(57)【要約】      （修正有）【課題】混合を起こさずに液体を液体流路に充填させることが可能な液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、互いに異なる種類の液体を吐出する複数の液体吐出ユニット２００を有している。各液体吐出ユニット２００は液体を吐出する吐出口と、液体を貯留する第１及び第２の液体タンク４，５と、吐出口を挟んで第１の液体タンク４と第２の液体タンク５とを接続する液体流路２１と、を備えている。液体吐出装置はさらに、複数の液体吐出ユニット２００の吐出口を覆い、複数の液体吐出ユニット２００の吐出口との間に密閉された空間を形成するキャップ部材と、第１及び第２の液体タンク４，５を同時に加圧可能な圧力制御機構４２０と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と、前記液体を貯留する第１及び第２の液体タンクと、前記吐出口を挟んで前記第１の液体タンクと前記第２の液体タンクとを接続する液体流路とを各々が備え、互いに異なる種類の液体を吐出する複数の液体吐出ユニットと、
前記複数の液体吐出ユニットの前記吐出口を覆い、前記複数の液体吐出ユニットの前記吐出口との間に密閉された空間を形成するキャップ部材と、
前記第１及び第２の液体タンクを同時に加圧可能な圧力制御機構と、を有する、液体吐出装置。
【請求項２】
前記液体流路を、前記第１の液体タンクが前記吐出口及び前記第２の液体タンクから隔離された第１の状態と、前記第１の液体タンクと前記第２の液体タンクが前記吐出口を挟んで連通する第２の状態とに切り替え可能な流路切替手段と、前記流路切替手段と前記圧力制御機構とを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記液体流路を前記第１の状態に切り替えるように前記流路切替手段を制御する隔離工程と、前記第１の状態で、前記第２の液体タンクに前記第１の液体タンクに掛かる圧力より低い圧力の負圧が掛かるように前記圧力制御機構を制御する負圧形成工程と、前記液体流路を前記第２の状態に切り替え、前記第１の液体タンクの液体を前記第２の液体タンクに充填するように前記流路切替手段を制御する液体充填工程と、前記第１及び第２の液体タンクを同時に加圧するように前記圧力制御機構を制御する加圧工程と、をこの順で行う、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記第１の液体タンクに連通した主タンクを有し、前記圧力制御機構は前記隔離工程と前記負圧形成工程との間で、前記第１の液体タンクに負圧を掛けて前記主タンクの液体を前記第１の液体タンクに充填する、請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記圧力制御機構は複数の種類の前記液体に対して共通に設けられ、
前記圧力制御機構に接続された共通ラインと、前記共通ラインから分岐してそれぞれの前記第１の液体タンクに接続され、前記第１の液体タンクに前記負圧を掛ける個別ラインと、各個別ラインに設けられた個別弁と、それぞれの前記第１の液体タンクに設けられた液位計と、を有し、前記制御部は前記液位計で計測された液位が所定の値に達したときに対応する前記個別弁を閉じる、請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第１の液体タンクは可撓性を有し、前記第１の液体タンクに掛かる圧力は前記第１の液体タンクの外側から掛けられる、請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記液体流路は一端が前記第１の液体タンクに、他端が前記第２の液体タンクに接続され、
前記流路切替手段は前記第１の液体タンクと前記吐出口との間に設けられた第１の弁を有し、前記第１の弁を閉じることによって前記液体流路を前記第１の状態に切り替える、請求項２から５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記液体流路は前記吐出口と前記第１の液体タンクと前記第２の液体タンクとを相互に接続する循環流路であり、
前記流路切替手段は前記第１の液体タンクと前記吐出口との間に設けられた第１の弁と、前記第１の液体タンクと前記第２の液体タンクとの間に設けられた第２の弁と、を有し、前記第１及び第２の弁を閉じることによって前記液体流路を前記第１の状態に切り替える、請求項２から５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記流路切替手段は、前記負圧形成工程の間に前記第１の弁を一時的に開き、前記液体流路の前記第１の液体タンクから前記吐出口までの区間に前記液体を充填する、請求項７に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記キャップ部材を駆動する駆動機構を有し、前記制御部は前記負圧形成工程の前に、前記キャップ部材を前記吐出口に取り付けるように前記駆動機構を制御する、請求項２から８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記圧力制御機構は、第１の圧力を発生させる第１の圧力発生部と、前記第１の圧力より低い圧力の負圧を発生させる第２の圧力発生部と、前記第１の圧力発生部と前記第２の圧力発生部の切替機構と、を有する、請求項２から９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記切替機構は前記第１の圧力発生部と前記第２の圧力発生部との間に位置する差動弁を有する、請求項１０に記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
