JP2009279847A - Ink jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット方式で液体材料を塗布するインクジェット装置に関する。より詳細には、このインクジェット装置における、メインタンクからサブタンクへの液体材料の充填機構、および、廃液タンクへの液体材料の排出機構に関する。 The present invention relates to an inkjet apparatus that applies a liquid material by an inkjet method. More specifically, the present invention relates to a liquid material filling mechanism from a main tank to a sub tank and a liquid material discharging mechanism to a waste liquid tank in the ink jet apparatus.
産業用のインクジェット装置は、インクジェット方式で、被吐出体への液体材料を塗布する。具体的には、このインクジェット装置は、メインタンク中の液体材料を、負圧制御されたサブタンクに充填した後、サブタンクに充填された液体材料を、インクジェットヘッドから、被吐出体に吐出する。 An industrial inkjet device applies a liquid material to a discharge target by an inkjet method. Specifically, in the ink jet apparatus, after the liquid material in the main tank is filled into a sub tank that has been subjected to negative pressure control, the liquid material filled in the sub tank is ejected from the ink jet head onto an ejection target.
一方、このようなインクジェット装置において、インクジェットヘッドのメンテナンス動作時などに発生する廃液は、廃液タンクに一時的に貯蔵される。 On the other hand, in such an ink jet apparatus, waste liquid generated during maintenance operation of the ink jet head or the like is temporarily stored in a waste liquid tank.
従来、このようなインクジェット装置における、メインタンクからサブタンクへの液体材料の流入動作、および、インクジェットヘッドから廃液タンクへの液体材料の流入動作は、送液ポンプなどの駆動源によって行われてきた。また、このようなインクジェット装置では、各タンク内の液体材料の貯蔵量が、重量センサ,液面センサ、静電容量センサ,または光量センサ等により検知されてきた。 Conventionally, in such an ink jet apparatus, the inflow operation of the liquid material from the main tank to the sub tank and the inflow operation of the liquid material from the ink jet head to the waste liquid tank have been performed by a drive source such as a liquid feed pump. In such an ink jet apparatus, the storage amount of the liquid material in each tank has been detected by a weight sensor, a liquid level sensor, a capacitance sensor, a light amount sensor, or the like.
例えば、特許文献1には、収集容器に蓄積された廃液を真空輸送配管に輸送する廃液システムが開示されている。具体的には、特許文献1の廃液システムは、収集容器に加え、センサバルブ、制御バルブ、真空バルブを備えている。各バルブは、互いに連動する差圧バルブであり、作用する差圧によって、廃液の輸送サイクルを制御している。 For example, Patent Document 1 discloses a waste liquid system that transports waste liquid accumulated in a collection container to a vacuum transport pipe. Specifically, the waste liquid system of Patent Document 1 includes a sensor valve, a control valve, and a vacuum valve in addition to a collection container. Each valve is a differential pressure valve interlocked with each other, and the transport cycle of the waste liquid is controlled by the acting differential pressure.
特許文献2には、燃料残量測定装置が開示されている。具体的には、特許文献2の燃料残量測定装置は、メインタンクおよび基準タンク内の空間の容積を変化させ、両空間内の圧力変動値の比に基づき、メインタンク内の燃料残量を測定する。ただし、特許文献2の燃料残量測定装置は、インクジェット装置と産業上の利用分野が異なる。 Patent Document 2 discloses a fuel remaining amount measuring device. Specifically, the fuel remaining amount measuring device of Patent Document 2 changes the volume of the space in the main tank and the reference tank, and determines the fuel remaining amount in the main tank based on the ratio of the pressure fluctuation values in both spaces. taking measurement. However, the remaining fuel amount measuring device of Patent Document 2 is different from the inkjet device in industrial application fields.
特許文献3には、被測定体内の空隙体積を測定する装置が開示されている。具体的には、特許文献3の体積測定装置は、空隙体積を測定しようとする被測定体が収容された測定容器を、標準容器に連結した構成であり、この連結によって生じる圧力変化から、測定容器の見掛けの体積を求める。すなわち、特許文献3の体積測定装置では、測定容器の体積が、測定容器の見掛けの体積と被測定体の体積との和から、空隙の体積を差し引いたものに等しいという関係から、被測定体内の空隙の体積を求めている。
しかし、従来のインクジェット装置は、大型化してしまい、コストの増加に繋がるという問題がある。 However, the conventional ink jet device has a problem that the size is increased, leading to an increase in cost.
具体的には、近年、インクジェット装置によって液体材料が塗布された被吐出体を備える製品(例えば、液晶テレビ)の大型化が進んでいる。この影響で、被吐出体(例えば、ガラス基板)の大型化、および、インクジェット装置自体の大型化も進んでいる。さらに、インクジェット装置に用いられる液体材料の種類も多様化している。 Specifically, in recent years, the size of products (for example, liquid crystal televisions) including an object to be ejected on which a liquid material is applied by an ink jet apparatus has been increasing. Due to this influence, an increase in the size of the discharge target (for example, a glass substrate) and an increase in the size of the inkjet apparatus itself are also progressing. Furthermore, the types of liquid materials used in ink jet devices are diversifying.
インクジェット装置に複数種類の液体材料を用いる場合、複数種類の各液体材料のそれぞれについて、互いに独立したメインタンクと、互いに独立したサブタンクとが設けられる。しかし、従来は、このような場合に、各メインタンクから、各サブタンクへ液体材料を充填するための送液ポンプ、および、各サブタンク内の液量を検知する液量センサが、液体材料ごとに(個別に)搭載される。その結果、液体材料の送液システム(供給システム)が、複雑になり大型化するという問題が生じる。 When a plurality of types of liquid materials are used in the ink jet apparatus, a main tank and a sub tank independent from each other are provided for each of the plurality of types of liquid material. However, conventionally, in such a case, a liquid feed pump for filling the liquid material from each main tank to each sub tank and a liquid amount sensor for detecting the liquid amount in each sub tank are provided for each liquid material. Mounted (individually). As a result, there is a problem that the liquid material feeding system (supply system) becomes complicated and large.
このような問題は、インクジェット装置における廃液システムの場合にも、生じる。すなわち、この廃液システムは、廃液タンクと、廃液タンクへ廃液を流入させる流入システムとから構成される。単一の液体材料、または、互いに類似する組成を有する複数の液体材料を用いるインクジェット装置の場合、液体材料の種類に拘わらず、廃液システムは、単一の構成であってもよい。 Such a problem also occurs in the case of a waste liquid system in an inkjet apparatus. That is, this waste liquid system is composed of a waste liquid tank and an inflow system for allowing the waste liquid to flow into the waste liquid tank. In the case of an inkjet apparatus that uses a single liquid material or a plurality of liquid materials having compositions similar to each other, the waste liquid system may be a single configuration regardless of the type of liquid material.
しかし、上記の製品の生産プロセスは、複雑さを増す一方である。つまり、互いに混合できない複数の液体材料を用いる場合が殆どである。言い換えれば、廃液システムが、単一の構成であってもよい場合は、極々稀である。このため、廃液システムにおいても、液体材料ごとに(個別に)搭載されることになる。その結果、廃液システムが、複雑になり大型化するという問題が生じる。 However, the production process of the above products is only increasing in complexity. That is, in most cases, a plurality of liquid materials that cannot be mixed with each other are used. In other words, it is extremely rare when the waste liquid system may have a single configuration. For this reason, also in a waste liquid system, it mounts for every liquid material (individually). As a result, there arises a problem that the waste liquid system becomes complicated and large.
大型のインクジェット装置には、特に、インクジェットヘッドから被吐出体への液体材料の塗布、および、インクジェットヘッドへの液体材料の供給を、高速かつ高精度に行うことが要求される。しかし、上述のように、送液システムおよび廃液システムが複雑になると、この要求を満たすことはできない。 In particular, a large-sized ink jet apparatus is required to perform application of a liquid material from an ink jet head to a discharge target and supply of the liquid material to the ink jet head with high speed and high accuracy. However, as described above, when the liquid feeding system and the waste liquid system become complicated, this requirement cannot be satisfied.
なお、特許文献1〜3には、インクジェット装置への適用を示唆する記載はなく、産業上の利用分野もインクジェット装置とは異なる。 In addition, Patent Documents 1 to 3 do not have a description suggesting application to an ink jet apparatus, and the industrial application field is also different from that of an ink jet apparatus.
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、送液システムおよび廃液システムを簡素化することによって、小型のインクジェット装置を実現することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to realize a small-sized ink jet apparatus by simplifying a liquid feeding system and a waste liquid system.
本発明のインクジェット装置は、上記の課題を解決するために、複数種類の液体材料を吐出するインクジェット装置であって、
液体材料ごとにそれぞれ独立して設けられた、メインタンクおよびサブタンクと、
メインタンクから充填されたサブタンクの液体材料が供給され、供給された液体材料を吐出するインクジェットヘッドと、
各サブタンクを密閉し、サブタンクに対し圧力を付与する圧力室と、
各圧力室と連通され、内部の圧力が変動する基準圧力室と、
基準圧力室内の圧力を調整するポンプと、
基準圧力室内の圧力を検出する圧力センサと、
各圧力室と基準圧力室とを、連通状態または遮断状態に切り換える遮断部と、
ポンプの駆動と、遮断部の開閉動作とを制御する制御部とを備えており、
上記制御部は、
遮断部を開状態として、各圧力室の圧力と基準圧力室の圧力とを等しくした後、遮断部を閉状態として、基準圧力室を負圧に保持したときの基準圧力室の圧力値と、上記負圧に基準圧力室を保持した状態で、遮断部を開状態としたときの基準圧力室の圧力値との変化量から、サブタンク内の容積を算出し、
算出したサブタンクの内容積に基づいて、メインタンクからサブタンクへの液体材料の充填の要否を判定することを特徴としている。
In order to solve the above problems, an inkjet apparatus of the present invention is an inkjet apparatus that discharges a plurality of types of liquid materials,
A main tank and a sub tank provided independently for each liquid material;
An ink jet head for supplying the liquid material of the sub tank filled from the main tank and discharging the supplied liquid material;
A pressure chamber for sealing each sub tank and applying pressure to the sub tank;
A reference pressure chamber that is communicated with each pressure chamber and in which the internal pressure varies;
A pump for adjusting the pressure in the reference pressure chamber;
A pressure sensor for detecting the pressure in the reference pressure chamber;
A shut-off section for switching each pressure chamber and the reference pressure chamber to a communication state or a shut-off state;
A control unit for controlling the driving of the pump and the opening / closing operation of the blocking unit;
The control unit
After the shut-off portion is in the open state, the pressure in each pressure chamber and the pressure in the reference pressure chamber are equalized, then the shut-off portion is in the closed state, and the pressure value of the reference pressure chamber when the reference pressure chamber is held at a negative pressure, From the amount of change from the pressure value of the reference pressure chamber when the blocking portion is opened with the reference pressure chamber held at the negative pressure, the volume in the sub tank is calculated,
Based on the calculated internal volume of the subtank, it is determined whether or not it is necessary to fill the subtank with the liquid material from the main tank.
上記の発明によれば、圧力室と基準圧力室とが、互いに連通している。また、遮断部によって、圧力室と基準圧力室とを連通または遮断することができる。また、ポンプの駆動によって、基準圧力室の圧力が調整できる。 According to the above invention, the pressure chamber and the reference pressure chamber communicate with each other. In addition, the pressure chamber and the reference pressure chamber can be communicated or blocked by the blocking unit. Further, the pressure in the reference pressure chamber can be adjusted by driving the pump.
