JP6686173B2 - インク供給システムおよびインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インク供給システムおよびインクジェットプリンタに関する。

従来から、送液ポンプを備えたインクジェットプリンタが知られている。上記インクジェットプリンタは、インクを貯留するインクカートリッジと、チューブ等の流路によってインクカートリッジに接続されたインクヘッドとを備える。送液ポンプは、流路の途中に設けられ、インクをインクヘッドに送給する。特許文献１には、上述したような、インクヘッドと、インクカートリッジと、インクの流路と、送液ポンプとを備えたプリンタが開示されている。送液ポンプは、典型的には、チューブポンプである。

特開２０１０−１９４９１５号公報

ところで、インクジェットプリンタのインク送液ポンプとして、チューブポンプを典型とする内部流路の開閉を切り替える方式のポンプを使用すると、問題が発生することがある。図７Ａは、内部流路２０２が閉塞状態のときのチューブポンプ２００を模式的に示した断面図である。図７Ｂは、内部流路２０２が開放状態のときのチューブポンプ２００を模式的に示した断面図である。チューブポンプ２００は、回転する回転軸２０６と、回転軸２０６に取り付けられた２個のローラ２０４を備え、ローラ２０４で内部流路２０２を押圧したり、開放したりする。そのために、内部流路２０２は、弾性を有するチューブで構成されている。チューブポンプ２００が停止しているとき、ローラ２０４は回転軸２０６の半径の内側に位置し、内部流路２０２は開放されている。チューブポンプ２００が駆動しているとき、ローラ２０４は回転軸２０６の半径の外側に移動し、内部流路２０２は、回転軸２０６の回転方向に進むローラ２０４によって押圧（閉塞）されている。このローラ２０４による内部流路２０２の押圧によって、チューブポンプ２００は、液を送液する。

チューブポンプ２００は、上記構成を備えているために、内部流路２０２を開放から閉塞、または、閉塞から開放に状態を変化させるたびに、内在している液を移動させる。内部流路２０２を開放から閉塞に変化させる場合とは、チューブポンプ２００を停止状態から駆動する場合である。内部流路２０２を閉塞から開放に変化させる場合とは、チューブポンプ２００を駆動状態から停止する場合である。チューブポンプ２００内の内部流路２０２を開放状態から閉塞状態に変化させると、液は本来の送液方向（以下、順方向と称する。）に移動される。チューブポンプ２００内の内部流路２０２を閉塞状態から開放状態に変化させると、液は本来の送液方向とは逆の方向（以下、逆方向と称する。）に移動される。インクジェットプリンタにおいては、液が順方向に移動されると、インクヘッドからのインクの沁み出しを発生させ、逆方向に移動されると、インクカートリッジへのインクの逆流を発生させる。この沁み出しおよび逆流が、インクジェットプリンタのインク送液ポンプとして、チューブポンプを典型とする内部流路の開閉を切り替える方式のポンプを使用した場合に発生する問題である。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部流路の開閉を切り替える方式の送液ポンプを使用するインク供給システムであって、インクヘッドからのインクの沁み出し、およびインクカートリッジへのインクの逆流を抑制する機構を備えたインク供給システムを提案することである。また、上記インク供給システムを備えたインクジェットプリンタを提案することである。

本発明に係る第１のインク供給システムは、インクを吐出するインクヘッドと、前記インクを貯留するインク容器と、前記インク容器に接続された第１端部および前記インクヘッドに接続された第２端部を有するメイン流路と、前記メイン流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液するポンプと、前記メイン流路の前記ポンプと前記第１端部との間の部分に接続された第１接続部、および前記メイン流路の前記ポンプと前記第２端部との間の部分に接続された第２接続部を有するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバルブと、制御装置と、を備える。前記ポンプは、開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有している。前記制御装置は、前記ポンプおよび前記バルブに通信可能に接続され、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際に、前記バルブを開放するように設定されている。

前記第１のインク供給システムによれば、ポンプを駆動／停止（閉塞／開放）させる際には、バイパス流路に設けられたバルブが開放されているため、メイン流路のうち第１接続部と第２接続部とに挟まれた部分と、バイパス流路とは、循環流路を形成する。そこで、ポンプが移動させた液は、上記循環流路を循環し、インクヘッドおよびインクカートリッジには液圧が印加されない。従って、インクヘッドからのインクの沁み出し、およびインクカートリッジへのインクの逆流が抑制される。

