液体吐出装置
【課題】別途粘度計などを設けることなく液体の粘度を正確に算出する。
【解決手段】インクジェットヘッド１が、互いに連通しているインク流入流路７２と第１排気流路７３とを有している。サブタンク８０が、インク供給管８２を介してインク流入流路７２と連通していると共に、第１インク帰還管８３を介して第１排気流路７３と連通している。インク供給管８２には、ポンプ８６が設けられており、第１インク帰還管８３には第１バルブ８７が設けられている。第１バルブ８７を開いた状態で、ポンプ８６を駆動することによって、サブタンク８０、インク供給管８２、インク流入流路７２及び第１排気流路７３の順にインクを循環させる。エンコーダ８９によってポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数からインク粘度を算出する。
【解決手段】インクジェットヘッド１が、互いに連通しているインク流入流路７２と第１排気流路７３とを有している。サブタンク８０が、インク供給管８２を介してインク流入流路７２と連通していると共に、第１インク帰還管８３を介して第１排気流路７３と連通している。インク供給管８２には、ポンプ８６が設けられており、第１インク帰還管８３には第１バルブ８７が設けられている。第１バルブ８７を開いた状態で、ポンプ８６を駆動することによって、サブタンク８０、インク供給管８２、インク流入流路７２及び第１排気流路７３の順にインクを循環させる。エンコーダ８９によってポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数からインク粘度を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から記録液体を吐出する記録液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置においては、インクの粘度が、インク供給や吐出性能に大きく影響することが知られている。インクの粘度は温度依存性が高いため、温度を測定することによりインク粘度を推定して制御に用いることが多い。例えば、粘度を一定とするために温度一定とする装置が開示されている（特許文献１参照）。しかしながら、温度からインク粘度を推定する方法では、インクの経時劣化やインク組成の異なる複数のインクの混入に等を考慮したインク粘度の推定が困難となり、インク粘度を用いた正確な制御が困難であるという問題がある。一方、インク供給流路に毛管粘度計、落球粘度計、回転粘度計などの粘度計を設置し、インク粘度を直接測定する記録装置も開示されている（特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５０５３７号公報
【特許文献２】特開２００９−１７２９３２号公報
【特許文献３】特開２００２−６７３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、毛管粘度計、落球粘度計、回転粘度計などを製品のインク流路に設けることは装置の大型化につながる。
【０００５】
本発明の目的は、別途粘度計などを設けることなく液体の粘度を正確に算出することができる液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出装置は、記録液体を貯溜するタンクと、流入口及び流出口を有する内部流路と、前記内部流路から記録液体を吐出する複数の吐出口に至る複数の個別記録液体流路とを含む記録液体吐出ヘッドと、前記流入口と前記タンクとを連通する供給流路と、前記流出口と前記タンクとを連通する帰還流路と、前記帰還流路における記録液体の流量を調整するバルブと、駆動により、前記タンクの記録液体を、前記供給流路を介して前記内部流路に供給するポンプと、前記ポンプを制御するポンプ制御手段と、前記バルブを制御するバルブ制御手段と、前記ポンプの駆動状態を検出する検出手段と、前記記録液体の粘度を算出する算出手段とを有している。前記算出手段は、前記バルブ制御手段が前記帰還流路に記録液体が流れるよう前記バルブを制御した状態において、前記ポンプ制御手段が前記ポンプを駆動することによって、前記タンクの記録液体を、前記供給流路、前記内部流路及び前記帰還流路の順に還流させているときの、前記検出手段が検出した前記ポンプの駆動状態に基づいて、記録液体の粘度を算出する。
【０００７】
本発明によると、帰還流路を有する液体吐出装置において、液体を還流させているときのポンプの駆動状態から液体の粘度を算出するため、別途粘度計などを設けることなく液体の粘度を正確に算出することができる。
【０００８】
本発明においては、前記ポンプは容積型のポンプであり、前記検出手段は、前記ポンプ制御手段が前記ポンプに所定の電力を供給した時の前記ポンプの回転数を検出する回転計であることが好ましい。これによると、容積型ポンプは作動流体の漏れ損失が少なく、インクの粘度とポンプの回転数の相関が明確に把握し易いので、簡易且つ正確にインク粘度を計測することができる。
【０００９】
または、前記検出手段が、前記ポンプ制御手段が記録液体を単位時間当り所定流量で供給するように前記ポンプを駆動している時の前記ポンプに供給される電力を検出することが好ましい。これによると、検出手段をポンプの駆動回路内に組み込むなどにより小型化を図ることができる。
【００１０】
さらに、本発明においては、前記算出手段が記録液体の粘度を算出した後に、当該算出により得られた記録液体の粘度に基づいて、前記ポンプが供給する記録液体の単位時間当りの流量を、前記算出手段が記録液体の粘度を算出するときに還流させた記録液体の単位時間当りの流量よりも多く、且つ、前記吐出口から記録液体が漏れ出さない範囲になるように、前記ポンプ制御手段が前記ポンプを制御して記録液体を還流させる循環パージを行うことが好ましい。ここで循環パージとは内部流路に蓄積される異物や気泡を除去するために記録液体の還流を行う行為であり、吐出口から記録液体を漏れ出させることなく迅速に循環パージを行うことが理想的とされている。これによると、比較的低い流量で記録液体を還流させて記録液体の粘度を計測し、得られた粘度に基づいて吐出口から記録液体を漏れ出させることがない領域の高い流量で循環パージを行うため、記録液体を無駄に排出することなく記録液体吐出ヘッド内の異物除去や気泡除去を迅速かつ効率的に行うことができる。
【００１１】
このとき、前記算出手段による記録液体の粘度の算出と、前記循環パージが連続的に行われることがより好ましい。これによると、算出した記録液体の粘度をすぐに循環パージに用いることができるため、循環パージをより効率よく行うことができる。
【００１２】
また、本発明においては、内部流路が、複数の前記流出口を有しており、複数の前記帰還流路が、互いに異なる前記流出口に接続されており、前記バルブ制御手段が前記複数の帰還流路の中から選択した前記帰還流路に記録液体が流れるよう前記バルブを制御し、前記ポンプ制御手段が、前記バルブ制御手段が選択した前記帰還流路及び前記記録液体の粘度に基づいて前記ポンプを制御することが好ましい。これによると、内部流路の循環を効率的になすために複数の流出口を設け、選択した帰還流路に関する流路の流路抵抗と記録液体の粘度とに応じてポンプが制御されるため、効率よく内部流路の循環パージを行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明においては、前記記録液体吐出ヘッドが、前記吐出口から記録液体を吐出させる吐出エネルギーを記録液体に付与する複数のアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動する駆動手段とを備えており、前記駆動手段は、前記算出手段が算出した記録液体の粘度に基づいて、前記アクチュエータを駆動することが好ましい。これによると、現在の記録液体の粘度に基づいてアクチュエータの制御を行うため、当該粘度に適した吐出制御が可能となる。
【００１４】
このとき、前記駆動制御手段は、前記算出手段が算出した記録液体の粘度が高くなるに連れて、記録液体に付与する吐出エネルギーが大きくなるように、前記アクチュエータを駆動することがより好ましい。これによると、現在の記録液体の粘度によって吐出エネルギーを調整することによって、記録液体の吐出特性を安定させることができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記算出手段が、記録液体の還流が開始されて所定時間を経過した後に記録液体の粘度を算出することが好ましい。これによると、還流開始直後においては異物や乱流の影響により記録液体の流れが安定せず粘度の算出値がばらつくことがあるが、還流が安定した状態で記録液体の粘度の算出を行うことで、粘度の算出誤差を少なくすることができる。
【００１６】
さらに、本発明においては、前記記録液体吐出ヘッドが、一方向に沿って前記複数の吐出口が配列されたライン式のヘッドであってもよい。ライン式のヘッドでは内部流路が複雑となり、インク供給や吐出制御においてインク粘度を用いた制御が必要となる場合が多い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、帰還流路を有する液体吐出装置において、液体を還流させているときのポンプの駆動状態から液体の粘度を算出するため、別途粘度計などを設けることなく液体の粘度を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッド及びインク供給ユニットの縦断面図である。
【図３】図２に示すインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図４】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図５】（ａ）図２に示すインクジェットヘッド及び供給ユニットについて第１インク循環が行われたときのインクの流れを示した図である。（ｂ）図２に示すインクジェットヘッド及び供給ユニットについて第２インク循環が行われたときのインクの流れを示した図である。
【図６】図４に示す制御装置によるメンテナンス動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】変形例に係る制御装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
インクジェットプリンタ１０１は、図１に示すように、図１上方から下方に向かって用紙Ｐを搬送する搬送ユニット２０と、搬送ユニット２０によって搬送された用紙Ｐに、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク滴をそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド１と、インクジェットヘッド１にインクを供給する４つのインク供給ユニット１０と、制御装置１６とを有している。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送ユニット２０で用紙Ｐを搬送するときの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって水平面に沿った方向である。
【００２１】
搬送ユニット２０は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８とを有している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、図示しない搬送モータから駆動力が与えられることで回転する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、ベルトローラ７の回転により搬送ベルト８が走行するのに伴って回転する。搬送ベルト８の外周面に載置された用紙Ｐは、図１下方へと搬送される。
【００２２】
４つのインクジェットヘッド１は、それぞれ主走査方向に沿って延在し、副走査方向には互いに平行に配置されている。すなわち、インクジェットプリンタ１０１は、主走査方向にインク滴が吐出される複数の吐出口が配列されたライン式のカラーインクジェットプリンタである。
【００２３】
