JP2018176533A - 連続インク供給ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、印刷時にカートリッジが高速で移動して慣性力を受けてもカートリッジのインク吐出量が安定した連続インク供給ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】印刷装置と、印刷装置の外部に設けられたインク補給容器と、印刷装置の内部に設けられたインクカートリッジを備え、インク補給容器とインクカートリッジがチューブで連通された連続インク供給ユニットであって、インクカートリッジは、負圧材を備える第１インク室と、第２インク室とが仕切り壁で２室のインク室に区画されると共に連通部で連通され、インク補給容器とインクカートリッジとを連通するチューブの一端が第２インク室の上部に連通し、インク補給容器の上部容器は、上部容器の下端開口部がインク補給容器の下部容器に充填されているインク面に接して実質密閉状態であり、チューブの他端が下部容器に連通されるように構成する。【選択図】 図７

Description

本発明は、インクジェット方式の印刷装置（インクジェットプリンタ）に搭載される連続インク補給ユニットに関する。

印刷装置（プリンタ）には、印字機構（ヘッド）から記録液であるインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット方式と呼ばれるものがある。インクジェット方式の印刷装置では、印字機構に対するインクの供給方式として、印字機構に直接インクを供給するインクカートリッジを着脱自在に装着する方式がある。

ところが、近年は一度に大量の印刷をするユーザーの増加と交換式インクカートリッジの小容量化（小型化）に伴い、印刷の途中でしばしばインクがなくなったりする問題が生じていた。この解決方法として、交換式インクカートリッジ（カートリッジ）にインクを連続して供給するための外付けの大容量インク容器（サブタンク）を備えたインク供給方式の印刷装置（画像形成装置）が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２００９−５１１９９号公報

しかし、上記特許文献１では、カートリッジとサブタンクとが供給チューブで接続されているため、印刷時にカートリッジが高速で移動する際に供給チューブに慣性力が働き、サブタンク内のインクが過剰にカートリッジへと移動することでカートリッジのインク吐出量が安定しないという問題があった。

そこで、カートリッジのインク吐出量を安定させるべく鋭意研究した結果、本発明の完成に至った。本発明は、印刷時にカートリッジが高速で移動して慣性力を受けてもカートリッジのインク吐出量が安定した連続インク供給ユニットを提供することを目的とする。

この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また、従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

即ち、本発明の第１の発明は、印刷装置と、前記印刷装置の外部に設けられたインク補給容器と、前記印刷装置の内部に設けられたインクカートリッジを備え、前記インク補給容器と前記インクカートリッジがチューブで連通された連続インク供給ユニットであって、前記インクカートリッジは、負圧材を備える第１インク室と、第２インク室とが仕切り壁で２室のインク室に区画され、前記２室のインク室が連通部で連通されており、前記インク補給容器と前記インクカートリッジとを連通する前記チューブの一端が前記第２インク室の上部に連通し、前記インク補給容器が大気に解放されていない上部容器と大気に解放されている下部容器とからなり、前記上部容器は、前記上部容器の下端開口部が前記下部容器に充填されているインク面に接して実質密閉状態であり、前記チューブの他端が前記下部容器に連通されていることを特徴とする連続インク供給ユニットである。

本発明の第２の発明は、第１の発明に記載の前記印刷装置が稼働することによって、前記第１インク室がインクを吐出する工程と、前記第２インク室のインクが前記第１インク室に移動する工程と、前記下部容器のインクが前記チューブを経由して前記第２インク室に移動する工程と、前記上部容器のインクが前記下部容器に移動する工程とが順次行われることを特徴とする連続インク供給ユニットである。

本発明の第３の発明は、第１の発明または第２の発明に記載の前記第２インク室には、前記第２インク室の内部の上部をインクレスの状態にしてインクが充填されることで、インクが充填されていない緩和室が形成されることを特徴とする連続インク供給ユニットである。

本発明の第４の発明は、印刷装置と、前記印刷装置の外部に設けられたインク補給容器と、前記印刷装置の内部に設けられたインクカートリッジを備え、前記インク補給容器と前記インクカートリッジとが連通された連続インク供給ユニットであって、前記インクカートリッジには負圧材が備えられた第１インク室と第２インク室とが備えられ、前記第１インク室の吐出口からのインクの吐出に遅延して前記インク補給容器から前記第２インク室へインクが供給されることを特徴とする連続インク供給ユニットである。

本発明の第１の発明である連続インク供給ユニットは、印刷装置と、印刷装置の外部に設けられたインク補給容器と、印刷装置の内部に設けられたインクカートリッジを備え、インク補給容器とインクカートリッジがチューブで連通された連続インク供給ユニットであって、インクカートリッジは、負圧材を備える第１インク室と、第２インク室とが仕切り壁で２室のインク室に区画され、２室のインク室が連通部で連通されており、インク補給容器とインクカートリッジとを連通するチューブの一端が第２インク室の上部に連通し、インク補給容器が大気に解放されていない上部容器と大気に解放されている下部容器とからなり、上部容器は、上部容器の下端開口部が下部容器に充填されているインク面に接して実質密閉状態であり、チューブの他端が下部容器に連通された構成にしている。本発明は、上記の構成としているので、インクカートリッジの移動に伴いチューブが引き起こすスイング供給による負圧変動を緩和するため、インクの吐出量を安定化させることができる。

