JP2019084772A - Ink circulation system, ink jet printer and parameter setting method of ink circulation system - Google Patents
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本発明は、インク循環システムと、インク循環システムを備えたインクジェットプリンタと、インク循環システムのパラメータ設定方法とに関する。 The present invention relates to an ink circulation system, an inkjet printer provided with the ink circulation system, and a parameter setting method of the ink circulation system.
従来から、インクを循環させる循環流路を備えたインク供給システム、および、そのようなインク供給システムを備えたインクジェットプリンタが知られている。例えば、特許文献1には、インク還流経路を備えたインクジェット式記録装置が開示されている。インクが顔料を含む顔料インクなどの場合、インクを動かすことなく放置しておくと、顔料がインク内に沈降したりインクが増粘したりすることがあり、色ムラや吐出不良等の印刷品質の低下に繋がりやすい。インクの循環は、顔料の沈降やインクの増粘を予防するためのものである。
Conventionally, an ink supply system provided with a circulation flow path for circulating the ink, and an ink jet printer provided with such an ink supply system are known. For example,
ところで、上記したような循環流路を備えたインク供給システムであっても、あらゆる場合にインクを循環させているわけではなく、循環を停止させるときがある。例えばそれは、インクジェットプリンタの設置場所を移動させるときなどである。しかし、インクの循環を停止させる際に単純にポンプを停止させると、多くの場合、インクヘッド内のインク圧は循環時と変わってしまう。循環時のインクヘッド内のインク圧は、インクが吐出可能な状態でノズル内に保持される適正な圧力範囲内に制御されているが、循環の停止によってインク圧が大きく変動し適正な圧力範囲内から外れてしまうと、ノズルから外部の空気を吸引したり、逆にノズルからインクが垂れたりする。このような事態は、もちろん好ましいものではない。 By the way, even in the case of the ink supply system provided with the circulation flow channel as described above, the ink is not circulated in all cases, and the circulation may be stopped. For example, it is when moving the installation place of an inkjet printer. However, if the pump is simply stopped when stopping the circulation of ink, in many cases, the pressure of ink in the ink head will change from that during circulation. The ink pressure in the ink head during circulation is controlled within the appropriate pressure range held in the nozzle in a state in which ink can be discharged, but the ink pressure greatly fluctuates due to the suspension of circulation and the appropriate pressure range If it is removed from the inside, the air from the nozzle will be sucked or the ink will drip from the nozzle. Such a situation is of course not desirable.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インクヘッド内のインク圧を適正圧力に保ったまま停止するインク循環システム、およびそのようなインク循環システムを備えたインクジェットプリンタを提供することである。また、インクヘッド内のインク圧を適正圧力に保ったまま循環が停止するようなインク循環システムのパラメータ設定方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the foregoing, and an object thereof is to provide an ink circulation system that stops while maintaining the ink pressure in the ink head at an appropriate pressure, and an ink jet printer provided with such an ink circulation system. It is to provide. Another object of the present invention is to provide a parameter setting method of the ink circulation system in which the circulation is stopped while maintaining the ink pressure in the ink head at an appropriate pressure.
本発明に係るインク循環システムは、インクが循環される環状の循環流路と、前記インクが吐出されるノズルを有し前記循環流路に設けられたインクヘッドと、前記循環流路に設けられ前記インクヘッドに前記インクを送出する第1ポンプと、前記循環流路に設けられ前記インクヘッドから前記インクを回収する第2ポンプと、前記第1ポンプおよび前記第2ポンプに通信可能に接続された制御装置とを備える。前記制御装置は、前記第1ポンプおよび前記第2ポンプを制御して、前記インクを前記循環流路内で循環させるとともに前記インクヘッド内の前記インクの圧力を調整する循環制御部と、前記循環を停止させる停止制御部とを備えている。前記停止制御部は、前記循環を停止させる際、前記第1ポンプを第1時間後に停止させ、前記第2ポンプを第2時間後に停止させるように設定されている。前記第1時間および前記第2時間は、前記循環が停止された後の前記インクヘッド内の前記インクの圧力を所定の第1圧力範囲内に収束させるような時間に設定されている。前記第1圧力範囲は、前記インクが前記インクヘッド内に引き込まれることなく、かつ、前記ノズルから突出することなく前記ノズル内に留まる圧力範囲である。 The ink circulation system according to the present invention has an annular circulation flow passage through which the ink is circulated, a nozzle through which the ink is ejected, and an ink head provided in the circulation passage, and is provided in the circulation passage. A first pump that delivers the ink to the ink head, a second pump that is provided in the circulation flow path and that recovers the ink from the ink head, and are communicably connected to the first pump and the second pump And a controller. The control device controls the first pump and the second pump to circulate the ink in the circulation flow path and adjust the pressure of the ink in the ink head, and the circulation control unit. And a stop control unit for stopping the The stop control unit is set to stop the first pump after a first time and stop the second pump after a second time when stopping the circulation. The first time and the second time are set such that the pressure of the ink in the ink head after the circulation is stopped converges within a predetermined first pressure range. The first pressure range is a pressure range in which the ink does not get drawn into the ink head and remains in the nozzle without protruding from the nozzle.
上記インク循環システムによれば、第1ポンプによってインクヘッドに流入するインクの圧力を制御し、第2ポンプによってインクヘッドから流出するインクの圧力を制御することによって、インク循環時におけるインクヘッド内のインク圧の調整が可能である。従って、循環停止時にも、第1ポンプが停止されるまでの時間(=第1時間)および第2ポンプが停止されるまでの時間(=第2時間)を調整し、場合により第1時間と第2時間との間に適度な時間差を設けることで、インクヘッド内のインク圧を調整可能である。上記インク循環システムにおいては、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が、インクヘッド内にインクが引き込まれることなく、また、インクがノズルから突出することもなく、インクがノズル内に留まる圧力範囲(=第1圧力範囲)内に入るように、第1時間および第2時間が調整されている。従って、上記インク循環システムによれば、適切なインク圧を保ったまま循環を停止させることができる。なお、上記において、インクが「突出」している状態とは、インクがノズル内に留まることなくノズルから垂れている状態を意味し、インクが「引き込まれている」状態とは、インクがノズルに留まることなく外部の空気とともにノズルから吸い込まれている状態を意味する。従って、「インクヘッド内のインク圧が第1圧力範囲内に収束した状態」とは、インクが外部の空気とともにインクヘッド内に吸い込まれている状態よりも良好であり、かつ、インクがノズルから垂れている状態よりも良好な全ての状態を含む。 According to the above ink circulation system, the pressure in the ink flowing into the ink head is controlled by the first pump, and the pressure in the ink flowing out of the ink head is controlled by the second pump. Adjustment of ink pressure is possible. Therefore, even when the circulation is stopped, the time until the first pump is stopped (= first time) and the time until the second pump is stopped (= second time) are adjusted, and in some cases the first time The ink pressure in the ink head can be adjusted by providing an appropriate time difference with the second time. In the above-described ink circulation system, the ink pressure in the ink head after the circulation is stopped does not cause the ink to be drawn into the ink head and the ink does not protrude from the nozzle, and the pressure range in which the ink remains in the nozzle The first time and the second time are adjusted to be within (= first pressure range). Therefore, according to the ink circulation system, the circulation can be stopped while maintaining an appropriate ink pressure. In the above, the state in which the ink is "protruding" means the state in which the ink is hanging from the nozzle without remaining in the nozzle, and the state in which the ink is "pulled in" means the ink It means that it is inhaled from the nozzle with the outside air without staying in the air. Therefore, "the state in which the ink pressure in the ink head has converged within the first pressure range" is better than the state in which the ink is sucked into the ink head together with the external air, and the ink is discharged from the nozzle Including all states better than the drooping state.
また、本発明に係るインク循環システムのパラメータ設定方法は、インクが循環される環状の循環流路と、前記インクが吐出されるノズルを有し前記循環流路に設けられたインクヘッドと、前記循環流路に設けられ前記インクヘッドに前記インクを送出する第1ポンプと、前記循環流路に設けられ前記インクヘッドから前記インクを回収する第2ポンプと、を備えたインク循環システムにおいて、前記インクの循環を停止させる際のパラメータを設定する方法であって、前記パラメータは、前記第1ポンプを停止させる時間と前記第2ポンプを停止させる時間とを含んでいる。本発明に係るインク循環システムのパラメータ設定方法は、前記第1ポンプを第1時間後に停止させ、前記第2ポンプを第2時間後に停止させた後に、前記インクヘッド内の前記インクの圧力を確認する第1工程と、前記第1工程において確認された前記インクヘッド内の前記インクの圧力が所定の第1圧力範囲を上回る場合には前記第2時間を前記第1時間に対して相対的に延ばし、前記第1工程において確認された前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第1圧力範囲を下回る場合には前記第1時間を前記第2時間に対して相対的に延ばす第2工程とを含む。前記第1圧力範囲は、前記インクが前記インクヘッド内に引き込まれることなく、かつ、前記ノズルから突出することなく前記ノズル内に留まる圧力範囲である。 Further, in the parameter setting method of the ink circulation system according to the present invention, an annular circulation flow passage through which the ink is circulated, an ink head having a nozzle through which the ink is ejected, and an ink head provided in the circulation passage An ink circulation system comprising: a first pump provided in a circulation flow path for delivering the ink to the ink head; and a second pump provided in the circulation flow path for recovering the ink from the ink head A method of setting a parameter for stopping the circulation of ink, wherein the parameter includes a time for stopping the first pump and a time for stopping the second pump. In the parameter setting method of the ink circulation system according to the present invention, the pressure of the ink in the ink head is confirmed after the first pump is stopped after the first time and the second pump is stopped after the second time. And the second time is relative to the first time if the pressure of the ink in the ink head as determined in the first step exceeds a predetermined first pressure range. And a second step of extending the first time relative to the second time if the pressure of the ink in the ink head confirmed in the first step falls below the first pressure range; and including. The first pressure range is a pressure range in which the ink does not get drawn into the ink head and remains in the nozzle without protruding from the nozzle.
