JP2010208145A - Inkjet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体を記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs recording by discharging a liquid onto a recording medium.
現在、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置としては、記録シートと交差する方向に移動するキャリッジに記録ヘッドおよびインクタンクを搭載する形式のシリアル型のインクジェット記録装置が知られている。この種のインクジェット記録装置では、インクタンクが大型化するとキャリッジの駆動のために多くの消費電力を必要とする。 At present, as an ink jet recording apparatus that performs recording by discharging ink, a serial type ink jet recording apparatus in which a recording head and an ink tank are mounted on a carriage that moves in a direction crossing a recording sheet is known. In this type of ink jet recording apparatus, when the ink tank becomes large, a large amount of power is required for driving the carriage.
そこで、インクタンクと記録ヘッドとを別々の位置に配置し、それらの間をチューブで接続し、そのチューブを介してインクタンクから記録ヘッドにインクを供給する、いわゆるチューブ供給方式を採用したインクジェット記録装置も知られている。但し、チューブ供給方式を採用したとしても、インクタンク内のインク量は有限であるため、インクタンク内のインクを使い切ってしまった場合にはインクタンクを交換することが必要となる。 Therefore, an ink jet recording that employs a so-called tube supply system in which the ink tank and the recording head are arranged at different positions, connected by a tube, and ink is supplied from the ink tank to the recording head via the tube. Devices are also known. However, even if the tube supply method is adopted, the amount of ink in the ink tank is finite, so that if the ink in the ink tank is used up, it is necessary to replace the ink tank.
シリアル型のインクジェット記録装置において、一枚の記録媒体に対する記録動作の途中でインクタンク内のインクが無くなった場合には、記録動作を中断してインクタンクの交換作業を行う必要がある。この場合、記録動作再開直後に形成された記録部分と、その他の部分との間には色味の差が生じることがある。すなわち、連続的に記録動作が行われる場合には、同一位置に吐出された異なる色相のインクが記録媒体の上で互いに混ざり合うため適正な混合色が得られる。しかし記録動作が中断された場合には、乾燥したインクの上に液状のインクが吐出されることとなるため、両インクが十分に混ざり合わず、先に吐出されたインクと、後に吐出されたインクのいずれか一方のインクの色相が強調された混合色となる。この場合、連続的に記録が行われた記録部分と、インタンク交換によって中断した後に記録が再開された部分との間には色味の差(色ムラ)が生じることとなる。 In the serial type ink jet recording apparatus, when the ink in the ink tank runs out during the recording operation for one recording medium, it is necessary to interrupt the recording operation and replace the ink tank. In this case, there may be a color difference between the recording portion formed immediately after resuming the recording operation and the other portions. That is, when the recording operation is continuously performed, inks of different hues ejected at the same position are mixed with each other on the recording medium, so that an appropriate mixed color can be obtained. However, when the recording operation is interrupted, liquid ink is ejected on the dried ink, so that both inks are not mixed sufficiently, and the ink ejected first and the ink ejected later A mixed color in which the hue of one of the inks is emphasized is obtained. In this case, a color difference (color unevenness) occurs between the recording portion where the recording is continuously performed and the portion where the recording is resumed after being interrupted by the in-tank replacement.
このような記録動作途中でのインクタンクのインク切れを避けるため、特許文献1には、メインタンクとは別にサブタンクを設けたインクジェット記録装置が開示されている。ここに示されるインクジェット記録装置では、交換可能で大容積のメインタンクから、比較的容積の小さいサブタンクへとインクが供給され、サブタンク内に収納されたインクが記録ヘッドへと供給される。
In order to avoid running out of ink in the ink tank during such a recording operation,
従って、一枚の記録媒体への記録の途中でメインタンクにインク切れが生じた場合にも、サブタンク内に収納されているインクを使うことによって記録を継続することが可能になる。そして、サブタンクから供給されるインクによって記録が行われている間にメインタンクの交換を完了すれば、記録動作を中断することなく記録を行うことができ、記録画像の品質を高く維持することができる。 Therefore, even if the main tank runs out of ink during recording on one recording medium, it is possible to continue recording by using the ink stored in the sub tank. If the replacement of the main tank is completed while recording is being performed with the ink supplied from the sub tank, the recording operation can be performed without interruption, and the quality of the recorded image can be maintained high. it can.
また特許文献2には、ポンプによってサブタンク内の余剰気体が排気されてインク液面が上昇すると、フロートが排気口を塞ぎ、排気動作が終了する構成も開示されている。
Further,
ところで、近年のインクジェット記録装置には、更なる性能向上及び低コスト化が求められている。性能向上を実現するための対策としては、例えば、色表現領域の拡大のために使用するインクの数を増やすことが行われている。但し、使用するインクの数を増やすためには、記録ヘッドの数およびインクの供給システムの数を増大させる必要があり、低コスト化とは相反する結果を招くこととなる。特に、上記各特許文献のようにメインタンクからサブタンクへのインク供給をポンプを用いて行う場合、駆動源、インク流路、サブタンクからのインクの溢れを防止する機構等が各色毎に必要となり、これらが装置コスト増大を招く大きな要因となっている。このため、メインタンクからサブタンクへのインクの供給システムを小型かつ安価な構成で実現すべく、メインタンクからサブタンクへと一定量のインクを繰り返し供給することによってサブタンク内にインクを充填させる構成を採ることが提案されている。これによれば大型で高価なポンプ機構が不要となり、装置コストの低減を図ることが可能になる。
しかしながら、インクを一定量毎にサブタンクに供給する構成を採る場合、サブタンクが満杯状態となっても、定量供給が完了するまではインクが供給され続け、インクがサブタンクから漏れる可能性があった。
By the way, in recent inkjet recording apparatuses, further performance improvement and cost reduction are required. As a measure for realizing the performance improvement, for example, increasing the number of inks used for expanding the color expression area is performed. However, in order to increase the number of inks to be used, it is necessary to increase the number of recording heads and the number of ink supply systems, which results in a contradiction to cost reduction. In particular, when the ink supply from the main tank to the sub tank is performed using a pump as in each of the above patent documents, a drive source, an ink flow path, a mechanism for preventing ink overflow from the sub tank, and the like are required for each color. These are major factors that increase the cost of the apparatus. For this reason, in order to realize an ink supply system from the main tank to the sub tank with a small and inexpensive configuration, a configuration is adopted in which the sub tank is filled with ink by repeatedly supplying a certain amount of ink from the main tank to the sub tank. It has been proposed. This eliminates the need for a large and expensive pump mechanism, thereby reducing the cost of the apparatus.
However, in the case of adopting a configuration in which the ink is supplied to the sub tank at regular intervals, even if the sub tank is full, the ink is continuously supplied until the quantitative supply is completed, and the ink may leak from the sub tank.
本発明は、第1のタンクから第2のインクタンクへと一定量のインクを繰り返し供給することにより小型かつ低コストに構成できると共に、第2のインクからのインクの溢れを確実に抑えることが可能なインクジェット記録装置の提供を目的とする。 The present invention can be configured in a small size and low cost by repeatedly supplying a certain amount of ink from the first tank to the second ink tank, and reliably prevents overflow of the ink from the second ink. An object of the present invention is to provide a possible ink jet recording apparatus.
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち、本発明の第1の形態は、インクを収納可能な第1のインクタンクとインクを吐出可能な記録ヘッドとに連通可能な第2のインクタンクと、前記第2のインクタンクに収納されているインク量が予め定めた下限量に達するまで一定量のインクを繰り返し供給することによって前記第2のインクタンクにインクを充填するインク充填手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記第2のインクタンクの容積が、前記下限量に前記一定量を加えた容積に定められていることを特徴とするインクジェット記録装置。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. That is, according to the first aspect of the present invention, the first ink tank capable of storing ink and the second ink tank capable of communicating with the recording head capable of ejecting ink are stored in the second ink tank. An ink filling unit that fills the second ink tank with ink by repeatedly supplying a constant amount of ink until the amount of ink that has reached a predetermined lower limit amount, 2. The ink jet recording apparatus according to
本発明によれば、一定量のインクを第1のインクタンクから第2のインクタンクへと繰り返し流入させるため、装置の低コストかつ小型に構成できると共に、第2のインクタンクへのインクの充填をインクを漏らすことなく、確実に充填することができる。 According to the present invention, since a certain amount of ink is repeatedly flowed from the first ink tank to the second ink tank, the apparatus can be configured at low cost and in a small size, and the second ink tank can be filled with ink. Can be reliably filled without leaking ink.
