JP7189796B2 - インクタンクおよびインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドに供給されるインクが収容されるインクタンクに関する。また、本発明は、かかるインクタンクを備えるインクジェットプリンタに関する。

従来、インク滴を吐出して印刷媒体に印刷を行うインクジェットプリンタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のインクジェットプリンタは、インク循環式のインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドに供給されるインクが収容されるインクタンクと、インクジェットヘッドとインクタンクとの間でインクを循環させる循環機構とを備えている。循環機構は、インクジェットヘッドから排出されるインクがインクタンクに向かって通過する循環用管と、循環用管の途中に設置されるポンプとを備えている。特許文献１に記載のインクジェットプリンタでは、一定条件下でポンプが駆動すると、インクジェットヘッドとインクタンクとの間でインクが循環する。

国際公開第２０１５／１７４５３５号

特許文献１に記載のインクジェットプリンタでは、循環用管の途中にポンプが設置されているため、循環用管の長さが長くなって、インクジェットヘッドとインクタンクとの間で循環するインクの循環経路が長くなるおそれがある。インクジェットヘッドとインクタンクとの間で循環するインクの循環経路が長くなると、インクジェットプリンタの構成が複雑になる。

また、たとえば、インクジェットヘッドから吐出されるインクがＵＶインクである場合、インクの粘度を低下させてインクジェットヘッドからインク滴を吐出しやすくするために、所定の位置にヒータを設置して、インクを加温することがある。ヒータによってインクが加温される場合、インクジェットヘッドとインクタンクとの間で循環するインクの循環経路が長くなると、加温されたインクが循環中に冷却されやすくなるとともに、冷却されたインクがヒータによって再び加温されるおそれがあるため、インクの加温と冷却とが繰り返されてインクが劣化するおそれがある。

そこで、本発明の課題は、インク循環式のインクジェットヘッドに接続されるインクタンクにおいて、インクジェットヘッドとインクタンクとの間で循環するインクの循環経路を短縮することが可能なインクタンクを提供することにある。また、本発明の課題は、かかるインクタンクを備えるインクジェットプリンタを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のインクタンクは、インク滴を吐出するインクジェットヘッドに供給されるインクが収容されるとともにインクジェットヘッドの上側に配置されるインクタンクであって、インクが収容されるインク室が内部に形成されるケース体と、インクジェットヘッドとインクタンクとの間でインクを循環させるためのポンプとを備え、ポンプは、モータと、モータの動力で回転する羽根車とを備える遠心ポンプであり、ケース体の内部には、羽根車が配置されるとともにインク室に連通するポンプ室が形成され、ケース体には、インクジェットヘッドから排出されたインクがポンプ室に向かって流入するインク流入口が形成され、羽根車は、上下方向を回転の軸方向として回転し、インク流入口は、ケース体の下面に形成され、ポンプ室は、水平方向においてインク室に隣接配置されていることを特徴とする。

本発明のインクタンクは、インクジェットヘッドとインクタンクとの間でインクを循環させるためのポンプを備えている。そのため、本発明では、インクジェットヘッドとインクタンクとを繋ぐ配管の途中にポンプを設置する必要がない。したがって、本発明では、インクジェットヘッドとインクタンクとを繋ぐ配管の長さを短くすることが可能になる。また、本発明では、インク室が形成されるケース体の内部に、ポンプの羽根車が配置されるポンプ室が形成されており、ポンプ室はインク室に連通している。そのため、本発明では、ポンプ室からインク室に向かうインクの流路を短くすることが可能になる。

このように、本発明では、インクジェットヘッドとインクタンクとを繋ぐ配管の長さを短くすることが可能になるとともに、ポンプ室からインク室に向かうインクの流路を短くすることが可能になる。したがって、本発明では、インクジェットヘッドとインクタンクとの間で循環するインクの循環経路を短縮することが可能になる。

また、本発明では、ポンプは、遠心ポンプであり、インクタンクは、インクジェットヘッドの上側に配置され、ケース体には、インクジェットヘッドから排出されたインクがポンプ室に向かって流入するインク流入口が形成され、羽根車は、上下方向を回転の軸方向として回転し、インク流入口は、ケース体の下面に形成され、ポンプ室は、水平方向においてインク室に隣接配置されている。そのため、インク流入口から流入するインクを羽根車によってポンプ室からインク室に直接的に流入させることが可能になる。したがって、ケース体の構造を簡素化しつつ、ポンプ室からインク室に効率的にインクを送ることが可能になる。

