JP2014198397A - 液体供給システム - Google Patents
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Abstract
【課題】短時間で複数の液体吐出ヘッドユニットから適量の排気を行う。
【解決手段】第2ポンプ35の駆動によりサブタンク31に貯留されるインクを3つのヘッドユニット3に供給して各ヘッドユニット3内から気体を排出できるように構成されたシステムにおいて、3つのヘッドユニット3のそれぞれに対応して排気流路36に設けられる3つの逆止弁37の開弁圧力を、全ての逆止弁37の開弁圧力が、流路抵抗が最も小さい加圧流路に対応する逆止弁37cの開弁圧力Pcに設定されている場合に比べて、全てのヘッドユニット3内からの気体の排出が完了するまでの総排気量が少なくなるように設定する。また、逆止弁37a、37bの開弁圧力Pa、Pbを、逆止弁37cの開弁圧力Pc未満に設定する。
【選択図】図2
【解決手段】第2ポンプ35の駆動によりサブタンク31に貯留されるインクを3つのヘッドユニット3に供給して各ヘッドユニット3内から気体を排出できるように構成されたシステムにおいて、3つのヘッドユニット3のそれぞれに対応して排気流路36に設けられる3つの逆止弁37の開弁圧力を、全ての逆止弁37の開弁圧力が、流路抵抗が最も小さい加圧流路に対応する逆止弁37cの開弁圧力Pcに設定されている場合に比べて、全てのヘッドユニット3内からの気体の排出が完了するまでの総排気量が少なくなるように設定する。また、逆止弁37a、37bの開弁圧力Pa、Pbを、逆止弁37cの開弁圧力Pc未満に設定する。
【選択図】図2
Description
本発明は、液体吐出ヘッドユニット内に存在する気体を排出するための排気流路を備えた液体供給システムに関する。
タンクから供給された液体を吐出するための液体吐出ヘッドにおいて、液体吐出ヘッド内に気体が多く存在すると、気体が液体吐出ヘッドのノズル内に流れ込むことなどにより正常な液体吐出ができなくなることが知られている。そこで、液体吐出ヘッド内に存在する気体を排出するための連通穴と、連通穴に設けられ、液体吐出ヘッドから流体が流出する方向の流れのみを許容する逆止弁が設けられたインクジェット記録装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
発明者は、液体を吐出するための複数のヘッドユニットと、当該複数のヘッドユニットに供給する液体を貯留するためのサブタンクと、サブタンクから複数のヘッドユニットに液体を供給するための供給流路と、複数のヘッドユニットから気体を排出するための排気流路とを備える液体供給システムを研究した。かかる排気流路には、排気流路を通じて外部から空気がヘッドユニット内に侵入することを防止するため、ヘッドから流体が流出する方向の流れのみを許容する逆止弁が、ヘッドユニットのそれぞれに対応して設けられている。このような液体供給システムにおいて、レイアウトの都合上(大型化を避けるため)、サブタンクと各複数のヘッドユニット間の距離などをそれぞれ同じとすることは困難であるので、サブタンクから複数のヘッドユニットをそれぞれ経由して各逆止弁に繋がる複数の流路の流路抵抗は互いに異なることになる。
上述のシステムにおいてヘッドユニット内に存在する気体を排出する際には、サブタンクに貯留された液体を供給流路を介してヘッドユニットに供給する。そして、各逆止弁に繋がる流路の下流端(サブタンクからヘッドユニットを経由して逆止弁に繋がる流路における逆止弁に隣接する流路の部分)での流路内圧力が対応する逆止弁の開弁圧力に達したとき、逆止弁が開状態となってヘッドユニット内の気体が排気流路を介して排出される。ここで、流路抵抗の大きい流路ほどその下流端での流路内圧力は低くなるので、複数の逆止弁の開弁圧力が同じである場合には、流路抵抗が大きい流路の逆止弁ほど開くタイミングが遅くなる。よって、排気性能等にばらつきが生じ、短時間で全てのヘッドにユニットついて適量の排気を行うことができないという問題を発見した。
そこで、本発明の目的は、短時間で複数の液体吐出ヘッドユニットから適量の排気を行うことができる液体供給システムを提供することにある。