以下、本発明を実施するための実施形態について添付図面を参照しながら説明する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
図1に、本発明の適用されるインクジェット記録装置の概略構成を説明するための模式的な平面図を示す。なお、ここに示すインクジェット記録装置は、インク滴を吐出可能な記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動させて記録を行ういわゆるシリアル型のインクジェット記録装置となっている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a schematic configuration of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. Note that the ink jet recording apparatus shown here is a so-called serial type ink jet recording apparatus that performs recording by moving a recording head capable of ejecting ink droplets in a direction intersecting the conveyance direction of the recording medium.
図1において、記録ヘッド1は、供給されるインクを複数の吐出口から吐出可能なインクジェット記録ヘッドであり、この記録ヘッド1は、キャリッジ102に交換可能に搭載される。キャリッジ102には、不図示のコネクタを介して記録ヘッド1に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダ(電気接続部)が設けられている。キャリッジ102は、装置本体に設置されたガイドシャフト103によって、矢印Aに示す主走査方向に往復移動可能に支持されている。主走査モータ104により回転駆動されるモータプーリ105と従動プーリ106との間には、キャリッジ102に連結されたタイミングベルト107が架け渡されている。キャリッジ102は、これらのモータ104,プーリ105,106、タイミングベルト107などによって構成された駆動機構によって主走査方向に移動される。
In FIG. 1, a
プリント用紙やプラスチック薄板等の記録媒体108は、給紙モータ115の駆動によってピックアップローラ113が回転されることにより、オートシートフィーダ(ASF)114から一枚ずつ分離されて給紙される。さらに、記録媒体108は、搬送ローラ109の回転により矢印Bの副走査方向に搬送されて、記録ヘッド1における吐出口の形成面(吐出口面)と対向する位置(記録部)を通る。搬送ローラ109は、LFモータ116の駆動により回転される。記録媒体108が給紙されたかどうかの判定と、その給紙時における記録媒体の先端の頭だし位置の確定は、搬送ローラ109の上流に配されたペーパエンドセンサ112の検出信号に基づいて行われる。さらに、記録媒体108の後端位置の割り出し、および記録媒体108の後端位置から現在の記録位置を割り出すためにもペーパエンドセンサ112が使用される。なお、記録媒体108は、記録部において平坦な記録面を形成するように、その裏面がプラテン(不図示)により支持される。
A
上記構成を有するインクジェット記録装置では、記録ヘッド1がキャリッジ102と共に矢印A方向に走査しつつインクを吐出する記録走査と、記録ヘッドの各走査の間に行われる記録媒体の搬送動作とを繰り返し、記録録媒体上に画像を形成する。
In the ink jet recording apparatus having the above-described configuration, the
図2は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置100のインク供給システムの概略図である。ここでは説明を簡単にするため、液体としてのインク1色分の経路についてのみ示す。図2は、特に、メインタンク5内部にインクが十分に収納されており、メインタンク5内のインクが使用されて記録が行われている状態を示す図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an ink supply system of the inkjet recording apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Here, for simplicity of explanation, only the path for one color of ink as a liquid is shown. FIG. 2 is a diagram showing a state in which ink is sufficiently stored in the
まず、本実施形態のインク供給システムの構成について説明する。本実施形態のインク供給システムは、記録ヘッド1と、記録ヘッド1に連通可能なサブタンク4と、サブタンク4に連通可能なメインタンク5と、メインタンク5に連通可能なバッファ室6とを有している。本実施形態の記録ヘッド1は、インクを吐出させる記録素子が設けられた素子基板と、この素子基板に接合されるオリフィスプレートとを備えている。オリフィスプレートは、インクの液滴を吐出する複数の吐出口を有するとともに、素子基板に接合されることによって吐出口が連通するエネルギ作用室としての発泡室及びこれに連通するインク流路等が形成されている。
First, the configuration of the ink supply system of this embodiment will be described. The ink supply system according to the present embodiment includes a
メインタンク5(第1のインクタンク)は、記録装置本体に対して取り外し可能に形成されている。本実施形態では、メインタンク5は、比較的大容積のインクを収納可能に形成されている。メインタンク5に収納されたインクは、記録装置本体に搭載されたサブタンク(第2のインクタンク)4に供給され、サブタンク4内のインクはキャリッジに搭載された記録ヘッド1に供給される。記録ヘッド1は供給されたインクを吐出口から吐出し、画像の記録を行う。記録動作が進むにつれ、メインタンクからサブタンクへのインクの供給が行われ、メインタンク5内部のインクは減少してゆく。そして、メイタンク内のインクが無くなったとき、あるいは一枚の記録媒体に対して記録を行うのに不十分な量となったときには、図6に示すように、メインタンク5をインクの充填された新たなものに交換する。
The main tank 5 (first ink tank) is formed to be removable from the recording apparatus main body. In the present embodiment, the
サブタンク4には、メインタンクが空となって交換されている間に、記録動作を中断させないようにするため、メインタンク5の交換作業の間、記録動作を行うことが可能な量のインクが収納されている。このため、サブタンク4の内部に収納されているインクの量としては、メインタンク5の交換作業の間を凌ぐだけの量を収納すれば良いので、サブタンク4の容積は、メインタンク5に比べ、比較的小さく形成される。メインタンク5とサブタンク4は、サブタンク4の液室4の上面部に突設された第1の中空管11によって連通される。第1の中空管11は金属などの導電部材によって形成され、その内部にインクを流通させることが可能なように形成されている。
In the sub tank 4, in order to prevent the recording operation from being interrupted while the main tank is empty and replaced, an amount of ink that can perform the recording operation during the replacement operation of the
ここで、第1の中空管11は、インクの流通する流路が流路抵抗を十分に有するように、その内径が十分に細く形成されている。このため、メインタンク5がサブタンク4よりも高い位置に配置されていても、メインタンク5内に収納されているインクは、重力のみによってサブタンク4内に供給されることはない。記録ヘッド1でインクが吐出され、サブタンク4内のインク量が減少することでサブタンク4内に所定値以上の負圧が発生したときにメインタンク5からサブタンク4へインクが供給される。
Here, the inner diameter of the first
また、記録ヘッド1とサブタンク4との間には、これらを接続するための供給チューブ2が配置されている。供給チューブ2は、内部にインクを流通させることが可能とされ、サブタンク4内部のインクを記録ヘッド1に供給する。供給チューブ2は柔軟な材料によって形成されており、記録ヘッド1を走査させつつ記録ヘッド1にインクを供給することが可能である。
