(57)【要約】【課題】管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れを精度良くかつ容易に検知することができる液体供給装置及び液滴吐出装置を提供する。【解決手段】インク供給路と、内部にインクが満たされたインク供給路を押圧し、該押圧部位をインク供給路の一端側から他端側に向かって移動させることにより一端側から他端側に向かって液体を送出する供給用チューブポンプと、インク供給路の周面に固定され、供給用チューブポンプによりインクが送出されているときにインク供給路の歪みを検出して歪み検出信号を出力する圧電素子１８４と、圧電素子１８４から出力された歪み検出信号の信号レベルが予め定められた閾値未満のときに異常信号を出力する異常検出器１９６と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の管状部材と、
内部に液体が満たされた前記管状部材を押圧すると共に押圧部位を前記管状部材の一端側から他端側に向かって移動させることにより一端側から他端側に向かって前記液体を送出する送出手段と、
前記管状部材の周面に固定され、前記管状部材の歪みを検出して歪み検出信号を出力する歪み検出手段と、
前記歪み検出手段から出力された歪み検出信号の信号レベルが予め定められた閾値未満のときに異常信号を出力する信号出力手段と、
を含む液体供給装置。
【請求項２】
前記歪み検出手段をＰＶＤＦで構成した請求項１記載の液体供給装置。
【請求項３】
前記送出手段による送出速度の増減に対応して前記閾値を増減させることにより該閾値を変更する変更手段を更に含む請求項１または請求項２記載の液体供給装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の液体供給装置と、
前記送出手段により送出された前記液体が供給されるように前記管状部材に接続されると共に、記録媒体へ液滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
を含む液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体供給装置及び液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像記録用の液滴（例えば、インク滴）を吐出する吐出口を備えた記録ヘッドを有し、記録ヘッドの吐出口より液滴を吐出することにより画像を記録す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は、記録ヘッドへ液体を供給するための流路を構成する管状部材（例えば、ポリプロピレンで構成したチューブ）内の液体への気泡の混入、及び管状部材からの液体漏れといったトラブルを発生する可能性がある。特に、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置の場合は、管状部材の規模が大きくなり、多数のバルブや継ぎ手、液体貯留用のタンクなどが存在し、上記のようなトラブルを起こす可能性は高くなる。
【０００３】
ところで、管状部材内の液体への気泡の混入は、気泡が記録ヘッド内にまで達すると液滴の吐出異常を引き起こす。また、気泡は液体より圧縮性が高いので、圧力ダンパーとして働き、本来精密に制御したい圧力を正確に制御できなくなる。
【０００４】
管状部材からの液体漏れは、圧力制御に対して悪影響を及ぼす。また、液体の漏れ量が多量になれば、電気系統での漏電やショートといった大きなトラブルを引き起こすことになる。従って、管状部材内の液体に含まれる気泡の検出、及び管状部材からの液体漏れの検出はインクジェット記録装置の信頼性を確保する上で重要である。
【０００５】
管状部材内の液体に混入した気泡の検出方法として、例えば、特許文献１及び特許文献２には、気泡を光学的に検出する方法が開示されている。また、特許文献３及び特許文献４には、液滴を吐出するための圧電素子の残響振動を電気的に検出する方法が開示されている。更に、特許文献５には、インクの電気抵抗（インピーダンス）を検出する方法が開示されている。なお、管状部材からの液体漏れの検出方法としては、送液側と回収側のポンプの回転数（累積送液量）の比較により検出する技術が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５８４１号公報
【特許文献２】特開２００４−５８５３１号公報
【特許文献３】特開平１０−１１４０６８号公報
【特許文献４】特開２００４−２７６３６６号公報
【特許文献５】特開２００５−４１２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術は、インク顔料による検出面の汚れなどの影響を受けるため検出不良となる虞がある、という問題点があった。また、特許文献３及び特許文献４の技術は、吐出圧力室内部の気泡の検出にのみ有効であり、検出回路が複雑で検出閾値の設定も難しい、という問題点があった。また、特許文献５の技術は、非導電性のインクには適用できないばかりか、電極間にあるインクのみを検出するので、例えばチューブなどの管状部材内の液体に含まれる気泡の検出には不向きである、という問題点があった。また、上述した管状部材からの液体漏れの検出方法は、送液量が誤差やバラツキを含むので、液体漏れが発生してからしばらくしないと（漏れ量が一定以上の量にならないと）検出できない、という問題点があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れを精度良くかつ容易に検知することができる液体供給装置及び液滴吐出装置を提供する目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の液体供給装置は、可撓性の管状部材と、内部に液体が満たされた前記管状部材を押圧すると共に押圧部位を前記管状部材の一端側から他端側に向かって移動させることにより一端側から他端側に向かって前記液体を送出する送出手段と、前記管状部材の周面に固定され、前記管状部材の歪みを検出して歪み検出信号を出力する歪み検出手段と、前記歪み検出手段から出力された歪み検出信号の信号レベルが予め定められた閾値未満のときに異常信号を出力する信号出力手段と、を含んで構成されている。
【００１０】
請求項１記載の液体供給装置によれば、送出手段により、内部に液体が満たされた可撓性の管状部材を押圧すると共に押圧部位を前記管状部材の一端側から他端側に向かって移動させることにより一端側から他端側に向かって前記液体が送出される。
