(57)【要約】【課題】気泡に起因する液体噴射ヘッドの噴射不良を抑制することが可能な液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法を提供する。【解決手段】液体を噴射する液体噴射ヘッド（５）と、液体を貯留する液体貯留部材（８）と、液体貯留部材から液体噴射ヘッドに供給される液体から気体を除去する気体除去処理を行う気体除去装置（１５）と、気体除去処理が行われた液体に含まれる気体を検出する気体検出装置（１６）と、を備え、気体検出装置が、液体貯留部材と液体噴射ヘッドとの間に設けられたことを特徴とする。【選択図】図２
2019217712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体を貯留する液体貯留部材と、
前記液体貯留部材から前記液体噴射ヘッドに供給される液体から気体を除去する気体除去処理を行う気体除去装置と、
前記気体除去処理が行われた液体に含まれる気体を検出する気体検出装置と、
を備え、
前記気体検出装置が、前記液体貯留部材と前記液体噴射ヘッドとの間に設けられたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記気体検出装置の検出結果に応じて前記気体検出装置から前記液体噴射ヘッド又は前記気体除去装置への液体の供給を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記制御装置により制御され、前記気体検出装置側から送られてくる液体を前記液体噴射ヘッドに供給する第１の供給経路と、前記気体検出装置側から送られてくる液体を前記気体除去装置に戻す第２の供給経路と、を切り替える切替部を備えることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記気体除去装置は、前記液体噴射ヘッドに供給される液体に超音波振動を付与する超音波処理を行う超音波処理装置と、当該超音波処理装置により超音波振動が付与された液体に対し減圧による脱気処理を行う脱気処理装置と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記超音波処理の条件を設定する超音波処理条件設定部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記気体検出装置と前記液体噴射ヘッドとの間に、前記気体検出装置から前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留するバッファー貯留部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留する液体貯留部材と、
を備える液体噴射装置の制御方法であって、
前記液体噴射ヘッドに供給される液体に含まれる気体を除去する気体除去処理と、
前記気体除去処理が行われた液体に含まれる気体を検出する気体検出処理と、
を含み、
前記気体検出処理による検出結果が予め定められた許容範囲外である場合、前記気体除去処理を再度実行する一方、前記気体検出処理による検出結果が前記許容範囲内である場合、前記気体除去処理が行われた液体を前記液体噴射ヘッドに供給することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項８】
前記気体除去処理は、液体に超音波振動を付与する超音波処理と、超音波振動が付与された液体に対して減圧による脱気を行う脱気処理と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の液体噴射装置の制御方法。
【請求項９】
前記超音波処理と前記脱気処理とが並行して実行されることを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液体を噴射する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法に関し、特に、液体噴射ヘッドに供給する液体から気体を除去することが可能な液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドは、液体供給部材から液体の供給を受け、圧電素子等のアクチュエーターの駆動によりノズルから液体を噴射するように構成されている。液体噴射ヘッドで液体を噴射させる場合、流路内の液体に気泡が存在すると、ノズルから液体を噴射するために必要な圧力を気泡が吸収してしまうため、ノズルから液体が噴射されなかったり、噴射されたとしても噴射される液体の量が本来の目標値から著しく減少したりする等のように液体が正常に噴射されない噴射不良が生じる虞がある。