インクジェットプリンタ
【課題】インク循環式のインクジェットプリンタにおいて、インクの温度が低く粘度が高い状態でも、空気が混入したインクがインクジェットヘッドに供給されるのを防止する。
【解決手段】循環ポンプ１１により下タンク７から上流側流路ブロック１３０の流路１３１〜１３７を介して上タンク３に還流されるインクの粘度が、上タンク３から下流側流路ブロック９０の流路９１〜９７を介してインクジェットヘッド５に供給されるインクの粘度よりも高いときに、この粘度差に伴い上流側流路ブロック１３０の流路１３１〜１３７と下流側流路ブロック９０の流路９１〜９７との間で生じるインク流量差を、温度調整器２５による通路１３１〜１３７の加熱効率と温度調整器１７による通路９１〜９７の加熱効率との違いにより減少させる。
【解決手段】循環ポンプ１１により下タンク７から上流側流路ブロック１３０の流路１３１〜１３７を介して上タンク３に還流されるインクの粘度が、上タンク３から下流側流路ブロック９０の流路９１〜９７を介してインクジェットヘッド５に供給されるインクの粘度よりも高いときに、この粘度差に伴い上流側流路ブロック１３０の流路１３１〜１３７と下流側流路ブロック９０の流路９１〜９７との間で生じるインク流量差を、温度調整器２５による通路１３１〜１３７の加熱効率と温度調整器１７による通路９１〜９７の加熱効率との違いにより減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク循環経路を有するインクジェットプリンタに係り、特に、インク循環経路を介してインクタンクからインクジェットヘッドに、両者のインク液面の水頭差に応じた圧力でインクを供給するインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドから印刷用紙にインクを吐出することで画像を形成するインクジェットプリンタが広く用いられている。そして、インクジェットプリンタの中には、インクジェットヘッドよりも高所に配置したインクタンクを大気に連通させた状態で、インクタンクからインクジェットヘッドにインクを供給するようにしたものがある。
【０００３】
この種のインクジェットプリンタでは、インクタンクのインク液面との水頭差に応じた圧力でインクがインクジェットヘッドのノズルに供給されるので、インクタンクのインク液面をコントロールすることで、ノズルに安定した圧力でインクを供給することができる。なお、インクジェットヘッドに供給されたインクの余剰分は回収され、ポンプによってインクタンクに還流される。したがって、この種のインクジェットプリンタは、インクタンクからインクジェットヘッドを経て再びインクタンクにインクを循環させる循環型のインク供給経路を有している（例えば、特許文献１）。
【０００４】
ところで、インクジェットプリンタで用いるインクは、低温であるほど粘度が高くなる特性を有している。インクの粘度が高いとノズルからインクを適正な吐出速度で吐出できなくなる。そこで、インク循環経路を有するインクジェットプリンタにおいて、インクの温度が低い場合にインクを加熱し、適正な吐出速度でノズルから吐出できる粘度にするようにしたものもある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１９５８０号公報
【特許文献２】特開２００８−３７０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクの温度が適正な温度よりも低温になる理由は、例えば、印刷動作が長時間行われずインク循環経路におけるインクの循環が停止することにある。このとき、インクの温度が下がる程度は、インク循環経路自身やその周辺の構造、あるいは、インク循環経路のどこでインクを加熱するかによって等、様々な要因によって異なる。したがって、適正な温度よりも下がったインクを加熱する場合、インク循環経路の全体に亘ってインクの温度が適正な温度に上がるまでの間は、インク循環経路上の場所によってインクの粘度にばらつきが生じる可能性がある。
【０００７】
インク循環経路上でインクの粘度にばらつきが生じると、インク循環経路を循環するインクの流量が場所によってばらつくことになる。このようなインク流量のばらつきは、例えば、大気に連通するインクタンクのインク液面の位置を不安定にし、空気の混入したインクがインクジェットヘッドに供給される要因になりかねない。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、インク循環経路上の大気に連通したインクタンクからインクジェットヘッドに、両者のインク液面の水頭差に応じた圧力でインクを供給するインクジェットプリンタにおいて、空気が混入したインクがインクジェットヘッドに供給されるのを、インクの温度が低い場合であっても、より高い精度で防止することができ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】
上記目的を達成するために本発明は、
インクタンク（例えば、図１の上タンク３）と、該インクタンクから供給されたインクを用いてインク吐出動作を行うインクジェットヘッド（例えば、図１のインクジェットヘッド５）と、該インクジェットヘッドと前記インクタンクとの間でインクの循環を行うためのインク循環経路（例えば、図１のインク循環経路１５）とを備えるインクジェットプリンタ（例えば、図１のインクジェットプリンタ１）において、
前記インク循環経路から前記インクタンクに供給される上流側のインク（例えば、図１の循環ポンプ１１により下タンク７から上タンク３に還流されるインク）の粘度が前記インクタンクから前記インクジェットヘッドに供給される下流側のインク（例えば、図１の上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインク）の粘度よりも高い粘度差が生じているときに、該粘度差に伴い前記上流側のインクと前記下流側のインクとの間で生じる流量差を減少させる流量差減少手段（例えば、図１の下流側流路ブロック９０、上流側流路ブロック１３０、及び、温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１）を備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
上記発明では、インク循環経路からインクタンクに供給される上流側のインクの粘度がインクタンクからインクジェットヘッドに供給される下流側のインクの粘度よりも高い粘度差が生じると、上流側のインクの流路抵抗が下流側のインクの流路抵抗よりも大きくなる。この流路抵抗差は、上流側のインクの流量が下流側のインクの流量よりも低くなる流量差をもたらす。そして、このような流量差は、インクタンクのインク残量不足をもたらし、やがては、下流側のインクに対するインクタンクの空気層の空気混入をもたらす。
【００１１】
しかし、少なくとも上述した粘度差が生じているときに、流量差減少手段が上流側のインクと下流側のインクとの上記流量差を減少させることから、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、より高精度に防止することができる。
【００１２】
また、上記発明において、前記インクタンクのインク液面の上限値を検出する上限値検出手段（例えば、図１の液面センサ３５）と、該上限値検出手段の検出結果に基づいて前記インク液面の前記上限値への到達を周期的に監視する上限値監視手段（例えば、図９のステップＳ２５、Ｓ２７、図１０のステップＳ３１、Ｓ３３）とをさらに備え、前記流量差減少手段（例えば、図６のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７、又は、図８のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７Ａ）が前記インク流量差を減少させているときに前記上限値監視手段は、前記監視の周期を、前記流量差減少手段が前記インク流量差を減少させていないときの通常周期よりも長い周期に変更することを特徴とする。
【００１３】
上記発明では、流量差減少手段が上流側のインクと下流側のインクとの上記流量差を減少させている間は、インクタンクのインク残量が増加する傾向となる。したがって、上流側のインクと下流側のインクとの上記粘度差が解消するまでの間は、インクタンクのインク液面が上限値を一時的に超えることも想定される。
【００１４】
しかし、流量差減少手段により上記インク流量差が減少されている間は、上限値検出手段の検出結果に基づく上限値監視手段の監視が、流量差減少手段がインク流量差を減少させていないときの通常周期よりも長い周期で行われる。そのため、上限値監視手段の監視周期の到来後にインクタンクのインク液面が一時的に上限値を超えた場合に、次の監視周期の到来までの間に上流側のインクと下流側のインクとの上記粘度差が解消して流量差減少手段が上記インク流量差を減少させない状態に復帰し、インク液面が上限値以内に戻る可能性を、高めることができる。
【００１５】
よって、インクタンクのインク液面が上限値に達したことに対する上限値監視手段の監視感度を下げて、インクタンクのインク液面が継続的でなく一時的に上限値に達したことに対して、上限値監視手段が過敏に反応するのを防ぐことができる。
【００１６】
なお、本発明の第１の変形例として、請求項２に記載した本発明において、前記上流側のインクと前記下流側のインクとの各温度または両温度の温度差を検出する温度検出手段（例えば、図９のステップＳ２１、Ｓ２３）をさらに備え、前記流量差減少手段（例えば、図６のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７、又は、図８のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７Ａ）は前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記粘度差の有無を判別し、前記上限値監視手段は前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記監視の周期を前記通常周期と前記特別周期とのいずれか一方の周期とすることを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。
【００１７】
上記発明では、上限値監視手段の監視周期を通常周期と特別周期のどちらにするかが、上流側及び下流側の各インクの粘度と相関関係のある、温度検出手段の検出する上流側及び下流側の各インクの温度又は両インクの温度差に基づいて決定される。したがって、上流側と下流側の各インクの温度又は両インクの温度差を指標に、上流側と下流側の各インクに上記粘度差が生じているかどうかを正確に把握し、それに基づいて、上流側と下流側の各インクの流量差を減少させるか否かや、インクタンクのインク液面の上限値に関する監視周期を、精度よく判別、決定することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の変形例として、請求項２に記載した本発明又は上記第１の変形例に係る本発明において、前記上限値よりも高い前記インクタンクのインク液面の限界値を検出する限界値検出手段（例えば、図１の液面センサ３７）と、該限界値検出手段の検出結果に基づいて前記インク液面の前記限界値への到達を周期的に監視する限界値監視手段（例えば、図１０のステップＳ３５）とをさらに備えることを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。
【００１９】
上記発明では、流量差減少手段が上流側と下流側のインクの上記流量差を減少させることに伴って、インクタンクのインク液面が上限値を一時的に超えても、インクタンクのインク液面が限界値に達した場合は限界値監視手段によってそのことが把握される。したがって、インクタンクからインクがオーバーフローする前にそれを予防する対策を講じられるようにすることができる。
【００２０】
さらに、本発明の第３の変形例として、請求項１又は２に記載した本発明、若しくは、上記第１の変形例又は第２の変形例に係る本発明において、前記流量差減少手段は前記粘度差が生じているときに、通常は大気に連通している前記インクタンクを大気から遮断することを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。
【００２１】
上記発明では、上流側と下流側の各インクに上記粘度差が生じてインクタンクが大気から遮断されると、密閉状態となったインクタンクの空気層が限界まで減圧されるのにしたがい下流側のインクがインクジェットヘッドに供給されにくくなる。
【００２２】
そのため、インクタンクのインク残量の減少度合いが増加度合いに対して相対的に鈍化し、上流側のインクがインクタンクに供給されることによりインクタンクのインク残量が増加する傾向になる。これにより、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、簡便な構成でより高精度に防止することができる。
【００２３】
また、上記発明において、
前記流量差減少手段は、
前記インク循環経路において前記上流側のインクが通過する上流側流路（例えば、図２（ａ）の流路１３１〜１３７）を内部に有する上流側流路ブロック（例えば、図２（ａ）の上流側流路ブロック１３０）と、
前記インク循環経路において前記下流側のインクが通過する下流側流路（例えば、図２（ｂ）の流路９１〜９７）を内部に有する下流側流路ブロック（例えば、図２（ｂ）の下流側流路ブロック９０）と、
前記上流側流路を通過するインクを加熱する上流側加熱手段（例えば、図１の温度調整器２５）と、
前記下流側流路を通過するインクを加熱する下流側加熱手段（例えば、図１の温度調整器１７）と、
を有しており、
前記上流側加熱手段と前記下流側加熱手段とは、互いに等しい熱エネルギーを出力するように構成されており、
前記上流側流路と前記下流側流路とは、互いに等しい流路断面積で構成されており、
前記上流側流路ブロックは、前記下流側流路を通過するインクに対して前記下流側流路ブロックが前記下流側加熱手段からの熱エネルギーを伝達する効率よりも高い効率で、前記上流側流路を通過するインクに対して前記上流側加熱手段からの熱エネルギーを伝達するように構成されている、
ことを特徴とする。
【００２４】
上記発明では、上流側加熱手段と下流側加熱手段とがそれぞれ出力する互いに等しい熱エネルギーによって、上流側流路ブロックの上流側流路を通過するインクが、下流側流路ブロックの下流側流路を通過するインクよりも、高い熱伝達効率で熱エネルギーを受け取って効率良く加熱されることになる。したがって、上流側のインクが下流側のインクよりも早く加熱されて、上流側のインクの粘度が下流側のインクの粘度よりも早く下がることになる。
【００２５】
そのため、インクタンクのインク残量の減少度合いが増加度合いに対して相対的に鈍化し、上流側のインクがインクタンクに供給されることによりインクタンクのインク残量が増加する傾向になる。これにより、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、可動部品やその制御手段を用いずに簡便な構成で、より高精度に防止することができる。
【００２６】
しかも、上流側流路ブロックと下流側流路ブロックとでは、互いの流路断面積が同じであることから、上流側と下流側の各インクの上記粘度差が解消した後に、上流側と下流側の各インクには、流路断面積の差による流量差が生じない。このため、上流側と下流側の各インクに上記粘度差がない定常状態において、流量差減少手段の構造的な要因で両インクの間に流量差が生じてしまうのを、防ぐことができる。
【００２７】
さらに、上記発明において、
前記上流側流路は、
少なくとも１つの上流側大流量流路（例えば、図２（ａ）の流路１３３，１３５）と、
流路断面積が前記上流側大流量流路よりも小さく、かつ、該上流側大流量流路よりも前記上流側加熱手段から遠ざけて配置された少なくとも１つの上流側小流量流路（例えば、図２（ａ）の流路１３１，１３７）と、
を含んでおり、
前記下流側流路は、
少なくとも１つの下流側小流量流路（例えば、図２（ｂ）の流路９３，９５）と、
