JP2014195933A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッド内のエアを少ないエネルギーで排気すること。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出口が開口した吐出面と、液体を貯留可能な貯留室と有している。第１液体タンクは、第１液体流路を介して貯留室に連通しており、且つ、吐出面より鉛直方向下方に設けられている。第２液体タンクは、第１液体タンクより鉛直方向上方に設けられている。第２液体流路は貯留室と第２液体タンクにおける第２液体タンクに貯留される液体の液面より鉛直方向上方の位置とを連通する。第３液体流路は貯留室と第２液体タンクにおける第２液体タンクに貯留される液体の液面より鉛直方向下方の位置とを連通する。第３液体流路には第１バルブが設けられている。第１バルブにより第３液体流路を閉塞しない状態とさせた後、貯留室に貯留された液体を第２液体流路を経由して第２液体タンクへ移送させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

インクジェットプリンタにおいて、サブタンクとインクジェットヘッド間でインクを循環して、インクジェットヘッド内に溜まったエアをサブタンクに排出するインク循環がなされるものがある（例えば、特許文献１）。

特開２００５−３０６００５号公報

特許文献１に記載されたインクジェットプリンタにおいては、サブタンクをインクジェットヘッドの複数の吐出口よりも鉛直方向下方に配置して、複数の吐出口とサブタンクに貯留された液体の液面との水頭差によりインクジェットヘッドに負圧を生じさせている。ここで、インクジェットヘッド内に溜まったエアは浮力により鉛直方向上方に浮くので、インク循環において、インクジェットヘッド内に溜まったエアをインクジェットヘッドよりも鉛直方向下方に配置されたサブタンクに排出するためには、多くのエネルギーが必要となる。

そこで、本発明の目的は、液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留する液体タンクが、液体吐出ヘッドの吐出面より鉛直方向下方に設けられた液体吐出装置において、少ないエネルギーで液体吐出ヘッド内のエアを排出することが可能な液体吐出装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の液体吐出装置は、液体を吐出するための吐出口が開口した吐出面と、液体を貯留可能な貯留室と、前記吐出口と前記貯留室とを連通する内部流路とを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドの前記吐出面より鉛直方向下方に設けられ、前記貯留室に供給される液体を貯留するための第１液体タンクと、前記第１液体タンクより鉛直方向上方に設けられ、液体を貯留するための第２液体タンクと、前記液体吐出ヘッドの前記貯留室と前記第１液体タンクとを連通する第１液体流路と、前記液体吐出ヘッドの前記貯留室と前記第２液体タンクにおける前記第２液体タンクに貯留される液体の液面より鉛直方向上方の位置とを連通する第２液体流路と、前記液体吐出ヘッドの前記貯留室と前記第２液体タンクにおける前記第２液体タンクに貯留される液体の液面より鉛直方向下方の位置とを連通する第３液体流路と、前記第３液体流路に設けられ、前記第３液体流路を閉塞する状態及び前記第３液体流路を閉塞しない状態を選択的に切り替え可能な第１バルブと、前記液体吐出ヘッドの前記貯留室に貯留された液体を前記第２液体流路を経由して前記第２液体タンクへ移送させる第１液体移送を行うための第１液体移送手段と、前記第１バルブ及び前記第１液体移送手段を制御するための制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第３液体流路を閉塞しない状態とさせるように前記第１バルブを制御し、その後、前記第１液体移送を行うよう前記第１液体移送手段を制御することを特徴とする。

本発明によると、液体吐出ヘッドの貯留室に溜まったエアは、第１液体タンクよりも鉛直方向上方に設けられた第２液体タンクに排出される。従って、第１液体タンクにエアが排出される構成よりも、少ないエネルギーで液体吐出ヘッド内のエアを排出することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。 図１に示すヘッドユニット、インク移送ユニット、及び吸引パージ機構の概略断面図である。 図２に示すヘッド本体の平面図である。 （ａ）は図３の一点鎖線で囲まれた領域ＩＩＩを示す拡大図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断面図である。 図１に示すインクジェットプリンタの電気構成図である。 図１に示すインクジェットプリンタの動作フロー図である。 変形例に係るヘッドユニット、及びインク移送ユニットの概略断面図である。

以下、本発明の実施形態として、液体吐出装置をインクジェットプリンタに適用し、図面を参照しつつ説明する。

インクジェットプリンタ１０１は、図１に示すように、記録媒体である用紙Ｐを搬送する搬送機構２０と、搬送機構２０により搬送されている用紙Ｐに向けて、インクを吐出するヘッドユニット１、ヘッドユニット１へのインクの供給等を行うインク移送ユニット４０、タッチパネル８０（図５参照）、吸引パージ機構９０（図２参照）、及びインクジェットプリンタ全体の制御を司る制御装置（制御手段の一例）１００等を備えている。

搬送機構２０は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に架け渡されたエンドレスの搬送ベルト８とを有している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、図示しない搬送モータからの駆動力で回転する。ベルトローラ７が回転すると、搬送ベルト８が走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８が走行するのに伴って回転する。搬送ベルト８の外周面に載置された用紙Ｐは、図１中下方へと搬送される。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送機構２０による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって、水平面に沿った方向である。

ヘッドユニット１は、ヘッド保持板２、及び、６つのインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）３を備えている。ヘッド保持板２は、水平面と平行であり、且つ、主走査方向を長手方向とする略矩形の、金属材料などからなる板状体である。また、ヘッド保持板２には、６つの貫通孔５が形成されている。６つの貫通孔５は、それぞれ、主走査方向を長手方向とする略矩形の貫通孔であり、主走査方向に沿って千鳥状に配列されている。

