インクジェットプリンタ
【課題】本発明は、簡易な構成によりインク循環経路に循環されるインクの加熱効率並びに冷却効率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プリンタを提供する。
【解決手段】インク循環方式を採用するインクジェットプリンタのインク循環システム１はインク循環温度を調整するインク温度調整ユニット５を備える。インク温度調整ユニット５は、第２のインク循環経路４２及び第１のインク循環経路３２に接続されインクの冷却に使用する第１の温度調整用経路５１と、この第１の温度調整用経路５１に対して分岐されて第２のインク循環経路４２及び第１の温度調整用経路５１と集合されて第１のインク循環経路３２に接続され、第１のインク循環経路３２側において第１の温度調節用経路５１の流路抵抗に比べて流路抵抗が高く、インクの加熱に使用する第２の温度調整用経路５２とを備える。
【解決手段】インク循環方式を採用するインクジェットプリンタのインク循環システム１はインク循環温度を調整するインク温度調整ユニット５を備える。インク温度調整ユニット５は、第２のインク循環経路４２及び第１のインク循環経路３２に接続されインクの冷却に使用する第１の温度調整用経路５１と、この第１の温度調整用経路５１に対して分岐されて第２のインク循環経路４２及び第１の温度調整用経路５１と集合されて第１のインク循環経路３２に接続され、第１のインク循環経路３２側において第１の温度調節用経路５１の流路抵抗に比べて流路抵抗が高く、インクの加熱に使用する第２の温度調整用経路５２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタに関し、特にインク循環方式を採用し、循環されるインクの温度を調整する機能を有するインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
低価格で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の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、下記特許文献１に開示された、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プリンタが有効である。このインクジェットプリンタは、インクを温めるヒータと、インクを冷やす冷却器とを備えている。インクの温度が低くすぎて、インクの性能を保証する温度範囲を逸脱するときには、ヒータ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。ヒータ及び冷却器はインク循環経路に沿ってこのインク循環経路を中心にその両側に併設され、インク循環機構の小型化が図られている。
【０００４】
ところが、この種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、インク循環経路を流れるインクがヒータを用いて温められても、ヒータに併設された冷却器にインクの熱が奪われてしまう。このため、加熱効率が悪く、インクの性能を保証するにはヒータからの熱エネルギを増加する必要があり、インクジェットプリンタの消費電力が増大してしまう。
【０００５】
下記特許文献２には、このような技術的課題を解決することができる印刷装置が開示されている。この印刷装置は、インク循環経路中にヒータを経由するヒータ側経路と、冷却器を経由する冷却器側経路と、ヒータ側経路と冷却器側経路とのいずれかを切り替える電磁弁と、この電磁弁をソフトウエア処理により制御する制御部とを備えている。制御部からの制御によって電磁弁を駆動し、ヒータ側経路へのインクの流れと冷却器側経路へのインクの流れとを切り替えることができる。つまり、この印刷装置においては、ヒータ側経路に流れるインクをヒータを用いて効率良く温めることができ、又電磁弁によって経路を切り替え、冷却器側経路に流れるインクを冷却器を用いて効率良く冷やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−８８５７５号公報
【特許文献２】特開２００９−２５５３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の特許文献２に開示された印刷装置においては、以下の点について配慮がなされていなかった。すなわち、インク循環経路のヒータ側経路と冷却器側経路との切り替えには電磁弁並びにそれを制御するソフトウエアを含む制御システムが必要となり、これらの部品点数が増大する。更に、この部品点数の増大に伴い、印刷装置の機械的構造や制御システムが複雑になり、結果として印刷装置の製作コストや製品コストが増大する。
【０００８】
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、簡易な構成によりインク循環経路に循環されるインクの冷却効率を維持しつつ加熱効率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プリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の実施例に係る特徴は、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、インクジェット型プリントヘッドと、プリントヘッドに接続されプリントヘッドにインクを供給する第１のインク循環経路と、プリントヘッドに接続されプリントヘッドから排出されるインクを循環させる第２のインク循環経路と、インク温度調整ユニットとを備え、インク温度調整ユニットは、第１のインク循環経路及び第２のインク循環経路に接続され、インクの冷却に使用される第１の温度調整用経路と、第１のインク循環経路に第１の温度調整用経路とは分岐して接続されるとともに、第２のインク循環経路に第１の温度調整用経路と集合して接続され、少なくとも第１のインク循環経路側において第１の温度調節用経路の流路抵抗に比べて流路抵抗が高く、インクの加熱に使用される第２の温度調整用経路とを備える。
【００１０】
上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第１の温度調整用経路及び第２の温度調整用経路には同時にインクが循環されることが好ましい。
【００１１】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第２の温度調整用経路の流路抵抗は、第１の温度調整用経路、第２の温度調整用経路のそれぞれに循環されるインクの温度が同一の場合において、第１の温度調整用経路の流路抵抗に比べて高く、第２の温度調整用経路に循環されるインクの流量は、第１の温度調整用経路に循環されるインクの温度に対して第２の温度調整用経路に循環されるインクの温度が一定温度以上高くなった場合において、第１の温度調整用経路に循環されるインクの流量に対して多いことが好ましい。
【００１２】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第２の温度調整用経路は、部分的に経路径を縮小し、又は部分的に経路長を長くし、又は部分的に経路内壁の粗さを粗くして流路抵抗を高く設定していることが好ましい。
【００１３】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットは、第１のインク循環経路側の第１の表面から第２のインク循環経路側の第２の表面に達する第１の熱交換経路を有する第１の熱交換ブロックと、第１のインク循環経路側の第３の表面から第２のインク循環経路側の第４の表面に達する第２の熱交換経路を有する第２の熱交換ブロックと、第１の熱交換ブロックの第１の表面上及び第２の熱交換ブロックの第３の表面上に配設され、第１の熱交換経路と第１のインク循環経路とを接続する第１の集合経路及び第２の熱交換経路と第１のインク循環経路とを接続する第２の集合経路を有する集合部と、第１の熱交換ブロックの第２の表面上及び第２の熱交換ブロックの第４の表面上に配設され、第１の熱交換経路と第２のインク循環経路とを接続する第１の分岐経路及び第２の熱交換経路と第２のインク循環経路とを接続する第２の分岐経路を有する分岐部と、を更に備え、第１の温度調整用経路は、分岐部の第１の分岐経路、第１の熱交換ブロックの第１の熱交換経路及び集合部の第１の集合経路を連接して構築され、第２の温度調整用経路は、分岐部の第２の分岐経路、第２の熱交換ブロックの第２の熱交換経路及び集合部の第２の集合経路を連接して構築されていることが好ましい。
【００１４】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第２の温度調整用経路に沿って配設され、この第２の温度調整用経路内を循環するインクを加熱する加熱ユニットと、第１の温度調整用経路に沿って配設され、この第１の温度調整用経路内を循環するインクを冷却する冷却ユニットと、を更に備えることが好ましい。
【００１５】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、第１のインク循環経路の他端に接続され、この第１のインク循環経路を通してプリントヘッドに供給されるインクを貯溜する第１のインクタンクと、第２のインク循環経路の他端に接続され、この第２のインク循環経路を通してプリントヘッドから排出され循環させるインクを貯溜する第２のインクタンクと、を更に備え、インク温度調整ユニットは第１のインクタンクと第２のインクタンクとの間に配設され、インク温度調整ユニットの第１の温度調整用経路及び第２の温度調整用経路は、第１のインクタンクを通して第１のインク循環経路に接続されるとともに、第２のインクタンクを通して第２のインク循環経路に接続されることが好ましい。
【００１６】
更に、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第２の熱交換ブロックは第１の熱交換ブロックに対して一定間隔離間して併設され、加熱ユニットは少なくとも第１の熱交換ブロックと第２の熱交換ブロックとの間において第２の熱交換ブロックに装着されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成によりインク循環経路に循環されるインクの冷却効率を維持しつつ加熱効率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プリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係るインクジェットプリンタのインク循環システムの構成図である。
【図２】実施例１に係るインクジェットプリンタのプリント機構を示す概略図である。
【図３】図１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ユニットの分解斜視図である。
【図４】（Ａ）は図３に示すインク温度調整ユニットの要部上面図、（Ｂ）は同図３に示すインク温度調整ユニットの要部下面図である。
【図５】（Ａ）は図３に示すインク温度調整ユニットにおいて同一温度におけるインクの循環状態を説明する断面図、（Ｂ）は同インク温度調整ユニットにおいて加熱におけるインクの循環状態を説明する断面図、（Ｃ）は同インク温度調整ユニットにおいて冷却時におけるインクの循環状態を説明する断面図である。
【図６】（Ａ）は実施例１に係るインク温度調整ユニットにおけるインク循環流量の計算に使用するモデル（インク温度調整ユニット）の斜視図、（Ｂ）はそのモデルの断面図である。
【図７】実施例１に係るインク温度調整ユニットにおけるインク温度とインク粘度との関係を示す図である。
【図８】実施例１に係るインク温度調整ユニットにおける流路抵抗と流量との関係を説明する第１の計算結果を示す図である。
【図９】実施例１に係るインク温度調整ユニットにおける流路抵抗と流量との関係を説明する第２の計算結果を示す図である。
【図１０】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第１の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第１の変形例を説明する上面図である。
【図１１】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第２の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第２の変形例を説明する上面図である。
【図１２】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第３の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第３の変形例を説明する上面図である。
【図１３】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第４の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第４の変形例を説明する上面図である。
【図１４】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第５の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第５の変形例を説明する上面図である。
【図１５】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第６の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第６の変形例を説明する上面図である。
【図１６】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第７の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第７の変形例を説明する上面図である。
【図１７】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第８の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第８の変形例を説明する上面図である。
【図１８】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第９の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第９の変形例を説明する上面図である。
【図１９】実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第１０の変形例を説明する要部断面図である。
【図２０】実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第１１の変形例を説明する要部断面図である。
【図２１】実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第１２の変形例を説明する要部断面図である。
【図２２】本発明の実施例２に係るインクジェットプリンタのインク温度調整ユニットの要部斜視図である。
【図２３】図２２に示すインク温度調整ユニットの要部上面図である。
【図２４】本発明の実施例３に係るインクジェットプリンタのインク温度調整ユニットの要部斜視図である。
【図２５】図２４に示すインク温度調整ユニットの要部上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
（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プリンタ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おいて、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が、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にはその構成や説明を省略するが同様の構成が採用される。つまり、カラーインクジェットプリンタには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る。また、本発明は、必ずしもカラーインクジェットプリンタ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プリンタにも適用可能である。
【００２２】
［インクジェットプリンタの装置構成］
図２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プリンタ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。インクジェットプリンタ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、インクジェットプリンタ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。
【００２３】
インクジェットプリンタ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プリンタ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プリンタである。なお、実施例１に係るインクジェットプリンタ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。
【００２４】
［インクジェットプリンタのプリント動作］
前述の図２に示すインクジェットプリンタ１０のプリント動作は以下の通りである。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。
【００２５】
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１２０が配設され、この搬送ベルト１２０はプリント条件により定められる速度において用紙の搬送を行う。この搬送ベルト１２０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。
【００２６】
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。
【００２７】
［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プリンタ１０は、図１に示すインク循環システム１を備えている。このインク循環システム１は、前述の図２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、プリントヘッド２に一端が接続されプリントヘッド２にインクを供給する第１のインク循環経路３２と、プリントヘッド２に一端が接続されプリントヘッド２から排出されるインクを循環させる第２のインク循環経路４２と、インク温度調整ユニット５とを備えている。インク温度調整ユニット５は、第２のインク循環経路４２の他端に一端が接続され、第１のインク循環経路３２の他端に他端が接続され、インクの冷却に使用する第１の温度調整用経路５１と、この第１の温度調整用経路５１に対して分岐されて第２のインク循環経路４２の他端に一端が接続され、第１の温度調整用経路５１と集合されて第１のインク循環経路３２の他端に他端が接続され、少なくとも第１のインク循環経路３２側において第１の温度調節用経路５１の流路抵抗に比べて流路抵抗が高く、インクの加熱に使用する第２の温度調整用経路５２とを備えている。
【００２８】
図１に示すインク循環システム１は１色分である。実施例１に係るインクジェットプリンタ１０はカラーインクジェットプリンタであるので、図示しないが同様のインク循環システム１は他に３つ組み込まれ、インクジェットプリンタ１０には合計４個のインク循環システム１が組み込まれている。
【００２９】
