JP2012111096A - 液体吐出ヘッドへの液体供給方法、液体供給機構、ならびに液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サブタンクへのインク補給に起因する連続印刷のスループットの低下を抑制すること。
【解決手段】インクジェットプリンター１の制御部は、連続印刷中に、インク消費量が基準量ｑを越える毎にサブタンク１１ａ〜１１ｄへのインク補給動作を行う。インク補給動作中はサブタンク１１ａ〜１１ｄを負圧状態にしてインクを吸引するが、この間は、サブタンク１１ａ〜１１ｄとインクジェットヘッド７との間に設けられた圧力調整室１３ａ〜１３ｄに貯留されたインクをインクジェットヘッド７に供給する。これにより、インク補給動作中も継続してインクジェットヘッド７からのインク吐出動作を行うことができる。また、圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積を、少なくともインク補給動作中のインク吐出量以上に設定しておくことにより、インク補給のために印刷動作を中断する必要がない。
【選択図】図８

Description

本発明は、インクカートリッジなどのメインタンクの液体を一旦サブタンクに吸引し、このサブタンクから液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給機構および液体吐出ヘッドへの液体供給方法、ならびに液体吐出装置に関する。

インクジェットプリンターのインク供給系としては、プリンター本体に搭載されているインクカートリッジなどのメインタンクと、インクジェットヘッドと共にキャリッジに搭載されているサブタンクとを備え、印刷を行う際にはサブタンクからインクジェットヘッドにインクが供給され、インクジェットヘッドがホームポジションに停止している間にメインタンクからサブタンクにインクが補給されるものが知られている。特許文献１には、この種のインク供給系を備えるインクジェットプリンターが開示されている。

特許文献１では、サブタンクへのインク補給動作はダイヤフラム式のインクポンプにより行われる。このインクポンプは、揺動式のレバーによってダイヤフラムを変位させてインクを吸引するものである。インクジェットヘッドがホームポジションに移動すると、レバーの自由端がホームポジション側の固定部材に当接してレバーが揺動し、これによってダイヤフラムが引き上げられてインク室が拡張し、インクの吸引動作が行われる。サブタンクとインクジェットヘッドとの間には上流側の圧力変動の伝達を遮断するための自己封止ユニットが設けられている。インクジェットヘッド側の負圧によって自己封止ユニットの流入口が開口すると、サブタンクからインクジェットヘッドへのインクの供給が自己封止ユニットを経由して行われる。

特開２０１０−６２６号公報

上記のようなインク供給系においては、印刷中のインク補給動作を定期フラッシングのタイミングで行うことが提案されている。この場合は、別途インクジェットヘッドをホームポジションに戻す必要がないため、スループットを低下させることがなく、効率的にインク補給動作を行うことができる。しかしながら、インク消費量の多い印刷パターンの場合には、定期フラッシングの前にサブタンクのインクを使い切ってしまうため、定期フラッシングの前に別途インク補給動作を行う必要があり、印刷動作が中断されてしまう。特に、ラインヘッド型のインクジェットヘッドではノズル数が多くなるため、インク消費量が非常に多くなり、定期フラッシングの前にインクを使い切ってしまう可能性が大きい。よって、印刷動作の中断頻度が多くなり、スループットが低下するおそれがある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、サブタンクへの液体補給時に液体吐出ヘッドを定位置に戻す必要がなく、インク補給動作中も液体吐出ヘッドからのインク吐出動作を続けることが可能な液体供給機構、および、液体吐出ヘッドへの液体供給方法、ならびに液体吐出装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、
メインタンクからサブタンクに液体を吸引し、当該サブタンクから圧力調整室を経由して液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給機構による液体吐出ヘッドへの液体供給方法であって、
前記サブタンクへの前回の液体補給以降の前記液体吐出ヘッドからの液体吐出量が予め設定した基準量以上となったときには、前記メインタンクから前記サブタンクへ液体を吸引するための液体補給動作を行い、
当該液体補給動作のために前記サブタンクから前記圧力調整室への液体の供給が行われない間は、前記圧力調整室内の液体を前記液体吐出ヘッドに供給しながら、前記液体吐出ヘッドの液体吐出動作を行い、
前記サブタンクから前記圧力調整室への液体の供給が行われるときには、前記サブタンク内の液体を前記圧力調整室に補給しながら、当該圧力調整室内の液体を前記液体吐出ヘッドに供給することにより、前記液体吐出ヘッドの液体吐出動作を行うことを特徴としている。

本発明では、このように、通常はサブタンクから圧力調整室に液体を補給しながら圧力調整室から液体吐出ヘッドに液体を供給し、サブタンクへの液体補給中には、サブタンクからの液体の補給が停止していても、圧力調整室の液体を液体吐出ヘッドに供給しながら液体吐出動作を継続できる。従って、サブタンクへの液体補給のために液体吐出動作を中断する必要がなく、液体補給に起因する液体吐出動作のスループットの低下を抑制できる。よって、液体吐出量の多い液体吐出動作を高速で行うことができる。

