JP2009166359A - Liquid supplier and liquid injector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給装置及び液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid supply apparatus and a liquid ejection apparatus that supply liquid from an upstream side that is a liquid supply source side toward a downstream side where the liquid is consumed.
従来、液体噴射装置の一つとしてインクジェット式記録装置(以下、「プリンタ」という)が広く知られている。このプリンタでは、インクカートリッジ(以下、「カートリッジ」という)内に収容されたインクパックなどの液体供給源から供給されるインクを液体噴射ヘッドからターゲットに噴射することにより印刷が行われる。 Conventionally, an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a “printer”) is widely known as one of liquid ejecting apparatuses. In this printer, printing is performed by ejecting ink supplied from a liquid supply source such as an ink pack accommodated in an ink cartridge (hereinafter referred to as “cartridge”) from a liquid ejecting head to a target.
また、従来から、こうしたプリンタは、インクパック内のインク残量を検出するためのインク残量検出手段を備えている。インク残量検出手段としては、例えば、液体噴射ヘッドからのインクの吐出回数(ドット数)を計数することによってインク消費量を算出し、この算出したインク消費量をフル充填インク量(初期値)から減算することによってインク残量を検出するものが提案されている(特許文献1参照)。
ところで、特許文献1に示すように、従来のプリンタでは、インクの吐出回数に基づく演算によりインクパック内のインクの残量を検出している。しかしながら、こうした演算により検出したインク残量は、あくまで推測値でしかなく、必ずしも正確なインク残量ではない。すなわち、インク残量がゼロ(すなわち、インクエンド状態)又はゼロに近い状態(すなわち、ニヤエンド状態)になっているにも拘わらず、インク残量が印刷のためには必要十分に残存していると誤検出してしまうこともあり得る。 By the way, as shown in Patent Document 1, the conventional printer detects the remaining amount of ink in the ink pack by calculation based on the number of ink ejections. However, the remaining amount of ink detected by such calculation is only an estimated value and is not necessarily an accurate remaining amount of ink. That is, the remaining amount of ink remains sufficient for printing even though the remaining amount of ink is zero (that is, the ink end state) or close to zero (that is, the near end state). May be erroneously detected.
そのため、従来から、こうした演算によりインク残量が検出されるプリンタでは、演算により検出したインク残量の値がゼロよりも十分に大きい所定の閾値を下回ることになった場合に、インクエンド(又はニヤエンド)状態であると推定し、まだ実際には使用可能なインク残量のあるインクパックを収容したカートリッジの交換の必要性をメッセージ表示などで報知していた。したがって、このような場合には、交換されるカートリッジのインクパック内に残っているインクが使用されずに無駄になるという問題があった。 Therefore, conventionally, in a printer in which the remaining amount of ink is detected by such a calculation, when the value of the remaining amount of ink detected by the calculation falls below a predetermined threshold value sufficiently larger than zero, the ink end (or It is estimated that the cartridge is in a near-end state, and a message indicating the necessity of replacing a cartridge containing an ink pack having a remaining amount of ink that can still be used is informed. Therefore, in such a case, there is a problem that the ink remaining in the ink pack of the cartridge to be replaced is not used and is wasted.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体供給源となる上流側から下流側に向けて液体を供給するに際して、液体供給源内の液体を最後まで無駄なく供給できる液体供給装置を提供することにある。また、そのような液体供給装置を備えた液体噴射装置を提供することも目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to efficiently use the liquid in the liquid supply source to the end when supplying the liquid from the upstream side serving as the liquid supply source toward the downstream side. An object of the present invention is to provide a liquid supply apparatus that can supply liquid. It is another object of the present invention to provide a liquid ejecting apparatus including such a liquid supply apparatus.
上記目的を達成するために、本発明の液体供給装置は、液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給流路と、該液体供給流路の一部をポンプ室として該ポンプ室の容積を増減させるように該ポンプ室の内面の少なくとも一部を構成する変位部材が変位することによりポンプ駆動するポンプと、前記液体供給源における液体残量を検出する液体残量検出手段とを備えた液体供給装置であって、前記液体供給源は、前記液体を収容する閉空間の液体収容部の容積が液体残量に応じて変化するように構成されると共に、前記ポンプは、前記変位部材により前記ポンプ室と仕切られた作動流体導入室を有しており、前記液体残量検出手段は、前記ポンプが前記変位部材を前記ポンプ室の容積が増加する方向に変位させて該ポンプ室内に前記液体を吸引する吸引駆動時における前記作動流体導入室内の作動流体の圧力変化に基づき前記液体収容部内の液体残量を検出する。 In order to achieve the above object, a liquid supply apparatus of the present invention includes a liquid supply channel that supplies liquid from an upstream side that is a liquid supply source side toward a downstream side where the liquid is consumed, and the liquid supply channel. A pump driven by displacement of a displacement member constituting at least a part of the inner surface of the pump chamber so as to increase or decrease the volume of the pump chamber with a part of the pump chamber as a pump chamber, and a remaining amount of liquid in the liquid supply source The liquid supply device includes a liquid remaining amount detecting means for detecting the liquid, wherein the liquid supply source is configured such that the volume of the liquid storage portion in the closed space for storing the liquid changes according to the liquid remaining amount. In addition, the pump has a working fluid introduction chamber partitioned from the pump chamber by the displacement member, and the liquid remaining amount detecting means has the displacement of the pump by the pump. Increasing direction By displacing detecting the liquid remaining amount in the liquid containing portion based on the pressure change of the working fluid introduced chamber of the working fluid at the time of suction drive for sucking the liquid into the pump chamber.
