JP2015054416A - 液体吐出装置及び液体吐出装置の液体循環方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体に混入する気泡或いは異物を除去するための液体の循環開始時に、ノズルからの気泡の吸引を防止して、液体吐出性能の良好な保持を提供する。
【解決手段】実施形態のインクジェットヘッドは、吐出部から液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体を収納するタンクと、前記タンクから前記液体吐出ヘッドに液体を搬送する第１の搬送部及び前記液体吐出ヘッドから前記タンクに液体を搬送する第２の搬送部を備える循環搬送部と、前記循環搬送部の液体を循環する駆動部と、前記循環搬送部で液体の循環を開始する場合に、大気圧に対して前記液体吐出ヘッド内を負圧に維持し且つ、前記液体吐出ヘッド内の圧力を加圧した後に液体の循環を開始するよう前記駆動部を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図５

Description

実施形態は、液体循環型の液体吐出装置及び液体吐出装置の液体循環方法に関する。

液体タンクと液体吐出ヘッドとの間で液体を循環して、液体に含まれる気泡を除去する液体循環型の液体吐出装置がある。

しかしながら液体循環型の液体吐出装置では、気泡を除去するための液体の循環開始時に、循環ポンプによる吸引圧力により、液体吐出ヘッド内の圧力が急激に降下するおそれがある。液体吐出ヘッド内の圧力の降下が大きいと、液体の循環開始時に、吐出ヘッドがノズルから気体を吸引する恐れがある。

特開２００５−１２５６７０号公報

この発明が解決しようとする課題は、液体に混入する気泡或いは異物を除去するための液体の循環開始時に、ノズルからの気泡の吸引を防止して、液体吐出性能を良好に保持する液体吐出装置及び液体吐出装置の液体循環方法を提供することである。

上記課題を達成するために、実施形態の液体吐出装置は、吐出部から液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体を収納するタンクと、前記タンクから前記液体吐出ヘッドに液体を搬送する第１の搬送部及び前記液体吐出ヘッドから前記タンクに液体を搬送する第２の搬送部を備える循環搬送部と、前記循環搬送部の液体を循環する駆動部と、前記循環搬送部で液体の循環を開始する場合に、大気圧に対して前記液体吐出ヘッド内を負圧に維持し且つ、前記液体吐出ヘッド内の圧力を加圧した後に液体の循環を開始するよう前記駆動部を制御する制御部と、を備える。

第１の実施形態のインクジェットプリンタのインク循環機構を示す概略構成図。 第１の実施形態のインクジェットヘッドのノズル周辺の構造を示す概略説明図。 第1の実施形態のインクジェットプリンタのインク循環機構の制御を主体とする制御系を示す概略ブロック図。 第1の実施形態のインク循環機構でのインクの循環開始時の、インク室内の圧力変動の例を示す説明図。 第１の実施形態のインクの循環の制御を示すフローチャート。 第１の実施形態のインクの循環の制御を示すタイミングチャート。 第２の実施形態のインクの循環の制御を示すフローチャート。 第２の実施形態のインクの循環の制御を示すタイミングチャート。 比較例のインクの循環の制御を示すタイミングチャート。

（第１の実施形態）
第１の実施形態の液体吐出装置の一例としてインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェットプリンタについて図１乃至図６を参照して説明する。図1に示すインクジェットプリンタ５０のインク循環機構１０は、液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッド１２、液体であるインク１５を収納する、タンクであるインクタンク１３を備える。インク循環機構１０は、第1の搬送部であるインク供給路１４、第２の搬送部であるインク還流路１６、搬送ポンプである、循環ポンプ１７、フィルタ１８、圧力センサ２０、圧力調整ポンプ２１、大気連通路２２及び電磁弁２３を備える。循環ポンプ１７及び圧力調整ポンプ２１は、駆動部を構成する。インク循環機構１０は大気に対して密閉されている。

