特許 7541885 インク循環システムおよびインクジェット印刷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-21

(45)【発行日】2024-08-29

(54)【発明の名称】インク循環システムおよびインクジェット印刷装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/18 20060101AFI20240822BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20240822BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

B41J2/18

B41J2/175 115

B41J2/175 121

B41J2/01 401

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020159017

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052563

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】安田 友則

(72)【発明者】

【氏名】辻 孝則

(72)【発明者】

【氏名】村田 章

【審査官】小宮山 文男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０１４１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７１２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４０１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３０４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２０７３１７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インク循環システムであって、
インクが貯留されるとともに、内部のエアの圧力が正圧または負圧とされる供給タンクと、
インクが貯留されるとともに、内部のエアの圧力が負圧とされるリターンタンクと、
前記供給タンクと前記リターンタンクとを接続しており、前記供給タンクのインクを前記リターンタンクに移動させるための第１接続管と、
前記リターンタンクと前記供給タンクとを接続しており、前記リターンタンクのインクを前記供給タンクへ戻すための第２接続管と、
前記第１接続管に介挿されており、ノズルと、前記ノズルからインクを吐出させるインクジェット素子とを有する、インクを吐出可能なヘッド部と、
前記供給タンクに連通する第１圧力タンクと、前記リターンタンクに連通する第２圧力タンクとを有し、前記第１圧力タンク内および前記第２圧力タンク内の圧力をそれぞれ変更して、前記供給タンクと前記リターンタンクとの間にエアの圧力差を形成することによって、前記供給タンクから、前記第１接続管を介して、前記リターンタンクへ向けてインクを送る圧力差形成部と、
現時点よりも先の時点において前記ヘッド部が吐出するインクの吐出量を予測する吐出量予測部と、
前記圧力差形成部を、前記吐出量予測部が予測した予測吐出量の変動に応じたタイミングで前記エアの圧力差を調整する、フィードフォワード制御を実行することにより、前記供給タンクから前記ヘッド部へのインクの供給量を制御する圧力制御部と、
を備える、インク循環システム。

【請求項2】

請求項１に記載のインク循環システムであって、
前記吐出量予測部は、前記ヘッド部が基材に形成する画像を表す画像データに基づいて、前記吐出量を予測する、インク循環システム。

【請求項3】

請求項２に記載のインク循環システムであって、
前記圧力制御部は、前記画像データから印字率を算出し、算出した印字率に基づいて、前記圧力差形成部を制御する、インク循環システム。

【請求項4】

インク循環システムであって、
供給タンクと、
リターンタンクと、
前記供給タンクと前記リターンタンクとを接続しており、前記供給タンクのインクを前記リターンタンクに移動させるための第１接続管と、
前記リターンタンクと前記供給タンクとを接続しており、前記リターンタンクのインクを前記供給タンクへ戻すための第２接続管と、
前記第１接続管に介挿されており、インクを吐出可能なヘッド部と、
前記供給タンクと前記リターンタンクとの間に圧力差を形成することによって、前記供給タンクから、前記第１接続管を介して、前記リターンタンクへ向けてインクを送る圧力差形成部と、
現時点よりも先の時点において前記ヘッド部が吐出するインクの吐出量を予測する吐出量予測部と、
前記吐出量予測部が予測した予測吐出量に応じて、前記圧力差形成部を制御することにより、前記供給タンクから前記ヘッド部へのインクの供給量を制御する圧力制御部と、
を備え、
前記圧力制御部は、
前記予測吐出量と、前記吐出量が前記予測吐出量となるタイミングと、前記圧力差形成部および前記第１接続管に応じたタイムラグとに基づいて、前記圧力差形成部を制御する、インク循環システム。

【請求項5】

インク循環システムであって、
供給タンクと、
リターンタンクと、
前記供給タンクと前記リターンタンクとを接続しており、前記供給タンクのインクを前記リターンタンクに移動させるための第１接続管と、
前記リターンタンクと前記供給タンクとを接続しており、前記リターンタンクのインクを前記供給タンクへ戻すための第２接続管と、
前記第１接続管に介挿されており、インクを吐出可能なヘッド部と、
前記供給タンクと前記リターンタンクとの間に圧力差を形成することによって、前記供給タンクから、前記第１接続管を介して、前記リターンタンクへ向けてインクを送る圧力差形成部と、
現時点よりも先の時点において前記ヘッド部が吐出するインクの吐出量を予測する吐出量予測部と、
前記吐出量予測部が予測した予測吐出量に応じて、前記圧力差形成部を制御することにより、前記供給タンクから前記ヘッド部へのインクの供給量を制御する圧力制御部と、
を備え、
前記圧力制御部は、
前記予測吐出量の単位時間当たりの増加量である予測増加速度が、限界供給増加速度を越えるかを判定する判定処理と、
前記判定処理により、前記予測増加速度が前記限界供給増加速度を越えないと判定した場合には、前記予測吐出量と、前記圧力差形成部および前記第１接続管に応じた第１タイムラグとに基づいて、前記圧力差形成部を制御する第１制御処理と、
前記判定処理により、前記予測増加速度が前記限界供給増加速度を越えると判定した場合には、前記予測吐出量と、前記吐出量が前記予測吐出量となるタイミングと、第１タイムラグよりも長い第２タイムラグとに基づいて、前記圧力差形成部を制御する第２制御処理と、
を実行可能である、インク循環システム。

