JP2016117235A

JP2016117235A - サブタンクおよびプリンタ

Info

Publication number: JP2016117235A
Application number: JP2014258896A
Authority: JP
Inventors: 郁夫武田; Ikuo Takeda; 平田　幸司; Koji Hirata; 幸司平田
Original assignee: Fujitsu Peripherals Ltd
Current assignee: Fujitsu Peripherals Ltd
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP6401602B2

Abstract

【課題】本願は、メインタンクから送られるインクがサブタンク内に流入する過程で、サブタンク内の液相部分に混入する気泡を抑制することができるサブタンクおよびプリンタを提供する。【解決手段】サブタンクであってプリンタのインクジェットヘッドとインクを貯留するメインタンクとの間を接続するインク経路の途中に設けられるサブタンク本体と、前記サブタンク本体の上部から前記サブタンク本体の内部空間へ向けて開口しており、前記メインタンクから送られるインクが流出するインク流出口と、前記インク流出口の縁から前記内部空間の底部へ向けて形成されており、先端が規定の液位よりも前記底部側にあるインク案内部と、を備える。【選択図】図１

Description

本願は、インクジェット方式のプリンタに用いるサブタンクおよびプリンタに関する。

近年、インクジェット方式を採用したプリンタが普及の一途を辿っている。インクジェット方式のプリンタには、インクの取扱いに関する各種の工夫が施されている（例えば、特許文献１−３を参照）。

特表２００３−５３１７４３号公報実開平３−７７６４２号公報特開昭６２−２０４９５０号公報

インクジェット方式のプリンタには、インクジェットヘッドが備わっている。インクジェットヘッドには、インクを吐出する吐出口や、吐出口から吐出させるインクを加圧するインク室が微細に形成されている。よって、インクジェットヘッドに供給されるインクに気泡が混入すると、気泡がインクの流れを阻害し、インクジェットヘッドが正常に動作できない。

ところで、例えば、産業用のインクジェット方式のプリンタのように多量のインクを複数のインクジェットヘッドで取り扱うような複雑な機器の場合、インクジェットヘッドへ供給するインクの圧力を規定の範囲内に保つため、インクジェットヘッドとインクを貯留するメインタンクとの間にサブタンクを設ける場合がある。サブタンクを有するプリンタの場合、メインタンクからサブタンクへ供給されるインクに気泡が含まれていても、サブタンクからインクジェットヘッドへ供給されるインクから気泡が除去されていれば、インクジェットヘッドは正常に動作可能である。そこで、サブタンク内のインクを脱気する補機類を併設し、サブタンク内のインクに含まれる気泡を除去する方策や、インクに消泡剤を混ぜて気泡の発生を減らす方策を試みることが考えられる。しかし、メインタンクから送られるインクに含まれる気泡が多いと、これらの方策ではサブタンク内のインクを十分に脱気できない可能性がある。また、消泡剤の使用は、化学的に消泡剤と合わないインクの使用を制限することになるため、印字品質の低下やランニングコストを増大させる一因になり得る。

そこで、本願は、メインタンクから送られるインクがサブタンク内に流入する過程で、サブタンク内の液相部分に混入する気泡を抑制することができるサブタンクおよびプリンタを提供する。

本願は、次のようなサブタンクを開示する。すなわち、本願は、プリンタのインクジェットヘッドとインクを貯留するメインタンクとの間を接続するインク経路の途中に設けられるサブタンク本体と、前記サブタンク本体の上部から前記サブタンク本体の内部空間へ向けて開口しており、前記メインタンクから送られるインクが流出するインク流出口と、前記インク流出口の縁から前記内部空間の底部へ向けて形成されており、先端が規定の液位よりも前記底部側にあるインク案内部と、を備えるサブタンクを開示する。

また、本願は、上記サブタンクを備えるプリンタを開示する。

上記のサブタンクおよびプリンタであれば、メインタンクから送られるインクがサブタンク内に流入する過程で、サブタンク内の液相部分に混入する気泡を抑制することができる。

