JP4209236B2 - Ink supply device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ装置や複写機、OA機器のプリンタ等に用いられるインクジェットプリンタ等において供給するインクを収容するインク供給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット方式による印字は、騒音が少なく普通紙にも簡単に印字できるため、ファクシミリ装置や複写機、OA機器のプリンタ等などに有利に用いられている。
【0003】
画像形成を行う装置として上記方式を用いたインクジェットプリンタは、一般に、インクヘッドを搭載したキャリッジが記録媒体の搬送方向に対して直交方向に往復走査しながらインクを吐出することにより、画像形成を行うことができる。
【0004】
このようなインクジェットプリンタは、吐出するインクを収容するためのインクタンクを備えている。
【0005】
従来、インクタンクには、インクの残量の変化によるインクタンクの内部圧力の変動を吸収できるよう、内部に多孔質吸収材が充填されており、この多孔質吸収材内にインクが保持されているものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
また、周囲環境の変化による内部圧力の変動を吸収できるよう、インクタンクが、インクが収容される主インクと、主インク室と連通孔を介して連通しかつ上部側に大気連通口が開設された副インク室とを備えているものもある。この副インク室内部には吸収部材が挿入されており、吸収部材が含浸可能なインク量が充填されている。これにより、主インク室内部の負圧を制御することができる(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平5−229133号公報(1993年9月7日公開)
【0008】
【特許文献2】
特開平7−52405号公報(1995年2月28日公開)
【0009】
【特許文献3】
特開2001−353882号公報(2001年12月25日公開)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1および2に記載の構成では、インクタンク内部に多孔質材等や吸収部材(吸収材)が配されており、これらの吸収材にインクが含浸保持されている。
【0011】
このため、吸収材に含浸されたインクを全て使い切ることはできず、インクタンクの容積に対するインク利用効率(供給可能インク量/インクタンク容積)は低くなる。即ち、インクタンクの容積を有効に活用できない。
【0012】
なお、特許文献2に記載の構成では、インクタンクが主インクと副インク室とを備えてはいるものの、それぞれ単体での交換については考慮されていない。従って、副インク室の多孔質材にインクが残っていても、主インク室のインクがなくなればインクタンクごと交換しなければならない。
【0013】
また、吸収材が配されていると、その中をインクが流れるとき、粘性抵抗をうけることとなる。このような場合、インク供給装置からインクを押し出す圧力(インクの供給圧)が、インクの残量によって異なることとなる。即ち、吸収材により圧力損失が発生する。
【0014】
これにより、安定してインクを供給することができず、高速印字など大量インク供給時における追従性が悪くなる。
【0015】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インクタンク内部の圧力変動を吸収できると共に、インクタンクに収容されているインクの有効利用を図ることができ、また、インクを安定して供給することができるインク供給装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明のインク供給装置は、上記の課題を解決するために、内部にインクを収容するインクタンクと、該インクタンクを着脱可能に保持するタンクホルダとを備えたインク供給装置において、上記タンクホルダは、装着された上記インクタンクの内部圧力が所定値となるよう、上記インクタンクとの間でインクおよび空気を流通可能とする圧力調整手段(例えば、流通針、空気供給針、圧力コントロール針、圧力コントロールタンクなど)を備えていることを特徴としている。
【0017】
即ち、上記のインク供給装置は、インクタンクをタンクホルダに装着したときに、圧力調整手段の一部(例えば、流通針、空気供給針、あるいは圧力コントロール針の一端)がインクタンクの中に挿入されることが好ましい。
【0018】
上記の構成によれば、圧力調整手段を備えるタンクホルダと、インクタンクとが着脱可能に構成されている。
【0019】
従って、例えば、圧力調整手段が、インクタンクとの間で流通するインクおよび空気を収容可能な圧力調整室を備えているとすると、インクタンク内部のインクを消費し、圧力調整手段の圧力調整室内部にインクを残したままインクタンクを取り替えたとしても、その後装着された別のインクタンクとの間で、圧力調整室内部のインクを用いることができる。これにより、インクを無駄にすることなく、有効に利用することができる。
【0020】
また、圧力調整手段により、インクの消費や、周囲環境(温度)の変化に伴い、インクタンク内部の圧力が変動しても、インクおよび空気の流通によってインクタンクの内部圧力を調整することができる。即ち、インクタンク内部の圧力変動を吸収することができる。
【0021】
さらに、圧力調整手段をインクタンクに対して着脱可能とすることにより、インクタンク内部にインクタンク内部の圧力を負圧にして圧力変動を吸収するための吸収材(例えば、多孔質体)を備えなくてもよくなる。
【0022】
通常、吸収材が配されていると、その中をインクが流れるとき、粘性抵抗をうけることとなる。このような場合、インク供給装置からインクを押し出す圧力(インクの供給圧)が、インクの残量によって異なることとなる。即ち、吸収材により圧力損失が発生する。
【0023】
しかしながら、インクタンクに吸収材を備えていないため、圧力変動が発生せず、安定してインクを供給することができる。
【0024】
上記のインク供給装置は、圧力調整手段が、インクタンク内部から流出したインクおよび空気を保持する圧力調整室(例えば、コントロールタンク、圧力コントロールタンク、調整室)を有することが好ましい。
【0025】
上記の構成によれば、周囲環境(温度)の変化に基づくインクタンクの内部圧力の変動を吸収することができる。
【0026】
また、インクタンク内部のインクを消費し、圧力調整室内部にインクを残したままインクタンクを取り替えたとしても、その後装着された別のインクタンクとの間で、圧力調整室内部のインクを用いることができる。これにより、インクを無駄にすることなく、有効に利用することができる。
【0027】
上記のインク供給装置は、圧力調整手段が、外部からインクタンク内部に空気を供給するための空気供給手段(例えば、空気供給針、圧力コントロール針、圧力コントロールタンク)を有することが好ましい。
【0028】
上記の構成によれば、インクタンク装着時には、インクタンクが大気と連通することができる。これにより、インクの消費によるインクタンクの内部圧力の変動を吸収できる。
【0029】
また、空気供給手段が、インクタンクに対して着脱可能なタンクホルダに備えられているため、インクタンクをタンクホルダから取り外したとき、インクタンクを密閉することができる。従って、インクタンクからインクが漏れることを防止できる。
【0030】
上記のインク供給装置は、タンクホルダが、装着されたインクタンクと連通し、インクタンクに収容されたインクを外部に供給するインク供給手段を備え、インク供給手段は、タンクホルダにインクタンクを装着する際、インクタンクとは最後に連通されることが好ましい。即ち、インク供給手段がインクタンクと連通するのは、圧力調整手段がインクタンクと連通する(インクタンクに装着される)よりも後となる。
【0031】
例えば、インク供給手段を最初にインクタンクと連通させたとすると、圧力調整手段をインクタンクと連通させたとき、インクタンク内部に圧力変動が起こり、インク供給手段から空気やインクが流出してしまうこととなる。
【0032】
しかしながら、上記の構成によれば、インク供給手段は、タンクホルダにインクタンクを装着する際、インクタンクとは最後に連通されることにより、圧力調整手段によって圧力調整手段とインクタンクとの連通による圧力変動を吸収することができ、インク供給手段から、例えばインク供給チューブ(インク供給経路)に空気やインクを押し出すことを防止できる。従って、インクを用いた画像形成時に、インク供給チューブ内に溜まっていた空気やインクが排出されることによる画質の劣化を防止することができる。
【0033】
上記のインク供給装置は、タンクホルダが、装着されたインクタンクと連通し、インクタンクに収容されたインクを外部に供給するインク供給手段を備え、インク供給手段は、タンクホルダからインクタンクを取り外す際、最初に連通が解除されることが好ましい。即ち、インク供給手段とインクタンクとの連通が解除される(インクタンクから取り外される)のは、圧力調整手段とインクタンクとの連通が解除されるよりも、先である。
【0034】
例えば、インク供給手段を最後に連通解除すると、圧力調整手段の連通を解除したとき、インクタンク内部に圧力変動が起こり、例えばキャリッジのノズル先端からインク供給手段を介してインク供給チューブ(インク供給経路)に空気を吸い込むこととなる。
【0035】
しかしながら、上記の構成によれば、インク供給手段の連通を最初に解除することにより、圧力調整手段によってインク供給手段の挿入による圧力変動を吸収することができ、例えばインク供給チューブ(インク供給経路)が空気を吸い込むことを防止できる。従って、インクを用いた画像形成時に、インク供給チューブ内に溜まっていた空気が排出されることによる画質の劣化を防止することができる。
【0036】
上記のインク供給装置は、インクタンク内部には、インクおよび空気のみが収容されることが好ましい。
【0037】
上記の構成によれば、インクタンクの内部にインク吸収体やインク袋などの吸収材が収納されていないことこより、インクタンクの容積を有効に活用できる。従って、インクタンクの小型化を図ることができる。
【0038】
