特許 7040083 液体を吐出する装置、サブタンクの撹拌方法、プログラム

(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】

(24)【登録日】2022-03-14

(45)【発行日】2022-03-23

(54)【発明の名称】液体を吐出する装置、サブタンクの撹拌方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20220315BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20220315BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 121

B41J2/175 119

B41J2/01 401

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018020693

(22)【出願日】2018-02-08

(65)【公開番号】P2019136901

(43)【公開日】2019-08-22

【審査請求日】2020-10-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(72)【発明者】

【氏名】小林 壯行

【審査官】亀田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１７３２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４０２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３９２９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体吐出ヘッドに供給する液体を収容するサブタンクと、
前記サブタンクに供給する前記液体を収容するメインタンクと、
前記サブタンクと前記メインタンクとの間の液体経路と、
前記サブタンクに対して前記液体を供給する送液、及び、前記サブタンクから前記液体経路側に前記液体を戻す逆送が可能な送液手段と、
前記サブタンク内の前記液体を撹拌する制御をする手段と、を備え、
前記サブタンクは、
前記液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部の壁面を形成する変形可能な部材と、
前記液体収容部を大気に開放する開閉可能な大気開放手段と、を有し、
前記変形可能な部材の変形によって前記液体収容部の内容積が変化し、
前記制御をする手段は、
前記サブタンク内の前記液体を撹拌する制御を行うとき、
前記大気開放手段を閉じた状態で逆送した後、前記大気開放手段を開いて前記液体収容部内を大気に開放する制御を行う手段を含み、
前記液体収容部内を大気に開放した後、前記サブタンクの前記大気開放手段を閉じ、逆送と送液を行う制御をする
ことを特徴とする液体を吐出する装置。

【請求項2】

前記制御をする手段は、
前記送液手段の停止時間が所定時間以上であるときには、前記液体収容部内を大気に開放した後、前記サブタンクの前記大気開放手段を閉じ、逆送と送液を行う制御をし、
前記送液手段の停止時間が所定時間未満であるときには、前記液体収容部内を大気に開放することなく、前記大気開放手段を閉じた状態で逆送と送液を行う制御をする
ことを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。

【請求項3】

前記サブタンクは、前記変形可能な部材に、前記液体収容部内の前記液体を撹拌する撹拌部材が備えられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体を吐出する装置。

【請求項4】

前記撹拌部材は、筒状部材であり、
前記変形可能な部材が前記液体収容部の容積を縮小する方向に変形するときに、前記液体が内部に流入する流入口と、前記流入口から流入した前記液体が流出する流出口とを有している
ことを特徴とする請求項３に記載の液体を吐出する装置。

【請求項5】

前記流入口の流体抵抗は、前記流出口の流体抵抗よりも小さい
ことを特徴とする請求項４に記載の液体を吐出する装置。

【請求項6】

液体吐出ヘッドに供給する液体を収容するサブタンクと、
前記サブタンクに供給する前記液体を収容するメインタンクと、
前記サブタンクと前記メインタンクとの間の液体経路と、
前記サブタンクに対して前記液体を供給する送液、及び、前記サブタンクから前記液体経路側に前記液体を戻す逆送が可能な送液手段と、
前記サブタンク内の前記液体を撹拌する制御をする手段と、を備え、
前記サブタンクは、
前記液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部の壁面を形成する変形可能な部材と、
前記液体収容部を大気に開放する開閉可能な大気開放手段と、を有し、
前記変形可能な部材の変形によって前記液体収容部の内容積が変化し、
前記制御をする手段は、
前記サブタンク内の前記液体を撹拌する制御を行うとき、
前記大気開放手段を閉じた状態で逆送した後、前記大気開放手段を開いて前記液体収容部内を大気に開放し、前記液体収容部内の液面を前記液体収容部に前記液体を供給する供給口よりも低い位置にある状態にして、前記液体経路内に空気を吸引し、
前記大気開放手段を閉じた状態にした後、前記液体吐出ヘッドのノズルから前記液体を排出させて、前記液体収容部内の液面が前記供給口よりも高い位置にある状態にし、
前記大気開放手段を開いた状態にした後、前記液体経路から前記吸引した空気を前記液体収容部の液体中に送って気泡を発生させる制御を行う手段を含む
ことを特徴とする液体を吐出する装置。

【請求項7】

液体吐出ヘッドに供給する液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部の壁面を形成する変形可能な部材と、
前記液体収容部を大気に開放する開閉可能な大気開放手段と、を有し、
前記変形可能な部材の変形によって前記液体収容部の内容積が変化する
サブタンク内の前記液体を撹拌するサブタンクの撹拌方法であって、
前記大気開放手段を閉じた状態で逆送した後、前記大気開放手段を開いて前記液体収容部内を大気に開放する工程と、
前記液体収容部内を大気に開放した後、前記サブタンクの前記大気開放手段を閉じ、逆送と送液を行う工程と、を行う
ことを特徴とするサブタンクの撹拌方法。