上記構成によれば、ポンプが変位部材をポンプ室の容積が増加する方向に変位させて該ポンプ室内に液体供給源側となる上流側から液体を吸引する吸引駆動時において、液体収容部内の液体残量がゼロになった場合、変位部材の変位量は、液体収容部内の液体残量が必要十分である場合の変位量とは異なることになる。そのため、変位部材によりポンプ室と仕切られた作動流体導入室の容積が変化し、ポンプ動作で作動流体導入室内が所定の圧力に到達するまでの所要時間が変化することとなる。したがって、液体残量検出手段は、そのようなポンプの吸引駆動時における作動流体導入室内の圧力変化に基づき液体収容部内の液体残量を誤検出の可能性がある演算によらずに的確に液体エンド状態であると検出できる。したがって、液体供給源となる上流側から下流側に向けて液体を供給するに際して、液体供給源内の液体を最後まで無駄なく供給できる。 According to the above-described configuration, the liquid in the liquid storage section is sucked when the pump displaces the displacement member in the direction in which the volume of the pump chamber increases and sucks the liquid from the upstream side which is the liquid supply source side into the pump chamber. When the remaining amount becomes zero, the displacement amount of the displacement member is different from the displacement amount when the remaining amount of liquid in the liquid storage portion is necessary and sufficient. Therefore, the volume of the working fluid introduction chamber partitioned from the pump chamber by the displacement member changes, and the time required for the working fluid introduction chamber to reach a predetermined pressure by the pump operation changes. Therefore, the liquid remaining amount detecting means accurately determines the liquid remaining amount in the liquid storage portion based on a change in pressure in the working fluid introduction chamber during the suction driving of the pump without using a calculation that may cause erroneous detection. It can be detected as an end state. Therefore, when the liquid is supplied from the upstream side serving as the liquid supply source toward the downstream side, the liquid in the liquid supply source can be supplied to the end without waste.
また、本発明の液体供給装置において、前記液体残量検出手段は、前記ポンプの前記吸引駆動時における前記作動流体導入室内の前記作動流体の圧力を検出するものであって、吸引開始後における前記作動流体導入室内の前記作動流体の圧力が所定の圧力に到達するまでの所要時間が予め設定した前記液体収容部内の液体残量が必要十分であるとした場合における所要時間よりも長い場合に、前記液体収容部は液体残量がゼロである液体エンド状態であると検出する。 Further, in the liquid supply apparatus of the present invention, the remaining liquid amount detecting means detects the pressure of the working fluid in the working fluid introduction chamber at the time of the suction driving of the pump, and When the required time until the pressure of the working fluid in the working fluid introduction chamber reaches a predetermined pressure is longer than the required time in the case where the remaining amount of liquid in the liquid storage portion is necessary and sufficient, The liquid storage part detects that the liquid end state is such that the liquid remaining amount is zero.
すなわち、液体供給源における閉空間の液体収容部内の液体残量がポンプの吸引駆動により吸引し尽くされた場合には、それ以上に液体収容部内から液体を吸引できなくなるため、変位部材の変位量は液体収容部内の液体残量が必要十分である場合の変位量よりも小さなものになる。そのため、ポンプの吸引駆動時に作動流体導入室内の容積が小さくならないため、ポンプ動作で作動流体導入室内が所定の圧力に到達するまでの所要時間が長くなる。したがって、上記構成によれば、ポンプの吸引開始後における作動流体導入室内の作動流体の圧力が所定の圧力に到達するまでの所要時間が液体収容部内の液体残量が必要十分である場合の所要時間よりも長いということを検出することにより、液体エンド状態であることを確実に検出することができる。 That is, when the remaining amount of liquid in the liquid storage part of the closed space in the liquid supply source is completely sucked out by the suction drive of the pump, the liquid can no longer be sucked from the liquid storage part. Is smaller than the displacement when the remaining amount of liquid in the liquid storage portion is necessary and sufficient. For this reason, since the volume in the working fluid introduction chamber does not become small when the pump is driven to suck, the time required until the working fluid introduction chamber reaches a predetermined pressure by the pump operation is lengthened. Therefore, according to the above configuration, the time required for the pressure of the working fluid in the working fluid introduction chamber to reach a predetermined pressure after the start of suction of the pump is required when the remaining amount of liquid in the liquid container is necessary and sufficient. By detecting that the time is longer than the time, the liquid end state can be reliably detected.
