JP2018043518A - Liquid circulation device, liquid discharge device, and liquid discharge method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、液体循環装置、液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a liquid circulation device, a liquid ejection device, and a liquid ejection method.
液体を吐出する液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドを含む循環路において液体を循環させる液体循環装置と、を備える液体吐出装置が知られている。このような液体吐出装置は、循環路に設けられた複数のタンク内の圧力をポンプで調整することで液体吐出ヘッドのノズルの液体圧力を調整している。しかし、ポンプの能力が経時的に変化する場合、液体圧力の調整が困難になる。 2. Description of the Related Art There is known a liquid ejection apparatus that includes a liquid ejection head that ejects liquid and a liquid circulation device that circulates liquid in a circulation path including the liquid ejection head. Such a liquid discharge apparatus adjusts the liquid pressure of the nozzle of the liquid discharge head by adjusting the pressure in a plurality of tanks provided in the circulation path with a pump. However, when the capacity of the pump changes with time, it is difficult to adjust the liquid pressure.
本発明が解決しようとする課題は、ノズルの液体圧力を適正に保つことが可能な液体循環装置、液体吐出装置及び液体吐出方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a liquid circulation device, a liquid discharge device, and a liquid discharge method capable of maintaining the liquid pressure of the nozzle appropriately.
実施形態に係る液体循環装置は、調整タンクと、第１ポンプと、第２ポンプと、圧力調整手段と、を備える。調整タンクは、液体を吐出する液体吐出ヘッドを通る循環路に配され、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留する。第１ポンプは、前記循環路において、前記液体吐出ヘッドの一次側と前記調整タンクとの間に設けられ、液体を前記液体吐出ヘッドに向けて送る。第２ポンプは、前記循環路において、前記液体吐出ヘッドの二次側と前記調整タンクとの間に設けられ、液体を前記調整タンクに向けて送る。圧力調整手段は、前記循環路における前記液体吐出ヘッドの一次側及び二次側の圧力に基づき、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプの送液能力を調整する。 The liquid circulation device according to the embodiment includes an adjustment tank, a first pump, a second pump, and a pressure adjustment unit. The adjustment tank is arranged in a circulation path that passes through the liquid discharge head that discharges the liquid, and stores the liquid supplied to the liquid discharge head. The first pump is provided between the primary side of the liquid discharge head and the adjustment tank in the circulation path, and sends the liquid toward the liquid discharge head. The second pump is provided between the secondary side of the liquid discharge head and the adjustment tank in the circulation path, and sends the liquid toward the adjustment tank. The pressure adjusting means adjusts the liquid feeding capacity of the first pump and the second pump based on the pressure on the primary side and the secondary side of the liquid discharge head in the circulation path.
以下、一実施形態にかかる液体吐出装置１０及び液体吐出装置１０を備えるインクジェット記録装置１について、図１乃至図６を参照して説明する。各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。図１はインクジェット記録装置１の構成を示す側面図である。図２は液体吐出装置１０の構成を示す説明図である。図３は液体吐出ヘッド２０の構成を示す説明図である。図４は第１循環ポンプ３３，第２循環ポンプ３６及び補給ポンプ５３の構成を示す説明図である。図５は液体吐出装置１０のモジュール制御部３８を示すブロック図である。図６は液体吐出装置１０の制御方法を示すフローチャートである。 Hereinafter, a liquid ejection apparatus 10 according to an embodiment and an inkjet recording apparatus 1 including the liquid ejection apparatus 10 will be described with reference to FIGS. 1 to 6. In each figure, the structure is appropriately enlarged, reduced, or omitted for explanation. FIG. 1 is a side view showing the configuration of the inkjet recording apparatus 1. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the liquid ejection apparatus 10. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the liquid discharge head 20. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the first circulation pump 33, the second circulation pump 36 and the replenishment pump 53. FIG. 5 is a block diagram showing the module control unit 38 of the liquid ejection apparatus 10. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for controlling the liquid ejection apparatus 10.
図１に示すインクジェット記録装置１は、複数の液体吐出装置１０と、液体吐出装置１０を移動可能に支持するヘッド支持機構１１と、記録媒体Ｓを移動可能に支持する媒体支持機構１２と、ホスト制御装置１３と、を備える。 An ink jet recording apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a plurality of liquid ejection devices 10, a head support mechanism 11 that movably supports the liquid ejection device 10, a medium support mechanism 12 that movably supports the recording medium S, and a host. And a control device 13.
図１に示すように、複数の液体吐出装置１０が、所定の方向に並列して配置されヘッド支持機構１１に支持される。液体吐出装置１０は、液体吐出ヘッド２０及び循環装置３０を一体に備える。液体吐出装置１０は、液体として例えばインクIを液体吐出ヘッド２０から吐出することで、対向して配される記録媒体Ｓに所望の画像を形成する。 As shown in FIG. 1, a plurality of liquid ejection devices 10 are arranged in parallel in a predetermined direction and supported by a head support mechanism 11. The liquid ejection device 10 includes a liquid ejection head 20 and a circulation device 30 as an integral unit. The liquid discharge apparatus 10 forms a desired image on the recording medium S arranged oppositely by discharging, for example, ink I as a liquid from the liquid discharge head 20.
複数の液体吐出装置１０は、複数の色、例えばシアンインク、マゼンタインク、イエロインク、ブラックインク、ホワイトインクを、それぞれ吐出するが、使用するインクIの色あるいは特性は限定されない。たとえば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可能である。複数の液体吐出装置１０は、それぞれ使用するインクが異なるものの同じ構成である。 The plurality of liquid ejection devices 10 eject a plurality of colors, for example, cyan ink, magenta ink, yellow ink, black ink, and white ink, respectively, but the color or characteristics of the ink I to be used is not limited. For example, instead of white ink, transparent glossy ink, special ink that develops color when irradiated with infrared rays or ultraviolet rays, and the like can be discharged. The plurality of liquid ejection devices 10 have the same configuration, although different inks are used.
図３に示される液体吐出ヘッド２０は、インクジェットヘッドであり、複数のノズル孔２１ａを有するノズルプレート２１と、基板２２と、基板２２に接合されたマニフォルド２３と、を備える。基板２２は、ノズルプレート２１に対向して接合され、ノズルプレート２１との間に複数のインク圧力室２５を含む所定のインク流路２８を形成する所定形状に構成されている。基板２２の、各インク圧力室２５に面する部位には、アクチュエータ２４が設けられている。基板２２は、同じ列の複数のインク圧力室２５の間に配される隔壁を備える。アクチュエータ２４は、ノズル孔２１ａに対向配置されており、アクチュエータ２４とノズル孔２１ａとの間にインク圧力室２５が形成される。
液体吐出ヘッド２０は、ノズルプレート２１と、基板２２と、マニフォルド２３とによって、内部にインク圧力室２５を有する所定の流路２８を構成する。基板２２の、各インク圧力室２５に面する部位には、電極２４ａ，２４ｂを備えるアクチュエータ２４が設けられている。アクチュエータ２４は駆動回路に接続される。液体吐出ヘッド２０は、モジュール制御部３８の制御によりアクチュエータ２４が電圧に応じて変形することで、対向配置されたノズル孔２１ａから液体を吐出させる。
The liquid discharge head 20 shown in FIG. 3 is an ink jet head, and includes a nozzle plate 21 having a plurality of nozzle holes 21 a, a substrate 22, and a manifold 23 bonded to the substrate 22. The substrate 22 is bonded to the nozzle plate 21 so as to form a predetermined ink flow path 28 including a plurality of ink pressure chambers 25 between the substrate 22 and the nozzle plate 21. Actuators 24 are provided at portions of the substrate 22 facing the ink pressure chambers 25. The substrate 22 includes a partition wall disposed between the plurality of ink pressure chambers 25 in the same row. The actuator 24 is disposed to face the nozzle hole 21a, and an ink pressure chamber 25 is formed between the actuator 24 and the nozzle hole 21a.
