JP2019513599A - 印字ヘッドおよび供給タンクを備えて物品にラベリングするインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

物品にラベリングするインクジェットプリンタは印字ヘッドを備え、印字ヘッドは、ａ 少なくとも１つのインク滴放出開口部、ｂ 放出開口部に接続された印刷機構、ｃ 空気圧ポンプおよびｄ 電気制御部を含む。プリンタは、放出開口部を流れる流体に用いる少なくとも１つの供給タンクを有する。供給タンクは結合領域で印字ヘッドと着脱自在に連結される。印字ヘッドでは、第１の圧力センサが圧縮空気管に設けられ、第１の圧力センサは圧縮空気管内の空気圧を検出して制御部に空気圧信号を出力する。第２の圧力センサがインク路に設けられ、第２の圧力センサはインク路内の圧力を検出して制御部にインク印刷信号を出力する。インク印刷信号が空気圧信号よりも５％超、好ましくは１０％超低下すると、制御部は「インク切れ」信号を出力する。【選択図】図１

Description

詳細な説明

ａ）前面にある少なくとも１つのインク滴放出開口部と、ｂ）放出開口部に接続された機構と、ｃ）空気圧ポンプと、ｄ）電気制御部とを含む印字ヘッドを備え、例えばインク、顔料または溶剤など放出開口部を通過する流体に用いる少なくとも１つの供給タンクを有し物品にラベリングするインクジェットプリンタであり、供給タンクは結合領域で印字ヘッドに着脱可能に連結され、筐体および筐体内にある折り畳み可能な袋体を有し、袋体内に流体が収容され袋体はインク路を介して印刷機構と接続され、インク路は結合領域を通過し、空気圧ポンプは筐体と袋体の間にある空間に圧縮空気管を介して接続されることによって空間を過圧する。

好ましくは、本発明は携帯型装置の形状をとるこのようなインクジェットプリンタに関するものであり、例えば国際公開第２０１３／１２０７０２号を参照されたい。また、本発明を据置型装置に利用してもよく、例えば欧州特許第１０６４１５３号明細書を参照されたい。携帯型装置は自己完結型であり、例えばコードレスドライバのように電圧供給源、特に蓄電池を備える。据置型装置では、電圧供給は通常は外部から、例えば通常の配電網を介して行われる。

印刷処理で必要となる流体は、供給タンク内に入っている。これに関して国際公開２０１３／１２０７０２号を参照する。本国際公開の開示は本願の開示に完全に組み込まれ、この点において本明細書内に包含される。実際の使用では、供給タンクを非常に頻繁に交換する必要がある。なぜならば、流体は、加圧されれば定常的に消費され、加圧サイクルを何回か繰り返せば供給物を使い果たすからである。したがって、供給タンクは容易に交換可能となるように形成される。供給タンクは結合領域で印字ヘッドから外すことができる。分離すると、インク路と圧縮空気連結部とが分断される。

流体を収容する内部袋体、および袋体と供給タンク筐体の間に配置された圧縮空気空間を有する供給タンクは、加圧処理に必要となる液圧をそれぞれ空気圧によって獲得し、または獲得し得るという利点を有する。流体は通常、内部に沈殿物などが形成され得る別の圧力流体ポンプには通さない。

既知のインクジェットプリンタには、袋体内のインク供給が不足すると印刷画質が低下するという不利益がある。インクの供給が不足しているという分かり易い兆候が表れない。ゆえに、適切な時期にインク切れ信号を出力することが望まれている。

これは本発明によって対処される。本発明は、インク切れ信号を生成可能な前述の方式のインクジェットプリンタをさらに改良することを目的とする。これは単純な手段の使用によって実行されることとなる。欠乏信号は、好ましくは印刷画質が低下しないうちに出力される。

