JP2014079885A - Ink jet printer and ink circulation control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、循環路にインクを流し、インクジェットヘッドのノズルから前記インクを吐出可能なインクジェット印字装置及びそのインク循環制御方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to an ink jet printing apparatus capable of causing ink to flow through a circulation path and ejecting the ink from nozzles of an ink jet head, and an ink circulation control method thereof.
インクジェットヘッドを介してインクを循環させながら、そのインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出することが可能なインクジェットヘッド及びインク循環機構を有するインクジェット印字装置は、従来から知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet printing apparatus having an ink jet head and an ink circulation mechanism capable of ejecting ink from nozzles of the ink jet head while circulating ink through the ink jet head has been known.
このようなインクジェット印字装置では、上流側、及び下流側のインクタンク、及びインクジェットヘッド（印字ヘッドとも呼ぶ）を備え、これら上流側、及び下流側のインクタンクと印字ヘッドとの間でインクを循環させて印字ヘッドのノズルからインクを吐出させて印字し、記録するようになっている（例えば、特許文献１参照）。 Such an ink jet printing apparatus includes upstream and downstream ink tanks and an ink jet head (also called a print head), and circulates ink between the upstream and downstream ink tanks and the print head. Thus, ink is ejected from the nozzles of the print head to print and record (see, for example, Patent Document 1).
このようなインクジェット印字装置において、高粘度インクを吐出する場合は、予めインク温度を上げ（インク粘度を下げ）、ヘッドにインクを供給する必要がある（低粘度インクの場合は温度を下げる）。すなわち、一般的にＵＶインクや機能性インクは常温での粘度が高いために、インクジェットヘッドの使用粘度域よりも大きく、そのままではインクを吐出することが難しいからである。 In such an ink jet printing apparatus, when high-viscosity ink is ejected, it is necessary to increase the ink temperature in advance (decrease the ink viscosity) and supply ink to the head (in the case of low-viscosity ink, the temperature is decreased). That is, UV ink and functional ink generally have a high viscosity at room temperature, and thus are larger than the operating viscosity range of the inkjet head, and it is difficult to eject ink as it is.
しかし、インク温度を上げておく場合、インクの循環初期からインク循環が安定するまでには循環経路内でインクの温度(粘度)が大きく変化する。この際に、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を引き起こすという問題点があった。 However, when the ink temperature is raised, the temperature (viscosity) of the ink largely changes in the circulation path from the beginning of the ink circulation until the ink circulation is stabilized. At this time, there has been a problem in that problems such as ink dripping from the nozzles and sucking air occur.
本発明が解決しようとする課題は、インクの循環初期から循環安定状態までの間に、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を起こすことなく、インクを循環供給できるインクジェット印字装置及びそのインク循環制御方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is an ink jet printing apparatus that can circulate and supply ink without causing problems such as ink dripping from the nozzle or sucking air between the initial stage of ink circulation and the stable circulation state, and An object of the present invention is to provide an ink circulation control method.
本発明の一実施形態によるインクジェット印字装置は、上流インクタンクからインクジェットヘッドを経て下流インクタンクに通じ、この下流インクタンクから前記上流インクタンクに通じる循環路にインクを流し、前記インクジェットヘッドのノズルから前記インクを吐出可能なインクジェット印字装置であって、前記上流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する上流側加熱部と、前記下流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する下流側加熱部と、を備え、先に上流側加熱部を作動させその後前記下流側加熱部をも作動させることを特徴とする。 An ink jet printing apparatus according to an embodiment of the present invention communicates from an upstream ink tank through an ink jet head to a downstream ink tank, causes ink to flow from the downstream ink tank to a circulation path leading to the upstream ink tank, and from the nozzle of the ink jet head. An ink jet printing apparatus capable of ejecting the ink, wherein an upstream heating unit is provided near the ink jet head in a circulation path between the upstream ink tank and the ink jet head and heats the ink passing therethrough, and the downstream ink tank And a downstream heating unit that heats ink passing therethrough and is disposed near the inkjet head in the circulation path between the inkjet head and the upstream heating unit and then the downstream heating unit. It is characterized by making it.
