KR20110053428A

KR20110053428A - 액체 분사 헤드, 캐리지 유닛, 압력 제어 방법 및 액체 분사 기록 장치

Info

Publication number: KR20110053428A
Application number: KR1020117003583A
Authority: KR
Inventors: 후미요시 이와세; 데츠야 무라세; 마사토시 도다
Original assignee: 에스아이아이 프린텍 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-05-23
Also published as: CN102171044A; EP2316654A1; US8613487B2; WO2010024084A1; US20110205264A1; JP2010052357A

Abstract

액체가 분사구로부터 분사될 때의 액체의 압력을 정밀하게 측정하여 액체의 압력을 최적의 값까지 가압 또는 감압하는 액체 분사 헤드, 캐리지 유닛, 압력 제어 방법 및 액체 분사 기록 장치를 제공한다. 액체(5a)를 분사하는 복수의 분사구를 구비하는 분사부(17)와, 액체 수용체(5) 내의 액체(5a)를 롤러 튜브 펌프(7)를 통해 분사부(17)에 공급하는 관로(6)에 개재되어, 관로(6)의 압력 변동을 완충하는 액체 저류 유닛(15)과, 액체 저류 유닛(15)과 분사부(17)를 접속하는 관로(6)에 개재되어 관로(6a) 내의 압력을 측정하는 압력 측정 수단인 압력 센서(22)를 구비하고, 압력 센서(22)에 의한 측정값에 의거해, 관로(6)로부터 분사부(17)에 공급하는 액체(5a)의 압력이 소정 범위 내가 되도록, 롤러 튜브 펌프(7)를 구동 제어한다.

Description

액체 분사 헤드, 캐리지 유닛, 압력 제어 방법 및 액체 분사 기록 장치{LIQUID EJECTION HEAD, CARRIAGE UNIT, PRESSURE CONTROL METHOD, AND LIQUID EJECTION RECORDING DEVICE}

본 발명은, 액체 분사 헤드, 캐리지 유닛, 압력 제어 방법 및 액체 분사 기록 장치에 관한 것이다.

종래부터, 피기록 매체에 액체를 분사하는 장치에는 복수의 분사구로부터 피기록 매체를 향해 액적을 분사하는 액체 분사 기록 장치가 알려져 있다. 액체 분사 기록 장치에는, 예를 들면 액체를 한 방울당 수∼수십 피코 리터 정도의 액적으로서 분사하는 액체 분사 헤드를 구비한 것이 있다. 이러한 미소한 액적을 분사하는 액체 분사 헤드는, 양호한 액체 분사를 실현하기 위해서 분사구 내의 액체를 분사에 최적인 상태가 되도록 제어하게 되어 있다. 여기서, 분사에 최적인 상태란 분사구 내의 액체의 압력이 부압이 되고 분사구 내부에서 메니스커스가 형성되어 있도록 이루어져 있는 것이다. 이러한 압력 조정을 행하기 위해서, 액체 수용체로부터 액체 분사 헤드까지의 액체의 유로에 펌프나 대기 밸브를 구비하여 분사구에 공급하는 액체의 압력 조정을 도모한 장치가 알려져 있다.

여기서, 특허 문헌 1에는, 액체 분사 헤드에 있어서의 분사구 내의 액체를 감압시키기 위한 펌프와, 액체 분사 헤드에 있어서의 분사구 내의 액체를 가압시키기 위한 대기 연통 밸브과, 액체 분사 헤드에 있어서의 분사구 내의 액체의 압력을 측정하는 압력 센서와, 압력 센서에 의한 측정값에 의거해 펌프와 대기 연통 밸브을 동작시키는 제어부를 구비하는 잉크젯 프린터(액체 분사 기록 장치)가 기재되어 있다. 이 잉크젯 프린터에 의하면, 액체를 저류하는 서브 탱크로부터 액체 분사 헤드까지의 액체 유로에 배치된 펌프와 대기 연통 밸브에 의해 분사구 내에 공급되는 액체의 압력이 증감되도록 되어 있다.

일본국 특허 공개 2005-34999호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 잉크젯 프린터에서는, 고속으로 왕복 운동하는 액체 분사 헤드의 분사구 내에 발생하는 압력 변동이 크다. 이 때문에, 압력 센서에는 측정 범위가 넓은 것이 요구되고, 또한 압력 변동에 대응시켜 빈번한 압력 조정이 필요했기 때문에, 액체 분사 헤드로부터 분사되는 액체의 압력을 최적으로 유지하는 것은 곤란했다.

또, 최근의 잉크젯 프린터에 있어서는, 포스터나 간판의 표면을 인쇄할 때에, 광대한 인쇄 범위를 인쇄할 수 있는 대형 인쇄 장치가 이용되는 일이 많고, 특정한 분야에 있어서 장치가 대형화하는 경향에 있다. 이러한 대형 인쇄 장치에 있어서는, 소형 인쇄 장치와 비교해, 분사하는 액체를 저장한 액체 수용체로부터 액체 분사 헤드까지의 거리가 멀어지고, 액체 분사 헤드에 액체를 공급하는 유로의 유로 길이가 길어진다. 이 때문에 대형 장치에 있어서는, 액체에 걸리는 유로 압력 손실이 증대하고, 액체 분사 환경에 적절한 압력을 유지한 액체가 액체 분사 헤드에 공급되는 것을 방해해 버릴 가능성이 있다. 이 때문에, 액체 분사 헤드에 있어서의 액체의 압력값을 정확하게 설정하려면 , 액체 분사 헤드에 있어서의 압력값을 정밀하게 측정하고, 적정한 압력을 유지한 액체를 공급하는 것이 필요하다.

또, 액체 분사 헤드를 구비하는 캐리지가 인쇄 범위를 주사하는 경우, 액체 수용체와 액체 분사 헤드를 연통하는 유로가, 캐리지의 이동을 따라 변위를 반복하기 때문에, 유로 내에 존재하는 액체에 압력 부하가 걸린다. 이 경우, 유로의 하류에 위치하는 액체 분사 헤드에 있어서는, 압력 부하의 영향을 받은 액체가 공급되게 되고, 액체를 분사하는 환경에 적절한 압력을 유지하는 것이 곤란해진다. 통상, 이러한 액체에 걸리는 압력 부하는, 압력 완충 장치(액체 저류부)에 의해 저감되지만, 여전히, 유로 길이의 증대에 의한 압력 손실의 영향이 액체에 끼쳐져, 적절한 인쇄 환경의 실현을 방해해 버린다.

또한, 상술한 바와 같은 인쇄 범위의 증대에 따라, 액체 분사 헤드를 구비한 캐리지의 주사 범위도 증대하므로, 압력 완충 장치의 압력 부하를 저감하는 능력을 초과하는 액체가 액체 분사 헤드에 공급될 가능성이 있고, 장치의 대형화에 의한 인쇄 환경의 악화가 예상된다.

이상과 같이, 인쇄 장치에 있어서의 고등한 인쇄 환경을 정비하기 위해서는, 액체 분사 헤드에 있어서의 액체의 압력을 정확하게 측정하여 파악하는 것이 급무이다.

