JP6862741B2 - 液体吐出装置及び液体供給ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、液体吐出装置及び液体供給ユニットに関する。
液体吐出装置として、複数の吐出モジュールを有するインクジェットヘッドを備えたプリンタが、特許文献1に開示されている。詳細には、複数の吐出モジュールと、複数の吐出モジュールへインクを供給する供給流路と、供給流路へインクを供給するタンクと、供給流路とタンクとの間に配置され、インクの圧力変動を緩和するためのダンパー室と、を備えた構成が示されている。すなわち、タンクと、ダンパー室と、供給流路と、吐出ヘッドとが、直列的に配置されている。ダンパー室は、薄い可撓膜に覆われている。印刷時にインクの圧力が変動すると、それに応じて可撓膜が変位して、インクの圧力変動が緩和される。
特開2014−46577号公報
可撓膜は気体を通すため、待機時等にインクの水分が蒸発し、ダンパー室のインクが増粘しやすい。また、外部の空気が可撓膜を通り抜けてダンパー室に侵入するため、気泡が発生しやすい。その上で、特許文献1に記載の液体吐出装置においては、タンク、ダンパー室、及び、吐出モジュールが直列的に配置されているため、印刷時には、ダンパー室のインクが全て吐出モジュールに供給される。このため、増粘したインクや気泡が吐出モジュールに流れ込み、ノズルの吐出不良等が起こる虞がある。
本発明の目的は、ダンパー室で発生した増粘液体や気泡が、吐出モジュール側へ流れるのを極力抑えることである。
第1の発明の液体吐出装置は、吐出モジュールと、前記吐出モジュールと接続され、且つ、液体を貯留するタンクと接続された供給室と、前記供給室と接続されたダンパー室と、前記ダンパー室と前記タンクとを接続する流路と、前記流路の途中に設けられたポンプと、を備え、前記供給室は、前記ダンパー室に通じる第1開口と、前記タンクに通じる第2開口と、を有し、前記ポンプの吐出口が、前記ダンパー室と接続されていることを特徴とするものである。
第2の発明の液体吐出装置は、吐出モジュールと、前記吐出モジュールと接続され、且つ、液体を貯留するタンクと接続された供給室と、前記供給室と接続されたダンパー室と、前記ダンパー室と前記タンクとを接続する流路と、前記流路の途中に設けられたポンプと、を備え、前記供給室は、前記ダンパー室に通じる第1開口と、前記タンクに通じる第2開口と、を有し、前記ダンパー室の一端部及び他端部と、前記供給室とが接続され、前記ダンパー室の前記一端部と前記他端部との間の部分と、前記タンクとが接続されていることを特徴とするものである。
第3の発明の液体吐出装置は、吐出モジュールと、前記吐出モジュールと接続され、且つ、液体を貯留するタンクと接続された供給室と、前記供給室と接続されたダンパー室と、を備え、前記供給室は、前記ダンパー室に通じる第1開口と、前記タンクに通じる第2開口と、を有し、前記ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が、樹脂フィルムで形成され、前記ダンパー室は、前記供給室よりも上方に配置されていることを特徴とするものである。
本発明では、吐出モジュールと接続される供給室は、ダンパー室に通じる第1開口とは別に、ダンパー室を介さずにタンクに直接通じる第2開口を有する。つまり、タンクと供給室との間に、ダンパー室が配置された構成ではない。そのため、ダンパー室において、液体の増粘や気泡の発生があっても、吐出モジュールからの液体吐出時に、増粘した液体や気泡を吐出モジュール側に流れ込みにくくすることができる。
また、第1及び第2の本発明によれば、タンクからダンパー室と供給室を通って再びタンクに液体が戻る循環経路が形成される。タンクとダンパー室との間のポンプによって、上記経路内で液体を循環させることで、ダンパー室内の増粘した液体や気泡を排出できる。したがって、吐出モジュールからの液体吐出時に、増粘した液体や気泡が吐出モジュールに流れ込むことを抑制することができる。
また、上記の液体循環としては、(1)タンク→ダンパー室→供給室→タンクと、(2)タンク→供給室→ダンパー室→タンクの、2つの順路を取り得る。ここで、ダンパー室の増粘した液体や気泡を確実に排出するためには、ポンプによって液体を高い圧力で送り出すことが好ましい。しかし、(2)の順路で循環させた場合には、ポンプからの液体吐出直後の供給室内で液体圧力が上がりすぎ、吐出モジュールからの液体漏れが発生する虞がある。これに対して、第1の発明の構成では、上記(1)の順路で液体が循環する。この場合は、第1開口等を通過する際の圧力損失によって、供給室内での圧力は低いものとなるため、液体漏れは防止される。
また、第2の発明では、ダンパー室とタンクとが接続されている構成において、ダンパー室の一端部及び他端部と供給室とが接続されており、ダンパー室の端部が行き止まりになっていない。したがって、ダンパー室内の液体をスムーズに循環させることができる。
また、ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が樹脂フィルムで形成されており、供給室の液体の圧力変動を効果的に緩和できる半面、樹脂フィルムが気体を通すことによって、液体の増粘や気泡の発生が起こりうる。第3の発明では、タンクと供給室との間にダンパー室が配置された構成ではないため、吐出モジュールからの液体吐出時に、増粘した液体や気泡を吐出モジュール側に流れ込みにくくすることができる。
供給室がダンパー室よりも上方にあると、樹脂フィルムを通り抜けてダンパー室に侵入してきた空気が気泡となって供給室に流れ込む虞がある。本発明では、ダンパー室が供給室よりも上方に配置されているため、気泡が供給室に流れ込むことを抑制することができる。
の発明の液体吐出装置は、前記第1〜第3のいずれかの発明において、前記供給室は、前記第1開口と前記第2開口との間に、前記吐出モジュールに通じる供給口を有することを特徴とするものである。
供給室の、第1開口と第2開口との間に、吐出モジュールに通じる供給口が形成されている。吐出モジュールでの液体の消費量が多いときに、タンクから吐出モジュールへの液体の供給が追い付かず、供給室の圧力が大きく低下する。この場合でも、本発明では、供給口が、第1開口と第2開口の間に配置されていることから、ダンパー室からも、第1開口を通じて一時的に液体が供給される。これにより、供給室の液体の圧力低下が緩和される。
