JP2017007108A - インク循環装置及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インク循環装置に送られたインクの局所的なインク温度の上昇を抑えつつ、至適温度までインク全体を加熱及び保温することができるインク循環装置及びこのインク循環装置を備えたインクジェット記録装置を提供すること。【解決手段】一実施形態に係るインク循環装置は、インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第1タンクと、インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第2タンクと、第2タンクに貯留されたインクを第1タンクへ循環させる循環ポンプとを備えている。また、本実施形態に係るインク循環装置は、第1タンクの底面と、第2タンクの底面と、循環ポンプの底面と接触し加熱するヒータを備える。【選択図】 図4
Description
本発明の実施形態は、インク循環装置及びインクジェット記録装置に関する。
インク循環装置は、記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に用いられる。この種のインク循環装置は、インクジェットヘッドのノズル内に生じる気泡や、異物の除去をすることにより、インク滴吐出抜けの発生を低減させている。
インクジェット記録装置に用いられるインクには、インク滴の吐出に適した温度帯(至適温度)があり、この温度帯から外れた温度でインクを使用すると吐出性能が低下する虞がある。
そこで、インクジェット記録装置内のタンクに貯留されているインクを加熱するための技術として、例えば、ヒータをタンク内に設置し、インクを直接加熱する方法が考えられている。
そこで、インクジェット記録装置内のタンクに貯留されているインクを加熱するための技術として、例えば、ヒータをタンク内に設置し、インクを直接加熱する方法が考えられている。
しかしながら、上述の方法の場合、ヒータの周りのインクが高温になりタンク内におけるインク温度分布に大きな温度差が生じる。インク温度が上昇し、至適温度と大きく乖離するとインクが変質する虞がある。また、タンク内にヒータを設置すると、インクの循環を妨げる虞がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、インクの局所的な温度上昇を抑えつつ、至適温度までインク全体を加熱及び保温することができるインク循環装置及びこのインク循環装置を備えたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
一実施形態に係るインク循環装置は、インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第1タンクと、インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第2タンクと、第2タンクに貯留されたインクを第1タンクへ循環させる循環ポンプとを備えている。また、本実施形態に係るインク循環装置は、第1タンクの底面と、第2タンクの底面と、循環ポンプの底面と接触し加熱するヒータを備える。
以下、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置1及びインクジェットヘッドユニット10について、図1から図12を用いて説明する。
まず初めに、インクジェット記録装置1について図1及び図2を用いて説明する。図1は、インクジェット記録装置1の正面図である。図2は、インクジェット記録装置1の平面図である。
インクジェット記録装置1は、複数のインクジェットヘッドユニット10と、複数のインクジェットヘッドユニットにそれぞれ対応するインクカートリッジ31とを備える。また、インクジェット記録装置1は、複数のインクジェットヘッドユニット10を移動可能に支持するヘッド支持部40と、記録媒体Sを移動可能に支持する記録媒体移動部70と、メンテナンスユニット90と、を備える。
インクジェットヘッドユニット10は、液体吐出部であるインクジェットヘッド300と、インクを循環させるインク循環装置100とを備える。
各色のインクカートリッジ31は、チューブ33を介して対応するインクジェットヘッドユニット10のインク循環装置100にそれぞれ連通する。インクカートリッジ31は、重力方向においてインク循環装置100より相対的に下方に配置されている。これにより、インクカートリッジ31内のインクIの水頭圧が、インク循環装置100の後述する供給室110(図6参照)の設定圧力より低く保たれる。また、インクカートリッジ31を、インク循環装置100より下方に配置することにより、インクカートリッジ31は、後述する供給ポンプ150a(図6参照)が駆動している時だけ後述する供給室110へ新たなインクIを供給する。
