JP7027709B2 - Device that discharges liquid - Google Patents
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Description
本発明は液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a device for discharging a liquid .
液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」ともいう。)として、ノズルに連通する個別液室への供給流路と個別液室に通じる排出流路とを有し、供給流路に通じる液体の供給口と、排出流路に通じる液体の排出口を備えるフロースルー型ヘッド(循環型ヘッド)がある。 The liquid discharge head (hereinafter, also simply referred to as “head”) has a supply flow path to the individual liquid chamber communicating with the nozzle and a discharge flow path leading to the individual liquid chamber, and supplies the liquid leading to the supply flow path. There is a flow-through type head (circulation type head) provided with a port and a liquid discharge port leading to a discharge flow path.
そして、従来、供給側タンクと排出側タンク(回収側タンク)を使用して、ヘッドの供給口から液体を加圧したり、あるいは、ヘッドの回収口から液体を加圧したりして、ノズルから気泡を排出することが知られている(特許文献1)。 Conventionally, the supply side tank and the discharge side tank (collection side tank) are used to pressurize the liquid from the supply port of the head, or pressurize the liquid from the recovery port of the head to generate bubbles from the nozzle. Is known to be discharged (Patent Document 1).
循環型ヘッドにおいては、液体を吐出しているときに供給側からの液体供給が追い付かないと、排出側から液体が逆流する現象が生じるという課題がある。 The circulation type head has a problem that if the liquid supply from the supply side cannot catch up with the liquid while the liquid is being discharged, the liquid flows back from the discharge side.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドに対する液体の逆流を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the backflow of liquid to the head.
上記の課題を解決するため、本発明の請求項1に係る液体を吐出する装置は、
液体吐出ヘッドと、循環装置を有する液体吐出装置において、
循環装置は、液体吐出ヘッドを介して液体が循環する循環経路を有し、
前記循環経路には、
前記液体吐出ヘッドの供給口に通じる供給側タンクと、
前記液体吐出ヘッドの排出口に通じる排出側タンクと、を含み、
前記供給側タンクの圧力を前記排出側タンクの圧力よりも高くして前記液体の循環を行わせ、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出するときの前記供給側タンクの圧力と前記排出側タンクの圧力との差を、
前記液体を吐出しないときの前記供給側タンクの圧力と前記排出側タンクの圧力との差より大きくし、
前記液体吐出ヘッドは、
前記液体を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルにそれぞれ通じる個別液室と、
前記個別液室に供給流路を介して通じる供給側共通液室と、
前記個別液室に排出流路を介して通じる排出側共通液室と、を備え、
前記液体を吐出するときの、前記供給側共通液室の圧力をVin、前記排出側共通液室の圧力をVout、
前記供給流路の流体抵抗をRin、前記ノズルから液体を吐出しているときの吐出量の最大値をQtとし、
前記液体を吐出するとき、
Vin-Vout>Qt×Rin
の関係式を満たし、
前記供給側タンクと前記液体吐出ヘッドとの間の液体経路に前記液体吐出ヘッドに供給される液体の圧力を検知する手段が配置され、
前記液体吐出ヘッドと前記排出側タンクとの間の液体経路に前記液体吐出ヘッドから排出される液体の圧力を検知する手段が配置され、
前記供給される液体の圧力を検知する手段で検出する供給側ヘッド圧力をVpin[kPa]、
前記排出される液体の圧力を検知する手段で検出される排出側ヘッド圧力をVpout[kPa]、
前記供給される液体の圧力を検知する手段の圧力検出位置と前記液体吐出ヘッドのノズル面の高さの差をHpin[m]、
前記排出される液体の圧力を検知する手段の圧力検出位置と前記液体吐出ヘッドのノズル面の高さの差をHpout[m]、とし、
前記圧力検出位置が前記ノズル面より高いときを「+」、前記圧力検出位置が前記ノズル面より低いときを「-」とし、
前記供給側共通液室と前記供給される液体の圧力を検知する手段との間の流体抵抗をRpin[Pa・s/m3]、
前記排出側共通液室と前記排出される液体の圧力を検知するする手段との間の流体抵抗をRpout[Pa・s/m3]とするとき、
前記供給側圧力Vinは、次の(12)式によって計算し、
前記排出側圧力Voutは、次の(13)式によって計算する、
構成とした。
In order to solve the above problems, the device for discharging the liquid according to claim 1 of the present invention is
In a liquid discharge head and a liquid discharge device having a circulation device,
The circulation device has a circulation path through which the liquid circulates through the liquid discharge head.
In the circulation path,
The supply side tank leading to the supply port of the liquid discharge head and
Including a discharge side tank leading to the discharge port of the liquid discharge head,
The pressure of the supply side tank is made higher than the pressure of the discharge side tank to circulate the liquid.
The difference between the pressure of the supply side tank and the pressure of the discharge side tank when the liquid is discharged from the liquid discharge head is set.
Make it larger than the difference between the pressure of the supply side tank and the pressure of the discharge side tank when the liquid is not discharged.
The liquid discharge head is
A plurality of nozzles for discharging the liquid and
Individual liquid chambers leading to the nozzles and
A common liquid chamber on the supply side that communicates with the individual liquid chamber via a supply flow path,
The individual liquid chamber is provided with a common liquid chamber on the discharge side which is connected to the individual liquid chamber via a discharge flow path.
When the liquid is discharged, the pressure of the common liquid chamber on the supply side is Vin, and the pressure of the common liquid chamber on the discharge side is Vout.
The fluid resistance of the supply flow path is Rin, and the maximum value of the discharge amount when the liquid is discharged from the nozzle is Qt.
When discharging the liquid,
Vin-Vout> Qt × Rin
Satisfy the relational expression of
A means for detecting the pressure of the liquid supplied to the liquid discharge head is arranged in the liquid path between the supply side tank and the liquid discharge head.
A means for detecting the pressure of the liquid discharged from the liquid discharge head is arranged in the liquid path between the liquid discharge head and the discharge side tank.
The supply side head pressure detected by the means for detecting the pressure of the supplied liquid is Vpin [kPa],
The discharge side head pressure detected by the means for detecting the pressure of the discharged liquid is Vpout [kPa],
The difference between the pressure detection position of the means for detecting the pressure of the supplied liquid and the height of the nozzle surface of the liquid discharge head is Hpin [m].