上記インク循環システムのパラメータ設定方法によれば、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が、第1圧力範囲を超える場合には、第2ポンプの停止時間を第1ポンプの停止時間に対して相対的に延ばし、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が第1圧力範囲を下回る場合には、第1ポンプの停止時間を第2ポンプの停止時間に対して相対的に延ばす工程を繰り返して、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が第1圧力範囲内に入るように調整する。即ち、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が高い場合には、流出側である第2ポンプの停止を遅延させてインク圧を下げ、循環停止後のインクヘッド内のインク圧が低い場合には、流入側である第1ポンプの停止を遅延させてインク圧を上げることにより、インクヘッド内のインク圧を調整する。第1圧力範囲は、インクがインクヘッド内に引き込まれることなく、また、ノズルから突出することもなくノズル内に留まるような圧力範囲である。このような方法により、インクヘッド内のインク圧を適正に保ったままインク循環システムを停止させるようなパラメータを見出すことができる。上記パラメータは、具体的には、第1ポンプの停止時間および第2ポンプの停止時間である。 According to the parameter setting method of the ink circulation system, when the ink pressure in the ink head after the circulation stoppage exceeds the first pressure range, the stop time of the second pump is set to the stop time of the first pump Relatively extending, if the ink pressure in the ink head after the circulation stop falls below the first pressure range, the process of extending the stop time of the first pump relative to the stop time of the second pump is repeated. The ink pressure in the ink head after circulation is stopped is adjusted to fall within the first pressure range. That is, when the ink pressure in the ink head after the circulation stop is high, the stop of the second pump on the outflow side is delayed to lower the ink pressure, and the ink pressure in the ink head after the circulation stop is low. The ink pressure in the ink head is adjusted by delaying the stop of the first pump on the inflow side to raise the ink pressure. The first pressure range is a pressure range in which the ink does not get drawn into the ink head and remains in the nozzle without protruding from the nozzle. With such a method, it is possible to find a parameter that causes the ink circulation system to stop while maintaining the ink pressure in the ink head properly. The above-mentioned parameters are, specifically, the stop time of the first pump and the stop time of the second pump.
以下、図面を参照しながら、いくつかの実施形態に係るインクシステムおよびインクシステムを備えたインクジェットプリンタについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。以下の説明では、インクジェットプリンタを正面から見たときに、インクジェットプリンタから遠ざかる方を前方、インクジェットプリンタに近づく方を後方とする。図面中の符号F、Rr、L、R、U、Dは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、インクジェットプリンタの設置態様等を限定するものではない。また、図面中の符号Yは主走査方向を示し、符号Xは主走査方向Yと直交する副走査方向Xを示している。 Hereinafter, an ink system and an ink jet printer provided with the ink system according to some embodiments will be described with reference to the drawings. The embodiments described herein are, of course, not intended to specifically limit the present invention. In addition, the same reference numerals are given to members and portions having the same effect, and the overlapping description will be appropriately omitted or simplified. In the following description, when the ink jet printer is viewed from the front, the one moving away from the ink jet printer is referred to as the front, and the one approaching the ink jet printer is as the rear. The symbols F, Rr, L, R, U, and D in the drawings indicate front, rear, left, right, top, and bottom, respectively. However, these are merely directions for the convenience of description and do not limit the installation mode and the like of the ink jet printer. Further, in the drawings, the symbol Y indicates the main scanning direction, and the symbol X indicates the sub-scanning direction X orthogonal to the main scanning direction Y.
図1は、一実施形態に係る大判のインクジェットプリンタ(以下、「プリンタ」とする。)10の正面図である。プリンタ10は、ロール状の記録媒体5を順次前方に移動させると共に、主走査方向Yに移動するキャリッジ25に搭載された複数のインクヘッド42(図2参照)からインクを吐出することによって、記録媒体5上に画像を印刷する。
FIG. 1 is a front view of a large-format ink jet printer (hereinafter referred to as “printer”) 10 according to an embodiment. The
記録媒体5は、画像が印刷される対象物である。記録媒体5は特に限定されない。記録媒体5は、例えば、普通紙やインクジェット用印刷紙等の紙類であってもよいし、樹脂製やガラス製などの透明なシートであってもよいし、金属製やゴム製等のシートであってもよい。
The
図1に示すように、プリンタ10は、プリンタ本体10aと、プリンタ本体10aを支持する脚11とを備えている。プリンタ本体10aは、主走査方向Yに延びている。プリンタ本体10aは、ガイドレール21と、ガイドレール21に係合したキャリッジ25とを備えている。ガイドレール21は、主走査方向Yに延びている。ガイドレール21は、キャリッジ25の主走査方向Yへの移動をガイドする。キャリッジ25には無端状のベルト22が固定されている。ベルト22は、ガイドレール21の右側に設けられたプーリ23aおよび左側に設けられたプーリ23bに巻き掛けられている。右側のプーリ23aにはキャリッジモータ24が取り付けられている。キャリッジモータ24は、制御装置100と電気的に接続されている。キャリッジモータ24は、制御装置100によって制御される。キャリッジモータ24が駆動するとプーリ23aが回転し、ベルト22が走行する。それにより、キャリッジ25がガイドレール21に沿って主走査方向Yに移動する。このように、キャリッジ25が主走査方向Yに移動することによって、複数のインクヘッド42も主走査方向Yに移動する。
As shown in FIG. 1, the
キャリッジ25の下方には、プラテン12が配置されている。プラテン12は、主走査方向Yに延びている。プラテン12には記録媒体5が載置される。プラテン12の上方には、記録媒体5を上から押下するピンチローラ31が設けられている。ピンチローラ31は、キャリッジ25より後方に配置されている。プラテン12には、グリットローラ32が設けられている。グリットローラ32は、ピンチローラ31の下方に配置されている。グリットローラ32は、ピンチローラ31と対向する位置に設けられている。グリットローラ32は、フィードモータ33(図6参照)に連結されている。グリットローラ32は、フィードモータ33の駆動力を受けて回転可能に形成されている。フィードモータ33は、制御装置100と電気的に接続されている。フィードモータ33は、制御装置100によって制御される。ピンチローラ31とグリットローラ32との間に記録媒体5が挟まれた状態でグリットローラ32が回転すると、記録媒体5は副走査方向Xに搬送される。
Below the
図2は、キャリッジ25の記録媒体5と対向する側の面(本実施形態では下面)の構成を示す模式図である。図2に示すように、キャリッジ25の下面には、複数のインクヘッド42が設けられている。ここでは、インクヘッド42の数は「8」である。複数のインクヘッド42は、それぞれ、カラー画像を形成するためのプロセスカラーインク、または画像に特殊な視覚効果を付与するための特色インクを吐出する。プロセスカラーインクは、例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、グレーインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインクなどである。特色インクは、例えば、クリアインク、ホワイトインクなどである。ただし、インクヘッド42の数は8個に限定されず、インクの色調は何ら限定されるわけではない。また、インクの材料は何ら限定されず、従来からインクジェットプリンタのインクの材料として用いられている各種の材料を使用することができる。
FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the surface (the lower surface in the present embodiment) of the
図2に示すように、キャリッジ25において、複数のインクヘッド42は、主走査方向Yに並んで配置されている。それぞれのインクヘッド42には、複数のノズル42aが形成されている。複数のノズル42aは、副走査方向Xに一列に並んでいる。ただし、ノズル42aの配置は一列とは限らず、1つのインクヘッド42につき複数列を形成していてもよい。また、インクヘッド42におけるノズル42aの数量も限定されない。図2において、複数のインクヘッド42には、それぞれ10個のノズル42aが図示されているが、実際にはさらに多数(例えば300個)のノズルが形成されている。
As shown in FIG. 2, in the
複数のインクヘッド42には、それぞれ1つのインクシステムが接続されている。図3は、インクシステム35の構成を示す模式図である。図3に示されるように、本実施形態に係るインクシステム35は、インク供給システム40、キャッピングシステム60、および排出システム70を備えている。
One ink system is connected to each of the plurality of ink heads 42. FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the
インク供給システム40は、インクヘッド42にインクを供給するシステムである。インク供給システム40は、1つのインクヘッド42ごとに設けられている。複数のインク供給システム40は、供給するインクの種類と、後述する一部の設定を除いて、共通の構成を備えている。図3に示されるように、インク供給システム40は、インクカートリッジ41と、インクヘッド42と、循環流路43と、上流側ポンプ44と、上流側ダンパ45と、下流側ポンプ46と、下流側ダンパ47と、エアトラップ48と、循環バルブ49とを備えている。
The
インクカートリッジ41は、インクを貯留する部材である。インクカートリッジ41は、例えば、プリンタ本体10aに着脱自在に設けられている。ただし、インクカートリッジ41の配置される位置は限定されない。例えば、インクカートリッジ41は、キャリッジ25に着脱自在に設けられていてもよい。インクカートリッジ41には、前述した様々なインクのうち1つの種類のインクが貯留される。そのうち、例えばホワイトインクなどは、顔料を含み、放置しておくと顔料が沈降しやすいインクの1つである。
The
循環流路43は、インクの成分が沈降しないようにインクを循環させる流路である。また、循環流路43は、印刷時には、インクヘッド42にインクを供給する流路である。そこで、循環流路43には、インクカートリッジ41が供給流路43aを介して接続されている。循環流路43および供給流路43aの種類および材質は限定されないが、例えば、可撓性を有するチューブである。循環流路43において、循環流路43と供給流路43aとの接続点C1の下流には、上流側ポンプ44が設けられている。上流側ポンプ44の下流には、上流側ダンパ45が設けられている。上流側ダンパ45の下流には、インクヘッド42が設けられている。上流側ポンプ44は、インクカートリッジ41からインクヘッド42に向かう方向に送液するように設定され、インクヘッド42へのインクの供給流量を制御している。インクヘッド42の下流には、下流側ダンパ47が設けられている。下流側ダンパ47の下流には、下流側ポンプ46が設けられている。下流側ポンプ46は、インクヘッド42から出てゆく方向に送液するように設定され、インクヘッド42からのインクの帰還流量を制御している。下流側ポンプ46の下流には、エアトラップ48が配置されている。エアトラップ48のさらに下流には、循環バルブ49が設けられている。循環バルブ49の下流で、循環流路43は、供給流路43aとの接続点C1に戻っている。
The
なお、以下では、上記構成のうち、循環流路43、および循環流路43に設けられた構成(上流側ポンプ44、上流側ダンパ45、インクヘッド42、下流側ダンパ47、下流側ポンプ46、エアトラップ48、循環バルブ49)を称して、インク循環システム40aと称することがある。インク循環システム40aは、インクの循環に係るシステムである。
In the following, among the above configurations, the configurations provided in the
上流側ポンプ44および下流側ポンプ46は、循環流路43内でインクを循環させるとともに、インクヘッド42内のインク圧を適正な圧力範囲に調整している。上流側ポンプ44は、インクの供給流量を調整することで、上流側のインク圧力を調整している。下流側ポンプ46は、インクの帰還流量を調整することで、下流側のインク圧力を調整している。インクヘッド42の上流側インク圧および下流側インク圧が調整されることで、インクヘッド42内のインク圧が調整される。上流側ポンプ44、下流側ポンプ46の種類は特に限定されない。上流側ポンプ44、下流側ポンプ46は、例えば、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプ等である。
The
上流側ダンパ45および下流側ダンパ47は、インクの圧力変動を緩和してインクヘッド42のインク吐出動作を安定させるとともに、インクヘッド42内のインクの圧力を所望の圧力に調整するための部材である。図4は、上流側ダンパ45の内部構造を模式的に示す断面図である。図4に示されるように、上流側ダンパ45は、インクを貯留する貯留室45aと、貯留室45aの一面をなす膜45bと、コイルスプリング45cと、押圧体45dと、フォトセンサ45eとを備えている。膜45bは、例えば、可撓性を有する樹脂製の膜である。膜45bは、貯留室45aの内側および外側にそれぞれ撓むことができる程度の張力で貯留室45aの一面に貼り付けられている。膜45bは、貯留室45aの一面を構成している。コイルスプリング45cは、押圧体45dを介して膜45bを押圧する弾性体の一例である。本実施形態では、コイルスプリング45cは、圧縮された状態に維持されている。そのため、膜45bは、常に貯留室45aの外側(図4の右側)に向けて押圧された状態となっている。貯留室45aの容積は、コイルスプリング45cが伸縮して膜45bが撓むことにより変更可能となっている。押圧体45dは、コイルスプリング45cが膜45bを均一に押圧できるように設けられた部材である。押圧体45dの構成は特に限定されないが、例えば金属製の平板状部材である。
The
フォトセンサ45eは、貯留室45a内のインク圧を検出する部材である。本実施形態では、フォトセンサ45eは、膜45bの外側に設けられ、膜45bの位置変化から貯留室45a内のインク圧を検出する。貯留室45aに貯留されているインクの圧力が低くなると、膜45bが貯留室45aの内側に撓む。膜45bの撓みは、フォトセンサ45eによって光学的に検知される。膜45bの内側への撓みが所定量以上になると、フォトセンサ45eは、貯留室45a内のインク圧が所定の圧力以下になったと認識する。フォトセンサ45eは、貯留室45a内のインク圧が所定値以下になったと認識すると、制御装置100に信号を送信する。この信号を受け、制御装置100は、上流側ポンプ44を駆動させる。上流側ポンプ44が駆動することにより貯留室45a内のインク圧が上昇し、膜45bの内側への撓みが所定量を下回ると、フォトセンサ45eは、貯留室45a内のインク圧が所定の圧力を超えたと認識する。フォトセンサ45eは、貯留室45a内のインク圧が所定の圧力を超えたと認識すると制御装置100への信号の送信を停止し、制御装置100は上流側ポンプ44を停止させる。上流側ダンパ45は、このように制御装置100を介して、上流側ポンプ44の駆動を制御する。上記のような上流側ポンプ44の駆動制御により、インクヘッド42の上流側のインク圧は、所望の圧力範囲に制御される。
The
下流側ダンパ47も、上流側ダンパ45と同様の構造を有し、制御装置100を介して下流側ポンプ46の駆動を制御している。下流側ダンパ47も、フォトセンサ47e(図3、図6参照)を備えている。インクヘッド42の下流側のインク圧は、フォトセンサ47eの検出結果に基づいた制御により、調整されている。ただし、下流側インク圧と上流側インク圧とは、設定値が異なっている。従って、膜やコイルスプリングの復元力などが異なっている。
The
インクヘッド42は、記録媒体5に向けてインクを吐出する部材である。インクは、インクヘッド42のノズル42aから下方に向けて吐出される。図5は、ノズル42a付近の内部構造を模式的に示す断面図である。図5に示すように、インクヘッド42は、ノズル42aごとに圧力室42bとアクチュエータ42cとを備えている。ノズル42aは、インクヘッド42の下面に形成された微小な穴であって、インクが吐出される部位である。ノズル42aの上方には圧力室42bが設けられている。圧力室42bとノズル42aとは連通している。圧力室42bには、インクが貯留されている。圧力室42bには流入口42dが設けられており、インクは流入口42dから圧力室42bに供給される。圧力室42bの外側には、アクチュエータ42cが貼り付けられている。アクチュエータ42cは、例えば、圧電素子である。圧電素子は、電圧を印加することによって収縮する素子である。アクチュエータ42cは、制御装置100と電気的に接続されている。アクチュエータ42cの動作は、制御装置100によって制御されている。
The
印刷待機時、すなわち、印刷が行われていない時の圧力室42b内のインク圧は、上流側ポンプ44が制御する上流側インク圧、および下流側ポンプ46が制御する下流側インク圧によって決定されている。本実施形態に係るプリンタ10では、圧力室42b内のインク圧は、ほぼ上流側インク圧と下流側インク圧との中間値になっている。ただし、圧力室42b内のインク圧と、上流側インク圧および下流側インク圧との関係はインク循環システムの設計によって変わり得るものであり、必ずしも上記の関係とは限らない。印刷待機時における圧力室42b内のインク圧は、例えば−3kPa〜−0.5kPa程度の負圧に維持されている。この圧力室42b内のインク圧は、少なくともインクがインクヘッド42内に引き込まれることなく、また、ノズル42aから突出することもなくノズル42a内に保持される圧力である。ここでは、インクが「引き込まれている」状態とは、インクがノズル42aに留まることなく外部の空気とともにノズル42aから吸い込まれている状態を意味し、インクが「突出」している状態とは、インクがノズル42a内に留まることなくノズル42aから垂れている状態を意味する。インクが上記のように突出も引き込まれもせずノズル42a内に留まる圧力範囲(以下では適宜、許容圧力範囲と呼ぶ。)は、インクヘッド42によって決まっている。インクヘッド42内のインク圧がこの許容圧力範囲よりも高いと、インクはノズル42aから突出し、外部に向かって垂れる(図4のM1)。インクヘッド42内のインク圧がこの許容圧力範囲よりも低いと、インクは圧力室42b側に後退し、圧力室42bに向かって外部の空気とともに吸引される(図4のM2)。許容圧力範囲は、インクがインクヘッド42内に引き込まれ始める直前の圧力を下限とし、インクがノズル42aの外に垂れ始める直前の圧力を上限とする圧力範囲である。印刷待機時における圧力室42b内のインク圧は、上記許容圧力範囲内において設定されている。