このことを考慮して、本発明は請求項１の前段に記載の構成から生じる問題点を次のようにして解決する。すなわち、第１の圧力センサは圧縮空気管の印字ヘッドに対応し、圧縮空気管内の空気圧を検出し、空気圧信号を制御部に供給し、第２の圧力センサは印字ヘッド内のインク路に対応し、インク路内の圧力を検出し、インク印刷信号を制御部に供給し、インク印刷信号が空気圧信号よりも３％超、好ましくは５％超低い場合には、制御部は「インク切れ」信号を出力することにより解決する。

本発明は、空気圧ポンプにより生成される圧力およびその中で生成されインク路内に供給される圧力の両方を検出し、これらを相互に比較することを示す。その時点では、開始信号は２つの圧力弁の比であり、十分にインクを利用できるときの正常動作中における比である。通常動作中、圧縮空気管の空気圧はインク路の流体圧力よりも少し高く、ほんのわずかな空気圧を用いて袋体などを畳む。通常動作中、空気圧信号とインク印刷信号の比を判定して基本値として記録する。インク印刷信号が減少している場合、インク供給が不足していることを意味する。その時点では、袋体が空になるにつれて袋体を畳むためにより多くの空気圧エネルギーが必要となり、これによってインク圧が低下することとなる。特に、インク路の圧力が減少することによって袋体が本質的に絞り出される。本発明は、印刷画質が低下しないうちに「インク切れ」欠乏信号を出力し得るという利点を有する。

有利には、インク印刷信号とは独立して空気圧信号を監視して、空気圧が常に十分であるように、特に、空気圧信号が本質的に一定であるようにする。したがって、例えば、圧縮空気の不完全な供給も検出され得る。値の誤表示を避けることができる。

空気圧ポンプ内での生成に起因する空気圧は圧縮空気管が結合領域を通過する位置で測定することができる。空気圧ポンプをこのような判定に供するのでなければ、空気圧ポンプ自体の中での空気圧の判定は労力を伴う。ゆえに、空気圧ポンプと圧縮空気管が結合領域を通過する位置との間で測定することが好ましい。測定は圧縮空気管を円滑に利用できる位置で行われる。

実施形態では、圧縮空気管は結合領域内で終端する。結合領域は外面に配置されたガスケットを有する。このようにして、圧縮空気管の結合部を別に１つ設ける必要はなくなる。供給タンクの外面は供給タンクの空気圧縮空間を画定する。印字ヘッドに連結されていない供給タンクでは、気密した筐体と袋体の間の空間は外部に向けて開口している。

本発明は、測定に必要なすべての動作が印字ヘッドで実行できるという利点を有する。すべてのセンサは印字ヘッドに設けられる。供給タンク内部に対する細工は必要とされない。供給タンクは、先行技術で知られているように用い続けることができる。

圧力を測定するセンサとして、一般的に市販されているセンサ、例えば圧電素子、圧力計などを用いてもよい。

空気圧信号に対してインク印刷信号が低下して「インク切れ」を表示しなければならなくなる程度は変更可能であり、袋体の剛性、加圧空間の容積などのそれぞれに応じて適合および選択してもよい。制御部によって、制御期間内においてインク圧力信号の最初の低下を受けて信号が実際に出力される。「インク切れ」信号が出力されるまでのある期間、例えば数秒間にわたって平均値を得ることは、確実に本発明の範囲内である。このようにして、何らかの障害に起因する短期間の事象を除外することができる。

有利には、制御部においてゼロより長い期間、特に少なくとも０．５〜３秒間、空気圧信号に対してインク印刷信号が減少してしまうまで「インク切れ」欠乏信号が出力されることはない。

個々の結合手段を相互に、例えば機械結合部と流体結合部を組み合わせ、これらを単一の結合部として統合してもよい。

本発明のさらなる利点および特徴は、残りの請求項ならびに本発明の２つの実施例に関する明細書の下記記載に裏付けられている。これらの実施例は発明を限定しないものとして理解すべきである。以下において、図面を参照しながら実施例を詳細に説明する。
本体および本体から離隔した供給タンクを有する、組立図としてのインクジェットプリンタの斜視図である。 図１の分割面から軸方向に見た供給タンクの図である。 分割面から図２とは反対の視点で見た本体部の軸方向図である。 図２におけるIV−IVのような断面に沿って見た、第２の実施例における供給タンクの断面図である。 図３におけるＶ−Ｖのような断面に沿って見た、第２の実施例における本体端部の部分断面図である。

