JP7435246B2

JP7435246B2 - 液体吐出装置、ヘッドモジュール、および画像形成システム

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Publication number: JP7435246B2
Application number: JP2020087043A
Authority: JP
Inventors: 凌生若狭; 敦司森
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2024-02-21
Anticipated expiration: 2040-05-18
Also published as: JP2021181176A

Description

本発明は、液体吐出装置、ヘッドモジュール、および画像形成システムに関する。

印刷業界において、少部数の印刷の需要が高まっている。しかし、オフセット印刷は、版を作成する必要があるため、少部数の印刷を行う場合、版の作成にかかるコストや版の作成にかかる時間が課題となる。それに対して、画像用のインク等の液体の吐出により作業を行うインクジェットプリンタ（液体吐出装置の一例）は、オフセット印刷と比較して、コストや時間の面では有利である。しかし、インクジェットプリンタは、液体を吐出する液体吐出ヘッド（液体吐出部の一例）に気泡が混入すると、液体の不吐出が生じて、記録媒体に形成される画像の画質が低下することがある。そのため、インクジェットプリンタでは、液体を絶えず循環させながら脱気フィルタを通すことで、液体の循環経路内に混入した気泡を除去して、画質の低下を抑制する液体循環機構が開発されている。

しかしながら、上記の液体循環機構では、液体の循環経路に、リーク等によって大量の気泡が混入した場合、液体の循環経路に混入した気泡を十分に除去することが困難である。例えば、上記の液体循環機構によれば、液体の循環経路の混入した気泡が小さければ、液体の循環によって除去することができるが、大きな気泡を除去するためには、当該液体循環機構による液体の流れでは気泡を押し出す力が足りず、結果的に、気泡が循環経路内の特定の箇所に固まってしまうことがある。そのため、液体の循環経路内に混入した気泡を除去するために、インクジェットプリンタのメンテナンスを行う必要があり、それによって工数が増加したり、インクジェットプリンタのダウンタイムの発生によって生産性が低下したりすることがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液体の循環経路内への気泡の除去による、液体吐出装置のメンテナンスによる工数の削減、および液体吐出装置のダウンタイムの減少による生産性の向上を実現する液体吐出装置、ヘッドモジュール、および画像形成システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、記録媒体に液体を吐出する液体吐出部と、前記液体を貯留するバッファタンクと、前記バッファタンクから前記液体吐出部へ前記液体を供給する供給経路と、前記液体吐出部から前記バッファタンクへ前記液体を循環させる第１循環経路と、前記供給経路を通じて前記バッファタンクから前記液体吐出部へ前記液体を輸送する第１送液部と、前記第１循環経路を通じて前記液体吐出部から前記バッファタンクへ前記液体を輸送する第２送液部と、前記供給経路に連続して設けられ、前記供給経路の上部に、前記液体に混入した気体を滞留させる第１気体滞留部と、前記第１気体滞留部に滞留する前記液体の残量を検出する第１液体残量検出部と、前記第１気体滞留部と前記供給経路との間を開閉する第１開閉弁と、前記第１循環経路に連続して設けられ、前記第１循環経路の上部に、前記液体に混入した気体を滞留させる第２気体滞留部と、前記第２気体滞留部に滞留する前記液体の残量を検出する第２液体残量検出部と、前記第２気体滞留部と前記供給経路との間を開閉する第２開閉弁と、前記第１液体残量検出部による検出される前記液体の残量および前記第２液体残量検出部により検出される前記液体の残量の少なくとも一方が所定量を下回った場合、前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉じて、前記第１気体滞留部および前記第２気体滞留部に滞留する気体を除去する制御部と、を備える。

本発明によれば、液体の循環経路内への気泡の除去による、液体吐出装置のメンテナンスによる工数の削減、および液体吐出装置のダウンタイムの減少による生産性の向上を実現する、という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成システムの構成の一例を示す図である。図２は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタのハードウェア構成の一例を示す図である。図３は、第１の実施の形態にかかるサーバのハードウェア構成の一例を示す図である。図４は、従来のインクジェットプリンタが有する液体吐出装置の構成の一例を示す図である。図５は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの構成の一例を示す図である。図６は、従来の液体吐出装置の構成の他の例を示す図である。図７は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの気体滞留部の構成の一例を説明するための図である。図８は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの気体滞留部の構成の一例を説明するための図である。図９は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの気体滞留部の構成の一例を説明するための図である。図１０は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタが有する気体除去機構による気体の除去処理の一例を説明するための図である。図１１は、第２の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの構成の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、液体吐出装置、ヘッドモジュール、および画像形成システムの実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成システムの構成の一例を示す図である。本実施の形態にかかる画像形成システムは、図１に示すように、インクジェットプリンタ１と、サーバ２と、を備える。インクジェットプリンタ１とサーバ２とは、通信ネットワークＮＴを介して接続されている。

