WO2021040034A1 - 循環装置 - Google Patents

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WO2021040034A1
WO2021040034A1 PCT/JP2020/032777 JP2020032777W WO2021040034A1 WO 2021040034 A1 WO2021040034 A1 WO 2021040034A1 JP 2020032777 W JP2020032777 W JP 2020032777W WO 2021040034 A1 WO2021040034 A1 WO 2021040034A1
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liquid
unit
circulation device
droplet discharge
pressure
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PCT/JP2020/032777
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大輔 穂積
宏征 杉本
Original Assignee
京セラ株式会社
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Priority to CN202080059542.XA priority patent/CN114270287B/zh
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    • B05C5/0212Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles
    • B05C5/0216Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles by relative movement of article and outlet according to a predetermined path

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a circulation device.
  • an inkjet printer or an inkjet plotter using an inkjet recording method is known.
  • Such an inkjet printing apparatus is equipped with a liquid ejection head for ejecting a liquid.
  • the circulation device includes a storage unit for storing the liquid and a droplet discharge unit for discharging the liquid, and controls the circulation of the liquid supplied from the storage unit to the droplet discharge unit.
  • a circulation device includes a robot unit, a first pressure application unit, a second pressure application unit, a first valve unit, and a second valve unit.
  • the robot unit is equipped with a droplet ejection unit.
  • the first pressure application unit feeds the liquid stored in the storage unit to the droplet discharge unit through the first flow path communicating between the storage unit and the droplet discharge unit.
  • the second pressure application unit feeds the liquid recovered in the droplet discharge unit to the storage unit through the second flow path communicating between the storage unit and the droplet discharge unit.
  • the first valve portion is inserted between the first pressure applying portion and the droplet discharging portion.
  • the second valve portion is inserted between the second pressure applying portion and the droplet discharging portion.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a circulation device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of a circulation mechanism of the circulation device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration example of a circulation device according to a modified example.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration example of a circulation mechanism of the circulation device according to the modified example.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the functional configuration of the circulation device according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an outline of the flow rate control data according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of the relationship between the flow rate of the liquid and the time according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a measurement result of the circulating pressure of the liquid during printing according to the embodiment.
  • the circulation device disclosed in the present application can be applied to various devices that eject droplets by an inkjet method, in addition to an inkjet printer and an inkjet plotter that use an inkjet recording method.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a circulation device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of a circulation mechanism of the circulation device according to the embodiment.
  • the circulation device 200 includes a base 10, a tank 201, a discharge pump 202, a suction pump 203, a first proportional valve 204, a second proportional valve 205, and a heater 206. And. Further, as shown in FIG. 1 or 2, the circulation device 200 includes a first pressure sensor 208, a second pressure sensor 209, a third pressure sensor 210, a fourth pressure sensor 211, and a droplet discharge head 213. And a robot unit 220. As shown in FIG. 2, the circulation device 200 having such a configuration controls the circulation of the liquid supplied from the tank 201 to the droplet discharge head 213.
  • the base 10 is placed on a horizontal floor surface indoors or outdoors, for example.
  • a tank 201 for storing the liquid is installed on the base 10. As a result, it is possible to prevent the liquid level stored in the tank 201 from shaking.
  • the robot unit 220 assembled to the base 10 has an arm unit 221.
  • the arm portion 221 is composed of a plurality of parts that are bent and stretched and rotatably assembled.
  • the arm portion 221 can move the droplet ejection head 213 mounted on the tip of the arm portion 221 and change the position, posture, and angle of the droplet ejection head 213 according to a predetermined command.
  • the arm portion 221 illustrated in FIG. 1 is particularly limited to the configuration shown in FIG. 1 as long as it has the degree of freedom required for the droplet ejection head 213 to change the position, posture, angle, and the like. It is not something that is done.
  • the discharge pump 202 and the suction pump 203 are provided on the root side of the arm portion 221 to which the robot portion 220 is assembled to the base 10. In the circulation device 200, pulsation by the discharge pump 202 and the suction pump 203 is not a little generated.
  • the circulation device 200 absorbs the pulsation caused by the discharge pump 202 and the suction pump 203 by providing the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 described below.
  • the first proportional valve 204 is inserted into the first flow path RT 1 between the discharge pump 202 and the droplet discharge head 213, and is inserted into the robot unit 220 as shown in FIG. It is provided on the tip end side of the arm portion 221 to which the droplet ejection head 213 is assembled.
  • the second proportional valve 205 is inserted into the second flow path RT 2 between the suction pump 203 and the droplet discharge head 213 as shown in FIG. 2, and the robot unit is inserted as shown in FIG. It is provided on the tip end side of the arm portion 221 to which the droplet ejection head 213 is assembled to the 220.
  • the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 can be mounted on the arm portion 221 by installing them on a frame member (not shown) provided at the tip of the arm portion 221. As a result, the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 are firmly fixed.
  • the discharge pump 202, the suction pump 203, and the droplet discharge head 213 can be attached to each other. Provide a certain distance between them.
  • the circulation device 200 makes it difficult for the pulsation caused by the discharge pump 202 and the suction pump 203 to be transmitted to the droplet discharge head 213. Further, the circulation device 200 can suppress the pulsation reaching the droplet discharge head 213 as much as possible by the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205.
  • the heater 206 is provided, for example, inside the tank 201 and inside the droplet discharge head 213, respectively.
  • the heater 206 may be provided adjacent to the tank 201 as long as the heat of the heater 206 is transferred, not inside the tank 201.
  • the heater 206 may be provided adjacent to the droplet ejection head 213 as long as the heat of the heater 206 is transferred, not inside the droplet ejection head 213.
  • the heater 206 may be provided in either the tank 201 or the droplet ejection head 213.
  • FIG. 1 shows an example in which the discharge pump 202 and the suction pump 203 are mounted on the root side of the arm portion 221 in which the robot portion 220 is assembled to the base 10, but the robot portion 220 is not particularly limited to this example. ..
  • a modified example of the mounting positions of the discharge pump 202 and the suction pump 203 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration example of a circulation device according to a modified example.
  • the circulation device 200 may be provided with a discharge pump 202 and a suction pump 203 at an intermediate position near an intermediate point between the tip and the root of the arm portion 221.
  • a discharge pump 202 and a suction pump 203 at an intermediate position of the arm portion 221 to improve the output efficiency of each pump as compared with the provision on the root side of the arm portion 221 shown in FIG. Can be done.
  • At least one of the discharge pump 202 and the suction pump 203 may be provided at an intermediate position near an intermediate point between the tip and the root of the arm portion 221.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of a circulation mechanism of the circulation device according to the modified example.
  • the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 may be built in the droplet discharge head 213. As shown in FIG. 4, by bringing the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 closer to the droplet discharge head 213 than in the example shown in FIG. 2, the response performance to the pulsation by each pump can be improved. At least one of the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 may be built in the droplet discharge head 213.
