JP7102368B2 - 廃液量計測装置およびこれを備えたプリンタ - Google Patents

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Description

本発明は、廃液量計測装置およびこれを備えたプリンタに関する。
従来から、複数のノズルを有するインクヘッドを備え、インクジェット方式によって被印刷物に印刷を行うプリンタが知られている。こうしたプリンタでは、ノズルから安定的にインクを吐出するために、ノズル内のインクを吸引ポンプで強制的に吸引するインク吸引動作や、ノズルからインクを吐出するインクフラッシング動作等のクリーニング動作が定期的に行われている。クリーニング動作によって粘度が高くなったインクや付着物等をノズルから排出し、ノズルの目詰まりを解消および抑制することができる。
クリーニング動作で排出されたインクや付着物等は、廃液として廃液タンクに回収される。従来、ユーザは廃液タンクに回収された廃液の貯留状態を定期的に目視で確認して、ある程度の廃液が廃液タンクに溜まったと感じたときに、外部に廃液を廃棄していた。しかし、ユーザが定期的に廃液タンクを確認する場合は、確認の手間がユーザの負担になっていた。また、例えばUVインクを使用する場合、硬化したインクが廃液タンクの内面に付着したり、廃液タンク自体が黒色で遮光性を有していたりして、廃液タンクの廃液量が目視で確認しにくい問題もあった。さらに、ユーザが廃液量の確認を怠り廃液タンクが満タンになると、廃液がオーバーフローしてプリンタの内部や周辺が汚れる問題もあった。
そこで、上記のような問題を低減する観点から、廃液タンクに回収された廃液の貯留状態をソフト的に推定したりハード的に計測したりすることがなされている。ソフト的な推定方法の一例として、吸引ポンプの稼働時間をカウントし、当該稼働時間が所定の累積時間に達したときに廃液タンクが満タン状態になったと推定する方法が知られている。また、ハード的な計測方法の一例として、例えば特許文献1には、重量センサを用いて廃液タンクの重さを実測し、これに基づいて廃液タンクの交換をユーザに促すことが開示されている。
特開2017-100362号公報
しかし、上記ソフト的な推定方法では、例えばインクフラッシング動作のように吸引ポンプが作動しないクリーニング動作で発生した廃液をカウントできなかったり、廃液が蒸発したりして、実際に貯留されている廃液量との誤差が大きくなる問題があった。また、上記ハード的な計測方法では、高価な重量センサが必要となり、製造コストがかさむ傾向にあった。このため、全く新しい着想で廃液貯留状態を把握することが期待されていた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、新規な構成で廃液タンクの廃液貯留状態を把握することのできる廃液量計測装置およびこれを備えたプリンタを提供することである。
本発明により、廃液を回収する廃液タンクと、前記廃液タンクが載置される載置部を有し、前記廃液タンクの全質量がかかる載置台と、前記載置台に連結され、前記載置台の少なくとも一部を、第1位置から前記第1位置よりも高い第2位置まで一定の速度で移動させる動力部と、前記載置台の位置を計測するセンサと、前記動力部を駆動して前記載置台を移動させ、前記センサの計測結果に基づいて前記載置台が前記第1位置から前記第2位置まで移動する移動時間を計測する計測部と、前記移動時間と前記廃液タンク内の前記廃液の量との対応付けを記憶する記憶部と、前記記憶部の前記対応付けに基づいて、前記計測部で計測された前記移動時間から前記廃液タンクの廃液貯留状態を判定する判定部と、を備える、廃液量計測装置が提供される。
また、本発明により、インクを吐出するノズルを有するインクヘッドと、前記ノズルからインクを排出させるクリーニング動作を行うクリーニング装置と、前記クリーニング装置から排出される前記インクを回収する前記廃液量計測装置と、を備える、プリンタが提供される。
上記廃液量計測装置およびプリンタでは、動力部によって廃液タンクを載置台ごと所定の位置まで持ち上げ、持ち上げに要する時間(持ち上げ時間)を計測する。ニュートンの運動方程式により、持ち上げ時間は廃液タンク内の廃液量の変化と比例する。したがって、上記廃液量計測装置およびプリンタでは、持ち上げ時間の実測値に基づいて、高価な質量センサを用いることなく、廃液タンクの廃液貯留状態を判定することができる。これにより、製造コストを削減することができる。また、上記ソフト的な推定方法に比べて、貯留されている廃液量を精度よく把握することができる。
本発明によれば、新規な構成で廃液タンク内の廃液量を把握することのできる廃液量計測装置およびこれを備えたプリンタを実現することができる。
本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの正面図である。 図2のクリーニング装置の構成を示す模式図である。 載置台が定位置P1にある状態の廃液量計測装置の側面図である。 載置台が傾動位置P2にある状態の廃液量計測装置の側面図である。 制御部の構成を示す機能ブロック図である。 (a)は、廃液タンクが空の状態のときの動作波形であり、(b)は、廃液量が廃液タンクの収容量の50%であるときの動作波形であり、(c)は、廃液タンクが満タン状態のときの動作波形である。 本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリンタの正面図である。 図8の廃液量計測装置の要部を拡大した要部拡大図である。
以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係るインクジェットプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)の好適な実施形態について説明する。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。また、本明細書において「インクジェットプリンタ」とは、従来公知のインクジェット技術による印刷方法、例えば、二値偏向方式あるいは連続偏向方式等の連続方式や、サーマル方式、あるいは圧電素子方式等の各種のオンデマンド方式を利用したプリンタ全般をいう。
