(57)【要約】【課題】インク循環装置に送られたインクの局所的なインク温度の上昇を抑えつつ、至適温度までインク全体を加熱及び保温することができるインク循環装置及びこのインク循環装置を備えたインクジェット記録装置を提供すること。【解決手段】一実施形態に係るインク循環装置は、インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第１タンクと、インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第２タンクと、第２タンクに貯留されたインクを第１タンクへ循環させる循環ポンプとを備えている。また、本実施形態に係るインク循環装置は、第１タンクの底面と、第２タンクの底面と、循環ポンプの底面と接触し加熱するヒータを備える。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第１タンクと、
前記インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第２タンクと、
前記第２タンクに貯留されたインクを前記第１タンクへ循環させる循環ポンプと、
前記第１タンクの底面、前記第２タンクの底面及び前記循環ポンプの底面と接触し加熱するヒータと、を備えることを特徴とするインク循環装置。
【請求項２】
前記ヒータは、前記第１タンクの底面、前記第２タンクの底面、前記循環ポンプの底面と接触する単一のヒータであることを特徴とする請求項１に記載のインク循環装置。
【請求項３】
前記第１タンクへインクを送液する供給ポンプをさらに備え、
前記ヒータは、前記供給ポンプの底面と接触し、前記第１タンク、前記第２タンク及び前記循環ポンプとともに前記供給ポンプを加熱するヒータであることを特徴とする請求項２に記載のインク循環装置。
【請求項４】
前記第１タンク、前記第２タンク、前記循環ポンプ及び前記供給ポンプを覆うカバー体を備えていることを特徴とする請求項３に記載のインク循環装置。
【請求項５】
インクを吐出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へ供給するインクを貯留する第１タンクと、
前記インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第２タンクと、
前記第２タンクに貯留されたインクを前記第１タンクへ循環させる循環ポンプと、
前記第１タンクの底面、前記第２タンクの底面及び前記循環ポンプの底面と接触し、前記第１タンク、前記第２タンク、前記循環ポンプ内を循環するインクを加熱する単一のヒータと、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インク循環装置及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク循環装置は、記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に用いられる。この種のインク循環装置は、インクジェットヘッドのノズル内に生じる気泡や、異物の除去をすることにより、インク滴吐出抜けの発生を低減させている。
【０００３】
インクジェット記録装置に用いられるインクには、インク滴の吐出に適した温度帯（至適温度）があり、この温度帯から外れた温度でインクを使用すると吐出性能が低下する虞がある。  
そこで、インクジェット記録装置内のタンクに貯留されているインクを加熱するための技術として、例えば、ヒータをタンク内に設置し、インクを直接加熱する方法が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９５９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の方法の場合、ヒータの周りのインクが高温になりタンク内におけるインク温度分布に大きな温度差が生じる。インク温度が上昇し、至適温度と大きく乖離するとインクが変質する虞がある。また、タンク内にヒータを設置すると、インクの循環を妨げる虞がある。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、インクの局所的な温度上昇を抑えつつ、至適温度までインク全体を加熱及び保温することができるインク循環装置及びこのインク循環装置を備えたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係るインク循環装置は、インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第１タンクと、インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第２タンクと、第２タンクに貯留されたインクを第１タンクへ循環させる循環ポンプとを備えている。また、本実施形態に係るインク循環装置は、第１タンクの底面と、第２タンクの底面と、循環ポンプの底面と接触し加熱するヒータを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、インクジェット記録装置の正面図である。
【図２】図２は、図１のインクジェット記録装置の平面図である。
【図３】図３は、図１のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドユニットの斜視図である。
【図４】図４は、図３のインクジェットヘッドユニットのカバー部材を外した状態を示す斜視図である。
【図５】図５は、図３のインクジェットヘッドユニットのインクジェットヘッドのノズル部分の断面図である。
【図６】図６は、図３のインクジェットヘッドユニットのインク流路を示した説明図である。
