JP2020093438A - インク供給システムおよびインクジェットプリンタ - Google Patents

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Abstract

【課題】密閉されたインク容器とインク循環流路とを備え、インク容器内のインク残量が少なくなることによる不具合を防止できるインク供給システムを提供する。【解決手段】本発明に係るインク供給システム50は、インク容器52とインクヘッド51との間に、インクを循環させる循環流路53cを備えている。インク容器52は、密閉されている。循環流路53cには、送液ポンプ56とバルブ57とが設けられている。圧力検出装置58hは、送液ポンプ56およびバルブ57よりもインクヘッド51側に設けられている。制御装置は、インク循環時にバルブ57を開放した際に圧力検出装置58hが検出した圧力が所定の圧力を下回っていた場合に警告を発する。【選択図】図3

Description

本発明は、インク供給システムおよびインクジェットプリンタに関する。
従来から、インクを循環させる循環流路を備えたインク供給システム、および、そのようなインク供給システムを備えたインクジェットプリンタが知られている。例えば、特許文献1には、インクタンクとインクヘッドとの間でインクを循環させるインク循環流路を備えたインクジェットプリンタが開示されている。インクの循環は、インク内に顔料などの固形物が沈降していない状態でインクを吐出するためのものである。
特開2015−174424号公報
ところで、インク容器として密閉容器を使用するインク供給システムでは、インク容器内のインクの残量が少なくなると、インク容器の内部が負圧になる場合がある。インクの循環をさせないインク供給システムの場合は、インク容器の内部が負圧になっても、基本的にはインクヘッドにインクを送れないだけであり、大きな問題となることは少ない。しかし、密閉されたインク容器を用い、例えば、特許文献1に記載されたようなインク循環流路を備えたインク供給システムの場合には、問題が発生しうる。かかるインク供給システムの場合、インク容器の内部が負圧になると、インク容器内の負圧によって、インクヘッドから外部の空気が吸い込まれ、インク循環流路を含むインク流路に空気が混入してしまうおそれがある。インク流路に空気が混入すると、インクの吐出不良等の不具合を発生させるおそれがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、密閉されたインク容器とインクを循環させる循環流路とを備えながらも、インク容器内のインク残量が少なくなってインク容器内の圧力が負圧になることによる不具合を防止できるインク供給システムを提供することである。また、かかるインク供給システムを備えたインクジェットプリンタを提供することである。
ここに開示するインク供給システムは、インク容器と、インクヘッドと、前記インク容器と前記インクヘッドとを接続する第1流路と、送液ポンプと、前記第1流路に設けられた第1分岐部と、前記第1流路に設けられた第2分岐部と、一端が前記第1分岐部に接続され、他端が前記第2分岐部に接続された第2流路と、前記第2流路に設けられたバルブと、圧力検出装置と、前記インクヘッド、前記送液ポンプ、前記バルブ、および前記圧力検出装置に接続された制御装置とを備える。
前記インク容器は、インクが収容され、密閉されている。前記インクヘッドは、前記インクを吐出する。前記送液ポンプは、前記第1流路に設けられ、駆動時には前記インク容器から前記インクヘッドに向かう方向に前記インクを送出し、停止時には前記第1流路を閉鎖するように構成されている。前記第1分岐部は、前記第1流路の前記送液ポンプよりも前記インク容器側の部分に設けられている。前記第2分岐部は、前記第1流路の前記送液ポンプよりも前記インクヘッド側の部分に設けられている。前記バルブは、前記第2流路を開放または閉鎖するように構成されている。前記圧力検出装置は、前記第1流路の前記送液ポンプよりも前記インクヘッド側の部分、または前記第2流路の前記バルブよりも前記インクヘッド側の部分に設けられ、圧力を検出するとともに検出した圧力に対応した信号を送信する。前記第1流路のうち前記第1分岐部と前記第2分岐部との間の部分と、前記第2流路とは、循環流路を構成している。
前記制御装置は、受信部と、循環制御部と、第1警告部とを備えている。前記受信部は、前記圧力検出装置からの信号を受信する。前記循環制御部は、前記バルブを開放するとともに前記送液ポンプを駆動させ、前記循環流路において前記インクを循環させる。前記第1警告部は、前記循環制御部が前記バルブを開放した際に前記圧力検出装置が検出した圧力が所定の第1圧力を下回っていた場合に警告を発する。
上記インク供給システムでは、インクを循環させるためにバルブを開放したときにインク容器内の圧力が負圧になっていた場合には、圧力検出装置が検出する圧力が低下する。圧力検出装置は、所定の第1圧力を下回る圧力を検出すると、信号を送信する。そして、圧力検出装置が信号を送信すると、制御装置の第1警告部は、警告を発する。よって、上記インク供給システムによれば、インク容器内の圧力が負圧になっており、インク流路内に空気が混入するおそれがあることを知ることができる。そこで、例えば、インクの循環停止や印刷前の復帰作業などの必要な措置を取ることができる。
一実施形態に係るプリンタの正面図である。 キャリッジの下面の構成を模式的に示す平面図である。 インク供給システムの構成を示す模式図である。 内部の圧力が所定の圧力よりも小さい状態のダンパを模式的に示す断面図である。 内部の圧力が所定の圧力以上の状態のダンパを模式的に示す断面図である。 プリンタのブロック図である。 インクカートリッジ内のインクの残量が少なくなった状態のインク供給システム内の圧力を示す模式図である。 循環バルブが閉鎖されたときのインク供給システム内の圧力を示す模式図である。 送液ポンプよりも上流側が負圧になった状態から送液ポンプを駆動させた後のインク供給システム内の圧力を示す模式図である。
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。以下の説明では、インクジェットプリンタを正面から見たときに、インクジェットプリンタから遠ざかる方を前方、インクジェットプリンタに近づく方を後方とする。また、図面中の符号F、Rr、L、R、U、Dは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、インクジェットプリンタの設置態様等を限定するものではない。
