JP2014198397A - 液体供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で複数の液体吐出ヘッドユニットから適量の排気を行う。
【解決手段】第２ポンプ３５の駆動によりサブタンク３１に貯留されるインクを３つのヘッドユニット３に供給して各ヘッドユニット３内から気体を排出できるように構成されたシステムにおいて、３つのヘッドユニット３のそれぞれに対応して排気流路３６に設けられる３つの逆止弁３７の開弁圧力を、全ての逆止弁３７の開弁圧力が、流路抵抗が最も小さい加圧流路に対応する逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃに設定されている場合に比べて、全てのヘッドユニット３内からの気体の排出が完了するまでの総排気量が少なくなるように設定する。また、逆止弁３７ａ、３７ｂの開弁圧力Ｐａ、Ｐｂを、逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃ未満に設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体吐出ヘッドユニット内に存在する気体を排出するための排気流路を備えた液体供給システムに関する。

タンクから供給された液体を吐出するための液体吐出ヘッドにおいて、液体吐出ヘッド内に気体が多く存在すると、気体が液体吐出ヘッドのノズル内に流れ込むことなどにより正常な液体吐出ができなくなることが知られている。そこで、液体吐出ヘッド内に存在する気体を排出するための連通穴と、連通穴に設けられ、液体吐出ヘッドから流体が流出する方向の流れのみを許容する逆止弁が設けられたインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３２０９０１号公報

発明者は、液体を吐出するための複数のヘッドユニットと、当該複数のヘッドユニットに供給する液体を貯留するためのサブタンクと、サブタンクから複数のヘッドユニットに液体を供給するための供給流路と、複数のヘッドユニットから気体を排出するための排気流路とを備える液体供給システムを研究した。かかる排気流路には、排気流路を通じて外部から空気がヘッドユニット内に侵入することを防止するため、ヘッドから流体が流出する方向の流れのみを許容する逆止弁が、ヘッドユニットのそれぞれに対応して設けられている。このような液体供給システムにおいて、レイアウトの都合上（大型化を避けるため）、サブタンクと各複数のヘッドユニット間の距離などをそれぞれ同じとすることは困難であるので、サブタンクから複数のヘッドユニットをそれぞれ経由して各逆止弁に繋がる複数の流路の流路抵抗は互いに異なることになる。

上述のシステムにおいてヘッドユニット内に存在する気体を排出する際には、サブタンクに貯留された液体を供給流路を介してヘッドユニットに供給する。そして、各逆止弁に繋がる流路の下流端（サブタンクからヘッドユニットを経由して逆止弁に繋がる流路における逆止弁に隣接する流路の部分）での流路内圧力が対応する逆止弁の開弁圧力に達したとき、逆止弁が開状態となってヘッドユニット内の気体が排気流路を介して排出される。ここで、流路抵抗の大きい流路ほどその下流端での流路内圧力は低くなるので、複数の逆止弁の開弁圧力が同じである場合には、流路抵抗が大きい流路の逆止弁ほど開くタイミングが遅くなる。よって、排気性能等にばらつきが生じ、短時間で全てのヘッドにユニットついて適量の排気を行うことができないという問題を発見した。

そこで、本発明の目的は、短時間で複数の液体吐出ヘッドユニットから適量の排気を行うことができる液体供給システムを提供することにある。

本発明の液体供給システムは、液体を吐出するための複数の液体吐出ヘッドユニットと、前記複数の液体吐出ヘッドユニットへ供給する液体を貯留するための液体貯留タンクと、前記複数の液体吐出ヘッドユニットと前記液体貯留タンクとを接続するものであり、前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記複数の液体吐出ヘッドユニットに供給するための液体供給流路と、前記複数の液体吐出ヘッドユニットと接続されており、前記複数の液体吐出ヘッドユニットから気体を排出するための排気流路と、前記複数の液体吐出ヘッドユニットのそれぞれに対応して前記排気流路に設けられるものであって、前記複数の液体吐出ヘッドユニットから流体が流出する方向の流れのみを許容する複数の逆止弁と、前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記液体供給流路を経由して前記複数の液体吐出ヘッドユニットへ移送するための液体移送手段とを備えた液体供給システムである。そして、前記複数の逆止弁のうち、前記液体移送手段によって前記液体貯留タンクに貯留される液体が送り込まれる流路であって、前記液体供給流路、前記複数の液体吐出ヘッドユニット及び前記排気流路を経由して前記複数の逆止弁に至る複数の流路のうちの流路抵抗が最も小さい流路に対応する逆止弁である第１逆止弁について、当該第１逆止弁が開弁する開弁圧力を所定圧力に設定し、前記液体移送手段の駆動により前記液体貯留タンクに貯留される液体をそれぞれの前記複数の液体吐出ヘッドユニットに供給して前記複数の液体吐出ヘッドユニットから気体を排出する際に、全ての前記複数の液体吐出ヘッドユニットからの気体の排出が完了するまでの総排気量が、全ての前記複数の逆止弁の前記開弁圧力が前記所定圧力に設定されているときよりも少なくなるように、前記第１逆止弁以外の前記複数の逆止弁の前記開弁圧力を前記所定圧力未満に設定する。

