JP2014184677A - 液体供給装置および液体供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の供給先における圧力の急激な変化を抑制できる液体供給装置および液体供給方法を提供する。
【解決手段】この液体供給装置は、液体を貯留する貯留部と、貯留部から液体消費装置へと液体を供給する供給経路と、貯留部から供給経路に液体を送るポンプと、ポンプに駆動信号Ｓを出力し液体供給を制御する制御部と、を有する。また、制御部は、液体の供給先である液体消費装置からの要求信号に基づいて、ポンプの目標送液量を取得し、ポンプの送液量を、現在送液量から目標送液量へと徐々に変化させる。これにより、液体の供給先である液体消費装置における圧力の急激な変化を抑制できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体供給装置および液体供給方法に関する。

従来、送液管を介して液体を供給する液体供給装置が知られている。例えば、インクカートリッジから、インク吐出ヘッドに直接インクを供給するヘッドタンクへ、送液チューブを介してインクを供給するインク供給装置が知られている。

従来のインク供給装置を備えたインクジェット記録装置については、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載のインクジェット記録装置は、インクを吐出する液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドに直接インクを供給するヘッドタンクと、ヘッドタンクへインクを補充供給するインクカートリッジと、インクカートリッジからヘッドタンクへとインクを供給する供給チューブと、を備えている（段落００１５，００３１）。

特開２０１１−１８９７０１号公報

このようなインクジェット記録装置において、液滴吐出ヘッドから適切な量のインク滴を吐出するためには、液滴吐出ヘッドのノズルにおけるインクの圧力を適切な範囲に調整する必要がある。一方、液滴吐出ヘッドは、ヘッドタンクの内圧の影響を受けやすい（段落０００３）。

インクカートリッジからヘッドタンクへとインクを供給するインク供給装置において、インク供給量が急激に変化すると、ヘッドタンクの内圧が急激に変化する。そうすると、液滴吐出ヘッドから適切な量のインク滴を吐出できない。

特に、大量にインクを消費する大型のインクジェット印刷機では、インク供給のために大出力のポンプが使用される場合がある。このため、当該ポンプのＯＮ／ＯＦＦ時、または当該ポンプの出力を変更したときに、大きな振動が発生する場合がある。そうすると、液滴吐出ヘッドまたはヘッドタンクの内圧が急激に変化して、印刷品質に影響を及ぼす虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、液体の供給先における圧力の急激な変化を抑制できる液体供給装置および液体供給方法を提供することを、目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、液体消費装置に液体を供給するための液体供給装置であって、液体を貯留する貯留部と、前記貯留部から前記液体消費装置へと前記液体を供給する供給経路と、前記貯留部から前記供給経路に前記液体を送るポンプと、前記ポンプに駆動信号を出力し液体供給を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、液体消費装置からの要求信号に基づいて、前記ポンプの目標送液量を取得し、前記ポンプの送液量を、現在送液量から前記目標送液量へと徐々に変化させる。

本願の第２発明は、第１発明の液体供給装置において、前記制御部は、前記要求信号に基づいて、前記目標送液量に対応する前記駆動信号の目標出力を取得し、前記駆動信号を、現在の出力から前記目標出力へと段階的に変化させる。

本願の第３発明は、第２発明の液体供給装置において、前記駆動信号は、一定電圧のパルス波であり、前記出力は、前記パルス波のパルス幅のデューティ比であり、前記ポンプの送液量は、デューティ比に対応し、前記制御部は、前記要求信号に基づいて、前記目標送液量に対応する目標デューティ比を取得し、前記パルス幅を、現在デューティ比から前記目標デューティ比へと段階的に変化させる。

本願の第４発明は、第３発明の液体供給装置において、前記制御部は、複数の前記デューティ比が記述されたテーブルを記憶する記憶領域を有し、前記制御部は、前記テーブルを参照することにより、前記デューティ比を取得しながら、前記パルス波を変化させる。

本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれかの液体供給装置において、前記液体の送液量を管理するカウントタンクと、前記液体の供給タンクから前記カウントタンクへと前記液体を送液する第１送液手段と、前記カウントタンクから前記貯留部へと前記液体を送液する第２送液手段と、をさらに有し、前記カウントタンクは、内部に貯留された前記液体の液面高さが所定の第１高さ位置に達しているか否かを検知する低液位センサと、前記液面高さが、前記第１高さ位置よりも高い第２高さ位置に達しているか否かを検知する高液位センサと、を有し、前記制御部は、前記高液位センサおよび前記低液位センサからの検知信号に基づき、前記カウントタンク内の液面高さが前記第１高さ位置より低くなると、前記第２送液手段を停止し、かつ、前記第１送液手段を動作し、前記供給タンクから前記カウントタンク内に前記液体を供給させ、前記カウントタンク内の液面高さが前記第２高さ位置に達すると、前記第１送液手段を停止し、かつ、前記第２送液手段を動作し、前記カウントタンクから前記貯留部へ前記液体を排出させ、前記カウントタンクに対する前記液体の供給および排出の回数から、前記供給タンクから前記貯留部への前記液体の供給量を推測する。

本願の第６発明は、第５発明の液体供給装置において、前記制御部は、前記要求信号に基づいて、前記第１送液手段の送液量を変動させる。

本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれかの液体供給装置において、前記液体供給装置は、複数の前記液体消費装置に液体を供給する。

