JP2021070310A - インクジェットプリンタ、及びインクジェットプリンタにおけるインク供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１タンクから第２タンクにポンプによってインクを供給する構成において、第２タンクからインクが溢れ出すのを防止でき、且つ、第２タンク内の圧力が上昇しにくいインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】インクジェットプリンタ１０は、大気と連通する第１タンク２１と、第２タンク２２と、第２タンク２２と連通するヘッドユニット３０と、第１タンク２１と連通する一端と、第２タンク２２と連通する他端とを有する第１流路２６Ａと、第２タンク２２内の上方と連通する一端と、第１タンク２１と連通する他端とを有する第２流路２６Ｂと、第２流路２６Ｂに配置され、少なくとも、第２流路２６Ｂの前記一端から前記他端へと流体を移動させるポンプ２３とを備える。【選択図】図３ａ

Description

本発明は、ヘッドからインクを吐出して媒体に印刷するインクジェットプリンタ、及びインクジェットプリンタにおけるインク供給方法に関する。

従来、図１ａ〜図１ｃに示すように、インク供給ユニット２００と、インク供給ユニット２００とインク流路を介して接続されたヘッドユニット３００とを備えるインクジェットプリンタ１００が知られている。インク供給ユニット２００には、第１タンク２１０、第２タンク２２０、及びポンプ２３０が設けられている。また、ヘッドユニット３００には、インクジェットヘッド３１０、第３タンク３２０、及びポンプ３３０が設けられている。

第１タンク２１０は、インク供給ユニット２００に着脱可能に取り付けられているのに対し、第２タンク２２０は、インク供給ユニット２００に据え付けられている。第３タンク３２０はヘッドユニット３００に据え付けられている。第１タンク２１０と第２タンク２２０とは、第１流路２６０Ａにより連通しており、第２タンク２２０と第３タンク３２０とは、第２流路２６０Ｂにより連通している。そして、ポンプ２３０は、第１流路２６０Ａ及び第２流路２６０Ｂに共通に設けられている。

さらに、第１流路２６０Ａには、ソレノイドバルブ２４０Ａ及び逆止弁２５０Ｂが設けられており、第２流路２６０Ｂには、ソレノイドバルブ２４０Ｂ及びソレノイドバルブ２４０Ｃが設けられている。また、第１タンク２１０には、逆止弁２５０Ａが設けられおり、第２タンク２２０には、ソレノイドバルブ２４０Ｄ、及び逆止弁２５０Ｃが設けられている。さらに、第２タンク２２０の内部には、第２タンク２２０に貯留されているインクの量を検出するためのフロートセンサ２２０ａが設けられている。

ヘッドユニット３００において、第３タンク３２０とインクジェットヘッド３１０とは、第３流路３６０Ａにより連通している。第３タンク３２０には、手動バルブ３５０が設けられており、ポンプ３３０、ソレノイドバルブ３４０、及びレストリクタ３６０がそれぞれ、手動バルブ３５０に接続されている。なお、手動バルブ３５０は、通常時は開放されている。さらに、第３タンク３２０の内部には、第３タンク３２０に貯留されているインクの量を検出するためのフロートセンサ３２０ａが設けられている。

インク供給ユニット２００において、第１タンク２１０から第２タンク２２０にインクを供給する際は、図１ａに示されるように、ソレノイドバルブ２４０Ａ、２４０Ｄを開き、ソレノイドバルブ２４０Ｂ、２４０Ｃを閉じた状態で、インク供給ユニット２００のポンプ２３０を駆動する。これにより、第１タンク２１０内のインクが第１流路２６０Ａを流れて、第２タンク２２０に供給される。

インク供給ユニット２００の第２タンク２２０からヘッドユニット３００の第３タンク３２０にインクを供給する際は、図１ｂに示されるように、ソレノイドバルブ２４０Ｂ、２４０Ｃ、２４０Ｄを開き、ソレノイドバルブ２４０Ａを閉じた状態で、インク供給ユニット２００のポンプ２３０を駆動する。これにより、第２タンク２２０内のインクが第２流路２６０Ｂを流れて、第３タンク３２０に供給される。なお、このとき、第３タンク３２０は、手動バルブ３５０及びレストリクタ３６０を介して大気開放されている。

そして、ヘッドユニット３００において、インクジェットヘッド３１０のメンテナンスのため、第３タンク３２０からインクジェットヘッド３１０にインクを強制的に供給する際は、図１ｃに示されるように、インク供給ユニット２００のソレノイドバルブ２４０Ａ〜２４０Ｄ、及びヘッドユニット３００のソレノイドバルブ３４０を閉じた状態で、ヘッドユニット３００のポンプ３３０を駆動する。これにより、第３タンク３２０内のインクが第３流路３６０Ａを流れて、インクジェットヘッド３１０に供給される。

しかしながら、上記の構成を有するインクジェットプリンタ１００では、第１タンク２１０から第２タンク２２０にインクを供給する際に、第２タンク２２０内のフロートセンサ２２０ａの不具合等により、第２タンク２２０内のインク量を正確に検出できない場合がある。この場合、第２タンク２２０内のインクが収容可能な上限値を超えた後もポンプ２３０が駆動し続けることにより、第２タンク２２０からインクが溢れ出す可能性があった。

また、第２タンク２２０には、大気開放のためのソレノイドバルブ２４０Ｄが設けられている。例えばソレノイドバルブ２４０Ｄの大気との連通孔に取り付けられた空気フィルタにインクが付着すると、第１タンク２１０から第２タンク２２０にインクを供給する際に、第２タンク２２０内に大きな圧力が発生し、第２タンク２２０の蓋が外れる可能性があった。このため、第２タンク２２０には、比較的低い圧力（例えば２ｐｓｉ程度）で開放される逆止弁２５０Ｃを設ける必要があった。