前記第１の圧力発生部は、一端側が大気開放され、他端側が所定の設定圧を下回ったときに開く減圧弁である、請求項１０または１１に記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
前記第２の圧力発生部は、真空ポンプと、前記真空ポンプの上流側で前記真空ポンプに接続された負圧調整機構と、前記負圧調整機構をバイパスするバイパス弁と、を有し、前記制御部は、前記バイパス弁を開いた状態で前記真空ポンプを作動させ前記負圧を発生させるように前記圧力制御機構を制御する、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記加圧工程において前記第１の液体タンクと前記第２の液体タンクに前記第１の圧力が掛かるように前記圧力制御機構を制御する、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１５】
前記圧力制御機構は、第１の圧力を発生させる第１の圧力発生部と、前記第１の圧力より低い圧力の負圧を発生させる第２の圧力発生部と、を有し、前記第２の圧力発生部は前記キャップ部材に接続された真空ポンプである、請求項２から９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１６】
前記真空ポンプは前記加圧工程の後に、前記吐出口の予備吐出を行う、請求項１５に記載の液体吐出装置。
【請求項１７】
前記キャップ部材は前記空間の圧力が所定の値以下のときに閉じ、前記所定の値を超えたときに開く逆止弁を有している、請求項１から１６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１８】
液体を吐出する吐出口と、前記液体を貯留する第１及び第２の液体タンクと、前記吐出口を挟んで前記第１の液体タンクと前記第２の液体タンクとを接続する液体流路とを各々が備え、互いに異なる種類の液体を吐出する複数の液体吐出ユニットを有する液体吐出装置における液体の充填方法であって、
流路切替手段によって、前記液体流路を前記第１の液体タンクが前記吐出口及び前記第２の液体タンクから隔離された第１の状態にする隔離工程と、
前記複数の液体吐出ユニットの前記吐出口をキャップ部材で覆い、前記複数の液体吐出ユニットの前記吐出口との間に密閉された空間を形成するキャッピング工程と、
前記隔離工程及び前記キャッピング工程の後、圧力制御機構によって、前記第２の液体タンクに前記第１の液体タンクに掛かる圧力より低い圧力の負圧を掛ける負圧形成工程と、
前記負圧形成工程の後、前記流路切替手段によって、前記液体流路を前記第１の液体タンクと前記第２の液体タンクが前記吐出口を挟んで連通する第２の状態にして、前記第１の液体タンクの液体を前記第２の液体タンクに充填する液体充填工程と、
前記液体充填工程の後、前記圧力制御機構によって前記第１及び第２の液体タンクを同時に加圧して、前記液体流路にある液体の一部を前記吐出口から排出する加圧工程と、を有する、液体の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置と液体吐出装置における液体の充填方法に関し、特に液体を２つのタンクの間で流通させながら記録を行なう液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流路中の気泡の排出や、吐出口近傍のインク増粘防止を目的として、液体吐出ヘッド内でインクを流動させるインクジェット記録装置が知られている。このような循環型のインクジェット記録装置では、液体吐出ヘッドとインク容器との間でインクが循環され、液体吐出ヘッドの吐出不良を招く可能性のある気泡が、インクとともにインク容器に回収される。液体吐出ヘッドの初期の使用開始時には、吐出口及び液体経路に気泡が残らないようにインクを充填する必要がある。特許文献１には、吐出口及び液体経路へのインクの充填方法が開示されている。まず、吐出口をキャップ部材で覆い、負圧によって共通液室にインクを充填した後、キャップ部材に接続された減圧ポンプによってキャップ部材内の空間を減圧する。これによってインクがキャップ部材内の空間に排出される。その後キャップ部材を大気開放させることで、吐出口にインクが充填された状態で吐出口からのインクの流出を止めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１０８７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数色のインクを吐出可能な液体吐出ヘッドの場合、異なる色のインクを吐出する吐出口が一つのキャップ部材で覆われる。特許文献１の構成では、キャップ部材内の空間を減圧する際、吐出口から流出した複数色のインクがキャップ部材内で混合する。このため、循環型の液体吐出ヘッドでは、キャップ部材内で混合された混色インクが大気開放時に吐出口から液体経路に逆流して循環する可能性がある。
