WO2018096742A1 - インク供給システムおよびインクジェットプリンタ - Google Patents

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WO2018096742A1
WO2018096742A1 PCT/JP2017/030244 JP2017030244W WO2018096742A1 WO 2018096742 A1 WO2018096742 A1 WO 2018096742A1 JP 2017030244 W JP2017030244 W JP 2017030244W WO 2018096742 A1 WO2018096742 A1 WO 2018096742A1
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WO
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ink
pump
flow path
state
driven
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PCT/JP2017/030244
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English (en)
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尚樹 上田
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ローランドディー.ジー.株式会社
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
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    • B41J29/00Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/38Drives, motors, controls or automatic cut-off devices for the entire printing mechanism

Definitions

  • the present invention relates to an ink supply system and an ink jet printer.
  • ink jet printers equipped with a liquid feed pump are known.
  • the ink jet printer includes an ink cartridge that stores ink, and an ink head that is connected to the ink cartridge by a flow path such as a tube.
  • the liquid feed pump is provided in the middle of the flow path and feeds ink to the ink head.
  • Patent Document 1 discloses a printer including an ink head, an ink cartridge, an ink flow path, and a liquid feed pump as described above.
  • the liquid feed pump is typically a tube pump.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view schematically showing the tube pump 200 when the internal flow path 202 is closed.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view schematically showing the tube pump 200 when the internal flow path 202 is in an open state.
  • the tube pump 200 includes a rotating shaft 206 that rotates and two rollers 204 attached to the rotating shaft 206, and the roller 204 presses or opens the internal flow path 202.
  • the internal flow path 202 is formed of an elastic tube.
  • the roller 204 When the tube pump 200 is stopped, the roller 204 is located inside the radius of the rotating shaft 206 and the internal flow path 202 is open. When the tube pump 200 is driven, the roller 204 moves outside the radius of the rotating shaft 206, and the internal flow path 202 is pressed (closed) by the roller 204 that moves in the rotating direction of the rotating shaft 206. The tube pump 200 feeds the liquid by the pressing of the internal flow path 202 by the roller 204.
  • the tube pump 200 Since the tube pump 200 has the above-described configuration, every time the state of the internal flow path 202 is changed from open to closed or from closed to open, the internal liquid is moved.
  • the case where the internal flow path 202 is changed from open to closed is the case where the tube pump 200 is driven from a stopped state.
  • the case where the internal flow path 202 is changed from closed to open is a case where the tube pump 200 is stopped from the driving state.
  • the liquid is moved in the direction opposite to the original liquid feeding direction (hereinafter referred to as the reverse direction).
  • the reverse direction the original liquid feeding direction
  • the ink jet printer when the liquid is moved in the forward direction, the ink squeezes out from the ink head, and when it is moved in the reverse direction, the ink flows back to the ink cartridge.
  • This squeezing and backflow is a problem that occurs when a pump that switches between opening and closing of an internal flow path, typically a tube pump, is used as an ink feed pump of an ink jet printer.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is an ink supply system that uses a liquid feed pump that switches between opening and closing of an internal flow path.
  • the present invention proposes an ink supply system having a mechanism for suppressing the backflow of ink to the ink cartridge.
  • Another object of the present invention is to propose an ink jet printer provided with the ink supply system.
  • a first ink supply system includes an ink head that ejects ink, an ink container that stores the ink, a first end connected to the ink container, and a second end connected to the ink head.
  • a main flow path having an end, a pump provided in the main flow path that feeds liquid toward the ink head when driven, and a portion of the main flow path between the pump and the first end Provided in the bypass flow path, and a bypass flow path having a first connection portion connected to the second flow path and a second connection portion connected to a portion of the main flow path between the pump and the second end.
  • a control device has an internal flow path that can be switched between open and closed.
  • the control device is communicably connected to the pump and the valve, and is configured to open the valve when the pump is driven from a stopped state and when the pump is stopped from the driven state.
  • the valve provided in the bypass flow path is opened, so that the first connection portion in the main flow path. And the portion sandwiched between the second connection portion and the bypass flow path form a circulation flow path. Therefore, the liquid moved by the pump circulates in the circulation flow path, and no liquid pressure is applied to the ink head and the ink cartridge. Accordingly, ink spillage from the ink head and ink backflow to the ink cartridge are suppressed.
  • the second ink supply system includes an ink head that ejects ink, an ink container that stores the ink, a main flow path, a pump, a bypass flow path, a connection member, and a direction switch.
  • a valve and a control device includes a first channel including a first upstream end and a first downstream end connected to the ink container, and a second channel including a second upstream end and a second downstream end. And a third flow path including a third upstream end and a third downstream end connected to the ink head.
  • the pump has an internal flow path that can be switched between open and closed, is provided in the second flow path, and sends liquid toward the ink head side when driven.
  • the bypass flow path has a first connection part and a second connection part.
  • the connection member connects the second downstream end, the third upstream end, and the second connection.
  • the direction switching valve includes a first port connected to the first downstream end, a second port connected to the first connection, and a third port connected to the second upstream end. And a first state in which the first port and the third port communicate with each other and a second state in which the second port and the third port communicate with each other can be switched.
  • the control device is communicably connected to the pump and the direction switching valve, and controls the pump and the direction switching valve. The control device is set so that the direction switching valve is set to the second state when the pump is driven from the stop state and when the pump is stopped from the drive state.
  • the ink moved by the pump can be circulated in the circulation flow path.
  • the state of the direction switching valve is selected to be the second state that forms the circulation channel.
  • the direction switching valve is provided at a connection portion on the ink container side among the connection portions between the main flow path and the bypass flow path. Therefore, when the second state is selected, the flow path connecting the ink container and the pump is cut, and therefore the ink does not move to the ink container side. Therefore, it is possible to more reliably suppress the backflow of ink to the ink container.
  • the third ink supply system includes an ink head that ejects ink, an ink container that stores the ink, a main flow path, a pump, a bypass flow path, a connection member, and a direction switch.
  • a valve and a control device included in the main channel.
  • the main channel includes a first channel including a first upstream end and a first downstream end connected to the ink container, and a second channel including a second upstream end and a second downstream end.
  • a third flow path including a third upstream end and a third downstream end connected to the ink head.
  • the pump has an internal flow path that can be switched between open and closed, is provided in the second flow path, and sends liquid toward the ink head side when driven.
  • the bypass flow path has a first connection part and a second connection part.
  • the connection member connects the first downstream end, the second upstream end, and the first connection.
  • the direction switching valve includes a first port connected to the second downstream end, a second port connected to the second connection, and a third port connected to the third upstream end. And a first state in which the first port and the third port communicate with each other and a second state in which the first port and the second port communicate with each other can be switched.
  • the control device is communicably connected to the pump and the direction switching valve, and controls the pump and the direction switching valve. The control device is set so that the direction switching valve is set to the second state when the pump is driven from the stop state and when the pump is stopped from the drive state.
  • the ink moved by the pump can be circulated in the circulation flow path.
  • the state of the direction switching valve is selected to be the second state that forms the circulation channel.
  • the direction switching valve is provided at a connection portion on the ink head side among the connection portions between the main flow path and the bypass flow path. Therefore, when the second state is selected, the flow path connecting the ink head and the pump is cut, and therefore the ink does not move to the ink head side. Therefore, it is possible to more reliably suppress the ink from bleeding from the ink head.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an ink supply mechanism according to a second embodiment, and is a diagram illustrating a state where a first flow path is selected.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an ink supply mechanism according to a second embodiment, and is a diagram illustrating a state where a second flow path is selected. It is sectional drawing which showed typically the tube pump when an internal flow path is the obstruction
  • FIG. 1 is a perspective view of a printer 10 according to the first embodiment.
  • the direction away from the printer 10 is the front, and the direction approaching the printer 10 is the rear.
  • Left, right, top, and bottom mean left, right, top, and bottom when the printer 10 is viewed from the front.
  • the symbols F, Rr, L, R, U, and D in the drawings mean front, rear, left, right, upper, and lower, respectively.
  • the above direction is only a direction determined for convenience of description, and does not limit the installation mode of the printer 10 at all, and does not limit the present invention.
  • the symbol Y in the drawing indicates the main scanning direction.
  • the main scanning direction Y is the left-right direction.
  • a symbol X indicates a sub-scanning direction.
