特許 6336863 液体吐出装置および液体吐出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6336863

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】液体吐出装置および液体吐出方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20180528BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20180528BHJP

   B41J 2/14 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/175 171

   B41J2/18

   B41J2/14 603

   B41J2/14 605

   B41J2/14 607

【請求項の数】5

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-180545(P2014-180545)

(22)【出願日】2014年9月4日

(65)【公開番号】特開2016-52770(P2016-52770A)

(43)【公開日】2016年4月14日

【審査請求日】2017年4月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】栗林 廉

【審査官】 村石 桂一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０９９９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１３０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４５８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００３９４６０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ２／０１−２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出するノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の上流に連通する液体供給口と、前記圧力室の下流に連通する液体排出口と、を備える液体吐出ヘッドと、
前記液体排出口から排出された液体に接する気体を含む第１気体室と、
前記液体供給口に供給される液体に接する気体を含む第２気体室と、
前記第１気体室に連通可能な第３気体室と、
前記第１気体室と前記第３気体室との間を開閉する第１開閉部と、
前記第３気体室に連通するとともに前記第２気体室に連通可能である第４気体室と、
前記第２気体室と前記第４気体室との間を開閉する第２開閉部と、
前記第４気体室を大気に対して開閉する第３開閉部と、
前記第４気体室の容積を変化させる第１の容積可変部と、
前記第１開閉部を閉じ、前記第２開閉部を閉じた状態において、前記第３開閉部を開けて大気開放し、その後前記第３開閉部を閉じた状態から、前記第１の容積可変部によって前記第４気体室の容積を変化させる制御部と、を備える液体吐出装置。

【請求項2】

前記第３気体室の気密性を維持しながら、前記第３気体室の容積を変化させる第２の容積可変部を備え、
前記制御部は、前記第１開閉部を閉じ、前記第２開閉部を閉じた状態において、前記第３開閉部を開けて大気開放した状態から、前記第２の容積可変部で前記第３気体室の容積を可変した後に、前記第３開閉部を閉じた状態で、前記第１の容積可変部で前記第４気体室の容積を変化させる請求項１の液体吐出装置。

【請求項3】

液体を吐出するノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の上流に連通する液体供給口と、前記圧力室の下流に連通する液体排出口と、を備える液体吐出ヘッドと、
前記液体排出口から排出された液体に接する気体を含む第１気体室と、
前記第１気体室に連通可能な第３気体室と、
前記第１気体室と前記第３気体室との間を開閉する第１開閉部と、
前記第３気体室に連通する第４気体室と、
前記第４気体室を大気に対して開閉する第３開閉部と、
前記第４気体室の容積を変化させる第１の容積可変部と、
前記第１開閉部を閉じ、前記第３開閉部を開けて大気開放し、その後前記第３開閉部を閉じた状態から、前記第１の容積可変部によって前記第４気体室の容積を変化させる制御部と、を備える液体吐出装置。

【請求項4】

前記第３気体室の気密性を維持しながら、前記第３気体室の容積を変化させる第２の容積可変部を備え、
前記制御部は、前記第１開閉部を閉じた状態において、前記第３開閉部を開けて大気開放した状態から、前記第２の容積可変部によって前記第３気体室の容積を変化させた後に、前記第３開閉部を閉じた状態で、前記第１の容積可変部によって前記第４気体室の容積を変化させる、請求項３の液体吐出装置。

【請求項5】

液体を吐出するノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の上流に連通する液体供給口と、前記圧力室の下流に連通する液体排出口と、を備える液体吐出ヘッドと、
前記液体排出口から排出された液体に接する気体を含む第１気体室と、
前記液体供給口に供給される液体に接する気体を含む第２気体室と、
前記第１気体室に連通可能な第３気体室と、
前記第１気体室と前記第３気体室との間の通路を開閉する第１開閉部と、
前記第３気体室に連通するとともに前記第２気体室に連通可能であり、大気に連通可能な第４気体室と、
前記第２気体室と前記第４気体室との間を開閉する第２開閉部と、
前記第４気体室を大気に対して開閉する第３開閉部と、
前記第４気体室の容積を変化させる第１の容積可変部と、を備える液体吐出装置において、
前記第１開閉部を閉じ、前記第２開閉部を閉じた状態において、前記第３開閉部を開けて大気開放し、その後前記第３開閉部を閉じた状態から、前記第１の容積可変部によって前記第４気体室の容積を変化させる、液体吐出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、液体吐出装置および液体吐出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液体吐出装置として、例えば複数のノズルに対応する圧力室を含む流路にインクを循環させ、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出させるインクジェット記録装置が知られている。この種のインクジェット記録装置では、圧力調整や流路制御を行うことによってインクの流れを制御し、インクジェットヘッドへインクを供給し、ノズルから吐出せずに残ったインクを回収し、回収したインクを再びインクジェットヘッドへ供給してインクを循環させている。圧力調整用の機構として、たとえばインクを収容するタンクに伸縮可能なベローズを接続し、ベローズの伸縮による容積変化を利用してタンクの圧力を調整する技術が提供されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８-１５５６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

圧力調整対象となる容器に容積を可変する機構において、容積変動の範囲を確保するために、装置が大型となる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態にかかる液体吐出装置は、液体を吐出するノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の上流に連通する液体供給口と、前記圧力室の下流に連通する液体排出口と、を備える液体吐出ヘッドと、前記液体排出口から排出された液体に接する気体を含む第１気体室と、前記液体供給口に供給される液体に接する気体を含む第２気体室と、前記第１気体室に連通可能な第３気体室と、前記第１気体室と前記第３気体室との間を開閉する第１開閉部と、前記第３気体室に連通するとともに前記第２気体室に連通可能である第４気体室と、前記第２気体室と前記第４気体室との間を開閉する第２開閉部と、前記第４気体室を大気に対して開閉する第３開閉部と、前記第４気体室の容積を変化させる第１の容積可変部と、前記第１開閉部を閉じ、前記第２開閉部を閉じた状態において、前記第３開閉部を開けて大気開放し、その後前記第３開閉部を閉じた状態から、前記第１の容積可変部によって前記第４気体室の容積を変化させる制御部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態のインクジェット記録装置の側面図。

【図2】同インクジェット記録装置の上面図。

【図3】第１実施形態のインクジェット記録部の斜視図。

【図4】同インクジェット記録部の斜視図。

【図5】同インクジェット記録部の説明図。

【図6】第１実施形態のインクジェットヘッドの説明図。

【図7】同インクジェットヘッドの説明図。

【図8】同実施形態の圧力調整部の構成を示す分解斜視図。

【図9】同実施形態の圧力調整部の側面図。

【図10】同実施形態の圧力調整部の説明図。

【図11】同インクジェット記録装置の制御基板の説明図。

【図12】同インクジェット記録装置の圧力調整動作の制御手順を示すフローチャート。

【図13】同インクジェット記録装置の原点復帰動作の制御手順を示すフローチャート。

【図14】同インクジェット記録装置のストローク復帰動作の制御手順を示すフローチャート。

【図15】第２実施形態のインクジェット記録装置の圧力調整部の説明図。

【発明を実施するための最良の形態】

【0007】

［第１実施形態］
以下、第１実施形態にかかるインクジェット記録装置１について図１乃至図１１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。なお、同じ構造または類似する構造には同じ番号を付している。

【0008】

図１はインクジェット記録装置１の側面図であり、図２はインクジェット記録装置１の平面図である。図１および図２に示すように、液体吐出装置であるインクジェット記録装置１は、画像形成部６、搬送部である記録媒体移動部７、およびメンテナンスユニット３１０を備える。

【0009】

画像形成部６は、インクジェット記録部４、インクジェット記録部４を支持するキャリッジ１００、キャリッジ１００を矢印Ａ方向に往復移動させる搬送ベルト１０１、搬送ベルト１０１を駆動するキャリッジモータ１０２を備える。

【0010】

インクジェット記録部４は、液体吐出部であるインクジェットヘッド２と、循環部であるインク循環装置３と、圧力調整部５と、を備える。

【0011】

インク循環装置３は、インクジェットヘッド２の上方にあって、インクジェットヘッド２と一体に形成される。インクジェット記録部４は、記録媒体Ｓにインクを吐出して、所望の画像を形成する。

