JP2013208762A - 描画装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インク供給路へのインクの滞留を抑制し、描画品質を保持することが可能なインクジェット方式を用いた描画装置を提供する。
【解決手段】吐出ヘッド33から記録媒体にインク53を吐出させて描画を行う液滴吐出装置1であって、サブタンク77の供給インク出口91と吐出ヘッド33のインク供給口92とをつなぎサブタンク77から吐出ヘッド33に供給されるインク53が流れるインク供給路82と、インク供給路82の途中の分岐口としての循環バルブ96から分岐してサブタンク77につながり循環バルブ96からサブタンク77にインク53を循環させるインク循環路84と、を有し、サブタンク77の供給インク出口91が、吐出ヘッド33のインク供給口92よりも上方に配置され、インク循環路84には、インク供給路82側からサブタンク77にインク53を送る循環ポンプ79が設けられたことを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】吐出ヘッド33から記録媒体にインク53を吐出させて描画を行う液滴吐出装置1であって、サブタンク77の供給インク出口91と吐出ヘッド33のインク供給口92とをつなぎサブタンク77から吐出ヘッド33に供給されるインク53が流れるインク供給路82と、インク供給路82の途中の分岐口としての循環バルブ96から分岐してサブタンク77につながり循環バルブ96からサブタンク77にインク53を循環させるインク循環路84と、を有し、サブタンク77の供給インク出口91が、吐出ヘッド33のインク供給口92よりも上方に配置され、インク循環路84には、インク供給路82側からサブタンク77にインク53を送る循環ポンプ79が設けられたことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、描画装置に関し、特に、インクジェット方式により記録媒体にインクを吐出して描画を行う描画装置に関する。
従来、記録媒体に画像を形成する描画装置として、インクジェット方式により記録媒体上に画像を形成するインクジェット描画装置(インクジェット画像形成装置)が知られている。インクジェット描画装置で使用される主なインクは、染料インクと顔料インクの二種類に大別でき、近年では、耐候性に優れた顔料インクが主流になりつつある。
顔料インクは、インク中の顔料の比重が溶媒の比重よりも大きいために顔料凝集が生じ易いため、顔料インクを容器内に長時間貯留させておくと、顔料粒子が容器内で沈降を起こし、容器内のインクの上部と下部で濃度差や粘度差が生じてしまう。このような不均一が生じた状態のインクをインクジェットヘッド(吐出ヘッド)に供給して描画を行うと、所望の描画ができなかったり、インクジェットヘッドのノズルが目詰まりしてインク液滴の吐出でできなかったりする不具合を引き起こす原因となる。
顔料インクは、インク中の顔料の比重が溶媒の比重よりも大きいために顔料凝集が生じ易いため、顔料インクを容器内に長時間貯留させておくと、顔料粒子が容器内で沈降を起こし、容器内のインクの上部と下部で濃度差や粘度差が生じてしまう。このような不均一が生じた状態のインクをインクジェットヘッド(吐出ヘッド)に供給して描画を行うと、所望の描画ができなかったり、インクジェットヘッドのノズルが目詰まりしてインク液滴の吐出でできなかったりする不具合を引き起こす原因となる。
このような貯留インクの不均一を防止するために、例えば、特許文献1に、インク容器(メインタンク、および、サブタンク)とインクジェットヘッドとのインク流路となるインク供給路と、そのインク供給路の途中の分岐口から分岐してインク容器につながるインク循環路とを備えたインクジェット描画装置が紹介されている。
詳述すると、特許文献1に記載のインクジェット描画装置は、インクを吐出する吐出ヘッドに供給される前記インクが貯められるサブタンクと、サブタンクに補充されるインクが貯蔵されるメインタンクと、を備え、サブタンクの供給インク出口と前記吐出ヘッドのインク供給口とをつなぎサブタンクから吐出ヘッドに供給されるインクが流れるインク供給路と、インク供給路の途中の分岐口から分岐して前記サブタンクにつながり分岐口からサブタンクにインクを循環させるインク循環路と、を有している。そして、インク循環路によりサブタンク内のインクを循環させて攪拌することにより、サブタンク内のインクを均一にしてから吐出ヘッドに供給し、吐出ヘッドから記録媒体にインクの液滴を吐出することにより描画を行う構成となっている。
詳述すると、特許文献1に記載のインクジェット描画装置は、インクを吐出する吐出ヘッドに供給される前記インクが貯められるサブタンクと、サブタンクに補充されるインクが貯蔵されるメインタンクと、を備え、サブタンクの供給インク出口と前記吐出ヘッドのインク供給口とをつなぎサブタンクから吐出ヘッドに供給されるインクが流れるインク供給路と、インク供給路の途中の分岐口から分岐して前記サブタンクにつながり分岐口からサブタンクにインクを循環させるインク循環路と、を有している。そして、インク循環路によりサブタンク内のインクを循環させて攪拌することにより、サブタンク内のインクを均一にしてから吐出ヘッドに供給し、吐出ヘッドから記録媒体にインクの液滴を吐出することにより描画を行う構成となっている。
しかしながら、特許文献1に記載の描画装置では、吐出ヘッドに供給するインクを貯留させたサブタンクが吐出ヘッドよりも下方に配置されている。このため、インク供給路を介してサブタンクから吐出ヘッドにインクを供給するためには、インク供給路にポンプを設置する必要があり、また、インク供給路内にインクが滞留して、例えば沈降性の高いインクを用いた場合にはインクの沈降が起こり、描画品質が劣化する虞があるという課題があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る描画装置は、インクジェット方式によりインクを吐出する吐出ヘッドに供給される前記インクが貯められるサブタンクと、前記サブタンクに補充される前記インクが貯蔵されるメインタンクと、を備え、前記吐出ヘッドから記録媒体に前記インクを吐出させて描画を行う描画装置であって、前記サブタンクの供給インク出口と前記吐出ヘッドのインク供給口とをつなぎ前記サブタンクから前記吐出ヘッドに供給される前記インクが流れるインク供給路と、前記インク供給路の途中の分岐口から分岐して前記サブタンクにつながり前記分岐口から前記サブタンクに前記インクを循環させるインク循環路と、を有し、前記供給インク出口が、前記インク供給口よりも上方に配置され、前記インク循環路には、前記インク供給路側から前記サブタンクに前記インクを送るポンプが設けられたことを特徴とする。