図２は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタのハードウェア構成の一例を示す図である。次に、図２を用いて、本実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１（液体吐出装置の一例）のハードウェア構成の一例について説明する。

本実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０３、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）３０４、外部機器接続Ｉ／Ｆ３０８、ネットワークＩ／Ｆ３０９、およびバスライン３１０を備える。また、インクジェットプリンタ１は、紙搬送部３１１、副走査ドライバ３１２、主走査ドライバ３１３、キャリッジ３２０、および操作パネル３３０を備える。キャリッジ３２０（ヘッドモジュールの一例）は、液体吐出ヘッド３２１、および液体吐出ヘッドドライバ３２２を備える。

ＣＰＵ３０１は、インクジェットプリンタ１全体の動作を制御する。ＲＯＭ３０２は、ＩＰＬ（Information Processing Language）等のＣＰＵ３０１の駆動に用いられるプログラム等を記憶する。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。ＮＶＲＡＭ３０４は、プログラム等の各種データを記憶し、インクジェットプリンタ１の電源が遮断されている間も各種データを保持する。外部機器接続Ｉ／Ｆ３０６は、ＵＳＧ（Universal Serial Bus）ケーブル等により、ＰＣ（Personal Computer）に接続され、ＰＣとの間で、制御信号や印刷されるデータの通信を行う。ネットワークＩ／Ｆ３０９は、インターネット等の通信ネットワークＮＴを利用してデータ通信をするためのインタフェースである。バスライン３１０は、ＣＰＵ３０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。

紙搬送部３１１は、例えば、ローラ、およびローラを駆動するモータであって、インクジェットプリンタ１内の搬送経路に沿って副走査方向へ印刷用紙を搬送する。副走査ドライバ３１２は、紙搬送部３３３の副走査方向への移動を制御する。主走査ドライバ３１１は、キャリッジ３２０の主走査方向への移動を制御する。

キャリッジ３２０の液体吐出ヘッド３２１（液体吐出部の一例）は、画像用のインク等の液体を吐出するための複数のノズルを有しており、その吐出面（ノズル面）が、印刷用紙側に向くようにキャリッジ３２０に搭載されている。液体吐出ヘッド３２１は、主走査方向に移動しながら、副走査方向に間欠的に搬送される印刷用紙に液体を吐出することで、印刷用紙の所定位置に画像を形成する。液体吐出ヘッドドライバ３２２は、液体吐出ヘッド３２１の駆動を制御するためのドライバである。

操作パネル３３２は、現在の設定値や選択画面等を表示させ、操作者からの入力を受け付けるタッチパネルやアラームランプ等により構成される。

なお、液体吐出ヘッドドライバ３２２は、キャリッジ３２０に搭載されず、キャリッジ３２０外で、バスラインに接続されていても良い。また、主走査ドライバ３１３、副走査ドライバ３１２、および液体吐出ヘッドドライバ３２２は、それぞれプログラムに従ったＣＰＵ３０１の命令によって実現する機能であっても良い。

図３は、第１の実施の形態にかかるサーバのハードウェア構成の一例を示す図である。次に、図３を用いて、本実施の形態にかかるサーバ２のハードウェア構成の一例について説明する。

本実施の形態にかかるサーバ２（情報処理装置の一例）は、図３に示すように、パーソナルコンピュータ等により構築され、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、ＨＤＤ５０４、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）コントローラ５０５、ディスプレイ５０６、外部機器接続Ｉ／Ｆ（Interface）５０８、ネットワークＩ／Ｆ５０９、データバス５１０、キーボード５１１、ポインティングデバイス５１２、ＤＶＤ－ＲＷ（Digital Versatile Disk Rewritable）ドライブ５１４、メディアＩ／Ｆ５１６等を備えている。

これらのうち、ＣＰＵ５０１は、サーバ２全体の動作を制御する。ＲＯＭ５０２は、ＩＰＬ等のＣＰＵ５０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ５０４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤコントローラ５０５は、ＣＰＵ５０１の制御に従って、ＨＤＤ５０４に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。ディスプレイ５０６は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、または画像等の各種情報を表示する。外部機器接続Ｉ／Ｆ５０８は、各種の外部機器を接続するためのインタフェースである。この場合の外部機器は、例えば、ＵＳＢメモリやプリンタ等である。ネットワークＩ／Ｆ５０９は、通信ネットワークＮＴを利用してデータ通信をするためのインタフェースである。データバス５１０は、ＣＰＵ５０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。

