特許 6393553 インクジェット印刷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6393553

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】インクジェット印刷装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/18 20060101AFI20180910BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20180910BHJP

   B41J 2/195 20060101ALI20180910BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/18

   B41J2/175 501

   B41J2/195

   B41J2/175 171

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-168226(P2014-168226)

(22)【出願日】2014年8月21日

(65)【公開番号】特開2016-43529(P2016-43529A)

(43)【公開日】2016年4月4日

【審査請求日】2017年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000250502

【氏名又は名称】理想科学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(72)【発明者】

【氏名】杉谷 寛

(72)【発明者】

【氏名】下田 亜紗代

【審査官】 牧島 元

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０５１１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４０１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８４３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４９５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９１４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６０８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６２２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４１８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０７０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２００６４４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／０１−２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッド、インクを貯留するインクタンク、前記インクタンクと前記インクジェットヘッドとの間でインクを循環させる循環経路、インクを循環させるために前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへインクを送液するインクポンプ、インク温度を検出するインク温度検出部を有する印刷部と、
前記インクタンクに負圧を付与するとともに、前記インクタンクの圧力を調整する圧力調整部と、
前記印刷部のインク温度に基づき設定負圧を決定し、前記圧力調整部を制御して前記インクタンクの圧力を前記設定負圧に調整するとともに、前記設定負圧に基づき前記インクポンプの駆動率を調整する制御部と
を備えることを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項2】

インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッド、インクを貯留するインクタンク、前記インクタンクと前記インクジェットヘッドとの間でインクを循環させる循環経路、インクを循環させるために前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへインクを送液するインクポンプ、インク温度を検出するインク温度検出部をそれぞれ有する複数の印刷部と、
すべての前記印刷部に共通に設けられ、前記インクタンクに負圧を付与するとともに、前記インクタンクの圧力を調整する圧力調整部と、
前記各印刷部のインク温度に基づき設定負圧を決定するとともに、前記設定負圧、インク温度、および規定ノズル圧に応じたインクの必要循環流量を前記印刷部ごとに決定し、前記圧力調整部を制御して前記各印刷部の前記インクタンクの圧力を前記設定負圧に調整するとともに、前記印刷部ごとに前記設定負圧、インク温度、および前記必要循環流量に応じた駆動率で前記インクポンプを駆動させる制御部と
を備えることを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項3】

インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッド、インクを貯留するインクタンク、前記インクタンクと前記インクジェットヘッドとの間でインクを循環させる循環経路、インクを循環させるために前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへインクを送液するインクポンプ、インク温度を検出するインク温度検出部を有する印刷部と、
前記インクタンクに負圧を付与するとともに、前記インクタンクの圧力を調整する圧力調整部と、
前記印刷部のインク温度に基づき設定負圧を決定し、前記圧力調整部を制御して前記インクタンクの圧力を前記設定負圧に調整するとともに、前記設定負圧およびインク温度に基づき前記インクポンプの駆動率を調整する制御部と
を備えることを特徴とするインクジェット印刷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インク循環式のインクジェット印刷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インクを循環させつつインクジェットヘッドからインクを吐出して印刷するインク循環式のインクジェット印刷装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、インク循環方式として、インクジェットヘッドのノズル圧を適正に設定し、かつ、ピエゾ素子の冷却効果等を得るのに必要な循環流量を得るために、インクジェットヘッドの下流側に負圧を生成するとともに、インクジェットヘッドへインクポンプでインクを圧送することによりインクを循環させる方式が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−１６２２６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

インクジェットヘッドは、インクの吐出動作により発熱する。これにより、インクの温度が上昇し、インクの粘度が低下する。

【0006】

上述のインク循環方式では、インクの温度にかかわらず、インクジェットヘッドの下流側の負圧は一定に維持される。このため、インクの温度が上昇して粘度が低下すると、適正なノズル圧を維持するためには、インクジェットヘッドへのインクの送液量を増加させる必要がある。これにより、インクポンプの負荷が大きくなるとともに、循環流量が必要以上になってノズル圧の変動が大きくなる懸念がある。ノズル圧の変動が大きくなると、インク吐出が不安定になり印刷画質が低下するおそれがある。

