(57)【要約】【課題】メインタンク３及びサブタンク４をヘッド部２のノズル２ａよりも高い位置に設置する必要がなく、装置の全体構成を容易とする。【解決手段】本発明の液体供給システム１は、ノズル２ａ、ノズル２ａに連通する圧力室２ｂ、圧力室２ｂに連通する供給ポート２ｃ及び排出ポート２ｄを有するヘッド部２と、液体を貯留するメインタンク３と、気体層５ａと液体層５ｂを有し、メインタンク３から液体を流入し、供給ポート２ｃに液体を流出するサブタンク４と、気体層５ａの圧力を調整する圧力調整部７と、排出ポート２ｄから液体を吸引する液体ポンプ８と、を備える。【選択図】図１
2016120613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に連通する供給ポート及び排出ポートを有するヘッド部と、
液体を貯留するメインタンクと、
気体層と液体層を有し、前記メインタンクから液体を流入し、前記供給ポートに液体を流出するサブタンクと、
前記気体層の圧力を調整する圧力調整部と、
前記排出ポートから液体を吸引する液体ポンプと、を備える液体供給システム。
【請求項２】
前記液体ポンプは前記サブタンクに液体を戻す請求項１に記載の液体供給システム。
【請求項３】
前記排出ポートの液体の圧力を検出する第一圧力センサを備える請求項１又は２に記載の液体供給システム。
【請求項４】
前記気体層の圧力を検出する第二圧力センサを備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体供給システム。
【請求項５】
前記圧力調整部は前記気体層を大気圧、又は、大気圧に対して正圧に維持する請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体供給システム。
【請求項６】
前記液体ポンプは前記排出ポートの液体を大気圧に対して負圧に維持する請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体供給システム。
【請求項７】
前記メインタンクから前記サブタンクに供給する液量を制御する液体供給制御部と、
前記液体層の液面の位置を検出する液面センサと、を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体供給システム。
【請求項８】
前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第一チューブと、
前記サブタンクと前記供給ポートを連通する第二チューブと、
前記液体ポンプと前記サブタンクを連通する第三チューブと、を備え、
前記第一〜第三チューブは前記サブタンクの前記液体層に開口し、
前記サブタンクにおいて、前記第二チューブの開口位置は前記第一及び第三チューブの開口位置よりも低い請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体供給システム。
【請求項９】
前記ヘッド部、前記メインタンク、前記サブタンク及び前記液体ポンプからなるヘッドユニットを複数備え、
複数の前記ヘッドユニットの複数の前記気体層に連通する気体タンクを備え、
前記圧力調整部は前記気体タンクの圧力を調整することにより複数の前記気体層の圧力を調整する請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体供給システム。
【請求項１０】
ノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に連通する供給ポート及び排出ポートを有するヘッド部と、気体層と液体層を有し前記供給ポートに液体を流出するサブタンクと、前記気体層の圧力を調整する圧力調整部と、前記排出ポートから液体を吸引する液体ポンプと、前記排出ポートの液体の圧力を検出する第一圧力センサと、を備え、
前記第一圧力センサから圧力情報を取得する排出側圧力検出工程と、
前記圧力情報に基づいて前記液体ポンプを駆動して前記排出ポートの液体を吸引して循環させる液体循環工程と、を備える液体供給システムの駆動方法。
【請求項１１】
前記圧力調整部は、前記気体層の圧力を昇圧する昇圧手段と、前記気体層の圧力を減圧する減圧手段と、前記気体層の圧力を検出する第二圧力センサと、を備え、
前記第二圧力センサから取得する圧力情報に基づいて前記昇圧手段又は前記減圧手段を駆動して前記気体層の圧力を制御する供給側圧力制御工程と、を備える請求項１０に記載の液体供給システムの駆動方法。
