JP2003175618A - 大量インク配液システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットプリンターにおいて、印刷作
業を中断することなくインク容器の取り替えを可能にす
る。 【解決手段】 インクを収容した密封型フレキシブルバ
ッグを内蔵するハウジングからなる主インクカセット
と、このカセットと印刷ヘッドとの間の液路に介在する
中間インク槽とからなるインク配液システム。フレキシ
ブルバッグは、中間インク槽との接続部に、ニードルの
抜差し自在貫穿を許容する隔膜を備え、その上部の一部
が一定の高さ位置を保つようにハウジング内に位置決め
されている。印刷ヘッド内のインクがなくならないよう
に中間インク槽が、バッグからのインクで一定量に保た
れている。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンターに関し、詳述すれば、斯かるインクジェットプ
リンターのインク配液システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】インクジェットプリンターには、通常、
印刷媒体を横切る方向に走行する印刷ヘッドないしカー
トリッジが用いられている。従来の使い捨て式インクカ
ートリッジには、インク溜めと、このインク溜めと組み
合わせて複数のインク噴射ノズルを担持する噴射板組立
体と、インク噴射ノズルを駆動回路と接続する複数の外
部接点端子とが備わっている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】インクジェットプリン
ターは種々あって、噴射するインク液滴も異なった方法
でつくられている。プリンター製造業者が変われば、イ
ンクジェット印刷法や技術もそれだけ異なっているが、
その一つにサーマルインクジェット法が広く使われてい
る。サーマルインクジェットプリンターでは、抵抗で熱
を発生させて、この熱でインクを蒸気化することにより
インク噴射ノズルの中で気泡を生成している。インクの
蒸気化に伴ってインク噴射ノズルでの圧力が増加し、や
がてはインクが液滴となって印刷媒体へと噴射される。
この種のプリンターで使われている印刷ヘッドは、数百
ものインク噴射ノズルを有している。内蔵している抵抗
が故障する割合は非常に低いので、このような使い捨て
式インクカートリッジに使われている印刷ヘッド組立体
は、もとのインク溜めに入っていたインクが使い尽くさ
れた後でもまだ充分使える状態にある。 【０００４】以上のことから、サーマルインクジェット
式の従来のインクジェットプリンターには、インクカー
トリッジのインク容量が比較的少なくて、カートリッジ
が早く空になってしまうといって問題がある。インクカ
ートリッジそのものはまだ使えるというのに、インク溜
の中のインクがなくなったと言うだけでインクカートリ
ッジを捨ててしまうのは無駄遣いである。このことか
ら、インクカートリッジのインク溜にインクだけを手動
で補充することもなされている。しかしながら、手動に
よるインク補充は、大抵のインクカートリッジはこのよ
うなインク補充を想定してつくられたものでないから、
面倒であるばかりではなくて、簡単にできるものではな
い。 【０００５】他の従来のプリンターとして、大容量イン
ク溜をインクカートリッジの外部に備えて、取替え自在
インクタンクを利用するものがある。外部に配置するイ
ンク溜は、インクカートリッジ内に設けられているイン
ク供給槽と、インクが噴射される際に供給槽からインク
溜にインクが供給されるように接続している。 【０００６】一般的なプリンターの構成では、外部イン
ク供給槽がインクカートリッジで背圧を維持すべく系を
閉じる一方で、カートリッジへのインクの流れを維持す
る役割をなしていることから、印刷時に大容量インクタ
ンクを取り替えられるようにはなっていない。このよう
なシステムにあっては、タンクの取り替え時に印刷作業
を中断する必要がある。そのために、印刷作業中にイン
ク溜のインクが切れると印刷媒体上に印刷ムラが発生
し、それまで印刷した印刷媒体を破棄して、改めて印刷
し直す必要がある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】一実施の形態においての
本発明は、インクジェットプリンターにインクを連続供
給するインク配液システムからなる。このインク配液シ
ステムは、内部空洞を有する箱状ハウジングとインクを
収容する密閉式フレキシブルバッグとを備えた主インク
カセットからなる。このフレキシブルバッグは、その接
続部に隔膜を備えていて、バッグの上部の一部が一定の