このため、液体供給部材からのインクを、超音波振動子を備えた脱気処理装置により脱気した後に記録ヘッドに供給する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４８４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、液体供給部材に貯留されている液体に存在する気泡を含む気体の量は、製品として出荷されてから液体噴射装置に装着されるまでの環境や当該液体噴射装置の設置環境等に応じて異なり、また、液体の組成や液体に含まれる顔料等の固形成分の特性等によっても異なる。このため、一律な処理条件で脱気しても、脱気処理後の液体に含まれる気体の量、即ち、脱気の度合いに過不足が生じる虞があった。また、液体に含まれる顔料等の固形成分に付着した微小な気泡（換言すると、気泡核）は、上記の脱気処理だけでは完全に除去することが難しい。このため、液体内に残った気体が液体噴射ヘッドからの噴射の際に液体に付与された圧力変化に応じて膨張・収縮を繰り返すことによって流路内で気泡が寄り集まり、より大きい気泡を生じさせ、当該気泡に起因して噴射不良を発生させるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑み、気泡に起因する液体噴射ヘッドの噴射不良を抑制することが可能な液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法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】
【０００６】
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体を貯留する液体貯留部材と、
前記液体貯留部材から前記液体噴射ヘッドに供給される液体から気体を除去する気体除去処理を行う気体除去装置と、
前記気体除去処理が行われた液体に含まれる気体を検出する気体検出装置と、
を備え、
前記気体検出装置が、前記液体貯留部材と前記液体噴射ヘッドとの間に設けられたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、気体検出装置が、液体貯留部材と液体噴射ヘッドとの間に設けられたので、液体噴射ヘッドに供給する前の段階で気体除去処理後の液体に含まれる気体を検出することができる。
【０００８】
上記構成において、前記気体検出装置の検出結果に応じて前記気体検出装置から前記液体噴射ヘッド又は前記気体除去装置への液体の供給を制御する制御装置を備える構成を採用することが望ましい。
【０００９】
この構成によれば、気体の除去が不十分な液体が液体噴射ヘッドに供給されることが抑制される。
【００１０】
上記構成において、前記制御装置により制御され、前記気体検出装置側から送られてくる液体を前記液体噴射ヘッドに供給する第１の供給経路と、前記気体検出装置側から送られてくる液体を前記気体除去装置に戻す第２の供給経路と、を切り替える切替部を備える構成を採用することができる。
【００１１】
この構成によれば、気体検出装置側から送り出される液体を第２の供給経路を通じて気体除去装置に戻すことにより、当該液体に対して液体除去処理を繰り返すことが可能となる。これにより、気体が十分に除去された液体を第１の供給経路を通じて液体噴射ヘッドに供給することが可能となる。その結果、液体噴射ヘッドに導入された液体に気泡が発生することが抑制され、気泡に起因する噴射不良をより確実に低減することができる。
【００１２】
上記構成において、前記気体除去装置は、前記液体噴射ヘッドに供給される液体に超音波振動を付与する超音波処理を行う超音波処理装置と、当該超音波処理装置により超音波振動が付与された液体に対し減圧による脱気処理を行う脱気処理装置と、を備える構成を採用することが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、超音波処理装置によって液体に超音波振動を付与することで、液体に含まれる固形成分に付着した気泡を当該固形成分から脱離させることができ、さらに脱気処理装置によって脱気処理が行われることにより、液体内の気体（気泡を含む）をより効果的に除去することができる。
【００１４】
また、前記超音波処理の条件を設定する超音波処理条件設定部を備える構成を採用することが望ましい。
【００１５】
この構成によれば、超音波処理条件設定部によって例えば液体の種類や環境温度等の環境条件に応じた超音波処理の条件を設定することができるので、液体の種類等に応じてより過不足なく超音波処理を行うことが可能となる。
【００１６】
さらに、上記構成において、前記気体検出装置と前記液体噴射ヘッドとの間に、前記気体検出装置から前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留するバッファー貯留部材を備える構成を採用することができる。
【００１７】
この構成によれば、バッファー貯留部材を備えることにより、気体除去処理中に液体噴射ヘッドに供給する液体が不足する不具合を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の液体噴射装置の制御方法は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留する液体貯留部材と、
