JP6594194B2 - インクジェットプリンタおよび送液状態確認方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタ、および、インクジェットプリンタにおける送液状態確認方法に関する。

従来、記録媒体に対してインクを吐出する吐出ヘッドを有する印刷装置が使用されている。従来の印刷装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

吐出ヘッドからのインクの吐出を長時間行わない場合、当該吐出ヘッドの内部や、インクが通過する管路の内部において、インク成分の沈降や凝集が生じる場合がある。インク成分の沈降や凝集が生じると、吐出ヘッドからのインクの吐出に不良が生じる虞がある。そこで、この種の印刷装置では、印刷工程を行っていない期間にインクを循環させて、インク成分の沈降や凝集を防止することが望ましい。

特開２００１−１３８５４４号公報

インクの循環工程において、吐出ヘッドの内部や、インクが通過する管路の内部に、既にインク成分の沈降や凝集が生じている場合、インクを正常に循環できない場合がある。このため、インクの循環工程では、インクが正常に循環しているか否かを確認する必要がある。

特許文献１に記載の印刷装置では、インクの循環経路に圧力センサを設け、当該圧力センサの計測値を参考にして、インクが正常に循環しているか否かを確認している。しかしながら、圧力センサを設けると、循環経路の構成要素が増えるため、印刷装置の製造コストが上昇する。また、圧力センサの周辺にインク成分の沈降や凝集が生じている場合、圧力センサが正確に圧力を計測するのが困難となる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、インクの循環経路内にセンサを設けることなく、インクが正常に循環しているか否かを確認できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、記録媒体に対してインクを吐出する複数のノズルを備えたヘッドと、前記インクを貯留し、前記ヘッドへ前記インクを供給するタンクと、前記タンク内の圧力を計測するための圧力センサと、前記ヘッドから前記タンクへ前記インクを送液するインク還流手段と、前記圧力センサの検出結果が所定値以下であるとの判断に基づいて、前記タンク内の圧力を上昇させる負圧軽減処理を行う圧力調整部と、前記圧力調整部が行う前記負圧軽減処理の回数または頻度を検知する動作検知部と、前記動作検知部からの検知信号に基づいて、前記インク還流手段が正常に動作しているか否かを判断するエラー検出部と、を有するインクジェットプリンタである。
本願の第２発明は、第１発明のインクジェットプリンタであって、前記圧力調整部と前記タンクとに連通接続されるバッファタンクをさらに備え、前記圧力センサは前記バッファタンク内の圧力を計測する。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明のインクジェットプリンタであって、前記圧力調整部は、前記タンクと外部とを連通する大気開放配管と、前記大気開放配管に介挿され、前記タンクと外部とを連通状態と遮断状態とに切り替える大気開放弁と、を有し、前記圧力調整部は、前記大気開放弁を開放して前記タンクを大気開放することにより、前記負圧軽減処理を行う。

本願の第４発明は、第１発明ないし第３発明のいずれかのインクジェットプリンタであって、前記エラー検出部は、前記回数または前記頻度が所定の条件と合致しない場合に、前記インク還流手段が正常に動作していないと判断する。

本願の第５発明は、第１発明ないし第４発明のいずれかのインクジェットプリンタであって、前記インク還流手段は、前記インクを貯留するインク貯留部と、前記ヘッドから前記インク貯留部へ前記インクを送液する還流ポンプと、前記インク貯留部から前記タンクへ前記インクを送液する供給ポンプと、を有する。

本願の第６発明は、第５発明のインクジェットプリンタであって、前記エラー検出部は、前記還流ポンプの作動時における前記検知信号に基づいて、前記インク還流手段が正常に動作しているか否かを判断する。

本願の第７発明は、第１発明ないし第６発明のいずれかのインクジェットプリンタであって、複数の前記ヘッドを有する。

本願の第８発明は、第１発明ないし第７発明のいずれかのインクジェットプリンタであって、前記エラー検出部が前記インク還流手段が正常に動作していないと判断した場合に、エラーを報知するエラー報知部をさらに有する。

本願の第９発明は、記録媒体に対してインクを吐出する複数のノズルを備えたヘッドと、前記ヘッドへ前記インクを供給するタンクと、前記ヘッドから前記タンクへ前記インクを送液するインク還流手段と、前記タンク内の圧力を計測するための圧力センサと、を有するインクジェットプリンタにおいて、前記ヘッドから前記タンクへの前記インクの送液状態を確認する送液状態確認方法であって、ａ）前記ヘッドから前記タンクへと前記インクを還流しつつ、前記圧力センサの検出結果を取得することで、前記タンク内の圧力が所定値以下となったか否かを判断する工程と、ｂ）前記工程ａ）の実行中に、前記圧力センサの検出結果が所定値以下であるとの判断に基づいて、前記タンク内の圧力を上昇させる負圧軽減処理を行う工程と、ｃ）前記工程ａ）の実行中における前記負圧軽減処理の回数または頻度を検知し、検知した前記回数または前記頻度に基づいて、前記インク還流手段が正常に動作しているか否かを判断する工程と、を有する。

本願の第１０発明は、第９発明の送液状態確認方法であって、前記工程ｂ）において、前記負圧軽減処理は、前記タンクを大気開放する処理である。

本願の第１１発明は、第９発明または第１０発明の送液状態確認方法であって、前記工程ｃ）において、前記負圧軽減処理の前記回数または前記頻度が所定の条件と合致しない場合に、前記インク還流手段が正常に動作していないと判断する。