Further, a
サブタンク4には、外部と連通し、サブタンク4の内部と大気とを連通可能にする大気連通路8が連結されている。大気連通路8は、サブタンク4内で最も高い位置41から上方に立ち上がる導入部81と、その導入部81の上端に形成された導出口81bに連結された空間部82と、前記空間部82からサブタンク4の底面よりも下方に立ち下がる排出部83とを備える。従って、大気連通路8は全体として逆U字状に構成されている。導入部81の下端部に形成された導入口81aはサブタンク4における最も高い位置と同一の高さ位置に配設されている。また、大気連通路8には、その排出部83に外周面に沿って摺動可能に大気連通弁9が設けられており、この大気連通弁9を移動させることによって大気連通路8の出口である大気連通口8aを開放、閉塞することが可能になっている。従って、大気連通口8aが開放状態にあるときには、サブタンク4の内部の空気を導入部81、空間部82および排出部83を介して大気連通口8aから大気へと放出することができる。また、サブタンク4には、サブタンク4内のインクの液面が所定の高さ以上にあるとき、インクと接触する金属などの導電部材によって形成された中実管13が取り付けられている。この中実管13と中空管11とは図外の配線部によって電気的に接続され、中実管13と中空管13とが液体サブタンク内に収納されたインクと接触すると閉回路が形成され、インクがサブタンク内に充填されたことを表す電気信号が出力される。
The sub tank 4 is connected to the
本実施形態では、中実管13をサブタンク4の上面に形成された傾斜面42に配置し、サブタンク4のインク内に生じた気泡が中実管13の周囲に溜まるのを避けるように構成されている。これによれば、液面の位置が中実管13との接触位置に達しているにも拘わらず、中実管13の周囲に溜まった気泡によってインクと中実管13とが非接触となって液面位置が検出されないという誤検出が生じるのを避けることができる。
In the present embodiment, the
また、サブタンク4を形成する壁面の一部には、サブタンク4の容積を変化させるよう動作可能な容積変化部材としてダイヤフラム部3が設けられている。本実施形態において、サブタンク4は、液室部4aとこれに連通する流路部4bとからなるインク収納部を有しており、ダイヤフラム部3は、インク収納部内における流路部4bに設けられている。また、ダイヤフラム部3は、可撓性を有するゴムによって形成されている。図2は、ダイヤフラム部3が流路部4aの壁面から外方に膨出した初期状態を示しており、サブタンク4の容積は拡張した状態にある。一方、図3はダイヤフラム部3の中央部が流路部4aの壁面に接する位置まで押圧された状態を示しており、この状態においてサブタンク4の容積は前述の拡張状態に比べて縮小する。なお、この実施形態における流路部4aには、ダイヤフラム部3によって開閉される連通口4b1が形成されると共に、連通口4b1より下流側(サブタンクから記録ヘッドへのインクの流動方向において下流側)に前述の供給チューブ2の下端部が連結されている。従って、図3に示すようにダイヤフラム部3が押圧された状態にあるとき、連通口4b1はダイヤフラム部3によって閉塞され、液室部4aと記録ヘッド1との連通が遮断されるようになっている。このようにダイヤフラム部3は記録ヘッドから液室部4aの間を連通、遮断させる開閉弁としての機能も併せ持つ構成となっている。
A diaphragm portion 3 is provided on a part of the wall surface forming the sub tank 4 as a volume changing member operable to change the volume of the sub tank 4. In the present embodiment, the sub-tank 4 has an ink storage portion including a
また、ダイヤフラム部3が設けられている流路部4bは、サブタンク4の液室部4aにおいて下方部に配置されており、液室部4aとの連通口は比較的低い位置に形成されている。これにより、インクが消費され、サブタンク4内に残るインクの量が僅かな量になるまで流路部4bおよびダイヤフラム部3内に空気が流入しないように構成されている。
Moreover, the
バッファ室6は、内部にインクを収納可能な容器として、メインタンク5と連通するように形成されている。そして、バッファ室6の内部には大気に開放された大気連通路7が配置されており、バッファ室6の内部の空間は大気連通路7を介して大気と連通している。メインタンク5とバッファ室6との間は、第2の中空管12によって接続される。第2の中空管12も金属などの導電部材によって形成され、その内部にインクを流通させることが可能なように形成されている。メインタンク5とバッファ室6とが連通させることにより、メインタンク5の内部のインクが温度上昇によって膨張して、メインタンク5の内部の圧力が上昇するようなことがあっても、メインタンク5内部のインクをバッファ室6の内部に流入させることができる。このため、メインタンク5の内部の圧力が過度に上昇するのを抑えることができる。また、メインタンク5が、バッファ室6を介して大気と連通するように形成されており、バッファ室6は、メインタンク5内部の圧力を大気の圧力とバランスさせる役割を果たしている。
The buffer chamber 6 is formed to communicate with the
ここで、本実施形態におけるダイヤフラム部3の押圧、開放動作、および大気連通弁の開閉動作を行う機構を説明する。本実施形態では、ダイヤフラム部3を押圧、開放させることによるサブタンク4の容積の拡張・縮小動作及び大気連通弁9の開閉動作は、同一の駆動源としてのモータ14を有する駆動機構30によって行われる。駆動機構30は、モータ14と、モータ14の出力軸に固定された駆動ギア14a、アイドルギア15、遊星ギア16からなる駆動力伝達機構とを備える。また、駆動機構30は、駆動力伝達機構によって選択的に回転駆動される第1ギア19および第2ギア24と、第1ギアと一体的に回転する第1カム20と、第2ギア24と一体的に回転する第2カム25を有する。さらに駆動機構30は、第1カム20によって作動する大気弁レバー21と、第2カムによって作動するダイヤフラムレバー27とを有する。なお、本実施形態においては、前記の駆動機構30と大気連通弁9とダイヤフラム部3とにより、インク供給機構が構成されている。
Here, a mechanism for performing the pressing and opening operation of the diaphragm portion 3 and the opening / closing operation of the air communication valve in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the expansion / reduction operation of the volume of the sub tank 4 and the opening / closing operation of the
より詳細に説明すると、モータ14の出力軸に固定された駆動ギア14aは、アイドルギア15と噛合するように配置されている。また、アイドルギア15と遊星ギア16とは噛合し、それぞれのギアがモータ14からの駆動力を伝達する。遊星ギア16は、アーム17を介してアイドルギア15に接続されており、アイドルギア15の中心軸との距離を保ちながら、図2に示されるモータ14の回転方向によってR1、R2のいずれかの方向に移動できる。遊星ギア16がR1方向に移動したときには、遊星ギア16はギア24と噛合し、遊星ギア16がR2方向に移動したときにはギア19と噛合することが可能とされている。
More specifically, the
さらに駆動機構30は、支点22を中心軸として回転する大気弁レバー21と、支点26を中心軸として回転するダイヤフラムレバー27とを有している。大気弁レバー21の一端部は、前述の大気連通口8aを開閉させるための大気連通弁9に連結されており、常には圧縮バネ23の付勢力によって大気連通口8aを開放させる位置へと付勢されている。カム20の外周の一部には、外方に突出する押圧部20aが設けられており、カム20が所定の位相位置まで回転することにより、この押圧部20aが大気弁レバー21の一端部を圧縮バネ23の付勢力に抗して押圧する。また、カム20の外周部の一部には、外方に突出する押圧部20aが設けられており、カム20が所定の位相位置まで回転することにより、この押圧部20aが圧縮バネ23に抗してダイヤフラムレバー27を押圧することができる。ギア24及びギア19に近接した位置には、ギア24及びギア19と共に回転するカム20及びカム25の位相検出を行うセンサ42、43が、それぞれ配置されている。このうち、ダイヤフラム部3を作動させるダイヤフラムレバー27を押圧部20aで押すカム25の位相の検出は、ダイヤフラム部センサ42が行う。また、大気連通弁9を作動させる大気弁レバー21を押圧部25aで押圧するカム20の位相検出は、大気弁センサ43が行う。センサ42、43によってそれぞれのギア19、24の位相を正確に検出し、大気連通口8aの開閉及びダイヤフラム部3の移動によるサブタンク4の容積の拡張・縮小動作を確実に行うことが可能とされている。本実施形態では、センサ42、43は発光素子及び受光素子を有する光学的なフォトセンサが用いられている。センサ42、43は、受光素子での光量を検出することによってギア19、24の位相を検出している。本実施形態では、ギア19、24の所定位置にフラグが設けられており、このフラグが所定位相に位置したときに発光素子からの光が遮光され、受光素子での受光量を変化させてギア19、24の位相を検出している。なお、センサ42、43の形態としてはこれに限定されず、その他の形態のものが用いられても良い。例えば、ギアが近くの位置を通過することで発生する磁界の変化を検出する磁気センサが用いられても良い。