の発明の液体吐出装置は、前記第の発明において、前記供給室は、長手方向に延び、前記第1開口は、前記供給室の前記長手方向の端部に位置することを特徴とするものである。
供給室の長手方向端部では、液体の供給が遅れがちになりやすい。本発明では、第1開口が、供給室の長手方向の端部に位置するため、供給室の上記端部において、ダンパー室から一部の液体が供給され、供給室の液体の圧力低下が緩和される。
の発明の液体吐出装置は、前記第の発明において、前記供給室は、一方向に長い形状を有し、前記第1開口は、前記供給室の長手方向の一端部に位置し、前記第2開口は、前記供給室の前記長手方向の他端部に位置することを特徴とするものである。
本発明では、第1開口が、供給室の長手方向の一端部に位置し、第2開口が、供給室の前記長手方向の他端部に位置するため、供給室の上記一端部において、ダンパー室から一部の液体が供給され、供給室の液体の圧力低下が緩和される。
第7の発明の液体吐出装置は、前記第の発明において、前記供給室は、一方向に長い形状を有し、前記供給室は、長手方向において、前記第1開口と前記第2開口との間に、前記吐出モジュールに通じる供給口を有し、前記供給室の、前記長手方向において前記供給口と前記第2開口の間に位置する部分の、前記長手方向と直交する断面の面積は、前記第1開口の面積よりも大きいことを特徴とするものである。
長手方向において、第2開口と供給口との間で、供給室の流路断面積が小さいと、液体が流れにくくなる。これにより、第1開口から流れてくる液体の供給口付近での圧力が高くなって吐出モジュールからの液体漏れが発生する虞がある。本発明では、長手方向における第2開口と供給口との間で流路断面積が大きくなっていることから、供給室内の液体の流れが妨げられにくく、吐出モジュールからの液体漏れを回避できる。
第8の発明の液体吐出装置は、前記第1又は第2の発明において、前記ポンプは、ダイヤフラムを有する圧力室と、入口弁と、出口弁と、を有することを特徴とするものである。
ダイヤフラムを有する圧力室と、入口弁と、出口弁とを有するポンプが設けられているため、ポンプ停止時には、入口弁及び出口弁によってポンプの吸入口及び吐出口が閉止されて、流路内を液体が流れなくなる。したがって、液体吐出時に、タンクからダンパー室に液体が流れ込むことを抑制できる。
第9の発明の液体吐出装置は、前記第の発明において、前記ダンパー室の一端部と前記供給室とが接続され、前記ダンパー室の他端部と前記タンクとが接続されていることを特徴とするものである。
ダンパー室の一端部と供給室とが接続され、ダンパー室の他端部とタンクとが接続されている。つまり、ダンパー室の端部が行き止まりになっていない。このため、ポンプを動作させると、ダンパー室内に液体が滞留しにくくなり、供給室側又はタンク側へスムーズに排出され、増粘した液体や気泡が循環してタンクに戻る。したがって、吐出モジュールからの液体吐出時に、増粘した液体や気泡が吐出モジュールに流れ込むことを抑制することができる。
10の発明の液体吐出装置は、吐出モジュールと、前記吐出モジュールと接続され、且つ、第1の液体を貯留する第1タンクと接続された第1供給室と、前記第1供給室と接続された第1ダンパー室と、前記吐出モジュールと接続され、且つ、第2の液体を貯留する第2タンクと接続された第2供給室と、前記第2供給室と接続された第2ダンパー室と、を備え、前記第1供給室と、前記第2供給室と、前記第1ダンパー室と、前記第2ダンパー室とは、同じ一方向に長い形状を有し、前記第1供給室は、前記第1ダンパー室に通じる第1開口と、前記第1タンクに通じる第2開口と、を有し、前記第2供給室は、前記第2ダンパー室に通じる第3開口と、前記第2タンクに通じる第4開口と、を有し、前記第1ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が、第1樹脂フィルムで形成されており、前記第2ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が、第2樹脂フィルムで形成されており、前記第1供給室と前記第1ダンパー室は、上下方向に重なっており、前記第1供給室と前記第2供給室は、前記第1供給室と前記第2供給室との長手方向及び前記上下方向と直交する配列方向に並んでおり、前記第1ダンパー室と前記第2ダンパー室は、前記上下方向に重なっていることを特徴とするものである。
本発明の液体吐出装置は、複数の供給室及び複数のダンパー室を備え、それぞれタンクと接続されている。タンクと供給室との間には、ダンパー室が配置されていないため、ダンパー室で増粘した液体や気泡を吐出モジュール側に流れ込みにくくすることができる。また、第1供給室と第2供給室は配列方向に並ぶ一方で、それぞれ対応する第1ダンパー室と第2ダンパー室は、同じように配列方向に並べられるのではなく、上下に重ねられている。従って、1つのダンパー室について、第1供給室と第2供給室を合わせた分の面積を確保することができ、樹脂フィルムの面積を大きくすることができる。
11の発明の液体吐出装置は、前記第10の発明において、前記第1ダンパー室は、前記第1供給室よりも上方に配置されており、前記第1開口は、前記第1供給室の上面の壁に形成されていることを特徴とするものである。
第1ダンパー室が第1供給室よりも上方に位置し、第1供給室の第1開口が供給室の上面の壁に形成されているので、第1供給室と第1ダンパー室とを接続する連通路が短く、コンパクトなレイアウトにすることができる。
12の発明の液体吐出装置は、前記第11の発明において、前記第2開口は、前記第1供給室の前記上面の壁に形成されていることを特徴とするものである。
第1開口と同様に、第2開口が供給室の上面の壁に形成されているので、コンパクトなレイアウトにすることができる。
13の発明の液体吐出装置は、前記第12の発明において、前記第1供給室の前記上面の壁の、前記長手方向における前記第1開口と前記第2開口との間の部分が、前記第1樹脂フィルムの面積よりも小さい第3樹脂フィルムで形成されていることを特徴とするものである。
第3樹脂フィルムによって、液体吐出時の第1供給室における第1の液体の圧力変動がさらに緩和される一方で、第3樹脂フィルムは気体を通すため、液体の増粘や気泡の発生が懸念される。しかしながら、第1供給室を画定する第3樹脂フィルムの面積は、第1ダンパー室を画定する第1樹脂フィルムの面積よりも小さいため、インクの増粘等による影響は小さく抑えられる。
