JP4682758B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴を吐出する液滴吐出装置に関する。

インクジェット記録装置等の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッド内、液体流路内に存在する気泡が吐出不良、流路抵抗増加の要因になる。このため、従来から、大気に開放されたタンクと液滴吐出ヘッドとの間で液体を循環し、気泡をタンクに回収して大気に放出することが行われている（例えば、特許文献１乃至３参照）。

ところで、液滴の吐出領域が記録媒体の幅（搬送方向と直交する方向の長さ）以上の長尺の液滴吐出ヘッドユニットを、複数の短尺の液滴吐出ヘッドを繋ぎ合せて構成する場合がある。この場合、タンクから各液滴吐出ヘッドへの液体の供給、及び各液滴吐出ヘッドからタンクへの液体の還流は、各液滴吐出ヘッド毎に個別の液体流路によって行ってもいいが、各液滴吐出ヘッド毎の液体の循環量のバラツキを抑制するためには、複数の液滴吐出ヘッドに対して共通の液体流路によって行うことが望ましい。

ここで、タンクと複数の液滴吐出ヘッドとの間の液体の循環を行うことができる共通の液体流路は、タンクに接続された主流路とこの主流路から分岐して各液滴吐出ヘッドへ延びる複数の分岐流路とで構成されるが、主流路と分岐流路との分岐点において、気泡が停滞し、除去できないという問題があった。これは、上下方向へ延びる分岐流路内で気泡の浮力と分岐流路で下方へ流れる液体の圧力とが平衡することによって発生する。この問題は、液体の循環量を増加することで解決できるが、液体の循環量を増やした場合には、液体流路内の圧力が増加し、ノズルから気泡が吸い込まれるという弊害が発生する。
特開平８−２７６６０４号公報 特開２０００−３３７１４号公報 特開２００３−１９８１６号公報

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、液体の循環量を増加することなく、分岐流路における気泡の滞留を防止する。

請求項１に記載の液滴吐出装置は、液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドと、液体を貯留するタンクと、一端部を前記タンクに挿入させた第１主流路と、前記第１主流路から分岐して下方へ延び先端部を各液滴吐出ヘッドに挿入させた複数の第１分岐流路と、で構成された第１液体流路と、一端部を前記タンクに挿入させ、他端部を前記第１主流路に合流させた第２主流路と、前記第２主流路から分岐して下方へ延び先端部を各液滴吐出ヘッドに挿入させた複数の第２分岐流路と、で構成された第２液体流路と、前記第１液体流路において前記液滴吐出ヘッドから前記タンクへ、前記第２液体流路において前記タンクから前記液滴吐出ヘッドへ、液体を流動させることで、前記液滴吐出ヘッドと前記タンクとの間で液体を循環させる循環手段と、を備え、前記循環手段は、第１主流路に設けられ、負圧を発生させて液体を循環させる負圧発生手段、および、該負圧発生手段より循環方向の上流側と下流側とをバイパスする開閉弁を備えたバイパス流路を有し、前記負圧発生手段のオン／オフ、前記開閉弁の開閉を制御することにより、液体を循環させている途中で、液体の流量を減少させることを特徴とする。

請求項１に記載の液滴吐出装置では、複数の液滴吐出ヘッドが、第１液体流路及び第２液体流路によって、液体を貯留したタンクに連通されており、循環手段によって、第１液体流路において液滴吐出ヘッドからタンクへ、第２液体流路においてタンクから液滴吐出ヘッドへ、液体が流動されることで、液滴吐出ヘッドとタンクとの間で液体が循環される。これによって、第１液体流路及び第２液体流路内の気泡がタンクへ回収される。

第１液体流路は、一端部をタンクに挿入させた第１主流路と、この第１主流路から分岐して先端部を各液滴吐出ヘッドに挿入させた第１分岐流路とで構成され、第２液体流路も同様に、一端部を挿入させた第２主流路と、この第２主流路から分岐して先端部を各液滴吐出ヘッドに挿入させた第２分岐流路とで構成されている。また、第２主流路の他端部は第１主流路に合流している。このため、循環手段が作動されると、液体が、各液滴吐出ヘッドから、各第１分岐流路を経由して第１主流路へ流動し、タンクへ流動する。また、液体が、タンクから第２主流路を経由して各第２分岐流路へ分岐し、各液滴吐出ヘッドへ流動し、また、第２主流路を経由して第１主流路へ流動する。