During printing standby, that is, when printing is not performed, the ink pressure in the
印刷時、圧力室42bは、アクチュエータ42cによって収縮/膨張させられる。それによってノズル42aからはインクが吐出される。インク吐出時、アクチュエータ42cは圧力室42bを収縮させる方向に変位し、アクチュエータ42cの変位により圧力室42bの容積が減少する。圧力室42bと連通したノズル42aからは、圧力室42bの容積減少分のインクが吐出される。インク吐出後は、アクチュエータ42cは吐出時と逆方向に変位し、圧力室42bを膨張させる。この膨張により流入口42dから圧力室42bにインクが供給される。アクチュエータ42cの駆動は、制御装置100によって制御されている。
At the time of printing, the
エアトラップ48は、インク内に含まれる空気を捕獲する装置である。エアトラップ48は、例えば、気液分離器である。エアトラップ48は、例えば、インクの流入口と流出口とを有する捕獲室を備え、捕獲室を通過するインクに混入している空気を捕獲する。インクに混入している空気は、捕獲室を通過する際、捕獲室のインク液面よりも上方の空間に放出される。エアトラップ48は、このようにして循環流路43内のインクに巻き込まれている空気を捕獲する。捕獲された空気は、排出システム70によって定期的に排出される。
The
循環バルブ49は、循環流路43を開放/閉鎖するバルブである。循環バルブ49は、制御装置100に電気的に接続されている。循環バルブ49は、印刷待機時および印刷時、開放されている。循環バルブ49は、排出システム70による循環流路43内のインク排出時には閉鎖される。
The
図3に示されるように、本実施形態に係るインクシステム35は、キャッピングシステム60を備えている。キャッピングシステム60は、キャップ61と、キャップ移動機構62と、吸引ポンプ63とを備える。キャップ61は、ガイドレール21の右端部に位置するホームポジション(図示省略)の下方に配置されている。ホームポジションとは、印刷待機時にキャリッジ25が待機する位置のことである。キャップ61は、インクヘッド42のノズル42aに付着したインクが硬化して、ノズル42aが詰まることを抑制する部材である。キャップ61は、印刷待機時において、インクヘッド42のノズル面を覆うようにインクヘッド42に装着される。キャップ移動機構62は、キャップ61に接続されている。キャップ移動機構62は、ホームポジションにおいて、インクヘッド42のノズル面に向かってキャップ61を上下移動させる機構である。キャップ移動機構62の構成は特に限定されないが、例えば、駆動モータを備えている。キャップ移動機構62は、上記駆動モータを駆動することによって、キャップ61を上下移動させる。
As shown in FIG. 3, the
吸引ポンプ63は、インクヘッド42にキャップ61が装着されている状態において、インクヘッド42内のインクを吸引する部材である。吸引も、インクヘッド42のノズル42aの詰まりを予防するための作業である。キャップ61には吸引流路64の一端が接続され、吸引流路64の他端には廃液タンク65が接続されている。吸引ポンプ63は、吸引流路64に設けられ、吸引流路64を介してインクヘッド42内のインクを吸引する。吸引ポンプ63によって吸引されたインクは、廃液タンク65に廃棄される。
The
図3に示されるように、本実施形態に係るインクシステム35は、排出システム70を備えている。排出システム70は、インク循環システム40a内から空気およびインクを排出するシステムである。本実施形態に係る排出システム70は、排出流路71と、排出バルブ72と、排出ポンプ73と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示されるように、排出流路71は、一端がエアトラップ48に接続され、他端が廃液タンク65に接続されている。排出流路71は、エアトラップ48と廃液タンク65とを連結している。排出流路71の途中には、排出バルブ72が設けられている。排出流路71において、排出バルブ72よりも下流には、排出ポンプ73が設けられている。排出動作時、排出バルブ72は開放され、排出ポンプ73は、エアトラップ48から空気およびインクを排出する。排出ポンプ73によって排出された空気およびインクは、廃液タンク65に廃棄される。
As shown in FIG. 3, one end of the
なお、図3では、吸引ポンプ63および排出ポンプ73は、インク供給システム40ごとに設けられているが、それには限られない。吸引ポンプ63および排出ポンプ73は、プリンタ10に1つでもよいし、複数のインク供給システム40に対して1つずつでもよい。吸引流路64および排出流路71の種類および材質も限定されない。吸引流路64および排出流路71は、例えば、可撓性を有するチューブである。吸引ポンプ63および排出ポンプ73の種類もまた限定されないが、チューブポンプやダイヤフラムポンプなどである。
Although the
図1に示すように、プリンタ本体10aの右端部には、操作パネル110が設けられている。操作パネル110には、機器状態を表示する表示部と、ユーザーによって操作される入力キー等が設けられている。操作パネル110の内側には、プリンタ10の各種の動作を制御する制御装置100が収容されている。図6は、本実施形態に係るプリンタ10のブロック図である。図6に示すように、制御装置100は、キャリッジモータ24、フィードモータ33、アクチュエータ42c、上流側ポンプ44、下流側ポンプ46、循環バルブ49、キャップ移動機構62、吸引ポンプ63、排出バルブ72、および排出ポンプ73と、それぞれ通信可能に接続されており、それらを制御可能に構成されている。また、制御装置100は、上流側ダンパ45のフォトセンサ45e、下流側ダンパ47のフォトセンサ47eと電気的に接続され、それらからの信号を受信している。制御装置100は、インク循環制御部101と、印刷制御部102と、キャッピング制御部103と、排出制御部104とを備えている。
As shown in FIG. 1, an
制御装置100の構成は特に限定されない。制御装置100は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データ等を受信するインターフェイス(I/F)と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置(CPU:central processing unit)と、CPUが実行するプログラムを格納したROM(read only memory)と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるRAM(random access memory)と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等の記憶装置とを備えている。なお、制御装置100は必ずしもプリンタ本体10aの内部に設けられている必要はなく、例えば、プリンタ本体10aの外部に設置され、有線または無線を介してプリンタ本体10aと通信可能に接続されたコンピュータ等であってもよい。
The configuration of the
インク循環制御部101は、インク循環システム40aにおけるインクの循環を制御する部位である。インク循環制御部101は、循環制御部101aと、停止制御部101bとを備えている。循環制御部101aは、上流側ポンプ44および下流側ポンプ46を制御して、インクを循環させるとともに、インクヘッド42内のインク圧を所定の圧力に制御する部位である。循環制御部101aは、フォトセンサ45eからの信号に基づいて上流側ポンプ44の駆動を制御し、上流側インク圧を所定の圧力範囲内に制御している。また、循環制御部101aは、フォトセンサ47eからの信号に基づいて下流側ポンプ46の駆動を制御し、下流側インク圧を所定の圧力範囲内に制御している。制御の詳細は、前述した通りである。循環制御部101aは、上流側インク圧および下流側インク圧をそれぞれ制御することによって、インクヘッド42内のインク圧を間接的に制御している。
The ink
停止制御部101bは、循環流路43内のインクの循環を停止する際の各部の動作を制御する部位である。インクの循環は、例えば、プリンタ10の設置場所を移動させるときなどに停止される。停止制御部101bは、停止時間入力部101cを備えている。停止時間入力部101cには、インクの循環を停止する指令が発せられてから上流側ポンプ44を停止させるまでの時間、および下流側ポンプ46を停止させるまでの時間が入力される。停止制御部101bは、上流側ポンプ44、および下流側ポンプ46に通信可能に接続され、それらの動きを制御している。循環停止時の制御の詳細については後述する。
The
印刷制御部102は、記録媒体5への画像の印刷を制御する部位である。印刷制御部102は、キャリッジモータ24を駆動させながらノズル42aからインクを吐出させて印刷を行わせる。記録媒体5は副走査方向Xの1つの位置に固定され、その状態においてキャリッジ25は1回または複数回、主走査方向Yに往復し印刷を行う。上記1つの副走査方向Xの位置で印刷が完了すると、印刷制御部102は、フィードモータ33を駆動させて、記録媒体5を所定の距離だけ前方に送る。上記を繰り返して、印刷制御部102は、記録媒体5に対して画像を印刷する。
The
キャッピング制御部103は、キャッピングシステム60を制御して、キャッピングおよびインクヘッド42のクリーニングを実施する部位である。印刷待機時、キャッピング制御部103は、キャップ移動機構62を駆動させてキャップ61を上方に移動させ、インクヘッド42にキャップ61を装着させる。また、キャッピング制御部103は、キャップ61の装着時において吸引ポンプ63を駆動させてインクを吸引する。さらに、キャッピング制御部103は、キャップ61の装着時においてインクヘッド42からインクを吐出させるフラッシングを行う。フラッシングを定期的に行うことで、インクヘッド42からのインクの吐出を良好な状態に維持することができる。
The
排出制御部104は、エアトラップ48からの空気およびインクの排出動作を制御する部位である。排出制御部104は、循環バルブ49、排出バルブ72、および排出ポンプ73に通信可能に接続され、それらの動作を制御している。排出動作時、排出制御部104は、循環バルブ49を閉鎖するとともに、排出バルブ72を開放する。また、排出動作時、排出制御部104は、排出ポンプ73を駆動させ、エアトラップ48から廃液タンク65に向かって空気およびインクを送出する。
The
(循環停止時のプロセス)
以下では、本実施形態に係るプリンタ10においてインクの循環を停止する際のプロセスについて説明する。前述したように、インクを循環させる循環流路を備えた従来のインク供給システムにおいては、循環停止時に必ずしもインクヘッド内のインク圧が適正な圧力範囲内になって停止するわけではないという問題があった。インクヘッド内のインク圧の適正な範囲は、少なくともインクがノズルから垂れ落ちることなく、かつ外部の空気がノズル内に吸引されることなく、ノズル内にインクが保持される圧力範囲である。本実施形態に係るインク循環システム40aは、上記のような循環停止時の問題に対応するために、循環流路43に上流側ポンプ44と下流側ポンプ46の2つのポンプを備え、制御装置100の停止制御部101bがそれら2つのポンプを制御して停止させている。
(Process at the time of circulation stop)
Below, the process at the time of stopping circulation of the ink in the
