JP7013972B2 - Device that discharges liquid - Google Patents

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Description

本発明は、液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a device for discharging a liquid.

近年、商品パッケージへの印刷(商用印刷)にもインクジェット技術を用いた画像形成装置が利用されている。また、当該画像形成装置に対して、画像形成速度の高速化と画像形成結果の高品質化への要求がある。画像形成速度の高速化に対応するため、画像形成に用いられる液体を記録媒体に向けて吐出する液体吐出ヘッドの多ノズル化が進んでいる。一方、液体吐出ヘッドのノズルの数が増加すると、液体の吐出不良が発生する確率が増加しやすくなる。吐出不良が発生すると、画像形成結果の品質を低下させることになる。したがって、画像形成装置における画像形成速度の高速化と画像形成結果の高品質化を両立するには、工夫が求められている。 In recent years, an image forming apparatus using inkjet technology has also been used for printing on product packages (commercial printing). Further, there is a demand for the image forming apparatus to increase the image forming speed and improve the quality of the image forming result. In order to cope with the increase in the image formation speed, the number of nozzles of the liquid discharge head that discharges the liquid used for image formation toward the recording medium is increasing. On the other hand, as the number of nozzles of the liquid discharge head increases, the probability that a liquid discharge failure occurs tends to increase. When ejection defects occur, the quality of the image formation result is deteriorated. Therefore, in order to achieve both high image formation speed and high quality image formation result in the image forming apparatus, some ingenuity is required.

液体の吐出不良が発生する原因は複数ある。その一つとして、ノズルから吐出するための液体をノズルに供給する段階で気体が混入していることが挙げられる。気体が液体に混入していると、液体をノズルから吐出するための液室内に気泡が液体ともに流れ込むことがある。気泡が液室に入ると、液室内に加えられる吐出エネルギー(滴吐出圧力)が気泡によって吸収されて、最適な液滴を形成のために調整されている滴吐出圧力が得られない。すなわち、気泡の混入により吐出エネルギーが低下すると、本来の液滴の吐出状態を得られず、画像形成の品質が低下する。また、液体吐出ヘッドに供給される液体を保持するカートリッジ等から、液体供給経路に気体が入り、大きな気泡となって液体とともに流動すると、吐出ヘッドへの液体供給が粗害されて、多数のノズルにおける吐出不良の要因にもなりえる。 There are multiple causes for poor liquid discharge. One of them is that gas is mixed in at the stage of supplying the liquid to be discharged from the nozzle to the nozzle. If a gas is mixed in the liquid, bubbles may flow together with the liquid into the liquid chamber for discharging the liquid from the nozzle. When the bubbles enter the liquid chamber, the discharge energy (droplet discharge pressure) applied to the liquid chamber is absorbed by the bubbles, and the drop discharge pressure adjusted for forming the optimum droplets cannot be obtained. That is, if the ejection energy is reduced due to the mixing of bubbles, the original ejection state of the droplets cannot be obtained, and the quality of image formation is deteriorated. Further, when a gas enters the liquid supply path from a cartridge or the like that holds the liquid supplied to the liquid discharge head and becomes large bubbles and flows together with the liquid, the liquid supply to the discharge head is roughly damaged and a large number of nozzles are used. It can also be a factor of ejection failure in.

上記のような気体混入による、液体吐出ヘッドからの液体吐出不良を防止するための技術として、ヘッドへ供給される液体を循環させる循環経路を備え、当該循環経路の途中にある液体タンクに脱気装置を備えた脱気用循環流路を設ける技術が開示されている(例えば、特許文献1を参照)。 As a technique for preventing a liquid discharge failure from the liquid discharge head due to gas mixing as described above, a circulation path for circulating the liquid supplied to the head is provided, and the liquid tank in the middle of the circulation path is degassed. A technique for providing a degassing circulation flow path provided with an apparatus is disclosed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に開示されている技術を用いても、循環経路において循環する液体に気体が残ることがあり、ヘッドの液室内に入り込んで発生する不具合を確実に防ぐこと、には課題がある。また、気泡が増えると、循環経路の一部に備える大気開放部から気泡が溢れてしまい、液漏れの発生につながる、という課題がある。 Even if the technique disclosed in Patent Document 1 is used, there is a problem that gas may remain in the liquid circulating in the circulation path, and it is possible to surely prevent a problem that occurs when the head enters the liquid chamber. Further, when the number of bubbles increases, there is a problem that the bubbles overflow from the open portion to the atmosphere provided in a part of the circulation path, which leads to the occurrence of liquid leakage.

本発明は、液体を循環しつつ液体を吐出する装置において、大気開放部からの液漏れを防止することができる液体を吐出する装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a device for discharging a liquid while circulating the liquid, which can prevent liquid leakage from an open portion to the atmosphere.

本発明は、液体を吐出する装置に関するものであって、その一態様としては、液体吐出ヘッドを備える液体を吐出する装置であって、前記液体吐出ヘッドを含み当該液体を循環させる液体循環機構を備え、前記液体循環機構は、前記液体吐出ヘッドへ前記液体を循環させる差圧が発生される加圧用の第一送液ポンプおよび減圧用の第二送液ポンプと、当該第二送液ポンプと当該第一送液ポンプの間に配置され流体経路を介して第二送液ポンプおよび第一送液ポンプに接続される中間タンクを含み、前記中間タンクは、前記第二送液ポンプから流入する液体に混入している気体と当該液体とを分離する気液分離部を備えていて、前記気液分離部は、前記第二送液ポンプからの流体経路の端部から放出されて流入する液体を回収し気液分離部材を介して前記中間タンクに戻す循環ポンプを含む気液分離循環経路を含み、当該循環ポンプによる流量は前記第二送液ポンプによる流量よりも大き前記気液分離循環経路は、一方の端部が前記中間タンクの液体層に配置され、他方の端部が前記循環ポンプまたは前記気液分離部材に接続される第一循環経路と、一方の端部が前記中間タンクの気体層に配置され、他方の端部が前記気液分離部材または前記循環ポンプに接続される第二循環経路と、を含み、前記気体層に配置される端部は、前記第二送液ポンプからの流体経路の端部近傍に配置されている、ことを特徴とする。 The present invention relates to a device for discharging a liquid, and one aspect thereof is a device for discharging a liquid including a liquid discharge head, the liquid circulation mechanism including the liquid discharge head for circulating the liquid. The liquid circulation mechanism includes a first liquid feed pump for pressurization, a second liquid feed pump for depressurization, and a second liquid feed pump for generating a differential pressure for circulating the liquid to the liquid discharge head. The intermediate tank is arranged between the first liquid feed pumps and connected to the second liquid feed pump and the first liquid feed pump via a fluid path, and the intermediate tank flows in from the second liquid feed pump. It is provided with a gas-liquid separation section that separates the gas mixed in the liquid from the liquid, and the gas-liquid separation section is a liquid that is discharged from the end of the fluid path from the second liquid feed pump and flows in. Includes a gas-liquid separation circulation path including a circulation pump that collects and returns to the intermediate tank via the gas-liquid separation member, the flow rate by the circulation pump is larger than the flow rate by the second liquid feed pump, and the gas-liquid separation The circulation path has a first circulation path in which one end is arranged in the liquid layer of the intermediate tank and the other end is connected to the circulation pump or the gas-liquid separation member, and one end is in the middle. A second circulation path located in the gas layer of the tank, the other end of which is connected to the gas-liquid separation member or the circulation pump, and the end disposed in the gas layer is the second feed. It is characterized in that it is located near the end of the fluid path from the liquid pump .

本発明によれば、液体を循環しつつ液体を吐出する装置において、大気開放部からの液漏れを防止することができる。 According to the present invention, in a device that discharges a liquid while circulating the liquid, it is possible to prevent liquid leakage from an open portion to the atmosphere.

本発明に係る液体を吐出する装置の実施形態である印刷装置の概略説明図。The schematic explanatory view of the printing apparatus which is embodiment of the apparatus which ejects a liquid which concerns on this invention. 本実施形態に係るヘッドユニットの一例を示す平面説明図。The plan view which shows an example of the head unit which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの一例を示す外観斜視説明図。The external perspective explanatory view which shows an example of the liquid discharge head which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの液室長手方向の断面説明図。The cross-sectional explanatory view in the liquid chamber longitudinal direction of the liquid discharge head which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液体を吐出する装置が備える液体循環機構の配管説明図。The piping explanatory view of the liquid circulation mechanism provided in the apparatus which discharges a liquid which concerns on this embodiment. 従来の液体循環機構で液漏れが生ずる状態を説明する説明図。An explanatory diagram illustrating a state in which liquid leakage occurs in a conventional liquid circulation mechanism. 本実施形態に係る液体を吐出する装置の制御部の機能ブロック図。The functional block diagram of the control part of the apparatus which discharges a liquid which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液体循環機構の第一構成例を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the first structural example of the liquid circulation mechanism which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液体循環機構の第二構成例を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the second structural example of the liquid circulation mechanism which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液体循環機構の第三構成例を説明する説明図。An explanatory diagram illustrating a third configuration example of the liquid circulation mechanism according to the present embodiment.

以下、本発明に係る液体を吐出する装置(液体吐出装置)の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明に係る装置の一実施形態である印刷装置1000の概略的な構成を示す図である。 Hereinafter, an embodiment of a device for discharging a liquid (liquid discharge device) according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a printing apparatus 1000 which is an embodiment of the apparatus according to the present invention.

<印刷装置1000の構成>
図1に示すように印刷装置1000は、記録媒体がロール状に巻かれている連続体10を搬入する搬入手段1と、搬入手段1から搬入された連続体10に画像を形成する印刷手段5に案内搬送する案内搬送手段3と、連続体10に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段5と、連続体10を乾燥する乾燥手段7と、連続体10を排出する排出手段9などを備えている。
<Configuration of printing device 1000>
As shown in FIG. 1, the printing apparatus 1000 has a carry-in means 1 for carrying in a continuum 10 in which a recording medium is wound in a roll shape, and a printing means 5 for forming an image on the continuum 10 carried in from the carry-in means 1. The guide transport means 3 for guiding and transporting the continuous body 10, the printing means 5 for printing to form an image by ejecting a liquid to the continuous body 10, the drying means 7 for drying the continuous body 10, and the continuous body 10 are discharged. It is equipped with a discharge means 9 and the like.

連続体10は、搬入手段1に設置される元巻きローラ11から送り出され、搬入手段1、案内搬送手段3、乾燥手段7、排出手段9の各ローラによって案内され、搬送されて、排出手段9が備える巻取りローラ91にて巻き取られる。 The continuum 10 is sent out from the original winding roller 11 installed in the carry-in means 1, guided and conveyed by the rollers of the carry-in means 1, the guide transport means 3, the drying means 7, and the discharge means 9, and is conveyed by the discharge means 9. It is wound up by the take-up roller 91 provided in the above.

この連続体10は、印刷手段5において、搬送ガイド部材59上をヘッドユニット50及び後処理ヘッドユニット55に対向して搬送され、ヘッドユニット50から吐出される液体によって画像が形成され、後処理ヘッドユニット55から吐出される処理液で後処理が行われる。 The continuum 10 is conveyed on the transfer guide member 59 in the printing means 5 facing the head unit 50 and the post-processing head unit 55, and an image is formed by the liquid discharged from the head unit 50, and the post-processing head is formed. Post-treatment is performed with the treatment liquid discharged from the unit 55.