The
図9は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。図9において、インクジェット記録装置の各部の動作は、ROM121内に格納された制御プログラムおよびRAM122に格納された種々のデータなどに基づいて制御手段としてのCPU120により制御される。すなわち、CPU120には、記録ヘッド1に設けられた電気熱変換素子を駆動するヘッド駆動回路123、主走査モータ104を駆動する主走査モータ駆動回路124、LFモータ116を駆動するLFモータ駆動回路125などが接続されている。さらに、前述の大気弁9の開閉およびダイヤフラム部3の移動などを行うための駆動源であるモータ4がCPU120に接続されている。また、CPU120には、インクジェット記録装置の動作状態を表示する表示部52および記録媒体を供給するASF114などが接続されている。また、CPU120には、前述の大気弁センサ43、ダイヤフラム部センサ42、ペーパーエンドセンサ112などが接続されている。さらにCPU120には、メインタンク5およびサブタンク4内に収納されているインクが所定量以下に達したか否かを表す信号を出力する液体検出回路50が接続されている。この液体検出回路50は、前述の第1の中空管11と第2の中空管12との間、第1の中空管11と中実管13との間に、それぞれ所定の電圧を印加する。そして、第1の中空管11と第2の中空管12との間、第1の中空管11と中実管13との間に電流が流れたか否かを検出し、電流が流れた場合にはCPU120に検出信号を出力する。なお、この液体検出回路50、第1の中空管11および中実管13によって、サブタンク4内のインクが基準液面に達したか否かを検出する第1の検出手段が構成されている。また、液体検出回路50、第2の中空管12および中実管13によって、メインタンク内にインクが実質的に空になったか否かを検出する第2の検出手段が構成されている。さらに、前述のインク供給機構と、このインク供給機構の駆動を第1の検出手段からの検出信号に基づいて制御するCPU120とによって、メインタンク5からサブタンク4へのインクの供給を繰り返し行うインク充填手段が構成されている。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control system of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. In FIG. 9, the operation of each unit of the ink jet recording apparatus is controlled by the
上記の制御系において、CPU120は、液体検出回路50および各部のセンサから出力された信号に応じて、ROM121に格納されている制御プログラムに従い、記録動作、サブタンクへのインクの充填動作などの種々の動作が制御される。例えば、メインタンク5の交換後に実行されるサブタンクへのインクの充填動作においては、ダイヤフラム部センサ42及び大気弁センサ43によって検出された各カム20、25の位相を表す信号がCPU120に入力される。CPU120は、それらの位相と液体検出回路50からの信号に基づいてモータ14の回転方向および回転量が制御される。このように、前述のインク供給機構と、このインク供給機構の駆動を第1の検出手段からの検出信号に基づいて制御するCPU120とによって、メインタンク5からサブタンク4へのインクの供給を繰り返し行うことを可能とするインク充填手段が構成されている。
In the above control system, the
上記構成を有するインクジェット記録装置100において、記録ヘッド1がインクを吐出して記録動作を実行すると、これに伴い記録ヘッド1内に負圧が発生する。この記録ヘッド1内の負圧が一定値以上になると、その負圧によってサブタンク4内のインクが供給チューブ2を介して記録ヘッド1に供給される。また、記録動作時には大気連通弁9が閉塞されているので、サブタンク4は密閉された状態にある。このため、サブタンク4内のインクが記録ヘッド1へと供給されることに伴い、サブタンク4内には負圧が発生する。この負圧によってメインタンク5内のインクは第1の中空管11を介してサブタンクへと供給される。また、前述のようにバッファ室6は第2の中空管12を介してメインタンク5と連通する一方、大気連通路7を介して大気とも連通している。このため、メインタンク5内の圧力は大気と常にバランスされており、記録動作時においてもメインタンク5内部の圧力が過度に低下することはない。
In the ink jet recording apparatus 100 having the above configuration, when the
本実施形態では、重力のみではメインタンク5からサブタンク4へとインクが流通しないように第1の中空管11には十分に大きな流路抵抗をもたせている。このため、記録動作中にメインタンク5内部からサブタンク4へと供給されるインク量は、記録ヘッドでの消費量に相当し、過剰なインクがサブタンク4へと供給されることはない。従って、サブタンク4内でのインクの液面は、一定範囲内の高さに保たれる。本実施形態において、メインタンク5内にインクが収納されている場合には、サブタンクの中のイクの液面は中実管13の下端部とサブタンク4の上面との間に位置するよう調整されている。
In the present embodiment, the first
本実施形態の記録装置によって記録動作が続けられ、メインタンク5内のインクが消費され続けると、最終的には略全てのインクが消費され、実質的に空の状態となる。メインタンク5内のインクが全て消費された状態で記録動作が継続されると、メインタンク5からサブタンク4へと空気が供給される。この空気は、図4に示されるように、メインタンク5とサブタンク4を連結する第1の金属の中空管11を介して、サブタンク4内の供給路10内に流入する。その結果、第2の中空管の下側には空間が形成され、第1の中空管11とサブタンク4内のインクとは非接触状態となる。
When the printing operation is continued by the printing apparatus of the present embodiment and the ink in the
本実施形態では、中空管11と中実管13との間に所定の電圧を印加し、中空間11と中実管13との間が通電するか否かに基づいて供給路10内にインクが存在しているかどうかの判断を行うようになっている。すなわち、供給路10内にインクが存在している場合には第1の中空管11と中実管13とインクを介して通電し、第1の中空管11の下側に空間が存在する場合には、第1の中空管11と中実管13とは非通電となる。この導通、非導通を観察することによってメインタンク5内のインクの有無が検出される。例えば、中空管11と中実管13との間の電気的接続が切断されると、メインタンク5内のインクが無くなり、サブタンク4内部のインクが消費され始めたことが検出される。
In the present embodiment, a predetermined voltage is applied between the
メインタンク5内のインク有無の検出精度を高めるため、本実施形態では、供給路10をサブタンク内で鉛直方向に延出する比較的内径の小さな円筒部によって形成している。具体的には、中空管11の内径を1.6mm、供給路10の内径を2〜3mmとしている。このように、供給路10の内径が小径としたため、メインタンク5からサブタンク4内に空気が流入した場合、その空気の導入量に応じてインクの液面の高さを大きく変位させることができる。このため、サブタンク4が空になり、メインタンク5からサブタンク4へと僅かに空気が流入した場合にも、中空管11及び中実管13の間の通電を確実に遮断することができ、メインタンク5内のインクが無くなったことを確実に検出することができる。
In this embodiment, in order to increase the accuracy of detecting the presence or absence of ink in the
メインタンク5の交換が行われる際には、サブタンク4内にはある一定量のインクが保持されている。サブタンク4における供給路10内のインクの有無の検出によってメインタンク5のインク切れが検出された後は、記録ヘッド1によるインク消費量がインクの吐出回数によって計算され、そのインク消費量に基づいてサブタンク4内のインク残量が計算される。その後、もしメインタンク5が交換されることなく記録が続行され、サブタンク4が空となったときには記録が中断される。このときは、やむを得ず記録動作が中断され、インクが無くなったことにより記録動作を中断したこと、およびメインタンク5の交換を必要とすることを知らせる報知動作が行われる。