また、本発明の液体供給装置において、前記作動流体は空気である。
上記構成によれば、作動流体が空気であるため、作動流体が例えばシリコンオイル等の液体である場合と異なり、粘性が低い分だけポンプ駆動の応答性を向上することができる。また、作動流体供給路をチューブで構成する場合には、チューブ重量も軽くなる。
In the liquid supply apparatus of the present invention, the working fluid is air.
According to the above configuration, since the working fluid is air, unlike the case where the working fluid is a liquid such as silicon oil, the response of the pump drive can be improved by the low viscosity. Further, when the working fluid supply path is formed of a tube, the tube weight is reduced.
また、本発明の液体供給装置において、前記液体供給源は、可撓性を有する液体収容袋であり、該液体収容袋の閉空間の内部が前記液体収容部とされている。
上記構成によれば、液体を収容する閉空間の液体収容部が液体残量に応じて容積が変化する液体供給源を簡単な構成で得ることができる。
In the liquid supply apparatus of the present invention, the liquid supply source is a flexible liquid storage bag, and the inside of the closed space of the liquid storage bag is the liquid storage portion.
According to the above configuration, it is possible to obtain a liquid supply source in which the volume of the liquid storage unit in the closed space for storing the liquid changes according to the remaining amount of the liquid with a simple configuration.
また、本発明の液体供給装置は、前記液体残量検出手段が前記液体収容部内の液体残量は液体エンド状態であると検出した場合には、前記ポンプの駆動が停止される。
上記構成によれば、液体エンド状態となってポンプの吸引駆動を継続しても液体を吸引できない場合には、それ以上の不必要なポンプの駆動を停止することにより、ポンプの駆動負荷が過大になることを抑制できる。
In the liquid supply apparatus according to the present invention, when the liquid remaining amount detecting means detects that the liquid remaining amount in the liquid storage portion is in a liquid end state, the driving of the pump is stopped.
According to the above configuration, when the liquid cannot be sucked even if the pump is driven and the pump is continuously driven, the unnecessary driving of the pump is stopped to increase the pump driving load. Can be suppressed.
また、本発明の液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、上記構成の液体供給装置とを備えた。
上記構成によれば、上記液体供給装置の発明と同様の効果が得られる。
The liquid ejecting apparatus of the present invention includes a liquid ejecting head that ejects liquid and the liquid supply apparatus having the above-described configuration.
According to the said structure, the effect similar to invention of the said liquid supply apparatus is acquired.
以下、本発明をインクジェット式プリンタ(以下、「プリンタ」と言う。)に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのプリンタ11は、ターゲット(図示略)に対してインク(液体)を噴射する液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド12と、この記録ヘッド12にインクカートリッジ13内に収容されているインクを供給する液体供給装置としてのインク供給装置14を備えている。そして、インクカートリッジ13とインク供給装置14とにより液体供給システムとしてのインク供給システム15が構成されている。インク供給装置14には、インクカートリッジ13に上流端が接続されると共に、記録ヘッド12に下流端が接続された状態で、インクカートリッジ13側となる上流側から記録ヘッド12側となる下流側に向けてインクを供給するインク流路16(液体供給流路)が設けられている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an ink jet printer (hereinafter referred to as “printer”) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a
なお、プリンタ11には、そのプリンタ11で使用するインクの色数(種類)に対応して複数のインク供給装置14が設けられている。但し、それらの構成は同じであるため、図1には何れか一色のインクを供給する一つのインク供給装置14を記録ヘッド12及び一つのインクカートリッジ13と共に図示している。そして、以下においては、この図1に示す一つのインク供給装置14のインク流路16を介して上流側のインクカートリッジ13から下流側の記録ヘッド12に向けてインクを供給する場合を例にして説明することにする。
The
