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技術 液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 竜田大輝
出願日 2017年9月26日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2017-184458
公開日 2019年4月18日 (3ヶ月経過) 公開番号 2019-059068
状態 未査定
技術分野 インクジェット(粒子形成、飛翔制御) インクジェット(インク供給、その他)
主要キーワード 減圧流路 液体供給タンク 容積調整機構 液体貯留容器 圧力解放機構 容積調整 気体ポンプ ラッピングシート
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

必要に応じて液体供給圧力を高めることができる液体吐出装置を提供する。

解決手段

液体吐出装置は、ノズル85に液体を供給する吐出ヘッド内インク流路86cと、液体を貯留する液体供給源90と、液体供給源90に対して、少なくとも加圧を行う第1調圧機構84と、吐出ヘッド内インク流路86cの容積可変させる容積調整機構110と、を備え、第1調圧機構84が液体供給源90を加圧して液体を吐出ヘッド内インク流路86cに供給している時に、容積調整機構110が、吐出ヘッド内インク流路86cの容積を圧縮し、吐出ヘッド内インク流路86c中の圧力を第1調圧機構84単体での加圧による圧力と比較して正圧側に調整する。

概要

背景

従来から、液体供給源加圧することで、液体吐出するノズルまで液体供給流路を介して液体を供給する液体吐出装置において、ノズルの洗浄回復などの必要に応じて供給する液体の流量を増やす手法があった。例えば、特許文献1に記載されているように、液体供給源の容積変化量を調整する手法が知られていた。

概要

必要に応じて液体の供給圧力を高めることができる液体吐出装置を提供する。液体吐出装置は、ノズル85に液体を供給する吐出ヘッド内インク流路86cと、液体を貯留する液体供給源90と、液体供給源90に対して、少なくとも加圧を行う第1調圧機構84と、吐出ヘッド内インク流路86cの容積可変させる容積調整機構110と、を備え、第1調圧機構84が液体供給源90を加圧して液体を吐出ヘッド内インク流路86cに供給している時に、容積調整機構110が、吐出ヘッド内インク流路86cの容積を圧縮し、吐出ヘッド内インク流路86c中の圧力を第1調圧機構84単体での加圧による圧力と比較して正圧側に調整する。A

目的

そのためにノズルの洗浄・回復時の液体の流量が小さくなるという点について、さらなる改善が望まれていた

効果

実績

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請求項1

駆動素子により液体吐出するためのノズルに前記液体を供給する液体供給流路と、前記液体供給流路と連通し前記液体を貯留する液体供給源と、前記液体供給源に対して、少なくとも加圧を行う第1調圧機構と、前記液体供給流路の容積可変させる容積調整機構と、を備え、前記第1調圧機構が前記液体供給源を加圧して前記液体を前記液体供給流路に供給している時に、前記容積調整機構が、前記液体供給流路の容積を圧縮し、前記液体供給流路中の圧力を前記第1調圧機構単体での加圧による圧力と比較して正圧側に調整する液体吐出装置

請求項2

請求項1に記載の液体吐出装置において、前記容積調整機構が、前記液体供給流路中の圧力を正圧側に調整した後、前記液体供給流路の容積を拡張し、前記液体供給流路中の圧力を前記液体供給流路の容積が拡張される前と比較して負圧側に調整する液体吐出装置。

請求項3

請求項1または2に記載の液体吐出装置において、前記容積調整機構は、前記液体供給流路の一部を形成する可撓膜と、前記可撓膜と接続された第2の流路と、前記第2の流路に対して、加圧および減圧の少なくとも一方を行う第2調圧機構と、を備え、前記第2調圧機構は、前記液体供給流路の容積を圧縮する時、前記第2の流路を加圧し、加圧された前記第2の流路の正圧力により、前記液体供給流路の容積が前記可撓膜の未変形時よりも小さくなるよう前記可撓膜を変形させ、前記液体供給流路の容積を拡張する時、前記第2の流路を減圧し、減圧された前記第2の流路の負圧力により、前記液体供給流路の容積が前記可撓膜の未変形時よりも大きくなるよう前記可撓膜を変形させる液体吐出装置。

請求項4

駆動素子により液体を吐出するためのノズルに前記液体を送る液体供給流路と、前記液体供給流路と連通し前記液体を貯留する液体供給源と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、前記液体供給源を加圧して前記液体を前記液体供給流路に供給し、前記液体を前記液体供給流路に供給している時に、前記液体供給流路の容積を圧縮し、前記液体供給流路中の圧力を、前記液体供給流路の容積が圧縮される前と比較して正圧側に調整する液体吐出装置の制御方法。

技術分野

0001

本発明は、液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法に関する。

背景技術

0002

従来から、液体供給源加圧することで、液体吐出するノズルまで液体供給流路を介して液体を供給する液体吐出装置において、ノズルの洗浄回復などの必要に応じて供給する液体の流量を増やす手法があった。例えば、特許文献1に記載されているように、液体供給源の容積変化量を調整する手法が知られていた。

先行技術

0003

特開2017−024358号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、特許文献1に記載の液体吐出装置について、例えば大判プリンター(LFP:Large Format Printer)などの液体供給源からノズルまでの液体供給流路が長い装置の場合や、液体の粘度が高い場合には、液体供給流路において生じる圧力損失が大きくなる傾向があった。そのためにノズルの洗浄・回復時の液体の流量が小さくなるという点について、さらなる改善が望まれていた。

0005

また、特許文献1によらず、液体を加圧して供給することによるノズルの洗浄・回復手段を用いる場合、洗浄・回復後のノズルをワイパー清掃する際に、液体供給流路中にメニスカス耐圧以上の正圧が残っていると、ノズルにメニスカスが形成されない。そのため、ノズルなどの圧力解放部から液体が流出することによって液体供給流路内の正圧が除去されるのを待つ必要があり、ノズルの洗浄・回復動作に長い時間がかかっていた。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