また、キーボード５１１は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス５１２は、各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動等を行う入力手段の一種である。ＤＶＤ－ＲＷドライブ５１４は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＤＶＤ－ＲＷ５１３に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。なお、ＤＶＤ－ＲＷドライブ５１４は、ＤＶＤ－ＲＷに限らず、ＤＶＤ－Ｒ等に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御するものであっても良い。メディアＩ／Ｆ５１６は、フラッシュメモリ等の記録メディア５１５に対するデータの読み出しまたは書き込み（記憶）を制御する。

図４は、従来のインクジェットプリンタが有する液体吐出装置の構成の一例を示す図である。次に、図４を用いて、従来の液体吐出装置の一例について説明する。

従来の液体吐出装置は、図４に示すように、用紙等の記録媒体に対して液体を吐出する液体吐出ヘッド３２１と、液体を貯留するバッファタンク４０２と、バッファタンク４０２から液体吐出ヘッド３２１へ液体を輸送する第１供給ポンプ４０３と、液体吐出ヘッド３２１からバッファタンク４０２へ液体を輸送する第２供給ポンプ４０４と、バッファタンク４０２と液体吐出ヘッド３２１間を開閉するマニホールド４０５と、を有する。

従来の液体吐出装置では、第１，２供給ポンプ４０３，４０４の出力を調整することにより、液体吐出ヘッド３２１先端の圧力、および供給経路の圧力を一定の値に維持する循環機構によって、供給経路内の気泡の除去を行っていることが多い。この手法によれば、供給経路内の小さな気泡を液体の流れによって押し出すことができるが、供給経路内に大きな気泡が混入した場合、液体の流れだけでは、気泡を押し出すことが困難な場合がある。そのため、供給経路内に気泡が滞留し続け、液体吐出装置の動作を不安定になり、定期的に液体吐出装置を止めて、メンテナンスを行う必要がある。

図５は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの構成の一例を示す図である。次に、図５を用いて、本実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１の構成の一例について説明する。

本実施の形態では、インクジェットプリンタ１は、図５に示すように、記録媒体に対して液体を吐出する液体吐出ヘッド３２１と、当該液体吐出ヘッド３２１から吐出させる液体を貯留するバッファタンク４０２と、バッファタンク４０２から液体吐出ヘッド３２１へ液体を供給する供給経路４０６と、供給経路４０６を通じてバッファタンク４０２から液体吐出ヘッド３２１へ液体を輸送する第１供給ポンプ４０３（第１送液部の一例）と、液体吐出ヘッド３２１からバッファタンク４０２へ液体を循環させる第１循環経路４０７と、第１循環経路４０７を通じて液体吐出ヘッド３２１からバッファタンク４０２へと液体を輸送する第２供給ポンプ４０４（第２送液部の一例）と、液体吐出ヘッド３２１とバッファタンク４０２間を循環する液体内の気泡を除去する気体除去機構４０８と、を有する。

気体除去機構４０８は、供給経路４０６において液体内に気泡が発生しやすい箇所に設けられる気体滞留部４０８ａ，４０８ｂと、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する液体の残量（例えば、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する液体の液面の高さ）を検出する液体残量検出部の一例である液面センサ７０３（図７等参照）と、気体滞留部４０８ａと供給経路４０６との間を開閉するバルブ４０８ｅ（第１開閉弁の一例）と、気体滞留部４０８ｂと第１循環経路４０７との間を開閉するバルブ４０８ｆ（第２開閉弁の一例）と、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂの上方に設けられる気体除去タンク４０８ｇと、気体除去タンク４０８ｇと気体滞留部４０８ａとを接続する第１気体除去経路４０８ｊと、第１気体除去経路４０８ｊと気体滞留部４０８ａとの間を開閉するバルブ４０８ｈ（第３開閉弁の一例）と、第１気体除去経路４０８ｊと気体滞留部４０８ｂとを接続する第２気体除去経路４０８ｋと、第２気体除去経路４０８ｋと気体滞留部４０８ｂとの間を開閉するバルブ４０８ｉ（第４開閉弁の一例）と、を有する。

インクジェットプリンタ１のＣＰＵ３０１（制御部の一例）は、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体の量である混入気体量が閾値を超えた場合（すなわち、液面センサ７０３（図７等参照）により検出される液体の残量が所定量を下回った場合）、バルブ４０８ｅ，４０８ｆを閉じかつバルブ４０８ｈ，４０８ｉを開いて、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体を、気体除去タンク４０８ｇへ移動させる。これにより、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体を除去することが可能となり、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に大きな気泡が混入した場合でも、インクジェットプリンタ１を停止させることなく、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入した気泡を除去することができる。

