(57)【要約】【課題】ノズル内のインクを効果的に攪拌できるインク供給システムを提案する。【解決手段】  本発明に係るインク供給システム３０は、インクタンク３４と、インクヘッド３２と、供給流路４２と、帰還流路４４と、インクヘッド３２にインクを供給する供給ポンプ５２と、インクヘッド３２からインクを回収する帰還ポンプ５４と、制御装置とを備える。インクヘッド３２は、ノズル３２ａとノズル３２ａに接続された圧力室３２ｂとを備える。制御装置は、インクをインクタンク３４、供給流路４２、インクヘッド３２、および帰還流路４４において循環させる。また、インクを循環させる際に、圧力室３２ｂ内のインクの圧力を、インクが吐出される際の圧力である第１の圧力よりも低い第２の圧力に保持するように設定されている。【選択図】図２
2018099791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが貯留されるインクタンクと、
前記インクが吐出されるノズルと、前記ノズルと接続され前記インクが貯留される圧力室とを備えたインクヘッドと、
一端が前記インクタンクに接続され、他端が前記インクヘッドに接続された供給流路と、
一端が前記インクヘッドに接続され、他端が前記インクタンクに接続された帰還流路と、
前記供給流路に設けられ、前記インクヘッドに前記インクを供給する供給ポンプと、
前記帰還流路に設けられ、前記インクヘッドから前記インクを回収する帰還ポンプと、
前記インクヘッドを制御して前記インクを吐出させ、前記供給ポンプおよび前記帰還ポンプを制御して前記インクを前記インクタンク、前記供給流路、前記インクヘッド、および前記帰還流路において循環させる制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記インクを循環させる際に、前記圧力室内の前記インクの圧力を、前記インクが吐出される際の圧力である第１の圧力よりも低い第２の圧力に保持するように設定されている、
インク供給システム。
【請求項２】
インクが貯留されるインクタンクと、
前記インクが吐出されるノズルと、前記ノズルと接続され前記インクが貯留される圧力室とを備えたインクヘッドと、
一端が前記インクタンクに接続され、他端が前記インクヘッドに接続された供給流路と、
一端が前記インクヘッドに接続され、他端が前記供給流路に接続された帰還流路と、
前記供給流路において前記帰還流路との接続部よりも前記インクヘッド側に設けられ、前記インクヘッドに前記インクを供給する供給ポンプと、
前記帰還流路に設けられ、前記インクヘッドから前記インクを回収する帰還ポンプと、
前記インクヘッドを制御して前記インクを吐出させ、前記供給ポンプおよび前記帰還ポンプを制御して前記インクを少なくとも前記供給流路、前記インクヘッド、および前記帰還流路において循環させる制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記インクを循環させる際に、前記圧力室内の前記インクの圧力を、前記インクが吐出される際の圧力である第１の圧力よりも低い第２の圧力に保持するように設定されている、
インク供給システム。
【請求項３】
前記圧力室内の前記インクの圧力を測定する圧力測定機構を備えた、
請求項１または２に記載のインク供給システム。
【請求項４】
前記圧力測定機構は、
前記供給流路に設けられ、前記供給流路における前記インクの圧力を測定する第１の圧力センサと、
前記帰還流路に設けられ、前記帰還流路における前記インクの圧力を測定する第２の圧力センサと、
を備え、
前記供給流路における前記インクの圧力と前記帰還流路における前記インクの圧力とを予め定められた演算式に入力することによって前記圧力室内の前記インクの圧力を得るように構成されている、
請求項３に記載のインク供給システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記第１の圧力センサによって測定される前記供給流路における前記インクの圧力が、前記供給流路における前記インクの圧力の予め定められた目標値に近づくように前記供給ポンプを制御し、
前記第２の圧力センサによって測定される前記帰還流路における前記インクの圧力が、前記帰還流路における前記インクの圧力の予め定められた目標値に近づくように前記帰還ポンプを制御するように設定されている、
請求項４に記載のインク供給システム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記供給流路における前記インクの圧力の目標値として、第１の供給側の目標圧力および第２の供給側の目標圧力を設定可能に構成され、
前記帰還流路における前記インクの圧力の目標値として、第１の帰還側の目標圧力および第２の帰還側の目標圧力を設定可能に構成され、
前記圧力室内の前記インクの圧力を前記第１の圧力に保持する際には、前記供給流路における前記インクの圧力の目標値に前記第１の供給側の目標圧力を、前記帰還流路における前記インクの圧力の目標値に前記第１の帰還側の目標圧力を設定し、
前記圧力室内の前記インクの圧力を前記第２の圧力に保持する際には、前記供給流路における前記インクの圧力の目標値に前記第２の供給側の目標圧力を、前記帰還流路における前記インクの圧力の目標値に前記第２の帰還側の目標圧力を設定する、
請求項５に記載のインク供給システム。
【請求項７】
前記第１の圧力は、ゲージ圧で−２ｋＰａ以上−１ｋＰａ未満であり、
前記第２の圧力は、ゲージ圧で−２ｋＰａ未満である、
請求項３〜６のいずれか一つに記載のインク供給システム。
【請求項８】
前記供給流路、前記帰還流路、および前記インクヘッドの少なくともいずれかに、前記インクの温度を測定する温度センサを備え、
前記制御装置は、前記温度センサで測定された前記インクの温度に基づいて、少なくとも前記第２の圧力を補正するように設定されている、
請求項３〜７のいずれか一つに記載のインク供給システム。
【請求項９】
前記供給流路に設けられ、前記インクを一時的に貯留する供給側タンクと、
前記帰還流路に設けられ、前記インクを一時的に貯留する帰還側タンクと、
前記供給側タンクおよび前記帰還側タンクの少なくとも一方を上下に移動させるタンク移動機構と、
を備え、
前記制御装置は、前記圧力室内の前記インクの圧力を前記第２の圧力に保持する際には、前記タンク移動機構を制御して、前記供給側タンクおよび前記帰還側タンクの少なくとも一方を、前記第１の圧力を保持する際よりも低い位置に移動させるように設定されている、
請求項１または２に記載のインク供給システム。
【請求項１０】
前記インクヘッドは、前記圧力室を収縮および拡張させる吐出機構を備え、
前記制御装置は、前記圧力室内の前記インクの圧力が前記第２の圧力に保持されているときに、前記吐出機構を制御して、前記圧力室の収縮と拡張とを反復させるように設定されている、
請求項１〜９のいずれか一つに記載のインク供給システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記圧力室を収縮および拡張させる周期を、第１の周期と前記第１の周期よりも長い第２の周期とに切り替え可能に構成されている、
請求項９または１０に記載のインク供給システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記圧力室内の前記インクの圧力を前記第２の圧力に移行させるのに先立って、前記圧力室の収縮および拡張を開始させるように設定されている、
請求項９〜１１のいずれか一つに記載のインク供給システム。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記圧力室内の前記インクの圧力が前記第２の圧力に保持されている際に、前記圧力室内の前記インクの圧力を変動させるように設定されている、
請求項１〜１２のいずれか一つに記載のインク供給システム。
【請求項１４】
前記供給流路および前記帰還流路の少なくともいずれかに、前記インク内に含まれている空気を捕獲するエアトラップを備えた、