0007

[適用例1]本適用例に係る液体吐出装置は、駆動素子により液体を吐出するためのノズルに前記液体を供給する液体供給流路と、前記液体供給流路と連通し前記液体を貯留する液体供給源と、前記液体供給源に対して、少なくとも加圧を行う第1調圧機構と、前記液体供給流路の容積可変させる容積調整機構と、を備え、前記第1調圧機構が前記液体供給源を加圧して前記液体を前記液体供給流路に供給している時に、前記容積調整機構が、前記液体供給流路の容積を圧縮し、前記液体供給流路中の圧力を、第1調圧機構単体での加圧による圧力と比較して正圧側に調整する。

0008

本適用例によれば、液体吐出装置は、駆動素子により液体を吐出するためのノズルに液体を供給する液体供給流路と、液体供給流路と連通し液体を貯留する液体供給源と、液体供給源に対して、少なくとも加圧を行う第1調圧機構と、液体供給流路の容積を可変させる容積調整機構と、を備える。そのため、第1調圧機構が液体供給源を加圧して液体を液体供給流路に供給している時に、容積調整機構が液体供給流路の容積を圧縮することができる。したがって、液体供給流路中の圧力を液体供給流路の容積を圧縮することで加圧し、第1調圧機構単体での加圧による圧力と比較し、増やすことができる。その結果、ノズルの洗浄・回復時の液体の流量を増やすことができる。

0009

[適用例2]上記適用例において、前記容積調整機構が、前記液体供給流路中の圧力を正圧側に調整した後、前記液体供給流路の容積を拡張し、前記液体供給流路中の圧力を、前記液体供給流路の容積が拡張される前と比較して負圧側に調整することが好ましい。

0010

本適用例によれば、容積調整機構は、液体供給流路中の圧力を正圧側に調整した後、液体供給流路の容積を拡張することができる。そのため、液体供給流路の容積を拡張して負圧を発生させることで、液体供給流路の容積が拡張される前と比較し、液体供給流路中の圧力を短時間で減らすことができる。したがって、ノズル洗浄・回復後に液体供給流路中に残る正圧を、短時間で除去することができる。

0011

[適用例3]上記適用例において、前記容積調整機構は、前記液体供給流路の一部を形成する可撓膜と、前記可撓膜と接続された第2の流路と、前記第2の流路に対して、加圧および減圧の少なくとも一方を行う第2調圧機構と、を備え、前記第2調圧機構は、前記液体供給流路の容積を圧縮する時、前記第2の流路を加圧し、加圧された前記第2の流路の正圧力により、前記液体供給流路の容積が前記可撓膜の未変形時よりも小さくなるよう前記可撓膜を変形させ、前記液体供給流路の容積を拡張する時、前記第2の流路を減圧し、減圧された前記第2の流路の負圧力により、前記液体供給流路の容積が前記可撓膜の未変形時よりも大きくなるよう前記可撓膜を変形させることが好ましい。

0012

本適用例によれば、容積調整機構は、液体供給流路の一部を形成する可撓膜と、可撓膜と接続された第2の流路と、第2の流路に対して、加圧および減圧の少なくとも一方を行う第2調圧機構と、を備える。そのため、液体供給流路の容積を圧縮する時、第2調圧機構が第2の流路を加圧し、加圧された第2の流路の正圧力により、液体供給流路の容積が可撓膜の未変形時よりも小さくなるよう可撓膜を変形させることができる。また、液体供給流路の容積を拡張する時、第2調圧機構が第2の流路を減圧し、減圧された第2の流路の負圧力により、液体供給流路の容積が可撓膜の未変形時よりも大きくなるよう可撓膜を変形させることができる。したがって、第2調圧機構によって第2の流路の加減圧度合いを制御することで、液体供給流路の圧力を容易に高い精度で調整できる。その結果、ノズル洗浄・回復時の液体の流量や、ノズル洗浄・回復後の液体供給流路中の圧力を高い精度で調整できる。

0013

[適用例4]本適用例に係る液体吐出装置の制御方法は、駆動素子により液体を吐出するためのノズルに前記液体を送る液体供給流路と、前記液体供給流路と連通し前記液体を貯留する液体供給源と、を備える液体吐出装置の制御方法であって、前記液体供給源を加圧して前記液体を前記液体供給流路に供給し、前記液体を前記液体供給流路に供給している時に、前記液体供給流路の容積を圧縮し、前記液体供給流路中の圧力を、前記液体供給流路の容積が圧縮される前と比較して正圧側に調整する。

0014

本適用例によれば、液体吐出装置は、駆動素子により液体を吐出するためのノズルに液体を供給する液体供給流路と、液体供給流路と連通し液体を貯留する液体供給源と、を備える。そのため、液体供給源を加圧して液体を液体供給流路に供給している時に、液体供給流路の容積を圧縮することにより、液体供給流路中の圧力を、加圧による圧力と比較し、増やすことができる。その結果、ノズルの洗浄・回復時の液体の流量を増やすことができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明に係る液体吐出装置の概略構成を示す斜視図。
液体吐出装置の内部構成を示す断面図。
液体吐出装置の液体供給流路の構成を示す構成図。
液体吐出装置の液体供給流路の他の構成を示す構成図。
吐出ヘッド部の構成の一例を示す図。
液体吐出装置のシステム構成を示すブロック図。
本発明に係るノズル洗浄・回復動作の一例を示すフローチャート
ノズル洗浄・回復動作の他の例を示すフローチャート。

