JP2023044166A - 液体循環装置及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドに液体が充填されたことを効果的に検知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】実施形態によれば、循環装置は、加圧ポンプと、減圧ポンプと、バッファタンクと、センサと、プロセッサと、を備える。加圧ポンプは、タンクから液体吐出ヘッドに液体を供給する。減圧ポンプは、前記液体吐出ヘッドから前記液体を回収する。バッファタンクは、前記加圧ポンプと前記減圧ポンプとの間に前記液体吐出ヘッドと並列に接続され、前記液体を格納する。センサは、前記バッファタンクの圧力を検出する。プロセッサは、検出された前記圧力に基づいて前記液体吐出ヘッドが備える圧力室に前記液体が充填されたかを判定する。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、液体循環装置及び液体吐出装置

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、液体吐出ヘッドへの液体の充填状態を検知するために、流路の特定の箇所に液体検知センサを備える。たとえば、液体検知センサは、静電容量型又はフロート型などのセンサである。

しかしながら、静電容量型の液体検知センサは、サイズが大きいために設置場所が制限される。また、フロート型の液体検知センサは、可動部が液体によって固着することがあり信頼性が低い。

特開２０１９－１３７０２１号公報 特開２０１０－１０５１６９号公報

上記の課題を解決するため、液体吐出ヘッドに液体が充填されたことを効果的に検知する液体循環装置及び液体吐出装置を提供する。

実施形態によれば、循環装置は、加圧ポンプと、減圧ポンプと、バッファタンクと、センサと、プロセッサと、を備える。加圧ポンプは、タンクから液体吐出ヘッドに液体を供給する。減圧ポンプは、前記液体吐出ヘッドから前記液体を回収する。バッファタンクは、前記加圧ポンプと前記減圧ポンプとの間に前記液体吐出ヘッドと並列に接続され、前記液体を格納する。センサは、前記バッファタンクの圧力を検出する。プロセッサは、検出された前記圧力に基づいて前記液体吐出ヘッドが備える圧力室に前記液体が充填されたかを判定する。

図１は、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、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、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、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、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６は、実施形態に係るバッファタンク内の圧力を示すグラフである。 図７は、実施形態に係る循環装置の動作例を説明するためのフローチャートである。 図８は、実施形態に係る循環装置の動作例を説明するためのフローチャートである。 図９は、実施形態に係る循環装置の動作例を説明するためのフローチャートである。 図１０は、実施形態に係る循環装置の動作例を説明するためのフローチャートである。

以下、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、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７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及び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（液体循環装置）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の上部に一体的に連結されている。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、第１循環ポンプ３３、バイパス流路３４、バッファタンク３５、第２循環ポンプ３６、開閉バルブ３７、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インク補給タンク（液体補給タンク）としてのカートリッジ５１を備える。

カートリッジ５１は、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。

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、インク補給タンクであるカートリッジ５１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とカートリッジ５１とを接続する。第１流路３１ａ及び第４流路３１ｄ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。第１流路３１ａ及び第４流路３１ｄ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。

循環路３１を循環するインクは、カートリッジ５１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を通ってカートリッジ５１に至る。

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カートリッジ５１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、カートリッジ５１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及び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。

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、第１循環ポンプ３３と第２循環ポンプ３６との間に液体吐出ヘッド２０と並列に接続されている。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。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。また、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３７及び圧力センサ３９が設けられている。

開閉バルブ３７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３７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。

圧力センサ３９は、バッファタンク３５内の空気室の圧力を検出し、圧力の値を示す圧力データをモジュール制御部３８へ送る。開閉バルブ３７が開いており、バッファタンク３５の空気室が大気に対して開放されている場合、圧力センサ３９が検出する圧力データは、大気圧と等しい値になる。圧力センサ３９は、開閉バルブ３７が閉じており、バッファタンク３５の空気室が大気に対して開放されていない場合のバッファタンク３５の空気室の圧力を検出する。

圧力センサ３９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、モジュール制御部３８について説明する。
図５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、及び開閉バルブ３７の動作を制御する。モジュール制御部３８は、プロセッサ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、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。