搬送ベルト８によって搬送されてきた用紙Ｐが４つのインクジェットヘッド１のすぐ下方を通過する際に、各インクジェットヘッド１から用紙Ｐの上面に向けて各色のインク滴が順に吐出され、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。
【００２４】
次に、図２を参照しつつ、インクジェットヘッド１について詳細に説明する。図２に示すように、インクジェットヘッド１は、リザーバユニット７１と、ヘッド本体２とを有している。
【００２５】
リザーバユニット７１は、ヘッド本体２の上面に固定された、ヘッド本体２にインクを供給する流路形成部材である。また、リザーバユニット７１は、その内部に、インク流入流路７２、インク流出流路７５、第１排気流路７３及び第２排気流路７４が形成されている。
【００２６】
インク流入流路７２は、リザーバユニット７１の下面に開口する流入口７２ａを有している。インク供給ユニット１０からのインクが流入口７２ａからインク流入流路７２内に流入する。インク流入流路７２は、流入したインクを一時的に貯溜するインクリザーバとしての機能を有する。インク流入流路７２の内壁面にはリザーバユニット７１の上外壁面まで貫通する穴７２ｂが形成されている。穴７２ｂは、可撓性を有する樹脂フィルム７６により、リザーバユニット７１の外側から封止されている。樹脂フィルム７８は、インク流入流路７２の内壁面の一部を形成している。樹脂フィルム７６は、インク流入流路７２におけるインク圧の変動に伴って変位するため、インク圧の変動を抑制するダンパー機能を有する。樹脂フィルム７６を用いることによって、ダンパー機能を安価な構成で実現することができる。なお、通常印刷時においては、樹脂フィルム７６はインク流入流路７２内に向かって僅かに凸となった状態となっている。リザーバユニット７１の外壁面には、樹脂フィルム７６を覆うように板形状の規制部材７７が固定されており、樹脂フィルム７６がリザーバユニット７１の外側に向かって凸となるのを規制している。これにより、インク流入流路７２のインク圧が異常に高くなったとき、樹脂フィルム７６が過剰に変位して破損するのが防止される。規制部材７７には、大気連通孔７７ａが形成されており、規制部材７７と樹脂フィルム７６との間が常に大気圧となっている。これにより、樹脂フィルム７６が変位し易くなっている。
【００２７】
インク流出流路７５は、フィルタ７５ａを介してインク流入流路７２と連通していると共に、ヘッド本体２に連通している。通常印刷時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、インク流入流路７２及びインク流出流路７５を通過して、ヘッド本体２に供給される。
【００２８】
第１排気流路７３は、フィルタ７５ａの上流側においてインク流入流路７２と連通していると共に、リザーバユニット７１の下面に形成された第１流出口７３ａを介してインク供給ユニット１０に接続されている。第１排気流路７３の下方側内壁面にはリザーバユニット７１の下外壁面まで貫通する穴７３ｂが形成されている。穴７３ｂは、可撓性を有する樹脂フィルム７８により、リザーバユニット７１の外側から封止されている。樹脂フィルム７８は、第１排気流路７３の内壁面の一部を形成している。樹脂フィルム７８は、第１排気流路７３のインク圧の変動に伴って変位するため、インク圧の変動を抑制するダンパー機能を有する。樹脂フィルム７８を用いることによって、ダンパー機能を安価な構成で実現することができる。なお、通常印刷時においては、樹脂フィルム７８は第１排気流路７３内に向かって僅かに凸となった状態となっている。リザーバユニット７１の下外壁面には、樹脂フィルム７８を覆うように板形状の規制部材７９が固定されており、樹脂フィルム７８がリザーバユニット７１の外側に向かって凸となるのを規制している。これにより、第１排気流路７３のインク圧が異常に高くなったとき、樹脂フィルム７８が過剰に変位して破損するのが防止される。規制部材７９には、大気連通孔７９ａが形成されており、規制部材７９と樹脂フィルム７８との間が常に大気圧となっている。これにより、樹脂フィルム７８が変位し易くなっている。後述の第１インク循環時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、インク流入流路７２及び第１排気流路７３を通過して、流出口７３ａからインク供給ユニット１０に還流する（図５（ａ）参照）。
【００２９】
第２排気流路７４は、ヘッド本体２に連通していると共に、リザーバユニット７１の下面に形成された第２流出口７４ａを介してインク供給ユニット１０に接続されている。後述の第２インク循環時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、インク流入流路７２、インク流出流路７５、及び、ヘッド本体２を通過した後に、第２排気流路７４を通過して、インク供給ユニット１０に還流する（図５（ｂ）参照）。
【００３０】
図３に示すように、ヘッド本体２は、流路ユニット９と、アクチュエータユニット２１とを有している。流路ユニット９は、ステンレス鋼からなる複数の金属製のプレートが互いに位置合わせしつつ積層された積層体であり、リザーバユニット７１のインク流出流路７５及び第２排気流路７４と連通する共通インク室１０５ａ、及び、共通インク室１０５ａに連通する複数の個別インク流路１３２が形成されている。流路ユニット９の下面には、主走査方向に配列された吐出口１０８が開口する吐出面２ａが形成されている。個別インク流路１３２は、共通インク室１０５ａからアパーチャ１１２及び圧力室１１０を経由して吐出口１０８に至る。
【００３１】
アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる図示しない３枚の圧電シートから構成されているユニモフル型のアクチュエータである。最上層の圧電シートはその厚み方向に分極されており、その圧電シートの上面には、複数の個別電極が形成されている。分極された最上層の圧電シートとその下側の圧電シートとの間にはシート全面に形成された共通電極が介在している。このように、各圧力室１１０に対応する複数の個別電極と共通電極とが分極された圧電シートを挟持している。個別電極を共通電極と異なる電位にして最上層の圧電シートに分極方向の電界が印加されると、当該圧電シートにおける電界印加部分が圧電効果により歪む駆動活性部として働く。これにより、圧力室１１０内のインクに吐出口１０８からインク滴を吐出させる吐出エネルギーが付与される。
【００３２】
通常印刷時においては、リザーバユニット７１のインク流出流路７５から供給されたインクが、共通インク室１０５ａから各個別インク流路１３２に流れ込み吐出口１０８に至る。また、後述の第２インク循環時においては、リザーバユニット７１のインク流出流路７５から供給されたインクが、共通インク室１０５ａから図示しない排出口を介してリザーバユニット７１の第２排気流路７４に流れ込む（図５（ｂ）参照）。なお、リザーバユニット７１と共通インク室１０５ａ間にインク流出流路７５と第２排気流路７４に接続するバイパス流路を設け、このバイパス通路の複数の箇所に共通インク室１０５ａに連通する流路を設けることにより共通インク室１０５ａへのインク供給を安定化するとともに、後述の第２インク循環時においてバイパス流路に記録液体を還流させるようにしても良い。
【００３３】
インク供給ユニット１０は、インクジェットヘッド１の下面の図１左方端部近傍に接続されており、接続されたインクジェットヘッド１にインクを供給する。インク供給ユニット１０について詳細に説明する。図２に示すように、インク供給ユニット１０は、サブタンク８０と、サブタンク８０に接続されたインク補給管８１、インク供給管８２、第１インク帰還管８３及び第２インク帰還管８４と、インク供給管８２に設けられたポンプ８６と、ポンプ８６に設けられたエンコーダ８９と、第１インク帰還管８３に設けられた第１バルブ８７と、第２インク帰還管８４に設けられた第２バルブ８８とを有している。
【００３４】
サブタンク８０は、インクジェットヘッド１に供給されるインクを貯溜する貯溜室を有しており、供給口８１ａ、流出口８２ａ、流入口８３ａ、流入口８４ａが形成されている。供給口８１ａにはインク補給管８１が、流出口８２ａにはインク供給管８２が、流入口８３ａには第１インク帰還管８３が、流入口８４ａには第２インク帰還管８４がそれぞれ接続されている。
【００３５】
インク供給管８２は、一端において流出口８２ａを介してサブタンク８０と連通しており、他端において流入口７２ａを介してリザーバユニット７１と連通している。サブタンク８０に貯溜されたインクが、インク供給管８２を介してリザーバユニット７１のインク流入流路７２に供給される。ポンプ８６は、サブタンク８０に貯溜されたインクを、インク供給管８２を介してリザーバユニット７１に強制的に供給する供給手段として機能するダイヤフラムポンプ（容積型ポンプ）である。また、ポンプ８６は、インク供給管８２からサブタンク８０にインクが流れるのを防止する逆止弁として機能する。エンコーダ８９は、ポンプ８６の回転数を制御装置１６に出力する回転計である（図４参照）。
【００３６】
第１インク帰還管８３は、一端において流入口８３ａを介してサブタンク８０と連通しており、他端において第１流出口７３ａを介してリザーバユニット７１と連通している。第１バルブ８７は、第１インク帰還管８３におけるインク流量を調整する調整弁である。
【００３７】
第２インク帰還管８４は、一端において流入口８４ａを介してサブタンク８０と連通しており、他端において第２流出口７４ａを介してリザーバユニット７１と連通している。第２バルブ８８は、第２インク帰還管８４におけるインク流量を調整する調整弁である。
【００３８】
制御装置１６は、インクジェットプリンタ１０１全体を制御するものであり、図４に示すように、ヘッド制御部６１と、バルブ制御部６２と、ポンプ制御部６３と、搬送制御部６７と、粘度算出部６４と、粘度記憶部６５と、パージ制御部６６とを有している。ヘッド制御部６１は、各インクジェットヘッドのアクチュエータユニット２１の駆動を制御することによって、吐出口１０８からのインク滴の吐出を制御する。このとき、ヘッド制御部６１は、粘度記憶部６５に記憶された各インクジェットヘッド１内のインク粘度（後述）が高くなるに連れて、圧力室１１０に付与される吐出エネルギーが高くなるように、つまり、アクチュエータユニット２１の個別電極に供給される駆動電圧が高くなるように制御する。
【００３９】
バルブ制御部６２は、第１バルブ８７及び第２バルブ８８の駆動を制御する。ポンプ制御部６３は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力することによってポンプ８６の駆動を制御する。搬送制御部６７は、搬送ユニット２０を制御する。印刷時においては、ポンプ制御部６３がポンプ８６を停止させ、バルブ制御部６２が、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を閉じる。この状態で、搬送制御部６７が、用紙Ｐが所定の速度で搬送されるように搬送ユニット２０を制御しつつ、搬送された用紙Ｐが各インクジェットヘッド１の下方を通過するときに、用紙Ｐに画像が形成されるタイミングで各吐出口１０８からインク滴が吐出されるように、ヘッド制御部６１が各インクジェットヘッド１を制御する。なお、ポンプ８６が停止している場合であっても、サブタンク８０のインクは、インク供給管８２を流れてリザーバユニット７１に供給可能となっている。
【００４０】
粘度算出部６４は、各インクジェットヘッド１内のインク粘度を算出する粘度算出処理を行う。粘度算出処理は、インクジェットプリンタ１０１が起動されたとき、起動後一定時間を超えたとき、後述のメンテナンス動作が行われるとき、及び、ユーザから指示があったときに開始される。
【００４１】
