JP5794081B2 - 液体吐出装置およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、メインタンクから流入した液体を一時的に貯留するとともに、貯留した液体を液体吐出ヘッドに供給するサブタンクを備え、サブタンクの内部と大気とが大気連通手段を介して連通されている、液体吐出装置およびそのプログラムに関する。

特許文献１には、メインタンクとサブタンクとインクジェットヘッドとを備える記録装置の一例が記載されている。この記録装置では、サブタンクの内部と外部とが大気開放孔を介して連通されており、これによりサブタンクに貯留されたインクから気体を分離できるようになっている。しかし、この記録装置では、サブタンク内で蒸発したインクの一部（揮発性成分）が大気開放孔から大気中に放散されるため、印字頻度が低い場合のように、サブタンクにおけるインクの貯留時間が長くなる場合には、サブタンク内のインクの粘度がインクジェットヘッド内のインクの粘度より著しく大きくなることがあった。このような粘度差が生じた状態で大量の印字が行われると、インクジェットヘッド内のインクが使用される印字部分とサブタンク内のインクが使用される印字部分との間でインクの粘度が大きく異なるため、印字の途中で画像の濃度が変わったり、印字の途中でインクの粘度が高過ぎることにより印字ができなくなるおそれがあった。

一方、特許文献２には、インクの粘度の増加に対応して記録ヘッドの作動電圧を上昇させることによって、記録ヘッドから吐出されるインク滴のインク量を一定に保持するようにしたインクジェット式記録装置が記載されている。しかし、この記録装置では、インク容器の装着時間に基づいて記録ヘッドのインク吐出能力を調整していたので、インク容器と記録ヘッドとの間にサブタンクを設けた場合には、サブタンクにおけるインクの粘度の増大分をインク吐出能力の調整に反映させることができなかった。そのため、インク吐出能力を適正に調整することができず、画像品質の低下を抑制することができなかった。

特開２０１１−１７３４１７号公報 特開平９−１４１８６９号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、サブタンクに貯留された液体の粘度が増大することに起因する画像品質の低下を抑制することができる、液体吐出装置およびプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出するためのノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するメインタンクと、前記メインタンクから流入した液体を一時的に貯留するとともに、貯留される液体を前記液体吐出ヘッドに供給するサブタンクと、前記メインタンクから前記サブタンクに液体を供給する液体供給手段と、前記サブタンクの内部と大気とを連通させる大気連通手段と、前記サブタンクに貯留された液体の粘度を算出する第１粘度算出手段と、前記液体吐出ヘッドに存在する液体の粘度を算出する第２粘度算出手段と、前記第１粘度算出手段で算出した粘度と前記第２粘度算出手段で算出した粘度との粘度差に基づいて、前記粘度差を小さくするように、少なくとも前記サブタンクに貯留された液体に関するメンテナンス処理を実行するメンテナンス制御手段とを備えることを特徴とする。

この構成では、第１粘度算出手段および第２粘度算出手段によって、サブタンクに貯留された液体の粘度および液体吐出ヘッドに存在する液体の粘度が算出される。そして、これらの液体の粘度の粘度差に基づいて、当該粘度差を小さくするように、少なくともサブタンクに貯留された液体に関するメンテナンス処理がメンテナンス制御手段によって実行される。したがって、印字中にサブタンクから液体吐出ヘッドに供給されるインクの粘度が急激に変化することはなく、画像の濃度が変わったり、印字ができなくなったりすることを防止できる。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置のプログラムは、上記の液体吐出装置におけるメンテナンス制御手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明によれば、上記の構成によって、サブタンクに貯留された液体の粘度が増大することに起因する画像品質の低下を抑制することができる。

実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す概念図である。 インク吐出ヘッドのヘッド部の構成を示す平面図である。 インク吐出ヘッドのヘッド部の構成を示す部分拡大断面図である。 インクジェットプリンタに用いられる制御部の構成を示すブロック図である。 制御部により制御される第１制御動作を示すフロー図である。 制御部により制御される第２制御動作を示すフロー図である。

以下に、本発明に係る液体吐出装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、本発明に係る「液体吐出装置」がインクジェットプリンタに適用されており、「液体」としてインクが用いられており、「液体吐出ヘッド」としてインク吐出ヘッドが用いられている。

［インクジェットプリンタの全体構成］
図１は、実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の全体構成を示す概念図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０は、用紙Ｐの表面の印刷領域にインクＲを用いて画像を形成するものであり、所定の画像形成領域ＱにおいてインクＲを吐出するインク吐出ヘッド１２と、用紙Ｐを水平方向に搬送して画像形成領域Ｑに通過させる用紙搬送機構１４と、インク吐出ヘッド１２にインクＲを供給するインク供給機構１６と、各種の演算処理や制御動作を実行する制御部１８とを備えている。本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、ライン式のプリンタであり、インク吐出ヘッド１２は、用紙Ｐの搬送方向に対して直交する方向に延びて設けられている。インク吐出ヘッド１２の延びる方向が「主走査方向」であり、画像形成領域Ｑにおける用紙Ｐの搬送方向が「副走査方向」である。