The difference between the pressure detection position of the means for detecting the pressure of the discharged liquid and the height of the nozzle surface of the liquid discharge head is Hpout [m].
When the pressure detection position is higher than the nozzle surface, it is defined as "+", and when the pressure detection position is lower than the nozzle surface, it is defined as "-".
The fluid resistance between the common liquid chamber on the supply side and the means for detecting the pressure of the supplied liquid is Rpin [Pa · s / m 3 ],
When the fluid resistance between the discharge-side common liquid chamber and the means for detecting the pressure of the discharged liquid is Rpout [Pa · s / m 3 ],
The supply side pressure Vin is calculated by the following equation (12).
The discharge side pressure Vout is calculated by the following equation (13).
It was configured.
本発明によれば、ヘッドに対する液体の逆流を低減することができる。 According to the present invention, the backflow of liquid to the head can be reduced.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態について図1を参照して説明する。図1は同実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む液体循環装置の説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of a liquid circulation device including a liquid discharge head according to the same embodiment.
ヘッド100は、液体を吐出するノズル104と、ノズル104に連通する個別液室106と、個別液室106に通じる供給流路116と、各供給流路116を介して個別液室106に液体を供給する供給側共通液室120と、個別液室106に通じる排出流路156と、各排出流路156を介して液体が排出される排出側共通液室150を有する。
The
供給側共通液室120には供給口141を介して液体が供給され、排出側共通液室150から排出口142を介して液体が排出される。
The liquid is supplied to the supply-side common
このヘッド100においては、個別液室106内の液体を圧電アクチュエータやサーマルアクチュエータなどの圧力発生手段によって加圧することで、ノズル104から液体が吐出される。このときノズル104から吐出されなかった液体は、排出流路156から排出側共通液室150に排出され、ヘッド外の循環経路を経て供給側共通液室120に再度供給される。
In the
また、液体の吐出を行っていないときにも供給側共通液室120から供給流路116、個別液室106、排出流路156を経て排出側共通液室150に液体が流れ、ヘッド外の循環経路を経て供給側共通液室120に再度供給される。
Further, even when the liquid is not discharged, the liquid flows from the supply side common
このヘッド100に対する液体の循環を行う液体循環装置200は、ヘッド100から吐出する液体300を貯留する液体貯留手段であるメインタンク201と、供給側タンク210と、排出側タンク(回収側タンク)220と、第1送液ポンプ202と、第2送液ポンプ203とを備えている。
The
供給側タンク210は液体経路281を介して排出側タンク220と通じ、液体経路282を介してヘッド100の供給口141と通じている。排出側タンク220は液体経路283を介してヘッド100の排出口142と通じ、液体経路284を介してメインタンク201と通じている。
The supply-
すなわち、供給側タンク210、は液体経路281を介して排出側タンク220と通じることで、液体経路282、ヘッド100の内部流路、液体経路283、排出側タンク220、液体経路281によって液体が循環する循環経路290が構成される。
That is, the
そして、排出側タンク220から液体経路281を介して供給側タンク210に第1送液ポンプ202で液体を送液する。また、排出側タンク220に対してはメインタンク201から液体経路284を介して第2送液ポンプ203で液体を送液する。
Then, the liquid is sent from the
供給側タンク210には、圧縮手段であるコンプレッサ211がレギュレータ212を介して接続されている。コンプレッサ211は、装置稼働中は常時駆動されてレギュレータ212によって供給側タンク210の圧力制御を行う。
A
供給側タンク210には、液体残量を液面高さとして検知する液体残量検知手段としての供給側フロートセンサ215と、供給側タンク210内の圧力を検知する手段である供給側圧力センサ216を備えている。
The supply-
排出側タンク220には、減圧手段である真空ポンプ221がレギュレータ222を介して接続されている。真空ポンプ221は、装置稼働中は常時駆動されてレギュレータ222によって排出側タンク220の圧力制御を行う。
A
排出側タンク220には、液体残量を液面高さとして検知する液体残量検知手段としての排出側フロートセンサ225と、排出側タンク220内の圧力を検知する手段である排出側圧力センサ226を備えている。
The
循環制御部250は、供給側フロートセンサ215の検知信号を入力し、第1送液ポンプ202を駆動して排出側タンク220から供給側タンク210に液体300を供給する制御をする。循環制御部250は、排出側フロートセンサ225の検知信号を入力し、第2送液ポンプ203を駆動してメインタンク201から排出側タンク220への液体300を補充供給する制御をする。
The
循環制御部250は、供給側圧力センサ216の検知信号を入力し、レギュレータ212を開閉制御して、供給側タンク210の圧力を制御する。循環制御部250は、排出側圧力センサ226の検知信号を入力し、レギュレータ222を開閉制御して、排出側タンク220の圧力を制御する。
The
循環制御部250は、排出側の液体経路283に設けた流量センサ230の検知信号を入力する。
The
このように構成した液体循環装置200は、供給側タンク210の圧力と排出側タンク220の圧力とに差圧を生じさせることによって、供給側タンク210からヘッド100の供給口(供給ポート)141に液体300が供給され、ヘッド100の排出口(排出ポート)142から排出側タンク220に液体300が排出される(回収される)。
The
ヘッド100の供給口141に供給された液体300は、供給側共通液室120を経由して、複数の個別液室106にそれぞれ供給され、画像データに応じてノズル104から液体300の滴が吐出される。ノズル104から吐出されなかった液体300は、排出流路156を通じて排出側共通液室150に排出され、排出口142から排出側タンク220に排出される。
The liquid 300 supplied to the
具体的には、循環制御部250は、排出側タンク220内の液面が所定の高さより低いことを排出側フロートセンサ225で検知した場合、液面が所定の高さになったことを排出側フロートセンサ225が検知するまで、第2送液ポンプ203を駆動して、メインタンク201から排出側タンク220に液体300を補充供給する。
Specifically, when the
また、供給側タンク210内の液面が所定の高さより低いことを供給側フロートセンサ215で検知した場合、液面が所定の高さになったことを供給側フロートセンサ215が検知するまで、第1送液ポンプ202を駆動させることによって、排出側タンク220から供給側タンク210に液体300を供給する。
When the supply
装置の電源が入っている間は、コンプレッサ211、真空ポンプ221を常に駆動させる。そして、供給側圧力センサ216で検出する供給側タンク210内の圧力が所定圧力になるように供給側レギュレータ212を開閉する。また、排出側圧力センサ226で検出する排出側タンク220内の圧力が所定圧力になるように排出側レギュレータ222を開閉する。
While the power of the apparatus is on, the
これにより、供給側タンク210と排出側タンク220との間に差圧が生じて、供給側タンク210から排出側タンク220に液体300が循環し、排出側タンク220から供給側タンク210の液体300が供給される。
As a result, a differential pressure is generated between the
次に、供給側タンクの圧力及び排出側タンクの圧力の設定(調整)について説明する。 Next, the setting (adjustment) of the pressure of the supply side tank and the pressure of the discharge side tank will be described.