これにより、遮断部を開状態とすると、各圧力室の圧力と基準圧力室の圧力とが、互いに等しくなる。一方、圧力室と基準圧力室とを遮断状態としてポンプを駆動すると、基準圧力室内のみを減圧することができる。また、圧力室と基準圧力室とを連通状態としてポンプを駆動すると、基準圧力室内に加えて、圧力室内も減圧することができる。なお、基準圧力室内の圧力は、圧力センサによって検出することができる。 Thus, when the blocking part is opened, the pressure in each pressure chamber and the pressure in the reference pressure chamber are equal to each other. On the other hand, when the pump is driven with the pressure chamber and the reference pressure chamber shut off, only the reference pressure chamber can be decompressed. Further, when the pump is driven with the pressure chamber and the reference pressure chamber in communication with each other, the pressure chamber can be decompressed in addition to the reference pressure chamber. Note that the pressure in the reference pressure chamber can be detected by a pressure sensor.
ここで、圧力室と基準圧力室とを遮断して基準圧力室内のみを一定の減圧状態とした後、圧力室と基準圧力室とを連通すると、基準圧力室内の減圧状態が変化する。上記の発明では、このような圧力変化から、サブタンク内の容積を算出する。そして、算出したサブタンクの内容積に基づいて、メインタンクからサブタンクへの液体材料の充填の要否を判定する。つまり、算出したサブタンクの内容積が、設定値(所定値)以下であれば、メインタンクからサブタンクへの液体材料を充填する。 Here, after the pressure chamber and the reference pressure chamber are shut off and only the reference pressure chamber is brought into a constant reduced pressure state, when the pressure chamber communicates with the reference pressure chamber, the reduced pressure state in the reference pressure chamber changes. In the above invention, the volume in the sub tank is calculated from such a pressure change. Then, based on the calculated inner volume of the sub tank, it is determined whether or not it is necessary to fill the liquid material from the main tank to the sub tank. That is, when the calculated internal volume of the sub tank is equal to or less than the set value (predetermined value), the liquid material from the main tank to the sub tank is filled.
このように、上記の発明によれば、液体材料ごとに互いに独立して設けられたサブタンク内の容積(残容積)を、基準圧力室内の圧力を検知する圧力センサの検出値から算出している。また、圧力室内の圧力は、基準圧力室内の圧力を調整するポンプと遮断部とによって調整される。このため、各圧力室には、ポンプも圧力センサも設ける必要がない。これにより、インクジェット装置における送液システム(充填システム)の構成を簡素化することができる。従って、インクジェット装置の小型化を実現することができる。 As described above, according to the above invention, the volume (remaining volume) in the sub tank provided independently for each liquid material is calculated from the detection value of the pressure sensor that detects the pressure in the reference pressure chamber. . Further, the pressure in the pressure chamber is adjusted by a pump for adjusting the pressure in the reference pressure chamber and a shut-off unit. For this reason, it is not necessary to provide a pump and a pressure sensor in each pressure chamber. Thereby, the structure of the liquid feeding system (filling system) in an inkjet apparatus can be simplified. Accordingly, it is possible to reduce the size of the ink jet apparatus.
本発明のインクジェット装置では、上記制御部は、メインタンクからサブタンクへの各液体材料の充填速度が、互いに一定になるように、各サブタンクに対する圧力を制御することが好ましい。 In the ink jet apparatus of the present invention, it is preferable that the control unit controls the pressure on each sub tank so that the filling speed of each liquid material from the main tank to the sub tank is constant.
粘度、および、メインタンクからサブタンクへの流路に対する抵抗は、液体材料によって異なる。このため、液体材料の種類に関係なく、サブタンクに一定の圧力を付与すると、サブタンクへの充填速度(流入速度)が異なる。 The viscosity and the resistance to the flow path from the main tank to the sub-tank vary depending on the liquid material. For this reason, regardless of the type of liquid material, when a certain pressure is applied to the sub tank, the filling speed (inflow speed) to the sub tank differs.
上記の発明によれば、メインタンクからサブタンクへ液体材料が必要になると、メインタンクからサブタンクへの液体材料の充填速度が一定になるように、サブタンクに対する圧力が制御される。つまり、液体材料の特性に応じた圧力が、サブタンクに対して付与される。従って、適切な条件で、サブタンクへ液体材料を充填することができる。 According to the above invention, when liquid material is required from the main tank to the sub tank, the pressure on the sub tank is controlled so that the filling speed of the liquid material from the main tank to the sub tank is constant. That is, a pressure corresponding to the characteristics of the liquid material is applied to the sub tank. Therefore, it is possible to fill the sub tank with the liquid material under appropriate conditions.
本発明のインクジェット装置では、上記制御部は、メインタンクからサブタンクへ液体材料を充填しないときに、圧力室と基準圧力室とを連通させて、上記ポンプを駆動し、サブタンクを負圧状態とすることが好ましい。 In the ink jet apparatus according to the present invention, when the liquid material is not filled from the main tank to the sub tank, the control unit causes the pressure chamber and the reference pressure chamber to communicate with each other and drives the pump to place the sub tank in a negative pressure state. It is preferable.
上記の発明によれば、メインタンクからサブタンクへ液体材料が充填されないときにも、ポンプが駆動して、サブタンクが負圧状態となる。これにより、インクジェットヘッドから液体材料が漏れ出すのを防ぐことができる。 According to the above invention, even when the liquid material is not filled from the main tank to the sub tank, the pump is driven and the sub tank is in a negative pressure state. Thereby, it is possible to prevent the liquid material from leaking from the inkjet head.
また、上記の発明によれば、基準圧力室内の圧力を調整するポンプが、液体材料の漏れを防止するためのポンプとして兼用される。このため、液体材料の漏れを防止するためのポンプを別途設ける必要がない。従って、インクジェット装置をさらに小型化することができる。 Moreover, according to said invention, the pump which adjusts the pressure in a reference | standard pressure chamber is combined as a pump for preventing the leakage of a liquid material. For this reason, it is not necessary to separately provide a pump for preventing leakage of the liquid material. Therefore, the ink jet device can be further reduced in size.
本発明のインクジェット装置では、上記制御部は、インクジェットヘッドからインクを吐出する際に、圧力室と基準圧力室とを連通させて、上記ポンプを駆動し、サブタンクを負圧状態とすることが好ましい。 In the ink jet apparatus of the present invention, it is preferable that the control unit causes the pressure chamber and the reference pressure chamber to communicate with each other when the ink is ejected from the ink jet head to drive the pump so that the sub tank is in a negative pressure state. .
上記の発明によれば、インクジェットヘッドからインクが吐出されるときにも、ポンプが駆動して、サブタンクが負圧状態となる。つまり、基準圧力室内の圧力を調整するポンプが、インク吐出のためのポンプとして兼用される。このため、インク吐出のためのポンプを別途設ける必要がない。従って、インクジェット装置をさらに小型化することができる。 According to the above invention, when the ink is ejected from the inkjet head, the pump is driven and the sub tank is in a negative pressure state. That is, the pump that adjusts the pressure in the reference pressure chamber is also used as a pump for discharging ink. For this reason, it is not necessary to separately provide a pump for discharging ink. Therefore, the ink jet device can be further reduced in size.
本発明のインクジェット装置では、基準圧力室および各圧力室を大気開放するための開放部をさらに備え、
上記制御部は、上記開放部および遮断部を開状態として、各圧力室および基準圧力室を大気圧とした後、上記開放部および遮断部を閉状態として、基準圧力室を負圧に保持したときの基準圧力室の圧力値と、上記負圧に基準圧力室を保持した状態で、遮断部を開状態としたときの基準圧力室の圧力値との変化量から、サブタンク内の容積を算出することが好ましい。
In the ink jet device of the present invention, the ink jet device further includes an opening for opening the reference pressure chamber and each pressure chamber to the atmosphere,
The control unit keeps the reference pressure chamber at a negative pressure by opening the open portion and the shut-off portion and setting each pressure chamber and the reference pressure chamber to atmospheric pressure and then closing the open portion and the shut-off portion. The volume in the sub-tank is calculated from the amount of change between the pressure value of the reference pressure chamber and the pressure value of the reference pressure chamber when the shut-off portion is opened with the reference pressure chamber held at the above negative pressure. It is preferable to do.
上記の発明によれば、上記開放部および遮断部を開状態として、各圧力室および基準圧力室を大気圧した後、サブタンク内の容積を算出する。このため、各圧力室および基準圧力室の圧力を等しくするために、ポンプを駆動する必要がない。従って、サブタンク内の容積を算出する処理を簡略化することができる。 According to the above invention, the volume in the sub-tank is calculated after the open portion and the shut-off portion are in the open state and the pressure chambers and the reference pressure chamber are at atmospheric pressure. For this reason, it is not necessary to drive the pump in order to equalize the pressure in each pressure chamber and the reference pressure chamber. Therefore, the process for calculating the volume in the sub tank can be simplified.
本発明のインクジェット装置では、一対のポンプおよび圧力センサを備えることを特徴とすることが好ましい。 The ink jet apparatus of the present invention preferably includes a pair of pumps and a pressure sensor.
上記の発明によれば、液体材料の種類に関係なく、一式のポンプおよび圧力センサによって、液体材料の充填、液体材料の充填速度、インクジェットヘッドからの液体材料の漏れの防止、およびインク吐出の少なくとも1つを行う。これにより、インクジェット装置の装置構成を簡素化することができる。従って、インクジェット装置の一層の小型化を実現することができる。 According to the above invention, regardless of the type of liquid material, the set of pumps and pressure sensors allows at least the filling of the liquid material, the filling speed of the liquid material, the prevention of leakage of the liquid material from the inkjet head, and the ink ejection. Do one. Thereby, the apparatus structure of an inkjet apparatus can be simplified. Therefore, further downsizing of the ink jet apparatus can be realized.
本発明のインクジェット装置では、インクジェットヘッドから吐出されない液体材料を貯蔵する複数の廃液タンクと、
各廃液タンクを密閉し、廃液タンクに対し圧力を付与する廃液圧力室と、
各廃液圧力室と連通され、内部の圧力が変動する廃液基準圧力室と、
廃液基準圧力室内の圧力を調整する廃液ポンプと、
廃液基準圧力室内の圧力を検出する廃液圧力センサと、
各廃液圧力室と廃液基準圧力室とを、連通状態または遮断状態に切り換える廃液遮断部と、
廃液ポンプの駆動と、廃液遮断部の開閉動作とを制御する廃液制御部とを備えており、
上記廃液制御部は、
廃液遮断部を開状態として、各廃液圧力室の圧力と廃液基準圧力室の圧力とを等しくした後、廃液遮断部を閉状態として、廃液基準圧力室を負圧に保持したときの廃液基準圧力室の圧力値と、上記負圧に廃液基準圧力室を保持した状態で、廃液遮断部を開状態としたときの廃液基準圧力室の圧力値との変化量から、廃液タンク内の容積を算出し、
算出した廃液タンクの内容積に基づいて、インクジェットヘッドから廃液タンクへの液体材料の排出の可否を判定することが好ましい。
In the ink jet device of the present invention, a plurality of waste liquid tanks for storing liquid materials that are not discharged from the ink jet head,
Each waste liquid tank is sealed, a waste liquid pressure chamber for applying pressure to the waste liquid tank,
A waste liquid reference pressure chamber that communicates with each waste liquid pressure chamber, and in which the internal pressure fluctuates,
A waste liquid pump for adjusting the pressure in the waste liquid reference pressure chamber;
Waste liquid pressure sensor for detecting the pressure in the waste liquid reference pressure chamber;
A waste liquid blocking section for switching each waste liquid pressure chamber and the waste liquid reference pressure chamber to a communication state or a blocking state;
It has a waste liquid control unit that controls the drive of the waste liquid pump and the opening and closing operation of the waste liquid blocking unit,
The waste liquid control unit
Waste liquid reference pressure when the waste liquid blocking chamber is opened and the pressure of each waste liquid pressure chamber is equalized with the pressure of the waste liquid reference pressure chamber, then the waste liquid blocking section is closed and the waste liquid reference pressure chamber is held at a negative pressure. The volume in the waste liquid tank is calculated from the amount of change between the pressure value in the chamber and the pressure value in the waste liquid reference pressure chamber when the waste liquid blocking section is opened with the waste liquid reference pressure chamber held at the above negative pressure. And
It is preferable to determine whether or not the liquid material can be discharged from the inkjet head to the waste liquid tank based on the calculated internal volume of the waste liquid tank.