流路断面積が前記下流側小流量流路よりも大きく、かつ、該下流側小流量流路よりも前記下流側加熱手段から遠ざけて配置された少なくとも１つの下流側大流量流路（例えば、図２（ｂ）の流路９１，９７）と、
を含んでおり、
前記上流側大流量流路及び前記上流側小流量流路の総流路断面積は、前記下流側大流量流路及び前記下流側小流量流路の総流路断面積と等しい、
ことを特徴とする。
【００２８】
上記発明では、上流側流路ブロックと下流側流路ブロックとの間で、それぞれの流路の流路断面積と対応する上流側及び下流側の各加熱手段からの距離との違いにより、各流路を通過する上流側及び下流側の各インクの加熱効率が相違することになる。このため、上流側ブロック及び下流側ブロックをそれぞれ熱伝達率が異なる材料で形成する等の手当を行うことなく簡便な構成で、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、より高精度に防止することができる。
【００２９】
なお、本発明の第４の変形例として、請求項３又は４に記載した本発明において、前記上流側加熱手段と前記下流側加熱手段とは同一の加熱手段により構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。そのように構成すれば、上流側加熱手段と下流側加熱手段とを兼用とすることで、それらの配設スペースやインクジェットプリンタ全体の小型化を図ることができる。
【００３０】
また、上記発明において、
前記流量差減少手段は、
前記インク循環経路において前記インクタンクに流入するインクを加熱する上流側加熱手段（例えば、図１の温度調整器２５）と、
前記インク循環経路において前記インクタンクから前記インクジェットヘッドに流出するインクを加熱する下流側加熱手段（例えば、図１の温度調整器１７）と、
を有しており、
前記上流側加熱手段は、少なくとも前記粘度差が生じているときに、前記下流側加熱手段よりも高い熱エネルギーを出力する、
ことを特徴とする。
【００３１】
上記発明では、上流側加熱手段と下流側加熱手段との出力熱エネルギーの差によって、上流側と下流側の各インクの加熱効率を異ならせて、上流側のインクを下流側のインクよりも早く加熱し、上流側のインクの粘度を下流側のインクの粘度よりも早く下げることになる。
【００３２】
そのため、インクタンクのインク残量の減少度合いが増加度合いに対して相対的に鈍化し、上流側のインクがインクタンクに供給されることによりインクタンクのインク残量が増加する傾向になる。これにより、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、より高精度に防止することができる。
【００３３】
なお、本発明の第５の変形例として、請求項１又は２に記載した本発明、若しくは、上記第１の変形例、第２の変形例、又は、第３の変形例に係る本発明において、前記上流側のインクを前記インク循環経路から前記インクタンクに給送するメインポンプ（例えば、図１の循環ポンプ１１）をさらに備え、前記流量差減少手段は、前記粘度差が生じているときに前記メインポンプと並行して前記上流側のインクを前記インク循環経路から前記インクタンクに給送するサブポンプ（例えば、図７の補助ポンプ１１Ａ）を有していることを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。
【００３４】
上記発明では、上流側と下流側の各インクに上記粘度差が生じると、メインポンプの作動と並行するサブポンプの追加作動によって、上流側のインクの流量が増加する。そのため、インクタンクのインク残量の減少度合いが増加度合いに対して相対的に鈍化し、上流側のインクがインクタンクに供給されることによりインクタンクのインク残量が増加する傾向になる。これにより、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、より高精度に防止することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、空気が混入したインクがインクジェットヘッドに供給されるのを、インクの温度が低い場合であっても、より高い精度で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタのインク流路と温度調整器のヒータとの構造及び位置関係を示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例に係るインクジェットプリンタのインク流路と温度調整器のヒータとの構造及び位置関係を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態の他の変形例に係るインクジェットプリンタのインク流路と温度調整器のヒータとの構造及び位置関係を示す説明図である。
【図５】本発明の第３及び第４実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによるウォームアップ動作に関連する処理の概要を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによるウォームアップ動作に関連する処理の概要を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによる上タンクのインク液面の監視周期判定処理の概要を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによる上タンク液面監視処理の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す説明図である。図１に示す本実施形態のインクジェットプリンタ１は、水性インクを用いて印刷を行うものであり、上タンク３からインクジェットヘッド５を経て下タンク７に至るインク流路９と、下タンク７から循環ポンプ１１を経て上タンク３に至るインク流路１３とにより構成される、インク循環経路１５を有している。
【００３８】
前記上タンク３（請求項中のインクタンクに相当）は、大気開放弁３１を介して大気と連通する空気層３３を内部に有している。この空気層３３は、循環ポンプ１１の作動によりインク循環経路１５を循環するインクの圧力に生じる脈動に対する緩衝や、インクジェットヘッド５に設けられるノズルのインクメニスカスの圧力を安定させるためのバッファとして設けられる。また、上タンク３には、内部のインク液面の上限値とその上の限界値とをそれぞれ検出する２つの液面センサ３５，３７（請求項中の上限値検出手段及び限界値検出手段に相当）が設けられている。
【００３９】
前記インク流路９の途中には温度調整器１７（請求項中の下流側加熱手段に相当）が設けられている。この温度調整器１７は、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインク（請求項中の下流側のインクに相当）の温度を、インクジェットヘッド５においてインクが適切な吐出速度で吐出される適温に調節するものである。そのために温度調整器１７は、加熱用のヒータ１７１と冷却用のファン１７３及びヒートシンク、並びに、インク流路９を通過するインクの温度を検出する温度センサ１７５を有している。
【００４０】
前記インクジェットヘッド５は、ノズルが設けられたブロックを複数有しており、上タンク３よりも下方に配置されている。インクジェットヘッド５の各ノズルには、上タンク３のインク液面とノズルのインクメニスカスとの水頭差に応じた圧力で、インク流路９を介して上タンク３からインクが供給される。
【００４１】
前記下タンク７は、インクジェットヘッド５の下方に配置されており、インクジェットヘッド５から余剰のインクが自重により回収される。この下タンク７は、大気開放弁７１を介して大気と連通する空気層７３を内部に有している。この空気層７３は、インク循環経路１５におけるインクの循環停止中に、大気圧によりノズルのインクメニスカスの圧力を安定させるために設けられている。また、下タンク７には、大気開放弁７１と二股に圧力調整器７５が接続されている。この圧力調整器７５は、例えばベローズで構成され、必要に応じて下タンク７の空気層７３に負圧をかけるように構成されている。
【００４２】
さらに、下タンク７には、内部のインク液面の下限値を検出する液面センサ７７が設けられている。また、下タンク７には補給用インク流路１９と開閉弁２１とを介して補給用インクタンク２３が接続されている。液面センサ７７により下タンク７のインク液面が下限値まで減ったことが検出されると、開閉弁２１が適宜開放され、補給用インクタンク２３内のインクが補給用インク流路１９を介して下タンク７に適量供給される。
【００４３】
前記循環ポンプ１１（請求項中のメインポンプに相当）は、下タンク７のインクをインク流路１３を介して上タンク３に還流させる。このインク流路１３の途中には温度調整器２５（請求項中の上流側加熱手段に相当）が設けられている。この温度調整器２５は、循環ポンプ１１により下タンク７から上タンク３に還流されるインク（請求項中の上流側のインクに相当）の温度を、インクジェットヘッド５においてインクが適切な吐出速度で吐出される適温に調節するものである。そのために温度調整器２５は、上述した温度調整器１７と同様に、加熱用のヒータ２５１と冷却用のファン２５３及びヒートシンク、並びに、インク流路１３を通過するインクの温度を検出する温度センサ２５５を有している。
【００４４】
上述した本実施形態のインクジェットプリンタ１では、印刷ジョブの発生を待つ待機中には、インク循環経路１５におけるインクの循環が停止され、印刷ジョブが発生しウォームアップまたは印刷動作中となった場合には、インク循環経路１５におけるインクの循環が行われる。そして、これらの各動作中にインクジェットヘッド５のインクメニスカスに適正な負圧がかかるように、上タンク３や下タンク７の大気開放弁３１，７１が開閉されると共に、圧力調整器７５が作動される。
【００４５】
上述した構成のインクジェットプリンタ１において印刷ジョブ待ちの待機中が続くと、インク循環経路１５中のインクの温度が適温より低い温度に低下する。そのため、次に印刷ジョブが発生してインク循環経路１５におけるインクの循環が再開された場合に、温度調整器１７や温度調整器２５の温度センサ１７５，２５５で検出されるインクの温度が適温に満たないと、インクジェットプリンタ１がウォームアップ動作に入る。このウォームアップ動作では、上タンク３の大気開放弁３１が閉じられて、上タンク３の空気層３３が大気から遮断される。したがって、ウォームアップ動作中に上タンク３からインクジェットヘッド５にインクが供給されると、それと同量以上のインクが下タンク７から上タンク３に供給されない限り、上タンク３の空気層３３に負圧がかかり、上タンク３からインクジェットヘッド５へのインクの供給に制動がかけられることになる。この結果、上タンク３においては、大気開放弁３１が開放されている場合に比べて、インクジェットヘッド５に供給されるインク量が減ることになる。これを利用して、ウォームアップ動作中における上タンク３のインクが減る度合いを下げ、あるいは、上タンク３のインクがむしろ下タンク７からのインクの供給により増えるようにして、空気層３３の空気がインクに混入してインクジェットヘッド５に供給されてしまうのを抑制することもできる。
【００４６】
また、ウォームアップ動作では、インク循環経路１５を流れるインクが温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１によって適温に加熱される。インクが適温に加熱されると、ウォームアップ動作を終えてインクジェットプリンタ１は印刷動作に入り、インクジェットヘッド５のノズルからインクを吐出して印刷ジョブによる印字を行う。
【００４７】
次に、インク流路９，１３とこれらにそれぞれ取り付けられる温度調整器１７，２５のヒータとの構造や位置関係を、図２の説明図を参照して説明する。図２（ａ）は上タンク３よりもインク循環経路１５のインク循環方向における上流側に位置するインク流路１３と温度調整器２５のヒータ２５１との構造と位置関係の一例を示す説明図である。また、図２（ｂ）は上タンク３よりもインク循環経路１５のインク循環方向における下流側に位置するインク流路９と温度調整器１７のヒータ１７１との構造と位置関係の一例を示す説明図である。
【００４８】
図２（ａ）に示すように、インク流路１３は、４つの流路１３１〜１３７（請求項中の上流側流路に相当）が内部に形成された上流側流路ブロック１３０を有しており、この上流側流路ブロック１３０の側面に、温度調整器２５のヒータ２５１が取り付けられている。このヒータ２５１からの距離が近い上流側流路ブロック１３０の中央寄りの２つの流路１３３，１３５（請求項中の上流側大流量流路に相当）に比べて、ヒータ２５１からの距離が遠い上流側流路ブロック１３０の両端寄りの２つの流路１３１，１３７（請求項中の上流側小流量流路に相当）は、小さい流路断面積で構成されている。
【００４９】
また、図２（ｂ）に示すように、インク流路９は、４つの流路９１〜９７（請求項中の下流側流路に相当）が内部に形成された下流側流路ブロック９０を有しており、この下流側流路ブロック９０の側面に、温度調整器１７のヒータ１７１が取り付けられている。このヒータ１７１からの距離が近い下流側流路ブロック９０の中央寄りの２つの流路９３，９５（請求項中の下流側小流量流路に相当）に比べて、ヒータ１７１からの距離が遠い下流側流路ブロック９０の両端寄りの２つの流路９１，９７（請求項中の下流側大流量流路に相当）は、大きい流路断面積で構成されている。
【００５０】
なお、下流側流路ブロック９０の中央寄りの流路９３，９５は、上流側流路ブロック１３０の両端寄りの流路１３１，１３７と流路断面積が同じである。また、下流側流路ブロック９０の両端寄りの２つの流路９１，９７は、上流側流路ブロック１３０の中央寄りの２つの流路１３３，１３５と流路断面積が同じである。したがって、上流側流路ブロック１３０と下流側流路ブロック９０とは、互いの総流路断面積が等しくなるように構成されている。よって、上流側流路ブロック１３０の各流路１３１〜１３７を通過するインクの粘度と下流側流路ブロック９０の各流路９１〜９７を通過するインクの粘度と差がなければ、流路１３１〜１３７を流れるインクの総流量と流路９１〜９７を流れるインクの総流量とは等しくなる。
【００５１】
本実施形態のインクジェットプリンタ１では、インク流路９，１３のインクをそれぞれ加熱する際に、温度調整器１７のヒータ１７１と温度調整器２５のヒータ２５１とが等しい量の熱エネルギーを出力する。なお、本実施形態では、下流側流路ブロック９０、上流側流路ブロック１３０、及び、温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１によって、請求項中の流量差減少手段が構成されている。
【００５２】
そして、図２（ａ）に示す上流側流路ブロック１３０では、流路断面積が大きく、かつ、インクとの接触面積が大きい流路１３３，１３５の方が、流路断面積が小さく、かつ、インクとの接触面積が小さい流路１３１，１３７よりも、ヒータ２５１からの熱伝達効率が高い。したがって、温度調整器２５のヒータ２５１によるインクの加熱中に、上流側流路ブロック１３０においては、流路断面積及びインクとの接触面積の大きい流路１３３，１３５を通過するインクの方が、流路断面積及びインクとの接触面積の小さい流路１３１，１３７を通過するインクよりも、効率良く加熱されて早く温度上昇し、粘度が早く下がって流路１３３，１３５を通過する際の流路抵抗が早く下がる。
【００５３】
これに対して、図２（ｂ）に示す下流側流路ブロック９０では、流路断面積が小さく、かつ、インクとの接触面積が小さい流路９３，９５の方が、流路断面積が大きく、かつ、インクとの接触面積が大きい流路９１，９７よりも、ヒータ１７１からの熱伝達効率が高い。したがって、温度調整器１７のヒータ１７１によるインクの加熱中に、下流側流路ブロック９０では、流路断面積及びインクとの接触面積の小さい流路９３，９５を通過するインクの方が、流路断面積及びインクとの接触面積の大きい流路９１，９７を通過するインクよりも、効率良く加熱されて早く温度上昇し、粘度が早く下がって流路９３，９５を通過する際の流路抵抗が早く下がる。
【００５４】