本発明は、混合を起こさずに液体を液体流路に充填させることが可能な液体吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液体吐出装置は、互いに異なる種類の液体を吐出する複数の液体吐出ユニットを有している。各液体吐出ユニットは液体を吐出する吐出口と、液体を貯留する第１及び第２の液体タンクと、吐出口を挟んで第１の液体タンクと第２の液体タンクとを接続する液体流路と、を備えている。液体吐出装置はさらに、複数の液体吐出ユニットの吐出口を覆い、複数の液体吐出ユニットの吐出口との間に密閉された空間を形成するキャップ部材と、第１及び第２の液体タンクを同時に加圧可能な圧力制御機構と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
上記構成によれば、複数の液体吐出ユニットの吐出口とキャップ部材との間の密閉された空間に異なる種類の混合液体が流入した場合に、第１及び第２の液体タンクを同時に加圧することによって、当該混合液体を液体流路から排出することができる。従って、本発明によれば、混合を起こさずに液体を液体流路に充填させることが可能な液体吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る液体吐出装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドと液体タンクの概略構成図である。
【図３】記録素子基板の断面を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態におけるインク充填方法を示す概略工程図である。
【図５】第１の実施形態におけるインク充填方法を示す模式図である。
【図６】第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドと液体タンクの概略構成図である。
【図７】第２の実施形態におけるインク充填方法を示す模式図である。
【図８】第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドと液体タンクの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は本発明の例示であって、本発明の範囲を限定するものではない。本実施形態は発熱素子により気泡を発生させてインクを吐出するサーマル方式のインクジェットプリンタを対象とするが、本発明はピエゾ方式及びその他のインク吐出方式を採用するインクジェットプリンタにも適用することができる。本実施形態は記録媒体の幅に対応した長さを有する所謂ライン型の液体吐出ヘッドを対象とするが、本発明は記録媒体に対してスキャンを行いながら記録を行う所謂シリアル型の液体吐出ヘッドにも適用できることができる。本発明はインク以外の液体を吐出する液体吐出装置にも適用することができる。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１に、本実施形態のインクジェットプリンタ（以下、記録装置１０００という）の概略構成を示す。記録装置１０００は、記録媒体２を連続的または間欠的に搬送しながら１パスで連続記録を行う。記録媒体２はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。記録装置１０００はＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）インクによるフルカラー印刷が可能である。記録装置１０００は、記録媒体２を搬送する搬送部１と、記録媒体２の搬送方向Ａと略直交する方向Ｂに延在するライン型の液体吐出ヘッド３と、液体吐出ヘッド３の上に搭載され、各色のインクを貯留する第１及び第２の液体タンク４，５と、を有している。第１及び第２の液体タンク４，５は、後述する吐出口１３、エネルギー発生素子２２、液体供給路１８、液体回収路１９、液体流路２１とともにインクごとに設けられ、これらはインク毎の液体吐出ユニット２００を構成する。
記録媒体２の搬送路から外れた位置にキャップ部材９が配置されている。キャップ部材９は記録動作を行わないときは、キャップ部材９を駆動するキャップ部材駆動機構１４によって液体吐出ヘッド３の吐出口１３を覆う位置に移動する。これによって吐出口１３の乾燥が防止され、インク充填や回復のための吸引動作が可能となる。キャップ部材９は各液体吐出ユニット２００の複数の吐出口１３を覆い、複数の吐出口１３との間に密閉された空間を形成する。キャップ部材９は空間の圧力が所定の値以下のときに閉じ、所定の値を超えたときに開く逆止弁を有していてもよい。
【００１０】
