JP2018158546A - 液体吐出装置及び廃液量検出方法 - Google Patents

液体吐出装置及び廃液量検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】廃液を適切に管理することができる液体吐出装置及び廃液量検出方法を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、媒体に対して液体を吐出するように構成される液体吐出部と、液体吐出部から排出される廃液を収容可能な廃液収容体60を保持可能な保持部42と、廃液収容体60の収容量が閾値に達したことを検出可能なセンサー50と、液体吐出部が排出する廃液の排出量を積算して廃液量を算出する算出部101と、を備える。収容量が閾値に達したことをセンサー50が検出した場合に、算出部101は、その後の排出量を閾値に加算して廃液量を算出する。【選択図】図3

Description

本発明は、プリンターなどの液体吐出装置及び廃液量検出方法に関する。
液体吐出装置の一例として、保守動作により生じる廃インクの量をソフト的に積算して廃液量を算出する手段と、貯留された廃インクの量をハード的に検出する検出手段と、の両方を備えるインクジェット記録装置がある(例えば、特許文献1)。
特開2011−25599号公報
廃液量をソフト的に積算する場合、廃インクの蒸発等によって、実際に貯留されている廃インクの量との間に誤差が生じる。また、ハード的な検出手段では、貯留量を細かく管理するのが難しい。本発明の課題は、廃液を適切に管理することができる液体吐出装置及び廃液量検出方法を提供することである。
上記課題を解決する液体吐出装置は、媒体に対して液体を吐出するように構成される液体吐出部と、前記液体吐出部から排出される廃液を収容するように構成された廃液収容体を保持可能な保持部と、前記廃液収容体の収容量が閾値に達したことを検出可能なセンサーと、前記液体吐出部が排出する前記廃液の排出量に基づいて廃液量を算出する算出部と、を備え、前記収容量が前記閾値に達したことを前記センサーが検出した場合に、前記算出部は、その後の前記排出量を前記閾値に加算して前記廃液量を算出する。
液体吐出装置の一実施形態の全体構成図。 図1の液体吐出装置が備える保持機構及び廃液収容体の断面図。 図2の保持機構の作用を説明する断面図。 廃液量検出方法の一実施形態に係る処理を説明するフローチャート。
以下、液体吐出装置及び廃液量検出方法の実施形態について、図を参照して説明する。液体吐出装置は、例えば、液体の一例であるインクを吐出することによって用紙などの媒体に印刷するインクジェット式のプリンターである。
図1に示すように、液体吐出装置11は、筐体12と、筐体12を支持する脚部13と、液体吐出部20と、メンテナンス機構30と、保持機構40と、液体収容体23を装着可能な装着部24と、を備える。液体吐出部20、メンテナンス機構30及び装着部24は、筐体12内に収容するとよい。保持機構40は、使用者が見やすいように、筐体12の外に配置するとよい。保持機構40は、例えば、脚部13に取り付けるとよい。筐体12には、動作に関する指示を入力したり作動状態を表示したりすることのできる操作パネル19を設けるとよい。
液体吐出部20は、液体を吐出可能な吐出ヘッド21を有する。液体収容体23は、液体吐出部20に供給される液体を貯留可能なタンクである。液体収容体23は、交換可能な容器であるカートリッジであってもよい。
液体吐出部20は、方向X及びその反対方向に往復移動しながら媒体99に対して液体を吐出するように構成される。液体の吐出により印刷が施された媒体99は、方向Yに搬送されて筐体12の外に出た後、重力方向Zに垂れ下がる。方向X及び方向Yは、重力方向Zとともに3軸をなす方向軸である。
液体吐出装置11は、筐体12内に、液体吐出部20の移動を案内するガイド軸15と、媒体99を支持可能な媒体支持部16と、制御装置100と、を備える。制御装置100は、吐出ヘッド21など、液体吐出装置11の構成要素を制御する。媒体支持部16は、先端を筐体12の外に突出させると、筐体12の外に排出される媒体99を支えることができる。