ヘッド100の供給側共通液室120内の液体にかかる圧力(供給側圧力)をVin[kPa]、
ヘッド100の排出側共通液室150内の液体にかかる圧力(排出側圧力)をVout[kPa]、とする。
The pressure applied to the liquid in the
The pressure applied to the liquid in the discharge-side
供給側タンク210の供給側圧力センサ216で検知する供給側タンク210の圧力(供給側タンク圧力)をVtin[kPa]、
排出側タンク220の排出側圧力センサ226で検知する排出側タンク220の圧力(排出側タンク圧力)をVtout[kPa]、とする。
The pressure of the supply side tank 210 (supply side tank pressure) detected by the supply
The pressure of the discharge side tank 220 (discharge side tank pressure) detected by the discharge
供給側タンク210内の液面とヘッド100のノズル面の差をHtin[m]、
排出側タンク220内の液面とヘッド100のノズル面の差をHtout[m]、とし、
タンク内の液面がノズル面より高い場合を「+」、タンク内の液面がノズル面より低い場合を「-」とする。
The difference between the liquid level in the supply-
The difference between the liquid level in the
The case where the liquid level in the tank is higher than the nozzle surface is "+", and the case where the liquid level in the tank is lower than the nozzle surface is "-".
ヘッド100の供給側共通液室120と個別液室106の間の流体抵抗(供給側流体抵抗)をRin[Pa・s/m3]、
ヘッド100の排出側共通液室150と個別液室106の間の流体抵抗(排出側流体抵抗)をRout[Pa・s/m3]、とする。
The fluid resistance (fluid resistance on the supply side) between the
The fluid resistance (fluid resistance on the discharge side) between the
ヘッド100の供給側共通液室120と供給側タンク210の間の流体抵抗をRtin[Pa・s/m3]、
ヘッド100の排出側共通液室150と排出側タンク220の間の流体抵抗をRtout[Pa・s/m3]、とする。
The fluid resistance between the supply-side
The fluid resistance between the discharge-side
ヘッド100のノズル104に形成されたメニスカスの圧力(メニスカス圧力)をVmとし、メニスカス圧力Vmは、次の(1)~(3)式で算出できる。
The pressure of the meniscus (meniscus pressure) formed in the
また、供給側圧力Vinは、次の(4)式によって算出できる。 Further, the supply side pressure Vin can be calculated by the following equation (4).
また、排出側圧力Voutは、次の(5)式によって算出できる。 Further, the discharge side pressure Vout can be calculated by the following equation (5).
そして、ノズル104から液体を吐出するときには、ノズルメニスカス圧力Vmが0~-3[kPa]となるように、供給側タンク210の圧力Vtin及び排出側タンク220の圧力Vtoutを調整する。
Then, when the liquid is discharged from the
次に、供給側圧力Vinと排出側圧力Voutの差について図2も参照して説明する。図2はVin-Voutと液体流量の関係の説明に供する説明図である。 Next, the difference between the supply side pressure Vin and the discharge side pressure Vout will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the relationship between Vin-Vout and the liquid flow rate.
供給側圧力Vinと排出側圧力Voutとの差(Vin-Vout)を変化させ、液体を吐出しているときと吐出していない(非吐出)のときの供給側流路(個別液室及び供給流路)及び排出流路の流量変化は、例えば図2に示すようになる。なお、供給側流体抵抗Rin/排出側流体抵抗Rout=0.8とした。 The difference (Vin-Vout) between the supply side pressure Vin and the discharge side pressure Vout is changed, and the supply side flow path (individual liquid chamber and supply) when the liquid is discharged and when it is not discharged (non-discharged). The flow rate changes of the flow path) and the discharge flow path are as shown in FIG. 2, for example. The supply side fluid resistance Rin / discharge side fluid resistance Rout = 0.8.
ここで、前述したように、供給側圧力をVin[Pa]、排出側圧力をVout[Pa]、供給側流体抵抗をRin[Pa・sec/m3]、排出側流体抵抗をRout[Pa・sec/m3]、とする。 Here, as described above, the supply side pressure is Vin [Pa], the discharge side pressure is Vout [Pa], the supply side fluid resistance is Rin [Pa · sec / m 3 ], and the discharge side fluid resistance is Rout [Pa ·. sec / m 3 ].
また、ノズル104から液体を吐出していないときに供給流路116、個別液室106、排出流路156を流れる流量をQo[m3/sec]、液体を吐出しているときに供給流路116及び個別液室106を流れる流量をQin[m3/sec]、液体を吐出しているときに排出流路156を流れる流量をQout[m3/sec]、ノズル104から吐出される液体量をQt[m3/sec]、とする。
Further, the flow rate flowing through the
このとき、Qo、Qin、Qoutは、次の(6)ないし(8)式で求められる。 At this time, Qo, Qin, and Qout can be obtained by the following equations (6) to (8).
ここで、排出流路156において液体を逆流させない、すなわち、(Qout>0にする)にするためには、(8)式より、次の(9)式の関係式を満たせばよい。よって、Qtが最大値において、(9)式の関係式を満たすように、Qoを設定すれば、排出流路156における液体の逆流を低減ないし防止することができる。
Here, in order to prevent the liquid from flowing back in the
また、排出流路156において液体を逆流させない、すなわち、(Qout>0にする)にするためには、(6)式を使用して、次の(10)式の関係式を満たすようにしてもよい。
Further, in order to prevent the liquid from flowing back in the
つまり、液体を吐出しているときの、供給側圧力をVin、排出側圧力をVoutとし、供給側流体抵抗をRin、ノズルから液体を吐出させるときの吐出量の最大値をQt、とするとき、次の(11)式の関係式を満たすことで、排出側個別流路における逆流を低減ないし防止することができる。 That is, when the supply side pressure is Vin, the discharge side pressure is Vout, the supply side fluid resistance is Rin, and the maximum value of the discharge amount when the liquid is discharged from the nozzle is Qt when the liquid is discharged. By satisfying the relational expression of the following equation (11), it is possible to reduce or prevent the backflow in the individual flow path on the discharge side.