본 발명은, 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 분사구에 공급하는 액체의 압력을 정밀하게 측정함과 더불어, 액체를 원하는 압력을 가지고 분사구에 공급할 수 있는 액체 분사 헤드, 캐리지 유닛, 압력 제어 방법 및 액체 분사 기록 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 이 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 액체를 분사하는 복수의 분사구를 구비하는 분사부와, 액체 수용체 내의 액체를 펌프를 통해 상기 분사부에 공급하는 관로에 개재되어, 이 관로의 압력 변동을 완충하는 액체 저류부와, 상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 상기 관로에 개재되어 그 관로 내의 압력을 측정하는 압력 측정 수단을 구비하고, 상기 압력 측정 수단의 측정값에 의거해, 상기 관로로부터 상기 분사부에 공급하는 액체의 압력이 소정 범위 내가 되도록, 상기 펌프를 구동 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 액체 수용체로부터 상기 액체 관로를 통해서 상기 액체 저류부에 유입한 상기 액체는, 상기 액체 저류부를 통과함으로써 압력 변동이 완충된다. 여기서, 상기 압력 측정 수단은 상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 상기 관로에 배치되어 있기 때문에, 상기 압력 측정 수단에 의해 상기 액체 저류부에서 완충된 후의 상기 액체의 압력이 측정된다. 이 결과, 상기 액체 저류부에서 완충된 후의 상기 액체의 압력을 조정하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 구동 제어가, 상기 펌프가 상기 관로 내의 상기 액체를 가압 및 감압하는 가압 기구 및 감압 기구에 의해 실시되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 가압 기구 및 감압 기구에 의해 상기 액체가 상기 관로의 내부에서 상기 분사부측 또는 상기 액체 수용체측으로 이동된다. 그 결과, 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력을 조정할 수 있다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 가압 기구 및 상기 감압 기구가, 상기 펌프가 정회전 및 역회전하는 정회전 기구 및 역회전 기구에 의해 실시되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 펌프가 회전 구동함으로써 상기 관로의 내부의 상기 액체가 가압 또는 감압되어, 이에 의해 단순한 기구로 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력을 조정할 수 있다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 구동 제어가, 상기 펌프의 정지 동작에 의해 상기 관로를 폐색하고, 상기 액체 수용체로부터 상기 분사부로의 상기 액체의 공급을 차단할 수 있는 유로 폐색 기구를 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 펌프가 정지하면 상기 액체의 상기 관로를 통한 이동이 차단되어 상기 펌프로부터 상기 분사구에 이를 때까지의 상기 관로의 내부에 상기 액체가 저류되게 된다. 이에 의해, 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력을 유지하기 위한 상기 구동 제어가 간략화된다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 관로에 상기 압력 측정 수단이 직접 개재되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 분사부로부터 상기 압력 측정 수단까지의 상기 액체의 유로 길이가 짧아지기 때문에, 상기 분사부에서의 상기 액체의 압력이 정밀하게 측정됨과 더불어, 압력 측정 수단을 탑재함으로써 점유되는 공간을 작게 할 수 있다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 관로로부터 분기된 압력 전달 관로에 상기 압력 측정 수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 관로의 길이는 압력 전달 관로가 접속 가능한 길이면 되고, 상기 액체 저류부와 상기 분사부를 근접해서 배치 가능함과 더불어, 압력 측정 수단의 배치의 자유도가 높아진다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 압력 전달 관로가 가요성을 가지고 또한 가스 배리어성을 가지는 튜브로 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 압력 전달 관로의 내부로의 기체가 침입하는 것에 의한 상기 액체의 증점 또는 고체화나, 휘발성 용제가 배합된 상기 액체로부터 휘발성 용제가 증발하여 상기 압력 전달 관로의 내부로부터 외부로 누출함에 의한 상기 액체의 증점 또는 고체화가 억제된다. 이 때문에, 상기 액체에 의한 상기 압력 전달 관로의 협착이 억제된다. 또한, 증점 또는 고체화된 상기 액체가 상기 압력 센서에 부착됨으로써 발생하는 상기 압력 센서의 측정 정밀도의 저하가 억제된다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 압력 전달 관로가 금속재료에 의해 만들어져 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 금속재료가 이용됨으로써 수지제의 관형상 부재와 비교해 경년 열화에 의한 균열 등의 영향이 경감되고, 유체 또는 광 등이 상기 압력 전달 관로의 내부로 상기 압력 전달 관로의 관벽을 통해 침입하는 것이 억제되어 상기 액체의 증점 또는 고체화 등의 열화가 억제된다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 압력 전달 관로는 특정한 파장을 가지는 광의 투과를 억제하는 가요부재로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 특정한 파장을 가지는 광의 상기 압력 전달 관로의 관벽을 통한 투과가 억제되기 때문에, 상기 특정한 파장의 광에 의해 경화하는 특성을 가지는 액체의 상기 압력 전달 관로의 내부에서의 증점 또는 고체화가 억제된다.

본 발명의 액체 분사 헤드는, 상기 압력 전달 관로는 상기 관로에 대해 탈착 가능한 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 압력 전달 관로를 상기 관로로부터 떼어냄으로써 상기 압력 전달 관로의 내부의 세정이나, 상기 압력 전달 관로 및 상기 압력 센서의 교환 등이 가능하다.

본 발명의 캐리지 유닛은, 액체를 분사하는 복수의 분사구를 구비하는 분사부와, 액체 수용체 내의 액체를 펌프를 통해 상기 분사부에 공급하는 관로에 개재되어, 이 관로의 압력 변동을 완충하는 액체 저류부와, 상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 상기 관로에 개재되어 그 관로 내의 압력을 측정하는 압력 측정 수단과, 상기 분사부와 상기 액체 저류부와 상기 압력 측정 수단을 지지하는 이동대를 구비하고, 상기 압력 측정 수단의 측정값에 의거해, 상기 관로로부터 상기 분사부에 공급하는 액체의 압력이 소정 범위 내가 되도록, 상기 펌프를 구동 제어하고, 상기 분사부를 피기록 매체로부터 소정의 거리만큼 이간시켜 지지하고 상기 피기록 매체 상을 왕복 이동 가능한 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 캐리지 유닛의 이동에 따른 상기 액체의 압력 변동을 간섭하는 상기 액체 저류부가 상기 이동대 상에 지지되고, 상기 액체 저류부보다 상기 분사부 측에 압력 측정 수단이 배치되어 있음으로써, 상기 압력 측정 수단을 접속하기 위한 관로를 가지지 않는 액체 분사 헤드에 대해서도 완충한 후의 상기 액체의 압력을 측정하여 상기 액체의 압력을 조정할 수 있다.

본 발명의 캐리지 유닛은, 상기 구동 제어는, 상기 펌프가 상기 관로 내의 상기 액체를 가압 및 감압하는 가압 기구 및 감압 기구에 의해 실시되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 가압 기구 및 감압 기구에 의해 상기 액체가 상기 관로의 내부에서 상기 분사부측 또는 상기 액체 수용체측면으로 이동된다. 그 결과, 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력을 조정할 수 있다.

본 발명의 캐리지 유닛은, 상기 가압 기구 및 상기 감압 기구는, 상기 펌프가 정회전 및 역회전하는 정회전 기구 및 역회전 기구에 의해 실시되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 펌프가 회전 구동함으로써 상기 관로의 내부의 상기 액체가 가압 또는 감압되고, 이에 의해 단순한 기구로 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력을 조정할 수 있다.

본 발명의 캐리지 유닛은, 상기 구동 제어는, 상기 펌프의 정지 동작에 의해 상기 관로를 폐색하고, 상기 액체 수용체로부터 상기 분사부로의 상기 액체의 공급을 차단할 수 있는 유로 폐색 기구를 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 캐리지 유닛은, 상기 압력 센서로부터 상기 분사부까지의 상기 관로의 길이가 50mm∼600mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 압력 측정 수단으로부터 상기 분사부까지의 상기 관로의 길이가 50mm보다도 짧은 경우는 상기 압력 측정 수단의 배치의 자유도가 낮고 상기 분사부로부터 이간시켜 상기 이동대에 상기 액체 저류부를 배치하는 것은 곤란한데 대해, 상기 압력 측정 수단으로부터 상기 분사부까지의 상기 관로의 길이가 50mm보다도 길기 때문에 상기 액체 저류부를 상기 분사부로부터 이간시켜 상기 캐리지 상에 배치 가능하다. 또, 상기 압력 측정 수단으로부터 상기 분사부까지의 상기 관로의 길이가 600mm보다도 길면, 상기 액체의 압력 변동의 상기 관로에 의한 흡수량이 크기 때문에 상기 분사부에서의 압력 변동과 상기 압력 측정 수단에서 측정된 압력값의 사이에 괴리가 발생하기 때문에 정확한 압력 측정이 곤란하게 되는데 대해, 상기 압력 측정 수단으로부터 상기 분사부까지의 상기 관로의 길이가 600mm보다도 짧기 때문에, 상기 압력 변동이 상기 액체의 분사 정밀도에 주는 영향이 적다. 이에 의해 상기 압력 측정 수단에 의해 상기 액체 분사 헤드가 적절하게 액체를 분사하는데 충분한 정밀도로 상기 액체의 압력이 측정된다.