また、本発明は、前記液体吐出ヘッドがインクジェットヘッドであり、前記液体が印刷用のインクである構成に適用できる。この場合には、前記サブタンクへのインク補給動作のために前記サブタンクから前記圧力調整室へのインクの供給が行われない間は、前記圧力調整室内のインクを前記インクジェットヘッドに供給しながら、前記インクジェットヘッドによる印刷動作を行い、前記サブタンクから前記圧力調整室へのインクの供給が行われるときには、前記サブタンク内のインクを前記圧力調整室に補給しながら、当該圧力調整室内のインクを前記インクジェットヘッドに供給することにより、前記インクジェットヘッドによる印刷動作を行うことができる。このようにすると、サブタンクへのインク補給のために印刷動作を中断する必要がなく、インク補給による印刷ジョブのスループットの低下を抑制できる。

また、本発明の液体供給機構は、
液体吐出ヘッドに液体を供給するためのサブタンクと、
当該サブタンクから前記液体吐出ヘッドへ向かう液体流路に設けられた圧力調整室と、
前記液体流路における前記圧力調整室の上流側に設けられた逆止弁と、
メインタンクから前記サブタンクに液体を補給するための液体補給手段とを有し、
当該液体補給手段は、前記液体吐出ヘッドの液体吐出動作中に前記サブタンク内に負圧を形成して前記メインタンクから前記サブタンク内に液体を吸引可能に構成されており、
前記圧力調整室は、前記サブタンクからの液体の供給が行われない状態においても、当該圧力調整室内の液体を前記液体吐出ヘッド側に送出可能に構成されており、
前記圧力調整室の容積が、前記液体補給手段による前記サブタンクへの液体補給動作の間に前記液体吐出ヘッドから吐出される液体量以上であることを特徴としている。

本発明は、このような構成により、上記の液体吐出ヘッドへの液体供給方法を実現できる。具体的には、液体補給動作中には逆止弁によって圧力調整室側からサブタンクへの液体の戻りを防止してメインタンク側から液体を吸引できる。また、圧力調整室は十分な容積があるため、液体補給動作が終了するまで圧力調整室内の液体を液体吐出ヘッドに供給し続けることができ、液体補給動作中に圧力調整室内の液体を使い切ってしまうことがない。従って、液体補給のために液体吐出動作を中断する必要がなく、サブタンクへの液体補給に起因する液体吐出動作のスループットの低下を抑制できる。

本発明において、前記液体補給手段は、前記サブタンクの中心軸線方向に変位して前記サブタンクの容積を増減させるダイヤフラムと、当該ダイヤフラムに連結された弾性変形部材と、当該弾性変形部材を介して前記ダイヤフラムに一端が連結され、前記弾性変形部材を介して前記ダイヤフラムを前記サブタンクの容積増大側に引っ張るための所定の揺動方向およびその逆方向に揺動可能に支持されているレバーと、モーターと、当該モーターの出力回転に基づき、前記レバーの他端を前記所定の揺動方向に押圧する押圧機構とを備えている。このようにすると、モーターを駆動してサブタンクの容積を増大させ、これによってサブタンク内に負圧を形成して液体を吸引する液体補給動作を任意のタイミングで実行することができる。従って、液体吐出動作を継続しながらサブタンクに液体を補給することができる。

ここで、前記サブタンクが複数設けられている場合には、各サブタンクに対応して、前記ダイヤフラム、前記弾性変形部材、および前記レバーを設けると共に、前記揺動方向が同一方向となるように各レバーを配置し、更に、前記押圧機構は、全ての前記レバーの他端を、前記所定の揺動方向に同時に押圧するための押圧方向およびその逆方向に移動可能に支持されている押圧レバーと、前記モーターの出力回転に基づいて円弧状の移動軌跡に沿って移動すると共に、移動中に前記押圧レバーを前記押圧方向に押圧するローラーとを備える構成であることが望ましい。このようにすると、複数のレバーを押圧レバーによって同時に揺動させることができ、各サブタンクにそれぞれ押圧機構を設ける必要がない。従って、液体補給機構の構成を簡素化できる。

また、前記液体補給手段は、前記ダイヤフラムを前記サブタンクの容積減少方向に付勢するための付勢部材を備えることが望ましい。このようにすると、サブタンクへの液体吸引後にダイヤフラムに働く引っ張り力が解除されると、サブタンク内のインクが圧力調整室側に押し出される。従って、液体吐出動作中に減った液体を速やかに圧力調整室に補充して圧力調整室の容積を元に戻すことができる。

次に、本発明の液体吐出装置は、
液体吐出ヘッドと、
当該液体吐出ヘッドから吐出するための液体を貯留するメインタンクと、
当該メインタンクと前記液体吐出ヘッドとを接続する液体流路と、
上記の液体供給機構とを有することを特徴としている。

本発明の液体吐出装置において、前記液体吐出ヘッドからの液体吐出量を把握して、当該液体吐出量と予め設定した基準量との比較判定を行い、前記液体吐出量が予め設定した基準量以上となったときには、前記液体補給手段による前記サブタンクへの前記液体補給動作を実行する制御手段を有する構成にすることが望ましい。このようにすると、液体吐出ヘッドからの液体吐出量に基づいて液体補給の要否を判断でき、この判断結果に基づき、サブタンク内の液体を使い切る前に液体補給動作を行うことができる。従って、液体吐出ヘッドの連続吐出動作を継続できる。