ヘッド支持部40は、複数のインクジェットヘッドユニット10を支持するキャリッジ41と、キャリッジ41を矢印A方向に往復移動させる搬送ベルト42と、搬送ベルト42を駆動するキャリッジモータ43とを備える。
記録媒体移動部70は、記録媒体Sを吸着固定するテーブル71を備える。テーブル71は、スライドレール装置72の図1の図示上部に取り付けられて図2に示す矢印B方向に往復移動する。すなわち、記録媒体移動部70は、テーブル71をキャリッジ41と略直交する方向に往復動する。
メンテナンスユニット90は、複数のインクジェットヘッドユニット10の矢印A方向の走査範囲であって、テーブル71の移動範囲より外側の位置に配置される。メンテナンスユニット90は上方が開放したケース体であって、上下方向(図1矢印C、D方向)に移動可能に設けられる。
メンテナンスユニット90は、図1に示すように、ゴム製のブレード91及び廃インク受け部92を備える。ゴム製のブレード91は、各色のインクジェットヘッドユニット10のインクジェットヘッド300の後述するノズルプレート310(図3参照)に付着したインク、ほこり、紙粉などを除去する。廃インク受け部92は、ブレード91で除去した廃インク、ほこり、紙粉などを受ける。メンテナンスユニット90は、ブレード91を矢印B方向へ移動させる機構を備え、ブレード91でノズルプレート310の表面を払拭する。
続いて、インクジェットヘッドユニット10について図3から図8を用いて説明する。図3は、インクジェットヘッドユニット10の斜視図である。図4は、インクジェットヘッドユニット10のカバー部材210を外した状態を示す斜視図である。図5は、インクジェットヘッドユニット10のインクジェットヘッド300のノズル部分の断面図である。図6は、インクジェットヘッドユニット10のインク流路を示した説明図である。図7は、図3に示すインクジェットヘッドユニット10をF7−F7で切断した場合の主要部材の配置を示す断面概略図である。図8は、図3に示すインクジェットヘッドユニット10をF8−F8で切断した状態を示す断面概略図である。
インクジェットヘッドユニット10は、図3及び図4に示すように、インクジェットヘッド300と、インクジェットヘッド300の図示上部に一体に設けられたインク循環装置100と、を備えている。
複数のインクジェットヘッドユニット10は、例えばシアンインク、マゼンダインク、イエロインク、ブラックインク、ホワイトインクをそれぞれ媒体に吐出して、所望の画像を形成する。なお、インクジェットヘッドユニット10に用いられるインクIの色及び種類は本実施形態に限定されない。
例えば、インクジェットヘッドユニット10は、ホワイトインクに換えて、透明光沢インク、赤外線または紫外線を照射したときに発色する特殊インク等を吐出することも可能である。なお、複数のインクジェットヘッドユニット10は、それぞれ使用するインクIが異なるものの同じ構成である。したがって、以下、共通の符号を用いて説明する。
インクジェットヘッド300は、図5に示すように、複数のノズルを有するノズルプレート310と、ノズルプレート310に対向配置されるとともに複数のアクチュエータ331を備える基板330と、基板330に接合されたマニフォルド350と、を備える。なお、ノズルプレート310は、例えば、それぞれ1インチ当たり約150個のノズル孔311を有する第1及び第2のノズル列を備える。
基板330は、図5に示すように、ノズルプレート310に対向して接合され、ノズルプレート310との間に複数のインク圧力室313を形成する。各インク圧力室313のノズルプレート310と対向する面には、アクチュエータ331が設けられている。すなわち、アクチュエータ331は、ノズル孔311に対向配置される。基板330は、同じ列の隣接するインク圧力室313との間に隔壁315を備える。アクチュエータ331とノズル孔311との間には、隔壁315で隔てられたインク圧力室313が形成される。
マニフォルド350は、図5に示すように、基板330の図示上部に積層される板状の部材である。マニフォルド350は、インク循環装置100に連通する供給口371及び排出口373を有する。また、マニフォルド350は、基板330及びノズルプレート310と組み付けられ、後述するインク吐出流路370を形成する。
すなわち、インクジェットヘッド300は、ノズルプレート310と、基板330と、マニフォルド350とによって、インクジェットヘッド300の内部に所定のインク吐出流路370を構成する。インク吐出流路370は、図5に示すように、マニフォルド350に形成された供給口371からインク吐出流路370を通り、複数のインク圧力室313へ連通する。インク吐出流路370は、複数のインク圧力室313を通って排出口373へ連通する。
すなわち、複数のインク圧力室313を通過したインクIの一部は、ノズル孔311を介して吐出される。また、吐出されなかったインクIは、各インク圧力室313からインク吐出流路370を通って排出口373から排出される。
