JP2010030206A - 液体供給装置、液体吐出装置、及び液体吐出装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドへのインク（液体）の供給や液体吐出ヘッドからの排出（循環）が簡単にでき、かつ小型の装置を実現できるようにする。
【解決手段】供給されたインクをノズルから吐出可能なラインヘッド２０と、ラインヘッド２０によって吐出されるインクを貯留したインクカートリッジ３０と、インクカートリッジ３０に貯留されているインクを移送するための移送ポンプ５０と、移送ポンプ５０によって移送されたインクをラインヘッド２０に設けられた供給口２０ａに供給するように配管された供給管８７と、ラインヘッド２０内のインクを供給口２０ａの反対側に設けられた排出口２０ｂから排出するように配管された排出管８８と、インクカートリッジ３０から移送ポンプ５０に向かう流路と排出管８８から移送ポンプ５０に向かう流路とを切換え可能な３方弁６０とを有する。
【選択図】図１７

Description

本発明は、液体の消費対象（インクを吐出する液体吐出ヘッド）に液体を供給するための液体供給装置、液体吐出装置、及び液体吐出装置の制御方法に係るものである。そして、詳しくは、消費対象への液体の供給や消費対象からの液体の排出（循環）を簡単にできるようにした技術に関するものである。

従来より、液体を吐出（消費）する液体吐出装置の一例として、液体吐出ヘッドにインク（液体）を供給し、液体吐出ヘッドのノズルから記録用紙に向けてインクを吐出することにより、画像を形成するようにしたインクジェットプリンタが知られている。そして、このようなインクジェットプリンタにおいては、インクの吐出の安定性を確保するために、インクが貯留されているインクカートリッジ（液体タンク）から液体吐出ヘッドに対してインクが安定的に供給されることが求められる。

ここで、近年のインクジェットプリンタでは、高速化を達成するためにノズルを増やす傾向にある。特に、ラインヘッド方式のインクジェットプリンタは、印画可能な最大サイズの記録用紙の用紙幅に合わせて多数のノズルを配置しているので、用紙幅方向に移動させて印画を行うシリアルヘッド方式に比べ、ノズルの数が非常に多くなっている。そのため、単位時間当たりのインクの消費量が多くなるので、印画の途中でインクを切らさないようにすることが重要となる。なお、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタであっても、大判印刷等をする場合には、インクの消費量が多くなる。

そこで、インクを液体吐出ヘッドに供給する前で一時的にサブタンク（補助タンク）に貯留し、サブタンク内のインクを消費しつつ、同時にサブタンクにインクを補充するようにした技術が知られている。具体的には、サブタンクのインク保持容積を十分確保し、大容量のインクカートリッジから移送ポンプによってサブタンクにインクを補充している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−１３２７６２号公報

また、ラインヘッド方式のインクジェットプリンタでは、液体吐出ヘッドの大型化にともなう発熱やインク流路の全体的な容積が大きいこともあり、流路内のインク中に空気等の気泡が混入しやすくなっている。そして、気泡が液体吐出ヘッド内に蓄積されると、流路が閉塞されてノズルへのインクの流れが阻害され、印画時にインクの供給不足を引き起こす。さらにまた、インク中に気泡があると、気体の圧縮性によって気泡が吐出圧力を逃がすダンパのように作用し、インクの吐出力を弱めたり、インクの吐出方向に乱れを発生させる。さらに、インクジェットプリンタの設置環境、インクの吐出に伴う温度変化、大気圧の変動等によってインク中の気泡が膨張すると、ノズルからインクが勝手に漏れ出すこともある。なお、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタであっても、長時間動作等を行った場合には、発熱による気泡が発生しやすくなる。

そこで、インク中の気泡の存在に起因するこのような不具合を解消するために、インクに含まれる気泡を除去できるようにした種々の技術が知られている。具体的には、移送ポンプによって液体吐出ヘッドとサブタンクとの間をインクが循環するようにし、インク中の気泡をサブタンクに移動させて除去している（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−２４６６４０号公報

しかし、上記した特許文献１の技術は、液体吐出ヘッドとサブタンクとの間でインクを循環させるものではない。そのため、サブタンクを設けていても、液体吐出ヘッド内のインク中の気泡を除去できない。一方、上記した特許文献２の技術は、液体吐出ヘッドとサブタンクとの間だけでなく、インクカートリッジを含む流路でインクを循環させているので、インクの流路が長くなっている。特に、カラー対応のインクジェットプリンタであれば、インクの各色（最低３色、多い場合には６色や８色）ごとにインクの流路が必要となる。そのため、インクジェットプリンタが大型化、複雑化してしまう。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、液体吐出ヘッドへのインク（液体）の供給や液体吐出ヘッドからの排出（循環）が簡単にでき、かつ小型の装置を実現できるようにすることである。

本発明は、以下の解決手段によって上述の課題を解決する。
本発明の請求項１に記載の発明は、液体の消費対象に供給する液体を貯留した液体タンクと、前記液体タンクに貯留されている液体を移送するための移送ポンプと、前記移送ポンプによって移送された液体を前記消費対象に供給するように配管された供給管と、前記消費対象によって消費されなかった液体を前記消費対象から排出するように配管された排出管と、前記液体タンク及び前記排出管と前記移送ポンプとの間に配置され、前記液体タンクから前記移送ポンプに向かう流路と前記排出管から前記移送ポンプに向かう流路とを切換え可能な３方弁とを有する液体供給装置である。

（作用）
上記の請求項１に記載の発明は、液体タンク及び排出管と移送ポンプとの間に３方弁が配置されている。そして、３方弁は、液体タンクから移送ポンプに向かう流路と排出管から移送ポンプに向かう流路とを切り換えることができる。そのため、液体をその消費対象に供給する液体供給装置において、３方弁を液体タンク側に開いて移送ポンプを駆動すれば、液体タンクから供給管を通して液体を消費対象に供給できる。一方、３方弁を排出管側に開いて移送ポンプを駆動すれば、消費対象から排出管を通して液体を排出できる。これにより、排出された液体を再び消費対象に供給できるようになる。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、供給された液体をノズルから吐出可能な液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドによって吐出される液体を貯留した液体タンクと、前記液体タンクに貯留されている液体を移送するための移送ポンプと、前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに設けられた供給口に供給するように配管された供給管と、前記液体吐出ヘッド内の液体を前記供給口の反対側に設けられた排出口から排出するように配管された排出管と、前記液体タンク及び前記排出管と前記移送ポンプとの間に配置され、前記液体タンクから前記移送ポンプに向かう流路と前記排出管から前記移送ポンプに向かう流路とを切換え可能な３方弁とを有する液体吐出装置である。

（作用）
上記の請求項２に記載の発明は、液体タンク及び排出管と移送ポンプとの間に３方弁が配置されている。そして、３方弁は、液体タンクから移送ポンプに向かう流路と排出管から移送ポンプに向かう流路とを切り換えることができる。そのため、液体吐出ヘッドのノズルから液体を吐出する液体吐出装置において、３方弁を液体タンク側に開いて移送ポンプを駆動すれば、液体タンクから供給管を通して液体を液体吐出ヘッドに供給できる。一方、３方弁を排出管側に開いて移送ポンプを駆動すれば、液体吐出ヘッドから排出管を通して液体を排出できる。その結果、液体吐出ヘッド内の液体中に気泡が含まれていたとしても、その気泡を液体吐出ヘッド外に排出することができる。なお、排出された液体を循環させて気泡を除去するには、例えば、気泡を含む液体を液体吐出ヘッドに供給する前で一時的に補助タンクに貯留するようにすればよい。

さらにまた、本発明の請求項８に記載の発明は、供給された液体をノズルから吐出可能な液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドによって吐出される液体を貯留した液体タンクと、前記液体タンクに貯留されている液体を移送するための移送ポンプと、前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに設けられた供給口に供給するように配管された供給管と、前記液体吐出ヘッド内の液体を前記供給口の反対側に設けられた排出口から排出するように配管された排出管と、前記液体タンク及び前記排出管と前記移送ポンプとの間に配置され、前記液体タンクから前記移送ポンプに向かう流路と前記排出管から前記移送ポンプに向かう流路とを切換え可能な３方弁と、前記移送ポンプの駆動及び前記３方弁の作動を制御するための制御装置と、前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに供給する前で一時的に貯留する補助タンクとを有し、前記制御装置により、前記３方弁を前記排出管から前記移送ポンプに向かう流路に切り換えた状態で前記移送ポンプを駆動し、前記液体吐出ヘッド内の液体を前記排出管、前記補助タンク、及び前記供給管を通して循環させる液体吐出装置の制御方法である。

