と粘度との関係を示す図である。
【図１５】実施例３に係るインク循環システムにおいて時間経過とインク温度との関係を示す図である。
【図１６】実施例３に係るインク循環システムにおいて時間経過とインク温度との他の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似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。
【００１９】
また、以下に示す実施例はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法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。
【００２０】
（実施例１）
本発明の実施例１は、インク循環方式を採用するカラーインクジェット型画像形成装置に本発明を適用した例を説明するものである。なお、実施例１及びそれ以降に説明する実施例は、理解を容易にするために、１色分のインク例えばブラックインクのインク循環システムについて説明する。それ以外の色、具体的にはシアンインク、マゼンダインク、イエローインクのそれぞれのインク循環システムは、その構成や説明を省略するが、同様の構成をインクジェット型画像形成装置に採用している。つまり、カラーインクジェット型画像形成装置には４色分のインクを各々独立に循環させる４つのインク循環システムが組み込まれている。また、本発明は、必ずしもカラーインクジェット型画像形成装置にのみ適用されるのではなく、グレースケールを含むモノクロインクジェット型画像形成装置にも適用可能である。
【００２１】
［インクジェット型画像形成装置の装置構成］
図１に示すように、実施例１に係るインク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置１０は、プリントする用紙を供給し、この用紙にプリントを行い、このプリントされた用紙を排出する用紙搬送機構を有する。インクジェット型画像形成装置１０において、符号を付けていない筐体の左側側面にはこの筐体から外側に突出する着脱自在の給紙台１０１が配設され、筐体内部には複数の給紙トレイ１０２、１０３、１０４及び１０５が配設されている。これらの給紙台１０１及び給紙トレイ１０２〜１０５には未プリント（印刷前）の用紙が格納されている。また、インクジェット型画像形成装置１０の筐体の左側上部には排紙台１１０が配設されている。排紙台１１０にはプリント済み（印刷後）の用紙が排出される。
【００２２】
インクジェット型画像形成装置１０は、給紙台１０１等から供給される用紙の搬送方向に対して直交する方向に多数のノズルが配列されたプリントヘッド２を複数備えている。それぞれのプリントヘッド２は、ブラックインク、シアンインク、マゼンダインク、イエローインクを吐出し、ライン単位においてプリントを行う。実施例１に係るインクジェット型画像形成装置１０は、インクジェット方式を採用するカラーインクジェット型画像形成装置である。
【００２３】
実施例１に係るインクジェット型画像形成装置１０は、更にインク循環システム７及び制御部６を備えている。インク循環システム７に関しては後に詳述する。制御部６は、インクジェット型画像形成装置１０の用紙搬送機構、インク循環システム７等の大半のユニットの制御を行う。制御部６は、その装置構成（ハードウエア）を省略するが、操作パネルや外部端末（例えばパーソナルコンピュータ）から入力される動作情報、各種センサから出力される検出情報等に基づき各種ユニットの動作を制御する中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）と、このＣＰＵによって処理され各種ユニットの動作を制御するプログラムが格納される記憶装置とを少なくとも備えている。
【００２４】
なお、実施例１に係るインクジェット型画像形成装置１０は、ライン単位においてプリントを行う方式だけに限定されるものではなく、ライン方向に走査してプリントを行うシリアル方式に適用してもよい。
【００２５】
［インクジェット型画像形成装置のプリント動作］
前述の図１に示すインクジェット型画像形成装置１０のプリント動作は、前述の制御部６を用いて以下の通り実行される。まず最初に、給紙台１０１、給紙トレイ１０２〜１０５のいずれかから供給された未プリント状態の用紙は、特に符号を付していないが、ローラ等により構築される駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路に沿って搬送され、レジスト部１２１に導かれる。レジスト部１２１は、搬送された用紙の供給方向先端の位置合わせ、斜行修正等を行う機能を有し、給紙系搬送路に対して垂直方向に配設された一対のレジストローラを備えている。レジスト部１２１に搬送された用紙はここで一旦停止された後、所定のタイミングにおいてプリントヘッド２が配列されたプリントユニット（印刷部）の方向に搬送される。
【００２６】
プリントヘッド２に給紙系搬送路を介して対向する領域には環状の搬送ベルト３、プラテンプレート４及び吸引装置５が配設されている。搬送ベルト３は、プリント条件により定められる速度においてプラテンプレート４上を走行し、用紙の搬送を行う。吸引装置５を用いて搬送ベルト３の図示しないベルト穴及びプラテンプレート４の図示しない吸引孔を通じて用紙が吸引され、用紙の搬送は搬送ベルト３の表面に吸着された状態において行われる。搬送ベルト３を用いて搬送される用紙に対してプリントヘッド２は各色インクを吐出し、カラープリント、モノクロプリント又はグレースケールプリントが行われる。
【００２７】
プリント済みの用紙は、駆動機構によって排紙系搬送路に沿って搬送され、片面プリントの場合にはそのまま排紙台１１０に導かれて排紙される。また、両面プリントの場合には、片面プリント済みの用紙が排紙系搬送路から切換機構１２２を通してスイッチバック経路１１１に導かれ、この用紙はプリント面を反転させて再び給紙系搬送路に戻される。片面プリントの場合と同様に、給紙系搬送路に戻された用紙は、レジスト部１２１からプリントユニットに搬送され、ここでプリントを行った後、排紙系経路を通して排紙台１１０に排紙される。
【００２８】
［インク循環システムの構成］