<ヘッドユニット50>
図2は印刷装置のヘッドユニット50の平面説明図である。ヘッドユニット50には、例えば、媒体搬送方向上流側から、4色分のフルライン型ヘッドアレイ51K,51C,51M,51Y(以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ51」と表記する。)が配置されている。
<Head unit 50>
FIG. 2 is a plan explanatory view of the head unit 50 of the printing apparatus. The head unit 50 is, for example, a full-line head array 51K, 51C, 51M, 51Y for four colors from the upstream side in the medium transport direction (hereinafter, referred to as “head array 51” when the colors are not distinguished). Is placed.

ヘッドアレイ51は、複数の液体吐出ヘッド100(以下、単に、液体吐出ヘッド100ともいう)をベース部材52上に千鳥状に並べて配置したものである。なお、液体吐出ヘッド100の配置は図2に例示したものに限定されるものではない。 The head array 51 has a plurality of liquid discharge heads 100 (hereinafter, also simply referred to as simply referred to as liquid discharge heads 100) arranged in a staggered manner on the base member 52. The arrangement of the liquid discharge head 100 is not limited to that illustrated in FIG.

各ヘッドアレイ51は、液体吐出手段であり、それぞれが、搬送される連続体10に対してブラックK、シアンC、マゼンタM、イエローYの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。 Each head array 51 is a liquid discharging means, and each discharges a liquid of black K, cyan C, magenta M, and yellow Y to the conveyed continuum 10. The types and numbers of colors are not limited to this.

<液体吐出ヘッド100>
次に、本実施形態に係る液体吐出ヘッド100について、図3及び図4を参照して説明する。図3は液体吐出ヘッド100の外観斜視説明図、図4は液体吐出ヘッド100のノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)の断面説明図である。
<Liquid discharge head 100>
Next, the liquid discharge head 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an external perspective explanatory view of the liquid discharge head 100, and FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction (liquid chamber longitudinal direction) of the liquid discharge head 100.

図3に示すように、液体吐出ヘッド100は、ノズル板101と、ノズル板101に積層されている流路部材140と、流路部材140に積層されていて液体吐出ヘッド100のフレーム部材も兼ねている共通液室部材120と、共通液室部材120の上部を覆う直方体のカバー129と、を有している。また、共通液室部材120は、後述する供給側共通液室110と排出側共通液室150を形成する。この共通液室部材120の上面には、供給側共通液室110に通ずる供給ポート171と、排出側共通液室150に通ずる排出ポート181と、を有している。 As shown in FIG. 3, the liquid discharge head 100 also serves as a nozzle plate 101, a flow path member 140 laminated on the nozzle plate 101, and a frame member of the liquid discharge head 100 laminated on the flow path member 140. It has a common liquid chamber member 120 and a rectangular parallelepiped cover 129 that covers the upper part of the common liquid chamber member 120. Further, the common liquid chamber member 120 forms a supply side common liquid chamber 110 and a discharge side common liquid chamber 150, which will be described later. The upper surface of the common liquid chamber member 120 has a supply port 171 that leads to the common liquid chamber 110 on the supply side and a discharge port 181 that leads to the common liquid chamber 150 on the discharge side.

続いて、図4を参照しながら、液体吐出ヘッド100の内部構造について説明する。液体吐出ヘッド100は、ノズル板101と、流路板102と、壁面部材としての振動板部材103とを積層し接合した多層構造を有している。そして、振動板部材103の振動領域130を変位させる圧電アクチュエータ111と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通液室部材120と、を備えている。なお、流路板102と振動板部材103で構成される部分が流路部材140に相当する。 Subsequently, the internal structure of the liquid discharge head 100 will be described with reference to FIG. The liquid discharge head 100 has a multi-layer structure in which a nozzle plate 101, a flow path plate 102, and a diaphragm member 103 as a wall surface member are laminated and joined. Further, it includes a piezoelectric actuator 111 that displaces the vibration region 130 of the diaphragm member 103, and a common liquid chamber member 120 that also serves as a frame member of the head. The portion composed of the flow path plate 102 and the diaphragm member 103 corresponds to the flow path member 140.

ノズル板101は、液体を吐出する吐出口であるノズル104を複数有している。 The nozzle plate 101 has a plurality of nozzles 104, which are discharge ports for discharging liquid.

流路板102は、ノズル104にノズル連通路105を介して通じる個別液室106、個別液室106に通じる供給側流体抵抗部107、供給側流体抵抗部107に通じる液導入部108となる貫通穴や溝部を形成している。ノズル連通路105は、ノズル104と個別液室106にそれぞれ連なって通じる流路である。また、液導入部108は、振動板部材103の開口109を介して供給側共通液室110に通じている。 The flow path plate 102 penetrates into the individual liquid chamber 106 that leads to the nozzle 104 via the nozzle communication passage 105, the supply-side fluid resistance portion 107 that leads to the individual liquid chamber 106, and the liquid introduction portion 108 that leads to the supply-side fluid resistance portion 107. It forms holes and grooves. The nozzle communication passage 105 is a flow path that connects to the nozzle 104 and the individual liquid chamber 106, respectively. Further, the liquid introduction portion 108 is connected to the common liquid chamber 110 on the supply side through the opening 109 of the diaphragm member 103.

振動板部材103は、流路板102の個別液室106の壁面を形成する変形可能な振動領域130を有する。ここでは、振動板部材103は2層構造(限定されない)とし、流路板102側から薄肉部を形成する第1層と、厚肉部を形成する第2層で形成され、第1層で個別液室106に対応する部分に変形可能な振動領域130を形成している。 The diaphragm member 103 has a deformable vibration region 130 that forms the wall surface of the individual liquid chamber 106 of the flow path plate 102. Here, the diaphragm member 103 has a two-layer structure (not limited), and is formed by a first layer that forms a thin wall portion from the flow path plate 102 side and a second layer that forms a thick wall portion. A deformable vibration region 130 is formed in a portion corresponding to the individual liquid chamber 106.

そして、この振動板部材103の個別液室106とは反対側に、振動板部材103の振動領域130を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ111が配置されている。 Then, on the side of the diaphragm member 103 opposite to the individual liquid chamber 106, a piezoelectric actuator 111 including an electromechanical conversion element as a driving means (actuator means, pressure generating means) for deforming the vibration region 130 of the diaphragm member 103 is included. Is placed.

この圧電アクチュエータ111は、ベース部材113上に接合した圧電部材をハーフカットダイシングによって溝加工し、所要数の柱状の圧電素子112を所定の間隔で櫛歯状に形成したものである。 In this piezoelectric actuator 111, a piezoelectric member joined on a base member 113 is grooved by half-cut dicing, and a required number of columnar piezoelectric elements 112 are formed in a comb-teeth shape at predetermined intervals.

そして、圧電素子112を振動板部材103の振動領域130に形成した島状の厚肉部である凸部130aに接合している。また、圧電素子112にはフレキシブル配線部材115が接続されている。 Then, the piezoelectric element 112 is joined to the convex portion 130a, which is an island-shaped thick portion formed in the vibration region 130 of the diaphragm member 103. Further, a flexible wiring member 115 is connected to the piezoelectric element 112.

共通液室部材120は、供給側共通液室110と排出側共通液室150を形成する。すでに説明したとおり、供給側共通液室110は、図3に示す供給ポート171に通じ、排出側共通液室150は排出ポート181に通じている。 The common liquid chamber member 120 forms a common liquid chamber 110 on the supply side and a common liquid chamber 150 on the discharge side. As described above, the supply-side common liquid chamber 110 leads to the supply port 171 shown in FIG. 3, and the discharge-side common liquid chamber 150 leads to the discharge port 181.

なお、ここでは、共通液室部材120は、第一共通液室部材121及び第二共通液室部材122によって構成され、第一共通液室部材121を流路部材140の振動板部材103側に接合し、第一共通液室部材121に第二共通液室部材122を積層して接合している。 Here, the common liquid chamber member 120 is composed of a first common liquid chamber member 121 and a second common liquid chamber member 122, and the first common liquid chamber member 121 is placed on the diaphragm member 103 side of the flow path member 140. The second common liquid chamber member 122 is laminated and joined to the first common liquid chamber member 121.

第一共通液室部材121は、液導入部108に通じる供給側共通液室110の一部である下流側共通液室110Aと、排出流路151に通じる排出側共通液室150とを形成している。また、第二共通液室部材122は、供給側共通液室110の残部である上流側共通液室110Bを形成している。 The first common liquid chamber member 121 forms a downstream common liquid chamber 110A which is a part of the supply side common liquid chamber 110 leading to the liquid introduction portion 108 and a discharge side common liquid chamber 150 leading to the discharge flow path 151. ing. Further, the second common liquid chamber member 122 forms the upstream common liquid chamber 110B, which is the remainder of the supply side common liquid chamber 110.

また、流路板102には、各個別液室106にノズル連通路105を介して通じる流路板102の面方向に沿う排出流路151を形成している。排出流路151が排出側共通液室150に通じている。 Further, the flow path plate 102 is formed with a discharge flow path 151 along the surface direction of the flow path plate 102 that communicates with each individual liquid chamber 106 via the nozzle communication passage 105. The discharge flow path 151 leads to the discharge side common liquid chamber 150.

この液体吐出ヘッド100においては、例えば圧電素子112に与える電圧を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子112が収縮する。この収縮によって、振動板部材103の振動領域130が引かれて個別液室106の容積が膨張する。このような動作によって、個別液室106内に液体が流入する。その後、圧電素子112に印加する電圧を上げて圧電素子112を積層方向に伸長させると、振動板部材103が振動領域130をノズル104に向かう方向に変形させて個別液室106の容積を収縮させる。このような動作によって、個別液室106内の液体が加圧され、ノズル104から液体が吐出される。 In the liquid discharge head 100, for example, the piezoelectric element 112 contracts by lowering the voltage applied to the piezoelectric element 112 from the reference potential (intermediate potential). Due to this contraction, the vibration region 130 of the diaphragm member 103 is pulled and the volume of the individual liquid chamber 106 expands. By such an operation, the liquid flows into the individual liquid chamber 106. After that, when the voltage applied to the piezoelectric element 112 is increased to extend the piezoelectric element 112 in the stacking direction, the diaphragm member 103 deforms the vibration region 130 in the direction toward the nozzle 104 and contracts the volume of the individual liquid chamber 106. .. By such an operation, the liquid in the individual liquid chamber 106 is pressurized, and the liquid is discharged from the nozzle 104.

また、ノズル104から吐出されない液体は、ノズル104を通過して排出流路151から排出側共通液室150に排出され、排出側共通液室150から後述する液体循環機構200を通じて供給側共通液室110に再度供給される。 Further, the liquid that is not discharged from the nozzle 104 passes through the nozzle 104 and is discharged from the discharge flow path 151 to the discharge side common liquid chamber 150, and is discharged from the discharge side common liquid chamber 150 through the liquid circulation mechanism 200 described later to the supply side common liquid chamber. It is supplied to 110 again.

なお、液体吐出ヘッド100の駆動方法については上記の例(引き-押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。 The driving method of the liquid discharge head 100 is not limited to the above example (pull-pushing), and pulling or pushing may be performed depending on the driving waveform.

<液体循環経路>
次に、本発明に係る液体を吐出する装置が備える、液体循環経路の実施形態について図5を用いて説明する。図5は、本実施形態に係る液体循環機構200の基本的な構成について示す配管説明図である。
<Liquid circulation path>
Next, an embodiment of the liquid circulation path provided in the device for discharging the liquid according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a piping explanatory view showing a basic configuration of the liquid circulation mechanism 200 according to the present embodiment.