【0007】

本発明は上記に鑑みてなされたもので、インクポンプの負荷を抑えつつ、印刷画質の低下を抑制できるインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェット印刷装置の第１の特徴は、インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッド、インクを貯留するインクタンク、前記インクタンクと前記インクジェットヘッドとの間でインクを循環させる循環経路、インクを循環させるために前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへインクを送液するインクポンプ、インク温度を検出するインク温度検出部を有する印刷部と、前記インクタンクに負圧を付与するとともに、前記インクタンクの圧力を調整する圧力調整部と、前記印刷部のインク温度に応じて、前記圧力調整部を制御して前記インクタンクの圧力を調整するとともに、前記インクポンプの駆動率を調整する制御部とを備えることにある。

【0009】

本発明に係るインクジェット印刷装置の第２の特徴は、前記印刷部を複数備え、前記圧力調整部は、すべての前記印刷部に共通のものであり、前記制御部は、前記各印刷部のインク温度に基づき設定負圧を決定するとともに、前記設定負圧、インク温度、および規定ノズル圧に応じたインクの必要循環流量を前記印刷部ごとに決定し、前記圧力調整部を制御して前記各印刷部の前記インクタンクの圧力を前記設定負圧に調整するとともに、前記印刷部ごとに前記設定負圧、インク温度、および前記必要循環流量に応じた駆動率で前記インクポンプを駆動させることにある。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係るインクジェット印刷装置の第１の特徴によれば、印刷部のインク温度に応じてインクタンクの圧力およびインクポンプの駆動率を調整することで、インク温度の変動に応じたインクの循環流量の変動およびノズル圧の変動を抑制できる。これにより、インクポンプの負荷を抑えつつ、印刷画質の低下を抑制できる。

【0011】

本発明に係るインクジェット印刷装置の第２の特徴によれば、印刷部を複数備え、圧力調整部がすべての印刷部に共通であるインクジェット印刷装置において、制御部は、各印刷部のインク温度に基づき設定負圧を決定するとともに、設定負圧、インク温度、および規定ノズル圧に応じたインクの必要循環流量を印刷部ごとに決定する。そして、制御部は、圧力調整部により各印刷部のインクタンクの圧力を設定負圧に調整するとともに、印刷部ごとに設定負圧、インク温度、および必要循環流量に応じた駆動率でインクポンプを駆動させる。これにより、各印刷部におけるインク温度の変動に応じたインクの循環流量の変動およびノズル圧の変動を抑制できる。この結果、各印刷部のインクポンプの負荷を抑えつつ、印刷画質の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態に係るインクジェット印刷装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示すインクジェット印刷装置の印刷部および圧力調整部の概略構成図である。

【図3】インクポンプの送液特性の一例を示す図である。

【図4】図１に示すインクジェット印刷装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等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ことに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

【0014】

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、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。

【0015】

図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット印刷装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すインクジェット印刷装置の印刷部および圧力調整部の概略構成図である。なお、以下の説明における上下方向は鉛直方向であり、図２における紙面の上下を上下方向とする。

【0016】

図１に示すように、本実施の形態に係るインクジェット印刷装置１は、４つの印刷部２と、圧力調整部３と、搬送部４と、制御部５とを備える。

【0017】

印刷部２は、インクを循環させつつ、搬送部４により搬送される用紙にインクを吐出して画像を印刷する。４つの印刷部２は、それぞれ異なる色（例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））のインクを吐出する。４つの印刷部２は、吐出するインクの色が異なる以外は、同様の構成を有する。