【0012】

インクジェット記録部４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吐出するインクジェット記録部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを備える。インクジェット記録部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ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。たとえばインクジェット記録部４ｅは、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。インクジェット記録部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ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。

【0013】

インクジェット記録部４は、インク循環部３をインクジェットヘッド２の上方に積載することにより幅を狭められる。従って複数のインクジェット記録部４ａ〜４ｅを並列に支持するキャリッジ１００の幅を狭めることができる。画像形成部６は、キャリッジ１００の幅を狭めることにより、キャリッジ１００の搬送距離を減少でき、インクジェット記録装置１の小型化を得られ且つ印字速度を高めることができる。

【0014】

画像形成部６は、インク循環装置３に新しいインクを補充するためのインクカートリッジ８１を備える。インクカートリッジ８１の８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ、８１ｅは、それぞれシアンインク、マゼンダインク、イエロインク、ブラックインクインク、ホワイトインクを保有する。インクカートリッジ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ、８１ｅは、それぞれ保有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。インクカートリッジ８１は、チューブ８２を介してインクジェット記録部４のインク循環装置３に連通する。インクカートリッジ８１は、重力方向においてインク循環装置３より相対的に下方に配置されている。

【0015】

記録媒体移動部７は、記録媒体Ｓを吸着固定するテーブル１０３を備える。テーブル１０３は、スライドレール装置１０５上に取り付けられて矢印Ｂ方向に往復移動する。テーブル１０３は、ポンプ１０４で内部を負圧にして上面の小径の穴から記録媒体Ｓを吸着して固定する。インクジェット記録部４が搬送ベルト１０１に沿って矢印Ａ方向に往復移動する間、インクジェットヘッド２のノズルプレート５２と記録媒体Ｓとの距離ｈは一定に維持される。インクジェットヘッド２は、ノズルプレート５２の長手方向に３００個の液体吐出部であるノズル５１を備える。ノズルプレート５２の長手方向は、記録媒体Ｓの搬送方向と同じとなる。

【0016】

画像形成部６は、記録媒体Ｓの搬送方向に対してインクジェットヘッド２を直交する方向に往復移動しながら、記録媒体Ｓに画像を形成する。インクジェットヘッド２は、画像形成信号に合わせてノズルプレート５２に設けたノズル５１からインクＩを吐出して、記録媒体Ｓに画像を形成する。インクジェット記録部４は、記録媒体Ｓ上に例えば３００のノズル５１の幅で画像を形成する。

【0017】

メンテナンスユニット３１０は、インクジェット記録部４の矢印Ａ方向の走査範囲であって、テーブル１０３の移動範囲より外側の位置に配置される。インクジェットヘッド２は、待機位置Ｑでメンテナンスユニット３１０に対峙する。メンテナンスユニット３１０は上方が開放したケースであって、上下（図１矢印Ｃ、Ｄ方向）に移動可能に設けられる。

【0018】

画像をプリントするためにキャリッジ１００が矢印Ａ方向に移動している場合、メンテナンスユニット３１０は下方（矢印Ｃ方向）に移動してノズルプレート５２から離間する。プリント動作が終了した場合にメンテナンスユニット３１０は上方（矢印Ｄ方向）に移動する。プリント動作が終了してインクジェットヘッド２が待機位置Ｑに戻ると、メンテナンスユニット３１０は上方に移動して、インクジェットヘッド２のノズルプレート５２を覆う。メンテナンスユニット３１０は、ノズルプレート５２からのインクの蒸発を防止し、ノズルプレート５２にほこりや紙粉が付着するのを防止する。メンテナンスユニット３１０は、ノズルプレート５２のキャップ機能を備える。

【0019】

メンテナンスユニット３１０は、ゴム製のブレード１２０及び廃インク受け部１３０を備える。ゴム製のブレード１２０は、インクジェットヘッド２のノズルプレート５２に付着したインク、ほこり、紙粉などを除去する。廃インク受け部１３０は、メンテナンス動作を行う間に発生する廃インク、ほこり、紙粉などを受ける。メンテナンスユニット３１０は、ブレード１２０を矢印Ｂ方向へ移動させる機構を備え、ブレード１２０でノズルプレート５２表面を払拭する。

【0020】

インクジェットヘッド２は、ノズル近傍で劣化したインクを除去するため、ノズル５１からインクを強制的に吐出させるメンテナンス（スピット機能）を行う。インクジェットヘッド２は、インクをノズル５１から少し流出させてインクジェットヘッド２の表面に付着した紙粉やほこりを流出したインク膜内に取り込み、ブレード１２０で拭取るメンテナンス（パージ機能）を行う。廃インク受け部１３０はスピット機能あるいはパージ機能により発生した廃インクを回収する。

【0021】

インクジェット記録装置１は、記録媒体移動部７による記録媒体Ｓの搬送方向に対して、インクジェットヘッド２を直交する方向に往復移動しながら、ノズル５１からインクを吐出して、記録媒体Ｓに画像を形成する、いわゆるシリアル型のインクジェット記録装置である。

【0022】

インクジェットヘッド２は、例えば図６および図７に示すように、ノズル５１を備えるノズルプレート５２と、アクチュエータ５４を備える基板６０と、基板６０に接続されるマニフォルド６１と、を備える。基板６０は、ノズル５１とアクチュエータ５４の間に、インクを流すインク流路１８０を備える。アクチュエータ５４はインク流路１８０に面し、かつ各ノズル５１に対応してそれぞれ備えられる。

【0023】

基板６０は、アクチュエータ５４によってインク流路１８０内のインクに発生した圧力がノズル５１に集中するように、隣接するノズル５１間に境界壁１９０を備える。インク流路１８０の、ノズルプレート５２、アクチュエータ５４、および境界壁１９０で囲まれた部分がインク圧力室１５０となる。インク圧力室１５０は、第１ノズル列５７ａの各ノズル５１ａ、及び第２ノズル列５７ｂの各ノズル５１ｂに対応して複数設けられる。第１ノズル列５７ａ及び第２ノズル列５７ｂはそれぞれノズル５１ａ、５１ｂを３００個ずつ備える。

【0024】

基板６０は複数の圧力室１５０にインクを供給する共通インク供給室５８、複数のインク圧力室１５０からのインクを回収する共通インク室５９を第１ノズル列５７ａ側と第２ノズル列５７ｂ側にそれぞれ備える。

【0025】

マニフォルド６１は、矢印Ｆ方向へインクを流入させる液体供給口であるインク供給口１６０と、インクを矢印Ｇ方向へ排出する液体排出口であるインク排出口１７０と、を備える。インク循環装置３からインク供給口１６０にインクＩが供給され、インク排出口１７０からインク循環装置３にインクが還流する。マニフォルド６１は、インク供給口１６０から共通インク供給室５８に連通するインク分配通路６２を有している。マニフォルド６１は、共通インク室５９からインク排出口１７０に連通するインク環流通路６３を有している。

【0026】

すなわち、基板６０、マニフォルド６１、およびノズルプレート５２によって、インクジェットヘッド２の内部に、インク流路１８０が形成される。インク流路１８０は、ノズル５１a、５１ｂに連通する複数のインク圧力室１５０と、マニフォルド６１に形成されたインク供給口１６０ａおよびインク排出口１７０と、複数のインク圧力室１５０に連通される共通インク供給室５８と、複数のインク圧力室１５０からのインクを回収する共通インク室５９と、インク供給口１６０から共通インク供給室５８に連通するインク分配通路６２と、共通インク室５９からインク排出口１７０に連通するインク環流通路６３と、を有する。

【0027】

インク分配通路６２を矢印Ｆ方向に流れるインクＩは、共通インク供給室５８から複数のインク圧力室１５０に流入する。ノズル分岐部５３は、矢印Ｅ方向に流れているインクが、ノズル５１から吐出させるインクと、そのままインクジェットヘッド２内を流れてインク循環装置３に戻るインクに分岐する部分である。インクＩは、インク圧力室１５０に一方の端部から流入し、インク分岐部５３を通り、他方の端部から流出する。すなわち、インク圧力室１５０内のインク分岐部５３でインクの一部はノズル５１から吐出され、残りは他方の端部から流出する。インク圧力室１５０でノズル５１から吐出されなかったインクＩは、共通インク室５９に流入し、インク環流通路６３に還流する。

