JP2012153004A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの吐出異常を抑制できるインク循環式のインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録装置１の制御部は、インク循環時において、上流タンク３および下流タンク４の大気圧からの密閉状態で、上流タンク３の空気層３２が下流タンク４の空気層４２よりも体積が大きい状態を維持するようインクポンプ６を制御しつつ、エアポンプ７により空気層４２から空気層３２に空気を送るよう制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に関する。

従来、インク循環経路においてインクを循環させながらインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して用紙等の記録媒体に記録を行うインク循環式のインクジェット記録装置が知られている。

特許文献１，２には、インクタンクからインクポンプによりインクジェットヘッドにインクを送り、インクジェットヘッドで消費されなかったインクをインクタンクに回収するインク循環式のインクジェット記録装置が開示されている。

インクジェット記録装置で正常なインクの吐出を行うためには、ノズルにかかる圧力を適正な負圧に保ち、メニスカスを維持する必要がある。特許文献１，２に記載のインクジェット記録装置では、インクタンク内のインクをインクポンプで吸い出す力によって発生する圧力でインクタンク内を負圧にし、これによりインクジェットヘッドのノズルにかかる圧力を負圧にしている。

特開２００４−２３０６５２号公報 特開２００８−１６２２８５号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載のインクジェット記録装置では、インクポンプの脈動の影響で、ノズルの負圧を安定して維持できず、インクの吐出異常が生じることがあった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、インクの吐出異常を抑制できるインク循環式のインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェット記録装置の第１の特徴は、インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに供給するインクを貯留する第１のタンクと、前記インクジェットヘッドで消費されなかったインクを貯留する第２のタンクと、前記第１のタンク、前記インクジェットヘッド、および前記第２のタンクの間でインクの循環を行うための循環経路と、前記第１のタンク内のインク上に形成される第１の空気層の体積、および前記第２のタンク内のインク上に形成される第２の空気層の体積を調整する調整部と、前記第１の空気層と前記第２の空気層とに接続されたエアポンプと、前記循環経路を介したインク循環時において、前記第１および第２のタンクの大気圧からの密閉状態で、前記第１の空気層が前記第２の空気層よりも体積が大きい状態を維持するよう前記調整部を制御しつつ、前記エアポンプにより前記第２の空気層から前記第１の空気層に空気を送るよう制御する制御部とを備えることにある。

本発明に係るインクジェット記録装置の第２の特徴は、前記第１の空気層に連通する内部空間を有し、前記第１の空気層の体積の変動に応じて内部空間の体積が変動可能な第１の空気バッファ部と、前記第２の空気層に連通する内部空間を有し、前記第２の空気層の体積の変動に応じて内部空間の体積が変動可能な第２の空気バッファ部とをさらに備えることにある。

本発明に係るインクジェット記録装置の第３の特徴は、前記第１および第２のタンクは、貯留するインクの液面が前記インクジェットヘッドのインク吐出面よりも低い位置になるように配置されていることにある。

本発明に係るインクジェット記録装置の第１の特徴によれば、インク循環時において、第１および第２のタンクの大気圧からの密閉状態で、第１の空気層が第２の空気層よりも体積が大きい状態を維持しつつ、第２の空気層から第１の空気層に空気を送る。これにより、インクジェット記録装置は、第１のタンク内の正圧に比べ第２のタンクの負圧の方が絶対値が大きく、インクジェットヘッドのノズルに負圧がかかった状態を維持し、インクの吐出異常を抑制できる。

本発明に係るインクジェット記録装置の第２の特徴によれば、第１および第２の空気バッファ部により第１および第２のタンク内の圧力変動を抑制でき、インクジェットヘッド２のノズルにかかる負圧の変動をより低減できるので、より安定してインクを吐出できる。

本発明に係るインクジェット記録装置の第３の特徴によれば、第１および第２のタンクは、貯留するインクの液面がインクジェットヘッドのインク吐出面よりも低い位置になるように配置されているので、待機中にインクジェットヘッドのノズルからインクがあふれることを回避できる。

実施の形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。 図１に示すインクジェット記録装置における上流タンクおよび下流タンクの詳細説明図である。 図１に示すインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図１に示すインクジェット記録装置でインク循環を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示すインクジェット記録装置でインク循環を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示すインクジェット記録装置でインク循環を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示すインクジェット記録装置でインク循環を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示すインクジェット記録装置でインク循環を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態の変形例に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。

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、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。

図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図、図２は、図１に示すインクジェット記録装置における上流タンクおよび下流タンクの詳細説明図である。なお、以下の説明における上下方向は鉛直方向であり、図１において示す上下方向を示すものとする。

図１に示すように、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド２と、上流タンク３と、下流タンク４と、インクボトル５と、インクポンプ６と、エアポンプ７と、インク導管８ａ〜８ｄと、空気導管９ａ〜９ｄとを備える。

インクジェットヘッド２は、上流タンク３から供給されるインクを用紙等の記録媒体に吐出して画像を記録するものである。インクジェットヘッド２は、複数の単位ヘッド２１と、分配器２２と、集合器２３とを備える。