更に、インク循環システム１においては、第１のインク循環経路３２の他端に接続され、この第１のインク循環経路３２を通してプリントヘッド２に供給されるインクを貯溜する第１のインクタンク（上流タンク）３１と、第２のインク循環経路４２の他端に接続され、この第２のインク循環経路４２を通してプリントヘッド２から排出され循環させるインクを貯溜する第２のインクタンク（下流タンク）４３とを備えている。第１のインクタンク３１にはインク温度調整ユニット５を通して良好なプリント結果を得ることができる温度に調整されたインクが循環し貯溜される。この第１のインクタンク３１には、循環されるインクの圧力を調整する大気開放弁３４が配設されている。第１のインクタンク３１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２のインクタンク４３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。第２のインクタンク４３とインク温度調整ユニット５との間にはインク循環ポンプ４４が配設されている。このインク循環ポンプ４４は第２のインクタンク４３に回収されたインクをインク温度調整ユニット５を通して第１のインクタンク３１に押し上げる。また、第２のインクタンク４３には圧力調整器４５が接続されている。第２のインクタンク４３は、第１のインクタンク３１と同様に、循環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。
【００３０】
なお、図示しないが、実施例１に係るインク循環システム１には、第２のインク循環経路４２又は第２のインクタンク４３に接続されたインクボトルが配設されていてもよい。インクボトル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持つ。
【００３１】
プリントヘッド２はこの数に限定されるものではないが４個のヘッド２１、２２、２３及び２４を備え、これらのヘッド２１〜２４は第１のインク循環経路３２の一端にインク分配器３３を通して並列に接続されている。インク分配器３３は、第１のインク循環経路３２からヘッド２１〜２４のそれぞれに均等にインクを供給する機能を有する。また、ヘッド２１〜２４のそれぞれはインク集配器４１を通して第２のインク循環経路４２の一端に接続されている。インク集配器４１は、ヘッド２１〜２４において使用されない余剰のインクを回収し、第２のインク循環経路４２に供給する機能を有する。
【００３２】
プリントヘッド２のそれぞれのヘッド２１〜２４には温度検出センサ２０１〜２０４が配設されている。この温度検出センサ２０１〜２０４は制御ユニット６に接続されている。温度検出センサ２０１〜２０４はヘッド２１〜２４においてインクの温度を検出する機能を有し、この検出された温度は制御ユニット６においてモニタを行っている。なお、温度検出センサ２０１〜２０４はプリント直前若しくは直後のインクの温度を最も正確に計測するためにヘッド２１〜２４に配設されている。ある程度、温度の測定精度が許容される場合には、温度検出センサはインク分配器３３、インク集配器４１、第１のインク循環経路４２、第１のインクタンク３１、第２のインク循環経路４２、第２のインクタンク４３等の少なくともいずれかに配設してもよい。
【００３３】
インク温度調整ユニット５は、インク循環システム１において、第１のインクタンク３１と第２のインクタンク４３との間、詳細には第１のインクタンク３１とインク循環ポンプ４４を介在した第２のインクタンク４３との間に配設されている。インク温度調整ユニット５の第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２は、第１のインクタンク３１を通して第１のインク循環経路３２に接続されるとともに、第２のインクタンク４３を通して第２のインク循環経路４２に接続されている。
【００３４】
実施例１に係るインク温度調整ユニット５はその内部に加熱ユニット５６と冷却ユニット５４及び５５とを内蔵している。加熱ユニット５６は、第１の温度調整用経路５１側とは反対側（図１中、右側）において、第２の温度調整用経路５２に沿って配設され、この第２の温度調整用経路５２内を循環するインクを加熱する機能を有する。このような構造に限定されるものではないが、実施例１においては、インク温度調整ユニット５の小型化を図るために、加熱ユニット５６には薄いシート形状の加熱ヒータが使用される。加熱ユニット５６は制御ユニット６に接続されている。制御ユニット６は、プリントヘッド２に配設されたインク温度検出センサ２０１〜２０４を用いて計測されたインクの温度に応じて、加熱ユニット５６のオン及びオフの制御を行う。
【００３５】
一方、実施例１に係るインク温度調整ユニット５において、冷却ユニット５４には熱伝導性に優れたアルミニウム、銅若しくはそれらの合金を用いて製作された放熱フィンが使用され、冷却ユニット５５には冷却ユニット５４から放出される熱を強制的にインクジェットプリンタ１０の外部に放熱する冷却ファンが使用される。冷却ユニット５４は、第２の温度調整用経路５２側とは反対側（図１中、左側）において、第１の温度調整用経路５１に沿って配設され、この第１の温度調整用経路５１内を循環するインクを冷却する機能を有する。冷却ユニット５５は、第１の温度調整用経路５１との間に冷却ユニット５４を介在し、第１の温度調整用経路５１に沿って配設され、この第１の温度調整用経路５１内を循環するインクを冷却する機能を有する。冷却ユニット５５は制御ユニット６に接続されている。制御ユニット６は、プリントヘッド２に配設されたインク温度検出センサ２０１〜２０４を用いて計測されたインクの温度に応じて、冷却ユニット５５のオン及びオフの制御を行う。
【００３６】
なお、冷却ユニット５４、５５はここでの例示に必ずしも限定されるものではなく、冷却ユニットには水冷方式、電気方式なども採用することができる。また、冷却ユニットにはこれらの方式を併用することもできる。
【００３７】
［インク循環システムのインク循環動作］
図１に示すインク循環システム１の全体のインク循環動作は以下の通りである。
【００３８】
まず、第１のインクタンク３１に貯溜されたインクが第１のインク循環経路３２、インク分配器３３のそれぞれを通してプリントヘッド２の各ヘッド２１〜２４に供給される。第１のインクタンク３１に貯溜されているインクは、インク温度調整ユニット５を通して循環されたインクであり、良好なプリント結果を得られる温度に調整されている。
【００３９】
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４１を通して回収され、この回収されたインクは第２のインク循環経路４２を通して第２のインクタンク４３に回収され貯溜される。
【００４０】
第２のインクタンク４３に貯溜されたインクは逐次インク循環ポンプ４４を通してインク温度調整ユニット５に送られる。ここで、プリントヘッド２に装着されたインク温度検出センサ２０１〜２０４は循環されるインクの温度を計測し、この結果を制御ユニット６に送信する。制御ユニット６は、このインクの温度の計測結果から、良好なプリント結果を得られるインクの温度か否かを判断し、この判断結果に基づき冷却ユニット５５又は加熱ユニット５６の動作の制御を行う。良好なプリント結果を保証することができる範囲を逸脱し、インクの温度が低い場合には、制御ユニット６は加熱ユニット５６を起動し、インク温度調整ユニット５を通過するインクの温度が高くなるように調整される。逆に、インクの温度が高い場合には、冷却ユニット５４及び５５によって、インク温度調整ユニット５を通過するインクの温度が低くなるように調整される。なお、ここでは、２種類の冷却ユニット５４及び５５が使用されており、インク温度調整ユニット５に循環されるインク温度や周囲の環境温度によっては、冷却ユニット５５は稼働させずに、冷却ユニット５４によって冷却を行うことができる。
【００４１】
インク温度調整ユニット５において温度調整がなされたインクは、再び第１のインクタンク３１に循環され、この第１のインクタンク３１に貯溜される。
【００４２】
［インク温度調整ユニットの構成］
前述の図１に示すように、実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、第１の温度調整用経路５１と、第２の温度調整用経路５２と、冷却ユニット５４及び５５と、加熱ユニット５６とを備えている。ここで、冷却ユニット５４、５５、加熱ユニット５６の少なくともいずれか１つはこのインク温度調整ユニット５の外付け装置として構築してもよい。
【００４３】
図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、第１の熱交換ブロック５１０と、第２の熱交換ブロック５２０と、集合部５３２と、分岐部５３１とを備えている。第１の熱交換ブロック５１０は、第１のインク循環経路３２側の第１の表面（図３中、上側表面）から第２のインク循環経路４２側の第２の表面（図３中、下側裏面）に達する第１の熱交換経路５１１を有する。第１の熱交換ブロック５１０は、第１の熱交換経路５１１に流れるインクの熱を冷却ユニット５４に効率良く伝達することができるように、冷却ユニット５４との接触面が大きく、第１の熱交換経路５１１と冷却ユニット５４との距離が短い、ここでは直方体形状により構成されている。第１の熱交換ブロック５１０の材料には熱伝導性に優れたアルミニウム、銅若しくはそれらの合金等の金属材料が好ましく使用されるが、これに限られるものではない。第１の熱交換経路５１１は、この本数に限定されるものではないが、ここの説明においては並列に３本配列されている。第１の熱交換経路５１１は、この説明においては正方形形状の開口を有し、均一な断面積を有する貫通孔である。第１の熱交換ブロック５１０は、例えばアルミニウム若しくはその合金を材料として使用する場合、例えば鋳造特にアルミダイキャスト法を用いて製作される。
【００４４】
第２の熱交換ブロック５２０は、第１のインク循環経路３２側の第３の表面（図３中、上側表面）から第２のインク循環経路４２側の第４の表面（図３中、下側裏面）に達する第２の熱交換経路５２１を有する。第２の熱交換ブロック５２０は、加熱ユニット５６から第２の熱交換経路５２１（及び５２２）に流れるインクに効率良く熱を伝達し、インクを温めることができるように、加熱ユニット５６との接触面が大きく、第２の熱交換経路５２１と加熱ユニット５６との距離が短い、ここでは第１の熱交換ブロック５１０と同様に直方体形状により構成されている。ここでは、第１の熱交換ブロック５１０の外径サイズに対して第２の熱交換ブロック５２０の外径サイズは同等に設定されている。第２の熱交換ブロック５２０の材料には第１の熱交換ブロック５１０の材料と同様の材料が使用されている。また、第２の熱交換経路の本数は、この本数に限定されるものではないが、第１の熱交換経路５１１の本数と同様に並列に３本配列されている。ここでは第２の熱交換経路５２１は、第２のインク循環経路４２側の第４の表面から第３の表面まで至らない区間において、第１の熱交換経路５１１の開口の形状と同様の正方形形状を持ちかつ同等のサイズに設定され、均一な断面積を有する貫通孔である。第２の熱交換ブロック５２０は、第１の熱交換ブロック５１０と同様の材料を用い同様の加工法を用いて製作される。
【００４５】
ここで、第２の熱交換ブロック５２０において、第２の熱交換経路５２１の第３の表面に至らない箇所から第３の表面までの区間、つまり第２の熱交換経路５２１の第１のインク循環経路３２側の一部には、この第２の熱交換経路５２１の流路抵抗を増加する抵抗経路５２１が配設されている。実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、インクの循環中、第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２に同時にインクを循環する機構を採用しており、第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２には常時インクが循環されている（流れている）。第２の温度調整用経路５２に抵抗経路５２２を配設することによって、この第２の温度調整用経路５２の流路抵抗は、第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに循環されるインクの温度が同一の場合において、第１の温度調整用経路５１の流路抵抗に比べて高くなる。更に、第２の温度調整用経路５２に抵抗経路５２２を配設することによって、第２の温度調整用経路５２に循環されるインクの流量は、第１の温度調整用経路５１に循環されるインクの温度に対して第２の温度調整用経路５２に循環されるインクの温度が一定温度以上高くなった場合において、第１の温度調整用経路５１に循環されるインクの流量に対して多くなる。
【００４６】
実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、インクの流路抵抗がインク温度の上昇に伴い減少する性質に着目し、第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに循環されるインクの温度を調整することによって、インクの第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに循環される流量をインク自身が自己調整する機能を有している。つまり、インク温度調整ユニット５は、インク温度が良好なプリント結果を得ることができる温度範囲より高い場合には、インクの冷却に使用される第１の温度調整用経路５１に循環されるインクの流量を自動的に増加し、インク温度が良好なプリント結果を得ることができる温度範囲より低い場合には、インクの加熱に使用される第２の温度調整用経路５２に循環されるインク流量を自動的に増加する機能を有する。この第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに循環されるインクの流量調整には、電磁弁のような機械的手段や電磁弁を制御する制御システムを組み込む必要はない。
【００４７】
実施例１に係る抵抗経路５２２は、第２の熱交換経路５２１の開口形状と同一の正方形形状であって一回り小さいサイズを有する相似形状により形成され、この経路に沿って均一な断面積を有している。この抵抗経路５２２の変形例は後に説明する。
【００４８】
インク温度調整ユニット５の集合部５３２は、第１の熱交換ブロック５１０の第１の表面上及び第２の熱交換ブロック５２０の第３の表面上つまり図３中上方に配設され、第１の熱交換経路５１１と第１のインク循環経路３２（実際には第１のインクタンク３１）とを接続する第１の集合経路５３２１及び第２の熱交換経路５２１（実際にはその抵抗経路５２２）と第１のインク循環経路３２（実際には第１のインクタンク３１）とを接続する第２の集合経路５３２２を有する。この集合部５３２は、第１の熱交換経路５１１に循環されるインクと第２の熱交換経路５２１に循環されるインクとを合流させ、温度調整がなされたこの合流されたインクを第１のインクタンク３１に循環させる機能を有する。集合部５３２は、第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０側の底面積が第１のインク循環経路３２側の上面積に比べて大きい台形形状により構成されている。第１の集合経路５３２１及び第２の集合経路５３２２の２つの経路が１つに集合される複雑な内部形状を有するので、実施例１に係る集合部５３２は、その製作が容易な例えば樹脂材料を用い、金型を用いて成形する手法により製作されている。集合部５３２の第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０への装着には、インク漏れを防止するパッキンを用いるか、又はパッキンの機能を有する接着剤が使用されている。
【００４９】
分岐部５３１は、第１の熱交換ブロック５１０の第２の表面上及び第２の熱交換ブロック５２０の第４の表面上つまり図３中下方に配設され、第１の熱交換経路５１１と第２のインク循環経路４２（実施際にはインク循環ポンプ４４）とを接続する第１の分岐経路５３１１及び第２の熱交換経路５２と第２のインク循環経路４２（実際にはインク循環ポンプ４４）とを接続する第２の分岐経路５３１２を有する。分岐部５３１は、第２のインク循環経路４２から第１の熱交換経路５１１に循環されるインクと第２の熱交換経路５２１に循環されるインクとを分流させる機能を有する。分岐部５３１は、第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０側の底面積が第２のインク循環経路４２側の上面積に比べて大きい台形形状により構成されている。第１の分岐経路５３１１及び第２の分岐経路５３１２の２つの経路が１つに集合される複雑な内部形状を有するので、実施例１に係る分岐部５３１は、集合部５３２と同様に例えば樹脂材料を用い、同様の手法により製作されている。分岐部５３１の第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０への装着方法は集合部５３２の装着方法と同様である。
【００５０】
実施例１に係るインク温度調整ユニット５のインクの冷却に使用する第１の温度調整用経路５１は、分岐部５３１の第１の分岐経路５３１１、第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１及び集合部５３２の第１の集合経路５３２１を連接して構築されている。同様に、インクの加熱に使用する第２の温度調整用経路５２は、分岐部５３１の第２の分岐経路５３１２、第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１並びに抵抗経路５２２及び集合部５３２の第２の集合経路５３２２を連接して構築されている。
【００５１】
第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間は適度な空間を持って離間され、この状態において第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０は挟持体５７によって挟まれ保持される。第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間の空間には熱伝導性が悪い空気が入り込み、この空気を用いて双方の間は熱的に遮断されている。つまり、第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間には熱交換が生じにくくなっており、インクの冷却効率、加熱効率のそれぞれを向上することができる。
【００５２】
挟持体５７は、第１の熱交換ブロック５１０の対向する両側面、第２の熱交換ブロック５２０の対向する両側面及び第２の熱交換ブロック５２０の加熱ユニット５６側の側面に沿い、上方から見てコの字形状を有する。挟持体５７は、第２の熱交換ブロック５２０との間に加熱ユニット５６を取り囲むように配設され、加熱ユニット５６から発生する熱を第２の熱交換ブロック５２０に効率良く伝達する。挟持体５７は例えば金属製の材料に折り曲げ加工を施して製作される。また、挟持体５７は例えば樹脂材料を用い、成形により製作してもよい。
【００５３】
［インク温度調整ユニットのインク循環動作］
実施例１に係るインク温度調整ユニット５のインク循環動作は以下の通りである。図５（Ａ）に示すインク温度調整ユニット５は、加熱ユニット５６、冷却ユニット５４及び５５のいずれも稼働していない状態である。プリントヘッド２から回収されたインクは第２のインク循環経路４２、第２のインクタンク４３、インク循環ポンプ４４のそれぞれを通してインク温度調整ユニット５に流れる。このインクは、インク温度調整ユニット５の分岐部５３１に流入され、分岐部５３１の第１の分岐経路５３１１、第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１及び集合部５３２の第１の集合経路５３２１により構築される第１の温度調整用経路５１を通して第１のインクタンク３１に循環される。一方、分岐部５３１に流入されたインクはその第２の分岐経路５３１２に分流され、このインクは第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１、抵抗経路５２２及び集合部５３２の第２の集合経路５３２２により構築される第２の温度調整用経路５２を通して第１の温度調整用経路５１に流れるインクと合流した後に第１のインクタンク３１に循環される。
【００５４】
ここで、第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに流れるインクの温度差がほとんど生じない場合、第２の温度調整用経路５２には抵抗経路５２２が配設されているので、第２の温度調整用経路５２に流れるインクの流量は第１の温度調整用経路５１に流れるインクの流量に比べて少なくなる。
【００５５】
図５（Ｂ）に示すインク温度調整ユニット５は加熱ユニット５６を稼働した状態である。つまり、インクの温度が低く、良好なプリント結果を得ることができる温度の範囲に満たない場合、インク温度調整ユニット５は加熱ユニット５６を用いてインクを加熱する。前述の図５（Ａ）に示すインク温度調整ユニット５において、第２の温度調整用経路５２の第２の熱交換経路５２１の出口付近（第１のインク循環経路３２側の一部）には抵抗経路５２２が配設されているので、その出口付近に至るまでの第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流速は、第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流速に比べて遅くなる。つまり、第２の温度調整用経路５２１にインクが滞留している時間が長くなり、この状態において加熱ユニット５６から加熱を行えば、第２の温度調整用経路５２を流れるインクを効率良く温めることができる。