図5に示されるアクチュエータ331は、例えば、圧電素子333と振動板335を積層したユニモルフ式の圧電振動板で構成される。圧電素子333は例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧電セラミック材料等で構成される。振動板335は、例えば、SiN(窒化ケイ素)等で形成される。
アクチュエータ331が変形しない場合、インクIの表面張力によって、ノズル孔311内にはインクIと空気の界面であるメニスカスMeが形成される。メニスカスMeによりインク圧力室313内のインクIは、ノズル孔311内に留まる。
インクジェットヘッド300は、ノズル孔311のメニスカスMeにかかる圧力が大気圧より高ければ(陽圧)、ノズル孔311からインクIが漏れ出る。一方、メニスカスMeにかかる圧力が大気圧より低ければ(負圧)、インクIはメニスカスMeを維持しノズル孔311内に留まる。
そして、圧電素子333に所定の電圧がかかると圧電素子333が変形し、振動板335がインク圧力室313側に突出するように変形する。振動板335がインク圧力室313側へ突出するように変形すると、インク圧力室313の容積が小さくなり、メニスカスMeにかかる圧力が大気圧より高くなる(陽圧)。このため、インクIは、メニスカスMeを破ってインク滴となりノズル孔311から吐出される(漏れ出る)。なお、負圧は大気圧よりも低い圧力、陽圧は大気圧よりも高い圧力である。
図6に示すように、インク循環装置100は、供給室110(第1タンク)と、回収室130(第2タンク)と、供給ポンプ150aと、を備える。また、インク循環装置100は、循環部140と、第1の圧力調整機構190aと、第2の圧力調整機構190bと、を備える。
供給室110は、図6の図示上部に第1の圧力調整機構190aを備える。供給室110は、第1の圧力調整機構190aに連通する第1の連通孔111を備える。供給室110は、インク供給管501を介してインクジェットヘッド300の供給口371と連通する。また、供給室110は、チューブ33を介してインクカートリッジ31に接続されている。また、供給室110は、回収室130と後述する循環路141を介して接続される液孔113を有している。
回収室130は、図示上部に第2の圧力調整機構190bを備える。回収室130は、第2の圧力調整機構190bに連通する第2の連通孔131を備える。回収室130は、インク戻し管503を介してインクジェットヘッド300の排出口373に連通する。回収室130は、供給室110と循環路141を介して接続される液孔133を有している。
続いて、本実施形態に用いられる2つのポンプ(供給ポンプ150a及び後述する循環ポンプ150b)について説明する。なお、本実施形態に用いられる2つのポンプは、同じ構造を有しているためここでは、総称してポンプ150として説明する。
図9に示すように、ポンプ150は、第1筐体151と、第2筐体153と、圧電アクチュエータ155とを備える。ポンプ150には、流入口51から、吸引室52、ポンプ室53、送液室54を経て送液口55に至るインク流路が形成されている。流入口51と吸引室52との間には、インクIの流れを一方向に規制する第1逆止弁56が設けられる。送液室54と送液口55の間には、インクIの流れを一方向に規制する第2逆止弁57が設けられる。
圧電アクチュエータ155は、金属板152と、金属板152の上に固定された圧電セラミック154と、銀ペースト等で構成される電極(図示せず)とを有する。圧電アクチュエータ155の上の電極と金属板152は、配線を通して後述する駆動回路870に接続される。
ポンプ150は、圧電セラミック154と金属板152を貼り合わせた圧電振動板が電圧により撓むことでポンプ室53の容積を周期的に拡張又は収縮させる。これによりポンプ150は、インクIを流入口51から吸引室52、ポンプ室53、送液室54、送液口55の順に搬送する。
例えば、供給ポンプ150aは、インクIの流れ方向をインクカートリッジ31から供給室110への一方向に規制し、インクカートリッジ31に貯留されているインクIを供給室110に送液する。
循環部140は、図6に示すように、供給室110と回収室130を繋ぐ循環路141の途中に循環ポンプ150b及びフィルタ143を備える。
循環ポンプ150bは、インクIの流れ方向を回収室130から供給室110への一方向に規制し、回収室130に貯留されているインクIを供給室110に送液する。
循環ポンプ150bは、インクIの流れ方向を回収室130から供給室110への一方向に規制し、回収室130に貯留されているインクIを供給室110に送液する。
すなわち、循環ポンプ150bは、ノズル孔311(図5参照)から吐出されずにインクジェットヘッド300内に残ったインクIを回収室130へ送り、回収室130に貯留されているインクIを供給室110に還流させる機能を有する。