（作用）
上記の請求項８に記載の発明は、液体タンク及び排出管と移送ポンプとの間に３方弁が配置されており、液体タンクから移送ポンプに向かう流路と排出管から移送ポンプに向かう流路とを切り換えることができる。そして、３方弁を排出管から移送ポンプに向かう流路に切り換えた状態で移送ポンプを駆動すれば、液体吐出ヘッド内の液体を排出管、補助タンク、及び供給管を通して循環させることができる。そのため、液体吐出ヘッド内の液体中に気泡が含まれていたとしても、その気泡を液体吐出ヘッド外に排出することができる。しかも、気泡を含む液体は、液体吐出ヘッドに供給する前に一時的に補助タンクに貯留される。その結果、液体中の気泡を効果的に除去できるようになる。

上記した請求項１の発明である液体供給装置によれば、３方弁を液体タンク側に開いて移送ポンプを駆動すれば、液体タンクから供給管を通して液体を消費対象に供給できる。一方、３方弁を排出管側に開いて移送ポンプを駆動すれば、消費対象から排出管を通して液体を排出できるので、排出された液体を再び消費対象に供給できるようになる。したがって、液体をその消費対象に供給する液体供給装置において、３方弁だけで液体の供給及び排出（循環）が簡単にでき、装置を小型化できる。

上記した請求項２の発明である液体吐出装置によれば、３方弁を液体タンク側に開いて移送ポンプを駆動すれば、液体タンクから供給管を通して液体を液体吐出ヘッドに供給できる。一方、３方弁を排出管側に開いて移送ポンプを駆動すれば、液体吐出ヘッドから排出管を通して液体を排出でき、液体吐出ヘッド内の液体中に気泡が含まれていたとしても、その気泡を液体吐出ヘッド外に排出することができる。したがって、液体吐出ヘッドのノズルから液体を吐出する液体吐出装置において、３方弁だけで液体の供給及び排出（循環）が簡単にでき、装置を小型化できる。また、例えば、気泡を含む液体を液体吐出ヘッドに供給する前で一時的に補助タンクに貯留すれば、液体中から気泡を除去できる。

上記した請求項８の発明である液体吐出装置の制御方法によれば、３方弁を排出管から移送ポンプに向かう流路に切り換えた状態で移送ポンプを駆動すれば、液体吐出ヘッド内の液体を排出管、補助タンク、及び供給管を通して循環させることができる。そのため、液体吐出ヘッド内の液体中に気泡が含まれていたとしても、その気泡を液体吐出ヘッド外に排出することができる。したがって、３方弁だけで液体の供給及び排出（循環）が簡単にでき、装置を小型化できる。また、気泡を含む液体は、再び液体吐出ヘッドに供給される前に一時的に補助タンクに貯留されるので、液体中から気泡が除去される。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態では、本発明の液体供給装置及び液体吐出装置として、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のインク（液体）をラインヘッド２０（本発明における消費対象及び液体吐出ヘッドに相当するもの）に供給して吐出するカラー対応のインクジェットプリンタ１０を例に挙げて説明する。

図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０の概略を示す側面図である。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１０は、サイズの異なる３種類の記録用紙１００をそれぞれ別々に収容可能な給紙トレイ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、印画するサイズに応じて給紙トレイ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのいずれかから選択的に記録用紙１００を給紙する給紙ユニット１２と、給紙された記録用紙１００に対して印画を行なうラインヘッド２０と、非印画時にラインヘッド２０のインク吐出面を覆って保護するヘッドキャップ２２と、印画された記録用紙１００を排紙する排紙ユニット１３と、排紙された記録用紙１００を収容する排紙トレイ１４とを備えている。なお、ヘッドキャップ２２は、開閉装置（図示せず）によってラインヘッド２０のインク吐出面を密閉可能なものである。

ここで、ラインヘッド２０は、ラインヘッド２０と対向するように給紙された記録用紙１００に対してインクを吐出し、印画を行うものである。そして、記録用紙１００の幅方向にヘッドを移動させることなく、給紙される最大サイズの記録用紙１００の幅までの印画が可能となっている。そのため、記録用紙１００の幅方向にヘッドを移動させて印画を行うシリアルヘッドと比較すると、振動や騒音が低減されるだけでなく、印画速度を格段に速くできるという利点がある。

また、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、ラインヘッド２０とは別体のインクカートリッジ３０（本発明における液体タンクに相当するもの）をインクジェットプリンタ１０に装着した「ヘッド別体型」のものである。そして、インクカートリッジ３０には、ラインヘッド２０に供給する４色のインク（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が色別に貯留されており、インクジェットプリンタ１０に対して着脱自在に装着されている。そのため、インクカートリッジ３０内のインクが全て消費された場合には、迅速に新品と交換できるようになっている。

さらにまた、ラインヘッド２０とインクカートリッジ３０との間（ラインヘッド２０にインクを供給する前）には、サブタンク４０（本発明における補助タンクに相当するもの）が配置されている。このサブタンク４０は、ラインヘッド２０よりも低い位置でインクを一時的に貯留するものであり、ラインヘッド２０内のインクに、水頭差に基づく一定の負圧を与えるように作用する。そのため、ラインヘッド２０からのインクの漏出しを防止できるだけでなく、インクを安定的に吐出可能な状態を常時保持できる。

さらに、インクカートリッジ３０とサブタンク４０との間には、インクカートリッジ３０に貯留されているインクを移送するための移送ポンプ５０が配置されている。そして、制御装置（図示せず）によって移送ポンプ５０の駆動を制御すれば、インクカートリッジ３０内のインク（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）がサブタンク４０を介してラインヘッド２０に供給される。

このようなインクジェットプリンタ１０によって印画を行うには、給紙ユニット１２により、給紙トレイ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのいずれかから印画するサイズに応じた記録用紙１００を選択的に給紙する。また、ヘッドキャップ２２をラインヘッド２０から引き離し、ラインヘッド２０のインク吐出面を露出させる。そして、記録用紙１００を移動させながら、ラインヘッド２０から各色のインクを記録用紙１００に向けて吐出し、カラー印画を行う。なお、印画が行われた記録用紙１００は、排紙ユニット１３によって排紙された後、排紙トレイ１４上にストックされる。

図２は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０の印画部を示す斜視図である。
図２に示すように、インクジェットプリンタ１０は、吐出するインクの種類（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色）に応じて、複数（４つ）のラインヘッド２０、インクカートリッジ３０、サブタンク４０、及び移送ポンプ５０を有している。また、各サブタンク４０から各インクカートリッジ３０に各インクを戻すように配管された複数（４つ）の戻り管８６と、各移送ポンプ５０によって移送された各インクを各ラインヘッド２０に供給するように配管された複数（４つ）の供給管８７と、各ラインヘッド２０によって消費されなかった各インクを各ラインヘッド２０から排出するように配管された複数（４つ）の排出管８８とを有している。さらにまた、各インクカートリッジ３０から各移送ポンプ５０に向かう流路と各排出管８８から各移送ポンプ５０に向かう流路とを切換え可能な複数（４つ）の３方弁６０と、各インクの移送経路を変更可能な複数（４つ）の逆止弁アレイ７０とを有している。

ここで、各ラインヘッド２０は、記録用紙１００の幅に対応した長さのものであり、各ラインヘッド２０ごとに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクを吐出する。そして、各ラインヘッド２０には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクをそれぞれ別々に貯留したインクカートリッジ３０から各色のインクが供給される。具体的には、各インクカートリッジ３０は、４つ（インクの各色ごと）の移送管８１が接続された着脱台座１５に着脱自在に装着されている。そして、各移送管８１は、各３方弁６０の一方の入口側にそれぞれ接続されている。

