JP6960790B2 - Liquid circulation device, liquid injection recording device, liquid supply device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、液体循環装置、液体噴射記録装置、液体供給装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a liquid circulation device, a liquid injection recording device, and a liquid supply device.
インクジェットプリンタにおいて、インクの固着を回避するために、インクジェットヘッドにインク循環装置を連結する技術がある。この技術により、インクジェットヘッドに供給したインクを最適な状態に維持することができる。したがって、インク自体が乾きやすい場合やインクジェットヘッドが高温乾燥環境に置かれた場合であっても、安定したインクの吐出が実現できる。 In an inkjet printer, there is a technique of connecting an ink circulation device to an inkjet head in order to avoid sticking of ink. With this technique, the ink supplied to the inkjet head can be maintained in an optimum state. Therefore, stable ink ejection can be realized even when the ink itself dries easily or when the inkjet head is placed in a high-temperature drying environment.
インク循環装置は、液送ポンプとして、圧電ダイヤフラムポンプを用いることが多い。圧電ダイヤフラムポンプは、小型化が容易であるため、インクジェットヘッドに近接させて配置することができる。
ところが、圧電ダイヤフラムポンプは、液送時の脈動が大きいため、インクジェットヘッドの背圧(ノズル圧ともいう)が不安定になる。このため、ヘッドノズルにおけるインクのメニスカスが乱れて、インクの吐出量が変動したり、インクの着弾精度が低下したりする。インクの吐出が不能になったり、インクが漏出したりする虞もある。
また、圧電ダイヤフラムポンプは、吸引圧や吐出圧が小さいため、インクジェットヘッドへのインクの充填に時間が掛かったり、インクジェットヘッドから気泡等を取り除くパージが不十分になったりする。
The ink circulation device often uses a piezoelectric diaphragm pump as the liquid feed pump. Since the piezoelectric diaphragm pump can be easily miniaturized, it can be arranged close to the inkjet head.
However, since the piezoelectric diaphragm pump has a large pulsation during liquid feeding, the back pressure (also referred to as nozzle pressure) of the inkjet head becomes unstable. Therefore, the meniscus of the ink in the head nozzle is disturbed, the amount of ink ejected fluctuates, and the accuracy of ink landing is lowered. Ink may not be ejected or ink may leak out.
Further, since the piezoelectric diaphragm pump has a small suction pressure and discharge pressure, it takes a long time to fill the inkjet head with ink, and purging for removing air bubbles or the like from the inkjet head becomes insufficient.
本発明が解決しようとする課題は、圧電ダイヤフラムポンプの液送時の脈動を抑えることができる液体循環装置、液体噴射記録装置、液体供給装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a liquid circulation device, a liquid injection recording device, and a liquid supply device capable of suppressing pulsation during liquid feeding of a piezoelectric diaphragm pump.
実施形態の液体循環装置は、液体貯留容器から液体噴射装置に向けて液体を供給する供給ポンプと、前記液体噴射装置から液体を回収して前記液体貯留容器に戻す回収ポンプと、前記供給ポンプと前記回収ポンプを制御するポンプ制御部と、を備え、前記供給ポンプと前記回収ポンプのいずれか一方または両方は、直列に連結された複数の圧電ダイヤフラムポンプからなり、前記ポンプ制御部は、前記液体噴射装置と前記液体貯留容器の間で液体を循環させるとき、直列に連結された複数の圧電ダイヤフラムポンプのうち、前記液体噴射装置に近接する圧電ダイヤフラムポンプに印加する駆動波の電圧または周波数を変更することにより液体の圧力を吸収させることを特徴とする。 The liquid circulation device of the embodiment includes a supply pump that supplies a liquid from the liquid storage container to the liquid injection device, a recovery pump that collects the liquid from the liquid injection device and returns it to the liquid storage container, and the supply pump. A pump control unit that controls the recovery pump, and one or both of the supply pump and the recovery pump are composed of a plurality of piezoelectric diaphragm pumps connected in series, and the pump control unit is the liquid. When the liquid is circulated between the injection device and the liquid storage container, the voltage or frequency of the drive wave applied to the piezoelectric diaphragm pump adjacent to the liquid injection device among the plurality of piezoelectric diaphragm pumps connected in series is changed. characterized in that to further absorb the pressure of the liquid to be.
実施形態の液体噴射記録装置は、液体貯留容器と、液体噴射装置と、実施形態の液体循環装置と、前記液体噴射装置に向けて記録媒体を搬送する媒体搬送部と、を備えることを特徴とする。 The liquid injection recording device of the embodiment is characterized by including a liquid storage container, a liquid injection device, a liquid circulation device of the embodiment, and a medium transfer unit that conveys a recording medium toward the liquid injection device. do.
