JP2016221817A - Ink supply device and inkjet device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、インク供給装置及びインクジェット装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an ink supply device and an ink jet device.
液体インクを紙などの記録媒体に吹き付けることにより印刷を行うインクジェットプリンタでは、印刷が行われない待機時間が長期化すると、インクジェットヘッドに設けられたノズル内のインクが乾燥する。ノズル内のインクが乾燥すると、インクの粘度が高くなったりインクが固形化し、ノズルの目詰まりが発生する。 In an ink jet printer that performs printing by spraying liquid ink onto a recording medium such as paper, the ink in the nozzles provided in the ink jet head dries when the standby time during which printing is not performed is prolonged. When the ink in the nozzles is dried, the viscosity of the ink is increased or the ink is solidified to cause clogging of the nozzles.
そこで、インクジェットヘッドでのインクの乾燥を防止するための技術が種々提案されている。従来の装置では、インクジェットヘッドとインクタンクとの間でインクを循環させるための循環系が形成されている。このため、インクジェットヘッド内部で長時間インクが滞留することがなく、インクジェットヘッドでのインクの乾燥を防止することができる。 Therefore, various techniques for preventing the ink from drying in the inkjet head have been proposed. In the conventional apparatus, a circulation system for circulating ink between the ink jet head and the ink tank is formed. For this reason, ink does not stay for a long time inside the ink jet head, and drying of the ink in the ink jet head can be prevented.
この種の循環系について、インクジェットヘッド内部の圧力を一定に維持する技術がある。 For this type of circulation system, there is a technique for maintaining the pressure inside the inkjet head constant.
しかしながら、インクジェットヘッドから吐出されるインクの量が増加したり、1回あたりの吐出量が比較的大きいインクジェットヘッドを使用する場合には、インクジェットヘッド内部の圧力が急峻に低下することがある。このような場合には、インクジェットヘッド内部の圧力が変動したり、圧力が低下してから復帰するまでに時間がかかってしまうため、記録媒体に形成される画像に印字抜けが発生することが考えられる。 However, when the amount of ink ejected from the ink jet head increases or when an ink jet head having a relatively large amount of ejection per time is used, the pressure inside the ink jet head may drop sharply. In such a case, the pressure inside the inkjet head fluctuates, or it takes time to recover after the pressure drops, so it is considered that printing loss may occur in the image formed on the recording medium. It is done.
本発明は、記録媒体に精度よく画像を形成することを課題とする。 An object of the present invention is to accurately form an image on a recording medium.
上記課題を解決するため、本実施形態に係るインク供給装置は、インクジェットヘッドへ供給されるインクが蓄えられる第1インクタンクと、インクジェットヘッドと第1インクタンクとの間で、インクを循環させるポンプと、インクジェットヘッドと第1インクタンクとの間に配置され、インクが貯えられる第1バッファタンクと、を備える。 In order to solve the above problems, an ink supply apparatus according to the present embodiment includes a first ink tank that stores ink to be supplied to an inkjet head, and a pump that circulates ink between the inkjet head and the first ink tank. And a first buffer tank disposed between the inkjet head and the first ink tank and storing ink.