図1は、プリンタ10の斜視図である。図2は、プリンタ10のフロントカバー13を開いた状態の正面図である。なお、以下の説明において、左、右、上、下とは、プリンタ10の正面にいるユーザ(プリンタ10の使用者)から見た左、右、上、下をそれぞれ意味することとし、プリンタ10からユーザに近づく方を前方、遠ざかる方を後方とする。また、図面中の符号Fr、Rr、L、R、U、Dは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表す。図面中の符号X、Y、Zは、それぞれ前後方向、左右方向、上下方向を表す。ただし、これは説明の便宜上の方向に過ぎず、プリンタ10の設置形態を何ら限定するものではない。
プリンタ10は、例えばホストコンピュータ等の外部機器から印刷データを受信し、当該印刷データに基づいて被印刷物25aに画像を印刷する装置である。被印刷物25aの形状や材質は、特に限定されない。被印刷物25aの材質は、普通紙やインクジェット用印刷紙等の紙類はもちろんのこと、例えば、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)共重合体等の樹脂類、織布や不織布等の布帛、皮革、アルミニウムやステンレス鋼等の金属類、カーボン、陶器、セラミック、ガラス、ゴム等であってもよい。また、本明細書において「画像」とは、被印刷物25a上に形成される像のことであり、その内容は特に限定されない。画像には、文字、数字、記号、図形、絵柄、模様等が含まれる。
図1に示すように、プリンタ10は、左右方向Yに延びた箱状に形成されている。図2に示すように、プリンタ10は、開口11を有するケーシング12と、開口11を開閉自在に覆うフロントカバー13と、を備えている。フロントカバー13は、後端を軸にして回転可能なように、ケーシング12の上面に支持されている。フロントカバー13が後端を軸にして上方に開かれることにより、ケーシング12の内部空間と外部空間とが連通される。ケーシング12の内部空間は、上下方向Zに延びる仕切り部材15により、左右方向Yに第1エリア16と第2エリア17とに区分けされている。第1エリア16は、仕切り部材15の左側に位置している空間である。被印刷物25aへの印刷は、第1エリア16で行われる。第2エリア17は、仕切り部材15の右側に位置している空間である。
図2に示すように、プリンタ10は、ガイドレール18と、キャリッジ19と、キャリッジ移動機構20(図6参照)と、インクヘッド22と、インクカートリッジ21と、紫外線ランプ23と、テーブル25と、テーブル移動機構26と、クリーニング装置30と、廃液量計測装置40と、制御部50(図1、6参照)と、を備えている。本実施形態において、インクカートリッジ21と、テーブル25とは、第1エリア16に配置されている。クリーニング装置30と、廃液量計測装置40とは、第2エリア17の前方に配置されている。制御部50は、第2エリア17の後方に配置されている。以下、各構成要素について説明する。
図2に示すように、ガイドレール18は、テーブル25よりも上方に設けられている。ガイドレール18は、ケーシング12に固定され、第1エリア16と第2エリア17とにわたって左右方向Yに延びている。ガイドレール18には、キャリッジ19が摺動自在に設けられている。ガイドレール18は、キャリッジ19の左右方向Yの移動を案内する。キャリッジ19は、キャリッジ移動機構20(図6参照)によって左右方向(主走査方向)Yに移動可能に構成されている。印刷が行われていないとき、キャリッジ19は、ホームポジションHPの位置で待機している。
キャリッジ移動機構20は、キャリッジ19をテーブル25に対して左右方向Yに相対移動させるように構成されている。キャリッジ移動機構20は、ガイドレール18の右端および左端に配置された一対のプーリ(図示せず)と、無端状のベルト(図示せず)と、キャリッジモータ20M(図6参照)と、を備えている。キャリッジ19は、無端状のベルトに固定されている。無端状のベルトは、一対のプーリに巻き掛けられている。一方のプーリには、キャリッジモータ20Mが連結されている。キャリッジモータ20Mは、制御部50と電気的に接続されており、制御部50によって制御される。キャリッジモータ20Mが駆動するとプーリが回転し、ベルトが走行する。これにより、キャリッジ19がガイドレール18に沿って左右方向Yに移動する。ただし、ここで説明する機構は一例に過ぎず、キャリッジ移動機構20の構成は特に限定されない。
図2に示すように、キャリッジ19には、6つのインクヘッド22と、2つの紫外線ランプ23と、が搭載されている。プリンタ10は、紫外線硬化型のプリンタである。図2に示すように、本実施形態では、6つのインクヘッド22が、所謂インライン配列で配置されている。6つのインクヘッド22は左右方向Yに並んでいる。ただし、インクヘッド22の配置は特に限定されない。インクヘッド22は、下方に開口したノズル22a(図3参照)を有している。インクヘッド22は、印刷時にノズル22aから被印刷物25aに向かってインクを吐出するように構成されている。インクヘッド22は、制御部50と電気的に接続されている。ノズル22aからのインクの吐出は、制御部50によって制御される。インクヘッド22は、それぞれ、可撓性を有するインクチューブ(図示せず)によって、インクカートリッジ21と連通されている。
インクカートリッジ21は、インクを貯留する容器である。図2に示すように、インクカートリッジ21は、キャリッジ19には搭載されず、ケーシング12の第1エリア16に静置されている。インクカートリッジ21には、重合性化合物と重合開始剤とを含む光硬化型のインク(光硬化インク)が貯留されている。光硬化インクは、ここでは紫外線照射によって硬化する紫外線硬化型のインク(UVインク)である。インクカートリッジ21の数は、ここでは6つである。6つのインクカートリッジ21には、それぞれ、シアンインク(C)、マゼンタインク(M)、イエローインク(Y)、ブラックインク(K)、ホワイトインク(WH)、グロスインク(GL)が貯留されている。なお、本実施形態ではインクカートリッジ21が6つであるが、インクカートリッジ21の数やインクの種類は一例に過ぎず、特に限定されない。