プロセッサ７１は、演算処理を実行する演算素子（たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit））である。プロセッサ７１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。プロセッサ７１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、プロセッサ７１の処理中のデータなどを一時的に格納する。また、ＲＡＭ７２ｂは、プロセッサ７１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ーフェースである。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、プロセッサ７１の制御に基づき、圧電ポンプ６０の圧電アクチュエータ５９に駆動電圧を印加し、圧電ポンプ６０を駆動する。これにより、循環ポンプ駆動回路７４は、循環路３１にインクを循環させる。循環ポンプ駆動回路７４は、循環ポンプ毎に設けられている。第１循環ポンプ３３に接続された循環ポンプ駆動回路７４は、第１循環ポンプ３３の圧電アクチュエータ５９に駆動電圧を印加する。第２循環ポンプ３６に接続された循環ポンプ駆動回路７４は、第２循環ポンプ３６の圧電アクチュエータ５９に駆動電圧を印加する。

バルブ駆動回路７６は、プロセッサ７１の制御に基づき、開閉バルブ３７を駆動させ、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、プロセッサ７１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、プロセッサ７１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、プロセッサ７１が取得する各種情報は、通信インターフェース７３を通じて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、プロセッサ７１は、圧力センサ３９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、及びバルブ駆動回路７６の動作を制御する。例えば、プロセッサ７１は、圧力センサ３９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、プロセッサ７１は、ノズル孔２１ａのインク圧力を調整する。

また、プロセッサ７１は、バルブ駆動回路７６を制御することにより、開閉バルブ３７を開閉させる。これにより、プロセッサ７１は、バッファタンク３５の液位を調整する。

また、プロセッサ７１は、圧力センサ３９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、プロセッサ７１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、プロセッサ７１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、バッファタンク３５内の圧力について説明する。
ここでは、インク圧力室２５が空の状態からインクが充填されるまでに間におけるバッファタンク３５内の圧力の変化について説明する。

図６は、インク圧力室２５が空の状態からインクが充填されるまでに間におけるバッファタンク３５内の圧力の変化について説明するためのグラフである。即ち、図６は、圧力センサ３９が検知する圧力の変化を示す。図６では、横軸は、時間を示す。また、縦軸は、バッファタンク３５内の圧力を示す。

図６が示す例では、時点Ｔ１において、液体吐出ヘッド２０及び循環路３１には、インクが充填されていないものとする。また、開閉バルブ３７は、閉じているものとする。また、時点Ｔ１におけるバッファタンク３５内の圧力は、「０ｋＰａ」であるものとする。

プロセッサ７１は、時点Ｔ１において、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を用いてカートリッジ５１からのインクの循環を開始する。

カートリッジ５１からのインクの供給が開始すると、バッファタンク３５内の圧力は、減少する。インクが第１流路３１ａ及び第２流路３１ｂに流入し液体吐出ヘッド２０のインク圧力室２５、第１バイパス流路３４ａ及びバッファタンク３５内に流入するまでバッファタンク３５内の圧力は、低下し続ける。ここでは、時点Ｔ２において、複数のノズル孔２１ａがインクでふさがり、また、バッファタンク３５内にインクが流入し始めるものとする。即ち、バッファタンク３５内の圧力は、時点Ｔ２において最小となる。

複数のノズル孔２１ａがインクでふさがり、また、バッファタンク３５内にインクが流入すると、バッファタンク３５内の圧力は、上昇する。インクが第２循環ポンプ３６に到達するまで、バッファタンク３５内の圧力は、上昇し続ける。ここでは、時点Ｔ３において、インクが第２循環ポンプ３６に到達するものとする。即ち、バッファタンク３５内の圧力は、時点Ｔ３においてピークを生じる。

インクが第２循環ポンプ３６に到達すると、バッファタンク３５内の圧力は、再度低下する。その後、インク圧力室２５及び循環路３１内の気泡が排出されて、バッファタンク３５の液面が安定する。バッファタンク３５の液面が安定すると、バッファタンク３５内の圧力も安定する。ここでは、時点Ｔ４において、バッファタンク３５内の圧力は、安定するものとする。即ち、時点Ｔ４の近辺においては、バッファタンク３５内の圧力の変化が小さくなる。
また、時点Ｔ４において、インク圧力室２５にインクが充填されたものとする。

