JP3823670B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクが貯留されたインクカートリッジとしてのメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、一般にキャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直行する方向に相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより記録用紙に対して記録が行われる。
【0003】
そしてキャリッジ上に例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能にしている。
【0004】
一方、例えばオフィス向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジとしてのメインタンクを例えば装置本体側に配置された装着装置(カートリッジホルダ)に装填させる形式の記録装置が提供されている。
【0005】
そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記各メインタンクから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昨今においては大きな紙面に対して印刷を行うことが可能な、キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置の需要が増大している。このような記録装置においては、スループットを向上させるために、記録ヘッドにおいては益々多ノズル化が図られている。さらに、スループットを向上させるために、印刷を実行しながらメインタンクからキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するような記録装置が求められる。
【0007】
このような記録装置においては、メインタンクからキャリッジ上のサブタンクに対してそれぞれのインクに対応してインク補給チューブを接続する必要があり、キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブの引き回し距離が増大する。しかも前記したとおり、記録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、インクの消費量が多く、メインタンクからサブタンクに接続された各インク補給チューブ内においてインクの動圧が高まり、サブタンクに対するインクの補給量が不足するという技術的課題を抱えている。
【0008】
このような課題を解決するための一つの手段として、例えばメインタンク側に空気圧を印加し、メインタンクからサブタンクに対して空気圧によって強制的なインク流を発生させて、サブタンクに対して必要十分なインクを補給する構成が採用し得る。
【0009】
このような構成を採用しようとした場合には、メインタンク側に加圧空気を印加するための空気加圧ポンプが必要となる。そして、この空気加圧ポンプは記録装置への駆動電源の投入中において、常時駆動状態とすることでメインタンク側に加圧空気を安定して印加することができ、この種のインク供給システムの動作を保障することができる。
【0010】
しかしながら、前記加圧ポンプを常時駆動状態とした場合には、加圧ポンプおよびこれを駆動するモータより発生する騒音が問題となり、また加圧ポンプの耐久性も問題となる。したがって、これらの対策に対するコストアップという別の問題点も発生する。そこで、各メインタンクに対して与えられる空気圧を検出する圧力検出器を具備し、この圧力検出器が所定以下の圧力を検出している場合に加圧ポンプを駆動し、圧力検出器が所定の圧力を検出した場合に、加圧ポンプの駆動を停止させる制御を行なうことで、前記メインタンクに加わる空気圧を適正な範囲に維持させることができる。
【0011】
しかしながら、このような構成によると例えば印字動作等に基づいて、メインタンクのインクの消費が僅かでも進行すると、圧力検出器が所定以下の圧力を検出して加圧ポンプを駆動し、また加圧ポンプが僅かの間駆動されると圧力検出器が所定の圧力を検出して加圧ポンプの駆動を停止させるという動作が繰り返される。このように、きわめて短い時間間隔で断続的に加圧ポンプの駆動が繰り返されるために、例えばユーザに対して故障であるかの疑念を抱かせるという問題を招来させる。
【0012】
本発明は、前記したような技術的な課題を解決するためになされたものであり、加圧ポンプの頻繁な駆動動作を抑制しつつ、メインタンクに加わる空気圧が常に適正な範囲に管理できるように構成したインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成したインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と、前記下限設定圧力よりも高い圧力状態である上限設定圧力以上の状態を検出することができる圧力検出器が配置され、前記圧力検出器が下限設定圧力以下の状態を検出した場合には、前記空気加圧ポンプを駆動するように制御すると共に、前記空気加圧ポンプの駆動による加圧空気の圧力上昇により、前記圧力検出器が上限設定圧力以上の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプの駆動を停止させるように制御する制御手段を備えた構成とされる。
【0014】
この場合、好ましくは前記加圧空気の作用を受けて、前記メインタンクからインク補給路を介してキャリッジに搭載されたサブタンクにインクを補給することで、当該サブタンク内にインクを貯留し、前記サブタンクよりキャリッジに搭載された前記記録ヘッドに対して、前記サブタンク内に貯留されたインクが供給されるように構成される。そして、好ましくは前記圧力検出器には、加圧空気の空気圧を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出して制御信号を発生する出力発生手段が具備される。
【0015】
一方、前記出力発生手段は好ましい実施の形態においては、ダイヤフラムの変位によって進退される可動部材と、前記可動部材の移動経路を横断するようにしてそれぞれ配置された光源と受光素子とによる少なくとも2組のフォトセンサより構成され、前記フォトセンサを構成するそれぞれの受光素子の出力に基づいて、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出するようになされる。
【0016】
また、前記出力発生手段の他の好ましい実施の形態においては、ダイヤフラムの変位によって進退される可動部材と、前記可動部材の移動経路に光を投射する光源と前記可動部材の移動に基づく前記光源の反射光を受光する受光素子とによる少なくとも2組のフォトセンサより構成され、前記フォトセンサを構成するそれぞれの受光素子の出力に基づいて、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出するようになされる。
【0017】
