JP2023016225A - インクタンクシステム - Google Patents

Abstract

【課題】インク補充用のインクボトルを使い切ることが可能なインクタンクシステムを提供する。【解決手段】インクタンクシステムは、インクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する前記インクを内部に貯留し、前記内部に前記インクを補充するためのインクボトルと接続される接続口を有するインクタンクと、前記記録ヘッドと前記インクタンクとを接続するチューブと、前記接続口に接続した前記インクボトル内における前記インクの有無を検知する第１検知センサーと、前記インクタンク内における前記インクの有無を検知する第２検知センサーと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１検知センサーの検知情報に基づいて、前記インクボトル内の前記インクの有無を判断し、前記第２検知センサーの検知情報に基づいて、前記インクタンク内の前記インクの有無を判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、インクタンクシステムに関する。

従来、特許文献１に示すように、インクを吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドに供給するインクを貯留するインク容器と、を備えたプリンターが知られている。
このようなプリンターにおいて、インク容器内のインク量が少なくなった場合、補充用のインクが貯留されたインクボトルをインク容器に装着してインクを補給する形態が知られている。

特開２０１８－１６１８７１号公報

しかしながら、上記プリンターは、インクボトルをインク容器に装着してインクを補給し、インク容器内のインクが満タンとなった場合、インクボトル内にインクが残っていてもインクボトルをインク容器から取り外す構成である。このため、使いかけのインクボトルがユーザーの手元に残ってしまい、インクボトルの保管スペースが必要となってしまう、という課題があった。

インクタンクシステムは、インクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する前記インクを内部に貯留し、前記内部に前記インクを補充するためのインクボトルと接続される接続口を有するインクタンクと、前記記録ヘッドと前記インクタンクとを接続するチューブと、前記接続口に接続した前記インクボトル内における前記インクの有無を検知する第１検知センサーと、前記インクタンク内における前記インクの有無を検知する第２検知センサーと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１検知センサーの検知情報に基づいて、前記インクボトル内の前記インクの有無を判断し、前記第２検知センサーの検知情報に基づいて、前記インクタンク内の前記インクの有無を判断する。

インクタンクシステムの構成を示す模式図。 インクタンクシステムの構成を示す一部外観図。 インクタンクの構成を示す外観図。 インクタンクの構成を示す外観図。 インクボトルの接続状態を示す説明図。 第１及び第２検知センサーの構成を示す模式図。 インクタンクシステムの制御部の構成を示すブロック図。 インクタンクシステムの制御方法を示す模式図。 インクタンクシステムの制御方法を示す模式図。 インクタンクシステムの制御方法を示す模式図。 インクタンクシステムの制御方法を示す模式図。

まず、インクタンクシステム１の構成について説明する。本実施形態のインクタンクシステム１は、媒体としての用紙Ｓに記録可能なインクジェットプリンターである。

図１に示すように、インクタンクシステム１は、インクタンクシステム１の外装を成す筐体１０を備える。筐体１０内部には、記録部２０、搬送部３０、インクタンク４０等が収容される。

記録部２０は、キャリッジ２１を備える。キャリッジ２１は、モーター等の動力によって主走査方向に沿って往復移動可能に構成される。キャリッジ２１は、記録ヘッド２２を備える。記録ヘッド２２は、複数のノズルが形成されたノズルプレート２３を備える。各ノズルからインクを液滴として吐出する。記録ヘッド２２は、インク吐出機構として、例えば、ピエゾ素子を備え、ピエゾ素子の駆動によって各ノズルからインクが吐出される。
また、ノズルプレート２３に対向する位置にプラテン２４が配置される。プラテン２４は、用紙Ｓを支持する。そして、プラテン２４に支持された用紙Ｓに対して記録ヘッド２２からインクが吐出される。

搬送部３０は、搬送ローラー３１を備える。搬送ローラー３１は、モーター等の動力によって回転することで用紙Ｓを副走査方向に搬送する。
キャリッジ２１が往復移動する主走査方向と用紙Ｓが搬送される副走査方向とは互いに交差する方向である。インクタンクシステム１では、キャリッジ２１の主走査方向における移動に合わせて記録ヘッド２２のノズルからインクを吐出させるとともに、副走査方向に用紙Ｓを搬送する動作を繰り返すことで、用紙Ｓに文字、図形および画像などが記録（印刷）される。

