JP7045284B2 - 液体貯留タンクおよびインクジェットプリンター - Google Patents

Description

本発明は、液体を貯留する液体貯留タンクおよびインクジェットプリンターに関する。

従来の液体貯留タンクとして、液体としてのインクを貯留する液体貯留部と、液体貯留部に貯留されていたインクを流通させる液体流路と、液体流路を開閉する弁と、液体貯留部内に設けられてインクに浮かぶフロートとを備えるインクカートリッジが知られている（例えば、特許文献１参照。）。従来の液体貯留タンクにおいて、フロートは、液体貯留部内のインクの液面が鉛直方向において特定の高さ以下になった場合に、弁の一部に接触することによって弁に液体流路を閉じさせる。従来の液体貯留タンクにおいて、液体貯留部は、主貯留部と、主貯留部と比較して鉛直方向における長さが短く、水平方向のうち特定の方向に主貯留部から突出して設けられる副貯留部とを備えている。従来の液体貯留タンクにおいて、フロートは、主貯留部に配置されている。

特許第６１８２８３９号公報

しかしながら、従来の液体貯留タンクにおいては、水平方向のうち特定の方向におけるフロートの長さに対する鉛直方向におけるフロートの長さの比率が比較的大きいので、液体貯留タンクの外部から液体貯留タンクに振動が加わった場合などに、液体貯留部内で液面に浮かんでいるフロートが鉛直方向に振動し易く、液体流路の開閉を高精度に制御することが困難であるという問題がある。

従来の液体貯留タンクにおいても、フロートを軽くすれば、液体貯留部内で液面に浮かんでいるフロートが鉛直方向に振動することによる、液体からフロートに加わる浮力の変動量がフロートの重量に対して大きくなるので、液体貯留タンクの外部から液体貯留タンクに振動が加わった場合などであっても、液体貯留部内で液面に浮かんでいるフロートが鉛直方向に振動し難くすることが可能である。しかしながら、従来の液体貯留タンクにおいて、フロートは、軽くなる場合、液体貯留部内のインクの液面が鉛直方向において特定の高さ以下になった場合に、弁の一部に接触することによって弁に液体流路を閉じさせる精度が低下する。

そこで、本発明は、液体貯留部内の液体の液面に応じて液体流路の開閉を高精度に制御することができる液体貯留タンクおよびインクジェットプリンターを提供することを目的とする。

本発明の液体貯留タンクは、液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部に貯留されていた前記液体を流通させる液体流路と、前記液体流路を開閉する弁と、前記液体貯留部内に設けられて前記液体に浮かぶフロートとを備え、前記フロートは、前記液体貯留部内の前記液体の液面が鉛直方向において特定の高さ以下になった場合に、前記弁の一部に接触することによって前記弁に前記液体流路を閉じさせ、前記液体貯留部は、主貯留部と、前記主貯留部と比較して鉛直方向における長さが短く、水平方向のうち特定の方向に前記主貯留部から突出して設けられる副貯留部とを備え、前記フロートは、前記主貯留部と、前記副貯留部とに跨って配置され、前記特定の方向における長さが前記主貯留部と比較して長いことを特徴とする。

この構成により、本発明の液体貯留タンクは、水平方向のうち特定の方向においてフロートが主貯留部の長さより長く、特定の方向におけるフロートの長さに対する鉛直方向におけるフロートの長さの比率を従来より小さくすることができるので、液体貯留タンクの外部から液体貯留タンクに振動が加わった場合などであっても、液体貯留部内で液面に浮かんでいるフロートが鉛直方向に振動し難くすることができる。したがって、本発明の液体貯留タンクは、液体貯留部内の液体の液面に応じて液体流路の開閉を高精度に制御することができる。

本発明のインクジェットプリンターは、上述の液体貯留タンクと、前記液体貯留部から前記液体流路を介して供給される前記液体としてのインクを吐出することによって印刷を実行するインクジェットヘッドとを備えることを特徴とする。

この構成により、本発明のインクジェットプリンターは、液体貯留部内のインクの液面に応じて液体流路の開閉を高精度に制御することができるので、空気が混入したインクが液体貯留タンクからインクジェットヘッドに供給されることを抑えることができる。