そして、前記したいずれの構成においても、前記ダイヤフラムは弾性素材により構成され、前記ダイヤフラムが受ける空気圧と、ダイヤフラムの復帰力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材が進退されるようになされた構成が採用し得る。また、前記ダイヤフラムの復帰方向に付勢するばね部材がさらに具備され、前記ダイヤフラムが受ける空気圧と、ダイヤフラムの復帰力ならびに前記ばね部材の付勢力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材が進退されるようになされた構成も採用することができる。
【0018】
そして、前記ダイヤフラムは好ましくはゴムにより構成される。また、前記ダイヤフラムはゴムと布により構成される場合もある。一方、前記ばね部材の付勢力を受けて、前記ダイヤフラムの過度の変位を阻止するストッパー部材がさらに具備されていることが望ましい。また、前記可動部材に、前記ダイヤフラムの空気圧による過度の変位を阻止する段差部が形成されていることが望ましい。
【0019】
そして、前記ダイヤフラムがケースの開口部を閉塞するように配置することにより、ケースの内部に空気加圧ポンプからの空気圧を受ける空間部を形成した構成とし、前記ケースには空気加圧ポンプからの加圧空気を空間部に導入するための加圧空気導入用の接続管と、前記空間部から各メインタンクに対してそれぞれ加圧空気を分配する複数の加圧空気分配用の接続管とが形成されることが望ましい。
【0020】
一方、好ましくは前記メインタンクは、その外郭が気密状態に形成され、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納されると共に、メインタンクの外郭構成部材とインクパックとで形成される圧力室内に前記空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加されるように構成される。加えて、メインタンクからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成されていることが望ましい。
【0021】
前記した構成のインクジェット式記録装置によると、メインタンクに対して加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加されるため、キャリッジに搭載されたサブタンクに対して、その空気圧の作用により必要十分な量のインクを補給することができる。そして、空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路に配置された圧力検出器によって、メインタンクに対する加圧状態が監視され、この圧力検出器により生成される制御信号によって、加圧ポンプの駆動制御が実行される。
【0022】
前記圧力検出器は空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路における加圧空気の圧力を検出し、予め定められた下限設定圧力以下の状態および前記下限設定圧力よりも高い圧力である上限設定圧力以上の状態を検出した場合には制御信号を発生する。そして、空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路における加圧空気の圧力が下限設定圧力以下の状態を検出した場合においては、前記制御信号に基づいて空気加圧ポンプにおけるモータを駆動するようになされる。これにより、加圧空気の圧力が上昇し、前記空気流路における加圧空気の圧力が上限設定圧力以上の状態を検出した場合においては、前記制御信号に基づいて空気加圧ポンプにおけるモータの駆動を停止させるように制御される。
【0023】
すなわち、圧力検出器により検出される下限設定圧力のレベル以下となった場合において加圧が開始され、圧力検出器により検出される上限設定圧力のレベルに達した場合において加圧が停止されるように作用するので、加圧ポンプからメインタンクに至る空気流路には、必要十分な加圧空気を蓄積することができる。そして、インクの消費によって蓄積された加圧空気が前記圧力検出器による下限設定圧力のレベル以下となった場合に、再び前記したように加圧が開始される。
【0024】
したがって、加圧ポンプからメインタンクに至る空気流路には、必要十分な加圧空気が蓄積されるので、加圧空気が前記圧力検出器により検出される下限設定圧力のレベル以下に落ち込むまでには相応の時間を要することになり、加圧ポンプが頻繁に駆動および停止を繰り返すという問題を解消することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図1は、本発明が適用され得るインクジェット式記録装置の一例を上面図によって示したものである。図1において符号1はキャリッジであり、このキャリッジ1はキャリッジモータ2によって駆動されるタイミングベルト3を介し、走査ガイド部材4に案内されて紙送り部材5の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図1には示されていないが、キャリッジ1の紙送り部材5に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド6が搭載されている。
【0026】
また、キャリッジ1には前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク7a〜7dが搭載されている。このサブタンク7a〜7dは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して4個具備されている。そして、このサブタンク7a〜7dに対して装置の端部に配置されたカートリッジホルダ8に装填されたインクカートリッジとしてのメインタンク9a〜9dから、インク供給路を構成する可撓性のインク補給チューブ10,10,……をそれぞれ介して、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが補給されるように構成されている。
【0027】
一方、前記キャリッジ1の移動経路上における非印字領域(ホームポジョン)には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段11が配置されており、さらにこのキャッピング手段11の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材11aが配置されている。そして、キャリッジ1がホームポジョンに移動したときに、前記キャップ部材11aによって、記録ヘッドのノズル形成面が封止されるように構成されている。
【0028】
このキャップ部材11aは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材11aには、図には示されていないが、吸引ポンプ(チューブポンプ)におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。さらに、キャッピング手段11に隣接する印字領域側には、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材12が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【0029】