【請求項１２】
前記サブタンクに液体を供給するメインタンクを備え、
前記メインタンクから前記サブタンクに供給する液量を制御する液体供給制御部と、前記液体層の液面の位置を検出する液面センサと、を備え、
前記液面センサから取得する液面位置情報に基づいて前記液体供給制御部を駆動して液面の位置を制御する液体供給工程を備える請求項１０又は１１に記載の液体供給システムの駆動方法。
【請求項１３】
前記ヘッド部に供給する液体の温度を検出する温度センサと、
前記ヘッド部に供給する液体を加熱する加熱部と、を備え、
前記温度センサから取得する温度情報に基づいて前記加熱部を駆動する加熱工程を備える請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液体供給システムの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に液滴を噴射して記録するヘッド部に液体を供給する液体供給システム及び液体供給システムの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料などの液体を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドのチャンネルに供給し、チャンネルの液体に圧力を印加してチャンネルに連通するノズルから液滴として吐出する。液滴の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜や三次元構造を形成する。
【０００３】
この種の液体噴射ヘッドは、液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給システムを備える。例えば特許文献１には、液滴を吐出する液体噴射ヘッドの上流側に位置する上流側タンクと、液体噴射ヘッドの下流側に位置する下流側タンクと、下流側タンクの液体を上流側タンクに戻す循環ポンプと、これらを接続する導管を備える液体供給システムが記載される。この液体供給システムでは、液体を循環させないときは、ノズル位置での液体圧力が上流側タンクの液面の高さと下流側タンクの液面の高さにより定まる。液体ポンプを駆動して液体を循環させるときは、下流側タンクを電磁バルブにより大気から遮断するので、ノズル位置での液体圧力は、ノズル位置に対する上流側タンクの液面の高さと液体ポンプによる液体の循環量により定まる。具体的には、上流側タンクの液面の高さを基準として、上流側タンクと液体噴射ヘッドの間の流路抵抗と、液体噴射ヘッドと下流側タンクの間の流路抵抗と、液体ポンプによる液体の循環量と、により、ノズル位置での液体圧力が定まる。この際、下流側タンクは内部が負圧となり大気から遮断されるので、下流側タンクの高さの制約が緩和され、構造上有利な場所に配置することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０３６６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、特許文献１の液体供給システムは、ノズル位置の高さに対する上流側タンクの液面の高さが制限される。そのため、上流側タンクの設置場所がノズル位置によって制限され、液体噴射装置を構成する際の大きな制約となる。また、上流側タンクの他に下流側タンクを必要とする。更に、導管の流路抵抗の設定、下流側タンク用の液面センサや大気解放用電磁バルブの設置等が必要となり、装置全体の構造が複雑となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体供給システムは、ノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に連通する供給ポート及び排出ポートを有するヘッド部と、液体を貯留するメインタンクと、気体層と液体層を有し、前記メインタンクから液体を流入し、前記供給ポートに液体を流出するサブタンクと、前記気体層の圧力を調整する圧力調整部と、前記排出ポートから液体を吸引する液体ポンプと、を備えることとした。
【０００７】
また、前記液体ポンプは前記サブタンクに液体を戻すこととした。
【０００８】
また、前記排出ポートの液体の圧力を検出する第一圧力センサを備えることとした。
【０００９】
また、前記気体層の圧力を検出する第二圧力センサを備えることとした。
