JP5439511B2 - Ink supply device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an ink supply device that supplies ink to an inkjet head.
従来、インクジェットヘッドにて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドのインク吐出口周りに停滞する気泡や異物を除去すべく、インクを循環させながらインクジェットヘッドに供給する手法が用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an inkjet recording apparatus that forms an image on a recording medium with an inkjet head, a method of supplying ink to the inkjet head while circulating the ink is used to remove bubbles and foreign matters stagnating around the ink ejection port of the inkjet head. ing.
インクの循環方式としては、インクを直接ポンプで加圧して循環させる方式が知られている。この方式ではインクがポンプ内を通過するため、インクが変質し易く、その変質したインクがインクジェットヘッドへ還流されて画像が不安定になるという問題がある。 As an ink circulation system, a system in which ink is pressurized by a direct pump and circulated is known. In this method, since the ink passes through the pump, the ink is easily deteriorated, and the deteriorated ink is refluxed to the ink jet head, resulting in an unstable image.
また、インクをポンプで直接加圧せず、インクが貯留されるタンクの圧力をポンプにて変動させることで、インクを循環させる方式を採用することにより、上記問題を解消し得る。この方式においてはタンクの圧力を負圧から正圧、正圧から負圧へと繰り返し切り替える必要があり、この切り替えに際して一時的に循環が停止したり、インクジェットヘッドのノズル近傍の圧力変動が生じたりして、画質に悪影響を及ぼすとの問題がある。 In addition, the above problem can be solved by adopting a system in which the ink is circulated by changing the pressure of the tank in which the ink is stored with the pump without directly pressurizing the ink with the pump. In this method, it is necessary to repeatedly switch the tank pressure from negative pressure to positive pressure, and from positive pressure to negative pressure. During this switching, circulation temporarily stops or pressure fluctuations near the nozzles of the inkjet head occur. Thus, there is a problem that the image quality is adversely affected.
本発明が解決しようとする課題は、インクジェットヘッドを含む流路でインクを安定的に循環させ、該ヘッドによる良好な画像形成を可能とするインク供給装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an ink supply device that stably circulates ink in a flow path including an inkjet head and enables good image formation by the head.
一実施形態に係るインク供給装置は、記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドを含む流路におけるインクの流れに対して前記インクジェットヘッドよりも上流に設けられた第1タンクと、前記インクの流れに対して前記インクジェットヘッドよりも下流に設けられた第2タンクおよび第3タンクと、前記第1タンクと前記インクジェットヘッドを接続する第1流路と、前記インクジェットヘッドと前記第2タンクおよび前記第3タンクを接続する第2流路と、前記第2タンクおよび前記第3タンクと前記第1タンクを接続する第3流路と、前記第2タンクの圧力を調節する第1圧力調節機構と、前記第3タンクの圧力を調節する第2圧力調節機構と、前記第1圧力調節機構および前記第2圧力調節機構を制御して、前記インクジェットヘッドのインク流量を一定に保ちつつ前記第2タンクおよび第3タンクの圧力を基準圧に対し交互に上下させる動作を繰り返し実行し、前記各タンク間でインクを循環させるコントローラと、を備えている。 An ink supply apparatus according to an embodiment includes a first tank provided upstream of the ink jet head with respect to the ink flow in a flow path including an ink jet head that discharges ink to a recording medium, and the ink flow. On the other hand, a second tank and a third tank provided downstream of the inkjet head, a first flow path connecting the first tank and the inkjet head, the inkjet head, the second tank, and the third tank. A second flow path for connecting a tank, a third flow path for connecting the second tank and the third tank and the first tank, a first pressure adjusting mechanism for adjusting the pressure of the second tank, A second pressure adjusting mechanism for adjusting a pressure in the third tank; and controlling the first pressure adjusting mechanism and the second pressure adjusting mechanism. A controller that repeatedly executes the operation of alternately raising and lowering the pressures of the second tank and the third tank with respect to the reference pressure while keeping the ink flow rate of the heads constant, and circulating the ink between the tanks. .
以下、一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
[インク供給装置の構成]
図1、図2、および図3は、本実施形態に係るインク供給装置の概略構成を示す模式図である。各図に示された矢印は、インクや空気の流れを表している。
本実施形態に係るインク供給装置は、例えば用紙等の記録媒体を搬送する搬送機構や、この搬送機構によって搬送される記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッド200等を備えるインクジェット記録装置に含まれるものである。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
[Configuration of ink supply device]
1, 2, and 3 are schematic views illustrating a schematic configuration of an ink supply device according to the present embodiment. The arrows shown in each figure represent the flow of ink and air.