【0018】

図２に示すように、印刷部２は、インクジェットヘッド１１と、インク循環部１２と、インク補給部１３とを備える。

【0019】

インクジェットヘッド１１は、インク循環部１２により供給されるインクを吐出する。インクジェットヘッド１１は、複数のヘッドモジュール１６からなる。

【0020】

ヘッドモジュール１６は、インクを貯留するインクチャンバ（図示せず）と、インクを吐出する複数のノズル（図示せず）とを有する。インクチャンバ内には、ピエゾ素子（図示せず）が配置されている。ピエゾ素子の駆動により、ノズルからインクが吐出される。複数のヘッドモジュール１６は、ノズルが開口するノズル面（下面）の高さが、すべてのヘッドモジュール１６で同じ高さになるように配置されている。

【0021】

インク循環部１２は、インクを循環させつつインクジェットヘッド１１にインクを供給する。インク循環部１２は、インクタンク２１と、分配器２２と、集合器２３と、インクポンプ２４と、インク温度調整部２５と、インク温度センサ（請求項のインク温度検出部に相当）２６と、インク導管２７，２８とを備える。

【0022】

インクタンク２１は、インクジェットヘッド１１に供給するインクを貯留する。インクタンク２１には、インク補給部１３によりインクが補給される。また、インクタンク２１には、インクジェットヘッド１１で消費されなかったインクが集合器２３およびインク導管２８を介して帰還する。インクタンク２１内には、インクの液面上に空気層が形成されている。インクタンク２１は、インクジェットヘッド１１より低い位置（下方）に配置されている。

【0023】

インクタンク２１には、液面センサ２９が設けられている。液面センサ２９は、インクタンク２１内のインクの液面高さが基準高さに達しているか否かを検出するためのものである。液面センサ２９は、インクタンク２１内のインクの液面高さが基準高さ以上である場合に「オン」を示す信号を出力し、基準高さ未満である場合に「オフ」を示す信号を出力する。

【0024】

分配器２２は、インク導管２７を介してインクタンク２１から供給されるインクを、インクジェットヘッド１１の各ヘッドモジュール１６に分配する。

【0025】

集合器２３は、インクジェットヘッド１１で消費されなかったインクを各ヘッドモジュール１６から集める。集合器２３により集められたインクは、インク導管２８を介してインクタンク２１へと流れる。

【0026】

インクポンプ２４は、インクを循環させるために、インクタンク２１からインクジェットヘッド１１へインクを送液する。インクポンプ２４は、インク導管２７の途中に設けられている。

【0027】

インク温度調整部２５は、インク循環部１２におけるインクの温度を調整する。インク温度調整部２５は、インク導管２７の途中に設けられている。インク温度調整部２５は、ヒータ３１と、ヒートシンク３２と、冷却ファン３３とを備える。

【0028】

ヒータ３１は、インク導管２７内のインクを加熱する。ヒートシンク３２は、放熱によりインク導管２７内のインクを冷却する。冷却ファン３３は、ヒートシンク３２に冷却風を送る。

【0029】

インク温度センサ２６は、インク循環部１２におけるインク温度Ｔｉを検出する。インク温度センサ２６は、インク導管２７の途中に設けられている。

【0030】

インク導管２７は、インクタンク２１と分配器２２とを接続する。インク導管２７には、インクタンク２１から分配器２２に向かってインクが流れる。インク導管２８は、集合器２３とインクタンク２１とを接続する。インク導管２８には、集合器２３からインクタンク２１に向かってインクが流れる。インク導管２７，２８と分配器２２と集合器２３とにより、インクタンク２１とインクジェットヘッド１１との間でインクを循環させる循環経路が形成される。

【0031】

インク補給部１３は、インク循環部１２にインクを補給する。インク補給部１３は、インクカートリッジ３６と、インク補給弁３７と、インク導管３８とを備える。

【0032】

インクカートリッジ３６は、インクジェットヘッド１１による印刷に用いるインクを収容している。インクカートリッジ３６内のインクは、インク導管３８を介してインク循環部１２のインクタンク２１に供給される。