実施例１に係るインクジェット型画像形成装置１０は、図２に示すインク循環システム７を備えている。このインク循環システム７は、前述の図１において説明したインクジェット型プリントヘッド２と、インクの貯溜を行う第１のタンク（上流タンク又は第１のサブタンク）７１及び第２のタンク（下流タンク又は第２のサブタンク）７２と、第１のタンク７１に貯溜されたインクをプリントヘッド２に供給するインク供給経路７０１とプリントヘッド２から回収されたインクを第２のタンク７２に回収させるインク回収経路７０２とを有するインク循環経路７００と、インク循環経路７００に配設され、インク供給経路７０１の流路長Ｌ１、インク供給経路７０１中のインクのインク粘度η１（ｔ）、インク供給経路７０１の流路抵抗係数Ｋ１の積以上に、インク回収経路７０２の流路長Ｌ２、インク回収経路７０２中のインクのインク粘度η２（ｔ）、インク回収経路７０２の流路抵抗係数Ｋ２の積を調整するインク温度調整機構（インク温度調整手段）とを備える。このインク温度調整機構は、インク供給経路７０１の流路長Ｌ１、インク供給経路７０１中のインクのインク粘度η１（ｔ）、インク供給経路７０１の流路抵抗係数Ｋ１の積と、インク回収経路７０２の流路長Ｌ２、インク回収経路７０２中のインクのインク粘度η２（ｔ）、インク回収経路７０２の流路抵抗係数Ｋ２の積との大小関係をインクの種類（油性か水性かの種類）に応じて調整する機能を有している。
【００２９】
更に、インクジェット型画像形成装置１０は、インクを貯溜し、第２のタンク７２にインクを補充するインクボトル７３と、第２のタンク７２に接続された圧力調整器７４と、第２のタンク７２に貯溜されたインクを第１のタンク７１に循環させるからインク回収経路７０３と、インク回収経路７０３中に配設されたインク循環ポンプ７５と、インク供給経路７０１に配設された第１の加熱装置７６及び冷却装置７７と、インク回収経路７０２に配設された第２の加熱装置７８とを備えている。
【００３０】
第１のタンク７１には、第２のタンク７２に貯溜されたインク又はインクボトル７３から補充されたインクがインク回収経路７０３を通して循環され、この循環されたインクが貯溜される。インク回収経路７０３においてインクはインク循環ポンプ７５を用いて強制的に循環される。この第１のタンク７１には大気開放経路７１１が接続され、この大気開放経路７１１には制御部６によって開閉動作が制御される大気開放弁７１２が配設されている。この大気開放弁７１２の開閉動作に基づき、第１のタンク７１に貯溜され循環されるインクの圧力が調整される。第１のタンク７１はプリントヘッド２に供給されるインクの流量並びに圧力を一定に保持する機能を有している。第１のタンク７１はインク供給経路７０１の一端に接続されている。インク供給経路７０１の他端はインク分配器２１を通してプリントヘッド２に接続されている。
【００３１】
また、第１のタンク７１には第１の液面検出センサ７１３が配設されている。第１の液面検出センサ７１３は制御部６に接続され、この第１の液面検出センサ７１３を用いて第１のタンク７１内に貯溜されたインクの上限量を検出することができる。
【００３２】
インク分配器２１は、第１のタンク７１からインク供給経路７０１を通して複数のプリントヘッド２のそれぞれに均等にインクを供給する機能を有する。インク分配器２１は、プリントヘッド２の直前に配設され、プリントヘッド２にインクを供給する点においてインク供給経路に属し、インク循環経路７００を構築する。
【００３３】
また、複数のプリントヘッド２のそれぞれはインク集配器２２を通してインク回収経路７０２の一端に接続され、このインク回収経路７０２の他端は第２のタンク７２に接続されている。インク集配器２２は、プリントヘッド２において使用されない余剰のインクを回収し、第２のタンク７２に循環する機能を有する。インク集配器２２は、プリントヘッド２の直後に配設され、プリントヘッド２からインクを回収する点においてインク回収経路に属し、インク循環経路７００を構築する。
【００３４】
実施例１において、プリント動作に使用される直前の最も正確なインク温度を測定するために、インク分配器２１には温度計（温度センサ）２１０が配設されている。温度計２１０を用いて測定されたインク温度は制御部６に送られる。また、プリント動作に使用される直後の最も正確なインク温度を測定するために、インク集配器２２には温度計（温度センサ）２２０が配設されている。温度計２２０を用いて測定されたインク温度は制御部６に送られる。
【００３５】
複数のプリントヘッド２のそれぞれのインク吐出ノズルが配列されたノズル面側には、ヘッドキャップ２３が配設されている。このヘッドキャップ２３はヘッドキャップ駆動部２４を通して制御部６に接続されている。ヘッドキャップ２３は、必要に応じてプリントヘッド２のノズル面を塞ぎ、インクの吐き出しを停止させるとともに、インク循環経路７０１及び７０２内を経路外に対して閉じる機能を有する。ヘッドキャップ２３の動作は、制御部６からの制御信号に基づき、ヘッドキャップ駆動部２４によって実行される。
【００３６】
第２のタンク７２にはプリントヘッド２においてプリントに使用されなかった余剰のインクが回収され貯溜される。インク回収経路７０２の他端側には制御部６によって開閉動作が制御される開閉弁７２１が配設されている。第２のタンク７２には、圧力調整経路７０７を通して、第２のタンク７２内の圧力を調整する圧力調整器７４が接続されている。圧力調整器７４は、必ずしもこの構成に限定されるものではないが、実施例１において、簡易な構成を有しかつ製作費用を減少することができる、伸縮動作に伴い加圧又は減圧を行うベローズ機構により構成されている。圧力調整器７４は、制御部６に接続され、この制御部６からの制御信号に基づき圧力調整を行う。この圧力調整器７４は、プリントヘッド２に適正な負圧を掛ける負圧調整器としての主機能を有する。また、圧力調整経路７０７には大気開放経路７０８が接続され、この大気開放経路７０８には制御部６によって開閉動作が制御される大気開放弁７２４が配設されている。第２のタンク７２は、基本的に第１のタンク７１と同様に、循環されるインクの流量並びに圧力（ここでは負圧）を一定に保持する機能を有している。
【００３７】
第２のタンク７２には第２の液面検出センサ７２５が配設されている。第２の液面検出センサ７２５は制御部６に接続されている。第２の液面検出センサ７２５は、第２のタンク７２内に貯溜されたインクの上限量を検出する。
【００３８】
また、第２のタンク７２にはインク補充経路７０６を通してインクボトル７３が接続されている。インク補充経路７０６には制御部６によって開閉動作が制御される補充量調整弁７２２が配設されている。インクボトル７３は循環されるインク量が減少した場合にインクを補充する機能を有している。
【００３９】
第１の加熱装置７６及び冷却装置７７は、インク供給経路７０１特にここではインク供給経路７０１に沿って第１のタンク７１側に配設されている。第１の加熱装置７６及び冷却装置７７は良好なプリント結果を得ることができる温度にインクを調整する機能を有する。第１の加熱装置７６には実施例１において熱電ヒータが使用されている。冷却装置７７は、熱交換によってインクの温度を下げる冷却フィンと熱気の吸引若しくは冷気の送風によってインク温度を下げる冷却ファンとを併用して構成されている。