【0028】

インクジェットヘッド２のアクチュエータ５４は、例えば圧電素子５５と振動板５６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５５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５６は例えばＳｉＮ（窒化ケイ素）等で形成される。

【0029】

図７に示すように圧電素子５５は上下に電極５５ａ、５５ｂを備える。電極５５ａ、５５ｂに電圧がかからない場合は、圧電素子５５が変形しないことから、アクチュエータ５４は変形しない。アクチュエータ５４が変形しない場合、インクの表面張力によって、ノズル５１内にはインクＩと空気の界面であるメニスカス２９０が形成される。メニスカス２９０によりインク圧力室１５０内のインクＩは、ノズル５１内に留まる。

【0030】

電極５５ａ、５５ｂに電圧（Ｖ）がかかると、圧電素子５５が変形して、アクチュエータ５４が変形する。アクチュエータ５４の変形により、メニスカス２９０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２９０を破ってインク滴ＩＤとなりノズル５１から吐出する。

【0031】

インクジェットヘッドは、インク圧力室内のインクに圧力変動を生じるものであるが、構造は限定されない。インクジェットヘッドは、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。またインクは温度により粘性が変わり、ノズルからの吐出特性が変わることから、インク吐出を良好に制御するために、インクジェットヘッドに温度センサを備えても良い。

【0032】

インク分配流路６２には、インクジェットヘッド２へ供給するインク温度を検出するためにヘッド内温度センサ（上流）２８０が取り付けられている。インク環流通路６３には、インクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出するヘッド内温度センサ（下流）２８１が取り付けられている。ヘッド内温度センサ２８０、２８１で、インクジェットヘッド２内へ供給またはインクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出する。インクジェットヘッド２内のインク温度によるインク粘度の変化を考慮してインク循環装置３を制御する。

【0033】

インク供給口１６０、インク分配通路６２、共通インク供給室５８、インク圧力室１５０、共通インク室５９、インク環流通路６３、インク排出口１７０の順に、インクＩはインクジェットヘッド２内を移動する。このインクＩの一部は画像信号に従いノズル５１から吐出され、残ったインクＩは移動してインク排出口１７０からインク循環装置３へ環流する。

【0034】

図３乃至図５に示すように、インク循環装置３は、インクケーシング２００と、インクを循環させるインク循環ポンプ２０1と、インクカートリッジ８１からインクケーシング２００にインクを補給するインク供給ポンプ２０２と、を備えている。

【0035】

インクケーシング２００は、アルミニウムで成形され、空室を形成する枠部に、ポリイミド樹脂で構成される樹脂プレート３００、３０１が接着剤で固定されて構成される。インクケーシング２００は、インク供給管２０８を介してインクジェットヘッド２内に連通する供給側インク室２１０と、インク戻し管２０９を介してインクジェットヘッド２内に連通する回収側インク室２１１とが、共通壁２４５を介して隣接して一体的に形成されている。インクケーシング２００は、回収側インク室２１１からインクを吸引するための吸引孔２１２と、供給側インク室２１０にインクを送液するための排出孔２１３を備えている。インクケーシング２００の上部には２つの凹部３５３、３６３が形成されている。この凹部３５３，３６３に、図９に示される圧力調整部５の凸部３７２、凸部３７０がそれぞれ係合するようになっている。

【0036】

回収側インク室２１１と供給側インク室２１０の並び方向は、インクジェットヘッド２のノズル配列方向（インクジェットヘッド２の長手方向（Ｂ方向））と同じである。すなわち、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０の並び方向はキャリッジ１００の走査方向と略直交する方向になっている。回収側インク室２１１のインク液面ｂの上側は圧力調整部５を構成する第１気体室３５０になっている。供給側インク室２１０のインク液面ａの上側は圧力調整部５を構成する第２気体室３６０になっている。

【0037】

インク循環ポンプ２０１は、図３に示すように、第１プレート３００および第２プレート３０１とは反対側の面において、隣接している回収側インク室２１１と供給側インク室２１０に跨って設けられている。インク循環ポンプ２０１は吸引孔２１２からインクを吸引し、排出孔２１３を通して供給側インク室２１０へインクを送液する。インク循環ポンプ２０１は、インク供給ポンプ２０２と同様な圧電ポンプであり、圧電素子と金属板を貼り合わせた圧電振動板がたわむことでポンプ内の容積（ポンプ室）を周期的に変化させてインクを送液し、２つの逆止弁によってインク送液方向を一方向にさせている。インク循環ポンプ２０１の一方の逆止弁は吸引孔２１２とポンプ室との間に設けられ、他方の逆止弁はポンプ室と排出孔２１３との間に設けられている。ポンプ室にインクが流入するときは一方の逆止弁が開き、他方の逆止弁が閉じる。ポンプ室からインクが流出するときは一方の逆止弁が閉じ、他方の逆止弁が開く。これを繰り返して回収側インク室から供給側インク室へインクを送液する。

【0038】

インク供給ポンプ２０２は、インクケーシング２００の外壁面に設けられている。供給ポンプ２０２は圧電ポンプであり、印刷やメンテナンス動作等で消費した量のインクをインク補給口２２１からインク循環装置３内の回収側インク室２１１へ供給する。インク供給ポンプ２０２へインクを流入させるインクの流入口であるインク補給口２２１には、インクカートリッジ８１からインク循環装置３へインクを送液するチューブ８２が接続されている。

【0039】

インク供給ポンプ２０２は、圧電素子と金属板を貼り合わせた圧電振動板がたわむことでポンプ内の容積（ポンプ室２４０）を周期的に変化させてインクを搬送し、２つの逆止弁によってインク搬送方向を一方向にさせている。インク供給ポンプ２０２の一方の逆止弁２４２はインク補給口２２１とポンプ室２４０との間に設けられ、他方の逆止弁２４３はポンプ室２４０とインクの出口２４１との間に設けられている。圧電振動板がたわみポンプ室２４０が拡張すると、逆止弁２４２が開きポンプ室２４０にインクが流入し、逆止弁２４３が閉じる。圧電振動板が逆方向にたわみポンプ室２４０が収縮すると、逆止弁２４２が閉じ逆止弁２４３が開きポンプ室２４０からインクが流出する。これを繰り返してインクを送液する。

【0040】

制御基板５００はインク循環ポンプ２０１を覆うようにインクジェット記録部４に保持されている。制御基板５００は、インク循環ポンプ２０１、インク供給ポンプ２０２、圧力調整部５を制御するようになっている。

【0041】

第１プレート３００にはインクケーシング２００内のインク量を計測するインク量計測センサ２０５Ａが取り付けられている。第２プレート３０１にはインク量計測センサ２０５Ｂが取り付けられている。インク量計測センサ２０５Ｃは、圧電振動板がインクケーシング２００に貼り付けられて構成され、圧電振動板を交流電圧で振動させインクケーシング２００内のインクを振動させる。インク量計測センサ２０５Ｃによるインクケーシング２００内を伝わるインクの振動をインク量計測センサ２０５Ａ、２０５Ｂで検出し、インク量を計測している。

【0042】

インクケーシング２００の外部には、インクケーシング２００内のインク粘度を調整するためにインクを加熱するヒータ２０７が備えられている。ヒータ２０７はインクケーシング２００に熱伝導性の高い接着剤で貼り付けられている。インクケーシング２００のヒータ２０７近傍にインク温度センサ２８２が取り付けられている。インク温度センサ２８２およびヒータ２０７は後述する制御基板５００に接続され、印刷時に所望のインク粘度になるようにヒータ２０７が制御されている。

【0043】

インク循環ポンプ２０１を動作させると、インクは回収側インク室２１１から吸引孔２１２を通して吸い込まれ、インク循環ポンプ２０１、排出孔２１３を通って供給側インク室２１０に搬送される。密閉されている供給側インク室２１０の内圧はインク量の増加で高くなり、インク供給管２０８を通ってインクジェットヘッド２にインクが流入する。