このように、上流側流路ブロック１３０では流路断面積及びインクとの接触面積が大きい流路１３３，１３５を通過するインクの加熱が先行するのに対して、下流側流路ブロック９０では流路断面積及びインクとの接触面積が小さい流路９１，９７を通過するインクの加熱が先行する。そして、温度調整器１７のヒータ１７１が出力する熱エネルギーと温度調整器２５のヒータ２５１が出力する熱エネルギーとが等しいので、上流側流路ブロック１３０の通路１３１〜１３７を通過するインクの方が、下流側流路ブロック９０の通路９１〜９７を通過するインクよりも早く加熱されて、粘度が早く下がる。このため、インク循環経路１５の全体に亘ってインクが適温に加熱されるまでの間は、上流側流路ブロック１３０の流路１３１〜１３７を通過するインクの流量が、下流側流路ブロック９０の流路９１〜９７を通過するインクの流量よりも高くなる。
【００５５】
したがって、インク循環経路１５の全体に亘ってインクが適温に加熱されるまでの間、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクよりも、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの方が多くなる。よって、ウォームアップ動作中に上タンク３のインクが減り空気層３３の空気がインクに混入してインクジェットヘッド５に供給されてしまうことがない。
【００５６】
このように構成された本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、インク循環経路１５のインクの温度が適温よりも下がってヒータ１７１，２５１による加熱が行われる場合に、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くすることができる。
【００５７】
このため、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクよりも、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの方が、より低い温度に下がって粘度が高くなっても、上タンク３から気泡混じりのインクがインクジェットヘッド５に供給されてしまうのを、防止することができる。
【００５８】
また、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とを上述したような構成としたので、それぞれ熱伝達率が異なる材料で形成しなくても、それぞれの流路９１〜９７，１３１〜１３７を通過するインクの加熱効率を異ならせて、各インクの温度上昇やそれに伴う粘度低下の速さを異ならせることができる。
【００５９】
なお、上述した実施形態では、下流側流路ブロック９０に取り付けてインク流路９のインクを加熱するヒータ１７１と、上流側流路ブロック１３０に取り付けてインク流路１３のインクを加熱するヒータ２５１とを個別に設けるものとした。しかし、例えば、図３の説明図に示す変形例のように、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とを並べて配置し、両者に共通のヒータ２７を取り付けるようにしてもよい。このように構成しても、上述した実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。また、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とでヒータ２７を兼用とすることで、ヒータ２７の配設スペースやインクジェットプリンタ１全体の小型化を図ることができる。
【００６０】
また、上述した実施形態では、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とがそれぞれ、流路断面積が異なる２種類の流路９１，９７、９３，９５、１３１，１３７、１３３，１３５を内部に有する構成のものとした。しかし、図４の説明図に示す他の変形例のように、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とがそれぞれ、同じ流路断面積の流路９１ａ〜９７ａ、１３１ａ〜１３７ａを内部に有する構成のものとしてもよい。
【００６１】
その場合には、各流路ブロック９０，１３０とも、流路９１ａ〜９７ａ、１３１ａ〜１３７ａを一方の側面に偏らせて配置し、下流側流路ブロック９０の流路９１ａ〜９７ａから離れた側面と、上流側流路ブロック１３０の流路１３１ａ〜１３７ａから近い側面とに、ヒータ２７を取り付けるようにすればよい。
【００６２】
このように構成すれば、ヒータ２７から相対的に離れている下流側流路ブロック９０の各流路９１ａ〜９７ａよりも、ヒータ２７に相対的に近い上流側流路ブロック１３０の各流路１３１ａ〜１３７ａの方が、ヒータ２７からの熱伝達効率が高くなる。したがって、上述した実施形態の変形例に係るインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
勿論、図４の説明図に示す構成の下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とのそれぞれの側面に、図１を参照して説明した上述の実施形態と同様に、個別のヒータ１７１，２５１を取り付けるように構成してもよい。その場合でも、上述した実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
さらに、上述した実施形態及びその各変形例では、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とがそれぞれ、複数の流路９１ａ〜９７ａ、１３１ａ〜１３７ａを内部に有する構成とした。しかし、例えば、図４の説明図に示す下流側流路ブロック９０の複数の流路９１ａ〜９７ａを貫通させて１つの流路とし、かつ、上流側流路ブロック１３０の複数の流路１３１ａ〜１３７ａを貫通させて１つの流路として、互いの流路断面積を等しくする構成としてもよい。このように構成しても、ヒータ２７から相対的に離れる下流側流路ブロック９０の流路よりも、ヒータ２７に相対的に近い上流側流路ブロック１３０の各流路の方が、ヒータ２７からの熱伝達効率が高くなる。したがって、図４の説明図に示す下流側流路ブロック９０及び上流側流路ブロック１３０を有する変形例のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
次に、本発明の第２実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。本実施形態のインクジェットプリンタ１は、インク流路９，１３が下流側流路ブロック９０や上流側流路ブロック１３０を有していない点と、温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１がそれぞれ異なる量の熱エネルギーを出力する点が、第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１と異なっている。
【００６６】
そして、本実施形態のインクジェットプリンタ１では、ウォームアップ動作中に、ヒータ２５１がヒータ１７１よりも高い熱エネルギーを出力するように構成している。これにより、インク流路９を通過するインクよりもインク流路１３を通過するインクが高い熱エネルギーで加熱されて早く温度上昇し、粘度が早く下がってインク流路１３を通過する際の流路抵抗が早く下がる。
【００６７】
したがって、ウォームアップ動作によりインク循環経路１５の全体に亘ってインクが適温に加熱されるまでの間、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクよりも、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの方が多くなる。よって、ウォームアップ動作中に上タンク３のインクが減り空気層３３の空気がインクに混入してインクジェットヘッド５に供給されてしまうことがない。
【００６８】
このように構成された本実施形態のインクジェットプリンタ１によっても、上述した第１実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、上述した第２実施形態では、印刷ジョブの入力によりインクジェットプリンタ１が待機動作からウォームアップ動作に移行した際に、適温よりも低い温度に低下したインクを加熱するのに当たり、ヒータ２５１がヒータ１７１よりも高い熱エネルギーを出力して、インク流路９を通過するインクよりもインク流路１３を通過するインクを高い熱エネルギーで加熱する構成とした。
【００７０】
しかし、待機動作からウォームアップ動作への移行時にインク流路９，１３の各インク温度を実測し、上タンク３よりも上流側に当たるインク流路１３のインク温度の方が低かった場合にのみ、ヒータ２５１がヒータ１７１よりも高い熱エネルギーを出力して、インク流路９を通過するインクよりもインク流路１３を通過するインクを高い熱エネルギーで加熱する構成とすることもできる。
【００７１】
そこで、そのように構成した本発明の第３実施形態に係るインクジェットプリンタ１について、図５及び図６を参照して説明する。
【００７２】
図５は本発明の第３実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成を、後述する本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成と兼用して示すブロック図である。本実施形態のインクジェットプリンタ１は、全体制御用の制御ユニット２９を有している。この制御ユニット２９は、ＲＯＭ２９ｃに格納されたプログラムをＣＰＵ２９ａがＲＡＭ２９ｂの作業領域を使用しながら実行することで、各種の制御処理を実行する。
【００７３】
前記制御ユニット２９には、温度調整器１７，２５の各温度センサ１７５，２５５、上タンク３及び下タンク７の各液面センサ３５，３７，７７及び各大気開放弁３１，７１、圧力調整器７５、循環ポンプ１１、温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１及びファン１７３，２５３、並びに、開閉弁２１が接続されている。なお、図５中の補助ポンプ１１Ａは、後述する第４実施形態のインクジェットプリンタ１に設けられた要素であり、本実施形態のインクジェットプリンタ１には存在しない。
【００７４】
次に、制御ユニット２９のＣＰＵ２９ａが実行するウォームアップ動作に関連する処理の概要を、図６のフローチャートにより説明する。まず、ＣＰＵ２９ａは、印刷ジョブの入力を待ち受ける（ステップＳ１でＮＯ）。印刷ジョブが入力された場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、ウォームアップが必要か否かを確認する（ステップＳ３）。この確認は、温度調整器１７，２５の各温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク温度が適温よりも低いか否かを判断することで行う。
【００７５】
ウォームアップが必要でない場合は（ステップＳ３でＮＯ）、後述するステップＳ１５に進む。ウォームアップが必要である場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク循環方向における上タンク３よりも上流側、つまり、インク流路１３のインク温度が、上タンク３よりも下流側、つまり、インク流路９のインク温度よりも低いか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００７６】
インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低い場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、インク流路１３の温度調整器２５のヒータ２５１を、インク流路９の温度調整器１７のヒータ１７１よりも高い熱エネルギーを出力するように作動させる（ステップＳ７）。一方、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低くない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、インク流路１３の温度調整器２５のヒータ２５１を、インク流路９の温度調整器１７のヒータ１７１と同じ熱エネルギーを出力するように作動させる（ステップＳ９）。
【００７７】
次に、ＣＰＵ２９ａは、温度調整器１７，２５の各温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク温度が適温まで上昇したか否かを確認する（ステップＳ１１）。適温まで上昇していない場合は（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ５にリターンし、適温まで上昇した場合は（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ウォームアップを終了し（ステップＳ１３）、印刷動作を開始する（ステップＳ１５）。そして、印刷動作が終了したならば（ステップＳ１７でＹＥＳ）、一連の処理を終了する。
【００７８】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図６のフローチャートにおけるステップＳ３乃至ステップＳ７が、請求項中の流量差減少手段に対応する処理となっている。
【００７９】
上述した本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、インク循環経路１５のインクの温度が適温よりも下がって、ウォームアップ動作としてヒータ１７１，２５１による加熱が行われる際、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低ければ、ヒータ２５１によるインク流路１３のインク加熱を高い熱エネルギーで行うことで、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くすることができる。
【００８０】
このため、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクよりも、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの方が、より低い温度に下がって粘度が高くなっても、上タンク３から気泡混じりのインクがインクジェットヘッド５に供給されてしまうのを、防止することができる。
【００８１】
以上に説明した第３実施形態のインクジェットプリンタ１では、待機動作からウォームアップ動作への移行時に、インク流路９のインク温度よりもインク流路１３のインク温度が高いときに、インク流路９のインクよりもインク流路１３のインクをヒータ２５１により高い熱エネルギーで加熱し、インク流路１３のインク粘度をインク流路９のインク粘度よりも下げて、インク流路１３のインク流量をインク流路９のインク流量よりも高くする構成とした。
【００８２】
しかし、ヒータ２５１の加熱量を高くしてインク流路１３のインク粘度を早く下げることでインク流路１３のインク流量を高くする代わりに、補助ポンプを用いてインク流路１３のインク流量を高くする構成とすることもできる。
【００８３】
そこで、そのように構成した本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタ１について、図５、図７及び図８を参照して説明する。
【００８４】
図７は本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す説明図である。本実施形態のインクジェットプリンタ１では、上述した第３実施形態のインクジェットプリンタ１に補助ポンプ１１Ａ（請求項中のサブポンプに相当）を追加している。この補助ポンプ１１Ａは、インク流路１３のバイパス流路１３Ａに接続されており、バイパス流路１３Ａは補助ポンプ１１Ａの吐出側において、逆止弁１１１を介してインク流路１３に合流している。
【００８５】
