JP2017185734A - インク供給装置、及び、インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートの浮動位置を検出するターゲット検出部の設置自由度を高めることができるインク供給装置、及び、インクジェット記録装置を提供することである。
【解決手段】実施形態のインク供給装置は、インク貯留部と、フロートと、浮動位置検出装置と、を持つ。インク貯留部は、インクジェットヘッドに接続され、インクジェットヘッドに供給されるインクを貯留する。フロートは、インク貯留部内に、インクの液面高さに応じて浮動可能に設置されている。浮動位置検出装置は、フロートに設けられた検出ターゲットと、インク貯留部に設けられ、検出ターゲットが近接したことを検出するターゲット検出部と、を有する。ターゲット検出部は、インク貯留部の回動軸の軸線方向と略直交する壁に配置されている。実施形態のインクジェット記録装置は、インクを記録媒体に噴射するインクジェットヘッドと、前記インク供給装置と、を持つ。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、インク供給装置、及び、インクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置は、紙等の記録媒体にインクを噴射するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給装置と、を備えている。インク供給装置は、インクジェットヘッドに供給されるインクを一時的に貯留するインク貯留部を備えている。インク貯留部内のインクの液量と圧力とは、適宜検出手段によって検出され、常に適切な液量と圧力に保たれるように制御されるようになっている（例えば、特許文献１，２参照）。

従来のインク供給装置においては、インクの液面高さに応じて浮動するフロートが、インク貯留部内に浮動可能に設置されている。インク貯留部内におけるインクの液面高さは、フロートの浮動位置を検出する浮動位置検出装置によって検出される。フロートは、インク貯留部内に回動軸を中心として回動可能に支持されている。浮動位置検出装置は、フロートに設けられた検出ターゲットである永久磁石と、フロートの回動軸の軸線方向に沿うインク貯留部の縦壁や底壁に設けられたターゲット検出部である磁気検出センサと、を備えている。

しかし、従来のインク供給装置は、ターゲット検出部である磁気検出センサがフロートの回動軸の軸線方向に沿うインク貯留部の縦壁や底壁に設けられているため、検出ターゲットの位置を安定して検出し得る磁気検出センサの設置箇所が限られている。

特開２００３−１９３９８０号公報 特開２００１−３１０４８４号公報

本発明が解決しようとする課題は、フロートの浮動位置を検出するターゲット検出部の設置自由度を高めることができるインク供給装置、及び、インクジェット記録装置を提供することである。

実施形態のインク供給装置は、インク貯留部と、フロートと、浮動位置検出装置と、を持つ。インク貯留部は、インクジェットヘッドに接続され、インクジェットヘッドに供給されるインクを貯留する。フロートは、インク貯留部内に、インクの液面高さに応じて浮動可能に設置されている。浮動位置検出装置は、フロートに設けられた検出ターゲットと、インク貯留部に設けられ、検出ターゲットが近接したことを検出するターゲット検出部と、を有する。ターゲット検出部は、インク貯留部の回動軸の軸線方向と略直交する壁に配置されている。
実施形態のインクジェット記録装置は、インクを記録媒体に噴射するインクジェットヘッドと、前記インク供給装置と、を持つ。

実施形態のインクジェット記録装置を概略的に示す平面図。 実施形態のインクジェットユニットの斜視図。 実施形態のインクジェットユニットの正面図。 実施形態のインクジェットユニットの一部の縦断面図。 実施形態のインクジェットユニットの一部部品を取り去った上面図。 実施形態のフロートの斜視図。

以下、実施形態のインク供給装置、及び、インクジェット記録装置を、図面を参照して説明する。
図１は、ケーシング２の一部を破断した実施形態に係るインクジェット記録装置１の平面図である。

インクジェット記録装置１は、ケーシング２内に送りテーブル３と、キャリッジ４が設置されている。送りテーブル３は、ケーシング２内に設置された送り用ガイドレール６にスライド可能に保持されている。送り用ガイドレール６は、略水平方向に直線状に延びている。送りテーブル３は、図示しないモータによって送り用ガイドレール６に沿う方向に移動操作される。なお、記録媒体Ｓは、紙に限らず、樹脂や金属のフィルム、木材の板等であっても良い。