上記のインク供給装置は、圧力調整室は、側面の少なくとも一部が、圧力調整質の容積が大きくなるように他の面(上記側面の少なくとも一部を除く領域(側面も含む)、例えば底面)を付勢する付勢部材からなることが好ましい。
【0039】
上記の構成によれば、インクタンクの圧力変動を吸収することができる。
【0040】
上記のインク供給装置は、圧力調整手段が、インクタンクの底面近傍に配置されていることが好ましい。
【0041】
上記の構成によれば、圧力調整手段が調整する、インクタンクの底面近傍における圧力(所定値)と、インク供給手段におけるインクの流出口(例えば、供給孔)との圧力が略等しくなる。従って、圧力調整手段による圧力の調整によって、インクの流出の制御を行うことができる。即ち、圧力調整手段を、インクがなくなるまで用いることができる。
【0042】
上記のインク供給装置は、圧力調整室が、予めインクを吸収しているインク吸収体を有することが好ましい。
【0043】
上記の構成によれば、インク吸収体(多孔質体)を備えることにより、インクタンク内部の負圧を調整することができる。
【0044】
上記のンク供給装置は、圧力調整手段が、インクタンクの内部圧力を負圧に調整する負圧調整手段を有することが好ましい。
【0045】
上記の構成によれば、負圧調整手段(例えば、メッシュフィルタ)により、メニスカスを用いて空気の供給を調整でき、インクタンクの内部圧力を所定の範囲に調整することができる。
【0046】
上記のインク供給装置は、インクタンクの容積をVtとし、圧力調整室の容積をVsとすると、容積VsおよびVtは、
0.1≦Vs/Vt≦0.3
を満足することが好ましい。
【0047】
上記の構成によれば、圧力調整室を満タンにすることなく、インクタンクの内部圧力を所定の範囲に保持することができる。
【0048】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1ないし図3、図6〜図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0049】
図1は、本実施の形態に係るにおけるインク供給装置の要部の構成を示す。同図に示すように、本インク供給装置は、インクを収容するインクタンク1と、インクタンク1を保持するタンクホルダ5とを備えている。インクタンク1は、タンクホルダ5に着脱可能に構成されている。
【0050】
タンクホルダ5は、図2(b)に示すように、コントロールタンク50、流通針53、空気供給針54、および、インク供給針55を備えている。タンクホルダ5がインクタンク1に装着されているとき、流通針53、空気供給針54、および、インク供給針55は、インクタンク1内部に挿入されている。
【0051】
コントロールタンク50は、側面がバネ(付勢部材)51からなる。バネ51は、コントロールタンク50の容積が大きくなる、即ち、バネ51が広がる方向に、コントロールタンク50の上下面を付勢している。コントロールタンク50とインクタンク1とは、流通針53を介して空気およびインクが流通可能になっている。
【0052】
なお、バネ51は、コントロールタンク50の容積を大きくする方向にコントロールタンク50を付勢するものであれば、その材料・形状・大きさ・配置などは特に限定されるものではない。例えば、側面の一部のみがバネからなっていてもかまわない。
【0053】
流通針53は中空状の針であり、インクタンク1側の一端は先が尖っている。流通針53は、インクタンク1側の端部付近には流通孔53aが、コントロールタンク50側の端部には流通孔53bが形成されている。流通孔53a・53b間を、空気およびインクが流通する。
【0054】
なお、コントロールタンク50は流通針53と接続されており、コントロールタンク50において、外部と連通できるのは流通針53の流通孔53b・53aを介してのみである。
【0055】
上記コントロールタンク50および流通針53は、インクタンク1内部の温度変化に基づく圧力変動を吸収するためのものである。
【0056】
なお、コントロールタンク50および流通針53は、一体的に形成されていてもかまわない。
【0057】
空気供給針54は中空状の針であり、インクタンク1側の一端は先が尖っている。空気供給針54は、インクタンク1側の端部付近には大気連通孔54aが、コントロールタンク50側の端部には大気連通孔54bが形成されている。空気供給針54の他端は、大気連通孔54bにおいて外部に開放されている。即ち、空気供給針54を介してインクタンク1は大気に連通されている。空気供給針54は、インクタンク1内部のインク残量の変化に基づく圧力変動を吸収するためのものである。
【0058】
インク供給針55は、中空状の針であり、インクタンク1側の一端は先が尖っている。インクタンク1側の端部付近には供給孔55aが、コントロールタンク50側の端部には供給孔55bが形成されている。インクタンク1に収容されているインクは、インク供給針55を介して、インクタンク1の外部(例えば、インク供給装置をインクジェットプリンタに用いる場合は、キャリッジにおけるインクヘッド等)に供給される。
【0059】
インクタンク1は、図2(a)に示すように、インクタンク1を構成する、タンクホルダ5に装着される側の側面は、内壁21と外壁22とにより構成されている。内壁21は、開口部21a〜21dを有する。外壁22は、開口部22a〜22dを有する。
【0060】
インクタンク1がタンクホルダ5に装着されるとき、開口部21d・21a・22aは空気供給針54が挿入される位置に対応し、開口部21b・22bは流通針53が挿入される位置に対応し、開口部21c・22cはインク供給針55が挿入される位置に対応する。
【0061】
また、針53・54が挿入される箇所には、内壁21と外壁22との間に、開口部31b・31aを有するシール部31が配され、インク供給針55が挿入される箇所には、内壁21と外壁22との間に、開口部32aを有するシール部32が配されている。シール部31・32により、針53〜55がインクタンク1内に挿入された場合に、針53〜55周辺からインクが漏れないようになっている。
【0062】
内壁21の開口部21dを覆うように、メッシュフィルタ27が配されている。メッシュフィルタ27は、インクタンク1の内部圧力が所定の範囲となるよう調整するためのものである。インクタンク1内部のインクによりメニスカス(インクの膜)が形成されるものであれば、その材料・大きさ等は特に限定されるものではない。例えば、メッシュフィルタ27は、網目状の金属メッシュフィルタや、金属繊維、または、樹脂繊維の編み物であるフィルタ等でもよい。
【0063】
ここで、インクタンク1の内部圧力は、負圧(陰圧)となっているため、メッシュフィルタ27におけるメニスカスは、インクタンク1内部側に凹んだ状態となっている。
【0064】
また、内壁21は、空気防護壁28を有する。空気防護壁28は、流通針53・空気供給針54からインクタンク1内部に供給された空気が、インク供給針55の供給孔55aからインクと共に供給されないよう、空気の流れを止めるためのものである。
【0065】
図2(a)に示すインクタンク1を、図2(b)に示すタンクホルダ5に装着するとき、流通針53、空気供給針54、および、インク供給針55はインクタンク1内部に挿入され、インク供給装置として図1に示す構成となる。
【0066】
以下、インクタンク1の内部圧力の制御について説明する。
【0067】
まず、インク供給装置の動作時(インクタンク1の使用(インクの消費)時)における内部圧力の制御について説明する。
【0068】
インクタンク1のインクの消費に伴い、インクタンク1の内部圧力は負圧が大きくなる。そして、所定の値(臨界値)まで大きくなると、メッシュフィルタ27表面にインクによって形成されているメニスカスが破れる。
【0069】
このとき、インクタンク1は、メッシュフィルタ27を介して空気を吸い込む。これにより、インクタンク1内部の負圧が過大になることを防止することができ、インクタンク1の内部圧力を所定の範囲に調整することができる。
【0070】
即ち、インクが消費されると、空気供給針54から入って来た空気は、インクタンク1内部の負圧の増加により、メッシュフィルタ27のメッシュの目に張っているインクの液面を押し、表面張力に打ち勝って(メニスカスを破って)これを通過し気泡となる。この気泡を発生させるための圧力(臨界値)は、メッシュフィルタ27の濾過精度に依存するが、この濾過精度を最適にすることによって、インクタンク1の内部圧力、即ち、インクの供給圧を一定に保つことができる。また、メッシュフィルタ27は、その濾過精度よりも大きいゴミ等を除去する働きもある。
【0071】
このように、空気供給針54は、インク供給装置の動作時におけるインクタンク1の内部圧力を調整することができる。即ち、空気供給針54は、インクタンク1内部のインク残量の変化(インクの消費)に基づく圧力変動を吸収することができる。
【0072】
次に、温度変化時の内部圧力の制御について説明する。
【0073】
ところで、時間帯や設置場所の変更などによって、インク供給装置の周囲の環境が変化する場合がある。このような場合、インクタンク1内部の空気の体積が変化し、内部圧力が変動する。
【0074】
例えば、インクの消費が進み、インクタンク1内部の空気が多くなってきた場合などは、環境の変化による内部圧力の変動が大きくなる。インクタンク1内部に、例えば100(cc)の空気が収容されているとすると、インクタンク1内部の温度が5℃から55℃に変化した場合、ボイル・シャルルの法則により、空気の体積は100×(328/278)=118(cc)となり、18(cc)体積が変化する。
【0075】
このように、インクタンク1内部の空気の体積が変化した場合、その体積分の空気またはインクを、流通針53を介してコントロールタンク50との間で流通させることにより、温度変化に基づくインクタンク1内部の圧力変動を吸収することができる。
【0076】
具体的に、インクタンク1内部において、インクの液面が流通孔53aより高い位置(同じ高さも含む)にある場合には、空気の膨張(インクタンク1内部の空気の体積の増加)により、インクタンク1内部から、インクや空気が流通針53を介してコントロールタンク50に流出する。ここで、コントロールタンク50はバネ51を備えることで容積の増減が可能である。即ち、バネ51が広がることで、コントロールタンク50は流入したインクや空気を収容することができる。