図1に示すように、記録ヘッド12には、インク供給装置14の設置数と対応する複数(本実施形態では4つ)のノズル17がプラテン(図示略)と対向するノズル形成面12aに開口形成されている。そして、これらの各ノズル17に対して各々対応するインク供給装置14のインク流路16からバルブユニット18を介してインクが供給されるようになっている。すなわち、バルブユニット18には、インク流路16から流入したインクを一時貯留する圧力室(図示略)がノズル17と連通するように設けられ、その圧力室内には、ノズル17からインクを噴射した場合に、そのインク噴射により消費したインク量に相当する分量のインクが、図示しない弁の開閉動作に基づきインク流路16から適宜流入するようになっている。
As shown in FIG. 1, in the
また、プリンタ11において記録ヘッド12が非印刷時に位置するホームポジションには、記録ヘッド12のノズル17の目詰まり等を解消するべく記録ヘッド12のクリーニングを行うメンテナンスユニット19が設けられている。このメンテナンスユニット19は、記録ヘッド12のノズル形成面12aにノズル17を囲うように当接可能なキャップ20と、このキャップ20内からインクを吸引する際に駆動される吸引ポンプ21と、この吸引ポンプ21の駆動に伴いキャップ20内から吸引されたインクが廃インクとして排出される廃液タンク22を備えている。そして、クリーニング時には、キャップ20を移動させて記録ヘッド12のノズル形成面12aに当接させた状態で吸引ポンプ21を駆動し、キャップ20の内部空間に負圧を発生させることにより記録ヘッド12内から増粘したインクや気泡混じりのインクを廃液タンク22に向けて吸引排出する。
In addition, a
一方、インクカートリッジ13は、合成樹脂材にて略箱体形状に形成されたケース23を備えている。ケース23の側壁にはインクを外部に導出するための液体導出部としてのインク導出口24が形成されると共に、そのインク導出口24を基端としてケース23内に連通する連通部25がインク流路として機能するように貫通形成されている。また、ケース23の内部には、可撓性を有する液体収容袋からなり、液体収容部となる閉空間の内部にインクが封入(収容)されたインクパック26を収容している。また、インクパック26の一端には内部に封入されているインクを外部に導出するための筒状のインク導出部材27が設けられており、このインク導出部材27をケース23の連通部25に嵌合させることでインクパック26はインクカートリッジ13内の収容位置に固定される。そして、インクカートリッジ13をインク供給装置14に接続する際には、インク導出口24に対してインク供給装置14からインク流路16の上流端を構成するべく突設されたインク供給針28が挿入されるようになっている。このとき、インク導出口24内の図示していないシール部材によりインク供給針28の周囲はシールされる。なお、インク導出部材27の内部には、インクパック26側となる上流側からインク導出口24側となる下流側へのインクの通過のみを許容する吸引用の第2の一方向弁29が設けられている。第2の一方向弁29は、インク圧力の変化やインクの流動に伴って開弁位置と閉弁位置との間を左右方向に往復移動可能な弁体29aと、開弁方向に可動する弁体29aを係止する係止部29bにより構成されている。また、ケース23の上壁には、ケース23の内部を大気に連通させる大気連通孔30が貫通形成され、インクが収容されたインクパック26の外面に対して大気圧を作用させるようになっている。
On the other hand, the
次に、インク供給装置14の構成について詳細に説明する。
図1に示すように、インク供給装置14は、インクカートリッジ13側からインク流路16を介して吸引したインクを記録ヘッド12側に向けて加圧供給するポンプ31を備えている。ポンプ31は、略箱形状をなすポンプケース32を有しており、ポンプケース32内は、変位部材としてのダイアフラム33によって左右二室に仕切られている。また、ダイアフラム33は、ポンプケース32の右側壁面との間に挟持されたコイルスプリング34の付勢力によりポンプケース32の左側壁面に向けて付勢されている。そして、本実施形態では、これらのポンプケース32、ダイアフラム33、及びコイルスプリング34により脈動型のポンプ31が構成され、ダイアフラム33とポンプケース32の左側壁面とによって囲み形成された容積可変の空間域がポンプ31におけるポンプ室35として機能するようになっている。このとき、ダイアフラム33は、ポンプ室35の内面の一部を構成している。なお、インク流路16におけるポンプ室35の上流側となる位置には、インク流路16を開閉可能な流路開閉バルブ36が設けられている。
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 1, the
また、ポンプ室35には、インク供給装置14におけるインク流路16の一部を構成するインク供給チューブ37の一端(上流端)が接続されており、このインク供給チューブ37の他端(下流端)が記録ヘッド12側のバルブユニット18に接続されている。そして、ポンプ31におけるインク供給チューブ37との接続部となる位置には、ポンプ室35側となる上流側から記録ヘッド12側となる下流側へのインクの通過のみを許容する吐出用の第1の一方向弁38が配設されている。第1の一方向弁38は、上記第2の一方向弁38の場合と同様に、インク圧力の変化やインクの流動に伴って開弁位置と閉弁位置との間を左右方向に往復移動可能な弁体38aと、開弁方向に可動する弁体38aを係止する係止部38bにより構成されている。
Further, one end (upstream end) of an
また、ポンプケース32の底壁には、空気流路39を介して減圧ポンプ40、圧力検出器41、及び大気開放弁42が接続されている。すなわち、減圧ポンプ40は、ダイアフラム33とポンプケース32の右側壁面とで囲み形成される容積可変の負圧室43として機能する空間域に空気流路39を介して接続されている。そして、減圧ポンプ40は、その駆動により負圧を発生し、空気流路39を介して接続された負圧室43内にも同様に負圧を発生させる。また、圧力検出器41は、空気流路39を介して接続された負圧室43内の圧力を検出し、その検出結果を制御装置44に対して出力する。そして、制御装置44は、負圧室43内の圧力が減圧ポンプ40の駆動により所定の閾値を下回った場合には、減圧ポンプ40の駆動を停止すると共に、大気開放弁42を開弁動作させることにより負圧室43内を大気開放して負圧状態を解消するようになっている。
In addition, a
なお、図1には、減圧ポンプ40、圧力検出器41、及び大気開放弁42が、各インク色に個別対応する複数のインク供給装置14毎に一つずつ設けられた構成を例示しているが、これは次のように構成してもよい。すなわち、インク供給装置14のポンプ31の負圧室43に接続される空気流路39の接続端側を各インク色に個別対応する複数のインク供給装置14の設置数に対応するように分岐し、その分岐した空気流路39の各接続端を各々対応するインク供給装置14のポンプ31の負圧室43に接続してもよい。このように構成すれば、複数のインク供給装置14に対して減圧ポンプ40、圧力検出器41、及び大気開放弁42を一つ設けるだけで、各色のインク供給装置14を駆動することができ、プリンタ11の小型化を図ることができる。