インクジェットヘッド１２は、インク供給路1４に接続する流入口３０、及び、インク還流路１６に接続する流出口３１を備える。インクジェットヘッド１２は、図２に示すように、ヘッド本体３２、吐出部であるノズル３３ａが形成されるノズルプレート３３、及びアクチュエータ３４を備える。（ノズルプレート３３には、多数のノズル３３ａが形成されるが、図２では、ノズル３３ａを１個のみ示す。ノズルプレート３３は、ノズル３３ａ毎にアクチュエータ３４を備える。）
インクジェットヘッド１２は、ヘッド本体３２に形成されるインク室３６を備える。インク室３６は、流入口３０と流出口３１に導通する。インクジェットヘッド１２は、ヘッド本体３２に形成される突出部３２ａに、アクチュエータ３４を備える。アクチュエータ３４は、例えばピエゾ（ＰＺＴ）素子等の圧電素子で構成される。インク室３６にて、アクチュエータ３４の配置領域３６ａでは、アクチュエータ３４とノズルプレート３３との間隔が狭い。インク室３６のアクチュエータ３４の配置領域３６ａは、他の領域と比べてインクの流路断面積が小さい。

インクジェットヘッド１２は、アクチュエータ３４の圧電素子に電圧をかけて圧電素子を変形し、インク室３６内のインク１５に圧力変動を生じて、ノズル３３ａからインク滴を吐出する。インクジェットヘッド１２のアクチュエータ３４は圧電素子に限定されず、例えばヒータ等の熱エネルギーを利用してノズル３３ａからインク滴を吐出する構成でもよい。

インクタンク１３は内部に、インク１５からなるインク層１３ａと空気層１３ｂとを含む。インク供給路１４の上流端１４ａ及びインク還流路１６の下流端１６ａは、インク層１３ａ内に在る。例えばインクジェットヘッド１２内でノズル３３ａからインク１５に混入した気泡は、インク還流路１６を通ってインクタンク１３に回収され、インクタンク１３内で空気層１３ｂに吸収される。インク供給路１４及びインク還流路１６として、例えば柔軟性のある樹脂チューブ或いはステンレス等の金属パイプを用いる。

循環ポンプ１７は、インク還流路１６に在る。循環ポンプ１７は、インクジェットヘッド１２、インクタンク１３、インク供給路１４、及びインク還流路１６を含む循環流路１０ａにおいて、矢印ｓで示す循環方向にインク１５を循環させる。循環ポンプ１７として、例えばチューブポンプ、ダイヤフラムポンプ、或いはピストンポンプ等を利用する。

フィルタ１８は、例えばインク還流路１６の循環ポンプ１７よりも循環方向の下流に在り、インク１５に混入した異物を除去する。フィルタ１８として、例えばポリプロピレン、ナイロン、ポリフェニレンサルファルド、或いはステンレス等のメッシュフィルタを利用する。

圧力センサ２０は、インクタンク１３の空気層１３ｂの圧力を検出する。圧力センサ２０は、例えば半導体ピエゾ抵抗圧力センサを利用する。半導体ピエゾ抵抗圧力センサは、外部からの圧力を受けるダイヤフラムと、このダイヤフラムの表面に形成された半導体歪ゲージとを備え、外部からの圧力によるダイヤフラムの変形に伴い歪ゲージに生じるピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換して圧力を検出する。

圧力調整ポンプ２１は、インクタンク１３に空気を送り込んで、循環流路１０ａ内の圧力を高める。圧力調整ポンプ２１は、例えばチューブポンプあるいは蛇腹ポンプ等を利用できる。

大気連通路２２は、一端がインクタンク１３の空気層１３ｂに在り、他端がインクタンク１３の外部、すなわち大気中に在る。電磁弁２３は大気連通路２２を開閉する。

図３に示すブロック図を参照して、インクジェットプリンタ５０のインク循環機構１０の制御を主体とする制御系６０について説明する。制御系６０は、例えば、インクジェットプリンタ５０全体を制御するシステムコントローラ１００、メモリ１０１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０２、コントロールパネル１０３を備える。制御系６０は、インクジェットヘッド１２を駆動するヘッド駆動回路１０４、循環ポンプ１７を駆動する循環ポンプ駆動回路１０５、圧力センサ２０の検知結果を変換するＡ／Ｄコンバータ１０６、圧力調整ポンプ２１を制御する圧力調整ポンプ駆動回路１０７、電磁弁２３を制御する弁駆動回路１０８を備える。

システムコントローラ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１００ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１００ｂ及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１００ｃ等を備える。システムコントローラ１００は、インク循環機構１０の循環流路１０ａにおけるインク１５の循環に関する処理を含む、インクジェットプリンタ５０の各種の処理を実行する。各種の処理は、例えばＣＰＵ１００ａによりＲＯＭ１００ｂ等が記憶するコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