【００５６】
加熱ユニット５６の稼働によってインクの温度が上昇していくと、インクの粘度が低下し、インクの流路抵抗が減少するので、図５（Ｂ）に示すように、抵抗経路５２２を流れるインクの流量が増加し、結果的に第２の温度調整用経路５２を流れるインクの流量が増加する。つまり、第２の温度調整用経路５２に流れるインクの循環を良くし、加熱ユニット５６を用いて加速的にインク温度を高めることができる。
【００５７】
図５（Ｃ）に示すインク温度調整ユニット５は、冷却ユニット５４を利用した状態、又は冷却ユニット５４の利用と併せて冷却ユニット５５を稼働した状態である。つまり、インク温度は、加熱ユニット５６の稼働に伴い上昇し、又プリント動作が連続して実行されプリントヘッド２やインクジェットプリンタ１０の各部の動作によって発生する熱に伴い上昇する。このようにしてインクの温度が、良好なプリント結果を得ることができる温度の範囲を越えた場合、インク温度調整ユニット５は冷却ユニット５４、又は冷却ユニット５４及び５５を用いてインクを冷却する。
【００５８】
例えば、前述の図５（Ｂ）に示すインク温度調整ユニット５において、良好なプリント結果を得ることができる温度の範囲を越えた場合、冷却ユニット５４によって又は併せて冷却ユニット５５が稼働し、第１の温度調整用経路５１に流れるインクが冷却される。併せて、加熱ユニット５６の稼働が停止され又は停止されているので、第２の温度調整用経路５２に流れるインクは冷却される。この第２の温度調整用経路５２に流れるインクの温度が低下すると、インクの粘性が高くなり、インクの流路抵抗が増加する。前述の図５（Ａ）に示す状態に近づき、第２の温度調整用経路５２の第２の熱交換経路５２１の出口付近には抵抗経路５２２が配設されているので、この抵抗経路５２２におけるインクの流れが抑制され、その分、図５（Ｃ）に示すように、第１の温度調整用経路５１に流れるインクの流量が増加する。つまり、第１の温度調整用経路５１に流れるインクの流量が増加され、このインクの熱は第１の温度調整用経路５１において冷却ユニット５４、５５に伝達され（熱交換がなされ）、インクを効率良く冷却することができる。
【００５９】
このようにインク温度調整ユニット５においては、第２のインク循環経路４２から分岐され、第１のインク循環経路３２に集合される第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２を備え、更に第２の温度調整用経路５２に抵抗経路５２２を備えるとともに、インクの温度の上昇に従い流路抵抗が減少するインクの特性を利用することによって、第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２に流れるインクの循環流量を自己調整することができる（インク自身が自動的に流量を調整することができる）。つまり、インク温度調整ユニット５は、インクの温度が高い場合には、冷却に使用される第１の温度調整用経路５１に流れるインクの流量を自己調整によって増加し、冷却効率を高め、インク温度が低い場合には、加熱に使用される第１の温度調整用経路５２に流れるインクの流量を自己調整によって増加し、加熱効率を高められる。
【００６０】
［インク温度調整ユニットにおけるインク流量と流路抵抗との関係］
次に、実施例１に係るインク温度調整ユニット５において、第１の温度調整用経路５１と第２の温度調整用経路５２とに流れるインクの流量と抵抗経路５２２との具体的な関係の一例は以下の通りである。
【００６１】
ここでの計算に使用されるインク温度調整ユニット（モデル）５は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、冷却に使用される第１の熱交換ブロック５１０のインク循環方向の長さはＬ、第１の温度調整用経路５１の第１の熱交換経路５１１の開口形状は円形状に設定されその直径はΦＡである。第１の熱交換ブロック５１０には合計６本の第１の熱交換経路５１１が等間隔において並列に配列されている。第１の熱交換ブロック５１０は後述する図８及び図９を用いた説明において「熱交換器Ａ」と表記する。
【００６２】
また、加熱に使用される第２の熱交換ブロック５２０のインク循環方向の長さは第１の熱交換ブロック５１０と同様にＬである。第２の温度調整用経路５１の第２の熱交換経路５２１の第４の表面からの長さはＬ１、第２の熱交換経路５２１の開口形状は円形状に設定され、その直径はΦＢ１である。第２の熱交換経路５２１に配設された抵抗経路５２２の第３の表面からの長さはＬ２、抵抗経路５２２の開口形状は円形状に設定され、その直径はΦＢ２である。第２の熱交換ブロック５２０には合計６本の第２の熱交換経路５２１が等間隔において並列に配列され、同様にこの第２の熱交換経路５２１に直結して合計６本の抵抗経路５２２が等間隔において並列に配列されている。第２の熱交換ブロック５２０は後述する図８及び図９を用いた説明において「熱交換器Ｂ」と表記する。
【００６３】
実施例１に係るインク循環システム１において、図７に示すように、使用されるインクは、温度（℃）の上昇に従いインク粘度（ｍＰａ・ｓ）が低下する性質を有する。例えば、インクジェットプリンタ１０の使用可能環境温度が１０℃〜３５℃に設定されている場合、インク温度が１０℃のときのインク粘度は１８．０ｍＰａ・ｓであり、インク温度が３５℃に上昇したときのインク粘度は７．４ｍＰａ・ｓになる。
【００６４】
第１の熱交換経路５１１、第２の熱交換経路５２１、抵抗経路５２２の各経路において、インク流量（ｍＬ／ｓ）及び流路抵抗（Ｐａ・ｓ／ｍ3）は以下の手順に従い算出される。まず、経路の層流円管内の圧力損失は下記（１）式に基づき算出される。
【００６５】
ΔＰ＝８・μ・ｕ・ｌ／ｒ2 …（１）
ここで、（１）式中、ΔＰは差圧、μは粘性係数、ｕは平均流速、ｌは経路長（Ｌ、Ｌ１又はＬ２）、ｒは半径（ΦＡ／２、ΦＢ１／２、ΦＢ２／２）である。経路の円管内の流量は下記（２）式に基づき算出される。
【００６６】
Ｑ＝ｕ・Ａ＝ｕ・（π・ｒ2） …（２）
（２）式中、Ｑは経路内の流量、Ａは経路の円管内の断面積である。この流量を計算する（２）式は経路内の圧力損失と流路抵抗とを含めた下記（３）式により表すことができる。
【００６７】
Ｑ＝ΔＰ／Ｒ …（３）
（３）式中、Ｒは経路の流路抵抗である。上記（３）式に上記（１）式及び（２）式を代入し展開すると、流路抵抗を下記（４）式に基づき算出することができる。
【００６８】
Ｒ＝８・μ・ｌ／（π・ｒ4） …（４）
上記計算式を用いて、インク温度調整ユニット５の第１の熱交換経路５１１及び第２の熱交換経路５２１に循環されるインクの流量と流路抵抗との温度依存性を図８に示すように算出することができる。ここで、熱交換器Ａ（第１の熱交換ブロック５１０）の第１の熱交換経路５１１の長さＬは３００ｍｍ、直径ΦＡは４ｍｍ、熱交換器Ｂ（第２の熱交換ブロック５２０）の第２の熱交換経路５２１の長さＬ１は１９０ｍｍ、直径ΦＢ１は４ｍｍ、抵抗経路５２２の長さＬ２は１１０ｍｍ、直径ΦＢ２は３．９ｍｍに設定される。図８中、横軸は段階的（ここでは５℃毎）に変化する温度上昇に対する流路抵抗（Ｐａ・ｓ／ｍ3）を示す。この温度はインク温度調整ユニット５に入ってくるインクの温度である。縦軸は、双方の経路の合計の流路抵抗（Ｐａ・ｓ／ｍ3）、熱交換器Ａの流量（ｍＬ／ｓ）、熱交換器Ｂの流量（ｍＬ／ｓ）、熱交換器Ａの流量を１としたときの熱交換器Ｂの流量比（Ａ／Ｂ）のそれぞれを示す。流路抵抗、流量、流量比の各項目には、第１の温度調整用経路５１１、第２の温度調整用経路５２１のそれぞれに循環されるインクの温度差毎、具体的には同温、５℃、１０℃、１５℃及び２０℃の温度差毎に算出された結果が示されている。この温度差はインク温度調整ユニット５から出るときのインクの温度である。
【００６９】
（１）インク温度が同温（低温）のときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ａ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が１０℃、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が１０℃、熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が１０℃の同温のとき、以下の計算結果が算出される。
【００７０】
６本の第１の熱交換経路５１１の流路抵抗：１．４３３×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の第２の熱交換経路５２１の流路抵抗：９．０７７×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の抵抗経路５２２の流路抵抗 ：５．８１５×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
合計の流路抵抗 ：７．３０３×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５２９ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４７１ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９６
この算出結果から、インク温度調整ユニット５の第１の熱交換経路５１１と第２の交換経路５２１とに流れるインクの温度が同温の場合には、抵抗経路５２２に基づく流路抵抗が存在する分、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量の０．９６倍である。
【００７１】
（２）インクが加熱されたときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ｂ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が１０℃、加熱ユニット５６を稼働し、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が１５℃上昇して２５℃に達したとき、以下の計算結果が算出される。
【００７２】
合計の流路抵抗 ：６．６２５×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．３８７ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．６１３ｍＬ／ｓ
流量比 ：１．１６
この算出結果から、インク温度調整ユニット５において、加熱ユニット５６を稼働し、第２の温度調整用経路５２を加熱する場合には、抵抗経路５２２を含む第２の熱交換経路５２１に流れるインクの粘度が低下し、流路抵抗が減少し、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が増加する。第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量は相対的に減少する。第２の熱交換経路５２２に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量の１．１６倍に達する。
【００７３】
（３）インク温度が同温（高温）のときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ａ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が４０℃、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が４０℃、熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が４０℃の同温のとき、以下の計算結果が算出される。
【００７４】
６本の第１の熱交換経路５１１の流路抵抗：５．１４０×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の第２の熱交換経路５２１の流路抵抗：３．２５６×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の抵抗経路５２２の流路抵抗 ：２．０８６×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
合計の流路抵抗 ：２．６１９×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５２９ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４７１ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９６
この算出結果から、インク温度調整ユニット５の第１の温度調整用経路５１と第２の温度調整用経路５２とに流れるインクの温度が同温の場合には、上記（１）の計算結果と同様に、抵抗経路５２２に基づく流路抵抗が存在する分、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１に流れるインクの流量の０．９６倍である。
【００７５】
（４）インクが冷却されたときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ｃ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が４０℃、冷却ユニット５４によって、又は冷却ユニット５４に併せて冷却ユニット５５を稼働し、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が５℃下降して３５℃に達したとき、以下の計算結果が算出される。
【００７６】
合計の流路抵抗 ：２．７１３×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．４７６ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．５２４ｍＬ／ｓ
流量比 ：１．０３
この算出結果から、インク温度調整ユニット５において、冷却ユニット５４によって、又は冷却ユニット５４に併せて冷却ユニット５５を稼働し、第１の温度調整用経路５１を冷却する場合には、抵抗経路５２２を含む第２の熱交換経路５２１に流れるインクの粘度が増加し、流路抵抗が増加し、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。そして、第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量は相対的に増加する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１に流れるインクの流量の１．０３倍に減少する。
【００７７】
図９は、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１のサイズ、熱交換器Ｂの抵抗経路５２２のサイズを変えて、第１の熱交換経路５１１及び第２の熱交換経路５２１に循環されるインクの流量と流路抵抗との温度依存性を算出した算出結果である。ここで、熱交換器Ａ（第１の熱交換ブロック５１０）の第１の熱交換経路５１１の長さＬは３００ｍｍ、直径ΦＡは３ｍｍ、熱交換器Ｂ（第２の熱交換ブロック５２０）の第２の熱交換経路５２１の長さＬ１は１９０ｍｍ、直径ΦＢ１は４ｍｍ、抵抗経路５２２の長さＬ２は１１０ｍｍ、直径ΦＢ２は２．４ｍｍに設定される。図９中の横軸及び横軸の各項目は図８中の横軸及び縦軸の各項目と同一である。
【００７８】
（５）インク温度が同温（低温）のときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ａ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が１０℃、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が１０℃、熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が１０℃の同温のとき、以下の計算結果が算出される。
【００７９】
６本の第１の熱交換経路５１１の流路抵抗：４．５３０×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の第２の熱交換経路５２１の流路抵抗：９．０７７×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の抵抗経路５２２の流路抵抗 ：４．０５５×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
合計の流路抵抗 ：２．３６８×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５６８ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４３２ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９１
この算出結果から、インク温度調整ユニット５の第１の熱交換経路５１１と第２の交換経路５２１とに流れるインクの温度が同温の場合には、抵抗経路５２２に基づく流路抵抗が存在する分、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量の０．９１倍である。
【００８０】
（６）インクが加熱されたときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ｂ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が１０℃、加熱ユニット５６を稼働し、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が１５℃上昇して２５℃に達したとき、以下の計算結果が算出される。
【００８１】
合計の流路抵抗 ：１．８６５×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．２３５ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．７６５ｍＬ／ｓ
流量比 ：１．４３
この算出結果から、インク温度調整ユニット５において、加熱ユニット５６を稼働し、第２の温度調整用経路５２を加熱する場合には、抵抗経路５２２を含む第２の熱交換経路５２１に流れるインクの粘度が低下し、流路抵抗が減少し、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が増加する。第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量は相対的に減少する。第２の熱交換経路５２２に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量の１．４３倍に達する。
【００８２】
図９に示す例においては、第２の熱交換経路５２１の直径ΦＢ１に対して第１の熱交換経路５１１の直径ΦＡが小さく設定され、更に第１の熱交換経路５１１の直径ΦＡは抵抗経路の直径ΦＢ２に対して大きく設定されている。第１の熱交換経路５１１の直径ΦＡが小さく設定されることによって、第２の熱交換経路５２２に流れるインクの流量は増大する。
【００８３】
（７）インク温度が同温（高温）のときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ａ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が４０℃、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が４０℃、熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が４０℃の同温のとき、以下の計算結果が算出される。
【００８４】