本発明の液体貯留タンクおよびインクジェットプリンターは、液体貯留部内の液体の液面に応じて液体流路の開閉を高精度に制御することができる。

インクカートリッジが取り付けられている状態での本発明の一実施の形態に係るインクジェットプリンターの外観斜視図である。 インクカートリッジが取り外されている状態での図１に示すインクジェットプリンターの外観斜視図である。 図１に示すインクジェットプリンターのブロック図である。 液体貯留部の内部にインクが貯留されていない状態での図１に示すインクカートリッジの側面断面図である。 液体貯留部の内部にインクが貯留されていてインク針が刺さっていない状態での図４に示すインクカートリッジの側面断面図である。 液体貯留部の内部にインクが貯留されていてインク針が刺さっている状態での図４に示すインクカートリッジの側面断面図である。 図６に示す状態からインクが使用された場合におけるインクカートリッジの側面断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。

まず、本実施の形態に係るインクジェットプリンターの構成について説明する。

図１は、インクカートリッジ３０が取り付けられている状態での本実施の形態に係るインクジェットプリンター１０の外観斜視図である。図２は、インクカートリッジ３０が取り外されている状態でのインクジェットプリンター１０の外観斜視図である。

図１および図２に示すように、インクジェットプリンター１０は、矢印１０ａで示す鉛直方向における下側から媒体９０を支持するプラテン１１と、プラテン１１に対して鉛直方向における上側に配置されていて鉛直方向に直交する矢印１０ｂで示す左右方向に延在しているガイドレール１２と、ガイドレール１２によって矢印１０ｂで示す方向における移動がガイドされるキャリッジ１３と、キャリッジ１３に搭載されて媒体９０に向けてインクを吐出することによって媒体９０上に印刷を実行する複数のインクジェットヘッド１４と、鉛直方向においてインクジェットヘッド１４より上に配置されていてインクジェットヘッド１４にインクを供給する液体貯留タンクとしての複数のインクカートリッジ３０と、鉛直方向および矢印１０ｂで示す方向の両方に直交する矢印１０ｃで示す方向にインクカートリッジ３０が１つずつ挿入される複数のカートリッジ挿入部１５とを備えている。

図３は、インクジェットプリンター１０のブロック図である。

図３に示すように、インクジェットプリンター１０は、複数のインクジェットヘッド１４と、矢印１０ｃ（図１参照。）で示す方向に媒体９０（図１参照。）を搬送する媒体搬送装置２１と、ガイドレール１２（図１参照。）に沿って矢印１０ｂ（図１参照。）で示す方向にキャリッジ１３（図１参照。）を移動させるキャリッジ駆動装置２２と、種々の操作が入力される例えばボタンなどの入力デバイスである操作部２３と、種々の情報を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスである表示部２４と、スピーカー２５と、ネットワーク経由で、または、ネットワークを介さずに有線または無線によって直接に、外部の装置と通信を行う通信デバイスである通信部２６と、各種の情報を記憶する半導体メモリー、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶デバイスである記憶部２７と、インクジェットプリンター１０全体を制御する制御部２８とを備えている。

制御部２８は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムおよび各種のデータを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは記憶部２７に記憶されているプログラムを実行する。

図４は、液体貯留部３２の内部にインクが貯留されていない状態でのインクカートリッジ３０の側面断面図である。図５は、液体貯留部３２の内部にインク５０が貯留されていてカートリッジ挿入部１５の内部に設けられたインク針１５ａが刺さっていない状態でのインクカートリッジ３０の側面断面図である。図６は、インク針１５ａが刺さっている状態でのインクカートリッジ３０の側面断面図である。

図４～図６において、矢印１０ａおよび矢印１０ｃは、インクカートリッジ３０がカートリッジ挿入部１５（図２参照。）に挿入された場合の方向を示している。

図４～図６に示すように、インクカートリッジ３０は、インクカートリッジ３０がカートリッジ挿入部１５に対して着脱される場合に作業者によって掴まれる取っ手３１と、インク５０を貯留する液体貯留部３２と、液体貯留部３２に貯留されていたインク５０を流通させる液体流路としての流路３３と、流路３３を開閉する弁３４と、液体貯留部３２内に設けられてインク５０に浮かぶフロート３５とを備えている。