The ink supply device according to the present embodiment includes, for example, a transport mechanism that transports a recording medium such as paper, and an ink jet recording that includes an
図1,図2および図3に示すように、本実施形態に係るインク供給装置は、インク201の流れ方向に対してインクジェットヘッド200の上流側に設けられインクジェットヘッド200にインク201を供給する第1タンク1と、上記流れ方向に対してインクジェットヘッド200の下流側に設けられインク201を回収する第2タンク2および第3タンク3と、交換可能なインクカートリッジ等のインクタンク4と、タンク1内のインク201をインクジェットヘッド200に供給する第1流路5と、インクジェットヘッド200を通過したインク201を各タンク2,3に回収する第2流路6と、各タンク2,3内のインク201を第1タンク1に戻す第3流路7と、第2タンク2内の圧力を調節する第1圧力調節機構としての第1ポンプ8と、第3タンク3内の圧力を調節する第2圧力調節機構としての第2ポンプ9と、を備えている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the ink supply apparatus according to the present embodiment is provided on the upstream side of the
インクジェットヘッド200は、第1流路5に接続されるインク供給口200aと、第2流路6に接続されるインク回収口200bと、インク201を吐出するための多数のノズルが配列されたノズル面200cと、このノズル面200cに配列された各ノズルから選択的にインクを吐出させて、上記搬送機構によって搬送される記録媒体に画像を形成するインク吐出機構と、を備えている。
The
第1タンク1は、同タンク1内の空気層を大気へ開放・密閉するバルブ10と、同タンク1内のインク201の液面高さを検出する液面高さセンサ11と、を備えている。
The
第2タンク2は、同タンク2内の空気層を大気へ開放・密閉するバルブ20と、同タンク2内のインク201の液面高さを検出する液面高さセンサ21と、同タンク2内の空気層に連通する管路22と、を備えている。管路22は、第1ポンプ8が備える吸引口あるいは圧縮口のいずれか一方に接続される。
The
第3タンク3は、同タンク3内の空気層を大気へ開放・密閉するバルブ30と、同タンク3内のインク201の液面高さを検出する液面高さセンサ31と、同タンク3内の空気層に連通する管路32と、を備えている。管路32は、第2ポンプ9が備える吸引口あるいは圧縮口のいずれか一方に接続される。
The
液面高さセンサ11には液面高さの上限11aおよび下限11bが設定され、液面高さセンサ21には液面高さの上限21aおよび下限21bが設定され、液面高さセンサ31には液面高さの上限31aおよび下限31bが設定されている。なお、下限11bは第1タンク1内における管路5,73の開口部分よりも上方に設定され、下限21bは第2タンク2内における管路62,71の開口部分よりも上方に設定され、下限31bは第3タンク3内における管路63,72の開口部分よりも上方に設定されている。したがって、第1タンク1内のインク201の液面が上限11aおよび下限11b内で制御され、第2タンク2内のインク201の液面が上限21aおよび下限21b内で制御され、第3タンク3内のインク201の液面が上限31aおよび下限31b内で制御される限り、各タンク1,2,3からインク漏れが生じず、かつ各管路5,62,63,71,72,73の開口部分が空気層に露出して流路内に気泡が混入する虞もない。
An
各液面高さセンサ11,21,31は、それぞれ各タンク1,2,3内のインク201の液面が上限11a,21a,31aに達したときにその旨を示す信号を出力し、各タンク1,2,3内のインク201の液面が下限11b,21b,31bに達したときにその旨を示す信号を出力する。
Each
第1タンク1とインクタンク4とは、供給管40を介して接続されている。供給管40には例えば電磁弁である仕切り弁41が設けられており、この仕切り弁41を開閉することで、インクタンク4から第1タンク1に導入するインク量が調節される。インクタンク4は、一部が大気に開放されている。
The
第1流路5は、第1タンク1とインクジェットヘッド200のインク供給口200aとを接続する管路50によって構成される。
The first flow path 5 is constituted by a
第2流路6は、分岐管60、インクジェットヘッド200のインク回収口200bおよび分岐管60を接続する管路61、分岐管60および第2タンク2を接続する管路62、分岐管60および第3タンク3を接続する管路63、第2タンク2からインクジェットヘッド200の方向への流れを抑止する逆流防止機構64、第3タンク3からインクジェットヘッド200の方向への流れを抑止する逆流防止機構65等によって構成される。
The second flow path 6 includes a