【請求項8】

液体吐出ヘッドに供給する液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部の壁面を形成する変形可能な部材と、
前記液体収容部を大気に開放する開閉可能な大気開放手段と、を有し、
前記変形可能な部材の変形によって前記液体収容部の内容積が変化する
サブタンク内の液体を撹拌する制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
前記大気開放手段を閉じた状態で逆送した後、前記大気開放手段を開いて前記液体収容部内を大気に開放する制御と、
前記液体収容部内を大気に開放した後、前記サブタンクの前記大気開放手段を閉じ、逆送と送液を行う制御と、をコンピュータに行わせる
ことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は液体を吐出する装置、サブタンクの撹拌方法、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

液体を吐出する装置において、液体吐出ヘッドに供給する液体を収容するサブタンク（ヘッドタンク）と、サブタンクに供給する液体を貯留するメインタンクを備えるものがある。

【0003】

従来、サブタンクの大気開放手段を閉じた状態でサブタンク内の液体をメインタンク側に逆送し、メインタンク側からサブタンクに液体を送液することで、サブタンク内の液体を撹拌するものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５８１１３２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した特許文献１に開示されているように、サブタンクの大気開放手段を閉じた状態でサブタンク内の液体をメインタンク側に逆送する場合、サブタンク内が過負圧になると、ノズルから気泡を吸い込むことになる。

【0006】

そのため、逆送できる液体量が制限され、メインタンク側から再度送液しても、サブタンク内の液体を十分に撹拌することができないという課題がある。

【0007】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、サブタンク内の液体を十分に撹拌できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体を吐出する装置は、
液体吐出ヘッドに供給する液体を収容するサブタンクと、
前記サブタンクに供給する前記液体を収容するメインタンクと、
前記サブタンクと前記メインタンクとの間の液体経路と、
前記サブタンクに対して前記液体を供給する送液、及び、前記サブタンクから前記液体経路側に前記液体を戻す逆送が可能な送液手段と、
前記サブタンク内の前記液体を撹拌する制御をする手段と、を備え、
前記サブタンクは、
前記液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部の壁面を形成する変形可能な部材と、
前記液体収容部を大気に開放する開閉可能な大気開放手段と、を有し、
前記変形可能な部材の変形によって前記液体収容部の内容積が変化し、
前記制御をする手段は、
前記サブタンク内の前記液体を撹拌する制御を行うとき、
前記大気開放手段を閉じた状態で逆送した後、前記大気開放手段を開いて前記液体収容部内を大気に開放する制御を行う手段を含み、
前記液体収容部内を大気に開放した後、前記サブタンクの前記大気開放手段を閉じ、逆送と送液を行う制御をする
構成とした。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、サブタンク内の液体を十分に撹拌することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る液体を吐出する装置の一例の機構部の平面説明図である。

【図2】同じく要部側面説明図である。

【図3】ヘッドに対する液体の供給排出系に係る部分の模式的説明図である。

【図4】サブタンクの一例の模式的上面説明図である。

【図5】同じく模式的正面説明図である。

【図6】本発明の第１実施形態における液体の供給排出系に対する制御を行う部分の説明に供する説明図である。

【図7】液体を吐出する装置の制御部の概要の説明に供するブロック説明図である。

【図8】サブタンクの負圧管理（液体量管理）の説明に供するサブタンク内からの液体排出量（排液量）とサブタンク内圧力の関係の一例を示す説明図である。

【図9】サブタンク内の負圧管理範囲を検知する方法の一例の説明に供するフィラ検知の説明図である。

【図10】サブタンク内の液体量を充填満タン状態に設定する方法の説明に供する模式的側面説明図である。

【図11】サブタンクの第１撹拌動作の説明に供する模式的側面説明図である。

【図12】液体成分の分離について説明する模式的側面説明図である。

【図13】同液体成分が分離した状態で第１撹拌動作を行ったときの撹拌状態の説明に供する模式的側面説明図である。

【図14】サブタンクの第２撹拌動作の説明に供する模式的側面説明図である。

【図15】本発明に係るプログラムによって実行される撹拌制御の選択処理の説明に供するフロー図である。

【図16】第１撹拌制御の説明に供するフロー図である。

【図17】第２撹拌制御の説明に供するフロー図である。

【図18】本発明の第２実施形態におけるサブタンクの模式的側面説明図である。

【図19】本発明の第３実施形態におけるサブタンクの模式的側面説明図である。

【図20】本発明の第３実施形態における撹拌部材の一例の側面説明図である。

【図21】本発明の第４実施形態におけるサブタンクの撹拌動作の説明に供する模式的側面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。図１は同装置の機構部の平面説明図、図２は同じく要部側面説明図である。

【0012】

この液体を吐出する装置１０００は、シリアル型装置である。両側板９１A、９１B間に架け渡した主ガイド部材１などのガイド機構でキャリッジ３を主走査方向に移動可能に保持している。キャリッジ３は、背板９１Ｃにて保持される主走査移動機構を構成する、主走査モータ６によって駆動プーリ７と従動プーリ８間に架け渡したタイミングベルト９を介して主走査方向に往復移動される。

【0013】

キャリッジ３には、２つの液体吐出ユニット４０（４０Ａ、４０Ｂ）を搭載している。液体吐出ユニット４０は、液体吐出手段としての液体吐出ヘッド（以下、「ヘッド」という。）４１と、ヘッド４１に液体を供給するサブタンク４２とを一体化して構成している。