【００１０】
また、前記圧力調整部は前記気体層を大気圧、又は、大気圧に対して正圧に維持することとした。
【００１１】
また、前記液体ポンプは前記排出ポートの液体を大気圧に対して負圧に維持することとした。
【００１２】
また、前記メインタンクから前記サブタンクに液体の供給を制御する液体供給制御部と、前記液体層の液面の位置を検出する液面センサと、を備えることとした。
【００１３】
また、前記メインタンクと前記サブタンクを連通する第一チューブと、前記サブタンクと前記供給ポートを連通する第二チューブと、前記液体ポンプと前記サブタンクを連通する第三チューブと、を備え、前記第一〜第三チューブは前記サブタンクの前記液体層に開口し、前記サブタンクにおいて、前記第二チューブの開口位置は前記第一及び第三チューブの開口位置よりも低いこととした。
【００１４】
また、前記ヘッド部、前記メインタンク、前記サブタンク及び前記液体ポンプからなるヘッドユニットを複数備え、複数の前記ヘッドユニットの複数の前記気体層に連通する気体タンクを備え、前記圧力調整部は前記気体タンクの圧力を調整することにより複数の前記気体層の圧力を調整することとした。
【００１５】
本発明の液体供給システムの駆動方法は、ノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に連通する供給ポート及び排出ポートを有するヘッド部と、気体層と液体層を有し前記供給ポートに液体を流出するサブタンクと、前記気体層の圧力を調整する圧力調整部と、前記排出ポートから液体を吸引する液体ポンプと、前記排出ポートの液体の圧力を検出する第一圧力センサと、を備え、前記第一圧力センサから圧力情報を取得する排出側圧力検出工程と、前記圧力情報に基づいて前記液体ポンプを駆動して前記排出ポートの液体を吸引して循環させる液体循環工程と、を備えることとした。
【００１６】
また、前記圧力調整部は、前記気体層の圧力を昇圧する昇圧手段と、前記気体層の圧力を減圧する減圧手段と、前記気体層の圧力を検出する第二圧力センサと、を備え、前記第二圧力センサから取得する圧力情報に基づいて前記昇圧手段又は前記減圧手段を駆動して前記気体層の圧力を制御する供給側圧力制御工程と、を備えることとした。
【００１７】
また、前記サブタンクに液体を供給するメインタンクを備え、前記メインタンクから前記サブタンクに供給する液量を制御する液体供給制御部と、前記液体層の液面の位置を検出する液面センサと、を備え、前記液面センサから取得する液面位置情報に基づいて前記液体供給制御部を駆動して液面の位置を制御する液体供給工程を備えることとした。
【００１８】
また、前記ヘッド部に供給する液体の温度を検出する温度センサと、前記ヘッド部に供給する液体を加熱する加熱部と、を備え、前記温度センサから取得する温度情報に基づいて前記加熱部を駆動する加熱工程を備えることとした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の液体供給システムは、ノズル、ノズルに連通する圧力室、圧力室に連通する供給ポート及び排出ポートを有するヘッド部と、液体を貯留するメインタンクと、気体層と液体層を有し、メインタンクから液体を流入し、供給ポートに液体を流出するサブタンクと、気体層の圧力を調整する圧力調整部と、排出ポートから液体を吸引する液体ポンプと、を備える。これにより、メインタンク及びサブタンクをヘッド部のノズルよりも高い位置に設置する必要がなくなり、装置の全体構成が容易となる。また、ヘッド部よりも下流側に下流側タンクを設ける必要がなく、部品点数を減少させて構造を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体供給システムのブロック図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る液体供給システムのブロック図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る液体供給システムのサブタンクにおける各チューブの開口位置を説明するための図である。
【図４】本発明の第四実施形態に係る液体供給システムの構成図である。
【図５】本発明の第五実施形態に係る液体供給システムの構成図である。
