以下、液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法の一実施形態を、図面を参照して説明する。液体吐出装置は、例えば、用紙などの媒体に液体の一例であるインクを吐出して印刷するインクジェット式のプリンターである。
図面では、液体吐出装置11が水平面上に置かれているものとして重力の方向をZ軸で示し、水平面に沿う方向をX軸とY軸で示す。X軸、Y軸、及びZ軸は、互いに直交する。
図1に示すように、液体吐出装置11は、媒体を収容可能な媒体収容部12と、印刷された媒体を受けるスタッカー13と、液体吐出装置11を操作するための例えばタッチパネルなどの操作部14と、を備えてもよい。液体吐出装置11は、原稿の画像を読み取る
画像読取部15と、画像読取部15に原稿を送る自動給送部16と、を備えてもよい。
図2に示すように、液体吐出装置11は、液体を吐出して媒体に印刷する液体吐出ヘッド18を備える。液体吐出装置11は、液体吐出ヘッド18が着脱可能に装填される装填部19を備えてもよい。液体吐出装置11は、液体吐出ヘッド18に液体を供給する液体供給部20と、液体吐出ヘッド18及び液体供給部20に水蒸気を供給する水蒸気供給部21と、を備える。
液体吐出装置11は、水蒸気供給部21により水蒸気が供給される1つもしくは複数の水蒸気補給室を備えてもよい。本実施形態の液体吐出装置11は、液体吐出ヘッド18に設けられる第1水蒸気補給室22aと、液体供給部20に設けられる第2水蒸気補給室22b及び第3水蒸気補給室22cと、を備える。
液体吐出装置11は、第1水蒸気補給室22aに連通する第1減圧流路23aと、第1減圧流路23aに設けられる第1減圧ポンプ24aと、を備えてもよい。液体吐出装置11は、第2水蒸気補給室22bに連通する第2減圧流路23bと、第2減圧流路23bに設けられる減圧ポンプの一例である第2減圧ポンプ24bと、を備えてもよい。液体吐出装置11は、第3水蒸気補給室22cに連通する第3減圧流路23cと、第3減圧流路23cに設けられる第3減圧ポンプ24cと、を備えてもよい。
液体吐出装置11は、装着部の一例である第1装着部26と、第2装着部27と、を備えてもよい。第1装着部26には、液体吐出ヘッド18に供給するための液体を収容する液体収容体28が装着される。第2装着部27には、水蒸気を発生させるための保湿液を収容する保湿液収容体29が装着される。
次に、液体吐出ヘッド18について説明する。
図2に示すように、液体吐出ヘッド18は、第1水蒸気補給室22aと、液体供給部20により供給される液体を貯留する共通液室31と、共通液室31に連通する複数の圧力室32と、圧力室32と通じるノズル33と、を有する。本実施形態の第1水蒸気補給室22aは、共通液室31に貯留される液体の第1液面34aの上に形成される空間であり、共通液室31と連通する。圧力室32には、液体収容体28から供給される液体が共通液室31を介して供給される。
液体吐出ヘッド18は、圧力室32を振動させるアクチュエーター35と、アクチュエーター35を収容する収容部36と、圧力室32と収容部36とを区画する振動板37と、を有する。振動板37は、圧力室32の壁面の一部を形成する。アクチュエーター35は、例えば、駆動電圧が印加された場合に収縮する圧電素子である。アクチュエーター35が圧力室32を振動させると、圧力室32内の液体がノズル33から液滴として吐出される。
次に、液体供給部20について説明する。
図2に示すように、液体供給部20は、液体収容体28に収容される液体を液体吐出ヘッド18に供給する液体供給流路39と、液体吐出ヘッド18から液体供給流路39の途中に液体を戻す液体回収流路40と、を備える。液体供給流路39及び液体回収流路40は、液体吐出ヘッド18と共に循環流路41を構成する。
第2水蒸気補給室22bは、液体供給流路39に設けられる。第3水蒸気補給室22cは、液体回収流路40に設けられる。したがって、液体吐出ヘッド18に設けられる第1水蒸気補給室22aと共に、第2水蒸気補給室22b及び第3水蒸気補給室22cは、循環流路41に設けられる。
液体供給流路39は、第1装着部26に装着される液体収容体28と、液体吐出ヘッド18と、を接続する。具体的には、液体供給流路39は、上流端が液体収容体28に接続される上流供給流路39aと、液体吐出ヘッド18へ供給される液体を収容する液体収容部39bと、下流端が液体吐出ヘッド18に接続される下流供給流路39cと、を有する。液体収容部39bには、上流供給流路39aの下流端と、下流供給流路39cの上流端と、が接続される。下流供給流路39cの上流端は、上流供給流路39aの下流端より下方に接続すると、液体収容部39b内に液体が滞留しにくくなる。液体供給流路39は、液体収容体28から供給される液体を液体収容部39bに一時貯留し、液体収容部39bから液体吐出ヘッド18に液体を供給する。第2水蒸気補給室22bは、液体収容部39bに設けられる。
液体回収流路40は、液体吐出ヘッド18と、液体収容部39bと、を接続する。具体的には、液体回収流路40は、上流端が液体吐出ヘッド18に接続される上流回収流路40aと、液体吐出ヘッド18を通過した液体を貯留する回収貯留部40bと、下流端が液体収容部39bに接続される下流回収流路40cと、を有する。回収貯留部40bには、上流回収流路40aの下流端と、下流回収流路40cの上流端と、が接続される。第3水蒸気補給室22cは、回収貯留部40bに設けられる。回収貯留部40bは、液体吐出ヘッド18を通過した液体を貯留する。本実施形態の第3水蒸気補給室22cは、回収貯留部40bに貯留される液体の第3液面34cの上に形成される空間である。
液体収容部39bは、第2水蒸気補給室22bと、液体を収容する収容室43と、を備える。本実施形態の第2水蒸気補給室22bは、収容室43に収容される液体の第2液面34bの上に形成される空間である。第2液面34bの位置は、収容室43に収容される液体の量により変化する。第2水蒸気補給室22bは、収容室43に最大量の液体が収容されたときの図2に二点鎖線で示す第2液面34bより上の空間である。
液体供給部20は、液体収容部39b内に設けられるフロート44、ガイド45、及びバルブ46と、第2水蒸気補給室22bに連通する第1連通流路47aと、第1連通流路47aに設けられる第1大気開放弁48aと、を備えてもよい。
フロート44は、収容室43に収容される液体に浮かび、第2液面34bに位置する。ガイド45は、第2液面34bの変位に伴って移動するフロート44を案内する。具体的には、収容室43に収容される液体の量が増加して第2液面34bが上昇すると、ガイド45は、第2液面34bと共に上昇するフロート44を図2に二点鎖線で示す閉塞位置に案内する。バルブ46は、ゴムなどの弾性部材により構成されて環状をなし、フロート44に密着して取り付けられている。閉塞位置に位置するフロート44及びバルブ46は、第2減圧流路23bの開口を覆うことで第2減圧流路23bを閉塞する。
液体供給部20は、液体供給流路39に接続される接続流路の一例である供給側接続流路50と、供給側接続流路50から分岐する分岐流路の一例である供給側分岐流路51と、を備える。液体供給部20は、液体回収流路40に接続される回収側接続流路52と、回収側接続流路52から分岐する回収側分岐流路53と、を備える。
供給側接続流路50は、液体供給流路39における第1接続部の一例である第1供給接続部54及び第2接続部の一例である第2供給接続部55を接続する。第1供給接続部54及び第2供給接続部55は、下流供給流路39cに設けられる。供給側分岐流路51は、供給側接続流路50に設けられる第3接続部の一例である第3供給接続部56から分岐する。供給側分岐流路51は、第3供給接続部56及び液体収容部39bを接続する。
回収側接続流路52は、液体回収流路40における第1回収接続部57及び第2回収接続部58を接続する。回収側分岐流路53は、回収側接続流路52に設けられる第3回収接続部59から分岐する。回収側分岐流路53は、第3回収接続部59及び液体収容部39bを接続する。
供給側接続流路50は、気泡捕捉室の一例である供給側気泡捕捉室61aを有してもよい。第3供給接続部56は、供給側気泡捕捉室61aにおける上部に設けてもよい。すなわち、第3供給接続部56は、鉛直方向において供給側気泡捕捉室61aの中央より上方の位置に設けられてもよいし、供給側気泡捕捉室61aの天井に設けてもよい。供給側気泡捕捉室61aは、第3供給接続部56に向かって上方に傾斜する傾斜部の一例である供給側傾斜部62aを有してもよい。供給側気泡捕捉室61aの容積は、供給側接続流路50における供給側気泡捕捉室61aと第2供給接続部55との間の容積より大きくすると、気泡を効率よく捕捉できる。