実施例

0016

(実施形態1)
以下、本発明を適用した印刷方法および液体吐出装置10の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、液体吐出装置10として、大判プリンター(LFP:Large Format Printer)を例に挙げて説明する。
なお、説明の便宜上、図中に、互いに直交する三軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示する。各軸の方向を示す矢印の先端側を「+側」、基端側を「−側」といい、X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」という。
本実施形態においては、重力方向に沿う上下方向をZ軸とし、+Z軸側を「上」とする。Z軸方向と直交する液体吐出装置10の長手方向(図1参照:図面正面視で左右方向)をX軸とし、+X軸側を「左」とする。また、Z軸方向とX軸方向とに直交する方向をY軸とし、+Y軸側を「前」とする。また、画像が印刷される媒体である印刷媒体Sの搬送方向に沿う位置関係を「上流側」、「下流側」ともいう。本実施形態では、印刷媒体Sは、−Y軸側である後側から+Y軸側である前側に搬送されるので、−Y軸側を上流側、+Y軸側を下流側という。
なお、以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、装置を構成する部材あるいは構成する一部分の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。また、説明に必要な構成要素以外は、図示を省略する場合がある。

0017

印刷装置の構成)
図1は、本実施形態に係る液体吐出装置10の概略構成を示す斜視図である。図2は、液体吐出装置10の内部構成を示す断面図である。図3Aは、液体吐出装置10の液体供給流路86の構成を示す構成図である。液体吐出装置10の構成について、図1図2および図3Aを参照して説明する。

0018

液体吐出装置10は、ホストコンピューターなどの外部装置から印刷データを受信し、印刷データに基づいて印刷媒体Sにインク組成物(液体の一例。以下、単に「インク」と称する)の液滴(以下「インク滴」と称する)を吐出することにより印刷データに対応する画像(文字などの情報を含む)を印刷媒体Sに印刷する。印刷データは、例えば、デジタルカメラなどによって得られた画像データ(例えば、RGBのデジタル画像情報)を、外部装置が備えるアプリケーションおよびプリンタードライバーによって液体吐出装置10で印刷できるデータ形式変換処理した画像形成用のデータであり、液体吐出装置10を制御するコマンドを含む。

0019

図1および図2に示すように、液体吐出装置10は、印刷媒体Sを搬送する搬送部21、ロール状の印刷媒体Sを搬送部21に供給するための媒体供給部14、搬送される印刷媒体Sに画像を印刷する印刷部58、印刷された印刷媒体Sをロール状に巻き取る媒体巻取部15、を含んで構成される。印刷部58は、略直方体状筐体部11内に設けられる。これらの各部は、車輪12が下端に取り付けられた一対の脚部13によって支持される。

0020

図2に示すように、媒体供給部14は、筐体部11の後側(−Y軸方向)に設けられる。媒体供給部14には、未使用の印刷媒体Sが円筒状に巻き重ねられたロール体R1が保持される。なお、媒体供給部14には、印刷媒体Sの幅(X軸方向の長さ)や巻き数の異なる複数サイズのロール体R1が交換可能に装填される。ロール体R1の装填された媒体供給部14が図2における反時計回りに回転されることで、ロール体R1から印刷媒体Sが巻き解かれて印刷部58へ給送される。
なお、本実施形態では、印刷媒体Sに画像が印刷される印刷面が外側に巻かれた外巻きのロール体R1を示す。また、液体吐出装置10で使用される印刷媒体Sの種類は、紙系フィルム系に大別される。具体例を挙げると、紙系には上質紙キャスト紙アート紙、コート紙などがあり、フィルム系には合成紙、PET(Polyethylene Terephthalate)、PP(Polypropylene)などがある。

0021

図1および図2に示すように、媒体巻取部15は、筐体部11の前側(+Y軸方向)に設けられる。媒体巻取部15には、印刷部58で印刷された印刷媒体Sが円筒状に巻き取られてロール体R2が形成される。媒体巻取部15は、印刷媒体Sを巻き取ってロール体R2を形成させるための芯材を挟む一対のホルダー17を備える。一方のホルダー17aには、芯材に回動力を供給する巻取モーター(不図示)が備えられる。巻取モーターが駆動され芯材が回転することにより、印刷媒体Sが芯材に巻き取られてロール体R2を形成する。媒体巻取部15には、自重によって垂れ下がる印刷媒体Sの印刷面とは反対側の面を押圧し、媒体巻取部15に巻き取られる印刷媒体Sに張力を付与するテンションローラー16が備えられる。
なお、液体吐出装置10では、印刷媒体Sをロール体R2に巻き取ることなく排出することも可能である。例えば、印刷後の印刷媒体Sは、筐体部11の前側に設置される排出バスケット(不図示)などに収容されてもよい。

0022

主に図2に示すように、液体吐出装置10は、搬送部21によって搬送される印刷媒体Sを下方から支持する上流側支持部23、プラテン24および下流側支持部25を備える。上流側支持部23は、筐体部11の後側に設けられ、媒体供給部14から供給される印刷媒体Sを搬送部21に案内する。プラテン24は、印刷部58と対向する位置に設けられ、印刷中の印刷媒体Sを支持する。プラテン24は、例えば図2に示すように、箱状をなす圧力室26を有し、圧力室26の底面には、圧力室26内の気体を外部に排出させるための吸着ファン27が設けられる。吸着ファン27が稼働されて圧力室26内が負圧に保たれることで、印刷媒体Sが、プラテン24上に吸着され、印刷媒体Sに付いた巻き癖などによる浮き上がり矯正される。下流側支持部25は、筐体部11の前側に設けられ、印刷された印刷媒体Sをプラテン24から媒体巻取部15へ案内する。
以上のように、上流側支持部23、プラテン24および下流側支持部25は、印刷媒体Sの搬送経路22を構成する。

0023

搬送部21は、印刷媒体Sの搬送方向と交差する方向に延在し、プラテン24と上流側支持部23との間に設けられる。搬送部21は、搬送経路22の下側に配置されて回転駆動する搬送駆動ローラー21aと、この搬送駆動ローラー21aの上側に配置され、搬送駆動ローラー21aの回転に従動して回転する搬送従動ローラー21bとで構成される搬送ローラー対である。搬送従動ローラー21bは、搬送駆動ローラー21aに対して離間又は圧接するように移動可能に構成される。搬送駆動ローラー21aと搬送従動ローラー21bとが圧接された状態において、搬送部21(搬送ローラー対)は、印刷媒体Sを挟持(ニップ)しつつ搬送方向(+Y軸方向)の印刷部58に送り出す。筐体部11内には、搬送駆動ローラー21aに回転動力を出力する動力源としての搬送用モーター(不図示)が設けられる。ユニット制御部44(図5参照)に制御されて搬送用モーターが駆動され、搬送駆動ローラー21aが回転駆動することで、搬送従動ローラー21bと搬送駆動ローラー21aとの間に挟持された印刷媒体Sが搬送方向へ搬送される。