単位ヘッド２１は、複数のノズルと、インク室と、インク吐出機構（いずれも図示せず）とを備える。インク吐出機構は、例えば、ピエゾ素子を用いてインク室を変形させることによりノズルからインクを吐出させるものである。

分配器２２は、インク導管８ａを介して上流タンク３から供給されるインクを各単位ヘッド２１に分配するものである。

集合器２３は、各単位ヘッド２１でインク吐出動作により消費されなかったインクを集めるものである。集合器２３で集められたインクは、インク導管８ｂを介して下流タンク４へと回収される。

上流タンク３は、インクジェットヘッド２に供給するインクを貯留するものである。上流タンク３のインクは、インク導管８ａを介してインクジェットヘッド２に供給される。上流タンク３には、下流タンク４からインクポンプ６の駆動によりインク導管８ｃを介してインクが供給される。上流タンク３は、請求項の第１のタンクに相当する。

上流タンク３には、内部に貯留するインクの液面３１上に空気層３２が形成される。空気層３２は、請求項における第１の空気層に相当する。上流タンク３は、空気層３２に連通する空気導管９ａを介して内部を大気圧に開放可能に構成されている。

上流タンク３は、下流タンク４と略同じ高さに設けられ、インクの液面３１が、最も高いときでも、インクジェットヘッド２の単位ヘッド２１のインク吐出面（ノズル面）２１ａよりも下方（低い位置）になるように配置されている。

上流タンク３には、上流側下限センサ３３および上流側上限センサ３４が設けられている。上流側下限センサ３３は、上流タンク３内のインクの液面３１の高さＨＡが、下限値である高さＨａ１以上である場合にＯＮを示す信号を出力し、高さＨａ１未満である場合にＯＦＦを示す信号を出力する。上流側上限センサ３４は、液面３１の高さＨＡが、上限値である高さＨａ２以上である場合にＯＮを示す信号を出力し、高さＨａ２未満である場合にＯＦＦを示す信号を出力する。ここで、Ｈａ２＞Ｈａ１である。

下流タンク４は、インクジェットヘッド２による吐出動作で消費されなかったインクを貯留するものである。また、下流タンク４は、インクボトル５からインク導管８ｄを介して供給されるインクを貯留する。下流タンク４は、請求項の第２のタンクに相当する。

下流タンク４には、内部に貯留するインクの液面４１上に空気層４２が形成される。空気層４２は、請求項における第２の空気層に相当する。下流タンク４は、空気層４２に連通する空気導管９ｂを介して内部を大気圧に開放可能に構成されている。

下流タンク４は、上流タンク３と略同じ高さに設けられ、インクの液面４１が、最も高いときでも、インクジェットヘッド２のインク吐出面２１ａよりも下方になるように配置されている。また、下流タンク４は、インクボトル５より下方に配置されている。

下流タンク４には、下流側下限センサ４３および下流側上限センサ４４が設けられている。下流側下限センサ４３は、下流タンク４内のインクの液面４１の高さＨＢが、下限値である高さＨｂ１以上である場合にＯＮを示す信号を出力し、高さＨｂ１未満である場合にＯＦＦを示す信号を出力する。下流側上限センサ４４は、液面４１の高さＨＢが、上限値である高さＨｂ２以上である場合にＯＮを示す信号を出力し、高さＨｂ２未満である場合にＯＦＦを示す信号を出力する。ここで、Ｈｂ２＞Ｈｂ１である。

本実施の形態では、上流タンク３と下流タンク４とは、略同じ形状のタンクにより構成されている。したがって、例えば、上流タンク３の液面３１の高さＨＡと下流タンク４の液面４１の高さＨＢとが同じであれば、両タンクに貯留されているインクの体積および空気層３２，４２の体積は等しくなる。本実施の形態では、後述するように、インク循環時において、上流タンク３の空気層３２が下流タンク４の空気層４２よりも体積が大きい状態で、液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢを一定に維持するよう調整される。上述の上流側下限センサ３３、上流側上限センサ３４、下流側下限センサ４３、下流側上限センサ４４の各センサは、液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢを調整することにより、上記のように空気層３２，４２の体積を調整するために用いられるものである。このため、各センサは、Ｈｂ２＞Ｈｂ１＞Ｈａ２＞Ｈａ１となるように配置されている。

インクボトル５は、インクジェット記録装置１で記録に用いるインクを保持している。インクボトル５は、上流タンク３および下流タンク４より上方に設けられている。インクボトル５には、インクの液面５１上に空気層５２が形成されている。インクボトル５は、空気層５２に連通する空気導管９ｃを介して内部を大気圧に開放可能に構成されている。空気導管９ｃに設けられたインク補給大気開放弁９３が開かれ、インクボトル５内が大気圧に開放されると、インクボトル５内のインクがインク導管８ｄを介して下流タンク４に供給される。

