JP6851727B2 - 液体循環モジュール及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、液体循環モジュール及び液体吐出装置に関する。

液体吐出ヘッドと循環装置とを接続した液体循環モジュールが開発されている。液体循環モジュールは、例えば記録媒体にインクを吐出させて画像を記録する液体吐出装置、いわゆるインクジェット記録装置に用いられる。液体循環モジュールには、循環装置の循環動作等の動作制御をするためのホスト制御装置が必要である。ホスト制御装置は、液体循環モジュールとは別体で構成され、液体循環モジュールの外部に設置される。このため液体循環モジュールは、ホスト制御装置に、相互通信用の通信ケーブルを介して常時接続されるので、使い勝手が悪い。このような事情から、使い勝手の良い液体循環モジュールが求められている。

特開２０１４−１９５９３２号公報

本発明が解決しようとする課題は、使い勝手の良い液体循環モジュール及び液体吐出装置を提供することである。

実施形態に係る液体循環モジュールは、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに接続され、液体を貯留する貯留部と、前記液体吐出ヘッド及び前記貯留部を通る所定の循環路において液体を循環させる循環部と、前記貯留部内の圧力を検出する圧力検出部と、前記貯留部内の圧力を調整する圧力調整部と、前記循環部の循環動作と、前記圧力調整部の圧力調整動作と、を制御するモジュール制御部と、を一体に備え、前記モジュール制御部は、前記循環動作の動作条件及び制御プログラムを記憶するメモリを備え、ホスト制御部からの指示により前記循環動作を制御するアプリケーションモードと、前記メモリに記憶された動作条件により前記循環動作を制御するスタンドアロンモードとを切り替えるモード切替手段を有する。

一実施形態にかかるインクジェット記録装置の正面図。 同インクジェット記録装置のインク供給循環モジュールの斜視図。 同インクジェット記録装置のインク供給循環モジュールの斜視図。 同インク供給循環モジュールの内部構造と流路を概略的に示す説明図。 同インクジェット記録装置のインクジェットヘッドの構造を示す説明図。 同インクジェット記録装置の制御系を示すブロック図。 同インクジェット記録装置の動作を示すフローチャート。 他の実施形態にかかるインクジェット記録装置の動作を示すフローチャート。 他の実施形態にかかるインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図。 他の実施形態にかかるインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図。

以下、一実施形態にかかるインクジェット記録装置１０について図１乃至図８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および図２に示すように、液体吐出装置の一例であるインクジェット記録装置１０は、複数のインク供給循環モジュール４０と、インクカートリッジ５１と、ヘッド支持部６０と、記録媒体移動部７０と、メンテナンスユニット８０と、ホスト制御装置９０（ホスト制御部）と、電源１０１と、入力装置１０２と、表示装置１０３と、を備える。

図１乃至図４に示すインク供給循環モジュール４０は、液体循環モジュールであり、液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッド２０及び液体循環装置であるインク循環装置３０を一体に備える。複数のインク供給循環モジュール４０は、例えばシアンインク、マゼンダインク、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媒体に吐出して、所望の画像を形成するが、それぞれ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。複数のインクジェットヘッド２０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。したがって共通の符号を用いて説明する。

図５に示すように、インクジェットヘッド２０は、複数のノズル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、ヘッド駆動回路５４３と、を備える。ヘッド駆動回路５４３は、インクジェット記録装置のホスト制御装置９０に接続される。

ノズルプレート２１は、それぞれ１インチ当たり約１５０個のノズルを有する第１及び第２のノズル列を備える。ノズルプレート２１と、基板２２と、マニフォルド２３とによって、インクジェットヘッド２０の内部に所定のインク流路２８を構成する。インクジェットヘッド２０は、例えば１ノズルあたりのインク液滴量が１００ｐｌ以下程度のヘッドである。

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の、各インク圧力室２５に面する部位には、アクチュエータ２４が設けられている。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２９を備える。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。

マニフォルド２３は、基板２２の上部に接合されている。マニフォルド２３は、インク循環装置３０に連通する供給口及び排出口を有するとともに、基板２２及びノズルプレート２１に組み付けた状態で所定のインク流路２８を形成する所定形状に構成されている。

アクチュエータ２４は、例えば圧電素子２４ａと振動板２４ｂを積層したユニモルフ式の圧電振動板で構成される。圧電素子は例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミック材料等で構成される。振動板は例えばＳｉＮ（窒化ケイ素）等で形成される。

圧電素子２４ａは上下に電極２４ｃ，２４ｄを備える。電極２４ｃ，２４ｄに電圧がかからない場合は、圧電素子２４ａが変形しないことから、アクチュエータ２４は変形しない。アクチュエータ２４が変形しない場合、インクの表面張力によって、ノズル孔２１ａ内にはインクＩと空気の界面であるメニスカスＭｅが形成され、インク圧力室２５内のインクＩは、ノズル孔２１ａ内に留まる。