実施形態の液体供給装置は、液体貯留容器から液体噴射装置に向けて液体を供給する供給ポンプと、前記供給ポンプを制御するポンプ制御部と、を備え、前記供給ポンプは、直列に連結された複数の圧電ダイヤフラムポンプからなり、前記ポンプ制御部は、前記液体噴射装置に液体を供給するとき、直列に連結された複数の圧電ダイヤフラムポンプのうち、前記液体噴射装置に近接する圧電ダイヤフラムポンプに印加する駆動波の電圧または周波数を変更することにより液体の圧力を吸収させることを特徴とする。 The liquid supply device of the embodiment includes a supply pump that supplies liquid from the liquid storage container to the liquid injection device, and a pump control unit that controls the supply pump, and the supply pumps are connected in series. The pump control unit is composed of a plurality of piezoelectric diaphragm pumps, and when the liquid is supplied to the liquid injection device, the pump control unit applies the liquid to the piezoelectric diaphragm pump close to the liquid injection device among the plurality of piezoelectric diaphragm pumps connected in series. characterized in that to further absorb the pressure of the liquid to change the voltage or frequency of the driving waves.
以下、実施形態のインク循環装置7およびインクジェットプリンタ100を図面を参照して説明する。各図において、同一構成については同一の符号を付す。
Hereinafter, the
図1は、一実施形態のインクジェットプリンタ100の構成例を示す模式図である。
インクジェットプリンタ(液体噴射記録装置)100は、印字データに応じてインクKを吐出して、記録用紙103,108に画像を記録する。
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of the
The inkjet printer (liquid injection recording device) 100 ejects ink K according to the print data and records an image on the
以下の説明では、インクジェットヘッド1の主走査方向をZ方向という。副走査方向をX方向という。上下(鉛直)方向をY方向という。
In the following description, the main scanning direction of the
記録用紙(記録媒体)103,108は、無地の記録用紙、アート紙、コート紙などである。
インク(液体)Kは、着色剤として染料または顔料を、溶媒に溶解または分散させた液体である。インク溶媒として、水性、油性、溶剤などがある。さらに、インクKは、透明な液体も含んでいる。透明な液体は、画像形成のための下地層や保護層形成に利用される。下地層は、着色剤を含むインクKを付着させる前に、記録用紙103,108に形成し、付着したインクKの発色性を改善する。保護層は、着色剤を含むインクKを記録用紙103,108に付着させた後に、このインク層上に形成される。
The recording papers (recording media) 103 and 108 are plain recording paper, art paper, coated paper and the like.
Ink (liquid) K is a liquid in which a dye or pigment as a colorant is dissolved or dispersed in a solvent. Examples of the ink solvent include water-based, oil-based, and solvent. Ink K also contains a clear liquid. The transparent liquid is used for forming a base layer or a protective layer for image formation. The base layer is formed on the
インクジェットプリンタ100は、箱型の筐体101を備える。
筐体101の内部には、下部から上部に向かって、給紙カセット102,107、上流搬送路106、搬送ベルト110、印字部130、下流搬送路120、排紙トレイ123が配置される。さらに、筐体101の内部には、メイン制御部140、表示部145等が配置される。
The
Inside the
給紙カセット102は、A4サイズの記録用紙103を複数枚収容する。給紙カセット107は、A3サイズの記録用紙108を複数枚収容する。
インクジェットプリンタ100は、給紙カセット102,107の2種類の記録用紙にインクKで描画する。給紙カセット102,107は、筐体101の下部に設けられる。
The
The
給紙ローラ104は、給紙カセット102から記録用紙103を一枚ずつ上流搬送路106へ給紙する。上流搬送路106は、送りローラ対105a,105b,105cと、記録用紙103,108の搬送方向を規制する記録用紙案内板106a,106bで構成される。記録用紙103は、送りローラ対105a,105bの回転によって搬送され、送りローラ対105aを通過後、記録用紙案内板106aによって搬送ベルト110の上面(外周面)へ送られる。