そこで、液体を吐出しているときの供給側圧力Vinと排出側圧力Voutの差(Vin-Vout)を図2の範囲A内で設定し、液体を吐出していないとき(液体吐出動作を行っていないとき)の供給側圧力Vinと排出側圧力Voutの差(Vin-Vout)と、を図2の範囲B内で設定している。 Therefore, the difference (Vin-Vout) between the supply side pressure Vin and the discharge side pressure Vout when the liquid is being discharged is set within the range A of FIG. 2, and when the liquid is not being discharged (the liquid discharge operation is performed). The difference between the supply side pressure Vin and the discharge side pressure Vout (Vin-Vout) is set within the range B of FIG.
なお、液体を吐出しているときとは液体吐出動作を行っているとき、例えば液体吐出動作が印刷であれば印刷動作を行っているときである。また、液体を吐出していないときとは液体吐出動作を行っていないとき、例えば液体吐出動作が印刷であれば印刷待機中である。 The time when the liquid is discharged is when the liquid discharge operation is performed, for example, when the liquid discharge operation is printing, the printing operation is performed. Further, when the liquid is not discharged, when the liquid discharge operation is not performed, for example, if the liquid discharge operation is printing, printing is waiting.
つまり、液体を吐出しているときの供給側圧力Vinと排出側圧力Voutの差を、液体を吐出していないときの供給側圧力Vinと排出側圧力Voutの差(Vin-Vout)よりも大きくしている。 That is, the difference between the supply side pressure Vin and the discharge side pressure Vout when the liquid is discharged is larger than the difference (Vin-Vout) between the supply side pressure Vin and the discharge side pressure Vout when the liquid is not discharged. is doing.
ここで、供給側共通液室120の圧力(供給側圧力)Vinは、供給側タンク210によって与えられる圧力であり、排出側共通液室150の圧力(供給側圧力)Voutは、排出側タンク220によって与えられる圧力である。
Here, the pressure (supply side pressure) Vin of the supply side
したがって、液体吐出ヘッド100から液体が吐出されるときの供給側タンク210の圧力と排出側タンク220の圧力との差を、液体が吐出されないときの供給側タンク210の圧力と排出側タンク220の圧力との差より大きくしている。
Therefore, the difference between the pressure of the supply-
この場合、液体吐出ヘッド100から液体が吐出されるときには、液体が吐出されないときに比べて、供給側タンク210の圧力の絶対値及び排出側タンク220の圧力の少なくともいずれかの絶対値を大きくすることで、液体吐出ヘッド100から液体が吐出されるときの供給側タンク210の圧力と排出側タンク220の圧力との差を、液体が吐出されないときの供給側タンク210の圧力と排出側タンク220の圧力との差より大きくできる。
In this case, when the liquid is discharged from the
この場合、液体を吐出していないですべて循環しているときには、ノズルのメニスカスの乾燥、個別液室内部への顔料沈降が発生する流量(図2の流量Qm)以下にならないように、しかも、できる限り流量が小さくなるように、(Vin-Vout)を設定することが好ましい。 In this case, when all the liquid is circulated without being discharged, the flow rate should not be less than the flow rate (flow rate Qm in FIG. 2) at which the meniscus of the nozzle is dried and the pigment is settled in the individual liquid chamber. It is preferable to set (Vin-Vout) so that the flow rate is as small as possible.
これにより、逆流を低減しつつ、品質が良く、かつ排出側タンクから供給側タンクに液体を戻すための送液手段の駆動時間を短くしたり、駆動速度を遅くしたりすることができ、消費電力が少なくできる。 As a result, while reducing backflow, the quality is good, and the drive time of the liquid feeding means for returning the liquid from the discharge side tank to the supply side tank can be shortened or the drive speed can be slowed down, which is consumed. Power can be reduced.
また、液体を吐出するときには、吐出時に排出側個別液室に液体が逆流しないように、(Vin-Vout)を設定することで、逆流による品質の低下を低減することができる。 Further, when the liquid is discharged, the deterioration of quality due to the backflow can be reduced by setting (Vin-Vout) so that the liquid does not flow back into the individual liquid chamber on the discharge side at the time of discharge.
次に、本発明の第2実施形態について図3を参照して説明する。図3は同実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む液体循環装置の説明図である。 Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a liquid circulation device including a liquid discharge head according to the same embodiment.
本実施形態は、前記第1実施形態の構成において、供給側タンク210からヘッド100への供給側の液体経路281に、ヘッド100に供給される液体の圧力を検知する手段である供給側ヘッド圧力センサ231を配置している。また、ヘッド100から排出側タンク220への排出側の液体経路282に、ヘッド100から排出される液体の圧力を検知する手段である排出側ヘッド圧力センサ232を配置している。
In the configuration of the first embodiment, the present embodiment is a supply-side head pressure that is a means for detecting the pressure of the liquid supplied to the
ここで、
供給側ヘッド圧力センサ231が検出する圧力(供給側ヘッド圧力)をVpin[kPa]、
排出側ヘッド圧力センサ232が検出する圧力(排出側ヘッド圧力)をVpout[kPa]、
とする。
here,
The pressure detected by the supply side head pressure sensor 231 (supply side head pressure) is Vpin [kPa],
The pressure detected by the discharge side head pressure sensor 232 (discharge side head pressure) is Vpout [kPa],
And.
供給側ヘッドセンサ231の圧力検出位置とヘッド100のノズル面の高さの差をHpin[m]、
排出側ヘッドセンサ232の圧力検出位置とヘッド100のノズル面の高さの差をHpout[m]、とし、
圧力検出位置がノズル面より高いときを「+」、圧力検出位置がノズル面より低いときを「-」とする。
The difference between the pressure detection position of the supply
The difference between the pressure detection position of the discharge
When the pressure detection position is higher than the nozzle surface, it is defined as "+", and when the pressure detection position is lower than the nozzle surface, it is defined as "-".