図1は、一実施形態に係る大判のインクジェットプリンタ(以下、「プリンタ」とする。)10の正面図である。プリンタ10は、ロール状の記録媒体5を前後方向に移動させるとともに、左右方向に移動するキャリッジ20に搭載されたインクヘッド51からインクを吐出することによって、記録媒体5上に画像を印刷する。
記録媒体5は、画像が印刷される対象物である。記録媒体5は特に限定されない。記録媒体5は、例えば、普通紙やインクジェット用印刷紙等の紙類であってもよいし、樹脂製やガラス製などの透明なシートであってもよい。金属製やゴム製等のシートであってもよい。また、布帛であってもよい。
図1に示すように、プリンタ10は、キャリッジ20と、キャリッジ移動装置30と、搬送装置40と、インクヘッド51とインクカートリッジ52とを含むインク供給システム50と、キャッピング装置60と、ワイピング装置70と、制御装置100とを備えている。
キャリッジ移動装置30は、ガイドレール31と、ベルト32と、左右のプーリ33aおよび33bと、キャリッジモータ34とを備えている。ガイドレール31には、キャリッジ20が摺動自在に係合している。ガイドレール31は、左右方向に延びている。ガイドレール31は、キャリッジ20の左右方向への移動をガイドする。ベルト32は、キャリッジ20に固定されている。ベルト32は、無端状のベルトである。ベルト32は、ガイドレール31の右側に設けられたプーリ33aおよび左側に設けられたプーリ33bに巻き掛けられている。右側のプーリ33aにはキャリッジモータ34が取り付けられている。キャリッジモータ34は、制御装置100と電気的に接続されている。キャリッジモータ34は、制御装置100によって制御される。キャリッジモータ34が駆動するとプーリ33aが回転し、ベルト32が走行する。それにより、キャリッジ20がガイドレール31に沿って左右方向に移動する。
キャリッジ20の下方には、プラテン12が配置されている。プラテン12は、左右方向に延びている。プラテン12には記録媒体5が載置される。プラテン12上の記録媒体5は、搬送装置40によって前後方向に移動される。搬送装置40は、ピンチローラ41と、グリットローラ42と、フィードモータ43とを備えている。ピンチローラ41はプラテン12の上方に設けられ、記録媒体5を上から押下する。ピンチローラ41は、キャリッジ20より後方に配置されている。プラテン12には、グリットローラ42が設けられている。グリットローラ42は、ピンチローラ41の下方に配置されている。グリットローラ42は、ピンチローラ41と対向する位置に設けられている。グリットローラ42は、フィードモータ43に連結されている。グリットローラ42は、フィードモータ43の駆動力を受けて回転可能に形成されている。フィードモータ43は、制御装置100と電気的に接続されている。フィードモータ43は、制御装置100によって制御される。ピンチローラ41とグリットローラ42との間に記録媒体5が挟まれた状態でグリットローラ42が回転すると、記録媒体5は前後方向に搬送される。
図2は、キャリッジ20の下面の構成を模式的に示す平面図である。また、図3は、インク供給システム50の構成を示す模式図である。図2に示すように、キャリッジ20の下面には、複数のインクヘッド51が設けられている。インクヘッド51は、インクを吐出する部材である。複数のインクヘッド51は、キャリッジ20において左右方向に並んで配置されている。複数のインクヘッド51の下面には、それぞれ、複数のノズル51aが形成されている。ノズル51aは、インクが吐出される微細な孔である。インクヘッド51の下面は、それぞれ、複数のノズル51aが形成されたノズル面を構成している。各インクヘッドのノズル面において、複数のノズル51aは前後方向に並んでノズル列を形成している。ここでは、ノズル列は、1つのインクヘッド51につき2列形成されている。ただし、インクヘッド51およびノズル51aの配置は上記したものに限定されるわけではない。
インクヘッド51の内部には、例えば圧電素子を備えたアクチュエータが設けられている。アクチュエータは、ノズル51aごとに設けられている。各アクチュエータが駆動することによって、各ノズル51aはインクを吐出する。各アクチュエータは、ノズル51aと連通しインクが貯留される圧力室と、圧力室に接する圧電素子とを備えている。圧電素子に印加される電圧を変化させると圧電素子は膨張・収縮し、その変位によって圧力室の体積が変化する。この圧力室の体積の変化によってインクがノズル51aから吐出される。複数のアクチュエータは、それぞれ、制御装置100に電気的に接続され、制御装置100によって制御されている。
インク供給システム50は、インクヘッド51にインクを供給するシステムである。ここでは、インク供給システム50は、ノズル列ごとに設けられている。図3に示すように、インク供給システム50は、インクヘッド51と、インクカートリッジ52と、インク流路53と、メインバルブ54と、圧力制御弁55と、送液ポンプ56と、循環バルブ57と、ダンパ58とを備えている。
インクカートリッジ52は、インクが収容される容器である。インクカートリッジ52は、密閉されている。収容されたインクの劣化等を抑制するためには、インクカートリッジ52は、密閉型に構成されていることが好ましい。1つのインクカートリッジ52には、例えば、プロセスカラーインクおよび特色インクのうちの1つのインクが貯留されている。インクの材料は何ら限定されず、従来からインクジェットプリンタのインクの材料として用いられている各種の材料を使用することができる。上記インクは、例えば、ソルベント系(溶剤系)顔料インクや水性顔料インクであってもよい。あるいは、水性染料インクや、紫外線を受けて硬化する紫外線硬化型顔料インク等であってもよい。インクカートリッジ52には、例えば、インクが収容された可撓性のパウチが内蔵されている。
インク流路53は、インクカートリッジ52とインクヘッド51とを接続する第1流路53aと、第1流路53aの一部をバイパスするように設けられた第2流路53bとを備えている。インクは、第1流路53aを通ってインクカートリッジ52からインクヘッド51に供給される。第1流路53aの材質は限定されないが、例えば、可撓性のチューブによって構成されている。