  • the sub-scanning direction X is the front-rear direction.
  • the main scanning direction Y and the sub-scanning direction X are orthogonal to each other in plan view.
  • the main scanning direction Y and the sub-scanning direction X are not particularly limited, and can be appropriately set according to the form of the printer 10.
  • the printer 10 is an ink jet printer.
  • the “inkjet method” includes various continuous methods such as a binary deflection method or a continuous deflection method, and various on-demand methods such as a thermal method or a piezoelectric element method.
  • the printer 10 performs printing on the recording medium 5.
  • the recording medium 5 is, for example, a recording paper.
  • the recording medium 5 is not limited to recording paper.
  • the recording medium 5 may be a sheet-like recording medium, for example, a resin sheet such as PVC or polyester.
  • the recording medium 5 may be a medium formed of aluminum, iron, wood, leather, or the like. Further, the flexibility and thickness of the recording medium 5 do not matter. That is, the recording medium 5 may be a hard material such as a glass substrate or a thick material such as a cardboard.
  • the printer 10 includes a main body 10A, legs 12, a platen 14, a guide rail 16, and an ink supply system 30 (see FIG. 2).
  • the main body 10 ⁇ / b> A is supported by the legs 12.
  • the legs 12 are provided on the lower surface of the main body 10A.
  • the recording medium 5 is placed on the platen 14.
  • the platen 14 is provided with a cylindrical grit roller.
  • the grit roller is embedded in the platen 14 with its upper surface exposed.
  • the grit roller is installed so as to rotate in the sub-scanning direction X, and is rotated by the feed motor 22 (see FIG. 4).
  • the guide rail 16 is disposed above the platen 14.
  • the guide rail 16 is disposed in parallel with the platen 14 and extends in the main scanning direction Y.
  • a plurality of pinch rollers are arranged at substantially equal intervals below the guide rail 16. These pinch rollers are opposed to the grit roller.
  • the pinch roller is configured such that the position in the vertical direction can be set according to the thickness of the recording medium 5.
  • a recording medium 5 is sandwiched between the grit roller and the pinch roller.
  • the grit roller and the pinch roller are configured such that the recording medium 5 can be conveyed in the sub-scanning direction X while the recording medium 5 is sandwiched.
  • the recording medium 5 is conveyed on the platen 14 by the rotation of the grit roller by the feed motor 22.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the ink supply system 30.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the ink supply mechanism 30a.
  • the ink supply system 30 includes a plurality of ink supply mechanisms 30 a and a supply control unit 106.
  • the supply control unit 106 is a part of the control device 100 (see FIG. 4).
  • the ink supply mechanism 30 a is a mechanism that supplies ink from an ink cartridge 32 to be described later toward the ink head 34.
  • the ink supply system 30 includes the same number of ink supply mechanisms 30 a as the number of ink heads 34.
  • the number of ink heads 34 is “8”
  • the number of ink supply mechanisms 30a is “8” as shown in FIG.
  • the number of ink heads 34 and the number of ink supply mechanisms 30a are not particularly limited.
  • the plurality of ink supply mechanisms 30a have the same configuration. Therefore, the configuration of one ink supply mechanism 30a will be described in detail below.
  • the ink supply mechanism 30a in the ink supply system 30 includes an ink head 34, an ink cartridge 32, a main flow path 40, a bypass flow path 42, a damper 44, a pressure control valve 46, A pump 48 and a bypass valve 50 are provided.
  • the ink head 34 discharges ink to the recording medium 5 placed on the platen 14. On the bottom surface of the ink head 34, nozzles for ejecting ink are formed.
  • the ink head 34 is mounted on the carriage 26. As shown in FIG. 1, the carriage 26 is engaged with the guide rail 16. The carriage 26 can slide along the guide rail 16 and can move in the main scanning direction Y. Accordingly, the plurality of ink heads 34 can move in the main scanning direction Y along the guide rail 16 via the carriage 26.
  • a movement mechanism that moves the ink head 34 in the main scanning direction Y is connected to the ink head 34.
  • the configuration of the moving mechanism is not particularly limited.
  • a part of the driving belt extending in the main scanning direction Y is fixed to the upper rear surface of the carriage 26.
  • the drive belt is electrically connected to the scan motor 24 (see FIG. 4).
  • the scan motor 24 is driven, the carriage 26 and the plurality of ink heads 34 mounted on the carriage 26 move in the main scanning direction Y.
  • the ink cartridge 32 is a member that stores ink.
  • the number of ink cartridges 32 is the same as the number of ink heads 34.
  • One ink head 34 is connected to one ink cartridge 32.
  • the ink stored in the ink cartridge 32 is supplied to the ink head 34.
  • the plurality of ink cartridges 32 normally store inks of different colors. However, some of the plurality of ink cartridges 32 may be the same color ink.
  • the type of ink color stored in each ink cartridge 32 is not particularly limited.
  • the ink stored in each ink cartridge 32 includes process inks such as cyan ink, magenta ink, yellow ink, black ink, light cyan ink, light magenta ink, and light black ink, white ink, and metallic ink. And any one of special color inks such as clear ink.
  • the main flow path 40 is a flow path for supplying ink stored in the ink cartridge 32 to the ink head 34.
  • the type and material of the main channel 40 are not particularly limited, but the main channel 40 is, for example, a flexible tube.
  • a pump 48 is provided in the middle of the main flow path 40.
  • the pump 48 is a pump for supplying the ink stored in the ink cartridge 32 to the ink head 34. When driven, the pump 48 feeds ink from the ink cartridge 32 side toward the ink head 34 side.
  • the pump 48 is a pump that switches between opening and closing of the internal flow path. The open / closed state of the internal flow path of the pump 48 changes depending on the driving state. Specifically, in the pump 48, the internal flow path is closed (pressed) when driven, and the internal flow path is opened when stopped.
  • the kind of pump 48 is not limited any more, in this embodiment, it is a tube pump.
  • bypass flow path 42 The both ends of the bypass flow path 42 are connected to the main flow path 40 with the pump 48 interposed therebetween. That is, one end of the bypass flow path 42 is connected to the main flow path 40 at the first connection portion C1 closer to the ink cartridge 32 than the pump 48, and the other end is connected to the second connection portion C2 closer to the ink head 34 than the pump 48. And is connected to the main flow path 40.
  • the ink cartridge 32 side in the flow path will be referred to as upstream
  • the ink head 34 side in the flow path will be referred to as downstream.
  • a portion of the main flow path 40 sandwiched between the first connection portion C1 and the second connection portion C2 and the bypass flow path 42 form a circulation flow path 42a.
  • the type and material of the bypass channel 42 are not limited, but in the present embodiment, the bypass channel 42 is a flexible tube similar to the main channel 40.
  • bypass valve 50 In the middle of the bypass flow path 42, a bypass valve 50 is provided.
  • Bypass valve 50 is a solenoid valve, for example.
  • the bypass valve 50 is controlled by a drive signal transmitted from the control device 100.
  • a damper 44 is provided immediately upstream of the ink head 34.
  • the damper 44 is a member that relaxes ink pressure fluctuations and stabilizes the ejection operation of the ink head 34.
  • the damper 44 according to the present embodiment includes a storage chamber that stores ink, and a sensor 44a that detects the pressure of the ink stored in the storage chamber. During printing, the damper 44 reduces ink pressure fluctuations by keeping the pressure of the ink stored in the storage chamber within a certain range.
  • the sensor 44a detects the pressure of the ink stored in the storage chamber.
  • the sensor 44a is a photosensor for position detection, for example.
  • the storage chamber is a film in which one of the wall surfaces expands and contracts, and the film is uneven according to the pressure of the ink stored in the storage chamber.
  • the sensor 44a detects the pressure of the ink in the storage chamber based on the uneven position of the film.
  • the sensor 44a transmits an upper limit signal to the control device 100 when the membrane expands beyond a certain position. Further, the sensor 44a transmits a lower limit signal to the control device 100 when the film contracts below a certain position.
  • the damper pressure detection mechanism is according to one embodiment, and means for detecting the pressure of the ink in the storage chamber is not limited to the above mechanism.
  • a pressure control valve 46 is provided between the ink cartridge 32 and the pump 48 in the main flow path 40.