［インク吐出ヘッドの構成］
図２は、インクジェットプリンタ１０に用いられるインク吐出ヘッド１２のヘッド部２２の構成を示す平面図であり、図３は、ヘッド部２２の構成を示す部分拡大断面図である。図４は、インクジェットプリンタ１０に用いられる制御部１８の構成を示すブロック図である。図１に示すように、インク吐出ヘッド１２は、主走査方向に延びて設けられた略直方体状のヘッドホルダ２０と、ヘッドホルダ２０の下面に主走査方向に延びて設けられたヘッド部２２と、ヘッドホルダ２０の内部におけるヘッド部２２の上方に設けられたリザーバー２４とを有している。

図２および図３に示すように、ヘッド部２２は、１つの流路ユニット２６と、その上面に接合された複数（本実施形態では８つ）の駆動部２８とを有している。図３に示すように、流路ユニット２６は、複数の金属製プレートからなる積層体であり、最下層を構成するノズルプレート２６ａの下面が、複数のノズル３０が形成されたノズル面３０ａとなっている。また、図３に示すように、流路ユニット２６の内部には、マニホールド３２（図２）と、マニホールド３２（図２）に連通する副マニホールド３４と、副マニホールド３４からアパーチャ３６および圧力室３８を経てノズル３０に至る複数の個別インク流路４０とが形成されている。そして、図２に示すように、流路ユニット２６の上面２６ｂには、マニホールド３２に連通する複数のインク供給口３２ａが形成されており、当該インク供給口３２ａに対してリザーバー２４（図１）に接続された流路が接続されている。図１に示すように、リザーバー２４は、インク供給機構１６から供給されたインクＲを一時的に貯留する容器であり、後述する第１流路６４および第２流路６６はリザーバー２４に接続されている。なお、リザーバー２４については、インクＲを一時的に貯留できればよいので、容器ではなく流路を拡大してインクＲを一時的に貯留できるように構成してもよい。

図２に示すように、複数の駆動部２８のそれぞれは、平面視形状が略台形となるように形成されており、隣接する駆動部２８どうしは、上底および下底が互いに逆方向に位置するように、主走査方向に並べて配置されている。図３に示すように、複数の駆動部２８のそれぞれは、圧力室３８に対応する複数の駆動部４２（図３中に格子線で示す。）を有しており、複数の駆動部４２のそれぞれは、圧電層４２ａと、これを挟むように配置された一対の電極４２ｂ，４２ｃとを有している。そして、図１に示すように、駆動部４２（図３）には、ドライバＩＣ４４を搭載したフレキシブル配線基板４６を介して制御部１８および電源部９０が電気的に接続されている。この構成は、公知のピエゾ式アクチュエータと同様である。

図４に示すように、ドライバＩＣ４４は、電源部９０から供給された駆動電圧と、第１ヘッド制御部９４から供給された印刷データとに基づいてパルス電圧を生成するとともに、このパルス電圧を駆動部２８に供給するものである。電源部９０から出力される駆動電圧の大きさは、第２ヘッド制御部１０６によって制御可能であり、駆動電圧が大きくなるほど駆動部２８に供給される電気的なエネルギが大きくなり、圧力室３８に貯留されたインクＲに加えられる吐出エネルギが大きくなる。

図３に示すように、駆動部４２の電極４２ｂ，４２ｃ間に駆動電圧（例えば２８Ｖの電位差）が供給されると、圧電層４２ａが厚み方向に対して直交する方向に収縮される。これにより、圧電層４２ａの下方に位置する部分が圧力室３８の内側に凸となるように変形され、圧力室３８の容積が小さくなる。この状態が基本状態である。基本状態において、電極４２ｂ，４２ｃ間にグランド電圧（例えば０Ｖの電位差）が供給されると、圧電層４２ａの収縮状態が解除される。すると、圧力室３８の容積がもとの大きさに戻され、圧力室３８の容積が大きくなる。基本状態が保持された状態で、電極４２ｂ，４２ｃ間にグランド電圧が瞬間的に供給されると、グランド電圧が供給されるタイミングで圧力室３８の容積が駆動電圧の大きさに応じて瞬間的に変動され、圧力室３８に存在するインクＲに吐出エネルギが付与される。この吐出エネルギによってノズル３０からインクＲが吐出される。この駆動方法は、いわゆる引き打ち方法と言われており、駆動部４２の電極４２ｂ，４２ｃ間の電圧を駆動電圧からグランド電圧とすることで圧力室３８内に負圧の圧力波が発生する。この圧力波が個別インク流路４０を伝播して正圧の圧力波として圧力室３８の位置に戻ってくるタイミングで、再び圧力室３８の容積を小さくするように駆動部４２の電極４２ｂ，４２ｃ間の電圧をグランド電圧から駆動電圧に戻すことにより、圧力室３８の容積変化が小さい場合でもインクに加えられる吐出エネルギーを大きくすることができる。

［用紙搬送機構の構成］
図１に示すように、用紙搬送機構１４は、一対のプーリー５０ａ，５０ｂと、プーリー５０ａ，５０ｂ間に掛け渡された環状の無端ベルト５２と、一方のプーリー５０ａを回転させるモータ５４とを備えている。モータ５４は、その回転数を制御可能なサーボモータまたはステッピングモータ等であり、モータ５４には、導電線５６を介して制御部１８が電気的に接続されている。したがって、用紙搬送機構１４で用紙Ｐを所定の搬送速度で搬送しながら、インク吐出ヘッド１２のノズル３０（図３）からインクＲを所定のタイミングで吐出させることによって、用紙Ｐの印刷領域に所定の画像を形成することができる。

