JP2019018359A - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単一のセンサで液体供給装置の状態を把握することができる液体供給装置を提供する。
【解決手段】液体供給装置１は、液体が詰められる容器４と、容器に詰められた液体を吸い上げる第１チューブ６と、容器から吸い上げられた前記液体を液体供給部へ供給する第２チューブ８と、が接続されたポンプ７と、第１チューブと連結された第１接続部５ａと、容器に設けられ、第１接続部と脱着可能に設けられた第２接続部５ｂと、第１接続部に加わる荷重に基づいて、所定量以上の液体が詰められた容器が備える第２接続部が第１接続部と接続されている状態であることを示す重量検知センサと、を備える。
【選択図】図１

Description

本明細書開示の発明は、液体供給装置に関する。

従来、タンク内のインクの量に応じて作動する可動レバーの動きをフルセンサとエンプティセンサで検知してタンク内のインク量を把握することが提案されている（特許文献１参照）。また、インクカートリッジの重量に応じて回転傾斜するカートリッジ設置台の変位量に基づいて、インクカートリッジの設置とインク量の減少とを検知することが提案されている（特許文献２参照）。

国際公開ＷＯ２００８／１０２６５６号公報 実開昭５８−８４２６４号公報

ところで、例えば、インクジェットプリンタにおいて、インクやプリンタヘッドのメンテナンス液等の液体を所望の供給場所に送る場合、液体を吸い上げる装置側の接続部と液体が詰められた容器側の接続部とを接続することがある。このような装置では、接続部の接続が適切に行われているか否かを把握することが望まれる。また、容器内の液体が減り、その交換が必要であるか否かを把握することも求められる。しかしながら、特許文献１では、容器内の液体（インク）の量を把握するものであり、容器自体が適切に装置に設置されたか否かを把握することは行っていない。また、特許文献２も、容器が液体を吸い上げることができる状態に適切に装置に設置されたか否かを判断することは想定していない。特許文献１や特許文献２を用い、容器が適切に装置に設置されたか否か、容器内の液体が所定量減ったか否か等を把握するためには、センサを増設しなければならない。センサの増設は、構造が複雑になると共に、コスト高となる。

１つの側面では、本明細書開示の液体供給装置は単一のセンサで液体供給装置の状態を把握することを課題とする。

本明細書開示の液体供給装置は、液体が詰められる容器と、前記容器に詰められた液体を吸い上げる第１チューブと、前記容器から吸い上げられた前記液体を液体供給部へ供給する第２チューブと、が接続されたポンプと、前記第１チューブと連結された第１接続部と、前記容器に設けられ、前記第１接続部と脱着可能に設けられた第２接続部と、前記第１接続部に加わる荷重に基づいて、所定量以上の液体が詰められた前記容器が備える前記第２接続部が前記第１接続部と接続されている状態であることを示す重量検知センサと、を、備える。

本明細書開示の液体供給装置によれば、単一のセンサで液体供給装置の状態を把握することができる。

図１は実施形態の液体供給装置の斜視図である。 図２は実施形態の液体供給装置のブロック図である。 図３はプリンタヘッドの内部構造を模式的に示す説明図である。 図４は重量検知センサの側面図である。 図５（Ａ）は実施形態の容器を示す説明図であり、図５（Ｂ）は他の容器を示す説明図である。 図６は実施形態の液体供給装置の制御の一例を示すフローチャートである。 図７は容器が備える第２接続部が装置側の第１接続部と接続していない状態を示す説明図である。 図８は容器が備える第２接続部が装置側の第１接続部と接続した状態を示す説明図である。 図９は容器内の液体が減った状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。

（実施形態）
まず、図１乃至図４を参照しつつ、実施形態の液体供給装置１の概略構成について説明する。図１は実施形態の液体供給装置の斜視図である。図２は実施形態の液体供給装置のブロック図である。図３はプリンタヘッドの内部構造を模式的に示す説明図である。図４は重量検知センサの側面図である。