インクタンク４０は、インクを貯留する容器である。インクタンク４０は、単数でも複数でもよい。インクタンク４０と記録ヘッド２２とは可撓性のチューブ５０によって接続される。インクタンク４０内のインクは、チューブ５０を介して記録ヘッド２２に供給される。
なお、インクタンク４０内のインクの上面は、ノズルプレート２３の面（下面）よりも低くすることが好ましい。これにより、インクタンク４０に貯留されたインクの圧力によるノズル先端からのインク漏れを防止することができる。

インクタンク４０は、インクボトルＢＴと接続可能に構成される。インクボトルＢＴは、インクタンク４０に補充するためのインクが収容された容器である。
インクタンク４０は、インクボトルＢＴの注入口Ｂａと接続する接続口４１を備える。本実施形態の接続口４１は、インクタンク４０の上部に配置される。インクボトルＢＴの注入口Ｂａを接続口４１に接続することにより、インクタンク４０にインクを補充することができる。

インクタンク４０は、インクタンク４０内のインク残量を視認可能な視認部４２が形成される。視認部４２は、透光性を有する壁部である。
本実施形態では、インクタンクシステム１の外側から視認部４２を介してインクタンク４０内のインク残量を視認することができる。具体的には、図２に示すように、筐体１０の一部に開口部１１が形成される。開口部１１は筐体１０を貫通する孔である。そして、開口部１１に視認部４２が対応するようにインクタンク４０が配置される。視認部４２には、インクの上限レベルと下限レベルおよびその中間のレベルを示す目盛部４２ａを備える。これにより、インクタンク４０内のインク残量を容易に確認することができる。また、突然のインク切れを防止することができる。さらに、インクボトルＢＴの購入や注文タイミングを最適化することができる。

ここで、インクタンク４０に対してインクボトルＢＴからインクを補充する方法について説明する。
インクタンク４０は、接続口４１を覆うカバー４６を有する。カバー４６は、インクタンク４０の上方を覆う蓋体である。カバー４６は、接続口４１に対して開閉可能に構成される。カバー４６を閉状態とすることで、インクタンク４０からのインク漏れ等を防止することができる。一方、カバー４６を開状態とすることで、インクタンク４０に対してインクボトルＢＴを接続させることができる。

インクタンク４０に対してインクボトルＢＴからインクを補充する場合、カバー４６を開状態に変位させる。図３に示すように、本実施形態では、接続口４１を封止するためのキャップ部材４７を備える。キャップ部材４７は、インクタンク４０の接続口４１を開閉するものである。図４に示すように、キャップ部材４７は、シール部４８を備える。シール部４８で接続口４１を覆うことにより接続口４１が封止される。これにより、インクタンク４０内のインクの蒸発を抑制することができる。キャップ部材４７はインクタンク４０毎に設けられる。ユーザーは、インクの補充を必要とするインクタンク４０に対応するキャップ部材４７を開状態に変位させる。これにより、接続口４１が露出する。
なお、キャップ部材４７（シール部４８）でなく、接続口４１を開閉可能な弁を設けてもよい。弁は、例えば、ばねが設置され、ばね力により開閉可能な弁であってもよい。この場合、弁は接続口４１が閉状態となる方向に付勢される。そして、インクボトルＢＴの注入口Ｂａが接続口４１に接続されると開弁し、取り外すと閉弁となる。このようにしても、インクタンク４０内のインクの蒸発を抑制することができる。