【図７】図７は、図３のインクジェットヘッドユニットをＦ７−Ｆ７で切断した状態を示す断面概略図である。
【図８】図８は、図３のインクジェットヘッドユニットをＦ８−Ｆ８で切断した状態を示す断面概略図である。
【図９】図９は、インク循環装置に用いられるポンプ機構を示す断面図である。
【図１０】図１０は、図３のインク循環装置の制御を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、図１のインクジェット記録装置の制御を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、図３のインクジェットヘッド内のインク温度の制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１及びインクジェットヘッドユニット１０について、図１から図１２を用いて説明する。
【００１０】
まず初めに、インクジェット記録装置１について図１及び図２を用いて説明する。図１は、インクジェット記録装置１の正面図である。図２は、インクジェット記録装置１の平面図である。
【００１１】
インクジェット記録装置１は、複数のインクジェットヘッドユニット１０と、複数のインクジェットヘッドユニットにそれぞれ対応するインクカートリッジ３１とを備える。また、インクジェット記録装置１は、複数のインクジェットヘッドユニット１０を移動可能に支持するヘッド支持部４０と、記録媒体Ｓを移動可能に支持する記録媒体移動部７０と、メンテナンスユニット９０と、を備える。
【００１２】
インクジェットヘッドユニット１０は、液体吐出部であるインクジェットヘッド３００と、インクを循環させるインク循環装置１００とを備える。
【００１３】
各色のインクカートリッジ３１は、チューブ３３を介して対応するインクジェットヘッドユニット１０のインク循環装置１００にそれぞれ連通する。インクカートリッジ３１は、重力方向においてインク循環装置１００より相対的に下方に配置されている。これにより、インクカートリッジ３１内のインクＩの水頭圧が、インク循環装置１００の後述する供給室１１０（図６参照）の設定圧力より低く保たれる。また、インクカートリッジ３１を、インク循環装置１００より下方に配置することにより、インクカートリッジ３１は、後述する供給ポンプ１５０ａ（図６参照）が駆動している時だけ後述する供給室１１０へ新たなインクＩを供給する。
【００１４】
ヘッド支持部４０は、複数のインクジェットヘッドユニット１０を支持するキャリッジ４１と、キャリッジ４１を矢印Ａ方向に往復移動させる搬送ベルト４２と、搬送ベルト４２を駆動するキャリッジモータ４３とを備える。
【００１５】
記録媒体移動部７０は、記録媒体Ｓを吸着固定するテーブル７１を備える。テーブル７１は、スライドレール装置７２の図１の図示上部に取り付けられて図２に示す矢印Ｂ方向に往復移動する。すなわち、記録媒体移動部７０は、テーブル７１をキャリッジ４１と略直交する方向に往復動する。
【００１６】
メンテナンスユニット９０は、複数のインクジェットヘッドユニット１０の矢印Ａ方向の走査範囲であって、テーブル７１の移動範囲より外側の位置に配置される。メンテナンスユニット９０は上方が開放したケース体であって、上下方向（図１矢印Ｃ、Ｄ方向）に移動可能に設けられる。
【００１７】
メンテナンスユニット９０は、図１に示すように、ゴム製のブレード９１及び廃インク受け部９２を備える。ゴム製のブレード９１は、各色のインクジェットヘッドユニット１０のインクジェットヘッド３００の後述するノズルプレート３１０（図３参照）に付着したインク、ほこり、紙粉などを除去する。廃インク受け部９２は、ブレード９１で除去した廃インク、ほこり、紙粉などを受ける。メンテナンスユニット９０は、ブレード９１を矢印Ｂ方向へ移動させる機構を備え、ブレード９１でノズルプレート３１０の表面を払拭する。
【００１８】
続いて、インクジェットヘッドユニット１０について図３から図８を用いて説明する。図３は、インクジェットヘッドユニット１０の斜視図である。図４は、インクジェットヘッドユニット１０のカバー部材２１０を外した状態を示す斜視図である。図５は、インクジェットヘッドユニット１０のインクジェットヘッド３００のノズル部分の断面図である。図６は、インクジェットヘッドユニット１０のインク流路を示した説明図である。図７は、図３に示すインクジェットヘッドユニット１０をＦ７−Ｆ７で切断した場合の主要部材の配置を示す断面概略図である。図８は、図３に示すインクジェットヘッドユニット１０をＦ８−Ｆ８で切断した状態を示す断面概略図である。
【００１９】
インクジェットヘッドユニット１０は、図３及び図４に示すように、インクジェットヘッド３００と、インクジェットヘッド３００の図示上部に一体に設けられたインク循環装置１００と、を備えている。
【００２０】
複数のインクジェットヘッドユニット１０は、例えばシアンインク、マゼンダインク、イエロインク、ブラックインク、ホワイトインクをそれぞれ媒体に吐出して、所望の画像を形成する。なお、インクジェットヘッドユニット１０に用いられるインクＩの色及び種類は本実施形態に限定されない。
【００２１】
例えば、インクジェットヘッドユニット１０は、ホワイトインクに換えて、透明光沢インク、赤外線または紫外線を照射したときに発色する特殊インク等を吐出することも可能である。なお、複数のインクジェットヘッドユニット１０は、それぞれ使用するインクＩが異なるものの同じ構成である。したがって、以下、共通の符号を用いて説明する。
【００２２】
インクジェットヘッド３００は、図５に示すように、複数のノズルを有するノズルプレート３１０と、ノズルプレート３１０に対向配置されるとともに複数のアクチュエータ３３１を備える基板３３０と、基板３３０に接合されたマニフォルド３５０と、を備える。なお、ノズルプレート３１０は、例えば、それぞれ１インチ当たり約１５０個のノズル孔３１１を有する第１及び第２のノズル列を備える。