また、本発明に係る第２のインク供給システムは、インクを吐出するインクヘッドと、前記インクを貯留するインク容器と、メイン流路と、ポンプと、バイパス流路と、接続部材と、方向切換弁と、制御装置と、を備える。前記メイン流路は、前記インク容器に接続された第１上流端部および第１下流端部を含む第１流路と、第２上流端部および第２下流端部を含む第２流路と、第３上流端部および前記インクヘッドに接続された第３下流端部を含む第３流路とを有する。前記ポンプは、開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記第２流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液する。前記バイパス流路は、第１接続部および第２接続部を有している。前記接続部材は、前記第２下流端部と前記第３上流端部と前記第２接続部とを接続する。前記方向切換弁は、前記第１下流端部に接続された第１ポートと、前記第１接続部に接続された第２ポートと、前記第２上流端部に接続された第３ポートとを有し、前記第１ポートと前記第３ポートとを連通させる第１状態と、前記第２ポートと前記第３ポートとを連通させる第２状態とに切替可能である。前記制御装置は、前記ポンプおよび前記方向切替弁に通信可能に接続され、前記ポンプおよび前記方向切替弁を制御する。前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記方向切替弁を前記第２状態にするように設定されている。

上記第２のインク供給システムによれば、第１のインク供給システムと同様に、ポンプを駆動／停止させる際には、ポンプが移動させるインクを循環流路内で循環させることができる。インクを循環流路内で循環させるとき、方向切換弁の状態は、循環流路を形成する第２状態が選択される。さらに、第２のインク供給システムでは、方向切替弁は、メイン流路とバイパス流路との接続部のうち、インク容器側の接続部に設けられている。そこで、第２状態を選択したときには、インク容器とポンプとを繋ぐ流路は切断され、従って、インク容器側にインクが移動することはない。そこで、より確実にインク容器へのインクの逆流を抑制することができる。

さらに、本発明に係る第３のインク供給システムは、インクを吐出するインクヘッドと、前記インクを貯留するインク容器と、メイン流路と、ポンプと、バイパス流路と、接続部材と、方向切換弁と、制御装置と、を備える。前記メイン流路は、前記インク容器に接続された第１上流端部および第１下流端部を含む第１流路と、第２上流端部および第２下流端部を含む第２流路と、第３上流端部および前記インクヘッドに接続された第３下流端部を含む第３流路とを有する。前記ポンプは、開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記第２流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液する。前記バイパス流路は、第１接続部および第２接続部を有している。前記接続部材は、前記第１下流端部と前記第２上流端部と前記第１接続部とを接続する。前記方向切換弁は、前記第２下流端部に接続された第１ポートと、前記第２接続部に接続された第２ポートと、前記第３上流端部に接続された第３ポートとを有し、前記第１ポートと前記第３ポートとを連通させる第１状態と、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させる第２状態とに切替可能である。前記制御装置は、前記ポンプおよび前記方向切替弁に通信可能に接続され、前記ポンプおよび前記方向切替弁を制御する。前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記方向切替弁を前記第２状態にするように設定されている。

上記第３のインク供給システムによれば、第１、第２のインク供給システムと同様に、ポンプを駆動／停止させる際には、ポンプが移動させるインクを循環流路内で循環させることができる。インクを循環流路内で循環させるとき、方向切換弁の状態は、循環流路を形成する第２状態が選択される。さらに、第３のインク供給システムでは、方向切替弁は、メイン流路とバイパス流路との接続部のうち、インクヘッド側の接続部に設けられている。そこで、第２状態を選択したときには、インクヘッドとポンプとを繋ぐ流路は切断され、従って、インクヘッド側にインクが移動することはない。そこで、より確実にインクヘッドからのインクの染み出しを抑制することができる。

第１実施形態に係るプリンタの斜視図である。 インク供給システムを示す概念図である。 インク供給機構を示す模式図である。 プリンタに係るブロック図である。 第２実施形態に係るインク供給機構を示す模式図であって、第１の流路が選択された状態を示す図である。 第２実施形態に係るインク供給機構を示す模式図であって、第２の流路が選択された状態を示す図である。 内部流路が閉塞状態のときのチューブポンプを模式的に示した断面図である。 内部流路が開放状態のときのチューブポンプを模式的に示した断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るインク供給システム、および、インク供給システムを備えたインクジェットプリンタ（以下、単にプリンタという。）について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るプリンタ１０の斜視図である。図１において、プリンタ１０を正面から見たときに、プリンタ１０から遠ざかる方を前方、プリンタ１０に近づく方を後方とする。左、右、上、下とは、プリンタ１０を正面から見たときの左、右、上、下をそれぞれ意味するものとする。また、図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を意味するものとする。ただし、上記方向は説明の便宜上定めた方向に過ぎず、プリンタ１０の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものでもない。また、図面中の符号Ｙは主走査方向を示している。ここでは、主走査方向Ｙは左右方向である。符号Ｘは、副走査方向を示している。ここでは、副走査方向Ｘは前後方向である。主走査方向Ｙと副走査方向Ｘとは平面視において直交している。ただし、主走査方向Ｙおよび副走査方向Ｘは、特に限定されず、プリンタ１０の形態に応じて適宜に設定可能である。