本発明の液体供給システムは、液体を吐出するための複数の液体吐出ヘッドユニットと、前記複数の液体吐出ヘッドユニットへ供給する液体を貯留するための液体貯留タンクと、前記複数の液体吐出ヘッドユニットと前記液体貯留タンクとを接続するものであり、前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記複数の液体吐出ヘッドユニットに供給するための液体供給流路と、前記複数の液体吐出ヘッドユニットと接続されており、前記複数の液体吐出ヘッドユニットから気体を排出するための排気流路と、前記複数の液体吐出ヘッドユニットのそれぞれに対応して前記排気流路に設けられるものであって、前記複数の液体吐出ヘッドユニットから流体が流出する方向の流れのみを許容する複数の逆止弁と、前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記液体供給流路を経由して前記複数の液体吐出ヘッドユニットへ移送するための液体移送手段とを備えた液体供給システムである。そして、前記複数の逆止弁のうち、前記液体移送手段によって前記液体貯留タンクに貯留される液体が送り込まれる流路であって、前記液体供給流路、前記複数の液体吐出ヘッドユニット及び前記排気流路を経由して前記複数の逆止弁に至る複数の流路のうちの流路抵抗が最も小さい流路に対応する逆止弁である第1逆止弁について、当該第1逆止弁が開弁する開弁圧力を所定圧力に設定し、前記液体移送手段の駆動により前記液体貯留タンクに貯留される液体をそれぞれの前記複数の液体吐出ヘッドユニットに供給して前記複数の液体吐出ヘッドユニットから気体を排出する際に、全ての前記複数の液体吐出ヘッドユニットからの気体の排出が完了するまでの総排気量が、全ての前記複数の逆止弁の前記開弁圧力が前記所定圧力に設定されているときよりも少なくなるように、前記第1逆止弁以外の前記複数の逆止弁の前記開弁圧力を前記所定圧力未満に設定する。
この構成によると、全ての逆止弁の開弁圧力が所定圧力に設定されている場合に比べて、第1逆止弁が開状態になるタイミングと第1逆止弁以外の弁が開状態になるタイミングのずれが小さくなるので、排気に必要な時間を短くすることができる。また、第1逆止弁と第1逆止弁以外の弁との開弁時間の差が小さくなるので、過剰な排気により液体吐出ヘッドユニット内の液体が排気流路に送り出されるのを抑制することができる。
さらに、本発明の液体供給システムでは、前記複数の逆止弁それぞれの前記開弁圧力は、前記複数の流路のうち流路抵抗が小さい流路に対応する逆止弁ほど高く設定されていてもよい。
この構成によると、流路抵抗が小さい流路ほどその下流端での流路内圧力は高いので、流路抵抗が小さい流路に対応する逆止弁ほど開弁圧力を高く設定することで、複数の逆止弁が開状態となるタイミングのずれを小さくできる。よって、排気に必要な時間を短くすることができるという効果がより確実に得られる。
また、本発明の液体供給システムでは、前記複数の逆止弁のそれぞれの前記開弁圧力の大きさは、前記複数の逆止弁に対応する前記複数の流路のそれぞれの流路抵抗の大きさに比例しており、前記複数の流路の流路抵抗と前記複数の逆止弁の前記開弁圧力との関係を示す直線の傾きは、前記複数の流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示す直線の傾きと等しくてもよい。
この構成によると、全ての逆止弁が同時に開状態となる。よって、簡易な設計指標で排気に必要な時間を短くすることができるという効果がより確実に得られる。
また、本発明液体供給システムでは、前記複数の逆止弁それぞれの前記開弁圧力は、前記液体移送手段の駆動により前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記複数の液体吐出ヘッドユニットそれぞれに供給し、全ての前記液体吐出ヘッドユニットからの気体の排出が完了するまで前記液体吐出ヘッドユニットそれぞれから気体を排出したときに、前記複数の液体吐出ヘッドユニットそれぞれからの排気量が同じになるように設定されていてもよい。
この構成によると、複数の液体吐出ヘッドユニットからの総排気量を最も少なくすることができる。
加えて、本発明の液体供給システムは、前記排気流路の前記液体吐出ヘッドユニット側とは反対側の端部が大気開放されていてもよい。
この構成によると、過剰な排気が行われた場合、液体吐出ヘッドユニット内から送り出された液体は廃棄されるので、装置を簡素化できる。
また、本発明の液体供給システムは、前記排気流路の前記液体吐出ヘッドユニットとは反対側の端部が前記液体貯留タンクに接続されていてもよい。
この構成によると、過剰な排気により液体吐出ヘッドユニット内の液体が排気流路に送り出されても、液体が液体貯留タンクに戻されるので、廃液の量を少なくすることができる。
さらに、本発明の液体供給システムでは、前記複数の液体吐出ヘッドユニットにより1つの液体吐出ヘッドが構成される。
上述のように、本発明の液体供給システムでは、全ての逆止弁の開弁圧力が所定圧力に設定されている場合に比べて、第1逆止弁が開状態になるタイミングと第1逆止弁以外の弁が開状態になるタイミングのずれが小さくなるので、排気に必要な時間を短くすることができる。また、第1逆止弁と第1逆止弁以外の弁との開弁時間の差が小さくなるので、過剰な排気により液体吐出ヘッドユニット内の液体が排気流路に送り出されるのを抑制することができる。