上記の発明によれば、メインタンクからサブタンクへの液体材料の充填と同様にして、インクジェットヘッドから廃液タンクへの排出動作を行う。つまり、上記の発明によれば、液体材料ごとに互いに独立して設けられた廃液タンク内の容積(残容積)を、廃液基準圧力室内の圧力を検知する廃液圧力センサの検出値から算出している。また、廃液圧力室内の圧力は、廃液基準圧力室内の圧力を調整する廃液ポンプと廃液遮断部とによって調整される。このため、各廃液圧力室には、廃液ポンプも廃液圧力センサも設ける必要がない。これにより、インクジェット装置における廃液システムの構成を簡素化することができる。従って、インクジェット装置の小型化を実現することができる。 According to the above invention, the discharging operation from the ink jet head to the waste liquid tank is performed in the same manner as the filling of the liquid material from the main tank to the sub tank. That is, according to the above invention, the volume (remaining volume) in the waste liquid tank provided independently for each liquid material is calculated from the detection value of the waste liquid pressure sensor that detects the pressure in the waste liquid reference pressure chamber. Yes. The pressure in the waste liquid pressure chamber is adjusted by a waste liquid pump that adjusts the pressure in the waste liquid reference pressure chamber and a waste liquid blocking unit. For this reason, it is not necessary to provide a waste liquid pump or a waste liquid pressure sensor in each waste liquid pressure chamber. Thereby, the structure of the waste liquid system in an inkjet apparatus can be simplified. Accordingly, it is possible to reduce the size of the ink jet apparatus.
本発明のインクジェット装置では、廃液基準圧力室を大気開放する廃液開放部をさらに備え、
上記廃液制御部は、上記廃液開放部および廃液遮断部を開状態として、各廃液圧力室および廃液基準圧力室を大気圧とした後、上記廃液開放部および廃液遮断部を閉状態として、廃液基準圧力室を負圧に保持したときの廃液基準圧力室の圧力値と、上記負圧に廃液基準圧力室を保持した状態で、廃液遮断部を開状態としたときの廃液基準圧力室の圧力値との変化量から、廃液タンク内の容積を算出することが好ましい。
The inkjet apparatus of the present invention further includes a waste liquid release portion that opens the waste liquid reference pressure chamber to the atmosphere,
The waste liquid control unit opens the waste liquid opening part and the waste liquid blocking part and sets each waste liquid pressure chamber and the waste liquid reference pressure chamber to atmospheric pressure, and then closes the waste liquid opening part and the waste liquid blocking part to close the waste liquid standard. Pressure value of the waste liquid reference pressure chamber when the pressure chamber is held at negative pressure, and pressure value of the waste liquid reference pressure chamber when the waste liquid blocking part is opened with the waste liquid reference pressure chamber held at the above negative pressure It is preferable to calculate the volume in the waste liquid tank from the change amount.
上記の発明によれば、上記廃液開放部および廃液遮断部を開状態として、各廃液圧力室および廃液基準圧力室を大気圧した後、廃液タンク内の容積を算出する。このため、各圧力室および基準圧力室の圧力を等しくするために、ポンプを駆動する必要がない。従って、廃液タンク内の容積を算出する処理を簡略化することができる。 According to the above invention, the volume in the waste liquid tank is calculated after the waste liquid release section and the waste liquid blocking section are in the open state, and the respective waste liquid pressure chambers and the waste liquid reference pressure chamber are at atmospheric pressure. For this reason, it is not necessary to drive the pump in order to equalize the pressure in each pressure chamber and the reference pressure chamber. Therefore, the process for calculating the volume in the waste liquid tank can be simplified.
本発明のインクジェット装置では、一対の廃液ポンプおよび廃液圧力センサを備えることが好ましい。 The ink jet apparatus of the present invention preferably includes a pair of waste liquid pumps and a waste liquid pressure sensor.
上記の発明によれば、液体材料の種類に関係なく、一式の廃液ポンプおよび廃液圧力センサによって、廃液タンクへの液体材料の排出を行う。これにより、インクジェット装置の廃液システムの構成をより簡素化することができる。 According to the above invention, the liquid material is discharged to the waste liquid tank by the set of waste liquid pump and the waste liquid pressure sensor regardless of the type of the liquid material. Thereby, the structure of the waste liquid system of an inkjet apparatus can be simplified more.
以上のように、本発明によれば、上記制御部が、遮断部を開状態として、各圧力室および基準圧力室の各圧力を等しく後、遮断部を閉状態として、基準圧力室を負圧に保持したときの基準圧力室の圧力値と、上記負圧に基準圧力室を保持した状態で、遮断部を開状態としたときの基準圧力室の圧力値との変化量から、サブタンク内の容積を算出し、算出したサブタンクの内容積に基づいて、メインタンクからサブタンクへの液体材料の充填の要否を判定する。それゆえ、インクジェット装置における送液システム(充填システム)の構成を簡素化することができる。従って、インクジェット装置の小型化を実現することができるという効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the control unit opens the blocking unit, equalizes each pressure in each pressure chamber and the reference pressure chamber, then closes the blocking unit, and sets the reference pressure chamber to a negative pressure. From the amount of change between the pressure value of the reference pressure chamber when held at a negative pressure and the pressure value of the reference pressure chamber when the blocking portion is opened with the reference pressure chamber held at the above negative pressure, The volume is calculated, and whether or not it is necessary to fill the liquid material from the main tank to the sub tank is determined based on the calculated inner volume of the sub tank. Therefore, the configuration of the liquid feeding system (filling system) in the ink jet apparatus can be simplified. Therefore, the ink jet apparatus can be reduced in size.
以下、本発明の実施形態について、図1および図2に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態の構成に限定されるもではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Note that the present invention is not limited to the configurations of the following embodiments.
〔実施の形態1〕
図1は、本発明のインクジェット装置の要部構成を示す平面図である。本実施形態では、図1のように、3種類のインク(液体材料)を吐出するインクジェット装置100について説明する。以下では、この3種類のインクを区別するときには、各部材の後にA,B,Cを付し、インクを区別しないときには、A,B,Cを付さずに説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a plan view showing a main configuration of an ink jet apparatus according to the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an
図1のように、インクジェット装置100は、各インクごとに独立して設けられた、メインタンク1A,1B,1C、サブタンク2A,2B,2C、および、インクジェットヘッド3A,3B,3Cを備えている。インクジェット装置100は、メインタンク1A,1B,1Cからサブタンク2A,2B,2Cに充填されたインクを、インクジェットヘッド3A,3B,3Cから吐出する。
As shown in FIG. 1, the
また、インクジェット装置100は、1対の真空ポンプ8および圧力センサ9と、制御部10を備えており、これらによって、メインタンク1からサブタンク2へのインクの充填動作(充填量)を制御している。
The
メインタンク1およびサブタンク2は、それぞれ、袋状であり、内部にインク等の液体材料が貯蔵される。各メインタンク1A,1B,1Cとサブタンク2A,2B,2Cとは、それぞれ独立した流路21A,21B,21Cによって、互いに連結されている。各流路21A,21B,21Cには、充填弁4A,4B,4Cが設けられている。これにより、充填弁4の開閉によって、メインタンク1からサブタンク2へのインクの充填が可能となる。なお、このようなサブタンク2へのインクの充填は、サブタンク2内のインクを一定量消費した際に行う。また、インクジェット装置100では、吐出に使用されるインクの量は極微量であり、それよりもインクジェットヘッド3のメンテナンス時にインクジェットヘッド3のインクを廃液する量の方が桁違いに多い。このため、サブタンク2へのインクの充填は、インクジェットヘッド3のメンテナンス(クリーニング)の後に行うことが多い。
Each of the main tank 1 and the sub tank 2 has a bag shape, and stores a liquid material such as ink. The
一方、各サブタンク2A,2B,2Cとインクジェットヘッド3A,3B,3Cとは、それぞれ独立した流路22A,22B,22Cによって、互いに連結されている。各流路22A,22B,22Cには、供給弁5A,5B,5Cが設けられている。これにより、供給弁5の開閉によって、サブタンク2からインクジェットヘッド3へのインクの供給が可能となる。
On the other hand, the
各サブタンク2A,2B,2Cは、互いに独立した圧力室6A,6B,6C内に設けられている。つまり、サブタンク2は、圧力室6内に密閉されている。図1では、圧力室1A,1B,1Cの順に、隣接して並んでいる。さらに、サブタンク2Cの圧力室6Cに隣接して、隣には、基準圧力室7が設けられている。このように、4つの圧力室(圧力室6A,6B,6Cおよび基準圧力室7)が、並んで配置されている。なお、メインタンク1は、サブタンク2のように圧力室6内には設けられておらず、大気圧下に存在する。
The
基準圧力室7は、サブタンク2が収容された圧力室6とは異なり、内部に何も収容されていない。基準圧力室7には、真空ポンプ8および圧力センサ9が接続されている。真空ポンプ8は、基準圧力室7内を減圧状態とする。圧力センサ9は、基準圧力室7の圧力を検知する。圧力センサ9によって検出された圧力値は、制御部10に出力される。インクジェット装置100では、この1対の真空ポンプ8と圧力センサ9とにより、各サブタンク6A,6B,6C内の圧力および容積を算出するようになっている。このような算出は、制御部10によって行われる。そして、算出結果に応じて、制御部10が、真空ポンプ8を制御する。
Unlike the pressure chamber 6 in which the sub tank 2 is accommodated, the
具体的には、基準圧力室7と、各サブタンク6A,6B,6Cとは、配管23によって連結されている。配管23は、各圧力室6A,6B,6Cに分岐しており、分岐後の配管23には、遮断弁11A,11B,11Cが形成されている。また、基準圧力室7は、大気開放弁(開放部)12を備えている。これにより、各遮断弁11A,11B,11Cおよび大気開放弁12を操作することによって、各圧力室6A,6B,6C内の圧力を制御することができる。また、圧力センサ9の検出値から、サブタンク6内の容積を算出することができる。
Specifically, the
インクジェットヘッド3は、先端部にノズル(図示せず)を備えており、このノズルからインクを吐出するようになっている。 The inkjet head 3 is provided with a nozzle (not shown) at the tip, and discharges ink from this nozzle.
ここで、インクジェット装置100におけるインクの吐出動作について説明する。インクジェット装置100では、制御部10によって、インクの吐出動作が制御される。
Here, an ink ejection operation in the
インクジェット装置100が、インクジェットヘッド3からインクを吐出するには、まず、メインタンク1内のインクを、規定量サブタンク2に充填する。次に、サブタンク2に充填されたインクを、インクジェットヘッド3へ供給する。
In order for the
具体的には、メインタンク1は大気圧下に配置されている。一方、サブタンク2へインクを充填するときは、圧力室6の内圧を、負圧にする。そして、この状態で、充填弁4を開状態とする。これにより、メインタンク1のインクが、流路21を経由して、サブタンク2に充填される。規定量のインクがサブタンク2に充填されたら、充填弁4を閉状態とし、インクの充填を終了する。 Specifically, the main tank 1 is disposed under atmospheric pressure. On the other hand, when the sub tank 2 is filled with ink, the internal pressure of the pressure chamber 6 is set to a negative pressure. In this state, the filling valve 4 is opened. As a result, the ink in the main tank 1 is filled into the sub tank 2 via the flow path 21. When the specified amount of ink is filled in the sub tank 2, the filling valve 4 is closed and the ink filling is finished.