【図６】本発明の第五実施形態に係る液体供給システムの駆動方法を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体供給システム１のブロック図である。液体供給システム１は、供給ポート２ｃと排出ポート２ｄを備えるヘッド部２と、液体を貯留するメインタンク３と、メインタンク３から液体を流入し供給ポート２ｃに液体を流出するサブタンク４と、メインタンク３からサブタンク４に供給する液量を制御する液体供給制御部１４と、サブタンク４の気体層５ａの圧力を調整する圧力調整部７と、排出ポート２ｄから液体を吸引する液体ポンプ８と、を備える。以下、具体的に説明する。
【００２２】
ヘッド部２は、液滴を吐出するノズル２ａと、液体に圧力を印加する圧力室２ｂと、圧力室２ｂに連通し、外部から液体を流入する供給ポート２ｃと、圧力室２ｂに連通し、圧力室２ｂの液体を外部に排出する排出ポート２ｄとを備える。液体は、吐出して記録するインクや、機能性薄膜を形成する機能性液体材料を使用することができる。圧力室２ｂは、圧電体を使用しピエゾ効果を利用して圧力を生成する方式や、液体を加熱して気泡を発生させて圧力を生成する方式を利用することができる。
【００２３】
サブタンク４は、メインタンク３と液体供給制御部１４としての電磁バルブ１１を介して連通する。サブタンク４は、ヘッド部２の供給ポート２ｃと連通し、供給ポート２ｃに液体を流出する。サブタンク４は、内部に気体層５ａと液体層５ｂを有する。気体層５ａとして空気や不活性ガスを使用し、液体層５ｂとしてインクや機能性液体材料を使用することができる。サブタンク４に、気体層５ａと液体層５ｂの境界の液面を検出する液面センサを設置すれば、メインタンク３からサブタンク４に供給する液量を制御することができる。
【００２４】
圧力調整部７はサブタンク４の気体層５ａに連通し、気体層５ａを一定の圧力に調整する。圧力調整部７はコンプレッサー７ａとレギュレータ７ｂを備え、コンプレッサー７ａから供給される高圧気体をレギュレータ７ｂにより所定圧力に減圧して気体層５ａに送出し、気体層５ａを一定圧力に維持する。なお、メインタンク３や液体ポンプ８から液体層５ｂに流入すると気体層５ａの圧力が変動するが、サブタンク４はこの圧力変動が無視できる程度の容量を有する。
【００２５】
液体ポンプ８は、入力側が排出ポート２ｄに連通し、出力側がサブタンク４に連通し、排出ポート２ｄから吸引した液体をサブタンク４に戻して循環させる。液体ポンプ８と排出ポート２ｄの間には、排出ポート２ｄの液体の圧力を検出する第一圧力センサ６を備える。液体ポンプ８は、第一圧力センサ６の圧力情報に基づいて排出ポート２ｄから液体を吸引しサブタンク４に液体を戻して循環させる。液体ポンプ８としてチューブポンプやダイヤフラムポンプを使用することができる。
【００２６】
ここで、圧力調整部７はサブタンク４の気体層５ａを大気圧、又は、大気圧に対して正圧に維持する。従って、サブタンク４は大気から遮断され、密閉される。圧力調整部７により気体層５ａの圧力を調整することにより、供給ポート２ｃの液体の圧力Ｐｉｎを０ｋＰａ〜１５ｋＰａに調整することができる。また、液体ポンプ８は排出ポート２ｄの液体の圧力を大気圧に対して負圧に維持する。このようにすることによって、ヘッド部２のノズル２ａに形成されるメニスカスを所定形状に維持し、液滴を安定して吐出することができる。
【００２７】
圧力調整部７は液体ポンプ８の駆動とは独立して気体層５ａの圧力制御を行う。液体ポンプ８は圧力調整部７の駆動とは独立して排出ポート２ｄの液体の圧力制御を行う。そのために、ノズル２ａ近傍の液体の圧力設定が容易となる。また、気体層５ａは大気圧に依存しない。そのため、サブタンク４やメインタンク３の設置場所がノズル２ａの位置による制限を受けず、液体噴射装置の任意の場所に設置することができる。つまり、サブタンク４の液面とノズル２ａの液面の間の水頭の変化を圧力調整部７により調整することができる。また、液体供給制御部１４として液体供給ポンプを使用し、メインタンク３からサブタンク４に液体を汲み上げるようにすれば、メインタンク３を任意の場所に設置することができる。サブタンク４の気体層５ａは液体層５ｂの圧力変動を緩衝する。例えば、液体ポンプ８から流入する液体に脈動が含まれる場合でも、この脈動は気体層５ａによって緩衝され、ヘッド部２には伝達されない。また、排出ポート２ｄから排出する液体を貯留する液体タンクを必要としないので、部品点数を減らすことができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、液体ポンプ８はサブタンク４に液体を循環させるが、これに代えて、液体ポンプ８からメインタンク３に液体を戻して循環させてもよいし、液体ポンプ８から液体をサブタンク４又はメインタンク３に戻さないで外部に排出してもよい。また、液体の温度を制御するために、供給ポート２ｃ又はヘッド部２の内部の液体の温度を検出する温度センサと、サブタンク４又はサブタンク４と供給ポート２ｃとの間の液体を加熱する加熱部を設置することができる。
