JP2012183694A - 液体吐出装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のノズルからの液体の吐出量をより抑制しつつ複数のノズルに液体を充填できるようにする。
【解決手段】印刷ヘッド２４にインクを充填する際には、キャッピング装置の当接部材をノズル形成面２３ａに当接させて複数のノズル２３を封止した状態で循環ポンプ７６によって往路口６９側から印刷ヘッド２４側にインクを圧送することによってサブタンク５３のインクを往路口６９，往路６２，印刷ヘッド２４，復路６４，復路口７３，サブタンク５３と循環させる。そして、その後に、圧力調整装置８０によってサブタンク５３を加圧しながらキャッピング装置による複数のノズル２３の封止を解除する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体吐出装置およびその制御方法に関する。

従来、この種の液体吐出装置としては、インクを噴射する印字ヘッドと、インクを収容するインクタンクと、インクタンクから印字ヘッドのマニホールドにインクを供給するための第１のインク流路と、マニホールドからインクタンクにインクを回収するための第２のインク流路と、第１のインク流路に設けられたインク循環用ポンプと、第２のインク流路に設けられた開閉バルブと、印字ヘッドのノズル面を覆うための吸引キャップと、吸引キャップに吸引パイプを介して接続された吸引用ポンプと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、印字ヘッドにインクを充填する際には、まず、吸引キャップによって印字ヘッドのノズル面を覆うと共に開閉バルブを開放してインク循環用ポンプを回転駆動することにより、インクを第１のインク流路，マニホールド，第２のインク流路からなる循環流路を循環させる。そして、その後に、開閉バルブを閉鎖すると共にインク循環用ポンプを第１のインク流路を閉塞しない状態で停止して吸引用ポンプを駆動することにより、印字ヘッドのインクを吸引して印字ヘッドの各圧力室にインクを充填させている。

特開２０００−３３７１４号公報

吸引キャップは、一般に、印字ヘッドからインクを吸引する際などにノズル面を覆うためのものであり、ノズル面を覆うときにノズル面とによって閉空間を形成するものである。このため、印字ヘッドにインクを充填する際に、吸引キャップによってノズル面を覆っった状態で循環用ポンプを回転駆動する場合、インクの流速によってはノズルからインクが漏れ出てしまう場合がある。

本発明の液体吐出装置およびその制御方法は、複数のノズルを含む吐出ヘッドに液体を充填する際の液体の無駄を抑制することを主目的とする。

本発明の液体吐出装置およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の液体吐出装置は、
液体を吐出する複数のノズルを有する吐出ヘッドを備える液体吐出装置であって、
液体を貯留する貯留部と、
前記吐出ヘッドを含んで構成され、一方の開口端部と他方の開口端部とが共に前記貯留部内に配置された循環路と、
前記循環路における前記吐出ヘッドより前記一方の開口端部側に設けられ、液体が前記循環路を循環するよう液体を圧送可能な圧送手段と、
前記複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な封止手段と、
前記貯留部を加圧可能な加圧手段と、
前記吐出ヘッドに液体を充填する際、前記封止手段によって前記複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環するよう前記封止手段と前記圧送手段とを制御する第１制御を実行し、該第１制御の実行後に、前記加圧手段によって前記貯留部が加圧されながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記加圧手段と前記封止手段とを制御する第２制御を実行する充填時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の液体吐出装置では、吐出ヘッドに液体を充填する際には、封止手段によって複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で圧送手段の駆動によって液体が循環路を循環するよう封止手段と圧送手段とを制御する第１制御を実行し、第１制御の実行後に、加圧手段によって貯留部が加圧されながら封止手段による複数のノズルの封止が解除されるよう加圧手段と封止手段とを制御する第２制御を実行する。まず、第１制御として複数のノズルを封止した状態で液体を循環路を循環させることにより、複数のノズルから液体が放出される（漏れ出る）のを抑止しながら吐出ヘッドに液体を充填することができる。このとき、複数のノズルの形状などによっては複数のノズル内の気体（気泡）が開口端部側に移動せずにそのまま残留する可能性があるが、第２制御として貯留部を加圧しながら複数のノズルの封止を解除することにより、複数のノズルから液体と共に気体を放出させることができる。こうした一連の制御により、複数のノズルを含む吐出ヘッドに液体を充填する際の液体の無駄を抑制することができると共に循環路（複数のノズルを含む）内の気体を十分に除去することができる。しかも、第１制御として複数のノズルを封止しながら液体を循環路を循環させるから、液体の流量を比較的大きくすることが可能となる。ここで、「封止手段」は、複数のノズルが形成されたノズル形成面に当接して複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な手段である、ものとすることもできる。

こうした本発明の第１の液体吐出装置において、前記充填時制御手段は、前記第２制御として、前記加圧手段によって前記貯留部が加圧されると共に前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環しながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記圧送手段と前記加圧手段と前記封止手段とを制御する手段である、ものとすることもできる。

