JP2023142783A - インクジェット印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷画質の低下を軽減できるインクジェット印刷装置を提供する。【解決手段】インクジェットヘッド１１は、インクを吐出するノズルを有する。加圧タンク２１および負圧タンク２４は、インクジェットヘッド１１に接続されている。圧力調整部５は、加圧タンク２１および負圧タンク２４の圧力を調整する。制御部は、加圧タンク２１および負圧タンク２４のうちの一方のタンクのみの圧力を変動させるイベントが発生した際に、当該イベントによる一方のタンクの圧力の変動によるインクジェットヘッド１１のノズル圧の変動を低減するように、他方のタンクの圧力を調整するよう圧力調整部５を制御するノズル圧変動抑制制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェット印刷装置に関する。

インクを循環させつつインクジェットヘッドからインクを吐出して印刷するインク循環式のインクジェット印刷装置が知られている。

インク循環式のインクジェット印刷装置の中には、インクジェットヘッドに対して上流側に設けられた加圧タンク、下流側に設けられた負圧タンクにそれぞれ正圧、負圧を付与してインク循環を行うものがある（特許文献１参照）。

このようなインクジェット印刷装置では、印刷を行う際、加圧タンクおよび負圧タンクを密閉状態として、加圧タンク、負圧タンクにそれぞれ正圧、負圧を付与する。これにより、加圧タンクからインクジェットヘッドへ向けてインクが流れる。インクジェットヘッドで消費されなかったインクは、負圧タンクに回収される。また、加圧タンクおよび負圧タンクの液面高さに応じて、インクポンプにより負圧タンクから加圧タンクへインクが送液される。このようにして、インク循環が行われる。

インク循環中は、循環流量を確保しつつ、インクジェットヘッドのノズル圧を適正値に保つために、加圧タンクおよび負圧タンクの圧力調整が行われる。インク循環中は、加圧タンクの圧力変動量と負圧タンクの圧力変動量とは、互いに相殺する関係にある。

特開２０１６－０６８３２８号公報

しかしながら、加圧タンクおよび負圧タンクのいずれか一方のみの圧力を変動させるイベントが発生すると、互いに相殺する関係にあった加圧タンクの圧力変動量と負圧タンクの圧力変動量との間にずれが生じる。これにより、インクジェットヘッドのノズル圧の変動が増大してインクの吐出が不安定になることがある。この結果、印刷画質が低下することがある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、印刷画質の低下を軽減できるインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインクジェット印刷装置は、インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに接続された加圧タンクおよび負圧タンクと、前記加圧タンクおよび前記負圧タンクの圧力を調整する圧力調整部と、前記圧力調整部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記加圧タンクおよび前記負圧タンクのうちの一方のタンクのみの圧力を変動させるイベントが発生した際に、前記イベントによる前記一方のタンクの圧力の変動による前記インクジェットヘッドのノズル圧の変動を低減するように、他方のタンクの圧力を調整するよう前記圧力調整部を制御するノズル圧変動抑制制御を行うことを特徴とする。

本発明のインクジェット印刷装置によれば、印刷画質の低下を軽減できる。

実施の形態に係るインクジェット印刷装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すインクジェット印刷装置のインク循環部、インク補給部、および圧力調整部の概略構成図である。 図１に示すインクジェット印刷装置のヘッドユニットの概略構成図である。 ヘッドユニットの下方向印刷位置および水平方向印刷位置を示す図である。 図１に示すインクジェット印刷装置のヘッドモジュールの概略構成図である。 液面維持制御の説明図である。 圧力制御の説明図である。 加圧タンクの圧力変動量と負圧タンクの圧力変動量との関係の一例を示す図である。 水平方向印刷の場合に行われるノズル圧変動抑制制御を含むインク補給時の動作を説明するためのフローチャートである。 ノズル圧変動抑制制御の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。

以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット印刷装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すインクジェット印刷装置のインク循環部、インク補給部、および圧力調整部の概略構成図である。図３は、図１に示すインクジェット印刷装置のヘッドユニットの概略構成図である。図４は、ヘッドユニットの下方向印刷位置および水平方向印刷位置を示す図である。図５は、図１に示すインクジェット印刷装置のヘッドモジュールの概略構成図である。

以下の説明において、図２の紙面に直交する方向を前後方向とし、紙面表方向を前方とする。また、図２における紙面の上下左右を上下左右方向とする。上下方向は鉛直方向であり、左右方向および前後方向は、互いに直交し、かつ、いずれも上下方向に直交し、水平方向に平行な方向である。

図１に示すように、本実施の形態に係るインクジェット印刷装置１は、ヘッドユニット２と、インク循環部３Ａ～３Ｄと、インク補給部４Ａ～４Ｄと、圧力調整部５と、環境温度センサ６と、制御部７とを備える。なお、インク循環部３Ａ～３Ｄ等の符号におけるアルファベットの添え字を省略して総括的に表記することがある。

ヘッドユニット２は、図示しない搬送部により搬送される印刷媒体にインクを吐出して印刷を行う。図３に示すように、ヘッドユニット２は、インクジェットヘッド１１Ａ～１１Ｄと、ヘッドホルダ１２とを備える。なお、図３は、後述する下方向印刷位置にあるヘッドユニット２を下から見た図である。

ヘッドユニット２は、図４において実線で示す下方向印刷位置と、二点鎖線で示す水平方向印刷位置との間で回動可能である。ヘッドユニット２は、手動で回動可能でもよいし、モータ等の駆動力により回動可能に構成されていてもよい。

下方向印刷位置は、下方向印刷を行う際のヘッドユニット２の位置である。下方向印刷は、印刷媒体の水平な被印刷面に対して下方向にインクを吐出して行う印刷である。下方向印刷位置は、後述するヘッドモジュール１６のノズル面１６ａが水平となる位置である。