以下、本実施形態を、図面を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るインクジェット装置1を模式的に示す図である。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an
図1に示されるように、インクジェット装置1は、インクジェットヘッド20と、インクジェットヘッド20にインク70を供給するインク供給装置10を備えるモノクロのインクジェット装置である。
As shown in FIG. 1, the
インクジェットヘッド20は、ピエゾ素子を用いてインク70を射出するピエゾ方式のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド20は、複数のノズルと、それぞれのノズルにインク70を循環させるための流路を有している。インクジェットヘッド20については、特開2009−202475号公報に、構造や製造方法が詳細に開示されている。
The
インク供給装置10は、第1のインクタンクである上流側タンク11、第2のインクタンクである下流側タンク12、調整タンク13、第1のバッファタンクであるバッファタンク14及び第2のバッファタンクであるバッファタンク15の5つのインクタンクと、循環ポンプP1、圧力調整ポンプP2の2つのポンプと、演算器51、制御装置52、及びポンプ駆動装置53からなる制御系とを有している。
The
上流側タンク11と下流側タンク12は、管路PL1によって接続されている。またバッファタンク14は、管路PL2を介して上流側タンク11と接続され、管路PL3を介してインクジェットヘッド20と接続されている。バッファタンク15は、管路PL5を介して下流側タンク12と接続され、管路PL4を介してインクジェットヘッド20と接続されている。
The
上流側タンク11と下流側タンク12は、大きさ及び形状が相互に等しく、インクジェットヘッド20に供給されるインク70が貯留されている。上流側タンク11及び下流側タンク12は、インク供給装置10が載置される床面からの高さが等しくなるように支持されている。上流側タンク11と下流側タンク12の内部は、外気に対して負圧になるように圧力が制御される。
The
バッファタンク14,15は、大きさ及び形状が相互に等しく、上流側タンク11及び下流側タンク12よりも容量が小さい。例えば、バッファタンク14,15の容量は、25ml乃至100ml程度である。バッファタンク14,15には、容量の半分程度のインク70が入っている。
The
図2は、バッファタンク14,15を構成するタンクユニット100の断面を示す図である。図3は、タンクユニット100の展開斜視図である。図2に示されるように、2つのバッファタンク14,15は、1つのタンクユニット100として形成されている。タンクユニット100は、インク70が蓄えられるタンク本体101と、タンク本体101に取り付けられる蓋102を有している。
FIG. 2 is a view showing a cross section of the
図3に示されるように、タンク本体101は、上方が開放された直方体状の部材である。タンク本体101には、2つの空間140,150が形成され、空間140がバッファタンク14として機能し、空間150がバッファタンク15として機能する。
As shown in FIG. 3, the
タンク本体101には、タンク本体101の上面の外縁に沿って外側へ突出するフランジ部101aが形成されている。また、図2に示されるように、タンク本体101には、空間140に通じる通路が形成された突出部104,105と、空間150に通じる通路が形成された突出部106,107と、が形成されている。
The
突出部105,107は、タンク本体101の下面に形成されている。突出部105,107には、インクジェットヘッド20へ延びる管路PL3,PL4がそれぞれ接続されている。
The
突出部104,106は、タンク本体101の側面に形成されている。突出部104には、上流側タンク11へ延びる管路PL2が接続されている。また、突出部106には、下流側タンク12へ延びる管路PL5が接続されている。
The
図3に示されるように、蓋102は、長方形板状の部材である。蓋102は、タンク本体101の上面に配置され、例えばボルトやネジなどによって、タンク本体101のフランジ部101aに固定される。蓋102によって、タンク本体101に形成された2つの空間140,150が密閉されている。
As shown in FIG. 3, the
図2に示されるように、タンクユニット100の空間140,150には、インク70が蓄えられており、インク70の液面は、突出部104,106よりも高いところに位置した状態になっている。
As shown in FIG. 2, the
インクジェット装置1では、上述した上流側タンク11、下流側タンク12、バッファタンク14,15、及び管路PL1〜PL5によって、循環経路C1が形成されている。管路PL3,PL4は、他の管路PL1,PL2,PL5等と比べて短く、約15cm程度である。一方、管路PL2,PL5は、約65cm程度である。上流側タンク11及び下流側タンク12に比べて、バッファタンク14,15は、インクジェットヘッド20対して近接して配置されている。
In the
図1に戻り、管路PL3,PL4には、圧力センサ31,32がそれぞれ設けられている。圧力センサ31,32は、例えば、ダイアフラムを利用したセンサである。圧力センサ31,32は、管路PL3,PL4を流れるインクの圧力を計測し、計測結果に応じた信号SP1,SP2を演算器51へ出力する。
Returning to FIG. 1,