インクポンプ６は、インク導管８ｃを介して上流タンク３と下流タンク４との間でインクを移動させるものである。インクポンプ６は、インク導管８ｃの途中に設けられている。インクポンプ６は、正転駆動されると下流タンク４から上流タンク３にインクを送り、逆転駆動されると上流タンク３から下流タンク４にインクを送る。インクポンプ６は、上流タンク３、下流タンク４の液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢを調整することにより、空気層３２，４２の体積を調整する。インクポンプ６は、請求項の調整部に相当する。

エアポンプ７は、インク循環時において、下流タンク４の空気層４２から上流タンク３の空気層３２に空気を送るものである。エアポンプ７は、空気導管９ｄを介して上流タンク３の空気層３２と下流タンク４の空気層４２とに接続される。

インク導管８ａは、上流タンク３とインクジェットヘッド２の分配器２２とを接続する。インク導管８ａには、上流タンク３から分配器２２に向かってインクが流れる。

インク導管８ｂは、インクジェットヘッド２の集合器２３と下流タンク４とを接続する。インク導管８ｂには、集合器２３から下流タンク４に向かってインクが流れる。

インク導管８ｃは、上流タンク３と下流タンク４とを接続する。インク導管８ｃには、インクポンプ６の駆動により、上流タンク３と下流タンク４との間を移動するインクが流れる。

インク導管８ａ〜８ｃは、上流タンク３、インクジェットヘッド２、および下流タンク４の間でインクの循環を行うためのインク循環経路１０を構成する。インク循環時において、インクはインク循環経路１０を矢印Ａで示す方向に流れる。

インク導管８ｄは、インクボトル５と下流タンク４とを接続する。インク導管８ｄには、インクボトル５から下流タンク４へと補給されるインクが流れる。

空気導管９ａは、一端が上流タンク３の空気層３２に接続され、他端が大気に通じている。空気導管９ａには、管内の空気の流路を開閉する上流側大気開放弁９１が設けられている。上流側大気開放弁９１が開かれると、上流タンク３内が大気圧に開放される。

空気導管９ｂは、一端が下流タンク４の空気層４２に接続され、他端が大気に通じている。空気導管９ｂには、管内の空気の流路を開閉する下流側大気開放弁９２が設けられている。下流側大気開放弁９２が開かれると、下流タンク４内が大気圧に開放される。

空気導管９ｃは、一端がインクボトル５の空気層５２に接続され、他端が大気に通じている。空気導管９ｃには、管内の空気の流路を開閉するインク補給大気開放弁９３が設けられている。インク補給大気開放弁９３が開かれると、インクボトル５が大気圧に開放される。

空気導管９ｄは、一端が上流タンク３の空気層３２に接続され、他端が下流タンク４の空気層４２に接続されている。空気導管９ｄの途中には、エアポンプ７が設けられている。空気導管９ｄには、エアポンプ７の駆動により、下流タンク４の空気層４２から上流タンク３の空気層３２に向かって空気が流れる。

図３は、インクジェット記録装置１の制御系の構成を示すブロック図である。図３に示すように、インクジェット記録装置１は、制御部１１を備える。

制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（いずれも図示せず）等を備えて構成される。制御部１１は、インクジェットヘッド２、インクポンプ６、エアポンプ７、上流側大気開放弁９１、下流側大気開放弁９２、およびインク補給大気開放弁９３の動作を制御する。制御部１１には、上流側下限センサ３３、上流側上限センサ３４、下流側下限センサ４３、および下流側上限センサ４４の出力が導かれている。

制御部１１は、インク循環時（記録動作時）において、上流側大気開放弁９１および下流側大気開放弁９２を閉じて上流タンク３および下流タンク４を大気圧からの密閉状態とする。そして、制御部１１は、上流タンク３の空気層３２が下流タンク４の空気層４２よりも体積が大きい状態を維持するようインクポンプ６を制御しつつ、エアポンプ７により空気層４２から空気層３２に空気を送るよう制御する。これにより、インクジェットヘッド２のノズルにかかる負圧が適正に維持されながらインク循環が行われる。

次に、インクジェット記録装置１の動作について説明する。

図４〜図８は、インクジェット記録装置１でインク循環を行う際の動作を説明するためのフローチャートである。

インクジェット記録装置１は、記録動作を行う際にインク循環を行う。図４〜図８のフローチャートの処理は、インクジェット記録装置１に対して記録開始が指示されることにより開始となる。なお、インクジェット記録装置１がインク循環を行わない待機中は、上流側大気開放弁９１および下流側大気開放弁９２は開かれ、インク補給大気開放弁９３は閉じられている。

まず、ステップＳ１０において、制御部１１は、「上流側下限センサ３３および下流側下限センサ４３がＯＮ、かつ、上流側上限センサ３４および下流側上限センサ４４がＯＦＦ」という条件（適宜、液面条件とよぶ）が満たされているか否かを判断する。制御部１１は、この液面条件が満たされていると判断した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ２０に進み、満たされていないと判断した場合、図６のステップＳ１７０に進む。ここで、上記液面条件が満たされているとき、Ｈａ１≦ＨＡ＜Ｈａ２かつＨｂ１≦ＨＢ＜Ｈｂ２となっている。