【００４０】
第２の加熱装置７８はインク回収経路７０２に沿って配設されている。第２の加熱装置７８は良好なプリント結果を得ることができる温度にインクを調整する機能を有する。第２の加熱装置７８は、実施例１において、第１の加熱装置７６と同様に熱電ヒータが使用されている。
【００４１】
実施例１に係るインク循環システム７のインク循環経路７００は、詳細には、第１のタンク７１、インク供給経路７０１、インク分配器２１、プリントヘッド２、インク集配器２２、インク回収経路７０２、第２のタンク７２、インク回収経路７０３及びインク循環ポンプ７５によって構築されている。
【００４２】
ここで、図２に示すインク循環システム７は１色分である。実施例１に係るインクジェット型画像形成装置１０はカラーインクジェット型画像形成装置であるので、図示しないが同様のインク循環システム７は他に３つ組み込まれ、インクジェット型画像形成装置１０には合計４個のインク循環システム７が組み込まれている。
【００４３】
［インク循環システムのインク循環動作］
図２に示すインク循環システム７の全体のインク循環動作は以下の通りである。
【００４４】
まず、第１のタンク７１に貯溜されたインクがインク供給経路７０１、インク分配器２１のそれぞれを通してプリントヘッド２に供給される。第１のタンク７１からインク供給経路７０１を通してプリントヘッド２に供給されるインクは、第１の加熱装置７６又は冷却装置７７を通して良好なプリント結果を得られる温度に調整される。
【００４５】
プリントヘッド２においては用紙にプリントを行うために供給されたインクが消費される。プリントに使用されなかった余剰のインクはインク集配器２２を通して回収され、この回収されたインクはインク回収経路７０２を通して第２のタンク７２に回収され貯溜される。第２のタンク７２に貯溜されたインクはインク回収経路７０３、インク循環ポンプ７５を通して第１のタンク７１に強制的に循環される。インク回収経路７０３を通して第１のタンク７１に循環され回収されたインクは、再度プリントヘッド２に供給するために貯溜される。
【００４６】
ここで、インク分配器２１に配設された温度計２１０又はインク集配器２２に配設された温度計２２０の少なくともいずれか一方を用いてインクの温度が測定される。インク温度が低く、良好なプリント結果を得ることができない場合には、制御部６は第１の加熱装置７６を駆動し、循環されるインクが温められる。インク温度が高く、やはり良好なプリント結果を得ることができない場合には、制御部６は冷却器７７を駆動し、循環されるインクが冷される。
【００４７】
また、インク循環システム７において、第１のタンク７１内に貯溜されたインク量は第１の液面検出センサ７１３を用いて管理されている。第２のタンク７２内に貯溜されたインク量は第２の液面検出センサ７２５を用いて管理されている。プリント動作が継続して実行され、インクが消費されることによって第１のタンク７１又は第２のタンク７１に貯溜されたインク量が減少し規定値に満たない場合には、制御部６は補充量調整弁７２２を開き、インクボトル７３からインク補充経路７０６を通して第２のタンク７２にインクの補充が行われる。
【００４８】
［インク温度調整機構の構成］
実施例１に係るインク循環システム７のインク温度調整機構は、前述の図２及び図３に示すように、インク循環経路７００のインク供給経路７０１側、詳細にはインク分配器２１に配設された温度計２１０と、インク循環経路７００のインク回収経路７０２側、詳細にはインク集配器２２に配設された温度計２２０と、インク回収経路７０２に沿って配設された第２の加熱装置７８と、温度計２１０、２２０を用いて測定されたインク温度に基づきインク回収経路７０２に流れるインクの温度を第２の加熱装置７８によって調整する制御を行う制御部６とを少なくとも備え構築されている。
【００４９】
図３に示すように、インク温度調整機構の温度計２１０及び２２０はプリントヘッド２に装着されている。温度計２１０はプリントヘッド２においてプリントに使用される直前のインク温度を測定し、温度計２２０はプリントヘッド２においてプリントに使用された直後の余剰のインク温度を測定する。
【００５０】
図３中、第１のタンク７１からプリントヘッド２までのインク供給経路の流路長はＬ１、インク供給経路中のインクのインク粘度はη１（ｔ）、インク供給経路の流路抵抗係数はＫ１である。ここで、インク供給経路とは、インク供給経路７０１が主体であるが、このインク供給経路７０１に加えてインク分配器２１内の循環経路も含まれる意味において使用されている。
【００５１】
また、プリントヘッド２から第２のタンク７２までのインク回収経路の流路長はＬ２、インク回収経路中のインクのインク粘度はη２（ｔ）、インク回収経路の流路抵抗係数はＫ２である。インク供給経路と同様に、インク回収経路とは、インク回収経路７０２が主体であるが、このインク回収経路７０２に加えてインク集配器２２内の循環経路も含まれる意味において使用されている。なお、実施例１に係るインク循環システム７において、インク回収経路７０２中に循環されるインク流量はインク循環経路７００に循環される全体のインク流量に比べて極めて小さく、インク回収経路７０２中に循環されるインク温度の調整を第２の加熱装置７８を用いて容易にかつ高速に行うことができるので、インク回収経路はプリントヘッド２と第２のタンク７２との間に設定しているが、第２のタンク７２のタンク７２が配設されない場合等には、インク回収経路はプリントヘッド２とインク循環ポンプ７５との間又はプリントヘッド２と第１のタンク７１との間に設定される。
【００５２】
［インク温度調整機構の第１の動作：基本動作］
実施例１に係るインク循環システム７において、温度調整機構の第１の動作は以下の通りである。
【００５３】
図４はインク循環経路７００においてプリントヘッド２を中心としてインク供給経路及びインク回収経路に循環されるインクの圧力損失を示す。図４中、横軸はインク供給経路７０１を少なくとも含むインク供給経路の流路長Ｌ１、インク回収経路７０２を少なくとも含むインク回収経路の流路長Ｌ２を示し、縦軸はインク温度（粘度η）を示す。
【００５４】
インク供給経路に循環されるインクの圧力は、インク供給経路の流路長Ｌ１と、インク供給経路中のインクのインク粘度η１（ｔ）と、インク供給経路の流路抵抗係数Ｋ１との積（Ｌ１×η１（ｔ）×Ｋ１）によって表され、図４中、符号Ｓ１を付し線図により囲まれた面積に相当する。インク回収経路に循環されるインクの圧力は、インク回収経路の流路長Ｌ２と、インク回収経路中のインクのインク粘度η２（ｔ）と、インク回収経路の流路抵抗係数Ｋ２との積（Ｌ２×η２（ｔ）×Ｋ２）によって表され、図４中、符号Ｓ２を付し線図により囲まれた面積に相当する。