ところで、各第２分岐流路は、第２主流路から下方へ延びて先端部を各液滴吐出ヘッドに挿入させている。このため、第２分岐流路内において、下方へ流動する液体の圧力が気泡の浮力に勝ると、気泡は、液滴吐出ヘッド、第１分岐流路の順序で移動する。また、各第１分岐流路は、第１主流路から下方へ延びて先端部を各液滴吐出ヘッドに挿入させている。このため、液滴吐出ヘッドから第１分岐流路へ流動した気泡は、気泡の浮力と上方へ流動する液体の圧力を受けて、第１主流路へ移動し、そして、第１主流路を経由してタンクへ移動する。

一方、第２分岐流路内において、気泡の浮力が下方へ流動する液体の圧力に勝ると、または、液体の流動が止まると、気泡は、第２分岐流路から第２主流路へ移動する。

また、第２分岐流路内において、気泡の浮力と下方へ流動する液体の圧力が平衡すると、第２分岐流路に気泡が停滞し付着する。

ここで、本発明では、循環手段が、第１主流路に設けられ、負圧を発生させて液体を循環させる負圧発生手段、および、該負圧発生手段より循環方向の上流側と下流側とをバイパスする開閉弁を備えたバイパス流路を有し、前記負圧発生手段のオン／オフ、前記開閉弁の開閉を制御することにより、液体を循環させている途中で、液体の流量を減少させる。これによって、液体を循環させている途中で、第２分岐流路内において、気泡の浮力と下方へ流動する液体の圧力が平衡していた場合には、この平衡関係が崩れ、気泡の浮力が液体による下方への圧力に勝るので、気泡が第２分岐流路から第２主流路へ移動する。そして、第２主流路から第１主流路へ移動し、タンクに回収される。

従って、液体の循環量を増加することなく、第２分岐流路における気泡の滞留を防止できるので、液滴吐出ヘッドからの更なる気泡の混入を防止できる。

また、第１主流路に設けられた負圧発生手段によって負圧が発生されて、第１液体流路において、液滴吐出ヘッドからタンクへ液体が流動し、第２液体流路において、タンクから液滴吐出ヘッド又は第１主流路へ液体が流動する。

ここで、負圧による液体の循環は、第１液体流路及び第２液体流路内に停滞している気泡の体積を増加させるので、気泡が液体の流動による圧力を受け易くなり、第１液体流路及び第２液体流路において気泡が移動し易くなる。従って、気泡の除去性が向上する。

請求項２に記載の液滴吐出装置は、請求項１に記載の液滴吐出装置であって、前記循環手段は、前記開閉弁を閉、前記負圧発生手段をオンにする第１ステップと、前記第１ステップの後、前記開閉弁を開、前記負圧発生手段をオフにする第２ステップと、前記第２ステップの後、前記開閉弁を閉、前記負圧発生手段をオンにする第３ステップと、前記第３ステップの後、前記開閉弁を開、前記負圧発生手段をオフにする第４ステップと、を実行することを特徴とする。

請求項２に記載の液滴吐出装置では、まず、第１ステップでは、開閉弁が閉、負圧発生手段がオンにされる。これによって、液体の流量が最大になり、第１液体流路及び第２液体流路内の気泡がタンクに向かって移動し、また、第１液体流路及び第２液体流路の内壁に付着している気泡が剥される。

なお、第１ステップ開始から第２ステップ開始までの時間を、液体が第１液体流路及び第２液体流路を一巡する時間より長くして、内壁から剥された気泡を全て第１ステップ中にタンクに回収しても良いし、当該時間を短くして、本ステップでは、気泡を内壁から剥すまでとしても良い。

そして、第１ステップ後の第２ステップでは、開閉弁が開、負圧発生手段がオフにされる。これによって、第２分岐流路において下方への液体の流動が停止するので、第２分岐流路内に気泡が停滞していた場合、この気泡は、浮力で第２主流路へ移動する。

そして、第２ステップ後の第３ステップでは、開閉弁が閉、負圧発生手段がオンにされる。これによって、第２ステップにおいて第２分岐流路から第２主流路へ移動された気泡が、第２主流路から第１主流路へ移動し、第１主流路を経由してタンクへ移動する。また、第１ステップにおいて第１液体流路及び第２液体流路の内壁から剥された気泡も、第２液体流路、及び第１液体流路を経由してタンクへ移動する。

そして、第３ステップ後の第４ステップでは、開閉弁が開、負圧発生手段がオフにされて液体の循環が停止される。

請求項３に記載の液滴吐出装置は、請求項１に記載の液滴吐出装置であって、前記循環手段は、前記負圧発生手段をオン、前記開閉弁を閉にする第１ステップと、前記第１ステップの後、前記開閉弁を開にする第２ステップと、前記第２ステップの後、前記開閉弁を閉にする第３ステップと、前記第３ステップの後、前記開閉弁を開、前記負圧発生手段をオフにする第４ステップと、を実行することを特徴とする。