ステップＳ２０では、制御部１１は、上流側大気開放弁９１と下流側大気開放弁９２とをともに閉じるよう制御する。これにより、上流タンク３および下流タンク４が大気圧からの密閉状態となる。

次いで、ステップＳ３０において、制御部１１は、エアポンプ７の駆動を開始させる。これにより、下流タンク４の空気層４２から上流タンク３の空気層３２に空気が送られることで、上流タンク３の空気層３２は加圧状態となり、下流タンク４の空気層４２は減圧状態となる。この結果、上流タンク３からインク導管８ａ、インクジェットヘッド２、インク導管８ｂを介して下流タンク４へと向かうインクの循環が始まる。

ここで、上記液面条件が満たされているときに上流側大気開放弁９１および下流側大気開放弁９２が閉じられると、上流タンク３の空気層３２が下流タンク４の空気層４２よりも体積が大きい状態となる。この状態で、エアポンプ７の駆動により空気層４２から空気層３２に空気が移動すると、上流タンク３内の正圧ＰＡに比べ、下流タンク４内の負圧ＰＢの方が、絶対値が大きくなる。インクジェットヘッド２のノズルにかかる圧力ＶＮは、下記の式（１）で表されるため、正圧ＰＡより負圧ＰＢの方が絶対値が大きい状態では、圧力ＶＮは負圧となる。

ＶＮ＝（ＲＢ／（ＲＡ＋ＲＢ））×（ＰＡ＋ＰＢ） …（１）
ここで、ＲＡは上流タンク３からインクジェットヘッド２のノズルまでの流路抵抗、ＲＢはインクジェットヘッド２のノズルから下流タンク４までの流路抵抗である。

したがって、高さＨａ２，Ｈａ１，Ｈｂ２，Ｈｂ１、エアポンプ７の回転数（エアポンプ７による空気の流量）等の設定により、正圧ＰＡおよび負圧ＰＢを適正に設定し、インクジェットヘッド２のノズルにかかる負圧を適正に設定することができる。これにより、インクジェットヘッド２のノズルから正常なインク吐出が可能となる。

次いで、ステップＳ４０において、制御部１１は、画像データに基づいてインクジェットヘッド２からインクを吐出する動作を開始させる。インクジェットヘッド２には、インク導管８ａを介して上流タンク３からインクが供給され、単位ヘッド２１のインク吐出動作で消費されなかったインクが、インク導管８ｂを介して下流タンク４へと流れる。

インク循環中は、上流タンク３から下流タンク４にインクが移動する。これにより、上流タンク３の液面３１の高さＨＡは低くなり、下流タンク４の液面４１の高さＨＢは高くなるように変動する。このような液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢの変動により、インク循環開始時より、上流タンク３内の正圧ＰＡが小さくなり、下流タンク４内の負圧ＰＢの絶対値が大きくなるように変動する。液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢが、Ｈａ１≦ＨＡ＜Ｈａ２かつＨｂ１≦ＨＢ＜Ｈｂ２という初期の範囲から外れると、インクジェットヘッド２のノズルにかかる圧力ＶＮが適正でなくなってしまう。

また、インクジェットヘッド２におけるインクの吐出動作により、循環するインクの量が減少する。このため、インク循環中にインクの補給が必要となることがある。

そこで、制御部１１は、インク循環中において液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢをＨａ１≦ＨＡ＜Ｈａ２かつＨｂ１≦ＨＢ＜Ｈｂ２の範囲に維持するため、以下に示すように、インクポンプ６およびインク補給大気開放弁９３の制御を行う。

ステップＳ５０では、制御部１１は、下流側上限センサ４４がＯＮであるか否かを判断する。

下流側上限センサ４４がＯＮであると判断した場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、ステップＳ６０において、制御部１１は、インクポンプ６の正転駆動を開始させる。これにより下流タンク４から上流タンク３にインクが送られる。その後、制御部１１は、ステップＳ５０に戻る。

下流側上限センサ４４がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ５０：ＮＯ）、ステップＳ７０において、制御部１１は、インクポンプ６が駆動中であるか否かを判断する。

インクポンプ６が駆動中であると判断した場合（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ８０において、インクポンプ６を停止させる。これにより、下流タンク４から上流タンク３へのインクの移動が終了する。その後、制御部１１は、ステップＳ９０に進む。インクポンプ６が駆動中でないと判断した場合（ステップＳ７０：ＮＯ）、制御部１１は、そのままステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、制御部１１は、上流側下限センサ３３が、予め設定された規定時間以上、ＯＦＦの状態であるか否かを判断する。

上流側下限センサ３３が規定時間以上ＯＦＦの状態であると判断した場合（ステップＳ９０：ＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ１００において、インク補給大気開放弁９３を開くよう制御する。これにより、インクボトル５からインク導管８ｄを介して下流タンク４へのインクの補給が開始される。その後、制御部１１は、ステップＳ５０に戻る。

上流側下限センサ３３が規定時間以上ＯＦＦの状態ではないと判断した場合（ステップＳ９０：ＮＯ）、制御部１１は、図５のステップＳ１１０において、インク補給大気開放弁９３が開かれているか否かを判断する。