【００５５】
プリントヘッド２を境にインク供給経路に循環されるインクの温度とインク回収経路に循環されるインクの温度とに差が生じると、特に高粘度インクを使用には、プリントヘッド２にインクを供給する直前とプリントヘッド２からインクを回収する直後のインク粘度差が大きくなる。このインク粘度差は圧力変動となり、プリントヘッド２のインク吐出ノズルにインクを供給する圧力が大きく働くと、インク漏れが生じ、無駄なインクの消費量が増大する。逆に、プリントヘッド２のインク吐出ノズルにインクを供給する圧力が小さく働くと、インクに気泡が混入され、インク吐出不良が発生してプリント画質の劣化を生じる。
【００５６】
実施例１に係るインク温度調整機構は、図２及び図３に示す温度計２１０を用いてインク供給経路に循環されるインク温度Ｔ１、温度計２２０を用いてインク回収経路に循環されるインク温度Ｔ２を測定し、この測定結果に基づき制御部６から第２の加熱装置７８を駆動し、インク回収経路中のインク温度Ｔ１を高め、インク回収経路に循環されるインクの圧力を高める。インク温度調整機構において、図４中、符号Ｓ２（１）に示すインク回収経路に循環されるインクの圧力（面積）がインク供給経路に循環されるインクの圧力（面積Ｓ１）と一致する（Ｌ１×η１（ｔ）×Ｋ１=Ｌ２×η２（ｔ）×Ｋ２）制御がなされると、プリントヘッド２の前後におけるインクの圧力変動が発生しないので、上記不具合は解消される。
【００５７】
［インク温度調整機構の第２の動作：油性インクを使用する場合］
実施例１に係るインク循環システム７において、循環されるインクに油性インクが使用される場合のインク温度調整機構の動作は以下の通りである。
【００５８】
まず、油性インクのベースは油である。この油性インクは、分子間の相互作用が小さいので低い表面張力を有し、インク循環経路７００を構築する経路部材、メディア等に対して良好な濡れ性を有し、界面活性剤を添加する必要もなく、気泡が発生しにくい特性を有している。
【００５９】
この気泡が発生しにくい特性を利用し、インク循環システム７に油性インクを循環させる場合には、図４中、符号Ｓ２（２）に示すインク回収経路に循環される油性インクの圧力（面積）をインク供給経路に循環される油性インクの圧力（面積Ｓ１）に対して大きくなる（Ｌ１×η１（ｔ）×Ｋ１≦Ｌ２×η２（ｔ）×Ｋ２）制御がインク温度調整機構において行われる。つまり、インク温度調整機構はプリントヘッド２のインク吐出ノズルにおいて油性インクに気泡が混入しやすい方向にインク回収経路中の油性インクの圧力をシフトさせるが、インク吐出ノズルからのインク漏れを防止することができる。油性インクは前述のように気泡が発生しにくく、又油性インクに混入された気泡は油性インクの循環中に排除可能である。なお、インク供給経路、インク回収経路のそれぞれに循環されるインク間に生成される圧力差はメニスカスを破壊しない範囲内に設定される。
【００６０】
［インク温度調整機構の第３の動作：水性インクを使用する場合］
実施例１に係るインク循環システム７において、循環されるインクに水性インクが使用される場合のインク温度調整機構の動作は以下の通りである。
【００６１】
まず、水性インクのベースは水である。この水性インクは高い表面張力を有しているので、インク循環経路７００を構築する経路部材、メディア等に対して濡れ性は良好ではない。このため、水性インクには表面張力を下げる界面活性剤が添加され、この水性インクにおいて気／液界面が生成されると、界面活性剤は気／液界面に素早く配向し安定に存在する。一方、この水性インクは気泡を生じやすい特性を有している。
【００６２】
この気泡を生じやすい特性を利用し、インク循環システム７に水性インクを循環させる場合には、図４中、符号Ｓ２（３）に示すインク回収経路に循環される水性インクの圧力（面積）をインク供給経路に循環されるインクの圧力（面積Ｓ１）に対して小さくなる（Ｌ１×η１（ｔ）×Ｋ１≧Ｌ２×η２（ｔ）×Ｋ２）制御がインク温度調整機構において行われる。つまり、インク温度調整機構はプリントヘッド２のインク吐出ノズルにおいて水性インクにインク漏れしやすい方向にインク回収経路中の水性インクの圧力をシフトさせるが、インク吐出ノズルからの気泡の混入を防止することができる。
【００６３】
なお、油性インク及び水性インクが混合されたエマルジョンタイプのインクは、界面活性剤が添加されているので、インク温度調整機構は第３の動作がなされる。
【００６４】
［変形例１］
実施例１の変形例１に係るインクジェット型画像形成装置１０のインク循環システム７においては、インク温度調整機構は、前述の図２及び図３に示す第２の加熱装置７８に加えて（又は代えて）、図４中、符号Ｓ２（４）を付して示すように、インク回収経路のインク温度Ｔ２をプリントヘッド２のプリカーサにより調整する。プリカーサは、インク吐出が行われない波形においてプリントヘッド２のピエゾ素子（図示しない）を稼働させる動作である。この動作により熱が発生し、この発生した熱がインク温度Ｔ２の調整に使用される。図４においては、インク供給経路のインク圧力とインク回収経路のインク圧力とを一致させる制御が行われている。
【００６５】
インク温度調整機構は、第２の加熱装置７８及びプリントヘッド２のプリカーサを利用して、素早くインク温度Ｔ２を調整可能であり、又プリントヘッド２のプリカーサを利用すれば第２の加熱装置７８を省略可能である。
【００６６】
［変形例２］
実施例１の変形例２に係るインクジェット型画像形成装置１０のインク循環システム７は、前述のインク温度調整機構に加えて（又は代えて）、前述の図２及び図５に示す圧力調整器７４を用いてインク回収経路に循環されるインクの圧力の調整を行うインク圧力調整機構を備えている。インク圧力調整機構は、インク循環経路７００のインク供給経路７０１側、詳細にはインク分配器２１に配設された温度計２１０と、インク循環経路７００のインク回収経路７０２側、詳細にはインク集配器２２に配設された温度計２２０と、インク回収経路７０２に第２のタンク７２を通して連接された圧力調整器７４と、温度計２１０、２２０を用いて測定されたインク温度に基づきインク回収経路７０２に流れるインクの圧力を圧力調整器７４によって調整する制御を行う制御部６とを少なくとも備え構築されている。圧力調整器７４はインク循環システム７に既存のものを利用する。
【００６７】
変形例２に係るインク圧力調整機構は、図５に示す温度計２１０を用いてインク供給経路に循環されるインク温度Ｔ１、温度計２２０を用いてインク回収経路に循環されるインク温度Ｔ２を測定し、この測定結果に基づき制御部６においてインク供給経路及びインク回収経路の流路抵抗を算出し、この算出結果に基づき制御部６から圧力調整器７４を駆動し、インク回収経路中のインクの圧力（面積Ｓ２）を調整する。この調整方法は、前述のインク温度調整機構の第１の動作乃至第３の動作の通りインクに応じて行われる。