メインバルブ54は、第1流路53aに設けられている。詳しくは、メインバルブ54は、メインバルブ54、圧力制御弁55、送液ポンプ56、循環バルブ57、およびダンパ58のうちで最もインクカートリッジ52側(上流側)に設けられている。メインバルブ54は、循環バルブ57が開放されているとき、循環バルブ57を通ってインクカートリッジ52からインクヘッド51にインクが供給され、ノズル51aからインクが垂れ落ちることを防止するためのバルブである。メインバルブ54は、制御装置100に電気的に接続され、制御装置100によって制御されている。メインバルブ54は、循環バルブ57が開放されるときには閉鎖される。
圧力制御弁55は、第1流路53aに設けられている。詳しくは、圧力制御弁55は、メインバルブ54の下流に設けられている。圧力制御弁55は、インクが供給されていないときにインクヘッド51内のインク圧を負圧に保つように構成されている。それにより、ノズル51aからインクが垂れ落ちることを防止している。
圧力制御弁55は、インクが流れる流路と、流路を開閉する弁機構とを備えている。弁機構は、弁機構よりも下流側の圧力に応じて開閉するようになっている。弁機構には、弁機構よりも上流側のインクの圧力と、弁機構よりも下流側のインクの圧力と、弁機構を閉塞しようとする機械的な力と、弁機構を開放しようとする機械的な力が加えられており、インク静止時には、これらの力が釣り合っている。この釣り合った状態においては、弁機構は流路を封止している。弁機構を閉塞または開放しようとする機械的な力は、例えば、スプリングの復元力である。送液ポンプ56が駆動するなどして、弁機構より下流側からインクが吸い出されると、下流側のインクの圧力が減少して釣り合いが崩れ、弁機構は開放方向に動く。弁機構が開放されると、流路が開放され、下流方向に向かってインクが供給される。インク静止時、圧力制御弁55は、インクヘッド51内のインクの圧力を、例えば、−1kPa程度に維持している。
送液ポンプ56は、第1流路53aに設けられている。ここでは、送液ポンプ56は、圧力制御弁55より下流側に設けられている。送液ポンプ56は、駆動時にはインクカートリッジ52からインクヘッド51に向かう方向にインクを送出するように構成されている。また、送液ポンプ56は、停止時には第1流路53aを閉鎖するように構成されている。送液ポンプ56の種類は限定されないが、例えば、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプなどである。送液ポンプ56は、制御装置100に電気的に接続され、制御装置100によって制御されている。
図3に示すように、第2流路53bは、第1流路53aに設けられた第1分岐部D1に一端が接続され、同じく第1流路53aに設けられた第2分岐部D2に他端が接続されている。第1分岐部D1は、第1流路53aの、メインバルブ54よりもインクヘッド51側であって、圧力制御弁55および送液ポンプ56よりもインクカートリッジ52側の部分に設けられている。第2分岐部D2は、第1流路53aの送液ポンプ56よりもインクヘッド51側に設けられている。本実施形態では、第2分岐部D2には、ダンパ58が設けられている。そこで、第2流路53bの下流側の端部は、ダンパ58に接続されている。第2流路53bの材質も限定されないが、例えば、可撓性のチューブによって構成されている。第2流路53bは、インクの沈降を防ぐためにインクを循環させる流路である。この第2流路53bと、第1流路53aのうち第1分岐部D1と第2分岐部D2との間の部分とは、循環流路53cを構成している。インクは、循環流路53c内を循環される。
循環バルブ57は、第2流路53bに設けられている。循環バルブ57は、制御装置100に電気的に接続され、制御装置100に制御されている。循環バルブ57は、制御装置100の制御に従って、第2流路53bを開放または閉鎖するように設定されている。
ダンパ58は、第2分岐部D1に設けられている。ただし、ダンパ58は、第1流路53aの第2分岐部D2よりもインクヘッド51側の部分に設けられていてもよい。ダンパ58は、インクヘッド51の直前に設けられている。ダンパ58は、インクが一時的に貯留される貯留室を備え、インクの圧力変動を緩和している。また、ダンパ58には、貯留室内の圧力を検出する圧力検出装置が設けられ、制御装置100は、圧力検出装置が検出する圧力に基づいて送液ポンプ56の動作を制御している。
図4Aおよび図4Bは、ダンパ58を模式的に示した断面図である。そのうち、図4Aは、ダンパ58の内部の圧力が所定の圧力よりも小さい状態を示している。図4Bは、ダンパ58の内部の圧力が所定の圧力以上の状態を示している。図4Aおよび図4Bに示すように、ダンパ58は、ダンパ本体58aと、貯留室58bと、ダンパ膜58cと、内部バネ58dと、押圧部材58eと、支持バネ58fと、フィラー58gと、センサ58hとを備えている。
貯留室58bは、ダンパ本体58aに形成された空間である。貯留室58bには、図示しない流入口と流出口とが形成されている。インクは、流入口を通って貯留室58bに流入し、流出口を通って貯留室58bから流出する。貯留室58bには、インクが一時的に貯留されている。図4Aに示すように、貯留室58bは、開口58b1を備えている。
ダンパ膜58cは、開口58b1を覆うように設けられている。ダンパ膜58cは、例えば、可撓性を有する樹脂製のフィルムによって構成されている。ダンパ膜58cは、貯留室58b内の圧力に反応して、貯留室58bの内側および外側に変形可能である。ダンパ膜58cは、貯留室58bの内側および外側にそれぞれ撓むことができる程度の張力で取り付けられている。
図4Aおよび図4Bに示すように、貯留室58bの内部には、内部バネ58dが設けられている。内部バネ58dは、ダンパ膜58cの貯留室58b側の面に接触している。内部バネ58dは、圧縮された状態で貯留室58bに配置されている。内部バネ58dは、ダンパ膜58cに向かって弾性力を付与している。
押圧部材58eは、ダンパ膜58cの貯留室58bとは反対側の面に設けられている。押圧部材58eは、内部バネ58dに支持されており、ダンパ膜58cの撓みとともに、貯留室58bの内側および外側に移動可能である。
フィラー58gは、ダンパ本体58aの外側に配置されている。フィラー58gは、支持バネ58fを介してダンパ本体58aに支持されている。図4Aおよび図4Bに示すように、フィラー58gは、略コの字状に形成されている。フィラー58gは、接触部58g1と、支持部58g2と、被検出部58g3とを有している。接触部58g1は、伸長方向の中心付近で押圧部材58eに対向している。支持部58g2は、接触部58g1の支持バネ58f側の端部から、接触部58g1に垂直に延びている。被検出部58g3は、接触部58g1のセンサ58h側の端部から、接触部58g1に垂直に延びている。接触部58g1には、貯留室58b内部の圧力により押圧部材58eが接触し、または離間する。支持部58g2は、支持バネ58fに支持されている。被検出部58g3は、センサ58hによって検出される部位である。