14の発明の液体供給ユニットは、吐出モジュールと接続され、且つ、液体を貯留するタンクと接続される供給室と、前記供給室と接続されたダンパー室と、を備え、前記供給室は、前記タンクに通じる第1開口と、前記ダンパー室に通じる第2開口と、を有し、前記ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が、樹脂フィルムで形成され、前記ダンパー室は、前記供給室よりも上方に配置されているすることを特徴とするものである。
本発明の液体供給ユニットは、吐出モジュールと接続され、且つ、タンクと接続される供給室と、供給室と接続されるダンパー室と、を備える。供給室には、タンクに通じる第1開口と、ダンパー室に通じる第2開口とが形成されている。つまり、タンクと供給室との間に、ダンパー室が配置された構成ではない。
本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。 メインタンクとインクジェットヘッド間の4色のインク経路を示す図である。 吐出モジュールと、1色のインク経路を示す図である。 インク供給ユニットの斜視図である。 (a)は、供給部材の平面図、(b)は、ダンパー部材の平面図である。 ダイヤフラムポンプの概略的な断面図である。 印刷時のインクの流れを示す概念図である。 メンテナンス時のインクの流れを示す概念図である。 変形例に係る吐出モジュールと、1色のインク経路を示す図である。 別の変形例に係る吐出モジュールと、1色のインク経路を示す図である。 別の変形例に係る吐出モジュールと、1色のインク経路を示す図である。 別の変形例に係る吐出モジュールと、1色のインク経路を示す図である。
次に、本発明の実施の形態について説明する。図1において記録用紙100が搬送される搬送方向を、プリンタ1の前後方向と定義する。記録用紙100の用紙幅方向をプリンタ1の左右方向と定義する。前後方向及び左右方向と直交する、図1の紙面垂直方向をプリンタ1の上下方向と定義する。
(プリンタの概略構成)
図1に示すように、プリンタ1は、筐体2内に収容されたプラテン3と、インクジェットヘッド4と、2つの搬送ローラ5、6と、制御部7等を備えている。
プラテン3の上面には、記録用紙100が載置される。搬送ローラ5、6は、それぞれプラテン3の後方と前方にそれぞれ配置されている。搬送ローラ5、6は、図示しない搬送モータによってそれぞれ駆動され、プラテン3上の記録用紙100を前方へ搬送する。
インクジェットヘッド4は、プラテン3の上方に配置され、左右方向に記録用紙100の幅全域にわたって延びている。インクジェットヘッド4には、後述するメインタンク11から4色(イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)のインクが供給される。インクジェットヘッド4の詳細については後述する。
制御部7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び、各種制御回路を含むASIC(Application Specific Integrated Circuit)を備える。さらに、制御部7は、各種制御パラメータを書き換え可能に記憶する、不揮発性のメモリを備えている。また、制御部7は、PC等の外部装置8とデータ通信可能に接続されており、外部装置8から送られた画像データに基づいて、インクジェットヘッド4や搬送モータ等の、プリンタ1の各部を制御する。
より具体的には、制御部7は、搬送ローラ5、6を駆動する搬送モータを制御して、2つの搬送ローラ5、6に記録用紙100を搬送方向に搬送させる。また、この用紙搬送とともに、制御部7は、インクジェットヘッド4を制御して記録用紙100に向けてインクを吐出させる。これにより、記録用紙100に画像が印刷される。
(インクジェットヘッド及びその周辺の構成)
次に、インクジェットヘッド4及びその周辺の構成について、図1〜図3を用いて説明する。図2は、メインタンク11とインクジェットヘッド4との間の、4色のインク経路を模式的に示す図である。図3は、代表として、主にイエローのインク経路を示す図である。なお、図3では、後述するインク供給ユニット30については、前後方向に直交する断面図を表し、他の構成については模式的に表している。
図2に示すように、インクジェットヘッド4は、6つの吐出モジュール21〜26と、吐出モジュール21〜26にインクを供給するためのインク供給ユニット30と、を有する。インクジェットヘッド4には、4色のメインタンク11から、インクを一時的に貯留するサブタンク12を介して、それぞれインクが供給される。なお、各色のサブタンク12とインクジェットヘッド4とは、2つの経路で接続されている。その2つの経路のうち、一方の経路には、インクジェットヘッド4とサブタンク12との間でインクを循環させるためのダイヤフラムポンプ13が設けられている。各構成間の接続の詳細については、後述する。
(インクジェットヘッド4の詳細構成)
次に、インクジェットヘッド4の詳細構成について説明する。インクジェットヘッド4は、前述したように、吐出モジュール21〜26と、インク供給ユニット30とを有する。6つの吐出モジュール21〜26は、図1に示すように、左右方向に配列されており、前後方向において交互にずれて配置されている。すなわち、6つの吐出モジュール21〜26は、左右方向に沿って、前後に千鳥状に分かれて配置されている。吐出モジュール21〜26は、それぞれが、4つの色に対応する4列のノズル列27を有し、4つの色のインクを吐出可能な構成になっている。
インク供給ユニット30は、図3に示すように、供給部材31と、ダンパー部材32とを有する。供給部材31は、4つの供給室33を有する。供給室33は、吐出モジュール21〜26にインクを供給するためのものである。なお、以下の説明では、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのそれぞれに対応する構成について、必要に応じて、符号の後にイエローを示す“y”、シアンを示す“c” 、マゼンタを示す“m”、ブラックを示す“k”をそれぞれ付ける。例えば、イエローの供給室33は、供給室33yである。
供給部材31の構成について、図3〜図5を用いて説明する。供給部材31は、略直方体状の部材であり、その内部に4つの供給室33を有する。供給室33y、33c、33m、33kは、図5に示すように、それぞれ左右方向に延び、前後方向に並んでいる。供給部材31の前後方向の大きさをW1とし、イエローの供給室33yの前後方向の大きさをW1yとすると、W1yは、W1のおよそ4分の1である。