【0014】

装置本体側には、各色の液体を収容したメインタンク（液体カートリッジ）５０が交換可能に装着されるカートリッジホルダ５１が配置されている。このカートリッジホルダ５１には送液ポンプ部５２が設けられ、メインタンク５０から送液ポンプ部５２によって各色の供給チューブで構成した液体経路５６を介して各サブタンク４２に各色の液体が供給される。

【0015】

また、キャリッジ３の主走査方向に沿って両側板９１Ａ、９１Ｂ間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール１２を張り渡し、キャリッジ３にはエンコーダスケール１２のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１３を設けている。これらのエンコーダスケール１２とエンコーダセンサ１３によってキャリッジ３の移動を検知するリニアエンコーダ１４を構成している。

【0016】

一方、シート材１０を搬送方向に搬送するために、シート材１０を吸着してヘッド４１に対向して搬送する搬送手段２０を備えている。

【0017】

搬送手段２０は、搬送ローラ２１と、搬送ローラ２１に加圧されて接触する加圧ローラ２２と、ヘッド４１に対向するプラテン部材２３と、プラテン部材２３の吸引孔２３ａを介してシート材１０を吸着する吸引機構部２４などで構成される。なお、図１では吸引孔２３ａは部分的に図示しているが、プラテン部材２３の全体に配置される。

【0018】

また、キャリッジ３の主走査方向の一方側にはヘッド４１の維持回復（メンテナンス）を行う維持回復機構３０が配置されている。維持回復機構３０は、メンテナンス手段であり、例えばヘッド４１のノズル面（ノズルが形成された面）４１ａをキャッピングするキャップ３１（３１Ａ、３１Ｂ）、ノズル面を払拭清掃する払拭手段３３を備えている。

【0019】

この装置１０００においては、シート材１０を搬送ローラ２１及び加圧ローラ２２によってプラテン部材２３上を吸着しながら搬送方向に搬送する。

【0020】

そこで、キャリッジ３を主走査方向に移動させながら印刷信号に応じてヘッド４１を駆動することにより、停止しているシート材１０に所要の色の液体を吐出して１行分を印刷し、シート材１０を所定量搬送後、次の行の印刷を行うことを繰り返して印刷し、シート材１０を排出する。

【0021】

次に、この液体を吐出する装置におけるヘッドに対する液体の供給排出系の概要について図３を参照して説明する。図３は同液体の供給排出系に係る部分の模式的説明図である。

【0022】

ヘッド４１に対して液体を供給する液体供給系は、ヘッド４１に供給する液体を一時的に貯留するサブタンク４２と、サブタンク４２に供給する液体を貯留収容するメインタンク５０と、メインタンク５０とサブタンク４２との間の液体経路５６とを備えている。

【0023】

そして、液体経路５６には、サブタンク４２に対して液体を供給する送液と、サブタンク４２から液体を液体経路５６側（メインタンク５０側を含む。）に戻す逆送とが可能な可逆型送液手段である送液ポンプ５４を備えている。

【0024】

ヘッド４１から液体を排出する液体排出系は、ヘッド４１のノズル面４１ａをキャッピングするキャップ３１と、廃液を収容する廃液タンク３５と、キャップ３１から廃液タンク３５に通じる廃液経路３６と、キャップ３１内を吸引する吸引ポンプ３４とを備えている。

【0025】

次に、サブタンクの一例について図４及び図５を参照して説明する。図４は同サブタンクの模式的上面説明図、図５は同じく模式的正面説明図である。

【0026】

サブタンク４２は、液体を保持するための液体収容部２０２を形成する一側部が開口したタンクケース（容器本体）２０１を有している。

【0027】

そして、タンクケース２０１の開口を変形可能な部材であるフィルム部材などからなる可撓性部材２０３で密閉して、壁面が変形可能な部材で形成された液体収容部２０２を形成している。ここで、タンクケース２０１内に配置した弾性部材としての負圧形成バネ２０４の復元力によって可撓性部材２０３を常時外方に押している。なお、可撓性部材２０３には負圧形成バネ２０４の一端部を受ける補強部材２１１を固定している。

【0028】

このように、タンクケース２０１の変形可能な壁面を形成する可撓性部材２０３に負圧形成バネ２０４の復元力が作用していることで、液体収容部２０２内（以下、単に「サブタンク４２内」ともいう。）の液体残量が減少することによって負圧が発生する。

【0029】

また、タンクケース２０１の外側には、一端部側を軸２０６で揺動可能なように支持された変位部材２０５を有している。

【0030】

変位部材２０５は、スプリング２１０によってタンクケース２０１側の可撓性部材２０３に押し付けられている。これにより、可撓性部材２０３の動きに連動して、つまり、残存液体量の変化に応じて変位部材２０５が変位する。

【0031】

この変位部材２０５を装置本体側に配置された本体側検知手段で検知することでサブタンク４２内の液体残量や負圧などを検知することができる。

【0032】

また、タンクケース２０１の上部には、メインタンク５０から液体を供給するための供給口部２０９が保持され、液体経路５６としての例えば供給チューブが接続される。

【0033】

また、タンクケース２０１の側部には、サブタンク４２の液体収容部２０２を大気に開放する開閉可能な大気開放手段である大気開放機構２０７が設けられている。

【0034】

この大気開放機構２０７は、サブタンク４２内に通じる大気開放路２０７ａを開閉する弁体２０７ｂ及びこの弁体２０７ｂを閉弁状態になるように付勢するスプリング２０７ｃなどを備えている。