0024

図1に示すように、筐体部11の−X軸方向上部には、操作パネル62が設けられる。操作パネル62は、印刷条件設定画面などが表示される表示部64と、印刷条件などの入力および各種指示を与える際に操作される操作部63とを備える。操作部63より入力された印刷条件や各種指示は、制御部40に送られて処理される。

0025

(印刷部)
主に図2に示すように、筐体部11の内部には、印刷部58が備えられる。筐体部11の後側(−Y軸側)には、上流側支持部23の上側となる位置に、印刷部58へ印刷媒体Sを供給するための供給口18が設けられる。また、筐体部11の前側(+Y軸側)には、下流側支持部25の上側となる位置に、印刷部58で印刷された印刷媒体Sを排出するための排出口19が設けられる。

0026

印刷部58は、プラテン24に対して上方(+Z軸側)に配置され、印刷媒体Sの幅方向(X軸方向)に延在する。印刷部58は、媒体供給部14から給送され上流側支持部23およびプラテン24に沿って搬送される印刷媒体Sに対してインクを吐出する吐出ヘッド52、吐出ヘッド52の上側に付属し、吐出ヘッド52へのインクの供給を開閉制御する圧力調整機構83、吐出ヘッド52が搭載されるキャリッジ55、キャリッジ55を搬送方向と交差する主走査方向(X軸方向)に移動させるヘッド移動部59などを有する。

0027

ヘッド移動部59は、主走査方向にキャリッジ55を移動させる。キャリッジ55は、主走査方向に沿って配置されたガイドレール56,57に支持され、ヘッド移動部59によって主走査方向に往復移動可能に構成される。吐出ヘッド52は、キャリッジ55と共に、X軸方向に沿って往復移動される。ヘッド移動部59については、図5で詳述する。

0028

ガイドレール56,57のX軸方向における両端部には、吐出ヘッド52と印刷媒体Sとの離間距離を調整するために吐出ヘッド52の高さ(Z軸方向における位置)を変える調整機構53が設けられる。また、キャリッジ55の下部には、吐出ヘッド52よりも搬送方向の下流側(+Y軸側)となる位置に、印刷媒体Sの紙幅(X軸方向における長さ)を検知する反射型センサー54が備えられる。

0029

反射型センサー54は、光源部および受光部を備えた光学式センサーであり、光源部から下方に向けて出射した光の反射光を受光部で受光し、受光部で受けた反射光の強さに応じた検出値電圧値)を制御部40に出力する。また、キャリッジ55を主走査方向へ移動させながら反射型センサー54で検出を行い、制御部40が検出値に基づいて反射対象の変化する位置、すなわち印刷媒体SのX軸方向における両端部の位置を検知することで、印刷媒体Sの幅を算出する。そして、算出された印刷媒体Sの幅に応じて、吐出ヘッド52が、液体供給源90から供給されるインクを搬送経路22に沿って搬送される印刷媒体Sに対して吐出することで、印刷が行われる。印刷後の印刷媒体Sは、下流側支持部25に沿って斜め下方に案内され、媒体巻取部15によって巻き取られる。

0030

なお、本実施形態では、長尺の印刷媒体Sがロール・ツー・ロール(roll to roll)方式で供給される液体吐出装置10の構成を示したが、これに限定されるものではない。例えば、液体吐出装置10は、予め所定の長さにカットされた単票紙を枚葉式で供給する構成であってもよいし、印刷後の印刷媒体Sを媒体巻取部15に代えて設置される排出バスケットなど(不図示)に収容する構成であってもよい。
また、複数のロール体R1が同時に媒体供給部14に装填されて、複数の印刷媒体Sが印刷部58によって印刷されてもよい。

0031

インク供給ユニット
図2および図3Aに示すインク供給ユニット80は、液体貯留容器81、第1のインク供給チューブ(液体供給流路86の一部)86a、第1一方向弁91、液体供給タンク115、第2一方向弁92、第2のインク供給チューブ(液体供給流路86の一部)86b、圧力調整機構83、吐出ヘッド内インク流路(液体供給流路86の一部)86cを備える。
液体供給流路86は、液体貯留容器81からノズル85までのインクの流路であり、第1のインク供給チューブ86a、第2のインク供給チューブ86b、および吐出ヘッド内インク流路86cを含む。液体供給流路86は、第1調圧機構84(後述)の吸引駆動(後述)と吐出駆動(後述)とにより、液体貯留容器81からノズル85にインクを供給する。

0032

図1図2および図3Aに示す液体貯留容器81は、例えば、収容容器82に収容された液体収容袋である。この液体貯留容器81は可撓性を有する袋からなり、内部にインクが貯留されている。液体貯留容器81及び収容容器82は、インクの種類毎に複数設けることができる。

0033

筐体部11の−X軸方向の下部には、液体供給タンク115を装着可能なインク装着部65が設けられている。インク装着部65には、インクの種類や色に対応して、複数の液体供給タンク115が装着される。
さらに、筐体部11内には、液体吐出装置10の各部に備えられる装置の動作を制御する制御部40が設けられる。