水平方向印刷位置は、水平方向印刷を行う際のヘッドユニット２の位置である。水平方向印刷は、印刷媒体の水平方向に対して直交する被印刷面に対して水平方向にインクを吐出して行う印刷である。水平方向印刷位置は、ヘッドモジュール１６のノズル面１６ａが水平方向に対して直交する位置である。

なお、特に言及しない限り、ヘッドユニット２は下方向印刷位置に配置されており、ヘッドユニット２における上下左右前後方向は、下方向印刷位置に配置されている状態におけるヘッドユニット２の上下左右前後方向であるとする。

インクジェットヘッド１１Ａ～１１Ｄは、印刷媒体にインクを吐出して画像を印刷する。インクジェットヘッド１１Ａ～１１Ｄは、それぞれ異なる色（例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のインクを吐出する。インクジェットヘッド１１Ａ～１１Ｄは、吐出するインクの色が異なる以外は、同様の構成を有する。

インクジェットヘッド１１は、複数のヘッドモジュール１６を備える。本実施の形態では、インクジェットヘッド１１は、６個のヘッドモジュール１６を備える。インクジェットヘッド１１において、ヘッドモジュール１６は、左右方向に沿って千鳥状に配置されている。すなわち、インクジェットヘッド１１において、左右方向に沿って配列された６個のヘッドモジュール１６が、前後方向における位置を交互にずらして配置されている。

ヘッドモジュール１６は、インクを吐出する。図５に示すように、ヘッドモジュール１６は、ノズル列１７を有する。なお、図５は、ヘッドユニット２が下方向印刷位置にある状態でヘッドモジュール１６を下から見た図である。

ノズル列１７は、インクを吐出する複数のノズル１８が左右方向に沿って直線状に所定のピッチで配列されて形成されている。ヘッドユニット２が下方向印刷位置にある状態では、ノズル列１７におけるノズル１８の配列方向は、水平方向（左右方向）となる。ヘッドユニット２が水平方向印刷位置にある状態では、ノズル列１７におけるノズル１８の配列方向は、水平方向に対して直交する方向（上下方向）となる。

ノズル１８は、ヘッドモジュール１６のノズル面１６ａに開口している。ノズル１８は、ノズル面１６ａに対して直交する方向にインクを吐出する。

ヘッドホルダ１２は、インクジェットヘッド１１Ａ～１１Ｄを保持する。ヘッドホルダ１２には、ノズル面１６ａに平行でノズル１８の配列方向に直交する方向である前後方向に延びる回動軸１９が設けられている。回動軸１９を中心に、ヘッドユニット２が下方向印刷位置と水平方向印刷位置との間で回動可能となっている。すなわち、インクジェットヘッド１１が、回動軸１９を中心に、ノズル列１７におけるノズル１８の配列方向が水平方向となる位置と、ノズル１８の配列方向が上下方向となる位置との間で回動可能となっている。

インク循環部３Ａ～３Ｄは、インクを循環しつつ、それぞれインクジェットヘッド１１Ａ～１１Ｄにインクを供給する。図２に示すように、インク循環部３は、加圧タンク２１と、分配器２２と、集合器２３と、負圧タンク２４と、インクポンプ２５と、インク温度調整部２６と、インク温度センサ２７と、インク循環管２８～３０とを備える。

加圧タンク２１は、インクジェットヘッド１１に供給するインクを貯留する。加圧タンク２１は、インク循環管２８および分配器２２を介してインクジェットヘッド１１に接続されている。加圧タンク２１内には、インクの液面上に空気層３１が形成されている。加圧タンク２１は、後述の加圧連通管５２を介して、後述の加圧共通気室５１に連通されている。加圧タンク２１は、インクジェットヘッド１１より低い位置（下方）に配置されている。

加圧タンク２１には、フロート部材３２と、加圧タンク液面センサ３３と、インクフィルタ３４とが設けられている。

フロート部材３２は、加圧タンク２１内のインクの液面高さが基準高さに達するまで、液面高さに応じて回動するように、加圧タンク２１内に支持軸（図示せず）により一端側が軸支されている。フロート部材３２の他端には、磁石（図示せず）が設けられている。

加圧タンク液面センサ３３は、加圧タンク２１内のインクの液面高さが基準高さに達しているか否かを検出するためのものである。基準高さは、加圧タンク２１の上端より下方にある。加圧タンク液面センサ３３は、磁気センサからなり、液面高さが基準高さに達しているときのフロート部材３２の磁石を検出する。加圧タンク液面センサ３３は、フロート部材３２の磁石を検出している場合、すなわち、加圧タンク２１内の液面高さが基準高さ以上である場合、「オン」を示す信号を出力する。加圧タンク液面センサ３３は、フロート部材３２の磁石を検出していない場合、すなわち、加圧タンク２１内の液面高さが基準高さ未満である場合、「オフ」を示す信号を出力する。

インクフィルタ３４は、インク内のゴミ等を除去する。

分配器２２は、インク循環管２８を介して加圧タンク２１から供給されるインクを、インクジェットヘッド１１の各ヘッドモジュール１６に分配する。

集合器２３は、インクジェットヘッド１１で消費されなかったインクを各ヘッドモジュール１６から集める。集合器２３により集められたインクは、インク循環管２９を介して負圧タンク２４へと流れる。

負圧タンク２４は、インクジェットヘッド１１で消費されなかったインクを受け取って貯留する。負圧タンク２４は、集合器２３およびインク循環管２９を介してインクジェットヘッド１１に接続されている。また、負圧タンク２４は、後述するインク補給部４のインクカートリッジ４６から補給されるインクを貯留する。負圧タンク２４内には、インクの液面上に空気層３６が形成されている。負圧タンク２４は、後述の負圧連通管５９を介して、後述の負圧共通気室５８に連通されている。負圧タンク２４は、加圧タンク２１と同じ高さに配置されている。

