JP2010234545A - Liquid ejector - Google Patents
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Abstract
Description
液体を吐出する液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection device that ejects liquid.
従来から、液体を吐出する液体吐出装置の一例として、インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、インクジェットを担持するとともに所定の走査方向に往復移動するキャリッジと、インクジェットヘッドに供給するインクを貯留するカートリッジと、インクジェットヘッドとカートリッジとを連通するチューブとを有するプリンタが知られている。
ところで、近年では、様々な分野において省エネルギー化に対する関心が高まりつつあり、上記のプリンタにおいては、省エネルギー化として消費電力を抑えるように構成されることが望まれている。その要望に応えるべく、消費電力を抑えたプリンタが特許文献1に開示されている。そのプリンタは、インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを担持し、走査方向に往復移動するキャリッジと、印刷媒体を搬送する搬送手段と、印刷データ量が所定値よりも多いか否かを判断し、印刷データ量に基づいてキャリッジ及び搬送手段を制御する速度制御手段とを備えており、速度制御手段は、印字データ量が所定値よりも少ないと判断した場合には、キャリッジの移動速度及び搬送手段の搬送速度を、印字データ量が所定値以上の場合に比べて遅くなるように、キャリッジと搬送手段を制御するように構成されている。これにより、印刷データ量が少ない場合の消費電力を、キャリッジの移動速度及び搬送手段の搬送速度を遅くすることで、印刷データ量が多い場合よりも抑えることができるので、印刷データ量に関わらず消費電力が一律であった従来のプリンタに比べて、印刷中の消費電力を抑えることができる。
Conventionally, as an example of a liquid ejection device that ejects liquid, an inkjet head having a nozzle that ejects ink, a carriage that carries the inkjet and reciprocates in a predetermined scanning direction, and ink supplied to the inkjet head are stored. A printer having a cartridge and a tube that communicates the ink jet head and the cartridge is known.
Incidentally, in recent years, interest in energy saving is increasing in various fields, and it is desired that the above-described printer is configured to reduce power consumption as energy saving. In order to meet the demand, a printer with reduced power consumption is disclosed in
しかし、特許文献1のプリンタは、印刷データ量が所定値よりも少ない印刷を行う場合には、かかる印刷を従来のプリンタで行う場合に比べて、印刷時間が長くなってしまう。特に、印刷データ量が所定値よりも少ない印刷を複数の印刷媒体に連続して行う場合、各印刷媒体毎の印刷時間が累積される分、従来のプリンタで行う場合に比べて、印刷時間が大幅に長くなってしまう。その為、ユーザーが印刷時間の長さに不快感を持つことが考えられる。
However, in the printer of
そこで、本発明は、消費電力を抑えるために印刷時間が増加することを避けるとともに、省エネルギー化を実現することができる液体吐出装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a liquid ejecting apparatus that can avoid an increase in printing time in order to reduce power consumption and can realize energy saving.
第1の発明の液体吐出装置は、液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、 前記液体吐出ヘッドへ供給する液体を貯留する液体タンクと、前記液体吐出ヘッドを担持し、所定の仮想面と平行な走査方向に往復移動するキャリッジと、前記液体吐出ヘッドと前記液体タンクとを連通させる、液体が流れる液体流路と、前記液体吐出ヘッドと前記液体タンクとの間を流れる前記液体の流れを利用して発電を行う発電ユニットと、を備え、前記液体流路は、一端が前記液体吐出ヘッドと連通し、他端が前記液体タンクと連通されるとともに、前記一端から所定の長さ分、前記所定の仮想面と平行な方向で且つ前記走査方向の成分を有する方向を向いて配置される、可撓性を有するチューブを含み、前記発電ユニットは、筐体本体と、この筐体本体内部に形成され、前記液体流路に含まれる内部流路と、を有する筐体と、前記内部流路内に設けられるものであって、前記内部流路内に流入する液体と衝突する衝突面を有し、前記液体が前記内部流路に流入する際に所定の動作をさせられる動作部と、一方が前記動作部と接続され、他方が不動状態で配置される、磁石とコイルとを有し、前記動作部の前記所定の動作により前記一方が連動して動くことで、前記コイルに誘導電流を発生させる、発電部と、を有することを特徴とする。 A liquid discharge apparatus according to a first aspect of the present invention includes a liquid discharge head having a nozzle that discharges liquid, a liquid tank that stores liquid to be supplied to the liquid discharge head, a liquid virtual head that supports the liquid discharge head, A carriage that reciprocates in a parallel scanning direction, a liquid flow path through which the liquid discharge head communicates with the liquid tank, and a flow of the liquid that flows between the liquid discharge head and the liquid tank. A power generation unit that uses the power generation unit, and the liquid flow path has one end communicating with the liquid discharge head and the other end communicating with the liquid tank, and a predetermined length from the one end, A flexible tube disposed in a direction parallel to the predetermined virtual surface and in a direction having a component in the scanning direction. The power generation unit includes a housing body, and the housing. A housing formed inside the main body and having an internal flow path included in the liquid flow path, and a collision that is provided in the internal flow path and collides with the liquid flowing into the internal flow path An operating part that has a surface and is allowed to perform a predetermined operation when the liquid flows into the internal flow path, and a magnet and a coil, one of which is connected to the operating part and the other is arranged in an immobile state. And a power generation unit that generates an induced current in the coil when the one moves in conjunction with the predetermined operation of the operation unit.