次に図2は、図1に示した記録装置に搭載されたインク供給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク供給システムについて同一符号で示した図1と共に説明する。図1および図2において、符号21は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ21により加圧された空気は、圧力開放弁22に供給され、さらに圧力開放弁22より圧力検出器23を介して前記した各メインタンク9a〜9d(図2においては代表して符号9として示しており、以下において代表して単に符号9として説明する場合もある。)にそれぞれ加圧空気が供給されるように構成されている。
【0030】
前記圧力開放弁22は、空気加圧ポンプ21によって加圧された空気圧が過度の状態に達した時に、圧力を開放して各メインタンク9a〜9dに加わる空気圧を所定の範囲に維持させる機能を有している。これは、後述する圧力検出器23から空気加圧ポンプ21に至る制御系統に何らかの障害が発生して、加圧ポンプ21が駆動状態を継続し、過剰な空気圧がメインタンク9に印加されて後述するインクパック24を破損させるなどの問題を回避できるように作用する。
【0031】
そして、圧力検出器23は空気加圧ポンプ21によって加圧された空気圧を検出し、空気加圧ポンプ21の駆動を制御するように機能する。この圧力検出器23は後で詳細に説明するように、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と、前記下限設定圧力よりも高い圧力である上限設定圧力以上の状態を検出することができるように構成されており、圧力検出器が下限設定圧力以下の状態を検出した場合には、前記空気加圧ポンプを駆動するように制御すると共に、前記空気加圧ポンプの駆動による加圧空気の圧力上昇により、前記圧力検出器が上限設定圧力以上の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプの駆動を停止させるように制御される。
【0032】
前記メインタンク9は、その概略構成が図2に示されたように、その外郭が気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック24が収納されている。そして、メインタンク9とインクパック24とで形成される空間が圧力室25を構成しており、この圧力室25内に、圧力検出器23を介した加圧空気が供給されるように構成されている。この構成により、各メインタンク9a〜9dに収納された各インクパック24は、それぞれ加圧空気による圧力を受け、各メインタンク9a〜9dから各サブタンク7a〜7dに対してインク流が発生されるように構成されている。
【0033】
前記各メインタンク9a〜9dにおいて加圧されたインクは、インクパック24のインク出口付近に配置された各インク補給バルブ26,26……および各インク補給チューブ10,10,……をそれぞれ介して、キャリッジ1に搭載された各サブタンク7a〜7d(図2においては代表して符号7として示しており、以下において代表して単に符号7として説明する場合もある。)に供給されるように構成されている。
【0034】
前記サブタンク7は、図2にその基本構成が示されているように、内部にフロート部材31が配置されており、そのフロート部材31の一部には永久磁石32が取り付けられている。そして、ホール素子に代表される磁電変換素子33a,33bが基板34に装着されて、サブタンク7の側壁に添接されている。この構成により、フロート部材31に配置された永久磁石32と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石32による磁力線量に応じて、前記ホール素子33a,33bにより電気的出力が発生されるインク量検出手段を構成している。
【0035】
したがって、例えばサブタンク7内のインク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材31の位置が重力方向に移動し、これに伴い前記永久磁石32の位置も重力方向に移動する。それ故、永久磁石の移動によるホール素子33a,33bの電気的出力は、サブタンク7内のインク量として感知することができ、ホール素子33a,33bにより得られた電気的出力によって、前記インク補給バルブ26が開弁される。これにより、メインタンク9内で加圧されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサブタンク7内に個別に送出される。
【0036】
そして、当該サブタンク7内におけるインク量が所定の容量に達した場合には、前記したホール素子33a,33bの電気的出力に基づいて前記インク補給バルブ26が閉弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンクには常にほぼ一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【0037】
このように、サブタンク内において空気圧によって加圧された各インクが、サブタンク内に配置されたそれぞれのフロート部材の位置に基づく電気的な出力に基づいて、各サブタンクに対してインクが補給されるように構成されているので、インクの補給レスポンスを向上させることができ、サブタンク内のインクの貯留量が適切に管理される。
【0038】
そして、各サブタンク7からはバルブ35およびこれに接続されたチューブ36を介して記録ヘッド6に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド6の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド6のノズル形成面に形成されたノズル開口6aより、インク滴が吐出されるように作用する。なお、図2において符号11は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段11に接続されたチューブは図示せぬ吸引ポンプ(チューブポンプ)に接続されている。
【0039】
図3は、前記した圧力検出器23の第1の実施の形態を断面図によって示したものである。この圧力検出器23は、その外形が円筒状に形成された上ケース41と、同じく外形が円筒状に形成された下ケース42が具備されており、これら上ケース41と下ケース42との間には、可撓性弾性部材により円盤状に形成されたダイヤフラム43が、その周縁部が挟持された形で配置されている。
【0040】
前記ダイヤフラム43は、図3に示されたようにその中央部に厚肉部43aが形成されており、この厚肉部43aと周縁部との間には、断面が半円状になされた薄肉部43bが形成されている。なお、このダイヤフラム43は好ましくはゴム素材により構成される。また、ダイヤフラム43は布にゴム素材を充填した状態で形成されることもあり、この場合においてはダイヤフラムとしての耐久性を高めることができる。
【0041】
一方、上ケース41の上部には、円筒体41aが一体に形成されており、この円筒体41aのさらに内側の上部には内筒体41bが円筒体41aと一体となるように形成されている。なお、図3に示された断面状態においては、前記内筒体41bは浮いた状態に描かれているが、この内筒体41bは、図に示された状態に対し、周方向に直交する位置で円筒体41aに結合されている。換言すれば、図に示されたように円筒体41aと内筒体41bとの間には、対向するようにして一対の開口部41cが形成されている。