本適用例によれば、ポンプを作動させることにより、サブタンクから吐出ヘッドへインクを供給するインク供給路に残ったインクをインク循環路を介して循環させることにより攪拌することができるので、インク供給路に溜まった沈降インクによる描画不良を防止することができる。
また、サブタンクの供給インク出口が吐出ヘッドのインク供給口よりも上方に配置されているので、インク供給路にポンプを設けなくてもサブタンクのインクを吐出ヘッドに供給することができ、インク供給路にインクが溜まり難いという効果を奏する。
したがって、例えば白色インクなどの沈降しやすいインクを用いて描画を行う場合であっても、サブタンクと吐出ヘッドとのインク供給路のインク沈降を抑制し、高品質な描画が可能な描画装置を提供できる。
また、サブタンクの供給インク出口が吐出ヘッドのインク供給口よりも上方に配置されているので、インク供給路にポンプを設けなくてもサブタンクのインクを吐出ヘッドに供給することができ、インク供給路にインクが溜まり難いという効果を奏する。
したがって、例えば白色インクなどの沈降しやすいインクを用いて描画を行う場合であっても、サブタンクと吐出ヘッドとのインク供給路のインク沈降を抑制し、高品質な描画が可能な描画装置を提供できる。
[適用例2]上記適用例に係る描画装置において、前記サブタンクの外底面が前記インク供給口の上方に配置され、前記供給インク出口が、前記サブタンクの外底面に設けられたことを特徴とする。
本適用例によれば、サブタンクの外底面に供給インク出口が設けられ、その下方に吐出ヘッドが配置されていることにより、インク供給路にポンプを設けなくても、インク供給路を介したサブタンクから吐出ヘッドへのインク供給が良好になされるので、描画装置による描画の品質をより高く保持することができる。
[適用例3]上記適用例に係る描画装置において、前記インク供給路が、前記供給インク出口から前記インク供給口に向けて水平方向よりも鉛直方向に下がる勾配を有して設けられたことが好ましい。
本適用例によれば、インク供給路にポンプを設けなくても、インク供給路を介したサブタンクから吐出ヘッドへのインク供給がより良好になされるとともに、インク供給路にインクが溜まり難くなるので、描画装置による描画の品質をより高く保持することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
〔液滴吐出装置〕
まず、本実施形態に係る液滴吐出装置1の要部である描画部の構成について説明する。図1は、描画装置としての液滴吐出装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。また、図3は、本実施形態の液滴吐出装置におけるキャリッジを説明するものであり、図1中のA視方向に見たときの正面図である。また、図4は、本実施形態における吐出ヘッドの底面図である。また、図5は、吐出ヘッドの正断面図である。また、図6は、本実施形態における液滴吐出装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
図1において、本実施形態の液滴吐出装置1は、記録媒体としてのワークWを搬送するワーク搬送装置3と、キャリッジ7と、キャリッジ搬送装置11と、を有している。
キャリッジ7には、ヘッドユニット13と、紫外線照射手段としての照射装置15(15a、15b)と、が設けられている。
液滴吐出装置1では、ヘッドユニット13と記録媒体としてのワークWとの平面視での相対位置を変化させつつ、ヘッドユニット13の吐出ヘッド(不図示)から液状体を液滴として吐出させることによって、ワークWに液状体で所望のパターンを描画することができる。
まず、本実施形態に係る液滴吐出装置1の要部である描画部の構成について説明する。図1は、描画装置としての液滴吐出装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。また、図3は、本実施形態の液滴吐出装置におけるキャリッジを説明するものであり、図1中のA視方向に見たときの正面図である。また、図4は、本実施形態における吐出ヘッドの底面図である。また、図5は、吐出ヘッドの正断面図である。また、図6は、本実施形態における液滴吐出装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
図1において、本実施形態の液滴吐出装置1は、記録媒体としてのワークWを搬送するワーク搬送装置3と、キャリッジ7と、キャリッジ搬送装置11と、を有している。
キャリッジ7には、ヘッドユニット13と、紫外線照射手段としての照射装置15(15a、15b)と、が設けられている。
液滴吐出装置1では、ヘッドユニット13と記録媒体としてのワークWとの平面視での相対位置を変化させつつ、ヘッドユニット13の吐出ヘッド(不図示)から液状体を液滴として吐出させることによって、ワークWに液状体で所望のパターンを描画することができる。
図1において、Y方向はワークWの移動方向(副走査方向)を示し、X方向は平面視でY方向とは直交する方向(主走査方向)を示している。また、X方向及びY方向によって規定されるXY平面と直交する方向は、Z方向として規定される。
ワーク搬送装置3は、定盤21と、ガイドレール23aと、ガイドレール23bと、ワークテーブル25と、を有している。ワーク搬送装置3は、Y方向へワークWを搬送する。これにより、ワーク搬送装置3は、キャリッジ7に対して相対的に、ワークWを移動させる。なお、ワーク搬送装置3によりワークWを搬送する代わりに、キャリッジ7を、ワークWに対してY方向へ移動させる構成としてもよい。
ワーク搬送装置3は、定盤21と、ガイドレール23aと、ガイドレール23bと、ワークテーブル25と、を有している。ワーク搬送装置3は、Y方向へワークWを搬送する。これにより、ワーク搬送装置3は、キャリッジ7に対して相対的に、ワークWを移動させる。なお、ワーク搬送装置3によりワークWを搬送する代わりに、キャリッジ7を、ワークWに対してY方向へ移動させる構成としてもよい。
図3に示すように、ヘッドユニット13は、ヘッドプレート31と、吐出ヘッド33と、を有している。