【００１１】
ところで、管状部材内に満たされた液体を管状部材の一端側から他端側に送出するにあたり、送出手段が管状部材に当接する際、或いは管状部材から離れる際に該管状部材内にスパイク状の圧力波（以下、「圧力リップル」とも言う。）が発生し、これによって、管状部材に歪みが生じる。管状部材内の液体に気泡が存在した場合、気泡はインクに比べて圧縮性が高いため、圧力リップルを吸収する。管状部材からの液体漏れがある場合、管状部材内の圧力が低下するため、気泡と同じように作用し、結果的に圧力リップルが吸収されることになる。従って、圧力リップルの大きさが通常よりも所定値以上小さくなったことをもって、管状部材内の液体に気泡が存在しているか、或いは管状部材から液体が漏れていると判断することができる。
【００１２】
そこで、本発明では、前記管状部材の周面に固定された歪み検出手段により前記管状部材の歪みが検出されて歪み検出信号が出力され、信号出力手段により、前記歪み検出手段から出力された歪み検出信号の信号レベルが予め定められた閾値未満のときに異常信号が出力される。
【００１３】
このように、本発明によれば、管状部材の歪みが検出されて出力される歪み検出信号の信号レベルが予め定められた閾値未満のときに異常信号が出力されるので、管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れを精度良くかつ容易に検知することができる。
【００１４】
なお、請求項１に記載の液体供給装置は、請求項２記載の発明のように、前記歪み検出手段をＰＶＤＦで構成してもよい。これにより、管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れをより一層精度良くかつ容易に検知することができる。
【００１５】
また、請求項１または請求項２記載の液体供給装置は、請求項３記載の発明のように、前記送出手段による送出速度の増減に対応して前記閾値を増減させることにより該閾値を変更する変更手段を更に含んで構成されてもよい。これにより、送出手段による送出速度が変化しても、管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れを精度良くかつ容易に検知することができる。
【００１６】
一方、上記目的を達成するために、請求項４記載の液滴吐出装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の液体供給装置と、前記送出手段により送出された前記液体が供給されるように前記管状部材に接続されると共に、記録媒体へ液滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、を含んで構成されている。
【００１７】
従って、本発明の液滴吐出装置によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の液体供給装置と同様に作用するので、当該液体供給装置と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れを精度良くかつ容易に検知することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】実施形態に係るヘッドのノズル毎に設けられた液体吐出素子（１つのノズルに対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図である。
【図３】実施形態に係るインク貯蔵／装填部の構成を示す構成図である。
【図４】実施形態に係る圧電素子として適用しているＰＶＤＦの一例を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図５】実施形態に係る供給用チューブポンプの一例を示す構成図である。
【図６】実施形態に係るインクジェット記録装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態に係る異常検出器の一例を示す構成図である。
【図８】実施形態に係るインク供給路内で発生する圧力リップルの波形を示す図である。
【図９】実施形態に係る異常検知処理プログラムの流れを示すフローチャートである。
【図１０】歪み検出信号と閾値電圧との関係を示す図である。
【図１１】実施形態に係るインク貯蔵／装填の他の構成例を示す構成図が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を液滴としてインク滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に適用した場合について説明する。
【００２１】
図１には、本発明の液滴吐出装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図が示されている。同図に示すように、インクジェット記録装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙」という。）Ｐの搬送方向上流側に、用紙Ｐを給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。この給紙搬送部１２の下流側には、用紙Ｐの搬送方向に沿って、用紙Ｐの記録面に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙Ｐの記録面に画像を記録する画像記録部１６、記録面に形成された画像を乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥した画像を用紙Ｐに定着させる画像定着部２０、画像が定着した用紙Ｐを排出する排出部２１が設けられている。
【００２２】
給紙搬送部１２には、用紙Ｐが積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の上部には、該積載部２２に積載された用紙Ｐを一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。給紙部２４の用紙Ｐの搬送方向下流側（以下、「用紙Ｐの搬送方向」を省略する場合もある。）には、複数のローラ２６対で構成された搬送部２８が設けられている。給紙部２４によって給紙された用紙Ｐは、複数のローラ２６対で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。