紫外線ランプ23は、被印刷物25a上のインクを硬化させるための光照射装置である。図2に示すように、本実施形態では、インクヘッド22の左右両端に紫外線ランプ23が1つずつ配置されている。紫外線ランプ23から照射される光は、インクを硬化可能な紫外線波長を有している。紫外線ランプ23は、例えばLED(Light Emitting Diode)や、蛍光灯(低圧水銀灯)、高圧水銀灯等である。紫外線ランプ23は、制御部50と電気的に接続されており、制御部50によって制御される。なお、本実施形態では紫外線ランプ23が2つであるが、紫外線ランプ23の数は一例に過ぎず、特に限定されない。紫外線ランプ23は、インクヘッド22の左端あるいは右端のみに配置されていてもよい。また、紫外線ランプ23は、例えばインクヘッド22とは別のキャリッジに搭載されていてもよく、ケーシング12の壁面等に直接的または間接的に設けられていてもよい。
テーブル25は、印刷時に被印刷物25aが載置される台である。図2に示すように、テーブル25は、キャリッジ19よりも下方に配置されている。テーブル25は、平板状の部材であり、正面視においてフラットな表面を有する。プリンタ10は、所謂フラットベッドタイプのプリンタである。テーブル25は、テーブル移動機構26によって、前後方向Xに移動可能に構成されている。
テーブル移動機構26は、テーブル25をキャリッジ19に対して前後方向Xに相対移動させるように構成されている。テーブル移動機構26は、2本のスライドレール26a、26bと、搬送部材26cと、前後移動用モータ26M(図6参照)と、を備えている。スライドレール26a、26bは、前後方向Xに沿って平行に延びている。搬送部材26cは、スライドレール26a、26bに対して摺動自在に設けられている。搬送部材26cの上方には、テーブル25が支持されている。前後移動用モータ26Mは、制御部50と電気的に接続されており、制御部50によって制御される。前後移動用モータ26Mが駆動すると、スライドレール26a、26bに沿って搬送部材26cが移動する。これにより、テーブル25が前後方向Xに移動する。ただし、ここで説明する機構は一例に過ぎず、テーブル移動機構26の構成は特に限定されない。
クリーニング装置30は、インクヘッド22のノズル22aに付着した付着物(例えば、埃やインクの増粘物、硬化物、ごみ等)を取り除くように構成されている。クリーニング装置30は、ホームポジションHP(図2参照)の位置において、キャリッジ19の真下に配置されている。図3は、クリーニング装置30の構成を示す模式図である。クリーニング装置30は、キャップ31と、キャップ移動機構32と、吸引ポンプ33と、廃液経路34と、を備えている。本実施形態において、クリーニング装置30は、インクヘッド22毎に設けられている。ただし、幾つかの構成は、複数のインクヘッド22で共通化してもよい。例えば、複数(例えば2つ)のインクヘッド22に対して、キャップ移動機構32および/または吸引ポンプ33を共通(単一)としてもよい。
キャップ31は、インクヘッド22のノズル22aの周囲を覆うように構成されている。本実施形態において、キャップ31は、各インクヘッド22に対して設けられている。ホームポジションHP(図2参照)では、キャップ31が、それぞれ対応するインクヘッド22の真下に位置している。特に限定されるものではないが、キャップ31は、例えば上部が開口した有底の箱状の形状を有している。キャップ31は、キャップ移動機構32に連結されている。キャップ31は、キャップ移動機構32によって、インクヘッド22のノズル22aに着脱可能に装着される。
キャップ移動機構32は、インクヘッド22のノズル22aにキャップ31を装着したり、インクヘッド22のノズル22aからキャップ31を離間させたりする機構である。キャップ移動機構32は、ここではキャップ31を支持し、キャップ31を上下方向Zに昇降させる機構である。キャップ移動機構32は、キャップ移動用モータ32M(図6参照)を備えている。キャップ移動用モータ32Mは、制御部50と電気的に接続されており、制御部50によって制御される。キャップ移動用モータ32Mが駆動することで、キャップ31がインクヘッド22に対して相対移動し、ノズル22aを覆うキャップ位置と、ノズル22aから離隔した離隔位置と、に移動する。なお、図3には、キャップ31がキャップ位置にある状態、すなわちキャップ31がノズル22aに装着された状態を示している。ただし、ここで説明する機構は一例に過ぎず、キャップ移動機構32の構成は特に限定されない。
廃液経路34は、キャップ31から後述する廃液量計測装置40へと廃液を導く流路である。廃液経路34は、例えば可撓性を有するチューブ等で構成されている。廃液経路34の途中部分には、吸引ポンプ33が設けられている。吸引ポンプ33は、キャップ31の底面に接続されている。吸引ポンプ33は、ノズル22aにキャップ31が装着されている状態において、ノズル22aからインク等を吸引する。吸引ポンプ33は、キャップ31内に溜まったインク等を廃液量計測装置40に送液する。特に限定されるものではないが、吸引ポンプ33は、例えば真空ポンプである。吸引ポンプ33は、制御部50と電気的に接続されており、制御部50によって制御される。
インクヘッド22のノズル22aをクリーニングする際、ノズル22aにキャップ31が装着された状態で吸引ポンプ33が駆動されると、キャップ31を介してノズル22aからインクや付着物等が吸い出され、キャップ31内に溜まる。また、ノズル22aにキャップ31が装着された状態でインクヘッド22が駆動されると、キャップ31内にインクや付着物が吐出され、キャップ31内に溜まる。キャップ31は、廃液経路34を介して廃液量計測装置40に連通されている。キャップ31内に溜まったインクや付着物等は、廃液として、廃液経路34を介して廃液量計測装置40に送られる。