高さ位置を保つように前記ハウジングの内部空洞に位置
決めされるようになっている。また、このインク配液シ
ステムは、中間インクタンクと、前記主インクカセット
とこの中間インクタンクとを接続して両者間でのインク
の流れを許容する第１インク路をも備えている。第１イ
ンク路は、中空ニードルと弁とを有しており、このニー
ドルは、前記フレキシブルバッグの隔膜に抜差し自在に
貫穿して主インクカセットから中間インクタンクへのイ
ンク路を画成するようにその形状が定められている。ま
た、このインク配液システムには、印刷ヘッドのカート
リッジと、中間インクタンクとこの印刷ヘッドのカート
リッジとを接続して両者間でのインクの流れを許容する
第２インク路も設けられている。 【０００８】別の実施の形態では、本発明は、インクが
インクジェットカートリッジのノズルから噴射されてい
る間にインクカセットを取り替える方法をも提供してい
る。この方法は、ベント型インクタンクと接続する中空
ニードルを密閉式フレキシブルバッグの隔膜に貫穿する
ことで、密閉式フレキシブルバッグからベント型インク
タンクにインクを配液し、プリンターの稼働中に使って
しまったインクを取り替えるべく中間タンクから印刷ヘ
ッドのカートリッジへとインクを配液し、フレキシブル
バッグがほぼ空になると、当該バッグを取り替えること
よりなる。バッグの取り替えが、空になったフレキシブ
ルバッグの隔膜から中空ニードルを抜き取り、その中空
ニードルを満杯のフレキシブルバッグの隔膜に穿刺する
ことにより行えるようにしている。別の方法としては、
流体レベルセンサーで中間タンク内のインクの量をモニ
ターするようにしても良い。 【０００９】また別の実施の形態では、本発明は、プリ
ンターの稼働中にインクジェットプリンターへインクを
連続給液する方法にして、インク供給の補充時にプリン
ターの稼働を中断しなくても良いようにしている。この
方法では、密閉型フレキシブルバッグからベント型イン
クタンクにインクを配液し、該ベント型インクタンクか
ら印刷ヘッドカートリッジにそのインクを配液するよう
にしている。 【００１０】 【発明の実施の形態】以後、添付図面を参照しながら本
発明の一実施の形態を詳述する。なお、以後の説明では
本発明の好ましい実施の形態を例示するものではある
が、本発明はその実施に形態に限定されるべきではな
く、本発明の神髄や範囲に含まれる各種改変や変形例も
本発明に含まれるべきである。 【００１１】図１を参照して、本発明によるインク配液
システム５０は、バッグ内蔵型箱形カセット６０とも称
する取替え自在主インクカセットと、中間インク槽６２
と、少なくとも一つの補充式印刷インクカートリッジ６
４とからなる。インクカートリッジ６４は一般に可動印
刷キャリッジに装着されて、印刷媒体へとインクを噴射
するものである。このカートリッジ６４には、中間イン
ク槽６２からインクが供給されるようになっていて、そ
のために給液管６６が両者間を接続している。 【００１２】なお、インクジェットプリンターがカラー
印刷に対応するものであれば、インクカートリッジは、
そのプリンターが何色印刷方式かに応じて、その色の数
だけのインクカートリッジ６４が使われる。図示の実施
の形態では、４色印刷方式を示しているので、インクカ
ートリッジ６４も四個示している。また、インクカート
リッジ単体の中に多色インク溜を設けた場合でも、本発
明が適用できるのは言うまでもない。いずれにしても、
カラーインクジェットプリンターの場合では、カートリ
ッジないしインク溜のみならず、中間インク槽６２とカ
セット６０も利用インクの色数に応じた数だけ利用する
必要がある。 【００１３】バッグ内蔵型箱形カセット６０は、密封型
フレキシブルバッグ７２を内蔵する強固箱形のハウジン
グ７０からなる。別の方法としては、このハウジング７
０としては、円筒形やその他の適当な形状を有するもの
であっても良い。このハウジング７０は、内部が大気と
連通したものとなっている。フレキシブルバッグ７２は
このハウジング７０に内蔵されていて、インクで充満に
なっている。このフレキシブルバッグ７２は、空気や気
泡をほぼ含まないで、インクだけで充満になっているの
が望ましい。使用時に中間インク槽６２と接続できるよ
うに、フレキシブルバッグ７２に接続部７４が設けられ
ている。後述するように、バッグ７２内のインクは接続
部７４を介して中間インク槽６２に給液されるのではあ
るが、接続部７４と中間インク槽６２との間に、インタ
ーフェースモジュール８３を設けている。 【００１４】接続部７４は、当業界で通常利用されてい
る自動封止型隔膜７５からなる。インターフェースモジ