液体供給装置１は、制御部２と、容器４と、重量検知センサ３と、ポンプ７とを備える。本実施形態の液体供給装置１は、インクジェットプリンタのプリンタヘッド９のメンテナンス液をプリンタヘッド９へ供給するための装置である。すなわち、本実施形態において、プリンタヘッド９は液体供給部に相当する。容器４には、メンテナンス液が詰められている。容器４は、メンテナンス液が空になったと判断できる程度に、詰められているメンテナンス液が減ったと判断されると交換される。プリンタヘッド９は、インクジェットプリンタ、特に産業用のインクジェットプリンタに用いられる。産業用のインクジェットプリンタでは、長期間使用しない場合、プリンタヘッド９の目詰まりを防止するため、一般に内部のインクをメンテナンス液へ置換されることが推奨される。本実施形態では、このようなメンテナンス液を取り扱う。メンテナンス液は、固化しやすい顔料をインクから抜いた成分で、主に界面活性剤や、不凍液、ｐＨ調整剤などが添加されている。

容器４は、接続部５を介してポンプ７と接続される。ポンプ７には、容器４に詰められたメンテナンス液を吸い上げる第１チューブ６と、容器４から吸い上げられたメンテナンス液をプリンタヘッド９へ供給する第２チューブ８が接続されている。

容器４内には、脱気されたメンテナンス液が詰め込まれる。本実施形態の容器４は、アルミパックが採用されている。アルミパックを用いることで、メンテナンス液が脱気された状態が継続し易くなる。また、容器４内のメンテナンス液をポンプ７で吸い上げたときに、容器４が萎むため、容器４に空気の流入口が不要となる。プリンタヘッド９への気泡の導入は吐出不良を回避する観点から避けるべきであるが、本実施形態のような容器４を用いることで、メンテナンス液への気泡の混入、ひいては、プリンタヘッド９内への気泡の浸入を抑制することができる。本実施形態の容器４は、開封前の状態で２５０ｍｌ入りとなっている。

第１チューブ６には、肘状連結部材１１を介して接続部５に含まれる第１接続部５ａが連結されている。より具体的に、第１チューブ６の一端が肘状連結部材１１に接続され、第１接続部５ａに設けられた第１パイプ部５ａ１が肘状連結部材１１に接続されることで、第１チューブ６と第１接続部５ａとが繋がれている。第１チューブ６は、液体供給装置１がインクジェットプリンタへ設置された状態において、概ね、水平方向に延設されている。肘状連結部材１１は、メンテナンス液が流れる方向をほぼ９０°変更する。このため、第１接続部５ａが備える第１パイプ部５ａ１は、液体供給装置１がインクジェットプリンタへ設置された状態において、概ね、鉛直方向、すなわち、荷重方向に延設された状態となっている。第１チューブ６の端部は、後に詳説する腕状部材１３の先端部に設けられた荷重部１３ｂに取り付けられている。肘状連結部材１１は、荷重部１３ｂよりも前方向に迫り出した状態となる。これにより、第１接続部５ａは、腕状部材１３に対し、懸下された状態となっている。そして、第１接続部５ａに加わる重量が荷重部１３ｂに作用する。

本実施形態における第１チューブ６は、耐久性、耐薬性を考慮して、ポリオレフィン系の材料で形成されており、外径６ｍｍ、長さ約２００ｍｍとされている。第１チューブ６の材質として、フッ素系の材料を用いてもよい。ここで、ポリオレフィン系やフッ素系の材料は硬質であることを考慮して第１チューブ６の長さを決定する。すなわち、第１チューブ６が第１接続部５ａの上下動を妨げないように、第１チューブ６を水平に配し、荷重部１３ｂからポンプ７までの距離を長めに取って、第１接続部５ａが上下動できるだけの可撓性を確保している。