次に、循環装置３０が実現する機能について説明する。循環装置３０が実現する機能は、プロセッサ７１がメモリ７２などに格納されるプログラムを実行することで実現される。

プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力に基づいて、インク圧力室２５にインクが充填されたかを判定する機能を有する。

プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力を時系列で取得する。プロセッサ７１は、時系列で取得された圧力に基づいてインク圧力室２５にインクが充填されたかを判定する。

即ち、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が下限（下限圧力）に達し（時点Ｔ２に対応）、その後に上限（上限圧力）に達し（時点Ｔ３に対応）、その後に安定したこと（時点Ｔ４に対応）を検知する。

まず、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が下限圧力に達したことを検知する。

たとえば、プロセッサ７１は、通信インターフェース７３を通じて、インクの循環を開始させる制御信号をホスト制御装置１３から受信する。当該制御信号を受信すると、プロセッサ７１は、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を用いてカートリッジ５１からのインクの循環を開始する。

インクの循環を開始すると、プロセッサ７１は、圧力センサ３９にバッファタンク３５内の圧力を検出させる。なお、ここでは、開閉バルブ３７は、閉じているものとする。

プロセッサ７１は、圧力センサ３９から、圧力の値を示す圧力データを取得し続ける。また、プロセッサ７１は、圧力の最小値を格納する変数（Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐ）を設定する。ここでは、プロセッサ７１は、Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐに初期値（たとえば、５００Ｐａ）を代入する。

プロセッサ７１は、圧力センサ３９が検出した圧力（Ｐ）がＰ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐよりも小さい場合、Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐにＰを代入する。プロセッサ７１は、所定の期間（たとえば、２ｓ）、Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐが更新されない場合（即ち、ＰがＰ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐより大きい場合）、バッファタンク３５内の圧力が下限（下限圧力）に達したと判定する。

バッファタンク３５内の圧力が下限（下限圧力）に達したと判定すると、プロセッサ７１は、下限圧力を格納する変数（Ｐ＿ｍｉｎ）にＰ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐを代入する。Ｐ＿ｍｉｎにＰ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐを代入すると、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が下限圧力に達したことを示すフラグをセットする。

次に、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が上限圧力に達したことを検知する。

下限圧力を検知したことを示すフラグをセットすると、プロセッサ７１は、圧力の最大値を格納する変数（Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐ）を設定する。ここでは、プロセッサ７１は、Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐに初期値としてＰ＿ｍｉｎを代入する。

プロセッサ７１は、圧力センサ３９が検出した圧力（Ｐ）がＰ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐよりも大きい場合、Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐにＰを代入する。プロセッサ７１は、所定の期間（たとえば、２ｓ）、Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐが更新されない場合（即ち、ＰがＰ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐ以下である場合）、Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐとＰ＿ｍｉｎとの差を算出する。

差を算出すると、プロセッサ７１は、算出された差が所定の閾値（たとえば、２ｋＰａ）より大きいかを判定する。算出された差が所定の閾値より大きいと判定すると、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が上限（上限圧力）に達したと判定する。

バッファタンク３５内の圧力が上限（上限圧力）に達したと判定すると、プロセッサ７１は、上限圧力を格納する変数（Ｐ＿ｍａｘ）にＰ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐを代入する。Ｐ＿ｍａｘにＰ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐを代入すると、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が上限圧力に達したことを示すフラグをセットする。

算出された差が所定の閾値以下であると判定すると、プロセッサ７１は、再度、圧力センサ３９が検出した圧力（Ｐ）がＰ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐよりも大きいか判定する動作に戻る。

次に、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が安定したことを検知する。

上限圧力を検知したことを示すフラグをセットすると、プロセッサ７１は、圧力の分散が所定の閾値（たとえば、４０）を下回った回数をカウントするカウンタ（ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂ）を設定する。

カウンタを設定すると、プロセッサ７１は、圧力の分散（σｍ）を算出する。ここでは、プロセッサ７１は、過去の２．５ｓにおいて５０ｍｓごとに圧力を取得し、取得された圧力の分散を算出する。