廃液量計測装置40は、クリーニング動作等で生じた廃液を回収すると共に、回収された廃液の量を計測する装置である。図2に示すように、廃液量計測装置40は、ホームポジションHPの位置において、クリーニング装置30よりも下方に配置されている。図4、図5は、廃液量計測装置40の側面図である。廃液量計測装置40は、廃液タンク41と、載置台42と、支持部43と、動力部44と、センサ45と、を備えている。なお、図4は、載置台42が略水平の「定位置P1」にある状態を示し、図5は、載置台42が定位置P1よりも傾いた「傾動位置P2」にある状態を示している。定位置P1は第1位置の一例であり、傾動位置P2は第2位置の一例である。また、本明細書において「略水平」とは、必ずしも厳密に水平である必要はなく、例えば水平方向に対する傾斜角度が概ね15°以下、10°以下、5°以下である場合を包含する用語である。
廃液タンク41は、印刷に使用されないインク(廃インク)を含んだ廃液を回収し、貯留する容器である。図4に示すように、廃液タンク41は、載置台42の上に載せ置かれている。本実施形態において、廃液タンク41は円筒形状である。ただし、廃液タンク41の形状は特に限定されない。廃液タンク41は、例えば、立方体形状、直方体形状等であってもよい。廃液タンク41は、筒状の首部41hを備えている。首部41hは、上方に向けて開口している。首部41hには、廃液経路34の下端34dが挿入されている。廃液経路34の下端34dは、廃液タンク41の上面よりも下方に位置している。
廃液タンク41は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコン、フッ素系樹脂等の樹脂製である。廃液タンク41は、黒色で遮光性を有していてもよい。本実施形態において、廃液タンク41は、プリンタ10の内部空間に配置されている。プリンタ10はUVインクを使用するため、硬化したインクが廃液タンク41の内面に付着したり、廃液タンク41自体が黒色で遮光性を有していたりすることがある。このような場合、ユーザは廃液タンク41に回収された廃液の量が目視で確認しにくい。したがって、ここに開示される技術の適用がより効果的である。ただし、他の実施形態において、廃液タンク41はプリンタ10の外部空間に配置されていてもよい。
載置台42は、廃液タンク41を載置する載置台である。載置台42は、矩形な平板状に形成されている。載置台42は、ケーシング12の第2エリア17(図2参照)の下面に沿って延びている。図4に示すように、載置台42の表面にはトレイ42dが固定されている。トレイ42dは、廃液タンク41の載置位置をユーザに示す目印として機能する。トレイ42dは載置部の一例である。トレイ42dは、例えば、廃液タンク41から廃液がオーバーフローしたり、誤って廃液タンク41から廃液が飛び出したりしたときに、廃液を受ける容器でもある。載置台42には、トレイ42dを介して廃液タンク41の全質量(廃液タンク41自身の重さと廃液の重さとの合計質量)がかかる。載置台42は支持部43に傾動可能に支持されている。載置台42は可動式である。載置台42は、動力部44によって図4に示す定位置P1から図5に示す傾動位置P2へと変位する。
載置台42は、被検知部42aを有している。被検知部42aは、載置台42の一部が屈曲し、上方に延びるように立設された部分である。ただし、被検知部42aは、載置台42の一部ではなく、載置台42に取り付けられ、載置台42と常時一緒に変位する別部材であってもよい。図4に示すように、被検知部42aは、載置台42が定位置P1にあるとき、センサ45から離れた位置、具体的にはセンサ45よりも下方に位置している。定位置P1は、センサ45によって被検知部42aが検知されないUNHITの位置である。被検知部42aは、載置台42の傾動に伴って上方に変位する。これにより、センサ45に対する被検知部42aの相対的な位置が変化する。図5に示すように、被検知部42aは、載置台42が傾動位置P2へと変位したときに、センサ45に近づく。傾動位置P2は、センサ45によって被検知部42aが検知されるHITの位置である。
支持部43は、載置台42を上下方向Zに傾動可能に支持する支持部材である。支持部43は、下壁43aと、支点部材43bと、横壁43cと、を備えている。下壁43aは、載置台42の真下に配置されている。下壁43aは、ケーシング12の第2エリア17(図2参照)の下面に沿って、左右方向Yに延びている。支点部材43bは、下壁43aの上面と載置台42の下面との間に配置されている。支点部材43bは、下壁43aと載置台42とに接している。支点部材43bは、載置台42の下面に沿って延びている。支点部材43bは、前後方向X(第1方向)に延びている。前後方向Xは、支点部材43bの延伸方向の一例である。支点部材43bは、円柱形状である。支点部材43bは、載置台42の真下に配置され、載置台42の右方部を支持している。載置台42は、支点部材43bの載置台42と接する点Sを傾動支点として傾動する。
横壁43cは、下壁43aから上方および前後方向Xに延びている。横壁43cは、仕切り部材15(図2参照)に沿うように配置されている。横壁43cは、立壁の一例である。図4に示すように、左右方向Y(第2方向)において、横壁43cは、廃液タンク41およびトレイ42dよりも、傾動支点Sからの距離が遠くなるように配置されている。左右方向Y(第2方向)において、載置台42の相対的に支点部材43bに近い側の端部を一端E1とし、載置台42の相対的に支点部材43bから遠い側の端部を他端E2としたときに、横壁43cは、一端E1よりも他端E2に近い側に配置されている。横壁43cには、受け孔43oが形成されている。受け孔43oには載置台42が傾動可能に嵌め合わせられている。横壁43cは、受け孔43oを介して載置台42の左方部を支持している。
本実施形態では、載置台42の傾動の範囲が受け孔43oのサイズ、具体的には上下方向Zの長さによって規制されている。このため、例えばユーザが誤って載置台42にぶつかったりしても、載置台42が過度に傾くことがなく、廃液タンク41を安定に保持することができる。載置台42が定位置P1にあるとき、載置台42の下面は受け孔43oの下端に当接している。これにより、載置台42は、支点部材43bと受け孔43oの下端とによって支持されている。載置台42は略水平の姿勢で静止している。一方、載置台42が動力部44によって傾動位置P2に変位すると、載置台42の上面が受け孔43oの上端に当接する。載置台42は、点Sを傾動支点として左端が右端よりも上方に位置する右下がりの傾斜姿勢となる。傾動位置P2は、定位置P1とのなす角が鋭角、概ね45°以下、典型的には30°以下、例えば15°以下であってもよい。