２つの実施例によると、物品にラベリングするインクジェットプリンタは携帯型装置として設計される。インクジェットプリンタは本体部２０を含む。本明細書では本体部は取付ハンドル２２を有し、実質的に円筒状に形成される。図１では、前面２４は本体部２０の右手側に配置され、前面２４にそれぞれのインク４９の放出開口部２６を備える。インクは矢印２８に従って放出される。印刷は、好ましくはインク滴の状態で行われる。ハンドル２２では、蓄電池として示されているように、電圧供給部３０が収容される。電圧供給部３０は制御部ＣＯＮ ３２と接続され、制御部３２は全体的な動作処理を制御する。ハンドル２２では、起動ボタン３８が設けられ、起動ボタン３８を用いて加圧処理が開始する。

図１では、本体部２０に隣接する左手側に供給タンク４０が配置され、分割面で分離している。供給タンク４０はタンク自体の筐体を有する。供給タンク４０は、円盤形状の平面容器壁４２および気密キャップ４４によって区画される。平面容器壁４２と気密キャップ４４は、互いに気密し合って接合される。供給タンク４０の区画された内部空間は、孔を介して外部と通じている。孔４６は容器壁４２に配置される。

インク４９用袋体４８は、供給タンク４０の内部空間に配置される。袋体４８は、畳めて薄い材料、例えばプラスチックフィルムでできている。袋体の内部容積はインク４９の装填量に応じて変化する。袋体は流体、例えばインク４９のみで満たされ、第２の結合部材５０のみを介して外部環境体に連結される。このような第２の結合部材５０はソケットとして設計され、第１の結合部材５２と協働する。第１の結合部材５２は本体部２０の分割面に突出し、コネクタとして形成される。２つの結合部材５０、５２は、結合状態では密封連結することができる。２つの結合部材５０、５２は、軸５４に対して回転対称をなす。図１および図５に示すように、本体部２０の内部にある第１の結合部材５２はインク路５６と結合される。本明細書ではインク路５６はインク配管として形成される。このようにして、２つの結合部材５０、５２が相互に連結すれば、袋体４８の内部空間のみを利用に供する。２つの結合部材５０、５２およびインク路５６はインク供給管を形成し、結合領域を分離するとインク供給管が分断する。

第２の結合部材５０は、第１の結合部材５２が第２の結合部材５０内に配置されたとき以外は自動的に密封されるように形成される。これにより、結合部５０、５２が開放していて図１に示すように分離している状態では、袋体４８の内部空間が確実に密封される。図４はそれぞれの自動密封弁を示す。好ましくは、結合部５０、５２が閉じられると、自動密封弁は２つの結合部材５０、５２間で同時に封止を形成する。

ガスケット７４はインク容器４０に配置されている。ガスケット７４は容器壁４２の外縁に、すなわちキャップ４４の外縁に近接して設けられる。ガスケット７４は円環形をしている。あるいは、ガスケット７４は本体部２０に配置される。

３つのフックがインク容器４０から突き出ている。これらのフックはガスケット７４の内側に配置される。適切に形成された凹部とともに、フックは機械的結合装置６６、６８を形成する。凹部はガスケット７４の内側にも配置される。機械的結合装置６６、６８の凹部は第１の結合手段６６の実施例を示し、フックは第２の結合手段６８の実施例である。結合手段は他の実施形態をとることもできる。ゆえに、一方の結合手段を例えば雄ねじとして構成してもよく、他方の結合手段を雌ねじとして構成してもよい。結合装置６６、６８をバイオネット継手または嵌込み式連結部として形成してもよい。逆運動学機構を用いてもよい。

他の実施形態では、逆運動学機構にて、図示の第１の実施例では機械的結合装置６６、６８の第２の結合手段６８を形成するフックは、本体部２０の容器壁４２に対向する端部壁６４に設けられる。さらに、凹状をした第１の結合手段６８が容器壁４２に形成される。