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。この一実施形態は、上流側管路のインクジェットヘッドの近くに上流側加熱部を設け、また下流側管路のインクジェットヘッドの近くに下流側加熱部を設け、更にインクジェットヘッドの直下に移動、退避可能なインク受皿を設ける構造を採る。そして、装置による印字再開に先立って、下流側加熱部におけるインク加熱を行わず、上流側加熱部でインク加熱を行い、インクを循環させノズル面からインクを一旦インク受皿に排出させた後、下流側加熱部でもインクの加熱を行い、印字を開始する。したがって、上流側加熱部のみを作動させるときには、下流側循環路の流路抵抗が大きく、ノズル面での圧力は正圧となる。そのため、上流側及び下流側のインクタンク内の圧力を変える必要がない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an upstream heating unit is provided near the inkjet head in the upstream pipeline, a downstream heating unit is provided near the inkjet head in the downstream pipeline, and further moved and retracted immediately below the inkjet head. A structure is provided in which a possible ink tray is provided. Prior to resuming printing by the apparatus, ink heating is not performed in the downstream heating unit, ink heating is performed in the upstream heating unit, the ink is circulated, the ink is temporarily discharged from the nozzle surface to the ink tray, and then the downstream The side heating unit also heats the ink and starts printing. Therefore, when only the upstream heating unit is operated, the flow resistance of the downstream circulation path is large, and the pressure on the nozzle surface is positive. Therefore, there is no need to change the pressure in the upstream and downstream ink tanks.
この実施の形態におけるインクジェットヘッド１１を備えた印字装置のインクジェット装置部分を図１に示す。インクジェットヘッド１１は、インクを循環させる複数の流路を有し、これら各流路の内面に薄膜状の駆動電極がそれぞれ設けられ、かつこれら流路に対応してインク吐出口（以下、ノズルと呼ぶ）が設けられている。そして、この駆動電極に電界をかけることによりノズルからインク滴を吐出させるものである。
FIG. 1 shows an ink jet device portion of a printing apparatus provided with the
インクジェットヘッド１１は、上流インクタンク１２と下流インクタンク１３とが各々、上流側加熱部４１，下流側加熱部４２及び上流側管路部材１４，下流側管路部材１５を介して連結されている。上流側加熱部４１，下流側加熱部４２は例えばチューブヒータにより構成され、このチューブ内を流れるインクを加熱する。
In the
これらの上流側加熱部４１，下流側加熱部４２は、上流側管路部材１４，下流側加熱部１５のインクジェットヘッド１１寄りの部分に設置される。インクジェットヘッド１１の直下には印字再開時に排出するインクを受けるインク受皿４４を設ける。
The
下流インクタンク１３は、管路部材１６を介して循環ポンプ１７の吸い込み側に連結され、この循環ポンプ１７の吐出側は管路部材１８、フィルター１９、管路部材２０を順次介して上流インクタンク１２と連結されている。
The
上述した管路部材１４，１５は、インクジェットヘッド１１の前述した流路と連通しており、この流路と共にインクの循環路を構成する。したがって、インクジェットヘッド１１は、流路の内面に設けられた薄膜状の駆動電極を動作させることにより、流路毎に対応して設けられたノズルから循環路に流れるインクを吐出させる。
The above-described
インク循環路を構成する管路部材１６には、インク供給ポンプ２２を有する管路部材２３が連結され、この管路部材２３によりインク供給タンク２４に通じている。このインク供給ポンプ２２は、正転によりインク供給タンク２４内のインクをインク循環路へ供給し、逆転によりインク循環路からインクをインク供給タンク２４へ戻すようになっている。
A
また、上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３に対しては、圧力計２５が設けられており、これにより計測された圧力信号はインク供給ポンプ２２を制御して、上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３の圧力を調整する。
Further, a
さらに、上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３に対しては、そのインク温度を徐々に上昇させるインク温度調節部２６が設けられている。インク温度調節部２６は、容器内に液体を収容する、いわゆるウォータバス構造をしており、この液体内に上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３を浸漬させる。
Further, the
そして、この容器内の液体を、図示しない電気ヒータなどで加熱し、この液体を介して上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３内のインクを加熱する。このように、インク温度調節部２６は、沸騰した高温の液体を容器内に注入してインクタンク１２，１３を加熱するのではなく、容器内の液体を常温から加熱することにより、この液体の温度上昇に伴って、上流インクタンク１２、下流インクタンク１３を加熱する。したがって、上流インクタンク１２、下流インクタンク１３内のインクの温度を徐々に上昇させることができる。