回収側接続流路52は、回収側気泡捕捉室61bを有してもよい。第3回収接続部59は、回収側気泡捕捉室61bにおける上部に設けてもよい。回収側気泡捕捉室61bは、第3回収接続部59に向かって上方に傾斜する回収側傾斜部62bを有してもよい。回収側気泡捕捉室61bの容積は、回収側気泡捕捉室61bと第2回収接続部58との間の容積より大きくすると、気泡を効率よく捕捉できる。
液体供給部20は、供給側分岐流路51に設けられる開閉弁の一例である供給側開閉弁64と、回収側分岐流路53に設けられる回収側開閉弁65と、を備える。供給側開閉弁64は、供給側分岐流路51の開閉を可能に設けられる。回収側開閉弁65は、回収側分岐流路53の開閉を可能に設けられる。
液体供給部20は、供給側接続流路50に設けられる第1差圧弁の一例である第1供給差圧弁66を備えてもよい。液体供給部20は、回収側接続流路52に設けられる第1回収差圧弁67を備えてもよい。
液体供給部20は、上流供給流路39aに設けられる上流供給弁68と、下流供給流路39cに上流から順に設けられる第2差圧弁の一例である第2供給差圧弁69、供給ポンプ70、供給バッファー71、及び下流供給弁72を備えてもよい。上流供給弁68及び下流供給弁72は、液体供給流路39の開閉を可能に設けられる。
液体供給部20は、上流回収流路40aに上流から順に設けられる上流回収弁73、回収バッファー74、回収ポンプ75、及び下流回収弁76と、下流回収流路40cに設けられる第2回収差圧弁77と、を備えてもよい。上流回収弁73及び下流回収弁76は、液体回収流路40の開閉を可能に設けられる。
第1供給差圧弁66は、供給側接続流路50において第3供給接続部56と第2供給接続部55との間に設けられる。具体的には、第1供給差圧弁66は、供給側接続流路50において供給側気泡捕捉室61aと第2供給接続部55との間に設けられる。第1供給差圧弁66は、第3供給接続部56から第2供給接続部55に向かう液体の流れを許容すると共に、第2供給接続部55から第3供給接続部56に向かう液体の流れを制限する。
第2供給差圧弁69は、液体供給流路39において液体収容部39bと第2供給接続部55との間に設けられる。第2供給差圧弁69は、液体収容部39bから第2供給接続部55に向かう液体の流れを許容すると共に、第2供給接続部55から液体収容部39bに向かう液体の流れを制限する。
第1回収差圧弁67は、回収側接続流路52において、第3回収接続部59と第2回収接続部58との間に設けられる。具体的には、第1回収差圧弁67は、回収側接続流路52において回収側気泡捕捉室61bと第2回収接続部58との間に設けられる。第1回収差圧弁67は、第3回収接続部59から第2回収接続部58に向かう液体の流れを許容すると共に、第2回収接続部58から第3回収接続部59に向かう液体の流れを制限する。
第2回収差圧弁77は、液体回収流路40において回収貯留部40bと液体収容部39bとの間に設けられる。第2回収差圧弁77は、回収貯留部40bから液体収容部39bに向かう液体の流れを許容すると共に、液体収容部39bから回収貯留部40bに向かう液体の流れを制限する。
供給ポンプ70は、液体収容部39bから液体吐出ヘッド18へ向かって液体を送る。供給ポンプ70は、液体供給流路39において、第1供給接続部54と第2供給接続部55との間に配置される。換言すると、第1供給接続部54は、液体供給流路39において供給ポンプ70より下流に設けられる。第2供給接続部55は、液体供給流路39において供給ポンプ70より上流に設けられる。
回収ポンプ75は、液体吐出ヘッド18から液体収容部39bへ向かって液体を送る。回収ポンプ75は、液体回収流路40において、第1回収接続部57と第2回収接続部58との間に配置される。換言すると、第1回収接続部57は、液体回収流路40において回収ポンプ75より下流に設けられる。第2回収接続部58は、液体回収流路40において回収ポンプ75より上流に設けられる。
供給バッファー71は、液体供給流路39において、第1供給接続部54と下流供給弁72との間に設けられる。回収バッファー74は、液体回収流路40において上流回収弁73と第2回収接続部58との間に設けられる。供給バッファー71及び回収バッファー74は、液体を貯留するように構成される。供給バッファー71及び回収バッファー74は、例えばその一面が可撓膜によって形成され、液体を貯留する容積が可変である。供給バッファー71及び回収バッファー74を設けることにより、液体が液体供給流路39及び液体回収流路40を流れる際に液体吐出ヘッド18に生じる圧力の変動を抑制できる。
次に、液体吐出ヘッド18、液体供給流路39、及び液体回収流路40を含む循環流路41内に水蒸気を供給する水蒸気供給部21について説明する。
図2に示すように、水蒸気供給部21は、第2装着部27に装着される保湿液収容体29に接続される保湿液流路80と、保湿液収容体29から供給される保湿液を貯留して水蒸気を発生させる水蒸気発生部81と、を備えてもよい。水蒸気供給部21は、水蒸気発生部81に連通する第2連通流路47bと、第2連通流路47bに設けられる第2大気開放弁48bと、を備えてもよい。保湿液は、水であってもよいし、水に保湿剤などを添加した液体であってもよい。水蒸気発生部81は、保湿液を加熱して水蒸気を発生させてもよいし、超音波により水蒸気を発生させてもよい。保湿液流路80は、保湿液収容体29と水蒸気発生部81とを接続する。
水蒸気供給部21は、水蒸気発生部81に上流端がそれぞれ接続される第1水蒸気流路82a、第2水蒸気流路82b、及び第3水蒸気流路82cを備えてもよい。第1水蒸気流路82aは、水蒸気発生部81と第1水蒸気補給室22aとを接続する。第2水蒸気流路82bは、水蒸気発生部81と第2水蒸気補給室22bとを接続する。第3水蒸気流路82cは、水蒸気発生部81と第3水蒸気補給室22cとを接続する。
水蒸気供給部21は、水蒸気発生部81に接続される第4減圧流路83と、第4減圧流路83に設けられる第4減圧ポンプ84と、を備えてもよい。水蒸気供給部21は、保湿
液流路80の開閉が可能な保湿液供給弁85を備えてもよい。水蒸気供給部21は、第1水蒸気流路82aの開閉が可能な第1水蒸気供給弁86aと、第2水蒸気流路82bの開閉が可能な第2水蒸気供給弁86bと、第3水蒸気流路82cの開閉が可能な第3水蒸気供給弁86cと、を備えてもよい。
水蒸気供給部21は、気体は通すが液体は通さない半透膜87を有してもよい。半透膜87は、例えば水蒸気発生部81に設けてもよい。水蒸気供給部21は、半透膜87を透過した水蒸気を第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cに供給してもよい。
図3に示すように、液体吐出装置11は、液体吐出ヘッド18から吐出される液体の種類に対応するように複数の液体供給部20を備えてもよい。すなわち、液体吐出装置11は、循環流路41を複数備えてもよい。本実施形態の液体吐出装置11は、4つの液体供給部20と、液体吐出ヘッド18に設けられる4つの共通液室31と、により構成される4つの循環流路41を備える。したがって、液体吐出装置11は、第1水蒸気補給室22a、第2水蒸気補給室22b、第3水蒸気補給室22c、第1水蒸気流路82a、第2水蒸気流路82b、第3水蒸気流路82c、第1水蒸気供給弁86a、第2水蒸気供給弁86b、及び第3水蒸気供給弁86cを4つずつ備える。
水蒸気供給部21は、複数の循環流路41内に一括で水蒸気を供給してもよい。例えば、水蒸気供給部21は、複数の第1水蒸気流路82a、複数の第2水蒸気流路82b、及び複数の第3水蒸気流路82cを1つの水蒸気発生部81に接続してもよい。複数の第1水蒸気流路82a、複数の第2水蒸気流路82b、及び複数の第3水蒸気流路82cのうち、少なくとも2つの流路は、水蒸気発生部81に接続される合流流路88に接続され、合流流路88を介して水蒸気発生部81に接続されてもよい。
次に、液体吐出装置11の電気的構成について説明する。
図4に示すように、液体吐出装置11は、液体供給部20及び水蒸気供給部21を制御する制御部90と、制御部90によって制御される検出器群91と、を備える。検出器群91は、圧力室32の振動波形を検出することによって、圧力室32内の状態を検出する検出部92と、液体の濃度を検知する濃度検知部93と、を含む。検出器群91は、液体吐出装置11内の状況を監視する。検出器群91は、検出結果を制御部90に出力する。