【0044】

回収側インク室２１１へインクを供給するインクカートリッジ８１は、インク循環装置３より重力方向（Ｃ方向）において相対的に下方に配置されている。カートリッジ８１を下方に配置することで、カートリッジ８１内のインクの水頭圧が、回収側インク室２１１の設定圧力より低く保たれる。この構成により、インク供給ポンプ２０２が駆動している時だけ回収側インク室２１１へインクＩを供給するようになっている。

【0045】

インク循環装置３は、インクジェットヘッド２へインクＩを供給し、ノズル５１から吐出せずに残ったインクＩを回収し、再度インクジェットヘッド２へ回収したインクを供給してインクを循環させる。インク循環装置３はインク供給管２０８を通して下方へ（重力方向である矢印Ｃ）インクを送液し、インクジェットヘッド２はさらに下方へインクを吐出する。

【0046】

インクジェットヘッド２のノズル５１にはメニスカス２９０が形成される。ノズル５１からインクが吐出する場合、インクと空気の界面であるメニスカス２９０を破って、インク滴となり吐出する。メニスカス２９０にかかる圧力が空気圧より高ければ（陽圧）、インクはノズル５１から漏れ出る。メニスカス２９０にかかる圧力が空気圧より低ければ（負圧）、インクはメニスカス２９０を維持しノズル５１内に留まっている。そのため、インク吐出をしない場合、インク圧力室１５０内のインクの圧力は−０．５〜−４．０ｋＰａ(ゲージ圧)に調整され、メニスカス２９０を維持している。ノズル５１はインクが重力方向下向きに吐出するように配置されているので、この範囲より大きい（陽圧側）場合、わずかな振動などでインクがノズルから漏れ出してしまう。また、より小さい（負圧側）場合、ノズルから空気を吸引してしまい、吐出不良が発生する。通常インク圧力室１５０内は負圧に保たれていて、アクチュエータ５４を動作させるとインク圧力室内のインクは陽圧になり、ノズル５１からインクが吐出する。それぞれの供給側インク室２１０および回収側インク室２１１からインクジェットヘッド２のノズル５１までのインク流路抵抗はほぼ同じになっている。インク流路抵抗がほぼ同じなので、第２気体室３６０の圧力と第１気体室３５０の圧力の平均値にノズル面と両インク室のインク面の水頭差による圧力の平均値を加えたものがノズル５１の圧力となる。圧力調整部５においてノズル５１の圧力が所定の圧力になるように圧力を調整することで良好なインク吐出を維持する。

【0047】

圧力調整部５について、図８乃至図１０に基づいて説明する。図８は圧力調整部５の分解斜視図、図９は圧力調整部５の側面図、図１０は圧力調整部５の説明図である。

【0048】

圧力調整部５は、循環装置３のインクケーシング２００上に設けられている。圧力調整部５は、インクジェットヘッド２のノズル５１内のインク圧力を適正に保つためにインクケーシング２００の内部の圧力を調整する。圧力調整部５は、２つの圧力調整室２６１、２６２を備えている。

【0049】

圧力調整室２６１は、第４気体室２７０を形成するシリンダ２５０と、シリンダ２５０内部に収納された第１の可動体であるピストン２５２と、ピストン２５２をたとえばＨ方向に進退動させることでシリンダ２５０の容積を変化させる第１の容積可変部であるパルスモータ２５４を備えている。

【0050】

シリンダ２５０内に形成される第４気体室２７０は、連通管路２５６を介して供給側インク室２１０に連通するとともに、連通管路４００を通じて大気に対して開閉可能になっている。連通管路２５６の内部には、ばねと、第２開閉部としての第２開閉部材２５７が取り付けられている。第２開閉部材２５７は、ばねの付勢によりシリンダ２５０と供給側インク室２１０内の第２気体室３６０との連通管路２５６（通路）を閉じ、ピストン２５２で付勢されることによってこの連通管路２５６を開く。

【0051】

連通管路４００の内部には、ばねと、第３開閉部としての開閉部材４０１が取り付けられている。開閉部材４０１はばねの付勢により大気との連通管路４００（通路）を閉じ、ピストン２５２で付勢されることにより大気との連通管路４００を開く。連通管路４００への大気取り入れ口にはフィルタＦが設けられている。ピストン２５２にはゴム製のシール材３１４が装着されており、シリンダ２５０内を気密に保っている。

【0052】

パルスモータ２５４の回転軸には雄ねじが固定され、ピストン２５２が嵌合する部分には雌ねじが形成されている。ピストン２５２は、中心部の軸３１６は外周に平面部をもつ突起である。軸３１６はシリンダ２５０に設けられている外周に平面を持つ筒形状の軸穴３１８に摺動可能に嵌合し、ピストン２５２の回転を防止している。ピストン２５２はパルスモータ２５４の回転によって、シリンダ２５０内を上下に摺動し、シリンダ２５０とピストン２５２によって囲まれた第４気体室２７０の容積を変化させ圧力を変化させる。

【0053】

圧力調整室２６２は、回収側インク室２１１と連通しているシリンダ２５１と、シリンダ２５１内部に収納された第２の可動体であるピストン２５３と、ピストン２５３をたとえばＨ方向に進退動させることでシリンダ２５１の容積を変化させる第２の容積可変部であるパルスモータ２５５と、を備えている。

【0054】

シリンダ２５１とピストン２５３によって囲まれた第３気体室２７２の容積を変化させ、圧力を変化させる。シリンダ２５１、ピストン２５３、パルスモータ２５５の構成は圧力調整室２６１と同じ構成になっている。

【0055】

シリンダ２５１は、回収側インク室２１１と連通する連通管路２５８を有している。連通管路２５８の内部には、ばねと、ばねの付勢によりシリンダ２５１と回収側インク室２１１内の第１気体室３５０を連通させる連通孔を閉じ、ピストン２５３で付勢されると開く第１開閉部である開閉部材２５９が取り付けられている。ピストン２５３はパルスモータ２５５の回転によって、シリンダ２５１内を上下に摺動し、シリンダ２５１とピストン２５３によって囲まれた第３気体室２７０の容積を変化させ圧力を変化させる。

【0056】

第１気体室３５０は凸部３７２に設けられた通路と開口３５１を通して第１気体室３５０より上部にある第５気体室３５２に連通している。第５気体室３５２には、圧力センサ２０４の検出部に繋がる連通路２２３が設けられている。供給側インク室２１０の液面ａに接する空気を含む第２気体室３６０は、凸部３７０に設けられた通路と開口３６１を通して、第６気体室３６２に連通している。第６気体室３６２には、圧力センサ２０４の検出部に繋がる連通路２２２が設けられている。

【0057】

圧力センサ２０４は供給側インク室２１０内の第２気体室３６０、回収側インク室２１１内の第１気体室３５０それぞれの圧力を検出している。圧力センサ２０４は1チップで２つの圧力検知ポートを有し、第１気体室３５０と第２気体室３６０に連通し、二つの第１気体室３５０、３６０内の圧力を計測するようになっている。圧力センサ２０４は、制御基板５００に接続され、供給側インク室２１０上部と回収側インク室２１１上部の空気圧を電気信号として出力する。

【0058】

圧力調整室２６１のシリンダ２５０と圧力調整室２６２のシリンダ２５１の間には両者を常時連通させる連通経路２６０が設けられている。

【0059】

すなわち、圧力調整部５は、第３気体室２７２と、第１開閉部である開閉部材２５９と、第４気体室２７０と、第２開閉部である開閉部材２５７と、連通経路２６０と、第３開閉部である開閉部材４０１と、第１の容積可変部であるピストン２５３と、第２の容積可変部であるピストン２５２と、を備えている。

【0060】

圧力調整部５は、ピストン２５２と、ピストン２５３をそれぞれ上下移動させて、シリンダ２５０、２５１の空気の容積を変化させることと、開閉部材を切り替えて流路を開閉することで、インクケーシング２００内部の圧力を調整し、インクジェットヘッド２のメニスカス２９０の圧力を適正な範囲に維持する。