を備える液体噴射装置の制御方法であって、
前記液体噴射ヘッドに供給される液体に含まれる気体を除去する気体除去処理と、
前記気体除去処理が行われた液体に含まれる気体を検出する気体検出処理と、
を含み、
前記気体検出処理による検出結果が予め定められた許容範囲外である場合、前記気体除去処理を再度実行する一方、前記気体検出処理による検出結果が前記許容範囲内である場合、前記気体除去処理が行われた液体を前記液体噴射ヘッドに供給することを特徴とする。
【００１９】
この制御方法によれば、気体検出処理による検出結果が許容範囲外である場合、気体除去処理を再度実行する一方、気体検出処理による検出結果が許容範囲内である場合、気体除去処理が行われた液体を液体噴射ヘッドに供給するので、液体に含まれる気体が十分に除去された液体を第１の供給経路を通じて液体噴射ヘッドに供給することが可能となる。これにより、液体噴射ヘッドに導入された液体において気泡が発生されることが抑制され、当該気泡に起因する噴射不良を低減することができる。
【００２０】
また、上記制御方法において、前記気体除去処理は、液体に超音波振動を付与する超音波処理と、超音波振動が付与された液体に対して減圧による脱気を行う脱気処理と、を含むことが望ましい。
【００２１】
この制御方法によれば、超音波処理において液体に超音波振動を付与することで、液体に含まれる固形成分に付着した気泡を当該固形成分から脱離させることができ、さらに脱気処理が行われることにより、液体内の気体をより効果的に除去することができる。
【００２２】
さらに、上記制御方法において、前記超音波処理と前記脱気処理とが並行して実行されることが望ましい。
【００２３】
この制御方法によれば、超音波処理と脱気処理とが並行して実行されることで、超音波処理により液体内の固形成分から脱離した気泡が固形成分に再度付着したり液体内に溶け込んだりする前に脱気処理により液体から気泡が除去されるので、より効果的に液体から気体を除去することができ、処理時間もより短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】液体噴射装置の一種であるプリンターの一形態の構成を説明する正面図である。
【図２】インク供給システムの一形態の構成を説明する模式図である。
【図３】プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。
【図４】液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッドの一形態の構成を説明する断面図である。
【図５】プリンターの制御について説明するフローチャートである。
【図６】第２の実施形態に係るインク供給システムの一形態の構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド５）を搭載した液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、プリンター１）に本発明を適用した例を示す。
【００２６】
図１は、プリンター１の一形態について説明する正面図である。プリンター１は、ホストコンピューターや携帯情報端末等の外部装置から受信した画像データに応じてインクを噴射させることによって、ロール紙や樹脂シートなどの印刷媒体に着弾インクによるドットを形成し、このドットの配列により文字や画像等を印刷する。本実施形態で例示したプリンター１は、記録ヘッドを印等刷媒体の幅方向に沿って走査させつつ印刷を行う所謂シリアルプリンターであって、ポスター、ＰＯＰ広告、或は垂れ幕等のようなサイズのより大きい印刷媒体に対応した大判プリンター（ラージフォーマットプリンター）である。このプリンター１は、プリンター本体２と、このプリンター本体２を支持する支持スタンド３と、を備えている。
【００２７】
プリンター本体２の上部には、ユーザーによる電源のオンオフ操作や各種設定操作等の入力操作を行うためのボタンや各種設定画面等を表示する表示部等を備えた操作パネル４が設けられている。また、プリンター本体２は、記録ヘッド５及び後述するサブタンク６（本発明におけるバッファー貯留部材の一種）を搭載したキャリッジ７と、記録ヘッド５に供給するインクを貯留したインクカートリッジ８（本発明における液体貯留部材の一種）とを備えている。本実施形態におけるプリンター本体２には、複数のインクカートリッジ８が着脱可能に装着される。各インクカートリッジ８にはそれぞれ異なる色のインクがそれぞれ貯留されている。インクカートリッジ８に貯留されるインクとしては、周知の種々の組成のものを使用することができるが、本実施形態においては自己分散型顔料を含むインクが採用されている。
【００２８】