本実施の形態では、インクジェットプリンタ１のＣＰＵ３０１が制御部の一例として機能しているが、これに限定するものではなく、インクジェットプリンタ１の液体吐出ヘッドドライバ３２２や、サーバ２のＣＰＵ５０１が、制御部の一例として機能することも可能である。

図６は、従来の液体吐出装置の構成の他の例を示す図である。次に、図６を用いて、従来の液体吐出装置の他の例について説明する。以下の説明では、図４に示す液体吐出装置と同様の構成については説明を省略する。

従来の液体吐出装置は、図６に示すように、液体吐出ヘッド３２１と、バッファタンク４０２と、第１，２供給ポンプ４０３，４０４と、に加えて、タンク６０１，６０２を有する。タンク６０１は、液体の循環方向において、液体吐出ヘッド３２１の上流側に設けられ、液体を貯留する。タンク６０２は、液体の循環方向において、液体吐出ヘッド３２１の下流側に設けられ、液体を貯留する。

図６に示す液体吐出装置は、図４に示す液体吐出装置と同様に、脱気フィルタに液体を通しながら、液体を絶えず循環させることで、液体内に混入した気泡を除去する技術である。具体的には、液体吐出装置は、図６に示すように、第１供給ポンプ４０３によって、バッファタンク４０２から液体吐出ヘッド３２１へ液体を送液する流れを作り、第２供給ポンプ４０４によって、液体吐出ヘッド３２１からバッファタンク４０２へ液体を送液する流れを作ることにより、絶えず液体を循環させている。

この液体吐出装置では、液体吐出ヘッド３２１の先端の圧力を一定に保つ必要がある。液体吐出ヘッド３２１の先端の圧力が、大気圧より大きくなり過ぎると、画像の印刷とは関係のないタイミングにおいて液体吐出ヘッド３２１から液体が漏れる異常が発生する可能性がある。一方、液体吐出ヘッド３２１の先端の圧力が小さすぎると、液体吐出ヘッド３２１の先端から気泡が混入して液体の不吐出の原因となることがある。そのため、図６に示す液体吐出装置では、液体吐出ヘッド３２１の先端の圧力を一定に保つために、タンク６０１の圧力とタンク６０２の圧力とが一定になるようにレイアウト（設計）されている。ここで、タンク６０１，６０２には、タンク６０１，６０２内の圧力を検出可能な圧力センサが設置されている。そして、この液体吐出装置では、タンク６０１に設置される圧力センサによる圧力の検出結果に基づいて、第１供給ポンプ４０３を制御し、かつ、タンク６０２に設置される圧力センサによる圧力の検出結果に基づいて、第２供給ポンプ４０４を制御する圧力制御処理を実行する。

ここで、圧力制御処理は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を用いて、ソフトウェア的に実現されている。また、圧力制御処理は、液体の循環方向における液体吐出ヘッド３２１の上流側および下流側のそれぞれの圧力が検出されると、液体吐出ヘッド３２１周辺の液体の抵抗値に基づいて、液体吐出ヘッド３２１に流れる液体の流量と、液体吐出ヘッド３２１の先端の圧力と、を求める。そして、圧力制御処理は、印刷に必要な液体の流量を確保しつつ、液体吐出ヘッド３２１の先端の圧力を負圧に保つことで、画像の品質を一定に保つ。

図６に示すレイアウトの液体吐出装置によれば、液体吐出ヘッド３２１とバッファタンク４０２間における液体の循環機構を実現することができ、供給経路内の液体に混入した気泡を除去することができる。しかしながら、供給経路４０６および第１循環経路４０７内にリーク等によって大きな気泡が混入した場合、液体の流れだけでは気泡を押し出すことができず、供給経路４０６および第１循環経路４０７内に気泡が滞留する。液体内に混入する気泡は、液体よりも比重が小さいため、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の高い位置に安定して滞留する。

このようにして、供給経路４０６および第１循環経路４０７内に残留する気泡が増大すると、液体吐出ヘッド３２１への液体の供給が阻害され、液体吐出ヘッド３２１からの液体の吐出不良等の不具合の発生に繋がる可能性がある。したがって、供給経路４０６および第１循環経路４０７内に残留する気泡を除去するため、液体吐出装置の動作を停止させて当該液体吐出装置のメンテナンスを行う必要が生じて、液体吐出装置のメンテナンスの工数が増加したり、液体吐出装置のダウンタイムの発生による生産性が低下したりする。

そこで、本実施の形態では、インクジェットプリンタ１は、図５に示すように、大きく分けると、供給経路４０６および第１循環経路４０７に気体滞留部４０８ａ，４０８ｂを設ける点、および気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体を除去する機構を有する点において、従来の液体吐出装置とは異なる。この２つの点によって、インクジェットプリンタ１の動作を停止させることなく、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入する気泡を除去することが可能である。