【００２３】
基板３３０は、図５に示すように、ノズルプレート３１０に対向して接合され、ノズルプレート３１０との間に複数のインク圧力室３１３を形成する。各インク圧力室３１３のノズルプレート３１０と対向する面には、アクチュエータ３３１が設けられている。すなわち、アクチュエータ３３１は、ノズル孔３１１に対向配置される。基板３３０は、同じ列の隣接するインク圧力室３１３との間に隔壁３１５を備える。アクチュエータ３３１とノズル孔３１１との間には、隔壁３１５で隔てられたインク圧力室３１３が形成される。
【００２４】
マニフォルド３５０は、図５に示すように、基板３３０の図示上部に積層される板状の部材である。マニフォルド３５０は、インク循環装置１００に連通する供給口３７１及び排出口３７３を有する。また、マニフォルド３５０は、基板３３０及びノズルプレート３１０と組み付けられ、後述するインク吐出流路３７０を形成する。
【００２５】
すなわち、インクジェットヘッド３００は、ノズルプレート３１０と、基板３３０と、マニフォルド３５０とによって、インクジェットヘッド３００の内部に所定のインク吐出流路３７０を構成する。インク吐出流路３７０は、図５に示すように、マニフォルド３５０に形成された供給口３７１からインク吐出流路３７０を通り、複数のインク圧力室３１３へ連通する。インク吐出流路３７０は、複数のインク圧力室３１３を通って排出口３７３へ連通する。
【００２６】
すなわち、複数のインク圧力室３１３を通過したインクＩの一部は、ノズル孔３１１を介して吐出される。また、吐出されなかったインクＩは、各インク圧力室３１３からインク吐出流路３７０を通って排出口３７３から排出される。
【００２７】
図５に示されるアクチュエータ３３１は、例えば、圧電素子３３３と振動板３３５を積層したユニモルフ式の圧電振動板で構成される。圧電素子３３３は例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミック材料等で構成される。振動板３３５は、例えば、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等で形成される。
【００２８】
アクチュエータ３３１が変形しない場合、インクＩの表面張力によって、ノズル孔３１１内にはインクＩと空気の界面であるメニスカスＭｅが形成される。メニスカスＭｅによりインク圧力室３１３内のインクＩは、ノズル孔３１１内に留まる。
【００２９】
インクジェットヘッド３００は、ノズル孔３１１のメニスカスＭｅにかかる圧力が大気圧より高ければ（陽圧）、ノズル孔３１１からインクＩが漏れ出る。一方、メニスカスＭｅにかかる圧力が大気圧より低ければ（負圧）、インクＩはメニスカスＭｅを維持しノズル孔３１１内に留まる。
【００３０】
そして、圧電素子３３３に所定の電圧がかかると圧電素子３３３が変形し、振動板３３５がインク圧力室３１３側に突出するように変形する。振動板３３５がインク圧力室３１３側へ突出するように変形すると、インク圧力室３１３の容積が小さくなり、メニスカスＭｅにかかる圧力が大気圧より高くなる（陽圧）。このため、インクＩは、メニスカスＭｅを破ってインク滴となりノズル孔３１１から吐出される（漏れ出る）。なお、負圧は大気圧よりも低い圧力、陽圧は大気圧よりも高い圧力である。
【００３１】
図６に示すように、インク循環装置１００は、供給室１１０（第１タンク）と、回収室１３０（第２タンク）と、供給ポンプ１５０ａと、を備える。また、インク循環装置１００は、循環部１４０と、第１の圧力調整機構１９０ａと、第２の圧力調整機構１９０ｂと、を備える。
【００３２】
供給室１１０は、図６の図示上部に第１の圧力調整機構１９０ａを備える。供給室１１０は、第１の圧力調整機構１９０ａに連通する第１の連通孔１１１を備える。供給室１１０は、インク供給管５０１を介してインクジェットヘッド３００の供給口３７１と連通する。また、供給室１１０は、チューブ３３を介してインクカートリッジ３１に接続されている。また、供給室１１０は、回収室１３０と後述する循環路１４１を介して接続される液孔１１３を有している。
【００３３】
回収室１３０は、図示上部に第２の圧力調整機構１９０ｂを備える。回収室１３０は、第２の圧力調整機構１９０ｂに連通する第２の連通孔１３１を備える。回収室１３０は、インク戻し管５０３を介してインクジェットヘッド３００の排出口３７３に連通する。回収室１３０は、供給室１１０と循環路１４１を介して接続される液孔１３３を有している。
【００３４】
続いて、本実施形態に用いられる２つのポンプ（供給ポンプ１５０ａ及び後述する循環ポンプ１５０ｂ）について説明する。なお、本実施形態に用いられる２つのポンプは、同じ構造を有しているためここでは、総称してポンプ１５０として説明する。
【００３５】
図９に示すように、ポンプ１５０は、第１筐体１５１と、第２筐体１５３と、圧電アクチュエータ１５５とを備える。ポンプ１５０には、流入口５１から、吸引室５２、ポンプ室５３、送液室５４を経て送液口５５に至るインク流路が形成されている。流入口５１と吸引室５２との間には、インクＩの流れを一方向に規制する第１逆止弁５６が設けられる。送液室５４と送液口５５の間には、インクＩの流れを一方向に規制する第２逆止弁５７が設けられる。
【００３６】
圧電アクチュエータ１５５は、金属板１５２と、金属板１５２の上に固定された圧電セラミック１５４と、銀ペースト等で構成される電極（図示せず）とを有する。圧電アクチュエータ１５５の上の電極と金属板１５２は、配線を通して後述する駆動回路８７０に接続される。
【００３７】