【００２３】
処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙Ｐの先端部を挟持して用紙Ｐを保持する保持部材３２が設けられており、該保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙Ｐを保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００２４】
なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像形成ドラム３６、インク乾燥ドラム３８及び定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙Ｐの受け渡しが行われる。
【００２５】
処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙Ｐの記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、該処理液が乾燥する。
【００２６】
ここで、処理液はインクと反応して色材（顔料）を凝集し、色材（顔料）と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置４２には、処理液が貯留している貯留部４６が設けられており、グラビアローラ４８の一部が処理液に浸されている。
【００２７】
このグラビアローラ４８にはゴムローラ５０が圧接して配置されており、該ゴムローラ５０が用紙Ｐの記録面側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ４８にはスキージ（図示省略）が接触しており、用紙Ｐの記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。
【００２８】
処理液膜厚はヘッド打滴の液滴より十分小さいことが理想である。例えば２ｐｌの打滴量の場合、ヘッド打滴の液滴の平均直径は１５．６μｍであり、処理液膜厚が厚い場合、インクドットは用紙の記録面と接触することなく処理液内で浮遊する。２ｐｌの打滴量で着弾ドット径を３０μｍ以上得るには処理液膜厚を３μｍ以下にすることが好ましい。
【００２９】
一方、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒーター５６（以下「ＩＲヒーター５６」という。）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒーター５６により、処理液中の水などの溶媒を蒸発させ、固体もしくは薄膜処理液層を用紙の記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像記録部１６でインク打滴したドットが用紙表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応し色材凝集して用紙表面に固定する作用が得られやすい。
【００３０】
このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙Ｐは、処理液塗布部１４と画像記録部１６の間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。
【００３１】
中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙Ｐを保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００３２】
画像記録部１６には、画像形成ドラム３６が回転可能に設けられており、画像形成ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像形成ドラム３６の表面に用紙Ｐを保持し、画像形成ドラム３６の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００３３】
画像形成ドラム３６の上部には、画像形成ドラム３６の表面に近接して、シングルパス方式のインクジェットラインヘッド（以下、単に「ヘッド」ともいう。）６４で構成されたヘッドユニット６６が配設されている。このヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫのヘッド６４が画像形成ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙の記録面に形成された処理液層上に各色の画像を記録する。
【００３４】
処理液はインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を持たせ、用紙Ｐ上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用い色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。
【００３５】
ヘッド６４は、画像形成ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像形成ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、ドラム表面速度に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。
【００３６】
ヘッドユニット６６は、画像形成ドラム３６の上部から退避可能とされており、ヘッド６４のノズル面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、該ヘッドユニット６６を画像形成ドラム３６の上部から退避させることで実施される。
【００３７】
インクジェット記録装置１０は、ＹＭＣＫのヘッド６４の各々に供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部６５を備えている。インク貯蔵／装填部６５は、ＹＭＣＫのヘッド６４の各々に対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所定の管路を介してＹＭＣＫのヘッド６４と連通されている。
【００３８】
画像記録部１６において記録面に画像が記録された用紙Ｐは、画像形成ドラム３６の回転によって、画像記録部１６とインク乾燥部１８の間に設けられた中間搬送部７０へ搬送されるが、中間搬送部７０については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００３９】
インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部１８の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４が複数配設されている。
【００４０】
ここでは、一例として、上流側と下流側に熱風ノズル７２が配置されるようにして、熱風ノズル７２と平行配列された一対のＩＲヒーター７４を交互に配置している。これ以外にも、上流側にＩＲヒーター７４を多く配置して上流側で熱エネルギーを多く照射し水分の温度を上昇させ、下流側に熱風ノズル７２を多く配置して飽和水蒸気を吹き飛ばすようにしても良い。
【００４１】
ここで、熱風ノズル７２は、熱風の吹きつけ角度を用紙Ｐの後端側に傾けて配置するようにしている。これにより、熱風ノズル７２による熱風の流れを一方向に集めることができ、また、インク乾燥ドラム３８側へ用紙Ｐを押し付け、該インク乾燥ドラム３８の表面に用紙Ｐを保持させた状態を維持することができる。
【００４２】
これらの熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４による温風によって、用紙Ｐにおける画像が記録された部分では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。
【００４３】
温風は用紙Ｐの搬送速度によっても異なるが、通常は５０℃〜７０℃に設定され、ＩＲヒーター７４の温度を２００℃〜６００℃に設定する事で、インク表面温度が５０℃〜６０℃になるよう設定されている。蒸発した溶媒はエアーと共に画像形成装置１０の外部へ排出されるが、エアーは回収される。このエアーは、冷却器／ラジエータ等で冷却して液体として回収しても良い。
【００４４】
記録面の画像が乾燥した用紙Ｐは、インク乾燥ドラム３８の回転によって、インク乾燥部１８と画像定着部２０の間に設けられた中間搬送部７６へ搬送されるが、中間搬送部７６については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００４５】
画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０は、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙Ｐ上に固着定着する機能を有する。
【００４６】
画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。この加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、該加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性を得ることを可能とする。
【００４７】
加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ８０が設けられている、この定着ローラ８０は画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ８０又は画像定着ドラム４０のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙Ｐに対して均一なニップ幅を持つ構成とする。
【００４８】
以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙Ｐは、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。
【００４９】
なお、本実施形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、この画像定着部２０は必ずしも必要ではない。
【００５０】
図２には、ヘッド６４のノズル毎に設けられた液滴吐出素子（１つのノズル１５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図が示されている。同図に示すように、各圧力室１５２は供給口１５４を介して共通流路１５５と連通されている。共通流路１５５はインク供給源たるインクタンク（図示省略）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路１５５を介して各圧力室１５２に分配供給される。
【００５１】
圧力室１５２の一部の面（図２において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）１５６には個別電極１５７を備えたアクチュエータ１５８が接合されている。個別電極１５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ１５８が変形して圧力室１５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル１５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ１５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ１５８の変位が元に戻る際に、共通流路１５５から供給口１５４を通って新しいインクが圧力室１５２に再充填される。
【００５２】
従って、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、画像情報から生成されるドット配置データに応じて各ノズル１５１に対応したアクチュエータ１５８の駆動を制御することにより、ノズル１５１からインク滴を吐出させることができる。また、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、用紙Ｐを一定の速度で副走査方向に搬送しながら、その搬送速度に合わせて各ノズル１５１のインク吐出タイミングを制御することによって、用紙Ｐ上に所望の画像を記録することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ１５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。
【００５４】