  • the pressure control valve 46 is a member that keeps the inside of the ink head 34 at a negative pressure when ink is not ejected. By keeping the inside of the ink head 34 at a negative pressure, the ink in the ink head 34 can be prevented from dripping from the nozzles to the outside.
  • the ink in the ink head 34 is maintained at about ⁇ 1 kPa by the pressure control valve 46.
  • the pressure control valve 46 includes a flow path through which ink flows and a valve mechanism that opens and closes the flow path. The valve mechanism opens and closes according to the hydraulic pressure downstream of the valve mechanism.
  • the valve mechanism includes an ink hydraulic pressure upstream of the valve mechanism, an ink hydraulic pressure downstream of the valve mechanism, a mechanical force for closing the valve mechanism, and an attempt to open the valve mechanism. Mechanical force is applied, and these forces are balanced when the printer is not used. In this balanced state, the valve mechanism seals the flow path.
  • the ink liquid pressure at this time is the ink liquid pressure when the ink is stationary, and is maintained at about ⁇ 1 kPa.
  • the mechanical force that attempts to close or open the valve mechanism is, for example, the restoring force of a spring.
  • the ink supply mechanism 30a includes a cap 60, a cap moving mechanism 62, and a suction device 64.
  • the cap 60 and the suction device 64 are disposed below the home position located at the right end of the guide rail 16.
  • the home position is a position where the ink head 34 stands by during printing standby.
  • the cap 60 prevents the ink adhering to the nozzles of the ink head 34 from being cured and clogging the nozzles.
  • the cap 60 is attached to the ink head 34 from below so as to cover the nozzle surface of the ink head 34 when waiting for printing.
  • the cap moving mechanism 62 is connected to the cap 60.
  • the cap moving mechanism 62 is a mechanism that moves the cap 60 toward or away from the bottom surface of the ink head 34.
  • the cap moving mechanism 62 is, for example, a drive motor and a ball screw mechanism.
  • the suction device 64 is a member that sucks ink and air in the cap 60.
  • the suction device 64 is, for example, a suction pump.
  • the suction device 64 is connected to the cap 60. When the suction device 64 is driven in a state where the cap 60 is attached to the ink head 34, the ink and air in the cap 60, the ink head 34, and the main flow path 40 are sucked.
  • the control device 100 controls a part of the mechanism described above.
  • FIG. 4 is a block diagram related to the printer 10.
  • the control device 100 includes a discharge control unit 102, a movement control unit 104, a supply control unit 106, and a capping control unit 108.
  • the configuration of the control device 100 is not particularly limited.
  • the control device 100 is a computer, and may include a central processing unit (hereinafter referred to as a CPU), a ROM storing a program executed by the CPU, a RAM, and the like.
  • the ejection control unit 102 is connected to the ink head 34.
  • the ejection control unit 102 controls the timing at which ink is ejected by controlling the ejection mechanism (for example, piezoelectric element) of the ink head 34.
  • the movement control unit 104 is connected to the feed motor 22 and the scan motor 24.
  • the movement control unit 104 controls the movement of the recording medium 5 in the sub-scanning direction X by controlling the feed motor 22. Further, the movement of the ink head 34 in the main scanning direction Y is controlled by controlling the scan motor 24.
  • the supply control unit 106 is connected to the sensor 44 a of the damper 44, the pump 48, and the bypass valve 50, and controls the supply of ink to the ink head 34.
  • the supply control unit 106 controls the pump 48 to stop liquid feeding to the damper 44.
  • the supply control unit 106 controls the pump 48 to start liquid feeding to the damper 44. By repeating such feedback control, liquid feeding of the pump 48 is controlled, and ink pressure fluctuation is suppressed.
  • the supply control unit 106 opens the bypass valve 50.
  • the supply control unit 106 closes the bypass valve 50.
  • the supply control unit 106 closes the bypass valve 50 while the pump 48 is stopped.
  • the above control is the basic control. However, it does not prevent the control other than the basic control from being performed for maintenance or the like.
  • the capping control unit 108 is connected to the cap moving mechanism 62 and the suction device 64, and controls the movement of the cap 60 and the suction device 64.
  • Each unit of the control device 100 may be configured by software or hardware. Each unit may be performed by a processor or may be incorporated in a circuit.
  • an ink head mounted on a carriage 26 by the movement control unit 104 controlling the scan motor 24 while the ejection control unit 102 controls the timing at which ink is ejected from each ink head 34.
  • the movement control unit 104 controls the feed motor 22 to send the recording medium 5 in the sub-scanning direction X by a predetermined distance. In this way, the printer 10 performs printing on the recording medium 5.
  • an ink jet printer including a liquid pump in which the internal flow path is closed during driving and the internal flow path is opened when stopped, typically a tube pump
  • the state of the flow path in the pump is changed.
  • the ink present in the pump is moved.
  • the ink squeezes out from the ink head, and when it is moved in the reverse direction, the ink flows back into the ink cartridge.
  • the ink supply system 30 has one end connected to the main flow path 40 upstream from the pump 48 and the other end connected to the main flow path 40 downstream from the pump 48.
  • a bypass flow path 42 is provided.
  • a bypass valve 50 is provided in the bypass channel 42.
  • the supply control unit 106 of the control device 100 controls the pump 48 and the bypass valve 50 and is set to open the bypass valve 50 when the pump 48 is driven from the stopped state and when the pump 48 is stopped from the driven state. Yes.
  • the bypass valve 50 is opened, so that the ink moved by the pump 48 circulates in the circulation flow path 42a.
  • the ink circulates through the circulation flow path 42 a, ink squeezed out from the ink head 34 and back flow of ink into the ink cartridge 32 are suppressed.
  • the bypass valve 50 is set to be closed after the pump 48 is driven from the stop state. That is, the bypass valve 50 is set to be closed when the pump 48 is constantly driven. During steady driving of the pump 48, the bypass flow path 42 is disconnected and the circulation flow path 42a is not formed. Accordingly, the ink is supplied to the ink head 34 without circulating.
  • the ink flow when the pump 48 is driven / stopped is indicated by a direction D2.
  • the direction D2 when the pump 48 is driven / stopped, the ink circulates in the circulation flow path 42a.
  • the direction represented by the direction D1 is the direction of ink flow when the pump 48 is driven steadily.
  • the ink flows linearly from the ink cartridge 32 toward the ink head 34 as shown in the direction D1.
  • the main flow path 40 is composed of a flexible tube
  • the pump 48 is a tube pump.
  • the flexible tube is convenient to handle and inexpensive in the ink supply system 30. Since the tube pump is compact in size, it can be easily installed in the ink supply system 30. By using a flexible tube for the main channel 40 and using a tube pump for the pump 48, the design and manufacture of the ink supply system 30 can be facilitated, and the cost can be reduced.
  • a tube pump is used as the pump 48, the present invention is effective.
  • the supply control unit 106 may be set to open the bypass valve 50 prior to driving / stopping of the pump 48 when the pump 48 is driven from the stopped state and stopped from the driven state. .
  • the bypass valve 50 is reliably opened at the timing when the pump 48 is driven / stopped.
  • the drive / stop timing of the pump 48 and the timing of opening the bypass valve are controlled at the same time, the formation of the circulation flow path 42a is delayed for a moment, but the ink from the ink head 34 is delayed. There is a possibility that the ink oozes out or causes the ink to flow back to the ink cartridge 32.
  • by controlling the pump 48 and the bypass valve 50 as described above it is possible to more reliably suppress ink spillage from the ink head 34 and ink backflow to the ink cartridge.
  • the time for opening the bypass valve 50 before driving / stopping the pump 48 is, for example, about 1 second. Since the time required for the solenoid valve to be fully opened is short, a time of about 1 second is sufficient.
  • the bypass valve 50 is another type of valve, such as a rotary ball valve, the time for opening the bypass valve 50 is determined in consideration of the time required until the valve is fully opened.
  • the time from when the pump 48 is driven to when the bypass valve 50 is closed is until the pump 48 can stably feed liquid in the forward direction.
  • this time is at least longer than the time required for one rotation of the rotating shaft in the pump 48, and is preferably longer than that.
  • the second embodiment is an embodiment in which a direction switching valve (three-way valve) is provided at a connection portion between the main flow path and the bypass flow path.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except that the three-way valve is arranged at the connecting portion and the control method of the three-way valve. Accordingly, also in the description of the second embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and redundant descriptions are omitted.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the ink supply mechanism 30a according to the present embodiment.
