(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のインクを、それぞれの流路内を循環させて印刷を行なうインクジェット方式の印刷装置であって、
前記複数色のインクの流路の一部に、それぞれのインクの温度を平均化させるための熱交換手段が備えられており、
前記複数色は、シアン、マゼンタ、イエロー、黒であり、
黒インクの流路は、前記熱交換手段の前において２つの流路に分岐し、
前記熱交換手段は、マゼンタインクの流路とイエローインクの流路とシアンインクの流路とが、いずれも隣り合わないように、２つの黒インクの流路が配置されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷装置であって、
前記熱交換手段は、ペルチェ素子、ヒートシンクの少なくとも一方を備えていることを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式の印刷装置におけるインクの温度制御に関し、特に温度が上昇したインクに対する冷却効果を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているようにインクジェット方式の印刷装置では、良好な印刷結果を得るために、インクの性能を保証する温度範囲が定められている。一般に、印刷動作を行なうとインクジェットヘッド付近では熱が発生するため、印刷を行なうとインク温度は上昇していく。また、環境温度が高いときもインク温度は上昇する。インク温度の上昇による悪影響を防ぐため特許文献２に記載されているようなインクを循環させるインク循環型のインクジェットプリンタでは、印刷動作等により温度が上昇したインクを冷却するための冷却器を備えたものが実用化されている。冷却器ではペルチェ素子やヒートシンク、ファン等を用いることによりインクを冷却する。
【特許文献１】特開２００４−２７６４８６号公報
【特許文献２】特開２００６−８８５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
インクの温度が保証範囲を超えると、印刷品質が保てなくなったり、装置の動作に影響を与える可能性があるため印刷は中断される。これを避けるためには、冷却器の性能を高める必要があるが、その分大型化したり、コストアップを招くことになる。また、ペルチェ素子の冷却能力を高めると動作時の電力が増えることになる。
【０００４】
そこで、本発明は、インク循環型のインクジェットプリンタにおいて、温度が上昇したインクに対する冷却効果を簡易な構成で高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明によれば、複数色のインクを、それぞれの流路内を循環させて印刷を行なうインクジェット方式の印刷装置であって、前記複数色のインクの流路の一部に、それぞれのインクの温度を平均化させるための熱交換手段が備えられており、前記複数色は、シアン、マゼンタ、イエロー、黒であり、黒インクの流路は、前記熱交換手段の前において２つの流路に分岐し、前記熱交換手段は、マゼンタインクの流路とイエローインクの流路とシアンインクの流路とが、いずれも隣り合わないように、２つの黒インクの流路が配置されていることを特徴とする印刷装置が提供される。
【０００６】
熱交換手段により、温度が上昇したインクの熱が、他のインクに移動して、各インクの温度が平均化されるため、温度が上昇したインクに対する冷却効果を高めることができる。また、黒インクとカラーインクとが同時に温度上昇することは少ないため、マゼンタインクの流路とイエローインクの流路とシアンインクの流路とが、いずれも隣り合わないように、２つの黒インクの流路が配置されていることで、熱交換手段における熱拡散を効率的に行なうことができる。
【０００９】
前記熱交換手段は、ペルチェ素子、ヒートシンクの少なくとも一方を備えることができる。これにより、熱交換手段に冷却能力を持たせることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、インク循環型のインクジェットプリンタにおいて、温度が上昇したインクに対する冷却効果を簡易な構成で高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用したインクジェットプリンタのインク流路を説明するためのブロック図である。本図に示すようにインクジェットプリンタ１００は、ＣＭＹＫ４色のインクを用いて印刷を行なうカラープリンタである。各インクは着脱可能なインクボトルから供給され、シアンのインクを供給するインクボトル１１０Ｃ、マゼンタのインクを供給するインクボトル１１０Ｍ、イエローのインクを供給するインクボトル１１０Ｙ、黒のインクを供給するインクボトル１１０Ｋが備えられている。
【００１３】