６本の第１の熱交換経路５１１の流路抵抗：１．６２５×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の第２の熱交換経路５２１の流路抵抗：３．２５６×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の抵抗経路５２２の流路抵抗 ：１．４５４×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
合計の流路抵抗 ：８．４９４×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５６８ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４３２ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９１
この算出結果から、インク温度調整ユニット５の第１の温度調整用経路５１と第２の温度調整用経路５２とに流れるインクの温度が同温の場合には、上記（１）の計算結果と同様に、抵抗経路５２２に基づく流路抵抗が存在する分、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１に流れるインクの流量の０．９１倍である。
【００８５】
（８）インクが冷却されたときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ｃ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が４０℃、冷却ユニット５４によって、又は冷却ユニット５４に併せて冷却ユニット５５を稼働し、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が５℃下降して３５℃に達したとき、以下の計算結果が算出される。
【００８６】
合計の流路抵抗 ：８．８０６×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５１６ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４８４ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９８
この算出結果から、インク温度調整ユニット５において、冷却ユニット５４によって、又は冷却ユニット５４に併せて冷却ユニット５５を稼働し、第１の温度調整用経路５１を冷却する場合には、抵抗経路５２２を含む第２の熱交換経路５２１に流れるインクの粘度が増加し、流路抵抗が増加し、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。そして、第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量は相対的に増加する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１に流れるインクの流量の０．９８倍に減少する。
【００８７】
［インク温度調整ユニットの変形例］
前述の実施例１に係るインクジェットプリンタ１０において、インク温度調整ユニット５の抵抗経路５２２は以下に説明する第１の変形例〜第１２の変形例のように変形可能である。
【００８８】
第１の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、前述の図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す計算モデルにおいても説明したが、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１、第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１及び抵抗経路５２２の開口形状を円形状により構成している。抵抗経路５２２は第１のインク循環経路３２側つまり第２の熱交換ブロック５２０の出口付近に配設され、抵抗経路５２２の直径は第２の熱交換経路５２１（及び第１の熱交換経路５１１）の直径に対して小さく設定されている。抵抗経路５２２は第２の熱交換経路５２１の経路径を部分的に縮小した構造になっている。
【００８９】
第２の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第１の変形例に係るインク温度調整ユニット５と基本的な構成は同様であるが、抵抗経路５２２のインク循環方向の管径を徐々に小さく、抵抗経路５２２の断面形状をテーパ形状に構成している。抵抗経路５２２の第２の熱交換経路５２１との連結部分の直径はこの第２の熱交換経路５２１の直径と同一である。抵抗経路５２２の第１のインク循環経路３２側の直径は第２の熱交換経路５２１との連結部分の直径に比べて小さい。
【００９０】
第３の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、第２の熱交換経路５２１の出口側近傍の途中に、第２の熱交換経路５２１の直径よりも小さな直径を有する抵抗経路５２２を配設している。
【００９１】
第４の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、第１の変形例に係るインク温度調整ユニット５と基本的な構成は同様であるが、円形状の開口形状を有する第１の熱交換経路５１１及び第２の熱交換経路５２１に対して、抵抗経路５２２の開口形状を正方形形状に構成しその流路抵抗を増加している。
【００９２】
第５の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、第４の変形例に係るインク温度調整ユニット５の更なる変形例であり、抵抗経路５２２の開口形状を三角形形状に構成しその流路抵抗を増加している。
【００９３】
第６の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、抵抗経路５２２を第２の熱交換ブロック５２０内においてインク循環方向に向かって蛇行させ、この抵抗経路５２２の流路抵抗を増加している。
【００９４】
第７の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示すように、第２の熱交換ブロック５２０の抵抗経路５２２の部分の材質を流路抵抗が増加する材料に代えたものである。つまり、抵抗経路５２２は、部分的に経路内壁の粗さを粗くし、流路抵抗を増加している。抵抗経路５２２の実効的な流路抵抗が高くなれば、第２の熱交換経路５２１の直径と抵抗経路５２２の直径とは同一に設定されていてもよい。
【００９５】
第８の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すように、第２の熱交換ブロック５２０の抵抗経路５２２を第２の熱交換経路５２１の直径に比べて小さい直径を有する複数本並列に配列した経路により構成している。この抵抗経路５２２の部分は、第７の変形例に係るインク温度調整ユニット５と同様に、第２の熱交換ブロック５２０とは別の加工し易い材料により製作してもよい。
【００９６】
第９の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すように、第２の熱交換ブロック５２０の抵抗経路５２２を複数の孔を有するメッシュ部材により構成している。
【００９７】
第１０の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１９に示すように、前述の抵抗経路５２２の機能を、第２の熱交換ブロック５２０に備えるのではなく、集合部５３２の第２の集合経路５３２２に備えたものである。つまり、この集合部５３２の第２の集合経路５３２２の直径が第２の熱交換経路５２１の直径に比べて小さく設定されている。なお、分岐部５３１の第１の熱交換経路５１１に接続される第１の分岐経路５３１１は、第２の集合経路５３２２と同様に直径が小さく設定されているが、実施例１に係る抵抗経路５２２としては機能しない。むしろ、分岐部５３１と集合部５３２とを同一構造により製作することができる利点がある。
【００９８】
第１１の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図２０に示すように、前述の抵抗経路５２２の機能と同様の機能を有する抵抗経路５３３２を有するブロック５３３を製作し、このブロック５３３を第２の熱交換ブロック５２０と集合部５３２との間に配設している。ブロック５３３の抵抗経路５３３２と第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１、集合部５３２の第２の集合経路５３２２のそれぞれとは連接されている。抵抗経路５３３２の直径は第２の熱交換経路５２１の直径に比べて小さい。なお、ブロック５３３は第１の熱交換ブロック５１０と集合部５３２との間にも配設され、このブロック５３３には第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１と集合部５３２の第１の集合経路５３２１とを連接する経路５３３１が配設されている。
【００９９】
第１２の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図２１に示すように、第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１の経路径をインク循環方向に向かって段階的に縮小し、この経路径を縮小した領域を抵抗経路５２２として機能させている。ここでは、第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１の経路径をインク循環方向に向かって段階的に拡大しているが、この第１の熱交換経路５１１は実施例１に係る抵抗経路５２２として機能しない。
【０１００】
［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プリンタ１０は、第２のインク循環経路４２からインクの循環を分岐し、第１のインク循環経路３２にインクの循環を集合される第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２を有し、第２の温度調整用経路５２に抵抗経路５２２を有し、インクの循環流量を自己調整することができるインク温度調整ユニット５を備える。このインク温度調整ユニット５においては、循環されるインクを加熱したいときに第２の温度調整用経路５２に流れるインクの流量を増加し、冷却したいときに第１の温度調整用経路５２に流れるインクの流量を増加することが自動的に行える。従って、電磁弁並びにその制御システムを用いることなく、簡易な構成において、インク循環システム１に循環されるインクの加熱効率並びに冷却効率を向上することができる。
【０１０１】
また、実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、このように簡易な構成を有することから、製作が容易になり、製作コストを減少することができる。結果的に、インクジェットプリンタ１０の構成が簡易になり、製作が容易になるとともに、製作コストを削減すことができる。
【０１０２】
また、実施例１に係るインク温度調整ユニット５においては、熱交換に用いる第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０に対して、若干複雑な内部経路を有する、インクを分岐させる分岐部５３１及びインクを集合させる集合部５３２を別部品として備えたので、製作を容易に行うことができる。
【０１０３】
（実施例２）
本発明の実施例２は、前述の実施例１に係るインクジェットプリンタ１０のインク温度調整ユニット５において、加熱ユニット５６の配置位置を代えた例を説明するものである。
【０１０４】
実施例２に係るインク温度調整ユニット５は、図２２及び図２３に示すように、基本的な構造は前述の実施例１に係るインク温度調整ユニット５と同様であるが、第２の熱交換ブロック５２０を第１の熱交換ブロック５１０に対して一定間隔離間して併設し、第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間において第２の熱交換ブロック５２０に加熱ユニット５６を装着している。加熱ユニット５６の構成は前述の実施例１に係る加熱ユニット５６の構成と同一である。
【０１０５】
このように構成される実施例２に係るインクジェットプリンタ１０のインク温度調整ユニット５においては、第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間に加熱ユニット５６を配設している。この加熱ユニット５６を配設したことにより、第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間の熱伝達経路が遮断され、第２の熱交換ブロックの第２の熱交換経路５２１に流れるインクの熱の第１の熱交換ブロック５１０側への流れを抑制することができる。更に、第２の熱交換経路５２１は第１の熱交換ブロック５１０側から加熱されるので、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの加熱効率を向上することができる。
【０１０６】
（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プリンタ１０のインク温度調整ユニット５と実施例２に係るインクジェットプリンタ１０のインク温度調整ユニット５とを組み合わせた例を説明するものである。
【０１０７】
実施例３に係るインク温度調整ユニット５は、図２４及び図２５に示すように、実施例１に係るインク温度調整ユニット５の加熱ユニット５６と同等の位置に配設された第１の加熱ユニット５６１と、実施例２に係るインク温度調整ユニット５の加熱ユニット５６と同等の位置に配設された第２の加熱ユニット５６２とを備えた加熱ユニット５６を備えている。
【０１０８】
このように構成される実施例３に係るインクジェットプリンタ１０のインク温度調整ユニット５においては、実施例１に係るインク温度調整ユニット５により得られる効果と実施例２に係るインク温度調整ユニット５により得られる効果とを組み合わせた効果を奏することができる。
【０１０９】
（その他の実施例）
上記のように、本発明を実施例１乃至実施例３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、前述の実施例に係るインク温度調整ユニットは循環されるインクを冷却する第１の温度調整用経路５１と加熱する第２の温度調整用経路５２とを備えているが、本発明は、上記実施例において説明した冷却と加熱との間の温度に調整する第３の温度調整用経路、更にはそれ以上の温度調整用経路を更に備えてもよい。
【０１１０】
また、前述の実施例に係るインク温度調整ユニット５は２つの冷却ユニット５４及び５５を備えているが、本発明はいずれか一方の冷却ユニット５４か５５を備えていればよい。
【０１１１】
また、冒頭において説明したように、本発明は、カラーインクジェットプリンタに限定されるものではなく、モノクロインクジェットプリンタ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プリンタに適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、簡易な構成によりインク循環経路に循環されるインクの加熱効率並びに冷却効率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プリンタに広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１…インク循環システム、２…プリントヘッド、２１〜２４…ヘッド、２０１〜２０４…温度検出センサ、３１…第１のインクタンク、３２…第１のインク循環経路、３３…インク分配器、４１…インク集配器、４２…第２のインク循環経路、４３…第２のインクタンク、４４…インク循環ポンプ、４５…圧力調整器、５…インク温度調整ユニット、５１…第１の温度調整用経路、５１０…第１の熱交換ブロック、５１１…第１の熱交換経路、５２…第２の温度調整用経路、５２０…第２の熱交換ブロック、５２１…第２の熱交換経路、５２２、５３３２…抵抗経路、５３１…分岐部、５３１１…第１の分岐経路、５３１２…第２の分岐経路、５３２…集合部、５３２１…第１の集合経路、５３２２…第２の集合経路、５３３…ブロック、５４、５５…冷却ユニット、５６…加熱ユニット、５６１…第１の加熱ユニット、５６２…第２の加熱ユニット、１０…インクジェットプリンタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタに関し、特にインク循環方式を採用し、循環されるインクの温度を調整する機能を有するインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
低価格で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の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、下記特許文献１に開示された、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プリンタが有効である。このインクジェットプリンタは、インクを温めるヒータと、インクを冷やす冷却器とを備えている。インクの温度が低くすぎて、インクの性能を保証する温度範囲を逸脱するときには、ヒータ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。ヒータ及び冷却器はインク循環経路に沿ってこのインク循環経路を中心にその両側に併設され、インク循環機構の小型化が図られている。
【０００４】
ところが、この種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、インク循環経路を流れるインクがヒータを用いて温められても、ヒータに併設された冷却器にインクの熱が奪われてしまう。このため、加熱効率が悪く、インクの性能を保証するにはヒータからの熱エネルギを増加する必要があり、インクジェットプリンタの消費電力が増大してしまう。
【０００５】
下記特許文献２には、このような技術的課題を解決することができる印刷装置が開示されている。この印刷装置は、インク循環経路中にヒータを経由するヒータ側経路と、冷却器を経由する冷却器側経路と、ヒータ側経路と冷却器側経路とのいずれかを切り替える電磁弁と、この電磁弁をソフトウエア処理により制御する制御部とを備えている。制御部からの制御によって電磁弁を駆動し、ヒータ側経路へのインクの流れと冷却器側経路へのインクの流れとを切り替えることができる。つまり、この印刷装置においては、ヒータ側経路に流れるインクをヒータを用いて効率良く温めることができ、又電磁弁によって経路を切り替え、冷却器側経路に流れるインクを冷却器を用いて効率良く冷やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−８８５７５号公報
【特許文献２】特開２００９−２５５３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の特許文献２に開示された印刷装置においては、以下の点について配慮がなされていなかった。すなわち、インク循環経路のヒータ側経路と冷却器側経路との切り替えには電磁弁並びにそれを制御するソフトウエアを含む制御システムが必要となり、これらの部品点数が増大する。更に、この部品点数の増大に伴い、印刷装置の機械的構造や制御システムが複雑になり、結果として印刷装置の製作コストや製品コストが増大する。
【０００８】
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、簡易な構成によりインク循環経路に循環されるインクの冷却効率を維持しつつ加熱効率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プリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の実施例に係る特徴は、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、インクジェット型プリントヘッドと、プリントヘッドに接続されプリントヘッドにインクを供給する第１のインク循環経路と、プリントヘッドに接続されプリントヘッドから排出されるインクを循環させる第２のインク循環経路と、インク温度調整ユニットとを備え、インク温度調整ユニットは、第１のインク循環経路及び第２のインク循環経路に接続され、インクの冷却に使用される第１の温度調整用経路と、第１のインク循環経路に第１の温度調整用経路とは分岐して接続されるとともに、第２のインク循環経路に第１の温度調整用経路と集合して接続され、少なくとも第１のインク循環経路側において第１の温度調節用経路の流路抵抗に比べて流路抵抗が高く、インクの加熱に使用される第２の温度調整用経路とを備える。