また、各３方弁６０の出口側には、それぞれ移送管８２が接続されているので、各インクカートリッジ３０の各インクは、各逆止弁アレイ７０、各移送ポンプ５０、及び各移送管８５を介して各サブタンク４０に移送される。さらにまた、各サブタンク４０に移送され、一時的に貯留された各インクは、各供給管８７を介して各ラインヘッド２０に供給される。なお、各サブタンク４０内に貯留された各インクが一定量以上になったときは、着脱台座１５に接続された各戻り管８６によって各インクカートリッジ３０に戻される。

このように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、吐出するインクの色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に応じて、インクカートリッジ３０、移送管８１、３方弁６０、移送管８２、逆止弁アレイ７０、移送ポンプ５０、移送管８５、サブタンク４０、供給管８７、ラインヘッド２０、戻り管８６等が設けられている。そして、移送ポンプ５０により、インクカートリッジ３０内のインクがサブタンク４０を介してラインヘッド２０に供給され、記録用紙１００に向けて吐出される。

また、ラインヘッド２０から吐出されなかったインクは、移送ポンプ５０により、排出管８８を介してサブタンク４０に戻される。具体的には、排出管８８は、３方弁６０の他方の入口側に接続されているので、３方弁６０により、ラインヘッド２０にインクを供給するときは、インクカートリッジ３０から移送ポンプ５０に向かう流路とし、ラインヘッド２０からインクを排出するときは、排出管８８から移送ポンプ５０に向かう流路に切り換える。そのため、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、インクカートリッジ３０からラインヘッド２０にインクを供給できるだけでなく、ラインヘッド２０からインクを排出し、サブタンク４０を介してインクを循環させることにより、インク中に含まれる気泡を除去できる。

図３は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印画部の１色分の配管系を示す概念図である。
図３に示すように、インクジェットプリンタ１０は、ラインヘッド２０、インクカートリッジ３０、サブタンク４０、移送ポンプ５０、３方弁６０、及び逆止弁アレイ７０を有している。そして、これらは、４色のインク（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）ごとにそれぞれ設けられている。ただし、各移送ポンプ５０は、共通の１つの駆動モータ５１（本発明における駆動源に相当するもの）によって同時に駆動される。具体的には、各移送ポンプ５０は、チューブポンプであり、１つの駆動モータ５１によって各移送ポンプ５０の弾性チューブを連続的に弾性変形させてインクを移送できる。また、各３方弁６０は、共通の１つの作動源（図示せず）によって切換えできる。そのため、小型で安価なインクジェットプリンタ１０を実現できる。

また、インクカートリッジ３０と３方弁６０との間は、着脱台座１５を介して移送管８１で接続されている。さらにまた、３方弁６０と逆止弁アレイ７０との間は、移送管８２によって接続され、逆止弁アレイ７０と移送ポンプ５０との間は、移送管８３及び移送管８４によって接続されている。さらに、逆止弁アレイ７０とサブタンク４０との間は、フィルタ９１を有する移送管８５によって接続されている。そのため、駆動モータ５１によって移送ポンプ５０を駆動すれば、インクカートリッジ３０内のインクをサブタンク４０に移送できる。

サブタンク４０は、戻り管８６及び着脱台座１５を介してインクカートリッジ３０と接続されるとともに、フィルタ９２を有する供給管８７によってラインヘッド２０の供給口２０ａと接続されている。そのため、移送ポンプ５０により、サブタンク４０内のインクをインクカートリッジ３０に戻すことも、ラインヘッド２０にインクを供給してノズル２１から吐出することもできる。なお、サブタンク４０は、その内部を大気に開放するための大気開放弁４１を有している。そして、大気開放弁４１を通って漏れたインクは、排インク溜め４２に溜められる。

また、ラインヘッド２０の供給口２０ａと反対側には、排出口２０ｂが設けられ、排出口２０ｂと３方弁６０とが排出管８８で接続されている。そのため、３方弁６０をラインヘッド２０側に切り換え、ラインヘッド２０内のインク中に含まれる気泡を排出口２０ｂからインクと一緒に排出し、サブタンク４０との間で循環させることにより、インク中から気泡を除去できる。

さらにまた、ラインヘッド２０に対向するように配置されたヘッドキャップ２２は、フィルタ９３を有する排出管８９によって逆止弁アレイ７０に接続されている。そのため、ラインヘッド２０のノズル２１からヘッドキャップ２２に向けて気泡を含むインクを吸引すれば、ノズル２１の近傍の気泡をインクと一緒に排出し、その気泡をサブタンク４０で除去できる。

図４は、ラインヘッド２０を部分的に示す断面図及び斜視図である。
図４に示すように、ラインヘッド２０は、半導体基板２３にバリア層２４を積層し、このバリア層２４に、ノズル２１を形成したノズルシート２５を貼り合わせて構成したものである。そして、半導体基板２３に複数の発熱抵抗体２６が一定間隔で一方向に析出形成されており、発熱抵抗体２６を囲む半導体基板２３とバリア層２４とノズルシート２５とによってインク液室２７が形成されている。

また、半導体基板２３の上側には、共通流路部材２８が配置されており、この共通流路部材２８によって形成された共通のインク流路２９が全てのインク液室２７と連通している。そのため、サブタンク４０（図３参照）内のインクは、インク流路２９を通って全てのインク液室２７に供給されることとなる。そして、発熱抵抗体２６に短時間（例えば、１〜３μｓｅｃの間）、パルス電流を流すと、発熱抵抗体２６が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体２６と接する部分にインクの気泡が発生し、その気泡の膨張によって所定の体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これにより、押しのけられたインクと同等の体積のインクがノズル２１からインク滴となって吐出される。

このように、ラインヘッド２０は、熱によって気泡を発生させてインクを吐出するものであるため、インク中に気泡（図４（Ｂ）参照）が混入しやすい。また、インクの初期供給時には、ラインヘッド２０のインク流路２９等に存在する空気により、インクと空気とが混ざり合い、インク中に気泡が混入するようになる。そして、インク液室２７のインク中に気泡があると、気体の圧縮性によってインクの吐出力が弱まり、インクの吐出方向に乱れが発生する。また、インクの吐出（発熱抵抗体２６の加熱）にともなう温度変化等によってインク中の気泡が膨張すると、インク液室２７内のインクがノズル２１から勝手に漏れ出してしまうことがある。

そこで、図３に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、ラインヘッド２０内のインクを排出管８８を通して循環させることにより、ラインヘッド２０内のインク中に含まれる比較的大きな気泡を除去する。また、ノズル２１からヘッドキャップ２２に向かうようにインクを吸引することにより、ノズル２１の近傍にある比較的小さな気泡をインクと一緒に排出し、排出管８９を通して循環させて気泡を除去する。そして、排出管８８、３方弁６０、及び移送管８２を通したインクの循環と、排出管８９を通した循環とは、逆止弁アレイ７０によって切り換えられるようになっている。

図５は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０（図３参照）における逆止弁アレイ７０を示す断面図であり、ラインヘッド２０（図３参照）内のインクを循環させる状態を示している。
また、図６は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における逆止弁アレイ７０を示す断面図であり、ヘッドキャップ２２（図３参照）に吸引されたインクを循環させる状態を示している。

図５及び図６に示すように、逆止弁アレイ７０は、インクの入口となり、移送管８２が接続された第１入口７１と、インクのもう１つの入口となり、排出管８９が接続された第２入口７２とを備えている。また、インクの出口となり、サブタンク４０（図３参照）につながる移送管８５が接続された第１出口７３を備えている。さらにまた、移送ポンプ５０（図３参照）につながる移送管８３が接続されたポンプ接続口７４と、移送ポンプ５０につながる移送管８４が接続されたポンプ接続口７５とを備えている。

このような逆止弁アレイ７０は、４つの逆止弁７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄによって構成されている。そして、各逆止弁７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄは、一方向にインクを通し、逆方向の流れは、抵抗によって止められるようになっている。そのため、図５及び図６では、逆止弁７６ａ及び逆止弁７６ｂは、上から下に向かう方向にだけインクを通し、逆止弁７６ｃ及び逆止弁７６ｄは、下から上に向かう方向にだけインクを通すようになる。