0034

主に図2および図3Aに示すように、液体供給タンク115は、液体供給源90と、第1調圧機構84と、を備える。第1調圧機構84は、液体供給源90の容積を増減させて、液体貯留容器81から第1のインク供給チューブ86aを介して、吐出ヘッド52に向けてインクを供給する容積型ダイヤフラムポンプである。液体供給源90と液体貯留容器81との間には、第1のインク供給チューブ86aと、液体貯留容器81から液体供給源90へのインクの流動許容する一方で、液体供給源90から液体貯留容器81へのインクの逆流を抑制する第1一方向弁91が設けられている。また、液体供給源90と圧力調整機構83との間には、第2のインク供給チューブ86bと、液体供給源90から圧力調整機構83へのインクの流動を許容する一方で、圧力調整機構83から液体供給源90への液体の逆流を抑制する第2一方向弁92が設けられている。つまり、液体供給流路86(第1のインク供給チューブ86aおよび第2のインク供給チューブ86b)と液体供給源90とは、第1一方向弁91および第2一方向弁92を介して連通される。

0035

図3Aに示すように、第1調圧機構84は、液体供給源90の壁面の一部を構成するとともに、液体供給源90の容積を変更する方向に変位可能な変位部93と、液体供給源90の容積を増大させる方向に変位部93を変位させる変位機構94と、解除機構95と、変位部93を液体供給源90の容積を減少させる方向に付勢する付勢部材96と、を有する。付勢部材96は、例えば液体供給源90の外側に配置された圧縮コイルばねからなる。

0036

変位機構94は、例えば、撓み変位可能な弾性膜からなる変位部93によって液体供給源90と隔てられた減圧室97と、減圧室97と減圧流路98を介して接続された減圧ポンプ99と、を備える。また、解除機構95は、例えば、減圧流路98に設けられた大気開放弁からなる。解除機構95である大気開放弁が閉弁した状態で減圧ポンプ99が駆動すると、減圧室97が減圧されて、変位部93が付勢部材96の付勢力に抗して減圧室97側に変位する。これにより液体供給源90の容積が増大するので、液体貯留容器81に収容されたインクが液体供給源90内に吸引される。これを第1調圧機構84の吸引駆動という。

0037

第1調圧機構84の吸引駆動の後、解除機構95である大気開放弁が開弁状態になると、減圧流路98及び減圧室97が大気開放されて、変位部93は付勢部材96の付勢力によって液体供給源90の容積を減少させる方向に変位する。これにより、液体供給源90内に吸引されたインクが圧力調整機構83に向けて供給される。これを第1調圧機構84の吐出駆動という。

0038

第1調圧機構84は、圧力調整機構83と第2一方向弁92の間の第2のインク供給チューブ86b内が所定の正圧に保たれるように、制御部40の制御によって、所定のタイミングで第1調圧機構84の吸引駆動と吐出駆動とを交互に行う。

0039

図3Aに示すように、吐出ヘッド52は、吐出ヘッド内インク流路86cを有する。吐出ヘッド内インク流路86cは、可撓膜111を介して吐出ヘッド内インク流路86cの容積を可変させる容積調整機構110と、吐出ヘッド内インク流路86c内の圧力を検出する圧力センサー114と、インクの種類毎に設けられてインクが一時貯留される共通液室87と、複数のノズル85に個別に対応するように設けられてノズル85と共通液室87の間に配置される複数の圧力室88と、各圧力室88に対応するように設けられる複数のアクチュエーター(駆動素子の一例)89と、を備える。そして、アクチュエーター89の駆動により圧力室88の圧力が変動すると、ノズル85からインクが噴射される。

0040

容積調整機構110は、可撓膜111を変形させることにより吐出ヘッド内インク流路86cの容積を可変させて、圧力調整機構83からノズル85までのインクを加圧または減圧させる調圧機構である。
なお、可撓膜111の変形は、容積調整機構110と第2の流路113を介して接続される第2調圧機構112により行われる。第2調圧機構112は、第2の流路113の内部の気体を加圧または減圧することにより可撓膜111を変形させる容積型のダイヤフラムポンプである。

0041

図3Aに示すように、圧力調整機構83は、圧力調整弁83aおよび圧力解放機構83bを有する。圧力調整弁83aは吐出ヘッド52へのインクの供給を制御する開閉弁である。また、圧力解放機構83bは圧力調整弁83aを強制的に開弁するための機構である。

0042

圧力調整弁83aは、気体空間83a1、ゴム部材83a2、フィルム83a3、金属板83a4、弁体83a5、ばね83a6を備える。圧力調整弁83aは、インクの消費に伴って吐出ヘッド内インク流路86cの圧力が所定の値より低下したとき、フィルム83a3が弁体83a5を押し開ける方向に変形する力が、ばね83a6の力を上回ることで開弁する。また、圧力調整弁83aは、インクの供給により吐出ヘッド内インク流路86cの圧力が所定の値まで上昇し、フィルム83a3の変形が解消されると、ばね83a6の力でフィルム83a3へ押し上げられて閉じる。したがって、吐出ヘッド内インク流路86cの圧力が所定の圧力にまで上昇すると閉弁する。そのため、第1調圧機構84によって液体供給源90から圧力調整弁83aまで加圧されたインクが供給されていても、圧力解放機構83bが動作しないかぎり、吐出ヘッド内インク流路86cの領域にあるインクの圧力は、所定の負圧に保持される。

0043

圧力解放機構83bは、気体ポンプ83b1と、第3の流路83b2を備える。圧力解放機構83bは、気体ポンプ83b1により、第3の流路83b2を介して気体空間83a1の中の気体を加圧し、ゴム部材83a2がフィルム83a3と金属板83a4を介して弁体83a5を押し開ける方向に変形させることで、圧力調整弁83aを開弁させる。

0044

液体供給流路86及び圧力調整機構83は、吐出ヘッド52が噴射するインクの種類毎に設けられる。例えば、吐出ヘッド52が4種のインクを噴射する場合、液体供給流路86及び圧力調整機構83は一の吐出ヘッド52に対して4つずつ設けられる。