本実施形態におけるインクには、シリコン系界面活性剤が０．１〔質量％〕以上、２．０〔質量％〕以下の範囲で添加されている。これにより、シリコン系界面活性剤を含まないインクと比較して顔料表面の濡れ性が高められている。界面活性剤の添加量については、顔料表面の静的表面張力（又は表面自由エネルギー）が所定範囲となるように定めることもできる。また、シリコン系界面活性剤に限られず、顔料の濡れ性を高めることが可能なものであれば、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤やフッ素系界面活性剤等の種々の界面活性剤を用いることができる。このように、顔料の濡れ性が高められることにより、顔料に気泡が付着しにくくなり、また、顔料に気泡が付着したとしても、後述する超音波処理において顔料から気泡をより離脱させやすくすることができる。各インクカートリッジ８に貯留されているインクは、インク供給チューブ１１を通じてサブタンク６に一旦貯留され、このサブタンク６から所定の供給圧で記録ヘッド５に供給される。このインクカートリッジ８から記録ヘッド５へのインクの供給システム（以下、インク供給システム１３と言う）の詳細については後述する。
【００２９】
プリンター本体２の上部における後方には、ロール紙等の印刷媒体を収容した媒体供給部１０が設けられている。印刷時には、この媒体供給部１０にセットされた印刷媒体が記録ヘッド５に対向する印刷領域に順次送り出される。そして、プリンター本体２内に架設されたガイドロッド９に案内されてキャリッジ７が往復動しつつ、当該キャリッジ７に搭載された記録ヘッド５から印刷媒体に向けてインクが噴射されることで、印刷媒体に対して画像等の印刷が行われる。
【００３０】
図２は、インクカートリッジ８から記録ヘッド５へインクを供給するインク供給システム１３の一形態について説明する模式図である。このインク供給システムは、上記各インクカートリッジ８にそれぞれ対応して設けられているが、いずれも同様の構成を備えているため、以下においてはそのうちの一つを代表して説明する。本実施形態におけるインク供給システムは、インクカートリッジ８と記録ヘッド５との間、より具体的には、両者を接続するインク供給流路１４の途中に、気体除去装置１５と気体検出装置１６とを備えている。なお、インク供給流路１４には、上記インク供給チューブ１１の内部流路も含まれる。本実施形態におけるインク供給システム１３において、インクカートリッジ８に貯留されたインクは、送液ポンプ１２の作動によりインク供給流路１４における気体除去装置１５及び気体検出装置１６を経て記録ヘッド５側のサブタンク６に送られる。
【００３１】
また、インクカートリッジ８と送液ポンプ１２との間のインク供給流路１４の途中には、気体検出装置１６側からのインクを気体除去装置１５側に戻す戻り流路２０の一端が第１切替部１８（本発明における切替部の一種）を介して接続されている。この戻り流路２０の他端は、気体検出装置１６からサブタンク６までのインク供給流路１４の途中に第２切替部１９（本発明における切替部の一種）を介して接続されている。第１切替部１８及び第２切替部１９は、後述する制御回路３２により制御されて、インク供給流路１４における送液ルートを、インクカートリッジ８から記録ヘッド５側のサブタンク６に向かう第１ルート（本発明における第１の供給経路に相当）と、気体除去装置１５と気体検出装置１６との間で戻り流路２０を通じて循環させる第２ルート（本発明における第２の供給経路に相当）との何れかに切り替え可能に構成されている。なお、本実施形態では、サブタンク６がキャリッジ７に搭載された構成を例示したが、サブタンク６がキャリッジ７に搭載されていない構成も採用できる。要するに、サブタンク６は、第２切替部１９と記録ヘッド５との間のインク供給流路１４に設けられていればよい。
【００３２】
気体除去装置１５は、第１脱気処理装置２１、超音波処理装置２３、及び、第２脱気処理装置２２を備えている。脱気処理装置２１，２２は、インク内の気泡や溶存気体（以下、適宜、単に気体と称する）を脱気するモジュールである。脱気方式としては、インクが貯留された容器の内部空間を直接減圧する方式や、中空糸膜にインクを通過させつつ中空糸膜の外部空間を減圧する膜脱気方式等を採用することができる。これらの脱気処理装置２１，２２には、図示しない減圧ポンプが接続されており、当該減圧ポンプの作動により装置内が減圧されることでインクの脱気処理が行われる。なお、気体除去装置１５には、超音波処理装置２３より下流側の第２脱気処理装置２２が少なくとも設けられていれば良いが、本実施形態においては、これに加えて超音波処理装置２３より上流側に第１脱気処理装置２１を設けることにより、脱気効果がより高められている。
【００３３】