FIG. 1 illustrates a configuration in which one
そこで次に、以上のように構成されたプリンタ11における作用について、特にインク供給装置14の作用に着目して以下説明する。
まず、前提として、図1に示す状態は、新旧インクカートリッジ13の交換直後であって、ポンプ31のダイアフラム33はコイルスプリング34の付勢力でポンプケース32の左側壁面側に変位した状態にあると共に、大気開放弁42は閉弁状態にあるものとする。
Therefore, the operation of the
First, as a premise, the state shown in FIG. 1 is immediately after replacement of the old and
さて、このような図1に示す状態から、インク供給装置14がインクカートリッジ13から記録ヘッド12側へインクを供給する場合、まず、ポンプ31をポンプ駆動させるために減圧ポンプ40を駆動する。すると、減圧ポンプ40が負圧を発生し、この減圧ポンプ40と空気流路39を介して接続されたポンプ31の負圧室43が負圧状態になる。そのため、ダイアフラム33がコイルスプリング34の付勢力に抗して負圧室43側に弾性変形(変位)し、負圧室43の容積を減少させる。すると、この負圧室43の容積減少に伴い、ダイアフラム33を介して負圧室43と区画されたポンプ31のポンプ室35は逆に容積が増加する(図2参照)。
When the
ポンプ室35の容積が増加するに伴い、ポンプ室35内が負圧状態になり、その負圧が供給針28を介して第2の一方向弁29を構成する弁体29aに対して下流側から作用する。そして、第2の一方向弁29の上流側となるインクパック26側から作用するインク圧力との圧力差に基づき弁体29aを右方(開弁方向)へ変位させる。その結果、インクパック26内とポンプ室35が連通状態となり、インクパック26内に収容されたインクがインク流路16を介してポンプ室35内に吸引される。つまり、ポンプ31が吸引駆動することとなる。
As the volume of the
一方、このポンプ31の吸引駆動時には、ポンプ室35の負圧が第1の一方向弁38の上流側にも作用する。ここで、ポンプ室35内はインク供給チューブ37内よりも低圧となり、一方向弁38は、弁体38aがポンプ室35内とインク供給チューブ37との差圧に基づき右側へ移動して閉弁状態となる。
On the other hand, during the suction driving of the
そして次には、図2に示す状態において、ポンプ31を吐出駆動に移行するか否かを判断するために、減圧ポンプ40の駆動により負圧室43内に蓄積された圧力を圧力検出器41により検出する。そして、制御装置44は、その検出結果が予め設定された閾値に達した時点でポンプ室35の容積が最大になった判断し、ポンプ31を吐出駆動に移行するべく減圧ポンプ40の駆動を停止すると共に、大気開放弁42を開弁動作することにより負圧状態にある負圧室43を大気開放する。すると、ポンプ31のダイアフラム33がコイルスプリング34によりポンプ室35側へ付勢される。
Then, in the state shown in FIG. 2, in order to determine whether or not the
すなわち、ポンプ31がダイアフラム33をポンプ室35の容積を減少させる方向に付勢することになる。そのため、ポンプ室35内はインクが加圧された状態となり、その加圧がポンプ室35よりも上流側ではインク流路16を介して第2の一方向弁29を構成する弁体29aに対して下流側から作用することにより弁体29aを閉弁方向へ変位させる。その結果、インクパック26内とインク流路16が第2の一方向弁29の閉弁動作により非連通状態となり、インクカートリッジ13からポンプ室35への第2の一方向弁29を介したインクの吸入が停止されると共に、ポンプ31の吐出駆動に伴いポンプ室35から吐出されたインクが第2の一方向弁29を介してインクカートリッジ13側に逆流することが規制される。
That is, the
一方、このポンプ31の加圧時には、ポンプ室35のインクの圧力が第1の一方向弁38の上流側にも作用する。そのため、このポンプ31の吐出圧が閉弁状態にある弁体38aを開弁動作させ、第1の一方向弁38を介してポンプ室35とインク供給チューブ37内が連通する。その結果、ポンプ室35からインクが、インク供給チューブ37を介してバルブユニット18に加圧状態で供給される。
On the other hand, when the
そして、以後は、ダイアフラム33に加圧されてポンプ室35から吐出されるインクの吐出圧がインク流路16における第2の一方向弁29よりも下流側の各流路域に均衡する状態が維持される。その後において、記録ヘッド12からインクがターゲットに向けて噴射されると、そのインク噴射に伴うインクの消費量に相当する分量のインクがバルブユニット18を介してインク流路16内から記録ヘッド12側に供給される。そのため、この下流側(記録ヘッド12側)でのインク消費に伴い、その消費量に対応するインク量のインクが記録ヘッド12側となる下流側にコイルスプリング34の付勢力でポンプ室35の容積が減少する方向へ付勢されたダイアフラム33の押圧力に基づき加圧状態で供給される。なお、ポンプ室35内の加圧状態はコイルスプリング34の付勢力により発生しているため、ポンプ室35内を加圧するための装置を別途設けることなく加圧状態を維持することが可能となる。また、ポンプ31の駆動源として加圧発生装置及び負圧発生装置の機能を兼備した装置を適用した場合には、ポンプ室35内の加圧状態を維持するために複雑な制御構成が必要となるが、ポンプ31の駆動源としてコイルスプリング34を適用した場合にはポンプ室35内の加圧状態をより簡便に維持することが可能となる。
After that, there is a state in which the discharge pressure of the ink pressurized by the
そして、インクが消費された結果、ポンプ室35内の容積は次第に減少し、遂にはダイアフラム33がポンプ室35の容積を最小にするようなポンプケース32の左側壁面に対する当接位置近傍まで変位する(図3)。この状態になると記録ヘッド12側へインクを供給できなくなるため、制御装置44は、大気開放弁42を閉弁動作した後に減圧ポンプ40を再び駆動することにより、減圧ポンプ40が負圧を発生して負圧室43が負圧状態となり、ダイアフラム33がコイルスプリング34の付勢力に抗して負圧室43側に弾性変形(変位)する。すなわち、再び、ポンプ31が吸引駆動を開始する。
As a result of the consumption of ink, the volume in the