メモリ１０１は、プリント対象となる画像データを記憶する。画像データは、インクジェットプリンタ５０に接続された外部装置から受信したデータであってもよいし、インクジェットプリンタ５０が備えるスキャナ等により読み取られたデータであってもよい。インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０２は、例えば、Ｉ／Ｏポートであり、コントロールパネル１０３とシステムコントローラ１００との間で行われるデータの送受信を中継する。コントロールパネル１０３は、各種の操作ボタン、タッチパネル等を備える。

ヘッド駆動回路１０４は、システムコントローラ１００からのコマンドに応じてインクジェットヘッド１２を駆動する。例えばシステムコントローラ１００からのコマンドが画像のプリントを制御するものである場合、ヘッド駆動回路１０４は、メモリ１０１が記憶する画像データに応じてインクジェットヘッド１２のアクチュエータ３４を選択的に駆動し、記録媒体に画像を形成する。

循環ポンプ駆動回路１０５は、システムコントローラ１００からのコマンドに応じて循環ポンプ１７を駆動する。Ａ／Ｄコンバータ１０６は、圧力センサ２０が出力するアナログ信号をＡ／Ｄ変換し、この変換により生成したデジタル信号をシステムコントローラ１００に出力する。圧力調整ポンプ駆動回路１０７は、システムコントローラ１００からのコマンドに応じて圧力調整ポンプ２１を駆動する。弁駆動回路１０８は、システムコントローラ１００の制御に応じて電磁弁２３を開閉する。

インクジェットプリンタ５０は、例えば電源の投入時、或いは省電力モードからの復帰時等に、インク循環機構１０の循環流路１０ａのインク１５を循環する。インクジェットプリンタ５０は、循環流路１０ａのインク１５を循環して、インク１５に混入した気泡や異物を除去する。

第１の実施形態では、インク循環機構１０にて循環ポンプ１７の駆動開始時に、インクジェットヘッド１２のインク室３６内の圧力を一旦加圧する。インク室３６内の圧力を加圧して、循環ポンプ１７の駆動開始時の吸引圧力が強すぎる場合であっても、ノズル３３ａから気泡を吸引するのを防止する。

第１の実施形態の原理を、図４を参照して説明する。インクジェットヘッド１２の停止時のインク室３６内の圧力は、ノズル３３ａからインク１５が漏れないよう、且つノズル３３ａから気泡を吸引しない程度の負圧を維持する。負圧は大気圧をゼロとした場合の圧力である。インクジェットヘッド１２は、インク室３６を負圧に保持し、且つノズル３３ａに生じるメニスカスにより、インク室３６からのインク１５の漏れを防止する。インクジェットヘッド１２のインク室３６内の圧力は、循環流路１０ａでインク１５の循環を開始すると、循環停止時に比較して減圧する。循環開始時に、例えばインク室３６内の圧力が気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）以下になると、ノズル３３ａからの気泡の吸引を生じる。

循環開始時に、循環ポンプ１７の吸引圧力によるインク室３６の減圧が例えば実線αに示す場合であれば、インク室３６内の圧力は気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）に達することが無く、ノズル３３ａから気泡を引き込まない。他方、例えば循環ポンプ１７の吸引圧力によるインク室３６の減圧が点線βに示す様に大きい場合、インク室３６の減圧は大きくなり、気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）以下に減圧して、ノズル３３ａからの気泡の吸引を生じる。

第１の実施形態では、循環ポンプ１７の駆動開始時に、インク室３６内の圧力を停止時圧力Ｂ（ｋＰａ）から安全域圧Ａ（ｋＰａ）まで加圧する。インク室３６内の圧力を安全域圧Ａ（ｋＰａ）まで加圧しておけば、循環ポンプ１７の駆動開始時の吸引圧力が大きくても、インク室３６の減圧は実線γとなる。循環ポンプ１７の駆動開始時の吸引圧力が大きくても、インク室３６内の圧力が、気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）以下に減圧するのを防止する。安全域圧Ａ（ｋＰａ）は、インク室３６を負圧に維持する範囲であれば、インクジェットヘッド１２の特性に応じて任意である。

