WO2021085324A1 - インクジェットプリンタ、及びインクジェットプリンタにおけるインク供給方法 - Google Patents

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WO2021085324A1
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理恵 上坊寺
由佳理 小久保
篤史 三輪
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ブラザー工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an inkjet printer that ejects ink from a head and prints it on a medium, and an ink supply method in the inkjet printer.
  • an inkjet printer 100 including an ink supply unit 200 and a head unit 300 connected to the ink supply unit 200 via an ink flow path is known.
  • the ink supply unit 200 is provided with a first tank 210, a second tank 220, and a pump 230.
  • the head unit 300 is provided with an inkjet head 310, a third tank 320, and a pump 330.
  • the first tank 210 is detachably attached to the ink supply unit 200, while the second tank 220 is attached to the ink supply unit 200.
  • the third tank 320 is installed in the head unit 300.
  • the first tank 210 and the second tank 220 communicate with each other by the first flow path 260A, and the second tank 220 and the third tank 320 communicate with each other by the second flow path 260B.
  • the pump 230 is commonly provided in the first flow path 260A and the second flow path 260B.
  • first flow path 260A is provided with a solenoid valve 240A and a check valve 250B
  • second flow path 260B is provided with a solenoid valve 240B and a solenoid valve 240C.
  • first tank 210 is provided with a check valve 250A
  • the second tank 220 is provided with a solenoid valve 240D and a check valve 250C.
  • a float sensor 220a for detecting the amount of ink stored in the second tank 220 is provided inside the second tank 220.
  • the third tank 320 and the inkjet head 310 communicate with each other by the third flow path 360A.
  • the third tank 320 is provided with a manual valve 350, and the pump 330, the solenoid valve 340, and the restrictor 360 are each connected to the manual valve 350.
  • the manual valve 350 is normally open.
  • a float sensor 320a for detecting the amount of ink stored in the third tank 320 is provided.
  • the solenoid valves 240A and 240D are opened and the solenoid valves 240B and 240C are closed. Drives the pump 230 of the ink supply unit 200. As a result, the ink in the first tank 210 flows through the first flow path 260A and is supplied to the second tank 220.
  • the solenoid valves 240B, 240C, and 240D were opened and the solenoid valves 240A were closed, as shown in FIG. 1b.
  • the pump 230 of the ink supply unit 200 is driven.
  • the ink in the second tank 220 flows through the second flow path 260B and is supplied to the third tank 320.
  • the third tank 320 is open to the atmosphere via the manual valve 350 and the restrictor 360.
  • the solenoid valve 240A of the ink supply unit 200 -240D and the pump 330 of the head unit 300 are driven with the solenoid valve 340 of the head unit 300 closed.
  • the ink in the third tank 320 flows through the third flow path 360A and is supplied to the inkjet head 310.
  • the ink in the second tank 220 is caused by a defect of the float sensor 220a in the second tank 220 or the like. The amount may not be detected accurately.
  • the pump 230 may continue to be driven even after the ink in the second tank 220 exceeds the upper limit that can be accommodated, so that the ink may overflow from the second tank 220.
  • the second tank 220 is provided with a solenoid valve 240D for opening to the atmosphere.
  • a solenoid valve 240D for opening to the atmosphere.
  • a large pressure is generated in the second tank 220 when the ink is supplied from the first tank 210 to the second tank 220.
  • the lid of the second tank 220 would come off. Therefore, it is necessary to provide the second tank 220 with a check valve 250C that is opened at a relatively low pressure (for example, about 2 psi).
  • inkjet printer which can prevent overflow and the pressure in the second tank does not easily increase.
  • a first tank communicating with the atmosphere and With the second tank A head unit that communicates with the second tank, A first flow path having one end communicating with the first tank and the other end communicating with the second tank. A second flow path having one end communicating with the upper side in the second tank and the other end communicating with the first tank.