超音波処理装置２３は、インクに超音波を付与することでインクに含まれる顔料や金属粒子等の固形成分に付着した微小な気泡を脱離させる超音波処理を行う装置である。本実施形態における超音波処理装置２３は、超音波処理槽２４と超音波振動子２５とを備えている。超音波処理槽２４は、インクを貯留する縦長な容器であり、例えば、数百ミリリットルから数リットル程度の容積を有している。この超音波処理槽２４の高さ方向（換言すると水位の上下方向）の下部に流入口２８が開設され、第１脱気処理装置２１側からのインクが当該流入口２８を通じて超音波処理槽２４内に導入される。また、超音波処理槽２４の高さ方向の上部に流出口２９が開設され、超音波処理槽２４内のインクが当該流出口２９を通じて第２脱気処理装置２２側に送られる。さらに、超音波処理槽２４の底部には、超音波振動子２５が設けられている。超音波振動子２５からは、超音波処理槽２４の底部を貫通して超音波振動伝導体としての超音波ホーン２６が超音波処理槽２４内に突出している。超音波振動子２５は、超音波処理槽２４の底部と超音波ホーン２６とを介して超音波処理槽２４内のインクに超音波振動を付与するように構成されている。即ち、流入口２８から超音波処理槽２４内に流入されたインクは、図中矢印で示されるように超音波処理槽２４の下部から上部に向けて上昇して流出口２９から超音波処理槽２４の外部へ流出されるまでの間に超音波振動子２５により超音波振動が継続して付与される。
【００３４】
気体検出装置１６は、気体除去装置１５により気体除去処理が行われた後のインク内の気体を検出する装置である。本実施形態における気体検出装置１６は、可撓性を有する袋状のインク収容体３０と、当該インク収容体３０の一部を変位させることでインク収容体３０内のインクに圧力振動を付与する気体検知素子３１と、を有している。インク収容体３０は、例えば、ポリエチレンテレフタラートやポリプロピレン等の合成樹脂製の可撓性を有するシート材と気体の通過を抑制する気密層との多層構造であり、インク供給流路１４の一部を構成している。気体検知素子３１は、圧電素子からなり、検知用の駆動信号が印加されることで撓み変形して、インク収容体３０の壁面を変位させる。この気体検出装置１６は、気体検知素子３１の駆動後のインクの圧力振動（即ち、残留振動）に基づいて変位する当該気体検知素子３１の起電力信号を増幅して制御回路３２（本発明における制御装置の一種）に検出結果として出力するように構成されている。
【００３５】
制御回路３２は、気体検出装置１６による検出結果、即ち、本実施形態においては起電力信号に基づきインクに含まれる気体の量を検出する。即ち、気体検知素子３１の駆動後のインクの残留振動は、当該インクに含まれる気体の量に応じて変化するので、検出結果である起電力信号の振幅や振動周期も気体の量に応じて変化する。このため、制御回路３２は、当該気体の量が許容範囲内である場合の起電力信号のパラメーター（即ち、振動周期や振幅）を予め閾値として有しておき、気体検出装置１６から出力される起電力信号のパラメーターと閾値とを比較することにより、インクについて気体の除去が完了したか否かを判定する。以下においては、適宜、起電力信号のパラメーターを気体量とし、起電力信号の閾値を気体量の閾値として説明する。そして、制御回路３２は、後述するように、気体量が閾値以下であるか又は閾値を上回るか否かを判定して、閾値以下であれば気体の除去が完了したと判定し、閾値を上回れば気体の除去が完了していないと判定する。なお、インクに含まれる気体の量の検知方法としては、例示した方法には限られず、例えば、後述するように、インクに音波を与えたときの音圧を測定することによりインクに含まれる気体の量を検知する方法を採用することもできる。
【００３６】
図３は、本発明に係るプリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。プリンター１は、制御回路３２、ボタン操作受付部３６、キャリッジ移動機構３３、印刷媒体搬送機構３４、記録ヘッド５、及びメンテナンス機構３５を備えている。この他、プリンター１は、上述したインク供給システム１３の送液ポンプ１２、切替部１８，１９、脱気処理装置２１，２２、超音波処理装置２３、気体検出装置１６等を備えている。制御回路３２は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置であり、記録ヘッド５による印刷動作（液体の噴射動作）等を制御する。また、制御回路３２は、上記インク供給システム１３における各部を制御する。
【００３７】
ボタン操作受付部３６は、操作パネル４におけるボタン等を介してユーザーからの入力操作を電気的に検知し、当該操作に応じた検知信号を制御回路３２に出力する。キャリッジ移動機構３３は、キャリッジ７をガイドロッド９に沿って主走査方向に往復移動させる機構である。印刷媒体搬送機構３４は、記録ヘッド５に対向する印刷領域に印刷媒体を搬送する機構である。メンテナンス機構３５は、記録ヘッド５のノズル４４（図４参照）から内部のインクや気泡を強制的に排出させてインクの噴射能力を回復させたり、記録ヘッド５のノズル４４が形成された面を払拭したりする機構を備えている。
【００３８】
図４は、記録ヘッド５の構成の一例を説明する断面図である。