図１は、実施形態に係るサブタンクの内部構造の一例を示した図である。図２は、蓋部が胴部に組み付けられており、サブタンク内にインクが規定の液位まで満たされた状態のサブタンクの一例を示した図である。図３は、本実施形態に係るサブタンクを備えたプリンタの構成図の一例である。図４は、実施形態に係るサブタンクにおいて実現される気泡の挙動の一例をイメージした図である。図５は、インク案内部の先端がサブタンク内のインクの液面に浸っていない場合の気泡の挙動の一例をイメージした図である。図６は、インクが流出する流出口がタンクの液相部分に完全に浸っている場合の気泡の挙動の一例をイメージした図である。図７は、先端が先細り形状になっていない流出口からインクを流出させた場合の気泡の挙動の一例をイメージした図である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

図１は、実施形態に係るサブタンクの内部構造の一例を示した図である。サブタンク１は、胴部３と蓋部４とを有するサブタンク本体２、蓋部４に形成されるインク流出口５およびインク案内部６とを備えるタンクである。サブタンク本体２は、プリンタのインクジェットヘッドとインクを貯留するメインタンクとの間を接続するインク経路の途中に設けられる。

サブタンク本体２の胴部３は、内部に底面７を有し上部が開口する円筒状の部材である。また、サブタンク本体２の蓋部４は、胴部３の上側の開口部を閉じる部材であり、胴部３の上部に設けられたフランジ部８にボルト９で締結可能である。蓋部４は、胴部３の上部にボルト９で締結される円形の基部１０と、基部１０からサブタンク本体２の内部空間の底部へ向けて突出形成される円柱状の突出部１１とを有している。

蓋部４の突出部１１の途中に形成されるインク流出口５は、サブタンク本体２の上部からサブタンク本体２の内部空間へ向けて開口しており、メインタンクから送られるインクが流出する。インク流出口５より下側の突出部１１の外周面は、インク流出口５の縁からサブタンク本体２の内部空間の底部へ向けて突出するインク案内部６を形成している。インク流出口５より下側の突出部１１の外周面は、サブタンク本体２の内部空間の底部へ向けて先細り形状になっており、先端が規定の液位よりも底部側に至るように設計されている。

なお、サブタンク１には、サブタンク１内のインクの液位を計測する液位センサ１２が設けられている。液位センサ１２としては、フロート式や電極式、超音波式、静電容量式といった各種のものを適用できる。また、サブタンク１の底部には、インクジェットヘッ
ドへ至るパイプ等が接続されるパイプ接続口１３Ｄが設けられている。

図２は、蓋部４が胴部３に組み付けられており、サブタンク１内にインクが規定の液位まで満たされた状態のサブタンク１の一例を示した図である。サブタンク１内にインクが規定の液位まで満たされると、インク流出口５の縁からサブタンク本体２の内部空間の底部へ向けて突出するインク案内部６の先端がインク１４に浸る。なお、図２では、サブタンク１の内部を透視した図面が示されているが、胴部３が透明な部材で形成されることを意図したものでは無い。蓋部４や胴部３を構成する材料は適宜選択可能であり、金属や樹脂、その他各種の非透明な部材を適用可能である。また、図２では、インク流出口５に連通するパイプ接続口１３Ｉが３つ図示されている。３つのパイプ接続口１３Ｉは各々サブタンク１の内部空間と連通しているが、３つのパイプ接続口１３Ｉは全てメインタンクへの接続に用いることを前提にするものではない。３つあるパイプ接続口１３Ｉのうち少なくとも１つには何も接続せず、サブタンク１内の大気開放用とする。また、３つあるパイプ接続口１３Ｉのうちの何れかは、例えば、サブタンク１内のインクを脱気する装置から戻る脱気処理後のインクが流れるようにしてもよい。

図３は、本実施形態に係るサブタンク１を備えたプリンタ２０の構成図の一例である。プリンタ２０は、インクジェット方式のプリンタであり、例えば、図３に示すように、メインタンク２１、メインタンク２１から送られたインクが流入するサブタンク１、サブタンク１から送られたインクで印字するインクジェットヘッド２２、制御装置２３を備えている。メインタンク２１からサブタンク１へ至るインクの経路を形成するパイプ２４の途中にはポンプ２５が設けられている。ポンプ２５は、制御装置２３がサブタンク１の液位に応じて出力する信号に基づいて作動する。制御装置２３は、サブタンク１の液位が規定の液位を下回らないようにポンプ２５を適宜作動させる他、インクジェットヘッド２２の動作を制御したり図示しない紙送り機構等の動作を制御したりする。