【0061】

図１０を参照して、圧力調整部５の動作について説明する。ｘ１，ｙ１はピストン２５２と、ピストン２５３のホーム位置である。ホーム位置ｘ１はピストン２５３が開閉部材２５９の先端３０６に当接せず、連通管路２５８は閉状態となる位置に設定されている。また、ホーム位置ｙ１は、ピストン２５２が開閉部材２５７の先端３０５を押圧せず、連通管路２５８が閉状態となる位置に設定されている。

【0062】

位置ｘ２は、ピストン２５３が開閉部材２５９の先端３０６を押圧し、開閉部材２５９を開く位置である。ｘ１からｘ２まではストロークｈ１だけ離れており、ピストン２５３が開閉部材２５９に当接してその後押圧できる距離に設定されている。

【0063】

ピストン２５２がホーム位置ｙ１の時に、第３気体室２７２と第４気体室２７０の容積の和を一定に保つようＨ方向の上にｈ２動かした位置をｙ１’とする。ピストン２５３をストロークｈ１だけ動かした容積Ｖ１とピストン２５２をストロークｈ２だけ動かした容積Ｖ２が等しくなるように設定している。シリンダ２５１とシリンダ２５０の断面積が等しい場合はｈ１＝ｈ２となる。

【0064】

位置ｙ２’は圧力調整を行うことによってピストン２５２が動ける上限の位置である。ピストン２５２の位置が上限ｙ２’にあるときに、第３気体室２７２と第４気体室２７０の容積の和を一定に保つようＨ方向の下にｈ２動かした位置をｙ２とする。

【0065】

位置ｙ３’は圧力調整を行うことによってピストン２５２が動ける下限の位置である。ピストン２５２の位置が下限の位置ｙ３’にあるときに、第３気体室２７２と第４気体室２７０の容積の和を一定に保つようＨ方向の下にｈ２動かした位置をｙ３とする。ｙ３にピストン２５２があるとき、開閉部材４０１の先端３０７に当接しないように距離を開けて設定される。位置ｙ４はピストン２５２が開閉部材４０１を開く位置であり、位置ｙ５はピストン２５２が開閉部材２５７を開く位置である。

【0066】

第１気体室３５０を大気開放する際の手順を示す。まずピストン２５３が開閉部材２５９を開く位置ｘ２にある場合には、それぞれ、開閉部材２５９を閉じる位置ｘ１の状態とし、第１気体室３５０に圧力調整部５の圧力変動が及ばないようにする。

【0067】

次に、ピストン２５２を位置ｙ４まで移動し、開閉部材４０１を開ける。この時第４気体室２７０の容積は圧縮され、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２内の圧力は上昇するが、開閉部材２５９を閉じているので、第１気体室３５０には圧力変動は及ばない。ピストン２５２が開閉部材４０１を開くと、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２内の圧力は大気圧となる。

【0068】

次に、開閉部材２５９を開く位置ｘ２までピストン２５３を移動する。この時、開閉部材２５９の先端３０６に接するまで、第３気体室２７２の容積は圧縮されるが、開閉部材４０１が開となっており、大気開放状態のため圧力は大気圧のままである。開閉部材２５９の先端３０６に接し押圧する位置ｘ２まで移動すると、第１気体室３５０は、第３気体室２７２、それに連通する第４気体室２７０を経て、大気開放状態となる。

【0069】

第２気体室３６０を大気開放する手順を示す。ピストン２５３が開閉部材２５９を開く位置ｘ２にある場合には、それぞれに示すように、開閉部材２５９を閉じる位置ｘ１の状態とし、第１気体室３５０に圧力調整部５の圧力変動が及ばないようにする。

【0070】

次に開閉部材２５７を押圧して開ける位置ｙ５までピストン２５２を移動する。この時、開閉部材４０１の先端３０７に接するまで、第４気体室２７０の容積は圧縮され、第４気体室とそれに連通する第３気体室２７２内の圧力は上昇する。しかしながら、開閉部材２５９を閉じているので、第１気体室３５０には圧力変動は及ばない。

【0071】

ピストン２５２に押されて開閉部材４０１が開くと、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２内の圧力は大気圧となる。この時、先に開閉部材２５７の先端３０５を押圧した後に、開閉部材４０１の先端３０７を押圧するような位置関係にすると、圧縮された空気が第２気体室３６０に流れ込み圧力変動を及ぼしてしまうので、ピストン２５２と開閉部材４０１の先端３０７が先に当接し、その後開閉部材２５７の先端３０５に当接するように、距離Ｇを設定している。

【0072】

開閉部材２５７の先端３０５に接し押圧する位置ｙ５まで移動すると、第２気体室３６０は第４気体室２７０を経て、大気開放状態となる。開閉部材２５９を閉としているので、第１気体室３５０は大気開放されない。

【0073】

第１気体室３５０と第２気体室３６０を大気開放する手順を示す。上記、第２気体室３６０を大気開放した状態で開閉部材２５９を押圧して開く位置ｘ２までピストン２５３を移動する。この時、開閉部材２５９の先端３０６に接するまで、第３気体室２７２の容積は圧縮されるが、開閉部材４０１が開いており大気開放状態であるため圧力は大気圧のままである。開閉部材２５９の先端３０６を押圧して開ける位置ｘ２までピストン２５３が移動すると、第１気体室３５０、は第３気体室２７２、それに連通する第４気体室２７０を経て、大気開放状態となる。第２気体室３６０も第４気体室２７０を経て、大気開放状態となる。

【0074】

次に、ピストン２５２が開閉部材４０１を開く位置ｙ４から、開閉部材４０１を閉じて、ピストン２５２をホーム位置ｙ１に戻す手順を示す。

【0075】

第１気体室３５０を大気開放している状態においては、ピストン２５２の位置は位置ｙ４としたまま、ピストン２５３の位置を位置ｘ１まで移動する。

【0076】

第２気体室３６０を大気開放している状態においては、ピストン２５２の位置を位置ｙ４まで移動する。

【0077】

第１気体室３５０と第２気体室３６０を大気開放している状態においては、ピストン２５３の位置を位置ｘ１まで移動したのち、ピストン２５２の位置をｙ４まで移動する。その後、ピストン２５２を開閉部材４０１の先端３０７に接する位置ｙ６まで移動すると、開閉部材４０１は閉じる。

【0078】

開閉部材４０１が閉じると、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２は密閉状態となるため、ｙ６からホームポジションであるｙ１までのストロークｈ３だけ動かした容積Ｖ３分だけ、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２は減圧される。よって、このままピストン２５３の位置を位置ｘ１から位置ｘ２に移動すると、減圧された空気が第１気体室３５０に供給されるため、急激な圧力変動を及ぼしてしまう可能性がある。この急激な圧力変動を回避するため、ピストン２５２が位置ｙ４にある時、つまり第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２を大気開放している時に、ピストン２５３の位置を位置ｘ１から位置ｘ３まで距離ｈ４移動する。

【0079】

その後、ピストン２５２の位置を位置ｙ４から位置ｙ６を経て位置ｙ１まで移動する。この時、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２は位置ｙ６から位置ｙ１までの移動距離ｈ３だけ動かした容積Ｖ３分だけ減圧される。

【0080】

その後、ピストン２５３の位置を位置ｘ３から位置ｘ１まで移動する。この時、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２は位置ｘ３から位置ｘ１までの移動距離ｈ４だけ動かした容積Ｖ４分だけ加圧される。

【0081】

Ｖ３＝Ｖ４とした場合は、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２の容積の和はピストン２５３が位置ｘ３の位置、ピストン２５２が位置ｙ６の位置にある時と、ピストン２５３が位置ｘ１の位置、ピストン２５２が位置ｙ１の位置にある時では同じである。

【0082】

ピストン２５２がｙ６の位置にある時、つまり開閉部材４０１を閉じたときは、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２の圧力は大気圧であるため、ピストン２５３、ピストン２５２がそれぞれ位置ｘ１，位置ｙ１の位置にあっても大気圧となる。