第3流路7は、分岐管70、第2タンク2および分岐管70を接続する管路71、第3タンク3および分岐管70を接続する管路72、分岐管70および第1タンク1を接続する管路73、第1タンク1から第2タンク2の方向への流れを抑止する逆流防止機構74、第1タンク1から第3タンク3の方向への流れを抑止する逆流防止機構75、管路73内を流れるインク201から異物を除去するフィルタ76等によって構成される。フィルタ76の配置位置は、他の場所たとえば管路50等であってもよい。
The third flow path 7 includes a
逆流防止機構64,65,74,75は、例えば逆止弁や、抑止するインク201の流れ方向を切り替え可能な弁である。
The
第1ポンプ8および第2ポンプ9としては、例えばチューブポンプや、ルーツ式ポンプが用いられる。第1ポンプ8および第2ポンプ9は、空気の流れの方向を逆転して切り替える切換動作が可能である。すなわち、吸引口と圧縮口を反転することができる。また第1ポンプ8および第2ポンプ9は、停止中に空気の流入を遮断可能に構成されている。
As the
以上説明した構成の他に、本実施形態に係るインク供給装置は、プロセッサやメモリにて構成されるコントローラ100と、各バルブ10,20,30および仕切り弁41を駆動するバルブ駆動回路101,102,103,104と、第1ポンプ8および第2ポンプ9を駆動するモータにそれぞれ接続される速度制御回路105,106と、を備えている。
In addition to the configuration described above, the ink supply apparatus according to the present embodiment includes a
各液面高さセンサ11,21,31から出力される上記信号は、コントローラ100に入力される。コントローラ100は、各バルブ駆動回路101,102,103,104に指令を発して各バルブ10,20,30および仕切り弁41を開閉させるとともに、各液面高さセンサ11,21,31から入力される上記信号に基づき各速度制御回路105,106に指令を発して各ポンプ8,9を駆動させ、各タンク2,3内の圧力を変化させる。
The signals output from the
[インクの充填動作]
次に、本実施形態に係るインク供給装置へのインク201の初期充填動作につき、図4のフローチャートを参照して説明する。なお、動作開始当初において、第1タンク1の液面高さは上限11a以下であり、第2タンク2の液面高さは下限21b以下であり、第3タンク3の液面高さは上限31a以下であるとする。
[Ink filling operation]
Next, the initial filling operation of the
充填動作を開始するに当たり、先ずコントローラ100は、各回路101〜106や各ポンプ8,9、各バルブ10,20,30および仕切り弁41等への電源の供給を開始(ON)し、動作を待機する状態に移行させる(Act1)。次に、コントローラ100は、バルブ駆動回路101に指令を発してバルブ10を開放させるとともに(Act2)、バルブ駆動回路104に指令を発して仕切り弁41を開放させる(Act3)。このとき、インクタンク4から第1タンク1へと供給管40を介してインク201が供給される。
In starting the filling operation, the
この状態でコントローラ100は、液面高さセンサ11からの出力を監視する(Act4)。やがて第1タンク1の液面高さが上限11aに達し、液面高さセンサ11から信号が出力されると(Act4のYES)、コントローラ100は、バルブ駆動回路104に指令を発して仕切り弁41を閉塞させる(Act5)。
In this state, the
このようにして第1タンク1に上限11aまでインク201を充填した後、コントローラ100は、バルブ駆動回路102に指令を発してバルブ20を閉塞させるとともに(Act6)、速度制御回路105に指令を発して第1ポンプ8を駆動させ、第2タンク2内の空気を吸引して外部に排出させる(Act7)。そうすると、第2タンク2内に負圧が生じ、第1タンク1内のインク201が、管路50、インクジェットヘッド200、管路61、分岐管60、管路62の順に流れて第2タンク2に供給される(Act8)。
After filling the
この状態でコントローラ100は、液面高さセンサ21からの出力を監視する(Act9)。やがて第2タンク2の液面高さが下限21bに達し、液面高さセンサ21から信号が出力されると(Act9のYES)、コントローラ100は、速度制御回路105に指令を発して第1ポンプ8を停止させるとともに(Act10)、バルブ駆動回路102に指令を発してバルブ20を開放させる(Act11)。このとき、第2タンク2内の負圧が解除される。負圧が解除された後、例えばバルブ20を開放してから所定時間が経過した後に、コントローラ100は、バルブ駆動回路102に指令を発してバルブ20を閉塞させる(Act12)。
In this state, the
このようにして第2タンク2に下限21bまでインク201を充填した後、コントローラ100は、バルブ駆動回路103に指令を発してバルブ30を閉塞させるとともに(Act13)、速度制御回路106に指令を発して第2ポンプ9を駆動させ、第3タンク3内の空気を吸引して外部に排出させる(Act14)。そうすると、第3タンク3内に負圧が生じ、第1タンク1内のインク201が管路50、インクジェットヘッド200、管路61、分岐管60、管路63の順に流れて第3タンク3に供給される(Act15)。