第１の結合手段６６を容器壁４２に形成し、そして非気密に形成してもよい。ゆえに第１の結合部材５２は、さらに孔４６の働きを果たし得る。結合手段６６、６８を気密方式で形成したとき、結合手段をガスケット７４の円周の内側または外側に配置してもよい。

結合手段６６、６８をガスケット７４の円周の外側に配置するときには、結合手段は気密方式、例えば気密凹部を有して形成することが必要である。このような形成は、ガスケット７４の内側での配置には必要ない。ガスケットの外側では、供給タンク４０の筐体が気密される。

図１および図５に示すように、空気圧ポンプ７０または他の適切な空圧発生部が本体部２０の内部に配置されている。例えば携帯型血圧測定装置に用いられるような装置を利用する。空気圧ポンプ７０は制御部３２によって制御され、制御部３２に接続される。筒状体として構成されている出口側圧縮空気管７６は、本体部２０の端壁６４内に配置される通気道７２内に入り込む。通気道７２はガスケット７４の内側に配置される。空気圧ポンプ７０が停止するようなときには、端壁６４と容器壁４２の間にある隙間に過圧がかかることとなる。このような隙間は、孔４６または同等の通路、例えば凹部を介してインク容器４０の内部空間と連通する。ゆえに、内部空間にも過圧がかかる。このような過圧のために袋体４８は圧縮され、これによってインク４９に過圧がかかる。

インク路５６は第１の結合部材５２と印刷機構７８を接続する。印刷機構は放出開口部２６に対応している。印刷機構７８は例えば、本願では不図示の少なくとも１つの弁を有する。弁は、例えば、加圧処理を制御するインクプリンタの従来的な部品であり、すなわち継続的にインク滴を提供する。このようにして、加圧処理を行ってもよい。他の印刷方法も利用できる。インク容器４０内での過圧のため、インク４９を吸引し、または別の手段で給送する必要なく、インク４９を確実に少なくとも本体部２０の中に給送することができる。有利には、過圧により十分に加圧処理を行える。このようにして、圧力のさらなる増加をなくすことができる。

圧縮空気管７６は第１の圧力センサ８０に対応している。例えば、第１の圧力センサ８０に取り付けられる。一般には、本体部２０内にある空気圧ポンプ７０によって生成された空気圧の圧力値が得られるように配置される。第１の圧力センサ８０は制御部３２と接続される。センサ８０は空気圧信号を制御部３２に出力する。

インク路５６は、第２の圧力センサ８２に対応している。例えば、第２の圧力センサ８２に取り付けられる。一般には、本体部２０の内部で、袋体４８から放出される流体の圧力値が得られるように配置される。第２の圧力センサ８２は制御部３２に接続される。センサ８２はインク印刷信号を制御部３２に出力する。

制御部３２は２つの印刷信号を処理する。これらの信号を連続的に、または所定の間隔で相互に比較する。インク印刷信号が空気圧信号に対して２％を超え、ひいては３％を超え、好ましくは１０％を超えて減少する場合には、「インク切れ」信号が発せられる。本体部２０に設けられる表示部８４は、適切な信号、例えば光信号を発する。他の表示部を設けてもよい。袋体４８内に実際に貯蔵されている流体の量が比較的少なく加圧処理に十分ではない場合には、このことが表示される。そのとき、加圧処理を停止してもよい。

ガスケット７４、結合部材５０、５２を含む流体結合部、および結合手段６０、６８を含む機械結合部からなる上述の構成は、結合領域を形成する。供給タンク４０は、結合領域を介して印字ヘッド２０と解放可能に連結される。

好ましくは、容器壁４２および端部壁６４は、軸５４を中心とする円で外側に対して区切られる。これは実施例に示されている。好ましくは、機械結合部は所定の角度範囲、例えば１０度ないし４０度にわたり回転運動によって作動する。機械結合部は、好ましくは実施例で示されるようなバイオネット継手として形成される。