負圧タンク２４には、フロート部材３７と、負圧タンク液面センサ３８とが設けられている。

フロート部材３７、負圧タンク液面センサ３８は、それぞれ加圧タンク２１のフロート部材３２、加圧タンク液面センサ３３と同様のものである。負圧タンク液面センサ３８は、フロート部材３７の磁石を検出している場合、すなわち、負圧タンク２４内の液面高さが基準高さ以上である場合、「オン」を示す信号を出力する。負圧タンク液面センサ３８は、フロート部材３７の磁石を検出していない場合、すなわち、負圧タンク２４内の液面高さが基準高さ未満である場合、「オフ」を示す信号を出力する。基準高さは、負圧タンク２４の上端より下方にある。

インクポンプ２５は、負圧タンク２４から加圧タンク２１へインクを送液する。インクポンプ２５は、インク循環管３０の途中に設けられている。

インク温度調整部２６は、インク循環部３におけるインクの温度を調整する。インク温度調整部２６は、インク循環管２８の途中に設けられている。インク温度調整部２６は、ヒータ４１と、ヒータ温度センサ４２と、ヒートシンク４３と、冷却ファン４４とを備える。

ヒータ４１は、インク循環管２８内のインクを加熱する。ヒータ温度センサ４２は、ヒータ４１の温度を検出する。ヒートシンク４３は、放熱によりインク循環管２８内のインクを冷却する。冷却ファン４４は、ヒートシンク４３に冷却風を送る。

インク温度センサ２７は、インク循環部３におけるインクの温度を検出する。インク温度センサ２７は、インク循環管２８の途中に設けられている。

インク循環管２８は、加圧タンク２１と分配器２２とを接続する。インク循環管２８の一部は、ヒータ４１を経由する部分とヒートシンク４３を経由する部分とに分岐している。インク循環管２８には、加圧タンク２１から分配器２２に向かってインクが流れる。インク循環管２９は、集合器２３と負圧タンク２４とを接続する。インク循環管２９には、集合器２３から負圧タンク２４に向かってインクが流れる。インク循環管３０は、負圧タンク２４と加圧タンク２１とを接続する。インク循環管３０には、負圧タンク２４から加圧タンク２１に向かってインクが流れる。インク循環管２８～３０と分配器２２と集合器２３とにより、加圧タンク２１とインクジェットヘッド１１と負圧タンク２４との間でインクを循環させる循環経路が構成される。

インク補給部４Ａ～４Ｄは、それぞれインク循環部３Ａ～３Ｄにインクを補給する。図２に示すように、インク補給部４は、インクカートリッジ４６と、インク補給弁４７と、インク補給管４８とを備える。

インクカートリッジ４６は、インクジェットヘッド１１による印刷に用いるインクを収容している。インクカートリッジ４６内のインクは、インク補給管４８を介してインク循環部３の負圧タンク２４に供給される。

インク補給弁４７は、インク補給管４８内のインクの流路を開閉する。負圧タンク２４へインクを補給する際、インク補給弁４７が開かれる。

インク補給管４８は、インクカートリッジ４６と負圧タンク２４とを接続する。インク補給管４８には、インクカートリッジ４６から負圧タンク２４に向かってインクが流れる。

圧力調整部５は、各インク循環部３の加圧タンク２１および負圧タンク２４の圧力を調整する。図２に示すように、圧力調整部５は、加圧共通気室５１と、４本の加圧連通管５２と、加圧大気開放弁５３と、加圧大気開放管５４と、加圧圧力調整弁５５と、加圧圧力調整管５６と、加圧圧力センサ５７と、負圧共通気室５８と、４本の負圧連通管５９と、負圧大気開放弁６０と、負圧大気開放管６１と、負圧圧力調整弁６２と、負圧圧力調整管６３と、負圧圧力センサ６４と、エアポンプ６５と、エアポンプ用配管６６と、流量調整管６７と、エア経路切替弁６８と、合流管６９と、エアフィルタ７０と、オーバーフローパン７１とを備える。

加圧共通気室５１は、各インク循環部３の加圧タンク２１の圧力を等しくするための気室である。加圧共通気室５１は、４本の加圧連通管５２を介してインク循環部３Ａ～３Ｄの加圧タンク２１の空気層３１と連通されている。これにより、インク循環部３Ａ～３Ｄの加圧タンク２１どうしが、加圧共通気室５１および加圧連通管５２を介して連通されている。

加圧連通管５２は、加圧共通気室５１と加圧タンク２１の空気層３１とを連通させる。４本の加圧連通管５２は、インク循環部３Ａ～３Ｄに１本ずつ対応して設けられている。加圧連通管５２は、一端が加圧共通気室５１に接続され、他端が加圧タンク２１の空気層３１に接続されている。

加圧大気開放弁５３は、加圧共通気室５１を介して加圧タンク２１を密閉状態（大気から遮断した状態）と大気開放状態（大気に通じた状態）との間で切り替えるために、加圧大気開放管５４内の空気の流路を開閉する。加圧大気開放弁５３は、加圧大気開放管５４の途中に設けられている。

加圧大気開放管５４は、加圧共通気室５１を介して加圧タンク２１を大気開放するための空気の流路を形成する。加圧大気開放管５４は、一端が加圧共通気室５１に接続され、他端が合流管６９に接続されている。

加圧圧力調整弁５５は、加圧共通気室５１および加圧タンク２１の圧力を調整するために、加圧圧力調整管５６内の空気の流路を開閉する。加圧圧力調整弁５５は、加圧圧力調整管５６の途中に設けられている。

加圧圧力調整管５６は、加圧共通気室５１および加圧タンク２１の圧力調整のための空気の流路を形成する。加圧圧力調整管５６は、加圧大気開放管５４、負圧大気開放管６１、合流管６９より細いパイプからなる。加圧圧力調整管５６は、一端が加圧共通気室５１に接続され、他端が合流管６９に接続されている。

加圧圧力センサ５７は、加圧共通気室５１内の圧力を検出する。加圧共通気室５１内の圧力は、インク循環部３Ａ～３Ｄの加圧タンク２１内の圧力と等しい。加圧共通気室５１とインク循環部３Ａ～３Ｄの加圧タンク２１の空気層３１とが連通されているためである。

