(57)【要約】【課題】インクヘッド内のインク圧を適正圧力に保ったまま停止するインク循環システムを提供することである。【解決手段】  本発明に係るインク循環システム４０ａは、環状の循環流路４３と、インクヘッド４２と、インクヘッド４２にインクを送出する第１ポンプ４４と、インクヘッド４２からインクを回収する第２ポンプ４６とを備える。制御装置は、循環を停止させる際、第１ポンプ４４を第１時間後に停止させ、第２ポンプ４６を第２時間後に停止させる。第１時間および第２時間は、循環が停止された後のインクヘッド４２内のインク圧を第１圧力範囲内に収束させるような時間に設定されている。第１圧力範囲は、インクがインクヘッド４２内に引き込まれず、かつ、ノズル４２ａから突出することなくノズル４２ａ内に留まる圧力範囲である。【選択図】図８Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが循環される環状の循環流路と、
前記インクが吐出されるノズルを有し、前記循環流路に設けられたインクヘッドと、
前記循環流路に設けられ、前記インクヘッドに前記インクを送出する第１ポンプと、
前記循環流路に設けられ、前記インクヘッドから前記インクを回収する第２ポンプと、
前記第１ポンプおよび前記第２ポンプに通信可能に接続された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１ポンプおよび前記第２ポンプを制御して、前記インクを前記循環流路内で循環させるとともに前記インクヘッド内の前記インクの圧力を調整する循環制御部と、
前記循環を停止させる停止制御部と、
を備え、
前記停止制御部は、前記循環を停止させる際、前記第１ポンプを第１時間後に停止させ、前記第２ポンプを第２時間後に停止させるように設定され、
前記第１時間および前記第２時間は、前記循環が停止された後の前記インクヘッド内の前記インクの圧力を所定の第１圧力範囲内に収束させるような時間に設定され、
前記第１圧力範囲は、前記インクが前記インクヘッド内に引き込まれることなく、かつ、前記ノズルから突出することなく前記ノズル内に留まる圧力範囲である、
インク循環システム。
【請求項２】
前記第１ポンプが停止される時間と前記第２ポンプが停止される時間とを等しく設定すると前記循環が停止された後の前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第１圧力範囲を上回るように構成されたインク循環システムであって、
前記第２時間は、前記第１時間よりも長い時間に設定されている、
請求項１に記載のインク循環システム。
【請求項３】
前記循環流路の前記第１ポンプと前記インクヘッドとの間に設けられ、前記インクを貯留する第１貯留室を備える第１ダンパと、
前記循環流路の前記インクヘッドと前記第２ポンプとの間に設けられ、前記インクを貯留する第２貯留室を備える第２ダンパと、
前記第１ダンパに設けられ、前記第１貯留室内の前記インクの圧力を検知する第１圧力センサと、
前記第２ダンパに設けられ、前記第２貯留室内の前記インクの圧力を検知する第２圧力センサと、
を備え、
前記循環制御部は、前記第１圧力センサの検知結果に基づいて前記第１貯留室内の前記インクの圧力を所定の第１圧力に保つように前記第１ポンプを制御するとともに、前記第２圧力センサの検知結果に基づいて前記第２貯留室内の前記インクの圧力を所定の第２圧力に保つように前記第２ポンプを制御し、
前記第１圧力の絶対値は、前記第２圧力の絶対値よりも大きい、
請求項２に記載のインク循環システム。
【請求項４】
前記第１貯留室は、前記第１ポンプが停止される時間と前記第２ポンプが停止される時間とを等しく設定した場合には、前記循環が停止されてから前記インクヘッド内の前記インクの圧力が収束するまでに前記インクの貯留量が第１体積だけ減少し、
前記第２貯留室は、前記第１ポンプが停止される時間と前記第２ポンプが停止される時間とを等しく設定した場合には、前記循環が停止されてから前記インクヘッド内の前記インクの圧力が収束するまでに、前記第１体積よりも小さい第２体積だけ前記インクの貯留量が増加する、
請求項３に記載のインク循環システム。
【請求項５】
前記第１ポンプが停止される時間と前記第２ポンプが停止される時間とを等しく設定すると前記循環が停止された後の前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第１圧力範囲を下回るように構成されたインク循環システムであって、
前記第１時間は、前記第２時間よりも長い時間に設定されている、
請求項１に記載のインク循環システム。
【請求項６】
前記循環流路の前記第１ポンプと前記インクヘッドとの間に設けられ、前記インクを貯留する第１貯留室を備える第１ダンパと、
前記循環流路の前記インクヘッドと前記第２ポンプとの間に設けられ、前記インクを貯留する第２貯留室を備える第２ダンパと、
前記第１ダンパに設けられ、前記第１貯留室内の前記インクの圧力を検知する第１圧力センサと、
前記第２ダンパに設けられ、前記第２貯留室内の前記インクの圧力を検知する第２圧力センサと、
を備え、
前記循環制御部は、前記第１圧力センサの検知結果に基づいて前記第１貯留室内の前記インクの圧力を所定の第１圧力に保つように前記第１ポンプを制御するとともに、前記第２圧力センサの検知結果に基づいて前記第２貯留室内の前記インクの圧力を所定の第２圧力に保つように前記第２ポンプを制御し、
前記第２圧力の絶対値は、前記第１圧力の絶対値よりも大きい、
請求項５に記載のインク循環システム。
【請求項７】
前記第１貯留室は、前記第１ポンプが停止される時間と前記第２ポンプが停止される時間とを等しく設定した場合には、前記循環が停止されてから前記インクヘッド内の前記インクの圧力が収束するまでに前記インクの貯留量が第１体積だけ減少し、
前記第２貯留室は、前記第１ポンプが停止される時間と前記第２ポンプが停止される時間とを等しく設定した場合には、前記循環が停止されてから前記インクヘッド内の前記インクの圧力が収束するまでに、前記第１体積よりも大きい第２体積だけ前記インクの貯留量が増加する、
請求項６に記載のインク循環システム。
【請求項８】
前記停止制御部は、前記第１時間および前記第２時間が入力される入力部を備えている、
請求項１〜７のいずれか一つに記載のインク循環システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載のインク循環システムを備えた、
インクジェットプリンタ。
【請求項１０】
インクが循環される環状の循環流路と、前記インクが吐出されるノズルを有し前記循環流路に設けられたインクヘッドと、前記循環流路に設けられ前記インクヘッドに前記インクを送出する第１ポンプと、前記循環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第２ポンプと、を備えたインク循環システムにおいて、前記インクの循環を停止させる際のパラメータを設定する方法であって、
前記パラメータは、前記第１ポンプを停止させる時間と前記第２ポンプを停止させる時間とを含み、
前記第１ポンプを第１時間後に停止させ、前記第２ポンプを第２時間後に停止させた後に、前記インクヘッド内の前記インクの圧力を確認する第１工程と、
前記第１工程において確認された前記インクヘッド内の前記インクの圧力が所定の第１圧力範囲を上回る場合には前記第２時間を前記第１時間に対して相対的に延ばし、前記第１工程において確認された前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第１圧力範囲を下回る場合には前記第１時間を前記第２時間に対して相対的に延ばす第２工程と、
を含み、
前記第１圧力範囲は、前記インクが前記インクヘッド内に引き込まれることなく、かつ、前記ノズルから突出することなく前記ノズル内に留まる圧力範囲である、
インク循環システムのパラメータ設定方法。
【請求項１１】
前記第１工程において、前記インクヘッド内の前記インクの圧力は、前記ノズルにおける前記インクの状態に基づいて確認され、
前記ノズルから前記インクが突出している場合には、前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第１圧力範囲を上回っていると認定し、
前記インクヘッド内に前記インクが引き込まれている場合には、前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第１圧力範囲を下回っていると認定する、