また、本発明において、前記液体吐出ヘッドはインクジェットヘッドであり、前記液体は印刷用のインクである場合には、インクジェットヘッドによる印刷動作を続行しながらサブタンクへのインク補給動作を行うことができる。従って、サブタンクへのインク補給のために印刷動作を中断する必要がなく、インク補給による印刷ジョブのスループットの低下を抑制できる。

本発明によれば、サブタンクへの液体補給中には、圧力調整室の液体を液体吐出ヘッドに供給しながら液体吐出動作を継続できる。従って、サブタンクへの液体補給のために液体吐出動作を中断する必要がなく、液体補給に起因する液体吐出動作のスループットの低下を抑制できる。よって、液体吐出量の多い液体吐出動作を高速で行うことができる。

インクジェットプリンターの概略構成を示す説明図である。 インクジェットプリンターのインク供給系の概略構成を示す説明図である。 ダイヤフラムポンプユニットおよびダンパーユニットの斜視図である。 ダイヤフラムポンプユニットの平面図である。 ダイヤフラムポンプユニットの要部の断面構成を示す説明図（図４のＸ−Ｘ断面図）である。 ダンパーユニットの部分平面図である。 ダンパーユニットの断面構成を示す説明図（図６のＹ−Ｙ断面図）である。 連続印刷中のサブタンクおよび圧力調整室のインク量の変動およびローラーの回転位置を示すタイミングチャートである。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したインクジェットプリンターおよびそのインク供給機構、ならびに、インクジェットヘッドへのインク供給方法を説明する。

（インクジェットプリンターの全体構成）
図１は本実施形態のインクジェットプリンターの概略構成を示す説明図である。インクジェットプリンター１（液体吐出装置：以下、プリンター１という）は、複数種類のカラーインクを用いてロール紙から繰り出される長尺状の記録紙に印刷を行うものである。プリンター１は、全体として直方体状のプリンターケース２を備えており、プリンターケース２の前面には記録紙排出口３が形成されている。プリンターケース２内のプリンター後端寄りの位置にはロール紙装填部４が設けられている。ロール紙装填部４に装填されたロール紙から引き出された記録紙は、記録紙排出口３のすぐ後方に設けられたプラテン５の表面を経由する記録紙搬送経路に沿って水平に搬送される。

プラテン５の上方には、キャリッジ６およびこれに搭載されたインクジェットヘッド７（液体吐出ヘッド）が配置されている。キャリッジ６は、図示しないキャリッジガイド機構によって上下方向に移動可能に支持されている。インクジェットヘッド７は、インク吐出ノズルが開口しているヘッド面を下向きにして配置されている。インクジェットヘッド７は、キャリッジの上下動に基づき、プラテン５の表面を通過する記録紙とヘッド面との間に所定のギャップが形成された印刷位置、および、当該印刷位置の上方に退避した退避位置に移動可能に構成されている。プリンター１は、不図示の記録紙搬送機構によってロール紙から繰り出した記録紙をプラテン５の表面に沿って搬送し、この搬送動作と連動してインクジェットヘッド７からインクを吐出することにより、記録紙への印刷を行う。

プラテン５の下方にはインクカートリッジ装着部８が設けられている。インクカートリッジ装着部８には、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクのそれぞれを貯留するインクカートリッジ９ａ〜９ｄ（メインタンク）が装着される。インクカートリッジ装着部８にインクカートリッジ９ａ〜９ｄを装着すると、インクカートリッジ装着部８の最奥部に設けられている図示しないインク供給針が、各インクカートリッジ９ａ〜９ｄの後端に設けられている図示しないインク供給口に挿入される。これにより、インクジェットヘッド７にインクを供給するためのインク供給路１０（図２参照）の上流端に各インクカートリッジ９ａ〜９ｄが接続される。

キャリッジ６およびインクジェットヘッド７のプリンター後方側には、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクのそれぞれを貯留するサブタンク１１ａ〜１１ｄを備えるダイヤフラムポンプユニット１２が配置されている。また、インクジェットヘッド７の上方には、圧力調整室１３ａ〜１３ｄが設けられたダンパーユニット１４が配置されている。

図２はインクジェットプリンター１のインク供給系の概略構成を示す説明図である。インク供給路１０の上流側部分は、インクカートリッジ９ａ〜９ｄとサブタンク１１ａ〜１１ｄとを接続する４系統のインク流路１５ａ〜１５ｄによって構成されている。インクカートリッジ９ａ〜９ｄ内のインクは、ダイヤフラムポンプユニット１２のインク吸引動作により、インク流路１５ａ〜１５ｄを通って各サブタンク１１ａ〜１１ｄ内に吸引される。そして、インクジェットヘッド７側に送り出されるまでは、一旦各サブタンク１１ａ〜１１ｄ内に貯留される。一方、インク供給路１０の下流側部分は、サブタンク１１ａ〜１１ｄとヘッド内流路７ａ〜７ｄとを接続する４系統のインク流路１６ａ〜１６ｄによって構成されている。

