JP7318158B2

JP7318158B2 - 印刷モジュール用のインク供給システムおよびインクを供給するための方法

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Publication number: JP7318158B2
Application number: JP2021504292A
Authority: JP
Inventors: シルヴァノトリ，; アレッサンドロスカルドヴィ，; タジオサンドリ，; マルコサルティ，
Original assignee: SICPA Holding SA
Current assignee: SICPA Holding SA
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2023-08-01
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Description

[01]本発明は、印刷技術の技術分野、特に印刷モジュール用のインク供給システム、および印刷モジュールにインクを供給するための方法に関する。

[02]印刷モジュール用のインク供給システムの多くの解決策が、当技術分野で知られている。これらは、開放環境（すなわち、インク表面が室内空気に直接さらされる）または閉鎖環境（供給回路内のインクが室内空気と直接連通しない）のいずれかで動作する。後者の解決策は、蒸気が健康に害を及ぼす可能性のある溶剤ベースのインクに適している。また、インク供給システムは、流体内のインク成分の均一な分布を維持することができる攪拌機または別の適切な混合装置を備えることができる。これは、顔料インクを使用する場合に特に有利である。

[03]しかし、顔料インクを使用する場合、主に顔料のサイズが大きい場合、顔料の沈殿が問題になり得る。インクの再循環は、閉ループ流体回路を介して達成されることが望ましい。実質的には、供給パイプがインクを容器から印刷モジュールに運び、戻りパイプがモジュールからインクを収集し、これを容器に戻す。したがって、インクは循環ポンプによって連続移動させられ、これにより、成分の混合が促進され、さらに顔料の沈殿の可能性が低下する。

[04]流れによって引き起こされる混合は、インク容器を印刷モジュールに接続する供給管が１つだけの開ループ流体回路では行うことができない。この場合、インクの流れは、印刷動作で吐出された液体の量の回復中に生み出される。この流量は非常に低いことが判明しており、液体の効果的な混合にはほとんど寄与できない。その反対に、再循環閉ループ回路では、循環ポンプによって生み出される流量は、印刷中のインク排出速度よりも大幅に大きくなることができ、結果として生じる液体の混合はさらに一層効果的である。

[05]米国特許第９２７２５２３号明細書および米国特許出願公開第２０１５０２８３８２０号明細書は両方とも、インク供給システムを説明しており、これは一般に、インク容器をプリントヘッドのそれぞれの第１および第２のインクポートと相互接続する第１および第２のインク導管を有する閉ループ流体回路を含む。可逆ポンプが、閉ループの周りにインクを圧送するために第２のインク導管内に配置される。米国特許第９２７２５２３号明細書では、プリントヘッドの長さに沿った圧力勾配を最適化するために、プリントヘッドの加圧プライミングに第１および第２のポンプが採用される。米国特許出願公開第２０１５０２８３８２０号明細書では、気泡パージの効率を改善し、プリンタの「ウェイクアップ」時間を最小限に抑えるために、下流のインク導管を通るインクの流速を、上流の第１の導管を通るインクの流速よりも速くする。特開２０１６０１０７８６号明細書は、インクジェットヘッドまでのインクの循環通路が基本的に次を備える別のインク供給システムを説明している：インク供給タンク、供給タンクおよびインクジェットヘッドを相互接続するインクの供給通路および戻り通路、ならびに戻り通路上に設けられた循環ポンプ。このシステムは、戻り通路に接続された、インクを貯蔵するための制御タンクと、インクジェットヘッドのノズルにおいてメニスカス圧力を生成するために制御タンクに印可される負圧を生成するための負圧生成手段と、供給ポンプおよび弁を介して供給タンクに接続されたインク再充填タンクと、空気放出弁を介して供給タンクと連通している大気気流通路とをさらに備える。

[06]しかし、効率的なインク供給システムは、インクリザーバと印刷モジュールを接続するインク管の長さに沿った圧力降下にかかわらず、印刷モジュール内の背圧をその最適値辺りの狭い範囲内に維持する一方で、すべての印刷条件において適切かつ連続的なインクの流れを確実にしなければならない。