その結果、ダイアフラム33がポンプ室35の容積を増加する方向に変位することによりポンプ室35内が負圧状態になるため、その負圧の作用で第2の一方向弁29を構成する弁体29aが開弁方向へ移動する。したがって、インクパック26内とインク流路16が第2の一方向弁29を介して連通状態となり、インクパック26内からインクが再びポンプ室35内に吸引される。以後、上記と同様のポンプ31の吐出駆動が実行されて、ポンプ室35内からインクがインク供給チューブ37を介して記録ヘッド12へと加圧供給される。
As a result, the
ところで、プリンタ11においては、記録ヘッド12からのインク噴射などインク流路16の下流側でのインクの消費に伴ってインクカートリッジ13内のインクパック26がインク残量の減少に対応するように容積を減少させて萎むことになる。そして、インクパック26内のインク残量が記録ヘッド12からのインクの噴射による印刷のために必要とされるインク残量に満たなくなった場合には、それ以後の印刷のためにインクカートリッジ13の新旧交換が必要となる。そのため、本実施形態では、インクパック26内のインク残量が次のようにして検出される。
By the way, in the
すなわち、減圧ポンプ40の駆動に伴いポンプ31が吸引駆動して第2の一方向弁29が開弁状態になると、インクパック26が萎むことでその容積の減少量に対応するインク量のインクがインクパック26側からポンプ室35内に吸引される。また、ポンプ31の吸引駆動に伴い負圧室43内の圧力が減少するので、負圧室43と空気流路39を介して接続された圧力検出器41がその圧力の検出を開始する。そして、この検出結果が制御装置44に対して出力されると、制御装置44は、検出された圧力が所定の値(すなわち、通常においてポンプ31の吸引駆動が完了した時点での圧力)に到達するまでの所要時間を測定し、測定された所要時間の値が、ダイアフラム33が負圧室43の容積を最小とする位置まで変位した場合に対応する所要時間の値として予め設定記憶された判定用閾値を越えるか否かを判定する。そして、その判定結果に基づき、インクパック26内のインク残量の有無を検出する。
In other words, when the
ここで、インクパック26内のインク残量が印刷時の記録ヘッド12からのインク噴射のために必要十分な残量である場合には、ポンプ31の吸引駆動に伴いダイアフラム33が負圧室43の容積を最小とする位置まで変位することになる。そのため、制御装置44は、圧力検出器41の検出信号に基づき測定された所要時間の値が上記判定用閾値の範囲内にあると判定することでインクパック26内のインク残量がインクエンド状態ではないと検出する。
Here, when the ink remaining amount in the
一方、インクパック26内のインク残量が僅少であるインクニヤエンド状態である場合には、ポンプ31の吸引駆動に伴いインクパック26内に残存している残り僅かのインクがインクパック26側からポンプ室35内に吸引し尽されると、インク残量はゼロとなり、インクパック26は、それ以上に容積を減少させるように萎むことができない状態になる。すると、ポンプ31のダイアフラム33は、インクパック26側からポンプ室35内に流入するインクが僅少な量で終わりになるので、それ以上は負圧室43側に変位ができなくなり、その時点での負圧室43の容積は通常時における負圧室43の容積の最小値よりも大きなままで変化しなくなる。
On the other hand, when the ink near-end state in which the remaining amount of ink in the
そして、圧力検出器41は、減圧ポンプ40がその容積の差分だけ更に空気を吸引した時点で所定の圧力値を検出し、その検出信号を制御装置44に出力する。すると、制御装置44では、その検出信号に基づき測定された所要時間の値が上記判定用閾値よりも大きいと判定することにより、インクパック26内のインク残量はインクエンド状態であると検出する。
The
そして、以上のように、制御装置44は、インクパック26内のインク残量はインクエンド状態であると検出すると、そのようなインクエンド状態にあるインクパック26を収容したインクカートリッジ13の交換の必要性を報知するための制御信号を出力し、その旨のメッセージを図示しない表示パネル上に表示させる。また、これ以上はポンプ31を吸引駆動させてもインクパック26内からインクを吸引することはできないので、不必要なポンプ31の吸引駆動を停止させるべく、減圧ポンプ40の駆動を停止させる。
As described above, when the
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、ポンプ31がダイアフラム33をポンプ室35の容積が増加する方向に変位させて該ポンプ室35内にインクカートリッジ13側となる上流側からインクを吸引する吸引駆動時において、インクパック26内のインク残量がゼロになった場合、ダイアフラム33の変位量は、インクパック26内のインク残量が必要十分である場合の変位量とは異なることになる。そのため、ダイアフラム33によりポンプ室35と仕切られた負圧室43の容積が変化し、ポンプ動作で負圧室43内が所定の圧力に到達するまでの所要時間が変化することとなる。したがって、制御装置44は、そのようなポンプ31の吸引駆動時における負圧室43内の圧力変化に基づきインクパック26内のインク残量の誤検出の可能性がある演算によらずに的確にインクエンド状態であると検出できる。したがって、インクカートリッジ13側となる上流側から下流側に向けてインクを供給するに際して、インクパック26内のインクを最後まで無駄なく供給できる。
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above-described embodiment, the
(2)また、制御装置44は、ポンプ31の吸引駆動開始後における負圧室43内の空気の圧力が所定の圧力に到達するまでの所要時間が予め設定したインクパック26内のインク残量が必要十分であるとした場合における所要時間よりも長い場合に、インクパック26内のインク残量はインクエンド状態であると判定する。すなわち、インクカートリッジ13における閉空間のインクパック26内のインク残量がポンプ31の吸引駆動により吸引し尽くされた場合には、それ以上にインクパック26内からインクを吸引することができなくなるため、ダイアフラム33の変位量はインクパック26内のインク残量が必要十分である場合の変位量よりも小さなものになる。そのため、ポンプ31の吸引駆動時における負圧室43内の容積が大きなままで変化しなくなるため、ポンプ動作で負圧室43内が所定の圧力に到達するまでの所要時間が長くなる。したがって、制御装置44は、ポンプ31の吸引開始後における負圧室43内の空気の圧力が所定の値に到達するまでの所要時間がインクパック26内のインク残量が必要十分である場合の所要時間よりも長いことを検出することにより、インクエンド状態であることを確実に検出することができる。