液体吐出ヘッドと液体タンクとを連通される液体流路に含まれるチューブは、キャリッジの往復移動に追従して移動させられて姿勢が変わり、チューブに加わる応力が変化する。そして、チューブに加わる応力が大きくなると、キャリッジの往復移動を妨げる虞がある。また、液体吐出装置を小型化する為に、液体吐出ヘッドと液体タンクとを、仮想面と平行で且つ走査方向と直交する方向に近づけて配置をすると、チューブが圧迫される分、チューブに加わる応力が大きくなってしまう。以上のようなチューブに加わる応力を減らしつつ、小型化を実現するものとして、チューブの一端から所定の長さ分、仮想面と平行で且つ走査方向の成分を有する方向に配置させた液体吐出装置があった。この液体吐出装置は、キャリッジが一方向から反対方向に反転する際に、チューブ内の液体に対して慣性力が作用し、液体の吐出時にチューブ内を液体が流れる場合とは別に、チューブ内の液体が流れる。 The tube included in the liquid flow path communicating with the liquid discharge head and the liquid tank is moved following the reciprocation of the carriage to change the posture, and the stress applied to the tube changes. If the stress applied to the tube is increased, the carriage may be prevented from reciprocating. Further, in order to reduce the size of the liquid ejection device, if the liquid ejection head and the liquid tank are arranged close to a direction parallel to the virtual plane and perpendicular to the scanning direction, the tube is compressed and added to the tube. Stress increases. A liquid ejecting apparatus that is arranged in a direction parallel to the virtual plane and having a component in the scanning direction by a predetermined length from one end of the tube, while reducing the stress applied to the tube as described above. was there. In this liquid ejection device, an inertial force acts on the liquid in the tube when the carriage is reversed from one direction to the opposite direction, and in addition to the case where the liquid flows in the tube during the liquid ejection, Liquid flows.
この発明によれば、発電ユニットに含まれる動作部が、キャリッジが反転して移動する際にチューブ内を流れる液体により、所定の動作をするように構成されている。この所定の動作により、発電部に設けられた磁石とコイルの一方が連動して動かされ、コイルの磁界を変化させる。このコイルの磁界の変化により、コイルに誘導電流が発生する。従って、キャリッジが反転して移動する際の、液体の流れを利用して発電ができる為、電力を自ら補充することができる分、消費電力を抑えることができることができる。また、印刷時間を増加させることもない為、印刷時間の増加を抑えることもできる。これにより、消費電力を抑えるために印刷時間が増加するのを避けるとともに、省エネルギー化を実現することができる。なお、「所定の動作」とは、キャリッジが反転して移動する際に、チューブ内を流れる液体により動作部が行う動作を指す。 According to the present invention, the operation unit included in the power generation unit is configured to perform a predetermined operation by the liquid flowing in the tube when the carriage moves while being reversed. By this predetermined operation, one of the magnet and the coil provided in the power generation unit is moved in conjunction with each other, and the magnetic field of the coil is changed. Due to the change in the magnetic field of the coil, an induced current is generated in the coil. Therefore, since the power can be generated using the flow of the liquid when the carriage is reversed and moved, the power consumption can be suppressed as much as the power can be replenished by itself. Further, since the printing time is not increased, the increase in printing time can be suppressed. As a result, it is possible to avoid an increase in printing time in order to reduce power consumption, and to realize energy saving. The “predetermined operation” refers to an operation performed by the operating unit by the liquid flowing in the tube when the carriage is reversed and moved.
本発明によれば、消費電力を抑えるために印刷時間が増加することを避けるとともに、省エネルギー化を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to avoid an increase in printing time in order to reduce power consumption, and to realize energy saving.
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドを備え、かかるインクジェットヘッドから印刷用紙に向けてインクを吐出して、所望の画像や文字等を印刷することができるプリンタに、本発明を適用したものである。 Next, an embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is a printer that includes an inkjet head having nozzles that eject ink, and that can eject desired ink, characters, and the like by ejecting ink from the inkjet head toward printing paper. It is applied.