本願の第８発明は、第７発明の液体供給装置において、前記ポンプの前記目標送液量の最大値は、複数の前記液体消費装置のそれぞれの要求送液量の総和であり、前記目標送液量は、前記要求信号を出力している前記液体消費装置のそれぞれの要求送液量の総和である。

本願の第９発明は、第８発明の液体供給装置において、複数の前記液体消費装置のそれぞれの要求送液量は、それぞれの前記供給経路の長さに対応する。

本願の第１０発明は、液体消費装置に液体を供給するための液体供給方法であって、貯留部に貯留された液体を前記液体消費装置へと送液するポンプを制御する制御部が、前記液体消費装置からの要求信号を受信する工程と、前記制御部が、前記要求信号に基づいて前記ポンプの目標送液量を取得する工程と、前記制御部が、前記ポンプの送液量を現在送液量から前記目標送液量へと徐々に変化させる駆動信号を前記ポンプに出力する工程と、を備える。

本願の第１１発明は、第１０発明の液体供給方法において、カウントタンクの内部に貯留された前記液体の液面高さが所定の第１高さ位置より低くなった後、前記液体の供給タンクから前記カウントタンクへと前記液体を送液する第１送液手段を動作し、かつ、前記カウントタンクから前記貯留部へと前記液体を送液する第２送液手段を停止する第１工程と、前記液面高さが第１高さ位置よりも高い第２高さ位置に達した後、第１送液手段を停止し、かつ、第２送液手段を動作する第２工程と、を繰り返し、前記第１工程および前記第２工程の回数を計測することにより、前記供給タンクから前記貯留部への前記液体の供給量を推測する。

本願の第１発明から第９発明によれば、液体の供給先である液体消費装置における圧力の急激な変化を抑制できる。

特に、本願の第３発明および第４発明によれば、ポンプの駆動に適した定格電圧を維持しながら出力を変化させることができる。

特に、本願の第５発明によれば、供給タンク内の液体の残量を推測できる。これにより、供給タンク内の液体が無くなる前に、供給タンクの切り替えを行える。

特に、本願の第６発明によれば、貯留部内の液体の貯留量を適正量に保つことができる。

特に、本願の第７発明によれば、複数の液体消費装置に液体を供給することができる。

特に、本願の第８発明および第９発明によれば、それぞれの液体消費装置に適正な量の液体を供給することができる。

また、本願の第１０発明および第１１発明によれば、液体の供給先である液体消費装置における圧力の急激な変化を抑制できる。

特に、本願の第１１発明によれば、供給タンク内の液体の残量を推測できる。これにより、供給タンク内の液体が無くなる前に、供給タンクの切り替えを行える。

液体供給装置の構成を示した図である。 図１に示す液体供給装置の主な制御機構を示すブロック図である。 カウントタンクにおけるインク量の計測の流れを示した図である。 プリンタの要求信号と供給ポンプの出力の関係の一例を示した図である。 プリンタの要求信号に応じて供給ポンプが動作する流れを示した図である。 出力変化の際の駆動信号の波形を示した図である。 駆動信号の出力番号−デューティ比対応テーブルを示した図である。 駆動信号出力時の流れを示した図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．一実施形態に係る液体供給装置＞
＜１−１．液体供給装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る液体供給装置１の構成を示した図である。図２は、液体供給装置１の主な制御機構を示すブロック図である。液体供給装置１は、インクタンク８から、インクジェット印刷機であるプリンタ９へとインクを供給する装置である。すなわち、本実施形態の液体供給装置１が供給する「液体」は、インクである。

本実施形態の液体供給装置１は、第１インクタンク８１および第２インクタンク８２の２つのインクタンク８からインクを供給する。また、本実施形態の液体供給装置１は、プリンタ９１およびプリンタ９２の２つのプリンタ９にインクを供給する。すなわち、本実施形態では、インクタンク８が「供給タンク」を、プリンタ９が「液体消費装置」を構成している。なお、インクタンク８とプリンタ９とは、それぞれ１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

液体供給装置１は、カウントタンク２１、中間タンク２２、フィルタ２３、脱気モジュール２４、吸引ポンプ３１、および供給ポンプ３２を備えている。図１に示すように、上記の各要素は、配管４１〜４３により接続されている。カウントタンク２１、中間タンク２２、脱気モジュール２４、吸引ポンプ３１、および供給ポンプ３２はそれぞれ、制御部１０により制御されている。

カウントタンク２１は、インクタンク８から中間タンク２２に供給されたインクの量を計測することにより、インクの送液量を管理する容器である。カウントタンク２１には、その内部に貯留されるインクの液面高さを検知する低液位センサ２１１および高液位センサ２１２が備えられている。低液位センサ２１１は、カウントタンク２１内のインクの液位が、所定の第１高さ位置に達しているか否かを検知する。なお、第１高さ位置は、カウントタンク２１に設けられたインクの排出口２１０よりも高い位置である。また、高液位センサ２１２は、中間タンク２２内のインクの液位が、所定の第２高さ位置に達しているか否かを検知する。なお、第２高さ位置は、第１高さ位置よりも高い位置である。すなわち、高液位センサ２１２は、低液位センサ２１１よりも高い位置に備えられている。カウントタンク２１におけるインク量の計測については、後述する。