インク補給大気開放弁９３が開かれていると判断した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０において、制御部１１は、インク補給大気開放弁９３を閉じるよう制御する。これにより、インクボトル５から下流タンク４へのインクの補給が停止される。その後、制御部１１は、ステップＳ１３０に進む。インク補給大気開放弁９３が閉じられていると判断した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、制御部１１は、そのままステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０では、制御部１１は、画像データに基づくインク吐出が終了したか否かを判断する。

インク吐出が終了していないと判断した場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御部１１は、図４のステップＳ５０に戻る。インク吐出が終了したと判断した場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０において、制御部１１は、エアポンプ７を停止させる。

次いで、ステップＳ１５０において、制御部１１は、上流側大気開放弁９１を開くよう制御する。その後、ステップＳ１６０において、制御部１１は、下流側大気開放弁９２を開くよう制御する。以上により、インク循環が終了する。

一方、ステップＳ１０において、液面条件が満たされていないと判断した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、制御部１１は、インク循環開始前において、以下に示すように、インクポンプ６およびインク補給大気開放弁９３を制御することで、液面条件が満たされるように調整する。

液面条件が満たされていないと判断した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、図６のステップＳ１７０において、制御部１１は、上流側上限センサ３４および下流側上限センサ４４がＯＮであるか否かを判断する。

上流側上限センサ３４および下流側上限センサ４４がＯＮであると判断した場合（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、制御部１１は、エラーとして処理を終了する。この場合、インクポンプ６により上流タンク３と下流タンク４との間でインクの移動を行っても、液面条件が満たされるようには調整できないためである。

上流側上限センサ３４および下流側上限センサ４４の少なくともいずれか一方がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ１７０：ＮＯ）、ステップＳ１８０において、制御部１１は、上流側下限センサ３３がＯＦＦであるか否かを判断する。

上流側下限センサ３３がＯＮであると判断した場合（ステップＳ１８０：ＮＯ）、制御部１１は、図８のステップＳ３２０に進む。

上流側下限センサ３３がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、ステップＳ１９０において、制御部１１は、インクポンプ６の正転駆動を開始させる。これにより下流タンク４から上流タンク３にインクが送られる。

次いで、ステップＳ２００において、制御部１１は、上流側下限センサ３３がＯＮであるか否かを判断する。

上流側下限センサ３３がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、ステップＳ２１０において、制御部１１は、下流側下限センサ４３がＯＦＦであるか否かを判断する。

下流側下限センサ４３がＯＮであると判断した場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ２００に戻る。下流側下限センサ４３がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ステップＳ２２０において、制御部１１は、インク補給大気開放弁９３を開くよう制御する。これにより、インクボトル５からインク導管８ｄを介して下流タンク４へのインクの補給が開始される。その後、制御部１１は、ステップＳ２００に戻る。

ステップＳ２００で上流側下限センサ３３がＯＮであると判断した場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、ステップＳ２３０において、制御部１１は、インクポンプ６を停止させる。これにより、下流タンク４から上流タンク３へのインクの移動が終了する。

次いで、ステップＳ２４０において、制御部１１は、下流側下限センサ４３がＯＦＦであるか否かを判断する。

下流側下限センサ４３がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、ステップＳ２５０において、制御部１１は、インク補給大気開放弁９３が開かれているか否かを判断する。

インク補給大気開放弁９３が閉じられていると判断した場合（ステップＳ２５０：ＮＯ）、ステップＳ２６０において、制御部１１は、インク補給大気開放弁９３を開くよう制御する。これにより、インクボトル５からインク導管８ｄを介して下流タンク４へのインクの補給が開始される。その後、制御部１１は、ステップＳ２７０に進む。インク補給大気開放弁９３が開かれていると判断した場合（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、制御部１１は、そのままステップＳ２７０に進む。

ステップＳ２７０では、制御部１１は、下流側下限センサ４３がＯＮであるか否かを判断する。

下流側下限センサ４３がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ２７０：ＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ２７０の処理を繰り返す。下流側下限センサ４３がＯＮであると判断した場合（ステップＳ２７０：ＹＥＳ）、制御部１１は、液面条件が満たされた状態になっていると判断し、ステップＳ２８０において、インク補給大気開放弁９３を閉じるよう制御する。これにより、インクボトル５から下流タンク４へのインクの補給が停止される。その後、制御部１１は、図４のステップＳ２０に進み、以降の処理を行う。

一方、ステップＳ２４０で下流側下限センサ４３がＯＮであると判断した場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、図７のステップＳ２９０において、制御部１１は、インク補給大気開放弁９３が開かれているか否かを判断する。

インク補給大気開放弁９３が開かれていると判断した場合（ステップＳ２９０：ＹＥＳ）、ステップＳ３００において、制御部１１は、インク補給大気開放弁９３を閉じるよう制御する。これにより、インクボトル５から下流タンク４へのインクの補給が停止される。その後、制御部１１は、ステップＳ３１０に進む。インク補給大気開放弁９３が閉じられていると判断した場合（ステップＳ２９０：ＮＯ）、制御部１１は、そのままステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３１０では、制御部１１は、下流側上限センサ４４がＯＦＦであるか否かを判断する。