【００２９】
また、電磁バルブ１１を用いた場合には、メインタンク３はサブタンク４よりも重力方向に上に配置しなければ液体が流れて行かないが、メインタンク２にコンプレッサーなどの液体への加圧手段を設けることでメインタンク３をサブタンク４よりも下部に配置することは可能である。
【００３０】
（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る液体供給システム１のブロック図である。第一実施形態と異なる点は、圧力調整部７と液体供給制御部１４の構成であり、その他は第一実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００３１】
液体供給システム１は、供給ポート２ｃと排出ポート２ｄを備えるヘッド部２と、液体を貯留するメインタンク３と、メインタンク３から液体を流入し供給ポート２ｃに液体を流出するサブタンク４と、サブタンク４の気体層５ａの圧力を調整する圧力調整部７と、排出ポート２ｄから液体を吸引する液体ポンプ８と、を備える。ここで、メインタンク３、サブタンク４、ヘッド部２、液体ポンプ８及び第一圧力センサ６は、第一実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００３２】
メインタンク３とサブタンク４の間に液体供給制御部１４としての液体供給ポンプ１３を備える。液体供給ポンプ１３は、メインタンク３の液体をサブタンク４に汲み上げることができるので、メインタンク３をサブタンク４よりも下方の位置に設置することができる。そのため、メインタンク３やサブタンク４の設置自由度が大きくなり液体噴射装置の構成が容易となる。液面センサ１２は液体層５ｂの液面位置を検出する。液面位置が所定の高さに達しないことを液面センサ１２が検出すると、液体供給ポンプ１３はメインタンク３からサブタンク４に液体を供給する。液面位置が所定の高さに達することを液面センサ１２が検出すると、液体供給ポンプ１３は停止して、液体の供給を止める。液体供給ポンプ１３として、チューブポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ等を使用することができる。これらのポンプは、停止時に流入側と流出側の連通が閉止するので液体漏れを防ぐことができる。
【００３３】
圧力調整部７は、サブタンク４の気体層５ａに吸気する昇圧手段７ｃと、サブタンク４の気体層５ａから排気する減圧手段７ｄと、サブタンク４の気体層５ａの圧力を検出する第二圧力センサ７ｅとを備える。第二圧力センサ７ｅの圧力情報に基づいて、気体層５ａの圧力が設定圧力よりも低い場合は昇圧手段７ｃを駆動して気体層５ａに吸気して気体層５ａの圧力を上昇させ、気体層５ａの圧力が設定値に達するときに昇圧手段７ｃを停止する。また、第二圧力センサ７ｅの圧力情報に基づいて、気体層５ａの圧力が設定圧力よりも高い場合は減圧手段７ｄを駆動して気体層５ａから排気し気体層５ａの圧力が設定値に達するときに減圧手段７ｄを停止する。これにより、気体層５ａの圧力が設定値よりも高いときに、気体層５ａの圧力を迅速に設定値に戻すことができる。なお、ヘッド部２、液体ポンプ８、第一圧力センサ６の構成や駆動は第一実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００３４】
また、第一実施形態では圧力調整部７においてコンプレッサー７ａとレギュレータ７ｂを用いているが、ここに第二実施形態で使用している圧力調整部７を使用してもよいし、逆に第二実施形態に第一実施形態の圧力調整部７を用いてもよいことは言うまでもない。
【００３５】
（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体供給システム１のサブタンク４における各チューブの開口位置を説明するための図である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００３６】