中間タンク２２は、液体であるインクを一時的に貯留する容器である。本実施形態では、中間タンク２２が「貯留部」を構成している。中間タンク２２には、その内部に貯留されるインクの液面高さを検知する第１センサ２２１および第２センサ２２２が備えられている。第１センサ２２１は、中間タンク２２に設けられたインクの排出口２２０よりも高い位置に備えられている。第２センサ２２２は、第１センサ２２１よりも高い位置に備えられている。第１センサ２２１および第２センサ２２２の高低差は大きいほど好ましい。

フィルタ２３は、配管４３中を通過するインク中に含まれる異物を取り除くためのフィルタである。

脱気モジュール２４は、インクから溶存気体を脱気または脱泡するための容器である。脱気モジュール２４には、例えば、内部の気体を排出するための真空ポンプが備えられている。なお、脱気モジュール２４は、インクから溶存気体を脱気または脱泡する構成であれば、その他の構成を有していてもよい。また、インクタンク８内のインクとして、脱気処理されたインクを用いる場合、脱気モジュール２４は省略してもよい。

吸引ポンプ３１は、インクタンク８からインクを吸引し、カウントタンク２１に当該インクを供給するポンプである。吸引ポンプ３１は、インクタンク８とカウントタンク２１とを連通接続する配管４１上に配置されている。本実施形態では、吸引ポンプ３１が、インクタンク８からカウントタンク２１へとインクを送液する「第１送液手段」を構成している。

供給ポンプ３２は、中間タンク２２からインクを吸引し、脱気モジュール２４を介して各プリンタ９に当該インクを供給するポンプである。供給ポンプ３２は、中間タンク２２とプリンタ９とを連通接続する配管４３上に配置されている。本実施形態では、供給ポンプ３２が、中間タンク２２から、配管４３にインクを送る「ポンプ」を構成している。

配管４１は、インクタンク８とカウントタンク２１とを連通接続する。本実施形態では、上述の通り、インクタンク８として第１インクタンク８１および第２インクタンク８２の２つのインクタンクが使用される。このため、配管４１は、吸引ポンプ３１が配置され、カウントタンク２１と接続する配管４１０と、配管４１０と第１インクタンク８１とを接続する配管４１１と、配管４１０と第２インクタンク８２とを接続する配管４１２と、から構成されている。配管４１１，４１２には、それぞれ、開閉弁である吸引弁５１，５２が備えられている。

配管４２は、カウントタンク２１と中間タンク２２とを連通接続する。配管４２のカウントタンク２１側の端部は、カウントタンク２１の排出口２１０に接続されている。配管４２には、開閉弁である排出弁５３が備えられている。本実施形態では、排出弁５３が、カウントタンク２１から中間タンク２２へとインクを送液する「第２送液手段」を構成している。

配管４３は、中間タンク２２とプリンタ９とを連通接続する。配管４３の中間タンク２２側の端部は、中間タンク２２の排出口２２０となっている。本実施形態では、上述の通り、プリンタ９として第１プリンタ９１および第２プリンタ９２の２つのプリンタが使用される。このため、配管４３は、中間タンク２２と接続する配管４３０と、配管４３０と第１プリンタ９１とを接続する配管４３１と、配管４３０と第２プリンタ９２とを接続する配管４３２と、から構成されている。

配管４３０上には、中間タンク２２側から順に、供給ポンプ３２、供給弁５４、フィルタ２３、および脱気モジュール２４が備えられている。

本実施形態では、配管４３は、中間タンク２２からプリンタ９へとインクを供給する「供給経路」を構成している。具体的には、中間タンク２２から第１プリンタ９１への供給経路は、配管４３０、および配管４３１である。また、中間タンク２２から第２プリンタ９２への供給経路は、配管４３０および配管４３２である。

ここで、図１および図２に示すように、第１プリンタ９１は、第１プリンタ制御部９１０と、インク吐出ヘッドへインクを直接供給する第１ヘッドタンク９１１と、第１ヘッドタンク９１１と液体供給装置１との接続を開放／遮断する第１プリンタバルブ９１２と、を有している。配管４３１は、第１プリンタバルブ９１２を介して、第１ヘッドタンク９１１に連通接続している。また、第１プリンタ制御部９１０は、第１プリンタバルブ９１２を制御している。

同様に、第２プリンタ９２は、第２プリンタ制御部９２０と、インク吐出ヘッドへインクを直接供給する第２ヘッドタンク９２１と、第２ヘッドタンク９２１と液体供給装置１との接続を開放／遮断する第２プリンタバルブ９２２とを有している。配管４３２は、第２プリンタバルブ９２２を介して、第２ヘッドタンク９２１に連通接続している。また、第２プリンタ制御部９２０は、第２プリンタバルブ９２２を制御している。

図２に示したように、制御部１０には、カウントタンク２１の低液位センサ２１１および高液位センサ２１２と、中間タンク２２の第１センサ２２１および第２センサ２２２とから、各検知信号が入力される。また、制御部１０には、第１プリンタ制御部９１０と、第２プリンタ制御部９２０とからそれぞれ、インク供給の要求信号が入力される。具体的には、第１プリンタ制御部９１０および第２プリンタ制御部９２０はそれぞれ、第１プリンタバルブ９１２および第２プリンタバルブ９２２に開放信号を送ると同時に、制御部１０に要求信号を送信する。そして、第１プリンタ制御部９１０および第２プリンタ制御部９２０はそれぞれ、第１プリンタバルブ９１２および第２プリンタバルブ９２２に遮断信号を送ると同時に、制御部１０への要求信号を停止する。