ヘッド100の供給側共通液室120と供給側ヘッド圧力センサ231の間の流体抵抗をRpin[Pa・s/m3]、
排出側共通液室150と排出側ヘッド圧力センサ232の間の流体抵抗をRpout[Pa・s/m3]とする。
The fluid resistance between the supply-side
The fluid resistance between the discharge side
なお、その他のパラメータは、前記第1実施形態と同じである。 The other parameters are the same as those in the first embodiment.
ここで、メニスカス圧力Vmは、前述した(1)式で算出する。 Here, the meniscus pressure Vm is calculated by the above-mentioned equation (1).
供給側圧力Vinは、次の(12)式によって計算する。 The supply side pressure Vin is calculated by the following equation (12).
排出側圧力Voutは、次の(13)式によって計算する。 The discharge side pressure Vout is calculated by the following equation (13).
そして、ノズル104から液体を吐出するときには、ノズルメニスカス圧力Vmが0~-3[kPa]となるように、供給側ヘッド圧力Vpin及び排出側ヘッド圧力Vpoutを調整する。
Then, when the liquid is discharged from the
このようにヘッド100の供給側共通液室120、排出側共通液室150に近い個所でヘッド100に供給する液体の圧力、ヘッド100から排出される液体の圧力を検知するので、圧力検知位置と100の供給側共通液室120、排出側共通液室150との間の流体抵抗変化が小さくなる。
In this way, the pressure of the liquid supplied to the
これにより、環境温度の変化や液体の特性の経時変化によって液体粘度が変化した場合でも、ヘッド100の供給側共通液室120、排出側共通液室150の液体にかかる圧力変化が小さくなるので、ノズル104に形成されたメニスカスの圧力が安定する。
As a result, even if the liquid viscosity changes due to a change in the environmental temperature or a change in the characteristics of the liquid over time, the pressure change applied to the liquid in the
次に、循環型ヘッドの一例について図4及び図5を参照して説明する。図4は同ヘッドの外観斜視説明図、図5は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Next, an example of the circulation type head will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is an external perspective explanatory view of the head, and FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view taken along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head.
このヘッドは、ノズル板1と、流路板2と、壁面部材としての振動板部材3とを積層接合している。そして、振動板部材3の振動領域(振動板)30を変位させる圧電アクチュエータ11と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通液室部材20と、カバー29を備えている。
In this head, a nozzle plate 1, a
ノズル板1は、液体を吐出する複数のノズル4を有している。 The nozzle plate 1 has a plurality of nozzles 4 for discharging a liquid.
流路板2は、ノズル4にノズル連通路5を介して通じる個別液室6、個別液室6に連通する供給側流体抵抗部7、各供給側流体抵抗部7に通じる供給側導入部8を形成している。ここでは、流路板2は、板状部材2A~2Fを積層して構成している。供給側流体抵抗部7及び供給側導入部8で供給流路を構成している。なお、供給側導入部8は、2以上又は全部の個別液室6に共通する構成でもよい。
The
振動板部材3は、流路板2の個別液室6の壁面を形成する変形可能な振動領域30を有する。ここでは、振動板部材3は2層構造(限定されない)とし、流路板2側から薄肉部を形成する第1層と、厚肉部を形成する第2層で形成され、第1層で個別液室6に対応する部分に変形可能な振動領域30を形成している。
The diaphragm member 3 has a
そして、振動板部材3の個別液室6とは反対側に、振動板部材3の振動領域30を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ11を配置している。
Then, on the side of the diaphragm member 3 opposite to the individual
この圧電アクチュエータ11は、例えば、ベース部材13に接合した圧電部材に対してハーフカットダイシングによって溝加工して形成した所要数の柱状の圧電素子12を所定の間隔で有している。圧電素子12は振動板部材3の振動領域(振動板)30に接合している。また、圧電素子12にはフレキシブル配線部材15が接続されている。
The
共通液室部材20は、供給側共通液室10と排出側共通液室50を形成する。供給側共通液室10は、外部から液体を供給する供給口である供給ポート41に通じ、排出側共通液室50は、外部に液体を排出する排出口である排出ポート42に通じている。
The common
供給側共通液室10は、フィルタ部材9を介して供給側導入部8に通じている。フィルタ部材9は、振動板部材3の第1層にて形成している。
The supply-side
また、流路板2は、各個別液室6にノズル連通路5を介して連通する排出側流体抵抗部57と、排出側個別流路56と、排出側導出部58を形成している。排出側流体抵抗部57と、排出側個別流路56と、排出側導出部58とで排出流路を構成している。なお、排出側導出部58は、2以上又は全部の排出側個別流路56に共通する構成でもよい。
Further, the
排出側導出部58はフィルタ部材59を介して排出側共通液室50に通じている。フィルタ部材59は、振動板部材3の第1層にて形成している。
The discharge side lead-out
このように構成したヘッドにおいては、例えば圧電素子12に与える電圧を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子12が収縮し、振動板部材3の振動領域30が引かれて個別液室6の容積が膨張することで、個別液室6内に液体が流入する。
In the head configured in this way, for example, by lowering the voltage applied to the
その後、圧電素子12に印加する電圧を上げて圧電素子12を積層方向に伸長させ、振動板部材3の振動領域30をノズル4に向かう方向に変形させて個別液室6の容積を収縮させることにより、個別液室6内の液体が加圧され、ノズル4から液体が吐出される。
After that, the voltage applied to the
また、ノズル4から吐出されない液体はノズル4を通過して排出側流体抵抗部57、排出側個別流路56、排出側導出部58及びフィルタ部材59を経て排出側共通液室50に排出される。そして、排出側共通液室50から外部の循環経路を通じて供給側共通液室10に再度供給される。また、液体吐出を行っていないときも、供給側共通液室10から排出側共通液室50に流れ、更に外部の循環経路を通じて供給側共通液室10に再度供給される。
Further, the liquid that is not discharged from the nozzle 4 passes through the nozzle 4 and is discharged to the discharge side
なお、ヘッドの駆動方法については上記の例(引き-押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。 The method of driving the head is not limited to the above example (pull-push), and pulling or pushing may be performed depending on the driving waveform.