Then, the liquid in the container is heated by an electric heater (not shown) or the like, and the ink in the
上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３には、それぞれ温度計測手段として熱電対２７，３０が設けられている。また、インクジェットヘッド１１と上流側加熱部４１及び下流側加熱部４２の間にも、温度計測手段として熱電対２８，２９が設けられている。
The
更に、インクジェットヘッド１１内の上流側及び下流側に温度計測手段としてサーミスタ３１，３２が設けられている。これら熱電対２７〜３０、サーミスタ３１，３２は、循環路の上流側管路部材１４、下流側管路部材１５、及びインクジェットヘッド１１内に流れるインクの温度を検出する。
Furthermore, the
これら熱電対２７〜３０、サーミスタ３１，３２及び前述した圧力計２５は、図２で示すようにコンピュータなどによる制御装置３５と接続されており、これらの計測信号は制御装置３５に入力される。また、この制御装置３５は、図１で示した循環ポンプ１７及びインク供給ポンプ２２、インク温度調節部２６とも接続されており、前述した圧力検出信号や温度計測信号に基づき、これらの機器を制御する。
These
この実施の形態のように、上流側加熱部４１及び下流側加熱部４２をインクジェットヘッド１１の近くに設ける構成は、インク温度調節部２６を備えたインクタンク１２，１３をインクジェットヘッド１１の近傍に配置できず、上流側及び下流側の管路部材１４，１５が長くなり、管路部材１４，１５内のインク温度が放熱により変化してしまう場合、もしくはインクタンク１２，１３内のインク温度とインクジェットヘッド１１との温度差が非常に大きくなってしまう場合に好ましい構成である。
As in this embodiment, the configuration in which the
制御装置３５は、インクの循環を制御する循環制御部３５ａと、インクの温度を制御するインク温度制御部３５ｂと、上流側加熱部４１のチューブヒータの加熱を制御する上流側加熱制御部３５ｃと、下流側加熱部４２のチューブヒータの加熱を制御する下流側加熱制御部３５ｄを有する。
The
循環制御部３５ａは、前述した循環路に充填されたインクを、循環ポンプ１７により室温状態のまま予定時間循環させる。インク温度制御部３５ｂは、上述した予定時間経過後に、インクを循環させながらインク温度調節部２６を動作させ、上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３内のインク温度を予め設定した温度まで徐々に上昇させる。
The
ここで、上流インクタンク１２と下流インクタンク１３との圧力差が一定の場合の循環路における圧力、温度などについて、図３を用いて説明する。
Here, the pressure and temperature in the circulation path when the pressure difference between the
上述した循環路において、上流インクタンク１２と下流インクタンク１３との圧力差が一定の場合、上流インクタンク１３からインクジェットヘッド１１、下流インクタンク１３までの経路における流量と流路抵抗の積の和は、上流インクタンク１２と下流インクタンク１３が持つエネルギー差に等しい。
In the above-described circulation path, when the pressure difference between the
ここで、上流インクタンク１２が持つエネルギーをＰｕ、下流インクタンク１３が持つエネルギーをＰｄ、上流側における管路部材１４の流路抵抗をＲｕ、同じく上流側におけるインクジェットヘッド１１内の流路抵抗ｒｕ、下流側における管路部材１５の流路抵抗をＲｄ、同じく下流側におけるインクジェットヘッド１１内の流路抵抗ｒｄとした場合、これらは図３のように電気回路図を用いて模式的に表すことができる。この図３の電気回路の各要素と図１で示した各部との対応関係を表すと以下のとおりとなる。
Here, the energy of the
電位差 ： Ｖ［Ｖ］ エネルギー差 ： ΔＰ［Ｐａ］
電流 ： Ｉ［Ａ］ 流量 ： Ｑ［ｍ３／ｓ］
抵抗 ： Ｒ［Ｖ／Ｉ］ 流路抵抗 ： Ｒ［Ｐａ・ｓ／ｍ３］
この循環路内の関係は、電気回路におけるオームの法則に対応して次式のように表される。
Potential difference: V [V] Energy difference: ΔP [Pa]
Current: I [A] Flow rate: Q [m3 / s]
Resistance: R [V / I] Channel resistance: R [Pa · s / m3]
The relationship in the circulation path is expressed by the following equation corresponding to Ohm's law in the electric circuit.
ΔＰ＝Ｐｕ−Ｐｄ
ΔＰ＝（Ｒｕ＋ｒｕ）Ｑ＋（Ｒｄ＋ｒｄ）Ｑ
このとき、上流側と下流側でのエネルギー損失が次式（１）のように等しいときは、インクジェットヘッド１１のノズル圧力は適正な所定圧（若干の負圧）となる。
ΔP = Pu−Pd
ΔP = (Ru + ru) Q + (Rd + rd) Q
At this time, when the energy loss on the upstream side and the downstream side is equal as in the following equation (1), the nozzle pressure of the
（Ｒｕ＋ｒｕ）Ｑ＝（Ｒｄ＋ｒｄ）Ｑ ・・・ （１）
しかし、インク循環路内部での温度変化によって流路抵抗が変化する場合は、一般的に次式のように上流側と下流側でのエネルギー損失は等しくならない。
(Ru + ru) Q = (Rd + rd) Q (1)
However, when the flow path resistance changes due to a temperature change inside the ink circulation path, the energy loss on the upstream side and the downstream side is generally not equal as in the following equation.