吐出ヘッド33は、底面図である図4に示すように、ノズル面35を有している。ノズル面35には複数のノズル列39が形成されている。なお、図4では、ノズル列39をわかりやすく示すため、ノズル37の誇張、かつ個数の減少を行っている。
吐出ヘッド33において、複数のノズル37は、Y方向に沿って4本のノズル列39のように配列され、かつX方向に互いに間隔を置いて並んでいる。各ノズル列39は、X方向に互いに隙間を空けた状態で並んでいる。各ノズル列39において、複数のノズル37は、Y方向に沿って所定の間隔Pで形成されている。
以下において、4本のノズル列39のそれぞれが識別される場合に、ノズル列39a、ノズル列39b、ノズル列39cおよびノズル列39dという表記が用いられる。
本実施形態の吐出ヘッド33において、ノズル列39aとノズル列39bとは、互いにY方向にP/2の距離だけずれている。ノズル列39cおよびノズル列39dも、互いにY方向にP/2の距離だけずれている。
吐出ヘッド33は、底面図である図4に示すように、ノズル面35を有している。ノズル面35には複数のノズル列39が形成されている。なお、図4では、ノズル列39をわかりやすく示すため、ノズル37の誇張、かつ個数の減少を行っている。
吐出ヘッド33において、複数のノズル37は、Y方向に沿って4本のノズル列39のように配列され、かつX方向に互いに間隔を置いて並んでいる。各ノズル列39は、X方向に互いに隙間を空けた状態で並んでいる。各ノズル列39において、複数のノズル37は、Y方向に沿って所定の間隔Pで形成されている。
以下において、4本のノズル列39のそれぞれが識別される場合に、ノズル列39a、ノズル列39b、ノズル列39cおよびノズル列39dという表記が用いられる。
本実施形態の吐出ヘッド33において、ノズル列39aとノズル列39bとは、互いにY方向にP/2の距離だけずれている。ノズル列39cおよびノズル列39dも、互いにY方向にP/2の距離だけずれている。
2個の照射装置15は、図3に示すように、それぞれX方向にヘッドユニット13を挟んで互いに対峙する位置に設けられている。以下において、2個の照射装置15のそれぞれを識別する場合に照射装置15aおよび照射装置15bという表記が用いられる。
照射装置15a及び照射装置15bは、それぞれ、紫外光41を発する光源43を有している。光源43からの紫外光41は、吐出ヘッド33から吐出されたインク(機能液)53の硬化を促進させる。インク53は、紫外光41の照射を受けると、硬化が促進する。
光源43としては、例えば、LED、LD、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等の種々の光源43が採用され得る。
なお、本実施形態では、光源43のY方向における長さは、吐出ヘッド33のノズル列39を網羅する長さに設定されている。
また、照射装置15aの光源43と、照射装置15bの光源43とは、それぞれ、吐出ヘッド33のノズル面35がX方向に沿って描く軌跡に、平面視で重なっている。
照射装置15a及び照射装置15bは、それぞれ、紫外光41を発する光源43を有している。光源43からの紫外光41は、吐出ヘッド33から吐出されたインク(機能液)53の硬化を促進させる。インク53は、紫外光41の照射を受けると、硬化が促進する。
光源43としては、例えば、LED、LD、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等の種々の光源43が採用され得る。
なお、本実施形態では、光源43のY方向における長さは、吐出ヘッド33のノズル列39を網羅する長さに設定されている。
また、照射装置15aの光源43と、照射装置15bの光源43とは、それぞれ、吐出ヘッド33のノズル面35がX方向に沿って描く軌跡に、平面視で重なっている。
吐出ヘッド33は、図3中のB−B線における断面図である図5に示すように、ノズルプレート46と、キャビティープレート47と、振動板48と、複数の圧電素子49と、を有している。
ノズルプレート46は、ノズル面35を有している。複数のノズル37は、ノズルプレート46に設けられている。
キャビティープレート47は、ノズルプレート46のノズル面35とは反対側の面に設けられている。キャビティープレート47には、複数のキャビティー51が形成されている。各キャビティー51は、各ノズル37に対応して設けられており、対応する各ノズル37に連通している。各キャビティー51には、サブタンク77(図2を参照)からインク53が供給される。
ノズルプレート46は、ノズル面35を有している。複数のノズル37は、ノズルプレート46に設けられている。
キャビティープレート47は、ノズルプレート46のノズル面35とは反対側の面に設けられている。キャビティープレート47には、複数のキャビティー51が形成されている。各キャビティー51は、各ノズル37に対応して設けられており、対応する各ノズル37に連通している。各キャビティー51には、サブタンク77(図2を参照)からインク53が供給される。
振動板48は、キャビティープレート47のノズルプレート46側とは反対側の面に設けられている。振動板48は、Z方向に振動(縦振動)することによって、キャビティー51内の容積を拡大したり、縮小したりする。
複数の圧電素子49は、それぞれ、振動板48のキャビティープレート47側とは反対側の面に設けられている。各圧電素子49は、各キャビティー51に対応して設けられており、振動板48を挟んで各キャビティー51に対向している。各圧電素子49は、駆動信号に基づいて、伸長する。これにより、振動板48がキャビティー51内の容積を縮小させる。このとき、キャビティー51内のインク53に圧力が付与される。その結果、ノズル37から、インク53が液滴として吐出される。吐出ヘッド33によるインク液滴の吐出法は、インクジェット法の1つである。インクジェット法は、塗布法の1つである。
複数の圧電素子49は、それぞれ、振動板48のキャビティープレート47側とは反対側の面に設けられている。各圧電素子49は、各キャビティー51に対応して設けられており、振動板48を挟んで各キャビティー51に対向している。各圧電素子49は、駆動信号に基づいて、伸長する。これにより、振動板48がキャビティー51内の容積を縮小させる。このとき、キャビティー51内のインク53に圧力が付与される。その結果、ノズル37から、インク53が液滴として吐出される。吐出ヘッド33によるインク液滴の吐出法は、インクジェット法の1つである。インクジェット法は、塗布法の1つである。