ここで、本実施形態に係るインク貯蔵／装填部６５の詳細な構成を説明する。図３には、本実施形態に係るインク貯蔵／装填部６５の構成を示す構成図が示されている。同図に示すように、インク貯蔵／装填部６５は、ＹＭＣＫの各ヘッド６４に対応して設けられているが、各インク貯蔵／装填部６５は同一構成であるため、ここでは、１つのインク貯蔵／装填部６５を代表して説明する。
【００５５】
インク貯蔵／装填部６５は、インクを貯蔵するメインタンク１６０を備えている。メインタンク１６０及びヘッド６４はインク供給路１８０及びインク回収路１８２を介して接続されている。インク供給路１８０及びインク回収路１８２は共に可撓性のチューブで構成されている。インク供給路１８０の経路途中には、メインタンク１６０側からヘッド６４側に向かって、供給用チューブポンプ１７２、供給タンク１６４、及び供給用バルブ１７６が順に設けられ、インク回収路１８２の経路途中には、メインタンク１６０側からヘッド６４側に向かって、回収用チューブポンプ１７４、回収タンク１６８、及び回収用バルブ１７８が順に設けられている。なお、本実施形態に係るインク供給路１８０及びインク回収路１８２は、ポリプロピレンやポリエチレン等の弾性を有する適宜な合成樹脂材料により構成されたチューブであり、該チューブが後述するローラ１７２Ｃ及び１７２Ｄによって押圧され、この押圧が解除されたときに弾性復元力により元の形状に復元できる材料が好適である。
【００５６】
このような構成により、インク供給路１８０及びインク回収路１８２内をインクが循環し、ヘッド６４にインクが供給される。
【００５７】
供給用チューブポンプ１７２及び回収用チューブポンプ１７４は、インクがＡ方向またはＢ方向に流れるように回転駆動することが可能なポンプであり、各々インク供給路１８０およびインク回収路１８２内のインクに対する加圧や減圧が可能に構成されている。また、供給用バルブ１７６は、一時的にインクを貯留する供給タンク１６４とヘッド６４との間の経路を開閉するための弁であり、回収用バルブ１７８は、一時的にインクを貯留する回収タンク１６８とヘッド６４との間の経路を開閉するための弁である。
【００５８】
インク供給路１８０は、供給タンク１６４と供給用チューブポンプ１７２との間に圧電素子１８４を備えており、圧電素子１８４は、インク供給路１８０の周面に固定されている。圧電素子１８４は、インク供給路１８０に歪みが発生すると、該歪みを検出して歪み検出信号を出力する。なお、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、圧電素子１８４として、一例として図４に示すように、シート部材に電極を取り付けた形態のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）で構成した圧電素子を採用しているが、これに限らず、チタン酸ジルコン酸鉛、タンタル酸リチウム、或いはニオブ酸リチウムなどで構成した圧電素子などの他の圧電素子を用いてもよい。
【００５９】
ここで、本実施形態に係る供給用チューブポンプ１７２及び回収用チューブポンプ１７４の詳細な構成を説明する。なお、供給用チューブポンプ１７２及び回収用チューブポンプ１７４は同一構成であるため、ここでは、供給用チューブポンプ１７２を用いて説明する。
【００６０】
図５には、本実施形態に係る供給用チューブポンプ１７２の構成を示す構成図が示されている。同図に示すように、供給用チューブポンプ１７２は、内周が半円弧状のガイド部材１７２Ａと、ガイド部材１７２Ａの内周に沿って湾曲して配置されたインク供給路１８０と、インク供給路１８０を交互に押圧するローラ１７２Ｃ及び１７２Ｄと、一端部でローラ１７２Ｃを、他端部でローラ１７２Ｄを各々回転自在に支持すると共に、中央部に回転軸１７２Ｅを有するロッド状の支持部材１７２Ｆと、を含んで構成されている。支持部材１７２Ｆは、モータ（図示省略）の駆動力を受けて、回転軸を中心にしてガイド部材１７２Ａの内周面上に配置されるインク供給路１８０の長手方向に沿って同図の円弧矢印方向に回転する。これによって、ローラ１７２Ｃ及び１７２Ｄがインク供給路１８０を交互に押圧することになる。内部にインクが満たされたインク供給路１８０をローラ１７２Ｃ（１７２Ｄ）で押圧すると共に押圧部位をインク供給路１８０のメインタンク１６０側から供給タンク１６４側に向かって移動させることによって、インク供給路１８０のメインタンク１６０側の端部が負圧になり、メインタンク１６０内のインクがインク供給路１８０内に吸い込まれる一方、インク供給路１８０の供給タンク１６４側の端部が正圧となり、メインタンク１６０からインク供給路１８０内に吸い込まれたインクが供給タンク１６４へ排出される。
【００６１】
図６は、インクジェット記録装置１０の電気系の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１０は、通信インタフェース１８６、システムコントローラ１８８、ＲＯＭ（Read Only Memory）１９０、画像メモリ１９１、ＵＩ（ユーザ・インタフェース）パネル１９２、及びプリント制御部１９４を含んで構成されている。
【００６２】
システムコントローラ１８８には、通信インタフェース１８６、ＲＯＭ１９０、画像メモリ１９１、ＵＩパネル１９２、プリント制御部１９４、及び異常検知器１９６が接続されている。
【００６３】
通信インタフェース１８６は、ユーザがインクジェット記録装置１０に対して印刷の指示等を行うため等に用いられるホスト装置１１とのインタフェース部である。通信インタフェース１８６にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインタフェースやセントロニクスなどのパラレルインタフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載しても良い。
【００６４】
ホスト装置１１から送出された用紙Ｐに記録すべき画像を示す画像情報は通信インタフェース１８６を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１９１に記憶される。画像メモリ１９１は、通信インタフェース１８６を介して入力された画像信号を記憶する記憶手段であり、システムコントローラ１８８を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１９１は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００６５】