次に、供給弁5を開状態とする。これにより、サブタンク2のインクが流路22を経由して、インクジェットヘッド3に供給される。そして、供給されたインクが、インクジェットヘッド3から吐出する。インク吐出時には、サブタンク2の内圧を、一定の負圧状態に保持する。これにより、インクジェットヘッド3が、サブタンク2よりも上方に配置されている場合、水頭差により、インクジェット3のノズルから、インクが漏れるの防ぐことができる。サブタンク2内のインク量は、インクジェットヘッド3からインクが吐出されるのに伴い、減少する。このため、吐出によってインクが消費されても、サブタンク2の内圧を一定に維持することが好ましい。つまり、サブタンク2の内圧が、常時、一定の負圧に調整されていることが好ましい。 Next, the supply valve 5 is opened. As a result, the ink in the sub tank 2 is supplied to the inkjet head 3 via the flow path 22. Then, the supplied ink is ejected from the inkjet head 3. When ink is ejected, the internal pressure of the sub tank 2 is maintained at a constant negative pressure. Thereby, when the inkjet head 3 is arrange | positioned above the subtank 2, it can prevent that an ink leaks from the nozzle of the inkjet 3 by a water head difference. The amount of ink in the sub tank 2 decreases as ink is ejected from the inkjet head 3. For this reason, it is preferable to keep the internal pressure of the sub tank 2 constant even when ink is consumed by ejection. That is, it is preferable that the internal pressure of the sub tank 2 is always adjusted to a constant negative pressure.
なお、インクジェットヘッド3が、サブタンク2よりも下方に配置されている場合は、このようにサブタンク2の内圧を一定に維持する必要はない。 In addition, when the inkjet head 3 is arrange | positioned below the sub tank 2, it is not necessary to maintain the internal pressure of the sub tank 2 constant in this way.
ここで、従来のインクジェット装置は、メインタンクからサブタンクへインクを充填するために、サブタンク内のインク残量を検知するセンサ(例えば、静電容量センサまたは光量センサ)が、各インクに対応するサブタンクごとに、搭載されていた。例えば、本実施形態のように、3種類のインクを用いる場合、サブタンク内のインク残量を検知するセンサは、3対必要であった。 Here, in the conventional inkjet apparatus, in order to fill the ink from the main tank to the sub tank, a sensor (for example, a capacitance sensor or a light amount sensor) that detects the remaining amount of ink in the sub tank has a sub tank corresponding to each ink. Every one was installed. For example, when three types of ink are used as in the present embodiment, three pairs of sensors for detecting the ink remaining amount in the sub tank are necessary.
これに対し、本実施形態のインクジェット装置100の最大の特徴は、複数のインクを用いる場合であっても、インクの吐出動作を、1対の真空ポンプ8および圧力センサ9によって制御する点である。つまり、本実施形態のように、3種類のインクを用いる場合であっても、1式の真空ポンプ8および圧力センサ9により、3つの各サブタンク2A,2B,2C内のインク残量を検知することが可能である。さらに、インク充填の駆動力付与、充填したインク量の検知についても、1式の真空ポンプ8および圧力センサ9によって実現することができる。
On the other hand, the greatest feature of the
以下では、メインタンク1Aからサブタンク2Aへのインクの充填について説明する。すなわち、メインタンク1Aからサブタンク2Aへ、規定量のインク(サブタンク2A内のインク量が規定量となるまで)を充填する動作を説明する。
Hereinafter, ink filling from the
なお、以下の説明の中で、Pは大気圧を表し、P70,P7A0,P7Aは大気圧からの相対圧力を表すものとする。 In the following description, P represents atmospheric pressure, and P7 0 , P7 A0 , and P7 A represent relative pressure from atmospheric pressure.
また、基準圧力室7の内容積(V7)、および、サブタンク2Aにインクが充填されていない状態での圧力室6Aの内容積(V6A)は、既知であるとする。なお、基準圧力室7内には、何も存在しないので、基準圧力室7の内容積(V7)は、設計値から比較的正確に算出することができる。一方、圧力室6A内には、袋状のサブタンク2Aが内包されている。このため、圧力室6Aの設計値から、圧力室6Aの内容積(V6A)を正確に算出することは難しい。そこで、圧力室6Aの内容積(V6A)は、インクが充填されていない状態での圧力変化から測定することが好ましい。このように圧力変化から圧力室6Aの内容積(V6A)を算出しておけば、圧力室6Aと基準圧力室7とを連結する配管23の体積を含めて、内容積(V6A)を算出することができるという利点がある。なお、内容積(V6A)は、一度だけ算出すればよい。
Further, it is assumed that the internal volume (V 7 ) of the
具体的には、圧力室6Aの内容積(V6A)は、以下のようにして算出することができる。まず、大気開放弁12および遮断弁11Aを開放し、サブタンク2Aが収容された圧力室6Aおよび基準圧力室7内の圧力を等しくする。このとき、圧力室6Aおよび基準圧力室7内の圧力は、大気圧となる。
Specifically, the internal volume (V 6A ) of the
次に、大気開放弁12、および、遮断弁11Aを閉状態とする。そして、基準圧力室7内の圧力が設定した負圧(P70)となるまで、真空ポンプ8を駆動する。圧力センサ9により、基準圧力室7内の圧力が、設定圧力(P70)になったことを確認すれば、真空ポンプ8の駆動を停止する。その後、遮断弁11Aを開状態とし、圧力センサ9の圧力値(P7A0)を取得する。このとき、サブタンク2Aにインクが充填されていない状態での圧力室6Aの内容積(V6A)は、下記(1)式により算出することができる。
V6A={(P70/P7A0)−1}*V7 ・・・(1)
メインタンク1Aからサブタンク2Aにインクを充填するためには、まず、大気開放弁12、および、遮断弁11Aを開状態とする。これにより、圧力室6A内および基準圧力室7内の圧力が、大気圧に等しくなる。
Next, the
V 6A = {(P7 0 / P7 A0 ) -1} * V 7 (1)
In order to fill the
次に、大気開放弁12、および、遮断弁11Aを閉状態とする。そして、真空ポンプ8を駆動させて、基準圧力室7内の圧力を、一定の負圧(P70)とする。圧力センサ9によって、基準圧力室7内が負圧(P70)になったことを確認すれば、真空ポンプ8を停止する。真空ポンプ8を停止すれば、遮断弁11Aを開状態とし、その時の圧力センサ9の圧力値(P7A0)を取得する。このとき、サブタンク2Aの内容積(V2A)は、下記(2)式により算出することができる。
V2A=(1−P70/P7A0)*V7+V6A ・・・(2)
ここで、上記(2)式によって得られたサブタンク2Aの内容積(V2A)が、規定量(V2MAX)未満(V2A<V2MAX)であれば、制御部10は、メインタンク1Aからサブタンク2Aへのインクの充填が必要であると判別する。インクの充填が必要な場合、充填弁4Aを開状態とし、サブタンク2Aへのインクの充填を開始する。充填の開始後も、圧力センサ9による基準圧力室7内の圧力(P70)のモニタを継続する。つまり、(2)式によって、サブタンク2Aの内容積(V2A)の算出を継続する。そして、サブタンク2Aの内容積(V2A)が規定量(V2MAX)である時(V2A=V2MAX)の圧力値(P7A)となったら充填弁4Aを閉状態とする。これにより、メインタンク1Aからサブタンク2Aへのインクの充填が終了する。このような演算処理および制御は、制御部10が行う。
Next, the
V 2A = (1-P7 0 / P7 A0 ) * V 7 + V 6A (2)
Here, if the internal volume (V 2A ) of the sub-tank 2A obtained by the above equation (2) is less than the specified amount (V 2MAX ) (V 2A <V 2MAX ), the
なお、V2A=V2MAXであるときの圧力値(P7A)は、下記(3)式により算出することができる。下記の(3)式において、Pは、大気圧である。
P7A=(V7+V6A−V2A)*(P+P7A0)/(V7+V6A−V2MAX)−P ・・・(3)
次に、このようなインクの充填動作を実際に行った結果について説明する。ここでは、設計値から算出した内容積(V7)が、120mLである基準圧力室7を用いた。また、サブタンク2Aへインクが充填されたときの内容積の規定量(V2MAX)は、15mLに設定した。
The pressure value (P7 A ) when V 2A = V 2MAX can be calculated by the following equation (3). In the following formula (3), P is atmospheric pressure.