0045

(ヘッド移動部)
次に、ヘッド移動部59の構成について、図4を参照して説明する。図4は、液体吐出装置10におけるヘッド移動部59の構成の一例である。

0046

ヘッド移動部59は、ガイドレール56,57(ガイドレール57は、図2参照、図4では不図示。)、キャリッジ55、タイミングベルト38、キャリッジモーター33を含んで構成される。ガイドレール56,57は、筐体部11の内部にX軸方向に水平に延在するように設けられる。また、キャリッジ55は、圧力調整機構83を付属した吐出ヘッド52を搭載し、ガイドレール56,57に支持されつつ、ガイドレール56,57に沿って、X軸に水平に往復移動(走査)するように配置される。

0047

ガイドレール56の後方には、一対のプーリー37に掛け渡されたタイミングベルト38が配置される。プーリー37の一方はキャリッジモーター33の回転軸に接続される。2つのプーリー37の間で、タイミングベルト38は、ガイドレール56に対して平行に走行自在である。また、タイミングベルト38の一部は、キャリッジ55に結合される。このため、ユニット制御部44(図5参照)に制御されてキャリッジモーター33が作動すると、それによってキャリッジ55が主走査方向(X軸方向)に移動される。

0048

さらに、ガイドレール56に対して平行にX軸方向にリニアスケール39が配置される。リニアスケール39は、透明な本体と、X軸方向に一定の間隔で形成された遮光帯とを有する。一方、キャリッジ55は、リニアスケール39の遮光帯を検出する光学式センサー(不図示)を備えたCR位置検出部79(図5参照)を有する。CR位置検出部79の検知結果は演算処理部42に送信され、キャリッジ55の移動量が正確に検出される。

0049

このようにして、ヘッド移動部59は、吐出ヘッド52を精度良く走査(移動)させてインク滴を吐出し、印刷媒体S上に画像を形成する。

0050

メンテナンスユニット
また、キャリッジ55は印刷媒体Sを越えて+X軸方向に移動可能であり、+X軸方向において、プラテン24の外側の領域には、フラッシング部35、ワイパー32およびキャップ部34を備えるメンテナンスユニット30が配置される。ユニット制御部44からの制御指令に応じてキャリッジモーター33が作動することで、吐出ヘッド52がフラッシング部35やキャップ部34の位置に移動される。
例えば、キャリッジ55(吐出ヘッド52)をフラッシング部35に移動させ、ノズル85からインクを吐出させてノズル洗浄・回復を行う。一方、フラッシング部35は吐出されたインクを吸収する。このようなノズル洗浄・回復処理により、増粘したインクを吐出ヘッド52から除去することができる。

0051

ワイパー32は、ワイピング動作により、クリーニング動作またはフラッシング動作(詳細は、後述)後にノズル85に残るインクを清掃し、また同時にノズル85にメニスカスを形成する。なお、ワイパー32の初期位置はフラッシング部35の−Y軸方向であり、+Y軸方向に移動可能である。ワイピング動作とは、吐出ヘッド52がフラッシング部35の上に位置する際に、ワイパー32がノズル85に接するよう、初期位置から+Y軸方向に移動することにより行われる清掃動作である。

0052

また、キャップ部34は、液体吐出装置10が休止している期間に、吐出ヘッド52の下面(ノズル85面)を気密に封止して、吐出ヘッド52のノズル85においてインクが増粘または固化することを防止する。

0053

なお、本実施形態では、図4に示すように、フラッシング部35は、プラテン24の一方の外側にだけ設けられたが、これに限定されるものではなく、フラッシング部35が、プラテン24の両外側に設けられても良い。また、メンテナンスユニット30は、−X軸方向において、プラテン24の外側の領域に配置されてもよい。

0054

(印刷装置のシステム
次に、液体吐出装置10のシステムについて図5を参照して説明する。図5は、液体吐出装置10のシステム構成を示すブロック図である。液体吐出装置10は、制御部40、搬送部21、ヘッド移動部59、キャリッジ55、および操作パネル62を含んで構成される。

0055

制御部40は、外部装置としてのホストコンピューター100から受信した印刷データやクリーニング信号に基づいて、液体吐出装置10の各部を制御し、印刷データに対応する画像を印刷媒体Sに印刷する。制御部40は、インターフェイス部(I/F)41、CPU(Central Processing Unit)などで構成される演算処理部42、メモリー43、ユニット制御部44、駆動信号生成部45、およびタイマー46を備える。

0056

インターフェイス部41は、ホストコンピューター100と液体吐出装置10との間でデータの送受信を行う。演算処理部42は、液体吐出装置10全体の制御を行うための演算処理を行う。メモリー43は、演算処理部42のCPUを動作させるプログラムを格納したり、CPUの作業領域などを確保するためのものであり、RAM(Random Access Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの記憶素子である。

0057

ユニット制御部44は、メモリー43に格納されるプログラムや、タイマー46における設定に従って動作する演算処理部42の指示に基づいて、搬送部21、メンテナンスユニット30、インク供給ユニット80およびヘッド移動部59を制御する。また、ユニット制御部44は、ワイパー32を動作させるワイピング制御信号をメンテナンスユニット30に送る。
さらに、ユニット制御部44は、減圧ポンプ99を動作させる吸引駆動信号と、解除機構95を動作させる吐出駆動信号と、第2調圧機構112を動作させる容積調整信号と、をインク供給ユニット80に送る。

0058

駆動信号生成部45は、アクチュエーター89を駆動させる吐出駆動信号を生成し、キャリッジ55に搭載されたヘッド駆動部51に送る。ヘッド駆動部51は、吐出駆動信号に基づいて、アクチュエーター89を駆動してノズル85からインク滴を吐出させる。

0059

(液体吐出装置の制御方法)
次に、図6Aを参照して、液体吐出装置10の制御方法について説明する。図6Aは、演算処理部42が実行するクリーニング動作の一例を示すフローチャートである。
まず、液体吐出装置10の演算処理部42は、インターフェイス部41を介して、ホストコンピューター100からクリーニング信号を受信する(ステップS01)。それに伴い、演算処理部42は、ユニット制御部44を制御して、減圧ポンプ99を駆動させる吸引駆動信号を生成し、第1調圧機構84の吸引駆動を行うことで、液体供給源90にインクを充填する(ステップS02)。その後、演算処理部42は、ユニット制御部44を制御して、解除機構95を動作させる吐出駆動信号を生成し、第1調圧機構84の吐出駆動を行い、ノズル85にインクを供給することで、通常クリーニング動作を行う(ステップS03)。