上記のプリンタ２０に適用されるサブタンク１の規定の液位は、インクジェットヘッド２２に供給されるインクの圧力が規定の範囲内となるよう、インクジェットヘッド２２に対する相対的な高低差（液頭圧）に基づいて定められる。インクジェットヘッド２２とサブタンク１の規定の液位との相対的な高低差は、インクジェットヘッド２２のメーカーの仕様に従う。市場に流通しているインクジェットヘッドの仕様の一例としては、例えば、サブタンクの液位をインクジェットヘッドより３０〜５０ｍｍ程度低くするように定めたものがある。

実施形態に係るサブタンク１が上記のプリンタ２０に適用される場合、サブタンク１内のインクは規定の液位に保たれる。よって、インク案内部６の先端は、サブタンク１内のインクの液面に浸った状態が維持される。従って、メインタンク２１からサブタンク１へ至るインクの経路を形成するパイプ２４に残留する空気によって発生した気泡や、メインタンク２１内のインクに混ざっていた気泡は、サブタンク１内に流入すると以下のような挙動を示す。

図４は、実施形態に係るサブタンク１において実現される気泡の挙動の一例をイメージした図である。本実施形態に係るサブタンク１では、メインタンク２１から送られるインクが流出するインク流出口５の縁から下方へ向けてインク案内部６が形成されており、インク案内部６の先端が先細り形状になっている。よって、インク流出口５から下方へ流れ出たインクは、インク案内部６の表面にやや濡れ広がったような状態になる。一方、インクに含まれている気泡は、インク流出口５から出ても球体状の形態や大きさを維持しようとする。このため、インクに含まれている気泡は、インクがインク流出口５から出てインク案内部６の表面に濡れ広がる過程でインクの表面に析出する。そして、インクに含まれていた気泡は、インクの表面に析出しつつも、インク案内部６を伝って流れ落ちるインク
と共に落下する。そして、インクに含まれていた気泡は、サブタンク１内の液面に浮かぶ。サブタンク１内の液面に浮かんだ気泡は、液面に拡散し、やがて消滅する。

図５は、インク案内部６の先端がサブタンク１内のインクの液面に浸っていない場合の気泡の挙動の一例をイメージした図である。例えば、サブタンク１内の液位が何らかの理由で規定より低くなり、インク案内部６の先端がサブタンク１内のインクの液面に浸っていない場合、インクがインク案内部６を伝ってサブタンク１内のインクの液面に落ちることができない。よって、液面に落ちるインクは、インク案内部６の下端にある程度溜まってから滴下することになる。このため、インク案内部６の表面を伝って流れ落ちる過程で析出した気泡がインク案内部６の下端に溜まりやすい。

図６は、インクが流出する流出口がタンクの液相部分に完全に浸っている場合の気泡の挙動の一例をイメージした図である。例えば、インクが流出する流出口がタンクの液相部分に完全に浸っている場合、流出口から出た気泡は液相部分に広がってから徐々に浮き上がり、液面に析出することになる。よって、タンクの液相部分やインクの液面付近の泡立ちが大きい。

図７は、先端が先細り形状になっていない流出口からインクを流出させた場合の気泡の挙動の一例をイメージした図である。例えば、インクの流出口の先端が先細り形状になっておらず、また、流出口がタンク内のインクの液面に浸っていない場合、流出口に析出した気泡が落下しにくい。よって、流出口から次々に流出する気泡が徐々に集まって気泡を成長させ、比較的大きいサイズの気泡を形成しやすい。この結果、タンクの液面に消滅しにくい大型の気泡を形成する場合がある。

一方、実施形態に係るサブタンク１であれば、インク案内部６の先端が先細り形状で且つインクの液面に浸っている場合に、インク流出口５から流れ出たインクに含まれている気泡がサブタンク１内の液面に浮かんで拡散しやすく、また、消滅しやすい。よって、実施形態に係るサブタンク１であれば、メインタンク２１から送られるインクがサブタンク１内に流入する過程で、サブタンク内の液相部分に混入する気泡を抑制することができる。この結果、サブタンク１からインクジェットヘッド２２へ供給されるインクに気泡が混入する可能性を低減し、インクジェットヘッド２２の動作不良の発生を可及的に抑制することができる。