電極２４ｃ，２４ｄに電圧（Ｖ）がかかると、圧電素子２４ａが変形して、アクチュエータ２４は変形する。アクチュエータ２４の変形により、メニスカスＭｅにかかる圧力が空気圧より高くなり（陽圧）、インクＩはメニスカスＭｅを破ってインク滴ＩＤとなりノズル孔２１ａから吐出する。

図２、図３，図４，及び図６に示すように、インク循環装置３０は、貯留部としてのインクケーシング３３と、供給部としての供給ポンプ３４と、循環部としての循環ポンプ３５と、圧力調整部３６と、モジュール制御部としてのモジュール制御装置５００と、を備える。これら構成要素はカバー３０ａで覆われる。カバー３０ａはインク循環装置３０の外郭を構成する。なお図２においては内部構造を示すためにカバー３０ａを省略して示す。

インク循環装置３０は、インクジェットヘッド２０の上部に一体に設けられる。具体的には、インクジェットヘッド２０上にインクケーシング３３が搭載され、インクケーシング３３上に圧力調整部３６が搭載されている。そして、インクケーシング３３及び圧力調整部３６で構成される組付部品の一方の側面には循環ポンプ３５及び供給ポンプ３４が搭載され、他方の側面には制御基板５００ａが搭載されている。平面視において、インク循環装置３０の外郭を構成するカバー３０ａの外形が、インクジェットヘッド２０の外形と、同程度のサイズおよび形状に収められている。

インクケーシング３３は、インクジェットヘッド２０の供給口２６ａに連通する供給室３１と、インク排出口２７ａに連通する回収室３２とを内部に備える。また、インクケーシング３３は、回収室３２と供給室３１との間に介在する共通壁３７を備える。供給室３１は、インクジェットヘッド２０に供給するインクＩを貯留可能な液室である。回収室３２は、インクＩを保有可能であり、インクジェットヘッド２０から回収されるインクＩを貯留可能な液室である。インクケーシング３３は、外気に対して密閉される。

回収室３２は、インク戻し管２７を介してインクジェットヘッド２０のインク排出口２７ａに連通する。回収室３２に液孔３２ｃが形成されている。供給室３１は、圧力調整部の第１の圧力調整機構４７に連通する第１の連通孔３１ｄを備える。回収室３２は、圧力調整部３６の第２の圧力調整機構４８に連通する第２の連通孔３２ｄを備える。

供給室３１はインク供給管２６を介してインクジェットヘッド２０の供給口２６ａに連通する。供給室３１はチューブ５２を介してインクカートリッジ５１に接続されている。供給室３１には、供給されるインクの通路である液孔３１ｂが形成される。

供給ポンプ３４は、インクカートリッジ５１内に保有されたインクを供給室３１に供給する。供給ポンプ３４は、例えば圧電ポンプであり、配線を通して駆動回路５４０に接続されている。供給ポンプ３４は、駆動回路５４０によって、交流電圧で圧電アクチュエータが動作させられると、ポンプ室の拡張と収縮を繰り返してインクカートリッジ５１から供給室３１にインクを送液する。

インク循環装置３０において、回収室３２の液孔３２ｃから供給室３１の液孔３１ｂに達する循環路４１ａが形成され、この循環路４１ａに循環ポンプ３５及びフィルタ４３が設けられる。循環ポンプ３５は、インクＩを回収室３２から供給室３１、インクジェットヘッド２０を経て再び回収室３２に至る流路で循環させる。

循環ポンプ３５は、圧電ポンプであり、配線を通して駆動回路５４０に接続されている。循環ポンプ３５は、駆動回路５４０によって、交流電圧で圧電アクチュエータが動作させられると、そのポンプ室を拡張及び収縮することで、インクＩを搬送する。すなわち、循環ポンプ３５は、循環路４１ａにおいて回収室３２の液孔３２ｃからインクを吸引し、供給室３１の液孔３１ｂへインクＩを送液する圧力を発生させる。循環ポンプ３５は、インクケーシング３３の一方の側面において、隣接する回収室３２と供給室３１に跨って設けられる。

なお、供給ポンプ３４や循環ポンプ３５として、例えばチューブポンプ、ダイヤフラムポンプ、或いはピストンポンプ等を利用しても良い。

フィルタ４３は、図４に示すように、例えば循環路４１ａの循環ポンプ３５よりも循環方向の下流に在り、インクＩに混入した異物を除去する。フィルタ４３として、例えばポリプロピレン、ナイロン、ポリフェニレンサルファルド、或いはステンレス等のメッシュフィルタを利用する。

回収室３２から供給室３１にインクを循環する間にインクＩ中の気泡は浮力によって重力方向と逆向き（上方向）に上昇する。浮力により上昇した気泡は回収室３２の液面あるいは供給室３１の液面より上方の空気室に移動してインクから除去される。また、フィルタ４３は、供給室３１内のインク供給管２６への入口付近にあっても良い。