본 발명의 캐리지 유닛은, 상기 압력 측정 수단은, 상기 분사부의 분사구의 높이보다도 ＋10mm∼＋300mm의 범위 내에서 상방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 압력 측정 수단이 상기 분사부의 분사구의 높이로부터 ＋10mm 이내에 배치되어 있으면 상기 압력 측정 수단에 의해 상기 분사부의 배치 위치가 제한되어 버린다. 이에 대해, 상기 압력 측정 수단이 상기 분사부의 분사구의 높이로부터 ＋10mm 이상 상방에 배치되어 있기 때문에, 상기 분사부와 상기 압력 측정 수단이 간섭하지 않는다. 또, 상기 압력 측정 수단의 위치와 상기 분사부의 분사구의 위치가 높이 방향에서 ＋300mm보다도 높은 위치에 배치되어 있으면 상기 압력 측정 수단에 의해 측정된 압력값과 상기 분사부에서의 압력값의 괴리가 크기 때문에 정밀하게 압력 측정을 행하는 것이 곤란하다. 이에 대해, 상기 압력 측정 수단의 위치와 상기 분사부의 분사구의 위치가 높이 방향에서＋300mm보다도 근접해서 배치되어 있기 때문에, 상기 압력 측정 수단에 의해 측정되는 상기 액체의 압력과 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력의 차를 저감할 수 있다. 그 결과, 상기 액체의 압력을 조정하기 위해서 요구되는 정밀도의 범위 내에 들어간다.

본 발명의 캐리지 유닛은, 상기 액체 저류부는 가요성의 박막 형상 부재에 의해 형성된 액체 저류실을 구비하고, 상기 박막 형상 부재는 상기 액체 저류부의 외부로부터 상기 박막 형상 부재를 통한 기체의 침입 또는 누출을 억제하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 액체 저류부는, 상기 액체 관로로부터 전파하는 압력 변동을 상기 박막 형상 부재에 의해 흡수한다. 또한 상기 박막 형상 부재는 상기 기체의 침입에 의한 상기 액체의 증점 또는 고체화와, 상기 분사부로부터 분사되는 상기 액체로의 기포의 혼입을 억제하고 있다.

본 발명의 압력 제어 방법은, 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 액체 분사 헤드 또는 청구항 11 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 캐리지 유닛을 이용한 압력 제어 방법으로서, 상기 압력 측정 수단에 의해 상기 액체의 압력을 측정하는 공정과, 상기 액체의 압력이 미리 설정된 상한 압력값과 하한 압력값의 사이에 있는지의 여부를 판정하는 공정과, 제어부에 의해 상기 액체의 압력이 상기 상한 압력값과 상기 하한 압력값의 사이에 있을 때에는 상기 펌프의 구동을 정지시키고, 상기 액체의 압력이 상기 하한 압력값보다도 낮을 때에는 상기 액체를 상기 분사부의 방향으로 이동시키도록 상기 펌프를 정회전시키고, 상기 액체의 압력이 상기 상한 압력값보다도 높을 때에는 상기 액체를 상기 액체 수용체의 방향으로 이동시키도록 상기 펌프를 역회전시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 우선, 상기 압력 측정 수단에 의해 상기 액체 저류부보다도 상기 분사부측의 상기 액체의 압력이 측정된다. 그러면, 상기 제어부에 의해, 상기 액체의 압력이 상기 상한 압력값과 하한 압력값의 사이에 있는지의 여부가 판단된다. 여기서, 상기 압력이 상한 압력값과 하한 압력값의 사이에 있을 때에는, 상기 제어부는 상기 펌프가 구동하고 있는 경우에는 정지시킨다. 한편, 상기 액체의 압력이 상기 하한 압력값보다도 낮을 때에는 상기 펌프를 구동하여 상기 액체를 상기 분사부측으로 송액(送液)하여 상기 헤드의 부압을 저감시킨다. 또, 상기 액체의 압력이 상기 상한 압력값보다도 높을 때에는 상기 액체를 상기 액체 수용체의 방향으로 이동시키도록 상기 펌프를 구동시킨다. 이와 같이 하여 상기 제어부에 의해 상기 펌프가 구동되고, 상기 액체 분사 헤드가 상기 액체를 분사하고 있는 동안의 상기 액체의 압력은 적절히 조정된다.

본 발명의 압력 제어 방법은, 상기 분사구에서의 압력값과 상기 압력 측정 수단에서 측정한 압력값의 차압에 대해, 상기 제어부에서 보정 제어를 실시하는 보정 제어 공정을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 보정 제어 공정에서 상기 압력 측정 수단에 의해 측정된 상기 액체의 압력값을 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력으로 보정해 출력함으로써, 상기 압력 측정 수단으로 측정되는 압력값에 의거해 상기 분사구에서의 압력값을 조정할 수 있다.

본 발명의 압력 제어 방법은, 상기 상한 압력값과 상기 하한 압력값은, 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력값을 대상으로 하여 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력값이 상한 압력값과 하한 압력값의 사이가 되도록 제어되기 때문에, 상기 압력 측정 수단이 상기 액체의 압력을 측정하는 위치에 의하지 않고, 상기 액체의 압력이 상기 분사구로부터 상기 액체가 양호하게 분사되도록 조정된다.

본 발명의 압력 제어 방법은, 상기 상한 압력값이 ＋0.5kPa이고, 상기 하한 압력값이 ―2.0kPa인 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 상한 압력이 ＋0.5kPa 이상인 경우는 상기 액체가 상기 분사부의 분사구로부터 누출되기 위해서 상기 액체를 액적으로서 분사하는 것이 곤란하게 되고, 한편 상기 하한 압력이 ―2.0kPa 이하인 경우에는 상기 액체가 상기 분사부의 분사구에 충분히 공급되지 않는다. 상기 액체의 압력이 ＋0.5kPa∼―2.0kPa의 범위에 있도록 제어됨으로써, 상기 분사부의 분사구의 내부에는 상기 액체에 의한 메니스커스면이 형성되고, 상기 분사부에 의해 상기 액체가 액적이 되어 상기 피기록 매체로 분사되는 것이 가능하다. 또한 상기 액체의 압력을 ＋0.5kPa로부터 ―2.0kPa의 사이가 되도록 폭을 갖게 하여 제어함으로써, 상기 제어부에 의한 가압 제어 또는 감압 제어가 빈번하게 반전하여 발생하는 과잉의 펌프 구동이 억제된다.

본 발명의 압력 제어 방법은, 상기 상한 압력값이 ―0.5kPa이고, 상기 하한 압력값이 ―1.0kPa인 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 상한 압력값이 부압이기 때문에, 상기 분사구의 내부에는 상기 액체에 의한 메니스커스면이 형성되어 상기 액체를 액적으로서 양호하게 분사 가능하다. 또한 상기 하한 압력값이 ―1.0kPa인 점에서 상기 상한 압력값과 상기 하한 압력값의 차압이 작고, 상기 액적의 형상의 편차가 억제됨으로써 양호한 분사 결과로 연결된다.

본 발명의 압력 제어 방법은, 상기 제어부는 상기 액체의 압력과 상기 상한 압력값 또는 상기 하한 압력값의 차압을 계산하는 계산 공정을 구비하고, 상기 차압의 크기에 비례하도록 상기 펌프의 구동 속도를 변화시키는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 차압이 클 때에는 상기 펌프의 구동을 고속으로 함으로써 신속하게 상기 액체가 가압 또는 감압된다. 또, 상기 차압이 작아졌을 때에는 상기 펌프의 구동을 저속으로 함으로써 과잉의 가압 또는 감압이 억제된다.