循環経路C1でのインク70の循環は、管路PL1に設けられた循環ポンプP1によって行われる。循環ポンプP1は、ポンプ駆動装置53によって駆動され、循環ポンプP1が駆動されると、循環経路C1のインク70は、上流側タンク11、バッファタンク14、インクジェットヘッド20、バッファタンク15、下流側タンク12の順番に循環する。また、循環経路C1では、インク70が循環することにより、インク70に含まれるパーティクルや気泡などが、管路PL1に設けられたフィルタFLによって取り除かれる。
Circulation of the
調整タンク13は、循環経路C1を循環するインク70の量を調整するためのタンクである。調整タンク13は、管路PL1から分岐した管路PL6によって、循環経路C1に接続されている。
The
調整タンク13から循環経路C1へのインク70の供給と、循環経路C1から調整タンク13へのインク70の供給は、管路PL4に設けられた圧力調整ポンプP2によって行われる。圧力調整ポンプP2は、ポンプ駆動装置53によって駆動され、圧力調整ポンプP2が正転すると、調整タンク13から循環経路C1へインク70が送り出される。また、圧力調整ポンプP2が逆転すると、循環経路C1から調整タンク13へインク70が送り出される。
The supply of the
圧力調整ポンプP2によって、調整タンク13から循環経路C1へインク70が送り出されると、管路PL3,PL4を流れるインクの圧力が上昇する。また、圧力調整ポンプP2によって、循環経路C1から調整タンク13へインク70が送り出されると、管路PL3,PL4を流れるインクの圧力が低下する。したがって、圧力センサ31,32から出力される信号に基づいて圧力調整ポンプP2を運転して、管路PL3,PL4を流れるインクの圧力を制御することにより、インクジェットヘッド20のインクの圧力を調整することができる。
When the
ポンプ駆動装置53は、制御装置52の指示に基づいて、上述した循環ポンプP1、圧力調整ポンプP2を駆動する。これによって、循環経路C1でのインク70の循環、上流側タンク11と下流側タンク12の圧力調整が実現する。
The
演算器51は、圧力センサ31からの信号SP1に示される管路PL3を流れるインクの圧力TP1と、圧力センサ32からの信号SP2に示される管路PL4を流れるインクの圧力TP2から、インクジェットヘッド20のノズルにおけるインク70の圧力PNを演算する。圧力PNの演算には以下の式(1)が一例として用いられる。
The
PN=(TP1+TP2)/2…(1)
演算器51は、上記式(1)に基づいてノズルの圧力PNを算出すると、圧力PNの値に応じた信号SPNを、制御装置52へ出力する。
PN = (TP1 + TP2) / 2 (1)
When computing
制御装置52は、CPU(Central Processing Unit)、CPUの作業領域となる主記憶部、CPUに実行されるプログラムを記憶する補助記憶部を有している。制御装置52は、ポンプ駆動装置53を介して、循環ポンプP1を駆動して、循環経路C1にインク70を循環させる。また、制御装置52は、演算器51から出力される信号SPNに基づいて、適宜圧力調整ポンプP2を用いた圧力調整制御を行う。
The
圧力調整制御は、インクジェットヘッド20のノズルに形成されるインクのメニスカスを最適な状態に維持するための制御である。圧力調整制御では、制御装置52は、インクジェットヘッド20のノズルの圧力PNが、−1.7kPa程度になるように制御を行う。
The pressure adjustment control is control for maintaining the meniscus of ink formed on the nozzles of the
圧力調整制御では、制御装置52は、演算器51からの信号SPNに示されるノズルの圧力PNと、閾値Pth1とを比較する。そして、ノズルの圧力PNが閾値Pth1以上である場合には、制御装置52は、圧力調整ポンプP2を逆転させて、循環経路C1から調整タンク13へ、インク70を送り出す。これにより、ノズルの圧力PNが、閾値Pth1以下になるまで低下する。本実施形態では、閾値Pth1の値は、−1.7kPaから−1.6kPa程度とすることが考えられる。
In the pressure adjustment control, the
また、制御装置52は、演算器51からの信号SPNに示されるノズルの圧力PNと、閾値Pth2とを比較する。そして、ノズルの圧力PNが閾値Pth2以下である場合には、制御装置52は、圧力調整ポンプP2を正転させて、調整タンク13から循環経路C1へインク70を送り出す。これにより、ノズルの圧力PNが、閾値Pth2以上になるまで上昇する。本実施形態では、閾値Pth1の値は、−1.7kPaから−1.8kPa程度とすることが考えられる。上述の圧力調整制御により、インクジェットヘッド20におけるインク70の圧力PNは、一定に維持される。
Further, the
しかしながら、上述の圧力調整制御を行ったとしても、インクジェットヘッド20からインク70が吐出されたときに、インクジェットヘッド20の内部圧力が一時的に低下してしまうことがある。通常、インクジェットヘッド20での圧力低下は、インクジェットヘッド20に比べて容量が大きい上流側タンク11及び下流側タンク12の作用によって、ある程度の時間が経過する間に解消される。
However, even if the pressure adjustment control described above is performed, the internal pressure of the
本実施形態に係るインクジェット装置1は、上流側タンク11及び下流側タンク12とは別に、2つのバッファタンク14,15を有している。したがって、上流側タンク11及び下流側タンク12だけを備える従来のインクジェット装置と比べて、インクジェットヘッド20での圧力低下を短時間に解消することができる。