請求項１０に記載のインク循環システムのパラメータ設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク循環システムと、インク循環システムを備えたインクジェットプリンタと、インク循環システムのパラメータ設定方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクを循環させる循環流路を備えたインク供給システム、および、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が知られている。例えば、特許文献１には、インク還流経路を備えたインクジェット式記録装置が開示されている。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ことがあり、色ムラや吐出不良等の印刷品質の低下に繋がりやすい。インクの循環は、顔料の沈降やインクの増粘を予防するためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７９９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したような循環流路を備えたインク供給システムであっても、あらゆる場合にインクを循環させているわけではなく、循環を停止させるときがある。例えばそれは、インクジェットプリンタの設置場所を移動させるときなどである。しかし、インクの循環を停止させる際に単純にポンプを停止させると、多くの場合、インクヘッド内のインク圧は循環時と変わってしまう。循環時のインクヘッド内のインク圧は、インクが吐出可能な状態でノズル内に保持される適正な圧力範囲内に制御されているが、循環の停止によってインク圧が大きく変動し適正な圧力範囲内から外れてしまうと、ノズルから外部の空気を吸引したり、逆にノズルからインクが垂れたりする。このような事態は、もちろん好ましいものではない。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インクヘッド内のインク圧を適正圧力に保ったまま停止するインク循環システム、およびそのようなインク循環システムを備えたインクジェットプリンタを提供することである。また、インクヘッド内のインク圧を適正圧力に保ったまま循環が停止するようなインク循環システムのパラメータ設定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るインク循環システムは、インクが循環される環状の循環流路と、前記インクが吐出されるノズルを有し前記循環流路に設けられたインクヘッドと、前記循環流路に設けられ前記インクヘッドに前記インクを送出する第１ポンプと、前記循環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第２ポンプと、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプに通信可能に接続された制御装置とを備える。前記制御装置は、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプを制御して、前記インクを前記循環流路内で循環させるとともに前記インクヘッド内の前記インクの圧力を調整する循環制御部と、前記循環を停止させる停止制御部とを備えている。前記停止制御部は、前記循環を停止させる際、前記第１ポンプを第１時間後に停止させ、前記第２ポンプを第２時間後に停止させるように設定されている。前記第１時間および前記第２時間は、前記循環が停止された後の前記インクヘッド内の前記インクの圧力を所定の第１圧力範囲内に収束させるような時間に設定されている。前記第１圧力範囲は、前記インクが前記インクヘッド内に引き込まれることなく、かつ、前記ノズルから突出することなく前記ノズル内に留まる圧力範囲である。
【０００７】
上記インク循環システムによれば、第１ポンプによってインクヘッドに流入するインクの圧力を制御し、第２ポンプによってインクヘッドから流出するインクの圧力を制御することによって、インク循環時におけるインクヘッド内のインク圧の調整が可能である。従って、循環停止時にも、第１ポンプが停止されるまでの時間（＝第１時間）および第２ポンプが停止されるまでの時間（＝第２時間）を調整し、場合により第１時間と第２時間との間に適度な時間差を設けることで、インクヘッド内のインク圧を調整可能である。上記インク循環システムにおいては、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が、インクヘッド内にインクが引き込まれることなく、また、インクがノズルから突出することもなく、インクがノズル内に留まる圧力範囲（＝第１圧力範囲）内に入るように、第１時間および第２時間が調整されている。従って、上記インク循環システムによれば、適切なインク圧を保ったまま循環を停止させることができる。なお、上記において、インクが「突出」している状態とは、インクがノズル内に留まることなくノズルから垂れている状態を意味し、インクが「引き込まれている」状態とは、インクがノズルに留まることなく外部の空気とともにノズルから吸い込まれている状態を意味する。従って、「インクヘッド内のインク圧が第１圧力範囲内に収束した状態」とは、インクが外部の空気とともにインクヘッド内に吸い込まれている状態よりも良好であり、かつ、インクがノズルから垂れている状態よりも良好な全ての状態を含む。
【０００８】
また、本発明に係るインク循環システムのパラメータ設定方法は、インクが循環される環状の循環流路と、前記インクが吐出されるノズルを有し前記循環流路に設けられたインクヘッドと、前記循環流路に設けられ前記インクヘッドに前記インクを送出する第１ポンプと、前記循環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第２ポンプと、を備えたインク循環システムにおいて、前記インクの循環を停止させる際のパラメータを設定する方法であって、前記パラメータは、前記第１ポンプを停止させる時間と前記第２ポンプを停止させる時間とを含んでいる。本発明に係るインク循環システムのパラメータ設定方法は、前記第１ポンプを第１時間後に停止させ、前記第２ポンプを第２時間後に停止させた後に、前記インクヘッド内の前記インクの圧力を確認する第１工程と、前記第１工程において確認された前記インクヘッド内の前記インクの圧力が所定の第１圧力範囲を上回る場合には前記第２時間を前記第１時間に対して相対的に延ばし、前記第１工程において確認された前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第１圧力範囲を下回る場合には前記第１時間を前記第２時間に対して相対的に延ばす第２工程とを含む。前記第１圧力範囲は、前記インクが前記インクヘッド内に引き込まれることなく、かつ、前記ノズルから突出することなく前記ノズル内に留まる圧力範囲である。
【０００９】
上記インク循環システムのパラメータ設定方法によれば、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が、第１圧力範囲を超える場合には、第２ポンプの停止時間を第１ポンプの停止時間に対して相対的に延ばし、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が第１圧力範囲を下回る場合には、第１ポンプの停止時間を第２ポンプの停止時間に対して相対的に延ばす工程を繰り返して、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が第１圧力範囲内に入るように調整する。即ち、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が高い場合には、流出側である第２ポンプの停止を遅延させてインク圧を下げ、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が低い場合には、流入側である第１ポンプの停止を遅延させてインク圧を上げることにより、インクヘッド内のインク圧を調整する。第１圧力範囲は、インクがインクヘッド内に引き込まれることなく、また、ノズルから突出することもなくノズル内に留まるような圧力範囲である。このような方法により、インクヘッド内のインク圧を適正に保ったままインク循環システムを停止させるようなパラメータを見出すことができる。上記パラメータは、具体的には、第１ポンプの停止時間および第２ポンプの停止時間である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るインクジェットプリンタの正面図である。