ポンプ１５０は、圧電セラミック１５４と金属板１５２を貼り合わせた圧電振動板が電圧により撓むことでポンプ室５３の容積を周期的に拡張又は収縮させる。これによりポンプ１５０は、インクＩを流入口５１から吸引室５２、ポンプ室５３、送液室５４、送液口５５の順に搬送する。
【００３８】
例えば、供給ポンプ１５０ａは、インクＩの流れ方向をインクカートリッジ３１から供給室１１０への一方向に規制し、インクカートリッジ３１に貯留されているインクＩを供給室１１０に送液する。
【００３９】
循環部１４０は、図６に示すように、供給室１１０と回収室１３０を繋ぐ循環路１４１の途中に循環ポンプ１５０ｂ及びフィルタ１４３を備える。  
循環ポンプ１５０ｂは、インクＩの流れ方向を回収室１３０から供給室１１０への一方向に規制し、回収室１３０に貯留されているインクＩを供給室１１０に送液する。
【００４０】
すなわち、循環ポンプ１５０ｂは、ノズル孔３１１（図５参照）から吐出されずにインクジェットヘッド３００内に残ったインクＩを回収室１３０へ送り、回収室１３０に貯留されているインクＩを供給室１１０に還流させる機能を有する。
【００４１】
フィルタ１４３は、図６に示すように、例えば、循環路１４１の循環ポンプ１５０ｂよりも循環方向の下流に設けられ、インクＩに混入した異物を除去する。フィルタ１４３としては、例えば、ポリプロピレン、ナイロン、ポリフェニレンサルファルド、或いはステンレス等のメッシュフィルタを利用することができる。なお、フィルタ１４３は、供給室１１０内のインク供給管５０１の入口付近に配置することもできる。
【００４２】
また、循環部１４０により回収室１３０から供給室１１０にインクＩを循環する間にインクＩ中の気泡は、浮力によって図６において図示上方向に上昇する。浮力により上昇した気泡は、回収室１３０の液面より上方の空気室１３５側あるいは、供給室１１０の液面より上方の空気室１１５側に移動してインクＩから除去される。
【００４３】
第１の圧力調整機構１９０ａは、図４及び図６に示すように、供給室１１０の図示上部に設けられる。第１の圧力調整機構１９０ａは、供給室１１０内の圧力を調節する。
【００４４】
第２の圧力調整機構１９０ｂは、図４及び図６に示すように、回収室１３０の図示上部に設けられる。第２の圧力調整機構１９０ｂは、回収室１３０内の圧力を調節する。
【００４５】
すなわち、第１の圧力調整機構１９０ａ及び第２の圧力調整機構１９０ｂは、供給室１１０及び回収室１３０（本実施形態に係るインク循環装置１００については、供給室１１０の圧力を固定して回収室１３０の圧力を変化させることにより調整を行っている）の圧力を調整して、ノズル孔３１１（図５参照）のメニスカスＭｅを調整する。
【００４６】
次に、インク循環装置１００の各部に設けられる各種センサについて説明する。
【００４７】
インク循環装置１００は、図６に示すように、供給室１１０のインク量を計測する第１のインク量センサ１１９と、回収室１３０のインク量を計測する第２のインク量センサ１３９とを備える。
【００４８】
第１のインク量センサ１１９及び第２のインク量センサ１３９は、例えば、圧電振動板を交流電圧で振動させて、回収室１３０や供給室１１０を伝わるインクＩの振動をそれぞれ検出してインク量を計測するセンサである。なお、第１のインク量センサ１１９及び第２のインク量センサ１３９は上記センサに限定されない。例えば、第１のインク量センサ１１９及び第２のインク量センサ１３９は、液面の高さを計測するセンサであっても良い。
【００４９】
また、インク循環装置１００は、図６に示すように、圧力検出部として、回収室１３０の内部の圧力を検出する第１の圧力センサ１９１と、供給室１１０の圧力を検出する第２の圧力センサ１９３と、を備える。
【００５０】
第１の圧力センサ１９１及び第２の圧力センサ１９３は、例えば、半導体ピエゾ抵抗圧力センサである。半導体ピエゾ抵抗圧力センサは、外部からの圧力を受けるダイヤフラムと、このダイヤフラムの表面に形成された半導体歪ゲージとを備え、外部からの圧力によるダイヤフラムの変形に伴い歪ゲージに生じるピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換して圧力を検出する。
【００５１】
また、インク供給管５０１は、その途中にインクＩの温度を検出する温度センサ５１０を備える。
【００５２】
次に、本実施形態に係るインク循環装置１００に設けられるカバー体２００及びヒータ７００について図３、図７及び図８を用いて説明する。
【００５３】
カバー体２００は、図３に示すように、カバー部材２１０と底部材２３０とを備える。底部材２３０は、図７に示すように、インクジェットヘッド３００とインク循環装置１００の間に設けられ、インクジェットヘッド３００と対向して配置される板状の部材である。底部材２３０のインクジェットヘッド３００と反対側の面には、図８に示すように、いわゆるパネルヒータであるヒータ７００が積層される。そして、図７に示すように、ヒータ７００の図示上方に供給室１１０と、回収室１３０と、供給ポンプ１５０ａと、循環ポンプ１５０ｂと、が載置されている。
【００５４】
ヒータ７００は、図７に示すように、供給室１１０の底面、回収室１３０の底面、供給ポンプ１５０ａの底面、循環ポンプ１５０ｂの底面と接触するように載置されている。ヒータ７００は、例えば、底部材２３０の略全面に亘って設けられている。
【００５５】
カバー部材２１０は、図３に示すように、第１の圧力調整機構１９０ａと、第２の圧力調整機構１９０ｂと、供給室１１０と、回収室１３０と、供給ポンプ１５０ａと、循環ポンプ１５０ｂとを覆うドーム型の部材である。カバー部材２１０は、その開口部を底部材２３０で塞ぐことにより、外部空間とカバー部材２１０の内側の空間とを仕切る。
【００５６】