請求項１〜１３のいずれか一つに記載のインク供給システム。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記循環が連続的に停止していた時間が予め定められた時間を超えた場合に、前記圧力室内の前記インクの圧力を前記第２の圧力に移行させるように設定されている、
請求項１〜１４のいずれか一つに記載のインク供給システム。
【請求項１６】
前記制御装置は、前記圧力室内の前記インクの圧力を前記第２の圧力に移行させることを選択可能なモード選択部を備え、前記モード選択部において前記第２の圧力が選択されると、前記圧力室内の前記インクの圧力を前記第２の圧力に移行させるように設定されている、
請求項１〜１４のいずれか一つに記載のインク供給システム。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一つに記載のインク供給システムを備えた、
インクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク供給システムおよびインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクを吐出するインクヘッドを備えた印刷装置が知られている。インクヘッドには、インクが貯留されたインクタンクが接続されており、インクタンク内のインクがインクヘッドに供給される。
【０００３】
ところで、インクが顔料を含む顔料インクなどの場合、インクを動かすことなく放置しておくと、顔料がインク内に沈降したり、インクが増粘したりする。顔料がインク内に沈降したりインクが増粘したりすると、色ムラや吐出不良等の印刷品質の低下に繋がりやすい。そこで、インクタンクとインクヘッドとを接続している流路に循環流路を接続し、上記循環流路内でインクを循環させることによってインクを攪拌する技術が知られている。特許文献１には、循環流路と、インクに負圧を与える負圧発生手段とを備えたインクジェット塗布液制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８２６８９６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、上記循環による攪拌によっても流路内の全インクを攪拌するのは困難である。例えば、インクヘッドのノズル内などは、インクの流れの影響を受けにくく、循環による攪拌効果が薄い。さらに、ノズル内は、インクの放置によってインク成分が沈降しやすい部位である。
【０００６】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズル内のインクを効果的に攪拌できるインク供給システムを提案することである。また、そのようなインク供給システムを備えたインクジェットプリンタを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るインク供給システムは、インクが貯留されるインクタンクと、インクヘッドと、一端が前記インクタンクに接続され他端が前記インクヘッドに接続された供給流路と、一端が前記インクヘッドに接続され他端が前記インクタンクに接続された帰還流路と、前記供給流路に設けられ前記インクヘッドに前記インクを供給する供給ポンプと、前記帰還流路に設けられ前記インクヘッドから前記インクを回収する帰還ポンプと、制御装置と、を備える。前記インクヘッドは、前記インクが吐出されるノズルと、前記ノズルに接続され前記インクが貯留される圧力室とを備えている。前記制御装置は、前記供給ポンプおよび前記帰還ポンプを制御して、前記インクを前記インクタンク、前記供給流路、前記インクヘッド、および前記帰還流路において循環させる。また、前記制御装置は、前記インクを循環させる際に、前記圧力室内の前記インクの圧力を、前記インクが吐出される際の圧力である第１の圧力よりも低い第２の圧力に保持するように設定されている。
【０００８】
前記インク供給システムによれば、供給ポンプおよび帰還ポンプの駆動によりインクが循環するとともに、供給ポンプが送給するインクの圧力と帰還ポンプが吸引するインクの圧力とのバランスにより、インクヘッド内、より詳しくはインクヘッド内に設けられた圧力室内のインクの圧力を調整できる。そして、圧力室内のインクの圧力を、吐出時の圧力である第１の圧力から、第１の圧力よりも低圧の（負圧が強い）第２の圧力に切り替えることによって、ノズル内のインクを圧力室側に向かって引き込むことができる。圧力室内のインク圧を上記第２の圧力に保持した状態でインクを循環させることにより、ノズル内に貯まっていたインクが循環するインクの流れに引き込まれ、ノズル内のインクに対しても、効果的な攪拌が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係るプリンタの正面図である。
【図２】インク供給システムおよびキャッピングシステムを示す模式図である。
【図３】インクヘッドにおけるノズル付近の模式図である。
【図４】第１実施形態に係るプリンタのブロック図である。
【図５】「第２の状態」におけるノズル付近の模式図である。
【図６】圧力室内のインク圧力の設定方法を示すブロック図である。
【図７】インクに微振動を与えている状態におけるノズル付近の模式図である。
【図８】第４実施形態に係るインク供給システムおよび循環制御部を示す模式図である。
【図９】一変形例に係るインク供給システムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るインク供給システム、および、インク供給システムを備えたインクジェットプリンタの実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るインクジェットプリンタ（以下、プリンタという。）１０の正面図である。プリンタ１０は、インクジェット式のプリンタである。以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、プリンタ１０を正面から見たときの左、右、上、下をそれぞれ意味する。ただし、上記方向は説明の便宜上定めた方向に過ぎず、プリンタ１０の設置態様を何ら限定するものではない。
【００１２】
図１に示すように、プリンタ１０は、記録媒体５に対して印刷を行うものである。本実施形態では、記録媒体５はロール状の記録紙であり、いわゆる、ロール紙である。しかしながら、記録媒体５は、ロール状の記録紙に限定されない。例えば、記録媒体５は、樹脂製のシートであってもよい。また、記録媒体５は、可撓性を有するシートに限らず、ガラスの基板などの材質が硬い媒体であってもよい。本実施形態では、記録媒体５を形成する材料は特に限定されない。
【００１３】
本実施形態に係るプリンタ１０は、プリンタ本体１２と、プリンタ本体１２に固定されたガイドレール２２とを備えている。ガイドレール２２は左右方向に延びており、ガイドレール２２にはキャリッジ２４が係合している。キャリッジ２４は、ガイドレール２２に沿って左右に摺動可能である。キャリッジ２４には、無端状のベルト２６が固定されている。図示は省略するが、ガイドレール２２の左端側および右端側には、それぞれローラが設けられ、これらローラのうちいずれか一方には、キャリッジモータ２４ａ（図４参照）が接続されている。キャリッジモータ２４ａに接続された一方のローラは、キャリッジモータ２４ａによって回転する。ガイドレール２２の両端側にそれぞれ設けられたローラには、ベルト２６が巻き掛けられている。キャリッジモータ２４ａが駆動して、上記ローラが回転することでベルト２６が走行すると、キャリッジ２４が左右方向に移動する。このように、キャリッジ２４はガイドレール２２に沿って左右方向に移動可能に構成されている。
【００１４】