【００１０】
上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第１の温度調整用経路及び第２の温度調整用経路には同時にインクが循環されることが好ましい。
【００１１】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第２の温度調整用経路の流路抵抗は、第１の温度調整用経路、第２の温度調整用経路のそれぞれに循環されるインクの温度が同一の場合において、第１の温度調整用経路の流路抵抗に比べて高く、第２の温度調整用経路に循環されるインクの流量は、第１の温度調整用経路に循環されるインクの温度に対して第２の温度調整用経路に循環されるインクの温度が一定温度以上高くなった場合において、第１の温度調整用経路に循環されるインクの流量に対して多いことが好ましい。
【００１２】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第２の温度調整用経路は、部分的に経路径を縮小し、又は部分的に経路長を長くし、又は部分的に経路内壁の粗さを粗くして流路抵抗を高く設定していることが好ましい。
【００１３】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットは、第１のインク循環経路側の第１の表面から第２のインク循環経路側の第２の表面に達する第１の熱交換経路を有する第１の熱交換ブロックと、第１のインク循環経路側の第３の表面から第２のインク循環経路側の第４の表面に達する第２の熱交換経路を有する第２の熱交換ブロックと、第１の熱交換ブロックの第１の表面上及び第２の熱交換ブロックの第３の表面上に配設され、第１の熱交換経路と第１のインク循環経路とを接続する第１の集合経路及び第２の熱交換経路と第１のインク循環経路とを接続する第２の集合経路を有する集合部と、第１の熱交換ブロックの第２の表面上及び第２の熱交換ブロックの第４の表面上に配設され、第１の熱交換経路と第２のインク循環経路とを接続する第１の分岐経路及び第２の熱交換経路と第２のインク循環経路とを接続する第２の分岐経路を有する分岐部と、を更に備え、第１の温度調整用経路は、分岐部の第１の分岐経路、第１の熱交換ブロックの第１の熱交換経路及び集合部の第１の集合経路を連接して構築され、第２の温度調整用経路は、分岐部の第２の分岐経路、第２の熱交換ブロックの第２の熱交換経路及び集合部の第２の集合経路を連接して構築されていることが好ましい。
【００１４】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第２の温度調整用経路に沿って配設され、この第２の温度調整用経路内を循環するインクを加熱する加熱ユニットと、第１の温度調整用経路に沿って配設され、この第１の温度調整用経路内を循環するインクを冷却する冷却ユニットと、を更に備えることが好ましい。
【００１５】
また、上記インクジェットプリンタにおいて、第１のインク循環経路の他端に接続され、この第１のインク循環経路を通してプリントヘッドに供給されるインクを貯溜する第１のインクタンクと、第２のインク循環経路の他端に接続され、この第２のインク循環経路を通してプリントヘッドから排出され循環させるインクを貯溜する第２のインクタンクと、を更に備え、インク温度調整ユニットは第１のインクタンクと第２のインクタンクとの間に配設され、インク温度調整ユニットの第１の温度調整用経路及び第２の温度調整用経路は、第１のインクタンクを通して第１のインク循環経路に接続されるとともに、第２のインクタンクを通して第２のインク循環経路に接続されることが好ましい。
【００１６】
更に、上記インクジェットプリンタにおいて、インク温度調整ユニットの第２の熱交換ブロックは第１の熱交換ブロックに対して一定間隔離間して併設され、加熱ユニットは少なくとも第１の熱交換ブロックと第２の熱交換ブロックとの間において第２の熱交換ブロックに装着されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成によりインク循環経路に循環されるインクの冷却効率を維持しつつ加熱効率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プリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係るインクジェットプリンタのインク循環システムの構成図である。
【図２】実施例１に係るインクジェットプリンタのプリント機構を示す概略図である。
【図３】図１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ユニットの分解斜視図である。
【図４】（Ａ）は図３に示すインク温度調整ユニットの要部上面図、（Ｂ）は同図３に示すインク温度調整ユニットの要部下面図である。
【図５】（Ａ）は図３に示すインク温度調整ユニットにおいて同一温度におけるインクの循環状態を説明する断面図、（Ｂ）は同インク温度調整ユニットにおいて加熱におけるインクの循環状態を説明する断面図、（Ｃ）は同インク温度調整ユニットにおいて冷却時におけるインクの循環状態を説明する断面図である。
【図６】（Ａ）は実施例１に係るインク温度調整ユニットにおけるインク循環流量の計算に使用するモデル（インク温度調整ユニット）の斜視図、（Ｂ）はそのモデルの断面図である。
【図７】実施例１に係るインク温度調整ユニットにおけるインク温度とインク粘度との関係を示す図である。
【図８】実施例１に係るインク温度調整ユニットにおける流路抵抗と流量との関係を説明する第１の計算結果を示す図である。
【図９】実施例１に係るインク温度調整ユニットにおける流路抵抗と流量との関係を説明する第２の計算結果を示す図である。
【図１０】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第１の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第１の変形例を説明する上面図である。
【図１１】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第２の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第２の変形例を説明する上面図である。
【図１２】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第３の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第３の変形例を説明する上面図である。
【図１３】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第４の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第４の変形例を説明する上面図である。
【図１４】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第５の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第５の変形例を説明する上面図である。
【図１５】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第６の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第６の変形例を説明する上面図である。
【図１６】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第７の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第７の変形例を説明する上面図である。
【図１７】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第８の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第８の変形例を説明する上面図である。
【図１８】（Ｂ）は実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第９の変形例を説明する要部断面図、（Ａ）はこのインク温度調整ユニットの第９の変形例を説明する上面図である。
【図１９】実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第１０の変形例を説明する要部断面図である。
【図２０】実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第１１の変形例を説明する要部断面図である。
【図２１】実施例１に係るインクジェットプリンタにおいてインク温度調整ユニットの第１２の変形例を説明する要部断面図である。
【図２２】本発明の実施例２に係るインクジェットプリンタのインク温度調整ユニットの要部斜視図である。
【図２３】図２２に示すインク温度調整ユニットの要部上面図である。
【図２４】本発明の実施例３に係るインクジェットプリンタのインク温度調整ユニットの要部斜視図である。
【図２５】図２４に示すインク温度調整ユニットの要部上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
（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プリンタ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おいて、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が、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にはその構成や説明を省略するが同様の構成が採用される。つまり、カラーインクジェットプリンタには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る。また、本発明は、必ずしもカラーインクジェットプリンタ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プリンタにも適用可能である。
【００２２】
［インクジェットプリンタの装置構成］
図２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プリンタ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。インクジェットプリンタ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、インクジェットプリンタ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。
【００２３】
インクジェットプリンタ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プリンタ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プリンタである。なお、実施例１に係るインクジェットプリンタ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。
【００２４】
［インクジェットプリンタのプリント動作］
前述の図２に示すインクジェットプリンタ１０のプリント動作は以下の通りである。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。
【００２５】
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１２０が配設され、この搬送ベルト１２０はプリント条件により定められる速度において用紙の搬送を行う。この搬送ベルト１２０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。
【００２６】
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。
【００２７】
［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プリンタ１０は、図１に示すインク循環システム１を備えている。このインク循環システム１は、前述の図２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、プリントヘッド２に一端が接続されプリントヘッド２にインクを供給する第１のインク循環経路３２と、プリントヘッド２に一端が接続されプリントヘッド２から排出されるインクを循環させる第２のインク循環経路４２と、インク温度調整ユニット５とを備えている。インク温度調整ユニット５は、第２のインク循環経路４２の他端に一端が接続され、第１のインク循環経路３２の他端に他端が接続され、インクの冷却に使用する第１の温度調整用経路５１と、この第１の温度調整用経路５１に対して分岐されて第２のインク循環経路４２の他端に一端が接続され、第１の温度調整用経路５１と集合されて第１のインク循環経路３２の他端に他端が接続され、少なくとも第１のインク循環経路３２側において第１の温度調節用経路５１の流路抵抗に比べて流路抵抗が高く、インクの加熱に使用する第２の温度調整用経路５２とを備えている。
【００２８】
図１に示すインク循環システム１は１色分である。実施例１に係るインクジェットプリンタ１０はカラーインクジェットプリンタであるので、図示しないが同様のインク循環システム１は他に３つ組み込まれ、インクジェットプリンタ１０には合計４個のインク循環システム１が組み込まれている。
【００２９】
更に、インク循環システム１においては、第１のインク循環経路３２の他端に接続され、この第１のインク循環経路３２を通してプリントヘッド２に供給されるインクを貯溜する第１のインクタンク（上流タンク）３１と、第２のインク循環経路４２の他端に接続され、この第２のインク循環経路４２を通してプリントヘッド２から排出され循環させるインクを貯溜する第２のインクタンク（下流タンク）４３とを備えている。第１のインクタンク３１にはインク温度調整ユニット５を通して良好なプリント結果を得ることができる温度に調整されたインクが循環し貯溜される。この第１のインクタンク３１には、循環されるインクの圧力を調整する大気開放弁３４が配設されている。第１のインクタンク３１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２のインクタンク４３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。第２のインクタンク４３とインク温度調整ユニット５との間にはインク循環ポンプ４４が配設されている。このインク循環ポンプ４４は第２のインクタンク４３に回収されたインクをインク温度調整ユニット５を通して第１のインクタンク３１に押し上げる。また、第２のインクタンク４３には圧力調整器４５が接続されている。第２のインクタンク４３は、第１のインクタンク３１と同様に、循環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。
【００３０】
なお、図示しないが、実施例１に係るインク循環システム１には、第２のインク循環経路４２又は第２のインクタンク４３に接続されたインクボトルが配設されていてもよい。インクボトル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持つ。
【００３１】
プリントヘッド２はこの数に限定されるものではないが４個のヘッド２１、２２、２３及び２４を備え、これらのヘッド２１〜２４は第１のインク循環経路３２の一端にインク分配器３３を通して並列に接続されている。インク分配器３３は、第１のインク循環経路３２からヘッド２１〜２４のそれぞれに均等にインクを供給する機能を有する。また、ヘッド２１〜２４のそれぞれはインク集配器４１を通して第２のインク循環経路４２の一端に接続されている。インク集配器４１は、ヘッド２１〜２４において使用されない余剰のインクを回収し、第２のインク循環経路４２に供給する機能を有する。
【００３２】
プリントヘッド２のそれぞれのヘッド２１〜２４には温度検出センサ２０１〜２０４が配設されている。この温度検出センサ２０１〜２０４は制御ユニット６に接続されている。温度検出センサ２０１〜２０４はヘッド２１〜２４においてインクの温度を検出する機能を有し、この検出された温度は制御ユニット６においてモニタを行っている。なお、温度検出センサ２０１〜２０４はプリント直前若しくは直後のインクの温度を最も正確に計測するためにヘッド２１〜２４に配設されている。ある程度、温度の測定精度が許容される場合には、温度検出センサはインク分配器３３、インク集配器４１、第１のインク循環経路４２、第１のインクタンク３１、第２のインク循環経路４２、第２のインクタンク４３等の少なくともいずれかに配設してもよい。
【００３３】
インク温度調整ユニット５は、インク循環システム１において、第１のインクタンク３１と第２のインクタンク４３との間、詳細には第１のインクタンク３１とインク循環ポンプ４４を介在した第２のインクタンク４３との間に配設されている。インク温度調整ユニット５の第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２は、第１のインクタンク３１を通して第１のインク循環経路３２に接続されるとともに、第２のインクタンク４３を通して第２のインク循環経路４２に接続されている。
【００３４】
実施例１に係るインク温度調整ユニット５はその内部に加熱ユニット５６と冷却ユニット５４及び５５とを内蔵している。加熱ユニット５６は、第１の温度調整用経路５１側とは反対側（図１中、右側）において、第２の温度調整用経路５２に沿って配設され、この第２の温度調整用経路５２内を循環するインクを加熱する機能を有する。このような構造に限定されるものではないが、実施例１においては、インク温度調整ユニット５の小型化を図るために、加熱ユニット５６には薄いシート形状の加熱ヒータが使用される。加熱ユニット５６は制御ユニット６に接続されている。制御ユニット６は、プリントヘッド２に配設されたインク温度検出センサ２０１〜２０４を用いて計測されたインクの温度に応じて、加熱ユニット５６のオン及びオフの制御を行う。
【００３５】
一方、実施例１に係るインク温度調整ユニット５において、冷却ユニット５４には熱伝導性に優れたアルミニウム、銅若しくはそれらの合金を用いて製作された放熱フィンが使用され、冷却ユニット５５には冷却ユニット５４から放出される熱を強制的にインクジェットプリンタ１０の外部に放熱する冷却ファンが使用される。冷却ユニット５４は、第２の温度調整用経路５２側とは反対側（図１中、左側）において、第１の温度調整用経路５１に沿って配設され、この第１の温度調整用経路５１内を循環するインクを冷却する機能を有する。冷却ユニット５５は、第１の温度調整用経路５１との間に冷却ユニット５４を介在し、第１の温度調整用経路５１に沿って配設され、この第１の温度調整用経路５１内を循環するインクを冷却する機能を有する。冷却ユニット５５は制御ユニット６に接続されている。制御ユニット６は、プリントヘッド２に配設されたインク温度検出センサ２０１〜２０４を用いて計測されたインクの温度に応じて、冷却ユニット５５のオン及びオフの制御を行う。
【００３６】
なお、冷却ユニット５４、５５はここでの例示に必ずしも限定されるものではなく、冷却ユニットには水冷方式、電気方式なども採用することができる。また、冷却ユニットにはこれらの方式を併用することもできる。
【００３７】
［インク循環システムのインク循環動作］
図１に示すインク循環システム１の全体のインク循環動作は以下の通りである。
【００３８】
まず、第１のインクタンク３１に貯溜されたインクが第１のインク循環経路３２、インク分配器３３のそれぞれを通してプリントヘッド２の各ヘッド２１〜２４に供給される。第１のインクタンク３１に貯溜されているインクは、インク温度調整ユニット５を通して循環されたインクであり、良好なプリント結果を得られる温度に調整されている。
【００３９】
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４１を通して回収され、この回収されたインクは第２のインク循環経路４２を通して第２のインクタンク４３に回収され貯溜される。