［インク供給機構の構成］
図１に示すように、インク供給機構１６は、インク吐出ヘッド１２に供給するインクＲを貯留するメインタンク６０と、メインタンク６０から流入したインクＲを一時的に貯留するとともに、貯留したインクＲをインク吐出ヘッド１２に供給するサブタンク６２と、メインタンク６０からサブタンク６２へインクＲを送るための第３流路６８と、サブタンク６２からインク吐出ヘッド１２へインクＲを送るための第１流路６４と、インク吐出ヘッド１２からサブタンク６２へインクＲを送るための第２流路６６とを有している。つまり、インク供給機構１６は、メインタンク６０から第３流路６８、サブタンク６２および第１流路６４を経てインク吐出ヘッド１２に至るメイン流路Ｆ１と、サブタンク６２から第１流路６４、インク吐出ヘッド１２および第２流路６６を経てサブタンク６２に戻る循環流路Ｆ２とを有している。換言すると、循環流路Ｆ２は、サブタンク６２からインク吐出ヘッド１２へインクＲを送るための第１流路６４と、インク吐出ヘッド１２からサブタンク６２へインクＲを送るための第２流路６６とを含み、サブタンク６２とインク吐出ヘッド１２との間でインクＲを循環移送できるように構成されている。

そして、図１に示すように、第１流路６４には、循環流路Ｆ２中のインクＲを循環させる「液体循環手段」としての第１ポンプ７０が設けられており、第３流路６８には、メインタンク６０からサブタンク６２にインクＲを供給する「液体供給手段」としての第２ポンプ７２が設けられており、第２流路６６には、第２流路６６を開閉する第１弁７４が設けられている。第１ポンプ７０、第２ポンプ７２および第１弁７４のそれぞれには、導電線８８を介して制御部１８が電気的に接続されており、制御部１８によってこれらの動作を制御することができる。

また、図１に示すように、インク供給機構１６は、サブタンク６２に貯留されたインクＲを排出するインク排出路７６と、サブタンク６２の内部と大気とを連通させる「大気連通手段」としての大気連通路７８と、サブタンク６２に貯留されたインクＲの液面の上限位置を検知する上限センサ８０と、サブタンク６２に貯留されたインクＲの液面の下限位置を検知する下限センサ８２とを有している。そして、インク排出路７６には、インク排出路７６を開閉する第２弁８４が設けられており、大気連通路７８には、大気連通路７８を開閉する第３弁８６が設けられている。上限センサ８０、下限センサ８２、第２弁８４および第３弁８６のそれぞれには、導電線８８を介して制御部１８が電気的に接続されており、制御部１８によってこれらの動作を制御することができる。

図１に示すように、サブタンク６２は、インクＲに混入した気泡を除去するための容器であり、メイン流路Ｆ１および循環流路Ｆ２の両方に用いられている。大気連通路７８の一方端部は、サブタンク６２の内部におけるインクＲの液面よりも上方に配置されており、大気連通路７８の他方端部は、サブタンク６２の外部（大気空間）に配置されている。第３弁８６が開かれると大気連通路７８が開放され、サブタンク６２の内部と大気とが連通される。サブタンク６２においては、蒸発したインクＲの一部（揮発性成分）が大気連通路７８から大気中に放散され易く、サブタンク６２におけるインクＲの貯留時間が長くなる場合には、サブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴが大きくなり易い。

［制御部の構成］
図４は、インクジェットプリンタ１０に用いられる制御部１８の構成を示すブロック図である。図示していないが、制御部１８は、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムや各種のデータを書き替え可能に記憶する不揮発メモリと、プログラムの実行時にデータを一時的に記憶するＲＡＭとを有するコンピュータである。図４に示すように、制御部１８においては、ＣＰＵでプログラムが実行されることによって、画像データ記憶部９２、第１ヘッド制御部９４、吐出情報記憶部９６、第１粘度算出部９８、第２粘度算出部１００、メンテナンス制御部１０２、第２ヘッド制御部１０６および搬送制御部１０８等の機能が実現される。

画像データ記憶部９２は、パーソナルコンピュータ等（図示省略）から送信されてきた画像データを記憶するものであり、主に不揮発メモリまたはＲＡＭにより構成される。用紙Ｐ（図１）の表面の印刷領域は、複数の単位領域の集合であり、画像データは、複数の単位領域のそれぞれに対応する画素について色の濃度値を有している。第１ヘッド制御部９４は、画像データ記憶部９２に画像データが記憶されたときに、印刷ジョブの登録があったことを認定する。

第１ヘッド制御部９４は、画像データ記憶部９２に記憶された画像データに基づいて印刷データを生成するとともに、当該印刷データをドライバＩＣ４４および吐出情報記憶部９６に供給するものである。印刷データは、各画素に対応するインクＲの量を、ゼロ、小滴、中滴、大滴の４段階のドットサイズで示すものである。したがって、第１ヘッド制御部９４は、印刷データに含まれる液滴のドット数やドットサイズに基づいて、或る時間内に吐出されるインクＲの吐出量を求めることができる。

吐出情報記憶部９６は、第１ヘッド制御部９４から供給された印刷データを記憶するとともに、当該印刷データを第２粘度算出部１００に供給するものである。吐出情報記憶部９６には、現在印刷が行われている用紙Ｐに関する印刷データだけでなく、過去に行われた用紙Ｐに関する印刷データ（履歴）も記録される。