インク循環装置３０は、図４に示すように、回収室３２のインク量を計測する第１のインク量センサ（液面センサ）４４ａと、供給室３１のインク量を計測する第２のインク量センサ（液面センサ）４４ｂを備える。第１のインク量センサ（液面センサ）４４ａおよび第２のインク量センサ（液面センサ）４４ｂは、例えば圧電振動板を交流電圧で振動させて、回収室３２や供給室３１を伝わるインクの振動をそれぞれ検出して、インク量を計測する。インク量センサの構造は限定されず、第１の液面α１や第２の液面α２の高さを計測する構造であっても良い。また、インク循環装置３０は、インクの温度を検出する温度センサ４９を備える。

インク循環装置３０は、圧力検出部として、回収室３２内の圧力を検出する第１の圧力センサ４５ａと供給室３１の圧力を検出する第２の圧力センサ４５ｂと、を備える。圧力センサ４５ａ、４５ｂ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。

圧力調整部３６は、第１の圧力調整機構４７と第２の圧力調整機構４８とを備える。第１の圧力調整機構４７と第２の圧力調整機構４８は、例えばモータによりピストンを上下させて空気体積を変化させるピストン式の機構である。第１の圧力調整機構４７と第２の圧力調整機構４８は、上記圧力検出部の情報に基づき空気の膨張圧縮を行うことにより、供給室３１及び回収室３２内の圧力を調整可能に構成されている。

インク循環装置３０は、循環路４１ａにおいてインクを循環してインクジェットヘッド２０に供給し、インクＩに含まれる気泡を吸収し、あるいは異物を除去する。また、インク循環装置３０は、第１圧力室２５７及び第２圧力室２５８の圧力を調整して、ノズル孔２１ａのメニスカスＭｅの圧力を調整する。また、第１圧力室２５７を固定して第２圧力室２５８で調整を行うことも可能である。例えば、圧力調整部３６による空気制御及び供給ポンプ３４によるインク補充制御による圧力調整により、メニスカスＭｅの圧力を例えば−２．０ｋＰａ〜−０．８ｋＰａの範囲に維持して、不要なインク漏れあるいは気泡の吸引を防止する。

インク循環装置３０は、インクの温度を上げるヒータ３９と、インクの温度を下げる冷却装置３８と、を備える。
インク循環装置３０は、温度検出部として、循環路４１ａの温度を検出する温度センサ４９を備える。

図１及び図２に示すインクカートリッジ５１は、チューブ５２を介してインク供給循環モジュール４０のインク循環装置３０に連通する。インクカートリッジ５１は、インク供給循環モジュール４０に供給されるインクを保有する。インクカートリッジ５１は、重力方向においてインク循環装置３０より相対的に下方に配置されている。本実施形態では、インクカートリッジ５１を、重力方向においてインク循環装置３０より相対的に下方に配置することで、インクカートリッジ５１内のインクの水頭圧が、供給室３１の設定圧力より低く保たれる。インクカートリッジ５１を、インク循環装置３０より下方に配置することにより、供給ポンプ３４が駆動している時だけインクカートリッジ５１から供給室３１へ新たなインクが供給される。

ヘッド支持部６０は、インク供給循環モジュール４０を支持するキャリッジ６１、キャリッジ６１を矢印Ａ方向に往復移動させる搬送ベルト６２、搬送ベルト６２を駆動するキャリッジモータ６３を備える。ヘッド支持部６０は、インク供給循環モジュール４０を移動可能に支持する。

記録媒体移動部７０は、記録媒体Ｓを移動可能に支持する。記録媒体移動部７０は、記録媒体Ｓを吸着固定するテーブル７１を備える。テーブル７１は、スライドレール装置７２上に取り付けられて矢印Ｂ方向に往復移動する。

メンテナンスユニット８０は、インク供給循環モジュール４０の矢印Ａ方向の走査範囲であって、テーブル７１の移動範囲より外側の位置に配置される。メンテナンスユニット８０は上方が開放したケースであって、上下に移動可能に設けられる。
メンテナンスユニット８０は、ゴム製のブレード及び廃インク受け部を備えるとともに、ブレードを矢印Ｂ方向へ移動させる機構を備え、ブレードでノズルプレート２１表面を払拭する。

次に図６を参照して、インク供給循環モジュール４０の動作を制御する制御系について説明する。本実施形態にかかるインクジェット記録装置１０の制御系は、インク供給循環モジュール４０に一体に構成されたモジュール制御装置５００と、インク供給循環モジュール４０とは別体として構成されたホスト制御装置９０と、を備えて構成される。

インクジェット記録装置１０のホスト制御装置９０は、電源１０１、キーボード等の入力装置１０２、及びインク循環装置３０の状況を表示する表示装置１０３に、接続されている。