  • the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 are provided on the tip end side of the arm portion 221 respectively, but the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 are If it is inserted into at least the first flow path RT 1 and the second flow path RT 2 , respectively, it can be expected to have a tentative effect of making it difficult for the pulsation to be transmitted to the droplet discharge head 213.
  • at least one of the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 may be provided on the tip end side of the arm portion 221.
  • the circulation device 200 may include one pump in which the discharge pump 202 and the suction pump 203 are integrated as a mechanism for circulating the liquid. Then, a proportional valve for controlling the flow rate of the liquid is installed on the liquid discharge side between the discharge pump 202 and the droplet discharge head 213. Alternatively, a proportional valve for controlling the flow rate of the liquid is installed on the liquid recovery side between the discharge pump 202 and the droplet discharge head 213. As a result, even when a pump in which the discharge pump 202 and the suction pump 203 are integrated is used, the pulsation by the pump is less likely to be transmitted to the droplet discharge head 213.
  • the tank 201 and the droplet discharge head 213 may be configured to be heat-shielding. As a result, it is less susceptible to fluctuations in the outside air temperature, and improvement in thermal efficiency due to the heater 206 can be expected.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the functional configuration of the circulation device according to the embodiment.
  • FIG. 5 shows an example of the functional configuration of the circulation device 200 according to the embodiment, and is particularly limited to the example shown in FIG. 5 as long as the configuration can realize various functions of the circulation device 200 according to the embodiment. It doesn't have to be.
  • FIG. 5 shows the components included in the circulation device 200 according to the embodiment as functional blocks, and the description of other general components is omitted.
  • each component of the circulation device 200 shown in FIG. 5 is a functional concept, and is not limited to the example shown in FIG. 5, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. ..
  • the specific form of distribution / integration of each functional block is not limited to the one shown in the figure, and all or part of the functional blocks are functionally or physically distributed in arbitrary units according to various loads and usage conditions. -It is possible to integrate and configure.
  • the circulation device 200 includes a tank 201, a discharge pump 202, a suction pump 203, a first proportional valve 204, a second proportional valve 205, and a heater 206. Further, the circulation device 200 includes an input / output interface 207, a first pressure sensor 208, a second pressure sensor 209, a third pressure sensor 210, a fourth pressure sensor 211, a flow meter 212, and a droplet discharge head. 213 and. Further, the circulation device 200 includes a storage 214, a processor 215, and a robot unit 220.
  • the circulation device 200 shown in FIG. 5 includes a first flow path RT 1 and a second flow path RT 2 (see FIG. 2).
  • the first flow path RT 1 is a flow path for allowing the liquid stored in the tank 201 to flow into the inside of the droplet discharge head 213.
  • the second flow path RT 2 is a flow path for communicating between the tank 201 and the droplet discharge head 300 and returning the liquid flowing into the droplet discharge head 213 to the tank 201. Through the second flow path RT 2 , the liquid collected in the droplet ejection head 300 is sent back to the tank 201 without being ejected from the droplet ejection head 213 to the outside.
  • the first flow path RT 1 and the second flow path RT 2 can be mounted, for example, by a pipe made of a predetermined material that does not interact with the liquid component.
  • the circulation device 200 having each of these parts controls, for example, the circulation of the liquid supplied from the tank 201 to the droplet discharge head 213.
  • the tank 201 stores the liquid supplied to the droplet discharge head 213.
  • the tank 201 functions as a storage unit for storing the liquid supplied to the droplet discharge head 213.
  • the discharge pump 202 functions as a first pressure application unit that feeds the liquid stored in the tank 201 to the droplet discharge head 213 through the first flow path RT 1.
  • the discharge pump 202 generates a positive pressure for sending the liquid stored in the tank 201 to the droplet discharge head 213.
  • the discharge pump 202 delivers the liquid from the tank 201 to the droplet discharge head 213 at a preset constant pressure.
  • the suction pump 203 functions as a second pressure application unit that feeds the liquid recovered by the droplet discharge head 213 to the tank 201 through the second flow path RT 2.
  • the suction pump 203 generates a negative pressure for sucking the liquid from the droplet discharge head 213 and sending it back to the tank 201.
  • the suction pump 203 sends the liquid back from the droplet discharge head 213 to the tank 201 at a preset constant pressure.
  • the discharge pump 202 and suction pump 203 can be mounted by a rotary pump such as a gear pump or a positive displacement pump such as a diaphragm pump.
  • the first proportional valve 204 functions as a first valve portion inserted in the first flow path RT 1 between the tank 201 and the droplet discharge head 213.
  • the first proportional valve 204 proportionally controls the flow rate of the liquid supplied from the tank 201 to the droplet discharge head 213.
  • the first proportional valve 204 can continuously change the flow path cross-sectional area of the liquid between 0 and 100%, and controls the flow rate of the liquid to a desired flow rate.
  • the first proportional valve 204 can suppress the pulsation generated in the liquid by the discharge pump 202 by reducing the cross-sectional area of the flow path of the liquid.
  • the second proportional valve 205 functions as a second valve portion inserted in the second flow path RT 2 between the tank 201 and the droplet discharge head 213.
  • the second proportional valve 205 proportionally controls the flow rate of the liquid supplied from the droplet discharge head 213 to the tank 201.
  • the second proportional valve 205 can continuously change the flow path cross-sectional area of the liquid between 0 and 100%, and controls the flow rate of the liquid to a desired flow rate.
  • the second proportional valve 205 can reduce the pulsation generated in the liquid by the suction pump 203 by reducing the cross-sectional area of the flow path of the liquid.
  • the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 can be mounted by an electromagnetic proportional switching valve or a pneumatic proportional switching valve.
  • the heater 206 heats the liquid stored in the tank 201 and the liquid circulating in the droplet discharge head 213.
  • the input / output interface 207 exchanges various information with the robot unit 220.
  • the input / output interface 207 can transmit a control signal for executing a predetermined operation to the robot unit 220.
  • the first pressure sensor 208 measures the fluid pressure of the liquid supplied from the tank 201 to the droplet discharge head 213 by the discharge pump 202.
  • the first pressure sensor 208 measures the pressure on the downstream side of the discharge pump 202 in the liquid circulation direction in the circulation device 200.
  • the first pressure sensor 208 sends the measurement result to the processor 215.
  • the second pressure sensor 209 measures the fluid pressure of the liquid that is sucked from the droplet discharge head 213 by the suction pump 203 and sent to the tank 201.
  • the second pressure sensor 209 measures the pressure on the upstream side of the suction pump 203 in the liquid circulation direction in the circulation device 200.
  • the second pressure sensor 209 sends the measurement result to the processor 215.