本実施形態に係るプリンタ１０は、インクジェット方式のプリンタである。本実施形態において、「インクジェット方式」には、二値偏向方式または連続偏向方式などの各種の連続方式、および、サーマル方式または圧電素子方式などの各種のオンデマンド方式が含まれる。プリンタ１０は、記録媒体５に印刷を行うものである。

記録媒体５は、例えば、記録紙である。ただし、記録媒体５は、記録紙に限定されない。例えば、記録媒体５は、シート状の記録媒体、例えば、ＰＶＣ、ポリエステルなどの樹脂製のシートなどであってもよい。記録媒体５には、アルミ、鉄、木材、皮革などによって形成された媒体であってもよい。また、記録媒体５の可撓性や厚みの如何は問わない。すなわち、記録媒体５は、ガラス基板などの硬いものであってもよいし、段ボールなどの厚みのあるものであってもよい。

プリンタ１０は、本体１０Ａと、脚１２と、プラテン１４と、ガイドレール１６と、インク供給システム３０（図２参照）を備えている。本体１０Ａは、脚１２に支持されている。脚１２は、本体１０Ａの下面に設けられている。プラテン１４には、記録媒体５が載置される。図示は省略するが、プラテン１４には、円筒状のグリットローラが設けられている。このグリットローラは、その上面部を露出させた状態でプラテン１４に埋設されている。グリットローラは、副走査方向Ｘに回転するように設置され、フィードモータ２２（図４参照）によって回転される。

ガイドレール１６は、プラテン１４の上方に配置されている。ガイドレール１６は、プラテン１４と平行に配置され、主走査方向Ｙに延びている。図示は省略するが、ガイドレール１６の下方には、複数のピンチローラが略等間隔に配置されている。これらピンチローラは、上記グリットローラに対向している。上記ピンチローラは、記録媒体５の厚さに応じて上下方向の位置を設定可能に構成されている。上記グリットローラと上記ピンチローラとの間には、記録媒体５が挟み込まれる。上記グリットローラおよび上記ピンチローラは、記録媒体５を挟持した状態で、記録媒体５を副走査方向Ｘに搬送可能に構成されている。記録媒体５は、フィードモータ２２によるグリットローラの回転によってプラテン１４上を搬送される。

次に、インク供給システム３０について説明する。図２は、インク供給システム３０を示す概念図である。図３は、インク供給機構３０ａを示す模式図である。本実施形態では、図２に示すように、インク供給システム３０は、複数のインク供給機構３０ａと、供給制御部１０６とを備えている。供給制御部１０６は、制御装置１００（図４参照）の一部である。インク供給機構３０ａは、図３に示すように、後述するインクカートリッジ３２から、インクヘッド３４に向かってインクを供給する機構である。インク供給システム３０は、インクヘッド３４の数と同じ数のインク供給機構３０ａを備えている。本実施形態では、インクヘッド３４の数は「８」であるため、図２に示すように、インク供給機構３０ａの数は「８」である。ただし、インクヘッド３４の数、および、インク供給機構３０ａの数は特に限定されない。なお、複数のインク供給機構３０ａは、それぞれ同じ構成をしている。そのため、以下では、１つのインク供給機構３０ａの構成について詳述する。

図３に示すように、インク供給システム３０におけるインク供給機構３０ａは、インクヘッド３４と、インクカートリッジ３２と、メイン流路４０と、バイパス流路４２と、ダンパ４４と、圧力制御弁４６と、ポンプ４８と、バイパスバルブ５０と、を備えている。

インクヘッド３４は、プラテン１４に載置された記録媒体５にインクを吐出する。インクヘッド３４の底面には、インクを吐出するノズルが形成されている。図示は省略するが、インクヘッド３４は、キャリッジ２６に搭載されている。図１に示すように、このキャリッジ２６は、ガイドレール１６に係合している。キャリッジ２６は、ガイドレール１６に沿って摺動可能であり、主走査方向Ｙに移動可能である。従って、複数のインクヘッド３４は、キャリッジ２６を介してガイドレール１６に沿って主走査方向Ｙに移動可能である。インクヘッド３４には、インクヘッド３４を主走査方向Ｙに移動させる移動機構が接続されている。移動機構の構成は特に限定されない。本実施形態では、図示は省略するが、キャリッジ２６の背面上部に、主走査方向Ｙに延びる駆動ベルトの一部が固定されている。上記駆動ベルトは、スキャンモータ２４（図４参照）に電気的に接続されている。このスキャンモータ２４が駆動することによって、キャリッジ２６およびキャリッジ２６に搭載された複数のインクヘッド３４は、主走査方向Ｙに移動する。