第１粘度算出部９８は、サブタンク６２（図１）に貯留されたインクＲの粘度ηＴを算出する「第１粘度算出手段」としての機能を有している。図１に示すように、本実施形態における第１粘度算出部９８（図４）では、メインタンク６０からサブタンク６２にインクＲが供給された時点からの経過時間に基づいてサブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴが算出される。つまり、サブタンク６２に設けられた下限センサ８２がインクＲの液面を検知したとき、メインタンク６０からサブタンク６２にインクＲが上限まで供給され、且つ、第１粘度算出部９８が有するタイマ（図示省略）による時間カウントが開始される。そして、予め準備された「インクＲの貯留時間と粘度ηＴとの関係式」に基づいて、所定の経過時間におけるインクＲの粘度ηＴが算出される。なお、他の実施形態では、サブタンク６２に貯留されたインクＲの光の透過度等から粘度ηＴを算出する粘度センサが用いられてもよい。

第２粘度算出部１００は、インク吐出ヘッド１２（図１）に存在するインクＲの粘度ηＨを算出する「第２粘度算出手段」としての機能を有している。図１に示すように、本実施形態における第２粘度算出部１００（図４）では、第１粘度算出部９８（図４）により算出されるサブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴ、サブタンク６２からインク吐出ヘッド１２の内部にインクＲが供給された時点からの経過時間およびインク吐出ヘッド１２から吐出されるインクＲの吐出情報に基づいてインク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨが算出される。つまり、（ａ）インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨは、サブタンク６２からインク吐出ヘッド１２の内部にインクＲが供給された時点で最も小さい値（この時点の粘度ηＴと同じ値）になっている。（ｂ）インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨは、時間の経過に伴って徐々に大きくなっていく。ただし、インク吐出ヘッド１２のリザーバー２４および流路の内部は、サブタンク６２の内部とは異なり空気に接していないので、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨの増加度合は、サブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴの増加度合よりも小さい。（ｃ）インク吐出ヘッド１２から吐出されるインクＲの吐出量が小さい場合は、サブタンク６２からインク吐出ヘッド１２にインクＲが供給されてから、当該インクＲがノズル３０から吐出されるまでの時間が長くなるので、インクＲの吐出量が大きい場合よりもインクＲの粘度ηＨは大きくなり易い。そこで、本実施形態では、これらの事項（ａ）〜（ｃ）の全てを考慮して、インクＲの粘度ηＨが算出される。なお、他の実施形態では、リザーバー２４に貯留されたインクＲの光の透過度等から粘度ηＨを算出する粘度センサが用いられてもよい。

メンテナンス制御部１０２は、メンテナンス処理を実行する「メンテナンス制御手段」としての機能を有している。つまり、メンテナンス制御部１０２は、第１粘度算出部９８で算出したインクＲの粘度ηＴと第２粘度算出部１００で算出したインクＲの粘度ηＨとの粘度差（ηＴ−ηＨ）に基づいて、当該粘度差（ηＴ−ηＨ）を小さくするように、少なくともサブタンク６２（図１）に貯留されたインクＲに関するメンテナンス処理を実行する。本実施形態では、メンテナンス処理を含む制御動作として、第１制御動作（図５）および第２制御動作（図６）が準備されており、メンテナンス制御部１０２には、操作部１０４（図４）が接続されている。そして、ユーザが操作部１０４（図４）を操作することによって、第１制御動作（図５）および第２制御動作（図６）のいずれか一方が選択される。メンテナンス制御部１０２は、選択された制御動作においてメンテナンス処理を実行するように、インク供給機構１６の各構成要素を制御する。

第２ヘッド制御部１０６は、電源部９０から出力される駆動電圧の大きさを制御する「駆動部制御手段」としての機能を有している。第２ヘッド制御部１０６には、メンテナンス制御部１０２が接続されており、メンテナンス制御部１０２から第２ヘッド制御部１０６には、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨが供給される。そして、第２ヘッド制御部１０６は、インクＲの粘度ηＨに基づいて電源部９０を制御し、インクＲの粘度ηＨが大きくなるほど駆動電圧を大きくするように調整する。つまり、インクＲの粘度ηＨが大きくなるとインクＲの吐出量が少なくなる傾向があるため、その場合には、駆動電圧を大きくしてインクＲの吐出量を一定に保持する。これにより、画像品質が保たれる。なお、他の実施形態では、第２ヘッド制御部１０６は、粘度ηＴと粘度ηＨとの平均粘度ηＡに基づいて電源部９０を制御し、平均粘度ηＡが大きくなるほど駆動電圧を大きくするように調整してもよい。

搬送制御部１０８は、用紙搬送機構１４のモータ５４を制御するものである。搬送制御部１０８でモータ５４が制御されることによって、用紙Ｐの搬送速度や搬送のタイミングが制御される。これにより、画像形成領域Ｑに対して用紙Ｐが所定の搬送速度および所定のタイミングで供給される。

［第１制御動作］
図５は、制御部１８により制御される第１制御動作を示すフロー図である。操作部１０４から入力された信号に基づいて、第１制御動作が選択されると、制御部１８によって図５に示す第１制御動作が実行される。この第１制御動作は、印刷ジョブが登録されるより前にメンテナンス処理を実行し、印刷ジョブが登録された後に印刷処理を実行するものである。