図7は、本実施形態に係るインク循環システム40aにおいてインクが循環されている状態を示す模式図である。図7においては、駆動しているポンプ、および開放されているバルブにはハッチングが施されている。停止しているポンプ、および閉鎖されているバルブにはハッチングが施されていない。また、図8A、図8Bは、本実施形態に係るインク循環システム40aにおいてインクの循環を停止する際の2つのステップを示す模式図である。図8A、図8Bのうち、図8Aは最初のステップを、図8Bは2番目のステップを示している。即ち、本実施形態に係るインク循環システム40aは、図7の状態から図8Aの状態を経て、図8Bの状態に至ることで、循環状態から循環停止状態に到達する。図8Bは、循環停止状態を図示している。図8A、図8Bにおいても、駆動しているポンプ、および開放されているバルブにはハッチングが施されている。
FIG. 7 is a schematic view showing a state in which the ink is circulated in the
図7に示されるように、インク循環時、インク循環システム40aにおいては、上流側ポンプ44および下流側ポンプ46が駆動し、循環バルブ49が開放されている。前述したように、本実施形態に係るインク循環システム40aにおいては、上流側ポンプ44と下流側ポンプ46とは独立に制御され、結果的にインクヘッド42内のインク圧が適正な圧力に保たれるようになっている。上流側インク圧および下流側インク圧は、インクヘッド42内の圧力が適正圧力に保たれる限りで任意に設定されてよいが、図7に示すように、1つの好適な例では、上流側インク圧P1=3kPa、下流側インク圧P2=−6kPa程度である。本実施形態に係るインク循環システム40aでは、このように、上流側インク圧P1は正圧に制御されている。下流側インク圧P2は、負圧に制御されている。なお、本実施形態に係る上流側ダンパ45および下流側ダンパ47は、いずれもインクヘッド42の上方に位置するので、上記した上流側インク圧P1=3kPa、下流側インク圧P2=−6kPaの間の圧力差は、上流側ダンパ45と下流側ダンパ47との水頭差による圧力差を含んでいる。本実施形態に係るインク循環システム40aでは、インクヘッド42内のインク圧Phは、上流側インク圧P1と下流側インク圧P2との中間値付近になるため、Ph=−1.5kPa程度である。このインクヘッド42内のインク圧Phは、ノズル42a内にインクが留まり、すぐにインクを吐出可能な圧力範囲内である。
As shown in FIG. 7, during the ink circulation, in the
図7に示されているインク循環状態から循環を停止しようとするとき、本実施形態に係るインク循環システム40aは、まず図8Aに示された状態に移行する。図8Aに示されているように、循環停止の最初のステップでは、下流側ポンプ46が停止する。このとき、上流側ポンプ44は駆動しており、循環バルブ49は開放されている。従って、循環停止の最初のステップにおいて、インクは上流側ポンプ44の送液のみによって循環流路43内を循環する。1つの好適な実施形態では、この状態が数秒間継続される。
When it is intended to stop the circulation from the ink circulation state shown in FIG. 7, the
図8Aに示された状態が所定の時間継続された後、インク循環システム40aは、図8Bに示される2番目のステップに移行する。2番目のステップでは、上流側ポンプ44が停止している。2番目のステップにおいて、インク循環システム40aに係る全てのポンプ(ここでは、上流側ポンプ44および下流側ポンプ46)が停止する。全てのポンプが停止することにより、インク循環システム40a内のインクの状態が最終的な停止状態として固定される。図8A、図8Bにおいて示されている2段階停止が単純な即時停止(以下、「単純停止」と称する。)と異なる点は、上流側ポンプ44の停止が下流側ポンプ46の停止に対して一定時間遅延されている点である。言い換えれば、一定時間は上流側ポンプ44だけが駆動している点である。ここで「単純停止」とは、上流側ポンプ44の停止と、下流側ポンプ46の停止とが同時に行われる停止方法を意味する。
After the state shown in FIG. 8A is continued for a predetermined time, the
(単純停止の場合)
図9は、図7に示された循環状態から単純停止された場合のインク循環システム40aを示す模式図である。図9に示されるように、本実施形態に係るインク循環システム40aにおいては、インクの循環を単純停止すると、例えば、ノズル42aからインクヘッド42内に外部の空気とともにインクが引き込まれ、上流側ダンパ45内の上流側インク圧P1、下流側ダンパ47内の下流側インク圧P2、およびインクヘッド42内のインク圧Phは、最終的に−3kPa程度の負圧に収束する。ただし、この数値は1つの例であって、単純停止後の上流側インク圧P1、下流側インク圧P2、およびインクヘッド42内のインク圧Phは、インク循環システム40aの構成および設定に依存する。図9の状態ではインクは静止しているので、上流側インク圧P1と、下流側インク圧P2と、インクヘッド42内のインク圧Phとは、同じ圧力である。そして、このインク圧Phは、ノズル42a内にインクが留まる許容圧力範囲よりも低い圧力である。
(In the case of a simple stop)
FIG. 9 is a schematic view showing the
循環時におけるインクヘッド42内のインク圧が循環停止後に上昇するか下降するかは、上流側ダンパ45に貯留されるインクの量の変化量と、下流側ダンパ47に貯留されるインクの量の変化量との大小関係に関係する。本願発明者らの知見によれば、上流側ダンパ45の貯留室45a内のインクの減少量の方が下流側ダンパ47の貯留室47a内のインクの増加量よりも大きい場合には、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phは、循環中よりも上昇する。逆に、下流側ダンパ47の貯留室47a内のインクの増加量の方が上流側ダンパ45の貯留室45a内のインクの減少量よりも大きい場合には、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phは、循環中よりも下降する。図9に示した場合は、上流側ダンパ45の貯留室45a内のインクの量の変化よりも下流側ダンパ47の貯留室47a内のインクの量の変化の方が大きい場合であり、そのため循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phが循環中に比べて下降している。
Whether the pressure of the ink in the
さらに、循環停止前後における上流側ダンパ45に貯留されるインクの量の変化量と、下流側ダンパ47に貯留されるインクの量の変化量との大小関係は、循環時における上流側インク圧P1の絶対値と、下流側インク圧P2の絶対値との大小関係に関係する。ここでのインク圧の絶対値の基準(即ち、ゼロ)は大気圧である。従って、例えば図7の場合には、上流側インク圧P1の絶対値は3kPaであり、下流側インク圧P2の絶対値は6kPaである。本願発明者らの知見によれば、循環時における上流側インク圧P1の絶対値の方が下流側インク圧P2の絶対値よりも大きい場合には、貯留室45a内のインクの減少量の方が貯留室47a内のインクの増加量よりも大きくなる。従って、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phは、循環中よりも上昇する。逆に、下流側インク圧P2の絶対値の方が上流側インク圧P1の絶対値よりも大きい場合には、貯留室47a内のインクの増加量の方が貯留室45a内のインクの減少量よりも大きくなる。従って、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phは、循環中よりも下降する。なお、循環時における上流側インク圧P1および下流側インク圧P2は、インクヘッド42の圧力特性、循環流路43の長さや太さ、上流側ポンプ44および下流側ポンプ46の特性、上流側ダンパ45とインクヘッド42との間の流路抵抗、インクヘッド42と下流側ダンパ47との間の流路抵抗などを考慮して決定される。
Furthermore, the magnitude relationship between the amount of change in the amount of ink stored in the
(遅延時間の設定)
本実施形態に係るインク循環システム40aにおいては、単純停止後のインクヘッド42内のインク圧が許容圧力範囲を外れる場合、上流側ポンプ44の停止に対する下流側ポンプ46停止の遅延時間、または下流側ポンプ46の停止に対する上流側ポンプ44停止の遅延時間を調整する。具体的には、インク循環システム40aを単純停止させると停止後のインクヘッド42内のインク圧が許容圧力範囲を上回る場合、上流側ポンプ44の停止に対して下流側ポンプ46の停止を遅延させる。逆に、単純停止させると停止後のインクヘッド42内のインク圧が許容圧力範囲を下回る場合、下流側ポンプ46の停止に対して上流側ポンプ44の停止を遅延させる。
(Setting of delay time)
In the
図10は、遅延時間の調整方法の一例を示すフローチャートである。遅延時間の調整は、図10に示されたプロセスを繰り返すことによって行われる。図10のステップS01においては、循環停止の指令から上流側ポンプ44を停止させるまでの時間(以下、第1時間と称する。)、および下流側ポンプ46を停止させるまでの時間(以下、第2時間と称する。)が、それぞれ初期値に設定される。第1時間の初期値、および第2時間の初期値は、例えば、ともに0である。ただし、第1時間の初期値、および第2時間の初期値は、0以外の時間に設定されてもよい。また、第1時間の初期値と第2時間の初期値とは、異なる時間に設定されていてもよい。 FIG. 10 is a flowchart showing an example of the method of adjusting the delay time. Adjustment of the delay time is performed by repeating the process shown in FIG. In step S01 of FIG. 10, a time from the instruction to stop the circulation to stopping the upstream pump 44 (hereinafter referred to as a first time) and a time until stopping the downstream pump 46 (hereinafter referred to as the second). Each time is referred to as time) is set to an initial value. The initial value of the first time and the initial value of the second time are both 0, for example. However, the initial value of the first time and the initial value of the second time may be set to a time other than zero. Also, the initial value of the first time and the initial value of the second time may be set to different times.