本発明は、第１タンクから第２タンクにポンプによってインクを供給する構成において、第２タンク内のフロートセンサの不具合等によりポンプが駆動し続けた場合であっても、第２タンクからインクが溢れ出すのを防止することができ、且つ、第２タンク内の圧力が上昇しにくいインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、大気と連通する第１タンクと、
第２タンクと、
前記第２タンクと連通するヘッドユニットと、
前記第１タンクと連通する一端と、前記第２タンクと連通する他端とを有する第１流路と、
前記第２タンク内の上方と連通する一端と、前記第１タンクと連通する他端とを有する第２流路と、
前記第２流路に配置され、少なくとも、前記第２流路の前記一端から前記他端へと流体を移動させるポンプとを備えるインクジェットプリンタが提供される。

本発明の第２の態様に従えば、大気と連通する第１タンクと、
第２タンクと、
前記第２タンクと連通するヘッドユニットと、
前記第１タンクと連通する一端と、前記第２タンクと連通する他端とを有する第１流路と、
前記第２タンク内の上方と連通する一端と、前記第１タンクと連通する他端とを有する第２流路と、
前記第２流路に配置されたポンプと、
前記第２タンク内のインクの液面の位置が、第１位置よりも低くなった場合に第１信号を出力し、前記第１位置の上方の第２位置よりも高くなった場合に第２信号を出力するセンサと、
前記センサ及び前記ポンプと電気的に接続されたコントローラとをさらに備え、
前記コントローラは、前記センサから前記第１信号が出力された場合、前記ポンプを駆動して、前記第２タンク内の空気を、前記第２流路を介して前記第１タンクに移動させることにより、前記第１タンク内のインクを、前記第１流路を介して前記第２タンクに移動させるよう構成されており、
前記第２タンク内のインクの液面の位置が前記第２位置よりも高くなったにもかかわらず、前記センサから前記第２信号が出力されない場合、前記ポンプは、前記第２タンク内のインクを、前記第２流路を介して前記第１タンクに移動させるよう構成されているインクジェットプリンタが提供される。

本発明の第３の態様に従えば、大気と連通する第１タンクと、前記第１タンクとは異なる第２タンクと、前記第２タンクと連通するヘッドユニットと、前記第１タンクと連通する一端と、前記第２タンクと連通する他端とを有する第１流路と、前記第２タンク内の上方と連通する一端と、前記第１タンクと連通する他端とを有する第２流路と、前記第２流路に配置されたポンプと、前記第２タンク内のインクの液面の位置が、第１位置よりも低くなった場合に第１信号を出力し、前記第１位置よりも高い第２位置よりも高くなった場合に第２信号を出力するセンサとを備えるインクジェットプリンタにおけるインク供給方法であって、
前記センサから前記第１信号が出力された場合、前記ポンプを駆動して、前記第２タンク内の空気を、前記第２流路を介して前記第１タンクに移動させることにより、前記第１タンク内のインクを、前記第１流路を介して前記第２タンクに移動させることを含み、
前記第２タンク内のインクの液面の位置が前記第２位置よりも高くなったにもかかわらず、前記センサから前記第２信号が出力されない場合、前記ポンプの駆動を停止させることなく、前記第２タンク内のインクを、前記第２流路を介して前記第１タンクに移動させるインク供給方法が提供される。

本発明の第１〜第３の態様によれば、ポンプの駆動によって負圧となった第２タンク内に向けて、第１タンクからインクが供給される。しかし、何らかの不具合により、第２タンク内のインク量が上限に到達した後もポンプが駆動し続ける場合がある。このような場合であっても、第２タンク内のインクが第２流路を介して第１タンクに戻される。このため、第２タンクからインクが溢れ出すのを防止することができる。

従来のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第１タンクから第２タンクにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 従来のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第２タンクから第３タンクにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 従来のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第３タンクからインクジェットヘッドにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 コントローラ、インク供給ユニット、ヘッドユニット、操作パネル及び外部装置の電気的な接続を略示するブロック図である。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第１タンクから第２タンクにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第２タンクから第３タンクにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、インクジェットヘッドが駆動している際の各バルブの開閉状態を示す。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第３タンクからインクジェットヘッドに強制的にインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、インクジェットヘッドの駆動中に第１タンクがインク供給ユニットから取り外された際の各バルブの開閉状態を示す。 ソレノイドバルブの開閉動作を説明するための断面図であり、（ａ）はソレノイドバルブが閉じた状態を示し、（ｂ）はソレノイドバルブが開いた状態を示す。 （ａ）はラビリンスの一方の側面側から見た斜視図であり、（ｂ）はラビリンスの他方の側面側から見た斜視図である。 （ａ）はヘッドユニットに設けられた第３タンク及び回動機構をｘ方向から見た図であり、（ｂ）はヘッドユニットに設けられた第３タンク及び回動機構をｙ方向から見た図である。 変形例に係る第１流路及び第２タンクを説明する概略図である。

以下、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタについて、図２〜６を参照しつつ説明する。

図２に示すように、インクジェットプリンタ１０は、インク供給ユニット２０、ヘッドユニット３０、操作パネル４０、及びコントローラ５０を主に備える。

インク供給ユニット２０には、ポンプ２３、装着センサ２０ａ、フロートセンサ２２ａ、及びソレノイドバルブ２４Ａ〜２４Ｅが設けられており、これらがコントローラ５０と電気的に接続されている。また、ヘッドユニット３０には、インクジェットヘッド３１、フロートセンサ３２ａ、及びソレノイドバルブ３４が設けられており、これらがコントローラ５０と電気的に接続されている。さらに、ユーザに対する入出力インターフェースとしての操作パネル４０が、コントローラ５０と電気的に接続されている。インクジェットヘッド３１としては、例えば、複数のノズルと、複数のノズルとそれぞれ連通する複数の流路と、複数の流路内のインクに吐出圧力を付与する圧電アクチュエータとを備えた、いわゆるピエゾ型インクジェットヘッドを用いることができる。