粘度算出処理が開始されると、粘度算出部６４は、図５（ａ）に示すように、バルブ制御部６２により第１バルブ８７を開くと共に第２バルブ８８を閉じた後に、ポンプ制御部６３により所定の指令回転数でポンプ８６を駆動する。これにより、ポンプ８６に所定の電力が供給される。これにより、サブタンク８０に貯溜されたインクが、単位時間当り所定流量でインク供給管８２を介してインク流入流路７２に強制的に供給される。このとき、第１バルブ８７が開いているため、インク流入流路７２から第１排気流路７３及び第１インク帰還管８３を通過してサブタンク８０に至る経路における流路抵抗が、インク流入流路７２からインク流出流路７５及び共通インク室１０５ａを経由して各吐出口１０８に至る経路の流路抵抗より小さくなる。このため、インク流入流路７２に供給されたインクが、インク流出流路７５に流れ込みにくく、第１排気流路７３及び第１インク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０に帰還（還流）する第１インク循環が行われる。但し、ポンプ８６によるインク供給量が多すぎる場合はインク流入流路７２のインク圧力が高くなりすぎて、インク流入流路７２に供給されたインクが、インク流出流路７５に流れ込み、各吐出口１０８からインクが漏れ出すことになるので、後述するインク供給量の調整が必要となる。
【００４２】
インク粘度が高くになるに連れて、ポンプ制御部６３からのポンプ８６への入力電力（低速回転に必要な電圧値）に対するポンプ８６の出力（実際の回転数）が低下する。ここで、ポンプ８６への入力電力は、ＰＷＭ信号に関する平均デューティーで表される。粘度算出部６４は、第１インク循環が開始されて所定時間経過してインクの流れが安定した後に、エンコーダ８９により第１インク循環を行っているときのポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力によりインク粘度を算出する。インク粘度の算出においては、第１インク循環を行う場合の流路系の流れ抵抗を加味したインク粘度とポンプ８６への入力電力との関係を表した所定の式によってポンプ８６の回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出してもよいし、予め記憶されたポンプ８６の回転数とインク粘度との関係が示されたテーブルを参照してインク粘度を決定してもよい。粘度記憶部６５は、粘度算出部６４が算出したインク粘度を記憶する。なお、粘度算出部６４は、検出したポンプ８６の回転数が所定範囲を超えた場合には、ポンプ８６に異常が発生したと判断し、粘度算出処理を中断して異常内容をユーザに通知する。また、粘度算出部６４は、算出したインク粘度が所定範囲を超えた場合には、インクの破棄を促す内容をユーザに通知する。
【００４３】
パージ制御部６６は、各インク供給ユニット１０のポンプ８６、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を、ポンプ制御部６３及びバルブ制御部６２により制御することによって、インクジェットヘッド１内の気泡除去及び異物除去を行う循環パージを実行するものである。図５を参照しつつ、循環パージについて説明する。循環パージが開始されると、第１循環動作及び第２循環動作が順に実行される。
【００４４】
第１循環動作が開始されると、図５（ａ）に示すように、パージ制御部６６は、バルブ制御部６２により第１バルブ８７を開くと共に第２バルブ８８を閉じた後に、ポンプ制御部６３によりポンプ８６を駆動する。これにより、サブタンク８０に貯溜されたインクが、単位時間当りの所定流量でインク供給管８２を介してインク流入流路７２に強制的に供給される。これにより、インク流入流路７２に供給されたインクが、インク流出流路７５に流れ込むことなく、第１排気流路７３及び第１インク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０に還流する第１インク循環が行われる。このとき、ポンプ８６に対する指令回転数（入力電力：インクの単位時間当りの所定流量に相当）は、第１インク循環の経路に関する流路抵抗及び粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度に基づいて、上述の粘度算出部６４による粘度算出処理におけるポンプ８６に対する指令回転数（入力電力）よりも高く、且つ、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲のうち最も高い回転数に決定される。吐出口１０８に形成されたインクのメニスカス耐圧はインク粘度と共に高くなるため、第２インク循環に係るポンプ８６の回転数は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度が高くなるに連れて高くなるように決定される。
【００４５】
第１インク循環が行われることによって、インク流入流路７２内に滞留している気泡や異物、特にフィルタ７５ａ上に滞留している気泡や異物が、インクと共に第１排気流路７３及び第１インク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０にトラップされる。
【００４６】
なお、第１インク循環を行っているときは、印刷時と比較してインク流入流路７２及び第１排気流路７３内のインク圧が高くなるため、インク流入流路７２の樹脂フィルム７６が規制部材７７に密着すると共に、第１排気流路７３の樹脂フィルム７８が規制部材７９に密着する。パージ制御部６６は、第１インク循環が所定時間行われると、ポンプ制御部６３を介してポンプ８６を停止し、その後、バルブ制御部６２を介して第１バルブ８７を閉じる。以上で、第１循環動作が完了する。なお、第１インク循環が実行される時間は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度が高くなるに連れて長くする。
【００４７】
続いて、第２循環動作が開始されると、制御装置１６は、図５（ｂ）に示すように、バルブ制御部６２により第１バルブ８７を閉じると共に第２バルブ８８を開いた後に、ポンプ制御部６３によりポンプ８６を駆動する。これにより、サブタンク８０に貯溜されたインクが、単位時間当り所定流量でインク供給管８２、インク流入流路７２及びインク流出流路７５を介してヘッド本体２の共通インク室１０５ａに強制的に供給される。このとき、第２バルブ８８が開いているため、共通インク室１０５ａから第２排気流路７４及び第２インク帰還管８４を経由してサブタンク８０に至る経路における流路抵抗が、共通インク室１０５ａから各個別インク流路１３２を経由して吐出口１０８に至る経路の流路抵抗より小さくなる。このため、共通インク室１０５ａに供給されたインクが、各個別インク流路１３２に流れ込むことなく、第２排気流路７４及び第２インク帰還管８４を順に通過してサブタンク８０に帰還する第２インク循環が行われる。このとき、第２インク循環に係るポンプ８６に対する指令回転数（インクの単位時間当りの所定流量に相当）は、第２インク循環の経路に関する流路抵抗及び粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度に基づいて、上述の粘度算出部６４による粘度算出処理におけるポンプ８６に対する指令回転数よりも高く、且つ、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲のうち最も高い回転数に決定される。吐出口１０８に形成されたインクのメニスカス耐圧はインク粘度と共に高くなるため、第２インク循環に係るポンプ８６の回転数は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度が高くなるに連れて高くなるように決定される。
【００４８】
第２インク循環が行われることによって、インク流出流路７５及び共通インク室１０５ａ内に滞留している気泡及び異物が、インクと共に第２排気流路７４及び第２インク帰還管８４を順に通過してサブタンク８０にトラップされる。
【００４９】
なお、第２インク循環を行っているときは、インク流入流路７２内のインク圧が高くなるため、インク流入流路７２の樹脂フィルム７６が規制部材７７に密着する。パージ制御部６６は、第２インク循環が所定時間行われると、ポンプ制御部６３によりポンプ８６を停止し、その後、バルブ制御部６２により第２バルブ８８を閉じる。以上で、第２循環動作が完了する。なお、第１インク循環と同様に、第２インク循環が実行される時間は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度が高くなるに連れて長くする。以上で循環パージが完了する。
【００５０】
次に、図６を参照しつつメンテナンス動作について説明する。メンテナンス動作は、インクジェットヘッド１における異物除去及び気泡除去を行う動作であり、インクジェットプリンタ１０１が起動されたとき、待機時間が一定時間を超えたとき、及び、ユーザから指示があったときに開始される。図６に示すように、メンテナンス動作が開始されると、粘度算出処理及び循環パージが連続して行われる。粘度算出処理が開始されると、粘度算出部６４が、バルブ制御部６２により第１バルブ８７を開くと共に第２バルブ８８を閉じる第１インク循環の準備を行う（ステップＳ１０１：以下、Ｓ１０１と称す他のステップも同様）。粘度算出部６４が、ポンプ制御部６３によりポンプ８６を低速回転で駆動して第１インク循環を開始し（Ｓ１０２）。粘度算出部６４は、第１インク循環に係るインクの流れが安定する所定時間が経過するまで第１インク循環を継続する（Ｓ１０３）。ここで、ポンプ８６の低速回転は、予想される全てのインクの粘度範囲において、インクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲の回転であって、その範囲で比較的高回転となるように設定されることが望ましい。粘度算出部６４は、インクの流れが安定した後に、エンコーダ８９を介して第１インク循環を行っているときのポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出すると共に、算出したインク粘度を粘度記憶部６５に記憶する（Ｓ１０４）。
【００５１】
続いて、パージ制御部６６が、循環パージを行うために、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度に基づいて、第１インク循環及び第２インク循環に関するポンプ８６の回転数をそれぞれ決定し、ポンプ制御部６３により、決定した回転数に係る高速回転でポンプ８６を駆動して第１インク循環を行う（Ｓ１０６）。ここで、ポンプ８６の高速回転は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度と第１インク循環に係る流路抵抗より把握されるインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲の回転であって、その範囲で比較的高回転となるように設定される。さらに望むべきはその範囲で上限となる回転に設定される。パージ制御部６６は、第１インク循環に係る気泡除去及び異物除去が完了する所定時間が経過するまで第１インク循環を継続する（Ｓ１０７）。パージ制御部６６は、所定時間が経過した後にポンプ８６を停止する（Ｓ１０８）。
【００５２】
さらに、パージ制御部６６は、バルブ制御部６２により第２バルブ８７を開くと共に第１バルブ８８を閉じる第２インク循環の準備を行う（Ｓ１０９）。パージ制御部６６が、ポンプ制御部６３により、先に決定した回転数に係る高速回転でポンプ８６を駆動して第２インク循環を行う（Ｓ１１０）。ここで、ポンプ８６の高速回転は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度と第２インク循環に係る流路抵抗より把握されるインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲の回転であって、その範囲で比較的高回転となるように設定される。さらに望むべきはその範囲で上限となる回転に設定される。パージ制御部６６は、第２インク循環に係る気泡除去及び異物除去が完了する所定時間が経過するまで第２インク循環を継続する（Ｓ１１１）。パージ制御部６６は、所定時間が経過した後にポンプ８６を停止する（Ｓ１１２）。以上で、メンテナンス動作を完了する。
