JP2020138363A - プリンタ - Google Patents

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Abstract

【課題】より確実にインク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することのできるプリンタを提供すること。【解決手段】プリンタ(10)は、インク残量検知センサ(15s)の検出信号に基づいて、ポンプ(18)を制御する制御部(50)と、インクの流れる方向を基準として、送液チューブ(17)のポンプ(18)よりも上流側に一端(19a)が接続されていると共に、送液チューブ(17)のポンプ(18)よりも下流側に他端(19b)が接続されているバイパス路(19)と、バイパス路(19)上に設けられ、ポンプ(18)よりも上流側における圧力、及び、ポンプ(18)よりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放するバルブ(30)と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、インク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することのできるプリンタに関する。
プリンタとして、インクタンクから送液チューブを介してインク吐出ユニットへインクを送り、インク吐出ユニットからメディアへインクを吐出することにより印刷を行うものが知られている。このようなプリンタに関する従来技術として特許文献1に開示される技術がある。
特許文献1に示されるような、プリンタは、メディアの搬送方向に対して略垂直に延びるレールと、このレール上を移動可能に設けられたキャリッジと、このキャリッジに支持されメディアへインクを吐出するインク吐出ユニットと、メディアへ吐出されるインクが充填されているインクカートリッジと、このインクカートリッジからインク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、この送液チューブ上に設けられインクカートリッジからインク吐出ユニットへインクを送るポンプと、を備えている。
インク吐出ユニット内には、インクの貯留量が所定の貯留量以下であるか否かを検出するセンサが設けられている。インクの貯留量が所定の量以下となった場合に、ポンプが作動してインクカートリッジからインク吐出ユニットへインクを送る。
特開2018−111214号公報
特許文献1に開示されたセンサは、例えば、インク吐出ユニット内のインクの貯留量が所定の量以上となったか否かを検出するのに用いることもできる。所定の量を超えたところでポンプを停止させることにより、インク吐出ユニット内のインクの圧力を所定値以下とすることができる。これにより、インク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することができる。
ところで、このようなプリンタにおいてセンサが故障すると、ポンプが作動し続ける虞がある。インクがインク吐出ユニットに送られ続け、インク吐出ユニットには、大きな負荷が加わる。
本発明は、より確実にインク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することのできるプリンタの提供を課題とする。
本発明によれば、レールに支持され前記レール上を移動可能に設けられたキャリッジと、
このキャリッジに支持され、前記メディアへインクを吐出するインク吐出ユニットと、
このインク吐出ユニットに設けられ、前記インク吐出ユニット内に充填された前記インクが、所定の量まで達したことを検知可能なインク残量検知センサと、
前記メディアへ吐出される前記インクが充填されているインクカートリッジと、
このインクカートリッジから前記インク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、
この送液チューブに設けられ、前記インクカートリッジから前記インク吐出ユニットへ前記インクを送ることが可能なポンプと、
前記インク残量検知センサの検出信号に基づいて、前記ポンプを制御する制御部と、
前記インクの流れる方向を基準として、前記送液チューブの前記ポンプよりも上流側に一端が接続されていると共に、前記送液チューブの前記ポンプよりも下流側に他端が接続されているバイパス路と、
前記バイパス路上に設けられ、前記ポンプよりも上流側における圧力、及び、前記ポンプよりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、前記下流側から前記上流側に向かって前記インクを戻すよう開放するバルブと、を有することを特徴とするプリンタが提供される。