【0042】
前記円筒体41aの内部には、可動部材44が軸方向(図3において上下方向)に摺動できるように収納されている。この可動部材44は、二股状に形成され、且つそれぞれの先端部には爪状のストッパー部材44aが形成されており、このストッパー部材44aが前記開口部41cに入り込んで、円筒体41aの上端部に係合するように構成されている。
【0043】
そして、可動部材44には、その内底部から一体に起立された起立部44bが形成されており、図3に示す実施の形態においては、前記内筒体41bの下端部と可動部材44の内底部との間には、起立部44bを捲装するようにしてコイル状のばね部材45が配備されている。この構成により前記可動部材44は、ばね部材45によって図における下方向に付勢されるように構成されており、これにより可動部材44の下底部は、前記ダイヤフラム43の中央の厚肉部43aの上面に接した状態になされている。
【0044】
一方、前記下ケース42には、その下底部に空気加圧ポンプ21からの加圧空気を、下ケース42とダイヤフラム43との間の空間部42aに導入するための加圧空気導入用の接続管42bと、前記空間部42aから各メインタンク9に対してそれぞれ加圧空気を分配する複数の加圧空気分配用の接続管42cとが形成されている。この実施の形態においては、前記したように4つのメインタンク9が備えられており、この場合においては加圧空気分配用の接続管42cは、その数に応じて4個備えられる。なお、図3はこれを断面図で示している関係で、2つの加圧空気分配用の接続管42cが示されている。
【0045】
この構成によって、空気加圧ポンプ21からの加圧空気は、加圧空気導入用の接続管42bを介して圧力検出器23の空間部42aに導入され、また各加圧空気分配用の接続管42cを介して各メインタンク9における圧力室25に加圧空気が印加されるように作用する。そして、空間部42aに導入された加圧空気の作用を受けて、前記ダイヤフラム43は図中上方向に変位され、可動部材44を上方に押し上げるように作用する。なお、前記ダイヤフラム43と上ケース41との間に形成される空間部は、円筒体41aと可動部材44との隙間を介して大気に連通されている。
【0046】
そして、この実施の形態においては、前記したように可動部材44は、ばね部材45によって図における下方向に付勢されるように構成されており、したがって前記ダイヤフラム43が受ける空気圧とダイヤフラムの弾性による復帰力、ならびに前記ばね部材45の付勢力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材44が上下に移動される。
【0047】
なお、図3におけるA部に示されたように、可動部材44には加圧空気を受けた場合にダイヤフラム43が過度に変位されるのを阻止するための段差部44dが形成されている。この構成と作用を説明するために、図3のA部を図4に拡大して示している。すなわち、図4の上半部に示す図はダイヤフラムが、通常またはそれ以下の空気圧を受けている状態を示しており、また図4の下半部に示す図はダイヤフラムが、所定以上の空気圧を受けた状態を示している。
【0048】
図4に示すように、ダイヤフラムが、通常またはそれ以下の空気圧を受けている状態から、所定以上の空気圧を受けた状態に変化した場合には、可動部材44が図中上部方向に移動し、可動部材44の内底部から一体に起立された起立部44bに形成された段差部44dが、内筒体41bの下端部を構成する当接部41dに当接して可動部材44のさらなる上昇を阻止するように構成されている。これにより、前記ダイヤフラム43が過度の変位を受けるのを回避することができ、圧力検出器23としての正常な機能が保証されるようになされている。
【0049】
また、図3に示した実施の形態においては、可動部材44は二股状に形成され、且つそれぞれの先端部に爪状のストッパー部材44aが配置されているので、このストッパー部材44aが円筒体41aの上端部に係合することで、前記ダイヤフラム43は、前記ばね部材45による過度の変位を受けないようになされている。しかしながら、前記したような爪状のストッパー部材44aが形成されない場合においては、下ケース42の下底部中央に想像線で示したように円柱状のストッパー部材42dを一体に成形し、これによりダイヤフラムの過度の変位を阻止するように作用させることが望ましい。
【0050】
一方、前記可動部材44に形成された起立部44bにおける先端部の移動経路には、出力発生手段を構成する2組のフォトセンサ46、47が配置されている。このフォトセンサ46および47は、それぞれ光源46a,47aと受光素子46b,47bが具備されており、光源と受光素子がそれぞれ対向するようにして構成されている。そして、第1のフォトセンサ46(以下、これを下限圧力センサともいう)は、可動部材44における起立部44bに近接した位置、すなわち図3に示されたように下側に配置されている。また、第2のフォトセンサ47(以下、これを上限圧力センサともいう)は、可動部材44における起立部44bから離れた位置、すなわち図3に示されたように第1のフォトセンサ46の上側に配置されている。
【0051】
したがって、圧力検出器23における前記空間部42aに導入される加圧空気が、下限設定圧力以下の状態である場合には、下限圧力センサ46における光源46aからの投射光は受光素子46bに到達し、受光素子46bには電気的な出力が発生する。同様に上限圧力センサ47における光源47aからの投射光も受光素子47bに到達し、受光素子47bには電気的な出力が発生する。
【0052】
また、前記空間部42aに導入される加圧空気が、下限設定圧力を超えた場合には、ダイヤフラム43が変位して前記起立部44bの先端部が、下限圧力センサ46における光源46aから受光素子46bに至る光軸を遮断するように作用する。さらに、前記空間部42aに導入される加圧空気の圧力が増大して、上限設定圧力に達した場合には、同様にダイヤフラム43がさらに変位して前記起立部44bの先端部が、上限圧力センサ47における光源47aから受光素子47bに至る光軸を遮断するように作用する。
【0053】
図5は、前記した作用を有する圧力検出器23を用いて、空気加圧ポンプ21を駆動制御する制御手段の動作ルーチンを示したものである。すなわち、ステップS11においては、圧力検出器23における下限圧力センサ46による前記した電気的な出力が検証される。このステップS11において、下限圧力センサ46による圧力検出値が下限設定圧力以下の状態である(Low)と判定されると、ステップS12に移行し、加圧ポンプ21を駆動する制御がなされる。
【0054】
そして、加圧ポンプ21の駆動状態において、ステップS13に示すように上限圧力センサ47による前記した電気的な出力が検証され、圧力検出値が上限設定圧力以上の状態である(High)と判定されると、ステップS14に移行して加圧ポンプ21の駆動を停止させるように制御される。この動作によって加圧ポンプ21から各メインタンク9に至る空気流路には、十分な空気圧が蓄積される。
【0055】