ホスト制御装置９０は、インクジェット記録装置１０を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）９１と、各要素を駆動する駆動回路９２と、を備える制御基板である。

マイコン９１は、各部の動作を制御するプロセッサ９４と、プログラムあるいは各種データ等を格納するメモリ９５と、アナログデータ（電圧値）をデジタルデータ（ビットデータ）に変換するＡＤ変換部９６と、を備える。

ホスト制御装置９０は、インクジェット記録装置１０の各種駆動部、例えば記録媒体移動部７０のテーブル７１、スライドレール装置７２、メンテナンスユニット８０の駆動部、および搬送ベルト６２のキャリッジモータ６３、に接続される。

またホスト制御装置９０は、ＵＳＢケーブル等の信号線を介して、インク供給循環モジュール４０と通信可能に接続される。

プロセッサ９４は、ホスト制御装置９０の中枢部分に相当する。プロセッサ９４は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムに従って、インクジェット記録装置１０の各種の機能を実現するべく、インクジェット記録装置１０の各部を制御する。

プロセッサ９４は入力装置１０２に指示入力された入力情報を検出する。

プロセッサ９４は、入力装置１０２に入力指示され、あるいは予めメモリ９５記憶された各種動作条件や制御プログラムに従って、キャリッジモータ６３、メンテナンスユニット８０、記録媒体移動部７０、及び表示装置１０３を駆動する。

プロセッサ９４は、例えば各種情報及び制御プログラムに従って、モジュール制御装置５００に動作条件を送信することで、モジュール制御装置５００に制御プログラムや動作条件を指示する。

すなわち、制御プログラムに基づく制御処理をプロセッサ９４が実行することによって、プロセッサ９４を中枢部分とするホスト制御装置９０は、印字動作、移動動作、表示動作、及び指示動作を制御する印字手段、移動手段、表示手段、及び指示手段として機能する。

メモリ９５は、ホスト制御装置９０の主記憶部分に相当する。メモリ９５は、不揮発性の
メモリ領域と揮発性のメモリ領域とを含む。メモリ９５、不揮発性のメモリ領域ではオペレーティングシステムやアプリケーションプログラムを記憶する。またメモリ９５は、プロセッサ９４が各部を制御するための処理を実行する上で必要なデータを不揮発性または揮発性のメモリ領域で記憶する場合もある。メモリ１２は、揮発性のメモリ領域を、プロセッサ９４によってデータが適宜書き換えられるワークエリアとして使用する。メモリ９４としては、典型的には半導体メモリが使用される。しかしながら半導体メモリに加えて、ＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｃ ｄｒｉｖｅ）などの他の種類の記憶デバイスを含んでも良い。

モジュール制御装置５００は、圧力調整装置の背面側に搭載された制御基板５００ａ上に、マイクロコンピュータ（マイコン）５１０と、各要素を駆動する駆動回路５４０と、増幅回路５４１と、接続用の接続端子５４２と、備える。

モジュール制御装置５００は、電源１０１、表示装置１０３、入力装置１０２に接続されている。また、モジュール制御装置５００は、ホスト制御装置９０に接続され、ホスト制御装置９０と通信可能に構成されている。

接続端子５４２は、例えばＵＳＢケーブルを接続するためのＵＳＢ端子である。
モジュール制御装置５００は、接続端子５４２に接続されるＵＳＢケーブルによってホスト制御装置９０と接続された状態で、ホスト制御装置９０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。

制御基板５００ａは、例えば矩形状に構成され、インクジェットヘッド２０上のインクケーシング３３及び圧力調整部３６の１の側面に配置される。

マイコン５１０は、各部の動作を制御するプロセッサ５１１と、プログラムあるいは各種データ等を格納するメモリ５２０と、アナログデータ（電圧値）をデジタルデータ（ビットデータ）に変換するＡＤ変換部５３０と、を備える。

プロセッサ５１１は、モジュール制御装置５００の中枢部分に相当する。プロセッサ５１１は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムに従って、インク供給循環モジュール４０の各種の機能を実現するべく、インク供給循環モジュール４０の各部を制御する。

プロセッサ５１１は、インク循環装置３０の各種ポンプの駆動部や各種センサに接続される、インク循環装置３０を制御する。

予めメモリ５２０記録され、あるいはホスト制御装置９０から指令された制御プログラムに基づく制御処理をプロセッサ５１１が実行することによって、モジュール制御装置５００は循環手段、圧力調整手段、供給手段、及びモード切替手段として機能する。

例えばプロセッサ５１１は、循環ポンプ３５の動作を制御することで、インクを循環させる循環手段としての機能を有する。
プロセッサ５１１は、供給ポンプ３４の動作を制御することで、インクカートリッジからインクを循環路に供給する供給手段としての機能を有する。