請求項３に記載の液滴吐出装置では、まず、第１ステップでは、負圧発生手段がオン、開閉弁が閉にされる。これによって、液体の流量が最大になり、第１液体流路及び第２液体流路内の気泡がタンクに向かって移動し、また、第１液体流路及び第２液体流路の内壁に付着している気泡が剥される。

そして、第１ステップ後の第２ステップでは、開閉弁が開にされる。これによって、詳細は後述するが、液体の一部がバイパス流路で循環し、第１液体流路及び第２液体流路での液体の循環量が減少するので、第２分岐流路内に気泡が停滞していた場合、この気泡は、浮力で第２主流路へ移動する。

そして、第２ステップ後の第３ステップでは、開閉弁が閉にされ、第２ステップとは逆で、第１液体流路及び第２液体流路での液体の循環量が増加し、第２分岐流路から第２主流路に移動した気泡が、第２主流路から第１主流路へ移動し、第１主流路を経由してタンクへ移動する。また、第１ステップにおいて第１液体流路及び第２液体流路の内壁から剥された気泡も、第２液体流路及び第１液体流路を経由してタンクへ移動する。

ここで、第２ステップにおいて、液体の流動が停止されておらず、第２分岐流路から第２主流路へ移動した気泡は、第２主流路で停止することなく、第１主流路へ向かって移動するので、この気泡をタンクまで移動させるのに要する時間を短縮でき、第３ステップの所要時間を短縮できる。

そして、第３ステップ後の第４ステップでは、開閉弁が開、負圧発生手段がオフにされて液体の循環が停止される。

請求項４に記載の液滴吐出装置は、請求項１に記載の液滴吐出装置であって、前記循環手段は、前記負圧発生手段をオン、前記開閉弁を閉にする第１ステップと、前記第１ステップの後、前記負圧発生手段をオフにする第２ステップと、前記第２ステップの後、前記負圧発生手段をオンにする第３ステップと、前記第３ステップの後、前記負圧発生手段をオフ、前記開閉弁を開にする第４ステップと、を実行することを特徴とする。

請求項４に記載の液滴吐出装置では、まず、第１ステップでは、負圧発生手段がオン、開閉弁が閉にされる。これによって、液体の流量が最大になり、第１液体流路及び第２液体流路内の気泡がタンクに向かって移動し、また、第１液体流路及び第２液体流路の内壁に付着している気泡が剥される。

そして、第１ステップ後の第２ステップでは、負圧発生手段がオフにされる。これによって、第２分岐流路において下方への液体の流動が停止するので、第２分岐流路内に気泡が停滞していた場合、この気泡は、浮力で第２主流路へ移動する。

ここで、第２ステップにおいて、バイパス流路が開閉弁によって閉塞されていることで、バイパス流路を開閉弁によって開放した状態と比較して、第１液体流路内の負圧が解除されるまでの時間が長くなり、以って、液体の流動が停止されるまでの時間が長くなる。これによって、気泡が第１液体流路及び第２液体流路の内壁に付着し難くなる。

そして、第２ステップ後の第３ステップでは、負圧発生手段がオンにされ、液体の流動が再開され、第２分岐流路から第２主流路に移動した気泡が、第２主流路から第１主流路へ移動し、第１主流路を経由してタンクへ移動する。また、第１ステップにおいて第１液体流路及び第２液体流路の内壁から剥された気泡も、第２液体流路及び第１液体流路を経由してタンクへ移動する。

そして、第３ステップ後の第４ステップでは、開閉弁が開、負圧発生手段がオフにされて液体の循環が停止される。

本発明は上記構成にしたので、液体の循環量を増加することなく、第２分岐流路における気泡の滞留を防止できる。

以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。

図１には、本実施形態のインクジェット記録装置１２が示されている。インクジェット記録装置１２の筐体１４内の下部には給紙トレイ１６が備えられており、給紙トレイ１６内に積層された用紙Ｐをピックアップロール１８で１枚ずつ取り出すことができる。取り出された用紙Ｐは、所定の搬送経路２２を構成する複数の搬送ローラ対２０で搬送される。

給紙トレイ１６の上方には、駆動ロール２４及び従動ロール２６に張架された無端状の搬送ベルト２８が配置されている。搬送ベルト２８の上方には記録ヘッドアレイ３０が配置されており、搬送ベルト２８の平坦部分２８Ｆに対向している。この対向した領域が、記録ヘッドアレイ３０からインク滴が吐出される吐出領域ＳＥとなっている。搬送経路２２を搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト２８で保持されてこの吐出領域ＳＥに至り、記録ヘッドアレイ３０に対向した状態で、記録ヘッドアレイ３０から画像情報に応じたインク滴が付着される。