液体吐出装置11は、複数の濃度検知部93を備え、液体供給流路39内、及び液体回収流路40内の液体の濃度をそれぞれ検知してもよい。濃度検知部93は、例えば液体を含む透過部材と、光を照射する発光素子と、光を受光する受光素子と、を備え、受光素子が受光した光の強度により液体の濃度を検知する。濃度検知部93は、発光素子と受光素子とを透過部材を挟んで配置し、透過部材を透過した光の強度により液体の濃度を検知する透過型であってもよい。濃度検知部93は、発光素子から照射されて液体に入射し、反射してくる光の強度により液体の濃度を検知する反射型であってもよい。
制御部90は、インターフェイス部94と、CPU95と、メモリー96と、制御回路97と、駆動回路98と、を有する。インターフェイス部94は、外部装置であるコンピューター99と液体吐出装置11との間でデータを送受信する。駆動回路98は、アクチュエーター35を駆動させる駆動信号を生成する。
CPU95は、演算処理装置である。メモリー96は、CPU95のプログラムを格納する領域または作業領域等を確保する記憶装置であり、RAM、EEPROM等の記憶素子を有する。CPU95は、メモリー96に格納されているプログラムに従い、制御回路97を介して、液体供給部20、水蒸気供給部21、及び液体吐出ヘッド18などを制御する。
検出部92は、圧力室32の残留振動を検出する回路である。制御部90は、検出部92の検出結果に基づいて、後述するノズル検査を実行する。検出部92は、アクチュエーター35を構成する圧電素子を含んでもよい。
次に、ノズル検査について説明する。
駆動回路98からの信号によりアクチュエーター35に電圧が印加されると、振動板37がたわみ変形する。これにより、圧力室32内で圧力変動が生じる。この変動により、振動板37はしばらく振動する。この振動を残留振動という。残留振動の状態から圧力室32と圧力室32に通じるノズル33との状態を検出することを、ノズル検査という。
図5は、振動板37の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す図である。
駆動回路98がアクチュエーター35に駆動信号を印加すると、アクチュエーター35は駆動信号の電圧に応じて伸縮する。振動板37はアクチュエーター35の伸縮に応じて撓む。これにより、圧力室32の容積は、拡大した後に収縮する。このとき、圧力室32内に発生する圧力により、圧力室32を満たす液体の一部が、ノズル33から液滴として吐出される。
上述した振動板37の一連の動作の際に、液体が流れる流路の形状、液体の粘度等による流路抵抗rと、流路内の液体重量によるイナータンスmと振動板37のコンプライアンスCによって決定される固有振動周波数で、振動板37が自由振動する。この振動板37の自由振動が残留振動である。
図5に示す振動板37の残留振動の計算モデルは、圧力Pと、上述のイナータンスm、コンプライアンスCおよび流路抵抗rとで表せる。図5の回路に圧力Pを与えた時のステップ応答を体積速度uについて計算すると、次式が得られる。
図6は、液体の増粘と残留振動波形の関係の説明図である。図6の横軸は時間を示し、縦軸は残留振動の大きさを示す。例えばノズル33付近の液体が乾燥した場合には、液体の粘性が増加、すなわち増粘する。液体が増粘すると、流路抵抗rが増加するため、振動周期、残留振動の減衰が大きくなる。
図7は、気泡混入と残留振動波形の関係の説明図である。図7の横軸は時間を示し、縦軸は残留振動の大きさを示す。例えば、気泡が液体の流路又はノズル33の先端に混入した場合には、ノズル33の状態が正常時に比べて、気泡が混入した分だけ、液体重量であるイナータンスmが減少する。(2)式よりmが減少すると角速度ωが大きくなるため、振動周期が短くなる。すなわち、振動周波数が高くなる。
その他、ノズル33の開口付近に紙粉などの異物が固着すると、振動板37から見て圧力室32内及び染み出し分の液体が正常時よりも増えることにより、イナータンスmが増
加すると考えられる。ノズル33の出口付近に付着した紙粉の繊維によって流路抵抗rが増大すると考えられる。したがって、ノズル33の開口付近に紙粉が付着した場合には、正常な吐出時に比べて周波数が低く、液体の増粘の場合よりは、残留振動の周波数が高くなる。
上述のように、液体が増粘した場合の残留振動は、液体が増粘していない場合の残留振動とは異なる。そこで、検出部92は、圧力室32の振動波形を検出することによって液体の増粘度合いを検出する。
次に、第1装着部26に液体収容体28が装着され、空の液体供給部20に液体を充填する場合の液体吐出装置11の制御方法について説明する。
図8に示すように、初期状態として、第1装着部26には、液体収容体28が装着されると共に、液体吐出装置11は、全てのポンプの駆動が停止され、全ての弁は閉鎖されている。図面では、停止状態のポンプを網掛け、閉鎖状態の弁を黒塗り、駆動状態のポンプと開放状態の弁を白抜きで示す。図8では図示を省略するが、第4減圧ポンプ84の駆動は停止され、保湿液供給弁85及び第1水蒸気供給弁86a~第3水蒸気供給弁86cは、閉鎖されている。
図9に示すように、まず制御部90は、上流供給弁68を開放し、第2減圧ポンプ24bを駆動して液体収容部39b内を減圧する。液体は、液体収容体28から上流供給流路39aを介して液体収容部39bに供給される。収容室43内の第2液面34bが上昇してフロート44が閉塞位置に位置すると、バルブ46及びフロート44が第2減圧流路23bを閉塞し、第2液面34bの上昇が止まる。制御部90は、第2減圧ポンプ24bを駆動してから供給時間が経過すると、第2減圧ポンプ24bの駆動を停止する。供給時間とは、空の液体収容部39bを液体収容体28から供給される液体で満たすために必要な時間である。
図10に示すように、続いて制御部90は、上流供給弁68を閉鎖し、第1大気開放弁48aと供給側開閉弁64を開放し、供給ポンプ70を駆動する。すなわち、制御部90は、供給側開閉弁64を開放した状態で供給ポンプ70を駆動する。これにより、液体収容部39bに収容される液体は、下流供給流路39cを通り、第1供給接続部54から供給側接続流路50に流入する。供給側気泡捕捉室61aを満たした液体は、第3供給接続部56から供給側分岐流路51に流入する。
制御部90は、供給ポンプ70を駆動してから第1時間が経過した後、供給側開閉弁64を閉鎖する。第1時間とは、供給ポンプ70の駆動により下流供給流路39cにおける液体収容部39bと第1供給接続部54との間、及び供給側接続流路50における第1供給接続部54から第3供給接続部56の間、に液体を充填するために必要な時間である。このとき、供給側分岐流路51には、空気が残っていてもよい。すなわち、供給側分岐流路51を流れる液体が液体収容部39bに到達する前に供給側開閉弁64が閉鎖された場合、供給側分岐流路51には空気が残る。
図11に示すように、供給側開閉弁64が閉鎖されると、液体は、液体供給流路39における第2供給接続部55と第1供給接続部54の間、及び供給側接続流路50において循環する。これにより、供給側気泡捕捉室61aと第2供給接続部55の間に残っていた気泡が供給側気泡捕捉室61aに集まる。
図12に示すように、制御部90は、供給側開閉弁64を閉鎖してから第2時間が経過した後、供給側開閉弁64を開放する。第2時間とは、液体が液体供給流路39における第2供給接続部55と第1供給接続部54の間、及び供給側接続流路50を一周するのに
要する時間より長い時間である。具体的には、第2時間は、液体供給流路39における第2供給接続部55から第1供給接続部54までの長さと供給側接続流路50の長さとの合計を液体の流速で割った時間よりも長い時間である。
供給側開閉弁64が開放されると、液体収容部39b内の液体は、下流供給流路39cを通り、第1供給接続部54から供給側接続流路50に流入し、第3供給接続部56から供給側分岐流路51を経由して液体収容部39bに戻る。第3供給接続部56は、供給側気泡捕捉室61aの上部にあるため、供給側気泡捕捉室61aに集められた気泡は、液体に押されて液体収容部39bに送られる。
このように、液体供給部20は、供給側開閉弁64を閉鎖してから第2時間が経過するまでの間に供給側気泡捕捉室61aに気泡を捕捉する。液体供給部20は、第2時間が経過した後、供給側開閉弁64を開放することで供給側気泡捕捉室61aに捕捉された気泡を供給側分岐流路51を通して液体収容部39bに回収する。