【００５３】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１によると、粘度算出部６４が、粘度算出処理において、第１インク循環を行っているときのポンプ８６の駆動状態からインク粘度を算出するため、別途粘度計などを設けることなくインク粘度を正確に算出することができる。これにより、インクジェットプリンタ１０１の小型化を図ることができる。
【００５４】
また、ポンプ８６が容積型ポンプであり、粘度算出部６４は、エンコーダ８９を介して第１インク循環を行っているときのポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出するため、簡易且つ正確にインク粘度を計測することができる。
【００５５】
また、循環パージにおける第１インク循環に係るポンプ８６への入力電力が、粘度算出処理におけるポンプ８６への入力電力よりも高く、且つ、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲に決定される。このため、インクを無駄に排出することなくインクジェットヘッド１内の異物除去や気泡除去を効率的に行うことができる。粘度算出処理と循環パージが連続的に行われることにより、算出した記録液体の粘度をすぐに循環パージに用いるので循環パージをより効率よく行うことができる。
【００５６】
さらに、循環パージを第１インク循環及び第２インク循環に分割して行うため、第１インク循環及び第２インク循環それぞれに応じた回転数でポンプ８６を回転させることによって、インクジェットヘッド１内の気泡除去及び異物除去を効率的に行うことができる。
【００５７】
加えて、ヘッド制御部６１が、粘度記憶部６５に記憶された各インクジェットヘッド１内のインク粘度が高くなるに連れて、圧力室１１０のインクに付与する吐出エネルギーが高くなるように、アクチュエータユニット２１の個別電極に供給される駆動電圧を制御する。このように、現在のインク粘度によって吐出エネルギーが調整されるため、インクの吐出特性を安定させ、高品質な画像を印刷することができる。
【００５８】
さらに、粘度算出部６４が、第１インク循環が開始されて所定時間経過してインクの流れが安定した後に、ポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出する。第１インク循環開始直後においては異物や乱流の影響によりインクの流れが安定せずインク粘度の算出値がばらつくことがあるが、インクの流れが安定した状態でインク粘度の算出を行うため、インク粘度の算出誤差を少なくすることができる。
【００５９】
＜変形例＞
上述の実施形態においては、粘度算出部６４が、エンコーダ８９を介して第１インク循環を行っているときのポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出する構成であるが、ポンプ８６の駆動状態を他の手段によって検出し、その検出結果に基づいてインク粘度を算出してもよい。例えば、図７に示すように、エンコーダ８９の替りに、ポンプ８６に供給される電力、すなわち、ポンプ８６が消費する電力を検出する電力検出装置１８９を設け、粘度算出部１６４が、電力検出装置１８９が検出した電力からポンプ８６のトルクを測定し、測定したトルクに基づいてインク粘度を算出してもよい。このとき、粘度算出部１６４は、ポンプ８６の回転が安定した状態において電力検出装置１８９が検出した電力からインク粘度を算出してもよいし、ポンプ８６が回転を開始するときの電力検出装置１８９が検出した電力の立ち上がりカーブからインク粘度を算出してもよい。なお、ポンプ８６は容積型以外のポンプ（例えば、インペラポンプ）を使用してもよい。また容積型のポンプはチューブポンプでもよい。
【００６０】
これによると、機械的な動作を行わない電力検出装置１８９を用いるため、装置の小型化を図ることができる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態では、循環パージにおける第２インク循環に係るポンプ８６への入力電力が、粘度算出処理におけるポンプ８６への入力電力よりも高く、且つ、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲のうち最も高い回転数に決定される構成であるが、循環パージにおける第２インク循環に係るポンプ８６に対する指令回転数は、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲であればいずれの回転数に決定されてもよい。または、循環パージにおける第２インク循環に係るポンプ８６への入力電力は、インク粘度によらず一定であってもよい。
【００６２】
また、上述の実施形態においては、循環パージを第１インク循環及び第２インク循環に分割して行う構成であるが、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を共に開き、第１インク循環及び第２インク循環を同時に行う構成であってもよい。また、インクジェットヘッドの内部流路の構成によって、１つの循環流路を形成可能な構成とし、当該循環流路のみで循環パージを行う構成であってもよいし、３以上の循環流路を形成可能な構成とし、これら循環流路を選択的に切り替えて循環パージを行う構成であってもよい。
【００６３】
加えて、上述の実施形態においては、ヘッド制御部６１が、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度に基づいて、圧力室１１０に付与される吐出エネルギーを調整する構成であるが、ヘッド制御部が、インク粘度に応じて、アクチュエータユニット２１を駆動する駆動信号の出力タイミングや駆動信号の波形を変化させる構成であってもよい。または、ヘッド制御部が、インク粘度に応じてアクチュエータユニット２１の制御内容を変化させない構成であってもよい。
【００６４】
また、上述の実施形態においては、粘度算出部６４は、算出したインク粘度が所定範囲を超えた場合には、インクの破棄を促す内容をユーザに通知する構成であるが、算出したインク粘度が所定範囲を超えた場合には、新鮮なインクをサブタンク８０に供給する構成であってもよい。または、サブタンク８０のインクの温度をコントロールする装置を有していれば、算出したインク粘度が許容値より高い場合には、サブタンク８０のインクの温度を高くし、算出したインク粘度が許容値より低い場合には、サブタンク８０のインクの温度を低くしてもよい。さらには、算出したインク粘度が許容値より高い場合には、サブタンク８０のインクに希釈液を注入する構成であってもよい。
【００６５】
さらに、上述の実施形態においては、粘度算出部６４が、第１インク循環が開始されて所定時間経過してインクの流れが安定した後に、ポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６に対する指令回転数との差からインク粘度を算出する構成であるが、インク粘度の算出タイミングは任意のものであってよい。例えば、第１インク循環が開始された直後にインク粘度を算出してもよい。
【００６６】
加えて、上述の実施形態では、第１インク循環及び第２インク循環の切り替えにおいて、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を開くとは、当該バルブを全開にすることを意味しているが、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を開くときに、当該バルブを半開にしてインク流量を調整する構成であってもよい。
【００６７】
また、上述の実施形態においては、アクチュエータユニット２１がユニモフル型の圧電アクチュエータとなっているが、アクチュエータユニットは、バイモルフ型の圧電アクチュエータであってもよいし、発熱素子を備えたサーマル方式のアクチュエータなど、他の方式のアクチュエータであってもよい。
【００６８】
本発明は、インク以外の液滴を吐出する他の液体吐出装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ インクジェットヘッド
１６ 制御装置
２１ アクチュエータユニット
６１ ヘッド制御部
６２ バルブ制御部
６３ ポンプ制御部
６４、１６４ 粘度算出部
６５ 粘度記憶部
６６ パージ制御部
６７ 搬送制御部
７２ インク流入流路
７２ａ 流入口
７３ 排気流路
７３ａ 流出口
７４ 排気流路
７４ａ 流出口
７５ インク流出流路
８０ サブタンク
８１ インク補給管
８２ インク供給管
８３ 第１インク帰還管
８４ 第２インク帰還管
８６ ポンプ
８７ 第１バルブ
８８ 第２バルブ
８９ エンコーダ
１０１ インクジェットプリンタ
１０８ 吐出口
１１０ 圧力室
１３２ 個別インク流路
１８９ 電力検出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から記録液体を吐出する記録液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置においては、インクの粘度が、インク供給や吐出性能に大きく影響することが知られている。インクの粘度は温度依存性が高いため、温度を測定することによりインク粘度を推定して制御に用いることが多い。例えば、粘度を一定とするために温度一定とする装置が開示されている（特許文献１参照）。しかしながら、温度からインク粘度を推定する方法では、インクの経時劣化やインク組成の異なる複数のインクの混入に等を考慮したインク粘度の推定が困難となり、インク粘度を用いた正確な制御が困難であるという問題がある。一方、インク供給流路に毛管粘度計、落球粘度計、回転粘度計などの粘度計を設置し、インク粘度を直接測定する記録装置も開示されている（特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５０５３７号公報
【特許文献２】特開２００９−１７２９３２号公報
【特許文献３】特開２００２−６７３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、毛管粘度計、落球粘度計、回転粘度計などを製品のインク流路に設けることは装置の大型化につながる。
【０００５】
本発明の目的は、別途粘度計などを設けることなく液体の粘度を正確に算出することができる液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出装置は、記録液体を貯溜するタンクと、流入口及び流出口を有する内部流路と、前記内部流路から記録液体を吐出する複数の吐出口に至る複数の個別記録液体流路とを含む記録液体吐出ヘッドと、前記流入口と前記タンクとを連通する供給流路と、前記流出口と前記タンクとを連通する帰還流路と、前記帰還流路における記録液体の流量を調整するバルブと、駆動により、前記タンクの記録液体を、前記供給流路を介して前記内部流路に供給するポンプと、前記ポンプを制御するポンプ制御手段と、前記バルブを制御するバルブ制御手段と、前記ポンプの駆動状態を検出する検出手段と、前記記録液体の粘度を算出する算出手段とを有している。前記算出手段は、前記バルブ制御手段が前記帰還流路に記録液体が流れるよう前記バルブを制御した状態において、前記ポンプ制御手段が前記ポンプを駆動することによって、前記タンクの記録液体を、前記供給流路、前記内部流路及び前記帰還流路の順に還流させているときの、前記検出手段が検出した前記ポンプの駆動状態に基づいて、記録液体の粘度を算出する。
【０００７】
本発明によると、帰還流路を有する液体吐出装置において、液体を還流させているときのポンプの駆動状態から液体の粘度を算出するため、別途粘度計などを設けることなく液体の粘度を正確に算出することができる。
【０００８】
本発明においては、前記ポンプは容積型のポンプであり、前記検出手段は、前記ポンプ制御手段が前記ポンプに所定の電力を供給した時の前記ポンプの回転数を検出する回転計であることが好ましい。これによると、容積型ポンプは作動流体の漏れ損失が少なく、インクの粘度とポンプの回転数の相関が明確に把握し易いので、簡易且つ正確にインク粘度を計測することができる。
【０００９】