【0083】

Ｖ３＞Ｖ４とした場合は、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２の容積の和はピストン２５３が位置ｘ３で、ピストン２５２が位置ｙ６の位置にある時より、ピストン２５３が位置ｘ１、ピストン２５２が位置ｙ１の位置にある時の方が大きい。つまりは（Ｖ３−Ｖ４）の体積分だけ減圧されることとなる。この量を調節することによって、第１気体室３５０の圧力を大気開放する前の圧力に揃えてから圧力調整を再開することもできる。

【0084】

Ｖ３＜Ｖ４とした場合は、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２の容積の和はピストン２５３がｘ３の位置で、ピストン２５２が位置ｙ６の位置にある時より、ピストン２５３がｘ１の位置、ピストン２５２が位置ｙ１の位置にある時の方が小さい。つまりは（Ｖ４−Ｖ３）の体積分だけ加圧されることとなる。

【0085】

ピストン２５２の位置が圧力調整を行うことによって、ピストン２５２が動ける上限位置ｙ２’、下限位置ｙ３’に至った場合においては、ピストン２５２は圧力調整のために動くことはできない。

【0086】

しかしながら、ピストン２５２が位置ｙ２’、位置ｙ３’の位置にある場合においても、第１気体室の圧力変動を及ぼさないように、ピストン２５３を位置ｘ２から位置ｘ１の位置に動かすことができる。したがって、まずピストン２５３を位置ｘ２から位置ｘ１の位置に動かし、同時にピストン２５２をそれぞれ位置ｙ２’から位置ｙ２へ、位置ｙ３’から位置ｙ３へ移動し、この状態からピストン２５２をｙ４の位置に移動し、開閉部材４０１を開き、大気開放状態とする。その後、ピストン２５２が開閉部材４０１を押圧して開く位置ｙ４から、開閉部材４０１を閉じて、ピストン２５２をホーム位置ｙ１に戻す手順を行うことで、圧力調整を行う前の圧力にした状態で、ピストン２５２の位置をｙ１に戻すことができる。

【0087】

図１１はインクジェット記録装置１の動作を制御する制御基板５００のブロック図である。制御基板５００には、電源５５０と、インクジェット記録装置１の状況を表示する表示装置５６０と、入力装置としてキーボード５７０が接続されている。制御基板５００は、動作を制御する制御部であるマイコン５１０と、プログラムを格納するメモリ５２０と、圧力センサ２０４やヒータ温度センサ２８０，２８１，２８２の出力電圧を取り込むＡＤ変換部５３０を備える。さらに、制御基板５００は駆動回路５４０を有し、インクジェット記録部４、インクジェット記録部４を記録媒体Ｓに対して相対移動させるキャリッジモータ１０２、ピストン２５２，２５３を動作させるパルスモータ２５４、２５５、スライドレール１０５、ポンプ１０４、２０１、２０２、ヒータ２０７などを動作させている。

【0088】

＜印刷動作＞
インクジェット記録装置１の印刷動作について説明する。インクジェット記録装置１を最初に印刷動作させる場合には、インクカートリッジ８１からインク循環装置３とインクジェットヘッド２にインクを充填する。マイコン５１０は、キーボードから初期充填動作が指示されると、インクジェット記録部４を待機位置に戻し、メンテナンスユニット３１０を上昇させてノズルプレート５２を覆う。

【0089】

マイコン５１０は、圧力調整部５を制御し図１０に示すようにピストン２５２，２５３をホーム位置Ｘ１，Ｙ１に位置させる。インク供給ポンプ２０２を駆動させ、チューブ８２内の空気とともにインクカートリッジ８１からインクケーシング２００の回収側インク室２１１にインクを送液する。このとき、インクジェットヘッド２の内部の流路抵抗が大きいので、インクジェットヘッド２、および、供給側インク室２１０へは、短時間ではインクは流れ込まない。

【0090】

回収側インク室２１１のインク量センサ２０５Ｂが吸引孔２１２までインクが流入したことを検知すると、マイコン５１０は、圧力調整部５を制御してインクケーシング２００内の圧力の調整を開始すると同時にインク循環ポンプ２０１を所定時間駆動する。インクは回収側インク室２１１からインク循環ポンプ２０１を経て供給側インク室２１０に送液される。圧電センサ２０５Ａ、２０５Ｂによる回収側インク室２１１と供給側インク室２１２の液量検出結果が、それぞれ循環ポンプ２０１の吸引孔２１２と排出孔２１３に到達していればインクの充填は終了である。回収側インク室２１１のインク量が未達の場合は、インク供給ポンプ２０２を駆動させ、インクカートリッジ８１からインクケーシング２００の回収側インク室２１１にインクを送液する。

【0091】

この動作を繰り返すことで、回収側インク室２１１、供給側インク室２１０のインク量を適正になり、初期充填動作が完了する。なお、圧力調整部５が動作し、インクケーシング２００は密閉状態なので、電源が切れてもノズル５１のメニスカス２９０の圧力は負圧に維持され、インクが漏れることはない。

【0092】

なお、圧力センサ２０４は、圧力を電圧として出力する。圧力センサ２０４を長期間使用する、または環境（温度）条件が変化すると、圧力と出力電圧に差異が発生する。そこで、大気圧の出力電圧値を保存しておき、圧力検知時の出力電圧値との差分で圧力（ゲージ圧）を求めることで、圧力を正確に検知することができる。大気圧の出力電圧を保存するタイミングになると、圧力調整室２６１，２６２を大気に連通させる。回収側インク室２１１の圧力は大気圧になるので、その時の出力電圧値を制御基板５００のメモリ５２０に格納する。インクケーシング２００内の圧力が大気圧になると、インクジェットヘッド２のノズル５１のメニスカスは正圧になりインクがノズル５１から漏れる可能性が有る。しかし、インクケーシング２００内の圧力を大気圧にする動作は短時間で終了するので、大気圧の出力電圧値を保存後、回収側インク室２１１を所定の圧力に調整すれば、ノズル５１からインクが漏れ出ることはない。大気圧の出力電圧値をメモリ５２０に格納するタイミングは、装置の電源を入れた時に行っている。なお、大気圧の出力電圧値をメモリに保存する他のタイミングとして、装置が内蔵しているタイマーで一定時間ごとに行うこともできる。一定時間ごとに出力電圧値をメモリ５２０に保存する場合、インクジェットヘッド記録部４で印刷している間にそのタイミングが発生すると、印刷動作を停止することになる。印刷動作を停止させないために、タイマーで一定時間が経過しても大気圧の出力電圧値を保存するタイミングをずらして印刷終了後に、出力電圧値をメモリ５２０に保存する。

【0093】

プリントを開始すると、マイコン５１０は、メンテナンスユニット３１０を制御してノズルプレート５２から離間させる。マイコン５１０は圧力調整部５を制御し、ピストン２５３を位置ｘ２，ピストン２５２を位置ｙ１’に位置させ、回収側インク室２１１内の圧力を調整する。マイコン５１０は、インク循環ポンプ２０１を駆動し、回収側インク室２１１からインク循環ポンプ２０１、供給側インク室２１０、インクジェットヘッド２、回収側インク室２１１、の順にインクを循環させる。供給側インク室２１０と回収側インク室２１１のインク量センサ２０５Ａ，２０５Ｂが検知したインク液面ａ、の高さが所望のインク液面高さでない場合は、マイコン５１０は、インク供給ポンプ２０２を駆動し、所望のインク液面高さになるまでインクカートリッジ８１から回収側インク室２１１にインクを供給する。マイコン５１０は、インクケーシング２００に貼り付けられたヒータ２０７に通電し、インクが所望の温度になるまで加熱を行う。所望の温度に到達すると、インク温度が一定の範囲に収まるようにヒータの通電を制御する。

【0094】

次に、マイコン５１０は、インクジェットヘッド２を制御し、キャリッジ１００の走査に同期して印刷する画像データに応じたインクを記録媒体Ｓに対して吐出する。マイコン５１０は、記録体移動部７を制御して、記録媒体Ｓをスライドレール１０５で所定距離移動させ、キャリッジ１００の走査に同期させインクを吐出する動作を繰り返して、記録媒体Ｓに画像を形成する。インクジェットヘッド２からインクを吐出するとインクケーシング２００内のインクの量が瞬間的に減少し、回収側インク室２１１内の圧力が低下する。圧力センサ２０４が回収側インク室２１１内の圧力が低下したことを検知すると、マイコン５１０は圧力調整部５を制御し、ピストン２５３を位置Ｘ２，ピストン２５２をＹ１’に位置させ、回収側インク室２１１内の圧力を調整するとともに、インク供給ポンプ２０２を駆動して吐出したインク量相当のインクを回収側インク室２１１へ送液する。