ダンパーユニット１４は、インク流路１６ａ〜１６ｄの流路途中に設けられている。各サブタンク１１ａ〜１１ｄに貯留されたインクは、逆止弁１７を通ってダンパーユニット１４の圧力調整室１３ａ〜１３ｄに供給され、ここからもう１つの逆止弁１８を通ってインクジェットヘッド７のヘッド内流路７ａ〜７ｄに供給される。このように、ダイヤフラムポンプユニット１２およびダンパーユニット１４、ならびに、これらを経由するインク流路に設けられた逆止弁１７、１８により、インクカートリッジ９ａ〜９ｄ内のインクをインクジェットヘッド７に供給するためのインク供給機構１９（液体供給機構）が構成されている。

（ダイヤフラムポンプユニットおよびダンパーユニット）
図３はダイヤフラムポンプユニット１２およびダンパーユニット１４の斜視図である。また、図４はダイヤフラムポンプユニット１２の平面図であり、図５はダイヤフラムポンプユニット１２の要部の断面構成を示す説明図（図４のＸ−Ｘ断面図）である。図３に示すように、ダイヤフラムポンプユニット１２は、各サブタンク１１ａ〜１１ｄの上部に、それぞれ、各サブタンク１１ａ〜１１ｄにインクを吸引するためのインク吸引機構２０（液体補給手段）を設けると共に、各サブタンク１１ａ〜１１ｄに隣接する位置に、インク吸引機構２０を駆動するための駆動機構３０（液体補給手段）を付設した構成となっている。

図５に示すように、サブタンク１１ａ（１１ｂ〜１１ｄ）は、上下方向に延びる筒状のシリンダー２１を備えており、このシリンダー２１の底部にインク室２２が設けられている。シリンダー２１には、インク室２２の上部を塞ぐようにダイヤフラム２３が取り付けられている。ダイヤフラム２３の中央部分には厚肉部が形成されており、この厚肉部に、シリンダー２１内を上下方向に往復移動可能なピストン部材２４が連結されている。

インク吸引機構２０は、シリンダー２１内に設けられた上記のダイヤフラム２３およびピストン部材２４と、ピストン部材２４の上部に取り付けられているコイルバネ２５（弾性変形部材）と、コイルバネ２５の上方からシリンダー２１の側方にＬ字型に屈曲して延びている吸引用レバー２６（レバー）とを備えている。吸引用レバー２６は、シリンダー２１よりもプリンター後方側の上方に設けられた支軸２７を中心に揺動可能に支持されている。吸引用レバー２６は、支軸２７からシリンダー２１の上方に向かって横向きに延びている第１腕部２６ａと、支軸２７から下向きに延びている第２腕部２６ｂとを備えている。第１腕部２６ａの先端にはフックが形成され、このフックにコイルバネ２５の上端が係止されている。また、第２腕部２６ｂの先端部分２６ｃは、シリンダー２１とは反対側に突出している。

吸引用レバー２６を、第１腕部２６ａが上昇する揺動方向（図５の矢印Ａで示す方向：所定の揺動方向）に揺動させると、これに連結されているピストン部材２４が上方に移動してコイルバネ２５を伸張させるので、当該コイルバネ２５の弾性復帰力により、ダイヤフラム２３が上方に引っ張られる。この結果、インク室２２の容積が増加してインク室２２内が負圧状態になり、インクカートリッジ９ａ（９ｂ〜９ｄ）からインクが吸引されてインク室２２内に補給される。なお、このとき、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）に連通するインク流路１６ａ（１６ｂ〜１６ｄ）には逆止弁１７が設けられているため、インク補給動作の間は、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）からのインクの逆流が阻止されている。

図４に示すように、サブタンク１１ａ〜１１ｄは一列に配列されており、各サブタンク１１ａ〜１１ｄに設けられた４組のインク吸引機構２０も同様に一列に配列されている。駆動機構３０は、同一方向に延びている４本の第２腕部２６ｂの先端部分と対峙する位置に配置された押圧レバー３１（押圧部材）を備えている。押圧レバー３１は、その上端に沿って延びる支軸３２を中心に揺動可能に支持されている。また、駆動機構３０は、押圧レバー３１の下方において回転自在に支持された円盤状の歯車３３およびその外周寄りの部分に取り付けられたローラー３４（駆動部材）を備えている。この歯車３３に隣接する位置には、モーター３５の出力軸に連結されたウォーム３６およびこれに噛み合うウォームホイール３７が配置され、このウォームホイール３７と歯車３３とが噛み合っている。これらの押圧レバー３１、支軸３２、歯車３３、ウォーム３６、ウォームホイール３７等により、モーター３５の出力回転に基づいて吸引用レバー２６の第２腕部２６ｂを押圧するための押圧機構３８が構成されている。

歯車３３には、モーター３５の出力回転がウォーム３６およびウォームホイール３７を介して所定の減速比で伝達される。歯車３３が回転すると、その外周縁に配置されたローラー３４が円弧状の軌道に沿って移動する。モーター３５の回転を制御することにより、吸引用レバー２６に最も接近した駆動位置Ｃ１と、この駆動位置Ｃ１から時計周りに９０度回転した退避位置Ｃ２との間でローラー３４を移動させることができる。このため、歯車３３には、歯車３３の回転位置を検出するためのセンサー３９が設けられている。