【００４０】
第２のインクタンク４３に貯溜されたインクは逐次インク循環ポンプ４４を通してインク温度調整ユニット５に送られる。ここで、プリントヘッド２に装着されたインク温度検出センサ２０１〜２０４は循環されるインクの温度を計測し、この結果を制御ユニット６に送信する。制御ユニット６は、このインクの温度の計測結果から、良好なプリント結果を得られるインクの温度か否かを判断し、この判断結果に基づき冷却ユニット５５又は加熱ユニット５６の動作の制御を行う。良好なプリント結果を保証することができる範囲を逸脱し、インクの温度が低い場合には、制御ユニット６は加熱ユニット５６を起動し、インク温度調整ユニット５を通過するインクの温度が高くなるように調整される。逆に、インクの温度が高い場合には、冷却ユニット５４及び５５によって、インク温度調整ユニット５を通過するインクの温度が低くなるように調整される。なお、ここでは、２種類の冷却ユニット５４及び５５が使用されており、インク温度調整ユニット５に循環されるインク温度や周囲の環境温度によっては、冷却ユニット５５は稼働させずに、冷却ユニット５４によって冷却を行うことができる。
【００４１】
インク温度調整ユニット５において温度調整がなされたインクは、再び第１のインクタンク３１に循環され、この第１のインクタンク３１に貯溜される。
【００４２】
［インク温度調整ユニットの構成］
前述の図１に示すように、実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、第１の温度調整用経路５１と、第２の温度調整用経路５２と、冷却ユニット５４及び５５と、加熱ユニット５６とを備えている。ここで、冷却ユニット５４、５５、加熱ユニット５６の少なくともいずれか１つはこのインク温度調整ユニット５の外付け装置として構築してもよい。
【００４３】
図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、第１の熱交換ブロック５１０と、第２の熱交換ブロック５２０と、集合部５３２と、分岐部５３１とを備えている。第１の熱交換ブロック５１０は、第１のインク循環経路３２側の第１の表面（図３中、上側表面）から第２のインク循環経路４２側の第２の表面（図３中、下側裏面）に達する第１の熱交換経路５１１を有する。第１の熱交換ブロック５１０は、第１の熱交換経路５１１に流れるインクの熱を冷却ユニット５４に効率良く伝達することができるように、冷却ユニット５４との接触面が大きく、第１の熱交換経路５１１と冷却ユニット５４との距離が短い、ここでは直方体形状により構成されている。第１の熱交換ブロック５１０の材料には熱伝導性に優れたアルミニウム、銅若しくはそれらの合金等の金属材料が好ましく使用されるが、これに限られるものではない。第１の熱交換経路５１１は、この本数に限定されるものではないが、ここの説明においては並列に３本配列されている。第１の熱交換経路５１１は、この説明においては正方形形状の開口を有し、均一な断面積を有する貫通孔である。第１の熱交換ブロック５１０は、例えばアルミニウム若しくはその合金を材料として使用する場合、例えば鋳造特にアルミダイキャスト法を用いて製作される。
【００４４】
第２の熱交換ブロック５２０は、第１のインク循環経路３２側の第３の表面（図３中、上側表面）から第２のインク循環経路４２側の第４の表面（図３中、下側裏面）に達する第２の熱交換経路５２１を有する。第２の熱交換ブロック５２０は、加熱ユニット５６から第２の熱交換経路５２１（及び５２２）に流れるインクに効率良く熱を伝達し、インクを温めることができるように、加熱ユニット５６との接触面が大きく、第２の熱交換経路５２１と加熱ユニット５６との距離が短い、ここでは第１の熱交換ブロック５１０と同様に直方体形状により構成されている。ここでは、第１の熱交換ブロック５１０の外径サイズに対して第２の熱交換ブロック５２０の外径サイズは同等に設定されている。第２の熱交換ブロック５２０の材料には第１の熱交換ブロック５１０の材料と同様の材料が使用されている。また、第２の熱交換経路の本数は、この本数に限定されるものではないが、第１の熱交換経路５１１の本数と同様に並列に３本配列されている。ここでは第２の熱交換経路５２１は、第２のインク循環経路４２側の第４の表面から第３の表面まで至らない区間において、第１の熱交換経路５１１の開口の形状と同様の正方形形状を持ちかつ同等のサイズに設定され、均一な断面積を有する貫通孔である。第２の熱交換ブロック５２０は、第１の熱交換ブロック５１０と同様の材料を用い同様の加工法を用いて製作される。
【００４５】
ここで、第２の熱交換ブロック５２０において、第２の熱交換経路５２１の第３の表面に至らない箇所から第３の表面までの区間、つまり第２の熱交換経路５２１の第１のインク循環経路３２側の一部には、この第２の熱交換経路５２１の流路抵抗を増加する抵抗経路５２１が配設されている。実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、インクの循環中、第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２に同時にインクを循環する機構を採用しており、第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２には常時インクが循環されている（流れている）。第２の温度調整用経路５２に抵抗経路５２２を配設することによって、この第２の温度調整用経路５２の流路抵抗は、第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに循環されるインクの温度が同一の場合において、第１の温度調整用経路５１の流路抵抗に比べて高くなる。更に、第２の温度調整用経路５２に抵抗経路５２２を配設することによって、第２の温度調整用経路５２に循環されるインクの流量は、第１の温度調整用経路５１に循環されるインクの温度に対して第２の温度調整用経路５２に循環されるインクの温度が一定温度以上高くなった場合において、第１の温度調整用経路５１に循環されるインクの流量に対して多くなる。
【００４６】
実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、インクの流路抵抗がインク温度の上昇に伴い減少する性質に着目し、第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに循環されるインクの温度を調整することによって、インクの第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに循環される流量をインク自身が自己調整する機能を有している。つまり、インク温度調整ユニット５は、インク温度が良好なプリント結果を得ることができる温度範囲より高い場合には、インクの冷却に使用される第１の温度調整用経路５１に循環されるインクの流量を自動的に増加し、インク温度が良好なプリント結果を得ることができる温度範囲より低い場合には、インクの加熱に使用される第２の温度調整用経路５２に循環されるインク流量を自動的に増加する機能を有する。この第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに循環されるインクの流量調整には、電磁弁のような機械的手段や電磁弁を制御する制御システムを組み込む必要はない。
【００４７】
実施例１に係る抵抗経路５２２は、第２の熱交換経路５２１の開口形状と同一の正方形形状であって一回り小さいサイズを有する相似形状により形成され、この経路に沿って均一な断面積を有している。この抵抗経路５２２の変形例は後に説明する。
【００４８】
インク温度調整ユニット５の集合部５３２は、第１の熱交換ブロック５１０の第１の表面上及び第２の熱交換ブロック５２０の第３の表面上つまり図３中上方に配設され、第１の熱交換経路５１１と第１のインク循環経路３２（実際には第１のインクタンク３１）とを接続する第１の集合経路５３２１及び第２の熱交換経路５２１（実際にはその抵抗経路５２２）と第１のインク循環経路３２（実際には第１のインクタンク３１）とを接続する第２の集合経路５３２２を有する。この集合部５３２は、第１の熱交換経路５１１に循環されるインクと第２の熱交換経路５２１に循環されるインクとを合流させ、温度調整がなされたこの合流されたインクを第１のインクタンク３１に循環させる機能を有する。集合部５３２は、第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０側の底面積が第１のインク循環経路３２側の上面積に比べて大きい台形形状により構成されている。第１の集合経路５３２１及び第２の集合経路５３２２の２つの経路が１つに集合される複雑な内部形状を有するので、実施例１に係る集合部５３２は、その製作が容易な例えば樹脂材料を用い、金型を用いて成形する手法により製作されている。集合部５３２の第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０への装着には、インク漏れを防止するパッキンを用いるか、又はパッキンの機能を有する接着剤が使用されている。
【００４９】
分岐部５３１は、第１の熱交換ブロック５１０の第２の表面上及び第２の熱交換ブロック５２０の第４の表面上つまり図３中下方に配設され、第１の熱交換経路５１１と第２のインク循環経路４２（実施際にはインク循環ポンプ４４）とを接続する第１の分岐経路５３１１及び第２の熱交換経路５２と第２のインク循環経路４２（実際にはインク循環ポンプ４４）とを接続する第２の分岐経路５３１２を有する。分岐部５３１は、第２のインク循環経路４２から第１の熱交換経路５１１に循環されるインクと第２の熱交換経路５２１に循環されるインクとを分流させる機能を有する。分岐部５３１は、第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０側の底面積が第２のインク循環経路４２側の上面積に比べて大きい台形形状により構成されている。第１の分岐経路５３１１及び第２の分岐経路５３１２の２つの経路が１つに集合される複雑な内部形状を有するので、実施例１に係る分岐部５３１は、集合部５３２と同様に例えば樹脂材料を用い、同様の手法により製作されている。分岐部５３１の第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０への装着方法は集合部５３２の装着方法と同様である。
【００５０】
実施例１に係るインク温度調整ユニット５のインクの冷却に使用する第１の温度調整用経路５１は、分岐部５３１の第１の分岐経路５３１１、第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１及び集合部５３２の第１の集合経路５３２１を連接して構築されている。同様に、インクの加熱に使用する第２の温度調整用経路５２は、分岐部５３１の第２の分岐経路５３１２、第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１並びに抵抗経路５２２及び集合部５３２の第２の集合経路５３２２を連接して構築されている。
【００５１】
第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間は適度な空間を持って離間され、この状態において第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０は挟持体５７によって挟まれ保持される。第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間の空間には熱伝導性が悪い空気が入り込み、この空気を用いて双方の間は熱的に遮断されている。つまり、第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間には熱交換が生じにくくなっており、インクの冷却効率、加熱効率のそれぞれを向上することができる。
【００５２】
挟持体５７は、第１の熱交換ブロック５１０の対向する両側面、第２の熱交換ブロック５２０の対向する両側面及び第２の熱交換ブロック５２０の加熱ユニット５６側の側面に沿い、上方から見てコの字形状を有する。挟持体５７は、第２の熱交換ブロック５２０との間に加熱ユニット５６を取り囲むように配設され、加熱ユニット５６から発生する熱を第２の熱交換ブロック５２０に効率良く伝達する。挟持体５７は例えば金属製の材料に折り曲げ加工を施して製作される。また、挟持体５７は例えば樹脂材料を用い、成形により製作してもよい。
【００５３】
［インク温度調整ユニットのインク循環動作］
実施例１に係るインク温度調整ユニット５のインク循環動作は以下の通りである。図５（Ａ）に示すインク温度調整ユニット５は、加熱ユニット５６、冷却ユニット５４及び５５のいずれも稼働していない状態である。プリントヘッド２から回収されたインクは第２のインク循環経路４２、第２のインクタンク４３、インク循環ポンプ４４のそれぞれを通してインク温度調整ユニット５に流れる。このインクは、インク温度調整ユニット５の分岐部５３１に流入され、分岐部５３１の第１の分岐経路５３１１、第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１及び集合部５３２の第１の集合経路５３２１により構築される第１の温度調整用経路５１を通して第１のインクタンク３１に循環される。一方、分岐部５３１に流入されたインクはその第２の分岐経路５３１２に分流され、このインクは第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１、抵抗経路５２２及び集合部５３２の第２の集合経路５３２２により構築される第２の温度調整用経路５２を通して第１の温度調整用経路５１に流れるインクと合流した後に第１のインクタンク３１に循環される。
【００５４】
ここで、第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２のそれぞれに流れるインクの温度差がほとんど生じない場合、第２の温度調整用経路５２には抵抗経路５２２が配設されているので、第２の温度調整用経路５２に流れるインクの流量は第１の温度調整用経路５１に流れるインクの流量に比べて少なくなる。
【００５５】
図５（Ｂ）に示すインク温度調整ユニット５は加熱ユニット５６を稼働した状態である。つまり、インクの温度が低く、良好なプリント結果を得ることができる温度の範囲に満たない場合、インク温度調整ユニット５は加熱ユニット５６を用いてインクを加熱する。前述の図５（Ａ）に示すインク温度調整ユニット５において、第２の温度調整用経路５２の第２の熱交換経路５２１の出口付近（第１のインク循環経路３２側の一部）には抵抗経路５２２が配設されているので、その出口付近に至るまでの第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流速は、第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流速に比べて遅くなる。つまり、第２の温度調整用経路５２１にインクが滞留している時間が長くなり、この状態において加熱ユニット５６から加熱を行えば、第２の温度調整用経路５２を流れるインクを効率良く温めることができる。
【００５６】
加熱ユニット５６の稼働によってインクの温度が上昇していくと、インクの粘度が低下し、インクの流路抵抗が減少するので、図５（Ｂ）に示すように、抵抗経路５２２を流れるインクの流量が増加し、結果的に第２の温度調整用経路５２を流れるインクの流量が増加する。つまり、第２の温度調整用経路５２に流れるインクの循環を良くし、加熱ユニット５６を用いて加速的にインク温度を高めることができる。
【００５７】
図５（Ｃ）に示すインク温度調整ユニット５は、冷却ユニット５４を利用した状態、又は冷却ユニット５４の利用と併せて冷却ユニット５５を稼働した状態である。つまり、インク温度は、加熱ユニット５６の稼働に伴い上昇し、又プリント動作が連続して実行されプリントヘッド２やインクジェットプリンタ１０の各部の動作によって発生する熱に伴い上昇する。このようにしてインクの温度が、良好なプリント結果を得ることができる温度の範囲を越えた場合、インク温度調整ユニット５は冷却ユニット５４、又は冷却ユニット５４及び５５を用いてインクを冷却する。
【００５８】
例えば、前述の図５（Ｂ）に示すインク温度調整ユニット５において、良好なプリント結果を得ることができる温度の範囲を越えた場合、冷却ユニット５４によって又は併せて冷却ユニット５５が稼働し、第１の温度調整用経路５１に流れるインクが冷却される。併せて、加熱ユニット５６の稼働が停止され又は停止されているので、第２の温度調整用経路５２に流れるインクは冷却される。この第２の温度調整用経路５２に流れるインクの温度が低下すると、インクの粘性が高くなり、インクの流路抵抗が増加する。前述の図５（Ａ）に示す状態に近づき、第２の温度調整用経路５２の第２の熱交換経路５２１の出口付近には抵抗経路５２２が配設されているので、この抵抗経路５２２におけるインクの流れが抑制され、その分、図５（Ｃ）に示すように、第１の温度調整用経路５１に流れるインクの流量が増加する。つまり、第１の温度調整用経路５１に流れるインクの流量が増加され、このインクの熱は第１の温度調整用経路５１において冷却ユニット５４、５５に伝達され（熱交換がなされ）、インクを効率良く冷却することができる。
【００５９】
このようにインク温度調整ユニット５においては、第２のインク循環経路４２から分岐され、第１のインク循環経路３２に集合される第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２を備え、更に第２の温度調整用経路５２に抵抗経路５２２を備えるとともに、インクの温度の上昇に従い流路抵抗が減少するインクの特性を利用することによって、第１の温度調整用経路５１、第２の温度調整用経路５２に流れるインクの循環流量を自己調整することができる（インク自身が自動的に流量を調整することができる）。つまり、インク温度調整ユニット５は、インクの温度が高い場合には、冷却に使用される第１の温度調整用経路５１に流れるインクの流量を自己調整によって増加し、冷却効率を高め、インク温度が低い場合には、加熱に使用される第１の温度調整用経路５２に流れるインクの流量を自己調整によって増加し、加熱効率を高められる。
【００６０】
［インク温度調整ユニットにおけるインク流量と流路抵抗との関係］
次に、実施例１に係るインク温度調整ユニット５において、第１の温度調整用経路５１と第２の温度調整用経路５２とに流れるインクの流量と抵抗経路５２２との具体的な関係の一例は以下の通りである。
【００６１】
ここでの計算に使用されるインク温度調整ユニット（モデル）５は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、冷却に使用される第１の熱交換ブロック５１０のインク循環方向の長さはＬ、第１の温度調整用経路５１の第１の熱交換経路５１１の開口形状は円形状に設定されその直径はΦＡである。第１の熱交換ブロック５１０には合計６本の第１の熱交換経路５１１が等間隔において並列に配列されている。第１の熱交換ブロック５１０は後述する図８及び図９を用いた説明において「熱交換器Ａ」と表記する。
【００６２】
また、加熱に使用される第２の熱交換ブロック５２０のインク循環方向の長さは第１の熱交換ブロック５１０と同様にＬである。第２の温度調整用経路５１の第２の熱交換経路５２１の第４の表面からの長さはＬ１、第２の熱交換経路５２１の開口形状は円形状に設定され、その直径はΦＢ１である。第２の熱交換経路５２１に配設された抵抗経路５２２の第３の表面からの長さはＬ２、抵抗経路５２２の開口形状は円形状に設定され、その直径はΦＢ２である。第２の熱交換ブロック５２０には合計６本の第２の熱交換経路５２１が等間隔において並列に配列され、同様にこの第２の熱交換経路５２１に直結して合計６本の抵抗経路５２２が等間隔において並列に配列されている。第２の熱交換ブロック５２０は後述する図８及び図９を用いた説明において「熱交換器Ｂ」と表記する。
【００６３】
実施例１に係るインク循環システム１において、図７に示すように、使用されるインクは、温度（℃）の上昇に従いインク粘度（ｍＰａ・ｓ）が低下する性質を有する。例えば、インクジェットプリンタ１０の使用可能環境温度が１０℃〜３５℃に設定されている場合、インク温度が１０℃のときのインク粘度は１８．０ｍＰａ・ｓであり、インク温度が３５℃に上昇したときのインク粘度は７．４ｍＰａ・ｓになる。
【００６４】
第１の熱交換経路５１１、第２の熱交換経路５２１、抵抗経路５２２の各経路において、インク流量（ｍＬ／ｓ）及び流路抵抗（Ｐａ・ｓ／ｍ3）は以下の手順に従い算出される。まず、経路の層流円管内の圧力損失は下記（１）式に基づき算出される。
【００６５】