コントローラ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を備える。コントローラ５０は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵ及びＡＳＩＣにより、様々な処理を実行する。例えば、コントローラ５０は、外部装置としてのＰＣ６０から受信した印刷ジョブに基づいて、インク供給ユニット２０やヘッドユニット３０等を制御して、媒体に画像等を印刷する印刷処理を実行する。なお、コントローラ５０が、ＣＰＵ及びＡＳＩＣによって印刷処理を行う例を挙げたが、本発明はこれに限るものではなく、コントローラ５０はいかなるハードウェア構成で実現してもよい。例えば、ＣＰＵのみ又はＡＳＩＣのみで処理を行ってもよい。また、２つ以上のＣＰＵや、２つ以上のＡＳＩＣに機能を分担して実現してもよい。

次に、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ１０のインク供給系について、図３ａ〜３ｅを参照しつつ説明する。

図３ａに示すように、インク供給ユニット２０には、装着センサ２０ａ、装着ケース２０ｂ、第２タンク２２、及びポンプ２３が設けられている。そして、装着ケース２０ｂには、第１タンク２１が着脱可能に装着される。また、ヘッドユニット３０には、インクジェットヘッド３１、第３タンク３２が設けられている。

上述したように、第１タンク２１は、インク供給ユニット２０の装着ケース２０ｂに着脱可能に装着される。装着センサ２０ａは、装着ケース２０ｂに設けられており、第１タンク２１の装着ケース２０ｂに対する装着状態に応じた信号を出力する。本実施形態では、装着センサ２０ａとして、第１タンク２１の外面に取り付けられたＩＣタグを読取可能なＲＦＩＤリーダを用いているが、これには限られない。装着センサ２０ａは、第１タンク２１のインク供給ユニット２０に対する装着状態を検出できればよく、例えば、光学式センサを用いてもよい。第２タンク２２はインク供給ユニット２０に据え付けられている。第３タンク３２はヘッドユニット３０に据え付けられている。第１タンク２１と第２タンク２２とは、第１流路２６Ａ及び第２流路２６Ｂにより連通しており、第２タンク２２と第３タンク３２とは、第３流路２６Ｃ及び第４流路３６Ａにより連通している。そして、ポンプ２３は、第２流路２６Ｂ及び第３流路２６Ｃに共通に設けられている。第１流路２６Ａ、第２流路２６Ｂ、及び第３流路２６Ｃとしては、例えば、可撓性を有するチューブを使用することができる。

第１流路２６Ａには、ソレノイドバルブ２４Ａ（第４バルブの一例）が設けられており、第２流路２６Ｂには、ソレノイドバルブ２４Ｂ（第３バルブの一例）、ソレノイドバルブ２４Ｃ（第１バルブの一例）が設けられている。第２流路２６Ｂにおいて、ポンプ２３は、ソレノイドバルブ２４Ｂとソレノイドバルブ２４Ｃとの間に配置されている。また、第２流路２６Ｂにおいて、第２タンク２２側の端部とソレノイドバルブ２４Ｃとの間には、パウチ２５が設けられている。環境温度の変化により第２タンク２２内の圧力が上昇した場合、パウチ２５が膨らむことにより、上昇した圧力が吸収される。第３流路２６Ｃには、ソレノイドバルブ２４Ｄ（第２バルブの一例）、ソレノイドバルブ２４Ｅ（第５バルブの一例）、及び第１ジョイント２７が設けられている。第３流路２６Ｃにおいて、ポンプ２３は、ソレノイドバルブ２４Ｄとソレノイドバルブ２４Ｅとの間に配置されている。第１ジョイント２７は、ヘッドユニット３０の第４流路３６Ａの端部に設けられた第２ジョイント３７と結合可能であり、第３流路２６Ｃにおいて、第２タンク２２とは反対側の端部に設けられている。第１ジョイント２７には、第２ジョイント３７と結合されることにより開き、第２ジョイント３７との結合が解除されることにより閉じるバルブ２７ａが設けられている。また、第２タンク２２の内部には、第２タンク２２に貯留されているインクの量を検出するためのフロートセンサ２２ａが設けられている。

ここで、本実施形態におけるソレノイドバルブ２４Ａ〜２４Ｅは、全て同じ構造を有しているので、ソレノイドバルブ２４Ａを例にとり、その構造と動作について説明する。図４（ａ）、４（ｂ）に示されるように、ソレノイドバルブ２４Ａは、第１フレーム２４１、第２フレーム２４２、ダイヤフラム２４３、コイル部２４４、プランジャー２４５、及びスプリング２４６を備える。コイル部２４４に通電することにより、プランジャー２４５が移動し、図４（ａ）に示されるように、ダイヤフラム２４３のリップ部２４３ａが第１フレームに設けられた流入口２４１ａを封止する。これにより、ソレノイドバルブ２４Ａが閉じた状態となる。この状態で、ダイヤフラム２４３のリップ部２４３ａに、スプリング２４６の封止力よりも強い圧力が加わると、スプリング２４６が収縮し、ダイヤフラム２４３のリップ部２４３ａによる流入口２４１ａの封止が開放され、流入口２４１ａから流出口２４１ｂに至る流路が形成される。これにより、ソレノイドバルブ２４Ａが開いた状態となる。

ヘッドユニット３０において、第３タンク３２は、第４流路３６Ａを介して第２ジョイント３７接続されている。第３流路２６Ｃの第１ジョイント２７が、第２ジョイント３７と結合されることにより、第３流路２６Ｃと第４流路３６Ａとが連通し、第２タンク２２と第３タンク３２とが連通する。第２ジョイント３７にも、第１ジョイント２７と結合されることにより開き、第１ジョイント２７との結合が解除されることにより閉じるバルブ３７ａが設けられている。そして、第３タンク３２とインクジェットヘッド３１とは、第５流路３６Ｂにより連通している。第４流路３６Ａ及び第５流路３６Ｂとしては、例えば、可撓性を有するチューブを使用することができる。また、第３タンク３２にはソレノイドバルブ３４が接続されており、ソレノイドバルブ３４には、第３タンク３２を大気に連通させるための流路構造体３５（以下、ラビリンス３５という）が接続されている。さらに、第３タンク３２の内部には、第３タンク３２に貯留されているインクの量を検出するためのフロートセンサ３２ａが設けられている。なお、ソレノイドバルブ３４は、ソレノイドバルブ２４Ａ〜２４Ｅと同様の構造を有している。