After filling the
この状態でコントローラ100は、液面高さセンサ31からの出力を監視する(Act16)。やがて第3タンク3の液面高さが上限31aに達し、液面高さセンサ31から信号が出力されると(Act16のYES)、コントローラ100は、速度制御回路106に指令を発して第2ポンプ9を停止させるとともに(Act17)、バルブ駆動回路103に指令を発してバルブ30を開放させる(Act18)。このとき、第3タンク3内の負圧が解除される。負圧が解除された後、例えばバルブ30を開放してから所定時間が経過した後に、コントローラ100は、バルブ駆動回路103に指令を発してバルブ30を閉塞させる(Act19)。このようにして第3タンク3に上限31aまでインク201が充填される。
In this state, the
上記Act6〜Act19の動作が実行される間に、第1タンク1のインク量は減少する。このインク減少量を第1タンク1に補充すべく、上記Act6〜Act19の動作に並行して、コントローラ100は図5のフローチャートに示す補充動作を繰り返し実行する。
While the operations of Act6 to Act19 are executed, the ink amount in the
すなわち、先ずコントローラ100は、第1タンク1の液面高さが下限11bに達したことに応じて液面高さセンサ11から信号が出力されたか否かを判定する(Act20)。液面高さセンサ11から信号が出力されていないならば(Act20のNO)、このフローチャートに示す動作は終了となる。
That is, first, the
一方、液面高さセンサ11から信号が出力されているならば(Act20のYES)、コントローラ100は、バルブ駆動回路104に指令を発して仕切り弁41を開放させる(Act21)。このとき、インクタンク4から第1タンク1へと供給管40を介してインク201が供給される。
On the other hand, if the signal is output from the liquid level sensor 11 (YES in Act 20), the
この状態でコントローラ100は、液面高さセンサ11からの出力を監視する(Act22)。やがて第1タンク1の液面高さが上限11aに達し、液面高さセンサ11から信号が出力されると(Act22のYES)、コントローラ100は、バルブ駆動回路104に指令を発して仕切り弁41を閉塞させる(Act23)。以上で当該フローチャートに示す動作が完了する。
以上説明した動作によって、図2に示すように各タンク1,2,3にインクが充填される。
In this state, the
By the operation described above, ink is filled in each of the
[インクの循環動作]
コントローラ100は、第1ポンプ8および第2ポンプ9を制御して、インクジェットヘッド200のインク流量を一定に保ちつつ第2タンク2および第3タンク3の圧力を大気圧(基準圧)に対し交互に上下させる動作を繰り返し実行し、各タンク1,2,3でインクを循環させる。この循環動作の詳細につき、図6、図7および図8を参照して説明する。
[Ink circulation]
The
図6は、インクの循環動作のフローチャートである。図7は、第2タンク2に対し流入するインク201の流量[(a)第2タンク流量]、第3タンク3に対し流入するインク201の流量[(b)第3タンク流量]、第1タンク1から第1流路5に供給されてインクジェットヘッド200を流れるインク201の流量[(c)循環流量]、第2タンク2および第3タンク3から第1タンク1に戻るインク201の流量[(d)環流流量]の時間変化を示すタイムチャートである。また、図8は、図7のタイムチャートの一部の拡大図である。なお、循環流量は第2タンク流量および第3タンク流量の正の部分を足し合わせた値となり、環流流量は第2タンク流量および第3タンク流量の負の部分を足し合わせた値となる。
FIG. 6 is a flowchart of the ink circulation operation. FIG. 7 shows the flow rate of
循環動作の開始時における各タンク1,2,3の液面高さは、充填動作が完了した直後の状態すなわち図2に示すように第1タンク1が上限11a、第2タンク2が下限21b、第3タンク3が上限31aであるとする。この状態から、先ずコントローラ100は、各回路101〜106や各ポンプ8,9、各バルブ10,20,30および仕切り弁41等への電源の供給を開始(ON)し、動作を待機する状態に移行させる(Act24)。次に、コントローラ100は、バルブ駆動回路101に指令を発してバルブ10を開放させ(Act25)、バルブ駆動回路102に指令を発してバルブ20を閉塞させ(Act26)、バルブ駆動回路103に指令を発してバルブ30を閉塞させる(Act27)。
The liquid level height of each of the