  • the third pressure sensor 210 measures the fluid pressure of the liquid flowing between the first proportional valve 204 and the droplet discharge head 300 through the first flow path RT 1.
  • the third pressure sensor 210 measures the fluid pressure of the liquid immediately before passing through the first proportional valve 204 and flowing into the droplet discharge head 213. That is, the third pressure sensor 210 measures the fluid pressure on the downstream side of the first proportional valve 204 in the liquid circulation direction in the circulation device 200.
  • the third pressure sensor 210 sends the measurement result to the processor 215.
  • the fourth pressure sensor 211 measures the fluid pressure of the liquid flowing between the second proportional valve 205 and the droplet discharge head 300 through the second flow path RT 2.
  • the fourth pressure sensor 211 measures the fluid pressure of the liquid immediately after being sent from the droplet discharge head 213 to the tank 201 and before passing through the second proportional valve 205. That is, the fourth pressure sensor 211 measures the pressure on the upstream side of the second proportional valve 205 in the liquid circulation direction in the circulation device 200.
  • the fourth pressure sensor 211 sends the measurement result to the processor 215.
  • the flow meter 212 measures the flow rate of the liquid supplied to the droplet discharge head 213.
  • the flow meter 12 sends the measurement result to the processor 215.
  • the droplet discharge head 213 discharges the liquid supplied from the tank 201 toward the object 50 shown in FIG.
  • the droplet discharge head 213 collects the liquid that has not been discharged, and sends the collected liquid to the tank 201.
  • the storage 214 stores programs and data required for various processes of the circulation device 200.
  • the storage 214 has, for example, a robot control data storage unit 241, a pump control data storage unit 242, and a flow rate control data storage unit 243.
  • the robot control data storage unit 241 stores a control program, data, and the like for controlling the operation of the arm unit 221 included in the robot unit 220.
  • the data stored in the robot control data storage unit 241 stores, for example, data such as the work procedure by the droplet discharge head 213, the movement direction, position, posture, and angle during work (during liquid discharge). To.
  • the pump control data storage unit 242 stores preset data for pump control.
  • the data for pump control includes, for example, a set value of the pressure (positive pressure) applied to the liquid when the discharge pump 202 sends out the liquid, and the pressure (negative) applied to the liquid when the suction pump 203 sucks the liquid. Pressure) setting value etc. are included.
  • the positive pressure of the discharge pump 202 is, for example, about 1.2 to 3 times higher than the pressure when the liquid is supplied to the droplet discharge head 213.
  • the value is preset.
  • the negative pressure of the suction pump 203 is preset to a value about 1.2 to 3 times lower than the pressure when the liquid is supplied to the droplet discharge head 213.
  • the flow rate control data storage unit 243 stores flow rate control data for controlling the flow rate of the liquid circulating between the tank 201 and the droplet discharge head 213.
  • FIG. 6 is a diagram showing an outline of the flow rate control data according to the embodiment.
  • the flow rate control data stored in the flow rate control data storage unit 243 has an item to be controlled and an item of a target value, and these items are associated with each other.
  • the item to be controlled either the first proportional valve 204 or the second proportional valve 205 to be controlled is registered.
  • a target value for controlling the flow rate of the liquid is registered in the target value.
  • the target values corresponding to the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 may be the same or different. For example, a target value of an average flow rate in a fixed time may be set for each of the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205. Further, for example, even if a target value of 50% of the maximum flow rate is set for the first proportional valve 204 and a target value of an average flow rate for a certain period of time is set for the target value of the second proportional valve 205. Good.
  • the processor 215 executes various processes in the circulation device 200 based on the programs and data stored in the storage 214.
  • the processor 215 realizes various functions for controlling each part of the circulation device 200 by reading and executing a computer program stored in the storage 214.
  • the processor 215 is stored in the robot control data storage unit 241 and controls the operation of the arm unit 221 included in the robot unit 220 based on the control program and data.
  • the processor 215 causes the arm unit 221 to execute a desired operation, for example, by outputting a command for controlling the operation of the arm unit 221 to an actuator or the like that drives the arm unit 110.
  • the processor 215 Based on the measurement result of the first pressure sensor 208 and the measurement result of the third pressure sensor 210, the processor 215 adjusts so that the positive pressure applied to the liquid when the discharge pump 202 delivers the liquid is kept constant. For example, in the processor 215, the pressure of the liquid obtained from the measurement result of the first pressure sensor 208 is 1.2 to 3 times higher than the pressure of the liquid obtained from the measurement result of the third pressure sensor 210. The positive pressure of the discharge pump 202 is adjusted so as to maintain the above.
  • the processor 215 adjusts so that the negative pressure applied to the liquid when the suction pump 203 sucks the liquid is kept constant based on the measurement results of the second pressure sensor 209 and the third pressure sensor 210.
  • the pressure of the liquid obtained from the measurement result of the second pressure sensor 209 is 1.2 to 3 times lower than the pressure of the liquid obtained from the measurement result of the third pressure sensor 210.
  • the negative pressure of the suction pump 203 is adjusted so as to keep the pressure.
  • the processor 215 adjusts the pressure difference between the positive pressure applied to the liquid by the discharge pump 202 and the negative pressure applied to the liquid by the suction pump 203 so as to keep the pressure difference between the tank 201 and the droplet discharge head constant.
  • a liquid is circulated with and from 213.
  • the processor 215 controls the flow rate of the liquid passing through the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 based on the flow rate control data stored in the flow rate control data storage unit 243.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of the relationship between the flow rate of the liquid and the time according to the embodiment.
  • FIG. 7 schematically shows an example of the relationship between the instantaneous flow rate of the liquid circulating between the tank 201 and the droplet discharge head 213 and the time.
  • pulsation occurs due to the supply of the liquid by the discharge pump 202 and the recovery of the liquid by the suction pump.
  • a target value MV1 is set for the third pressure sensor 210 to change the maximum value of the flow rate: "Q max " to the average value of the flow rate in a certain time: "Q ave".
  • the processor 15 passes through the first proportional valve 204 by narrowing the flow path cross-sectional area of the first proportional valve 204 so as to approach the target value MV1 while referring to the measurement result of the third pressure sensor 210. Adjust the flow rate of the liquid.
  • the processor 215 can control the flow rate of the liquid passing through the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205. By such control, the processor 215 can reduce the pressure of the liquid supplied to the droplet ejection head 213 and suppress the pulsation.
  • the first proportional valve 204 is inserted into the first flow path RT 1 between the discharge pump 202 and the droplet discharge head 213.
  • the second proportional valve 205 is inserted into the second flow path RT 2 between the suction pump 203 and the droplet discharge head 213, and for example, an arm portion in which the droplet discharge head 213 is assembled to the robot unit 220. It is provided on the tip side of 221.
  • the processor 215 controls the flow rates of the first proportional valve 204 and the second proportional valve 205 based on the flow rate control data.