下流側上限センサ４４がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、制御部１１は、液面条件が満たされた状態になっていると判断し、図４のステップＳ２０に進み、以降の処理を行う。下流側上限センサ４４がＯＮであると判断した場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、制御部１１は、液面条件が満たされないため、エラーとして処理を終了する。

図８のステップＳ３２０では、制御部１１は、上流側上限センサ３４がＯＮであるか否かを判断する。制御部１１は、上流側上限センサ３４がＯＮであると判断した場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、ステップＳ３３０に進み、上流側上限センサ３４がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）、ステップＳ３６０に進む。

ステップＳ３３０では、制御部１１は、インクポンプ６の逆転駆動を開始させる。これにより上流タンク３から下流タンク４にインクが送られる。

次いで、ステップＳ３４０において、制御部１１は、上流側上限センサ３４がＯＦＦであるか否かを判断する。上流側上限センサ３４がＯＮであると判断した場合（ステップＳ３４０：ＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ３４０の処理を繰り返す。

上流側上限センサ３４がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、ステップＳ３５０において、制御部１１は、インクポンプ６を停止させる。これにより、上流タンク３から下流タンク４へのインクの移動が終了する。その後、制御部１１は、ステップＳ３６０に進む。

ステップＳ３６０では、制御部１１は、下流側上限センサ４４がＯＦＦであるか否かを判断する。

下流側上限センサ４４がＯＮであると判断した場合（ステップＳ３６０：ＮＯ）、制御部１１は、液面条件が満たされないため、エラーとして処理を終了する。

下流側上限センサ４４がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ３６０：ＹＥＳ）、ステップＳ３７０において、制御部１１は、下流側下限センサ４３がＯＦＦであるか否かを判断する。

下流側下限センサ４３がＯＮであると判断した場合（ステップＳ３７０：ＮＯ）、制御部１１は、液面条件が満たされた状態になっていると判断し、図４のステップＳ２０に進み、以降の処理を行う。

下流側下限センサ４３がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ３７０：ＹＥＳ）、ステップＳ３８０において、制御部１１は、インク補給大気開放弁９３を開くよう制御する。これにより、インクボトル５からインク導管８ｄを介して下流タンク４へのインクの補給が開始される。

次いで、ステップＳ３９０において、制御部１１は、下流側下限センサ４３がＯＮであるか否かを判断する。下流側下限センサ４３がＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ３９０：ＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ３９０の処理を繰り返す。

下流側下限センサ４３がＯＮであると判断した場合（ステップＳ３９０：ＹＥＳ）、制御部１１は、液面条件が満たされた状態になっていると判断し、ステップＳ４００において、インク補給大気開放弁９３を閉じるよう制御する。これにより、インクボトル５から下流タンク４へのインクの補給が停止される。その後、制御部１１は、図４のステップＳ２０に進み、以降の処理を行う。

以上説明したように、本実施の形態のインクジェット記録装置１では、インク循環を開始する際、Ｈａ１≦ＨＡ＜Ｈａ２かつＨｂ１≦ＨＢ＜Ｈｂ２を満たす状態で、上流側大気開放弁９１および下流側大気開放弁９２を閉じる。これにより、上流タンク３の空気層３２が下流タンク４の空気層４２よりも体積が大きい状態となる。この状態で、エアポンプ７により空気層４２から空気層３２に空気を移動させることで、空気層３２を加圧状態とし、空気層４２を減圧状態とする。このとき、上流タンク３内の正圧ＰＡに比べ、下流タンク４内の負圧ＰＢの方が、絶対値が大きくなる。この結果、インクジェットヘッド２のノズルに負圧がかかる。そして、インクジェット記録装置１は、インク循環中、エアポンプ７を駆動させつつ、Ｈａ１≦ＨＡ＜Ｈａ２かつＨｂ１≦ＨＢ＜Ｈｂ２を維持する制御を行うことで、インクジェットヘッド２のノズルにかかる負圧を維持することができる。これにより、インクジェットヘッド２において、インクの吐出異常を抑え、正常なインク吐出が可能となる。

インクジェット記録装置１は、インクポンプ６の吸排出圧力によって下流タンク４内の負圧を生成するものではないので、インクポンプ６の脈動の影響によりインクジェットヘッド２のノズルにかかる負圧が不安定になることはない。

また、インクジェット記録装置１では、エアポンプ７の回転数を一定に固定してもインクジェットヘッド２のノズルにかかる負圧を適正に維持できる。このため、エアポンプ７の駆動制御が容易である。

また、インクジェット記録装置１では、上流タンク３および下流タンク４は、インクの液面３１，４１が、インクジェットヘッド２のインク吐出面２１ａよりも下方（低い位置）になるように配置されている。これにより、待機中に両タンクを大気開放しても、インクジェットヘッド２のノズルからインクがあふれることを回避できる。