When the
メインタンク5内部のインク切れが検出された際には、記録装置はディスプレーや記録装置の表示部にこのことを示して、インク切れをユーザーに報知する。ユーザーはこの報知に応じてメインタンク5を交換すれば良い。このように、記録装置によってメインタンク5内部のインク切れが検出されると、これに応じてメインタンクの交換作業が行われる。
When the ink out of the
メインタンク5が交換される際には、メインタンク5が上方に引き上げられて、第1の中空管11及び第2の中空管12からメインタンク5が引き抜かれる。これにより、空になったメインタンク5がサブタンク4及びバッファ室6から取り除かれる。また、新たなメインタンク5を装着する場合には、メインタンク5の底部に第1の中空管11及び第2の中空管12を刺し、各中空管11,12の状端部をインクタンク内に突出させる。なお、本実施形態では、第1の中空管11と第2の中空管12との間に所定の電圧を印加し、第1の中空間11と第2の中空管12とが通電するか否かによって、インクの収納された適正なメインタンク5が装着されているか否かも確認することが可能になっている。
When the
ところで、メインタンク5の交換作業によって記録動作が中断された場合、前述のように記録動作の中断直後に記録された領域と、連続的に記録動作が行われた領域との間に色味の差が生じ、画像品質の低下を招くことがある。このような画像に発生する色味のムラを抑えるためには、メインタンク5の交換作業が行われている間にも記録動作が行われることが必要となる。本実施形態では、メインタンク5とは別にサブタンク4が取り付けられており、メインタンク5を取外したときにもサブタンク4内のインクを用いて記録動作を続行することができる。これにより、メインタンク5の交換時に記録動作が中断することに起因する画像品質の低下を抑えることができる。
By the way, when the recording operation is interrupted by the replacement work of the
図5は、図4に示す状態からさらに記録動作が行われることによってサブタンク4内のインクが消費されて減少した状態を示す説明図である。記録動作が行われている状態では、大気連通弁9は閉塞され、ダイヤフラム部3は外方に膨出した初期状態にあるため、サブタンク4内の容積が拡張された状態に保たれている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the ink in the sub tank 4 is consumed and reduced by further performing the recording operation from the state shown in FIG. In a state where the recording operation is being performed, the
メインタンク5はサブタンク4よりも高い位置に配置されているが、インクが収納されているメインタンク5が搭載されたとしても、すぐにはサブタンク4内にはインクは供給されない。通常、メインタンク5は空になった状態で交換されるので、メインタンク5を交換する際には、図3に示されるようにサブタンク4内の供給路10には空になった状態のメインタンク5から空気が吸引されサブタンク4内に空気が流入する。従って、通常、メインタンク5が交換されると、サブタンク4の供給路10内には空気が存在している。
Although the
また、メインタンク5を交換する際には大気連通弁9が閉塞されている。そして、サブタンク4内のインクの上部には空気が収納されている。これにより、メインタンク5が交換されることでインクが収納されているメインタンク5とサブタンク4とが連通したとしても、この空気はサブタンク4の外部に放出されないので、サブタンク4にはインクはほとんど流入しない。このため、メインタンク5を交換したとしても、サブタンク4で負圧が発生しないと、メインタンク5からはインクは供給されない。
Further, when the
従って、サブタンク4にインクを供給するためには、サブタンク4内に負圧を発生させ、サブタンク4内の空気と新たに交換されたメインタンク5内のインクとが置換されて、サブタンク4内にインクが充填されることが求められる。
Therefore, in order to supply ink to the sub tank 4, a negative pressure is generated in the sub tank 4, and the air in the sub tank 4 is replaced with the newly exchanged ink in the
ここで、図7及び図8を参照しつつ、サブタンクへのインクの充填動作の概略を説明する。なお、図7(a)〜(c)は、サブタンク内にインクを充填する際のサブタンク周辺の各部の動作を示す説明図である。
図7(a)は、メインタンク5が交換され、サブタンク内のインクが僅かな状態になった状態を、図7(b)は、ダイヤフラム部3を内方に移動させることでサブタンク4内の空気をサブタンク4の外部に送り出した状態をそれぞれ示している。また、図7(c)は、ダイヤフラム部3を外方に移動させることでメインタンク5からサブタンク4内にインクを供給している状態を示している。
Here, the outline of the ink filling operation to the sub tank will be described with reference to FIGS. FIGS. 7A to 7C are explanatory views showing the operation of each part around the sub tank when the sub tank is filled with ink.
FIG. 7A shows a state in which the
図7(a)に示すように、メインタンク5を交換した直後は、ダイヤフラム部3が外方に膨出しサブタンク4の容積が拡張された状態を示している。このとき大気連通弁9は閉塞されている。次に、図7(b)に示すように、大気連通弁9を閉塞状態から開放状態にした後、ダイヤフラム部3を内方に位置させてサブタンク4の容積を縮小させる。ダイヤフラム部3は、移動によってサブタンク4が約0.5cc分の体積変化を行うことが可能な構成となっている。
As shown in FIG. 7A, immediately after the
ダイヤフラム部3を内方に移動させることにより、約0.5cc分の体積のインクがダイヤフラム部3からサブタンク4におけるメインタンク側に押出される。このとき、ダイヤフラム部3から記録ヘッド1までの流路抵抗(供給チューブ2の流路抵抗)はダイヤフラム部3からサブタンク4(メインタンク5)までの流路抵抗に比べ、圧倒的に高いので、記録ヘッド1側にはインクは殆ど押し出されない。そのため、ダイヤフラム部3によって押し出されたインクはサブタンク4側へと流動する。
By moving the diaphragm portion 3 inward, ink of a volume of about 0.5 cc is pushed from the diaphragm portion 3 to the main tank side in the sub tank 4. At this time, the flow path resistance from the diaphragm section 3 to the recording head 1 (flow path resistance of the supply tube 2) is overwhelmingly higher than the flow path resistance from the diaphragm section 3 to the sub tank 4 (main tank 5). Almost no ink is pushed out to the
また、インクがサブタンク4内の供給路10及び中空管11を介してメインタンク5へ送り込まれる抵抗値に対し、サブタンク4内の空気がサブタンクの液室部4aに連結される大気連通路8を介して大気に排出される抵抗の方が圧倒的に小さい。このため、ダイヤフラム部3によってサブタンク4内にインクが送り込まれることによって、サブタンク4内の空気が大気に排出され、サブタンク4のインクがメインタンク5へと送り込まれることは殆どない。
Also, the
次に図7(c)に示されるように、大気連通弁9を開放状態から閉塞状態にした後、ダイヤフラム部3を内方へと押圧した状態から外方に膨出する初期状態へと移動させる。このダイヤフラム部3の移動により、サブタンク4の容積が拡大する。これにより、サブタンク4内に負圧が発生し、ダイヤフラム部3内にインクが約0.5cc分流入すると共に、メインタンク5からサブタンクへインクが供給される。
Next, as shown in FIG. 7C, after the