【0077】
また、インクタンク1内部において、インクの液面が流通孔53aより低い位置にある場合には、空気の膨張により、インクタンク1内部から、空気が流通針53を介してコントロールタンク50に流出する。
【0078】
一方、空気の収縮(インクタンク1内部の空気の体積の減少)により、その体積変化分、インクタンク1は、コントロールタンク50内部の空気あるいはインクを吸い上げる。即ち、流通針53を介して、空気あるいはインクがインクタンク1内部に流入する。
【0079】
従って、インク供給装置の待機時に、温度変化によるインクタンク1内部の空気の体積変化があっても、その体積変化、即ち、インクタンク1の内部圧力の変動を、流通針53およびコントロールタンク50により吸収することができる。
【0080】
このように、コントロールタンク50を備えていることにより、一度インクタンク1から流出したインクも利用することができる。これにより、インクの利用効率の向上を図ることができる。
【0081】
また、タンクホルダ5とインクタンク1とは着脱可能となっている。従って、インクタンク1内部のインクを消費し、コントロールタンク50内部にインクを残したままインクタンク1を取り替えたとしても、その後装着された別のインクタンクとの間で、コントロールタンク50内部のインクを用いることができる。これにより、インクを無駄にすることなく、有効に利用することができる。
【0082】
なお、図2(a)に示すシール部31・32と、外壁22との間に形成される空間40・41には、多孔質性部材である多孔質体(例えば、ポリエステル繊維を一方向に束ねた中綿材など)を配していてもかまわない。これにより、インクタンク1をタンクホルダ5から取り外すとき、針53〜55に付着していたインクを吸収することができる。これにより、インクタンク1を取り外したユーザにインクが付着することを防止できる。
【0083】
また、インクタンク1をタンクホルダ5に装着するときの針53〜55のインクタンク1への挿入順は、インク供給針55を最後にする方がよい。
【0084】
例えば、インク供給針55を最初に挿入したとすると、流通針53や空気供給針54を挿入したとき、インクタンク1内部に圧力変動が起こり、インク供給針55から空気やインクが流出してしまうこととなる。
【0085】
しかしながら、インク供給針55を最後に挿入することにより、流通針53や空気供給針54によってインク供給針55の挿入による圧力変動を吸収することができ、インク供給針55から、例えばインク供給チューブ(インク供給経路)に空気やインクを押し出すことを防止できる。従って、インクを用いた画像形成時に、インク供給チューブ内に溜まっていた空気やインクが排出されることによる画質の劣化を防止することができる。
【0086】
また、インクタンク1をタンクホルダ5から取り外す(離脱させる)ときの針53〜55のインクタンク1からの抜き取り順は、インク供給針55を最初にする方がよい。
【0087】
例えば、インク供給針55を最後に抜き取るとすると、流通針53や空気供給針54を抜き取ったとき、インクタンク1内部に圧力変動が起こり、例えばキャリッジのノズル先端からインク供給針55を介してインク供給チューブ(インク供給経路)に空気を吸い込むこととなる。
【0088】
しかしながら、インク供給針55を最初に抜き取ることにより、流通針53や空気供給針54によってインク供給針55の抜き取りよる圧力変動を吸収することができ、例えばインク供給チューブ(インク供給経路)が空気を吸い込むことを防止できる。従って、インクを用いた画像形成時に、インク供給チューブ内に溜まっていた空気が排出されることによる画質の劣化を防止することができる。
【0089】
また、上述したインクタンク1内部には、インクおよび空気のみが収納されており、それ以外のもの(例えば、インク吸収体やインク袋などの収納部材)は収納されていない。このような収納部材があると、その中をインクが流れるとき、粘性抵抗をうけることとなる。このような場合、インク供給針55からインクが流出する際のインクを押し出す圧力(インクの供給圧)が、インクの残量によって異なることとなる。即ち、収納部材により圧力損失が発生する。
【0090】
従って、インク供給時において、収納部材の中をインクが流れることによる圧力損失がなく、安定してインクを供給することができる。これにより、高速印字などの大量インク供給時において、インク供給の追従性の向上を図ることができる。
【0091】
さらに、コントロールタンク50は、インクタンク1の底面近傍に配されている。これにより、インクタンク1内部のインクを使い切るまで、コントロールタンク50を用いた内部圧力の制御を行うことができる。
【0092】
また、インクの流出口である供給孔55aにおける圧力と略同じ圧力に基づき、コントロールタンク50を用いてインクタンク1の内部圧力の制御を行うことができる。従って、インクの供給圧(インクの供給に要する圧力)を制御することができ、インクの供給を安定して行うことができる。
【0093】
ここで、インクタンク1の容積をVt、コントロールタンク50の容積をVsとする。このとき、容積Vt・Vsの関係は、0.1≦Vs/Vt≦0.3を満足する。
【0094】
ところで、インクを記録媒体に吐出するインクヘッドのノズルにおける耐圧を考えると、インク供給圧の圧力変動の許容値は略2〜3kPaである。また、温度上昇を20〜50℃とすると、インクタンク1内部の空気の体積変化は約7〜17%となる。
【0095】
そこで、容積Vt・Vsが上記関係を満足することにより、コントロールタンク50がインクで満タンとなることはなく、コントロールタンク50とインクタンク1との間でインクおよび空気を流通させることにより、インクタンク1の内部圧力の調整を行うことができる。即ち、インクタンク1を適切な負圧に維持することができる。
【0096】
以上のように、本実施の形態のインク供給装置は、内部にインクを収容するインクタンク1と、該インクタンク1を着脱可能に保持するタンクホルダ5とを備えている。
【0097】
また、インク供給装置において、タンクホルダ5は、装着されたインクタンク1の内部圧力が所定値となるよう、インクタンク1との間でインクおよび空気を流通可能とする圧力調整手段(図1では、インクおよび空気を流通可能とする流通針53・コントロールタンク50、空気を流通可能とする空気供給針54)を備えていることを特徴としている。
【0098】
即ち、インク供給装置は、インクタンク1をタンクホルダ5に装着したときに、流通針53・空気供給針54がインクタンク1の中に挿入される。
【0099】
これにより、タンクホルダ5とインクタンク1とが着脱可能に構成されている。
【0100】
従って、例えば、インク供給装置の圧力調整手段として、インクタンク1との間で流通するインクおよび空気を収容可能なコントロールタンク50を備えているとすると、インクタンク1内部のインクを消費し、コントロールタンク50内部にインクを残したままインクタンク1を取り替えたとしても、その後装着された別の新しいインクタンク1との間で、コントロールタンク50内部のインクを用いることができる。これにより、インクを無駄にすることなく、有効に利用することができる。
【0101】
また、流通針53・コントロールタンク50・空気供給針54により、インクの消費や、周囲環境(温度)の変化に伴い、インクタンク1内部の圧力が変動しても、インクおよび空気の流通によってインクタンク1の内部圧力を調整することができる。即ち、インクタンク1内部の圧力変動を吸収することができる。
【0102】
さらに、流通針53・コントロールタンク50・空気供給針54をインクタンク1に対して着脱可能とすることにより、インクタンク1内部にインクタンク1内部の圧力を負圧にして圧力変動を吸収するための吸収材(例えば、多孔質体)を備えなくてもよくなる。
【0103】
通常、吸収材が配されていると、その中をインクが流れるとき、粘性抵抗をうけることとなる。このような場合、インク供給装置からインクを押し出す圧力(インクの供給圧)が、インクの残量によって異なることとなる。即ち、吸収材により圧力損失が発生する。
【0104】
しかしながら、インクタンク1に吸収材を備えていないため、圧力変動が発生せず、安定してインクを供給することができる。
【0105】
ところで、インクタンク1内の温度が、5℃から55℃に上昇(50℃上昇)した場合の、インクタンク1内の空気の体積膨張によるインクの流出量、および、インクタンク1内のインクの体積膨張によるインクの流出量を、図6に示す。これにより、インクの体積膨張によるインクの流出は、空気の体積膨張によるインクの流出の約1/15であることがわかる。
【0106】
また、インクタンク1内のインク残量が80cc(このときの空気量は20cc)で、インクタンク内において、50℃上昇の温度サイクルを繰返し受けた場合に、インクタンク1からインクが流出した後のインク残量を図7に示す。
【0107】
同図に示すように、初期のインク残存量が80ccであっても、50℃の温度上昇を10サイクル繰り返すと、空気の体積膨張によりインクは100%流出してしまうが、それと比較すると、インクの体積膨張による流出は少なく、50℃の温度上昇を10サイクル繰り返した場合、インク残量は72%、流出量は8%となる。
【0108】
このインクの体積膨張による流出について、50℃の温度上昇の繰り返し数との関係を、図8に示す。同図に示すように、インク残量(cc)をy、50℃の温度上昇の繰返し数をxとすると次式(1)
y=80e(-0.0106) (1)
に近似できる。即ち、50℃の温度上昇の繰返しサイクルによるインク残量の減少の時定数は100回であることが分かる。
【0109】
ここで、インクタンク1の容積を100ccとし、インクが満タンに入っているとする。この場合、インクタンク1には空気が入っていないため、温度が上昇した場合、考慮するのはインクの体積膨張によるインクの流出のみである。例えば、インクの体積膨張率を0.21×10-3、インクタンク1の容積を100cc、上昇したインクタンク1の温度△T=50℃とすると、インクの体積膨張は1.05ccである。
【0110】