次いで、図５に示すように、接続口４１にインクボトルＢＴの注入口Ｂａを接続させる。これにより、インクボトルＢＴ内のインクが重力方向に流動し、インクタンク４０内にインクが補充される。
本実施形態のインクタンクシステム１では、接続口４１に対してインクボトルＢＴが接続された状態であっても、記録動作が可能に構成される。すなわち、インクタンク４０内にインクを補充しながら、記録することができる。
なお、この場合、インクボトルＢＴ内のインクの上面が、ノズルプレート２３の面よりも高くなる場合がある。この場合、水頭圧によって記録ヘッド２２のノズル先端からのインクが漏れ出すおそれがある。そのため、接続口４１が形成される接続部４４に自己封止弁を配置することが好ましい。これにより、インクボトルＢＴからのインクの供給圧が制御され、ノズル先端からのインクが漏れを防止することができる。また、インクボトルＢＴにマリオット方式の大気開放方式を採用してもよい。また、インクボトルＢＴを、インクボトルＢＴの高さ方向の寸法を抑えた形態としてもよい。このようにしても、同様の効果を得ることができる。

図１に示すように、インクタンクシステム１は、接続口４１に接続したインクボトルＢＴ内におけるインクの有無を検知する第１検知センサー６１と、インクタンク４０内におけるインクの有無を検知する第２検知センサー６２と、を有する。

図６に示すように、本実施形態の第１検知センサー６１及び第２検知センサー６２はそれぞれ、プリズム６４と、発光・受光素子６５と、を備える。
第１検知センサー６１におけるプリズム６４は、接続部４４内に配置され、接続部４４の外部に発光・受光素子６５が配置される。また、第２検知センサー６２におけるプリズム６４は、インクタンク４０内部の下部に配置され、インクタンク４０の下方に発光・受光素子６５が配置される。

プリズム６４は、例えば、ポリプロピレン等の合成樹脂により形成された透明な部材である。発光・受光素子６５は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やレーザー発光素子等で構成される発光部６５ａと、フォトトランジスターやフォトＩＣ等で構成される受光部６５ｂとを有する。第１検知センサー６１及び第２検知センサー６２では、プリズム６４に対して光を照射させ、プリズム６４から反射された光を受光する。

ここで、接続部４４におけるインク残量の検出方法について説明する。なお、インクタンク４０内のインク残量の検出方法も同様である。
プリズム６４は、断面視において直角三角形となるプリズムである。プリズム６４の面のうち、二つの傾斜面を反射面６４ａ，６４ｂとし、反射面６４ａ，６４ｂが接続部４４の内部に向けて凸状となるように配置される。反射面６４ａ，６４ｂと接続部４４のインクとは直接接触するように構成にされる。また、プリズム６４は、外部から直視可能に配置する。

第１検知センサー６１及び第２検知センサー６２はそれぞれ制御部１００（図７）に接続される。制御部１００は、プリズム６４に向けて発光部６５ａから光を照射させ、プリズム６４を介して反射された反射光を受光部６５ｂで受光する受光量に基づいて接続部４４内のインクの有無を判断する。すなわち、制御部１００は、第１検知センサー６１の受光部６５ｂの受光量に基づき、インクボトルＢＴ内のインクの有無を検知することができる。また、制御部１００は、第２検知センサー６２の受光部６５ｂの受光量に基づき、インクタンク４０内のインクの有無を検知することができる。

プリズム６４の反射面６４ａ，６４ｂによる光の反射率は、インクの残量によって変化する。例えば、接続部４４（インクタンク４０）内にインクが十分に貯留されている場合、反射面６４ａと反射面６４ａに接触するインクの存在による屈折率の影響により、照射された光は反射面６４ａでほとんど反射されず、ほぼインク内に吸収される。これにより、反射面６４ｂを介して受光部６５ｂが反射光を受光する受光量は小さくなり、受光部６５ｂの出力信号は相対的に低レベルの信号となる。一方、例えば、接続部４４（インクタンク４０）内のインクの残量が少なく、反射面６４ａにインクが接触しない場合、照射された光の反射面６４ａにおける反射量が多くなる。これにより、反射面６４ｂを介して受光部６５ｂが反射光を受光する受光量は大きくなり、受光部６５ｂの出力信号は相対的に高レベルの信号となる。