本願の第１発明から第１１発明によれば、インクの循環系路内にセンサを設けることなく、インクが正常に循環しているか否かを確認できる。

一実施形態に係る印刷装置の構成を概念的に示した図である。 一実施形態に係るヘッドユニットの下面図である。 一実施形態に係る印刷装置のインク供給系統の構成を概念的に示した図である。 一実施形態に係る印刷装置の制御系統を示したブロック図である。 一実施形態に係るインク循環工程の流れを示すフローチャートである。 一実施形態に係るメニスカス制御工程の流れを示すフローチャートである。 変形例に係るインク循環工程の流れを示すフローチャートである。 変形例に係るインク循環工程の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、印刷用紙９が搬送される方向を「搬送方向」、搬送方向に直交する水平方向を「幅方向」とそれぞれ称する。

＜１．印刷装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置１の構成を、概念的に示した図である。図２は、ヘッドユニット３０の下面図である。図３は、印刷装置１のインク供給系統の構成を概念的に示した図である。

この印刷装置１は、長尺帯状の記録媒体である印刷用紙９を搬送しつつ、ヘッドユニット３０の複数の吐出ヘッド３２から印刷用紙９にインク滴を吐出することにより、印刷用紙９にカラー画像を記録するインクジェットプリンタである。図１〜図３に示すように、印刷装置１は、搬送機構２０、５つのヘッドユニット３０、ＵＶランプ４０、インク供給部５０、圧力調整部６０、操作部７０および制御部１０を備えている。

搬送機構２０は、印刷用紙９を保持しつつその長手方向である搬送方向に搬送するための機構である。本実施形態の搬送機構２０は、巻き出し部２１、複数の搬送ローラ２２、および巻き取り部２３を有する。

巻き出し部２１、複数の搬送ローラ２２、および巻き取り部２３には、動力源となるモータ（図示せず）が連結されている。制御部１０がモータを駆動させると、巻き出し部２１、複数の搬送ローラ２２、および巻き取り部２３がそれぞれ回転する。なお、搬送ローラ２２の一部または全部は、モータに連結されず、印刷用紙９の動きに従って回転する従動ローラであってもよい。

複数の搬送ローラ２２は、印刷用紙９の搬送経路を構成する。各搬送ローラ２２は、水平軸を中心として回転することによって、印刷用紙９を搬送経路の下流側へ案内する。また、複数の搬送ローラ２２に印刷用紙９が接触することで、印刷用紙９に張力が与えられる。このように、印刷用紙９は、巻き出し部２１から繰り出され、複数の搬送ローラ２２により構成される搬送経路に沿って、巻き取り部２３へ搬送される。搬送後の印刷用紙９は、巻き取り部２３へ回収される。

５つのヘッドユニット３０は、印刷用紙９の搬送経路の上方に、搬送方向に間隔をあけて配列されている。５つのヘッドユニット３０は、それぞれ、ホワイト（Ｗ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を、印刷用紙９の上面に吐出する。本実施形態の印刷装置１では、紫外線硬化性のＵＶインクが用いられている。

本実施形態の印刷装置１は、印刷用紙９が各ヘッドユニット３０の下方を１回だけ通過する間に、各ヘッドユニット３０からインク滴を吐出することにより、印刷用紙９上に所望の画像パターンを記録する、いわゆるワンパス式の記録装置である。５つのヘッドユニット３０の構造は、ほぼ同等であるため、以下では、１つのヘッドユニット３０の構造について、説明する。

図２に示すように、ヘッドユニット３０は、筐体３１と、筐体３１に取り付けられた複数の吐出ヘッド３２とを有する。各吐出ヘッド３２は、筐体３１の下面に露出した吐出面を有する。吐出ヘッド３２の下面である吐出面には、それぞれ、複数のノズル３３が２次元的に配列される。個々のノズル３３は、幅方向に位置をずらして配列されており、印刷用紙９上の１ピクセル幅の領域に対して、１つのノズル３３が割り当てられている。

図２に示すように、複数の吐出ヘッド３２は、幅方向に沿って千鳥状に（斜交いに交互に）配列されている。すなわち、複数の吐出ヘッド３２は、幅方向に配列された第１の吐出ヘッド列３０１と、第１の吐出ヘッド列３０１より下流側の位置において幅方向に配列された第２の吐出ヘッド列３０２とを有する。そして、第１の吐出ヘッド列３０１の各吐出ヘッド３２と、第２の吐出ヘッド列３０２の各吐出ヘッド３２とが、幅方向に関して交互に配列されている。このように、複数の吐出ヘッド３２を千鳥状に配列したことで、複数の吐出ヘッド３２が、幅方向に高い密度で配列されている。

図３に示すように、吐出ヘッド３２はそれぞれ、ケーシング３２１と、ケーシング３２１内に設けられたインク貯留室３２２および複数のインク室３２３と、インク供給口３２４と、インク排出口３２５と、複数のノズル３３とを有する。

インク貯留室３２２には、吐出ヘッド３２の外部からインク供給口３２４を介して供給されたインクが一次的に充填される。インク貯留室３２２と外部とを連通するインク供給口３２４およびインク排出口３２５は、いずれもインク貯留室３２２の上部に配置されている。インク貯留室３２２と複数のインク室３２３のそれぞれとは、連通口３２６を介して連通している。したがって、インク室３２３内の圧力が下がると、インク貯留室３２２から当該インク室３２３へとインクが供給される。

インク室３２３には、吐出ヘッド３２内においてインクが二次的に充填される。図３では、便宜的に６つのインク室３２３が示されているが、実際の吐出ヘッド３２においては、多数のノズル３３のそれぞれに対してインク室３２３が設けられている。

インク室３２３の下端部にはそれぞれ、ノズル３３が設けられている。ノズル３３は、インク室３２３と外部の空間とを連通する小孔である。インクの非吐出時には、ノズル３３の内部において、インクの液面がメニスカスを形成する。また、ノズル３３の下端部は、ケーシング３２１の下面に露出して配置される。

インク室３２３の壁面にはそれぞれ、圧力発生素子３２７が配置されている。圧力発生素子３２７は、インク室３２３の内部に貯留されたインクを加圧する、ヘッド内加圧機構である。