第２チューブ８は、プリンタヘッド９に接続されている。図３を参照すると、プリンタヘッド９は、多数の吐出孔９ａ１を備えたノズル部９ａを備える。また、プリンタヘッド９は、インク溜り９ｂを備える。インク溜り９ｂには、入口９ｂ１と出口９ｂ２が設けられている。第２チューブ８は、入口９ｂ１に接続されている。インクジェットプリンタが使用可能状態であるときは、インク溜り９ｂには、インクが貯留されているが、インクジェットプリンタを長期間使用しないような場合には、インクとメンテナンス液を入れ替える。液体供給装置１は、このメンテナンス液の供給を行う。

容器４の口部４ａには、第２接続部５ｂが設けられている。第２接続部５ｂは、一端側に口部４ａに取り付けられた第２パイプ部５ｂ１を備えている。第２接続部５ｂは、第１接続部５ａとともに接続部５となる。第２接続部５ｂは、第１接続部５ａに対して脱着自在とされており、メンテナンス液の供給の際に、第１接続部５ａと接続されることで、容器４が液体供給装置１に装着され、容器４と第１チューブ６とが連結される。

重量検知センサ３は、第１接続部５ａに加わる荷重に基づいて、所定量以上の液体が詰められた容器４が備える第２接続部５ｂが第１接続部５ａと接続されている状態であることを示す。本実施形態の重量検知センサ３は、マイクロスイッチを採用している。重量検知センサ３は、所定量以上のメンテナンス液が詰められた容器４が備える第２接続部５ｂが第１接続部５ａと接続されている状態であるときに、入り状態となる。また、所定量よりも少ないメンテナンス液が詰められた容器４が備える第２接続部５ｂが第１接続部５ａと接続されている状態であるとき、及び、第１接続部５ａから第２接続部５ｂが取り外された状態であるときに切り状態となる。本実施形態の液体供給装置１は、この単一の重量検知センサ３によってその状態が把握される。

図４を参照すると、重量検知センサ３は、本体部３ａに押圧可能に設けられたボタン部３ｂを備える。重量検知センサ３は、ボタン部３ｂが本体部３ａの内側に向かって押圧されると、入り状態となる。一方、このような押圧が解除されると、切り状態となる。ボタン部３ｂは、揺動可能に設けられたレバー部３ｃの下側に配置されており、レバー部３ｃが本体部３ａに近づく動作をしたときに、押圧される。本体部３ａには、制御部２と接続されるケーブル３ｄの一端が取り付けられている。

図１を参照すると、液体供給装置１は、フレーム部１２を備える。フレーム部１２は、インクジェットプリンタに固定することができる。フレーム部１２には、軸支部１３ａによって揺動可能に設けられた腕状部材１３が装着されている。なお、図１では、説明の都合上、軸支部１３ａが取り付けられる箇所は省略されている。

腕状部材１３は、下側に重量検知センサ３のレバー部３ｃの先端部が当接するように配置されている。腕状部材１３は、軸支部１３ａを支点として前方側が下方へ押し下げられることにより、レバー部３ｃを押圧する。腕状部材１３の先端部には、荷重部１３ｂが設けられており、第１チューブ６の先端部が取り付けられている。第１チューブ６には、肘状連結部材１１を介して容器４が接続されるので、容器４の重量が荷重部１３ｂに作用する。

腕状部材１３は、軸支部１３ａが設けられた位置から下方に延びた位置にコイルバネ１４の一端が取り付けられている。コイルバネ１４は、弾性部材の一例であり、腕状部材１３をボタン部３ｂの突出を許容する側に付勢している。すなわち、コイルバネ１４は、重量検知センサ３を切り状態とする側へ腕状部材１３を付勢している。コイルバネ１４の他端は、フレーム部１２に取り付けられている。コイルバネ１４の付勢力は、予め定められた容器４内のメンテナンス液の所定量に応じて設定する。本実施形態では、接続部５に懸下した状態となる容器４内のメンテナンス液を使い切った状態となったときに、腕状部材１３を上方へ跳ね上げることができるようにコイルバネ１４の付勢力が設定されている。すなわち、本実施形態における所定量は、容器４内のメンテナンス液を使い切ったと判断できる量に設定されている。