【図２】キャリッジ下面の構成を示す模式図である。
【図３】インクシステムの構成を示す模式図である。
【図４】上流側ダンパの内部構造を模式的に示す断面図である。
【図５】ノズル付近の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図６】プリンタのブロック図である。
【図７】インク循環システムにおいてインクが循環されている状態を示す模式図である。
【図８Ａ】インク循環システムにおいてインクの循環を停止する際のステップを示す模式図であって、最初のステップを示す図である。
【図８Ｂ】インク循環システムにおいてインクの循環を停止する際のステップを示す模式図であって、２番目のステップを示す図である。
【図９】図７に示された循環状態から単純停止された場合のインク循環システムを示す模式図である。
【図１０】遅延時間の調整方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、いくつかの実施形態に係るインクシステムおよびインクシステムを備えたインクジェットプリンタについて説明する。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。以下の説明では、インクジェットプリンタを正面から見たときに、インクジェットプリンタから遠ざかる方を前方、インクジェットプリンタに近づく方を後方とする。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、インクジェットプリンタの設置態様等を限定するものではない。また、図面中の符号Ｙは主走査方向を示し、符号Ｘは主走査方向Ｙと直交する副走査方向Ｘを示している。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る大判のインクジェットプリンタ（以下、「プリンタ」とする。）１０の正面図である。プリンタ１０は、ロール状の記録媒体５を順次前方に移動させると共に、主走査方向Ｙに移動するキャリッジ２５に搭載された複数のインクヘッド４２（図２参照）からインクを吐出することによって、記録媒体５上に画像を印刷する。
【００１３】
記録媒体５は、画像が印刷される対象物である。記録媒体５は特に限定されない。記録媒体５は、例えば、普通紙やインクジェット用印刷紙等の紙類であってもよいし、樹脂製やガラス製などの透明なシートであってもよいし、金属製やゴム製等のシートであってもよい。
【００１４】
図１に示すように、プリンタ１０は、プリンタ本体１０ａと、プリンタ本体１０ａを支持する脚１１とを備えている。プリンタ本体１０ａは、主走査方向Ｙに延びている。プリンタ本体１０ａは、ガイドレール２１と、ガイドレール２１に係合したキャリッジ２５とを備えている。ガイドレール２１は、主走査方向Ｙに延びている。ガイドレール２１は、キャリッジ２５の主走査方向Ｙへの移動をガイドする。キャリッジ２５には無端状のベルト２２が固定されている。ベルト２２は、ガイドレール２１の右側に設けられたプーリ２３ａおよび左側に設けられたプーリ２３ｂに巻き掛けられている。右側のプーリ２３ａにはキャリッジモータ２４が取り付けられている。キャリッジモータ２４は、制御装置１００と電気的に接続されている。キャリッジモータ２４は、制御装置１００によって制御される。キャリッジモータ２４が駆動するとプーリ２３ａが回転し、ベルト２２が走行する。それにより、キャリッジ２５がガイドレール２１に沿って主走査方向Ｙに移動する。このように、キャリッジ２５が主走査方向Ｙに移動することによって、複数のインクヘッド４２も主走査方向Ｙに移動する。
【００１５】
キャリッジ２５の下方には、プラテン１２が配置されている。プラテン１２は、主走査方向Ｙに延びている。プラテン１２には記録媒体５が載置される。プラテン１２の上方には、記録媒体５を上から押下するピンチローラ３１が設けられている。ピンチローラ３１は、キャリッジ２５より後方に配置されている。プラテン１２には、グリットローラ３２が設けられている。グリットローラ３２は、ピンチローラ３１の下方に配置されている。グリットローラ３２は、ピンチローラ３１と対向する位置に設けられている。グリットローラ３２は、フィードモータ３３（図６参照）に連結されている。グリットローラ３２は、フィードモータ３３の駆動力を受けて回転可能に形成されている。フィードモータ３３は、制御装置１００と電気的に接続されている。フィードモータ３３は、制御装置１００によって制御される。ピンチローラ３１とグリットローラ３２との間に記録媒体５が挟まれた状態でグリットローラ３２が回転すると、記録媒体５は副走査方向Ｘに搬送される。
【００１６】
図２は、キャリッジ２５の記録媒体５と対向する側の面（本実施形態では下面）の構成を示す模式図である。図２に示すように、キャリッジ２５の下面には、複数のインクヘッド４２が設けられている。ここでは、インクヘッド４２の数は「８」である。複数のインクヘッド４２は、それぞれ、カラー画像を形成するためのプロセスカラーインク、または画像に特殊な視覚効果を付与するための特色インクを吐出する。プロセスカラーインクは、例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、グレーインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインクなどである。特色インクは、例えば、クリアインク、ホワイトインクなどである。ただし、インクヘッド４２の数は８個に限定されず、インクの色調は何ら限定されるわけではない。また、インクの材料は何ら限定されず、従来からインクジェットプリンタのインクの材料として用いられている各種の材料を使用することができる。
【００１７】
図２に示すように、キャリッジ２５において、複数のインクヘッド４２は、主走査方向Ｙに並んで配置されている。それぞれのインクヘッド４２には、複数のノズル４２ａが形成されている。複数のノズル４２ａは、副走査方向Ｘに一列に並んでいる。ただし、ノズル４２ａの配置は一列とは限らず、１つのインクヘッド４２につき複数列を形成していてもよい。また、インクヘッド４２におけるノズル４２ａの数量も限定されない。図２において、複数のインクヘッド４２には、それぞれ１０個のノズル４２ａが図示されているが、実際にはさらに多数（例えば３００個）のノズルが形成されている。
【００１８】
複数のインクヘッド４２には、それぞれ１つのインクシステムが接続されている。図３は、インクシステム３５の構成を示す模式図である。図３に示されるように、本実施形態に係るインクシステム３５は、インク供給システム４０、キャッピングシステム６０、および排出システム７０を備えている。
【００１９】
インク供給システム４０は、インクヘッド４２にインクを供給するシステムである。インク供給システム４０は、１つのインクヘッド４２ごとに設けられている。複数のインク供給システム４０は、供給するインクの種類と、後述する一部の設定を除いて、共通の構成を備えている。図３に示されるように、インク供給システム４０は、インクカートリッジ４１と、インクヘッド４２と、循環流路４３と、上流側ポンプ４４と、上流側ダンパ４５と、下流側ポンプ４６と、下流側ダンパ４７と、エアトラップ４８と、循環バルブ４９とを備えている。
【００２０】
インクカートリッジ４１は、インクを貯留する部材である。インクカートリッジ４１は、例えば、プリンタ本体１０ａに着脱自在に設けられている。ただし、インクカートリッジ４１の配置される位置は限定されない。例えば、インクカートリッジ４１は、キャリッジ２５に着脱自在に設けられていてもよい。インクカートリッジ４１には、前述した様々なインクのうち１つの種類のインクが貯留される。そのうち、例えばホワイトインクなどは、顔料を含み、放置しておくと顔料が沈降しやすいインクの１つである。
【００２１】