本実施形態の吐出ヘッド３２は、いわゆるピエゾ方式の吐出ヘッドである。そのため、本実施形態の圧力発生素子３２７には、圧電素子が用いられている。制御部１０から圧力発生素子３２７へ電気信号である吐出信号が送られると、圧力発生素子３２７が変形し、インク室３２３内に充填されたインクに圧力がかかる。インク室３２３内の圧力が高まると、ノズル３３からインク室３２３内のインクが液滴として吐出される。

なお、本発明のヘッドは、ピエゾ方式に限られない。例えば、圧力発生素子としてヒータを用いることにより、圧力室内の液体を加熱して泡を発生させて圧力室内の圧力を高める、いわゆるサーマル方式の吐出ヘッドであってもよい。

ＵＶランプ４０は、５つのヘッドユニット３０の下流側において、搬送機構２０により搬送される印刷用紙９の上面側に紫外線を照射する。印刷用紙９上に吐出されたインク滴は、紫外線の照射により硬化する。これにより、印刷用紙９上に画像が定着する。

この印刷装置１は、５つのヘッドユニット３０にそれぞれ対応する５つのインク供給部５０を有する。５つのインク供給部５０の構造は、ほぼ同等であるため、以下では、１つのインク供給部５０の構造について、説明する。

インク供給部５０は、図３に示すように、メインタンク５１、供給ポンプ５２、サブタンク５３、還流ポンプ５４、および配管５５を有する。配管５５は、第１供給配管５５１、第２供給配管５５２、複数の第３供給配管５５３、複数の第１還流配管５５４および第２還流配管５５５を含む。

メインタンク５１は、インクを貯留するインク貯留部である。メインタンク５１に貯留可能なインクの容積は、サブタンク５３に貯留可能なインクの容積と比べて、大きい。

第１供給配管５５１は、メインタンク５１とサブタンクとを接続する配管である。第１供給配管５５１の一端は、メインタンク５１の下端部付近において、メインタンク５１の内部と連通接続されている。また、第１供給配管５５１の他端は、サブタンク５３の内部と連通接続されている。

第１供給配管５５１には、第１開閉弁５５６、供給ポンプ５２およびフィルタ５５７が介挿されている。第１開閉弁５５６は、メインタンク５１と供給ポンプ５２との間に配置される。また、フィルタ５５７は、供給ポンプ５２とサブタンク５３との間に配置される。

供給ポンプ５２は、メインタンク５１からサブタンク５３へとインクを送り出す送液手段である。供給ポンプ５２は、第１供給配管５５１に介挿される。供給ポンプ５２は、制御部１０からの動作信号に従って、第１供給配管５５１の内部に、メインタンク５１からサブタンク５３へ向かうインクの流れを生成する。これにより、メインタンク５１の内部に貯留されたインクが、第１供給配管５５１を介して、サブタンク５３へと供給される。

第１開閉弁５５６が閉状態である場合、第１供給配管５５１の連通が遮断される。すなわち、第１開閉弁５５６が閉状態である場合、メインタンク５１と、サブタンク５３との連通が遮断される。一方、第１開閉弁５５６が開状態である場合、第１供給配管５５１の連通が確保される。第１開閉弁５５６は、通常閉状態であり、供給ポンプ５２を作動させてメインタンク５１からサブタンク５３へのインクの供給を行う場合のみ、開状態とする。これにより、サブタンク５３内の圧力変動がメインタンク５１へ影響を及ぼすのを防止できる。

フィルタ５５７は、第１供給配管５５１内を通過するインクの固形成分や異物などを除去する。これにより、サブタンク５３および吐出ヘッド３２へ供給されるインクに、固形成分や異物が混入するのが抑制される。なお、フィルタ５５７は、第１供給配管５５１に介挿されていれば、供給ポンプ５２とサブタンク５３との間以外の場所に配置されていてもよい。

サブタンク５３は、インクを一時的に貯留するタンクである。サブタンク５３は、内部に貯留したインクを、各吐出ヘッド３２へ供給する。サブタンク５３は、液面センサ５３１を備えている。サブタンク５３の下部にはインクが貯留され、サブタンク５３の上部にはクリーンエアが充填されている。

液面センサ５３１は、サブタンク５３の内部に貯留されたインクの液面高さを検出するセンサである。制御部１０は、液面センサ５３１からの信号に基づいて、サブタンク５３内のインクの液面高さを検知し、サブタンク５３にインクを供給するか否かを判断する。メインタンク５１からサブタンク５３へインクを供給する場合、制御部１０は、第１開閉弁５５６を開状態とし、供給ポンプ５２を作動させる。また、メインタンク５１からサブタンク５３へのインクの供給を停止する場合、制御部１０は、供給ポンプ５２を停止し、第１開閉弁５５６を閉状態とする。

第２供給配管５５２および複数の第３供給配管５５３は、サブタンク５３と複数の吐出ヘッド３２のそれぞれとを接続する。すなわち、サブタンク５３は、第２供給配管５５２および各第３供給配管５５３を介して各吐出ヘッド３２と接続されている。

第２供給配管５５２の一端は、サブタンク５３の下端部付近において、サブタンク５３の内部と連通接続されている。また、第２供給配管５５２の他端は、複数の第３供給配管５５３の一端と連通接続されている。そして、複数の第３供給配管５５３の他端はそれぞれ、吐出ヘッド３２のインク供給口３２４と接続されている。これにより、サブタンク５３の内部に貯留されたインクが、第２供給配管５５２、第３供給配管５５３およびインク供給口３２４を介して、吐出ヘッド３２のインク貯留室３２２へと供給される。