【００６８】
［変形例３］
実施例１の変形例３に係るインクジェット型画像形成装置１０のインク循環システム７においては、インク温度調整機構は、前述の図２に示す第２の加熱装置７８に加えて（又は代えて）、前述の図２に示す第１の加熱装置７６又は冷却装置７７を用いて構築される。すなわち、インク温度調整機構は、インク供給経路側においてインク温度Ｔ１の温度調整を行い、相対的な圧力調整を行う。
【００６９】
［実施例１の特徴］
以上説明したように、実施例１に係るインクジェット型画像形成装置１０においては、インク温度調整機構を備え、インク漏れを抑制し、インクの無駄な消費を減少することができ、又空気の吸い込みを抑制し、印刷画質を向上することができる、インク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置を提供することができる。
【００７０】
（実施例２）
本発明の実施例２は、長期間使用せずに放置した場合、プリントヘッド２のインク吐出ノズルからインクの溶媒、分散媒等が蒸発し、インクの増粘やこの増粘の進行によるインクの固形化が生じた場合等に発生する、インクの吐出不良、不吐出等を防止することができる、インク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置に、本発明を適用した例を説明するものである。
【００７１】
［インク循環システムの構成］
実施例２に係るインクジェット型画像形成装置１０は、図６に示すインク循環システム７を備えている。このインク循環システム７は、基本的には、前述の実施例１に係るインクジェット型画像形成装置１０のインク循環システム７と同様であるが、インク循環経路７００のインク供給経路７０１の一端と他端との間にこのインク供給経路７０１に分岐してかつ連接された主パージ経路７０５と、インク供給経路７０１と主パージ経路７０５の一端との間に配設された経路切換部７１５と、主パージ経路７０５の他端に連接された加圧装置７１６と、少なくとも主パージ経路７０５に沿って配設された第３の加熱装置７９と、インク供給経路であってインク分配器２１に温度計２１０とともに配設された粘度計（粘度検出センサ）２１１と、インク分配器２１に温度計２１０及び粘度計２１１とともに配設された第４の加熱装置２１２とを更に備える。
【００７２】
なお、実施例２に係るインク循環システム７においては、実施例１に係るインク循環システム７の第１の加熱装置７６及び冷却装置７７がインク回収経路７０３のインク循環ポンプ７５と第１のタンク７１との間に配設されている。また、実施例１に係るインク循環システム７の第２の加熱装置７８は実施例２に係るインク循環システム７には配設されていない。
【００７３】
この実施例２に係るインク循環システム７において、経路切換部７１５には例えば３方向弁が使用されている。この経路切換部７１５は、第１のタンク７１からインク供給経路７０１を通してプリントヘッド２にインクを供給するインク供給経路と、加圧装置７１６から主パージ経路７０５及びインク供給経路７０１の一部を通してプリントヘッド２側に増粘した或いは固形化したインクを廃棄するインクパージ経路とに切換を行う機能する。経路切換部７１５は制御部６に接続され、この制御部６において経路切換部７１５の切換制御が行われる。
【００７４】
加圧装置７１６は、ここではシリンダと、このシリンダ内を摺動するピストンと、このピストンを摺動させるラックアンドピニオン機構と、このラックアンドピニオン機構を介してピストンを摺動させる図示しない駆動源とを備えている。駆動源には、モータ駆動源、エアー駆動源、油圧駆動源若しくは電磁駆動源を使用することができる。加圧装置７１６は、インクパージ経路を通して、増粘した或いは固形化したインクを機械的かつ強制的に外部に破棄する。加圧装置７１６は制御部６を用いて動作制御を行う。
【００７５】
第３の加熱装置７９は、インクパージ経路において、増粘した或いは固形化したインクを循環若しくは破棄することができるように、加熱する機能を有する。第３の加熱装置７９は制御部６を用いて温度制御を行う。第４の加熱装置２１２は、インク分配器２１内やプリントヘッド２内において、増粘した或いは固形化したインクを循環若しくは破棄することができるように、加熱する機能を有する。第４の加熱装置２１２は制御部６を用いて温度制御を行う。
【００７６】
粘度計２１１はプリントヘッド２に供給されるインクの粘度を測定する。この粘度計２１１の測定結果は制御部６に出力される。
【００７７】
［制御部のシステム構成］
ここで、実施例２に係るインクジェット型画像形成装置１０の制御部６は、図７に示すように、インターフェイスユニット（Ｉ／Ｆ）６１と、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）６２と、記憶装置６３と、メカニカル制御ユニット６４と、データ制御ユニット６５と、インク循環システム制御ユニット６６と、タイマ６７とを備えている。これらは符号を特に付けないが、内部バス配線によって相互に接続されている。
【００７８】
インターフェイスユニット６１は、入出力部に接続され、この入出力部からの画像データ、制御データ等の送受信を行う。入出力部は、インクジェット型画像形成装置１０に装着された操作部（例えば、タッチパネル）、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮを用いて接続された外部端末（例えば、パーソナルコンピュータ）、ＵＳＢメモリやカード型メモリ等の可搬性メモリを装着可能なスロット等である。
【００７９】
中央演算処理ユニット６２は、記憶装置６３に格納されたプログラムに基づき、記憶装置６３に記憶された画像データやインターフェイスユニット６１から入力される画像データの処理、制御データの処理、各種ユニットの制御等を行う。
【００８０】
メカニカル制御ユニット６４は、主に搬送ユニット１２５（図１の説明を参照。）の制御を行う。データ制御ユニット６５はプリントヘッドユニット２０に接続される。このデータ制御ユニット６５は、画像データから変換された印刷データに基づき、プリントヘッド２のインク吐出ノズルにおけるインクの吐出の制御を行う。
【００８１】
インク循環システム制御ユニット６６は、インク循環システム７の制御を司り、インク循環システム７の第１の加熱装置７６、冷却装置７７、粘度補正ユニット（第３の加熱装置７９及び第４の加熱装置２１２が少なくとも含まれる）、加圧装置７１６、循環経路切換部７１５、インク循環ポンプ７５等の制御を行う。
【００８２】