図２は、液体吐出ヘッド３の吐出口１３の近傍を示す斜視図である。液体吐出ヘッド３は、Ｓｉで形成された基板１１と、感光性樹脂で形成され、基板１１に積層された吐出口形成部材１２と、基板１１の吐出口形成部材１２と反対側の面に接合された蓋部材２０と、を有している。吐出口形成部材１２は、インクが吐出する吐出口１３が形成された吐出口面１６を有している。基板１１の一方の面にはインクの吐出のためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子２２が形成されており、その裏面側には、吐出口列に沿って延在する液体供給路１８と液体回収路１９が形成されている。液体供給路１８と液体回収路１９の間にはエネルギー発生素子２２を備えた圧力室２３が設けられ、インクを吐出する吐出口１３が圧力室２３に連通している。液体供給路１８と液体回収路１９は後述する液体流路２１の一部を構成している。液体供給路１８と液体回収路１９のそれぞれの一方の面は蓋部材２０で形成されている。液体供給路１８と液体回収路１９との間に生じる差圧によって、インクは矢印Ｃで示すように、液体供給路１８から供給口１７ａを通って圧力室２３に流入し、回収口１７ｂから液体回収路１９へ流出する。このインクの流れによって、インクを吐出していない吐出口１３や圧力室２３において、吐出口１３からの水分の蒸発によって生じる増粘インクを液体回収路１９に回収し、吐出口１３や圧力室２３におけるインクの増粘を抑制することができる。また、吐出口１３や圧力室２３に存在する泡、異物を液体回収路１９から回収し、記録品質を向上させることができる。
【００１１】
図３は、本実施形態における液体吐出ユニット２００と圧力制御機構の概略構成を示す模式図である。図３では、各色の液体吐出ユニット２００を個別に示している。ここではシアン（Ｃ）のインクの液体吐出ユニット２００を例に説明するが、他色のインクの液体吐出ユニット２００も同様の構成を有している。液体吐出ユニット２００は第１の液体タンク４と連通する主タンク４００を有している。主タンク４００は第１及び第２の液体タンク４，５より容量が大きい。第１の液体タンク４と主タンク４００とはインクジョイント６で接続されている。第１の液体タンク４と主タンク４００との間には、ゴミの侵入を防止するフィルタ４０１が配置されている。
第１の液体タンク４と第２の液体タンク５の内部には、それぞれインクの量を検知する液位計４０２が設けられている。第１の液体タンク４と第２の液体タンク５には、空気の流入及び流出を可能とするエア接続口７，８が設けられている。第１の液体タンク４と第２の液体タンク５の圧力は、エア接続口７，８を介して、後述する圧力制御機構４２０から供給される空気圧によって制御される。エア接続口７，８にはインクが空気配管に侵入することを防止する気液分離膜４０４が設けられている。後述する液体充填工程で第１の液体タンク４が空になるのを防ぐため、第２の液体タンク５の容量は第１の液体タンク４の容量よりも小さくされている。
【００１２】
液体吐出ユニット２００は、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５との間でインクが流通する液体流路２１を有している。第１及び第２の液体タンク４，５は液体流路２１によって吐出口１３に接続されている。液体流路２１によって、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５が吐出口１３を挟んで連通し、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５との間でインクの流通が可能とされている。液体流路２１は一端が第１の液体タンク４に、他端が第２の液体タンク５に接続されている。液体流路２１は第１の液体タンク４に接続された共通供給流路２１１と、第２の液体タンク５に接続された共通回収流路２１２と、共通供給流路２１１に接続された液体供給路１８と、共通回収流路２１２に接続された液体回収路１９と、を有している。第１の液体タンク４のインクは共通供給流路２１１及び液体供給路１８を通って圧力室２３に流入し、エネルギー発生素子２２が駆動されることでその一部が吐出口１３から吐出する。残りのインクは圧力室２３から流出し、液体回収路１９及び共通回収流路２１２を通って第２の液体タンク５に回収される。エネルギー発生素子２２が駆動されない場合、圧力室２３に流入したインクの全量が圧力室２３から流出し、液体回収路１９及び共通回収流路２１２を通って第２の液体タンク５に回収される。
【００１３】
液体吐出ユニット２００はさらに、液体流路２１の構成を変更する流路切替手段４３０と、第１及び第２の液体タンク４，５に所定の圧力を印加する圧力制御機構４２０とを有している。流路切替手段４３０と圧力制御機構４２０の作動は記録装置１０００の制御部４４０によって制御される。以下、流路切替手段４３０と圧力制御機構４２０の構成について詳細に説明する。
流路切替手段４３０は、第１の液体タンク４と吐出口１３との間に設けられた第１の弁４０３を有している。第１の弁４０３は、共通供給流路２１１における液体吐出ヘッド３の外部に設けられている。第１の弁４０３を閉じることによって、第１の液体タンク４は吐出口１３及び第２の液体タンク５から隔離され、インクの流れや圧力が遮断される。この状態を第１の状態という。第１の弁４０３を開くことによって、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５が吐出口１３を挟んで連通する状態となる。この状態を第２の状態という。従って、流路切替手段４３０は液体流路２１を第１の状態と第２の状態とに切り替え可能に作動する。第１の弁４０３は制御部４４０によって操作される。