または、前記検出手段が、前記ポンプ制御手段が記録液体を単位時間当り所定流量で供給するように前記ポンプを駆動している時の前記ポンプに供給される電力を検出することが好ましい。これによると、検出手段をポンプの駆動回路内に組み込むなどにより小型化を図ることができる。
【００１０】
さらに、本発明においては、前記算出手段が記録液体の粘度を算出した後に、当該算出により得られた記録液体の粘度に基づいて、前記ポンプが供給する記録液体の単位時間当りの流量を、前記算出手段が記録液体の粘度を算出するときに還流させた記録液体の単位時間当りの流量よりも多く、且つ、前記吐出口から記録液体が漏れ出さない範囲になるように、前記ポンプ制御手段が前記ポンプを制御して記録液体を還流させる循環パージを行うことが好ましい。ここで循環パージとは内部流路に蓄積される異物や気泡を除去するために記録液体の還流を行う行為であり、吐出口から記録液体を漏れ出させることなく迅速に循環パージを行うことが理想的とされている。これによると、比較的低い流量で記録液体を還流させて記録液体の粘度を計測し、得られた粘度に基づいて吐出口から記録液体を漏れ出させることがない領域の高い流量で循環パージを行うため、記録液体を無駄に排出することなく記録液体吐出ヘッド内の異物除去や気泡除去を迅速かつ効率的に行うことができる。
【００１１】
このとき、前記算出手段による記録液体の粘度の算出と、前記循環パージが連続的に行われることがより好ましい。これによると、算出した記録液体の粘度をすぐに循環パージに用いることができるため、循環パージをより効率よく行うことができる。
【００１２】
また、本発明においては、内部流路が、複数の前記流出口を有しており、複数の前記帰還流路が、互いに異なる前記流出口に接続されており、前記バルブ制御手段が前記複数の帰還流路の中から選択した前記帰還流路に記録液体が流れるよう前記バルブを制御し、前記ポンプ制御手段が、前記バルブ制御手段が選択した前記帰還流路及び前記記録液体の粘度に基づいて前記ポンプを制御することが好ましい。これによると、内部流路の循環を効率的になすために複数の流出口を設け、選択した帰還流路に関する流路の流路抵抗と記録液体の粘度とに応じてポンプが制御されるため、効率よく内部流路の循環パージを行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明においては、前記記録液体吐出ヘッドが、前記吐出口から記録液体を吐出させる吐出エネルギーを記録液体に付与する複数のアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動する駆動手段とを備えており、前記駆動手段は、前記算出手段が算出した記録液体の粘度に基づいて、前記アクチュエータを駆動することが好ましい。これによると、現在の記録液体の粘度に基づいてアクチュエータの制御を行うため、当該粘度に適した吐出制御が可能となる。
【００１４】
このとき、前記駆動制御手段は、前記算出手段が算出した記録液体の粘度が高くなるに連れて、記録液体に付与する吐出エネルギーが大きくなるように、前記アクチュエータを駆動することがより好ましい。これによると、現在の記録液体の粘度によって吐出エネルギーを調整することによって、記録液体の吐出特性を安定させることができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記算出手段が、記録液体の還流が開始されて所定時間を経過した後に記録液体の粘度を算出することが好ましい。これによると、還流開始直後においては異物や乱流の影響により記録液体の流れが安定せず粘度の算出値がばらつくことがあるが、還流が安定した状態で記録液体の粘度の算出を行うことで、粘度の算出誤差を少なくすることができる。
【００１６】
さらに、本発明においては、前記記録液体吐出ヘッドが、一方向に沿って前記複数の吐出口が配列されたライン式のヘッドであってもよい。ライン式のヘッドでは内部流路が複雑となり、インク供給や吐出制御においてインク粘度を用いた制御が必要となる場合が多い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、帰還流路を有する液体吐出装置において、液体を還流させているときのポンプの駆動状態から液体の粘度を算出するため、別途粘度計などを設けることなく液体の粘度を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッド及びインク供給ユニットの縦断面図である。
【図３】図２に示すインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図４】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図５】（ａ）図２に示すインクジェットヘッド及び供給ユニットについて第１インク循環が行われたときのインクの流れを示した図である。（ｂ）図２に示すインクジェットヘッド及び供給ユニットについて第２インク循環が行われたときのインクの流れを示した図である。
【図６】図４に示す制御装置によるメンテナンス動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】変形例に係る制御装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
インクジェットプリンタ１０１は、図１に示すように、図１上方から下方に向かって用紙Ｐを搬送する搬送ユニット２０と、搬送ユニット２０によって搬送された用紙Ｐに、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク滴をそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド１と、インクジェットヘッド１にインクを供給する４つのインク供給ユニット１０と、制御装置１６とを有している。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送ユニット２０で用紙Ｐを搬送するときの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって水平面に沿った方向である。
【００２１】
搬送ユニット２０は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８とを有している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、図示しない搬送モータから駆動力が与えられることで回転する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、ベルトローラ７の回転により搬送ベルト８が走行するのに伴って回転する。搬送ベルト８の外周面に載置された用紙Ｐは、図１下方へと搬送される。
【００２２】
４つのインクジェットヘッド１は、それぞれ主走査方向に沿って延在し、副走査方向には互いに平行に配置されている。すなわち、インクジェットプリンタ１０１は、主走査方向にインク滴が吐出される複数の吐出口が配列されたライン式のカラーインクジェットプリンタである。
【００２３】
搬送ベルト８によって搬送されてきた用紙Ｐが４つのインクジェットヘッド１のすぐ下方を通過する際に、各インクジェットヘッド１から用紙Ｐの上面に向けて各色のインク滴が順に吐出され、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。
【００２４】
次に、図２を参照しつつ、インクジェットヘッド１について詳細に説明する。図２に示すように、インクジェットヘッド１は、リザーバユニット７１と、ヘッド本体２とを有している。
【００２５】
リザーバユニット７１は、ヘッド本体２の上面に固定された、ヘッド本体２にインクを供給する流路形成部材である。また、リザーバユニット７１は、その内部に、インク流入流路７２、インク流出流路７５、第１排気流路７３及び第２排気流路７４が形成されている。
【００２６】
インク流入流路７２は、リザーバユニット７１の下面に開口する流入口７２ａを有している。インク供給ユニット１０からのインクが流入口７２ａからインク流入流路７２内に流入する。インク流入流路７２は、流入したインクを一時的に貯溜するインクリザーバとしての機能を有する。インク流入流路７２の内壁面にはリザーバユニット７１の上外壁面まで貫通する穴７２ｂが形成されている。穴７２ｂは、可撓性を有する樹脂フィルム７６により、リザーバユニット７１の外側から封止されている。樹脂フィルム７８は、インク流入流路７２の内壁面の一部を形成している。樹脂フィルム７６は、インク流入流路７２におけるインク圧の変動に伴って変位するため、インク圧の変動を抑制するダンパー機能を有する。樹脂フィルム７６を用いることによって、ダンパー機能を安価な構成で実現することができる。なお、通常印刷時においては、樹脂フィルム７６はインク流入流路７２内に向かって僅かに凸となった状態となっている。リザーバユニット７１の外壁面には、樹脂フィルム７６を覆うように板形状の規制部材７７が固定されており、樹脂フィルム７６がリザーバユニット７１の外側に向かって凸となるのを規制している。これにより、インク流入流路７２のインク圧が異常に高くなったとき、樹脂フィルム７６が過剰に変位して破損するのが防止される。規制部材７７には、大気連通孔７７ａが形成されており、規制部材７７と樹脂フィルム７６との間が常に大気圧となっている。これにより、樹脂フィルム７６が変位し易くなっている。
【００２７】
インク流出流路７５は、フィルタ７５ａを介してインク流入流路７２と連通していると共に、ヘッド本体２に連通している。通常印刷時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、インク流入流路７２及びインク流出流路７５を通過して、ヘッド本体２に供給される。
【００２８】
第１排気流路７３は、フィルタ７５ａの上流側においてインク流入流路７２と連通していると共に、リザーバユニット７１の下面に形成された第１流出口７３ａを介してインク供給ユニット１０に接続されている。第１排気流路７３の下方側内壁面にはリザーバユニット７１の下外壁面まで貫通する穴７３ｂが形成されている。穴７３ｂは、可撓性を有する樹脂フィルム７８により、リザーバユニット７１の外側から封止されている。樹脂フィルム７８は、第１排気流路７３の内壁面の一部を形成している。樹脂フィルム７８は、第１排気流路７３のインク圧の変動に伴って変位するため、インク圧の変動を抑制するダンパー機能を有する。樹脂フィルム７８を用いることによって、ダンパー機能を安価な構成で実現することができる。なお、通常印刷時においては、樹脂フィルム７８は第１排気流路７３内に向かって僅かに凸となった状態となっている。リザーバユニット７１の下外壁面には、樹脂フィルム７８を覆うように板形状の規制部材７９が固定されており、樹脂フィルム７８がリザーバユニット７１の外側に向かって凸となるのを規制している。これにより、第１排気流路７３のインク圧が異常に高くなったとき、樹脂フィルム７８が過剰に変位して破損するのが防止される。規制部材７９には、大気連通孔７９ａが形成されており、規制部材７９と樹脂フィルム７８との間が常に大気圧となっている。これにより、樹脂フィルム７８が変位し易くなっている。後述の第１インク循環時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、インク流入流路７２及び第１排気流路７３を通過して、流出口７３ａからインク供給ユニット１０に還流する（図５（ａ）参照）。
【００２９】
第２排気流路７４は、ヘッド本体２に連通していると共に、リザーバユニット７１の下面に形成された第２流出口７４ａを介してインク供給ユニット１０に接続されている。後述の第２インク循環時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、インク流入流路７２、インク流出流路７５、及び、ヘッド本体２を通過した後に、第２排気流路７４を通過して、インク供給ユニット１０に還流する（図５（ｂ）参照）。
【００３０】