図13に示すように、供給側開閉弁64が開放されてから第3時間が経過した後、制御部90は、供給側開閉弁64を閉鎖し、下流供給弁72、上流回収弁73、及び回収側開閉弁65を開放し、回収ポンプ75を駆動する。第3時間は、第1時間より短い時間であってもよい。液体は、下流供給流路39cを第1供給接続部54から液体吐出ヘッド18に向かって流れる。液体は、液体吐出ヘッド18及び液体回収流路40を経由し、第1回収接続部57から回収側接続流路52に流入して回収側気泡捕捉室61bに充填される。液体は、第3回収接続部59から回収側分岐流路53に流入する。
図14に示すように、制御部90は、回収ポンプ75を駆動してから第4時間が経過した後、回収側開閉弁65を閉鎖する。第4時間とは、供給ポンプ70及び回収ポンプ75の駆動により回収側気泡捕捉室61bに液体を充填するために必要な時間である。
回収側開閉弁65が閉鎖されると、液体は、液体回収流路40における第2回収接続部58と第1回収接続部57の間、及び回収側接続流路52において循環する。これにより、回収側気泡捕捉室61bと第2回収接続部58の間に残っていた気泡が回収側気泡捕捉室61bに集まる。
図15に示すように、制御部90は、回収側開閉弁65を閉鎖してから第5時間が経過した後、回収側開閉弁65を開放する。第5時間とは、液体が液体回収流路40における第2回収接続部58と第1回収接続部57の間、及び回収側接続流路52を一周するのに要する時間より長い時間である。具体的には、第5時間は、液体回収流路40における第2回収接続部58から第1回収接続部57までの長さと回収側接続流路52の長さとの合計を液体の流速で割った時間よりも長い時間である。
回収側開閉弁65が開放されると、液体回収流路40を流れる液体は、第1回収接続部57から回収側接続流路52に流入し、第3回収接続部59から回収側分岐流路53を経由して液体収容部39bに戻る。第3回収接続部59は、回収側気泡捕捉室61bの上部にあるため、回収側気泡捕捉室61bに集められた気泡は、液体に押されて液体収容部39bに送られる。
図16に示すように、回収側開閉弁65が開放されてから第6時間が経過した後、制御部90は、回収側開閉弁65を閉鎖し、下流回収弁76を開放する。これにより、液体回収流路40における第1回収接続部57より下流に液体が充填される。
本実施形態の作用について説明する。
制御部90は、供給ポンプ70及び供給側開閉弁64の動作を制御し、供給ポンプ70の駆動と供給側開閉弁64の開閉動作とを組み合わせることにより、供給側接続流路50及び供給側分岐流路51に液体を充填する。制御部90は、供給ポンプ70の駆動と供給側開閉弁64の開閉動作を繰り返し行う。すなわち、制御部90は、供給側開閉弁64を開放した状態で供給ポンプ70を駆動し、供給側接続流路50の一部に液体を充填する。続いて制御部90は、供給側開閉弁64を閉鎖した状態で供給ポンプ70を駆動して供給側接続流路50に残った気泡を供給側気泡捕捉室61aに集め、再び供給側開閉弁64を開放した状態で供給ポンプ70を駆動して供給側気泡捕捉室61aの気泡を液体収容部39bに移動させる。
制御部90は、回収ポンプ75及び回収側開閉弁65の動作を制御し、回収ポンプ75の駆動と回収側開閉弁65の開閉動作とを組み合わせることにより、回収側接続流路52及び回収側分岐流路53に液体を充填する。制御部90は、回収ポンプ75の駆動と回収側開閉弁65の開閉動作を繰り返し行う。すなわち、制御部90は、回収側開閉弁65を開放した状態で回収ポンプ75を駆動し、回収側開閉弁65を閉鎖した状態で回収ポンプ75を駆動し、再び回収側開閉弁65を開放した状態で回収ポンプ75を駆動する。
図16に示すように、液体吐出装置11は、液体供給部20に液体が充填された状態で液体吐出ヘッド18から液体を吐出して印刷する。制御部90が供給ポンプ70及び回収ポンプ75を駆動すると、液体は、液体収容部39b、下流供給流路39c、液体吐出ヘッド18、及び液体回収流路40を循環する。
単位時間あたりに供給ポンプ70が液体を送る送液量が、液体吐出ヘッド18が排出する液体の量と回収ポンプ75の送液量との合計より大きい場合、供給ポンプ70により送られる液体の一部が第1供給接続部54から供給側接続流路50に流入する。すなわち、液体は、供給側接続流路50を流動し、下流供給流路39cの圧力上昇が抑えられる。したがって、供給側接続流路50を設けることにより、液体吐出ヘッド18に供給される液体の圧力を安定させることができる。
単位時間当たりに回収ポンプ75が液体を送る送液量が、供給ポンプ70の送液量から液体吐出ヘッド18が排出する液体の量を引いた差より大きい場合、回収側接続流路52内の液体が第2回収接続部58から液体回収流路40に引き込まれる。すなわち、液体は、回収側接続流路52を流動し、液体回収流路40及び液体吐出ヘッド18における液体の圧力を安定させることができる。
図2に示すように、水蒸気供給部21は、液体吐出ヘッド18及び液体供給部20に充填された状態の液体に対して水蒸気を補給する。
まず、制御部90は、保湿液収容体29に収容される保湿液を水蒸気発生部81に供給する。制御部90は、保湿液供給弁85を開放し、第2大気開放弁48bを閉鎖した状態で第4減圧ポンプ84を駆動する。これにより、保湿液は、保湿液収容体29から保湿液流路80を介して水蒸気発生部81に供給される。制御部90は、水蒸気を発生させるために必要な量の保湿液が水蒸気発生部81に供給されると、第4減圧ポンプ84の駆動を停止し、保湿液供給弁85を閉鎖する。
制御部90は、圧力室32の振動波形を検出することによって推定される液体の粘度に応じて、循環流路41内に供給する水蒸気の量を制御してもよい。液体吐出ヘッド18の液体が増粘して、ノズル検査により検出した液体の粘度が閾値よりも高い場合、制御部90は、粘度が閾値よりも低い場合に比べて第1水蒸気補給室22aに供給する水蒸気の量を増加させてもよい。
制御部90は、第1水蒸気供給弁86aと第2大気開放弁48bとを開放し、第1減圧ポンプ24aを駆動する。これにより第1水蒸気補給室22aに水蒸気が供給され、第1液面34aから水蒸気が液体に取り込まれる。
制御部90は、濃度検知部93が検知した濃度に応じて、循環流路41内に供給する水蒸気の量を制御してもよい。濃度検知部93が検知した液体供給流路39の液体の濃度が閾値よりも高い場合、制御部90は、濃度が閾値よりも低い場合に比べて第2水蒸気補給室22bに供給する水蒸気の量を増加させてもよい。
制御部90は、第1大気開放弁48aを閉鎖し、第2水蒸気供給弁86bと第2大気開放弁48bとを開放し、第2減圧ポンプ24bを駆動する。これにより第2水蒸気補給室22bに水蒸気が供給され、第2液面34bから水蒸気が液体に取り込まれる。
濃度検知部93が検知した液体回収流路40の液体の濃度が閾値よりも高い場合、制御部90は、濃度が閾値よりも低い場合に比べて第3水蒸気補給室22cに供給する水蒸気の量を増加させてもよい。
制御部90は、第3水蒸気供給弁86cと第2大気開放弁48bとを開放し、第3減圧ポンプ24cを駆動する。これにより第3水蒸気補給室22cに水蒸気が供給され、第3液面34cから水蒸気が液体に取り込まれる。
次に、液体供給部20に液体が充填された状態で、液体吐出ヘッド18を装填部19から取り外す場合について説明する。
液体吐出ヘッド18を取り外す場合、制御部90は、液体吐出ヘッド18内の液体を液体供給流路39と液体回収流路40のうち少なくとも一方を通して液体収容部39bに回収する。
図17に示すように、液体供給流路39を通す場合、制御部90は、供給側開閉弁64及び下流供給弁72を開放すると共に、第1大気開放弁48a、回収側開閉弁65、上流供給弁68、及び上流回収弁73を閉鎖する。制御部90は、供給ポンプ70及び回収ポンプ75の駆動を停止し、第2減圧ポンプ24bを駆動する。液体吐出ヘッド18の液体は、液体供給流路39を第1供給接続部54に向かって流れ、第1供給接続部54から供給側接続流路50に流入し、供給側分岐流路51を介して液体収容部39bに回収される。
液体回収流路40を通す場合、制御部90は、第1大気開放弁48a、供給側開閉弁64、上流供給弁68、下流供給弁72、及び下流回収弁76を閉鎖し、上流回収弁73及び回収側開閉弁65を開放する。制御部90は、供給ポンプ70及び回収ポンプ75の駆動を停止し、第2減圧ポンプ24bを駆動する。液体吐出ヘッド18の液体は、液体回収流路40を第1回収接続部57に向かって流れ、第1回収接続部57から回収側接続流路52に流入し、回収側分岐流路53を介して液体収容部39bに回収される。