動力部44は、廃液タンク41の廃液貯留状態を確認するときに、載置台42の少なくとも一部を上方に移動させる部材である。本実施形態において、動力部44は、「てこの原理」によって載置台42を傾動させる部材である。詳しくは、一定の力Fで載置台42を持ち上げて、載置台42を受け孔43oの下端から離反させる部材である。図4に示すように、動力部44は横壁43cに取り付けられている。ただし、動力部44は、例えば下壁43aや仕切り部材15等に取り付けられていてもよい。動力部44は、連結部44aを介して、載置台42に連結されている。図4に示すように、左右方向Y(第2方向)において、連結部44aは、廃液タンク41およびトレイ42dよりも、傾動支点Sからの距離が遠い。左右方向Y(第2方向)において、連結部44aは、載置台42の一端E1よりも他端E2に近い側に配置されている。これにより、載置台42を安定して持ち上げることができる。また、載置台42の少なくとも一部を効率的に上方へと移動させることができる。
動力部44は、廃液タンク41が満タン状態であるときも載置台42を持ち上げ可能な推力を有している。動力部44は、例えばソレノイドである。ただし、動力部44は、例えばモータであってもよい。動力部44は、制御部50と電気的に接続されており、制御部50によって制御される。動力部44は、ソレノイドに流す電流を一定に制御することにより、一定の力Fで載置台42を持ち上げる。載置台42を持ち上げる高さは、僅か数ミリ程度、概ね10mm以下、5mm以下、例えば1~2mmであってよい。すなわち、傾動位置P2における載置台42の他端E2の位置は、定位置P1における載置台42の他端E2の位置よりも僅か数ミリ程度、概ね10mm以下、5mm以下、例えば1~2mm高い位置であってよい。
センサ45は、廃液タンク41の廃液貯留状態を確認するときに、載置台42の位置を計測する部材である。本実施形態において、センサ45は、被検知部42aを検知することにより、載置台42が定位置P1から傾動位置P2に変位したことを検出する部材である。ただし、センサ45は、載置台42の変位を直接計測するものであってもよい。図4に示すように、センサ45は、横壁43cから左方に延びた横アーム部43dに取り付けられている。センサ45は、動力部44と同じ部材、すなわち横壁43cに取り付けられている。ただし、センサ45は、動力部44とは異なる部材に取り付けられていてもよい。センサ45は、例えば下壁43aや仕切り部材15等に取り付けられていてもよい。
図4に示すように、左右方向Y(第2方向)において、センサ45は、廃液タンク41およびトレイ42dよりも、傾動支点Sからの距離が遠い。左右方向Y(第2方向)において、センサ45は、載置台42の一端E1よりも他端E2に近い側に配置されている。センサ45は、連結部44aよりも、傾動支点Sからの距離が遠い。センサ45は、連結部44aよりも他端E2に近い側に配置されている。載置台42の他端E2は、一端E1よりも上下方向Zの変位が大きい。このため、例えばセンサ45が一端E1の近くに配置されている場合に比べて、相対的に載置台42の位置変化をより良くとらえることができる。
センサ45としては、周知のものを利用することができる。センサ45は、例えばフォトセンサである。フォトセンサは応答時間が早いため、被検知部42aの変位を精度よく計測することができる。本実施形態において、センサ45は透過型のフォトセンサである。センサ45は、発光部45aと、受光部45bと、を備えている。発光部45aと受光部45bとは、左右方向Yに対向配置されている。発光部45aと受光部45bとの間には、被検知部42aが介在可能なように隙間が空いている。センサ45では、発光部45aから受光部45bに向かって光が照射される。センサ45は、制御部50と電気的に接続されており、制御部50によって制御される。
図4に示すように、載置台42が定位置P1にあるとき、発光部45aから出射された光は、被検知部42aに遮られることなく受光部45bに向かう。センサ45は、被検知部42aを検知しないUNHIT状態となっている。一方、図5に示すように、載置台42が傾動位置P2に変位すると、被検知部42aが発光部45aと受光部45bとの間に介在される。これにより、発光部45aから受光部45bに向かう光が遮られる。受光部45bで受光される光の量(受光量)は減少する。センサ45は、被検知部42aを検知するHIT状態となる。受光量の値は、受光部45bから制御部50(図6参照)に入力される。制御部50では、この遮光量の値に基づいて、載置台42の傾動位置P2への変位が検知される。
制御部50は、プリンタ10の各部の動作を制御する。本実施形態において、制御部50はケーシング12の内部に配置されたプリンタ10専用のコンピュータである。制御部50は、例えばマイクロコンピュータである。ただし、制御部50は、ケーシング12の外部に配置され、有線または無線を介してプリンタ10と通信可能に接続された汎用のパーソナルコンピュータ等であっていてもよい。
制御部50のハードウェア構成は特に限定されない。制御部50は、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データを受信するインターフェイス(I/F)と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置(CPU:central processing unit)と、CPUが実行するプログラムを格納したROM(read only memory)と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるRAM(random access memory)と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等の記憶装置と、を備えている。