液体供給システム１は、供給ポート２ｃと排出ポート２ｄを備えるヘッド部２と、液体を貯留するメインタンク３と、メインタンク３から液体を流入し供給ポート２ｃに液体を流出するサブタンク４と、サブタンク４の気体層５ａの圧力を調整する圧力調整部７と、排出ポート２ｄから液体を吸引する液体ポンプ８と、を備える。液体供給システム１は、更に、メインタンク３とサブタンク４を連通する第一チューブ９ａと、サブタンク４と供給ポート２ｃを連通する第二チューブ９ｂと、液体ポンプ８とサブタンク４を連通する第三チューブ９ｃとを備える。従って、サブタンク４は第一チューブ９ａを介してメインタンク３から液体を流入する。供給ポート２ｃは第二チューブ９ｂを介してサブタンク４から液体を流入する。サブタンク４は第三チューブ９ｃを介して液体ポンプ８から液体を流入する。
【００３７】
そして、第一〜第三チューブ９ａ〜９ｃはサブタンク４の液面より下方の液体層５ｂに開口し、圧力調整部７との間の連通部は液面より上方の気体層５ａに開口する。第二チューブ９ｂの開口位置は第一及び第三チューブ９ａ、９ｃの開口位置よりも低い。つまり、第一〜第三チューブ９ａ〜９ｃの開口位置は、液面センサ１２の液面検出位置よりも低い。これにより、圧力調整部７は気体層５ａに確実に連通し、第一〜第三チューブ９ａ〜９ｃに気体層５ａの気体が進入すること防ぐ。また、第二チューブ９ｂの開口位置が最も低いので、ヘッド部２の記録動作の終了後にサブタンク４内の液体をヘッド部２に容易に排出することができる。液面センサ１２としては、静電容量式、フロート式のものが考えられるが、液面の高さを検出できるものであればどのようなものでもよい。
【００３８】
（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る液体供給システム１の構成図である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００３９】
液体供給システム１は、ヘッド部２、メインタンク３、サブタンク４及び液体ポンプ８からなるヘッドユニットＨを複数備え、更に、複数のヘッドユニットＨの複数の気体層５ａに連通する気体タンク１０を備える。そして、圧力調整部７は気体タンク１０の圧力を調整することにより、複数のヘッドユニットＨの複数の気体層５ａの圧力を調整する。以下、図４を用いて具体的に説明する。
【００４０】
液体供給システム１はヘッドユニットＨ１〜ヘッドユニットＨｎのｎ個（ｎは２以上の整数）のヘッドユニットＨを備える。各ヘッドユニットＨは、供給ポート２ｃ及び排出ポート２ｄを備えるヘッド部２と、液体を貯留するメインタンク３と、メインタンク３から液体を流入し供給ポート２ｃに液体を流出するサブタンク４と、排出ポート２ｄから液体を吸引しサブタンク４に液体を戻す液体ポンプ８と、を備える。更に、各ヘッドユニットＨは、メインタンク３からサブタンク４に供給する液量を制御する液体供給制御部１４と、排出ポート２ｄの液体の圧力を検出する第一圧力センサ６と、サブタンク４の液体層５ｂの液面の位置を検出する液面センサ１２を備える。
【００４１】
各ヘッドユニットＨのメインタンク３は、互いに同一色のインクを貯留し、各ヘッド部２から同一色のインクを吐出するものであってもよいし、互いに異なる色のインクを貯留し、各ヘッド部２から異なる色のインクを吐出するものであってもよい。各ヘッド部２から同一色を吐出する場合は、各ヘッドユニットＨのメインタンク３を共通化し、単一のメインタンク３とすることができる。各ヘッドユニットＨは、液面センサ１２によりサブタンク４の液体層５ｂの液面位置を検出し、この液面位置情報に基づいて、液体供給制御部１４を駆動してメインタンク３からサブタンク４に液体を供給する。また、液体ポンプ８は、第一圧力センサ６の圧力情報に基づいて排出ポート２ｄから液体を吸引しサブタンク４に液体を戻して循環させる。
【００４２】
圧力調整部７は、気体タンク１０に連通し、例えば第一実施形態のコンプレッサー７ａとレギュレータ７ｂを備え、気体タンク１０の気体を一定圧力に維持する。気体タンク１０は各ヘッドユニットＨの各気体層５ａと連通するので、各ヘッドユニットＨの気体層５ａを迅速に一定圧力に設定することができる。なお、圧力調整部７は第二実施形態の構成としてもよい。この場合、圧力調整部７は、昇圧手段７ｃ、減圧手段７ｄ及び第二圧力センサ７ｅを備える。いずれかの気体層５ａが設定値よりも高圧になれば、その気体層５ａは、気体タンク１０に排気して減圧される。従って、気体タンク１０は各気体層５ａの圧力変動を緩衝させるバッファタンクとして機能する。気体タンク１０が設定圧力の範囲を超えると第二圧力センサ７ｅが圧力情報を生成し、この圧力情報に基づいて昇圧手段７ｃ又は減圧手段７ｄが駆動し気体タンク１０の圧力を設定範囲まで昇圧又は減圧する。これにより、各ヘッドユニットＨの各気体層５ａが設定値に復帰する。