【0033】

インク補給弁３７は、インク導管３８内のインクの流路を開閉する。インクタンク２１へインクを補給する際、インク補給弁３７が開かれる。

【0034】

インク導管３８は、インクカートリッジ３６とインクタンク２１とを接続する。インク導管３８には、インクカートリッジ３６からインクタンク２１に向かってインクが流れる。

【0035】

圧力調整部３は、インクタンク２１に負圧を付与するとともに、インクタンク２１の圧力を調整する。圧力調整部３は、すべての印刷部２に共通のものである。圧力調整部３は、共通気室４１と、エアポンプ４２と、大気開放弁４３と、圧力調整弁４４と、圧力センサ４５と、４本の空気導管４６と、空気導管４７〜４９とを備える。

【0036】

共通気室４１は、各印刷部２のインクタンク２１の圧力を等しくするための気室である。共通気室４１は、４本の空気導管４６を介して４つの印刷部２のインクタンク２１の空気層と連通されている。これにより、各印刷部２のインクタンク２１どうしが、共通気室４１および空気導管４６を介して連通されている。

【0037】

エアポンプ４２は、空気導管４７を介して空気を共通気室４１から吸引し、共通気室４１および各印刷部２のインクタンク２１に負圧を付与する。エアポンプ４２は、空気導管４７の途中に設けられている。

【0038】

大気開放弁４３は、共通気室４１および各印刷部２のインクタンク２１を密閉状態（大気から遮断した状態）と大気開放状態（大気に通じた状態）との間で切り替えるために、空気導管４８内の空気の流路を開閉する。大気開放弁４３は、空気導管４８の途中に設けられている。

【0039】

圧力調整弁４４は、共通気室４１および各印刷部２のインクタンク２１の圧力を調整するために、空気導管４９内の空気の流路を開閉する。圧力調整弁４４は、空気導管４９の途中に設けられている。

【0040】

圧力センサ４５は、共通気室４１内の圧力を検出する。共通気室４１内の圧力は、各印刷部２のインクタンク２１内の圧力と等しい。空気導管４６により共通気室４１と各印刷部２のインクタンク２１の空気層とが連通されているためである。

【0041】

４本の空気導管４６は、共通気室４１と４つの印刷部２のインクタンク２１とを接続する。空気導管４６は、一端が共通気室４１に接続され、他端がインクタンク２１の空気層に接続されている。

【0042】

空気導管４８は、共通気室４１およびインクタンク２１を大気開放するための空気の流路を形成する。空気導管４８は、一端が共通気室４１に接続され、他端が大気に通じている。

【0043】

空気導管４９は、共通気室４１およびインクタンク２１の圧力調整のための空気の流路を形成する。空気導管４９は、空気導管４８より流路抵抗が大きいパイプからなる。具体的には、空気導管４９は、空気導管４８より細いパイプからなる。空気導管４９は、一端が共通気室４１に接続され、他端が大気に通じている。

【0044】

搬送部４は、給紙台（図示せず）から用紙を取り出し、その用紙を搬送経路（図示せず）に沿って搬送する。搬送部４は、用紙を搬送するためのローラ、ローラを駆動させるモータ（いずれも図示せず）等を有する。

【0045】

制御部５は、インクジェット印刷装置１の各部の動作を制御する。制御部５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えて構成される。

【0046】

制御部５は、各印刷部２のインク温度Ｔｉに応じて、インクタンク２１の圧力を圧力調整部３により調整するとともに、インクポンプ２４の駆動率（デューティ比）を調整する。

【0047】

具体的には、制御部５は、各印刷部２のインク温度Ｔｉに基づきインクタンク２１の設定負圧Ｐｆを決定するとともに、設定負圧Ｐｆ、インク温度Ｔｉ、および規定ノズル圧Ｐｎに応じたインクの必要循環流量Ｑｎを印刷部２ごとに決定する。また、制御部５は、印刷部２ごとに設定負圧Ｐｆ、インク温度Ｔｉ、および必要循環流量Ｑｎに応じたインクポンプ２４の駆動率を決定する。そして、制御部５は、圧力調整部３により各インクタンク２１の圧力を設定負圧Ｐｆに調整するとともに、印刷部２ごとに決定した駆動率でインクポンプ２４を駆動させる。