すなわち、カバー部材２１０は、底部材２３０に配置されたヒータ７００により温められた空気をカバー部材２１０の内側の空間内に留まらせる。そして、カバー部材２１０内で温められた空気により、第１の圧力調整機構１９０ａと、第２の圧力調整機構１９０ｂと、供給室１１０と、回収室１３０と、供給ポンプ１５０ａと、循環ポンプ１５０ｂとを空気を介して加熱する。
【００５７】
カバー体２００は、断熱効果を有する材料により形成される。なお、図示していないが、カバー体２００の内壁にさらに断熱部材を重ねて配置することにより、保温性能を高めることも可能である。
【００５８】
また、図３及び図４に示すように、インクジェットヘッドユニット１０は、インクジェットヘッド３００やインク供給管５０１及びインク戻し管５０３を冷却する冷却部５０５を備える。冷却部５０５は、例えば、空冷ファンである。なお、ヒータ７００及び冷却部５０５は、後述する駆動回路８７０（図１０参照）によって駆動される。
【００５９】
次に、図１０に示すインク循環装置１００のブロック図を用いて、インク循環装置１００の制御系について説明する。制御基板８００ａは、インク循環装置１００を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）８１０ａと、インク循環装置１００を駆動する駆動回路８７０と、増幅回路８７１と、を備える。
【００６０】
マイコン８１０ａは、プログラムあるいは各種データ等を格納するメモリ８３０ａと、インク循環装置１００からの出力電圧を取り込むＡＤ変換部８５０ａを備える。
【００６１】
マイコン８１０ａは、第１の圧力センサ１９１、第２の圧力センサ１９３と、第１のインク量センサ１１９、第２のインク量センサ１３９と、温度センサ５１０にて検知した情報をＡＤ変換部８５０ａにて取り込む。
【００６２】
マイコン８１０ａは、循環ポンプ１５０ｂの動作を制御する。マイコン８１０ａは、循環ポンプ１５０ｂの動作を制御し、例えば、供給室１１０と、回収室１３０と、インクジェットヘッド３００との間を循環するインクＩの流速を制御する。
【００６３】
また、マイコン８１０ａは、第１の圧力センサ１９１及び第２の圧力センサ１９３を介して検知した圧力情報に基づき、第１の圧力調整機構１９０ａ、第２の圧力調整機構１９０ｂ及び供給ポンプ１５０ａの動作を制御し、回収室１３０及び供給室１１０の圧力を調整する。
【００６４】
また、マイコン８１０ａは、インクＩの温度が至適温度帯の下限値よりも低い場合には、インク温度が至適温度帯の範囲に収まるようにヒータ７００の通電を制御する機能を有する。また、マイコン８１０ａは、インクＩの温度が至適温度帯の上限値よりも高い場合には、インク温度が一定の範囲に収まるように冷却部５０５の通電を制御する。なお、ヒータ７００及び冷却部５０５の制御については、図１２示すフローチャートを用いて、後に詳細に説明する。
【００６５】
制御基板８００ａは、電源８２０と、インク循環装置１００の状況を表示する表示装置８４０と、入力装置であるキーボード８６０と、に接続される。制御基板８００ａは、インクジェットヘッドユニット１０の供給ポンプ１５０ａ及び循環ポンプ１５０ｂの駆動部や各種センサに接続される。
【００６６】
次に、図１１に示すインクジェット記録装置１のブロック図を用いて、インクジェット記録装置の制御系について説明する。制御基板８００ｂは、インクジェットヘッド３００を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）８１０ｂと、インクジェットヘッド３００を駆動するヘッド駆動回路８７３と、キャリッジモータ４３、メンテナンスユニット９０、及び記録媒体移動部７０を駆動する駆動回路８７５と、を備える。  
また、制御基板８００ｂは、電源８２０と、インクジェット記録装置１の状況を表示する表示装置８４０と、入力装置であるキーボード８６０と、に接続される。
【００６７】
続いて、インクジェット記録装置１の印刷前動作について説明する。  
図１０に示す、マイコン８１０ａは、各色のインクカートリッジ３１からそれぞれ対応するインクジェットヘッドユニット１０にインクＩの充填を開始する。  
図１１に示す、マイコン８１０ｂは、各色のインクジェットヘッドユニット１０を待機位置に戻し、メンテナンスユニット９０を矢印Ｄ方向（図１参照）に上昇させてノズルプレート３１０を覆う。
【００６８】
マイコン８１０ａは、供給ポンプ１５０ａを駆動し、インクカートリッジ３１から供給室１１０にインクＩを送液する。マイコン８１０ａは、供給室１１０内のインクＩの液面が液孔１１４に達すると、第１の圧力調整機構１９０ａ及び第２の圧力調整機構１９０ｂを用いて、供給室１１０及び回収室１３０内の圧力を調整しながら、循環ポンプ１５０ｂを駆動する。
【００６９】
次に、インクジェットヘッドユニット１０へ送られたインクのインク温度の制御動作について、図１２のフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートにおいては、至適温度帯の下限値を第１閾値と表示し、至適温度帯の上限値を第２閾値と表示して説明する。ここで言う至適温度帯とは、各インクにそれぞれ固有のインク滴の吐出に適した温度範囲のことである。
【００７０】
マイコン８１０ａは、循環ポンプ１５０ｂを駆動する。マイコン８１０ａは、インク供給管５０１の途中に配置された温度センサ５１０を介して、インク温度を計測する（Ａｃｔ１）。  
マイコン８１０ａは、温度センサ５１０を介して計測したインク温度が第１閾値未満である場合（Ａｃｔ２においてＹｅｓ）、ヒータ７００を駆動する（Ａｃｔ３）。  