インクカートリッジ３２は、インクを貯留する部材である。本実施形態では、インクカートリッジ３２の数は、インクヘッド３４の数と同じである。１つのインクカートリッジ３２には、１つのインクヘッド３４が接続されている。インクカートリッジ３２に貯留されたインクは、インクヘッド３４に供給される。複数のインクカートリッジ３２には、通常、それぞれ異なる色のインクが貯留されている。ただし、複数のインクカートリッジ３２のうち一部は、同じ色のインクであってもよい。各インクカートリッジ３２に貯留されているインクの色の種類は特に限定されない。例えば、各インクカートリッジ３２に貯留されているインクは、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインク、および、ライトブラックインクなどのプロセスカラーインクと、ホワイトインク、メタリックインク、および、クリアインクなどの特色インクのうちの何れかのインクである。

図３に示すように、メイン流路４０は、インクカートリッジ３２に貯留されたインクをインクヘッド３４に供給する流路である。メイン流路４０の種類および材質は特に限定されないが、メイン流路４０は、例えば、可撓性を有するチューブである。

メイン流路４０の途中には、ポンプ４８が設けられている。ポンプ４８は、インクカートリッジ３２に貯留されたインクをインクヘッド３４に供給するためのポンプである。ポンプ４８は、駆動している時には、インクカートリッジ３２側からインクヘッド３４側に向かってインクを送液する。ポンプ４８は、内部流路の開放／閉塞を切り替える方式のポンプである。ポンプ４８は、駆動状態によって内部流路の開放／閉塞状態が変化する。詳しくは、ポンプ４８においては、駆動時には内部流路が閉塞（押圧）され、停止時には内部流路が開放される。ポンプ４８の種類はそれ以上限定されないが、本実施形態にあっては、チューブポンプである。

メイン流路４０には、ポンプ４８を挟んで、バイパス流路４２の両端が接続されている。即ち、バイパス流路４２は、一端がポンプ４８よりもインクカートリッジ３２側の第１接続部Ｃ１でメイン流路４０と接続され、他端がポンプ４８よりもインクヘッド３４側の第２接続部Ｃ２でメイン流路４０と接続されている。以下では適宜、流路におけるインクカートリッジ３２側を上流と呼び、流路におけるインクヘッド３４側を下流と呼ぶことにする。メイン流路４０のうち第１接続部Ｃ１と第２接続部Ｃ２とに挟まれた部分と、バイパス流路４２とは、循環流路４２ａを形成している。バイパス流路４２の種類および材質もまた限定されないが、本実施形態にあっては、メイン流路４０と同じく可撓性のチューブである。

バイパス流路４２の途中には、バイパスバルブ５０が設けられている。バイパスバルブ５０の種類は特に限定されないが、バイパスバルブ５０は、例えば、ソレノイドバルブである。バイパスバルブ５０は、制御装置１００から送信される駆動信号によって制御される。

インクヘッド３４のすぐ上流には、ダンパ４４設けられている。ダンパ４４は、インクの圧力変動を緩和して、インクヘッド３４の吐出動作を安定させる部材である。本実施形態に係るダンパ４４は、インクを貯留する貯留室と、貯留室に貯留されているインクの圧力を検出するセンサ４４ａを備えている。印刷時、ダンパ４４は、貯留室に貯留されるインクの圧力を一定範囲に保つことで、インクの圧力変動を緩和する。貯留室に貯留されるインクの圧力は、センサ４４ａが検知している。センサ４４ａは、例えば、位置検出用のフォトセンサである。貯留室は、壁面の一つが伸縮する膜になっており、貯留室に貯留されているインクの圧力に応じて、膜が凹凸する。センサ４４ａは、膜の凹凸位置によって、貯留室内のインクの圧力を検出する。センサ４４ａは、膜が一定の位置を超えて膨張すると、制御装置１００に上限信号を送信する。また、センサ４４ａは、膜が一定の位置以下に収縮すると、制御装置１００に下限信号を送信する。もちろん、上記ダンパの圧力検出機構は一実施形態によるものであって、貯留室内のインクの圧力を検出する手段は、上記機構に限定されない。

メイン流路４０の、インクカートリッジ３２とポンプ４８の間には、圧力制御弁４６が設けられている。圧力制御弁４６は、インクを吐出していないときに、インクヘッド３４内を負圧に保つ部材である。インクヘッド３４内が負圧に保たれることによって、インクヘッド３４内のインクがノズルから外部に垂れ落ちることを抑制できる。圧力制御弁４６によって、インクヘッド３４内のインクは−１ｋＰａ程度に維持されている。圧力制御弁４６は、インクが流れる流路と、流路を開閉する弁機構とを備えている。弁機構は、弁機構よりも下流側の液圧に応じて開閉するようになっている。弁機構には、弁機構よりも上流側のインクの液圧と、弁機構よりも下流側のインクの液圧と、弁機構を閉塞しようとする機械的な力と、弁機構を開放しようとする機械的な力が加えられており、プリンタ不使用時には、これらの力が釣り合っている。この釣り合った状態においては、弁機構は流路を封止している。このときのインクの液圧が、約−１ｋＰａに維持された、静止時のインクの液圧である。弁機構を閉塞または開放しようとする機械的な力は、例えば、スプリングの復元力である。ポンプ４８が稼働し、弁機構より下流側からインクが吸い出されると、下流側のインクの液圧が減少して釣り合いが崩れ、弁機構は開放方向に動く。弁機構が開放されると、流路が開放され、下流方向に向かってインクが供給される。上記のような機構により、圧力制御弁４６は、不使用時にはインクを負圧に保ちながら、使用時にはインクをインクヘッド３４方向に送り出す。