P7 A = (V 7 + V 6A -
Next, the result of actually performing such ink filling operation will be described. Here, the
また、予め以下に示す動作を行い、サブタンク2Aにインクが充填されていない状態での圧力室6Aの内容積(V6A)を測定した。なお、この動作は、一度のみ行った。具体的には、圧力室6Aの内容積(V6A)は、以下の方法で算出した。
In addition, the following operation was performed in advance, and the internal volume (V 6A ) of the
まず、大気開放弁12および遮断弁11Aを開放し、サブタンク2Aが収容された圧力室6Aおよび基準圧力室7内の圧力を等しくした。このとき、圧力室6Aおよび基準圧力室7内の圧力は、大気圧となる。
First, the
次に、大気開放弁12、および、遮断弁11Aを閉状態とする。そして、基準圧力室7内の圧力が設定した負圧(P70)となるまで、真空ポンプ8を駆動した。ここでは、基準圧力室7内の圧力(P70)を、−10kPAに設定した。圧力センサ9により、基準圧力室7内の圧力(P70)が−10kPAになったことを確認し、真空ポンプ8の駆動を停止した。その後、遮断弁11Aを開状態とすると、圧力センサ9の圧力値(P7A0)は、−4.92kPAを示した。これらの結果を上記(1)式に当てはめ、サブタンク2Aの内容積(V2A)を算出した。その結果、サブタンク2Aにインクが充填されていない状態での圧力室6Aの内容積(V6A)は、約123.9mLとなった。なお、この内容積(V6A)には、圧力室6Aと基準圧力室7とを連結する配管23の体積も含まれる。
V6A={(P70/P7A0)−1}*V7 ・・・(1)
={(−10/−4.92)−1}*120
=約123.9
この結果を踏まえた上で、まず、現状のサブタンク2Aのインク残量を検知する。すなわち、まず、大気開放弁12、および、遮断弁11Aを開放し、圧力室6Aおよび基準圧力室7内の圧力を、大気圧とした。
Next, the
V 6A = {(P7 0 / P7 A0 ) -1} * V 7 (1)
= {(− 10 / −4.92) −1} * 120
= About 123.9
Based on this result, first, the current ink remaining amount in the
次に、大気開放弁12、および、遮断弁11Aを閉状態とする。そして、基準圧力室7内の圧力が設定した圧力(P70=−10kPA)となるまで、真空ポンプ8を駆動した。基準圧力室7内の圧力(P70)が−10kPAになれば、真空ポンプ8の駆動を停止した。その後、遮断弁11Aを開状態とすると、圧力センサ9の圧力値(P7A0)は、−5.02kPAを示した。これらの結果を上記(2)式に当てはめ、サブタンク2Aの内容積(V2A)を算出した。その結果、サブタンク2Aの内容積(V2A)は、約4.86mLとなった。
V2A=(1−P70/P7A0)*V7+V6A ・・・(2)
={1−(−10/−5.02)}*120+123.9
=約4.86
上述のように、ここでは、サブタンク2Aの内容積の規定量(V2MAX)は、15mLに設定している。このため、(2)式で求めた(V2A)は、内容積の規定量(V2MAX)よりも小さい(V2A<V2MAX)。このため、メインタンク1Aからサブタンク2Aへのインクの充填が必要である。この場合、充填弁4Aが開状態となり、メインタンク1Aからサブタンク2Aへのインクの充填が開始される。インクの充填開始後も、圧力センサ9による基準圧力室7内の圧力(P70)のモニタを継続する。つまり、サブタンク2Aの内容積(V2A)が、内容積の規定量(V2MAX)になるまで、基準圧力室7内の圧力(P70)をモニタする。
Next, the
V 2A = (1-P7 0 / P7 A0 ) * V 7 + V 6A (2)
= {1-(-10 / -5.02)} * 120 + 123.9
= About 4.86
As described above, here, the prescribed amount (V 2MAX ) of the internal volume of the
ここで、サブタンク2Aの内容積(V2A)が規定量(V2MAX)である時(V2A=V2MAX)の圧力値(P7A)は、上記(3)式から算出することができる。その結果、圧力値(P7A)は、−0.81kPAとなった。従って、インクの充填開始後、圧力センサ9による基準圧力室7内の圧力(P70)が、−0.81kPA(P7A)となった時点で、充填弁4Aが開状態となるように制御した。
P7A=(V7+V6A−V2A)*(P+P7A0)/(V7+V6A−V2MAX)−P
・・・(3)
=(120+123.9−4.86)*(100−5.02)/(120+123.9−15)−100
=約−0.81
このようなインク充填動作によって、サブタンク2Aに充填されたインク体積を測定したところ、14.7mLであった。従って、設定した規定量(V2MAX=15mL)のインクの充填が行うことができることが実証された。
Here, the pressure value (P7 A ) when the internal volume (V 2A ) of the
P7 A = (V 7 + V 6A -
... (3)
= (120 + 123.9-4.86) * (100-5.02) / (120 + 123.9-15) -100
= About -0.81
When the volume of ink filled in the
このようなメインタンク1Aからサブタンク2Aへのインクの充填動作と同様の動作を、メインタンク1B,1C、および、サブタンク2B,2Cについても行えば、各サブタンク2B,2Cに、規定量(およそ15mL)のインクを充填することができる。
If the same operation as the ink filling operation from the
また、サブタンク2への充填後、インクジェットヘッド3からインクを吐出する際に、圧力室6と基準圧力室7とを連通させて、負圧を維持することが好ましい。すなわち、供給弁5を開状態、大気開放弁12を閉状態、遮断弁6を開状態とする。これにより、圧力室6と、基準圧力室7とが、連通状態となる。この状態で、真空ポンプ8を駆動すれば、圧力室6および基準圧力室7が、負圧に維持される。これにより、インクジェットヘッド3によるインクの吐出動作に必要なサブタンク2の負圧保持を行うことができる。
In addition, it is preferable to maintain the negative pressure by communicating the pressure chamber 6 and the
このように、本実施形態のインクジェット装置100によれば、メインタンク1A,1B,1C、および、サブタンク2A,2B,2Cが、それぞれ、互いに独立して設けられていても、一式の真空ポンプ8および圧力センサ9により、サブタンク2内のインクの残量検知、サブタンク2へのインクの充填のための駆動力の付与、サブタンク2への規定量のインクの充填が可能となる。つまり、各サブタンク2A,2B,2Cに、真空ポンプ8および圧力センサ9を設ける必要がない。このため、使用するインクの種類が増えたとしても、真空ポンプ8および圧力センサ9を増加させる必要はない。これにより、インクジェット装置100の装置構成を簡素化することができる。従って、インクジェット装置100の小型化を実現することができる。
As described above, according to the
また、本実施形態のインクジェット装置100では、真空ポンプ8および圧力センサ9を、インクジェットヘッド3がインクを吐出する際のサブタンク2の負圧保持にも兼用している。このため、インクジェット装置100を、より一層小型化することができる。
In the
なお、本実施形態のインクジェット装置100では、必要に応じて、サブタンク2へのインクの充填時に、インクの流入速度を制御してもよい。例えば、インクジェット装置100では、サブタンク2へのインクの流入量(充填量)を正確に規定することが好ましい。このため、インクの流入量をリアルタイムに検知することが好ましい。しかし、インクの流速が速過ぎると、インクの流入量の検知精度は低下する。一方、インクの流速が遅すぎると、インクの充填動作完了までの処理時間が長くなる。ここで、圧力差が一定であれば、流速は、インクの粘度または流路21に対する抵抗が大きいほど遅くなり、インクの粘度または流路21に対する抵抗が小さいほど速くなる。従って、インクの粘度小さい場合、または、流路21に対する抵抗が小さい場合に、インクの流速が速すぎれば、圧力差を小さくして流速を抑制することが好ましい。一方、流速が遅い場合は、大きい差圧で動作させることによって、最適な条件でインクの流入量の検知を実現することができる。
In the
例えば、2種のインクのうち、一方のインクが他方のインクより2倍流れ易い(流路21に対する抵抗が小さい、または粘度が小さい)とする。この場合、流れやすい方のインクの流入動作を行うとき、メインタンク1(大気圧)とサブタンク2の圧力差が、流れにくい方のインクの流入動作の場合の1/2倍となるように制御する。これにより、両者のインクの流速を、流入量の制御(検知)がし易い条件にすることができる。このように、インクの流入速度は、圧力室6に与える負圧値を変化させることで制御可能になる。 For example, it is assumed that one of the two types of ink is likely to flow twice as much as the other ink (the resistance to the flow path 21 is small or the viscosity is small). In this case, when the inflow operation of the ink that tends to flow is performed, the pressure difference between the main tank 1 (atmospheric pressure) and the sub tank 2 is controlled to be ½ times that in the inflow operation of the ink that does not flow easily. To do. As a result, the flow speeds of both inks can be made to be conditions that make it easy to control (detect) the amount of inflow. Thus, the inflow speed of ink can be controlled by changing the negative pressure value applied to the pressure chamber 6.
〔実施の形態2〕
次に、図1のインクジェット装置100の廃液(未使用のインク)を、廃液タンクへ排出する廃液システムについて説明する。図2は、そのような廃液システムの平面図である。図2の廃液システムは、インクジェット装置100から排出された3種類のインクを廃液タンクに貯蔵する。なお、本実施形態でも、この3種類のインクを区別するときには、各部材の後にA,B,Cを付し、インクを区別しないときには、A,B,Cを付さずに説明する。
[Embodiment 2]
Next, a waste liquid system that discharges waste liquid (unused ink) of the
図2のように、廃液システム110は、各インクごとに独立して設けられた、廃液タンク32A,32B,32Cを備えている。また、廃液システム110は、1対の真空ポンプ38および圧力センサ39と、制御部40を備えており、これらによって、廃液タンク32へのインクの排出量を制御している。
As shown in FIG. 2, the
廃液タンク32A,32B,32Cは、それぞれ独立した流路31A,31B,31Cによって、インクジェットヘッド3A,3B,3Cに、連結されている。各流路31A,31B,31Cには、廃液弁34A,34B,34Cが設けられている。これにより、廃液弁34の開閉によって、インクジェットヘッド3から廃液タンク32へのインク(廃液)の排出が可能となる。
The waste liquid tanks 32A, 32B, and 32C are connected to the inkjet heads 3A, 3B, and 3C by
廃液タンク32A,32B,32Cは、互いに独立した圧力室36A,36B,36C内に設けられている。つまり、廃液タンク32は、圧力室36内に密閉されている。図2では、圧力室36A,36B,36Cの順に、隣接して並んでいる。さらに、廃液タンク32Cの圧力室36Cに隣接して、基準圧力室37が設けられている。このように、互いに仕切られた4つの圧力室(圧力室36A,36B,36Cおよび基準圧力室37)が、並んで配置されている。
The waste liquid tanks 32A, 32B, and 32C are provided in the
基準圧力室37内は、廃液タンク2が収容された圧力室36とは異なり、内部に何も収容されていない。基準圧力室37には、真空ポンプ38および圧力センサ39が接続されている。真空ポンプ38は、基準圧力室37内を減圧状態とする。圧力センサ39は、基準圧力室37の圧力を検知する。廃液システム110では、この1対の真空ポンプ38と圧力センサ39とにより、各廃液タンク36A,36B,36C内の圧力および容積を算出するようになっている。
In the
具体的には、基準圧力室37と、各サブタンク36A,36B,36Cとは、配管33によって連結されている。配管33は、各圧力室36A,36B,36Cに分岐しており、分岐後の配管33には、遮断弁35A,35B,35Cが形成されている。また、基準圧力室37は、大気開放弁42を備えている。これにより、各遮断弁35A,35B,35Cおよび大気開放弁42を操作することによって、各圧力室36A,36B,36C内の圧力を制御することができる。また、圧力センサ39の検出値から、廃液タンク36内の容積を算出することができる。
Specifically, the
インクジェット装置100では、インクジェットヘッド3のメンテナンスを実行する際に、インクジェットヘッド3内(ノズル内)の気泡や塵等を、インクと共に排出する。そして、排出したインクを、廃液タンク32に貯蔵し、定期的に廃液タンク32を交換する。なお、インクジェットヘッド3の交換時、および、インクジェット装置100の稼動停止時に装置全体のインクを全て排出する時にも、このようなインクの排出を行う。
In the
ここで、インクジェット装置100が複数のインクを使用する場合、互いに組成が類似するインク、または、互いに混合しても支障のないインクであれば、廃液の流路系(流路31,廃液タンク32,廃液弁34)は、各インクごとに設けず、1本に纏めることができる。しかし、近年の生産プロセスは、複雑さを増す一方であり、互いに混合できない複数のインクを用いる場合が殆どである。例えば、種類の異なるインクが混ざると、固化や凝集が起きたり、化学反応を起こしたりするインクを用いることが多い。このような場合は、流路31および廃液タンク32等からなる流路系を独立して設ける必要がある。
Here, when the
しかし、従来の廃液システムでは、流路系を独立して設ける場合、廃液タンク内の廃液残量を検知するセンサ(例えば、静電容量センサまたは光量センサ)が、インクの種類ごとに(インクジェットヘッド3ごとに個別に)、搭載されていた。その結果、廃液システムが、複雑になり大型化するという問題が生じる。 However, in the conventional waste liquid system, when the flow path system is provided independently, a sensor (for example, a capacitance sensor or a light amount sensor) for detecting the remaining amount of waste liquid in the waste liquid tank is provided for each ink type (inkjet head). (Each 3 individually). As a result, there arises a problem that the waste liquid system becomes complicated and large.