プリンタ本体１２には、記録媒体５が載置されるプラテン１４が設けられている。プラテン１４は、記録媒体５に対して印刷を行う際、記録媒体５を支持する部材である。プラテン１４には、上下一対のグリッドローラ（図示せず）およびピンチローラ（図示せず）が設けられている。このグリッドローラには、フィードモータ１４ａ（図４参照）が連結されている。上記グリッドローラは、フィードモータ１４ａによって回転駆動される。記録媒体５が上記グリッドローラと上記ピンチローラとの間に挟まれた状態で、上記グリッドローラが回転することで、記録媒体５は前後方向に搬送される。
【００１５】
本実施形態に係るプリンタ１０は、複数のインク供給システムを有している。図２は、インク供給システム３０およびキャッピングシステム８０を示す模式図である。インク供給システム３０は、インクタンク３４からインクヘッド３２に向かってインクを供給するシステムである。また、インク供給システム３０は、インクヘッド３２に供給されたインクを循環させるシステムである。インク供給システム３０は、１つのインクヘッド３２（図１参照）ごとに設けられている。１つのインク供給システム３０は、１つのインクタンク３４を有している。本実施形態においては、インクヘッド３２の数は「８」であるため、インク供給システム３０の数は「８」である。ただし、インクヘッド３２の数、および、インク供給システム３０の数は特に限定されない。なお、複数のインク供給システム３０は、それぞれ同じ構成をしている。そのため、以下では、１つのインク供給システム３０の構成について詳述する。
【００１６】
図２に示すように、インク供給システム３０は、インクヘッド３２と、インクタンク３４と、供給流路４２と、帰還流路４４と、排出流路４６と、供給ポンプ５２と、帰還ポンプ５４と、排出ポンプ５６と、供給側ダンパ６２と、帰還側ダンパ６４と、エアトラップ７２と、供給側バルブ６６と、帰還側バルブ６８と、排出側バルブ７０と、廃液タンク８８と、を備えている。以下の説明においては、適宜、インクヘッド３２にインクが流入する側を供給側と称し、インクヘッド３２からインクが流出する側を帰還側と称することとする。
【００１７】
図１に示すように、インクヘッド３２は、キャリッジ２４に搭載されている。インクヘッド３２は、キャリッジ２４を介してガイドレール２２に沿って左右方向に移動可能である。インクヘッド３２は、プラテン１４に載置された記録媒体５にインクを吐出する。図２に示すように、インクヘッド３２の底面には、インクを吐出するノズル３２ａが形成されている。図３は、インクヘッド３２におけるノズル３２ａ付近の模式図である。図３は、ノズル３２ａ付近の縦断面図である。図３に示されるように、インクヘッド３２は、インクが吐出されるノズル３２ａと、ノズル３２ａに接続されインクが貯留される圧力室３２ｂと、圧力室３２ｂを収縮または拡張させる吐出機構を備えている。本実施形態に係るインクヘッド３２にあっては、上記吐出機構は、圧電素子３２ｃである。ノズル３２ａは、圧力室３２ｂの底面３２ｄに設けられた微小な穴である。圧力室３２ｂの天面部の外壁３２ｅには、圧電素子３２ｃが取り付けられている。圧電素子３２ｃは、電圧を印加されると変形する素子であって、圧電素子３２ｃの変位によって天面部の外壁３２ｅが変位させられ、天面部の外壁３２ｅが変位することによって圧力室３２ｂは拡張／収縮される。圧力室３２ｂが圧縮されたとき、ノズル３２ａからインクが吐出される。圧力室３２ｂが拡張されたとき、圧力室３２ｂにインクが充填される。
【００１８】
インクタンク３４は、インクを貯留する部材である。インクタンク３４は、プリンタ本体１２に着脱自在に設けられている。詳しくは、図１に示すように、プリンタ本体１２には、インクタンク収容部３６が設けられており、複数のインクタンク３４は、インクタンク収容部３６に収容されている。ただし、インクタンク３４の配置位置は特に限定されず、例えば、キャリッジ２４に着脱自在に設けられていてもよい。１つのインクタンク３４に貯留されているインクは、例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインク、および、ブラックインクなどのプロセスカラーインクと、ホワイトインク、メタリックインク、および、クリアインクなどの特色インクのうち何れかのインクである。上記インクのうち、例えば、ホワイトインクなどは、インク内に顔料を含み、放置しておくと顔料の沈降が起きやすいインクである。
【００１９】
供給流路４２は、インクタンク３４内に貯留されたインクをインクヘッド３２に供給するための流路である。そこで、供給流路４２は、一端がインクタンク３４に接続され、他端がインクヘッド３２に接続されている。供給流路４２の途中には、供給側バルブ６６、エアトラップ７２、供給ポンプ５２、および供給側ダンパ６２が設けられている。上記４者のうち、供給側バルブ６６が最もインクタンク３４に近い位置に設けられている。供給側バルブ６６は、供給流路４２を開閉するバルブである。供給側バルブ６６のインクヘッド３２側には、エアトラップ７２が配置されている。図示は省略するが、エアトラップ７２は、供給流路４２において最も鉛直方向に高い位置に設置されている。エアトラップ７２のインクヘッド３２側には、供給ポンプ５２が配置されている。供給ポンプ５２は、インクタンク３４からインクヘッド３２に向かう方向に送液するように設定されている。供給ポンプ５２のさらにインクヘッド３２側には、供給側ダンパ６２が配置されている。従って、供給流路４２には、インクタンク３４側から順に、供給側バルブ６６、エアトラップ７２、供給ポンプ５２、および供給側ダンパ６２が設置されている。
【００２０】
帰還流路４４は、インクヘッド３２内のインクを帰還させるための流路である。そこで、帰還流路４４は、一端がインクヘッド３２に接続され、他端がインクタンク３４に接続されている。帰還流路４４の途中には、インクタンク３４側から順に、帰還側バルブ６８、帰還ポンプ５４および帰還側ダンパ６４が設けられている。帰還側バルブ６８は、帰還流路４４を開閉するバルブである。帰還ポンプ５４は、インクヘッド３２からインクタンク３４に向かう方向に送液するように設定されている。
【００２１】
排出流路４６は、供給流路４２、帰還流路４４内のインクを外部へ排出する流路である。本実施形態に係るインク供給システム３０においては、排出流路４６の一端は、供給流路４２の途中に接続されている。より詳しくは、上記接続位置は、エアトラップ７２と供給ポンプ５２との間である。排出流路４６の他端には、廃液タンク８８が接続されている。廃液タンク８８は、インク供給システム３０から排出されたインクが廃棄されるタンクである。排出流路４６の途中には、供給流路４２側から順に、排出側バルブ７０および排出ポンプ５６が設けられている。排出側バルブ７０は、供給流路４２と排出流路４６との間を開放／閉鎖するバルブである。排出ポンプ５６は、供給流路４２、帰還流路４４内のインクを廃液タンク８８に送出するポンプである。排出ポンプ５６は、駆動時には、排出側バルブ７０から廃液タンク８８に向かう方向に送液するように設定されている。
【００２２】
供給流路４２および帰還流路４４は、インクヘッド３２およびインクタンク３４を介して循環流路４８を形成している。上記供給流路４２、帰還流路４４、および排出流路４６の種類および材質は限定されないが、例えば、可撓性を有するチューブである。
【００２３】
供給ポンプ５２および帰還ポンプ５４は、インクを送給するための部材である。供給ポンプ５２は、インクヘッド３２に向かってインクを供給するためのポンプであり、インクヘッド３２に流すインクの流量を調整する。帰還ポンプ５４は、インクヘッド３２からインクタンク３４へインクを帰還させるためのポンプであり、インクヘッド３２から流出するインクの流量を調整する。供給ポンプ５２によってインクの供給流量が調整されることで、供給流路４２のインク圧力が調整される。帰還ポンプ５４によってインクの帰還流量が調節されることで、帰還流路４４のインク圧力が調整される。インクヘッド３２の供給側および帰還側の圧力が調整されることで、インクヘッド３２内のインクの圧力が調整される。供給ポンプ５２、帰還ポンプ５４の種類は特に限定されず、例えば、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプ等である。