図6は、制御部50の機能ブロック図である。図6に示すように、制御部50は、印刷制御部51と、クリーニング制御部52と、計測部53と、記憶部54と、判定部55と、通知部56と、を備えている。制御部50の各部は、相互に通信可能に構成されている。制御部50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。制御部50の各部は、1つまたは複数のプロセッサによって実現さ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。制御部50は、キャリッジ移動機構20のキャリッジモータ20Mと、インクヘッド22と、紫外線ランプ23と、テーブル移動機構26の前後移動用モータ26Mと、クリーニング装置30のキャップ移動用モータ32Mおよび吸引ポンプ33と、廃液量計測装置40の動力部44及びセンサ45とに、それぞれ通信可能に接続されており、これらを制御するように構成されている。
印刷制御部51は、印刷データに基づいて、テーブル25上の被印刷物25aに対して画像を印刷する印刷動作を実行する制御部である。印刷制御部51は、キャリッジ移動機構20のキャリッジモータ20Mを制御して、キャリッジ19を左右方向Yに移動させると共に、テーブル移動機構26の前後移動用モータ26Mを制御して、テーブル25を前後方向Xに移動させる。これにより、被印刷物25aとインクヘッド22との相対的な位置関係を制御する。印刷制御部51は、インクヘッド22を制御して、ノズル22aから被印刷物25aに向かってインクを吐出させる。印刷制御部51は、ノズル22aから被印刷物25aに向かってインクを吐出した後に、紫外線ランプ23を制御して、被印刷物25a上のインクに向かって光を照射する。
クリーニング制御部52は、インクヘッド22のノズル22aから安定してインクを吐出するためにクリーニング動作を実行する制御部である。クリーニング制御部52は、定期的に所定のクリーニング動作を実行するように構成されていてもよい。クリーニング制御部52は、例えばユーザが画像に印刷不良が生じていることを認識した場合等に、ユーザからの指示を受けてクリーニング動作を実行するように構成されていてもよい。クリーニング制御部52は、例えばインク吸引動作およびインクフラッシング動作のうちの少なくとも一方を実行可能なように構成されている。
インク吸引動作の一例において、クリーニング制御部52は、クリーニング装置30のキャップ移動用モータ32Mを駆動して、インクヘッド22のノズル22aにキャップ31を装着する。クリーニング制御部52は、ノズル22aにキャップ31が装着された状態で吸引ポンプ33を制御して、ノズル22aからインクを吸引し、キャップ31内に排出させる。インクフラッシング動作の一例において、クリーニング制御部52は、クリーニング装置30のキャップ移動用モータ32Mを駆動して、インクヘッド22のノズル22aにキャップ31を装着する。クリーニング制御部52は、ノズル22aにキャップ31が装着された状態でインクヘッド22を制御して、ノズル22aからキャップ31に向かってインクを吐出させる。
計測部53は、廃液タンク41の廃液貯留状態を確認するときに、廃液タンク41を載置台42ごと持ち上げて、持ち上げに要する時間を計測する計測動作を実行する制御部である。計測部53は、クリーニング動作を実行した後に、計測動作を続けて実行するように構成されていてもよい。計測部53は、予め定められた所定時間ごとに、計測動作を定期的に実行するように構成されていてもよい。所定時間は、記憶部54に予め設定されていてもよい。計測部53は、ユーザからの指示を受けて計測動作を実行するように構成されていてもよい。
計測部53は、廃液量計測装置40の動力部44を駆動して、点Sを傾動支点として載置台42を傾動させると共に、センサ45の発光部45aから光を出射させる。計測部53は、センサ45の受光部45bから受光量の値を受信する。計測部53は、受光部45bの受光量が予め定められた基準値以下である場合に、センサ45がHIT状態と判定する。計測部53は、動力部44の駆動を開始してからセンサ45がHIT状態と判定されるまでの時間(持ち上げ時間)Δtを計測する。計測部53はセンサ45がHIT状態と判定されると、動力部44の駆動を停止する。これにより、載置台42は、重力によって定位置P1に戻される。
記憶部54には、廃液量と持ち上げ時間Δtとの対応付けが予め記憶されている。本実施形態において、記憶部54には、廃液量と持ち上げ時間Δtとの関係式が記憶されている。判定部55は、計測部53で計測した持ち上げ時間Δtを上記関係式に代入して、廃液タンク41の廃液量を算出する。関係式は、廃液量と持ち上げ時間Δtとの対応付けの一例である。なお、記憶部54には、上記関係式にかえて、廃液量あるいは廃液の貯留状態と、持ち上げ時間Δtの閾値と、が対応付けられた対応表(対応テーブル)が記憶されていてもよい。閾値は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。判定部55は、例えば、持ち上げ時間Δtが予め定められた閾値以上である場合に、所定の廃液量に達したと判定してもよい。また、例えば、記憶部54には、廃液タンク41が満タン状態と、持ち上げ時間Δtの第1閾値と、が対応付けられていて、計測部53で計測した持ち上げ時間Δt≧第1閾値である場合に、廃液タンク41が満タン状態と判定してもよい。
図7を参照して、持ち上げ時間Δtから廃液量を算出する原理を説明する。図7(a)は、廃液タンク41が空の状態(廃液量が廃液タンク41の収容量の0%)のときの動作波形であり、図7(b)は、廃液量が廃液タンク41の収容量の50%であるときの動作波形であり、図7(c)は、廃液タンク41が満タン状態(廃液量が廃液タンク41の収容量の100%)のときの動作波形である。ここで、動力部44が載置台42を持ち上げる力Fと、廃液タンク41を含む載置台42の重さmと、載置台42が上方に移動する移動速度aとは、ニュートンの運動方程式(F=ma)で表される。動力部44が載置台42を持ち上げる力Fは、廃液タンク41の廃液量に依らず、図7(a)~(c)で一定である。一方、廃液タンク41の廃液量が増えると、重さmが増加する。すなわち、廃液タンク41が空の状態の重さm0と、廃液量が50%の状態の重さm50と、廃液タンク41が満タン状態の重さm100とは、m0<m50<m100の関係になる。ニュートンの運動方程式より、重さmと移動速度aとは反比例の関係にある。したがって、力の均衡を保つために、廃液タンク41の廃液量が増えるほど移動速度aは遅くなる。このため、持ち上げ時間Δtは、Δt0<Δt50<Δt100の順に長くなる。これに基づいて、持ち上げ時間Δtから廃液タンク41の廃液量を算出することができる。