본 발명의 액체 분사 기록 장치는, 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 액체 분사 헤드 또는 청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 캐리지 유닛과, 상기 분사부를 상기 액체가 분사되는 피기록 매체 상에서 왕복 이동시키는 이동 기구와, 상기 피기록 매체를 상기 분사부와 일정한 거리를 가지고 반송하는 반송 기구와, 상기 압력 측정 수단 및 상기 펌프의 각각에 전기적으로 접속된 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 발명에 의하면, 상기 액체 수용체로부터 상기 액체 분사 헤드에 공급된 상기 액체의 압력은 상기 압력 센서로 측정된다. 그러면, 상기 제어부에 의해 상기 액체의 압력이 상기 상한 압력값과 상기 하한 압력값의 사이가 되도록 상기 펌프가 구동된다. 이에 의해, 상기 액체 저류부로부터 상기 분사부까지의 압력 변동이 낮게 억제되고, 상기 액체가 상기 분사부로부터 상기 피기록 매체를 향해 정밀하게 분사되어 피기록 매체에 착탄한다. 또한 상기 이동 기구와 상기 반송 기구에 의해 상기 액체 분사 헤드와 상기 피기록 매체가 상대 이동함으로써, 상기 피기록 매체의 원하는 위치에 상기 액체가 분사된다.

본 발명에 따른 액체 분사 헤드, 캐리지 유닛, 압력 제어 방법 및 액체 분사 기록 장치에 의하면, 상기 압력 센서에 의해 상기 액체 저류부에서 완충된 후의 상기 액체의 압력이 측정되고, 그 압력을 기초로 하여 상기 액체가 가압 또는 감압됨으로써, 상기 액체를 최적인 압력으로 상기 분사부에 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 액체 분사 헤드를 탑재하는 액체 분사 기록 장치의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 2는 제1 실시형태의 액체 수용체로부터 액체 분사 헤드까지의 액체의 유로의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 의한 액체 압력 제어의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태의 액체 분사 기록 장치에 있어서의 액체의 유로의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.

(제1 실시형태)

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 대해서 도 1∼도 3을 참조하여 설명한다. 도 1은, 액체 분사 기록 장치의 구성을 나타내는 구성도이다. 또, 도 2는, 액체 수용체로부터 액체 분사 헤드까지의 액체의 유로의 구성을 나타내는 설명도이다. 또, 도 3은 액체 분사 기록 장치에 의한 액체 압력 제어의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

우선, 본 실시형태의 액체 분사 헤드가 탑재된 액체 분사 기록 장치에 대해서 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 액체 분사 기록 장치(1)는, 용지 등의 피기록 매체(P)에 액체(5a)를 분사하는 액체 분사 기구(2)와, 액체 분사 기구(2)에 액체(5a)를 공급하는 액체 공급 기구(3)와, 피기록 매체(P)를 액체 분사 기구(2)의 하측에서 도면 중 X방향으로 반송하는 반송 기구(27)와, 상기 각 기구와 전기적으로 접속된 제어부(11)를 하우징(4)의 내부에 구비한다. 액체 공급 기구(3)는, 액체(5a)를 저류하는 액체 수용체(5)와, 액체 수용체(5)에 일단이 접속된 가요성의 관형상의 액체 관로(6)와, 액체 관로(6)의 중간부에 개재된 롤러 튜브 펌프(7)를 구비한다.

롤러 튜브 펌프(7)는, 도시하지 않은 정·역회전 가능한 모터와, 도 2에 나타내는 바와 같이 모터의 구동축에 회전 중심(O)이 접속된 대략 원기둥형상의 휠(8)과, 휠(8)의 외주부에 회전 가능하게 걸어 맞춰진 롤러(9)와, 액체 관로(6)가 걸어 맞춰지는 원호형상의 홈이 형성된 케이스 부재(10)를 구비한다. 롤러(9)는 케이스 부재(10)에 걸어 맞춰진 액체 관로(6)의 일부를 가압하도록 되어 있다. 본 실시형태의 롤러 튜브 펌프(7)에서의 가압 기구(정회전 기구) 및 감압 기구(역회전 기구)에 대해서 설명하면, 롤러(9)에 의해 액체 관로(6)가 가압되면서 휠(8)이 정회전 또는 역회전함으로써 액체 관로(6)의 내부의 액체(5a)가 휠(8)의 회전 방향으로 가압되어 액체 수용체(5)측 또는 역측으로 송액된다. 본 실시형태에 있어서 롤러 튜브 펌프(7)는 액체(5a)의 송액과 가감압의 양쪽의 동작을 행하도록 되어 있다. 또, 모터는 제어부(11)에 전기적으로 접속되어 있다.

액체 분사 기구(2)는, 피기록 매체(P)의 상측에 이동 가능하게 배치된 이동대(12)와, 이동대(12)에 고정되어 피기록 매체(P)측으로 액체(5a)를 분사하기 위한 액체 분사 헤드(13)를 구비한다. 이동대(12)는 이동대(12)를 피기록 매체(P) 상에서 도면 중 Y방향으로 왕복 이동시키는 이동 기구(14)에 지지된다.

또, 액체 분사 헤드(13)는, 액체 관로(6)에 일단이 접속되어 액체(5a)의 압력 변동을 완충하여 타단으로 유통시키는 액체 저류 유닛(15)과, 액체 저류 유닛(15)의 타단에 접속되어 액체(5a)를 미소한 액적으로서 분사하는 복수의 분사구가 배치된 분사구면(16)을 가지는 분사부(17)와, 액체 저류 유닛(15)과 분사부(17)를 근접시켜 고정하는 제1 지지부(18)와, 액체 저류 유닛(15)과 분사부(17)의 사이에서 액체(5a)의 유로를 분기하는 분기부(19)와, 분기부(19)에 일단이 접속된 가요성의 관형상 부재로 이루어지는 압력 전달 관로(20)와, 압력 전달 관로(20)의 타단에 압력 검지부(21)가 접속되어 이동대(12)에 고정된 압력 센서(22)(압력 측정 수단)를 구비한다.

압력 전달 관로(20)는, 기체의 투과를 억제하는 소재로 이루어진다. 또, 압력 센서(22)는 제어부(11)에 전기적으로 접속되어 압력 전달 관로(20)의 내부의 기체를 통해 액체(5a)의 압력값을 측정하여 제어부(11)로 발신한다. 액체 저류 유닛(15)은, 액체 관로(6)와 분기부(19)에 각각 접속된 연통부(23, 24)를 가지는 액체 저류 케이스(25)와, 연통부(23, 24)의 각각에 접속되어 액체 저류 케이스(25) 내에 수용된 액체 저류부(26)를 구비한다. 액체 저류 케이스(25)에는 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부의 주연부가 되는 액체 저류 케이스(25)의 프레임 부분에, 기체의 투과를 억제하는 박막 형상의 소재를 열용착 등의 방법을 이용하여 접착함으로써, 액체를 저류하는 액체 저류실(26a)을 구성함으로써, 상술한 액체 저류부(26)가 형성되어 있다. 또 액체 저류부(26) 내의 액체 저류실(26a)은, 연통부(23, 24)를 통해, 액체 관로(6) 및 분기부(19)에 각각 연통하고 있다. 이러한 액체 저류 유닛(15)을 가짐으로써, 액체 분사 기구(2)의 이동에 따른 압력의 변동을 흡수할 수 있다.

제어부(11)는, 압력 센서(22)의 동작을 감시해 최적의 압력인지의 여부를 판정하는 판정부(11a)와, 롤러 튜브 펌프(7)를 구동시키는 구동부(11b)를 구비한다. 판정부(11a)에는 액체(5a)를 분사하기 위해서 최적인 압력의 상한과 하한(본 실시형태에 있어서 분사구면(16)에서의 압력의 상한은 ―0.5kPa이고 하한은 ―1.0kPa)이 설정되어 있고, 압력 센서(22)에서 측정된 압력과 설정된 압력을 비교하도록 되어 있다.

