JP7046858B2 - プリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することのできるプリンタに関する。

プリンタとして、インクタンクから送液チューブを介してインク吐出ユニットへインクを送り、インク吐出ユニットからメディアへインクを吐出することにより印刷を行うものが知られている。このようなプリンタに関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に示されるような、プリンタは、メディアの搬送方向に対して略垂直に延びるレールと、このレール上を移動可能に設けられたキャリッジと、このキャリッジに支持されメディアへインクを吐出するインク吐出ユニットと、メディアへ吐出されるインクが充填されているインクカートリッジと、このインクカートリッジからインク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、この送液チューブ上に設けられインクカートリッジから吐出ユニットへインクを送るポンプと、を備えている。

吐出ユニット内には、インクの貯留量が所定の貯留量以下であるか否かを検出するセンサが設けられている。インクの貯留量が所定の量以下となった場合に、ポンプが作動してインクカートリッジから吐出ユニットへインクを送る。

特開２０１８－１１１２１４号公報

特許文献１に開示されたセンサは、例えば、吐出ユニット内のインクの貯留量が所定の量以上となったか否かを検出するのに用いることもできる。所定の量を超えたところでポンプを停止させることにより、吐出ユニット内のインクの圧力を所定値以下とすることができる。これにより、インク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することができる。

ところで、センサを吐出ユニット内へ設けた場合には、センサを内蔵する分、吐出ユニットが大型化すると共に重くなる。吐出ユニットは、キャリッジによって支持されている。このため、大型化し重くなった吐出ユニットを移動させるためのモータ等も大型化する。

本発明は、小型・軽量化されたプリンタの提供を課題とする。

本発明によれば、レールに支持され前記レール上を移動可能に設けられたキャリッジと、
このキャリッジに支持され、前記メディアへインクを吐出するインク吐出ユニットと、
前記メディアへ吐出される前記インクが充填されているインクカートリッジと、
このインクカートリッジから前記インク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、
この送液チューブに設けられ、前記インクカートリッジから前記吐出ユニットへ前記インクを送るポンプと、
前記インクの流れる方向を基準として、前記送液チューブの前記ポンプよりも上流側に一端が接続されていると共に、前記送液チューブの前記ポンプよりも下流側に他端が接続され、前記キャリッジの位置に関わらず固定されているバイパス固定部を有するバイパス路と、
前記バイパス固定部上に設けられ、前記バイパス路内における前記インクの圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ、前記下流側から前記上流側に向かって前記インクを戻すよう開放されるバルブと、を有することを特徴とするプリンタが提供される。

本発明では、バイパス路内におけるインクの圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放されるバルブが、バイパス固定部上に設けられている。バルブが開放されることにより、インクの一部は、下流側から上流側に向かって流れる。これにより、インク吐出ユニットに加わる負荷を軽減することができる。バルブは、バイパス固定部上に設けられているため、インク吐出ユニット内に設けられる場合に比べて、吐出ユニットの小型・軽量化を図ることができる。これにより、小型・軽量化されたプリンタを提供することができる。

実施例１によるプリンタを模式的に示した図である。 図１に示されたプリンタの要部を示した図である。 図３（Ａ）は、バイパス路内におけるインクの圧力が所定の圧力よりも小さい場合における作用を説明する図、図３（Ｂ）は、バイパス路内におけるインクの圧力が所定の圧力以上の場合における作用を説明する図である。 実施例２によるプリンタを模式的に示した図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌｅは左、Ｒｉは右を示している。
＜実施例１＞

［プリンタ１０の構成］

図１を参照する。プリンタ１０は、メディアＭｅにカラー画像を形成可能なインクジェット式のプリンタである。プリンタ１０は、例えば、大型の看板、ポスターの印刷を行うことができる。

プリンタ１０は、印刷されるメディアＭｅを前後方向に搬送可能な搬送部１１と、この搬送部１１から送られたメディアＭｅを載置可能なベッド１２と、このベッド１２の上方において左右方向に伸びるレール１３と、このレール１３に支持されレール１３上に移動可能に設けられたキャリッジ１４と、このキャリッジ１４に支持されメディアＭｅへインクを吐出するインク吐出ユニット１５と、インクが充填されているインクカートリッジ１６と、このインクカートリッジ１６からインク吐出ユニット１５まで接続されている送液チューブ１７と、この送液チューブ１７に設けられインクカートリッジ１６からインク吐出ユニット１５へインクを送るためのポンプユニット２０と、搬送部１１、キャリッジ１２、インク吐出ユニット１５、ポンプユニット２０を制御可能な制御部５０と、を有する。