  • the circulation device 200 can make it difficult for the pulsation caused by the discharge pump 202 and the suction pump 203 to be transmitted to the droplet discharge head 213, and can suppress the pulsation caused by the discharge pump 202 and the suction pump 203.
  • FIG. 8 is a diagram showing a measurement result of the circulating pressure of the liquid during printing according to the embodiment.
  • the vertical axis on the left side of FIG. 8 shows the supply pressure
  • the vertical axis on the right side of FIG. 8 shows the recovery pressure.
  • the horizontal axis of FIG. 8 indicates time, and time flows to the right side toward FIG.
  • the upper line shows the time-series change of the supply pressure
  • the lower line in the graph area of FIG. 8 shows the time-series change of the recovery pressure.
  • the supply pressure and the recovery pressure at the time of circulation of the liquid before the liquid is discharged are changing at substantially constant values. Then, from the start to the end of the continuous discharge of the liquid accompanying the solid printing, both the supply pressure and the recovery pressure of the liquid decrease. After the discharge is completed, the liquid supply pressure and recovery pressure begin to gradually increase. The phenomenon that the liquid is not discharged occurred when the liquid discharge was started again after the continuous discharge was completed and the supply pressure and the recovery pressure were not completely returned.
  • the applicant of the present application inferred the mechanism that causes the phenomenon that the liquid does not discharge as follows. Even after the discharge is completed, the liquid continues to flow from the supply side to the recovery side due to inertia, but when the recovery pressure is low, the second proportional valve 205 is closed. As a result, the applicant of the present application inferred that the liquid overflows from the nozzle due to the water hammer action (water hammer) of the liquid that has lost its place without being discharged, resulting in non-discharge. Therefore, the applicant of the present application solves the above-mentioned problem by causing the processor 215 of the circulation device 200 to execute the following control method.
  • Applicant of the present application obtained after the discharge of the liquid is completed, if the elapsed time t x, the insight that the recovery pressure is restored to the setting during normal (e.g., when the liquid circulation) It was.
  • the recovery pressure reaches about -10 [kPa (kilopascal)], which is the initial value at which the droplet is ejected. I'm recovering. Therefore, the processor 215 is made to execute the control based on this insight.
  • the processor 215 closes the first proportional valve 204 on the liquid supply side after the liquid discharge is completed, and executes the control of closing the second proportional valve 205 after a predetermined time has elapsed.
  • the second proportional valve 205 on the liquid recovery side is not a little open until a predetermined time elapses, and the liquid can flow to the recovery side.
  • the processor 215 may control the pressure on the collection side for collecting the liquid to be lower than the set value in the steady state when the discharge of the liquid from the droplet discharge head 213 is completed. As a result, the force for pulling the liquid from the liquid recovery side becomes stronger, and the liquid can be efficiently flowed to the recovery side. As a result, it is possible to prevent liquid non-discharge and liquid leakage due to water hammer.
  • the processor 215 controls the pressure on the collection side for collecting the liquid when the discharge of the liquid from the droplet discharge head 213 is completed