そして、マイコン８１０ａは、所定時間経過後に温度センサ５１０を介して、再度インク温度を計測する（Ａｃｔ４）。マイコン８１０ａは、温度センサ５１０を介して計測されたインク温度が至適温度帯にある場合（Ａｃｔ５においてＹｅｓ）、ヒータ７００を停止するとともにインク温度の制御動作を終了する。  
なお、マイコン８１０ａは、Ａｃｔ４において温度センサ５１０を介して計測されたインク温度が至適温度帯の範囲内にない場合（Ａｃｔ５においてＮｏ）には、Ａｃｔ１に戻る。
【００７１】
次に、Ａｃｔ２において、温度センサ５１０を介して計測されたインク温度が第１閾値未満でない場合（Ａｃｔ２においてＮｏ）について説明する。この場合、マイコン８１０ａは、インク温度が、第２閾値以上であるか否かを判断する（Ａｃｔ６）。温度センサ５１０を介して計測されたインク温度が第２閾値以上でない場合（Ａｃｔ６においてＮｏ）には、マイコン８１０ａは、インク温度が至適温度帯の範囲内であるものとして、インク温度の制御動作を終了する。
【００７２】
一方、インク温度が第２閾値以上である場合（Ａｃｔ６においてＹｅｓ）、マイコン８１０ａは、冷却部５０５（図６参照）を駆動する（Ａｃｔ７）。マイコン８１０ａは、所定時間経過後に温度センサ５１０を介して、再度インク温度を計測する（Ａｃｔ８）。マイコン８１０ａは、計測されたインク温度が至適温度帯の範囲内にある場合（Ａｃｔ５においてＹｅｓ）、冷却部５０５を停止するとともにインク温度の制御動作を終了する。  
なお、マイコン８１０ａは、Ａｃｔ８において温度センサ５１０を介して、計測されたインク温度が至適温度帯の範囲内にない場合（Ａｃｔ５においてＮｏ）には、Ａｃｔ１に戻るとともに、上述の動作を繰り返す。
【００７３】
すなわち、マイコン８１０ａは、循環ポンプ１５０ｂを駆動しながらインクＩを循環させるとともに、定期的にインク温度を計測し、ヒータ７００又は冷却部５０５をいわゆるＯＮ−ＯＦＦ制御する。これにより、マイコン８１０ａは、インク循環装置１００内を循環するインクの温度を至適温度帯の範囲内に制御する。
【００７４】
なお、吐出されるインクの温度と温度センサ５１０が検出した温度に乖離が生じる虞がある場合には、マイコン８１０ａは、予め、インク温度の差をメモリ８３０ａに記録し、インク温度を適宜補正するように制御することも可能である。
【００７５】
また、温度センサ５１０の設置位置は、インク供給管５０１の途中に限られない。例えば、回収室１３０又は供給室１１０の内部や、インクジェットヘッド３００のインク吐出流路３７０流路の途中に設置することも可能である。
【００７６】
以下、続けて、インクジェット記録装置１の印刷動作について説明する。  
上述の動作によりインクジェット記録装置１のインクジェットヘッドユニット１０に各色のインクが充填され、全てのインクが吐出に適した至適温度帯になった後、図１１に示す、マイコン８１０ｂは、印刷動作を開始する。
【００７７】
マイコン８１０ｂは、記録媒体移動部７０を制御して、記録媒体Ｓをテーブル７１に吸着固定して、テーブル７１を矢印Ｂ方向に往復移動する。マイコン８１０ｂは、メンテナンスユニット９０を矢印Ｃ方向（図１参照）に移動する。また、マイコン８１０ｂは、キャリッジモータ４３を制御してキャリッジ４１を記録媒体Ｓの方向に搬送し、矢印Ａ方向（図２参照）に往復移動する。
【００７８】
なお、インクジェットヘッドユニット１０が搬送ベルト４２に沿って矢印Ａ方向（図２参照）に往復移動する間、インクジェットヘッド３００のノズルプレート３１０と記録媒体Ｓとの距離ｈは、一定に維持される。
【００７９】
マイコン８１０ｂは、記録媒体Ｓの搬送方向に対して直交する方向にインクジェットヘッド３００を往復移動させながら、記録媒体Ｓに画像を形成する。マイコン８１０ｂは、画像形成信号に合わせてインクジェットヘッド３００を制御し、ノズルプレート３１０に設けたノズル孔３１１からインクＩを吐出して記録媒体Ｓに画像を形成する。
【００８０】
マイコン８１０ｂは、例えばメモリ８３０ｂが記憶する画像データに応じた画像信号により、インクジェットヘッド３００のアクチュエータ３３１を選択的に駆動して、ノズル孔３１１から記録媒体Ｓにインク滴ＩＤ（図６参照）を吐出する。
【００８１】
マイコン８１０ａは、循環ポンプ１５０ｂを駆動し、吐出されなかったインクＩをインクジェットヘッド３００から、回収室１３０、循環ポンプ１５０ｂ、供給室１１０へ送り、再度、インクジェットヘッド３００に供給する。
【００８２】
印刷時において、マイコン８１０ａは、第１の圧力調整機構１９０ａ、第２の圧力調整機構１９０ｂ、供給ポンプ１５０ａ及び循環ポンプ１５０ｂを制御し、供給室１１０及び回収室１３０の圧力及びインク流量を調整する。
【００８３】
例えば、印刷時にノズル孔３１１からインク滴ＩＤを吐出すると、供給室１１０及び回収室１３０のインク量が瞬間的に減少し、回収室１３０の圧力が低下する。マイコン８１０ａは、第１の圧力センサ１９１、第２の圧力センサ１９３、第１のインク量センサ１１９及び第２のインク量センサ１３９を用いて、供給室１１０及び回収室１３０の圧力とインク量を検出する。マイコン８１０ａは、検出された情報に基づいて、第１の圧力調整機構１９０ａ、第２の圧力調整機構１９０ｂ又は供給ポンプ１５０ａを駆動し、回収室１３０及び供給室１１０内の圧力及びインク量を調整する。
【００８４】
また、マイコン８１０ａは、インクＩを循環させることにより、インクＩに混入した気泡や異物を除去する。また、マイコン８１０ａは、インクＩを循環させることにより、インク温度を均一に保つことができる。これによりインクジェット記録装置１は、インクジェットヘッドユニット１０によるインク吐出性能を良好に保持することができる。
【００８５】