本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成は、図５のブロック図に示すとおりである。図５に示すように、上述した補助ポンプ１１Ａは制御ユニット２９に接続されている。
【００８６】
次に、制御ユニット２９のＣＰＵ２９ａが実行するウォームアップ動作に関連する処理の概要を、図８のフローチャートにより説明する。本実施形態のＣＰＵ２９ａは、図６を参照して説明した第３実施形態のＣＰＵ２９ａが行う処理と同様に、ステップＳ１及びステップＳ３の処理を行う。そして、ウォームアップが必要である場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、ヒータ１７１，２５１によるインク流路９，１３のインクの加熱と循環ポンプ１１の作動によるインク循環経路１５のインクの循環とによるウォームアップを開始する（ステップＳ４）。
【００８７】
そして、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低い場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、補助ポンプ１１Ａを作動させて（ステップＳ７Ａ）、次のステップＳ１１に移行する。一方、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低くない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、次のステップＳ１１に移行する。なお、ステップＳ１１以降の処理は、図６を参照して説明した第３実施形態のＣＰＵ２９ａが行う処理と同様である。
【００８８】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図８のフローチャートにおけるステップＳ３、ステップＳ５、及び、ステップＳ７Ａが、請求項中の流量差減少手段に対応する処理となっている。
【００８９】
上述した本実施形態のインクジェットプリンタ１によっても、インク循環経路１５のインクの温度が適温よりも下がって、ウォームアップ動作としてヒータ１７１，２５１による加熱が行われる際、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低ければ、インク流路１３のバイパス流路１３Ａに設けた補助ポンプ１１Ａを作動させることで、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くすることができる。
【００９０】
このように構成された第４実施形態のインクジェットプリンタ１によっても、第３実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
以上に説明した第１乃至第４実施形態及び第１実施形態の各変形例のインクジェットプリンタ１では、上タンク３の液面センサ３５の検出結果に基づいて、上タンク３のインクが上限値に達したか否かの監視、つまり、オーバーフロー防止の監視を、制御ユニット２９が周期的に行う。そして、上タンク３のインクが上限値を超えたら、制御ユニット２９は、警報出力や上タンク３へのインクの流入停止等の対策を行う。また、制御ユニット２９は、下タンク７の液面センサ７７の検出結果に基づいて、下タンク７のインクが下限値まで低下したか否かの監視、つまり、インク残量及びインク補充の要否の監視を、所定のサンプリング周期毎に制御ユニット２９が行う。そして、下タンク７のインクが下限値まで低下したら、制御ユニット２９は、補給用インクタンク２３から補給用インク流路及び開閉弁２１を介してインクを下タンク７に補給させる。
【００９２】
ところで、上述した各実施形態及びその変形例において行われる、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作中には、上タンク３のインク液面が増加する傾向となる。そのため、上タンク３のインクが一時的に上限値を超える液面になる可能性がある。そのような上タンク３のインク液面の一時的な上限値オーバーを、監視中の制御ユニット２９がその都度把握してしまうと、上タンク３へのインクの流入停止等の対策が制御ユニット２９の制御等によって頻繁に行われてしまう可能性がある。また、この対策が行われると上タンク３のインク液面は上限値を下回る状態に復帰するが、この復帰の時点で、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作が、依然として行われていれば、上タンク３のインクは再び上限値を超える液面になる。したがって、制御ユニット２９が上タンク３のインクの監視を行う周期が短いと、上タンク３のインク液面が上限値を超える状態と、制御ユニット２９が実行する対策により上限値を下回る状態に上タンク３のインク液面が復帰する状態とが頻繁に繰り返し発生する可能性がある。
【００９３】
そこで、上述したような状態が発生するのを防止するように、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作中に、上タンク３のインク液面が上限値に達したか否かの制御ユニット２９による監視の周期を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作中でないときの通常周期よりも、長くするようにしてもよい。
【００９４】
また、上タンク３のインク液面が上限値に達したか否かの監視周期を長くするのに加えて、上限値よりも上の限界値に上タンク３のインク液面が達したか否かの監視を並行して行うようにしてもよい。
【００９５】
以下、そのように構成した本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタについて、図９及び図１０を参照して説明する。図９は本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによる上タンクのインク液面の監視周期判定処理の概要を示すフローチャートである。また、図１０は本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによる上タンクの液面監視処理の概要を示すフローチャートである。本実施形態では、制御ユニット２９が、図９及び図１０の各フローチャートに示す処理を、周期的に割込処理としてそれぞれ実行する。
【００９６】
なお、以下に説明する第５実施形態のインクジェットプリンタでは、上述した監視周期を変更する処理を、第３及び第４実施形態のインクジェットプリンタにおいて追加して実行する場合を例に取って説明する。
【００９７】
そして、図９に示すインク液面監視周期の判定処理では、ＣＰＵ２９ａは、温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク温度がインクジェットヘッド５のノズルから適正な突出速度でインクを突出できる適正温度であるか否かを確認する（ステップＳ２１）。適正温度である場合は（ステップＳ２１でＹＥＳ）、後述するステップＳ２５に移行する。
【００９８】
一方、適正温度よりも低い場合は（ステップＳ２１でＮＯ）、温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク循環方向における上タンク３よりも上流側、つまり、インク流路１３のインク温度が、上タンク３よりも下流側、つまり、インク流路９のインク温度よりも低いか否かを確認する（ステップＳ２３）。
【００９９】
インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低くない場合と（ステップＳ２３でＮＯ）、インク循環経路１５のインク温度が適正温度である場合は（ステップＳ２１でＹＥＳ）、上タンク３のインク液面の監視周期を通常周期に設定する（ステップＳ２５）。インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低い場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、上タンク３のインク液面の監視周期を、通常周期よりも長い周期（以下、「特別周期」という。）に設定する（ステップＳ２７）。
【０１００】
次に、図１０の上タンク液面監視処理では、ＣＰＵ２９ａは、図９のステップＳ２５又はステップＳ２７で設定した周期（通常周期または特別周期）が、前回の監視の実行から経過したか否かを確認する（ステップＳ３１）。経過していない場合は（ステップＳ３１でＮＯ）、上タンク液面監視処理を終了する。経過した場合は（ステップＳ３１でＹＥＳ）、液面センサ３５の検出結果に基づいて、上タンク３のインク液面が上限値に達したか否かを確認する（ステップＳ３３）。
【０１０１】
上限値に達していない場合は（ステップＳ３３でＮＯ）、上タンク液面監視処理を終了する。上限値に達した場合は（ステップＳ３３でＹＥＳ）、液面センサ３７の検出結果に基づいて、上タンク３のインク液面が限界値に達したか否かを確認する（ステップＳ３５）。限界値に達した場合は（ステップＳ３５でＹＥＳ）、循環ポンプ１１や補助ポンプ１１Ａの作動を停止させてインク循環経路１５のインクの循環を停止させて（ステップＳ３７）、上タンク液面監視処理を終了する。
【０１０２】
また、限界値に達していない場合は（ステップＳ３５でＮＯ）、インク循環経路１５のインク循環方向における上タンク３よりも上流側、つまり、インク流路１３のインク流量が、上タンク３よりも下流側、つまり、インク流路９のインク流量と等しくなるように、ヒータ１７１，２５１の出力を変更し、又は、補助ポンプ１１Ａの作動を停止させ（ステップＳ３９）、上タンク液面監視処理を終了する。
【０１０３】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図９のフローチャートにおけるステップＳ２１及びステップＳ２３が、請求項中の温度検出手段に対応する処理となっている。また、本実施形態では、図９中のステップＳ２５及びステップＳ２７と、図１０のフローチャートにおけるステップＳ３１及びステップＳ３３が、請求項中の上限値監視手段に対応する処理となっている。さらに、本実施形態では、図１０中のステップＳ３５が、請求項中の限界値監視手段に対応する処理となっている。
【０１０４】
このように構成した本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作中に、上タンク３のインク液面が一時的に上限値を超えたことが、制御ユニット２９によって頻繁に把握されてしまうのを、監視周期の延長という感度を鈍化させる処理の実行によって、防止することができる。また、監視周期を通常周期とするかそれより長い特別周期とするかを、インク粘度との相関関係がある温度センサ１７５，２５５の検出結果（インク温度）に基づいて決定するので、状況に適した監視周期を適切に決定することができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、上タンク３のインク液面が限界値に達したか否かを並行して監視するので、限界値を超えてインクが上タンク３からオーバーフローする前に、それに近い状況であることを制御ユニット２９によって監視させ、インク循環経路１５のインク循環を停止させる等の適切な対策を講じさせることができる。
【０１０６】
なお、本発明は、内部に空気層を有するタンクをインクジェットヘッドよりも上方に配置したインク循環方式のインクジェットプリンタの全般に、広く適用可能である。また、本発明を適用可能なインクジェットプリンタは水性インクを用いるものに限られず、溶剤インクやエマルションインク等の液体インクを用いるインクジェットプリンタにも本発明が適用可能であることは、言うまでもない。さらに、本発明は、インクジェット方式のカラープリンタとモノクロプリンタのどちらにも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ インクジェットプリンタ
３ 上タンク
５ インクジェットヘッド
７ 下タンク
９ インク流路
１１ 循環ポンプ
１１Ａ 補助ポンプ
１３ インク流路
１３Ａ バイパス流路
１５ インク循環経路
１７ 温度調整器
１９ 補給用インク流路
２１ 開閉弁
２３ 補給用インクタンク
２５ 温度調整器
２７ ヒータ
２９ 制御ユニット
２９ａ ＣＰＵ
２９ｂ ＲＡＭ
２９ｃ ＲＯＭ
３１ 大気開放弁
３３ 空気層
３５ 液面センサ
３７ 液面センサ
７１ 大気開放弁
７３ 空気層
７５ 圧力調整器
７７ 液面センサ
９０ 下流側流路ブロック
９１〜９７ 流路
９１ａ〜９７ａ 流路
１１１ 逆止弁
１３０ 上流側流路ブロック
１３１〜１３７ 流路
１３１ａ〜１３７ａ 流路
１７１ ヒータ
１７３ ファン
１７５ 温度センサ
２５１ ヒータ
２５３ ファン
２５５ 温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク循環経路を有するインクジェットプリンタに係り、特に、インク循環経路を介してインクタンクからインクジェットヘッドに、両者のインク液面の水頭差に応じた圧力でインクを供給するインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドから印刷用紙にインクを吐出することで画像を形成するインクジェットプリンタが広く用いられている。そして、インクジェットプリンタの中には、インクジェットヘッドよりも高所に配置したインクタンクを大気に連通させた状態で、インクタンクからインクジェットヘッドにインクを供給するようにしたものがある。
【０００３】
この種のインクジェットプリンタでは、インクタンクのインク液面との水頭差に応じた圧力でインクがインクジェットヘッドのノズルに供給されるので、インクタンクのインク液面をコントロールすることで、ノズルに安定した圧力でインクを供給することができる。なお、インクジェットヘッドに供給されたインクの余剰分は回収され、ポンプによってインクタンクに還流される。したがって、この種のインクジェットプリンタは、インクタンクからインクジェットヘッドを経て再びインクタンクにインクを循環させる循環型のインク供給経路を有している（例えば、特許文献１）。
【０００４】
ところで、インクジェットプリンタで用いるインクは、低温であるほど粘度が高くなる特性を有している。インクの粘度が高いとノズルからインクを適正な吐出速度で吐出できなくなる。そこで、インク循環経路を有するインクジェットプリンタにおいて、インクの温度が低い場合にインクを加熱し、適正な吐出速度でノズルから吐出できる粘度にするようにしたものもある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１９５８０号公報
【特許文献２】特開２００８−３７０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクの温度が適正な温度よりも低温になる理由は、例えば、印刷動作が長時間行われずインク循環経路におけるインクの循環が停止することにある。このとき、インクの温度が下がる程度は、インク循環経路自身やその周辺の構造、あるいは、インク循環経路のどこでインクを加熱するかによって等、様々な要因によって異なる。したがって、適正な温度よりも下がったインクを加熱する場合、インク循環経路の全体に亘ってインクの温度が適正な温度に上がるまでの間は、インク循環経路上の場所によってインクの粘度にばらつきが生じる可能性がある。
【０００７】
インク循環経路上でインクの粘度にばらつきが生じると、インク循環経路を循環するインクの流量が場所によってばらつくことになる。このようなインク流量のばらつきは、例えば、大気に連通するインクタンクのインク液面の位置を不安定にし、空気の混入したインクがインクジェットヘッドに供給される要因になりかねない。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、インク循環経路上の大気に連通したインクタンクからインクジェットヘッドに、両者のインク液面の水頭差に応じた圧力でインクを供給するインクジェットプリンタにおいて、空気が混入したインクがインクジェットヘッドに供給されるのを、インクの温度が低い場合であっても、より高い精度で防止することができ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】