ここで、図３に示す駆動モータ５１をＣＷ方向（時計回り）に回転させると、移送ポンプ５０内の弾性チューブがＣＷ方向に連続的に弾性変形する。そのため、移送管８３内のインクは、図５に示す上向きの矢印のように移送され、移送管８４内のインクは、図５に示す下向きの矢印のように移送される。なお、本実施形態では、移送ポンプ５０によるＣＷ方向のインクの移送を正方向とする。

したがって、ポンプ接続口７４からインクが吸い出され、逆止弁７６ｂと逆止弁７６ｃとの向きにより、移送管８２、第１入口７１、及び逆止弁７６ｂを通ってポンプ接続口７４に向かう移送経路が形成される。また、ポンプ接続口７５にインクが押し込まれ、逆止弁７６ａと逆止弁７６ｄとの向きにより、ポンプ接続口７５、逆止弁７６ｄ、及び第１出口７３を通って移送管８５に向かう移送経路が形成される。

一方、図３に示す駆動モータ５１をＣＣＷ方向（反時計回り）に回転させると、移送ポンプ５０内の弾性チューブがＣＣＷ方向に連続的に弾性変形する。そのため、移送管８３内のインクは、図６に示す下向きの矢印のように移送され、移送管８４内のインクは、図６に示す上向きの矢印のように移送される。なお、本実施形態では、移送ポンプ５０によるＣＣＷ方向のインクの移送を逆正方向とする。

したがって、ポンプ接続口７５からインクが吸い出され、逆止弁７６ａと逆止弁７６ｄとの向きにより、排出管８９、第２入口７２、及び逆止弁７６ａを通ってポンプ接続口７５に向かう移送経路が形成される。また、ポンプ接続口７４にインクが押し込まれ、逆止弁７６ｂと逆止弁７６ｃとの向きにより、ポンプ接続口７４、逆止弁７６ｃ、及び第１出口７３を通って移送管８５に向かう移送経路が形成される。

このように、逆止弁アレイ７０は、１つの移送ポンプ５０によってインクをＣＷ方向に移送するかＣＣＷ方向に移送するかを切り換えるだけで、別の入口（第１入口７１又は第２入口７２）から同じ出口（第１出口７３）に向かう移送経路を形成できる。具体的には、逆止弁アレイ７０は、移送ポンプ５０によってインクが正方向に移送されるときは、ラインヘッド２０（図３参照）につながる移送管８２からインクが第１入口７１に入り、第１出口７３から出て、サブタンク４０（図３参照）につながる移送管８５に向けてインクが移送されるようにインクの移送経路を変更する。これにより、ラインヘッド２０内のインクをサブタンク４０を介して循環させることができる。

逆に、逆止弁アレイ７０は、移送ポンプ５０によってインクが逆方向に移送されるときは、ヘッドキャップ２２（図３参照）につながる排出管８９からインクが第２入口７２に入り、第１出口７３から出て、サブタンク４０（図３参照）につながる移送管８５に向けてインクが移送されるようにインクの移送経路を変更する。これにより、ヘッドキャップ２２に吸引されたインクをサブタンク４０を介して循環させることができる。

また、移送管８２は、３方弁６０（図３参照）の切換えにより、インクカートリッジ３０（図３参照）にもつながる。そのため、移送ポンプ５０によってインクを正方向に移送すれば、インクカートリッジ３０に貯留されているインクを第１入口７１に入れ、第１出口７３から出して、移送管８５に向けてインクが移送されるようにインクの移送経路を変更できる。これにより、インクカートリッジ３０内のインクをサブタンク４０（図３参照）に充填することができる。なお、サブタンク４０へのインク充填は、インクジェットプリンタ１０（図３参照）の使用開始時や、サブタンク４０にインクを補充する際に行われる。

図７は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０（図３参照）におけるサブタンク４０へのインク充填の流れを示すフローチャートである。
また、図８は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、サブタンク４０へのインク充填途中の状態を示すものである。
さらにまた、図９は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、サブタンク４０へのインク充填終了時の状態を示すものである。

図７に示すステップＳ１により、サブタンク４０へのインク充填の開始になると、次のステップＳ２において、３方弁６０のインクカートリッジ３０側が「開」になっているか否かが検知される。そして、「開」になっていなければ、ステップＳ３に分岐し、インクカートリッジ３０側を「開」に切り換える。なお、図８及び図９に示す３方弁６０は、インクカートリッジ３０側が「開」になっている状態を示している。

また、３方弁６０のインクカートリッジ３０側が「開」になっていれば、ステップＳ４に移行し、サブタンク４０の大気開放弁４１が「開」になっているか否かが検知される。そして、「開」になっていなければ、ステップＳ５に分岐し、大気開放弁４１を「開」に切り換える。なお、図８及び図９に示す大気開放弁４１は、「開」になっている状態を示している。

このように、３方弁６０のインクカートリッジ３０側を「開」とし、かつ大気開放弁４１を「開」とした後、ステップＳ６において、ＣＷ方向（時計回り）に移送ポンプ５０を回転駆動する。なお、図８及び図９に示す移送ポンプ５０は、制御装置（図示せず）によって制御される駆動モータ５１により、ＣＷ方向（時計回り）に回転駆動されている状態を示している。

移送ポンプ５０がＣＷ方向（時計回り）に回転駆動されると、図８に示す移送ポンプ５０内の矢印のように、インクが正方向（ＣＷ方向）に移送される。これにより、着脱台座１５に装着されたインクカートリッジ３０に貯留されているインクは、図８に示す矢印のように、移送管８１、３方弁６０、移送管８２、逆止弁アレイ７０、移送管８３、移送ポンプ５０、移送管８４、逆止弁アレイ７０、移送管８５、及びフィルタ９１を通ってサブタンク４０に移送され、貯留される。なお、移送されたインク中に異物等が混入していた場合には、フィルタ９１により、サブタンク４０に貯留される前に除去される。

移送されたインクがサブタンク４０に貯留されるようになると、サブタンク４０内のインクの液面高さは、徐々に上昇する。一方、インクカートリッジ３０では、インクの移送にともなって内圧が減少する。そのため、サブタンク４０内の空気が戻り管８６を介してインクカートリッジ３０に吸引される。そして、大気開放弁４１が開放されているので、インクカートリッジ３０の内圧は、サブタンク４０と同じ内圧（大気圧）に保たれる。

また、サブタンク４０内のインクの液面高さが戻り管８６の入口まで到達すると、図９に示すように、戻り管８６がインクによって栓をされた状態となる。これにより、インクカートリッジ３０は、戻り管８６から空気を吸引できなくなるが、今度は、サブタンク４０内のインクを吸引するようになる。そして、この状態で移送ポンプ５０によるインクの正方向の移送を継続しても、図９に示す矢印のように、インクカートリッジ３０からサブタンク４０に移送されたインクと同量のインクが戻り管８６によってサブタンク４０からインクカートリッジ３０に戻される。そのため、サブタンク４０内のインクは、満杯の状態（図９に示す液面高さの状態）で一定に保たれる。なお、「開」状態の大気開放弁４１を通って漏れ出したインクは、排インク溜め４２に溜められる。

ここで、移送ポンプ５０（駆動モータ５１）の駆動時間ｔ１は、空の状態のサブタンク４０にインクカートリッジ３０のインクを充填し、戻り管８６によってサブタンク４０からインクカートリッジ３０にインクが戻るようになるまでに十分な時間となっている。そして、図７に示すステップＳ７により、駆動時間≧ｔ１であるか否かが検知され、駆動時間≧ｔ１になれば、次のステップＳ８に移行して移送ポンプ５０の回転駆動を停止する。これにより、サブタンク４０内のインクを確実に満杯の状態（図９に示す液面高さの状態）とすることができ、ステップＳ９のインク充填の終了となる。

このようにしてサブタンク４０にインクを充填すると、図９に示すインク充填終了時の状態となるが、インクジェットプリンタ１０の使用開始時は、ラインヘッド２０内にインクが全く供給されていない。そのため、今度はサブタンク４０に貯留されているインクをラインヘッド２０に供給する。

図１０は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０（図３参照）におけるラインヘッド２０へのインク供給の流れを示すフローチャートである。
また、図１１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッド２０へのインク供給途中の状態を示すものである。
さらにまた、図１２は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッド２０へのインク供給終了時の状態を示すものである。