The
給紙ローラ109は、給紙カセット107から記録用紙108を一枚ずつ上流搬送路106へ給紙する。記録用紙108は、送りローラ対105c,105a,105bの回転によって搬送され、送りローラ対105cを通過後、記録用紙案内板106a,106bによって搬送ベルト110の上面(外周面)へ送られる。
The
搬送ベルト(媒体搬送部)110は、微細孔が形成された無端ベルトである。搬送ベルト110は、搬送する紙幅より大きい幅(Z方向の長さ)である。本実施例では、A3記録用紙を搬送するため、搬送ベルト110は330mm幅である。
搬送ベルト110は、駆動ローラ112a、従動ローラ112b,112cの3本のローラによって、弛みなく回転自在に支えられる。駆動ローラ112aは、モータ111によって回転し、所定の周速で搬送ベルト110を回転させる。
搬送ベルト110の内側には、負圧容器113が設けられる。負圧容器113の上面は、多数の微細孔114が形成され、搬送ベルト110の裏面(内周面)に接触する。
負圧容器113は、容器内部を減圧するファン115に連通する。ファン115の回転によって気流が発生し、負圧容器113の内部は減圧される。この減圧によって、搬送ベルト110に形成された微細孔を通して記録用紙103,108が搬送ベルト110の上面に吸着される。
記録用紙103,108は、搬送ベルト110に吸着された状態で、搬送ベルト110の回転によって印字部130の直下を通ってX方向に搬送される。その後、記録用紙103,108は、下流搬送路120に搬送される。
The transport belt (medium transport section) 110 is an endless belt in which fine holes are formed. The
The
A
The
The
印字部130は、4つのインクジェットヘッド(液体噴射装置)1を備える。印字部130は、この4つのインクジェットヘッド1からシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインクKを記録用紙103,108に向けて吐出して、印字データに応じた画像を記録する。
4つのインクジェットヘッド1は、吐出するインク色を除き同一構造である。
The
The four
インクジェットヘッド1のインク吐出面は、搬送ベルト110の上面から距離Hだけ離れた位置に固定される。本実施例では、Hは1mmである。
各インクジェットヘッド1は、Z方向に長く、X方向に短い。さらに、各インクジェットヘッド1は、X方向において間隔を開けて配置される。各インクジェットヘッド1は、Z方向の長さが297mmに形成される。本実施例では、インクジェットヘッド1は、長さ30mmの小型ヘッドを千鳥配列することにより構成される。
The ink ejection surface of the
Each
印字部130は、インクジェットヘッド1毎に、メンテナンスユニット132、インクタンク5、インク循環装置7をそれぞれ備える。
メンテナンスユニット132は、インクジェットヘッド1のノズルの表面を保護するキャップ133、ノズルの表面に残留する付着物を除去するブレード134を備える。
The
The
インクタンク(液体貯留容器)5は、インクKを貯留するインク容器である。
インクタンク5は、インクジェットヘッド1の上部に配置される。インクタンク5とインクジェットヘッド1は、インク供給管11、インク回収管15を介して接続される。インク供給管11、インク回収管15は、樹脂製チューブである。
インクジェットヘッド1は、インク供給ポート2とインク回収ポート3を有し、インク供給ポート2にインク供給管11が、インク回収ポート3にインク回収管15がそれぞれ接続される。
インク供給管11を通してインクジェットヘッド1にインクKが供給され、インク回収管15を通してインクタンク5にインクKが回収される。
The ink tank (liquid storage container) 5 is an ink container for storing ink K.
The
The
Ink K is supplied to the
インク循環装置(液体循環装置、液体供給装置)7は、インクジェットヘッド1の非印刷時(待機時)または印刷時に、インクKが固着しないようにインクKを循環(流動)させる。
インク循環装置7は、インクタンク5とインクジェットヘッド1の間に配置される。インク循環装置7は、インク供給管11、インク回収管15に接続(付設)される。
The ink circulation device (liquid circulation device, liquid supply device) 7 circulates (flows) the ink K so that the ink K does not stick during non-printing (standby) or printing of the
The
記録用紙103,108は、画像が形成された後に搬送ベルト110から離れて、送りローラ対120aへ送られる。下流搬送路120は、送りローラ対120a,120b,120c,120dと、記録用紙103,108の搬送方向を規制する記録用紙案内板121a,121bで構成される。
記録用紙103,108は、送りローラ対120a,120b,120c,120dによって、排紙口122から排紙トレイ123へ排出される。
After the images are formed, the
The
インクジェットプリンタ100には、コンピュータ150が接続される。コンピュータ150は、記録用紙103,108に描画するための印字データを発生する。印字データは、ケーブル143、コネクタ141,142を通してインクジェットプリンタ100に入力される。
A
次に、インク循環装置7の詳細構成について説明する。
図2は、一実施形態のインク循環装置7を示す斜視図である。