σｍを算出すると、プロセッサ７１は、σｍが所定の閾値（たとえば、４０）より小さいかを判定する。σｍが所定の閾値よりも小さいと判定すると、プロセッサ７１は、ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂをインクリメント（ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂに１を加算）する。

プロセッサ７１は、所定の期間（たとえば、１０ｓ）、上記の動作を繰り返す。所定の期間が経過すると、プロセッサ７１は、ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂが所定の閾値（たとえば、１８０）を超えたかを判定する。ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂが所定の閾値を超えたと判定すると、プロセッサ７１は、圧力が安定したものと判定して、バッファタンク３５内の圧力が安定したことを示すフラグをセットする。

ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂが所定の閾値以下であると判定すると、プロセッサ７１は、再度、圧力の分散を算出する動作に戻る。

バッファタンク３５内の圧力が安定したことを示すフラグをセットすると、プロセッサ７１は、インク圧力室２５にインクが充填されたと判定する。たとえば、インク圧力室２５にインクが充填されたと判定すると、プロセッサ７１は、通信インターフェース７３を通じて、インク圧力室２５にインクが充填されたことを示す制御信号をホスト制御装置１３に送信する。

次に、プロセッサ７１の動作例について説明する。
図７は、プロセッサ７１の動作例について説明するためのフローチャートである。

まず、プロセッサ７１は、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を用いてカートリッジ５１からのインクの循環を開始する（ＡＣＴ１１）。インクの循環を開始すると、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が下限圧力に達したことを検知する（ＡＣＴ１２）。

バッファタンク３５内の圧力が下限圧力に達したことを検知すると、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が上限圧力に達したことを検知する（ＡＣＴ１３）。バッファタンク３５内の圧力が上限圧力に達したことを検知すると、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が安定したことを検知する（ＡＣＴ１４）。

バッファタンク３５内の圧力が安定したことを検知すると、プロセッサ７１は、インク圧力室２５にインクが充填されたものと判定する（ＡＣＴ１５）。インク圧力室２５にインクが充填されたものと判定すると、プロセッサ７１は、動作を終了する。

なお、プロセッサ７１は、インク圧力室２５にインクが充填されたものと判定すると、ホスト制御装置１３の制御に従ってインク圧力室２５からインクを吐出させてもよい。

次に、プロセッサ７１が、バッファタンク３５内の圧力が下限圧力に達したことを検知する動作例（ＡＣＴ１２）について説明する。
図８は、プロセッサ７１が、バッファタンク３５内の圧力が下限圧力に達したことを検知する動作例（ＡＣＴ１２）について説明するためのフローチャートである。

まず、プロセッサ７１は、Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐに５００Ｐａを代入する（ＡＣＴ２１）。Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐに５００Ｐａを代入すると、プロセッサ７１は、タイマｔ＿ｍｉｎを開始する（ＡＣＴ２２）。

タイマｔ＿ｍｉｎを開始すると、プロセッサ７１は、タイマｔ＿ｍｉｎ＞２ｓであるか（２秒が経過したか）を判定する（ＡＣＴ２３）。タイマｔ＿ｍｉｎ＞２ｓでないと判定すると（ＡＣＴ２３、ＮＯ）、プロセッサ７１は、圧力センサ３９が検出した圧力（Ｐ）＜Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐであるかを判定する（ＡＣＴ２４）。

Ｐ＜Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐであると判定すると（ＡＣＴ２４、ＹＥＳ）、プロセッサ７１は、Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐにＰを代入する（ＡＣＴ２５）。Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐにＰを代入すると、プロセッサ７１は、タイマｔ＿ｍｉｎをリセット（タイマｔ＿ｍｉｎを０とする）する（ＡＣＴ２６）。

Ｐ＜Ｐ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐでないと判定した場合（ＡＣＴ２４、ＮＯ）、又は、タイマｔ＿ｍｉｎをリセットした場合（ＡＣＴ２６）、プロセッサ７１は、ＡＣＴ２３に戻る。

タイマｔ＿ｍｉｎ＞２ｓであると判定すると（ＡＣＴ２３、ＹＥＳ）、プロセッサ７１は、下限圧力を格納するＰ＿ｍｉｎにＰ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐを代入する（ＡＣＴ２７）。Ｐ＿ｍｉｎにＰ＿ｍｉｎ＿ｔｅｍｐを代入すると、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が下限圧力に達したことを示すフラグをセットする（ＡＣＴ２８）。
バッファタンク３５内の圧力が下限圧力に達したことを示すフラグをセットすると、プロセッサ７１は、動作を終了する。