通知部56は、判定部55の判定結果に基づいて、廃液タンク41の廃液貯留状態に関する事項をユーザに通知するように構成されている。通知部56は、例えば、判定部55で算出された廃液量をそのままユーザに通知してもよい。通知部56は、例えば、持ち上げ時間Δtが予め定められた閾値以上となった場合に、対応表で対応付けられた状態をユーザに通知してもよい。通知部56は、廃液タンク41が満タンである旨を通知してもよい。通知部56は、例えば、プリンタ10に設けられた表示画面10d(図1参照)に文字やイラスト等で廃液貯留状態を表示してもよいし、警告音等の音声によって廃液貯留状態を通知してもよい。これにより、ユーザは廃液タンク41の廃液貯留状態、例えば廃液タンク41が満タンであること、を認識することができる。したがって、ユーザは、廃液タンク41の廃液貯留状態を都度確認する必要がなくなる。このため、ユーザの作業負担を軽減することができる。
以上のように、プリンタ10では、廃液量計測装置40の動力部44によって、廃液タンク41を載置台42ごと所定の位置まで移動させる。そして、移動に要する時間(持ち上げ時間Δt)を計測する。ニュートンの運動方程式により、持ち上げ時間Δtは、廃液タンク41の廃液量の変化と比例する。そのため、持ち上げ時間Δtの実測値に基づいて、廃液タンク41の廃液貯留状態を把握することができる。これにより、高価な質量センサを用いる必要がなくなり、廃液量計測装置40およびプリンタ10の製造コストを削減することができる。
また、廃液量計測装置40を用いた廃液貯留状態の判定方法が提供される。この判定方法は、次の工程:(ステップ1)動力部44を駆動して、載置台42を定位置P1から傾動位置P2まで一定の速度で移動させ、傾動位置P2に移動するまでの移動時間を計測する工程;(ステップ2)ニュートンの運動方程式に基づいて、上記移動時間から廃液タンク41の廃液貯留状態を判定する工程(例えば、廃液タンク41内に貯留されている廃液量を算出する工程);を含みうる。
本実施形態において、プリンタ10は、載置台42を支持する支持部43をさらに備える。支持部43は、前後方向Xに延びる支点部材43bを有する。載置台42は、支点部材43bを支点として傾動可能なように支持部43に支持されている。これにより、「てこの原理」で効率的に載置台42を持ち上げることができる。また、例えば廃液タンク41が大容量になったとしても、支点部材43bからの廃液タンク41の配置位置(トレイ42dの位置)を変えることによって、小さな動力で載置台42を持ち上げることができる。
本実施形態において、支持部43は、載置台42よりも下方に位置する下壁43aと、下壁43aから上方に延び、受け孔43oが形成された横壁43cと、をさらに有する。載置台42は、受け孔43oに傾動可能に嵌め合わせられ、少なくとも定位置P1において受け孔43oと支点部材43bとに支持されている。これにより、載置台42を安定して傾動させることができる。
本実施形態では、載置台42が傾動位置P2にあるとき、載置台42の上面が受け孔43oの上端に当接するように構成されている。これにより、載置台42が過度に傾くことが防止され、廃液タンク41を安定に保持することができる。
本実施形態では、支点部材43bの延伸方向(前後方向X)から見て、動力部44は、トレイ42dよりも支点部材43bから遠い位置で載置台42に連結されている。これにより、載置台42を安定して持ち上げることができる。
本実施形態では、支点部材43bの延伸方向(前後方向X)から見て、センサ45は、トレイ42dよりも支点部材43bから遠い位置に配置されている。これにより、載置台42の位置変化をより良くとらえることができ、計測精度を向上することができる。
本実施形態では、載置台42は、動力部44の駆動を停止すると、重力によって傾動位置P2から定位置P1へと自動復帰するように構成されている。自重を利用することにより、傾動位置P2から定位置P1への移動を制御する必要がなくなり、制御部50を簡素化することができる。
本実施形態では、載置台42が定位置P1にあるとき、載置台42は略水平の姿勢になるように構成されている。これにより、廃液タンク41の廃液貯留状態を確認するとき以外は、廃液タンク41内の液面を略水平に維持することができる。したがって、例えば廃液タンク41内の廃液量が多い状態でユーザがプリンタ10にぶつかったりしても、廃液タンク41から廃液が飛び出しにくくなる。
以上、インクジェットプリンタ10について説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を組み合わせたり、他の変形態様に置き換えたりすることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。
例えば上記した実施形態では、廃液量計測装置40が光学式のセンサ45を備えていたが、これには限定されない。センサ45は、例えば非接触式のセンサであってもよいし、接触式のセンサであってもよい。センサ45は、例えば、テーブル25の傾動角を直接計測可能な角度センサや、テーブル25の位置を計測可能な位置センサ、テーブル25が定位置P1から傾動位置P2に変位したことを検知するスイッチ等であってもよい。
例えば、上記した実施形態では、プリンタ10のキャリッジ19が左右方向Yに移動し、テーブル25が前後方向Xに移動するように構成されていたが、これには限定されない。キャリッジ19とテーブル25との移動は相対的なものであり、そのどちらが左右方向Yまたは前後方向Xに移動してもよい。また、テーブル25は移動不能に配置され、キャリッジ19が左右方向Yおよび前後方向Xの両方向に移動可能なように構成されていてもよい。
例えば、上記した実施形態では、インクヘッド22がキャリッジ19に搭載され、左右方向Yに往復移動(シャトル移動)しながら印刷が行われる、所謂、シャトルタイプ(シリアルタイプ)のプリンタ10について説明したが、これには限定されない。ここに開示される技術は、例えば被印刷物25aと同じかそれよりも長い幅のラインヘッドを備え、当該ラインヘッドが固定された状態で印刷が行われる、所謂、ラインタイプのプリンタにも同様に適用することができる。