以下、代表として、イエローの供給室33yについて説明する。イエローの供給室33yは、図3及び図5(a)に示すように、開口41y〜43yを有する。開口41y、42yは、供給室33yを画定する上面の壁、すなわち供給部材31の上面の壁44の左右両端部にそれぞれ形成されている。開口43yは、上面の壁44の左右方向の略中央部に形成されている。
また、供給室33yは、開口51y〜56yを有する。開口51y〜56yは、供給室33yの左右方向に配列されており、例えばチューブ57y〜62yを介して、吐出モジュール21〜26にそれぞれ通じている。左側の3つの開口51y〜53yは、左右方向において、開口41yと開口43yとの間に配置されている。右側の3つの開口54y〜56yは、左右方向において、開口42yと開口43yとの間に配置されている。開口41y〜43y及び開口51y〜56yを除き、供給室33yは壁に覆われている。
また、供給室33yは、その左右方向に直交する断面の面積が、左右方向における開口43yと開口51y〜56yとの間の部分において、開口41y、42yの面積よりも大きくなるように形成されている。本実施形態においては、左右方向において、開口43yを挟んで互いに最も離れた位置にある開口51yと開口56yとの間の部分において、上記断面積が開口41y、42yの面積よりも大きい。
以上の構成については、シアン、マゼンタ及びブラックの供給室33c、33m、33kについても同様のことが言える。例えば、供給室33c、33m、33kは、それぞれ開口41c〜43c、41m〜43m、41k〜43kを有する。供給室33に関する他の構成も、イエローと同様である。
次に、ダンパー部材32の構成について、図3〜図5を用いて説明する。ダンパー部材32は、略直方体状の部材であり、その内部に4つのダンパー室34を有する。ダンパー室34は、供給室33内のインクの圧力が変動したときに、その圧力変動を緩和するためのものである。いずれのダンパー室34も、左右方向に延びている。ダンパー部材32の左右方向の大きさは、供給部材31の左右方向の大きさと略等しい。また、ダンパー部材32の前後方向の大きさW2は、供給部材31の前後方向の大きさW1と略等しい。
ダンパー部材32は、供給部材31の上方に重なるように配置されている。つまり、4つのダンパー室34は、4つの供給室33よりも上方に配置されている。
ダンパー部材32は、図3に示すように、左右方向に延びる内壁65によって上下に仕切られている。また、図4及び図5に示すように、ダンパー部材32は、前後にも仕切られている。本実施形態では、ダンパー室34yとダンパー室34cとが上下方向に重なっており、ダンパー室34mとダンパー室34kとが上下方向に重なっている。また、ダンパー室34yとダンパー室34mとが前後方向に並んでいる。その下方で、ダンパー室34cとダンパー室34kとが前後方向に並んでいる。また、イエローのダンパー室34yと供給室33yとが、上下方向に重なっている。イエローのダンパー室34yの前後方向の大きさW2yは、W2のおよそ2分の1である。また、W2yは、前述したW1yのおよそ2倍である。
以下、代表として、イエローのダンパー室34yについて説明する。イエローのダンパー室34yは、図3に示すように、開口66y〜68yを有する。開口66yは、内壁65の左端部に、開口67yは、内壁65の右端部に形成されている。また、開口66y、67yから下方へ連通路45y、46yが延びている。開口68yは、ダンパー部材32の上面の壁69の左右方向の略中央部に形成されている。
また、ダンパー室34yを画定する上面の壁69の一部は、樹脂フィルム73y、74yで形成されている。図4及び図5においてハッチングされた部分が、樹脂フィルム73y、74yである。供給室33yのインクの圧力が上昇すると、樹脂フィルム73y、74yが凸に変位することによって、その圧力上昇が緩和される。逆に、上記圧力が下降すると、樹脂フィルム73y、74yが凹に変位することによって、その圧力下降が緩和される。
また、図4及び図5に示すように、上面の壁69の前後方向の中央部には、4本のチューブ47がそれぞれ取り付けられる4つの取付部75と、4本のチューブ72がそれぞれ取り付けられる4つの取付部76が配置されている。取付部75、76は、それぞれの上面に開口を有する。図3に示すように、イエローの取付部75yから下方へは、連通路77yが、ダンパー室34y内を通過して、供給室33yの開口43yの位置まで延びている。連通路77yを構成する管は細く、ダンパー室34y内のインクの左右方向の流れを妨げるものではない。また、取付部76yは、ダンパー室34yの開口68yに通じている。
以上の構成は、他の色のインクのダンパー室34についても概ね同様である。但し、図3に示すように、シアンのダンパー室34cの樹脂フィルム73c、74cは、ダンパー部材32の下面の壁78に形成されている。ブラックのダンパー室34kについても、シアンと同様である。なお、図3において、ダンパー室34cからサブタンク12cへつながる連通路等については、図示を省略している。
(構成間の接続関係の詳細)
次に、構成間の接続関係の詳細について、図3を用いて説明する。以下、代表として、主にイエローのインク経路について説明する。
まず、供給室33yは、連通路45y、46yによってダンパー室34yと接続されている。すなわち、供給室33yの開口41y、42yが、それぞれ連通路45y、46yを介して、ダンパー室34yの開口66y、67yに通じている。また、供給室33yは、連通路77y及びチューブ47yによってサブタンク12yと接続されている。すなわち、供給室の開口43yが、連通路77yと、取付部75yに取り付けられたチューブ47yとを介して、サブタンク12yに通じている。
このように、供給室33yは、ダンパー室34yに通じる開口41y、42yとは別に、ダンパー室34yを介さずにサブタンク12yに直接通じる開口43yを有する。つまり、サブタンク12yと供給室33yとの間に、ダンパー室34yが配置された構成ではない。
以上のような構成間の接続関係は、他の色のインク経路についても同様である。例えばシアンの供給室33cについて述べると、開口41c、42cがそれぞれダンパー室34cの開口66c、67cに通じている。また、開口41c、42cと異なる開口43cがサブタンク12cに通じている。マゼンタ、ブラックについても同様である。