メンテナンス機構30は、吸引機構32及び廃液チューブ34を備える。吸引機構32は、吐出ヘッド21を吸引することによって、液体吐出部20内にある気泡等の異物を排出させる。このように、吐出ヘッド21から液体を廃液として流出させるメンテナンス動作を、クリーニングという。クリーニングでは、液体吐出部20内を加圧して、吐出ヘッド21から廃液を排出させてもよい。
クリーニングによって排出された廃液は、廃液チューブ34を通じて廃液収容体60に収容される。廃液収容体60は、液体吐出部20から排出される廃液を収容可能な容器である。廃液収容体60は、廃液を収容する本体61と、本体61に付属する把持部62と、を有する。
メンテナンス機構30は、払拭部材31または廃液受容部33を備えてもよい。払拭部材31は、吐出ヘッド21に対して相対移動しながら、吐出ヘッド21に付着した液体などの異物を払拭する。廃液受容部33は、液体吐出部20が液体を廃液として吐出するときに、吐出された廃液を受容する。吐出により廃液を排出する液体吐出部20のメンテナンス動作を、フラッシングという。廃液受容部33が受容した廃液は、廃液チューブ34を通じて廃液収容体60に収容してもよい。
制御装置100は、廃液量を算出可能な算出部101と、廃液量などのデータを記憶する記憶部102と、を有する。算出部101は、クリーニング等のメンテナンス動作に伴って液体吐出部20から排出される廃液の排出量に基づいて廃液量を算出する。記憶部102は、廃液量を算出するためのプログラムも記憶する。
図2及び図3に示すように、廃液収容体60は、廃液チューブ34を挿入可能な開口63を有する。廃液収容体60に溜まった液体は、開口63から捨てることができる。そのため、廃液収容体60は、繰り返し使用可能である。
保持機構40は、収容ケース41と、収容ケース41内で廃液収容体60を保持可能な保持部42と、保持部42を支持する支点部材43と、センサー50と、を備える。センサー50は、例えば光学式または機械式にするとよい。センサー50は制御装置100と電気的に接続されている。保持部42に保持された廃液収容体60は、少なくとも一部が収容ケース41の外に露出する。
保持部42は、支点部材43に接する底壁46と、底壁46の基端46fから延びる後壁42bと、底壁46の先端46sから延びる前壁42cと、を有する。保持部42は、廃液チューブ34を開口63に向けて案内する案内部48と、センサー50に向けて延びる検出部49と、を有してもよい。
支点部材43は、底壁46の下に配置され、基端46fと先端46sとの間に位置する支点46aで保持部42を支える。保持部42は、支点46aを傾動支点として、図2に示す第1姿勢と図3に示す第2姿勢との間で傾動可能に構成される。検出部49は、保持部42の傾動に伴って変位する。第1姿勢のときに保持部42の重心を通る垂線が底壁46と交差する位置を重心位置42gとすると、重心位置42gは、支点46aよりも基端46fの近くにある。
廃液収容体60を保持する保持部42が第1姿勢のときに、廃液収容体60の重心を通る垂線が底壁46と交差する位置を重心位置60gとする。この場合、重心位置60gは、支点46aよりも先端46sの近くにある。
保持部42は、底壁46に置かれた廃液収容体60を前壁42cの方に寄せる位置決めばね45を有することが好ましい。廃液収容体60が位置決めばね45によって前壁42cに寄せられると、保持部42に保持されたときの廃液収容体60の重心位置60gのばらつきが抑制される。
保持部42は、廃液収容体60を保持しない状態及び空の廃液収容体60を保持した状態で、第1姿勢になる。保持部42が保持する廃液収容体60に廃液チューブ34を通じて廃液が導入されると、廃液収容体60が重くなる。廃液の導入に伴って廃液収容体60の収容量が閾値V1を超えると、廃液収容体60は保持部42とともに傾動する。