この構成によると、全ての逆止弁の開弁圧力が所定圧力に設定されている場合に比べて、第１逆止弁が開状態になるタイミングと第１逆止弁以外の弁が開状態になるタイミングのずれが小さくなるので、排気に必要な時間を短くすることができる。また、第１逆止弁と第１逆止弁以外の弁との開弁時間の差が小さくなるので、過剰な排気により液体吐出ヘッドユニット内の液体が排気流路に送り出されるのを抑制することができる。

さらに、本発明の液体供給システムでは、前記複数の逆止弁それぞれの前記開弁圧力は、前記複数の流路のうち流路抵抗が小さい流路に対応する逆止弁ほど高く設定されていてもよい。

この構成によると、流路抵抗が小さい流路ほどその下流端での流路内圧力は高いので、流路抵抗が小さい流路に対応する逆止弁ほど開弁圧力を高く設定することで、複数の逆止弁が開状態となるタイミングのずれを小さくできる。よって、排気に必要な時間を短くすることができるという効果がより確実に得られる。

また、本発明の液体供給システムでは、前記複数の逆止弁のそれぞれの前記開弁圧力の大きさは、前記複数の逆止弁に対応する前記複数の流路のそれぞれの流路抵抗の大きさに比例しており、前記複数の流路の流路抵抗と前記複数の逆止弁の前記開弁圧力との関係を示す直線の傾きは、前記複数の流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示す直線の傾きと等しくてもよい。

この構成によると、全ての逆止弁が同時に開状態となる。よって、簡易な設計指標で排気に必要な時間を短くすることができるという効果がより確実に得られる。

また、本発明液体供給システムでは、前記複数の逆止弁それぞれの前記開弁圧力は、前記液体移送手段の駆動により前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記複数の液体吐出ヘッドユニットそれぞれに供給し、全ての前記液体吐出ヘッドユニットからの気体の排出が完了するまで前記液体吐出ヘッドユニットそれぞれから気体を排出したときに、前記複数の液体吐出ヘッドユニットそれぞれからの排気量が同じになるように設定されていてもよい。

この構成によると、複数の液体吐出ヘッドユニットからの総排気量を最も少なくすることができる。

加えて、本発明の液体供給システムは、前記排気流路の前記液体吐出ヘッドユニット側とは反対側の端部が大気開放されていてもよい。

この構成によると、過剰な排気が行われた場合、液体吐出ヘッドユニット内から送り出された液体は廃棄されるので、装置を簡素化できる。

また、本発明の液体供給システムは、前記排気流路の前記液体吐出ヘッドユニットとは反対側の端部が前記液体貯留タンクに接続されていてもよい。

この構成によると、過剰な排気により液体吐出ヘッドユニット内の液体が排気流路に送り出されても、液体が液体貯留タンクに戻されるので、廃液の量を少なくすることができる。

さらに、本発明の液体供給システムでは、前記複数の液体吐出ヘッドユニットにより１つの液体吐出ヘッドが構成される。

上述のように、本発明の液体供給システムでは、全ての逆止弁の開弁圧力が所定圧力に設定されている場合に比べて、第１逆止弁が開状態になるタイミングと第１逆止弁以外の弁が開状態になるタイミングのずれが小さくなるので、排気に必要な時間を短くすることができる。また、第１逆止弁と第１逆止弁以外の弁との開弁時間の差が小さくなるので、過剰な排気により液体吐出ヘッドユニット内の液体が排気流路に送り出されるのを抑制することができる。

本発明の実施形態にかかるインク供給システムが適用されるインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。 図１に示すインクジェットプリンタのインク供給システムを示す概略構成図である。 図２に示すヘッドユニットの概略断面図である。 図２に示す加圧流路の流路抵抗と逆止弁の開弁圧力との関係を示すグラフである。 図２に示す加圧流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示すグラフである。 図２に示すインク供給システムにおいてヘッドユニットから気体を排出する際の流路内圧力の変化を示す図である。 各ヘッドユニットの排気タイミングを説明する図であり、（ａ）は本発明の実施形態を示す図であり、（ｂ）は比較例を示す図である。 本発明の変形例にかかるインク供給システムにおける各ヘッドユニットの排気タイミングを説明する図である。 本発明の変形例にかかるインク供給システムを示す概略構成図である。