循環流路４３は、インクの成分が沈降しないようにインクを循環させる流路である。また、循環流路４３は、印刷時には、インクヘッド４２にインクを供給する流路である。そこで、循環流路４３には、インクカートリッジ４１が供給流路４３ａを介して接続されている。循環流路４３および供給流路４３ａ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。循環流路４３において、循環流路４３と供給流路４３ａとの接続点Ｃ１の下流には、上流側ポンプ４４が設けられている。上流側ポンプ４４の下流には、上流側ダンパ４５が設けられている。上流側ダンパ４５の下流には、インクヘッド４２が設けられている。上流側ポンプ４４は、インクカートリッジ４１からインクヘッド４２に向かう方向に送液するように設定され、インクヘッド４２へのインクの供給流量を制御している。インクヘッド４２の下流には、下流側ダンパ４７が設けられている。下流側ダンパ４７の下流には、下流側ポンプ４６が設けられている。下流側ポンプ４６は、インクヘッド４２から出てゆく方向に送液するように設定され、インクヘッド４２からのインクの帰還流量を制御している。下流側ポンプ４６の下流には、エアトラップ４８が配置されている。エアトラップ４８のさらに下流には、循環バルブ４９が設けられている。循環バルブ４９の下流で、循環流路４３は、供給流路４３ａとの接続点Ｃ１に戻っている。
【００２２】
なお、以下では、上記構成のうち、循環流路４３、および循環流路４３に設けられた構成（上流側ポンプ４４、上流側ダンパ４５、インクヘッド４２、下流側ダンパ４７、下流側ポンプ４６、エアトラップ４８、循環バルブ４９）を称して、インク循環システム４０ａと称することがある。インク循環システム４０ａは、インクの循環に係るシステムである。
【００２３】
上流側ポンプ４４および下流側ポンプ４６は、循環流路４３内でインクを循環させるとともに、インクヘッド４２内のインク圧を適正な圧力範囲に調整している。上流側ポンプ４４は、インクの供給流量を調整することで、上流側のインク圧力を調整している。下流側ポンプ４６は、インクの帰還流量を調整することで、下流側のインク圧力を調整している。インクヘッド４２の上流側インク圧および下流側インク圧が調整されることで、インクヘッド４２内のインク圧が調整される。上流側ポンプ４４、下流側ポンプ４６の種類は特に限定されない。上流側ポンプ４４、下流側ポンプ４６は、例えば、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプ等である。
【００２４】
上流側ダンパ４５および下流側ダンパ４７は、インクの圧力変動を緩和してインクヘッド４２のインク吐出動作を安定させるとともに、インクヘッド４２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。図４は、上流側ダンパ４５の内部構造を模式的に示す断面図である。図４に示されるように、上流側ダンパ４５は、インクを貯留する貯留室４５ａと、貯留室４５ａの一面をなす膜４５ｂと、コイルスプリング４５ｃと、押圧体４５ｄと、フォトセンサ４５ｅとを備えている。膜４５ｂは、例えば、可撓性を有する樹脂製の膜である。膜４５ｂは、貯留室４５ａの内側および外側にそれぞれ撓むことができる程度の張力で貯留室４５ａの一面に貼り付けられている。膜４５ｂは、貯留室４５ａの一面を構成している。コイルスプリング４５ｃは、押圧体４５ｄを介して膜４５ｂを押圧する弾性体の一例である。本実施形態では、コイルスプリング４５ｃは、圧縮された状態に維持されている。そのため、膜４５ｂは、常に貯留室４５ａの外側（図４の右側）に向けて押圧された状態となっている。貯留室４５ａの容積は、コイルスプリング４５ｃが伸縮して膜４５ｂが撓むことにより変更可能となっている。押圧体４５ｄは、コイルスプリング４５ｃが膜４５ｂを均一に押圧できるように設けられた部材である。押圧体４５ｄの構成は特に限定されないが、例えば金属製の平板状部材である。
【００２５】
フォトセンサ４５ｅは、貯留室４５ａ内のインク圧を検出する部材である。本実施形態では、フォトセンサ４５ｅは、膜４５ｂの外側に設けられ、膜４５ｂの位置変化から貯留室４５ａ内のインク圧を検出する。貯留室４５ａに貯留されているインクの圧力が低くなると、膜４５ｂが貯留室４５ａの内側に撓む。膜４５ｂの撓みは、フォトセンサ４５ｅによって光学的に検知される。膜４５ｂの内側への撓みが所定量以上になると、フォトセンサ４５ｅは、貯留室４５ａ内のインク圧が所定の圧力以下になったと認識する。フォトセンサ４５ｅは、貯留室４５ａ内のインク圧が所定値以下になったと認識すると、制御装置１００に信号を送信する。この信号を受け、制御装置１００は、上流側ポンプ４４を駆動させる。上流側ポンプ４４が駆動することにより貯留室４５ａ内のインク圧が上昇し、膜４５ｂの内側への撓みが所定量を下回ると、フォトセンサ４５ｅは、貯留室４５ａ内のインク圧が所定の圧力を超えたと認識する。フォトセンサ４５ｅは、貯留室４５ａ内のインク圧が所定の圧力を超えたと認識すると制御装置１００への信号の送信を停止し、制御装置１００は上流側ポンプ４４を停止させる。上流側ダンパ４５は、このように制御装置１００を介して、上流側ポンプ４４の駆動を制御する。上記のような上流側ポンプ４４の駆動制御により、インクヘッド４２の上流側のインク圧は、所望の圧力範囲に制御される。
【００２６】
下流側ダンパ４７も、上流側ダンパ４５と同様の構造を有し、制御装置１００を介して下流側ポンプ４６の駆動を制御している。下流側ダンパ４７も、フォトセンサ４７ｅ（図３、図６参照）を備えている。インクヘッド４２の下流側のインク圧は、フォトセンサ４７ｅの検出結果に基づいた制御により、調整されている。ただし、下流側インク圧と上流側インク圧とは、設定値が異なっている。従って、膜やコイルスプリングの復元力などが異なっている。
【００２７】
インクヘッド４２は、記録媒体５に向けてインクを吐出する部材である。インクは、インクヘッド４２のノズル４２ａから下方に向けて吐出される。図５は、ノズル４２ａ付近の内部構造を模式的に示す断面図である。図５に示すように、インクヘッド４２は、ノズル４２ａごとに圧力室４２ｂとアクチュエータ４２ｃとを備えている。ノズル４２ａは、インクヘッド４２の下面に形成された微小な穴であって、インクが吐出される部位である。ノズル４２ａの上方には圧力室４２ｂが設けられている。圧力室４２ｂとノズル４２ａとは連通している。圧力室４２ｂには、インクが貯留されている。圧力室４２ｂには流入口４２ｄが設けられており、インクは流入口４２ｄから圧力室４２ｂに供給される。圧力室４２ｂの外側には、アクチュエータ４２ｃが貼り付けられている。アクチュエータ４２ｃは、例えば、圧電素子である。圧電素子は、電圧を印加することによって収縮する素子である。アクチュエータ４２ｃは、制御装置１００と電気的に接続されている。アクチュエータ４２ｃの動作は、制御装置１００によって制御されている。
【００２８】
印刷待機時、すなわち、印刷が行われていない時の圧力室４２ｂ内のインク圧は、上流側ポンプ４４が制御する上流側インク圧、および下流側ポンプ４６が制御する下流側インク圧によって決定されている。本実施形態に係るプリンタ１０では、圧力室４２ｂ内のインク圧は、ほぼ上流側インク圧と下流側インク圧との中間値になっている。ただし、圧力室４２ｂ内のインク圧と、上流側インク圧および下流側インク圧との関係はインク循環システムの設計によって変わり得るものであり、必ずしも上記の関係とは限らない。印刷待機時における圧力室４２ｂ内のインク圧は、例えば−３ｋＰａ〜−０．５ｋＰａ程度の負圧に維持されている。この圧力室４２ｂ内のインク圧は、少なくともインクがインクヘッド４２内に引き込まれることなく、また、ノズル４２ａから突出することもなくノズル４２ａ内に保持される圧力である。ここでは、インクが「引き込まれている」状態とは、インクがノズル４２ａに留まることなく外部の空気とともにノズル４２ａから吸い込まれている状態を意味し、インクが「突出」している状態とは、インクがノズル４２ａ内に留まることなくノズル４２ａから垂れている状態を意味する。インクが上記のように突出も引き込まれもせずノズル４２ａ内に留まる圧力範囲（以下では適宜、許容圧力範囲と呼ぶ。）は、インクヘッド４２によって決まっている。インクヘッド４２内のインク圧がこの許容圧力範囲よりも高いと、インクはノズル４２ａから突出し、外部に向かって垂れる（図４のＭ１）。インクヘッド４２内のインク圧がこの許容圧力範囲よりも低いと、インクは圧力室４２ｂ側に後退し、圧力室４２ｂに向かって外部の空気とともに吸引される（図４のＭ２）。許容圧力範囲は、インクがインクヘッド４２内に引き込まれ始める直前の圧力を下限とし、インクがノズル４２ａの外に垂れ始める直前の圧力を上限とする圧力範囲である。印刷待機時における圧力室４２ｂ内のインク圧は、上記許容圧力範囲内において設定されている。
【００２９】
印刷時、圧力室４２ｂは、アクチュエータ４２ｃによって収縮／膨張させられる。それによってノズル４２ａからはインクが吐出される。インク吐出時、アクチュエータ４２ｃは圧力室４２ｂを収縮させる方向に変位し、アクチュエータ４２ｃの変位により圧力室４２ｂの容積が減少する。圧力室４２ｂと連通したノズル４２ａからは、圧力室４２ｂの容積減少分のインクが吐出される。インク吐出後は、アクチュエータ４２ｃは吐出時と逆方向に変位し、圧力室４２ｂを膨張させる。この膨張により流入口４２ｄから圧力室４２ｂにインクが供給される。アクチュエータ４２ｃの駆動は、制御装置１００によって制御されている。