本発明の第２の液体吐出装置は、
液体を吐出する複数のノズルを有する吐出ヘッドを備える液体吐出装置であって、
液体を貯留する貯留部と、
前記吐出ヘッドを含んで構成され、一方の開口端部と他方の開口端部とが共に前記貯留部内に配置された循環路と、
前記循環路における前記吐出ヘッドより前記一方の開口端部側に設けられ、液体が前記循環路を循環するよう液体を圧送可能な圧送手段と、
前記複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な封止手段と、
前記吐出ヘッドに液体を充填する際、前記封止手段によって前記複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環するよう前記封止手段と前記圧送手段とを制御する第１制御を実行し、該第１制御の実行後に、前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環しながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記圧送手段と前記封止手段とを制御する第２制御を実行する充填時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の液体吐出装置では、吐出ヘッドに液体を充填する際には、封止手段によって複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で圧送手段の駆動によって液体が循環路を循環するよう封止手段と圧送手段とを制御する第１制御を実行し、第１制御の実行後に、圧送手段の駆動によって液体が循環路を循環しながら封止手段による複数のノズルの封止が解除されるよう圧送手段と封止手段とを制御する第２制御を実行する。まず、第１制御として複数のノズルを封止した状態で液体を循環路を循環させることにより、複数のノズルから液体が放出される（漏れ出る）のを抑止しながら吐出ヘッドに液体を充填することができる。このとき、複数のノズルの形状などによっては複数のノズル内の気体（気泡）が開口端部側に移動せずにそのまま残留する可能性があるが、第２制御として液体を循環路を循環させながら複数のノズルの封止を解除することにより、複数のノズルから液体と共に気体を放出させることができる。こうした一連の制御により、複数のノズルを含む吐出ヘッドに液体を充填する際の液体の無駄を抑制することができると共に循環路（複数のノズルを含む）内の気体を十分に除去することができる。しかも、第１制御として複数のノズルを封止しながら液体を循環路を循環させるから、液体の流量を比較的大きくすることが可能となる。ここで、「封止手段」は、複数のノズルが形成されたノズル形成面に当接して複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な手段である、ものとすることもできる。

本発明の第１または第２の液体吐出装置において、前記充填時制御手段は、前記第１制御として、前記循環路全体の体積の複数倍以上の液体が前記循環路を循環するよう前記圧送手段を制御する手段である、ものとすることができる。また、前記充填時制御手段は、前記第１制御として、複数回に亘って液体が前記循環路を循環するよう前記圧送手段を制御する手段である、ものとすることができる。これらの場合、循環路内の気体（気泡）をより確実に貯留部に放出させることができる。

また、本発明の第１または第２の液体吐出装置において、前記一方の開口端部は、前記他方の開口端部より低い位置に配置されてなり、前記充填時制御手段は、液体が前記循環路を循環するよう前記圧送手段を制御する際、液体が前記一方の開口端部側から前記吐出ヘッドを経由して前記他方の開口端部側に循環するよう前記圧送手段を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、第１制御の実行の際に貯留部から循環路に気体（気泡）が流入するのを抑制することができる。

本発明の第１の液体吐出装置の制御方法は、
液体を吐出する複数のノズルを有する吐出ヘッドと、液体を貯留する貯留部と、前記吐出ヘッドを含んで構成され一方の開口端部と他方の開口端部とが共に前記貯留部内に配置された循環路と、前記循環路における前記吐出ヘッドより前記一方の開口端部側に設けられ液体が前記循環路を循環するよう液体を圧送可能な圧送手段と、前記複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な封止手段と、前記貯留部を加圧可能な加圧手段と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、
前記吐出ヘッドに液体を充填する際、前記封止手段によって前記複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環するよう前記封止手段と前記圧送手段とを制御する第１制御を実行し、該第１制御の実行後に、前記加圧手段によって前記貯留部が加圧されながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記加圧手段と前記封止手段とを制御する第２制御を実行する、
ことを要旨とする。

この本発明の第１の液体吐出装置の制御方法では、吐出ヘッドに液体を充填する際には、封止手段によって複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で圧送手段の駆動によって液体が循環路を循環するよう封止手段と圧送手段とを制御する第１制御を実行し、第１制御の実行後に、加圧手段によって貯留部が加圧されながら封止手段による複数のノズルの封止が解除されるよう加圧手段と封止手段とを制御する第２制御を実行する。まず、第１制御として複数のノズルを封止した状態で液体を循環路を循環させることにより、複数のノズルから液体が放出される（漏れ出る）のを抑止しながら吐出ヘッドに液体を充填することができる。このとき、複数のノズルの形状などによっては複数のノズル内の気体（気泡）が開口端部側に移動せずにそのまま残留する可能性があるが、第２制御として貯留部を加圧しながら複数のノズルの封止を解除することにより、複数のノズルから液体と共に気体を放出させることができる。こうした一連の制御により、複数のノズルを含む吐出ヘッドに液体を充填する際の液体の無駄を抑制することができると共に循環路（複数のノズルを含む）内の気体を十分に除去することができる。しかも、第１制御として複数のノズルを封止しながら液体を循環路を循環させるから、液体の流量を比較的大きくすることが可能となる。

本発明の第２の液体吐出装置の制御方法は、
液体を吐出する複数のノズルを有する吐出ヘッドと、液体を貯留する貯留部と、前記吐出ヘッドを含んで構成され一方の開口端部と他方の開口端部とが共に前記貯留部内に配置された循環路と、前記循環路における前記吐出ヘッドより前記一方の開口端部側に設けられ液体が前記循環路を循環するよう液体を圧送可能な圧送手段と、前記複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な封止手段と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、
前記吐出ヘッドに液体を充填する際、前記封止手段によって前記複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環するよう前記封止手段と前記圧送手段とを制御する第１制御を実行し、該第１制御の実行後に、前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環しながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記圧送手段と前記封止手段とを制御する第２制御を実行する、
ことを要旨とする。