このように、サブタンク５３は、第２供給配管５５２および第３供給配管５５３を介して、吐出ヘッド３２のインク貯留室３２２およびインク室３２３と間接的に連通接続されている。したがって、サブタンク５３の圧力を調節することによって、吐出ヘッド３２内の圧力を調整することができる。

複数の第１還流配管５５４および第２還流配管５５５は、複数の吐出ヘッド３２のそれぞれと、メインタンク５１とを接続する。複数の第１還流配管５５４の一端はそれぞれ、各吐出ヘッド３２のインク排出口３２５と接続されている。また、複数の第１還流配管５５４の他端は、第２還流配管５５５の一端と連通接続されている。第２還流配管５５５の他端は、メインタンク５１の内部と連通接続されている。

各第１還流配管５５４には、第２開閉弁５５８が介挿されている。第２開閉弁５５８が閉状態である場合、当該第２開閉弁５５８が介挿される第１還流配管５５４の連通が遮断される。すなわち、第２開閉弁５５８が閉状態である場合、対応する吐出ヘッド３２のインク貯留室３２２と第２還流配管５５５との連通が遮断される。一方、第２開閉弁５５８が開状態である場合、当該第２開閉弁５５８が介挿される第１還流配管５５４の連通が確保される。すなわち、第２開閉弁５５８が開状態である場合、対応する吐出ヘッド３２のインク貯留室３２２と第２還流配管５５５との連通が確保される。

第２還流配管５５５には、還流ポンプ５４および第３開閉弁５５９が介挿されている。第３開閉弁５５９は、還流ポンプ５４とメインタンク５１との間に配置される。

還流ポンプ５４は、各吐出ヘッド３２のインク貯留室３２２からメインタンク５１へとインクを送り出す送液手段である。還流ポンプ５４は、第２還流配管５５５に介挿される。還流ポンプ５４は、制御部１０からの動作信号に従って、第２還流配管５５５の内部に、各第１還流配管５５４からメインタンク５１へ向かうインクの流れを生成する。これにより、各吐出ヘッド３２のインク貯留室３２２の内部に貯留されたインクが、各第１還流配管５５４および第２還流配管５５５を介して、メインタンク５１へと還流される。

第３開閉弁５５９が閉状態である場合、第２還流配管５５５の連通が遮断される。すなわち、第３開閉弁５５９が閉状態である場合、各第１還流配管５５４と、メインタンク５１との連通が遮断される。一方、第３開閉弁５５９が開状態である場合、第２還流配管５５５の連通が確保される。第３開閉弁５５９は、通常閉状態であり、還流ポンプ５４を作動させて各吐出ヘッド３２からメインタンク５１へのインクの還流を行う場合のみ、開状態とする。

上述のように、各第１還流配管５５４に第２開閉弁５５８が設けられていることにより、個々の吐出ヘッド３２に対してインクの還流を行うことができる。一部の吐出ヘッド３２からメインタンク５１へのインクの還流を行う際には、対象とする吐出ヘッド３２に対応する第２開閉弁５５８と、第３開閉弁５５９とを開状態とし、かつ、それ以外の第２開閉弁５５８を閉状態として、還流ポンプ５４を作動させる。

このように、メインタンク５１、供給ポンプ５２、還流ポンプ５４、第１供給配管５５１、複数の第１還流配管５５４、第２還流配管５５５、第１開閉弁５５６、第２開閉弁５５８および第３開閉弁５５９により、吐出ヘッド３２からサブタンク５３へインクを送液するインク還流手段５００が構成される。

圧力調整部６０は、サブタンク５３および吐出ヘッド３２における圧力を制御する。圧力調整部６０は、第１主配管６１、バッファタンク６２、第２主配管６３、大気開放部６４、排気部６５および圧力センサ６６を有する。大気開放部６４は、大気開放配管６４１および大気開放制御弁６４２を有する。また、排気部６５は、排気配管６５１、排気ポンプ６５２および排気制御弁６５３を有する。

第１主配管６１の一端は、サブタンク５３の上部において、サブタンク５３の内部に連通接続されている。なお、サブタンク５３において、インクの液面は液面センサ５３１付近に位置する。このため、第１主配管６１の一端は、サブタンク５３内のインクとは接触せず、サブタンク５３の上部の気体中に配置される。第１主配管６１の他端は、バッファタンク６２の内部に連通接続されている。

バッファタンク６２は、気体が充填された密閉タンクである。圧力センサ６６は、バッファタンク６２内の圧力を計測する。ここで、第１主配管６１を介してサブタンク５３の内部とバッファタンク６２の内部とが連通することにより、サブタンク５３内の圧力と、バッファタンク６２内の圧力とは、略同一となる。このため、圧力センサ６６は、間接的にサブタンク５３内の圧力を計測する。

なお、サブタンク５３と、大気開放部６４および排気部６５とは、バッファタンク６２を介さずに接続されてもよい。その場合、圧力センサ６６は、サブタンク５３の上部においてサブタンク５３内の圧力を計測してもよい。このように、圧力センサ６６がサブタンク５３内の圧力を直接計測する場合、供給ポンプ５２の作動時に、供給ポンプ５２の脈動により、圧力センサ６６の計測値にノイズが生じやすくなる。本実施形態のように、バッファタンク６２を設け、圧力センサ６６がバッファタンク６２内の圧力を計測する場合、供給ポンプ５２の脈動によるノイズを低減できる。

第２主配管６３の一端は、バッファタンク６２の内部に連通接続されている。第２主配管６３の他端は、大気開放配管６４１の一端および排気配管６５１の一端と接続されている。すなわち、第２主配管６３の他端には、大気開放部６４および排気部６５が接続される。これにより、バッファタンク６２は、大気開放部６４および排気部６５と接続される。