【００２４】
供給側ダンパ６２および帰還側ダンパ６４は、インクの圧力変動を緩和してインクヘッド３２のインク吐出動作を安定させるとともに、インクヘッド３２内のインクの圧力、より詳しくはインクヘッド３２に設けられた圧力室３２ｂ内のインクの圧力を所望の圧力に調整するための部材である。供給側ダンパ６２は、供給側ダンパ６２に流入するインクの圧力を検出する。供給ポンプ５２の駆動は、供給側ダンパ６２による圧力の検出結果に基づいて制御される。帰還側ダンパ６４は、帰還側ダンパ６４に流入するインクの圧力を検出する。帰還ポンプ５４の駆動は、帰還側ダンパ６４による流量の検出結果に基づいて制御される。
【００２５】
供給側ダンパ６２の内部には、インクが貯留される貯留室と、貯留室内のインクの圧力を測定する供給側圧力センサ６２ａが備えられている。供給ポンプ５２が駆動し、インクを供給側ダンパ６２に供給し続けることで、貯留室内のインク圧が所定の圧力以上に上昇すると、供給側圧力センサ６２ａは、制御装置１００（図４参照）内の循環制御部１０４（図４参照）に信号を送信する。循環制御部１０４は、供給側圧力センサ６２ａからの信号を受けて、送液量を減少させるように供給ポンプ５２の駆動を制御する。逆に、供給側ダンパ６２において、貯留室内のインクの圧力が所定の圧力を下回ると、制御装置１００は、供給ポンプ５２のインクの流量を増加させるように、供給ポンプ５２の駆動を制御する。上記のようにして、供給流路４２におけるインクの圧力は、所望の圧力に保持される。帰還側ダンパ６４においても同様に、帰還側圧力センサ６４ａが帰還側ダンパ６４内のインクの圧力を測定し、循環制御部１０４が帰還ポンプ５４の駆動を制御することによって、帰還流路４４におけるインクの圧力が制御される。インクヘッド３２内のインクの圧力、より詳しくは圧力室３２ｂ内のインクの圧力は、供給側圧力センサ６２ａによって測定された圧力および帰還側圧力センサ６４ａによって測定された圧力から推定される。
【００２６】
なお、本実施形態に係る供給側ダンパ６２および帰還側ダンパ６４は圧力センサを備え、圧力センサでインクの圧力を測定しているが、インクの圧力の代わりに、貯留室内のインク貯留量で代替してもよい。上記インク貯留量で代替するシステムの場合、供給側ダンパ６２および帰還側ダンパ６４は、典型的には、貯留室の一面に伸縮する膜を備える。そして、センサは、貯留室内に貯留されているインクの量に応じて変化する膜の伸縮量を測定する。その場合のセンサは、例えば、位置検出用のフォトセンサ等である。
【００２７】
エアトラップ７２は、供給流路４２の最も高い位置に配置されている。エアトラップ７２は、インク内に含まれる空気を捕獲する装置である。エアトラップ７２は、インク内の空気を捕獲する捕獲室を備えている。捕獲室はインクの入口および出口を備え、インクは捕獲室内をインクヘッド３２方向に向かって通過する。捕獲室の、インクの液面が届かない上部には空気溜まりが設けられ、インクに含まれている空気は、捕獲室内を通過する際に、上記空気溜まりに回収される。エアトラップ７２は、このように供給流路４２内に巻き込まれている空気を捕獲する。
【００２８】
本実施形態に係るプリンタ１０は、図２に示されるように、キャッピングシステム８０を備えている。キャッピングシステム８０は、キャップ８２と、キャップ移動機構８４と、吸引ポンプ８６とを備える。キャップ８２および吸引ポンプ８６は、ガイドレール２２（図１参照）の右端部に位置するホームポジション（図示省略）に配置されている。ホームポジションとは、印刷待機時、すなわち、印刷が行われていない時に、インクヘッド３２が待機する位置のことである。キャップ８２は、インクヘッド３２のノズル３２ａに付着したインクが硬化して、ノズル３２ａが詰まることを抑制するものである。キャップ８２は、印刷待機時において、インクヘッド３２のノズル３２ａを覆うようにインクヘッド３２に装着される。キャップ移動機構８４は、キャップ８２に接続されている。キャップ移動機構８４は、ホームポジションにおいて、インクヘッド３２のノズル面に向かってキャップ８２を上下移動させる機構である。このキャップ移動機構８４の構成は特に限定されないが、例えば、駆動モータを備えている。キャップ移動機構８４は、上記駆動モータを駆動することによって、キャップ８２を上下移動させる。
【００２９】
吸引ポンプ８６は、インクヘッド３２にキャップ８２が装着されている状態において、インクヘッド３２内のインクを吸引する部材である。上記吸引も、インクヘッド３２のノズル３２ａの詰まりを予防するための作業である。吸引ポンプ８６の吸引口は、キャップ８２に接続されている。吸引ポンプ８６の排出口は、廃液タンク８８と接続されている。吸引ポンプ８６によって吸引されたインクは、廃液タンク８８に廃棄される。
【００３０】
図４は、本実施形態に係るプリンタ１０のブロック図である。図４に示すように、本実施形態に係るプリンタ１０は、制御装置１００を備えている。制御装置１００の構成は特に限定されない。例えば、制御装置１００は、コンピュータであり、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという。）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどが格納されたＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えていてもよい。
【００３１】
本実施形態に係る制御装置１００は、印刷制御部１０２と、循環制御部１０４と、排出制御部１０６と、キャッピング制御部１０８と、モード選択部１１０と、警告部１１２とを備えている。制御装置１００の上記各部は、ソフトウェアによって構成されていてもよいし、ハードウェアによって構成されていてもよい。また、制御装置１００の各部は、プロセッサによって行われるものであってもよいし、回路に組み込まれるものであってもよい。
【００３２】
印刷制御部１０２は、印刷に関わる制御を行う部材である。印刷制御部１０２は、キャリッジモータ２４ａ、フィードモータ１４ａ、およびインクヘッド３２内の圧電素子３２ｃに接続され、それらの動作を制御する。
【００３３】
循環制御部１０４は、インクタンク３４、供給流路４２、インクヘッド３２、帰還流路４４から構成される循環流路４８（図２参照）内におけるインクの循環に関わる制御を行う部材である。循環制御部１０４は、供給ポンプ５２および帰還ポンプ５４と接続され、供給ポンプ５２および帰還ポンプ５４の駆動を制御する。上記駆動制御は、循環制御部１０４に入力される供給側圧力センサ６２ａおよび帰還側圧力センサ６４ａの信号に基づいて行われる。循環制御部１０４は、供給側圧力センサ６２ａおよび帰還側圧力センサ６４ａと接続されている。供給側ダンパ６２および帰還側ダンパ６４の説明において説明されたように、循環制御部１０４は、供給側ダンパ６２内のインク圧、および帰還側ダンパ６４内のインク圧をそれぞれ所定の圧力に保つように、供給ポンプ５２、帰還ポンプ５４の駆動をそれぞれ制御する。
【００３４】
排出制御部１０６は、供給流路４２および帰還流路４４内のインクを排出する動作を制御する部材である。排出制御部１０６は、排出ポンプ５６、供給側バルブ６６、帰還側バルブ６８、排出側バルブ７０と接続され、インク排出時には、それらの動作を制御する。
【００３５】
キャッピング制御部１０８は、キャッピングシステム８０の動作を制御する部材である。キャッピング制御部１０８は、キャップ移動機構８４および吸引ポンプ８６と接続され、キャッピング時およびインク吸引時には、それらの動作を制御する。
【００３６】
モード選択部１１０は、通常モード、攪拌モード、排出モード、および吸引モードを選択する部材である。各モードについては後述する。
【００３７】
警告部１１２は、予め定められた条件に当てはまるとき警告を発するように、プリンタ１０に指令する部材である。上記警告については後述する。