インク循環機構１０によるインク１５の循環制御について、図５及び図６を参照して説明する。例えば図６の時間ｔ１でコントロールパネル１０３からインク１５の循環指示が入力されると、インク循環機構１０は、インク１５の循環を開始する。インク１５の循環は、インクジェットプリンタ５０の電源をオンすることにより開始しても良い。システムコントローラ１００は、圧力センサ２０が検知したインクタンク１３内の圧力値Ｐが、閾値Ｐ１に達しているかを判断する（ＡＣＴ１９７）。インクタンク１３内の圧力値Ｐが閾値Ｐ１であれば、インクジェットヘッド１２のインク室３６内の圧力は、安全域圧Ａ（ｋＰａ）となっている。

インク１５の循環を開始後、インクタンク１３内の圧力値ＰがＰ１に達していれば（ＡＣＴ１９７でＹｅｓ）、システムコントローラ１００はＡＣＴ２０２に進み定格流量で循環ポンプ１７を駆動する。

圧力値ＰがＰ１に達していない場合（ＡＣＴ１９７でＮｏ．）、システムコントローラ１００は、インクタンク１３内を加圧する（ＡＣＴ１９８）。システムコントローラ１００は、圧力調整ポンプ２１を加圧駆動するよう、圧力調整ポンプ駆動回路１０７を制御して、インクタンク１３内を加圧する（ＡＣＴ１９８）。或いはシステムコントローラ１００は、電磁弁２３を駆動するよう弁駆動回路１０８を制御して、インクタンク１３内を加圧しても良い。電磁弁２３の駆動により、大気連通路２２を通じてインクタンク１３圧力を上昇する。

時間ｔ２でインクタンク１３内の圧力値ＰがＰ１に達したら（ＡＣＴ２００でＹｅｓ．）、システムコントローラ１００は、圧力調整ポンプ２１を停止して（ＡＣＴ２０１）循環ポンプ１７の駆動を開始する（ＡＣＴ２０２）。システムコントローラ１００は、定格流量で循環ポンプ１７を駆動するよう、循環ポンプ駆動回路１０５を制御する。循環ポンプ１７は駆動を開始して、循環流路１０ａにて、インク１５を、定格流量で矢印ｓ方向に循環開始する。

インクタンク１３内の圧力値Ｐが閾値Ｐ１に達していれば、インク室３６内の圧力は、安全域圧Ａ（ｋＰａ）になっている。インクタンク１３内の圧力値Ｐが閾値Ｐ１に達していれば、定格流量でインク１５を循環開始した時に、循環ポンプ１７の吸引圧力が強い場合であっても、インク室３６内の圧力は、気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）以下に減圧されない。インク１５の循環開始時に、ノズル３３ａからインクジェットヘッド１２のインク室３６への気泡の吸引を生じない。

この後システムコントローラ１００は、インクタンク１３内の圧力値Ｐを、Ｐ３≦Ｐ≦Ｐ２に維持しながら、インク１５の循環を継続する（ＡＣＴ２０３、２０４）。インクジェットヘッド１２は、インクタンク１３内の圧力値Ｐが、Ｐ３≦Ｐ≦Ｐ２の範囲であれば、ノズル３３ａからのインク滴の吐出量及び吐出速度が安定し、良好なインク吐出性能を得る。

インクタンク１３内の圧力値Ｐ２は、インク１５の循環時においてインクジェットヘッド１２が良好なインク吐出性能を発揮できる圧力範囲の上限値である。インクタンク１３内の圧力値Ｐ３は、インク１５の循環時においてインクジェットヘッド１２が良好なインク吐出性能を発揮できる圧力範囲の下限値である。インクタンク１３内の圧力値Ｐ２及びＰ３は、インクジェットヘッド１２の特性に応じて任意であり、限定されない。

インクタンク１３内の圧力値Ｐが、Ｐ３≦Ｐ≦Ｐ２の範囲に無い場合（ＡＣＴ２０３でＮｏ．）、システムコントローラ１００は、インクタンク１３内を圧力調整する（ＡＣＴ２０４）。システムコントローラ１００は、圧力調整ポンプ２１を加圧駆動し或いは減圧駆動するように、圧力調整ポンプ駆動回路１０７を制御して、インクタンク１３内を圧力調整する（ＡＣＴ２０４）。或いはシステムコントローラ１００は、電磁弁２３を駆動するよう弁駆動回路１０８を制御して、インクタンク１３内を圧力調整しても良い。

例えば時間ｔ３で、圧力値ＰがＰ３未満の場合、圧力調整ポンプ駆動回路１０７は、圧力調整ポンプ２１を加圧駆動して、インクタンク１３内の圧力を上昇する（ＡＣＴ２０４）。例えば時間ｔ４で、圧力値ＰがＰ２以上の場合、圧力調整ポンプ駆動回路１０７は、圧力調整ポンプ２１を減圧駆動して、インクタンク１３内の圧力を減圧する（ＡＣＴ２０４）。