上記の構成を有する吐出ヘッド33は、図3に示すように、ノズル面35がヘッドプレート31から突出した状態で、ヘッドプレート31に支持されている。
キャリッジ7は、図3に示すように、吐出ヘッド33を保持したヘッドユニット13を支持している。ここで、ヘッドユニット13は、さらにヘッドユニット13に保持された吐出ヘッド33のノズル面35がZ方向の下方に向けられた状態でキャリッジ7に支持されている。
上記により、ワークWには、吐出ヘッド33からインク53が塗布され得る。
なお、本実施形態では、縦振動型の圧電素子49が採用されているが、インク53に圧力を付与するための加圧手段は、これに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子も採用され得る。また、加圧手段としては、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなども採用され得る。さらに、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって機能液に圧力を付与する構成も採用され得る。
キャリッジ7は、図3に示すように、吐出ヘッド33を保持したヘッドユニット13を支持している。ここで、ヘッドユニット13は、さらにヘッドユニット13に保持された吐出ヘッド33のノズル面35がZ方向の下方に向けられた状態でキャリッジ7に支持されている。
上記により、ワークWには、吐出ヘッド33からインク53が塗布され得る。
なお、本実施形態では、縦振動型の圧電素子49が採用されているが、インク53に圧力を付与するための加圧手段は、これに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子も採用され得る。また、加圧手段としては、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなども採用され得る。さらに、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって機能液に圧力を付与する構成も採用され得る。
キャリッジ搬送装置11は、図1に示すように、架台101と、ガイドレール103と、を有している。
架台101は、X方向に延在しており、ワーク搬送装置3をX方向にまたいでいる。架台101は、ワークテーブル25の定盤21側とは反対側で、ワーク搬送装置3に対向している。架台101は、一対の支柱107によって支持されている。一対の支柱107は、定盤21を挟んで方向に互いに対峙する位置に設けられている。
なお、以下においては、一対の支柱107のそれぞれを識別する場合に、支柱107a及び支柱107bという表記が用いられる。支柱107a及び支柱107bは、それぞれ、ワークテーブル25よりもZ方向の上方に突出している。これにより、架台101とワークテーブル25との間には、隙間が保たれている。
架台101は、X方向に延在しており、ワーク搬送装置3をX方向にまたいでいる。架台101は、ワークテーブル25の定盤21側とは反対側で、ワーク搬送装置3に対向している。架台101は、一対の支柱107によって支持されている。一対の支柱107は、定盤21を挟んで方向に互いに対峙する位置に設けられている。
なお、以下においては、一対の支柱107のそれぞれを識別する場合に、支柱107a及び支柱107bという表記が用いられる。支柱107a及び支柱107bは、それぞれ、ワークテーブル25よりもZ方向の上方に突出している。これにより、架台101とワークテーブル25との間には、隙間が保たれている。
ガイドレール103は、架台101の定盤21側に設けられている。ガイドレール103は、X方向に沿って延在しており、架台101のX方向における幅にわたって設けられている。
前述したキャリッジ7は、ガイドレール103に支持されている。キャリッジ7がガイドレール103に支持された状態において、キャリッジ7に支持されたヘッドユニット13が保持する吐出ヘッド33のノズル面35が、Z方向においてワークテーブル25側に向いている。キャリッジ7は、ガイドレール103によってX方向に沿って案内され、X方向に往復動可能な状態でガイドレール103に支持されている。なお、平面視で、吐出ヘッド33がワークテーブル25に重なっている状態において、ノズル面35とワークテーブル25の載置面25aとは、互いに隙間を保った状態で対向する。
前述したキャリッジ7は、ガイドレール103に支持されている。キャリッジ7がガイドレール103に支持された状態において、キャリッジ7に支持されたヘッドユニット13が保持する吐出ヘッド33のノズル面35が、Z方向においてワークテーブル25側に向いている。キャリッジ7は、ガイドレール103によってX方向に沿って案内され、X方向に往復動可能な状態でガイドレール103に支持されている。なお、平面視で、吐出ヘッド33がワークテーブル25に重なっている状態において、ノズル面35とワークテーブル25の載置面25aとは、互いに隙間を保った状態で対向する。
キャリッジ7は、図示しない移動機構及び動力源によって、X方向に往復動可能に構成されている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、キャリッジ7をX方向に沿って移動させるための動力源として、図示しないキャリッジ搬送モーターが採用されている。キャリッジ搬送モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。
キャリッジ搬送モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ7に伝達される。これにより、キャリッジ7は、ガイドレール103に沿って、すなわちX方向に沿って往復移動することができる。つまり、キャリッジ搬送装置11は、キャリッジ7に支持されたヘッドユニット13を、X方向に沿って往復移動させることができる。
上記の構成を有する液滴吐出装置1では、吐出ヘッド33をワークWに対向させた状態で、吐出ヘッド33とワークWとを相対的に往復移動させながら、吐出ヘッド33からインク53の液滴を吐出させることによって、ワークWへのパターンの記録(描画)が行われる。