【請求項6】

請求項５に記載のインク循環システムであって、
前記第１制御処理は、前記供給量の単位時間当たりの増加量である供給増加速度が前記予測増加速度に応じた値となるように、前記圧力差形成部を制御する処理を含む、インク循環システム。

【請求項7】

請求項５または請求項６に記載のインク循環システムであって、
前記第２制御処理は、前記供給量の単位時間当たりの増加量である供給増加速度が前記限界供給増加速度に応じた値となるように、前記圧力差形成部を制御する処理を含む、インク循環システム。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のインク循環システムであって、
前記圧力差形成部は、前記供給タンクおよび前記リターンタンクの両方を負圧にした状態で、前記圧力差を形成する、インク循環システム。

【請求項9】

請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のインク循環システムであって、
前記圧力差形成部は、前記供給タンクを正圧、前記リターンタンクを負圧にした状態で、前記圧力差を形成する、インク循環システム。

【請求項10】

インクジェット印刷装置であって、
基材を搬送方向に搬送する搬送部と、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のインク循環システムと、
を備える、インクジェット印刷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インク循環システムおよびインクジェット印刷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット方式で印刷を行うインクジェット印刷装置では、インクを吐出するヘッド部を、インクを循環させる循環経路に介挿したものが知られている（例えば、特許文献１）。ヘッド部をインクの循環経路に接続することによって、ヘッド部のインク切れが抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２３８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、画像を印刷している間、印刷する画像の濃淡により、インクの吐出量が変動し得る。例えば、インクの吐出量が増大した場合、ヘッド部の出口側の流量が充分に確保できないことによって、ヘッド部内にエアが混入する可能性があった。ヘッド部内にエアが混入すると、ノズルからのインクの吐出不良（ノズル欠け）が発生するおそれがあった。このようなノズル欠けを避けるため、吐出量が多いときに合わせてインクの循環量を設定することが考えられる。しかしながら、この場合、インクの吐出量が少ないときには循環量が過大になるため、インクの劣化が早まったり、ノズルにおけるインクのメニスカスが不安定になったり、循環させるポンプの寿命が縮まったりするおそれがあった。このため、インクの吐出量に合わせて、インクの循環量を適正にする技術が求められている。

【0005】

本発明の目的は、ヘッド部からのインクの吐出量に合わせて、インクの循環量を適正に制御する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、第１態様は、インク循環システムであって、インクが貯留されるとともに、内部のエアの圧力が正圧または負圧とされる供給タンクと、インクが貯留されるとともに、内部のエアの圧力が負圧とされるリターンタンクと、前記供給タンクと前記リターンタンクとを接続しており、前記供給タンクのインクを前記リターンタンクに移動させるための第１接続管と、前記リターンタンクと前記供給タンクとを接続しており、前記リターンタンクのインクを前記供給タンクへ戻すための第２接続管と、前記第１接続管に介挿されており、ノズルと、前記ノズルからインクを吐出させるインクジェット素子とを有する、インクを吐出可能なヘッド部と、前記供給タンクに連通する第１圧力タンクと、前記リターンタンクに連通する第２圧力タンクとを有し、前記第１圧力タンク内および前記第２圧力タンク内の圧力をそれぞれ変更して、前記供給タンクと前記リターンタンクとの間にエアの圧力差を形成することによって、前記供給タンクから、前記第１接続管を介して、前記リターンタンクへ向けてインクを送る圧力差形成部と、現時点よりも先の時点において前記ヘッド部が吐出するインクの吐出量を予測する吐出量予測部と、前記圧力差形成部を、前記吐出量予測部が予測した予測吐出量の変動に応じたタイミングで前記エアの圧力差を調整する、フィードフォワード制御を実行することにより、前記供給タンクから前記ヘッド部へのインクの供給量を制御する圧力制御部と、を備える。