液体供給装置１は、制御部２を備える。制御部２は、重量検知センサ３と、ポンプ７とに電気的に接続されている。制御部２は、計時部２ａを備える。計時部２ａは、ポンプ７の駆動時間を計時する。制御部２は、計時部２ａによって計時されたポンプ７の駆動時間と、重量検知センサ３の検知情報とに基づいて、異常判定を行うことができる。

制御部２は、重量検知センサ３が切り状態を示しているときに、その結果を、例えば、警告ランプの点灯により、オペレータに通知することができる。重量検知センサ３が切り状態を示しているとき、液体供給装置１は、容器４が接続されていないか、又は、容器４内のメンテナンス液を使い切った状態となっている。オペレータは、目視することで、容器４が接続されていないのか、メンテナンス液を使い切った状態であるのかを判断をすることができる。オペレータは、警告ランプを確認することで、ポンプ７の稼動開始前に液体供給装置１の状態を知ることができる。

また、重量検知センサ３が入り状態を示している状態からポンプ７を稼働させ、所定時間経過したにも関わらず、重量検知センサ３が切り状態に切り替わらないとき、制御部２は、ポンプ７の故障を警告する。

このように、本実施形態の液体供給装置１は、容器４が接続されていないこと、容器４内のメンテナンス液を使い切ったことの検出を単一の重量検知センサ３で行うことができる。また、この単一の重量検知センサ３と計時部２ａとを組み合わせることで、ポンプ７が故障していることを検知することができる。

本実施形態の液体供給装置１は、ガイドホルダ１５を備える。ガイドホルダ１５は、容器４を支持するものであるが、重量検知センサ３による容器４の重量の検知に極力影響を与えないような状態で、容器４の姿勢を維持することができるように設けられている。ガイドホルダ１５は、平行に対向配置された第１ガイド板１５ａと第２ガイド板１５ｂを備える。そして、第１ガイド板１５ａと第２ガイド板１５ｂの下端部を連結している底板１５ｃを備えている。容器４は、例えば、最下点が底板１５ｃに僅かに触れるようにガイドホルダ１５に設置される。底板１５ｃの位置は、容器４の重量が殆ど加わらないように調整されている。また、第１ガイド板１５ａと第２ガイド板１５ｂも、容器４の姿勢を保つのみで、容器４の重量が極力加わることがないように設けられている。なお、ガイドホルダ１５に保持された容器４の重量をより厳密に検知するためには、ガイドホルダ１５による検知結果の影響を考慮してコイルバネ１４の付勢力を設定すればよい。

ここで、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照して、容器４について、説明する。図５（Ａ）は実施形態の容器を示す説明図であり、図５（Ｂ）は他の容器を示す説明図である。容器４は、第２接続部５ｂが第１接続部５ａと接続された状態となったときに、水平方向の寸法が垂直方向の寸法よりも大きい。すなわち、容器４は、いわゆる横長の形状を備えている。本実施形態の液体供給装置１は、図５（Ｂ）に示すようないわゆる縦長の容器５０を用いることもできる。このような容器５０であっても、重量検知センサ３によって接続部５による接続されたこと、メンテナンス液を使い切ったことを検知することができる。ただし、容器５０のように縦長形状とした場合、メンテナンス液が下端部に偏在し、また、口部５０ａが設けられた上端部５１近傍で容器５０のアルミパックの表皮同士が密着してメンテナンス液の吸い出しが妨げられることが想定される。そこで、本実施形態では、図５（Ａ）に示すような横長形状の容器４を採用している。容器４であれば、下端部が口部４ａに近いため、容器４の全域からメンテナンス液を吸い出すことができる。なお、本実施形態の容器４は、上端部に口部４ａを備えるが、口部４ａは、図５（Ａ）において、左側にオフセットさせて設けられている。このような容器４は、口部４ａが設けられた左側を右側よりも若干下げた状態でガイドホルダ１５に設置される。これは、容器４内に若干の気泡が混入していることを想定し、口部４ａから遠い側の上端部に気泡を集め、口部４ａから気泡が吸い出されないようにするためである。