図５（ａ）、５（ｂ）に示されるように、ラビリンス３５は、略直方体の外形を有する流路構造体であり、フレーム３５ａ、流入口３５ｂ、流出口３５ｃ、複数の隔壁３５ｄ、ダンパフィルム３５ｅ、及び半透膜３５ｆを備える。ラビリンス３５の一方の面はダンパフィルム３５ｅで形成され、ダンパフィルム３５ｅと対向する他方の面の開口は半透膜３５ｆによって封止されている。なお、図５（ａ）では、ラビリンス３５の内部の構造を示すため、ダンパフィルム３５ｅの図示を省略している。半透膜３５ｆは、インクの通過を遮断し、且つ空気の通過を許容する微小な孔を有する多孔質膜である。図５（ａ）に示されるように、ラビリンス３５の内部には、複数の隔壁３５ｄが複雑に入り組まれることにより、流入口３５ｂから流出口３５ｃに至る流路が形成されている。

インク供給ユニット２０において、第１タンク２１から第２タンク２２にインクを供給する際、コントローラ５０は、図３ａに示されるように、ソレノイドバルブ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃを開き、ソレノイドバルブ２４Ｄ、２４Ｅを閉じた状態で、ポンプ２３を駆動する。ここで、第２流路２６Ｂの一端は、第２タンク２２内の上部であって、第２タンクのインク量の上限値に相当する位置に配置されている。このため、第２タンク２２内のインクの液面が第２流路２６Ｂの一端に達していない状態でポンプ２３が駆動すると、第２タンク２２内の空気が吸引され、第２タンク２２内は負圧となる。第２タンク２２内から吸引された空気はソレノイドバルブ２４Ｂを介して第１タンク２１内に送られ、第１タンク２１の上部に設けられた大気連通孔２１ａから排出される。一方、第２タンク２２内は負圧となっているため、第１タンク２１内のインクが第１流路２６Ａを介して第２タンク２２内に流れ込む。これにより、第１タンク２１から第２タンク２２にインクが供給される。

上述したように、第２タンク２２内には、第２タンク２２内のインクの量を検出するためのフロートセンサ２２ａが設けられている。第２タンク２２内のインク量が下限値を下回ったことを示す信号をフロートセンサ２２ａが出力すると、コントローラ５０は、ソレノイドバルブ２４Ａ〜２４Ｅ及びポンプ２３を制御して、上述したように、第１タンク２１から第２タンク２２にインクを供給する。また、第２タンク２２内のインク量が上限値に達したことを示す信号をフロートセンサ２２ａが出力すると、コントローラ５０は、ポンプ２３の駆動を停止することにより、第１タンク２１から第２タンク２２へのインクの供給を停止する。

ここで、フロートセンサ２２ａの不具合等により、第２タンク２２内のインク量が上限値に達したことを示す信号が出力されない場合が考えられる。このような場合、コントローラ５０は、ポンプ２３の駆動を停止しないため、第２タンク２２には上限値を超えてインクが供給され続け、第２流路２６Ｂの一端は、第２タンク２２内のインクに浸かる。すると、ポンプ２３は、第２タンク２２内の空気ではなく、上限値を超えて第２タンク２２内に供給されたインクを吸引する。そして、第２タンク２２内から吸引されたインクは、第２流路２６Ｂを介して第１タンク２１に戻される。つまり、本実施形態のインク供給ユニット２０では、第２タンク２２内のフロートセンサ２２ａの不具合等により、ポンプ２３が駆動し続けたとしても、第２タンク２２の上限値を超えたインクは第１タンク２１に戻される。このため、第２タンク２２からインクが溢れ出すのを防止することができる。さらに、第２タンク２２内を負圧にすることにより、第１タンク２１から第２タンク２２にインクが供給されるので、第１タンク２１からインクをポンプで汲み上げて第２タンク２２に供給する場合と比べて、第２タンク２２内の圧力が高くなりにくい。このため、第２タンク２２内の圧力が高くなることによる、第２タンク２２の破損（例えば、蓋が外れること等）を防ぐことができる。また、第２タンク２２内の圧力を逃がすための逆止弁等を設ける必要もない。

インク供給ユニット２０の第２タンク２２からヘッドユニット３０の第３タンク３２にインクを供給する際、コントローラ５０は、図３ｂに示されるように、ソレノイドバルブ２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｅを開き、ソレノイドバルブ２４Ｂ、２４Ｃを閉じた状態で、ポンプ２３を駆動する。ここで、第３流路２６Ｃの一端は、第２タンク２２内の下部であって、第２タンク内のインク量の下限値に相当する位置に配置されている。このため、第２タンク２２内のインクのインク量が下限値に達していない状態でポンプ２３が駆動すると、第２タンク２２内のインクは第３流路２６Ｃを介して第３タンク３２に供給される。

このとき、第２タンク２２内のインクが吸引されることにより、第２タンク２２内は負圧となる。そして、ソレノイドバルブ２４Ａは開いており、第１タンク２１には大気連通孔２１ａが設けられている。このため、第１タンク２１から第１流路２６Ａを介して第２タンク２２にインクが供給される。つまり、本実施形態のインク供給ユニット２０では、第２タンク２２から第３タンク３２にインクを供給することにより、第３タンク３２へのインク供給動作を停止することなく、第１タンク２１から第２タンク２２にインクを補充することができる。