この本発明の第２の液体吐出装置の制御方法では、吐出ヘッドに液体を充填する際には、封止手段によって複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で圧送手段の駆動によって液体が循環路を循環するよう封止手段と圧送手段とを制御する第１制御を実行し、第１制御の実行後に、圧送手段の駆動によって液体が循環路を循環しながら封止手段による複数のノズルの封止が解除されるよう圧送手段と封止手段とを制御する第２制御を実行する。まず、第１制御として複数のノズルを封止した状態で液体を循環路を循環させることにより、複数のノズルから液体が放出される（漏れ出る）のを抑止しながら吐出ヘッドに液体を充填することができる。このとき、複数のノズルの形状などによっては複数のノズル内の気体（気泡）が開口端部側に移動せずにそのまま残留する可能性があるが、第２制御として液体を循環路を循環させながら複数のノズルの封止を解除することにより、複数のノズルから液体と共に気体を放出させることができる。こうした一連の制御により、複数のノズルを含む吐出ヘッドに液体を充填する際の液体の無駄を抑制することができると共に循環路（複数のノズルを含む）内の気体を十分に除去することができる。しかも、第１制御として複数のノズルを封止しながら液体を循環路を循環させるから、液体の流量を比較的大きくすることが可能となる。

インクジェットプリンター２０の構成の概略を示す構成図。 インク循環システム５０の構成の概略を示す構成図。 キャッピング装置４０の構成の概略を示す構成図。 複数のノズル２３を封止する様子を示す説明図。 初期充填時制御ルーチンの一例を示すフローチャート。 初期充填時制御ルーチンの一例を示すフローチャート。

次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態であるインクジェットプリンター２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、インク循環システム５０の構成の概略を示す構成図であり、図３は、キャッピング装置４０の構成の概略を示す構成図である。

本実施形態のインクジェットプリンター２０は、図１に示すように、プラテン３６上を搬送される用紙Ｐに印刷ヘッド２４に形成された複数のノズル２３からインク滴を吐出して印刷処理を行なうプリンター機構２１と、プラテン３６の右端付近に配置されて印刷ヘッド２４の複数のノズル２３をそれぞれ独立して封止可能なキャッピング装置４０と、装置全体をコントロールするコントローラー９０と、ユーザーに各種の情報を報知するための表示部９８やユーザーが各種の指示を入力する操作部９９を有する操作パネル９７と、を備える。

プリンター機構２１は、駆動モーター３３によって駆動されて用紙Ｐをプラテン３６上に図中奥側から手前側に搬送する紙送りローラー３５と、キャリッジベルト３２に取り付けられてガイド２８に沿って左右方向（主走査方向）に往復動するキャリッジ２２と、このキャリッジ２２の位置を検出するリニア式エンコーダー２５と、キャリッジ２２の下部に設けられて複数のノズル２３が形成された印刷ヘッド２４と、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）のインクをそれぞれ印刷ヘッド２４を経由して循環させるインク循環システム５０ａ〜５０ｄ（以下、まとめてインク循環システム５０と称することがある）と、を備える。ここで、キャリッジ２２は、メカフレーム３９の右側に取り付けられたキャリッジモーター３４ａとメカフレーム３９の左側に取り付けられた従動ローラー３４ｂとの間に架設されたキャリッジベルト３２に取り付けられ、キャリッジベルト３２がキャリッジモーター３４ａによって駆動されることによってガイド４６に沿って左右方向に往復動する。また、印刷ヘッド２４は、内蔵する圧電素子に電圧を印加することによって圧電素子を変形させてインクを加圧する方式を用いるものとしてもよいし、発熱抵抗体（例えばヒーターなど）に電圧を印加することによってインクを加熱して発生した気泡によってインクを加圧する方式を用いるものとしてもよい。

インク循環システム５０は、図２に示すように、インクが貯留されているメインタンク５２と、インクを一時的に貯留するサブタンク５３と、一方の開口端部（以下、供給源口という）５５がメインタンク５２内に配置されると共に他方の開口端部（以下、供給口という）５６がサブタンク５３内に配置された供給路５４と、供給路５４に設けられて液体を圧送可能な供給ポンプ５８と、印刷ヘッド２４を含んで構成されて一方の開口端部（以下、往路口という）６９と他方の開口端部（以下、復路口という）７３とが共にサブタンク５３内に配置された循環路６０と、循環路６０における印刷ヘッド２４より往路口６９側（以下、この部分を往路６２という）に設けられて液体を圧送可能な循環ポンプ７６と、循環路６０における印刷ヘッド２４より復路口７３側（以下、この部分を復路６４という）に設けられて開閉可能な開閉弁７８と、サブタンク５３が大気開放されるようにしたりサブタンク５３を加圧したり可能な圧力調整装置８０と、を備える。

サブタンク５３や循環路６０の往路口６９および復路口７３は、重力方向でみて印刷ヘッド２４より低い位置に配置されている。また、循環路６０の往路口６９と循環路６０の復路口７３と供給路５４の供給口５６とは、重力方向でみて高い側から順に、循環路６０の復路口７３，供給路５４の供給口５６，循環路６０の往路口６９となるよう配置されている。

供給ポンプ５８は、ギヤポンプとして構成されており、所定方向（例えば時計回り）に回転する（以下、これを正転方向に回転するという）ことによってメインタンク５２側からサブタンク５３側にインクを圧送することができると共に、所定方向とは反対方向（例えば反時計回り）に回転する（以下、これを逆転方向に回転するという）ことによってサブタンク５３側からメインタンク５２側にインクを圧送することができるようになっている。