インク循環装置7は、インクジェットヘッド1の非印刷時(待機時)または印刷時に、インクKを循環させる。このとき、インク循環装置7は、インクジェットヘッド1の内部のインクKを大気圧に対して負圧に維持する。インクジェットヘッド1の内部の圧力(負圧)は−1kPaに設定される。
また、インク循環装置7は、インクジェットヘッド1にインクKを充填したり、インクジェットヘッド1からインクKをパージしたりする。
Next, the detailed configuration of the
FIG. 2 is a perspective view showing the
The
Further, the
インク循環装置7は、インクジェットヘッド1の直上に配置される。
インク循環装置7は、インク供給管11、供給ポンプ12、インク回収管15、回収ポンプ16、フィルター21、圧力センサ25、温度センサ26(図5参照)、ポンプ制御部30等を備える。
The
The
供給ポンプ12は、2つの圧電ダイヤフラムポンプ50(メインポンプ50A、サブポンプ50B)からなる。メインポンプ50A、サブポンプ50Bは、インク供給管11の経路中において、+Y方向に直列に連結される。供給ポンプ12は、2つの圧電ダイヤフラムポンプ50(メインポンプ50A、サブポンプ50B)の動作により、インクタンク5からインク供給管11を介してインクジェットヘッド1にインクKを供給する。
回収ポンプ16は、2つの圧電ダイヤフラムポンプ50(サブポンプ50C、メインポンプ50D)からなる。サブポンプ50C、メインポンプ50Dは、インク回収管15の経路中において、−Y方向に直列に連結される。回収ポンプ16は、2つの圧電ダイヤフラムポンプ50(サブポンプ50C、メインポンプ50D)の動作により、インクジェットヘッド1からインク回収管15を介してインクKを回収してインクタンク5に戻す。つまり、インクジェットヘッド1から吐出されずに余ったインクをインクタンク5に戻す。
The
The
フィルター21は、供給ポンプ12から送液されるインクKに含まれるゴミや気泡をトラップする。フィルター21がトラップしたゴミや気泡は、少量のインクKとともに、バイパス22、インク回収管15を通じてインクタンク5に回収される。
バイパス22は、管路抵抗が調整されており、インクKの流量を規制している。そのため、供給ポンプ12が送液するインクKの大半は、フィルター21を通過してインクジェットヘッド1に送液される。
The
The
圧力センサ25は、インク供給ポート2とインク回収ポート3におけるインクKの圧力を測定する。
温度センサ26は、インクジェットヘッド1の内部のインクKの温度を測定する。
ポンプ制御部30は、CPU31、各種メモリ32、駆動回路33を備える。ポンプ制御部30は、インクジェットプリンタ100のメイン制御部140に依存することなく、供給ポンプ12、回収ポンプ16、圧力センサ25、温度センサ26を動作させる。
The
The
The
図3は、圧電ダイヤフラムポンプ50を示す図であって、(a)正面図、(b)A-A断面図である。
図4は、逆止弁54,55の動作を示す図であって、(a)インク吸入時、(b)インク排出時である。
圧電ダイヤフラムポンプ50(メインポンプ50A,50D、サブポンプ50B,50C)は、同一構造、同一能力を有するポンプである。各圧電ダイヤフラムポンプ50は、圧電素子の圧縮・伸張によりダイアフラムを動作させて、インクKを一方向に送液する。
FIG. 3 is a view showing the
FIG. 4 is a diagram showing the operation of the
The piezoelectric diaphragm pumps 50 (
圧電ダイヤフラムポンプ50は、インクケース51、アクチュエータユニット52、隔膜53、逆止弁54,55を備える。
インクケース51はリング形状を有し、このインクケース51の開口にアクチュエータユニット52と隔膜53が張設される。また、インクケース51は中底を有し、この中底に逆止弁54,55が配設される。
圧電ダイヤフラムポンプ50の内部には、圧力室56、インク室54,55が形成される。圧力室56とインク室57の間に逆止弁54が設けられて、インクKを圧力室56に吸入する。圧力室56とインク室58の間に逆止弁55が設けられて、インクKを圧力室56から排出する。
The
The
A
アクチュエータユニット52は、保護シート、圧電セラミック、金属板、接液ダイアフラムを順番に接着したものであり、インクケース51の開口に張った状態で固定される。
保護シートは、例えばポリテトラフルオロエチレンのフィルムである。圧電セラミックは、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸塩)からなる。圧電セラミックは、その両面にNi/Auメッキ電極が施されて、分極処理によって圧電性を有する。金属板は、例えば黄銅やSUSからなる。接液ダイアフラムは、例えばポリイミド樹脂等からなる。圧電セラミックと金属板にそれぞれ電源ケーブルが接続される。
The
The protective sheet is, for example, a film of polytetrafluoroethylene. The piezoelectric ceramic is made of, for example, PZT (lead zirconate titanate). Piezoelectric ceramics have Ni / Au plated electrodes on both sides and have piezoelectricity due to polarization treatment. The metal plate is made of, for example, brass or SUS. The wetted diaphragm is made of, for example, a polyimide resin or the like. Power cables are connected to the piezoelectric ceramic and the metal plate, respectively.