図１０に示すステップＳ１１により、ラインヘッド２０へのインク供給の開始になると、次のステップＳ１２において、３方弁６０のラインヘッド２０側が「開」になっているか否かが検知される。そして、「開」になっていなければ、ステップＳ１３に分岐し、ラインヘッド２０側を「開」に切り換える。なお、図１１及び図１２に示す３方弁６０は、ラインヘッド２０側が「開」になっている状態を示している。

また、３方弁６０のラインヘッド２０側が「開」になっていれば、ステップＳ１４に移行し、サブタンク４０（図１１及び図１２参照）の大気開放弁４１が「閉」になっているか否かが検知される。そして、「閉」になっていなければ、ステップＳ１５に分岐し、大気開放弁４１を「閉」に切り換える。なお、図１１及び図１２に示す大気開放弁４１は、「閉」になっている状態を示している。

このように、３方弁６０のラインヘッド２０側を「開」とし、かつ大気開放弁４１を「閉」とした後、ステップＳ１６において、ＣＷ方向（時計回り）に移送ポンプ５０を回転駆動する。なお、図１１及び図１２に示す移送ポンプ５０は、制御装置（図示せず）によって制御される駆動モータ５１により、ＣＷ方向（時計回り）に回転駆動されている状態を示している。

移送ポンプ５０がＣＷ方向（時計回り）に回転駆動されると、図１１に示す移送ポンプ５０内の矢印のように、空気が正方向（ＣＷ方向）に移送される。これにより、ラインヘッド２０内の空気がノズル２１から空気を巻き込みながら移送され、図１１に示す矢印のように、排出管８８、３方弁６０、移送管８２、逆止弁アレイ７０、移送管８３、移送ポンプ５０、移送管８４、逆止弁アレイ７０、移送管８５、及びフィルタ９１を通ってサブタンク４０に移送される。そして、移送された空気によってサブタンク４０内が加圧されるため、サブタンク４０の下方に接続された供給管８７にインクが押し出される。

供給管８７に押し出されたインクは、フィルタ９２を通って供給口２０ａからラインヘッド２０に供給される。これにより、ラインヘッド２０内がインクで満たされるようになり、ノズル２１がインクで塞がれる。そして、この状態で移送ポンプ５０によるインクの移送を継続しても、ノズル２１から空気が巻き込まれることはなく、ラインヘッド２０内の圧力が一定のままの状態でインクが供給され続ける。その結果、ラインヘッド２０内の空気がインクによって押し出され、押し出された空気は、サブタンク４０内でインクと分離（気液分離）される。なお、移送されたインク中に異物等が混入していた場合には、フィルタ９２により、ラインヘッド２０に供給される前に除去される。

また、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、サブタンク４０内の容積をＶｓ、ラインヘッド２０内、移送ポンプ５０内、供給管８７内、排出管８８内、及び排出管８８と同様にインクの排出経路を構成する３方弁６０内、移送管８２内、逆止弁アレイ７０内、移送管８３内、移送管８４内、移送管８５内の合計の容積をＶｈとしたとき、Ｖｓ≧Ｖｈとなっている。そのため、サブタンク４０内に一度インクを貯留しておけば、サブタンク４０内のインクだけで短時間で移送経路中の空気をインクに置き換えることができる。そして、サブタンク４０から供給管８７に押し出されたインクが再びサブタンク４０に戻ると、図１２に示す矢印のように、ラインヘッド２０内のインクがサブタンク４０を介して循環するようになる。その結果、サブタンク４０内のインクは、所定の状態（図１２に示す液面高さの状態）で一定に保たれる。しかも、インクの供給過程でインク中に混入した気泡は全てサブタンク４０で除去される。

ここで、移送ポンプ５０（駆動モータ５１）の駆動時間ｔ２は、空の状態のラインヘッド２０にサブタンク４０のインクを供給し、ラインヘッド２０とサブタンク４０との間でインクが循環するようになるまでに十分な時間となっている。そして、図１０に示すステップＳ１７により、駆動時間≧ｔ２であるか否かが検知され、駆動時間≧ｔ２になれば、次のステップＳ１８に移行して移送ポンプ５０の回転駆動を停止する。これにより、ラインヘッド２０にインクを供給するとともに空気を排除（インク中の気泡を除去）することができ、ステップＳ１９のインク供給の終了となる。

このようにしてラインヘッド２０にインクを供給した後、サブタンク４０にインクを補充する。具体的には、図７に示すステップＳ１と同様に、サブタンク４０へのインク充填（補充）を開始し、ステップＳ２及びステップＳ３により、３方弁６０のインクカートリッジ３０側を「開」とする。次に、ステップＳ４及びステップＳ５により、大気開放弁４１を「開」とする。そして、ステップＳ６において、ＣＷ方向（時計回り）に移送ポンプ５０を回転駆動し、サブタンク４０内のインクを満杯の状態とする。これにより、ラインヘッド２０のノズル２１からインクを吐出できるようになる。また、ノズル２１からインクを吐出すると、サブタンク４０内のインクが消費される。そのため、サブタンク４０に対し、継続的にインクを補充する。

したがって、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、３方弁６０の切換え（ラインヘッド２０側を「開」とするか、インクカートリッジ３０側を「開」とするか）によって、１つの移送ポンプ５０だけでインク供給及びインク充填（補充）を行なうことができる。そのため、小型化及び低コスト化を図ることができる。また、インクの移送経路が簡略化され、配管を削減できることから、信頼性を向上させることができる。

図１３は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッド２０へのインク補充途中の状態を示すものである。
図１３に示すように、インクジェットプリンタ１０は、ラインヘッド２０のノズル２１から記録用紙１００に向けてインク滴を吐出し、印画を行なう。そのため、吐出されたインク滴と同量のインクがサブタンク４０からラインヘッド２０に供給される。また、サブタンク４０に対しては、インクカートリッジ３０からインクが補充される。

ここで、サブタンク４０は、空気を分離（インク中の気泡を除去）するだけでなく、ラインヘッド２０内のインクに一定の負圧を与えるように作用する。具体的には、ラインヘッド２０のノズル２１よりも下方に設置され、その位置でインクを一時的に貯留する。そのため、大気開放弁４１が「開」になっていれば、ラインヘッド２０内の圧力は、サブタンク４０内のインクの液面高さに応じた水頭差によって生ずる所定の負圧（水頭差圧）に保たれる。これにより、ノズル２１から勝手にインクが漏れ出さないようにするとともにインクが安定して吐出されるようにしている。

したがって、サブタンク４０に対するインクの補充は、ノズル２１から連続してインクを吐出できるだけでなく、大気圧に対するラインヘッド２０内のインクの圧力を、ノズル２１からのインクの漏れを防止しつつ安定的にインクを吐出可能な範囲内の負圧に維持できるようにする。なお、インクの補充は、印画（インクの吐出）の停止中であっても、印画中であっても行なうことができる。

図１４は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０（図１３参照）におけるラインヘッド２０内の負圧（水頭差圧ｈ）の変化を模式的に示すグラフである。
図１４に示すグラフにおいて、圧力範囲Δｈは、ノズル２１（図１３参照）からのインクの漏れを防止しつつ安定的にインクを吐出可能な最小許容負圧と最大許容負圧との間の範囲を意味する。そのため、大気圧に対するラインヘッド２０内のインクの圧力は、Δｈの範囲内の負圧に維持する必要がある。また、Ｔ＝移送ポンプ５０駆動間隔、ｔ及びｔ’＝移送ポンプ５０駆動時間である。

ここで、最初にサブタンク４０（図１３参照）内のインクは、満杯の状態（図１４（Ａ）に示す水頭差圧ｈが（ａ）の状態）にあるとする。そして、この状態は、最小許容負圧より少し負圧が大きいΔｈの範囲内にある。そのため、サブタンク４０内にインクが満杯（水頭差圧ｈが（ａ））であれば、ノズル２１（図１３参照）から勝手にインクが漏れ出さず、かつ安定してインクを吐出させることができる。