ローラー３４は、駆動位置Ｃ１から退避位置Ｃ２に移動するとき、押圧レバー３１の下端３１ａに当接して、下端３１ａを第２腕部２６ｂの側（図５の矢印Ｂ方向）に移動させる方向に押圧レバー３１を揺動させる。このとき、押圧レバー３１は、吸引用レバー２６における第２腕部２６ｂの先端部分２６ｃをシリンダー２１側に押圧し、吸引用レバー２６を矢印Ａの方向に強制的に揺動させる。ローラー３４を駆動位置Ｃ１に保持すると、押圧レバー３１を介して、第１腕部２６ａが最も高い位置に上昇した状態で吸引用レバー２６が保持されるため、インク室２２へのインク補給が行われる。インク補給が終了したタイミングでローラー３４を退避位置Ｃ２に戻すと、押圧レバー３１および吸引用レバー２６がローラー３４による保持位置から移動可能になる。

ダイヤフラムポンプユニット１２は、各ピストン部材２４の上部に取り付けられた加圧バネ２８（付勢部材）を備えている。加圧バネ２８は、コイルバネ２５の外周側に取り付けられ、ピストン部材２４を介してダイヤフラム２３を下向きに付勢している。インク室２２へのインク補給の終了後にローラー３４を退避位置Ｃ２に戻すと、吸引用レバー２６の保持状態が解除されて揺動可能となるため、加圧バネ２８の加圧力とダイヤフラム２３に加わるインク圧が釣り合う位置までダイヤフラム２３が下降する。このとき、サブタンク１１ａ（１１ｂ〜１１ｄ）のインク室２２に吸引されたインクの一部がインク流路１６ａ（１６ｂ〜１６ｄ）へ押し出され、逆止弁１７を通って圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）に供給される。これにより、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）へのインク補給が行われる。

図６はダンパーユニット１４の一部分（圧力調整室１３ａ、１３ｂが設けられた部分）を示す部分平面図であり、図７はダンパーユニット１４の断面構成を示す説明図（図６のＹ−Ｙ断面図）である。圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）は、所定の容積の凹部４０を設けて、その上部をダイヤフラム４１によって塞ぐことによって形成されている。凹部４０の底部中央には、サブタンク１１ａ（１１ｂ〜１１ｄ）からのインク流路１６ａ（１６ｂ〜１６ｄ）に連通するインク流入口４２が形成されている。インク流入口４２には圧力調整用バネ４３の下端が取り付けられており、圧力調整用バネ４３の上端はダイヤフラム４１の下面中央部に取り付けられている。また、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）の底部には図示しないインク流出口が設けられており、このインク流出口を介して、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）とヘッド内流路７ａ（７ｂ〜７ｄ）が連通している。このインク流出口あるいはその下流側の流路に逆止弁１８（図２参照）が設けられ、インクジェットヘッド７側からのインクの逆流を阻止している。

圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）内のインク量が少ないときは、ダイヤフラム４１が下降しており、圧力調整用バネ４３が圧縮状態となっている。このとき、圧力調整用バネ４３の伸長方向の弾性復帰力によってダイヤフラム４１が上方に付勢されている。従って、サブタンク１１ａ（１１ｂ〜１１ｄ）からのインク供給が可能な場合には、インク流入口４２からインクが吸引され、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）内のインク量が増加してゆく。圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）内のインク量が所定量になると、インク圧と圧力調整用バネ４３の弾性復帰力が釣り合うため、以後は、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）からヘッド内流路７ａ（７ｂ〜７ｄ）側へのインクの流出に応じた量のインクを吸引することとなり、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）の容積は一定に維持される。そして、この状態では、圧力調整用バネ４３の弾性復帰力により、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）の上流側におけるインク圧の急激な変動を緩和することができる。

ここで、上述したインク吸引機構２０および駆動機構３０の動作によってサブタンク１１ａ〜１１ｄに負圧が形成され、サブタンク１１ａ〜１１ｄへのインク補給が行われている間は、サブタンク１１ａ〜１１ｄ側からインクが供給されない。しかしながら、この間にインクジェットヘッド７側でインクが消費されると、ヘッド内流路７ａ〜７ｄ側の負圧に応じて、圧力調整室１３ａ〜１３ｄのダイヤフラム４１および圧力調整用バネ４３が変位し、インクがヘッド内流路７ａ〜７ｄ側へ流出される。つまり、本実施形態では、サブタンク１１ａ〜１１ｄからのインク補給がなくても、圧力調整室１３ａ〜１３ｄからのインク供給により、しばらくの間はインクジェットヘッド７のインク吐出動作を継続することができる。