隔膜53は、例えばポリイミド樹脂等からなる円形の樹脂シートであり、インクケース51の開口に張った状態で固定される。隔膜53は、アクチュエータユニット52の動作に追従して振動して、圧力室56の容積変動で発生した圧力を低減するダンパとして機能する。隔膜53の振動により、インクKの脈動が軽減するため、圧電ダイヤフラムポンプ50の流量や吸引圧、吐出圧等の基本性能が向上する。
逆止弁54,55は、同一構造を有する。逆止弁54,55は、中心穴を有する円板形の樹脂シートであり、例えばポリイミド樹脂等からなる。逆止弁54,55は、中心穴に留めピンが挿通されて、インクケース51の中底に固定される。
The
The
各圧電ダイヤフラムポンプ50(供給ポンプ12、回収ポンプ16)は、ポンプ制御部30により駆動制御される。ポンプ制御部30の駆動回路33で生成された交流電圧のパルス波(駆動波)がアクチュエータユニット52に印加されて、アクチュエータユニット52が振動する。パルス波の電圧は10〜400V、周波数は10〜500Hzである。本実施例では、パルス波の電圧は200V、周波数は100Hzである。
アクチュエータユニット52の振動は、パルス波の電圧に比例して振幅が大きくなる。また、アクチュエータユニット52の振動は、パルス波の周波数が100Hzのときに振幅が最大になり、100Hzから離れるほど振幅が小さくなる。
Each piezoelectric diaphragm pump 50 (
The amplitude of the vibration of the
図4(a)に示すように、アクチュエータユニット52が振動して圧力室56の容積が膨張すると、逆止弁54が開き、逆止弁55が閉じて、インク室57から圧力室56にインクKが流入する。つまり、圧電ダイヤフラムポンプ50に外部からインクKが吸入される。
一方、図4(b)に示すように、圧力室56の容積が収縮すると、逆止弁54が閉じ、逆止弁55が開いて、圧力室56からインク室58にインクKが流出する。つまり、圧電ダイヤフラムポンプ50から外部にインクKが排出される。
As shown in FIG. 4A, when the
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the volume of the
アクチュエータユニット52の振動により圧力室121の容積が周期的に変化し、これに伴い逆止弁54,55が開閉することにより、インクKが一方向に送液される。
各圧電ダイヤフラムポンプ50(供給ポンプ12、回収ポンプ16)は、このような動作を繰り返して、インクKを送液する。
The volume of the pressure chamber 121 changes periodically due to the vibration of the
Each piezoelectric diaphragm pump 50 (
図5は、ポンプ制御部30の構成例を示すシステムブロック図である。
ポンプ制御部30は、CPU31、各種メモリ32、駆動回路33を備える。駆動回路33には、供給ポンプ12(メインポンプ50A、サブポンプ50B)、回収ポンプ16(サブポンプ50C、メインポンプ50D)が接続される。CPU31には、駆動回路33、圧力センサ25、温度センサ26が接続される。また、CPU31には、電源34が接続される。
FIG. 5 is a system block diagram showing a configuration example of the
The
ポンプ制御部30は、供給ポンプ12(メインポンプ50A、サブポンプ50B)、回収ポンプ16(サブポンプ50C、メインポンプ50D)、圧力センサ25、温度センサ26を動作させる。
インク循環開始/停止、インク充填開始/停止、パージ開始/停止などの指示は、メイン制御部140から通信インターフェース35を介してCPU31に伝えられる。一方、CPU31が取得するインク圧力、インク温度、各圧電ダイヤフラムポンプ50の動作情報は、通信インターフェース35を介して、メイン制御部140に伝えらえる。
The
Instructions such as ink circulation start / stop, ink filling start / stop, and purge start / stop are transmitted from the
次に、インク循環装置7の動作例について説明する。
図6は、実施形態のインク循環装置7の動作例を示すフローチャートである。
ポンプ制御部30は、メイン制御部140からインク循環開始の指示が伝えられると、インク循環を開始する。