センサ58hは、貯留室58b内の圧力を検出し、検出した圧力に対応した信号を送信するように構成されている。センサ58hは、制御装置100に接続され、制御装置100に信号を送信する。ここでは、センサ58hは、非接触式のセンサである。センサ58hは、一対の検出部58h1と58h2とを有している。図4Aに示すように、貯留室58bの圧力が所定の圧力を下回っているとき、フィラー58gの被検出部58g3は検出部58h1と58h2との間に位置している。このとき、センサ58hは、信号を発するように設定されている。図4Bに示すように、貯留室58bの圧力が大きくなるにしたがって、ダンパ膜58cが貯留室58bの外側に撓む。このとき、押圧部材58eによって、フィラー58gが貯留室58bの外側に押される。それにより、フィラー58gは、支持バネ58fを軸に回転する。そして、貯留室58bの圧力が所定の圧力より大きくなったとき、フィラー58gの被検出部58g3は、検出部58h1と58h2との間から外れた位置に移動する。このとき、センサ58hは、信号を停止するように設定されている。
なお、本実施形態では、センサ58hは、貯留室58b内の圧力が所定の圧力を下回った場合に制御装置100に信号を送信するように設定されているが、センサ58hの信号発信動作はこれと逆動作であってもよい。また、本実施形態では、センサ58hは、ダンパ58の貯留室58b内の圧力が所定の1つの圧力を下回っているかどうかを判別可能に構成された圧力検出装置であるが、例えば、圧力を連続的に測定できる圧力センサであってもよい。
制御装置100は、センサ58hから信号を受け取ると、送液ポンプ56を駆動させる。送液ポンプ56の駆動により貯留室58b内の圧力が所定の圧力以上になると、センサ58hは、信号を停止する。制御装置100は、センサ58hからの信号が途切れると、送液ポンプ56を停止させる。この制御により、消費されたインクに対応する量のインクがインクヘッド51に供給される。
図1に示すように、キャリッジ20の可動範囲の右端には、ホームポジションP1が設定されている。ホームポジションP1は、印刷待機時などにキャリッジ20が配置される位置である。ホームポジションP1におけるキャリッジ20の下方には、キャッピング装置60が配置されている。図1に示すように、キャッピング装置60は、キャップ61と、キャップ移動機構62と、吸引ポンプ63とを備えている。
キャップ61は、インクヘッド51に装着可能に構成されている。キャップ61は、インクヘッド51と同数設けられている。1つのインクヘッド51には1つのキャップ61が装着される。キャップ61は、上面が開口した容器状の形状を有している。キャップ61は、ゴム等によって形成されている。インクヘッド51への装着時、キャップ61の上縁がインクヘッド51のノズル面に密着される。
複数のキャップ61は、1つのキャップ移動機構62によって支持されている。キャップ移動機構62は、複数のキャップ61をインクヘッド51のノズル面に装着させ、または離間させるように構成されている。キャップ移動機構62は、キャップ61を下方から支持して上下方向に移動する。それにより、キャップ61は、インクヘッド51に装着され、また離間される。キャップ移動機構62は、例えば、図示しない駆動モータを備えている。キャップ移動機構62は、制御装置100に電気的に接続され、制御装置100によって制御されている。なお、本実施形態では、キャップ移動機構62は、キャップ61を上下方向に移動させてインクヘッド51に装着したが、例えば、斜めにスライドさせて装着するように構成されていてもよい。
図1に示すように、吸引ポンプ63は、複数のキャップ61に接続されている。吸引ポンプ63は、キャップ61内に溜まったインク等を吸引する。吸引ポンプ63は、制御装置100に電気的に接続され、制御装置100によって制御されている。
図1に示すように、ホームポジションP1の左方には、ワイピング装置70が設けられている。ワイピング装置70は、インクヘッド51のノズル面を拭うワイピング動作を行う。ワイピング装置70は、ワイパー71と、ワイパー移動機構72とを備えている。
ワイパー71は、平板状に構成されている。ワイパー71は、ここでは、平面部が前後方向を向くように設けられている。ワイパー71は、例えば、ゴムによって形成されている。ワイパー71の上端は、インクヘッド51のノズル面よりもわずかに高い位置に設定されている。そこで、インクヘッド51がワイパー71の移動経路に位置している状態で、ワイパー移動機構72がワイパー71を移動させると、ワイパー71は、インクヘッド51のノズル面を払拭する。
ワイパー移動機構72は、インクヘッド51に対し、ワイパー71を前後方向に移動させるように構成されている。ワイパー移動機構72は、例えば、図示しない駆動モータとベルトとを備えている。ワイパー移動機構72は、制御装置100に電気的に接続され、制御装置100によって制御されている。
図1に示すように、プリンタ10の右端部には、操作パネル120が設けられている。操作パネル120には、機器状態を表示する表示部と、ユーザーによって操作される入力キー等が設けられている。操作パネル120は、制御装置100から警告が発せられた場合には、表示装置として、警告画面を表示する。
操作パネル120は、制御装置100と接続されている。図5は、本実施形態に係るプリンタ10のブロック図である。図5に示すように、制御装置100は、キャリッジモータ34と、フィードモータ43と、インクヘッド51と、メインバルブ54と、送液ポンプ56と、循環バルブ57と、キャップ移動機構62と、吸引ポンプ63と、ワイパー移動機構72と、操作パネル120とにそれぞれ電気的に接続されており、それらを制御可能に構成されている。また、制御装置100は、センサ58hに電気的に接続され、センサ58hからの信号を受信している。