プロセッサ５１１は、第１の圧力センサ４５ａ、第２の圧力センサ４５ｂ、第１の液面センサ４４ａ、第２の液面センサ４４ｂ、にて検知した情報をＡＤ変換部５３０にて取り込む機能を有する圧力検出手段として機能する。また、プロセッサ５１１は圧力センサ４５ａ，４５ｂからの圧力に基づき、圧力調整部３６や供給ポンプ３４の動作を制御し、圧力調整を行う圧力調整手段としての機能を有する。
プロセッサ５１１は、ホスト制御装置９０との通信が可能な状態で必要な駆動条件をメモリ５２０に記憶する。したがって、その後ホスト制御装置９０との通信を解除しても、インク供給循環モジュール４０は、メモリ５２０の駆動条件に従って単独で循環制御動作や圧力制御動作等の各種フィードバック動作を行うスタンドアロン動作が可能に構成されている。

メモリ５２０は例えば不揮発性メモリであって、モジュール制御装置５００上に実装されている。メモリ５２０には、インクの循環動作、インクの供給動作、圧力調整、温度管理、インクの液面管理などの制御に必要な情報として、各種制御プログラムや動作条件が記憶されている。例えば、メモリ５２０には、最後に実行した圧力センサ校正の校正値、スタンドアロンモードにおける制御プログラム、圧力の上限及び下限、温度の上限及び下限、等が記憶されている。例えば圧力の上限及び下限は目標圧力±０．１ｋＰａであり、温度の上限及び下限は目標温度±０．１℃に設定される。

以下、モジュール制御装置５００のプロセッサ５１１の制御について、図７のフローチャートを参照して説明する。

なお、本実施形態では、最初にスタンドアロンモードとアプリケーションモードとでモード切替をする例について説明する。スタンドアロンモードは予めメモリ５２０に記憶されたプログラムや動作条件に従って循環動作とフィードバック制御を行うモードである。アプリケーションモードは、ホスト制御装置９０からの指示に基づき、循環動作とフィードバック制御を行うモードである。

Ａｃｔ１においてプロセッサ５１１は、インクジェット記録装置１０の電源１０１がＯＮとなったことを検出する。

Ａｃｔ２において、プロセッサ５１１は、シーケンス制御によりイニシャライズ動作を行う。イニシャライズ動作として、例えば圧力調整機構４７及び４８の動作確認、各圧力センサ４５ａ，４５ｂの動作確認、液面センサ４４ａ，４４ｂの動作確認、その他構成要素の動作に必要な動作確認を行う。

Ａｃｔ３において、プロセッサ５１１は、ホスト制御装置９０から送信された動作条件を検出し、メモリ５２０に記憶する。

Ａｃｔ４において、プロセッサ５１１は、入力装置１０２への入力指示やホスト制御装置９０との接続状態に基づいて、アプリケーションモードであるか否かを判定する。Ａｃｔ４においてアプリケーションモードでないと判定した場合には（Ａｃｔ４のＮｏ）、プロセッサ５１１は、Ａｃｔ５として、スタンドアロンモードであるか否かを判定する。なお、Ａｃｔ４においてアプリケーションモードであると判定した場合には（Ａｃｔ４のＹｅｓ）、プロセッサ９４からの指示により、後述するＡｃｔ２１以降の通常動作制御を行う。

Ａｃｔ５においてスタンドアロンモードであると判定した場合には（Ａｃｔ５のＹｅｓ）、Ａｃｔ６として、Ａｃｔ７〜Ａｃｔ１５のスタンドアロン制御を開始する。なおＡｃｔ６以降、スタンドアロンモードの場合には通信せずに動作が可能であるため、通信線が不要であり、ホスト制御装置９０との間の信号線の接続は解除可能となる。

Ａｃｔ７において、プロセッサ５１１は、各圧力センサの圧力値と電圧値の関係に基づき、圧力値の校正処理を行う。この校正処理は、自動シーケンスによってプロセッサ５１１よって予めメモリ５２０に記憶されたプログラムや、入力装置１０２に設けられる校正開始ボタンの指示に従って、制御する。

Ａｃｔ８において、プロセッサ５１１は、インクカートリッジ５１からインク供給循環モジュール４０にインクＩを充填する。具体的には、例えばインクジェット記録装置１０を最初に印刷動作させる場合に、プロセッサ５１１は、供給ポンプ３４を駆動し、インクカートリッジ５１から供給室３１にインクを送液する。複数のインクカートリッジ５１のシアンインク、マゼンダインク、イエロインク、ブラックインク、ホワイトインクを複数のインク供給循環モジュール４０にそれぞれ初期充填する。例えば、回収室３２の液孔３２ｃと供給室３１の液孔３１ｂにインクＩが到達するとプロセッサ５１１はインクＩの初期充填を終了する。