本発明の第２の発明である連続インク供給ユニットは、印刷装置が稼働することによって、第１インク室がインクを吐出する工程と、第２インク室のインクが第１インク室に移動する工程と、下部容器のインクがチューブを経由して第２インク室に移動する工程と、上部容器のインクが下部容器に移動する工程とが順次行われる構成にしている。本発明は、上記の構成としているので、インクの吐出からインクの補給までの間に第２インク室のインクが第１インク室に移動する工程が入るため、インクの吐出量を安定化させることができる。

本発明の第３の発明である連続インク供給ユニットは、第２インク室には、第２インク室の内部の上部をインクレスの状態にしてインクが充填されることで、インクが充填されていない緩和室が形成される構成にしている。本発明は、上記の構成としているので、インクカートリッジの移動に伴いチューブが引き起こすスイング供給による負圧変動を緩和するため、インクの吐出量を安定化させることができる。

本発明の第４の発明である連続インク供給ユニットは、印刷装置と、印刷装置の外部に設けられたインク補給容器と、印刷装置の内部に設けられたインクカートリッジを備え、インク補給容器とインクカートリッジとが連通された連続インク供給ユニットであって、インクカートリッジには負圧材が備えられた第１インク室と第２インク室とが備えられ、第１インク室の吐出口からのインクの吐出に遅延してインク補給容器から第２インク室へインクが供給される構成にしている。本発明は、上記の構成としているので、インクの吐出からインクの補給までの間に負圧を調整する時間が入るため、インクの吐出量を安定化させることができる。

本発明の１実施形態における連続インク供給ユニットである。 本発明のインク補給容器の上部容器である。 本発明のインク補給容器の上部容器の断面図である。 本発明のインク補給容器の下部容器である。 本発明のインク補給容器の下部容器内に設置される挿入部及び脚部である。 本発明のインクカートリッジである。 本発明のインクカートリッジの断面図である。

本発明の１実施形態について図面を参照して説明するが、本発明はこの事例に限られるものではなく、適宜選択が可能である。

図１乃至図３に示すように、本実施形態の連続インク供給ユニット１は、印刷装置１００と、印刷装置１００の外部に設けられたインク補給容器２００と、印刷装置１００の内部に設けられたキャリッジ１２０上にインクカートリッジ３００を備え、インク補給容器２００とインクカートリッジ３００がチューブ１１０で連通された連続インク供給ユニット１であって、インクカートリッジ３００は、負圧材３１１を備える第１インク室３１０と、第２インク室３２０とが仕切り壁３３０で２室のインク室３０１に区画され、２室のインク室３０１が連通部３０２で連通されており、インク補給容器２００とインクカートリッジ３００とを連通するチューブ１１０の一端が第２インク室３２０の上部に連通し、インク補給容器２００が大気に解放されていない上部容器２１０と大気に解放されている下部容器２２０とからなり、上部容器２１０は、上部容器２１０の下端開口部２１１が下部容器２２０に充填されているインク面に接して実質密閉状態であり、チューブ１１０の他端が下部容器２２０に連通された構成になっている。

図２に示すように、上部容器２１０は、上部がインクを収容している直方体形状、下部が底部中央に下端開口部２１１を備える円柱形状、中間部が上部と下部とを繋ぐ四角錐台形状であり、内部にインクを収容した交換式の容器である。

また、図３に示すように、上部容器２１０の内部には、容器下端を塞ぐと共に中央に下端開口部２１１が形成された封止部２１２と、下端開口部２１１を容器内部から塞ぐためのボール２１３と、ボール２１３を下端開口部２１１に押圧させるためのスプリング２１４と、スプリング２１４に反発力を与えるための壁部２１５とが内蔵される。この構成にすることで、下端開口部２１１に棒状の物体を挿入してボール２１３を壁部２１５側へ押し戻し、上部容器２１０内のインクを下端開口部２１１から外部へ放出することができるようになる。

一方、図４及び図５に示すように、下部容器２２０は上方が開放された箱形状であり、上方へ突出した棒状の挿入部２２１を内部に備える。この挿入部２２１を下端開口部２１１に挿入することで、上部容器２１０と下部容器２２０との接続が完了し、インク補給容器２００が完成する。なお、挿入部２２１を下端開口部２１１に対応する位置かつ下部容器２２０内部に設置できるように、下部容器２２０内に挿入部２２１と一体に脚部２２２を設けることが望ましい。

また、下部容器２２０の下方には筒状開口部２２３が形成され、この筒状開口部２２３から外部へインクを放出することができるようになっている。そして、チューブ１１０の一方を筒状開口部２２３に、チューブ１１０の他方をカートリッジ側開口部３０２に接続することで、インク補給容器２００からインクカートリッジ３００へインクを移動できるようになる。この時、図１に示すように、チューブポンプ１３０等を使用することで安定したインクの移動を行うことができる。