負圧共通気室５８は、各インク循環部３の負圧タンク２４の圧力を等しくするための気室である。負圧共通気室５８は、４本の負圧連通管５９を介してインク循環部３Ａ～３Ｄの負圧タンク２４の空気層３６と連通されている。これにより、インク循環部３Ａ～３Ｄの負圧タンク２４どうしが、負圧共通気室５８および負圧連通管５９を介して連通されている。

負圧連通管５９は、負圧共通気室５８と負圧タンク２４の空気層３６とを連通させる。４本の負圧連通管５９は、インク循環部３Ａ～３Ｄに１本ずつ対応して設けられている。負圧連通管５９は、一端が負圧共通気室５８に接続され、他端が負圧タンク２４の空気層３６に接続されている。

負圧大気開放弁６０は、負圧共通気室５８を介して負圧タンク２４を密閉状態と大気開放状態との間で切り替えるために、負圧大気開放管６１内の空気の流路を開閉する。負圧大気開放弁６０は、負圧大気開放管６１の途中に設けられている。

負圧大気開放管６１は、負圧共通気室５８を介して負圧タンク２４を大気開放するための空気の流路を形成する。負圧大気開放管６１は、一端が負圧共通気室５８に接続され、他端が合流管６９に接続されている。

負圧圧力調整弁６２は、負圧共通気室５８および負圧タンク２４の圧力を調整するために、負圧圧力調整管６３内の空気の流路を開閉する。負圧圧力調整弁６２は、負圧圧力調整管６３の途中に設けられている。

負圧圧力調整管６３は、負圧共通気室５８および負圧タンク２４の圧力調整のための空気の流路を形成する。負圧圧力調整管６３は、加圧大気開放管５４、負圧大気開放管６１、合流管６９より細いパイプからなる。負圧圧力調整管６３は、一端が負圧共通気室５８に接続され、他端が合流管６９に接続されている。

負圧圧力センサ６４は、負圧共通気室５８内の圧力を検出する。負圧共通気室５８内の圧力は、インク循環部３Ａ～３Ｄの負圧タンク２４内の圧力と等しい。負圧共通気室５８とインク循環部３Ａ～３Ｄの負圧タンク２４の空気層３６とが連通されているためである。

エアポンプ６５は、負圧共通気室５８を介してインク循環部３Ａ～３Ｄの負圧タンク２４から空気を吸引するとともに、加圧共通気室５１を介してインク循環部３Ａ～３Ｄの加圧タンク２１へ空気を送る。エアポンプ６５は、エアポンプ用配管６６の途中に設けられている。

エアポンプ用配管６６は、エアポンプ６５により負圧共通気室５８から加圧共通気室５１へ送られる空気の流路を形成する。エアポンプ用配管６６は、一端が加圧共通気室５１に接続され、他端が負圧共通気室５８に接続されている。

流量調整管６７は、負圧共通気室５８から加圧共通気室５１への空気の流量を抑えるための配管である。流量調整管６７は、一端が負圧共通気室５８に接続され、他端がエアポンプ６５より負圧共通気室５８側においてエアポンプ用配管６６に接続されている。流量調整管６７は、エアポンプ用配管６６より細いパイプからなる。

エア経路切替弁６８は、エアポンプ６５の駆動時の使用経路を切り替えるために、エアポンプ用配管６６内の空気の流路を開閉する。エア経路切替弁６８は、エアポンプ用配管６６の流量調整管６７が接続された地点より上流側（負圧共通気室５８側）の部分である上流部６６ａに設けられている。

エア経路切替弁６８が開放状態のとき、エアポンプ６５の駆動時の使用経路として、エアポンプ用配管６６の上流部６６ａと、エアポンプ用配管６６の流量調整管６７が接続された地点より下流側の部分である下流部６６ｂとからなる経路が設定される。エア経路切替弁６８が閉鎖状態のとき、エアポンプ６５の駆動時の使用経路として、流量調整管６７とエアポンプ用配管６６の下流部６６ｂとからなる経路が設定される。

合流管６９は、一端がオーバーフローパン７１に接続され、他端（上端）がエアフィルタ７０を介して大気に通じている。合流管６９のオーバーフローパン７１側の端は、通常時は、後述のオーバーフローボール７２により閉鎖されている。合流管６９には、加圧大気開放管５４、加圧圧力調整管５６、負圧大気開放管６１、および負圧圧力調整管６３が接続されている。これにより、加圧大気開放管５４、加圧圧力調整管５６、負圧大気開放管６１、および負圧圧力調整管６３が大気に連通される。

エアフィルタ７０は、合流管６９への空気中のゴミ等の進入を防止する。エアフィルタ７０は、合流管６９の上端に設置されている。

オーバーフローパン７１は、例えばインク補給弁４７の異常により、加圧タンク２１、負圧タンク２４からインクが溢れ、さらに加圧共通気室５１、負圧共通気室５８からもインクが溢れ出た場合に、合流管６９を流れてくるインクを受け取る。

オーバーフローパン７１には、オーバーフローボール７２が設けられている。オーバーフローボール７２は、オーバーフローパン７１にインクがない場合に、オーバーフローパン７１の底面に開口する合流管６９の端を閉鎖し、合流管６９への外部の空気の流入を防ぐものである。合流管６９からオーバーフローパン７１へインクが流れてくると、オーバーフローボール７２は浮き上がり、オーバーフローパン７１にインクが流入できる。

また、オーバーフローパン７１には、フロート部材７３と、オーバーフロー液面センサ７４とが設けられている。フロート部材７３、オーバーフロー液面センサ７４は、それぞれ加圧タンク２１のフロート部材３２、加圧タンク液面センサ３３と同様のものである。