【0035】

そして、装置本体側の開閉手段である大気開放ソレノイド１６を駆動し、開閉部材１７を移動させてピン部材１７ａによって弁体２０７ｂを押すことで、大気開放機構２０７が開かれ、サブタンク４２の液体収容部２０２が大気開放状態（大気に通じた状態）になる。また、大気開放ソレノイド１６を非駆動にしたときには、スプリング２０７ｃの付勢力によって弁体２０７ｂが押されて閉弁し、大気開放機構２０７は閉じた状態になる。

【0036】

また、サブタンク４２の液体収容部２０２の液面を検出するための電極ピン２０８（２０８ａと２０８ｂ）が取り付けられている。

【0037】

液体は電導性を持っており、電極ピン２０８ａと２０８ｂの所まで液面が到達すると、電極ピン２０８ａと２０８ｂ間に電流が流れて両者の抵抗値が変化することから、液面高さが所定高さ以下になったこと、液体収容部２０２内の空気量が所定量以上になったことなどを検出することができる。

【0038】

次に、本発明の第１実施形態における液体の供給排出系に対する制御を行う部分について図６を参照して説明する。図６は同説明に供する説明図である。

【0039】

制御部５００は、大気開放ソレノイド１６を駆動する大気開放駆動部５５１と、送液ポンプ５４を駆動する送液手段駆動部５５２とを有している。

【0040】

そして、制御部５００の撹拌制御手段５６０は、サブタンク４２に対する撹拌を行うとき、大気開放機構２０７を閉じた状態（大気開放ソレノイド１６を非駆動状態にしたまま）で、送液手段駆動部５５２によって送液ポンプ５４を逆転駆動して、サブタンク４２の液体を液体経路５６側に逆送する。

【0041】

その後、撹拌制御手段５６０は、大気開放駆動部５５１を駆動して大気開放ソレノイド１６を駆動し、大気開放機構２０７を開弁状態にする。

【0042】

これにより、サブタンク４２の液体収容部２０２内は大気に開放されて、液体収容部２０２内に空気が流入し、負圧形成バネ２０４の復元力によって可撓性部材２０３が外方に押され、液体収容部２０２の容積が拡大し、液面が低下する。

【0043】

その後、撹拌制御手段５６０は、大気開放駆動部５５１を駆動制御して大気開放機構２０７を閉じる。そして、撹拌制御手段５６０は、大気開放機構２０７を閉じた状態で、送液ポンプ５４を逆転駆動してサブタンク４２内の液体を逆送した後、送液ポンプ５４を正転駆動して液体経路５６側からサブタンク４２に送液する。

【0044】

この逆送と送液を少なくとも１回以上行うことで、サブタンク４２内の液体収容部２０２に収容されている液体の撹拌を行う。

【0045】

次に、液体を吐出する装置の制御部の概要について図７を参照して説明する。図７は同制御部の概要の説明に供するブロック説明図である。

【0046】

この制御部５００は、撹拌制御手段５６０を兼ね、装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行する本発明に係るプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３とを含む主制御部５００Ａを備えている。

【0047】

また、制御部５００は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。

【0048】

また、制御部５００は、ヘッド４１を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８を備えている。

【0049】

また、制御部５００は、キャリッジ３を移動走査する主走査モー６５、搬送ローラ２１を駆動する搬送モータ２６、維持回復機構３０のキャップ３１や払拭手段３３の移動、吸引ポンプ３４の駆動などを行なう維持回復モータ５２６を駆動するためのモータ駆動部５１０を備えている。

【0050】

また、制御部５００は、大気開放機構２０７を開く大気開放ソレノイド１６を駆動する大気開放駆動部５５１、送液ポンプ５４を駆動する送液手段駆動部５５２を含む供給系駆動部５１２を備えている。

【0051】

また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

【0052】

また、制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置などのホスト側から所要のデータをケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

【0053】

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッド４１に転送する。

【0054】

印刷制御部５０８は、画像データ及び所要の駆動パルスを生成してヘッド４１に対して出力する。ヘッド４１に与える駆動パルスを選択することで、例えば、大滴、中滴、小滴などサイズの異なる液体を吐出でき、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

【0055】

Ｉ／Ｏ部５１３は、本体側センサ１５、その他装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、この装置の制御に必要な情報を抽出し、各種の制御に使用する。

【0056】

次に、サブタンク４２の負圧管理（液体量管理）について図８を参照して説明する。図８はサブタンク内からの液体排出量（排液量）とサブタンク内圧力の関係の一例を示す説明図である。

【0057】

サブタンク４２は、ヘッド４１のノズルから液体が漏液しないようにするために負圧状態を保つ必要がある。サブタンク４２は、内部に液体が収容された状態から液体を吐出や吸引によって排出することで、負圧形成バネ２０４の復元力で可撓性部材２０３が外方に付勢されているために、サブタンク４２内に負圧が発生する。

【0058】

また、可逆型送液ポンプ５４によってサブタンク４２内の液体を逆送することで、可撓性部材２０３が液体収容部２０２の容積を縮小する方向に引き込まれ、負圧形成バネ２０４が圧縮されて負圧が高まる。