このとき、大気連通弁9が閉塞されていることにより、記録装置の外部から大気連通路8を介してサブタンク4内に空気が入ってくることはない。そして、メインタンク5内は負圧になるが、大気連通路7を介してバッファ室6から空気がメインタンク5内に導入されるので、メインタンク5内の負圧は解消される。その結果、メインタンク5からサブタンク4へある一定量のインクが導入されることとなる。
At this time, since the
次に、本実施形態のインク供給システムにおけるメインタンク5の交換後に、メインタンク5からサブタンク4の内部へインクを供給する際の駆動機構30の各部の動作について説明する。
Next, the operation of each part of the
前述のように、メインタンク5の交換後にサブタンク4内から空気を排出しつつ、メインタンク5からサブタンク4へインクを供給するには、ダイヤフラム部3の拡張・縮小動作(ダイヤフラムの移動)及び大気連通弁9の開閉作動を繰り返す。このときの記録装置におけるダイヤフラム部3と大気連通弁9の状態としては、概ね2つの状態が考えられる。まず一方の状態としては、図2に示されるように、ダイヤフラム部3をサブタンク4の外方に膨出してダイヤフラム部3の容積が拡張した状態(以下、この状態をダイヤフラム部の拡張状態と称す)にあり、かつ大気連通弁9が閉塞した状態がある。また、他方の状態としては、図3に示されるように、ダイヤフラム部3が押圧されて、その内部の容積が縮小した状態(以下、この状態をダイヤフラム部の縮小状態と称す)にあり、かつ大気連通弁9が開放された状態がある。
As described above, in order to supply ink from the
図2に示されるようにダイヤフラム部3が拡大状態あり、かつ大気連通弁9が閉塞した状態から、図3に示されるようにダイヤフラム部3が縮小状態にあり、かつ大気連通弁9を閉塞させる場合の各部の動作について説明する。
As shown in FIG. 2, the diaphragm portion 3 is in the expanded state and the
図2に示す状態では、第1カム20の押圧部20aが大気弁レバー21の端部(図中右端部)を圧縮バネ23の付勢力に抗して押圧しており、これによって大気弁レバーの他端部(図中、左端部)に設けられた大気連通弁9が大気連通口8aが閉塞されている。また、第2カム25の押圧部25aは、ダイヤフラムレバー27から離間した状態にあり、ダイヤフラムレバー27は、ばねの付勢力によってカム25の円形の外周面に当接している。このとき、ダイヤフラムレバー27の一端部(図中、左端部)はダイヤフラム3を押圧していない状態(開放状態)にあり、ダイヤフラム3は拡張状態に保たれている。
In the state shown in FIG. 2, the
ここで、まず、モータ14を駆動し、駆動ギア14aをS2方向へと回転させる。この駆動ギア14aの回転力はアイドルギア15を介して遊星ギア18に伝達され、遊星ギア18はその回動中心軸を中心として回転する。なお、アイドルギア15は定位置に保持された不図示の軸を中心に定位置で回転する。遊星ギア18の回転により、これに噛合しているギア19と共に第1カム20が回転し、その押圧部20aが大気弁レバー21の端部(右端部)から離間する。その結果、大気弁レバー21は、圧縮バネ23の弾性力によって支点22を中心に図2における反時計方向へと回転し、大気連通弁9を大気連通口8aを閉塞する位置から移動させる。これにより、大気連通口8aは大気に開放される。
Here, first, the
次に、モータ14によって駆動ギア14aをS2方向に回転させると、駆動ギアに噛合しているアイドルギア15が回転する。このアイドルギア15の回転により、これに噛合している遊星ギア16がR1方向へと移動し、図3に示すようにギア24と噛合する。その後も継続してモータ14を駆動することにより、ギア16はその回動中心を中心として回転し、押圧部25aがダイヤフラムレバー27との対向位置へと移動し、ダイヤフラムレバー27の端部(図中、右端部)を圧縮バネ28に抗して押圧する。これにより、ダイヤフラムレバー26の他端部(図中、左端部)がダイヤフラム3を押圧し、ダイヤフラム3を縮小状態にする(図3参照)。こうしてダイヤフラム3が縮小されることにより、ダイヤフラム3内のインクがサブタンク4の液室4a側に送り込まれ、液室4内のインクの液面は上昇する。この際、大気連通口8aは大気連通弁9によって開放状態となっているため、液室4内のインクの液面上昇に伴ってサブタンク4の上方部に溜まっている空気は大気連通口8aから大気へと排出される。
Next, when the
このように、ダイヤフラム部3および大気連通弁9について、図2の状態から図3の状態に位置関係を変化させることができる。次に、図3に示されるようにダイヤフラム部3が縮小状態あり、かつ大気連通弁9が開放された状態から、図2に示されるようにダイヤフラム部3が拡張状態にあり、かつ大気連通弁9を閉塞させる場合の各部の動作について説明する。
As described above, the positional relationship of the diaphragm 3 and the
図3に示すダイヤフラムの縮小状態から、モータ14を駆動して駆動ギア14aをS1方向へと回転させると、アイドルギア15の回転に伴って遊星ギア16はR2方向へと移動し、ギア19と噛合する。その後、継続してモータ14を駆動することにより、アイドルギア15を介して遊星ギア16が回転し、その回転に連動してギア19およびカム20が回転する。カム20の回転によって押圧部20aが大気弁レバー21の端部を圧縮バネ23に抗して押圧し、大気弁レバー21を支点を中心に回転させる。大気連通弁9は、大気弁レバー21の移動に伴って移動し、それまで開放状態にあった大気連通口8aを閉塞する。この時点で、モータ14の回転は一旦停止する。また、ダイヤフラム部3は、図3に示す縮小状態を維持する。
When the
上記のようにして大気連通口8aが大気連通弁9によって閉塞した後、モータ14を駆動し、駆動ギア14aをS2方向に回転させる。駆動ギア14aの回転に連動してアイドルギア15が回転することにより、遊星ギア16はR1方向へと移動し、ギア24に噛合する。遊星ギア16とギア24とが係合した後も、モータ14の駆動力によって駆動ギア14が回転し続けることにより、遊星ギア16はその回動中心を中心として回転し、ギア24を回転させる。これにより、カム25の押圧部25aがダイヤフラムレバー27から離間し、ダイやフラムレバー27は圧縮バネ28の付勢力によって支点26を中心に図3における時計方向へと回転する。その結果、ダイヤフラムレバー27は、ダイヤフラム3に対する押圧力を解除し、ダイヤフラム3は自身の復元力によって図2に示す拡張状態に復帰する。このとき、大気連通口8aは閉塞されているため、ダイヤフラム3が拡張状態に復帰することにより、サブタンク4内に負圧が発生し、メインタンク5内のインクが中空管11を通じてサブタンク内に流入する。
After the
以上のように、ダイヤフラム縮小・拡大、及び大気連通口8aの開閉を繰り返すことにより、メインタンク5内のインクが一定量ずつ(本実施形態では、0.5ccずつ)、サブタンク4へと供給されて行く。なお、上記動作において、ギア19、24を回転させる際には、それぞれのギア19、24に対応して取り付けられたダイヤフラム部センサ42及び大気弁センサ43によってカム20、25の位相が正確に検出されている。従って、大気連通弁9の開閉状態や、ダイヤフラム部3がサブタンク4の比較的外方か内方のいずれに位置しているかが正確に把握される。
As described above, by repeatedly reducing and expanding the diaphragm and opening and closing the
次に、本実施形態において実施されるメインタンクおよびサブタンクのインク残量検出並びにサブタンクのインクの充填に関する制御動作を図8のフローチャートを参照しつつ説明する。
CPU120は、メインタンク5内のインクが無くなったか否かの判断(ステップS201)、およびサブタンク4内のインクが所定量より少なくなったか否かの判断(ステップS203)を液体検出回路50から出力される検出信号に基づいて行う。すなわち、第1の中空管9と第2の中空管12とが導通している場合、液体検出回路50からはメインタンク検出信号としてON信号が出力され、第1の中空管9と第2の中空管12とが非導通の場合、メインタンク検出信号としてOFF信号が出力される。また、第1の空管11と中実管13とが導通している場合、液体検出回路50からはサブタンク検出信号としてOFF信号が出力され、第1の中空管11と中実管13とが非導通の場合、メインタンク検出信号としてON信号が出力される。そして、これらの検出信号に基づいてCPU120は以下の制御動作を行う。
Next, a control operation related to detection of the remaining amount of ink in the main tank and the sub tank and filling of the ink in the sub tank will be described with reference to the flowchart of FIG.