例えば、産業用のインクジェット方式のプリンタのように多量のインクを複数のインクジェットヘッドで取り扱うような複雑な機器の場合、機器構成が複雑であるが故に、インクが流れるパイプが複雑に張り巡らされ或いはパイプの途中にエルボ部等が設けられやすい。よって、産業用のインクジェット方式のプリンタの場合、インクが流れる経路に残留する空気を無視できない。インクが流れる経路に残留する空気に起因する気泡は、インクの通液を開始した初期段階で特に著しい。しかし、本実施形態では、産業用のインクジェット方式のプリンタであるが故に用いられるサブタンクに着目し、当該サブタンクに消泡機能を持たせることで、部品点数の増大等を招くことなく気泡を消滅させ、インクジェットヘッドの動作不良の発生を可及的に抑制している。

なお、本実施形態では、サブタンク本体２が全体的に円筒状の外形を呈しているが、本願で開示するサブタンクはこのような形態に限定されるものではない。本願で開示するサブタンクは、例えば、全体的に直方体あるいは立方体の外形を呈するものであってもよいし、その他の外形を呈するものであってもよい。

また、本実施形態では、液位センサ１２が蓋部４の突出部１１内に設けられていたが、液位センサはこのような形態に限定されるものではない。本願で開示するサブタンクの液
位センサは、例えば、蓋部４の突出部１１の横に設けられていてもよいし、或いは、蓋部４以外の部位に設けられていてもよい。また、本願で開示するサブタンクは、液位センサが省略されていてもよい。この場合、サブタンク内の液位は、例えば、サブタンクの周囲に設けた各種センサ類でサブタンク内の液位を測定してもよいし、或いは、サブタンクに繋がるパイプの経路中に設けた流量センサや圧力センサ等を用いてサブタンク内の液位を間接的に測定あるいは推定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、サブタンク１の底部に７つのパイプ接続口１３Ｄを図示していたが、本願で開示するサブタンクは、７つのパイプ接続口１３Ｄを備えるものに限定されるものではない。本願で開示するサブタンクは、プリンタに用いられるインクジェットヘッドの個数に応じた数のパイプ接続口を有していればよく、パイプ接続口が６つ以下あってもよいし７つ以上あってもよい。

また、本実施形態では、サブタンク１内のインクを脱気する補機について特に言及していないが、本願で開示するサブタンクにはタンク内のインクを脱気する補機を設けてもよい。タンク内のインクを脱気する補機としては、例えば、気体を透過し液体を透過しない中空糸を用いた脱気モジュールや、市場に流通するその他各種のものを適用可能である。

１・・サブタンク：２・・サブタンク本体：３・・胴部：４・・蓋部：５・・インク流出口：６・・インク案内部：７・・底面：８・・フランジ部：９・・ボルト：１０・・基部：１１・・突出部：１２・・液位センサ：１３Ｉ，１３Ｄ・・パイプ接続口：１４・・インク：２０・・プリンタ：２１・・メインタンク：２２・・インクジェットヘッド：２３・・制御装置：２４・・パイプ：２５・・ポンプ

Claims

プリンタのインクジェットヘッドとインクを貯留するメインタンクとの間を接続するインク経路の途中に設けられるサブタンク本体と、
前記サブタンク本体の上部から前記サブタンク本体の内部空間へ向けて開口しており、前記メインタンクから送られるインクが流出するインク流出口と、
前記インク流出口の縁から前記内部空間の底部へ向けて形成されており、先端が規定の液位よりも前記底部側にあるインク案内部と、を備える、
サブタンク。
前記インク案内部は、前記内部空間の底部へ向けて先細り形状になっている、
請求項１に記載のサブタンク。
前記サブタンク本体は、内部に底面を有し上部が開口している胴部と、前記胴部の上側の開口部を閉じる蓋部とを有し、
前記インク流出口および前記インク案内部は、前記蓋部に形成されている、
請求項１または２に記載のサブタンク。
前記蓋部は、前記胴部の上部に締結される円形の基部と、前記基部から前記内部空間の底部へ向けて突出形成される円柱状の突出部とを有しており、
前記インク案内部は、前記突出部の外周面に形成されている、
請求項３に記載のサブタンク。
前記サブタンクは、前記サブタンク内のインクの液位が前記規定の液位となるように前記メインタンクから前記サブタンクへのインクの供給量を制御する制御装置に接続される液位センサを更に備える、
請求項１から４の何れか一項に記載のサブタンク。
請求項１から５の何れか一項に記載のサブタンクを備えるプリンタ。