キャリッジ４は、ケーシング２内に設置された走査用ガイドレール８にスライド可能に保持されている。走査用ガイドレール８は、送り用ガイドレール６と直交する略水平方向に直線状に延びている。キャリッジ４は、図示しないモータによって走査用ガイドレール８に沿う方向に移動操作される。

キャリッジ４には、記録媒体Ｓに噴射するインクの種類に応じた数のインクジェットユニット１０が搭載されている。各インクジェットユニット１０から噴射するインクは、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック、ホワイト等の色の異なるものの他、透明光沢インクや、赤外線または紫外線を照射したときに発色する特殊インク等を用いることができる。

図２は、一のインクジェットユニット１０を斜め上方から見た図であり、図３は、内部の模式的な流路構成を追加記載したインクジェットユニット１０の正面図である。
インクジェットユニット１０は、インクを記録媒体Ｓに噴射するインクジェットヘッド１１と、インクジェットヘッド１１の上部側でインクジェットヘッド１１に結合されるインク供給装置１２と、を備えている。

各インクジェットユニット１０のインク供給装置１２には、ケーシング２内に設置された対応するインクカートリッジ１３が接続されている。各インクジェットユニット１０のインク供給装置１２と、対応するインクカートリッジ１３とは、可撓性を有する接続チューブ１４によって接続されている。

複数のインクジェットユニット１０は、キャリッジ４上に集約して配置され、キャリッジ４とともに走査用ガイドレール８に沿って移動する。キャリッジ４は、送りテーブル３上の記録媒体Ｓにインクジェットヘッド１１からインクを噴射するときには、送りテーブル３の移動軌道と交差する範囲を移動する。

各インクジェットユニット１０のインクジェットヘッド１１は、記録媒体Ｓにインクを噴射する図示しない複数のノズル部と、各ノズル部に対向して配置された図示しないアクチュエータと、を備えている。アクチュエータは、例えば、圧電セラミックを用いた圧電振動板等によって構成されている。アクチュエータの構造は、この構造に限らず、入力信号に応じてインクの圧力を高め得るものであれば他の構造であっても良い。
本実施形態に係るインクジェット記録装置１は、記録媒体Ｓ上に入力信号に応じた印刷を行う場合に、インクジェットユニット１０を搭載したキャリッジ４と、記録媒体Ｓを載せた送りテーブル３とを適宜直線移動させつつ、インクジェットヘッド１１の入力信号に応じた特定のノズル部からインクを噴射する。

インクジェットユニット１０は、前述のようにインクジェットヘッド１１の上部にインク供給装置１２が一体に結合されている。本実施形態に係るインク供給装置１２は、図３に示すように、外部のインクカートリッジ１３から導入されたインクをインクジェットヘッド１１に供給する供給経路ｃ１と、インクジェットヘッド１１のノズル部から噴射されなかったインクを戻す戻し経路ｃ２と、を有している。インク供給装置１２は、第１のポンプ１５と第２のポンプ１６を内蔵するケーシング１７を有している。ケーシング１７は、インクジェットヘッド１１のノズル部にインクを供給するためのインク供給管１８と、インクジェットヘッド１１のノズル部で噴射されなかったインクをインクジェットヘッド１１から戻すためのインク戻し管１９と、を備えている。

第１のポンプ１５は、印刷やメンテナンス動作等で消費した量のインクをインクカートリッジ１３から補給し、インクをインクジェットヘッド１１に供給するための供給ポンプである。ケーシング１７内には、吐出室２０が形成されている。吐出室２０は、インクジェットヘッド１１に向かうインクの供給経路ｃ１の上流部において第１のポンプ１５の吐出部に臨んで配置されている。

ケーシング１７の内部には、インクを一時的に貯留できる供給側インク貯留部２１と回収側インク貯留部２２が形成されている。供給側インク貯留部２１は、ケーシング１７内の吐出室２０の下流部に隣接して設けられている。供給側インク貯留部２１にはインク供給管１８が接続されている。インクジェットヘッド１１には、供給側インク貯留部２１に貯留されたインクが供給される。

回収側インク貯留部２２には、インク戻し管１９が接続されている。回収側インク貯留部２２には、インクジェットヘッド１１で噴射されなかったインクが戻し管１９を通して流入する。回収側インク貯留部２２は、ケーシング１７内の戻し経路ｃ２中に配置されている。戻し経路ｃ２の下流側には、吸入室２３が隣接して配置されている。吸入室２３には、第２のポンプ１６の吸入部が臨んで配置されている。