図３に示すように、ヘッド本体２は、流路ユニット９と、アクチュエータユニット２１とを有している。流路ユニット９は、ステンレス鋼からなる複数の金属製のプレートが互いに位置合わせしつつ積層された積層体であり、リザーバユニット７１のインク流出流路７５及び第２排気流路７４と連通する共通インク室１０５ａ、及び、共通インク室１０５ａに連通する複数の個別インク流路１３２が形成されている。流路ユニット９の下面には、主走査方向に配列された吐出口１０８が開口する吐出面２ａが形成されている。個別インク流路１３２は、共通インク室１０５ａからアパーチャ１１２及び圧力室１１０を経由して吐出口１０８に至る。
【００３１】
アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる図示しない３枚の圧電シートから構成されているユニモフル型のアクチュエータである。最上層の圧電シートはその厚み方向に分極されており、その圧電シートの上面には、複数の個別電極が形成されている。分極された最上層の圧電シートとその下側の圧電シートとの間にはシート全面に形成された共通電極が介在している。このように、各圧力室１１０に対応する複数の個別電極と共通電極とが分極された圧電シートを挟持している。個別電極を共通電極と異なる電位にして最上層の圧電シートに分極方向の電界が印加されると、当該圧電シートにおける電界印加部分が圧電効果により歪む駆動活性部として働く。これにより、圧力室１１０内のインクに吐出口１０８からインク滴を吐出させる吐出エネルギーが付与される。
【００３２】
通常印刷時においては、リザーバユニット７１のインク流出流路７５から供給されたインクが、共通インク室１０５ａから各個別インク流路１３２に流れ込み吐出口１０８に至る。また、後述の第２インク循環時においては、リザーバユニット７１のインク流出流路７５から供給されたインクが、共通インク室１０５ａから図示しない排出口を介してリザーバユニット７１の第２排気流路７４に流れ込む（図５（ｂ）参照）。なお、リザーバユニット７１と共通インク室１０５ａ間にインク流出流路７５と第２排気流路７４に接続するバイパス流路を設け、このバイパス通路の複数の箇所に共通インク室１０５ａに連通する流路を設けることにより共通インク室１０５ａへのインク供給を安定化するとともに、後述の第２インク循環時においてバイパス流路に記録液体を還流させるようにしても良い。
【００３３】
インク供給ユニット１０は、インクジェットヘッド１の下面の図１左方端部近傍に接続されており、接続されたインクジェットヘッド１にインクを供給する。インク供給ユニット１０について詳細に説明する。図２に示すように、インク供給ユニット１０は、サブタンク８０と、サブタンク８０に接続されたインク補給管８１、インク供給管８２、第１インク帰還管８３及び第２インク帰還管８４と、インク供給管８２に設けられたポンプ８６と、ポンプ８６に設けられたエンコーダ８９と、第１インク帰還管８３に設けられた第１バルブ８７と、第２インク帰還管８４に設けられた第２バルブ８８とを有している。
【００３４】
サブタンク８０は、インクジェットヘッド１に供給されるインクを貯溜する貯溜室を有しており、供給口８１ａ、流出口８２ａ、流入口８３ａ、流入口８４ａが形成されている。供給口８１ａにはインク補給管８１が、流出口８２ａにはインク供給管８２が、流入口８３ａには第１インク帰還管８３が、流入口８４ａには第２インク帰還管８４がそれぞれ接続されている。
【００３５】
インク供給管８２は、一端において流出口８２ａを介してサブタンク８０と連通しており、他端において流入口７２ａを介してリザーバユニット７１と連通している。サブタンク８０に貯溜されたインクが、インク供給管８２を介してリザーバユニット７１のインク流入流路７２に供給される。ポンプ８６は、サブタンク８０に貯溜されたインクを、インク供給管８２を介してリザーバユニット７１に強制的に供給する供給手段として機能するダイヤフラムポンプ（容積型ポンプ）である。また、ポンプ８６は、インク供給管８２からサブタンク８０にインクが流れるのを防止する逆止弁として機能する。エンコーダ８９は、ポンプ８６の回転数を制御装置１６に出力する回転計である（図４参照）。
【００３６】
第１インク帰還管８３は、一端において流入口８３ａを介してサブタンク８０と連通しており、他端において第１流出口７３ａを介してリザーバユニット７１と連通している。第１バルブ８７は、第１インク帰還管８３におけるインク流量を調整する調整弁である。
【００３７】
第２インク帰還管８４は、一端において流入口８４ａを介してサブタンク８０と連通しており、他端において第２流出口７４ａを介してリザーバユニット７１と連通している。第２バルブ８８は、第２インク帰還管８４におけるインク流量を調整する調整弁である。
【００３８】
制御装置１６は、インクジェットプリンタ１０１全体を制御するものであり、図４に示すように、ヘッド制御部６１と、バルブ制御部６２と、ポンプ制御部６３と、搬送制御部６７と、粘度算出部６４と、粘度記憶部６５と、パージ制御部６６とを有している。ヘッド制御部６１は、各インクジェットヘッドのアクチュエータユニット２１の駆動を制御することによって、吐出口１０８からのインク滴の吐出を制御する。このとき、ヘッド制御部６１は、粘度記憶部６５に記憶された各インクジェットヘッド１内のインク粘度（後述）が高くなるに連れて、圧力室１１０に付与される吐出エネルギーが高くなるように、つまり、アクチュエータユニット２１の個別電極に供給される駆動電圧が高くなるように制御する。
【００３９】
バルブ制御部６２は、第１バルブ８７及び第２バルブ８８の駆動を制御する。ポンプ制御部６３は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力することによってポンプ８６の駆動を制御する。搬送制御部６７は、搬送ユニット２０を制御する。印刷時においては、ポンプ制御部６３がポンプ８６を停止させ、バルブ制御部６２が、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を閉じる。この状態で、搬送制御部６７が、用紙Ｐが所定の速度で搬送されるように搬送ユニット２０を制御しつつ、搬送された用紙Ｐが各インクジェットヘッド１の下方を通過するときに、用紙Ｐに画像が形成されるタイミングで各吐出口１０８からインク滴が吐出されるように、ヘッド制御部６１が各インクジェットヘッド１を制御する。なお、ポンプ８６が停止している場合であっても、サブタンク８０のインクは、インク供給管８２を流れてリザーバユニット７１に供給可能となっている。
【００４０】
粘度算出部６４は、各インクジェットヘッド１内のインク粘度を算出する粘度算出処理を行う。粘度算出処理は、インクジェットプリンタ１０１が起動されたとき、起動後一定時間を超えたとき、後述のメンテナンス動作が行われるとき、及び、ユーザから指示があったときに開始される。
【００４１】
粘度算出処理が開始されると、粘度算出部６４は、図５（ａ）に示すように、バルブ制御部６２により第１バルブ８７を開くと共に第２バルブ８８を閉じた後に、ポンプ制御部６３により所定の指令回転数でポンプ８６を駆動する。これにより、ポンプ８６に所定の電力が供給される。これにより、サブタンク８０に貯溜されたインクが、単位時間当り所定流量でインク供給管８２を介してインク流入流路７２に強制的に供給される。このとき、第１バルブ８７が開いているため、インク流入流路７２から第１排気流路７３及び第１インク帰還管８３を通過してサブタンク８０に至る経路における流路抵抗が、インク流入流路７２からインク流出流路７５及び共通インク室１０５ａを経由して各吐出口１０８に至る経路の流路抵抗より小さくなる。このため、インク流入流路７２に供給されたインクが、インク流出流路７５に流れ込みにくく、第１排気流路７３及び第１インク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０に帰還（還流）する第１インク循環が行われる。但し、ポンプ８６によるインク供給量が多すぎる場合はインク流入流路７２のインク圧力が高くなりすぎて、インク流入流路７２に供給されたインクが、インク流出流路７５に流れ込み、各吐出口１０８からインクが漏れ出すことになるので、後述するインク供給量の調整が必要となる。
【００４２】
インク粘度が高くになるに連れて、ポンプ制御部６３からのポンプ８６への入力電力（低速回転に必要な電圧値）に対するポンプ８６の出力（実際の回転数）が低下する。ここで、ポンプ８６への入力電力は、ＰＷＭ信号に関する平均デューティーで表される。粘度算出部６４は、第１インク循環が開始されて所定時間経過してインクの流れが安定した後に、エンコーダ８９により第１インク循環を行っているときのポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力によりインク粘度を算出する。インク粘度の算出においては、第１インク循環を行う場合の流路系の流れ抵抗を加味したインク粘度とポンプ８６への入力電力との関係を表した所定の式によってポンプ８６の回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出してもよいし、予め記憶されたポンプ８６の回転数とインク粘度との関係が示されたテーブルを参照してインク粘度を決定してもよい。粘度記憶部６５は、粘度算出部６４が算出したインク粘度を記憶する。なお、粘度算出部６４は、検出したポンプ８６の回転数が所定範囲を超えた場合には、ポンプ８６に異常が発生したと判断し、粘度算出処理を中断して異常内容をユーザに通知する。また、粘度算出部６４は、算出したインク粘度が所定範囲を超えた場合には、インクの破棄を促す内容をユーザに通知する。
【００４３】
パージ制御部６６は、各インク供給ユニット１０のポンプ８６、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を、ポンプ制御部６３及びバルブ制御部６２により制御することによって、インクジェットヘッド１内の気泡除去及び異物除去を行う循環パージを実行するものである。図５を参照しつつ、循環パージについて説明する。循環パージが開始されると、第１循環動作及び第２循環動作が順に実行される。
【００４４】
第１循環動作が開始されると、図５（ａ）に示すように、パージ制御部６６は、バルブ制御部６２により第１バルブ８７を開くと共に第２バルブ８８を閉じた後に、ポンプ制御部６３によりポンプ８６を駆動する。これにより、サブタンク８０に貯溜されたインクが、単位時間当りの所定流量でインク供給管８２を介してインク流入流路７２に強制的に供給される。これにより、インク流入流路７２に供給されたインクが、インク流出流路７５に流れ込むことなく、第１排気流路７３及び第１インク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０に還流する第１インク循環が行われる。このとき、ポンプ８６に対する指令回転数（入力電力：インクの単位時間当りの所定流量に相当）は、第１インク循環の経路に関する流路抵抗及び粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度に基づいて、上述の粘度算出部６４による粘度算出処理におけるポンプ８６に対する指令回転数（入力電力）よりも高く、且つ、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲のうち最も高い回転数に決定される。吐出口１０８に形成されたインクのメニスカス耐圧はインク粘度と共に高くなるため、第２インク循環に係るポンプ８６の回転数は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度が高くなるに連れて高くなるように決定される。
【００４５】
第１インク循環が行われることによって、インク流入流路７２内に滞留している気泡や異物、特にフィルタ７５ａ上に滞留している気泡や異物が、インクと共に第１排気流路７３及び第１インク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０にトラップされる。
【００４６】