従って、インクタンク1とコントロールタンク50が着脱可能であり、新しい満タンのインクタンク1をタンクホルダ5に取り付けたとしても、インクの膨張によるインクの流出は大きな問題とならない。
【0111】
また、インク供給装置は、コントロールタンク50(圧力調整室)を有することにより、周囲環境(温度)の変化に基づくインクタンク1の内部圧力の変動を吸収することができる。
【0112】
また、インクタンク1内部のインクを消費し、コントロールタンク50内部にインクを残したままインクタンク1を取り替えたとしても、その後装着された別のインクタンク1との間で、コントロールタンク50内部のインクを用いることができる。これにより、インクを無駄にすることなく、有効に利用することができる。
【0113】
インク供給装置は、外部からインクタンク1内部に空気を供給するための空気供給針54を有することにより、インクタンク1装着時に、インクタンク1が大気と連通することができる。これにより、インクの消費によるインクタンク1の内部圧力の変動を吸収できる。
【0114】
また、空気供給針54が、インクタンク1に対して着脱可能なタンクホルダ5に備えられているため、インクタンク1をタンクホルダ5から取り外したとき、インクタンク1を密閉することができる。従って、インクタンク1からインクが漏れることを防止できる。
【0115】
以下、上述したインク供給装置を、インクジェットプリンタに適用した場合の構成について、図3を用いて説明する。
【0116】
図3に示すように、インクジェットプリンタは、給紙部(給紙装置)、分離部、搬送部、印刷部および排出部から構成される。
【0117】
給紙部とは、印刷を行う際にシート(記録用紙)Sを供給するものであり、給紙トレイ6およびピックアップローラ4よりなる。印刷を行わない際には、シートSを保管する機能を果たす。
【0118】
分離部(図示せず)は、上述した給紙部より供給されるシートSを、後述する印刷部へ1枚ずつ供給するためのものであり、給紙ローラおよび分離装置よりなる。分離装置では、パッド部分(シートSとの接触部分)とシートSとの摩擦が、シートS・S間の摩擦より大きくなるように設定されている。また、給紙ローラでは、給紙ローラとシートとの摩擦が、パッドとシートSとの摩擦や、シートS・S間の摩擦よりも大きくなるように設定されている。そのため、2枚のシートS・Sが分離部まで送られてきたとしても、給紙ローラによって、これらのシートSを分離し、上側のシートSのみを搬送部に送ることができる。
【0119】
搬送部は、分離部より1枚ずつ供給されるシートSを、印刷部へと搬送するためのものであり、ガイド板(図示せず)およびローラ対(搬送押えローラ8・搬送ローラ9)よりなる。ローラ対は、シートSを、後述する印字ヘッド13とプラテン16との間に送り込む際に、印字ヘッド13からのインクがシートSの適切な位置に吹き付けられるように、シートSの搬送を調整する部材である。
【0120】
印刷部は、搬送部のローラ対より供給されるシートSへ印刷を行うためのものである。印刷部は、印字ヘッド13、印字ヘッド13を搭載したキャリッジ3、キャリッジ3を案内するための部材であるガイドシャフト10、印字ヘッド13にインクを供給するインクカートリッジ14、インクカートリッジを搭載するカートリッジ装着部17、インクカートリッジ14からキャリッジにインクを供給するためのインク供給チューブ2、および、印刷時にシートSの台となるプラテン16より構成される。
【0121】
排出部は、印刷が行われたシートSをインクジェットプリンタの外部へ排出するためのものであり、排出ローラ(排出ローラ11・12)、用紙排出口15、および、排出トレイ7よりなる。
【0122】
なお、上述した図1に示すインクタンク1はインクカートリッジ14に備えられている。また、図1に示すタンクホルダ5はインクカートリッジ装着部17の一部に該当する。
【0123】
ここで、印刷時におけるインクジェットプリンタの動作を説明する。
【0124】
まず、図示しないコンピュータ等から、画像情報に基づく印刷要求が、インクジェットプリンタに対してなされる。すると、印刷要求を受信したインクジェットプリンタは、給紙トレイ6上のシートSを、ピックアップローラ4によって給紙部より搬出する。
【0125】
次に、搬出されたシートSは、給紙ローラによって分離部を通過し、搬送部へと送られる。搬送部では、ローラ対によって、シートSを印字ヘッド13とプラテン16との間へと送る。
【0126】
そして、印刷部では、印字ヘッド13のノズルより、プラテン16上のシートSへ、画像情報に対応してインクが吹き付けられる(吐出される)。このとき、シートSはプラテン16上で一端停止されている。インクを吹き付けつつ、キャリッジ3は、ガイドシャフト10に案内されて、主走査方向に渡って一ライン分走査される。それが終了すると、シートSは、プラテン16上で副走査方向に一定の幅だけ移動させられる。印刷部において、上記処理が画像情報に対応し継続して実施されることにより、シートS全面に印刷がなされる。
【0127】
なお、キャリッジ3には、インクカートリッジ14からインク供給チューブ2を介してインクが供給される。キャリッジ3に供給されたインクは、印字ヘッド13のノズルから吐出される。
【0128】
続いて、印刷が行われたシートSは、インク乾燥部を経て、排出ローラ11・12によって、用紙排出口15から排出トレイ7に排出される。その後、シートSは印刷物としてユーザに提供される。
【0129】
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の一形態について図1、2、4、5に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において、実施の形態1における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【0130】
本実施の形態におけるインク供給装置の構成を図4に示す。同図に示すように、本インク供給装置は、インクタンク1´とタンクホルダ5´とからなり、インクタンク1´はタンクホルダ5´に対して着脱可能に構成される。本インク供給装置は、実施の形態1におけるインク供給装置における流通針53と空気供給針54とコントロールタンク50が一体的に形成されている構成(図1・2参照)である。即ち、インクタンク1´は、インクタンク1の流通針53・空気供給針54・メッシュフィルタ27・コントロールタンク50のかわりに、圧力コントロール針61および圧力コントロールタンク62を備えている。
【0131】
従って、インクタンク1´は、インク供給針55および圧力コントロール針61に対応するように、開口部およびシール部を有している。
【0132】
インクタンク1´と圧力コントロールタンク62とは、圧力コントロール針61によって連通され、空気およびインクが流通可能となっている。
【0133】
圧力コントロール針61は中空状の針であり、インクタンク1´側の一端は先が尖っている。圧力コントロール針61は、インクタンク1´側の端部付近には流通孔61aが、圧力コントロールタンク62側の端部には流通孔61bが形成されている。
【0134】
圧力コントロールタンク62は、空気およびインクを溜めることができる調整室62aと、調整室62a、即ちインクタンク1´を大気と連通するための大気連通路62bとからなる。即ち、インクタンク1´の内部圧力は、常に大気圧になるよう調整されている。
【0135】
ここで、インク供給装置の動作時(インクタンク1´の使用(インクの消費)時)における内部圧力の制御について説明する。
【0136】
インクタンク1´のインクの消費に伴い、インクタンク1の内部圧力が変化すると、インクタンク1´は、圧力コントロール針61から少なくとも空気またはインクを吸い込む。このように、インクタンク1´の内部圧力が大気圧に維持されるよう調整することにより、インクタンク1´内部のインク残量の変化に基づく圧力変動を吸収することができる。
【0137】
次に、温度変化時の内部圧力の制御について説明する。
【0138】
インクタンク1´内部の空気の体積が変化した場合、その体積分の空気またはインクを、圧力コントロール針61を介して圧力コントロールタンク62との間で流通させることにより、温度変化に基づくインクタンク1´内部の圧力変動を吸収することができる。
【0139】
即ち、インクタンク1´内部の空気が膨張すると、インクタンク1´から、インクや空気が圧力コントロールタンク62に流入する。これにより、インクタンク1´の内部圧力は大気圧に維持されるよう調整される。
【0140】
また、インクタンク1´内部の空気が収縮した場合には、圧力コントロールタンク62から、インクや空気がインクタンク1´内部に流入する。これにより、インクタンク1´の内部圧力は大気圧に維持されるよう調整される。
【0141】
このように、圧力コントロールタンク62は、インクタンク1´内部の温度変化に基づく圧力変動、および、インク供給装置の動作時の圧力変動を吸収することができる。
【0142】
なお、圧力コントロールタンク62内において圧力コントロール針61は、上記圧力変動時にインクタンク1´に圧力コントロールタンク62から空気またはインクが流入する場合において調整室62内の底にインクが溜まっているときに、インクを先に吸い上げることができる位置に配されている。
【0143】
これにより、インクが消費されてインクタンク1´におけるインクの液面の位置が流通孔61aより下になったとき、インクタンク1´から圧力コントロールタンク62に流出するのは空気であるが、一方、圧力コントロールタンク62からインクタンク1´に流入するのはインクとなる。そして、圧力コントロールタンク62内にインクがなくなった場合には、空気を流入させてインクタンク1´の内部圧力を大気圧に安定させることができる。
【0144】
従って、インクを無駄なく使い切ることができる。
【0145】
なお、圧力コントロールタンク62の内部には、予めインクが含浸された多孔質体を備えていてもかまわない。
【0146】
以下、図5を用いて、多孔質体(インク吸収体)70を備えた圧力コントロールタンク75について説明する。
【0147】
圧力コントロールタンク75は、多孔質体70およびメッシュフィルタ(負圧調整手段)71を備え、開口部73により大気と連通している。
【0148】