第２のポンプ１６は、回収側インク貯留部２２から吸入室２３に流入したインクを吐出室２０に戻すための還流ポンプである。第２のポンプ１６の吐出部は、吐出室２０に臨んで配置されている。第１のポンプ１５と第２のポンプ１６の吐出部は、並列に並んで吐出室２０に臨んでいる。本実施形態に係るインク供給装置１２は、第２のポンプ１６を駆動源として、インクをインクジェットヘッド１１との間で循環させる。

また、供給側インク貯留部２１内と回収側インク貯留部２２内のインク液面の上部は、空気室とされている。各空気室内の圧力は図示しない圧力センサによって検出される。ケーシング１７の上部には、図３に示すように、圧力調整部２４が設けられている。圧力調整部２４は、圧力センサの検出結果に応じてインクジェットヘッド１１に供給されるインクの圧力を適正圧力に調整する。

図４は、インクジェットユニット１０の供給側インク貯留部２１と回収側インク貯留部２２を縦方向で断面にして示した図であり、図５は、ケーシング１７の一部を取り去り、供給側インク貯留部２１と回収側インク貯留部２２を上方から見た図である。なお、以下では、説明の便宜上図中の矢印Ｄの向く方向を奥行方向と呼ぶ。
これらの図にも示すように、供給側インク貯留部２１と回収側インク貯留部２２は、奥行方向Ｄの幅の狭い略直方体状の内部空間を有し、その内部空間にフロート３０が配置されている。フロート３０は、供給側インク貯留部２１と回収側インク貯留部２２の内部に貯留されたインクの液面高さに応じて浮動する。

図６は、フロート３０の単体の斜視図である。
フロート３０は、内部に空洞部を有する奥行方向Ｄの幅の狭いフロート本体３０Ａと、フロート本体３０Ａの上部から奥行方向Ｄと略直交する方向に延出するアーム部３０Ｂと、を有している。アーム部３０Ｂの延出端には、奥行方向Ｄの両側に突出する回動軸３１が突設されている。回動軸３１は、供給側インク貯留部２１と回収側インク貯留部２２の各壁に回動可能に支持されている。したがって、フロート３０は、供給側インク貯留部２１や回収側インク貯留部２２の内部に貯留されたインクの液面高さに応じて、回動軸３１を中心として回動する。

供給側インク貯留部２１と、その内部に配置されるフロート３０には、フロート３０の浮動位置を検出するための浮動位置検出装置３２が設けられている。また、回収側インク貯留部２２と、その内部に配置されるフロート３０にも、同様の浮動位置検出装置３２が設けられている。浮動位置検出装置３２は、供給側インク貯留部２１側のものと回収側インク貯留部２２側のもので同構成のものが用いられているため、以下では、供給側インク貯留部２１側を例に挙げて浮動位置検出装置３２の構成について説明する。

浮動位置検出装置３２は、フロート本体３０Ａに設けられた永久磁石３３と、供給側インク貯留部２１の奥行方向Ｄの一側の壁４０に設けられた複数の磁気検出センサ３４、を有している。永久磁石３３は、フロート本体３０Ａ内の奥行方向Ｄの一側に偏った位置に埋設されている。磁気検出センサ３４は、例えば、ホールＩＣ等の磁電変換素子を用いることができる。

複数の磁気検出センサ３４は、供給側インク貯留部２１の奥行方向Ｄの一側の壁４０のうちの、フロート３０上の永久磁石３３の円弧状の移動軌道に略沿う位置に配置されている。供給側インク貯留部２１の奥行方向Ｄの一側の壁４０は、フロート３０の回動軸３１の軸線方向と略直交するように設けられているため、フロート本体３０Ａ上の永久磁石３３と、壁４０上の各磁気検出センサ３４の奥行方向Ｄの離間幅は、フロート本体３０Ａの回動位置の変動に拘わらず常にほぼ一定に保たれる。磁気検出センサ３４によって検出された信号は、圧力調整部２４や第１のポンプ１５、第２のポンプ１６等を制御する図示しない制御装置に入力される。