【００３８】
本実施形態に係るプリンタ１０は、通常モードにおいては、印刷待機状態または印刷状態に置かれる。印刷待機状態では、キャッピング制御部１０８は、キャップ移動機構８４を制御して、インクヘッド３２に対してキャップ８２を装着させている。また、循環制御部１０４は、供給ポンプ５２および帰還ポンプ５４を制御して、定期的または不定期に、循環流路４８内でインクを循環させている。上記循環は、例えば、顔料を含んだインクにおいて、顔料がインク内で沈降するのを防止するために行われる。同時に、循環制御部１０４は、供給側のインク圧および帰還側のインク圧を所定の圧力に制御することによって、インクヘッド３２に設けられた圧力室３２ｂ内のインクの圧力を所定の圧力範囲に制御している。待機状態における圧力室３２ｂ内のインク圧は、インクが吐出可能であって、かつ、ノズル３２ａからインクが垂れない圧力に制御されている。上記圧力は、例えば、ゲージ圧で−１ｋＰａ程度である。なお、インクが吐出可能な圧力とは、圧電素子３２ｃの変形によりノズル３２ａからインクが吐出可能な圧力を意味する。
【００３９】
印刷を行う際には、キャップ８２はインクヘッド３２から離反され、インクヘッド３２は、キャリッジモータ２４ａの駆動によって、ホームポジションからプラテン１４上に移動される。インクヘッド３２は、プラテン１４上に載置されている記録媒体５にインクを吐出しながら、キャリッジ２４とともに、左右方向に走査される。このとき、各ノズル３２ａの吐出タイミング、およびキャリッジ２４の走査が連動して制御され、左右方向における印刷を行う。その後、フィードモータ１４ａに連結されたグリッドローラによって記録媒体５が前方にフィードされ、次の位置での印刷が行われる。印刷制御部１０２は、印刷時、上記のような制御を行う。
【００４０】
排出モードでは、インク供給システム３０は、供給流路４２内および帰還流路４４内のインクを排出する動作を行う。排出モードにおいて、排出制御部１０６は、供給側バルブ６６および帰還側バルブ６８を閉鎖させる。また、排出側バルブ７０を開放させる。さらに、排出ポンプ５６を駆動させて、供給流路４２内および帰還流路４４内のインクを、廃液タンク８８に向かって吸引する。吸引されたインクは、廃液タンク８８に廃棄される。上記排出モードによるインクの排出は、インクの交換やプリンタ１０の移動などの場合に実施される。
【００４１】
吸引モードでは、キャッピングシステム８０は、キャップ８２を介してインクヘッド３２からインクを吸引する動作を行う。キャッピング制御部１０８は、吸引時、キャッピングシステム８０の各部を制御して、吸引作業を行わせる。
【００４２】
ところで、上記のように、本実施形態に係るプリンタ１０は、各モードにおいてそれぞれの動作を行うように設定されているが、通常モードにおけるインクの循環だけではインク成分の沈降の問題に対処しきれない場合が存在する。例えば、長期間プリンタ１０の電源を落として循環を行わなかった後などには、ノズル３２ａ内には、顔料等のインク成分が沈降している。しかし、通常モードの循環では、インクヘッド３２内においてインクが流れるのは、ノズル３２ａよりも上方の領域である。従って、ノズル３２ａ内には循環するインクの流れの影響が及びにくく、ノズル３２ａ内に沈降したインクを攪拌することが困難であった。特に沈降しやすいインクを使用する場合や、インクの粘度が上昇したりしている場合には、長期間の停止がされなくとも、同様の事態が発生し得た。
【００４３】
そこで、本実施形態に係るプリンタ１０は、攪拌モードを備え、攪拌モードにおいては、通常モードよりもノズル内のインクをより効果的に攪拌できるように構成されている。循環制御部１０４は、インクを循環させる際に、圧力室３２ｂ内のインクの圧力を、インクが吐出される際の圧力である「第１の圧力」よりも低い「第２の圧力」に保持するように設定されている。上記「第１の圧力」は、通常モードにおける圧力室３２ｂ内のインクの圧力である。通常モードにおいては、圧力室３２ｂ内のインクの圧力が「第１の圧力」に保持されながら、定期的または不定期にインクが循環される。上記「第２の圧力」は、攪拌モードにおける圧力室３２ｂ内のインクの圧力である。攪拌モードにおいては、圧力室３２ｂ内のインクの圧力が「第２の圧力」に保持されながら、インクが循環される。
【００４４】
本実施形態に係るプリンタ１０は、圧力室３２ｂ内のインク圧を「第２の圧力」（攪拌モード）に移行させることを選択可能なモード選択部１１０を備える。モード選択部１１０によって、攪拌モードが選択されると、循環制御部１０４は、圧力室３２ｂ内のインクの圧力を、「第２の圧力」に移行させる。本実施形態では、モードの選択は作業者が行う作業である。
【００４５】
以下、攪拌モードにおけるインクの攪拌について詳述する。なお、以下の説明においては、圧力室３２ｂ内のインク圧が「第１の圧力」に保持された状態を適宜「第１の状態」と称し、圧力室３２ｂ内のインク圧が「第２の圧力」に保持された状態を適宜「第２の状態」と称することとする。攪拌モードにおいては、圧力室３２ｂ内の状態は、「第２の状態」に保持される。上記「第２の状態」は、「第１の状態」に比べて、インクの圧力がより負圧になった状態である。上記「第１の状態」は、通常モードにおけるインクヘッド３２内の状態であって、「第１の状態」において、インクはノズル３２ａ内に吐出可能かつ垂れない程度に維持されている。既に説明したように、このときの圧力室３２ｂ内のインク圧は、ゲージ圧で−１ｋＰａ程度の負圧である。以下、圧力はすべてゲージ圧であるものとし、「ゲージ圧で」等の文言は省略する。上記「第２の状態」においては、圧力室３２ｂ内のインクの圧力は、例えば、−４〜−５ｋＰａに設定される。
【００４６】
本願発明者の知見によれば、圧力室３２ｂ内を「第２の状態」に保持することで、ノズル３２ａ内のインクが圧力室３２ｂに向かって引き込まれる。図５は、「第２の状態」におけるノズル３２ａ付近の模式図である。図５も、図３と同様に縦断面図である。「第２の状態」におけるインクの液面は、図５においては、符号Ｓ２で示されている。インクの液面Ｓ２は、圧力室３２ｂ方向に引き込まれ、圧力室３２ｂの底面３２ｄの内壁とほぼ同じ位置まで引き上げられている。一方、符号Ｓ１で示した液面は、「第１の状態」におけるインクの液面である。図５に示されるように、液面Ｓ１は、インクの吐出が可能なように、圧力室３２ｂの底面３２ｄの外壁とほぼ同じ位置まで下がっている。従って、圧力室３２ｂ内の状態を「第１の状態」から「第２の状態」に移行させることによって、ノズル３２ａ内に残るインクのかなりの部分を圧力室３２ｂ内に引き込むことができる。第１の状態から第２の状態に移行するときのインクの引き込み量は、圧力室３２ｂの底面３２ｄの厚さＬの７５％〜１０５％に相当する量が好ましく、さらに好ましくは、圧力室３２ｂの底面３２ｄの厚さＬの８０％〜１００％に相当する量である。なお、圧力室３２ｂの底面３２ｄの厚さＬは、およそ４０μｍ〜８０μｍである。
【００４７】
圧力室３２ｂ内には、符号ＦＬで示されるようなインクの流れが存在している。上記インクの流れは、供給ポンプ５２および帰還ポンプ５４が作り出し、循環流路４８を循環する循環流ＦＬである。図５に示されるように、「第１の状態」においては、インクの液面Ｓ１はノズル３２ａの先端付近にあって、ノズル３２ａ内に貯留されているインクには、循環流ＦＬによる攪拌効果が及びにくい。一方、「第２の状態」においては、インクの液面Ｓ２はノズル３２ａの奥側の端部付近にあって、インク全体に循環流ＦＬによる攪拌効果が及びやすい。
【００４８】
上記のように、本実施形態に係るインク供給システム３０によれば、圧力室３２ｂ内のインク圧を「第１の圧力」よりも負圧の強い「第２の圧力」に保持することによって、ノズル３２ａ内のインクを圧力室３２ｂ側に引き込み、より効果的な攪拌を実現することができる。特に、長期間の放置によってノズル３２ａ内にインク成分が沈降してしまった後の回復において有効である。
【００４９】