その後、図１３に示すように、インクジェットプリンタ１０が印画を始めると、ラインヘッド２０のノズル２１からインク滴が吐出される。これにより、吐出されたインク滴と同量のインクがサブタンク４０からラインヘッド２０に供給され、サブタンク４０内のインクの液面高さが下降する。そのため、ラインヘッド２０とサブタンク４０との水頭差が大きくなり、図１４（Ａ）に示すように、水頭差圧ｈが（ａ）の状態から（ｂ）の状態に変化する。そして、このまま印画を続行すると、水頭差が一層大きくなって水頭差圧ｈが（ｂ’）の状態となり、最大許容負圧を越えてΔｈの範囲外となってしまう。

そこで、移送ポンプ５０を定期的に駆動し、サブタンク４０（図１３参照）にインクを補充する。具体的には、あらかじめインクの最大消費量（例えば、最大吐出量で印画した場合のインクの消費量）を想定しておき、最大消費量でもΔｈを越えないように設定された駆動間隔Ｔごとに移送ポンプ５０を駆動する。これにより、サブタンク４０内のインクの液面高さが上昇して水頭差が小さくなり、水頭差圧ｈをΔｈの範囲内に維持できる。

また、移送ポンプ５０を駆動する駆動時間ｔは、移送ポンプ５０の単位時間当たりのインクの移送量をＶ、ラインヘッド２０内のインクの負圧をΔｈの範囲内に維持できるサブタンク４０（図１３参照）内のインクの変化量をＱとしたとき、ｔ≧（Ｑ／Ｖ）となるように、制御装置（図示せず）によって移送ポンプ５０を駆動制御する。なお、印画（インクの吐出）の停止時に移送ポンプ５０を駆動する場合は、ｔ≧（Ｑ／Ｖ）でよいが、印画中に移送ポンプ５０を駆動する場合は、印画によって消費されたインクも補充する必要があるため、ｔ≧（２Ｑ／Ｖ）とする。

このように、移送ポンプ５０によって時間ｔ≧（Ｑ／Ｖ）（又は、ｔ≧（２Ｑ／Ｖ））だけインクを補充すると、図９に示すように、サブタンク４０内のインクが一定量（満杯）以上になる。そして、戻り管８６によってサブタンク４０からインクカートリッジ３０にインクが戻されるようになる。そのため、水頭差圧ｈは、図１４（Ａ）に示す（ｂ）の状態から（ｃ）の状態（サブタンク４０内のインクが満杯で、水頭差圧ｈが（ａ）と同じ状態）となる。これにより、最小許容負圧より負圧が小さくなることはなく、水頭差圧ｈがΔｈの範囲内に維持される。

さらに続けてインクジェットプリンタ１０（図１３参照）の印画（ラインヘッド２０からのインク滴の吐出）を行うと、サブタンク４０（図１３参照）内のインクの液面高さが再び下降し、ラインヘッド２０との水頭差が大きくなる。しかし、移送ポンプ５０は、駆動間隔Ｔで駆動されるので、水頭差圧ｈが（ｃ）の状態から（ｄ）の状態になれば、駆動時間ｔだけ移送ポンプ５０が駆動される。そのため、水頭差圧ｈは、Δｈの範囲内の（ｅ）の状態に戻される。同様に、インク滴の吐出によって水頭差圧ｈが（ｅ）の状態から（ｆ）の状態になれば、インクの補充によって水頭差圧ｈが（ｆ）の状態から（ｇ）の状態に戻される。

したがって、ラインヘッド２０からインク滴が吐出され、サブタンク４０（図１３参照）内のインクが消費されても、図１４（Ａ）に示すように、移送ポンプ５０を駆動間隔Ｔで駆動時間ｔだけくり返して駆動することにより、サブタンク４０にインクを適正に補充できる。その結果、インヘッド２０内のインクの圧力は、大気圧に対して適正な範囲の負圧（Δｈの範囲内の水頭差圧ｈ）に維持される。

また、移送ポンプ５０は、駆動間隔Ｔで定期的に駆動するのではなく、Δｈの範囲内の最大許容負圧まで変化したところで移送ポンプ５０を駆動するようにしてもよい。図１４（Ｂ）は、このように移送ポンプ５０を駆動制御する場合のグラフであり、水頭差圧ｈの変化は、別途、圧力センサ等を用いて検知する。具体的には、サブタンク４０（図１３参照）内のインクが満杯の状態（水頭差圧ｈが（ｈ）の状態）から大きく減り、ラインヘッド２０内の負圧が最大許容負圧に達した状態（水頭差圧ｈが（ｉ）の状態）になったことを検知した場合に、移送ポンプ５０を駆動する。これにより、サブタンク４０内のインクの液面高さが上昇して水頭差が小さくなり、水頭差圧ｈをΔｈの範囲内に維持できる。

ここで、移送ポンプ５０の駆動時間ｔ’は、図９に示すように、サブタンク４０内のインクが一定量（満杯）以上になり、戻り管８６によってサブタンク４０からインクカートリッジ３０にインクが戻されるようになるまでの時間に設定されている。そのため、水頭差圧ｈは、図１４（Ｂ）に示す（ｉ）の状態から（ｊ）の状態（サブタンク４０内のインクが満杯で、水頭差圧ｈが（ｈ）と同じ状態）となる。これにより、最小許容負圧より負圧が小さくなることはなく、水頭差圧ｈがΔｈの範囲内に維持される。同様に、インク滴の吐出によって水頭差圧ｈが（ｊ）の状態から（ｋ）の状態になれば、インクの補充によって水頭差圧ｈが（ｋ）の状態から（ｌ）の状態に戻される。

したがって、ラインヘッド２０からインク滴が吐出され、サブタンク４０（図１３参照）内のインクが消費されても、図１４（Ｂ）に示すように、最大許容負圧になったことが検知されたら移送ポンプ５０を駆動時間ｔ’だけ駆動することにより、サブタンク４０にインクを適正に補充できる。その結果、インヘッド２０内のインクの圧力は、大気圧に対して適正な範囲の負圧（Δｈの範囲内の水頭差圧ｈ）に維持される。なお、移送ポンプ５０の駆動は、印画（インクの吐出）の停止時であっても印画を続行しながらでもよい。また、移送ポンプ５０を常に駆動するようにしてもよい。

ところで、本実施形態のインクジェットプリンタ１０（図２参照）は、４色のインクを使用してカラー印画を行なうものである。そのため、ラインヘッド２０やサブタンク４０（図２参照）等は、インクの各色ごとに４つ配置されている。しかし、印画を行うと、色ごとのインクの消費量が必ずしも同じではないため、各サブタンク４０内のインクの液面高さがばらばらになってしまう。これにより、各ラインヘッド２０内の負圧が一定ではなくなる。

図１５は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０（図２参照）における４つのサブタンク４０内のインクの液面高さを示す断面図である。
図１５（Ａ）に示すように、インクジェットプリンタ１０によって印画（インクの吐出）を行なうと、４色のインク（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の消費量の違いにより、サブタンク４０（Ｙ）、サブタンク４０（Ｍ）、サブタンク４０（Ｃ）、及びサブタンク４０（Ｋ）ごとにインクの液面高さが変わってくる。そして、このまま印画を続行すると、一番多くインクが消費されているサブタンク４０（Ｋ）では、図１４（Ａ）に示す（ｂ’）の状態のように、水頭差圧ｈが最大許容負圧を越えてΔｈの範囲外となってしまう。

そこで、図１３に示すように、移送ポンプ５０を駆動してインクカートリッジ３０からサブタンク４０にインクを補充する。具体的には、制御装置（図示せず）によって１つの駆動モータ５１を制御し、４つの移送ポンプ５０を同時に駆動する（例えば、図１４（Ａ）に示すように、駆動間隔Ｔで駆動時間ｔだけ駆動する）。そのため、図１５（Ａ）に示すように、インクの液面高さが異なる４つのサブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対し、同時にインクが補充される。

この場合、一番インクが少なくなっているサブタンク４０（Ｋ）に対しも、一番インクが多く残っているサブタンク４０（Ｃ）に対しも、同じ時間だけインクが補充される。しかし、図９に示すように、サブタンク４０内のインクが一定量（満杯）以上になると、戻り管８６によってサブタンク４０からインクカートリッジ３０にインクが戻されるので、図１４（Ａ）に示すサブタンク４０（Ｋ）が満杯になるまでインクを補充しても、サブタンク４０（Ｃ）からインクが溢れることはない。その結果、図１５（Ｂ）に示すように、４つのサブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内のインクの液面高さがそれぞれ同じになる。

