JP2019137013A - 液体循環装置、及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 省スペース化を実現する液体循環装置、及び液体吐出装置を提供する。【解決手段】 実施形態に係る液体循環装置は、複数の圧電ポンプと、直流電源と、スイッチング回路と、制御回路とを具備する。圧電ポンプは、圧電アクチュエータの動作により補給タンクの液体を液体吐出ヘッドに循環させる。スイッチング回路は、前記直流電源の出力をスイッチングし、前記圧電ポンプの圧電アクチュエータに駆動電圧を供給する。制御回路は、前記スイッチング回路のスイッチングのタイミングを制御することにより、前記駆動電圧を制御する。【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、液体循環装置、及び液体吐出装置に関する。

液体（インク）を吐出する液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）と、液体吐出ヘッドを含む循環路において液体を循環させる液体循環装置と、を備える液体吐出装置が知られている。液体循環装置は、インク補給タンクから液体吐出ヘッドにインクを補給し、液体吐出ヘッドからインクを回収し、インク補給タンクに戻す。液体循環装置は、印加された電圧によって変形するアクチュエータを利用したポンプを有する。液体循環装置は、昇圧回路の出力電圧を調整することにより、ポンプを構成するアクチュエータに印加する駆動電圧を調整する。これにより、液体循環装置は、ポンプの送液能力を調整する。

しかし、このように昇圧回路の出力電圧を調整することにより、アクチュエータの駆動電圧を調整する構成である場合、ポンプの数だけ昇圧回路が必要になる。この結果、回路の設置スペースが嵩むという課題がある。

国際公開第２０１６／００９８６９号

本発明は、省スペース化を実現する液体循環装置、及び液体吐出装置を提供することを目的とする。

実施形態に係る液体循環装置は、複数の圧電ポンプと、直流電源と、スイッチング回路と、制御回路とを具備する。圧電ポンプは、圧電アクチュエータの動作により補給タンクの液体を液体吐出ヘッドに循環させる。スイッチング回路は、前記直流電源の出力をスイッチングし、前記圧電ポンプの圧電アクチュエータに駆動電圧を供給する。制御回路は、前記スイッチング回路のスイッチングのタイミングを制御することにより、前記駆動電圧を制御する。

図１は、一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例についての説明図である。 図２は、一実施形態に係る液体吐出装置の構成例についての説明図である。 図３は、一実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成例についての説明図である。 図４は、一実施形態に係る圧電ポンプの構成例についての説明図である。 図５は、一実施形態に係る圧電アクチュエータの電極の電位と時間との関係について説明する為の説明図である。 図６は、一実施形態に係る圧電アクチュエータの電極の電位と時間との関係について説明する為の説明図である。 図７は、一実施形態に係るモジュール制御部の構成例についての説明図である。 図８は、一実施形態に係る循環ポンプ駆動回路の構成例についての説明図である。 図９は、一実施形態に係るスイッチング回路の構成例についての説明図である。 図１０は、一実施形態に係るスイッチング回路に入力されるパルス信号の例についての説明図である。 図１１は、一実施形態に係るモジュール制御部によるノズル面圧の制御についての説明図である。

以下、一実施形態に係る液体循環装置、及び液体吐出装置について図面を参照して説明する。
以下、一実施形態に係る液体吐出装置１０及び液体吐出装置１０を備えるインクジェット記録装置１について、図１乃至図１１を参照して説明する。各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。図１はインクジェット記録装置１の構成を示す側面図である。図２は液体吐出装置１０の構成を示す説明図である。図３は液体吐出ヘッド２０の構成を示す説明図である。図４は第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６の構成を示す説明図である。

図１に示すインクジェット記録装置１は、複数の液体吐出装置１０と、液体吐出装置１０を移動可能に支持するヘッド支持機構１１と、記録媒体Ｓを移動可能に支持する媒体支持機構１２と、ホスト制御装置１３と、を備える。

図１に示すように、複数の液体吐出装置１０が、所定の方向に並列して配置されヘッド支持機構１１に支持される。液体吐出装置１０は、液体吐出ヘッド２０及び循環装置３０を一体に備える。液体吐出装置１０は、液体として例えばインクIを液体吐出ヘッド２０から吐出することで、対向して配される記録媒体Ｓに所望の画像を形成する。

複数の液体吐出装置１０は、複数の色、例えばシアンインク、マゼンタインク、イエロインク、ブラックインク、ホワイトインクを、それぞれ吐出するが、使用するインクIの色あるいは特性は限定されない。たとえばホワイトインクに換えて、透明光沢インク、赤外線または紫外線を照射したときに発色する特殊インク等を吐出可能である。複数の液体吐出装置１０は、それぞれ使用するインクが異なるものの同じ構成である。

まず液体吐出ヘッド２０について説明する。
図３に示される液体吐出ヘッド２０は、インクジェットヘッドであり、インクが流入する供給口２０ａ、インクが流出する回収口２０ｂ、複数のノズル孔２１ａを有するノズルプレート２１と、基板２２と、基板２２に接合されたマニフォルド２３と、を備える。

基板２２は、ノズルプレート２１に対向して接合され、ノズルプレート２１との間に複数のインク圧力室２５を含む所定のインク流路２８を形成する所定形状に構成されている。基板２２は、同じ列の複数のインク圧力室２５の間に配される隔壁を備える。基板２２の、各インク圧力室２５に面する部位には、電極２４ａ，２４ｂを備えるアクチュエータ２４が設けられている。

アクチュエータ２４は、ノズル孔２１ａに対向配置されており、アクチュエータ２４とノズル孔２１ａとの間にインク圧力室２５が形成される。アクチュエータ２４は駆動回路に接続される。液体吐出ヘッド２０は、モジュール制御部３８の制御によりアクチュエータ２４が電圧に応じて変形することで、対向配置されたノズル孔２１ａから液体を吐出させる。

次に循環装置３０について説明する。
図２に示すように、循環装置３０は、金属製の連結部品により液体吐出ヘッド２０の上部に一体に連結されている。循環装置３０は、液体吐出ヘッド２０を通り液体が循環可能に構成された所定の循環路３１、この循環路３１に順に設けられた調整タンクである中間タンク３２、第１循環ポンプ３３、バイパス流路３４、バッファ装置１００としてのバッファタンク３５、第２循環ポンプ３６、開閉バルブ３７ａ、開閉バルブ３７ｂ、及び液体吐出動作を制御するモジュール制御部３８を備える。

また、循環装置３０は、循環路３１の外部に設けられる補給タンクとしてのカートリッジ５１と、供給路５２と、補給ポンプ５３と、を備える。

カートリッジ５１は、中間タンク３２に供給されるインクを保有可能に構成され、内部の空気室は大気開放されている。

供給路５２は、中間タンク３２とカートリッジ５１とを接続する流路である。供給路５２は、金属または樹脂材料で構成されるパイプと、パイプの外面を覆うチューブとを備える。供給路５２のパイプの外面を覆うチューブは、例えばＰＴＦＥチューブである。