つぎに、図６乃至図９を参照して液体供給装置１の動作の一例につき、説明する。図６は実施形態の液体供給装置の制御の一例を示すフローチャートである。図７は容器が備える第２接続部が装置側の第１接続部と接続していない状態を示す説明図である。図８は容器が備える第２接続部が装置側の第１接続部と接続した状態を示す説明図である。図９は容器内の液体が減った状態を示す説明図である。以下の例では、容量全量のメンテナンス液が詰め込まれている新品の容器４を設置して、メンテナンス液をプリンタヘッド９に供給することを想定している。なお、図７乃至図９において、ガイドホルダ１５は省略されている。

ステップＳ１でオペレータは、送液開始指令を発するべく、液体供給装置１を操作する。なお、この送液開始指令に先立って、新品の容器４が設置されているものとする。図７を参照すると、容器４が設置されておらず、第１接続部５ａと第２接続部５ｂとが分離した状態では、第１接続部５ａに容器４の重量がかかっておらず、腕状部材１３は跳ね上がった状態となっている。これにより、重量検知センサ３は、切り状態となっている。これに対し。図８に示すように、接続部５に容器４が懸下されると、容器４の重量によって荷重部１３ｂが押し下げられ、この結果、重量検知センサ３が入り状態となる。

ステップＳ１に引き続いて行われるステップＳ２では、重量検知センサ３が入り状態（ＯＮ状態）となっているか否かが判断される。ステップＳ２の時点において、容量全量が詰め込まれている新品の容器４が設置されていることから、通常であれば、重量検知センサ３は入り状態となっており、ステップＳ２でＹｅｓと判断する。ところが、ステップＳ２でＮｏと判断したときは、ステップＳ３に進み、接続部５における接続異常であると判定する。ステップＳ３において、接続異常判定がされた場合は、処理は、終了となる。この際、制御部２は、警告ランプを点灯させて、警告する。警告を確認したオペレータは、接続部５の接続態を確認し、再度、ステップＳ１からの工程を行うことができる。なお、本実施形態では、送液開始指令に先立って、新品の容器４が設置されることを前提としているが、仮に、設置されている容器がエンプティ状態であるときも、ステップＳ２においてＮｏと判定される。本実施形態では、容器４がエンプティ状態と接続異常状態とを厳密には区別していない。そのため、警告ランプの点灯を確認したオペレータは、警告ランプの点灯の原因が接続部５の接続状態に起因するものなのか、容器４のエンプティ状態に起因するものであるのかを確認する。そして、容器４がエンプティ状態であったときは、新品の容器４を設置し、改めてステップＳ１からの処理を行う。

ステップＳ２でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、ポンプ７をスタートさせる。そして、ステップＳ５において、計時部２ａによるポンプ駆動時間の計時を開始する。そして、ステップＳ６おいて、ポンプ７の駆動を開始してから予め定められたｔ秒が経過したか否かを判断する。ここで、ｔ秒とは、ポンプ７が稼働することによって、容器４内のメンテナンス液の全量がプリンタヘッド９へ送液されるのに要する時間として設定された時間である。ステップＳ６でＮｏと判断したときは、ステップＳ６でＹｅｓと判断するまで、計時を継続する。

ステップＳ６でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、制御部２は、重量検知センサ３が切り状態（ＯＦＦ状態）となっているか否かを判断する。ポンプ７が適切に稼動していれば、ｔ秒の経過で、容器４の重量は軽くなり、図９に示すように、腕状部材１３が跳ね上がって、重量検知センサ３は切り状態を示すようになる。しかしながら、ｔ秒経過しているにも関わらず、重量検知センサ３が切り状態となっておらず、ステップＳ７でＮｏと判断したときは、ステップＳ８へ進み、異常判定を行う。ステップＳ８における異常判定は、主として、ポンプ７の故障であると考えられる。ステップＳ８において、異常判定がされた場合は、制御部２は、ステップＳ１０において、ポンプ７を停止した後、処理は、終了となる。この際、制御部２は、警告ランプを点灯させて、警告する。警告を確認したオペレータは、ポンプ７の状態を確認し、再度、ステップＳ１からの工程を行うことができる。