上記目的を達成するために本発明は、
インクタンク（例えば、図１の上タンク３）と、該インクタンクから供給されたインクを用いてインク吐出動作を行うインクジェットヘッド（例えば、図１のインクジェットヘッド５）と、該インクジェットヘッドと前記インクタンクとの間でインクの循環を行うためのインク循環経路（例えば、図１のインク循環経路１５）とを備えるインクジェットプリンタ（例えば、図１のインクジェットプリンタ１）において、
前記インク循環経路から前記インクタンクに供給される上流側のインク（例えば、図１の循環ポンプ１１により下タンク７から上タンク３に還流されるインク）の粘度が前記インクタンクから前記インクジェットヘッドに供給される下流側のインク（例えば、図１の上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインク）の粘度よりも高い粘度差が生じているときに、該粘度差に伴い前記上流側のインクと前記下流側のインクとの間で生じる流量差を減少させる流量差減少手段（例えば、図１の下流側流路ブロック９０、上流側流路ブロック１３０、及び、温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１）を備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
上記発明では、インク循環経路からインクタンクに供給される上流側のインクの粘度がインクタンクからインクジェットヘッドに供給される下流側のインクの粘度よりも高い粘度差が生じると、上流側のインクの流路抵抗が下流側のインクの流路抵抗よりも大きくなる。この流路抵抗差は、上流側のインクの流量が下流側のインクの流量よりも低くなる流量差をもたらす。そして、このような流量差は、インクタンクのインク残量不足をもたらし、やがては、下流側のインクに対するインクタンクの空気層の空気混入をもたらす。
【００１１】
しかし、少なくとも上述した粘度差が生じているときに、流量差減少手段が上流側のインクと下流側のインクとの上記流量差を減少させることから、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、より高精度に防止することができる。
【００１２】
また、上記発明において、前記インクタンクのインク液面の上限値を検出する上限値検出手段（例えば、図１の液面センサ３５）と、該上限値検出手段の検出結果に基づいて前記インク液面の前記上限値への到達を周期的に監視する上限値監視手段（例えば、図９のステップＳ２５、Ｓ２７、図１０のステップＳ３１、Ｓ３３）とをさらに備え、前記流量差減少手段（例えば、図６のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７、又は、図８のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７Ａ）が前記インク流量差を減少させているときに前記上限値監視手段は、前記監視の周期を、前記流量差減少手段が前記インク流量差を減少させていないときの通常周期よりも長い周期に変更することを特徴とする。
【００１３】
上記発明では、流量差減少手段が上流側のインクと下流側のインクとの上記流量差を減少させている間は、インクタンクのインク残量が増加する傾向となる。したがって、上流側のインクと下流側のインクとの上記粘度差が解消するまでの間は、インクタンクのインク液面が上限値を一時的に超えることも想定される。
【００１４】
しかし、流量差減少手段により上記インク流量差が減少されている間は、上限値検出手段の検出結果に基づく上限値監視手段の監視が、流量差減少手段がインク流量差を減少させていないときの通常周期よりも長い周期で行われる。そのため、上限値監視手段の監視周期の到来後にインクタンクのインク液面が一時的に上限値を超えた場合に、次の監視周期の到来までの間に上流側のインクと下流側のインクとの上記粘度差が解消して流量差減少手段が上記インク流量差を減少させない状態に復帰し、インク液面が上限値以内に戻る可能性を、高めることができる。
【００１５】
よって、インクタンクのインク液面が上限値に達したことに対する上限値監視手段の監視感度を下げて、インクタンクのインク液面が継続的でなく一時的に上限値に達したことに対して、上限値監視手段が過敏に反応するのを防ぐことができる。
【００１６】
なお、本発明の第１の変形例として、請求項２に記載した本発明において、前記上流側のインクと前記下流側のインクとの各温度または両温度の温度差を検出する温度検出手段（例えば、図９のステップＳ２１、Ｓ２３）をさらに備え、前記流量差減少手段（例えば、図６のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７、又は、図８のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７Ａ）は前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記粘度差の有無を判別し、前記上限値監視手段は前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記監視の周期を前記通常周期と前記特別周期とのいずれか一方の周期とすることを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。
【００１７】
上記発明では、上限値監視手段の監視周期を通常周期と特別周期のどちらにするかが、上流側及び下流側の各インクの粘度と相関関係のある、温度検出手段の検出する上流側及び下流側の各インクの温度又は両インクの温度差に基づいて決定される。したがって、上流側と下流側の各インクの温度又は両インクの温度差を指標に、上流側と下流側の各インクに上記粘度差が生じているかどうかを正確に把握し、それに基づいて、上流側と下流側の各インクの流量差を減少させるか否かや、インクタンクのインク液面の上限値に関する監視周期を、精度よく判別、決定することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の変形例として、請求項２に記載した本発明又は上記第１の変形例に係る本発明において、前記上限値よりも高い前記インクタンクのインク液面の限界値を検出する限界値検出手段（例えば、図１の液面センサ３７）と、該限界値検出手段の検出結果に基づいて前記インク液面の前記限界値への到達を周期的に監視する限界値監視手段（例えば、図１０のステップＳ３５）とをさらに備えることを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。
【００１９】
上記発明では、流量差減少手段が上流側と下流側のインクの上記流量差を減少させることに伴って、インクタンクのインク液面が上限値を一時的に超えても、インクタンクのインク液面が限界値に達した場合は限界値監視手段によってそのことが把握される。したがって、インクタンクからインクがオーバーフローする前にそれを予防する対策を講じられるようにすることができる。
【００２０】
さらに、本発明の第３の変形例として、請求項１又は２に記載した本発明、若しくは、上記第１の変形例又は第２の変形例に係る本発明において、前記流量差減少手段は前記粘度差が生じているときに、通常は大気に連通している前記インクタンクを大気から遮断することを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。
【００２１】
上記発明では、上流側と下流側の各インクに上記粘度差が生じてインクタンクが大気から遮断されると、密閉状態となったインクタンクの空気層が限界まで減圧されるのにしたがい下流側のインクがインクジェットヘッドに供給されにくくなる。
【００２２】
そのため、インクタンクのインク残量の減少度合いが増加度合いに対して相対的に鈍化し、上流側のインクがインクタンクに供給されることによりインクタンクのインク残量が増加する傾向になる。これにより、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、簡便な構成でより高精度に防止することができる。
【００２３】
また、上記発明において、
前記流量差減少手段は、
前記インク循環経路において前記上流側のインクが通過する上流側流路（例えば、図２（ａ）の流路１３１〜１３７）を内部に有する上流側流路ブロック（例えば、図２（ａ）の上流側流路ブロック１３０）と、
前記インク循環経路において前記下流側のインクが通過する下流側流路（例えば、図２（ｂ）の流路９１〜９７）を内部に有する下流側流路ブロック（例えば、図２（ｂ）の下流側流路ブロック９０）と、
前記上流側流路を通過するインクを加熱する上流側加熱手段（例えば、図１の温度調整器２５）と、
前記下流側流路を通過するインクを加熱する下流側加熱手段（例えば、図１の温度調整器１７）と、
を有しており、
前記上流側加熱手段と前記下流側加熱手段とは、互いに等しい熱エネルギーを出力するように構成されており、
前記上流側流路と前記下流側流路とは、互いに等しい流路断面積で構成されており、
前記上流側流路ブロックは、前記下流側流路を通過するインクに対して前記下流側流路ブロックが前記下流側加熱手段からの熱エネルギーを伝達する効率よりも高い効率で、前記上流側流路を通過するインクに対して前記上流側加熱手段からの熱エネルギーを伝達するように構成されている、
ことを特徴とする。
【００２４】
上記発明では、上流側加熱手段と下流側加熱手段とがそれぞれ出力する互いに等しい熱エネルギーによって、上流側流路ブロックの上流側流路を通過するインクが、下流側流路ブロックの下流側流路を通過するインクよりも、高い熱伝達効率で熱エネルギーを受け取って効率良く加熱されることになる。したがって、上流側のインクが下流側のインクよりも早く加熱されて、上流側のインクの粘度が下流側のインクの粘度よりも早く下がることになる。
【００２５】
そのため、インクタンクのインク残量の減少度合いが増加度合いに対して相対的に鈍化し、上流側のインクがインクタンクに供給されることによりインクタンクのインク残量が増加する傾向になる。これにより、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、可動部品やその制御手段を用いずに簡便な構成で、より高精度に防止することができる。
【００２６】
しかも、上流側流路ブロックと下流側流路ブロックとでは、互いの流路断面積が同じであることから、上流側と下流側の各インクの上記粘度差が解消した後に、上流側と下流側の各インクには、流路断面積の差による流量差が生じない。このため、上流側と下流側の各インクに上記粘度差がない定常状態において、流量差減少手段の構造的な要因で両インクの間に流量差が生じてしまうのを、防ぐことができる。
【００２７】
さらに、上記発明において、
前記上流側流路は、
少なくとも１つの上流側大流量流路（例えば、図２（ａ）の流路１３３，１３５）と、
流路断面積が前記上流側大流量流路よりも小さく、かつ、該上流側大流量流路よりも前記上流側加熱手段から遠ざけて配置された少なくとも１つの上流側小流量流路（例えば、図２（ａ）の流路１３１，１３７）と、
を含んでおり、
前記下流側流路は、
少なくとも１つの下流側小流量流路（例えば、図２（ｂ）の流路９３，９５）と、
流路断面積が前記下流側小流量流路よりも大きく、かつ、該下流側小流量流路よりも前記下流側加熱手段から遠ざけて配置された少なくとも１つの下流側大流量流路（例えば、図２（ｂ）の流路９１，９７）と、
を含んでおり、
前記上流側大流量流路及び前記上流側小流量流路の総流路断面積は、前記下流側大流量流路及び前記下流側小流量流路の総流路断面積と等しい、
ことを特徴とする。
【００２８】
上記発明では、上流側流路ブロックと下流側流路ブロックとの間で、それぞれの流路の流路断面積と対応する上流側及び下流側の各加熱手段からの距離との違いにより、各流路を通過する上流側及び下流側の各インクの加熱効率が相違することになる。このため、上流側ブロック及び下流側ブロックをそれぞれ熱伝達率が異なる材料で形成する等の手当を行うことなく簡便な構成で、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、より高精度に防止することができる。
【００２９】
なお、本発明の第４の変形例として、請求項３又は４に記載した本発明において、前記上流側加熱手段と前記下流側加熱手段とは同一の加熱手段により構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。そのように構成すれば、上流側加熱手段と下流側加熱手段とを兼用とすることで、それらの配設スペースやインクジェットプリンタ全体の小型化を図ることができる。
【００３０】
また、上記発明において、
前記流量差減少手段は、
前記インク循環経路において前記インクタンクに流入するインクを加熱する上流側加熱手段（例えば、図１の温度調整器２５）と、
前記インク循環経路において前記インクタンクから前記インクジェットヘッドに流出するインクを加熱する下流側加熱手段（例えば、図１の温度調整器１７）と、
を有しており、
前記上流側加熱手段は、少なくとも前記粘度差が生じているときに、前記下流側加熱手段よりも高い熱エネルギーを出力する、
ことを特徴とする。
【００３１】
上記発明では、上流側加熱手段と下流側加熱手段との出力熱エネルギーの差によって、上流側と下流側の各インクの加熱効率を異ならせて、上流側のインクを下流側のインクよりも早く加熱し、上流側のインクの粘度を下流側のインクの粘度よりも早く下げることになる。
【００３２】
そのため、インクタンクのインク残量の減少度合いが増加度合いに対して相対的に鈍化し、上流側のインクがインクタンクに供給されることによりインクタンクのインク残量が増加する傾向になる。これにより、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、より高精度に防止することができる。
【００３３】
なお、本発明の第５の変形例として、請求項１又は２に記載した本発明、若しくは、上記第１の変形例、第２の変形例、又は、第３の変形例に係る本発明において、前記上流側のインクを前記インク循環経路から前記インクタンクに給送するメインポンプ（例えば、図１の循環ポンプ１１）をさらに備え、前記流量差減少手段は、前記粘度差が生じているときに前記メインポンプと並行して前記上流側のインクを前記インク循環経路から前記インクタンクに給送するサブポンプ（例えば、図７の補助ポンプ１１Ａ）を有していることを特徴とするインクジェットプリンタとしてもよい。
【００３４】
上記発明では、上流側と下流側の各インクに上記粘度差が生じると、メインポンプの作動と並行するサブポンプの追加作動によって、上流側のインクの流量が増加する。そのため、インクタンクのインク残量の減少度合いが増加度合いに対して相対的に鈍化し、上流側のインクがインクタンクに供給されることによりインクタンクのインク残量が増加する傾向になる。これにより、インクタンクのインク残量不足やそれに伴う下流側のインクへの空気混入を、インクの温度が低い場合でも、より高精度に防止することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、空気が混入したインクがインクジェットヘッドに供給されるのを、インクの温度が低い場合であっても、より高い精度で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタのインク流路と温度調整器のヒータとの構造及び位置関係を示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例に係るインクジェットプリンタのインク流路と温度調整器のヒータとの構造及び位置関係を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態の他の変形例に係るインクジェットプリンタのインク流路と温度調整器のヒータとの構造及び位置関係を示す説明図である。