또 구동부(11b)는 판정부(11a)에 의해 비교된 결과를 기초로 하여 롤러 튜브 펌프(7)를 정회전, 역회전, 또는 정지 중 어느 하나의 상태가 되도록 구동시키는 구동 신호를 발신하도록 되어 있다. 이하에서는, 롤러 튜브 펌프(7)의 정회전은 액체 관로(6)를 액체 수용체(5)측으로부터 분사부(17)측으로 당기는 방향, 역회전은 액체 관로(6)를 분사부(17)측으로부터 액체 수용체(5)측으로 당기는 방향으로서 설명한다. 또 본 실시형태에 있어서, 정회전은 가압 동작을 나타내고, 역회전은 감압 동작을 나타낸다.

이상에 설명하는 구성의 액체 분사 기록 장치(1)의 동작에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.

우선, 조작자는 반송 기구(27)에 피기록 매체(P)를 공급하고, 액체 분사 헤드(13)의 하방에 피기록 매체(P)를 위치시킨다. 이어서 분사부(17)로부터 피기록 매체(P)를 향해 액체(5a)가 분사됨과 더불어, 이동 기구(14)에 의해 액체 분사 기구(2)가 피기록 매체(P) 상을 왕복 이동되고, 또한 반송 기구(27)에 의해 피기록 매체(P)가 일정한 간격을 가지고 액체 분사 기구(2)의 왕복 방향과 직교하는 방향으로 이동된다. 이에 의해 피기록 매체(P)의 일면에 액체(5a)가 분사된다. 이 때, 롤러 튜브 펌프(7)는 정지되어 있고, 롤러(9)에 의해 액체 관로(6)는 닫혀져 있다. (유로 폐색 기구) 이 때문에, 롤러 튜브 펌프(7)로부터 분사부(17)까지의 액체 관로(6)의 내부의 액체(5a)의 압력이 액체(5a)의 분사에 수반하여 저하한다. (도 3에 나타내는 펌프 정지 공정 A1)

액체 분사 헤드(13)의 내부의 액체(5a)의 압력은 분기부(19)에 접속된 압력 전달 관로(20)를 통해서 압력 센서(22)로 측정되고 있다. 압력 센서(22)에 의해 측정된 액체(5a)의 압력값은 신호의 형태로 판정부(11a)로 보내진다. 본 실시형태에서는 최적의 값은 일정한 폭을 가지고 설정된다(본 실시형태에서의 분사구면(16)에서의 압력값은 ―0.5kPa∼―1.0kPa의 범위).

판정부(11a)에 의해 압력 센서(22)에서의 측정에 있어서, 분사구면(16)에서의 압력의 값이 ―1.0 kPa보다도 저하한 것이 판정되면, 판정부(11a)에서의 판정에 대응하여 구동부(11b)가 작동되어, 롤러 튜브 펌프(7)로 구동 신호가 송신된다. 그러면 롤러 튜브 펌프(7)의 휠(8)이 회전하고, 롤러(9)가 액체 관로(6)를 누르면서 액체 관로(6)를 액체 수용체(5)로부터 분사부(17)측으로 당기도록 동작한다.

판정부(11a)에서는 계속적으로 압력 센서(22)로부터 송신되는 압력값이 감시되고, 압력 센서(22)가 나타내는 분사구면(16)에 있어서의 압력값이 ―1.0kPa에 달한 것이 판정되었을 때에 구동부(11b)에 의해 롤러 튜브 펌프(7)의 구동이 정지된다. 이와 같이 하여 액체(5a)의 압력이 최적인 범위 내에 들어가도록 가압 제어된다. (도 3에 나타내는 가압 공정 A2)

또, 액체 분사 기구(2)의 이동에 의한 압력 변동 등에 의해 압력 센서(22)로 측정된 분사구면(16)에서의 압력이 하한값인 ―1.0kPa를 밑돌고 있는 것이 판정되었을 때에도, 동일한 제어에 의해 액체(5a)의 분사구면(16)에서의 압력이 ―1.0kPa로 회복하도록 가압 제어된다. (도 3에 나타내는 가압 공정 A3)

이에 대해, 액체 분사 기구(2)의 이동에 의한 압력 변동 등에 의해 압력 센서(22)로 측정된 분사구면(16)에서의 압력이 상한값인 ―0.5kPa를 초과하고 있는 것이 판정되었을 때에는, 구동부(11b)에 의해 롤러 튜브 펌프(7)가 역회전 구동되어, 액체 관로(6)의 내부의 액체(5a)가 액체 수용체(5) 방향으로 송액된다. 이에 의해 액체 분사 헤드(13)의 내부의 액체(5a)의 압력이 감소한다. 판정부(11a)에 의해 압력 센서(22)가 나타내는 분사구면(16)에서의 압력값이 ―0.5kPa보다도 저하한 것이 판정되었을 때에, 구동부(11a)에 의해 롤러 튜브 펌프(7)가 정지됨으로써 감압 제어된다. (도 3에 나타내는 감압 공정 A4)

또한, 본 실시형태에서는, 제어부(11)에 있어서 압력 센서(22)로부터 제어부(11)로 송신된 압력값과 상한값 또는 하한값을 비교하여, 그 차압에 따른 롤러 튜브 펌프(7)의 회전 속도를 결정하기 위해 도시하지 않은 비례 제어 회로를 구비함으로써, 차압이 클 때에 롤러 튜브 펌프(7)의 회전 속도를 높여 신속하게 액체(5a)의 압력 조정을 행하는 것이 가능하다. 그 방법으로서, 비례 제어 회로에는 판정부로부터 수신한 압력값을 기초로 하여 상기 차압을 산출하는 계산 공정과, 상기 차압과 롤러 튜브 펌프(7)의 회전량을 대비시키는 대비 맵을 구비하고, 판정부(11a)로부터의 압력값의 입력에 대해 구동부(11b)로 롤러 튜브 펌프(7)의 회전 속도를 지정하는 신호를 출력하는 방법이나, 또는 판정부(11a)로부터의 압력값의 입력에 대해 롤러 튜브 펌프(7)의 구동 속도를 직접 산출하여 구동부(11b)로 구동 신호를 발하는 방법 등을 채용할 수 있다.

이하에서는, 액체 분사 헤드(13)에 액체(5a)를 충전할 때의 충전 동작에 대해서 설명한다. 처음으로 액체 분사 기록 장치(1)를 사용할 때나 액체 수용체(5)를 교환했을 때에는 액체 관로(6)에 다량의 기체가 혼입되어 있기 때문에, 액체 관로(6)에 액체(5a)를 충전하는 공정이 이루어진다. 이동 기구(14)는 액체 분사 기구(2)를 서비스 스테이션(28a)까지 반송한다. 서비스 스테이션(28a)은 분사부(17)의 분사구면(16)으로부터 누출한 액체(5a)를 폐액 탱크(28)에 저류시키도록 되어 있다.

이어서, 구동부(11b)에 의해 롤러 튜브 펌프(7)가 구동된다. 그러면, 롤러 튜브 펌프(7)보다 액체 수용체(5)측의 액체 관로(6)의 내부에는 부압이 발생하고, 액체 수용체(5)로부터 액체(5a)가 빨아올려져 롤러 튜브 펌프(7)를 통해 분사부(17)까지 공급된다. 액체(5a)가 분사부(17)에 공급되어 액체(5a)가 액체 관로(6)에 충전되면 구동부(11b)에 의해 롤러 튜브 펌프(7)는 정지된다.