The
また、2つのバッファタンク14,15は、上流側タンク11及び下流側タンク12よりも、インクジェットヘッド20に近い位置に設けられている。したがって、従来のインクジェット装置よりも応答性よく、インクジェットヘッド20での圧力低下を解消することができる。
Further, the two
図4乃至図6は、インクジェットヘッド20におけるインク70の圧力変化を示す図である。各図に示されるグラフは、演算器51によって算出された圧力PNを示す。時刻t1は、インクジェットヘッド20からインク70の吐出が始まった時刻であり、時刻t2は、インク70の吐出が終了した時刻である。
4 to 6 are diagrams showing a change in pressure of the
図4に示されるように、バッファタンク14,15を持たないインクジェット装置では、インク70の吐出が始まった時刻t1直後に、約1.43kPa程度インク70の圧力が低下する。
As shown in FIG. 4, in the ink jet apparatus that does not have the
一例として図5に示されるように、容量が25mlのバッファタンク14,15を有するインクジェット装置1では、インク70の吐出が始まった時刻t1直後に、インク70の圧力が0.22kPa程度低下するにとどまる。また、一例として図6に示されるように、容量が100mlのバッファタンク14,15を有するインクジェット装置1では、インク70の吐出が始まった時刻t1直後に、インク70の圧力が0.16kPa程度低下するにとどまる。
As an example, as shown in FIG. 5, in the
以上の結果から、本実施形態に係るインクジェット装置1では、上流側タンク11及び下流側タンク12とは別に設けられた2つのバッファタンク14,15によって、インクジェットヘッド20の内部圧力の低下が抑制されることがわかる。したがって、インクジェット装置1は、上流側タンク11及び下流側タンク12だけを備える従来のインクジェット装置と比べて、インクジェットヘッド20での圧力低下を短時間に解消することができる。
From the above results, in the
本実施形態では、バッファタンク14,15が1つのタンクユニット100として構成されている。したがって、インクジェット装置1を小型化するとともに、装置構成を簡素化することができる。
In the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、インクジェット装置1が、2つのバッファタンク14,15を有している場合について説明した。これに限らず、インクジェット装置1は、2つのバッファタンク14,15のうちの一方だけを備えていてもよい。この場合は、インクジェット装置1は、インクジェットヘッド20の上流側にあるバッファタンク14を備えるのが好ましい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the said embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 インクジェット装置
10 インク供給装置
11 上流側タンク(第1のインクタンク)
12 下流側タンク(第2のインクタンク)
13 調整タンク
14 バッファタンク(第1のバッファタンク)
15 バッファタンク(第2のバッファタンク)
20 インクジェットヘッド
DESCRIPTION OF
12 Downstream tank (second ink tank)
13
15 Buffer tank (second buffer tank)
20 Inkjet head
Claims (5)
前記インクジェットヘッドと前記第1インクタンクとの間で、前記インクを循環させるポンプと、
前記インクジェットヘッドと前記第1インクタンクとの間に配置され、前記インクが貯えられる第1バッファタンクと、
を備えるインク供給装置。 A first ink tank that stores ink to be supplied to the inkjet head;
A pump for circulating the ink between the inkjet head and the first ink tank;
A first buffer tank disposed between the inkjet head and the first ink tank and storing the ink;
An ink supply device comprising:
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のインク供給装置と、
を備えるインクジェット装置。 An inkjet head;
An ink supply device according to any one of claims 1 to 4,
An inkjet apparatus comprising:
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A521 | Request for written amendment filed |
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A02 | Decision of refusal |
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