このように、最大許容負圧（図１４参照）を越える前に、４つのサブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の中でもっとも時間がかかるサブタンク４０（Ｋ）に合わせてインクを補充すれば、全てのサブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が満杯になる。そのため、各サブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対し、独立してインクを補充する必要がない。そして、４つのラインヘッド２０（図２参照）に対し、１つの手順で、各ラインヘッド２０内のインクの圧力を大気圧に対して適正な範囲の負圧（図１４に示すΔｈの範囲内の水頭差圧ｈ）に維持できる。しかも、各サブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にインクを補充する４つの移送ポンプ５０（図２参照）を１つの駆動モータ５１（図２参照）で駆動できるので、小型化及び低コスト化を図ることができる。

また、インクジェットプリンタ１０（図１３参照）によって印画（インクの吐出）を行なうと、各サブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内のインクが消費されるだけでなく、インク中に気泡が含まれるようになる。その結果、各サブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にインクを補充し、図１４に示すΔｈの範囲内の水頭差圧ｈを維持しても、インクの吐出安定性が悪くなる。そのため、インクを循環させることにより、各サブタンク４０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）でインク中の気泡を除去する。

図１６は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０（図３参照）におけるラインヘッド２０内のインク中の気泡除去の流れを示すフローチャートである。
また、図１７は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッド２０内のインク中の気泡を除去する状態を示すものである。

ラインヘッド２０内のインク中の気泡を除去するには、図１７に示すように、ラインヘッド２０とサブタンク４０との間でインクを循環させる。具体的には、図１６に示すステップＳ２１により、ラインヘッド２０のインク循環の開始になると、次のステップＳ２２において、３方弁６０のラインヘッド２０側が「開」になっているか否かが検知される。そして、「開」になっていなければ、ステップＳ２３に分岐し、ラインヘッド２０側を「開」に切り換える。なお、図１７に示す３方弁６０は、ラインヘッド２０側が「開」になっている状態を示している。

また、３方弁６０のラインヘッド２０側が「開」になっていれば、ステップＳ２４に移行し、サブタンク４０（図１７参照）の大気開放弁４１が「開」になっているか否かが検知される。そして、「開」になっていなければ、ステップＳ２５に分岐し、大気開放弁４１を「開」に切り換える。なお、図１７に示す大気開放弁４１は、「開」になっている状態を示している。

このように、３方弁６０のラインヘッド２０側を「開」とし、かつ大気開放弁４１を「開」とした後、ステップＳ２６において、ＣＷ方向（時計回り）に移送ポンプ５０を回転駆動する。なお、図１７に示す移送ポンプ５０は、制御装置（図示せず）によって制御される駆動モータ５１により、ＣＷ方向（時計回り）に回転駆動されている状態を示している。

移送ポンプ５０がＣＷ方向（時計回り）に回転駆動されると、図１７に示す移送ポンプ５０内の矢印のように、インクが正方向（ＣＷ方向）に移送される。これにより、ラインヘッド２０内のインク中の気泡がインクと一緒に移送され、図１７に示す矢印のように、排出管８８、３方弁６０、移送管８２、逆止弁アレイ７０、移送管８３、移送ポンプ５０、移送管８４、逆止弁アレイ７０、移送管８５、及びフィルタ９１を通ってサブタンク４０に移送される。そして、サブタンク４０に移送されたインク中の気泡は、浮力によってインクから抜け、インクと気液分離される。その結果、インク中から気泡が除去され、サブタンク４０内では、気泡を含まないインクだけが貯留されることとなる。

また、インクの移送により、ラインヘッド２０内は、負圧が大きくなる。その結果、ラインヘッド２０から減少した分のインクは、サブタンク４０から供給管８７及びフィルタ９２を通ってラインヘッド２０に供給される。そして、供給されたインク中には、気泡が含まれていない。そのため、ラインヘッド２０内のインクをサブタンク４０に移送し、サブタンク４０内のインクをラインヘッド２０に供給する（ラインヘッド２０とサブタンク４０との間でインクを循環させる）ことにより、ラインヘッド２０内やインクの移送経路中の気泡がサブタンク４０で除去される。また、ラインヘッド２０内は、サブタンク４０内のインクの液面高さとの水頭差に応じた負圧に保たれる。

ここで、移送ポンプ５０（駆動モータ５１）の駆動時間ｔ３は、インクが循環する（最初にラインヘッド２０内にあったインクがサブタンク４０を通って再びラインヘッド２０に戻ってくる）ようになるまでに十分な時間となっている。そして、図１６に示すステップＳ２７により、駆動時間≧ｔ３であるか否かが検知され、駆動時間≧ｔ３になれば、次のステップＳ２８に移行して移送ポンプ５０の回転駆動を停止する。これにより、ラインヘッド２０内のインク中の気泡を除去することができ、ステップＳ２９のインク循環の終了となる。

図１８は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０（図３参照）におけるノズル２１（図３参照）近傍のインク中の気泡除去の流れを示すフローチャートである。
また、図１９は、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ノズル２１近傍のインク中の気泡を除去する状態を示すものである。

ノズル２１近傍のインク中の気泡を除去するには、図１９に示すように、ノズル２１からヘッドキャップ２２に向けてインクを吸引し、ヘッドキャップ２２とサブタンク４０との間でインクを循環させる。具体的には、図１８に示すステップＳ３１により、ラインヘッド２０のインク吸引の開始になると、次のステップＳ３２において、ヘッドキャップ２２が「閉」になっているか否かが検知される。そして、「閉」になっていなければ、ステップＳ３３に分岐し、ヘッドキャップ２２の開閉装置（図示せず）によってヘッドキャップ２２を「閉」に切り換え、ラインヘッド２０のノズル２１側をヘッドキャップ２２で密閉する。なお、図１９に示すヘッドキャップ２２は、「閉」になっている状態を示している。

また、ヘッドキャップ２２が「閉」になっていれば、ステップＳ３４に移行し、３方弁６０のラインヘッド２０側が「開」になっているか否かが検知される。そして、「開」になっていなければ、ステップＳ３５に分岐し、ラインヘッド２０側を「開」に切り換える。なお、図１９に示す３方弁６０は、ラインヘッド２０側が「開」になっている状態を示している。

さらにまた、３方弁６０のラインヘッド２０側が「開」になっていれば、ステップＳ３６に移行し、サブタンク４０（図１９参照）の大気開放弁４１が「開」になっているか否かが検知される。そして、「開」になっていなければ、ステップＳ３７に分岐し、大気開放弁４１を「開」に切り換える。なお、図１９に示す大気開放弁４１は、「開」になっている状態を示している。

このように、ヘッドキャップ２２を「閉」とし、３方弁６０のラインヘッド２０側を「開」とし、かつ大気開放弁４１を「開」とした後、ステップＳ３８において、ＣＣＷ方向（反時計回り）に移送ポンプ５０を回転駆動する。なお、図１９に示す移送ポンプ５０は、制御装置（図示せず）によって制御される駆動モータ５１により、ＣＣＷ方向（反時計回り）に回転駆動されている状態を示している。

移送ポンプ５０がＣＣＷ方向（反時計回り）に回転駆動されると、図１９に示す移送ポンプ５０内の矢印のように、インクが逆方向（ＣＣＷ方向）に移送される。そのため、逆止弁アレイ７０により、ヘッドキャップ２２につながる排出管８９からインクが入り、移送管８４から出て移送ポンプ５０に向かう移送経路が形成される。また、移送管８３からインクが入り、移送管８５から出てサブタンク４０に向かう移送経路が形成される。なお、移送されたインク中に異物等が混入していた場合には、フィルタ９３により、逆止弁アレイ７０に入る前に除去される。

したがって、インクを逆方向（ＣＣＷ方向）に移送すると、ヘッドキャップ２２内の圧力が低下し、ラインヘッド２０内のインクがノズル２１から吸引される。これにより、ノズル２１近傍の気泡がインクと一緒にヘッドキャップ２２に溜められる。そして、ヘッドキャップ２２内の気泡を含むインクは、図１９に示す矢印のように、排出管８９、フィルタ９３、逆止弁アレイ７０、移送管８４、移送ポンプ５０、移送管８３、逆止弁アレイ７０、移送管８５、及びフィルタ９１を通ってサブタンク４０に移送される。これにより、インク中の気泡が浮力によってインクから抜けるようになり、インクと気液分離されるので、インク中から気泡が除去される。その結果、サブタンク４０内では、気泡を含まないインクだけが貯留されることとなる。