以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、本実施形態のインク供給システム30(図2参照)が適用されるインクジェットプリンタ101は、略直方体形状の筐体101aを有し、筐体101a内には、上方から下方に4つのインクジェットヘッド1、用紙Pを搬送方向(図1中左方から右方に向かう方向)に搬送する搬送機構16、用紙Pを給紙する給紙ユニット17、及び内部に4つのメインタンク18aを収納するタンクユニット18が配設されている。さらに、筐体101aの天板上部には、用紙Pが排出される排紙部10が設けられている。また、筐体101a内には、プリンタ101全体の動作を司る制御部100が配置されている。
4つのインクジェットヘッド1は、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのインクをそれぞれ吐出する。また、いずれも主走査方向に長尺な略直方体形状を有しており、用紙Pの搬送方向に沿って配列されている。つまり、このインクジェットプリンタ101はライン式のプリンタであり、主走査方向は搬送方向に直交する方向である。各インクジェットヘッド1は、その下面に複数の吐出口1a(図3参照)が開口した吐出面2aが形成されたヘッド本体2を有している。
搬送機構16は、2つのベルトローラ6、7、搬送ベルト8、テンションローラ9、及びプラテン19を有している。搬送ベルト8は、両ローラ6、7の間に巻回されたエンドレスのベルトであり、テンションローラ9によってテンションが付加されている。プラテン19は、搬送ベルト8の内側領域に配置され、4つのインクジェットヘッド1と対向する位置において搬送ベルト8を支持している。ベルトローラ7は、図示しないモータによって回転駆動される駆動ローラである。これにより、搬送機構16は、ベルトローラ7を駆動して搬送ベルト8を走行させ、搬送ベルト8の搬送面8a上に載置された用紙Pを搬送することができる。
給紙ユニット17は、筐体101aに対して着脱可能に配置されており、複数枚の用紙Pを収納する給紙トレイ17aと、給紙トレイ17aの最も上方にある用紙Pを送り出す給紙ローラ17bとを有している。給紙トレイ17aから送り出された用紙Pは、ガイド13a、13bに沿って送りローラ対14により搬送機構16へと送られる。
メインタンク18aは、タンクユニット18に対して着脱可能に装着されている。各メインタンク18aには、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのインクがそれぞれ貯留されており、図2に示すインク供給システム30により、対応するインクジェットヘッド1にインクが供給される。
プリンタ101の内部には、図1に示すように、黒矢印に沿う搬送経路が形成されている。下方の給紙ユニット17から搬送機構16へと送られた用紙Pは、押えローラ4によって搬送面8aに押さえつけられる。そして、用紙Pが各インクジェットヘッド1の吐出面2aと対向する対向領域を通過する際に、用紙Pの上面に所望のカラー画像が形成される。画像が形成された用紙Pは、搬送機構16のすぐ下流側に配置された剥離部材5によって搬送面8aから剥離される。さらに、用紙Pは、ガイド29a、29bに沿って送りローラ対28より上方に搬送され、筐体101aの上部に形成された排出口22から排紙部10へと排出される。
次に、図2をさらに参照しつつ、インクジェットプリンタ101のインク供給システム30について説明する。インク供給システム30は、4つのインクジェットヘッド1のそれぞれに対して設けられている。そして、インク供給システム30は、1つのインクジェットヘッド1について、メインタンク18a、サブタンク31、第1インク供給流路32、第2インク供給流路34、及び排気流路36を有する。以下、1つのインクジェットヘッド1に対応するインク供給システム30について説明するが、当該説明の内容はどのインクジェットヘッド1のインク供給システム30にも共通するものである。
1つのインクジェットヘッド1は、3つのヘッドユニット3a、3b、3c(以降、ヘッドユニット3a、3b、3cを区別しない場合には、「ヘッドユニット3」と称する)から構成されている。平面視において、3つのヘッドユニット3a、3b、3cは、主走査方向(図2における左右方向)に沿って2列に千鳥状に配置されている。主走査方向に互いに隣接した2つのヘッドユニット同士は、副走査方向から見てわずかに重複している。なお図2では、図を明確にするために、3つのヘッドユニット3a、3b、3cを互いに離して図示している。そして、3つのヘッドユニット3a、3b、3cに形成された複数の吐出口1aは、主走査方向に関して一定間隔に形成されている。
サブタンク31は、メインタンク18aから供給されたインクを一時的に貯留するためのものであり、サブタンク31に貯留されたインクはインクジェットヘッド1に供給される。サブタンク31には大気開放孔31aが形成されており、サブタンク31内部は大気に連通している。また、サブタンク31には、サブタンク31内のインクの液面を検出するための上限センサ31bと下限センサ31cとが設けられている。上限センサ31bは、インクの液面が上限レベルH1と同一の高さかそれより上回っているとオン信号を出力し、下回っているとオフ信号を出力する。下限センサ31cは、インクの液面が上限レベルH1より下の下限レベルH2と同一の高さかそれより上回っているとオン信号を出力し、下回っているとオフ信号を出力する。