制御装置100の構成は特に限定されない。制御装置100は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データ等を受信するインターフェイス(I/F)と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置(CPU:central processing unit)と、CPUが実行するプログラムを格納したROM(read only memory)と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるRAM(random access memory)と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等の記憶装置とを備えている。なお、制御装置100は必ずしもプリンタ10の内部に設けられている必要はなく、例えば、プリンタ10の外部に設置され、有線または無線を介してプリンタ10と通信可能に接続されたコンピュータ等であってもよい。
図5に示すように、制御装置100は、受信部101と、印刷制御部102と、供給制御部103と、循環制御部104と、警告部105と、循環停止部106と、記憶部107と、クリーニング制御部108とを備えている。制御装置100は、その他の処理部を備えていてもよいが、ここでは図示および説明を省略する。
受信部101は、センサ58hからの信号を受信する。受信部101が受信した信号に基づいて、供給制御部103はインクの供給を制御し、循環停止部106はインクの循環を停止する。それらの制御については後述する。
印刷制御部102は、インクヘッド51からインクを吐出させ、キャリッジ移動装置30を制御してキャリッジ20を移動させ、また、搬送装置40を制御して記録媒体5を送ることによって、記録媒体5に印刷を行う。印刷制御部102は、キャリッジ20の移動にタイミングを合わせてインクヘッド51からインクを吐出させることにより、記録媒体5の搬送方向(ここでは、前後方向)の1つ箇所に印刷を行う。印刷制御部102は、記録媒体5の搬送方向の1つの箇所で印刷が終了すると、記録媒体5を前方に向かって搬送する。それを繰り返すことで、記録媒体5に画像が印刷される。
供給制御部103は、消費された分のインクをインクカートリッジ52からインクヘッド51に供給する。供給制御部103は、センサ58hが検出した圧力が所定の圧力を下回っている場合(ここでは、センサ58hが信号を送信している場合)には、送液ポンプ56を駆動させる。供給制御部103は、センサ58hが検出した圧力が所定の圧力以上の場合(ここでは、センサ58hが信号を送信していない場合)には、送液ポンプ56を停止させる。
循環制御部104は、循環流路53cにおけるインクの循環を制御する。インクカートリッジ52に収容されているインクのうち、例えば、ホワイトインクなどは、定期的に攪拌等をしないと成分が沈降しやすい顔料インクである。そこで、循環制御部104は、攪拌等が必要なインクを循環流路53cにおいて循環させ、成分の沈降を防止している。循環制御部104は、循環バルブ57を開放するとともに送液ポンプ56を駆動させ、循環流路53cにおいてインクを循環させる。本実施形態では、循環制御部104は、定期的に循環流路53cにおいてインクを循環させる。
また、循環制御部104は、警告部105が発した警告により循環停止部106がインクの循環を停止した場合(詳しくは後述)でも、その状態で所定の時間が経過すると再度インクを循環させるように設定されている。インクの中には、長時間循環を停止させると循環流路53cに固着する可能性が高いものもあり、そのようなインクの固着を防止するため、循環制御部104は、警告部105が発した警告により循環停止部106がインクの循環を停止してから所定の時間が経過した後には再度インクを循環させる。循環停止部106によるインクの循環の停止については後述する。
警告部105は、インクカートリッジ52内のインクの残量が少ないことを警告するように設定されている。警告部105は、第1警告部105aと、第1表示制御部105bと、第2警告部105cと、第2表示制御部105dとを備えている。
第1警告部105aは、インクを循環させるために循環制御部104が循環バルブ57を開放した際にセンサ58hが検出した圧力が所定の圧力を下回っていた場合(ここでは、センサ58hが信号を出力した場合)に警告を発するように設定されている。本実施形態では、インクカートリッジ52は密閉型に構成されている。そこで、インクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなると、第1流路53aの送液ポンプ56よりもインクカートリッジ52側の部分、および、第2流路53bの循環バルブ57よりもインクカートリッジ52側の部分が負圧になる場合がある。この状態でも、インクヘッド51へのインクの供給が行われていなければ、送液ポンプ56が第1流路53aを閉鎖しているため、ダンパ58内の圧力は低下しない。よって、センサ58hは信号を送信しない。しかし、このような状態でインクの循環を開始しようとすると、第2流路53bが開放されることで、ダンパ58内の圧力が低下する。そのため、センサ58hは信号を送信する。第1警告部105aは、インクを循環させるために循環制御部104が循環バルブ57を開放した際に、センサ58hからの信号を受信した場合には警告を発する。
第1表示制御部105bは、第1警告部105aが警告を発した場合に、インクカートリッジ52内のインクの残量が所定量を下回っていることを示す表示を操作パネル120または外部の表示装置に表示させる。
第2警告部105cは、供給制御部103が送液ポンプ56を所定の回数駆動させた後に、なおセンサ58hが信号を送信する場合に警告を発するように設定されている。上記したように、第1警告部105aは、インクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなり、循環バルブ57よりも上流側が負圧になった状態で、インクを循環させようとしたときに警告を発する。一方、第2警告部105cは、送液ポンプ56よりも上流側が負圧になった状態でインクが消費され、インクを供給しようとしたときに警告を発する。インクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなると、送液ポンプ56を駆動させてもインクはダンパ58に供給されない。よって、ダンパ58内の圧力は、所定の圧力に復帰しない。送液ポンプ56が所定の回数だけ駆動してもセンサ58hが信号を送信し続ける場合、第2警告部105cは警告を発する。
第2表示制御部105dは、第2警告部105cが警告を発した場合に、インクカートリッジ52内のインクの残量が所定量を下回っていることを示す表示を操作パネル120または外部の表示装置に表示させる。