以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、本実施形態のインク供給システム３０（図２参照）が適用されるインクジェットプリンタ１０１は、略直方体形状の筐体１０１ａを有し、筐体１０１ａ内には、上方から下方に４つのインクジェットヘッド１、用紙Ｐを搬送方向（図１中左方から右方に向かう方向）に搬送する搬送機構１６、用紙Ｐを給紙する給紙ユニット１７、及び内部に４つのメインタンク１８ａを収納するタンクユニット１８が配設されている。さらに、筐体１０１ａの天板上部には、用紙Ｐが排出される排紙部１０が設けられている。また、筐体１０１ａ内には、プリンタ１０１全体の動作を司る制御部１００が配置されている。

４つのインクジェットヘッド１は、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのインクをそれぞれ吐出する。また、いずれも主走査方向に長尺な略直方体形状を有しており、用紙Ｐの搬送方向に沿って配列されている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１はライン式のプリンタであり、主走査方向は搬送方向に直交する方向である。各インクジェットヘッド１は、その下面に複数の吐出口１ａ（図３参照）が開口した吐出面２ａが形成されたヘッド本体２を有している。

搬送機構１６は、２つのベルトローラ６、７、搬送ベルト８、テンションローラ９、及びプラテン１９を有している。搬送ベルト８は、両ローラ６、７の間に巻回されたエンドレスのベルトであり、テンションローラ９によってテンションが付加されている。プラテン１９は、搬送ベルト８の内側領域に配置され、４つのインクジェットヘッド１と対向する位置において搬送ベルト８を支持している。ベルトローラ７は、図示しないモータによって回転駆動される駆動ローラである。これにより、搬送機構１６は、ベルトローラ７を駆動して搬送ベルト８を走行させ、搬送ベルト８の搬送面８ａ上に載置された用紙Ｐを搬送することができる。

給紙ユニット１７は、筐体１０１ａに対して着脱可能に配置されており、複数枚の用紙Ｐを収納する給紙トレイ１７ａと、給紙トレイ１７ａの最も上方にある用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１７ｂとを有している。給紙トレイ１７ａから送り出された用紙Ｐは、ガイド１３ａ、１３ｂに沿って送りローラ対１４により搬送機構１６へと送られる。

メインタンク１８ａは、タンクユニット１８に対して着脱可能に装着されている。各メインタンク１８ａには、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのインクがそれぞれ貯留されており、図２に示すインク供給システム３０により、対応するインクジェットヘッド１にインクが供給される。

プリンタ１０１の内部には、図１に示すように、黒矢印に沿う搬送経路が形成されている。下方の給紙ユニット１７から搬送機構１６へと送られた用紙Ｐは、押えローラ４によって搬送面８ａに押さえつけられる。そして、用紙Ｐが各インクジェットヘッド１の吐出面２ａと対向する対向領域を通過する際に、用紙Ｐの上面に所望のカラー画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、搬送機構１６のすぐ下流側に配置された剥離部材５によって搬送面８ａから剥離される。さらに、用紙Ｐは、ガイド２９ａ、２９ｂに沿って送りローラ対２８より上方に搬送され、筐体１０１ａの上部に形成された排出口２２から排紙部１０へと排出される。

次に、図２をさらに参照しつつ、インクジェットプリンタ１０１のインク供給システム３０について説明する。インク供給システム３０は、４つのインクジェットヘッド１のそれぞれに対して設けられている。そして、インク供給システム３０は、１つのインクジェットヘッド１について、メインタンク１８ａ、サブタンク３１、第１インク供給流路３２、第２インク供給流路３４、及び排気流路３６を有する。以下、１つのインクジェットヘッド１に対応するインク供給システム３０について説明するが、当該説明の内容はどのインクジェットヘッド１のインク供給システム３０にも共通するものである。

１つのインクジェットヘッド１は、３つのヘッドユニット３ａ、３ｂ、３ｃ（以降、ヘッドユニット３ａ、３ｂ、３ｃを区別しない場合には、「ヘッドユニット３」と称する）から構成されている。平面視において、３つのヘッドユニット３ａ、３ｂ、３ｃは、主走査方向（図２における左右方向）に沿って２列に千鳥状に配置されている。主走査方向に互いに隣接した２つのヘッドユニット同士は、副走査方向から見てわずかに重複している。なお図２では、図を明確にするために、３つのヘッドユニット３ａ、３ｂ、３ｃを互いに離して図示している。そして、３つのヘッドユニット３ａ、３ｂ、３ｃに形成された複数の吐出口１ａは、主走査方向に関して一定間隔に形成されている。