【００１４】
圧力制御機構４２０は、第１の圧力Ｐ１を発生させる第１の圧力発生部４１１と、第１の圧力Ｐ１より低い負圧である第２の圧力Ｐ２を発生させる第２の圧力発生部４１６と、を有している。第１の圧力発生部４１１は、一端側が大気開放され、他端側が所定の設定圧を下回ったときに開く減圧弁４１１である。具体的には他端側に接続された第１または第２の液体タンク４，５の圧力が設定圧力よりも低くなると弁４１１が開き、空気を流入させて、第１または第２の液体タンク４，５の圧力を上げる。これによって、第１または第２の液体タンク４，５の圧力は、第１の圧力Ｐ１に維持される。
【００１５】
第２の圧力発生部４１６は、真空ポンプ４１３と、負圧調整機構４１２と、バイパス弁４１４と、を有している。負圧調整機構４１２は真空ポンプ４１３の空気の吸引方向に関し上流側で真空ポンプ４１３に接続されている。バイパス弁４１４は負圧調整機構４１２と並列に配置されている。バイパス弁４１４を開くことで負圧調整機構４１２をバイパスし、真空ポンプ４１３の強い負圧を直接第１または第２の液体タンク４，５に掛けることができる。負圧調整機構４１２は、接続されている第１または第２の液体タンク４，５の圧力が設定圧力よりも高くなると開く背圧弁４１２である。バイパス弁４１４が閉じているときに弁４１２が開くと、真空ポンプ４１３が第１または第２の液体タンク４，５の空気を吸引し、第１または第２の液体タンク４，５の圧力を下げる。これによって、第１または第２の液体タンク４，５の圧力は第２の圧力Ｐ２に維持される。第１の圧力Ｐ１と第２の圧力Ｐ２はインクを流動させる駆動力を発生させる。第１の圧力Ｐ１と第２の圧力Ｐ２は、吐出口１３近傍でインクが所望の流速で流動し、且つ、吐出口１３が適切な負圧となるよう設定される。第１の圧力Ｐ１は概ね大気圧、例えば−５０ｍｍＡｑ程度に設定される。第２の圧力Ｐ２は、例えば−２５０ｍｍＡｑ程度の負圧に設定される。これによってインクの駆動力として２００ｍｍＡｑ程度の差圧が得られ、吐出口１３の負圧を−１５０ｍｍＡｑとすることができる。
【００１６】
圧力制御機構４２０は、第１の圧力発生部４１１と第２の圧力発生部４１６の切替機構４１８を有している。切替機構４１８は第１の圧力発生部４１１と第２の圧力発生部４１６との間に位置する差動弁４１５を有している。差動弁４１５を開くことにより、第１または第２の圧力発生部４１１，４１６で発生した圧力を第１の液体タンク４と第２の液体タンク５に同時に掛けることができる。例えば、真空ポンプ４１３を止めた状態で弁４１１が開くと、大気圧に近い圧力が第１の液体タンク４と第２の液体タンク５に同時に掛けられる。これによって、第１及び第２の液体タンク４，５が同時に加圧可能となる。なお、ここでいう加圧とは圧力を高めること（増圧、昇圧）をいい、加圧後の絶対圧力が大気圧より大きいか小さいかは問わない。本実施形態では真空ポンプ４１３により減圧された大きな負圧から、大気圧に近い負圧（例えば−５０ｍｍＡｑ程度の圧力）にすることである。
【００１７】
圧力制御機構４２０はそれぞれの種類のインクに対して共通に設けられている。具体的には、圧力制御機構４２０に接続された第１の共通ライン４２１と、第１の共通ライン４２１から分岐してそれぞれの第１の液体タンク４に接続された第１の個別ライン４２２と、が設けられている。また、圧力制御機構４２０に接続された第２の共通ライン４２３と、第２の共通ライン４２３から分岐してそれぞれの第２の液体タンク５に接続された第２の個別ライン４２４と、が設けられている。各第１の個別ライン４２２は各色の第１の液体タンク４のエア接続口７に接続され、各第２の個別ライン４２４は各色の第２の液体タンク５のエア接続口８に接続されている。また、各第１の個別ライン４２２には個別弁４０５が設けられている。第１の液体タンク４のエア接続口７は、個別弁４０５を介して、次に述べる切替部４０６に接続される。また第２の液体タンク５のエア接続口８は、切替部４０６に接続される。
【００１８】
切替機構４１８は４つの弁４０７〜４１０からなる切替部４０６を有している。弁４０７〜４１０は第１及び第２の圧力発生部４１１，４１６と第１及び第２の液体タンク４，５のエア接続口７，８との接続を相互に切り替える。第１の液体タンク４を第１の圧力発生部４１１に、第２の液体タンク５を第２の圧力発生部４１６に接続する場合、制御部４４０は弁４０７及び４０９を開けて、弁４０８及び４１０を閉めるようにこれらの弁を制御する。第１の液体タンク４の圧力は第２の液体タンク５の圧力よりも高くなるため、第１の液体タンク４から液体吐出ヘッド３にインクが供給され、第２の液体タンク５にインクが回収されるようにインクの循環が行われる。逆に、弁４０８及び４１０を開けて、弁４０７及び４０９を閉めることによって、第１の液体タンク４が第２の圧力発生部４１６に、第２の液体タンク５が第１の圧力発生部４１１に接続される。第１の液体タンク４の圧力は第２の液体タンク５の圧力よりも低くなるため、第２の液体タンク５から液体吐出ヘッド３にインクが供給され、第１の液体タンク４にインクが回収されるように逆方向の循環が行われる。弁の切り替えは、後述するインク充填や回復などのシーケンスや、第１及び第２の液体タンク４，５の液位計４０２が検出する液位に基づいて行われる。いずれかの液体タンクの貯蔵量が所定の値を超えると、その液体タンクの液位計４０２からの信号に基づいて弁が切り替わり、全色のインクの循環方向が一斉に切り替えられる。従って、液体供給路１８や液体回収路１９に溜まった気泡を効率よく排出して、不吐出を防止することができる。本実施形態では切替部４０６を４つの弁で構成したが、流路の切り替えができればこの構成に限定されない。例えば２つ３方弁を設けてもよいし、１つの５方弁を設けてもよい。また、大気開放用の差動弁４１５を設ける代わりに、弁４０７及び４０８を開け、弁４０９及び４１０を閉じてもよい。