(プリンタの概略構成)
図1は、本実施形態に係るプリンタ1の概略構成を示す上面図である。なお、本明細書、図面における左右、前後は、図1の矢印で示す左右方向、前後方向である。また、本明細書、図面における上下は、図1の左右方向及び前後方向に直交する方向である。
(Schematic configuration of the printer)
FIG. 1 is a top view illustrating a schematic configuration of a
図1に示すように、プリンタ1は、本体フレーム2と、本体フレーム2に取り付けられ、左右方向に延在する一対のガイドレール3と、ガイドレール3に取り付けられたキャリッジ5と、キャリッジ5に担持されたインクジェットヘッド40とを備える。
As shown in FIG. 1, the
本体フレーム2は、無端ベルト6とプーリ7を有している。無端ベルト6は、プーリ7に取り付けられており、さらに、キャリッジ5と連結している。プーリ7は、駆動モータ(図示省略)に取り付けられており、駆動モータによって回転させられる。また、無端ベルト6は、駆動モータによりプーリ7が回転させられることで左右方向に走行し、キャリッジ5は、無端ベルト6の前記走行により、左右方向に往復移動させられる。
The
また、本体フレーム2は、フラッシングフォーム15、メンテナンスユニット16を有している。フラッシングフォーム15は、インクジェットヘッド40から排出されたインクを受け止めるもので、時間経過とともに粘度が増加したインクを排出して吐出性能を回復させるフラッシング処理の時に使用される。
The
メンテナンスユニット16は、インクジェットヘッド40の下面(図4参照)を封止するキャップ17と、キャップ17と連通する吸引ポンプ18とを備える。吸引ポンプ18は、キャップ17がインクジェットヘッド40の下面をキャッピングした状態で駆動して、キャップ17内の空気を吸引してキャップ17内を減圧し、キャップ18内に溜まったインクを吸引する。
The
インクジェットヘッド40は、キャリッジ5に担持される4つのサブタンク10〜13、サブタンク10〜13に繋がる4本のチューブ20〜23、4つのカートリッジ30〜33、及び4つの発電ユニット100〜103とそれぞれ連通されている。サブタンク10〜13は、特開2009−1030号公報に開示されるものと同様に、インクジェットヘッド40に供給するインクを一時的に貯留するように構成される貯留部と、この貯留部を覆う可撓性膜とを有し、可撓性膜が変形して貯留部内の体積を増減変化させることで、チューブ20〜23内のインクの動圧を吸収するものである。また、チューブ20〜23は、一端から所定の長さ分が左右方向と平行に配置されるようにキャリッジ5に接続されており、図示しない流路を通じてサブタンク10〜13にそれぞれ連通されている。また、チューブ20〜23の他端はカートリッジ30〜33にそれぞれ連通されている。カートリッジ30〜33は、インクジェットヘッド40に供給するインクを貯留するものであり、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの4色のインクをそれぞれ貯留する。発電ユニット100〜103は、サブタンク10〜13とカートリッジ30〜33の間に位置し、これらと連通されている。また、発電ユニット100〜103は、発電機110〜113、及び、蓄電装置116にそれぞれ繋がれている。
The
(インクジェットヘッドの概略構成)
次に、インクジェットヘッド40について、図2を用いて詳細に説明する。図2は、インクジェットヘッド40の全体の概略上面図であり、図3は、インクジェットヘッド40の一部を示す概略上面図である。また、図4は、図3に示すI-I線で切ったインクジェットヘッド40の断面図である。
(Schematic configuration of inkjet head)
Next, the
図2に示すように、インクジェットヘッド40は、流路ユニット41と、流路ユニット41の上方に積層して配置される圧電アクチュエータ42とを備えている。流路ユニット41は、左右方向に並ぶ4つのノズル列60〜63を備えている。これらのノズル列60〜63は、前後方向にノズル65が複数並んで構成されており、各ノズル列60〜63毎に設けられた4つのマニホールド57にそれぞれ連通されている。また、4つのマニホールド57は、それぞれが4つの供給口59に連通されており、これら4つの供給口59を通じて4本のチューブ20〜23及び4つのインクカートリッジ30〜33と連通されている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、流路ユニット41は、ノズル65とマニホールド57とに連通される圧力室54が複数形成されている。これらの圧力室54は、連通孔55、56、及び、58と重なって配置されており、それぞれの連通孔55、56、及び58を通じて、マニホールド57及びノズル65と連通されている。圧電アクチュエータ42は、各圧力室54と重なる個別電極72を備える。個別電極72は、その左端に接続端子72aを有しており、接続端子72aが図示しないフレキシブル配線基板の端子と接続されている。そして、個別電極72は、このフレキシブル配線基板を通じて、図示しないドライバICと電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、流路ユニット41は、キャビティプレート50、ベースプレート51、マニホールドプレート52、及び、ノズルプレート53を備えており、これら4枚のプレート50〜53は積層状態で接合されている。また、これら4枚のプレート50〜53のうち、3枚のプレート50〜52は、ステンレス鋼等の金属材料で形成されている。また、ノズルプレート53は、絶縁材料(例えば、ポリイミドなどの高分子合成樹脂材料)で形成されている。
As shown in FIG. 4, the