フィルタ143は、図6に示すように、例えば、循環路141の循環ポンプ150bよりも循環方向の下流に設けられ、インクIに混入した異物を除去する。フィルタ143としては、例えば、ポリプロピレン、ナイロン、ポリフェニレンサルファルド、或いはステンレス等のメッシュフィルタを利用することができる。なお、フィルタ143は、供給室110内のインク供給管501の入口付近に配置することもできる。
また、循環部140により回収室130から供給室110にインクIを循環する間にインクI中の気泡は、浮力によって図6において図示上方向に上昇する。浮力により上昇した気泡は、回収室130の液面より上方の空気室135側あるいは、供給室110の液面より上方の空気室115側に移動してインクIから除去される。
第1の圧力調整機構190aは、図4及び図6に示すように、供給室110の図示上部に設けられる。第1の圧力調整機構190aは、供給室110内の圧力を調節する。
第2の圧力調整機構190bは、図4及び図6に示すように、回収室130の図示上部に設けられる。第2の圧力調整機構190bは、回収室130内の圧力を調節する。
すなわち、第1の圧力調整機構190a及び第2の圧力調整機構190bは、供給室110及び回収室130(本実施形態に係るインク循環装置100については、供給室110の圧力を固定して回収室130の圧力を変化させることにより調整を行っている)の圧力を調整して、ノズル孔311(図5参照)のメニスカスMeを調整する。
次に、インク循環装置100の各部に設けられる各種センサについて説明する。
インク循環装置100は、図6に示すように、供給室110のインク量を計測する第1のインク量センサ119と、回収室130のインク量を計測する第2のインク量センサ139とを備える。
第1のインク量センサ119及び第2のインク量センサ139は、例えば、圧電振動板を交流電圧で振動させて、回収室130や供給室110を伝わるインクIの振動をそれぞれ検出してインク量を計測するセンサである。なお、第1のインク量センサ119及び第2のインク量センサ139は上記センサに限定されない。例えば、第1のインク量センサ119及び第2のインク量センサ139は、液面の高さを計測するセンサであっても良い。
また、インク循環装置100は、図6に示すように、圧力検出部として、回収室130の内部の圧力を検出する第1の圧力センサ191と、供給室110の圧力を検出する第2の圧力センサ193と、を備える。
第1の圧力センサ191及び第2の圧力センサ193は、例えば、半導体ピエゾ抵抗圧力センサである。半導体ピエゾ抵抗圧力センサは、外部からの圧力を受けるダイヤフラムと、このダイヤフラムの表面に形成された半導体歪ゲージとを備え、外部からの圧力によるダイヤフラムの変形に伴い歪ゲージに生じるピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換して圧力を検出する。
また、インク供給管501は、その途中にインクIの温度を検出する温度センサ510を備える。
次に、本実施形態に係るインク循環装置100に設けられるカバー体200及びヒータ700について図3、図7及び図8を用いて説明する。
カバー体200は、図3に示すように、カバー部材210と底部材230とを備える。底部材230は、図7に示すように、インクジェットヘッド300とインク循環装置100の間に設けられ、インクジェットヘッド300と対向して配置される板状の部材である。底部材230のインクジェットヘッド300と反対側の面には、図8に示すように、いわゆるパネルヒータであるヒータ700が積層される。そして、図7に示すように、ヒータ700の図示上方に供給室110と、回収室130と、供給ポンプ150aと、循環ポンプ150bと、が載置されている。
ヒータ700は、図7に示すように、供給室110の底面、回収室130の底面、供給ポンプ150aの底面、循環ポンプ150bの底面と接触するように載置されている。ヒータ700は、例えば、底部材230の略全面に亘って設けられている。
カバー部材210は、図3に示すように、第1の圧力調整機構190aと、第2の圧力調整機構190bと、供給室110と、回収室130と、供給ポンプ150aと、循環ポンプ150bとを覆うドーム型の部材である。カバー部材210は、その開口部を底部材230で塞ぐことにより、外部空間とカバー部材210の内側の空間とを仕切る。
すなわち、カバー部材210は、底部材230に配置されたヒータ700により温められた空気をカバー部材210の内側の空間内に留まらせる。そして、カバー部材210内で温められた空気により、第1の圧力調整機構190aと、第2の圧力調整機構190bと、供給室110と、回収室130と、供給ポンプ150aと、循環ポンプ150bとを空気を介して加熱する。