本実施形態に係る制御装置１００は、警告部１１２を備えている。警告部は、例えば、予め登録された時間以上インクの循環がされていなかったときに警告を発するように設定される。本実施形態においては、攪拌モードに入るのは作業者の操作によるため、上記警告によって作業者の注意を促すことができる。あるいは、制御装置１００は、上記警告が発せられた場合には、攪拌モードを経てからでなければ、通常モードに入れないように構成されていてもよい。
【００５０】
上記警告を発すべき停止時間は、循環制御部１０４に予め登録されている。上記停止時間は、プリンタ１０として一律に設定されてもよいし、インク供給システム３０毎に設定されてもよい。あるいは上記停止時間は、インクの種類ごとに設定されていてもよい。その場合、各インク供給システム３０における停止時間は、各インク供給システム３０を流れるインクの種類によって決定される。インクの種類ごとに停止時間を設定する場合には、沈降しにくいインクには比較的長い時間を設定し、沈降しやすいインクには比較的短い時間を設定する。例えば、第１のインクと、第１のインクよりも沈降しやすい第２のインクとがあった場合に、第１のインクの停止時間を第２のインクの停止時間よりも長く設定する。そのように設定することで、沈降しにくいインクしか使用していないときに、不必要に攪拌モードに入ることを避けることができる。
【００５１】
圧力室３２ｂ内のインク圧を「第１の圧力」および「第２の圧力」に制御するための設定は、下記のように行われる。本実施形態においては、圧力室３２ｂ内のインク圧は直接に設定・計測されず、供給側ダンパ６２内のインク圧および帰還側ダンパ６４内のインク圧を介して設定・演算される。供給側ダンパ６２内には供給側圧力センサ６２ａが設けられ、供給側のインク圧を測定している。帰還側ダンパ６４内には帰還側圧力センサ６４ａが設けられ、帰還側のインク圧を測定している。圧力室３２ｂ内のインクの圧力は、供給側のインク圧と帰還側のインク圧とを予め定められた演算式に入力することで得られる。例えば、圧力室３２ｂ内のインク圧が、供給側圧力センサ６２ａによって測定された圧力と帰還側圧力センサ６４ａによって測定された圧力とのほぼ中間になるようにインク供給システム３０が構成されている場合、圧力室３２ｂ内の推定インク圧は、供給側圧力センサ６２ａによって測定された圧力と帰還側圧力センサ６４ａによって測定された圧力との平均値である。即ち、上記例の場合における圧力室３２ｂ内のインク圧を推定する演算式は「平均値」である。そこで、圧力室３２ｂ内のインク圧をある一定の値に制御したい場合には、供給側のインク圧の目標値と帰還側のインク圧の目標値を上記演算式に入力して得られる値（この場合は平均値）が圧力室３２ｂ内のインク圧の目標値に等しくなるように、供給側のインク圧の目標値および帰還側のインク圧の目標値が設定される。そして、循環制御部１０４は、供給側圧力センサ６２ａによって測定される供給側ダンパ６２内のインク圧が予め定められた目標値に近づくように、供給ポンプ５２を制御する。また、循環制御部１０４は、帰還側圧力センサ６４ａによって測定される帰還側ダンパ６４内のインク圧が予め定められた目標値に近づくように、帰還ポンプ５４を制御する。供給側ダンパ６２内のインク圧および帰還側ダンパ６４内のインク圧の両方がそれぞれの目標値に制御されたとき、圧力室３２ｂ内のインク圧も目標値と等しくなったと推定される。
【００５２】
例えば、上記インク供給システム３０において、「第１の圧力」の目標値が−１．５ｋＰａであるとする。その場合、供給側のインク圧の目標値は、例えば３ｋＰａに設定され、帰還側のインク圧の目標値は、例えば−６ｋＰａに設定される。供給側のインク圧の目標値と帰還側のインク圧の目標値との平均値は、−１．５ｋＰａである。この値は、「第１の圧力」の目標値に等しい。一方、「第２の圧力」の目標値が−４ｋＰａであるとする。その場合、供給側のインク圧の目標値は、例えば２ｋＰａに設定され、帰還側のインク圧の目標値は、例えば−１０ｋＰａに設定される。供給側のインク圧の目標値と帰還側のインク圧の目標値との平均値は、−４ｋＰａである。この値は、「第２の圧力」の目標値に等しい。なお、供給ポンプ５２はインクヘッド３２にインクを送出するポンプなので、供給側のインク圧の目標値は正圧に設定される。逆に、帰還ポンプ５４はインクヘッド３２からインクを回収するポンプなので、帰還側のインク圧の目標値は負圧に設定される。
【００５３】
図６は、圧力室３２ｂ内のインク圧の設定方法を示すブロック図である。図６に示されるように、循環制御部１０４においては、供給側のインク圧の目標値ＳＰＳとして、「第１の圧力」に対応する第１の供給側の目標圧力ＳＰＳ１、および「第２の圧力」に対応する第２の供給側の目標圧力ＳＰＳ２が設定される。また、帰還側のインク圧の目標値ＳＰＲとして、「第１の圧力」に対応する第１の帰還側の目標圧力ＳＰＲ１、および「第２の圧力」に対応する第２の帰還側の目標圧力ＳＰＲ２が設定される。上述した例の場合には、第１の供給側の目標圧力ＳＰＳ１は、３ｋＰａである。第２の供給側の目標圧力ＳＰＳ２は、２ｋＰａである。第１の帰還側の目標圧力ＳＰＲ１は、−６ｋＰａである。第２の帰還側の目標圧力ＳＰＲ２は、−１０ｋＰａである。第１の供給側の目標圧力ＳＰＳ１および第１の帰還側の目標圧力ＳＰＲ１は、平均値が「第１の圧力」の目標値ＳＰＨ１と等しくなるように設定される。上記例の場合、「第１の圧力」の目標値ＳＰＨ１は、−１．５ｋＰａであって、第１の供給側の目標圧力ＳＰＳ１（＝３ｋＰａ）および第１の帰還側の目標圧力ＳＰＲ１（＝−６ｋＰａ）の平均値に等しい。さらに、第２の供給側の目標圧力ＳＰＳ２および第２の帰還側の目標圧力ＳＰＲ２は、平均値が「第２の圧力」の目標値ＳＰＨ２と等しくなるように設定される。上記例の場合、「第２の圧力」の目標値ＳＰＨ２は、−４ｋＰａであって、第２の供給側の目標圧力ＳＰＳ２（＝２ｋＰａ）および第２の帰還側の目標圧力ＳＰＲ２（＝−１０ｋＰａ）の平均値に等しい。循環制御部１０４は、圧力室３２ｂ内のインクの圧力を「第１の圧力」に保持する際には、供給側のインク圧の目標値ＳＰＳに第１の供給側の目標圧力ＳＰＳ１を設定し、帰還側のインク圧の目標値ＳＰＲに第１の帰還側の目標圧力ＳＰＲ１を設定する。循環制御部１０４は、圧力室３２ｂ内のインクの圧力を「第２の圧力」に保持する際には、供給側のインク圧の目標値ＳＰＳに第２の供給側の目標圧力ＳＰＳ２を設定し、帰還側のインク圧の目標値ＳＰＲに第２の帰還側の目標圧力ＳＰＲ２を設定する。なお、上記例においては、圧力室３２ｂ内のインクの圧力ＳＰＨを演算する演算式は「平均値」であるが、当然ながら上記演算式はインク供給システム３０の構成によって異なる。また、第１の供給側の目標圧力ＳＰＳ１、第２の供給側の目標圧力ＳＰＳ２、第１の帰還側の目標圧力ＳＰＲ１、および第２の帰還側の目標圧力ＳＰＲ２は、インク供給システム３０の設計における定数として予め定められてもよいし、圧力室３２ｂ内のインク圧の目標値ＳＰＨ１およびＳＰＨ２から自動的に設定されるようになっていてもよい。
【００５４】
上記インク供給システム３０によれば、「第１の圧力」および「第２の圧力」を、それぞれ数値で設定できる。数値で設定できることにより、最適な「第１の状態」および「第２の状態」を見出すための条件出しが容易である。また、供給ポンプ５２、帰還ポンプ５４のそれぞれについて個別に駆動を制御するため、供給ポンプ５２および帰還ポンプ５４の駆動制御が容易である。
【００５５】
本願発明者の知見によれば、「第１の圧力」は、−２ｋＰａ以上−１ｋＰａ未満が好ましい。より好ましくは、−１．５ｋＰａ以上−１．２ｋＰａ未満である。また、「第２の圧力」は、「第１の圧力」よりも低く、−２ｋＰａ未満が好ましい。より好ましくは、−４．５ｋＰａ以上−３ｋＰａ未満である。
【００５６】