本発明では、プリンタは、ポンプよりも上流側における圧力、及び、ポンプよりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放するバルブがバイパス路上に設けられている。例えば、インク残量検知センサが故障すると、インク吐出ユニット内にインクが供給され続ける。インク吐出ユニットにインクが供給され続けることにより、ポンプより下流側のインクの圧力は、上昇する。圧力が所定の圧力を超えると、バルブが開放され、インクがバイパス路に流れる。バイパス路に流れたインクは、ポンプの上流側に戻される。バイパス路にインクを流してポンプの上流側に戻すことにより、ポンプよりも下流側の圧力を低下させることができる。インク残量検知センサの故障時においても、インク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することができる。より確実にインク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することのできるプリンタを提供することができる。
実施例によるプリンタを模式的に示した図である。 図1に示されたプリンタの要部を示した図である。 図3(a)は、ポンプの下流側の圧が上昇した際のバルブについて説明する図、図3(b)は、図3(a)の状態からバルブが作動した際の作用を説明する図、図3(c)は、ポンプの下流側に正圧が加わりポンプの上流側に負圧が加わっている際のバルブについて説明する図、図3(d)は、図3(c)の状態からバルブが作動した際の作用を説明する図、である。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図中Frは前、Rrは後、Leは左、Riは右、Upは上、Dnは下を示している。
<実施例>
[プリンタ10の構成]
図1を参照する。プリンタ10は、メディアMeにカラー画像を形成可能なインクジェット式のプリンタである。プリンタ10は、例えば、大型の看板、ポスターの印刷を行うことができる。
図2を併せて参照する。プリンタ10は、印刷されるメディアMeを前後方向に搬送可能な搬送部11と、この搬送部11から送られたメディアMeを載置可能なベッド12と、このベッド12の上方において左右方向に伸びるレール13と、このレール13に支持されレール13上に移動可能に設けられたキャリッジ14と、このキャリッジ14に支持されメディアMeへインクを吐出するインク吐出ユニット15と、インクが充填されているインクカートリッジ16と、このインクカートリッジ16からインク吐出ユニット15まで接続されている送液チューブ17と、この送液チューブ17に設けられインクカートリッジ16からインク吐出ユニット15へインクを送るためのポンプ18と、このポンプ18を迂回して送液チューブ17に接続されているバイパス路19と、このバイパス路19上に設けられ開放状態においてインクが流れることを許容するバルブ30と、送液チューブ17に設けられ内部を流れるインクの流量を検知する流量検知センサ21と、搬送部11、キャリッジ12、インク吐出ユニット15、ポンプ18を制御可能な制御部50と、を有する。
図1を参照する。プリンタ10は、搬送部11によって前方にメディアMeを送ると共に、キャリッジ14を左右方向に移動させ、インク吐出ユニット15の下方を通過するメディアMeにインクを吐出して印刷を行う。
なお、プリンタ10は、メディアMeを切断するカッター装置等任意の装置を搭載することができる。
[メディアMeについて]
メディアMeは、例えば、ロールに巻かれたロールメディアであり、メディアの材質としては、普通紙などの紙類であってもよく、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等の樹脂類であってもよく、アルミニウム材、鉄材等の金属類であってもよく、様々な材料で構成可能である。メディアMeは、搬送部11によって後方から前方に向かって送られる。
[インク吐出ユニット15について]
インク吐出ユニット15は、それぞれインクを吐出可能な吐出ユニット15C、15M、15Y、15Kを有する。吐出ユニット15C、15M、15Y、15Kは、シアンインクを吐出するシアンユニット15Cと、マゼンダインクを吐出するマゼンダユニット15Mと、イエローインクを吐出するイエローユニット15Yと、ブラックインクを吐出するブラックユニット15Kと、からなる。
図2を併せて参照する。図2には、吐出ユニット15C、15M、15Y、15Kのうち、シアンユニット15Cのみが示されている。吐出ユニット15C、15M、15Y、15Kは、それぞれ同じ構成が採用される一方、吐出されるインクの色が異なる。以下、シアンユニット15Cを例に説明するが、他の吐出ユニット15M、15Y、15Kについても構成は同じであるため、詳細な説明を省略する。
吐出ユニット15Cは、インクが充填されるダンパ15dと、ダンパ15dから供給されたインクを吐出するヘッド15hと、ダンパ15dに内蔵されダンパ15d内のインクが所定の量まで達したことを検知可能なインク残量検知センサ15sと、を有している。
インク残量検知センサ15sには、フィラーセンサやフォトインタラプタを採用することができる。インク残量検知センサ15sは、ダンパ15d内のインクが所定の量を超えているか否かを検知する。検知された情報は、制御部50へ送られる。
[インクカートリッジ16について]
図1を参照する。インクカートリッジ16には、メディアMeへ吐出されるインクが充填されている。インクカートリッジ16は、シアンインクが充填されたシアンカートリッジ16Cと、マゼンダインクが充填されたマゼンダカートリッジ16Mと、イエローインクが充填されたイエローカートリッジ16Yと、ブラックインクが充填されたブラックカートリッジ16Kと、からなる。