インクタンク１３内の圧力を、Ｐ３≦Ｐ≦Ｐ２の範囲に維持しながら、インク１５の循環を継続する間（ＡＣＴ２０３、２０４、２０６）に、循環流路１０ａのインク１５に混入した異物は、フィルタ１８に除去される。インク１５に混入した気泡は、インクタンク１３に回収されて、インクタンク１３内で空気層１３ｂに吸収される。

例えば時間ｔ５で、コントロールパネル１０３からユーザがインク１５の循環停止を指示すると、システムコントローラ１００は、インク１５の循環停止を判断する(ＡＣＴ２０６でＹｅｓ)。循環停止の判断により(ＡＣＴ２０６でＹｅｓ)、システムコントローラ１００は、循環ポンプ駆動回路１０５を制御して、循環ポンプ１７を停止する（ＡＣＴ２０７）。時間ｔ５でのインク１５の循環停止は、ユーザの指示ではなく、インク１５の循環開始から一定時間経過した場合に、システムコントローラ１００が判断しても良い。システムコントローラ１００は、（ＡＣＴ２０７）で循環ポンプ１７を停止して、インク循環機構１０のインク１５の循環制御を終了する。

第１の実施形態によれば、インク循環機構１０により循環流路１０ａにてインク１５を循環して、インク１５に含まれる気泡或いは異物等を除去する。インクジェットヘッド１２のインク吐出性能を良好に保持して、インクジェットプリンタ５０によるプリント画質を向上できる。

第１の実施形態によれば、インク循環機構１０の循環ポンプ１７の駆動開始時に、インクタンク１３内の圧力値Ｐを閾値Ｐ１に加圧して、インクジェットヘッド１２のインク室３６内の圧力を、予め安全域圧Ａ（ｋＰａ）まで加圧する。循環ポンプ１７の駆動開始による吸引圧力によりインク室３６の圧力は低下するが、気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）以下に達することがなく、ノズル３３ａから気泡を引き込まない範囲を保持できる。インク１５の循環開始時の吸引圧力にかかわらず、インクジェットヘッド１２は、ノズル３３ａから気泡を吸引するのを防止できる。インク循環機構１０は、インク１５の循環開始時に更にインク１５に気泡が混入するのを防止して、インクジェットヘッド１２のインク吐出性能を良好に保持し、プリント画質を向上する。

（第２の実施形態）
第２の実施形態のインクジェットプリンタを、図７乃至図８を参照して説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態において、インクの循環開始時に、インクタンク内の圧力値及び循環流量を制御するものである。第２の実施形態にあって、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

第２の実施形態にて、例えばコントロールパネル１０３からインク１５の循環指示が入力されると、インク循環機構１０は、インク１５の循環を開始する。

システムコントローラ１００は、図７に示すフローチャートに従い、循環ポンプ１７を駆動する（ＡＣＴ２２１）。システムコントローラ１００は、循環ポンプ駆動回路１０５を制御して、インク循環機構１０の循環流路１０ａを循環するインク１５の流量をＮ（ｍｌ／ｍｉｎ）となるよう、循環ポンプ１７を駆動する（ＡＣＴ２２１）。

インク１５の流量Ｎ（ｍｌ／ｍｉｎ）は、インク循環機構１０の循環流路１０ａを循環するインク１５の定格流量をＦ（ｍｌ／ｍｉｎ）とした場合に、例えば定格流量Ｆを分割数Ｘで分割した値（Ｎ＝Ｆ／Ｘ）である。インク１５の流量Ｎ（ｍｌ／ｍｉｎ）は、インクジェットヘッド１２の図４に示す停止時圧力Ｂ（ｋＰａ）の圧力値に拘わらず、インク１５の循環開始時に、インク室３６内の圧力が気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）以下にならない大きさの流量である。インク１５の流量Ｎ（ｍｌ／ｍｉｎ）は、インクジェットヘッド１２の特性に応じて任意である。

循環ポンプ１７の駆動により循環回路１０ａにインク１５を循環した後、システムコントローラ１００は、インクタンク１３内の圧力値Ｐが、下限圧力値Ｐ５に達しているかを判断する（ＡＣＴ２２２）。