  • An inkjet printer is provided that is arranged in the second flow path and includes at least a pump that moves a fluid from one end of the second flow path to the other end.
  • a first tank communicating with the atmosphere and With the second tank A head unit that communicates with the second tank, A first flow path having one end communicating with the first tank and the other end communicating with the second tank. A second flow path having one end communicating with the upper side in the second tank and the other end communicating with the first tank.
  • the pump arranged in the second flow path, When the position of the liquid level of the ink in the second tank is lower than the first position, the first signal is output, and when the position is higher than the second position above the first position, the second signal is output.
  • a sensor that outputs a signal and Further including the sensor and a controller electrically connected to the pump.
  • the controller drives the pump to move the air in the second tank to the first tank via the second flow path.
  • the ink in the first tank is configured to move to the second tank via the first flow path. If the sensor does not output the second signal even though the position of the liquid level of the ink in the second tank is higher than that of the second position, the pump uses the ink in the second tank. Is provided for an inkjet printer configured to move the ink jet to the first tank via the second flow path.
  • the first tank communicating with the atmosphere, the second tank different from the first tank, the head unit communicating with the second tank, and the first tank communicate with each other.
  • a first flow path having one end and an other end communicating with the second tank, a second flow path having one end communicating with the upper part in the second tank, and the other end communicating with the first tank.
  • the pump When the first signal is output from the sensor, the pump is driven to move the air in the second tank to the first tank via the second flow path, thereby causing the first tank. Including moving the ink in the tank to the second tank via the first flow path. If the second signal is not output from the sensor even though the position of the liquid level of the ink in the second tank is higher than that of the second position, the operation of the pump is not stopped.
  • An ink supply method for moving the ink in the second tank to the first tank via the second flow path is provided.
  • ink is supplied from the first tank toward the inside of the second tank which has become negative pressure due to the drive of the pump.
  • the pump may continue to operate even after the amount of ink in the second tank reaches the upper limit. Even in such a case, the ink in the second tank is returned to the first tank via the second flow path. Therefore, it is possible to prevent the ink from overflowing from the second tank.
  • FIG. 1 It is the schematic which shows the ink supply system in the inkjet printer of this embodiment, and shows the open / closed state of each valve at the time of forcibly supplying ink from a 3rd tank to an inkjet head.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the ink supply system in the inkjet printer of this embodiment, and shows the open / closed state of each valve when the 1st tank is removed from the ink supply unit while driving an inkjet head.
  • It is sectional drawing for demonstrating the opening and closing operation of a solenoid valve (a) shows the state which a solenoid valve is closed, and (b) shows the state which a solenoid valve is open.
  • (A) is a perspective view seen from one side surface side of the labyrinth
  • (b) is a perspective view seen from the other side surface side of the labyrinth
  • (A) is a view of the third tank and the rotating mechanism provided in the head unit as viewed from the x direction
  • (b) is a view of the third tank and the rotating mechanism provided in the head unit as viewed from the y direction. It is a figure. It is the schematic explaining the 1st flow path and 2nd tank which concerns on a modification.
  • the inkjet printer 10 mainly includes an ink supply unit 20, a head unit 30, an operation panel 40, and a controller 50.
  • the ink supply unit 20 is provided with a pump 23, a mounting sensor 20a, a float sensor 22a, and solenoid valves 24A to 24E, which are electrically connected to the controller 50.
  • the head unit 30 is provided with an inkjet head 31, a float sensor 32a, and a solenoid valve 34, which are electrically connected to the controller 50.
  • the operation panel 40 as an input / output interface for the user is electrically connected to the controller 50.
  • the inkjet head 31 includes, for example, a plurality of nozzles, a plurality of flow paths communicating with the plurality of nozzles, and a piezoelectric actuator that applies ejection pressure to the ink in the plurality of flow paths, that is, a so-called piezo type inkjet head.
  • a head can be used.