【0007】

第２態様は、第１態様のインク循環システムであって、前記吐出量予測部は、前記ヘッド部が基材に形成する画像を表す画像データに基づいて、前記吐出量を予測する。

【0008】

第３態様は、第２態様のインク循環システムであって、前記圧力制御部は、前記画像データから印字率を算出し、算出した印字率に基づいて、前記圧力差形成部を制御する。

【0009】

第４態様は、インク循環システムであって、供給タンクと、リターンタンクと、前記供給タンクと前記リターンタンクとを接続しており、前記供給タンクのインクを前記リターンタンクに移動させるための第１接続管と、前記リターンタンクと前記供給タンクとを接続しており、前記リターンタンクのインクを前記供給タンクへ戻すための第２接続管と、前記第１接続管に介挿されており、インクを吐出可能なヘッド部と、前記供給タンクと前記リターンタンクとの間に圧力差を形成することによって、前記供給タンクから、前記第１接続管を介して、前記リターンタンクへ向けてインクを送る圧力差形成部と、現時点よりも先の時点において前記ヘッド部が吐出するインクの吐出量を予測する吐出量予測部と、前記吐出量予測部が予測した予測吐出量に応じて、前記圧力差形成部を制御することにより、前記供給タンクから前記ヘッド部へのインクの供給量を制御する圧力制御部とを備え、前記圧力制御部は、前記予測吐出量と、前記吐出量が前記予測吐出量となるタイミングと、前記圧力差形成部および前記第１接続管に応じたタイムラグとに基づいて、前記圧力差形成部を制御する。

【0010】

第５態様は、インク循環システムであって、供給タンクと、リターンタンクと、前記供給タンクと前記リターンタンクとを接続しており、前記供給タンクのインクを前記リターンタンクに移動させるための第１接続管と、前記リターンタンクと前記供給タンクとを接続しており、前記リターンタンクのインクを前記供給タンクへ戻すための第２接続管と、前記第１接続管に介挿されており、インクを吐出可能なヘッド部と、前記供給タンクと前記リターンタンクとの間に圧力差を形成することによって、前記供給タンクから、前記第１接続管を介して、前記リターンタンクへ向けてインクを送る圧力差形成部と、現時点よりも先の時点において前記ヘッド部が吐出するインクの吐出量を予測する吐出量予測部と、前記吐出量予測部が予測した予測吐出量に応じて、前記圧力差形成部を制御することにより、前記供給タンクから前記ヘッド部へのインクの供給量を制御する圧力制御部とを備え、前記圧力制御部は、前記予測吐出量の単位時間当たりの増加量である予測増加速度が、限界供給増加速度を越えるかを判定する判定処理と、前記判定処理により、前記予測増加速度が前記限界供給増加速度を越えないと判定した場合には、前記予測吐出量と、前記圧力差形成部および前記第１接続管に応じた第１タイムラグとに基づいて、前記圧力差形成部を制御する第１制御処理と、前記判定処理により、前記予測増加速度が前記限界供給増加速度を越えると判定した場合には、前記予測吐出量と、前記吐出量が前記予測吐出量となるタイミングと、第１タイムラグよりも長い第２タイムラグとに基づいて、前記圧力差形成部を制御する第２制御処理とを実行可能である。

【0011】

第６態様は、第５態様のインク循環システムであって、前記第１制御処理は、前記供給量の単位時間当たりの増加量である供給増加速度が前記予測増加速度に応じた値となるように、前記圧力差形成部を制御する処理を含む。

【0012】

第７態様は、第５態様または第６態様のインク循環システムであって、前記第２制御処理は、前記供給量の単位時間当たりの増加量である供給増加速度が前記限界供給増加速度に応じた値となるように、前記圧力差形成部を制御する処理を含む。

【0013】

第８態様は、第１態様から第７態様のいずれか１つのインク循環システムであって、前記圧力差形成部は、前記供給タンクおよび前記リターンタンクの両方を負圧にした状態で、前記圧力差を形成する。

【0014】

第９態様は、第１態様から第７態様のいずれか１つのインク循環システムであって、前記圧力差形成部は、前記供給タンクを正圧、前記リターンタンクを負圧にした状態で、前記圧力差を形成する。

【0015】

第１０態様は、インクジェット印刷装置であって、基材を搬送方向に搬送する搬送部と、第１態様から第９態様のいずれか１つのインク循環システムとを備える。

【発明の効果】

【0016】

第１態様から第９態様のインク循環システムによると、インクの吐出量を予測し、予測した吐出量に応じて、インクの供給量が制御される。これにより、インクの循環量を適切に制御できる。

【0017】

第２態様のインク循環システムによると、画像データに基づいて、吐出量を正確に予測できる。これにより、インクの供給量を適切に制御できるため、循環量を適切に制御できる。