In the liquid ejection head 20, the nozzle plate 21, the substrate 22, and the manifold 23 constitute a predetermined flow path 28 having an ink pressure chamber 25 inside. An actuator 24 including electrodes 24 a and 24 b is provided on a portion of the substrate 22 facing each ink pressure chamber 25. The actuator 24 is connected to a drive circuit. The liquid discharge head 20 discharges the liquid from the nozzle holes 21a arranged to face each other as the actuator 24 is deformed according to the voltage under the control of the module control unit 38.
図２に示すように、循環装置３０は、金属製の連結部品により液体吐出ヘッド２０の上部に一体に連結されている。循環装置３０は、液体吐出ヘッド２０を通り液体が循環可能に構成された所定の循環路３１と、この循環路３１に順に設けられた調整タンクである中間タンク３２、第１循環ポンプ３３、第１タンクである上流タンク３４、第２タンクである下流タンク３５、及び第２循環ポンプ３６と、複数の開閉バルブ３７ａ，３７ｂと、液体吐出動作を制御するモジュール制御部３８と、を備える。 As shown in FIG. 2, the circulation device 30 is integrally connected to the upper portion of the liquid discharge head 20 by a metal connecting component. The circulation device 30 includes a predetermined circulation path 31 configured to be able to circulate liquid through the liquid discharge head 20, an intermediate tank 32 that is an adjustment tank provided in this circulation path 31 in order, a first circulation pump 33, An upstream tank 34 that is one tank, a downstream tank 35 that is a second tank, a second circulation pump 36, a plurality of on-off valves 37a and 37b, and a module control unit 38 that controls a liquid discharge operation.
また、循環装置３０は、循環路３１の外部に設けられる補給タンクとしてのカートリッジ５１と、供給路５２と、補給ポンプ５３と、を備える。カートリッジ５１は、中間タンク３２に供給されるインクを保有可能に構成され、内部の空気室は大気開放されている。供給路５２は中間タンク３２とカートリッジ５１とを接続する流路である。補給ポンプ５３は、供給路５２に設けられ、カートリッジ５１内のインクを中間タンク３２へ送液する。 The circulation device 30 includes a cartridge 51 as a supply tank provided outside the circulation path 31, a supply path 52, and a supply pump 53. The cartridge 51 is configured to be able to hold ink supplied to the intermediate tank 32, and the internal air chamber is open to the atmosphere. The supply path 52 is a flow path that connects the intermediate tank 32 and the cartridge 51. The replenishment pump 53 is provided in the supply path 52 and sends the ink in the cartridge 51 to the intermediate tank 32.
循環路３１を構成する第１流路３１ａ〜第４流路３１ｄ及び、供給路５２は、金属または樹脂材料で構成されるパイプと、パイプの外面を覆うチューブ、例えばＰＴＦＥチューブと、を備える。循環路３１は、中間タンク３２と上流タンク３４を接続する第１流路３１ａと、上流タンク３４と液体吐出ヘッド２０の供給口２０ａとを接続する第２流路３１ｂと、液体吐出ヘッド２０の回収口２０ｂと下流タンク３５とを接続する第３流路３１ｃと、下流タンク３５と中間タンク３２とを接続する第４流路３１ｄと、を備える。 The first flow path 31a to the fourth flow path 31d constituting the circulation path 31 and the supply path 52 include a pipe made of a metal or a resin material, and a tube that covers the outer surface of the pipe, for example, a PTFE tube. The circulation path 31 includes a first flow path 31 a that connects the intermediate tank 32 and the upstream tank 34, a second flow path 31 b that connects the upstream tank 34 and the supply port 20 a of the liquid discharge head 20, and the liquid discharge head 20. A third flow path 31c that connects the recovery port 20b and the downstream tank 35 and a fourth flow path 31d that connects the downstream tank 35 and the intermediate tank 32 are provided.
循環路３１は、中間タンク３２から第１流路３１ａ、第２流路３１ｂを通って液体吐出ヘッド２０の供給口２０ａに至り、液体吐出ヘッド２０の回収口２０ｂから第３流路３１ｃ及び第４流路３１ｄを通って中間タンク３２に至る。 The circulation path 31 passes from the intermediate tank 32 through the first flow path 31a and the second flow path 31b to the supply port 20a of the liquid discharge head 20, and from the recovery port 20b of the liquid discharge head 20 to the third flow path 31c and the second flow path 31c. It reaches the intermediate tank 32 through the four flow paths 31d.
中間タンク３２は、循環路３１によって液体吐出ヘッド２０に接続され、液体を貯留可能に構成されている。中間タンク３２内の液面には、気泡の混入を防止するために例えばポリイミドまたはＰＴＦＥで構成される隔膜３２ａが形成されている。中間タンク３２には中間タンク３２内の空気室を大気開放可能に構成された開閉バルブ３７ａが設けられている。また中間タンク３２の液面には、液位センサ５４が設けられている。 The intermediate tank 32 is connected to the liquid ejection head 20 by a circulation path 31, and is configured to be able to store liquid. A diaphragm 32a made of, for example, polyimide or PTFE is formed on the liquid surface in the intermediate tank 32 to prevent air bubbles from entering. The intermediate tank 32 is provided with an open / close valve 37a configured to open the air chamber in the intermediate tank 32 to the atmosphere. A liquid level sensor 54 is provided on the liquid level of the intermediate tank 32.
上流タンク３４は、液体吐出ヘッド２０の上流側に配され、液体を貯留可能に構成されている。上流タンク３４内の液体の表面には、気泡の混入を防止するために例えばポリイミドまたはＰＴＦＥで構成される隔膜３４ａが形成されている。上流タンク３４には第１の圧力検出部である第１圧力センサ３９ａが設けられている。 The upstream tank 34 is arranged on the upstream side of the liquid discharge head 20 and is configured to be able to store liquid. A diaphragm 34a made of, for example, polyimide or PTFE is formed on the surface of the liquid in the upstream tank 34 in order to prevent air bubbles from entering. The upstream tank 34 is provided with a first pressure sensor 39a which is a first pressure detection unit.
下流タンク３５は、液体吐出ヘッド２０の下流側に配され、液体を貯留可能に構成されている。下流タンク３５内の液体の表面には、気泡の混入を防止するために例えばポリイミドまたはＰＴＦＥで構成される隔膜３５ａが形成されている。下流タンク３５には第２の圧力検出部である第２圧力センサ３９ｂが設けられている。 The downstream tank 35 is arranged on the downstream side of the liquid ejection head 20 and is configured to be able to store liquid. On the surface of the liquid in the downstream tank 35, a diaphragm 35a made of, for example, polyimide or PTFE is formed in order to prevent air bubbles from entering. The downstream tank 35 is provided with a second pressure sensor 39b which is a second pressure detection unit.
第１圧力センサ３９ａは、上流タンク３４内の空気室の圧力を検出し、検出データをモジュール制御部３８へ送る。 The first pressure sensor 39 a detects the pressure of the air chamber in the upstream tank 34 and sends detection data to the module control unit 38.
第２圧力センサ３９ｂは、下流タンク３５内の空気室の圧力を検出し、検出データをモジュール制御部３８へ送る。 The second pressure sensor 39 b detects the pressure of the air chamber in the downstream tank 35 and sends detection data to the module control unit 38.