  • the three-way valve 52 is disposed in the first connection portion C1 that is the connection portion on the upstream side, that is, the ink cartridge 32 side, among the connection portions of the main flow path 40 and the bypass flow path 42.
  • the downstream connection is the second connection C2.
  • the three-way valve 52 includes a common port 52c on the pump 48 side, a first port 52a on the ink cartridge 32 side, and a second port 52b on the bypass flow path 42 side.
  • the three-way valve 52 is, for example, a solenoid-type three-way valve.
  • the common port 52c and the first port 52a are communicated, or alternatively, the common port 52c and the second port 52b are communicated. It is configured to be switched.
  • the driving part of the three-way valve 52 is electrically connected to the supply control unit 106, and a signal for instructing the switching is transmitted from the supply control unit 106.
  • FIG. 5 shows the ink supply mechanism 30a in a state in which the first flow path R1 is selected, and the first flow path R1 is indicated by an arrow labeled R1 in FIG.
  • FIG. 6 shows the ink supply mechanism 30a in a state in which the second flow path R2 is selected, and the second flow path R2 is indicated by an arrow with a symbol R2 in FIG. .
  • the supply control unit 106 in the present embodiment performs control to switch the flow direction of the three-way valve 52 according to the driving state of the pump 48.
  • the supply control unit 106 is set to close the first flow path R1 and to communicate the second flow path R2 when the pump 48 is driven from the stopped state and stopped from the driven state. . That is, when the pump 48 is driven / stopped, the flow path state shown in FIG. 6 is selected.
  • the supply control unit 106 is set to close the second flow path R2 and connect the first flow path R1 after the pump 48 is driven from the stop state. That is, when the pump 48 is driven steadily, the flow path state shown in FIG. 5 is selected.
  • the ink moved by the opening / closing operation of the pump 48 passes through the circulation flow path 42a as in the direction D4. Circulate.
  • the circulation flow path 42a can be configured similarly to the first embodiment. Accordingly, the ink spills out from the ink head 34 and the ink as in the first embodiment. The backflow of ink to the cartridge 32 can be suppressed.
  • the three-way valve 52 is provided in the first connection portion C1.
  • the ink flows in the main flow path 40 as in the direction D3. And is supplied to the ink head 34.
  • the circulation flow path 42a can be cut in the same manner as in the first embodiment. Therefore, as in the first embodiment, ink is supplied to the ink head 34 linearly. Can do.
  • the main flow path 40 may be configured by a flexible tube
  • the pump 48 may be a tube pump.
  • the advantages of configuring the main flow path 40 with a tube and the pump 48 with a tube pump are the same as in the first embodiment.
  • the drive / stop timing of the pump 48 and the switching timing of the three-way valve 52 may be adjusted. That is, when the pump 48 is driven from the stopped state and stopped from the driven state, the supply control unit 106 closes the first flow path R1 and drives the second flow path prior to driving or stopping the pump 48.
  • the flow path R2 may be set to communicate.
  • the ink supply system and the ink jet printer provided with the ink supply system according to the present invention are not limited to the above-described embodiments.
  • the three-way valve 52 is provided in the first connection portion C1, but may be provided in the second connection portion C2. According to the above-described embodiment, it is possible to more reliably suppress ink oozing from the ink head 34.
  • the three-way valve 52 may be provided in both the first connection part C1 and the second connection part C2.
  • the main flow path may be connected to a plurality of ink cartridges.
  • the plurality of ink cartridges store the same type of ink.
  • the ink supply system according to the present invention is applied to an ink jet printer.
  • the application of the ink supply system according to the present invention is not limited to an ink jet printer.
  • the ink supply system according to the present invention can also be applied to a powder curing type 3D printer equipped with an ink head.

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Abstract

本発明に係るインク供給システムは、インク容器32に接続された第1端部およびインクヘッド34に接続された第2端部を有するメイン流路40と、メイン流路40に設けられ、駆動時にはインクヘッド34側に向かって送液するポンプ48と、メイン流路40のポンプ48と第1端部との間の部分に接続された第1接続部C1、およびメイン流路40のポンプ48と第2端部との間の部分に接続された第2接続部C2を有するバイパス流路42と、バイパス流路42に設けられたバルブ50と、制御装置と、を備える。ポンプ48は、開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有している。制御装置は、ポンプ48およびバルブ50に通信可能に接続され、ポンプ48を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際に、バルブ50を開放するように設定されている。