続くステップS02、S03では、インク循環システム40aにおいてインクを実際に循環させ(ステップS02)、その後、循環を停止させる(ステップS03)。ステップS03において、上流側ポンプ44は、循環停止の指令から第1時間後に停止される。下流側ポンプ46は、循環停止の指令から第2時間後に停止される。ステップS04、S05では、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧が許容圧力範囲内にあるかどうかが判定される。
In the following steps S02 and S03, the ink is actually circulated in the
ステップS04においては、インクがインクヘッド42の外部に突出しているかどうかが判定される。ステップS04が「YES」の場合、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧は、許容圧力範囲を超えていると認定される。その場合、ステップは、ステップS06に進む。ステップS06では、第2時間が初期値よりも長い時間に変更される。ただし、これは1つの好適な方法に過ぎず、ステップS06では、第1時間に対し相対的に第2時間が延長されればよい。例えば、ステップS06では、可能な場合には第1時間を初期値より短縮してもよい。また、第2時間の延長と第1時間の短縮がともに行われてもよい。
In step S04, it is determined whether the ink protrudes to the outside of the
ステップS04が「NO」の場合には、ステップはステップS05に進み、インクがインクヘッド42の内部に向かって引き込まれているかどうかが判定される。ステップS05が「YES」の場合、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧は許容圧力範囲を下回っていると認定され、ステップS07において第1時間が初期値よりも長い時間に設定される。ステップS07においてもステップS06と同様に、第2時間が初期値より短縮されてもよいし、第1時間の延長と第2時間の短縮がともに行われてもよい。ステップS06、ステップS07のいずれに進んだ場合にも、ステップはステップS02の前に戻り、インクの循環、循環停止、インク圧の確認、および第1時間または第2時間の調整が再度実行される。
If the step S04 is "NO", the step proceeds to the step S05, and it is determined whether the ink is drawn toward the inside of the
ステップS05が「NO」の場合は、ノズル42aからインクが突出せず、しかもインクヘッド42内にインクが引き込まれてもいない場合である。その場合、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧が許容圧力範囲内にあると判定される。そこで、第1時間および第2時間は、ともにその時点での値に決定される。
When the step S05 is "NO", the ink does not protrude from the
上記ステップを図9に示された場合に当てはめると、例えば第1時間の初期値と第2時間の初期値とが同じ時間であった場合、ステップは、ステップS05からステップS07へと進み、調整は第1時間を延ばす方向に行われる。下流側ポンプ46の停止に対する上流側ポンプ44停止の遅延時間は、この場合、第1時間から第2時間を差し引いた時間であり、遅延時間もステップS07において結果的に延長される。なお、第1時間および第2時間の初期値が同じでない場合には、上記とは異なるステップで調整が行われることもあり得、また、最終的に得られる第1時間および第2時間が異なる値になることもあり得る。ただし、得られる遅延時間は、ほぼ同じ値である。
If the above steps are applied to the case shown in FIG. 9, for example, if the initial value of the first time and the initial value of the second time are the same time, the process proceeds from step S05 to step S07, and adjustment is performed. Is performed in the direction to extend the first time. The delay time of the
図10に示される各ステップは、典型的には、インク循環システムの開発時に開発者等によって行われる工程である。同機種のプリンタにおいては、遅延時間は、基本的に共通パラメータである。ただし、これはプリンタごとに個別に遅延時間が調整される実施形態を排除するものではない。遅延時間の調整が機種ごとに行われるか、機体ごとに行われるかは限定されない。 Each step shown in FIG. 10 is typically a step performed by a developer at the time of development of the ink circulation system. In the same type of printer, the delay time is basically a common parameter. However, this does not exclude an embodiment in which the delay time is adjusted individually for each printer. It is not limited whether the adjustment of the delay time is performed for each model or for each aircraft.
また、本実施形態では、ステップS04、S05に示されるように、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧は、ノズル42a内のインクの状態によって推定されるが、このような方法はインクヘッド42内のインク圧を測定する特別な測定装置が不要であり、簡易である。また、結果が直接的で信頼できる。
Also, in the present embodiment, as shown in steps S04 and S05, the ink pressure in the
上記のようにして決定された第1時間および第2時間は、停止制御部101bの停止時間入力部101cに入力され、登録される。停止制御部101bは、停止時間入力部101cに入力された第1時間で上流側ポンプ44を停止する。また、停止時間入力部101cに入力された第2時間で下流側ポンプ46を停止する。
The first time and the second time determined as described above are input to the stop
なお、本実施形態では、インクがノズル42aから突出しているかどうか(ステップS04)、および、インクがインクヘッド42内に引き込まれているかどうか(ステップS05)を基準にして第1時間および第2時間の調整の要不要が判定されたが、必ずしもこのような判定基準によらなくてもよい。上記した2つの基準はそれぞれ許容圧力範囲における上限および下限であり、それよりも厳しい基準の設定を妨げるものではない。インクヘッド内のインク圧の目標値は、許容圧力範囲内にある限りで任意に設定されてよい。例えば、インクがノズル42aから垂れてはいないがノズル42aの一定位置よりも下方に位置する状態や、インクがインクヘッド42内に引き込まれてはいないがノズル42aの一定位置よりも上方に位置する状態などを、適正な圧力範囲外(=調整を要する圧力範囲)と判定してもよい。
In the present embodiment, the first time and the second time are determined based on whether the ink protrudes from the
(2段階停止の効果)
上記のようにして第1時間および第2時間が設定されたインク循環システム40aにおいては、循環停止のプロセス中、図8Aに示された状態が遅延時間(ここでは、遅延時間=第1時間−第2時間)だけ継続する。図8Aに示された状態では、上流側ポンプ44が駆動しており、インクヘッド42内にインクを供給し続けている。一方、下流側ポンプ46は停止しており、インクヘッド42からのインクの帰還は停止されている。従って、インクヘッド42内には、第1時間と第2時間が等しい時間に設定された場合と比べて、遅延時間における供給分だけインクが余計に供給されている。そこで、遅延時間の間、インクヘッド42内のインクの圧力は上昇し、最終的には許容圧力範囲内に収束する。例えば1つの好適な例では、図8Bに示すように、上流側インク圧P1、下流側インク圧P2、およびインクヘッド42内のインク圧Phは、−1kPaに収束する。逆に言えば、第1時間および第2時間は、インクヘッド42内のインクの圧力Phが少なくとも許容圧力範囲内に収束するように設定された時間である。
(Effect of two-step stop)
In the
上記した実施形態とは逆に、単純停止した場合にインクヘッド42内のインク圧が許容圧力範囲を超えるようなインク循環システムでは、第2時間が第1時間よりも長く設定され、インクヘッド42からのインクの流出を遅延時間分だけ増加させる。従って、遅延時間の間、インクヘッド42内のインクの圧力は下降し、最終的に許容圧力範囲内に収束する。
Contrary to the above embodiment, in the ink circulation system in which the ink pressure in the
また、本実施形態に係るインク循環システム40aでは、単純停止したときの上流側ダンパ45の貯留室45a内のインクの量の減少量が下流側ダンパ47の貯留室47a内のインクの量の増加量よりも大きい場合に、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phが上昇する。そこで、それを打ち消すように第2時間を第1時間より長く設定すれば、循環停止時におけるインクヘッド42内のインク圧Phの上昇を単純停止の場合よりも少なく抑えることができる。その結果、インクヘッド42内のインク圧Phを許容圧力範囲内に収束させることができる。逆に、単純停止したときの下流側ダンパ47の貯留室47a内のインクの量の増加量が上流側ダンパ45の貯留室45a内のインクの量の減少量よりも大きい場合には、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phは下降する。そこで、それを打ち消すように第1時間を第2時間より長く設定すれば、循環停止時におけるインクヘッド42内のインク圧Phの下降を単純停止の場合よりも少なく抑えることができ、その結果、インクヘッド42内のインク圧Phを許容圧力範囲内に収束させることができる。
In the
さらに、本願発明者らの知見によれば、単純停止したときの上流側ダンパ45の貯留室45a内のインクの量の減少量と下流側ダンパ47の貯留室47a内のインクの量の増加量との大小関係は、循環時における上流側インク圧P1の絶対値と下流側インク圧P2の絶対値との大小関係と同じである。つまり、循環時における上流側インク圧P1の絶対値が下流側インク圧P2の絶対値よりも大きければ、上流側ダンパ45の貯留室45a内のインクの量の減少量が下流側ダンパ47の貯留室47a内のインクの量の増加量よりも大きくなり、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phは上昇する。下流側インク圧P2の絶対値が上流側インク圧P1の絶対値よりも大きければ、下流側ダンパ47の貯留室47a内のインクの量の増加量が上流側ダンパ45の貯留室45a内のインクの量の減少量よりも大きくなり、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phは下降する。従って、上流側インク圧P1の絶対値が下流側インク圧P2の絶対値よりも大きく設定されている場合には、第2時間を第1時間よりも長く設定する。下流側インク圧P2の絶対値が上流側インク圧P1の絶対値よりも大きく設定されている場合には、第1時間を第2時間よりも長く設定する。このように設定することによって、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧を許容圧力範囲内に収束させることができる。
Furthermore, according to the findings of the present inventors, the decrease in the amount of ink in the