次に、本実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１のメリットについて具体的に説明する。上述したように、従来の液体吐出装置においても、液体の循環機構によって、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入する小さい気泡を除去することは可能であったが、供給経路４０６および第１循環経路４０７内に人の目では見つけることが困難なリークがある状態で液体吐出装置を動作させ続けると、リークから徐々に気泡が混入し、供給経路４０６および第１循環経路４０７内に大きな気泡が混入することとなる。また、従来の液体吐出装置では、当該液体吐出装置の操作ミス、供給経路４０６および第１循環経路４０７の一部が外れる等のエラーが発生すると、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に大きな気泡が混入することがある。

そして、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に大きな気泡が混入すると、液体の流れだけでは、液体に混入した気泡を除去することが困難である。また、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に残留する気泡は、液体よりも比重が小さいため、供給経路４０６および第１循環経路４０７中の高い箇所に集まり凝集して、さらに大きくなる。供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入する気泡が大きくなると、液体吐出ヘッド３２１への液体の供給が阻害され、液体吐出ヘッド３２１からの液体の吐出不良等の不具合の発生に繋がる可能性がある。そのため、従来の液体吐出装置では、当該液体吐出装置の動作を停止させて、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入した気泡を除去するメンテナンスを行っているが、液体吐出装置のメンテナンスの工数が増加したり、液体吐出装置のダウンタイムの増加によって生産性が低下したりするという課題が生じている。

これに対して、本実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１は、上記の２つの特徴点を有することにより、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入した気泡を、当該インクジェットプリンタ１を停止させることなく除去することができる。その結果、インクジェットプリンタ１のメンテナンスによる工数の削減、およびインクジェットプリンタ１のメンテナンスによるダウンタイムの減少による生産性の向上を実現することができる。

図７～９は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの気体滞留部の構成の一例を説明するための図である。次に、図７～９を用いて、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂの構成の一例について説明する。

供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入する気泡（気体）は、液体に比べて比重が小さいため、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の低い箇所から高い箇所へと移動する。そこで、本実施の形態では、供給経路４０６に連続して当該供給経路４０６の上部に気体滞留部４０８ａが設けられ、かつ第１循環経路４０７に連続して当該第１循環経路４０７の上部に気体滞留部４０８ｂが設けられ、供給経路４０６および第１循環経路４０７内に滞留する気泡を気体滞留部４０８ａ，４０８ｂへ移動可能としている。すなわち、本実施の形態では、供給経路４０６および第１循環経路４０７内において気体が滞留し易い箇所が、液体の循環方向において液体吐出ヘッド３２１の上流側および下流側の２つ限定されるように、インクジェットプリンタ１をレイアウトする。また、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂを、供給経路４０６および第１循環経路４０７から分離可能とするバルブ４０８ｅ，４０８ｆを設ける。

さらに、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂは、図７に示すように、気体誘導部７０１および気体堆積部７０２を有する。気体誘導部７０１は、上方に向かってテーパー状の構造となっており、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の気体が気体滞留部４０８ａ，４０８ｂ内に集まり易くしている。気体堆積部７０２は、気体誘導部７０１と連続して、気体誘導部７０１の上方に配置される。

そして、インクジェットプリンタ１のＣＰＵ３０１は、液面センサ７０３によって検出される液体の残量が予め設定される量よりも少なくなった場合、バルブ４０８ｅ，４０８ｆを閉じる。これにより、供給経路４０６および第１循環経路４０７内における液体の循環に影響を与えることなく、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体を除去することができる。ここで、液面センサ７０３は、フロートセンサや、光学式のセンサ等、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂ内の液体の液面の位置を検出可能なセンサである。

気体堆積部７０２は、図７に示すように、球状の構造となっていても良い。または、気体堆積部７０２は、図８に示すように、柱状の構造となっていても良い。もしくは、気体堆積部７０２は、図９に示すように、テーパー状の構造となっていても良い。

図１０は、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタが有する気体除去機構による気体の除去処理の一例を説明するための図である。次に、図１０を用いて、気体除去機構４０８による気体の除去処理の一例について説明する。

インクジェットプリンタ１のＣＰＵ３０１は、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂにある一定以上の気体が滞留した場合（液面センサ７０３（図７等参照）によって検出される液体の残量が予め設定される量を下回った場合）、バルブ４０８ｅ，４０８ｆを閉じて、供給経路４０６および第１循環経路４０７と気体滞留部４０８ａ，４０８ｂとを分離する。それに伴い、ＣＰＵ３０１は、バルブ４０８ｈ，４０８ｉを開けて、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂ内の気体を気体除去タンク４０８ｇへ移動させかつ気体除去タンク４０８ｇ内の液体によって気体滞留部４０８ａ，４０８ｂを満たしていく。