第１圧力センサ３９ａ及び第２圧力センサ３９ｂは、例えば半導体ピエゾ抵抗圧力センサを利用して圧力を電気信号として出力する。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る。半導体ピエゾ抵抗圧力センサは、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。 The first pressure sensor 39a and the second pressure sensor 39b output pressure as an electrical signal using, for example, a semiconductor piezoresistive pressure sensor. The semiconductor piezoresistive pressure sensor includes a diaphragm that receives pressure from the outside, and a semiconductor strain gauge formed on the surface of the diaphragm. The semiconductor piezoresistive pressure sensor detects a pressure by converting a change in electrical resistance due to a piezoresistive effect generated in a strain gauge in accordance with a deformation of a diaphragm due to an external pressure into an electric signal.
液位センサ５４は、液面に浮かび上下動するフロート５５と、上下２カ所の所定位置に設けられたホールＩＣ５６ａ、５６ｂと、を備えて構成されている。液位センサ５４は、ホールＩＣ５６ａ，５６ｂによって、フロート５５が上限位置及び下限位置に至ることを検出することで、中間タンク３２内のインク量を検出し、検出したデータをモジュール制御部３８へ送る。 The liquid level sensor 54 includes a float 55 that floats on the liquid surface and moves up and down, and Hall ICs 56a and 56b provided at two predetermined positions. The liquid level sensor 54 detects the ink amount in the intermediate tank 32 by detecting that the float 55 reaches the upper limit position and the lower limit position by the Hall ICs 56a and 56b, and sends the detected data to the module control unit 38. .
開閉バルブ３７ａ，３７ｂは、中間タンク３２及び下流タンク３５にそれぞれ設けられている。開閉バルブ３７ａ，３７ｂは例えば電源が入った時に開き、電源が切れたら閉じる、ノーマルクローズのソレノイド開閉バルブである。開閉バルブ３７ａ，３７ｂはモジュール制御部３８の制御により開閉されることで、中間タンク３２及び下流タンク３５の空気室をそれぞれ大気に対して開閉可能に構成される。 The on-off valves 37a and 37b are provided in the intermediate tank 32 and the downstream tank 35, respectively. The open / close valves 37a and 37b are, for example, normally closed solenoid open / close valves that open when the power is turned on and close when the power is turned off. The on-off valves 37a and 37b are configured to be able to open and close the air chambers of the intermediate tank 32 and the downstream tank 35 with respect to the atmosphere by being opened and closed under the control of the module control unit 38.
第１循環ポンプ３３は、循環路３１の第１流路３１ａに設けられている。第１循環ポンプ３３は、液体吐出ヘッド２０の一次側と中間タンク３２との間であって、上流タンク３４の上流側に配され、下流に配される液体吐出ヘッド２０に向けて液体を送る。 The first circulation pump 33 is provided in the first flow path 31 a of the circulation path 31. The first circulation pump 33 is arranged between the primary side of the liquid discharge head 20 and the intermediate tank 32, is arranged upstream of the upstream tank 34, and sends the liquid toward the liquid discharge head 20 arranged downstream. .
第２循環ポンプ３６は、循環路３１の第４流路３１ｄに設けられている。第２循環ポンプ３６は、液体吐出ヘッド２０の二次側と中間タンク３２との間であって下流タンク３５の下流側に配され、下流に配される中間タンク３２に向けて液体を送る。 The second circulation pump 36 is provided in the fourth flow path 31 d of the circulation path 31. The second circulation pump 36 is arranged between the secondary side of the liquid discharge head 20 and the intermediate tank 32 and downstream of the downstream tank 35, and sends the liquid toward the intermediate tank 32 arranged downstream.
補給ポンプ５３は、供給路５２に設けられている。補給ポンプ５３は、カートリッジ５１内に保有されたインクＩを、中間タンク３２に向けて送る。 The replenishment pump 53 is provided in the supply path 52. The replenishment pump 53 sends the ink I held in the cartridge 51 toward the intermediate tank 32.
第１循環ポンプ３３、第２循環ポンプ３６、及び補給ポンプ５３は、例えば図４に示されるように圧電ポンプ６０で構成されている。圧電ポンプ６０は、ポンプ室５８と、ポンプ室５８に設けられ電圧により振動する圧電アクチュエータ５９と、ポンプ室５８の入口及び出口に配された逆止弁６１，６２と、を備える。圧電アクチュエータ５９は、例えば約５０Ｈｚから２００Ｈｚの周波数で振動可能に構成される。第１循環ポンプ３３、第２循環ポンプ３６、及び補給ポンプ５３は、配線により駆動回路に接続されモジュール制御部３８の制御によって制御可能に構成されている。圧電ポンプ６０は、交流電圧が印加され、圧電アクチュエータ５９が動作させられると、ポンプ室５８の容積が変化する。圧電ポンプ６０は、印加する電圧が変化すると圧電アクチュエータ５９の最大変化量が変化し、ポンプ室５８の容積変化量が変化する。そして、ポンプ室５８の容積が大きくなる方向へ変形すると、ポンプ室５８の入口の逆止弁６１が開き、インクがポンプ室５８に流入する。一方ポンプ室５８の容積が小さくなる方向へ変化すると、ポンプ室５８の出口の逆止弁６２が開きインクがポンプ室５８から流出する。圧電ポンプ６０は、ポンプ室５８の拡張と収縮を繰り返してインクＩを下流に送液する。したがって、圧電アクチュエータ５９に印加する電圧が大きいと送液能力が強く、電圧が小さいと送液能力が弱くなる。例えば本実施形態においては圧電アクチュエータ５９に印加する電圧を５０Ｖから１５０Ｖの間で変化させている。 The first circulation pump 33, the second circulation pump 36, and the replenishment pump 53 are constituted by a piezoelectric pump 60 as shown in FIG. 4, for example. The piezoelectric pump 60 includes a pump chamber 58, a piezoelectric actuator 59 that is provided in the pump chamber 58 and vibrates by voltage, and check valves 61 and 62 disposed at the inlet and outlet of the pump chamber 58. The piezoelectric actuator 59 is configured to be able to vibrate at a frequency of about 50 Hz to 200 Hz, for example. The first circulation pump 33, the second circulation pump 36, and the replenishment pump 53 are connected to a drive circuit by wiring and can be controlled by the control of the module control unit 38. When the AC voltage is applied to the piezoelectric pump 60 and the piezoelectric actuator 59 is operated, the volume of the pump chamber 58 changes. In the piezoelectric pump 60, when the applied voltage changes, the maximum change amount of the piezoelectric actuator 59 changes, and the volume change amount of the pump chamber 58 changes. When the capacity of the pump chamber 58 is increased, the check valve 61 at the inlet of the pump chamber 58 is opened and ink flows into the pump chamber 58. On the other hand, when the volume of the pump chamber 58 changes in the decreasing direction, the check valve 62 at the outlet of the pump chamber 58 is opened and ink flows out of the pump chamber 58. The piezoelectric pump 60 repeats expansion and contraction of the pump chamber 58 and sends the ink I downstream. Therefore, when the voltage applied to the piezoelectric actuator 59 is large, the liquid feeding ability is strong, and when the voltage is small, the liquid feeding ability is weak. For example, in this embodiment, the voltage applied to the piezoelectric actuator 59 is changed between 50V and 150V.
図５に示すように、モジュール制御部３８は、循環装置３０に一体に搭載された制御基板上に、ＣＰＵ７１と、各要素を駆動する駆動回路と各種データを記憶する記憶部７２と、外部に設けられるホスト制御装置１３との通信用の通信インターフェース７３と、を備える。記憶部７２は例えばプログラムメモリ及びＲＡＭを備えて構成される。 As shown in FIG. 5, the module control unit 38 has a CPU 71, a drive circuit that drives each element, a storage unit 72 that stores various data, and an external device on a control board that is integrally mounted on the circulation device 30. And a communication interface 73 for communication with the host controller 13 provided. The storage unit 72 includes, for example, a program memory and a RAM.