【0059】

この状態からサブタンク４２内へ液体を供給すると、可撓性部材２０３がサブタンク４２の外方向に押し出され、負圧形成バネ２０４が伸びることで負圧が弱まる。

【0060】

これらを繰り返すことでサブタンク４２内の負圧を一定内に保つように制御することができる。

【0061】

サブタンク４２内の液体量の管理は、サブタンク４２内の負圧管理も兼ねている。すなわち、図８に示すように、サブタンク４２内の負圧はサブタンク４２からの排液量と相関関係にある。サブタンク４２からの排液量が少ない（液体残量が多い）ときにはサブタンク４２内の負圧は低くなる。一方、サブタンク４２からの排液量が多い（液体残量が少ない）ときにはサブタンク４２内の負圧は高くなる。

【0062】

そこで、サブタンク４２内からの排液量を、サブタンク４２内の負圧が所定の負圧管理範囲Ａ内に収まる排液量Ｂの範囲内になるように、サブタンク４２に対する液体供給（送液）を制御する。

【0063】

次に、サブタンク内の負圧管理範囲を検知する方法の一例について図９を参照して説明する。図９は同説明に供するフィラ検知の説明図である。なお、図９ではサブタンクが２つの液体収容部などを有する構成で示している。

【0064】

サブタンク４２は、液体収容部２０２内の液体量が変化して可撓性部材２０３が変位するとき、変位部材２０５が変位する。したがって、変位部材２０５の位置（フィラ位置という。）を検知することで、可撓性部材２０３の状態が把握でき、サブタンク内負圧管理の範囲を正確に把握することができる。

【0065】

ここで、変位部材２０５の位置を検知する方法としては、図９に示すように、リニアエンコーダ１４によって検知されるキャリッジ３の位置（キャリッジ位置）を使用する。つまり、本体側センサ１５が変位部材２０５を検知したときのキャリッジ位置をフィラ位置とする。

【0066】

そこで、サブタンク４２内の液体充填上限位置で変位部材２０５を検知したときのキャリッジ位置と、液体消費下限位置で変位部材２０５を検知したときのキャリッジ位置を記憶しておき、変位部材２０５の位置を検知しながら、送液ポンプ５４にて送液、逆送の液体量を調整することで、サブタンク４２内の負圧状態を管理、制御することができる。

【0067】

次に、サブタンク内の液体量を充填満タン状態に設定する方法について図１０を参照して説明する。図１０は同方法の説明に供する模式的側面説明図である。

【0068】

まず、図１０（ａ）に示すように、大気開放機構２０７が閉じている状態から、図１０（ｂ）に示すように、大気開放機構２０７を開状態にすることで、サブタンク４２内の負圧が開放され、サブタンク４２の液体３００の液面３００ａが下がる。

【0069】

そして、負圧が開放され液面３００ａが下がった後、液体を送液する。液体を供給することによって、図１０（ｃ）に示すように、液面３００ａが上昇し、電極ピン２０８が液面３００ａを検知したときに、送液を停止する。その後、再び、大気開放機構２０７を閉状態にし、液体を所定量吸引排出することで所定の負圧値となり、サブタンク４２内の負圧を考慮した充填満タン状態に設定することができる。

【0070】

次に、この液体を吐出する装置におけるサブタンクの撹拌動作について説明する。まず、第１撹拌動作について図１１を参照して説明する。図１１は同第１撹拌動作の説明に供する模式的側面説明図である。

【0071】

サブタンク４２内の液体、液体経路５６内の液体は、経時的に液体内の成分が沈降、分離してしまうことがある。液体成分が分離してしまった液体は、ヘッド４１に供給して吐出しても、液体の有する機能を十分に発揮することができないおそれがある。そこで、サブタンク４２への送液が行われない期間が継続したときなどには、サブタンク４２内の液体を撹拌する必要が生じる。

【0072】

第１撹拌動作では、サブタンク４２の液体収容部２０２を大気開放することなく、逆送と送液を行う。ただし、第１撹拌動作を行うときには、サブタンク４２内の液体量を上限にしておくのが好ましいので、逆送を行う前に、サブタンク４２内を一度大気開放してから電極ピン２０８による検知にて満タンにすることもできる。これにより、サブタンク４２内の負圧を考慮した最大量の液体を送液ポンプ５４にて逆送、送液可能となる。

【0073】

まず、図１１（ａ）に示すように、サブタンク４２の大気開放機構２０７を閉じた状態で、送液ポンプ５４を逆転して、サブタンク４２内の液体３００を逆送する。このときの逆送量は、サブタンク４２の負圧下限値までとする。これにより、サブタンク４２内の供給口部２０９の供給口２０９ａ付近の液体が液体経路５６内に吸引される。

【0074】

その後、図１１（ｂ）に示すように、送液ポンプ５４を正転して、液体経路５６内に引逆送された液体３００をサブタンク４２に送液する。

【0075】

このとき、サブタンク４２内に送液された液体３００によって、サブタンク４２の供給口２０９ａから矢印で示すような送液流が発生して、供給口２０９ａ付近の液体３００が撹拌される。

【0076】

ここで、送液ポンプ５４によってサブタンク４２から逆送できる液体量は、負圧下限値（液体消費下限値）に達するまでの量（負圧下限値未満になるとノズルから気泡を吸い込むおそれがある。）である。この逆送できる液体量が、再度、送液ポンプ５４でサブタンク４２に送液できる送液量となる。