そして、コントローラ100は、速度制御回路105に指令を発して第2タンク2内から空気を吸引するように第1ポンプ8を駆動させる(Act28)。このように第1ポンプ8を駆動すると、第2タンク2内に負圧が生じ、図2中に矢印で示すようにインク201が第1タンク1から管路50、インクジェットヘッド200、管路61、分岐管60、管路62を経て第2タンク2に流入する流れが生じる。第1タンク1から管路73、分岐管70、管路71を経て第2タンク2にインク201が流入する流れを生じさせる力も働くが、この流れは逆流防止機構74の作用により抑止される。以下、第2タンク2内から空気を吸引するように第1ポンプ8を駆動させる際には、同様のインク流れが生じるものとし、詳細な説明を省略する。なお、Act28においては、第1ポンプ8のモータの駆動速度の目標値を、第2タンク流量が流量Aで安定するような速度に設定する。
Then, the
また、コントローラ100は、第1ポンプ8の駆動と同時に、速度制御回路106に指令を発して第3タンク3の空気を圧縮するように第2ポンプ9を駆動させる(Act29)。このように第2ポンプ9を駆動すると、第3タンク3内に正圧が生じ、図2中に矢印で示すようにインク201が第3タンク3から管路72、分岐管70、管路73を経て第1タンク1に流入する流れが生じる。第3タンク3から管路63、分岐管60、管路61、インクジェットヘッド200、管路50を経て第1タンク1にインクが流出する流れを生じさせる力も働くが、この流れは逆流防止機構65の作用により抑止される。以下、第3タンク3の空気を圧縮するように第2ポンプ9を駆動させる際には、同様のインク流れが生じるものとし、詳細な説明を省略する。なお、Act29においては、第2ポンプ9のモータの駆動速度の目標値を、第3タンク流量が流量−Aで安定するような速度に設定する。
At the same time as driving the
Act28の動作により第2タンク2の圧力が大気圧から負圧へと変化し、この変化に伴い第2タンク流量は図7(a),図8(a)に示すように零から除々に上昇して流量Aで安定する。また、Act29の動作により第3タンク3の圧力が大気圧から正圧へと変化し、この変化に伴い第3タンク流量は図7(b),図8(b)に示すように零から除々に下降して流量−Aで安定する。
Act 28 changes the pressure of the
このように第1ポンプ8および第2ポンプ9を動作させた状態で、コントローラ100は、液面高さセンサ31からの出力を監視する(Act30)。やがて図3に示すように第3タンク3の液面高さが下限31bに達し、液面高さセンサ31から信号が出力されると(Act30のYES)、コントローラ100は、速度制御回路106に指令を発して第3タンク3内から空気を吸引するように第2ポンプ9を駆動させる(Act31)。このように第2ポンプ9を駆動すると、第3タンク3内に負圧が生じ、図3中に矢印で示すようにインク201が第1タンク1から管路50、インクジェットヘッド200、管路61、分岐管60、管路63を経て第3タンク3に流入する流れが生じる。第1タンク1から管路73、分岐管70、管路72を経て第3タンク3にインク201が流入する流れを生じさせる力も働くが、この流れは逆流防止機構75の作用により抑止される。以下、第3タンク3内から空気を吸引するように第2ポンプ9を駆動させる際には、同様のインク流れが生じるものとし、詳細な説明を省略する。なお、Act31においては、第2ポンプ9のモータの駆動速度の目標値を、第3タンク流量が流量Aで安定するような速度に設定する。
With the
Act31の動作により第3タンク3の圧力が正圧から大気圧、大気圧から負圧へと変化する。ここで、液面高さセンサ31から第3タンク3の液面高さが下限31bに達したことを示す信号が出力される時間をt1’、正圧から下降に転じた第3タンク3の圧力が大気圧に達する時間をt1a’、第3タンク3の圧力がさらに下降して負圧で安定する時間をt1b’と定義する。第3タンク流量は、図7(b),図8(b)に示すように時間t1’にて流量−Aから除々に上昇し始め、時間t1a’にて零となり、その後も上昇を続けて時間t1b’にて流量Aで安定する。
The operation of Act31 changes the pressure in the
Act31の後、コントローラ100は、第3タンク3内の圧力が上昇に転じて大気圧に達するまでの時間、すなわち(t1a’−t1’)を待機する(Act32)。当該待機の後、コントローラ100は、速度制御回路105に指令を発して第2タンク2内の空気を圧縮するように第1ポンプ8を駆動させる(Act33)。このように第1ポンプ8を駆動すると、第2タンク2内に正圧が生じ、インク201が第2タンク2から管路71、分岐管70、管路73を経て第1タンク1に流入する流れが生じる。第1タンク1から管路62、分岐管60、管路61、インクジェットヘッド200、管路50を経て第1タンク1にインク201が流入する流れを生じさせる力も働くが、この流れは逆流防止機構64の作用により抑止される。以下、第2タンク2内の空気を圧縮するように第1ポンプ8を駆動させる際には、同様のインク流れが生じるものとし、詳細な説明を省略する。なお、Act33においては、第1ポンプ8のモータの駆動速度の目標値を、第2タンク流量が流量−Aで安定するような速度に設定する。
Act33の動作により第2タンク2内の圧力が負圧から大気圧に向けて変化する。
After
Due to the operation of Act33, the pressure in the