  • the controller 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) including various control circuits.
  • the controller 50 executes various processes by the CPU and the ASIC according to the program stored in the ROM.
  • the controller 50 controls the ink supply unit 20, the head unit 30, and the like based on a print job received from the PC 60 as an external device, and executes a printing process for printing an image or the like on a medium.
  • the controller 50 may be realized by any hardware configuration.
  • the processing may be performed only by the CPU or only the ASIC.
  • the functions may be shared and realized by two or more CPUs or two or more ASICs.
  • the ink supply unit 20 is provided with a mounting sensor 20a, a mounting case 20b, a second tank 22, and a pump 23. Then, the first tank 21 is detachably mounted on the mounting case 20b. Further, the head unit 30 is provided with an inkjet head 31 and a third tank 32.
  • the first tank 21 is detachably mounted on the mounting case 20b of the ink supply unit 20.
  • the mounting sensor 20a is provided on the mounting case 20b, and outputs a signal according to the mounting state of the first tank 21 with respect to the mounting case 20b.
  • an RFID reader capable of reading an IC tag attached to the outer surface of the first tank 21 is used, but the present invention is not limited to this.
  • the mounting sensor 20a may detect the mounting state of the first tank 21 with respect to the ink supply unit 20, and for example, an optical sensor may be used.
  • the second tank 22 is installed in the ink supply unit 20.
  • the third tank 32 is installed in the head unit 30.
  • the first tank 21 and the second tank 22 communicate with each other by the first flow path 26A and the second flow path 26B, and the second tank 22 and the third tank 32 communicate with the third flow path 26C and the fourth flow path. It communicates with the road 36A.
  • the pump 23 is commonly provided in the second flow path 26B and the third flow path 26C.
  • a flexible tube can be used as the first flow path 26A, the second flow path 26B, and the third flow path 26C.
  • the first flow path 26A is provided with a solenoid valve 24A (an example of a fourth valve), and the second flow path 26B is provided with a solenoid valve 24B (an example of a third valve) and a solenoid valve 24C (an example of a first valve).
  • a solenoid valve 24A an example of a fourth valve
  • the second flow path 26B is provided with a solenoid valve 24B (an example of a third valve) and a solenoid valve 24C (an example of a first valve).
  • the pump 23 is arranged between the solenoid valve 24B and the solenoid valve 24C.
  • a pouch 25 is provided between the end portion on the second tank 22 side and the solenoid valve 24C. When the pressure in the second tank 22 rises due to a change in the environmental temperature, the pouch 25 expands to absorb the increased pressure.
  • the third flow path 26C is provided with a solenoid valve 24D (an example of a second valve), a solenoid valve 24E (an example of a fifth valve), and a first joint 27.
  • the pump 23 is arranged between the solenoid valve 24D and the solenoid valve 24E.
  • the first joint 27 can be coupled to the second joint 37 provided at the end of the fourth flow path 36A of the head unit 30, and the end of the third flow path 26C opposite to the second tank 22. It is provided in.
  • the first joint 27 is provided with a valve 27a that opens when connected to the second joint 37 and closes when the connection with the second joint 37 is released. Further, inside the second tank 22, a float sensor 22a for detecting the amount of ink stored in the second tank 22 is provided.
  • the solenoid valve 24A includes a first frame 241 and a second frame 242, a diaphragm 243, a coil portion 244, a plunger 245, and a spring 246.
  • the plunger 245 moves, and as shown in FIG. 4A, the lip portion 243a of the diaphragm 243 seals the inflow port 241a provided in the first frame. As a result, the solenoid valve 24A is closed.
  • the third tank 32 is connected to the second joint 37 via the fourth flow path 36A.
  • the third flow path 26C and the fourth flow path 36A communicate with each other, and the second tank 22 and the third tank 32 are connected to each other.
  • the second joint 37 is also provided with a valve 37a that opens when it is coupled to the first joint 27 and closes when it is released from the coupling with the first joint 27.