カバー体200は、断熱効果を有する材料により形成される。なお、図示していないが、カバー体200の内壁にさらに断熱部材を重ねて配置することにより、保温性能を高めることも可能である。
また、図3及び図4に示すように、インクジェットヘッドユニット10は、インクジェットヘッド300やインク供給管501及びインク戻し管503を冷却する冷却部505を備える。冷却部505は、例えば、空冷ファンである。なお、ヒータ700及び冷却部505は、後述する駆動回路870(図10参照)によって駆動される。
次に、図10に示すインク循環装置100のブロック図を用いて、インク循環装置100の制御系について説明する。制御基板800aは、インク循環装置100を制御するマイクロコンピュータ(マイコン)810aと、インク循環装置100を駆動する駆動回路870と、増幅回路871と、を備える。
マイコン810aは、プログラムあるいは各種データ等を格納するメモリ830aと、インク循環装置100からの出力電圧を取り込むAD変換部850aを備える。
マイコン810aは、第1の圧力センサ191、第2の圧力センサ193と、第1のインク量センサ119、第2のインク量センサ139と、温度センサ510にて検知した情報をAD変換部850aにて取り込む。
マイコン810aは、循環ポンプ150bの動作を制御する。マイコン810aは、循環ポンプ150bの動作を制御し、例えば、供給室110と、回収室130と、インクジェットヘッド300との間を循環するインクIの流速を制御する。
また、マイコン810aは、第1の圧力センサ191及び第2の圧力センサ193を介して検知した圧力情報に基づき、第1の圧力調整機構190a、第2の圧力調整機構190b及び供給ポンプ150aの動作を制御し、回収室130及び供給室110の圧力を調整する。
また、マイコン810aは、インクIの温度が至適温度帯の下限値よりも低い場合には、インク温度が至適温度帯の範囲に収まるようにヒータ700の通電を制御する機能を有する。また、マイコン810aは、インクIの温度が至適温度帯の上限値よりも高い場合には、インク温度が一定の範囲に収まるように冷却部505の通電を制御する。なお、ヒータ700及び冷却部505の制御については、図12示すフローチャートを用いて、後に詳細に説明する。
制御基板800aは、電源820と、インク循環装置100の状況を表示する表示装置840と、入力装置であるキーボード860と、に接続される。制御基板800aは、インクジェットヘッドユニット10の供給ポンプ150a及び循環ポンプ150bの駆動部や各種センサに接続される。
次に、図11に示すインクジェット記録装置1のブロック図を用いて、インクジェット記録装置の制御系について説明する。制御基板800bは、インクジェットヘッド300を制御するマイクロコンピュータ(マイコン)810bと、インクジェットヘッド300を駆動するヘッド駆動回路873と、キャリッジモータ43、メンテナンスユニット90、及び記録媒体移動部70を駆動する駆動回路875と、を備える。
また、制御基板800bは、電源820と、インクジェット記録装置1の状況を表示する表示装置840と、入力装置であるキーボード860と、に接続される。
また、制御基板800bは、電源820と、インクジェット記録装置1の状況を表示する表示装置840と、入力装置であるキーボード860と、に接続される。
続いて、インクジェット記録装置1の印刷前動作について説明する。
図10に示す、マイコン810aは、各色のインクカートリッジ31からそれぞれ対応するインクジェットヘッドユニット10にインクIの充填を開始する。
図11に示す、マイコン810bは、各色のインクジェットヘッドユニット10を待機位置に戻し、メンテナンスユニット90を矢印D方向(図1参照)に上昇させてノズルプレート310を覆う。
図10に示す、マイコン810aは、各色のインクカートリッジ31からそれぞれ対応するインクジェットヘッドユニット10にインクIの充填を開始する。
図11に示す、マイコン810bは、各色のインクジェットヘッドユニット10を待機位置に戻し、メンテナンスユニット90を矢印D方向(図1参照)に上昇させてノズルプレート310を覆う。
マイコン810aは、供給ポンプ150aを駆動し、インクカートリッジ31から供給室110にインクIを送液する。マイコン810aは、供給室110内のインクIの液面が液孔114に達すると、第1の圧力調整機構190a及び第2の圧力調整機構190bを用いて、供給室110及び回収室130内の圧力を調整しながら、循環ポンプ150bを駆動する。
次に、インクジェットヘッドユニット10へ送られたインクのインク温度の制御動作について、図12のフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートにおいては、至適温度帯の下限値を第1閾値と表示し、至適温度帯の上限値を第2閾値と表示して説明する。ここで言う至適温度帯とは、各インクにそれぞれ固有のインク滴の吐出に適した温度範囲のことである。