６つのインクジェットヘッド３（以下、単にヘッド３と称す。）は、それぞれ、その下面である吐出面３ａ（図２参照）に複数の吐出口１０８（図４（ａ）参照）が開口しており、これら複数の吐出口１０８からインク（液体）を吐出する。この６つのヘッド３は、図２に示すように、吐出面３ａが６つの貫通孔５から露出するように、ヘッド保持板２に取り付けられている。また、６つのヘッド３それぞれの吐出面３ａは、搬送機構２０の搬送ベルト８の上側ループの外周面と対向している。搬送機構２０により用紙Ｐが６つのヘッド３の下方を通過する際に、各ヘッド３からインク滴が吐出され、用紙Ｐ上に所望の画像が形成される。

インク移送ユニット４０は、ヘッド３に対してインクの供給等を行う。インク移送ユニット４０は、図１に示すように、６つのヘッド３に対して１つ設けられている。吸引パージ機構９０は、インク増粘等によってヘッド３の吐出特性が低下したときに、その性能を回復させるための機構である。インク移送ユニット４０、及び吸引パージ機構９０については、後で詳細に説明する。

次に、図２を参照しつつ、ヘッド３について詳細に説明する。図２に示すように、６つのヘッド３それぞれは、ヘッド本体９と、リザーバ（貯留室の一例）７０とを有している。なお、主走査方向に隣り合うヘッド３は、図１に示すように一部が主走査方向に重なって配置されているが、図２（後で説明する図７も同様）においては説明の便宜のため、主走査方向に隣り合うヘッド３を主走査方向に関して離して表している。

リザーバ７０は、ヘッド本体９の上面に固定されており、ヘッド本体９に供給されるインクを貯留する部材である。リザーバ７０の上面は第１領域と、第１領域よりも鉛直方向に上方に位置する第２領域とを有しており、第１領域に流入口７２が形成され、第２領域に排出口７３が形成されている。リザーバ７０は、流入口７２を介して、インク移送ユニット４０からインクが供給される。また、後述する排気パージ動作時においては、リザーバ７０内のインクが、排出口７３を介してインク移送ユニット４０に排出される。

また、リザーバ７０には、１０個のインク流出流路７５が形成されている。インク流出流路７５は、ヘッド本体９の後述の流路ユニット１１の上面１１ａに形成されたインク供給口１０５ｂ（図３参照）に連通している。画像記録動作（液体吐出動作）時においては、インク移送ユニット４０からのインクは、インク流出流路７５を通過して、インク供給口１０５ｂから流路ユニット１１に供給される。なお、図２においては、各ヘッド３それぞれにつき、１つのインク流出流路７５のみが表れている。

次に、ヘッド３のヘッド本体９について図３及び図４を参照しつつ説明する。図４（ａ）では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、及び吐出口１０８を実線で描いている。ヘッド本体９は、図３に示すように、流路ユニット１１、及び流路ユニット１１の上面１１ａに固定された８つのアクチュエータユニット２１を含んでいる。アクチュエータユニット２１は、流路ユニット１１に形成された複数の圧力室１１０に対向して設けられた複数の個別電極を含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。

流路ユニット１１は、９枚の矩形状金属プレート１２２〜１３０（図４（ｂ）参照）が積層された積層体である。流路ユニット１１の上面１１ａには、リザーバ７０のインク流出流路７５（図２参照）に連通する計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット１１の内部には、インク供給口１０５ｂを一端とする複数のマニホールド流路１０５、マニホールド流路１０５から分岐した複数の副マニホールド流路１０５ａ、及び副マニホールド流路１０５ａに接続した多数の個別インク流路１３２からなる内部流路が形成されている。個別インク流路１３２は、流路抵抗調整用のアパーチャ１１２を含み、副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経て吐出口１０８に至る。流路ユニット１１の上面１１ａには、複数の圧力室１１０がマトリクス状に配列されている。一方、流路ユニット１１の下面である吐出面３ａには、吐出口１０８が圧力室１１０に対応してマトリクス状につまり２次元的且つ規則的に配列されている。この吐出口１０８は、主走査方向に関して主走査方向の記録解像度である６００ｄｐｉの間隔で配列されている。

次に、アクチュエータユニット２１について説明する。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対向した複数のアクチュエータを含んでいる。各アクチュエータは、圧力室１１０内のインクに吐出周期（印刷周期）毎に選択的に吐出エネルギーを付与する。具体的には、アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる３枚の圧電シートから構成されている。各圧電シートは、いずれも複数の圧力室１１０に跨るサイズを有した連続平板である。最上層の圧電シート上における圧力室１１０に対向する位置のそれぞれには、個別電極が形成されている。最上層の圧電シートとその下側の圧電シートとの間にはシート全面にわたって共通電極が介在している。

共通電極は、すべての圧力室１１０に対応する領域において等しくグランド電位に保持されている。一方、個別電極には制御装置１００から出力された駆動信号が、図示しないドライバＩＣによってレベル変換された駆動パルスが選択的に入力される。このように、アクチュエータユニット２１において、個別電極と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働く。このように、圧力室１１０の数と同数の複数のアクチュエータがアクチュエータユニット２１に構成されている。

ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１は、圧力室１１０から最も離れた１枚の圧電シートを活性層とし、且つ残り２枚の圧電シートを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプのアクチュエータである。個別電極に駆動パルスが入力されることにより、これに対応する圧電シートが変形して圧力室１１０内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与され、吐出口１０８からインク滴が吐出される。