攪拌モード（第２の圧力）から通常モード（第１の圧力）への移行は、例えば、攪拌モードが所定の実施時間だけ連続実施された後に実施される。上記実施時間は、循環制御部１０４に予め登録されている。上記実施時間は、プリンタ１０として一律に設定されてもよく、インク供給システム３０毎に設定されてもよい。あるいは上記実施時間は、インクの種類ごとに設定されていてもよく、各インク供給システム３０における実施時間は、各インク供給システム３０を流れるインクの種類によって決定されてもよい。
【００５７】
本実施形態に係るインク供給システム３０は、供給流路４２にエアトラップ７２を備えている。エアトラップ７２の設置される場所は、好ましくは供給流路４２の途中であるが、帰還流路４４の途中またはインクヘッド３２内でもよい。本実施形態に係るインク供給システム３０によれば、よりノズル３２ａ内のインクを攪拌させるために、「第２の圧力」をより負圧に設定したとき、ノズル３２ａから外部の空気を引き込んでしまう虞がある。ノズル３２ａから外部の空気を引き込んでしまうと、インク内に空気が混入し、吐出不良の原因になり得る。しかし、本実施形態に係るインク供給システム３０は、供給流路４２にエアトラップ７２を備えるため、エアトラップ７２によって、インク内に含まれる空気を捕獲でき、空気の混入による吐出不良を抑制できる。
【００５８】
（第２実施形態）
第２実施形態に係るプリンタは、第１実施形態に係るプリンタ１０を含み、ノズル内のインクをさらに効果的に攪拌できる構成を備えたプリンタである。そこで、第２実施形態に係るプリンタの説明においても、第１実施形態に係るプリンタ１０の説明に用いたのと同じ符号を用いるものとし、第１実施形態に係るプリンタ１０の説明において説明された事柄は説明を省略または簡略化するものとする。なお、後述する第３実施形態に係るプリンタ、および、第４実施形態に係るプリンタについても同様である。
【００５９】
本実施形態に係る循環制御部１０４は、圧力室３２ｂ内のインク圧が「第２の圧力」に保持されているときに、圧電素子３２ｃを制御して、圧力室３２ｂの収縮と拡張とを反復させるように設定されている。上記圧力室３２ｂの収縮／拡張は、ノズル３２ａからインクが吐出されない限度においてである。
【００６０】
上記のように圧力室３２ｂの収縮／拡張を反復させることによって、ノズル３２ａ内のインクが振動させられる。この振動によって、よりノズル３２ａ内のインクの攪拌が促進される。また、上記振動は、ノズル３２ａからインクが吐出されない限度内に収められているので、インクを無駄に消費することがない。
【００６１】
以下、上記振動を微振動と呼ぶこととし、図７を使って微振動について説明する。図７は、インクに微振動を与えている状態におけるノズル３２ａ付近の模式図である。図７も、図５と同様にノズル３２ａ付近の縦断面図である。図７（ａ）は、圧力室３２ｂを収縮させた状態を示す図である。図７（ａ）において、インクの液面Ｓ３は、ノズル３２ａの先端付近まで下がっている。これは圧電素子３２ｃによって圧力室３２ｂが収縮させられているためである。一方、図７（ｂ）は、圧力室３２ｂを拡張させた状態を示す図である。図７（ｂ）において、インクの液面Ｓ４は、ノズル３２ａの奥側の端部付近まで上がっている。これは圧電素子３２ｃによって圧力室３２ｂが収縮させられておらず、インクが「第２の状態」における強い負圧状態に置かれているためである。本実施形態に係るインク供給システム３０においては、図７（ａ）の状態と図７（ｂ）の状態とが交互に反復されている。上記反復によって、ノズル３２ａ内のインクは微振動を与えられ、より効果的に攪拌される。
【００６２】
本実施形態に係るインク供給システム３０は、上記微振動の周期を、第１の周期と、第１の周期よりも長い第２の周期との間で切り替え可能に構成されていてもよい。第１の周期で微振動を発生させるときの圧電素子３２ｃの振動周波数は、例えば、１０ｋＨｚ程度である。即ち、その場合の第１の周期は、０．１ｍｓである。また、第２の周期で微振動を発生させるときの圧電素子３２ｃの振動周波数は、例えば、１ｋＨｚ程度である。即ち、その場合の第２の周期は、１ｍｓである。第１の周期での微振動によれば、ノズル３２ａ付近のインクが速く動き、攪拌が促進される。一方、第２の周期での微振動によれば、第１の周期で微振動させた場合よりもインクの動きは遅いが、圧力室３２ｂ全体のインクが動き、圧力室３２ｂ全体のインクの攪拌が促進される。上記第１の周期での微振動と第２の周期での微振動は、規則的に繰り返すように構成されていてもよいし、作業者が択一的に選択できるように構成されていてもよい。
【００６３】
さらに、上記微振動は、圧力室３２ｂ内のインクの圧力が「第２の圧力」に移行するのに先立って開始されてもよい。以下、上記「第２の状態」に移行するのに先立って開始される微振動を「予備微振動」と呼ぶこととすると、予備微振動は、インクヘッド３２内が「第２の状態」に移行されることによってノズル３２ａ内のインクが圧力室３２ｂ側に引き込まれるよりも先に、ノズル３２ａ内のインクを振動させ、インク成分の沈降を解消しやすくするための動作である。予備微振動が行われることによって、インクの攪拌がより効果的に行われる。
【００６４】
（第３実施形態）
第３実施形態に係るプリンタ１０は、第１実施形態に係るプリンタ１０を含み、さらに、「第２の状態」において圧力室３２ｂ内のインク圧を変動させることが可能に構成されたプリンタである。
【００６５】
本実施形態に係る循環制御部１０４は、圧力室３２ｂ内のインク圧が「第２の圧力」に保持されている際に、当該インク圧を変動させるように設定されている。即ち、攪拌モードの内部において、圧力室３２ｂ内のインク圧を増減させるように設定されている。上記場合において、圧力室３２ｂ内のインク圧が最も低い状態は、インクが最も圧力室３２ｂ側に引き込まれている状態である。また、圧力室３２ｂ内のインク圧が最も高い状態は、最も「第１の状態」に接近し、インクが最もノズル３２ａの先端付近まで下がっている状態である。
【００６６】
上記実施形態によれば、第２実施形態における振動と同様に、ノズル３２ａ内においてインクを動かすことができる。このインクの動きによってインクの攪拌がより促進される。
【００６７】
上記インク圧の変動は、供給ポンプ５２および帰還ポンプ５４の両方または一方の送液量を変動させることによって行われる。圧力室３２ｂ内のインク圧を上昇させる際には、供給ポンプ５２の送液量を上昇させるか、または帰還ポンプの送液量を減少させる。あるいは、両者が同時に行われてもよい。圧力室３２ｂ内のインク圧を下降させる際には、供給ポンプ５２の送液量を減少させるか、または帰還ポンプの送液量を増加させる。あるいは、両者が同時に行われてもよい。また、上記インク圧の変動は、インク圧を最大値から最小値へ、あるいは最小値から最大値へ直接移行させるものであってもよいし、段階的に移行させるものであってもよい。インク圧を最大値から最小値へ、あるいは最小値から最大値へ直接移行させる場合には、インクをより速く動かすことができ、攪拌効果がより高まる。一方、段階的に移行させる場合には、インク圧のハンチング等が起こりにくく、制御が容易である。
【００６８】
（第４実施形態）
第４実施形態に係るプリンタ１０は、第１実施形態に係るプリンタ１０を含み、さらに、インクの温度に基づいて「第２の圧力」を補正するように構成されたプリンタである。
【００６９】
本実施形態に係るインク供給システム３０は、供給流路４２、帰還流路４４、およびインクヘッド３２の少なくともいずれかに、インクの温度を測定する温度センサを備える。本実施形態においては、温度センサは、供給流路４２に設置されている。そして、循環制御部１０４は、上記温度センサで測定されたインクの温度に基づいて、少なくとも「第２の圧力」を補正するように設定されている。
【００７０】
図８は、本実施形態に係るインク供給システム３０および循環制御部１０４を示す模式図である。図８に示されるように、本実施形態に係るインク供給システム３０は、エアトラップ７２と供給側ダンパ６２との間の供給流路４２に、温度センサ７４を備えている。温度センサ７４は、例えば熱電対と、熱電対で測定した温度を電気信号に変換して出力するアンプである。温度センサ７４は、インクの温度を測定し、測定したインクの温度に基づいた信号を送信する。上記信号は、例えば、４−２０ｍＡのスパンに調整された電流信号である。温度センサ７４は、循環制御部１０４と接続され、循環制御部１０４に上記信号を送信する。循環制御部１０４は、温度センサ７４からの信号に基づいて、「第２の圧力」の目標値を補正する。