Act33の後、コントローラ100は、第3タンク3内の圧力が大気圧に達してからさらに下降して負圧で安定するまでの時間、すなわち(t1b’−t1a’)を待機する(Act34)。
After Act33, the
当該待機の後、コントローラ100は、速度制御回路105に指令を発して第1ポンプ8のモータの駆動速度の目標値を、第2タンク流量が流量−B(A<B)で安定するような速度に変更する(Act35)。これに伴い、第2タンク2内の圧力がさらに上昇し、やがて正圧で安定する。ここで、第2タンク2の圧力が正圧で安定する時間をt1c’と定義する。
After the standby, the
Act35の後、コントローラ100は、時間(t1d’−t1b’)を待機する(Act36)。ここに、t1d’は、第2タンク2内の圧力を下降に転じさせるべき時間であり、予め定められてコントローラ100が備えるメモリ等に記憶されている。当該待機の後、コントローラ100は、速度制御回路105に指令を発して第1ポンプ8のモータの駆動速度の目標値を、第2タンク流量が流量−Aで安定するような速度に変更する(Act37)。これに伴い、第2タンク2の圧力が若干低下したところで安定する。ここで、第2タンク2の圧力が若干低下して安定する時間をt1e’と定義する。
After Act 35, the
Act33〜37の動作において、第2タンク流量は、図7(a),図8(a)に示すように時間t1a’にて流量Aから除々に下降し始め、時間t1b’にて零となり、その後も下降を続けて時間t1c’にて流量−Bで安定し、時間t1d’で上昇に転じ、時間t1e´にて流量−Aで安定する。 In the operations of Acts 33 to 37, the second tank flow rate starts to gradually drop from the flow rate A at time t1a ′ as shown in FIGS. 7A and 8A, and becomes zero at time t1b ′. Thereafter, it continues to descend and stabilizes at a flow rate -B at time t1c ', starts to rise at time t1d', and stabilizes at flow rate -A at time t1e '.
Act37の後、コントローラ100は、液面高さセンサ21からの出力を監視する(Act38)。やがて第2タンク2の液面高さが下限21bに達し、液面高さセンサ21から信号が出力されると(Act38のYES)、コントローラ100は、速度制御回路105に指令を発して第2タンク2内から空気を吸引するように第1ポンプ8を駆動させる(Act39)。このとき、第1ポンプ8のモータの駆動速度の目標値を、第2タンク流量が流量Aで安定するような速度に設定する。
After Act 37, the
ここで、液面高さセンサ21から第2タンク2の液面高さが下限21bに達したことを示す信号が出力される時間をt2’と定義する。
Here, a time during which a signal indicating that the liquid level of the
その後、コントローラ100は、Act32と同様に(t1a’−t1’)に相当する時間を待機する(Act40)。当該待機の後、コントローラ100は、速度制御回路106に指令を発して第3タンク3の空気を圧縮するように第2ポンプ9を駆動させる(Act41)。このとき、第2ポンプ9のモータの駆動速度の目標値を、第3タンク流量が流量−Aで安定するような速度に設定する。
After that, the
Act41の後、コントローラ100は、Act34と同様に(t1b’−t1a’)に相当する時間を待機する(Act42)。当該待機の後、コントローラ100は、速度制御回路106に指令を発して第2ポンプ9のモータの駆動速度の目標値を、第3タンク流量が流量−Bで安定するような速度に変更する(Act43)。
After
Act42の後、コントローラ100は、Act36と同様に(t1d’−t1b’)に相当する時間を待機する(Act44)。当該待機の後、コントローラ100は、速度制御回路106に指令を発して第2ポンプ9のモータの駆動速度の目標値を、第3タンク流量が流量−Aで安定するような速度に変更する(Act45)。
After Act 42, the
Act38〜45の動作を行うと、時間t2’以降、第2タンク流量は図7(a)に示すようにt1’〜t2’における第3タンク流量の変化と同様の変化を示し、第3タンク流量は図7(b)に示すようにt1’〜t2’における第2タンク流量の変化と同様の変化を示すことになる。 When Acts 38 to 45 are performed, after time t2 ′, the second tank flow rate shows the same change as the third tank flow rate change from t1 ′ to t2 ′ as shown in FIG. The flow rate shows the same change as the change in the second tank flow rate from t1 ′ to t2 ′ as shown in FIG.