【0018】

第３態様のインク循環システムによると、印字率を算出することにより、吐出量を正確に予測できる。これにより、インクの供給量を適切に制御できるため、循環量を適切に制御できる。

【0019】

第４態様のインク循環システムによると、タイムラグを考慮して圧力差形成部を制御することによって、吐出量の増減に対して、供給量の増減に遅れが生じることを抑制できる。

【0020】

第５態様のインク循環システムによると、予測増加速度が限界供給増加速度を越えない場合には、予測吐出量と、第１タイムラグとに基づいて、圧力差形成部を制御する。これにより、吐出量が予測吐出量となるタイミングに合わせて、供給量を増大させることができる。また、予測増加速度が限界供給増加速度を越える場合には、予測吐出量と第１タイムラグよりも長い第２タイムラグに基づいて、圧力差形成部を制御する。これにより、予測増加速度が限界供給増加速度を越える場合であっても、吐出量が予測吐出量になる時刻に間に合うように、供給量を増大させることができる。

【0021】

第６態様のインク循環システムによると、供給増加速度を予測増加速度に応じた値となるように圧力差形成部を制御する。これにより、吐出量が予測吐出量となる時刻に合わせて、供給量を増加できる。

【0022】

第７態様のインク循環システムによると、第２タイムラグに基づいて、供給増加速度を限界供給増加速度に応じた値となるように圧力差形成部を制御することによって、吐出量が予測吐出量になる時刻に合わせて、供給量を増加できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態のインクジェット印刷装置を示す図である。

【図2】インク供給部の構成を示す図である。

【図3】圧力制御部の制御フローの例を示す図である。

【図4】予測吐出量の増加に応じた圧力設定値の変化を示す図である。

【図5】予測吐出量の増加に応じた圧力設定値の変化を示す図である。

【図6】ヘッド部の出口側の流量の変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。

【0025】

＜１． 実施形態＞
図１は、実施形態のインクジェット印刷装置１を示す図である。インクジェット印刷装置１は、所定の搬送方向に搬送される基材９の表面に、インクジェット方式で画像を形成する装置である。図１に示すように、インクジェット印刷装置１は、搬送部２と、印刷部３と、制御部８とを備える。

【0026】

搬送部２は、所定の搬送方向に長尺帯状の基材９を搬送する。基材９は、用紙やフィルムである。搬送部２は、基材９をロールｔｏロール方式で搬送する。搬送部２は、第１搬送ローラ２１と、第２搬送ローラ２２と、エンコーダ２３を備える。第２搬送ローラ２２は、第１搬送ローラ２１に対して、搬送方向の下流側に離れて位置する。エンコーダ２３は、例えば第１搬送ローラ２１に取り付けられている。エンコーダ２３は、第１搬送ローラ２１の回転量を検出する。具体的には、エンコーダ２３は、第１搬送ローラ２１が所定の角度回転するごとに、パルス信号を制御部８へ出力する。後述する制御部８は、パルス信号に基づいて、各ヘッド部３１がインクを吐出するタイミングを決定する。なお、エンコーダ２３は、第２搬送ローラ２２など、第１搬送ローラ２１とは異なる搬送ローラの回転量を検出してもよい。

【0027】

印刷部３は、複数のヘッド部３１と、複数のインク供給部４とを備える。複数のヘッド部３１は、搬送方向において、互いに所定の間隔をあけて配置されている。複数のヘッド部３１は、例えば、互いに異なる色（例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ））のインクを吐出する。

【0028】

ヘッド部３１は、搬送部２によって搬送される基材９の表面と対向する吐出面３３を有する。吐出面３３には、幅方向に沿って並ぶ複数のノズルが設けられている。各ノズルは、ピエゾ方式またはサーマル方式等のインクジェット素子に接続されている。インクジェット素子は、制御部８の制御に基づいて、ノズルからインクを吐出させる。

【0029】

ヘッド部３１は、インクを一時的に貯留するためのインク室３５を有する。インク室３５は、複数のノズルに連通している。インク室３５のインクが、各インクジェット素子の動力によって、各ノズルから吐出される。インク供給部４は、ヘッド部３１のインク室３５にインクを供給する。

【0030】

図２は、インク供給部４の構成を示す図である。図２に示すように、インク供給部４は、ヘッド部３１とともに、インクを循環させるインク循環システムを構成している。具体的には、図２に示すように、インク供給部４は、供給タンク４１と、リターンタンク４３と、圧力差形成部５と、第１接続管６１と、第２接続管６２と、補充タンク６３とを備える。

