JP2007253402A - インク供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク塗布の品質を向上し得るインク供給装置を提供する。
【解決手段】インク９を貯留するインクタンク２と、インクタンク２よりも低い位置に配設されると共にインクタンク２から供給されるインク９をノズル３ａから噴出するヘッド３と、インクタンク２におけるインク９の液面９ａの上方に形成される空隙１０内を負圧に維持する負圧生成部４と、インクタンク２内のインク９の液面高さｈ２を検出する液面センサ５と、ノズル３ａからインクタンク２の底板内面までの高さｈ１と液面高さｈ２とを加算してノズル３ａから液面９ａまでの高さ（ｈ１＋ｈ２）を算出し、この高さ（ｈ１＋ｈ２）に応じて負圧生成部４に対して空隙１０内の負圧を制御させることにより、ノズル３ａ内のインク９に一定の負圧を付与する制御部８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタにおけるインク供給装置に関するものである。

この種のインク供給装置として、特開２００６−４４０１５号公報に開示されているインクジェット印刷装置に使用されているインク供給装置が知られている。このインク供給装置は、インク液滴を重力方向に噴出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドの上部に配置されて大容量のインクを貯溜するインクタンクと、インクタンクとインクジェットヘッドとの間のインク供給路に設けられて小容量のインクを貯溜するためのインク室と、インク室に連結されてインクジェットヘッドのノズルに付与する負圧を調整するインク室負圧調整手段（圧力調整器）とを備えている。この場合、インク室は、第１インク分室と第２インク分室とで構成されており、このうちの第２インク分室には、インクの水位を検出するための２個のインクセンサが配設されている。また、第２インク分室は、その内部の上部に空気溜り部を有し、空気溜り部に連通する圧力調整器によってその内部が負圧に調整されている。

このインク供給装置では、圧力調整器が空気溜り部の吸引圧（負圧）を初回時に調整する。その後、第２インク分室に設けた２個のインクセンサを用いて第２インク分室の水位を検出しつつ、印刷動作によるインクの消費によって、検出された水位が２個のインクセンサの一方のインクセンサで検出される水位（下限水位）に達したときには、他方のインクセンサで検出される水位（上限水位）に達するまでインクを補充する。この処理を繰り返すことにより、インクの水位が一定の範囲に保持される結果、インクジェットヘッドのノズルに付与される負圧が適正な範囲に維持される。
特開２００６−４４０１５号公報（第４−７頁、第１図）

ところが、上記した従来のインク供給装置には、以下のような解決すべき課題がある。すなわち、このインク供給装置では、初回時に一度、圧力調整器で空気溜り部内の負圧を調整した後は、この負圧の圧力調整は行われない。他方、上記公報中の式（１）に示されるように、インクジェットヘッドのノズルに付与される負圧は、第２インク分室の水位（具体的にはノズルからインクの液面までの高さ）と第２インク分室内の負圧とで決定される。このため、インク供給装置には、第２インク分室の水位の変動に伴い、インクジェットヘッドのノズルに付与されている負圧が変動するため、インクジェットヘッドによるインク塗布の品質が低いという解決すべき課題が存在している。

本発明は、かかる解決すべき課題に鑑みてなされたものであり、インク塗布の品質を向上し得るインク供給装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のインク供給装置は、インクを貯留するインクタンクと、前記インクタンクよりも低い位置に配設されると共に当該インクタンクから供給される前記インクをノズルから噴出するインクジェットヘッドと、前記インクタンクにおける前記インクの液面の上方に形成される空隙内を負圧に維持する負圧生成部と、前記ノズルから前記液面までの高さを検出する高さ検出部と、前記高さ検出部によって検出された前記高さに応じて前記負圧生成部に対して前記空隙内の負圧を制御させることにより、前記ノズル内の前記インクに一定の負圧を付与する制御部とを備えている。

また、請求項２記載のインク供給装置は、請求項１記載のインク供給装置において、前記インクジェットヘッドの温度を検出する温度検出部を備え、前記制御部は、前記温度検出部によって検出された前記温度に応じて前記インクに付与する前記一定の負圧を決定する。