図５に示すように、制御部１８による第１制御動作が開始されると、ステップＳ１において、インクジェットプリンタ１０が印刷待機の状態にされる。印刷待機の状態において、大気連通路７８を開閉する第３弁８６（図１）は開かれ、これによりサブタンク６２（図１）の内部の圧力上昇が抑制される。次のステップＳ３では、サブタンク６２（図１）に貯留されたインクＲの粘度ηＴと、インク吐出ヘッド１２（図１）に存在するインクＲの粘度ηＨとの粘度差（ηＴ−ηＨ）が画像品質に影響を与える第１所定値α１以上であるか否かが判断される。そして、「ＮＯ」と判断されると、ステップＳ１３に進み、「ＹＥＳ」と判断されると、ステップＳ５に進む。

ステップＳ１３において、印刷ジョブの登録があったと判断されると、直ちにステップＳ１５の印刷処理が実行されるので、ステップＳ３の判断を行う時点では、粘度差（ηＴ−ηＨ）が画像品質に影響を与えない程度に小さいことが必要である。そのため、ステップＳ３の第１所定値は、そのまま印刷処理が実行されても画像品質に影響を与えることのない粘度差（ηＴ−ηＨ）の最大許容値に設定されている。この粘度差（ηＴ−ηＨ）の最大許容値は画質を評価することにより実験的に求められる。

ステップＳ５では、第１粘度算出部９８が算出するインクＲの粘度ηＴと、第２粘度算出部１００が算出するインクＲの粘度ηＨとの平均粘度ηＡがメンテナンス制御部１０２（図４）において算出され、平均粘度ηＡが第２所定値α２以上であるか否かがメンテナンス制御部１０２（図４）において判断される。なお、平均粘度ηＡは、サブタンク６２に貯留されたインクＲとインク吐出ヘッド１２に存在するインクＲとの体積比等により算出される。そして、ステップＳ５において、「ＮＯ」すなわち平均粘度ηＡが第２所定値α２未満であると判断されると、ステップＳ７においてインクＲの循環処理が実行された後、ステップＳ１３に進む。ステップＳ７におけるインクＲの循環処理では、図１に示すように、第２流路６６を開閉する第１弁７４が開かれるとともに、大気連通路７８を開閉する第３弁８６が閉じられ、第１流路６４に設けられた第１ポンプ７０が駆動される。すると、循環流路Ｆ２においてインクＲが循環されて攪拌されることにより、サブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴと、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨとが均一化される。なお、十分に循環が行われた場合、粘度ηＴと粘度ηＨは平均粘度ηＡと等しくなる。これにより、サブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴが小さくされる。循環処理において、サブタンク６２の内部で分離された気泡は、その後、第３弁８６が開かれたときに、大気連通路７８から大気中に放散される。

ステップＳ１３において、印刷ジョブの登録があったと判断されると、直ちにステップＳ１５の印刷処理が実行されるので、ステップＳ７では、平均粘度ηＡが画像品質に影響を与えないように小さくされる必要がある。そのため、ステップＳ５の第２所定値は、インクＲの循環処理によって画像品質に影響を与えないようにすることができる平均粘度ηＡの最大許容値に設定されている。なお、平均粘度ηＡの最大許容値は、駆動電圧の増大によって、インクＲの吐出量を一定に保持できる範囲におけるインクＲの最大粘度と等しい。

ステップＳ５において、「ＹＥＳ」すなわち平均粘度ηＡが第２所定値α２以上であると判断されると、ステップＳ９においてインクＲの廃棄処理が実行され、ステップＳ１１においてインクＲの補給処理が実行され、その後、ステップＳ１３に進む。ステップＳ９における廃棄処理では、サブタンク６２に貯留されたインクＲおよびインク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの両方が捨てられる。ステップＳ１１における補給処理では、サブタンク６２およびインク吐出ヘッド１２の両方に対してメインタンク６０から新たなインクＲが補給される。

本実施形態では、インクＲの廃棄処理と補給処理とが一連の動作によって同時に実行される。つまり、図１に示すように、まず、第２弁８４によってインク排出路７６が開放され、サブタンク６２に貯留されたインクＲがインク排出路７６から外部に排出される。なお、外部に排出されたインクＲは、図示しない廃液タンクなどに貯留される。続いて、第２弁８４が閉じられた後、第３流路６８に設けられた第２ポンプ７２が駆動され、空になったサブタンク６２の内部にメインタンク６０から新たなインクＲが補給される。このとき、第１弁７４によって第２流路６６が閉鎖されるとともに、第１流路６４に設けられた第１ポンプ７０が駆動され、インク吐出ヘッド１２の内部にサブタンク６２から新たなインクＲが供給される。インク吐出ヘッド１２の内部の古いインクＲは、新たなインクＲに押されてノズル３０（図３）から外部に排出される。なお、この場合も外部に排出されたインクＲは、図示しない廃液タンクなどに貯留される。したがって、本実施形態では、第２弁８４およびインク排出路７６が、サブタンク６２に貯留されたインクＲを排出する「第１排液手段」として機能し、第１ポンプ７０が、インク吐出ヘッド１２に存在する古いインクＲを排出する「第２排液手段」として機能する。