これに対し、本実施形態の廃液処理システム110の最大の特徴は、複数のインクを用いる場合であっても、インクの廃液動作を、1対の真空ポンプ38および圧力センサ39によって制御する点である。つまり、本実施形態のように、3種類のインクを用いる場合であっても、1式の真空ポンプ38および圧力センサ39により、3つの各廃液タンク32A,32B,32C内のインク貯蔵量(廃液タンク32へのインクの排出量)を検知することが可能である。さらに、インク充填の駆動力付与、充填したインク量の検知についても、1式の真空ポンプ38および圧力センサ39によって実現することができる。このように、本実施形態の廃液システム110では、3種のインクの排出動作に関して、1式の真空ポンプ38と圧力センサ39とによって、廃液タンク32の残容積の検知,廃液の排出の駆動力の付与、排出する液量の規定を行うことができる。
On the other hand, the greatest feature of the waste
以下では、インクジェットヘッド3Aから流路31Aを経由してサブタンク32Aへインクを排出する動作について説明する。Pは大気圧を表し、P370,P37A0,P37Aは大気圧からの相対圧力を表すものとする。
Hereinafter, an operation of discharging ink from the
また、基準圧力室37の内容積(V37)、および、廃液タンク36Aに廃液が貯蔵されていない状態での圧力室36Aの内容積(V36A)は既知であるとする。なお、基準圧力室37内には、何も存在しないので、基準圧力室37の内容積(V37)は、設計値から比較的正確に算出することができる。一方、圧力室36A内には、廃液タンク32Aが収容されている。このため、圧力室36Aの設計値から、圧力室36Aの内容積(V36A)を正確に算出することは難しい。そこで、圧力室36Aの内容積(V6A)は、廃液タンク36Aに廃液が充填されていない状態での圧力変化から測定することが好ましい。このように圧力変化から圧力室36Aの内容積(V36A)を算出しておけば、圧力室36Aと基準圧力室37とを連結する配管33の体積を含めて、内容積(V36A)を算出することができるという利点がある。なお、内容積(V36A)は、一度だけ算出すればよい。
Further, it is assumed that the internal volume (V 37 ) of the
具体的には、圧力室36Aの内容積(V36A)は、以下のようにして算出することができる。まず、大気開放弁42および遮断弁35Aを開放し、廃液タンク32Aが収容された圧力室36Aおよび基準圧力室37内の圧力を等しくする。このとき、圧力室36Aおよび基準圧力室37内の圧力は、大気圧となる。
Specifically, the internal volume (V 36A ) of the
次に、大気開放弁42、および、遮断弁35Aを閉状態とする。そして、基準圧力室37内の圧力が設定した負圧(P370)となるまで、真空ポンプ38を駆動する。圧力センサ39により、基準圧力室37内の圧力が、設定圧力(P370)になったことを確認すれば、真空ポンプ38の駆動を停止する。その後、遮断弁35Aを開状態とし、圧力センサ39の圧力値(P37A0)を取得する。このとき、廃液タンク32Aにインクが充填されていない状態での圧力室36Aの内容積(V36A)は、下記(4)式により算出することができる。
V36A={(P370/P37A0)−1}*V37 ・・・(4)
流路31Aから廃液タンク32Aへ廃液を排出するためには、まず、大気開放弁42、および、遮断弁35Aを開状態とする。これにより、圧力室36A内および基準圧力室37内の圧力が、大気圧に等しくなる。
Next, the atmosphere release valve 42 and the
V 36A = {(P37 0 / P37 A0 ) -1} * V 37 (4)
In order to discharge the waste liquid from the
次に、大気開放弁42、および、遮断弁35Aを閉状態とする。そして、真空ポンプ38を駆動させて、基準圧力室37内の圧力を、一定の負圧(P370)とする。圧力センサ39によって、基準圧力室37内が負圧(P370)になったことを確認すれば、真空ポンプ38を停止する。真空ポンプ38を停止すれば、遮断弁35Aを開状態とし、その時の圧力センサ39の圧力値(P37A0)を取得する。このとき、廃液タンク32Aの内容積(V32A)は、下記(5)式により算出することができる。
V32A=(1−P370/P37A0)*V13+V36A ・・・(5)
ここで、上記(5)式によって得られた廃液タンク32Aの内容積(V32A)が、規定量(V32MAX)未満(V32A<V32MAX)であれば、制御部40は、インクジェットヘッド3Aから廃液タンク32Aへのインク(廃液)の排出が可能であると判別する。インクの排出が可能な場合、充填弁34Aを開状態とし、廃液タンク32Aへのインクの充填を開始する。排出の開始後も、圧力センサ39による基準圧力室37内の圧力(P370)のモニタを継続する。つまり、(5)式によって、廃液タンク32Aの内容積(V32A)の算出を継続する。そして、1回の廃液動作の規定量(VD)だけ排出された時(V32A=VD)の圧力値(P37A)となったら充填弁34Aを閉状態とする。これにより、インクジェットヘッド3Aから廃液タンク32Aへのインクの排出が終了する。このような演算処理および制御は、制御部40が行う。
Next, the atmosphere release valve 42 and the
V 32A = (1−P37 0 / P37 A0 ) * V 13 + V 36A (5)
Here, if the internal volume (V 32A ) of the waste liquid tank 32A obtained by the above equation (5) is less than the specified amount (V 32MAX ) (V 32A <V 32MAX ), the
なお、V32A=VDであるときの圧力値(P37A)は、下記(6)式により算出することができる。下記の(6)式において、Pは、大気圧である。
P37A=(V37+V36A−V32A)*(P+P37A0)/(V37+V36A−(V36A+VD))−P ・・・(6)
次に、このようなインクの排出動作を実際に行った結果について説明する。ここでは、設計値から算出した内容積(V37)が、200mLである基準圧力室37を用いた。また、廃液タンクの最大貯蔵量(規定量V32MAX)100mLに設定した。
Note that the pressure value (P37 A ) when V 32A = V D can be calculated by the following equation (6). In the following formula (6), P is atmospheric pressure.
P37 A = (V 37 + V 36A -V 32A) * (P + P37 A0) / (
Next, the result of actually performing such an ink discharging operation will be described. Here, the
また、予め以下に示す動作を行い、廃液タンク32に廃液が貯蔵されていない状態での圧力室36Aの内容積(V32A)を測定した。なお、この動作は一度のみ行った。具体的には、圧力室36Aの内容積(V32A)は、以下の方法で算出した。
Further, the following operation was performed in advance, and the internal volume (V 32A ) of the
まず、大気開放弁42および遮断弁35Aを開放し、廃液タンク32Aが収容された圧力室36Aおよび基準圧力室37内の圧力を等しくした。このとき、圧力室36Aおよび基準圧力室37内の圧力は、大気圧となる。
First, the air release valve 42 and the
次に、大気開放弁42および遮断弁35Aを閉状態とする。そして、基準圧力室37内の圧力が設定した負圧(P370)となるまで、真空ポンプ38を駆動した。ここでは、基準圧力室37内の圧力(P370)を、−20kPAに設定した。圧力センサ39により、基準圧力室37内の圧力(P370)が−20kPAになったことを確認し、真空ポンプ38の駆動を停止した。その後、遮断弁35Aを開状態とすると、圧力センサ39の圧力値(P37A0)は、−9.85kPAを示した。これらの結果を上記(4)式に当てはめ、廃液タンク32Aの内容積(V32A)を算出した。その結果、サブタンク2Aにインクが充填されていない状態での圧力室36Aの内容積(V36A)は、約206.1mLとなった。なお、この内容積(V36A)には、圧力室36Aと基準圧力室37とを連結する配管33の体積も含まれる。
V36A={(P370/P37A0)−1}*V37 ・・・(4)
={(−20/−9.85)−1}*200
=約206.1
この結果を踏まえた上で、まず、現状の廃液タンク32A内の廃液貯蔵量を検知する。すなわち、まず、大気開放弁42、および、遮断弁35Aを開放し、圧力室36Aおよび基準圧力室37内の圧力を、大気圧とした。
Next, the atmosphere release valve 42 and the
V 36A = {(P37 0 / P37 A0 ) -1} * V 37 (4)
= {(− 20 / −9.85) −1} * 200
= About 206.1
Based on this result, first, the amount of waste liquid stored in the current waste liquid tank 32A is detected. That is, first, the air release valve 42 and the
次に、大気開放弁42、および、遮断弁35Aを閉状態とする。そして、基準圧力室37内の圧力が設定した圧力(P370=−20kPA)となるまで、真空ポンプ38を駆動した。基準圧力室37内の圧力(P370)が−20kPAになれば、真空ポンプ38の駆動を停止した。その後、遮断弁35Aを開状態とすると、圧力センサ39の圧力値(P37A0)は、−10.75kPAを示した。これらの結果を上記(5)式に当てはめ、廃液タンク32Aの内容積(V32A)を算出した。その結果、廃液タンク32Aの廃液貯蔵量(V32A)は、約34.0mLとなった。
V32A=(1−P370/P37A0)*V13+V36A ・・・(5)
={1−(−20/−10.75)}*200+206.1
=約34.0
上述のように、廃液タンクの最大貯蔵量(V32MAX)100mLに設定している。このため、(5)式で求めた内容積(V32A)は、最大貯蔵量(V32MAX)よりも小さい(V32A<V32MAX)。このため、インクジェットヘッド3Aから廃液タンク32Aへの廃液動作が可能である。この場合、廃液弁34Aが開状態となり、インクジェットヘッド3Aから廃液タンク32A廃液の排出が開始される。インクの排出開始後も、圧力センサ39による基準圧力室37内の圧力(P370)のモニタを継続する。
Next, the atmosphere release valve 42 and the
V 32A = (1−P37 0 / P37 A0 ) * V 13 + V 36A (5)
= {1-(− 20 / −10.75)} * 200 + 206.1
= About 34.0
As described above, the maximum storage amount (V 32MAX ) of the waste liquid tank is set to 100 mL. Thus, (5) an inner volume determined by the formula (V 32A), the maximum storage amount is smaller than (V 32MAX) (V 32A < V 32MAX). For this reason, a waste liquid operation from the
ここで、一回の廃液動作の規定量(VD)は5.0mLに設定している。このため、規定量(VD)だけ廃液タンク32Aに排出されたら、廃液動作を終了する。規定量(VD)だけインクが排出されたときの、基準圧力室37内の圧力(P370)は、上記(6)式から算出することができる。その結果、圧力値(P37A)は、−9.53kPAとなった。
P37A=(V37+V36A−V32A)*(P+P37A0)/(V37+V36A−(V32A+VD))−P ・・・(6)
=(200+206.1−34)*(100−10.75)/(200+206.1−(34+5))−100
=約−9.53
このようなインク廃液動作によって、1回の廃液動作によって、廃液タンク32Aに排出されたインク体積を測定したところ、約5mLであった。従って、設定した一回の廃液動作の規定量(VD)のインクの排出を行うことができことが実証された。
Here, the specified amount (V D ) for one waste liquid operation is set to 5.0 mL. Therefore, when the specified amount (V D ) is discharged to the waste liquid tank 32A, the waste liquid operation is terminated. The pressure (P37 0 ) in the
P37 A = (V 37 + V 36A -V 32A) * (P + P37 A0) / (
= (200 + 206.1-34) * (100-10.75) / (200 + 206.1- (34 + 5))-100
= About -9.53
With such an ink waste liquid operation, the volume of the ink discharged to the waste liquid tank 32A by one waste liquid operation was measured and found to be about 5 mL. Therefore, it was proved that the specified amount (V D ) of ink discharged in a single waste liquid operation can be discharged.