記録ヘッドアレイ３０は、本実施形態では、有効な記録領域が用紙Ｐの幅（搬送方向と直交する方向の長さ）以上とされた長尺状とされ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、サイアン（Ｓ）、及びブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した４つのインクジェット記録ヘッドユニット（以下、ヘッドユニットという）３２が搬送方向に沿って配置されており、フルカラーの画像を記録可能になっている。

各ヘッドユニット３２は、ヘッドコントローラ６０（図５参照）によって制御される。ヘッドコントローラ６０は、たとえば、画像情報に応じてインク滴の吐出タイミングや使用するインク吐出口（ノズル）を決め、駆動信号をヘッドユニット３２に送る構成である。

また、記録ヘッドアレイ３０は、搬送方向と直交する方向に不動とされていてもよいが、必要に応じて移動するように構成しておくと、マルチパスによる画像記録で、より解像度の高い画像を記録したり、ヘッドユニット３２の不具合を記録結果に反映させないようにしたりできる。

記録ヘッドアレイ３０の両側には、それぞれのヘッドユニット３２に対応した４つのメンテナンスユニット３４が配置されている。図２に示すように、ヘッドユニット３２に対してメンテナンスを行う場合に、記録ヘッドアレイ３０が上方へ移動し、搬送ベルト２８との間に構成された間隙にメンテナンスユニット３４が移動して入り込む。そして、ノズル面３３Ｎ（図８参照）に対向した状態で、所定のメンテナンス動作（吸引、ワイピング、キャッピング等）を行う。

メンテナンスユニット３４は、図３に示すように、インクジェット記録装置１２の回復動作時にノズル面３３Ｎからのインクを受けるキャップ８８と、キャップ８８で受けたインクを排出する排液ライン９２とを備えている。排液ライン９２の排出方向下流端にはバルブ９４を介して廃インクタンク９６が設けられている。また、インクジェット記録装置１２は、キャップ８８から排液ライン９２へのインク送出力（インク吸引力）を与えるポンプ９８と、を備えている。このポンプ９８は、後述するポンプ７４と同様、インクジェット記録装置１２全体の制御を司るコントローラ５６（図５参照）によって制御されている。

なお、本実施形態では、４つのメンテナンスユニット３４を２つずつの２組に分割し、画像記録時には記録ヘッドアレイ３０の搬送方向上流側及び搬送方向下流側にそれぞれ配置されるようにしている。

図４に示すように、記録ヘッドアレイ３０の上流側には、電源３８が接続された帯電ロール３６が配置されている。帯電ロール３６は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８及び用紙Ｐを挟みつつ従動し、用紙Ｐを搬送ベルト２８に押圧する押圧位置と、搬送ベルト２８から離間した離間位置との間を移動可能とされている。押圧位置では、接地された従動ロール２６との間に所定の電位差が生じるため、用紙Ｐに電荷を与えて搬送ベルト２８に静電吸着させることができる。また、記録ヘッドアレイ３０の下流側には、剥離プレート４０が配置されており、この剥離プレート４０によって用紙Ｐが搬送ベルト２８から剥離される。

搬送ベルト２８と排紙トレイ４６との間には、４色の各インクをそれぞれ貯留するインクタンク５４と、インクタンク５４に接続されたリザーバタンク６４とが設けられている。リザーバタンク６４には大気開放部６５（図６参照）が設けられており、リザーバタンク６４の液面は大気圧となっている。また、リザーバタンク６４のインクは、後述する第１インク流路６９及び第２インク流路７０（共に、図６参照）を経由して各ヘッドユニット３２に供給されるようになっている。インクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、公知の各種のインクを使用できる。

図５に示すように、インクジェット記録装置１２の全体は、コントローラ５６によって制御され、用紙Ｐの給紙から画像記録、排出、さらにはメンテナンスを含む動作が制御されるようになっている。また、記録画像に関する各種のデータ等は、画像コントローラ５８からコントローラ５６に送られる。また、後述するインクジェット記録ヘッド３３（図６参照、以下、記録ヘッドという）はヘッドコントローラ６０によって制御されており、コントローラ５６からヘッドコントローラ６０へ信号が送信されるようになっている。なお、コントローラ５６、ヘッドコントローラ６０及び帯電ロール３６は、電源３８から電力供給を受けるようになっている。