Next, an operation example of the
FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the
The
(ステップS1)
まず、ポンプ制御部30は、インクジェットヘッド1に近接する圧電ダイヤフラムポンプ50の駆動電圧が0Vに設定される。つまり、サブポンプ50B,50Cの液送能力が抑制される。
(Step S1)
First, the
(ステップS2)
次いで、ポンプ制御部30は、メインポンプ50A,50Dのみに駆動電圧を印加して、インクKの送液を行う。つまり、サブポンプ50B,50Cを停止させた状態で、メインポンプ50A,50DのみによりインクKを送液(循環)する。
(Step S2)
Next, the
(ステップS3)
インク循環が開始されると、圧力センサ25は、インク供給ポート2とインク回収ポート3におけるインクKの圧力を測定してCPU31に出力する。
CPU31は、インク供給ポート2とインク回収ポート3の差圧を求め、さらにインクジェットヘッド1の水頭圧を考慮して、インクジェットヘッド1のインク圧力を求める。つまり、インクジェットヘッド1のノズルにおけるインクKの圧力(背圧)を求める。
(Step S3)
When the ink circulation is started, the
The
(ステップS4)
CPU31は、求めたノズル圧と目標圧力(−1kPa)を比較して、供給ポンプ12(メインポンプ50A)ないし回収ポンプ16(メインポンプ50D)の駆動電圧を調整する。
(Step S4)
The
(ステップS5)
ポンプ制御部30は、メイン制御部140からインク循環停止の指示が伝えられるまで、ノズル圧算出(ステップS3)と駆動電圧調整(ステップS4)を繰り返す。つまり、供給ポンプ12と回収ポンプ16によるインク送液(インク循環)を継続する。
(Step S5)
The
(ステップS6)
ポンプ制御部30は、メイン制御部140からインク循環停止の指示が伝えられると、供給ポンプ12と回収ポンプ16の動作を停止させる。つまり、メインポンプ50A,50Dに印加するパルス波の周波数を0Hzにする。
(Step S6)
The
(ステップS7、S8)
次いで、ポンプ制御部30は、メインポンプ50A,50Dの駆動電圧を初期値に戻し、さらにサブポンプ50B,50Cの駆動電圧を初期値に戻す。
これにより、インク循環装置7によるインクKの送液(循環)が終了する。
(Steps S7 and S8)
Next, the
As a result, the liquid feeding (circulation) of the ink K by the
上述したように、インク循環装置7は、供給ポンプ12と回収ポンプ16が、それぞれ直列に連結された複数の圧電ダイヤフラムポンプ50からなる。インク循環装置7は、インク循環のときに、複数の圧電ダイヤフラムポンプ50を個別に制御する。具体的には、メインポンプ50A,50Dのみを駆動制御する。一方、インクジェットヘッド1に近接するサブポンプ50B,50Cの駆動電圧を0Vに設定(変更)する。つまり、サブポンプ50B,50Cの送液能力を抑制する。
As described above, the
サブポンプ50B,50Cは、薄型のアクチュエータユニット52や柔軟な隔膜53をそれぞれ備えている。このアクチュエータユニット52と隔膜53は、送液動作を停止しているので、脈動減衰ダンパとして機能する。つまり、サブポンプ50B,50Cは、アクチュエータユニット52と隔膜53によりインクKの圧力を吸収する。
言い換えると、サブポンプ50B,50Cは、供給ポンプ12(メインポンプ50A)と回収ポンプ16(メインポンプ50D)で発生したインクKの脈動を軽減する蓄圧器(サージタンク)になる。
The sub pumps 50B and 50C each include a
In other words, the sub-pumps 50B and 50C are accumulators (surge tanks) that reduce the pulsation of ink K generated by the supply pump 12 (main pump 50A) and the recovery pump 16 (