なお、インクジェット記録装置１では、前述のように、インク循環中においてＨａ１≦ＨＡ＜Ｈａ２かつＨｂ１≦ＨＢ＜Ｈｂ２を維持するための制御を行う。しかし、インク循環に伴う上流タンク３および下流タンク４の液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢの変化、およびそれに応じた各タンク内の圧力変動は生じる。このような圧力変動を低減するためには、例えば、上流タンク３および下流タンク４として容積の大きなタンクを用いればよい。容積が大きいほど、液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢの変化および各タンク内の圧力の変動が小さく抑えられる。

また、上流側下限センサ３３と上流側上限センサ３４との間の距離、および、下流側下限センサ４３と下流側上限センサ４４との間の距離を小さくすることで、液面３１，４１の高さＨＡ，ＨＢの変動幅を小さくし、その結果、各タンク内の圧力の変動を小さく抑えることができる。

（変形例）
図９は、本発明の実施の形態の変形例に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。

図９に示すように、本変形例に係るインクジェット記録装置１Ａは、図１のインクジェット記録装置１に対し、空気導管９ｅ，９ｆと、上流側圧力調整部１２と、下流側圧力調整部１３とを追加した構成である。

空気導管９ｅは、一端が空気導管９ａに接続され、他端が上流側圧力調整部１２に接続されている。空気導管９ｅの一端は、上流側大気開放弁９１より上流タンク３側において空気導管９ａに接続されている。

空気導管９ｆは、一端が空気導管９ｂに接続され、他端が下流側圧力調整部１３に接続されている。空気導管９ｆの一端は、下流側大気開放弁９２より下流タンク４側において空気導管９ｂに接続されている。

上流側圧力調整部１２は、インク循環中における上流タンク３内の圧力の変動を抑えるためのものである。上流側圧力調整部１２は、上下方向に所定間隔だけ離間してインクジェット記録装置１Ａ内に固定された１対の固定板１４，１５の間に設置されている。上流側圧力調整部１２は、空気バッファ部１２１と、押しバネ１２２とを備える。

空気バッファ部１２１は、ベローズ１２３と、ベローズ１２３の上端を塞ぐ天板１２４と、ベローズ１２３の下端を塞ぐ底板１２５とを備える。空気バッファ部１２１は、請求項の第１の空気バッファ部に相当する。

天板１２４が上側の固定板１４に固定され、空気導管９ｅの他端側が固定板１４および天板１２４を貫通して、ベローズ１２３と天板１２４と底板１２５とがなす空気バッファ部１２１の内部空間に開口している。これにより、空気バッファ部１２１の内部空間は、空気導管９ｅ，９ａを介して上流タンク３の空気層３２に連通している。ベローズ１２３は、弾性部材からなり、上下方向に伸縮可能である。ベローズ１２３の伸縮に応じて空気バッファ部１２１の内部空間の体積が変動する。

押しバネ１２２は、一端が底板１２５に接続され、他端が下側の固定板１５に接続されている。押しバネ１２２は、ベローズ１２３に収縮方向の弾性力を付与する。

下流側圧力調整部１３は、インク循環中における下流タンク４内の圧力の変動を抑えるためのものである。下流側圧力調整部１３は、上下方向に所定間隔だけ離間してインクジェット記録装置１Ａ内に固定された１対の固定板１６，１７の間に設置されている。下流側圧力調整部１３は、空気バッファ部１３１と、引っ張りバネ１３２とを備える。

空気バッファ部１３１は、ベローズ１３３と、ベローズ１３３の上端を塞ぐ天板１３４と、ベローズ１３３の下端を塞ぐ底板１３５とを備える。空気バッファ部１３１は、請求項の第２の空気バッファ部に相当する。

天板１３４が上側の固定板１６に固定され、空気導管９ｆの他端側が固定板１６および天板１３４を貫通して、ベローズ１３３と天板１３４と底板１３５とがなす空気バッファ部１３１の内部空間に開口している。これにより、空気バッファ部１３１の内部空間は、空気導管９ｆ，９ｂを介して下流タンク４の空気層４２に連通している。ベローズ１３３は、弾性部材からなり、上下方向に伸縮可能である。ベローズ１３３の伸縮に応じて空気バッファ部１３１の内部空間の体積が変動する。

引っ張りバネ１３２は、一端が底板１３５に接続され、他端が下側の固定板１７に接続されている。引っ張りバネ１３２は、ベローズ１３３に伸張方向の弾性力を付与する。

本変形例のインクジェット記録装置１Ａのインク循環の動作は、前述した図１のインクジェット記録装置１と同様である。つまり、インクジェット記録装置１Ａは、インク循環を開始する際、Ｈａ１≦ＨＡ＜Ｈａ２かつＨｂ１≦ＨＢ＜Ｈｂ２を満たす状態で、上流側大気開放弁９１および下流側大気開放弁９２を閉じる。