本実施形態における記録ヘッド５は、ノズルプレート４０、流路基板４１、圧電素子４２、及びホルダー４３等を積層して構成されている。ノズルプレート４０は、所定の形成ピッチで複数のノズル４４が列状に開設された板状の部材であり、例えば、シリコン単結晶基板あるいはステンレス等の金属板により作製される。本実施形態では、図４の紙面に直交する方向に沿って並設された複数のノズル４４から構成されるノズル列（ノズル群）がノズルプレート４０に図中横方向に２列並設されている。
【００３９】
流路基板４１には、複数の圧力室４５が、上記ノズルプレート４０の各ノズル４４に対応して形成されている。この流路基板４１における圧力室４５の列の外側には、複数の圧力室４５に共通に設けられた共通液室４６が形成されている。この共通液室４６は、供給口４８を介して各圧力室４５と個別に連通している。また、共通液室４６には、インクカートリッジ８側からのインクが上記サブタンク６を経由してホルダー４３の導入流路４７を通じて導入される。流路基板４１のノズルプレート４０側とは反対側の上面には、弾性膜４９を介して圧力発生部の一種である圧電素子４２が形成されている。
【００４０】
圧電素子４２は、金属製の下電極膜と、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜（何れも図示せず）とを順次積層することで形成されている。本実施形態における圧電素子４２は、所謂撓みモードの圧電素子であり、圧力室４５の上部を覆うように形成されている。各圧電素子４２の端子部には、配線基板５０が電気的に接続されている。この配線基板５０は、制御回路３２から送られてくる駆動信号を圧電素子４２に印加する。制御回路３２側から配線基板５０を通じて送られてきた駆動信号は、制御回路３２から送られてきた画像データに対応する吐出データに基づき選択的に圧電素子４２に印加される。駆動信号に含まれる駆動波形が圧電素子４２に印加されると、当該圧電素子４２は、駆動波形に応じて変形する。これにより、当該圧電素子４２に対応する圧力室４５内のインクに圧力変動が生じ、このインクの圧力変動によりノズル４４からインクが噴射される。なお、記録ヘッド５の構成は例示したものには限られず、周知の種々の構成の記録ヘッドを採用することができる。
【００４１】
図５は、プリンター１の制御方法（即ち、液体噴射装置の制御方法）を説明するフローチャートである。特に、上記インク供給システム１３におけるインクカートリッジ８から記録ヘッド５へのインクの供給制御方法について説明する。まず、送液ポンプ１２が作動され、インクカートリッジ８内のインクが気体除去装置１５側に送られる（ステップＳ１）。インクの流速は、例えば、０．２５〔Ｌ／ｍｉｎ〕以上、１．５〔Ｌ／ｍｉｎ〕以下の範囲内の一定速度に設定される。気体除去装置１５はインクカートリッジ８から送られてくるインクに対して、超音波処理（Ｓ２）及び脱気処理（Ｓ３）からなる気泡除去処理を行う。即ち、気体除去装置１５に送られたインクは、第１脱気処理装置２１により予備脱気処理が行われた後、流入口２８を通じて超音波処理槽２４に順次流入する。超音波処理槽２４に流入したインクは、当該超音波処理槽２４の下部から上部の流出口２９に向けて移動する。その間、インクには超音波振動子２５により高周波振動が付与されて超音波処理が行われる（ステップＳ２）。この超音波処理における周波数は、例えば１５〔ｋＨｚ〕以上、４０〔ｋＨｚ〕以下に設定され、また、超音波振動子２５の出力は、例えば１００〔Ｗ〕以上、１０００〔Ｗ〕以下に設定される。このような超音波処理条件（即ち、流速、周波数、及び、出力）で超音波処理が行われることで、インクにはキャビテーションが生じることにより、つまり、インク中の気泡が膨張、収縮、圧壊、衝撃波の発生を繰り返すことにより、インクに含まれる顔料等の固形成分に付着した微小な気泡（換言すると、気泡核）を固形成分から脱離させることができる。超音波処理槽２４で超音波処理が施されたインクは、流出口２９から第２脱気処理装置２２に送られ、減圧ポンプに作動により脱気処理が行われる（ステップＳ３）。この脱気処理によって、超音波処理後のインク内の気体、即ち、気泡や溶存気体が除去される。このように、超音波処理装置２３によって固形成分に付着した気泡を当該固形成分から脱離させた後に第２脱気処理装置２２によって脱気処理が行われることにより、インク内の気体をより効果的に除去することができる。
【００４２】
第２脱気処理装置２２による脱気処理後のインクは、気体検出装置１６のインク収容体３０に送られ、気体検出装置１６は当該インク中に含まれる気体を検出する気体検出処理を行う（ステップＳ４）。本実施形態においては、上述したように、気体検知素子３１が駆動した後のインク収容体３０内インクの残留振動に基づく当該気体検知素子３１の起電力信号が検出結果として制御回路３２に出力される。これに応じて、制御回路３２は上記の起電力信号のパラメーターと閾値とを比較することにより、気体の除去が完了したか否か、つまり、検出結果が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ５）。比較の結果、インク内の気体の量が閾値を上回っており、即ち、検出結果が許容範囲外であり、気体の除去が完了していない（Ｎｏ）と判定した場合、制御回路３２は、上記第２ルートとなるように第１切替部１８及び第２切替部１９を切り替える（ステップＳ６）。これにより、気体検出装置１６から流出するインクは、戻り流路２０を通じて気体除去装置１５側に戻り、即ち、流入口２８を通じて超音波処理槽２４に流入し、以降、気泡除去処理が再度実行されることになる。