サブタンク３１は、メインタンク１８ａから供給されたインクを一時的に貯留するためのものであり、サブタンク３１に貯留されたインクはインクジェットヘッド１に供給される。サブタンク３１には大気開放孔３１ａが形成されており、サブタンク３１内部は大気に連通している。また、サブタンク３１には、サブタンク３１内のインクの液面を検出するための上限センサ３１ｂと下限センサ３１ｃとが設けられている。上限センサ３１ｂは、インクの液面が上限レベルＨ１と同一の高さかそれより上回っているとオン信号を出力し、下回っているとオフ信号を出力する。下限センサ３１ｃは、インクの液面が上限レベルＨ１より下の下限レベルＨ２と同一の高さかそれより上回っているとオン信号を出力し、下回っているとオフ信号を出力する。

第１インク供給流路３２は、メインタンク１８ａとサブタンク３１とを接続するものであり、メインタンク１８ａに貯留されるインクをサブタンク３１に供給するためのものである。第１インク供給流路３２には、メインタンク１８ａに貯留されるインクを第１インク供給流路３２を経由してサブタンク３１へ移送するための第１ポンプ３３が設けされている。

第２インク供給流路３４は、３つのヘッドユニット３とサブタンク３１とを接続するものであり、サブタンク３１に貯留されるインクを３つのヘッドユニット３にそれぞれ供給するためのものである。第２インク供給流路３４には、サブタンク３１に貯留されるインクを第２インク供給流路３４を経由して３つのヘッドユニット３へ移送するための第２ポンプ３５が設けられている。第２インク供給流路３４は、サブタンク３１から少なくとも第２ポンプ３５が配置されている部分までは１本の流路になっており、第２ポンプ３５が配置されている部分よりもヘッドユニット３側で３つのヘッドユニット３に向かって分岐して３本の流路となっている。なお、第２インク供給流路３４は、その全長に亘って断面積が一定となっている。

排気流路３６は、３つのヘッドユニット３とサブタンク３１とを接続するものであり、３つのヘッドユニット３内に存在する気体を排出するためのものである。排気流路３６には、３つのヘッドユニット３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれに対応して３つの逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃ（以降、逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃを区別しない場合には、「逆止弁３７」と称する）が設けられている。すなわち排気流路３６は、３つのヘッドユニット３から延びる３本の流路が、逆止弁３７が配置されている部分よりもサブタンク３１側において互いに合流して１本の流路となっている。なお、排気流路３６は、その全長に亘って断面積が一定となっている。

図３はヘッドユニット３の概略断面図である。ヘッドユニット３は、第２インク供給流路３４から供給されるインクを貯留する貯溜室３８と、インクを吐出する開口であり吐出面２ａに開口された吐出口１ａと、貯溜室３８と吐出口１ａを連通する流路である内部流路３９を有している。また、排気流路３６は貯溜室３８に接続されており、貯溜室３８に存在する気体は排気流路３６を通じで排出される。

３つの逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、いずれもヘッドユニット３から流体が流出する方向の流れのみを許容するものであり、後で詳述するように、開弁圧力が互いに異なっている。すなわち、逆止弁３７は、排気流路３６における流動方向（ヘッドユニット３からサブタンク３１に向かう方向）に関して逆止弁３７の上流側近傍の圧力が、その逆止弁３７に設定されている開弁圧力に達すると開状態となり、対応するヘッドユニット３から流体が流出する方向の流れを許容する。

図２に示すように、ヘッドユニット３に向けてインクを送り出す第２ポンプ３５から第２インク供給流路３４、３つのヘッドユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び排気流路３６を経由して３つの逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃに至る３つの流路（以降、「加圧流路」と称する）は、逆止弁３７ａに至る流路が最も長く、次に逆止弁３７ｂに至る流路、そして逆止弁３７ｃに至る流路が最も短くなっている。ここで、上述のように第２インク供給流路３４及び排気流路３６は、いずれもその全長に亘って断面積が一定となっている。したがって、３つの加圧流路においては、逆止弁３７ａに至る加圧流路の流路抵抗Ｒａが最も大きく、次に逆止弁３７ｂに至る加圧流路の流路抵抗Ｒｂ、そして逆止弁３７ｃに至る加圧流路の流路抵抗Ｒｃが最も小さくなっている。