【0077】

このとき、逆送、送液できる液体量はサブタンク４２内の液体量に対して比率的に小さく、影響性も小さいため、送液によってサブタンク４２内全体の液体３００を送液流により撹拌することは限界がある。

【0078】

つまり、第１撹拌動作による撹拌では、図１１（ａ）に示す供給口２０９ａ付近の領域部分（Ｃ）の液体３００が吸引逆送され、図１１（ｂ）に示すように、送液によって供給口２０９ａ付近の領域部分（Ｃ）の液体３００が撹拌される。しかしながら、液体収容部２０２の上部領域（Ｄ）や底部領域（Ｅ）の撹拌が不十分になる。

【0079】

次に、白インクなどの沈降成分が含まれる液体を収容するサブタンクの液体を第１撹拌動作で撹拌することの限界について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は同液体成分の分離について説明する模式的側面説明図、図１３は同液体成分が分離した状態で第１撹拌動作を行ったときの撹拌状態の説明に供する模式的側面説明図である。

【0080】

白インクなどの沈降成分が含まれる液体３０１は、図１２（ａ）に示すように沈降を生じていない正常な液状態から経時的に沈降が進行すると、図１２（ｂ）に示すように、液体３０１が比重の軽い成分の上澄み液３０１Ａと、比重の重い成分の沈降液３０１Ｂに分離する。

【0081】

このように、経時的に或いは環境変化などによって、液体成分が分離して、特性の異なる成分の複数の液体（上澄み液３０１Ａ，沈降液３０１Ｂ）に分離すると、吐出される液体の特性が変化することになり、吐出特性や印刷品質に影響を与えることになる。

【0082】

そこで、沈降成分が含まれる液体を収容するサブタンク４２内を撹拌するとき、図１３（ａ）に示すように上澄み液３０１Ａと沈降液３０１Ｂに分離し、上澄み液３０１Ａが供給口２０９ａより上側にある状態とする。

【0083】

この状態で第１撹拌動作を行った場合、図１３（ｂ）に示すように、供給口２０９ａより上側にある上澄み液３０１Ａは、供給口２０９ａからほとんど吸引逆送することができない。

【0084】

また、逆送後に吸引した液体を送液しても、図１３（ｃ）に示すように、供給口２０９ａより下側に送液流を発生させることができるが、供給口２０９ａより上側にある上澄み液３０１Ａまで撹拌することができない、

【0085】

したがって、第１撹拌動作は、液体成分の沈降、分離の程度が比較的少ない場合に撹拌効果を発揮できるが、液体成分の沈降、分離の程度が進行したときには、第１撹拌動作では十分な撹拌を行うことが困難である。

【0086】

次に、本発明における第２撹拌動作について図１４を参照して説明する。図１４は同第２撹拌動作の説明に供する模式的側面説明図である。

【0087】

まず、図１４（ａ）に示すように、大気開放機構２０７を閉じた状態で送液ポンプ５４を逆転駆動してサブタンク４２内の液体３００を逆送する。このとき、液体経路５６内に吸引される液体は、供給口２０９ａの近傍にある液体３００であり、供給口部２０９から離れた部分の液体３００は吸引できていない。

【0088】

その後、図１４（ｂ）に示すように、大気開放機構２０７を開放（開弁）して、液体収容部２０２を大気に開放する。大気開放機構２０７が開放されることで、液体収容部２０２内に大気が導入され、液体収容部２０２内の圧力は大気圧となる。これにより、可撓性部材２０３が負圧形成バネ２０４の復元力によって外方に変位し、液体収容部２０２の容積が拡大し、液体収容部２０２内の液面３００ａが低下する。

【0089】

このとき、サブタンク４２内の圧力は、図８における０ｋＰａを示す大気圧であり、この状態から図１４（ｃ）に示すように、更に送液ポンプ５４にて負圧下限値になるまで液体３００を吸引して逆送することができる。

【0090】

このように、液体収容部２０２を大気開放する動作を行った後、大気開放機構２０７を閉じた（閉弁した）状態で、図１４（ｃ）に示すようにサブタンク４２内の液体３００を逆送し、次いで、図１４（ｄ）に示すようにサブタンク４２内に液体３００を送液する。

【0091】

ここで、サブタンク４２から逆送するときの液体収容部２０２内の液体量は、上述したように大気開放前に吸引逆送を行っているので、前記第１撹拌動作を実施するときの図１１（ａ）に示す状態に比べて少量である。したがって、逆送後送液を行ったとき、図１４（ｄ）に示すように、送液による送液流もサブタンク４２内で広範囲に広がり、液体収容部２０２全体の液体３００を撹拌することができるようになる。

【0092】

なお、図１４（ｃ）と図１４（ｄ）の逆送と送液を複数回繰り返すことで、より確実にサブタンク４２内の液体３００を撹拌することができる。

【0093】

この第２撹拌動作は、液体成分の沈降、分離の程度が進行したとき、例えば、装置の非稼働時間が長かった場合、具体的には送液ポンプの停止時間が所定時間以上であるとき、あるいは、第１撹拌動作を複数回実施したときなどに実施することが好ましい。また、この場合、第１撹拌動作と第２撹拌動作を複数回組み合わせて実施することもできる。なお、第２撹拌動作だけを行う構成でもよい。