次に、プロセッサ７１が、バッファタンク３５内の圧力が上限圧力に達したことを検知する動作例（ＡＣＴ１３）について説明する。
図９は、プロセッサ７１が、バッファタンク３５内の圧力が上限圧力に達したことを検知する動作例（ＡＣＴ１３）について説明するためのフローチャートである。

まず、プロセッサ７１は、Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐにＰ＿ｍｉｎを代入する（ＡＣＴ３１）。Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐにＰ＿ｍｉｎを代入すると、プロセッサ７１は、タイマｔ＿ｍａｘを開始する（ＡＣＴ３２）。

タイマｔ＿ｍａｘを開始すると、プロセッサ７１は、タイマｔ＿ｍａｘ＞２ｓであるか（２秒が経過したか）を判定する（ＡＣＴ３３）。タイマｔ＿ｍａｘ＞２ｓでないと判定すると（ＡＣＴ３３、ＮＯ）、プロセッサ７１は、圧力センサ３９が検出した圧力（Ｐ）＞Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐであるかを判定する（ＡＣＴ３４）。

Ｐ＞Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐであると判定すると（ＡＣＴ３４、ＹＥＳ）、プロセッサ７１は、Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐにＰを代入する（ＡＣＴ３５）。Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐにＰを代入すると、プロセッサ７１は、タイマｔ＿ｍａｘをリセット（タイマｔ＿ｍａｘを０とする）する（ＡＣＴ３６）。

Ｐ＞Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐでないと判定した場合（ＡＣＴ３４、ＮＯ）、又は、タイマｔ＿ｍａｘをリセットした場合（ＡＣＴ３６）、プロセッサ７１は、ＡＣＴ３３に戻る。

タイマｔ＿ｍａｘ＞２ｓであると判定すると（ＡＣＴ３３、ＹＥＳ）、プロセッサ７１は、Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐ－Ｐ＿ｍｉｎ＞２ｋＰａであるかを判定する（ＡＣＴ３７）。Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐ－Ｐ＿ｍｉｎ＞２ｋＰａでないと判定すると（ＡＣＴ３７、ＮＯ）、プロセッサ７１は、ＡＣＴ３６に戻る。

Ｐ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐ－Ｐ＿ｍｉｎ＞２ｋＰａであると判定する（ＡＣＴ３７、ＹＥＳ）、プロセッサ７１は、上限圧力を格納するＰ＿ｍａｘにＰ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐを代入する（ＡＣＴ３８）。Ｐ＿ｍａｘにＰ＿ｍａｘ＿ｔｅｍｐを代入すると、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が上限圧力に達したことを示すフラグをセットする（ＡＣＴ３９）。
バッファタンク３５内の圧力が上限圧力に達したことを示すフラグをセットすると、プロセッサ７１は、動作を終了する。

次に、プロセッサ７１が、バッファタンク３５内の圧力が安定したことを検知する動作例（ＡＣＴ１４）について説明する。
図１０は、プロセッサ７１が、バッファタンク３５内の圧力が安定したことを検知する動作例（ＡＣＴ１４）について説明するためのフローチャートである。

まず、プロセッサ７１は、タイマｔ＿σを開始する（ＡＣＴ４１）。タイマｔ＿σを開始すると、プロセッサ７１は、圧力の分散σｍを算出する（ＡＣＴ４２）。σｍを算出すると、プロセッサ７１は、σｍ＜４０であるかを判定する（ＡＣＴ４３）。

σｍ＜４０であると判定すると（ＡＣＴ４３、ＹＥＳ）、プロセッサ７１は、ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂをインクリメントする（ＡＣＴ４４）。
σｍ＜４０でないと判定した場合（ＡＣＴ４３、ＮＯ）、又は、ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂをインクリメントした場合（ＡＣＴ４４）、プロセッサ７１は、タイマｔ＿σ＞１０ｓであるか（１０秒が経過したか）を判定する（ＡＣＴ４５）。