【００４３】
一方、インク内の気体の量が閾値以下となり、即ち、検出結果が許容範囲内であり、気体の除去が完了した（Ｙｅｓ）と判定した場合、制御回路３２は、上記第１ルートとなるように第１切替部１８及び第２切替部１９を切り替える（ステップＳ７）。これにより、気体検出装置１６から流出するインクは、サブタンク６へと送られ、当該サブタンク６から所定の供給圧で記録ヘッド５に供給される。このように、気体検出装置１６が、インクカートリッジ８と記録ヘッド５との間に設けられたので、記録ヘッド５に供給する前の段階で気体除去処理後のインクに含まれる気体を検出することができる。そして、気体検出装置１６の検出結果に応じて、制御回路３２がインク供給経路の切替制御を行うため、気体の除去が不十分なインクが記録ヘッド５に供給されることが防止される。また、本実施形態においては、気体検出装置１６と記録ヘッド５との間にサブタンク６が設けられていることにより、気体除去処理中においてもサブタンク６に貯留されているインクが記録ヘッド５に適時供給されるので、記録ヘッド５においてインクが不足する不具合を抑制することができる。
【００４４】
以上のようにして、インクカートリッジ８からのインクは、当該インク内に含まれる気体の量が閾値以下（即ち、気体検出装置１６の検出結果が許容範囲内）となるまで、気体除去装置１５と気体検出装置１６との間で戻り流路２０を通じて循環する第２ルートにおいて気体除去処理が行われ、気体の量が閾値以下となった場合に第１ルートに切り替えられてサブタンク６を介して記録ヘッド５にインクが供給される。これにより、記録ヘッド５には、気体が除去されたインクが導入されるので、気体（特に気泡）に起因する噴射不良をより確実に抑制することが可能となる。しかも、検出される気体の量に応じた回数の気体除去処理が行われるので、使用されるインクの組成や保管環境・使用環境が一律で無い場合においてもインクに含まれる気体を除去できるので、様々な種類の液体や環境に対応することができる。特に、本実施形態で例示したプリンター１のような大判プリンターでは、記録ヘッド５の走査距離がより長いため、その分、インクの噴射のための圧力変化をインクが受け続けることにより、インク内の気体が膨張収縮を繰り返して気泡を生じやすい傾向にある。本発明は液体に含まれる気体をより効果的に除去することができるので、このような構成の液体噴射装置に好適である。
【００４５】
ところで、上記超音波処理条件は、インクの組成、特に、インクに含まれる顔料の構造上の特性、例えば、顔料の大きさや空隙の有無等、さらには環境条件等に応じて最適な条件が異なる。そして、顔料から気泡を取り除くために超音波処理の強度（即ち、周波数及び出力）を強くしすぎたり、処理時間を長くしすぎたり、インクの流速を遅くしすぎたりすると、例えば、顔料が破壊されたり凝集したりする等、インクにおける顔料の分散状態が不安定化し、却って噴射不良の原因となる虞がある。このため、上記超音波処理条件は、使用するインクの種類に応じて調整できることが望ましい。例えば、操作パネル４や、外部装置で実行される印刷用ドライバソフト等を通じてユーザーがプリンター１で使用するインクや環境温度等を選択した場合に、制御回路３２は、選択されたインク等に適応した超音波処理条件を設定することが望ましい。この場合、本実施形態における操作パネル４、ボタン操作受付部３６、制御回路３２は、本発明における超音波処理条件設定部として機能する。これにより、顔料の分散状態が不安定化することが抑制されつつ、インクの種類や環境等に応じてより過不足なく効果的に気体の除去処理を行うことが可能となる。
【００４６】
図６は、本発明の第２の実施形態におけるインク供給システム５１の構成について説明する模式図である。なお、第１の実施形態と共通する構成については同一の符号を付してあり、その説明については適宜省略する。本実施形態においては、液体貯留部材の一種であるインクタンク５２において、超音波処理及び脱気処理を行い、さらに脱気状態の検出まで行うことを特徴としている。本実施形態におけるインクタンク５２は、インクカートリッジ８と比較してより多くのインクを収容可能な容積を有し、外部からインクを補充することが可能に構成されている。インクタンク５２は、上記インクカートリッジ８と同様に、インク供給流路１４を通じてサブタンク６と接続され、送液ポンプ１２の作動により、記録ヘッド５側に送液される。本実施形態におけるインク供給流路１４の途中には、流路を開閉可能な開閉弁５３が設けられており、当該開閉弁５３は、上記制御回路３２によって開閉制御される。