液体吐出ヘッド18内の液体が回収されると、液体吐出ヘッド18は、装填部19から取り外される。液体吐出ヘッド18は、液体供給流路39及び液体回収流路40に対して着脱可能に設けてもよい。
本実施形態の効果について説明する。
(1)供給側接続流路50は、液体供給流路39における第1供給接続部54と第2供給接続部55とを接続する。供給側分岐流路51は、供給側接続流路50と液体収容部39bとを接続する。そのため、供給側開閉弁64を開放した状態で供給ポンプ70が駆動
されると、液体収容部39bから液体供給流路39に送られる液体は、第1供給接続部54から供給側接続流路50に流入すると共に、供給側分岐流路51を経由して液体収容部39bに戻る。すなわち、液体は、供給側分岐流路51に充填されると共に、供給側接続流路50の一部に充填される。したがって、供給側分岐流路51への液体の充填と、供給側接続流路50への液体の充填を個別に行う場合に比べ、供給側接続流路50に液体を容易に充填できる。
(2)供給側開閉弁64が開いた状態で供給ポンプ70が駆動されると、供給側接続流路50において第1供給接続部54と第3供給接続部56との間に位置する気泡が排出されるのに対し、供給側接続流路50において第3供給接続部56と第2供給接続部55との間に位置する気泡は残る。供給側開閉弁64が閉じた状態で供給ポンプ70が駆動されると、供給側接続流路50に残った気泡は、液体供給流路39における第2供給接続部55と第1供給接続部54との間、及び供給側接続流路50を循環する。制御部90は、供給側開閉弁64の開閉動作を繰り返し行うため、供給側接続流路50に残る気泡をより低減することができる。
(3)供給側接続流路50は、供給側気泡捕捉室61aを有し、供給側分岐流路51が接続される第3供給接続部56は、供給側気泡捕捉室61aに設けられる。供給側開閉弁64が閉じた状態で供給ポンプ70が駆動されると、液体供給流路39における第2供給接続部55と第1供給接続部54との間、及び供給側接続流路50を循環する気泡は、供給側気泡捕捉室61aに集まる。したがって、供給側気泡捕捉室61aに集めた気泡を供給側分岐流路51を通して液体収容部39bに回収できるため、供給側接続流路50に残る気泡を効率よく排出できる。
(4)供給側気泡捕捉室61aは、第3供給接続部56に向かって上方に傾斜する供給側傾斜部62aを有する。供給側気泡捕捉室61aに捕捉された気泡は、供給側傾斜部62aに誘導されて第3供給接続部56に集まるため、気泡を効率よく排出できる。
(5)第3供給接続部56と第2供給接続部55との間の供給側接続流路50には、第1供給差圧弁66が設けられ、液体収容部39bと第2供給接続部55との間の液体供給流路39には、第2供給差圧弁69が設けられる。そのため、第2減圧ポンプ24bが液体収容部39b内を減圧すると、液体吐出ヘッド18内の液体は、液体供給流路39、第1供給接続部54、供給側接続流路50、第3供給接続部56、及び供給側分岐流路51を経由して液体収容部39bに回収される。したがって、例えば液体吐出ヘッド18を装填部19から取り外す場合に、予め液体吐出ヘッド18から液体収容部39bに液体を回収することで、取り外された液体吐出ヘッド18から液体が漏れる虞を低減できる。
(6)液体の流れが滞ると、液体中の成分が沈降して濃度に偏りが生じることがある。その点、下流供給流路39cを介して液体収容部39bから液体吐出ヘッド18に供給された液体は、液体回収流路40を介して液体収容部39bに回収される。供給ポンプ70及び回収ポンプ75は、液体収容部39b、下流供給流路39c、液体吐出ヘッド18、及び液体回収流路40において液体を循環させ、液体の濃度の偏りを低減できる。
(7)液体収容体28が装着される第1装着部26を備え、第1装着部26に装着された液体収容体28から液体収容部39bへ液体を供給する。したがって、液体収容部39bに対して容易に液体を供給できる。
(8)水蒸気供給部21は、循環流路41内に水蒸気を供給する。そのため、循環流路41内の液体は、供給された水蒸気を取り込むことにより水分が補われる。したがって、循環流路41内の液体の増粘を抑制できる。
(9)水蒸気は、液体の液面から液体中に取り込まれる。そのため、液体は、水蒸気に触れる液面の面積が大きいほど、水蒸気を取り込みやすい。その点、水蒸気供給部21は、循環流路41に設けられる第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cに水蒸気を供給する。したがって、第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cを設けることにより、水蒸気に触れる第1液面34a~第3液面34cの面積を大きくすることができ、水蒸気を液体中に効率よく取り込ませることができる。
(10)水蒸気供給部21は、液体供給流路39に設けられる第2水蒸気補給室22bに水蒸気を供給する。そのため、液体吐出ヘッド18に供給される液体に対して容易に水分を補うことができる。
(11)液体供給流路39は、液体収容部39bを有する。そのため、例えば液体収容体28の交換に伴って液体収容体28から液体が供給されない間も、液体収容部39bに収容される液体を液体吐出ヘッド18へ供給することができる。第2水蒸気補給室22bは、液体収容部39bに設けられるため、液体収容部39bに収容される液体の第2液面34bを利用して液体に効率よく水分を取り込ませることができる。
(12)水蒸気供給部21は、半透膜87を透過した水蒸気を第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cに供給する。半透膜87は、液体を通さないため、水蒸気を生成するための保湿液が第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cに直接供給される虞を低減できる。
(13)液体を吐出するノズル33を有する液体吐出ヘッド18は、ノズル33内の液体が空気と接するため水分が蒸発しやすい。その点、水蒸気供給部21は、液体回収流路40に設けられる第3水蒸気補給室22cに水蒸気を供給する。したがって、水蒸気供給部21は、液体吐出ヘッド18において増粘が進んだ液体に対して効率よく水分を与えることができる。
(14)液体回収流路40は、回収貯留部40bを有する。そのため、液体収容体28から液体が供給されない間も、回収貯留部40bに貯留される液体を液体吐出ヘッド18へ供給することができる。第3水蒸気補給室22cは、回収貯留部40bに設けられるため、回収貯留部40bに貯留される液体の第3液面34cを利用して液体に効率よく水分を取り込ませることができる。
(15)液体を吐出するノズル33を有する液体吐出ヘッド18は、ノズル33内の液体が空気と接するため水分が蒸発しやすい。その点、水蒸気供給部21は、液体吐出ヘッド18に設けられる第1水蒸気補給室22aに水蒸気を供給する。そのため、水蒸気供給部21は、増粘しやすい液体吐出ヘッド18内の液体に対して効率よく水分を与えることができる。
(16)複数の循環流路41により、例えば種類の異なる複数の液体をそれぞれ液体吐出ヘッド18に供給できる。水蒸気供給部21は、複数の循環流路41に一括で水蒸気を供給するため、複数の循環流路41に個別に対応する水蒸気供給部21を設ける場合に比べ、部材点数を減らすことができる。
(17)供給する水蒸気の量が多いと、液体は、粘度が低くなりすぎてしまう虞がある。その点、制御部90は、液体の粘度に応じて供給する水蒸気の量を制御する。そのため、液体に対して適切な量の水蒸気を補給できる。
(18)供給する水蒸気の量が多いと、液体は、濃度が低くなりすぎてしまう虞がある。その点、制御部90は、液体の濃度に応じて供給する水蒸気の量を制御する。そのため、液体に対して適切な量の水蒸気を補給できる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・制御部90は、空の液体供給部20に液体を充填する場合、図9に示すように液体収容体28から液体収容部39bに液体を供給した後、図18に示すように供給側開閉弁64を閉鎖した状態で供給ポンプ70を駆動してもよい。制御部90は、供給ポンプ70を駆動してから気泡回収時間が経過した後、図12に示すように供給側開閉弁64を開放してもよい。図18に示すように、供給側開閉弁64を閉鎖した状態で供給ポンプ70を駆動すると、液体は、液体供給流路39における第2供給接続部55と第1供給接続部54の間、及び供給側接続流路50に充填され、気泡が供給側気泡捕捉室61aに集まる。気泡回収時間とは、供給側気泡捕捉室61aに気泡を集めるために必要な時間である。その後、図12に示すように、制御部90は、供給側開閉弁64を開放する。供給側気泡捕捉室61aに集められた気泡は、供給側分岐流路51を通って液体収容部39bに送られる。制御部90は、供給側開閉弁64の開閉を繰り返し実行してもよい。