本実施形態では、印刷動作中にサブタンク１１ａ〜１１ｄへのインク補給を行い、このときにインクジェットヘッド７側へのインク供給が不能となって印刷動作が中断されることがないようにするため、インク補給中に圧力調整室１３ａ〜１３ｄ内のインクを使い切ってしまうことがないように、圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積を設定している。すなわち、インク補給に要する時間（ローラー３４を退避位置Ｃ２から駆動位置Ｃ１に移動させて保持し、再び退避位置Ｃ２に戻すまでの時間）を予め設定すると共に、この時間の間にインクジェットヘッド７から吐出されうるインク量（インク補給動作中のインク吐出量）を把握し、少なくともこのインク吐出量分のインクを供給し続けられるように、圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積を設定している。

（インクジェットヘッドへのインク供給方法）
図８は、連続印刷中のサブタンク１１ａ〜１１ｄおよび圧力調整室１３ａ〜１３ｄのインク量の変動およびローラー３４の回転位置を示すタイミングチャートである。プリンター１の制御部（制御手段）は、インクジェットヘッド７の印刷動作中に、インクジェットヘッド７からの各色のインクの吐出量を監視している。このインク吐出量は、例えば、印刷データに基づいて把握することができ、印刷動作を実行しながら、任意の時点において前回のインク補給動作以降に吐出された各色のインク量を把握することができる。そして、プリンター１の制御部は、このインク吐出量に基づいてサブタンク１１ａ〜１１ｄへのインク補給の要否を判断する。なお、インクカートリッジ９ａ〜９ｄに搭載されたＩＣチップに記録されたインク吐出量に基づき、各色のインク吐出量を判断することもできる。

プリンター１の制御部は、インク吐出量が予め設定した基準量ｑに到達した場合（図８のＴ１のタイミング）に、サブタンク１１ａ〜１１ｄへのインク補給が必要であると判断する。本実施形態では、４色のインクを用いているため、いずれかの色のインク吐出量が基準量ｑ以上となったときに、インク補給が必要であると判断する。ここで、インク吐出量はサブタンク１１ａ〜１１ｄ内のインク残量に対応しており、インク残量の減少に応じてサブタンク１１ａ〜１１ｄの容積が減少してゆく。インク吐出量の基準量ｑは、サブタンク１１ａ〜１１ｄ内のインクを使い切ってしまわない量に設定されている。従って、インク吐出量の代わりにサブタンク１１ａ〜１１ｄ内のインク残量を検出し、この検出値に基づいてインク補給の要否を判断することもできる。

プリンター１の制御部は、Ｔ１のタイミングにおいてインク補給が必要であると判断したことに基づき、サブタンク１１ａ〜１１ｄへのインク補給動作を開始する。すなわち、このタイミングにおいて駆動機構３０のモーター３５の正回転を開始する。そして、センサー３９によってローラー３４が駆動位置Ｃ１に到達したことを検出したとき（図８のＴ２のタイミング）、モーター３５を停止させる。これにより、押圧レバー３１を介して吸引用レバー２６が揺動して各インク室２２に負圧が形成され、インク吸引機構２０によるインクカートリッジ９ａ〜９ｄからのインクの吸引が開始される。なお、プリンター１の制御部は、インク補給動作の開始と同時にインク吐出量をリセットし、この時点から、次回のインク補給動作の開始タイミングを決定するためのインク吐出量の監視を開始する。

プリンター１の制御部は、予め設定したインク補給時間ｔ０の間はローラー３４を駆動位置Ｃ１に保持し、この間にサブタンク１１ａ〜１１ｄへのインクの吸引を完了させる。そして、インク補給時間ｔ０が経過したタイミング（図８のＴ３のタイミング）においてモーター３５の逆回転を開始する。続いて、センサー３９によってローラー３４が退避位置Ｃ２に戻ったことを検出したとき（図８のＴ４のタイミング）、モーター３５を停止させる。これにより、インク補給動作が終了する。

図８のＴ１からＴ２の期間では、インク吸引機構２０および駆動機構３０が作動開始してサブタンク１１ａ〜１１ｄ内が徐々に減圧される。従って、この期間中の所定の時点まではサブタンク１１ａ〜１１ｄから圧力調整室１３ａ〜１３ｄへのインクの供給がわずかに続くものの、以降はサブタンク１１ａ〜１１ｄの負圧が大きくなって圧力調整室１３ａ〜１３ｄへのインクの供給が停止される。一方、インクジェットヘッド７へのインク供給は続いているため、サブタンク１１ａ〜１１ｄからのインク供給量の減少に伴って圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積（圧力調整室１３ａ〜１３ｄ内のインク量）の減少が始まる。

次に、図８のＴ２からＴ３の期間では、インク吸引機構２０および駆動機構３０が完全にインク補給用の状態に切り換わっており、サブタンク１１ａ〜１１ｄからインクが流出することはない。従って、この期間では、サブタンク１１ａ〜１１ｄ内のインク量の増大に伴ってサブタンク１１ａ〜１１ｄの容積が増大してゆく一方で、圧力調整室１３ａ〜１３ｄのインクのみがインクジェットヘッド７に供給される。このため、この期間では、インクの流出に伴って圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積は減少してゆく。サブタンク１１ａ〜１１ｄへのインクの流入は、サブタンク１１ａ〜１１ｄが最大容積Ｖ０になった時点（図８のＴ５のタイミング）で停止する。一方で、印刷動作の継続により、圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積減少は、Ｔ３の時点まで同様に続いている。