本発明において、ポンプは、ケース体の外部でケース体に固定されるモータから、ケース体の内部のポンプ室に配置される羽根車に動力を伝達するためのマグネットカップリングを備えることが好ましい。このように構成すると、モータの内部へのインクの浸入を防止しつつ、モータの動力を羽根車に確実に伝達することが可能になる。

本発明のインクタンクは、インクジェットヘッドと、インクタンクおよびインクジェットヘッドが搭載されるキャリッジとを備えるインクジェットプリンタに用いることができる。このインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドとインクタンクとの間で循環するインクの循環経路を短縮することが可能になる。

以上のように、本発明では、インクジェットヘッドとインクタンクとの間で循環するインクの循環経路を短縮することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかるインクジェットプリンタの構成を説明するための概略図である。 図１に示すキャリッジに搭載されるインクタンクの構成を説明するための概略図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（インクジェットプリンタの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるインクジェットプリンタ１の構成を説明するための概略図である。図２は、図１に示すキャリッジ４に搭載されるサブタンク７の構成を説明するための概略図である。

本形態のインクジェットプリンタ１（以下、「プリンタ１」とする。）は、たとえば、業務用のインクジェットプリンタであり、印刷用紙等の印刷媒体２に印刷を行う。プリンタ１は、インク滴を吐出するインクジェットヘッド３（以下、「ヘッド３」とする。）と、ヘッド３が搭載されるキャリッジ４と、キャリッジ４を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構と、キャリッジ４を主走査方向へ案内するためのガイドレール５と、印刷時の印刷媒体２が載置されるプラテン６とを備えている。なお、プリンタ１は、三次元造形物を造形する３Ｄプリンタであっても良い。また、プリンタ１は、一般消費者向けのインクジェットプリンタであっても良い。

ヘッド３は、プラテン６の上側に配置されている。ヘッド３から吐出されるインクは、たとえば、ＵＶインクである。キャリッジ４には、ヘッド３から吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射器（図示省略）が搭載されている。キャリッジ移動機構は、モータおよびモータの動力をキャリッジ４に伝達する動力伝達機構を備えている。動力伝達機構は、たとえば、プーリおよびベルトを備えている。印刷媒体２に印刷を行うときには、キャリッジ４がガイドレール５に案内されて主走査方向へ往復移動しながら、プラテン６に載置される印刷媒体２の上面に向かってヘッド３がインク滴を吐出する。

また、プリンタ１は、ヘッド３に供給されるインクが収容されるインクタンクとしてのサブタンク７と、サブタンク７に供給されるインクが収容されるメインタンク（図示省略）とを備えている。メインタンクは、プリンタ１の本体フレームに着脱可能に取り付けられている。メインタンクからサブタンク７には、図示を省略するポンプによってインクが供給される。なお、プリンタ１は、複数のヘッド３を備えており、複数のヘッド３がキャリッジ４に搭載されている。また、プリンタ１は、ヘッド３の数に応じた複数のサブタンク７と、サブタンク７の数に応じた複数のメインタンクとを備えている。

本形態のヘッド３は、ヘッド３の中のインクを循環させるインク循環式のインクジェットヘッドである。ヘッド３には、サブタンク７からのインクが供給されるインク供給口１０と、サブタンク７に向かってインクが排出されるインク排出口１１とが形成されている。また、ヘッド３は、インク滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル部１２を備えている。ノズル部１２は、ノズルからインク滴を吐出させる圧電素子（ピエゾ素子）を備えている。また、ヘッド３の中には、インク供給口１０およびインク排出口１１に通じるインクの流路１３が形成されている。流路１３の一端は、インク供給口１０に繋がっている。流路１３の他端は、インク排出口１１に繋がっている。ノズルには、流路１３からインクが供給される。

サブタンク７の内部には、インクが収容されるインク室１５が形成されている。サブタンク７には、インク室１５の圧力を調整する圧力調整機構１６が接続されている。圧力調整機構１６は、インク室１５の内部圧力を負圧にするための負圧ポンプ等を備えている。圧力調整機構１６は、図示を省略する逆流防止フィルタや開閉弁等を介してサブタンク７に接続されている。プリンタ１の使用時には、インク室１５の圧力は、負圧に保たれている。以下、サブタンク７の具体的な構成を説明する。