ここで、図４を参照しつつ、３つの逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃについて、対応する加圧流路の流路抵抗と開弁圧力との関係を説明する。最も大きい流路抵抗Ｒａを有する加圧流路と繋がっている逆止弁３７ａの開弁圧力Ｐａは、最も小さい。流路抵抗Ｒａの次に大きな流路抵抗Ｒｂを有する加圧流路に繋がっている逆止弁３７ｂの開弁圧力Ｐｂは、Ｐａよりも大きい。最も小さい流路抵抗Ｒｃを有する加圧流路に繋がっている逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃは、最も大きい。すなわち、逆止弁３７の開弁圧力は、流路抵抗が小さい加圧流路に対応する逆止弁３７ほど高く設定されている。

また、逆止弁３７の開弁圧力は、その逆止弁３７に対応する加圧流路の流路抵抗に比例している。換言すると、逆止弁３７ａと逆止弁３７ｂとに対応する２つの加圧流路の流路抵抗の差（Ｒａ―Ｒｂ）に対する開弁圧力の差（Ｐｂ−Ｐａ）の比と、逆止弁３７ｂと逆止弁３７ｃとに対応する２つの加圧流路の流路抵抗の差（Ｒｂ―Ｒｃ）に対する開弁圧力の差（Ｐｃ−Ｐｂ）の比とは等しい。すなわち、図４に示すように、横軸を加圧流路の流路抵抗、縦軸を開弁圧力としたグラフにおいて、３つの逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃをプロットした３つの点は、破線で示す右下がりの一直線Ｌ１上に位置している。

次に、図５を参照しつつ、加圧流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係について説明する。流路内を流体が流れる際には、流路抵抗の大きい流路ほどその下流端での流路内圧力は小さくなる。すなわち、図５に示すように、加圧流路の流路抵抗とその下流端（逆止弁３７の上流側近傍）での流路内圧力（Ｐ０ａ，Ｐ０ｂ，Ｐ０ｃ）との関係をグラフに表すと、右下がりの直線Ｌ２となる。流路内に流体が送り込まれて流路内圧力が上昇する場合には、図５に示す直線Ｌ２は、傾きを保ったまま上方にシフトする。

図４に示す直線Ｌ１と図５に示す直線Ｌ２との傾きは等しい。すなわち、２つの逆止弁３７に対応する２つの加圧流路の流路抵抗の差に対する開弁圧力の差の比（例えば、逆止弁３７ａと逆止弁３７ｂとに対応する２つの加圧流路の流路抵抗の差（Ｒａ―Ｒｂ）に対する開弁圧力の差（Ｐｂ−Ｐａ）の比）は、２つの逆止弁３７に対応する２つの加圧流路の流路抵抗の差に対するこれら２つの加圧流路の下流端での流路内圧力の差の比（例えば、逆止弁３７ａと逆止弁３７ｂとに対応する２つの加圧流路の流路抵抗の差（Ｒａ―Ｒｂ）に対するその下流端側での流路内圧力の差（Ｐ０ｂ−Ｐ０ａ）の比）と等しい。

インク供給システム３０は、制御部１００（図１参照）により第１ポンプ３３及び第２ポンプ３５の駆動が制御される。以下、インク供給システム３０の動作について説明する。プリンタ１０１に初めてインクを導入するときは、第１ポンプ３３を駆動して、第１インク供給流路３２を介してメインタンク１８ａからサブタンク３１へインクを供給する。サブタンク３１内のインクの液面が上限レベルＨ１に達し、上限センサ３１ｂからの出力信号がオフ信号からオン信号に変化したとき、第１ポンプ３３の駆動を停止する。その後は、上限センサ３１ｂからの出力信号がオン信号を維持するように第１ポンプ３３の駆動を制御する。次に、第２ポンプ３５を駆動し、サブタンク３１内のインクを３つのヘッドユニット３に向けて送り出す。サブタンク３１から送り出されたインクは、第２インク供給流路３４から３つのヘッドユニット３に導入され、さらに排気流路３６を通ってサブタンク３１に戻る。そして、第２ポンプ３５を駆動している場合に、第１ポンプ３３の駆動をしなくても、サブタンク３１内のインクの液面が上限レベルＨ１を維持、（上限センサ３１ｂからの出力信号がオン信号を維持）したことを判断した場合は、ヘッドユニット３内にインクが充填されたものとして、第１ポンプ３３及び第２ポンプ３５の駆動を停止する。