補給ポンプ５３は、供給路５２に設けられ、カートリッジ５１内のインクを中間タンク３２へ送液する。

まず循環路３１について説明する。
循環路３１は、第１流路３１ａ、第２流路３１ｂ、第３流路３１ｃ、及び第４流路３１ｄを備える。第１流路３１ａは、中間タンク３２と第１循環ポンプ３３を接続する。第２流路３１ｂは、第１循環ポンプ３３と液体吐出ヘッド２０の供給口２０ａとを接続する。第３流路３１ｃは、液体吐出ヘッド２０の回収口２０ｂと第２循環ポンプ３６とを接続する。第４流路３１ｄは、第２循環ポンプ３６と中間タンク３２とを接続する。

循環路３１を循環するインクは、中間タンク３２から第１流路３１ａ、第１循環ポンプ３３、第２流路３１ｂ、及び液体吐出ヘッド２０の供給口２０ａを通って液体吐出ヘッド２０内に至る。また、循環路３１を循環するインクは、液体吐出ヘッド２０から液体吐出ヘッド２０の回収口２０ｂ、第３流路３１ｃ、第２循環ポンプ３６、及び第４流路３１ｄを通って中間タンク３２に至る。

第２流路３１ｂには、第１の圧力検出部である第１圧力センサ３９ａが設けられている。第１圧力センサ３９ａは、第２流路３１ｂのインクの圧力を検出し、検出データをモジュール制御部３８へ送る。

第３流路３１ｃには、第２の圧力検出部である第２圧力センサ３９ｂが設けられている。第２圧力センサ３９ｂは、第３流路３１ｃのインクの圧力を検出し、検出データをモジュール制御部３８へ送る。

第１圧力センサ３９ａ及び第２圧力センサ３９ｂは、例えば半導体ピエゾ抵抗圧力センサを利用して圧力を電気信号として出力する。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る。半導体ピエゾ抵抗圧力センサは、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。

次に中間タンク３２について説明する。
中間タンク３２は、循環路３１によって液体吐出ヘッド２０に接続され、液体を貯留可能に構成されている。中間タンク３２には中間タンク３２内の空気室を大気開放可能に構成された開閉バルブ３７ａが設けられている。また中間タンク３２の液面には、液位センサ５４が設けられている。

液位センサ５４は、液面に浮かび上下動するフロート５５と、上下２カ所の所定位置に設けられたホールＩＣ５６ａ、５６ｂとを備えて構成されている。液位センサ５４は、ホールＩＣ５６ａ，５６ｂによって、フロート５５が上限位置及び下限位置に至ることを検出することで、中間タンク３２内のインク量を検出し、検出したデータをモジュール制御部３８へ送る。

開閉バルブ３７ａは、中間タンク３２に設けられている。開閉バルブ３７ａは、例えば電源が入った時に開き、電源が切れたら閉じる、ノーマルクローズのソレノイド開閉バルブである。開閉バルブ３７ａは、モジュール制御部３８の制御により開閉されることで、中間タンク３２の空気室を大気に対して開閉可能に構成される。

次に第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６について説明する。
第１循環ポンプ３３は、液体を送り出すポンプである。第１循環ポンプ３３は、第１流路３１ａから第２流路３１ｂに向けて液体を送り出す。即ち、第１循環ポンプ３３は、アクチュエータの動作によりインク補給タンクである中間タンク３２からインクを吸い上げ、液体吐出ヘッド２０に供給する加圧ポンプである。

第２循環ポンプ３６は、液体を送り出すポンプである。第２循環ポンプ３６は、第３流路３１ｃから第４流路３１ｄに向けて液体を送り出す。即ち、第２循環ポンプ３６は、アクチュエータの動作により液体吐出ヘッド２０からインクを回収し、中間タンク３２に補給する減圧ポンプである。

第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６は、例えば図４に示されるように圧電ポンプ６０として構成されている。圧電ポンプ６０は、ポンプ室５８と、ポンプ室５８に設けられ電圧により振動する圧電アクチュエータ５９と、ポンプ室５８の入口及び出口に配された逆止弁６１，６２と、を備える。圧電アクチュエータ５９は、例えば約５０Ｈｚから２００Ｈｚの周波数で振動可能に構成される。第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６は、配線により駆動回路に接続されモジュール制御部３８の制御によって制御可能に構成されている。

例えば、圧電アクチュエータ５９に印加される電圧が変化することにより、図４の上下で示されるように、ポンプ室５８を収縮させる方向、またはポンプ室５８を拡張させる方向に圧電アクチュエータ５９が変形する。これにより、ポンプ室５８の容積が変化する。例えば、圧電アクチュエータ５９がポンプ室５８を拡張させる方向に変形した場合、ポンプ室５８の入口の逆止弁６１が開き、ポンプ室５８にインクが引き入れられる。また例えば、圧電アクチュエータ５９がポンプ室５８を収縮させる方向に変形した場合、ポンプ室５８の出口の逆止弁６２が開き、ポンプ室５８のインクが他方に送り出される。この動作の繰り返しにより、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６は、それぞれ一方からインクを引き入れ、他方からインクが送り出す。

なお、圧電アクチュエータ５９の最大変化量は、圧電アクチュエータ５９に印加される電圧に応じている。圧電アクチュエータ５９に印加される電圧が大きくなると、圧電アクチュエータ５９の最大変化量が大きくなる。また、圧電アクチュエータ５９に印加される電圧が小さくなると、圧電アクチュエータ５９の最大変化量が小さくなる。また、圧電ポンプ６０の送液能力は、圧電アクチュエータ５９の最大変化量に応じている。即ち、モジュール制御部３８は、圧電アクチュエータ５９に印加する電圧を制御することにより、圧電ポンプ６０の送液能力を制御する。

圧電ポンプ６０の圧電アクチュエータ５９は、充電または放電などの通電が開始されてからの経過時間に応じて、電極の電位が徐々に増加または減少する特性を有する。

図５は、電荷が充電される充電状態が開始されてからの経過時間と圧電アクチュエータ５９の電極の電位との関係について説明する為の説明図である。図５に示されるように、充電時に圧電アクチュエータ５９の両端子の電位差は、充電が開始されてから徐々に増加し、充電が開始されてから所定時間が経過した場合に、供給される電圧に定着する。

図６は、電荷が放電される放電状態が開始されてからの経過時間と圧電アクチュエータ５９の電極の電位との関係について説明する為の説明図である。図６に示されるように、放電時に圧電アクチュエータ５９の両端子の電位差は、充電された状態から徐々に減少し、放電が開始されてから所定時間が経過した場合に、０Ｖに定着する。

次にバイパス流路３４及びバッファタンク３５について説明する。
バイパス流路３４は、第２流路３１ｂと、第３流路３１ｃとを接続する流路である。バイパス流路３４は、循環路３１における液体吐出ヘッド２０の一次側である供給口２０ａと、液体吐出ヘッド２０の二次側である回収口２０ｂとを、液体吐出ヘッド２０を通らずに短絡的に接続する。