（サブタンクの構成）
サブタンク７は、キャリッジ４に搭載されている。サブタンク７は、ヘッド３の上側に配置されている。サブタンク７は、インク室１５が内部に形成されるケース体１８と、ヘッド３とサブタンク７との間でインクを循環させるためのポンプ１９とを備えている。すなわち、本形態では、ヘッド３とサブタンク７との間でインクを循環させるためのポンプ１９がサブタンク７に組み込まれている。ポンプ１９は、遠心ポンプである。ポンプ１９は、モータ２０と、モータ２０の動力で回転する羽根車２１とを備えている。モータ２０は、モータ２０の出力軸の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、モータ２０の出力軸は、上下方向を回転の軸方向として回転する。羽根車２１も、上下方向を回転の軸方向として回転する。

ケース体１８の内部には、羽根車２１が配置されるポンプ室２２が形成されている。すなわち、本形態では、インク室１５とポンプ室２２とが一体で形成されている。ポンプ室２２は、水平方向においてインク室１５に隣接配置されている。ポンプ室２２は、インク室１５に連通している。すなわち、ポンプ室２２とインク室１５との間には、ポンプ室２２とインク室１５とを繋ぐインクの流路２３が形成されている。流路２３は、上下方向において羽根車２１が配置される範囲の一部分に形成されている。

ケース体１８には、インク室１５からヘッド３に向かってインクが流出するインク流出口２４と、ヘッド３から排出されたインクがポンプ室２２に向かって流入するインク流入口２５とが形成されている。インク流出口２４およびインク流入口２５は、ケース体１８の下面に形成されている。また、ケース体１８には、メインタンクから供給されるインクがインク室１５に向かって流入するインク流入口２６が形成されている。インク流入口２６は、たとえば、ケース体１８の下面に形成されている。インク流出口２４とインク供給口１０とは、配管２７によって繋がれている。インク排出口１１とインク流入口２５とは、配管２８によって繋がれている。

モータ２０は、ケース体１８の外部に配置されている。モータ２０は、モータ保持部材３０に固定されている。モータ保持部材３０は、ケース体１８の外側からケース体１８に固定されている。すなわち、モータ２０は、ケース体１８の外部でモータ保持部材３０を介してケース体１８に固定されている。モータ２０およびモータ保持部材３０は、ポンプ室２２の上側に配置されている。モータ２０の出力軸は、下側に向かって突出している。

本形態では、ポンプ室２２の上壁は、ポンプ室２２の密閉性を確保するためのゴム製のシール部材３１によって構成されている。シール部材３１は、円板状に形成されている。シール部材３１は、ケース体１８とモータ保持部材３０との間にシール部材３１の外周端部が挟まれることで、ケース体１８に固定されている。ポンプ室２２に配置される羽根車２１は、固定軸３２に回転可能に支持されている。固定軸３２は、固定軸３２の軸方向と上下方向とが一致するようにポンプ室２２に配置されている。なお、ポンプ室２２の上壁がケース体１８の一部分によって構成されていても良い。

ポンプ１９は、ケース体１８の外部に配置されるモータ２０から、ケース体１８の内部のポンプ室２２に配置される羽根車２１に動力を伝達するためのマグネットカップリング３３を備えている。マグネットカップリング３３は、モータ２０の出力軸に固定される円板状の駆動側ディスク３４と、羽根車２１の上面に固定される円板状の従動側ディスク３５とを備えている。駆動側ディスク３４は、シール部材３１の上側に配置され、従動側ディスク３５は、シール部材３１の下側に配置されている。駆動側ディスク３４の下面および従動側ディスク３５の上面は、着磁されている。駆動側ディスク３４の下面と従動側ディスク３５の上面とは、シール部材３１を介して対向している。駆動側ディスク３４の下面と従動側ディスク３５の上面との間には、磁気的な吸引力が発生している。

本形態では、ポンプ１９が駆動すると、インク室１５の中のインクがインク流出口２４から流出して配管２７、流路１３および配管２８をこの順番で通過した後、インク流入口２５からポンプ室２２に流入する。また、ポンプ１９が駆動すると、ポンプ室２２からインク室１５に向かってインクが流路２３を通過する。すなわち、ポンプ１９が駆動すると、ヘッド３とサブタンク７との間でインクを循環する。