キャリッジ搬送モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ7に伝達される。これにより、キャリッジ7は、ガイドレール103に沿って、すなわちX方向に沿って往復移動することができる。つまり、キャリッジ搬送装置11は、キャリッジ7に支持されたヘッドユニット13を、X方向に沿って往復移動させることができる。
上記の構成を有する液滴吐出装置1では、吐出ヘッド33をワークWに対向させた状態で、吐出ヘッド33とワークWとを相対的に往復移動させながら、吐出ヘッド33からインク53の液滴を吐出させることによって、ワークWへのパターンの記録(描画)が行われる。
(インク流路ユニット)
次に、上記構成の液滴吐出装置1におけるインク流路の構成について図面に沿って説明する。図2は、本実施形態の液滴吐出装置におけるインク流路ユニットの概略構成を示す模式図である。
図2に示すように、本実施形態の液滴吐出装置1において吐出ヘッド33にインク53を供給したり、インク53の循環をさせたりするためのインク流路ユニット1Aは、吐出ヘッド33に供給されるインク53が貯められるサブタンク77と、そのサブタンク77に補充されるインク53が貯蔵されるメインタンク71と、を有している。
インク流路ユニット1Aには、メインタンク71からサブタンク77に補給されるインク53が流れるインク補給路81が備えられている。このインク補給路81は、メインタンク71からサブタンク77までをつなぐチューブまたは管である。
インク補給路81の一端部はメインタンク71の底部に近接しており、この一端部はインク53が流入する流入口となる。また、インク補給路81の他端部はサブタンク77の底部に近接しており、この他端部はインク53の流出口となる。なお、インク補給路81の他端部の位置は、サブタンク77の底部に近接する位置に限らず、サブタンク77にインク53を貯められるように排出できる位置であればよい。
メインタンク71からサブタンク77へのインク53の補給は、インク補給路81の一端部から他端部の間に接続された補給ポンプ69を適宜のタイミングで駆動することにより行う。例えば、サブタンク77にインク53の液面を検知する周知の液面センサーを設けておき、その液面センサーによりサブタンク77の液面が所定の位置まで低下したことを検知したときに、補給ポンプ69を作動させてサブタンク77にインク53を補給する。
次に、上記構成の液滴吐出装置1におけるインク流路の構成について図面に沿って説明する。図2は、本実施形態の液滴吐出装置におけるインク流路ユニットの概略構成を示す模式図である。
図2に示すように、本実施形態の液滴吐出装置1において吐出ヘッド33にインク53を供給したり、インク53の循環をさせたりするためのインク流路ユニット1Aは、吐出ヘッド33に供給されるインク53が貯められるサブタンク77と、そのサブタンク77に補充されるインク53が貯蔵されるメインタンク71と、を有している。
インク流路ユニット1Aには、メインタンク71からサブタンク77に補給されるインク53が流れるインク補給路81が備えられている。このインク補給路81は、メインタンク71からサブタンク77までをつなぐチューブまたは管である。
インク補給路81の一端部はメインタンク71の底部に近接しており、この一端部はインク53が流入する流入口となる。また、インク補給路81の他端部はサブタンク77の底部に近接しており、この他端部はインク53の流出口となる。なお、インク補給路81の他端部の位置は、サブタンク77の底部に近接する位置に限らず、サブタンク77にインク53を貯められるように排出できる位置であればよい。
メインタンク71からサブタンク77へのインク53の補給は、インク補給路81の一端部から他端部の間に接続された補給ポンプ69を適宜のタイミングで駆動することにより行う。例えば、サブタンク77にインク53の液面を検知する周知の液面センサーを設けておき、その液面センサーによりサブタンク77の液面が所定の位置まで低下したことを検知したときに、補給ポンプ69を作動させてサブタンク77にインク53を補給する。
また、インク流路ユニット1Aには、サブタンク77から吐出ヘッド33に供給されるインク53が流れるチューブまたは管であるインク供給路82が備えられている。また、インク供給路82の途中には、インク53の流れを分岐させる分岐口としての循環バルブ96が設けられ、この循環バルブ96から分岐してサブタンク77につながるインク循環路84が備えられている。
また、インク供給路82の循環バルブ96と吐出ヘッド33との間には、サブタンク77から吐出ヘッド33へのインク53の供給の実行と停止、あるいはインク53供給量の調整を行う供給バルブ95が設けられている。
サブタンク77は、吐出ヘッド33の上方に配置されている。
サブタンク77と吐出ヘッド33とをつなぐインク供給路82には、そのインク供給路82の一端部であって、サブタンク77においてインク53の出口となる供給インク出口91と、インク供給路82の他端部であって、サブタンク77から供給されるインク53の吐出ヘッド33側の供給口となるインク供給口92とを有している。本実施形態では、供給インク出口91は、サブタンク77の底部に設けられ、サブタンク77の外底面をインク53出口としてインク供給路82に接続されている。即ち、供給インク出口91は、吐出ヘッド33のインク供給口92よりも鉛直方向に上方に配置されている。また、本実施形態のサブタンク77の供給インク出口91は、サブタンク77の外底面に設けられている。また、インク供給路82は、サブタンク77の供給インク出口91から吐出ヘッド33のインク供給口92に向けて水平方向よりも鉛直方向に下がる勾配を有して設けられている。これらのことにより、サブタンク77内のインク53が、インク供給路82を介して吐出ヘッド33へより円滑に供給できる。
インク供給路82の分岐口としての循環バルブ96からサブタンク77につながるインク循環路84には、サブタンク77からインク供給路82内に流入したインクの循環(攪拌)を行うための循環ポンプ79が接続されている。
また、インク供給路82の循環バルブ96と吐出ヘッド33との間には、サブタンク77から吐出ヘッド33へのインク53の供給の実行と停止、あるいはインク53供給量の調整を行う供給バルブ95が設けられている。
サブタンク77は、吐出ヘッド33の上方に配置されている。