【００３０】
エアトラップ４８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４８は、例えば、気液分離器である。エアトラップ４８は、例えば、インクの流入口と流出口とを有する捕獲室を備え、捕獲室を通過するインクに混入している空気を捕獲する。インクに混入している空気は、捕獲室を通過する際、捕獲室のインク液面よりも上方の空間に放出される。エアトラップ４８は、このようにして循環流路４３内のインクに巻き込まれている空気を捕獲する。捕獲された空気は、排出システム７０によって定期的に排出される。
【００３１】
循環バルブ４９は、循環流路４３を開放／閉鎖するバルブである。循環バルブ４９は、制御装置１００に電気的に接続されている。循環バルブ４９は、印刷待機時および印刷時、開放されている。循環バルブ４９は、排出システム７０による循環流路４３内のインク排出時には閉鎖される。
【００３２】
図３に示されるように、本実施形態に係るインクシステム３５は、キャッピングシステム６０を備えている。キャッピングシステム６０は、キャップ６１と、キャップ移動機構６２と、吸引ポンプ６３とを備える。キャップ６１は、ガイドレール２１の右端部に位置するホームポジション（図示省略）の下方に配置されている。ホームポジションとは、印刷待機時にキャリッジ２５が待機する位置のことである。キャップ６１は、インクヘッド４２のノズル４２ａに付着したインクが硬化して、ノズル４２ａが詰まることを抑制する部材である。キャップ６１は、印刷待機時において、インクヘッド４２のノズル面を覆うようにインクヘッド４２に装着される。キャップ移動機構６２は、キャップ６１に接続されている。キャップ移動機構６２は、ホームポジションにおいて、インクヘッド４２のノズル面に向かってキャップ６１を上下移動させる機構である。キャップ移動機構６２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６２は、上記駆動モータを駆動することによって、キャップ６１を上下移動させる。
【００３３】
吸引ポンプ６３は、インクヘッド４２にキャップ６１が装着されている状態において、インクヘッド４２内のインクを吸引する部材である。吸引も、インクヘッド４２のノズル４２ａの詰まりを予防するための作業である。キャップ６１には吸引流路６４の一端が接続され、吸引流路６４の他端には廃液タンク６５が接続されている。吸引ポンプ６３は、吸引流路６４に設けられ、吸引流路６４を介してインクヘッド４２内のインクを吸引する。吸引ポンプ６３によって吸引されたインクは、廃液タンク６５に廃棄される。
【００３４】
図３に示されるように、本実施形態に係るインクシステム３５は、排出システム７０を備えている。排出システム７０は、インク循環システム４０ａ内から空気およびインクを排出するシステムである。本実施形態に係る排出システム７０は、排出流路７１と、排出バルブ７２と、排出ポンプ７３と、を備えている。
【００３５】
図３に示されるように、排出流路７１は、一端がエアトラップ４８に接続され、他端が廃液タンク６５に接続されている。排出流路７１は、エアトラップ４８と廃液タンク６５とを連結している。排出流路７１の途中には、排出バルブ７２が設けられている。排出流路７１において、排出バルブ７２よりも下流には、排出ポンプ７３が設けられている。排出動作時、排出バルブ７２は開放され、排出ポンプ７３は、エアトラップ４８から空気およびインクを排出する。排出ポンプ７３によって排出された空気およびインクは、廃液タンク６５に廃棄される。
【００３６】
なお、図３では、吸引ポンプ６３および排出ポンプ７３は、インク供給システム４０ごとに設けられているが、それには限られない。吸引ポンプ６３および排出ポンプ７３は、プリンタ１０に１つでもよいし、複数のインク供給システム４０に対して１つずつでもよい。吸引流路６４および排出流路７１の種類および材質も限定されない。吸引流路６４および排出流路７１は、例えば、可撓性を有するチューブである。吸引ポンプ６３および排出ポンプ７３の種類もまた限定されないが、チューブポンプやダイヤフラムポンプなどである。
【００３７】
図１に示すように、プリンタ本体１０ａの右端部には、操作パネル１１０が設けられている。操作パネル１１０には、機器状態を表示する表示部と、ユーザーによって操作される入力キー等が設けられている。操作パネル１１０の内側には、プリンタ１０の各種の動作を制御する制御装置１００が収容されている。図６は、本実施形態に係るプリンタ１０のブロック図である。図６に示すように、制御装置１００は、キャリッジモータ２４、フィードモータ３３、アクチュエータ４２ｃ、上流側ポンプ４４、下流側ポンプ４６、循環バルブ４９、キャップ移動機構６２、吸引ポンプ６３、排出バルブ７２、および排出ポンプ７３と、それぞれ通信可能に接続されており、それらを制御可能に構成されている。また、制御装置１００は、上流側ダンパ４５のフォトセンサ４５ｅ、下流側ダンパ４７のフォトセンサ４７ｅと電気的に接続され、それらからの信号を受信している。制御装置１００は、インク循環制御部１０１と、印刷制御部１０２と、キャッピング制御部１０３と、排出制御部１０４とを備えている。
【００３８】
制御装置１００の構成は特に限定されない。制御装置１００は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等の記憶装置とを備えている。なお、制御装置１００は必ずしもプリンタ本体１０ａの内部に設けられている必要はなく、例えば、プリンタ本体１０ａの外部に設置され、有線または無線を介してプリンタ本体１０ａと通信可能に接続されたコンピュータ等であってもよい。
【００３９】
インク循環制御部１０１は、インク循環システム４０ａにおけるインクの循環を制御する部位である。インク循環制御部１０１は、循環制御部１０１ａと、停止制御部１０１ｂとを備えている。循環制御部１０１ａは、上流側ポンプ４４および下流側ポンプ４６を制御して、インクを循環させるとともに、インクヘッド４２内のインク圧を所定の圧力に制御する部位である。循環制御部１０１ａは、フォトセンサ４５ｅからの信号に基づいて上流側ポンプ４４の駆動を制御し、上流側インク圧を所定の圧力範囲内に制御している。また、循環制御部１０１ａは、フォトセンサ４７ｅからの信号に基づいて下流側ポンプ４６の駆動を制御し、下流側インク圧を所定の圧力範囲内に制御している。制御の詳細は、前述した通りである。循環制御部１０１ａは、上流側インク圧および下流側インク圧をそれぞれ制御することによって、インクヘッド４２内のインク圧を間接的に制御している。
【００４０】
停止制御部１０１ｂは、循環流路４３内のインクの循環を停止する際の各部の動作を制御する部位である。インクの循環は、例えば、プリンタ１０の設置場所を移動させるときなどに停止される。停止制御部１０１ｂは、停止時間入力部１０１ｃを備えている。停止時間入力部１０１ｃには、インクの循環を停止する指令が発せられてから上流側ポンプ４４を停止させるまでの時間、および下流側ポンプ４６を停止させるまでの時間が入力される。停止制御部１０１ｂは、上流側ポンプ４４、および下流側ポンプ４６に通信可能に接続され、それらの動きを制御している。循環停止時の制御の詳細については後述する。
【００４１】
印刷制御部１０２は、記録媒体５への画像の印刷を制御する部位である。印刷制御部１０２は、キャリッジモータ２４を駆動させながらノズル４２ａからインクを吐出させて印刷を行わせる。記録媒体５は副走査方向Ｘの１つの位置に固定され、その状態においてキャリッジ２５は１回または複数回、主走査方向Ｙに往復し印刷を行う。上記１つの副走査方向Ｘの位置で印刷が完了すると、印刷制御部１０２は、フィードモータ３３を駆動させて、記録媒体５を所定の距離だけ前方に送る。上記を繰り返して、印刷制御部１０２は、記録媒体５に対して画像を印刷する。
【００４２】
キャッピング制御部１０３は、キャッピングシステム６０を制御して、キャッピングおよびインクヘッド４２のクリーニングを実施する部位である。印刷待機時、キャッピング制御部１０３は、キャップ移動機構６２を駆動させてキャップ６１を上方に移動させ、インクヘッド４２にキャップ６１を装着させる。また、キャッピング制御部１０３は、キャップ６１の装着時において吸引ポンプ６３を駆動させてインクを吸引する。さらに、キャッピング制御部１０３は、キャップ６１の装着時においてインクヘッド４２からインクを吐出させるフラッシングを行う。フラッシングを定期的に行うことで、インクヘッド４２からのインクの吐出を良好な状態に維持することができる。