このとき、インクジェット記録装置１Ａでは、上流タンク３の空気層３２の体積と上流側圧力調整部１２の空気バッファ部１２１内の空気の体積との合計が、下流タンク４の空気層４２の体積と下流側圧力調整部１３の空気バッファ部１３１内の空気の体積との合計よりも大きい状態となるようにする。

この状態で、エアポンプ７により空気層４２から空気層３２に空気を移動させることで、空気層３２およびこれに連通する空気バッファ部１２１内が加圧状態、空気層４２およびこれに連通する空気バッファ部１３１内が減圧状態となり、インク循環が開始される。このとき、上記のように、空気層３２の体積と空気バッファ部１２１内の空気の体積との合計が、空気層４２の体積と空気バッファ部１３１内の空気の体積との合計よりも大きいため、上流タンク３内の正圧ＰＡに比べ、下流タンク４内の負圧ＰＢの方が、絶対値が大きくなる。この結果、インクジェットヘッド２のノズルに負圧がかかる。そして、インクジェット記録装置１Ａは、インク循環中、エアポンプ７を駆動させつつ、Ｈａ１≦ＨＡ＜Ｈａ２かつＨｂ１≦ＨＢ＜Ｈｂ２を維持する制御を行う。

インク循環中、上流タンク３の空気層３２とともに空気バッファ部１２１内が加圧状態となり、ベローズ１２３は初期状態から伸張する。そして、空気バッファ部１２１内が加圧されることによりベローズ１２３が伸張する力と押しバネ１２２の弾性力とがつり合う状態で平衡が保たれる。

インク循環により、上流タンク３の液面３１の高さＨＡが低くなると、空気層３２の体積が増加し、上流タンク３内の正圧ＰＡが低下する。しかし、これに応じてベローズ１２３が収縮して空気バッファ部１２１の内部空間の体積が減少するので、空気層３２の体積と空気バッファ部１２１内の空気の体積との合計が一定の量に保たれ、上流タンク３内の正圧ＰＡの変動が小さく抑えられる。

一方、下流タンク４側では、インク循環中、空気層４２とともに空気バッファ部１３１内が減圧状態となり、ベローズ１３３は初期状態から収縮する。そして、空気バッファ部１３１内が減圧されることによりベローズ１３３が収縮する力と引っ張りバネ１３２の弾性力とがつり合う状態で平衡が保たれる。

インク循環により、下流タンク４の液面４１の高さＨＢが高くなると、空気層４２の体積が減少する。しかし、これに応じてベローズ１３３が伸張して空気バッファ部１３１の内部空間の体積が増加するので、空気層４２の体積と空気バッファ部１３１内の空気の体積との合計が一定の量に保たれ、下流タンク４内の負圧ＰＢの変動が小さく抑えられる。

このように、本変形例のインクジェット記録装置１Ａによれば、上流側圧力調整部１２および下流側圧力調整部１３により、インク循環中における上流タンク３内の正圧ＰＡおよび下流タンク４内の負圧ＰＢの変動が小さく抑えられる。これにより、インクジェットヘッド２のノズルにかかる負圧の変動をより低減することが可能となる。この結果、インクジェット記録装置１Ａによれば、より安定してインクを吐出できる。

１，１Ａ インクジェット記録装置
２ インクジェットヘッド
３ 上流タンク
４ 下流タンク
５ インクボトル
６ インクポンプ
７ エアポンプ
８ａ〜８ｄ インク導管
９ａ〜９ｆ 空気導管
１０ インク循環経路
１１ 制御部
１２ 上流側圧力調整部
１３ 下流側圧力調整部
３１，４１ 液面
３２，４２ 空気層
３３ 上流側下限センサ
３４ 上流側上限センサ
４３ 下流側下限センサ
４４ 下流側上限センサ
９１ 上流側大気開放弁
９２ 下流側大気開放弁
１２１，１３１ 空気バッファ部

Claims (3)

1. インクを吐出するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドに供給するインクを貯留する第１のタンクと、
   前記インクジェットヘッドで消費されなかったインクを貯留する第２のタンクと、
   前記第１のタンク、前記インクジェットヘッド、および前記第２のタンクの間でインクの循環を行うための循環経路と、
   前記第１のタンク内のインク上に形成される第１の空気層の体積、および前記第２のタンク内のインク上に形成される第２の空気層の体積を調整する調整部と、
   前記第１の空気層と前記第２の空気層とに接続されたエアポンプと、
   前記循環経路を介したインク循環時において、前記第１および第２のタンクの大気圧からの密閉状態で、前記第１の空気層が前記第２の空気層よりも体積が大きい状態を維持するよう前記調整部を制御しつつ、前記エアポンプにより前記第２の空気層から前記第１の空気層に空気を送るよう制御する制御部と
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第１の空気層に連通する内部空間を有し、前記第１の空気層の体積の変動に応じて内部空間の体積が変動可能な第１の空気バッファ部と、
   前記第２の空気層に連通する内部空間を有し、前記第２の空気層の体積の変動に応じて内部空間の体積が変動可能な第２の空気バッファ部と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記第１および第２のタンクは、貯留するインクの液面が前記インクジェットヘッドのインク吐出面よりも低い位置になるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。