また、本実施形態の場合、供給側インク貯留部２１の奥行方向Ｄの一側の壁４０には、複数の磁気検出センサ３４が相互に離間して配置されているが、隣接する磁気検出センサ３４は、互いの磁気検出可能領域がラップする離間距離をもって壁４０に設置されている。
なお、本実施形態においては、永久磁石３３が検出ターゲットを構成し、磁気検出センサ３４がターゲット検出部を構成している。ただし、検出ターゲットとターゲット検出部は、永久磁石３３と磁気検出センサ３４に限るものでなく、例えば、発光部と受光部を有する光電センサによってターゲット検出部を構成し、遮光板によって検出ターゲットを構成するようにしても良い。

また、この実施形態のフロート３０は、フロート本体３０Ａの左右の側面に、壁４０の内面に対向する微小な突起部３５が突設されている。この突起部３５は、フロート３０の浮動時等に適宜壁４０の内面に当接することにより、フロート本体３０Ａと壁４０の間の隙間を一定以上に保ち、かつ、インクによる壁４０へのフロート３０の吸着を防止する。

本実施形態に係るインク供給装置１２は、永久磁石３３とともに浮動位置検出装置３２を構成する磁気検出センサ３４が、供給側インク貯留部２１と回収側インク貯留部２２のうちの、フロート３０の回動軸３１と略直交する壁４０に配置されている。このため、永久磁石３３の位置を安定して検出し得る磁気検出センサ３４の設置箇所を、供給側インク貯留部２１と回収側インク貯留部２２の広い範囲を容易に確保することができる。即ち、供給側インク貯留部２１や回収側インク貯留部２２の、フロート３０の回動軸３１と略直交する壁４０は、永久磁石３３の設置されるフロート３０の側部に対して奥行方向Ｄの離間幅が全域においてほぼ一定に保たれるため、磁気検出センサ３４の設置箇所を制限されにくい。
したがって、本実施形態に係るインク供給装置１２を採用することにより、ターゲット検出部の設置自由度を高めることができる。

また、本実施形態に係るインク供給装置１２においては、ターゲット検出部である磁気検出センサ３４が、壁４０上の永久磁石３３の円弧状の移動軌道に略沿う位置に複数設置されている。したがって、本実施形態に係るインク供給装置１２を採用した場合には、インクの液面を広範囲に亘って正確に検出することができる。

特に、本実施形態に係るインク供給装置１２においては、隣接する磁気検出センサ３４が、互いの磁気検出可能領域がラップする離間距離をもって壁４０に配置されているため、インクの液面を連続した広範な範囲に亘って正確に検出することができる。

また、本実施形態に係るインク供給装置１２は、検出ターゲットとして永久磁石３３を採用し、ターゲット検出部として磁気検出センサ３４を採用しているため、簡単な構成によって検出精度が高く、小型化が可能な浮動位置検出装置３２を構成することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…インクジェット記録装置，１１…インクジェットヘッド，１２…インク供給装置，２１…供給側インク貯留部，２２…回収側インク貯留部，３０…フロート，３１…回動軸、３２…浮動位置検出装置，３３…永久磁石，３４…磁気検出センサ，４０…壁。

Claims (5)

1. インクジェットヘッドに接続され、前記インクジェットヘッドに供給されるインクを貯留するインク貯留部と、
   前記インク貯留部内に、インクの液面高さに応じて浮動可能に設置されたフロートと、
   前記インク貯留部内における前記フロートの浮動位置を検出する浮動位置検出装置と、
   を備え、
   前記フロートは、前記インク貯留部内に回動軸を中心として回動可能に支持されており、
   前記浮動位置検出装置は、
   前記フロートに設けられた検出ターゲットと、
   前記インク貯留部に設けられ、前記検出ターゲットが近接したことを検出するターゲット検出部と、を有し、
   前記ターゲット検出部は、前記インク貯留部の前記回動軸の軸線方向と略直交する壁に配置されているインク供給装置。
2. 前記ターゲット検出部は、前記壁における前記検出ターゲットの円弧状の移動軌道に略沿う位置に複数設置されている請求項１に記載のインク供給装置。
3. 隣接するターゲット検出部は、互いの検出可能領域がラップする離間距離をもって前記壁に配置されている請求項２に記載の記載のインク供給装置。
4. 前記検出ターゲットは永久磁石によって構成され、前記ターゲット検出部は磁気検出センサによって構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のインク供給装置。
5. インクを記録媒体に噴射するインクジェットヘッドと、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のインク供給装置と、
   を備えたインクジェット記録装置。

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