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図6及び図7を参照して説明する。図6は同装置の概略説明図、図7は同装置のヘッドユニットの平面説明図である。 Next, an example of the device for discharging the liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a schematic explanatory view of the device, and FIG. 7 is a plan view of the head unit of the device.
この装置は、連続媒体510を搬入する搬入手段501と、搬入手段501から搬入された連続媒体510を印刷手段505に案内搬送する案内搬送手段503と、連続媒体510に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段505と、連続媒体510を乾燥する乾燥手段507と、連続媒体510を排出する排出手段509などを備えている。
This device discharges liquid to the carry-in means 501 for carrying in the
連続媒体510は搬入手段501の元巻きローラ511から送り出され、搬入手段501、案内搬送手段503、乾燥手段507、排出手段509の各ローラによって案内、搬送されて、排出手段509の巻取りローラ591にて巻き取られる。
The
この連続媒体510は、印刷手段505において、搬送ガイド部材559上をヘッドユニット550及びヘッドユニット555に対向して搬送され、ヘッドユニット550から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット55から吐出される処理液で後処理が行われる。
The
ここで、ヘッドユニット550には、例えば、媒体搬送方向上流側から、4色分のフルライン型ヘッドアレイ551K、551C、551M、551Y(以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ551」という。)が配置されている。
Here, the
各ヘッドアレイ551は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続媒体510に対してブラックK,シアンC、マゼンタM、イエローYの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。
Each head array 551 is a liquid discharging means, and discharges the liquids of black K, cyan C, magenta M, and yellow Y to the
ヘッドアレイ551は、複数の循環型ヘッド1000をベース部材552上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。
The head array 551 is obtained by arranging a plurality of circulation type heads 1000 on a
次に、この装置に液体循環装置を適用する場合、各ヘッドアレイ551の複数のヘッド1000の供給側と供給側タンク210との間に第1マニホールドを配置して、第1マニホールドから各ヘッド1000に液体を供給する。また、ヘッド1000の排出側と排出側タンク220との間に第2マニホールドを配置して、各ヘッド1000から第2マニホールドに液体を排出する。
Next, when applying the liquid circulation device to this device, the first manifold is arranged between the supply side and the
本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。 In the present application, the liquid to be discharged may have a viscosity and surface tension that can be discharged from the head, and is not particularly limited, but the viscosity becomes 30 mPa · s or less at room temperature, under normal pressure, or by heating or cooling. It is preferable that it is a thing. More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, polymerizable compounds, resins, functionalizing materials such as surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids and proteins, and calcium. , Solvents, suspensions, emulsions, etc. containing edible materials such as natural pigments, such as inks for inkjets, surface treatment liquids, components of electronic and light emitting elements, and formation of electronic circuit resist patterns. It can be used in applications such as liquids and material liquids for three-dimensional modeling.
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。 Piezoelectric actuators (laminated piezoelectric elements and thin-film piezoelectric elements), thermal actuators that use electric heat conversion elements such as heat-generating resistors, and electrostatic actuators that consist of a vibrating plate and counter electrodes are used as energy sources for discharging liquid. Includes what to do.
「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。 The "liquid discharge unit" is a liquid discharge head integrated with functional parts and a mechanism, and includes a collection of parts related to liquid discharge. For example, the "liquid discharge unit" includes a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance / recovery mechanism, a main scanning movement mechanism in which at least one of the configurations is combined with a liquid discharge head, and the like.
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, the term "integration" means, for example, a liquid discharge head and a functional component, a mechanism in which the mechanism is fixed to each other by fastening, bonding, engagement, etc., or one in which one is movably held with respect to the other. include. Further, the liquid discharge head, the functional component, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。 For example, as a liquid discharge unit, there is a unit in which a liquid discharge head and a head tank are integrated. In some cases, the liquid discharge head and the head tank are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter can be added between the head tank of these liquid discharge units and the liquid discharge head.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。 Further, as a liquid discharge unit, there is a unit in which a liquid discharge head and a carriage are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。 Further, there is a liquid discharge unit in which the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated by holding the liquid discharge head movably by a guide member constituting a part of the scanning movement mechanism. In some cases, the liquid discharge head, the carriage, and the main scanning movement mechanism are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid discharge unit, there is a carriage to which a liquid discharge head is attached, in which a cap member which is a part of the maintenance / recovery mechanism is fixed, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. ..
また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge unit in which a tube is connected to a head tank or a liquid discharge head to which a flow path component is attached, and the liquid discharge head and a supply mechanism are integrated. The liquid of the liquid storage source is supplied to the liquid discharge head through this tube.
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。 The main scanning movement mechanism shall include a single guide member. Further, the supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.
「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 The "device for discharging a liquid" includes a device provided with a liquid discharge head or a liquid discharge unit and driving the liquid discharge head to discharge the liquid. The device for discharging a liquid includes not only a device capable of discharging a liquid to a device to which the liquid can adhere, but also a device for discharging the liquid into the air or into the liquid.
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 The "device for discharging the liquid" can also include means for feeding, transporting, and discharging paper to which the liquid can adhere, as well as a pretreatment device, a posttreatment device, and the like.
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。 For example, as a "device that ejects a liquid", an image forming device that is a device that ejects ink to form an image on paper, and a three-dimensional object (three-dimensional object) are formed in layers in order to form a three-dimensional object. There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges the modeling liquid into the powder layer.
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the "device for discharging a liquid" is not limited to a device in which a significant image such as characters and figures is visualized by the discharged liquid. For example, those that form patterns that have no meaning in themselves and those that form a three-dimensional image are also included.
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned "thing to which a liquid can adhere" means a material to which a liquid can adhere at least temporarily, such as a material to which the liquid adheres and adheres, and a material to which the liquid adheres and permeates. Specific examples include paper, recording paper, recording paper, film, recorded media such as cloth, electronic substrates, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and media such as inspection cells. Yes, and includes everything to which the liquid adheres, unless otherwise specified.
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The material of the above-mentioned "material to which a liquid can adhere" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like as long as the liquid can adhere even temporarily.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 Further, the "device for discharging the liquid" includes, but is not limited to, a device in which the liquid discharge head and the device to which the liquid can adhere move relatively. Specific examples include a serial type device that moves the liquid discharge head, a line type device that does not move the liquid discharge head, and the like.