ＵＩパネル１９２は、ディスプレイ上に透過型のタッチパネルが重ねられたタッチパネルディスプレイ等から構成され、各種情報がディスプレイの表示面に表示されると共に、ユーザがタッチパネルに触れることにより所望の情報や指示が入力される。
【００６６】
システムコントローラ１８８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１８８は、通信インタフェース１８６、ＲＯＭ１９０、画像メモリ１９１、及びプリント制御部１９４の各部を制御し、ＵＩパネル１９２への各種情報の表示、ＵＩパネル１９２に対するユーザの操作指示内容の把握、ホスト装置１１との間の通信制御、ＲＯＭ１９０及び画像メモリ１９１の読み書き制御等を行うと共に、搬送系のモータ（図示省略）を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部１９４に対しては、制御信号の他に、画像メモリ１９１に記憶された画像情報を送信する。
【００６７】
また、ＲＯＭ１９０には、システムコントローラ１８８が実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１９０は、書換不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段を用いることが好ましい。
【００６８】
画像メモリ１９１は、画像情報の一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びシステムコントローラ１８８の演算作業領域としても利用される。
【００６９】
プリント制御部１９４は、システムコントローラ１８８の制御に従い、システムコントローラ１８８から送信された画像情報から吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データに基づいてヘッド６４の吐出駆動を制御するものであり、ＹＭＣＫの各ヘッド６４に対して１つずつ設けられている。
【００７０】
また、システムコントローラ１８８には、供給用チューブポンプ１７２、回収用チューブポンプ１７４、供給用バルブ１７６、及び回収用バルブ１７８が接続されている。従って、システムコントローラ１８８は、供給用チューブポンプ１７２及び回収用チューブポンプ１７４の駆動制御と、供給用バルブ１７６及び回収用バルブ１７８の開閉制御と、を各々行うことができる。例えば、通常の画像記録動作時には、システムコントローラ１８８は、供給タンク１６４及び回収タンク１６８の各々の内部の圧力に応じて、供給用チューブポンプ１７２及び回収用チューブポンプ１７４を駆動して、供給タンク１６４内の圧力が回収タンク１６８内の圧力より一定値だけ高くなるように制御を行うと共に、供給用バルブ１７６及び回収用バルブ１７８を開状態とするように制御を行う。これにより、インクはメインタンク１６０から供給タンク１６４に供給され、該供給されたインクは供給タンク１６４からヘッド６４を介して回収タンク１６８に向けて流れ、インク供給路１８０及びインク回収路１８２からなる循環経路内を一定の流速で循環する。
【００７１】
また、インクジェット記録装置１０は、異常検知器１９６を含んで構成されている。異常検知器１９６は圧電素子１９４に接続されており、圧電素子１８４から入力された歪み検出信号の信号レベルが予め定められた閾値を下回ったことを検知することによりインク供給路１８０内で異常が発生したことを検知するものである。なお、異常検知器１９６はシステムコントローラ１８８に接続されている。従って、システムコントーラ１８８は、異常検知器１９６での検知結果を把握することができる。
【００７２】
図７には、本実施形態に係る異常検知器１９６の一例を示す構成図が示されている。同図に示すように、異常検知器１９６は、ボルテージフォロアとして機能する増幅器１９６Ａと、負帰還回路を構成する反転増幅器１９６Ｂと、コンパレータ１９６Ｃと、が直列に接続されて構成されている。
【００７３】
増幅器１９６Ａは、出力端子が抵抗Ｒ１を介して反転増幅器１９６Ｂの反転入力端子に接続されている。圧電素子１８４は、一方の電極が接地され、他方の電極が増幅器１９６Ａの入力端子に接続されている。従って、増幅器１９６Ａには、入力端子を介して圧電素子１８４から歪み検出信号が入力される。
【００７４】
反転増幅器１９６Ｂは、非反転入力端子が接地され、反転入力端子が抵抗Ｒ２を介して自身の出力端子に接続されている。
【００７５】
コンパレータ１９６Ｃは、非反転入力端子が増幅器１９６Ｂの出力端子に接続され、反転入力端子が直流電源１９６Ｄの正極端子に、出力端子がシステムコントローラ１８８の入力端子に接続されている。なお、直流電源１９６Ｄの負極端子は接地されている。
【００７６】
このように構成された異常検知器１９６では、反転増幅器１９６Ｂが圧電素子１８４から増幅器１９６Ａを介して入力された歪み検出信号の電圧を予め定められた割合だけ増幅させてコンパレータ１９６Ｃに出力する。そして、コンパレータ１９６Ｃが非反転入力端に入力された歪み検出信号の電圧と反転入力端子に接続された直流電源１９６Ｄの電圧（以下、「閾値電圧」とも言う。）とを比較し、当該比較結果をハイレベル信号又はローレベル信号として出力する。つまり、コンパレータ１９６Ｃは、非反転入力端に入力された信号の電圧が閾値電圧より高い場合にはローレベル信号を出力し、逆の場合はハイレベル信号を出力する。
【００７７】
異常検知器１９６を上記構成とすることにより、定常的な圧力値が除去され、圧力の変化（微分）のみ（供給用チューブポンプ１７２の作用により発生する圧力リップル分のみ）が出力されることになる。なお、一般的な歪み／圧力検出素子の場合は、出力が圧力変化ではなく定常的な圧力値であるため、信号処理による微分により求めることになる。
【００７８】
次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０の作用を説明する。
【００７９】
本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、積載部２２から給紙部２４によって用紙Ｐが給紙され、搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。処理液塗布部１４では、用紙Ｐの記録面に処理液が塗布され、該処理液を乾燥させる。その後、該用紙Ｐは、中間搬送部５８を経て、画像記録部１６へ搬送され、画像形成ドラム３６の表面に保持される。そして、画像記録部１６では、画像情報に基づいてヘッド６４のノズル１５１から用紙Ｐの記録面に対してインク滴が吐出される。これによって用紙Ｐの記録面には上記画像情報により示される画像が記録される。