[07]現在利用可能なシステムは、背圧制御および流れの均一性に関してしばしば不十分なパフォーマンスを示す。

[08]したがって、本発明の目的は、先行技術の欠点を克服し、簡単で効果的なインク供給システムを提供することであり、このインク供給システムは、ポンプおよびセンサのような使用する装置の数をより少なくしながら、規則的なインクの流れと、変動が非常に低く保たれる背圧の良好な制御とを確実にして印刷中の均一なパフォーマンスをさらにもたらし、インクからの空気をほぼ完全に解消し、その後の印刷中の詰まりを低減させながら流体回路および印刷モジュールの補充をもたらすことで、全体的に印刷環境の信頼性を改善する。

[09]本発明の別の目的は、インクを印刷モジュールに供給するためのそれぞれの方法であって、上記で述べた有利な効果の達成を確実にする、方法を提供することである。

[010]一態様によれば、本発明は、少なくとも１つの印刷モジュール用のインク供給システムであって、閉ループインク再循環回路を備え、インク再循環回路は、
圧力調整チャンバと、
圧力調整チャンバから少なくとも１つの印刷モジュールにインクを供給するように構成された第１のインク導管と、
少なくとも１つの印刷モジュールからインクを収集し、収集されたインクを圧力調整チャンバに戻すように構成された第２のインク導管と、
第２のインク導管内に配置された再循環ポンプとを備え、
インク供給システムは、弁を介して第２のインク導管に接続された真空排出回路をさらに備え、真空排出回路は、少なくとも１つの印刷モジュール内に真空状態を生み出すように構成される、インク供給システムに関する。

[011]真空排出回路は、インク充填の開始段階中に印刷モジュール内に真空状態を生み出し、吐出装置の狭い流れチャネルを妨害し得る液体中の気泡の形成を防止する。したがって、真空排出回路の存在は、印刷のより高い信頼性を保証する。

[012]本発明の一態様によれば、真空排出回路は、真空ポンプとピラニ真空センサとを備え、これにより、真空条件下での回路補充を可能にする。この方法は、パージシーケンスで実行され、長時間の過度の垂れ下がりを伴うことが不可避である一般的に採用されている充填手順より一層効果的である。

[013]好ましくは、真空排出回路は、もしあれば残留インクを収集し、追加の安全性を提供するために、真空ポンプの上流に配置されたインクトラップを備える。

[014]本発明のさらなる態様によれば、インク供給システムは、再循環回路の第１のインク導管内の第１のインクマニホールドおよび第２のインク導管内の第２のインクマニホールドをさらに備える。この実施形態では、真空排出回路は、第２のマニホールド内および第２のインク導管の一部内に真空状態を作り出すようにさらに構成される。

[015]本発明のさらなる態様によれば、インク供給システムは、調整可能なニードル弁を介して圧力調整チャンバを外部環境に接続するように構成された背圧生成回路をさらに備える。背圧生成回路は、圧力調整チャンバ内において確立された背圧を維持するように構成された背圧ポンプをさらに備えることができる。

[016]本発明のさらなる態様によれば、インク供給システムは、圧力調整チャンバとインクタンクを相互接続する第３のインク導管と、第３のインク導管内に配置された再充填ポンプとをさらに備える。この実施形態では、再充填ポンプは、圧力調整チャンバ内のインクレベルを回復するように構成される。

[017]本発明のさらなる態様によれば、インク供給システムは、圧力調整チャンバの上部内に配置された圧力センサをさらに備える。

[018]本発明のさらなる態様によれば、インク供給システムは、インク再循環回路内に配置された速度センサをさらに備える。

[019]本発明のさらなる態様によれば、インク供給システムは、圧力調整チャンバ内に配置された液面センサをさらに備える。

[020]本発明のさらなる態様によれば、インク供給システムは、絶縁弁、攪拌手段、パージ回路、インク廃棄物タンク、洗浄液タンク、および濾過ユニットから選択される補助手段をさらに備える。

[021]本発明のさらなる態様によれば、インク供給システムは、インクから溶存ガスを取り出すために、再循環回路の第１のインク導管内または第２のインク導管内に配置された脱気カートリッジをさらに備える。脱気カートリッジは、脱気ポンプと、真空センサとを備えることができる。