バイパス流路３４にはバッファタンク３５が接続されている。具体的には、バイパス流路３４は、バッファタンク３５の一対の側壁の下部の所定箇所と第２流路３１ｂとを接続する第１バイパス流路３４ａと、バッファタンク３５の一対の側壁の下部の所定箇所と第３流路３１ｃとを接続する第２バイパス流路３４ｂとを備える。

例えば、第１バイパス流路３４ａ及び第２バイパス流路３４ｂは、同じ長さ及び同じ径を有し、いずれも循環路３１よりも小径に構成されている。例えば、循環路３１の直径は、第１バイパス流路３４ａ及び第２バイパス流路３４ｂの直径の２倍〜５倍程度に設定される。第１バイパス流路３４ａ及び第２バイパス流路３４ｂは、第２流路３１ｂと第１バイパス流路３４ａとの接続位置と液体吐出ヘッド２０の供給口２０ａとの距離と、第３流路３１ｃと第２バイパス流路３４ｂとの接続位置と液体吐出ヘッド２０の回収口２０ｂとの距離とが等しくなるように設けられている。

バッファタンク３５は、バイパス流路３４の流路断面積よりも大きい流路断面積を有し、液体を貯留可能に構成されている。バッファタンク３５は、例えば上壁、下壁、後壁、前壁、及び左右一対の側壁を有し、内部に液体を貯留する収容室３５ａを形成する矩形の箱状に構成されている。バッファタンク３５には、バッファタンク３５内の空気室を大気開放可能に構成された開閉バルブ３７ｂが設けられている。第１バイパス流路３４ａとバッファタンク３５との接続位置と、第２バイパス流路３４ｂとバッファタンク３５との接続位置とは、同じ高さに設定される。バッファタンク３５内の収容室３５ａの下部領域には、バイパス流路３４を流れるインクが配され、収容室３５ａの上部領域には空気室が形成される。すなわちバッファタンク３５は、所定量の液体及び空気が貯留可能である。

開閉バルブ３７ｂは、バッファタンク３５に設けられている。開閉バルブ３７ｂは、例えば電源が入った時に開き、電源が切れたら閉じる、ノーマルクローズのソレノイド開閉バルブである。開閉バルブ３７ｂは、モジュール制御部３８の制御により開閉されることで、バッファタンク３５の空気室を大気に対して開閉可能に構成される。

次に、モジュール制御部３８について説明する。
図７は、モジュール制御部３８の構成例について説明する為の説明図である。
モジュール制御部３８は、液体吐出ヘッド２０、第１循環ポンプ３３、第２循環ポンプ３６、開閉バルブ３７ａ、開閉バルブ３７ｂ、及び補給ポンプ５３の動作を制御する。モジュール制御部３８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、メモリ７２、通信インターフェース７３、循環ポンプ駆動回路７４、補給ポンプ駆動回路７５、バルブ駆動回路７６、及び液体吐出ヘッド駆動回路７７を備える。

ＣＰＵ７１は、演算処理を実行する演算素子（たとえば、プロセッサ）である。ＣＰＵ７１は、メモリ７２に記憶されているプログラムなどのデータに基づいて種々の処理を行う。ＣＰＵ７１は、メモリ７２に格納されているプログラムを実行することにより、種々の制御を実行可能な制御回路として機能する。

メモリ７２は、種々の情報を記憶する記憶装置である。メモリ７２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）７２ａ、及びＲＡＭ（Random Access Memory）７２ｂを備える。

ＲＯＭ７２ａは、読み出し専用の不揮発性メモリである。ＲＯＭ７２ａは、プログラム及びプログラムで用いられるデータなどを記憶する。例えば、ＲＯＭ７２ａは、圧力制御に用いられる制御データとして、ノズル孔２１ａのインク圧力を算出する算出式や、目標圧力範囲、各ポンプの調整最大値などの各種設定値を記憶する。

ＲＡＭ７２ｂは、ワーキングメモリとして機能する揮発性のメモリである。ＲＡＭ７２ｂは、ＣＰＵ７１の処理中のデータなどを一時的に格納する。また、ＲＡＭ７２ｂは、ＣＰＵ７１が実行するプログラムを一時的に格納する。

通信インターフェース７３は、他の機器と通信するインタフェースである。通信インターフェース７３は、例えば、液体吐出装置１０に印刷データを送信するホスト制御装置１３との通信を中継する。

循環ポンプ駆動回路７４は、ＣＰＵ７１の制御に基づき、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を駆動させ、循環路３１にインクを循環させる。

補給ポンプ駆動回路７５は、ＣＰＵ７１の制御に基づき、補給ポンプ５３を駆動させ、カートリッジ５１のインクを中間タンク３２に補給させる。

バルブ駆動回路７６は、ＣＰＵ７１の制御に基づき、開閉バルブ３７ａ及び開閉バルブ３７ｂを駆動させ、中間タンク３２及びバッファタンク３５の空気室を大気開放させる。

液体吐出ヘッド駆動回路７７は、ＣＰＵ７１の制御に基づき、液体吐出ヘッド２０のアクチュエータ２４に電圧を印加して液体吐出ヘッド２０を駆動させ、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａからインクを吐出させる。

上記の構成において、ＣＰＵ７１は、通信インターフェース７３によってホスト制御装置１３と通信することにより、動作条件等の各種情報を受信する。また、ＣＰＵ７１が取得する各種情報は、通信インターフェース７３経由でインクジェット記録装置１のホスト制御装置１３に送られる。

また、ＣＰＵ７１は、第１圧力センサ３９ａ、第２圧力センサ３９ｂ、及び液位センサ５４から検知結果を取得し、取得した検知結果に基づいて、循環ポンプ駆動回路７４、補給ポンプ駆動回路７５、及びバルブ駆動回路７６の動作を制御する。

即ち、ＣＰＵ７１は、液位センサ５４、第１圧力センサ３９ａ、及び第２圧力センサ３９ｂの検知結果に基づき、循環ポンプ駆動回路７４を制御することにより、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６の送液能力を制御する。これにより、ＣＰＵ７１は、ノズル孔２１ａのインク圧力を調整する。

また、ＣＰＵ７１は、液位センサ５４、第１圧力センサ３９ａ、及び第２圧力センサ３９ｂの検知結果に基づき、補給ポンプ駆動回路７５を制御することにより、補給ポンプ５３を動作させ、カートリッジ５１から液体を循環路３１に補給させる。

また、ＣＰＵ７１は、バルブ駆動回路７６を制御することにより、開閉バルブ３７ａ及び開閉バルブ３７ｂを開閉させる。これにより、ＣＰＵ７１は、中間タンク３２及びバッファタンク３５の液位を調整する。