【００８０】
画像記録部１６において記録面に画像が記録された用紙Ｐは、中間搬送部７０を経て、インク乾燥部１８へ搬送される。インク乾燥部１８では、用紙Ｐの記録面のインクに含まれる溶媒を乾燥させる。その後、該用紙Ｐは、中間搬送部７６を経て、画像定着部２０へ搬送される。画像定着部２０では、用紙Ｐの記録面に記録された画像の定着処理が行われる。そして、記録面に画像が定着した用紙Ｐは、画像定着ドラム４０の回転によって排出部２１側へ搬送される。
【００８１】
ところで、上述したような画像記録動作時におけるインク供給路１８０内のインクへの気泡の混入は、気泡がヘッド６４内にまで達するとインク滴の吐出異常を引き起こす。また、気泡はインクより圧縮性が高いので、圧力ダンパーとして働き、本来精密に制御したい圧力を正確に制御できなくなる。また、インク供給路１８０からのインク漏れは、圧力制御に対して悪影響を及ぼす。更に、インクの漏れ量が多量になれば、電気系統での漏電やショートといった大きなトラブルを引き起こすことになる。従って、インク供給路１８０内のインクに含まれる気泡の検出、及びインク供給路１８０からのインク漏れの検出はインクジェット記録装置１０の信頼性を確保する上で重要である。
【００８２】
そこで、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、供給用チューブポンプ１７２が、構造上、一例として図８に示すように、ローラ１７２Ｃ又は１７２Ｄがインク供給路１８０の外周面から離れる際、或いは当接する際に圧力リップルを発生するという性質を有していることを利用して、インク供給路１８０内のインクへの気泡の混入及びインク供給路１８０からのインク漏れを検知する異常検知処理が実行される。
【００８３】
図９を参照して上記異常検知処理が実行される際のインクジェット記録装置１０の作用を説明する。なお、図９は、画像記録動作中に所定時間（例えば、１秒）毎にシステムコントローラ１８８によって実行される異常検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはＲＯＭ１９０の所定領域に予め記憶されている。なお、ここでは、錯綜を回避するために、インクがインク供給路１８０及びインク回収路１８２内を一定の流速で循環しているものとする。
【００８４】
同図のステップ２００では、供給用チューブポンプ１７２によるインクの供給タンク１６４への送出速度が変化したか否かを判定し、否定判定となった場合にはステップ２０２の処理を実行せずにステップ２０４へ移行する一方、肯定判定となった場合にはステップ２０２へ移行する。なお、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、上記ステップ２００の処理として、供給用チューブポンプの支持部材１７２Ｆの回転速度を検出することにより、供給用チューブポンプ１７２によるインクの供給タンク１６４への送出速度が変化したか否かを判定する処理を行っているが、これに限らず、インク供給路１８０内を流れるインクの流速を測定してもよい。
【００８５】
ステップ２０２では、供給用チューブポンプ１７２によるインクの供給タンク１６４への送出速度に対応する閾値電圧となるように直流電源１９６Ｄを制御した後、ステップ２０４へ移行する。
【００８６】
ところで、インク供給路１８０内のインクに気泡が存在した場合、上述したように気泡はインクに比べて圧縮性が高いため、圧力リップルを吸収する。また、インク供給路１８０からのインク漏れがある場合、インク供給路１８０内の圧力が低下するため、気泡の場合と同じように作用し、結果的に圧力リップルが吸収されることになる。従って、圧力リップルの大きさが通常よりも所定値以上小さくなったことをもって（歪み検出信号の信号レベルが閾値よりも小さくなったことをもって）インク供給路１８０内のインクに気泡が混入しているか或いはインク供給路１８０からインクが漏れていると判断することができる。
【００８７】
そこで、ステップ２０４では、異常検出器１９６からハイレベル信号が入力されたか否かを判定することにより歪み検出信号の電圧（信号レベル）が閾値電圧を下回っているか否かを判定し、否定判定となった場合にはステップ２００へ戻る一方、肯定判定となった場合にはインク供給路１８０内のインクに気泡が混入しているか或いはインク漏れが発生しているとみなしてステップ２０６へ移行する。
【００８８】
このように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０の異常検出器１９６では、一例として図１０に示すように、歪み検出信号の電圧が閾値電圧以上の場合はインク供給路１８０内のインクへの気泡の混入或いはインク漏れの発生が起こっていないと判断され、歪み検出信号の電圧が閾値電圧を下回っている場合はインク供給路１８０内のインクへの気泡の混入或いはインク漏れの発生が起こっていると判断される。なお、圧力リップルの大きさは、その性質上、供給用チューブポンプ１７２によるインクの供給タンク１６４への送出速度（支持部材１７２Ｆの回転速度）に比例するので、上記ステップ２００及び２０２の処理では、該送出速度に応じた閾値電圧の変更を行っている。
【００８９】
また、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、上記閾値電圧として、インクジェット記録装置１０の実機による実験やインクジェット記録装置１０の設計仕様に基づくコンピュータ・シミュレーション等によって、画像記録動作中にインク供給路１８０内のインクへの気泡の混入或いはインク漏れの発生が起こっていないときの歪み検出信号の電圧の下限値として予め得られた値を用いている。
【００９０】
ステップ２０６では、ＵＩパネル１９２に対して、インク供給路１８０内のインクに気泡が混入しているか或いはインク漏れが発生していることを示す情報を表示させた後、本異常検知処理プログラムを終了する。
【００９１】
なお、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、ＵＩパネル１９２を用いて、インク供給路１８０内のインクに気泡が混入しているか或いはインク漏れが発生していることを示す情報の可視表示を行っているが、これに限らず、スピーカ等の音声再生装置を用いて可聴表示を行ったり、印字することによる永久可視表示を行っても良い。また、上記可視表示、可聴表示及び永久可視表示の複数を組み合わせても良い。