下限圧力値Ｐ５は、インクジェットヘッド１２のインク室３６内の圧力値が、図４の気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）に達するまでに余裕を持った圧力値である。インクタンク１３内の圧力値Ｐが下限圧力値Ｐ５より多少低下した場合でも、インクジェットヘッド１２は、しばらくは気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）に達せず、ノズル３３ａからの気泡の吸引を生じない。インクタンク１３内の下限圧力値Ｐ５は、インクジェットヘッド１２の特性に応じて任意であり、限定されない。

インクタンク１３内の圧力値Ｐが下限圧力値Ｐ５まで低下していなければ(ＡＣＴ２２２でＮｏ．)、システムコントローラ１００は、時間Ｔ待機のため、ＡＣＴ２２７に進む。インク循環機構１０の循環ポンプ１７とインクジェットヘッド１２は、インク還流路１６を介して直結している。このため、循環回路１０ａにインク１５の循環を開始した場合、或いは循環回路１０ａのインク１５の流量を増加した場合に、インクタンク１３内の圧力は減少する。しかしながらある任意の時間が経過すると、インク供給路１４を介してインク１５がインクジェットヘッド１２に供給される為、インクタンク１３内の圧力値は、徐々に復帰する。任意の時間の経過により、インクタンク１３内の圧力値は、ある一定の圧力値に収束する。（ＡＣＴ２２７）でインクタンク１３内の圧力値が一定の圧力値に収束する時間Ｔを待機した後、システムコントローラ１００はＡＣＴ２２４に進む。インクタンク１３内の圧力値が一定の圧力値に収束するまでの時間Ｔは、インク循環機構１０の特性に応じて任意であり、限定されない。

インクタンク１３内の圧力値Ｐが下限圧力値Ｐ５以下であれば（ＡＣＴ２２２でＹｅｓ．）、システムコントローラ１００は、インクタンク１３内を加圧する（ＡＣＴ２２３）。システムコントローラ１００は、圧力調整ポンプ２１を加圧駆動するよう、圧力調整ポンプ駆動回路１０７を制御して、例えば圧力センサ２０で検知した圧力値Ｐと下限圧力値Ｐ５との差分に応じた量だけ、インクタンク１３の圧力を加圧する（ＡＣＴ２２３）。次いで、システムコントローラ１００は、ＡＣＴ２２４に進む。

ＡＣＴ２２４で、インクタンク１３内の圧力値Ｐが復帰圧力値Ｐ４に達している場合、(ＡＣＴ２２４でＹｅｓ．)、システムコントローラ１００は、ＡＣＴ２２５に進む。インクタンク１３内の圧力値Ｐが復帰圧力値Ｐ４に達していない場合(ＡＣＴ２２４でＮｏ．)、ＡＣＴ２２３に進み、システムコントローラ１００は、インクタンク１３内を加圧する。復帰圧力値Ｐ４は、循環回路１０ａに循環するインク１５の流量を増加するタイミングの目安となる圧力値である。

復帰圧力値Ｐ４は、次に循環回路１０ａに循環するインク１５の流量を増加した場合でも、インク室３６内の圧力が、気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）まで低下しない程度に高い圧力値である。

インクタンク１３内の圧力値Ｐが復帰圧力値Ｐ４の場合、インクジェットヘッド１２のインク室３６内の圧力は、大気圧に対して負圧を維持し、且つノズル３３ａは気泡を吸引しない。インクタンク１３内の復帰圧力値Ｐ４は、インクジェットヘッド１２の特性に応じて任意であり、限定されない。

ＡＣＴ２２５で、システムコントローラ１００は、インク循環機構１０の循環流路１０ａを循環するインク１５の流量をＮ（ｍｌ／ｍｉｎ）増加する。ＡＣＴ２２１と同様に、システムコントローラ１００は、循環ポンプ駆動回路１０５を制御して、循環ポンプ１７を駆動する（ＡＣＴ２２５）。

ＡＣＴ２２５でインク１５の流量をＮ（ｍｌ／ｍｉｎ）増加した後、システムコントローラ１００は、循環流路１０ａを循環するインク１５の流量が定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）に達したかを判断する（ＡＣＴ２２６）。