【００４３】
このように、各ヘッドユニットＨの各気体層５ａを気体タンク１０に連通させることにより、気体層５ａの圧力を一括して迅速に制御することができる。気体タンク１０の圧力は、大気圧、又は、大気圧に対して正圧に維持することができる。例えば、圧力調整部７により気体タンク１０の圧力を調整することにより、各ヘッドユニットＨの供給ポート２ｃの液体の圧力Ｐｉｎを０ｋＰａ〜１５ｋＰａに調整することができる。各ヘッドユニットＨにおいて、液体ポンプ８は、第一圧力センサ６の圧力情報に基づいて排出ポート２ｄから液体を吸引しサブタンク４に液体を戻して循環させる。液体ポンプ８は排出ポート２ｄの液体の圧力を大気圧に対して負圧に維持する。このようにすることによって、ヘッド部２のノズル２ａに形成されるメニスカスを所定形状に維持し、液滴を安定して吐出することができる。これにより、部品点数の増加を防いで、高速で大面積の記録が可能となる。
【００４４】
（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る液体供給システム１の構成図である。図６は、本発明の第五実施形態に係る液体供給システム１の駆動方法を説明するためのフロー図である。本発明の液体供給システム１の基本的な駆動方法は、ヘッド部２の排出ポート２ｄから排出する液体の圧力情報を第一圧力センサ６から取得する排出側圧力検出工程Ｓ５と、この圧力情報に基づいて液体ポンプ８を駆動して排出ポート２ｄの液体を吸引し循環させる液体循環工程Ｓ４とを備える。以下、具体的に説明する。
【００４５】
液体供給システム１は、演算処理を実行するＣＰＵ、プログラムの作業領域として使用するＲＡＭ、プログラムや設定値等を格納するＲＯＭ等を含む制御部１５と、供給ポート２ｃ及び排出ポート２ｄを備え、制御部１５から画像信号を入力して液滴を吐出するヘッド部２とを備える。液体供給システム１は、更に、メインタンク３からサブタンク４に供給する液量を制御する液体供給制御部１４と、サブタンク４の液体層５ｂの液面の位置を検出する液面センサ１２と、サブタンク４の気体層５ａの圧力調整を行う圧力調整部７と、排出ポート２ｄの液体の圧力を検出する第一圧力センサ６と、排出ポート２ｄから液体を吸引する液体ポンプ８と、供給ポート２ｃ又はヘッド部２の内部の液体の温度を検出する温度センサ１６と、サブタンク４又はサブタンク４と供給ポート２ｃとの間の液体を加熱する加熱部１７と、を備える。圧力調整部７は、気体層５ａの圧力を昇圧する昇圧手段７ｃと、気体層５ａの圧力を減圧する減圧手段７ｄと、気体層５ａの気体の圧力を検出する第二圧力センサ７ｅとを含む。
【００４６】
図６を参照して、液体供給システム１の駆動方法を説明する。本実施形態は、メインタンク３からサブタンク４を経由してヘッド部２の圧力室２ｂに液体を充填する初期充填動作を含む。まず、制御部１５は、液体供給工程Ｓ１において、液体供給制御部１４を駆動してメインタンク３からサブタンク４に液体を供給する。液体供給制御部１４として、液体供給ポンプや電磁バルブを使用する。次に、制御部１５は、液面センサ１２からの液面位置情報に基づいて、液体層５ｂが設定した高さに達するかどうかを判定する。制御部１５が、液体層５ｂの液面が設定値に達していないと判定すると（液面検出工程Ｓ２においてＮｏ）、液体供給ポンプ１３を持続して駆動し、液面が設定する高さに達すると判定するときは（液面検出工程Ｓ２にＹＥＳ）、液体供給ポンプ１３を停止する。つまり、制御部１５は、液面センサ１２から取得する液面位置情報に基づいて液体供給制御部１４を駆動して液面の位置を制御する。
【００４７】
次に、供給側圧力制御工程Ｓ３において、制御部１５は、第二圧力センサ７ｅからの圧力情報に基づいて気体層５ａの圧力が設定圧力に達しないと判断するときは、昇圧手段７ｃを駆動して気体層５ａの圧力を上昇させる。更に、制御部１５は、気体層５ａの圧力が設定圧力を超えていると判断するときは、減圧手段７ｄを駆動して気体層５ａから排気し、気体層５ａの圧力を設定値に設定する。つまり、制御部１５は、第二圧力センサ７ｅから取得する圧力情報に基づいて昇圧手段７ｃ又は減圧手段７ｄを駆動して気体層５ａの圧力を設定値の範囲に制御する。昇圧手段７ｃとして気体層５ａに吸気する気体ポンプを使用し、減圧手段７ｄとして気体層５ａから排気する電磁バルブや気体ポンプを使用する。制御部１５は、圧力調整部７を介して気体層５ａの圧力を大気圧、又は、大気圧に対して正圧に維持する。例えば、圧力調整部７は、気体層５ａの圧力を制御して、供給ポート２ｃの液体の圧力Ｐｉｎを０ｋＰａ≦Ｐｉｎ≦１５ｋＰａの範囲に設定する。