第1インク供給流路32は、メインタンク18aとサブタンク31とを接続するものであり、メインタンク18aに貯留されるインクをサブタンク31に供給するためのものである。第1インク供給流路32には、メインタンク18aに貯留されるインクを第1インク供給流路32を経由してサブタンク31へ移送するための第1ポンプ33が設けされている。
第2インク供給流路34は、3つのヘッドユニット3とサブタンク31とを接続するものであり、サブタンク31に貯留されるインクを3つのヘッドユニット3にそれぞれ供給するためのものである。第2インク供給流路34には、サブタンク31に貯留されるインクを第2インク供給流路34を経由して3つのヘッドユニット3へ移送するための第2ポンプ35が設けられている。第2インク供給流路34は、サブタンク31から少なくとも第2ポンプ35が配置されている部分までは1本の流路になっており、第2ポンプ35が配置されている部分よりもヘッドユニット3側で3つのヘッドユニット3に向かって分岐して3本の流路となっている。なお、第2インク供給流路34は、その全長に亘って断面積が一定となっている。
排気流路36は、3つのヘッドユニット3とサブタンク31とを接続するものであり、3つのヘッドユニット3内に存在する気体を排出するためのものである。排気流路36には、3つのヘッドユニット3a、3b、3cのそれぞれに対応して3つの逆止弁37a、37b、37c(以降、逆止弁37a、37b、37cを区別しない場合には、「逆止弁37」と称する)が設けられている。すなわち排気流路36は、3つのヘッドユニット3から延びる3本の流路が、逆止弁37が配置されている部分よりもサブタンク31側において互いに合流して1本の流路となっている。なお、排気流路36は、その全長に亘って断面積が一定となっている。
図3はヘッドユニット3の概略断面図である。ヘッドユニット3は、第2インク供給流路34から供給されるインクを貯留する貯溜室38と、インクを吐出する開口であり吐出面2aに開口された吐出口1aと、貯溜室38と吐出口1aを連通する流路である内部流路39を有している。また、排気流路36は貯溜室38に接続されており、貯溜室38に存在する気体は排気流路36を通じで排出される。
3つの逆止弁37a、37b、37cは、いずれもヘッドユニット3から流体が流出する方向の流れのみを許容するものであり、後で詳述するように、開弁圧力が互いに異なっている。すなわち、逆止弁37は、排気流路36における流動方向(ヘッドユニット3からサブタンク31に向かう方向)に関して逆止弁37の上流側近傍の圧力が、その逆止弁37に設定されている開弁圧力に達すると開状態となり、対応するヘッドユニット3から流体が流出する方向の流れを許容する。
図2に示すように、ヘッドユニット3に向けてインクを送り出す第2ポンプ35から第2インク供給流路34、3つのヘッドユニット3a、3b、3c及び排気流路36を経由して3つの逆止弁37a、37b、37cに至る3つの流路(以降、「加圧流路」と称する)は、逆止弁37aに至る流路が最も長く、次に逆止弁37bに至る流路、そして逆止弁37cに至る流路が最も短くなっている。ここで、上述のように第2インク供給流路34及び排気流路36は、いずれもその全長に亘って断面積が一定となっている。したがって、3つの加圧流路においては、逆止弁37aに至る加圧流路の流路抵抗Raが最も大きく、次に逆止弁37bに至る加圧流路の流路抵抗Rb、そして逆止弁37cに至る加圧流路の流路抵抗Rcが最も小さくなっている。
ここで、図4を参照しつつ、3つの逆止弁37a、37b、37cについて、対応する加圧流路の流路抵抗と開弁圧力との関係を説明する。最も大きい流路抵抗Raを有する加圧流路と繋がっている逆止弁37aの開弁圧力Paは、最も小さい。流路抵抗Raの次に大きな流路抵抗Rbを有する加圧流路に繋がっている逆止弁37bの開弁圧力Pbは、Paよりも大きい。最も小さい流路抵抗Rcを有する加圧流路に繋がっている逆止弁37cの開弁圧力Pcは、最も大きい。すなわち、逆止弁37の開弁圧力は、流路抵抗が小さい加圧流路に対応する逆止弁37ほど高く設定されている。
また、逆止弁37の開弁圧力は、その逆止弁37に対応する加圧流路の流路抵抗に比例している。換言すると、逆止弁37aと逆止弁37bとに対応する2つの加圧流路の流路抵抗の差(Ra―Rb)に対する開弁圧力の差(Pb−Pa)の比と、逆止弁37bと逆止弁37cとに対応する2つの加圧流路の流路抵抗の差(Rb―Rc)に対する開弁圧力の差(Pc−Pb)の比とは等しい。すなわち、図4に示すように、横軸を加圧流路の流路抵抗、縦軸を開弁圧力としたグラフにおいて、3つの逆止弁37a、37b、37cをプロットした3つの点は、破線で示す右下がりの一直線L1上に位置している。