このような全体構成とされた本実施形態のインクジェット記録装置１２では、上記したように、給紙トレイ１６から取り出された用紙Ｐが搬送され、搬送ベルト２８に至る。そして、用紙Ｐは、帯電ロール３６によって搬送ベルト２８に押付けられると共に、帯電ロール３６からの印加電圧によって搬送ベルト２８に吸着されて保持される。この状態で、搬送ベルト２８の回転によって用紙Ｐが吐出領域ＳＥを通過しつつ、記録ヘッドアレイ３０からインク滴が吐出されて、用紙Ｐ上に画像が記録される。そして、用紙Ｐは、剥離プレート４０によって搬送ベルト２８から剥離され、剥離プレート４０の下流側で排出経路４４を構成する複数の排出ローラ対４２で搬送されて筐体１４の上部に設けられた排紙トレイ４６に排出される。

ここで、ヘッドユニット３２の構成について説明する。なお、ここでは、１個のヘッドユニット３２のみを図示して説明するが、全てのヘッドユニット３２が同様の構成である。

図６、図７に示すように、ヘッドユニット３２は、用紙Ｐの幅よりも短尺の記録ヘッド３３が、用紙Ｐの幅方向に沿って複数（本実施形態では、８ヶ）配列されて構成されている。図８に示すように、記録ヘッド３３は、用紙Ｐの幅方向に沿って延出する支持板３５の下面に、千鳥状の配列となるように取付けられている。

図６、図７に示すように、記録ヘッド３３は、複数のインク室７２と、各インク室７２にそれぞれ連通する吐出ノズル７８（図８参照）とが形成されており、インク室７２内の圧力を高めてインク滴を吐出するようになっている。即ち、図８に示すように、記録ヘッド３３の下面側は吐出面となっており、用紙Ｐの幅方向に沿って多数の吐出ノズル７８が配列されている。

図６、図７に示すように、インクジェット記録装置１２には、インク室７２とリザーバタンク６４とを接続する第１インク流路６９及び第２インク流路７０が設けられている。第１インク流路６９には、ポンプ７４及び開閉弁７６が並列に接続されている。

ポンプ７４は、インク室７２側に負圧を発生させてインク室７２からリザーバタンク６４への流動力をインクに与える。即ち、ポンプ７４が作動されると、インクが、各記録ヘッド４４から、各第１分岐流路８１を経由して第１主流路７９へ流動し、リザーバタンク６４へ流動する。また、インクが、リザーバタンク６４から第２主流路８０を経由して各第２分岐流路８２へ分岐し、各記録ヘッド３３へ流動し、また、第２主流路８０を経由して第１主流路７９へ流動する。

ここで、負圧によるインクの循環は、第１インク流路６９及び第２インク流路７０内に停滞している気泡の体積を増加させるので、気泡がインクの流動による圧力を受け易くなり、第１インク流路６９及び第２インク流路７０において気泡が移動し易くなる。従って、気泡の除去性が向上する。

なお、ポンプ７４は、上述したように、コントローラ５６によって制御されている。また、開閉弁７６は、第１主流路７９のポンプ７４より循環方向上流側と循環方向下流側とをバイパスするバイパス流路７７に設けられており、コントローラ５６によって制御されている。

第１インク流路６９は、一端部をリザーバタンク６４に挿入させた第１主流路７９と、第１主流路７９から分岐して下方へ延び各インク室７２にそれぞれ先端部を挿入させた第１分岐流路８１とを有する。また、第２インク流路７０は、一端部をリザーバタンク６４に挿入させ、他端部を第１主流路７９に合流させた第２主流路８０と、第２主流路８０から分岐して下方へ延び各インク室７２にそれぞれ先端部を挿入させた第２分岐流路８２とを有する。

図６に示すインク吐出時には、ポンプ７４が停止され、開閉弁７６が開にされる。そして、インク滴の吐出によってインク室７２が減圧されることによって、第１インク流路６９及び第２インク流路７０では、何れもリザーバタンク６４からインク室７２へインクが流れる。これによって、インク室７２に、２本のインク流路からインクが流入するので、インク流路が１本の場合と比べて、圧損が半減され、また、各インク流路による圧損許容値を約２倍に設定することが可能になる。従って、配管の容積を縮小でき、以って、装置の小型化、低コスト化が可能となる。また、後述するインク循環時において、より流速が速くなり、ポンプ７４に過大な性能を必要としないため、ポンプ７４の小型化が可能となる。

ここで、図７に示すインク循環時のポンプ７４、開閉弁７６の制御方法の第１実施形態について、図９のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ１００において、インク循環の指令があるか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ１０２へ進む。ステップ１０２では、ヘッドユニット３２が上昇され、メンテナンスユニット３４がメンテナンス位置まで移動されて、記録ヘッド３３のノズル面３３Ｎがキャップされる。