なお、第１インク循環を行っているときは、印刷時と比較してインク流入流路７２及び第１排気流路７３内のインク圧が高くなるため、インク流入流路７２の樹脂フィルム７６が規制部材７７に密着すると共に、第１排気流路７３の樹脂フィルム７８が規制部材７９に密着する。パージ制御部６６は、第１インク循環が所定時間行われると、ポンプ制御部６３を介してポンプ８６を停止し、その後、バルブ制御部６２を介して第１バルブ８７を閉じる。以上で、第１循環動作が完了する。なお、第１インク循環が実行される時間は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度が高くなるに連れて長くする。
【００４７】
続いて、第２循環動作が開始されると、制御装置１６は、図５（ｂ）に示すように、バルブ制御部６２により第１バルブ８７を閉じると共に第２バルブ８８を開いた後に、ポンプ制御部６３によりポンプ８６を駆動する。これにより、サブタンク８０に貯溜されたインクが、単位時間当り所定流量でインク供給管８２、インク流入流路７２及びインク流出流路７５を介してヘッド本体２の共通インク室１０５ａに強制的に供給される。このとき、第２バルブ８８が開いているため、共通インク室１０５ａから第２排気流路７４及び第２インク帰還管８４を経由してサブタンク８０に至る経路における流路抵抗が、共通インク室１０５ａから各個別インク流路１３２を経由して吐出口１０８に至る経路の流路抵抗より小さくなる。このため、共通インク室１０５ａに供給されたインクが、各個別インク流路１３２に流れ込むことなく、第２排気流路７４及び第２インク帰還管８４を順に通過してサブタンク８０に帰還する第２インク循環が行われる。このとき、第２インク循環に係るポンプ８６に対する指令回転数（インクの単位時間当りの所定流量に相当）は、第２インク循環の経路に関する流路抵抗及び粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度に基づいて、上述の粘度算出部６４による粘度算出処理におけるポンプ８６に対する指令回転数よりも高く、且つ、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲のうち最も高い回転数に決定される。吐出口１０８に形成されたインクのメニスカス耐圧はインク粘度と共に高くなるため、第２インク循環に係るポンプ８６の回転数は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度が高くなるに連れて高くなるように決定される。
【００４８】
第２インク循環が行われることによって、インク流出流路７５及び共通インク室１０５ａ内に滞留している気泡及び異物が、インクと共に第２排気流路７４及び第２インク帰還管８４を順に通過してサブタンク８０にトラップされる。
【００４９】
なお、第２インク循環を行っているときは、インク流入流路７２内のインク圧が高くなるため、インク流入流路７２の樹脂フィルム７６が規制部材７７に密着する。パージ制御部６６は、第２インク循環が所定時間行われると、ポンプ制御部６３によりポンプ８６を停止し、その後、バルブ制御部６２により第２バルブ８８を閉じる。以上で、第２循環動作が完了する。なお、第１インク循環と同様に、第２インク循環が実行される時間は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度が高くなるに連れて長くする。以上で循環パージが完了する。
【００５０】
次に、図６を参照しつつメンテナンス動作について説明する。メンテナンス動作は、インクジェットヘッド１における異物除去及び気泡除去を行う動作であり、インクジェットプリンタ１０１が起動されたとき、待機時間が一定時間を超えたとき、及び、ユーザから指示があったときに開始される。図６に示すように、メンテナンス動作が開始されると、粘度算出処理及び循環パージが連続して行われる。粘度算出処理が開始されると、粘度算出部６４が、バルブ制御部６２により第１バルブ８７を開くと共に第２バルブ８８を閉じる第１インク循環の準備を行う（ステップＳ１０１：以下、Ｓ１０１と称す他のステップも同様）。粘度算出部６４が、ポンプ制御部６３によりポンプ８６を低速回転で駆動して第１インク循環を開始し（Ｓ１０２）。粘度算出部６４は、第１インク循環に係るインクの流れが安定する所定時間が経過するまで第１インク循環を継続する（Ｓ１０３）。ここで、ポンプ８６の低速回転は、予想される全てのインクの粘度範囲において、インクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲の回転であって、その範囲で比較的高回転となるように設定されることが望ましい。粘度算出部６４は、インクの流れが安定した後に、エンコーダ８９を介して第１インク循環を行っているときのポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出すると共に、算出したインク粘度を粘度記憶部６５に記憶する（Ｓ１０４）。
【００５１】
続いて、パージ制御部６６が、循環パージを行うために、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度に基づいて、第１インク循環及び第２インク循環に関するポンプ８６の回転数をそれぞれ決定し、ポンプ制御部６３により、決定した回転数に係る高速回転でポンプ８６を駆動して第１インク循環を行う（Ｓ１０６）。ここで、ポンプ８６の高速回転は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度と第１インク循環に係る流路抵抗より把握されるインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲の回転であって、その範囲で比較的高回転となるように設定される。さらに望むべきはその範囲で上限となる回転に設定される。パージ制御部６６は、第１インク循環に係る気泡除去及び異物除去が完了する所定時間が経過するまで第１インク循環を継続する（Ｓ１０７）。パージ制御部６６は、所定時間が経過した後にポンプ８６を停止する（Ｓ１０８）。
【００５２】
さらに、パージ制御部６６は、バルブ制御部６２により第２バルブ８７を開くと共に第１バルブ８８を閉じる第２インク循環の準備を行う（Ｓ１０９）。パージ制御部６６が、ポンプ制御部６３により、先に決定した回転数に係る高速回転でポンプ８６を駆動して第２インク循環を行う（Ｓ１１０）。ここで、ポンプ８６の高速回転は、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度と第２インク循環に係る流路抵抗より把握されるインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲の回転であって、その範囲で比較的高回転となるように設定される。さらに望むべきはその範囲で上限となる回転に設定される。パージ制御部６６は、第２インク循環に係る気泡除去及び異物除去が完了する所定時間が経過するまで第２インク循環を継続する（Ｓ１１１）。パージ制御部６６は、所定時間が経過した後にポンプ８６を停止する（Ｓ１１２）。以上で、メンテナンス動作を完了する。
【００５３】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１によると、粘度算出部６４が、粘度算出処理において、第１インク循環を行っているときのポンプ８６の駆動状態からインク粘度を算出するため、別途粘度計などを設けることなくインク粘度を正確に算出することができる。これにより、インクジェットプリンタ１０１の小型化を図ることができる。
【００５４】
また、ポンプ８６が容積型ポンプであり、粘度算出部６４は、エンコーダ８９を介して第１インク循環を行っているときのポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出するため、簡易且つ正確にインク粘度を計測することができる。
【００５５】
また、循環パージにおける第１インク循環に係るポンプ８６への入力電力が、粘度算出処理におけるポンプ８６への入力電力よりも高く、且つ、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲に決定される。このため、インクを無駄に排出することなくインクジェットヘッド１内の異物除去や気泡除去を効率的に行うことができる。粘度算出処理と循環パージが連続的に行われることにより、算出した記録液体の粘度をすぐに循環パージに用いるので循環パージをより効率よく行うことができる。
【００５６】
さらに、循環パージを第１インク循環及び第２インク循環に分割して行うため、第１インク循環及び第２インク循環それぞれに応じた回転数でポンプ８６を回転させることによって、インクジェットヘッド１内の気泡除去及び異物除去を効率的に行うことができる。
【００５７】
加えて、ヘッド制御部６１が、粘度記憶部６５に記憶された各インクジェットヘッド１内のインク粘度が高くなるに連れて、圧力室１１０のインクに付与する吐出エネルギーが高くなるように、アクチュエータユニット２１の個別電極に供給される駆動電圧を制御する。このように、現在のインク粘度によって吐出エネルギーが調整されるため、インクの吐出特性を安定させ、高品質な画像を印刷することができる。
【００５８】
さらに、粘度算出部６４が、第１インク循環が開始されて所定時間経過してインクの流れが安定した後に、ポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出する。第１インク循環開始直後においては異物や乱流の影響によりインクの流れが安定せずインク粘度の算出値がばらつくことがあるが、インクの流れが安定した状態でインク粘度の算出を行うため、インク粘度の算出誤差を少なくすることができる。
【００５９】
＜変形例＞
上述の実施形態においては、粘度算出部６４が、エンコーダ８９を介して第１インク循環を行っているときのポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６への入力電力からインク粘度を算出する構成であるが、ポンプ８６の駆動状態を他の手段によって検出し、その検出結果に基づいてインク粘度を算出してもよい。例えば、図７に示すように、エンコーダ８９の替りに、ポンプ８６に供給される電力、すなわち、ポンプ８６が消費する電力を検出する電力検出装置１８９を設け、粘度算出部１６４が、電力検出装置１８９が検出した電力からポンプ８６のトルクを測定し、測定したトルクに基づいてインク粘度を算出してもよい。このとき、粘度算出部１６４は、ポンプ８６の回転が安定した状態において電力検出装置１８９が検出した電力からインク粘度を算出してもよいし、ポンプ８６が回転を開始するときの電力検出装置１８９が検出した電力の立ち上がりカーブからインク粘度を算出してもよい。なお、ポンプ８６は容積型以外のポンプ（例えば、インペラポンプ）を使用してもよい。また容積型のポンプはチューブポンプでもよい。
【００６０】
これによると、機械的な動作を行わない電力検出装置１８９を用いるため、装置の小型化を図ることができる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態では、循環パージにおける第２インク循環に係るポンプ８６への入力電力が、粘度算出処理におけるポンプ８６への入力電力よりも高く、且つ、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲のうち最も高い回転数に決定される構成であるが、循環パージにおける第２インク循環に係るポンプ８６に対する指令回転数は、吐出口１０８に形成されたインクのメニスカスが壊れて吐出口１０８からインクが漏れ出さない範囲であればいずれの回転数に決定されてもよい。または、循環パージにおける第２インク循環に係るポンプ８６への入力電力は、インク粘度によらず一定であってもよい。
【００６２】
また、上述の実施形態においては、循環パージを第１インク循環及び第２インク循環に分割して行う構成であるが、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を共に開き、第１インク循環及び第２インク循環を同時に行う構成であってもよい。また、インクジェットヘッドの内部流路の構成によって、１つの循環流路を形成可能な構成とし、当該循環流路のみで循環パージを行う構成であってもよいし、３以上の循環流路を形成可能な構成とし、これら循環流路を選択的に切り替えて循環パージを行う構成であってもよい。