プリンタ１０は、搬送部１１によって前方にメディアＭｅを送ると共に、キャリッジ１４を左右方向に移動させ、インク吐出ユニット１５の下方を通過するメディアＭｅにインクを吐出して印刷を行う。

なお、プリンタ１０は、メディアＭｅを切断するカッター装置等任意の装置を搭載することができる。

［メディアＭｅについて］
メディアＭｅは、例えば、ロールに巻かれたロールメディアであり、メディアの材質としては、普通紙などの紙類であってもよく、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等の樹脂類であってもよく、アルミニウム材、鉄材等の金属類であってもよく、様々な材料で構成可能である。メディアＭｅは、搬送部１１によって後方から前方に向かって送られる。

［インク吐出ユニット１５について］
インク吐出ユニット１５は、それぞれインクを吐出可能な吐出ユニット１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋを有する。

吐出ユニット１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋは、シアンインクを吐出するシアンユニット１５Ｃと、マゼンダインクを吐出するマゼンダユニット１５Ｍと、イエローインクを吐出するイエローユニット１５Ｙと、ブラックインクを吐出するブラックユニット１５Ｋと、からなる。

これらの吐出ユニット１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋは、それぞれ、インクが充填されるダンパと、ダンパから供給されたインクを吐出するヘッドと、を有している。

［インクカートリッジ１６について］
図１を参照する。インクカートリッジ１６には、メディアＭｅへ吐出されるインクが充填されている。インクカートリッジ１６は、シアンインクが充填されたシアンカートリッジ１６Ｃと、マゼンダインクが充填されたマゼンダカートリッジ１６Ｍと、イエローインクが充填されたイエローカートリッジ１６Ｙと、ブラックインクが充填されたブラックカートリッジ１６Ｋと、からなる。

なお、インクカートリッジ１６を構成するカートリッジの数や色は任意に選択することができる。インクカートリッジ１６に充填されるインクは、メディアへの定着性に優れた、水性レジンインクが好ましい。短時間に多くの印刷を行うためには、速乾性に優れたインクを選択することも好ましい。この他、任意の水性インクや有機溶剤系インクを選択することができる。

［送液チューブ１７について］
図２を参照する。送液チューブ１７は、キャリッジ１４の位置に関わらず固定されている（変位しない）送液固定部１７ａと、キャリッジ１４が変位することにより追従して変位する送液変位部１７ｂと、を有している。

インクカートリッジ１６からポンプユニット２０までは、送液固定部１７ａのみによって構成されている。ポンプユニット２０からインク吐出ユニット１５までは、送液固定部１７ａと送液変位部１７ｂとによって構成されている。インクの流れる方向を基準として、送液変位部１７ｂは、ポンプユニット２０よりも下流側にのみ位置している。

［ポンプユニット２０の構成について］
ポンプユニット２０は、ダイヤフラム式のポンプ２１と、このポンプ２１のポンプハウジング２１ａに形成されポンプ２１を避けてインクを流すことができるバイパス路２２と、このバイパス路２２上に設けられバイパス路２２の他端２２ｂにおけるインクの圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ開放されるバルブ３０と、を有する。

ポンプ２１は、送液固定部１７ａ上に設けられている。ポンプ２１は、制御部５０から受ける電気信号により作動し、インクカートリッジ１６内のインクをインク吐出ユニット１５へ送る。

なお、ポンプ２１は、ダイヤフラム式以外のポンプであっても採用することができる。

［バイパス路２２について］
バイパス路２２は、ポンプハウジング２１ａに一体的に形成されている。換言すると、バイパス路２２は、ポンプ２１に一体的に設けられている、ということができる。バイパス路２２は、インクの流れる方向を基準として、ポンプ２１よりも上流側に一端２２ａが接続されていると共に、ポンプ２１よりも下流側に他端２２ｂが接続されている。

バイパス路２２は、キャリッジ１４の位置に関わらず固定されている（変位しない）バイパス固定部２２ｃのみからなる。

［バルブ３０について］
バルブ３０は、バイパス路２２上に設けられている。つまり、バルブ３０は、バイパス固定部２２ｃ上に設けられている。このバルブ３０の弁箱３１及び弁座３２は、ポンプハウジング２１ａによって構成されている。バルブ３０の弁体３３は、ばね３４によって弁座３２に向かって付勢されている。バルブ３０は、開閉に電力を要しない機械式のバルブである。