[022]本発明のさらなる態様によれば、第１のインクマニホールドは、インクタンクとの単一の流体接続または二重の流体接続を有する。

[023]本発明の別の態様によれば、インクを少なくとも１つの印刷モジュールに供給するための方法は、
前述のようなインク供給システムを提供するステップと、
インク供給システムの閉ループインク再循環回路内にインクの連続的な流れをもたらすステップと、
真空排出回路によって、少なくとも１つの印刷モジュール内に真空状態を生み出すステップとを含む。

[024]本発明のさらなる態様によれば、方法は、インク供給システムの圧力調整チャンバ内において確立された背圧を維持するステップを含む。

[025]本発明は、種々の図全体にわたって同じ数字が同じ要素を表し、本発明の顕著な態様および特徴を示す添付の図を参照して、これ以後より完全に説明される。

本発明の第１の実施形態によるインク供給システムの概略図である。インク供給システムの圧力調整チャンバ周りの流体回路およびその基本的構成要素を示す図である。液体の体積変化の関数として圧力調整チャンバ内のガスの圧力変化を評価することを可能にする簡単なモデルを示す図である。依然として簡易化されているが、流体回路のより詳細な図であり、インク再循環回路も考慮に入れられ、したがって、戻りダクトも示されている。適切な速度センサが再循環ポンプに適用されている流体回路の図である。本発明の第２の実施形態によるインク供給システムの概略図である。

詳細な説明

[026]図１を参照すれば、プリントヘッドにインクを供給するためのインク供給システムが概略的に示される。

[027]インク供給システムは、背圧ポンプ１およびニードル弁２によって、ダンパーおよび圧力調整器の両方として作用する圧力調整チャンバ３と、流体回路に沿ってインクを移動させ、その間、粒子の沈殿を防止しながらインクの混合を実施する、再循環ポンプ５と、圧力調整チャンバ３内のインクレベル４を回復し、印刷中に失われたインクを補償する再充填ポンプ１３とを備える。とりわけ、攪拌装置または攪拌機１７のような補助的な装置もまた、インク供給システム内に存在する。適切な脱気カートリッジ１５が第１のインク導管６内に嵌合されて、可能性がある溶存ガス（空気）をインクから取り出す。

[028]圧力調整チャンバ３は、外部大気圧に対する一定レベルの降圧を保証することを目的としており、これは、すべての印刷モジュール全体にわたって可能な限り安定している必要がある。このような降圧の実際の大きさは、大気圧と比較してかなり小さい。一般的に、数十ｍｍＨ_２Ｏである。それにもかかわらず、この降圧は、単一のプリントヘッドまたはマルチチップ印刷モジュールのいずれかの印刷システムが正しく機能するために必要である。印刷速度の影響をほとんど受けてはならないこのような背圧時の安定性は、インク排出中の一定のパフォーマンスを保証することができる。実際、背圧レベルにおける望ましくない大きな変動は、液滴の量および吐出チャンバの再充填時間に大きな幅を生じさせて、印刷システムの全体的なパフォーマンスを低下させ、最悪の場合、ノズルからの垂れ下がりを生じさせ得る。

[029]圧力調整チャンバ３は、インクで部分的にのみ満たされた密閉容器である。圧力調整チャンバは、調整可能なニードル弁２を介して外部環境（大気圧）に接続される。加えて、ニードル弁２と並列に、背圧ポンプ１が存在する。この背圧ポンプがオンにされると、これは、ニードル弁２上に特定の降圧を生み出し、したがって圧力調整チャンバ３内にも降圧を確立する。静的な状態、すなわち、圧力調整チャンバ３内のインクの量が変化しない場合、背圧ポンプ１の排気速度およびニードル弁２の調整により、内圧の特定の平衡値が決定される。ニードル弁２の設定または背圧ポンプ１の排気速度を変更すると、このような値を順に変更することができる。

[030]インクは、液体が占める部分内の圧力調整チャンバ３の底部に接続された管を介して、印刷モジュールに供給され得る。インクの吐出により、圧力調整チャンバ３内のインクレベルの低下が引き起こされ、これにより、ガス量が増加するため、液面上のガスの圧力が低下する。圧力低下は平衡状態を乱し、外部環境からニードル弁２を通る空気流の増加を引き起こす。