また、本実施形態では、インク供給機構３０ａは、キャップ６０と、キャップ移動機構６２と、吸引装置６４を備えている。図示は省略するが、キャップ６０および吸引装置６４は、ガイドレール１６の右端部に位置するホームポジションの下方に配置されている。ホームポジションは、印刷待機時に、インクヘッド３４が待機する位置のことである。キャップ６０は、インクヘッド３４のノズルに付着したインクが硬化して、ノズルが詰まることを抑制するものである。図３に示すように、キャップ６０は、印刷待機時、インクヘッド３４のノズル面を覆うように、下方からインクヘッド３４に装着される。キャップ移動機構６２は、キャップ６０に接続されている。キャップ移動機構６２は、インクヘッド３４の底面に向かって、または離間させるようにキャップ６０を移動させる機構である。このキャップ移動機構６２は、例えば、駆動モータとボールねじ機構である。

吸引装置６４は、キャップ６０内のインクおよび空気を吸引する部材である。吸引装置６４は、例えば、吸引ポンプである。吸引装置６４は、キャップ６０に接続されている。キャップ６０がインクヘッド３４に装着された状態で、吸引装置６４が駆動することで、キャップ６０、インクヘッド３４、メイン流路４０のインクおよび空気を吸引する。

制御装置１００は、上述した機構の一部を制御する。図４は、プリンタ１０に係るブロック図である。制御装置１００は、吐出制御部１０２、移動制御部１０４、供給制御部１０６、およびキャッピング制御部１０８を備えている。制御装置１００の構成は特に限定されない。例えば、制御装置１００は、コンピュータであり、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えていてもよい。

吐出制御部１０２は、インクヘッド３４に接続されている。吐出制御部１０２は、インクヘッド３４の吐出機構（例えば、圧電素子）を制御することで、インクが吐出されるタイミングを制御する。

移動制御部１０４は、フィードモータ２２、スキャンモータ２４に接続されている。移動制御部１０４は、フィードモータ２２を制御することで、記録媒体５の副走査方向Ｘへの移動を制御する。また、スキャンモータ２４を制御することで、インクヘッド３４の主走査方向Ｙへの移動を制御する。

供給制御部１０６は、ダンパ４４のセンサ４４ａ、ポンプ４８、バイパスバルブ５０と接続され、インクヘッド３４へのインクの供給を制御している。供給制御部１０６は、ダンパ４４のセンサ４４ａから上限信号を受信すると、ポンプ４８を制御して、ダンパ４４への送液を停止させる。また、供給制御部１０６は、下限信号を受信すると、ポンプ４８を制御して、ダンパ４４への送液を開始させる。このようなフィードバック制御を繰り返すことにより、ポンプ４８の送液が制御され、インクの圧力変動が抑制される。ポンプ４８を駆動／停止させる際、供給制御部１０６は、バイパスバルブ５０を開放する。ポンプ４８が定常的に駆動されている間、供給制御部１０６は、バイパスバルブ５０を閉塞する。また、本実施形態にあっては、ポンプ４８が停止中、供給制御部１０６は、バイパスバルブ５０を閉塞する。上記制御が基本の制御である。ただし、メンテナンス等のために、上記基本の制御以外の制御が実施されることを妨げるものではない。

キャッピング制御部１０８は、キャップ移動機構６２、および吸引装置６４に接続され、キャップ６０および吸引装置６４の動きを制御している。

制御装置１００の各部は、ソフトウェアによって構成されていてもよいし、ハードウェアによって構成されていてもよい。また、各部は、プロセッサによって行われるものであってもよいし、回路に組み込まれるものであってもよい。

本実施形態に係るプリンタ１０は、吐出制御部１０２が各インクヘッド３４からインクが吐出されるタイミングを制御しつつ、移動制御部１０４がスキャンモータ２４を制御してキャリッジ２６に搭載されたインクヘッド３４を移動させることによって、記録媒体５に印刷を行う。ひとつの副走査方向Ｘ位置で印刷が終了すると、移動制御部１０４は、フィードモータ２２を制御して記録媒体５を副走査方向Ｘに所定の距離だけ送る。このようにして、プリンタ１０は、記録媒体５に印刷を行う。