なお、バルブ３０には、モータの力で開閉を行う電気式のバルブを採用することもできる。

［制御部５０について］
図１を参照する。制御部５０は、処理部５１、記憶部５２及び通信部５３を有する。処理部５１、記憶部５２及び通信部５３は、例えばマイクロコンピュータ又はマイクロコントローラで構成される。処理部５１、記憶部５２及び通信部５３は、例えばＣＰＵ（あるいはＭＰＵ又はＭＣＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを含むことができる。例えば、ＲＯＭは、ＣＰＵに所定の動作を実行させるプログラムを記憶することができる。ＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域を形成することができる。なお、処理部５１、記憶部５２及び通信部５３は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等で構成されてもよい。

制御部５０は、さらに、ユーザが操作可能な操作部としての操作パネル５４を有している。操作パネル５４は、電源ボタン、設定ボタン等の操作ボタン、操作スイッチ等を有している。

［プリンタ１０の作用について］
図３（Ａ）を併せて参照する。図３（Ａ）は、バイパス路２２の他端２２ｂにおけるインクの圧力Ｐ１が所定の圧力Ｐ０よりも小さい場合（Ｐ１＜Ｐ０）における作用を説明する図である。バイパス路２２の他端２２ｂの圧力がＰ１であるとき、インク吐出ユニット１５内の圧力もＰ１である。圧力がＰ１であるときには、インク吐出ユニット１５に加わっている負荷が小さい。このため、バルブ３０は、閉じている。つまり、バイパス路２２には、インクが流れない。

図１及び図３（Ｂ）を参照する。図３（Ｂ）は、バイパス路２２の他端２２ｂにおけるインクの圧力Ｐ２が所定の圧力Ｐ０以上の場合（Ｐ２≧Ｐ０）における作用を説明する図である。ポンプ２１が作動し、インクがインク吐出ユニット１５に供給され続けると、インク吐出ユニット１５内のインクは、所定の量に達する。これにより、インク吐出ユニット１５内の圧力は、上昇し、例えば、Ｐ２となる。このとき、バイパス路２２の他端２２ｂの圧力もＰ２となる。圧力がＰ２であるときには、インク吐出ユニット１５に加わっている負荷が大きい。弁体３３は、ばね３４の付勢力に抗して、バルブ３０を開放する。これにより、インクは、バイパス路２２の下流から上流に向かって流れる。バイパス路２２を流れたインクは、送液チューブ１７のうちポンプ２１よりも上流側の部位に戻される。一部のインクをバイパス路２２に流すことにより、圧を逃がすことができる。これにより、インク吐出ユニット１５に加わる負荷を軽減することができる。

以上に説明したプリンタ１０は、以下のように言うことができる。

プリンタ１０は、
レール１３に支持されレール１３上を移動可能に設けられたキャリッジ１４と、
このキャリッジ１４に支持され、メディアＭｅへインクを吐出するインク吐出ユニット１５と、
メディアＭｅへ吐出されるインクが充填されているインクカートリッジ１６と、
このインクカートリッジ１６からインク吐出ユニット１５まで接続される送液チューブ１７と、
この送液チューブ１７に設けられ、インクカートリッジ１６からインク吐出ユニット１５へインクを送るポンプ２１と、
インクの流れる方向を基準として、送液チューブ１７のポンプ２１よりも上流側に一端２２ａが接続されていると共に、送液チューブ１７のポンプ２１よりも下流側に他端２２ｂが接続され、キャリッジ１４の位置に関わらず固定されているバイパス固定部２２ｃを有するバイパス路２２と、
バイパス固定部２２ｃ上に設けられ、バイパス路２２内におけるインクの圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放されるバルブ３０と、を有する。

バイパス路２２内におけるインクの圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放されるバルブ３０が、バイパス固定部２２ｃ上に設けられている。バルブ３０が開放されることにより、インクの一部は、下流側から上流側に向かって流れる。これにより、インク吐出ユニット１５に加わる負荷を軽減することができる。バルブ３０は、バイパス固定部２２ｃ上に設けられているため、インク吐出ユニット１５内に設けられる場合に比べて、インク吐出ユニット１５の小型・軽量化を図ることができる。これにより、小型・軽量化されたプリンタ１０を提供することができる。