（Ｒｕ＋ｒｕ）Ｑ≠（Ｒｄ＋ｒｄ）Ｑ
このような問題を解決するためには、流路抵抗Ｒｕ及びＲｄを可変抵抗のように変化させる事によって式（１）が成立するように制御すればよい。すなわち、流路抵抗比がＲｕ：Ｒｄ＝１：１となるように制御すればよい。
(Ru + ru) Q ≠ (Rd + rd) Q
In order to solve such a problem, the flow resistances Ru and Rd may be changed like variable resistances so that the expression (1) is established. That is, the flow path resistance ratio may be controlled to be Ru: Rd = 1: 1.
ここで、流路抵抗Ｒｕ及びＲｄは次のようにして求められる。 Here, the channel resistances Ru and Rd are obtained as follows.
円管の流路抵抗Ｒは次の基本式（２）により求められる。
μ＝μ（Ｔ） ・・・ （４）
μ = μ (T) (4)
さらに、この温度が円管の長さＬを用いて表現できる場合次式（５）の関係となる。
μ＝μ（Ｔ（Ｌ）） ・・・ （５）
Further, when this temperature can be expressed using the length L of the circular tube, the relationship is expressed by the following equation (5).
μ = μ (T (L)) (5)
そこで、粘度の温度依存性を、アレニウス型を仮定して、次式（６）のように表現する。
なお、α、βはインクの物性による。 Α and β depend on the physical properties of the ink.
また、温度Ｔが円管の長さＬに比例すると仮定して次式（７）とする。
Ｔ＝ａＬ＋ｂ ・・・ （７）
これらの関係を、式（３）に代入すると次式（８）となる。
T = aL + b (7)
Substituting these relationships into Equation (3) yields Equation (8) below.
上式（８）について積分を実行すると次式（９）となる。
上記関数は初等積分では難しいので、区分求積法を用いて次式（１０）により求める。
さらに、管路部材として、異なる円管を接続させた場合は、各円管の流路抵抗をＲｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）として、次式（１１）により各流路抵抗の和を求める。
但し、添え字ｊは各円管の種類を示し、添え字ｉは円管を分割して考えたうちの一部分を示す。 However, the subscript j indicates the type of each circular pipe, and the subscript i indicates a part of the divided pipes.
上述の関係から、流路抵抗比Ｒｕ：Ｒｄがほぼ１：１となるよう制御するには、式（２）から、上流側及び下流側管路部材１４，１５である円管の長さＬ、円管の直径ｄを変えない場合、上流・下流のインク循環経路内のインク粘度（μ）の変化、つまり式（６）で示すように、インク循環経路内の温度Ｔの変化がなるべくなだらかになるようにすると良い。
From the above relationship, in order to control the flow path resistance ratio Ru: Rd to be approximately 1: 1, the length L of the circular pipes that are the upstream and downstream
そこで、図１に示すようなインク循環路を構成することとする。印字が中止された後、再開される場合についてまず、説明する。 Therefore, an ink circulation path as shown in FIG. 1 is configured. First, the case where printing is resumed after being canceled will be described.