モジュール制御部３８は、通信インターフェース７３によってホスト制御装置（ホストコンピュータ）１３と接続された状態で、ホスト制御装置１３と通信することにより、動作条件等の各種情報を受信する。 The module control unit 38 receives various types of information such as operating conditions by communicating with the host control device 13 while being connected to the host control device (host computer) 13 through the communication interface 73.
ユーザの入力操作やインクジェット記録装置１のホスト制御装置１３からの指示は、通信インターフェース７３によって、モジュール制御部３８のＣＰＵ７１に送信される。また、モジュール制御部３８が取得する各種情報は、通信インターフェース７３経由でＰＣアプリケーションまたはインクジェット記録装置１のホスト制御装置１３に送られる。 User input operations and instructions from the host control device 13 of the inkjet recording apparatus 1 are transmitted to the CPU 71 of the module control unit 38 via the communication interface 73. Various information acquired by the module control unit 38 is sent to the PC application or the host control device 13 of the inkjet recording apparatus 1 via the communication interface 73.
ＣＰＵ７１は、モジュール制御部３８の中枢部分に相当する。ＣＰＵ７１は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムに従って、液体吐出装置の各種の機能を実現するべく、各部を制御する。 The CPU 71 corresponds to the central part of the module control unit 38. The CPU 71 controls each unit in order to realize various functions of the liquid ejection device in accordance with an operating system and application programs.
ＣＰＵ７１には、循環装置３０の各種ポンプ３３，３６，５３の駆動回路７５ａ，７５ｂ，７５ｃや各種センサ３９ａ，３９ｂ，５４が接続されている。 Connected to the CPU 71 are drive circuits 75a, 75b, 75c of various pumps 33, 36, 53 of the circulation device 30 and various sensors 39a, 39b, 54.
例えばＣＰＵ７１は、循環ポンプ３３，３６の動作を制御することで、インクを循環させる循環手段としての機能を有する。 For example, the CPU 71 has a function as a circulating means for circulating ink by controlling the operations of the circulation pumps 33 and 36.
また、ＣＰＵ７１は、液位センサ５４や圧力センサ３９ａ，３９ｂによって検知した情報に基づき、補給ポンプ５３の動作を制御することで、カートリッジ５１からインクを循環路３１に補給する補給手段としての機能を有する。 Further, the CPU 71 functions as a replenishing means for replenishing ink from the cartridge 51 to the circulation path 31 by controlling the operation of the replenishment pump 53 based on information detected by the liquid level sensor 54 and the pressure sensors 39a and 39b. Have.
さらにＣＰＵ７１は、第１圧力センサ３９ａ、第２圧力センサ３９ｂ、及び液位センサ５４にて検知した情報に基づき、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６の送液能力を制御することで、ノズル孔２１ａのインク圧力を調整する圧力調整手段としての機能を有する。 Further, the CPU 71 controls the liquid feeding capacity of the first circulation pump 33 and the second circulation pump 36 based on the information detected by the first pressure sensor 39a, the second pressure sensor 39b, and the liquid level sensor 54. It has a function as a pressure adjusting means for adjusting the ink pressure of the nozzle hole 21a.
記憶部７２は、例えばプログラムメモリやＲＡＭを備える。記憶部７２には、アプリケーションプログラムや各種の設定値が記憶されている。記憶部７２には、例えば圧力制御に用いられる制御データとして、ノズル孔２１ａのインク圧力を算出する算出式や、目標圧力範囲、各ポンプの調整最大値などの各種設定値が記憶されている。 The storage unit 72 includes, for example, a program memory and a RAM. The storage unit 72 stores application programs and various setting values. The storage unit 72 stores various setting values such as a calculation formula for calculating the ink pressure of the nozzle hole 21a, a target pressure range, and an adjustment maximum value of each pump as control data used for pressure control, for example.
以下本実施形態にかかる液体吐出装置１０における液体吐出方法及び液体吐出装置１０の制御方法について、図６のフローチャートを参照して説明する。 Hereinafter, a liquid discharge method and a control method of the liquid discharge apparatus 10 in the liquid discharge apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
ＣＰＵは、Ａｃｔ１において、循環開始の指示を待機する。例えばホスト制御装置１３からの指令により循環開始の指示を検知すると、Ａｃｔ２の処理に進む。なお、印字動作として、ホスト制御装置１３は、記録媒体Ｓの搬送方向に対して直交する方向に液体吐出装置１０を往復移動させながら、インク吐出動作を行うことにより記録媒体Ｓに画像を形成する。具体的には、ＣＰＵ７１は、ヘッド支持機構１１に設けられたキャリッジ１１ａを記録媒体Ｓの方向に搬送し、矢印Ａ方向に往復移動する。また、ＣＰＵ７１は、画像データに応じた画像信号を液体吐出ヘッド２０の駆動回路７５ｅに送り、液体吐出ヘッド２０のアクチュエータ２４を選択的に駆動して、ノズル孔２１ａから記録媒体Ｓにインク滴を吐出する。 In Act1, the CPU waits for an instruction to start circulation. For example, when an instruction to start circulation is detected by a command from the host control device 13, the process proceeds to Act2. As a printing operation, the host control device 13 forms an image on the recording medium S by performing an ink ejection operation while reciprocating the liquid ejection device 10 in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium S. . Specifically, the CPU 71 transports the carriage 11 a provided in the head support mechanism 11 in the direction of the recording medium S, and reciprocates in the direction of arrow A. Further, the CPU 71 sends an image signal corresponding to the image data to the drive circuit 75e of the liquid discharge head 20, selectively drives the actuator 24 of the liquid discharge head 20, and causes ink droplets to be ejected from the nozzle holes 21a onto the recording medium S. Discharge.
Ａｃｔ２において、ＣＰＵ７１は、第１の循環ポンプ３３及び第２の循環ポンプ３６を駆動し、インク循環動作を開始する。インクＩは、中間タンク３２から、上流タンク３４、液体吐出ヘッド２０に至り、下流タンク３５を経て再び中間タンク３２に流入するように循環する。この循環動作によりインクＩに含まれる不純物は循環路３１に設けられたフィルタによって除去される。 In Act 2, the CPU 71 drives the first circulation pump 33 and the second circulation pump 36 to start the ink circulation operation. The ink I circulates from the intermediate tank 32 to the upstream tank 34 and the liquid discharge head 20 and then flows again into the intermediate tank 32 via the downstream tank 35. By this circulation operation, impurities contained in the ink I are removed by a filter provided in the circulation path 31.
Ａｃｔ３において、ＣＰＵ７１は、中間タンク３２の開閉バルブ３７ａを開け、大気開放する。中間タンク３２は大気開放され、常に一定圧力となるため、液体吐出ヘッド２０のインク消費による循環経路内の圧力低下が防止される。ここで、開閉バルブ３７ａを長時間開くことで開閉バルブ３７ａの温度上昇が懸念される場合は、定期的に短時間開閉バルブ３７ａを開くのみでも良い。循環経路が過度に圧力低下しなければ、開閉バルブ３７ａを閉じていてもノズルのインク圧力を一定に保つことが可能である。なお、ソレノイド式の開閉バルブ３７ａはノーマルクローズである。このため、開閉バルブ３７ａは、停電などにより急に装置への給電が停止しても、瞬時に閉じることで中間タンク３２を大気圧から遮断し、循環路３１を密閉することができる。したがって、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａからインクＩが垂れることを抑制できる。 In Act 3, the CPU 71 opens the open / close valve 37 a of the intermediate tank 32 and opens it to the atmosphere. Since the intermediate tank 32 is opened to the atmosphere and always has a constant pressure, a pressure drop in the circulation path due to ink consumption of the liquid discharge head 20 is prevented. Here, when there is a concern about the temperature rise of the opening / closing valve 37a by opening the opening / closing valve 37a for a long time, it is only necessary to periodically open the opening / closing valve 37a for a short time. If the pressure in the circulation path does not drop excessively, the ink pressure of the nozzles can be kept constant even when the on-off valve 37a is closed. The solenoid-type opening / closing valve 37a is normally closed. For this reason, even if the power supply to the apparatus is suddenly stopped due to a power failure or the like, the open / close valve 37a can be closed instantaneously to shut off the intermediate tank 32 from the atmospheric pressure and seal the circulation path 31. Therefore, it is possible to suppress the ink I from dripping from the nozzle holes 21a of the liquid discharge head 20.