【0048】

制御部５は、インク循環部１２における上流側流路、下流側流路のそれぞれについて、インクの粘度あたりの流路抵抗（流路抵抗／粘度）の理論値を記憶している。

【0049】

上流側流路は、インク導管２７と、分配器２２と、インクジェットヘッド１１の各ヘッドモジュール１６の入力ポートとノズルとの間の流路とからなるインクの流路である。下流側流路は、インクジェットヘッド１１の各ヘッドモジュール１６のノズルと出力ポートとの間の流路と、集合器２３と、インク導管２８とからなるインクの流路である。

【0050】

流路抵抗は、インクの粘度μに比例する。粘度あたりの流路抵抗は、その比例係数である。粘度あたりの流路抵抗は、流路形状で決まるものである。粘度あたりの流路抵抗は、インク温度Ｔｉに応じた粘度μから、上流側流路の流路抵抗Ｒｕおよび下流側流路の流路抵抗Ｒｄを算出するために用いられる。下流側流路の流路抵抗Ｒｄは、設定負圧Ｐｆを決定する際に、後述の標準負圧Ｐｔを算出するために用いられる。上流側流路の流路抵抗Ｒｕは、インクポンプ２４の駆動率を決定するために必要な負荷圧力Ｐを算出するために用いられる。

【0051】

制御部５は、各印刷部２に対応する各色のインクのそれぞれについて、インク温度Ｔｉからインクの粘度μを求めるための算出式を記憶している。インクの粘度μは、上流側流路の流路抵抗Ｒｕおよび下流側流路の流路抵抗Ｒｄを算出するために用いられる。

【0052】

制御部５は、各色のインクのそれぞれについて、インク温度Ｔｉからインクの密度ρを求めるための算出式を記憶している。インクの密度ρは、設定負圧Ｐｆを決定する際に、後述の標準負圧Ｐｔを算出するために用いられる。また、インクの密度ρは、インクポンプ２４の駆動率を決定する際に、後述の必要循環流量Ｑｎを算出するために用いられる。

【0053】

制御部５は、インクポンプ２４の負荷圧力Ｐおよび流量Ｑから駆動率（デューティ比）を求めるための算出式を記憶している。ここで、インクポンプ２４は、例えば図３に示すような、駆動率に応じた送液特性（ＰＱ特性）を有している。インクポンプ２４の駆動率の算出式は、図３のようなＰＱ特性に基づき、負荷圧力Ｐおよび流量Ｑから駆動率が算出できるように作成されたものである。インクポンプ２４の駆動率の算出式は、負荷圧力Ｐの範囲に応じて複数存在することがある。

【0054】

次に、インクジェット印刷装置１の動作について説明する。

【0055】

図４は、インクジェット印刷装置１の動作を説明するためのフローチャートである。図４のフローチャートの処理は、インクジェット印刷装置１に印刷ジョブが入力されることにより開始となる。

【0056】

図４のステップＳ１において、制御部５は、圧力センサ４５の初期化を行う。

【0057】

次いで、ステップＳ２において、制御部５は、各印刷部２のインク温度センサ２６からインク温度Ｔｉを取得する。

【0058】

次いで、ステップＳ３において、制御部５は、インクタンク２１の設定負圧Ｐｆを決定する。

【0059】

具体的には、まず、制御部５は、各印刷部２における現在のインク温度Ｔｉでのインクタンク２１の標準負圧Ｐｔを算出する。標準負圧Ｐｔは、下記の式（１）により算出される。