タイマｔ＿σ＞１０ｓでないと判定すると（ＡＣＴ４５、ＮＯ）、プロセッサ７１は、５０ｍｓ待機する（Ｓ４６）。５０ｍｓ待機すると、プロセッサ７１は、ＡＣＴ４２に戻る。

タイマｔ＿σ＞１０ｓであると判定すると（ＡＣＴ４５、ＹＥＳ）、プロセッサ７１は、ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂ＞１８０であるかを判定する（ＡＣＴ４７）。ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂ＞１８０でないと判定すると（ＡＣＴ４７、ＮＯ）、プロセッサ７１は、タイマｔ＿σをリセット（タイマｔ＿σを０とする）する（ＡＣＴ４８）。
タイマｔ＿σをリセットすると、プロセッサ７１は、ＡＣＴ４２に戻る。

ｃｏｕｎｔ＿ｓｔｂ＞１８０であると判定すると（ＡＣＴ４７、ＹＥＳ）、プロセッサ７１は、バッファタンク３５内の圧力が安定したことを示すフラグをセットする（ＡＣＴ４９）。
バッファタンク３５内の圧力が安定したことを示すフラグをセットすると、プロセッサ７１は、動作を終了する。プロセッサ７１は、圧力の分散σｍに基づいて、バッファタンク３５内の圧力が安定したと判定する。

なお、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よい。

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、実施形態において、液体吐出ヘッドは、インクジェット記録装置等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る。

以上のように構成された循環装置は、バッファタンク内の圧力に基づいてインク圧力室にインクが充填されたことを検知する。その結果、循環装置は、流路などに液体検知センサを備えなくとも、インク圧力室にインクが充填されたことを検知することができる。よって、循環装置は、インク圧力室に液体が充填されたことを効果的に検知することができる。

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、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、３１ａ…第１流路、３１ｂ…第２流路、３１ｃ…第３流路、３１ｄ…第４流路、３３…第１循環ポンプ、３４…バイパス流路、３４ａ…第１バイパス流路、３４ｂ…第２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、３７…開閉バルブ、３８…モジュール制御部、３９…圧力センサ、５１…カートリッジ、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…プロセッサ、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、７６…バルブ駆動回路、７７…液体吐出ヘッド駆動回路。

Claims (5)

1. タンクから液体吐出ヘッドに液体を供給する加圧ポンプと、
   前記液体吐出ヘッドから前記液体を回収する減圧ポンプと、
   前記加圧ポンプと前記減圧ポンプとの間に前記液体吐出ヘッドと並列に接続され、前記液体を格納するバッファタンクと、
   前記バッファタンクの圧力を検出するセンサと、
   検出された前記圧力に基づいて前記液体吐出ヘッドが備える圧力室に前記液体が充填されたかを判定するプロセッサと、
   を備える液体循環装置。
2. 前記プロセッサは、前記センサから時系列で前記圧力を取得し、時系列で取得された前記圧力に基づいて前記圧力室に前記液体が充填されたかを判定する、
   請求項１に記載の液体循環装置。
3. 前記プロセッサは、前記圧力が下限圧力に達し、前記圧力が上限圧力に達し、前記圧力が安定したことを検知すると、前記圧力室に前記液体が充填されたと判定する、
   請求項２に記載の液体循環装置。
4. 前記プロセッサは、
   前記圧力の最小値が所定の期間、更新されない場合に、前記圧力が下限に達したと判定し、
   前記圧力の最大値が所定の期間、更新されない場合に、前記圧力が上限に達したと判定し、
   前記圧力の分散に基づいて前記圧力が安定したと判定する、
   請求項３に記載の液体循環装置。
5. 圧力室を備える液体吐出ヘッドと、
   タンクから前記液体吐出ヘッドに液体を供給する加圧ポンプと、
   前記液体吐出ヘッドから前記液体を回収する減圧ポンプと、
   前記加圧ポンプと前記減圧ポンプとの間に前記液体吐出ヘッドと並列に接続され、前記液体を格納するバッファタンクと、
   前記バッファタンクの圧力を検出するセンサと、
   検出された前記圧力に基づいて前記圧力室に前記液体が充填されたかを判定するプロセッサと、
   を備える液体吐出装置。
   

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