また、制御部１０は、吸引ポンプ３１、供給ポンプ３２、吸引弁５１，５２、排出弁５３、および供給弁５４と電気的に接続されている。制御部１０は、ユーザの操作、各種の入力信号、または予め設定されたプログラムに従って、吸引ポンプ３１、供給ポンプ３２、吸引弁５１，５２、排出弁５３、および供給弁５４の開閉動作を制御する。

制御部１０は、例えば、ＣＰＵ等の演算処理部やメモリを有するコンピュータにより構成されている。図２に示すように、制御部１０は、後述する対応テーブル１１１を記憶する記憶領域１１を有している。

上記構成により、液体供給装置１は、インクタンク８からプリンタ９へとインクを供給する。その動作の概略は、次の通りである。

まず、吸引ポンプ３１が駆動することにより、インクタンク８から配管４１を通って、インクがカウントタンク２１へと供給される。カウントタンク２１に一旦貯留されたインクは、配管４２および排出弁５３を介して中間タンク２２へと排出される。中間タンク２２に貯留されたインクは、プリンタ９からの要求信号に従って、供給ポンプ３２により順次配管４３内へと送液される。供給ポンプ３２により送液されたインクは、配管４３内を通り、供給弁５４を介して、フィルタ２３にて異物が除去され、脱気モジュール２４へと達する。脱気モジュール２４へ達したインクは、インク中の溶存気体を脱気または脱泡され、プリンタ９へと供給される。

このような液体供給装置１において、インクの供給先であるプリンタ９における圧力の急激な変化を抑制するための構成の詳細については、後述する。

＜１−２．カウントタンクについて＞
次に、カウントタンク２１における、インク量の計測について説明する。図３は、カウントタンク２１におけるインク量の計測の流れの一例を示したフローチャートである。

本実施形態では、各インクタンク８には、使用前に１８リットルのインクが貯留されている。また、カウントタンク２１の第１高さ位置から第２高さ位置までのインク容量（以下、単にカウントタンク２１のインク容量と称する）は、１００ミリリットルである。ただし、インクタンク８およびカウントタンク２１の各インク容量は、これらの値に限定されるものではない。以下に、カウントタンク２１周辺の動作について説明する。

前述のように、カウントタンク２１には、その内部に貯留されるインクの液面高さを検知する低液位センサ２１１および高液位センサ２１２が備えられている。

液体供給装置１の運転を開始すると、制御部１０は、まず、カウント数Ｎを確認する（ステップＳ１０１）。カウント数Ｎは、制御部１０内の演算処理において変数として扱われる。カウント数Ｎは、新しいインクタンク８を使用する場合は０である。また、前回の運転時と同じインクタンク８を引き続き使用する場合は、Ｎは前回の運転を終了した際のＮの値と同じである。ここでは、説明の便宜のため、使用するインクタンク８は、第１インクタンク８１とする。この時、吸引ポンプ３１は未作動であり、排出弁５３は閉鎖されている。また、使用する第１インクタンク８１と吸引ポンプ３１との連通を制御する吸引弁５１は開放され、使用しない第２インクタンク８２と吸引ポンプ３１との連通を制御する吸引弁５２は閉鎖される。

次に、制御部１０は、排出弁５３を開放し、カウントタンク２１内に残留しているインクを中間タンク２２へ排出する（ステップＳ１０２）。そして、制御部１０は、低液位センサ２１１から送信される検知信号により、カウントタンク２１内のインク液面が、前述の第１高さ位置に達しているか否かを判断する（ステップＳ１０３）。カウントタンク２１内のインク液面が、第１高さ位置に達している場合、インクの排出を続け、ステップＳ１０３に戻る。

ステップＳ１０３において、カウントタンク２１内のインク液面が、第１高さ位置より低くなると、制御部１０は、排出弁５３を閉鎖する（ステップＳ１０４）。これにより、カウントタンク２１から中間タンク２２へのインクの排出を停止する。

そして、制御部１０は、Ｎの値を１増加させる。すなわち、制御部１０は、カウント数Ｎをインクリメントする（ステップＳ１０５）。そして、カウント数Ｎが規定値より小さいか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、当該規定値は、使用するインクタンク８のインク容量およびカウントタンク２１のインク容量により決まる値である。当該規定値は、インクタンク８のインク容量をカウントタンク２１のインク容量で割った商よりも小さい値であり、かつ、なるべく大きい値であることが好ましい。本実施形態では、インクタンク８のインク容量が１８リットルであり、カウントタンク２１のインク容量が１００ミリリットルであるため、当該規定値は、例えば、１７８とすればよい。

ステップＳ１０６において、カウント数Ｎが規定値以上である場合、ステップＳ１１１へと進み、インクタンク８の切り替えを行う。本実施形態では、吸引弁５１を閉鎖するとともに吸引弁５２を開放することにより、使用するインクタンク８を、第１インクタンク８１から第２インクタンク８２へと切り替えることができる。なお、インクタンク８の切り替えは、手動でもよいし、制御部１０が自動で行ってもよい。また、制御部１０が自動でインクタンク８を切り替えた後、カウント数Ｎを０にリセットして、ステップＳ１０６に戻ってもよい。