なお、基準圧力室37内の圧力(P370)をモニタすることによって、廃液タンク32Aの内容積(V32A)が、内容積の規定量(V32MAX)に達したら、廃液タンク32Aを交換する。V32A=V32MAXであるときの圧力値(P37B)は、下記(7)式により算出することができる。下記の(7)式において、Pは、大気圧である。その結果、圧力値(P37B)は、−8.49kPAとなった。従って、基準圧力室37内の圧力(P370)が、−8.49kPA付近を示せば、廃液タンク32Aを交換すればよいことになる。
P37B=(V37+V36A−V32A)*(P+P37A0)/(V37+V36A−V32MAX)−P ・・・(7)
=(200+206.1−34)*(100−10.75)/(200+206.1−100)−100
=約−8.49
このようなインクジェットヘッド3Aから廃液タンク32Aへのインク(廃液)の排出動作と同様の動作を、インクジェットヘッド3B,3Cについても行えば、各廃液タンク32B,32Cに、規定量(およそ5mL)のインクを排出することができる。
When the internal volume (V 32A ) of the waste liquid tank 32A reaches the specified amount (V 32MAX ) of the waste liquid tank by monitoring the pressure (P37 0 ) in the
P37 B = (V 37 + V 36A -V 32A) * (P + P37 A0) / (
= (200 + 206.1-34) * (100-10.75) / (200 + 206.1-100) -100
= About -8.49
If the same operation as that for discharging ink (waste liquid) from the
このように、本実施形態の廃液システム110によれば、廃液タンク32A,32B,32Cが、それぞれ、互いに独立して設けられていても、一式の真空ポンプ38および圧力センサ39により、廃液タンク32内の残容積の検知、廃液動作の駆動力の付与、規定量のインクの排出が可能となる。つまり、各廃液タンク32A,32B,32Cに、真空ポンプ38および圧力センサ39を設ける必要がない。このため、使用するインクの種類が増えたとしても、真空ポンプ38および圧力センサ39を増加させる必要はない。これにより、廃液システム110の装置構成を簡素化することができる。従って、廃液システム110の小型化を実現することができ、ひいてはインクジェット装置100の小型化を実現することができる。
As described above, according to the
なお、廃液システム110における真空ポンプ38および圧力センサ39は、図1のインクジェット装置100における真空ポンプ8および圧力センサ9で兼用してもよい。これにより、インクジェット装置100を、より一層小型化することができる。
Note that the
なお、実施の形態1において、インクの流入速度を制御する点について説明示したように、廃液システム110においても、インクの排出速度を制御する必要がある場合には、基準圧力室37(実質的には圧力室36)に与える負圧を変化させればよい。
In the first embodiment, as described for controlling the ink inflow speed, even in the
なお、本発明は、以下のように表現することもできる。 The present invention can also be expressed as follows.
〔1〕インクを充填する容器(メインタンク1,サブタンク2,廃液タンク32)と、前記インク容器の圧力を保つ第1圧力室(圧力室3,36)と、前記容器に液体を流入させる流路(流路21,31)と、前記流路の開閉弁と、圧力調整用の第2圧力室(基準圧力室7,37)、前記第2圧力室の圧力を調整するポンプ(ポンプ8,38)、第2圧力室の圧力を検知する圧力センサ(圧力センサ9,39)、第1圧力室と第2圧力室を遮断できる弁と圧力室大気開放弁からなる機構において、前記両圧力室を大気開放する工程と、第1圧力室を遮断し第2圧力室の圧力をある負圧に調整した後に両圧力室を連通し負圧の変化量からインク容器の残容積を求める工程と、前記残容積が閾値以上であれば流路の弁を開きインク流入を開始する工程と、インク流入に伴い変化する第2圧力室内圧を常時監視し前記内圧が一定値に達したら流路弁を閉じて流入を終える工程とからなるインク流入機構を用いたインクジェット装置。 [1] Container for filling ink (main tank 1, sub tank 2, waste liquid tank 32), first pressure chamber (pressure chambers 3, 36) for maintaining the pressure of the ink container, and flow for allowing liquid to flow into the container A passage (flow passages 21, 31), an opening / closing valve for the passage, a second pressure chamber for pressure adjustment (reference pressure chambers 7, 37), and a pump for adjusting the pressure in the second pressure chamber (pump 8, 38) a pressure sensor (pressure sensors 9 and 39) for detecting the pressure in the second pressure chamber, a mechanism including a valve capable of shutting off the first pressure chamber and the second pressure chamber, and a pressure chamber air release valve; A step of releasing the air to the atmosphere, a step of shutting off the first pressure chamber and adjusting the pressure of the second pressure chamber to a certain negative pressure, and then communicating the pressure chambers to determine the remaining volume of the ink container from the amount of change in the negative pressure; If the remaining volume is equal to or greater than the threshold value, the valve of the flow path is opened to start ink inflow Inkjet apparatus using an extent, the ink inlet mechanism in which the internal pressure second constantly monitors the pressure chamber internal pressure and a step of completing the inlet to close the flow path valve reaches a predetermined value which varies with the ink inlet.
このような液体流入機構を用いれば、圧力調整用のポンプと圧力センサ,各種流路の開閉弁及び残容積算出システムという簡素な構成要素によって、流入前の容器の残容積の算出,流入可否の判別,流入動作,流入量の常時監視,流入量の規定という動作が可能になり、小型軽量で低コストのインクジェット装置のインク流入機構が実現可能になる。 If such a liquid inflow mechanism is used, the calculation of the remaining volume of the container before inflow and whether or not inflow is possible by simple components such as a pressure adjustment pump and pressure sensor, on-off valves for various flow paths, and a remaining volume calculation system. Operations such as discrimination, inflow operation, constant monitoring of the inflow amount, and regulation of the inflow amount are possible, and an ink inflow mechanism of a small, lightweight and low-cost ink jet apparatus can be realized.
〔2〕インクを充填する容器(メインタンク1,サブタンク2,廃液タンク32)と、前記インク容器の圧力を保つ第1圧力室(圧力室3,36)と、前記容器に液体を流入させる流路(流路21,31)と、前記流路の開閉弁と、圧力調整用の第2圧力室(基準圧力室7,37)、前記第2圧力室の圧力を調整するポンプ(ポンプ8,38、圧力を検知する圧力センサ(圧力センサ9,39)、第1圧力室と第2圧力室を遮断できる弁と圧力室大気開放弁からなる機構において、前記両圧力室を大気開放する工程と、第1圧力室を遮断し第2圧力室2の圧力をある負圧に調整した後に両圧力室を連通し負圧の変化量からインク容器の残容積を求める工程と、インクの流入に十分な圧力値に第1圧力室と第2圧力室の内圧を調整する工程と、前記残容積が閾値以上であれば流路の弁を開きインク流入を開始する工程と、インク流入に伴い変化する第2圧力室内圧を常時監視し前記内圧が一定値に達したら流路弁を閉じて流入を終える工程とからなるインク流入機構を用いたインクジェット装置。 [2] Container for filling ink (main tank 1, sub tank 2, waste liquid tank 32), first pressure chamber (pressure chambers 3, 36) for maintaining the pressure of the ink container, and flow for allowing liquid to flow into the container A passage (flow passages 21, 31), an opening / closing valve for the passage, a second pressure chamber for pressure adjustment (reference pressure chambers 7, 37), and a pump for adjusting the pressure in the second pressure chamber (pump 8, 38, a pressure sensor for detecting pressure (pressure sensors 9 and 39), a mechanism comprising a valve capable of shutting off the first pressure chamber and the second pressure chamber, and a pressure chamber air release valve; And a step of shutting off the first pressure chamber and adjusting the pressure of the second pressure chamber 2 to a certain negative pressure, communicating both pressure chambers to determine the remaining volume of the ink container from the amount of change in the negative pressure, and sufficient for inflow of ink Adjusting the internal pressure of the first pressure chamber and the second pressure chamber to a correct pressure value; If the remaining volume is greater than or equal to the threshold value, the flow path valve is opened to start ink inflow, and the second pressure chamber pressure that changes with the ink inflow is constantly monitored. When the internal pressure reaches a certain value, the flow path valve is An ink jet apparatus using an ink inflow mechanism comprising a step of closing and finishing the inflow.
この構成によれば、液体流入前に液体流入の駆動力である圧力室の負圧を調整することで、流入の速度を調整することが可能となり、粘度の異なる液体材料や、流路抵抗の異なるインクジェット装置に広く対応が可能になる。 According to this configuration, by adjusting the negative pressure of the pressure chamber, which is the driving force for liquid inflow before liquid inflow, it is possible to adjust the speed of inflow, liquid materials having different viscosities, A wide variety of ink jet apparatuses can be supported.
〔3〕上記〔1〕または〔2〕に記載のインク流入機構を廃液容器への廃液動作機構に用いることを特徴としたインクジェット装置。 [3] An ink jet apparatus using the ink inflow mechanism according to [1] or [2] as a waste liquid operation mechanism for a waste liquid container.
このように本発明の液体流入機構をインクジェット装置の廃液機構に用いれば、廃液タンクの廃液量を検知する機能と、廃液を廃液タンクへ規定量だけ流入する機能とを備えた簡素な構成の廃液機構が実現できる。 As described above, when the liquid inflow mechanism of the present invention is used for the waste liquid mechanism of the inkjet apparatus, the waste liquid having a simple configuration having the function of detecting the amount of waste liquid in the waste liquid tank and the function of flowing the waste liquid into the waste liquid tank by a specified amount. The mechanism can be realized.
〔4〕上記〔1〕または〔2〕に記載のインク流入機構をメインタンクからサブタンクへのインク充填動作機構に用いることを特徴としたインクジェット装置。 [4] An ink jet apparatus using the ink inflow mechanism according to [1] or [2] as an ink filling operation mechanism from a main tank to a sub tank.
このように本発明の液体流入機構をインクジェット装置のメインタンクからサブタンクへの液体材料の充填機構に用いれば、サブタンクから消費された液体材料の消費量の算出と、サブタンクへの液体材料の充填機能とを備えた簡素な構成の液体材料充填機構が実現できる。 As described above, when the liquid inflow mechanism of the present invention is used for the filling mechanism of the liquid material from the main tank to the sub tank of the ink jet apparatus, the calculation of the consumption amount of the liquid material consumed from the sub tank and the filling function of the liquid material to the sub tank are performed. It is possible to realize a liquid material filling mechanism with a simple configuration including:
〔5〕上記〔4〕に記載のインクジェット装置において、メインタンクからサブタンクへのインク充填を行っていない時には第1圧力室及び第2圧力室,ポンプ,圧力センサを用いてサブタンクの負圧維持も行っていることを特徴としたインクジェット装置。 [5] In the ink jet device according to [4], when the ink is not filled from the main tank to the sub tank, the negative pressure in the sub tank can be maintained using the first pressure chamber, the second pressure chamber, the pump, and the pressure sensor. An ink jet apparatus characterized by being performed.
このように本発明のポンプ及び圧力センサ,圧力室をインクジェット装置のサブタンク負圧保持機構と兼用することで、より簡素な構成で、サブタンクの負圧保持,サブタンクから消費された液体材料の消費量の算出と、サブタンクへの液体材料の充填機能とを備えた簡素な構成の液体材料供給システムが実現できる。 Thus, by using the pump, pressure sensor, and pressure chamber of the present invention together with the subtank negative pressure holding mechanism of the ink jet device, the subtank negative pressure holding and the consumption amount of the liquid material consumed from the subtank are simplified. It is possible to realize a liquid material supply system having a simple configuration that includes the above calculation and the function of filling the sub tank with the liquid material.
〔6〕上記〔4〕または〔5〕に記載のインクジェット装置であって、2種以上の異なるインクのメインタンクからサブタンクへの充填動作を単一のポンプ及び圧力センサにて行うことを特徴としたインクジェット装置。 [6] The ink jet apparatus according to [4] or [5], wherein the filling operation from the main tank to the sub tank of two or more different inks is performed by a single pump and a pressure sensor. Inkjet device.
さらに、このように複数のインクジェットヘッドを持ち、複数種の液体材料を吐出するインクジェット装置に用いれば、インク種が増加しても一式のポンプ及び圧力センサによって、全ての液体材料の消費量算出と、サブタンクへの液体材料の充填、サブタンクの負圧保持が可能になり、インクジェット装置の大型化や煩雑化を低減できる。 Further, if the ink jet apparatus has a plurality of ink jet heads and discharges a plurality of types of liquid materials, even if the ink types increase, a set of pumps and pressure sensors can be used to calculate the consumption of all the liquid materials. The sub tank can be filled with the liquid material and the sub tank can be maintained at a negative pressure, and the size and complexity of the ink jet apparatus can be reduced.
〔7〕上記〔3〕に記載のインクジェット装置であって、2種以上の異なるインクの独立した廃液タンクへの廃液動作を単一のポンプ及び圧力センサにて行うことを特徴としたインクジェット装置。 [7] The ink jet apparatus according to [3], wherein the waste liquid operation of two or more different inks to independent waste liquid tanks is performed by a single pump and a pressure sensor.