次に、ダンパー室34yは、チューブ71y、72yによってサブタンク12yと接続されている。また、ダンパー室34yとサブタンク12yとの間に、ダイヤフラムポンプ13yが設けられている。すなわち、ダンパー室34yの開口68yが、チューブ72yによって、後述するダイヤフラムポンプ13yの吐出口84に通じている。また、サブタンク12yが、チューブ71yによって、後述するダイヤフラムポンプ13yの吸入口83と接続されている。また、サブタンク12yは、チューブ40yによってメインタンク11yと接続されている。
このように、供給室33yがダンパー室34y及びサブタンク12yと接続されており、さらに、ダンパー室34yがサブタンク12yと接続されている。これによって、サブタンク12yからダンパー室34yと供給室33yとを通って再びサブタンク12yに液体が戻る循環経路が形成される。以上の接続関係は、他の色のインク経路についても同様である。
(ダイヤフラムポンプの構成)
次に、ダイヤフラムポンプ13の構成について、図6を用いて説明する。ダイヤフラムポンプ13は、ダイヤフラム81を有する圧力室82と、吸入口83と、吐出口84と、吸入口83側のチャッキボール85と、吐出口84側のチャッキボール86等を有する。前述したように、吸入口83は、チューブ71によってサブタンク12と接続され、吐出口84は、チューブ72によってダンパー室34と接続されている。また、ダイヤフラムポンプは、図示しないポンプシャフトと接続されている。
ダイヤフラムポンプ13が作動していない時は、図6(a)に示すように、吸入口83及び吐出口84は、それぞれチャッキボール85、86によって塞がれている。ダイヤフラムポンプ13が作動すると、ポンプシャフトによってダイヤフラム81が振動する。図6(b)に示すように、ダイヤフラム81が凸に変位すると、圧力室82の圧力が下がってチャッキボール85、86が圧力室82に近づく方向に移動し、吐出口84が塞がれるとともに吸入口83が開いて、インクが圧力室82に流入する。図6(c)に示すように、ダイヤフラム81が元に戻ると、圧力室82の圧力が上がってチャッキボール85、86が圧力室82から遠ざかる方向に移動し、吸入口83が塞がれるとともに吐出口84が開いて、インクがダンパー室34へ送られる。このように、ダイヤフラムポンプ13がインクを流す方向は、サブタンク12からダンパー室34へ向かう方向に固定されている。
(インク経路におけるインクの流れ)
以上のような構成において、インク経路におけるインクの流れ方が2通りある。1つ目は、印刷時、すなわちインク吐出時に、サブタンク12から供給室33へインクが供給されるインクの流れである。2つ目は、メンテナンス時に、サブタンク12、ダンパー室34、供給室33を通ってサブタンク12に戻る、すなわち循環するインクの流れである。まず、印刷時のインクの流れについて、図7を用いて説明する。
図7は、印刷時のイエローのインクの流れを示す概念図である。まず、印刷時には、ダイヤフラムポンプ13yは作動しておらず、サブタンク12yからダンパー室34yへインクが流れ込まないようになっている。また、供給室33y及びダンパー室34yは、インクで満たされている。印刷時には、制御部7がインクジェットヘッド4を制御して、吐出モジュール21〜26からインクを吐出させる。上記吐出によってインクが消費されると、サブタンク12y内のインクが、チューブ47y及び連通路77yを通って供給室33yの左右方向の中央部へ供給される。これによって、消費された分のインクが補充される。このインクの流れは、他の色のインクについても同様である。
上記印刷中に、供給室33内のインクの圧力が変動すると、前述したように、ダンパー室34の樹脂フィルム73、74によってインクの圧力変動が緩和される。ここで、樹脂フィルム73、74は気体を通すため、インクの増粘や気泡の発生が起こる。増粘したインクや気泡が吐出モジュール21〜26に流れ込むと、ノズルの吐出不良が起こる虞がある。仮に、ダンパー室34がサブタンク12と供給室33との間に配置されていると、増粘したインクが全て吐出モジュール21〜26に流れ込むことになる。
しかし、本実施形態においては、インク供給ユニット30の供給室33の開口41、42がダンパー室34に通じており、それとは別に、開口43がサブタンク12に通じている。つまり、サブタンク12と供給室33との間に、ダンパー室34が配置された構成ではない。したがって、ダンパー室34においてインクの増粘や気泡の発生があっても、吐出モジュール21〜26からのインク吐出時に、増粘したインクや気泡を吐出モジュール21〜26側に流れ込みにくくすることができる。
また、供給室33の開口41と開口43との間に、吐出モジュール21〜23に通じる開口51〜53が形成されており、開口42と開口43との間に、吐出モジュール24〜26に通じる開口54〜56が形成されている。吐出モジュール21〜26でのインクの消費量が多いときに、サブタンク12から吐出モジュール21〜26へのインクの供給が追い付かず、供給室33内のインクの圧力が大きく低下する。この場合でも、開口51〜56が、開口41、42と開口43との間に配置されていることから、ダンパー室34からも、開口41、42を通じて一時的にインクが供給される。これにより、供給室33のインクの圧力低下が緩和される。
また、供給室33の左右方向端部では、インクの供給が遅れがちになりやすい。本実施形態では、開口41、42が、供給室33の左右方向の端部に位置するため、供給室33の端部において、ダンパー室34から一部のインクが供給され、供給室33の液体の圧力低下が緩和される。
次に、メンテナンス時のインクの流れについて、図8を用いて説明する。ダンパー室34内のインクは、時間の経過とともに増粘し、また、ダンパー室34内に気泡が発生する。特に、本実施形態においては、印刷時においてもダンパー室34内のインクの消費が抑えられるため、長時間にわたって使用されず増粘が進んだインクがダンパー室34内に滞留することが想定される。ダンパー室34内のインクは吐出モジュール21〜26側に流れ込みにくくなってはいるが、このようなインクが吐出モジュール21〜26に供給されて印刷に使用されると、ノズルの吐出不良等が懸念される。そこで、本実施形態においては、前述した循環経路においてインクを循環させ、ダンパー室34内のインクを入れ換えるメンテナンスを行う。