オーバーフローパン７１は、廃液タンク（図示せず）に接続されており、オーバーフロー液面センサ７４がオンになると、廃液タンクへインクが排出されるようになっている。

環境温度センサ６は、インクジェット印刷装置１内の環境温度を検出する。

制御部７は、インクジェット印刷装置１の各部の動作を制御する。制御部７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えて構成される。

具体的には、制御部７は、インク循環部３においてインクを循環させつつ、インクジェットヘッド１１からインクを吐出して印刷するようヘッドユニット２、インク循環部３、インク補給部４、および圧力調整部５を制御する。

制御部７は、水平方向印刷の場合には、インク循環中において、加圧タンク２１および負圧タンク２４のうちの負圧タンク２４のみの圧力を変動させるイベントである、インク補給部４によるインク補給が行われた際に、ノズル圧変動抑制制御を行う。ノズル圧変動抑制制御は、インク補給が行われた際の負圧タンク２４の圧力の変動によるインクジェットヘッド１１のノズル圧の変動を低減するように、加圧タンク２１の圧力を調整するよう圧力調整部５を制御するものである。

次に、インクジェット印刷装置１の動作について説明する。

印刷ジョブが入力されると、制御部７は、液面維持制御を開始する。液面維持制御は、加圧タンク２１および負圧タンク２４の液面を基準高さに維持するための、加圧タンク２１および負圧タンク２４の液面高さに応じたインクポンプ２５およびインク補給弁４７の制御である。

具体的には、図６に示すように、加圧タンク液面センサ３３および負圧タンク液面センサ３８がともにオンの状態では、制御部７は、インクポンプ２５をオフとし、インク補給弁４７を閉鎖する。加圧タンク液面センサ３３がオンで負圧タンク液面センサ３８がオフの状態でも同様に、制御部７は、インクポンプ２５をオフとし、インク補給弁４７を閉鎖する。

加圧タンク液面センサ３３がオフで負圧タンク液面センサ３８がオンの状態では、制御部７は、インクポンプ２５をオンとし、インク補給弁４７を閉鎖する。

加圧タンク液面センサ３３および負圧タンク液面センサ３８がともにオフの状態では、制御部７は、インクポンプ２５をオフとし、インク補給弁４７を開放する。

液面維持制御を開始した後、制御部７は、加圧大気開放弁５３および負圧大気開放弁６０を閉鎖する。これにより、加圧共通気室５１を介して加圧タンク２１が密閉状態となるとともに、負圧共通気室５８を介して負圧タンク２４が密閉状態となる。

ここで、インクジェット印刷装置１が動作しない待機中は、加圧大気開放弁５３および負圧大気開放弁６０は開放され、加圧圧力調整弁５５および負圧圧力調整弁６２は閉鎖されている。なお、加圧大気開放弁５３および負圧大気開放弁６０の閉鎖後に液面維持制御を開始してもよい。

次いで、制御部７は、圧力制御を開始する。圧力制御は、インク循環のために加圧タンク２１および負圧タンク２４にそれぞれの設定圧Ｐｋｓ，Ｐｆｓを生成し、それらを維持するための、エアポンプ６５、加圧圧力調整弁５５、および負圧圧力調整弁６２の制御である。

ここで、設定圧Ｐｋｓ，Ｐｆｓは、インクを所定の流量で循環させつつインクジェットヘッド１１のノズル圧を適正値にするための圧力値として予め設定されたものである。加圧タンク２１の設定圧Ｐｋｓは正圧であり、負圧タンク２４の設定圧Ｐｆｓは負圧である。

圧力制御におけるエアポンプ６５、加圧圧力調整弁５５、および負圧圧力調整弁６２の制御は、加圧圧力センサ５７の検出値Ｐｋおよび負圧圧力センサ６４の検出値Ｐｆに応じて行われる。

具体的には、図７に示すように、Ｐｋ＜Ｐｋｓかつ|Ｐｆ|＜|Ｐｆｓ|の場合、加圧圧力調整弁５５および負圧圧力調整弁６２が閉鎖され、エアポンプ６５が駆動（オン）される。これにより、ともに密閉状態の負圧タンク２４から加圧タンク２１へエアポンプ６５により空気が送られることで、負圧タンク２４の圧力が低下し、加圧タンク２１の圧力が上昇する。

Ｐｋ≧Ｐｋｓかつ|Ｐｆ|＜|Ｐｆｓ|の場合、加圧圧力調整弁５５が開放され、負圧圧力調整弁６２が閉鎖される。また、エアポンプ６５が駆動される。これにより、加圧圧力調整管５６を介して加圧タンク２１から空気が流出することで、加圧タンク２１の圧力が低下する。また、密閉状態の負圧タンク２４からエアポンプ６５により空気が吸引されることで、負圧タンク２４の圧力が低下する。

Ｐｋ＜Ｐｋｓかつ|Ｐｆ|≧|Ｐｆｓ|の場合、加圧圧力調整弁５５が閉鎖され、負圧圧力調整弁６２が開放される。また、エアポンプ６５が駆動される。これにより、密閉状態の加圧タンク２１にエアポンプ６５により空気が送られることで、加圧タンク２１の圧力が上昇する。また、負圧圧力調整管６３を介して負圧タンク２４に空気が流入することで、負圧タンク２４の圧力が上昇する。

Ｐｋ≧Ｐｋｓかつ|Ｐｆ|≧|Ｐｆｓ|の場合、加圧圧力調整弁５５および負圧圧力調整弁６２が開放され、エアポンプ６５が停止（オフ）される。これにより、加圧圧力調整管５６を介して加圧タンク２１から空気が流出することで、加圧タンク２１の圧力が低下する。また、負圧圧力調整管６３を介して負圧タンク２４に空気が流入することで、負圧タンク２４の圧力が上昇する。

ここで、インクジェット印刷装置１の待機中は、エア経路切替弁６８は開放されている。圧力制御の開始時においても、制御部７は、エア経路切替弁６８を開放状態で維持している。すなわち、圧力制御の開始時において、制御部７は、エアポンプ６５の駆動時の使用経路としてエアポンプ用配管６６の上流部６６ａと下流部６６ｂとからなる経路を設定している。