一方、ステップＳ１０６において、カウント数Ｎが規定値未満である場合、吸引ポンプ３１を作動させる（ステップＳ１０７）。これにより、インクタンク８からカウントタンク２１へインクが供給される。

続いて、制御部１０は、高液位センサ２１２から送信される検知信号により、カウントタンク２１内のインク液面が、前述の第２高さ位置に達しているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。カウントタンク２１内のインク液面が、第２高さ位置に達していない場合、インクの供給を続け、ステップＳ１０８に戻る。

そして、ステップＳ１０８において、カウントタンク２１内のインク液面が第２高さ位置に達したと判断すると、吸引ポンプ３１を停止する（ステップＳ１０９）。これにより、インクタンク８からカウントタンク２１へのインクの供給が停止する。

その後、排出弁５３を開放し、インクの排出を開始する（ステップＳ１１０）。そして、ステップＳ１０３へ戻る。

ここで、カウントタンク２１の内部に貯留されたインクの液面高さが第１高さ位置より低くなった後、吸引ポンプ３１を動作し、かつ、排出弁５３を閉鎖する、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７を第１工程とする。また、カウントタンク２１の内部に貯留されたインクの液面高さが第２高さ位置に達した後、吸引ポンプ３１を停止し、かつ、排出弁５３を開放する、ステップＳ１０９〜Ｓ１１０を第２工程とする。制御部１０は、第１工程と第２工程とを繰り返し、当該繰り返しの回数をステップＳ１０５においてカウント数Ｎの値をインクリメントすることにより、計測する。そして、制御部１０は、カウント数Ｎの値から、インクタンク８から中間タンク２２へ供給したインク量を推測する。これにより、使用中のインクタンク８の残量を推測する。その結果、インクタンク８の残量が無くなる前に、他のインクタンク８へ切り替えて、カウントタンク２１へのインクの供給が不能となることを防止できる。また、配管４１内に空気が混入するのを抑制できる。

なお、ステップＳ１０２およびステップＳ１１０において、中間タンク２２において、中間タンク２２内のインクの液面が、第２センサ２２２よりも上側に達している間は、排出弁５３の開放を一時的に停止するようにしてもよい。

＜１−３．供給ポンプの動作について＞
続いて、供給ポンプ３２の動作について説明する。図４は、プリンタ９の要求信号と供給ポンプ３２の送液量（単位時間あたりの送液量。以下同じ）との関係の一例を示した図である。図５は、プリンタ９の要求信号に応じて供給ポンプ３２が動作する流れを示した図である。図４中、各段の横軸は共通した時間であり、上段は第１プリンタ９１からの要求信号９１Ｐ、中段は第２プリンタ９２からの要求信号９２Ｐ、下段は供給ポンプ３２の送液量Ｗを表す。

本実施形態では、供給ポンプ３２の最大送液量を１００％とした場合、供給ポンプ３２から第１プリンタ９１に対して５０％、第２プリンタ９２に対して５０％の送液量Ｗでインクを供給する。

図４の例では、時間Ｔ０において、要求信号９１Ｐおよび要求信号９２ＰのいずれもがＯＦＦであり、供給ポンプ３２が停止している状態から始まる。その後、時間Ｔ１に要求信号９１ＰがＯＮになり、続いて時間Ｔ２に要求信号９２ＰがＯＮとなる。そして、時間Ｔ３に要求信号９１ＰがＯＦＦになり、時間Ｔ４に要求信号９２ＰがＯＦＦとなる。この時の供給ポンプ３２の送液量Ｗの変化について、図５を参照しながら説明する。

まず、時間Ｔ１に要求信号９１ＰがＯＮとなる。すなわち、制御部１０が要求信号９１Ｐを受信する（ステップＳ３０１）。

次に、制御部１０は、受信した要求信号９１Ｐに基づいて、供給ポンプ３２の目標送液量Ｗｇを取得する（ステップＳ３０２）。本実施形態では、第１プリンタ９１に対する送液量Ｗは最大送液量の５０％であるから、目標送液量Ｗｇ＝５０％を取得する。

そして、制御部１０は、取得した目標送液量Ｗｇに基づいて、供給ポンプ３２に駆動信号Ｓを送信する（ステップＳ３０３）。続いて、供給ポンプ３２は、受信した駆動信号Ｓに基づいて動作する（ステップＳ３０４）。すなわち、駆動信号Ｓの出力に応じて、送液を行う。駆動信号Ｓにより、供給ポンプ３２は、現在送液量Ｗｎ＝０％から、目標送液量Ｗｇ＝５０％へと徐々に送液量Ｗを変化させる。図４の例では、要求信号９１Ｐを受信した時間Ｔ１から徐々に送液量Ｗが増加し、時間ｔの経過後、目標送液量Ｗｇ＝５０％へ達している。ステップＳ３０３における駆動信号Ｓの出力時の流れについては、後述する。