図5に示す液体循環機構200は、液体を循環可能な構成を備える液体吐出ヘッド100が連続体10の幅方向にライン状に複数配置されているラインヘッド型における、液体を循環させる構成を例示している。 The liquid circulation mechanism 200 shown in FIG. 5 exemplifies a configuration for circulating liquid in a line head type in which a plurality of liquid discharge heads 100 having a configuration capable of circulating liquid are arranged in a line in the width direction of the continuum 10. is doing.

液体循環機構200は、液体吐出ヘッド100から吐出される液体を循環路に供給する液体供給手段であるメインタンク201(液体タンク)を備える。また、液体を循環させるための差圧を生じさせる構造を構成する加圧側タンク220(第一サブタンク)と、減圧側タンク210(第二サブタンク)と、バッファタンク290(中間タンク)と、を備える。減圧側タンク210、加圧側タンク220、バッファタンク290は各循環経路によって接続されていて、それぞれに対して液体を流動させる構成を備える。この液体を流動させる構成には、加圧側のポンプである加圧用送液ポンプ202(第一送液ポンプ)、減圧側のポンプである減圧用送液ポンプ203(第二送液ポンプ)と、循環経路に液体を供給するための供給ポンプ209(第三送液ポンプ)が含まれる。 The liquid circulation mechanism 200 includes a main tank 201 (liquid tank) which is a liquid supply means for supplying the liquid discharged from the liquid discharge head 100 to the circulation path. Further, it is provided with a pressurizing side tank 220 (first sub-tank), a depressurizing side tank 210 (second sub-tank), and a buffer tank 290 (intermediate tank) constituting a structure for generating a differential pressure for circulating a liquid. .. The decompression side tank 210, the pressurization side tank 220, and the buffer tank 290 are connected by each circulation path, and have a configuration in which a liquid flows with respect to each. The configuration for flowing this liquid includes a pressurizing liquid feed pump 202 (first liquid feed pump) which is a pressurizing side pump, a depressurizing liquid feeding pump 203 (second liquid feeding pump) which is a depressurizing side pump, and the like. A supply pump 209 (third liquid feed pump) for supplying liquid to the circulation path is included.

また、液体循環機構200は、複数の液体吐出ヘッド100と通じる第1マニホールド230及び第2マニホールド240、液体吐出ヘッド100のそれぞれの液体供給側の経路に配置されている供給側ヘッドタンク300a(第一ヘッドタンク)と、液体吐出ヘッド100のそれぞれの液体排出側の経路に配置されている排出側ヘッドタンク300b(第二ヘッドタンク)と、液体中の溶存気体を除去する脱気手段である脱気装置260と、を備えている。以下の説明において、液体供給側と液体排出側の区別をしないときは、「ヘッドタンク300」と表記する。 Further, the liquid circulation mechanism 200 includes a supply-side head tank 300a (first), which is arranged in each of the liquid supply-side paths of the first manifold 230, the second manifold 240, and the liquid discharge head 100, which communicate with the plurality of liquid discharge heads 100. (1 head tank), the discharge side head tank 300b (second head tank) arranged in each liquid discharge side path of the liquid discharge head 100, and degassing means for removing the dissolved gas in the liquid. It is equipped with a gas device 260. In the following description, when the liquid supply side and the liquid discharge side are not distinguished, it is referred to as "head tank 300".

また、バッファタンク290は、加圧側タンク220と減圧側タンク210との間に配置されていて、メインタンク201からメインフィルタ205を含む流体経路289を介して供給ポンプ209により送液される。バッファタンク290には、バッファ用液面センサ291と、バッファタンク290の内部を大気開放する大気開放機構を構成するバッファ大気開放弁292と、が設置されている。 Further, the buffer tank 290 is arranged between the pressurizing side tank 220 and the depressurizing side tank 210, and is fed from the main tank 201 by the supply pump 209 via the fluid path 289 including the main filter 205. The buffer tank 290 is provided with a buffer liquid level sensor 291 and a buffer air release valve 292 that constitutes an air release mechanism that opens the inside of the buffer tank 290 to the atmosphere.

バッファタンク290と減圧側タンク210とは流体経路283を通じて接続され、流体経路283には減圧用送液ポンプ203が配置されている。減圧側タンク210は、気体室210aを有し、液体と気体が共存する構成である。減圧側タンク210には、液面を検知する減圧側液面センサ211と、内部を大気開放する電磁弁となる減圧側大気開放弁212が設けられている。 The buffer tank 290 and the decompression side tank 210 are connected to each other through a fluid path 283, and a decompression liquid feed pump 203 is arranged in the fluid path 283. The decompression side tank 210 has a gas chamber 210a, and is configured such that a liquid and a gas coexist. The decompression side tank 210 is provided with a decompression side liquid level sensor 211 for detecting the liquid level and a decompression side atmosphere release valve 212 which is an electromagnetic valve for opening the inside to the atmosphere.

バッファタンク290と加圧側タンク220とは流体経路284を通じて接続し、流体経路284には加圧用送液ポンプ202が配置されている。 The buffer tank 290 and the pressurizing side tank 220 are connected to each other through a fluid path 284, and a pressurizing liquid feed pump 202 is arranged in the fluid path 284.

加圧側タンク220は、気体室220aを有し、液体と気体が共存する構成である。加圧側タンク220には、液面を検知する加圧側液面センサ221と、内部を大気開放する大気開放機構となる加圧側大気開放弁222が設けられている。加圧側タンク220は、脱気装置260、循環用フィルタ261を含む流体経路281を通じて第1マニホールド230に接続されている。 The pressurizing side tank 220 has a gas chamber 220a, and is configured such that a liquid and a gas coexist. The pressurizing side tank 220 is provided with a pressurizing side liquid level sensor 221 for detecting the liquid level and a pressurizing side atmospheric opening valve 222 as an atmospheric opening mechanism for opening the inside to the atmosphere. The pressurizing side tank 220 is connected to the first manifold 230 through a fluid path 281 including a degassing device 260 and a circulation filter 261.

第1マニホールド230は、液体吐出ヘッド100の供給ポート171(供給口)側に供給経路231を介して通じている。供給経路231は、供給側ヘッドタンク300aを介して液体吐出ヘッド100の供給ポート171に接続されている。供給経路231には供給側ヘッドタンク300aより上流側に経路を開閉する電磁弁232が設けられている。なお、電磁弁232は、液体吐出ヘッド100の数に応じて設けられ、個別に開閉制御可能となっている。また、第1マニホールド230には第一圧力センサ233が設けられている。 The first manifold 230 is connected to the supply port 171 (supply port) side of the liquid discharge head 100 via the supply path 231. The supply path 231 is connected to the supply port 171 of the liquid discharge head 100 via the supply side head tank 300a. The supply path 231 is provided with a solenoid valve 232 that opens and closes the path upstream of the supply side head tank 300a. The solenoid valve 232 is provided according to the number of liquid discharge heads 100, and can be individually opened and closed. Further, the first manifold 230 is provided with a first pressure sensor 233.

減圧側タンク210は、流体経路282を介して第2マニホールド240に接続されている。第2マニホールド240は、液体吐出ヘッド100の排出ポート181(排出口)側に排出経路241を介して通じている。排出経路241は、排出側ヘッドタンク300bを介して液体吐出ヘッド100の排出ポート181に接続されている。排出経路241には排出側ヘッドタンク300bより下流側に経路を開閉する電磁弁242が設けられている。なお、電磁弁242は、液体吐出ヘッド100の数に応じて設けられ、個別に開閉制御可能となっている。また、第2マニホールド240には第二圧力センサ243が設けられている。 The decompression side tank 210 is connected to the second manifold 240 via the fluid path 282. The second manifold 240 is connected to the discharge port 181 (discharge port) side of the liquid discharge head 100 via the discharge path 241. The discharge path 241 is connected to the discharge port 181 of the liquid discharge head 100 via the discharge side head tank 300b. The discharge path 241 is provided with a solenoid valve 242 that opens and closes the path downstream of the discharge side head tank 300b. The solenoid valve 242 is provided according to the number of liquid discharge heads 100, and can be individually opened and closed. Further, the second manifold 240 is provided with a second pressure sensor 243.

さらに、第1マニホールド230と第2マニホールド240とを通じるバイパス経路270が設けられている。バイパス経路270には第1マニホールド230側に電磁弁271が、第2マニホールド240側に電磁弁272が設けられている。 Further, a bypass path 270 is provided through the first manifold 230 and the second manifold 240. The bypass path 270 is provided with a solenoid valve 271 on the first manifold 230 side and a solenoid valve 272 on the second manifold 240 side.

バッファタンク290から、流体経路284、加圧側タンク220、流体経路281、脱気装置260、第1マニホールド230、バイパス経路270、第2マニホールド240、減圧側タンク210を経てバッファタンク290に戻る経路を第1経路とする。第1経路は、液体吐出ヘッド100が循環経路の一部とはならず、バイパス経路270が循環経路の一部となる経路である。 A path from the buffer tank 290 to the buffer tank 290 via the fluid path 284, the pressurizing side tank 220, the fluid path 281, the deaerator 260, the first manifold 230, the bypass path 270, the second manifold 240, and the decompression side tank 210. The first route is used. The first path is a path in which the liquid discharge head 100 does not become a part of the circulation path and the bypass path 270 becomes a part of the circulation path.

バッファタンク290から、流体経路284、加圧側タンク220、流体経路281、脱気装置260、第1マニホールド230、液体吐出ヘッド100、第2マニホールド240、減圧側タンク210を経てバッファタンク290に戻る経路を第2経路とする。第2経路は、液体吐出ヘッド100が循環経路の一部となり、バイパス経路270が循環経路の一部とならない経路である。 A path from the buffer tank 290 to the buffer tank 290 via the fluid path 284, the pressurizing side tank 220, the fluid path 281, the deaerator 260, the first manifold 230, the liquid discharge head 100, the second manifold 240, and the decompression side tank 210. Is the second route. The second path is a path in which the liquid discharge head 100 is a part of the circulation path and the bypass path 270 is not a part of the circulation path.

電磁弁232、電磁弁242、電磁弁271、電磁弁272の開閉を制御することで、循環経路の構成を切り替えることができる。これら各電磁弁が切り換え手段を構成する。 By controlling the opening and closing of the solenoid valve 232, the solenoid valve 242, the solenoid valve 271, and the solenoid valve 272, the configuration of the circulation path can be switched. Each of these solenoid valves constitutes a switching means.

また、加圧側タンク220と減圧側タンク210、加圧用送液ポンプ202と減圧用送液ポンプ203によって、メインタンク201から供給された液体を循環経路に循環させる圧力を生じさせる手段を構成している。 Further, a means for generating a pressure for circulating the liquid supplied from the main tank 201 in the circulation path is configured by the pressurizing side tank 220 and the depressurizing side tank 210, the pressurizing liquid feeding pump 202 and the depressurizing liquid feeding pump 203. There is.

<1:バッファタンク290への補充>
次いで、液体の供給、循環について説明する。まず、メインタンク201からバッファタンク290への送液について説明する。バッファタンク290に貯留されている液量を検知するためのバッファ用液面センサ291が液量不足を検知すると、供給ポンプ209を用いて、メインタンク201から流体経路289を介してバッファタンク290に液体が供給される。この供給動作は、バッファ用液面センサ291が液面を検知するまで継続する。
<1: Replenishment of buffer tank 290>
Next, the supply and circulation of the liquid will be described. First, the liquid transfer from the main tank 201 to the buffer tank 290 will be described. When the buffer liquid level sensor 291 for detecting the amount of liquid stored in the buffer tank 290 detects that the amount of liquid is insufficient, the supply pump 209 is used from the main tank 201 to the buffer tank 290 via the fluid path 289. The liquid is supplied. This supply operation continues until the buffer liquid level sensor 291 detects the liquid level.