【００４７】
本実施形態におけるインクタンク５２の底部には超音波振動子２５が設けられており、超音波振動子２５からインクタンク５２の底部を貫通して超音波ホーン２６がインクタンク５２内に挿入されている。これにより、インクタンク５２及び超音波振動子２５は、超音波処理装置として機能し、内部のインクに超音波振動を付与する超音波処理を行うことができる。また、インクタンク５２の内部における空間は、減圧ポンプ５４によって減圧することができるように構成されている。インクタンク５２及び減圧ポンプ５４は、脱気処理装置として機能し、インクに含まれる気体を除去する脱気処理を行うことができる。したがって、本実施形態におけるインクタンク５２は、気体除去装置としても機能する。この構成において、超音波処理と脱気処理とを並行して行っても良いし、超音波処理の後に脱気処理を行っても良い。前者の場合、脱離した気泡が顔料に再度付着したりインク内に溶け込んだりする前にインクから除去されるので、より効果的にインクから気体を除去することができ、処理時間もより短縮することができる。
【００４８】
さらに、インクタンク５２には、気体検出装置１６が設けられている。本実施形態における気体検出装置１６は、ハイドロフォンからなる音波検出器５５を超音波振動子２５に対向させた状態でインクタンク５２のインク内に挿入している。この音波検出器５５は、超音波振動子２５から発せられてインクを伝達してくる超音波を受信する。そして、気体検出装置１６は、当該音波検出器５５が受信した音波の音圧に応じた大きさの検出信号を検出結果として制御回路３２に出力する。制御回路３２は、気体検出装置１６から出力される検出信号に基づきインクにおける気体の除去が完了したか否かを判定する。即ち、インクに超音波振動が付与されると当該超音波の周波数によって定まる直径（換言すると、共振気泡径）以下の気泡が破裂していくため、音波検出器５５により検出される音圧とインク内の気体の残留濃度には相関関係が現れる。このため、制御回路３２は、この関係を利用して気体の除去が完了したか否かを判定する。
【００４９】
本実施形態においては、開閉弁５３が閉じられた状態でインク内に含まれる気体の量が閾値以下となるまで（即ち、検出結果が許容範囲内となるまで）インクタンク５２内で気体除去処理が繰り返され、気体の量が閾値以下となった場合に開閉弁５３が開かれてサブタンク６を介して記録ヘッド５にインクが供給される。これにより、記録ヘッド５には、気泡が除去されたインクが導入されるので、気泡に起因する噴射不良をより確実に抑制することが可能となる。なお、他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。また、本実施形態ではインクタンク５２が液体貯留部材に相当する構成を例示したが、例えば、液体貯留部材としてのインクカートリッジ８とは別にインクタンク５２を設け（即ち、インクカートリッジ８と記録ヘッド５との間にインクタンク５２を設ける構成を採用することもできる。
【００５０】
そして、以上では、液体噴射装置として、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド５を備えたプリンター１を例示したが、本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドを備える種々の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を備える液体噴射装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…プリンター，２…プリンター本体，３…スタンド，４…操作パネル，５…記録ヘッド，６…サブタンク，７…キャリッジ，８…インクカートリッジ，９…ガイドロッド，１０…媒体供給部，１１…インク供給チューブ，１２…送液ポンプ，１３…インク供給システム，１４…インク供給流路，１５…気体除去装置，１６…気体検出装置，１８…第１切替部，１９…第２切替部，２０…戻り流路，２１…第１脱気処理装置，２２…第２脱気処理装置，２３…超音波処理装置，２４…超音波処理槽，２５…超音波振動子，２６…超音波ホーン，２８…流入口，２９…流出口，３０…インク収容体，３１…気体検知素子，３２…制御回路，３３…キャリッジ移動機構，３４…印刷媒体搬送機構，３５…メンテナンス機構，３６…ボタン操作受付部，４０…ノズルプレート，４１…流路基板，４２…圧電素子，４３…ホルダー，４４…ノズル，４５…圧力室，４６…共通液室，４７…導入流路，４８…供給口，４９…弾性膜，５０…配線基板，５１…インク供給システム，５２…インクタンク，５３…開閉弁，５４…減圧ポンプ，５５…音波検出器
【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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