次に、ステップ１０４では、ポンプ７４がオンにされ、開閉弁７６が閉にされ、１０［ｓｅｃ］の間、維持される。この１０［ｓｅｃ］の間のインクの循環により、インクの流量（流速）が最大になり、第１インク流路６９及び第２インク流路７０内の気泡がリザーバタンク６４に向かって移動し、第１インク流路６９及び第２インク流路７０の内壁に付着している気泡が剥される。また、第１分岐流路８１内の気泡は、気泡の浮力とインクの流動による圧力を受けて第１主流路７９内へ移動し、リザーバタンク６４まで移動される。

なお、ステップ１０４の開始から次のステップ１０６の開始までの時間を、インクが第１インク流路６９及び第２インク流路７０を一巡する時間より長くして、内壁から剥された気泡を全て本ステップでリザーバタンク６４に回収しても良いし、当該時間を短くして、本ステップでは、気泡を内壁から剥すまでとしても良い。

ここで、第１インク流路６９及び第２インク流路７０内の圧力が、吐出ノズル７８から気泡が吸込まれない圧力（所謂メニスカス保持圧）となるように、ポンプ７４の吸引圧が設定されている。なお、本実施形態では、吐出ノズル７８のノズル径が２５μｍ、インクの表面張力が３０ｍＮ／ｍであり、メニスカス保持圧は、−３．７ｋＰａである。

このため、記録ヘッド３３のノズル面３３Ｎをキャップした状態で、インクの循環を実施することは必須ではない。

次に、ステップ１０６では、開閉弁７６が開、ポンプ７４がオフにされ、６［ｓｅｃ］の間、維持される。この状態で、第１インク流路６９のポンプ７４より循環方向上流側が、バイパス流路７７によってリザーバタンク６４に連通されるので、第１インク流路６９内の負圧は即座に解除され、第１インク流路６９及び第２インク流路７０内のインクの流動が停止される。

ここで、インクの流動による圧力Ｐと気泡Ｈの浮力Ｓとが平衡することで、第２分岐流路８２に気泡Ｈが停滞していた場合には（図１０（Ａ）参照）、６［ｓｅｃ］の間のポンプ７４の停止によって、第２分岐流路８２において下方へのインクの流動が停止し、平衡関係が崩れて浮力Ｓが圧力Ｐに勝るので、気泡Ｈは、浮力Ｓで第２主流路８０へ移動する（図１０（Ｂ）参照）。

次に、ステップ１０８では、開閉弁７６が閉、ポンプ７４がオンにされ、２４［ｓｅｃ］の間、維持される。この２４［ｓｅｃ］の間のインクの循環により、ステップ１０６において第２分岐流路８２から第２主流路８０へ移動された気泡が、第２主流路８０から第１主流路７９へ移動し、第１主流路７９を経由してタンクへ移動する（図１０（Ｃ）参照）。また、ステップ１０４において第１インク流路６９及び第２インク流路７０の内壁から剥された気泡も、第２液体流路、及び第１液体流路を経由してリザーバタンク６４へ移動する。

次に、ステップ１１０では、開閉弁７６が開、ポンプ７４がオフにされてインクの循環が停止され、ステップ１１２へ移行する。ステップ１１２では、メンテナンスユニット３４がメンテナンス位置から非メンテナンス位置まで移動され、ヘッドユニット３２が下降されて、記録ヘッド３３のノズル面３３Ｎのキャップが解除される。そして、処理ルーチンが終了する。

次に、インク循環時のポンプ７４、開閉弁７６の制御方法の第２実施形態について図１２のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ２００において、インク循環の指令があるか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ２０２へ進む。ステップ２０２では、ヘッドユニット３２が上昇され、メンテナンスユニット３４がメンテナンス位置まで移動されて、記録ヘッド３３のノズル面３３Ｎがキャップされる。

次に、ステップ２０４では、ポンプ７４がオンにされ、ステップ２０６へ移行する。ステップ２０６では、開閉弁７６が閉にされ、１０［ｓｅｃ］の間、維持される。これによって、インクの流量が最大になり、第１インク流路６９及び第２インク流路７０内の気泡がリザーバタンク６４に向かって移動し、また、第１インク流路６９及び第２インク流路７０の内壁に付着している気泡が剥される。

次に、ステップ２０８では、開閉弁７６が開にされ、１０［ｓｅｃ］の間、維持される。この１０［ｓｅｃ］の間、図１１に示すように、一部のインクがバイパス流路７７内で循環する。また、第１インク流路６９及び第２インク流路７０と記録ヘッド３３とで構成されるインク流路全体と、バイパス流路７７とでは、流路抵抗が同じ程度になっており、下記（１）式で示すように、インク流路でのインクの循環量Ｑ２は、開閉弁７６によってバイパス流路７７が閉塞されている場合と比べて、１／２程度になる。