インクボトルから供給されたインクは、中間タンクに一旦溜められる。このため、インクジェットプリンタ１００には、シアンのインクを溜める中間タンク１２０Ｃ、マゼンタのインクを溜める中間タンク１２０Ｍ、イエローのインクを溜める中間タンク１２０Ｙ、黒のインクを溜める中間タンク１２０Ｋが備えられている。
【００１４】
中間タンクに溜められたインクは、インクを吐出する多数のノズルが設けられているインクジェットヘッドに送られて印刷に用いられる。本図に示すようにインクジェットプリンタ１００には、シアンのインクを吐出するインクジェットヘッド１３０Ｃ、マゼンタのインクを吐出するインクジェットヘッド１３０Ｍ、イエローのインクを吐出するインクジェットヘッド１３０Ｙ、黒のインクを吐出するインクジェットヘッド１３０Ｋが備えられている。本実施形態では、ピエゾ素子を用いてインクを噴射させる方式のインクジェットヘッドが用いられているものとする。
【００１５】
各インクジェットヘッド１３０には、図示しない信号線を介して送られる駆動信号に基づいてピエゾ素子を駆動するドライバ１３２（１３２Ｃ、１３２Ｍ、１３２Ｙ、１３２Ｋ）が備えられている。なお、インクジェットプリンタ１００は、インクを循環させる循環方式を採用しており、インクジェットヘッド１３０で印刷に用いられなかったインクは中間タンク１２０に戻される。インクの流路は樹脂、金属等のパイプにより形成されている。
【００１６】
ドライバ１３２やピエゾ素子は動作することにより発熱する。この発熱やジュール熱によるインク温度上昇の影響等を抑制するために、インクを冷やすための冷却器１６０が設けられている。インクジェットヘッド１３０で印刷に用いられなかったインクは冷却器１６０により冷却されて中間タンク１２０に戻される。
【００１７】
図２は、冷却器１６０の構成を示す図である。本図に示すように冷却器１６０は、インクの流路であるパイプ２００（２００Ｃ、２００Ｍ、２００Ｙ、２００Ｋ）に接するように配置され、パイプ２００側に設けられたアルミのベース部１６２と、電流によりベース部１６２側を冷却するペルチェ素子１６３と、ヒートシンク１６１とを備え、パイプ２００とベース部１６２との熱伝導を促進する熱伝導グリス１６４が塗布されている。なお、冷却効果を高めるために、ファンを別途設けて冷却器１６０に風を送るようにしてもよい。また、インク温度が低いときは、ペルチェ素子１６３に逆向きの電流を流すことで冷却器１６０は加熱器としても機能することができる。
【００１８】
図１に戻って、本実施形態ではインクジェットプリンタ１００は、さらに熱交換器１４０を備え、熱交換器１４０を通ったパイプ２００（２００Ｃ、２００Ｍ、２００Ｙ、２００Ｋ）が冷却器１６０に導かれる。熱交換器１４０はインクの流路となるパイプ２００を束ねてインクの温度を平均化するためのものであり、熱伝導率の高い物質、例えば銅を用いて形成することができる。熱交換器１４０を通ることにより、各インクの温度が平均化され、温度が上昇したインクに対する冷却器１６０での冷却効果を高めるようにしている。
【００１９】
ここで、インクジェットヘッド１３０内のインクの温度はドライバ１３２やピエゾ素子の動作熱等によって上昇するため、印字率が高いほど温度が上昇する。したがって、各インク温度は一律に上昇するのではなく、印刷する内容によって各インク温度の上昇具合は異なってくる。
【００２０】
表１は、代表的な色と、その色を表現するために各インクジェットヘッド１３０から吐出するインク量の比率の一例を示した表である。ここで比率は、全体の吐出量を１００％とした各インク色の比率ではなく、インクジェットヘッド１３０の吐出量の最大値を１００％とした場合の吐出量をインク色毎に比率で表わしたものである。
【表１】
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表１からわかるように、黒のベタうちでは黒色のインクが１００％で、シアン、マゼンタ、イエローのインクは各２５％の吐出量となる。このため、黒のインク温度が比較的大きく上昇し、シアン、マゼンタ、イエローのインク温度はそれほど上昇しない。また、緑のベタうちでは、シアンのインクが３５％でイエローのインクが１００％であるからイエローのインクが比較的大きく温度上昇することになる。同様に青のベタうちではシアンのインクが比較的大きく温度上昇することになる。これに対し、赤のベタうちでは、マゼンタのインクとイエローのインクが１００％の吐出量であるから、マゼンタのインクとイエローのインクとが比較的大きく温度上昇することになる。
【００２１】
このことから、マゼンタのインクとイエローのインクとは、同時に温度上昇することが比較的多いと考えられる。このため、熱交換器１４０における熱拡散を有効にするため、マゼンタインクのパイプ２００Ｍとイエローインクのパイプ２００Ｙとは離して配置することが望ましいと考えられる。