ΔＰ＝８・μ・ｕ・ｌ／ｒ2 …（１）
ここで、（１）式中、ΔＰは差圧、μは粘性係数、ｕは平均流速、ｌは経路長（Ｌ、Ｌ１又はＬ２）、ｒは半径（ΦＡ／２、ΦＢ１／２、ΦＢ２／２）である。経路の円管内の流量は下記（２）式に基づき算出される。
【００６６】
Ｑ＝ｕ・Ａ＝ｕ・（π・ｒ2） …（２）
（２）式中、Ｑは経路内の流量、Ａは経路の円管内の断面積である。この流量を計算する（２）式は経路内の圧力損失と流路抵抗とを含めた下記（３）式により表すことができる。
【００６７】
Ｑ＝ΔＰ／Ｒ …（３）
（３）式中、Ｒは経路の流路抵抗である。上記（３）式に上記（１）式及び（２）式を代入し展開すると、流路抵抗を下記（４）式に基づき算出することができる。
【００６８】
Ｒ＝８・μ・ｌ／（π・ｒ4） …（４）
上記計算式を用いて、インク温度調整ユニット５の第１の熱交換経路５１１及び第２の熱交換経路５２１に循環されるインクの流量と流路抵抗との温度依存性を図８に示すように算出することができる。ここで、熱交換器Ａ（第１の熱交換ブロック５１０）の第１の熱交換経路５１１の長さＬは３００ｍｍ、直径ΦＡは４ｍｍ、熱交換器Ｂ（第２の熱交換ブロック５２０）の第２の熱交換経路５２１の長さＬ１は１９０ｍｍ、直径ΦＢ１は４ｍｍ、抵抗経路５２２の長さＬ２は１１０ｍｍ、直径ΦＢ２は３．９ｍｍに設定される。図８中、横軸は段階的（ここでは５℃毎）に変化する温度上昇に対する流路抵抗（Ｐａ・ｓ／ｍ3）を示す。この温度はインク温度調整ユニット５に入ってくるインクの温度である。縦軸は、双方の経路の合計の流路抵抗（Ｐａ・ｓ／ｍ3）、熱交換器Ａの流量（ｍＬ／ｓ）、熱交換器Ｂの流量（ｍＬ／ｓ）、熱交換器Ａの流量を１としたときの熱交換器Ｂの流量比（Ａ／Ｂ）のそれぞれを示す。流路抵抗、流量、流量比の各項目には、第１の温度調整用経路５１１、第２の温度調整用経路５２１のそれぞれに循環されるインクの温度差毎、具体的には同温、５℃、１０℃、１５℃及び２０℃の温度差毎に算出された結果が示されている。この温度差はインク温度調整ユニット５から出るときのインクの温度である。
【００６９】
（１）インク温度が同温（低温）のときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ａ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が１０℃、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が１０℃、熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が１０℃の同温のとき、以下の計算結果が算出される。
【００７０】
６本の第１の熱交換経路５１１の流路抵抗：１．４３３×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の第２の熱交換経路５２１の流路抵抗：９．０７７×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の抵抗経路５２２の流路抵抗 ：５．８１５×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
合計の流路抵抗 ：７．３０３×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５２９ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４７１ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９６
この算出結果から、インク温度調整ユニット５の第１の熱交換経路５１１と第２の交換経路５２１とに流れるインクの温度が同温の場合には、抵抗経路５２２に基づく流路抵抗が存在する分、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量の０．９６倍である。
【００７１】
（２）インクが加熱されたときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ｂ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が１０℃、加熱ユニット５６を稼働し、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が１５℃上昇して２５℃に達したとき、以下の計算結果が算出される。
【００７２】
合計の流路抵抗 ：６．６２５×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．３８７ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．６１３ｍＬ／ｓ
流量比 ：１．１６
この算出結果から、インク温度調整ユニット５において、加熱ユニット５６を稼働し、第２の温度調整用経路５２を加熱する場合には、抵抗経路５２２を含む第２の熱交換経路５２１に流れるインクの粘度が低下し、流路抵抗が減少し、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が増加する。第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量は相対的に減少する。第２の熱交換経路５２２に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量の１．１６倍に達する。
【００７３】
（３）インク温度が同温（高温）のときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ａ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が４０℃、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が４０℃、熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が４０℃の同温のとき、以下の計算結果が算出される。
【００７４】
６本の第１の熱交換経路５１１の流路抵抗：５．１４０×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の第２の熱交換経路５２１の流路抵抗：３．２５６×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の抵抗経路５２２の流路抵抗 ：２．０８６×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
合計の流路抵抗 ：２．６１９×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５２９ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４７１ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９６
この算出結果から、インク温度調整ユニット５の第１の温度調整用経路５１と第２の温度調整用経路５２とに流れるインクの温度が同温の場合には、上記（１）の計算結果と同様に、抵抗経路５２２に基づく流路抵抗が存在する分、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１に流れるインクの流量の０．９６倍である。
【００７５】
（４）インクが冷却されたときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ｃ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が４０℃、冷却ユニット５４によって、又は冷却ユニット５４に併せて冷却ユニット５５を稼働し、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が５℃下降して３５℃に達したとき、以下の計算結果が算出される。
【００７６】
合計の流路抵抗 ：２．７１３×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．４７６ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．５２４ｍＬ／ｓ
流量比 ：１．０３
この算出結果から、インク温度調整ユニット５において、冷却ユニット５４によって、又は冷却ユニット５４に併せて冷却ユニット５５を稼働し、第１の温度調整用経路５１を冷却する場合には、抵抗経路５２２を含む第２の熱交換経路５２１に流れるインクの粘度が増加し、流路抵抗が増加し、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。そして、第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量は相対的に増加する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１に流れるインクの流量の１．０３倍に減少する。
【００７７】
図９は、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１のサイズ、熱交換器Ｂの抵抗経路５２２のサイズを変えて、第１の熱交換経路５１１及び第２の熱交換経路５２１に循環されるインクの流量と流路抵抗との温度依存性を算出した算出結果である。ここで、熱交換器Ａ（第１の熱交換ブロック５１０）の第１の熱交換経路５１１の長さＬは３００ｍｍ、直径ΦＡは３ｍｍ、熱交換器Ｂ（第２の熱交換ブロック５２０）の第２の熱交換経路５２１の長さＬ１は１９０ｍｍ、直径ΦＢ１は４ｍｍ、抵抗経路５２２の長さＬ２は１１０ｍｍ、直径ΦＢ２は２．４ｍｍに設定される。図９中の横軸及び横軸の各項目は図８中の横軸及び縦軸の各項目と同一である。
【００７８】
（５）インク温度が同温（低温）のときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ａ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が１０℃、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が１０℃、熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が１０℃の同温のとき、以下の計算結果が算出される。
【００７９】
６本の第１の熱交換経路５１１の流路抵抗：４．５３０×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の第２の熱交換経路５２１の流路抵抗：９．０７７×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の抵抗経路５２２の流路抵抗 ：４．０５５×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
合計の流路抵抗 ：２．３６８×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５６８ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４３２ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９１
この算出結果から、インク温度調整ユニット５の第１の熱交換経路５１１と第２の交換経路５２１とに流れるインクの温度が同温の場合には、抵抗経路５２２に基づく流路抵抗が存在する分、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量の０．９１倍である。
【００８０】
（６）インクが加熱されたときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ｂ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が１０℃、加熱ユニット５６を稼働し、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が１５℃上昇して２５℃に達したとき、以下の計算結果が算出される。
【００８１】
合計の流路抵抗 ：１．８６５×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．２３５ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．７６５ｍＬ／ｓ
流量比 ：１．４３
この算出結果から、インク温度調整ユニット５において、加熱ユニット５６を稼働し、第２の温度調整用経路５２を加熱する場合には、抵抗経路５２２を含む第２の熱交換経路５２１に流れるインクの粘度が低下し、流路抵抗が減少し、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が増加する。第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量は相対的に減少する。第２の熱交換経路５２２に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量の１．４３倍に達する。
【００８２】
図９に示す例においては、第２の熱交換経路５２１の直径ΦＢ１に対して第１の熱交換経路５１１の直径ΦＡが小さく設定され、更に第１の熱交換経路５１１の直径ΦＡは抵抗経路の直径ΦＢ２に対して大きく設定されている。第１の熱交換経路５１１の直径ΦＡが小さく設定されることによって、第２の熱交換経路５２２に流れるインクの流量は増大する。
【００８３】
（７）インク温度が同温（高温）のときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ａ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が４０℃、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が４０℃、熱交換器Ｂの第２の熱交換経路５２１に循環されるインク温度が４０℃の同温のとき、以下の計算結果が算出される。
【００８４】
６本の第１の熱交換経路５１１の流路抵抗：１．６２５×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の第２の熱交換経路５２１の流路抵抗：３．２５６×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
６本の抵抗経路５２２の流路抵抗 ：１．４５４×１０-4Ｐａ・ｓ／ｍ3
合計の流路抵抗 ：８．４９４×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５６８ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４３２ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９１
この算出結果から、インク温度調整ユニット５の第１の温度調整用経路５１と第２の温度調整用経路５２とに流れるインクの温度が同温の場合には、上記（１）の計算結果と同様に、抵抗経路５２２に基づく流路抵抗が存在する分、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１に流れるインクの流量の０．９１倍である。
【００８５】
（８）インクが冷却されたときのインク流量と流路抵抗との関係
インク温度調整ユニット５は前述の図５（Ｃ）に示す状態にあり、インク循環システム１の経路内のインク温度が４０℃、冷却ユニット５４によって、又は冷却ユニット５４に併せて冷却ユニット５５を稼働し、インク温度調整ユニット５の熱交換器Ａの第１の熱交換経路５１１に循環されるインク温度が５℃下降して３５℃に達したとき、以下の計算結果が算出される。
【００８６】
合計の流路抵抗 ：８．８０６×１０-5Ｐａ・ｓ／ｍ3
熱交換器Ａの流量 ：１．５１６ｍＬ／ｓ
熱交換器Ｂの流量 ：１．４８４ｍＬ／ｓ
流量比 ：０．９８
この算出結果から、インク温度調整ユニット５において、冷却ユニット５４によって、又は冷却ユニット５４に併せて冷却ユニット５５を稼働し、第１の温度調整用経路５１を冷却する場合には、抵抗経路５２２を含む第２の熱交換経路５２１に流れるインクの粘度が増加し、流路抵抗が増加し、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量が減少する。そして、第１の熱交換経路５１１に流れるインクの流量は相対的に増加する。第２の熱交換経路５２１に流れるインクの流量は第１の熱交換経路５１に流れるインクの流量の０．９８倍に減少する。
【００８７】
［インク温度調整ユニットの変形例］
前述の実施例１に係るインクジェットプリンタ１０において、インク温度調整ユニット５の抵抗経路５２２は以下に説明する第１の変形例〜第１２の変形例のように変形可能である。
【００８８】
第１の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、前述の図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す計算モデルにおいても説明したが、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１、第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１及び抵抗経路５２２の開口形状を円形状により構成している。抵抗経路５２２は第１のインク循環経路３２側つまり第２の熱交換ブロック５２０の出口付近に配設され、抵抗経路５２２の直径は第２の熱交換経路５２１（及び第１の熱交換経路５１１）の直径に対して小さく設定されている。抵抗経路５２２は第２の熱交換経路５２１の経路径を部分的に縮小した構造になっている。
【００８９】
第２の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第１の変形例に係るインク温度調整ユニット５と基本的な構成は同様であるが、抵抗経路５２２のインク循環方向の管径を徐々に小さく、抵抗経路５２２の断面形状をテーパ形状に構成している。抵抗経路５２２の第２の熱交換経路５２１との連結部分の直径はこの第２の熱交換経路５２１の直径と同一である。抵抗経路５２２の第１のインク循環経路３２側の直径は第２の熱交換経路５２１との連結部分の直径に比べて小さい。
【００９０】
第３の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、第２の熱交換経路５２１の出口側近傍の途中に、第２の熱交換経路５２１の直径よりも小さな直径を有する抵抗経路５２２を配設している。
【００９１】
第４の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、第１の変形例に係るインク温度調整ユニット５と基本的な構成は同様であるが、円形状の開口形状を有する第１の熱交換経路５１１及び第２の熱交換経路５２１に対して、抵抗経路５２２の開口形状を正方形形状に構成しその流路抵抗を増加している。
【００９２】
第５の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、第４の変形例に係るインク温度調整ユニット５の更なる変形例であり、抵抗経路５２２の開口形状を三角形形状に構成しその流路抵抗を増加している。
【００９３】
第６の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、抵抗経路５２２を第２の熱交換ブロック５２０内においてインク循環方向に向かって蛇行させ、この抵抗経路５２２の流路抵抗を増加している。
【００９４】
第７の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示すように、第２の熱交換ブロック５２０の抵抗経路５２２の部分の材質を流路抵抗が増加する材料に代えたものである。つまり、抵抗経路５２２は、部分的に経路内壁の粗さを粗くし、流路抵抗を増加している。抵抗経路５２２の実効的な流路抵抗が高くなれば、第２の熱交換経路５２１の直径と抵抗経路５２２の直径とは同一に設定されていてもよい。
【００９５】