制御部１００は、受光部６５ｂの出力信号のレベルを受信し、予め設定された閾値と比較する。そして、制御部１００は、受光部６５ｂから受信した出力信号のレベルが、閾値よりも大きい場合には、接続部４４（インクタンク４０）のインク残量が無い（インク切れ）と判断する。制御部１００は、第１検知センサー６１または第２検知センサー６２の検知情報に基づいて、インクボトルＢＴ内、或いは、インクタンク４０内のインクが空状態である旨を表示部１２（図７）に表示させる。表示部１２は、例えば、液晶パネル等である。これにより、ユーザーはインクボトルＢＴ、或いは、インクタンク４０が空状態であることを容易に認識することができる。

図７に示すように、インクタンクシステム１は、インクタンクシステム１で実行される各種動作を制御する制御部１００を備える。制御部１００は、ＣＰＵ１０１と、メモリー１０２と、制御回路１０３と、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１０４と、を有する。ＣＰＵ１０１は演算処理装置である。メモリー１０２は、ＣＰＵ１０１のプログラムを格納する領域または作業領域等を確保する記憶装置であり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。例えば、情報処理端末ＰＣ等の外部からＩ／Ｆ１０４を介して記録データ等を取得すると、ＣＰＵ１０１が演算し、制御回路１０３を介して各駆動部等を制御する。
また、インクタンクシステム１では、通信ネットワークＮＷを介して販売店ＳＰと各種情報を送受信可能に構成される。販売店ＳＰは、例えば、インクボトルＢＴをオンラインで販売する店舗である。インクタンクシステム１のユーザーは、ネットワークＮＷを介しインクボトルＢＴの購入が可能となる。

次に、インクタンクシステム１の制御方法について説明する。
図８Ａから図８Ｄは、インクタンクシステム１の制御方法を示す模式図である。
まず、図８Ａに示すように、制御部１００は、接続口４１に対してインクボトルＢＴを装着させた状態で各部を駆動させ、用紙Ｓに記録処理を実行する。
この状態において、インクタンク４０内及びインクボトルＢＴ内にインクが存在する状態なので、第１検知センサー６１及び第２検知センサー６２における受光部６５ｂの出力信号のレベルが閾値よりも小さく、制御部１００は、インクタンク４０内及びインクボトルＢＴ内にインクが存在すると判断する。

次に、図８Ｂに示すように、インクボトルＢＴ内のインクが消費されていき、第１検知センサー６１における受光部６５ｂの出力信号のレベルが、閾値よりも大きくなった場合、制御部１００は、インクボトルＢＴ内のインク残量が空になったと判断する。そして、インクボトルＢＴ内のインクが空状態である旨を表示部１２に表示させる。

ユーザーは、接続口４１から中身が空となったインクボトルＢＴを取り外す。
本実施形態のインクタンクシステム１では、インクボトルＢＴ内のインクを使い切るまでインクボトルＢＴをインクタンク４０に接続した状態で駆動可能なため、インクボトルＢＴ内のインクが空になった状態でインクタンク４０から取り外すことが可能となる。そのため、使いかけのインクボトルＢＴがユーザーの手元に残ることが無い。よって、使いかけのインクボトルＢＴの保管スペースを設ける必要が無くなる。
また、ユーザーは、中身が空のインクボトルＢＴを小売店に持参し、持参した同様のインクボトルＢＴを購入することができる。すなわち、異なった色や他の機種用のインクボトルの誤購入の防止を図ることができる。さらに、持参したインクボトルＢＴは、小売店に設置された回収容器に投函することで、インクボトルＢＴの回収率を上げ、ごみの削減、リサイクルの効率を高めることができる。

また、ユーザーと販売店ＳＰとがインクボトルＢＴの定期購入（サブスクリプション）契約を行っている場合は、インクタンクシステム１において、制御部１００は、インクボトルＢＴ内のインク残量が空になったと判断すると、通信ネットワークＮＷを介して販売店ＳＰに対象インクボトルＢＴの発送の旨の情報を送信する。販売店ＳＰは、送信された情報に受信し、契約ユーザーに対して対象インクボトルＢＴを発送する。これにより、インクボトルＢＴの発送タイミングが最適化され、ユーザーの満足度を高めることができる。