Ｑ２＝（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×Ｑ１…（１）
但し、Ｑ１：開閉弁７６が閉の時のインクの流量
Ｑ２：開閉弁７６が開の時のインクの流量
Ｒ１：第１インク流路６９及び第２インク流路７０と記録ヘッド３３とで構成されるインク流路全体の流路抵抗
Ｒ２：バイパス流路７７の流路抵抗
これによって、インクの流動による圧力Ｐと気泡Ｈの浮力Ｓとが平衡することで第２分岐流路８２に気泡Ｈが停滞していた場合（図１０（Ａ）参照）、第２分岐流路８２において下方へのインクの流量が減少し、平衡関係が崩れて浮力Ｓが圧力Ｐに勝るので、気泡Ｈは、浮力Ｓで第２主流路８０へ移動する（図１０（Ｂ）参照）。

なお、バイパス流路７７の開閉によってインク流路の流路抵抗が大きく変わると、ポンプ７４の流量が変動し、上記（１）式が成立しなくなる。それによって、インク流路でのインクの流量を制御できなくなるので、バイパス流路７７の開閉によるインク流路の流路抵抗の変化は、ポンプの流量が変動しない程度に抑えられている。

そして、ステップ２１０では、開閉弁７６が閉にされ、２０［ｓｅｃ］の間、維持される。これによって、ステップ２０８とは逆で、インクの流量が増加し、第２分岐流路８２から第２主流路８０に移動した気泡が、第２主流路８０から第１主流路７９へ移動し、第１主流路７９を経由してリザーバタンク６４へ移動する。また、ステップ２０６において第１インク流路６９及び第２インク流路７０の内壁から剥された気泡も、第２インク流路７０及び第１インク流路６９を経由してリザーバタンク６４へ移動する。

ここで、ステップ２０８において、インクの流動が停止されておらず、第２分岐流路８２から第２主流路８０へ移動した気泡は、第２主流路８０で停止することなく、第１主流路７９へ向かって移動するので、この気泡をリザーバタンク６４まで移動させるのに要する時間を短縮でき、ステップ２１０の所要時間を短縮できる。なお、第１実施形態では、気泡をリザーバタンク６４まで移動させるのに２４［ｓｅｃ］要していたのに対して、本実施形態では、２０［ｓｅｃ］に短縮できている。

次に、ステップ２１２では、開閉弁７６が開にされ、ステップ２１４へ移行する。ステップ２１４では、ポンプ７４がオフにされてインクの循環が停止される。そして、処理ルーチンが終了する。

次に、インク循環時のポンプ７４、開閉弁７６の制御方法の第３実施形態について図１３のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ３００において、インク循環の指令があるか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ３０２へ進む。ステップ３０２では、ヘッドユニット３２が上昇され、メンテナンスユニット３４がメンテナンス位置まで移動されて、記録ヘッド３３のノズル面３３Ｎがキャップされる。

次に、ステップ３０４では、ポンプ７４がオンにされ、ステップ３０６へ移行する。ステップ３０６では、開閉弁７６が閉にされ、１０［ｓｅｃ］の間、維持される。これによって、インクの流量が最大になり、第１インク流路６９及び第２インク流路７０内の気泡がリザーバタンク６４に向かって移動し、また、第１インク流路６９及び第２インク流路７０の内壁に付着している気泡が剥される。

次に、ステップ３０８では、ポンプ７４がオフにされ、８［ｓｅｃ］の間、維持される。これによって、第２分岐流路８２において下方へのインクの流動が停止するので、第２分岐流路８２内に気泡が停滞していた場合、この気泡は、浮力で第２主流路８０へ移動する。

次に、ステップ３１０では、ポンプ７４がオンにされ、２４［ｓｅｃ］の間、維持される。これによって、インクの流動が再開され、第２分岐流路８２から第２主流路８０に移動した気泡が、第２主流路８０から第１主流路７９へ移動し、第１主流路７９を経由してリザーバタンク６４へ移動する。また、ステップ３０４において第１インク流路６９及び第２インク流路７０の内壁から剥された気泡も、第２インク流路７０及び第１インク流路６９を経由してリザーバタンク６４へ移動する。

ここで、ステップ３０６において、バイパス流路７７を開閉弁７６によって閉塞したことで、バイパス流路７７を開閉弁７６によって開放した状態と比較して、インク流路内の負圧が解除されるまでの時間が長くなる。これによって、インクの流動が停止されるまでの時間が長くなり、気泡が第１インク流路６９及び第２インク流路７０の内壁に付着し難くなる。

次に、ステップ３０８では、ポンプ７４がオフにされてインクの循環が停止され、ステップ３１０へ移行する。ステップ３１０では、開閉弁が開にされ、処理ルーチンを終了する。