さらに、上記のように、2段階停止によって循環停止後のインクヘッド42内のインク圧Phを許容圧力範囲内に調整する方法は、単純停止時においてインクヘッド42内のインク圧を許容圧力範囲内に収束させるよりもはるかに簡易である。単純停止においてインクヘッド42内のインク圧を許容圧力範囲内に収束させるためには、循環流路43の構成やポンプの特性などを考慮しなければならず、その調整は非常に複雑であると考えられる。また、必ずしも調整可能であるとは限らない。しかし、上記2段階停止によれば、インクヘッドの上流側と下流側にそれぞれポンプを備えるインク循環システムであれば、ほぼどのようなものであっても、循環停止後のインクヘッド42内のインク圧を許容圧力範囲内の所望の圧力範囲内に調整することができる。
Furthermore, as described above, the method of adjusting the ink pressure Ph in the
(インクの種類による微調整)
なお、上流側ポンプ44および下流側ポンプ46の停止時間は、1つのプリンタ10の全てのインク循環システム40aにおいて同じ値に設定されてもよいし、異なる値に設定されてもよい。本実施形態に係るプリンタ10は、8つのインク循環システム40aを備え、複数種類のインクを吐出する。そこで、上流側ポンプ44および下流側ポンプ46の停止時間は、例えば、インクの種類ごとに設定されてもよい。本願発明者の知見によれば、他の条件が同じとき、循環させているインクの粘度が高いほど、好適な遅延時間が長くなる傾向が見られる。従って、粘度の高いインクを循環させるインク循環システム40aでは遅延時間を長く設定し、粘度の低いインクを循環させるインク循環システム40aでは遅延時間を短く設定してもよい。
(Fine adjustment by the type of ink)
The stop times of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the above-described embodiments are merely illustrative, and the present invention can be embodied in other various forms.
例えば、上記した実施形態では、循環停止後のインクヘッド内のインク圧は、ノズル内のインクの状態に基づいて推定されたが、圧力センサなどによって直接測定されてもよい。インク循環システムのパラメータ設定において、インクヘッド内のインク圧を確認する方法は限定されない。 For example, in the above-described embodiment, the ink pressure in the ink head after the circulation stop is estimated based on the state of the ink in the nozzles, but may be measured directly by a pressure sensor or the like. The method of checking the ink pressure in the ink head is not limited in the parameter setting of the ink circulation system.
また、上記した実施形態では、上流側ダンパ、下流側ダンパ内のインク圧は、それぞれフォトセンサによって検知されたが、それに限定されない。例えば、上流側ダンパ、下流側ダンパは、それぞれ実測方式の圧力センサを備えていてもよい。また、それらの出力は、フォトセンサが発するようなON/OFF信号でなくともよく、例えばアナログ出力であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the ink pressures in the upstream damper and the downstream damper are respectively detected by the photosensors, but the invention is not limited thereto. For example, the upstream damper and the downstream damper may each be provided with a pressure sensor of an actual measurement method. Moreover, those outputs may not be ON / OFF signals which a photo sensor emits, for example, may be an analog output.
上記した実施形態では、インクを吐出させる方式は、いわゆるピエゾ駆動式であったが、インク吐出方式は限定されない。プリンタのインク吐出方式としては、例えば、二値偏向方式または連続偏向方式などの各種の連続方式、および、サーマル方式などの各種のオンデマンド方式を利用することができる。インク供給システムもまた上記した構成には限定されず、必要に応じてバルブ等の部材の追加、変更がされてよく、部材の削除がされてもよい。また、プリンタの構成も上記した構成に限られず、ここに開示される技術は、ラインヘッド方式、フラットベッド方式など各種のプリンタに適用可能である。 In the above-described embodiment, the method of discharging the ink is a so-called piezo drive method, but the ink discharge method is not limited. As the ink discharge method of the printer, for example, various continuous methods such as binary deflection method or continuous deflection method, and various on-demand methods such as thermal method can be used. The ink supply system is also not limited to the above-described configuration, and members such as valves may be added or changed as needed, or members may be deleted. Further, the configuration of the printer is not limited to the above-described configuration, and the technology disclosed herein can be applied to various printers such as a line head method and a flat bed method.
さらに、ここに開示される技術は、インクジェットプリンタのみならず、インク循環システムを備える様々な装置に適用することができる。例えば、ここに開示される技術は、バインダジェット方式の三次元造形装置などにも適用可能である。また、プリンタは独立したプリンタとして単独で使用されるものに限定されず、他の装置と組み合わせたものであってもよい。例えば、プリンタは、カッティング装置を備えたプリント・アンド・カット装置などであってもよい。 Furthermore, the technology disclosed herein can be applied not only to inkjet printers, but also to various devices equipped with an ink circulation system. For example, the technology disclosed herein is also applicable to a binder jet type three-dimensional modeling apparatus and the like. Also, the printer is not limited to one used alone as an independent printer, and may be combined with another device. For example, the printer may be a print and cut device or the like provided with a cutting device.
10 プリンタ(インクジェットプリンタ)
40a インク循環システム
42 インクヘッド
42a ノズル
44 上流側ポンプ(第1ポンプ)
45 上流側ダンパ(第1ダンパ)
45a 貯留室(第1貯留室)
45e フォトセンサ(第1圧力センサ)
46 下流側ポンプ(第2ポンプ)
47 下流側ダンパ(第2ダンパ)
47a 貯留室(第2貯留室)
47e フォトセンサ(第2圧力センサ)
100 制御装置
101a 循環制御部
101b 停止制御部
101c 停止時間入力部(入力部)
P1 上流側インク圧
P2 下流側インク圧
Ph インクヘッド内のインク圧
10 Printer (ink jet printer)
40a
45 upstream damper (first damper)
45a Reservoir (First Reservoir)
45e Photo sensor (1st pressure sensor)
46 downstream pump (second pump)
47 downstream damper (second damper)
47a Reservoir (Second Reservoir)
47e Photo sensor (second pressure sensor)
100
P1 Upstream ink pressure P2 Downstream ink pressure Ph Ink pressure in the ink head
Claims (11)
前記インクが吐出されるノズルを有し、前記循環流路に設けられたインクヘッドと、
前記循環流路に設けられ、前記インクヘッドに前記インクを送出する第1ポンプと、
前記循環流路に設けられ、前記インクヘッドから前記インクを回収する第2ポンプと、
前記第1ポンプおよび前記第2ポンプに通信可能に接続された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第1ポンプおよび前記第2ポンプを制御して、前記インクを前記循環流路内で循環させるとともに前記インクヘッド内の前記インクの圧力を調整する循環制御部と、
前記循環を停止させる停止制御部と、
を備え、
前記停止制御部は、前記循環を停止させる際、前記第1ポンプを第1時間後に停止させ、前記第2ポンプを第2時間後に停止させるように設定され、
前記第1時間および前記第2時間は、前記循環が停止された後の前記インクヘッド内の前記インクの圧力を所定の第1圧力範囲内に収束させるような時間に設定され、
前記第1圧力範囲は、前記インクが前記インクヘッド内に引き込まれることなく、かつ、前記ノズルから突出することなく前記ノズル内に留まる圧力範囲である、
インク循環システム。 An annular circulation channel through which the ink is circulated;
An ink head having a nozzle from which the ink is ejected, and provided in the circulation channel;
A first pump provided in the circulation channel and delivering the ink to the ink head;
A second pump provided in the circulation channel and recovering the ink from the ink head;
A controller communicably connected to the first pump and the second pump;
Equipped with
The controller is
A circulation control unit that controls the first pump and the second pump to circulate the ink in the circulation flow path and adjust the pressure of the ink in the ink head;
A stop control unit for stopping the circulation;
Equipped with
The stop control unit is set to stop the first pump after a first time and stop the second pump after a second time when stopping the circulation.