画像形成中は、第１ポンプ３３及び第２ポンプ３５は駆動しない。インクがインクジェットヘッド１の吐出面２ａから吐出されて画像の形成が行われると、吐出したインクと同量のインクが毛管力によりサブタンク３１からインクジェットヘッド１の各ヘッドユニット３へ引き込まれる。そして、サブタンク３１内のインクが消費されて、インクの液面が下限レベルＨ２となって下限センサ３１ｃの出力信号がオン信号からオフ信号に変化しときは、第１ポンプ３３の駆動を開始し、インクの液面が上限レベルＨ１に達して上限センサ３１ｂの出力信号がオフ信号からオン信号に変化するまで、メインタンク１８ａからサブタンク３１にインクを供給する。

以上の制御により、サブタンク３１内のインク液面は、上限レベルＨ１と下限レベルＨ２との範囲内に維持される。

また、第２インク供給流路３４やヘッドユニット３内に存在する気体を排出する場合には、第２ポンプ３５を駆動して、サブタンク３１内のインクを３つのヘッドユニット３に向けて送り出す。サブタンク３１からインクが送り出されることで、第２インク供給流路３４内に存在する気体がヘッドユニット３内に移動する。そして図６に示すように、第２ポンプ３５の駆動を開始してからの時間が経過するに連れて、３つの逆止弁３７にそれぞれ繋がる３つの加圧流路の下流端における流路内圧力が高まる（図中の破線で示す直線Ｌ２参照）。

図６（ａ）に示すように、経過時間Ｔがｔ１であるときには、いずれの加圧流路においてもその下流端における流路圧力が、対応する逆止弁３７の開弁圧力よりも小さい（直線Ｌ２参照）。このとき、全ての逆止弁３７が閉状態となっている。その後、図６（ｂ）に示すように、経過時間Ｔがｔ２となったときに３つの加圧流路の下流端における流路内圧力が、同時に対応する逆止弁３７の開弁圧力に達する。このとき全ての逆止弁３７が開状態となり、ヘッドユニット３内に存在する気体が排気流路３６を介してサブタンク３１に送り出される。サブタンク３１に送り込まれた気体は、大気開放孔３１ａを介して大気へと排出される。

仮に、図６において白丸で示すように、逆止弁３７ａ、３７ｂの開弁圧力が、最も流路抵抗が小さい加圧流路に対応する逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃと同じに設定されている場合には、図６（ｂ）に示すように、経過時間Ｔがｔ２となったときに逆止弁３７ｃのみが開く。その後図６（ｃ）に示すように、経過時間Ｔがｔ３となったときに逆止弁３７ｂが開き、さらに図６（ｄ）に示すように、経過時間Ｔがｔ４となったときに逆止弁３７ａが開く。

ここで、流路を流れる流体における単位時間当たりの流量は、流路抵抗が小さい方が多くなる。したがって、３つのヘッドユニット３内の気体を排出するのに必要な時間は若干異なる。３つの加圧流路のうち最も流路抵抗が大きく、単位時間当たりの流量が最も少ない流路と繋がっている逆止弁３７ａは、ヘッドユニット３内の気体を排出するのに必要な時間が最も長くなる。よって、図７（ａ）に示すように、経過時間ｔ２において全ての逆止弁３７が開状態となり、全てのヘッドユニット３からの排気が始まった後、逆止弁３７ａに対応するヘッドユニット３ａ内の気体を排出するのに必要な時間Δｔが経過するまで第２ポンプ３５を駆動し、その後第２ポンプ３５の駆動を停止する。すなわち、全てのヘッドユニット３内から気体を排出するのに必要な時間（第２ポンプ３５の駆動時間）はｔ２＋Δｔである。

一方、全ての逆止弁３７の開弁圧力が逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃと同じに設定されている場合（図６において白丸で示す場合）には、図７（ｂ）に示すように、経過時間ｔ２において逆止弁３７ｃが開きヘッドユニット３ｃからの排気が始まる。その後、経過時間ｔ３において逆止弁３７ｂが開きヘッドユニット３ｂからの排気が始まり、さらに経過時間ｔ４において逆止弁３７ａが開きヘッドユニット３ａからの排気が始まる。すなわち、上述のように、ヘッドユニット３内の気体を排出するのに必要な時間が最も長い逆止弁３７ａが最後に開く。よって、逆止弁３７ａよりも早く開き、且つ、ヘッドユニット３内の気体を排出するのに必要な時間が逆止弁３７ａよりも短い逆止弁３７ｂ、３７ｃに対応するヘッドユニット３ｂ、３ｃに対しては、必要以上の排気が行われる。また、全てのヘッドユニット３から気体を排出するのに必要な時間（第２ポンプ３５の駆動時間）はｔ４＋Δｔとなり、本実施形態において必要な時間ｔ２＋Δｔに比べて長い。