次に、図5を参照しつつ、加圧流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係について説明する。流路内を流体が流れる際には、流路抵抗の大きい流路ほどその下流端での流路内圧力は小さくなる。すなわち、図5に示すように、加圧流路の流路抵抗とその下流端(逆止弁37の上流側近傍)での流路内圧力(P0a,P0b,P0c)との関係をグラフに表すと、右下がりの直線L2となる。流路内に流体が送り込まれて流路内圧力が上昇する場合には、図5に示す直線L2は、傾きを保ったまま上方にシフトする。
図4に示す直線L1と図5に示す直線L2との傾きは等しい。すなわち、2つの逆止弁37に対応する2つの加圧流路の流路抵抗の差に対する開弁圧力の差の比(例えば、逆止弁37aと逆止弁37bとに対応する2つの加圧流路の流路抵抗の差(Ra―Rb)に対する開弁圧力の差(Pb−Pa)の比)は、2つの逆止弁37に対応する2つの加圧流路の流路抵抗の差に対するこれら2つの加圧流路の下流端での流路内圧力の差の比(例えば、逆止弁37aと逆止弁37bとに対応する2つの加圧流路の流路抵抗の差(Ra―Rb)に対するその下流端側での流路内圧力の差(P0b−P0a)の比)と等しい。
インク供給システム30は、制御部100(図1参照)により第1ポンプ33及び第2ポンプ35の駆動が制御される。以下、インク供給システム30の動作について説明する。プリンタ101に初めてインクを導入するときは、第1ポンプ33を駆動して、第1インク供給流路32を介してメインタンク18aからサブタンク31へインクを供給する。サブタンク31内のインクの液面が上限レベルH1に達し、上限センサ31bからの出力信号がオフ信号からオン信号に変化したとき、第1ポンプ33の駆動を停止する。その後は、上限センサ31bからの出力信号がオン信号を維持するように第1ポンプ33の駆動を制御する。次に、第2ポンプ35を駆動し、サブタンク31内のインクを3つのヘッドユニット3に向けて送り出す。サブタンク31から送り出されたインクは、第2インク供給流路34から3つのヘッドユニット3に導入され、さらに排気流路36を通ってサブタンク31に戻る。そして、第2ポンプ35を駆動している場合に、第1ポンプ33の駆動をしなくても、サブタンク31内のインクの液面が上限レベルH1を維持、(上限センサ31bからの出力信号がオン信号を維持)したことを判断した場合は、ヘッドユニット3内にインクが充填されたものとして、第1ポンプ33及び第2ポンプ35の駆動を停止する。
画像形成中は、第1ポンプ33及び第2ポンプ35は駆動しない。インクがインクジェットヘッド1の吐出面2aから吐出されて画像の形成が行われると、吐出したインクと同量のインクが毛管力によりサブタンク31からインクジェットヘッド1の各ヘッドユニット3へ引き込まれる。そして、サブタンク31内のインクが消費されて、インクの液面が下限レベルH2となって下限センサ31cの出力信号がオン信号からオフ信号に変化しときは、第1ポンプ33の駆動を開始し、インクの液面が上限レベルH1に達して上限センサ31bの出力信号がオフ信号からオン信号に変化するまで、メインタンク18aからサブタンク31にインクを供給する。
以上の制御により、サブタンク31内のインク液面は、上限レベルH1と下限レベルH2との範囲内に維持される。
また、第2インク供給流路34やヘッドユニット3内に存在する気体を排出する場合には、第2ポンプ35を駆動して、サブタンク31内のインクを3つのヘッドユニット3に向けて送り出す。サブタンク31からインクが送り出されることで、第2インク供給流路34内に存在する気体がヘッドユニット3内に移動する。そして図6に示すように、第2ポンプ35の駆動を開始してからの時間が経過するに連れて、3つの逆止弁37にそれぞれ繋がる3つの加圧流路の下流端における流路内圧力が高まる(図中の破線で示す直線L2参照)。
図6(a)に示すように、経過時間Tがt1であるときには、いずれの加圧流路においてもその下流端における流路圧力が、対応する逆止弁37の開弁圧力よりも小さい(直線L2参照)。このとき、全ての逆止弁37が閉状態となっている。その後、図6(b)に示すように、経過時間Tがt2となったときに3つの加圧流路の下流端における流路内圧力が、同時に対応する逆止弁37の開弁圧力に達する。このとき全ての逆止弁37が開状態となり、ヘッドユニット3内に存在する気体が排気流路36を介してサブタンク31に送り出される。サブタンク31に送り込まれた気体は、大気開放孔31aを介して大気へと排出される。