【００４３】
排出制御部１０４は、エアトラップ４８からの空気およびインクの排出動作を制御する部位である。排出制御部１０４は、循環バルブ４９、排出バルブ７２、および排出ポンプ７３に通信可能に接続され、それらの動作を制御している。排出動作時、排出制御部１０４は、循環バルブ４９を閉鎖するとともに、排出バルブ７２を開放する。また、排出動作時、排出制御部１０４は、排出ポンプ７３を駆動させ、エアトラップ４８から廃液タンク６５に向かって空気およびインクを送出する。
【００４４】
（循環停止時のプロセス）
以下では、本実施形態に係るプリンタ１０においてインクの循環を停止する際のプロセスについて説明する。前述したように、インクを循環させる循環流路を備えた従来のインク供給システムにおいては、循環停止時に必ずしもインクヘッド内のインク圧が適正な圧力範囲内になって停止するわけではないという問題があった。インクヘッド内のインク圧の適正な範囲は、少なくともインクがノズルから垂れ落ちることなく、かつ外部の空気がノズル内に吸引されることなく、ノズル内にインクが保持される圧力範囲である。本実施形態に係るインク循環システム４０ａは、上記のような循環停止時の問題に対応するために、循環流路４３に上流側ポンプ４４と下流側ポンプ４６の２つのポンプを備え、制御装置１００の停止制御部１０１ｂがそれら２つのポンプを制御して停止させている。
【００４５】
図７は、本実施形態に係るインク循環システム４０ａにおいてインクが循環されている状態を示す模式図である。図７においては、駆動しているポンプ、および開放されているバルブにはハッチングが施されている。停止しているポンプ、および閉鎖されているバルブにはハッチングが施されていない。また、図８Ａ、図８Ｂは、本実施形態に係るインク循環システム４０ａにおいてインクの循環を停止する際の２つのステップを示す模式図である。図８Ａ、図８Ｂのうち、図８Ａは最初のステップを、図８Ｂは２番目のステップを示している。即ち、本実施形態に係るインク循環システム４０ａは、図７の状態から図８Ａの状態を経て、図８Ｂの状態に至ることで、循環状態から循環停止状態に到達する。図８Ｂは、循環停止状態を図示している。図８Ａ、図８Ｂにおいても、駆動しているポンプ、および開放されているバルブにはハッチングが施されている。
【００４６】
図７に示されるように、インク循環時、インク循環システム４０ａにおいては、上流側ポンプ４４および下流側ポンプ４６が駆動し、循環バルブ４９が開放されている。前述したように、本実施形態に係るインク循環システム４０ａにおいては、上流側ポンプ４４と下流側ポンプ４６とは独立に制御され、結果的にインクヘッド４２内のインク圧が適正な圧力に保たれるようになっている。上流側インク圧および下流側インク圧は、インクヘッド４２内の圧力が適正圧力に保たれる限りで任意に設定されてよいが、図７に示すように、１つの好適な例では、上流側インク圧Ｐ１＝３ｋＰａ、下流側インク圧Ｐ２＝−６ｋＰａ程度である。本実施形態に係るインク循環システム４０ａでは、このように、上流側インク圧Ｐ１は正圧に制御されている。下流側インク圧Ｐ２は、負圧に制御されている。なお、本実施形態に係る上流側ダンパ４５および下流側ダンパ４７は、いずれもインクヘッド４２の上方に位置するので、上記した上流側インク圧Ｐ１＝３ｋＰａ、下流側インク圧Ｐ２＝−６ｋＰａの間の圧力差は、上流側ダンパ４５と下流側ダンパ４７との水頭差による圧力差を含んでいる。本実施形態に係るインク循環システム４０ａでは、インクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、上流側インク圧Ｐ１と下流側インク圧Ｐ２との中間値付近になるため、Ｐｈ＝−１．５ｋＰａ程度である。このインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、ノズル４２ａ内にインクが留まり、すぐにインクを吐出可能な圧力範囲内である。
【００４７】
図７に示されているインク循環状態から循環を停止しようとするとき、本実施形態に係るインク循環システム４０ａは、まず図８Ａに示された状態に移行する。図８Ａに示されているように、循環停止の最初のステップでは、下流側ポンプ４６が停止する。このとき、上流側ポンプ４４は駆動しており、循環バルブ４９は開放されている。従って、循環停止の最初のステップにおいて、インクは上流側ポンプ４４の送液のみによって循環流路４３内を循環する。１つの好適な実施形態では、この状態が数秒間継続される。
【００４８】
図８Ａに示された状態が所定の時間継続された後、インク循環システム４０ａは、図８Ｂに示される２番目のステップに移行する。２番目のステップでは、上流側ポンプ４４が停止している。２番目のステップにおいて、インク循環システム４０ａに係る全てのポンプ（ここでは、上流側ポンプ４４および下流側ポンプ４６）が停止する。全てのポンプが停止することにより、インク循環システム４０ａ内のインクの状態が最終的な停止状態として固定される。図８Ａ、図８Ｂにおいて示されている２段階停止が単純な即時停止（以下、「単純停止」と称する。）と異なる点は、上流側ポンプ４４の停止が下流側ポンプ４６の停止に対して一定時間遅延されている点である。言い換えれば、一定時間は上流側ポンプ４４だけが駆動している点である。ここで「単純停止」とは、上流側ポンプ４４の停止と、下流側ポンプ４６の停止とが同時に行われる停止方法を意味する。
【００４９】
（単純停止の場合）
図９は、図７に示された循環状態から単純停止された場合のインク循環システム４０ａを示す模式図である。図９に示されるように、本実施形態に係るインク循環システム４０ａにおいては、インクの循環を単純停止すると、例えば、ノズル４２ａからインクヘッド４２内に外部の空気とともにインクが引き込まれ、上流側ダンパ４５内の上流側インク圧Ｐ１、下流側ダンパ４７内の下流側インク圧Ｐ２、およびインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、最終的に−３ｋＰａ程度の負圧に収束する。ただし、この数値は１つの例であって、単純停止後の上流側インク圧Ｐ１、下流側インク圧Ｐ２、およびインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、インク循環システム４０ａの構成および設定に依存する。図９の状態ではインクは静止しているので、上流側インク圧Ｐ１と、下流側インク圧Ｐ２と、インクヘッド４２内のインク圧Ｐｈとは、同じ圧力である。そして、このインク圧Ｐｈは、ノズル４２ａ内にインクが留まる許容圧力範囲よりも低い圧力である。
【００５０】
循環時におけるインクヘッド４２内のインク圧が循環停止後に上昇するか下降するかは、上流側ダンパ４５に貯留されるインクの量の変化量と、下流側ダンパ４７に貯留されるインクの量の変化量との大小関係に関係する。本願発明者らの知見によれば、上流側ダンパ４５の貯留室４５ａ内のインクの減少量の方が下流側ダンパ４７の貯留室４７ａ内のインクの増加量よりも大きい場合には、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、循環中よりも上昇する。逆に、下流側ダンパ４７の貯留室４７ａ内のインクの増加量の方が上流側ダンパ４５の貯留室４５ａ内のインクの減少量よりも大きい場合には、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、循環中よりも下降する。図９に示した場合は、上流側ダンパ４５の貯留室４５ａ内のインクの量の変化よりも下流側ダンパ４７の貯留室４７ａ内のインクの量の変化の方が大きい場合であり、そのため循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈが循環中に比べて下降している。
【００５１】