次に、図２を参照しつつ、インク移送ユニット４０について詳細に説明する。インク移送ユニット４０は、カートリッジ（第１液体タンク）５０、排気タンク（第２液体タンク）５１、廃液タンク５２、インク流入管５３、インク排出管５４、インク供給管５５、インク帰還管５６、インク廃棄管５７、バルブ６１〜６５、及びポンプ６８を備えている。なお、カートリッジ５０は、インクジェットプリンタ１０１の筐体に固定されたカートリッジホルダ２５に対して交換可能に装着されている。また、廃液タンク５２は、インクジェットプリンタ１０１の筐体に固定された廃液タンクホルダ２６に対して交換可能に装着されている。

インク流入管５３は、６つのヘッド３それぞれのリザーバ７０と、排気タンク５１における排気タンク５１に貯留されるインクの液面よりも鉛直方向下方の位置とを連通する流路部材であり、６つの個別インク流入管５３ａ、及び共通インク流入管５３ｂを有している。共通インク流入管５３ｂは、６つの個別インク流入管５３ａに共通の流路部材であり、排気タンク５１に連通している。この共通インク流入管５３ｂには、共通インク流入管５３ｂの流路を閉塞する状態及び閉塞しない状態を選択的に切り替え可能なバルブ（第１バルブ）６１が設けられている。

６つの個別インク流入管５３ａそれぞれは、６つのヘッド３のリザーバ７０の流入口７２に連通している。本実施形態においては、６つの個別インク流入管５３ａは、図２に示すように、共通インク流入管５３ｂと、排気タンク５１から最も距離が離れているヘッド３（図２中左端のヘッド３）のリザーバ７０の流入口７２とを連通する一つの個別インク流入管５３ａと、この個別インク流入管５３ａから分岐して、５つのヘッド３それぞれのリザーバ７０の流入口７２に至る５つの個別インク流入管５３ａからなる。変形例として、６つの個別インク流入管５３ａは、共通インク流入管５３ｂから個々に分岐して６つのヘッド３それぞれのリザーバ７０の流入口７２に至るように構成されていてもよい。本実施形態においては、インク流入管５３の流路が本発明の第３液体流路に相当する。

インク排出管５４は、６つのヘッド３それぞれのリザーバ７０と、排気タンク５１における排気タンク５１に貯留されるインクの液面よりも鉛直方向上方の位置とを連通する流路部材であり、６つの個別インク排出管５４ａ、及び共通インク排出管５４ｂを有している。共通インク排出管５４ｂは、６つの個別インク排出管５４ａに共通の流路部材であり、排気タンク５１に連通している。この共通インク排出管５４ｂには、ポンプ（第１液体移送手段）６８と、共通インク排出管５４ｂの流路を閉塞する状態及び閉塞しない状態を選択的に切り替え可能なバルブ６２が設けられている。

６つの個別インク排出管５４ａそれぞれは、６つのヘッド３それぞれのリザーバ７０の排出口７３に連通している。本実施形態においては、６つの個別インク排出管５４ａは、図２に示すように、共通インク排出管５４ｂと、排気タンク５１から最も距離が離れているヘッド３のリザーバ７０の排出口７３とを連通する一つの個別インク排出管５４ａと、この個別インク排出管５４ａから分岐して、５つのヘッド３それぞれのリザーバ７０の排出口７３に至る５つの個別インク排出管５４ａからなる。変形例として、６つの個別インク排出管５４ａは、共通インク排出管５４ｂから個々に分岐して６つのヘッド３それぞれのリザーバ７０の排出口７３に至るように構成されていてもよい。本実施形態においては、インク排出管５４の流路が本発明の第２液体流路に相当する。

インク供給管５５は、インク流入管５３の共通インク流入管５３ｂにおける、バルブ６１よりも個別インク流入管５３ａ側の箇所と、カートリッジホルダ２５に装着されたカートリッジ５０とを連通している。このインク供給管５５には、インク供給管５５の流路を閉塞する状態及び閉塞しない状態を選択的に切り替え可能なバルブ６３が設けられている。本実施形態においては、インク供給管５５、及び個別インク流入管５３ａからなる流路が本発明の第１液体流路に相当する。

インク帰還管５６は、カートリッジホルダ２５に装着されたカートリッジ５０と、排気タンク５１における排気タンク５１に貯留されるインクの液面よりも鉛直方向下方の位置とを連通している。このインク帰還管５６には、インク帰還管５６の流路を閉塞する状態及び閉塞しない状態を選択的に切り替え可能なバルブ（第２バルブ）６４が設けられている。バルブ６４は、後述するインク帰還動作のときのみ、インク帰還管５６の流路を閉塞しない状態とさせるよう開弁される。本実施形態においてはインク帰還管５６の流路が本発明の第４液体流路に相当する。

インク廃棄管５７は、廃液タンクホルダ２６に装着された廃液タンク５２と、排気タンク５１における排気タンク５１に貯留されるインクの液面よりも鉛直方向下方の位置とを連通している。このインク廃棄管５７には、インク廃棄管５７の流路を閉塞する状態及び閉塞しない状態を選択的に切り替え可能なバルブ（第２液体移送手段の一例）６５が設けられている。バルブ６５は、後述するインク廃棄動作のときのみ、インク廃棄管５７の流路を閉塞しない状態とさせるよう開弁される。

カートリッジ５０には、６つのヘッド３に供給されるインクが貯留されている。また、カートリッジ５０の上壁には、カートリッジ５０内と大気とを連通する大気連通孔５０ａが形成されている。これにより、カートリッジ５０内の気圧が、貯溜しているインクの量にかかわらず常に大気圧となり、安定したインク供給が可能となっている。