(2) Further, the
(3)上記実施形態では、ポンプ31をポンプ駆動させるための作動流体として空気が使用されている。そのため、作動流体として例えばシリコンオイル等の液体を使用した場合と異なり、粘性が低い分だけポンプ駆動の応答性を向上することができる。また、作動流体供給路をチューブで構成する場合には、チューブ重量も軽くなる。
(3) In the above embodiment, air is used as the working fluid for driving the
(4)上記実施形態において、インクカートリッジ13は、その内部に可撓性を有するインクパック26が収納され、そのインクパック26の内部(閉空間の液体収容部)にインクを収容している。したがって、液体(インク)を収容する閉空間の液体収容部が液体(インク)残量に応じて容積が変化する液体供給源(インクパック26)を簡単な構成で得ることができる。
(4) In the above embodiment, the
(5)上記実施形態において、インク供給装置14は、制御装置44がインクパック26内のインク残量はインクエンド状態であると検出した場合には、減圧ポンプ40の駆動が停止される。したがって、インクエンド状態となってポンプ31の吸引駆動を継続してもインクを吸引できない場合には、それ以上の不必要な減圧ポンプ40の駆動を停止することにより、減圧ポンプ40の駆動負荷が過大になることを抑制できる。
(5) In the above embodiment, when the
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、内部に閉空間の液体収容部を有する液体供給源は可撓性を有する液体収容袋としてのインクパック26に限定されない。例えば、インクカートリッジ13内に液体収容部としてのインク収容室を形成し、そのインク収容室内のインクの液面上にインクを封止するための封止部材を浮動配置することにより、インク収容室を閉空間で容積が変化する液体収容部とする構成としてもよい。この場合は、インクカートリッジ13が液体供給源となる。要するに、液体残量に応じて容積が変化する閉空間の液体収容部を備えていればよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the liquid supply source having the liquid storage portion in the closed space inside is not limited to the
・上記実施形態において、インクカートリッジ13内を加圧もしくは減圧する作動流体として空気を使用したが、シリコンオイル等の液体を作動流体として使用してもよい。
・なお、本明細書における「液体」には、インク以外の他の液体(無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)等を含む)、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体も含むものとする。そして、こうした「液体」を噴射したり吐出したりする液体噴射装置としては、例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材(画素材料)などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ゲル(例えば物理ゲル)などの流状体を噴射する流状体噴射装置であってもよい。
In the above embodiment, air is used as the working fluid for pressurizing or depressurizing the inside of the
In addition, “liquid” in this specification includes liquids other than ink (including inorganic solvents, organic solvents, solutions, liquid resins, liquid metals (metal melts), etc.) and functional material particles. It also includes fluids that are dispersed or mixed, and fluids such as gels. Examples of the liquid ejecting apparatus that ejects or discharges such “liquid” include, for example, electrode materials and color materials (pixel materials) used for manufacturing liquid crystal displays, EL (electroluminescence) displays, and surface-emitting displays. Liquid ejecting device that ejects a liquid material that contains materials such as dispersed or dissolved materials, liquid ejecting device that ejects bio-organic materials used in biochip manufacturing, and liquid ejecting that ejects liquid as a sample used as a precision pipette It may be a device. In addition, transparent resin liquids such as UV curable resin to form liquid injection devices that pinpoint lubricant oil onto precision machines such as watches and cameras, and micro hemispherical lenses (optical lenses) used in optical communication elements. A liquid ejecting apparatus that ejects liquid onto the substrate, a liquid ejecting apparatus that ejects an etching solution such as acid or alkali to etch the substrate, and a fluid ejecting apparatus that ejects a fluid such as a gel (eg, physical gel) It may be.