ところで、先述したように、チューブポンプを典型とする、駆動時には内部流路が閉塞され停止時には内部流路が開放される送液ポンプを備えたインクジェットプリンタにおいては、ポンプ内の流路の状態を、開放から閉塞、または、閉塞から開放に状態を変化させるたびに、ポンプ内に内在しているインクが移動される。インクが順方向に移動されると、インクヘッドからのインクの沁み出しを発生させ、逆方向に移動されると、インクカートリッジへのインクの逆流を発生させる。

そこで、本実施形態に係るインク供給システム３０は、図３に示されるように、一端がポンプ４８よりも上流でメイン流路４０に接続され、他端がポンプ４８よりも下流でメイン流路４０に接続されたバイパス流路４２を備える。また、バイパス流路４２にバイパスバルブ５０を備える。制御装置１００の供給制御部１０６は、ポンプ４８およびバイパスバルブ５０を制御し、ポンプ４８を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、バイパスバルブ５０を開放するように設定されている。

上記形態によれば、ポンプ４８を駆動／停止させる際、バイパスバルブ５０が開放されているため、ポンプ４８によって移動されたインクは、循環流路４２ａ内を循環する。循環流路４２ａをインクが循環することによって、インクヘッド３４からのインクの沁み出し、およびインクカートリッジ３２へのインクの逆流が抑制される。

また、本実施形態に係るインク供給システム３０においては、ポンプ４８を停止状態から駆動させた後にはバイパスバルブ５０を閉塞するように設定されている。つまり、ポンプ４８が定常的に駆動しているときには、バイパスバルブ５０を閉塞するように設定されている。ポンプ４８の定常的な駆動中には、バイパス流路４２は切断されており、循環流路４２ａは形成されない。従って、インクは、循環することなくインクヘッド３４に供給される。

図３において、ポンプ４８を駆動／停止させる際のインクの流れは、方向Ｄ２で示されている。方向Ｄ２によって示されるように、ポンプ４８が駆動／停止される際、インクは循環流路４２ａ内を循環する。また、図３において、方向Ｄ１で表されている方向は、ポンプ４８が定常的に駆動しているときのインクの流れ方向である。ポンプ４８が定常的に駆動しているとき、インクは方向Ｄ１に示されるように、インクカートリッジ３２からインクヘッド３４に向かって直線的に流れている。

本実施形態では、メイン流路４０は可撓性を有するチューブで構成されており、ポンプ４８はチューブポンプである。可撓性を有するチューブは、インク供給システム３０にあっては、取り回しが便利であり、コストも安価である。チューブポンプは、サイズがコンパクトなので、インク供給システム３０内での設置が容易である。メイン流路４０に可撓性を有するチューブを使用し、ポンプ４８にチューブポンプを使用することで、インク供給システム３０の設計・製作が容易になり、また、コストも削減できる。ポンプ４８としてチューブポンプを使用する場合、本願発明は効果を発揮する。

なお、供給制御部１０６は、ポンプ４８を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、バイパスバルブ５０をポンプ４８の駆動／停止に先立って開放するように設定されていてもよい。上記制御によれば、ポンプ４８が駆動／停止されるタイミングでは確実にバイパスバルブ５０が開放されている。それに対し、ポンプ４８の駆動／停止のタイミングとバイパスバルブ開放のタイミングが同時になるように制御されていたとすれば、一瞬ではあるが、循環流路４２ａの形成が遅れ、インクヘッド３４からのインクの沁み出し、またはインクカートリッジ３２へのインクの逆流を引き起こす虞がある。つまり、ポンプ４８およびバイパスバルブ５０を上記のように制御することによって、より確実に、インクヘッド３４からのインクの沁み出し、およびインクカートリッジへのインクの逆流を抑制することができる。

バイパスバルブ５０の開放をポンプ４８の駆動／停止に先行させる時間は、バイパスバルブ５０がソレノイドバルブである場合、例えば、１秒程度である。ソレノイドバルブは、全開までに要する時間が短いため、１秒程度の時間をおけば十分に対応できる。バイパスバルブ５０が、他の種類のバルブ、例えば、回転式のボールバルブ等である場合には、全開までに要する時間を考慮して、バイパスバルブ５０の開放を先行させる時間を決定する。

また、ポンプ４８を駆動させてからバイパスバルブ５０を閉塞するまでの時間は、ポンプ４８が安定して順方向に送液できる状態になるまでである。この時間は、ポンプ４８がチューブポンプである場合、少なくともポンプ４８内の回転軸が１回転するのに要する時間以上であり、それよりも長く取るのが望ましい。

（第２実施形態）
第２実施形態は、メイン流路とバイパス流路との接続部に方向切替弁（三方弁）が設けられた実施形態である。第２実施形態は、三方弁が接続部に配置されていることと、三方弁の制御方法とを除いて、第１の実施形態と同様である。従って、第２実施形態の説明においても、同じ部材には第１実施形態と同じ符号を付すものとし、また、重複する説明は省略する。