このように、保持部42は、廃液収容体60の収容量が閾値V1未満のときには第1姿勢となり、収容量が閾値V1以上になったときには、第1姿勢から第2姿勢に傾動するように構成される。保持部42が傾動するときの閾値V1は、例えば、廃液収容体60の収容量の50〜80%に設定することができる。本実施形態では、収容量の70%を閾値V1として例示する。記憶部102は、閾値V1と、廃液収容体60が満杯のときの容量である満容量V2を記憶している。満容量V2は、廃液収容体60の収容量の90〜100%に設定してもよい。
閾値V1を大きく設定するために、保持部42は、後壁42bに重り47を備えてもよい。また、閾値V1を大きくする設定するために、保持機構40は、重心位置42gよりも先端46sに近い位置で底壁46を支持する付勢部材44を備えてもよい。
センサー50は、保持部42の傾動による変位を検出するように構成される。例えば、保持部42が第1姿勢のときにはセンサー50が検出部49を検出し、保持部42が第2姿勢のときにはセンサー50が検出部49を検出しない。センサー50は、一定間隔で検出を繰り返し、検出部49を検出したときには制御装置100にON信号を送り、検出部49を検出しなかったときには制御装置100にOFF信号を送る。
保持部42は、廃液収容体60の収容量が増して重くなったときに傾動して第2姿勢になる。そのため、センサー50は、廃液収容体60の重さに基づいて、廃液収容体60の収容量が閾値V1に達したことを検出するように構成される。
次に、液体吐出部20から排出されて廃液収容体60に収容される廃液の廃液量検出方法の一実施形態について説明する。
制御装置100は、液体吐出部20が動作を開始すると、図4に示す処理を実行する。
まず、ステップS11として、算出部101は、液体吐出部20が排出する廃液の排出量を算出して積算していき、その積算値を廃液量Vとして、記憶部102に記憶させる。
ステップS11に続くステップS12では、制御装置100がセンサー50の信号を受信し、センサー50の送る信号がON信号かOFF信号かを判定する。信号がONの場合、センサー50は、廃液収容体60に収容された廃液の収容量が閾値V1に達したことを検出している(検出工程)。この場合、制御装置100はステップS13に進む。信号がOFFの場合、廃液収容体60に収容された廃液の収容量が閾値V1に達していない。この場合、制御装置100はステップS12を繰り返す。
ステップS13では、制御装置100が、記憶部102が記憶している廃液量Vを閾値V1に書き換える。すなわち、廃液の収容量が閾値V1に達したことをセンサー50が検出すると、算出部101は、ソフト的に算出した積算値に代えて、機械的に検出した閾値V1を廃液量Vとして採用する。廃液量Vを閾値V1に置き換えた後、算出部101はその後の排出量を算出し、算出した値を閾値V1に加算することによって、廃液量Vを算出する(算出工程)。
ステップS13に続くステップS14では、制御装置100が、積算した廃液量Vが満容量V2以上になったか否かを判定する。廃液量Vが満容量V2以上の場合、制御装置100はステップS15に進み、廃液量Vが満容量V2未満の場合、制御装置100はステップS16に進む。
ステップS15では、制御装置100が、液体吐出部20及び吸引機構32の動作(少なくとも、廃液の排出を伴う動作)を停止させて、処理を終了する。
ステップS15で液体吐出部20の動作が停止した場合、制御装置100は、廃液収容体60に溜まった廃液を捨てるように促すメッセージを操作パネル19に表示するとよい。制御装置100は、使用者が操作パネル19を介して廃液を捨てた旨の確認を入力した場合に、液体吐出部20及び吸引機構32の動作を再開させることが好ましい。
ステップS16では、制御装置100が、センサー50の信号を受信し、センサー50の送る信号がON信号かOFF信号かを判定する。信号がOFFの場合、制御装置100はステップS17に進み、信号がONの場合、制御装置100はステップS14に戻る。
ステップS17では、制御装置100が、センサー50がOFFになってからの経過時間Tの計時を開始する。