  • the processor 215 controls the pressure drop by the amount of the pressure drop due to the discharge of the liquid. May be good.
  • the processor 215 sets the pressure on the recovery side for collecting the liquid after the discharge of the liquid is completed. It may be controlled so as to be lowered by 2 [kPa (kilopascal)] generated by the discharge of. As a result, it is possible to prevent liquid non-discharge and liquid leakage due to water hammer, as in the control of tightening the second proportional valve 205.
  • the tank 201 does not have to be provided on the base 10, and may be provided in addition to the robot unit 220. Further, the discharge pump 202 and the suction pump 203 may be provided on the base 10.

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Abstract

一態様に係る循環装置は、液体を貯留する貯留部と、液体を吐出する液滴吐出部とを備え、貯留部と液滴吐出部との間を連通する流路を流れる液体の循環を制御する。かかる循環装置は、ロボット部と、第1の圧力印加部と、第2の圧力印加部と、第1の弁部と、第2の弁部とを備える。ロボット部は、液滴吐出部を搭載する。第1の圧力印加部は、貯留部に貯留された液体を、貯留部と液滴吐出部との間を連通する第1の流路を通じて液滴吐出部に送給する。第2の圧力印加部は、液滴吐出部において回収された液体を、貯留部と液滴吐出部との間を連通する第2の流路を通じて貯留部に送給する。第1の弁部は、第1の圧力印加部と液滴吐出部との間に介挿される。第2の弁部は、第2の圧力印加部と液滴吐出部との間に介挿される。

Description

循環装置
 開示の実施形態は、循環装置に関する。
 印刷装置として、インクジェット記録方式を利用したインクジェットプリンタやインクジェットプロッタが知られている。このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが搭載されている。
 また、インクジェット方式の印刷装置のように、液体を吐出する装置では、液体の吐出する制御する技術、吐出する液体の浪費を防止する技術、液体の交換を効率化する技術等が種々提案されている。
特開2009-226313号公報 特開2015-167934号公報 特許第4235631号公報
 実施形態の一態様に係る循環装置は、液体を貯留する貯留部と、液体を吐出する液滴吐出部とを備え、貯留部から液滴吐出部に供給される液体の循環を制御する。かかる循環装置は、ロボット部と、第1の圧力印加部と、第2の圧力印加部と、第1の弁部と、第2の弁部とを備える。ロボット部は、液滴吐出部を搭載する。第1の圧力印加部は、貯留部に貯留された液体を、貯留部と液滴吐出部との間を連通する第1の流路を通じて液滴吐出部に送給する。第2の圧力印加部は、液滴吐出部において回収された液体を、貯留部と液滴吐出部との間を連通する第2の流路を通じて貯留部に送給する。第1の弁部は、第1の圧力印加部と液滴吐出部との間に介挿される。第2の弁部は、第2の圧力印加部と液滴吐出部との間に介挿される。
図1は、実施形態に係る循環装置の構成例を模式的に示す図である。 図2は、実施形態に係る循環装置の循環機構の構成例を模式的に示す図である。 図3は、変形例に係る循環装置の構成例を模式的に示す図である。 図4は、変形例に係る循環装置の循環機構の構成例を模式的に示す図である。 図5は、実施形態に係る循環装置の機能構成の一例を示す図である。 図6は、実施形態に係る流量制御データの概要を示す図である。 図7は、実施形態に係る液体の流量と時間との関係の一例を模式的に示す図である。 図8は、実施形態に係る印字中の液体の循環圧力の測定結果を示す図である。
 以下、本願が開示する循環装置の実施形態を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本願に係る発明が限定されるものではない。
 本願が開示する循環装置は、インクジェット記録方式を利用したインクジェットプリンタやインクジェットプロッタの他、インクジェット方式で液滴を吐出する各種装置に適用できる。
<循環装置の構成例>
 図1及び図2を用いて、実施形態に係る循環装置の構成について説明する。図1は、実施形態に係る循環装置の構成例を模式的に示す図である。図2は、実施形態に係る循環装置の循環機構の構成例を模式的に示す図である。
 図1又は図2に示すように、循環装置200は、基台10と、タンク201と、吐出ポンプ202と、吸引ポンプ203と、第1比例弁204と、第2比例弁205と、ヒーター206とを備える。また、循環装置200は、図1又は図2に示すように、第1圧力センサ208と、第2圧力センサ209と、第3圧力センサ210と、第4圧力センサ211と、液滴吐出ヘッド213と、ロボット部220とを備える。かかる構成を有する循環装置200は、図2に示すように、タンク201から液滴吐出ヘッド213に供給される液体の循環を制御する。
 基台10は、例えば室内又は室外の水平な床面に載置される。かかる基台10には、液体を貯留するタンク201が設置される。これにより、タンク201に貯留された液面の揺れを防止できる。
 基台10に組み付けられたロボット部220は、アーム部221を有する。アーム部221は、曲げ伸ばし、及び回転自在に組み付けられた複数の部品により構成される。アーム部221は、所定の指令に従って、アーム部221の先端に搭載された液滴吐出ヘッド213の移動や、かかる液滴吐出ヘッド213の位置、姿勢、並びに角度の変更などを行うことができる。図1に例示するアーム部221は、液滴吐出ヘッド213にとって必要となる移動や、位置、姿勢、並びに角度などの変更が可能な自由度を備えていれば、図1に示す構成に特に限定されるものではない。
 吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203は、ロボット部220が基台10に組み付けられるアーム部221の根元側に設けられる。循環装置200において、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203による脈動が少なからず発生する。実施形態に係る循環装置200は、以下に説明する第1比例弁204及び第2比例弁205を備えることにより、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203による脈動を吸収する。
 第1比例弁204は、図2に示すように、吐出ポンプ202と液滴吐出ヘッド213との間の第1の流路RTに介挿され、図1に示すように、ロボット部220に液滴吐出ヘッド213が組み付けられるアーム部221の先端側に設けられる。また、第2比例弁205は、図2に示すように、吸引ポンプ203と液滴吐出ヘッド213との間の第2の流路RTに介挿され、図1に示すように、ロボット部220に液滴吐出ヘッド213が組み付けられるアーム部221の先端側に設けられる。第1比例弁204及び第2比例弁205は、アーム部221の先端に設けられたフレーム部材(図示略)に設置することにより、アーム部221に搭載できる。これにより、第1比例弁204及び第2比例弁205の固定が強固となる。