また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition, as a "device for ejecting a liquid", a treatment liquid coating device for ejecting a treatment liquid to the paper in order to apply the treatment liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, etc. There is an injection granulator that granulates fine particles of the raw material by injecting a composition liquid in which the raw material is dispersed in the solution through a nozzle.
なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 In addition, in the term of this application, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling, etc. are all synonymous.
1 ノズル板
2 流路板
3 振動板
4 ノズル
5 ノズル連通路
6 個別液室
7 供給側流体抵抗部
8 供給側導入部
10 供給側共通液室
11 圧電アクチュエータ
20 共通液室部材(フレーム部材)
50 排出側共通液室
56 排出側個別流路
57 排出側流体抵抗部
58 排出側導出部
100 液体吐出ヘッド
104 ノズル
106 個別液室
116 供給側個別流路
120 供給側共通液室
150 排出側共通液室
156 排出側個別流路
200 液体循環装置
201 メインタンク
202 第1送液ポンプ
203 第2送液ポンプ
210 供給側タンク
220 排出側タンク
250 循環制御部
403 キャリッジ
404 液体吐出ヘッド
440 液体吐出ユニット
630 液体循環システム
1000 液体吐出ヘッド
1
50 Discharge side
Claims (4)
循環装置は、液体吐出ヘッドを介して液体が循環する循環経路を有し、
前記循環経路には、
前記液体吐出ヘッドの供給口に通じる供給側タンクと、
前記液体吐出ヘッドの排出口に通じる排出側タンクと、を含み、
前記供給側タンクの圧力を前記排出側タンクの圧力よりも高くして前記液体の循環を行わせ、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出するときの前記供給側タンクの圧力と前記排出側タンクの圧力との差を、
前記液体を吐出しないときの前記供給側タンクの圧力と前記排出側タンクの圧力との差より大きくし、
前記液体吐出ヘッドは、
前記液体を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルにそれぞれ通じる個別液室と、
前記個別液室に供給流路を介して通じる供給側共通液室と、
前記個別液室に排出流路を介して通じる排出側共通液室と、を備え、
前記液体を吐出するときの、前記供給側共通液室の圧力をVin、前記排出側共通液室の圧力をVout、
前記供給流路の流体抵抗をRin、前記ノズルから液体を吐出しているときの吐出量の最大値をQtとし、
前記液体を吐出するとき、
Vin-Vout>Qt×Rin
の関係式を満たし、
前記供給側タンクと前記液体吐出ヘッドとの間の液体経路に前記液体吐出ヘッドに供給される液体の圧力を検知する手段が配置され、
前記液体吐出ヘッドと前記排出側タンクとの間の液体経路に前記液体吐出ヘッドから排出される液体の圧力を検知する手段が配置され、
前記供給される液体の圧力を検知する手段で検出する供給側ヘッド圧力をVpin[kPa]、
前記排出される液体の圧力を検知する手段で検出される排出側ヘッド圧力をVpout[kPa]、
前記供給される液体の圧力を検知する手段の圧力検出位置と前記液体吐出ヘッドのノズル面の高さの差をHpin[m]、
前記排出される液体の圧力を検知する手段の圧力検出位置と前記液体吐出ヘッドのノズル面の高さの差をHpout[m]、とし、
前記圧力検出位置が前記ノズル面より高いときを「+」、前記圧力検出位置が前記ノズル面より低いときを「-」とし、
前記供給側共通液室と前記供給される液体の圧力を検知する手段との間の流体抵抗をRpin[Pa・s/m3]、
前記排出側共通液室と前記排出される液体の圧力を検知するする手段との間の流体抵抗をRpout[Pa・s/m3]とするとき、
前記供給側圧力Vinは、次の(12)式によって計算し、
前記排出側圧力Voutは、次の(13)式によって計算する、
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 In a liquid discharge head and a liquid discharge device having a circulation device,
The circulation device has a circulation path through which the liquid circulates through the liquid discharge head.
In the circulation path,
The supply side tank leading to the supply port of the liquid discharge head and
Including a discharge side tank leading to the discharge port of the liquid discharge head,
The pressure of the supply side tank is made higher than the pressure of the discharge side tank to circulate the liquid.
The difference between the pressure of the supply side tank and the pressure of the discharge side tank when the liquid is discharged from the liquid discharge head is set.
Make it larger than the difference between the pressure of the supply side tank and the pressure of the discharge side tank when the liquid is not discharged.
The liquid discharge head is
A plurality of nozzles for discharging the liquid and
Individual liquid chambers leading to the nozzles and
A common liquid chamber on the supply side that communicates with the individual liquid chamber via a supply flow path,
The individual liquid chamber is provided with a common liquid chamber on the discharge side which is connected to the individual liquid chamber via a discharge flow path.
When the liquid is discharged, the pressure of the common liquid chamber on the supply side is Vin, and the pressure of the common liquid chamber on the discharge side is Vout.
The fluid resistance of the supply flow path is Rin, and the maximum value of the discharge amount when the liquid is discharged from the nozzle is Qt.
When discharging the liquid,
Vin-Vout> Qt × Rin
Satisfy the relational expression of
A means for detecting the pressure of the liquid supplied to the liquid discharge head is arranged in the liquid path between the supply side tank and the liquid discharge head.
A means for detecting the pressure of the liquid discharged from the liquid discharge head is arranged in the liquid path between the liquid discharge head and the discharge side tank.
The supply side head pressure detected by the means for detecting the pressure of the supplied liquid is Vpin [kPa],
The discharge side head pressure detected by the means for detecting the pressure of the discharged liquid is Vpout [kPa],
The difference between the pressure detection position of the means for detecting the pressure of the supplied liquid and the height of the nozzle surface of the liquid discharge head is Hpin [m].
The difference between the pressure detection position of the means for detecting the pressure of the discharged liquid and the height of the nozzle surface of the liquid discharge head is Hpout [m].
When the pressure detection position is higher than the nozzle surface, it is defined as "+", and when the pressure detection position is lower than the nozzle surface, it is defined as "-".
The fluid resistance between the common liquid chamber on the supply side and the means for detecting the pressure of the supplied liquid is Rpin [Pa · s / m 3 ],
When the fluid resistance between the discharge-side common liquid chamber and the means for detecting the pressure of the discharged liquid is Rpout [Pa · s / m 3 ],
The supply side pressure Vin is calculated by the following equation (12).