マイコン810aは、循環ポンプ150bを駆動する。マイコン810aは、インク供給管501の途中に配置された温度センサ510を介して、インク温度を計測する(Act1)。
マイコン810aは、温度センサ510を介して計測したインク温度が第1閾値未満である場合(Act2においてYes)、ヒータ700を駆動する(Act3)。
そして、マイコン810aは、所定時間経過後に温度センサ510を介して、再度インク温度を計測する(Act4)。マイコン810aは、温度センサ510を介して計測されたインク温度が至適温度帯にある場合(Act5においてYes)、ヒータ700を停止するとともにインク温度の制御動作を終了する。
なお、マイコン810aは、Act4において温度センサ510を介して計測されたインク温度が至適温度帯の範囲内にない場合(Act5においてNo)には、Act1に戻る。
マイコン810aは、温度センサ510を介して計測したインク温度が第1閾値未満である場合(Act2においてYes)、ヒータ700を駆動する(Act3)。
そして、マイコン810aは、所定時間経過後に温度センサ510を介して、再度インク温度を計測する(Act4)。マイコン810aは、温度センサ510を介して計測されたインク温度が至適温度帯にある場合(Act5においてYes)、ヒータ700を停止するとともにインク温度の制御動作を終了する。
なお、マイコン810aは、Act4において温度センサ510を介して計測されたインク温度が至適温度帯の範囲内にない場合(Act5においてNo)には、Act1に戻る。
次に、Act2において、温度センサ510を介して計測されたインク温度が第1閾値未満でない場合(Act2においてNo)について説明する。この場合、マイコン810aは、インク温度が、第2閾値以上であるか否かを判断する(Act6)。温度センサ510を介して計測されたインク温度が第2閾値以上でない場合(Act6においてNo)には、マイコン810aは、インク温度が至適温度帯の範囲内であるものとして、インク温度の制御動作を終了する。
一方、インク温度が第2閾値以上である場合(Act6においてYes)、マイコン810aは、冷却部505(図6参照)を駆動する(Act7)。マイコン810aは、所定時間経過後に温度センサ510を介して、再度インク温度を計測する(Act8)。マイコン810aは、計測されたインク温度が至適温度帯の範囲内にある場合(Act5においてYes)、冷却部505を停止するとともにインク温度の制御動作を終了する。
なお、マイコン810aは、Act8において温度センサ510を介して、計測されたインク温度が至適温度帯の範囲内にない場合(Act5においてNo)には、Act1に戻るとともに、上述の動作を繰り返す。
なお、マイコン810aは、Act8において温度センサ510を介して、計測されたインク温度が至適温度帯の範囲内にない場合(Act5においてNo)には、Act1に戻るとともに、上述の動作を繰り返す。
すなわち、マイコン810aは、循環ポンプ150bを駆動しながらインクIを循環させるとともに、定期的にインク温度を計測し、ヒータ700又は冷却部505をいわゆるON−OFF制御する。これにより、マイコン810aは、インク循環装置100内を循環するインクの温度を至適温度帯の範囲内に制御する。
なお、吐出されるインクの温度と温度センサ510が検出した温度に乖離が生じる虞がある場合には、マイコン810aは、予め、インク温度の差をメモリ830aに記録し、インク温度を適宜補正するように制御することも可能である。
また、温度センサ510の設置位置は、インク供給管501の途中に限られない。例えば、回収室130又は供給室110の内部や、インクジェットヘッド300のインク吐出流路370流路の途中に設置することも可能である。
以下、続けて、インクジェット記録装置1の印刷動作について説明する。
上述の動作によりインクジェット記録装置1のインクジェットヘッドユニット10に各色のインクが充填され、全てのインクが吐出に適した至適温度帯になった後、図11に示す、マイコン810bは、印刷動作を開始する。
上述の動作によりインクジェット記録装置1のインクジェットヘッドユニット10に各色のインクが充填され、全てのインクが吐出に適した至適温度帯になった後、図11に示す、マイコン810bは、印刷動作を開始する。
マイコン810bは、記録媒体移動部70を制御して、記録媒体Sをテーブル71に吸着固定して、テーブル71を矢印B方向に往復移動する。マイコン810bは、メンテナンスユニット90を矢印C方向(図1参照)に移動する。また、マイコン810bは、キャリッジモータ43を制御してキャリッジ41を記録媒体Sの方向に搬送し、矢印A方向(図2参照)に往復移動する。
なお、インクジェットヘッドユニット10が搬送ベルト42に沿って矢印A方向(図2参照)に往復移動する間、インクジェットヘッド300のノズルプレート310と記録媒体Sとの距離hは、一定に維持される。