第８の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すように、第２の熱交換ブロック５２０の抵抗経路５２２を第２の熱交換経路５２１の直径に比べて小さい直径を有する複数本並列に配列した経路により構成している。この抵抗経路５２２の部分は、第７の変形例に係るインク温度調整ユニット５と同様に、第２の熱交換ブロック５２０とは別の加工し易い材料により製作してもよい。
【００９６】
第９の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すように、第２の熱交換ブロック５２０の抵抗経路５２２を複数の孔を有するメッシュ部材により構成している。
【００９７】
第１０の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図１９に示すように、前述の抵抗経路５２２の機能を、第２の熱交換ブロック５２０に備えるのではなく、集合部５３２の第２の集合経路５３２２に備えたものである。つまり、この集合部５３２の第２の集合経路５３２２の直径が第２の熱交換経路５２１の直径に比べて小さく設定されている。なお、分岐部５３１の第１の熱交換経路５１１に接続される第１の分岐経路５３１１は、第２の集合経路５３２２と同様に直径が小さく設定されているが、実施例１に係る抵抗経路５２２としては機能しない。むしろ、分岐部５３１と集合部５３２とを同一構造により製作することができる利点がある。
【００９８】
第１１の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図２０に示すように、前述の抵抗経路５２２の機能と同様の機能を有する抵抗経路５３３２を有するブロック５３３を製作し、このブロック５３３を第２の熱交換ブロック５２０と集合部５３２との間に配設している。ブロック５３３の抵抗経路５３３２と第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１、集合部５３２の第２の集合経路５３２２のそれぞれとは連接されている。抵抗経路５３３２の直径は第２の熱交換経路５２１の直径に比べて小さい。なお、ブロック５３３は第１の熱交換ブロック５１０と集合部５３２との間にも配設され、このブロック５３３には第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１と集合部５３２の第１の集合経路５３２１とを連接する経路５３３１が配設されている。
【００９９】
第１２の変形例に係るインク温度調整ユニット５は、図２１に示すように、第２の熱交換ブロック５２０の第２の熱交換経路５２１の経路径をインク循環方向に向かって段階的に縮小し、この経路径を縮小した領域を抵抗経路５２２として機能させている。ここでは、第１の熱交換ブロック５１０の第１の熱交換経路５１１の経路径をインク循環方向に向かって段階的に拡大しているが、この第１の熱交換経路５１１は実施例１に係る抵抗経路５２２として機能しない。
【０１００】
［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プリンタ１０は、第２のインク循環経路４２からインクの循環を分岐し、第１のインク循環経路３２にインクの循環を集合される第１の温度調整用経路５１及び第２の温度調整用経路５２を有し、第２の温度調整用経路５２に抵抗経路５２２を有し、インクの循環流量を自己調整することができるインク温度調整ユニット５を備える。このインク温度調整ユニット５においては、循環されるインクを加熱したいときに第２の温度調整用経路５２に流れるインクの流量を増加し、冷却したいときに第１の温度調整用経路５２に流れるインクの流量を増加することが自動的に行える。従って、電磁弁並びにその制御システムを用いることなく、簡易な構成において、インク循環システム１に循環されるインクの加熱効率並びに冷却効率を向上することができる。
【０１０１】
また、実施例１に係るインク温度調整ユニット５は、このように簡易な構成を有することから、製作が容易になり、製作コストを減少することができる。結果的に、インクジェットプリンタ１０の構成が簡易になり、製作が容易になるとともに、製作コストを削減すことができる。
【０１０２】
また、実施例１に係るインク温度調整ユニット５においては、熱交換に用いる第１の熱交換ブロック５１０及び第２の熱交換ブロック５２０に対して、若干複雑な内部経路を有する、インクを分岐させる分岐部５３１及びインクを集合させる集合部５３２を別部品として備えたので、製作を容易に行うことができる。
【０１０３】
（実施例２）
本発明の実施例２は、前述の実施例１に係るインクジェットプリンタ１０のインク温度調整ユニット５において、加熱ユニット５６の配置位置を代えた例を説明するものである。
【０１０４】
実施例２に係るインク温度調整ユニット５は、図２２及び図２３に示すように、基本的な構造は前述の実施例１に係るインク温度調整ユニット５と同様であるが、第２の熱交換ブロック５２０を第１の熱交換ブロック５１０に対して一定間隔離間して併設し、第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間において第２の熱交換ブロック５２０に加熱ユニット５６を装着している。加熱ユニット５６の構成は前述の実施例１に係る加熱ユニット５６の構成と同一である。
【０１０５】
このように構成される実施例２に係るインクジェットプリンタ１０のインク温度調整ユニット５においては、第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間に加熱ユニット５６を配設している。この加熱ユニット５６を配設したことにより、第１の熱交換ブロック５１０と第２の熱交換ブロック５２０との間の熱伝達経路が遮断され、第２の熱交換ブロックの第２の熱交換経路５２１に流れるインクの熱の第１の熱交換ブロック５１０側への流れを抑制することができる。更に、第２の熱交換経路５２１は第１の熱交換ブロック５１０側から加熱されるので、第２の熱交換経路５２１に流れるインクの加熱効率を向上することができる。
【０１０６】
（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プリンタ１０のインク温度調整ユニット５と実施例２に係るインクジェットプリンタ１０のインク温度調整ユニット５とを組み合わせた例を説明するものである。
【０１０７】
実施例３に係るインク温度調整ユニット５は、図２４及び図２５に示すように、実施例１に係るインク温度調整ユニット５の加熱ユニット５６と同等の位置に配設された第１の加熱ユニット５６１と、実施例２に係るインク温度調整ユニット５の加熱ユニット５６と同等の位置に配設された第２の加熱ユニット５６２とを備えた加熱ユニット５６を備えている。
【０１０８】
このように構成される実施例３に係るインクジェットプリンタ１０のインク温度調整ユニット５においては、実施例１に係るインク温度調整ユニット５により得られる効果と実施例２に係るインク温度調整ユニット５により得られる効果とを組み合わせた効果を奏することができる。
【０１０９】
（その他の実施例）
上記のように、本発明を実施例１乃至実施例３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、前述の実施例に係るインク温度調整ユニットは循環されるインクを冷却する第１の温度調整用経路５１と加熱する第２の温度調整用経路５２とを備えているが、本発明は、上記実施例において説明した冷却と加熱との間の温度に調整する第３の温度調整用経路、更にはそれ以上の温度調整用経路を更に備えてもよい。
【０１１０】
また、前述の実施例に係るインク温度調整ユニット５は２つの冷却ユニット５４及び５５を備えているが、本発明はいずれか一方の冷却ユニット５４か５５を備えていればよい。
【０１１１】
また、冒頭において説明したように、本発明は、カラーインクジェットプリンタに限定されるものではなく、モノクロインクジェットプリンタ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プリンタに適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、簡易な構成によりインク循環経路に循環されるインクの加熱効率並びに冷却効率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プリンタに広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１…インク循環システム、２…プリントヘッド、２１〜２４…ヘッド、２０１〜２０４…温度検出センサ、３１…第１のインクタンク、３２…第１のインク循環経路、３３…インク分配器、４１…インク集配器、４２…第２のインク循環経路、４３…第２のインクタンク、４４…インク循環ポンプ、４５…圧力調整器、５…インク温度調整ユニット、５１…第１の温度調整用経路、５１０…第１の熱交換ブロック、５１１…第１の熱交換経路、５２…第２の温度調整用経路、５２０…第２の熱交換ブロック、５２１…第２の熱交換経路、５２２、５３３２…抵抗経路、５３１…分岐部、５３１１…第１の分岐経路、５３１２…第２の分岐経路、５３２…集合部、５３２１…第１の集合経路、５３２２…第２の集合経路、５３３…ブロック、５４、５５…冷却ユニット、５６…加熱ユニット、５６１…第１の加熱ユニット、５６２…第２の加熱ユニット、１０…インクジェットプリンタ。
【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、
前記プリントヘッドに接続され前記プリントヘッドにインクを供給する第１のインク循環経路と、
前記プリントヘッドに接続され前記プリントヘッドから排出される前記インクを循環させる第２のインク循環経路と、
インク温度調整ユニットと、を備え、
前記インク温度調整ユニットは、
前記第１のインク循環経路及び前記第２のインク循環経路に接続され、前記インクの冷却に使用される第１の温度調整用経路と、
前記第１のインク循環経路に前記第１の温度調整用経路とは分岐して接続されるとともに、前記第２のインク循環経路に前記第１の温度調整用経路と集合して接続され、少なくとも前記第１のインク循環経路側において前記第１の温度調節用経路の流路抵抗に比べて流路抵抗が高く、前記インクの加熱に使用される第２の温度調整用経路と、を備えたことを特徴とするインク循環方式を採用するインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記インク温度調整ユニットの前記第１の温度調整用経路及び前記第２の温度調整用経路には同時に前記インクが循環されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記インク温度調整ユニットの前記第２の温度調整用経路の流路抵抗は、前記第１の温度調整用経路、前記第２の温度調整用経路のそれぞれに循環される前記インクの温度が同一の場合において、前記第１の温度調整用経路の流路抵抗に比べて高く、
前記第２の温度調整用経路に循環される前記インクの流量は、前記第１の温度調整用経路に循環される前記インクの温度に対して前記第２の温度調整用経路に循環される前記インクの温度が一定温度以上高くなった場合において、前記第１の温度調整用経路に循環される前記インクの流量に対して多い
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記インク温度調整ユニットの前記第２の温度調整用経路は、部分的に経路径を縮小し、又は部分的に経路長を長くし、又は部分的に経路内壁の粗さを粗くして流路抵抗を高く設定していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記インク温度調整ユニットは、
前記第１のインク循環経路側の第１の表面から前記第１のインク循環経路側の第２の表面に達する第１の熱交換経路を有する第１の熱交換ブロックと、
前記第２のインク循環経路側の第３の表面から前記第２のインク循環経路側の第４の表面に達する第２の熱交換経路を有する第２の熱交換ブロックと、
前記第１の熱交換ブロックの前記第１の表面上及び前記第２の熱交換ブロックの前記第３の表面上に配設され、前記第１の熱交換経路と前記第１のインク循環経路とを接続する第１の集合経路及び前記第２の熱交換経路と前記第１のインク循環経路とを接続する第２の集合経路を有する集合部と、
前記第１の熱交換ブロックの前記第２の表面上及び前記第２の熱交換ブロックの前記第４の表面上に配設され、前記第１の熱交換経路と前記第２のインク循環経路とを接続する第１の分岐経路及び前記第２の熱交換経路と前記第２のインク循環経路とを接続する第２の分岐経路を有する分岐部と、を更に備え、
前記第１の温度調整用経路は、前記分岐部の前記第１の分岐経路、前記第１の熱交換ブロックの前記第１の熱交換経路及び前記集合部の前記第１の集合経路を連接して構築され、
前記第２の温度調整用経路は、前記分岐部の前記第２の分岐経路、前記第２の熱交換ブロックの前記第２の熱交換経路及び前記集合部の前記第２の集合経路を連接して構築されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記インク温度調整ユニットの前記第２の温度調整用経路に沿って配設され、この第２の温度調整用経路内を循環する前記インクを加熱する加熱ユニットと、
前記第１の温度調整用経路に沿って配設され、この第１の温度調整用経路内を循環する前記インクを冷却する冷却ユニットと、
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プリンタ。
【請求項７】
前記第１のインク循環経路の他端に接続され、この第１のインク循環経路を通して前記プリントヘッドに供給される前記インクを貯溜する第１のインクタンクと、
前記第２のインク循環経路の他端に接続され、この第２のインク循環経路を通して前記プリントヘッドから排出され循環させる前記インクを貯溜する第２のインクタンクと、を更に備え、
前記インク温度調整ユニットは前記第１のインクタンクと前記第２のインクタンクとの間に配設され、
前記インク温度調整ユニットの前記第１の温度調整用経路及び前記第２の温度調整用経路は、前記第１のインクタンクを通して前記第１のインク循環経路に接続されるとともに、前記第２のインクタンクを通して前記第２のインク循環経路に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記インク温度調整ユニットの前記第２の熱交換ブロックは前記第１の熱交換ブロックに対して一定間隔離間して併設され、
前記加熱ユニットは前記第１の熱交換ブロックと前記第２の熱交換ブロックとの間において前記第２の熱交換ブロックに装着されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１】
インクジェット型プリントヘッドと、
前記プリントヘッドに接続され前記プリントヘッドにインクを供給する第１のインク循環経路と、
前記プリントヘッドに接続され前記プリントヘッドから排出される前記インクを循環させる第２のインク循環経路と、
インク温度調整ユニットと、を備え、
前記インク温度調整ユニットは、
前記第１のインク循環経路及び前記第２のインク循環経路に接続され、前記インクの冷却に使用される第１の温度調整用経路と、
前記第１のインク循環経路に前記第１の温度調整用経路とは分岐して接続されるとともに、前記第２のインク循環経路に前記第１の温度調整用経路と集合して接続され、少なくとも前記第１のインク循環経路側において前記第１の温度調節用経路の流路抵抗に比べて流路抵抗が高く、前記インクの加熱に使用される第２の温度調整用経路と、を備えたことを特徴とするインク循環方式を採用するインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記インク温度調整ユニットの前記第１の温度調整用経路及び前記第２の温度調整用経路には同時に前記インクが循環されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記インク温度調整ユニットの前記第２の温度調整用経路の流路抵抗は、前記第１の温度調整用経路、前記第２の温度調整用経路のそれぞれに循環される前記インクの温度が同一の場合において、前記第１の温度調整用経路の流路抵抗に比べて高く、
前記第２の温度調整用経路に循環される前記インクの流量は、前記第１の温度調整用経路に循環される前記インクの温度に対して前記第２の温度調整用経路に循環される前記インクの温度が一定温度以上高くなった場合において、前記第１の温度調整用経路に循環される前記インクの流量に対して多い
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記インク温度調整ユニットの前記第２の温度調整用経路は、部分的に経路径を縮小し、又は部分的に経路長を長くし、又は部分的に経路内壁の粗さを粗くして流路抵抗を高く設定していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記インク温度調整ユニットは、
前記第１のインク循環経路側の第１の表面から前記第１のインク循環経路側の第２の表面に達する第１の熱交換経路を有する第１の熱交換ブロックと、
前記第２のインク循環経路側の第３の表面から前記第２のインク循環経路側の第４の表面に達する第２の熱交換経路を有する第２の熱交換ブロックと、
前記第１の熱交換ブロックの前記第１の表面上及び前記第２の熱交換ブロックの前記第３の表面上に配設され、前記第１の熱交換経路と前記第１のインク循環経路とを接続する第１の集合経路及び前記第２の熱交換経路と前記第１のインク循環経路とを接続する第２の集合経路を有する集合部と、
前記第１の熱交換ブロックの前記第２の表面上及び前記第２の熱交換ブロックの前記第４の表面上に配設され、前記第１の熱交換経路と前記第２のインク循環経路とを接続する第１の分岐経路及び前記第２の熱交換経路と前記第２のインク循環経路とを接続する第２の分岐経路を有する分岐部と、を更に備え、
前記第１の温度調整用経路は、前記分岐部の前記第１の分岐経路、前記第１の熱交換ブロックの前記第１の熱交換経路及び前記集合部の前記第１の集合経路を連接して構築され、
前記第２の温度調整用経路は、前記分岐部の前記第２の分岐経路、前記第２の熱交換ブロックの前記第２の熱交換経路及び前記集合部の前記第２の集合経路を連接して構築されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記インク温度調整ユニットの前記第２の温度調整用経路に沿って配設され、この第２の温度調整用経路内を循環する前記インクを加熱する加熱ユニットと、
前記第１の温度調整用経路に沿って配設され、この第１の温度調整用経路内を循環する前記インクを冷却する冷却ユニットと、
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プリンタ。
【請求項７】
前記第１のインク循環経路の他端に接続され、この第１のインク循環経路を通して前記プリントヘッドに供給される前記インクを貯溜する第１のインクタンクと、
前記第２のインク循環経路の他端に接続され、この第２のインク循環経路を通して前記プリントヘッドから排出され循環させる前記インクを貯溜する第２のインクタンクと、を更に備え、
前記インク温度調整ユニットは前記第１のインクタンクと前記第２のインクタンクとの間に配設され、
前記インク温度調整ユニットの前記第１の温度調整用経路及び前記第２の温度調整用経路は、前記第１のインクタンクを通して前記第１のインク循環経路に接続されるとともに、前記第２のインクタンクを通して前記第２のインク循環経路に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記インク温度調整ユニットの前記第２の熱交換ブロックは前記第１の熱交換ブロックに対して一定間隔離間して併設され、
前記加熱ユニットは前記第１の熱交換ブロックと前記第２の熱交換ブロックとの間において前記第２の熱交換ブロックに装着されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のインクジェットプリンタ。
【図３】
【図５】
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図５】
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１１−２０７０６５（Ｐ２０１１−２０７０６５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７４７０（Ｐ２０１０−７７４７０）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
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