【0094】

また、第２撹拌動作を実施した後、或いは、装置の非稼働時間が第２撹拌動作を実施する閾値となる第１所定時間よりも更に長い第２所定時間以上であるときには、第２撹拌動作を行った後、キャップ３１でキャッピングしてヘッド４１のノズルから液体を吸引、排出する動作を行うこともできる。

【0095】

これにより、第２撹拌動作でも撹拌できないヘッド４１内の液体を排出し、ヘッド４１内には撹拌して液体成分が沈降、分離していない液体を充填して、吐出することができる。

【0096】

次に、本発明に係るプログラムによって実行される第１撹拌制御及び第２撹拌制御について図１７を参照して説明する。図１５は撹拌制御の選択処理の説明に供するフロー図、図１６は第１撹拌制御の説明に供するフロー図、図１７は第２撹拌制御の説明に供するフロー図である。

【0097】

図１５を参照して、撹拌制御選択処理を開始すると、送液ポンプ５４の停止時間が所定時間以上であるか否かを判別する。

【0098】

そして、送液ポンプ５４の停止時間が所定時間未満であるときには図１６の第１撹拌制御によって第１撹拌動作を行い、送液ポンプ５４の停止時間が所定時間以上であるときには図１７の第２撹拌制御によって第２撹拌動作を行う。

【0099】

図１６を参照して、第１撹拌制御では、送液ポンプ５４を逆転してサブタンク４２からの吸引逆送を開始する。このとき、供給口２０９ａ付近の液体が逆送される。

【0100】

そして、サブタンク４２の負圧管理範囲内で所定量の液体を吸引逆送した後に送液ポンプ５４を停止する。

【0101】

次いで、送液ポンプ５４を正転駆動して、逆送された液体をサブタンク４２に送液する。このとき、少なくとも液体経路５６内の液体が送液される。

【0102】

そして、サブタンク４２の負圧管理範囲内で所定量の液体を送液した後に送液ポンプ５４を停止する。

【0103】

その後、所定回数、逆送と送液を繰り返したか否かを判別し、所定回数の逆送と送液を繰り返した後、第１撹拌動作の制御を終了する。

【0104】

図１７を参照して、第２撹拌制御では、送液ポンプ５４を逆転駆動してサブタンク４２からの吸引逆送を開始する。

【0105】

そして、サブタンク４２の負圧管理範囲内で所定量の液体を吸引逆送した後に送液ポンプ５４を停止する。

【0106】

次いで、大気開放機構２０７を開状態にして液体収容部２０２内を大気開放する。これにより、液体収容部２０２は大気状態になって可撓性部材２０３が外方に変位して、液体収容部２０２の容積が拡大し、液面が低下する。

【0107】

その後、大気開放機構２０７を閉状態にする。

【0108】

次いで、送液ポンプ５４を逆転駆動してサブタンク４２からの吸引逆送を開始する。

【0109】

そして、サブタンク４２の負圧管理範囲内で所定量の液体を吸引逆送した後に送液ポンプ５４を停止する。

【0110】

次いで、送液ポンプ５４を正転駆動してサブタンク４２に液体を送液する。このとき、少なくとも液体経路５６内の液体が送液される。

【0111】

そして、サブタンク４２の負圧管理範囲内で所定量の液体を送液した後に送液ポンプ５４を停止する。

【0112】

その後、所定回数、逆送と送液を繰り返したか否かを判別し、所定回数の逆送と送液を繰り返した後、撹拌動作を終了する。

【0113】

このように逆送後大気開放し、大気開放を閉じた後、逆送と送液を行うことで、前述したように、サブタンク４２の液体収容部２０２全体の液体を撹拌することができるようになる。

【0114】

次に、本発明の第２実施形態について図１８を参照して説明する。図１８は同実施形態におけるサブタンクの模式的側面説明図である。

【0115】

サブタンク４２は、可撓性部材２０３に、液体収容部２０２内の液体３００を撹拌する撹拌部材２３１が設けられている。撹拌部材２３１は、可撓性部材２０３に設けた補強部材２１１に固定する支柱部２３１ｂに固定された撹拌板２３１ａで構成している。

【0116】

これにより、前述した撹拌動作でサブタンク４２に対する逆送と送液を繰り返すとき、図１８（ａ）に示すように、可撓性部材２０３が外方向へ変位するときには、撹拌部材２３１も共に変位することで、撹拌部材２３１により撹拌流が発生する。

【0117】

また、図１８（ｂ）に示すように、可撓性部材２０３が内方向へ変位するときには、図１８（ａ）とは異なる流れ方向の撹拌流が発生する。

【0118】

これらの可撓性部材２０３の変位に伴って撹拌部材２３１が図１８（ａ）と図１８（ｂ）に示す変位を繰り返すことで、サブタンク４２内の液体を全体的に撹拌することができる。

【0119】

なお、撹拌部材は、変位するときに液体の抵抗を受けて変形する可撓性の材質、例えばＥＰＤＭなどのゴム、ＰＥなどのマイラーで形成することもできる。これにより、撹拌部材２３１が変位するときに複雑な形状変化することにより、多様な撹拌流を発生することができ、サブタンク４２内の液体を撹拌する撹拌効率が高くなる。