カートリッジ５０の側壁には、第１センサ６６が設けられている。第１センサ６６は、カートリッジ５０に貯留されているインクの貯留量を検出するセンサである。この第１センサ６６は、カートリッジ５０に貯留されているインクの貯留量を示す検出信号を、制御装置１００に出力する。

また、カートリッジ５０は、図２に示すように、吐出面３ａよりも鉛直方向下方に配置されている。これにより、吐出口１０８近傍に形成されるインクメニスカスとカートリッジ５０内のインクの液面とに水頭差が生じて、インクメニスカスのインク側が大気圧に比べ負圧となる。このときの負圧は、インクメニスカスが破壊されない程度に調整されている。

排気タンク５１は、インクと気体と分離させるための気液分離用のタンクであり、６つのヘッド３に供給されるインクを一時的に貯溜する。後述の排気パージ動作時において、ヘッド３のリザーバ７０からインク排出管５４を経由した排気タンク５１へのインク流れにより、リザーバ７０内に存在するエアがインクとともに排気タンク５１に排出される。そして、この排気タンク５１において、排気タンク５１に排出されたエアは、インクと分離されることとなる。これにより、排気タンク５１からヘッド３に対してエアと分離されたインクのみをインク流入管５３を介して供給することが可能となる。

排気タンク５１の上壁には、排気タンク５１内と大気とを連通する大気連通孔５１ａが形成されている。排気タンク５１の側壁には、第２センサ６７が設けられている。第２センサ６７は、排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量を検出するセンサである。この第２センサ６７は、排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量を示す検出信号を、制御装置１００に出力する。

廃液タンク５２は、インク廃棄管５７を介して排気タンク５１から排出された廃インクを貯留する。また、廃液タンク５２の上壁には、廃液タンク５２内と大気とを連通する大気連通孔５２ａが形成されている。

ここで、排気タンク５１は、カートリッジ５０、及び廃液タンク５２よりも鉛直方向上方に配置されている。従って、インク帰還管５６の流路を閉塞しない状態とさせるようバルブ６４を開弁させることで、排気タンク５１に貯留されているインクが、自重によりインク帰還管５６を介してカートリッジ５０に移送されることとなる。同様に、インク廃棄管５７の流路を閉塞しない状態とさせるようバルブ６５を開弁させることで、排気タンク５１に貯留されているインクが、自重によりインク廃棄管５７を介して廃液タンク５２に移送されることとなる。

次に、吸引パージ機構９０について詳細に説明する。吸引パージ機構９０は、図２に示すように、６つのヘッド３それぞれの吐出面３ａに吐出口１０８を囲んで密着可能な６つのキャップ部材９１、廃液タンク９２、６つのキャップ部材９１それぞれと廃液タンク９２とを連通する廃液管９３、及び廃液管９３に設けられたポンプ９４等を備えている。

吸引パージ機構９０は、画像記録動作時のときには、用紙Ｐと対向する領域よりも外側の待機位置に配置されており、ヘッド３の吐出特性を回復させるときに、メンテナンス位置に移動される。吸引パージ機構９０は、メンテナンス位置に配置されると、６つのキャップ部材９１それぞれが、対応するヘッド３の吐出面３ａと対向して密着される。そして、キャップ部材９１がヘッド３の吐出面３ａの吐出口１０８を覆っている状態で、ポンプ９４が駆動されることにより、吐出口１０８からインクが吸引されて排出される。これにより、水分が蒸発して粘度が高くなった（増粘した）吐出口１０８内のインクを吐出口１０８から排出する吸引パージ動作や、カートリッジ５０を交換した際の、カートリッジ５０内のインクをヘッド３内に導入する初期導入動作を行うことが可能となる。

次に、図５を参照しつつ、制御装置１００について説明する。制御装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１４２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４３と、ネットワークインターフェース１４４と、内部時計１４５とを有する。また、制御装置１００は、ヘッド３、搬送機構２０、インク移送ユニット４０、第１センサ６６、第２センサ６７、タッチパネル８０、吸引パージ機構９０等の、インクジェットプリンタ１０１の様々な装置あるいは駆動部と接続されている。

ＲＯＭ１４２には、インクジェットプリンタ１０１を制御するための制御プログラムであるファームウェアや各種設定が記憶されている。ＲＡＭ１４３は、各種制御プログラムが読み出される作業領域として、あるいはデータを一時的に記憶する記憶領域として利用される。ネットワークインターフェース１４４は、ＰＣ１５０などの外部装置との間でデータ通信を行うためのインターフェースである。内部時計１４５は、直近の排気パージ動作（後述する）が行われたときからの経過時間を計測し、当該経過時間が所定時間を超えたときに、ＣＰＵ１４１に対して、排気パージ動作の実行を促す第１信号を出力する。また、内部時計１４５は直近のインク補給動作（後述する）が行われたときからの経過時間を計測し、当該経過時間が所定時間を超えたときに、ＣＰＵ１４１に対して、インク廃棄動作（後述する）の実行を促す第２信号を出力する。