ステップS17に続くステップS18では、制御装置100が、経過時間Tが確認時間T1以上になったか否かを判定する。確認時間T1は、使用者が廃液収容体60を保持部42から取り外して溜まった廃液を捨て、空になった廃液収容体60を保持部42に戻すのに最低限要すると想定される時間である。確認時間T1は、例えば10〜20秒である。
ステップS18で経過時間Tが確認時間T1以上の場合、制御装置100はステップS19に進み、経過時間Tが確認時間T1未満の場合、制御装置100はステップS18を繰り返す。
ステップS19では、算出部101は、積算していた廃液量Vをゼロに書き換えて、処理を終了する。このように、算出部101は、保持部42が第2姿勢から第1姿勢に戻ったときに、廃液量Vをリセットする。
次に、液体吐出装置11及び廃液量検出方法の作用について説明する。
廃液量Vを算出部101がソフト的に算出し、その積算値が満容量V2以上になった場合に、廃液収容体60の廃液を捨てるように促すメッセージを操作パネル19等に表示することもできる。この場合、蒸発により収容量が減ったり結露により収容量が増えたりしたときに、実際の収容量と算出部101が算出する積算値とに誤差が生じる。こうした誤差に起因して、廃液収容体60の収容量が満容量V2を超えると、廃液が溢れて、保持機構40が汚れる。
これに対して、収容量が満容量V2になったことをセンサー50が検出する場合には、算出部101がソフト的に算出する場合よりも、精度が低くなるおそれがある。また、収容量が満容量V2になったことをセンサー50が検出したときに液体吐出部20等の動作を停止させると、印刷が途中で中断して、媒体99が無駄になることがある。
本実施形態では、廃液収容体60の収容量が閾値V1に達したことをセンサー50が機械的に検出し、その後、閾値V1から満容量V2に至るまでは算出部101がソフト的な方法で廃液量Vを算出する。そのため、使用者は、廃液収容体60に収容される廃液を適切に管理することができる。
廃液の収容量が閾値V1に達したことをセンサー50が検出したときに、制御装置100は、操作パネル19等を介して、使用者にその旨を報知してもよい。このときの報知内容は、例えば、廃液収容体60の中身を捨てるようにとの指示であってよいし、廃液収容体60の残り容量を知らせてもよい。
廃液収容体60は、収容量が閾値V1に達すると、保持部42とともに傾動する。そのため、使用者は、廃液収容体60の傾動を見て、近いうちに廃液収容体60が満杯になると知ることができる。廃液収容体60が透明のタンクであっても、色の濃い液体が内面に付着すると、内部の液面が見にくくなる。その点、廃液収容体60が傾動すると、使用者は、操作パネル19から離れた場所からでも、廃液収容体60の残容量が少なくなったことを視認することができる。
収容量が閾値V1に達した段階で使用者が廃液収容体60を保持部42から取り外すと、センサー50はONからOFFになる。その後、中身を空にした廃液収容体60を保持部42に戻しても、センサー50はOFFのままである。このように、センサー50がOFFになってから確認時間T1が経過すると、廃液量Vがリセットされる。
使用者は、廃液収容体60が傾いたのを見て、廃液収容体60を保持部42から取り出したとしても、中の廃液を捨てないまま、保持部42に戻す可能性がある。この場合に算出部101が廃液量Vをゼロにリセットすると、満杯の廃液収容体60に廃液が導入され、廃液が溢れるおそれがある。その点、経過時間Tが確認時間T1以上になった後であれば、確認時間T1の間に廃液を捨てる作業が行われた可能性が高い。そのため、ステップS17,S18を入れると、廃液が溢れる可能性が低くなる。こうした確認時間T1が不要な場合は、ステップS17,S18を省略してもよい。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)センサー50は、廃液収容体60の収容量が閾値V1に達したことを検出する。その後、算出部101が廃液の排出量を算出して閾値V1に加算することによって、残り少なくなった廃液収容体60の残容量を正確に管理することができる。
(2)センサー50の検出により、廃液収容体60の重さに基づいて、廃液収容体60の収容量を正確に管理することができる。