さらに、循環停止前後における上流側ダンパ４５に貯留されるインクの量の変化量と、下流側ダンパ４７に貯留されるインクの量の変化量との大小関係は、循環時における上流側インク圧Ｐ１の絶対値と、下流側インク圧Ｐ２の絶対値との大小関係に関係する。ここでのインク圧の絶対値の基準（即ち、ゼロ）は大気圧である。従って、例えば図７の場合には、上流側インク圧Ｐ１の絶対値は３ｋＰａであり、下流側インク圧Ｐ２の絶対値は６ｋＰａである。本願発明者らの知見によれば、循環時における上流側インク圧Ｐ１の絶対値の方が下流側インク圧Ｐ２の絶対値よりも大きい場合には、貯留室４５ａ内のインクの減少量の方が貯留室４７ａ内のインクの増加量よりも大きくなる。従って、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、循環中よりも上昇する。逆に、下流側インク圧Ｐ２の絶対値の方が上流側インク圧Ｐ１の絶対値よりも大きい場合には、貯留室４７ａ内のインクの増加量の方が貯留室４５ａ内のインクの減少量よりも大きくなる。従って、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、循環中よりも下降する。なお、循環時における上流側インク圧Ｐ１および下流側インク圧Ｐ２は、インクヘッド４２の圧力特性、循環流路４３の長さや太さ、上流側ポンプ４４および下流側ポンプ４６の特性、上流側ダンパ４５とインクヘッド４２との間の流路抵抗、インクヘッド４２と下流側ダンパ４７との間の流路抵抗などを考慮して決定される。
【００５２】
（遅延時間の設定）
本実施形態に係るインク循環システム４０ａにおいては、単純停止後のインクヘッド４２内のインク圧が許容圧力範囲を外れる場合、上流側ポンプ４４の停止に対する下流側ポンプ４６停止の遅延時間、または下流側ポンプ４６の停止に対する上流側ポンプ４４停止の遅延時間を調整する。具体的には、インク循環システム４０ａを単純停止させると停止後のインクヘッド４２内のインク圧が許容圧力範囲を上回る場合、上流側ポンプ４４の停止に対して下流側ポンプ４６の停止を遅延させる。逆に、単純停止させると停止後のインクヘッド４２内のインク圧が許容圧力範囲を下回る場合、下流側ポンプ４６の停止に対して上流側ポンプ４４の停止を遅延させる。
【００５３】
図１０は、遅延時間の調整方法の一例を示すフローチャートである。遅延時間の調整は、図１０に示されたプロセスを繰り返すことによって行われる。図１０のステップＳ０１においては、循環停止の指令から上流側ポンプ４４を停止させるまでの時間（以下、第１時間と称する。）、および下流側ポンプ４６を停止させるまでの時間（以下、第２時間と称する。）が、それぞれ初期値に設定される。第１時間の初期値、および第２時間の初期値は、例えば、ともに０である。ただし、第１時間の初期値、および第２時間の初期値は、０以外の時間に設定されてもよい。また、第１時間の初期値と第２時間の初期値とは、異なる時間に設定されていてもよい。
【００５４】
続くステップＳ０２、Ｓ０３では、インク循環システム４０ａにおいてインクを実際に循環させ（ステップＳ０２）、その後、循環を停止させる（ステップＳ０３）。ステップＳ０３において、上流側ポンプ４４は、循環停止の指令から第１時間後に停止される。下流側ポンプ４６は、循環停止の指令から第２時間後に停止される。ステップＳ０４、Ｓ０５では、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧が許容圧力範囲内にあるかどうかが判定される。
【００５５】
ステップＳ０４においては、インクがインクヘッド４２の外部に突出しているかどうかが判定される。ステップＳ０４が「ＹＥＳ」の場合、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧は、許容圧力範囲を超えていると認定される。その場合、ステップは、ステップＳ０６に進む。ステップＳ０６では、第２時間が初期値よりも長い時間に変更される。ただし、これは１つの好適な方法に過ぎず、ステップＳ０６では、第１時間に対し相対的に第２時間が延長されればよい。例えば、ステップＳ０６では、可能な場合には第１時間を初期値より短縮してもよい。また、第２時間の延長と第１時間の短縮がともに行われてもよい。
【００５６】
ステップＳ０４が「ＮＯ」の場合には、ステップはステップＳ０５に進み、インクがインクヘッド４２の内部に向かって引き込まれているかどうかが判定される。ステップＳ０５が「ＹＥＳ」の場合、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧は許容圧力範囲を下回っていると認定され、ステップＳ０７において第１時間が初期値よりも長い時間に設定される。ステップＳ０７においてもステップＳ０６と同様に、第２時間が初期値より短縮されてもよいし、第１時間の延長と第２時間の短縮がともに行われてもよい。ステップＳ０６、ステップＳ０７のいずれに進んだ場合にも、ステップはステップＳ０２の前に戻り、インクの循環、循環停止、インク圧の確認、および第１時間または第２時間の調整が再度実行される。
【００５７】
ステップＳ０５が「ＮＯ」の場合は、ノズル４２ａからインクが突出せず、しかもインクヘッド４２内にインクが引き込まれてもいない場合である。その場合、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧が許容圧力範囲内にあると判定される。そこで、第１時間および第２時間は、ともにその時点での値に決定される。
【００５８】
上記ステップを図９に示された場合に当てはめると、例えば第１時間の初期値と第２時間の初期値とが同じ時間であった場合、ステップは、ステップＳ０５からステップＳ０７へと進み、調整は第１時間を延ばす方向に行われる。下流側ポンプ４６の停止に対する上流側ポンプ４４停止の遅延時間は、この場合、第１時間から第２時間を差し引いた時間であり、遅延時間もステップＳ０７において結果的に延長される。なお、第１時間および第２時間の初期値が同じでない場合には、上記とは異なるステップで調整が行われることもあり得、また、最終的に得られる第１時間および第２時間が異なる値になることもあり得る。ただし、得られる遅延時間は、ほぼ同じ値である。
【００５９】
図１０に示される各ステップは、典型的には、インク循環システムの開発時に開発者等によって行われる工程である。同機種のプリンタにおいては、遅延時間は、基本的に共通パラメータである。ただし、これはプリンタごとに個別に遅延時間が調整される実施形態を排除するものではない。遅延時間の調整が機種ごとに行われるか、機体ごとに行われるかは限定されない。
【００６０】
また、本実施形態では、ステップＳ０４、Ｓ０５に示されるように、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧は、ノズル４２ａ内のインクの状態によって推定されるが、このような方法はインクヘッド４２内のインク圧を測定する特別な測定装置が不要であり、簡易である。また、結果が直接的で信頼できる。
【００６１】
上記のようにして決定された第１時間および第２時間は、停止制御部１０１ｂの停止時間入力部１０１ｃに入力され、登録される。停止制御部１０１ｂは、停止時間入力部１０１ｃに入力された第１時間で上流側ポンプ４４を停止する。また、停止時間入力部１０１ｃに入力された第２時間で下流側ポンプ４６を停止する。
【００６２】
なお、本実施形態では、インクがノズル４２ａから突出しているかどうか（ステップＳ０４）、および、インクがインクヘッド４２内に引き込まれているかどうか（ステップＳ０５）を基準にして第１時間および第２時間の調整の要不要が判定されたが、必ずしもこのような判定基準によらなくてもよい。上記した２つの基準はそれぞれ許容圧力範囲における上限および下限であり、それよりも厳しい基準の設定を妨げるものではない。インクヘッド内のインク圧の目標値は、許容圧力範囲内にある限りで任意に設定されてよい。例えば、インクがノズル４２ａから垂れてはいないがノズル４２ａの一定位置よりも下方に位置する状態や、インクがインクヘッド４２内に引き込まれてはいないがノズル４２ａの一定位置よりも上方に位置する状態などを、適正な圧力範囲外（＝調整を要する圧力範囲）と判定してもよい。
【００６３】
（２段階停止の効果）
上記のようにして第１時間および第２時間が設定されたインク循環システム４０ａにおいては、循環停止のプロセス中、図８Ａに示された状態が遅延時間（ここでは、遅延時間＝第１時間−第２時間）だけ継続する。図８Ａに示された状態では、上流側ポンプ４４が駆動しており、インクヘッド４２内にインクを供給し続けている。一方、下流側ポンプ４６は停止しており、インクヘッド４２からのインクの帰還は停止されている。従って、インクヘッド４２内には、第１時間と第２時間が等しい時間に設定された場合と比べて、遅延時間における供給分だけインクが余計に供給されている。そこで、遅延時間の間、インクヘッド４２内のインクの圧力は上昇し、最終的には許容圧力範囲内に収束する。例えば１つの好適な例では、図８Ｂに示すように、上流側インク圧Ｐ１、下流側インク圧Ｐ２、およびインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは、−１ｋＰａに収束する。逆に言えば、第１時間および第２時間は、インクヘッド４２内のインクの圧力Ｐｈが少なくとも許容圧力範囲内に収束するように設定された時間である。