図４および図５によれば、第２の実施例は図１ないし図３に係る第１の実施例の特徴をすべて含む。第２の実施例は、以下の４つの段落に記載されている下記の付加的要素によって第１の実施例と区別される。

本体部２０の端部壁６４には、円形状をした第１のアンテナ３６が設けられる。アンテナ３６は基本処理部３４と接続され、基本処理部３４は本体部２０内に配置され制御部３２と接続される。トランスポンダ６０の円形状をした第２のアンテナ５８は、容器壁４２の内側面に取り付けられる。さらに、制御装置６２はこのようなトランスポンダ６０に対応している。トランスポンダ６０は基本処理部３４と協働する。トランスポンダ６０は、基本処理部３４用に設計および調整される。基本処理部３４およびトランスポンダ６０からなるこのような協働装置は先行技術で公知であり、米国特許第7,520,429号、米国特許第4,862,160号および米国特許出願公開第2009/016049号を参照する。基本処理部３４およびトランスポンダ６０であるこのような装置は、しばしばRFIDシステムと呼ばれる。基本処理部３４は、情報を読み取るのみならずトランスポンダ６０に送り、トランスポンダからの応答を受ける。トランスポンダ６０は送信および受信の両方をすることができる。この場合は、トランスポンダ６０はいわゆる受動トランスポンダであり、専用の電圧供給源を有していない。さらに基本処理部３４によって電力の供給を受ける。両装置のアンテナ３６、５８は、好ましくは同心であり、径方向に実質的に同じように展開していることが適切である。これらのアンテナをできるだけ良好に結合すべきである。これは図面に示されている。

制御装置６２では、袋体４８内のインク４９に関するデータが記憶され、データはインク４９または他の流体それぞれの使用期限、種類、組成、それぞれの初期量および現在量または放出したインク４９の量を含む。他の特性を記憶してもよい。それぞれのインク４９の量がわかれば、別のインク容器４０を使用する、すなわち使用中に容器を交換することができるようになる。これは例えば、別の色での印刷を望む場合に必要とされる。ＲＦＩＤシステムはＩＳＯ−１８０００−１に準拠して規格化される。この規格を参照する。

制御部３２および／または基本処理部３４に命令を記憶して、命令を制御装置６２に含まれたデータと比較し、処理を行う。例えば、インク４９の使用期限が経過した場合には、印刷動作を作動不能にして、それぞれのメッセージ、最終的には赤く点滅する表示光源が作動する。これに関して、他のデータもまたそれぞれ処理または利用される。この点については、既に上述した３つの欧州特許文献および国際公開を参照する。

図示の実施例においてアンテナ３６、５８がそれぞれ環状円盤として構成され示される場合、これに限定して理解すべきではない。アンテナ３６、５８は別の形状をとってもよく、例えば、多角形を形成し、または長円状もしくは星形状であってもよい。これに関しては、唯一の重大な事項は十分に広い内部空間を空けて、結合部材５０または５２がそれぞれその空間内に位置するようにすることである。

物品にラベリングするインクジェットプリンタは印字ヘッド２０を有し、印字ヘッド２０はａ）少なくとも１つのインク滴放出開口部２６、ｂ）放出開口部２６に接続された印刷機構７８、ｃ）空気圧ポンプ７０およびｄ）電気制御部３２を含む。インクジェットプリンタは、放出開口部２６を流れる流体用の少なくとも１つの供給タンク４０を有する。供給タンク４０は、結合領域で印字ヘッド２０と着脱自在に連結される。印字ヘッド２０では、第１の圧力センサ８０は圧縮空気管７６に配置され、圧縮空気管７６内の空気圧を検出し、空気圧信号を制御部３２に出力する。第２の圧力センサ８２はインク路５６に配置され、インク路５６内の圧力を検出し、インク印刷信号を制御部３２に送信する。空気圧信号に対してインク印刷信号が１０％超減少している場合、制御部は「インク切れ」信号を出力する。

本質的や好ましくはなどの用語、ならびに不正確であると解されがちな詳細事項は、正則値からプラスマイナス５％、好ましくはプラスマイナス２％、とりわけプラスマイナス１％の誤差をとり得ると理解すべきである。