【0120】

また、撹拌部材２３１による撹拌は、第１撹拌動作よりも第２撹拌動作の方が、サブタンク４２内の液体量が少ないため、撹拌効率が高くなる。

【0121】

次に、本発明の第３実施形態について図１９を参照して説明する。図１９は同実施形態におけるサブタンクの模式的側面説明図である。

【0122】

サブタンク４２は、可撓性部材２０３に設けた補強部材２１１に、液体収容部２０２内の液体を撹拌する撹拌部材２３２が設けられている。撹拌部材２３２は、筒状部材であり、変位方向に沿った中心部の流入口となる穴部（中心穴部）２３２ａと、中心穴部２３２ａに連通し、補強部材２１１側で、変位方向と直交する方向に設けられた流出口となる穴部（側面穴部）２３２ｂとを有している。

【0123】

このように構成したので、図１９（ａ）に示すようにサブタンク４２内の負圧が弱状態で負圧形成バネ２０４が伸長状態となっている状態から、図１９（ｂ）に示すように可撓性部材２０３が内方向に変位するとき、撹拌部材２３２も変位する。

【0124】

このとき、撹拌部材２３２の中心穴部２３２ａに流入した液体は、側面方向に開口する側面穴部２３２ｂから流出し、サブタンク４２内の液体が移動、流れを発生することで、撹拌流ができ、サブタンク４２内の液体が撹拌される。

【0125】

次に、本発明の第３実施形態における撹拌部材の一例について図２０を参照して説明する。図２０は同撹拌部材の側面説明図である。

【0126】

この撹拌部材２３２においては、流出口となる側面穴部２３２ｂの断面積Ｄ２は、流入口となる中心穴部２３２ａの断面積Ｄ１に比べて小さく（Ｄ２＜Ｄ１）している。断面積Ｄ１の流体抵抗が小さい中心穴部２３２ａに流入する液体流速よりも、断面積Ｄ２の流体抵抗が大きい側面穴部２３２ｂから流出する液体流速の方が速くなる。

【0127】

これにより、可撓性部材２０３が変位して撹拌部材２３２が変位するときには、側面穴部２３２ｂから流速の速い撹拌流が発生し、サブタンク４２内の液体を効率的に撹拌することができる。

【0128】

ここで、側面穴部２３２ｂは複数設けることもできる。例えば、撹拌部材２３２の中心穴部２３２ａに対し、放射状方向に撹拌流が発生するように、複数の側面穴部２３２ｂを設ける構成とすることができる。

【0129】

また、例えば第２撹拌動作を実施するときには、撹拌部材２３２の上側の液体量が少ない、又は、無くなることがあるので、側面穴部は上部側以外の横方向（水平方向）や下方向に開口する構成とすることもできる。

【0130】

次に、本発明の第４実施形態について図２１を参照して説明する。図２１は同実施形態におけるサブタンクの撹拌動作の説明に供する模式的側面説明図である。

【0131】

本実施形態では、液体経路５６内に空気を吸引し、吸引した空気を液中に排出することで、サブタンク４２内の液体中に気泡３０２を発生させ、気泡３０２の液中の移動にてサブタンク４２内の液体を撹拌する。

【0132】

つまり、前述した第２撹拌動作と同様に、まず、図２１（ａ）に示すように送液ポンプ５４にてサブタンク４２内の液体を吸引逆送させて、サブタンク４２内の液体を減少させる。

【0133】

その後、図２１（ｂ）に示すように、大気開放機構２０７を開状態にし、サブタンク４２内に空気を流入させてサブタンク４２の液体収容部２０２内を大気圧にする。これにより、可撓性部材２０３が伸長方向に変位し、液体収容部２０２の内容積が拡大して液面３００ａが低下する。

【0134】

このとき、図２１（ｂ）に示すように、サブタンク４２内の液面３００ａが供給口２０９ａより低い位置になるようにすることで、送液ポンプ５４を逆転駆動したときに大気開放機構２０７から液体収容部２０２に導入された空気が液体経路５６内に吸引される。

【0135】

その後、図２１（ｃ）に示すように、大気開放機構２０７を閉じ、ヘッド４１をキャップ３１にてキャッピングし、吸引ポンプ３４でヘッド４１内及びサブタンク４２内の液体を吸引する。これにより、可撓性部材２０３が内方向に変位し、液体収容部２０２の内容積が減少することで、液面３００ａが上昇し、供給口２０９ａよりも液面３００ａが上側になる。

【0136】

その後、図２１（ｄ）に示すように、大気開放機構２０７を開き、送液ポンプ５４にて液体経路５６内に混入した空気を液体収容部２０２内の液中に排出させる（送空気）。

【0137】

これにより、液体収容部２０２内の液中で気泡３０２が発生し、気泡３０２が液中を移動することで液体３００が撹拌される。

【0138】

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

【0139】

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

【0140】

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

【0141】

「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

【0142】

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

【0143】

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

【0144】

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

【0145】

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

【0146】

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

【0147】

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

【0148】

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

【符号の説明】

【0149】

３ キャリッジ
４１ 液体吐出ヘッド
４２ サブタンク
５４ 送液ポンプ
５６ 液体系経路
２０１ タンクケース
２０２ 液体収容部
２０３ 可撓性部材
２０４ 負圧形成バネ
２０７ 大気開放機構
２０９ 供給口部
２０９ａ 供給口
５６０ 撹拌制御手段

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】