液体貯留部３２は、主貯留部３２ａと、主貯留部３２ａと比較して矢印１０ａで示す鉛直方向における長さが短く、水平方向のうち矢印１０ｃで示す方向に主貯留部３２ａから突出して設けられる副貯留部３２ｂとを備えている。副貯留部３２ｂは、カートリッジ挿入部１５に挿入される部分である。液体貯留部３２は、インク５０が注入されるためのインク注入口３２ｃと、液体貯留部３２の内部のインク５０の量の変動による液体貯留部３２の内部の気体の圧力の変動を抑えるために液体貯留部３２の内外を連通する気体用穴３２ｄと、インクカートリッジ３０が動いた場合に液体貯留部３２の内部のインク５０が気体用穴３２ｄから出ることを防止するために屈曲した細い気体用流路３２ｅと、流路３３に連通するインク用穴３２ｆと、矢印１０ａで示す方向および矢印１０ｃで示す方向の両方に直交する方向に延在してフロート３５を回転可能に支持する軸３２ｇと、フロート３５に接触することによって軸３２ｇを中心としたフロート３５の回転を規制する規制部３２ｈとを備えている。

流路３３は、気体を排出するための気体排出口３３ａを備えている。流路３３は、インク用穴３２ｆおよび弁３４を連通する流路３３ｂと、弁３４および気体排出口３３ａを連通する流路３３ｃとに弁３４によって分割されている。

弁３４は、フロート３５によって押されていない場合に流路３３ｂと、流路３３ｃとを連通させる。すなわち、弁３４は、フロート３５によって押されていない場合に流路３３を開く。弁３４は、フロート３５によって押されることによって流路３３ｂと、流路３３ｃとの連通を禁止する。すなわち、弁３４は、フロート３５によって押されることによって流路３３を閉じる。

フロート３５は、軸３２ｇによって回転可能に支持されている被支持部３５ａと、弁３４の一部に接触して弁３４を押すための作用部３５ｂとを備えている。フロート３５は、液体貯留部３２内のインク５０の液面が鉛直方向において特定の高さ以下になった場合に、作用部３５ｂで弁３４の一部に接触することによって弁３４に流路３３を閉じさせる。フロート３５は、主貯留部３２ａと、副貯留部３２ｂとに跨って配置されている。フロート３５は、矢印１０ｃで示す方向における主貯留部３２ａの長さＬと比較して、矢印１０ｃで示す方向における長さが長い。

インクカートリッジ３０は、インク用穴３２ｆを覆い液体貯留部３２から流路３３に不純物が入ることを防止するためのフィルター３６と、インク針１５ａが刺されるゴム栓３７と、液体貯留部３２の内部のインク５０を作業者が手動で攪拌するための攪拌棒３８と、気体排出口３３ａを閉じるためのゴム栓３９とを備えている。

インクカートリッジ３０がカートリッジ挿入部１５の内部の端部に突き当たるまでインクカートリッジ３０がカートリッジ挿入部１５の内部に挿入されると、カートリッジ挿入部１５の内部に設けられたインク針１５ａは、ゴム栓３７に刺さって先端が流路３３ｃの内部に配置される。

攪拌棒３８は、インク注入口３２ｃから液体貯留部３２の内部に一部が挿入されている。攪拌棒３８は、インク注入口３２ｃを閉じるためのゴム栓３８ａを備えている。

ゴム栓３９は、インク注入口３２ｃを介してインク５０が液体貯留部３２の内部に注入される場合に、流路３３の内部にインク５０が導入されるために気体排出口３３ａから外される。そして、ゴム栓３９は、インク５０が液体貯留部３２の内部に注入された後、気体排出口３３ａに取り付けられて気体排出口３３ａを閉じる。

次に、インクジェットプリンター１０の動作について説明する。

通信部２６を介して印刷データを受信すると、制御部２８は、通信部２６を介して受信した印刷データに基づいて、媒体９０に対して印刷を実行する。すなわち、制御部２８は、キャリッジ駆動装置２２によって矢印１０ｂで示す方向にキャリッジ１３を移動させてインクジェットヘッド１４によって媒体９０に向けてインク５０を吐出することによって、矢印１０ｂで示す方向における媒体９０に対する印刷を実行する。ここで、インクジェットヘッド１４は、インクカートリッジ３０の液体貯留部３２から流路３３およびインク針１５ａを介して供給されるインク５０を吐出することによって印刷を実行する。また、制御部２８は、矢印１０ｂで示す方向における媒体９０に対する印刷を実行すると、必要に応じて、媒体搬送装置２１によって矢印１０ｃで示す方向に媒体９０を搬送することによって、矢印１０ｃで示す方向における媒体９０に対する印刷の位置を変更する。