0060

さらに、通常クリーニング動作の実行中に、演算処理部42は、ノズル85の洗浄を良好に実施するための強クリーニング動作が必要か否かを判断する。例えば、吐出ヘッド内インク流路86cに設けられた圧力センサー114で検出される圧力(吐出ヘッド内インク流路86c内の圧力)が所定の値以下である場合は、強クリーニング動作が必要と判断し、所定の値以下でない場合は、強クリーニング動作が不要と判断する(ステップS04)。強クリーニング動作が必要な場合(ステップS04のY)は、ステップS05へ進んで強クリーニング動作を実行し、強クリーニング動作が不要な場合(ステップS04のN)は、そのままステップS06へ進む。

0061

クリーニング動作とは、ノズル85でインクが乾燥しノズル85を詰まらせることを防止するために、ノズル85からインク滴を強制的に吐出する動作であり、液体吐出装置10のメンテナンス動作の1つである。なお、クリーニング動作には、通常クリーニング動作と、通常クリーニング動作よりもインクの流量が大きい強クリーニング動作がある。
本実施形態では、メンテナンス動作としてこのクリーニング動作を例に挙げて説明するが、メンテナンス動作としては、他にフラッシング動作、キャッピング動作などがある。メンテナンス動作は、液体吐出装置10を長時間使用しなかった時、液体吐出装置10の起動時や終了時、または印刷の開始時や終了時などのあらかじめ設定されているタイミングで行われたり、ドット抜けなどの吐出ヘッド52に関する異常を検出した場合などに行われる。あるいは、所定の時間間隔で定期的に行われてもよい。
なお、クリーニング動作は、前述した通り、印刷媒体Sから離れた領域に配置されたフラッシング部35(図4参照)において実施されるため、クリーニング動作中は画像印刷中断される。

0062

ステップS04において、強クリーニング動作が必要と判断された場合は、通常クリーニング動作の実行中に、演算処理部42が、ユニット制御部44を制御して、第2調圧機構112を駆動させる容積調整信号を生成させ、吐出ヘッド52の中の容積を圧縮させることで強クリーニング動作を実行する(ステップS05)。
つまり、第2調圧機構112は、第2の流路113を加圧し、加圧された第2の流路113の正圧力により、吐出ヘッド内インク流路86cの容積が可撓膜111の未変形時よりも小さくなるよう可撓膜111を変形させて、吐出ヘッド内インク流路86cの容積を圧縮する。
その結果、第1調圧機構84が液体供給源90を加圧してインクを吐出ヘッド内インク流路86cに供給している時に、容積調整機構110(つまり、第2調圧機構112、第2の流路113、可撓膜111)が、吐出ヘッド内インク流路86cの容積を圧縮し、吐出ヘッド内インク流路86c中の圧力を第1調圧機構84単体での加圧による圧力と比較して正圧側に調整する。
その後、ステップS06へ進む。

0063

次に、クリーニング動作により生じた圧力調整弁83aからノズル85までのインクの圧力を、ノズル85などの圧力解放部からインクが流出することにより、ノズル85のメニスカス耐圧以下まで降下するのを待つため、演算処理部42は、設定された時間が経過するのをタイマー46にて計測する(ステップS06)。続いて、演算処理部42は、ユニット制御部44を制御して、ワイパー32を動作させ、ワイピング動作を行う(ステップS07)。その後、演算処理部42は、駆動信号生成部45を制御して、アクチュエーター89を駆動させる吐出駆動信号を生成させフラッシング動作を実行する(ステップS08)。さらに、演算処理部42は、駆動信号生成部45を制御して、ワイパー32を動作させ、再びワイピング動作を行う(ステップS09)。ステップS09の完了に伴い、ノズル洗浄・回復動作を終了する。

0064

ワイピング動作とは、ワイパー32でクリーニング動作またはフラッシング動作後にノズル85に残るインクを清掃し、また同時にノズル85にメニスカスを形成する動作であり、液体吐出装置10のメンテナンス動作の1つである。
なお、ワイピング動作は、前述した通り、印刷媒体Sから離れた領域に配置されたフラッシング部35(図4参照)において実施されるため、ワイピング動作中は画像印刷が中断される。

0065

フラッシング動作とは、ノズル85でインクが乾燥しノズル85を詰まらせることを防止するために、ノズル85からインク滴を強制的に吐出する動作であり、液体吐出装置10のメンテナンス動作の1つである。
なお、フラッシング動作は、前述した通り、印刷媒体Sから離れた領域に配置されたフラッシング部35(図4参照)において実施されるため、フラッシング動作中は画像印刷が中断される。

0066

なお、図6Aのフローチャートにおいて、ステップS04により強クリーニングが必要であると判断された場合には、通常クリーニング動作時よりもインクの流量が大きい強クリーニング動作が実施される。
したがって、本実施形態では、液体供給源90から圧力調整機構83までの第1のインク供給チューブ86aが長い装置の場合や、液体の粘度が高い場合など、液体供給源90からノズル85までで生じる圧力損失が大きく、通常クリーニングにおけるインクの流量が小さい場合でも、強クリーニング動作によりインクの流量を増やすことが可能となる。

0067

作用効果
上述のように、本実施形態によれば、通常クリーニング動作において液体供給源90を加圧してインクを吐出ヘッド内インク流路86cに供給している時に、吐出ヘッド内インク流路86cの容積を小さくすることができる。したがって、吐出ヘッド内インク流路86c中の圧力を、第1調圧機構84単体での加圧による圧力と比較し、増やすことができる。そのため、インクの流量が小さい場合には、ノズル洗浄・回復時のインクの流量を増やすことができる。その結果、液体吐出装置10は、液体供給源90からノズル85までで生じる圧力損失によらず、ノズル洗浄・回復を成功させることができる。