ＣＰＵ１４１は、ＲＯＭ１４２に記憶された制御プログラムに従い、様々な処理を実行する。一例を挙げると、ＣＰＵ１４１は、ＰＣ１５０から送信された印刷指令に従い、ヘッド３や搬送機構２０等を制御して、用紙Ｐに画像を印刷する画像記録動作を行う。なお、ＣＰＵ１４１は、この画像記録動作を行う際には、共通インク流入管５３ｂの流路、インク排出管５４の流路及びインク帰還管５６の流路それぞれを閉塞する状態とさせるようバルブ６１，６２，６４を閉弁させ（既に閉弁されている場合には閉弁された状態を維持する）、且つ、インク供給管５５の流路を閉塞しない状態とさせるようバルブ６３を開弁させる（既に開弁されている場合には開弁された状態を維持する）。これにより、吐出口１０８近傍に形成されるインクメニスカスとカートリッジ５０のインク液面との水頭差により、インクメニスカスのインク側を確実に負圧にすることができる。その結果、ヘッド３のアクチュエータの駆動時以外において、吐出口１０８からインクが漏れ出ることを防ぐことができるので、吐出口１０８からインクを安定して吐出することが可能となる。

ＣＰＵ１４１は、インク移送ユニット４０、及び吸引パージ機構９０を制御して、上述の吸引パージ動作、及び初期導入動作を行う。具体的には、ＣＰＵ１４１は、まず、吸引パージ機構９０を待機位置からメンテナンス位置に移動させる。そして、ＣＰＵ１４１は、共通インク流入管５３ｂの流路、及びインク排出管５４の流路それぞれを閉塞する状態とさせるようバルブ６１，６２を閉弁させ（既に閉弁されている場合には閉弁された状態を維持する）、且つ、インク供給管５５の流路を閉塞しない状態とさせるようバルブ６３を開弁させる（既に開弁されている場合には開弁された状態を維持する）。その後、ＣＰＵ１４１は、吸引パージ機構９０のポンプ９４を駆動させる。これにより、カートリッジ５０に貯留されているインクが、インク供給管５５、個別インク流入管５３ａを経由してヘッド３のリザーバ７０に供給され、吐出口１０８からインクが排出されることとなる。この吸引パージ動作は、インクジェットプリンタ１０１の電源投入時や所定時間おきに行われる。また、初期導入動作は、カートリッジ５０の交換時に行われる。

また、ＣＰＵ１４１は、インク移送ユニット４０を制御して、インク移送動作を行う。このインク移送動作には、インク補給動作、排気パージ動作（第１液体移送）、インク帰還動作、及びインク廃棄動作（第２液体移送）等が含まれる。

インク補給動作は、カートリッジ５０に貯留されているインクを排気タンク５１に補給する動作である。ＣＰＵ１４１は、このインク補給動作を行う際には、まず、共通インク流入管５３ｂの流路、インク帰還管５６の流路、及びインク廃棄管５７の流路それぞれを閉塞する状態とさせるようバルブ６１，６４，６５を閉弁させ（既に閉弁されている場合には閉弁された状態を維持する）、且つ、インク排出管５４の流路、及びインク供給管５５の流路それぞれを閉塞しない状態とさせるようバルブ６２，６３を開弁させる（既に開弁されている場合には開弁された状態を維持する）。その後、ＣＰＵ１４１は、ポンプ６８を駆動させる。これにより、カートリッジ５０に貯留されているインクが、インク供給管５５、個別インク流入管５３ａ、ヘッド３のリザーバ７０、及びインク排出管５４を経由して排気タンク５１に補給されることとなる。このインク補給動作は、排気パージ動作を行う前において、第２センサ６７により検出された排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量が、排気パージ動作に必要な貯留量（以下、排気パージインク量）未満の場合に行われる。

ここで、ヘッド３のリザーバ７０に貯留されているインクは、経時によりインク中の水分が蒸発する。インク中の水分が蒸発すると、リザーバ７０内には、蒸発した水分だけエアが生成される。このようなインク中の水分の蒸発等の原因により、リザーバ７０内には、経時によりエアが存在することとなる。リザーバ７０内にエアが存在すると、ヘッド３内の流路が閉塞されてヘッド３のインクの吐出特性が低下するため、リザーバ７０内に存在するエアを除去する必要がある。排気パージ動作は、このリザーバ７０内に存在するエアを排気タンク５１に排出する動作である。ＣＰＵ１４１は、この排気パージ動作を行う際には、まず、インク供給管５５の流路、インク帰還管５６の流路、及びインク廃棄管５７の流路それぞれを閉塞する状態とさせるようバルブ６３，６４，６５を閉弁させ（既に閉弁されている場合には閉弁された状態を維持する）、且つ、インク流入管５３の流路及びインク排出管５４の流路それぞれを閉塞しない状態とさせるようバルブ６１，６２を開弁させる（既に開弁されている場合には開弁された状態を維持する）。その後、ＣＰＵ１４１は、ポンプ６８を駆動させる。これにより、ヘッド３のリザーバ７０に貯留されているインクが、排出口７３からインク排出管５４を経由して排気タンク５１に排出された後、インク流入管５３を経由して、流入口７２からリザーバ７０に再び戻されることとなる。つまり、排気タンク５１と、ヘッド３のリザーバ７０との間でインク循環が行われる。

また、このインク循環に伴い、ヘッド３のリザーバ７０内のエアは、排出口７３からインク排出管５４を経由して排気タンク５１に排出される。ここで、本実施形態では、排気タンク５１は、カートリッジ５０及びヘッド３のリザーバ７０よりも鉛直方向上方に配置されているため、カートリッジ５０及びヘッド３のリザーバ７０よりも鉛直方向下方に配置されている場合と比べて、ヘッド３のリザーバ７０の上部に存在するエアを容易に排気タンク５１に排出することができる。その結果、ヘッド３のリザーバ７０の上部に存在するエアを少ないエネルギー（ポンプ６８の移送力）で排出することができる。加えて、上述したように、排出口７３は、リザーバ７０の上面において、流入口７２が形成されている第１領域よりも、鉛直方向上方に位置する第２領域に形成されている。従って、リザーバ７０内のエアは浮力により排出口７３近傍に滞留されるので、上記インク循環により、リザーバ７０内のエアを容易に排出口７３から排出することができる。