タイマ６７は、インクジェット型画像形成装置１０が使用されない期間の計測や、インクの増粘や固形化の判断に使用される。
【００８３】
なお、符号を特に付けないが、制御部６は、搬送ユニット１２５、プリントヘッドユニット２０、インク循環システム７のそれぞれに外部バス配線を通して接続されている。
【００８４】
［インク循環システムの動作］
実施例２に係るインク循環システム７の動作は以下の通りである。図８において、まず、インクジェット型画像形成装置１０の電源が投入されると、図６に示すインク循環システム７のインク分配器２１に配設された粘度計２１１を用いてインクの粘度が測定される（Ｓ１）。併せて、インク分配器２１に配設された温度計２１０を用いてインクの温度が測定される。これらの情報は制御部６に出力される。また、図７に示す制御部６のタイマ６７はインクジェット型画像形成装置１０（又はインク循環システム７）の停止時間を計測する。
【００８５】
制御部６においては、インクの粘度、温度及び停止時間に関する情報と、記憶装置６３に予め格納された図１０（Ａ）に示す判定テーブル１とに基づき、インク循環システム７のインクの循環動作を行うか、パージ動作を行うかが選択される（Ｓ２）。
【００８６】
ここで、図９はインク循環動作かパージ動作かの選択に必要な閾値を導き出すためのインクの粘度と温度との関係を示す。図９中、横軸は温度（℃）、縦軸は粘度（Ｐａ・ｓ）である。規定値１は、増粘或いは固形化したインクをパージ動作によって破棄するか否かを選択する閾値である。規定値１以上の場合には基本的にパージ動作が実行される対象になる。規定値２は、増粘或いは固形化したインクであってもインクパージ経路を物理的に加圧した場合にプリントヘッド２のインク吐出ノズルからインクを破棄することが可能な閾値である。規定値２以下の場合には、インクパージ経路を物理的に加圧し、パージ動作を実行して増粘或いは固形化したインクはプリントヘッド２から破棄される。実施例１において、規定値１が規定値２以下の領域（約２５℃以上、３０ｍＰａ・ｓ以下の領域）であって、この規定値１以上の領域に存在するインクは、物理的に加圧することによって破棄が可能である。規定値１が規定値２以上の領域（約２５℃以下、３０ｍＰａ・ｓ以上の領域）であって、この規定値１以上の領域に存在すインクは、この状態だと物理的に加圧することによって破棄することが難しいので、プリントヘッド２及びインクパージ経路を加温して、又はインクを循環させてインクの増粘或いは固形化を緩和し、規定値２以下の領域に存在する粘度補正がなされる。
【００８７】
図１０（Ａ）に示す判定テーブル１は、インクの粘度、温度及び停止時間に対してインク循環動作を実行するのか、パージ動作を実行するのかが記憶された情報である。例えば、インクジェット型画像形成装置１０の停止期間が３３６時間（２週間）未満の場合、インクの温度が１８℃、インクの粘度が３０ｍＰａ・ｓであれば、インク循環動作（○印）が実行される。また、インクジェット型画像形成装置１０の停止期間が３３６時間（２週間）未満の場合、インクの温度が１８℃、インクの粘度が３５ｍＰａ・ｓであれば、パージ動作（▲印）が実行される。インクジェット型画像形成装置１０の停止期間が３３６時間以上の場合には、インクの温度並びに粘度に関係なく、パージ動作（▲印）が実行される。
【００８８】
ステップＳ２において、インクが増粘或いは固形化していないと判断された場合、インク循環システム７は通常のインク循環動作を行い（Ｓ９）、インク循環経路７００にインクが循環される。
【００８９】
長期間に渡りインクジェット型画像形成装置１０が放置され、ステップＳ２において、インクの粘度が高くなり、増粘或いは固形化したインクと判断された場合、図７に示す制御部６のメカニカル制御ユニット６４は図６及び図７に示す循環経路切換部７１５の制御を行い、インク供給経路からインクパージ経路への切換が行われる。つまり、循環経路切換部７１５は、インク供給経路７０１を途中において遮断し、主パージ経路７０５とインク供給経路７０１の遮断された以降の経路とを連結し、加圧装置７１６とプリントヘッド２とを連結するインクパージ経路を確立する。そして、インク分配器２１に配設された粘度補正ユニットを構築する第４の加熱装置２１２及びインクパージ経路に沿って配設された粘度補正ユニットを構築する第３の加熱装置７９を用いてプリントヘッド２中及びインクパージ経路中のインクの加温が行われる（Ｓ３、Ｓ４）。この粘度補正ユニットは制御部６のインク循環システム制御ユニット６６を用いて制御を行う。このとき、プリントヘッド２にプリカーサを行い、インク吐出ノズル近傍のインクが併せて加温されてもよい。加温を行うことによって、インクパージ経路中並びにプリントヘッド２中のインクの増粘或いは固形化を緩和することができる。
【００９０】
次に、インク循環システム７において、粘度計２１１を用いてインクの粘度が再度測定され、温度計２１０を用いてインクの温度が再度測定される。この測定結果に基づき、制御部６は、記憶装置６３に予め格納された図１０（Ｂ）に示す判定テーブル２を用いて、粘度補正ユニットによるインクの加温動作を継続するか、加圧装置７１６による加圧動作を実行するかの判断を行う（Ｓ５）。
【００９１】
図１０（Ｂ）に示す判定テーブル２は、インクの粘度及び温度に対してインクの加温動作を継続するか、加圧装置７１６による加圧動作を実行するかが記憶された情報である。実施例１においては、温度に関係なく、インクの粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下であれば、パージ動作（▲印）が実行される。温度に関係なく、インクの粘度が３０ｍＰａ・ｓを越える場合であれば、インクの加温動作（☆印）が継続して実行される。
【００９２】
インクの加温動作を継続すると判定された場合には、ステップＳ３に処理が戻る。加圧動作を実行すると判断された場合には、制御部６は、粘度補正ユニットの動作を停止、すなわち第３の加熱装置７９及び第４の加熱装置２１２を用いた加温動作が停止される（Ｓ６）。引き続き、制御部６のインク循環システム制御ユニット６６は加圧装置７１６を駆動し、インクパージ経路中の増粘した或いは固形化したインクをプリントヘッド２のインク吐出ノズルから強制的（物理的）に加圧により破棄するパージ動作が実行される（Ｓ７）。
【００９３】
パージ動作が終了すると、図示しないメンテナンスユニットを用いて、プリントヘッド２のインク吐出ノズルのワイプクリーニングが実行される（Ｓ８）。
【００９４】
［実施例２の特徴］
以上説明したように、実施例２に係るインクジェット型画像形成装置１０においては、インク循環システム７に循環経路切換部７１５、主パージ経路７０５、加圧装置７１６、粘度補正ユニット、温度計２１０、粘度計２１１及びそれらを制御する制御部６を備えたので、プリントヘッド２のインク吐出ノズル近傍の増粘した或いは固形化した不必要なインクを確実に破棄することができ、インクの吐出不良、不吐出等を防止することができる。