0068

(実施形態2)
図6Bは、演算処理部42が実行する本発明に係るノズル洗浄・回復動作の他の実施形態を示すフローチャートである。

0069

図6Bにおいて、ステップS51〜ステップS55は、図6AのステップS01〜ステップS05と同一であるため説明は省略する。
ステップS54またはステップS55に続いて、演算処理部42は、ユニット制御部44を制御して、第2調圧機構112を駆動させる容積調整信号を生成させ、液体降圧動作を実行する(ステップS56)。その後、ステップS57へ進む。

0070

液体降圧動作とは、クリーニング動作により生じた圧力調整弁83aからノズル85までのインクの圧力を、ノズル85のメニスカス耐圧以下まで降下させるため、第2調圧機構112を駆動させ、可撓膜111を容積調整機構110側へ変形させることにより、圧力調整弁83aからノズル85までの容積を増加させ、インクの圧力をメニスカス耐圧以下まで降下させる動作である。
つまり、第2調圧機構112は、第2の流路113を減圧し、減圧された第2の流路113の負圧力により、吐出ヘッド内インク流路86cの容積が可撓膜111の未変形時よりも大きくなるよう可撓膜111を変形させて、吐出ヘッド内インク流路86cの容積を拡張する。
その結果、容積調整機構110(つまり、第2調圧機構112、第2の流路113、可撓膜111)は、吐出ヘッド内インク流路86c中の圧力を正圧側に調整した後、吐出ヘッド内インク流路86cの容積を拡張し、吐出ヘッド内インク流路86c中の圧力を吐出ヘッド内インク流路86cの容積が拡張される前と比較して負圧側に調整する。

0071

ステップS56に続くステップS57〜ステップS59は、図6AのステップS07〜ステップS09と同一であるため説明は省略する。ステップS59の完了に伴い、ノズル洗浄・回復動作を終了する。

0072

なお、図6Bのフローチャートにおいて、ステップS54またはステップS55のクリーニング動作後には、液体降圧動作が実施される。
そのため、本実施形態では、クリーニング動作後に圧力調整弁83aからノズル85までのインクに残った圧力を、メニスカス耐圧以下まで積極的に降下させることが可能となる。
したがって、設定された時間が経過するのをタイマー46にて計測して吐出ヘッド内インク流路86c内の正圧の除去を待つ(図6AのステップS06)よりも、ノズル洗浄・回復後における吐出ヘッド内インク流路86cのインクの圧力を短時間で除去することができる。

0073

以上、本発明の実施形態1および実施形態2について説明したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、例えば下記のように変形が可能である。

0074

(変形例1)
図3Bは、液体供給流路86の構成を示す構成図の他の例である。

0075

容積調整機構110は、図3Bに示すように、第2一方向弁92と圧力調整機構83の間の第2のインク供給チューブ86bに設けられてもよい。
これにより、圧力調整機構83を開弁し、吐出ヘッド52へのインクの供給を開始する前に、インクに強クリーニングの圧力をかけることができる。そのため、通常クリーニング動作を省略し、強クリーニング動作からクリーニング動作を開始することができる。したがって、通常クリーニングを省略できる分、クリーニング動作におけるインク消費量が小さくなる。

0076

以上、本発明の実施形態と変形例について説明したが、本発明は、前述の実施形態や実施例に限られるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、実施形態や変形例中の技術的特徴は、前述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、前述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。なお、本明細書中で説明した印刷装置は、衣服に使う生地に柄や模様を印刷したり、ポスターサイン看板案内図など)、横断幕懸垂幕ラッピングシート(例えば、カーラピング用)などの印刷に使用可能である。

0077

10…液体吐出装置、11…筐体部、12…車輪、13…脚部、14…媒体供給部、15…媒体巻取部、16…テンションローラー、17…ホルダー、17a…ホルダー、18…供給口、19…排出口、21…搬送部、21a…搬送駆動ローラー、21b…搬送従動ローラー、22…搬送経路、23…上流側支持部、24…プラテン、25…下流側支持部、26…圧力室、27…吸着ファン、30…ワイピングユニット、32…ワイパー、33…キャリッジモーター、34…キャップ部、35…フラッシング部、37…プーリー、38…タイミングベルト、39…リニアスケール、40…制御部、41…インターフェイス部、42…演算処理部、43…メモリー、44…ユニット制御部、45…駆動信号生成部、46…タイマー、51…ヘッド駆動部、52…吐出ヘッド、53…調整機構、54…反射型センサー、55…キャリッジ、56…ガイドレール、57…ガイドレール、58…印刷部、59…ヘッド移動部、62…操作パネル、63…操作部、64…表示部、65…インク装着部、79…CR位置検出部、80…インク供給ユニット、81…液体貯留容器、82…収容容器、83…圧力調整機構、83a…圧力調整弁、83a1…気体空間、83a2…ゴム部材、83a3…フィルム、83a4…金属板、83a5…弁体、83a6…ばね、83b…圧力解放機構、83b1…気体ポンプ、83b2…第3の流路、84…第1調圧機構、85…ノズル、86…液体供給流路、86a…第1のインク供給チューブ、86b…第2のインク供給チューブ、86c…吐出ヘッド内インク流路、87…共通液室、88…圧力室、89…アクチュエーター、90…液体供給源、91…第1一方向弁、92…第2一方向弁、93…変位部、94…変位機構、95…解除機構、96…付勢部材、97…減圧室、98…減圧流路、99…減圧ポンプ、100…ホストコンピューター、110…容積調整機構、111…可撓膜、112…第2調圧機構、113…第2の流路、114…圧力センサー、115…液体供給タンク、R1…ロール体、R2…ロール体、S…印刷媒体。

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