仮に、図6において白丸で示すように、逆止弁37a、37bの開弁圧力が、最も流路抵抗が小さい加圧流路に対応する逆止弁37cの開弁圧力Pcと同じに設定されている場合には、図6(b)に示すように、経過時間Tがt2となったときに逆止弁37cのみが開く。その後図6(c)に示すように、経過時間Tがt3となったときに逆止弁37bが開き、さらに図6(d)に示すように、経過時間Tがt4となったときに逆止弁37aが開く。
ここで、流路を流れる流体における単位時間当たりの流量は、流路抵抗が小さい方が多くなる。したがって、3つのヘッドユニット3内の気体を排出するのに必要な時間は若干異なる。3つの加圧流路のうち最も流路抵抗が大きく、単位時間当たりの流量が最も少ない流路と繋がっている逆止弁37aは、ヘッドユニット3内の気体を排出するのに必要な時間が最も長くなる。よって、図7(a)に示すように、経過時間t2において全ての逆止弁37が開状態となり、全てのヘッドユニット3からの排気が始まった後、逆止弁37aに対応するヘッドユニット3a内の気体を排出するのに必要な時間Δtが経過するまで第2ポンプ35を駆動し、その後第2ポンプ35の駆動を停止する。すなわち、全てのヘッドユニット3内から気体を排出するのに必要な時間(第2ポンプ35の駆動時間)はt2+Δtである。
一方、全ての逆止弁37の開弁圧力が逆止弁37cの開弁圧力Pcと同じに設定されている場合(図6において白丸で示す場合)には、図7(b)に示すように、経過時間t2において逆止弁37cが開きヘッドユニット3cからの排気が始まる。その後、経過時間t3において逆止弁37bが開きヘッドユニット3bからの排気が始まり、さらに経過時間t4において逆止弁37aが開きヘッドユニット3aからの排気が始まる。すなわち、上述のように、ヘッドユニット3内の気体を排出するのに必要な時間が最も長い逆止弁37aが最後に開く。よって、逆止弁37aよりも早く開き、且つ、ヘッドユニット3内の気体を排出するのに必要な時間が逆止弁37aよりも短い逆止弁37b、37cに対応するヘッドユニット3b、3cに対しては、必要以上の排気が行われる。また、全てのヘッドユニット3から気体を排出するのに必要な時間(第2ポンプ35の駆動時間)はt4+Δtとなり、本実施形態において必要な時間t2+Δtに比べて長い。
以上のように、本実施形態のインク供給システム30では、第2ポンプ35の駆動によりサブタンク31に貯留されるインクを3つのヘッドユニット3に供給して各ヘッドユニット3内から気体を排出できるようになっている。3つのヘッドユニット3のそれぞれに対応して排気流路36に設けられる3つの逆止弁37の開弁圧力は、全ての逆止弁37の開弁圧力が、流路抵抗が最も小さい加圧流路に対応する逆止弁37cの開弁圧力Pcと同じに設定されている場合に比べて、全てのヘッドユニット3内からの気体の排出が完了するまでの総排気量が少なくなるように設定されている。また、逆止弁37a、37bの開弁圧力Pa、Pbは、逆止弁37cの開弁圧力Pc未満に設定されている。したがって、全ての逆止弁37の開弁圧力が逆止弁37cの開弁圧力Pcと同じに設定されている場合に比べて、逆止弁37cが開状態となるタイミングと逆止弁37a、37bが開状態となるタイミングとのずれが小さくなるので、排気に必要な時間を短くすることができる。また、逆止弁37cと逆止弁37a、37bとの開弁時間の差が小さくなるので、過剰な排気によりヘッドユニット3内のインクが排気流路36に送り出されるのを抑制することができる。
また、本実施形態のインク供給システム30では、3つの逆止弁37a、37b、37cそれぞれの開弁圧力Pa、Pb、Pcは、流路抵抗が小さい加圧流路に対応する逆止弁37ほど高く設定されている。よって、3つの逆止弁37が開状態となるタイミングのずれを小さくできる。したがって、排気に必要な時間を短くすることができるという効果がより確実に得られる。
さらに、本実施形態のインク供給システム30では、逆止弁37a、37b、37cの各開弁圧力Pa、Pb、Pcは、逆止弁37a、37b、37cにそれぞれ対応する加圧流路の流路抵抗Ra、Rb、Rcに比例している。逆止弁37a、37b、37cにそれぞれ対応する加圧流路の流路抵抗と開弁圧力Pa、Pb、Pcとの関係を示す直線L1の傾きは、加圧流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示す直線L2の傾きと等しい。このように開弁圧力Pa、Pb、Pcを設定することで、排気動作時に全ての逆止弁37a、37b、37cが同時に開状態となる。したがって、簡易な設計指標で排気に必要な時間を短くすることができるという効果がより確実に得られる。
加えて、本実施形態のインク供給システム30では、排気流路36のヘッドユニット3とは反対側の端部がサブタンク31に接続されている。このような構成の場合、過剰な排気によりヘッドユニット3内のインクが排気流路36に送り出されても、インクがサブタンク31に戻されるので、廃インクの量を少なくすることができる。
以上、本発明の好適な一実施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、様々な設計変更を行うことが可能なものである。