The
メインタンク5内のインクが無くなり、第1の中空管11と中実管13とが非導通となって液体検出回路50からOFF信号が出力されると(S201)、CPU120は表示部20にメインタンク5の交換を促す表示を行う(S202)。さらに、記録動作によって吐出されるインク滴の数のカウント動作を行う(S203)。次に、記録ヘッドから吐出されるインク滴の数のカウント値が所定値に達したか否かを判断する(S204)。ここで、カウント値が所定値に達したと判断された場合には、サブタンク4内のインクが無くなったと判断し、記録動作を停止させる(S205)。この後、メインタンク5が交換され、液体検出回路50からメインタンク検出信号としてON信号が出力されると(S206)、カウント動作を停止してカウント値をリセットすると共に、メインタンク5の交換を促す表示を停止する(S208)。その後、次の工程S209へと移行する。
When the ink in the
一方S204において、インク滴のカウント値が所定値に達したと判断される前にメインタンク5が交換され液体検出回路50からメインタンク検出信号としてON信号が出力されると(S207)、カウント動作を停止してカウント値をリセットする(S208)。また、これと共にメインタンク5の交換を促す表示を停止し(S208)、次の工程としてS209へと移行する。
On the other hand, if the
メインタンク5が交換されると、CPU120はモータ14を駆動して前述のように大大気連通弁9を開放した後(S209)、モータ14を逆方向に駆動し、ダイヤフラム3を内方へと移動させて縮小状態にする(S210)。このS209およびS210の動作によって、前述のようにサブタンク4内のインクの液面は上昇すると共に、サブタンク4内の空気が大気連通路8を介して大気へと排出される。次に、モータ14を駆動して大気連通弁9を閉じ(S211)、その後モータ14を駆動してダイヤフラム部3への押圧力を解除する。その結果、ダイヤフラム部3は外方へと移動し拡張状態となる(ステップS212)。これにより、前述のようにメインタンク5内のインクがサブタンク4内に供給される。以下、このメインタンク5からサブタンク4へとインクを供給するために行われるS209およびS210の工程を第1の工程、S211およびS212の工程を第2の工程と称す。
When the
上記第1の工程および第2の工程は、サブタンク4内のインクの液面が中実部13に接触し、第1の中空管11と中実管13とが導通するまで交互に繰り返される。そして、中実管13と第1の中空管11とが導通し、サブタンク検出信号がONとなると(S212)、CPU120は、第1の工程(S209、S210)、第2の工程(S211、S212)をそれぞれX回実施し、サブタンク4へのインク充填動作を終了する。この第1工程および第2工程を行う回数(動作回数)Xの値は、サブタンク4の構成と、液体検出手段の構成、およびサブタンク4に必要なインク量によって決めることができる。
The first step and the second step are alternately repeated until the liquid level of the ink in the sub tank 4 comes into contact with the
上記のように、本実施形態では、メインタンク5からサブタンク4へと一定量のインクを繰り返し供給することによって、サブタンク4にインクを充填するようになっている。このため、サブタンクへのインクの充填には大型で高価なポンプを必要とせず、上述のようなダイヤフラム3および大気開閉弁9などを単一の駆動源を用いて駆動させる、小型かつ安価な構成でサブタンクへのインクの充填が可能になる。しかしながら、インクを一定量ずつ繰り返しインクタンクに供給するインク充填方式では、タンク内のインク量が満杯に達したとしても、一定量のインク供給動作が完了するまではインクの供給が継続され、サブタンクからインクが溢れる可能性がある。そこで、本実施形態では、サブタンク4の容積を適切に設定することで、サブタンク4からのインクの溢れを回避しつつ、サブタンク4へのインクの充填を行い得るようになっている。
As described above, in this embodiment, the sub tank 4 is filled with ink by repeatedly supplying a certain amount of ink from the
以下、サブタンク4の容積の設定について説明する。ここでは、まず、説明を簡単にするため、図8に示すフローチャートのS213において動作回数X=0とした場合におけるサブタンク4の容積の設定例を、図10(a)〜(c)に示す。図10(a)は、サブタンク4内インクの液面が、中実管13にかろうじて触れる高さ位置、すなわちインクの液面が中実管13の下端と同一の高さ位置L1(基準液面位置)になり、第1の中空管11と中実管13とが導通した状態を示している。この場合、中実管13と第1の中空管11とが導通し、図8のS212で液体検出回路50からはサブタンク検出信号としてON信号が出力され、サブタンク4の充填が終了する。図10(a)のインク液面L1の場合、サブタンク4内のインク量は、サブタンク想定充填下限量ということができる。
Hereinafter, the setting of the volume of the sub tank 4 will be described. Here, for the sake of simplification of description, examples of setting the volume of the sub tank 4 when the number of operations X = 0 in S213 of the flowchart shown in FIG. 8 are shown in FIGS. FIG. 10A shows the height position at which the ink level in the sub tank 4 barely touches the
図10(c)は、中実管13にサブタンク4内のインクの液面がかろうじて接触せず、第1の中空管11と中実管13との間の導通が遮断された場合に、図8の第1の工程(S209、S210)と第2の工程(S211、S212)をもう一回行った状態を示す。この場合、図8のS213においては、サブタンク検出信号としてON信号が出力され、サブタンク4へのインクの充填が終了する。図10(c)に示すインク液面L3の場合のサブタンク4内のインク量は、サブタンク想定充填上限量とみなすことができる。なお、図10(b)は、図8の第1の工程と第2の工程によるインクの充填動作によって、サブタンク4内のインクの液面が、図10(a)に示すインク液面L1と図10(c)に示すインク液面L3の中間位置に達した状態を示している。
FIG. 10C shows the case where the ink level in the sub tank 4 barely contacts the
上記のサブタンク想定充填上限量は、第1の工程、第2の工程を1回ずつ行った場合のメインタンク5からサブタンク3へのインクの供給量をサブタンク想定充填下限量に加えた液量よりは小さい。すなわち、サブタンク想定充填上限量は、サブタンク想定インク充填下限量に供給弁3の体積変化量(=一定量)を加えたものよりは小さい。従って、前述のように、動作回数X=0と設定した場合において、サブタンク4の容積は、サブタンク想定インク充填下限量にダイヤフラム3の体積変化量(=一定量)以上を加えた容積としている。これにより、サブタンク4内のインク量が、図10(c)に示すサブタンク想定充填上限量になる場合でも、サブタンク4からインクが溢れることなく、確実にサブタンク4にインクを充填することができる。
The above-mentioned sub tank assumed filling upper limit amount is based on the liquid amount obtained by adding the ink supply amount from the
なお、図10ではサブタンク4にサブタンク想定インク充填下限量にダイヤフラム3内の容積変化量(=一定量)を加えたもの以上の容積をサブタンク4の容積としている。しかし、サブタンク4の容積を、大気連通路8の立上り部81の全部ないし一部の容積とサブタンク4の容積とを合わせた容積としても良い。
In FIG. 10, the sub-tank 4 has a volume equal to or larger than the sub-tank 4 plus the sub-tank assumed ink filling lower limit amount and the volume change amount (= a constant amount) in the diaphragm 3. However, the volume of the sub-tank 4 may be a volume obtained by combining the volume of all or a part of the rising
以上の説明においては、第1の中空管11と中実管13とがインクを介して導通した後に行う第1の工程および第2の工程の回数(動作回数)Xを0とした場合を例示した。しかし、動作回数Xの値は、サブタンク4と、サブタンク4のインク残量検出手段の構成、およびサブタンク4に必要なインク量などによって適宜決定することができる。本実施形態において、実際の動作回数Xの値は10回としている。
In the above description, the case where the number of times (number of operations) X of the first step and the second step performed after the first
本実施形態におけるサブタンク4の液室部4aは、サブタンク4内に生じた気泡が中実管3の周辺に付着してインク残量が誤検出されるのを防止するため、サブタンク4の上面に傾斜部を形成し、その傾斜面の中間部に中実管3を保持させている。そして、大気連通管8は、傾斜面の最上位部に連結されている。このため、本実施形態におけるサブタンク4には、L3よりも上方に大きな空間が形成されており、サブタンク4を充填するためには、X=10回とすることが必要となっている。すなわち、実際のサブタンク4では、ダイヤフラム3の体積変化量(=一定量:約0.5cc)×10=5ccのインクを、残量検出用の中実管13の下端部よりも上側に充填できるようにしている。このように動作回数X=10とした場合のサブタンク想定インク充填下限量(以下、実際のサブタンク想定下限量と称す)は、図10(a)に示すサブタンク4内のインク量に供給弁3の体積変化量(=一定量:約0.5cc)を10倍した容積を、加えた量となる。また、動作回数X=10とした場合のサブタンク想定インク充填上限量(以下、実際のサブタンク想定上限量と称す)は、図10(c)に示すサブタンク4内インク量に、供給弁3の体積変化量(=一定量:約0.5cc)を10倍した容積を、加えた量となる。
The
先に説明したように、動作回数Xの値を0と設定した場合のサブタンク想定充填上限量は、サブタンク想定インク充填下限量に供給弁3の体積変化量(=一定量)を加えたものよりは小さい。従って、動作回数X=10回とした場合にあっても、サブタンク4には、実際のサブタンク想定インク充填下限量に、供給弁3の体積変化量(=一定量)の容積以上の容積を持たせている。すなわち、サブタンク想定インク充填下限量(インクの液面が中実管13の下端と同一の高さとなるインク量)に、第1の工程と第2の工程を11回繰り返したインク量を加えた容積以上の容積を、サブタンク4内の容積として定めている。ここで、実際のサブタンク想定インク充填下限量とは、
(中実管13の下端と同一の高さの液面となるサブタンク4内のインク量)+(第1、第2工程が1回行われることによるダイヤフラム3の体積変化量(=一定量)×10)
を意味する。
As described above, the sub tank assumed filling upper limit amount when the value of the operation frequency X is set to 0 is obtained by adding the volume change amount (= constant amount) of the supply valve 3 to the sub tank assumed ink filling lower limit amount. Is small. Therefore, even when the number of operations X = 10, the sub tank 4 has a volume equal to or larger than the volume of the volume change amount (= a constant amount) of the supply valve 3 in the actual sub tank assumed ink filling lower limit amount. It is That is, the ink amount obtained by repeating the first step and the
(Amount of ink in sub-tank 4 having the same level as the lower end of solid tube 13) + (Volume change amount of diaphragm 3 by performing first and second steps once (= constant amount)) × 10)
Means.