また、ＣＰＵ７１は、第１圧力センサ３９ａ、第２圧力センサ３９ｂ、及び液位センサ５４から検知結果を取得し、取得した検知結果に基づいて、液体吐出ヘッド駆動回路７７を制御することにより、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａから記録媒体にインク滴を吐出させる。具体的には、ＣＰＵ７１は、画像データに応じた画像信号を液体吐出ヘッド駆動回路７７に入力する。液体吐出ヘッド駆動回路７７は、画像信号に応じた液体吐出ヘッド２０のアクチュエータ２４を駆動させる。液体吐出ヘッド駆動回路７７が液体吐出ヘッド２０のアクチュエータ２４を駆動した場合、アクチュエータ２４が変形し、アクチュエータ２４と対向する位置のノズル孔２１ａのインク圧力（ノズル面圧）が変化する。ノズル面圧は、ノズル孔２１ａにインクによって形成されたメニスカスＭｅに対してインク圧力室２５のインクが与える圧力である。ノズル面圧がノズル孔２１ａの形状及びインクの特性などによって定まる所定の値を超えた場合、ノズル孔２１ａからインクが吐出される。これにより、ＣＰＵ７１は、画像データに応じた画像を記録媒体に形成させる。

次に、循環ポンプ駆動回路７４について詳細に説明する。
図８は、循環ポンプ駆動回路７４の構成例について説明する為の説明図である。循環ポンプ駆動回路７４は、１つの昇圧回路８１と、ポンプ毎に設けられた複数のスイッチング回路８２とを備える。

昇圧回路８１は、低圧電源８３から供給される電圧を所望の電圧に昇圧する回路である。昇圧回路８１は、インダクタＬ、スイッチング素子Ｓ、整流ダイオードＤ、及び平滑キャパシタＣ、及び昇圧ドライバＩＣ８４を備える。

インダクタＬは、一方の端子が低圧電源８３に接続され、他方の端子が整流ダイオードＤのアノードに接続されている。

平滑キャパシタＣは、整流ダイオードＤのカソードとＧＮＤとの間に接続されている。

スイッチング素子Ｓは、昇圧ドライバＩＣ８４の制御に応じて、インダクタＬと整流ダイオードＤとの接続点と、ＧＮＤとを導通させるか否かを切り替える。

昇圧ドライバＩＣ８４は、スイッチング素子Ｓのオンオフを制御する。昇圧ドライバＩＣ８４は、スイッチング素子Ｓに高周波パルスを入力することにより、スイッチング素子Ｓのオンオフを高速に切り替えることにより、低圧電源８３の電圧よりも高い電圧が平滑キャパシタＣに生じる。これにより、昇圧回路８１は、低圧電源８３の電圧よりも高い直流電圧を後段の回路に供給する直流電源として機能する。

スイッチング回路８２は、ＣＰＵ７１の制御に基づいて、直流電源としての昇圧回路８１の出力をスイッチングすることにより、圧電ポンプ６０の圧電アクチュエータ５９に駆動電圧を供給する。また、スイッチング回路８２は、ＣＰＵ７１の制御に基づいて、スイッチングのタイミングを制御することにより、圧電ポンプ６０の送液能力を変化させる。例えば、第１循環ポンプ３３に接続されたスイッチング回路８２は、ＣＰＵ７１の制御に基づいて、加圧ポンプとしての第１循環ポンプ３３の送液能力を変化させる。また、第２循環ポンプ３６に接続されたスイッチング回路８２は、ＣＰＵ７１の制御に基づいて、減圧ポンプとしての第２循環ポンプ３６の送液能力を変化させる。なお、第１循環ポンプ３３に接続されたスイッチング回路８２と第２循環ポンプ３６に接続されたスイッチング回路８２とは同じ構成である為、第１循環ポンプ３３に接続されたスイッチング回路８２を例として説明する。

図９は、スイッチング回路８２の構成例について説明する為の説明図である。スイッチング回路８２は、それぞれ昇圧回路８１の出力端子とＧＮＤとの間に接続されている。スイッチング回路８２は、ＣＰＵ７１から出力されるパルス信号が入力される第１入力端子９１、第２入力端子９２、第３入力端子９３、及び第４入力端子９４を備える。また、スイッチング回路８２は、圧電ポンプ６０の圧電アクチュエータ５９の一方の端子に接続される第１出力端子９５と、圧電アクチュエータ５９の他方の端子に接続される第２出力端子９６とを備える。さらに、スイッチング回路８２は、第１フォトカプラＰＣ１、第２フォトカプラＰＣ２、第３フォトカプラＰＣ３、第４フォトカプラＰＣ４、第１スイッチ素子Ｑ１、第２スイッチ素子Ｑ２、第３スイッチ素子Ｑ３、及び第４スイッチ素子Ｑ４を備える。

第１フォトカプラＰＣ１、第２フォトカプラＰＣ２、第３フォトカプラＰＣ３、及び第４フォトカプラＰＣ４は、発光ダイオードＬＥＤ及びフォトトランジスタＰＴなどを備えるフォトカプラである。フォトカプラは、発光ダイオードＬＥＤのアノードからカソードに電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤが発光した場合、フォトトランジスタＰＴに光が入射し、フォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間が導通する。

第１スイッチ素子Ｑ１、第２スイッチ素子Ｑ２、第３スイッチ素子Ｑ３、及び第４スイッチ素子Ｑ４は、半導体スイッチであり、例えばｎｐｎ型トランジスタである。第１スイッチ素子Ｑ１、第２スイッチ素子Ｑ２、第３スイッチ素子Ｑ３、及び第４スイッチ素子Ｑ４は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴであってもよい。

第１スイッチ素子Ｑ１のベース（制御端子）は、第１入力端子９１に接続されている。第１スイッチ素子Ｑ１のコレクタは、第１フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤのカソードに接続されている。第１スイッチ素子Ｑ１のエミッタは、ＧＮＤに接続されている。第１フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤのアノードは、低圧電源８３に接続されている。第１フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴのコレクタは、昇圧回路８１の出力端子に接続されている。第１フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴのエミッタは、第１出力端子９５に接続されている。

第２スイッチ素子Ｑ２のベース（制御端子）は、第２入力端子９２に接続されている。第２スイッチ素子Ｑ２のコレクタは、第２フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＬＥＤのカソードに接続されている。第２スイッチ素子Ｑ２のエミッタは、ＧＮＤに接続されている。第２フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＬＥＤのアノードは、低圧電源８３に接続されている。第２フォトカプラＰＣ２のフォトトランジスタＰＴのコレクタは、第１出力端子９５に接続されている。第２フォトカプラＰＣ２のフォトトランジスタＰＴのエミッタは、ＧＮＤに接続されている。

第３スイッチ素子Ｑ３のベース（制御端子）は、第３入力端子９３に接続されている。第３スイッチ素子Ｑ３のコレクタは、第３フォトカプラＰＣ３の発光ダイオードＬＥＤのカソードに接続されている。第３スイッチ素子Ｑ３のエミッタは、ＧＮＤに接続されている。第３フォトカプラＰＣ３の発光ダイオードＬＥＤのアノードは、低圧電源８３に接続されている。第３フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴのコレクタは、昇圧回路８１の出力端子に接続されている。第３フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴのエミッタは、第２出力端子９６に接続されている。