インク循環装置7は、圧力センサ25によりインクジェットヘッド1におけるインクKの圧力を測定する。そして、ポンプ制御部30は、圧力センサ25の測定結果に基づいて供給ポンプ12(メインポンプ50A)と回収ポンプ16(メインポンプ50D)を制御する。これにより、インク循環装置7は、インクジェットヘッド1のノズル圧(背圧)を大気圧に対して負圧(−1kPa)に維持できる。したがって、インクジェットヘッド1のノズルにおけるインクKのメニスカスが良好に維持される。
よって、インク循環装置7は、インクKの吐出量が変動したり、インクKの着弾精度が低下したりすることを防止できる。さらに、インク循環装置7は、インクKの吐出が不能になったり、インクKが漏出したりすることを回避できる。
特に、サブポンプ50B,50Cは、インクジェットヘッド1に近接しているので、インクKの脈動が残ったとしても、インクジェットヘッド1に伝わりづらい。このため、インクジェットヘッド1のノズルにおけるインクKのメニスカスが良好に維持される。
The
Therefore, the
In particular, since the sub pumps 50B and 50C are close to the
インク循環装置7は、インク循環以外の動作では、4つの圧電ダイヤフラムポンプ50を駆動する。供給ポンプ12と回収ポンプ16は、直列に連結された2つの圧電ダイヤフラムポンプ50を有するので、インクジェットヘッド1へのインク充填やパージを良好に行うことができる。つまり、インクタンク5からインクジェットヘッド1にインクKを充填しやすく、インクジェットヘッド1からインクKを強制排出しやすい。
The
インク循環装置7は、インク循環時に、サブポンプ50B,50Cの駆動電圧を0Vに調整する場合に限らない。インクジェットヘッド1におけるインク圧(背圧)が安定する範囲内であれば、サブポンプ50B,50Cに小さな電圧を印加してもよい。つまり、サブポンプ50B,50Cのアクチュエータユニット52を小さく振動させて、サブポンプ50B,50Cの液送能力を抑制する。例えば、サブポンプ50B,50Cに印加するパルス波の電圧を半減させてもよい。例えば、供給ポンプ12(メインポンプ50A)と回収ポンプ16(メインポンプ50D)の脈動を打ち消す位相のパルス波を、サブポンプ50B,50Cに印加してもよい。このような場合であっても、サブポンプ50B,50Cは、アクチュエータユニット52と隔膜53によりインクKの圧力を吸収できる。
The
インク循環装置7は、インク循環時に、サブポンプ50B,50Cの駆動波(パルス波)の電圧を変更する場合に限らない。駆動波の周波数を変更してもよい。サブポンプ50B,50Cに印加するパルス波の周波数を、例えば10Hzや200Hz等に変更してもよい。このような場合であっても、サブポンプ50B,50Cのアクチュエータユニット52の振幅を小さくなるので、インクKの圧力を吸収できる。
The
供給ポンプ12と回収ポンプ16の両方が、圧電ダイヤフラムポンプ50を2つずつ備える場合に限らない。供給ポンプ12と回収ポンプ16のいずれか一方が複数の圧電ダイヤフラムポンプ50を備えればよい。例えば、供給ポンプ12が圧電ダイヤフラムポンプ50を2つ以上備え、回収ポンプ16が圧電ダイヤフラムポンプ50を1つだけ備える場合であってもよい。また、供給ポンプ12が圧電ダイヤフラムポンプ50を1つだけ備え、回収ポンプ16が圧電ダイヤフラムポンプ50を2つ以上備える場合であってもよい。さらに、供給ポンプ12と回収ポンプ16が、圧電ダイヤフラムポンプ50をそれぞれ3つ以上備える場合であってもよい。
Both the
インク循環装置7は、供給ポンプ12と回収ポンプ16を備える場合に限らない。インク循環装置(液体供給装置)7は、供給ポンプ12(メインポンプ50A、サブポンプ50B)のみを備える場合であってもよい。ポンプ制御部30は、インクジェットヘッド1にインクKを供給するときに、サブポンプ50Bを停止させて、メインポンプ50Aのみを駆動することができる。これにより、インクジェットヘッド1のノズルにおけるインクKのメニスカスが良好に維持される。
The
インクジェットヘッド1で飛翔させる液体は、インク以外の液体であってもよい。創薬やバイオ分野で使われる試薬品や医薬品、3Dプリンタで使用される液体樹脂なども含まれる。
The liquid to be flown by the
記録媒体は、紙以外であってもよい。例えば、布、塩化ビニル樹脂膜、プラスチック膜、セラミクスなどである。 The recording medium may be other than paper. For example, cloth, vinyl chloride resin film, plastic film, ceramics and the like.