循環ポンプ７６は、供給ポンプ５８と同様にギヤポンプとして構成されており、所定方向（例えば時計回り）に回転する（以下、これを正転方向に回転するという）ことによって往路口６９側から印刷ヘッド２４側にインクを圧送することができると共に、所定方向とは反対方向（例えば反時計回り）に回転する（以下、これを逆転方向に回転するという）ことによって印刷ヘッド２４側から往路口６９側にインクを圧送することができるようになっている。なお、この循環ポンプ７６は、駆動停止時に循環路６０を閉塞しないよう構成されている。

キャッピング装置４０は、図３に示すように、上方が開口した略直方体のキャップ４２と、例えばゴムなどによって形成されてキャップ４２の内部に配置されて印刷ヘッド２４の複数のノズル２３が形成された面（以下、ノズル形成面２３ａという）に当接可能な当接部材４４と、キャップ４２の底部と廃液タンク４５とを接続する排出路４６と、当接部材４４とノズル形成面２３ａとの当接やその解除を行なうためにキャップ４２を昇降させる昇降装置４８と、を備える。このキャッピング装置４０は、印刷ヘッド２４がキャリッジ２２と共にキャッピング装置４０上の位置（いわゆるホームポジション）に移動したときに、当接部材４４がノズル形成面２３ａに当接するよう昇降装置４８によってキャップ４２を上昇させることにより、全てのノズル２３を封止できる（複数のノズル２３をそれぞれ独立して封止できる）ようになっている。キャッピング装置４０によって複数のノズル２３を封止する様子を図４に示す。また、このキャッピング装置４０では、ノズル形成面２３ａと当接部材４４とが若干（数ｍｍなど）離れてノズル形成面２３ａとキャップ４２とによって閉空間が形成されている状態で複数のノズル２３からインクが吐出された場合には、そのインクがキャップ４２と当接部材４４との隙間や排出路４６を経由して廃液タンク４５に排出される。

コントローラー９０は、図１に示すように、ＣＰＵ９２を中心とするマイクロプロセッサーとして構成されており、各種処理プログラムを記憶したＲＯＭ９３と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ９４と、外部機器との情報のやり取りを行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）９５と、図示しない入出力ポートとを備える。ＲＡＭ９４には、印刷バッファー領域が設けられており、この印刷バッファー領域にユーザーＰＣ１００からＩ／Ｆ９５を介して送られてきた印刷データが記憶される。コントローラー９０には、リニア式エンコーダー２５からの位置検出信号や、サブタンク５３のインクの液面の位置（高さ）が所定位置Ｈｒｅｆ以上の場合にオンすると共にサブタンク５３のインクの液面の位置（高さ）が所定位置Ｈｒｅｆより低い場合にオフするフロートスイッチ５９（図２参照）からのスイッチ信号，操作パネル９７の操作部９９からの操作信号などが入力ポートを介して入力される他、ユーザーＰＣ１００からの印刷ジョブなどがＩ／Ｆ９５を介して入力される。ここで、所定位置Ｈｒｅｆは、本実施形態では、サブタンク５３のインクの液面とノズル形成面２３ａとの高低差（水頭差）ΔＨが所定値ΔＨ１となる位置、即ち、ノズル形成面２３ａより所定値ΔＨ１だけ低い位置とするものとした。所定値ΔＨ１は、サブタンク５３が大気開放されている場合に、ノズル２３内のインクに作用する圧力が、ノズル形成面２３ａ側からノズル２３に空気が侵入するのを抑止することができると共にノズル２３からインクが漏れ出るのを抑止可能な圧力として定められた所定負圧（例えば、−１ｋＰａや−０．８ｋＰａなど）となるよう定められており、例えば、９０ｍｍや１００ｍｍ，１１０ｍｍなどとすることができる。コントローラー９０からは、印刷ヘッド２４への制御信号や、駆動モーター３３やキャリッジモーター３４への制御信号，キャッピング装置４０の昇降装置４８（図３参照）への制御信号，供給ポンプ５８や循環ポンプ７６，開閉弁７８，圧力調整装置８０（図２参照）への制御信号，操作パネル９７の表示部９８への表示制御信号などが出力ポートを介して出力される他、印刷ステータス情報などがＩ／Ｆ９５を介してユーザーＰＣ１００に出力される。

こうして構成された本実施形態のインクジェットプリンター２０では、印刷ヘッド２４の複数のノズル２３からインク滴を吐出して用紙Ｐに印刷処理を行なう場合には、開閉弁７８が開成された状態で供給ポンプ５８および循環ポンプ７６が共に正転方向に回転するよう供給ポンプ５８と循環ポンプ７６と開閉弁７８とを制御することにより、メインタンク５２のインクをサブタンク５３に供給し、サブタンク５３のインクを往路口６９側から印刷ヘッド２４に供給すると共にその一部を印刷ヘッド２４を経由して復路口７３側からサブタンク５３に戻している。本実施形態では、上述したように、循環路６０の往路口６９が循環路６０の復路口７３や供給路５４の供給口５６より低い位置になるようにすることにより、印刷処理を行なうときに、空気（気泡）が往路口６９から循環路６０に侵入して印刷ヘッド２４に到達するのを抑制している。これにより、印刷処理をより適正に行なうことができる。なお、サブタンク５３内に発生する気泡としては、供給路５４を経由してメインタンク５２からサブタンク５３に圧送されたインクに含まれる気泡や、循環路６０の復路口７３からサブタンク５３に放出されるインクに含まれる気泡などがある。

次に、こうして構成された本実施形態のインクジェットプリンター２０の動作、特に、印刷ヘッド２４（複数のノズル２３を含む）にインクを充填する初期充填時の動作について説明する。図５は、コントローラー９０により実行される初期充填時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、印刷ヘッド２４へのインクの充填が指示されたときに実行される。なお、このルーチンの実行開始時には、本実施形態では、圧力調整装置８０によってサブタンク５３は大気開放されており、開閉弁７８は開成されているものとした。