第４スイッチ素子Ｑ４のベース（制御端子）は、第４入力端子９４に接続されている。第４スイッチ素子Ｑ４のコレクタは、第４フォトカプラＰＣ４の発光ダイオードＬＥＤのカソードに接続されている。第４スイッチ素子Ｑ４のエミッタは、ＧＮＤに接続されている。第４フォトカプラＰＣ４の発光ダイオードＬＥＤのアノードは、低圧電源８３に接続されている。第４フォトカプラＰＣ４のフォトトランジスタＰＴのコレクタは、第２出力端子９６に接続されている。第４フォトカプラＰＣ４のフォトトランジスタＰＴのエミッタは、ＧＮＤに接続されている。

上記のように、圧電ポンプ６０を構成する圧電アクチュエータ５９は、両電極がフルブリッジコンバータの一部として構成されている。

次に、ＣＰＵ７１によるスイッチング回路８２の制御について説明する。
ＣＰＵ７１は、液位センサ５４、第１圧力センサ３９ａ、及び第２圧力センサ３９ｂの検知結果に基づき、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２を生成する。ＣＰＵ７１は、上記の様な構成のスイッチング回路８２の第１入力端子９１及び第４入力端子９４に第１パルス信号ＰＬＳ１を入力し、スイッチング回路８２の第２入力端子９２及び第３入力端子９３に第２パルス信号ＰＬＳ２を入力する。これにより、ＣＰＵ７１は、第１フォトカプラＰＣ１、第２フォトカプラＰＣ２、第３フォトカプラＰＣ３、第４フォトカプラＰＣ４、第１スイッチ素子Ｑ１、第２スイッチ素子Ｑ２、第３スイッチ素子Ｑ３、及び第４スイッチ素子Ｑ４をオンオフさせる。

図１０は、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２の例について説明する為の説明図である。

第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２は、それぞれ１周期の中に少なくとも１度Ｈレベルとなるパルス信号である。第１パルス信号ＰＬＳ１と第２パルス信号ＰＬＳ２とは、同時にＨレベルにならないように制御される。具体的には、第１パルス信号ＰＬＳ１は、最初の半周期の間にＨレベルになり、次の半周期の間Ｌレベルとなる。また、第２パルス信号ＰＬＳ２は、最初の半周期の間Ｌレベルとなり、次の半周期の間にＨレベルになる。即ち、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２は、Ｈレベルの長さが半周期未満となるように制御される。

図１０の（Ａ）で示されるように、第１パルス信号ＰＬＳ１は、タイミングｔ１でＨレベルになり、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間にＬレベルになる。また、第１パルス信号ＰＬＳ１は、タイミングｔ３で再度Ｈレベルになり、タイミングｔ３からタイミングｔ４までの間にＬレベルになる。

また、図１０の（Ａ）で示されるように、第２パルス信号ＰＬＳ２は、タイミングｔ１ではＬレベルであり、タイミングｔ２でＨレベルになり、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの間にＬレベルになる。また、第２パルス信号ＰＬＳ２は、タイミングｔ４で再度Ｈレベルになり、タイミングｔ４からタイミングｔ５までの間にＬレベルになる。

第１パルス信号ＰＬＳ１がＨレベルであり、且つ第２パルス信号ＰＬＳ２がＬレベルである場合、図９の第１スイッチ素子Ｑ１及び第４スイッチ素子Ｑ４がオンになり、第２スイッチ素子Ｑ２及び第３スイッチ素子Ｑ３がオフになる。この場合、第１フォトカプラＰＣ１及び第４フォトカプラＰＣ４のアノード−カソード間に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤが発光し、フォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間がオン状態になる。また、第２フォトカプラＰＣ２及び第３フォトカプラＰＣ３のアノード−カソード間には電流が流れない為、フォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間がオフ状態になる。これにより、昇圧回路８１、第１フォトカプラＰＣ１、第１出力端子９５、圧電アクチュエータ５９、第２出力端子９６、第４フォトカプラＰＣ４、ＧＮＤの順に電流が流れる。即ち、昇圧回路８１から供給される高電圧によって圧電アクチュエータ５９が充電される充電状態になる。

また、第１パルス信号ＰＬＳ１がＬレベルであり、且つ第２パルス信号ＰＬＳ２がＨレベルである場合、図９の第２スイッチ素子Ｑ２及び第３スイッチ素子Ｑ３がオンになり、第１スイッチ素子Ｑ１及び第４スイッチ素子Ｑ４がオフになる。この場合、第２フォトカプラＰＣ２及び第３フォトカプラＰＣ３のアノード−カソード間に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤが発光し、フォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間がオン状態になる。また、第１フォトカプラＰＣ１及び第４フォトカプラＰＣ４のアノード−カソード間には電流が流れない為、フォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間がオフ状態になる。これにより、昇圧回路８１、第３フォトカプラＰＣ３、第２出力端子９６、圧電アクチュエータ５９、第１出力端子９５、第２フォトカプラＰＣ２、ＧＮＤの順に電流が流れる。即ち、充電状態とは逆向きの電圧が圧電アクチュエータ５９に印加され、圧電アクチュエータ５９に蓄積された電荷が放電される放電状態になる。

ＣＰＵ７１は、上記の第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２をスイッチング回路８２に供給することにより、昇圧回路８１から圧電アクチュエータ５９に供給される高電圧の向きを、第１出力端子９５から第２出力端子９６の向きと、第２出力端子９６から第１出力端子９５の向きとで交互に切り替える。これにより、ＣＰＵ７１は、圧電アクチュエータ５９への充電と、圧電アクチュエータ５９からの放電とを繰りかえさせる。

上記したように、圧電アクチュエータ５９の電位は、充電または放電が開始されてからの経過時間に応じて徐々に増加または減少する。ＣＰＵ７１は、第１パルス信号ＰＬＳ１のＨレベルの長さ、及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さを制御することにより、圧電アクチュエータ５９の電位を制御する。圧電アクチュエータ５９の両電極間の電位差が大きいと送液能力が強くなり、電位差が小さいと送液能力が弱くなる。ＣＰＵ７１は、上記の様にスイッチング素子のオン時間の長さを変化させて圧電アクチュエータ５９の電位を制御することにより、圧電ポンプ６０の送液能力を制御する。具体的には、ＣＰＵ７１は、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さを長くすることにより、圧電アクチュエータ５９の振幅を増加させ、圧電ポンプ６０の送液能力を増加させる。また、ＣＰＵ７１は、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さを短くすることにより、圧電アクチュエータ５９の振幅を減少させ、圧電ポンプ６０の送液能力を減少させる。

なお、ＣＰＵ７１は、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さを、図１０の（Ｂ）で示される長さから図１０の（Ｃ）で示される長さまでの間で制御する。図１０の（Ｂ）に示されるように、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さの最大値（調整最大値）は、半周期未満の最大の値である。また、図１０の（Ｃ）に示されるように、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さの最小値（調整最小値）は、圧電アクチュエータ５９の仕様により定まる値である。圧電アクチュエータ５９は、充電状態の長さが圧電アクチュエータ５９の仕様により定まる所定の長さ未満になった場合に動作しなくなる。この為、ＣＰＵ７１は、この所定の長さ以上且つ半周期未満の範囲内で第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さを制御する。