上流インクタンク１２及び下流インクタンク１３にインクが充填されている。
The
この状態では、インクの温度は低くなっている。そこで、印字再開に先立って、図２に示す上流側加熱制御部３５ｃにより上流側加熱部４１を加熱し、このチューブ内のインクを加熱する。そして循環ポンプ１７を駆動してインクを循環させる。この状態では、下流側のインクは加熱されず、下流側のインクの温度は低く垂れるが、この垂れるインクはインク受皿４４で受けられる。その後、下流側加熱部４２も加熱を行い、循環するインクが所定温度になったのち、インク受け皿４４を横に移動して、印字を再開する。
In this state, the ink temperature is low. Therefore, prior to resuming printing, the upstream
このようにして循環路にインクを充填した後、循環ポンプ１７を駆動させ、この循環路内でインクを室温循環させる。このとき、フィルター１９により、インク中の異物除去及びインク内の気泡除去を行う。
After filling the circulation path with ink in this way, the
この循環初期から循環安定（インクジェットヘッド１１の温度が必要域に到達する）までは以下に示す順序での制御を行う。このような制御が、インク循環路内の温度変化をなだらかにできるため、最も良い。
From the beginning of the circulation until the circulation is stable (the temperature of the
すなわち、前述のように循環ポンプ１７を駆動し、（ａ）室温でインク循環をしばらく行う（約５分）。その後、（ｂ）上流側インクタンク１２と下流側インクタンク１３とを、ウォータバス構造のインク温度調節部２６により徐々に加熱する。この場合、ウォータバス構造のインク温度調節部２６の容器内の液体を図示しない加熱ヒータにより加熱することで、インクタンク１２，１３内のインク温度を徐々に上昇させる。この制御により、インク温度(熱電対２７，３０の検出温度)はヘッド温度（サーミスタ３１，３２の検出温度）とほぼ等しくなる。
That is, the
なお、制御の詳細条件は、熱電対２７〜３０及びサーミスタ３１，３２の温度特性を調査することにより求められる。
The detailed control conditions are obtained by examining the temperature characteristics of the
以下、図２により全体的な制御動作を説明する。図２において、装置電源オン信号が制御装置３５に入力されると、制御装置３５はインク供給ポンプ２２を動作させ、インク供給タンク２４からインク循環路へインクを供給する。一定時間経過後、インク循環路内にインクが充填されると、インク供給ポンプ２２は信号を制御装置３５に送る。制御装置３５はインク供給ポンプ２２を停止させる。
The overall control operation will be described below with reference to FIG. In FIG. 2, when a device power-on signal is input to the
次に、制御装置３５は循環ポンプ１７を動作させる。一定時間（約５分程度）経過後、インク温度調節部２６を動作させ、インクタンク１２，１３内のインク温度を徐々に上昇させる。このとき、制御装置３５はサーミスタ３１，３２及び熱電対２７，３０の検出温度に応じて、インク温度調節部２６の制御を行う。また、制御装置３５は圧力計２５の検出値に応じて、インク供給ポンプ２２を制御し、インク循環路を前述した圧力関係に保つ。
Next, the
これらの制御により、循環初期から循環安定までにおけるインクの循環経路内での温度Ｔの変化を小さくすることができる。その結果、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を防止できる。 By these controls, it is possible to reduce the change in the temperature T in the ink circulation path from the beginning of circulation to the stable circulation. As a result, problems such as ink dripping from the nozzles and sucking air can be prevented.
ここで、例えば、高粘度インクを吐出する場合、あらかじめインク温度を上げて（インク粘度を下げて）インクをインクジェットヘッド１１に供給する必要がある。ただし、インク温度は上げすぎるとインク特性が壊れてしまう（乾燥、顔料凝集や沈降、分散の不安定など）ので、インク温度はインク特性が壊れない範囲を上限とする。この場合、ウォータバス構造のインク温度調節部２６により、上流インクタンク１２及び下流側インクタンク１３内のインクを十分加熱し循環するが、チューブヒータによる加熱部４１，４２を使用せずにインク循環を行うと、循環初期におけるインクジェットヘッド１１の上流側サーミスタ３１と下流側サーミスタ３２との温度差が大きくなり、インクジェットヘッド１１のノズルからインクが垂れるという問題が発生する。
Here, for example, when high-viscosity ink is ejected, it is necessary to increase the ink temperature (lower the ink viscosity) in advance and supply the ink to the
そこで、この実施形態では、下流側加熱部４２の加熱は行わないが、上流側加熱部４１でインクを加熱して循環させる。したがって、インクが垂れる現象が生ずるが、このときインク受皿４４をインクジェットヘッドの下に移動させることにより、ヘッドから排出されるインクを受ける。
Therefore, in this embodiment, the
その後、下流側加熱部４２も加熱駆動してインクを循環させる。こうして上流側インクタンク１２と下流側インクタンク１３のインクがほぼ同じ温度になったら印字を再開する。
Thereafter, the
高粘度インクを循環する場合であっても、循環初期から循環安定（ヘッド温度が必要域に到達する）までは以下に示す順序で制御を行い、インク循環経路内の温度変化をなだらかにする。 Even when high-viscosity ink is circulated, control is performed in the order shown below from the beginning of circulation until the circulation is stabilized (the head temperature reaches the necessary range), and the temperature change in the ink circulation path is made smooth.