【0095】

ここで、インクジェットヘッド２から吐出されるインク滴の体積は一定であり、画像データから吐出したインク滴の個数も算出できるので、それらの積でインクの使用量を見積もっている。このため、印刷動作中のインクケーシング２００内のインク量はすぐに所定の量に戻る。

【0096】

インクカートリッジ８１内のインクが無くなった場合、インク供給ポンプ２０２を所定時間駆動しても、回収側インク室２１１のインク液面が所望の高さにならない。回収側インク室２１１のインク液面が所望の高さにならない場合、インクカートリッジ８１が空になったことを示す表示を表示装置５６０に実行させる。

【0097】

ノズル５１の圧力が所定の圧力になるように第１気体室３５０と連通した圧力調整室２６１のピストン２５２を移動させることで良好なインク吐出が維持できる。

【0098】

インクジェット記録装置１はインクジェット記録部４ａ〜４ｂを記録媒体Ｓの搬送方向に対して直交するように往復移動させながら、画像を形成する。なお、ノズル配列された長手方向と記録媒体Ｓの搬送方向が同じとなり、インクジェット記録装置１は記録媒体Ｓ上に３００個のノズルの幅で画像を形成する。

【0099】

＜圧力調整動作＞
以下、図１２乃至図１４を参照して、圧力調整手順を説明する。

【0100】

圧力調整部５において、電源投入前にピストン２５２、２５３がシリンダ２５０、２５１内のどのような位置で終了したかによって、電源が投入された時点でのピストン２５２、２５３の位置は変化する。したがって、電源投入時にシリンダ２５０、２５１内でのピストン２５２，２５３の位置は不定である。このため、ユーザーが電源をＯＮにすると（Ａ５０１）、マイコン５１０は原点復帰を行う（Ａ５０２）。一旦ピストン２５２、２５３を上方に移動させてピストンを移動させる時間は、ピストン２５２、２５３がシリンダ２５０、２５１内の最も下方の位置から、原点センサ４０２、４０３に至るまでに要する時間（初期移動時間）となる。

【0101】

原点復帰の手順について、図１３のフローチャートに示す。マイコン５１０は、ピストン２５３が原点センサ４０３に向かう方向にパルスモータ２５５を回転させる（Ａ６０１）。原点センサ４０３に向かう方向とは、パルスモータ２５５の回転軸に固定された雄ねじ、ピストン２５３に設けられた雌ねじが右ねじの場合、時計回り方向となる。

【0102】

マイコン５１０はＡ６０２で原点センサ４０３がＯＮであるかを判断する。センサがＯＮの場合（Ａ６０２ＹＥＳ）はＡ６０３に進む。センサがＯＮでない場合（Ａ６０２ＮＯ）は、マイコン５１０はＡ６０１に戻りパルスモータ２５５を回転させる。

【0103】

ピストン２５３が位置ｘ０に設けられた原点センサ４０３に至り、センサがＯＮ（Ａ６０２ＹＥＳ）となると、マイコン５１０はパルスモータ２５５のパルスカウントをリセットする（Ａ６０３）。

【0104】

マイコン５１０はピストン２５３をホーム位置であるｘ１まで移動する（Ａ６０４）。

【0105】

マイコン５１０はピストン２５２が原点センサ４０２に向かう方向にパルスモータ２５４を回転させる（Ａ６０５）。パルスモータ２５４の回転軸に固定された雄ねじ、ピストン２５２に設けられた雌ねじが右ねじの場合は時計回り方向である。

【0106】

Ａ６０６でマイコン５１０は原点センサ４０２がＯＮであるかを判断する。センサがＯＮの場合（Ａ６０６ＹＥＳ）はＡ６０７に進む。センサがＯＮでない場合（Ａ６０２ＮＯ）は、Ａ６０５に戻りパルスモータ２５４を回転させる。

【0107】

ピストン２５２が位置ｙ０に設けられた原点センサ４０２に至り、センサがＯＮ（Ａ６０６ＹＥＳ）となると、マイコン５１０は、パルスモータ２５４のパルスカウントをリセットする（Ａ６０７）。

【0108】

なお、原点センサ４０２、４０３が無い場合においては、シリンダ２５０、２５１の最上部（天井）まで移動させ、パルスモータ２５４，２５５を脱調させてパルスカウントをリセットしてもよい。

【0109】

次に、原点センサ４０２、４０３から、所定の位置までピストン２５２，２５３を下方に移動させ、その位置をホーム位置として記録する。ピストン２５３はｘ１、ピストン２５２はｙ１をホーム位置として記録する。この後、ピストン２５２、２５３が移動した場合には、移動したパルス数をカウントして上下方向の位置を認識する。

【0110】

マイコン５１０はピストン２５２をｙ４まで移動して開閉部材４０１を開にし、大気開放する。（Ａ６０８）。

【0111】

そして、マイコン５１０はピストン２５３を位置ｘ３まで移動し、移動量ｈ４を確保する（Ａ６０９）。そしてピストン２５２をｙ１まで移動する（Ａ６１０）。この時、ピストン２５２は位置ｙ６から位置ｙ１までの移動距離ｈ３だけ動かした容積Ｖ３分だけ、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２を減圧する。

【0112】

次に、ピストン２５３をｘ１まで移動する(Ａ６１１)。この時、ピストン２５３は位置ｘ３からｘ１までの移動距離ｈ４だけ動かした容積Ｖ４分だけ、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２を加圧する。

【0113】

以上で原点復帰が完了する（エンド）。なお、Ｖ３＝Ｖ４としたときは、最終的には第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２内の圧力は大気圧となる。電源が投入された時点でのピストン２５３とピストン２５２の位置は不定であり、圧力調整部５内の圧力も不定であるが、このような原点復帰を行うことにより、圧力も初期化することができる。

【0114】

ピストン２５３、ピストン２５２の原点復帰が終了するとマイコン５１０は圧力調整を開始するかを判断する（Ａ５０３）。圧力調整を行わない場合（Ａ５０３ＮＯ）は終了（エンド）に進む。

【0115】

圧力調整を行う場合（Ａ５０３ＹＥＳ）はピストン２５３をｘ２に移動し（Ａ５０４）、開閉部材２５９を開く。この時、ピストン２５３はｘ１からｘ２までの下方への移動距離ｈ１だけ動かした容積Ｖ１分だけ、第３気体室２７２を加圧しながら開くことになるので、第１気体室３５０に影響を及ぼさないように、ピストン２５２を現在位置よりｈ２の上方へ移動させる（Ａ５０５）。移動距離ｈ２だけ動かした容積Ｖ２は容積Ｖ１に等しい。

【0116】

次に、マイコン５１０はその時点での圧力調整要否を判断する（Ａ５０６）。圧力調整を行わない場合（Ａ５０６ＮＯ）はＡ５１２に移動する。

【0117】

その時点で圧力調整が必要と判断した場合（Ａ５０６ＹＥＳ）、マイコン５１０はパルスモータ２５４を時計回りに回転する（ＹＥＳ）か、反時計回りに回転する（ＮＯ）か、を判断する（Ａ５０７）。Ａ５０７ＹＥＳの場合は、パルスモータ２５４を時計回りに回転する(Ａ５０８)。Ａ５０７ＮＯの場合は、パルスモータ２５４を反時計回りに回転する(Ａ５０９)。

【0118】

パルスモータ２５４の回転軸に固定された雄ねじ、ピストン２５２に設けられた雌ねじが右ねじの場合、時計回りに回転するとピストン２５２は上方に動き減圧され、反時計回りに回転するとピストン２５２は下方に動き加圧される。

【0119】

次にピストン２５２が可動範囲外にいるか否かを判断する（Ａ５１０）。ピストン２５２が可動範囲外にいない場合、すなわち可動範囲内にいる場合（Ａ５１０ＮＯ）は、Ａ５１２に進む。