・図19~図21に示す第1変更例のように、液体吐出装置11は、第4減圧ポンプ84を備えない構成としてもよい。図19に示すように、水蒸気発生部81に保湿液を溜める場合、制御部90は、上流供給弁68、供給側開閉弁64、第1大気開放弁48a、及び第2大気開放弁48b、を閉鎖し、保湿液供給弁85及び第2水蒸気供給弁86bを開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、保湿液収容体29から水蒸気発生部81に保湿液を供給してもよい。図20に示すように、第2水蒸気補給室22bに水蒸気を補給する場合、制御部90は、上流供給弁68、供給側開閉弁64、第1大気開放弁48a、及び保湿液供給弁85を閉鎖し、第2大気開放弁48b及び第2水蒸気供給弁86bを開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、水蒸気発生部81から第2水蒸気補給室22bに水蒸気を供給してもよい。水蒸気供給部21は、第1水蒸気補給室22a及び第3水蒸気補給室22cにも同様に水蒸気を供給してもよい。図21に示すように、液体収容部39bに液体を供給する場合、制御部90は、上流供給弁68を開放し、第2水蒸気供給弁86bを閉鎖し、第2減圧ポンプ24bを駆動してもよい。
・図22~図24に示す第2変更例のように、液体吐出装置11は、第4減圧流路83と第2減圧流路23bとを接続し、第2減圧ポンプ24bにより第2水蒸気補給室22b及び水蒸気発生部81を減圧してもよい。液体吐出装置11は、第2減圧流路23bに設けられる第1減圧弁101と、第4減圧流路83に設けられる第2減圧弁102と、を備えてもよい。図22に示すように、水蒸気発生部81に保湿液を溜める場合、制御部90は、上流供給弁68、供給側開閉弁64、第2大気開放弁48b、及び第2水蒸気供給弁86b、及び第1減圧弁101を閉鎖し、保湿液供給弁85及び第2減圧弁102を開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、保湿液収容体29から水蒸気発生部81に保湿液を供給してもよい。図23に示すように、第2水蒸気補給室22bに水蒸気を補給する場合、制御部90は、上流供給弁68、供給側開閉弁64、保湿液供給弁85、及び第2減圧弁102を閉鎖し、第2大気開放弁48b、第2水蒸気供給弁86b、及び第1減圧弁101を開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、水蒸気発生部81から第2水蒸気補給室22bに水蒸気を供給してもよい。水蒸気供給部21は、第1水蒸気補給室22a及び第3水蒸気補給室22cにも同様に水蒸気を供給してもよい。図24に示すように、液体収容部39bに液体を供給する場合、制御部90は、上流供給弁68を開放し、第2水蒸気供給弁86bを閉鎖し、第2減圧ポンプ24bを駆動してもよい。
・図25~図27に示す第3変更例のように、液体吐出装置11は、第2減圧流路23bに設けられる第3減圧弁103及び第4減圧弁104を備えてもよい。第3減圧弁103は、第2減圧ポンプ24bより上流であって、第2減圧ポンプ24bと第2水蒸気補給室22bとの間に設けられる。第4減圧弁104は、第2減圧ポンプ24bより下流に設けられる。第2連通流路47bは、第2減圧流路23bにおいて、第2減圧ポンプ24bと第4減圧弁104との間に接続される。図25に示すように、水蒸気発生部81に保湿液を溜める場合、制御部90は、上流供給弁68、供給側開閉弁64、及び第2大気開放弁48bを閉鎖し、保湿液供給弁85、第2水蒸気供給弁86b、第3減圧弁103、及び第4減圧弁104を開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、保湿液収容体29から水蒸気発生部81に保湿液を供給してもよい。図26に示すように、第2水蒸気補給室22bに水蒸気を補給する場合、制御部90は、上流供給弁68、供給側開閉弁64、保湿液供給弁85、及び第4減圧弁104を閉鎖し、第2大気開放弁48b、第2水蒸気供給弁86b、及び第3減圧弁103を開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、水蒸気発生部81と第2水蒸気補給室22bに水蒸気を供給してもよい。具体的には、水蒸気発生部81、第2水蒸気流路82b、第2水蒸気補給室22b、第2減圧流路23b、及び第2連通流路47bの間で水蒸気を含む空気を循環させてもよい。水蒸気供給部21は、第1水蒸気補給室22a及び第3水蒸気補給室22cにも同様に水蒸気を供給してもよい。図27に示すように、液体収容部39bに液体を供給する場合、制御部90は、第2大気開放弁48b、供給側開閉弁64、保湿液供給弁85、及び第2水蒸気供給弁86bを閉鎖し、上流供給弁68、第3減圧弁103、及び第4減圧弁104を開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、液体収容体28から液体収容部39bに液体を供給してもよい。
・図28,図29に示す第4変更例のように、液体吐出装置11は、液体収容部39bと水蒸気発生部81を一体で設けてもよい。第2水蒸気補給室22bと水蒸気発生部81は、半透膜87を介して連通させてもよい。この場合、液体吐出装置11は、第2水蒸気流路82bと第2水蒸気供給弁86bとを備えない構成としてもよい。図28に示すように、水蒸気発生部81に保湿液を溜める場合、制御部90は、第1減圧弁101を閉鎖し、保湿液供給弁85及び第2減圧弁102を開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、保湿液収容体29から水蒸気発生部81に保湿液を供給してもよい。水蒸気発生部81にて発生した水蒸気は、半透膜87を通過して第2水蒸気補給室22bに移動する。水蒸気供給部21は、第1水蒸気補給室22a及び第3水蒸気補給室22cにも同様に水蒸気を供給してもよい。図29に示すように、液体収容部39bに液体を供給する場合、制御部90は、供給側開閉弁64、保湿液供給弁85、及び第2減圧弁102を閉鎖し、上流供給弁68、及び第1減圧弁101を開放する。制御部90は、この状態で第2減圧ポンプ24bを駆動し、液体収容体28から液体収容部39bに液体を供給してもよい。
・液体回収流路40の上流端は、圧力室32に接続してもよい。圧力室32は、循環流路41の一部を構成してもよい。液体回収流路40の上流端は、液体供給流路39に接続してもよい。
・液体回収流路40の下流端は、上流供給流路39aもしくは下流供給流路39cに接続してもよい。循環流路41は、液体供給部20と液体回収流路40により構成してもよい。
・制御部90は、濃度検知部93が検知した濃度が閾値より高い場合に、循環流路41内に水蒸気を供給してもよい。この場合、制御部90は、第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cのうち、少なくとも1つに水蒸気を供給してもよい。制御部90は、
濃度が閾値より低い場合には水蒸気を供給させなくてもよい。
・制御部90は、圧力室32の振動波形を検出することによって推定される液体の粘度が閾値より高い場合に、循環流路41内に水蒸気を供給してもよい。この場合、制御部90は、第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cのうち、少なくとも1つに水蒸気を供給してもよい。制御部90は、粘度が閾値より低い場合には水蒸気を供給しなくてもよい。
・制御部90は、液体の濃度と液体の粘度のうち、何れか一方に基づいて循環流路41内に水蒸気を供給してもよい。制御部90は、液体の濃度及び粘度とは関係なく水蒸気を供給してもよい。例えば、制御部90は、定期的に循環流路41に水蒸気を供給してもよいし、常に水蒸気を供給してもよい。制御部90は、液体吐出装置11の電源がオンの間に水蒸気を供給してもよい。制御部90は、液体吐出装置11の電源がオフの間に水蒸気を供給してもよい。制御部90は、液体吐出装置11の使用パターンを記憶し、例えば使用頻度の多い日中には水蒸気の供給を行わず、使用頻度の低い夜間に水蒸気を供給してもよい。夜間に水蒸気の供給を行う場合は、深夜電力を利用することにより低コストで水蒸気を供給できる。使用頻度の低い時間帯に水蒸気を供給される場合は、液体吐出装置11の使用時に最適な状態で印刷することができる。