多孔質体70には、予めインクが含浸されており、メッシュフィルタ71のメッシュには、インクによりメニスカスが形成されている。
【0149】
インクタンク1´の内部圧力において負圧が大きくなると、メニスカスが破れ、開口部73からの空気が圧力コントロールタンク75に供給される。そして、この供給された空気に押されて、圧力コントロールタンク75から圧力コントロール針61を介してコントロールタンク1´にインクが供給される。これにより、インクタンク1´の内部圧力は調整される。即ち、圧力コントロールタンク75は、インクタンク1´内部の圧力変動を吸収することができる。
【0150】
また、メッシュフィルタ71においてメニスカスが破れても、空気が供給されてインクタンク1´の内部圧力が安定すれば、負圧は小さくなり、メニスカスは再生される。
【0151】
なお、圧力コントロールタンク75からインクタンク1´へ供給されるインクが無くなった後は、圧力コントロールタンク75内部の空気により、インクタンク1´の内部圧力を調整する。
【0152】
また、温度変化等により、インクタンク1´から圧力コントロールタンク75にインクが流出したとしても、インクタンク1´の内部圧力の変動により、流出したインクが再びインクタンク1´内部に流入することとなる。これにより、インクを使い切ることができ、無駄にすることはない。
【0153】
また、開口部73は、使用前はシールテープ72により密閉されている。これにより、圧力コントロールタンク75内部のインクの蒸発を抑制する。
【0154】
なお、多孔質体70やメッシュフィルタ71の構成・材料等は特に限定されるものではない。また、メッシュフィルタ71は無くてもかまわない。
【0155】
また、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0156】
【発明の効果】
本発明のインク供給装置は、以上のように、タンクホルダが、装着されたインクタンクの内部圧力が所定値となるよう、インクタンクとの間でインクおよび空気を流通可能とする圧力調整手段を備えている構成である。
【0157】
即ち、本発明のインク供給装置は、インクタンクをタンクホルダに装着したときに、圧力調整手段の一部がインクタンクの中に挿入される構成である。
【0158】
これにより、例えば、圧力調整手段が、インクタンクとの間で流通するインクおよび空気を収容可能な圧力調整室を備えているとすると、インクタンク内部のインクを消費し、圧力調整手段の圧力調整室内部にインクを残したままインクタンクを取り替えたとしても、その後装着された別のインクタンクとの間で、圧力調整室内部のインクを用いることができる。これにより、インクを無駄にすることなく、有効に利用することができる。
【0159】
また、圧力調整手段により、インクの消費や、周囲環境(温度)の変化に伴い、インクタンク内部の圧力が変動しても、インクおよび空気の流通によってインクタンクの内部圧力を調整することができる。即ち、インクタンク内部の圧力変動を吸収することができる。
【0160】
さらに、圧力調整手段をインクタンクに対して着脱可能とすることにより、インクタンク内部にインクタンク内部の圧力を負圧にして圧力変動を吸収するための吸収材(例えば、多孔質体)を備えなくてもよくなる。従って、圧力変動が発生せず、安定してインクを供給することができるといった効果を奏する。
【0161】
本発明のインク供給装置は、圧力調整手段が、インクタンク内部から流出したインクおよび空気を保持する圧力調整室を有する構成である。
【0162】
これにより、周囲環境(温度)の変化に基づくインクタンクの内部圧力の変動を吸収することができる。
【0163】
また、インクタンク内部のインクを消費し、圧力調整室内部にインクを残したままインクタンクを取り替えたとしても、その後装着された別のインクタンクとの間で、圧力調整室内部のインクを用いることができる。これにより、インクを無駄にすることなく、有効に利用することができるといった効果を奏する。
【0164】
本発明のインク供給装置は、圧力調整手段が、外部からインクタンク内部に空気を供給するための空気供給手段を有する構成である。
【0165】
これにより、インクタンク装着時には、インクタンクが大気と連通することができ、インクの消費によるインクタンクの内部圧力の変動を吸収できる。
【0166】
また、空気供給手段が、インクタンクに対して着脱可能なタンクホルダに備えられているため、インクタンクをタンクホルダから取り外したとき、インクタンクを密閉することができる。従って、インクタンクからインクが漏れることを防止できるといった効果を奏する。
【0167】
本発明のインク供給装置は、タンクホルダが、装着されたインクタンクと連通し、インクタンクに収容されたインクを外部に供給するインク供給手段を備え、インク供給手段は、タンクホルダにインクタンクを装着する際、インクタンクとは最後に連通される構成である。
【0168】
これにより、圧力調整手段によって圧力調整手段とインクタンクとの連通による圧力変動を吸収することができ、インク供給手段から、例えばインク供給チューブ(インク供給経路)に空気やインクを押し出すことを防止できる。従って、インクを用いた画像形成時に、インク供給チューブ内に溜まっていた空気やインクが排出されることによる画質の劣化を防止することができるといった効果を奏する。
【0169】
本発明のインク供給装置は、タンクホルダが、装着されたインクタンクと連通し、インクタンクに収容されたインクを外部に供給するインク供給手段を備え、インク供給手段は、タンクホルダからインクタンクを取り外す際、最初に連通が解除される構成である。
【0170】
これにより、圧力調整手段によってインク供給手段の挿入による圧力変動を吸収することができ、例えばインク供給チューブ(インク供給経路)が空気を吸い込むことを防止できる。従って、インクを用いた画像形成時に、インク供給チューブ内に溜まっていた空気が排出されることによる画質の劣化を防止することができるといった効果を奏する。
【0171】
本発明のインク供給装置は、インクタンク内部には、インクおよび空気のみが収容される構成である。
【0172】
これにより、インクタンクの内部にインク吸収体やインク袋などの吸収材が収納されていないことより、インクタンクの容積を有効に活用できる。従って、インクタンクの小型化を図ることができるといった効果を奏する。
【0173】
本発明のインク供給装置は、圧力調整室は、側面の少なくとも一部が、容積が大きくなるように付勢する付勢部材からなる構成である。
【0174】
これにより、インクタンクの圧力変動を吸収することができるといった効果を奏する。
【0175】
本発明のインク供給装置は、圧力調整手段が、インクタンクの底面近傍に配置されている構成である。
【0176】
これにより、圧力調整手段を、インクがなくなるまで用いることができるといった効果を奏する。
【0177】
本発明のインク供給装置は、圧力調整室が、予めインクを吸収しているインク吸収体を有する構成である。
【0178】
これにより、インクタンク内部の負圧を調整することができるといった効果を奏する。
【0179】
本発明のインクンク供給装置は、圧力調整手段が、インクタンクの内部圧力を負圧に調整する負圧調整手段を有する構成である。
【0180】
これにより、負圧調整手段(例えば、メッシュフィルタ)により、メニスカスを用いて空気の供給を調整でき、インクタンクの内部圧力を所定の範囲に調整することができるといった効果を奏する。
【0181】
本発明のインク供給装置は、インクタンクの容積をVtとし、圧力調整室の容積をVsとすると、容積VsおよびVtは、
0.1≦Vs/Vt≦0.3
を満足する構成である。
【0182】
これにより、圧力調整室を満タンにすることなく、インクタンクの内部圧力を所定の範囲に保持することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るインク供給装置の要部の構成を示す図である。
【図2】(a)は、インクタンクの構成を示す図であり、(b)は、タンクホルダの構成を示す図である。
【図3】インク供給装置を用いたインクジェットプリンタの概略の構成を示す図である。
【図4】本発明の実施の他の一形態に係るインク供給装置の要部の構成を示す図である。
【図5】圧力コントロールタンク内部にフェルトを配した場合のインク供給装置の構成について示す図である。
【図6】インクタンク内部の温度が、5℃から55℃に上昇した場合の、インクタンク内の空気の体積膨張によるインクの流出量、および、インクタンク内のインクの体積膨張によるインクの流出量を示すグラフである。
【図7】インクタンク内のインク残量が80ccで、インクタンク内において50℃上昇の温度サイクルを繰返し受けた場合に、インクタンクからインクが流出した後のインク残量を示すグラフである。
【図8】インクの体積膨張によるインクの流出と、50℃の温度上昇の繰り返し数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1,1´ インクタンク
5,5´ タンクホルダ
27 メッシュフィルタ(負圧調整手段)
50 コントロールタンク(圧力調整手段、圧力調整室)
51 バネ(付勢部材)
53 流通針(圧力調整手段)
54 空気供給針(圧力調整手段、空気供給手段)
55 インク供給針(インク供給手段)
61 圧力コントロール針(圧力調整手段、空気供給手段)
62 圧力コントロールタンク(圧力調整手段、圧力調整室、空気供給手段)
62a 調整室(圧力調整室)
62b 大気連通路
75 圧力コントロールタンク(圧力調整手段、圧力調整室)
70 多孔質体(インク吸収体)
71 メッシュフィルタ(負圧調整手段)
75 圧力コントロールタンク(圧力調整手段、圧力調整室、空気供給手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink supply apparatus that stores ink to be supplied in an ink jet printer or the like used for a facsimile machine, a copying machine, a printer of an OA device, or the like.