サブタンク77と吐出ヘッド33とをつなぐインク供給路82には、そのインク供給路82の一端部であって、サブタンク77においてインク53の出口となる供給インク出口91と、インク供給路82の他端部であって、サブタンク77から供給されるインク53の吐出ヘッド33側の供給口となるインク供給口92とを有している。本実施形態では、供給インク出口91は、サブタンク77の底部に設けられ、サブタンク77の外底面をインク53出口としてインク供給路82に接続されている。即ち、供給インク出口91は、吐出ヘッド33のインク供給口92よりも鉛直方向に上方に配置されている。また、本実施形態のサブタンク77の供給インク出口91は、サブタンク77の外底面に設けられている。また、インク供給路82は、サブタンク77の供給インク出口91から吐出ヘッド33のインク供給口92に向けて水平方向よりも鉛直方向に下がる勾配を有して設けられている。これらのことにより、サブタンク77内のインク53が、インク供給路82を介して吐出ヘッド33へより円滑に供給できる。
インク供給路82の分岐口としての循環バルブ96からサブタンク77につながるインク循環路84には、サブタンク77からインク供給路82内に流入したインクの循環(攪拌)を行うための循環ポンプ79が接続されている。
メインタンク71には、メインタンク71内のインク53を攪拌する第1攪拌装置65が備えられている。本実施形態の第1攪拌装置65は、回転軸63と、回転軸63の一端側に接続され回転軸63を回転させる第1攪拌モーター64と、回転軸63の他端側に取り付けられメインタンク71の底部近傍で該底部に接触しないように取り付けられてインク53を攪拌する例えば羽根状の攪拌子62とが設けられている。
同様に、サブタンク77には、回転軸73と、回転軸73の一端側に接続された第2攪拌モーター74と、回転軸73の他端側に取り付けられサブタンク77の底部近傍で該底部に接触しないように取り付けられてインク53を攪拌する攪拌子72とを有する第2攪拌装置75が備えられ、サブタンク77内のインク53を攪拌できるようになっている。
同様に、サブタンク77には、回転軸73と、回転軸73の一端側に接続された第2攪拌モーター74と、回転軸73の他端側に取り付けられサブタンク77の底部近傍で該底部に接触しないように取り付けられてインク53を攪拌する攪拌子72とを有する第2攪拌装置75が備えられ、サブタンク77内のインク53を攪拌できるようになっている。
(制御系)
次に、液滴吐出装置1の制御系について説明する。
液滴吐出装置1は、図6に示すように、上記の各構成の動作を制御する制御部111を有している。制御部111は、CPU(Central Processing Unit)113と、駆動制御部115と、メモリー部117と、を有している。駆動制御部115及びメモリー部117は、バス119を介してCPU113に接続されている。
また、液滴吐出装置1は、キャリッジ搬送モーター121と、ワーク搬送モーター123と、入力装置129と、表示装置131と、を有している。
キャリッジ搬送モーター121及びワーク搬送モーター123は、それぞれ、入出力インターフェイス133とバス119とを介して制御部111に接続されている。また、入力装置129及び表示装置131も、それぞれ、入出力インターフェイス133とバス119とを介して制御部111に接続されている。
次に、液滴吐出装置1の制御系について説明する。
液滴吐出装置1は、図6に示すように、上記の各構成の動作を制御する制御部111を有している。制御部111は、CPU(Central Processing Unit)113と、駆動制御部115と、メモリー部117と、を有している。駆動制御部115及びメモリー部117は、バス119を介してCPU113に接続されている。
また、液滴吐出装置1は、キャリッジ搬送モーター121と、ワーク搬送モーター123と、入力装置129と、表示装置131と、を有している。
キャリッジ搬送モーター121及びワーク搬送モーター123は、それぞれ、入出力インターフェイス133とバス119とを介して制御部111に接続されている。また、入力装置129及び表示装置131も、それぞれ、入出力インターフェイス133とバス119とを介して制御部111に接続されている。
キャリッジ搬送モーター121は、キャリッジ7を駆動するための動力を発生させる。ワーク搬送モーター123は、ワークテーブル25を駆動するための動力を発生させる。
入力装置129は、各種の加工条件を入力する装置である。表示装置131は、加工条件や、作業状況を表示する装置である。液滴吐出装置1を操作するオペレーターは、表示装置131に表示される情報を確認しながら、入力装置129を介して種々の情報を入力することができる。
なお、吐出ヘッド33、照射装置15a及び照射装置15bも、それぞれ、入出力インターフェイス133とバス119とを介して制御部111に接続されている。
入力装置129は、各種の加工条件を入力する装置である。表示装置131は、加工条件や、作業状況を表示する装置である。液滴吐出装置1を操作するオペレーターは、表示装置131に表示される情報を確認しながら、入力装置129を介して種々の情報を入力することができる。
なお、吐出ヘッド33、照射装置15a及び照射装置15bも、それぞれ、入出力インターフェイス133とバス119とを介して制御部111に接続されている。
CPU113は、プロセッサーとして各種の演算処理をおこなう。駆動制御部115は、各構成の駆動を制御する。メモリー部117は、RAM(Random Access Memory)や、ROM(Read Only Memory)などを含んでいる。メモリー部117には、液滴吐出装置1における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト135を記憶する領域や、各種のデータを一時的に展開する領域であるデータ展開部137などが設定されている。データ展開部137に展開されるデータとしては、例えば、記録すべきパターンが示される記録データや、記録処理等のプログラムデータなどが挙げられる。
駆動制御部115は、モーター制御部141と、バルブ制御部142と、ポンプ制御部143と、攪拌制御部144と、吐出制御部145と、照射制御部147と、表示制御部151と、を有している。
駆動制御部115は、モーター制御部141と、バルブ制御部142と、ポンプ制御部143と、攪拌制御部144と、吐出制御部145と、照射制御部147と、表示制御部151と、を有している。