なお、サブタンク７は、インク室１５の中のインクの量を検知するための検知機構（図示省略）を備えている。この検知機構は、インク室１５の中のインクの液面を検知することで、インク室１５の中のインクの量を検知する液面検知機構であり、インク室１５の中のインクに浮かぶフロートと、フロートに内蔵される永久磁石を検知する磁気センサとを備えている。磁気センサは、ケース体１８の外側面に固定されている。また、サブタンク７は、インク室１５の中のインクを加温するためのヒータ（図示省略）を備えている。ヒータは、ケース体１８の外側面に固定されている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、サブタンク７がポンプ１９を備えており、配管２８の途中にポンプを設置する必要がないため、配管２８の長さを短くすることが可能になる。また、本形態では、インク室１５が形成されるケース体１８の内部にポンプ室２２が形成されており、ポンプ室２２がインク室１５に連通しているため、ポンプ室２２とインク室１５との間のインクの流路２３を短くすることが可能になる。このように、本形態では、配管２８の長さを短くすることが可能になるとともに、流路２３を短くすることが可能になるため、ヘッド３とサブタンク７との間で循環するインクの循環経路を短縮することが可能になる。

本形態では、ポンプ１９は、遠心ポンプである。また、本形態では、サブタンク７がヘッド３の上側に配置され、羽根車２１が上下方向を回転の軸方向として回転するとともに、インク流入口２５がケース体１８の下面に形成され、かつ、ポンプ室２２が水平方向においてインク室１５に隣接配置されている。さらに、本形態では、ポンプ室２２とインク室１５とを繋ぐ流路２３は、上下方向において羽根車２１が配置される範囲の一部分に形成されている。そのため、本形態では、インク流入口２５から流入するインクを羽根車２１によってポンプ室２２からインク室１５に直接的に流入させることが可能になる。したがって、本形態では、ケース体１８の構造を簡素化しつつ、ポンプ室２２からインク室１５に効率的にインクを送ることが可能になる。

本形態では、ポンプ１９は、ケース体１８の外部でケース体１８に固定されるモータ２０から、ケース体１８の内部のポンプ室２２に配置される羽根車２１に動力を伝達するためのマグネットカップリング３３を備えている。そのため、本形態では、モータ２０の内部へのインクの浸入を防止しつつ、モータ２０の動力を羽根車２１に確実に伝達することが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態において、モータ２０の内部へのインクの浸入を防止することができるのであれば、羽根車２１は、モータ２０の出力軸に直接固定されていても良い。すなわち、ポンプ１９は、マグネットカップリング３３を備えていなくても良い。また、上述した形態において、ポンプ１９は、遠心ポンプ以外のポンプであっても良い。

１ プリンタ（インクジェットプリンタ）
３ ヘッド（インクジェットヘッド）
４ キャリッジ
７ サブタンク（インクタンク）
１５ インク室
１８ ケース体
１９ ポンプ
２０ モータ
２１ 羽根車
２２ ポンプ室
２５ インク流入口
３３ マグネットカップリング

Claims (3)

1. インク滴を吐出するインクジェットヘッドに供給されるインクが収容されるとともに前記インクジェットヘッドの上側に配置されるインクタンクであって、
   インクが収容されるインク室が内部に形成されるケース体と、前記インクジェットヘッドと前記インクタンクとの間でインクを循環させるためのポンプとを備え、
   前記ポンプは、モータと、前記モータの動力で回転する羽根車とを備える遠心ポンプであり、
   前記ケース体の内部には、前記羽根車が配置されるとともに前記インク室に連通するポンプ室が形成され、
   前記ケース体には、前記インクジェットヘッドから排出されたインクが前記ポンプ室に向かって流入するインク流入口が形成され、
   前記羽根車は、上下方向を回転の軸方向として回転し、
   前記インク流入口は、前記ケース体の下面に形成され、
   前記ポンプ室は、水平方向において前記インク室に隣接配置されていることを特徴とするインクタンク。
2. 前記ポンプは、前記ケース体の外部で前記ケース体に固定される前記モータから、前記ケース体の内部の前記ポンプ室に配置される前記羽根車に動力を伝達するためのマグネットカップリングを備えることを特徴とする請求項１記載のインクタンク。
3. 請求項１または２記載のインクタンクと、前記インクジェットヘッドと、前記インクタンクおよび前記インクジェットヘッドが搭載されるキャリッジとを備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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