【0060】

Ｐｔ＝−Ｑｍｉｎ×Ｒｄ＋Ｐｎ＋Ｈ×ρ×ｇ …（１）
標準負圧Ｐｔ（Ｐａ）は、必要最低流量Ｑｍｉｎ（ｍ^３／ｓ）の循環流量でノズル圧が規定ノズル圧Ｐｎ（Ｐａ）となるようなインクタンク２１の圧力である。

【0061】

必要最低流量Ｑｍｉｎは、インクジェットヘッド１１のヘッドモジュール１６のピエゾ素子を冷却したり、ノズル近傍の気泡や異物（ゴミや増粘したインク等）を押し流したりするために必要な最低限の循環流量である。必要最低流量Ｑｍｉｎは、予め設定された固定値である。

【0062】

規定ノズル圧Ｐｎは、インク吐出のために適正なノズル圧として予め設定されたものである。

【0063】

下流側流路の流路抵抗Ｒｄ（Ｐａ・ｓ／ｍ^３）は、下流側流路の粘度あたりの流路抵抗（流路抵抗／粘度）の理論値と、インクの粘度μ（Ｐａ・ｓ）とから算出される。粘度μは、インク温度Ｔｉから算出される。

【0064】

Ｈ（ｍ）は、図２に示すように、インクジェットヘッド１１のヘッドモジュール１６のノズル面（下面）と、インクタンク２１の液面（基準高さ）との高低差（水頭差）である。

【0065】

インクの密度ρ（ｋｇ／ｍ^３）は、インク温度Ｔｉから算出される。ｇ（ｍ／ｓ^２）は、重力加速度である。

【0066】

式（１）における「Ｑｍｉｎ×Ｒｄ」は必要最低流量Ｑｍｉｎに対する下流側流路による圧力損失であり、「Ｈ×ρ×ｇ」は水頭圧である。

【0067】

式（１）により各印刷部２におけるインク温度Ｔｉに応じた標準負圧Ｐｔを算出すると、制御部５は、各印刷部２の標準負圧Ｐｔのうち最小（絶対値が最大）のものを、設定負圧Ｐｆとして決定する。

【0068】

次いで、ステップＳ４において、制御部５は、各印刷部２のインクポンプ２４の駆動率を算出する。

【0069】

具体的には、まず、制御部５は、各印刷部２について、設定負圧Ｐｆ、インク温度Ｔｉ、および規定ノズル圧Ｐｎに応じたインクの必要循環流量Ｑｎ（ｍ^３／ｓ）を算出する。必要循環流量Ｑｎは、下記の式（２）により算出される。

【0070】

Ｑｎ＝（−Ｐｆ＋Ｐｎ＋Ｈ×ρ×ｇ）／Ｒｄ …（２）
必要循環流量Ｑｎは、現在のインク温度Ｔｉにおいて、インクタンク２１の圧力を設定負圧Ｐｆとしたときに、ノズル圧を規定ノズル圧Ｐｎとするために必要な循環流量である。なお、標準負圧Ｐｔが設定負圧Ｐｆとして採用された印刷部２においては、必要最低流量Ｑｍｉｎが必要循環流量Ｑｎとなる。

【0071】

続いて、制御部５は、各印刷部２について、設定負圧Ｐｆ、インク温度Ｔｉ、および必要循環流量Ｑｎに応じたインクポンプ２４の負荷圧力Ｐ（Ｐａ）を算出する。負荷圧力Ｐは、下記の式（３）により算出される。

【0072】

Ｐ＝−Ｐｆ＋Ｑｎ×Ｒｕ …（３）
ここで、上流側流路の流路抵抗Ｒｕ（Ｐａ・ｓ／ｍ^３）は、上流側流路の粘度あたりの流路抵抗（流路抵抗／粘度）の理論値と、インク温度Ｔｉに応じた粘度μとから算出される。「Ｑｎ×Ｒｕ」は必要循環流量Ｑｎに対する上流側流路による圧力損失である。