ュール８３と接続した中空ニードル７６は、この隔膜７
５に抜差し自在に貫穿できるようになっている。即ち、
ニードル７６を隔膜７５に貫穿すると、バッグ７２から
ニードル７６を介してちゅかんいんくそう６２にインク
が給液されるが、ニードル７６を抜き取ると、隔膜７５
はそれ自体に形成されたニードル貫穿跡を自動的に封止
して、バッグ７２から外方にインクが漏れないようにす
る。 【００１５】インターフェースモジュール８３には機械
作動式弁８０が設けられていて、ニードル７６と中間イ
ンク槽６２の給液口７８との間に介装されている。この
弁８０はニードル７６から流れてくるインクの流れを制
御するものである。一実施の形態にあっては、ニードル
７６が隔膜７５に貫穿されると、弁８０は自動的に開成
してバッグ７２から中間インク槽６２にインクが給液さ
れる一方、ニードル７６を隔膜７５から抜き出すと、自
動的に閉成するようになっており、このようにニードル
７６の抜き出しに応動して閉成することで、中間インク
槽６２のインクが逆流してニードル７６から排出される
のを防いでいる。この自動開閉弁については何種かが市
販されているので、詳細な説明は行わないことにする。 【００１６】中間インク槽６２は、プリンターに装着さ
れるものであって、前記給液口７８の他に給送口８４を
備えた容器８２からなる。この中間インク槽６２は、印
刷作業中ではこの中間インク槽６２が所定量のインクと
所定量の空気とを含んでいるように位置決めされてい
る。そのためにこの中間層６２はベント弁８６を介して
大気に連通している。ベント弁８６は、空気の透過を許
容するが、インクの貫流は許容できないようになってい
る。従って、中間インク槽６２はベント弁８６を介して
大気と連通しているものの、内部に溜まっているインク
を外部に漏らさないようになっている。また、このベン
ト弁８６は、プリンターの運搬の時でさえ、中間インク
槽６２から外部にインクを漏らさないようになってい
る。中間インク槽６２の給送口８４はインクカートリッ
ジ６４、或いは、インク供給を要するその他の装置へ給
液管６６を介して給液されるようになっている。 【００１７】中間インク槽６２とインクカセット６０と
は、通常の印刷作業中にフレキシブルバッグ７２におけ
る接続部７４の位置が、中間インク槽６２内のインクの
所望液面レベルに対応するように装着される。即ち、中
間インク雄６２内のインクの液面とカートリッジ６４の
底面におけるインク噴射面との間の高低差ΔＨで、カー
トリッジ６４における背圧が決まることは、当業者には
容易に理解されるところである。 【００１８】中間インク槽６２は、当該インク槽６２内
における空気の量が、給液管６６に呼び水として残留し
ているインクが中間インク槽６２に戻ってしまった場合
に、当該給液管６６に入っていた量のインクを収容する
のに十分となるように、位置決めされる。別の方法とし
ては、給液管６６の中の呼び水としてのインクがなくな
った場合、ベント弁８６がインクの流れをブロックする
と共に、給液管６６内のインクを排出しないようになっ
ているのであれば、空気量をほぼゼロにしても良い。 【００１９】印刷作業中では、カートリッジ６４から印
刷媒体にインクが噴射されるにつれて、給液管６６を介
して中間インク槽６２からカートリッジ６４にインクが
流れる。それに伴って中間インク槽６２内のインクの液
面が下がると、バッグ７２から中間インク槽６２にイン
クが流れて、中間インク道６２内にインク液面を一定レ
ベルに保つのである。これにより、カセット６０が印刷
作業中に、中間インク槽６２を介してカートリッジ６４
におけるインクを補充するのである。ユーザーないし操
作者としては、カートリッジ６４ではなくて、カセット
６０を取り替えるだけでよく、インク溜にインクを注入
したり、カートリッジ６４に手動でインク補充する必要
もないのである。 【００２０】中間インク槽６２がカートリッジに必要な
背圧を醸し出しているから、カートリッジ６４における
圧力に何ら影響をもたらすことなく、また、印刷作業を
中断することなく、カセット６０の取り替えができるの
である。カセット６０を取り替えるに当たりニードル７
６を隔膜７５から外すと、それに応動して弁８０は閉成
し、中間インク槽６２は、カートリッジ６４のための独
立型インク溜として作用する。そのようなときに印刷作
業が進行すると、中間インク槽６２内のインク液面が下
っていく。しかし、中間インク槽６２内のインキの容量
は、カセット６０の取り替えに要する時間分はある。カ
セット６０の取り替えが終わり、ニードル７６を新カセ
ットにおけるバッグ７２の隔膜７５に再び貫穿すると、
弁８０はそれに応動して開成し、かくて中間インク槽６