また、圧力制御の開始時は、加圧タンク２１および負圧タンク２４の圧力は大気圧である。このため、Ｐｋ＜Ｐｋｓかつ|Ｐｆ|＜|Ｐｆｓ|になっている。したがって、制御部７は、圧力制御を開始すると、エアポンプ６５の駆動を開始する。エアポンプ６５の駆動により、エアポンプ用配管６６の上流部６６ａおよび下流部６６ｂを介して負圧共通気室５８から加圧共通気室５１へ空気が送られる。これにより、負圧共通気室５８および負圧タンク２４が減圧され、加圧共通気室５１および加圧タンク２１が加圧されることで、加圧タンク２１からインクジェットヘッド１１へ向けてインクが流れ始める。

圧力制御の開始後、加圧圧力センサ５７の検出値Ｐｋおよび負圧圧力センサ６４の検出値Ｐｆに基づき、加圧タンク２１および負圧タンク２４に設定圧Ｐｋｓ，Ｐｆｓが生成されたと判断すると、制御部７は、エア経路切替弁６８を閉鎖する。これにより、エアポンプ６５の駆動時の使用経路が流量調整管６７とエアポンプ用配管６６の下流部６６ｂとからなる経路に切り替わる。

加圧タンク２１および負圧タンク２４に設定圧Ｐｋｓ，Ｐｆｓが生成された後、制御部７は、上述の圧力制御により加圧タンク２１および負圧タンク２４の圧力を設定圧Ｐｋｓ，Ｐｆｓに維持する。この圧力維持のためにエアポンプ６５が駆動されると、流量調整管６７およびエアポンプ用配管６６の下流部６６ｂを介して負圧共通気室５８から加圧共通気室５１へ空気が送られる。

エア経路切替弁６８を閉鎖した後、制御部７は、印刷ジョブの実行を開始する。具体的には、制御部７は、印刷ジョブに基づき、図示しない搬送部により搬送される印刷媒体にインクジェットヘッド１１からインクを吐出させて画像を印刷させる。

印刷ジョブの実行中は、加圧タンク２１からインクジェットヘッド１１へインクが供給され、インクジェットヘッド１１で消費されなかったインクが負圧タンク２４に回収される。加圧タンク液面センサ３３がオフで負圧タンク液面センサ３８がオンの状態になると、液面維持制御により、インクポンプ２５が負圧タンク２４から加圧タンク２１へインクを送る。

また、加圧タンク液面センサ３３および負圧タンク液面センサ３８がともにオフになると、液面維持制御により、インク補給弁４７が開放され、インクカートリッジ４６から負圧タンク２４へインクが補給される。

このようにして、加圧タンク２１および負圧タンク２４の液面高さが維持されつつ、インク循環および印刷が行われる。

また、制御部７は、インク循環中は、インク温度センサ２７の検出温度が適正温度範囲内を維持するように、インク温度調整部２６を制御してインク温度の調整を行う。

ここで、水平方向印刷の場合には、制御部７は、インク循環中において、インク補給部４によるインク補給が行われた際に、ノズル圧変動抑制制御を行う。このノズル圧変動抑制制御については後述する。

印刷ジョブが終了すると、制御部７は、圧力制御を終了する。ここで、エアポンプ６５が駆動中の場合、制御部７は、それを停止する。また、加圧圧力調整弁５５および負圧圧力調整弁６２の少なくともいずれかが開放されている場合、制御部７は、開放されているものを閉鎖する。

次いで、制御部７は、エア経路切替弁６８を開放する。これにより、エアポンプ６５の駆動時の使用経路としてエアポンプ用配管６６の上流部６６ａと下流部６６ｂとからなる経路が設定された状態に戻る。

次いで、制御部７は、加圧大気開放弁５３および負圧大気開放弁６０を開放する。これにより、加圧タンク２１が加圧共通気室５１を介して大気開放され、負圧タンク２４が負圧共通気室５８を介して大気開放される。

次いで、制御部７は、液面維持制御を終了する。これにより、一連の動作が終了し、インクジェット印刷装置１が待機状態となる。

次に、水平方向印刷においてインク循環中にインク補給部４によるインク補給が行われた際に行われるノズル圧変動抑制制御について説明する。

インク循環中は、上述のように、加圧タンク２１および負圧タンク２４の圧力を設定圧Ｐｋｓ，Ｐｆｓに維持するように、図７の圧力制御により、加圧タンク２１および負圧タンク２４の圧力が調整される。このような圧力制御が行われるインク循環中における加圧タンク２１の圧力変動量と負圧タンク２４の圧力変動量との関係の一例を図８に示す。図８では、負圧タンク２４の圧力変動量の符号を逆転させ、加圧タンク２１および負圧タンク２４の圧力変動の様子を重ね合わせている。また、図８では、インク補給が行われていない期間における加圧タンク２１の圧力変動量と負圧タンク２４の圧力変動量との関係を示している。

図８に示すように、インク補給が行われていない期間において、加圧タンク２１の圧力変動量と負圧タンク２４の圧力変動量とはほぼ一致しており、互いに相殺関係にある。

インク補給が行われると、負圧タンク２４にインクカートリッジ４６からインクが流入することで、負圧タンク２４の負圧が弱くなる。これに対し、後述するノズル圧変動抑制制御を行わない場合、インク補給により加圧タンク２１および負圧タンク２４のうちの負圧タンク２４のみの圧力が変動することで、加圧タンク２１の圧力変動量と負圧タンク２４の圧力変動量との相殺関係が崩れる。これは、インクジェットヘッド１１のノズル圧の変動の増大を招く。

ここで、水平方向印刷の場合、ノズル列１７におけるノズル１８の配列方向が上下方向となっている。各ノズル１８には、それぞれの高さ位置に応じた水頭圧がかかるため、高さ位置によってノズル圧が異なる。このため、水平方向印刷の場合、下方向印刷の場合よりも、ノズル圧の変動が増大するとインクの安定吐出が可能なノズル圧の範囲（安定吐出範囲）から外れるノズル１８が生じやすくなる。