請求項１記載のインク供給装置によれば、高さ検出部によって検出されたノズルから液面までの高さに応じて制御部が負圧生成部に対してインクタンク内の空隙の負圧を制御させることにより、インクが消費されてインクタンク内のインクの量が減少したとしても、インクの量の減少に比例して空隙内の負圧を減少させることができ、この結果、ノズル内のインクに一定の負圧を付与することができる。したがって、インクジェットヘッドによるインク塗布の品質を向上させることができる。

また、請求項２記載のインク供給装置によれば、制御部がヘッドの温度に応じてインクに付与する一定の負圧を決定することにより、温度変化に応じてインクの粘度が変化したときにおいても、温度に適合した一定の負圧をノズル内のインクに付与することができる。したがって、インクジェットヘッドによるインク塗布の品質を一層向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るインク供給装置の最良の形態について説明する。

最初に、インク供給装置１の構成について説明する。

インク供給装置１は、インクジェット式のインク塗布装置に使用されるインク供給装置であって、図１に示すように、インクタンク２、ノズル３ａを有するインクジェットヘッド（以下、「ヘッド」ともいう）３、負圧生成部４、液面センサ５、温度検出部６、記憶部７および制御部８を備えて、ノズル３ａ内のインク９に対して、ヘッド３の温度ｔに対応した一定の負圧（目標負圧Ｐ０）を付与可能に構成されている。

インクタンク２は、インク９の満タンの状態において、液面９ａの上方に空隙１０が形成されるようにインク９を貯留する。ヘッド３は、インクタンク２（の底板）よりも低い位置に配設され、かつ一端側がインクタンク２の底板内面で開口する第１管路１１の他端側に連結されている。また、ヘッド３は、インクタンク２から第１管路１１を介して供給されたインク９を、ヘッド３の下面に開口するようにして配設されたノズル３ａから下方に向けて噴出させる機能を備えている。また、ヘッド３は、ノズル３ａの開口位置（ヘッド３の下端面）からインクタンク２の底板内面までの高さが所定の高さｈ１となるようにその位置が規定されている。

負圧生成部４は、例えば、圧力調整機能を備えた真空ポンプを備えて構成されている。また、負圧生成部４は、一端側がインクタンク２の上部側壁内面で開口する第２管路１２の他端側に連結されている。これにより、負圧生成部４は、第２管路１２を介してインクタンク２内の空隙１０と連通して、制御部８の制御に従って空隙１０内を負圧に維持する。具体的には、負圧生成部４は、空隙１０内の負圧Ｐ１を制御する。

液面センサ５は、制御部８と共に本発明における高さ検出部を構成し、インクタンク２内に配設されている。また、液面センサ５は、インクタンク２内のインク９の液面高さ（インクタンク２の底板内面からインク９の液面９ａまでの高さ）ｈ２を連続的に、所定のサンプリング周期で検出して出力する。温度検出部６は、ヘッド３の温度ｔを所定のサンプリング周期で検出して出力する。

記憶部７は、ＲＯＭおよびＲＡＭで構成されている。この場合、ＲＯＭには、制御部８の動作を規定するプログラム、目標負圧テーブル、所定の高さｈ１、およびインク９の比重ρが予め記憶されている。この場合、インク９の粘性は温度によって変化するため、ノズル３ａからのインク９の垂れ易さも温度ｔによって変化する。したがって、ノズル３ａ内のインク９に付与する目標負圧Ｐ０も、ヘッド３の温度ｔに応じて変更するのが好ましい。このため、このインク供給装置１では、ヘッド３の温度ｔ毎の目標負圧Ｐ０が目標負圧テーブルとして記憶されている。ＲＡＭは、制御部８のワークメモリとして使用される。制御部８は、ＣＰＵを備えて構成されて、記憶部７に記憶されているプログラムに従い、後述する負圧制御処理を実行する。また、制御部８は、高さ検出部として機能して、液面高さｈ２と記憶部７に記憶されている所定の高さｈ１とを加算することにより、液面９ａのノズル３ａからの高さ（ｈ１＋ｈ２）を検出する。

次に、インク供給装置１の動作について説明する。

インク供給装置１では、作動状態において、液面センサ５が、所定のサンプリング周期でインク９の液面高さｈ２を検出して制御部８に出力している。また、温度検出部６が、所定のサンプリング周期でヘッド３の温度ｔを検出して制御部８に出力している。

一方、制御部８は、液面高さｈ２および温度ｔを入力する都度、これらを記憶部７に更新記憶させる。これにより、記憶部７には、最新の液面高さｈ２および温度ｔが記憶される。また、制御部８は、所定の周期で負圧制御処理を繰り返し実行する。