そして、再びステップS11にリターンされ、下限圧力センサ46による前記した電気的な出力が検証される。この場合には加圧ポンプ21から各メインタンク9に至る空気流路には、下限圧力センサによって検出される前記下限設定圧力を十分に越えた空気圧が蓄積されているのでHighと判定され、リターンされる。そして、ステップS11において常時下限圧力センサによる電気的な出力が検証され続け、例えば印刷動作によるインクの消費によって下限設定圧力よりも低下した(Low)と判定された場合には、前記したようにステップS12以降の動作が実行される。
【0056】
なお、前記したステップS12において加圧ポンプの駆動が開始され、ステップS13における上限圧力センサ47による検証結果が、上限設定圧力以下の状態である(Low)と判定されている場合には、ステップS15に示されたように加圧ポンプの連続駆動時間を検証するようになされている。このステップS15においては、加圧ポンプの連続駆動時間が所定の時間(B)を経過したか否かが検証される。
【0057】
そして、ステップS13における圧力検出の状態がLowのままで、所定の時間(B)が経過した(Yes)と判定された場合には、加圧空気の供給系に何らかの障害が発生しているものとみなすことができる。この場合には、例えば記録装置に配置された図示せぬディスプレイに供給不良を示すエラーメッセイジ等を表示するようになされる。
【0058】
以上のような動作シーケンスを採用することで、加圧ポンプ21の一回の駆動動作により十分な空気圧(上限設定圧力)を蓄積することができる。したがって、インクの消費等による空気圧の低下により、下限圧力センサ46がLow状態を検出し、再び加圧ポンプ21を駆動するまでには、相当の時間間隔がおかれることになり、加圧ポンプ21の頻繁な駆動および停止の繰り返し作用を抑制させることができる。
【0059】
次に図6は、圧力検出器23の第2の実施の形態を断面図によって示したものである。なお、図6に示す圧力検出器23においては、フォトセンサ46の部分を除いて、その構成は図3に示した形態と同様になされている。したがって、図3に示した代表的な各部に相当する部分を同一符号で示し、その詳細な説明は省略する。
【0060】
この図6に示す形態における第1のフォトセンサとしての下限圧力センサ46と、第2のフォトセンサとしての上限圧力センサ47は、それぞれ可動部材における起立部44bの移動経路に、光を投射する光源46a,47aと、起立部44bの移動に基づく前記光源の反射光を受光する受光素子46b,47bとにより構成されている。したがって、この構成においては、起立部44bとして反射特性の良好な白色の合成樹脂素材を用いることが望ましい。
【0061】
この図6に示した構成によると、加圧空気が下限設定圧力以下の状態においては、起立部44bの先端部は下限圧力センサにおける光源46aからの投射光は受光素子46b側に反射しない状態となる。これによる受光素子46bの出力に基づいて、図5のステップS11に示された判定がなされる。また、空気加圧ポンプ21が駆動されて上限設定圧力に達すると、起立部44bの先端部は上限圧力センサにおける光源47aからの投射光を受けて受光素子47b側に反射させる。これによる受光素子47bの出力に基づいて、図5のステップS13に示された判定がなされる。
【0062】
なお、以上説明した図3および図6に示す圧力検出器23の実施の形態においては、いずれも上ケース41に形成された内筒体41bの下端と可動部材44の内底部との間に、起立部44bを捲装するようにしてコイル状のばね部材45が配置されている。しかしながら、前記ばね部材45を除いた構成においても同様の機能を有する圧力検出器23を構成することができる。
【0063】
この場合においては、弾性素材により構成されたダイヤフラム43の復帰力と、ダイヤフラムが受ける空気圧とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて前記可動部材が進退されるように構成される。したがって、このような構成を採用する場合においては、可動部材44の下底部がダイヤフラム43の厚肉部43aの上面に接着された構成になされているか、またはダイヤフラム43の厚肉部43aが可動部材44の下底部に一体成形されて、両者が機械的に接続された構成になされている必要がある。
【0064】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、加圧空気の下限設定圧力と上限設定圧力を検出することができる圧力検出器が配置され、前記圧力検出器が下限設定圧力以下の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプを駆動するように制御すると共に、前記圧力検出器が上限設定圧力以上の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプの駆動を停止させるように制御する制御手段を備えたので、空気加圧ポンプが頻繁に駆動および停止を繰り返すという問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したインクジェット式記録装置の全体構成を示した平面図である。
【図2】メインタンクから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。
【図3】図2に示したインク供給システムにおいて用いられる圧力検出器の第1の実施の形態を示した断面図である。
【図4】図3に示した圧力検出器の一部の構成を拡大して示した断面図である。
【図5】圧力検出器による出力を利用して空気加圧ポンプを駆動制御する制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図6】圧力検出器の第2の実施の形態を示した断面図である。
【符号の説明】
1 キャリッジ
6 記録ヘッド
7(7a,7b,7c,7d) サブタンク
8 カートリッジホルダ
9(9a,9b,9c,9d) メインタンク(インクカートリッジ)
10 インク補給チューブ(インク補給路)
21 空気加圧ポンプ
22 圧力開放弁
23 圧力検出器
24 インクパック
25 圧力室
26 インク補給バルブ
31 フロート部材
32 永久磁石
33(33a,33b) ホール素子
41 上ケース
41a 円筒体
41b 内筒体
42 下ケース
42a 空間部
42b 加圧空気導入用接続管
42c 加圧空気分配用接続管
42d ストッパー部材
43 ダイヤフラム
44 可動部材
44a ストッパー部材
44b 起立部
44d 段差部
45 ばね部材
46 第1フォトセンサ(下限圧力センサ)
47 第2フォトセンサ(上限圧力センサ)
46a,47a 光源
46b,47b 受光素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording head mounted on a carriage from a main tank by applying pressurized air generated by an air pressure pump to a main tank as an ink cartridge storing ink. The present invention relates to an ink jet recording apparatus configured to replenish ink on the side.