Act45の後、コントローラ100は、循環動作の終了が指示されたか否かを判定する(Act46)。例えば当該インク供給装置を含むインクジェット記録装置の操作パネルを介してユーザが動作の終了を入力した場合等には、循環動作の終了が指示されたと判定し(Act46のYES)、一連の動作が終了となる。
After Act 45, the
一方、循環動作の終了が指示されていない場合には(Act46のNO)、Act30からの動作が繰り返される。図7には、このような繰り返しの後、最初に液面高さセンサ31から第3タンク3の液面高さが下限31bに達したことを示す信号が出力される時間をt3’として記載し、最初に液面高さセンサ21から第2タンク2の液面高さが下限21bに達したことを示す信号が出力される時間をt4’として記載している。
On the other hand, when the end of the circulation operation is not instructed (NO in Act 46), the operation from
以上のような循環動作が実行された際の循環流量および環流流量の変化について説明する。なお、各ポンプ8,9のモータ回転速度の目標値に対する各タンク2,3内の圧力の時間変化には、同一の線形性があると仮定する。
Changes in the circulation flow rate and the circulation flow rate when the above-described circulation operation is executed will be described. It is assumed that the time variation of the pressure in each
図7,図8(a)(b)からも明らかなように、時間t1a’で第3タンク流量が零から上昇し始めるとともに第2タンク流量が流量Aから下降し始め、時間t1b’で第3タンク流量が流量Aに達するとともに第2タンク流量が零に達する。すなわち、第2タンク流量の低下分が第3タンク流量の上昇分にて補われる形となるので、循環流量は図7,図8(c)に示すように流量Aで一定となる。以降の動作においても、各タンク2,3内の圧力の正負が切り替えられる際に、第2タンク流量および第3タンク流量のうち一方の低下分が他方の増加分にて補われるので、循環流量は流量Aで一定となる。
As is apparent from FIGS. 7, 8A and 8B, the third tank flow rate starts to increase from zero at the time t1a ′ and the second tank flow rate starts to decrease from the flow rate A at the time t1b ′. As the 3 tank flow rate reaches the flow rate A, the second tank flow rate reaches zero. That is, since the decrease in the second tank flow rate is compensated by the increase in the third tank flow rate, the circulation flow rate becomes constant at the flow rate A as shown in FIGS. Also in the subsequent operation, when the positive / negative pressure in each of the
環流流量に関しては、図7,図8(d)からも明らかなように、時間t1’を境に一時的に低下する。但し、本実施形態においては第2タンク流量または第3タンク流量を低下させる際に、流量−Aよりも低い流量−Bまで一時的に低下させているため、この期間は環流流量が流量Bまで上昇する。この上昇分によって環流流量の低下分を補い、循環流量の総量と、環流流量の総量とを一致させている。換言すれば、このように循環流量,環流流量の総量が一致するように、流量−Bの値や時間t1d’を定めている。 As is clear from FIGS. 7 and 8D, the reflux flow rate temporarily decreases at the time t1 '. However, in the present embodiment, when the second tank flow rate or the third tank flow rate is reduced, the flow rate is temporarily reduced to a flow rate -B lower than the flow rate -A. To rise. This increase compensates for the decrease in the recirculation flow rate, and the total circulation flow rate and the total recirculation flow rate coincide with each other. In other words, the value of the flow rate -B and the time t1d 'are determined so that the total amount of the circulating flow rate and the circulating flow rate coincide with each other.
特に、本実施形態では、循環動作の1サイクルにおいて第2タンク2に流入するインク201の量(図7(a)の領域S1の面積)と、第2タンク2から流出するインク201の量(図7(a)の領域S2の面積)とを一致させている。第3タンク3に関しても同様に流入および流出するインク201の量を一致させている。
In particular, in the present embodiment, the amount of
以上説明したように、本実施形態に係るインク供給装置は、インクジェットヘッド200を流れるインク201の流量を一定に保ちつつ、インクを循環させる。このような構成であれば、インクジェットヘッド200に供給されるインク201の量が安定するので、インクジェットヘッド200による良好な画像形成が可能となる。
As described above, the ink supply device according to the present embodiment circulates the ink while keeping the flow rate of the
なお、仮に第1ポンプ8および第2ポンプ9による圧縮および吸引を同じタイミングで切り替えたとするならば、図9に示すように循環流量が一時的に低下する時間帯が生じてしまう。そのため、インクジェットヘッド200に供給されるインク201の量が不安定となり、インクジェットヘッド200によって形成される画像の画質が劣化する虞がある。
If the compression and suction by the
また、第1ポンプ8および第2ポンプ9は、インク201を直接加圧せずに第2タンク2および第3タンク3の圧力を調節してインク201を循環させるので、インク201が変質することもない。
Further, the
また、上記した循環動作の1サイクルにおいて、循環流量の総量と、環流流量の総量とを一致させているので、当該循環動作を停止することなく継続して長時間に亘り実行することができる。 Moreover, since the total amount of the circulation flow rate and the total amount of the recirculation flow rate coincide with each other in one cycle of the circulation operation described above, the circulation operation can be continuously performed for a long time without stopping.