【0031】

供給タンク４１およびリターンタンク４３は、それぞれインクを貯留可能である。第１接続管６１は、供給タンク４１とリターンタンク４３と接続する。第１接続管６１には、ヘッド部３１が介挿されている。すなわち、ヘッド部３１は、第１接続管６１において、供給タンク４１とリターンタンク４３との間に位置する。第１接続管６１は、供給タンク４１とインク室３５とを接続する配管部と、インク室３５とリターンタンク４３とを接続する配管部とを含む。

【0032】

供給タンク４１に貯留されているインクは、第１接続管６１を通って供給タンク４１からヘッド部３１のインク室３５へ移動可能である。また、インク室３５のインクは、第１接続管６１を通って、リターンタンク４３に移動可能である。

【0033】

第２接続管６２は、リターンタンク４３と供給タンク４１とを接続するバイパスである。リターンタンク４３に貯留されたインクは、第２接続管６２を通って、供給タンク４１に移動が可能である。第２接続管６２には、リターンポンプ６２１が設けられている。リターンポンプ６２１は、リターンタンク４３から供給タンク４１へインクを送るための圧力を第２接続管６２内に発生させる。なお、リターンタンク４３から供給タンク４１へのインクの移動に、重力が利用されてもよい。

【0034】

補充タンク６３は、インクを貯留している。補充タンク６３は、供給管６３１を介して、供給タンク４１と接続されている。供給管６３１には、送液ポンプ６３２が介挿されている。送液ポンプ６３２は、補充タンク６３のインクを供給タンク４１へ送るための圧力を供給管６３１内に発生させる。例えば、印刷等によって循環するインクの総量が減少した場合には、送液ポンプ６３２によって、補充タンク６３から供給タンク４１にインクが供給される。

【0035】

圧力差形成部５は、供給タンク４１内の圧力およびリターンタンク４３内の圧力を調整することによって、供給タンク４１とリターンタンク４３と間に圧力差を形成する。以下、圧力差形成部５が形成する圧力差を、単に「圧力差」と称する。圧力差形成部５は、圧力差を形成することによって、供給タンク４１からリターンタンク４３へ向けてインクを送る。

【0036】

圧力差形成部５は、第１圧力調整部５１ａと、第２圧力調整部５１ｂとを備える。第１圧力調整部５１ａは、供給タンク４１内の圧力を調整する。第２圧力調整部５１ｂは、リターンタンク４３内の圧力を調整する。

【0037】

第１圧力調整部５１ａは、第１圧力変更部５２と、加圧タンク５３とを有する。第１圧力調整部５１ａは、供給タンク４１に接続されており、供給タンク４１内の圧力を調整する。第１圧力変更部５２は、制御部８が出力する制御信号に基づいて、加圧タンク５３内の圧力を変更する。第１圧力変更部５２は、具体的には、空圧センサ５２１と、加圧ポンプ５２２と、減圧ポンプ５２３と、吸引ポンプ５２４とを備える。

【0038】

空圧センサ５２１は、加圧タンク５３内に連通する配管内の圧力を計測する。空圧センサ５２１は計測した圧力を示す測定信号を、制御部８に出力する。

【0039】

加圧ポンプ５２２および減圧ポンプ５２３は、加圧タンク５３内に接続される配管に設けられている。加圧ポンプ５２２は、加圧タンク５３にエアを送ることによって、加圧タンク５３内の圧力を増大させる。減圧ポンプ５２３は、加圧タンク５３のエアを吸引することによって、加圧タンク５３内の圧力を低下させる。

【0040】

吸引ポンプ５２４は、一端が加圧タンク５３内に接続され、他端が大気開放された配管の途中に設けられている。吸引ポンプ５２４は、加圧タンク５３内のエアを大気に放出する圧力を配管内に発生させる。

【0041】

加圧タンク５３は、供給タンク４１と連通している。加圧タンク５３内の圧力が変更されることによって、供給タンク４１の圧力が変更される。

【0042】

第２圧力調整部５１ｂは、第２圧力変更部５４と、負圧タンク５５とを有する。第２圧力調整部５１ｂは、負圧タンク５５に接続されており、負圧タンク５５内の圧力を調整する。第２圧力変更部５４は、制御部８が出力する制御信号に基づいて、負圧タンク５５内の圧力を変更する。第２圧力変更部５４は、第１圧力変更部５２と同じ構成を備えるため、説明を省略する。負圧タンク５５は、リターンタンク４３と連通している。負圧タンク５５内の圧力が変更されることによって、リターンタンク４３内の圧力が変更される。