ステップＳ７でＹｅｓと判断したときは、制御部２は、ステップＳ９で送液完了判定を行い、引き続いて、ステップＳ１０でポンプ７を停止した後、処理は、終了となる。

以上説明したように、本実施形態の液体供給装置１は、単一の重量検知センサ３を備えているのみであるにもかかわらず、接続部５の接続異常、ポンプ異常及び送液完了を検知することができる。

本実施形態であれば、ポンプ７の稼動前に接続部５の接続異常を検知することができる。接続部５の接続異常を検知するためには、重量検知センサ３とは別個のセンサを接続部５に備えることも考えられるが、これはコスト増となり、接続部５の脱着の邪魔にもなる。また、液体が通過する接続部５にセンサを設置することは、センサの故障等の面からも好ましくない。

本実施形態であれば、このような不都合がなく、単一の重量検知センサ３によって液体供給装置１の状態を把握することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１ 液体供給装置
２ 制御部
２ａ 計時部
３ 重量検知センサ
３ａ 本体部
３ｂ ボタン部
３ｃ レバー部
３ｄ ケーブル
４、５０ 容器
４ａ、５０ａ 口部
５ 接続部
５ａ 第１接続部
５ａ１ 第１パイプ部
５ｂ 第２接続部
５ｂ１ 第２パイプ部
６ 第１チューブ
７ ポンプ
８ 第２チューブ
９ プリンタヘッド
９ｂ１ 入口
９ｂ２ 出口
１１ 肘状連結部材
１３ 腕状部材
１３ａ 軸支部
１３ｂ 荷重部
１４ コイルバネ（弾性部材）

Claims (6)

1. 液体が詰められる容器と、
   前記容器に詰められた液体を吸い上げる第１チューブと、前記容器から吸い上げられた前記液体を液体供給部へ供給する第２チューブと、が接続されたポンプと、
   前記第１チューブと連結された第１接続部と、
   前記容器に設けられ、前記第１接続部と脱着可能に設けられた第２接続部と、
   前記第１接続部に加わる荷重に基づいて、所定量以上の液体が詰められた前記容器が備える前記第２接続部が前記第１接続部と接続されている状態であることを示す重量検知センサと、
   を、備える液体供給装置。
2. 前記重量検知センサは、所定量以上の液体が詰められた前記容器が備える前記第２接続部が前記第１接続部と接続されている状態であるときに、入り状態となり、前記所定量よりも少ない液体が詰められた前記容器が備える前記第２接続部が前記第１接続部と接続されている状態であるとき、及び、前記第１接続部から前記第２接続部が取り外された状態であるときに切り状態となるマイクロスイッチである請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記第１チューブは、前記マイクロスイッチが備えるボタン部を押圧可能に配置されると共に、弾性部材により前記ボタン部の突出を許容する側に付勢された腕状部材に取り付けられた請求項２に記載の液体供給装置。
4. 前記ポンプの駆動時間の計時部と、
   前記計時部によって計時された前記ポンプの駆動時間と、前記重量検知センサの検知情報とに基づいて、異常判定を行う制御部をさらに備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体供給装置。
5. 前記第１接続部は、前記容器の重量が作用する荷重方向に延設された第１パイプ部を備え、
   前記第１パイプ部は、前記第１チューブと肘状連結部材を介して連結された請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体供給装置。
6. 前記容器は、前記第２接続部が前記第１接続部と接続された状態となったときに、水平方向の寸法が垂直方向の寸法よりも大きい請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体供給装置。

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