[0002]
[Prior art]
Ink-jet printing is advantageous for use in facsimile machines, copiers, printers for office automation equipment, and the like because it can be printed on plain paper with little noise.
[0003]
Ink jet printers using the above-described method as an image forming apparatus generally form an image by ejecting ink while a carriage equipped with an ink head reciprocally scans in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium. be able to.
[0004]
Such an ink jet printer includes an ink tank for containing ejected ink.
[0005]
Conventionally, an ink tank has been filled with a porous absorbent material so that fluctuations in the internal pressure of the ink tank due to changes in the remaining amount of ink can be absorbed, and ink is held in the porous absorbent material. (For example, refer to Patent Document 1).
[0006]
In addition, the ink tank communicates with the main ink in which the ink is stored via the communication hole and an air communication port is opened on the upper side so as to absorb fluctuations in internal pressure due to changes in the surrounding environment. Some have a secondary ink chamber. An absorbing member is inserted into the sub ink chamber and is filled with an amount of ink that can be impregnated in the absorbing member. Thereby, the negative pressure inside the main ink chamber can be controlled (see, for example, Patent Document 2).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-229133 (published on September 7, 1993)
[0008]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-52405 (published February 28, 1995)
[0009]
[Patent Document 3]
JP 2001-353882 A (published on December 25, 2001)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configurations described in
[0011]
For this reason, it is not possible to use up all the ink impregnated in the absorbing material, and the ink use efficiency with respect to the volume of the ink tank (the amount of ink that can be supplied / the volume of the ink tank) becomes low. That is, the volume of the ink tank cannot be effectively used.
[0012]
In the configuration described in
[0013]
In addition, when an absorbing material is provided, viscous resistance is applied when ink flows through the absorbing material. In such a case, the pressure for pushing out the ink from the ink supply device (ink supply pressure) varies depending on the remaining amount of ink. That is, a pressure loss is generated by the absorbent material.
[0014]
As a result, the ink cannot be supplied stably, and the followability when supplying a large amount of ink such as high-speed printing is deteriorated.
[0015]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to absorb pressure fluctuations inside the ink tank and to effectively use the ink stored in the ink tank. Another object of the present invention is to provide an ink supply device that can stably supply ink.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an ink supply apparatus according to the present invention includes an ink tank that stores ink therein, and a tank holder that detachably holds the ink tank. Is a pressure adjusting means (for example, a flow needle, an air supply needle, a pressure control needle, and the like) that allows ink and air to flow between the ink tank and the ink tank so that the internal pressure of the mounted ink tank becomes a predetermined value. It features a pressure control tank.
[0017]
That is, in the above ink supply device, when the ink tank is mounted on the tank holder, a part of the pressure adjusting means (for example, one end of the flow needle, the air supply needle, or the pressure control needle) is inserted into the ink tank. It is preferred that
[0018]
According to said structure, the tank holder provided with a pressure adjustment means and the ink tank are comprised so that attachment or detachment is possible.
[0019]
Therefore, for example, if the pressure adjusting means includes a pressure adjusting chamber capable of storing ink and air flowing between the ink tanks, the ink inside the ink tank is consumed, and the pressure adjusting chamber of the pressure adjusting means Even if the ink tank is replaced while the ink is left inside, the ink in the pressure adjustment chamber can be used with another ink tank that is mounted thereafter. Thereby, the ink can be used effectively without wasting it.
[0020]
Further, the pressure adjusting means can adjust the internal pressure of the ink tank by the circulation of the ink and air even if the pressure inside the ink tank fluctuates due to the consumption of the ink or the change of the surrounding environment (temperature). . That is, the pressure fluctuation inside the ink tank can be absorbed.
[0021]
Furthermore, by making the pressure adjusting means detachable from the ink tank, an absorbing material (for example, a porous body) for absorbing pressure fluctuation by making the pressure inside the ink tank negative is provided inside the ink tank. You do n’t have to.
[0022]
Normally, when an absorbing material is disposed, viscous resistance is applied when ink flows through the absorbing material. In such a case, the pressure for pushing out the ink from the ink supply device (ink supply pressure) varies depending on the remaining amount of ink. That is, a pressure loss is generated by the absorbent material.
[0023]
However, since the ink tank is not provided with an absorbing material, pressure fluctuation does not occur and ink can be supplied stably.
[0024]
In the above ink supply device, it is preferable that the pressure adjusting means has a pressure adjusting chamber (for example, a control tank, a pressure control tank, and an adjusting chamber) that holds the ink and air that have flowed out of the ink tank.
[0025]
According to said structure, the fluctuation | variation of the internal pressure of an ink tank based on the change of ambient environment (temperature) can be absorbed.
[0026]
In addition, even if the ink in the ink tank is consumed and the ink tank is replaced while the ink is left in the pressure adjustment chamber, the ink in the pressure adjustment chamber is used with another ink tank that is installed after that. be able to. Thereby, the ink can be used effectively without wasting it.
[0027]
In the above ink supply device, it is preferable that the pressure adjusting means has air supply means (for example, an air supply needle, a pressure control needle, and a pressure control tank) for supplying air from the outside into the ink tank.
[0028]
According to the above configuration, when the ink tank is mounted, the ink tank can communicate with the atmosphere. Thereby, the fluctuation | variation of the internal pressure of the ink tank by consumption of ink can be absorbed.
[0029]
In addition, since the air supply means is provided in the tank holder that can be attached to and detached from the ink tank, the ink tank can be sealed when the ink tank is removed from the tank holder. Accordingly, it is possible to prevent ink from leaking from the ink tank.
[0030]
The ink supply device includes an ink supply unit that communicates with a mounted ink tank and supplies ink stored in the ink tank to the outside. The ink supply unit mounts the ink tank on the tank holder. In doing so, it is preferable to communicate with the ink tank last. That is, the ink supply means communicates with the ink tank after the pressure adjustment means communicates with the ink tank (attached to the ink tank).
[0031]
For example, if the ink supply means is first communicated with the ink tank, when the pressure adjustment means is communicated with the ink tank, pressure fluctuations occur inside the ink tank, and air or ink flows out from the ink supply means. It becomes.
[0032]
However, according to the above configuration, the ink supply means is connected to the ink tank at the end when the ink tank is attached to the tank holder, so that the pressure adjustment means communicates the pressure adjustment means with the ink tank. Pressure fluctuations can be absorbed, and air or ink can be prevented from being pushed out from the ink supply means to, for example, an ink supply tube (ink supply path). Therefore, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated due to the discharge of air and ink accumulated in the ink supply tube during image formation using ink.
[0033]
The ink supply device includes an ink supply unit that communicates with the mounted ink tank and supplies the ink stored in the ink tank to the outside. The ink supply unit removes the ink tank from the tank holder. At this time, it is preferable that the communication is first released. That is, the communication between the ink supply unit and the ink tank is released (removed from the ink tank) before the communication between the pressure adjusting unit and the ink tank is released.
[0034]
For example, when the communication of the ink supply unit is finally released, when the communication of the pressure adjusting unit is released, a pressure fluctuation occurs in the ink tank. ) Will inhale air.
[0035]
However, according to the above configuration, by first releasing the communication of the ink supply means, the pressure fluctuation caused by the insertion of the ink supply means can be absorbed by the pressure adjusting means. For example, an ink supply tube (ink supply path) Can prevent inhaling air. Therefore, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated due to the discharge of the air accumulated in the ink supply tube during image formation using ink.
[0036]
In the ink supply device, it is preferable that only ink and air are accommodated in the ink tank.
[0037]
According to the above configuration, the capacity of the ink tank can be effectively utilized because no absorbing material such as an ink absorber or an ink bag is accommodated inside the ink tank. Therefore, the ink tank can be reduced in size.
[0038]
In the above-described ink supply device, the pressure adjustment chamber has at least a part of the side surface such that the volume of the pressure adjustment material is increased (an area excluding at least a part of the side surface (including the side surface), for example, the bottom surface). It is preferable that it consists of a biasing member that biases.