Ａｃｔ４において、ＣＰＵ７１は、第１圧力センサ３９ａ及び第２圧力センサ３９ｂから送信される上流側及び下流側の圧力データを検出する。また、ＣＰＵ７１は、液位センサ５４から送信されるデータに基づいて、中間タンク３２の液位を検出する。 In Act 4, the CPU 71 detects upstream and downstream pressure data transmitted from the first pressure sensor 39a and the second pressure sensor 39b. Further, the CPU 71 detects the liquid level in the intermediate tank 32 based on the data transmitted from the liquid level sensor 54.
Ａｃｔ５において、ＣＰＵ７１は、液面調整を開始する。具体的には、ＣＰＵ７１は、液位センサ５４の検知結果に基づき、補給ポンプ５３を駆動することで、カートリッジ５１からのインク補給を行い、液面位置を適正範囲に調整する。例えばプリント時にノズル孔２１ａからインク滴ＩＤを吐出し、中間タンク３２のインク量が瞬間的に減少し、液面が下がると、インク補給を行う。再びインク量が増加し、液位センサ５４の出力が反転したら、ＣＰＵ７１は補給ポンプ５３を停止する。 In Act 5, the CPU 71 starts liquid level adjustment. Specifically, the CPU 71 drives the replenishment pump 53 based on the detection result of the liquid level sensor 54 to replenish ink from the cartridge 51 and adjust the liquid level position to an appropriate range. For example, when ink droplet ID is ejected from the nozzle hole 21a at the time of printing and the ink amount in the intermediate tank 32 decreases momentarily and the liquid level falls, ink replenishment is performed. When the ink amount increases again and the output of the liquid level sensor 54 is reversed, the CPU 71 stops the replenishment pump 53.
Ａｃｔ６において、ＣＰＵ７１は、圧力データからノズルのインク圧力を検出する。具体的には、圧力センサから送信される上流側及び下流側の圧力データに基づいて、所定の演算式を用いて、ノズル孔２１ａのインク圧力を算出する。 In Act 6, the CPU 71 detects the ink pressure of the nozzle from the pressure data. Specifically, based on upstream and downstream pressure data transmitted from the pressure sensor, the ink pressure in the nozzle hole 21a is calculated using a predetermined arithmetic expression.
例えば、上流タンク３４の空気室の圧力値Ｐｈと下流タンク３５の空気室の圧力値Ｐｌの平均値に、上流タンク３４および下流タンク３５内の液面高さとノズル面高さの水頭差によって発生する圧力ρｇｈを足すことでノズルのインク圧力Ｐｎを得ることができる。ここで、ρ：インクの密度、ｇ：重力加速度、ｈ：上流タンク３４および下流タンク３５内の液面とノズル面の高さ方向の距離、とする。上流タンク３４および下流タンク３５内の液面高さは隔膜３４ａおよび隔膜３５ａに一致し、隔膜３４ａと隔膜３５ａは同じ高さに設定されている。 For example, the average value of the pressure value Ph of the air chamber of the upstream tank 34 and the pressure value Pl of the air chamber of the downstream tank 35 is generated due to a water head difference between the liquid surface height and the nozzle surface height in the upstream tank 34 and the downstream tank 35. The ink pressure Pn of the nozzle can be obtained by adding the pressure ρgh to be applied. Here, ρ is the density of the ink, g is the acceleration of gravity, and h is the distance in the height direction between the liquid surface in the upstream tank 34 and the downstream tank 35 and the nozzle surface. The liquid level height in the upstream tank 34 and the downstream tank 35 coincides with the diaphragm 34a and the diaphragm 35a, and the diaphragm 34a and the diaphragm 35a are set to the same height.
また、ＣＰＵ７１は、圧力調整処理として、圧力データから算出されるノズルのインク圧力Ｐｎに基づき、駆動電圧を算出する。そして、ＣＰＵ７１はノズルのインク圧力Ｐｎを適正値になるように、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を駆動することで、液体吐出ヘッド２０のノズル孔２１ａからインクＩが漏れず、且つノズル孔から気泡を吸引しない程度の負圧を維持し、メニスカスＭｅを維持する。ここでは一例として目標値の上限をＰ１Ｈ、下限をＰ１Ｌとする。 Further, the CPU 71 calculates a driving voltage based on the ink pressure Pn of the nozzle calculated from the pressure data as the pressure adjustment process. Then, the CPU 71 drives the first circulation pump 33 and the second circulation pump 36 so that the ink pressure Pn of the nozzle becomes an appropriate value, so that the ink I does not leak from the nozzle hole 21a of the liquid ejection head 20, and A negative pressure that does not suck air bubbles from the nozzle holes is maintained, and the meniscus Me is maintained. Here, as an example, the upper limit of the target value is P1H, and the lower limit is P1L.
ＣＰＵ７１はＡｃｔ７において、ノズルのインク圧力Ｐｎが適正範囲内であるか、すなわちＰ１Ｌ≦Ｐｎ≦Ｐ１Ｈであるか、を判定する。適正範囲外である場合に（Ａｃｔ７のＮｏ）、ＣＰＵ７１はＡｃｔ８として、ノズルのインク圧力Ｐｎが目標値上限Ｐ１Ｈを上回るか否かを判定する。 In Act 7, the CPU 71 determines whether the ink pressure Pn of the nozzle is within an appropriate range, that is, whether P1L ≦ Pn ≦ P1H. When it is outside the proper range (No in Act7), the CPU 71 determines whether the ink pressure Pn of the nozzle exceeds the target value upper limit P1H as Act8.
なお、液体吐出ヘッド２０のノズルのインク圧力は、第１循環ポンプ３３の駆動が相対的に強い場合には加圧され、第２循環ポンプ３６の駆動が相対的に強い場合に減圧される。
ＣＰＵ７１は、さらに、駆動電圧が各ポンプ３３，３６の調整範囲内であるか否かについて判定し（Ａｃｔ９，Ａｃｔ１２）、駆動電圧がポンプ３３，３６の調整最大値Ｖｍａｘを超える場合には他のポンプ３６，３３を用いて加圧及び減圧する。
具体的には、ノズルのインク圧力Ｐｎが適正範囲外であり（Ａｃｔ７のＮｏ）、かつノズルのインク圧力Ｐｎが目標値上限Ｐ1Ｈを上回らない場合（Ａｃｔ８のＮｏ）、すなわちノズルのインク圧力Ｐｎが目標下限Ｐ1Ｌを下回る場合には、ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ９として加圧側の第１循環ポンプ３３の駆動電圧Ｖ＋が調整最大値Ｖｍａｘ以上である、すなわち第１循環ポンプ３３の調整可能範囲を超えるか否か、判断する。ＣＰＵ７１は、加圧側の第１循環ポンプ３３の駆動電圧Ｖ＋が調整最大値Ｖｍａｘ以上である場合（Ａｃｔ９のＹｅｓ）、Ａｃｔ１０として、第２循環ポンプの電圧を下げることで、加圧する。一方ＣＰＵ７１は、加圧側の第１循環ポンプの駆動電圧Ｖ＋が調整最大値Ｖｍａｘ未満であり、調整可能範囲内であれば（Ａｃｔ９のＮｏ）、Ａｃｔ１１として、第１循環ポンプ３３の駆動電圧を上げることで、加圧する。
Note that the ink pressure of the nozzles of the liquid discharge head 20 is increased when the first circulation pump 33 is relatively strong and is decreased when the second circulation pump 36 is relatively strong.