【００１９】
次に、図４，５を参照して、液体吐出ヘッド３にインクを充填する方法を説明する。図４はインク充填方法を示す概略工程図であり、図５はインク充填方法を示す模式図である。図５では開いている弁をＶの記号で示し、閉じている弁を×の記号で示す。まず、図５（ａ）に示すように、制御部４４０は第１の弁４０３を閉じることによって、液体流路２１を第１の状態に切り替える（隔離工程Ｓ１）。これによって、第１の液体タンク４が吐出口１３及び第２の液体タンク５から隔離される。次に、制御部４４０は切替部４０６を制御して、弁４０８，４１０を開け、弁４０７，４０９を閉じる。さらにバイパス弁４１４を開けて真空ポンプ４１３を駆動する。第１の液体タンク４が弁４１２を介さずに真空ポンプ４１３に接続され、第１の液体タンク４に強い負圧が掛かる。これによって、主タンク４００のインクが第１の液体タンク４に充填される（第１の液体充填工程Ｓ２）。制御部４４０は第１の液体タンク４の液位計４０２の信号を各色のインクごとに監視し、液位計４０２で計測された液位が所定の値に達したときに対応する個別弁４０５を閉じる。個別弁４０５の制御をインクごとに行なうため、インクの粘度差や第１の液体タンク４のインク残量の差があっても、確実に全色のインクを第１の液体タンク４に最大充填量まで充填することができる。
【００２０】
制御部４４０はさらにキャップ部材駆動機構１４を制御し、キャップ部材９を吐出口面１６に取り付ける（キャッピング工程Ｓ３）。また、キャップ部材９に接続された弁９１を閉める。これによって、複数の液体吐出ユニット２００の吐出口１３がキャップ部材９で覆れ、キャップ部材９と複数の吐出口１３との間に密閉された空間１５が形成される。キャップ部材９の吐出口面１６への取り付けは、次に述べる負圧形成工程Ｓ４の前に行われればいいので、本工程は隔離工程Ｓ１の前に、または隔離工程Ｓ１と同時に実施してもよい。
【００２１】
次に、図５（ｂ）に示すように、制御部４４０は弁４０７、４０９、バイパス弁４１４を開き、弁４０８、４１０、第１の弁４０３を閉じる。これによって、第１の液体タンク４は第１の圧力発生部４１１で制御された圧力（例えば−５０ｍｍＡｑ）となる。制御部４４０は、この状態で真空ポンプ４１３を作動させる（負圧形成工程Ｓ４）。第２の液体タンク５、吐出口１３、及び液体流路２１のうち第１の弁４０３と第２の液体タンク５との間の区間が、真空ポンプ４１３に連通した状態となり、これらの部位は強い負圧となる。
【００２２】
次に、図５（ｃ）に示すように、制御部４４０は第１の弁４０３を開ける。すなわち、制御部４４０は第１の液体充填工程Ｓ２の後、流路切替手段４３０を制御して液体流路２１を第２の状態にする。この工程は負圧が十分高まったところで行うことが好ましい。圧力制御機構４２０によって、第２の液体タンク５には第１の液体タンク４に掛かる圧力より低い負圧が掛けられている。この負圧により、第１の液体タンク４のインクが第１の弁４０３を通って液体流路２１を流れ、第２の液体タンク５に充填される（第２の液体充填工程Ｓ５）。キャップ部材９と吐出口面１６との間の空間１５も負圧であることから吐出口１３にもインクが充填され、一部のインクは空間１５にも流入する。液体流路２１を真空にしてから一気にインクを流し込むため、気泡の混入量の少ないインク充填ができる。また、本工程は各色のインクに対して同時に行われるため、インク充填時間を短縮することができる。第２の液体タンク５の液位はそれぞれの第２の液体タンク５に設けられた液位計４０２で監視されている。このため、いずれかの第２の液体タンク５が最大充填量まで充填されたことが検出されると、制御部４４０は真空ポンプ４１３を停止させる。
【００２３】
次に、図５（ｄ）に示すように、制御部４４０はバイパス弁４１４を閉じ、差動弁４１５を開ける。これによって、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５が第１の圧力発生部４１１の圧力とされ、第２の液体タンク５の強い負圧が速やかに解消される。第１の液体タンク４から第２の液体タンク５へのインクの流入は停止される。吐出口１３の近傍の液体流路２１は、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５の双方から同時に加圧されるため、液体流路２１にあるインクの一部、具体的には吐出口１３の近傍のインクの一部が吐出口１３から空間１５に排出される（加圧工程Ｓ６）。これによって、空間１５から液体流路２１に流入した可能性のある混色インクが排出され、混色インクが液体流路２１を循環することが防止される。