これにより、サブタンク4内インク量が、実際のサブタンク想定充填上限量になる場合でもサブタンク4からインクを漏らすことなく、確実にサブタンク4にインクを充填することができる。 Accordingly, even when the ink amount in the sub tank 4 becomes the actual sub tank assumed filling upper limit amount, the ink can be reliably filled into the sub tank 4 without leaking ink from the sub tank 4.
なお、本発明は、動作回数Xの値を0または10以外の数に設定することも可能である。動作回数Xの値は、サブタンク4と、サブタンク4のインク残量検出手段の構成、およびサブタンク4に必要とされるインク充填量の関係によって、任意の値N(Nは1以上の整数)に設定することも可能である。すなわち、動作回数X=Nとした場合には、サブタンク想定インク充填下限量にダイヤフラム3の体積変化量(=一定量)を加えた容積以上の容積をサブタンク3に設定する。ここで言うサブタンク想定インク充填下限量とは、
(中実管13の下端と同一の高さの液面となるサブタンク内のインク量)+ダイヤフラム3の体積変化量(=一定量)×N
である。
In the present invention, it is possible to set the value of the number of operations X to a number other than 0 or 10. The value of the number of operations X is an arbitrary value N (N is an integer equal to or greater than 1) depending on the relationship between the sub tank 4, the configuration of the ink remaining amount detection means of the sub tank 4, and the ink filling amount required for the sub tank 4. It is also possible to set. That is, when the number of operations X = N, a volume equal to or larger than the volume obtained by adding the volume change amount (= constant amount) of the diaphragm 3 to the sub tank assumed ink filling lower limit amount is set in the sub tank 3. The sub tank assumed ink filling lower limit amount mentioned here is
(Amount of ink in the sub-tank with the same level as the lower end of the solid tube 13) + Volume change amount of the diaphragm 3 (= a constant amount) × N
It is.
換言すれば、サブタンク4に設定すべき容積は、第1の検出手段によってその存在が検出されるインク量の中の最小量に、第1、第2の工程によるインク供給動作をN+1回行うことによって供給されるインクの容積を加えた容積とする。 In other words, the volume to be set in the sub-tank 4 is such that the ink supply operation in the first and second steps is performed N + 1 times to the minimum amount among the ink amounts whose presence is detected by the first detection means. The volume of the ink supplied by is added to the volume.
このようにサブタンク4内のインクを設定することにより、サブタンク4内のインク量がサブタンク想定充填上限量になる場合でもサブタンク4からインクを漏らすことなく、確実にサブタンク4にインクを充填することができる。 By setting the ink in the sub tank 4 in this way, even when the ink amount in the sub tank 4 becomes the sub tank assumed filling upper limit amount, the ink can be reliably filled into the sub tank 4 without leaking the ink from the sub tank 4. it can.
(他の実施形態)
なお、本実施形態では、ダイヤフラム部3の開閉及び大気連通弁9の開閉を、大気弁レバー21及びダイヤフラムレバー27をバネによって付勢すると共に、モータ14の回転方向を変え、遊星ギア16と噛合するギアを変えることによって操作している。しかしながら、本発明はこの実施形態に限定されず、他の方法によってダイヤフラム部3の駆動及び大気連通弁9の開閉が行われても良い。例えば、ギア19、24をそれぞれ駆動させるモータを二つ取り付け、それぞれのモータによってギア19、24を駆動させることにしても良い。また、ダイヤフラム3の移動と、大気連通弁9の移動を、単一のモータ14に連動して回転するカムなどによって選択的に駆動するようにすることも可能である。
(Other embodiments)
In this embodiment, opening and closing of the diaphragm section 3 and opening and closing of the
また、本実施形態では、ダイヤフラム部はサブタンクにおける流路部4bに設けられているが、本発明はこれに限定されず、ダイヤフラム部が作動することでサブタンク内に負圧を形成できるような位置であれば、他の位置に形成されていても良い。例えば、サブタンク4の液室部4aの壁部に形成した開口部、例えば底壁部または側壁部に形成された開口部を閉塞するように設けても良い。
Further, in the present embodiment, the diaphragm portion is provided in the
また、本実施形態の記録装置はチューブ供給方式で、記録ヘッドの主走査方向の移動と、記録媒体の副走査方向の搬送と、を伴って画像を記録するいわゆるシリアルスキャン方式の記録装置が用いられているが、本発明はこの形態に限定されない。記録ヘッドが走査せずに、記録媒体の幅方向の全域に亘って延在する記録ヘッドを用いるフルライン方式の記録装置にも適用可能である。 In addition, the recording apparatus of the present embodiment is a tube supply type, and a so-called serial scan type recording apparatus that records an image with movement of the recording head in the main scanning direction and conveyance of the recording medium in the sub-scanning direction is used. However, the present invention is not limited to this form. The present invention can also be applied to a full-line recording apparatus that uses a recording head that extends over the entire width of the recording medium without scanning the recording head.
1 記録ヘッド
3 ダイヤフラム部
4 サブタンク
4a 液室部
4b 流路部
5 メインタンク
8 大気連通路
8a 大気連通口
81 立上り部
9 大気連通弁
30 駆動機構
L1 サブタンク想定下限量
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第2のインクタンクの容積が、前記下限量に前記一定量を加えた容積に定められていることを特徴とするインクジェット記録装置。 A second ink tank capable of communicating with the first ink tank capable of storing ink and a recording head capable of ejecting ink; and the amount of ink stored in the second ink tank is set to a predetermined lower limit amount. An ink filling unit that fills the second ink tank with ink by repeatedly supplying a certain amount of ink until it reaches,
An ink jet recording apparatus, wherein the volume of the second ink tank is set to a volume obtained by adding the fixed amount to the lower limit amount.
前記下限量は、前記2つの導電部材が非導通から導通へと変化した時点で前記第2のインクタンクに収納されているインク量と、前記一定量に予め定めた前記インク供給機構の動作回数を乗じた容積とを加えた容積であることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。 The first detection means is provided in the second ink tank, and has two conductive properties that are conducted when the liquid level of the ink stored in the second ink tank reaches a predetermined reference liquid level position. Having a member,
The lower limit amount is the amount of ink stored in the second ink tank at the time when the two conductive members change from non-conduction to conduction, and the number of operations of the ink supply mechanism preset to the predetermined amount. The inkjet recording apparatus according to claim 2, wherein the volume is a volume obtained by adding a volume multiplied by.
前記インク供給機構は、前記第2のインクタンクの容積を変化させるよう動作可能な容積変化部材と、前記大気連通口を開閉させる大気連通弁とを有し、前記容積変化部材による第2のインクタンクの容積変化と前記大気連通弁の開閉動作とを繰り返し行うによって、前記一定量のインクを前記第1のインクタンクから前記第2のインクタンクへと繰り返し供給することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 The second ink tank has an air communication port for discharging the air inside,
The ink supply mechanism includes a volume change member operable to change the volume of the second ink tank, and an atmosphere communication valve that opens and closes the atmosphere communication port, and the second ink by the volume change member. 2. The predetermined amount of ink is repeatedly supplied from the first ink tank to the second ink tank by repeatedly performing a change in volume of the tank and an opening / closing operation of the atmosphere communication valve. 5. The ink jet recording apparatus according to any one of 4 to 4.
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Cited By (2)
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JP2015229300A (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | 株式会社リコー | Liquid storage container and liquid application device |
JP2018171850A (en) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | ブラザー工業株式会社 | Image recorder |
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- 2009-03-10 JP JP2009056632A patent/JP2010208145A/en active Pending
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