図8は、メンテナンス時のイエローのインクの流れを示す概念図である。制御部7は、印刷を行っていない状態、すなわち吐出モジュール21〜26からインクを吐出させていない状態で、ダイヤフラムポンプ13yを作動させる。上記作動のタイミングは、例えば、前回のメンテナンス時から一定期間が経過した時である。ダイヤフラムポンプ13yが作動すると、サブタンク12y内のインクがダイヤフラムポンプ13yによって送り出され、チューブ72yを通ってダンパー室34yの左右方向の中央部に送り込まれる。送り込まれたインクによって、ダンパー室34y内の増粘したインク及び気泡が左右両側へ押しやられ、連通路45y、46yを介して供給室33yへ押し出される。押し出された増粘インク及び気泡は供給室33y内を流れ、供給室33yの左右方向の中央部の開口43yから出ていき、連通路77y及びチューブ47yを通ってサブタンク12yへ戻る。このように、印刷時とメンテナンス時とでは、インクが流れる方向が互いに逆向きになっている。
上記メンテナンスを行うことにより、増粘していない新しいインクがダンパー室34yに供給される。このインクの流れは、他の色のインクについても同様である。
以上のように、サブタンク12とダンパー室34と供給室33とを通って再びサブタンク12にインクが戻る循環経路が形成される。サブタンク12とダンパー室34との間のダイヤフラムポンプ13によって、上記経路内でインクを循環させることで、ダンパー室34内の増粘したインクや気泡を排出できる。したがって、吐出モジュール21〜26からのインク吐出時に、増粘したインクや気泡が吐出モジュール21〜26に流れ込むことを抑制することができる。
また、メンテナンスを行うとき、ダンパー室34の増粘したインクや気泡を確実に排出するためには、ダイヤフラムポンプ13によってインクを高い圧力で送り出すことが好ましい。しかし、仮にサブタンク12から供給室33側へインクを送ると、ダイヤフラムポンプ13からのインク吐出直後の供給室33内でインクの圧力が上がりすぎ、吐出モジュール21〜26からのインク漏れが発生する虞がある。これに対して、本実施形態では、メンテナンス時に、印刷時に液体が流れる方向と逆方向、すなわちサブタンク12、ダンパー室34、供給室33、サブタンク12の順にインクが流れて循環する。この場合、開口41、42等を通過する際の圧力損失によって、供給室33内での圧力は低いものとなるため、インク漏れは防止される。
また、左右方向において、開口43と開口51〜56との間で、供給室33の左右方向と直交する断面の面積が小さいと、インクが流れにくくなる。これにより、開口41、42から流れてくるインクの開口51〜56付近での圧力が高くなって、吐出モジュール21〜26からのインク漏れが発生する虞がある。本実施形態においては、左右方向における開口43と供給口との間で上記断面の面積が大きくなっていることから、供給室33内のインクの流れが妨げられにくく、吐出モジュール21〜26からのインク漏れを回避できる。
また、ダイヤフラムポンプ13は、吸入口83側のチャッキボール85と、吐出口84側のチャッキボール86とを有する。このため、ダイヤフラムポンプ13の停止時には、チャッキボール85及びチャッキボール86によって吸入口83及び吐出口84が閉止されて、チューブ71、72内をインクが流れなくなる。したがって、インク吐出時に、サブタンク12からダンパー室34にインクが流れ込むことを抑制できる。
また、ダンパー室34の一端部及び他端部と供給室33とが接続されており、ダンパー室34の端部が行き止まりになっていない。したがって、ダンパー室34内のインクをスムーズに循環させることができる。
また、ダンパー室34を画定する壁の少なくとも一部が樹脂フィルム73、74で形成されており、供給室33内のインクの圧力変動を効果的に緩和できる半面、樹脂フィルム73、74が気体を通すことによって、インクの増粘や気泡の発生が起こりうる。本実施形態では、サブタンク12と供給室33との間にダンパー室34が配置された構成ではないため、吐出モジュール21〜26からの液体吐出時に、増粘したインクや気泡を吐出モジュール21〜26側に流れ込みにくくすることができる。
また、供給室33がダンパー室34よりも上方にあると、樹脂フィルム73、74を通り抜けてダンパー室34に侵入してきた空気が気泡となって供給室33に流れ込む虞がある。本実施形態では、ダンパー室34が供給室33よりも上方に配置されているため、気泡が供給室33に流れ込むことを抑制することができる。
また、イエローの供給室33yとシアンの供給室33cは前後方向に並ぶ一方で、ダンパー室34yとダンパー室34cは、同じように前後方向に並べられるのではなく、上下に重ねられている。従って、1つのダンパー室34について、2つの供給室33を合わせた分の面積を確保することができ、樹脂フィルム73、74の面積を大きくすることができる。
また、ダンパー室34yが供給室33yよりも上方に位置し、供給室33yの開口41y、42yが供給部材31の上面の壁44に形成されているので、供給室33yとダンパー室34yとを接続する連通路45yが短く、コンパクトなレイアウトにすることができる。また、同様に、開口43yが供給部材31の上面の壁44に形成されているので、コンパクトなレイアウトにすることができる。
以上説明した実施形態において、プリンタが、本発明の「液体吐出装置」に相当する。インクが、本発明の「液体」に相当する。前後方向が、本発明の「配列方向」に相当する。左右方向が、本発明の「長手方向」に相当する。サブタンク12が、本発明の「タンク」に相当する。開口41、42及び開口41y、42yが、本発明の「第1開口」に相当する。開口43及び43yが、本発明の「第2開口」に相当する。開口51〜56が、本発明の「供給口」に相当する。ダイヤフラムポンプ13が、本発明の「ポンプ」に相当する。チューブ71、72が、本発明の「流路」に相当する。チャッキボール85が、本発明の「入口弁」に相当する。チャッキボール86が、本発明の「出口弁」に相当する。
また、イエローのインクが、本発明の「第1の液体」に相当する。シアンのインクが、本発明の「第2の液体」に相当する。サブタンク12yが、本発明の「第1タンク」に相当する。サブタンク12cが、本発明の「第2タンク」に相当する。供給室33yが、本発明の「第1供給室」に相当する。供給室33cが、本発明の「第2供給室」に相当する。ダンパー室34yが、本発明の「第1ダンパー室」に相当する。ダンパー室34cが、本発明の「第2ダンパー室」に相当する。開口41c、42cが、本発明の「第3開口」に相当する。開口43cが、本発明の「第4開口」に相当する。樹脂フィルム73y、74yが、本発明の「第1樹脂フィルム」に相当する。樹脂フィルム73c、74cが、本発明の「第2樹脂フィルム」に相当する。インク供給ユニット30が、本発明の「液体供給ユニット」に相当する。