【００２２】
さらに、黒インクと、カラーインクであるシアン、マゼンタ、イエローのインクとは同時に吐出量が多くなることは少ないと考えられる。このため、黒インクの温度上昇が大きいときカラーインクの温度上昇は小さく、カラーインクの温度上昇が大きいとき黒インクの温度上昇は小さいと考えられる。
【００２３】
以上から、熱交換器１４０においては、マゼンタのパイプ２００Ｍとイエローのパイプ２００Ｙとで黒色のパイプ２００Ｋを挟む配置が熱平均化の観点から望ましいと考えられる。すなわち、図３に示すように熱交換器１４０では、シアンインクのパイプ２００Ｃ、マゼンタインクのパイプ２００Ｍ、黒インクのパイプ２００Ｋ、イエローインクのパイプ２００Ｙの順に配置することが望ましい。あるいは、マゼンタインクのパイプ２００Ｍ、黒インクのパイプ２００Ｋ、イエローインクのパイプ２００Ｙ、シアンインクのパイプ２００Ｃの順であってもよい。
【００２４】
さらに、カラーインク同士が隣り合わないように、図４に示すように黒インクのパイプを熱交換器１４０ａの前でパイプ２００Ｋ１、パイプ２００Ｋ２の２本に分岐させ、シアンインクのパイプ２００Ｃ、黒インクのパイプ２００Ｋ２、マゼンタインクのパイプ２００Ｍ、黒インクのパイプ２００Ｋ１、イエローインクのパイプ２００Ｙの順に配置するようにしてもよい。これにより熱平均化が一層促進されることになる。もちろんカラーインクの並び順は他のパターンであってもよい。分岐した黒インクのパイプ２００Ｋ１、２００Ｋ２は、熱交換器１４０ａあるいは冷却器１６０を通った後で合流させる。
【００２５】
また、熱交換器１４０を独立して設けずに、冷却器と一体型としてもよい。図５は、熱交換器としても機能する冷却器１６０ａの一例を示している。本図の例では、パイプ２００側にアルミのベース部１６８をさらに設け、パイプ２００をベース部１６２とベース部１６８とで挟む構成としている。そして、パイプ２００とベース部１６２、ベース部１６８との熱伝導を促進する熱伝導グリス１６４が塗布されている。
【００２６】
この場合も、熱平均化の観点からマゼンタのパイプ２００Ｍとイエローのパイプ２００Ｙとで黒色のパイプ２００Ｋを挟む配置を採用し、シアンインクのパイプ２００Ｃ、マゼンタインクのパイプ２００Ｍ、黒インクのパイプ２００Ｋ、イエローインクのパイプ２００Ｙの順に配置するようにしている。
【００２７】
また、図６に示すように、黒インクのパイプを冷却器１６０ｂの前でパイプ２００Ｋ１、パイプ２００Ｋ２の２本に分岐させ、シアンインクのパイプ２００Ｃ、黒インクのパイプ２００Ｋ２、マゼンタインクのパイプ２００Ｍ、黒インクのパイプ２００Ｋ１、イエローインクのパイプ２００Ｙの順に配置するようにしてもよい。これにより熱平均化が一層促進されることになる。もちろんカラーインクの並び順は他のパターンであってもよい。分岐した黒インクのパイプ２００Ｋ１、２００Ｋ２は、冷却器１６０ｂを通った後で合流させる。
【００２８】
図７は、熱交換器の別形状の例を示す図である。本図の例では、熱交換器１４０ｂを円筒状にして、黒インクのパイプ２００Kを中心に配置し、その周囲にシアンインクのパイプ２００Ｃ、マゼンタインクのパイプ２００Ｍ、イエローインクのパイプ２００Ｙを等間隔に配置している。黒インクの温度上昇が大きいときカラーインクの温度上昇は小さく、カラーインクの温度上昇が大きいとき黒インクの温度上昇は小さいと考えられることから、黒インクのパイプ２００Kを中心に配置し、周囲をカラーインクのパイプ２００を配置することで、熱の平均化が促進される。なお、熱交換器１４０ｂの形状は円筒形には限られない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】インクジェットプリンタのインク流路を説明するためのブロック図である。
【図２】冷却器１６０の構成を示す図である。
【図３】熱交換器１４０と各インクのパイプ２００の一例を示す図である。
【図４】熱交換器１４０ａと各インクのパイプ２００の別例を示す図である。
【図５】熱交換器を兼ねる冷却器１６０ａの構成を示す図である。
【図６】熱交換器を兼ねる冷却器１６０ｂの別構成を示す図である。
【図７】熱交換器１４０ｂの別形状を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００…インクジェットプリンタ、１１０…インクボトル、１２０…中間タンク、１２２…ドライバ、１３０…インクジェットヘッド、１４０…熱交換器、１６０…冷却器、１６１…ヒートシンク、１６２…ベース部、１６３…ペルチェ素子、１６４…熱伝導グリス、１６８…ベース部、２００…パイプ
【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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