本実施形態では、ＣＰＵ７１は、例えば、圧電アクチュエータ５９の両電極間の電位差を５０Ｖから１４０Ｖまでの間で制御する。また、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２の周波数が１００Ｈｚであるとする。この場合、１周期の長さは１０ｍｓとなり、半周期の長さは５ｍｓとなる。また、圧電アクチュエータ５９が動作する為に必要な充電状態の長さが２００μｓであるとする。この場合、ＣＰＵ７１は、２００μｓ≦Ｈレベルの長さ＜５ｍｓの範囲内で第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さを変化させることにより、圧電アクチュエータ５９の電位を制御し、圧電ポンプ６０の送液能力を制御する。

次に、モジュール制御部３８のＣＰＵ７１によるノズル面圧の制御について説明する。
ＣＰＵ７１は、印刷を行わない場合に、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａからインク滴が垂れるのを防ぐ為に、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａのノズル面圧が負圧となるように維持する。また、ＣＰＵ７１は、印刷中に、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａからインク滴を吐出させるのに十分なノズル面圧（メニスカスＭｅを維持するのに適した圧力）を維持する。ＣＰＵ７１は、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６の送液能力を制御することにより、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａのノズル面圧を制御する。

ノズル面圧は、第１循環ポンプ３３の送液能力と、第２循環ポンプ３６の送液能力との相対によって加圧または減圧される。具体的には、第１循環ポンプ３３の送液能力が第２循環ポンプ３６の送液能力よりも強い場合、ノズル面圧は、加圧される。また、第１循環ポンプ３３の送液能力が第２循環ポンプ３６の送液能力よりも弱い場合、ノズル面圧は、減圧される。

図１１は、モジュール制御部３８のＣＰＵ７１によるノズル面圧の制御について説明する為の説明図である。

ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ１において、循環開始の指示を待機する。例えばホスト制御装置１３からの指令により循環開始の指示を検知すると、Ａｃｔ２の処理に進む。なお、印字動作として、ホスト制御装置１３は、記録媒体Ｓの搬送方向に対して直交する方向に液体吐出装置１０を往復移動させながら、インク吐出動作を行うことにより記録媒体Ｓに画像を形成する。具体的には、ＣＰＵ７１は、ヘッド支持機構１１に設けられたキャリッジ１１ａを記録媒体Ｓの方向に搬送し、矢印Ａ方向に往復移動する。また、ＣＰＵ７１は、画像データに応じた画像信号を液体吐出ヘッド駆動回路７７に供給することにより、画像信号に応じた液体吐出ヘッド２０のアクチュエータ２４を駆動させ、ノズル孔２１ａから記録媒体Ｓにインク滴を吐出させる。

ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ２において、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を駆動し、インク循環動作を開始する。循環路３１を循環するインクは、中間タンク３２から第１流路３１ａ、第１循環ポンプ３３、第２流路３１ｂ、及び液体吐出ヘッド２０の供給口２０ａを通って液体吐出ヘッド２０内に至る。また、循環路３１を循環するインクは、液体吐出ヘッド２０から液体吐出ヘッド２０の回収口２０ｂ、第３流路３１ｃ、第２循環ポンプ３６、及び第４流路３１ｄを通って中間タンク３２に至る。

ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ３において、中間タンク３２の開閉バルブ３７ａを開け、大気開放する。中間タンク３２は大気開放され、常に一定圧力となるため、液体吐出ヘッド２０のインク消費による循環経路内の圧力低下が防止される。ここで、開閉バルブ３７ａを長時間開くことで開閉バルブ３７ａの温度上昇が懸念される場合は、定期的に短時間開閉バルブ３７ａを開くのみでも良い。循環経路が過度に圧力低下しなければ、開閉バルブ３７ａを閉じていてもノズルのインク圧力を一定に保つことが可能である。なお、ソレノイド式の開閉バルブ３７ａはノーマルクローズである。このため、開閉バルブ３７ａは、停電などにより急に装置への給電が停止しても、瞬時に閉じることで中間タンク３２を大気圧から遮断し、循環路３１を密閉することができる。したがって、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａからインクＩが垂れることを抑制できる。

Ａｃｔ４において、ＣＰＵ７１は、第１圧力センサ３９ａ及び第２圧力センサ３９ｂから送信される第２流路３１ｂ及び第３流路３１ｃにおける圧力データを検出する。また、ＣＰＵ７１は、液位センサ５４から送信されるデータに基づいて、中間タンク３２の液位を検出する。

Ａｃｔ５において、ＣＰＵ７１は、液面調整を開始する。具体的には、ＣＰＵ７１は、液位センサ５４の検知結果に基づき、補給ポンプ５３を駆動することで、カートリッジ５１からのインク補給を行い、液面位置を適正範囲に調整する。例えばＣＰＵ７１は、プリント時にノズル孔２１ａからインク滴を吐出し、中間タンク３２のインク量が瞬間的に減少し、液面が下がると、インク補給を行う。再びインク量が増加し、液位センサ５４の出力が反転したら、ＣＰＵ７１は、補給ポンプ５３を停止する。

Ａｃｔ６において、ＣＰＵ７１は、圧力データからノズルのインク圧力を検出する。具体的には、圧力センサから送信される上流側及び下流側の圧力データに基づいて、所定の演算式を用いて、ノズル孔２１ａのインク圧力を算出する。

まず、インクの密度をρ、重力加速度をｇ、圧力測定ポイントとノズル面の高さ方向の距離をｈとした場合、圧力測定ポイントの高さとノズル面高さの水頭差によって発生する圧力はρｇｈとなる。例えば、ＣＰＵ７１は、第２流路３１ｂのインクの圧力値Ｐｈと第３流路３１ｃのインクの圧力値Ｐｌの平均値に、圧力ρｇｈを足すことで、ノズルのインク圧力（ノズル面圧）Ｐｎを算出する。

ＣＰＵ７１は、算出したノズル面圧Ｐｎに基づいて、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さを設定することにより、ノズル面圧Ｐｎが適切な値になるように制御する。即ち、ＣＰＵ７１は、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２を循環ポンプ駆動回路７４に入力することによって、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を動作させることにより、ノズル面圧Ｐｎを適正値に調整する。

ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２ａからノズル面圧Ｐｎの目標圧力範囲を取得する。目標圧力範囲は、１つの値であってもよいし、上限値と下限値とを有する構成であってもよい。また、ＣＰＵ７１は、通信インターフェース７３を介してホスト端末１３から逐次目標圧力範囲を取得する構成であってもよい。本例では、目標圧力範囲は、上限値と下限値とを有する構成であると仮定して説明する。