モーター制御部141は、CPU113からの指令に基づいて、キャリッジ搬送モーター121の駆動と、ワーク搬送モーター123の駆動とを、個別に制御する。
バルブ制御部142は、CPU113からの指令に基づいて、供給バルブ95及び循環バルブ96の駆動(開閉)を個別に制御する。
ポンプ制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、補給ポンプ69及び循環ポンプ79の駆動を個別に制御する。
攪拌制御部144は、CPU113からの指令に基づいて、第1攪拌装置65及び第2攪拌装置75のそれぞれにおける第1攪拌モーター64及び第2攪拌モーター74の駆動を個別に制御する。
吐出制御部145は、CPU113からの指令に基づいて、吐出ヘッド33の駆動を制御する。
照射制御部147は、CPU113からの指令に基づいて、照射装置15a及び照射装置15bのそれぞれにおける光源43a及び光源43bの発光状態を個別に制御する。
表示制御部151は、CPU113からの指令に基づいて、表示装置131の駆動を制御する。
バルブ制御部142は、CPU113からの指令に基づいて、供給バルブ95及び循環バルブ96の駆動(開閉)を個別に制御する。
ポンプ制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、補給ポンプ69及び循環ポンプ79の駆動を個別に制御する。
攪拌制御部144は、CPU113からの指令に基づいて、第1攪拌装置65及び第2攪拌装置75のそれぞれにおける第1攪拌モーター64及び第2攪拌モーター74の駆動を個別に制御する。
吐出制御部145は、CPU113からの指令に基づいて、吐出ヘッド33の駆動を制御する。
照射制御部147は、CPU113からの指令に基づいて、照射装置15a及び照射装置15bのそれぞれにおける光源43a及び光源43bの発光状態を個別に制御する。
表示制御部151は、CPU113からの指令に基づいて、表示装置131の駆動を制御する。
〔インク流路ユニットの動作〕
次に、上記構成の液滴吐出装置1におけるインク流路ユニット1Aの動作について説明する。図7は、本実施形態に係る液滴吐出装置1のインク供給モードにおけるインクの流れを示す模式図であり、図8は、液滴吐出装置1のインク循環モードにおけるインクの流れを示す模式図である。
次に、上記構成の液滴吐出装置1におけるインク流路ユニット1Aの動作について説明する。図7は、本実施形態に係る液滴吐出装置1のインク供給モードにおけるインクの流れを示す模式図であり、図8は、液滴吐出装置1のインク循環モードにおけるインクの流れを示す模式図である。
(インク供給モード)
まず、吐出ヘッド33からインク53を吐出させて記録媒体(ワークW)に画像を形成する描画モード、即ち、インク供給モードについて説明する。
図7に示すインク流路ユニット1Aのインク供給モードにおいて、メインタンク71に貯められているインク53はサブタンク77に供給され(図2を参照)、このサブタンク77からインク供給路82を介して吐出ヘッド33に供給されたインク53が吐出ヘッド33のノズルから液滴として吐出される。このインク供給モードにおいては、制御部111のバルブ制御部142(図6を参照)を制御することにより、インク供給路82からインク循環路84に分岐させる分岐口としての循環バルブ96は閉じ(黒色で表示)、インク供給路82の吐出ヘッド33側に接続された供給バルブ95は開く(白色で表示)。
ここで、本実施形態の液滴吐出装置1のインク流路ユニット1Aにおいては、サブタンク77の供給インク出口91が、吐出ヘッド33のインク供給口92よりも上方に配置されているので、インク供給路82にポンプを設けなくても、サブタンク77のインク53を吐出ヘッド33に供給することができる。特に、本実施形態のサブタンク77の供給インク出口91が、サブタンク77の外底面に設けられているので、サブタンク77内のインク53が、インク供給路82を介して吐出ヘッド33へより円滑に供給できるという効果を奏する。さらに、本実施形態のインク流路ユニット1Aにおいては、インク供給路82が、サブタンク77の供給インク出口91から吐出ヘッド33のインク供給口92に向けて水平方向よりも鉛直方向に下がる勾配を有して設けられている。これにより、インク供給路82にポンプを設けなくてもサブタンク77から吐出ヘッド33へのインク供給路82を介したインク53の供給がより良好になされるとともに、インク供給路82にインク53が溜まり難くなるので、液滴吐出装置1による描画の品質をより高く保持することができる。
まず、吐出ヘッド33からインク53を吐出させて記録媒体(ワークW)に画像を形成する描画モード、即ち、インク供給モードについて説明する。
図7に示すインク流路ユニット1Aのインク供給モードにおいて、メインタンク71に貯められているインク53はサブタンク77に供給され(図2を参照)、このサブタンク77からインク供給路82を介して吐出ヘッド33に供給されたインク53が吐出ヘッド33のノズルから液滴として吐出される。このインク供給モードにおいては、制御部111のバルブ制御部142(図6を参照)を制御することにより、インク供給路82からインク循環路84に分岐させる分岐口としての循環バルブ96は閉じ(黒色で表示)、インク供給路82の吐出ヘッド33側に接続された供給バルブ95は開く(白色で表示)。
ここで、本実施形態の液滴吐出装置1のインク流路ユニット1Aにおいては、サブタンク77の供給インク出口91が、吐出ヘッド33のインク供給口92よりも上方に配置されているので、インク供給路82にポンプを設けなくても、サブタンク77のインク53を吐出ヘッド33に供給することができる。特に、本実施形態のサブタンク77の供給インク出口91が、サブタンク77の外底面に設けられているので、サブタンク77内のインク53が、インク供給路82を介して吐出ヘッド33へより円滑に供給できるという効果を奏する。さらに、本実施形態のインク流路ユニット1Aにおいては、インク供給路82が、サブタンク77の供給インク出口91から吐出ヘッド33のインク供給口92に向けて水平方向よりも鉛直方向に下がる勾配を有して設けられている。これにより、インク供給路82にポンプを設けなくてもサブタンク77から吐出ヘッド33へのインク供給路82を介したインク53の供給がより良好になされるとともに、インク供給路82にインク53が溜まり難くなるので、液滴吐出装置1による描画の品質をより高く保持することができる。
(インク循環モード)