【0043】

圧力差形成部５は、供給タンク４１内およびリターンタンク４３内の両方を負圧にした状態で、圧力差を形成してもよい。また、圧力差形成部５は、供給タンク４１内を正圧、リターンタンク４３内を負圧にした状態で、圧力差を形成するようにしてもよい。

【0044】

制御部８は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを記憶するＲＯＭ、および、各種情報を記憶するＲＡＭなど、コンピュータとしての構成を有する。制御部８は、画像データと、エンコーダ２３が出力するパルス信号とに基づいて、各ヘッド部３１からインクを吐出させる。これにより、基材９の表面に、画像データが表現する画像が形成される。

【0045】

図２に示すように、制御部８は、吐出量予測部８１と、圧力制御部８３とを備える。吐出量予測部８１および圧力制御部８３は、制御部８のプロセッサがプログラムにしたがって動作することにより実現される機能である。

【0046】

吐出量予測部８１は、画像データに基づいて、現時点よりも先の時点においてヘッド部３１が吐出するインクの単位時間当たりの吐出量を予測する。吐出量予測部８１は、例えば、画像データから印字率を算出する。印字率は、基材９に付与する単位面積当たりのインクの量を表す。吐出量予測部８１は、印字率に基づいて、吐出量の予測値である予測吐出量を算出する。なお、吐出量予測部８１は、印字率を予測吐出量としてもよい。

【0047】

圧力制御部８３は、吐出量予測部８１が予測した予測吐出量に応じて、圧力差形成部５を制御することにより、供給タンク４１からリターンタンク４３へのインクの供給量を制御する。

【0048】

圧力制御部８３は、例えば、フィードフォワード制御を行う。より具体的には、後述するように、圧力制御部８３は、予測吐出量と、タイムラグ（後述する第１タイムラグＴ１および第２タイムラグＴ２）とに基づいて、圧力差形成部５を制御する。圧力制御部８３による圧力差形成部５の制御によって、予測吐出量の変動に応じたタイミングで、圧力差が調整される。タイムラグは、圧力制御部８３が、第１圧力調整部５１ａまたは第２圧力調整部５１ｂに対して、圧力差を変更するための制御信号を出力した時刻から、実際に圧力差が変更される時刻までの差（時間差）である。タイムラグの大きさは、例えば、圧力差形成部５および第１接続管６１に応じて適宜決定される。より具体的には、タイムラグの大きさは、例えば、第１圧力調整部５１ａまたは第２圧力調整部５１ｂが有する加圧ポンプ５２２、減圧ポンプ５２３の特性、加圧タンク５３の大きさや形状、または、第１接続管６１の長さや断面の大きさ等に応じて適宜決定される。また、タイムラグの大きさは、インクの粘性や温度などに応じて決定されてもよい。

【0049】

図３は、圧力制御部８３の制御例を示す図である。印刷処理が開始されると、吐出量予測部８１は、現時点よりも先の時点の予測吐出量を、所定のタイミングで適宜取得する。圧力制御部８３は、吐出量予測部８１が取得した予測吐出量を監視しつつ、図３に示す制御フローを実行する。

【0050】

圧力制御部８３は、まず、吐出量予測部８１が取得した予測吐出量が、現時点の吐出量よりも増加するかを判定する（増加判定処理Ｓ１）。圧力制御部８３は、増加判定処理Ｓ１において、予測吐出量が増加すると判定した場合（Ｙｅｓの場合）、後述する増加速度判定処理Ｓ２を実行する。圧力制御部８３は、増加判定処理Ｓ１において、予測吐出量が増加しないと判定した場合（Ｎｏの場合）、先の時点の予測吐出量が現時点の吐出量から減少するかを判定する（減少判定処理Ｓ３）。

【0051】

増加速度判定処理Ｓ２は、圧力制御部８３が、予測増加速度が限界供給増加速度を越えるかを判定する（増加速度判定処理Ｓ２）。なお、予測増加速度は、予測吐出量が増加する速度（単位時間当たりの増加量）である。また、限界供給増加速度は、供給増加速度の最大値であり、供給増加速度は、圧力差形成部５によって、供給タンク４１からヘッド部３１に供給されるインクの供給量の増加速度（単位時間あたりの増加量）である。供給増加速度は、圧力差形成部５が形成する圧力差の増加速度に対応する値である。供給増加速度と、圧力差の増加速度との関係は、予め、試験に基づいて定められてもよい。限界供給増加速度は、例えば、圧力差形成部５の特性、第１接続管６１を含む各配管の大きさ（配管径）、マージンなど諸条件に基づいて定められる。