【0073】

そして、制御部５は、前述したＰＱ特性に応じた駆動率の算出式を用いて、各印刷部２における負荷圧力Ｐおよび必要循環流量Ｑｎに応じたインクポンプ２４の駆動率を算出する。

【0074】

次いで、ステップＳ５において、制御部５は、インク循環動作を開始する。具体的には、まず、制御部５は、大気開放弁４３を閉じる。なお、インクジェット印刷装置１がインク循環を行わない待機中は、大気開放弁４３が開かれ、インクタンク２１は大気開放されている。圧力調整弁４４は待機中から閉じられている。

【0075】

次いで、制御部５は、エアポンプ４２の駆動を開始させる。エアポンプ４２の駆動により、共通気室４１およびインクタンク２１が減圧される。制御部５は、圧力センサ４５の検出値が設定負圧Ｐｆになると、エアポンプ４２を停止させる。

【0076】

また、制御部５は、エアポンプ４２の駆動開始とともに、各印刷部２のインクポンプ２４の駆動を開始させる。ここで、制御部５は、上述のステップＳ４で算出した駆動率で、各印刷部２のインクポンプ２４を駆動させる。

【0077】

エアポンプ４２によりインクタンク２１に負圧が付与され、インクポンプ２４が駆動することで、インク循環部１２の循環経路に沿ってインクが循環する。

【0078】

インク循環動作中において、制御部５は、印刷ジョブを実行する。具体的には、制御部５は、印刷ジョブに基づき、搬送部４により搬送される用紙にインクジェットヘッド１１からインクを吐出させる。これにより、用紙に画像が印刷される。

【0079】

印刷によりインク循環部１２内のインク量が減少すると、制御部５は、インク補給部１２によるインク補給を行うよう制御する。具体的には、制御部５は、インク循環部１２内のインクの減少によりインクタンク２１の液面が下降し、液面センサ２９がオフになると、インク補給弁３７を開く。これにより、インクカートリッジ３６のインクがインクタンク２１に供給される。インクが供給されてインクタンク２１の液面が上昇し、液面センサ２９がオンになると、制御部５は、インク補給弁３７を閉じる。

【0080】

また、インク循環動作中において、インクジェットヘッド１１が吐出動作を行うと、インクジェットヘッド１１が発熱し、その影響でインクの温度が上昇する。これに対し、制御部５は、インク温度センサ２６の検出温度がインクジェットヘッド１１の印刷可能温度範囲を逸脱しないように、インク温度調整部２６を制御してインク温度の調整を行う。

【0081】

このように、インク循環動作中において、インクジェットヘッド１１の駆動やインク温度調整部２６による温度調整により、インク温度Ｔｉの変動が生じる。これに対し、制御部５は、インク循環動作中も、インク温度Ｔｉの変動に応じて、インクタンク２１の圧力およびインクポンプ２４の駆動率を調整する。

【0082】

具体的には、インク循環動作の開始後、ステップＳ６において、制御部５は、インク温度取得タイミングになったか否かを判断する。インク温度取得タイミングは、インク循環動作開始後の所定時間ごとに設定される。

【0083】

インク温度取得タイミングになったと判断した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御部５は、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７〜Ｓ９の処理は、前述のステップＳ２〜Ｓ４の処理と同様である。

【0084】

ステップＳ９に続いて、ステップＳ１０において、制御部５は、圧力調整部３を制御してインクタンク２１の圧力をステップＳ８で決定した設定負圧Ｐｆに調整する。それとともに、制御部５は、インクポンプ２４の駆動率をステップＳ９で決定した駆動率に変更する。

【0085】

ここで、インクタンク２１の圧力の調整は、インクポンプ４２または圧力調整弁４４により行う。具体的には、インクタンク２１の圧力を低下させる場合、制御部５は、インクポンプ４２を駆動させる。これにより、共通気室４１から空気が吸引され、共通気室４１とともにインクタンク２１の圧力が低下する。また、インクタンク２１の圧力を上昇させる場合、制御部５は、圧力調整弁４４を開く。これにより、共通気室４１に空気が流入し、共通気室４１とともにインクタンク２１の圧力が上昇する。