<2:バッファタンク290から加圧側タンク220への送液>
加圧用送液ポンプ202を用いて、バッファタンク290から流体経路284を介して、加圧側タンク220に液体を送液する。
<2: Liquid transfer from the buffer tank 290 to the pressurized tank 220>
Using the pressurizing liquid feed pump 202, the liquid is fed from the buffer tank 290 to the pressurizing side tank 220 via the fluid path 284.

<3:減圧側タンク210からバッファタンク290への送液>
減圧用送液ポンプ203を用いて、減圧側タンク210から流体経路283を介して、バッファタンク290に液体を供給する。
<3: Liquid transfer from the decompression side tank 210 to the buffer tank 290>
Using the decompression liquid feed pump 203, the liquid is supplied from the decompression side tank 210 to the buffer tank 290 via the fluid path 283.

<4:第2経路による送液>
第一圧力センサ233を目標圧力(例えば、加圧となる圧力)とするまで加圧用送液ポンプ202を用いて加圧側タンク220へインクを供給する。同時に、第二圧力センサ243を目標圧力(例えば負圧となる圧力)とするまで減圧用送液ポンプ203を用いてバッファタンク290へ液体を供給する。これらを行うことにより、加圧側タンク220と減圧側タンク210との間に、差圧が生じる。この差圧に応じて、加圧側タンク220から、流体経路281を介し、循環用フィルタ261、脱気装置260、第1マニホールド230、複数の供給経路231、複数の供給側ヘッドタンク300a、複数の液体吐出ヘッド100、複数の排出経路241、複数の排出側ヘッドタンク300b、第2マニホールド240、流体経路282を介して、減圧側タンク210まで液体の循環が可能となる。なお、このとき、電磁弁232,電磁弁242は開、電磁弁271,電磁弁272は閉である。
<4: Liquid transfer by the second route>
Ink is supplied to the pressurizing side tank 220 by using the pressurizing liquid feed pump 202 until the first pressure sensor 233 reaches the target pressure (for example, the pressure to be pressurized). At the same time, the liquid is supplied to the buffer tank 290 using the depressurizing liquid feed pump 203 until the second pressure sensor 243 reaches the target pressure (for example, a pressure that becomes a negative pressure). By doing these, a differential pressure is generated between the pressurizing side tank 220 and the depressurizing side tank 210. In response to this differential pressure, from the pressurizing side tank 220 via the fluid path 281, a circulation filter 261, a degassing device 260, a first manifold 230, a plurality of supply paths 231 and a plurality of supply side head tanks 300a, a plurality of Liquid can be circulated to the decompression side tank 210 via the liquid discharge head 100, the plurality of discharge paths 241 and the plurality of discharge side head tanks 300b, the second manifold 240, and the fluid path 282. At this time, the solenoid valve 232 and the solenoid valve 242 are open, and the solenoid valves 271 and the solenoid valve 272 are closed.

<5:第1経路による送液>
電磁弁232と、電磁弁242を閉じ、電磁弁271と電磁弁272を開いた状態で加圧用送液ポンプ202と減圧用送液ポンプ203を駆動して差圧を発生させる。この差圧に応じて、バッファタンク290から流体経路284を介して液体が流動する。さらに、加圧側タンク220から流体経路281を介して、循環用フィルタ261、脱気装置260、第1マニホールド230、バイパス経路270、第2マニホールド240、流体経路282の順で、減圧側タンク210まで液体が循環する。そして、減圧用送液ポンプ203の動作により、流体経路283を介して減圧側タンク210からバッファタンク290に液体が流動する。以上のように液体が循環する。
<5: Liquid delivery by the first route>
With the solenoid valve 232 and the solenoid valve 242 closed and the solenoid valve 271 and the solenoid valve 272 open, the pressurizing liquid feed pump 202 and the depressurizing liquid feed pump 203 are driven to generate a differential pressure. In response to this differential pressure, the liquid flows from the buffer tank 290 through the fluid path 284. Further, from the pressurizing side tank 220 to the depressurizing side tank 210 via the fluid path 281 in the order of the circulation filter 261, the deaerator 260, the first manifold 230, the bypass path 270, the second manifold 240, and the fluid path 282. The liquid circulates. Then, by the operation of the decompression liquid feed pump 203, the liquid flows from the decompression side tank 210 to the buffer tank 290 via the fluid path 283. The liquid circulates as described above.

なお、減圧側タンク210の液面を検知する減圧側液面センサ211、加圧側タンク220の液面を検知する加圧側液面センサ221、バッファタンク290の液面を検知するバッファ用液面センサ291は、いずれも、その形式が限定されるものではない。例えば、フロート式による液体の有無の検知や、少なくとも2本以上の電極ピンを用いて検出した電圧の出力に応じて液体の有無の検知する方式、レーザによる液面検知方式、等を用いることができる。 The decompression side liquid level sensor 211 for detecting the liquid level of the decompression side tank 210, the pressurization side liquid level sensor 221 for detecting the liquid level of the pressurization side tank 220, and the buffer liquid level sensor for detecting the liquid level of the buffer tank 290. The format of 291 is not limited to any of the above. For example, it is possible to use a float method for detecting the presence or absence of a liquid, a method for detecting the presence or absence of a liquid according to the output of a voltage detected by using at least two or more electrode pins, a liquid level detection method using a laser, and the like. can.

また、減圧側タンク210、バッファタンク290、加圧側タンク220には、それぞれ大気開放機構としての電磁弁である減圧側大気開放弁212、バッファ大気開放弁292、加圧側大気開放弁222が設けられている。これらの開閉を制御することで、各タンクを大気と連通させることが可能となっている。 Further, the decompression side tank 210, the buffer tank 290, and the pressurization side tank 220 are provided with a decompression side atmosphere opening valve 212, a buffer atmosphere opening valve 292, and a pressurizing side atmosphere opening valve 222, which are solenoid valves as an atmosphere opening mechanism, respectively. ing. By controlling the opening and closing of these tanks, it is possible to communicate with the atmosphere.

なお、バッファタンク290の液面は、液体吐出ヘッド100のノズル面よりも所定距離重力方向下方に配置される。これによって、バッファタンク290のバッファ大気開放弁292を開くと、液体吐出ヘッド100には常時高低差に応じた水頭差が安定して掛かる。したがって、液体循環停止時等には、水頭差によって液体吐出ヘッド100が備えるノズルのメニスカスを安定維持できる。また、バッファタンク290の圧力が一定になるので液体吐出中の液体循環の際にも加圧側タンク220と減圧側タンク210の圧力を制御しやすくなり、液体の吐出特性をより安定化できる。 The liquid level of the buffer tank 290 is arranged below the nozzle surface of the liquid discharge head 100 by a predetermined distance in the direction of gravity. As a result, when the buffer atmosphere release valve 292 of the buffer tank 290 is opened, the head difference corresponding to the height difference is constantly stably applied to the liquid discharge head 100. Therefore, when the liquid circulation is stopped or the like, the meniscus of the nozzle included in the liquid discharge head 100 can be stably maintained due to the head difference. Further, since the pressure of the buffer tank 290 becomes constant, it becomes easy to control the pressures of the pressurizing side tank 220 and the depressurizing side tank 210 even during liquid circulation during liquid discharge, and the liquid discharge characteristics can be further stabilized.

また、液体循環機構200は、バッファタンク290において、循環対象の液体に混入した気体を分離するための循環路である気液分離部400を備える。気液分離部400の詳細な構成は後述し、先に。気液分離部400を設けることで得られる効果を説明するための比較例について図6を用いて説明する。図6は、気液分離部400を備えない場合のバッファタンク290の構成を例示している。すでに説明したとおり、バッファタンク290には、液体が循環するときは、減圧用送液ポンプ203から液体が入り、加圧用送液ポンプ202によって加圧用送液ポンプ202へと出て行く。 Further, the liquid circulation mechanism 200 includes a gas-liquid separation unit 400 which is a circulation path for separating the gas mixed in the liquid to be circulated in the buffer tank 290. The detailed configuration of the gas-liquid separation unit 400 will be described later, and will be described first. A comparative example for explaining the effect obtained by providing the gas-liquid separation unit 400 will be described with reference to FIG. FIG. 6 illustrates the configuration of the buffer tank 290 when the gas-liquid separation unit 400 is not provided. As described above, when the liquid circulates in the buffer tank 290, the liquid enters from the depressurizing liquid feed pump 203 and exits to the pressurizing liquid feed pump 202 by the pressurizing liquid feed pump 202.

液体を最初に充填する初期充填時や、液体吐出ヘッド100を動作させて液体吐出処理を行う経時において、液体循環機構200のノズル口や配管から気体が混入すると、減圧用送液ポンプ203からバッファタンク290に流動する液体と一緒に気体も混入してくる。これによって、図6に示すように混入気体601aがバッファタンク290内の液体層290bに放出される。この混入気体601aは、バッファタンク290内の気体層290aで気泡601bになる。混入気体601aの量が多くなると、図6に示すように、バッファタンク290の気体層290aに気泡601bが多数発生することになる。 If gas is mixed from the nozzle opening or piping of the liquid circulation mechanism 200 during the initial filling of the liquid for the first time or during the time when the liquid discharge head 100 is operated to perform the liquid discharge process, a buffer is supplied from the depressurizing liquid feed pump 203. Gas is mixed with the liquid flowing in the tank 290. As a result, as shown in FIG. 6, the mixed gas 601a is discharged to the liquid layer 290b in the buffer tank 290. The mixed gas 601a becomes bubbles 601b in the gas layer 290a in the buffer tank 290. When the amount of the mixed gas 601a is large, as shown in FIG. 6, a large number of bubbles 601b are generated in the gas layer 290a of the buffer tank 290.

すでに説明したとおり、バッファタンク290にはバッファ大気開放弁292が設けられている。したがって、気体層290aに発生した気泡601bの量が多くなると、バッファ大気開放弁292から気泡601bが溢れ出す状態になる。すなわち、混入気体601aが多くなるとバッファ大気開放弁292から液漏れが生ずる。本実施形態に係る液体循環機構200は、上記のような不具合を防止するために気液分離部400を備えるものである。 As described above, the buffer tank 290 is provided with a buffer air release valve 292. Therefore, when the amount of bubbles 601b generated in the gas layer 290a increases, the bubbles 601b overflow from the buffer atmosphere opening valve 292. That is, when the amount of the mixed gas 601a increases, liquid leakage occurs from the buffer atmosphere release valve 292. The liquid circulation mechanism 200 according to the present embodiment includes a gas-liquid separation unit 400 in order to prevent the above-mentioned problems.

<制御部500>
ここで、液体を吐出する装置の動作を制御する制御機能の機能ブロックについて、図7を用いて説明する。図7に示すように、制御部500は、印刷装置1000全体の制御を司るCPU(Central Processing Unit)501、CPU501が実行するプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するROM(Read Only Memory)502と、画像データ等を一時格納するRAM(Random Access Memory)503で構成される主制御部500Aを備えている。
<Control unit 500>
Here, the functional block of the control function for controlling the operation of the device for discharging the liquid will be described with reference to FIG. 7. As shown in FIG. 7, the control unit 500 is a ROM (Read Only Memory) that stores fixed data such as a CPU (Central Processing Unit) 501 that controls the entire printing device 1000 and various programs including a program executed by the CPU 501. It includes a main control unit 500A composed of a 502 and a RAM (Random Access Memory) 503 for temporarily storing image data and the like.