(3)保持部42の傾動により、廃液収容体60の収容量が閾値V1に達したことを使用者が視認することができる。
(4)使用者が廃液収容体60を保持部42から外して廃液を捨て、軽くなった廃液収容体60を保持部42に戻すと、保持部42は第2姿勢から第1姿勢に戻る。そのため、保持部42が第2姿勢から第1姿勢に戻った場合には、廃液収容体60の収容量が空になったとして、積算していた廃液量Vをリセットすることができる。
上記実施形態は、以下に示す変更例のように変更してもよい。上記実施形態に含まれる構成は、下記変更例に含まれる構成と任意に組み合わせることができるし、下記変更例に含まれる構成同士を任意に組み合わせることもできる。
・廃液収容体60の収容量が閾値V1に達したことをセンサー50が検出した後に、算出部101が排出量の積算を開始してもよい。この場合、ステップS11は、ステップS13の後に移動し、算出部101は、閾値V1に排出量を加算していくとよい。
・保持機構40は、複数の保持部42を備えてもよい。特に、液体吐出部20が複数種の液体を吐出するように構成される場合、別種の液体である廃液を別々の廃液収容体60に収容するとよい。例えば、液体吐出部20が、樹脂インクと、樹脂インクを硬化させる前処理液とを吐出する場合、廃液チューブ34内で樹脂インクと前処理液が混ざると、廃液が硬化して廃液チューブ34が詰まることがある。そのため、異なる種類の廃液は、別々に回収することが好ましい。
・液体吐出部20が噴射する液体はインクに限らず、例えば機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体などであってもよい。例えば、液体吐出部20は、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイまたは面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材または色材(画素材料)などの材料が分散または溶解した液状体を噴射する構成にしてもよい。
・媒体99は用紙に限らず、プラスチックフィルムまたは薄い板材でもよいし、捺染装置などに用いられる布であってもよい。また、媒体99はTシャツなど、任意の形状の衣類等であってもよいし、食器または文具のような任意の形状の立体物であってもよい。
以下に、上述した実施形態及び変更例から把握される技術的思想及びその作用効果を記載する。
[思想1]
媒体に対して液体を吐出するように構成される液体吐出部と、
前記液体吐出部から排出される廃液を収容するように構成された廃液収容体を保持可能な保持部と、
前記廃液収容体の収容量が閾値に達したことを検出可能なセンサーと、
前記液体吐出部が排出する前記廃液の排出量に基づいて廃液量を算出する算出部と、
を備え、
前記収容量が前記閾値に達したことを前記センサーが検出した場合に、前記算出部は、その後の前記排出量を前記閾値に加算して前記廃液量を算出することを特徴とする液体吐出装置。
この構成によれば、センサーは、廃液収容体の収容量が閾値に達したことを検出する。その後、算出部が廃液の排出量を閾値に加算することによって、残り少なくなった廃液収容体の残容量を正確に管理することができる。したがって、廃液を適切に管理することができる。
[思想2]
前記センサーは、前記廃液収容体の重さに基づいて、前記収容量が前記閾値に達したことを検出するように構成される
ことを特徴とする[思想1]に記載の液体吐出装置。
この構成によれば、センサーの検出により、廃液収容体の重さに基づいて、廃液収容体の収容量を正確に管理することができる。
[思想3]
前記保持部は、前記収容量が前記閾値未満のときには第1姿勢となり、前記収容量が前記閾値以上になったときには前記第1姿勢から第2姿勢に傾動するように構成され、
前記センサーは、前記保持部の傾動による変位を検出するように構成される
ことを特徴とする[思想1]または[思想2]に記載の液体吐出装置。
この構成によれば、保持部の傾動により、収容量が閾値に達したことを使用者が視認することができる。
[思想4]
