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

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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。
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