【００７１】
インクの粘度は温度によって変化する。通常、温度が上昇するとインクの粘度は上昇する。インクの粘度が上昇した場合、ノズル３２ａにおいてインクを吸い上げるのに、粘度が低い場合よりもより強い負圧が必要になる。「第２の圧力」の目標値をインクの温度によって補正する必要性は、上記のようなインクの特性によって生じる。勿論、「第２の状態」の際だけでなく、「第１の状態」においても上記補正を行ってもよい。
【００７２】
循環制御部１０４には、例えば、圧力室３２ｂ内のインク圧についての温度テーブルが記憶されている。循環制御部１０４は、温度センサ７４から受信した信号および上記温度テーブルに基づいて、圧力室３２ｂ内のインク圧の設定値を補正する。上記温度テーブルは、インクの種類ごとに登録されていることが望ましい。なお、循環制御部１０４には、上記温度テーブルの代わりに、温度による補正式が記憶されていてもよい。補正式もまた、インクの種類ごとに登録されていることが望ましい。例えば、温度が上昇すると粘度が上昇するインクにおいて温度が上昇した場合、循環制御部１０４は、上記温度テーブルまたは補正式に従って、「第２の圧力」を低くする（負圧を強くする）方向に補正する。温度が下降した場合は逆に、循環制御部１０４は、「第２の圧力」を高くする（負圧を弱くする）方向に補正する。
【００７３】
上記実施形態に係るインク供給システム３０によれば、インクの温度の変化に応じて、圧力室３２ｂ内のインク圧を適切に設定することができる。それにより、より適切な条件でインクを攪拌できる。
【００７４】
以上、いくつかの実施形態について説明した。しかしながら、本発明に係るインク供給システム、および、本発明に係るインク供給システムを備えたインクジェットプリンタは、上述した実施形態に限られるものではない。
【００７５】
例えば、本発明に係るインク供給システムは、これまでに説明した流路構成を備えるものに限られない。例えば、本発明に係るインク供給システム３０は、図９に示されるように、帰還流路４４の一端が供給流路４２に接続された流路構成を備えていてもよい。上記流路構成によれば、循環流路４８ａは、供給流路４２の帰還流路４４との接続部よりも下流部分と、インクヘッド３２と、帰還流路４４とで構成される。循環制御部１０４は、上記循環流路４８ａをインクが循環するように、供給ポンプ５２、帰還ポンプ５４を制御する。
【００７６】
あるいは、本発明に係るインク供給システムは、第１〜第４実施形態で説明された方法で圧力室内のインク圧を測定・制御する方式でなくてもよく、圧力室内のインクの圧力を測定する何らかの圧力測定機構を備えていてもよい。例えば、インクヘッド内に圧力センサが設けられていてもよい。インクヘッド内に圧力センサを設けることにより、圧力室内のインク圧を直接に計測・制御できる。なお、第１〜第４実施形態で説明された方法に示されているように、圧力室内のインク圧の「測定」とは、流路内の他の場所におけるインク圧の測定結果から、演算等によって間接的に圧力室内のインク圧を推定することも含む概念である。
【００７７】
また、本発明に係るインク供給システムは、圧力室内のインクの圧力を測定する圧力測定機構を備えなくてもよい。圧力室内のインクの圧力を測定しなくても、「第１の状態」時と比較して、供給ポンプの送液量を減少させるか、帰還ポンプの送液量を増加させるか、またはその両方を行うかすれば、圧力室内のインク圧を下げることができ、「第２の状態」に移行させることが可能である。緻密な圧力制御を要しない場合は、本発明に係るインク供給システムは、上記のような構成であってもよい。
【００７８】
通常モードから攪拌モードに移行する方法も、作業者の操作による方法に限られない。本発明に係るインク供給システムは、循環が連続的に停止していた時間が予め定められた時間を超えた場合に、圧力室内のインク圧を自動的に「第２の圧力」（攪拌モード）に移行させるように設定されていてもよい。上記実施形態によれば、攪拌モードへの移行は自動的に行われるので、作業者が攪拌モードに移行させる操作を行う必要がなく、攪拌が終了するまでの待ち時間が発生することも少ない。
【００７９】
なお、本発明に係るインク供給システムにあっては、攪拌を通常モードによる攪拌と攪拌モードよる攪拌とに分割しなくてもよく、インクの循環を行う際には常に「第２の状態」に移行されてもよい。
【００８０】
圧力室内のインク圧を変更する手段は、供給ポンプおよび帰還ポンプの駆動制御によるものだけに限られない。例えば、圧力室内のインクの圧力は、供給側ダンパおよび帰還側ダンパの少なくとも一方の鉛直位置を変更することによっても変更できる。即ち、供給側ダンパ／帰還側ダンパ内に一時的に貯留されているインクの水頭位置を上下させることによっても圧力室内のインクの圧力を調整可能である。そこで、本発明に係るインク供給システムは、供給側ダンパおよび帰還側ダンパの少なくとも一方を上下に移動させるダンパ移動機構を備えていてもよい。そして、循環制御部１０４は、圧力室内のインク圧を「第２の圧力」に保持する際には、上記ダンパ移動機構を制御して、供給側ダンパおよび帰還側ダンパの少なくとも一方を、「第１の圧力」を保持する際よりも低い位置に移動させる。供給側ダンパ／帰還側ダンパ内のインクの水頭位置が下がることによって、圧力室内のインク圧は降下する。つまり、上記手段によっても、圧力室内のインク圧を「第２の圧力」に移行させることが可能である。
【００８１】
上述したいくつかの実施形態においては、インクを吐出させる方式は、圧電素子の変位によって圧力室の体積を変化させる方式、いわゆるピエゾ駆動式であった。しかしながら、本発明に係るインク供給システムは、例えば、二値偏向方式または連続偏向方式などの各種の連続方式、および、サーマル方式などの各種のオンデマンド方式によって実施されてもよい。本発明に係るインク供給システムの方式は、限定されない。
【００８２】
当然ながら、これまでに説明された実施形態の各構成要素は、適宜組み合わせて実施することも可能である。
【００８３】
なお、これまでの説明において本発明に係るインク供給システムは、インクジェットプリンタに搭載されていたが、本発明に係るインク供給システムは、インクジェットプリンタに搭載されるものに限られない。本発明に係るインク供給システムは、インクを吐出する装置全般に適用できる。例えばそれは、着色用のカラーインクを吐出する、粉末硬化タイプの三次元造形装置などである。
【符号の説明】
【００８４】
５      記録媒体
１０    プリンタ（インクジェットプリンタ）
３０    インク供給システム
３２    インクヘッド
３２ａ  ノズル
３２ｂ  圧力室
３２ｃ  圧電素子（吐出機構）
３４    インクタンク
４２    供給流路
４４    帰還流路
５２    供給ポンプ
５４    帰還ポンプ
６２    供給側ダンパ（供給側タンク）
６２ａ  供給側圧力センサ（第１の圧力センサ）
６４    帰還側ダンパ（帰還側タンク）
６４ａ  帰還側圧力センサ（第２の圧力センサ）
７２    エアトラップ
７４    温度センサ
１００  制御装置
１０４  循環制御部
１１０  モード選択部
ＦＬ    循環流
【図１】
2018099791.tif 000003
【図２】
2018099791.tif 000004
【図３】
2018099791.tif 000005
【図４】
2018099791.tif 000006
【図５】
2018099791.tif 000007
【図６】
2018099791.tif 000008
【図７】
2018099791.tif 000009
【図８】
2018099791.tif 000010
【図９】
2018099791.tif 000011