初期充填時制御ルーチンが実行されると、コントローラー９０は、まず、フロートスイッチ５９からのフロートスイッチ信号ＦＳＷを入力すると共に（ステップＳ１００）、入力したフロートスイッチ信号ＦＳＷを調べ（ステップＳ１１０）、フロートスイッチ信号ＦＳＷがオフの場合、即ち、サブタンク５３のインクの液面の位置（高さ）がノズル形成面２３ａより所定値ΔＨ１だけ低い所定位置Ｈｒｅｆより低い場合には、循環ポンプ７６が正転方向に回転するよう（メインタンク５２側からサブタンク５３側にインクが圧送されるよう）供給ポンプ５８を制御して（ステップＳ１２０）、ステップＳ１００に戻る。このステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理は、ノズル２３内のインクに作用する圧力（負圧）を調整する処理である。

ステップＳ１１０でフロートスイッチ信号ＦＳＷがオンの場合、即ち、サブタンク５３のインクの液面の位置（高さ）が所定位置Ｈｒｅｆ以上の場合には、キャッピング装置４０によって複数のノズル２３が封止されているか否かを判定し（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、複数のノズル２３が封止されていないと判定された場合には、キャッピング装置４０の当接部材４４がノズル形成面２３ａに当接して複数のノズル２３が封止されるようキャッピング装置４０を制御する（ステップＳ１５０）。ここで、ステップＳ１３０，Ｓ１４０の判定は、キャップ４２の位置を調べることによって行なったり、ノズル形成面２３ａと当接部材４４とが当接しているか否かを調べることによって行なったりすることができる。なお、ステップＳ１３０，Ｓ１４０で複数のノズル２３が封止されていると判定された場合には、ステップＳ１５０の処理を実行せずに次の処理に進む。

続いて、比較的高い回転数として定められた所定回転数Ｎ１で循環ポンプ７６が正転方向に回転するよう循環ポンプ７６を制御する高速正転制御を所定時間ｔ１に亘って実行する（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）。ここで、所定時間ｔ１は、印刷ヘッド２４を含む循環路６０のインクの充填や循環路６０内の空気（気泡）のサブタンク５３への放出などに要する時間として定められ、本実施形態では、高速正転制御を実行したときに循環路６０全体の体積のｎ倍（ｎは予め定められた２以上の整数）のインクが循環路６０を循環するのに要する時間とした。この所定時間ｔ１は、例えば、２分や３分，４分などとすることができる。このようにキャッピング装置４０によって複数のノズル２３を封止した状態で循環ポンプ７６によってインクを循環路６０を循環させることにより、複数のノズル２３からインクが放出される（漏れ出る）のを抑止しながら印刷ヘッド２４にインクを充填することができる。しかも、この場合、比較的大きな流量でインクを循環路６０を循環させることができる。さらに、循環路６０全体の体積のｎ倍のインクを循環路６０を循環させるから、循環路６０全体の体積分のインクを循環路６０を循環させるものに比して循環路６０の気泡をより確実にサブタンク５３に放出させることができる。加えて、上述したように、循環路６０の往路口６９が循環路６０の復路口７３より低い位置となるようにしているから、空気（気泡）が往路口６９から循環路６０に流入して印刷ヘッド２４に到達するのを抑制することができる。なお、キャッピング装置４０によって複数のノズル２３を封止しているため、複数のノズル２３の形状などによっては、複数のノズル２３内の空気（気泡）が復路口７３側に移動せずにそのまま残留する可能性がある。

こうして高速正転制御を実行すると、続いて、所定回転数Ｎ１より低い回転数として定められた所定回転数Ｎ２で循環ポンプ７６が正転方向に回転するよう循環ポンプ７６を制御する低速正転制御を所定時間ｔ２に亘って実行する（ステップＳ１８０，Ｓ１９０）。ここで、所定時間ｔ２は、循環路６０のインクの流れの安定などに要する時間として定められ、例えば、２５秒や３０秒，３５秒などとすることができる。

次に、圧力調整装置８０によってサブタンク５３が加圧されるよう圧力調整装置８０を制御する加圧制御の実行を開始し（ステップＳ２００）、キャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止が解除されるようキャッピング装置４０を制御し（ステップＳ２１０）、その状態で所定時間ｔ３が経過するのを待つ（ステップＳ２２０）。ここで、加圧制御は、ノズル２３内のインクに作用する圧力が正圧（例えば、１０ｋＰａや１２ｋＰａなど）となるようサブタンク５３を加圧する制御である。また、複数のノズル２３の封止の解除は、ノズル形成面２３ａと当接部材４４とが若干（数ｍｍなど）離れてノズル形成面２３ａとキャップ４２とによって閉空間が形成される状態とするものとした。このように加圧制御を実行しながら複数のノズル２３の封止を解除すると、サブタンク５３のインクが印刷ヘッド２４側に流れ、複数のノズル２３からインクと共に空気（気泡）が放出される。なお、複数のノズル２３から放出されたインクは、キャップ４２と当接部材４４との隙間や排出路４６を経由して廃液タンク４５に排出される。こうしたステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理により、複数のノズル２３内の空気を十分に放出させることができる。所定時間ｔ３は、複数のノズル２３からの空気の放出に要する時間として定められ、例えば、３秒や５秒，７秒などとすることができる。しかも、本実施形態では、高速正転制御や低速正転制御を実行した後にキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するから、複数のノズル２３を封止せずに高速正転制御や低速正転制御を実行する場合に比してノズル２３からのインクの放出量を抑制することができる。