マイコン810bは、記録媒体Sの搬送方向に対して直交する方向にインクジェットヘッド300を往復移動させながら、記録媒体Sに画像を形成する。マイコン810bは、画像形成信号に合わせてインクジェットヘッド300を制御し、ノズルプレート310に設けたノズル孔311からインクIを吐出して記録媒体Sに画像を形成する。
マイコン810bは、例えばメモリ830bが記憶する画像データに応じた画像信号により、インクジェットヘッド300のアクチュエータ331を選択的に駆動して、ノズル孔311から記録媒体Sにインク滴ID(図6参照)を吐出する。
マイコン810aは、循環ポンプ150bを駆動し、吐出されなかったインクIをインクジェットヘッド300から、回収室130、循環ポンプ150b、供給室110へ送り、再度、インクジェットヘッド300に供給する。
印刷時において、マイコン810aは、第1の圧力調整機構190a、第2の圧力調整機構190b、供給ポンプ150a及び循環ポンプ150bを制御し、供給室110及び回収室130の圧力及びインク流量を調整する。
例えば、印刷時にノズル孔311からインク滴IDを吐出すると、供給室110及び回収室130のインク量が瞬間的に減少し、回収室130の圧力が低下する。マイコン810aは、第1の圧力センサ191、第2の圧力センサ193、第1のインク量センサ119及び第2のインク量センサ139を用いて、供給室110及び回収室130の圧力とインク量を検出する。マイコン810aは、検出された情報に基づいて、第1の圧力調整機構190a、第2の圧力調整機構190b又は供給ポンプ150aを駆動し、回収室130及び供給室110内の圧力及びインク量を調整する。
また、マイコン810aは、インクIを循環させることにより、インクIに混入した気泡や異物を除去する。また、マイコン810aは、インクIを循環させることにより、インク温度を均一に保つことができる。これによりインクジェット記録装置1は、インクジェットヘッドユニット10によるインク吐出性能を良好に保持することができる。
以上のように、本実施形態のインク循環装置100は、供給室110や回収室130等を外側から加温する構成としている。このため、ヒータ700とインクIが直接接触することがない。したがって、インクジェットヘッドユニット10に送られたインクの温度が局所的に上昇することを防ぐことができる。すなわち、本実施形態に係るインク循環装置100は、インク全体をほぼ均一に加熱及び保温することができる。
また、インク循環装置100は、供給室110及び回収室130等のインクIを貯留する箇所だけではなく、循環ポンプ150b及び供給ポンプ150aもまとめて加熱する構成としている。言い換えれば、インク循環装置100は、インク流路に沿って複数の地点においてヒータ700により間接的にインクを加熱することができる。
この結果、インク循環装置100内を流れるインクは、複数の地点で徐々に加熱されていくため、インク温度の局地的な上昇を防ぐとともに、効率的に吐出に適した至適温度帯までインク温度を均一に上昇させることができる。
また、本実施形態に係るインク循環装置100は、図3に示すように、カバー体200を備えている。インク循環装置100は、カバー部材210を備えることにより底部材230に設置されたヒータ700からの熱が逃げることを防止することができる。
すなわち、インク循環装置100は、カバー部材210を備えることによりインク温度の立ち上がりをカバー部材210が無い場合と比較して早くすることができる。また、インク循環装置100は、カバー部材210を備えることにより放熱量が減少し、インク温度の上昇に用いられる電力の消費量を削減することができる。
また、本実施形態において、ヒータ700は、供給室110の底面、回収室130の底面、循環ポンプ150bの底面、供給ポンプ150aの底面と接触するように配置した。これにより、供給室110、回収室130、供給ポンプ150a、循環ポンプ150bの底に溜まっているインクIを底面側から効率的に加熱することができる。
また、底部材230には、図3に示すように、蓄熱手段710を備えることもできる。これにより、放熱による温度低下をさらに防ぐことができる。
また、底部材230には、図3に示すように、蓄熱手段710を備えることもできる。これにより、放熱による温度低下をさらに防ぐことができる。
また、ポンプ150(循環ポンプ150b及び供給ポンプ150a)は、小型で薄く形成され、インクIを送液することが可能である。しかし、ヒータ700により効率的な加熱が可能なものであれば、上記ポンプ150(循環ポンプ150b及び供給ポンプ150a)に限られない。例えば、ポンプ150(循環ポンプ150b及び供給ポンプ150a)は、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプ、或いはピストンポンプ等を利用することもできる。