なお、インクカートリッジ16を構成するカートリッジの数や色は任意に選択することができる。インクカートリッジ16に充填されるインクは、メディアへの定着性に優れた、水性レジンインクが好ましい。短時間に多くの印刷を行うためには、速乾性に優れたインクを選択することも好ましい。この他、任意の水性インクや有機溶剤系インクを選択することができる。
図2を併せて参照する。図2には、インクカートリッジ16を構成するカートリッジの16C、16M、16Y、16Kうち、シアンカートリッジ16Cのみが示されている。それぞれのカートリッジ16C、16M、16Y、16Kは、同じ構成が採用される一方、充填されているインクの色が異なる。以下、シアンカートリッジ16Cを例に説明するが、他のカートリッジ16M、16Y、16Kについても構成は同じであるため、詳細な説明を省略する。
[送液チューブ17について]
図2を参照する。送液チューブ17は、キャリッジ14の位置に関わらず固定されている(変位しない)送液固定部17aと、キャリッジ14が移動することにより追従する送液移動部17bと、を有している。
インクカートリッジ16からポンプ18までは、送液固定部17aのみによって構成されている。ポンプ18からインク吐出ユニット15までは、送液固定部17aと送液移動部17bとによって構成されている。インクの流れる方向を基準として、送液移動部17bは、ポンプ18よりも下流側にのみ位置している。
[ポンプ18の構成について]
ポンプ18には、例えば、ダイヤフラム式のポンプが採用される。ポンプ18は、送液固定部17a上に設けられている。ポンプ18は、制御部50から受ける電気信号により作動し、インクカートリッジ16内のインクをインク吐出ユニット15へ送る。
なお、ポンプ18は、ダイヤフラム式以外のポンプであっても採用することができる。
[バイパス路19について]
バイパス路19は、インクの流れる方向を基準として、送液チューブ17のうちポンプ18よりも上流側に一端22aが接続されていると共に、送液チューブ17のうちポンプ18よりも下流側に他端22bが接続されている。
バイパス路19は、キャリッジ14の位置に関わらず固定されている(変位しない)バイパス固定部のみからなる。
[バルブ30について]
バルブ30は、バイパス路19上に設けられている。つまり、バルブ30は、バイパス固定部上に設けられている。バルブ30は、バイパス路19に繋げられている弁箱31と、この弁箱31内を2つの部屋に区切り中央にインクが通過可能な穴32aが開けられている仕切り壁32と、この仕切り壁32の上面に穴32aを囲うように固定されたゴム製の弁座33と、通常時において弁座33に接触しインクが穴32aを通過することを抑制している弁体34と、この弁体34から穴32aを通過して下方に延びている被ガイド部35と、この被ガイド部35を囲い弁体34が上下に移動するよう被ガイド部35をガイドするガイド部36と、を有している。バルブ30は、開閉に電力を要しない機械式のバルブである。
なお、バルブ30には、モータの力で開閉を行う電気式のバルブを採用することもできる。
弁体34は、円板状の金属によって形成されている。弁体34が開く際の圧は、弁体34の重さによって設定することができる。詳細については、後述する。
被ガイド部35は、弁体34に一体的に形成されている。被ガイド部35は、弁体34の下面の中心から下方に延びる円柱状のロッド部35aと、このロッド部35aの同心上に一体的に形成されている円板状の円板部35bと、を有する。
[流量検知センサ21について]
流量検知センサ21は、送液固定部17aのうち、ポンプ18よりも下流側に設けられている。より詳細には、流量検知センサ21は、送液固定部17aのうち、バイパス路19の他端19bが送液チューブ17に接続されている部位P1よりも下流側に臨んでいる。
流量検知センサ21は、インクの流量を検知する。検知した情報は、制御部50に送られる。
[制御部50について]
図1を参照する。制御部50は、処理部51、記憶部52及び通信部53を有する。処理部51、記憶部52及び通信部53は、例えばマイクロコンピュータ又はマイクロコントローラで構成される。処理部51、記憶部52及び通信部53は、例えばCPU(あるいはMPU又はMCU)、ROM、RAM、入出力インターフェースを含むことができる。例えば、ROMは、CPUに所定の動作を実行させるプログラムを記憶することができる。RAMは、CPUのワーク領域を形成することができる。なお、処理部51、記憶部52及び通信部53は、ASIC、FPGA等で構成されてもよい。
制御部50は、さらに、ユーザが操作可能な操作部としての操作パネル54を有している。操作パネル54は、電源ボタン、設定ボタン等の操作ボタン、操作スイッチ等を有している。
次に、プリンタ10の作用を説明する。
図2及び図3(a)を参照する。制御部50からの信号を受け、ポンプ18が作動すると、インクカートリッジ16からダンパ15dにインクが供給される。ダンパ15d内が十分にインクによって満たされることにより、ダンパ15d内部、送液チューブ17、及び、バルブ30の仕切り壁32よりも下方の圧が上昇する。インク残量検知センサ15sは、ダンパ15d内のインクが所定量に達したことを検知し、制御部50に電気信号を送る。電気信号を受けた制御部50は、ポンプ18を停止させる。つまり、制御部50は、インク残量検知センサ15sの検出信号に基づいて、ポンプ18を制御することができる。バルブ30は、バイパス路19の閉じ状態を継続している。