以上、本実施形態を例に取って説明したように、インクの循環量を増加することなく、第２分岐流路８２における気泡の滞留を防止できるので、記録ヘッド３３からの更なる気泡の混入を防止できる。

なお、本実施形態では、ポンプ７４によってインク流路に負圧を発生させてインクを循環させたが、第２インク流路７０におけるリザーバタンク６４から記録ヘッド３３へのインクの流量（流速）が減少（減速）すれば良く、インク流路に正圧を発生させてインクを循環させる構成にも本発明は適用可能である。

また、本実施形態では、インクジェット記録装置を例に取って本発明を説明したが、本発明の液滴吐出装置は、インクジェット記録ヘッドユニットに限らず、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う電気実装用のバンプの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴吐出ユニット一般に対して、適用可能である。

また、本発明の液滴吐出装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、液滴吐出ユニットが液滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。したがって、記録媒体には、記録用紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば、配線パターン等が形成される基板などが含まれる。

本発明の実施形態のインクジェット記録装置の概略を示す図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置の概略を示す図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置のメンテナンスユニットの概略を示す図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置の印字部の概略を示す図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるインク吐出時のインクの流れを示す図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるインク循環時のインクの流れを示す図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドユニットの構成を示す平面図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるインク循環時のポンプ、開閉弁の制御方法の第１実施形態を説明するためのフローチャートである。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施形態のインクジェット記録装置のインク流路における気泡の動きを示す図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるインク循環時のインクの流れを示す図である。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるインク循環時のポンプ、開閉弁の制御方法の第２実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるインク循環時のポンプ、開閉弁の制御方法の第３実施形態を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１２ インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
２８ 搬送ベルト（搬送手段）
３３ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
５６ コントローラ（第１制御手段、第２制御手段、第３制御手段）
６４ リザーバタンク（タンク）
６９ 第１インク流路（第１液体流路）
７０ 第２インク流路（第２液体流路）
７４ ポンプ（循環手段、負圧発生手段）
７６ 開閉弁（循環手段）
７７ バイパス流路
７９ 第１主流路
８０ 第２主流路
８１ 第１分岐流路
８２ 第２分岐流路
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (4)

1. 液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドと、
   液体を貯留するタンクと、
   一端部を前記タンクに挿入させた第１主流路と、前記第１主流路から分岐して下方へ延び先端部を各液滴吐出ヘッドに挿入させた複数の第１分岐流路と、で構成された第１液体流路と、
   一端部を前記タンクに挿入させ、他端部を前記第１主流路に合流させた第２主流路と、前記第２主流路から分岐して下方へ延び先端部を各液滴吐出ヘッドに挿入させた複数の第２分岐流路と、で構成された第２液体流路と、
   前記第１液体流路において前記液滴吐出ヘッドから前記タンクへ、前記第２液体流路において前記タンクから前記液滴吐出ヘッドへ、液体を流動させることで、前記液滴吐出ヘッドと前記タンクとの間で液体を循環させる循環手段と、
   を備え、
   前記循環手段は、第１主流路に設けられ、負圧を発生させて液体を循環させる負圧発生手段、および、該負圧発生手段より循環方向の上流側と下流側とをバイパスする開閉弁を備えたバイパス流路を有し、前記負圧発生手段のオン／オフ、前記開閉弁の開閉を制御することにより、液体を循環させている途中で、液体の流量を減少させることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記循環手段は、
   前記開閉弁を閉、前記負圧発生手段をオンにする第１ステップと、
   前記第１ステップの後、前記開閉弁を開、前記負圧発生手段をオフにする第２ステップと、
   前記第２ステップの後、前記開閉弁を閉、前記負圧発生手段をオンにする第３ステップと、
   前記第３ステップの後、前記開閉弁を開、前記負圧発生手段をオフにする第４ステップと、を実行することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記循環手段は、
   前記負圧発生手段をオン、前記開閉弁を閉にする第１ステップと、
   前記第１ステップの後、前記開閉弁を開にする第２ステップと、
   前記第２ステップの後、前記開閉弁を閉にする第３ステップと、
   前記第３ステップの後、前記開閉弁を開、前記負圧発生手段をオフにする第４ステップと、を実行することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
4. 前記循環手段は、
   前記負圧発生手段をオン、前記開閉弁を閉にする第１ステップと、
   前記第１ステップの後、前記負圧発生手段をオフにする第２ステップと、
   前記第２ステップの後、前記負圧発生手段をオンにする第３ステップと、
   前記第３ステップの後、前記負圧発生手段をオフ、前記開閉弁を開にする第４ステップと、を実行することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。

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