次に、前記実施形態に変更を加えた変形例について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
(1)供給室を画定する壁の一部が、樹脂フィルムで形成されていても良い。図9に示される供給部材89のイエローの供給室90yにおいては、開口41yと開口43yとの間の部分が樹脂フィルム91yで、開口42yと開口43yとの間の部分が樹脂フィルム92yで、それぞれ形成されている。ここで、前記実施形態と同様に、ダンパー室34yの前後方向の大きさは、供給室90yの前後方向の大きさのおよそ2倍である。つまり、供給室90yの樹脂フィルム91y、92yの合計面積は、ダンパー室34yの樹脂フィルム73y、74yの合計面積よりも小さい。
樹脂フィルム91y、92yによって、印刷時の供給室90y内のイエローのインク圧力変動がさらに緩和される一方で、供給室90y内のインクの増粘や気泡の発生が懸念される。しかしながら、樹脂フィルム91y、92yの合計面積は、ダンパー室34yの樹脂フィルム73y、74yの合計面積よりも小さいため、インクの増粘等の影響は小さく抑えられる。すなわち、この変形例においては、供給室90yもダンパー室34yと同様にインクの圧力変動緩和の機能を有するが、あくまで、合計面積が比較的大きい樹脂フィルム73y、74yを有するダンパー室34yが、本発明の「第1ダンパー室」である。これにより、増粘インクの供給室90yへの流れ込み抑制の効果が得られる。また、この変形例において、樹脂フィルム91y、92yが、本発明の「第3樹脂フィルム」に相当する。
(2)供給部材31及びダンパー部材32の構成は、前記実施形態のものに限られない。例えば、供給部材31の前後方向の長さW1と、ダンパー部材32の前後方向の長さW2とは、略等しくなくても良い。供給部材31及びダンパー部材32の形状は、略直方体状でなくても良い。
(3)4つの供給室33は、それぞれ別々の部材によって形成されていても良い。4つのダンパー室34についても同様である。
(4)インクの色は、4種類でなくても良い。図10に示されるダンパー部材94は、上下に仕切られていない。また、図示は省略するが、供給部材93は前後に仕切られておらず、1つの供給室95のみを有する。ダンパー部材94も同様に、図示は省略するが、前後に仕切られておらず、1つのダンパー室96のみを有する。
(5)供給室及びダンパー室の開口の位置を変更しても良い。図11に示される供給室95においては、開口41が左端部に形成されており、開口43が右端部に形成されている。また、ダンパー室96においては、開口68が右端部に形成されている。すなわち、ダンパー室96の左端部と供給室95とが接続され、ダンパー室96の右端部とサブタンク12とが接続されている。この構成において、供給室95の上記一端部において、ダンパー室96から一部のインクが供給され、供給室のインクの圧力低下が緩和される。また、この構成においても、ダンパー室96の端部が行き止まりになっていない。このため、ダイヤフラムポンプ13を動作させると、ダンパー室96内の全てのインクは滞留することなく排出され、増粘した液体や気泡が循環してサブタンク12に戻る。したがって、吐出モジュール21〜26からの液体吐出時に、増粘した液体や気泡が吐出モジュール21〜26に流れ込むことを抑制することができる。
(6)メインタンク11とインクジェットヘッド4との間に、サブタンクが備えられていなくても良い。図12に示されるメインタンク11は、チューブ98によってダイヤフラムポンプ13と接続されているとともに、チューブ99によって供給室95と接続されている。これにより、印刷時には、メインタンク11から供給室95に直接インクが供給される。また、メンテナンス時には、ダイヤフラムポンプ13によって、メインタンク11からダンパー室96にインクが送られる。この変形例においては、メインタンク11が、本発明の「タンク」に相当する。
(7)メンテナンス時にインクが流れる向きが、印刷時にインクが流れる向きと同じであるような構成でも良い。例えば、ダイヤフラムポンプ13の吸入口83がチューブ72と接続され、吐出口84がチューブ71と接続されているような構成でも良い。この場合、ダイヤフラムポンプ13が、ダンパー室96内のインクを吸い出してサブタンク12側に送り、サブタンク内のインクが供給室95側に送られる。
(8)ポンプには、ダイヤフラムポンプ13以外のポンプを適宜用いても良い。例えば、吸引ポンプを用いて、ダンパー室34等から増粘インクを吸い出すことによって、インクを循環させても良い。
(9)ダンパー室34等の開口66、67は、必ずしもダンパー室34等の左右方向の端部に形成されていなくても良い。
(10)吐出モジュール21〜26へ通じる開口51〜56は、開口41と開口43との間、又は開口42と開口43との間になくても良い。
(11)インク供給ユニット10が、ダイヤフラムポンプ13を備えておらず、インクを循環させない構成であっても良い。この場合でも、サブタンク12と供給室95との間に、ダンパー室96が配置された構成でないため、増粘したインクや気泡を吐出モジュール21〜26側に流れ込みにくくすることができる。
(12)前記実施形態までのインクジェットヘッド4は、印刷中にその位置が固定されて記録用紙100に対して移動しない、いわゆるラインタイプのヘッドである。これに対して、左右方向に移動しながらインクを吐出する、いわゆるシリアルタイプのヘッドに、本発明を適用することも可能である。
(13)以上では、インクを吐出して印刷を行うプリンタに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。例えば、配線基板の配線パターンの材料など、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。
11 メインタンク
12 サブタンク
13 ダイヤフラムポンプ
21、22,23,24,25,26 吐出モジュール
33、90、95 供給室
34、96 ダンパー室
41、42 開口
43 開口
51〜56 開口
71、72 チューブ
73、74、91、92 樹脂フィルム
81 ダイヤフラム
82 圧力室
84 吐出口
85、86 チャッキボール