The discharge side pressure Vout is calculated by the following equation (13).
A device that discharges a liquid.
循環装置は、液体吐出ヘッドを介して液体が循環する循環経路を有し、
前記循環経路には、
前記液体吐出ヘッドの供給口に通じる供給側タンクと、
前記液体吐出ヘッドの排出口に通じる排出側タンクと、を含み、
前記供給側タンクの圧力を前記排出側タンクの圧力よりも高くして前記液体の循環を行わせ、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出するときの前記供給側タンクの圧力と前記排出側タンクの圧力との差を、
前記液体を吐出しないときの前記供給側タンクの圧力と前記排出側タンクの圧力との差より大きくし、
前記液体吐出ヘッドは、
前記液体を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルにそれぞれ通じる個別液室と、
前記個別液室に供給流路を介して通じる供給側共通液室と、
前記個別液室に排出流路を介して通じる排出側共通液室と、を備え、
前記液体を吐出するときの、前記供給側共通液室の圧力をVin、前記排出側共通液室の圧力をVout、
前記供給流路の流体抵抗をRin、前記排出流路の流体抵抗をRout、
前記液体を吐出しないときの前記排出流路を流れる流量をQo、
前記ノズルから液体を吐出しているときの吐出量の最大値をQtとし、
前記液体を吐出するとき、
Qo>Qt×Rin/(Rin+Rout)
の関係式を満たし、
前記供給側タンクと前記液体吐出ヘッドとの間の液体経路に前記液体吐出ヘッドに供給される液体の圧力を検知する手段が配置され、
前記液体吐出ヘッドと前記排出側タンクとの間の液体経路に前記液体吐出ヘッドから排出される液体の圧力を検知する手段が配置され、
前記供給される液体の圧力を検知する手段で検出する供給側ヘッド圧力をVpin[kPa]、
前記排出される液体の圧力を検知する手段で検出される排出側ヘッド圧力をVpout[kPa]、
前記供給される液体の圧力を検知する手段の圧力検出位置と前記液体吐出ヘッドのノズル面の高さの差をHpin[m]、
前記排出される液体の圧力を検知する手段の圧力検出位置と前記液体吐出ヘッドのノズル面の高さの差をHpout[m]、とし、
前記圧力検出位置が前記ノズル面より高いときを「+」、前記圧力検出位置が前記ノズル面より低いときを「-」とし、
前記供給側共通液室と前記供給される液体の圧力を検知する手段との間の流体抵抗をRpin[Pa・s/m3]、
前記排出側共通液室と前記排出される液体の圧力を検知するする手段との間の流体抵抗をRpout[Pa・s/m3]とするとき、
前記供給側圧力Vinは、次の(12)式によって計算し、
前記排出側圧力Voutは、次の(13)式によって計算する、
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 In a liquid discharge head and a liquid discharge device having a circulation device,
The circulation device has a circulation path through which the liquid circulates through the liquid discharge head.
In the circulation path,
The supply side tank leading to the supply port of the liquid discharge head and
Including a discharge side tank leading to the discharge port of the liquid discharge head,
The pressure of the supply side tank is made higher than the pressure of the discharge side tank to circulate the liquid.
The difference between the pressure of the supply side tank and the pressure of the discharge side tank when the liquid is discharged from the liquid discharge head is set.
Make it larger than the difference between the pressure of the supply side tank and the pressure of the discharge side tank when the liquid is not discharged.
The liquid discharge head is
A plurality of nozzles for discharging the liquid and
Individual liquid chambers leading to the nozzles and
A common liquid chamber on the supply side that communicates with the individual liquid chamber via a supply flow path,
The individual liquid chamber is provided with a common liquid chamber on the discharge side which is connected to the individual liquid chamber via a discharge flow path.
When the liquid is discharged, the pressure of the common liquid chamber on the supply side is Vin, and the pressure of the common liquid chamber on the discharge side is Vout.
The fluid resistance of the supply flow path is Rin, and the fluid resistance of the discharge flow path is Rout.
The flow rate flowing through the discharge flow path when the liquid is not discharged is Qo,
Let Qt be the maximum value of the discharge amount when the liquid is discharged from the nozzle.
When discharging the liquid,
Qo> Qt × Rin / (Rin + Round)
Satisfy the relational expression of
A means for detecting the pressure of the liquid supplied to the liquid discharge head is arranged in the liquid path between the supply side tank and the liquid discharge head.
A means for detecting the pressure of the liquid discharged from the liquid discharge head is arranged in the liquid path between the liquid discharge head and the discharge side tank.
The supply side head pressure detected by the means for detecting the pressure of the supplied liquid is Vpin [kPa],
The discharge side head pressure detected by the means for detecting the pressure of the discharged liquid is Vpout [kPa],
The difference between the pressure detection position of the means for detecting the pressure of the supplied liquid and the height of the nozzle surface of the liquid discharge head is Hpin [m].
The difference between the pressure detection position of the means for detecting the pressure of the discharged liquid and the height of the nozzle surface of the liquid discharge head is Hpout [m].
When the pressure detection position is higher than the nozzle surface, it is defined as "+", and when the pressure detection position is lower than the nozzle surface, it is defined as "-".
The fluid resistance between the common liquid chamber on the supply side and the means for detecting the pressure of the supplied liquid is Rpin [Pa · s / m 3 ],
When the fluid resistance between the discharge-side common liquid chamber and the means for detecting the pressure of the discharged liquid is Rpout [Pa · s / m 3 ],
The supply side pressure Vin is calculated by the following equation (12).
The discharge side pressure Vout is calculated by the following equation (13).
A device that discharges a liquid.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体を吐出する装置。 The device for discharging a liquid according to claim 1 or 2, wherein when the liquid is circulated, the pressure of the supply-side tank is set to a positive pressure and the pressure of the discharge-side tank is set to a negative pressure.
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 The pressure of the supply side tank and the pressure of the discharge side tank are controlled according to the detection result of the means for detecting the pressure of the supplied liquid and the detection result of the means for detecting the pressure of the discharge path. The device for discharging the liquid according to any one of claims 1 to 3, further comprising means for discharging the liquid.
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