【００６４】
上記した実施形態とは逆に、単純停止した場合にインクヘッド４２内のインク圧が許容圧力範囲を超えるようなインク循環システムでは、第２時間が第１時間よりも長く設定され、インクヘッド４２からのインクの流出を遅延時間分だけ増加させる。従って、遅延時間の間、インクヘッド４２内のインクの圧力は下降し、最終的に許容圧力範囲内に収束する。
【００６５】
また、本実施形態に係るインク循環システム４０ａでは、単純停止したときの上流側ダンパ４５の貯留室４５ａ内のインクの量の減少量が下流側ダンパ４７の貯留室４７ａ内のインクの量の増加量よりも大きい場合に、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈが上昇する。そこで、それを打ち消すように第２時間を第１時間より長く設定すれば、循環停止時におけるインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈの上昇を単純停止の場合よりも少なく抑えることができる。その結果、インクヘッド４２内のインク圧Ｐｈを許容圧力範囲内に収束させることができる。逆に、単純停止したときの下流側ダンパ４７の貯留室４７ａ内のインクの量の増加量が上流側ダンパ４５の貯留室４５ａ内のインクの量の減少量よりも大きい場合には、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは下降する。そこで、それを打ち消すように第１時間を第２時間より長く設定すれば、循環停止時におけるインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈの下降を単純停止の場合よりも少なく抑えることができ、その結果、インクヘッド４２内のインク圧Ｐｈを許容圧力範囲内に収束させることができる。
【００６６】
さらに、本願発明者らの知見によれば、単純停止したときの上流側ダンパ４５の貯留室４５ａ内のインクの量の減少量と下流側ダンパ４７の貯留室４７ａ内のインクの量の増加量との大小関係は、循環時における上流側インク圧Ｐ１の絶対値と下流側インク圧Ｐ２の絶対値との大小関係と同じである。つまり、循環時における上流側インク圧Ｐ１の絶対値が下流側インク圧Ｐ２の絶対値よりも大きければ、上流側ダンパ４５の貯留室４５ａ内のインクの量の減少量が下流側ダンパ４７の貯留室４７ａ内のインクの量の増加量よりも大きくなり、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは上昇する。下流側インク圧Ｐ２の絶対値が上流側インク圧Ｐ１の絶対値よりも大きければ、下流側ダンパ４７の貯留室４７ａ内のインクの量の増加量が上流側ダンパ４５の貯留室４５ａ内のインクの量の減少量よりも大きくなり、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈは下降する。従って、上流側インク圧Ｐ１の絶対値が下流側インク圧Ｐ２の絶対値よりも大きく設定されている場合には、第２時間を第１時間よりも長く設定する。下流側インク圧Ｐ２の絶対値が上流側インク圧Ｐ１の絶対値よりも大きく設定されている場合には、第１時間を第２時間よりも長く設定する。このように設定することによって、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧を許容圧力範囲内に収束させることができる。
【００６７】
さらに、上記のように、２段階停止によって循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧Ｐｈを許容圧力範囲内に調整する方法は、単純停止時においてインクヘッド４２内のインク圧を許容圧力範囲内に収束させるよりもはるかに簡易である。単純停止においてインクヘッド４２内のインク圧を許容圧力範囲内に収束させるためには、循環流路４３の構成やポンプの特性などを考慮しなければならず、その調整は非常に複雑であると考えられる。また、必ずしも調整可能であるとは限らない。しかし、上記２段階停止によれば、インクヘッドの上流側と下流側にそれぞれポンプを備えるインク循環システムであれば、ほぼどのようなものであっても、循環停止後のインクヘッド４２内のインク圧を許容圧力範囲内の所望の圧力範囲内に調整することができる。
【００６８】
（インクの種類による微調整）
なお、上流側ポンプ４４および下流側ポンプ４６の停止時間は、１つのプリンタ１０の全てのインク循環システム４０ａにおいて同じ値に設定されてもよいし、異なる値に設定されてもよい。本実施形態に係るプリンタ１０は、８つのインク循環システム４０ａを備え、複数種類のインクを吐出する。そこで、上流側ポンプ４４および下流側ポンプ４６の停止時間は、例えば、インクの種類ごとに設定されてもよい。本願発明者の知見によれば、他の条件が同じとき、循環させているインクの粘度が高いほど、好適な遅延時間が長くなる傾向が見られる。従って、粘度の高いインクを循環させるインク循環システム４０ａでは遅延時間を長く設定し、粘度の低いインクを循環させるインク循環システム４０ａでは遅延時間を短く設定してもよい。
【００６９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。
【００７０】
例えば、上記した実施形態では、循環停止後のインクヘッド内のインク圧は、ノズル内のインクの状態に基づいて推定されたが、圧力センサなどによって直接測定されてもよい。インク循環システムのパラメータ設定において、インクヘッド内のインク圧を確認する方法は限定されない。
【００７１】
また、上記した実施形態では、上流側ダンパ、下流側ダンパ内のインク圧は、それぞれフォトセンサによって検知されたが、それに限定されない。例えば、上流側ダンパ、下流側ダンパは、それぞれ実測方式の圧力センサを備えていてもよい。また、それらの出力は、フォトセンサが発するようなＯＮ／ＯＦＦ信号でなくともよく、例えばアナログ出力であってもよい。
【００７２】
上記した実施形態では、インクを吐出させる方式は、いわゆるピエゾ駆動式であったが、インク吐出方式は限定されない。プリンタのインク吐出方式としては、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を利用することができる。インク供給システムもまた上記した構成には限定されず、必要に応じてバルブ等の部材の追加、変更がされてよく、部材の削除がされてもよい。また、プリンタの構成も上記した構成に限られず、ここに開示される技術は、ラインヘッド方式、フラットベッド方式など各種のプリンタに適用可能である。
【００７３】
さらに、ここに開示される技術は、インクジェットプリンタのみならず、インク循環システムを備える様々な装置に適用することができる。例えば、ここに開示される技術は、バインダジェット方式の三次元造形装置などにも適用可能である。また、プリンタは独立したプリンタとして単独で使用されるものに限定されず、他の装置と組み合わせたものであってもよい。例えば、プリンタは、カッティング装置を備えたプリント・アンド・カット装置などであってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０      プリンタ（インクジェットプリンタ）
４０ａ    インク循環システム
４２      インクヘッド
４２ａ    ノズル
４４      上流側ポンプ（第１ポンプ）
４５      上流側ダンパ（第１ダンパ）
４５ａ    貯留室（第１貯留室）
４５ｅ    フォトセンサ（第１圧力センサ）
４６      下流側ポンプ（第２ポンプ）
４７      下流側ダンパ（第２ダンパ）
４７ａ    貯留室（第２貯留室）
４７ｅ    フォトセンサ（第２圧力センサ）
１００    制御装置
１０１ａ  循環制御部
１０１ｂ  停止制御部
１０１ｃ  停止時間入力部（入力部）
Ｐ１      上流側インク圧
Ｐ２      下流側インク圧
Ｐｈ      インクヘッド内のインク圧
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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