Description

インク供給システムおよびインクジェットプリンタ
 本発明は、インク供給システムおよびインクジェットプリンタに関する。
 従来から、送液ポンプを備えたインクジェットプリンタが知られている。上記インクジェットプリンタは、インクを貯留するインクカートリッジと、チューブ等の流路によってインクカートリッジに接続されたインクヘッドとを備える。送液ポンプは、流路の途中に設けられ、インクをインクヘッドに送給する。特許文献1には、上述したような、インクヘッドと、インクカートリッジと、インクの流路と、送液ポンプとを備えたプリンタが開示されている。送液ポンプは、典型的には、チューブポンプである。
特開2010-194915号公報
 ところで、インクジェットプリンタのインク送液ポンプとして、チューブポンプを典型とする内部流路の開閉を切り替える方式のポンプを使用すると、問題が発生することがある。図7Aは、内部流路202が閉塞状態のときのチューブポンプ200を模式的に示した断面図である。図7Bは、内部流路202が開放状態のときのチューブポンプ200を模式的に示した断面図である。チューブポンプ200は、回転する回転軸206と、回転軸206に取り付けられた2個のローラ204を備え、ローラ204で内部流路202を押圧したり、開放したりする。そのために、内部流路202は、弾性を有するチューブで構成されている。チューブポンプ200が停止しているとき、ローラ204は回転軸206の半径の内側に位置し、内部流路202は開放されている。チューブポンプ200が駆動しているとき、ローラ204は回転軸206の半径の外側に移動し、内部流路202は、回転軸206の回転方向に進むローラ204によって押圧(閉塞)されている。このローラ204による内部流路202の押圧によって、チューブポンプ200は、液を送液する。
 チューブポンプ200は、上記構成を備えているために、内部流路202を開放から閉塞、または、閉塞から開放に状態を変化させるたびに、内在している液を移動させる。内部流路202を開放から閉塞に変化させる場合とは、チューブポンプ200を停止状態から駆動する場合である。内部流路202を閉塞から開放に変化させる場合とは、チューブポンプ200を駆動状態から停止する場合である。チューブポンプ200内の内部流路202を開放状態から閉塞状態に変化させると、液は本来の送液方向(以下、順方向と称する。)に移動される。チューブポンプ200内の内部流路202を閉塞状態から開放状態に変化させると、液は本来の送液方向とは逆の方向(以下、逆方向と称する。)に移動される。インクジェットプリンタにおいては、液が順方向に移動されると、インクヘッドからのインクの沁み出しを発生させ、逆方向に移動されると、インクカートリッジへのインクの逆流を発生させる。この沁み出しおよび逆流が、インクジェットプリンタのインク送液ポンプとして、チューブポンプを典型とする内部流路の開閉を切り替える方式のポンプを使用した場合に発生する問題である。
 本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部流路の開閉を切り替える方式の送液ポンプを使用するインク供給システムであって、インクヘッドからのインクの沁み出し、およびインクカートリッジへのインクの逆流を抑制する機構を備えたインク供給システムを提案することである。また、上記インク供給システムを備えたインクジェットプリンタを提案することである。
 本発明に係る第1のインク供給システムは、インクを吐出するインクヘッドと、前記インクを貯留するインク容器と、前記インク容器に接続された第1端部および前記インクヘッドに接続された第2端部を有するメイン流路と、前記メイン流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液するポンプと、前記メイン流路の前記ポンプと前記第1端部との間の部分に接続された第1接続部、および前記メイン流路の前記ポンプと前記第2端部との間の部分に接続された第2接続部を有するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバルブと、制御装置と、を備える。前記ポンプは、開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有している。前記制御装置は、前記ポンプおよび前記バルブに通信可能に接続され、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際に、前記バルブを開放するように設定されている。
 前記第1のインク供給システムによれば、ポンプを駆動/停止(閉塞/開放)させる際には、バイパス流路に設けられたバルブが開放されているため、メイン流路のうち第1接続部と第2接続部とに挟まれた部分と、バイパス流路とは、循環流路を形成する。そこで、ポンプが移動させた液は、上記循環流路を循環し、インクヘッドおよびインクカートリッジには液圧が印加されない。従って、インクヘッドからのインクの沁み出し、およびインクカートリッジへのインクの逆流が抑制される。
 また、本発明に係る第2のインク供給システムは、インクを吐出するインクヘッドと、前記インクを貯留するインク容器と、メイン流路と、ポンプと、バイパス流路と、接続部材と、方向切換弁と、制御装置と、を備える。前記メイン流路は、前記インク容器に接続された第1上流端部および第1下流端部を含む第1流路と、第2上流端部および第2下流端部を含む第2流路と、第3上流端部および前記インクヘッドに接続された第3下流端部を含む第3流路とを有する。前記ポンプは、開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記第2流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液する。前記バイパス流路は、第1接続部および第2接続部を有している。前記接続部材は、前記第2下流端部と前記第3上流端部と前記第2接続部とを接続する。前記方向切換弁は、前記第1下流端部に接続された第1ポートと、前記第1接続部に接続された第2ポートと、前記第2上流端部に接続された第3ポートとを有し、前記第1ポートと前記第3ポートとを連通させる第1状態と、前記第2ポートと前記第3ポートとを連通させる第2状態とに切替可能である。前記制御装置は、前記ポンプおよび前記方向切替弁に通信可能に接続され、前記ポンプおよび前記方向切替弁を制御する。前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記方向切替弁を前記第2状態にするように設定されている。
 上記第2のインク供給システムによれば、第1のインク供給システムと同様に、ポンプを駆動/停止させる際には、ポンプが移動させるインクを循環流路内で循環させることができる。インクを循環流路内で循環させるとき、方向切換弁の状態は、循環流路を形成する第2状態が選択される。さらに、第2のインク供給システムでは、方向切替弁は、メイン流路とバイパス流路との接続部のうち、インク容器側の接続部に設けられている。そこで、第2状態を選択したときには、インク容器とポンプとを繋ぐ流路は切断され、従って、インク容器側にインクが移動することはない。そこで、より確実にインク容器へのインクの逆流を抑制することができる。
 さらに、本発明に係る第3のインク供給システムは、インクを吐出するインクヘッドと、前記インクを貯留するインク容器と、メイン流路と、ポンプと、バイパス流路と、接続部材と、方向切換弁と、制御装置と、を備える。前記メイン流路は、前記インク容器に接続された第1上流端部および第1下流端部を含む第1流路と、第2上流端部および第2下流端部を含む第2流路と、第3上流端部および前記インクヘッドに接続された第3下流端部を含む第3流路とを有する。前記ポンプは、開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記第2流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液する。前記バイパス流路は、第1接続部および第2接続部を有している。前記接続部材は、前記第1下流端部と前記第2上流端部と前記第1接続部とを接続する。前記方向切換弁は、前記第2下流端部に接続された第1ポートと、前記第2接続部に接続された第2ポートと、前記第3上流端部に接続された第3ポートとを有し、前記第1ポートと前記第3ポートとを連通させる第1状態と、前記第1ポートと前記第2ポートとを連通させる第2状態とに切替可能である。前記制御装置は、前記ポンプおよび前記方向切替弁に通信可能に接続され、前記ポンプおよび前記方向切替弁を制御する。前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記方向切替弁を前記第2状態にするように設定されている。
 上記第3のインク供給システムによれば、第1、第2のインク供給システムと同様に、ポンプを駆動/停止させる際には、ポンプが移動させるインクを循環流路内で循環させることができる。インクを循環流路内で循環させるとき、方向切換弁の状態は、循環流路を形成する第2状態が選択される。さらに、第3のインク供給システムでは、方向切替弁は、メイン流路とバイパス流路との接続部のうち、インクヘッド側の接続部に設けられている。そこで、第2状態を選択したときには、インクヘッドとポンプとを繋ぐ流路は切断され、従って、インクヘッド側にインクが移動することはない。そこで、より確実にインクヘッドからのインクの染み出しを抑制することができる。
第1実施形態に係るプリンタの斜視図である。 インク供給システムを示す概念図である。 インク供給機構を示す模式図である。 プリンタに係るブロック図である。 第2実施形態に係るインク供給機構を示す模式図であって、第1の流路が選択された状態を示す図である。 第2実施形態に係るインク供給機構を示す模式図であって、第2の流路が選択された状態を示す図である。 内部流路が閉塞状態のときのチューブポンプを模式的に示した断面図である。 内部流路が開放状態のときのチューブポンプを模式的に示した断面図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明に係るインク供給システム、および、インク供給システムを備えたインクジェットプリンタ(以下、単にプリンタという。)について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。