例えば、上述の実施形態では、逆止弁37a、37b、37cにそれぞれ対応する加圧流路の流路抵抗と開弁圧力Pa、Pb、Pcとの関係を示す直線L1の傾きが、加圧流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示す直線L2の傾きと等しく、排気動作時に全ての逆止弁37a、37b、37cが同時に開状態となる場合について説明したが、これには限定されない。上述したように、流路抵抗が小さい流路の方が単位時間当たりの流量が多くなることから、3つのヘッドユニット3内の気体を排出するのに必要な時間は若干異なる。したがって、上述の実施形態のように、全ての逆止弁37a、37b、37cが同時に開状態となり、3つのヘッドユニット3の排気を同時に開始した場合には、ヘッドユニット3内の気体を排出するのに必要な時間が最も長いヘッドユニット3a以外のヘッドユニット3b、3cからは若干必要以上の排気が行われる。
そこで、逆止弁37a、37b、37cの開弁圧力Pa、Pb、Pcを、第2ポンプ35の駆動を開始した後、全てのヘッドユニット3内からの気体の排出が完了するまで各ヘッドユニット3から気体を排出したときに、3つのヘッドユニット3それぞれからの排気量が同じになるように設定してもよい。このとき、逆止弁37bは逆止弁37aが開いた後に開き、逆止弁37cは逆止弁37bが開いた後に開く。すなわち、図8に示すように、経過時間t2においてヘッドユニット3aからの排気が始まり、その後ヘッドユニット3b、ヘッドユニット3cの順で排気が始まる。本変形例では、3つのヘッドユニット3からの総排気量を最も少なくすることができる。
また、上述の実施形態では、排気流路36のヘッドユニット3とは反対側の端部がサブタンク31に接続されている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、図9に示す変形例では、排気流路136のヘッドユニット3とは反対側の端部は大気開放されている。このようなインク供給システム130では、ヘッドユニット3から過剰な排気が行われた場合、ヘッドユニット3内から送り出されたインクは廃棄されるので、装置を簡素化できる。
さらに、上述の実施形態では、逆止弁37a、37b、37cの各開弁圧力Pa、Pb、Pc大きさが、逆止弁37a、37b、37cにそれぞれ対応する加圧流路の流路抵抗Ra、Rb、Rcの大きさに比例している場合について説明したが、これに限定されず、これら開弁圧力Pa、Pb、Pcと流路抵抗Ra、Rb、Rcとは比例していなくてもよい。
また、上述の実施形態では、3つの逆止弁37a、37b、37cそれぞれの開弁圧力Pa、Pb、Pcが、流路抵抗が小さい加圧流路に対応する逆止弁37ほど高く設定されている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、少なくとも逆止弁37a、37bの開弁圧力Pa、Pbが逆止弁37cの開弁圧力Pc未満に設定されていれば、開弁圧力Paと開弁圧力Pbとの大小関係は問わない。
加えて、上述の実施形態では、3つのヘッドユニット3により1つのインクジェットヘッド1を構成している場合について説明したが、1つのインクジェットヘッド1を構成するヘッドユニット3の数はこれに限定されるものではない。
さらに、本発明は、インク以外の液体を供給する液体供給システムにも適用可能である。
1 インクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)
3 ヘッドユニット(液体吐出ヘッドユニット)
31 サブタンク(液体貯留タンク)
34 第2インク供給流路(第2インク供給流路)
35 第2ポンプ(液体移送手段)
36 排気流路
37 逆止弁
3 ヘッドユニット(液体吐出ヘッドユニット)
31 サブタンク(液体貯留タンク)
34 第2インク供給流路(第2インク供給流路)
35 第2ポンプ(液体移送手段)
36 排気流路
37 逆止弁
Claims (7)
- 液体を吐出するための複数の液体吐出ヘッドユニットと、
前記複数の液体吐出ヘッドユニットへ供給する液体を貯留するための液体貯留タンクと、
前記複数の液体吐出ヘッドユニットと前記液体貯留タンクとを接続するものであり、前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記複数の液体吐出ヘッドユニットに供給するための液体供給流路と、
前記複数の液体吐出ヘッドユニットと接続されており、前記複数の液体吐出ヘッドユニットから気体を排出するための排気流路と、
前記複数の液体吐出ヘッドユニットのそれぞれに対応して前記排気流路に設けられるものであって、前記複数の液体吐出ヘッドユニットから流体が流出する方向の流れのみを許容する複数の逆止弁と、