本発明の実施形態は、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。これらの新規な実施形態は、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。これらの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。 The embodiments of the present invention are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 インクジェットヘッド(液体噴射装置)
5 インクタンク(液体貯留容器)
7 インク循環装置(液体循環装置、液体供給装置)
11 インク供給管
12 供給ポンプ
15 インク回収管
16 回収ポンプ
25 圧力センサ
30 ポンプ制御部
50 圧電ダイヤフラムポンプ
50A、50D メインポンプ
50B、50C サブポンプ
100 インクジェットプリンタ(液体噴射記録装置)
103、108 記録用紙(記録媒体)
110 搬送ベルト(媒体搬送部)
K インク(液体)
1 Inkjet head (liquid injection device)
5 Ink tank (liquid storage container)
7 Ink circulation device (liquid circulation device, liquid supply device)
11 Ink supply pipe
12 Supply pump
15 Ink recovery tube
16 Recovery pump
25 pressure sensor
30 Pump control unit
50 Piezoelectric diaphragm pump
50A, 50D main pump
50B, 50C sub pump
100 Inkjet printer (liquid injection recording device)
103, 108 Recording paper (recording medium)
110 Conveyance belt (medium transport section)
K ink (liquid)
Claims (5)
前記液体噴射装置から液体を回収して前記液体貯留容器に戻す回収ポンプと、
前記供給ポンプと前記回収ポンプを制御するポンプ制御部と、
を備え、
前記供給ポンプと前記回収ポンプのいずれか一方または両方は、直列に連結された複数の圧電ダイヤフラムポンプからなり、
前記ポンプ制御部は、前記液体噴射装置と前記液体貯留容器の間で液体を循環させるとき、前記複数の圧電ダイヤフラムポンプのうち、前記液体噴射装置に近接する圧電ダイヤフラムポンプに印加する駆動波の電圧または周波数を変更することにより液体の圧力を吸収させる液体循環装置。 A supply pump that supplies liquid from the liquid storage container to the liquid injection device,
A recovery pump that collects liquid from the liquid injection device and returns it to the liquid storage container.
A pump control unit that controls the supply pump and the recovery pump,
With
One or both of the supply pump and the recovery pump consist of a plurality of piezoelectric diaphragm pumps connected in series.
When the pump control unit circulates the liquid between the liquid injection device and the liquid storage container, the voltage of the drive wave applied to the piezoelectric diaphragm pump close to the liquid injection device among the plurality of piezoelectric diaphragm pumps. or liquid circulation system to further absorb the pressure of the liquid to change the frequency.
前記ポンプ制御部は、前記圧力センサの測定結果に基づいて、前記供給ポンプと前記回収ポンプを制御する請求項1に記載の液体循環装置。 A pressure sensor for measuring the pressure of the liquid in the liquid injection device is provided.
The liquid circulation device according to claim 1, wherein the pump control unit controls the supply pump and the recovery pump based on the measurement result of the pressure sensor.
液体噴射装置と、
請求項1または2に記載の液体循環装置と、
前記液体噴射装置に向けて記録媒体を搬送する媒体搬送部と、
を備える液体噴射記録装置。 Liquid storage container and
Liquid injection device and
The liquid circulation device according to claim 1 or 2,
A medium transport unit that transports the recording medium toward the liquid injection device, and
A liquid injection recording device comprising.
前記供給ポンプを制御するポンプ制御部と、
を備え、
前記供給ポンプは、直列に連結された複数の圧電ダイヤフラムポンプからなり、
前記ポンプ制御部は、前記液体噴射装置に液体を供給するとき、前記複数の圧電ダイヤフラムポンプのうち、前記液体噴射装置に近接する圧電ダイヤフラムポンプに印加する駆動波の電圧または周波数を変更することにより液体の圧力を吸収させる液体供給装置。 A supply pump that supplies liquid from the liquid storage container to the liquid injection device,
A pump control unit that controls the supply pump and
With
The supply pump consists of a plurality of piezoelectric diaphragm pumps connected in series.
When supplying a liquid to the liquid injection device, the pump control unit changes the voltage or frequency of the drive wave applied to the piezoelectric diaphragm pump close to the liquid injection device among the plurality of piezoelectric diaphragm pumps. A liquid supply device that absorbs more liquid pressure.
前記液体噴射装置から液体を回収して前記液体貯留容器に戻す回収ポンプと、A recovery pump that collects liquid from the liquid injection device and returns it to the liquid storage container.
前記供給ポンプと前記回収ポンプを制御するポンプ制御部とを具備し、A pump control unit that controls the supply pump and the recovery pump is provided.
前記供給ポンプと前記回収ポンプのいずれか一方または両方は、直列に連結された複数の圧電ダイヤフラムポンプからなるOne or both of the supply pump and the recovery pump consist of a plurality of piezoelectric diaphragm pumps connected in series.
液体循環装置において、In the liquid circulation device
前記ポンプ制御部は、The pump control unit
前記液体噴射装置と前記液体貯留容器の間で液体を循環させるとき、前記複数の圧電ダイヤフラムポンプのうち、前記液体噴射装置に近接する圧電ダイヤフラムポンプに印加する駆動波の電圧または周波数を変更することにより液体の圧力を吸収させるように制御することを特徴とする液体循環方法。When the liquid is circulated between the liquid injection device and the liquid storage container, the voltage or frequency of the drive wave applied to the piezoelectric diaphragm pump close to the liquid injection device among the plurality of piezoelectric diaphragm pumps is changed. A liquid circulation method characterized in that the pressure of the liquid is controlled to be absorbed by the liquid.
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