JP2018144416A - 循環装置及び液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
液体吐出ヘッド20は、ノズルプレート21と、基板22と、マニフォルド23とによって、内部にインク圧力室25を有する所定のインク流路28を構成する。基板22の、各インク圧力室25に面する部位には、電極24a及び電極24bを備えるアクチュエーター24が設けられている。アクチュエーター24は、駆動回路に接続される。液体吐出ヘッド20は、モジュール制御部38の制御によりアクチュエーター24が電圧に応じて変形することで、対向配置されたノズル孔21aから液体を吐出させる。液体吐出ヘッド20は、液体を吐出させる吐出部の一例である。
カートリッジ51は、中間タンク32に供給されるインクを保有可能に構成されたタンクである。カートリッジ51内部の空気室は、大気開放されている。
供給路52は、中間タンク32とカートリッジ51とを接続する流路である。
補給ポンプ53は、供給路52に設けられ、カートリッジ51内のインクを中間タンク32へ送液する。
第1流路31aは、中間タンク32と第1循環ポンプ33とを接続する。第2流路31bは、第1循環ポンプ33と液体吐出ヘッド20の供給口20aとを接続する。第3流路31cは、液体吐出ヘッド20の回収口20bと第2循環ポンプ36とを接続する。第4流路31dは、第2循環ポンプ36と中間タンク32とを接続する。したがって、循環路31は、中間タンク32から第1流路31a、第2流路31bを通って液体吐出ヘッド20の供給口20aに至り、液体吐出ヘッド20の回収口20bから第3流路31c及び第4流路31dを通って中間タンク32に至る。
第1流路31a〜第4流路31d、及び供給路52は、例えば、パイプ及びチューブを備える。当該パイプは、金属又は樹脂材料などで構成される。当該チューブは、当該パイプの外面を覆う。当該チューブは、例えばPTFEチューブである。
第1循環ポンプ33は第1のポンプの一例であり、第2循環ポンプ36は第2のポンプの一例である。あるいは、第1循環ポンプ33は第2のポンプの一例であり、第2循環ポンプ36は第1のポンプの一例である。
モジュール制御部38は、通信インターフェース73によって、外部に設けられるホスト制御装置13と接続された状態で、ホスト制御装置13と通信することにより、動作条件等の各種情報を受信する。
プログラムメモリ72aは、上記コンピューターの主記憶部分に相当する不揮発性メモリである。プログラムメモリ72aは、オペレーティングシステム又はアプリケーションソフトウェアなどのプログラムを記憶する。また、プログラムメモリ72aは、CPU71が各種の処理を行う上で使用するデータ又は各種の設定値などが記憶されている。プログラムメモリ72aには、例えば圧力制御に用いられる制御データとして、ノズル孔21aのインク圧力を算出する算出式、目標圧力範囲、及び各ポンプの調整最大値などの各種設定値が記憶されている。また、プログラムメモリ72aは、刻み幅dt及び繰り返し回数kを記憶する。刻み幅dt及び繰り返し回数kは、インクジェット記録装置1の設計者又は管理者などによって予め定められる。刻み幅dt及び繰り返し回数kの役割については、後述する。
CPU71は、図6に示す制御処理を開始するとき、1又は複数の変数を含む配列D、変数n、及び変数iを、一例としてRAM72bに割り当てる。
図6のAct1においてCPU71は、変数を初期化する。すなわち、CPU71は、変数i及び変数nの値を0にする。CPU71は、Act1の処理の後、Act2へと進む。
(1)CPU71は、計測した圧力から最も高い圧力と最も低い圧力を選び出し、当該最も高い圧力から最も低い圧力を引いた差を変動値とする。すなわち、CPU71は、変動値として範囲(レンジ)を用いる。なお、CPU71は、変動値として四分位範囲などを用いてもよい。
(2)CPU71は、計測した圧力の平均値を求める。そして、CPU71は、計測したそれぞれの圧力について、当該平均値との差の二乗を求める。さらに、CPU71は、当該二乗した値の平均値を求め、この平均値、あるいはこの平均値の平方根を変動値とする。すなわち、CPU71は、変動値として分散又は標準偏差を用いる。
(3)CPU71は、計測した圧力の平均値を求める。そして、CPU71は、計測したそれぞれの圧力について、当該平均値との差の絶対値を求める。さらに、CPU71は、当該絶対値の平均値を求め、この平均値を変動値とする。すなわち、CPU71は、変動値として平均偏差を用いる。
以上は変動値の導出の例であり、その他の方法を用いることもできる。
CPU71は、Act6の処理の後、Act7へと進む。
Act10においてCPU71は、D[0]〜D[k−1]の中で最も小さい値D[i_min]を選び出す。CPU71は、Act10の処理の後、Act11へと進む。
CPU71は、図7に示す制御処理を開始するとき、位相差決定モードにて記憶部72に記憶された位相差n_minを読み出す。
図7のAct21においてCPU71は、第1駆動パルスをスタートさせる。これにより、第1循環ポンプ33の駆動が開始される。CPU71は、Act21の処理の後、Act22へと進む。