[変形例]
上記実施形態にて開示した構成は、適宜変形して実施できる。
例えば、上記実施形態では、分岐管60,70の分岐後に逆流防止機構64,65,74,75を配置する構成としたが、分岐管60,70の流路を選択的に切り替え可能な管として、分岐管60,70が逆流防止機構の役割を果たすようにしてもよい。すなわち、分岐管60、70が選択的に一方向の流れを許容し、他方向の流れを遮断する機構をもち、かつポンプ8,9と連動することによって、逆流防止機構の役割を果たす構成とし、逆流防止機構64,65,74,75を省略することも可能である。
[Modification]
The configuration disclosed in the above embodiment can be modified as appropriate.
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、液面高さセンサ11,21,31を用い、切り替え動作のタイミング等を制御する構成としたが、液面高さセンサ11,21,31の代わりに各タンク1,2,3内のインク201の重量を検出する重量センサを用いてもよい。この場合、重量センサによって検出される重量の上限および下限を設定し、各タンク1,2,3内のインク201の重量が上限あるいは下限に達したときに、各ポンプ8,9や各バルブ10,20,30および仕切り弁41に対し、各種の制御を加えるようにすればよい。
In the above embodiment, 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、その他の様々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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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.
1…第1タンク、2…第2タンク、3…第3タンク、4…インクタンク、5…第1流路、6…第2流路、7…第3流路、8…第1ポンプ(第1圧力調節機構)、9…第2ポンプ(第2圧力調節機構)、10,20,30…バルブ、11,21,31…液面高さセンサ、40…供給管、41…仕切り弁、60,70…分岐管、64,65,74,75…逆流防止機構、76…フィルタ、100…コントローラ、101〜104…バルブ駆動回路、105,106…速度制御回路、200…インクジェットヘッド、201…インク
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記インクの流れに対して前記インクジェットヘッドよりも下流に設けられた第2タンクおよび第3タンクと、
前記第1タンクと前記インクジェットヘッドを接続する第1流路と、
前記インクジェットヘッドと前記第2タンクおよび前記第3タンクを接続する第2流路と、
前記第2タンクおよび前記第3タンクと前記第1タンクを接続する第3流路と、
前記第2タンクの圧力を調節する第1圧力調節機構と、
前記第3タンクの圧力を調節する第2圧力調節機構と、
前記第1圧力調節機構および前記第2圧力調節機構を制御して、前記インクジェットヘッドのインク流量を一定に保ちつつ前記第2タンクおよび第3タンクの圧力を基準圧に対し交互に上下させる動作を繰り返し実行し、前記各タンク間でインクを循環させるコントローラと、
を備えていることを特徴とするインク供給装置。 A first tank provided upstream of the ink jet head with respect to the ink flow in the flow path including the ink jet head for discharging ink to the recording medium;
A second tank and a third tank provided downstream of the inkjet head with respect to the ink flow;
A first flow path connecting the first tank and the inkjet head;
A second flow path connecting the inkjet head, the second tank, and the third tank;
A third flow path connecting the second tank and the third tank to the first tank;
A first pressure adjusting mechanism for adjusting the pressure of the second tank;
A second pressure adjusting mechanism for adjusting the pressure of the third tank;
An operation of controlling the first pressure adjusting mechanism and the second pressure adjusting mechanism to alternately raise and lower the pressures of the second tank and the third tank with respect to a reference pressure while keeping the ink flow rate of the inkjet head constant. A controller that repeatedly executes and circulates ink between the tanks;
An ink supply device comprising:
前記第1圧力調節機構および前記第2圧力調節機構を制御し、前記第2タンクおよび前記第3タンクのうちいずれか一方のタンクの圧力を基準圧よりも下げ、他方のタンクの圧力を前記基準圧よりも上げることにより、当該圧力を下げたタンクに前記第2流路を介してインクを供給するとともに、前記圧力を上げたタンク内のインクを前記第3流路に供給する動作を、圧力を前記基準圧よりも上げるタンクと下げるタンクとを切り替えながら実行し、
前記切り替えに際し、前記圧力を下げたタンクの圧力が上昇に転じるタイミングを、前記圧力を上げたタンクの圧力が下降に転じるタイミングよりも一定時間遅らせることを特徴とする請求項1に記載のインク供給装置。 The controller is
The first pressure adjusting mechanism and the second pressure adjusting mechanism are controlled, the pressure of one of the second tank and the third tank is lowered below a reference pressure, and the pressure of the other tank is set to the reference The operation of supplying the ink in the tank whose pressure has been increased to the third flow path while supplying the ink in the tank whose pressure has been increased to the third flow path by increasing the pressure above the pressure. , While switching between the tank that raises the reference pressure and the tank that lowers it,
2. The ink supply according to claim 1, wherein, at the time of the switching, the timing at which the pressure of the tank whose pressure has been reduced starts to rise is delayed by a certain time from the timing at which the pressure of the tank whose pressure has increased has fallen. apparatus.
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