12…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、14…液体供給装置としてのインク供給装置、16…液体供給流路としてのインク流路、26…液体供給源としてのインクパック、31…ポンプ、33…変位部材としてのダイアフラム、35…ポンプ室、43…作動流体導入室としての負圧室、44…液体残量検出手段としての制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該液体供給流路の一部をポンプ室として該ポンプ室の容積を増減させるように該ポンプ室の内面の少なくとも一部を構成する変位部材が変位することによりポンプ駆動するポンプと、
前記液体供給源における液体残量を検出する液体残量検出手段とを備えた液体供給装置であって、
前記液体供給源は、前記液体を収容する閉空間の液体収容部の容積が液体残量に応じて変化するように構成されると共に、
前記ポンプは、前記変位部材により前記ポンプ室と仕切られた作動流体導入室を有しており、
前記液体残量検出手段は、前記ポンプが前記変位部材を前記ポンプ室の容積が増加する方向に変位させて該ポンプ室内に前記液体を吸引する吸引駆動時における前記作動流体導入室内の作動流体の圧力変化に基づき前記液体収容部内の液体残量を検出することを特徴とする液体供給装置。 A liquid supply flow path for supplying liquid from the upstream side which is the liquid supply source side toward the downstream side where the liquid is consumed;
A pump that drives the pump by displacing a displacement member that constitutes at least a part of the inner surface of the pump chamber so as to increase or decrease the volume of the pump chamber using a part of the liquid supply flow path as a pump chamber;
A liquid supply device comprising a liquid remaining amount detecting means for detecting a remaining amount of liquid in the liquid supply source,
The liquid supply source is configured such that the volume of the liquid storage portion of the closed space that stores the liquid changes according to the remaining amount of liquid,
The pump has a working fluid introduction chamber partitioned from the pump chamber by the displacement member,
The liquid remaining amount detecting means detects the amount of working fluid in the working fluid introduction chamber when the pump displaces the displacement member in a direction in which the volume of the pump chamber increases and sucks the liquid into the pump chamber. A liquid supply apparatus that detects a remaining amount of liquid in the liquid container based on a pressure change.
前記液体残量検出手段は、前記ポンプの前記吸引駆動時における前記作動流体導入室内の前記作動流体の圧力を検出するものであって、吸引開始後における前記作動流体導入室内の前記作動流体の圧力が所定の圧力に到達するまでの所要時間が予め設定した前記液体収容部内の液体残量が必要十分であるとした場合における所要時間よりも長い場合に、前記液体収容部は液体残量がゼロである液体エンド状態であると検出することを特徴とする液体供給装置。 The liquid supply apparatus according to claim 1,
The liquid remaining amount detecting means detects the pressure of the working fluid in the working fluid introduction chamber during the suction driving of the pump, and the pressure of the working fluid in the working fluid introduction chamber after the start of suction. When the required time until the pressure reaches a predetermined pressure is longer than the required time in the case where the remaining amount of liquid in the liquid storage unit is necessary and sufficient, the liquid storage unit has zero liquid remaining. A liquid supply device that detects that the liquid end state is.
前記作動流体は空気であることを特徴とする液体供給装置。 The liquid supply apparatus according to claim 1 or 2,
The liquid supply apparatus, wherein the working fluid is air.
前記液体供給源は、可撓性を有する液体収容袋であり、該液体収容袋の閉空間の内部が前記液体収容部とされていることを特徴とする液体供給装置。 In the liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The liquid supply device is a liquid supply bag having flexibility, and the inside of a closed space of the liquid storage bag is the liquid storage unit.
前記液体残量検出手段が前記液体収容部内の液体残量は液体エンド状態であると検出した場合には、前記ポンプの駆動が停止されることを特徴とする液体供給装置。 In the liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The liquid supply device according to claim 1, wherein when the liquid remaining amount detecting means detects that the liquid remaining amount in the liquid storage portion is in a liquid end state, the driving of the pump is stopped.
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