図2及び図3(b)を参照する。仮に、インク残量検知センサ15sが故障している場合には、ダンパ15d内のインクが所定量に達したことを検知することができない虞がある。このため、ポンプ18は、作動し続ける。このとき、弁箱31の内部に流れたインクは、弁体34を押し上げる。弁体34が押し上げられると、インクは、穴32a及びバイパス路19を通過し、ポンプ18の上流側に戻る。これにより、ダンパ15d内部において圧が過剰に上昇することを抑制している。
図2及び図3(c)を参照する。ポンプ18が作動し続けることにより、インクカートリッジ16内部のインクが空になることがある。空になった状態のままポンプ18が作動し続けると、弁体34には、負圧によって上方に引かれる力と、正圧によって上方に押し上げられる力と、が加わる。
図3(d)を参照する。弁体34を上方に引く力が加わっていることにより、インクによる上方に押し上げる力が小さい場合であっても、弁体34が上昇し、バイパス路19を開放することができる。一部のインクがバイパス路19を通過して、ポンプ18の上流側に戻る。これにより、インクカートリッジ16に加わる負荷を軽減することができる。
図2を参照する。インクカートリッジ16が空になり、インクの一部がバイパス路19に流れることにより、流量検知センサ21の検知するインクの流量は、急激に減少する。この情報は、電気信号によって制御部50に送られる。制御部50は、インクの流量が急激に減少したことから、インクカートリッジ16が空になったことを検出することができる。インクカートリッジ16が空になったことを検出した制御部50は、ポンプ18を停止させる。つまり、制御部50は、流量検知センサ21の検出信号に基づいて、作動中のポンプ18を停止させることができる。
バルブ30は、ポンプ18よりも上流側における圧力、及び、ポンプ18よりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放する、ということができる。
プリンタ10は、以下のようにいうことができる。
図1及び図2を参照する。プリンタ10は、
レール13に支持されレール13上を移動可能に設けられたキャリッジ14と、
このキャリッジ14に支持され、メディアMeへインクを吐出するインク吐出ユニット15と、
このインク吐出ユニット15に設けられ、インク吐出ユニット15内に充填されたインクが、所定の量まで達したことを検知可能なインク残量検知センサ15sと、
メディアMeへ吐出されるインクが充填されているインクカートリッジ16と、
このインクカートリッジ16からインク吐出ユニット15まで接続される送液チューブ17と、
この送液チューブ17に設けられ、インクカートリッジ16からインク吐出ユニット15へインクを送ることが可能なポンプ18と、
インク残量検知センサ15sの検出信号に基づいて、ポンプ18を制御する制御部50と、
インクの流れる方向を基準として、送液チューブ17のポンプ18よりも上流側に一端19aが接続されていると共に、送液チューブ17のポンプ18よりも下流側に他端19bが接続されているバイパス路19と、
バイパス路19上に設けられ、ポンプ18よりも上流側における圧力、及び、ポンプ18よりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上(圧力の差が所定値以上)となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放するバルブ30と、を有する。
例えば、インク残量検知センサ15sが故障すると、インク吐出ユニット15内にインクが供給され続ける。インク吐出ユニット15にインクが供給され続けることにより、ポンプ18より下流側のインクの圧力は、上昇する。圧力が所定の圧力を超えると、バルブ30が開放され、インクがバイパス路19に流れる。バイパス路19に流れたインクは、ポンプ18の上流側に戻される。バイパス路19にインクを流してポンプ18の上流側に戻すことにより、ポンプ18よりも下流側の圧力を低下させることができる。インク残量検知センサ15sの故障時においても、インク吐出ユニット15へかかる負荷を軽減することができる。より確実にインク吐出ユニット15へかかる負荷を軽減することのできるプリンタ10を提供することができる。
特に、バルブ30は、ポンプ18よりも下流側における圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放することが好ましい。
バルブ30は、インク吐出ユニット15内の圧力が一定以下になったときには閉じているよう、開弁圧力が設定されている。
インク吐出ユニット15内の圧力が一定以下の際には、インク吐出ユニット15内に早急にインクを充填する必要がある。バルブ30が閉じられていることにより、バイパス路19へインクが流れることを防止し、インク吐出ユニット15へインクを早急に充填することができる。
ポンプ18よりも下流側に、インクの流量を検知可能な流量検知センサ21が設けられ、
制御部50は、流量検知センサ21の検出信号に基づいて、作動中のポンプ18を停止させることができる。