同様に、時間Ｔ２において、要求信号９２ＰがＯＮになると、制御部１０は、目標送液量Ｗｇ＝１００％を取得し、供給ポンプ３２の送液量Ｗは、５０％から徐々に１００％へと変化する。次に、時間Ｔ３において、要求信号９１ＰがＯＦＦになると、制御部１０は、目標送液量Ｗｇ＝５０％を取得し、供給ポンプ３２の送液量Ｗは、１００％から徐々に５０％へと変化する。そして、時間Ｔ４において、要求信号９２ＰがＯＦＦになると、制御部１０は、目標送液量Ｗｇ＝０％を取得し、供給ポンプ３２の送液量Ｗは、５０％から徐々に０％へと変化する。

このように、供給ポンプ３２の送液量Ｗが徐々に変化することにより、インクの供給先であるプリンタ９における圧力の急激な変化が抑制できる。

＜１−４．駆動信号について＞
続いて、制御部１０から供給ポンプ３２に送る駆動信号Ｓについて説明する。図６は、出力変化の際の駆動信号Ｓの波形を示した図である。図７は、駆動信号Ｓの出力番号とデューティ比の対応テーブル１１１を示した図である。図８は、駆動信号Ｓの出力時における制御部１０の処理の流れを示した図である。

本実施形態では、供給ポンプ３２は、ＰＷＭ（パルス幅変調、Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により、その動作が制御されている。すなわち、制御部１０から供給ポンプ３２に送られる駆動信号Ｓは、電圧一定、周波数一定、かつ、パルス幅のデューティ比Ｄ可変のパルス波である。したがって、本実施形態における駆動信号Ｓの出力は、パルス幅のデューティ比Ｄである。

供給ポンプ３２の送液量は、入力される駆動信号Ｓに依存する。つまり、供給ポンプ３２の送液量Ｗは、駆動信号Ｓのデューティ比Ｄに対応して変動する。本実施形態では、供給ポンプ３２の送液量Ｗと駆動信号Ｓのデューティ比Ｄとが、Ｗ＝０％とＤ＝０％、Ｗ＝５０％とＤ＝５０％、Ｗ＝１００％とＤ＝１００％のそれぞれの場合に対応するものとする。

図６は、駆動信号Ｓを元の出力から目標出力へと徐々に変化させた場合の駆動信号Ｓの一例を表している。図６中において、横軸はいずれも時間である。上段から順に、デューティ比Ｄを０％から５０％へ、５０％から１００％へ、１００％から５０％へ、５０％から０％へと変化させた場合の駆動信号Ｓを示している。図６の例では、駆動信号Ｓは、元の出力から目標出力まで、デューティ比Ｄが１０％ずつ段階的に変化している。

図７は、駆動信号の出力番号Ｍとデューティ比Ｄの対応テーブル１１１を示した図である。対応テーブル１１１には、出力番号Ｍと、それぞれの出力番号Ｍに対応するデューティ比Ｄ、ＯＦＦ時間、およびＯＮ時間が記述されている。本実施形態では、駆動信号Ｓの周期は１０［ｍｓ］であり、１周期あたりのＯＦＦ時間およびＯＮ時間の合計は、１０［ｍｓ］となっている。以下に、対応テーブル１１１を用いた駆動信号Ｓの出力時の流れを、図８を用いて説明する。

まず、液体供給装置１の駆動開始時、供給ポンプ３２は駆動しておらず、すなわち供給ポンプ３２の送液量Ｗ＝０％である。このとき、制御部１０は、駆動信号Ｓを送信しておらず、駆動信号Ｓのデューティ比Ｄ＝０％である。制御部１０は、液体供給装置１の駆動時、現在出力番号Ｍｎおよび目標出力番号Ｍｇを、デューティ比Ｄ＝０％と対応するＭｎ＝０およびＭｇ＝０とする（ステップＳ５０１）。このとき、駆動信号Ｓの出力はＯＦＦとなっている。

次に、制御部１０は、前述のステップＳ３０２において取得した供給ポンプ３２の目標送液量Ｗｇに基づいて、目標デューティ比に対応する目標出力番号Ｍｇを取得する（ステップＳ５０２）。

そして、制御部１０は、現在出力番号Ｍｎと、目標出力番号Ｍｇとが一致しているか否かを判断する（ステップＳ５０３）。現在出力番号Ｍｎと目標出力番号Ｍｇとが一致している場合、ステップＳ５０７へと進む。

現在出力番号Ｍｎと、目標出力番号Ｍｇとが一致していない場合、制御部１０は、現在出力番号Ｍｎが目標出力番号Ｍｇよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ５０４）。そして、現在出力番号Ｍｎが目標出力番号Ｍｇよりも小さい場合、現在出力番号Ｍｎの値を１増加させる。すなわち、現在出力番号Ｍｎの値をインクリメントする（ステップＳ５０５）。そして、ステップＳ５０７へと進む。一方、現在出力番号Ｍｎが目標出力番号Ｍｇよりも大きい場合、現在出力番号Ｍｎの値を１減少させる。すなわち、現在出力番号Ｍｎの値をデクリメントする（ステップＳ５０６）。そして、ステップＳ５０７へと進む。

ステップＳ５０７において、制御部１０は、記憶領域１１内に記憶された対応テーブル１１１を参照し、現在出力番号Ｍｎに対応するＯＦＦ時間およびＯＮ時間を取得する。

続いて、制御部１０は、取得したＯＦＦ時間が０であるか否かを判断する（ステップＳ５０８）。ＯＦＦ時間が０であれば、ステップＳ５１１へと進む。ＯＦＦ時間が０でなければ、駆動信号Ｓの出力をＯＦＦし（ステップＳ５０９）、取得したＯＦＦ時間待つ（ステップＳ５１０）。