図６及び図７に示すように、インクカートリッジ３００は、上方が開放された箱状の筐体３０５と、筐体３０５の上方を塞ぐ蓋３０６と、蓋３０６に形成されたカートリッジ側開口部３０２とを備える。

また、筐体３０５の内部にインク室３０１が２室に分けて設けられ、一方は負圧材３１１を備える第１インク室３１０であり、他方はインク補給容器２００からチューブ１１０を介してインクを補給可能なカートリッジ側開口部３０２が形成された第２インク室３２０である。この２つのインク室３０１は仕切り壁３３０で区画されると共に、仕切り壁３３０の下方に形成された開口である連通部３０３で連通されている。

第１インク室３１０は、内壁及び底部に密着するように圧縮されると共に、蓋３０６に設けられた複数のリブに上方から圧縮される負圧材３１１を備える。そして、第２インク室３２０の上方にはインクが注入されない空間である緩和室３２２が形成されるように、チューブ１１０及びカートリッジ側開口部３０２を介してインク補給容器２００内のインクがインクカートリッジ３００へと移動し、インクカートリッジ３００へのインクの充填が完了する。

また、第１インク室３１０の下方にはインク吐出口３０４が形成され、印刷装置１００の印刷動作によってインク吐出口３０４から印刷装置１００のヘッド（図示せず）へとインクが移動し、ヘッドからの射出によって印字が行われる。

この印字動作により第１インク室３１０内のインクが減少すると第１インク室３１０内に負圧が生じ、連通部３０３を介して第２インク室３２０から第１インク室３１０へとインクが移動する。次に、第２インク室３２０内に負圧が生じるため、チューブを介して下部容器２２０から第２インク室３２０へとインクが移動する。そして、下部容器２２０内のインクの液面が下がるため、インクの圧力を均衡させるように上部容器２１０から下部容器２２０へとインクが移動することで、一連のインクの移動が行われる。この時、下部容器２２０は大気に解放されているため、下部容器２２０内の負圧は一定に制御される。

また、印字動作の際、キャリッジ１２０上のインクカートリッジ３００及びチューブ１１０は高速で移動し、インク吐出口３０４から吐出したインク量よりも多くのインクがチューブ１１０のスイング供給により第２インク室３２０へと移動するが、緩和室３２２によって第２インク室３２０内の負圧の変動が抑制されるため、インクの吐出量が安定する。

なお、本実施例では印刷装置１００側にヘッドを設けているが、ヘッドはインクカートリッジ３００と一体化させても良い。

１…連続インク供給ユニット
１００…印刷装置
１１０…チューブ
１２０…キャリッジ
１３０…チューブポンプ
２００…インク補給容器
２１０…上部容器
２１１…下端開口部
２１２…封止部
２１３…ボール
２１４…スプリング
２１５…壁部
２２０…下部容器
２２１…挿入部
２２２…脚部
２２３…筒状開口部
３００…インクカートリッジ
３０１…インク室
３０２…カートリッジ側開口部
３０３…連通部
３０４…インク吐出口
３０５…筺体
３０６…蓋
３１０…第１インク室
３１１…負圧材
３２０…第２インク室
３２２…緩和室
３３０…仕切り壁

Claims (4)

1. 印刷装置と、前記印刷装置の外部に設けられたインク補給容器と、前記印刷装置の内部に設けられたインクカートリッジを備え、前記インク補給容器と前記インクカートリッジがチューブで連通された連続インク供給ユニットであって、
   前記インクカートリッジは、負圧材を備える第１インク室と、第２インク室とが仕切り壁で２室のインク室に区画され、前記２室のインク室が連通部で連通されており、前記インク補給容器と前記インクカートリッジとを連通する前記チューブの一端が前記第２インク室の上部に連通し、前記インク補給容器が大気に解放されていない上部容器と大気に解放されている下部容器とからなり、前記上部容器は、前記上部容器の下端開口部が前記下部容器に充填されているインク面に接して実質密閉状態であり、前記チューブの他端が前記下部容器に連通されていることを特徴とする連続インク供給ユニット。
2. 前記印刷装置が稼働することによって、前記第１インク室がインクを吐出する工程と、前記第２インク室のインクが前記第１インク室に移動する工程と、前記下部容器のインクが前記チューブを経由して前記第２インク室に移動する工程と、前記上部容器のインクが前記下部容器に移動する工程とが順次行われることを特徴とする請求項１に記載の連続インク供給ユニット。
3. 前記第２インク室には、前記第２インク室の内部の上部をインクレスの状態にしてインクが充填されることで、インクが充填されていない緩和室が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の連続インク供給ユニット。
4. 印刷装置と、前記印刷装置の外部に設けられたインク補給容器と、前記印刷装置の内部に設けられたインクカートリッジを備え、前記インク補給容器と前記インクカートリッジとが連通された連続インク供給ユニットであって、
   前記インクカートリッジには負圧材が備えられた第１インク室と第２インク室とが備えられ、前記第１インク室の吐出口からのインクの吐出に遅延して前記インク補給容器から前記第２インク室へインクが供給されることを特徴とする連続インク供給ユニット。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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