【００９５】
更に、インクジェット型画像形成装置１０においては、粘度補正ユニット、制御部６の記憶装置６３に記憶された判定テーブル１及び２を備え、物理的な加圧によってインクを破棄する（図９に示す規定値２）まで加温を行いインクの増粘或いは固形化を緩和した後、パージ動作を行うので、インク供給経路内及びプリントヘッド２内に高圧が加わらない。この結果、インク循環システム７の経路耐圧を低く設定することができるので、経路部材やプリントヘッド部材、又はそれらの製作費用を削減し、インクジェット型画像形成装置１０の全体の製作費用を削減することができる。
【００９６】
（実施例３）
本発明の実施例３は、前述の実施例１に係るインクジェット型画像形成装置１０のインク循環システム７と同様に、特に高粘度を有するインクを用いた場合に生じるインク粘度差に起因するプリントヘッド２のインク漏れや第１のタンク７１のインク循環システムのオーバーフローを防止することができるとともに、省電力かつ短時間においてウォームアップ動作を実行することができる、インク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置に、本発明を適用した例を説明するものである。
【００９７】
［インク循環システムの構成］
実施例３に係るインクジェット型画像形成装置１０は基本的には前述の図２に示すインク循環システム７又は図６に示すインク循環システム７と同一のインク循環システム７を備えているので、ここでの説明は省略する。また、実施例３に係るインク循環システム７は、図２に示すインク循環システム７の第２の加熱装置７８を配設しない構成でもよく、又は図６に示すインク循環システム７の循環経路切換部７１５、主パージ経路７０５、加圧装置７１６及び粘度補正ユニットを配設しない構成であってもよい。
【００９８】
［プリントヘッドの流路構成］
図１１に模式的に（流路モデル図として）示すように、実施例３に係るインク循環システム７は、インク供給経路７０１とインク回収経路７０２との間に複数個のプリントヘッド２（１）−２（ｎ）が並列に接続されている。ここで、ｎは２以上の整数である。この個数に限定されるものではないが、実施例３においては、１つのインク色当たり合計６個のプリントヘッド２（１）−２（６）が並列に接続されている。
【００９９】
なお、図１１においては、前述の図２及び図６に示すインク分配器２１及びインク集配器２２は理解を容易にするために省略する。
【０１００】
［インク循環システムの動作］
実施例３に係るインク循環システム７の動作は以下の通りである。図１２において、まず、インクジェット型画像形成装置１０の電源が投入される（Ｓ１１）と、例えば前述の図２に示すインク循環システム７のインク分配器２１に配設された温度計２１０を用いてインクの温度が測定される。この情報は制御部６に出力される。
【０１０１】
制御部６においては、測定されたインクの温度がプリント動作に適温であるか否かが判断される（Ｓ１２）。プリント動作に適温であると判断されると、インク循環システム７においてインク循環経路７００にインクが循環され（Ｓ１３）、インク循環経路７００に配設された第１の加熱装置７６又は冷却装置７７を用いて循環されるインクの温度が調整される（Ｓ１４）。インク温度が低い場合には第１の加熱装置７６を用いてインクの加温が行われ、インク温度が高い場合には冷却装置７７を用いてインクの減温が行われる。引き続き、制御部６において記録ジョブ（印刷データ）があるか否かが判断される（Ｓ１５）。記録ジョブがある場合にはプリント動作が実行される（Ｓ１６）。記録ジョブがない場合は所定時間の待機モードに移行される（Ｓ１７）。
【０１０２】
制御部６において、インク温度がプリント動作に適温でないと判断されると、更にインク循環経路７００に循環中のインクの温度が測定され、循環に適温であるか否かが判定される（Ｓ２１）。このインク温度の測定には、前述の図２に示すインク集配器２２に配設された温度計２２０やインク循環経路７００の各所に配設された図示しない温度計が使用される。測定されたインク温度は制御部６に出力される。循環に適温なインク温度とは、第１のタンク（上流タンク）７１と第２のタンク（下流タンク）７２との水頭差によって発生するインクの循環流量がプリントヘッド２に必要なインク循環流量を満たすことができる程度の流量となるインク温度という意味で使用されている。
【０１０３】
インク温度が循環に適温であると判断されると、制御部６は、前述の図２に示すインク循環経路７００に配設された各種弁（例えば開閉弁７２１等）、圧力調整器７４、インク循環ポンプ７５等の動作の制御を行い、インク循環動作を開始する（Ｓ２２）。併せて、制御部６は、第１の加熱装置７６等を用いて、循環されるインクの温度をプリント動作に最適な調整を行う。循環されるインク温度がプリント動作に最適な温度に達する（Ｓ２３）と、制御部６はインク循環動作を停止するとともに、インク温度の調整を停止する。引き続き、制御部６において記録ジョブがあるか否かが判断される（Ｓ２４）。記録ジョブがある場合にはプリント動作が実行される（Ｓ２５）。記録ジョブがない場合は所定時間の待機モードに移行される（Ｓ１７）。
【０１０４】
インク温度が循環に適温でないと判断されると、制御部６は、図１１に示すプリントヘッド２の一部にプリカーサ動作を行う（Ｓ３１）とともに、前述の図２に示すインク循環経路７００に配設された第１の加熱装置７６等を用いて循環されるインクの温度をプリント動作に最適に調整する（Ｓ３２）。ここで、プリントヘッド２の一部とは、プリントヘッド２（１）−２（ｎ）のうちのインク供給経路７０１及びインク回収経路７０２に最も近い少なくとも１つのプリントヘッド２（１）という意味において使用されている。実施例３において、プリントヘッド２のうち２個のプリントヘッド２（１：１番ヘッド）及び２（２：２番ヘッド）にプリカーサ動作が行われる。
【０１０５】
プリントヘッド２（１）にプリカーサ動作が行われると、このプリントヘッド２（１）の加温が行われ、インクの粘性が低下するので、インク供給経路７０１、プリントヘッド２（１）及びインク回収経路７０２を含むインク循環経路の流路抵抗が小さくなる。同様に、プリントヘッド２（２）にプリカーサ動作が行われると、このプリントヘッド２（２）の加温が行われ、インクの粘性が低下するので、インク供給経路７０１、プリントヘッド２（２）及びインク回収経路７０２を含むインク循環経路の流路抵抗が小さくなる。
【０１０６】