The CPU 71 further determines whether or not the drive voltage is within the adjustment range of the pumps 33 and 36 (Act 9 and Act 12), and if the drive voltage exceeds the adjustment maximum value Vmax of the pumps 33 and 36, the other is determined. Pressurize and depressurize using pumps 36 and 33.
Specifically, when the ink pressure Pn of the nozzle is outside the proper range (No in Act 7) and the ink pressure Pn of the nozzle does not exceed the target value upper limit P1H (No in Act 8), that is, the ink pressure Pn of the nozzle is When the target lower limit P1L is not reached, the CPU 71 determines whether or not the drive voltage V + of the first circulation pump 33 on the pressurization side is greater than or equal to the adjustment maximum value Vmax as Act9, that is, exceeds the adjustable range of the first circulation pump 33. ,to decide. When the drive voltage V + of the first circulation pump 33 on the pressurization side is equal to or greater than the adjustment maximum value Vmax (Yes in Act 9), the CPU 71 increases the pressure by reducing the voltage of the second circulation pump as Act 10. On the other hand, if the drive voltage V + of the pressurization-side first circulation pump is less than the maximum adjustment value Vmax and is within the adjustable range (No in Act 9), the CPU 71 increases the drive voltage of the first circulation pump 33 as Act 11. Then pressurize.
Ａｃｔ８において、ノズルのインク圧力Ｐｎが目標値上限Ｐ１Ｈを上回る場合（Ａｃｔ８のｙｅｓ）には、ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ１２として減圧側の第２循環ポンプ３６の駆動電圧Ｖ−が調整最大値Ｖｍａｘ以上であるか、すなわち第２循環ポンプ３６の調整範囲を超えるか否かを判断する。ＣＰＵ７１は、減圧側の第２循環ポンプ３６の駆動電圧Ｖ−が調整最大値Ｖｍａｘ以上である場合（Ａｃｔ１２のＹｅｓ）、Ａｃｔ１３として、第１循環ポンプ３３の電圧を下げることで、減圧する。一方ＣＰＵ７１は、減圧側の第２循環ポンプ３６の駆動電圧Ｖ−が調整最大値Ｖｍａｘ未満であり、調整可能範囲内にあれば（Ａｃｔ１２のＮｏ）、Ａｃｔ１４として、第２循環ポンプ３６の駆動電圧を上げることで、減圧する。 In Act 8, when the ink pressure Pn of the nozzle exceeds the target value upper limit P1H (Yes in Act 8), the CPU 71 determines that the drive voltage V− of the second circulating pump 36 on the pressure reducing side is equal to or greater than the adjustment maximum value Vmax as Act 12. That is, it is determined whether or not the adjustment range of the second circulation pump 36 is exceeded. When the drive voltage V− of the second circulation pump 36 on the decompression side is equal to or greater than the adjustment maximum value Vmax (Yes in Act 12), the CPU 71 reduces the voltage by reducing the voltage of the first circulation pump 33 as Act 13. On the other hand, if the drive voltage V− of the second circulation pump 36 on the decompression side is less than the maximum adjustment value Vmax and is within the adjustable range (No in Act12), the CPU 71 sets the drive voltage of the second circulation pump 36 as Act14. Increase the pressure to reduce the pressure.
以降、ＣＰＵ７１は、Ａｃｔ１５において循環終了指令を検出するまで、Ａｃｔ４〜Ａｃｔ１４のフィードバック制御を行う。そして、ＣＰＵ７１は、例えばホスト制御装置１３からの指令により循環終了の指示を検出すると、（Ａｃｔ１５のＹｅｓ）、中間タンク３２の開閉バルブ３７ａを閉じ、中間タンク３２を密閉する（Ａｃｔ１６）。さらにＣＰＵ７１は、第１循環ポンプ３３及び第２循環ポンプ３６を停止し、循環処理を終了する（Ａｃｔ１７）。 Thereafter, the CPU 71 performs feedback control of Act4 to Act14 until it detects a circulation end command in Act15. Then, for example, when the CPU 71 detects a circulation end instruction by a command from the host controller 13 (Yes in Act 15), the CPU 71 closes the open / close valve 37a of the intermediate tank 32 and seals the intermediate tank 32 (Act 16). Furthermore, the CPU 71 stops the first circulation pump 33 and the second circulation pump 36 and ends the circulation process (Act 17).
以上の様に構成された液体吐出装置１０は、液体吐出ヘッド２０の上流側と下流側の双方にて圧力を検出し、加圧する第１循環ポンプ３３と第２循環ポンプ３６により圧力をフィードバック制御することにより、ノズルのインク圧力を適正に維持することが可能となる。このため、例えば経時的にポンプ性能が変化した場合であっても適正な圧力制御を実現することができる。 The liquid ejection device 10 configured as described above detects pressure on both the upstream side and the downstream side of the liquid ejection head 20 and feedback-controls the pressure by the first circulation pump 33 and the second circulation pump 36 that pressurize the pressure. By doing so, it is possible to maintain the ink pressure of the nozzles appropriately. For this reason, for example, even when the pump performance changes over time, appropriate pressure control can be realized.
また、液体吐出装置１０において、循環ポンプ３３，３６として圧電ポンプ６０を用いるため、構成が単純であるとともに、材料選定が容易である。すなわち、圧電ポンプ６０はモータやソレノイド等の大きな駆動源が不要であり、一般的なダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、チューブポンプよりも小型にすることができる。また、例えば、チューブポンプを用いればチューブとインクが接触する可能性が有るため、チューブまたはインクの劣化が生じないような材料選定をする必要がある。一方、圧電ポンプ６０としたことで、材料選定が容易である。例えば本実施形態においては圧電ポンプ６０の接液部品を耐薬品性に優れるＳＵＳ３１６Ｌ、ＰＰＳ，ＰＰＡ、ポリイミドで構成することが可能である。 In addition, since the piezoelectric pump 60 is used as the circulation pumps 33 and 36 in the liquid discharge device 10, the configuration is simple and the material selection is easy. That is, the piezoelectric pump 60 does not require a large drive source such as a motor or a solenoid, and can be made smaller than a general diaphragm pump, piston pump, or tube pump. For example, if a tube pump is used, there is a possibility that the tube and the ink come into contact with each other. Therefore, it is necessary to select a material that does not cause deterioration of the tube or the ink. On the other hand, the piezoelectric pump 60 makes it easy to select materials. For example, in this embodiment, the wetted parts of the piezoelectric pump 60 can be made of SUS316L, PPS, PPA, or polyimide that has excellent chemical resistance.