次に、本実施形態のインク流路ユニット1Aにおいて、インク供給路82に溜まったインク53やサブタンク77内に貯留されたインク53の沈降を防止するためのインク循環モードについて説明する。
図8に示すインク流路ユニット1Aのインク循環モードにおいては、まず、制御部111のバルブ制御部142(図6を参照)を制御することにより、インク供給路82からインク循環路84に分岐させる分岐口としての循環バルブ96を開き(白色で表示)、インク供給路82の吐出ヘッド33側の供給バルブ95は閉じる(黒色で表示)。次に、制御部111のポンプ制御部143(図6を参照)を制御することにより循環ポンプ79を駆動させ、サブタンク77の供給インク出口91から、インク供給路82と、その分岐口としての循環バルブ96とを経てインク循環路84を介してサブタンク77にインク53を戻すインク53の循環を行う。
このインク循環モードにより、インク供給路82に溜まったインク53を循環させて滞留を防止することができるとともに、サブタンク77内のインク53を攪拌することができる。したがって、例えば、白色インクなどの沈降しやすいインク53を用いて描画を行う場合であっても、サブタンク内のインク53、あるいは、サブタンク77から吐出ヘッド33へのインク供給路82のインク53の滞留や沈降を抑制し、高品質な描画品質を保持することができる。
次に、本実施形態のインク流路ユニット1Aにおいて、インク供給路82に溜まったインク53やサブタンク77内に貯留されたインク53の沈降を防止するためのインク循環モードについて説明する。
図8に示すインク流路ユニット1Aのインク循環モードにおいては、まず、制御部111のバルブ制御部142(図6を参照)を制御することにより、インク供給路82からインク循環路84に分岐させる分岐口としての循環バルブ96を開き(白色で表示)、インク供給路82の吐出ヘッド33側の供給バルブ95は閉じる(黒色で表示)。次に、制御部111のポンプ制御部143(図6を参照)を制御することにより循環ポンプ79を駆動させ、サブタンク77の供給インク出口91から、インク供給路82と、その分岐口としての循環バルブ96とを経てインク循環路84を介してサブタンク77にインク53を戻すインク53の循環を行う。
このインク循環モードにより、インク供給路82に溜まったインク53を循環させて滞留を防止することができるとともに、サブタンク77内のインク53を攪拌することができる。したがって、例えば、白色インクなどの沈降しやすいインク53を用いて描画を行う場合であっても、サブタンク内のインク53、あるいは、サブタンク77から吐出ヘッド33へのインク供給路82のインク53の滞留や沈降を抑制し、高品質な描画品質を保持することができる。
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、液滴吐出装置1のインク流路ユニット1Aにおいて、サブタンク77に第2攪拌装置75を備えた構成を説明したが、サブタンク77内のインク53の攪拌は、上記した循環ポンプ79を駆動させてインク循環路84を介してインク53を循環させることにより行うことも可能であるので、サブタンク77の第2攪拌装置75がない構成としてもよい。
また、上記実施形態の液滴吐出装置1では、説明の便宜上、一つの吐出ヘッド33に対するインク流路ユニット1Aについて説明したが、実際の液滴吐出装置では複数の吐出ヘッドを有し、各吐出ヘッド毎にインク流路ユニット1Aと同様な構成のインク流路ユニットが備えられている。
1…描画装置としての液滴吐出装置、1A…インク流路ユニット、3…ワーク搬送装置、7…キャリッジ、11…キャリッジ搬送装置、13…ヘッドユニット、15,15a,15b…照射装置、21…定盤、23a,23b…ガイドレール、25…ワークテーブル、25a…載置面、31…ヘッドプレート、33…吐出ヘッド、35…ノズル面、37…ノズル、39,39a〜39d…ノズル列、41…紫外光、43,43a,43b…光源、46…ノズルプレート、47…キャビティープレート、48…振動板、49…圧電素子、51…キャビティー、53…インク、62,72…攪拌子、63,73…回転軸、64,74…攪拌モーター、65,75…攪拌装置、69…補給ポンプ、71…メインタンク、77…サブタンク、79…循環ポンプ、81…インク補給路、82…インク供給路、84…インク循環路、91…供給インク出口、92…インク供給口、95…供給バルブ、96…循環バルブ、101…架台、103…ガイドレール、107,107a,107b…支柱、111…制御部、113…CPU、115…駆動制御部、117…メモリー部、119…バス、121…キャリッジ搬送モーター、123…ワーク搬送モーター、129…入力装置、131…表示装置、133…入出力インターフェイス、135…プログラムソフト、137…データ展開部、141…モーター制御部、142…バルブ制御部、143…ポンプ制御部、144…攪拌制御部、145…吐出制御部、147…照射制御部、151…表示制御部、W…記録媒体としてのワーク。
Claims (3)
- インクジェット方式によりインクを吐出する吐出ヘッドに供給される前記インクが貯められるサブタンクと、前記サブタンクに補充される前記インクが貯蔵されるメインタンクと、を備え、前記吐出ヘッドから記録媒体に前記インクを吐出させて描画を行う描画装置であって、
前記サブタンクの供給インク出口と前記吐出ヘッドのインク供給口とをつなぎ前記サブタンクから前記吐出ヘッドに供給される前記インクが流れるインク供給路と、
前記インク供給路の途中の分岐口から分岐して前記サブタンクにつながり前記分岐口から前記サブタンクに前記インクを循環させるインク循環路と、を有し、
前記供給インク出口が、前記インク供給口よりも上方に配置され、
前記インク循環路には、前記インク供給路側から前記サブタンクに前記インクを送るポンプが設けられたことを特徴とする描画装置。 - 請求項1に記載の描画装置において、
前記サブタンクの外底面が前記インク供給口の上方に配置され、前記供給インク出口が、前記サブタンクの外底面に設けられたことを特徴とする描画装置。 - 請求項1または2に記載の描画装置において、
前記インク供給路が、前記供給インク出口から前記インク供給口に向けて水平方向よりも鉛直方向に下がる勾配を有して設けられたことを特徴とする描画装置。
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