すなわち、循環ポンプ１７を駆動し、（ａ）室温でインク循環をしばらく（約５分）行う、その後、（ｂ）上流側インクタンク１２と下流側インクタンク１３をウォータバス構造のインク温度調節部２６により徐々に加熱する。このとき、インク温度調節部２６の上限温度は、前述のようにインク特性を壊さない範囲とする。その後すぐ、（ｃ）上流側、下流側のチューブヒータによる加熱部４１，４２を駆動し、チューブ内のインクを加熱する。
That is, the
図４に上述した循環初期から循環安定までのサーミスタ３１，３２の温度例を示す。ここでは、上述した（ｂ）での、インク温度調節部２６によるインク加熱開始からの温度特性を示しており、上述の（ａ）における室温でのインク循環中の温度特性は省略している。すなわち、図４中、b点でインク温度調節部２６により加熱を開始し、ｃ点で加熱部４１，４２による加熱を行う。これらの操作後、サーミスタ３１，３２の差が小さくなり循環安定（インクジェットヘッド温度が必要域に到達する）となる。
FIG. 4 shows an example of the temperature of the
＜最初から印字開始の場合＞
まず、図５に示すフローチャートを用いて通常の最初から印字を行う場合のこの装置の動作説明を行う。
<When printing starts from the beginning>
First, the operation of this apparatus in the case of performing printing from the normal beginning will be described using the flowchart shown in FIG.
装置電源オン信号が制御装置３５に入力されると（Ａ５０１）、制御装置３５はインク供給ポンプ２２を動作させる（Ａ５０２）。一定時間経過後、インク循環路内にインクが充填されると、インク供給ポンプ２２は信号を制御装置３５に送り、制御装置３５はインク供給ポンプ２２を停止させる。
When the device power-on signal is input to the control device 35 (A501), the
次に、制御装置３５は、その循環制御部３５ａにより循環ポンプ１７を動作させる（Ａ５０３）、インクを室温循環（Ａ５０４）させる。予め設定した時間（５分程度）経過後、インク温度調節部２６をインク温度制御部３５ｂにより制御動作させ（Ａ５０５）、インク温度を徐々に上昇させる。その過程で、インク温度が所定温度に達したか確認し（Ａ５０６）、上流側加熱制御部３５ｃ及び下流側加熱制御部３５ｄからの制御により上流側加熱部４１，下流側加熱部４２を動作させ、インクを加熱する（Ａ５０７）。
Next, the
そしてＡ５０８では、インクジェットヘッド１１の温度が所定温度か否かによりＡ５０７に戻って、上流側加熱部４１，下流側加熱部４２を動作させる。すなわち制御装置３５は、サーミスタ３１，３２、熱電対２７，２８，２９，３０の計測温度に応じて、インク温度調節部２６及び上流側加熱部４１，下流側加熱部４２の制御を行う。また、制御装置３５は圧力計２５の検出値に応じて、インク供給ポンプ２２を制御し、インク循環路を前述した圧力関係に保つ。
In A508, the process returns to A507 depending on whether or not the temperature of the
これらの制御により、循環初期から循環安定まではインクの循環路内での温度変化を小さくすることができる。その結果、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を防止できる。 By these controls, the temperature change in the ink circulation path can be reduced from the initial circulation to the stable circulation. As a result, problems such as ink dripping from the nozzles and sucking air can be prevented.
＜印字中断後に印字が再開される場合＞
次に印字が一旦中断され、その後再開される場合について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
<When printing resumes after printing is interrupted>
Next, a case where printing is temporarily interrupted and then resumed will be described based on the flowchart shown in FIG.
印字を中断していると、インク内の粒子の沈降やインクの揮発等によりノズル内のインク粘度が高まり、インクが垂れたりする。インクが出にくくなることもあるがこのような場合には、インクジェットヘッド内の圧力を高めてノズル付近にあるインクを排出する。 When printing is interrupted, the ink viscosity in the nozzle increases due to sedimentation of particles in the ink, volatilization of the ink, and the like, and the ink drips. In such a case, the ink in the vicinity of the nozzles is discharged by increasing the pressure in the ink jet head.