[031]有限の時間間隔で少量の液体が圧力調整チャンバから突然取り出された場合、システムの物理的パラメータに応じて、圧力レベルは、特定の時間定数を用いて元の値に戻される。その反対に、印刷活動によって永続的なインクの流れが起こる場合、流量が強いほど、圧力調整チャンバ３内への圧力は低くなる。この場合、インクの流れが止まるまで、元の安定した圧力レベルに到達することはできない。

[032]この影響を補償し、全般的には、起こり得る変動に対して圧送システムを安定させるために、適切なフィードバックが、圧力調整チャンバ３の上部にある圧力センサ９を介して背圧ポンプに適用される。背圧ポンプの速度は、元の内圧を維持するために、事前設定された基準レベルとの差の関数として、圧力調整チャンバ内の圧力変動に応じて変更される。

[033]圧力調整チャンバ３の周りの流体回路は、その基本的な構成要素とともに、図２に示され、インク３５を備えた圧力調整チャンバ３、背圧ポンプ１、ニードル弁２、および下向きの矢印で示したプリントヘッドまでのインクの流れを示している。

[034]液体の体積変化の関数として圧力調整チャンバ３内のガスの圧力変化を評価するために、図３に示す簡単なモデルを採用することができる。

[035]吐出によって引き起こされるインクの流れによる、圧力調整チャンバ３内の液体の体積の変化は、シリンダ軸に沿ったピストンの動きによってシミュレートすることができ、これはさらに気液界面を表す。体積変化率は、インク流量Ｑ＝ｄＶ／ｄｔに対応する。一方、外部値Ｐａ（Ｐａ＝大気圧）と内部シリンダ圧力Ｐとの間の圧力差（確立された背圧によりＰ＜Ｐａ）により、内向きの空気流が発生し、これは、背圧ポンプ１によって釣り合いがとられる。時間の経過とともに、正味のガス量ｗが圧力調整チャンバ３に流れ込む（ガス量ｗは、基準大気圧Ｐａにおいて評価される）。シリンダに入る正味ガス流量は、ｑ＝ｄｗ／ｄｔである。内圧Ｐと大気圧Ｐａとの差は、入ったガス量ｗと、インクの流れによって引き起こされる内圧ΔＶ＝Ｖ－Ｖ_０の変化の両方により、時間の経過とともに変化し得る。変動傾向は、シリンダ内のガスの総モル数および実際のガス量Ｖを考慮して推測できる。ＰとＰａと間の差が非常に小さいと仮定すると、次の近似式が得られる。
Ｐ－Ｐａ≒Ｐａ・（ｗ－ΔＶ）／Ｖ
[036]上記の式を使用して、インク吐出による体積変化に対する圧力制御システムの応答を効果的に評価することができるが、より高度な数値シミュレーションを実行することもできる。

[037]印刷装置の適切な動作に適したいくらかの所定の背圧を印刷モジュールにおいて達成するために、圧力調整チャンバ３内の背圧に加えて、静水圧および動圧の両方の降下を考慮に入れなければならない。

[038]流体回路のより詳細な図は、依然として簡易化されているが、図４ａに提供される。ここでは、インク再循環回路も考慮されているため、戻りダクトも示される。

[039]図４ａに示すように、背圧ポンプ１およびニードル弁２によって、大気圧よりも低い圧力Ｐが、圧力調整チャンバ３の上部３ａ内に生成され、一方、下部３ｂは、液体インクによって充填される。圧力調整チャンバ３の２つの部分間の境界は、液体インク表面（液体インクレベル）４によって表される。再循環ポンプ５は、液体インクを、第１のインク導管６および第２のインク導管８を介して印刷モジュール７との間で行き来させて顔料の沈殿のリスクを低減する。圧力調整チャンバ３の圧力センサ９およびフィードバック回路１０で、流体回路の図は完成する。