図１３はプリカーサ動作の前後（加温前加温後）において各プリントヘッド２を含むインク循環経路の流量変化を示す図である。ここでは、電源投入時に、インク温度が５℃、インク粘度が５０ｍＰａ・ｓとして、インク循環経路全体を流れるインクの流量ｕtotalおよび各プリントヘッド２に流れるインクの流量ｕ１−ｕ６を算出した結果が掲載されている。
【０１０７】
インク循環経路全体を流れるインクの流量ｕtotalは、加熱前には５８．２ｍｌ／ｍｉｎであるが、加熱後には７１．５ｍｌ／ｍｉｎに増加する。プリントヘッド２（１）を含むインク循環経路の流量ｕ１は、加熱前には１１．３ｍｌ／ｍｉｎであるが、加熱後には１７．９ｍｌ／ｍｉｎに増加する。プリントヘッド２（２）を含むインク循環経路の流量ｕ２は、加熱前には１０．８ｍｌ／ｍｉｎであるが、加熱後には１７．４ｍｌ／ｍｉｎに増加する。
【０１０８】
プリントヘッド２（３）−２（６））はプリカーサ動作を行っておらず、最も近いプリントヘッド２（２）のプリカーサ動作に伴う温度変化の影響を実効的に受けていない。従って、プリントヘッド２（３）を含むインク循環経路の流量ｕ３、プリントヘッド２（４）を含むインク循環経路の流量ｕ４、プリントヘッド２（５）を含むインク循環経路の流量ｕ５、プリントヘッド２（６）を含むインク循環経路の流量ｕ６のそれぞれの加熱前後の変化はほとんどなく、流量ｕ３−ｕ６は８．８ｍｌ／ｍｉｎ−９．４ｍｌ／ｍｉｎの範囲内であって少ない。
【０１０９】
図１４に示すように、プリントヘッド２（１）及び２（２）付近のインク温度が例えば１５℃まで上昇すると、インク粘度は３７ｍＰａ・ｓまで下がる。プリントヘッド２（１）を含むインク循環経路、プリントヘッド２（２）を含むインク循環経路のそれぞれの流路抵抗は下がり、各々の流量ｕ１、の流量ｕ２は加温前の約１．７倍も増加する。この結果、インク循環経路７００全体のインク流量も増加するので、第１の加熱装置７６を用いた加温において熱交換効率が上昇し、循環されるインク温度を短時間においてかつ省電力において高めることができる。
【０１１０】
プリカーサ動作を実行した後、プリントヘッド２（１）及び２（２）付近のインク温度が循環に適温であるか否かが判定される（Ｓ３３）。インク温度が循環に適温でない場合にはステップＳ３１に戻る。
【０１１１】
プリントヘッド２（１）及び２（２）付近のインク温度が循環に適温であると判断されると、制御部６は、各種弁、圧力調整器７４、インク循環ポンプ７５等の動作の制御を行い、インク循環動作を開始するとともに、第１の加熱装置７６等を用いて、循環されるインクの温度をプリント動作に最適な調整を行う（Ｓ３４）。
【０１１２】
引き続き、インク温度が循環可能な温度であるか否かが判定される（Ｓ３５）。循環可能な温度でないと判断されると、ステップＳ３４に戻る。循環可能な温度であると判断されると、プリントヘッド２のうち残りのここではプリントヘッド２（３）及び２（４）にプリカーサ動作が行われる（Ｓ３６）。つまり、プリントヘッド２（１）−２（４）にプリカーサ動作が行われる。この後、ステップＳ２２に戻り、それ以降の処理が実行される。
【０１１３】
［実施例３の特徴］
図１５はインク温度と循環可能なインク温度までに要する加温時間との関係を示す図である。横軸は加温時間（分）、縦軸はインク温度（℃）である。まずプリントヘッド２の全てのプリントヘッド２（１）−２（６）にプリカーサ動作を行った場合、循環可能なインク温度に達する（５℃から１５℃に達する）までに約５分が必要である。
【０１１４】
これに対して、実施例３に係るインクジェット型画像形成装置１０においては、プリントヘッド２の一部のプリントヘッド２（１）及び２（２）にプリカーサ動作を行っているので、循環可能なインク温度に達するまでに僅か約３分に短縮がなされている。しかも、一部のプリントヘッド２（１）及び２（２）にプリカーサ動作を行っているので、省電力化がなされている。
【０１１５】
更に、循環可能なインク温度に達した後に、一部のプリントヘッド２（１）−（４）にプリカーサ動作を行うことによって、インク温度を急激に上昇することができる。図１６に示すように、循環可能なインク温度に達した後に、一部のプリントヘッド２（１）−（４）にプリカーサ動作を行わない場合には、インク温度は上昇するものの、インク温度の急激な上昇は見られない。
【０１１６】
以上説明したように、実施例３に係るインクジェット型画像形成装置１０においては、一部のプリントヘッド２にプリカーサ動作を行うようにしたので、省電力においてかつ短時間においてウォームアップ動作を実行することができ、この結果インク粘度差に起因するプリントヘッド２のインク漏れや第１のタンク７１のインク循環システムのオーバーフローを防止することができる。
【０１１７】
（その他の実施例）
上記のように、本発明を実施例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものでない。本発明は様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術に適用することができる。例えば、本発明は、カラーインクジェット型画像形成装置に限定されるものではなく、モノクロインクジェット型画像形成装置にも適用可能である。また、本発明は、スキャナ機能やファクシミリ機能を備えた複合型のインクジェット型画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、インク漏れを抑制し、インクの無駄な消費を減少することができ、又空気の吸い込みを抑制し、印刷画質を向上することができる、インク循環方式を採用するインクジェット型画像形成装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
２、２（１）−２（ｎ）…プリントヘッド、２１…インク分配器、２２…インク回収器、２３…ヘッドキャップ、２４…ヘッドキャップ駆動部、２１０、２２０…温度計、２１１…粘度計、２１２…第４の加熱装置、６…制御部、６１…インターフェイスユニット、６２…中央演算処理ユニット、６３…記憶装置、６４…メカニカル制御ユニット、６５…データ制御ユニット、６６…インク循環システム制御ユニット、６７…タイマ、７…インク循環システム、１０…インクジェット型画像形成装置、７１…第１のタンク、７２…第２のタンク、７３…インクボトル、７４…圧力調整器、７５…インク循環ポンプ、７６…第１の加熱装置、７７…冷却装置、７８…第２の加熱装置、７９…第３の加熱装置、７０１…インク供給経路、７０２、７０３…インク回収経路、７０５…主パージ経路、７１５…経路切換部、７１６…加圧装置。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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