【図５】本発明の第３及び第４実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによるウォームアップ動作に関連する処理の概要を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによるウォームアップ動作に関連する処理の概要を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによる上タンクのインク液面の監視周期判定処理の概要を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによる上タンク液面監視処理の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す説明図である。図１に示す本実施形態のインクジェットプリンタ１は、水性インクを用いて印刷を行うものであり、上タンク３からインクジェットヘッド５を経て下タンク７に至るインク流路９と、下タンク７から循環ポンプ１１を経て上タンク３に至るインク流路１３とにより構成される、インク循環経路１５を有している。
【００３８】
前記上タンク３（請求項中のインクタンクに相当）は、大気開放弁３１を介して大気と連通する空気層３３を内部に有している。この空気層３３は、循環ポンプ１１の作動によりインク循環経路１５を循環するインクの圧力に生じる脈動に対する緩衝や、インクジェットヘッド５に設けられるノズルのインクメニスカスの圧力を安定させるためのバッファとして設けられる。また、上タンク３には、内部のインク液面の上限値とその上の限界値とをそれぞれ検出する２つの液面センサ３５，３７（請求項中の上限値検出手段及び限界値検出手段に相当）が設けられている。
【００３９】
前記インク流路９の途中には温度調整器１７（請求項中の下流側加熱手段に相当）が設けられている。この温度調整器１７は、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインク（請求項中の下流側のインクに相当）の温度を、インクジェットヘッド５においてインクが適切な吐出速度で吐出される適温に調節するものである。そのために温度調整器１７は、加熱用のヒータ１７１と冷却用のファン１７３及びヒートシンク、並びに、インク流路９を通過するインクの温度を検出する温度センサ１７５を有している。
【００４０】
前記インクジェットヘッド５は、ノズルが設けられたブロックを複数有しており、上タンク３よりも下方に配置されている。インクジェットヘッド５の各ノズルには、上タンク３のインク液面とノズルのインクメニスカスとの水頭差に応じた圧力で、インク流路９を介して上タンク３からインクが供給される。
【００４１】
前記下タンク７は、インクジェットヘッド５の下方に配置されており、インクジェットヘッド５から余剰のインクが自重により回収される。この下タンク７は、大気開放弁７１を介して大気と連通する空気層７３を内部に有している。この空気層７３は、インク循環経路１５におけるインクの循環停止中に、大気圧によりノズルのインクメニスカスの圧力を安定させるために設けられている。また、下タンク７には、大気開放弁７１と二股に圧力調整器７５が接続されている。この圧力調整器７５は、例えばベローズで構成され、必要に応じて下タンク７の空気層７３に負圧をかけるように構成されている。
【００４２】
さらに、下タンク７には、内部のインク液面の下限値を検出する液面センサ７７が設けられている。また、下タンク７には補給用インク流路１９と開閉弁２１とを介して補給用インクタンク２３が接続されている。液面センサ７７により下タンク７のインク液面が下限値まで減ったことが検出されると、開閉弁２１が適宜開放され、補給用インクタンク２３内のインクが補給用インク流路１９を介して下タンク７に適量供給される。
【００４３】
前記循環ポンプ１１（請求項中のメインポンプに相当）は、下タンク７のインクをインク流路１３を介して上タンク３に還流させる。このインク流路１３の途中には温度調整器２５（請求項中の上流側加熱手段に相当）が設けられている。この温度調整器２５は、循環ポンプ１１により下タンク７から上タンク３に還流されるインク（請求項中の上流側のインクに相当）の温度を、インクジェットヘッド５においてインクが適切な吐出速度で吐出される適温に調節するものである。そのために温度調整器２５は、上述した温度調整器１７と同様に、加熱用のヒータ２５１と冷却用のファン２５３及びヒートシンク、並びに、インク流路１３を通過するインクの温度を検出する温度センサ２５５を有している。
【００４４】
上述した本実施形態のインクジェットプリンタ１では、印刷ジョブの発生を待つ待機中には、インク循環経路１５におけるインクの循環が停止され、印刷ジョブが発生しウォームアップまたは印刷動作中となった場合には、インク循環経路１５におけるインクの循環が行われる。そして、これらの各動作中にインクジェットヘッド５のインクメニスカスに適正な負圧がかかるように、上タンク３や下タンク７の大気開放弁３１，７１が開閉されると共に、圧力調整器７５が作動される。
【００４５】
上述した構成のインクジェットプリンタ１において印刷ジョブ待ちの待機中が続くと、インク循環経路１５中のインクの温度が適温より低い温度に低下する。そのため、次に印刷ジョブが発生してインク循環経路１５におけるインクの循環が再開された場合に、温度調整器１７や温度調整器２５の温度センサ１７５，２５５で検出されるインクの温度が適温に満たないと、インクジェットプリンタ１がウォームアップ動作に入る。このウォームアップ動作では、上タンク３の大気開放弁３１が閉じられて、上タンク３の空気層３３が大気から遮断される。したがって、ウォームアップ動作中に上タンク３からインクジェットヘッド５にインクが供給されると、それと同量以上のインクが下タンク７から上タンク３に供給されない限り、上タンク３の空気層３３に負圧がかかり、上タンク３からインクジェットヘッド５へのインクの供給に制動がかけられることになる。この結果、上タンク３においては、大気開放弁３１が開放されている場合に比べて、インクジェットヘッド５に供給されるインク量が減ることになる。これを利用して、ウォームアップ動作中における上タンク３のインクが減る度合いを下げ、あるいは、上タンク３のインクがむしろ下タンク７からのインクの供給により増えるようにして、空気層３３の空気がインクに混入してインクジェットヘッド５に供給されてしまうのを抑制することもできる。
【００４６】
また、ウォームアップ動作では、インク循環経路１５を流れるインクが温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１によって適温に加熱される。インクが適温に加熱されると、ウォームアップ動作を終えてインクジェットプリンタ１は印刷動作に入り、インクジェットヘッド５のノズルからインクを吐出して印刷ジョブによる印字を行う。
【００４７】
次に、インク流路９，１３とこれらにそれぞれ取り付けられる温度調整器１７，２５のヒータとの構造や位置関係を、図２の説明図を参照して説明する。図２（ａ）は上タンク３よりもインク循環経路１５のインク循環方向における上流側に位置するインク流路１３と温度調整器２５のヒータ２５１との構造と位置関係の一例を示す説明図である。また、図２（ｂ）は上タンク３よりもインク循環経路１５のインク循環方向における下流側に位置するインク流路９と温度調整器１７のヒータ１７１との構造と位置関係の一例を示す説明図である。
【００４８】
図２（ａ）に示すように、インク流路１３は、４つの流路１３１〜１３７（請求項中の上流側流路に相当）が内部に形成された上流側流路ブロック１３０を有しており、この上流側流路ブロック１３０の側面に、温度調整器２５のヒータ２５１が取り付けられている。このヒータ２５１からの距離が近い上流側流路ブロック１３０の中央寄りの２つの流路１３３，１３５（請求項中の上流側大流量流路に相当）に比べて、ヒータ２５１からの距離が遠い上流側流路ブロック１３０の両端寄りの２つの流路１３１，１３７（請求項中の上流側小流量流路に相当）は、小さい流路断面積で構成されている。
【００４９】
また、図２（ｂ）に示すように、インク流路９は、４つの流路９１〜９７（請求項中の下流側流路に相当）が内部に形成された下流側流路ブロック９０を有しており、この下流側流路ブロック９０の側面に、温度調整器１７のヒータ１７１が取り付けられている。このヒータ１７１からの距離が近い下流側流路ブロック９０の中央寄りの２つの流路９３，９５（請求項中の下流側小流量流路に相当）に比べて、ヒータ１７１からの距離が遠い下流側流路ブロック９０の両端寄りの２つの流路９１，９７（請求項中の下流側大流量流路に相当）は、大きい流路断面積で構成されている。
【００５０】
なお、下流側流路ブロック９０の中央寄りの流路９３，９５は、上流側流路ブロック１３０の両端寄りの流路１３１，１３７と流路断面積が同じである。また、下流側流路ブロック９０の両端寄りの２つの流路９１，９７は、上流側流路ブロック１３０の中央寄りの２つの流路１３３，１３５と流路断面積が同じである。したがって、上流側流路ブロック１３０と下流側流路ブロック９０とは、互いの総流路断面積が等しくなるように構成されている。よって、上流側流路ブロック１３０の各流路１３１〜１３７を通過するインクの粘度と下流側流路ブロック９０の各流路９１〜９７を通過するインクの粘度と差がなければ、流路１３１〜１３７を流れるインクの総流量と流路９１〜９７を流れるインクの総流量とは等しくなる。
【００５１】
本実施形態のインクジェットプリンタ１では、インク流路９，１３のインクをそれぞれ加熱する際に、温度調整器１７のヒータ１７１と温度調整器２５のヒータ２５１とが等しい量の熱エネルギーを出力する。なお、本実施形態では、下流側流路ブロック９０、上流側流路ブロック１３０、及び、温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１によって、請求項中の流量差減少手段が構成されている。
【００５２】
そして、図２（ａ）に示す上流側流路ブロック１３０では、流路断面積が大きく、かつ、インクとの接触面積が大きい流路１３３，１３５の方が、流路断面積が小さく、かつ、インクとの接触面積が小さい流路１３１，１３７よりも、ヒータ２５１からの熱伝達効率が高い。したがって、温度調整器２５のヒータ２５１によるインクの加熱中に、上流側流路ブロック１３０においては、流路断面積及びインクとの接触面積の大きい流路１３３，１３５を通過するインクの方が、流路断面積及びインクとの接触面積の小さい流路１３１，１３７を通過するインクよりも、効率良く加熱されて早く温度上昇し、粘度が早く下がって流路１３３，１３５を通過する際の流路抵抗が早く下がる。
【００５３】
これに対して、図２（ｂ）に示す下流側流路ブロック９０では、流路断面積が小さく、かつ、インクとの接触面積が小さい流路９３，９５の方が、流路断面積が大きく、かつ、インクとの接触面積が大きい流路９１，９７よりも、ヒータ１７１からの熱伝達効率が高い。したがって、温度調整器１７のヒータ１７１によるインクの加熱中に、下流側流路ブロック９０では、流路断面積及びインクとの接触面積の小さい流路９３，９５を通過するインクの方が、流路断面積及びインクとの接触面積の大きい流路９１，９７を通過するインクよりも、効率良く加熱されて早く温度上昇し、粘度が早く下がって流路９３，９５を通過する際の流路抵抗が早く下がる。
【００５４】
このように、上流側流路ブロック１３０では流路断面積及びインクとの接触面積が大きい流路１３３，１３５を通過するインクの加熱が先行するのに対して、下流側流路ブロック９０では流路断面積及びインクとの接触面積が小さい流路９１，９７を通過するインクの加熱が先行する。そして、温度調整器１７のヒータ１７１が出力する熱エネルギーと温度調整器２５のヒータ２５１が出力する熱エネルギーとが等しいので、上流側流路ブロック１３０の通路１３１〜１３７を通過するインクの方が、下流側流路ブロック９０の通路９１〜９７を通過するインクよりも早く加熱されて、粘度が早く下がる。このため、インク循環経路１５の全体に亘ってインクが適温に加熱されるまでの間は、上流側流路ブロック１３０の流路１３１〜１３７を通過するインクの流量が、下流側流路ブロック９０の流路９１〜９７を通過するインクの流量よりも高くなる。
【００５５】
したがって、インク循環経路１５の全体に亘ってインクが適温に加熱されるまでの間、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクよりも、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの方が多くなる。よって、ウォームアップ動作中に上タンク３のインクが減り空気層３３の空気がインクに混入してインクジェットヘッド５に供給されてしまうことがない。
【００５６】
このように構成された本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、インク循環経路１５のインクの温度が適温よりも下がってヒータ１７１，２５１による加熱が行われる場合に、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くすることができる。
【００５７】
このため、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクよりも、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの方が、より低い温度に下がって粘度が高くなっても、上タンク３から気泡混じりのインクがインクジェットヘッド５に供給されてしまうのを、防止することができる。
【００５８】
また、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とを上述したような構成としたので、それぞれ熱伝達率が異なる材料で形成しなくても、それぞれの流路９１〜９７，１３１〜１３７を通過するインクの加熱効率を異ならせて、各インクの温度上昇やそれに伴う粘度低下の速さを異ならせることができる。
【００５９】
なお、上述した実施形態では、下流側流路ブロック９０に取り付けてインク流路９のインクを加熱するヒータ１７１と、上流側流路ブロック１３０に取り付けてインク流路１３のインクを加熱するヒータ２５１とを個別に設けるものとした。しかし、例えば、図３の説明図に示す変形例のように、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とを並べて配置し、両者に共通のヒータ２７を取り付けるようにしてもよい。このように構成しても、上述した実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。また、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とでヒータ２７を兼用とすることで、ヒータ２７の配設スペースやインクジェットプリンタ１全体の小型化を図ることができる。
【００６０】
また、上述した実施形態では、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とがそれぞれ、流路断面積が異なる２種類の流路９１，９７、９３，９５、１３１，１３７、１３３，１３５を内部に有する構成のものとした。しかし、図４の説明図に示す他の変形例のように、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とがそれぞれ、同じ流路断面積の流路９１ａ〜９７ａ、１３１ａ〜１３７ａを内部に有する構成のものとしてもよい。
【００６１】
その場合には、各流路ブロック９０，１３０とも、流路９１ａ〜９７ａ、１３１ａ〜１３７ａを一方の側面に偏らせて配置し、下流側流路ブロック９０の流路９１ａ〜９７ａから離れた側面と、上流側流路ブロック１３０の流路１３１ａ〜１３７ａから近い側面とに、ヒータ２７を取り付けるようにすればよい。
【００６２】
このように構成すれば、ヒータ２７から相対的に離れている下流側流路ブロック９０の各流路９１ａ〜９７ａよりも、ヒータ２７に相対的に近い上流側流路ブロック１３０の各流路１３１ａ〜１３７ａの方が、ヒータ２７からの熱伝達効率が高くなる。したがって、上述した実施形態の変形例に係るインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