大気開放配管６４１の一端は、第２主配管６３の他端と連通接続されている。大気開放配管６４１の他端は、大気開放される。大気開放配管６４１には、大気開放制御弁６４２が介挿される。大気開放制御弁６４２は、サブタンク５３と外部とを、連通状態と遮断状態とに切り替える。大気開放制御弁６４２が開状態であると、第２主配管６３は大気開放される。すなわち、大気開放制御弁６４２が開状態であると、サブタンク５３およびバッファタンク６２が外部と連通され、大気開放される。また、大気開放制御弁６４２が閉状態であると、第２主配管６３と外部とは遮断される。

このため、サブタンク５３内の圧力が大気圧よりも高く、サブタンク５３内の圧力を下げようとする場合、制御部１０は、大気開放制御弁６４２を開状態とする。そうすると、サブタンク５３内およびバッファタンク６２内の圧力を迅速に大気圧まで低下できる。

また、所望の圧力が大気圧よりも低い負圧であり、サブタンク５３内の圧力が当該所望の圧力よりも低く、サブタンク５３内の圧力を上げようとする場合、制御部１０は、大気開放制御弁６４２を一定時間開状態とする。そうすると、サブタンク５３内およびバッファタンク６２内の圧力を大気圧に近づけて、当該圧力を上昇できる。

排気配管６５１の一端は、第２主配管６３の他端と連通接続されている。排気配管６５１の他端には、排気ポンプ６５２が接続される。排気ポンプ６５２は、排気配管６５１内の気体を排出する気流発生手段である。排気配管６５１には、排気制御弁６５３が介挿される。排気制御弁６５３が開状態であると、第２主配管６３と排気ポンプ６５２とが連通する。また、排気制御弁６５３が閉状態であると、第２主配管６３と排気ポンプ６５２との連通が遮断される。

このため、排気制御弁６５３を開状態として排気ポンプ６５２を駆動させると、サブタンク５３内およびバッファタンク６２内の気体が排気配管６５１を介して排出される。これにより、サブタンク５３内の圧力を低下させ、負圧とすることができる。すなわち、排気部６５は、サブタンク５３内を減圧できる。

印刷工程および待機時間においては、インク室３２３内の圧力は、ノズル３３内にインクのメニスカスが形成される圧力（以下、メニスカス圧と称する）に調節される。本実施形態では、インク室３２３が、インク貯留室３２２の下方に配置されているため、インク貯留室３２２内の圧力が負圧となるように、サブタンク５３内の圧力を設定する必要がある。インク室３２３内の圧力がメニスカス圧よりも高い場合、制御部１０は、排気制御弁６５３を開状態として排気ポンプ６５２を駆動させることにより、サブタンク５３内の圧力をメニスカス圧まで低下させる。

印刷装置１が印刷工程を行う際には、搬送機構２０により印刷用紙９を搬送しつつ、当該印刷用紙９の上面に、各ヘッドユニット３０の複数の吐出ヘッド３２からインク滴が吐出される。各ヘッドユニット３０には、印刷用紙９の上面のほぼ全幅に対向する位置にインク滴を吐出する複数のノズル３３が配置されている。このため、各ヘッドユニット３０は、印刷用紙９の上面のほぼ全幅に亘って、インク滴を吐出することができる。

このようなインク滴の吐出処理を、各色を担当する５つのヘッドユニット３０において順次行うことにより、印刷用紙９の上面に多色パターンが形成される。

操作部７０は、表示部７１および入力部７２を有する。表示部７１には、制御部１０から入力される印刷装置１の稼働状況等の情報が表示される。オペレータは、入力部７２から制御部１０への指令を入力できる。表示部７１には、例えば、液晶ディスプレイが用いられる。入力部７２には、例えば、キーボードやマウスが用いられる。また、表示部７１には、スピーカ７３が備えられている。スピーカ７３は、制御部１０からの指令に従って音声を用いてオペレータへエラーを報知する報知部を構成する。なお、表示部７１が、文字または画像を表示してオペレータへエラーを報知する報知部を構成してもよい。

本実施形態の操作部７０は、表示部７１と入力部７２とがそれぞれ印刷装置１から独立した別々の装置となっているが、表示部７１と入力部７２とが一体となったタッチパネル式の操作部７０が、印刷装置１の本体に取り付けられていてもよい。

制御部１０は、印刷装置１内の各部を動作制御するための部位である。図１中に概念的に示したように、本実施形態の制御部１０は、ＣＰＵ等の演算処理部１１、ＲＡＭ等のメモリ１２、およびハードディスクドライブ等の記憶部１３を有するコンピュータにより構成されている。また、制御部１０は、図４に示したように、搬送機構２０、５つのヘッドユニット３０の各圧力発生素子３２７、ＵＶランプ４０、供給ポンプ５２、液面センサ５３１、還流ポンプ５４、第１開閉弁５５６、第２開閉弁５５８、第３開閉弁５５９、大気開放制御弁６４２、排気ポンプ６５２、排気制御弁６５３、圧力センサ６６、表示部７１および入力部７２と、それぞれ電気的に接続されている。

制御部１０は、記憶部１３に記憶されたコンピュータプログラム１３１やデータ１３２を、メモリ１２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラム１３１およびデータ１３２に基づいて、演算処理部１１が演算処理を行うことにより、印刷装置１内の各部を動作制御する。これにより、印刷装置１における印刷工程や、後述するインク循環工程が進行する。なお、制御部１０は、電子回路により構成されていてもよい。

制御部１０は、ソフトウェア上で実現される処理部として、動作検知部１０１およびエラー検出部１０２を有する。すなわち、動作検知部１０１およびエラー検出部１０２は、上述の演算処理部１１、メモリ１２、および記憶部１３により実現される。動作検知部１０１は、圧力調整部６０が行う負圧軽減処理の回数または頻度を検知する。エラー検出部１０２は、動作検知部１０１からの検知信号に基づいて、インク還流手段５００が正常に動作しているか否かを判断する。