キャビティプレート50は、圧力室54が形成されており、ベースプレート51は、圧力室54に連通される連通孔55、56を備えている。マニホールドプレート52は、マニホールド57と、連通孔58とを備え、マニホールド57は、連通孔55を通じて圧力室54と連通されている。ノズルプレート53は、ノズル65が形成されており、ノズル65は、連通孔56、58を通じて、圧力室54に連通されている。なお、図示はしないが、圧力室54、連通孔55、56、58、及び、ノズル65は、4枚のプレート50〜53にそれぞれ複数形成されており、紙面鉛直方向(前後方向)に並んで配置されている。また、マニホールド57は、図2と同様に、前後方向(図4の紙面鉛直方向)に延在する形状を有しており、複数の連通孔55と重なって配置されている。
The cavity plate 50 has a
圧電アクチュエータ42は、振動板70と、振動板70の上面に積層された圧電層71と、前述した個別電極72とを備えている。振動板70は、キャビティプレート50の上面に接合されており、圧力室54を覆うように配置されている。また、振動板70は、図示しないアースに繋がれ、グランド電位である。圧電層71は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電材料からなる。
The
以上の構成を有する圧電アクチュエータ42の動作原理について説明する。個別電極72は、駆動電圧が印加されていない状態では、振動板70との間に電位差がないグランド電位の状態である。個別電極72に駆動電圧が印加されると、個別電極72と振動板70との間に電位差が生じ、上下方向の電界が圧電層71に発生する。ここで、圧電層71の分極方向と電界の向きとが等しい場合には、圧電層71は上下方向に伸び、上下方向と直交する左右方向に収縮する。この圧電層71の収縮変形に伴って、振動板70が上下方向において凸変形する(ユニモルフ変形)。
The operation principle of the
次に、圧電アクチュエータ42がインクを吐出する際の動作について説明する。圧電アクチュエータ42は、インクを吐出しない状態では、個別電極72に駆動電圧が付与され続ける。その為、振動板70及び圧電層71が、圧力室54側の下方向に凸変形した状態で待機する。そして、インクを吐出するときには、制御装置80(図8参照)は、個別電極72への駆動電圧の付与を停止し、それに伴って、個別電極72がグランド電位となる。個別電極72がグランド電位となったとき、振動板70が前述の凸変形した状態から平面形状に変形して圧力室54内の容積が増大し、圧力室54内に圧力波が発生する。圧力波は、左右方向において圧力室54の一方の方向に伝播する。伝播した圧力波は、所定時間経過後に圧力室54の内壁と衝突し、位相が逆転する。圧力室54内の圧力は、圧力波の位相の逆転により、負の圧力から正の圧力に変わる。そこで、制御装置80(図8参照)は、圧力室54内の圧力が正になるタイミングで再び個別電極72へ駆動電圧を付与する。圧力室54の容積増大により発生する圧力波と、振動板70が圧力室54側に凸変形する際に生じる圧力波とが合成され、この合成された圧力波が圧力室54内のインクに吐出エネルギーとして付与されてインクが吐出する。これにより、2つの圧力波を合成して圧力室54内のインクに付与することができるので、1つの圧力波を圧力室54内のインクに付与する場合に比べ、非常に大きな圧力を付与できる。
Next, the operation when the
(発電ユニットの概略構成)
次に、発電ユニットの概略構成について、図5〜図7を参照して説明する。図5は、A方向から見た発電ユニット100〜103の配置、及び、発電ユニット100〜103と繋がる発電機110〜113、及び、蓄電装置116の概略図であり、図6は、発電ユニット100の断面図である。また、図7は、図6のII-II線に沿って切断された断面図である。
(Schematic configuration of the power generation unit)
Next, a schematic configuration of the power generation unit will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic diagram of the arrangement of the
図5に示すように、発電ユニット100〜103は、上下方向に並んで配置されており、4本のチューブ20〜23にそれぞれ接続されている。また、各発電ユニット100〜103の上方には大気連通孔127が形成されており、後述にて説明する軸125は、各発電ユニット100〜103から延びて、発電機110〜113と繋がる。なお、大気連通孔127は、気体のみを通しインクを通さない気体透過膜により構成されている。また、発電機110〜113は、特開2009−5568号公報に開示されるものと同様であり、軸125と接続される磁石114と、磁石114の周囲に配置されるコイル115とを備えている。この構成により、軸125が回転させられたときに、磁石114がコイル115内を回転し、コイル115内の磁界が変化させられる。これにより、コイル115に誘導電流が発生する。また、コイル115は、蓄電装置116のコンデンサ117に接続されている。蓄電装置116は、特開平11−122811号公報と同様の構成を有するもので、発電機110のコイル115と電気的に接続されるコンデンサ117を有している。コンデンサ117は、充電池88と電気的に接続されており、電荷が所定量以上になると、充電池88に放電するように構成されている。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、発電ユニット100は、筐体120と、筐体120内部に形成された内部空間121(内部流路)と、内部空間121と連通するもので、図6の左右方向に形成された2つの貫通穴122、123とを有する。2つの貫通穴122、123は、チューブ20に含まれるチューブ20aとチューブ20bとに繋がれている。チューブ20aは、サブタンク10(図1参照)に連通し、チューブ20bはカートリッジ30に連通する。
As shown in FIG. 6, the