そこで、制御部７は、水平方向印刷の場合、インク補給時のノズル圧の変動を低減するために、ノズル圧変動抑制制御を行う。

下方向印刷の場合は、水平方向印刷の場合とは異なり、各ノズル１８は同じ高さ位置にあり、ノズル１８間の水頭差によるノズル圧の差はない。このため、下方向印刷の場合は、インク補給による負圧タンク２４のみの圧力変動が生じても、ノズル圧が安定吐出範囲から外れるノズル１８が生じるおそれは小さい。このため、下方向印刷の場合は、制御部７は、ノズル圧変動抑制制御は行わない。

図９は、水平方向印刷の場合に行われるノズル圧変動抑制制御を含むインク補給時の動作を説明するためのフローチャートである。

図９のフローチャートの処理は、水平方向印刷の際のインク循環中に加圧タンク液面センサ３３および負圧タンク液面センサ３８がともにオフの状態になったことにより開始となる。

加圧タンク液面センサ３３および負圧タンク液面センサ３８がともにオフになると、図９のステップＳ１において、制御部７は、インク補給弁４７を開放する。これにより、インクカートリッジ４６から負圧タンク２４へのインクの流入が開始される。

次いで、ステップＳ２において、制御部７は、負圧タンク液面センサ３８がオンになったか否かを判断する。負圧タンク液面センサ３８がオンになっていないと判断した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御部７は、ステップＳ２を繰り返す。

負圧タンク液面センサ３８がオンになったと判断した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３において、制御部７は、インク補給弁４７を閉鎖する。これにより、インクカートリッジ４６から負圧タンク２４へのインクの補給が終了する。

ここで、制御部７は、インクカートリッジ４６から負圧タンク２４へのインクの補給に要した時間（ステップＳ１でインク補給弁４７を開放してからステップＳ３でインク補給弁４７を閉鎖するまでの時間）を計測している。

次いで、ステップＳ４において、制御部７は、ステップＳ３でインク補給弁４７を閉鎖することで終了したインク補給動作による負圧タンク２４へのインク補給量を算出する。

具体的には、制御部７は、環境温度センサ６から環境温度を取得し、取得した環境温度に応じたインク粘度を求める。例えば、制御部７は、環境温度とインク粘度との関係を示すテーブルを保持しており、このテーブルを参照して、環境温度に応じたインク粘度を取得する。

次いで、制御部７は、インク粘度、インク補給管４８の流路抵抗、負圧タンク２４の圧力、およびインクカートリッジ４６と負圧タンク２４との間の水頭圧に基づき、インク補給動作におけるインクの流量を算出する。

ここで、負圧タンク２４の圧力としては、例えば、インク補給動作の開始時における負圧圧力センサ６４の検出値Ｐｆとインク補給動作の終了時における負圧圧力センサ６４の検出値Ｐｆとの平均値を用いることができる。また、インクカートリッジ４６と負圧タンク２４との間の水頭圧は、例えば、負圧タンク２４内の液面高さが基準高さであるときの値を用いることができる。

そして、制御部７は、インク補給動作におけるインクの流量と、インクの補給に要した時間とに基づき、負圧タンク２４へのインク補給量を算出する。

次いで、ステップＳ５において、制御部７は、負圧タンク２４へのインク補給量と同量のエアを加圧タンク２１から放出するよう圧力調整部５を制御する。

具体的には、制御部７は、加圧圧力センサ５７による加圧タンク２１の圧力の検出値Ｐｋとインク補給量とに基づき、インク補給量と同量のエアを加圧タンク２１から放出するための加圧タンク２１の大気開放時間を算出する。例えば、制御部７は、加圧タンク２１の圧力と、加圧大気開放弁５３を開放したときの単位時間当たりのエアの放出量との関係を示すテーブルを保持している。制御部７は、このテーブルを参照して、加圧タンク２１の圧力の検出値Ｐｋとインク補給量とに基づき、加圧タンク２１の大気開放時間を算出する。

そして、制御部７は、算出した大気開放時間だけ、加圧大気開放弁５３を開放するよう制御する。

上述のようにインク補給量と同量のエアを加圧タンク２１から放出するように圧力調整部５の加圧大気開放弁５３を制御することが、ノズル圧変動抑制制御に該当する。

このようなノズル圧変動抑制制御により、図１０に示すように、インク補給により負圧タンク２４の負圧が弱くなるのに応じて、加圧タンク２１の正圧を弱くすることで、加圧タンク２１と負圧タンク２４との圧力変動量の相殺関係を維持するようにしている。これにより、インク補給が行われた際の負圧タンク２４の圧力の変動によるインクジェットヘッド１１のノズル圧の変動が低減する。

図９に戻り、ステップＳ６において、制御部７は、圧力調整部５を制御して、加圧タンク２１および負圧タンク２４の圧力をそれぞれの設定圧Ｐｋｓ，Ｐｆｓに調整する。具体的には、制御部７は、加圧圧力センサ５７の検出値Ｐｋ、負圧圧力センサ６４の検出値Ｐｆがそれぞれ設定圧Ｐｋｓ，Ｐｆｓとなるようエアポンプ６５、加圧圧力調整弁５５、および負圧圧力調整弁６２を制御する。これにより、一連の動作が終了となり、通常のインク循環状態に戻る。

なお、水平方向印刷において上述のノズル圧変動抑制制御を行ってもノズル圧が安定吐出範囲から外れるノズル１８が生じる場合には、インクジェットヘッド１１において安定吐出が可能な範囲のノズル１８のみを用いて印刷するようにすればよい。