そして、制御部１０は、取得したＯＮ時間が０であるか否かを判断する（ステップＳ５１１）。ＯＮ時間が０であれば、ステップＳ５０２へと戻る。ＯＮ時間が０でなければ、駆動信号Ｓの出力をＯＮし（ステップＳ５１２）、取得したＯＮ時間待つ（ステップＳ５１３）。そして、ステップＳ５０２へと戻る。

上記の流れにより、制御部１０は、対応テーブル１１１を参照することにより、デューティ比Ｄを取得しながら、パルス波である駆動信号Ｓを変化させる。すなわち、制御部１０は、プリンタ９からの要求信号に基づいて、目標送液量Ｗｇに対応する目標デューティ比および目標出力番号Ｍｇを取得し、駆動信号Ｓのデューティ比Ｄを、現在デューティ比から目標デューティ比へと段階的に変化させる。本実施形態では、図６に示すように、駆動信号Ｓのデューティ比Ｄが、１０％ずつ段階的に変化する。これにより、供給ポンプ３２の送液量Ｗが徐々に変化する。その結果、インクの供給先であるプリンタ９における圧力の急激な変化を抑制できる。

なお、上記の例では、駆動信号Ｓのデューティ比Ｄは、パルスの１周期ごとに変化していたが、本発明はこれに限られない。駆動信号Ｓのデューティ比Ｄは、複数周期ごとに変化するようにしてもよい。そうすると、供給ポンプ３２の送液量Ｗの変化がさらに緩やかとなり、インクの供給先であるプリンタ９における圧力の急激な変化をさらに抑制できる。

＜２．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、供給ポンプ３２の第１プリンタ９１および第２プリンタ９２に対する要求送液量は、それぞれ５０％ずつであったが、本発明はこれに限られない。プリンタ９が複数ある場合、それぞれのプリンタ９に対して、それぞれ異なる要求送液量が設定されていてもよい。この場合、供給ポンプ３２の目標送液量の最大値は、複数のプリンタ９のそれぞれの要求送液量の総和である。また、目標送液量は、要求信号を出力しているプリンタ９のそれぞれの要求送液量の総和である。

また、複数のプリンタ９のそれぞれの要求送液量は、それぞれの供給経路の長さに対応していてもよい。例えば、第１プリンタ９１の供給経路である配管４３０および配管４３１の合計長さが、第２プリンタ９２の供給経路である配管４３０および配管４３２の合計長さよりも短い場合、第１プリンタ９１の要求送液量は、第２プリンタ９２の要求送液量より小さくてもよい。

また、制御部１０は、プリンタ９からの要求信号に基づいて、吸引ポンプ３１の送液量を変動させてもよい。例えば、制御部１０は、要求信号を出力しているプリンタ９の台数や、目標送液量が大きいほど、吸引ポンプ３１の送液量が大きくなるように、吸引ポンプ３１を制御してもよい。そうすれば、中間タンク２２内のインク量を適正量に保つことができる。

上記の実施形態では、駆動信号Ｓのデューティ比Ｄは１０％刻みであったが、本発明はこれに限られない。デューティ比Ｄは、５％刻みや１％刻みでもよいし、１％より小さくてもよい。同様に、上記の実施形態では、１台のプリンタ９に対する駆動信号Ｓのデューティ比Ｄの段階数は５段階であったが、本発明はこれに限られない。１台のプリンタ９に対するデューティ比Ｄの段階数は、５段階より少なくてもよいし、多くてもよい。また、プリンタ９が複数ある場合、それぞれのプリンタ９に対してデューティ比Ｄの段階数を設定してもよい。

また、上記の実施形態では、駆動信号Ｓの周期は１０［ｍｓ］、すなわち周波数０．１［ｋＨｚ］としたが、本発明はこれに限られない。駆動信号Ｓの周波数は、例えば１［ｋＨｚ］でもよく、適宜液体供給装置１の出力量等に応じて、適切な周波数を用いればよい。

また、上記の実施形態では、制御部１０は、ＰＷＭ制御により供給ポンプ３２の動作を制御するが、本発明はこれに限られない。制御部１０は、ＰＷＭ制御に変えて、駆動電圧を段階的に変化させることにより、供給ポンプ３２の動作を制御してもよい。ただし、ＰＷＭ制御は、供給ポンプ３２の駆動に適した定格電圧を維持しながら出力を変化させることができる点で好ましい。

また、液体供給装置の細部の構成については、本願の各図に示された構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

なお、本発明の液体供給装置は、プリンタ用のインク供給装置には限定されない。例えば、半導体基板やフラットパネルディスプレイ用基板の表面に処理液を塗布する装置（液体消費装置）に対して、処理液を供給する装置であってもよい。

１ 液体供給装置
８ インクタンク
９ プリンタ
１０ 制御部
２１ カウントタンク
２２ 中間タンク
３１ 吸引ポンプ
３２ 供給ポンプ
５１，５２ 吸引弁
５３ 排出弁
５４ 供給弁
８１ 第１インクタンク
８２ 第２インクタンク
９１ 第１プリンタ
９１Ｐ 要求信号
９２ 第２プリンタ
９２Ｐ 要求信号
１１１ 対応テーブル
２１０ 排出口
２１１ 低液位センサ
２１２ 高液位センサ
２２１ 第１センサ
２２２ 第２センサ
Ｄ デューティ比
Ｍ 出力番号
Ｍｇ 目標出力番号
Ｍｎ 現在出力番号
Ｎ カウント数
Ｓ 駆動信号
Ｗ 送液量
Ｗｇ 目標送液量
Ｗｎ 現在送液量