CPU71は、さらに、駆動電圧が各循環ポンプ33,36の調整範囲内であるか否かについて判定し(Act30,Act33)、駆動電圧が循環ポンプ33,36の調整最大値Vmaxを超える場合には他の循環ポンプ36,33を用いて加圧及び減圧する。
具体的には、ノズルのインク圧力Pnが適正範囲外であり(Act28のNo)、かつノズルのインク圧力Pnが目標値上限P1H以上でない場合(Act29のNo)、すなわちノズルのインク圧力Pnが目標下限P1Lを下回る場合には、CPU71は、Act30として加圧側の第1循環ポンプ33の駆動電圧V+が調整最大値Vmax以上である、すなわち第1循環ポンプ33の調整可能範囲を超えるか否か、判断する。CPU71は、加圧側の第1循環ポンプ33の駆動電圧V+が調整最大値Vmax以上である場合(Act30のYes)、Act31として、第2循環ポンプの駆動電圧を下げることで、加圧する。一方CPU71は、加圧側の第1循環ポンプの駆動電圧V+が調整最大値Vmax未満であり、調整可能範囲内であれば(Act30のNo)、Act32として、第1循環ポンプ33の駆動電圧を上げることで、加圧する。
単純に位相をずらして打ち消し合わせるのであれば、第1駆動パルスの位相と第2駆動パルスの位相とを逆位相で駆動させると良いようにも思われる。第1駆動パルスの位相と第2駆動パルスの位相とを逆位相で駆動させるとは、位相差n_minを1/2周期とすることである。しかしながら、最適な位相差は、1/2周期ではない場合が多いと考えられる。なぜならば、第1循環ポンプ33と液体吐出ヘッド20との間の管路長と、第2循環ポンプ36と液体吐出ヘッド20との間の管路長とが等しくない場合が多いからである。管路長が等しくないことは、最適な位相差が変化する1つの要因として考えられる。その他、管路抵抗などの循環路31の状態、インクIの比重又は粘度などのインクIの状態、及び様々な要因によっても最適な位相差は変化すると考えられる。したがって、最適な位相差は1/2周期ではなく、また、様々な要因によって変化し得ると考えられる。以上より、循環装置30は、位相差決定モードを用いることで、理論計算などによって位相差n_minを決定するよりも、インク圧力の変動を抑えるのにより適した位相差n_minを決定することができる。
液体吐出装置は、中間タンク32を設けないものであっても良い。以下、中間タンク32を設けない場合の液体吐出装置10Aについて、図8を参照して説明する。図8は液体吐出装置10Aの構成を示す説明図である。なお、液体吐出装置10Aは、中間タンク32を設けないことを除いては上記実施形態にかかる液体吐出装置10と同様であるため共通する説明を省略する。
図8に示すように、液体吐出装置10Aは、上流タンク34と下流タンク35との間の循環路31に、大気開放可能なカートリッジ51を配置する。カートリッジ51は、中間タンクとしての役割も果たす。なお、カートリッジ51は常時大気開放してもよい。液体吐出装置10Aにおいても上記第実施形態の液体吐出装置10と同様の効果が得られる。また、カートリッジ51を中間タンクとしても用いることで、構成を省略することができる。
位相差を数値計算によって求める場合、ポンプの数が増えるほどその計算は複雑になると考えられる。対して、位相差決定モードを用いて位相差を決定する場合には、ポンプの数が増えても位相差を決定するための手間はほとんど変わらないと考えられる。
なお、直流電圧も、交流を整流した脈流などであれば電圧は周期的に時間変化し、0でない周波数を持つ。したがって、第1駆動パルス及び第2駆動パルスが直流電圧であっても、第1駆動パルスと第2駆動パルスとは位相差を持つ。また、第1駆動パルス及び第2駆動パルスが、周期的に時間変化しないような直流(周波数0Hz)であっても、2つの駆動パルスのスタートタイミングが異なれば第1駆動パルスと第2駆動パルスとはスタートタイミングの差の分だけ位相差を持つとみなすことができる。
実施形態の循環装置は、液体に代えて気体などのその他の流体を循環させる場合にも適用することができる。
Claims (5)
- 所定位相差の第1及び第2の駆動電圧を、第1及び第2のポンプへ印加させる制御部と、
前記第1及び第2のポンプの駆動によって循環路に液体を循環させる循環部と、を具備する循環装置。 - 前記制御部は、複数の異なる位相差の第1及び第2の駆動電圧のそれぞれを前記第1及び第2のポンプへ印加して前記循環路における圧力の変動の大きさを示す変動値をそれぞれ取得し、前記それぞれの変動値のうちの最小の変動値に対応する位相差を前記所定位相差に設定する、請求項1に記載の循環装置。
- 前記ポンプは、圧電ポンプである、請求項1又は請求項2に記載の循環装置。
- 前記制御部は、所定位相差の第1及び第2の駆動電圧を、第1〜第3のポンプへ印加させ、
前記循環部は、前記第1〜第3のポンプの駆動によって循環路に液体を循環させる、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の循環装置。 - 所定位相差の第1及び第2の駆動電圧を、第1及び第2のポンプへ印加させる制御部と、
前記第1及び第2のポンプの駆動によって循環路に液体を循環させる循環部と、
前記液体を前記循環路から吐出させる吐出部と、を具備する液体吐出装置。
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