バイパス路２２及びバルブ３０は、ポンプ２１に一体的に設けられている。

バイパス路２２及びバルブ３０を別々に配置した場合に比べて、コンパクトに配置することができる。

バイパス路２２は、ポンプ２１のポンプハウジング２１ａに一体的に形成され、
バルブ３０の弁箱は、ポンプハウジング２１ａによって形成されている。

ポンプハウジング２１ａの一部を弁箱とすることにより、部品点数を削減することができると共に、バイパス路２２及びバルブ３０をコンパクトに配置することができる。

バイパス路２２は、バイパス固定部２２ｃのみからなる。

変位する部位が無いため、変位する部位がある場合に比べて、構造を簡便にすることができる。

バルブ３０は、開閉に電力を要しない機械式のバルブである。

電気系統の故障が生じた場合であっても作動するため、インク吐出ユニット１５の負荷の軽減をより確実に図ることができる。

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。

図７には、実施例２によるプリンタ１０Ａが示されている。実施例２によるプリンタ１０Ａのバイパス路２２Ａは、実施例１によるプリンタ１０（図２参照）のバイパス路２２（図２参照）と異なる。その他の基本的な構成については、実施例１によるプリンタと共通する。実施例１と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

例えば、実施例２によるプリンタ１０Ａは、メタリックインクやホワイトインク等の金属を含むインクを用いるのに適している。理由は後述する。

バイパス路２２Ａは、キャリッジ１４の位置に関わらず固定されているバイパス固定部２２ｃＡと、キャリッジ１４が移動することにより変位するバイパス変位部２２ｄＡと、を有する。

バイパス路２２Ａの他端２２ｂＡは、バイパス変位部２２ｄＡ上に位置し、インク吐出ユニット１５に接続されている。

以上に説明したプリンタ１０Ａも、本発明所定の効果を奏する。

加えて、バイパス路２２Ａの他端２２ｂＡは、インク吐出ユニット１５に接続されている。

インク吐出ユニット１５（ダンパ）まで循環させることにより、インクに含まれる成分（例えば、金属）の沈殿を抑制し、印刷される色が安定する。

尚、本発明によるプリンタは、複数のインクカートリッジが搭載される場合には、インクカートリッジごとに、実施例１に示したバイパス路と、実施例２に示したバイパス路と、を選択することができる。つまり、各実施例を組み合わせることもできる。

バルブは、ばね３４によって弁体３３が閉じ方向に付勢されるものの他、自重によって閉じるものも採用することができる。さらには、これら以外の構成であっても採用することができる。

本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明のプリンタは、インクジェット式のプリンタに好適である。

１０、１０Ａ…プリンタ
１１…搬送部
１３…レール
１４…キャリッジ
１５…インク吐出ユニット
１６…インクカートリッジ
１７…送液チューブ
２１…ポンプ
２２、２２Ａ…バイパス路
２２ａ、２２ａＡ…一端
２２ｂ、２２ｂＡ…他端
２２ｃ、２２ｃＡ…バイパス固定部
Ｍｅ…メディア

Claims (5)

1. レールに支持され前記レール上を移動可能に設けられたキャリッジと、
   このキャリッジに支持され、インクを吐出するインク吐出ユニットと、
   前記インク吐出ユニットから吐出される前記インクが充填されているインクカートリッジと、
   このインクカートリッジから前記インク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、
   この送液チューブに設けられ、前記インクカートリッジから前記インク吐出ユニットへ前記インクを送るポンプと、
   前記インクの流れる方向を基準として、前記送液チューブの前記ポンプよりも上流側に一端が接続されていると共に、前記送液チューブの前記ポンプよりも下流側に他端が接続され、前記キャリッジの位置に関わらず固定されているバイパス固定部を有するバイパス路と、
   前記バイパス固定部上に設けられ、前記バイパス路内における前記インクの圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ、前記下流側から前記上流側に向かって前記インクを戻すよう開放されるバルブと、を有し、
   前記バイパス路の他端は、前記インク吐出ユニットに接続されていることを特徴とするプリンタ。
2. 前記バイパス路及び前記バルブは、前記ポンプに一体的に設けられていることを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
3. 前記バイパス路は、前記ポンプのポンプハウジングに一体的に形成され、
   前記バルブの弁箱は、前記ポンプハウジングによって形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
4. 前記バイパス路は、前記バイパス固定部のみからなることを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
5. 前記バルブは、開閉に電力を要しない機械式のバルブであることを特徴とする請求項１～請求項４いずれか１項記載のプリンタ。

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