이어서, 판정부(11a)에 의해 압력 센서(22)가 나타내는 압력값이 감시되고, 분기부(19)에서의 액체(5a)의 압력이 최적의 값에 있는지의 여부가 판정된다. 압력 센서(22)가 나타내는 압력값이 최적의 범위 이외인 때에는, 판정부(11a)에서 압력 센서(22)가 나타내는 압력값과 최적의 범위의 차압이 산출되고, 판정부(11a)에서의 판정에 대응하여 구동부(11b)에 의해 차압을 줄이도록 롤러 튜브 펌프(7)가 구동되고, 압력 센서(22)가 나타내는 압력값이 최적의 범위 내에 있는 것이 판정되었을 때에 롤러 튜브 펌프(7)의 구동이 정지된다. 그 후, 액체 분사 기록 공정이 개시 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 액체 분사 헤드(13)에 의하면, 액체 저류 유닛(15)에서 완충된 액체(5a)의 압력은 액체 저류 유닛(15)으로부터 분사부(17)의 사이에 배치된 압력 전달 관로(20)를 통해 접속된 압력 센서(22)로 전달되고, 압력이 부족 또는 과잉이었을 때에는 제어부(11)에서 압력 센서로 측정된 값에 대응하여 롤러 튜브 펌프(7)가 구동되어 최적인 압력의 범위가 될 때까지 액체 관로(6)의 내부의 액체(5a)가 송액되도록 되어 있다.

이러한 구성을 가짐으로써, 본 실시형태의 액체 분사 장치에서는, 예를 들면 유로 길이가 장척이 되고, 유로에서의 압력 손실이 증대했다고 해도, 분사구면(16)에서의 액체(5a)의 압력값을 측정할 수 있기 때문에, 적정한 압력을 유지한 액체(5a)를 공급할 수 있다.

또한, 액체 저류 유닛(15)를 구비하고 있기 때문에, 이동대(12)의 이동에 따른 액체(5a)의 압력 변동을 저감하는 것이 가능하다. 또 상술한 대로, 액체 저류 유닛(15)으로부터 분사구면(16)의 사이에 존재하는 액체(5a)의 압력을 측정함으로써, 액체 저류 유닛(15)에서 압력 변동이 저감된 액체에 대한 측정을 실시할 수 있다. 이에 의해, 유로의 장척화에 의한 압력 손실의 영향이나, 액체 분사 기구(2)의 이동에 따른 압력 변동의 영향이 잔존하고 있었다고 해도, 분사구면(16)에서의 액체(5a)의 압력을 측정할 수 있기 때문에, 적정한 인쇄 환경을 정비할 수 있다.

또, 본 실시형태의 압력 전달 관로(20)는 기체의 투과를 억제하는 소재로 형성되어 있기 때문에, 분기부(19)로부터 압력 전달 관로(20) 내에 유입하는 액체(5a)에 관벽을 통해 바깥 공기가 침입하는 것이 억제된다. 이에 의해 액체(5a)의 증점, 고체화, 또는 변성(이하 모두 열화라고 칭한다)이 억제되어 열화한 액체(5a)가 압력 센서(22)의 압력 검지부(21)에 부착되거나, 분사부(17)까지의 액체(5a)의 유로의 일부 또는 전부를 폐색하여 액체 분사의 정밀도를 저하하거나 하는 것을 억제하고 있다.

또, 압력 전달 관로(20)는 분기부(19)에서 탈착 가능하지만, 이에 의해 액체 수용체(5)로부터 분사부(17)까지의 액체(5a)의 유로를 세정했을 때에, 세정액을 출입시키기 어려운 압력 전달 관로(20)를 개별적으로 세정하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 압력 전달 관로(20)는 액체 저류 유닛(15)보다 분사부(17)측의 액체(5a)의 유로의 일부에 형성된 분기부(19)에 접속되어 있다. 액체 저류 유닛(15)은 액체 수용체(5)측의 액체 관로(6)에 발생하는 압력 변동을 액체 저류부(26)에서 흡수해 압력 변동의 변동폭을 감쇠시키는 것이다. 이 때문에, 분기부(19)에는 이 감쇠된 변동폭의 압력이 전달되어 압력 전달 관로(20)를 통해 압력 센서(22)에서 측정된다. 또, 분기부(19)로부터 분사부(17)까지의 액체(5a)의 유로의 거리가 짧게 배치되어 있기 때문에, 압력 센서(22)에서 측정되는 압력과 분사구면(16)에 공급되는 액체(5a)의 압력의 차를 저감할 수 있다.

또, 본 실시형태의 구성에 의한 액체(5a)의 압력 제어 방법은, 액체 관로(6) 내의 액체(5a)를 롤러 튜브 펌프(7)로 가압 또는 감압함으로써 이루어진다. 이 때문에 종래와 같이 액체 수용체(5)에 기체를 도입시켜 액체(5a)의 압력을 제어하는 기술과 비교해 액체(5a)가 기체에 폭로되는 것에 의한 액체(5a)의 열화가 억제되고, 양호한 액체 분사를 도모할 수 있다.

또, 본 발명에서는 액체(5a)를 분사부(17)로부터 분사시키기 위해서 최적의 값은 일정한 폭을 가지고 설정된다(본 실시형태에서는 분사구면(16)에 있어서의 압력값이 ―0.5kPa∼―1.0kPa의 범위). 최적의 압력으로서 단일의 값이 설정되어 있는 경우에는, 압력 센서(22)에서 최적의 값이 나타나고 나서 제어부(11)에 의해 압력값이 수신되어 롤러 튜브 펌프(7)가 정지될 때까지의 미소한 타임 래그의 사이에 롤러 튜브 펌프(7)에 의해 액체(5a)가 가압 또는 감압되어 최적의 값을 역측으로 일탈했을 때에, 이들 미소한 압력 변동을 줄이기 위한 빈번한 제어가 발생하는 일이 있다. 본 발명에서는 최적의 값에 폭을 갖게 하여, 최적의 값의 근방에서의 미소한 압력 변동시에는 롤러 튜브 펌프(7)를 정지시키는 기구를 채용하고 있기 때문에, 전술한 바와 같은 빈번한 제어는 발생하지 않는다.

이하에서는, 롤러 튜브 펌프(7)의 구동 제어의 변형예로서, 분기부(19)와 분사구면(16)의 각각의 배치 위치의 고저차에 의해 발생하는 압력 센서(22)의 압력 검지부(21)에서 측정되는 압력값과 분사구면(16)에 걸리는 압력과의 차를 보정하는 보정 제어에 대해서 상술한다.

분기부(19)와 분사구면(16)의 위치에는 미소하나마 고저차가 있으므로, 양 부분에서의 압력값에 차이가 발생할 가능성이 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 본 변형예에서는, 제어부(11)는, 분사구면(16)에서의 압력값이 적정한 압력값이 되도록 압력 검지부(21)에서 측정한 압력값을 보정하는 보정 제어(보정 제어 공정 A5)를 구비한다.

보정 제어(보정 제어 공정 A5)는, 제어부(11)의 판정부(11a)에 압력 센서(22)에 의해 측정되는 압력과 분사구면(16)에 발생하는 압력의 대응이 설정된 도시하지 않은 보정 테이블이 설치되어 이루어진다. 판정부(11a)는 상기 보정 테이블을 참조해 압력 센서(22)에 의해 측정된 압력값을 분사구면(16)에서의 압력값로 변환함으로써 분사구면(16)에서의 압력값이 최적인 범위 내에 있는지의 여부를 판정하도록 되어 있다.

구동부(11b)는, 판정부(11a)에 의한 변환 후의 압력값에 의거하는 판정에 대응한 구동 신호를 롤러 튜브 펌프(7)로 송신함으로써 롤러 튜브 펌프(7)를 구동하도록 되어 있다.

또한, 본 변형예에서는, 액체 분사 헤드(13)의 구성에 의거해 미리 보정치를 측정하고, 최초부터 그 보정치를 판정부(11a)에서 사용하도록 설정해도 된다.

(제2 실시형태)

다음에, 본 발명의 제2 실시형태의 액체 분사 기록 장치에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 각 실시형태에 있어서, 상술한 제1 실시형태와 구성을 공통으로 하는 개소에는 동일 부호를 달아, 설명을 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태의 액체 분사 기록 장치에 있어서의 액체의 유로의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.