一方、図８Ｂにおいて、第２検知センサー６２における受光部６５ｂの出力信号のレベルは、閾値よりも小さいため、制御部１００は、用紙Ｓへの記録処理を継続させる。すなわち、制御部１００は、接続口４１に対してインクボトルＢＴを接続した状態、及び、接続口４１からインクボトルＢＴを取り外した状態において記録ヘッド２２を含め各部の駆動を継続させる。これにより、インクボトルＢＴの購入期間中であっても記録動作が継続可能となり、ユーザーの満足度を高めることができる。

また、インクボトルＢＴをインクタンク４０から取り外して記録動作を行う場合は、図８Ｃに示すように、接続口４１をキャップ部材４７で封止し、カバー４６を閉状態に移行する。これにより、インクタンクシステム１の省スペース化が図られ、デザイン性を高めることができる。

そして、図８Ｄに示すように、新たなインクボトルＢＴが手元に届いた場合、カバー４６及びキャップ部材４７を開状態に移行し、接続口４１にインクボトルＢＴの注入口Ｂａを接続する。これにより、再びインクタンク４０内にインクが補充される。
なお、新たなインクボトルＢＴが手元に届いた場合、必ずしも、新たなインクボトルＢＴを直ちに接続口４１に接続する必要はない。例えば、比較的記録量（印刷量）が少ないユーザーであれば、カバー４６を閉状態にした状態で記録動作を行い、視認部４２を介してインクタンク４０内のインク残量を確認し、インクタンク４０内のインク残量が少なくなったタイミングで新たなインクボトルＢＴを接続口４１に接続してもよい。

１…インクタンクシステム、１０…筐体、１１…開口部、１２…表示部、２０…記録部、２１…キャリッジ、２２…記録ヘッド、２３…ノズルプレート、２４…プラテン、３０…搬送部、３１…搬送ローラー、４０…インクタンク、４１…接続口、４２…視認部、４２ａ…目盛部、４４…接続部、４６…カバー、４７…キャップ部材、４８…シール部、５０…チューブ、６１…第１検知センサー、６２…第２検知センサー、６４…プリズム、６４ａ…反射面、６４ｂ…反射面、６５…発光・受光素子、６５ａ…発光部、６５ｂ…受光部、１００…制御部、１０１…ＣＰＵ、１０２…メモリー、１０３…制御回路、１０４…Ｉ／Ｆ、ＢＴ…インクボトル。

Claims (6)

1. インクを吐出する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに供給する前記インクを内部に貯留し、前記内部に前記インクを補充するためのインクボトルと接続される接続口を有するインクタンクと、
   前記記録ヘッドと前記インクタンクとを接続するチューブと、
   前記接続口に接続した前記インクボトル内における前記インクの有無を検知する第１検知センサーと、
   前記インクタンク内における前記インクの有無を検知する第２検知センサーと、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１検知センサーの検知情報に基づいて、前記インクボトル内の前記インクの有無を判断し、
   前記第２検知センサーの検知情報に基づいて、前記インクタンク内の前記インクの有無を判断する、ことを特徴とするインクタンクシステム。
2. 請求項１に記載のインクタンクシステムであって、
   前記インクタンクは、前記インクタンク内のインク残量を視認可能な視認部が形成される、ことを特徴とするインクタンクシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載のインクタンクシステムであって、
   前記接続口を開閉可能な弁が設けられる、ことをと特徴とするインクタンクシステム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクタンクシステムであって、
   前記記録ヘッドは、前記インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートを有し、
   前記インクタンク内の前記インクの上面は、前記ノズルプレートの面よりも低い、ことを特徴とする、インクタンクシステム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインクタンクシステムであって、
   前記接続口を覆うカバーを有する、ことを特徴とするインクタンクシステム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインクタンクシステムであって、
   前記制御部は、
   前記接続口に対して、前記インクボトルを接続した状態、及び前記インクボトルを取り外した状態において前記記録ヘッドの駆動を継続させることを特徴とするインクタンクシステム。

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