最後に、図５（ｅ）に示すように、キャップ部材９の弁９１を開ける（キャップ開放工程Ｓ７）。これによって、インクがキャップ内の空間１５から排出されるとともに、吐出口１３が大気圧とされ、インク充填動作が完了する。その後、差動弁４１５を閉じ、弁４０８及び４１０を開け、弁４０７及び４０９を閉める。これにより、第１の圧力Ｐが掛けられた第２の液体タンク５から第２の圧力Ｐ２が掛けられた第１の液体タンク４への逆方向の循環が開始される。
【００２４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、主に第１の実施形態との差異を説明する。本実施形態は第１の液体タンク４と第２の液体タンク５との間に第２の弁４１６が設けられていること、及び圧力制御機構４２０の構成が異なることを除き第１の実施形態と同様である。図６は本実施形態における液体吐出ユニット２００と圧力制御機構４２０の概略構成を示す模式図である。液体流路２１は第２の液体タンク５を第１の液体タンク４と接続する接続ライン２１３を有している。これにより、液体流路２１は吐出口１３と第１の液体タンク４と第２の液体タンク５とを相互に接続する循環流路となっている。流路切替手段４３０は第１の実施形態と同様、第１の液体タンク４と吐出口１３との間に設けられた第１の弁４０３を備えており、さらに第１の液体タンク４と第２の液体タンク５との間に第２の弁４１６を備えている。従って、液体流路２１は第１の弁４０３と第２の弁４１６とを閉じることによって第１の状態となる。一方、液体流路２１は第１の弁４０３を開くことによって第２の状態となる（第２の弁４１６の開閉は無関係である）。
【００２５】
第１の実施形態においては、主タンク４００から第１の液体タンク４にインクを最大充填量まで充填した後に、第１の液体タンク４のインクが第２の液体タンク５に充填される。しかし、インクの種類によって使用量が異なるため、第２の液体タンク５への充填が開始されるときに第２の液体タンク５にインクが残っていることがある。その場合、第２の液体タンク５がすぐに最大充填量まで充填され、第１の液体タンク４に多くのインクが残る可能性がある。換言すれば、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５に貯蔵されるインクの総量が増加するため、インク循環時に第１の液体タンク４と第２の液体タンク５が短時間で交互に最大充填量に達し、インク循環の切り替え頻度が多くなる。つまり、第１の実施形態は全色のインクを一括して循環を行なうことができるものの、インク残量のばらつきがある場合にインク循環の切り替えが頻繁に生じることになる。この結果、インク循環の切り替えが不要なインクについてもインク循環の切り替えを行う必要が生じる。
【００２６】
本実施形態では、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５との間に第２の弁（連通弁）４１６を設けることで、第２の液体タンク５のインクを第１の液体タンク４に一旦戻してから、第２の液体タンク５へのインク補充を行なうことができる。具体的には、第１の液体タンク４にインクを充填する前、インクが第１の液体タンク４と第２の液体タンク５との間を循環している状態で弁４０８，４１０を開け、弁４０７，４０９を閉じる。さらに弁４０３を閉じて第２の弁４１６を開ける。これによって、第１の液体タンク４は第２の圧力発生部４１６で制御された圧力（例えば−２５０ｍｍＡｑ）、第２の液体タンク５は第１の圧力発生部４１１で制御された圧力（例えば−５０ｍｍＡｑ）となる。この第１の液体タンク４と第２の液体タンク５との間に生じる負圧によって、インクを第２の液体タンク５から第２の弁４１６を介して第１の液体タンク４へ戻すことができる。その後、第１の液体タンク４にインクを充填する。このため、本実施形態では第１の液体タンク４が最大充填量まで充填されたときに各色の第２の液体タンク５は空になっている。これによって、インク循環の切り替え頻度を最大化することができる。第１の実施形態で述べたように主タンク４００から第１の液体タンク４へのインクの補充は液位計４０２と個別弁４０５で各色個別に制御できる。このため、第２の液体タンク５から第１の液体タンク４にインクを戻しても、第１の液体タンク４にインクを最大充填量まで充填することができる。
【００２７】
次に、図７を参照して、液体吐出ヘッド３にインクを充填する方法を説明する。まず、図７（ａ）に示すように、制御部４４０は第１の弁４０３と第２の弁４１６を閉じることによって、液体流路２１を第１の状態に切り替える（隔離工程Ｓ１）。これによって、第１の液体タンク４が吐出口１３及び第２の液体タンク５から隔離される。次に、制御部４４０は第１の実施形態と同様、切替部４０６を制御して、弁４０８，４１０を開け、弁４０７，４０９を閉じる。さらにバイパス弁４１４を開けて第１の真空ポンプ４１３を駆動する。これによって、主タンク４００のインクが第１の液体タンク４に充填される（第１の液体充填工程Ｓ２）。
【００２８】
制御部４４０はさらにキャップ部材駆動機構１４を作動させ、キャップ部材９を吐出口面１６に取り付ける（キャッピング工程Ｓ３）。これによって、複数の液体吐出ユニット２００の吐出口１３がキャップ部材９で覆れ、キャップ部材９と複数の吐出口１３との間に密閉された空間１５が形成される。キャップ部材９には第２の真空ポンプ４１７が接続されている。キャップ部材９の吐出口面１６への取り付けは、次に述べる負圧形成工程Ｓ４の前に行われればいいので、本工程は隔離工程Ｓ１の前に、または隔離工程Ｓ１と同時に実施してもよい。