본 실시형태의 액체 분사 헤드(30)의 액체 저류 유닛(31)은 분기관을 구비하지 않는 종래의 액체 저류 유닛이다. 한편, 이동대(12)의 일부는 제2 지지부(32)로 되어 있고, 압력 센서(22)를 구비하는 액체 저류 유닛(33)이 고정되어 있다. 본 실시형태에서는 액체 분사 헤드(30)와 이동대(12)와 액체 저류 유닛(31, 33)과, 압력 센서(22)에 의해 캐리지 유닛(28)이 구성되어 있다. 또, 본 실시형태에서는 액체 저류 케이스(34)에 분기부(35)가 형성되어 압력 센서(22)가 접속되어 있는 점에서 제1 실시형태와 상이하지만, 분기부(35)는 액체 저류 유닛(33)의 액체 저류부(36)보다도 분사부(17)측에 개구하고 있기 때문에, 압력 센서(22)에는 액체 저류 유닛(33)에 의해 감쇠된 압력이 전달된다. 또, 액체 저류부(36)는 제1 실시형태와 동일한 구성의 액체 저류실(36a)을 구비한다.

또, 액체 저류 유닛(33)은 롤러 튜브 펌프(7)와 액체 저류 유닛(31)의 중간부의 액체 관로(6)의 일부에 개재되어 있다. 여기서, 액체 저류 유닛(33)으로부터 분사부(17)까지의 액체(5a)의 유로의 길이는, 액체 공급 유로로서 본 실시형태에서의 최적값인 50mm에서 600mm의 범위 내가 되도록 조정되어 있다.

제2 실시형태에서는, 액체 저류 유닛(31)으로부터 분사부(17)까지의 사이의 액체(5a)의 유로에 압력 센서(22)를 구비할 수 없는 액체 분사 헤드(30)에 대해, 롤러 튜브 펌프(7)와 분사부(17)의 사이의 액체 관로(6)의 캐리지 유닛(28)측에 새로운 액체 저류 유닛(33)을 배치하고, 또한 액체 저류 유닛(33)으로부터 분사부(17)까지의 사이의 액체(5a)의 유로에 압력 센서(22)를 배치함으로써, 제1 실시형태와 동일하게 액체 저류 유닛(33)에 의해 압력이 완충된 후의 액체(5a)의 압력을 측정하는 것을 가능하게 하는 것이다. 제2 실시형태에 있어서도 제1 실시형태와 동일하게, 제어부(11)에 의해 압력 센서(22)로 측정된 압력값이 감시되고, 그 값이 하한 압력값과 상한 압력값의 사이를 일탈하고 있었을 때에는 롤러 튜브 펌프(7)가 구동되어 액체(5a)가 가압 또는 감압됨으로써 액체 분사 헤드(30)에 공급되는 액체(5a)의 압력이 조정된다.

또, 압력 센서(22)에서의 측정 위치가 액체 저류 유닛(33)의 위치이기 때문에, 제1 실시형태와 비교해 분사구면(16)으로부터 원격지에서 액체(5a)의 압력을 측정하도록 되어 있다. 이 경우, 분사구면(16)에 있어서의 액체(5a)의 압력값과 액체 저류 유닛(33)에서의 액체(5a)의 측정값에는, 측정차가 발생할 가능성이 있다. 이러한 경우에도, 제1 실시형태와 동일하게 압력 센서(22)에 의해 측정된 압력값을 보정함으로써 분사구면(16)에서의 액체(5a)의 압력을 최적의 범위로 유지할 수 있다.

또한, 제2 실시형태에서는 액체 저류 유닛(33)의 액체 저류부(36)에서의 압력값을 측정하고 있는 점에서 제1 실시형태와 구성이 상이하다. 액체 저류부(36)에서는 액체(5a)가 저류되어 있고, 유로나 관로에서 측정하는 경우와 비교해, 액체 저류부(36)에서 측정하는 경우는, 액체(5a)의 변위량이나 압력값의 변동차가 적다. 즉, 제2 실시형태에서는 이러한 구성을 채용함으로써, 압력 센서(22)는 액체(5a)가 저류되는 부위의 압력값을 측정하므로, 측정한 압력값의 변동이나, 압력값에 노이즈가 포함될 가능성을 저감할 수 있다. 이 때문에, 제2 실시형태에서는, 안정적으로 액체(5a)의 압력값을 측정할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상술했지만, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다.

예를 들면, 본 발명의 실시형태에 있어서, 제어부(11)에 의해 제어되는 분사구면(16)에서의 압력의 목표값은 ―0.5kPa∼―1.0kPa가 최적의 값이지만, ＋0.5kPa∼―2.0kPa로서 목표값을 설정해도 액체(5a)의 분사 정밀도를 만족할 수 있다. 이 경우, 목표값의 폭을 넓힘으로써 압력 조정을 위한 롤러 튜브 펌프(7)의 구동 빈도를 줄일 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 있어서, 롤러 튜브 펌프(7)는 액체 관로(6)가 휠(8)의 외주를 따라 배치되어 롤러(9)에 의해 가압되는 구성을 채용했지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 가요성의 관형상 부재의 중간부가 휠의 외주의 일부를 따라 배치되어 롤러에 의해 가압되고, 양단부가 접속구로서 개방되어 있는 구성의 롤러 튜브 펌프를 액체 관로(6)의 중간부에 개재시키는 것도 가능하다.

또, 본 발명의 실시형태에 있어서, 액체 관로(6)의 내부의 액체(5a)를 가압 또는 감압하기 위한 펌프에는 2개의 롤러(9)를 가지는 롤러 튜브 펌프를 구비하는 구성을 채용했지만, 이에 한정하지 않고, 롤러(9)가 2개 이상 있는 롤러 튜브 펌프를 채용해도 되고, 또는 롤러 튜브 펌프 이외의 다른 펌프 기구에 의해 액체 관로(6)의 내부의 액체(5a)를 가압 또는 감압해도 된다.

또, 본 발명의 실시형태에 있어서, 액체를 수용하는 것으로서 액체 수용체(5)를 채용했지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 상대적으로 대량의 액체를 수용하는 메인 탱크와, 메인 탱크에 관형상 부재를 통해 접속되어 메인 탱크의 내부에 수용된 액체의 일부를 수용하는 서브 탱크를 구비한 액체 공급 기구를 채용할 수도 있다.

또, 본 발명의 제1 실시형태에 있어서, 압력 센서(22)는 분기부(19)로부터 압력 전달 관로(20)를 통해 압력값을 측정하고 있지만, 압력 센서(22)의 압력 검지부(21)의 근방에, 액체(5a)가 저류되는 압력 측정실을 설치해도 된다. 이러한 구성을 채용함으로써, 제1의 실시형태에 있어서도, 액체(5a)의 압력값의 측정에 관한 안정성을 높일 수 있다.

또, 본 발명의 제1 실시형태에 있어서, 압력 전달 관로(20)는 기체의 침입을 억제하는 관형상의 가요 부재로 이루어지는 구성을 채용했지만, 이에 한정하지 않고, 압력 전달 관로의 내부에 충전하는 액체(5a)의 성질 등에 따라 상이한 재질의 부재를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 압력 전달 관로에 스테인리스강이나 알루미늄 등의 금속제의 관형상 부재를 채용하면, 압력 전달 관로의 내구성이 보다 높아지고, 경년 열화 등에 의한 균열에 의한 압력 전달 관로의 내부로의 기체의 침입이 억제된다. 또, 차광성의 도료로 압력 전달 관로를 피복하거나, 또는 차광성의 소재로 압력 전달 관로를 형성하는 구성을 채용하면, 압력 전달 관로의 내부로의 광의 투과가 억제된다. 이 때문에, 자외선이나 가시광선에 의한 액체(5a)의 경화 또는 변성이 억제된다.