以上のように、本実施形態のインク循環装置１００は、供給室１１０や回収室１３０等を外側から加温する構成としている。このため、ヒータ７００とインクＩが直接接触することがない。したがって、インクジェットヘッドユニット１０に送られたインクの温度が局所的に上昇することを防ぐことができる。すなわち、本実施形態に係るインク循環装置１００は、インク全体をほぼ均一に加熱及び保温することができる。
【００８６】
また、インク循環装置１００は、供給室１１０及び回収室１３０等のインクＩを貯留する箇所だけではなく、循環ポンプ１５０ｂ及び供給ポンプ１５０ａもまとめて加熱する構成としている。言い換えれば、インク循環装置１００は、インク流路に沿って複数の地点においてヒータ７００により間接的にインクを加熱することができる。
【００８７】
この結果、インク循環装置１００内を流れるインクは、複数の地点で徐々に加熱されていくため、インク温度の局地的な上昇を防ぐとともに、効率的に吐出に適した至適温度帯までインク温度を均一に上昇させることができる。
【００８８】
また、本実施形態に係るインク循環装置１００は、図３に示すように、カバー体２００を備えている。インク循環装置１００は、カバー部材２１０を備えることにより底部材２３０に設置されたヒータ７００からの熱が逃げることを防止することができる。
【００８９】
すなわち、インク循環装置１００は、カバー部材２１０を備えることによりインク温度の立ち上がりをカバー部材２１０が無い場合と比較して早くすることができる。また、インク循環装置１００は、カバー部材２１０を備えることにより放熱量が減少し、インク温度の上昇に用いられる電力の消費量を削減することができる。
【００９０】
また、本実施形態において、ヒータ７００は、供給室１１０の底面、回収室１３０の底面、循環ポンプ１５０ｂの底面、供給ポンプ１５０ａの底面と接触するように配置した。これにより、供給室１１０、回収室１３０、供給ポンプ１５０ａ、循環ポンプ１５０ｂの底に溜まっているインクＩを底面側から効率的に加熱することができる。  
また、底部材２３０には、図３に示すように、蓄熱手段７１０を備えることもできる。これにより、放熱による温度低下をさらに防ぐことができる。
【００９１】
また、ポンプ１５０（循環ポンプ１５０ｂ及び供給ポンプ１５０ａ）は、小型で薄く形成され、インクＩを送液することが可能である。しかし、ヒータ７００により効率的な加熱が可能なものであれば、上記ポンプ１５０（循環ポンプ１５０ｂ及び供給ポンプ１５０ａ）に限られない。例えば、ポンプ１５０（循環ポンプ１５０ｂ及び供給ポンプ１５０ａ）は、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプ、或いはピストンポンプ等を利用することもできる。
【００９２】
また、インク循環装置１００は、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置として利用することもできる。例えば、インク循環装置１００は、プリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出する装置として用いることもできる。
【００９３】
この発明の実施形態を説明したが、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。この新規な実施形態は、その他の様々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、変更を行うことが出来る。こ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ともに、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】
【００９４】
１…インクジェット記録装置、１０…インクジェットヘッドユニット、３１…インクカートリッジ、３３…チューブ、４０…ヘッド支持部、４１…キャリッジ、４２…搬送ベルト、４３…キャリッジモータ、５１…流入口、５２…吸引室、５３…ポンプ室、５４…送液室、５５…送液口、５６…第１逆止弁、５７…第２逆止弁、７０…記録媒体移動部、７１…テーブル、７２…スライドレール装置、９０…メンテナンスユニット、９１…ブレード、９２…廃インク受け部、１００…インク循環装置、１１０…供給室、１１１…第１の連通孔、１１３…液孔、１１４…液孔、１１５…空気室、１１９…第１のインク量センサ、１２０…インクケーシング、１３０…回収室、１３１…第２の連通孔、１３３…液孔、１３５…空気室、１３９…第２のインク量センサ、１４０…循環部、１４１…循環路、１４３…フィルタ、１５０…ポンプ、１５０ａ…供給ポンプ、１５０ｂ…循環ポンプ、１５１…第１筐体、１５２…金属板、１５３…第２筐体、１５４…圧電セラミック、１５５…圧電アクチュエータ、１９０ａ…第１の圧力調整機構、１９０ｂ…第２の圧力調整機構、１９１…第１の圧力センサ、１９３…第２の圧力センサ、２００…カバー体、２１０…カバー部材、２３０…底部材、３００…インクジェットヘッド、３１０…ノズルプレート、３１１…ノズル孔、３１３…インク圧力室、３１５…隔壁、３３０…基板、３３１…アクチュエータ、３３３…圧電素子、３３５…振動板、３５０…マニフォルド、３７０…インク吐出流路、３７１…供給口、３７３…排出口、５０１…インク供給管、５０３…インク戻し管、５０５…冷却部、５１０…温度センサ、７００…ヒータ、７１０…蓄熱手段、８００ａ…制御基板、８００ｂ…制御基板、８１０ａ…マイクロコンピュータ（マイコン）、８１０ｂ…マイクロコンピュータ（マイコン）、８２０…電源、８３０ａ…メモリ、８３０ｂ…メモリ、８４０…表示装置、８５０ａ…ＡＤ変換部、８５０ｂ…ＡＤ変換部、８６０…キーボード、８７０…駆動回路、８７１…増幅回路、８７３…ヘッド駆動回路、８７５…駆動回路、Ｉ…インク、ＩＤ…インク滴、Ｍｅ…メニスカス。
【図１】
2017105212.tif 000003
【図２】