インクジェット記録装置１０のプロセッサ９４は初期インク補給動作に先だって、インク供給循環モジュール４０を待機位置に移動させるとともに、メンテナンスユニット８０を上昇させてノズルプレート２１を覆う。

また、例えば上記Ａｃｔ８の後、所定のタイミングで、インクジェット記録装置１０のプロセッサ９４は印字動作の制御を行う。印字動作として、プロセッサ９４は、記録媒体Ｓの搬送方向に対して直交する方向にインク供給循環モジュール４０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、プロセッサ９４は、記録媒体Ｓをテーブル７１に吸着固定して、テーブル７１を矢印Ｂ方向に往復移動し、メンテナンスユニット８０を矢印Ｃ方向に移動する。キャリッジ６１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。またプロセッサ９４は、画像データに応じた画像信号により、ヘッド駆動回路５４３により、インクジェットヘッド２０のアクチュエータ２４を選択的に駆動して、ノズル孔２１ａから記録媒体Ｓにインク滴ＩＤを吐出する。

印字中のノズル孔２１ａからのインク滴ＩＤの吐出、あるいは循環ポンプ３５の駆動等によりインクケーシング３３の圧力は変動する。インクケーシング３３の圧力を、ノズル孔２１ａからのインク漏れあるいはノズル孔２１ａから気泡を吸引しない安定域に維持するために、プロセッサ５１１は、インクケーシング３３の圧力を調整する。

Ａｃｔ９においてプロセッサ５１１は、インクジェットヘッド２０のノズル面の圧力を規定値になるように、決められた圧力調整値に従い圧力調整を開始する。具体的には、プロセッサ５１１は、第１の圧力センサ４５ａ、第２の圧力センサ４５ｂ、の検知結果から、圧力調整部３６を駆動する。インクケーシング３３内の圧力は、インクジェットヘッド２０のノズル孔２１ａからインクＩが漏れず、且つノズル孔２１ａから気泡を吸引しない程度の、負圧を維持する。インクケーシング３３の負圧により、ノズル孔２１ａは負圧のメニスカスＭｅを維持する。インクＩの初期充填を完了した状態でインクジェット記録装置１０の電源１０１を切った場合もインクケーシング３３は密閉状態であり、ノズル孔２１ａ内のメニスカスＭｅは負圧に維持し、インクの漏れを防止する。

Ａｃｔ１０において、プロセッサ５１１は、循環ポンプ３５を駆動し、インク循環動作を開始する。インクジェットヘッド２０から還流されたインクＩは、回収室３２、循環ポンプ３５、フィルタ４３（図示せず）、供給室３１、を経て循環し、インクジェットヘッド２０に供給される。インク供給循環モジュール４０は、インクＩを循環することにより、インクＩに混入した気泡や異物を除去して、インク吐出性能を良好に保持する。したがって、インク供給循環モジュール４０によるプリント画質が向上する。

Ａｃｔ１１において、プロセッサ５１１は、温度センサ４９の検知結果に基づき、ヒータ３９や冷却装置３８を駆動して、温度を適性範囲に調整する。

Ａｃｔ１２及びＡｃｔ１３において、プロセッサ５１１は、液面調整を開始する。具体的には、プロセッサ５１１は、第１の液面センサ４４ａおよび第２の液面センサ４４ｂの検知結果から、供給ポンプ３４を駆動することで、インクカートリッジ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。例えばプリント時にノズル孔２１ａからインク滴ＩＤを吐出し、インクケーシング３３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。

以降、プロセッサ５１１は、Ａｃｔ１４において電源がＯＦＦとなるのを検出するまで、Ａｃｔ９〜Ａｃｔ１３の各種フィードバック制御を行う。

Ａｃｔ４においてアプリケーションモードであると判定された場合には、プロセッサ５１１は、Ａｃｔ２２〜Ａｃｔ３０として、ホスト制御装置９０と通信線により接続された状態で、ホスト制御装置９０のプロセッサ９４からの指示に基づき、Ａｃｔ７〜Ａｃｔ１５と同様の各種フィードバック制御処理を行う。
以上の様に構成された、本実施形態に係るインク供給循環モジュール４０及びインクジェット記録装置１０によれば、以下の様な効果が得られる。すなわち、インク供給循環モジュール４０にインク循環動作及び圧力調整動作を制御するためのモジュール制御装置５００を一体に備えたことにより、インク供給循環モジュール４０が単独で動作可能となる。したがって、ホスト制御装置９０との通信が解除された状態で、インク供給循環モジュール４０を独立して駆動させることができ、循環動作とフィードバック制御を単独で行うことができる。

また、インク供給循環モジュール４０は、アプリケーションモードとスタンドアロンモードとを切り替えることができる。そして、スタンドアロンモード指定時には、予め決められた条件でインク供給循環モジュール４０を独立して駆動させることができる。また、駆動条件を変更させたい場合には、信号線によってホスト制御装置９０に再度接続させることで、アプリケーションモードに切り替えることも可能である。