Ａ６０１で印字再開の指示を検知すると、Ａ６０２で図１に示すインク受皿４４をインクジェットヘッド１１の直下（ノズルの下）に移動させる。
When an instruction to resume printing is detected in A601, the
次に、Ａ６０３で、上流側加熱制御部３５ｃの制御の下で、上流側加熱部４１を作動させインクを循環させる。これによりこの加熱部のチューブ中を流れるインクが加熱される。
Next, in A603, under the control of the upstream
上流側加熱部４１が加熱されるので、上流側のインクの温度は上昇するが、下流側のインクの温度は低い。したがって、相対的に下流側の流路抵抗が高くなりインクが垂れるので、次のＡ６０４では、ノズルより排出されたインクをインク受皿４４にて受ける。インクジェットヘッド１１のノズル面に付着したインク滴などは吸引メインテナンスなどにより除去する。
Since the
この後、垂れるインクが相当無くなった状態になる、所定時間経ってからＡ６０５で下流側加熱部４２を作動させる。この下流側加熱部４２の加熱制御は下流側加熱制御部３５ｄによりなされる。下流側加熱部４２による加熱がなされる状態でインクを循環させる。このように上流側加熱部４１と下流側加熱部４２による循環インクが加熱され、インクの流路抵抗は低くなる。
Thereafter, the downstream
Ａ６０６でインクの循環が安定してきたことを検知すると、Ａ６０７でインクジェットヘッド１１のノズルからのインクの排出を停止する。次のＡ６０８ではインク受皿４４を横に移動させ、Ａ６０９でインクジェットによる印字を再開する。
When it is detected in A606 that the ink circulation has become stable, the discharge of ink from the nozzles of the
このようして、先に上流側加熱部４１を先に加熱しても、インク垂れによる障害を防止することができる。
In this way, even if the
例えば、インクジェットヘッド１１のノズル面の圧力は上流インクタンク１２と下流インクタンク１３の圧力を制御することにより実現する。ノズル面の圧力は−０．５ｋＰａ（パスカル）〜−２．０ｋＰａ程度の負圧にして印字することが好ましい。
For example, the pressure on the nozzle surface of the
例えば、上流インクタンク１２内の圧力を５ｋＰａ、下流インクタンク１３内の圧力を−７ｋＰａにすることにより、ノズル面の圧力を−１．０ｋＰａにすることができる。
For example, by setting the pressure in the
上記実施形態では、ウォーターバス構造のインク温度調節部を用いる場合について説明した。しかし、本発明は特にこれに限られず、上流下流のインクタンクを調節機能が付けられた電気ヒータ等であってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the ink temperature adjusting unit having the water bath structure is used has been described. However, the present invention is not particularly limited to this, and may be an electric heater or the like provided with a function of adjusting upstream and downstream ink tanks.
上記実施の形態では、印字を中断し再開する場合を例に説明した。しかし、インクが充満している最初から印字を行う場合についても同様に、本発明を適用することが可能である。 In the above embodiment, the case where printing is interrupted and restarted has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to the case where printing is performed from the beginning when ink is filled.
この実施形態のように、印字再開した時、下流側のインク温度が低いとインクの粘度が高くなることにより下流側の流路抵抗が高くなる。このような状態を作り出すことによりそれぞれのインクタンク内の圧力を変化させることなく、ノズル面での圧力が正圧になり、ノズルからインクが排出される。このようにすれば、実際に使用するときのインクタンク内の圧力と立ち上げ時のインクタンク内の圧力を変えることなく、インクを排出することができる利点もある。 As in this embodiment, when printing resumes, if the downstream ink temperature is low, the viscosity of the ink increases and the downstream flow path resistance increases. By creating such a state, the pressure on the nozzle surface becomes positive without changing the pressure in each ink tank, and ink is discharged from the nozzle. In this way, there is also an advantage that the ink can be discharged without changing the pressure in the ink tank when actually used and the pressure in the ink tank when starting up.
このように、上述した実施の形態では、インクを循環させつつインクジェットヘッド１１のノズルからインクを吐出する循環式インクジェットヘッドの循環初期から循環安定状態までの間に、ノズルからインクが垂れたり、空気を吸い込む等の不具合を発生させることなく、インクを循環供給することができる。
As described above, in the above-described embodiment, ink drips from the nozzle or air during the period from the initial circulation to the stable circulation state of the circulation type inkjet head that discharges ink from the nozzle of the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１１・・・インクジェットヘッド
１２・・・上流インクタンク
１３・・・下流インクタンク
１４・・・上流側管路部材
１５・・・下流側管路部材
２２・・・インク供給ポンプ
２６・・・インク温度調節部
２７〜３０・・・熱電対
３１，３２・・・サーミスタ
３５・・・制御装置
３５ａ…循環制御部
３５ｂ…インク温度制御部
３５ｃ…上流側加熱制御部
３５ｄ・・・下流側加熱制御部
４１・・・上流側加熱部
４２・・・下流側加熱部
４４・・・インク受皿
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記上流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する上流側加熱部と、
前記下流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する下流側加熱部と、を備え、
先に上流側加熱部を作動させその後前記下流側加熱部をも作動させることを特徴とするインクジェット印字装置。 An ink jet printing apparatus capable of discharging ink from a nozzle of the ink jet head through an ink jet head from an upstream ink tank to a downstream ink tank, flowing ink from the downstream ink tank to the upstream ink tank. ,
An upstream heating unit that heats ink that is provided near the inkjet head in a circulation path between the upstream ink tank and the inkjet head; and
A downstream heating unit that heats ink that is provided near the inkjet head in a circulation path between the downstream ink tank and the inkjet head, and
An ink jet printing apparatus, wherein the upstream heating unit is operated first and then the downstream heating unit is also operated.