図５は、本実施形態に係るインク供給機構３０ａを表す模式図である。本実施形態において、三方弁５２は、メイン流路４０とバイパス流路４２の接続部のうち上流側、つまりインクカートリッジ３２側の接続部である第１接続部Ｃ１に配置されている。メイン流路４０とバイパス流路４２との接続部のうち下流側の接続部は、第２接続部Ｃ２である。三方弁５２は、ポンプ４８側に共通ポート５２ｃ、インクカートリッジ３２側に第１のポート５２ａ、およびバイパス流路４２側に第２のポート５２ｂを備えている。三方弁５２は、例えば、ソレノイド式の三方弁であって、共通ポート５２ｃと第１のポート５２ａを連通させるか、それとも、共通ポート５２ｃと第２のポート５２ｂを連通させるかを択一的に切り替えられるように構成されている。三方弁５２の駆動部分は供給制御部１０６と電気的に接続され、上記切り替えを指令する信号は供給制御部１０６から送信される。共通ポート５２ｃと第１のポート５２ａを連通させる第１の流路Ｒ１側に流路選択されると、インクカートリッジ３２とインクヘッド３４とが、メイン流路４０を介して連通する。共通ポート５２ｃと第２のポート５２ｂを連通させる第２の流路Ｒ２（図６参照）側に流路選択されると、メイン流路４０とバイパス流路４２とが連通し、循環流路４２ａが形成される。図５は、第１の流路Ｒ１が選択された状態でのインク供給機構３０ａを表し、第１の流路Ｒ１は、図５中にＲ１の符号を付した矢印で示されている。一方、図６は、第２の流路Ｒ２が選択された状態でのインク供給機構３０ａを表し、第２の流路Ｒ２は、図６中にＲ２の符号を付した矢印で示されている。

本実施形態における供給制御部１０６は、ポンプ４８の駆動状況に応じて、三方弁５２の流路方向を切り替える制御を行う。供給制御部１０６は、ポンプ４８を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、第１の流路Ｒ１を閉鎖しかつ第２の流路Ｒ２を連通させるように設定されている。即ち、ポンプ４８を駆動／停止させる際には図６に示した流路状態を選択する。

また、供給制御部１０６は、ポンプ４８を停止状態から駆動させた後には、第２の流路Ｒ２を閉鎖しかつ第１の流路Ｒ１を連通させるように設定されている。即ち、ポンプ４８が定常的に駆動されているときには、図５に示した流路状態を選択する。

図６における状態のように、三方弁５２によって第２の流路Ｒ２が連通している状態では、ポンプ４８の開閉動作によって移動されたインクは、方向Ｄ４のように、循環流路４２ａ内を循環する。このように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に循環流路４２ａを構成することができ、従って、第１実施形態と同様にインクヘッド３４からのインクの沁み出し、およびインクカートリッジ３２へのインクの逆流を抑制することができる。さらに、本実施形態に係るインク供給機構３０ａでは、三方弁５２は、第１接続部Ｃ１に設けられている。そこで、第２の流路Ｒ２方向を選択したときには、インクカートリッジ３２側とポンプ４８とを繋ぐ流路は切断され、従って、インクカートリッジ３２側にインクが移動することはない。つまり、より確実にインクカートリッジ３２へのインクの逆流を抑制することができる。

一方、図５における状態のように、三方弁５２によって第１の流路Ｒ１が連通され、ポンプ４８が定常的に駆動している状態では、インクは、方向Ｄ３のように、メイン流路４０を通ってインクヘッド３４に供給されている。このように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に循環流路４２ａを切断することができ、従って、第１実施形態と同様、直線的にインクヘッド３４にインクを供給することができる。

本実施形態においても、メイン流路４０は可撓性を有するチューブで構成されていてよいし、また、ポンプ４８はチューブポンプであってもよい。メイン流路４０をチューブで構成し、ポンプ４８をチューブポンプで構成する利点は、第１実施形態における場合と同様である。

また、第２実施形態においても、ポンプ４８の駆動／停止のタイミングと、三方弁５２の切り替えタイミングは調整されてよい。即ち、供給制御部１０６は、ポンプ４８を停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、ポンプ４８の駆動または停止に先立って、第１の流路Ｒ１を閉鎖しかつ第２の流路Ｒ２を連通させるように設定されていてもよい。上記制御による利点は、第１実施形態における場合と同様である。

以上、２つの実施形態について説明したが、本発明に係るインク供給システム、および、インク供給システムを備えたインクジェットプリンタは、上述した実施形態に限られるものではない。

例えば、第２実施形態において、三方弁５２は第１接続部Ｃ１に設けられていたが、第２接続部Ｃ２に設けられていてもよい。上記実施形態によれば、インクヘッド３４からのインクの沁み出しをより確実に抑制できる。三方弁５２は、第１接続部Ｃ１、第２接続部Ｃ２の両方に設けられていてもよい。

あるいはまた、本願発明に係るインク供給機構では、メイン流路が複数のインクカートリッジに接続されていてもよい。上記複数のインクカートリッジには、同種のインクが貯留される。