The first time and the second time are set such that the pressure of the ink in the ink head after the circulation is stopped converges within a predetermined first pressure range.
The first pressure range is a pressure range in which the ink does not get drawn into the ink head and does not protrude from the nozzle.
Ink circulation system.
前記第2時間は、前記第1時間よりも長い時間に設定されている、
請求項1に記載のインク循環システム。 If the time when the first pump is stopped and the time when the second pump is stopped are set equal, the pressure of the ink in the ink head after the circulation is stopped exceeds the first pressure range. An ink circulation system configured to
The second time is set to a time longer than the first time,
The ink circulation system according to claim 1.
前記循環流路の前記インクヘッドと前記第2ポンプとの間に設けられ、前記インクを貯留する第2貯留室を備える第2ダンパと、
前記第1ダンパに設けられ、前記第1貯留室内の前記インクの圧力を検知する第1圧力センサと、
前記第2ダンパに設けられ、前記第2貯留室内の前記インクの圧力を検知する第2圧力センサと、
を備え、
前記循環制御部は、前記第1圧力センサの検知結果に基づいて前記第1貯留室内の前記インクの圧力を所定の第1圧力に保つように前記第1ポンプを制御するとともに、前記第2圧力センサの検知結果に基づいて前記第2貯留室内の前記インクの圧力を所定の第2圧力に保つように前記第2ポンプを制御し、
前記第1圧力の絶対値は、前記第2圧力の絶対値よりも大きい、
請求項2に記載のインク循環システム。 A first damper provided between the first pump and the ink head in the circulation flow path, the first damper comprising a first storage chamber for storing the ink;
A second damper provided between the ink head of the circulation flow path and the second pump and including a second storage chamber for storing the ink;
A first pressure sensor provided in the first damper for detecting the pressure of the ink in the first storage chamber;
A second pressure sensor provided in the second damper for detecting the pressure of the ink in the second storage chamber;
Equipped with
The circulation control unit controls the first pump to maintain the pressure of the ink in the first storage chamber at a predetermined first pressure based on the detection result of the first pressure sensor, and the second pressure The second pump is controlled to maintain the pressure of the ink in the second storage chamber at a predetermined second pressure based on the detection result of a sensor.
The absolute value of the first pressure is greater than the absolute value of the second pressure,
The ink circulation system according to claim 2.
前記第2貯留室は、前記第1ポンプが停止される時間と前記第2ポンプが停止される時間とを等しく設定した場合には、前記循環が停止されてから前記インクヘッド内の前記インクの圧力が収束するまでに、前記第1体積よりも小さい第2体積だけ前記インクの貯留量が増加する、
請求項3に記載のインク循環システム。 In the first reservoir, when the time when the first pump is stopped and the time when the second pump is stopped are set equal, the circulation is stopped and then the ink in the ink head is stopped. The amount of stored ink decreases by the first volume until the pressure converges,
In the second reservoir, when the time when the first pump is stopped and the time when the second pump is stopped are set equal, the circulation is stopped and then the ink in the ink head is stopped. Until the pressure converges, the ink storage amount increases by a second volume smaller than the first volume,
The ink circulation system according to claim 3.
前記第1時間は、前記第2時間よりも長い時間に設定されている、
請求項1に記載のインク循環システム。 If the time when the first pump is stopped and the time when the second pump is stopped are set equal, the pressure of the ink in the ink head after the circulation is stopped falls below the first pressure range. An ink circulation system configured to
The first time is set to be longer than the second time,
The ink circulation system according to claim 1.
前記循環流路の前記インクヘッドと前記第2ポンプとの間に設けられ、前記インクを貯留する第2貯留室を備える第2ダンパと、
前記第1ダンパに設けられ、前記第1貯留室内の前記インクの圧力を検知する第1圧力センサと、
前記第2ダンパに設けられ、前記第2貯留室内の前記インクの圧力を検知する第2圧力センサと、
を備え、
前記循環制御部は、前記第1圧力センサの検知結果に基づいて前記第1貯留室内の前記インクの圧力を所定の第1圧力に保つように前記第1ポンプを制御するとともに、前記第2圧力センサの検知結果に基づいて前記第2貯留室内の前記インクの圧力を所定の第2圧力に保つように前記第2ポンプを制御し、
前記第2圧力の絶対値は、前記第1圧力の絶対値よりも大きい、
請求項5に記載のインク循環システム。 A first damper provided between the first pump and the ink head in the circulation flow path, the first damper comprising a first storage chamber for storing the ink;
A second damper provided between the ink head of the circulation flow path and the second pump and including a second storage chamber for storing the ink;
A first pressure sensor provided in the first damper for detecting the pressure of the ink in the first storage chamber;
A second pressure sensor provided in the second damper for detecting the pressure of the ink in the second storage chamber;
Equipped with
The circulation control unit controls the first pump to maintain the pressure of the ink in the first storage chamber at a predetermined first pressure based on the detection result of the first pressure sensor, and the second pressure The second pump is controlled to maintain the pressure of the ink in the second storage chamber at a predetermined second pressure based on the detection result of a sensor.
The absolute value of the second pressure is greater than the absolute value of the first pressure,
The ink circulation system according to claim 5.
前記第2貯留室は、前記第1ポンプが停止される時間と前記第2ポンプが停止される時間とを等しく設定した場合には、前記循環が停止されてから前記インクヘッド内の前記インクの圧力が収束するまでに、前記第1体積よりも大きい第2体積だけ前記インクの貯留量が増加する、
請求項6に記載のインク循環システム。 In the first reservoir, when the time when the first pump is stopped and the time when the second pump is stopped are set equal, the circulation is stopped and then the ink in the ink head is stopped. The amount of stored ink decreases by the first volume until the pressure converges,
In the second reservoir, when the time when the first pump is stopped and the time when the second pump is stopped are set equal, the circulation is stopped and then the ink in the ink head is stopped. Until the pressure converges, the ink storage amount increases by a second volume that is larger than the first volume,
The ink circulation system according to claim 6.
請求項1〜7のいずれか一つに記載のインク循環システム。 The stop control unit includes an input unit to which the first time and the second time are input.
The ink circulation system according to any one of claims 1 to 7.
インクジェットプリンタ。 The ink circulation system according to any one of claims 1 to 8.
Inkjet printer.
前記パラメータは、前記第1ポンプを停止させる時間と前記第2ポンプを停止させる時間とを含み、
前記第1ポンプを第1時間後に停止させ、前記第2ポンプを第2時間後に停止させた後に、前記インクヘッド内の前記インクの圧力を確認する第1工程と、
前記第1工程において確認された前記インクヘッド内の前記インクの圧力が所定の第1圧力範囲を上回る場合には前記第2時間を前記第1時間に対して相対的に延ばし、前記第1工程において確認された前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第1圧力範囲を下回る場合には前記第1時間を前記第2時間に対して相対的に延ばす第2工程と、
を含み、
前記第1圧力範囲は、前記インクが前記インクヘッド内に引き込まれることなく、かつ、前記ノズルから突出することなく前記ノズル内に留まる圧力範囲である、
インク循環システムのパラメータ設定方法。 An annular circulation flow channel through which the ink is circulated, an ink head having a nozzle through which the ink is ejected, an ink head provided in the circulation flow channel, and the ink flow is provided in the circulation flow channel and the ink head A method for setting parameters for stopping circulation of ink in an ink circulation system comprising a first pump, and a second pump provided in the circulation flow path and recovering the ink from the ink head. ,
The parameters include a time for stopping the first pump and a time for stopping the second pump,
A first step of checking the pressure of the ink in the ink head after stopping the first pump after a first time and stopping the second pump after a second time;
When the pressure of the ink in the ink head confirmed in the first step exceeds a predetermined first pressure range, the second time is extended relative to the first time, and the first step And a second step of extending the first time relative to the second time if the pressure of the ink in the ink head confirmed at the point below the first pressure range.
Including
The first pressure range is a pressure range in which the ink does not get drawn into the ink head and does not protrude from the nozzle.
Parameter setting method of ink circulation system.
前記ノズルから前記インクが突出している場合には、前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第1圧力範囲を上回っていると認定し、
前記インクヘッド内に前記インクが引き込まれている場合には、前記インクヘッド内の前記インクの圧力が前記第1圧力範囲を下回っていると認定する、
請求項10に記載のインク循環システムのパラメータ設定方法。 In the first step, the pressure of the ink in the ink head is confirmed based on the state of the ink at the nozzle,
When the ink protrudes from the nozzle, it is determined that the pressure of the ink in the ink head exceeds the first pressure range,
When the ink is drawn into the ink head, it is determined that the pressure of the ink in the ink head is lower than the first pressure range.
The parameter setting method of the ink circulation system according to claim 10.
Priority Applications (1)
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JP2017215621A JP2019084772A (en) | 2017-11-08 | 2017-11-08 | Ink circulation system, ink jet printer and parameter setting method of ink circulation system |
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---|---|---|---|---|
JP2021016984A (en) * | 2019-07-19 | 2021-02-15 | ローランドディー.ジー.株式会社 | Inkjet printer and ink supply method |
-
2017
- 2017-11-08 JP JP2017215621A patent/JP2019084772A/en active Pending
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