その後、ＣＰＵ３０１は、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体が少なくなった場合（液面センサ７０３によって検出される液体の残量が予め設定される量以上となった場合）、バルブ４０８ｈ，４０８ｉを閉じかつバルブ４０８ｅ，４０８ｆを開ける。このようにして、気体除去機構４０８は、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体を、インクジェットプリンタ１を停止させることなく除去することが可能となる。

ここで、液体の循環方向において、液体吐出ヘッド３２１の上流側および下流側の２箇所に気体滞留部４０８ａ，４０８ｂを設けている理由について説明する。仮に、液体の循環方向において液体吐出ヘッド３２１の上流側にのみ気体滞留部４０８ａを設けた場合、第１供給ポンプ４０３と液体吐出ヘッド３２１との間の液体に混入する気泡を除去することができる。しかし、液体吐出ヘッド３２１と第２供給ポンプ４０４との間の液体に混入した気泡は、液体吐出ヘッド３２１を介して、気体滞留部４０８ａに移動することになる。その際、液体吐出ヘッド３２１から液体の吐出動作が行われると、液体の代わりに気泡が吐出されることによって、液体の吐出不良が発生する可能性がある。そのため、液体の循環方向において、液体吐出ヘッド３２１の上流側および下流側の両方に気体滞留部４０８ａ，４０８ｂを設けることが好ましい。

このように、第１の実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１によれば、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体を除去することが可能となり、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に大きな気泡が混入した場合でも、インクジェットプリンタ１を停止させることなく、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入した気泡を除去することができる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態は、気体除去タンクの代わりに設けられる循環ポンプによって、気体滞留部とバッファタンクとを接続する循環経路内の液体を循環させる例である。以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成については説明を省略する。

図１１は、第２の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの構成の一例を示す図である。本実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１１００は、図１１に示すように、液体吐出ヘッド３２１と、バッファタンク４０２と、供給経路４０６と、第１循環経路４０７と、第１供給ポンプ４０３と、第２供給ポンプ４０４と、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂと、バルブ４０８ｅ，４０８ｆと、に加えて、第２～４循環経路１１０２～１１０４と、バルブ１１０５，１１０６、循環ポンプ１１０７と、を有する。

第２循環経路１１０２は、気体滞留部４０８ｂからバッファタンク４０２へと液体を循環させる循環経路である。第３循環経路１１０３は、気体滞留部４０８ａから気体滞留部４０８ｂへと液体を循環させる循環経路である。第４循環経路１１０４は、バッファタンク４０２から気体滞留部４０８ａへと液体を循環させる循環経路である。

バルブ１１０６（第５開閉弁の一例）は、第３循環経路１１０３に設けられ、気体滞留部４０８ａと気体滞留部４０８ｂとの間を開閉する開閉弁である。バルブ１１０５（第６開閉弁の一例）は、第４循環経路１１０４に設けられ、バッファタンク４０２と気体滞留部４０８ａとの間を開閉する開閉弁である。循環ポンプ１１０７は、第２循環経路１１０２を介して、気体滞留部４０８ｂからバッファタンク４０２へと液体を送液する送液部の一例である。

第１の実施の形態では、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入する気泡の比重が小さいことを利用して、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂ内に滞留する気泡を気体除去タンク４０８ｇに移動させることによって、液体に混入する気泡を除去している。それに対して、本実施の形態では、循環ポンプ１１０７を用いて、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体を吸い出して、バッファタンク４０２に送ることによって、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入する気泡を除去している。

本実施の形態では、インクジェットプリンタ１１００のＣＰＵ３０１（制御部の一例）は、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂにある一定以上の気体が滞留した場合（液面センサ７０３（図７等参照）によって検出される液体の残量が予め設定される量を下回った場合）、バルブ４０８ｅ，４０８ｆを閉じて、供給経路４０６および第１循環経路４０７と気体滞留部４０８ａ，４０８ｂとを分離する。それに伴い、ＣＰＵ３０１は、バルブ１１０５，１１０６を開けて、循環ポンプ１１０７によって、第２～４循環経路１１０２～１１０４を介して、バッファタンク４０２、気体滞留部４０８ａ、および気体滞留部４０８ｂ間において液体を循環させて、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂに滞留する気体を除去する。