前記上流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する上流側加熱部まず作動させ、
次に、前記下流インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の循環路の前記インクジェットヘッド寄りに設けられ通過するインクを加熱する下流側加熱部をも作動させることを特徴とするインクジェット印字装置のインク循環制御方法。 Ink circulation in an ink jet printing apparatus capable of passing ink from an upstream ink tank to a downstream ink tank via an ink jet head, flowing ink from the downstream ink tank to the upstream ink tank, and discharging the ink from nozzles of the ink jet head A method,
First, an upstream heating unit that heats ink that is provided near the inkjet head in a circulation path between the upstream ink tank and the inkjet head is operated.
Next, an ink circulation control of the ink jet printing apparatus, wherein a downstream side heating unit that heats ink passing through the circulation path between the downstream ink tank and the ink jet head is provided. Method.
前記上流インクタンク及び下流インクタンク、並びにインクジェットヘッド内におけるインク温度を計測するインク温度計測部と、
前記上流インクタンク及び下流インクタンクのインク温度を徐々に上昇させるインク温度調節部と、
前記循環路の、上流インクタンクから前記インクジェットヘッドまでの上流側の管路部材のインクジェットヘッド寄りの部分に設置された上流側加熱部と、
前記循環路の、前記インクジェットヘッドから前記下流インクタンクまでの下流側の管路部材の、前記インクジェットヘッド寄りの部分に設置された下流側加熱部と、
前記循環路に充填されたインクを循環させる循環制御部と、
前記インクを循環させながら前記インク温度調節部により前記上流インクタンク及び下流インクタンクのインク温度を予め設定した温度まで上昇させるインク温度制御部と、
前記上流側加熱部を作動させ前記インクジェットヘッド内温度を所定温度に上昇させる上流側加熱制御部と、
前記上流側加熱部を作動させた後、前記下流側加熱部をも作動させる下流側加熱制御部と、
前記上流側加熱部を作動させたとき、前記インクジェットヘッドのノズルから排出されるインクを受けるように移動させ、前記下流側加熱部も作動させたとき以降に前記ノズルから退避可能に移動させるインク受皿と、
を備えることを特徴とするインクジェット印字装置。 An ink jet printing apparatus capable of discharging ink from a nozzle of the ink jet head through an ink jet head from an upstream ink tank to a downstream ink tank, flowing ink from the downstream ink tank to the upstream ink tank. ,
An ink temperature measuring unit for measuring an ink temperature in the upstream ink tank, the downstream ink tank, and the inkjet head; and
An ink temperature adjusting unit for gradually increasing the ink temperature of the upstream ink tank and the downstream ink tank;
An upstream heating unit installed in a portion of the circulation path near the inkjet head of the upstream pipe member from the upstream ink tank to the inkjet head;
A downstream heating unit installed in a portion near the inkjet head of a pipe member on the downstream side of the circulation path from the inkjet head to the downstream ink tank;
A circulation controller for circulating the ink filled in the circulation path;
An ink temperature controller that raises the ink temperature of the upstream ink tank and the downstream ink tank to a preset temperature by the ink temperature adjusting unit while circulating the ink;
An upstream heating control unit that operates the upstream heating unit to raise the temperature inside the inkjet head to a predetermined temperature; and
After operating the upstream heating unit, a downstream heating control unit that also operates the downstream heating unit,
An ink tray that is moved so as to receive ink discharged from the nozzles of the inkjet head when the upstream side heating unit is operated, and is removably moved from the nozzles after the downstream side heating unit is also operated. When,
An inkjet printing apparatus comprising:
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| JP2012227158A JP2014079885A (en) | 2012-10-12 | 2012-10-12 | Ink jet printer and ink circulation control method of the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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