[040]印刷モジュールは、適切に動作できるために、隣接するインク内に適切な背圧を必要とする。流体の一般法則によれば、モジュール内のインク圧力は、いくつかの要素の寄与によるものである：大気圧Ｐａよりも低い圧力調整チャンバ３の上部内の圧力Ｐ；液体インク表面４から圧力調整チャンバ３の底部の液体高さＨ１による静水圧；圧力調整チャンバ３の底部から印刷モジュールの液体の高さＨ２による静水圧；再循環回路の第１のインク導管６を通り圧力調整チャンバ３から印刷モジュールまでの散逸性のインクの流れによって引き起こされる動的な圧力降下。Ｈ１およびＨ２による静水圧は、印刷モジュールにおける全圧に対して正に寄与するが、インクの流れによる動的な圧力降下は、全圧Ｐｔに対して負に寄与し、これは、次のようになる。
Ｐｔ＝Ｐ＋Ｐ（Ｈ１）＋Ｐ（Ｈ２）＋Ｐ（流れ）
式中、すべての圧力要素は、独自の代数記号を用いて想定される。全圧Ｐｔが大気圧Ｐａより低く、印刷モジュールが適切に動作できる圧力範囲内にとどまるように、Ｐ、Ｈ１、Ｈ２、およびＰ（流れ）の値を適切に選択しなければならない。特に、Ｈ１およびＨ２による圧力上昇は大きすぎないようにしなければならない。そうでなければ、ＰおよびＰ（流れ）の寄与があっても、全圧ＰｔをＰａより低く保つことができなくなる可能性がある。

[041]背圧ポンプおよび再循環ポンプが、何らかの理由で意図的または偶発的に、実際には事前設定されたポンプ能力に同時に到達できないことを考慮して、システムのさらなる改善を導入することができる。再循環ポンプ５がその動作レベルよりも低いポンプ能力で作動している場合、第１のインク導管６全体の圧力降下は減少する。すなわち、印刷モジュール内の圧力は、動作予想値よりも高いことが判明している。インク供給システムの実際の実施形態、ならびにコントローラの動作手順の詳細な順序に応じて、背圧ポンプ１または再循環ポンプ５のいずれかを事前にオンにすることができる。印刷モジュールにおいて圧力レベルを安定させるために、ポンプの始動順序に関係なく、適切な速度センサ１１を再循環ポンプに適用することができ、その信号を背圧ポンプのフィードバック回路１０に適時に導入することができる。再循環ポンプの速度がまだ低いか、またはゼロである場合、背圧ポンプの速度を上げて圧力調整チャンバ３自体内の背圧を大きくし、第１のインク導管６の落下圧力の不足を補償することができる。その反対に、再循環速度が定常状態になると、フィードバック回路は、背圧ポンプ速度をより低い値に調整するように設定され、この値は、圧力調整チャンバ３内で望ましい背圧を得るのに適している。このような機能により、圧力変動を簡単に補正できるため、動作手順の柔軟性が高まる。この実装を図４ｂに示す。

[042]さらに、印刷モジュールがその動作中に実際にインクを吐出しているとき、通常の再循環流に加えて、より多くの液体が第１のインク導管６から引き出され、インク導管全体の圧力降下が増大する。これまで述べたように、吐出により、圧力調整チャンバ内の液面も徐々に低下する。これらの２つの効果は、印刷モジュールにおける圧力をさらに低下させるのに寄与する。吐出される液体の速度は、作動するエジェクタの数、液滴の量、および繰り返し速度に依存する。たとえば、スワスの長さが２０インチで３００ｄｐｉの解像度で動作する一般的な工業用印刷バーでは、吐出されるインクの流量は、６０ｃｃ／分を超える可能性があるが、その媒体上に必要とされる光学密度が小さくなる場合、減少し得る。圧力調整チャンバ３内の適切な液面センサ１２（図１を参照）は、必要なときに、充填ポンプ１３が圧力調整チャンバ内の液体を回復することを可能にする。しかし、印刷モジュールにおける実際の圧力は、動作中に変動を受け、正しいパフォーマンスを確保するために動作範囲内に保たれなければならない。

[043]適切な背圧値（すなわち、大気圧と印刷モジュールにおける圧力との差）は、好ましくは、約５０ｍｍＨ_２０から約１３０ｍｍＨ_２０の範囲内であり、最も好ましくは約７０ｍｍＨ_２Ｏから約１１０ｍｍＨ_２０の範囲内である。適切な動作範囲内では、印刷パフォーマンスは安定し続け、システムが印刷の傾向に従い、印刷品質を損なうことなく、吐出された液体を置き換えることを可能にする。