또, 본 발명의 제2 실시형태에 있어서, 액체 저류 유닛(33)에 압력 센서가 직접 고정되어 있는 구성을 채용했지만, 액체 저류 유닛(33)에 의해 압력 변동이 완충된 후의 액체(5a)의 압력을 측정할 수 있는 위치이면 되고, 예를 들면 분기부(35)에 압력 전달 관로(20)를 통해 압력 센서(22)가 접속되어 있어도 되고, 또는 액체 저류 유닛(33)으로부터 분사부(17)까지의 액체(5a)의 유로의 일부에 새로운 분기부가 설치되어 분기부의 선단부에 압력 센서(22)가 접속되어 있어도 된다.

또, 본 발명의 제2 실시형태에 있어서, 액체 분사 헤드(30)에는 미리 액체 저류 유닛(31)이 탑재되어 있는 구성을 채용했지만, 이에 한정하지 않고, 액체 저류 유닛(31)을 탑재하지 않은 액체 분사 헤드가 탑재된 액체 분사 기록 장치에 있어서 본 발명의 액체 저류 유닛(33) 및 압력 센서(22)를 배치하는 것도 가능하다. 이 경우에도 액체 저류 유닛(33)에 의해 액체(5a)의 압력 변동이 완충된 후의 액체(5a)의 압력을 측정하여 압력 조정을 행할 수 있다.

1 : 액체 분사 기록 장치
5 : 액체 수용체
5a : 액체
6 : 액체 관로(관로)
7 : 롤러 튜브 펌프(펌프)
11 : 제어부
12 : 이동대
13, 30 : 액체 분사 헤드
14 : 이동 기구
16 : 분사구면
17 : 분사부
19, 35 : 분기부
20 : 압력 전달 관로
22 : 압력 센서(압력 측정 수단)
26, 36 : 액체 저류부
26a, 36a : 액체 저류실
27 : 반송 기구
28 : 캐리지 유닛
A1 : 펌프 정지 공정
A2, A3 : 가압 공정
A4 : 감압 공정
A5 : 보정 제어 공정
P : 피기록 매체

Claims

액체를 분사하는 복수의 분사구를 구비하는 분사부와,
액체 수용체 내의 액체를 펌프를 통해 상기 분사부에 공급하는 관로에 개재되어, 이 관로의 압력 변동을 완충하는 액체 저류부와,
상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 상기 관로에 개재되어 그 관로 내의 압력을 측정하는 압력 측정 수단을 구비하고,
상기 압력 측정 수단의 측정값에 의거해, 상기 관로로부터 상기 분사부에 공급하는 액체의 압력이 소정 범위 내가 되도록, 상기 펌프를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 1에 있어서,
상기 구동 제어는, 상기 펌프가 상기 관로 내의 상기 액체를 가압 및 감압하는 가압 기구 및 감압 기구에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 2에 있어서,
상기 가압 기구 및 상기 감압 기구는, 상기 펌프가 정회전 및 역회전하는 정회전 기구 및 역회전 기구에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 제어는, 상기 펌프의 정지 동작에 의해 상기 관로를 폐색하고, 상기 액체 수용체로부터 상기 분사부로의 상기 액체의 공급을 차단할 수 있는 유로 폐색 기구를 가지는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 관로에 상기 압력 측정 수단이 직접 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 관로로부터 분기된 압력 전달 관로에 상기 압력 측정 수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 6에 있어서,
상기 압력 전달 관로는 가요성을 가지고 또한 가스 배리어성을 가지는 튜브로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 6에 있어서,
상기 압력 전달 관로가 금속재료에 의해 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 압력 전달 관로는 특정한 파장을 가지는 광의 투과를 억제하는 가요 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 전달 관로는 상기 관로에 대해 탈착 가능한 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
액체를 분사하는 복수의 분사구를 구비하는 분사부와,
액체 수용체 내의 액체를 펌프를 통해 상기 분사부에 공급하는 관로에 개재되어, 이 관로의 압력 변동을 완충하는 액체 저류부와,
상기 액체 저류부와 상기 분사부를 접속하는 상기 관로에 개재되어 그 관로 내의 압력을 측정하는 압력 측정 수단과,
상기 분사부와 상기 액체 저류부와 상기 압력 측정 수단을 지지하는 이동대를 구비하고,
상기 압력 측정 수단의 측정값에 의거해, 상기 관로로부터 상기 분사부에 공급하는 액체의 압력이 소정 범위 내가 되도록, 상기 펌프를 구동 제어하고,
상기 분사부를 피기록 매체로부터 소정의 거리만큼 이간시켜 지지하고 상기 피기록 매체 상을 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 캐리지 유닛.
청구항 11에 있어서,
상기 구동 제어는, 상기 펌프가 상기 관로 내의 상기 액체를 가압 및 감압하는 가압 기구 및 감압 기구에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 캐리지 유닛.
청구항 12에 있어서,
상기 가압 기구 및 상기 감압 기구는, 상기 펌프가 정회전 및 역회전하는 정회전 기구 및 역회전 기구에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 캐리지 유닛.
청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 제어는, 상기 펌프의 정지 동작에 의해 상기 관로를 폐색하고, 상기 액체 수용체로부터 상기 분사부로의 상기 액체의 공급을 차단할 수 있는 유로 폐색 기구를 가지는 것을 특징으로 하는 캐리지 유닛.
청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 측정 수단으로부터 상기 분사부까지의 상기 관로의 길이가 50mm∼600mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 캐리지 유닛.
청구항 11 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 측정 수단은, 상기 분사부의 분사구의 높이보다도 ＋10mm∼＋300mm의 범위 내에서 상방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리지 유닛.
청구항 11 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 저류부는 가요성의 박막 형상 부재에 의해 형성된 액체 저류실을 구비하고, 상기 박막 형상 부재는 상기 액체 저류부의 외부로부터 상기 박막 형상 부재를 통한 기체의 침입 또는 누출을 억제하고 있는 것을 특징으로 하는 캐리지 유닛.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 액체 분사 헤드 또는 청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 캐리지 유닛을 이용한 압력 제어 방법으로서, 상기 압력 측정 수단에 의해 상기 액체의 압력을 측정하는 공정과, 상기 액체의 압력이 미리 설정된 상한 압력값과 하한 압력값의 사이에 있는지의 여부를 판정하는 공정과, 제어부에 의해 상기 액체의 압력이 상기 상한 압력값과 상기 하한 압력값의 사이에 있을 때에는 상기 펌프의 구동을 정지시키고, 상기 액체의 압력이 상기 하한 압력값보다도 낮을 때에는 상기 액체를 상기 분사부의 방향으로 이동시키도록 상기 펌프를 정회전시키고, 상기 액체의 압력이 상기 상한 압력값보다도 높을 때에는 상기 액체를 상기 액체 수용체의 방향으로 이동시키도록 상기 펌프를 역회전시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 제어 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 분사구에서의 압력값과 상기 압력 측정 수단에서 측정한 압력값의 차압에 대해, 상기 제어부에서 보정 제어를 실시하는 보정 제어 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 압력 제어 방법.
청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
상기 상한 압력값과 상기 하한 압력값은, 상기 분사구에서의 상기 액체의 압력값을 대상으로 하여 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 제어 방법.
청구항 20에 있어서,
상기 상한 압력값이 ＋0.5kPa이고, 상기 하한 압력값이 ―2.0kPa인 것을 특징으로 하는 압력 제어 방법.
청구항 20에 있어서,
상기 상한 압력값이 ―0.5kPa이고, 상기 하한 압력값이 ―1.0kPa인 것을 특징으로 하는 압력 제어 방법.
청구항 18 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 액체의 압력과 상기 상한 압력값 또는 상기 하한 압력값의 차압을 계산하는 계산 공정을 구비하고, 상기 차압의 크기에 비례하도록 상기 펌프의 구동 속도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 압력 제어 방법.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 액체 분사 헤드 또는 청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 캐리지 유닛과, 상기 분사부를 상기 액체가 분사되는 피기록 매체 상에서 왕복 이동시키는 이동 기구와, 상기 피기록 매체를 상기 분사부와 일정한 거리를 가지고 반송하는 반송 기구와, 상기 압력 측정 수단 및 상기 펌프의 각각에 전기적으로 접속된 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 분사 기록 장치.