従来の液体吐出装置では、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に混入する気泡を除去するためには、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体の流れ（圧力）を、液体吐出ヘッド３２１から液体が漏れずかつ液体吐出ヘッド３２１から気体が混入しない範囲に収めなければならないという制約がある。そのため、従来の液体吐出装置では、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体に大きな気泡が混入した場合、気泡を除去しきれない場合がある。これに対して、本実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１１００によれば、供給経路４０６および第１循環経路４０７と分離して、第２～４循環経路１１０２～１１０４内において液体を循環させることによって、液体内の気泡を除去するため、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体の流れ（圧力）に制約がないため、液体に混入する大きな気泡も除去することができる。

本実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１１００は、循環ポンプ１１０７というアクチュエータが必要となるため、消費電力が増大したり、故障する可能性がある箇所が増えることによるメンテナンスの工数が増大したりする可能性があるが、気体除去タンク４０８ｇを、気体滞留部４０８ａ，４０８ｂよりも高い位置に設けたり必要がないため、気泡除去機構１１０１のレイアウトの自由度を高めることができる。

このように、第２の実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１１００によれば、供給経路４０６および第１循環経路４０７と分離して、第２～４循環経路１１０２～１１０４内において液体を循環させることによって、液体内の気泡を除去するため、供給経路４０６および第１循環経路４０７内の液体の流れ（圧力）に制約がないため、液体に混入する大きな気泡も除去することができる。

１，１１００インクジェットプリンタ
２サーバ
３０１，５０１ＣＰＵ
３２０キャリッジ
３２１液体吐出ヘッド
４０２バッファタンク
４０３第１供給ポンプ
４０４第２供給ポンプ
４０６供給経路
４０７第１循環経路
４０８気体除去機構
４０８ａ，４０８ｂ気体滞留部
４０８ｅ，４０８ｆ，４０８ｈ，４０８ｉ，１１０５，１１０６バルブ
４０８ｇ気泡抜きタンク（気泡除去タンク）
４０８ｊ第１気体除去経路
４０８ｋ第２気体除去経路
７０１気体誘導部
７０２気体堆積部
７０３液面センサ
１１０２第２循環経路
１１０３第３循環経路
１１０４第４循環経路
１１０７循環ポンプ