【００６３】
加えて、上述の実施形態においては、ヘッド制御部６１が、粘度記憶部６５に記憶されたインク粘度に基づいて、圧力室１１０に付与される吐出エネルギーを調整する構成であるが、ヘッド制御部が、インク粘度に応じて、アクチュエータユニット２１を駆動する駆動信号の出力タイミングや駆動信号の波形を変化させる構成であってもよい。または、ヘッド制御部が、インク粘度に応じてアクチュエータユニット２１の制御内容を変化させない構成であってもよい。
【００６４】
また、上述の実施形態においては、粘度算出部６４は、算出したインク粘度が所定範囲を超えた場合には、インクの破棄を促す内容をユーザに通知する構成であるが、算出したインク粘度が所定範囲を超えた場合には、新鮮なインクをサブタンク８０に供給する構成であってもよい。または、サブタンク８０のインクの温度をコントロールする装置を有していれば、算出したインク粘度が許容値より高い場合には、サブタンク８０のインクの温度を高くし、算出したインク粘度が許容値より低い場合には、サブタンク８０のインクの温度を低くしてもよい。さらには、算出したインク粘度が許容値より高い場合には、サブタンク８０のインクに希釈液を注入する構成であってもよい。
【００６５】
さらに、上述の実施形態においては、粘度算出部６４が、第１インク循環が開始されて所定時間経過してインクの流れが安定した後に、ポンプ８６の回転数を検出し、検出した回転数とポンプ８６に対する指令回転数との差からインク粘度を算出する構成であるが、インク粘度の算出タイミングは任意のものであってよい。例えば、第１インク循環が開始された直後にインク粘度を算出してもよい。
【００６６】
加えて、上述の実施形態では、第１インク循環及び第２インク循環の切り替えにおいて、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を開くとは、当該バルブを全開にすることを意味しているが、第１バルブ８７及び第２バルブ８８を開くときに、当該バルブを半開にしてインク流量を調整する構成であってもよい。
【００６７】
また、上述の実施形態においては、アクチュエータユニット２１がユニモフル型の圧電アクチュエータとなっているが、アクチュエータユニットは、バイモルフ型の圧電アクチュエータであってもよいし、発熱素子を備えたサーマル方式のアクチュエータなど、他の方式のアクチュエータであってもよい。
【００６８】
本発明は、インク以外の液滴を吐出する他の液体吐出装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ インクジェットヘッド
１６ 制御装置
２１ アクチュエータユニット
６１ ヘッド制御部
６２ バルブ制御部
６３ ポンプ制御部
６４、１６４ 粘度算出部
６５ 粘度記憶部
６６ パージ制御部
６７ 搬送制御部
７２ インク流入流路
７２ａ 流入口
７３ 排気流路
７３ａ 流出口
７４ 排気流路
７４ａ 流出口
７５ インク流出流路
８０ サブタンク
８１ インク補給管
８２ インク供給管
８３ 第１インク帰還管
８４ 第２インク帰還管
８６ ポンプ
８７ 第１バルブ
８８ 第２バルブ
８９ エンコーダ
１０１ インクジェットプリンタ
１０８ 吐出口
１１０ 圧力室
１３２ 個別インク流路
１８９ 電力検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録液体を貯溜するタンクと、
流入口及び流出口を有する内部流路と、前記内部流路から記録液体を吐出する複数の吐出口に至る複数の個別記録液体流路とを含む記録液体吐出ヘッドと、
前記流入口と前記タンクとを連通する供給流路と、
前記流出口と前記タンクとを連通する帰還流路と、
前記帰還流路における記録液体の流量を調整するバルブと、
駆動により、前記タンクの記録液体を、前記供給流路を介して前記内部流路に供給するポンプと、
前記ポンプを制御するポンプ制御手段と、
前記バルブを制御するバルブ制御手段と、
前記ポンプの駆動状態を検出する検出手段と、
前記記録液体の粘度を算出する算出手段とを有し、
前記算出手段は、前記バルブ制御手段が前記帰還流路に記録液体が流れるよう前記バルブを制御した状態において、前記ポンプ制御手段が前記ポンプを駆動することによって、前記タンクの記録液体を、前記供給流路、前記内部流路及び前記帰還流路の順に還流させているときの、前記検出手段が検出した前記ポンプの駆動状態に基づいて、記録液体の粘度を算出することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記ポンプは容積型のポンプであり、
前記検出手段は、前記ポンプ制御手段が前記ポンプに所定の電力を供給した時の前記ポンプの回転数を検出する回転計であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記ポンプ制御手段が記録液体を単位時間当り所定流量で供給するように前記ポンプを駆動している時の前記ポンプに供給される電力を検出することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記算出手段が記録液体の粘度を算出した後に、当該算出により得られた記録液体の粘度に基づいて、前記ポンプが供給する記録液体の単位時間当りの流量を、前記算出手段が記録液体の粘度を算出するときに還流させた記録液体の単位時間当りの流量よりも多く、且つ、前記吐出口から記録液体が漏れ出さない範囲になるように、前記ポンプ制御手段が前記ポンプを制御して記録液体を還流させる循環パージを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記前記算出手段による記録液体の粘度の算出と、前記循環パージが連続的に行われることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記内部流路は、複数の前記流出口を有しており、
複数の前記帰還流路が、互いに異なる前記流出口に接続されており、
前記バルブ制御手段が前記複数の帰還流路の中から選択した前記帰還流路に記録液体が流れるよう前記バルブを制御し、
前記ポンプ制御手段が、前記バルブ制御手段が選択した前記帰還流路及び前記記録液体の粘度に基づいて前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記記録液体吐出ヘッドが、
前記吐出口から記録液体を吐出させる吐出エネルギーを記録液体に付与する複数のアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動手段とを備えており、
前記駆動手段は、前記算出手段が算出した記録液体の粘度に基づいて、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記駆動制御手段は、前記算出手段が算出した記録液体の粘度が高くなるに連れて、記録液体に付与する吐出エネルギーが大きくなるように、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記算出手段は、記録液体の還流が開始されて所定時間を経過した後に記録液体の粘度を算出することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記記録液体吐出ヘッドは、一方向に沿って前記複数の吐出口が配列されたライン式のヘッドであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１】
記録液体を貯溜するタンクと、
流入口及び流出口を有する内部流路と、前記内部流路から記録液体を吐出する複数の吐出口に至る複数の個別記録液体流路とを含む記録液体吐出ヘッドと、
前記流入口と前記タンクとを連通する供給流路と、
前記流出口と前記タンクとを連通する帰還流路と、
前記帰還流路における記録液体の流量を調整するバルブと、
駆動により、前記タンクの記録液体を、前記供給流路を介して前記内部流路に供給するポンプと、
前記ポンプを制御するポンプ制御手段と、
前記バルブを制御するバルブ制御手段と、
前記ポンプの駆動状態を検出する検出手段と、
前記記録液体の粘度を算出する算出手段とを有し、
前記算出手段は、前記バルブ制御手段が前記帰還流路に記録液体が流れるよう前記バルブを制御した状態において、前記ポンプ制御手段が前記ポンプを駆動することによって、前記タンクの記録液体を、前記供給流路、前記内部流路及び前記帰還流路の順に還流させているときの、前記検出手段が検出した前記ポンプの駆動状態に基づいて、記録液体の粘度を算出することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記ポンプは容積型のポンプであり、
前記検出手段は、前記ポンプ制御手段が前記ポンプに所定の電力を供給した時の前記ポンプの回転数を検出する回転計であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記ポンプ制御手段が記録液体を単位時間当り所定流量で供給するように前記ポンプを駆動している時の前記ポンプに供給される電力を検出することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記算出手段が記録液体の粘度を算出した後に、当該算出により得られた記録液体の粘度に基づいて、前記ポンプが供給する記録液体の単位時間当りの流量を、前記算出手段が記録液体の粘度を算出するときに還流させた記録液体の単位時間当りの流量よりも多く、且つ、前記吐出口から記録液体が漏れ出さない範囲になるように、前記ポンプ制御手段が前記ポンプを制御して記録液体を還流させる循環パージを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記前記算出手段による記録液体の粘度の算出と、前記循環パージが連続的に行われることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記内部流路は、複数の前記流出口を有しており、
複数の前記帰還流路が、互いに異なる前記流出口に接続されており、
前記バルブ制御手段が前記複数の帰還流路の中から選択した前記帰還流路に記録液体が流れるよう前記バルブを制御し、
前記ポンプ制御手段が、前記バルブ制御手段が選択した前記帰還流路及び前記記録液体の粘度に基づいて前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記記録液体吐出ヘッドが、
前記吐出口から記録液体を吐出させる吐出エネルギーを記録液体に付与する複数のアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動手段とを備えており、
前記駆動手段は、前記算出手段が算出した記録液体の粘度に基づいて、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記駆動制御手段は、前記算出手段が算出した記録液体の粘度が高くなるに連れて、記録液体に付与する吐出エネルギーが大きくなるように、前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記算出手段は、記録液体の還流が開始されて所定時間を経過した後に記録液体の粘度を算出することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記記録液体吐出ヘッドは、一方向に沿って前記複数の吐出口が配列されたライン式のヘッドであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１１０８６３（Ｐ２０１１−１１０８６３Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７０５２９（Ｐ２００９−２７０５２９）
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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