図6に示すように、内部空間121には水車124(動作部)が配置されている。この水車124は、その中央に設けられた軸125と、軸125から放射状に延びた複数の羽126(衝突面)とを備える。軸125は、筐体120に水車124を軸支するとともに、筐体120とは軸受けを介して接続されている。複数の羽126は、内部空間121内に流入するインクと衝突することが可能なように配置されている。以上の構成により、チューブ20a、20b内のインクが2つの貫通穴122、123を通じて内部空間121に流入された際に、水車124と軸125がともに回転させられる。
As shown in FIG. 6, a water wheel 124 (operation unit) is disposed in the
発電ユニット100は、図7に示すように、内部空間121のうち水車124の上方がエアバッファ空間128となっている。エアバッファ空間128は、大気連通孔127と連通されており、インクに混入する気泡を貯留するとともに、外部に排出させる。これにより、発電ユニット120は、チューブ20内のインクに混入する気泡を貯留して、外部に排出させることも可能である。なお、本実施形態のサブタンク10、チューブ20、及び、内部空間121は、本発明の「液体流路」に含まれる構成の一例である。
As shown in FIG. 7, the
(プリンタの電気的構成)
次に、プリンタ1の電気的構成について図8を参照して説明する。図8に示すように、プリンタ1は、制御装置80を備えている。ここで、制御装置80は、例えば、中央処理装置であるCPU(Central Processing Unit)と、プリンタ1の全体動作を制御する為の各種プログラムやデータ等が格納されたROM(Read Only Memory)と、CPUで処理されるデータ等を一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)等を備え、ROMに格納されたプログラムがCPUで実行されることにより、以下に説明するような種々の制御をソフトウェア的に行うものであってもよい。あるいは、演算回路を含む各種回路が組み合わされたハードウェアで実現するものであってもよい。
(Electrical configuration of printer)
Next, the electrical configuration of the
図8に示すように、制御装置80は、印刷制御部81、メンテ制御部82、タイマー制御部83、蓄電制御部84を備えている。印刷制御部81は、PC等の入力装置79から入力された印刷データに基づいて、CRモータ85を制御してキャリッジ5(図1参照)を左右方向に往復移動させるとともに、インクジェットヘッド40を制御してノズル65からインクを吐出させる。また、印刷制御部81は、印刷用紙Pが前方向に搬送されるように紙送りローラ(図示省略)を制御する。以上の制御が行われることにより、印刷用紙Pに所望の画像等が印刷させる。
As illustrated in FIG. 8, the
メンテ制御部82は、吸引ポンプ19と昇降モータ86とを制御するものである。メンテ制御部82は、昇降モータ86を制御して、キャップ17(図1参照)をインクジェットヘッド40のノズル65が形成された下面に密着させるとともに、吸引ポンプ18を制御して、ノズル65からインクジェットヘッド40内のインクを吸引する吸引動作を行う。
The
タイマー制御部83は、前回行った吸引動作からの経過時間を記憶するタイマーユニット87を制御する。タイマーユニット87は充電池88を有しており、プリンタ1の電源がOFFの状態になっても、経過時間の更新とこの更新された時間の記憶とを行うことができる。また、充電池88は、その残量がタイマー制御部83により監視されるように構成されている。
The
蓄電制御部84は、蓄電装置116を制御する。蓄電制御部84は、タイマー制御部83が充電池88の残量を所定残量未満と判断した場合に、コンデンサ117から充電池88への放電を行わせる。蓄電制御部84は、タイマー制御部83により充電池88の残量が所定残量未満と検出された場合に、コンデンサ117から蓄電池88への放電を行わせる。また、コンデンサ117に蓄電される電荷量は、蓄電制御部84により検出することが可能である。
The power
なお、本実施形態の印刷制御部81は、本発明の「蓄電動作制御手段」の一例である。また、本実施形態のタイマー制御部83は、本発明の「残量検出手段」の一例である。さらに、本実施形態の蓄電制御部84は、本発明の「蓄電制御手段」と「電荷検出手段」の一例である。
The
(発電ユニットの発電原理)
次に、発電ユニット100が発電を行う発電原理について図9を参照して説明する。図9は、キャリッジ5、インクジェットヘッド40、チューブ20〜23、及び、印刷用紙Pを示す概略上面図である。
(Power generation principle of the power generation unit)
Next, the principle of power generation in which the
図9に示すように、キャリッジ5は、印刷用紙Pへの印刷を行う際に、印刷用紙Pの左端から右端へ移動して、右端に到達したときに、矢印Bの方向へ反転して移動するために急ブレーキを掛ける。このとき、チューブ20〜23内のインクに対し、矢印Cの方向に慣性力が作用して、チューブ20〜23内のインクが矢印Cの方向へ流れる。チューブ20〜23内のインクは、チューブ20〜23の所定の長さ分が左右方向に延在して配置されている為、キャリッジ5が左右方向に移動する際に、キャリッジ5とともにチューブ20〜23内を移動する。そして、キャリッジ5が急ブレーキを掛けると、キャリッジ5は止まるが、チューブ20〜23内のインクは、キャリッジ5の移動方向に慣性力が作用する。これにより、チューブ20〜23内のインクが流れる。これにより、図6、図7に示す発電ユニット100の内部空間121内にインクが流入して、水車124が回転させられる。この水車124の回転とともに、軸125と磁石114が回転し、周囲のコイル115内の磁界を変化させてコイル115に誘導電流を発生させることができる。これにより、コイル115の誘導電流がコンデンサ117へ流れ、コンデンサ117に電荷を蓄えさせることができる。