この負圧制御処理では、制御部８は、まず、最新の温度ｔを記憶部７から読み出し、次いで、目標負圧テーブルを参照してこの最新の温度ｔに対応する目標負圧Ｐ０を決定する。続いて、制御部８は、インクタンク２内の空隙１０の負圧Ｐ１を算出するために必要なパラメータである、所定の高さｈ１、比重ρ、最新の液面高さｈ２を記憶部７から読み出す。次いで、制御部８は、読み出したこれらのパラメータを下記（１）式に代入することにより、空隙１０内の負圧Ｐ１を算出する。最後に、制御部８は、空隙１０内の圧力がこの負圧Ｐ１となるように負圧生成部４を制御する。
Ｐ１＝−ρ×（ｈ１＋ｈ２）＋Ｐ０ ・・・・ （１）

このように、このインク供給装置１では、制御部８が、液面センサ５によって検出されたインク９の液面高さｈ２に応じて負圧生成部４に対してインクタンク２内の空隙１０の負圧Ｐ１を制御させる。したがって、このインク供給装置１によれば、インク９が消費されてインクタンク２内のインク９の量が減少したとしても、インク９の量の減少に比例して空隙１０内の負圧Ｐ１を減少させる（つまり正圧に近付ける）ことができ、この結果、ノズル３ａ内のインク９に付与される負圧を目標負圧Ｐ０に維持することができる。したがって、ヘッド３によるインク塗布の品質を向上させることができる。

また、このインク供給装置１によれば、制御部８が、ヘッド３の最新の温度ｔに応じて目標負圧Ｐ０を決定（変更）することにより、温度変化に応じてインク９の粘度が変化したときにおいても、ノズル３ａ内のインク９に付与される負圧を最新の温度ｔに適合した目標負圧Ｐ０に維持することができる。したがって、ヘッド３によるインク塗布の品質を一層向上させることができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、インク供給装置１では、上記したように、ヘッド３の温度ｔに応じて目標負圧Ｐ０を決定する構成が採用されているが、ヘッド３の温度ｔの温度変化を考慮する必要のないときには、温度検出部６および目標負圧テーブルを設けない構成を採用することもできる。この構成によれば、インク供給装置のコストを低減することができる。また、インク供給装置１では、液面センサ５が所定のサンプリング周期でインク９の液面高さｈ２を検出して制御部８に出力し、かつ温度検出部６が所定のサンプリング周期でヘッド３の温度ｔを検出して制御部８に出力する構成を採用しているが、液面センサ５がインク９の液面高さｈ２に応じて変化するアナログ信号を制御部８に出力し、かつ温度検出部６がヘッド３の温度ｔに応じて変化するアナログ信号を制御部８に出力して、制御部８が各アナログ信号を所定のサンプリング周期でサンプリングして、インク９の液面高さｈ２およびヘッド３の温度ｔを検出する構成を採用することもできる。

インク供給装置１の構成を示す構成図である。

符号の説明

１ インク供給装置
２ インクタンク
３ ヘッド
３ａ ノズル
４ 負圧生成部
５ 高さ検出部
６ 温度検出部
７ 記憶部
８ 制御部
９ インク
９ａ 液面
１０ 空隙
１１，１２ 管路
ｈ１ 高さ
ｈ２ 液面高さ
ρ 比重
ｔ 温度
Ｐ０ 目標負圧

Claims (2)

1. インクを貯留するインクタンクと、
   前記インクタンクよりも低い位置に配設されると共に当該インクタンクから供給される前記インクをノズルから噴出するインクジェットヘッドと、
   前記インクタンクにおける前記インクの液面の上方に形成される空隙内を負圧に維持する負圧生成部と、
   前記ノズルから前記液面までの高さを検出する高さ検出部と、
   前記高さ検出部によって検出された前記高さに応じて前記負圧生成部に対して前記空隙内の負圧を制御させることにより、前記ノズル内の前記インクに一定の負圧を付与する制御部とを備えているインク供給装置。
2. 前記インクジェットヘッドの温度を検出する温度検出部を備え、
   前記制御部は、前記温度検出部によって検出された前記温度に応じて前記インクに付与する前記一定の負圧を決定する請求項１記載のインク供給装置。

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