 (第1実施形態)
 図1は、第1実施形態に係るプリンタ10の斜視図である。図1において、プリンタ10を正面から見たときに、プリンタ10から遠ざかる方を前方、プリンタ10に近づく方を後方とする。左、右、上、下とは、プリンタ10を正面から見たときの左、右、上、下をそれぞれ意味するものとする。また、図面中の符号F、Rr、L、R、U、Dは、それぞれ前、後、左、右、上、下を意味するものとする。ただし、上記方向は説明の便宜上定めた方向に過ぎず、プリンタ10の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものでもない。また、図面中の符号Yは主走査方向を示している。ここでは、主走査方向Yは左右方向である。符号Xは、副走査方向を示している。ここでは、副走査方向Xは前後方向である。主走査方向Yと副走査方向Xとは平面視において直交している。ただし、主走査方向Yおよび副走査方向Xは、特に限定されず、プリンタ10の形態に応じて適宜に設定可能である。
 本実施形態に係るプリンタ10は、インクジェット方式のプリンタである。本実施形態において、「インクジェット方式」には、二値偏向方式または連続偏向方式などの各種の連続方式、および、サーマル方式または圧電素子方式などの各種のオンデマンド方式が含まれる。プリンタ10は、記録媒体5に印刷を行うものである。
 記録媒体5は、例えば、記録紙である。ただし、記録媒体5は、記録紙に限定されない。例えば、記録媒体5は、シート状の記録媒体、例えば、PVC、ポリエステルなどの樹脂製のシートなどであってもよい。記録媒体5には、アルミ、鉄、木材、皮革などによって形成された媒体であってもよい。また、記録媒体5の可撓性や厚みの如何は問わない。すなわち、記録媒体5は、ガラス基板などの硬いものであってもよいし、段ボールなどの厚みのあるものであってもよい。
 プリンタ10は、本体10Aと、脚12と、プラテン14と、ガイドレール16と、インク供給システム30(図2参照)を備えている。本体10Aは、脚12に支持されている。脚12は、本体10Aの下面に設けられている。プラテン14には、記録媒体5が載置される。図示は省略するが、プラテン14には、円筒状のグリットローラが設けられている。このグリットローラは、その上面部を露出させた状態でプラテン14に埋設されている。グリットローラは、副走査方向Xに回転するように設置され、フィードモータ22(図4参照)によって回転される。
 ガイドレール16は、プラテン14の上方に配置されている。ガイドレール16は、プラテン14と平行に配置され、主走査方向Yに延びている。図示は省略するが、ガイドレール16の下方には、複数のピンチローラが略等間隔に配置されている。これらピンチローラは、上記グリットローラに対向している。上記ピンチローラは、記録媒体5の厚さに応じて上下方向の位置を設定可能に構成されている。上記グリットローラと上記ピンチローラとの間には、記録媒体5が挟み込まれる。上記グリットローラおよび上記ピンチローラは、記録媒体5を挟持した状態で、記録媒体5を副走査方向Xに搬送可能に構成されている。記録媒体5は、フィードモータ22によるグリットローラの回転によってプラテン14上を搬送される。
 次に、インク供給システム30について説明する。図2は、インク供給システム30を示す概念図である。図3は、インク供給機構30aを示す模式図である。本実施形態では、図2に示すように、インク供給システム30は、複数のインク供給機構30aと、供給制御部106とを備えている。供給制御部106は、制御装置100(図4参照)の一部である。インク供給機構30aは、図3に示すように、後述するインクカートリッジ32から、インクヘッド34に向かってインクを供給する機構である。インク供給システム30は、インクヘッド34の数と同じ数のインク供給機構30aを備えている。本実施形態では、インクヘッド34の数は「8」であるため、図2に示すように、インク供給機構30aの数は「8」である。ただし、インクヘッド34の数、および、インク供給機構30aの数は特に限定されない。なお、複数のインク供給機構30aは、それぞれ同じ構成をしている。そのため、以下では、1つのインク供給機構30aの構成について詳述する。
 図3に示すように、インク供給システム30におけるインク供給機構30aは、インクヘッド34と、インクカートリッジ32と、メイン流路40と、バイパス流路42と、ダンパ44と、圧力制御弁46と、ポンプ48と、バイパスバルブ50と、を備えている。
 インクヘッド34は、プラテン14に載置された記録媒体5にインクを吐出する。インクヘッド34の底面には、インクを吐出するノズルが形成されている。図示は省略するが、インクヘッド34は、キャリッジ26に搭載されている。図1に示すように、このキャリッジ26は、ガイドレール16に係合している。キャリッジ26は、ガイドレール16に沿って摺動可能であり、主走査方向Yに移動可能である。従って、複数のインクヘッド34は、キャリッジ26を介してガイドレール16に沿って主走査方向Yに移動可能である。インクヘッド34には、インクヘッド34を主走査方向Yに移動させる移動機構が接続されている。移動機構の構成は特に限定されない。本実施形態では、図示は省略するが、キャリッジ26の背面上部に、主走査方向Yに延びる駆動ベルトの一部が固定されている。上記駆動ベルトは、スキャンモータ24(図4参照)に電気的に接続されている。このスキャンモータ24が駆動することによって、キャリッジ26およびキャリッジ26に搭載された複数のインクヘッド34は、主走査方向Yに移動する。
 インクカートリッジ32は、インクを貯留する部材である。本実施形態では、インクカートリッジ32の数は、インクヘッド34の数と同じである。1つのインクカートリッジ32には、1つのインクヘッド34が接続されている。インクカートリッジ32に貯留されたインクは、インクヘッド34に供給される。複数のインクカートリッジ32には、通常、それぞれ異なる色のインクが貯留されている。ただし、複数のインクカートリッジ32のうち一部は、同じ色のインクであってもよい。各インクカートリッジ32に貯留されているインクの色の種類は特に限定されない。例えば、各インクカートリッジ32に貯留されているインクは、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインク、および、ライトブラックインクなどのプロセスカラーインクと、ホワイトインク、メタリックインク、および、クリアインクなどの特色インクのうちの何れかのインクである。
 図3に示すように、メイン流路40は、インクカートリッジ32に貯留されたインクをインクヘッド34に供給する流路である。メイン流路40の種類および材質は特に限定されないが、メイン流路40は、例えば、可撓性を有するチューブである。
 メイン流路40の途中には、ポンプ48が設けられている。ポンプ48は、インクカートリッジ32に貯留されたインクをインクヘッド34に供給するためのポンプである。ポンプ48は、駆動している時には、インクカートリッジ32側からインクヘッド34側に向かってインクを送液する。ポンプ48は、内部流路の開放/閉塞を切り替える方式のポンプである。ポンプ48は、駆動状態によって内部流路の開放/閉塞状態が変化する。詳しくは、ポンプ48においては、駆動時には内部流路が閉塞(押圧)され、停止時には内部流路が開放される。ポンプ48の種類はそれ以上限定されないが、本実施形態にあっては、チューブポンプである。
 メイン流路40には、ポンプ48を挟んで、バイパス流路42の両端が接続されている。即ち、バイパス流路42は、一端がポンプ48よりもインクカートリッジ32側の第1接続部C1でメイン流路40と接続され、他端がポンプ48よりもインクヘッド34側の第2接続部C2でメイン流路40と接続されている。以下では適宜、流路におけるインクカートリッジ32側を上流と呼び、流路におけるインクヘッド34側を下流と呼ぶことにする。メイン流路40のうち第1接続部C1と第2接続部C2とに挟まれた部分と、バイパス流路42とは、循環流路42aを形成している。バイパス流路42の種類および材質もまた限定されないが、本実施形態にあっては、メイン流路40と同じく可撓性のチューブである。
 バイパス流路42の途中には、バイパスバルブ50が設けられている。バイパスバルブ50の種類は特に限定されないが、バイパスバルブ50は、例えば、ソレノイドバルブである。バイパスバルブ50は、制御装置100から送信される駆動信号によって制御される。
 インクヘッド34のすぐ上流には、ダンパ44設けられている。ダンパ44は、インクの圧力変動を緩和して、インクヘッド34の吐出動作を安定させる部材である。本実施形態に係るダンパ44は、インクを貯留する貯留室と、貯留室に貯留されているインクの圧力を検出するセンサ44aを備えている。印刷時、ダンパ44は、貯留室に貯留されるインクの圧力を一定範囲に保つことで、インクの圧力変動を緩和する。貯留室に貯留されるインクの圧力は、センサ44aが検知している。センサ44aは、例えば、位置検出用のフォトセンサである。貯留室は、壁面の一つが伸縮する膜になっており、貯留室に貯留されているインクの圧力に応じて、膜が凹凸する。センサ44aは、膜の凹凸位置によって、貯留室内のインクの圧力を検出する。センサ44aは、膜が一定の位置を超えて膨張すると、制御装置100に上限信号を送信する。また、センサ44aは、膜が一定の位置以下に収縮すると、制御装置100に下限信号を送信する。もちろん、上記ダンパの圧力検出機構は一実施形態によるものであって、貯留室内のインクの圧力を検出する手段は、上記機構に限定されない。
 メイン流路40の、インクカートリッジ32とポンプ48の間には、圧力制御弁46が設けられている。圧力制御弁46は、インクを吐出していないときに、インクヘッド34内を負圧に保つ部材である。インクヘッド34内が負圧に保たれることによって、インクヘッド34内のインクがノズルから外部に垂れ落ちることを抑制できる。圧力制御弁46によって、インクヘッド34内のインクは-1kPa程度に維持されている。圧力制御弁46は、インクが流れる流路と、流路を開閉する弁機構とを備えている。弁機構は、弁機構よりも下流側の液圧に応じて開閉するようになっている。弁機構には、弁機構よりも上流側のインクの液圧と、弁機構よりも下流側のインクの液圧と、弁機構を閉塞しようとする機械的な力と、弁機構を開放しようとする機械的な力が加えられており、プリンタ不使用時には、これらの力が釣り合っている。この釣り合った状態においては、弁機構は流路を封止している。このときのインクの液圧が、約-1kPaに維持された、静止時のインクの液圧である。弁機構を閉塞または開放しようとする機械的な力は、例えば、スプリングの復元力である。ポンプ48が稼働し、弁機構より下流側からインクが吸い出されると、下流側のインクの液圧が減少して釣り合いが崩れ、弁機構は開放方向に動く。弁機構が開放されると、流路が開放され、下流方向に向かってインクが供給される。上記のような機構により、圧力制御弁46は、不使用時にはインクを負圧に保ちながら、使用時にはインクをインクヘッド34方向に送り出す。