インク供給循環モジュール４０は、信号線を常時接続することが不要となる。このため、設計や動作範囲の制約が減る。したがって、インクジェット記録装置１０の小型化や簡略化が図れる。特にインク供給循環モジュール４０を複数台搭載する場合にも、複雑な配線が不要となり、装置の簡略化が図れる。

本実施形態にかかるインク供給循環モジュール４０は、インクジェットヘッド２０の上方に、その外側面が所定の範囲に収まるインク循環装置３０が搭載されている。インク循環装置３０は、インクジェットヘッド２０上にインクケーシング３３及び圧力調整部３６が搭載され、このインクケーシング３３及び圧力調整部３６の一方の側面部に循環ポンプ３５及び供給ポンプ３４及び制御基板５００ａが搭載されている。そして、外郭を覆うカバー３０ａの外形は、平面視において、インクジェットヘッド２０の外形と同形状に構成されている。すなわち、スタンドアロン動作に必要な構成部品が、コンパクトに一体に構成されることから、様々な用途や使用状況に対応できる。このため、例えば一方向供給タイプなど、一般的に用いられる他のタイプのインクジェットヘッドの代替として用いることが容易となる。また、循環タイプのインクジェットヘッドの評価用インク供給循環モジュールとして、あるいは少量のインクの評価用キットとしても使用することが可能であり、汎用性が高い。

以上説明した実施形態の液体循環装置の構成は限定されない。

上記実施形態においてはＵＳＢケーブルによって通信可能に接続される例を示したがこれに限られるものではない。例えば他の実施形態としてインクジェット記録装置１０のホスト制御装置９０に無線機能を備えることにより、ホスト制御装置９０とモジュール制御装置５００間で無線通信可能に構成されていてもよい。この場合には、アプリケーションモード及びスタンドアロンモード共に信号線を省略できる。

また、インク循環装置３０は、別途設ける電源線を介してインクジェットヘッド２０用のヘッド電源に接続されていてもよい。この場合、ヘッド電源を用いてインク供給循環モジュール４０を駆動することで、電源１０１との接続を省略することも可能となる。

例えば上記実施形態においては、初めにアプリケーションモードまたはスタンドアロンモードを選択し、複数のモードで動作可能としたが、これに限られるものではない。例えば図８に他の実施形態として示すように、電源ＯＮとなった時点で、予め記憶された情報に基づいてスタンドアロン動作を行うことも可能である。

他の実施形態として図９に示すインクジェット記録装置１０Ａは、シリアルプリンタであって、インク供給循環モジュール４０Ａが、往復走行可能であって、インクカートリッジ５１と着脱可能に構成されている。例えば印刷中にインクが不足した場合に所定位置に戻ることで、一時的にインクカートリッジ５１と接続され、自動でインク補給動作するように構成されている。

また、他の実施形態として図１０に示す自走式のインクジェット記録装置１０Ｂは、上記実施形態のインク供給循環モジュール４０に、移動機構２００が一体に設けられ、自走可能に構成されている。
移動機構２００は、例えば、複数の車輪２０２と車輪２０２を回転駆動するモータ２０１と、を備えている。モータ２０１は、モジュール制御装置５００のプロセッサ５１１によって制御可能に構成されている。本実施形態において、モジュール制御装置５００のメモリ５２０には、移動機構２００の走行プログラムや走行条件も記憶されている。本実施形態において、プロセッサ５１１は、循環動作や圧力調整動作に加え、移動機構２００の移動動作を制御する移動動作を制御する。すなわちプロセッサ５１１は移動手段としても機能する。

本実施形態にかかるインクジェット記録装置１０Ｂは、インク供給循環モジュール４０Ｂが単独でインク循環動作及び移動動作可能である。したがって、インク供給循環モジュール４０Ｂが印刷対象上を走行移動しながら画像形成することが可能である。

また、液体吐出装置は、インク以外の液体を吐出することもできる。インク以外を吐出する液体吐出装置としては、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。

インクジェットヘッド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。

また圧力調整部３６において、上記ピストン機構に限らず、例えばチューブポンプあるいは蛇腹ポンプ等を利用できる。例えば供給室３１内部の空気で構成される第１圧力室２５７や回収室３２内部の空気で構成される第２圧力室２５８内の気体を増減することで、加圧または減圧する構成としてもよい。