[0002]
[Prior art]
An ink jet recording apparatus generally includes an ink jet recording head that is mounted on a carriage and moves in the width direction of the recording paper, and a paper feeding unit that moves the recording paper in a direction perpendicular to the moving direction of the recording head. And recording is performed on the recording paper by ejecting ink droplets from the recording head based on the print data.
[0003]
A recording head capable of ejecting, for example, black, yellow, cyan, and magenta inks is mounted on the carriage, enabling not only text printing with black ink but also full-color printing by changing the ejection ratio of each ink. Yes.
[0004]
On the other hand, in this type of recording apparatus provided for office use or business use, it is necessary to provide a large-capacity ink cartridge in order to cope with a relatively large amount of printing. For example, a recording apparatus of a type in which a main tank is loaded into a mounting apparatus (cartridge holder) disposed on the apparatus main body side is provided.
[0005]
A sub tank is disposed on the carriage on which the recording head is mounted, and each main tank supplies ink to each sub tank via an ink supply tube, and each sub tank supplies ink to each recording head. Is configured to supply.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Nowadays, there is an increasing demand for a large recording apparatus that can perform printing on a large paper surface and has a long carriage scanning distance. In such a printing apparatus, in order to improve the throughput, the number of nozzles is increasingly increased in the printing head. Furthermore, in order to improve throughput, it is possible to replenish ink sequentially from the main tank to each sub-tank mounted on the carriage while printing is performed, so that ink can be stabilized from each sub-tank to the recording head. And a recording apparatus that can be supplied.
[0007]
In such a recording apparatus, it is necessary to connect an ink supply tube corresponding to each ink from the main tank to the sub tank on the carriage, and the scanning distance of the carriage is inevitably large. Will increase. In addition, as described above, since the recording head has a large number of nozzles, the amount of ink consumed is large, and the dynamic pressure of the ink increases in each ink supply tube connected from the main tank to the sub tank. There is a technical problem of insufficient ink supply.
[0008]
As one means for solving such a problem, for example, air pressure is applied to the main tank side and a forced ink flow is generated from the main tank to the sub tank by the air pressure. A configuration for replenishing ink may be employed.
[0009]
When trying to adopt such a configuration, an air pressurizing pump for applying pressurized air to the main tank side is required. The air pressurizing pump can stably apply pressurized air to the main tank side by constantly driving the driving power supply to the recording apparatus when the power is turned on. Operation can be ensured.
[0010]
However, when the pressure pump is always driven, noise generated from the pressure pump and the motor driving the pressure pump becomes a problem, and the durability of the pressure pump is also a problem. Therefore, another problem of cost increase for these countermeasures also occurs. Therefore, a pressure detector for detecting the air pressure applied to each main tank is provided, and when the pressure detector detects a pressure below a predetermined value, the pressure pump is driven, and the pressure detector When the pressure is detected, the air pressure applied to the main tank can be maintained in an appropriate range by performing control to stop the driving of the pressurizing pump.
[0011]
However, according to such a configuration, for example, when the ink consumption in the main tank proceeds even slightly based on the printing operation, the pressure detector detects the pressure below a predetermined level to drive the pressure pump, and pressurizes When the pump is driven for a short time, the pressure detector detects a predetermined pressure and the operation of stopping the pressurizing pump is repeated. As described above, since the driving of the pressurizing pump is repeated intermittently at a very short time interval, there arises a problem that, for example, the user is suspected of having a failure.
[0012]
The present invention has been made to solve the technical problems as described above, and the air pressure applied to the main tank can always be managed within an appropriate range while suppressing the frequent driving operation of the pressurizing pump. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus configured as described above.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In an ink jet recording apparatus according to the present invention made to achieve the above object, pressurized air generated by an air pressurizing pump is applied to a main tank in which ink is stored, and the compressed air An ink jet recording apparatus configured to supply ink from a main tank to a recording head mounted on a carriage by an action, wherein an air flow path between the air pressurization pump and the main tank includes: Pressurized air lower limit set pressure The following conditions and a pressure state higher than the lower limit set pressure Upper limit set pressure The above state A pressure detector that can detect the pressure is arranged, the pressure detector is set to the lower limit set pressure Detect the following conditions If so, while controlling to drive the air pressure pump, By increasing the pressure of pressurized air by driving the air pressure pump, The pressure detector is set to the upper limit pressure The above state Is detected, control means for controlling to stop the driving of the air pressurization pump is provided.
[0014]
In this case, preferably Under the action of the pressurized air, Ink is supplied from the main tank to the sub tank mounted on the carriage via the ink supply path. By storing the ink in the sub tank, For the recording head mounted on the carriage from the sub tank, Stored in the sub-tank It is configured to be supplied with ink. Preferably, the pressure detector includes a diaphragm that is displaced by receiving the air pressure of the pressurized air, and a lower limit set pressure of the pressurized air based on a displacement amount of the diaphragm. The following states And upper set pressure The above state An output generating means for detecting the signal and generating a control signal is provided.