インク１５の流量は、圧力センサ２０の出力値やシステムコントローラ１００が循環ポンプ駆動回路１０５へ送る駆動指令等で判断する。循環流路１０ａを循環するインク１５の流量が定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）に達していない場合（ＡＣＴ２２６でＮｏ）、システムコントローラ１００はＡＣＴ２２２に進む。システムコントローラ１００は、循環流路１０ａを循環するインク１５の流量が定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）に達するまでＡＣＴ２２２〜ＡＣＴ２２７を実施して、インク１５の流量を段階的に増加させる。

循環流路１０ａを循環するインク１５の流量が定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）に達した場合（ＡＣＴ２２６でＹｅｓ．）、システムコントローラ１００は、第１の実施形態と同様にして、ＡＣＴ２０３、２０４、２０６、２０７を実施する。システムコントローラ１００は、（ＡＣＴ２０７）で循環ポンプ１７を停止して、インク循環機構１０のインク１５の循環制御を終了する。

第２の実施形態において、循環ポンプ１７の駆動開始時のインクジェットヘッド１２のインク室３６内の圧力変動を図８に示す。例えばインクジェットヘッド１２のインク室３６の停止時圧力Ｂ（ｋＰａ）を−０．３（ｋＰａ）とする。インクタンク１３が復帰圧力値Ｐ４にある場合のインク室３６の圧力値を−１．２（ｋＰａ）、インクタンク１３が下限圧力値Ｐ５に在る場合のインク室３６の圧力を−３．０（ｋＰａ）とする。インクジェットヘッド１２のインク室３６の気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）を−５．０（ｋＰａ）とする。

ＡＣＴ２２１に従い、時間ｔ１０で、循環流路１０ａに流量Ｎ（ｍｌ／ｍｉｎ）で、インク１５の循環を開始する。循環ポンプ１７の吸引圧力によりインク室３６の圧力は、−０．３（ｋＰａ）から例えば−２．５（ｋＰａ）まで低下した後、徐々に復帰する。ＡＣＴ２２４に従い、インクタンク１３内の圧力値がＰ４に達したのを検知すると（時間ｔ１１）、インク室３６の圧力は−１．２（ｋＰａ）まで復帰している。

ＡＣＴ２２５に従い、時間ｔ１１で、循環流路１０ａのインク１５の流量をＮ（ｍｌ／ｍｉｎ）増加する。インク１５の流量を増加して、例えばインクタンク１３内の圧力値がＰ５まで低下すると（時間ｔ１２）、ＡＣＴ２２３に従い、インクタンク１３内を加圧する。予めインクタンク１３を加圧して、インク室３６が、気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）である−５．０（ｋＰａ）に達するのを防止する。

インクタンク１３内の加圧後、ＡＣＴ２２４に従い、インクタンク１３内の圧力値がＰ４に達したのを検知して（時間ｔ１３）、インク室３６の圧力が−１．２（ｋＰａ）まで復帰したら、循環流路１０ａのインク１５の流量をＮ（ｍｌ／ｍｉｎ）増加する。

同様にして、インク室３６の圧力値が下限圧力値Ｐ５以下になった場合に、インクタンク１３内を加圧しながら、インク１５の流量の増加をＸ回繰り返す。インク１５の流量の増加をＸ回繰り返して、循環流路１０ａを循環するインク１５流量が定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）に達した（ＡＣＴ２２６でＹｅｓ）後、インク１５を定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）で循環する。

インク１５を定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）で循環する間（ＡＣＴ２０３、２０４、２０６）に、循環流路１０ａのインク１５に混入した異物は、フィルタ１８に除去される。インク１５に混入した気泡は、インクタンク１３に回収されて、インクタンク１３内で空気層１３ｂに吸収される。

第２の実施形態に対して、比較例として、インク停止状態から、定格流量Ｆでインクの循環を開始した場合のインク室３６の圧力変動を図９に示す。時間ｔ２０で、循環流路１０ａに定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）で、インク１５の循環を開始すると、循環ポンプ１７の吸引圧力によりインク室３６の圧力は、−０．３（ｋＰａ）から例えば−５．５（ｋＰａ）まで急激に低下（時間ｔ２１）した後、徐々に復帰する。但し、時間ｔ２１ではインク室３６の圧力は、気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）の−５．０（ｋＰａ）以下であることから、ノズル３３ａから気泡を混入する可能性がある。

比較例では、インク停止状態から、定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）でいきなりインクを循環するために、インク室３６の圧力が急激に低下する。一方、第２の実施形態では、少ないインク流量で循環を開始して、定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）まで徐々にインク流量を増加するのでインク室３６の圧力の下降が小さい。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様、インク１５に含まれる気泡或いは異物等を除去して、インクジェットヘッド１２のインク吐出性能を良好に保持し、プリント画質を向上できる。