また、ノズル２１からのインクの吸引により、ラインヘッド２０内は、負圧が大きくなる。その結果、ラインヘッド２０から減少した分のインクは、サブタンク４０から供給管８７及びフィルタ９２を通ってラインヘッド２０に供給される。そして、供給されたインク中には、気泡が混入していない。また、ラインヘッド２０内は、サブタンク４０内のインクの液面高さとの水頭差に応じた負圧に保たれる。

ここで、移送ポンプ５０（駆動モータ５１）の駆動時間ｔ４は、インクが循環する（最初にラインヘッド２０内にあったインクがノズル２１からヘッドキャップ２２に向けて吸引され、サブタンク４０を通って再びラインヘッド２０に戻ってくる）ようになるまでに十分な時間となっている。そして、図１８に示すステップＳ３９により、駆動時間≧ｔ４であるか否かが検知され、駆動時間≧ｔ４になれば、次のステップＳ４０に移行して移送ポンプ５０の回転駆動を停止する。これにより、ノズル２１近傍のインク中の気泡を除去することができ、ステップＳ４１のインク吸引の終了となる。

また、ステップＳ３４及びステップＳ３５により、３方弁６０のラインヘッド２０側が「開」になっている。そのため、ステップＳ３８のように、移送ポンプ５０をＣＣＷ方向（反時計回り）に回転駆動すれば、ノズル２１近傍のインク中の比較的小さな気泡を除去できる。一方、図１６に示すステップＳ２６のように、移送ポンプ５０をＣＷ方向（時計回り）に回転駆動すれば、ラインヘッド２０内のインク中の比較的大きな気泡を除去できる。したがって、移送ポンプ５０の駆動方向を逆転するだけで、インク中の全ての気泡を除去できる。さらにまた、ラインヘッド２０内のインクだけでなく、ヘッドキャップ２２に吸引されたインクも循環させ、ラインヘッド２０に戻すことができるので、無駄なインクの消費を減らすことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（１）本実施形態では、液体供給装置及び液体吐出装置として、印画幅分のラインヘッド２０を備えるインクジェットプリンタ１０を例に挙げた。しかし、このようなインクジェットプリンタ１０に限らず、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタでもよい。また、各種の液体を吐出する他の液体吐出装置（例えば、染め物に対して染料を吐出する液体吐出装置等）にも広く適用できる。

（２）本実施形態では、移送ポンプ５０として、弾性チューブを連続的に弾性変形させてインクを移送するチューブポンプを例に挙げた。しかし、チューブポンプに限らず、他の形式のポンプ（例えば、ピストンポンプ等）であってもよい。

本実施形態のインクジェットプリンタの概略を示す側面図である。 本実施形態のインクジェットプリンタの印画部を示す斜視図である。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける印画部の１色分の配管系を示す概念図である。 ラインヘッドを部分的に示す断面図及び斜視図である。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける逆止弁アレイを示す断面図であり、ラインヘッド内のインクを循環させる状態を示している。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける逆止弁アレイを示す断面図であり、ヘッドキャップに吸引されたインクを循環させる状態を示している。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるサブタンクへのインク充填の流れを示すフローチャートである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、サブタンクへのインク充填途中の状態を示すものである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、サブタンクへのインク充填終了時の状態を示すものである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるラインヘッドへのインク供給の流れを示すフローチャートである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッドへのインク供給途中の状態を示すものである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッドへのインク供給終了時の状態を示すものである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッドへのインク補充途中の状態を示すものである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるラインヘッド内の負圧（水頭差圧ｈ）の変化を模式的に示すグラフである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける４つのサブタンク内のインクの液面高さを示す断面図である。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるラインヘッド内のインク中の気泡除去の流れを示すフローチャートである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッド内のインク中の気泡を除去する状態を示すものである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるノズル近傍のインク中の気泡除去の流れを示すフローチャートである。 本実施形態のインクジェットプリンタにおける印画部の１色分の配管系を示す概念図であり、ノズル近傍のインク中の気泡を除去する状態を示すものである。

符号の説明

１０ インクジェットプリンタ
１５ 着脱台座
２０ ラインヘッド（消費対象及び液体吐出ヘッド）
２０ａ 供給口
２０ｂ 排出口
２１ ノズル
２２ ヘッドキャップ
３０ インクカートリッジ（液体タンク）
４０ サブタンク（補助タンク）
４１ 大気開放弁
５０ 移送ポンプ
５１ 駆動モータ（駆動源）
６０ ３方弁
７０ 逆止弁アレイ
７１ 第１入口
７２ 第２入口
７３ 第１出口
８６ 戻り管
８７ 供給管
８８ 排出管
９３ フィルタ

Claims (8)

1. 液体の消費対象に供給する液体を貯留した液体タンクと、
   前記液体タンクに貯留されている液体を移送するための移送ポンプと、
   前記移送ポンプによって移送された液体を前記消費対象に供給するように配管された供給管と、
   前記消費対象によって消費されなかった液体を前記消費対象から排出するように配管された排出管と、
   前記液体タンク及び前記排出管と前記移送ポンプとの間に配置され、前記液体タンクから前記移送ポンプに向かう流路と前記排出管から前記移送ポンプに向かう流路とを切換え可能な３方弁と
   を有する液体供給装置。
2. 供給された液体をノズルから吐出可能な液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドによって吐出される液体を貯留した液体タンクと、
   前記液体タンクに貯留されている液体を移送するための移送ポンプと、
   前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに設けられた供給口に供給するように配管された供給管と、
   前記液体吐出ヘッド内の液体を前記供給口の反対側に設けられた排出口から排出するように配管された排出管と、
   前記液体タンク及び前記排出管と前記移送ポンプとの間に配置され、前記液体タンクから前記移送ポンプに向かう流路と前記排出管から前記移送ポンプに向かう流路とを切換え可能な３方弁と
   を有する液体吐出装置。
3. 請求項２に記載の液体吐出装置において、
   前記ノズルから吐出する液体の種類に応じてそれぞれ設けられた複数の前記液体吐出ヘッド、複数の前記液体タンク、複数の前記移送ポンプ、複数の前記供給管、複数の前記排出管、及び複数の前記３方弁を有する
   液体吐出装置。
4. 請求項３に記載の液体吐出装置において、
   複数設けられた各前記移送ポンプを同時に駆動できる１つの駆動源を有する
   液体吐出装置。
5. 請求項３に記載の液体吐出装置において、
   複数設けられた各前記３方弁を同時に作動できる１つの作動源を有する
   液体吐出装置。
6. 請求項１に記載の液体吐出装置において、
   前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに供給する前で一時的に貯留する補助タンクを有する
   液体吐出装置。
7. 請求項６に記載の液体吐出装置において、
   前記補助タンク内の気体を大気に開放するための大気開放弁を有する
   液体吐出装置。
8. 供給された液体をノズルから吐出可能な液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドによって吐出される液体を貯留した液体タンクと、
   前記液体タンクに貯留されている液体を移送するための移送ポンプと、
   前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに設けられた供給口に供給するように配管された供給管と、
   前記液体吐出ヘッド内の液体を前記供給口の反対側に設けられた排出口から排出するように配管された排出管と、
   前記液体タンク及び前記排出管と前記移送ポンプとの間に配置され、前記液体タンクから前記移送ポンプに向かう流路と前記排出管から前記移送ポンプに向かう流路とを切換え可能な３方弁と、
   前記移送ポンプの駆動及び前記３方弁の作動を制御するための制御装置と、
   前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに供給する前で一時的に貯留する補助タンクと
   を有し、
   前記制御装置により、前記３方弁を前記排出管から前記移送ポンプに向かう流路に切り換えた状態で前記移送ポンプを駆動し、前記液体吐出ヘッド内の液体を前記排出管、前記補助タンク、及び前記供給管を通して循環させる
   液体吐出装置の制御方法。

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