[0039]
According to said structure, the pressure fluctuation of an ink tank can be absorbed.
[0040]
In the above ink supply device, it is preferable that the pressure adjusting means is disposed in the vicinity of the bottom surface of the ink tank.
[0041]
According to the above configuration, the pressure (predetermined value) in the vicinity of the bottom surface of the ink tank and the pressure at the ink outlet (for example, the supply hole) in the ink supply unit, which are adjusted by the pressure adjusting unit, are substantially equal. Therefore, the outflow of ink can be controlled by adjusting the pressure by the pressure adjusting means. That is, the pressure adjusting means can be used until the ink runs out.
[0042]
In the ink supply device, it is preferable that the pressure adjustment chamber has an ink absorber that absorbs ink in advance.
[0043]
According to said structure, the negative pressure inside an ink tank can be adjusted by providing an ink absorber (porous body).
[0044]
In the above-described ink supply device, it is preferable that the pressure adjusting means includes a negative pressure adjusting means for adjusting the internal pressure of the ink tank to a negative pressure.
[0045]
According to the above configuration, the supply of air can be adjusted using the meniscus by the negative pressure adjusting means (for example, a mesh filter), and the internal pressure of the ink tank can be adjusted to a predetermined range.
[0046]
In the ink supply device, when the volume of the ink tank is Vt and the volume of the pressure adjusting chamber is Vs, the volumes Vs and Vt are:
0.1 ≦ Vs / Vt ≦ 0.3
Is preferably satisfied.
[0047]
According to the above configuration, the internal pressure of the ink tank can be maintained within a predetermined range without filling the pressure adjustment chamber.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS. 6 to 8.
[0049]
FIG. 1 shows a configuration of a main part of an ink supply apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the ink supply apparatus includes an
[0050]
As shown in FIG. 2B, the
[0051]
The
[0052]
As long as the
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
Note that the
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
As shown in FIG. 2A, the
[0060]
When the
[0061]
Further, the
[0062]
A
[0063]
Here, since the internal pressure of the
[0064]
The
[0065]
When the
[0066]
Hereinafter, control of the internal pressure of the
[0067]
First, the control of the internal pressure during operation of the ink supply device (when the
[0068]
As the ink in the
[0069]
At this time, the
[0070]
That is, when the ink is consumed, the air that has entered from the
[0071]
In this way, the
[0072]
Next, control of the internal pressure when the temperature changes will be described.
[0073]
By the way, the environment around the ink supply device may change due to a change in time zone or installation location. In such a case, the volume of air inside the
[0074]
For example, when the consumption of ink progresses and the air inside the
[0075]
In this way, when the volume of the air inside the
[0076]
Specifically, in the
[0077]
In addition, when the ink level is lower than the
[0078]
On the other hand, the
[0079]
Accordingly, even when there is a change in the volume of air inside the
[0080]
Thus, by providing the
[0081]
Further, the
[0082]
2A. In the
[0083]
Further, the insertion order of the
[0084]
For example, if the
[0085]
However, when the
[0086]
Further, it is preferable that the
[0087]
For example, if the
[0088]
However, when the
[0089]
Further, only the ink and air are stored in the
[0090]
Therefore, when ink is supplied, there is no pressure loss due to ink flowing through the storage member, and ink can be supplied stably. Thereby, it is possible to improve the followability of ink supply when supplying a large amount of ink such as high-speed printing.
[0091]
Further, the
[0092]
Further, the internal pressure of the
[0093]
Here, the volume of the
[0094]
By the way, considering the pressure resistance in the nozzle of the ink head that discharges ink onto the recording medium, the allowable value of the pressure fluctuation of the ink supply pressure is about 2 to 3 kPa. When the temperature rise is 20 to 50 ° C., the volume change of the air inside the
[0095]
Therefore, when the volume Vt · Vs satisfies the above relationship, the
[0096]
As described above, the ink supply apparatus according to the present embodiment includes the
[0097]
Further, in the ink supply device, the
[0098]
That is, in the ink supply device, when the
[0099]
Thereby, the
[0100]
Therefore, for example, assuming that a
[0101]
Further, the
[0102]
Furthermore, by making the
[0103]
Normally, when an absorbing material is disposed, viscous resistance is applied when ink flows through the absorbing material. In such a case, the pressure for pushing out the ink from the ink supply device (ink supply pressure) varies depending on the remaining amount of ink. That is, a pressure loss is generated by the absorbent material.
[0104]
However, since the
[0105]
By the way, when the temperature in the
[0106]
In addition, after the ink remaining in the
[0107]
As shown in the figure, even if the initial ink remaining amount is 80 cc, if the temperature rise of 50 ° C. is repeated 10 cycles, the ink will flow out 100% due to the volume expansion of the air. Outflow due to volume expansion is small, and when the temperature rise of 50 ° C. is repeated 10 cycles, the remaining ink amount is 72% and the outflow amount is 8%.
[0108]
FIG. 8 shows the relationship between the outflow due to the volume expansion of the ink and the number of repetitions of the temperature rise of 50 ° C. As shown in the figure, when the remaining amount of ink (cc) is y and the number of repetitions of the temperature rise of 50 ° C. is x, the following equation (1)
y = 80e (-0.0106) (1)
Can be approximated. That is, it can be seen that the time constant of the decrease in the remaining amount of ink due to the repeated cycle of temperature rise of 50 ° C. is 100 times.
[0109]
Here, it is assumed that the volume of the
[0110]
Therefore, even if the
[0111]
In addition, the ink supply device includes the control tank 50 (pressure adjustment chamber), so that it is possible to absorb fluctuations in the internal pressure of the
[0112]
Further, even if the ink in the
[0113]
The ink supply device includes the
[0114]
Further, since the
[0115]
Hereinafter, a configuration when the above-described ink supply apparatus is applied to an ink jet printer will be described with reference to FIG.
[0116]
As shown in FIG. 3, the ink jet printer includes a paper feed unit (paper feed device), a separation unit, a transport unit, a printing unit, and a discharge unit.
[0117]
The paper supply unit supplies a sheet (recording paper) S when performing printing, and includes a
[0118]
The separation unit (not shown) is for supplying the sheets S supplied from the above-described paper supply unit one by one to a printing unit described later, and includes a paper supply roller and a separation device. In the separation device, the friction between the pad portion (contact portion with the sheet S) and the sheet S is set to be larger than the friction between the sheets S and S. In the paper feed roller, the friction between the paper feed roller and the sheet is set to be larger than the friction between the pad and the sheet S and the friction between the sheets S and S. Therefore, even if the two sheets S · S are sent to the separation unit, these sheets S can be separated by the paper feed roller, and only the upper sheet S can be sent to the conveyance unit.
[0119]
The conveyance unit is for conveying the sheets S supplied one by one from the separation unit to the printing unit, and includes a guide plate (not shown) and a roller pair (
[0120]
The printing unit is for performing printing on the sheet S supplied from the roller pair of the conveyance unit. The printing unit includes a
[0121]
The discharge unit is for discharging the printed sheet S to the outside of the inkjet printer, and includes a discharge roller (
[0122]
The
[0123]
Here, the operation of the ink jet printer during printing will be described.
[0124]
First, a print request based on image information is made to an inkjet printer from a computer or the like (not shown). Then, the ink jet printer that has received the print request carries out the sheet S on the
[0125]
Next, the unloaded sheet S passes through the separation unit by the sheet feeding roller and is sent to the conveyance unit. In the conveyance unit, the sheet S is sent between the
[0126]
In the printing unit, ink is sprayed (discharged) from the nozzles of the
[0127]
Ink is supplied to the
[0128]
Subsequently, the printed sheet S passes through the ink drying unit and is discharged from the
[0129]
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In the present embodiment, components having functions equivalent to those of the components in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0130]
FIG. 4 shows the configuration of the ink supply device in the present embodiment. As shown in the figure, the ink supply apparatus includes an ink tank 1 'and a tank holder 5', and the ink tank 1 'is configured to be detachable from the tank holder 5'. This ink supply device has a configuration in which the
[0131]
Therefore, the
[0132]
The
[0133]
The
[0134]
The
[0135]
Here, the control of the internal pressure during operation of the ink supply device (when the ink tank 1 'is used (ink consumption)) will be described.
[0136]
When the internal pressure of the
[0137]
Next, control of the internal pressure when the temperature changes will be described.
[0138]
When the volume of the air inside the
[0139]
That is, when the air inside the
[0140]
Further, when the air inside the
[0141]
Thus, the
[0142]
In the
[0143]
As a result, when the ink is consumed and the position of the ink level in the
[0144]
Therefore, the ink can be used up without waste.
[0145]
The
[0146]
Hereinafter, the
[0147]
The
[0148]
The
[0149]
When the negative pressure increases in the internal pressure of the
[0150]
Even if the meniscus is broken in the
[0151]
Note that, after the ink supplied from the
[0152]
Further, even if ink flows out from the
[0153]
The
[0154]
In addition, the structure and material of the
[0155]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims, and technical means disclosed in different embodiments are appropriately combined. The obtained embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
[0156]
【The invention's effect】
As described above, the ink supply device of the present invention has pressure adjusting means for allowing ink and air to flow between the tank holder and the ink tank so that the internal pressure of the mounted ink tank becomes a predetermined value. It is the composition which is provided.