制御部500は、電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ504(NVRAM:Non-Volatie Random Access Memory)を備えている。制御部500は、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他の制御するための入出力信号を処理するASIC(Applicatin Specific Integrated Circuit)505を備えるとともに、ホストI/F(Interface)506を介してプリンタドライバ590との間でデータの送受信を行う。 The control unit 500 includes a rewritable non-volatile memory 504 (NVRAM: Non-Volunteer Random Access Memory) for holding data even when the power is cut off. The control unit 500 includes an ASIC (Applicatin Specific Integrated Circuit) 505 that processes various signal processing for image data, image processing for sorting, and other input / output signals for control, and a host I / F (Interface). ) Send and receive data to and from the printer driver 590 via 506.

制御部500は、印刷制御部508と、ヘッドドライバ509を備えている。印刷制御部508は、ヘッドユニット50に含まれる液体吐出ヘッド100のそれぞれを駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段、バイアス電圧出力手段を含む。ヘッドドライバ509は、各液体吐出ヘッド100を駆動するための駆動ICである。 The control unit 500 includes a print control unit 508 and a head driver 509. The print control unit 508 includes a data transfer means, a drive signal generation means, and a bias voltage output means for driving and controlling each of the liquid discharge heads 100 included in the head unit 50. The head driver 509 is a drive IC for driving each liquid discharge head 100.

制御部500は、電磁弁群550を構成する各電磁弁(232、242、271、272、212、222、292)などを駆動制御する電磁弁制御部510を備えている。 The control unit 500 includes a solenoid valve control unit 510 that drives and controls each solenoid valve (232, 242, 271, 272, 212, 222, 292) that constitutes the solenoid valve group 550.

制御部500は、供給ポンプ209を駆動制御する供給系制御部511を備えている。 The control unit 500 includes a supply system control unit 511 that drives and controls the supply pump 209.

制御部500は、加圧用送液ポンプ202と、減圧用送液ポンプ203を駆動制御させて差圧の発生と調整をする圧力系制御部512を備えている。 The control unit 500 includes a pressurizing liquid feed pump 202 and a pressure system control unit 512 that drives and controls the depressurizing liquid feed pump 203 to generate and adjust the differential pressure.

制御部500は、後述する液体循環機構200を構成する第一ポンプ401、第二ポンプ411、第一排気ポンプ406等を駆動制御して、混入気体601aを除去する動作を制御するための脱気系制御部516を備えている。 The control unit 500 drives and controls the first pump 401, the second pump 411, the first exhaust pump 406 and the like constituting the liquid circulation mechanism 200 described later, and degass to control the operation of removing the mixed gas 601a. It includes a system control unit 516.

制御部500は、I/O部513を有している。I/O部513は、様々のセンサ情報を処理することができ、第一圧力センサ233,第二圧力センサ243の検知結果および各種のセンサ群515からの情報を取得する。そして、印刷装置1000の制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部508や電磁弁制御部510、供給系制御部511、圧力系制御部512、脱気系制御部516による制御などに使用する。 The control unit 500 has an I / O unit 513. The I / O unit 513 can process various sensor information, and acquires the detection results of the first pressure sensor 233 and the second pressure sensor 243 and the information from various sensor groups 515. Then, the information necessary for controlling the printing device 1000 is extracted and used for control by the printing control unit 508, the solenoid valve control unit 510, the supply system control unit 511, the pressure system control unit 512, the degassing system control unit 516, and the like. ..

なお、制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル514が接続されている。 An operation panel 514 for inputting and displaying information necessary for this device is connected to the control unit 500.

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の実施形態について説明する。以下の実施形態は、液体を吐出する装置が備える特徴的な構成についてのみであり、液体を吐出する装置における液体吐出動作や液体循環動作などの詳細については省略する。 Next, an embodiment of the device for discharging the liquid according to the present invention will be described. The following embodiments are only for the characteristic configuration provided in the device for discharging the liquid, and the details such as the liquid discharge operation and the liquid circulation operation in the device for discharging the liquid will be omitted.

[第一実施形態]
図8は、印刷装置1000が備える液体循環機構200において設けられる気液分離構造の例である。本実施形態に係る気液分離部400は、循環ポンプである第一ポンプ401と、フィルタ402と、気体滞留部を構成する傘状部材403と、を備える。また、気液分離部400は、上記の構成を連結する第一分離経路404a、第二分離経路404b、第三分離経路404cを備えている。
[First Embodiment]
FIG. 8 is an example of a gas-liquid separation structure provided in the liquid circulation mechanism 200 included in the printing apparatus 1000. The gas-liquid separation unit 400 according to the present embodiment includes a first pump 401 that is a circulation pump, a filter 402, and an umbrella-shaped member 403 that constitutes a gas retention unit. Further, the gas-liquid separation unit 400 includes a first separation path 404a, a second separation path 404b, and a third separation path 404c that connect the above configurations.

第一分離経路404aは、一方の端部が液体層290bにあり、他方の端部が第一ポンプ401に接続する第一循環路に相当する配管である。第二分離経路404bは、一方を第一ポンプ401に接続し、他方をフィルタ402に接続する第二循環路に相当する配管である。第三分離経路404cは、一方をフィルタ402に接続し、他方が気体層209aにある第三循環路に相当する配管である。気液分離部400は、一方の端部が液体層290bにあって他方の端部が第一ポンプ401またはフィルタ402に接続される第一循環路と、一方の端部が気体層290aにあって他方の端部がフィルタ402または第一ポンプ401に接続されている第二循環経路と、を含む構成としてみることもできる。この場合、第一循環経路は、液体層290bに一方の端部が配置され、他方の端部がフィルタ402または第一ポンプ401に接続されればよく、第二循環経路は、気体層290aに一方の端部が配置され、他方の端部が第一ポンプ401またはフィルタ402に接続されればよい。 The first separation path 404a is a pipe having one end in the liquid layer 290b and the other end corresponding to the first circulation path connected to the first pump 401. The second separation path 404b is a pipe corresponding to a second circulation path connecting one to the first pump 401 and the other to the filter 402. The third separation path 404c is a pipe having one connected to the filter 402 and the other corresponding to the third circulation path in the gas layer 209a. The gas-liquid separation unit 400 has one end in the liquid layer 290b and the other end in the first circulation path connected to the first pump 401 or the filter 402, and one end in the gas layer 290a. It can also be seen as a configuration including a second circulation path in which the other end is connected to the filter 402 or the first pump 401. In this case, the first circulation path may be such that one end is arranged in the liquid layer 290b and the other end is connected to the filter 402 or the first pump 401, and the second circulation path is in the gas layer 290a. One end may be arranged and the other end may be connected to the first pump 401 or filter 402.

なお、第一ポンプ401とフィルタ402との関係は、図8のような接続態様に限定されるものではない。たとえば、第一分離経路404aをフィルタ402に接続し、フィルタ402の反対側に第二分離経路404bを接続し、その下流に第一ポンプ401が接続し、第三分離経路404cを通過して気体層290cに戻る様に循環させてもよい。 The relationship between the first pump 401 and the filter 402 is not limited to the connection mode as shown in FIG. For example, the first separation path 404a is connected to the filter 402, the second separation path 404b is connected to the opposite side of the filter 402, the first pump 401 is connected downstream thereof, and the gas passes through the third separation path 404c. It may be circulated so as to return to the layer 290c.

気液分離部400は、バッファタンク290の液体層290bから混入気体601aを含む液体を回収し、気体層290aへと放出する気液分離循環経路を構成する。 The gas-liquid separation unit 400 constitutes a gas-liquid separation circulation path that collects the liquid containing the mixed gas 601a from the liquid layer 290b of the buffer tank 290 and discharges it to the gas layer 290a.

第一ポンプ401を動作させることによって、第一分離経路404aを介して液体層290bから液体が吸い上げられ、第二分離経路404bを介してフィルタ402に至る。フィルタ402において液体と気体が分離されて、第三分離経路404cを介して液体がバッファタンク290に戻る。以上のように、バッファタンク290の内部に貯留されている液体を循環させる。 By operating the first pump 401, the liquid is sucked up from the liquid layer 290b through the first separation path 404a and reaches the filter 402 through the second separation path 404b. The liquid and gas are separated in the filter 402, and the liquid returns to the buffer tank 290 via the third separation path 404c. As described above, the liquid stored inside the buffer tank 290 is circulated.

すでに説明したとおり、バッファタンク290には、減圧用送液ポンプ203から流体経路283を介して液体が送られてくる。したがって、バッファタンク290に気体が混入されている液体が放出される位置は、バッファタンク290の内部にある流体経路283の放出側端部である。そこで、第一分離経路404aの一方の端部は、流体経路283の放出側端部の近傍とし、かつ、液体層290bの中とする。 As described above, the liquid is sent to the buffer tank 290 from the depressurizing liquid feed pump 203 via the fluid path 283. Therefore, the position where the liquid in which the gas is mixed in the buffer tank 290 is discharged is the discharge side end of the fluid path 283 inside the buffer tank 290. Therefore, one end of the first separation path 404a is set in the vicinity of the discharge side end of the fluid path 283 and in the liquid layer 290b.

また、流体経路283の放出端から放出される気体(混入気体601a)を第一分離経路404aの一方の端部から確実に吸い上げるようにするために、放出側端部の上方に気体滞留部としての傘状部材403を配置している。傘状部材403は、流体経路283の放出側端部から放出された混入気体601aが、液体層290bの一部に留まり、気体層290aから発散しないようにする部材である。傘状部材403によって混入気体601aが集められる位置に、第一分離経路404aの一方の端部が配置される。 Further, in order to ensure that the gas (mixed gas 601a) discharged from the discharge end of the fluid path 283 is sucked up from one end of the first separation path 404a, as a gas retention portion above the discharge side end. Umbrella-shaped member 403 is arranged. The umbrella-shaped member 403 is a member that prevents the mixed gas 601a discharged from the discharge side end of the fluid path 283 from staying in a part of the liquid layer 290b and diverging from the gas layer 290a. One end of the first separation path 404a is arranged at a position where the mixed gas 601a is collected by the umbrella-shaped member 403.

フィルタ402は、メッシュ状の部材であって、液体は通しやすく気体は通しにくい性質を有する部材からなる気液分離部材である。液体がフィルタ402を通過するとき、液体が先に進み混入気体601aは液体よりも遅れる。これによって、液体と混入気体601aは分離されて、混入気体601aが分離された気体が、バッファタンク290に戻される。また、フィルタ402の第一ポンプ401側で混入気体601aが集まり、液体の流動によって気泡が弾けて小さくなるか消滅することもある。これが気体層290aに放出されれば、液体層290bの表面に微小な気泡が残るかもしれないが、微小な気泡であれば、バッファ大気開放弁292からあふれ出すことを防止できる。 The filter 402 is a mesh-shaped member, and is a gas-liquid separation member made of a member having a property that a liquid is easy to pass through and a gas is difficult to pass through. When the liquid passes through the filter 402, the liquid advances and the mixed gas 601a lags behind the liquid. As a result, the liquid and the mixed gas 601a are separated, and the gas from which the mixed gas 601a is separated is returned to the buffer tank 290. Further, the mixed gas 601a gathers on the first pump 401 side of the filter 402, and the bubbles may pop and become smaller or disappear due to the flow of the liquid. If this is released to the gas layer 290a, minute bubbles may remain on the surface of the liquid layer 290b, but if it is a minute bubble, it can be prevented from overflowing from the buffer atmosphere release valve 292.