なお、制御部２８は、インクカートリッジ３０の液体貯留部３２に特定の量のインク５０が貯留されている状態の後にインクジェットヘッド１４によって吐出したインク５０の量を積算することによって、インクカートリッジ３０の液体貯留部３２に貯留されているインク５０の残量を推定する。そして、制御部２８は、インクカートリッジ３０の液体貯留部３２に貯留されているインク５０の残量が特定の残量以下になった場合に、インクカートリッジ３０の液体貯留部３２へのインク５０の補充を作業者に促すための通知を表示部２４による表示およびスピーカー２５による音の少なくとも１つによって実行する。

インクカートリッジ３０は、図７に示すように、液体貯留部３２内のインク５０の液面が鉛直方向において特定の高さ以下になった場合に、フロート３５が作用部３５ｂで弁３４の一部に接触することによって弁３４に流路３３を閉じさせるので、流路３３の内部のインク５０に気体が混入することがない。したがって、インクジェットプリンター１０は、インク針１５ａからインクジェットヘッド１４におけるインク５０の吐出口までの流路に気体が混入することを防止することができ、インクジェットヘッド１４によるインク５０の吐出の精度を高精度に維持することができる。

以上に説明したように、インクカートリッジ３０は、水平方向のうち矢印１０ｃで示す方向においてフロート３５が主貯留部３２ａの長さＬより長く、矢印１０ｃで示す方向におけるフロート３５の長さに対する矢印１０ａで示す鉛直方向におけるフロート３５の長さの比率を従来より小さくすることができるので、インクカートリッジ３０の外部からインクカートリッジ３０に振動が加わった場合などであっても、液体貯留部３２内で液面に浮かんでいるフロート３５が鉛直方向に振動し難くすることができる。したがって、インクカートリッジ３０は、液体貯留部３２内のインク５０の液面に応じて流路３３の開閉を高精度に制御することができる。

インクカートリッジ３０は、液体貯留部３２内のインク５０の液面に応じて流路３３の開閉を高精度に制御することができるので、空気が混入したインクがインクカートリッジ３０からインクジェットヘッド１４に供給されることを抑えることができる。

なお、フロート３５は、本実施の形態において、弁３４とは異なる部材である。しかしながら、フロート３５の一部は、弁３４の一部を構成していても良い。例えば、フロート３５は、作用部３５ｂが弁３４の弁体を兼ねていて、液体貯留部３２内のインクの液面が鉛直方向において特定の高さ以下になった場合に、作用部３５ｂで弁３４の弁座に接触することによって弁３４に流路３３を閉じさせても良い。

１０ インクジェットプリンター
１０ａ 矢印（鉛直方向を示す矢印）
１０ｂ 矢印（水平方向を示す矢印）
１０ｃ 矢印（水平方向のうちの特定の方向を示す矢印）
１４ インクジェットヘッド
３０ インクカートリッジ（液体貯留タンク）
３２ 液体貯留部
３２ａ 主貯留部
３２ｂ 副貯留部
３３ 流路（液体流路）
３４ 弁
３５ フロート
５０ インク（液体）
Ｌ 長さ（特定の方向における主貯留部の長さ）

Claims (2)

1. 液体を貯留する液体貯留部と、
   前記液体貯留部に貯留されていた前記液体を流通させる液体流路と、
   前記液体流路を開閉する弁と、
   前記液体貯留部内に設けられて前記液体に浮かぶフロートと
   を備え、
   前記フロートは、前記液体貯留部内の前記液体の液面が鉛直方向において特定の高さ以下になった場合に、前記弁の一部に接触することによって前記弁に前記液体流路を閉じさせ、
   前記液体貯留部は、
   主貯留部と、
   前記主貯留部と比較して鉛直方向における長さが短く、水平方向のうち特定の方向に前記主貯留部から突出して設けられる副貯留部と
   を備え、
   前記フロートは、前記主貯留部と、前記副貯留部とに跨って配置され、前記特定の方向における長さが前記主貯留部と比較して長いことを特徴とする液体貯留タンク。
2. 請求項１に記載の液体貯留タンクと、
   前記液体貯留部から前記液体流路を介して供給される前記液体としてのインクを吐出することによって印刷を実行するインクジェットヘッドと
   を備えることを特徴とするインクジェットプリンター。

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