[0157]
That is, the ink supply device of the present invention is configured such that when the ink tank is mounted on the tank holder, a part of the pressure adjusting means is inserted into the ink tank.
[0158]
Thus, for example, if the pressure adjusting means includes a pressure adjusting chamber capable of containing ink and air that circulates between the ink tanks, the ink inside the ink tank is consumed and the pressure adjusting means adjusts the pressure of the pressure adjusting means. Even if the ink tank is replaced while the ink remains in the chamber, the ink in the pressure adjustment chamber can be used with another ink tank that is mounted thereafter. Thereby, the ink can be used effectively without wasting it.
[0159]
Further, the pressure adjusting means can adjust the internal pressure of the ink tank by the circulation of the ink and air even if the pressure inside the ink tank fluctuates due to the consumption of the ink or the change of the surrounding environment (temperature). . That is, the pressure fluctuation inside the ink tank can be absorbed.
[0160]
Furthermore, by making the pressure adjusting means detachable from the ink tank, an absorbing material (for example, a porous body) for absorbing pressure fluctuation by making the pressure inside the ink tank negative is provided inside the ink tank. You do n’t have to. Therefore, there is an effect that ink can be supplied stably without causing pressure fluctuation.
[0161]
In the ink supply apparatus of the present invention, the pressure adjusting means has a pressure adjusting chamber for holding ink and air that have flowed out of the ink tank.
[0162]
Thereby, it is possible to absorb fluctuations in the internal pressure of the ink tank based on changes in the surrounding environment (temperature).
[0163]
In addition, even if the ink in the ink tank is consumed and the ink tank is replaced while the ink is left in the pressure adjustment chamber, the ink in the pressure adjustment chamber is used with another ink tank that is installed after that. be able to. This produces an effect that ink can be used effectively without wasting it.
[0164]
In the ink supply device of the present invention, the pressure adjusting means has an air supply means for supplying air from the outside into the ink tank.
[0165]
As a result, when the ink tank is mounted, the ink tank can communicate with the atmosphere, and fluctuations in the internal pressure of the ink tank due to ink consumption can be absorbed.
[0166]
In addition, since the air supply means is provided in the tank holder that can be attached to and detached from the ink tank, the ink tank can be sealed when the ink tank is removed from the tank holder. Therefore, there is an effect that ink can be prevented from leaking from the ink tank.
[0167]
The ink supply device of the present invention includes an ink supply unit that communicates with a mounted ink tank, and supplies ink contained in the ink tank to the outside. The ink supply unit includes an ink tank in the tank holder. When mounting, the ink tank is configured to communicate with the last.
[0168]
As a result, the pressure adjustment means can absorb pressure fluctuations due to the communication between the pressure adjustment means and the ink tank, and can prevent the air or ink from being pushed out from the ink supply means to, for example, the ink supply tube (ink supply path). . Therefore, it is possible to prevent deterioration in image quality due to discharge of air and ink accumulated in the ink supply tube during image formation using ink.
[0169]
An ink supply device according to the present invention includes an ink supply unit that communicates with a mounted ink tank, and supplies ink stored in the ink tank to the outside. The ink supply unit removes the ink tank from the tank holder. When removing, the communication is first released.
[0170]
As a result, pressure fluctuation due to insertion of the ink supply means can be absorbed by the pressure adjusting means, and for example, the ink supply tube (ink supply path) can be prevented from sucking air. Accordingly, it is possible to prevent image quality deterioration due to the discharge of the air accumulated in the ink supply tube during image formation using ink.
[0171]
The ink supply device of the present invention is configured so that only ink and air are accommodated in the ink tank.
[0172]
As a result, the capacity of the ink tank can be effectively utilized since the ink tank does not contain an absorbent material such as an ink absorber or an ink bag. Therefore, the ink tank can be reduced in size.
[0173]
In the ink supply device of the present invention, the pressure adjustment chamber is configured by an urging member that urges at least a part of the side surface so as to increase the volume.
[0174]
Thereby, there is an effect that the pressure fluctuation of the ink tank can be absorbed.
[0175]
The ink supply device of the present invention has a configuration in which the pressure adjusting means is disposed near the bottom surface of the ink tank.
[0176]
Thereby, there is an effect that the pressure adjusting means can be used until the ink runs out.
[0177]
In the ink supply device of the present invention, the pressure adjustment chamber has an ink absorber that absorbs ink in advance.
[0178]
Thereby, there is an effect that the negative pressure inside the ink tank can be adjusted.
[0179]
In the ink supply device of the present invention, the pressure adjusting means has a negative pressure adjusting means for adjusting the internal pressure of the ink tank to a negative pressure.
[0180]
Thus, the negative pressure adjusting means (for example, a mesh filter) can be used to adjust the supply of air using the meniscus, and the internal pressure of the ink tank can be adjusted to a predetermined range.
[0181]
In the ink supply device of the present invention, when the volume of the ink tank is Vt and the volume of the pressure adjusting chamber is Vs, the volumes Vs and Vt are:
0.1 ≦ Vs / Vt ≦ 0.3
It is the structure which satisfies.
[0182]
As a result, the internal pressure of the ink tank can be maintained within a predetermined range without filling the pressure adjusting chamber.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an ink supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram illustrating a configuration of an ink tank, and FIG. 2B is a diagram illustrating a configuration of a tank holder.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an ink jet printer using an ink supply device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an ink supply device according to another embodiment of the invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an ink supply device when felt is disposed inside a pressure control tank.
FIG. 6 shows an ink outflow amount due to volume expansion of air in the ink tank and an ink outflow due to volume expansion of ink in the ink tank when the temperature inside the ink tank rises from 5 ° C. to 55 ° C. It is a graph which shows quantity.
FIG. 7 is a graph showing the remaining amount of ink after the ink has flowed out of the ink tank when the remaining amount of ink in the ink tank is 80 cc and a temperature cycle of 50 ° C. is repeatedly received in the ink tank.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the outflow of ink due to the volume expansion of ink and the number of repetitions of temperature rise of 50 ° C.
[Explanation of symbols]
1,1 'ink tank
5,5 'tank holder
27 Mesh filter (negative pressure adjusting means)
50 Control tank (pressure adjusting means, pressure adjusting chamber)
51 Spring (biasing member)
53 Distribution needle (pressure adjusting means)
54 Air supply needle (pressure adjusting means, air supply means)
55 Ink supply needle (ink supply means)
61 Pressure control needle (pressure adjusting means, air supply means)
62 Pressure control tank (pressure adjusting means, pressure adjusting chamber, air supply means)
62a Adjustment chamber (pressure adjustment chamber)
62b Atmospheric communication passage
75 Pressure control tank (pressure adjusting means, pressure adjusting chamber)
70 Porous material (ink absorber)
71 Mesh filter (negative pressure adjusting means)
75 Pressure control tank (pressure adjusting means, pressure adjusting chamber, air supply means)
Claims (12)
上記インクタンクの上記タンクホルダに装着される側の壁に開口部が形成され、当該開口部を覆うメッシュフィルタが配されており、
上記タンクホルダは、上記インクタンクが装着されたときに上記メッシュフィルタが配された開口部の外側の閉空間に空気を供給するための空気供給手段を備えていることを特徴とするインク供給装置。In an ink supply apparatus comprising an ink tank for storing ink therein and a tank holder for detachably holding the ink tank,
An opening is formed in the wall of the ink tank that is attached to the tank holder, and a mesh filter that covers the opening is disposed.
The ink supply device , wherein the tank holder includes air supply means for supplying air to a closed space outside the opening portion where the mesh filter is disposed when the ink tank is mounted. .
上記インク供給手段は、タンクホルダにインクタンクを装着する際、インクタンクとは最後に連通されることを特徴とする請求項1または2に記載のインク供給装置。The tank holder includes an ink supply unit that communicates with the mounted ink tank and supplies the ink stored in the ink tank to the outside.
3. The ink supply device according to claim 1, wherein the ink supply unit communicates with the ink tank last when the ink tank is attached to the tank holder. 4.
上記インク供給手段は、タンクホルダからインクタンクを取り外す際、最初に連通が解除されることを特徴とする請求項1または2に記載のインク供給装置。The tank holder includes an ink supply unit that communicates with the mounted ink tank and supplies the ink stored in the ink tank to the outside.
3. The ink supply device according to claim 1, wherein the ink supply means is first released from communication when the ink tank is removed from the tank holder. 4.
0.1≦Vs/Vt≦0.3
を満足することを特徴とする請求項3に記載のインク供給装置。When the volume of the ink tank is Vt and the volume of the pressure adjusting chamber is Vs, the volumes Vs and Vt are:
0.1 ≦ Vs / Vt ≦ 0.3
The ink supply device according to claim 3 , wherein:
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