インクカートリッジ16内が空になると、バルブ30が開放され、一部のインクがバイパス路19内を流れる。このため、ポンプ18より下流側に流れるインクの量は、急激に減少する。制御部50は、インクが流れる量の急激な変化を検出することにより、インクカートリッジ16が空になっていることを早急に検知することができる。このとき、インクカートリッジ16にインクの残量センサを搭載する必要がなく、有益である。
流量検知センサ21は、さらに、バイパス路19の他端19bが送液チューブ17に接続されている部位P1よりも下流側に接続されている。
インクカートリッジ16が空になった際のインクの減少量は、バイパス路19の他端19bが送液チューブ17に接続されている部位P1よりも下流側においてより顕著となる。送液チューブ17に接続されている部位P1よりも下流側に流量検知センサ21を配置することにより、より確実にインクカートリッジ16が空になっていることを検出することができる。
送液チューブ17は、キャリッジ14が移動することにより追従する送液移動部17bと、キャリッジ14の位置に関わらず固定されている送液固定部17aと、を有し、
流量検知センサ21は、送液固定部17aに臨んでいる。
流量検知センサ21を、送液移動部17bに配置した場合には、流量検知センサ21も送液チューブ17と共に移動することとなる。この場合、流量検知センサ21の重さの分、送液チューブ17を移動させるための動力(例えば、モータ)を大型化する必要がある。流量検知センサ21が送液固定部17aに臨んでいるため、送液チューブ17及び/又は送液チューブ17を移動させるための動力を小型化することができる。プリンタ10全体の小型化に資する。
尚、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
本発明のプリンタは、インクジェット式のプリンタに好適である。
10…プリンタ
11…搬送部
13…レール
14…キャリッジ
15…インク吐出ユニット
15s…インク残量検知センサ
16…インクカートリッジ
17…送液チューブ
17a…送液固定部
17b…送液移動部
18…ポンプ
19…バイパス路
19a…一端
19b…他端
21…流量検知センサ
30…バルブ
50…制御部
P1…他端が送液チューブに接続されている部位
Me…メディア

Claims (6)

  1. レールに支持され前記レール上を移動可能に設けられたキャリッジと、
    このキャリッジに支持され、前記メディアへインクを吐出するインク吐出ユニットと、
    このインク吐出ユニットに設けられ、前記インク吐出ユニット内に充填された前記インクが、所定の量まで達したことを検知可能なインク残量検知センサと、
    前記メディアへ吐出される前記インクが充填されているインクカートリッジと、
    このインクカートリッジから前記インク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、
    この送液チューブに設けられ、前記インクカートリッジから前記インク吐出ユニットへ前記インクを送ることが可能なポンプと、
    前記インク残量検知センサの検出信号に基づいて、前記ポンプを制御する制御部と、
    前記インクの流れる方向を基準として、前記送液チューブの前記ポンプよりも上流側に一端が接続されていると共に、前記送液チューブの前記ポンプよりも下流側に他端が接続されているバイパス路と、
    前記バイパス路上に設けられ、前記ポンプよりも上流側における圧力、及び、前記ポンプよりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、前記下流側から前記上流側に向かって前記インクを戻すよう開放するバルブと、を有することを特徴とするプリンタ。
  2. 前記バルブは、前記インク吐出ユニット内の圧力が一定以下になったときには閉じているよう、開弁圧力が設定されていることを特徴とする請求項1記載のプリンタ。
  3. 前記ポンプよりも下流側に、前記インクの流量を検知可能な流量検知センサが設けられ、
    前記制御部は、前記流量検知センサの検出信号に基づいて、作動中の前記ポンプを停止させることができることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のプリンタ。
  4. 前記流量検知センサは、さらに、前記バイパス路の他端が前記送液チューブに接続されている部位よりも下流側に接続されていることを特徴とする請求項3記載のプリンタ。
  5. 前記送液チューブは、前記キャリッジが移動することにより追従する送液移動部と、前記キャリッジの位置に関わらず固定されている送液固定部と、を有し、
    前記流量検知センサは、前記送液固定部に臨んでいることを特徴とする請求項3又は請求項4記載のプリンタ。
  6. 前記バルブは、前記ポンプよりも下流側における圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ、前記下流側から前記上流側に向かって前記インクを戻すよう開放することを特徴とする請求項1記載のプリンタ。
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