 また、第1比例弁204及び第2比例弁205を、液滴吐出ヘッド213が組み付けられるアーム部221の先端側に搭載することにより、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203と液滴吐出ヘッド213との間にある程度の距離を設ける。これにより、循環装置200は、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203による脈動を液滴吐出ヘッド213に伝わりにくくする。さらに、循環装置200は、液滴吐出ヘッド213に至る脈動を第1比例弁204及び第2比例弁205によりできるだけ抑制できる。
 ヒーター206は、例えば、タンク201の内部及び液滴吐出ヘッド213の内部にそれぞれ設けられる。なお、ヒーター206は、タンク201の内部ではなく、ヒーター206の熱が伝わる位置であれば、タンク201に隣接して設けられてもよい。同様に、ヒーター206は、液滴吐出ヘッド213の内部ではなく、ヒーター206の熱が伝わる位置であれば、液滴吐出ヘッド213に隣接して設けられてもよい。また、ヒーター206は、タンク201および液滴吐出ヘッド213のいずれか一方に設けられてもよい。
<変形例>
 図1では、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203は、ロボット部220が基台10に組み付けられるアーム部221の根元側に搭載される例を示したが、この例には特に限定される必要はない。図3を用いて、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203の搭載位置の変形例を説明する。図3は、変形例に係る循環装置の構成例を模式的に示す図である。
 例えば、図3に示すように、循環装置200は、アーム部221の先端と根元との中間地点付近にあたる中間位置に、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203を設けてもよい。図3に示すように、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203を、アーム部221の中間位置に設けることにより、図1に示すアーム部221の根元側に設けるよりも、各ポンプの出力効率を上げることができる。なお、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203のうちの少なくともいずれか一方をアーム部221の先端と根元との中間地点付近にあたる中間位置に設けてもよい。
 図2では、第1比例弁204が吐出ポンプ202と液滴吐出ヘッド213との間の第1の流路RTに介挿され、第2比例弁205が吸引ポンプ203と液滴吐出ヘッド213との間の第2の流路RTに介挿される例を説明した。しかしながら、この例には特に限定される必要はない。図4を用いて、第1比例弁204及び第2比例弁205の搭載位置の変形例を説明する。図4は、変形例に係る循環装置の循環機構の構成例を模式的に示す図である。
 図4に示すように、第1比例弁204及び第2比例弁205を液滴吐出ヘッド213に内蔵してもよい。図4に示すように、第1比例弁204及び第2比例弁205を、図2に示す例よりも液滴吐出ヘッド213に近づけることにより、各ポンプによる脈動に対する応答性能を向上できる。なお、第1比例弁204及び第2比例弁205のうちの少なくとも一方を液滴吐出ヘッド213に内蔵してもよい。
 また、第1比例弁204及び第2比例弁205は、図1に示すように、それぞれアーム部221の先端側に設けられることが望ましいが、第1比例弁204及び第2比例弁205が、少なくとも第1の流路RT及び第2の流路RTにそれぞれ介挿されていれば、液滴吐出ヘッド213に脈動を伝わりにくくする一応の効果を期待できる。なお、第1比例弁204及び第2比例弁205のうちの少なくともいずれか一方をアーム部221の先端側に設けてもよい。
 また、循環装置200は、液体を循環させる機構として、吐出ポンプ202と吸引ポンプ203とを統合した1つのポンプを備えてもよい。そして、吐出ポンプ202と液滴吐出ヘッド213との間の液体の吐出側に、液体の流量を制御する比例弁を設置する。あるいは、吐出ポンプ202と液滴吐出ヘッド213との間の液体の回収側に、液体の流量を制御する比例弁を設置する。これにより、吐出ポンプ202と吸引ポンプ203とを統合したポンプを用いた場合であっても、ポンプによる脈動が液滴吐出ヘッド213に伝わりにくくなる。
 また、タンク201及び液滴吐出ヘッド213は、遮熱可能な構成としてもよい。これにより、外気温の変動を受けにくく、ヒーター206による熱効率の向上が期待できる。
<機能構成例>
 図5を用いて、実施形態に係る循環装置200の機能構成の一例を説明する。図5は、実施形態に係る循環装置の機能構成の一例を示す図である。
 なお、図5は、実施形態に係る循環装置200の機能構成の一例を示すものであり、実施形態に係る循環装置200の各種機能を実現できる構成であれば、図5に示す例に特に限定される必要はない。また、図5は、実施形態に係る循環装置200が備える構成要素を機能ブロックで表しており、一般的なその他の構成要素についての記載を省略している。また、図5に示す循環装置200の各構成要素は機能概念的なものであり、図5に示す例に限定されるものではなく、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。
 図5に示すように、循環装置200は、タンク201と、吐出ポンプ202と、吸引ポンプ203と、第1比例弁204と、第2比例弁205と、ヒーター206とを備える。また、循環装置200は、入出力インターフェイス207と、第1圧力センサ208と、第2圧力センサ209と、第3圧力センサ210と、第4圧力センサ211と、流量計212と、液滴吐出ヘッド213とを備える。また、循環装置200は、ストレージ214と、プロセッサ215と、ロボット部220とを備える。
 図5に示す循環装置200は、第1の流路RTと、第2の流路RTとを備える(図2参照)。第1の流路RTは、タンク201に貯留された液体を液滴吐出ヘッド213の内部に流入させるための流路である。第2の流路RTは、タンク201と液滴吐出ヘッド300との間を連通し、液滴吐出ヘッド213に流入した液体をタンク201に還流させるための流路である。第2の流路RTを通じて、液滴吐出ヘッド213から外部に吐出されずに、液滴吐出ヘッド300内で回収された液体はタンク201に送り返される。第1の流路RT及び第2の流路RTは、例えば、液体の成分との相互作用がない所定の材料で形成された配管により実装できる。かかる各部を有する循環装置200は、例えば、タンク201から液滴吐出ヘッド213に供給される液体の循環を制御する。
 タンク201は、液滴吐出ヘッド213に供給される液体を貯留する。タンク201は、液滴吐出ヘッド213に供給する液体を貯留する貯留部として機能する。
 吐出ポンプ202は、タンク201に貯留された液体を、第1の流路RTを通じて、液滴吐出ヘッド213に送給する第1の圧力印加部として機能する。吐出ポンプ202は、タンク201に貯留された液体を液滴吐出ヘッド213に送り出すための正圧を発生させる。吐出ポンプ202により、予め設定された一定の圧力で、タンク201から液滴吐出ヘッド213へと液体が送出される。
 吸引ポンプ203は、液滴吐出ヘッド213において回収された液体を、第2の流路RTを通じてタンク201に送給する第2の圧力印加部として機能する。吸引ポンプ203は、液滴吐出ヘッド213から液体を吸引してタンク201に送り返すための負圧を発生させる。吸引ポンプ203により、予め設定された一定の圧力で、液滴吐出ヘッド213からタンク201へと液体が送り返される。
 吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203は、ギアポンプなどの回転ポンプや、ダイヤフラムポンプなど容積式ポンプにより実装できる。
 第1比例弁204は、タンク201と液滴吐出ヘッド213との間の第1の流路RTに介挿される第1の弁部として機能する。第1比例弁204は、タンク201から液滴吐出ヘッド213に送給される液体の流量を比例制御する。第1比例弁204は、液体の流路断面積を0~100%の間で連続的に変更可能であり、液体の流量を所望の流量に制御する。例えば、第1比例弁204は、液体の流路断面積を小さくすることにより、吐出ポンプ202により液体に発生した脈動を抑制できる。
 第2比例弁205は、タンク201と液滴吐出ヘッド213との間の第2の流路RTに介挿される第2の弁部として機能する。第2比例弁205は、液滴吐出ヘッド213からタンク201に送給される液体の流量を比例制御する。第2比例弁205は、液体の流路断面積を0~100%の間で連続的に変更可能であり、液体の流量を所望の流量に制御する。例えば、第2比例弁205は、液体の流路断面積を小さくすることにより、吸引ポンプ203により液体に発生した脈動を小さくできる。