また、上述した実施形態においては、本願発明に係るインク供給システムはインクジェットプリンタに適用されていたが、本願発明に係るインク供給システムの適用は、インクジェットプリンタに限られない。例えば、本願発明に係るインク供給システムは、インクヘッドを備えた、粉体硬化方式の３Ｄプリンタ等にも適用可能である。

５ 記録媒体
１０ プリンタ（インクジェットプリンタ）
３０ インク供給システム
３０ａ インク供給機構
３２ インクカートリッジ（インク容器）
３４ インクヘッド
４０ メイン流路
４２ バイパス流路
４４ ダンパ
４６ 圧力制御弁
４８ ポンプ
５０ バイパスバルブ（バルブ）
５２ 三方弁（方向切替弁）
１００ 制御装置
１０６ 供給制御部

Claims (10)

1. インクを吐出するインクヘッドと、
   前記インクを貯留するインク容器と、
   前記インク容器に接続された第１端部と前記インクヘッドに接続された第２端部とを有するメイン流路と、
   開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記メイン流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液するポンプと、
   前記メイン流路の前記ポンプと前記第１端部との間の部分に接続された第１接続部と、前記メイン流路の前記ポンプと前記第２端部との間の部分に接続された第２接続部とを有するバイパス流路と、
   前記バイパス流路に設けられたバルブと、
   前記ポンプおよび前記バルブに通信可能に接続され、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際に、前記バルブを開放するように設定された制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記ポンプの駆動または停止に先立って前記バルブを開放するように設定されている、
   非循環型インク供給システム。
2. 前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させた後には前記バルブを閉塞するように設定された、
   請求項１に記載の非循環型インク供給システム。
3. 前記メイン流路は、可撓性を有するチューブで構成され、
   前記ポンプは、チューブポンプである、
   請求項１または２に記載の非循環型インク供給システム。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の非循環型インク供給システムを備えた、
   インクジェットプリンタ。
5. インクを吐出するインクヘッドと、
   前記インクを貯留するインク容器と、
   前記インク容器に接続された第１上流端部および第１下流端部を含む第１流路と、第２上流端部および第２下流端部を含む第２流路と、第３上流端部および前記インクヘッドに接続された第３下流端部を含む第３流路と、を有するメイン流路と、
   開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記第２流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液するポンプと、
   第１接続部および第２接続部を有するバイパス流路と、
   前記第２下流端部と前記第３上流端部と前記第２接続部とを接続する接続部材と、
   前記第１下流端部に接続された第１ポートと、前記第１接続部に接続された第２ポートと、前記第２上流端部に接続された第３ポートとを有し、前記第１ポートと前記第３ポートとを連通させる第１状態と、前記第２ポートと前記第３ポートとを連通させる第２状態とに切替可能な方向切替弁と、
   前記ポンプおよび前記方向切替弁に通信可能に接続され、前記ポンプおよび前記方向切替弁を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記方向切替弁を前記第２状態にするように設定されている、
   インク供給システム。
6. インクを吐出するインクヘッドと、
   前記インクを貯留するインク容器と、
   前記インク容器に接続された第１上流端部および第１下流端部を含む第１流路と、第２上流端部および第２下流端部を含む第２流路と、第３上流端部および前記インクヘッドに接続された第３下流端部を含む第３流路と、を有するメイン流路と、
   開放および閉塞を切り替え可能な内部流路を有し、前記第２流路に設けられ、駆動時には前記インクヘッド側に向かって送液するポンプと、
   第１接続部および第２接続部を有するバイパス流路と、
   前記第１下流端部と前記第２上流端部と前記第１接続部とを接続する接続部材と、
   前記第２下流端部に接続された第１ポートと、前記第２接続部に接続された第２ポートと、前記第３上流端部に接続された第３ポートとを有し、前記第１ポートと前記第３ポートとを連通させる第１状態と、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させる第２状態とに切替可能な方向切替弁と、
   前記ポンプおよび前記方向切替弁に通信可能に接続され、前記ポンプおよび前記方向切替弁を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記方向切替弁を前記第２状態にするように設定されている、
   インク供給システム。
7. 前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させた後には、前記方向切替弁を前記第１状態にするように設定されている、
   請求項５または６に記載のインク供給システム。
8. 前記制御装置は、前記ポンプを停止状態から駆動させる際および駆動状態から停止させる際には、前記ポンプの駆動または停止に先立って、前記方向切替弁を前記第２状態にするように設定されている、
   請求項５〜７のいずれか一つに記載のインク供給システム。
9. 前記メイン流路は、可撓性を有するチューブで構成され、
   前記ポンプは、チューブポンプである、
   請求項５〜８のいずれか一つに記載のインク供給システム。
10. 請求項５〜９のいずれか一つに記載のインク供給システムを備えた、
    インクジェットプリンタ。

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