【0052】

圧力制御部８３は、増加速度判定処理Ｓ２において、予測増加速度が限界供給増加速度を越えないと判定した場合（ＮＯの場合）、第１制御処理Ｓ４を実行する。圧力制御部８３は増加速度判定処理Ｓ２において、予測増加速度が限界供給増加速度を越えると判定した場合（ＹＥＳ）、圧力制御部８３は第２制御処理Ｓ５を実行する。第１制御処理Ｓ４および第２制御処理Ｓ５については、図４および図５を参照しつつ説明する。

【0053】

図４および図５は、予測吐出量の増加に応じた圧力設定値の変化を示す図である。図４および図５中、横軸は時間を示し、縦軸は、予測吐出量および圧力差設定値を示す。また、図４および図５中、実線で示すグラフＧ１ａは、予測吐出量を示しており、破線で示すグラフＧ１ｂは、圧力設定値の変化を示す。圧力差設定値は、圧力制御部８３が圧力差形成部５に対して出力する制御信号が示す圧力差の設定値である。圧力差設定値が圧力差形成部５に付与されると、圧力差形成部５は、圧力差が付与された圧力差設定値となるように動作する。図４及び図５に示す例では、予測吐出量が、時刻ｔ１にＶ１から増大し始め、時刻ｔ２にＶ２となるものとする。図４は、第１制御処理Ｓ４に対応し、図５は、第２制御処理Ｓ５に対応する。

【0054】

図４に示すように、圧力制御部８３は、第１制御処理Ｓ４において、予測吐出量と、第１タイムラグＴ１とに基づいて、圧力差形成部５を制御する。また、圧力制御部８３は、第１制御処理Ｓ４において、供給増加速度が予測増加速度に応じた値となるように、圧力差形成部５を制御する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の予測増加速度は、予測吐出量の傾きｍ（＝（Ｖ２－Ｖ１）／（ｔ２－ｔ１））で表される。この予測増加速度ｍが、限界供給増加速度Ｍよりも小さい場合（ｍ＜Ｍ）、図４に示すように、圧力制御部８３は、時刻ｔ１よりも第１タイムラグＴ１だけ早い時刻ｔ３から圧力設定値を変更し始める。また、圧力制御部８３は、圧力差設定値の増加速度（傾き）を、予測増加速度ｍと一致させる。これにより、時刻ｔ２において、時刻ｔ２よりも第１タイムラグＴ１だけ早い時刻ｔ４に、吐出量Ｖ１に対応する圧力差設定値が圧力差形成部５に付与される。したがって、時刻ｔ４から第１タイムラグＴ１だけ遅れた時刻ｔ２に、圧力差を予測吐出量Ｖ１に対応した大きさとすることができる。すなわち、予測吐出量Ｖ１になる時刻ｔ２に合わせて、供給量を予測吐出量Ｖ１に変更できる。

【0055】

一方、予測増加速度ｍが、限界供給増加速度Ｍよりも大きい場合、圧力制御部８３は、図５に示す第２制御処理Ｓ５を行う。第２制御処理Ｓ５では、圧力制御部８３は、時刻ｔ１よりも第２タイムラグＴ２だけ早い時刻ｔ３′から圧力設定値を変更し始める。第２タイムラグＴ２は、第１タイムラグＴ１よりも調整時間ΔＴだけ長い時間である。また、圧力制御部８３は、圧力設定値の増加速度を限界供給増加速度Ｍに一致させる。これにより、圧力制御部８３は、時刻ｔ２よりも第１タイムラグＴ１だけ早い時刻ｔ４に、吐出量Ｖ１に対応する圧力差設定値を圧力差形成部５に付与する。したがって、時刻ｔ４から第１タイムラグＴ１だけ遅れた時刻ｔ２において、圧力差を予測吐出量Ｖ１に対応した大きさとなる。すなわち、予測吐出量Ｖ１になる時刻ｔ２に合わせて、供給量が予測吐出量Ｖ１に変更される。なお、調整時間ΔＴは、次式で求められる。

【0056】

ΔＴ＝（ｔ４－ｔ３）－（ｔ２－ｔ１）＝（Ｖ２－Ｖ１）／Ｍ－（ｔ２－ｔ１）

【0057】

予測増加速度ｍが限界供給増加速度Ｍより大きい場合、時刻ｔ１よりも第１タイムラグＴ１だけ早くから制御を開始したとしても、時刻ｔ２までに供給量を予測吐出量Ｖ１に到達させることができない。そこで、時刻ｔ１よりも、第１タイムラグＴ１に調整時間ΔＴを付加した第２タイムラグＴ２だけ早く制御を開始する。このようにすることで、時刻ｔ２までに、供給量を予測吐出量Ｖ２まで増大させることができる。