Claims (14)

  1. 吐出モジュールと、
    前記吐出モジュールと接続され、且つ、液体を貯留するタンクと接続された供給室と、
    前記供給室と接続されたダンパー室と、
    前記ダンパー室と前記タンクとを接続する流路と、
    前記流路の途中に設けられたポンプと、を備え、
    前記供給室は、前記ダンパー室に通じる第1開口と、前記タンクに通じる第2開口と、
    を有し、
    前記ポンプの吐出口が、前記ダンパー室と接続されていることを特徴とする液体吐出装置。
  2. 吐出モジュールと、
    前記吐出モジュールと接続され、且つ、液体を貯留するタンクと接続された供給室と、
    前記供給室と接続されたダンパー室と、
    前記ダンパー室と前記タンクとを接続する流路と、
    前記流路の途中に設けられたポンプと、を備え、
    前記供給室は、前記ダンパー室に通じる第1開口と、前記タンクに通じる第2開口と、
    を有し、
    前記ダンパー室の一端部及び他端部と、前記供給室とが接続され、
    前記ダンパー室の前記一端部と前記他端部との間の部分と、前記タンクとが接続されていることを特徴とする液体吐出装置。
  3. 吐出モジュールと、
    前記吐出モジュールと接続され、且つ、液体を貯留するタンクと接続された供給室と、
    前記供給室と接続されたダンパー室と、を備え、
    前記供給室は、前記ダンパー室に通じる第1開口と、前記タンクに通じる第2開口と、を有し、
    前記ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が、樹脂フィルムで形成され、
    前記ダンパー室は、前記供給室よりも上方に配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
  4. 前記供給室は、前記第1開口と前記第2開口との間に、前記吐出モジュールに通じる供給口を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液体吐出装置。
  5. 前記供給室は、一方向に長い形状を有し、
    前記第1開口は、前記供給室の長手方向の端部に位置することを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  6. 前記供給室は、一方向に長い形状を有し、
    前記第1開口は、前記供給室の長手方向の一端部に位置し、
    前記第2開口は、前記供給室の前記長手方向の他端部に位置することを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  7. 前記供給室は、一方向に長い形状を有し、
    前記供給室は、長手方向において、前記第1開口と前記第2開口との間に、前記吐出モジュールに通じる供給口を有し、
    前記供給室の、前記長手方向において前記供給口と前記第2開口の間に位置する部分の、前記長手方向と直交する断面の面積は、前記第1開口の面積よりも大きいことを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  8. 前記ポンプは、ダイヤフラムを有する圧力室と、入口弁と、出口弁と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
  9. 前記ダンパー室の一端部と前記供給室とが接続され、
    前記ダンパー室の他端部と前記タンクとが接続されていることを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  10. 吐出モジュールと、
    前記吐出モジュールと接続され、且つ、第1の液体を貯留する第1タンクと接続された第1供給室と、
    前記第1供給室と接続された第1ダンパー室と、
    前記吐出モジュールと接続され、且つ、第2の液体を貯留する第2タンクと接続された第2供給室と、
    前記第2供給室と接続された第2ダンパー室と、を備え、
    前記第1供給室と、前記第2供給室と、前記第1ダンパー室と、前記第2ダンパー室とは、同じ一方向に長い形状を有し、
    前記第1供給室は、前記第1ダンパー室に通じる第1開口と、前記第1タンクに通じる第2開口と、を有し、
    前記第2供給室は、前記第2ダンパー室に通じる第3開口と、前記第2タンクに通じる第4開口と、を有し、
    前記第1ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が、第1樹脂フィルムで形成されており、
    前記第2ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が、第2樹脂フィルムで形成されており、
    前記第1供給室と前記第1ダンパー室は、上下方向に重なっており、
    前記第1供給室と前記第2供給室は、前記第1供給室と前記第2供給室との長手方向及び前記上下方向と直交する配列方向に並んでおり、
    前記第1ダンパー室と前記第2ダンパー室は、前記上下方向に重なっていることを特徴とする液体吐出装置。
  11. 前記第1ダンパー室は、前記第1供給室よりも上方に配置されており、
    前記第1開口は、前記第1供給室の上面の壁に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出装置。
  12. 前記第2開口は、前記第1供給室の前記上面の壁に形成されていることを特徴とする請求項11に記載の液体吐出装置。
  13. 前記第1供給室の前記上面の壁の、前記長手方向における前記第1開口と前記第2開口との間の部分が、前記第1樹脂フィルムの面積よりも小さい第3樹脂フィルムで形成されていることを特徴とする請求項12に記載の液体吐出装置。
  14. 吐出モジュールと接続され、且つ、液体を貯留するタンクと接続される供給室と、
    前記供給室と接続されたダンパー室と、を備え、
    前記供給室は、前記タンクに通じる第1開口と、前記ダンパー室に通じる第2開口と、を有し、
    前記ダンパー室を画定する壁の少なくとも一部が、樹脂フィルムで形成され、
    前記ダンパー室は、前記供給室よりも上方に配置されていることを特徴とする液体供給ユニット。
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