排気パージ動作は、内部時計１４５から上記第１信号が出力されたときに行われる。これにより、ヘッド３のリザーバ７０の上部に存在するエアが定期的に排出されるため、画像記録動作時において、吐出口１０８からインクを安定して吐出することができる。

インク帰還動作は、排気タンク５１に貯留されているインクをカートリッジ５０に供給する動作である。ＣＰＵ１４１は、このインク帰還動作を行う際には、インク流入管５３の流路、及びインク廃棄管５７の流路それぞれを閉塞する状態とさせるようバルブ６１，６５を閉弁させ（既に閉弁されている場合には閉弁された状態を維持する）、且つ、インク帰還管５６の流路を閉塞しない状態とさせるようバルブ６４を開弁させる。これにより、排気タンク５１に貯留されているインクが、自重によりインク帰還管５６を介してカートリッジ５０に供給される。このインク帰還動作は、画像記録動作を行う前において、第１センサ６６により検出されたカートリッジ５０に貯留されているインクの貯留量が、画像記録動作に必要な第１所定量未満の場合に行われる。さらに、このインク帰還動作は、第２センサ６７により検出された排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量が、第２所定量以上の場合にも行われる。ここで、第２所定量とは、上記排気パージインク量よりも多い量である。

インク廃棄動作は、排気タンク５１に貯留されているインクを廃液タンク５２に排出する動作である。ＣＰＵ１４１は、このインク廃棄動作を行う際には、インク流入管５３の流路、及びインク帰還管５６の流路それぞれを閉塞する状態とさせるようバルブ６１，６４を閉弁させ（既に閉弁されている場合には閉弁された状態を維持する）、且つ、インク廃棄管５７の流路を閉塞しない状態とさせるようバルブ６５を開弁させる。これにより、排気タンク５１に貯留されているインクが、自重により廃液タンク５２を介して廃液タンク５２に排出される。このインク廃棄動作は、内部時計１４５から第２信号が出力されたときに行われる。これにより、排気タンク５１に貯留されている、増粘等により劣化したインクを廃液として定期的に排出することができる。

次に、ＣＰＵ１４１が実行する処理の一例について、図６を参照しつつ説明する。

まず、ＣＰＵ１４１は、排気パージ動作の実行を促す上記第１信号が内部時計１４５から入力されたか否かを判断する（Ｓ１）。第１信号が入力されたと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ１４１は、排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量が、排気パージインク量以上であるか否かを第２センサ６７からの検出信号に基づき判断する（Ｓ２）。排気パージインク量以上であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）には、ステップＳ６の処理に移る。

一方、排気パージインク量未満であると判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）には、ＣＰＵ１４１は、排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量を排気パージインク量以上とすべく、ポンプ６８、及びバルブ６１〜６５を制御してインク補給動作を行う（Ｓ３）。これにより、カートリッジ５０から排気タンク５１へインクが補給される。

次に、ＣＰＵ１４１は、インク補給動作により排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量が、排気パージインク量以上になったか否かを第２センサ６７からの検出信号に基づき判断する（Ｓ４）。排気パージインク量以上であると判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には、ステップＳ６の処理に移る。一方、排気パージインク量未満であると判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）には、カートリッジ５０にインクが貯留されていないと判断して、カートリッジ５０の交換を促す画面をタッチパネル８０に表示させて（Ｓ５）、本処理を終了する。

ステップＳ６の処理では、ＣＰＵ１４１は、排気タンク５１とヘッド３のリザーバ７０との間でインク循環を行うべく、ポンプ６８、及びバルブ６１〜６５を制御して排気パージ動作を行う。これにより、ヘッド３のリザーバ７０内に存在するエアがインクとともに排気タンク５１に排出される。

次に、ＣＰＵ１４１は、排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量が第２所定量以上か否かを第２センサ６７からの検出信号に基づき判断する（Ｓ７）。第２所定量未満であると判断した場合（Ｓ７：ＮＯ）には、ステップＳ１の処理に戻る。一方、第２所定量以上であると判断した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ１４１は、排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量を第２所定量未満とすべく、バルブ６１，６４，６５を制御してインク帰還動作を行う（Ｓ８）。これにより、排気タンク５１に貯留されているインクが、カートリッジ５０に供給される。このステップＳ８の処理が終了すると、ステップＳ１の処理に戻る。

ステップＳ１の処理において、内部時計１４５から第１信号が入力されていないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）には、ＣＰＵ１４１は、ネットワークインターフェース１４４を介してＰＣ１５０から印刷指令を受信したか否かを判断する（Ｓ９）。印刷指令を受信したと判断した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ１４１は、カートリッジ５０に貯留されているインクの貯留量が、画像記録動作に必要な第１所定量以上であるか否かを第１センサ６６からの検出信号に基づき判断する（Ｓ１０）。第１所定量以上であると判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１３の処理に移る。

一方、第１所定量未満であると判断した場合（Ｓ１０：ＮＯ）には、ＣＰＵ１４１は、カートリッジ５０に貯留されているインクの貯留量を第１所定量以上とすべく、バルブ６１，６４，６５を制御してインク帰還動作を行う（Ｓ１１）。これにより、排気タンク５１に貯留されているインクが、カートリッジ５０に供給される。次に、ＣＰＵ１４１は、インク帰還動作によりカートリッジ５０に貯留されているインクの貯留量が、第１所定量以上となったか否かを第１センサ６６からの検出信号に基づき判断する（Ｓ１２）。第１所定量未満であると判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、カートリッジ５０の交換を促す画面をタッチパネル８０に表示させて（Ｓ５）、本処理を終了する。一方、第１所定量以上であると判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、ステップＳ１３の処理に移る。