続いて、図８のＴ３からＴ４の期間では、インク吸引機構２０および駆動機構３０がインク補給動作前の状態に戻る動作が行われる。このとき、コイルバネ２５による上向きの付勢力が徐々に減少するのに伴い、所定の時点で加圧バネ２８の加圧力によってダイヤフラム２３が下向きに付勢された状態に転じ、サブタンク１１ａ〜１１ｄ内に吸引したインクが圧力調整室１３ａ〜１３ｄ側に押し出され始める。従って、この期間中の所定の時点でサブタンク１１ａ〜１１ｄ内の容積減少が始まると共に、圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積減少が徐々に小さくなって容積増大に切り換わる。

図８のＴ４のタイミングでインク補給動作が終了した以降も、上述した加圧バネ２８の加圧力により、サブタンク１１ａ〜１１ｄ内に吸引したインクの一部が圧力調整室１３ａ〜１３ｄに押し出され続ける。そして、圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積がインク補給動作を実施する前の容積Ｖ１と同一になった時点（図８のＴ６のタイミング）で圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積増大が止まる。そして、これ以降は、圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積は一定に維持され、サブタンク１１ａ〜１１ｄ内の容積が減少してゆく。すなわち、サブタンク１１ａ〜１１ｄ内のインクを、圧力調整室１３ａ〜１３ｄを経由してインクジェットヘッド７に供給しながら、印刷動作が継続される。そして、インク吐出量が再び基準量ｑになったことをプリンター１の制御部が検出する時点（図８のＴ７のタイミング）までは、この状態が続く。

以上のように、本実施形態では、サブタンク１１ａ〜１１ｄにインクを吸引するためのインク補給動作（液体補給動作）として、駆動機構３０のローラー３４を退避位置Ｃ２から駆動位置Ｃ１に移動させてインク補給時間ｔ０の期間は駆動位置Ｃ１に保持し、その後に退避位置Ｃ２に戻す動作を行い、これによってインク吸引機構２０によってサブタンク１１ａ〜１１ｄ内に負圧を形成し、サブタンク１１ａ〜１１ｄ内へのインクの吸引を完了させるようにしている。そして、このインク補給動作のためにサブタンク１１ａ〜１１ｄからインクを供給できない間は、圧力調整室１３ａ〜１３ｄ内のインクをインクジェットヘッド７に供給しながら印刷動作を続けることができる。従って、サブタンク１１ａ〜１１ｄへのインク補給のために連続印刷を中断する必要がなく、インク補給に起因する印刷動作のスループットの低下を抑制できる。このため、インク消費量の多い印刷動作であっても高速で行うことができる。

（改変例）
上記実施形態では、インク吸引機構２０を駆動するための駆動機構３０として、円弧状の軌跡に沿ってローラー３４を移動させ、これによって押圧レバー３１を駆動する構成のものを用いていたが、モーター３５の出力回転に基づいて吸引用レバー２６を揺動させることが可能な他の構成を採用することもできる。

（他の実施形態）
上記実施形態は、本発明をインクジェットプリンター１およびそのインクジェットヘッド７にインクを供給するためのインク供給機構１９、ならびに、インクジェットヘッド７へのインク供給方法に適用した例であったが、本発明は、インク以外の液体を吐出する他の液体吐出装置および液体供給機構、ならびに、液体吐出ヘッドへの液体供給方法にも適用できる。例えば、試薬溶液や液状の試料などを液体吐出ヘッドから吐出するための液体吐出装置、液状塗料や液状材料を液体吐出ヘッドから吐出して印刷により塗布するための液体吐出装置、などにも適用可能である。

１…インクジェットプリンター（プリンター／液体吐出装置）、２…プリンターケース、３…記録紙排出口、４…ロール紙装填部、５…プラテン、６…キャリッジ、７…インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）、７ａ〜７ｄ…ヘッド内流路、８…インクカートリッジ装着部、９ａ〜９ｄ…インクカートリッジ（メインタンク）、１０…インク供給路、１１ａ〜１１ｄ…サブタンク、１２…ダイヤフラムポンプユニット、１３ａ〜１３ｄ…圧力調整室、１４…ダンパーユニット、１５ａ〜１５ｄ…インク流路、１６ａ〜１６ｄ…インク流路、１７…逆止弁、１８…逆止弁、１９…インク供給機構（液体供給機構）、２０…インク吸引機構（液体補給手段）、２１…シリンダー、２２…インク室、２３…ダイヤフラム、２４…ピストン部材、２５…コイルバネ（弾性変形部材）、２６…吸引用レバー（レバー）、２６ａ…第１腕部、２６ｂ…第２腕部、２６ｃ…先端部分、２７…支軸、２８…加圧バネ、３０…駆動機構（液体補給手段）、３１…押圧レバー（押圧部材）、３１ａ…下端、３２…支軸、３３…歯車、３４…ローラー（駆動部材）、３５…モーター、３６…ウォーム、３７…ウォームホイール、３８…押圧機構、３９…センサー、４０…凹部、４１…ダイヤフラム、４２…インク流入口、４３…圧力調整用バネ、Ｃ１…駆動位置、Ｃ２…退避位置