循環停止部106は、第1警告部105aが警告を発した場合に、送液ポンプ56を停止し、循環バルブ57を閉鎖する。この動作は、第1警告部105aが警告を発すると即時に行われる。循環バルブ57よりも上流側が負圧になった状態で循環バルブ57を開放したままにしておくと、循環流路53c内が負圧になる。すると、ノズル51aから外部の空気を吸引してしまうおそれがある。それにより、インクヘッド51やインク流路53に空気が混入するおそれがある。循環停止部106による循環停止の動作は、インク流路53等への空気の混入を防止するために行われる。
記憶部107は、第1警告部105aまたは第2警告部105cが警告を発したことを記憶するように設定されている。前述したように、本実施形態では、循環停止部106がインクの循環を停止しても、それから所定の時間が経過すると、循環制御部104が再度インクを循環させる。このようなインク循環を行うと、循環流路53c等に空気が混入する。そうした状態を把握するために、記憶部107は、第1警告部105aまたは第2警告部105cが警告を発したことを記憶する。
クリーニング制御部108は、キャッピング装置60とワイピング装置70を制御して所定のクリーニング作業を行わせる。クリーニング制御部108は、第1警告部105aまたは第2警告部105cが警告を発したことが記憶部107に記憶された状態で循環制御部104がインクを循環させた場合には、印刷の前にクリーニング作業を行うように設定されている。本実施形態では、クリーニング作業は、吸引とワイピングとから構成されている。吸引は、キャップ61をインクヘッド51に装着し、吸引ポンプ63を駆動させる作業である。ワイピングは、ワイパー71を移動させて、ワイパー71にインクヘッド51を払拭させる作業である。ワイピングは、吸引の後に行われる。ただし、クリーニング作業は、吸引とワイピング以外の作業を含んでいてもよい。このクリーニング作業は、インクに混入した空気を除去し、インクのメニスカスを整えるための復帰動作である。
以下では、インクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなり、第1流路53aの送液ポンプ56よりもインクカートリッジ52側の部分、および、第2流路53bの循環バルブ57よりもインクカートリッジ52側の部分が負圧になった場合の各部の動作について説明する。本実施形態では、インク供給システム50は、インクカートリッジ52内のパウチの大きさを検出し、パウチ内のインクが少なくなったことを知らせるセンサ等は備えておらず、インクカートリッジ52内が負圧になることがありうる。図6は、インクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなった状態のインク供給システム50内の圧力を示す模式図である。図6では、負圧になった部分A1が第1のハッチングで示されている。図6に示すように、インクの供給も循環もされていないときにインクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなると、閉鎖されている送液ポンプ56および循環バルブ57の上流側だけが負圧エリアA1となっている。
(インクが循環される場合)
この状態から、インクの供給よりも先にインクが循環される時間がきた場合について説明する。図6に示された状態では、制御装置100は、第1流路53aの送液ポンプ56よりもインクカートリッジ52側の部分、および、第2流路53bの循環バルブ57よりもインクカートリッジ52側の部分が負圧になっていることを認識していない。循環制御部104は、前回のインク循環から所定の時間が経過すると、インクの循環を開始しようとする。この場合、循環制御部104は、送液ポンプ56を駆動させてセンサ58hが信号を発しない状態にした後、メインバルブ54を閉鎖し、さらに循環バルブ57を開放する。
循環バルブ57を開放すると、循環バルブ57よりも上流側の負圧によって、第2流路53bの循環バルブ57とダンパ58との間の部分の圧力が低下する。そして、ダンパ58内の圧力が所定の圧力(以下、第1圧力と言う。)よりも低下すると、ダンパ58に設けられたセンサ58hが信号を送信する。
本実施形態では、制御装置100の受信部101がセンサ58hからの信号を受信すると、第1警告部105aが警告を発する。第1警告部105aが警告を発すると、循環停止部106は、循環バルブ57を即時に閉鎖し、送液ポンプ56を停止する。図7は、循環バルブ57が閉鎖されたときのインク供給システム50内の圧力を示す模式図である。図7の領域A2(第2のハッチング部分)は、圧力が第1圧力になっている領域を示している。図7の領域A3(第3のハッチング部分)では、循環バルブ57が循環制御部104によって開放される前よりも圧力が高く(負圧が弱く)なっている。
第1圧力は、供給制御部103がインクを供給する際の閾値と同じ圧力である。以下では、このインク供給の際の閾値を便宜上、「第2圧力」と称することとする。第1圧力と第2圧力とは等しい圧力であり、インクヘッド51のノズル51aから空気が吸い込まれないような圧力に設定されている。循環停止部106が循環バルブ57を閉鎖することにより、インクヘッド51内の圧力は第1圧力よりも低下しない。よって、インクヘッド51のノズル51aからは空気が吸引されない。
ここで、例えば、第1警告部105aが警告を発するように設定されていなかった場合、インクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなったために循環バルブ57よりも上流側に発生した負圧は、プリンタ10に把握されない。よって、インクヘッド51から外部の空気が吸い込まれ、循環流路53cを含むインク流路53に空気が混入してしまうおそれがある。インク流路53に空気が混入すると、インクの吐出不良等の不具合を発生させるおそれがある。本実施形態に係るプリンタ10によれば、循環制御部104が循環バルブ57を開放した際にセンサ58hが信号を発した場合に、第1警告部105aが警告を発することにより、インク流路53内に空気が混入するおそれがあることを知ることができる。そこで、循環停止部106によるインクの循環停止や、後述する印刷前の復帰作業など、必要な措置を取ることができる。循環停止部106によるインクの循環停止によれば、インクヘッド51のノズル51aからは空気が吸引されず、インクに空気が混入する不具合を避けることができる。