＜２．インク循環工程について＞
次に、印刷装置１におけるインク循環工程について、図５を参照しつつ説明する。図５は、本実施形態のインク循環工程の流れを示すフローチャートである。

この印刷装置１では、上述のように、紫外線硬化性のＵＶインクが用いられている。ホワイト（Ｗ）のＵＶインクには、沈降性成分である酸化チタンが含まれる。このため、ホワイト（Ｗ）のＵＶインクは、他の種類のインクと比べて、吐出ヘッド３２の内部や、インクが通過する管路の内部に沈降および凝集が生じやすい。

そこで、印刷装置１では、印刷工程を行っていない期間において、少なくともホワイト（Ｗ）のヘッドユニット３０およびインク供給部５０に対して、定期的にインク循環工程を行う。例えば、１回あたり３分のインク循環工程が、５分ごとに実施される。

なお、「印刷工程を行っていない期間」とは、全てのヘッドユニット３０が印刷工程を行っていない期間だけでなく、対象となるヘッドユニット３０が印刷工程に用いられていない期間を含む。すなわち、他の４色を用いて印刷工程が行われていても、ホワイト（Ｗ）のヘッドユニット３０が使用されていない場合、ホワイト（Ｗ）のヘッドユニット３０およびインク供給部５０に対して、インク循環工程が実施される。

図５に示すように、インク循環工程では、まず、制御部１０が、負圧軽減処理の回数のカウントを開始する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１０の動作検知部１０１が、圧力調整部６０が行う負圧軽減処理の回数の検知を開始する。そして、制御部１０は、ヘッド番号ｎを１とする（ステップＳ１０２）。この印刷装置１においては、１つのヘッドユニット３０に含まれる吐出ヘッドは６個であるため、ヘッド数Ｎは６である。

次に、制御部１０は、第ｎ番目の吐出ヘッド３２からメインタンク５１へのインクの還流を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部１０は、第ｎ番目の吐出ヘッドに対応する第２開閉弁５５８と、第３開閉弁５５９とを開状態として、還流ポンプ５４を作動させる。そして、所定時間経過後、還流ポンプ５４を停止するとともに、開状態とした第２開閉弁５５８と第３開閉弁５５９とを閉状態とする。本実施形態では、制御部１０は、ステップＳ１０３においてこのような還流動作を数回行う。

循環動作を行うと、吐出ヘッド３２からインクが排出される。これにより、インクが正常に循環していれば、吐出ヘッド３２、サブタンク５３およびバッファタンク６２内の圧力が低下する。

ここで、インク循環工程中および印刷工程中において、制御部１０は、圧力調整部６０にメニスカス制御工程を実施させている。これにより、吐出ヘッド３２内の圧力が、メニスカス圧となるように制御される。本実施形態では、負圧軽減処理と陽圧軽減処理とを行うことにより、吐出ヘッド３２内の圧力が一定の範囲内に収まるように制御されている。

図６は、本実施形態のメニスカス制御工程の流れを示すフローチャートである。図６に示すように、メニスカス制御工程では、圧力センサ６６の計測する圧力値が、所定の下限値よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２０１）。

ステップＳ２０１において、制御部１０が、圧力センサ６６の計測する圧力値が所定の下限値よりも小さいと判断すると、負圧軽減処理を行う（ステップＳ２０２）。具体的には、制御部１０は、大気開放制御弁６４２を開状態とし、所定時間経過後、閉状態とする。これにより、サブタンク５３およびバッファタンク６２が所定時間大気開放され、吐出ヘッド３２、サブタンク５３およびバッファタンク６２内の圧力が上昇する。ステップＳ２０２が終了すると、ステップＳ２０１へと戻る。

一方、ステップＳ２０１において、制御部１０が、圧力センサ６６の計測する圧力値が所定の下限値よりも大きいと判断すると、ステップＳ２０３へと進む。そして、圧力センサ６６の計測する圧力値が、所定の上限値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０３において、制御部１０が、圧力センサ６６の計測する圧力値が所定の上限値よりも大きいと判断すると、陽圧軽減処理を行う（ステップＳ２０４）。具体的には、制御部１０は、排気制御弁６５３を開状態とするとともに、排気ポンプ６５２を作動させる。そして、所定時間経過後、排気ポンプ６５２を停止するとともに、排気制御弁６５３を閉状態とする。これにより、サブタンク５３およびバッファタンク６２内の気体が排出され、吐出ヘッド３２、サブタンク５３およびバッファタンク６２内の圧力が低下する。ステップＳ２０４が終了すると、ステップＳ２０１へと戻る。

上述の通り、ステップＳ１０３において還流動作を行うと、インクが正常に循環していれば、吐出ヘッド３２、サブタンク５３およびバッファタンク６２内の圧力が低下する。このため、インクが正常に循環していれば、ステップＳ１０３の還流動作に伴って、制御部１０は、負圧軽減処理を行うはずである。そこで、制御部１０は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の間、負圧軽減処理の回数を検知することにより、インクが正常に循環しているか否かを判断できる。

ステップＳ１０３に続いて、制御部１０は、ヘッド番号ｎをインクリメントする（ステップＳ１０４）。その後、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５において、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎ以下であると判断すると、ステップＳ１０３へと戻り、次の吐出ヘッド３２に対する還流動作を行う。一方、ステップＳ１０５において、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎよりも大きいと判断すると、全ての吐出ヘッド３２に対する還流動作が終了したとして、動作検知部１０１による負圧軽減処理のカウントを終了する（ステップＳ１０６）。

その後、制御部１０のエラー検出部１０２は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の間における負圧軽減処理の回数が、所定の範囲内に含まれているか否かを判断する（ステップＳ１０７）。すなわち、エラー検出部１０２は、還流ポンプ５４の作動時における動作検知部１０１からの検知信号に基づいて、インク還流手段５００が正常に動作しているか否かを判断する。