[044]本発明によるインク供給システムは、真空センサ１６を備えた、適切な脱気ポンプ１４によってパージされる脱気カートリッジ１５によって；独自のレベルセンサ１９を備えたインクタンク１８内に液体を移動させる、顔料インクの場合に有用な機械的または超音波攪拌機１７によって；インク供給システムの機能の自動制御を可能にする、液体回路のさまざまな部分に沿って配置された適切な弁によって完成させることができる。

[045]他の補助的手段を、本発明の核心から逸脱することなく、インク供給システムに導入することができる。キャッピング装置２０、およびパージ段階中にインクを収集するインク廃棄物タンク２１；洗浄液が流体回路に沿ってそこから循環することができる洗浄液タンク２２；再循環回路内に嵌合された濾過ユニット２３。

[046]印刷のより高い信頼性を保証するために、インク供給システムは、インク充填開始段階中に印刷モジュール内に真空状態を生み出す真空排出回路を備え、それによって吐出装置の狭い流れチャネルを妨害し得る液体中の気泡の形成を防止する。真空排出回路は、ピラニ真空センサ２５を備えた真空ポンプ２４からなる。ポンプは、弁２６を介して再循環回路に接続され、真空条件下で回路を補充することができる。この方法は、パージシーケンスで実行され、長時間の過度の垂れ下がりを伴うことが不可避である一般的に採用されている充填手順より一層効果的である。

[047]より詳細には、インク充填段階は、以下の順序に従って行うことができる。最初に、圧力調整チャンバ３にインクが充填される。これは、再充填ポンプ１３のスイッチを入れ、弁３３を開き、インクタンク１８および圧力調整チャンバ３を連通させるように弁２７を構成することによって実現され、その一方で、弁３２は、圧力調整チャンバが大気開放するのを可能にするように設定される。続いて、第１のインクマニホールド（またはＩＮマニホールド）は、第１のインク導管６を通して液体で充填される。インクは、同じポンプ１３によって、インクタンク１８から弁３３および２７を介して吸引され、圧力調整チャンバ３内に駆動され、弁３２を通る圧力調整チャンバの通気経路は、閉じられている。圧力調整チャンバの底部から、インクは、第１のインク導管６を通って流れ、ＩＮマニホールドを満たし、適切に開かれた弁２８を通ってインクタンク内に落下する。最後に、ポンプ１３がオフにされ、インクタンク１８との連通が閉じられて、弁２７、２８、および３３が閉じられる。これらの段階の間、印刷モジュールの弁２９および３０は、閉じたままである。

[048]この時点で、真空状態は、印刷モジュール内、第２のインクマニホールド（またはＯＵＴマニホールド）内、および第２のインク導管８の一部内に作り出される。この目的のために、印刷モジュールの出口ノズルは、適切なキャッピング装置２０で事前に閉じられている必要がある。可動装置をノズル表面に接触させることができ、それによってモジュールの内部空間から外部環境のすべての流体連通を防止するか、または印刷を開始する前にそこから取り外される。続いて、弁３０は開かれ、三方弁２６は、第２のインク導管を含む再循環回路の下流部分を閉じるが、真空ポンプ２４との連通を開いたままにするように構成される。真空ポンプ２４のスイッチを入れると、真空状態が、モジュール内に、そして弁２６までの回路の戻り部分内に作り出される。その後、弁３０が閉じられる。

[049]次の段階では、第１のインク導管６およびＩＮマニホールドを介して印刷モジュールにインクが充填される。上記で説明したように、圧力調整チャンバは大気に開放され、モジュールの下流の弁３０は、閉じたままである。弁２９を開くと、液体は大気圧および静水圧によってＩＮマニホールドからモジュール内に押し出される。モジュールはすでに排気されているため、充填段階中、実質的に対立する抵抗はなく、液体は、印刷モジュールの流体回路に完全に浸透することができる。排気後の残圧のみが、インクの出口近くに少量の空気を集中させ得る。しかし、通常の印刷動作中、キャッピング装置２０を取り外した後、毛細管効果により、インクは自発的かつ完全にノズルを満たす。モジュールの充填は、一度に行うことも、１つずつ行うこともできる。後者の場合、１回につき弁３０の１つだけが閉じられ、弁２９の１つだけが開いて、単一のモジュールを満たす。真空ポンプ２４は、他のモジュール内の真空状態を保証するために、オンに保たれている。圧力調整チャンバ内の液体を元のレベルに戻すために、いくらかのインクの補充が必要になり得る。これは、前述の手順に従って、ポンプおよび弁を適切に動作させることで行うことができる。