20 本体部
22 ハンドル
24 前面
26 放出開口部
28 矢印
30 電圧供給部
32 制御部
34 基本処理部
36 円形状の第１のアンテナ
38 起動ボタン
40 供給タンク
42 容器壁
44 キャップ
46 孔
48 袋体
49 インク、流体
50 第２の結合部材
52 第１の結合部材
54 軸
56 インク路
58 円形状の第２のアンテナ
60 トランスポンダ
62 制御装置
64 端部壁
66 第１の結合手段
68 第２の結合手段
70 空気圧ポンプ、空気圧生成器
72 通気道
74 ガスケット
76 圧縮空気管
78 印刷機構
80 第１の圧力センサ
82 第２の圧力センサ
84 表示部

Claims (6)

1. − 印字ヘッド（２０）を備え、該印字ヘッドは、ａ）前面（２４）にある少なくとも１つのインク滴放出開口部（２６）、ｂ）該放出開口部（２６）に接続された印刷機構（７８）、ｃ）空気圧ポンプ（７０）およびｄ）電気制御部（３２）を含み、
   − 前記放出開口部（２６）を流れる、例えばインク（４９）、顔料または溶剤などの流体に用いる少なくとも１つの供給タンク（４０）を有し、該供給タンク（４０）は結合領域で前記印字ヘッド（２０）と着脱自在に連結され、筐体および該筐体内に配置された袋体（４８）を有し、該袋体内に流体が収容され、該袋体はインク路（５６）を介して印刷機構（７８）と接続され、前記インク路は前記結合領域を通過し、前記空気圧ポンプ（７０）は前記筐体と前記袋体（４８）の間にある空間に圧縮空気管（７６）を介して接続されることによって前記空間を過圧する物品にラベリングするインクジェットプリンタであって、
   前記印字ヘッド（２０）では、前記圧縮空気管（７６）は第１の圧力センサ（８０）に対応し、第１の圧力センサは前記圧縮空気管（７６）内の空気圧を検出して前記制御部（３２）に空気圧信号を出力し、前記印字ヘッド（２０）では、前記インク路（５６）は第２の圧力センサ（８２）に対応し、第２の圧力センサは前記インク路（５６）内の圧力を検出して前記制御部（３２）にインク印刷信号を出力し、前記インク印刷信号は前記空気圧信号よりも５％超、好ましくは１０％超低下すると、前記制御部（３２）は「インク切れ」信号を出力することを特徴とする物品にラベリングするインクジェットプリンタ。
2. 請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、第１の圧力センサは、前記圧縮空気管（７６）の筒状体があり自由に利用可能である領域に配置され、および／または、第２の圧力センサは、前記インク路（５６）の配管があり自由に利用可能な領域内に配置されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 前記請求項のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、通常動作中には確実に十分な量のインク（４９）が前記袋体（４８）内に存し、前記空気圧信号の前記インク印刷信号に対する比が判定され、前記制御部（３２）の記憶部に正常値として記憶されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 前記請求項のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、制御部（３２）では、ゼロより長い期間中、とりわけ少なくとも０．５秒間、好ましくは少なくとも３秒間前記インク印刷信号が前記空気圧信号よりも低下してから、「インク切れ」欠乏信号が出力されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
5. 前記請求項のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記制御部（３２）では前記空気圧信号が継続的に取得され、前記空気圧信号が少なくとも５％通常値から逸脱した場合、特にゼロより長い期間中、とりわけ少なくとも０．５秒間、好ましくは少なくとも３秒間前記通常値よりも低下した場合には誤り信号が出力されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
6. 前記請求項のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記結合領域は外面ガスケットを含み、前記供給タンク（４０）の筐体は容器壁（４２）を含み、該容器壁の少なくとも一部分は前記ガスケットの内側に配置され、該一部分は開口部を有し、該開口部を介して前記袋体（４８）と前記供給タンク（４０）の筐体の間にある空間を利用可能であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
   

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