以上のように、本実施形態のインク供給システム３０では、第２ポンプ３５の駆動によりサブタンク３１に貯留されるインクを３つのヘッドユニット３に供給して各ヘッドユニット３内から気体を排出できるようになっている。３つのヘッドユニット３のそれぞれに対応して排気流路３６に設けられる３つの逆止弁３７の開弁圧力は、全ての逆止弁３７の開弁圧力が、流路抵抗が最も小さい加圧流路に対応する逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃと同じに設定されている場合に比べて、全てのヘッドユニット３内からの気体の排出が完了するまでの総排気量が少なくなるように設定されている。また、逆止弁３７ａ、３７ｂの開弁圧力Ｐａ、Ｐｂは、逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃ未満に設定されている。したがって、全ての逆止弁３７の開弁圧力が逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃと同じに設定されている場合に比べて、逆止弁３７ｃが開状態となるタイミングと逆止弁３７ａ、３７ｂが開状態となるタイミングとのずれが小さくなるので、排気に必要な時間を短くすることができる。また、逆止弁３７ｃと逆止弁３７ａ、３７ｂとの開弁時間の差が小さくなるので、過剰な排気によりヘッドユニット３内のインクが排気流路３６に送り出されるのを抑制することができる。

また、本実施形態のインク供給システム３０では、３つの逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃそれぞれの開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは、流路抵抗が小さい加圧流路に対応する逆止弁３７ほど高く設定されている。よって、３つの逆止弁３７が開状態となるタイミングのずれを小さくできる。したがって、排気に必要な時間を短くすることができるという効果がより確実に得られる。

さらに、本実施形態のインク供給システム３０では、逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃの各開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは、逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃにそれぞれ対応する加圧流路の流路抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに比例している。逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃにそれぞれ対応する加圧流路の流路抵抗と開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃとの関係を示す直線Ｌ１の傾きは、加圧流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示す直線Ｌ２の傾きと等しい。このように開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを設定することで、排気動作時に全ての逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃが同時に開状態となる。したがって、簡易な設計指標で排気に必要な時間を短くすることができるという効果がより確実に得られる。

加えて、本実施形態のインク供給システム３０では、排気流路３６のヘッドユニット３とは反対側の端部がサブタンク３１に接続されている。このような構成の場合、過剰な排気によりヘッドユニット３内のインクが排気流路３６に送り出されても、インクがサブタンク３１に戻されるので、廃インクの量を少なくすることができる。

以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の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、様々な設計変更を行うことが可能なものである。

例えば、上述の実施形態では、逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃにそれぞれ対応する加圧流路の流路抵抗と開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃとの関係を示す直線Ｌ１の傾きが、加圧流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示す直線Ｌ２の傾きと等しく、排気動作時に全ての逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃが同時に開状態となる場合について説明したが、これには限定されない。上述したように、流路抵抗が小さい流路の方が単位時間当たりの流量が多くなることから、３つのヘッドユニット３内の気体を排出するのに必要な時間は若干異なる。したがって、上述の実施形態のように、全ての逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃが同時に開状態となり、３つのヘッドユニット３の排気を同時に開始した場合には、ヘッドユニット３内の気体を排出するのに必要な時間が最も長いヘッドユニット３ａ以外のヘッドユニット３ｂ、３ｃからは若干必要以上の排気が行われる。

そこで、逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃの開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを、第２ポンプ３５の駆動を開始した後、全てのヘッドユニット３内からの気体の排出が完了するまで各ヘッドユニット３から気体を排出したときに、３つのヘッドユニット３それぞれからの排気量が同じになるように設定してもよい。このとき、逆止弁３７ｂは逆止弁３７ａが開いた後に開き、逆止弁３７ｃは逆止弁３７ｂが開いた後に開く。すなわち、図８に示すように、経過時間ｔ２においてヘッドユニット３ａからの排気が始まり、その後ヘッドユニット３ｂ、ヘッドユニット３ｃの順で排気が始まる。本変形例では、３つのヘッドユニット３からの総排気量を最も少なくすることができる。

また、上述の実施形態では、排気流路３６のヘッドユニット３とは反対側の端部がサブタンク３１に接続されている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、図９に示す変形例では、排気流路１３６のヘッドユニット３とは反対側の端部は大気開放されている。このようなインク供給システム１３０では、ヘッドユニット３から過剰な排気が行われた場合、ヘッドユニット３内から送り出されたインクは廃棄されるので、装置を簡素化できる。