  • the third tank 32 and the inkjet head 31 communicate with each other by the fifth flow path 36B.
  • a flexible tube can be used as the fourth flow path 36A and the fifth flow path 36B.
  • a solenoid valve 34 is connected to the third tank 32, and a flow path structure 35 (hereinafter referred to as a labyrinth 35) for communicating the third tank 32 with the atmosphere is connected to the solenoid valve 34. There is. Further, inside the third tank 32, a float sensor 32a for detecting the amount of ink stored in the third tank 32 is provided.
  • the solenoid valve 34 has the same structure as the solenoid valves 24A to 24E.
  • the labyrinth 35 is a flow path structure having a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and is a frame 35a, an inflow port 35b, an outflow port 35c, a plurality of partition walls 35d, and a damper.
  • a film 35e and a semipermeable membrane 35f are provided.
  • One surface of the labyrinth 35 is formed of the damper film 35e, and the opening of the other surface facing the damper film 35e is sealed by the semipermeable membrane 35f.
  • the damper film 35e is not shown in order to show the internal structure of the labyrinth 35.
  • the semipermeable membrane 35f is a porous membrane having minute pores that block the passage of ink and allow the passage of air. As shown in FIG. 5A, a plurality of partition walls 35d are intricately intertwined inside the labyrinth 35 to form a flow path from the inflow port 35b to the outflow port 35c.
  • the controller 50 when supplying ink from the first tank 21 to the second tank 22, the controller 50 opens the solenoid valves 24A, 24B, 24C and opens the solenoid valves 24D, 24E, as shown in FIG. 3a.
  • the pump 23 is driven in the closed state.
  • one end of the second flow path 26B is an upper portion in the second tank 22 and is arranged at a position corresponding to an upper limit value of the amount of ink in the second tank. Therefore, when the pump 23 is driven in a state where the liquid level of the ink in the second tank 22 does not reach one end of the second flow path 26B, the air in the second tank 22 is sucked and the inside of the second tank 22 is filled. It becomes a negative pressure.
  • the air sucked from the second tank 22 is sent into the first tank 21 via the solenoid valve 24B, and is discharged from the air communication hole 21a provided in the upper part of the first tank 21.
  • the pressure inside the second tank 22 is negative, the ink in the first tank 21 flows into the second tank 22 via the first flow path 26A. As a result, ink is supplied from the first tank 21 to the second tank 22.
  • the float sensor 22a for detecting the amount of ink in the second tank 22 is provided in the second tank 22.
  • the controller 50 controls the solenoid valves 24A to 24E and the pump 23, and as described above, the first Ink is supplied from the tank 21 to the second tank 22.
  • the controller 50 stops the driving of the pump 23 to cause the first tank 21 to the second tank. The supply of ink to 22 is stopped.
  • a signal indicating that the amount of ink in the second tank 22 has reached the upper limit value may not be output due to a malfunction of the float sensor 22a or the like.
  • the controller 50 since the controller 50 does not stop driving the pump 23, ink continues to be supplied to the second tank 22 in excess of the upper limit value, and one end of the second flow path 26B is in the second tank 22. Soak in ink. Then, the pump 23 sucks not the air in the second tank 22 but the ink supplied in the second tank 22 exceeding the upper limit value. Then, the ink sucked from the second tank 22 is returned to the first tank 21 via the second flow path 26B.
  • the ink exceeding the upper limit of the second tank 22 is the first ink. It is returned to the tank 21. Therefore, it is possible to prevent the ink from overflowing from the second tank 22. Further, since the ink is supplied from the first tank 21 to the second tank 22 by making the inside of the second tank 22 negative pressure, the ink is pumped from the first tank 21 and supplied to the second tank 22. Compared with the case, the pressure in the second tank 22 is less likely to increase. Therefore, it is possible to prevent the second tank 22 from being damaged (for example, the lid coming off) due to the increased pressure in the second tank 22. Further, it is not necessary to provide a check valve or the like for releasing the pressure in the second tank 22.