 また、本実施形態では、インク供給機構30aは、キャップ60と、キャップ移動機構62と、吸引装置64を備えている。図示は省略するが、キャップ60および吸引装置64は、ガイドレール16の右端部に位置するホームポジションの下方に配置されている。ホームポジションは、印刷待機時に、インクヘッド34が待機する位置のことである。キャップ60は、インクヘッド34のノズルに付着したインクが硬化して、ノズルが詰まることを抑制するものである。図3に示すように、キャップ60は、印刷待機時、インクヘッド34のノズル面を覆うように、下方からインクヘッド34に装着される。キャップ移動機構62は、キャップ60に接続されている。キャップ移動機構62は、インクヘッド34の底面に向かって、または離間させるようにキャップ60を移動させる機構である。このキャップ移動機構62は、例えば、駆動モータとボールねじ機構である。
 吸引装置64は、キャップ60内のインクおよび空気を吸引する部材である。吸引装置64は、例えば、吸引ポンプである。吸引装置64は、キャップ60に接続されている。キャップ60がインクヘッド34に装着された状態で、吸引装置64が駆動することで、キャップ60、インクヘッド34、メイン流路40のインクおよび空気を吸引する。
 制御装置100は、上述した機構の一部を制御する。図4は、プリンタ10に係るブロック図である。制御装置100は、吐出制御部102、移動制御部104、供給制御部106、およびキャッピング制御部108を備えている。制御装置100の構成は特に限定されない。例えば、制御装置100は、コンピュータであり、中央演算処理装置(以下、CPUという)と、CPUが実行するプログラムなどを格納したROMと、RAMなどを備えていてもよい。
 吐出制御部102は、インクヘッド34に接続されている。吐出制御部102は、インクヘッド34の吐出機構(例えば、圧電素子)を制御することで、インクが吐出されるタイミングを制御する。
 移動制御部104は、フィードモータ22、スキャンモータ24に接続されている。移動制御部104は、フィードモータ22を制御することで、記録媒体5の副走査方向Xへの移動を制御する。また、スキャンモータ24を制御することで、インクヘッド34の主走査方向Yへの移動を制御する。
 供給制御部106は、ダンパ44のセンサ44a、ポンプ48、バイパスバルブ50と接続され、インクヘッド34へのインクの供給を制御している。供給制御部106は、ダンパ44のセンサ44aから上限信号を受信すると、ポンプ48を制御して、ダンパ44への送液を停止させる。また、供給制御部106は、下限信号を受信すると、ポンプ48を制御して、ダンパ44への送液を開始させる。このようなフィードバック制御を繰り返すことにより、ポンプ48の送液が制御され、インクの圧力変動が抑制される。ポンプ48を駆動/停止させる際、供給制御部106は、バイパスバルブ50を開放する。ポンプ48が定常的に駆動されている間、供給制御部106は、バイパスバルブ50を閉塞する。また、本実施形態にあっては、ポンプ48が停止中、供給制御部106は、バイパスバルブ50を閉塞する。上記制御が基本の制御である。ただし、メンテナンス等のために、上記基本の制御以外の制御が実施されることを妨げるものではない。
 キャッピング制御部108は、キャップ移動機構62、および吸引装置64に接続され、キャップ60および吸引装置64の動きを制御している。
 制御装置100の各部は、ソフトウェアによって構成されていてもよいし、ハードウェアによって構成されていてもよい。また、各部は、プロセッサによって行われるものであってもよいし、回路に組み込まれるものであってもよい。
 本実施形態に係るプリンタ10は、吐出制御部102が各インクヘッド34からインクが吐出されるタイミングを制御しつつ、移動制御部104がスキャンモータ24を制御してキャリッジ26に搭載されたインクヘッド34を移動させることによって、記録媒体5に印刷を行う。ひとつの副走査方向X位置で印刷が終了すると、移動制御部104は、フィードモータ22を制御して記録媒体5を副走査方向Xに所定の距離だけ送る。このようにして、プリンタ10は、記録媒体5に印刷を行う。
 ところで、先述したように、チューブポンプを典型とする、駆動時には内部流路が閉塞され停止時には内部流路が開放される送液ポンプを備えたインクジェットプリンタにおいては、ポンプ内の流路の状態を、開放から閉塞、または、閉塞から開放に状態を変化させるたびに、ポンプ内に内在しているインクが移動される。インクが順方向に移動されると、インクヘッドからのインクの沁み出しを発生させ、逆方向に移動されると、インクカートリッジへのインクの逆流を発生させる。
 そこで、本実施形態に係るインク供給システム30は、図3に示されるように、一端がポンプ48よりも上流でメイン流路40に接続され、他端がポンプ48よりも下流でメイン流路40に接続されたバイパス流路42を備える。また、バイパス流路42にバイパスバルブ50を備える。制御装置100の供給制御部106は、ポンプ48およびバイパスバルブ50を制御し、ポンプ48を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、バイパスバルブ50を開放するように設定されている。
 上記形態によれば、ポンプ48を駆動/停止させる際、バイパスバルブ50が開放されているため、ポンプ48によって移動されたインクは、循環流路42a内を循環する。循環流路42aをインクが循環することによって、インクヘッド34からのインクの沁み出し、およびインクカートリッジ32へのインクの逆流が抑制される。
 また、本実施形態に係るインク供給システム30においては、ポンプ48を停止状態から駆動させた後にはバイパスバルブ50を閉塞するように設定されている。つまり、ポンプ48が定常的に駆動しているときには、バイパスバルブ50を閉塞するように設定されている。ポンプ48の定常的な駆動中には、バイパス流路42は切断されており、循環流路42aは形成されない。従って、インクは、循環することなくインクヘッド34に供給される。
 図3において、ポンプ48を駆動/停止させる際のインクの流れは、方向D2で示されている。方向D2によって示されるように、ポンプ48が駆動/停止される際、インクは循環流路42a内を循環する。また、図3において、方向D1で表されている方向は、ポンプ48が定常的に駆動しているときのインクの流れ方向である。ポンプ48が定常的に駆動しているとき、インクは方向D1に示されるように、インクカートリッジ32からインクヘッド34に向かって直線的に流れている。
 本実施形態では、メイン流路40は可撓性を有するチューブで構成されており、ポンプ48はチューブポンプである。可撓性を有するチューブは、インク供給システム30にあっては、取り回しが便利であり、コストも安価である。チューブポンプは、サイズがコンパクトなので、インク供給システム30内での設置が容易である。メイン流路40に可撓性を有するチューブを使用し、ポンプ48にチューブポンプを使用することで、インク供給システム30の設計・製作が容易になり、また、コストも削減できる。ポンプ48としてチューブポンプを使用する場合、本願発明は効果を発揮する。
 なお、供給制御部106は、ポンプ48を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、バイパスバルブ50をポンプ48の駆動/停止に先立って開放するように設定されていてもよい。上記制御によれば、ポンプ48が駆動/停止されるタイミングでは確実にバイパスバルブ50が開放されている。それに対し、ポンプ48の駆動/停止のタイミングとバイパスバルブ開放のタイミングが同時になるように制御されていたとすれば、一瞬ではあるが、循環流路42aの形成が遅れ、インクヘッド34からのインクの沁み出し、またはインクカートリッジ32へのインクの逆流を引き起こす虞がある。つまり、ポンプ48およびバイパスバルブ50を上記のように制御することによって、より確実に、インクヘッド34からのインクの沁み出し、およびインクカートリッジへのインクの逆流を抑制することができる。
 バイパスバルブ50の開放をポンプ48の駆動/停止に先行させる時間は、バイパスバルブ50がソレノイドバルブである場合、例えば、1秒程度である。ソレノイドバルブは、全開までに要する時間が短いため、1秒程度の時間をおけば十分に対応できる。バイパスバルブ50が、他の種類のバルブ、例えば、回転式のボールバルブ等である場合には、全開までに要する時間を考慮して、バイパスバルブ50の開放を先行させる時間を決定する。
 また、ポンプ48を駆動させてからバイパスバルブ50を閉塞するまでの時間は、ポンプ48が安定して順方向に送液できる状態になるまでである。この時間は、ポンプ48がチューブポンプである場合、少なくともポンプ48内の回転軸が1回転するのに要する時間以上であり、それよりも長く取るのが望ましい。
 (第2実施形態)
 第2実施形態は、メイン流路とバイパス流路との接続部に方向切替弁(三方弁)が設けられた実施形態である。第2実施形態は、三方弁が接続部に配置されていることと、三方弁の制御方法とを除いて、第1の実施形態と同様である。従って、第2実施形態の説明においても、同じ部材には第1実施形態と同じ符号を付すものとし、また、重複する説明は省略する。
 図5は、本実施形態に係るインク供給機構30aを表す模式図である。本実施形態において、三方弁52は、メイン流路40とバイパス流路42の接続部のうち上流側、つまりインクカートリッジ32側の接続部である第1接続部C1に配置されている。メイン流路40とバイパス流路42との接続部のうち下流側の接続部は、第2接続部C2である。三方弁52は、ポンプ48側に共通ポート52c、インクカートリッジ32側に第1のポート52a、およびバイパス流路42側に第2のポート52bを備えている。三方弁52は、例えば、ソレノイド式の三方弁であって、共通ポート52cと第1のポート52aを連通させるか、それとも、共通ポート52cと第2のポート52bを連通させるかを択一的に切り替えられるように構成されている。三方弁52の駆動部分は供給制御部106と電気的に接続され、上記切り替えを指令する信号は供給制御部106から送信される。共通ポート52cと第1のポート52aを連通させる第1の流路R1側に流路選択されると、インクカートリッジ32とインクヘッド34とが、メイン流路40を介して連通する。共通ポート52cと第2のポート52bを連通させる第2の流路R2(図6参照)側に流路選択されると、メイン流路40とバイパス流路42とが連通し、循環流路42aが形成される。図5は、第1の流路R1が選択された状態でのインク供給機構30aを表し、第1の流路R1は、図5中にR1の符号を付した矢印で示されている。一方、図6は、第2の流路R2が選択された状態でのインク供給機構30aを表し、第2の流路R2は、図6中にR2の符号を付した矢印で示されている。