 第1比例弁204及び第2比例弁205は、電磁式の比例切換弁、又は空気式の比例切換弁により実装できる。
 ヒーター206は、タンク201に貯留された液体及び液滴吐出ヘッド213を循環する液体を加温する。
 入出力インターフェイス207は、ロボット部220との間で各種情報をやり取りする。入出力インターフェイス207は、ロボット部220に対して、所定の動作を実行させるための制御信号を送信できる。
 第1圧力センサ208は、吐出ポンプ202により、タンク201から液滴吐出ヘッド213に送給される液体の流体圧力を測定する。第1圧力センサ208は、循環装置200における液体の循環方向において吐出ポンプ202よりも下流側の圧力を測定する。第1圧力センサ208は、測定結果をプロセッサ215に送る。
 第2圧力センサ209は、吸引ポンプ203により液滴吐出ヘッド213から吸引され、タンク201に送給される液体の流体圧力を測定する。第2圧力センサ209は、循環装置200における液体の循環方向において吸引ポンプ203よりも上流側の圧力を測定する。第2圧力センサ209は、測定結果をプロセッサ215に送る。
 第3圧力センサ210は、第1の流路RTを通じて、第1比例弁204と液滴吐出ヘッド300との間を流れる液体の流体圧力を測定する。第3圧力センサ210は、第1比例弁204を通過し、液滴吐出ヘッド213に流れ込む直前の液体の流体圧力を測定する。すなわち、第3圧力センサ210は、循環装置200における液体の循環方向において第1比例弁204よりも下流側の流体圧力を測定する。第3圧力センサ210は、測定結果をプロセッサ215に送る。
 第4圧力センサ211は、第2の流路RTを通じて、第2比例弁205と液滴吐出ヘッド300との間を流れる液体の流体圧力を測定する。第4圧力センサ211は、液滴吐出ヘッド213からタンク201へ送り出された直後で、第2比例弁205を通過する前の液体の流体圧力を測定する。すなわち、第4圧力センサ211は、循環装置200における液体の循環方向において第2比例弁205よりも上流側の圧力を測定する。第4圧力センサ211は、測定結果をプロセッサ215に送る。
 流量計212は、液滴吐出ヘッド213に供給される液体の流量を測定する。流量計12は、測定結果をプロセッサ215に送る。
 液滴吐出ヘッド213は、図1に示す対象物50に向かって、タンク201から供給された液体を吐出する。液滴吐出ヘッド213は、吐出されなかった液体を回収し、回収した液体をタンク201に送り出す。
 ストレージ214は、循環装置200の各種処理に必要なプログラム及びデータを記憶する。ストレージ214は、例えば、ロボット制御データ格納部241、ポンプ制御データ格納部242及び流量制御データ格納部243を有する。
 ロボット制御データ格納部241は、ロボット部220が備えるアーム部221の動作を制御するための制御プログラム及びデータ等を記憶する。ロボット制御データ格納部241に記憶されるデータには、例えば、液滴吐出ヘッド213による作業の手順、作業時(液体吐出時)の移動方向、位置、姿勢、及び角度などのデータなどが記憶される。
 ポンプ制御データ格納部242は、予め設定されるポンプ制御用のデータを記憶する。ポンプ制御用のデータには、例えば、吐出ポンプ202が液体を送り出す際に液体に印加する圧力(正圧)の設定値や、吸引ポンプ203が液体を吸引する際に液体に印加する圧力(負圧)の設定値などが含まれる。液滴吐出ヘッド213からの液体の吐出を考慮する場合、吐出ポンプ202の正圧には、例えば、液滴吐出ヘッド213に液体が供給される際の圧力よりも1.2~3倍程度高い値が予め設定される。これに対して、吸引ポンプ203の負圧には、液滴吐出ヘッド213に液体が供給される際の圧力よりも1.2~3倍程度低い値が予め設定される。
 流量制御データ格納部243は、タンク201と液滴吐出ヘッド213との間を循環する液体の流量を制御するための流量制御データを記憶する。図6は、実施形態に係る流量制御データの概要を示す図である。
 図6に示すように、流量制御データ格納部243に記憶される流量制御データは、制御対象の項目と、目標値の項目とを有し、これらの項目が互いに対応付けられている。制御対象の項目には、制御対象となる第1比例弁204又は第2比例弁205のいずれかが登録される。目標値には、液体の流量の制御する際の目標値が登録される。なお、第1比例弁204及び第2比例弁205のそれぞれに対応する目標値は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第1比例弁204及び第2比例弁205のそれぞれに対して、一定時間における平均流量という目標値が設定されてもよい。また、例えば、第1比例弁204に対して、最大流量の50%という目標値が設定され、第2比例弁205の目標値に対して、一定時間における平均流量という目標値が設定されてもよい。
 プロセッサ215は、ストレージ214に記憶されるプログラム及びデータ等に基づいて、循環装置200における各種処理を実行する。プロセッサ215は、ストレージ214に記憶されているコンピュータプログラムを読み出して実行することにより、循環装置200の各部を制御するための各種機能を実現する。
(ロボットの制御)
 プロセッサ215は、ロボット制御データ格納部241に記憶されて制御プログラム及びデータ等に基づいて、ロボット部220が備えるアーム部221の動作を制御する。プロセッサ215は、例えば、アーム部221の動作を制御する指令をアーム部110の駆動させるアクチュエータ等に出力することにより、アーム部221に所望の動作を実行させる。
(ポンプの制御)
 プロセッサ215は、第1圧力センサ208の測定結果及び第3圧力センサ210の測定結果に基づいて、吐出ポンプ202が液体を送り出す際に液体に印加する正圧を一定に保つように調整する。例えば、プロセッサ215は、第3圧力センサ210の測定結果から得られる液体の圧力よりも、第1圧力センサ208の測定結果の測定結果から得られる液体の圧力が1.2~3倍程度大きい圧力を保つように、吐出ポンプ202の正圧を調整する。
 また、プロセッサ215は、第2圧力センサ209及び第3圧力センサ210の測定結果に基づいて、吸引ポンプ203が液体を吸引する際に液体に印加する負圧を一定に保つように調整する。例えば、プロセッサ215は、第3圧力センサ210の測定結果から得られる液体の圧力よりも、第2圧力センサ209の測定結果の測定結果から得られる液体の圧力が1.2~3倍程度低い圧力を保つように、吸引ポンプ203の負圧を調整する。
 プロセッサ215は、吐出ポンプ202が液体に印加する正圧と、吸引ポンプ203が液体に印加する負圧との間の圧力差を一定に保つように調整することにより、タンク201と液滴吐出ヘッド213との間で液体を循環させる。
(比例弁の制御)
 プロセッサ215は、流量制御データ格納部243に記憶される流量制御データに基づいて、第1比例弁204及び第2比例弁205を通過する液体の流量を制御する。以下、図7を用いて、プロセッサ215による流量の制御方法の一例を説明する。図7は、実施形態に係る液体の流量と時間との関係の一例を模式的に示す図である。
 図7には、タンク201と液滴吐出ヘッド213との間を循環する液体の瞬間的な流量と時間との関係の一例を模式的に示している。図7に示すように、タンク201と液滴吐出ヘッド213との間を循環する液体には、吐出ポンプ202による液体の供給と吸引ポンプによる液体の回収による脈動が発生する。
 例えば、流量制御データにおいて、第3圧力センサ210に対し、流量の最大値:「Qmax」を、一定時間における流量の平均値:「Qave」に変更するという目標値MV1が設定されていると仮定する。この場合、プロセッサ15は、第3圧力センサ210の測定結果を参照しつつ、目標値MV1に近づけるように、第1比例弁204の流路断面積を狭めて、第1比例弁204を通過する液体の流量を調整する。このようにして、プロセッサ215は、第1比例弁204及び第2比例弁205を通過する液体の流量を制御できる。かかる制御により、プロセッサ215は、液滴吐出ヘッド213に供給される液体の圧力を下げ、脈動を抑制できる。