As shown in FIG. 9, the carriage 5 moves from the left end to the right end of the printing paper P when printing on the printing paper P, and moves in the direction of arrow B when reaching the right end. Apply the brakes suddenly. At this time, an inertial force acts on the ink in the
(充電動作及び蓄電動作の説明)
ここで、タイマーユニット87の充電池88の残量が所定残量未満の場合、充電池88への充電を行わなければ、充電池88の残量がゼロとなって、タイマーユニット87が前述の経過時間の更新とこの更新された時間の記憶を行うことができなくなる。その為、タイマーユニット87の充電池の残量が所定残量未満の場合に、蓄電装置116から充電池88への充電をする充電動作を行う。ところが、蓄電装置116のコンデンサ117に蓄電される電荷量が少ない場合、充電理88を充電することができない。このような場合であっても、充電池88の充電を行うことができるように、蓄電装置116のコンデンサ117に電荷を蓄電させる蓄電動作を行う。蓄電動作とは、蓄電装置116のコンデンサ117へ誘導電流を供給するための動作であり、発電ユニット100の水車124(図6参照)を回転させる為に、キャリッジ5(図1参照)を左右方向に複数回、往復移動させる動作である。
(Explanation of charging operation and storage operation)
Here, when the remaining amount of the
ここで、充電動作及び蓄電動作について、図10を参照して説明する。まず、充電動作について説明する。図10に示すように、制御装置80は、充電池88の残量が所定残量未満とタイマー制御部83により判断された場合(S1:NO)、コンデンサ117の電荷量を判断する(S2)。そして、コンデンサ117の電荷量が所定電荷量以上と判断した場合には(S2:YES)、蓄電装置116を制御して、充電池88への充電を行わせる(S4)。また、前述のS1において、充電池88の残量が所定残量以上とタイマー制御部83により判断された場合(S1:YES)、前述の充電動作を行わない。なお、充電池88の残量の確認は、プリンタ1の電源がOFFになってから所定時間が経過した後に行われる。その後、この残量の確認を定期的に行い、充電池88の残量が所定残量未満の場合には、上記の充電動作を行う。
Here, the charging operation and the power storage operation will be described with reference to FIG. First, the charging operation will be described. As shown in FIG. 10, when the remaining amount of the
以上の充電動作により、充電装置116のコンデンサ117からタイマーユニット87の充電池88に充電をすることができる為、タイマーユニット87の充電池88が電池切れとなるのを防ぐことができる。その為、プリンタ1の電源がOFFになってから長時間が経過したとしても、充電池88の残量がゼロになるのを防ぐことが可能となり、タイマーユニット87が止まるのを極力防ぐことができる。これにより、タイマーユニット87が電池切れで動かなくなるのを防ぎ、長時間、前回行った吸引動作からの経過時間を正確に更新するとともにこの更新された時間を記憶させることができる。
With the above charging operation, the
次に、蓄電動作について説明する。図10に示すように、制御装置80は、充電池88の残量が所定残量以上でないとタイマー制御部83により検出された場合(S1:NO)、蓄電制御部84により、蓄電装置116のコンデンサ117が蓄電する電荷量を検出させる。そして、コンデンサ117の電荷量が所定電荷量以上でない場合には(S2:NO)、印刷制御部81により、CRモータ85(図8参照)を駆動させてキャリッジ5(図1参照)を左右方向に複数回、往復移動をさせて、蓄電動作を行わせる(S3)。そして、蓄電動作の終了後、蓄電装置116を制御して、充電池88への充電を行わせる(S4)。
Next, the power storage operation will be described. As shown in FIG. 10, when the
このように、蓄電池88の残量が所定残量未満の場合に、蓄電装置116のコンデンサ117の電荷量が所定電荷量未満の場合、印刷とは別にキャリッジ5を左右方向に複数回、往復移動させる。このとき、チューブ内のインクに慣性力が作用してインクが流れ、かかるインクの流れにより、発電ユニット100内の水車124が回転させられる。これにより、コイル115に誘導電流が流れ、蓄電装置116のコンデンサ117に電荷を蓄えることができる為、充電池88に放電を行うことができず、タイマーユニット87が電池切れになるのを防ぐことができる。なお、本実施形態の蓄電動作におけるキャリッジ5の往復回数は、コンデンサ117が満タンの電荷量となるようにキャリッジ5を移動させる場合に限らず、充電池88の残量がゼロになるのを一時的に防ぐ程度の電荷量を充電する場合も含む。
As described above, when the remaining amount of the
(変更形態)
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
(Modification)
Next, modified embodiments in which various modifications are made to the embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the above embodiment are given the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.