なお、本実施形態のインクジェットプリンタ１０において、ヘッドユニット３０のメンテナンス等を行う際は、第１ジョイント２７と第２ジョイント３７との結合を解除することにより、ヘッドユニット３０を、インク供給ユニット２０から分離することができる。このとき、上述したように、第１ジョイント２７のバルブ２７ａ及び第２ジョイント３７のバルブ３７ａは閉じられる。ここで、例えば、ヘッドユニット３０のメンテナンスの終了後、ユーザが第１ジョイント２７と第２ジョイント３７とを結合し忘れた状態で、第２タンク２２から第３タンク３２にインクを供給するためにポンプ２３を駆動させたと仮定する。このとき、第１ジョイント２７のバルブ２７ａ、及び第２流路２６Ｂのソレノイドバルブ２４Ｂは閉じられている。ここで、もし、ソレノイドバルブ２４Ｂを閉じた状態から開いた状態にするために必要な圧力（以下、開閉圧力という）が、バルブ２７ａの開閉圧力よりも大きい場合、第３流路２６Ｃ、及び、第２流路２６Ｂのうちポンプ２３とソレノイドバルブ２４Ｂとの間の部分の圧力が上昇により、バルブ２７ａがソレノイドバルブ２４Ｂよりも先に開き、第１ジョイント２７からインクが流れ出してしまう。そこで、本実施形態では、ソレノイドバルブ２４Ｂの開閉圧力が、バルブ２７ａだけでなく、他のソレノイドバルブ２４Ａ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅの開閉圧力よりも小さくなっている。このため、上述したような状況において、第３流路２６Ｃ、及び、第２流路２６Ｂのうちポンプ２３とソレノイドバルブ２４Ｂとの間の部分の圧力が上昇したとしても、ソレノイドバルブ２４Ｂがバルブ２７ａよりも先に開き、インクが第１タンク２１に戻る。これにより、第１ジョイント２７からインクが流れ出るのを防ぐことができる。

そして、第３タンク３２にインクが供給された後、インクジェットヘッド３１からインクを吐出して印刷を行う際、コントローラ５０は、図３ｃに示されるように、インク供給ユニット２０の全てのソレノイドバルブ２４Ａ〜２４Ｅを閉じ、ヘッドユニット３０のソレノイドバルブ３４を開いた状態で、インクジェットヘッド３１を駆動する。このとき、第３タンク３２は、ソレノイドバルブ３４及びラビリンス３５を介して大気と連通しているので、インクジェットヘッド３１からインクが吐出されると、それとほぼ同量のインクが第３タンク３２からインクジェットヘッド３１に供給される。

なお、印刷をしている最中に第３タンク３２内のインクが少なくなった場合、コントローラ５０は、図３ｃに示す状態から、図３ｂに示す状態となるように、インク供給ユニット２０を制御する。詳細には、コントローラ５０は、閉じている状態のソレノイドバルブ２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｅを開き、ソレノイドバルブ２４Ｂ、２４Ｃを閉じたままとして、ポンプ２３を駆動する。なお、第３タンク３２内のインクが少なくなった場合は、フロートセンサ３２ａから第３タンク３２内のインクが所定量より少なったことを示す信号がコントローラ５０に出力される。これにより、印刷中に第３タンク３２内のインクが所定量より少なくなった場合でも、印刷を止めることなく、第２タンク２２から第３タンク３２にインクを補充することができる。そして、さらに、第２タンク２２には第１タンク２１からインクが補充される。このため、印刷中に第１タンク２１内のインクが無くなったとしても、印刷を止めることなく、第１タンク２１を交換することができる。

また、上述したように、第３タンク３２にインクが供給された後、インクジェットヘッド３１からインクを吐出して印刷を行う場合、インク供給ユニット２０の全てのソレノイドバルブ２４Ａ〜２４Ｅは閉じられている。このため、本実施形態では、図３ｅに示されるように、インクジェットヘッド３１からインクを吐出して印刷を行っている最中に、第１タンク２１をインク供給ユニット２０から取り外して交換することができる。ここで、第１タンク２１がインク供給ユニット２０から取り外されている最中に、第３タンク３２内のインクが少なくなり、第２タンク２２から第３タンク３２にインクを移動する必要が生じる場合が考えられる。この場合、第１タンク２１がインク供給ユニット２０から取り外された状態で、上述したように、閉じている状態のソレノイドバルブ２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｅを開いた後にポンプ２３を駆動することが考えられる。しかし、ポンプ２３を駆動する前にソレノイドバルブ２４Ａを開くと、第１流路２６Ａ内の圧力バランスが崩れ、第１流路２６Ａ内に残存していたインクが、第２タンク２２とは反対側の端部から流出する。このとき第１タンク２１は取り外されているため、流出したインクによりインク供給ユニット２０の内部が汚れてしまう。

そこで、本実施形態では、第１タンク２１がインク供給ユニット２０から取り外されている最中に、第２タンク２２から第３タンク３２にインクを補充する必要が生じた場合、コントローラ５０は、ポンプ２３を駆動してから一定時間（例えば、０．５秒程度）が経過した後に、閉じている状態のソレノイドバルブ２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｅを開く。ポンプ２３を先に駆動しているため、第１流路２６Ａ内に残存していたインクは、ソレノイドバルブ２４Ａを開いた後、第２タンク２２に向かって第１流路２６Ａ内を移動する。この結果、第１流路２６Ａ内に残存していたインクが第２タンク２２とは反対側に流出し、インク供給ユニット２０の内部を汚すのを防ぐことができる。なお、コントローラ５０は、装着センサ２０ａから出力される信号に基づき、第１タンク２１がインク供給ユニット２０から取り外されている状態であることを検出できる。また、コントローラ５０は、第３タンク３２内のフロートセンサ３２ａから出力される信号に基づき、第２タンク２２から第３タンク３２にインクを移動させる必要があると判断することができる。

なお、本実施形態では、インクジェットヘッド３１内の増粘したインクを排出するため、あるいは、インクジェットヘッド３１内及び第５流路３６Ｂに混入した気泡を排出するため、第３タンク３２からインクジェットヘッド３１に、強制的にインクを供給する場合がある。この場合、コントローラ５０は、図３ｄに示されるように、インク供給ユニット２０のソレノイドバルブ２４Ａ、２４Ｄ、及び２４Ｅを開き、インク供給ユニット２０のソレノイドバルブ２４Ｂ、２４Ｃ、及びヘッドユニット３０のソレノイドバルブ３４を閉じた状態で、ポンプ２３を駆動する。これにより、第２タンク２２から第３タンク３２にインクが供給される。このとき、ヘッドユニット３０のソレノイドバルブ３４は閉じているので、第３タンク３２の内部が正圧となり、第３タンク３２から第５流路３６Ｂを介してインクジェットヘッド３１に、インクが強制的に供給される。