第一ポンプ401による流量は、減圧用送液ポンプ203の流量よりも大きい流量に設定されている。これによって、液体層290bに放出された混入気体601aは、気液分離部400に確実に回収される。 The flow rate of the first pump 401 is set to be larger than the flow rate of the depressurizing liquid feed pump 203. As a result, the mixed gas 601a released into the liquid layer 290b is surely recovered by the gas-liquid separation unit 400.

また、傘状部材403は、放出された混入気体601aが液面方向に移動することを防止するものであるから、形状は、図8に例示したような傘状のものでなくてもよい。混入気体601aが一箇所に集まるように、上方側が狭まっているテーパー状の形態が望ましい。 Further, since the umbrella-shaped member 403 prevents the released mixed gas 601a from moving in the liquid surface direction, the shape does not have to be the umbrella-shaped one as illustrated in FIG. It is desirable to have a tapered shape in which the upper side is narrowed so that the mixed gas 601a gathers in one place.

気液分離部400は、バッファ大気開放弁292から離れた位置に設置されることが望ましい。特に、フィルタ402を通過した液体を液体層290bに戻すための第三分離経路404cは、バッファ大気開放弁292からより離れている方がより望ましい。したがって、図8に例示するように、バッファタンク290の水平方向の両端部にバッファ大気開放弁292と気液分離部400は離れて配置されるとよい。 It is desirable that the gas-liquid separation unit 400 be installed at a position away from the buffer atmosphere release valve 292. In particular, it is more desirable that the third separation path 404c for returning the liquid that has passed through the filter 402 to the liquid layer 290b is farther from the buffer atmosphere release valve 292. Therefore, as illustrated in FIG. 8, the buffer atmosphere release valve 292 and the gas-liquid separation unit 400 may be arranged at both ends in the horizontal direction of the buffer tank 290.

なお、バッファタンク290には、液体層290bを鉛直方向で分断するような内壁部293を備えているとよい。内壁部293は、バッファ大気開放弁292に近い側に設けられていて、混入気体601aが傘状部材403から外れてしまっても、バッファ大気開放弁292側に直接的に移動することを規制する。 The buffer tank 290 may be provided with an inner wall portion 293 that divides the liquid layer 290b in the vertical direction. The inner wall portion 293 is provided on the side close to the buffer atmosphere opening valve 292, and regulates the direct movement of the mixed gas 601a to the buffer atmosphere opening valve 292 side even if it comes off from the umbrella-shaped member 403. ..

以上説明した本実施形態によれば、液体吐出ヘッド100の吐出特性を規定するための圧力制御を行うために差圧を生じさせながら液体を循環させる液体循環機構200において、循環経路中の気体が混入した液体から気体を分離して循環経路に戻すことができる。 According to the present embodiment described above, in the liquid circulation mechanism 200 that circulates the liquid while generating a differential pressure in order to perform pressure control for defining the discharge characteristics of the liquid discharge head 100, the gas in the circulation path is generated. The gas can be separated from the mixed liquid and returned to the circulation path.

以上の実施形態に係る特徴的な構成を備える印刷装置1000によれば、液体の初期充填時や経時において液体に空気が混入しても、これによる液漏れを確実に防ぐことができる。したがって、メンテナンス容易であり、長時間の継続運転にも耐性を備える液体を吐出する装置を得ることができる。 According to the printing apparatus 1000 having the characteristic configuration according to the above embodiment, even if air is mixed in the liquid at the time of initial filling of the liquid or over time, it is possible to reliably prevent the liquid from leaking. Therefore, it is possible to obtain a device that discharges a liquid that is easy to maintain and has resistance to continuous operation for a long time.

[第二実施形態]
次に本発明に係る液体を吐出する装置が備える実施形態であって、液体循環機構200において設けられる気液分離構造の別例について説明する。図9に示す気液分離構造は、すでに説明をした気液分離部400と共通する構成を一部に備える。以下の説明は、異なる部分について詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, another example of the gas-liquid separation structure provided in the liquid circulation mechanism 200, which is an embodiment of the device for discharging the liquid according to the present invention, will be described. The gas-liquid separation structure shown in FIG. 9 partially includes a configuration common to the gas-liquid separation unit 400 already described. The following description describes the different parts in detail.

本実施形態に係る気液分離部400aは、液体と気体を分離するフィルタ402の代わりに液体から気体を除去する脱気モジュールを用いる。図9に示すように、気液分離部400aは、分離経路を構成する配管に第一脱気モジュール405と、第一脱気モジュール405から強制的に排気をする第一排気ポンプ406と備える。 The gas-liquid separation unit 400a according to the present embodiment uses a degassing module that removes gas from the liquid instead of the filter 402 that separates the liquid and the gas. As shown in FIG. 9, the gas-liquid separation unit 400a includes a first degassing module 405 and a first exhaust pump 406 forcibly exhausting air from the first degassing module 405 in the piping constituting the separation path.

また、本実施形態では、第一気液分離経路を構成する気液分離部400aに加えて、第二気液分離経路を構成する強制排気部410を有する。強制排気部410は、第二脱気モジュール412と、第二脱気モジュール412から強制的に排気をする第二排気ポンプ413と備える。 Further, in the present embodiment, in addition to the gas-liquid separation section 400a constituting the first gas-liquid separation path, the forced exhaust section 410 constituting the second gas-liquid separation path is provided. The forced exhaust unit 410 includes a second degassing module 412 and a second exhaust pump 413 forcibly exhausting air from the second degassing module 412.

強制排気部410は、第一排気経路414cと、脱気ポンプである第二ポンプ411と、第二排気経路414bと、第二脱気モジュール412と、第二排気ポンプ413と、第三排気経路414aと、を有する。また、強制排気部410は、第二脱気モジュール412と第二排気ポンプ413とを接続する第二排気路414dを備える。 The forced exhaust section 410 includes a first exhaust path 414c, a second pump 411 which is a degassing pump, a second exhaust path 414b, a second degassing module 412, a second exhaust pump 413, and a third exhaust path. It has 414a and. Further, the forced exhaust unit 410 includes a second exhaust passage 414d that connects the second degassing module 412 and the second exhaust pump 413.

強制排気部410は、バッファタンク290の気体層290aから微小の泡を含む気体を回収し、気体層290aへと放出する強制排気循環経路を構成する。 The forced exhaust unit 410 constitutes a forced exhaust circulation path that recovers the gas containing minute bubbles from the gas layer 290a of the buffer tank 290 and discharges the gas to the gas layer 290a.

第一脱気モジュール405と第二脱気モジュール412は、ともに、液体を通さず気体のみを通す性質のある中空糸フィルタによって構成される気液分離部材である。第一脱気モジュール405と第二脱気モジュール412は、経路の外側の空間を減圧することにより、経路内の液体に含まれる空気を除去する部材である。第一排気ポンプ406によって第一脱気モジュール405の外側の空間が減圧されて、第一排気路404dを介して混入気体601aが除去される。混入気体601aが除去された液体は、バッファタンク290の気体層290aに戻される。これによって混入気体601aが確実に除去される。 Both the first degassing module 405 and the second degassing module 412 are gas-liquid separation members composed of a hollow fiber filter having a property of passing only gas without passing liquid. The first degassing module 405 and the second degassing module 412 are members for removing air contained in the liquid in the path by reducing the pressure in the space outside the path. The space outside the first degassing module 405 is depressurized by the first exhaust pump 406, and the mixed gas 601a is removed through the first exhaust passage 404d. The liquid from which the mixed gas 601a has been removed is returned to the gas layer 290a of the buffer tank 290. This ensures that the mixed gas 601a is removed.

第二脱気モジュール412は、気液分離部400aとバッファ大気開放弁292との間の気体層290aを循環させて排気するためのものである。第二脱気モジュール412によって、気液分離部400aによるバッファタンク290に戻された液体に泡が残存して液体層290bの表面に蓄積したとしても、その泡を、第二ポンプ411を利用して回収し、気体と液体に分離して、気体をバッファタンク290に戻すことができる。これによって、気体層290aに泡が増えてバッファ大気開放弁292から外部に漏れ出すことを防止することができる。 The second degassing module 412 is for circulating and exhausting the gas layer 290a between the gas-liquid separation unit 400a and the buffer atmosphere opening valve 292. Even if bubbles remain in the liquid returned to the buffer tank 290 by the gas-liquid separation unit 400a by the second degassing module 412 and accumulate on the surface of the liquid layer 290b, the bubbles are used by the second pump 411. Can be recovered, separated into gas and liquid, and returned to the buffer tank 290. As a result, it is possible to prevent bubbles from increasing in the gas layer 290a and leaking to the outside from the buffer atmosphere release valve 292.

また、強制排気部410の第二脱気モジュール412によって空気が外部に排出された分、バッファ大気開放弁292から空気が流入するため、バッファタンク290の内部からバッファ大気開放弁292を通過して外部に流れ出る気体の量は少なくなる。これによって、泡によるバッファ大気開放弁292側の詰まりを防止できる。 Further, since the air flows out from the buffer atmosphere opening valve 292 by the amount of the air discharged to the outside by the second degassing module 412 of the forced exhaust unit 410, the air passes through the buffer atmosphere opening valve 292 from the inside of the buffer tank 290. The amount of gas flowing out is reduced. This makes it possible to prevent clogging of the buffer atmosphere release valve 292 side due to bubbles.

なお、液体は、減圧用送液ポンプ203が動作しているときに液体循環機構200へ流入する。したがって、減圧用送液ポンプ203が動作しているときが、バッファタンク290に混入気体601aが流入するタイミングとなる。そこで、第一ポンプ401と、第二ポンプ411と、第一排気ポンプ406および第二排気ポンプ413の動作は、減圧用送液ポンプ203の動作に同期させるとよい。 The liquid flows into the liquid circulation mechanism 200 when the decompression pump 203 is operating. Therefore, the time when the depressurizing liquid feed pump 203 is operating is the timing at which the mixed gas 601a flows into the buffer tank 290. Therefore, the operations of the first pump 401, the second pump 411, the first exhaust pump 406, and the second exhaust pump 413 may be synchronized with the operations of the depressurizing liquid feed pump 203.

このように、動作タイミングを制御することによって、液体が流動していないとき(バッファタンク290に混入気体601aが流入しないとき)は、複数のポンプの動作を停止して、無駄な電力消費を防止できる。また、このような制御によって、第一脱気モジュール405,第二脱気モジュール412や、第一ポンプ401、第二ポンプ411等の寿命を延ばすこともできる。 By controlling the operation timing in this way, when the liquid is not flowing (when the mixed gas 601a does not flow into the buffer tank 290), the operations of the plurality of pumps are stopped to prevent wasteful power consumption. can. Further, by such control, the life of the first degassing module 405, the second degassing module 412, the first pump 401, the second pump 411, and the like can be extended.