[0015]
On the other hand, in a preferred embodiment, the output generating means includes at least two sets of a movable member that is advanced and retracted by the displacement of the diaphragm, and a light source and a light receiving element that are respectively arranged so as to traverse the movement path of the movable member. The lower limit set pressure of the pressurized air based on the output of each light receiving element constituting the photosensor The following states And upper set pressure The above state Is made to detect.
[0016]
In another preferred embodiment of the output generating means, a movable member that is advanced and retracted by a displacement of a diaphragm, a light source that projects light onto a moving path of the movable member, and the light source that is based on the movement of the movable member. It is composed of at least two sets of photosensors with a light receiving element that receives reflected light, and based on the output of each light receiving element constituting the photosensor, the lower limit set pressure of pressurized air The following states And upper set pressure The above state Is made to detect.
[0017]
In any of the configurations described above, the diaphragm is made of an elastic material, and the movable member is advanced and retracted based on the displacement of the diaphragm due to the balance between the air pressure received by the diaphragm and the return force of the diaphragm. The made configuration can be adopted. The movable member further comprises a spring member that urges the diaphragm in the return direction, and the movable member is based on the displacement of the diaphragm due to the balance between the air pressure received by the diaphragm, the return force of the diaphragm, and the urging force of the spring member. It is also possible to adopt a configuration that is adapted to be advanced and retracted.
[0018]
The diaphragm is preferably made of rubber. The diaphragm may be made of rubber and cloth. On the other hand, it is preferable that a stopper member is further provided to receive an urging force of the spring member and prevent excessive displacement of the diaphragm. Further, it is desirable that a stepped portion for preventing excessive displacement due to air pressure of the diaphragm is formed on the movable member.
[0019]
The diaphragm is arranged so as to close the opening of the case, so that a space for receiving air pressure from the air pressurization pump is formed inside the case. A connection pipe for introducing pressurized air for introducing pressurized air into the space, and a plurality of connection pipes for distributing pressurized air from the space to each main tank. It is desirable to be formed.
[0020]
On the other hand, the main tank is preferably formed in a hermetically sealed outer shape and contains an ink pack formed of a flexible material in which ink is sealed. The pressurized air generated by the air pressure pump is applied to the pressure chamber formed by In addition, it is desirable that the ink supply path from the main tank to the sub tank is constituted by a flexible ink supply tube.
[0021]
According to the ink jet recording apparatus having the above-described configuration, since the pressurized air generated by the pressure pump is applied to the main tank, the air pressure acts on the sub tank mounted on the carriage. An amount of ink can be replenished. And the pressurization state with respect to the main tank is monitored by the pressure detector arranged in the air flow path between the air pressurization pump and the main tank, and the pressurization pump is controlled by the control signal generated by this pressure detector. The drive control is executed.
[0022]
The pressure detector measures the pressure of pressurized air in the air flow path between the air pressurization pump and the main tank. detection And the lower limit set pressure set in advance The following states and The pressure is higher than the lower limit set pressure Upper limit set pressure The above state The detection If so, a control signal is generated. The pressure of the pressurized air in the air flow path between the air pressurization pump and the main tank is the lower limit set pressure. When the following conditions are detected The motor in the air pressurizing pump is driven based on the control signal. As a result, the pressure of the pressurized air rises, and the pressure of the pressurized air in the air flow path becomes the upper limit set pressure. The above state The detection In this case, the motor is controlled to be stopped in the air pressurization pump based on the control signal.
[0023]
That is, pressurization is started when the lower limit set pressure level detected by the pressure detector is not exceeded, and pressurization is stopped when the upper limit set pressure level detected by the pressure detector is reached. Therefore, necessary and sufficient pressurized air can be accumulated in the air flow path from the pressure pump to the main tank. Then, when the pressurized air accumulated by the consumption of the ink becomes equal to or lower than the lower limit set pressure level by the pressure detector, the pressurization is started again as described above.
[0024]
Accordingly, since necessary and sufficient pressurized air is accumulated in the air flow path from the pressure pump to the main tank, before the pressure air falls below the lower limit set pressure level detected by the pressure detector. This requires a considerable amount of time and can solve the problem that the pressurizing pump frequently repeats driving and stopping.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an ink jet recording apparatus according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a top view showing an example of an ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carriage. The carriage 1 is guided by a scanning guide member 4 via a
[0026]
The carriage 1 is equipped with
[0027]
On the other hand, a capping unit 11 capable of sealing the nozzle forming surface of the recording head is disposed in a non-printing area (home position) on the movement path of the carriage 1, and further on the upper surface of the capping unit 11. Is provided with a cap member 11a formed of a flexible material such as rubber that can seal the nozzle forming surface of the recording head. Then, when the carriage 1 moves to the home position, the nozzle forming surface of the recording head is sealed by the cap member 11a.