【００４８】
次に、液体循環工程Ｓ４において、制御部１５は液体ポンプ８を駆動して排出ポート２ｄから液体を吸引し、サブタンク４に液体を戻す。次に、制御部１５は、排出側圧力検出工程Ｓ５において、第一圧力センサ６の圧力情報を取得し、この圧力情報に基づいて排出ポート２ｄの液体の圧力が設定値の範囲内であるか否かを判定する。制御部１５は、液体圧力が設定値の範囲を超えていると判定するときは（排出側圧力検出工程Ｓ５においてＮｏ）、液体ポンプ８の回転数を増加又は減少させる。例えば、排出ポート２ｄの圧力が設定範囲に達していないときは、液体ポンプ８の回転数を増加させて吸引液量を増加させ、設定範囲を超えているときは、液体ポンプ８の回転数を減少させる。制御部１５は、液体圧力が設定値の範囲内であると判定するときは（排出側圧力検出工程Ｓ５においてＹｅｓ）、加熱工程Ｓ６に進む。つまり、制御部１５は、第一圧力センサ６からの圧力情報に基づいて液体ポンプ８を駆動して排出ポート２ｄの液体の圧力を制御する。
【００４９】
制御部１５は、加熱工程Ｓ６において、加熱部１７を駆動して供給ポート２ｃ側の液体を加熱する。次に、制御部１５は、温度検出工程Ｓ７において、温度センサ１６から取得する温度情報に基づいて加熱部１７を駆動する。具体的には、制御部１５は、温度センサ１６から取得する温度情報に基づいて、供給ポート２ｃの液体温度が設定範囲に達しているか否かを判定する。制御部１５は、液体の温度が設定範囲に達していないと判断するときは（温度検出工程Ｓ７のＮｏ）、加熱工程Ｓ６において加熱部１７を駆動して液体を加熱する、又は、加熱部１７の駆動を停止する。制御部１５は、液体の温度が設定値の範囲内であると判断するときは（温度検出工程Ｓ７においてＹｅｓ）、次の液滴吐出工程Ｓ８に進む。液滴吐出工程Ｓ８において、制御部１５はヘッド部２に画像信号を供給して記録動作を行う。
【００５０】
次に、終了判定工程Ｓ９において、制御部１５は、ヘッド部２の記録動作が終了しないと判定するときは（終了判定工程Ｓ９においてＮｏ）、液体供給工程Ｓ１から繰り返す。また、液滴吐出工程が完了し比較的短時間で次液滴吐出工程に入るならば液体供給システム１の駆動を止めずに液体を循環させておくことも可能である。こうすることで液体に含まれる沈殿性の成分を沈殿させることなく待機することができ、液滴吐出装置の安定性・信頼性を確保することができる。制御部１５は、終了判定工程Ｓ９において、終了すると判定し、その後長時間液滴吐出を行わない場合には（終了判定工程Ｓ９においてＹｅｓ）、制御部１５は液体供給システム１の駆動を終了させる。
【００５１】
なお、液体供給工程Ｓ１と液面検出工程Ｓ２、液体循環工程Ｓ４と排出側圧力検出工程Ｓ５、加熱工程Ｓ６と温度検出工程Ｓ７はそれぞれセットになっているが、各セットの順番は任意であり、図５の順序に限定されない。また、供給側圧力制御工程Ｓ３は、圧力調整部７にコンプレッサーとレギュレータを使用し、気体層５ａの圧力を一定値に設定する場合には、制御部１５により制御しなくてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  液体供給システム
２  ヘッド部、２ａ  ノズル、２ｂ  圧力室、２ｃ  供給ポート、２ｄ  排出ポート
３  メインタンク
４  サブタンク
５ａ  気体層、５ｂ  液体層
６  第一圧力センサ
７  圧力調整部、７ａ  コンプレッサー、７ｂ  レギュレータ、７ｃ  昇圧手段、７ｄ  減圧手段、７ｅ  第二圧力センサ
８  液体ポンプ
９ａ  第一チューブ、９ｂ  第二チューブ、９ｃ  第三チューブ
１０  気体タンク
１１  電磁バルブ
１２  液面センサ
１４  液体供給制御部
１５  制御部
１６  温度センサ、１７  加熱部
【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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