ステップＳ１３では、画像データ記憶部９２（図４）に対して印刷ジョブの登録があったか否かが判断される。そして、「ＮＯ」と判断されると、ステップＳ３に戻り、「ＹＥＳ」と判断されると、ステップＳ１５に進む。第１ヘッド制御部９４（図４）は、画像データ記憶部９２に画像データが記憶されたときに、印刷ジョブの登録があったことを認定する。

ステップＳ１５では、通常の印刷処理が実行される。図１に示すように、通常の印刷処理では、第１弁７４が閉じられるとともに、第３弁８６が開かれ、第１ポンプ７０が停止される。そして、インク吐出ヘッド１２および用紙搬送機構１４が駆動され、インク吐出ヘッド１２のノズル３０（図３）からインクＲが吐出される。ノズル３０（図３）からインクＲが吐出されると、インク吐出ヘッド１２の内部とサブタンク６２の内部との間に圧力差が生じるため、この圧力差によって、サブタンク６２の内部のインクＲがインク吐出ヘッド１２の内部に自然に補給される。なお、インク吐出ヘッド１２に自然に補給されるインクＲは、第１ポンプ７０の内部に形成された隙間などを通過して補給される。また、第１弁７４を解放しておけば、第２流路６６を通してインク吐出ヘッド１２にインクＲを補給することも可能となる。サブタンク６２の内部のインクＲの液面が下限位置に達したことを下限センサ８２が検知すると、第２ポンプ７２が駆動され、メインタンク６０からサブタンク６２にインクＲが補給される。そして、サブタンク６２の内部のインクＲの液面が上限位置に達したことを上限センサ８０が検知すると、第２ポンプ７２が停止される。印刷処理において、サブタンク６２の内部で分離された気泡は、サブタンク６２の内部に貯留され、その後、第３弁８６が開かれたときに、大気連通路７８から大気中に放散される。

図５に示すように、ステップＳ１５の印刷処理が終了すると、ステップＳ１７において、第１制御動作を終了するか否かが判断される。そして、「ＮＯ」と判断されるとステップＳ３に戻り、「ＹＥＳ」と判断されると第１制御動作が終了される。

［第２制御動作］
図６は、制御部１８により制御される第２制御動作を示すフロー図である。操作部１０４から入力された信号に基づいて、第２制御動作が選択されると、制御部１８によって図６に示す第２制御動作が実行される。この第２制御動作は、印刷ジョブが登録された後にメンテナンス処理を実行し、その後、印刷処理を実行するものである。

図６に示すように、制御部１８による第２制御動作が開始されると、ステップＳ２１において、インクジェットプリンタ１０が印刷待機の状態にされた後、ステップＳ２３において、印刷ジョブの登録があったか否かが判断される。そして、ステップＳ２３において、「ＮＯ」と判断されると、ステップＳ２１に戻って印刷待機の状態が継続され、「ＹＥＳ」と判断されるとステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、サブタンク６２（図１）に貯留されたインクＲの粘度ηＴと、インク吐出ヘッド１２（図１）に存在するインクＲの粘度ηＨとの粘度差（ηＴ−ηＨ）が画像品質に影響を与える第１所定値α１以上であるか否かが判断される。そして、ステップＳ２５において、「ＮＯ」と判断されると、ステップＳ２７に進み、「ＹＥＳ」と判断されると、ステップＳ３３〜Ｓ４５のメンテナンス処理を経てステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７で駆動電圧が調整されると、直ちにステップＳ２９の印刷処理が実行されるので、ステップＳ２５の判断を行う時点では、粘度ηＴが駆動電圧の増大によって画像品質に影響を与えない程度に小さくすることが可能な値である必要がある。そのため、ステップＳ２５の第１所定値は、駆動電圧の増大によって画像品質に影響を与えないようにすることができる粘度差（ηＴ−ηＨ）の最大許容値に設定されている。この粘度差（ηＴ−ηＨ）の最大許容値は上述したように、画質を評価することにより実験的に求められる。

ステップＳ３３では、第１粘度算出部９８が算出するインクＲの粘度ηＴと、第２粘度算出部１００が算出するインクＲの粘度ηＨとの平均粘度ηＡがメンテナンス制御部１０２（図４）において算出され、平均粘度ηＡが第２所定値α２以上であるか否かがメンテナンス制御部１０２（図４）において判断される。そして、ステップＳ３３において、「ＮＯ」すなわち平均粘度ηＡが第２所定値α２未満であると判断されると、ステップＳ４１においてインクＲの循環処理が実行された後、ステップＳ２７に進む。ステップ４１におけるインクＲの循環処理では、図１に示すように、第２流路６６を開閉する第１弁７４が開けられるとともに、大気連通路７８を開閉する第３弁８６が閉じられ、第１流路６４に設けられた第１ポンプ７０が駆動される。すると、循環流路Ｆ２においてインクＲが循環され、サブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴと、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨとが均一化される。これにより、サブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴが小さくされる。循環処理において、サブタンク６２の内部で分離された気泡は、その後、第３弁８６が開かれたときに、大気連通路７８から大気中に放散される。