また、インク循環装置100は、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置として利用することもできる。例えば、インク循環装置100は、プリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出する装置として用いることもできる。
この発明の実施形態を説明したが、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。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。こ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。
1…インクジェット記録装置、10…インクジェットヘッドユニット、31…インクカートリッジ、33…チューブ、40…ヘッド支持部、41…キャリッジ、42…搬送ベルト、43…キャリッジモータ、51…流入口、52…吸引室、53…ポンプ室、54…送液室、55…送液口、56…第1逆止弁、57…第2逆止弁、70…記録媒体移動部、71…テーブル、72…スライドレール装置、90…メンテナンスユニット、91…ブレード、92…廃インク受け部、100…インク循環装置、110…供給室、111…第1の連通孔、113…液孔、114…液孔、115…空気室、119…第1のインク量センサ、120…インクケーシング、130…回収室、131…第2の連通孔、133…液孔、135…空気室、139…第2のインク量センサ、140…循環部、141…循環路、143…フィルタ、150…ポンプ、150a…供給ポンプ、150b…循環ポンプ、151…第1筐体、152…金属板、153…第2筐体、154…圧電セラミック、155…圧電アクチュエータ、190a…第1の圧力調整機構、190b…第2の圧力調整機構、191…第1の圧力センサ、193…第2の圧力センサ、200…カバー体、210…カバー部材、230…底部材、300…インクジェットヘッド、310…ノズルプレート、311…ノズル孔、313…インク圧力室、315…隔壁、330…基板、331…アクチュエータ、333…圧電素子、335…振動板、350…マニフォルド、370…インク吐出流路、371…供給口、373…排出口、501…インク供給管、503…インク戻し管、505…冷却部、510…温度センサ、700…ヒータ、710…蓄熱手段、800a…制御基板、800b…制御基板、810a…マイクロコンピュータ(マイコン)、810b…マイクロコンピュータ(マイコン)、820…電源、830a…メモリ、830b…メモリ、840…表示装置、850a…AD変換部、850b…AD変換部、860…キーボード、870…駆動回路、871…増幅回路、873…ヘッド駆動回路、875…駆動回路、I…インク、ID…インク滴、Me…メニスカス。
Claims (5)
- インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第1タンクと、
前記インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第2タンクと、
前記第2タンクに貯留されたインクを前記第1タンクへ循環させる循環ポンプと、
前記第1タンクの底面、前記第2タンクの底面及び前記循環ポンプの底面と接触し加熱するヒータと、
を備えることを特徴とするインク循環装置。 - 前記ヒータは、前記第1タンクの底面、前記第2タンクの底面、前記循環ポンプの底面と接触する単一のヒータであることを特徴とする請求項1に記載のインク循環装置。
- 前記第1タンクへインクを送液する供給ポンプをさらに備え、
前記ヒータは、前記供給ポンプの底面と接触し、前記第1タンク、前記第2タンク及び前記循環ポンプとともに前記供給ポンプを加熱するヒータであることを特徴とする請求項2に記載のインク循環装置。 - 前記第1タンク、前記第2タンク、前記循環ポンプ及び前記供給ポンプを覆うカバー体を備えていることを特徴とする請求項3に記載のインク循環装置。
- インクを吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留する第1タンクと、
前記インクジェットヘッドから還流されたインクを貯留する第2タンクと、
前記第2タンクに貯留されたインクを前記第1タンクへ循環させる循環ポンプと、
前記第1タンクの底面、前記第2タンクの底面及び前記循環ポンプの底面と接触し、前記第1タンク、前記第2タンク、前記循環ポンプ内を循環するインクを加熱する単一のヒータと、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
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