【0058】

図３に戻って、減少判定処理Ｓ３が行われた場合について説明する。圧力制御部８３は、減少判定処理Ｓ３により、予測吐出量が減少すると判定した場合（ＹＥＳの場合）、第３制御処理Ｓ６を実行する。

【0059】

第３制御処理Ｓ６は、圧力制御部８３が、予測吐出量と、第１タイムラグＴ１とに基づいて、圧力差形成部５を制御する処理である。より具体的には、圧力制御部８３は、第３制御処理Ｓ６において、予測吐出量が減少し始めるタイミングと、予測吐出量の減少速度（予測減少速度）に基づいて、圧力差形成部５を制御する。より具体的には、図４にて説明した第１制御処理Ｓ４と同様に、圧力制御部８３は、予測吐出量が減少する時刻よりも第１タイムラグＴ１だけ早い時刻から、圧力設定値を変更し始める。また、圧力制御部８３は、予測減少速度が、限界供給減少速度を超えない場合には、供給減少速度が予測減少速度と一致するように、圧力差形成部５を制御する。ここで、供給減少速度は、圧力差形成部５が供給量を減らすときの、単位時間あたりの減少量である。また、限界供給減少速度は、供給減少速度の最大値である。圧力制御部８３は、予測減少速度が限界供給減少速度を越える場合には、供給減少速度が限界供給減少速度となるように、圧力差形成部５を制御する。

【0060】

なお、予測減少速度が限界供給減少速度を越える場合には、圧力制御部８３は、第１タイムラグＴ１よりも長いタイムラグに基づいて、圧力差形成部５を制御してもよい。例えば、図５で説明した第２制御処理Ｓ５と同様に、圧力制御部８３は、予測吐出量が減少し始める時刻よりも、第１タイムラグＴ１に調整時間ΔＴを付加した時間だけ早い時刻から、圧力設定値を変更し始めてもよい。

【0061】

図４に戻って、圧力制御部８３は、減少判定処理Ｓ３において予測吐出量が減少しないと判定した場合（Ｎｏの場合）、または、第１制御処理Ｓ４、第２制御処理Ｓ５および第３制御処理Ｓ６のいずれかを完了した場合、印刷処理を終了するかを判定する（終了判定処理Ｓ７）。例えば、インクジェット印刷装置１において、すべての印刷ジョブが終了した場合には、圧力制御部８３は、終了判定処理Ｓ７において印刷処理を終了すると判定する。この場合、圧力制御部８３は、図４に示す制御フローを終了する。また、インクジェット印刷装置１において、印刷が継続されている場合には、圧力制御部８３は、終了判定処理Ｓ７において印刷処理を継続すると判定する。この場合、圧力制御部８３は、増加判定処理Ｓ１を再び実行する。

【0062】

図６は、ヘッド部３１の出口側の流量の変化を示す図である。図６において、グラフＧ１ｃは、ヘッド部３１の出口側の流量を示す。ヘッド部３１の出口側の流量は、例えば、第１接続管６１におけるヘッド部３１とリターンタンク４３との間の配管部における流量である。

【0063】

予測吐出量が増加する場合には、上述したように、圧力制御部８３は、第１制御処理Ｓ４（図４参照）または第２制御処理Ｓ５（図５参照）を実行する。これらの制御により、ヘッド部３１の吐出量が上昇する時刻に遅れることなく、供給量が増大される。したがって、ヘッド部３１の出口側の流量の低下が抑制されるため、ヘッド部３１にエアが混入することを抑制できる。また、インクの循環量を小さくできるため、インクの劣化が進むことを抑制できる。また、ノズルのメニスカスが不安定になることを抑制できる。さらに、加圧ポンプ５２２、減圧ポンプ５２３、リターンポンプ６２１等の寿命が短くなることを抑制できる。

【0064】

図６に示すように予測吐出量が減少する場合には、圧力制御部８３は、予測吐出量が減少し始める時刻よりも第１タイムラグＴ１だけ早い時刻から圧力設定値を変更し始める。図６に示す例では、予測減少速度が限界供給減少速度よりも大きい。このため、一時的に吐出量よりも供給量が上回るため、ヘッド部３１の出口側の流量も一時的に増加する。ただし、ヘッド部３１には充分な量のインクが供給されるため、ヘッド部３１からの吐出にはほとんど影響しない。

【0065】

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

【符号の説明】

【0066】

１ インクジェット印刷装置
２ 搬送部
３ 印刷部
４ インク供給部
５ 圧力差形成部
８ 制御部
９ 基材
３１ ヘッド部
４１ 供給タンク
４３ リターンタンク
６１ 第１接続管
６２ 第２接続管
８１ 吐出量予測部
８３ 圧力制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】