・制御部90は、媒体への印刷命令が入力された場合に、液体の循環と水蒸気の供給とを行ってもよい。
・液体は、温度が高いほど蒸発しやすい。液体吐出装置11は、周囲の温度を計測する温度計を備えてもよい。制御部90は、温度が高い場合に、温度が低い場合よりも循環流路41に供給する水蒸気の量を多くしてもよい。
・液体は、湿度が低いほど蒸発しやすい。液体吐出装置11は、周囲の湿度を計測する湿度計を備えてもよい。制御部90は、湿度が低い場合に、湿度が高い場合よりも循環流路41に供給する水蒸気の量を多くしてもよい。
・液体は、循環流路41内に滞留する時間が長いほど蒸発が進む。制御部90は、液体収容部39bに収容される液体の量が供給閾値より少なくなると、液体収容体28から液体を供給し、バルブ46が閉塞位置に位置する量の液体を液体収容部39bに収容させてもよい。このように液体を供給する場合、液体収容部39bに収容される液体は、第2液面34bの位置が低いほど液体収容部39bに収容される時間が長い。液体吐出装置11は、液体収容部39bの第2液面34bの位置を検出する液面検出部を備えてもよい。制御部90は、液体収容部39bに収容される液体の量が少なく、第2液面34bの位置が低い場合に、第2液面34bの位置が高い場合よりも循環流路41に供給する水蒸気の量を多くしてもよい。
・制御部90は、供給ポンプ70及び回収ポンプ75の駆動を停止させて液体が循環流路41を循環していない場合より、供給ポンプ70及び回収ポンプ75を駆動して液体が循環流路41を循環する場合に、循環流路41に供給する水蒸気の量を多くしてもよい。制御部90は、循環流路41に水蒸気を供給しながら、供給ポンプ70及び回収ポンプ75を駆動して液体を循環させてもよい。
・制御部90は、水蒸気の供給と液体の循環を個別に行ってもよい。この場合、水蒸気の供給と液体の循環を交互に繰り返して行ってもよい。
・液体吐出装置11は、液体収容部39bに収容される液体を撹拌可能な撹拌機を備えてもよい。制御部90は、液体収容部39bへの水蒸気の供給、液体収容部39b内の液体の撹拌、及び液体の循環を順に行ってもよいし、これらを繰り返して行ってもよい。液
体収容部39b内の液体を撹拌すると、液体収容部39b内の液体の濃度を安定させることができる。液体収容部39b内の液体を撹拌した後、液体を循環させることで、濃度の安定した液体を液体吐出ヘッド18に供給できる。
・液体吐出装置11は、複数の水蒸気供給部21と、複数の循環流路41と、を備えてもよい。例えば、液体吐出装置11は、複数の第1水蒸気補給室22aに水蒸気をまとめて供給するものと、複数の第2水蒸気補給室22bに水蒸気をまとめて供給するものと、複数の第3水蒸気補給室22cに水蒸気をまとめて供給するものと、の3つの水蒸気供給部21を備えてもよい。水蒸気供給部21は、循環流路41ごとに対応して設けられてもよい。すなわち、1つの水蒸気供給部21は、1つの循環流路41を構成する液体吐出ヘッド18、液体供給流路39、及び液体回収流路40のうち、少なくとも1つに水蒸気を供給してもよい。
・液体吐出装置11は、1つの液体供給部20を備えてもよい。例えば液体吐出装置11は、液体の一例であるブラックインクを吐出して印刷するモノクロプリンターであってもよい。水蒸気供給部21は、液体供給部20が備える1つの循環流路41に水蒸気を供給してもよい。
・液体吐出装置11は、第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cのうち、少なくとも1つを備える構成としてもよい。液体吐出装置11は、第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cを備えない構成としてもよい。例えば液体供給部20は、循環流路41の一部を半透膜87で構成し、水蒸気供給部21は、半透膜87を介して液体に水蒸気を供給してもよい。
・第3水蒸気補給室22cは、液体回収流路40において、回収貯留部40bとは別に設けてもよい。液体供給部20は、回収貯留部40bを備えない構成としてもよい。
・半透膜87は、第1水蒸気流路82a~第3水蒸気流路82cの途中もしくは下流端に設けてもよい。水蒸気供給部21は、半透膜87を備えない構成としてもよい。水蒸気供給部21は、例えば液体吐出装置11が傾いたときに水蒸気発生部81から第1水蒸気補給室22a~第3水蒸気補給室22cに向かって流れる保湿液を塞き止める塞き止め部を備えてもよい。
・液体供給部20は、供給側気泡捕捉室61aと回収側気泡捕捉室61bとのうち少なくとも一方を備えない構成としてもよい。例えば、制御部90が供給側開閉弁64を開放した状態で供給ポンプ70を駆動すると、液体は、液体収容部39bから第1供給接続部54までの液体供給流路39、第1供給接続部54から第3供給接続部56までの供給側接続流路50、及び供給側分岐流路51に充填される。その後、制御部90が供給側開閉弁64を閉鎖した状態で供給ポンプ70を駆動すると、第3供給接続部56から第2供給接続部55までの供給側接続流路50に残っていた気泡は、液体と共に供給側接続流路50及び第2供給接続部55から第1供給接続部54までの液体供給流路39を循環する。再び制御部90が供給側開閉弁64を開放した状態で供給ポンプ70を駆動すると、第2供給接続部55から第1供給接続部54までの液体供給流路39、及び第1供給接続部54から第3供給接続部56までの供給側接続流路50にある気泡が供給側分岐流路51を経由して液体収容部39bに送られる。
・液体収容部39bは、液体を補充可能な補充孔を備えるタンクであってもよい。ユーザーは、補充孔を介して液体収容部39bに液体を補充してもよい。この場合、液体吐出装置11は、第1装着部26、上流供給流路39a、及び上流供給弁68を備えない構成としてもよい。
・水蒸気発生部81は、保湿液を補充可能な補充孔を備えるタンクであってもよい。ユーザーは、補充孔を介して水蒸気発生部81に保湿液を補充してもよい。この場合、液体吐出装置11は、第2装着部27、保湿液流路80、及び保湿液供給弁85を備えない構成としてもよい。
・液体供給部20は、液体回収流路40、回収側接続流路52、及び回収側分岐流路53を備えず、液体を循環させない構成としてもよい。
・液体収容部39bに収容される液体を循環流路41に充填する場合、液体供給部20は、第1供給差圧弁66、第2供給差圧弁69、第1回収差圧弁67、及び第2回収差圧弁77を備えない構成としてもよい。液体供給部20は、第1供給差圧弁66、第2供給差圧弁69、第1回収差圧弁67、及び第2回収差圧弁77のうち、少なくとも1つを備えない構成としてもよい。液体供給部20は、これらの差圧弁の代わりに、制御部90が開閉制御を行う弁を設けてもよい。
・液体供給部20は、液体収容体28に収容される液体を水頭により液体収容部39bに供給してもよい。この場合、液体吐出装置11は、第2減圧ポンプ24bを備えない構成としてもよい。
・制御部90は、液体収容部39bの第2液面34bの位置を検出する液面検出部の検出結果に基づいて、液体収容体28から液体収容部39bへの液体の供給を制御するようにしてもよい。
・供給側気泡捕捉室61a及び回収側気泡捕捉室61bの上は、錐形であってもよいし、勾配天井であってもよいし、平天井であってもよい。例えば、供給側気泡捕捉室61aの上部は、円錐状をなし、供給側傾斜部62aは、テーパーであってもよい。供給側気泡捕捉室61aの上部は、角錐状をなし、供給側傾斜部62aは、1つもしくは複数の斜面により形成されてもよい。
・制御部90は、供給側開閉弁64を開放して供給ポンプ70を駆動し、供給側開閉弁64を閉鎖して供給側接続流路50への液体の充填を終了してもよい。液体供給部20は、下流供給流路39cにおける液体収容部39bと第1供給接続部54との間、供給側接続流路50における第1供給接続部54から第3供給接続部56の間、に液体を充填すると共に、供給側接続流路50に残る気泡を供給側気泡捕捉室61aに集めておいてもよい。