ステップＳ２７で駆動電圧が調整されると、直ちにステップＳ２９の印刷処理が実行されるので、ステップＳ４１では、平均粘度ηＡが画像品質に影響を与えないように小さくされる必要がある。そのため、ステップＳ３３の第２所定値は、駆動電圧を増大させることによって画像品質に影響を与えないようにすることができる平均粘度ηＡの最大許容値に設定されている。なお、上述したように、平均粘度ηＡの最大許容値は、駆動電圧の増大によって、インクＲの吐出量を一定に保持できる範囲におけるインクＲの最大粘度と等しい。

ステップＳ３３において、「ＹＥＳ」すなわち平均粘度ηＡが第２所定値α２以上であると判断されると、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、第２粘度算出部１００が算出するインクＲの粘度ηＨが第２所定値α２より小さい第３所定値α３以上であるか否かが判断される。そして、ステップＳ３５において、「ＮＯ」すなわちインクＲの粘度ηＨが第３所定値α３未満であると判断されると、ステップＳ３７においてサブタンク６２に貯留されたインクＲの廃棄処理が実行され、ステップＳ３９においてサブタンク６２に対するインクＲの補給処理が実行され、その後、ステップＳ４１の循環処理を経てステップＳ２７に進む。つまり、インクＲの粘度ηＨが第３所定値α３未満である場合は、サブタンク６２の内部のインクＲだけが新たなインクＲと交換され、循環処理によって、サブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴと、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨとが均一化される。これにより、サブタンク６２に貯留されたインクＲの粘度ηＴが小さくされる。

ステップＳ３５において、「ＹＥＳ」すなわちインクＲの粘度ηＨが第３所定値α３以上であると判断されると、ステップＳ４３において、サブタンク６２に貯留されたインクＲおよびインク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの両方が捨てられ、ステップＳ４５において、サブタンク６２およびインク吐出ヘッド１２の両方にメインタンク６０から新たなインクＲが補給される。つまり、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲをノズル３０（図３）から排出するには時間がかかるので、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨが第２所定値α２より小さい第３所定値α３以上である場合に限って、インク吐出ヘッド１２に存在する粘度ηＨが増大したインクＲが排出される。

ステップＳ２７では、第２ヘッド制御部１０６による駆動電圧調整処理が実行される。図４に示すように、第２ヘッド制御部１０６は、インク吐出ヘッド１２（図１）に存在するインクＲの粘度ηＨに基づいて電源部９０を制御し、当該インクＲの粘度ηＨが大きくなるほど駆動電圧を大きくするように調整する。つまり、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨが大きくなるとインクＲの吐出量が少なくなる傾向があるため、その場合には、駆動部２８（図４）に供給される駆動電圧が増大されることによって、インクＲの吐出量が一定に保持される。これにより、画像品質が保たれる。

駆動電圧調整処理が完了すると、ステップＳ２９において、通常の印刷処理が実行され、印刷処理が完了すると、ステップＳ３１において、第２制御動作を終了するか否かが判断される。そして、「ＮＯ」と判断されるとステップＳ２１に戻り、「ＹＥＳ」と判断されると第２制御動作が終了される。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、図５および図６に記載した印刷待機の状態（Ｓ１，Ｓ２１）において、大気連通路７８を開閉する第３弁８６を開くようにしているが、他の実施形態では、印刷待機の状態において、大気連通路７８を開閉する第３弁８６を閉じておき、サブタンク６２の内部の圧力が上昇した場合にだけ、第３弁８６を開くようにしてもよい。

また、他の実施形態では、ノズル３０（図３）の先端に存在するインクＲを所定時間の経過ごとに排出するように、メンテナンス制御部１０２（図４）および第１ヘッド制御部９４（図４）で駆動部２８（図４）を制御するようにしてよい。図５および図６に記載した印刷待機の状態（Ｓ１，Ｓ２１）では、ノズル３０（図３）の先端に存在するインクＲが蒸発してその粘度ηＨが増大し易いが、この実施形態では、ノズル３０の先端に存在するインクＲを所定時間の経過ごとに排出することができるので、粘度ηＨが増大したインクＲによって画像品質が低下することを抑制できる。この実施形態では、メンテナンス制御部１０２、第１ヘッド制御部９４および駆動部２８が、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲを排出する「第３排液手段」として機能する。

上述の実施形態では、ユーザが操作部１０４（図４）を操作することによって、第１制御動作（図５）および第２制御動作（図６）のいずれか一方が選択される構成であるが、ユーザが操作部１０４（図４）を操作せず、第１制御動作（図５）および第２制御動作（図６）の少なくともいずれか一方が実行される構成であってもよい。例えば、自動的に第１制御動作（図５）が実行されれば、印刷ジョブが登録される前にインクＲの粘度ηＴが画像品質に影響しない状態に保持されるので、画像品質を保った印刷ジョブの実行が迅速に可能となる。

上述の実施形態では、第２制御動作（図６）において、インク吐出ヘッド１２に存在するインクＲの粘度ηＨが第２所定値α２より小さい第３所定値α３以上である場合に限って、インク吐出ヘッド１２に存在する粘度ηＨが増大したインクＲが排出される構成であるが、第３所定値α３が第２所定値α２より大きい値であってもよい。インク吐出ヘッド１２に存在する粘度ηＨが増大したインクＲを捨てることが重要であり、インク吐出ヘッド１２に存在する粘度ηＨが低い場合は、インクＲの排出を禁止してインクＲの排出量の低減とインクＲの排出時間の短縮を図るものだからである。