[0028]
The cap member 11a functions as a lid that seals the nozzle forming surface of the recording head and prevents the nozzle openings from drying during the rest period of the recording apparatus. Although not shown in the figure, one end of a tube in a suction pump (tube pump) is connected to the cap member 11a, and a negative pressure by the suction pump is applied to the recording head so that ink is discharged from the recording head. A cleaning operation for sucking and discharging is performed. Further, a wiping
[0029]
Next, FIG. 2 schematically shows the configuration of an ink supply system mounted on the recording apparatus shown in FIG. 1, and this ink supply system will be described with reference to FIG. 1 and 2,
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
As shown in FIG. 2, the outline of the
[0033]
The ink pressurized in the
[0034]
As shown in FIG. 2, the sub tank 7 has a
[0035]
Therefore, for example, when the amount of ink in the sub tank 7 decreases, the position of the
[0036]
When the ink amount in the sub tank 7 reaches a predetermined capacity, the
[0037]
As described above, each ink pressurized by the air pressure in the sub tank is supplied with ink to each sub tank based on the electrical output based on the position of each float member arranged in the sub tank. Therefore, the ink supply response can be improved, and the amount of ink stored in the sub tank is appropriately managed.
[0038]
Each sub tank 7 is configured to supply ink to the recording head 6 via a
[0039]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the first embodiment of the
[0040]
As shown in FIG. 3, the
[0041]
On the other hand, a cylindrical body 41a is formed integrally with the upper portion of the
[0042]
A
[0043]
The
[0044]
On the other hand, the
[0045]
With this configuration, the pressurized air from the
[0046]
In this embodiment, as described above, the
[0047]
3, the
[0048]
As shown in FIG. 4, when the diaphragm changes from the normal or lower air pressure state to the predetermined air pressure state or more, the
[0049]
Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the
[0050]
On the other hand, two sets of
[0051]
Therefore, the pressurized air introduced into the
[0052]
Further, when the pressurized air introduced into the
[0053]
FIG. 5 shows an operation routine of a control means for driving and controlling the
[0054]
Then, in the driving state of the pressurizing
[0055]
Then, the process returns to step S11 again, and the above-described electrical output by the lower
[0056]
Note that the driving of the pressurizing pump is started in step S12 described above, and the verification result by the upper
[0057]
If it is determined that the predetermined time (B) has elapsed (Yes) while the pressure detection state in Step S13 remains Low, some failure has occurred in the pressurized air supply system. Can be considered. In this case, for example, an error message indicating a supply failure is displayed on a display (not shown) arranged in the recording apparatus.
[0058]
By adopting the operation sequence as described above, a sufficient air pressure (upper limit set pressure) can be accumulated by a single drive operation of the
[0059]
Next, FIG. 6 shows a second embodiment of the
[0060]
The lower
[0061]
According to the configuration shown in FIG. , Pressurized air is the lower limit set pressure In the following conditions: The tip of the
[0062]
In the embodiment of the
[0063]
In this case, the movable member is configured to move forward and backward based on the displacement of the diaphragm due to the balance between the restoring force of the
[0064]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, the lower limit set pressure and the upper limit set pressure of the pressurized air are detected in the air flow path between the air pressurization pump and the main tank. A pressure detector that can be arranged, said pressure detector is the lower limit set pressure The following states The detection In such a case, the air pressure pump is controlled to be driven, and the pressure detector The above state Since the control means for controlling to stop the driving of the air pressurization pump is provided, the problem that the air pressurization pump repeatedly drives and stops can be solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an ink supply system from a main tank to a recording head.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a pressure detector used in the ink supply system shown in FIG. 2;
4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the configuration of the pressure detector shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart showing a control routine for driving and controlling an air pressurizing pump using an output from a pressure detector.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the pressure detector.
[Explanation of symbols]
1 Carriage
6 Recording head
7 (7a, 7b, 7c, 7d) Sub tank
8 Cartridge holder
9 (9a, 9b, 9c, 9d) Main tank (ink cartridge)
10 Ink supply tube (ink supply path)
21 Air pressurization pump
22 Pressure release valve
23 Pressure detector
24 ink pack
25 Pressure chamber
26 Ink supply valve
31 Float member
32 Permanent magnet
33 (33a, 33b) Hall element
41 Upper case
41a Cylindrical body
41b Inner cylinder
42 Lower case
42a space
42b Connecting pipe for introducing pressurized air
42c Connecting pipe for distributing pressurized air
42d Stopper member
43 Diaphragm
44 Movable members
44a Stopper member
44b Standing part
44d Stepped part
45 Spring member
46 1st photo sensor (lower limit pressure sensor)
47 Second Photosensor (Upper Pressure Sensor)
46a, 47a Light source
46b, 47b Light receiving element
Claims (15)
前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と、前記下限設定圧力よりも高い圧力状態である上限設定圧力以上の状態を検出することができる圧力検出器が配置され、前記圧力検出器が下限設定圧力以下の状態を検出した場合には、前記空気加圧ポンプを駆動するように制御すると共に、前記空気加圧ポンプの駆動による加圧空気の圧力上昇により、前記圧力検出器が上限設定圧力以上の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプの駆動を停止させるように制御する制御手段を備えたインクジェット式記録装置。Pressurized air generated by an air pressurizing pump is applied to the main tank in which ink is stored, and ink is supplied from the main tank to the recording head mounted on the carriage by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured as described above,
Wherein the air flow path between the air pressurization pump and the main tank, for detecting the lower limit set pressure following the state of pressurized air, an upper limit set pressure or more states a higher pressure state than the set lower limit pressure A pressure detector capable of being arranged, and when the pressure detector detects a state below a lower limit set pressure, the air pressure pump is controlled to be driven and the air pressure pump is driven. An ink jet recording apparatus comprising control means for controlling to stop driving of an air pressurizing pump when the pressure detector detects a state of an upper limit set pressure or more due to an increase in pressure of pressurized air .
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