例えば、ノズル面圧Ｐｎの適正値（目標値）の上限がＰ１Ｈであり、下限がＰ１Ｌであるとする。また、第１循環ポンプ３３に接続されたスイッチング回路８２に入力される第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さをＶ＋とする。また、第２循環ポンプ３６に接続されたスイッチング回路８２に入力される第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さをＶ−とする。また、第１パルス信号ＰＬＳ１及び第２パルス信号ＰＬＳ２のＨレベルの長さの最大値（調整最大値）をＶｍａｘとする。

ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ７において、ノズル面圧Ｐｎが適正範囲内であるか否か判定する。すなわち、ＣＰＵ７１は、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｌ≦Ｐｎ≦Ｐ１Ｈであるか否か判定する。ノズル面圧Ｐｎが適正範囲外であると判断した場合（Ａｃｔ７のＮＯ）、ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ８として、ノズル面圧Ｐｎが目標値の上限であるＰ１Ｈを上回るか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ７１は、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｈ＜Ｐｎであるか否か判定する。

ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｈ＜Ｐｎではないと判断した場合（ＡＣＴ８、ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、ＡＣＴ９において、Ｖ＋が、Ｖｍａｘ以上であるか否か判断する。ＣＰＵ７１は、Ｖ＋が、Ｖｍａｘ以上であると判断した場合（ＡＣＴ９、ＹＥＳ）、Ａｃｔ１０において、第２循環ポンプ３６の送液能力を減少させることにより、ノズル面圧Ｐｎを加圧する。また、ＣＰＵ７１は、Ｖ＋が、Ｖｍａｘ以上ではないと判断した場合（ＡＣＴ９、ＮＯ）、Ａｃｔ１１において、第１循環ポンプ３３の送液能力を増加させることにより、ノズル面圧Ｐｎを加圧する。

即ち、ＣＰＵ７１は、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｌよりも小さいと判断した場合、第１循環ポンプ３３の送液能力を増加させる、または、第２循環ポンプ３６の送液能力を減少させることにより、ノズル面圧Ｐｎを加圧する。即ち、ＣＰＵ７１は、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｌよりも小さく、且つＶ＋がＶｍａｘに達していると判断した場合、Ｖ−を短くすることにより、ノズル面圧Ｐｎを加圧する。また、ＣＰＵ７１は、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｌよりも小さく、且つＶ＋がＶｍａｘに達していないと判断した場合、Ｖ＋を長くすることにより、ノズル面圧Ｐｎを加圧する。

また、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｈ＜Ｐｎであると判断した場合（ＡＣＴ８、ＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、ＡＣＴ１２において、Ｖ−が、Ｖｍａｘ以上であるか否か判断する。ＣＰＵ７１は、Ｖ−が、Ｖｍａｘ以上であると判断した場合（ＡＣＴ１２、ＹＥＳ）、Ａｃｔ１３において、第１循環ポンプ３３の送液能力を減少させることにより、ノズル面圧Ｐｎを減圧する。また、ＣＰＵ７１は、Ｖ−が、Ｖｍａｘ以上ではないと判断した場合（ＡＣＴ１２、ＮＯ）、Ａｃｔ１４において、第２循環ポンプ３６の送液能力を増加させることにより、ノズル面圧Ｐｎを減圧する。

即ち、ＣＰＵ７１は、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｈよりも大きいと判断した場合、第１循環ポンプ３３の送液能力を減少させる、または、第２循環ポンプ３６の送液能力を増加させることにより、ノズル面圧Ｐｎを減圧する。即ち、ＣＰＵ７１は、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｈよりも小さく、且つＶ−がＶｍａｘに達していると判断した場合、Ｖ＋を短くすることにより、ノズル面圧Ｐｎを減圧する。また、ＣＰＵ７１は、ノズル面圧ＰｎがＰ１Ｈよりも小さく、且つＶ−がＶｍａｘに達していないと判断した場合、Ｖ−を長くすることにより、ノズル面圧Ｐｎを減圧する。

ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ７において、ノズル面圧Ｐｎが適正範囲内であると判定した場合（ＡＣＴ７、ＹＥＳ）、ＡＣＴ１０またはＡＣＴ１１でノズル面圧Ｐｎを加圧した場合、ＡＣＴ１３またはＡＣＴ１４でノズル面圧Ｐｎを減圧した場合、ＡＣＴ１５の処理に移行し、循環終了命令を検出したか否か判断する。循環終了命令を検出しなかった場合（Ａｃｔ１５、ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、ＡＣＴ４の処理に移行する。これにより、ＣＰＵ７１は、循環終了命令を検出するまでの間、ＡＣＴ４乃至ＡＣＴ１４の処理を繰り返し実行することにより、ノズル面圧Ｐｎを適正範囲内で維持する。

ＣＰＵ７１は、ＡＣＴ１５で、ホスト制御装置１３からの指令により循環終了の指示を検出すると（Ａｃｔ１５、ＹＥＳ）、Ａｃｔ１６において、中間タンク３２の開閉バルブ３７ａを閉じ、中間タンク３２を密閉する。さらにＣＰＵ７１は、ＡＣＴ１７において、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を停止させ、循環処理を終了する。

上記の構成の循環装置３０は、１つの昇圧回路８１によって低電圧源を高電圧に変換し、スイッチング回路８２によってポンプを構成する圧電アクチュエータ５９への高電圧の供給をスイッチングする。スイッチング回路８２は、ポンプを構成する圧電アクチュエータ５９ごとに設けられ、圧電アクチュエータ５９に高電圧が印加される時間を制御する。これにより、循環装置３０は、１つの昇圧回路８１によって昇圧された高電圧を用いて、各ポンプに対応したスイッチング回路８２が圧電アクチュエータ５９の両電極間に生じる電位差を調整することができる。この構成によると、循環装置３０は、ポンプ毎に昇圧回路８１を備える必要が無い。この結果、循環装置３０の省スペース化、低コスト化を実現することができる。

また、圧電アクチュエータ５９は、通電が開始されてからの経過時間に応じて、電極の電位が変化する特性を有する。この構成によると、循環装置３０は、スイッチング回路８２のスイッチングによって、圧電アクチュエータ５９への通電を開始してから通電を終了するまでの通電時間の長さを制御することにより、圧電アクチュエータ５９の駆動電圧を制御することができる。

さらに、循環装置３０は、ノズル面圧Ｐｎを計測し、ノズル面圧Ｐｎが適正範囲外である場合に、圧電アクチュエータ５９の通電時間を変化させることにより、ノズル面圧Ｐｎを適正範囲内に維持する。これにより、循環装置３０は、例えば経時的にポンプ性能が変化した場合であっても適正な圧力制御を実現することができる。

また、スイッチング回路８２は、圧電アクチュエータ５９に供給する駆動電圧の向きを切り替えるフルブリッジ回路として構成される。また、スイッチング回路８２は、４つのフォトカプラを有する。これにより、昇圧回路８１をＣＰＵ７１と絶縁させた状態で圧電アクチュエータ５９に接続することができる。

