(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023171639
(43)【公開日】2023-12-01
(54)【発明の名称】循環装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/175 20060101AFI20231124BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20231124BHJP
B41J 2/18 20060101ALI20231124BHJP
B41J 2/17 20060101ALI20231124BHJP
【ＦＩ】
B41J2/175 501
B41J2/01 303
B41J2/175 111
B41J2/175 153
B41J2/175 503
B41J2/18
B41J2/17
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023177128
(22)【出願日】2023-10-12
(62)【分割の表示】P 2021543091の分割
【原出願日】2020-08-28
(31)【優先権主張番号】P 2019159116
(32)【優先日】2019-08-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】穂積 大輔
(72)【発明者】
【氏名】杉本 宏征
(57)【要約】
【課題】脈動を吸収すること。
【解決手段】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。
【選択図】図５
【解決手段】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。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項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、
を備えると共に、
前記第１の弁部は、前記貯留部から前記液滴吐出部に送給される液体の流量を比例制御する第１の比例弁であり、
前記第２の弁部は、前記液滴吐出部から前記貯留部に送給される液体の流量を比例制御する第２の比例弁である、
循環装置。
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、
を備えると共に、
前記第１の弁部は、前記貯留部から前記液滴吐出部に送給される液体の流量を比例制御する第１の比例弁であり、
前記第２の弁部は、前記液滴吐出部から前記貯留部に送給される液体の流量を比例制御する第２の比例弁である、
循環装置。
【請求項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。
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。
【請求項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。
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。
【請求項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。
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。
【請求項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。
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。
【請求項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。
請求項１に記載の循環装置。
【請求項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。
請求項１～６のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項8】
前記第１の比例弁は、前記貯留部から前記液滴吐出部に送給される液体の流路面積を０～１００％の間で連続的に変更可能である、
請求項１～７のいずれか一項に記載の循環装置。
請求項１～７のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項9】
前記第２の比例弁は、前記液滴吐出部から前記貯留部に送給される液体の流路面積を０～１００％の間で連続的に変更可能である、
請求項１～８のいずれか一項に記載の循環装置。
請求項１～８のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項10】
前記第１の比例弁は、電磁式の比例切換弁または空気式の比例切換弁である、
請求項１～９のいずれか一項に記載の循環装置。
請求項１～９のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項11】
前記第２の比例弁は、電磁式の比例切換弁または空気式の比例切換弁である、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の循環装置。
請求項１～１０のいずれか一項に記載の循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示の実施形態は、循環装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００９－２２６３１３号公報
【特許文献2】特開２０１５－１６７９３４号公報
【特許文献3】特許第４２３５６３１号公報
【発明の概要】
【0005】
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循環装置であって、液滴吐出部を搭載するロボット部と、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１の圧力印加部と、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２の圧力印加部と、第１の圧力印加部と液滴吐出部との間に介挿された第１の弁部と、第２の圧力印加部と液滴吐出部との間に介挿された第２の弁部と、を備えると共に、第１の弁部は、貯留部から液滴吐出部に送給される液体の流量を比例制御する第１の比例弁であり、第２の弁部は、液滴吐出部から貯留部に送給される液体の流量を比例制御する第２の比例弁である。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
＜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。
【0010】
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、流量計２１２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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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ＲＴ１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ＲＴ２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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
＜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。
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。
【0018】
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。
【0019】
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ＲＴ１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ＲＴ２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。
【0020】
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。
【0021】
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ＲＴ１及び第２の流路ＲＴ２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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
図５に示す循環装置２００は、第１の流路ＲＴ１と、第２の流路ＲＴ２とを備える（図２参照）。第１の流路ＲＴ１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ＲＴ２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ＲＴ２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ＲＴ１及び第２の流路ＲＴ２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。
【0028】
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。
【0029】
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ＲＴ１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。
【0030】
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ＲＴ２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。
【0031】
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。
【0032】
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ＲＴ１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。
【0033】
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ＲＴ２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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
第３圧力センサ２１０は、第１の流路ＲＴ１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。
【0040】
第４圧力センサ２１１は、第２の流路ＲＴ２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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
（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。
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。
【0050】
（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。
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
（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。
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。
【0054】
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２０３による液体の回収による脈動が発生する。
【0055】
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。
【0056】
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ＲＴ１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ＲＴ２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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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ｔｘ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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【符号の説明】
【0065】
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
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
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】