ステップＳ１３の処理では、ＣＰＵ１４１は、受信した印刷指令に従い、ヘッド３や搬送機構２０等を制御して、用紙Ｐに画像を印刷する画像記録動作を行う。このステップＳ１３の処理が終了すると、ステップＳ１の処理に戻る。

ステップＳ９の処理において、印刷指令を受信していないと判断した場合（Ｓ９：ＮＯ）には、ＣＰＵ１４１は、インク廃棄動作の実行を促す上記第２信号が内部時計１４５から入力されたか否かを判断する（Ｓ１４）。第２信号が入力されていないと判断した場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、ステップＳ１の処理に戻る。一方、第２信号が入力されたと判断した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、排気タンク５１に貯留されているインクを廃棄すべく、バルブ６１，６４，６５を制御して、インク廃棄動作を行う（Ｓ１５）。これにより、排気タンク５１に貯留されている増粘等により劣化したインクが、廃液タンク５２に排出される。このステップＳ１５の処理が終了すると、ステップＳ１の処理に戻る。以上、ＣＰＵ１４１が実行する処理の一例について説明した。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１によると、ヘッド３のリザーバ７０に溜まったエアは、排気パージ動作によって、カートリッジ５０よりも鉛直方向上方に設けられた排気タンク５１に排出される。従って、カートリッジ５０にエアが排出される構成よりも、少ないエネルギーでヘッド３内のエアを排出することができる。

また、画像記録動作時には、共通インク流入管５３ｂの流路及びインク帰還管５６の流路それぞれを閉塞する状態とさせるようバルブ６１，６４が閉弁されるので、吐出口１０８近傍に形成されるインクメニスカスとカートリッジ５０のインク液面との水頭差により、インクメニスカスのインク側を確実に負圧にすることができる。その結果、吐出口１０８からインクを安定して吐出することができる。

また、ポンプ６８及びバルブ６１は、６つのヘッド３それぞれのリザーバ７０に共通の、共通インク排出管５４ｂ及び共通インク流入管５３ｂにそれぞれ設けられているので、これらをヘッド３毎に設ける必要がない。

また、排気タンク５１に貯留されているインクは、インク帰還動作により、カートリッジ５０に供給されるので、排気タンク５１に貯留されているインクを画像記録動作用に利用することができる。また、排気タンク５１に貯留されているインクが劣化した場合には、インク廃棄動作により、廃液タンク５２に排出することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態においては、インク供給管５５は、インク流入管５３の共通インク流入管５３ｂとカートリッジ５０とを連通しているが、カートリッジ５０と、６つのヘッド３それぞれのリザーバ７０とを直接連通するように構成されていてもよい。

また、インク移送ユニット４０における、上述の排気パージ動作を行うためのポンプ６８が、共通インク排出管５４ｂの代わりに、共通インク流入管５３ｂに設けられていてもよい。

また、上述の実施形態では、排気タンク５１は、ヘッド３のリザーバ７０及びカートリッジ５０よりも鉛直方向上方に配置されていたが、図７に示すように、カートリッジ５０よりも鉛直方向上方であり、且つリザーバ７０よりも鉛直方向下方に配置されていてもよい。この場合でも、排気パージ動作において、カートリッジ５０にエアが排出される構成よりも、少ないエネルギーでヘッド３のリザーバ７０内のエアを排出することができる。

また、上述の実施形態では、排気パージ動作時において、ＣＰＵ１４１はポンプ６８を駆動させるように構成されていたが、ポンプ６８を駆動させずに、排気タンク５１に貯留されているインクの自重により、排気タンク５１からヘッド３のリザーバ７０にインクを移送させることで、リザーバ７０内のエアを、インク排出管５４に排出してもよい。

また、上述の実施形態では、廃液タンク５２は、排気タンク５１よりも鉛直方向下方に配置されていたが、鉛直方向上方に配置されていてもよい。この場合、図７に示すように、インク廃棄管５７にバルブ６５の代わりに、ポンプ６９を設ける。そして、インク流入管５３の流路、及びインク帰還管５６の流路それぞれを閉塞する状態とさせるようバルブ６１，６４を閉弁させた状態で、ポンプ６９を駆動させることで、排気タンク５１に貯留されているインクを廃液タンク５２に排出することができる。この場合、ポンプ６９が、本発明の第２液体移送手段に相当する。

上述の実施形態では、カートリッジ５０をインクジェットプリンタ１０１の筐体に固定されたカートリッジホルダ２５に対して交換可能に装着できる構成としているが、カートリッジ５０をインクジェットプリンタ１０１の筐体に固定し、このカートリッジ５０に補給するためのインクを貯留する別のカートリッジを設けてもよい。この場合、当該別のカートリッジは、インクジェットプリンタ１０１の筐体に固定されたカートリッジホルダに対して交換可能に装着できる構成とし、カートリッジ５０はヘッド３に供給されるインクを一時的に貯留する、いわゆるサブタンクとして使用することになる。

上述の実施形態では、排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量が、排気パージインク量未満であると判断した場合、排気タンク５１に貯留されているインクの貯留量を排気パージインク量以上とすべく、ポンプ６８、及びバルブ６１〜６５を制御してインク補給動作を行い、その後、排気パージ動作を行う構成であるが、インク補給動作を行った場合は、ヘッド３のリザーバ７０内に存在するエアがインクとともに排気タンク５１に排出されている可能性があるので、排気パージ動作を省略したり、排気パージ動作の程度を軽く（排気パージ動作におけるポンプ６８の駆動時間を少なくする）することが可能である。