ステップＳ１０７において、エラー検出部１０２が、負圧軽減処理の回数が所定の範囲内に含まれていると判断すると、ステップＳ１０８へと進む。すなわち、エラー検出部１０２は、負圧軽減処理の回数が所定の条件と合致すると、インク還流手段５００が正常に動作していると判断する。この場合、制御部１０は、インクが正常に循環していると判断し、インク循環工程を継続する。そして、制御部１０は、サブタンク５３へのインク供給動作を行う（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０８において、制御部１０は、まず、液面センサ５３１からの検知信号に基づいて、サブタンク５３へのインクの供給が必要であるか否かを判断する。インクの供給が必要と判断すると、制御部１０は、第１開閉弁５５６を開状態とするとともに、供給ポンプ５２を作動させる。そして、液面センサ５３１からの検知信号に基づいてサブタンク５３内のインクの液面高さが所定の上限値に達したと判断すると、供給ポンプ５２を停止し、第１開閉弁５５６を閉状態とする。そして、その後、インク循環工程を終了する。また、ステップＳ１０８において、インクの供給が不要であると判断すると、制御部１０は、正常にインク循環工程を終了する。

一方、ステップＳ１０７において、エラー検出部１０２が、負圧軽減処理の回数が所定の範囲内に含まれていないと判断すると、制御部１０は、インクが正常に循環していないと判断する。すなわち、エラー検出部１０２は、負圧軽減処理の回数が所定の条件と合致しない場合に、インク還流手段５００が正常に動作していないと判断する。このようにエラーを検知した場合、制御部１０は、エラー報知部によるエラーの報知を行う。本実施形態では、制御部１０は、表示部７１に備えられたスピーカ７３から音声を用いてオペレータへエラーを報知する。

上記のように、この印刷装置１では、インクの循環工程において、吐出ヘッド３２からメインタンク５１を介してサブタンク５３へとインクが還流される。一方、このような還流を行いつつ、サブタンク５３内の圧力をバッファタンク６２を介して圧力センサ６６で計測し、当該圧力が所定値以下となった場合に、負圧軽減処理を行う。そして、制御部１０は、循環工程の実行中における負圧軽減処理の回数を検知し、検知した当該回数に基づいて、インク還流手段５００が正常に動作しているか否かを判断する。すなわち、インクの循環工程を行いながら、圧力調整部６０がメニスカス制御の一環として行う負圧軽減処理の回数または頻度を検知することにより、インクが正常に循環しているか否かを判断する。

これにより、インクの循環経路内に圧力センサを設けることなく、インクが正常に循環しているか否かを確認できる。また、新たな部品を付加することなく、インクが正常に循環しているか否かを確認できる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

図７は、一変形例に係るインク循環工程の流れを示すフローチャートである。図７の例では、まず、制御部１０は、ヘッド番号ｎを１とする（ステップＳ３０１）。そして、制御部１０の動作検知部１０１が、負圧軽減処理の回数のカウントを開始する（ステップＳ３０２）。次に、制御部１０は、第ｎ番目の吐出ヘッド３２からメインタンク５１へのインクの還流を行う（ステップＳ３０３）。そして、動作検知部１０１による負圧軽減処理のカウントを終了する（ステップＳ３０４）。

その後、制御部１０のエラー検出部１０２は、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５の間における負圧軽減処理の回数が、所定の範囲内に含まれているか否かを判断する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５において、エラー検出部１０２が、負圧軽減処理の回数が所定の範囲内に含まれていると判断すると、ステップＳ３０６へと進む。一方、ステップＳ３０５において、エラー検出部１０２が、負圧軽減処理の回数が所定の範囲内に含まれていないと判断すると、エラーの報知を行う。

ステップＳ３０６では、制御部１０は、ヘッド番号ｎをインクリメントする。続いて、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７において、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎ以下であると判断すると、ステップＳ３０２へと戻り、次の吐出ヘッド３２に対する還流動作を行う。一方、ステップＳ３０７において、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎよりも大きいと判断すると、ステップＳ３０８へ進み、サブタンク５３へのインク供給動作を行う。

図７の例のように、各吐出ヘッド３２に対する還流動作が終了する度に、インク循環工程における負圧軽減処理の回数が所定の範囲内に含まれているか否かを判断してもよい。

図８は、他の変形例に係るインク循環工程の流れを示すフローチャートである。図８の例では、まず、制御部１０の動作検知部１０１が、負圧軽減処理の回数のカウントを開始する（ステップＳ４０１）。そして、制御部１０は、ヘッド番号ｎを１とする（ステップＳ４０２）。次に、制御部１０は、第ｎ番目の吐出ヘッド３２からメインタンク５１へのインクの還流を行う（ステップＳ４０３）。続いて、制御部１０は、サブタンク５３へのインク供給動作を行う（ステップＳ４０４）。その後、制御部１０は、ヘッド番号ｎをインクリメントする（ステップＳ４０５）。

ステップＳ４０５が完了すると、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４０６）。ステップＳ４０６において、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎ以下であると判断すると、ステップＳ４０３へと戻り、次の吐出ヘッド３２に対する還流動作を行う。一方、ステップＳ４０６において、制御部１０は、ヘッド番号ｎがヘッド数Ｎよりも大きいと判断すると、ステップＳ４０７へ進み、動作検知部１０１による負圧軽減処理のカウントを終了する。

その後、制御部１０のエラー検出部１０２は、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０７の間における負圧軽減処理の回数が、所定の範囲内に含まれているか否かを判断する（ステップＳ４０８）。ステップＳ４０８において、エラー検出部１０２が、負圧軽減処理の回数が所定の範囲内に含まれていると判断すると、制御部１０は、正常にインク循環工程を終了する。一方、ステップＳ４０８において、エラー検出部１０２が、負圧軽減処理の回数が所定の範囲内に含まれていないと判断すると、エラーの報知を行う。