また、本実施形態では、第1警告部105aが警告を発すると、第1表示制御部105bは、インクカートリッジ52内のインクの残量が所定量を下回っていることを示す表示を操作パネル120や外部の表示装置などの表示装置に表示させる。ユーザーは、第1表示制御部105bが表示する画面により、インクカートリッジ52を交換する必要があることを知ることができる。また、第1警告部105aが警告を発したことは、記憶部107に記憶される。
(インクが供給される場合)
インクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなり、第1流路53aの送液ポンプ56よりもインクカートリッジ52側の部分、および、第2流路53bの循環バルブ57よりもインクカートリッジ52側の部分が負圧になった状態から、インクが消費された場合には、第2警告部105cが警告を発する。インクが消費された場合とは、例えば、インクが吐出された場合や、キャッピング装置60によってインクが吸引された場合などである。
図8は、送液ポンプ56よりも上流側が負圧になった状態から送液ポンプ56を駆動させた後のインク供給システム50内の圧力を示す模式図である。図8に示すように、インクカートリッジ52内のインクの残量が少なくなった状態から送液ポンプ56を駆動させても、インクはダンパ58に供給されない。よって、図8の領域A4(第2のハッチングを施している)の圧力は、第2圧力のままである。そこで、制御装置100は、インクカートリッジ52内のインクの残量が少ないことを把握する。その場合、第2警告部105cは、警告を発する。それにより、インク循環の時間がきても循環制御部104によるインクの循環をさせない等、必要な措置を取ることができる。
本実施形態では、第2警告部105cが警告を発すると、第2表示制御部105dは、インクカートリッジ52内のインクの残量が所定量を下回っていることを示す表示を操作パネル120や外部の表示装置などの表示装置に表示させる。ユーザーは、第2表示制御部105dが表示する画面により、インクカートリッジ52を交換する必要があることを知ることができる。
また、第2警告部105cが警告を発したことも記憶部107に記憶される。第2警告部105cが警告を発したことを記憶部107が記憶した状態でインク循環の時間がきても、循環制御部104によるインクの循環は行われない。記憶部107に記憶された警告は、例えば、ユーザーがインクカートリッジ52を交換し、所定の警告解除操作を行うと解除される。
(警告後、インクカートリッジが交換されなかった場合)
本実施形態では、第1警告部105aまたは第2警告部105cによって警告が発せられた後、所定の時間が経過しても警告が解除されない場合には、再度インクの循環が行われる。これは、インクの中には長時間にわたって循環を停止させると循環流路53cに固着する可能性が高いものもあり、そのようなインクの固着を防止するためである。なお、インクの循環を再度行うかどうかは、ユーザーが設定できてもよい。
循環制御部104は、循環停止部106がインクの循環を停止した場合でも、それから第1の時間が経過すると再度前記インクを循環させる。また、第2警告部105cによる警告が記憶部107に記憶されている場合でも、前回のインク循環から第2の時間が経過すると再度インクを循環させる。第2の時間は、第1の時間に通常のインクの循環の周期を足した時間に等しく設定するとよい。
上記したインクの循環によりインク成分の固着は抑制される。しかし、この循環により、インク内に空気が混入する。よって、インクカートリッジ52を交換した後、印刷の前に復帰動作を行う必要がある。クリーニング制御部108は、第1警告部105aまたは第2警告部105cが警告を発したことが記憶部107に記憶された状態で循環制御部104がインクを循環させた場合には、印刷の前に復帰動作としてのクリーニング作業を行う。ここでは、クリーニング制御部108は、キャップ61をインクヘッド51に装着して吸引ポンプ63を駆動させ、吸引を行う。さらに、クリーニング制御部108は、ワイパー71を移動させて、ワイパー71にインクヘッド51をワイピングさせる。かかる制御によれば、インク成分の固着を防ぎつつ、インク内の空気は除去して、印刷の品質を確保することができる。
このように、本実施形態に係るプリンタ10によれば、密閉式のインクカートリッジ52とインクを循環させる循環流路53cとを備えながらも、インクカートリッジ52内のインク残量が少なくなることによる不具合を防ぐことができる。
また、インクカートリッジ52内のインク残量を検出する手段として、インク供給のためのセンサ58hを利用することで、構成部品を減らし、コストを削減することができる。さらに、ダンパ58内の圧力を検出する圧力検出装置としてのセンサ58hは、第1圧力(第2圧力でもある)を閾値としてON/OFFするスイッチ仕様に構成されており、さらにプリンタ10のコスト削減に寄与している。
以上、好適な一実施形態について説明した。しかし、上記の実施形態は例示に過ぎず、ここに開示する技術は他の種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施形態では、圧力検出装置としてのセンサは、第2分岐部に設けられたダンパに設けられていた。しかし、圧力検出装置は、第1流路の送液ポンプよりもインクヘッド側、または第2流路のバルブよりも前記インクヘッド側に設けられていればよく、上記した位置に限定されない。また、ダンパの設置場所は、第2分岐部、または第1流路の第2分岐部よりもインクヘッド側の部分であればよく、第2分岐部に限定されない。また、インク供給システムには、適宜他の部材、例えば、バルブなどが追加されてもよく、一部の部材が削除されてもよい。
また、本実施形態では、第1警告部は、第1表示制御部を介して、インクカートリッジ内のインクの残量が少ないことをユーザーに通知していた。しかし、第1警告部が発する警告は、ユーザーに対して行う警告のことだけを意味せず、プリンタの各部に所定の動作を行わせるための内部的な警告も含む。第2警告部についても同様である。第1警告部および第2警告部が発する「警告」の意味は、ユーザーに対するものに限定されない。
その他、インクジェットプリンタの構成については、特に言及がない限りにおいて限定されない。例えば、ここに開示する技術は、フラットベッドタイプのインクジェットプリンタなどに対しても利用できる。また、例えば、カッティングヘッド付きインクジェットプリンタなどのように、その一部にインクジェットプリンタが組み込まれた装置にも利用できる。さらに、ここに開示するインク供給システムは、インクジェットプリンタ以外の装置、例えば、インクを吐出する吐出ヘッドを備えた三次元造形装置などにも適用できる。
10 インクジェットプリンタ