 本実施形態における供給制御部106は、ポンプ48の駆動状況に応じて、三方弁52の流路方向を切り替える制御を行う。供給制御部106は、ポンプ48を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、第1の流路R1を閉鎖しかつ第2の流路R2を連通させるように設定されている。即ち、ポンプ48を駆動/停止させる際には図6に示した流路状態を選択する。
 また、供給制御部106は、ポンプ48を停止状態から駆動させた後には、第2の流路R2を閉鎖しかつ第1の流路R1を連通させるように設定されている。即ち、ポンプ48が定常的に駆動されているときには、図5に示した流路状態を選択する。
 図6における状態のように、三方弁52によって第2の流路R2が連通している状態では、ポンプ48の開閉動作によって移動されたインクは、方向D4のように、循環流路42a内を循環する。このように、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に循環流路42aを構成することができ、従って、第1実施形態と同様にインクヘッド34からのインクの沁み出し、およびインクカートリッジ32へのインクの逆流を抑制することができる。さらに、本実施形態に係るインク供給機構30aでは、三方弁52は、第1接続部C1に設けられている。そこで、第2の流路R2方向を選択したときには、インクカートリッジ32側とポンプ48とを繋ぐ流路は切断され、従って、インクカートリッジ32側にインクが移動することはない。つまり、より確実にインクカートリッジ32へのインクの逆流を抑制することができる。
 一方、図5における状態のように、三方弁52によって第1の流路R1が連通され、ポンプ48が定常的に駆動している状態では、インクは、方向D3のように、メイン流路40を通ってインクヘッド34に供給されている。このように、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に循環流路42aを切断することができ、従って、第1実施形態と同様、直線的にインクヘッド34にインクを供給することができる。
 本実施形態においても、メイン流路40は可撓性を有するチューブで構成されていてよいし、また、ポンプ48はチューブポンプであってもよい。メイン流路40をチューブで構成し、ポンプ48をチューブポンプで構成する利点は、第1実施形態における場合と同様である。
 また、第2実施形態においても、ポンプ48の駆動/停止のタイミングと、三方弁52の切り替えタイミングは調整されてよい。即ち、供給制御部106は、ポンプ48を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、ポンプ48の駆動または停止に先立って、第1の流路R1を閉鎖しかつ第2の流路R2を連通させるように設定されていてもよい。上記制御による利点は、第1実施形態における場合と同様である。
 以上、2つの実施形態について説明したが、本発明に係るインク供給システム、および、インク供給システムを備えたインクジェットプリンタは、上述した実施形態に限られるものではない。
 例えば、第2実施形態において、三方弁52は第1接続部C1に設けられていたが、第2接続部C2に設けられていてもよい。上記実施形態によれば、インクヘッド34からのインクの沁み出しをより確実に抑制できる。三方弁52は、第1接続部C1、第2接続部C2の両方に設けられていてもよい。
 あるいはまた、本願発明に係るインク供給機構では、メイン流路が複数のインクカートリッジに接続されていてもよい。上記複数のインクカートリッジには、同種のインクが貯留される。
 また、上述した実施形態においては、本願発明に係るインク供給システムはインクジェットプリンタに適用されていたが、本願発明に係るインク供給システムの適用は、インクジェットプリンタに限られない。例えば、本願発明に係るインク供給システムは、インクヘッドを備えた、粉体硬化方式の3Dプリンタ等にも適用可能である。
 5   記録媒体
 10  プリンタ(インクジェットプリンタ)
 30  インク供給システム
 30a インク供給機構
 32  インクカートリッジ(インク容器)
 34  インクヘッド
 40  メイン流路
 42  バイパス流路
 44  ダンパ
 46  圧力制御弁
 48  ポンプ
 50  バイパスバルブ(バルブ)
 52  三方弁(方向切替弁)
 100 制御装置
 106 供給制御部

Claims (9)

  1.  インクを吐出するインクヘッドと、
     前記インクを貯留するインク容器と、
     前記インク容器に接続された第1端部と前記インクヘッドに接続された第2端部とを有するメイン流路と、
     開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記メイン流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液するポンプと、
     前記メイン流路の前記ポンプと前記第1端部との間の部分に接続された第1接続部と、前記メイン流路の前記ポンプと前記第2端部との間の部分に接続された第2接続部とを有するバイパス流路と、
     前記バイパス流路に設けられたバルブと、
     前記ポンプおよび前記バルブに通信可能に接続され、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際に、前記バルブを開放するように設定された制御装置と、
    を備えた、インク供給システム。
  2.  前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させた後には前記バルブを閉塞するように設定された、
    請求項1に記載のインク供給システム。
  3.  前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記ポンプの駆動または停止に先立って前記バルブを開放するように設定されている、
    請求項1または2に記載のインク供給システム。
  4.  インクを吐出するインクヘッドと、
     前記インクを貯留するインク容器と、
     前記インク容器に接続された第1上流端部および第1下流端部を含む第1流路と、第2上流端部および第2下流端部を含む第2流路と、第3上流端部および前記インクヘッドに接続された第3下流端部を含む第3流路と、を有するメイン流路と、
     開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記第2流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液するポンプと、
     第1接続部および第2接続部を有するバイパス流路と、
     前記第2下流端部と前記第3上流端部と前記第2接続部とを接続する接続部材と、
     前記第1下流端部に接続された第1ポートと、前記第1接続部に接続された第2ポートと、前記第2上流端部に接続された第3ポートとを有し、前記第1ポートと前記第3ポートとを連通させる第1状態と、前記第2ポートと前記第3ポートとを連通させる第2状態とに切替可能な方向切替弁と、
     前記ポンプおよび前記方向切替弁に通信可能に接続され、前記ポンプおよび前記方向切替弁を制御する制御装置と、
    を備え、
     前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記方向切替弁を前記第2状態にするように設定されている、
    インク供給システム。
  5.  インクを吐出するインクヘッドと、
     前記インクを貯留するインク容器と、
     前記インク容器に接続された第1上流端部および第1下流端部を含む第1流路と、第2上流端部および第2下流端部を含む第2流路と、第3上流端部および前記インクヘッドに接続された第3下流端部を含む第3流路と、を有するメイン流路と、
     開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記第2流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液するポンプと、
     第1接続部および第2接続部を有するバイパス流路と、
     前記第1下流端部と前記第2上流端部と前記第1接続部とを接続する接続部材と、
     前記第2下流端部に接続された第1ポートと、前記第2接続部に接続された第2ポートと、前記第3上流端部に接続された第3ポートとを有し、前記第1ポートと前記第3ポートとを連通させる第1状態と、前記第1ポートと前記第2ポートとを連通させる第2状態とに切替可能な方向切替弁と、
     前記ポンプおよび前記方向切替弁に通信可能に接続され、前記ポンプおよび前記方向切替弁を制御する制御装置と、
    を備え、
     前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記方向切替弁を前記第2状態にするように設定されている、
    インク供給システム。
  6.  前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させた後には、前記方向切替弁を前記第1状態にするように設定されている、
    請求項4または5に記載のインク供給システム。
  7.  前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記ポンプの駆動または停止に先立って、前記方向切替弁を前記第2状態にするように設定されている、
    請求項4~6のいずれか一つに記載のインク供給システム。
  8.  前記メイン流路は、可撓性を有するチューブで構成され、
     前記ポンプは、チューブポンプである、
    請求項1~7のいずれか一つに記載のインク供給システム。
  9.  請求項1~8のいずれか一つに記載のインク供給システムを備えた、
    インクジェットプリンタ。
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