【0086】

ステップＳ１０の後、制御部５は、ステップＳ６に戻る。

【0087】

ステップＳ６において、インク温度取得タイミングになっていないと判断した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ１１において、制御部５は、印刷ジョブが終了したか否かを判断する。印刷ジョブが終了していないと判断した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、制御部５は、ステップＳ６に戻る。

【0088】

印刷ジョブが終了したと判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、制御部５は、インク循環動作を終了する。具体的には、制御部５は、大気開放弁４３を開き、インクポンプ２４を停止させる。これにより、インクジェット印刷装置１の動作が終了し、待機状態となる。

【0089】

以上説明したように、インクジェット印刷装置１では、制御部５は、各印刷部２のインク温度Ｔｉに応じて、インクタンク２１の圧力およびインクポンプ２４の駆動率を調整する。具体的には、制御部５は、各印刷部２のインク温度Ｔｉに基づきインクタンク２１の設定負圧Ｐｆを決定するとともに、設定負圧Ｐｆ、インク温度Ｔｉ、および規定ノズル圧Ｐｎに応じたインクの必要循環流量Ｑｎを印刷部２ごとに決定する。また、制御部５は、印刷部２ごとに設定負圧Ｐｆ、インク温度Ｔｉ、および必要循環流量Ｑｎに応じたインクポンプ２４の駆動率を決定する。そして、制御部５は、圧力調整部３により各インクタンク２１の圧力を設定負圧Ｐｆに調整するとともに、印刷部２ごとに決定した駆動率でインクポンプ２４を駆動させる。

【0090】

これにより、インクジェット印刷装置１は、各印刷部２におけるインク温度Ｔｉの変動に応じたインクの循環流量の変動およびノズル圧の変動を抑制できる。この結果、各印刷部２のインクポンプ２４の負荷を抑えつつ、印刷画質の低下を抑制できる。また、高性能なインクポンプを必要としないため、装置の大型化を回避できる。

【0091】

上記実施の形態では、４つの印刷部２を有するインクジェット印刷装置１について説明したが、印刷部２の数はこれに限らない。印刷部２が１つの場合でも本発明は適用可能である。

【0092】

印刷部２が１つの構成の場合、当該印刷部２のインク温度Ｔｉでのインクタンク２１の標準負圧Ｐｔを設定負圧Ｐｆとすればよい。また、必要最低流量Ｑｍｉｎを必要循環流量Ｑｎとして、インクポンプ２４の駆動率を算出し、その駆動率でインクポンプ２４を駆動させればよい。

【0093】

このように、印刷部２が１つの構成の場合でも、印刷部２のインク温度Ｔｉに応じてインクタンク２１の圧力およびインクポンプ２４の駆動率を調整することで、インク温度Ｔｉの変動に応じたインクの循環流量の変動およびノズル圧の変動を抑制できる。これにより、インクポンプ２４の負荷を抑えつつ、印刷画質の低下を抑制できる。

【0094】

エアポンプ４２として、逆回転可能なものを用いてもよい。この場合、エアポンプ４２によりインクタンク２１の加圧も可能になる。このため、圧力調整弁４４および空気導管４９を省略できる。

【0095】

本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

【符号の説明】

【0096】

１ インクジェット印刷装置
２ 印刷部
３ 圧力調整部
４ 搬送部
５ 制御部
１１ インクジェットヘッド
１２ インク循環部
２１ インクタンク
２２ 分配器
２３ 集合器
２４ インクポンプ
２５ インク温度調整部
２６ インク温度センサ
２７，２８ インク導管
４１ 共通気室
４２ エアポンプ
４３ 大気開放弁
４４ 圧力調整弁
４５ 圧力センサ
４６〜４９ 空気導管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】