図８の例のように、各吐出ヘッド３２に対する還流動作が終了する度に、サブタンク５３へのインク供給動作が行われてもよい。特に、各吐出ヘッド３２に対する還流動作において大量のインクを還流される場合や、吐出ヘッド３２の個数が多い場合、１つまたは所定の数個の吐出ヘッド３２に対する還流動作が終了した時点で、サブタンク５３へのインク供給動作が行われるのが好ましい。

また、上記の実施形態の印刷装置は、５個のヘッドユニットを有していたが、ヘッドユニットの数は、１〜４個であってもよく、６個以上であってもよい。

また、上記の実施形態の印刷装置では、紫外線硬化性のＵＶインクが用いられていたが、本発明はこれに限られない。ＵＶインクに代えて、油性インクや、熱風により乾燥する水性インク等の他の種類のインクが用いられてもよい。その場合、印刷装置がＵＶランプを有していなくてよい。

また、上記の実施形態の印刷装置は、記録媒体としての印刷用紙に画像を印刷するものであった。しかしながら、本発明の印刷装置は、一般的な紙以外のシート状の記録媒体（例えば、樹脂製のフィルム等）に、画像等のパターンを印刷するものであってもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ インクジェットプリンタ
１０ 制御部
３０ ヘッドユニット
３２ 吐出ヘッド
３３ ノズル
５０ インク供給部
５１ メインタンク
５２ 供給ポンプ
５３ サブタンク
５４ 還流ポンプ
６０ 圧力調整部
６４ 大気開放部
６５ 排気部
６６ 圧力センサ
７３ スピーカ
１０１ 動作検知部
１０２ エラー検出部
６４１ 大気開放配管
６４２ 大気開放制御弁
６５１ 排気配管

Claims (11)

1. 記録媒体に対してインクを吐出する複数のノズルを備えたヘッドと、
   前記インクを貯留し、前記ヘッドへ前記インクを供給するタンクと、
   前記タンク内の圧力を計測するための圧力センサと、
   前記ヘッドから前記タンクへ前記インクを送液するインク還流手段と、
   前記圧力センサの検出結果が所定値以下であるとの判断に基づいて、前記タンク内の圧力を上昇させる負圧軽減処理を行う圧力調整部と、
   前記圧力調整部が行う前記負圧軽減処理の回数または頻度を検知する動作検知部と、
   前記動作検知部からの検知信号に基づいて、前記インク還流手段が正常に動作しているか否かを判断するエラー検出部と、
   を有する、インクジェットプリンタ。
2. 請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、
   前記圧力調整部と前記タンクとに連通接続されるバッファタンクをさらに備え、
   前記圧力センサは前記バッファタンク内の圧力を計測する、インクジェットプリンタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタであって、
   前記圧力調整部は、
   前記タンクと外部とを連通する大気開放配管と、
   前記大気開放配管に介挿され、前記タンクと外部とを連通状態と遮断状態とに切り替える大気開放弁と、
   を有し、
   前記圧力調整部は、前記大気開放弁を開放して前記タンクを大気開放することにより、前記負圧軽減処理を行う、インクジェットプリンタ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   前記エラー検出部は、前記回数または前記頻度が所定の条件と合致しない場合に、前記インク還流手段が正常に動作していないと判断する、インクジェットプリンタ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   前記インク還流手段は、
   前記インクを貯留するインク貯留部と、
   前記ヘッドから前記インク貯留部へ前記インクを送液する還流ポンプと、
   前記インク貯留部から前記タンクへ前記インクを送液する供給ポンプと、
   を有する、インクジェットプリンタ。
6. 請求項５に記載のインクジェットプリンタであって、
   前記エラー検出部は、前記還流ポンプの作動時における前記検知信号に基づいて、前記インク還流手段が正常に動作しているか否かを判断する、インクジェットプリンタ。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   複数の前記ヘッドを有する、インクジェットプリンタ。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   前記エラー検出部が前記インク還流手段が正常に動作していないと判断した場合に、エラーを報知するエラー報知部
   をさらに有する、インクジェットプリンタ。
9. 記録媒体に対してインクを吐出する複数のノズルを備えたヘッドと、
   前記ヘッドへ前記インクを供給するタンクと、
   前記ヘッドから前記タンクへ前記インクを送液するインク還流手段と、
   前記タンク内の圧力を計測するための圧力センサと、
   を有するインクジェットプリンタにおいて、前記ヘッドから前記タンクへの前記インクの送液状態を確認する送液状態確認方法であって、
   ａ）前記ヘッドから前記タンクへと前記インクを還流しつつ、前記圧力センサの検出結果を取得することで、前記タンク内の圧力が所定値以下となったか否かを判断する工程と、
   ｂ）前記工程ａ）の実行中に、前記圧力センサの検出結果が所定値以下であるとの判断に基づいて、負圧軽減処理を行う工程と、
   ｃ）前記工程ａ）の実行中における前記負圧軽減処理の回数または頻度を検知し、検知した前記回数または前記頻度に基づいて、前記インク還流手段が正常に動作しているか否かを判断する工程と、
   を有する、送液状態確認方法。
10. 請求項９に記載の送液状態確認方法であって、
    前記工程ｂ）において、
    前記負圧軽減処理は、前記タンクを大気開放する処理である、
    送液状態確認方法。
11. 請求項９または請求項１０に記載の送液状態確認方法であって、
    前記工程ｃ）において、
    前記負圧軽減処理の前記回数または前記頻度が所定の条件と合致しない場合に、前記インク還流手段が正常に動作していないと判断する、
    送液状態確認方法。
    

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