さらに、上述の実施形態では、逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃの各開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ大きさが、逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃにそれぞれ対応する加圧流路の流路抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの大きさに比例している場合について説明したが、これに限定されず、これら開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃと流路抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃとは比例していなくてもよい。

また、上述の実施形態では、３つの逆止弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃそれぞれの開弁圧力Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃが、流路抵抗が小さい加圧流路に対応する逆止弁３７ほど高く設定されている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、少なくとも逆止弁３７ａ、３７ｂの開弁圧力Ｐａ、Ｐｂが逆止弁３７ｃの開弁圧力Ｐｃ未満に設定されていれば、開弁圧力Ｐａと開弁圧力Ｐｂとの大小関係は問わない。

加えて、上述の実施形態では、３つのヘッドユニット３により１つのインクジェットヘッド１を構成している場合について説明したが、１つのインクジェットヘッド１を構成するヘッドユニット３の数はこれに限定されるものではない。

さらに、本発明は、インク以外の液体を供給する液体供給システムにも適用可能である。

１ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
３ ヘッドユニット（液体吐出ヘッドユニット）
３１ サブタンク（液体貯留タンク）
３４ 第２インク供給流路（第２インク供給流路）
３５ 第２ポンプ（液体移送手段）
３６ 排気流路
３７ 逆止弁

Claims (7)

1. 液体を吐出するための複数の液体吐出ヘッドユニットと、
   前記複数の液体吐出ヘッドユニットへ供給する液体を貯留するための液体貯留タンクと、
   前記複数の液体吐出ヘッドユニットと前記液体貯留タンクとを接続するものであり、前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記複数の液体吐出ヘッドユニットに供給するための液体供給流路と、
   前記複数の液体吐出ヘッドユニットと接続されており、前記複数の液体吐出ヘッドユニットから気体を排出するための排気流路と、
   前記複数の液体吐出ヘッドユニットのそれぞれに対応して前記排気流路に設けられるものであって、前記複数の液体吐出ヘッドユニットから流体が流出する方向の流れのみを許容する複数の逆止弁と、
   前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記液体供給流路を経由して前記複数の液体吐出ヘッドユニットへ移送するための液体移送手段とを備えた液体供給システムであって、
   前記複数の逆止弁のうち、前記液体移送手段によって前記液体貯留タンクに貯留される液体が送り込まれる流路であって、前記液体供給流路、前記複数の液体吐出ヘッドユニット及び前記排気流路を経由して前記複数の逆止弁に至る複数の流路のうちの流路抵抗が最も小さい流路に対応する逆止弁である第１逆止弁について、当該第１逆止弁が開弁する開弁圧力を所定圧力に設定し、前記液体移送手段の駆動により前記液体貯留タンクに貯留される液体をそれぞれの前記複数の液体吐出ヘッドユニットに供給して前記複数の液体吐出ヘッドユニットから気体を排出する際に、全ての前記複数の液体吐出ヘッドユニットからの気体の排出が完了するまでの総排気量が、全ての前記複数の逆止弁の前記開弁圧力が前記所定圧力に設定されているときよりも少なくなるように、前記第１逆止弁以外の前記複数の逆止弁の前記開弁圧力を前記所定圧力未満に設定することを特徴とする液体供給システム。
2. 前記複数の逆止弁それぞれの前記開弁圧力は、前記複数の流路のうち流路抵抗が小さい流路に対応する逆止弁ほど高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液体供給システム。
3. 前記複数の逆止弁のそれぞれの前記開弁圧力の大きさは、前記複数の逆止弁に対応する前記複数の流路のそれぞれの流路抵抗の大きさに比例しており、前記複数の流路の流路抵抗と前記複数の逆止弁の前記開弁圧力との関係を示す直線の傾きは、前記複数の流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示す直線の傾きと等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体供給システム。
4. 前記複数の逆止弁それぞれの前記開弁圧力は、前記液体移送手段の駆動により前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記複数の液体吐出ヘッドユニットそれぞれに供給し、全ての前記液体吐出ヘッドユニットからの気体の排出が完了するまで前記液体吐出ヘッドユニットそれぞれから気体を排出したときに、前記複数の液体吐出ヘッドユニットそれぞれからの排気量が同じになるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体供給システム。
5. 前記排気流路の前記液体吐出ヘッドユニット側とは反対側の端部が大気開放されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体供給システム。
6. 前記排気流路の前記液体吐出ヘッドユニットとは反対側の端部が前記液体貯留タンクに接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体供給システム。
7. 前記複数の液体吐出ヘッドユニットにより１つの液体吐出ヘッドが構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体供給システム。

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