[第三実施形態]
次に本発明に係る液体を吐出する装置が備える実施形態であって、液体循環機構200において設けられる気液分離構造のさらに別の例について説明する。図10に示す気液分離構造は、第二実施形態に係る気液分離部400aと強制排気部410の構成に対して、さらに、混入気体601aの回収部分に特徴を有するものである。
[Third Embodiment]
Next, another example of the gas-liquid separation structure provided in the liquid circulation mechanism 200, which is an embodiment of the device for discharging the liquid according to the present invention, will be described. The gas-liquid separation structure shown in FIG. 10 is further characterized by a recovery portion of the mixed gas 601a with respect to the configuration of the gas-liquid separation section 400a and the forced exhaust section 410 according to the second embodiment.

本実施形態は、図9の構成と同様に第一気液分離経路と第二気液分離経路の2つの気液分離経路によって、バッファタンク290の液体層290bでの気泡の成長を防止し、かつ、バッファ大気開放弁292から外部に泡が流入することを防止する。 In the present embodiment, the growth of air bubbles in the liquid layer 290b of the buffer tank 290 is prevented by the two gas-liquid separation paths of the first gas-liquid separation path and the second gas-liquid separation path as in the configuration of FIG. In addition, it prevents bubbles from flowing into the outside from the buffer atmosphere release valve 292.

本実施形態では、気液分離部400aにおいて、混入気体601aを回収する位置をバッファタンク290の深い位置とする。そのため、バッファタンク290は、すでに説明をした実施形態のものよりも、深さ寸法が大きいものを想定する。 In the present embodiment, in the gas-liquid separation unit 400a, the position where the mixed gas 601a is collected is set to the deep position of the buffer tank 290. Therefore, it is assumed that the buffer tank 290 has a larger depth dimension than that of the embodiment described above.

液体層290bの深い位置(深部)では、混入気体601aは水圧によって小さい状態である。そこで、混入気体601aが小さい段階で気液分離部400aにて回収することで、第一分離経路404aに取り込まれると、混入気体601aの除去をより確実に行うことができる。 At the deep position (deep part) of the liquid layer 290b, the mixed gas 601a is in a small state due to water pressure. Therefore, by collecting the mixed gas 601a in the gas-liquid separation unit 400a at a small stage, when it is taken into the first separation path 404a, the mixed gas 601a can be removed more reliably.

また、液体層290bの内部に位置する第一分離経路404aの端部近傍には、気体滞留部としての傾斜板403bが設置されている。この傾斜板403bは、バッファタンク290の内部の壁の一部に、固定されていて、下方側が壁から離れる状態になっている傾斜部材である。流体経路283の端部を傾斜板403bの下方に配置することで、混入気体601aは傾斜板403bに沿って壁側に集約される。その集約する位置に、第一分離経路404aに一方の端部を配置することで、混入気体601aをさらに確実に回収できるようにしている。 Further, an inclined plate 403b as a gas retention portion is installed near the end of the first separation path 404a located inside the liquid layer 290b. The inclined plate 403b is an inclined member fixed to a part of the inner wall of the buffer tank 290 so that the lower side thereof is separated from the wall. By arranging the end portion of the fluid path 283 below the inclined plate 403b, the mixed gas 601a is collected on the wall side along the inclined plate 403b. By arranging one end of the first separation path 404a at the aggregation position, the mixed gas 601a can be recovered more reliably.

以上説明した本実施形態によれば、減圧用送液ポンプ203に連通する配管(流体経路283)のバッファタンク290内での開口部を深い位置に配置することで、開口部から混入気体601aが排出された場合、バッファタンク290内での水圧の作用により泡が小さい状態で第一分離経路404aに取り込まれる。これによって、消泡、減泡をより効果的に行える。 According to the present embodiment described above, by arranging the opening in the buffer tank 290 of the pipe (fluid path 283) communicating with the depressurizing liquid feed pump 203 at a deep position, the mixed gas 601a can be discharged from the opening. When discharged, the bubbles are taken into the first separation path 404a in a small state due to the action of water pressure in the buffer tank 290. As a result, defoaming and defoaming can be performed more effectively.

<液体を吐出する装置に関する補足>
本願において、吐出される「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
<Supplementary information regarding the device that discharges liquid>
In the present application, the "liquid" to be discharged may have a viscosity and surface tension that can be discharged from the head, and is not particularly limited, but has a viscosity of 30 mPa · s or less at room temperature, under normal pressure, or by heating or cooling. Is preferable. More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, polymerizable compounds, resins, functionalizing materials such as surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids and proteins, and calcium. , Solvents, suspensions, emulsions, etc. containing edible materials such as natural pigments, such as inks for inkjets, surface treatment liquids, components of electronic and light emitting elements, and formation of electronic circuit resist patterns. It can be used in applications such as liquids and material liquids for three-dimensional modeling.

「液体吐出ヘッド」には、液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。 The "liquid discharge head" includes a piezoelectric actuator (laminated piezoelectric element and thin film type piezoelectric element), a thermal actuator using an electric heat conversion element such as a heat generating resistor, a vibrating plate and a counter electrode as an energy generation source for discharging liquid. Includes those that use electrostatic actuators and the like.

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 The "device for discharging a liquid" includes a device for driving a liquid discharge head to discharge a liquid. The device for discharging the liquid includes not only a device capable of discharging the liquid to a device to which the liquid can adhere, but also a device for discharging the liquid into the air or into the liquid.

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 The "device for discharging the liquid" may include means for feeding, transporting, and discharging paper to which the liquid can adhere, as well as a pretreatment device, a posttreatment device, and the like.

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。 For example, as a "device that ejects a liquid", an image forming device that is a device that ejects ink to form an image on paper, and a three-dimensional object (three-dimensional object) are formed in layers in order to form a three-dimensional object. There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges the modeling liquid into the powder layer.

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the "device for discharging a liquid" is not limited to a device in which a significant image such as characters and figures is visualized by the discharged liquid. For example, those that form patterns that have no meaning in themselves and those that form a three-dimensional image are also included.

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned "thing to which a liquid can adhere" means a material to which a liquid can adhere at least temporarily, such as a material to which the liquid adheres and adheres, and a material to which the liquid adheres and permeates. Specific examples include paper, recording paper, recording paper, film, recorded media such as cloth, electronic substrates, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and media such as inspection cells. Yes, and includes everything to which the liquid adheres, unless otherwise specified.

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The material of the above-mentioned "material to which a liquid can adhere" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like as long as the liquid can adhere even temporarily.

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 Further, the "device for discharging the liquid" includes, but is not limited to, a device in which the liquid discharge head and the device to which the liquid can adhere move relatively. Specific examples include a serial type device that moves the liquid discharge head, a line type device that does not move the liquid discharge head, and the like.

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition, as a "device for ejecting a liquid", a treatment liquid coating device for ejecting a treatment liquid to the paper in order to apply the treatment liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, etc. There is an injection granulation device that granulates fine particles of raw materials by injecting a composition liquid in which raw materials are dispersed in a solution through a nozzle.

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 In addition, in the term of this application, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling, etc. are all synonymous.

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 Although the above-described embodiment is a preferred example of the present invention, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

1 :搬入手段
3 :案内搬送手段
5 :印刷手段
7 :乾燥手段
9 :排出手段
10 :連続体
11 :元巻きローラ
50 :ヘッドユニット
51 :ヘッドアレイ
51C :フルライン型ヘッドアレイ
51K :フルライン型ヘッドアレイ
51M :フルライン型ヘッドアレイ
51Y :フルライン型ヘッドアレイ
52 :ベース部材
55 :後処理ヘッドユニット
59 :搬送ガイド部材
91 :巻取りローラ
100 :液体吐出ヘッド
101 :ノズル板
102 :流路板
103 :振動板部材
104 :ノズル
105 :ノズル連通路
106 :個別液室
107 :供給側流体抵抗部
108 :液導入部
109 :開口
110 :供給側共通液室
110A :下流側共通液室
110B :上流側共通液室
111 :圧電アクチュエータ
112 :圧電素子
113 :ベース部材
115 :フレキシブル配線部材
120 :共通液室部材
121 :第一共通液室部材
122 :第二共通液室部材
129 :カバー
130 :振動領域
130a :凸部
140 :流路部材
150 :排出側共通液室
151 :排出流路
171 :供給ポート
181 :排出ポート
200 :液体循環機構
201 :メインタンク
202 :加圧用送液ポンプ
203 :減圧用送液ポンプ
205 :メインフィルタ
209 :供給ポンプ
209a :気体層
210 :減圧側タンク
210a :気体室
211 :減圧側液面センサ
212 :減圧側大気開放弁
220 :加圧側タンク
220a :気体室
221 :加圧側液面センサ
222 :加圧側大気開放弁
230 :第1マニホールド
231 :供給経路
232 :電磁弁
233 :第一圧力センサ
240 :第2マニホールド
241 :排出経路
242 :電磁弁
243 :第二圧力センサ
260 :脱気装置
261 :循環用フィルタ
270 :バイパス経路
271 :電磁弁
272 :電磁弁
281 :流体経路
282 :流体経路
283 :流体経路
284 :流体経路
289 :流体経路
290 :バッファタンク
290a :気体層
290b :液体層
290c :気体層
291 :バッファ用液面センサ
292 :バッファ大気開放弁
293 :内壁部
300 :ヘッドタンク
300a :供給側ヘッドタンク
300b :排出側ヘッドタンク
400 :気液分離部
400a :気液分離部
401 :第一ポンプ
402 :フィルタ
403 :傘状部材
403b :傾斜板
404a :第一分離経路
404b :第二分離経路
404c :第三分離経路
404d :第一排気路
405 :第一脱気モジュール
406 :第一排気ポンプ
410 :強制排気部
411 :第二ポンプ
412 :第二脱気モジュール
413 :第二排気ポンプ
414a :第三排気経路
414b :第二排気経路
414c :第一排気経路
414d :第二排気路
500 :制御部
500A :主制御部
501 :CPU
504 :不揮発性メモリ
508 :印刷制御部
509 :ヘッドドライバ
510 :電磁弁制御部
511 :供給系制御部
512 :圧力系制御部
513 :I/O部
514 :操作パネル
515 :センサ群
516 :脱気系制御部
550 :電磁弁群
590 :プリンタドライバ
601a :混入気体
601b :気泡
1000 :印刷装置
1: Carry-in means 3: Guide-carrying means 5: Printing means 7: Drying means 9: Discharging means 10: Continuum 11: Original winding roller 50: Head unit 51: Head array 51C: Full-line type Head array 51K: Full-line type Head array 51M: Full line type head array 51Y: Full line type head array 52: Base member 55: Post-processing head unit 59: Conveyance guide member 91: Winding roller 100: Liquid discharge head 101: Nozzle plate 102: Flow path plate 103: Vibrating plate member 104: Nozzle 105: Nozzle communication passage 106: Individual liquid chamber 107: Supply side fluid resistance part 108: Liquid introduction part 109: Opening 110: Supply side common liquid chamber 110A: Downstream side common liquid chamber 110B: Upstream Side common liquid chamber 111: piezoelectric actuator 112: piezoelectric element 113: base member 115: flexible wiring member 120: common liquid chamber member 121: first common liquid chamber member 122: second common liquid chamber member 129: cover 130: vibration region 130a: Convex portion 140: Flow path member 150: Discharge side common liquid chamber 151: Discharge flow path 171: Supply port 181: Discharge port 200: Liquid circulation mechanism 201: Main tank 202: Pressurizing liquid feed pump 203: Depressurizing feed Liquid pump 205: Main filter 209: Supply pump 209a: Gas layer 210: Decompression side tank 210a: Gas chamber 211: Decompression side liquid level sensor 212: Decompression side atmosphere release valve 220: Pressurization side tank 220a: Gas chamber 221: Pressurization side Liquid level sensor 222: Pressurized side atmospheric release valve 230: First manifold 231: Supply path 232: Electromagnetic valve 233: First pressure sensor 240: Second manifold 241: Discharge path 242: Electromagnetic valve 243: Second pressure sensor 260: Degassing device 261: Circulation filter 270: Bypass path 271: Electromagnetic valve 272: Electromagnetic valve 281: Fluid path 282: Fluid path 283: Liquid path 284: Fluid path 289: Fluid path 290: Buffer tank 290a: Gas layer 290b: Liquid layer 290c: Gas layer 291: Liquid level sensor for buffer 292: Buffer atmosphere release valve 293: Inner wall part 300: Head tank 300a: Supply side head tank 300b: Discharge side head tank 400: Gas / liquid separation part 400a: Gas / liquid separation part Part 401: First pump 402: Filter 403: Umbrella-shaped member 403b : Inclined plate 404a: First separation path 404b: Second separation path 404c: Third separation path 404d: First exhaust path 405: First degassing module 406: First exhaust pump 410: Forced exhaust section 411: Second pump 412: Second degassing module 413: Second exhaust pump 414a: Third exhaust path 414b: Second exhaust path 414c: First exhaust path 414d: Second exhaust path 500: Control unit 500A: Main control unit 501: CPU
504: Non-volatile memory 508: Print control unit 509: Head driver 510: Solenoid valve control unit 511: Supply system control unit 512: Pressure system control unit 513: I / O unit 514: Operation panel 515: Sensor group 516: Degassing System control unit 550: Solenoid valve group 590: Printer driver 601a: Mixed gas 601b: Bubbles 1000: Printing device