ここで、本実施形態において、ヘッドユニット３０のソレノイドバルブ３４は、上述したように第３タンク３２からインクジェットヘッド３１に強制的にインクが供給される、インクジェットヘッド３１のメンテナンス時を除き、常時開放されている。つまり、第３タンク３２は、インクジェットヘッド３１のメンテナンス時を除き、ソレノイドバルブ３４及びラビリンス３５を介して大気と連通している。このため、気温の変化等により第３タンク３２内の圧力が高くなったとしても、その圧力を大気に逃がすことができる。この結果、インクジェットヘッド３１からインクが漏れるのを防ぐことができる。また、ラビリンス３５の一側面はダンパフィルム３５ｅで覆われている。このため、第２タンク２２から第３タンク３２にインクを供給する際に、第３タンク３２内の圧力が高くなったとしても、ラビリンス３５のダンパフィルム３５ｅが変形して圧力を吸収することができる。この結果、インクジェットヘッド３１からインクが漏れるのを防ぐことができる。

さらに、印刷が行われないときに、ヘッドユニット３０が上下逆さまに置かれる場合が考えられる。この場合、ソレノイドバルブ３４が開いているため、第３タンク３２内のインクがソレノイドバルブ３４を介してラビリンス３５に流れ込む可能性がある。しかしながら、ラビリンス３５の内部には複雑に入り組んだ流路が形成されており、流路抵抗も高くなっているため、ラビリンス３５に流れ込んだインクがラビリンス３５の流出口３５ｃから漏れるのを防ぐことができる。

また、上述したように、インクジェットヘッド３１のメンテナンス時は、ソレノイドバルブ３４は閉じられる。このため、インクジェットヘッド３１のメンテナンス時は、第３タンク３２内の圧力の減少を防ぐことができ、第３タンク３２からインクジェットヘッド３１に効率良くインクを供給することができる。

本実施形態において、インクジェットヘッド３１は、ヘッドユニット３０のフレームに固定されており、インク吐出面３１ａが水平面と直交する姿勢で使用される。ここで、インク吐出面が向く方向をｘ方向とし、水平面に沿い且つｘ方向と直交する方向をｙ方向とし、鉛直方向をｚ方向と定義すると、本実施形態のヘッドユニット３０は、ｘ方向に見たとき、ｚ方向に対して傾いた状態で使用される場合がある。つまり、本実施形態のインクジェットヘッド３１は、ｘ方向に見たとき、ｚ方向に対して傾いた状態で使用される場合がある。このとき、第３タンク３２もｚ方向に対して傾いてしまうと、第３タンク３２内のフロートセンサ３２ａがスムーズに動作せず、第３タンク３２内のインク量を正確に把握することができない可能性がある。特にフロートセンサ３２ａは、鉛直方向に動くことを想定しているため、例えば動く方向に、水平方向の成分が含まれていると、水平方向の摩擦力によってフロートセンサ３２ａのフロートが意図するように移動しない場合がある。そこで、本実施形態のヘッドユニット３０は、ｘ方向に見たとき、ｚ方向に対して傾いた状態で使用される場合であっても、第３タンク３２を回動させ、第３タンク３２の底面が水平面と平行となる姿勢を維持することができるように構成されている。

具体的には、ヘッドユニット３０は、第３タンク３２をｘ方向に延びる回動軸線ｌを中心として回動させる回動機構を備える。回動機構は、ｘ方向に延びる回動軸３２ｂと、回動軸３２ｂを回動可能に支持する軸受け３３ａとから構成される。本実施形態において、回動軸３２ｂは第３タンク３２に設けられており、軸受け３３ａはヘッドユニット３０に固定された、第３タンク３２用のホルダ３３に設けられている。回動軸３２ｂは、第３タンク３２の底面が水平面と平行となる姿勢において、第３タンク３２のｚ方向の中心位置よりも上方に位置付けられている。なお、図６（ａ）に示されるように、ホルダ３３には２つの長孔３３ｂが形成されており、２つの長孔３３ｂのそれぞれに、ボルト３３ｃが挿通されている。そして、ヘッドユニット３０が鉛直方向に対して傾いた状態で使用される場合であっても、第３タンク３２は、底面が水平面と平行となった状態で、ホルダ３３に対してボルト３３ｃで固定されている。

第３タンク３２は、底面を含む第１部分３２Ａと、上面を含み且つ第１部分よりも上方に位置する第２部分３２Ｂとから構成されており、第１部分３２Ａのｙ方向の長さは、第２部分３２Ｂのｙ方向の長さよりも短い。そして、第１部分３２Ａはｘ方向の長さがｙ方向の長さよりも長く、第２部分３２Ｂもｘ方向の長さがｙ方向の長さよりも長い。第１部分３２Ａには第１インク室が形成されており、第２部分３２Ｂには第２インク室が形成されている。第１インク室と第２インク室とは互いに連通しており、第１インク室の容積は、第２インク室の容積よりも小さい。そして、フロートセンサ３２ａは、少なくとも第１インク室内のインクの液面の位置を検出することができるように、位置付けられている。第１部分３２Ａのｘ方向の長さ及びｙ方向の長さはそれぞれ、第２部分３２Ｂのｘ方向の長さ及びｙ方向の長さよりも短いので、第２部分３２Ｂのｘ方向の長さ及びｙ方向の長さと同じ場合と比べて、フロートセンサ３２ａで検出可能なインク量の下限値をより小さくすることができる。