勿論、図４の説明図に示す構成の下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とのそれぞれの側面に、図１を参照して説明した上述の実施形態と同様に、個別のヒータ１７１，２５１を取り付けるように構成してもよい。その場合でも、上述した実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
さらに、上述した実施形態及びその各変形例では、下流側流路ブロック９０と上流側流路ブロック１３０とがそれぞれ、複数の流路９１ａ〜９７ａ、１３１ａ〜１３７ａを内部に有する構成とした。しかし、例えば、図４の説明図に示す下流側流路ブロック９０の複数の流路９１ａ〜９７ａを貫通させて１つの流路とし、かつ、上流側流路ブロック１３０の複数の流路１３１ａ〜１３７ａを貫通させて１つの流路として、互いの流路断面積を等しくする構成としてもよい。このように構成しても、ヒータ２７から相対的に離れる下流側流路ブロック９０の流路よりも、ヒータ２７に相対的に近い上流側流路ブロック１３０の各流路の方が、ヒータ２７からの熱伝達効率が高くなる。したがって、図４の説明図に示す下流側流路ブロック９０及び上流側流路ブロック１３０を有する変形例のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
次に、本発明の第２実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。本実施形態のインクジェットプリンタ１は、インク流路９，１３が下流側流路ブロック９０や上流側流路ブロック１３０を有していない点と、温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１がそれぞれ異なる量の熱エネルギーを出力する点が、第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１と異なっている。
【００６６】
そして、本実施形態のインクジェットプリンタ１では、ウォームアップ動作中に、ヒータ２５１がヒータ１７１よりも高い熱エネルギーを出力するように構成している。これにより、インク流路９を通過するインクよりもインク流路１３を通過するインクが高い熱エネルギーで加熱されて早く温度上昇し、粘度が早く下がってインク流路１３を通過する際の流路抵抗が早く下がる。
【００６７】
したがって、ウォームアップ動作によりインク循環経路１５の全体に亘ってインクが適温に加熱されるまでの間、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクよりも、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの方が多くなる。よって、ウォームアップ動作中に上タンク３のインクが減り空気層３３の空気がインクに混入してインクジェットヘッド５に供給されてしまうことがない。
【００６８】
このように構成された本実施形態のインクジェットプリンタ１によっても、上述した第１実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、上述した第２実施形態では、印刷ジョブの入力によりインクジェットプリンタ１が待機動作からウォームアップ動作に移行した際に、適温よりも低い温度に低下したインクを加熱するのに当たり、ヒータ２５１がヒータ１７１よりも高い熱エネルギーを出力して、インク流路９を通過するインクよりもインク流路１３を通過するインクを高い熱エネルギーで加熱する構成とした。
【００７０】
しかし、待機動作からウォームアップ動作への移行時にインク流路９，１３の各インク温度を実測し、上タンク３よりも上流側に当たるインク流路１３のインク温度の方が低かった場合にのみ、ヒータ２５１がヒータ１７１よりも高い熱エネルギーを出力して、インク流路９を通過するインクよりもインク流路１３を通過するインクを高い熱エネルギーで加熱する構成とすることもできる。
【００７１】
そこで、そのように構成した本発明の第３実施形態に係るインクジェットプリンタ１について、図５及び図６を参照して説明する。
【００７２】
図５は本発明の第３実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成を、後述する本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成と兼用して示すブロック図である。本実施形態のインクジェットプリンタ１は、全体制御用の制御ユニット２９を有している。この制御ユニット２９は、ＲＯＭ２９ｃに格納されたプログラムをＣＰＵ２９ａがＲＡＭ２９ｂの作業領域を使用しながら実行することで、各種の制御処理を実行する。
【００７３】
前記制御ユニット２９には、温度調整器１７，２５の各温度センサ１７５，２５５、上タンク３及び下タンク７の各液面センサ３５，３７，７７及び各大気開放弁３１，７１、圧力調整器７５、循環ポンプ１１、温度調整器１７，２５のヒータ１７１，２５１及びファン１７３，２５３、並びに、開閉弁２１が接続されている。なお、図５中の補助ポンプ１１Ａは、後述する第４実施形態のインクジェットプリンタ１に設けられた要素であり、本実施形態のインクジェットプリンタ１には存在しない。
【００７４】
次に、制御ユニット２９のＣＰＵ２９ａが実行するウォームアップ動作に関連する処理の概要を、図６のフローチャートにより説明する。まず、ＣＰＵ２９ａは、印刷ジョブの入力を待ち受ける（ステップＳ１でＮＯ）。印刷ジョブが入力された場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、ウォームアップが必要か否かを確認する（ステップＳ３）。この確認は、温度調整器１７，２５の各温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク温度が適温よりも低いか否かを判断することで行う。
【００７５】
ウォームアップが必要でない場合は（ステップＳ３でＮＯ）、後述するステップＳ１５に進む。ウォームアップが必要である場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク循環方向における上タンク３よりも上流側、つまり、インク流路１３のインク温度が、上タンク３よりも下流側、つまり、インク流路９のインク温度よりも低いか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００７６】
インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低い場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、インク流路１３の温度調整器２５のヒータ２５１を、インク流路９の温度調整器１７のヒータ１７１よりも高い熱エネルギーを出力するように作動させる（ステップＳ７）。一方、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低くない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、インク流路１３の温度調整器２５のヒータ２５１を、インク流路９の温度調整器１７のヒータ１７１と同じ熱エネルギーを出力するように作動させる（ステップＳ９）。
【００７７】
次に、ＣＰＵ２９ａは、温度調整器１７，２５の各温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク温度が適温まで上昇したか否かを確認する（ステップＳ１１）。適温まで上昇していない場合は（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ５にリターンし、適温まで上昇した場合は（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ウォームアップを終了し（ステップＳ１３）、印刷動作を開始する（ステップＳ１５）。そして、印刷動作が終了したならば（ステップＳ１７でＹＥＳ）、一連の処理を終了する。
【００７８】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図６のフローチャートにおけるステップＳ３乃至ステップＳ７が、請求項中の流量差減少手段に対応する処理となっている。
【００７９】
上述した本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、インク循環経路１５のインクの温度が適温よりも下がって、ウォームアップ動作としてヒータ１７１，２５１による加熱が行われる際、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低ければ、ヒータ２５１によるインク流路１３のインク加熱を高い熱エネルギーで行うことで、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くすることができる。
【００８０】
このため、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクよりも、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの方が、より低い温度に下がって粘度が高くなっても、上タンク３から気泡混じりのインクがインクジェットヘッド５に供給されてしまうのを、防止することができる。
【００８１】
以上に説明した第３実施形態のインクジェットプリンタ１では、待機動作からウォームアップ動作への移行時に、インク流路９のインク温度よりもインク流路１３のインク温度が高いときに、インク流路９のインクよりもインク流路１３のインクをヒータ２５１により高い熱エネルギーで加熱し、インク流路１３のインク粘度をインク流路９のインク粘度よりも下げて、インク流路１３のインク流量をインク流路９のインク流量よりも高くする構成とした。
【００８２】
しかし、ヒータ２５１の加熱量を高くしてインク流路１３のインク粘度を早く下げることでインク流路１３のインク流量を高くする代わりに、補助ポンプを用いてインク流路１３のインク流量を高くする構成とすることもできる。
【００８３】
そこで、そのように構成した本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタ１について、図５、図７及び図８を参照して説明する。
【００８４】
図７は本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す説明図である。本実施形態のインクジェットプリンタ１では、上述した第３実施形態のインクジェットプリンタ１に補助ポンプ１１Ａ（請求項中のサブポンプに相当）を追加している。この補助ポンプ１１Ａは、インク流路１３のバイパス流路１３Ａに接続されており、バイパス流路１３Ａは補助ポンプ１１Ａの吐出側において、逆止弁１１１を介してインク流路１３に合流している。
【００８５】
本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成は、図５のブロック図に示すとおりである。図５に示すように、上述した補助ポンプ１１Ａは制御ユニット２９に接続されている。
【００８６】
次に、制御ユニット２９のＣＰＵ２９ａが実行するウォームアップ動作に関連する処理の概要を、図８のフローチャートにより説明する。本実施形態のＣＰＵ２９ａは、図６を参照して説明した第３実施形態のＣＰＵ２９ａが行う処理と同様に、ステップＳ１及びステップＳ３の処理を行う。そして、ウォームアップが必要である場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、ヒータ１７１，２５１によるインク流路９，１３のインクの加熱と循環ポンプ１１の作動によるインク循環経路１５のインクの循環とによるウォームアップを開始する（ステップＳ４）。
【００８７】
そして、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低い場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、補助ポンプ１１Ａを作動させて（ステップＳ７Ａ）、次のステップＳ１１に移行する。一方、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低くない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、次のステップＳ１１に移行する。なお、ステップＳ１１以降の処理は、図６を参照して説明した第３実施形態のＣＰＵ２９ａが行う処理と同様である。
【００８８】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図８のフローチャートにおけるステップＳ３、ステップＳ５、及び、ステップＳ７Ａが、請求項中の流量差減少手段に対応する処理となっている。
【００８９】
上述した本実施形態のインクジェットプリンタ１によっても、インク循環経路１５のインクの温度が適温よりも下がって、ウォームアップ動作としてヒータ１７１，２５１による加熱が行われる際、インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低ければ、インク流路１３のバイパス流路１３Ａに設けた補助ポンプ１１Ａを作動させることで、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くすることができる。
【００９０】
このように構成された第４実施形態のインクジェットプリンタ１によっても、第３実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
以上に説明した第１乃至第４実施形態及び第１実施形態の各変形例のインクジェットプリンタ１では、上タンク３の液面センサ３５の検出結果に基づいて、上タンク３のインクが上限値に達したか否かの監視、つまり、オーバーフロー防止の監視を、制御ユニット２９が周期的に行う。そして、上タンク３のインクが上限値を超えたら、制御ユニット２９は、警報出力や上タンク３へのインクの流入停止等の対策を行う。また、制御ユニット２９は、下タンク７の液面センサ７７の検出結果に基づいて、下タンク７のインクが下限値まで低下したか否かの監視、つまり、インク残量及びインク補充の要否の監視を、所定のサンプリング周期毎に制御ユニット２９が行う。そして、下タンク７のインクが下限値まで低下したら、制御ユニット２９は、補給用インクタンク２３から補給用インク流路及び開閉弁２１を介してインクを下タンク７に補給させる。
【００９２】
ところで、上述した各実施形態及びその変形例において行われる、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作中には、上タンク３のインク液面が増加する傾向となる。そのため、上タンク３のインクが一時的に上限値を超える液面になる可能性がある。そのような上タンク３のインク液面の一時的な上限値オーバーを、監視中の制御ユニット２９がその都度把握してしまうと、上タンク３へのインクの流入停止等の対策が制御ユニット２９の制御等によって頻繁に行われてしまう可能性がある。また、この対策が行われると上タンク３のインク液面は上限値を下回る状態に復帰するが、この復帰の時点で、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作が、依然として行われていれば、上タンク３のインクは再び上限値を超える液面になる。したがって、制御ユニット２９が上タンク３のインクの監視を行う周期が短いと、上タンク３のインク液面が上限値を超える状態と、制御ユニット２９が実行する対策により上限値を下回る状態に上タンク３のインク液面が復帰する状態とが頻繁に繰り返し発生する可能性がある。
【００９３】