以上説明したように、インクジェット印刷装置１では、制御部７は、水平方向印刷の場合には、インク補給が行われた際の負圧タンク２４の圧力の変動によるインクジェットヘッド１１のノズル圧の変動を低減するように、加圧タンク２１の圧力を調整するよう圧力調整部５を制御するノズル圧変動抑制制御を行う。これにより、水平方向印刷を行う場合でも、ノズル圧が安定吐出範囲から外れてインクの吐出が不安定になるノズル１８が生じることを抑制できる。この結果、印刷画質の低下を軽減できる。

また、制御部７は、下方向印刷の場合には、ノズル圧変動抑制制御を行わない。このように、ノズル１８間の水頭差によるノズル圧の差がなく、インク補給が行われてもノズル圧が安定吐出範囲から外れるノズル１８が生じにくい下方向印刷の場合にはノズル圧変動抑制制御を省略することで、インク循環中の圧力調整部５の制御を簡略化できる。

なお、上述した実施の形態では、下方向印刷の場合には、ノズル圧変動抑制制御を行わないこととしたが、下方向印刷の場合にも、ノズル圧変動抑制制御を行うようにしてもよい。この場合でも、ノズル圧が安定吐出範囲から外れてインクの吐出が不安定になるノズル１８が生じることを抑制し、印刷画質の低下を軽減できる。

また、印刷時のインクの吐出方向（ノズル列１７におけるノズル１８の配列方向）に関わらず、ノズル圧変動抑制制御を行うようにしてもよい。例えば、ヘッドユニット２（インクジェットヘッド１１）がノズル列１７におけるノズル１８の配列方向が水平方向でも鉛直方向（上下方向）でもない状態でも印刷可能とし、この状態でもノズル圧変動抑制制御を行うようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、ノズル圧変動抑制制御において、インク補給量と同量のエアを加圧タンク２１から放出したが、加圧タンク２１から放出するエアはインク補給量と同量に限らない。インク補給が行われた際の負圧タンク２４の圧力の変動によるノズル圧の変動を低減するように、加圧タンク２１の圧力を調整するよう圧力調整部５を制御するものであればよい。

また、上述した実施の形態では、加圧タンク２１および負圧タンク２４のうちの負圧タンク２４のみの圧力を変動させるイベントである、インク補給部４によるインク補給が行われた際に、ノズル圧変動抑制制御を行った。しかし、これに限らず、加圧タンク２１および負圧タンク２４のうちの一方のタンクのみの圧力を変動させるイベントが発生した際に、当該イベントによる一方のタンクの圧力の変動によるインクジェットヘッド１１のノズル圧の変動を低減するように、他方のタンクの圧力を調整するよう圧力調整部５を制御するノズル圧変動抑制制御を行うものであればよい。

本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

［付記］
本出願は、以下の発明を開示する。

（付記１）
インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに接続された加圧タンクおよび負圧タンクと、
前記加圧タンクおよび前記負圧タンクの圧力を調整する圧力調整部と、
前記圧力調整部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記加圧タンクおよび前記負圧タンクのうちの一方のタンクのみの圧力を変動させるイベントが発生した際に、前記イベントによる前記一方のタンクの圧力の変動による前記インクジェットヘッドのノズル圧の変動を低減するように、他方のタンクの圧力を調整するよう前記圧力調整部を制御するノズル圧変動抑制制御を行うことを特徴とするインクジェット印刷装置。

（付記２）
前記インクジェットヘッドは、複数の前記ノズルが配列されたノズル列を有し、前記ノズルが開口するノズル面に平行で前記ノズル列における前記ノズルの配列方向に直交する方向に延びる軸を中心とする回動が可能であり、
前記制御部は、前記インクジェットヘッドが、前記配列方向が水平方向の状態では、前記ノズル圧変動抑制制御を行わないことを特徴とする付記１に記載のインクジェット印刷装置。

１ インクジェット印刷装置
２ ヘッドユニット
３，３Ａ～３Ｄ インク循環部
４，４Ａ～４Ｄ インク補給部
５ 圧力調整部
６ 環境温度センサ
７ 制御部
１１ インクジェットヘッド
１２ ヘッドホルダ
１６ ヘッドモジュール
１６ａ ノズル面
１７ ノズル列
１８ ノズル
２１ 加圧タンク
２２ 分配器
２３ 集合器
２４ 負圧タンク
２５ インクポンプ
２８～３０ インク循環管
４６ インクカートリッジ
４７ インク補給弁
４８ インク補給管
５１ 加圧共通気室
５２ 加圧連通管
５３ 加圧大気開放弁
５４ 加圧大気開放管
５５ 加圧圧力調整弁
５６ 加圧圧力調整管
５７ 加圧圧力センサ
５８ 負圧共通気室
５９ 負圧連通管
６０ 負圧大気開放弁
６１ 負圧大気開放管
６２ 負圧圧力調整弁
６３ 負圧圧力調整管
６４ 負圧圧力センサ
６５ エアポンプ
６６ エアポンプ用配管
６７ 流量調整管
６８ エア経路切替弁

Claims (2)

1. インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドに接続された加圧タンクおよび負圧タンクと、
   前記加圧タンクおよび前記負圧タンクの圧力を調整する圧力調整部と、
   前記圧力調整部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記加圧タンクおよび前記負圧タンクのうちの一方のタンクのみの圧力を変動させるイベントが発生した際に、前記イベントによる前記一方のタンクの圧力の変動による前記インクジェットヘッドのノズル圧の変動を低減するように、他方のタンクの圧力を調整するよう前記圧力調整部を制御するノズル圧変動抑制制御を行うことを特徴とするインクジェット印刷装置。
2. 前記インクジェットヘッドは、複数の前記ノズルが配列されたノズル列を有し、前記ノズルが開口するノズル面に平行で前記ノズル列における前記ノズルの配列方向に直交する方向に延びる軸を中心とする回動が可能であり、
   前記制御部は、前記インクジェットヘッドが、前記配列方向が水平方向の状態では、前記ノズル圧変動抑制制御を行わないことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印刷装置。

Images