【0120】

ここで、パルスモータ２５４のパルス数をカウントすることによってピストン２５２の位置を把握することができるため、ピストンＢ２５２があらかじめ設定した上限位置ｙ２’から下限位置ｙ３’の範囲から外れていないかを判断する。

【0121】

上限位置ｙ２’から下限位置ｙ３’の範囲から外れている場合（Ａ５１０ＹＥＳ）は、図１４のフローチャートに示すストローク復帰（Ａ５１１）を行う。まず、ピストン２５３をｘ１に移動する。つまりは開閉部材２５９を閉じる（Ａ７０１）。この時、ピストン２５３はｘ２からｘ１までの上方への移動距離ｈ１だけ動かした容積Ｖ１分だけ、第３気体室２７２を減圧しながら閉じることになるので、第１気体室３５０に影響を及ぼさないように、ピストン２５２に現在位置よりｈ２の下方への移動を行う（Ａ７０２）。移動距離ｈ２だけ動かした容積Ｖ２は容積Ｖ１に等しい。

【0122】

次にピストン２５２をｙ４まで移動し、開閉部材４０１を開け、大気開放する。（Ａ７０３）。

【0123】

次にピストン２５３をｘ３まで移動し、移動量ｈ４を確保する（Ａ７０４）。

【0124】

次にピストン２５２を位置ｙ１まで移動する（Ａ７０５）。この時、ピストン２５２は位置ｙ６から位置ｙ１までの移動距離ｈ３だけ動かした容積Ｖ３分だけ、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２を減圧する。

【0125】

次に、ピストン２５３を位置ｘ１まで移動する(Ａ７０６)。この時、ピストン２５３は位置ｘ３からｘ１までの移動距離ｈ４だけ動かした容積Ｖ４分だけ、第４気体室２７０とそれに連通する第３気体室２７２を加圧する。

【0126】

次に、ピストン２５３をｘ２に移動し（Ａ７０７）、開閉部材２５９を開く。この時、ピストン２５３はｘ１からｘ２までの下方への移動距離ｈ１だけ動かした容積Ｖ１分だけ、第３気体室２７２を加圧しながら開くことになるので、第１気体室３５０に影響を及ぼさないように、ピストン２５２は現在位置よりｈ２の上方へ移動させる（Ａ７０８）。移動距離ｈ２だけ動かした容積Ｖ２は容積Ｖ１に等しい。以上でストローク復帰が完了する（エンド）。

【0127】

次に圧力調整を終了するかを判断する(Ａ５１２)。終了しない場合(Ａ５１２ＮＯ)は５０６に移動し、圧力調整を継続する。終了する場合(Ａ５１２ＹＥＳ)は、ピストン２５３をｘ１に移動し、開閉部材２５９を閉じる（Ａ５１３）。この時、ピストン２５３はｘ２からｘ１までの上方への移動距離ｈ１だけ動かした容積Ｖ１分だけ、第３気体室２７２を減圧しながらとじることになるので、第１気体室３５０に影響を及ぼさないように、ピストン２５２は現在位置よりｈ２下方へ移動させる（Ａ５１４）。移動距離ｈ２だけ動かした容積Ｖ２は容積Ｖ１に等しい。エンドに移動し圧力調整を終了する（エンド）。以上のシーケンスを繰り返すことで、ピストン２５２が動ける上限ｙ２’、下限ｙ３’に至っても、ストロークを復帰することができる。

【0128】

本実施形態の循環装置３およびインクジェット記録装置１によれば、ノズル５１の圧力が所定の圧力になるように第１気体室３５０と連通した圧力調整室２６１のピストン２５２を移動させることで良好なインク吐出が維持できる。

【0129】

また、ピストン２５２のストロークが上限または下限の位置に至った場合に複数の開閉部材２５７，２５９，４０１やピストン２５２の動作を制御することにより、実質的に長いストロークを確保できる。したがって、たとえば数ミリ単位の短い稼働範囲のピストンでも圧力調整が可能となる。また、ピストン２５２，２５３を用いた上記構成により、パルスモータ、センサといった少数の能動素子でインク循環の制御が可能となる。したがって、インクジェット記録装置１の小型化が可能である。また、循環装置および圧力調整部を小型することでインクジェットヘッド２の上部に一体に設けることができる。

【0130】

［第２実施形態］
以下、第２実施形態にかかるインクジェット記録装置１の圧力調整部６００について、図１５を参照して説明する。なお、第１実施形態の圧力調整室２６１は第４気体室２７０と供給側インク室２１０の上部の第２気体室３６０とを連通させる連通管路２５６を有しているのに対して、第２実施形態の圧力調整部６００は、第１実施形態における連通管路２５６および開閉部材２５７に相当する構成を有していないが、これら以外の構成は第１実施形態にかかる圧力調整部５の構成と同じである。

【0131】

第２実施形態の圧力調整部６００の圧力調整室２６１は、シリンダ２５０と、シリンダ２５０内部に収納されたピストン２５２と、ピストン２５２を上下（Ｈ方向）に移動させシリンダ２５０の容積を変化させるパルスモータ２５４を備えている。シリンダ２５０とピストン２５２によって囲まれた第４気体室２７０の容積を変化させることで圧力を変化させる。

【0132】

ピストン２５２はパルスモータ２５４の回転によって、シリンダ２５０内を上下に摺動する。シリンダ２５０はシリンダ２５０内を大気に連通させる連通管路４００を有している。連通管路４００の内部には、ばねと、ばねの付勢により大気との連通孔を閉じピストン２５２で付勢されると開く第３開閉部である開閉部材４０１が取り付けられている。大気取り入れ口にはフィルタＦが設けられている。

【0133】

圧力調整室２６２は、回収側インク室２１１と連通しているシリンダ２５１と、シリンダ２５１内部に収納されたピストン２５３と、ピストン２５３を上下（Ｈ方向）に移動させシリンダ２５１の容積を変化させるパルスモータ２５５で構成されている。シリンダ２５１とピストン２５３によって囲まれた第３気体室２７２の容積を変化させて圧力を変化させる。シリンダ２５１、ピストン２５３、パルスモータ２５５の構成は前述の圧力調整室２６１と同じである。シリンダ２５１は、回収側インク室２１１と連通する連通管路２５８を有している。連通管路２５８の内部には、ばねと、ばねの付勢によりシリンダ２５１と回収側インク室２１１内の第１気体室３５０を連通させる連通孔を閉じ、ピストン２５３で付勢されると開く第１開閉部である開閉部材２５９が取り付けられている。

【0134】

さらに、圧力調整室２６１のシリンダ２５０と圧力調整室２６２のシリンダ２５１の間には両者を連通させる連通経路２６０を備えている。

【0135】

ピストン２５２，２５３の上下移動（Ｈ方向）と、開閉部材２５９，４０１の開閉を制御することで、インクケーシング２００内部の圧力を調整する。

【0136】

本実施形態にかかるインクジェット記録装置１においても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。また、部品を少なくすることで、より小型にすることが可能である、
なお、液体吐出装置は、上記説明した実施形態の構成に限定されない。例えば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。

【0137】

本発明の実施形態を説明したが、この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、変更を行なうことができる。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。

【符号の説明】

【0138】

１…インクジェット記録装置（液体吐出装置）、２…インクジェットヘッド、３…インク循環装置（インク循環部）、４…インクジェット記録部、５…圧力調整部、６…画像形成部、７…記録媒体移動部、２１０…供給側インク室、２１１…回収側インク室、２６１…圧力調整室、２６２…圧力調整室、３５０…第１気体室、３６０…第２気体室、２７２…第３気体室、２７０…第４気体室、２５７…開閉部材（第２開閉部）、４０１…開閉部材（第３開閉部）、２５９…開閉部材（第１開閉部）、２５２…ピストン（第１の可動体、第１の容積可変部）、２５３…ピストン（第２の可動体、第２の容積可変部）、２５４…パルスモータ、２５５…パルスモータ、５００…制御基板、５１０…マイコン（制御部）、６００…圧力調整部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】