この発明の実施形態を説明したが、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。この新規な実施形態は、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、変更を行うことが出来る。この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。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに接続され、液体を貯留する貯留部と、
前記液体吐出ヘッド及び前記貯留部を通る所定の循環路において液体を循環させる循環部と、
前記貯留部内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記貯留部内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記循環部の循環動作と、前記圧力調整部の圧力調整動作と、を制御するモジュール制御部と、
を一体に備える液体循環モジュール。
（２）
前記液体吐出ヘッドの上部に設けられ前記循環路にインクを補給する供給ポンプをさらに備え、
前記貯留部は、前記液体吐出ヘッドの上部に設けられ、前記液体吐出ヘッドから回収された液体を貯留する回収室、及び前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留する供給室を備え、
前記循環部は、前記液体吐出ヘッドの上部に設けられ、前記循環路において液体を循環させる圧力を発生する循環ポンプであり、
前記圧力調整部は、前記貯留部上に設けられ、
前記モジュール制御部は、別体で構成されたホスト制御部と通信可能に構成され、前記循環動作、前記圧力調整動作、及び供給ポンプの供給動作の、動作条件及び制御プログラムを記憶するメモリを備え、前記メモリに記憶された動作条件により前記循環動作、圧力調整動作及び前記供給動作を制御する、（１）記載の液体循環モジュール。
（３）
前記モジュール制御部は、前記ホスト制御部からの指示により前記循環動作を制御するアプリケーションモードと、前記メモリに記憶された動作条件により前記循環動作を制御するスタンドアロンモードとを切り替えるモード切替手段を有する、（２）記載の液体循環モジュール。
（４）
移動機構をさらに備え、
前記モジュール制御部は、前記移動機構の移動動作を制御する、（１）乃至（３）のいずれか記載の液体循環モジュール。
（５）
（１）乃至（４）のいずれか記載の前記液体循環モジュールと、
前記液体循環モジュールと別体で、前記液体循環モジュールと通信可能に構成されるホスト制御部と、を備えることを特徴とする液体吐出装置。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…インクジェット記録装置（液体吐出装置）、２０…インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）、３０…インク循環装置、３３…インクケーシング（貯留部）、３４…供給ポンプ、３５…循環ポンプ（循環部）、３６…圧力調整部、４０，４０Ａ，４０Ｂ…インク供給循環モジュール、４１ａ…循環路、４４ｂ…インク量センサ（液面センサ）、４５ａ…圧力センサ（圧力検出部）、４５ｂ…圧力センサ（圧力検出部）、５１…インクカートリッジ、９０…ホスト制御装置、９１…マイコン、９２…駆動回路、９４…プロセッサ、９５…メモリ、１０１…電源、１０２…入力装置、１０３…表示装置、１０６…ヘッド駆動電源、２００…移動機構、５００…モジュール制御装置、５００ａ…制御基板、５１０…マイコン、５１１…プロセッサ、５２０…メモリ、５４０…駆動回路、５４２…接続端子、５４３…ヘッド駆動回路。

Claims (5)

1. 液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドに接続され、液体を貯留する貯留部と、
   前記液体吐出ヘッド及び前記貯留部を通る所定の循環路において液体を循環させる循環部と、
   前記貯留部内の圧力を検出する圧力検出部と、
   前記貯留部内の圧力を調整する圧力調整部と、
   前記循環部の循環動作と、前記圧力調整部の圧力調整動作と、を制御するモジュール制御部と、
   を一体に備え、
   前記モジュール制御部は、前記循環動作の動作条件及び制御プログラムを記憶するメモリを備え、ホスト制御部からの指示により前記循環動作を制御するアプリケーションモードと、前記メモリに記憶された動作条件により前記循環動作を制御するスタンドアロンモードとを切り替えるモード切替手段を有する、液体循環モジュール。
2. 前記モジュール制御部は、別体で構成されたホスト制御部と通信可能に構成され、前記メモリに記憶された動作条件により前記循環動作を制御する、前記請求項１記載の液体循環モジュール。
3. 前記液体吐出ヘッドの上部に設けられ前記循環路にインクを補給する供給ポンプをさらに備え、
   前記貯留部は、前記液体吐出ヘッドの上部に設けられ、前記液体吐出ヘッドから回収された液体を貯留する回収室、及び前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留する供給室を備え、
   前記循環部は、前記液体吐出ヘッドの上部に設けられ、前記循環路において液体を循環させる圧力を発生する循環ポンプであり、
   前記圧力調整部は、前記貯留部上に設けられ、
   前記メモリは、前記循環動作、前記圧力調整動作、及び供給ポンプの供給動作の、動作条件及び制御プログラムを記憶し、
   前記モジュール制御部は、前記メモリに記憶された動作条件により前記循環動作、前記圧力調整動作及び前記供給動作を制御する、請求項２記載の液体循環モジュール。
4. 移動機構をさらに備え、
   前記モジュール制御部は、前記移動機構の移動動作を制御する、請求項１乃至３のいずれか記載の液体循環モジュール。
5. 請求項１乃至４のいずれか記載の前記液体循環モジュールと、
   前記液体循環モジュールと別体で、前記液体循環モジュールと通信可能に構成されるホスト制御部と、を備えることを特徴とする液体吐出装置。

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