そこで、上述したような状態が発生するのを防止するように、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作中に、上タンク３のインク液面が上限値に達したか否かの制御ユニット２９による監視の周期を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作中でないときの通常周期よりも、長くするようにしてもよい。
【００９４】
また、上タンク３のインク液面が上限値に達したか否かの監視周期を長くするのに加えて、上限値よりも上の限界値に上タンク３のインク液面が達したか否かの監視を並行して行うようにしてもよい。
【００９５】
以下、そのように構成した本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタについて、図９及び図１０を参照して説明する。図９は本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによる上タンクのインク液面の監視周期判定処理の概要を示すフローチャートである。また、図１０は本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタの制御ユニットによる上タンクの液面監視処理の概要を示すフローチャートである。本実施形態では、制御ユニット２９が、図９及び図１０の各フローチャートに示す処理を、周期的に割込処理としてそれぞれ実行する。
【００９６】
なお、以下に説明する第５実施形態のインクジェットプリンタでは、上述した監視周期を変更する処理を、第３及び第４実施形態のインクジェットプリンタにおいて追加して実行する場合を例に取って説明する。
【００９７】
そして、図９に示すインク液面監視周期の判定処理では、ＣＰＵ２９ａは、温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク温度がインクジェットヘッド５のノズルから適正な突出速度でインクを突出できる適正温度であるか否かを確認する（ステップＳ２１）。適正温度である場合は（ステップＳ２１でＹＥＳ）、後述するステップＳ２５に移行する。
【００９８】
一方、適正温度よりも低い場合は（ステップＳ２１でＮＯ）、温度センサ１７５，２５５の検出結果に基づいて、インク循環経路１５のインク循環方向における上タンク３よりも上流側、つまり、インク流路１３のインク温度が、上タンク３よりも下流側、つまり、インク流路９のインク温度よりも低いか否かを確認する（ステップＳ２３）。
【００９９】
インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低くない場合と（ステップＳ２３でＮＯ）、インク循環経路１５のインク温度が適正温度である場合は（ステップＳ２１でＹＥＳ）、上タンク３のインク液面の監視周期を通常周期に設定する（ステップＳ２５）。インク流路１３のインク温度がインク流路９のインク温度よりも低い場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、上タンク３のインク液面の監視周期を、通常周期よりも長い周期（以下、「特別周期」という。）に設定する（ステップＳ２７）。
【０１００】
次に、図１０の上タンク液面監視処理では、ＣＰＵ２９ａは、図９のステップＳ２５又はステップＳ２７で設定した周期（通常周期または特別周期）が、前回の監視の実行から経過したか否かを確認する（ステップＳ３１）。経過していない場合は（ステップＳ３１でＮＯ）、上タンク液面監視処理を終了する。経過した場合は（ステップＳ３１でＹＥＳ）、液面センサ３５の検出結果に基づいて、上タンク３のインク液面が上限値に達したか否かを確認する（ステップＳ３３）。
【０１０１】
上限値に達していない場合は（ステップＳ３３でＮＯ）、上タンク液面監視処理を終了する。上限値に達した場合は（ステップＳ３３でＹＥＳ）、液面センサ３７の検出結果に基づいて、上タンク３のインク液面が限界値に達したか否かを確認する（ステップＳ３５）。限界値に達した場合は（ステップＳ３５でＹＥＳ）、循環ポンプ１１や補助ポンプ１１Ａの作動を停止させてインク循環経路１５のインクの循環を停止させて（ステップＳ３７）、上タンク液面監視処理を終了する。
【０１０２】
また、限界値に達していない場合は（ステップＳ３５でＮＯ）、インク循環経路１５のインク循環方向における上タンク３よりも上流側、つまり、インク流路１３のインク流量が、上タンク３よりも下流側、つまり、インク流路９のインク流量と等しくなるように、ヒータ１７１，２５１の出力を変更し、又は、補助ポンプ１１Ａの作動を停止させ（ステップＳ３９）、上タンク液面監視処理を終了する。
【０１０３】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図９のフローチャートにおけるステップＳ２１及びステップＳ２３が、請求項中の温度検出手段に対応する処理となっている。また、本実施形態では、図９中のステップＳ２５及びステップＳ２７と、図１０のフローチャートにおけるステップＳ３１及びステップＳ３３が、請求項中の上限値監視手段に対応する処理となっている。さらに、本実施形態では、図１０中のステップＳ３５が、請求項中の限界値監視手段に対応する処理となっている。
【０１０４】
このように構成した本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、下タンク７から上タンク３に供給されるインクの流量を、上タンク３からインクジェットヘッド５に供給されるインクの流量よりも多くする動作中に、上タンク３のインク液面が一時的に上限値を超えたことが、制御ユニット２９によって頻繁に把握されてしまうのを、監視周期の延長という感度を鈍化させる処理の実行によって、防止することができる。また、監視周期を通常周期とするかそれより長い特別周期とするかを、インク粘度との相関関係がある温度センサ１７５，２５５の検出結果（インク温度）に基づいて決定するので、状況に適した監視周期を適切に決定することができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、上タンク３のインク液面が限界値に達したか否かを並行して監視するので、限界値を超えてインクが上タンク３からオーバーフローする前に、それに近い状況であることを制御ユニット２９によって監視させ、インク循環経路１５のインク循環を停止させる等の適切な対策を講じさせることができる。
【０１０６】
なお、本発明は、内部に空気層を有するタンクをインクジェットヘッドよりも上方に配置したインク循環方式のインクジェットプリンタの全般に、広く適用可能である。また、本発明を適用可能なインクジェットプリンタは水性インクを用いるものに限られず、溶剤インクやエマルションインク等の液体インクを用いるインクジェットプリンタにも本発明が適用可能であることは、言うまでもない。さらに、本発明は、インクジェット方式のカラープリンタとモノクロプリンタのどちらにも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ インクジェットプリンタ
３ 上タンク
５ インクジェットヘッド
７ 下タンク
９ インク流路
１１ 循環ポンプ
１１Ａ 補助ポンプ
１３ インク流路
１３Ａ バイパス流路
１５ インク循環経路
１７ 温度調整器
１９ 補給用インク流路
２１ 開閉弁
２３ 補給用インクタンク
２５ 温度調整器
２７ ヒータ
２９ 制御ユニット
２９ａ ＣＰＵ
２９ｂ ＲＡＭ
２９ｃ ＲＯＭ
３１ 大気開放弁
３３ 空気層
３５ 液面センサ
３７ 液面センサ
７１ 大気開放弁
７３ 空気層
７５ 圧力調整器
７７ 液面センサ
９０ 下流側流路ブロック
９１〜９７ 流路
９１ａ〜９７ａ 流路
１１１ 逆止弁
１３０ 上流側流路ブロック
１３１〜１３７ 流路
１３１ａ〜１３７ａ 流路
１７１ ヒータ
１７３ ファン
１７５ 温度センサ
２５１ ヒータ
２５３ ファン
２５５ 温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクタンクと、該インクタンクから供給されたインクを用いてインク吐出動作を行うインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドと前記インクタンクとの間でインクの循環を行うためのインク循環経路とを備えるインクジェットプリンタにおいて、
前記インク循環経路から前記インクタンクに供給される上流側のインクの粘度が前記インクタンクから前記インクジェットヘッドに供給される下流側のインクの粘度よりも高い粘度差が生じているときに、該粘度差に伴い前記上流側のインクと前記下流側のインクとの間で生じる流量差を減少させる流量差減少手段を備える、
ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記インクタンクのインク液面の上限値を検出する上限値検出手段と、該上限値検出手段の検出結果に基づいて前記インク液面の前記上限値への到達を周期的に監視する上限値監視手段とをさらに備え、前記流量差減少手段が前記インク流量差を減少させているときに前記上限値監視手段は、前記監視の周期を、前記流量差減少手段が前記インク流量差を減少させていないときの通常周期よりも長い周期に変更することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記流量差減少手段は、
前記インク循環経路において前記上流側のインクが通過する上流側流路を内部に有する上流側流路ブロックと、
前記インク循環経路において前記下流側のインクが通過する下流側流路を内部に有する下流側流路ブロックと、
前記上流側流路を通過するインクを加熱する上流側加熱手段と、
前記下流側流路を通過するインクを加熱する下流側加熱手段と、
を有しており、
前記上流側加熱手段と前記下流側加熱手段とは、互いに等しい熱エネルギーを出力するように構成されており、
前記上流側流路と前記下流側流路とは、互いに等しい流路断面積で構成されており、
前記上流側流路ブロックは、前記下流側流路を通過するインクに対して前記下流側流路ブロックが前記下流側加熱手段からの熱エネルギーを伝達する効率よりも高い効率で、前記上流側流路を通過するインクに対して前記上流側加熱手段からの熱エネルギーを伝達するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記上流側流路は、
少なくとも１つの上流側大流量流路と、
流路断面積が前記上流側大流量流路よりも小さく、かつ、該上流側大流量流路よりも前記上流側加熱手段から遠ざけて配置された少なくとも１つの上流側小流量流路と、
を含んでおり、
前記下流側流路は、
少なくとも１つの下流側小流量流路と、
流路断面積が前記下流側小流量流路よりも大きく、かつ、該下流側小流量流路よりも前記下流側加熱手段から遠ざけて配置された少なくとも１つの下流側大流量流路と、
を含んでおり、
前記上流側大流量流路及び前記上流側小流量流路の総流路断面積は、前記下流側大流量流路及び前記下流側小流量流路の総流路断面積と等しい、
ことを特徴とする請求項３記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記流量差減少手段は、
前記インク循環経路において前記インクタンクに流入するインクを加熱する上流側加熱手段と、
前記インク循環経路において前記インクタンクから前記インクジェットヘッドに流出するインクを加熱する下流側加熱手段と、
を有しており、
前記上流側加熱手段は、少なくとも前記粘度差が生じているときに、前記下流側加熱手段よりも高い熱エネルギーを出力する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１】
インクタンクと、該インクタンクから供給されたインクを用いてインク吐出動作を行うインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドと前記インクタンクとの間でインクの循環を行うためのインク循環経路とを備えるインクジェットプリンタにおいて、
前記インク循環経路から前記インクタンクに供給される上流側のインクの粘度が前記インクタンクから前記インクジェットヘッドに供給される下流側のインクの粘度よりも高い粘度差が生じているときに、該粘度差に伴い前記上流側のインクと前記下流側のインクとの間で生じる流量差を減少させる流量差減少手段を備える、
ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記インクタンクのインク液面の上限値を検出する上限値検出手段と、該上限値検出手段の検出結果に基づいて前記インク液面の前記上限値への到達を周期的に監視する上限値監視手段とをさらに備え、前記流量差減少手段が前記インク流量差を減少させているときに前記上限値監視手段は、前記監視の周期を、前記流量差減少手段が前記インク流量差を減少させていないときの通常周期よりも長い周期に変更することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記流量差減少手段は、
前記インク循環経路において前記上流側のインクが通過する上流側流路を内部に有する上流側流路ブロックと、
前記インク循環経路において前記下流側のインクが通過する下流側流路を内部に有する下流側流路ブロックと、
前記上流側流路を通過するインクを加熱する上流側加熱手段と、
前記下流側流路を通過するインクを加熱する下流側加熱手段と、
を有しており、
前記上流側加熱手段と前記下流側加熱手段とは、互いに等しい熱エネルギーを出力するように構成されており、
前記上流側流路と前記下流側流路とは、互いに等しい流路断面積で構成されており、
前記上流側流路ブロックは、前記下流側流路を通過するインクに対して前記下流側流路ブロックが前記下流側加熱手段からの熱エネルギーを伝達する効率よりも高い効率で、前記上流側流路を通過するインクに対して前記上流側加熱手段からの熱エネルギーを伝達するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記上流側流路は、
少なくとも１つの上流側大流量流路と、
流路断面積が前記上流側大流量流路よりも小さく、かつ、該上流側大流量流路よりも前記上流側加熱手段から遠ざけて配置された少なくとも１つの上流側小流量流路と、
を含んでおり、
前記下流側流路は、
少なくとも１つの下流側小流量流路と、
流路断面積が前記下流側小流量流路よりも大きく、かつ、該下流側小流量流路よりも前記下流側加熱手段から遠ざけて配置された少なくとも１つの下流側大流量流路と、
を含んでおり、
前記上流側大流量流路及び前記上流側小流量流路の総流路断面積は、前記下流側大流量流路及び前記下流側小流量流路の総流路断面積と等しい、
ことを特徴とする請求項３記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記流量差減少手段は、
前記インク循環経路において前記インクタンクに流入するインクを加熱する上流側加熱手段と、
前記インク循環経路において前記インクタンクから前記インクジェットヘッドに流出するインクを加熱する下流側加熱手段と、
を有しており、
前記上流側加熱手段は、少なくとも前記粘度差が生じているときに、前記下流側加熱手段よりも高い熱エネルギーを出力する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２１３０４４（Ｐ２０１１−２１３０４４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８５１４３（Ｐ２０１０−８５１４３）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【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２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【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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