前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記液体供給流路を経由して前記複数の液体吐出ヘッドユニットへ移送するための液体移送手段とを備えた液体供給システムであって、
前記複数の逆止弁のうち、前記液体移送手段によって前記液体貯留タンクに貯留される液体が送り込まれる流路であって、前記液体供給流路、前記複数の液体吐出ヘッドユニット及び前記排気流路を経由して前記複数の逆止弁に至る複数の流路のうちの流路抵抗が最も小さい流路に対応する逆止弁である第1逆止弁について、当該第1逆止弁が開弁する開弁圧力を所定圧力に設定し、前記液体移送手段の駆動により前記液体貯留タンクに貯留される液体をそれぞれの前記複数の液体吐出ヘッドユニットに供給して前記複数の液体吐出ヘッドユニットから気体を排出する際に、全ての前記複数の液体吐出ヘッドユニットからの気体の排出が完了するまでの総排気量が、全ての前記複数の逆止弁の前記開弁圧力が前記所定圧力に設定されているときよりも少なくなるように、前記第1逆止弁以外の前記複数の逆止弁の前記開弁圧力を前記所定圧力未満に設定することを特徴とする液体供給システム。 - 前記複数の逆止弁それぞれの前記開弁圧力は、前記複数の流路のうち流路抵抗が小さい流路に対応する逆止弁ほど高く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の液体供給システム。
- 前記複数の逆止弁のそれぞれの前記開弁圧力の大きさは、前記複数の逆止弁に対応する前記複数の流路のそれぞれの流路抵抗の大きさに比例しており、前記複数の流路の流路抵抗と前記複数の逆止弁の前記開弁圧力との関係を示す直線の傾きは、前記複数の流路の流路抵抗とその下流端での流路内圧力との関係を示す直線の傾きと等しいことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体供給システム。
- 前記複数の逆止弁それぞれの前記開弁圧力は、前記液体移送手段の駆動により前記液体貯留タンクに貯留される液体を前記複数の液体吐出ヘッドユニットそれぞれに供給し、全ての前記液体吐出ヘッドユニットからの気体の排出が完了するまで前記液体吐出ヘッドユニットそれぞれから気体を排出したときに、前記複数の液体吐出ヘッドユニットそれぞれからの排気量が同じになるように設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体供給システム。
- 前記排気流路の前記液体吐出ヘッドユニット側とは反対側の端部が大気開放されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液体供給システム。
- 前記排気流路の前記液体吐出ヘッドユニットとは反対側の端部が前記液体貯留タンクに接続されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液体供給システム。
- 前記複数の液体吐出ヘッドユニットにより1つの液体吐出ヘッドが構成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の液体供給システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013074394A JP2014198397A (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | 液体供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013074394A JP2014198397A (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | 液体供給システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014198397A true JP2014198397A (ja) | 2014-10-23 |
Family
ID=52355645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013074394A Pending JP2014198397A (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | 液体供給システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014198397A (ja) |
-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013074394A patent/JP2014198397A/ja active Pending
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