こうして所定時間ｔ３が経過すると、加圧制御の実行を終了してサブタンク５３を大気開放された状態として（ステップＳ２３０）、所定時間ｔ４が経過するのを待つ（ステップＳ２４０）。ここで、所定時間ｔ４は、複数のノズル２３内のインクのメニスカスが安定するまでに要する時間として定められ、例えば、８秒や１０秒，１２秒などとすることができる。

そして、フロートスイッチ５９からのフロートスイッチ信号ＦＳＷを入力すると共に（ステップ２５０）、入力したフロートスイッチ信号ＦＳＷを調べ（ステップＳ２６０）、フロートスイッチ信号ＦＳＷがオフの場合には、循環ポンプ７６が正転方向に回転するよう（メインタンク５２側からサブタンク５３側にインクが圧送されるよう）供給ポンプ５８を制御して（ステップＳ２７０）、ステップＳ２５０に戻る。一方、ステップＳ２６０でフロートスイッチ信号ＦＳＷがオンの場合には、キャッピング装置４０によって複数のノズル２３が封止されるようキャッピング装置４０を制御して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の印刷ヘッド２４が「吐出ヘッド」に相当し、サブタンク５３が「貯留部」に相当し、循環路６０が「循環路」に相当し、循環ポンプ７６が「圧送手段」に相当し、キャッピング装置４０が「封止手段」に相当し、圧力調整装置８０が「加圧手段」に相当し、図５の初期充填時制御ルーチンを実行するコントローラー９０が「充填時制御手段」に相当する。なお、本実施形態では、液体吐出装置の動作を説明することにより本発明の液体吐出装置の制御方法の一例も明らかにしている。

以上説明した本実施形態のインクジェットプリンター２０によれば、印刷ヘッド２４にインクを充填する際には、キャッピング装置４０によって複数のノズル２３がそれぞれ独立して封止された状態で循環ポンプ７６の駆動によってインクが循環路６０を循環するようキャッピング装置４０と循環ポンプ７６とを制御し、その後に、圧力調整装置８０によってサブタンク５３が加圧されながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止が解除されるよう圧力調整装置８０とキャッピング装置４０とを制御するから、複数のノズル２３からインクが放出されるのを抑止しながら印刷ヘッド２４にインクを充填することができると共にその後に複数のノズル２３から空気（気泡）を放出させることができる。即ち、複数のノズル２３を含む印刷ヘッド２４にインクを充填する際のインクの無駄を抑制することができると共に循環路６０（複数のノズル２３を含む）内の空気を十分に除去することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

上述した実施形態では、印刷ヘッド２４にインクを充填する初期充填時の動作について説明したが、印刷ヘッド２４のクリーニングを行なう場合にも同様の動作を行なうものとしてもよい。この場合、例えば、所定時間ｔ１については５０秒や１分，１分１０秒などとし、所定時間ｔ２については２５秒や３０秒，３５秒などとし、所定時間ｔ３については３秒や５秒，７秒などとし、所定時間ｔ４については８秒や１０秒，１２秒などとするものとしてもよい。なお、印刷ヘッド２４のクリーニングを実行するタイミングとしては、メインタンク５２やサブタンク５３が交換されたときや、操作部９９の操作によってクリーニングが指示されたときなどが考えられる。

上述した実施形態では、高速正転制御を実行したときに循環路６０全体の体積のｎ倍（ｎは予め定められた２以上の整数）以上のインクが循環路６０を循環するのに要する時間としての所定時間ｔ１に亘って高速正転制御を実行するものとしたが、所定時間ｔ１より短い所定時間ｔ１１の高速正転制御を実行するものとしてもよいし、所定時間ｔ１や所定時間ｔ１１の高速正転制御をｍ回（ｍは予め定められた２以上の整数）実行するものとしてもよい。ここで、所定時間ｔ１１は、高速正転制御を実行したときに循環路６０全体の体積のインクが循環路６０を循環するのに要する時間やそれよりも若干長い時間などとすることができる。

上述した実施形態では、高速正転制御を所定時間ｔ１に亘って実行すると共に低速正転制御を所定時間ｔ２に亘って実行し、その後に、圧力調整装置８０によってサブタンク５３を加圧しながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとしたが、高速正転制御を所定時間ｔ１に亘って実行した後に低速正転制御を実行せずにサブタンク５３を加圧しながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとしてもよい。

上述した実施形態では、加圧制御の実行を終了した後に所定時間ｔ４が経過するのを待って必要に応じて供給ポンプ５８を制御するものとしたが、加圧制御の実行を終了した後に所定時間ｔ４が経過するのを待たずに必要に応じて供給ポンプ５８を制御するものとしてもよい。

上述した実施形態では、加圧制御の実行を終了した後に必要に応じてメインタンク５２からサブタンク５３にインクを圧送するものとしたが、加圧制御の実行を終了した後にはメインタンク５２からサブタンク５３にインクを圧送しないものとしてもよい。