 第1比例弁204は、吐出ポンプ202と液滴吐出ヘッド213との間の第1の流路RTに介挿され、例えば、ロボット部220に液滴吐出ヘッド213が組み付けられるアーム部221の先端側に設けられる。また、第2比例弁205は、吸引ポンプ203と液滴吐出ヘッド213との間の第2の流路RTに介挿され、例えば、ロボット部220に液滴吐出ヘッド213が組み付けられるアーム部221の先端側に設けられる。また、プロセッサ215は、流量制御データに基づいて、第1比例弁204及び第2比例弁205の流量を制御する。このようにして、実施形態に係る循環装置200は、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203による脈動を液滴吐出ヘッド213に伝わりにくくするとともに、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203による脈動を抑制できる。
 また、本願の出願人は、上記循環装置200を用いた印字動作において、液体(インク)を連続吐出して印字を行うベタ印字後に液体が不吐出となって正しい印字が行われなかったり、液滴吐出ヘッド213から液体漏れが発生したりするという現象を発見した。図8は、実施形態に係る印字中の液体の循環圧力の測定結果を示す図である。図8に向かって左側の縦軸は供給圧を示し、図8に向かって右側の縦軸は回収圧を示す。図8の横軸は時間を示し、図8に向かって右側に時間が流れている。図8のグラフ領域において上側の線は供給圧の時系列変化を示し、図8のグラフ領域における下側の線は回収圧の時系列変化を示している。
 図8に示すように、液体が吐出される前の液体の循環時における供給圧及び回収圧は、ほぼ一定の値で推移している。そして、ベタ印字に伴う液体の連続吐出の開始から終了までは、液体の供給圧及び回収圧がともに低下する。吐出終了後、液体の供給圧及び回収圧は徐々に上昇し始める。液体が不吐出となる現象等は、連続吐出の終了後、供給圧及び回収圧が完全に戻りきっていない状態で、再び液体の吐出が開始された時に発生した。
 本願の出願人は、液体が不吐出となる現象が引き起こされるメカニズムを以下のように推察した。吐出終了後も、イナータンスにより供給側から回収側に向けて液体が流れ続けるが、回収圧が低下している場合、第2比例弁205は閉じられるという挙動を取る。この結果、吐出されずに行き場を失った液体の水撃作用(ウォータハンマ)により、液体がノズルから溢れ、不吐出となるものと本願の出願人は推察した。そこで、本願の出願人は、循環装置200のプロセッサ215に、以下のような制御方法を実行させることにより、上述の課題を解決する。
 本願の出願人は、図8に示すように、液体の吐出が終了した後、時間tが経過すれば、回収圧が定常時(例えば液体循環時)の設定値まで回復するという見識を得た。図8に示す例では、吐出終了後、およそ0.5[msec(ミリ秒)]が経過すると、回収圧が液滴を吐出した当初の値である-10[kPa(キロパスカル)]程度まで回復している。そこで、プロセッサ215に、この見識に基づく制御を実行させる。具体的には、プロセッサ215は、液体の吐出が終了した後、液体の供給側にある第1比例弁204を締め、予め定められる時間の経過後に第2比例弁205を締める制御を実行する。これにより、予め定められる時間が経過するまでの間については、液体の回収側にある第2比例弁205が少なからず開放された状態となり、液体を回収側に流すことができる。この結果、水撃作用による液体の不吐出や液体漏れを防止できる。
 また、プロセッサ215は、液滴吐出ヘッド213からの液体の吐出が終了した時に、液体を回収する回収側の圧力を、定常時の設定値よりも低くなるように制御してもよい。これにより、液体の回収側から液体を引っ張る力を強くなり、回収側に効率よく液体を流すことができる。この結果、水撃作用による液体の不吐出や液体漏れを防止できる。
 また、プロセッサ215は、液滴吐出ヘッド213からの液体の吐出が終了した時に、液体を回収する回収側の圧力を制御する場合、液体の吐出による圧力降下の分だけ低くなるように制御してもよい。図8に示す例では、回収側の圧力降下が、およそ2[kPa(キロパスカル)]であるので、プロセッサ215は、液体の吐出が終了した後、液体を回収する回収側の圧力を、液体の吐出によって生じる2[kPa(キロパスカル)]だけ低くなるように制御すればよい。これにより、第2比例弁205を締める制御と同様に、水撃作用による液体の不吐出や液体漏れを防止できる。
 添付の請求項に係る技術を完全かつ明瞭に開示するために特徴的な実施形態に関し記載してきた。しかし、添付の請求項は、上記の実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成により具現化されるべきである。
 なお、タンク201は、基台10に設けなくてもよく、ロボット部220以外に設けてもよい。また、吐出ポンプ202及び吸引ポンプ203は、基台10に設けてもよい。
10 基台
50 対象物
200 循環装置
201 タンク
202 吐出ポンプ
203 吸引ポンプ
204 第1比例弁
205 第2比例弁
206 ヒーター
207 入出力インターフェイス
208 第1圧力センサ
209 第2圧力センサ
210 第3圧力センサ
211 第4圧力センサ
212 流量計
213 液滴吐出ヘッド
214 ストレージ
215 プロセッサ
220 ロボット部
221 アーム部
241 ロボット制御データ格納部
242 ポンプ制御データ格納部
243 流量制御データ格納部

Claims (10)

  1.  液体を貯留する貯留部と、前記液体を吐出する液滴吐出部とを備え、前記貯留部から前記液滴吐出部に供給される前記液体の循環を制御する循環装置であって、
     前記液滴吐出部を搭載するロボット部と、
     前記貯留部に貯留された液体を、前記貯留部と前記液滴吐出部との間を連通する第1の流路を通じて前記液滴吐出部に送給する第1の圧力印加部と、
     前記液滴吐出部において回収された液体を、前記貯留部と前記液滴吐出部との間を連通する第2の流路を通じて前記貯留部に送給する第2の圧力印加部と、
     前記第1の圧力印加部と前記液滴吐出部との間に介挿された第1の弁部と、
     前記第2の圧力印加部と前記液滴吐出部との間に介挿された第2の弁部と、
     を備える循環装置。
  2.  前記ロボット部は、自在に動作可能なアーム部を備え、
     前記第1の圧力印加部は、前記ロボット部が基台に組み付けられる前記アーム部の根元側に設けられ、
     前記第1の弁部は、前記ロボット部に前記液滴吐出部が組み付けられる前記アーム部の先端側に設けられる
     請求項1に記載の循環装置。
  3.  前記ロボット部は、自在に動作可能なアーム部を備え、
     前記第2の圧力印加部は、前記ロボット部が基台に組み付けられる前記アーム部の根元側に設けられ、
     前記第2の弁部は、前記ロボット部に前記液滴吐出部が組み付けられる前記アーム部の先端側に設けられる
     請求項1または2に記載の循環装置。
  4.  前記ロボット部は、自在に動作可能なアーム部を備え、
     前記第1の圧力印加部は、前記アーム部の中間位置に設けられ、
     前記第1の弁部は、前記ロボット部に前記液滴吐出部が搭載される前記アーム部の先端側に設けられる
     請求項1に記載の循環装置。
  5.  前記ロボット部は、自在に動作可能なアーム部を備え、
     前記第2の圧力印加部は、前記アーム部の中間位置に設けられ、
     前記第2の弁部は、前記ロボット部に前記液滴吐出部が搭載される前記アーム部の先端側に設けられる
     請求項1または4に記載の循環装置。
  6.  前記第1の弁部及び前記第2の弁部のうち少なくとも一方は、前記液滴吐出部に内蔵される
     請求項1に記載の循環装置。
  7.  前記貯留部に貯留された前記液体を加温するヒーター部をさらに備える
     請求項1~6のいずれか一項に記載の循環装置。
  8.  前記循環装置の各部を制御するプロセッサは、
     前記液滴吐出部からの液体の吐出が終了した後、予め定められる時間の経過後に前記第2の弁部を締める制御を実行する
     請求項1に記載の循環装置。
  9.  前記循環装置の各部を制御するプロセッサは、
     前記液滴吐出部からの液体の吐出が終了した時に、液体を回収する回収側の圧力を、定常時の設定値よりも小さくなるように制御する
     請求項1に記載の循環装置。
  10.  前記循環装置の各部を制御するプロセッサは、
     前記液滴吐出部からの液体の吐出が終了した時に、液体を回収する回収側の圧力を、液体の吐出によって生じる圧力降下の分だけ低くなるように制御する
     請求項9に記載の循環装置。
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