本発明は、ライン式・シリアル式のいずれにも適用可能であり、また、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能であり、インク以外の液体を吐出させることで記録を行う液体吐出装置にも適用可能である。記録媒体は、用紙Ｐに限定されず、記録可能な様々な媒体であってよい。さらに、本発明は、インクの吐出方式にかかわらず適用できる。

また、上述の実施形態において、ＣＰＵが単一のＣＰＵにより各処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵ、あるいは特定のＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＣＰＵと特定のＡＳＩＣの組み合わせにより処理を実行してもよい。

３ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
３ａ 吐出面
５０ カートリッジ（第１液体タンク）
５１ 排気タンク（第２液体タンク）
５３ インク流入管（第１液体流路の一部、第３液体流路）
５４ インク排出管（第２液体流路）
５５ インク供給管（第１液体流路の一部）
６１ バルブ（第１バルブ）
６８ ポンプ（第１液体移送手段）
７０ リザーバ（貯留室）
１００ 制御装置（制御手段）
１０１ インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
１０８ 吐出口

Claims (8)

1. 液体を吐出するための吐出口が開口した吐出面と、液体を貯留可能な貯留室と、前記吐出口と前記貯留室とを連通する内部流路とを有する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドの前記吐出面より鉛直方向下方に設けられ、前記貯留室に供給される液体を貯留するための第１液体タンクと、
   前記第１液体タンクより鉛直方向上方に設けられ、液体を貯留するための第２液体タンクと、
   前記液体吐出ヘッドの前記貯留室と、前記第１液体タンクとを連通する第１液体流路と、
   前記液体吐出ヘッドの前記貯留室と、前記第２液体タンクにおける前記第２液体タンクに貯留される液体の液面より鉛直方向上方の位置とを連通する第２液体流路と、
   前記液体吐出ヘッドの前記貯留室と、前記第２液体タンクにおける前記第２液体タンクに貯留される液体の液面より鉛直方向下方の位置とを連通する第３液体流路と、
   前記第３液体流路に設けられ、前記第３液体流路を閉塞する状態及び前記第３液体流路を閉塞しない状態を選択的に切り替え可能な第１バルブと、
   前記液体吐出ヘッドの前記貯留室に貯留された液体を前記第２液体流路を経由して前記第２液体タンクへ移送させる第１液体移送を行うための第１液体移送手段と、
   前記第１バルブ及び前記第１液体移送手段を制御するための制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記第３液体流路を閉塞しない状態とさせるように前記第１バルブを制御し、その後、前記第１液体移送を行うよう前記第１液体移送手段を制御することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記制御手段は、
   前記吐出口から液体を吐出する液体吐出動作時には、前記第３液体流路を閉塞する状態とさせるように前記第１バルブを制御することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第２液体タンクは、前記液体吐出ヘッドの前記貯留室より鉛直方向上方に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記液体吐出ヘッドを複数有しており、
   前記第２液体流路は、複数の前記液体吐出ヘッドそれぞれの前記貯留室と連通する複数の排出側個別液体流路と、前記第２液体タンクと連通し、前記複数の排出側個別液体流路に共通の排出側共通液体流路とを有し、
   前記第３液体流路は、複数の前記液体吐出ヘッドそれぞれの前記貯留室と連通する複数の供給側個別液体流路と、前記第２液体タンクと連通し、前記複数の供給側個別液体流路に共通の供給側共通液体流路とを有しており、
   前記第１バルブが、前記供給側共通液体流路に設けられており、
   前記第１液体移送手段が、前記排出側共通液体流路、及び、前記供給側共通液体流路の少なくとも何れか一方の流路に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体吐出装置。
5. 前記第１液体タンクと、前記第２液体タンクにおける前記第２液体タンクに貯留される液体の液面より鉛直方向下方の位置とを連通する第４液体流路と、
   前記第４液体流路に設けられ、前記第４液体流路を閉塞する状態及び前記第４液体流路を閉塞しない状態を選択的に切り替え可能な第２バルブと
   を更に備え、
   前記制御手段は、前記第２液体タンクに貯留された液体を前記第１液体タンクに移送する移送時において、前記第４液体流路を閉塞しない状態とさせるように前記第２バルブを制御することを特徴とする請求項１〜４何れか一項に記載の液体吐出装置。
6. 前記第１液体タンクに貯留された液体の貯留量を検出するための第１センサを更に備えており、
   前記制御手段は、前記第１センサにより検出された前記貯留量が第１所定量未満のときに、前記第４液体流路を閉塞しない状態とさせるように前記第２バルブを制御することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
7. 前記第２液体タンクに貯留された液体の貯留量を検出するための第２センサを更に備えており、
   前記制御手段は、前記第２センサにより検出された前記貯留量が第２所定量以上のときに、前記第４液体流路を閉塞しない状態とさせて、前記第２センサにより検出される前記貯留量が前記第２所定量未満になるよう前記第２バルブを制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の液体吐出装置。
8. 前記第２液体タンクに連通する廃液タンクと、
   前記第２液体タンクの液体を前記廃液タンクに移送させる第２液体移送を行うための第２液体移送手段と
   を更に備え、
   前記制御手段は、前記第２液体タンクに貯留された液体を廃棄する液体廃棄動作時において、前記第２液体タンクの液体が前記廃液タンクに移送されるよう前記第２液体移送手段を制御することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の液体吐出装置。

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