さらに、第３タンク３２には、流入口３２ｃ、流出口３２ｄ、及び大気連通部３２ｅが形成されている。流入口３２ｃには、第４流路３６Ａを形成するチューブが接続される。流出口３２ｄには、第５流路３６Ｂを形成するチューブが接続される。そして、大気連通部３２ｅには、第３タンク３２とソレノイドバルブ３４とを接続するためのチューブが接続される。図６（ｂ）に示されるように、流入口３２ｃ及び大気連通部３２ｅは、第３タンク３２の上面に形成されている。これに対し、流出口３２ｄは第３タンク３２の第１部分３２Ａに形成されており、第３タンク３２の底面よりも上方に位置付けられている。そして、流入口３２ｃ、流出口３２ｄ、及び大気連通部３２ｅはいずれも、第３タンク３２をｚ方向から見たとき、回動軸線ｌと重なるように配置されている。これにより、第３タンク３２が回動した際に、これらに接続されるチューブどうしが干渉しにくくすることができる。

また、大気連通部３２ｅの端部は、第２インク室３２Ｂの上面よりも下方に位置付けられている。これにより、ヘッドユニット３０が上下逆さまに置かれた場合などに第３タンク３２が上下逆さまになったとしても、大気連通部３２ｅからソレノイドバルブを介してラビリンス３５に流れ込むインクの量を抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能である。

例えば、図７に示されるように、第２タンク２２’は、第１底面２２ｂと、第１底面２２ｂよりも低い第２底面２２ｃを有してもよく、第１流路２６Ａ’の端部が第１底面２２ｂの直上に位置付けられていてもよい。この場合、第１流路２６Ａ’の端部が第２底面２２ｃの直上に位置付けられている場合と比べて、第１流路２６Ａ’の端部から流れ出たインクが第１底面２２ｂに衝突した際に泡立ちにくくすることができる。この結果、第２タンク２２’内のインクに生じた泡によってフロートセンサ２２ａが誤作動する可能性を低減することができる。

さらに、図７に示されるように、例えば第１流路２６Ａ’の端部を含む所定領域２６Ａ１に切り欠き２６Ａ２が形成されることにより、所定領域２６Ａ１における流路抵抗が、第１流路２６Ａ’における所定領域２６Ａ１以外の領域における流路抵抗よりも小さくなっていてもよい。この場合、第１流路２６Ａ’の流路抵抗が一定の場合と比べて、第１流路２６Ａ’の端部から流れ出たインクが第１底面２２ｂに衝突した際に、より泡立ちにくくすることができる。この結果、第２タンク２２’内のインクに生じた泡によってフロートセンサ２２ａが誤作動する可能性を、より低減することができる。

上記実施形態では、第３タンク３２の大気連通部３２ｅは第３タンク３２の上面に形成されていたが、これには限られない。例えば、第３タンク３２の底面が水平面と平行となる姿勢において、少なくとも第３タンク３２のｚ方向の中心位置よりも上方に形成されていればよい。

上記実施形態では、第２タンク２２及び第３タンク３２内のインク量を検出するセンサとして、フロートセンサ２２ａ及びフロートセンサ３２ａが用いられていたが、これには限られない。例えば、投光部と受光部とを備える光学式センサを用いてもよい。

上記実施形態では、第３タンク３２に回動軸３２ｂが設けられ、ヘッドユニット３０の第３タンク３２用ホルダ３３に軸受け３３ａが設けられていたが、ヘッドユニット３０の第３タンク３２用ホルダ３３に回動軸が設けられ、第３タンク３２に軸受けが設けられてもよい。

１０ インクジェットプリンタ
２０ インク供給ユニット
２０ａ 装着センサ
２１ 第１タンク
２２ 第２タンク
２２ａ フロートセンサ
２３ ポンプ
２４Ａ〜２４Ｅ ソレノイドバルブ
２６Ａ 第１流路
２６Ｂ 第２流路
２６Ｃ 第３流路
２７ 第１ジョイント
３０ ヘッドユニット
３１ インクジェットヘッド
３２ 第３タンク
３２ａ フロートセンサ
３２ｂ 回動軸
３３ ホルダ
３３ａ 軸受け
３４ ソレノイドバルブ
３５ ラビリンス
３６Ａ 第４流路
３６Ｂ 第５流路
３７ 第２ジョイント
５０ コントローラ

Claims (12)