前記算出部は、前記保持部が前記第2姿勢から前記第1姿勢に戻った場合に、前記廃液量をリセットする
ことを特徴とする[思想3]に記載の液体吐出装置。
この構成によれば、使用者が廃液収容体を保持部から外して廃液を捨て、軽くなった廃液収容体を保持部に戻すと、保持部は第2姿勢から第1姿勢に戻る。そのため、保持部が第2姿勢から第1姿勢に戻った場合には、廃液収容体の収容量が空になったとして、積算していた廃液量をリセットすることができる。
[思想5]
液体吐出部から排出されて廃液収容体に収容される廃液の廃液量検出方法であって、
前記廃液収容体に収容された前記廃液の収容量が閾値に達したことを検出する検出工程と、
前記検出工程の後に、前記液体吐出部が排出する前記廃液の排出量を前記閾値に加算して、廃液量を算出する算出工程と、
を含むことを特徴とする廃液量検出方法。
この構成によれば、廃液収容体の収容量が閾値に達したことは、実際に収容された廃液に基づいて検出される。その後、廃液の排出量を閾値に加算することによって、残り少なくなった廃液収容体の残容量を正確に管理することができる。したがって、廃液を適切に管理することができる。
11…液体吐出装置、12…筐体、13…脚部、15…ガイド軸、16…媒体支持部、19…操作パネル、20…液体吐出部、21…吐出ヘッド、23…液体収容体、24…装着部、30…メンテナンス機構、31…払拭部材、32…吸引機構、33…廃液受容部、34…廃液チューブ、40…保持機構、41…収容ケース、42…保持部、42b…後壁、42c…前壁、42g…重心位置、43…支点部材、44…付勢部材、45…位置決めばね、46…底壁、46a…支点、46f…基端、46s…先端、47…重り、48…案内部、49…検出部、50…センサー、60…廃液収容体、60g…重心位置、61…本体、62…把持部、63…開口、99…媒体、100…制御装置、101…算出部、102…記憶部、T…経過時間、T1…確認時間、V…廃液量、V1…閾値、V2…満容量、Z…重力方向。

Claims (5)

  1. 媒体に対して液体を吐出するように構成される液体吐出部と、
    前記液体吐出部から排出される廃液を収容するように構成された廃液収容体を保持可能な保持部と、
    前記廃液収容体の収容量が閾値に達したことを検出可能なセンサーと、
    前記液体吐出部が排出する前記廃液の排出量に基づいて廃液量を算出する算出部と、
    を備え、
    前記収容量が前記閾値に達したことを前記センサーが検出した場合に、前記算出部は、その後の前記排出量を前記閾値に加算して前記廃液量を算出することを特徴とする液体吐出装置。
  2. 前記センサーは、前記廃液収容体の重さに基づいて、前記収容量が前記閾値に達したことを検出するように構成される
    ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
  3. 前記保持部は、前記収容量が前記閾値未満のときには第1姿勢となり、前記収容量が前記閾値以上になったときには前記第1姿勢から第2姿勢に傾動するように構成され、
    前記センサーは、前記保持部の傾動による変位を検出するように構成される
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置。
  4. 前記算出部は、前記保持部が前記第2姿勢から前記第1姿勢に戻った場合に、前記廃液量をリセットする
    ことを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置。
  5. 液体吐出部から排出されて廃液収容体に収容される廃液の廃液量検出方法であって、
    前記廃液収容体に収容された前記廃液の収容量が閾値に達したことを検出する検出工程と、
    前記検出工程の後に、前記液体吐出部が排出する前記廃液の排出量を前記閾値に加算して、廃液量を算出する算出工程と、
    を含むことを特徴とする廃液量検出方法。
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