また、液体吐出装置１０では、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６に圧電ポンプを用いることができる。これにより、ポンプにモータやソレノイド等の大きな駆動源を使用する必要が無くなる為、ポンプの構造の単純化、省スペース化、及び材料選定の容易化を実現することができる。例えば、チューブポンプを用いる場合、チューブとインクが接触する可能性が有る、この為、チューブまたはインクの劣化が生じにくい材料選定をする必要がある。しかしながら、圧電ポンプを使用することにより、接液部品を耐薬品性に優れるＳＵＳ３１６Ｌ、ＰＰＳ，ＰＰＡ、ポリイミドで構成することが可能になる。

また、上記実施形態においては、Ｖ＋を調整可能範囲内で調整してもノズル面圧Ｐｎが適正範囲を超える場合に、Ｖ−を調整することによりノズル面圧Ｐｎを調整することができる。このように、複数のポンプを復号的に動作させてノズル面圧Ｐｎを調整することにより、ノズル面圧Ｐｎの調整の精度を向上させることができる。

また、循環装置３０に、第１循環ポンプ３３、第２循環ポンプ３６、補給ポンプ５３、圧力センサ３９ａ，３９ｂ、液位センサ５４、その他のインク供給、循環、圧力調整の制御に必要な機能が集約している。このため、大型の据え置き型の循環装置に比べ、インクジェット記録装置１の本体とキャリッジ１１ａとの間の流路の接続や電気的接続が簡略化できる。この結果、インクジェット記録装置１の小型化、軽量化及び低コスト化が可能である。

また、上記の構成によると、循環ポンプ駆動回路７４を１つの制御基板上に搭載することが可能になる為、インクジェット記録装置１の小型化、軽量化及び低コスト化が可能になる。また、１つの制御基板上に搭載することにより、通信インターフェース７３の通信負荷を軽減することができる。この結果、通信インターフェース７３の必要スペックを抑えることができる。

なお、上記の実施形態では、循環ポンプ駆動回路７４は、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を駆動する構成であると説明したが、この構成に限定されない。循環ポンプ駆動回路７４は、補給ポンプ５３を構成する圧電アクチュエータに接続され、昇圧回路８１から供給される高圧の直流電力を用いて補給ポンプ５３を駆動するスイッチング回路８２をさらに具備する構成であってもよい。この場合、モジュール制御部３８は、補給ポンプ駆動回路７５を省略することができる。

また、循環装置３０は、圧電アクチュエータ５９が用いられたさらに複数の圧電ポンプ６０を備える構成であってもよい。この場合、循環ポンプ駆動回路７４は、各圧電ポンプ６０の圧電アクチュエータ５９をそれぞれ駆動するスイッチング回路８２をさらに備える。即ち、循環ポンプ駆動回路７４は、圧電アクチュエータ５９毎にスイッチング回路８２を備えることにより、１つの昇圧回路８１から供給される高圧の直流電力を用いて、さらに多数の圧電ポンプ６０を動作させることができる。

また、吐出する液体は印字用のインクに限られるものではなく、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。

液体吐出ヘッド２０は、上記の他、例えば静電気で振動板を変形してインク滴を吐出する構造、あるいはヒータ等の熱エネルギーを利用してノズルからインク滴を吐出する構造等でもよい。

また、上記実施形態において、液体吐出装置１０は、インクジェット記録装置１に用いられる例を示したが、これに限られるものではなく、例えば３Ｄプリンタ、産業用の製造機械、医療用途にも用いることが可能であり、小型軽量化及び低コスト化が可能である。

本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、変更を行うことができる。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。

１…インクジェット記録装置、１０…液体吐出装置、１１…ヘッド支持機構、１１ａ…キャリッジ、１２…媒体支持機構、１３…ホスト制御装置、２０…液体吐出ヘッド、２０ａ…供給口、２０ｂ…回収口、２１…ノズルプレート、２１ａ…ノズル孔、２２…基板、２３…マニフォルド、２４…アクチュエータ、２４ａ…電極、２４ｂ…電極、２５…インク圧力室、２８…インク流路、３０…循環装置、３１…循環路、３２…中間タンク、３３…第１循環ポンプ、３４…バイパス流路、３５…バッファタンク、３５ａ…収容室、３６…第２循環ポンプ、３７ａ…開閉バルブ、３７ｂ…開閉バルブ、３８…モジュール制御部、３９ａ…圧力センサ、３９ｂ…圧力センサ、５１…カートリッジ、５２…供給路、５３…補給ポンプ、５４…液位センサ、５５…フロート、５６ｂ…ホール、５８…ポンプ室、５９…圧電アクチュエータ、６０…圧電ポンプ、６１…逆止弁、６２…逆止弁、７１…ＣＰＵ、７２…メモリ、７２ａ…ＲＯＭ、７２ｂ…ＲＡＭ、７３…通信インターフェース、７４…循環ポンプ駆動回路、７５…補給ポンプ駆動回路、７６…バルブ駆動回路、７７…液体吐出ヘッド駆動回路、８１…昇圧回路、８２…スイッチング回路、８３…低圧電源、８４…昇圧ドライバＩＣ、９１…第１入力端子、９２…第２入力端子、９３…第３入力端子、９４…第４入力端子、９５…第１出力端子、９６…第２出力端子、１００…バッファ装置、ＰＣ１…フォトカプラ、ＰＣ２…フォトカプラ、ＰＣ３…フォトカプラ、ＰＣ４…フォトカプラ、Ｑ１…スイッチ素子、Ｑ２…スイッチ素子、Ｑ３…スイッチ素子、Ｑ４…スイッチ素子。

Claims (5)

1. 圧電アクチュエータの動作により補給タンクの液体を液体吐出ヘッドに循環させる複数の圧電ポンプと、
   直流電源と、
   前記直流電源の出力をスイッチングし、前記圧電ポンプの圧電アクチュエータに駆動電圧を供給するスイッチング回路と、
   前記スイッチング回路のスイッチングのタイミングを制御することにより、前記駆動電圧を制御する制御回路と、
   を具備する液体循環装置。
2. 前記圧電アクチュエータは、通電が開始されてからの経過時間に応じて、電極の電位が増加する特性を有し、
   前記制御回路は、前記スイッチング回路のスイッチングによって前記圧電アクチュエータへの通電を開始してから通電を終了するまでの通電時間の長さを制御することにより、前記駆動電圧を制御する請求項１に記載の液体循環装置。
3. 前記スイッチング回路は、前記圧電アクチュエータに供給する駆動電圧の向きを切り替えるフルブリッジ回路である請求項１または２に記載の液体循環装置。
4. 前記フルブリッジ回路は、４つのフォトカプラにより構成される請求項３に記載の液体循環装置。
5. 液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   圧電アクチュエータの動作により補給タンクの液体を前記液体吐出ヘッドに循環させる複数の圧電ポンプと、
   直流電源と、
   前記直流電源の出力をスイッチングし、前記圧電ポンプの圧電アクチュエータに駆動電圧を供給するスイッチング回路と、
   前記スイッチング回路のスイッチングのタイミングを制御することにより、前記駆動電圧を制御する制御回路と、
   を具備する液体吐出装置。