また、上記実施形態においては、電圧を上げると加圧でき、電圧を下げると減圧ができる上流側の第１循環ポンプ３３と、電圧を上げることで減圧、電圧を下げることで加圧できる下流側の第２循環ポンプ３６を用いたことで、駆動電圧が調整可能範囲を超える場合に、他のポンプを用いることができるため、高精度の制御が実現できる。また、循環装置３０に、第１の循環ポンプ３３、第２の循環ポンプ３６、補給ポンプ５３、圧力センサ３９ａ，３９ｂ、液位センサ５４、制御基板７０、その他のインク供給、循環、圧力調整の制御に必要な機能が集約している。このため、大型の据え置き型の循環装置に比べ、インクジェット記録装置１の本体とキャリッジ１１ａとの間の流路の接続や電気的接続が簡略化できる。この結果、インクジェット記録装置１の小型化、軽量化及び低コスト化が可能である。 Further, in the above embodiment, the first circulation pump 33 on the upstream side that can be pressurized when the voltage is raised and the pressure can be reduced when the voltage is lowered, and the downstream side that can be pressurized by raising the voltage and reducing the voltage. By using the second circulation pump 36, when the drive voltage exceeds the adjustable range, other pumps can be used, so that highly accurate control can be realized. Further, the circulation device 30 includes a first circulation pump 33, a second circulation pump 36, a replenishment pump 53, pressure sensors 39a and 39b, a liquid level sensor 54, a control board 70, and other ink supply, circulation, and pressure adjustment. Functions necessary for control are consolidated. For this reason, compared with a large stationary circulation device, the connection of the flow path and the electrical connection between the main body of the inkjet recording apparatus 1 and the carriage 11a can be simplified. As a result, the inkjet recording apparatus 1 can be reduced in size, weight, and cost.
また、液体吐出装置１０において制御基板７０上にフィードバック制御に必要な部品が一体に搭載されていることから、通信インターフェース７３にはそれほど高速な応答を要求されない動作指示や状態連絡等の情報データしか流れないため、通信インターフェース７３のデータ転送速度の要求を緩和できるという効果も得られる。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態にかかる液体吐出装置１０Ａについて、図７を参照して説明する。図７は液体吐出装置１０Ａの構成を示す説明図である。なお、第２実施形態に係る液体吐出装置１０Ａは、中間タンク３２としてカートリッジ５１を用いたことを除いては、上記第１実施形態にかかる液体吐出装置１０と同様であるため共通する説明を省略する。
In addition, since components necessary for feedback control are integrally mounted on the control board 70 in the liquid ejection device 10, the communication interface 73 requires only information data such as operation instructions and status notifications that do not require a very fast response. Since it does not flow, the effect that the data transfer rate requirement of the communication interface 73 can be relaxed can be obtained.
[Second Embodiment]
Hereinafter, a liquid ejection apparatus 10A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the liquid ejection apparatus 10A. Since the liquid ejection apparatus 10A according to the second embodiment is the same as the liquid ejection apparatus 10 according to the first embodiment except that the cartridge 51 is used as the intermediate tank 32, a common description is omitted. To do.
図７に示すように、第２実施形態にかかる液体吐出装置１０Ａでは、中間タンク３２として、上流タンク３４と下流タンク３５との間の循環路３１に大気開放可能な中間タンク３２を配した。すなわち液体吐出装置１０におけるカートリッジ５１を中間タンク３２として用いる。なお、中間タンク３２は常時大気開放してもよい。本実施形態においても上記第１実施形態と同様の効果が得られる。また、カートリッジ５１を中間タンク３２として用いることで、構成を省略することができる。 As shown in FIG. 7, in the liquid ejection device 10 </ b> A according to the second embodiment, an intermediate tank 32 that can be opened to the atmosphere is disposed as an intermediate tank 32 in a circulation path 31 between an upstream tank 34 and a downstream tank 35. That is, the cartridge 51 in the liquid ejection apparatus 10 is used as the intermediate tank 32. The intermediate tank 32 may be always open to the atmosphere. Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained. Further, the configuration can be omitted by using the cartridge 51 as the intermediate tank 32.
なお、以上説明した実施形態の液体循環装置の構成は限定されない。例えば液体吐出装置１０，１０Ａは、インク以外の液体を吐出することもできる。インク以外を吐出する液体吐出装置としては、例えば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等であっても良い。 In addition, the structure of the liquid circulation apparatus of embodiment described above is not limited. For example, the liquid ejecting apparatuses 10 and 10A can eject liquids other than ink. As a liquid ejection device that ejects materials other than ink, for example, a device that ejects liquid containing conductive particles for forming a wiring pattern of a printed wiring board may be used.
液体吐出ヘッド２０は、上記の他、例えば静電気で振動板を変形してインク滴を吐出する構造、あるいはヒータ等の熱エネルギーを利用してノズルからインク滴を吐出する構造等でもよい。 In addition to the above, the liquid discharge head 20 may have, for example, a structure that discharges ink droplets by deforming a diaphragm with static electricity, or a structure that discharges ink droplets from nozzles using thermal energy such as a heater.
また、上記実施形態においては液体吐出装置はインクジェット記録装置１に用いられる例を示したが、これに限られるものではなく、例えば３Ｄプリンタ、産業用の製造機械、医療用途にも用いることが可能であり、小型軽量化及び低コスト化が可能である。 In the above embodiment, the liquid ejection apparatus is used in the ink jet recording apparatus 1. However, the liquid ejection apparatus is not limited thereto, and can be used for, for example, a 3D printer, an industrial manufacturing machine, and a medical application. Therefore, the size and weight can be reduced and the cost can be reduced.
なお、第１循環ポンプ３３、第２循環ポンプ３６、及び補給ポンプ５３として、圧電ポンプ６０に代えて例えばチューブポンプ、ダイヤフラムポンプ、或いはピストンポンプ等を利用しても良い。
また、第１実施形態においては各タンク３２，３４，３５の液面に隔膜３２ａ，３４ａ，３５ａを備える例を示したが、これに限られるものではなく、隔膜３２ａ，３４ａ，３５ａは適宜省略してもよい。例えば他の実施形態として図８に示す様に、中間タンク３２の液面に隔膜がなく、中間タンク３２内において液面が空気室に触れる構成とすることも可能である。この場合、中間タンク３２の液面から気泡が除去されやすくなる。
また、上記第１実施形態においては中間タンク３２に開閉バルブ３７ａ及び下流タンク３５に開閉バルブ３７ｂを備える例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として、図８に示す様に、モジュール制御部３８の制御により開閉される開閉バルブ３７ｃが上流タンク３４にも設けられる構成としてもよい。
As the first circulation pump 33, the second circulation pump 36, and the replenishment pump 53, for example, a tube pump, a diaphragm pump, or a piston pump may be used instead of the piezoelectric pump 60.
In the first embodiment, the example in which the diaphragms 32a, 34a, and 35a are provided on the liquid surfaces of the tanks 32, 34, and 35 is shown. However, the present invention is not limited to this, and the diaphragms 32a, 34a, and 35a are omitted as appropriate. May be. For example, as shown in FIG. 8 as another embodiment, there is no diaphragm on the liquid level of the intermediate tank 32, and the liquid level may contact the air chamber in the intermediate tank 32. In this case, bubbles are easily removed from the liquid level of the intermediate tank 32.
In the first embodiment, the intermediate tank 32 includes the open / close valve 37a and the downstream tank 35 includes the open / close valve 37b. However, the present invention is not limited to this. For example, as another embodiment, as shown in FIG. 8, an open / close valve 37 c that is opened and closed under the control of the module control unit 38 may be provided in the upstream tank 34.