特開2009-279848号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-279848

Claims (10)

液体吐出ヘッドを備える液体を吐出する装置であって、
前記液体吐出ヘッドを含み当該液体を循環させる液体循環機構を備え、
前記液体循環機構は、
前記液体吐出ヘッドへ前記液体を循環させる差圧が発生される加圧用の第一送液ポンプおよび減圧用の第二送液ポンプと、当該第二送液ポンプと当該第一送液ポンプの間に配置され流体経路を介して第二送液ポンプおよび第一送液ポンプに接続される中間タンクを含み、
前記中間タンクは、前記第二送液ポンプから流入する液体に混入している気体と当該液体とを分離する気液分離部を備えていて、
前記気液分離部は、前記第二送液ポンプからの流体経路の端部から放出されて流入する液体を回収し気液分離部材を介して前記中間タンクに戻す循環ポンプを含む気液分離循環経路を含み、当該循環ポンプによる流量は前記第二送液ポンプによる流量よりも大き
前記気液分離循環経路は、
一方の端部が前記中間タンクの液体層に配置され、他方の端部が前記循環ポンプまたは前記気液分離部材に接続される第一循環経路と、
一方の端部が前記中間タンクの気体層に配置され、他方の端部が前記気液分離部材または前記循環ポンプに接続される第二循環経路と、を含み、
前記気体層に配置される端部は、前記第二送液ポンプからの流体経路の端部近傍に配置されている、
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
A device that discharges a liquid equipped with a liquid discharge head.
A liquid circulation mechanism including the liquid discharge head and circulating the liquid is provided.
The liquid circulation mechanism is
Between the first liquid feed pump for pressurization and the second liquid feed pump for decompression, and the second liquid feed pump and the first liquid feed pump for generating a differential pressure for circulating the liquid to the liquid discharge head. Includes an intermediate tank located in and connected to the second and first liquid feed pumps via the fluid path.
The intermediate tank includes a gas-liquid separation unit that separates the gas mixed in the liquid flowing from the second liquid feeding pump from the liquid.
The gas-liquid separation unit includes a gas-liquid separation circulation including a circulation pump that collects the liquid discharged from the end of the fluid path from the second liquid feed pump and returns it to the intermediate tank via the gas-liquid separation member. Including the path, the flow rate by the circulation pump is larger than the flow rate by the second liquid feed pump.
The gas-liquid separation circulation route is
A first circulation path in which one end is located in the liquid layer of the intermediate tank and the other end is connected to the circulation pump or the gas-liquid separation member.
One end is disposed in the gas layer of the intermediate tank and the other end comprises a gas-liquid separation member or a second circulation path connected to the circulation pump.
The end arranged in the gas layer is arranged in the vicinity of the end of the fluid path from the second liquid feed pump.
A device that discharges a liquid.
前記第一循環経路の一方の端部の近傍には、気体滞留部が設置されている、請求項1に記載の液体を吐出する装置。 The device for discharging a liquid according to claim 1 , wherein a gas retention portion is installed in the vicinity of one end of the first circulation path. 前記気体滞留部は、上方に向かって狭まるテーパー状の部材からなる、請求項2に記載の液体を吐出する装置。 The device for discharging a liquid according to claim 2, wherein the gas retention portion is composed of a tapered member that narrows upward. 前記気体滞留部は、上方に向かって傾斜する傾斜部材からなる、請求項2に記載の液体を吐出する装置。 The device for discharging a liquid according to claim 2, wherein the gas retention portion comprises an inclined member that inclines upward. 液体吐出ヘッドを備える液体を吐出する装置であって、
前記液体吐出ヘッドを含み当該液体を循環させる液体循環機構を備え、
前記液体循環機構は、
前記液体吐出ヘッドへ前記液体を循環させる差圧が発生される加圧用の第一送液ポンプおよび減圧用の第二送液ポンプと、当該第二送液ポンプと当該第一送液ポンプの間に配置され流体経路を介して第二送液ポンプおよび第一送液ポンプに接続される中間タンクを含み、
前記中間タンクは、前記第二送液ポンプから流入する液体に混入している気体と当該液体とを分離する気液分離部を備えていて、
前記気液分離部は、前記第二送液ポンプからの流体経路の端部から放出されて流入する液体を回収し気液分離部材を介して前記中間タンクに戻す循環ポンプを含む気液分離循環経路を含み、
当該循環ポンプによる流量は前記第二送液ポンプによる流量よりも大きく、
前記気液分離部は、前記中間タンクの気体層から気体を回収し気液分離部材を介して当該気体層に戻す脱気ポンプを含む強制排気循環経路を含み、
当該強制排気循環経路は、
前記中間タンクの気体に一方の端部が配置され、他方の端部が前記脱気ポンプに接続する第一排気経路と、
一方の端部が前記脱気ポンプに接続され、他方の端部が前記気液分離部材に接続する第二排気経路と、
一方の端部が前記気液分離部材に接続され他方の端部は前記中間タンクの気体層に配置されている第三排気経路と、
前記気液分離部材に一方の端部が接続され他方の端部が排気ポンプに接続されている排気路と、を含む、
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
A device that discharges a liquid equipped with a liquid discharge head.
A liquid circulation mechanism including the liquid discharge head and circulating the liquid is provided.
The liquid circulation mechanism is
Between the first liquid feed pump for pressurization and the second liquid feed pump for decompression, and the second liquid feed pump and the first liquid feed pump for generating a differential pressure for circulating the liquid to the liquid discharge head. Includes an intermediate tank located in and connected to the second and first liquid feed pumps via the fluid path.
The intermediate tank includes a gas-liquid separation unit that separates the gas mixed in the liquid flowing from the second liquid feeding pump from the liquid.
The gas-liquid separation unit includes a gas-liquid separation circulation including a circulation pump that collects the liquid discharged from the end of the fluid path from the second liquid feed pump and returns it to the intermediate tank via the gas-liquid separation member. Including the route,
The flow rate by the circulation pump is larger than the flow rate by the second liquid feed pump.
The gas-liquid separation unit includes a forced exhaust circulation path including a degassing pump that recovers gas from the gas layer of the intermediate tank and returns it to the gas layer via a gas-liquid separation member.
The forced exhaust circulation route is
A first exhaust path in which one end is placed in the gas of the intermediate tank and the other end is connected to the degassing pump.
A second exhaust path, one end of which is connected to the degassing pump and the other end of which is connected to the gas-liquid separation member.
One end is connected to the gas-liquid separation member, and the other end is a third exhaust path arranged in the gas layer of the intermediate tank.
Includes an exhaust passage having one end connected to the gas-liquid separation member and the other end connected to an exhaust pump.
A device that discharges a liquid.
前記排気ポンプおよび前記循環ポンプは、前記第二送液ポンプの動作を同期して動作する、請求項に記載の液体を吐出する装置。 The device for discharging a liquid according to claim 5 , wherein the exhaust pump and the circulation pump operate in synchronization with the operation of the second liquid feed pump. 液体吐出ヘッドを備える液体を吐出する装置であって、
前記液体吐出ヘッドを含み当該液体を循環させる液体循環機構を備え、
前記液体循環機構は、
前記液体吐出ヘッドへ前記液体を循環させる差圧が発生される加圧用の第一送液ポンプおよび減圧用の第二送液ポンプと、当該第二送液ポンプと当該第一送液ポンプの間に配置され流体経路を介して第二送液ポンプおよび第一送液ポンプに接続される中間タンクを含み、
前記中間タンクは、前記第二送液ポンプから流入する液体に混入している気体と当該液体とを分離する気液分離部を備えていて、
前記気液分離部は、前記第二送液ポンプからの流体経路の端部から放出されて流入する液体を回収し気液分離部材を介して前記中間タンクに戻す循環ポンプを含む気液分離循環経路を含み、
当該循環ポンプによる流量は前記第二送液ポンプによる流量よりも大きく、
前記第二送液ポンプからの流体経路の端部から液体が放出される位置は、前記中間タンクの深部である、
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
A device that discharges a liquid equipped with a liquid discharge head.
A liquid circulation mechanism including the liquid discharge head and circulating the liquid is provided.
The liquid circulation mechanism is
Between the first liquid feed pump for pressurization and the second liquid feed pump for decompression, and the second liquid feed pump and the first liquid feed pump for generating a differential pressure for circulating the liquid to the liquid discharge head. Includes an intermediate tank located in and connected to the second and first liquid feed pumps via the fluid path.
The intermediate tank includes a gas-liquid separation unit that separates the gas mixed in the liquid flowing from the second liquid feeding pump from the liquid.
The gas-liquid separation unit includes a gas-liquid separation circulation including a circulation pump that collects the liquid discharged from the end of the fluid path from the second liquid feed pump and returns it to the intermediate tank via the gas-liquid separation member. Including the route,
The flow rate by the circulation pump is larger than the flow rate by the second liquid feed pump.
The position where the liquid is discharged from the end of the fluid path from the second liquid feed pump is the deep part of the intermediate tank.
A device that discharges a liquid.
前記中間タンクは、大気開放弁を備え、前記気液分離部は当該中間タンク内において前記大気開放弁と離れた位置に配置されている、請求項1乃至のいずれか一項に記載の液体を吐出する装置。 The liquid according to any one of claims 1 to 7 , wherein the intermediate tank is provided with an air release valve, and the gas-liquid separation unit is arranged at a position away from the air release valve in the intermediate tank. A device that discharges. 前記気液分離部材は、フィルタである、請求項1乃至のいずれか一項に記載の液体を吐出する装置。 The device for discharging the liquid according to any one of claims 1 to 8 , wherein the gas-liquid separation member is a filter. 前記気液分離部材は、脱気モジュールである、請求項1乃至のいずれか一項に記載の液体を吐出する装置。 The device for discharging the liquid according to any one of claims 1 to 8 , wherein the gas-liquid separation member is a degassing module.
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