特許第５２０９４３１号公報特開２０１９－１５５８５５号公報

Claims

記録媒体に液体を吐出する液体吐出部と、
前記液体を貯留するバッファタンクと、
前記バッファタンクから前記液体吐出部へ前記液体を供給する供給経路と、
前記液体吐出部から前記バッファタンクへ前記液体を循環させる第１循環経路と、
前記供給経路を通じて前記バッファタンクから前記液体吐出部へ前記液体を輸送する第１送液部と、
前記第１循環経路を通じて前記液体吐出部から前記バッファタンクへ前記液体を輸送する第２送液部と、
前記供給経路に連続して設けられ、前記供給経路の上部に、前記液体に混入した気体を滞留させる第１気体滞留部と、
前記第１気体滞留部に滞留する前記液体の残量を検出する第１液体残量検出部と、
前記第１気体滞留部と前記供給経路との間を開閉する第１開閉弁と、
前記第１循環経路に連続して設けられ、前記第１循環経路の上部に、前記液体に混入した気体を滞留させる第２気体滞留部と、
前記第２気体滞留部に滞留する前記液体の残量を検出する第２液体残量検出部と、
前記第２気体滞留部と前記供給経路との間を開閉する第２開閉弁と、
前記第１液体残量検出部による検出される前記液体の残量および前記第２液体残量検出部により検出される前記液体の残量の少なくとも一方が所定量を下回った場合、前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉じて、前記第１気体滞留部および前記第２気体滞留部に滞留する気体を除去する制御部と、
を備える液体吐出装置。
前記第１気体滞留部および前記第２気体滞留部は、
上方に向かって先細りするテーパー状の気体誘導部と、
前記気体誘導部の上方に配置される気体堆積部と、
を備える請求項１に記載の液体吐出装置。
前記第１気体滞留部および前記第２気体滞留部の上方に配置される気体除去タンクと、
前記気体除去タンクと前記第１気体滞留部とを接続する第１気体除去経路と、
前記第１気体除去経路と前記第１気体滞留部との間を開閉する第３開閉弁と、
前記気体除去タンクと前記第２気体滞留部とを接続する第２気体除去経路と、
前記第２気体除去経路と前記第２気体滞留部との間を開閉する第４開閉弁と、を備え、
前記制御部は、前記第１液体残量検出部による検出される前記液体の残量および前記第２液体残量検出部により検出される前記液体の残量の少なくとも一方が所定量を下回った場合、前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉じかつ前記第３開閉弁および前記第４開閉弁を開けて、前記第１気体滞留部および前記第２気体滞留部に滞留する気体を前記気体除去タンクへ除去する、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
前記第２気体滞留部から前記バッファタンクへ前記液体を循環させる第２循環経路と、
前記第１気体滞留部から前記第２気体滞留部へ前記液体を循環させる第３循環経路と、
前記バッファタンクから前記第１気体滞留部へ前記液体を循環させる第４循環経路と、
前記第３循環経路に設けられ、前記第１気体滞留部と前記第２気体滞留部との間を開閉する第５開閉弁と、
前記第４循環経路に設けられ、前記バッファタンクと前記第１気体滞留部との間を開閉する第６開閉弁と、
前記第２循環経路を介して、前記第２気体滞留部から前記バッファタンクへと前記液体を送液する第３送液部と、を備え、
前記制御部は、前記第１液体残量検出部による検出される前記液体の残量および前記第２液体残量検出部により検出される前記液体の残量の少なくとも一方が所定量を下回った場合、前記第５開閉弁および前記第６開閉弁を開けて、前記第３送液部によって、前記第２循環経路、前記第３循環経路、および前記第４循環経路を介して、前記バッファタンク、前記第１気体滞留部、および前記第２気体滞留部の間において前記液体を循環させて、前記第１気体滞留部および前記第２気体滞留部に滞留する気体を除去する、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
前記液体吐出部は、液体吐出ヘッドである、請求項１から４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
記録媒体に液体を吐出する液体吐出部と、
前記液体を貯留するバッファタンクと、
前記バッファタンクから前記液体吐出部へ前記液体を供給する供給経路と、
前記液体吐出部から前記バッファタンクへ前記液体を循環させる第１循環経路と、
前記供給経路を通じて前記バッファタンクから前記液体吐出部へ前記液体を輸送する第１送液部と、
前記第１循環経路を通じて前記液体吐出部から前記バッファタンクへ前記液体を輸送する第２送液部と、
前記供給経路に連続して設けられ、前記供給経路の上部に、前記液体に混入した気体を滞留させる第１気体滞留部と、
前記第１気体滞留部に滞留する前記液体の残量を検出する第１液体残量検出部と、
前記第１気体滞留部と前記供給経路との間を開閉する第１開閉弁と、
前記第１循環経路に連続して設けられ、前記第１循環経路の上部に、前記液体に混入した気体を滞留させる第２気体滞留部と、
前記第２気体滞留部に滞留する前記液体の残量を検出する第２液体残量検出部と、
前記第２気体滞留部と前記供給経路との間を開閉する第２開閉弁と、
を備えるヘッドモジュール。
前記第２気体滞留部から前記バッファタンクへ前記液体を循環させる第２循環経路と、
前記第１気体滞留部から前記第２気体滞留部へ前記液体を循環させる第３循環経路と、
前記バッファタンクから前記第１気体滞留部へ前記液体を循環させる第４循環経路と、
前記第３循環経路に設けられ、前記第１気体滞留部と前記第２気体滞留部との間を開閉する第５開閉弁と、
前記第４循環経路に設けられ、前記バッファタンクと前記第１気体滞留部との間を開閉する第６開閉弁と、
前記第２循環経路を介して、前記第２気体滞留部から前記バッファタンクへと前記液体を送液する第３送液部と、
を備える請求項６に記載のヘッドモジュール。
液体吐出装置と情報処理装置とを備える画像形成システムであって、
前記液体吐出装置は、
記録媒体に液体を吐出する液体吐出部と、
前記液体を貯留するバッファタンクと、
前記バッファタンクから前記液体吐出部へ前記液体を供給する供給経路と、
前記液体吐出部から前記バッファタンクへ前記液体を循環させる第１循環経路と、
前記供給経路を通じて前記バッファタンクから前記液体吐出部へ前記液体を輸送する第１送液部と、
前記第１循環経路を通じて前記液体吐出部から前記バッファタンクへ前記液体を輸送する第２送液部と、
前記供給経路に連続して設けられ、前記供給経路の上部に、前記液体に混入した気体を滞留させる第１気体滞留部と、
前記第１気体滞留部に滞留する前記液体の残量を検出する第１液体残量検出部と、
前記第１気体滞留部と前記供給経路との間を開閉する第１開閉弁と、
前記第１循環経路に連続して設けられ、前記第１循環経路の上部に、前記液体に混入した気体を滞留させる第２気体滞留部と、
前記第２気体滞留部に滞留する前記液体の残量を検出する第２液体残量検出部と、
前記第２気体滞留部と前記供給経路との間を開閉する第２開閉弁と、を備え、
前記情報処理装置は、
前記第１液体残量検出部による検出される前記液体の残量および前記第２液体残量検出部により検出される前記液体の残量の少なくとも一方が所定量を下回った場合、前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉じて、前記第１気体滞留部および前記第２気体滞留部に滞留する気体を除去する制御部、
を備える画像形成システム。