【００９２】
また、インク供給路１８０内のインクに気泡が混入しているか或いはインク漏れが発生していることを示す情報の表示を行う以外にも、システムコントローラ１８８が、インク供給路１８０及びインク回収路１８２内のインクの循環を停止するように供給用チューブポンプ１７２及び回収用チューブポンプ１７４を制御してもよい。また、システムコントローラ１８８が、インク供給路１８０内のインクに気泡が混入しているか或いはインク漏れが発生していることを示す情報をホスト装置１１に送信してもよい。また、これらの各処理を組み合わせてもよい。このように、システムコントローラ１８８が、インク供給路１８０内のインクに気泡が混入しているか或いはインク漏れが発生していると判断したときに行う処理はインクジェット記録装置１０の設計仕様や使用目的などに応じて決定すればよい。
【００９３】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０によれば、可撓性の管状部材（ここでは、インク供給路１８０）と、内部に液体（ここでは、インク）が満たされた管状部材を押圧すると共に押圧部位を管状部材の一端側（ここでは、メインタンク１６０側）から他端側（ここでは、供給タンク１６４側）に向かって移動させることにより一端側から他端側に向かって液体を送出する送出手段（ここでは、供給用チューブポンプ１７２）と、管状部材の周面に固定され、管状部材の歪みを検出して歪み検出信号を出力する歪み検出手段（ここでは、圧電素子１８４）と、歪み検出手段から出力された歪み検出信号の信号レベルが予め定められた閾値未満のときに異常信号（ここでは、ハイレベル信号）を出力する信号出力手段（ここでは、異常検出器１９６）と、を備えているので、管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れを精度良くかつ容易に検知することができる。
【００９４】
また、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０によれば、歪み検出手段をＰＶＤＦで構成しているので、管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れをより一層精度良くかつ容易に検知することができる。
【００９５】
また、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０によれば、送出手段による送出速度の増減に対応して閾値（ここでは、閾値電圧）を増減させることにより該閾値を変更する変更手段（ここでは、システムコントローラ１８８）を更に備えているので、送出手段による送出速度が変化しても、管状部材内の液体への気泡の混入及び管状部材からの液体漏れを精度良くかつ容易に検知することができる。
【００９６】
以上、本発明を上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の主旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９７】
また、上記実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、また、上記実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における状況に応じた組み合わせにより種々の発明を抽出できる。上記実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００９８】
例えば、上記実施形態では、供給タンク１６４と供給用チューブポンプ１７２との間のインク供給路１８０にのみ圧電素子１８４を固定する場合の形態例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図１１に示すように、供給タンク１６４と供給用チューブポンプ１７２との間のインク供給路１８０に加え、回収タンク１６８と回収用チューブポンプ１７４との間のインク回収路１８２の周面に圧電素子１８４Ｂを、供給タンク１６４と供給用バルブ１７６との間のインク供給路１８０の周面に圧電素子１８４Ｃを、回収タンク１６８と回収用バルブ１７８との間のインク回収路１８２の周面に圧電素子１８４Ｄを、各々固定してもよい。この場合、圧電素子１８４に対して異常検出器１９６が設けられているように、圧電素子１８４Ｂ〜Ｃに対しても異常検出器１９６と同様の構成をしたものを各々設ける。これにより、回収タンク１６８と回収用チューブポンプ１７４との間のインク回収路１８２、供給タンク１６４と供給用バルブ１７６との間のインク供給路１８０、及び回収タンク１６８と回収用バルブ１７８との間のインク回収路１８２の各々に対して、インクへの気泡の混入及びインク漏れを精度良くかつ容易に検知することができる。
【００９９】
また、上記実施形態では、インクの送出速度が２段階で変更可能な場合の形態例を挙げて説明したため、閾値電圧を２段階に変更可能としたが、インクの送出速度が３段階以上に変速可能とされている場合には送出速度の段階数に応じた数の閾値電圧を用意し、該送出速度に対応した閾値電圧を設定することが好ましい。
【０１００】
また、上記実施形態で説明したインクジェット記録装置１０の構成（図１，図２，図３，図６，及び図７を参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
【０１０１】
また、上記実施形態で説明したフローチャートの流れ（図９を参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  インクジェット記録装置
６４  インクジェットラインヘッド（記録ヘッド）
１７２  供給用ポンプ（送出手段）
１８０  インク供給路（管状部材）
１８４  圧電素子（歪み検出手段）
１８８  システムコントローラ（変更手段）
１９６  異常検出器（異常検出手段）
【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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【図９】
2010194879.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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