Claims (11)

1. 液体消費装置に液体を供給するための液体供給装置であって、
   液体を貯留する貯留部と、
   前記貯留部から前記液体消費装置へと前記液体を供給する供給経路と、
   前記貯留部から前記供給経路に前記液体を送るポンプと、
   前記ポンプに駆動信号を出力し液体供給を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、液体消費装置からの要求信号に基づいて、
   前記ポンプの目標送液量を取得し、
   前記ポンプの送液量を、現在送液量から前記目標送液量へと徐々に変化させる、
   液体供給装置。
2. 請求項１に記載の液体供給装置において、
   前記制御部は、
   前記要求信号に基づいて、前記目標送液量に対応する前記駆動信号の目標出力を取得し、
   前記駆動信号を、現在の出力から前記目標出力へと段階的に変化させる、液体供給装置。
3. 請求項２に記載の液体供給装置において、
   前記駆動信号は、一定電圧のパルス波であり、
   前記出力は、前記パルス波のパルス幅のデューティ比であり、
   前記ポンプの送液量は、デューティ比に対応し、
   前記制御部は、
   前記要求信号に基づいて、前記目標送液量に対応する目標デューティ比を取得し、
   前記パルス幅を、現在デューティ比から前記目標デューティ比へと段階的に変化させる、液体供給装置。
4. 請求項３に記載の液体供給装置において、
   前記制御部は、複数の前記デューティ比が記述されたテーブルを記憶する記憶領域を有し、
   前記制御部は、前記テーブルを参照することにより、前記デューティ比を取得しながら、前記パルス波を変化させる、液体供給装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の液体供給装置において、
   前記液体の送液量を管理するカウントタンクと、
   前記液体の供給タンクから前記カウントタンクへと前記液体を送液する第１送液手段と、
   前記カウントタンクから前記貯留部へと前記液体を送液する第２送液手段と、
   をさらに有し、
   前記カウントタンクは、
   内部に貯留された前記液体の液面高さが所定の第１高さ位置に達しているか否かを検知する低液位センサと、
   前記液面高さが、前記第１高さ位置よりも高い第２高さ位置に達しているか否かを検知する高液位センサと、
   を有し、
   前記制御部は、前記高液位センサおよび前記低液位センサからの検知信号に基づき、
   前記カウントタンク内の液面高さが前記第１高さ位置より低くなると、前記第２送液手段を停止し、かつ、前記第１送液手段を動作し、前記供給タンクから前記カウントタンク内に前記液体を供給させ、
   前記カウントタンク内の液面高さが前記第２高さ位置に達すると、前記第１送液手段を停止し、かつ、前記第２送液手段を動作し、前記カウントタンクから前記貯留部へ前記液体を排出させ、
   前記カウントタンクに対する前記液体の供給および排出の回数から、前記供給タンクから前記貯留部への前記液体の供給量を推測する、
   液体供給装置。
6. 請求項５に記載の液体供給装置において、
   前記制御部は、前記要求信号に基づいて、前記第１送液手段の送液量を変動させる、液体供給装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の液体供給装置において、
   前記液体供給装置は、複数の前記液体消費装置に液体を供給する、液体供給装置。
8. 請求項７に記載の液体供給装置において、
   前記ポンプの前記目標送液量の最大値は、複数の前記液体消費装置のそれぞれの要求送液量の総和であり、
   前記目標送液量は、前記要求信号を出力している前記液体消費装置のそれぞれの要求送液量の総和である、液体供給装置。
9. 請求項８に記載の液体供給装置において、
   複数の前記液体消費装置のそれぞれの要求送液量は、それぞれの前記供給経路の長さに対応する、液体供給装置。
10. 液体消費装置に液体を供給するための液体供給方法であって、
    貯留部に貯留された液体を前記液体消費装置へと送液するポンプを制御する制御部が、前記液体消費装置からの要求信号を受信する工程と、
    前記制御部が、前記要求信号に基づいて前記ポンプの目標送液量を取得する工程と、
    前記制御部が、前記ポンプの送液量を現在送液量から前記目標送液量へと徐々に変化させる駆動信号を前記ポンプに出力する工程と、
    を備える液体供給方法。
11. 請求項１０に記載の液体供給方法において、
    カウントタンクの内部に貯留された前記液体の液面高さが所定の第１高さ位置より低くなった後、前記液体の供給タンクから前記カウントタンクへと前記液体を送液する第１送液手段を動作し、かつ、前記カウントタンクから前記貯留部へと前記液体を送液する第２送液手段を停止する第１工程と、
    前記液面高さが第１高さ位置よりも高い第２高さ位置に達した後、第１送液手段を停止し、かつ、第２送液手段を動作する第２工程と、
    を繰り返し、
    前記第１工程および前記第２工程の回数を計測することにより、前記供給タンクから前記貯留部への前記液体の供給量を推測する、液体供給方法。

Images