このように、本発明を互いに混合不可である複数の液体材料を用いるインクジェット装置の廃液システムに用いることで、廃液流路及び廃液タンクが複数でそれぞれ独立であるシステムであったとしても、一式のポンプ及び圧力センサによって廃液システムの構築が可能である。 Thus, even if the present invention is used in a waste liquid system of an inkjet apparatus that uses a plurality of liquid materials that cannot be mixed with each other, a plurality of waste liquid flow paths and waste liquid tanks can be used even if the system is independent. A waste liquid system can be constructed by a pump and a pressure sensor.
また、本発明のインクジェット装置は、液体材料を容器へ流入する際の容器の残容積を算出し流入の可否を判別する手法と、残容積が一定値以上であった場合に流入を開始し、流入量を常時監視しながら流入量が一定値に達したら流入を終了する手法とを含んだ液体材料の流入機構に関する発明であるといえる。 Further, the ink jet device of the present invention calculates the remaining volume of the container when the liquid material flows into the container and determines whether or not the inflow can be performed, and starts the inflow when the remaining volume is equal to or greater than a certain value. It can be said that the invention relates to an inflow mechanism for a liquid material, including a method of ending the inflow when the inflow amount reaches a constant value while constantly monitoring the inflow amount.
本発明によれば、この液体流入機構をインクジェット装置のメインタンクからサブタンクへの液体材料の充填若しくは廃液タンクへの廃液動作機構に用いる事によって簡易な構成のインクジェット装置を実現することができる。つまり、基準である第2圧力室の容積と第1圧力室の容積の比を圧力変化から求め、第1圧力室内のインク容器の残容積を算出する。残容積が一定値以上であれば流入を開始し、流入量も圧力変化でモニタし、規定量に達したら流入を停止する。流入速度も初期の負圧値によって制御が可能となる。 According to the present invention, an ink jet apparatus having a simple configuration can be realized by using the liquid inflow mechanism for filling a liquid material from a main tank to a sub tank of the ink jet apparatus or a waste liquid operating mechanism for the waste liquid tank. That is, the ratio of the volume of the second pressure chamber and the volume of the first pressure chamber, which is a reference, is obtained from the pressure change, and the remaining volume of the ink container in the first pressure chamber is calculated. If the remaining volume exceeds a certain value, the inflow is started, the inflow amount is monitored by the pressure change, and the inflow is stopped when it reaches a specified amount. The inflow speed can also be controlled by the initial negative pressure value.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明によれば、インクジェット装置において、簡素な構成による液体材料の充填動作及び廃液動作,充填量及び廃液量の規定が可能になる。さらに、インクジェット装置による生産プロセスが複雑化し、使用される液体材料の種類が増加した際の装置の大型化,複雑化を低減することができる。 According to the present invention, in an ink jet apparatus, it is possible to define a liquid material filling operation and a waste liquid operation, a filling amount and a waste liquid amount with a simple configuration. Further, the production process by the ink jet apparatus becomes complicated, and the increase in size and complexity of the apparatus when the types of liquid materials used are increased can be reduced.
1,1A,1B,1C メインタンク
2,2A,2B,2C サブタンク
3,3A,3B,3C インクジェットヘッド
4,4A,4B,4C 充填弁
5,5A,5B,5C 供給弁
6,6A,6B,6C 圧力室
7 基準圧力室
8 真空ポンプ(ポンプ)
9 圧力センサ
10 制御部
11,11A,11B,11C 遮断弁(遮断部)
12 大気開放弁(開放部)
32,32A,32B,32C 廃液タンク
34,34A,34B,34C 廃液弁
35,35A,35B,35C 遮断弁(廃液遮断部)
36,36A,36B,36C 圧力室(廃液圧力室)
37 基準圧力室(廃液基準圧力室)
38 真空ポンプ(廃液ポンプ)
39 圧力センサ(廃液圧力センサ)
40 制御部(廃液制御部)
42 大気開放弁(廃液開放部)
100 インクジェット装置
110 廃液システム
1, 1A, 1B,
9
12 Atmospheric release valve (opening part)
32, 32A, 32B, 32C
36, 36A, 36B, 36C Pressure chamber (waste liquid pressure chamber)
37 Reference pressure chamber (waste liquid reference pressure chamber)
38 Vacuum pump (waste liquid pump)
39 Pressure sensor (Waste liquid pressure sensor)
40 Control unit (waste liquid control unit)
42 Air release valve (Waste liquid release part)
100
Claims (9)
液体材料ごとにそれぞれ独立して設けられた、メインタンクおよびサブタンクと、
メインタンクから充填されたサブタンクの液体材料が供給され、供給された液体材料を吐出するインクジェットヘッドと、
各サブタンクを密閉し、サブタンクに対し圧力を付与する圧力室と、
各圧力室と連通され、内部の圧力が変動する基準圧力室と、
基準圧力室内の圧力を調整するポンプと、
基準圧力室内の圧力を検出する圧力センサと、
各圧力室と基準圧力室とを、連通状態または遮断状態に切り換える遮断部と、
ポンプの駆動と、遮断部の開閉動作とを制御する制御部とを備えており、
上記制御部は、
遮断部を開状態として、各圧力室の圧力と基準圧力室の圧力とを等しくした後、遮断部を閉状態として、基準圧力室を負圧に保持したときの基準圧力室の圧力値と、上記負圧に基準圧力室を保持した状態で、遮断部を開状態としたときの基準圧力室の圧力値との変化量から、サブタンク内の容積を算出し、
算出したサブタンクの内容積に基づいて、メインタンクからサブタンクへの液体材料の充填の要否を判定することを特徴とするインクジェット装置。 An inkjet apparatus that discharges a plurality of types of liquid materials,
A main tank and a sub tank provided independently for each liquid material;
An ink jet head for supplying the liquid material of the sub tank filled from the main tank and discharging the supplied liquid material;
A pressure chamber for sealing each sub tank and applying pressure to the sub tank;
A reference pressure chamber that is communicated with each pressure chamber and in which the internal pressure varies;
A pump for adjusting the pressure in the reference pressure chamber;
A pressure sensor for detecting the pressure in the reference pressure chamber;
A shut-off section for switching each pressure chamber and the reference pressure chamber to a communication state or a shut-off state;
A control unit for controlling the driving of the pump and the opening / closing operation of the blocking unit;
The control unit
After the shut-off portion is in the open state, the pressure in each pressure chamber and the pressure in the reference pressure chamber are equalized, then the shut-off portion is in the closed state, and the pressure value of the reference pressure chamber when the reference pressure chamber is held at a negative pressure, From the amount of change from the pressure value of the reference pressure chamber when the blocking portion is opened with the reference pressure chamber held at the negative pressure, the volume in the sub tank is calculated,
An ink jet apparatus that determines whether or not it is necessary to fill a liquid material from a main tank to a sub tank based on the calculated internal volume of the sub tank.
上記制御部は、上記開放部および遮断部を開状態として、各圧力室および基準圧力室を大気圧とした後、上記開放部および遮断部を閉状態として、基準圧力室を負圧に保持したときの基準圧力室の圧力値と、上記負圧に基準圧力室を保持した状態で、遮断部を開状態としたときの基準圧力室の圧力値との変化量から、サブタンク内の容積を算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット装置。 An opening for opening the reference pressure chamber and each pressure chamber to the atmosphere;
The control unit keeps the reference pressure chamber at a negative pressure by opening the open portion and the shut-off portion and setting each pressure chamber and the reference pressure chamber to atmospheric pressure and then closing the open portion and the shut-off portion. The volume in the sub-tank is calculated from the amount of change between the pressure value of the reference pressure chamber and the pressure value of the reference pressure chamber when the shut-off portion is opened with the reference pressure chamber held at the above negative pressure. The ink jet apparatus according to claim 1, wherein the ink jet apparatus is an ink jet apparatus.
各廃液タンクを密閉し、廃液タンクに対し圧力を付与する廃液圧力室と、
各廃液圧力室と連通され、内部の圧力が変動する廃液基準圧力室と、
廃液基準圧力室内の圧力を調整する廃液ポンプと、
廃液基準圧力室内の圧力を検出する廃液圧力センサと、
各廃液圧力室と廃液基準圧力室とを、連通状態または遮断状態に切り換える廃液遮断部と、
廃液ポンプの駆動と、廃液遮断部の開閉動作とを制御する廃液制御部とを備えており、
上記廃液制御部は、
廃液遮断部を開状態として、各廃液圧力室の圧力と廃液基準圧力室の圧力とを等しくした後、廃液遮断部を閉状態として、廃液基準圧力室を負圧に保持したときの廃液基準圧力室の圧力値と、上記負圧に廃液基準圧力室を保持した状態で、廃液遮断部を開状態としたときの廃液基準圧力室の圧力値との変化量から、廃液タンク内の容積を算出し、
算出した廃液タンクの内容積に基づいて、インクジェットヘッドから廃液タンクへの液体材料の排出の可否を判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット装置。 A plurality of waste liquid tanks for storing liquid materials not discharged from the inkjet head;
Each waste liquid tank is sealed, a waste liquid pressure chamber for applying pressure to the waste liquid tank,
A waste liquid reference pressure chamber that communicates with each waste liquid pressure chamber, and in which the internal pressure fluctuates,
A waste liquid pump for adjusting the pressure in the waste liquid reference pressure chamber;
Waste liquid pressure sensor for detecting the pressure in the waste liquid reference pressure chamber;
A waste liquid blocking section for switching each waste liquid pressure chamber and the waste liquid reference pressure chamber to a communication state or a blocking state;
It has a waste liquid control unit that controls the drive of the waste liquid pump and the opening and closing operation of the waste liquid blocking unit,
The waste liquid control unit
Waste liquid reference pressure when the waste liquid blocking chamber is opened and the pressure of each waste liquid pressure chamber is equalized with the pressure of the waste liquid reference pressure chamber, then the waste liquid blocking section is closed and the waste liquid reference pressure chamber is held at a negative pressure. The volume in the waste liquid tank is calculated from the amount of change between the pressure value in the chamber and the pressure value in the waste liquid reference pressure chamber when the waste liquid blocking section is opened with the waste liquid reference pressure chamber held at the above negative pressure. And
6. The ink jet apparatus according to claim 1, wherein whether or not the liquid material can be discharged from the ink jet head to the waste liquid tank is determined based on the calculated internal volume of the waste liquid tank.
上記廃液制御部は、上記廃液開放部および廃液遮断部を開状態として、各廃液圧力室および廃液基準圧力室を大気圧とした後、上記廃液開放部および廃液遮断部を閉状態として、廃液基準圧力室を負圧に保持したときの廃液基準圧力室の圧力値と、上記負圧に廃液基準圧力室を保持した状態で、廃液遮断部を開状態としたときの廃液基準圧力室の圧力値との変化量から、廃液タンク内の容積を算出することを特徴とする請求項7に記載のインクジェット装置。 A waste liquid opening part that opens the waste liquid reference pressure chamber to the atmosphere is further provided.
The waste liquid control unit opens the waste liquid opening part and the waste liquid blocking part and sets each waste liquid pressure chamber and the waste liquid reference pressure chamber to atmospheric pressure, and then closes the waste liquid opening part and the waste liquid blocking part to close the waste liquid standard. Pressure value of the waste liquid reference pressure chamber when the pressure chamber is held at negative pressure, and pressure value of the waste liquid reference pressure chamber when the waste liquid blocking part is opened with the waste liquid reference pressure chamber held at the above negative pressure 8. The ink jet apparatus according to claim 7, wherein the volume in the waste liquid tank is calculated from the amount of change.
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