上述した実施形態では、高速正転制御や低速正転制御の実行後に圧力調整装置８０によってサブタンク５３を加圧しながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとしたが、供給ポンプ５８を正転方向に回転させながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとしてもよいし、圧力調整装置８０によってサブタンク５３を加圧すると共に供給ポンプ５８を正転方向に回転させながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとしてもよい。前者の場合の初期充填時制御ルーチンの一例を図６に示す。このルーチンは、図５の初期充填時制御ルーチンのステップＳ１８０〜Ｓ２００の処理を実行せず、ステップＳ１６０，Ｓ２３０の処理に代えてステップＳ１６０ｂ，Ｓ２３０ｂの処理を実行する点を除いて、図５の初期充填時制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。この初期充填時制御ルーチンでは、サブタンク５３のインクの液面の位置（高さ）がノズル形成面２３ａより所定値ΔＨ１だけ低い所定位置Ｈｒｅｆ以上で且つキャッピング装置４０によって複数のノズル２３が封止されている状態で（ステップＳ１００〜Ｓ１５０）、所定回転数Ｎ１で循環ポンプ７６が正転方向に回転するよう循環ポンプ７６を制御する高速正転制御の実行を開始し（ステップＳ１６０ｂ）、所定時間ｔ１が経過するのを待って（ステップＳ１７０）、キャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止が解除されるようキャッピング装置４０を制御し（ステップＳ２１０）、その状態で所定時間ｔ３が経過するのを待って（ステップＳ２２０）、高速正転制御の実行を終了し（ステップＳ２３０ｂ）、ステップＳ２４０以降の処理を実行する。この場合、インクを循環路６０を循環させながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除することにより、複数のノズル２３からインクと共に空気（気泡）を放出させることができる。したがって、上述した実施形態と同様に、複数のノズル２３からインクが放出されるのを抑止しながら印刷ヘッド２４にインクを充填することができると共にその後に複数のノズル２３内から空気を放出させることができる。即ち、複数のノズル２３を含む印刷ヘッド２４にインクを充填する際のインクの無駄を抑制することができると共に循環路６０（複数のノズル２３を含む）内の空気を十分に除去することができる。なお、この場合、圧力調整装置８０を備えず、サブタンク５３は大気開放されているものとしてもよい。また、図６の初期充填時制御ルーチンでは、供給ポンプ５８を正転方向に回転させながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除する場合について説明したが、圧力調整装置８０によってサブタンク５３を加圧すると共に供給ポンプ５８を正転方向に回転させながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとすれば、複数のノズル２３内の空気をより確実に除去することができると考えられる。この変形例では、キャッピング装置４０によって複数のノズル２３を封止した状態でインクを循環路６０を循環させる際の循環ポンプ７６の回転数とキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除する際の循環ポンプ７６の回転数とを同一の所定回転数Ｎ１とするものとしたが、複数のノズル２３の封止を解除する際の循環ポンプ７６の回転数を所定回転数Ｎ１より高い回転数としてもよい。こうすれば、複数のノズル２３内の空気をノズル２３からより確実に除去することができる。また、この変形例では、高速正転制御の実行を開始してから所定時間ｔ１が経過するのを待ってキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとしたが、高速正転制御の実行を開始してから上述の所定時間ｔ１１が経過するのを待ってキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとしてもよいし、所定時間ｔ１や所定時間ｔ１１の高速正転制御をｍ回（ｍは予め定められた２以上の整数）実行した後に高速正転制御を実行しながらキャッピング装置４０による複数のノズル２３の封止を解除するものとしてもよい。さらに、この変形例では、高速正転制御の実行を終了した後に所定時間ｔ４が経過するのを待って必要に応じて供給ポンプ５８を制御するものとしたが、高速正転制御の実行を終了した後に所定時間ｔ４が経過するのを待たずに必要に応じて供給ポンプ５８を制御するものとしてもよいし、高速正転制御の実行を終了した後には供給ポンプ５８を制御しないものとしてもよい。

上述した実施形態では、循環路６０の往路口６９が復路口７３より低くなるようにするものとしたが、往路口６９と復路口７３との高さが略等しくなるようにするものとしてもよい。

上述した実施形態では、供給ポンプ５８は、ギヤポンプを用いるものとしたが、チューブポンプなどを用いるものとしてもよい。循環ポンプ７６についても同様に、チューブポンプなどを用いるものとしてもよい。

上述した実施形態では、インク循環システム５０は、メインタンク５２とサブタンク５３と供給路５４と供給ポンプ５８と循環路６０と循環ポンプ７６と開閉弁７８と圧力調整装置８０とを備えるものとしたが、メインタンク５２や供給路５４，供給ポンプ５８を備えないものとしてもよい。

上述した実施形態では、一つの印刷ヘッド２４を備えるインクジェットプリンター２０について説明したが、複数の印刷ヘッドを備えるインクジェットプリンターに適用するものとしてもよい。

上述した実施形態では、本発明の液体吐出装置をインクジェットプリンター２０に具体化した例を示したが、インク以外の他の液体や機能材料の粒子が分散されている液状体（分散液）、ジェルのような流状体などを吐出する流体吐出装置に具体化してもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を溶解した液体を吐出する液体吐出装置、同材料を分散した液状体を吐出する液状体吐出装置、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液体吐出装置としてもよい。また、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液体吐出装置、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液体吐出装置、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液体吐出装置、ジェルを吐出する流状体吐出装置としてもよい。

上述した実施形態では、本発明の液体吐出装置をインクジェットプリンター２０に適用して説明したが、これに限定されるものではなく、液体を吐出するノズルを有する吐出ヘッドを備える液体吐出装置の形態であればよく、例えば、ファクシミリ装置や複合機などの他の如何なるＯＡ機器に適用するものとしてもよい。