2017105212.tif 000004
【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】
2017105212.tif 000009
【図８】
2017105212.tif 000010
【図９】
2017105212.tif 000011
【図１０】
2017105212.tif 000012
【図１１】
2017105212.tif 000013
【図１２】
2017105212.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月24日(2017.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第１タンクと、
前記インクジェットヘッドから還流された前記インクを貯留する第２タンクと、
前記第２タンクに貯留された前記インクを前記第１タンクへ循環させる循環ポンプと、
前記第１タンク、前記第２タンク及び前記循環ポンプを覆うカバーと、
前記第１タンク、前記第２タンク及び前記循環ポンプを前記カバー内の空気を介して加熱するヒータと、
を備えることを特徴とするインク循環装置。
【請求項２】
前記第１タンクへ前記インクを送液する供給ポンプを前記カバー内にさらに備え、
前記ヒータは、前記第１タンク、前記第２タンク、前記循環ポンプ及び前記供給ポンプを前記カバー内の空気を介して加熱することを特徴とする請求項１に記載のインク循環装置。
【請求項３】
前記カバーは、断熱効果を有する材料により形成されることを特徴とする請求項１または２記載のインク循環装置。
【請求項４】
前記カバーの内壁にさらに断熱部材を配置することを特徴とする請求項３に記載のインク循環装置。
【請求項５】
インクを吐出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へ供給する前記インクを貯留する第１タンクと、
前記インクジェットヘッドから還流された前記インクを貯留する第２タンクと、
前記第２タンクに貯留された前記インクを前記第１タンクへ循環させる循環ポンプと、
前記第１タンク、前記第２タンク及び前記循環ポンプを覆うカバーと、
前記第１タンク、前記第２タンク及び前記循環ポンプを前記カバー内の空気を介して、前記第１タンク、前記第２タンク、前記循環ポンプ内を循環する前記インクを加熱するヒータと、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
実施の形態に係るインク循環装置は、第１タンクと、第２タンクと、循環ポンプと、カバーと、ヒータと、を備える。第１タンクは、インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する。第２タンクは、前記インクジェットヘッドから還流された前記インクを貯留する。循環ポンプは、前記第２タンクに貯留されたインクを前記第１タンクへ循環させる。カバーは、前記第１タンク、前記第２タンク及び前記循環ポンプを覆う。ヒータは、前記第１タンク、前記第２タンク及び前記循環ポンプを前記カバー内の空気を介して加熱する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
この発明の実施形態を説明したが、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。この新規な実施形態は、その他の様々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、変更を行うことが出来る。こ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ともに、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。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第１タンクと、
前記インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第２タンクと、
前記第２タンクに貯留されたインクを前記第１タンクへ循環させる循環ポンプと、
前記第１タンクの底面、前記第２タンクの底面及び前記循環ポンプの底面と接触し加熱するヒータと、
を備えることを特徴とするインク循環装置。
［２］前記ヒータは、前記第１タンクの底面、前記第２タンクの底面、前記循環ポンプの底面と接触する単一のヒータであることを特徴とする［１］に記載のインク循環装置。
［３］前記第１タンクへインクを送液する供給ポンプをさらに備え、
前記ヒータは、前記供給ポンプの底面と接触し、前記第１タンク、前記第２タンク及び前記循環ポンプとともに前記供給ポンプを加熱するヒータであることを特徴とする［２］に記載のインク循環装置。
［４］前記第１タンク、前記第２タンク、前記循環ポンプ及び前記供給ポンプを覆うカバー体を備えていることを特徴とする［３］に記載のインク循環装置。
［５］インクを吐出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へ供給するインクを貯留する第１タンクと、
前記インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第２タンクと、
前記第２タンクに貯留されたインクを前記第１タンクへ循環させる循環ポンプと、
前記第１タンクの底面、前記第２タンクの底面及び前記循環ポンプの底面と接触し、前記第１タンク、前記第２タンク、前記循環ポンプ内を循環するインクを加熱する単一のヒータと、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。