[050]この時点で、インクの循環が開始され、再循環ポンプ５をオンにし、弁２９を開いたままに保ち、弁３０を開いてモジュールをＩＮとＯＵＴの両方のマニホールドと連通させ、そして再循環回路の第２のインク導管８に向かう流路を開放し、その代わりに真空ポンプ２４とのすべての連通路を閉じるように三方弁２６を構成する。ＯＵＴマニホールド内の初期真空状態は、モジュールからＯＵＴマニホールド内までのインクの流れを促進する。ポンプ５は、弁２６と循環ポンプ５との間の短いダクト内にある残留空気を除去して、インクが再循環回路を充填することを可能にする。一方、三方弁３２は、ダクト３４を閉じ、さらに背圧ポンプ１のための空気の出口を開くように構成される。さらに、弁３１が開かれ、背圧ポンプ１がオンにされ、圧力調整チャンバ３内に適切な動作背圧を生成する。最後に、キャッピング装置２０が印刷モジュールの前面から取り外されると、システムは、動作の準備ができる。

[051]ダクトの正しい排気および予測可能な流体の流れを問題なく保証するために、適切な遅延時間が弁の開閉シーケンスに設定される。

[052]システムからインクをパージするか、または空にする必要がある場合、圧力調整チャンバは過圧の発生器として機能することができ、液体インクの迅速かつ完全な流出を促進する。この目的のために、過圧状態は、次の手順に従って圧力調整チャンバ３内に生成される：弁３１が閉じられ、ニードル弁２は開かれたままであり、三方弁３２は、ダクト３４を介して、背圧ポンプ１と圧力調整チャンバを連通させるように構成される。背圧ポンプ１をオンにすると、圧力調整チャンバ３内に過圧が生み出され、これは、下流の回路に伝達され、追加の駆動力として作用する。

[053]インク供給システムの他の実施形態を、図５に示すように、上記で説明したのと同じ概念に従って実現することができる。

[054]この第２の実施形態では、三方弁は存在しない。その代わりに、複数の標準的な二方弁が流体回路に適切に配置されて、説明したすべての動作を実行する。脱気カートリッジは、脱気カートリッジがインク供給システムの第１のインク導管内に配置された第１の実施形態とは対照的に、インク供給システムの第２のインク導管内に配置されている。ＩＮマニホールドは、第１の実施形態の単一管の代わりに、弁Ｖ２およびＶ８を介して、インクタンクとの二重の流体接続を有する。この機能の目的は、充填段階において右側の管を使用することである。その理由は、この管は、マニホールドの上部から開始して、装置の完全な補充を保証するためである。その反対に、たとえば整備のためにインクをマニホールドから除去する必要がある場合、左側の管が使用される。その理由は、この管はマニホールドの下部から始まるため、装置が完全に空になることを保証するためである。このようにして、専用のセンサおよびポンプに対するフィードバックを使用することなく、マニホールドの状態の完全な制御が確実にされる。さらに、安全のために、追加のインクトラップ３６が、真空ポンプ２４の上流の排気回路内に配置されている。複数の他の印刷モジュールのセットを同じ排気回路に接続して、ポンプ装置の重複を回避することができる。図５では、第２のモジュールセット（図示せず）を、導管および弁を介して排気回路と連通させることができる。

[055]本発明によるインク供給システムのために提案された解決策は、簡単で効果的であることが判明している。

[056]他の市販のインク供給システムと比較して、本発明は、ポンプおよびセンサのような採用する部材の数をより少なくしながらも、良好なパフォーマンスを提供する。本発明は、規則的なインクの流れ、および変動が非常に低く保たれる背圧の良好な制御を確実にして、さらに印刷中に均一なパフォーマンスを与える。これにより、流体回路および印刷モジュールが、インクから空気をほぼ完全に除去し、その後の印刷中の目詰まりを低減して補充されるようになるため、印刷装置の信頼性を全般的に改善する。