２０ インクジェットプリンター、２１ プリンター機構、２２ キャリッジ、２３ ノズル、２３ａ ノズル形成面、２４ 印刷ヘッド、２５ リニア式エンコーダー、２８ ガイド、３２ キャリッジベルト、３３ 駆動モーター、３４ キャリッジモーター、３５ 紙送りローラー、３６ プラテン、４０ キャッピング装置、４２ キャップ、４４ 当接部材、４５ 廃液タンク、４６ 排出路、４８ 昇降装置、５０，５０ａ〜５０ｄ インク循環システム、５２ メインタンク、５３ サブタンク、５４ 供給路、５５ 供給源口、５６ 供給口、５７ インク検出センサー、５８ 供給ポンプ、６０ 循環路、６２ 往路、６４ 復路、６９ 往路口、７３ 復路口、７６ 循環ポンプ、７８ 開閉弁、８０ 圧力調整装置、９０ コントローラー、９２ ＣＰＵ，９３ ＲＯＭ、９４ ＲＡＭ、９５ インターフェース（Ｉ／Ｆ）、９７ 操作パネル、９８ 表示部、９９ 操作部、１００ ユーザーＰＣ。

Claims (8)

1. 液体を吐出する複数のノズルを有する吐出ヘッドを備える液体吐出装置であって、
   液体を貯留する貯留部と、
   前記吐出ヘッドを含んで構成され、一方の開口端部と他方の開口端部とが共に前記貯留部内に配置された循環路と、
   前記循環路における前記吐出ヘッドより前記一方の開口端部側に設けられ、液体が前記循環路を循環するよう液体を圧送可能な圧送手段と、
   前記複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な封止手段と、
   前記貯留部を加圧可能な加圧手段と、
   前記吐出ヘッドに液体を充填する際、前記封止手段によって前記複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環するよう前記封止手段と前記圧送手段とを制御する第１制御を実行し、該第１制御の実行後に、前記加圧手段によって前記貯留部が加圧されながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記加圧手段と前記封止手段とを制御する第２制御を実行する充填時制御手段と、
   を備える液体吐出装置。
2. 請求項１記載の液体吐出装置であって、
   前記充填時制御手段は、前記第２制御として、前記加圧手段によって前記貯留部が加圧されると共に前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環しながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記圧送手段と前記加圧手段と前記封止手段とを制御する手段である、
   液体吐出装置。
3. 液体を吐出する複数のノズルを有する吐出ヘッドを備える液体吐出装置であって、
   液体を貯留する貯留部と、
   前記吐出ヘッドを含んで構成され、一方の開口端部と他方の開口端部とが共に前記貯留部内に配置された循環路と、
   前記循環路における前記吐出ヘッドより前記一方の開口端部側に設けられ、液体が前記循環路を循環するよう液体を圧送可能な圧送手段と、
   前記複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な封止手段と、
   前記吐出ヘッドに液体を充填する際、前記封止手段によって前記複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環するよう前記封止手段と前記圧送手段とを制御する第１制御を実行し、該第１制御の実行後に、前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環しながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記圧送手段と前記封止手段とを制御する第２制御を実行する充填時制御手段と、
   を備える液体吐出装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の液体吐出装置であって、
   前記充填時制御手段は、前記第１制御として、前記循環路全体の体積の複数倍以上の液体が前記循環路を循環するよう前記圧送手段を制御する手段である、
   液体吐出装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の液体吐出装置であって、
   前記充填時制御手段は、前記第１制御として、複数回に亘って液体が前記循環路を循環するよう前記圧送手段を制御する手段である、
   液体吐出装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の液体吐出装置であって、
   前記一方の開口端部は、前記他方の開口端部より低い位置に配置されてなり、
   前記充填時制御手段は、液体が前記循環路を循環するよう前記圧送手段を制御する際、液体が前記一方の開口端部側から前記吐出ヘッドを経由して前記他方の開口端部側に循環するよう前記圧送手段を制御する手段である、
   液体吐出装置。
7. 液体を吐出する複数のノズルを有する吐出ヘッドと、液体を貯留する貯留部と、前記吐出ヘッドを含んで構成され一方の開口端部と他方の開口端部とが共に前記貯留部内に配置された循環路と、前記循環路における前記吐出ヘッドより前記一方の開口端部側に設けられ液体が前記循環路を循環するよう液体を圧送可能な圧送手段と、前記複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な封止手段と、前記貯留部を加圧可能な加圧手段と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、
   前記吐出ヘッドに液体を充填する際、前記封止手段によって前記複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環するよう前記封止手段と前記圧送手段とを制御する第１制御を実行し、該第１制御の実行後に、前記加圧手段によって前記貯留部が加圧されながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記加圧手段と前記封止手段とを制御する第２制御を実行する、
   液体吐出装置の制御方法。
8. 液体を吐出する複数のノズルを有する吐出ヘッドと、液体を貯留する貯留部と、前記吐出ヘッドを含んで構成され一方の開口端部と他方の開口端部とが共に前記貯留部内に配置された循環路と、前記循環路における前記吐出ヘッドより前記一方の開口端部側に設けられ液体が前記循環路を循環するよう液体を圧送可能な圧送手段と、前記複数のノズルをそれぞれ独立して封止可能な封止手段と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、
   前記吐出ヘッドに液体を充填する際、前記封止手段によって前記複数のノズルがそれぞれ独立して封止された状態で前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環するよう前記封止手段と前記圧送手段とを制御する第１制御を実行し、該第１制御の実行後に、前記圧送手段の駆動によって液体が前記循環路を循環しながら前記封止手段による前記複数のノズルの封止が解除されるよう前記圧送手段と前記封止手段とを制御する第２制御を実行する、
   液体吐出装置の制御方法。

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