上述の実施形態では、本発明に係る「液体吐出装置」を単色のラインプリンタに適用しているが、他の実施形態では、カラーのラインプリンタに適用してもよいし、シリアルプリンタに適用してもよい。「液体吐出装置」をカラーのラインプリンタに適用する場合には、色ごとに設けられた複数のインク吐出ヘッド１２のそれぞれに対して、メインタンク６０、サブタンク６２、メイン流路Ｆ１および循環流路Ｆ２等が設けられることになる。

また、上述の実施形態では、本発明に係る「液体吐出装置」を、インクを吐出するインクジェットプリンタに適用しているが、他の実施形態では、処理液等のような他の液体を吐出する処理液吐出装置に適用してもよいし、ファクシミリおよびコピー機等のようなプリンタ以外の液体吐出装置に適用してもよい。さらに、液体吐出方式としては、アクチュエータ方式に代えて、発熱素子で液体の体積を膨張させたときの圧力を利用して吐出させる方式を用いてもよい。

Ｒ… インク（液体）
ηＴ，ηＨ… 粘度
α１… 第１所定値
１０… インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
１２… インク吐出ヘッド（液体吐出ヘッド）
１８… 制御部（メンテナンス制御手段）
３０… ノズル
６０… メインタンク
６２… サブタンク
７２… 第２ポンプ（液体供給手段）
７８… 大気連通路（大気連通手段）
９８… 第１粘度算出部（第１粘度算出手段）
１００… 第２粘度算出部（第２粘度算出手段）

Claims (10)

1. 液体を吐出するためのノズルを有する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するメインタンクと、
   前記メインタンクから流入した液体を一時的に貯留するとともに、貯留した液体を前記液体吐出ヘッドに供給するサブタンクと、
   前記メインタンクから前記サブタンクに液体を供給する液体供給手段と、
   前記サブタンクの内部と大気とを連通させる大気連通手段と、
   前記サブタンクに貯留された液体の粘度を算出する第１粘度算出手段と、
   前記液体吐出ヘッドに存在する液体の粘度を算出する第２粘度算出手段と、
   前記第１粘度算出手段で算出した粘度と前記第２粘度算出手段で算出した粘度との粘度差に基づいて、前記粘度差を小さくするように、少なくとも前記サブタンクに貯留された液体に関するメンテナンス処理を実行するメンテナンス制御手段とを備える、液体吐出装置。
2. 前記サブタンクから前記液体吐出ヘッドへ液体を送るための第１流路と、前記液体吐出ヘッドから前記サブタンクへ液体を送るための第２流路とを含み、前記サブタンクと前記液体吐出ヘッドとの間で液体を循環移送できる循環流路と、
   前記循環流路中の液体を循環させる液体循環手段とを備え、
   前記メンテナンス制御手段は、
   前記粘度差が画像品質に影響を与える第１所定値以上である場合に、前記液体循環手段を動作させて液体を循環させる、請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記液体吐出ヘッドに設けられ、駆動電圧に応じた吐出圧を液体に供給することによって前記ノズルから液体を吐出させる駆動部と、前記駆動部を制御する駆動部制御手段とを有し、
   前記駆動部制御手段は、
   少なくとも前記第２粘度算出手段が算出する前記液体吐出ヘッドに存在する液体の粘度に基づいて、当該液体の粘度が大きくなるほど前記駆動電圧を大きくするように調整する、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. 前記サブタンクに貯留された液体を排出する第１排液手段を備え、
   前記メンテナンス制御手段は、
   前記第１粘度算出手段が算出する液体の粘度と前記第２粘度算出手段が算出する液体の粘度より算出される前記サブタンクおよび前記液体吐出ヘッドのそれぞれに貯留された液体の平均粘度が第２所定値以上である場合に、前記第１排液手段を動作させて前記サブタンクに貯留された液体を排出し、且つ、前記液体供給手段を動作させて前記メインタンクから前記サブタンクに新たな液体を供給する、請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出装置。
5. 前記第２所定値は、前記駆動電圧を増大させることによって画像品質に影響を与えないようにすることができる平均粘度の最大許容値である、請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記液体吐出ヘッドに存在する液体を排出する第２排液手段を備え、
   前記メンテナンス制御手段は、
   前記第２粘度算出手段が算出する液体の粘度が前記第２所定値より小さい第３所定値以上である場合に、前記第２排液手段を動作させて前記液体吐出ヘッドに存在する粘度が増大した液体を排出する、請求項４または５に記載の液体吐出装置。
7. 前記液体吐出ヘッドに存在する液体を排出する第３排液手段を備え、
   前記メンテナンス制御手段は、
   前記ノズルの先端に存在する液体を所定時間の経過ごとに排出するように前記第３排液手段を動作させる、請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出装置。
8. 前記第１粘度算出手段は、前記メインタンクから前記サブタンクに液体が供給された時点からの経過時間に基づいて前記サブタンクに貯留された液体の粘度を算出する、請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出装置。
9. 前記第２粘度算出手段は、前記第１粘度算出手段により算出される前記サブタンクに貯留された液体の粘度、前記サブタンクから前記液体吐出ヘッドに液体が供給された時点からの経過時間および前記液体吐出ヘッドから吐出される液体の吐出情報に基づいて前記液体吐出ヘッドに存在する液体の粘度を算出する、請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出装置における前記メンテナンス制御手段としてコンピュータを機能させる、液体吐出装置のプログラム。

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