また、ここに開示される技術は様々なタイプのインクジェットプリンタに適用することができる。例えば、上記した実施形態では、プリンタ10が紫外線ランプ23を備えていたが、紫外線ランプ23は必須ではなく、省略することもできる。その場合、インクカートリッジ21には、UVインク以外のインクが貯留されていてもよい。
例えば上記した実施形態では、プリンタ10が、所謂フラットベッドタイプであり、廃液タンク41がプリンタ10の内部に配置されていたが、これには限定されない。図8は、他の一実施形態に係るプリンタ10bの正面図である。プリンタ10bは、所謂、Roll-to-Rollタイプのプリンタである。プリンタ10bは、被印刷物25bとして、ロール状の被印刷物(例えばロール紙)を搬送する。プリンタ10bは、ケーシング12bを有している。ケーシング12bの内部には、クリーニング装置30bが配置されている。クリーニング装置30bは、図示しないキャップ移動機構に連結されたキャップ31bと、吸引ポンプ33bと、廃液経路34bと、を備えている。プリンタ10bでは、クリーニング動作等で生じた廃液が、廃液経路34bを介して廃液量計測装置70に送られる。廃液量計測装置70は、廃液タンク71と、廃液タンク71を吊り下げて支持する載置台72と、を備え、支持部を有していないこと以外、上記した廃液量計測装置40と同様である。
図9は、廃液量計測装置70の要部拡大図である。図9に示すように、本実施形態において、載置台72は、上下方向Zに貫通した貫通口72hを有している。貫通口72hには、廃液経路34bの下端部が挿入されている。載置台72の下面72dかつ貫通口72hの真下には、蓋部材71cが取り付けられている。廃液タンク71は、蓋部材71cに着脱可能に係合している。廃液タンク71は、蓋部材71cを介して、載置台72に吊り下げ支持されている。廃液タンク71の下部は、ケーシング12bの外部に露出している。
また、プリンタ10は独立したプリンタとして単独で使用されるものに限定されず、他の装置と組み合わせたものであってもよい。例えば、プリンタ10は被印刷物25aをカットするカッティングヘッドを備えていてもよい。
例えば上記した実施形態では、インクジェットプリンタを例に挙げて説明したが、廃液量計測装置40は、インクジェットプリンタ以外にも、例えば、インクジェット方式を採用する種々の製造装置、電子デバイスの製造装置、三次元造形装置(所謂、3Dプリンタ)、計測機器、薬剤吸入器等、広範囲に適用可能である。
また、上記した実施形態では、廃液タンク41に回収される液体が、インクヘッド22から排出された廃インクを含んだ廃液であったが、これには限定されない。廃液タンク41に回収される液体は、例えばインクヘッド22のノズル22a等を洗浄するための洗浄液や、機能性有機物溶液、薬剤、樹脂液等、廃インク以外の液体であってもよい。
10、10b インクジェットプリンタ(プリンタ)
40、70 廃液量計測装置
41、71 廃液タンク
42、72 載置台
43 支持部
44 動力部
45 センサ
50 制御部
53 計測部
55 判定部

Claims (9)

  1. 廃液を回収する廃液タンクと、
    前記廃液タンクが載置される載置部を有し、前記廃液タンクの全質量がかかる載置台と、
    前記載置台に連結され、前記載置台の少なくとも一部を、第1位置から前記第1位置よりも高い第2位置まで一定ので移動させる動力部と、
    前記載置台の位置を計測するセンサと、
    前記動力部を駆動して前記載置台を移動させ、前記センサの計測結果に基づいて前記載置台が前記第1位置から前記第2位置まで移動する移動時間を計測する計測部と、
    前記移動時間と前記廃液タンク内の前記廃液の量との対応付けを記憶する記憶部と、
    前記記憶部の前記対応付けに基づいて、前記計測部で計測された前記移動時間から前記廃液タンクの廃液貯留状態を判定する判定部と、
    を備える、廃液量計測装置。
  2. 前記載置台を支持する支持部をさらに備え、
    前記支持部は、前記載置台の下面に沿って所定の方向に延びる支点部材を有し、
    前記載置台は、前記支点部材を支点として傾動可能なように前記支持部に支持されている、
    請求項1に記載の廃液量計測装置。
  3. 前記支持部は、前記載置台よりも下方に位置する下壁と、前記下壁から上方に延び、受け孔が形成された立壁と、をさらに有し、
    前記載置台は、前記受け孔に傾動可能に嵌め合わせられ、少なくとも前記第1位置において前記受け孔と前記支点部材とに支持されている、
    請求項2に記載の廃液量計測装置。
  4. 前記載置台が前記第2位置にあるとき、前記載置台の上面が前記受け孔の上端に当接するように構成されている、
    請求項3に記載の廃液量計測装置。
  5. 前記支点部材の延伸方向から見て、前記動力部は、前記載置部よりも前記支点部材から遠い位置で前記載置台に連結されている、
    請求項2から4のいずれか一項に記載の廃液量計測装置。
  6. 前記支点部材の延伸方向から見て、前記センサは、前記載置部よりも前記支点部材から遠い位置に配置されている、
    請求項2から5のいずれか一項に記載の廃液量計測装置。
  7. 前記載置台は、前記動力部の駆動を停止すると、重力によって前記第2位置から前記第1位置へと移動するように構成されている、
    請求項1から6のいずれか一項に記載の廃液量計測装置。
  8. 前記載置台が前記第1位置にあるとき、前記載置台は略水平の姿勢になるように構成されている、
    請求項1から7のいずれか一項に記載の廃液量計測装置。
  9. インクを吐出するノズルを有するインクヘッドと、
    前記ノズルからインクを排出させるクリーニング動作を行うクリーニング装置と、
    前記クリーニング装置から排出される前記インクを回収する、請求項1から8のいずれか一項に記載の廃液量計測装置と、
    を備える、プリンタ。
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