[057]上記で開示した主題は、例示的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、独立請求項によって定義される発明のより良い理解を提供するのに役立つ。

Claims

少なくとも１つの印刷モジュール用のインク供給システムであって、閉ループインク再循環回路を備え、前記インク再循環回路が、
圧力調整チャンバ（３）と、
前記圧力調整チャンバ（３）から前記少なくとも１つの印刷モジュール（７）にインクを供給するように構成された第１のインク導管（６）と、
前記少なくとも１つの印刷モジュール（７）から前記インクを収集し、前記収集されたインクを前記圧力調整チャンバ（３）に戻すように構成された第２のインク導管（８）と、
前記第２のインク導管（８）内に配置された再循環ポンプ（５）と
を備え、
前記インク供給システムは、弁（２６）を介して前記第２のインク導管（８）に接続された真空排出回路をさらに備え、前記真空排出回路は、前記少なくとも１つの印刷モジュール（７）内に真空状態を生み出すように構成され、
前記インク供給システムは、調整可能なニードル弁（２）を介して前記圧力調整チャンバ（３）を外部環境に接続するように構成された背圧生成回路をさらに備え、
前記背圧生成回路が、前記ニードル弁（２）と並列に、前記圧力調整チャンバ（３）内において確立された背圧を維持するように構成された背圧ポンプ（１）をさらに備えることを特徴とする、インク供給システム。
前記再循環回路の前記第１のインク導管（６）内の第１のインクマニホールド（ＩＮ）および前記第２のインク導管（８）内の第２のインクマニホールド（ＯＵＴ）をさらに備える、請求項１に記載のインク供給システム。
前記真空排出回路が、真空ポンプ（２４）と、ピラニ真空センサ（２５）とを備え、好ましくは前記真空排出回路が、前記真空ポンプ（２４）の上流に配置されたインクトラップ（３６）を備える、請求項１または２に記載のインク供給システム。
前記真空排出回路が、前記第２のインクマニホールド（ＯＵＴ）内および前記第２のインク導管（８）の一部内に真空状態を作り出すようにさらに構成される、請求項２に記載のインク供給システム。
前記圧力調整チャンバ（３）とインクタンク（１８）を相互接続する第３のインク導管と、前記第３のインク導管内に配置された再充填ポンプ（１３）であって、前記圧力調整チャンバ（３）内のインクレベルを回復するように構成される、再充填ポンプ（１３）とをさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のインク供給システム。
前記圧力調整チャンバ（３）の上部内に配置された圧力センサ（９）をさらに備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のインク供給システム。
前記インク再循環回路内に配置された速度センサ（１１）をさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載のインク供給システム。
前記圧力調整チャンバ（３）内に配置された液面センサ（１２）をさらに備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のインク供給システム。
絶縁弁、攪拌手段（１７）、パージ回路、インク廃棄物タンク（２１）、洗浄液タンク（２２）および濾過ユニット（２３）から選択される補助手段をさらに備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のインク供給システム。
前記インクから溶存ガスを取り出すために前記再循環回路の前記第１のインク導管（６）内または前記第２のインク導管（８）内に配置された脱気カートリッジ（１５）をさらに備える、請求項１～９のいずれか一項に記載のインク供給システム。
前記脱気カートリッジ（１５）が、脱気ポンプ（１４）と、真空センサ（１６）とを備える、請求項１０に記載のインク供給システム。
前記第１のインクマニホールドが、インクタンクとの単一の流体接続または二重の流体接続を有する、請求項２に記載のインク供給システム。
少なくとも１つの印刷モジュールにインクを供給するための方法であって、
請求項１～１２のいずれか一項に記載のインク供給システムを提供するステップと、
前記インク供給システムの前記閉ループインク再循環回路内に前記インクの連続的な流れをもたらすステップと、
前記インク供給システムの前記真空排出回路によって、前記少なくとも１つの印刷モジュール内に真空状態を生み出すステップと
を含み、
前記インク供給システムの前記背圧生成回路の前記背圧ポンプ（１）によって、前記インク供給システムの圧力調整チャンバ（３）内において確立された背圧を維持するステップをさらに含むことを特徴とする、方法。