２内のインク液面は、バッグ７２の接続部７４の位置に
対応するレベルに戻るのである。 【００２１】ところで、バッグ７２内のインクが空にな
ったかどうかを検出するために、中間インク槽６２に液
面検出システムを設けている。即ち、中間インク槽６２
の容器８２に第１及び第２液面センサー９０、９１を設
けている。これらの液面センサー９０、９１は、中間イ
ンク槽６２における正常稼働液面レベルの下方ではある
が、給送口８４の上方に位置決めされている。この構成
において、バッグ７２内のインクが消耗されると、中間
インク槽６２におけるインク液面はカセット６０の接続
部７４の位置に相当するレベルよりも下方に下がる。中
間インク槽６２内のインク液面がさらに下がり続けて第
１液面センサー９０に達すると、このセンサー９０がユ
ーザに対して、例えば適当なファームウェアを介して、
規定時間以内にカセット６０を取り替えることを促す警
報を発する。 【００２２】他方、カセット６０のバッグ７２にあるイ
ンクが全量消費してしまい、カセット６０の取り替えが
なされない場合では、その時での中間インク槽６２にお
けるインク液面はすでに第２液面センサー９１の位置に
達していることになる。従った、この場合では第２液面
センサー９１が適当なファームウェアを介して、新カセ
ット６０に取り替えられて、中間インク槽６２内のイン
ク液面が、例えば第１液面センサー９０のある位置を越
えるとかある程度上昇するまで、プリンターの印刷作業
を中断させることになる。中間インク槽６２内の空気が
給液管６６に入ってしまうのを阻止すべく、中間インク
槽６２内のインク液面を常時、給液口８４の位置、或い
はそれより僅かでも上方に臨むようにするためにも、こ
のように印刷作業を中断させるのである。 【００２３】 【発明の効果】前述したように、本発明にあっては、バ
ッグ内蔵型インクカセットを利用することで、手や周り
を汚さずに印刷ヘッドないしカートリッジ６４にインク
を補充することができる。また、このような「進行中(作
業中)」取替えシステムを利用することで、ユーザーは進
行中の印刷作業を中断させることなくインクの補充を行
うことができるのである。さらに、印刷作業中にインク
切れが発生すると、従来ではインキ給液回路に圧力変動
が発生して印刷品質が劣化するが、本発明によるシステ
ムでは中間インク槽６２を利用しているので、バッグ内
蔵型インクカセットの取替え時でもそのような圧力変動
を伴わない、従って、印刷品質の劣化を回避でき、しか
も、バッグ７２内のインク全量を無駄なく使い尽くすこ
とができるのである。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施の形態による、バッグ内蔵型
インクカセットと中間インク槽と印刷カートリッジとか
らなるインク配液システムの概略図。 【符号の説明】 ５０ インク配液システム ６０ バッグ内蔵型イ
ンクカセット ６２ 中間インク槽 ６４ 印刷カートリッ
ジ ６６ 給液管 ７０ ハウジング ７２ フレキシブルバッグ ７４ 接続部 ７５ 隔膜 ７６ 中空ニードル ７８ 給液口 ８０ 弁 ８２ 容器 ８３ インターフェー
スモジュール ８４ 給送口 ８６ ベント弁 ９０ 第１液面センサー ９１ 第２液面センサ
ー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA26 KB08 KB11 KB37 KC05 KC14

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 インクジェットプリンターにインクを連
   続供給するインク配液システムであって、 インクを収容した密封型フレキシブルバッグを内蔵する
   ハウジングからなる主インクカセットと、 中間インク槽と、 少なくとも一つの印刷カートリッジと、 第１及び第２液路とからなり、 前記フレキシブルバッグは、前記第１液路との接続部に
   隔膜を備え、その上部の一部が一定の高さ位置を保つよ
   うに前記ハウジング内に位置決めされており、 前記第１液路は全機種インクカセットと中間インク槽と
   の間を延在していると共に、中空ニードルと弁とを備え
   ており、 前記ニードルは前記隔膜に抜差し自在に貫穿されるよう
   になっていて、角膜に感染されるとフレキシブルバッグ
   から前詭弁を介して中間インク槽にインクが流れるよう
   になっており、 前記第２液路は、中間インク槽と印刷カートリッジとの
   間を延在して、中間インク槽と印刷カートリッジとの間
   でのインクの流れを許容することよりなるインク配液シ
   ステム。