Claims (9)

1. メインタンクからサブタンクに液体を吸引し、当該サブタンクから圧力調整室を経由して液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給機構による液体吐出ヘッドへの液体供給方法であって、
   前記サブタンクへの前回の液体補給以降の前記液体吐出ヘッドからの液体吐出量が予め設定した基準量以上となったときには、前記メインタンクから前記サブタンクへ液体を吸引するための液体補給動作を行い、
   当該液体補給動作のために前記サブタンクから前記圧力調整室への液体の供給が行われない間は、前記圧力調整室内の液体を前記液体吐出ヘッドに供給しながら、前記液体吐出ヘッドの液体吐出動作を行い、
   前記サブタンクから前記圧力調整室への液体の供給が行われるときには、前記サブタンク内の液体を前記圧力調整室に補給しながら、当該圧力調整室内の液体を前記液体吐出ヘッドに供給することにより、前記液体吐出ヘッドの液体吐出動作を行うことを特徴とする液体吐出ヘッドへの液体供給方法。
2. 請求項１において、
   前記液体吐出ヘッドはインクジェットヘッドであり、
   前記液体は印刷用のインクであり、
   前記サブタンクへのインク補給動作のために前記サブタンクから前記圧力調整室へのインクの供給が行われない間は、前記圧力調整室内のインクを前記インクジェットヘッドに供給しながら、前記インクジェットヘッドによる印刷動作を行い、
   前記サブタンクから前記圧力調整室へのインクの供給が行われるときには、前記サブタンク内のインクを前記圧力調整室に補給しながら、当該圧力調整室内のインクを前記インクジェットヘッドに供給することにより、前記インクジェットヘッドによる印刷動作を行うことを特徴とする液体吐出ヘッドへの液体供給方法。
3. 液体吐出ヘッドに液体を供給するためのサブタンクと、
   当該サブタンクから前記液体吐出ヘッドへ向かう液体流路に設けられた圧力調整室と、
   前記液体流路における前記圧力調整室の上流側に設けられた逆止弁と、
   メインタンクから前記サブタンクに液体を補給するための液体補給手段とを有し、
   当該液体補給手段は、前記液体吐出ヘッドの液体吐出動作中に前記サブタンク内に負圧を形成して前記メインタンクから前記サブタンク内に液体を吸引可能に構成されており、
   前記圧力調整室は、前記サブタンクからの液体の供給が行われない状態においても、当該圧力調整室内の液体を前記液体吐出ヘッド側に送出可能に構成されており、
   前記圧力調整室の容積が、前記液体補給手段による前記サブタンクへの液体補給動作の間に前記液体吐出ヘッドから吐出される液体量以上であることを特徴とする液体供給機構。
4. 請求項３において、
   前記液体補給手段は、
   前記サブタンクの中心軸線方向に変位して前記サブタンクの容積を増減させるダイヤフラムと、
   当該ダイヤフラムに連結された弾性変形部材と、
   当該弾性変形部材を介して前記ダイヤフラムに一端が連結され、前記弾性変形部材を介して前記ダイヤフラムを前記サブタンクの容積増大側に引っ張るための所定の揺動方向およびその逆方向に揺動可能に支持されているレバーと、
   モーターと、
   当該モーターの出力回転に基づき、前記レバーの他端を前記所定の揺動方向に押圧する押圧機構とを備えることを特徴とする液体供給機構。
5. 請求項４において、
   前記サブタンクが複数設けられ、
   各サブタンクに対応して、前記ダイヤフラム、前記弾性変形部材、および前記レバーが設けられると共に、各レバーは、前記揺動方向が同一方向となるように配置され、
   前記押圧機構は、
   全ての前記レバーの他端を同時に押圧して前記所定の揺動方向に揺動させるための押圧方向およびその逆方向に移動可能に支持されている押圧部材と、
   前記モーターの出力回転に基づいて円弧状の移動軌跡に沿って移動することにより、前記押圧部材を前記押圧方向に駆動する駆動部材とを備えることを特徴とする液体供給機構。
6. 請求項４または５において、
   前記液体補給手段は、前記ダイヤフラムを前記サブタンクの容積減少方向に付勢するための付勢部材を備えることを特徴とする液体供給機構。
7. 液体吐出ヘッドと、
   当該液体吐出ヘッドから吐出するための液体を貯留するメインタンクと、
   当該メインタンクと前記液体吐出ヘッドとを接続する液体流路と、
   請求項３ないし６のいずれかの項に記載の液体供給機構とを有することを特徴とする液体吐出装置。
8. 請求項７において、
   前記液体吐出ヘッドからの液体吐出量を把握して、当該液体吐出量と予め設定した基準量との比較判定を行い、前記液体吐出量が前記基準量以上となった場合には、前記液体補給手段による前記サブタンクへの前記液体補給動作を実行する制御手段を有することを特徴とする液体吐出装置。
9. 請求項７または８において、
   前記液体吐出ヘッドはインクジェットヘッドであり、
   前記液体は印刷用のインクであることを特徴とする液体吐出装置。
   

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