(変更形態1)
上記の実施形態においては、発電機110が、水車124と接続される軸125を回転させることで発電させられるように構成されていたが、この構成には限られない。例えば、コイルが水車の周囲に配置され、さらに、磁石が水車に配置されるようにして、水車の回転によりコイルに誘導電流が流れるように構成されていてもよい。図11に示すように、発電ユニット200は、軸225から放射状に延びたコイル229を複数有する。コイル229は、水車224の周囲に配置されている。また、水車224は、その中心から法線方向に延びる縁部分に、N極を有する磁石230と、S極を有する磁石231とが、交互に配置されている。コイル229は、蓄電装置116と接続されており、コイル229を流れる電流は、蓄電装置へと流れる。
(Modification 1)
In the above embodiment, the
水車224が、軸225を中心に回転させられると、磁石230と磁石231とがコイル229で囲われた領域を交互に通過させられる。このとき、コイル229で囲われた領域の磁界が、磁石230と磁石231とが交互に通過することで変化する。このようなコイル229内の磁界の変化により、ファラデーの法則に則って、誘導電流がコイル229を流れ、さらには蓄電装置116に流れる為、蓄電装置116のコンデンサ117に電荷を蓄電することができる。これにより、水車224が回転することで、蓄電装置に電流を流すことが可能となる。
When the
なお、水車224は、軸225を通じて発電機110と接続されていてもよい。これにより、蓄電装置116は、コイル229に流れる誘導電流に加えて、発電機110から流れる電流によっても、コンデンサ117に電荷が蓄電されるようにできる為、短時間で所定量の蓄電量を確保することができる。
The
(変更形態2)
上記の変更形態では、発電ユニットの構成として水車を用いていたが、この構成に限られない。例えば、水車に変えてインクよりも密度の小さい浮きを用いることもできる。図12に示すように、発電ユニット300は、筐体320と、この筐体320の内部に形成される内部空間321と、この内部空間321に配置される浮き部材324とを備えている。筐体320は、内部空間321と繋がる貫通穴322と323とが、上下方向に並ぶように配置されており、貫通穴322と323のそれぞれに、チューブ20aと20bが接続されている。また、筐体320の周囲には、輪状のコイル329が配置されており、コイル329は蓄電装置116と電気的に接続されている。
(Modification 2)
In the above modification, a water turbine is used as the configuration of the power generation unit, but the configuration is not limited to this. For example, a float having a lower density than ink can be used instead of a water wheel. As shown in FIG. 12, the
また、浮き部材324は、インクよりも密度が低く材料で構成されており、チューブ20aから内部空間321にインクが流入していないときには、内部空間321上方に位置されている。また、浮き部材324は、その両端には、N極を有する磁石330と、S極を有する磁石331とが設けられている。加えて、浮き部材324の両端には、衝突面324aと衝突面324bとを有しており、チューブ20aから内部空間321にインクが流入、あるいは、チューブ20bから内部空間321にインクが流入する場合に衝突して、浮き部材324が上下方向に移動させられる。また、浮き部材324の内部には、浮き部材324が貫通穴322、323を塞がないように、上下方向に貫通する貫通流路332が設けられている。
The floating
このような構成により、キャリッジ5が左右方向において反転した際に、チューブ20aから内部空間321にインクが流入すると、浮き部材324がインクにより下方向に流され、コイル329で囲われた領域を通過させられる。このとき、コイル329で囲われた領域内は、浮き部材324の磁石330、磁石331の順に通過することで、磁界が変化させられ、コイル329に誘導電流が発生する。これにより、コイル329と繋がる蓄電装置116に誘導電流を流して、蓄電装置116内のコンデンサ117に電荷を蓄電させることができる。
With such a configuration, when the carriage 5 is reversed in the left-right direction, if ink flows into the
(その他の変更形態)
本実施形態では、発電ユニット100の貫通穴122と123がともにチューブと繋がるものを本発明の一例として説明したが、この構成には限られない。例えば、発電ユニットが、カートリッジの設置部に隣接して配置され、チューブを介さずにカートリッジと接続されるようにしてもよい。
(Other changes)
In the present embodiment, the case where the through
本実施形態の圧電アクチュエータ12は、インクを吐出する際に、印刷制御回路が個別電極32に印加する駆動電圧を停止して、圧力室54内のインクに吐出エネルギーを付与する吐出動作をしていたが、例えば、制御装置が個別電極に駆動電圧を付与して、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する吐出動作を行うものも本発明に含まれる。また、本実施形態では、インクの吐出エネルギーを付与する手段として、圧電アクチュエータ12を用いた場合について説明したが、これに限られない。例えば、圧力室内部に発熱抵抗体を配置して、インクに圧力を付与するサーマル方式のインクジェットプリンタにおいても、本発明は適用できる。
The
以上説明した実施形態は、本発明を、用紙にインクを吐出して印刷を行うインクジェット方式のプリンタに適用したものであるが、本発明の適用対象はインクジェット方式のプリンタに限られない。即ち、様々な液体を用途に応じて対象に吐出する種々の液体吐出装置においても、本発明を適用することができる。 In the embodiment described above, the present invention is applied to an ink jet printer that performs printing by ejecting ink onto paper. However, the application target of the present invention is not limited to an ink jet printer. That is, the present invention can also be applied to various liquid ejecting apparatuses that eject various liquids to a target depending on the application.