1. 大気と連通する第１タンクが装着される、装着ケースと、
   第２タンクと、
   前記第２タンクと連通するヘッドユニットと、
   前記装着ケースに装着された前記第１タンクと連通する一端と、前記第２タンクと連通する他端とを有する第１流路と、
   前記第２タンク内の上方と連通する一端と、前記装着ケースに装着された前記第１タンクと連通する他端とを有する第２流路と、
   前記第２流路に配置され、少なくとも、前記第２流路の前記一端から前記他端へと流体を移動させるポンプとを備えるインクジェットプリンタ。
2. 前記ポンプと電気的に接続されたコントローラをさらに備え、
   前記コントローラは、
   前記ポンプを駆動して、前記第２タンク内のインクの液面の位置が所定の高さに到達するまでは、前記第２タンク内の空気を、前記第２流路を介して前記装着ケースに装着された前記第１タンクに移動させ、
   前記第２タンク内の前記インクの液面の位置が前記所定の高さに到達すると、前記第２タンク内の前記インクを、前記第２流路を介して前記装着ケースに装着された前記第１タンクに移動させる請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記第２タンク内の下方と連通する一端と、前記ヘッドユニットと連通する他端とを有する第３流路と、
   前記第２流路において、当該第２流路の前記一端と前記ポンプとの間に配置された第１バルブと、
   前記第３流路に配置された第２バルブとをさらに備え、
   前記ポンプは前記第２流路及び前記第３流路に共通に設けられており、
   前記第２バルブは前記第３流路において、当該第３流路の前記一端と前記ポンプとの間に配置されており、
   前記コントローラは、前記第１バルブ及び前記第２バルブと電気的に接続されており、
   前記コントローラは、
   前記第１バルブを閉じ且つ前記第２バルブを開き、
   前記ポンプを、前記第１バルブが閉じ且つ前記第２バルブが開いた状態で駆動することにより、前記第２タンク内の前記インクを、前記第３流路を介して前記ヘッドユニットに移動させる請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記第２流路において、当該第２流路の前記他端と前記ポンプとの間に配置された第３バルブと、
   前記第３流路の前記他端に設けられ、バルブを有するジョイントとをさらに備え、
   前記第３バルブの開閉圧力は、前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記ジョイントのバルブの開閉圧力よりも小さい請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記第２流路において、当該第２流路の前記他端と前記ポンプとの間に配置された第３バルブと、
   前記第１流路において、当該第１流路の前記一端と前記他端との間に配置された第４バルブと、
   前記第１タンクの前記装着ケースに対する装着状態に応じた信号を出力する装着センサとをさらに備え、
   前記コントローラは、
   前記第３バルブ、前記第４バルブ、及び前記装着センサと電気的に接続されており、
   前記第１タンクが前記装着ケースから取り外されていることを示す信号が前記装着センサから出力された後に、
   少なくとも前記第３バルブと前記第４バルブとを閉じ、
   少なくとも前記第３バルブと前記第４バルブとを閉じた状態で、前記ポンプを所定時間駆動させ、
   前記ポンプを所定時間駆動させた後に、前記第１バルブを閉じ、且つ、前記第２バルブと、前記第３バルブと、前記第４バルブとを開き、
   前記第１バルブを閉じ、且つ、前記第２バルブと、前記第３バルブと、前記第４バルブとを開いた状態で、前記ポンプを駆動させることにより、前記第２タンク内のインクを前記第３流路を介して前記ヘッドユニットに移動させる請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記第１流路の前記他端を含む所定領域の流路抵抗は、前記第１流路の前記所定領域とは異なる領域の流路抵抗よりも小さい請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記所定領域には切り欠きが形成されている請求項６に記載のインクジェットプリンタ。
8. 前記第２タンク内の前記インクの液面の位置に応じて異なる信号を出力するセンサと、
   前記センサと電気的に接続されたコントローラとをさらに備え、
   前記コントローラは、前記センサから出力された信号に応じて、前記ポンプを駆動及び停止する請求項６又は７に記載のインクジェットプリンタ。
9. 前記第２タンクは、第１底面と、前記第１底面よりも低い第２底面とを有し、
   前記第１流路の前記他端は、前記第１底面の直上に位置する請求項６〜８のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
10. 前記第２タンク内のインクの液面の位置が、第１位置よりも低くなった場合に第１信号を出力し、前記第１位置の上方の第２位置よりも高くなった場合に第２信号を出力するセンサと、
    前記センサ及び前記ポンプと電気的に接続されたコントローラとをさらに備え、
    前記コントローラは、
    前記センサから前記第１信号が出力された場合、前記ポンプを駆動して、前記第２タンク内の空気を、前記第２流路を介して前記装着ケースに装着された前記第１タンクに移動させることにより、前記装着ケースに装着された前記第１タンク内のインクを、前記第１流路を介して前記第２タンクに移動させ、
    前記第２タンク内のインクの液面の位置が前記第２位置よりも高くなったにもかかわらず、前記センサから前記第２信号が出力されない場合、前記ポンプを駆動して、前記第２タンク内のインクを、前記第２流路を介して前記装着ケースに装着された前記第１タンクに移動させる請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
11. 前記第２タンク内の下方と連通する一端と、前記ヘッドユニットと連通する他端とを有する第３流路と、
    前記第２流路において、当該第２流路の前記一端と前記ポンプとの間に配置された第１バルブと、
    前記第３流路に配置された第２バルブと、
    前記第２流路において、当該第２流路の前記他端と前記ポンプとの間に配置された第３バルブと、
    前記第１流路において、当該第１流路の前記一端と前記他端との間に配置された第４バルブと、
    前記第３流路に配置された第５バルブと、
    前記第１タンクの前記装着ケースに対する装着状態に応じた信号を出力する装着センサとをさらに備え、
    前記ポンプは前記第２流路及び前記第３流路に共通に設けられており、
    前記第２バルブは、前記第３流路において、当該第３流路の前記一端と前記ポンプとの間に配置されており、
    前記第５バルブは、前記第３流路において、当該第３流路の前記他端と前記ポンプとの間に配置されており、
    前記コントローラは、前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、前記第４バルブ、及び前記第５バルブと電気的に接続されており、
    前記第１タンクが前記装着ケースから取り外されていることを示す信号が前記装着センサから出力された後、前記第１タンクが前記装着ケースに取り付けられたことを示す信号が前記装着センサから出力される前に、前記コントローラは、
    前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、前記第４バルブ、及び前記第５バルブを閉じた状態で前記ポンプを駆動し、
    前記ポンプを駆動した後に、前記第２バルブ、前記第４バルブ、及び前記第５バルブを開くことにより、前記第２タンク内のインクを前記第３流路を介して前記ヘッドユニットに移動させる請求項１０に記載のインクジェットプリンタ。
12. 大気と連通する第１タンクが装着される、装着ケースと、前記第１タンクとは異なる第２タンクと、前記第２タンクと連通するヘッドユニットと、前記第１タンクと連通する一端と、前記第２タンクと連通する他端とを有する第１流路と、前記第２タンク内の上方と連通する一端と、前記第１タンクと連通する他端とを有する第２流路と、前記第２流路に配置されたポンプと、前記第２タンク内のインクの液面の位置が、第１位置よりも低くなった場合に第１信号を出力し、前記第１位置よりも高い第２位置よりも高くなった場合に第２信号を出力するセンサとを備えるインクジェットプリンタにおけるインク供給方法であって、
    前記センサから前記第１信号が出力された場合、前記ポンプを駆動して、前記第２タンク内の空気を、前記第２流路を介して前記装着ケースに装着された前記第１タンクに移動させることにより、前記装着ケースに装着された前記第１タンク内のインクを、前記第１流路を介して前記第２タンクに移動させることを含み、
    前記第２タンク内のインクの液面の位置が前記第２位置よりも高くなったにもかかわらず、前記センサから前記第２信号が出力されない場合、前記ポンプの駆動を停止させることなく、前記第２タンク内のインクを、前記第２流路を介して前記装着ケースに装着された前記第１タンクに移動させるインク供給方法。

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