50 インク供給システム
51 インクヘッド
52 インクカートリッジ(インク容器)
53a 第1流路
53b 第2流路
53c 循環流路
56 送液ポンプ
57 循環バルブ
58 ダンパ
58h センサ(圧力検出装置)
60 キャッピング装置
61 キャップ
62 キャップ移動機構
63 吸引ポンプ(吸引機構)
70 ワイピング装置
71 ワイパー
72 ワイパー移動機構
100 制御装置
101 受信部
102 印刷制御部
103 供給制御部
104 循環制御部
105a 第1警告部
105b 第1表示制御部
105c 第2警告部
105d 第2表示制御部
106 循環停止部
107 記憶部
108 クリーニング制御部
120 操作パネル(表示装置)
D1 第1分岐部
D2 第2分岐部

Claims (9)

  1. インクが収容され、密閉されたインク容器と、
    前記インクを吐出するインクヘッドと、
    前記インク容器と前記インクヘッドとを接続する第1流路と、
    前記第1流路に設けられ、駆動時には前記インク容器から前記インクヘッドに向かう方向に前記インクを送出し、停止時には前記第1流路を閉鎖するように構成された送液ポンプと、
    前記第1流路の前記送液ポンプよりも前記インク容器側の部分に設けられた第1分岐部と、
    前記第1流路の前記送液ポンプよりも前記インクヘッド側の部分に設けられた第2分岐部と、
    一端が前記第1分岐部に接続され、他端が前記第2分岐部に接続された第2流路と、
    前記第2流路に設けられ、前記第2流路を開放または閉鎖するように構成されたバルブと、
    前記第1流路の前記送液ポンプよりも前記インクヘッド側の部分、または前記第2流路の前記バルブよりも前記インクヘッド側の部分に設けられ、圧力を検出するとともに検出した圧力に対応した信号を送信する圧力検出装置と、
    前記インクヘッド、前記送液ポンプ、前記バルブ、および前記圧力検出装置に接続された制御装置と、
    を備え、
    前記第1流路のうち前記第1分岐部と前記第2分岐部との間の部分と、前記第2流路とは、循環流路を構成し、
    前記制御装置は、
    前記圧力検出装置からの信号を受信する受信部と、
    前記バルブを開放するとともに前記送液ポンプを駆動させ、前記循環流路において前記インクを循環させる循環制御部と、
    前記循環制御部が前記バルブを開放した際に前記圧力検出装置が検出した圧力が所定の第1圧力を下回っていた場合に警告を発する第1警告部と、
    を備えている、
    インク供給システム。
  2. 前記制御装置に接続された表示装置を備え、
    前記制御装置は、前記第1警告部が警告を発した場合に、前記インク容器内の前記インクの残量が所定量を下回っていることを示す表示を前記表示装置に表示させる第1表示制御部を備えている、
    請求項1に記載のインク供給システム。
  3. 前記制御装置は、前記第1警告部が警告を発した場合に、前記送液ポンプを停止し、前記バルブを閉鎖するように設定された循環停止部を備えている、
    請求項1または2に記載のインク供給システム。
  4. 前記インクが一時的に貯留される貯留室を備え、前記第2分岐部または前記第1流路の前記第2分岐部よりも前記インクヘッド側の部分に設けられたダンパを備え、
    前記圧力検出装置は、前記ダンパに設けられるとともに、前記貯留室内の圧力を検出し、
    前記制御装置は、前記圧力検出装置が検出した圧力が所定の第2圧力を下回る場合には前記送液ポンプを駆動させ、前記第2圧力以上の場合には前記送液ポンプを停止させる供給制御部を備えている、
    請求項1〜3のいずれか一つに記載のインク供給システム。
  5. 前記制御装置は、前記供給制御部が前記送液ポンプを所定の回数駆動させた後に、前記圧力検出機構が検出した圧力が前記第2圧力を下回っている場合に警告を発する第2警告部を備えている、
    請求項4に記載のインク供給システム。
  6. 前記制御装置に接続された表示装置を備え、
    前記制御装置は、前記第2警告部が警告を発した場合に、前記インク容器内の前記インクの残量が所定量を下回っていることを示す表示を前記表示装置に表示させる第2表示制御部を備えている、
    請求項5に記載のインク供給システム。
  7. 前記圧力検出装置は、前記ダンパ内の圧力が前記第1圧力を下回ったとき、または上回ったときに信号を発するように構成され、
    前記第2圧力は、前記第1圧力と等しく設定されている、
    請求項4〜6のいずれか一つに記載のインク供給システム。
  8. 請求項1〜7のいずれか一つに記載のインク供給システムを備えた、
    インクジェットプリンタ。
  9. 前記インクヘッドに装着可能なキャップと、前記キャップを前記インクヘッドに装着させまたは離間させるキャップ移動機構と、前記キャップに接続された吸引機構とを備えたキャッピング装置と、
    前記インクヘッドを払拭するワイパーと、前記インクヘッドと前記ワイパーとを相対的に移動させるワイパー移動機構とを備えたワイピング装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記第1警告部が警告を発した場合に、前記送液ポンプを停止し、前記バルブを閉鎖するように設定された循環停止部と、
    前記第1警告部が警告を発したことを記憶する記憶部と、
    前記インクヘッドから前記インクを吐出させ、印刷を行う印刷制御部と、
    前記キャッピング装置と前記ワイピング装置を制御して所定のクリーニング作業を行わせるクリーニング制御部と、
    を備え、
    前記クリーニング作業は、
    前記キャップを前記インクヘッドに装着し、前記吸引機構を駆動させる吸引作業と、
    前記ワイパーを移動させて、前記ワイパーに前記インクヘッドを払拭させるワイピング作業と、
    を含み、
    前記循環制御部は、前記循環停止部が前記インクの循環を停止してから所定の時間が経過した後に再度前記インクを循環させるように設定され、
    前記クリーニング制御部は、前記第1警告部が警告を発したことが前記記憶部に記憶された状態で前記循環制御部が前記インクを循環させた場合には、印刷の前に前記キャッピング装置および前記ワイピング装置に前記クリーニング作業を行わせるように設定されている、
    請求項8に記載のインクジェットプリンタ。
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