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。 Although the embodiment of the present invention has been described, the embodiment is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications 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…インクジェット記録装置、１０…液体吐出装置、１０Ａ…液体吐出装置、１１…ヘッド支持機構１１ａ…キャリッジ、１２…媒体支持機構、１３…ホスト制御装置、２０…液体吐出ヘッド、２１…ノズルプレート、２１ａ…ノズル孔、２２…基板、２３…マニフォルド、２４…アクチュエータ、２５…インク圧力室、２８…流路、３０…循環装置、３１…循環路、３１ａ…第１流路、３１ｂ…第２流路、３１ｃ…第３流路、３１ｄ…第４流路、３２…中間タンク（調整タンク）、３３…第１循環ポンプ（第１ポンプ）、３４…上流タンク（第１タンク）、３５…下流タンク（第２タンク）、３６…第２循環ポンプ（第２ポンプ）、３７ａ，３７ｂ,３７ｃ…開閉バルブ、３８…モジュール制御部、３９ａ，３９ｂ…圧力センサ、５１…カートリッジ、５２…供給路、５３…補給ポンプ、５４…液位センサ、６０…圧電ポンプ、７０…制御基板、７１…ＣＰＵ、７２…記憶部、７３…通信インターフェース。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet recording apparatus, 10 ... Liquid discharge apparatus, 10A ... Liquid discharge apparatus, 11 ... Head support mechanism 11a ... Carriage, 12 ... Medium support mechanism, 13 ... Host control apparatus, 20 ... Liquid discharge head, 21 ... Nozzle plate, 21a ... Nozzle hole, 22 ... Substrate, 23 ... Manifold, 24 ... Actuator, 25 ... Ink pressure chamber, 28 ... Flow path, 30 ... Circulation device, 31 ... Circulation path, 31a ... First flow path, 31b ... Second flow Path 31c third channel 31d fourth channel 32 intermediate tank (regulation tank) 33 first circulation pump (first pump) 34 upstream tank (first tank) 35 downstream Tank (second tank) 36 ... Second circulation pump (second pump) 37a, 37b, 37c ... Open / close valve 38 ... Module control unit 39a, 39b ... Pressure sensor 51 ... Car Tridge 52 ... Supply path 53 ... Supply pump 54 ... Liquid level sensor 60 ... Piezoelectric pump 70 ... Control board 71 ... CPU 72 ... Storage unit 73 ... Communication interface
Claims (5)
前記循環路において、前記液体吐出ヘッドの一次側と前記調整タンクとの間に設けられ、液体を前記液体吐出ヘッドに向けて送る第１ポンプと、
前記循環路において、前記液体吐出ヘッドの二次側と前記調整タンクとの間に設けられ、液体を前記調整タンクに向けて送る第２ポンプと、
前記循環路における前記液体吐出ヘッドの一次側及び二次側の圧力に基づき、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプの送液能力を調整する圧力調整手段と、を備える液体循環装置。 An adjustment tank that is disposed in a circulation path that passes through the liquid discharge head that discharges the liquid, and stores the liquid supplied to the liquid discharge head;
A first pump which is provided between the primary side of the liquid discharge head and the adjustment tank in the circulation path and sends liquid toward the liquid discharge head;
A second pump that is provided between the secondary side of the liquid discharge head and the adjustment tank in the circulation path, and sends liquid toward the adjustment tank;
A liquid circulation apparatus comprising: pressure adjusting means for adjusting a liquid feeding capacity of the first pump and the second pump based on pressures on a primary side and a secondary side of the liquid discharge head in the circulation path.
液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記循環路において前記第１ポンプと前記液体吐出ヘッドとの間に配され、液体を貯留する上流タンクと、
前記循環路において前記第２ポンプと前記液体吐出ヘッドとの間に配され、液体を貯留する下流タンクと、
前記上流タンク内の圧力を検出する第１の圧力検出部と、
前記下流タンク内の圧力を検出する第２の圧力検出部と、を備え、
前記調整タンクは、前記循環路の前記下流タンクと前記上流タンクとの間に配され、
前記圧力調整手段は、前記上流タンク内の圧力及び前記下流タンク内の圧力に基づき、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプの送液能力を制御する、液体吐出装置。 A liquid circulation device according to claim 1;
A liquid discharge head for discharging liquid;
An upstream tank that is disposed between the first pump and the liquid discharge head in the circulation path and stores liquid;
A downstream tank that is disposed between the second pump and the liquid discharge head in the circulation path and stores liquid;
A first pressure detector for detecting the pressure in the upstream tank;
A second pressure detector for detecting the pressure in the downstream tank,
The adjustment tank is disposed between the downstream tank and the upstream tank of the circulation path,
The liquid adjusting device, wherein the pressure adjusting means controls a liquid feeding capacity of the first pump and the second pump based on a pressure in the upstream tank and a pressure in the downstream tank.
前記調整タンクは、内部に形成される空気室が大気開放可能に構成され、
前記第１ポンプ及び前記第２ポンプは圧電ポンプであり、
前記圧力調整手段は、前記圧力調整の際に前記調整タンクを大気開放させるとともに、前記圧力調整の際、前記圧電ポンプの圧電体に印加する電圧を変化させることにより前記送液能力を制御し、駆動電圧が前記第１ポンプの調整範囲内である場合には前記第１ポンプの圧電体へ印加する電圧を上昇させることにより加圧し、駆動電圧が前記第１ポンプの調整範囲を超える場合には前記第２ポンプの圧電体へ印加する電圧を低下させることにより加圧し、駆動電圧が前記第２ポンプの調整範囲内である場合には前記第２ポンプの圧電体へ印加する電圧を上昇させることにより減圧し、駆動電圧が前記第２ポンプの調整範囲を超える場合には前記第１ポンプの圧電体へ印加する電圧を低下させることにより減圧する、請求項２記載の液体吐出装置。 The circulation path includes a first flow path connecting a primary side of the liquid discharge head and the upstream tank, a second flow path connecting a secondary side of the liquid discharge head and the downstream tank, and the adjustment. A third flow path connecting between the tank and the upstream tank, and a fourth flow path connecting between the downstream tank and the adjustment tank,
The adjustment tank is configured such that an air chamber formed therein can be opened to the atmosphere,
The first pump and the second pump are piezoelectric pumps,
The pressure adjusting means opens the adjustment tank to the atmosphere during the pressure adjustment, and controls the liquid feeding capability by changing a voltage applied to the piezoelectric body of the piezoelectric pump during the pressure adjustment, When the drive voltage is within the adjustment range of the first pump, pressurization is performed by increasing the voltage applied to the piezoelectric body of the first pump, and when the drive voltage exceeds the adjustment range of the first pump. Pressure is applied by reducing the voltage applied to the piezoelectric body of the second pump, and when the drive voltage is within the adjustment range of the second pump, the voltage applied to the piezoelectric body of the second pump is increased. The liquid discharging apparatus according to claim 2, wherein the pressure is reduced by reducing the voltage applied to the piezoelectric body of the first pump when the driving voltage exceeds the adjustment range of the second pump. .
前記圧力調整手段は、前記補給タンクから前記調整タンクへの液体の供給動作を制御する、請求項２または３記載の液体吐出装置。 A replenishment tank connected to the adjustment tank and capable of storing liquid;
The liquid discharge apparatus according to claim 2, wherein the pressure adjusting unit controls a liquid supply operation from the replenishing tank to the adjusting tank.
前記一次側及び二次側の圧力値に基づいて、前記循環路の前記液体吐出ヘッドの一次側に設けられる第１ポンプ、及び前記循環路の前記液体吐出ヘッドの二次側に設けられる第２ポンプの送液能力を調整する、液体吐出方法。 Detecting pressures on the primary side and the secondary side of the liquid discharge head in circulation paths passing through a liquid discharge head that discharges the liquid and an adjustment tank that stores the liquid supplied to the liquid discharge head;
Based on the pressure values on the primary side and the secondary side, a first pump provided on the primary side of the liquid discharge head in the circulation path, and a second pump provided on the secondary side of the liquid discharge head in the circulation path. A liquid discharge method that adjusts the pumping ability of the pump.
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