第２の実施形態によれば、インク循環機構１０の循環ポンプ１７の駆動開始時に、少ないインク流量で循環流路１０ａにインク１５を循環開始する。循環開始後は、インクジェットヘッド１２のインク室３６の圧力を調整しながら、定格流量Ｆ（ｍｌ／ｍｉｎ）に達するまで、徐々にインク１５の流量を増加する。

インク循環機構１０の循環ポンプ１７の駆動開始による吸引圧力を緩和して、インク室３６が急激に圧力低下して、気泡吸引圧Ｄ（ｋＰａ）以下に達するのを防止する。インク１５の循環開始時の吸引圧力にかかわらず、インクジェットヘッド１２のノズル３３ａが気泡を吸引するのを防止できる。さらに、インク１５の循環開始時において、インクジェットヘッド１２のインク室３６内の圧力を一定の適正な範囲に保つことができる。

以上説明した実施形態の液体吐出装置はインクジェットプリンタに限らず、インクジェット方式で画像を形成するファクシミリ装置や複写機等に用いてもよい。また、液体吐出装置は、インク以外の液体を吐出することもできる。インク以外を吐出する液体吐出装置としては、例えばプリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出する装置等であっても良い。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、インク循環機構によりインクを循環して、インク内の気泡或いは異物等を除去して、インクジェットヘッドのインク吐出性能を良好に保持しプリント画質を向上できる。循環ポンプ１７の駆動開始による吸引圧力によりインク室３６の圧力は低下するが、インクの循環開始時にインク室内の圧力を、適正に保持してノズルから気泡を吸引するのを防止して、良好なインク吐出性能による良質なプリント画像を提供する。

この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…インク循環機構
１０ａ…循環流路
１２…インクジェットヘッド
１３…インクタンク
１７…循環ポンプ
２０…圧力センサ
２３…インクタンク
３３…ノズルプレート
３３ａ…ノズル
３６…インク室
１００…システムコントローラ

Claims (9)

1. 吐出部から液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記液体を収納するタンクと、
   前記タンクから前記液体吐出ヘッドに液体を搬送する第１の搬送部及び前記液体吐出ヘッドから前記タンクに液体を搬送する第２の搬送部を備える循環搬送部と、
   前記循環搬送部の液体を循環する駆動部と、
   前記循環搬送部で液体の循環を開始する場合に、大気圧に対して前記液体吐出ヘッド内を負圧に維持し且つ、前記液体吐出ヘッド内の圧力を加圧した後に液体の循環を開始するよう前記駆動部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記制御部は、前記液体の循環を開始する場合に、前記タンク内の圧力を予め設定された閾値迄加圧して前記液体吐出ヘッド内の圧力を加圧するよう前記駆動部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. 前記制御部は、定格流量で前記液体の循環を開始するよう前記駆動部を制御することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記制御部は、前記液体の循環を開始する場合に、前記タンク内の圧力を段階的に加圧して前記液体吐出ヘッド内の圧力を段階的に加圧しつつ、前記循環搬送部を循環する液体の流量を段階的に増加するよう前記駆動部を制御して、前記液体の流量を定格流量まで増加することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
5. 前記駆動部は、前記循環搬送部で前記液体を搬送する搬送ポンプと、前記液体吐出ヘッド内の圧力を調整する圧力調整ポンプとを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 液体吐出ヘッドとタンクとの間で液体の循環を開始する場合に、
   大気圧に対して前記液体吐出ヘッド内を負圧に保った状態で、前記液体吐出ヘッド内の圧力を加圧した後に液体の循環を開始することを特徴とする液体吐出装置の液体循環方法。
7. 前記液体の循環を開始する場合に、前記タンク内の圧力を予め設定された閾値迄加圧して前記液体吐出ヘッド内の圧力を加圧した後に前記液体の循環を開始することを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置の液体循環方法。
8. 前記液体の循環を開始する場合に、定格流量で前記液体の循環を開始することを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置の液体循環方法。
9. 前記液体の循環を開始する場合に、前記タンク内の圧力を段階的に加圧して前記液体吐出ヘッド内の圧力を段階的に加圧しつつ、循環する液体の流量を定格流量まで段階的に増加することを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置の液体循環方法。

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