・液体吐出装置11は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体吐出装置であってもよい。液体吐出装置から微小量の液滴となって吐出される液体の状態としては、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。ここでいう液体は、液体吐出装置から吐出させることができるような材料であればよい。例えば、液体は、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属、金属融液、のような流状体を含むものとする。液体は、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなども含むものとする。液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体吐出装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を吐出する装置がある。液体吐出装置は、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する装置、捺
染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。液体吐出装置は、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ、光学レンズ、などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する装置であってもよい。液体吐出装置は、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する装置であってもよい。
以下に、上述した実施形態及び変更例から把握される技術的思想及びその作用効果を記載する。
(A)液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドへ供給される前記液体を収容する液体収容部を有し、該液体収容部から前記液体吐出ヘッドに前記液体を供給する液体供給流路と、前記液体供給流路に配置され、前記液体収容部から前記液体吐出ヘッドへ向かって前記液体を送る供給ポンプと、前記液体供給流路において前記供給ポンプより下流に設けられる第1接続部及び前記供給ポンプより上流に設けられる第2接続部を接続する接続流路と、前記接続流路に設けられる第3接続部及び前記液体収容部を接続する分岐流路と、前記分岐流路に設けられ、前記分岐流路の開閉が可能な開閉弁と、前記供給ポンプ及び前記開閉弁の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記供給ポンプの駆動と前記開閉弁の開閉動作とを組み合わせることにより、前記接続流路及び前記分岐流路に前記液体を充填する。
この構成によれば、接続流路は、液体供給流路における第1接続部と第2接続部とを接続する。分岐流路は、接続流路と液体収容部とを接続する。そのため、開閉弁を開放した状態で供給ポンプが駆動されると、液体収容部から液体供給流路に送られる液体は、第1接続部から接続流路に流入すると共に、分岐流路を経由して液体収容部に戻る。すなわち、液体は、分岐流路に充填されると共に、接続流路の一部に充填される。したがって、分岐流路への液体の充填と、接続流路への液体の充填を個別に行う場合に比べ、接続流路に液体を容易に充填できる。
(B)液体吐出装置において、前記制御部は、前記供給ポンプの駆動と前記開閉弁の前記開閉動作とを繰り返し行ってもよい。
開閉弁が開いた状態で供給ポンプが駆動されると、接続流路において第1接続部と第3接続部との間に位置する気泡が排出されるのに対し、接続流路において第3接続部と第2接続部との間に位置する気泡は残る。開閉弁が閉じた状態で供給ポンプが駆動されると、接続流路に残った気泡は、液体供給流路における第2接続部と第1接続部との間、及び接続流路を循環する。この構成によれば、制御部は、開閉弁の開閉動作を繰り返し行うため、接続流路に残る気泡をより低減することができる。
(C)液体吐出装置において、前記接続流路は、気泡捕捉室を有し、前記第3接続部は、前記気泡捕捉室における上部に設けられてもよい。
この構成によれば、接続流路は、気泡捕捉室を有し、分岐流路が接続される第3接続部は、気泡捕捉室に設けられる。開閉弁が閉じた状態で供給ポンプが駆動されると、液体供給流路における第2接続部と第1接続部との間、及び接続流路を循環する気泡は、気泡捕捉室に集まる。したがって、気泡捕捉室に集めた気泡を分岐流路を通して液体収容部に回収できるため、接続流路に残る気泡を効率よく排出できる。
(D)液体吐出装置において、前記気泡捕捉室は、前記第3接続部に向かって上方に傾斜する傾斜部を有してもよい。
この構成によれば、気泡捕捉室は、第3接続部に向かって上方に傾斜する傾斜部を有する。気泡捕捉室に捕捉された気泡は、傾斜部に誘導されて第3接続部に集まるため、気泡を効率よく排出できる。
(E)液体吐出装置は、前記液体収容部内を減圧する減圧ポンプと、前記接続流路に設けられる第1差圧弁と、前記液体供給流路に設けられる第2差圧弁と、前記液体吐出ヘッドが着脱可能に装填される装填部と、をさらに備え、前記第1差圧弁は、前記第3接続部と前記第2接続部との間に設けられ、前記第3接続部から前記第2接続部に向かう前記液体の流れを許容すると共に、前記第2接続部から前記第3接続部に向かう前記液体の流れを制限し、前記第2差圧弁は、前記液体収容部と前記第2接続部との間に設けられ、前記液体収容部から前記第2接続部に向かう前記液体の流れを許容すると共に、前記第2接続部から前記液体収容部に向かう前記液体の流れを制限してもよい。
この構成によれば、第3接続部と第2接続部との間の接続流路には、第1差圧弁が設けられ、液体収容部と第2接続部との間の液体供給流路には、第2差圧弁が設けられる。そのため、減圧ポンプが液体収容部内を減圧すると、液体吐出ヘッド内の液体は、液体供給流路、第1接続部、接続流路、第3接続部、及び分岐流路を経由して液体収容部に回収される。したがって、例えば液体吐出ヘッドを装填部から取り外す場合に、予め液体吐出ヘッドから液体収容部に液体を回収することで、取り外された液体吐出ヘッドから液体が漏れる虞を低減できる。
(F)液体吐出装置は、前記液体吐出ヘッドから前記液体収容部に前記液体を回収する液体回収流路と、前記液体回収流路に配置され、前記液体吐出ヘッドから前記液体収容部へ向かって前記液体を送る回収ポンプと、をさらに備えてもよい。
液体の流れが滞ると、液体中の成分が沈降して濃度に偏りが生じることがある。その点、この構成によれば、液体供給流路を介して液体収容部から液体吐出ヘッドに供給された液体は、液体回収流路を介して液体収容部に回収される。供給ポンプ及び回収ポンプは、液体収容部、液体供給流路、液体吐出ヘッド、及び液体回収流路において液体を循環させ、液体の濃度の偏りを低減できる。
(G)液体吐出装置は、前記液体収容部へ供給する前記液体を収容する液体収容体が装着される装着部をさらに備えてもよい。
この構成によれば、液体収容体が装着される装着部を備え、装着部に装着された液体収容体から液体収容部へ液体を供給する。したがって、液体収容部に対して容易に液体を供給できる。
(H)液体吐出装置の制御方法は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドへ供給される前記液体を収容する液体収容部を有し、該液体収容部から前記液体吐出ヘッドに前記液体を供給する液体供給流路と、前記液体供給流路に配置され、前記液体収容部から前記液体吐出ヘッドへ向かって前記液体を送る供給ポンプと、前記液体供給流路において前記供給ポンプより下流に設けられる第1接続部及び前記供給ポンプより上流に設けられる第2接続部を接続する接続流路と、前記接続流路に設けられる第3接続部及び前記液体収容部を接続する分岐流路と、前記分岐流路に設けられる開閉弁と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、前記開閉弁を開放した状態で前記供給ポンプを駆動することと、前記供給ポンプを駆動してから第1時間が経過した後、前記開閉弁を閉鎖することと、前記開閉弁を閉鎖してから第2時間が経過した後、前記開閉弁を開放することと、を含む。この方法によれば、上記液体吐出装置と同様の効果を奏することができる。
(I)液体吐出装置の制御方法において、前記接続流路は、気泡捕捉室を有し、前記第3接続部は、前記気泡捕捉室における上部に設けられ、前記開閉弁を閉鎖してから前記第2時間が経過するまでの間に前記気泡捕捉室に気泡を捕捉し、前記第2時間が経過した後、前記開閉弁を開放することで前記気泡捕捉室に捕捉された前記気泡を前記分岐流路を通して前記液体収容部に回収してもよい。この方法によれば、上記液体吐出装置と同様の効
果を奏することができる。