1 プリンタ
20〜23 チューブ
30〜33 インクカートリッジ
16 メンテナンスユニット
60〜63 ノズル列
80 制御装置
81 印刷制御部
82 メンテ制御部
83 タイマー制御部
84 蓄電制御部
87 タイマーユニット
88 充電池
100〜103 発電ユニット
110 発電機
111 磁石
112 コイル
116 蓄電装置
117 コンデンサ
120 筐体
121 内部空間
124 水車
126 羽
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記液体吐出ヘッドへ供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記液体吐出ヘッドを担持し、所定の仮想面と平行な走査方向に往復移動するキャリッジと、
前記液体吐出ヘッドと前記液体タンクとを連通させる、液体が流れる液体流路と、
前記液体吐出ヘッドと前記液体タンクとの間を流れる前記液体の流れを利用して発電を行う発電ユニットと、を備え、
前記液体流路は、
一端が前記液体吐出ヘッドと連通し、他端が前記液体タンクと連通されるとともに、前記一端から所定の長さ分、前記所定の仮想面と平行な方向で且つ前記走査方向の成分を有する方向を向いて配置される、可撓性を有するチューブを含み、
前記発電ユニットは、
筐体本体と、この筐体本体内部に形成され、前記液体流路に含まれる内部流路と、を有する筐体と、
前記内部流路内に設けられるものであって、前記内部流路内に流入する液体と衝突する衝突面を有し、前記液体が前記内部流路に流入する際に所定の動作をさせられる動作部と、
一方が前記動作部と接続され、他方が不動状態で配置される、磁石とコイルとを有し、前記動作部の前記所定の動作により前記一方が連動して動くことで、前記コイルに誘導電流を発生させる、発電部と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。 A liquid discharge head having a nozzle for discharging liquid;
A liquid tank for storing liquid to be supplied to the liquid discharge head;
A carriage carrying the liquid ejection head and reciprocating in a scanning direction parallel to a predetermined virtual plane;
A liquid flow path through which a liquid flows, the liquid discharge head and the liquid tank communicating with each other;
A power generation unit that generates power using the flow of the liquid flowing between the liquid discharge head and the liquid tank,
The liquid channel is
One end communicates with the liquid ejection head, the other end communicates with the liquid tank, and has a predetermined length from the one end in a direction parallel to the predetermined virtual plane and having a component in the scanning direction Including a flexible tube,
The power generation unit is
A housing having a housing body and an internal flow path formed in the housing body and included in the liquid flow path;
An operation that is provided in the internal flow path, has a collision surface that collides with the liquid flowing into the internal flow path, and is allowed to perform a predetermined operation when the liquid flows into the internal flow path And
One has a magnet and a coil, one of which is connected to the operating unit and the other is arranged in a non-moving state, and the one moves in conjunction with the predetermined operation of the operating unit, so that an induced current flows in the coil. Generating a power generation unit,
A liquid ejecting apparatus comprising:
前記液体吐出ヘッドの前記ノズルから液体を排出させることにより、前記ノズルの吐出性能を回復させる回復手段と、
この回復手段が前回駆動してからの経過時間を計測するタイマーと、
前記コンデンサと電気的に接続されるとともに、前記タイマーが駆動するための給電を行う、充電が可能な充電池と、
この充電池の残量を検出する残量検出手段と、
この残量検出手段により検出された前記充電池の残量に基づいて、前記コンデンサから前記充電池に放電するように、前記蓄電装置を制御する蓄電制御手段と、を備え、
前記蓄電制御手段は、
前記残量検出手段により前記充電池の残量が所定残量未満と検出されたときには、前記コンデンサから前記充電池に放電するように、前記蓄電装置を制御することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 A power storage device having a capacitor electrically connected to the coil and capable of discharging the electric charge stored in the capacitor;
Recovery means for recovering the discharge performance of the nozzle by discharging the liquid from the nozzle of the liquid discharge head;
A timer for measuring the elapsed time since the recovery means was last driven;
A rechargeable battery that is electrically connected to the capacitor and that supplies power for driving the timer;
A remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the rechargeable battery;
Power storage control means for controlling the power storage device so as to discharge from the capacitor to the rechargeable battery based on the remaining capacity of the rechargeable battery detected by the remaining capacity detecting means,
The power storage control means includes
The power storage device is controlled to discharge from the capacitor to the rechargeable battery when the remaining capacity detecting unit detects that the remaining capacity of the rechargeable battery is less than a predetermined remaining capacity. The liquid discharge apparatus as described.
前記残量検出手段及び前記電荷検出手段の検出結果に基づいて、印刷動作とは別に前記キャリッジを往復移動させて、前記コイルに誘導電流を発生させる蓄電動作を行うように、前記キャリッジを制御する蓄電動作制御手段と、を備え、
前記蓄電動作制御手段は、
前記残量検出手段により前記充電池の残量が所定残量未満と検出されたときに、前記電荷検出手段により検出された前記電荷量が所定電荷量未満の場合には、前記蓄電動作を行うように、前記キャリッジを制御することを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。 Charge detection means for detecting the amount of charge stored in the capacitor;
Based on the detection results of the remaining amount detection means and the charge detection means, the carriage is controlled so as to perform a power storage operation for generating an induced current in the coil by reciprocating the carriage separately from the printing operation. Power storage operation control means,
The power storage operation control means includes
When the remaining amount of the rechargeable battery is detected to be less than a predetermined remaining amount by the remaining amount detecting means, the power storage operation is performed when the amount of charge detected by the charge detecting means is less than a predetermined amount of charge. The liquid ejecting apparatus according to claim 2, wherein the carriage is controlled as described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009082209A JP2010234545A (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Liquid ejector |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105452000A (en) * | 2013-10-03 | 2016-03-30 | 株式会社日立产机系统 | Inkjet recording device |
-
2009
- 2009-03-30 JP JP2009082209A patent/JP2010234545A/en active Pending
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