【００２９】
次に、図７（ｂ）に示すように、制御部４４０は弁４０７を開け、弁４０８〜４１０を閉じる。第１及び第２の弁４０３，４１６は閉じたままである。これによって、第１の液体タンク４は第１の圧力発生部４１１で制御された圧力（例えば−５０ｍｍＡｑ）となる。制御部４４０は、この状態で第２の真空ポンプ４１７を作動させる（負圧形成工程Ｓ４）。第２の液体タンク５、吐出口１３、及び液体流路２１のうち第１の弁４０３と第２の液体タンク５との間の区間が、第２の真空ポンプ４１７に連通した状態となり、これらの部位は強い負圧となる。この工程は第１の実施形態と同様に、第１の真空ポンプ４１３を用いて行ってもよい。負圧形成工程Ｓ４の間に一時的に第１の弁４０３を開き、共通供給流路２１１にインクを供給し、その後第１の弁４０３を閉じてもよい。これによって、次の工程で共通供給流路２１１に流れ込む混色インクの量を最小限に抑えることができる。第１の弁４０３が開放されている時間は例えばタイマーで管理することができる。
【００３０】
次に、図７（ｃ）に示すように、制御部４４０は第２の弁４１６を開ける。第１の液体タンク４から第２の液体タンク５へインクが流入し、さらに液体流路２１をインクが流通する。第２の真空ポンプ４１７を作動させているため、インクは吐出口１３からキャップ部材９にも流入する。インクは液体流路２１の吐出口１３と第１の弁４０３との間の区間にも充填される。キャップ部材９の内側空間１５では複数色のインクが混ざっている可能性が高い。インクが流路に充填されるのに十分な時間の経過、もしくは、いずれかの第２の液体タンク５が最大充填量まで充填されたことが検出されると、制御部４４０は第２の真空ポンプ４１７を停止させる。
【００３１】
次に図７（ｄ）に示すように、制御部４４０は弁４０７及び４０９を開け、弁４０８及び４１０を閉じ、差動弁４１５を開ける。これによって、第１の液体タンク４と第２の液体タンク５が第１の圧力発生部４１１の圧力とされ、第２の液体タンク５の強い負圧が速やかに解消される。さらに、制御部４４０は第１の弁４０３を開けることで、液体流路２１を第１の状態に切り替える。第１の液体タンク４から第１の弁４０３を通ってキャップ部材９に向かうインク流が生じ、空間１５内のインクが排出される。これによって、空間１５内の混色インクが液体流路２１に逆流することが防止される。その後、予備吐出動作を実施してインクを排出する。これによって、吐出口１３の近傍に残留している可能性のある混色インクが排出される。このように、本実施形態では液体流路２１に流入する可能性のある混色インクが第１及び第２の液体タンク４，５の加圧と予備吐出とによって排出される。その後、図７（ｅ）に示すように、弁４０７及び４０９を開け、弁４０８及び４１０を閉める。これにより、第１の圧力Ｐが掛けられた第１の液体タンク４から第２の圧力Ｐ２が掛けられた第２の液体タンク５への逆方向の循環が開始される。
【００３２】
以上説明したように、第２の弁４１６を用いて第１の液体タンク４から第２の液体タンク５を通してインクを充填しているため、第２の液体タンク５側に混色インクが流入する可能性が低減する。また、第１の弁４０３を閉じた状態で充填を行うため、第１の液体タンク４まで混色インクが拡散する可能性も低減する。
【００３３】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、主に第１の実施形態との差異を説明する。図８は本実施形態における液体吐出ユニット２００と圧力制御機構４２０の概略構成を示す模式図である。本実施形態では主タンク４００が第１の液体タンク４を兼ねており、第１及び第２の実施形態における第１の液体タンク４は設けられていない。このため記録装置１０００のコストダウンと小型化を図ることができる。また、第１の液体タンク４へのインクの補充が不要であるため、記録のための準備時間の短縮が可能である。
【００３４】
主タンク４００（第１の液体タンク４）は、ビニールなどの可撓性を有する材料からなる袋であり、袋はタンク筐体４２５に収容されている。主タンク４００は内部に残量検知機構（図示せず）を有し、タンク筐体４２５は第１の個別ライン４２２に接続された連通口４２６を有している。このため、主タンク４００に掛かる圧力は主タンク４００の外側から掛けられる。主タンク４００に圧力制御機構４２０から圧力を掛けることで、第１の実施形態と同様に、インクの両方向への循環が可能である。第２の液体タンク５へのインクの充填方法は、第１の実施形態と同様に、キャップ部材９を取り付けた後、第２の液体タンク５を高負圧で吸引することで実施することができる。
【符号の説明】
【００３５】
４  第１の液体タンク
５  第２の液体タンク
９  キャップ部材
１３  吐出口
２１  液体流路
２００  液体吐出ユニット
４２０  圧力制御機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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