  • the controller 50 When supplying ink from the second tank 22 of the ink supply unit 20 to the third tank 32 of the head unit 30, the controller 50 opens the solenoid valves 24A, 24D, 24E and the solenoid valve 24B, as shown in FIG. 3b. , The pump 23 is driven with the 24C closed.
  • one end of the third flow path 26C is located at the lower part in the second tank 22 and at a position corresponding to the lower limit of the amount of ink in the second tank. Therefore, when the pump 23 is driven while the amount of ink in the second tank 22 has not reached the lower limit, the ink in the second tank 22 is supplied to the third tank 32 via the third flow path 26C. Will be done.
  • the ink in the second tank 22 is sucked, so that the pressure in the second tank 22 becomes negative.
  • the solenoid valve 24A is open, and the first tank 21 is provided with an atmospheric communication hole 21a. Therefore, ink is supplied from the first tank 21 to the second tank 22 via the first flow path 26A. That is, in the ink supply unit 20 of the present embodiment, by supplying ink from the second tank 22 to the third tank 32, the ink supply operation to the third tank 32 is not stopped, and the ink is supplied from the first tank 21 to the third tank 32. 2
  • the tank 22 can be refilled with ink.
  • the head unit 30 when the head unit 30 is maintained or the like, the head unit 30 is removed from the ink supply unit 20 by releasing the coupling between the first joint 27 and the second joint 37. Can be separated. At this time, as described above, the valve 27a of the first joint 27 and the valve 37a of the second joint 37 are closed.
  • the valve 27a of the first joint 27 and the solenoid valve 24B of the second flow path 26B are closed.
  • the opening / closing pressure of the solenoid valve 24B is smaller than the opening / closing pressure of not only the valve 27a but also the other solenoid valves 24A, 24C, 24D, and 24E.
  • the solenoid valve 24B is the valve 27a. It opens earlier and the ink returns to the first tank 21. This makes it possible to prevent ink from flowing out from the first joint 27.
  • the controller 50 determines all the solenoid valves 24A of the ink supply unit 20 as shown in FIG. 3c. -24E is closed, and the inkjet head 31 is driven in a state where the solenoid valve 34 of the head unit 30 is opened.
  • the third tank 32 communicates with the atmosphere via the solenoid valve 34 and the labyrinth 35, when ink is ejected from the inkjet head 31, substantially the same amount of ink is inkjet from the third tank 32. It is supplied to the head 31.
  • the controller 50 controls the ink supply unit 20 so as to change from the state shown in FIG. 3c to the state shown in FIG. 3b. To do. Specifically, the controller 50 opens the solenoid valves 24A, 24D, 24E in the closed state, and drives the pump 23 while keeping the solenoid valves 24B, 24C closed. When the amount of ink in the third tank 32 is low, the float sensor 32a outputs a signal to the controller 50 indicating that the amount of ink in the third tank 32 is less than a predetermined amount.
  • the ink can be replenished from the second tank 22 to the third tank 32 without stopping the printing. Further, the second tank 22 is replenished with ink from the first tank 21. Therefore, even if the ink in the first tank 21 runs out during printing, the first tank 21 can be replaced without stopping the printing.
  • the first tank 21 can be removed from the ink supply unit 20 and replaced during printing by ejecting ink from the inkjet head 31. it can.
  • the ink in the third tank 32 becomes low while the first tank 21 is being removed from the ink supply unit 20, it becomes necessary to move the ink from the second tank 22 to the third tank 32. Can be considered.
  • the controller 50 pumps. After a certain period of time (for example, about 0.5 seconds) has elapsed after driving 23, the closed solenoid valves 24A, 24D, and 24E are opened. Since the pump 23 is driven first, the ink remaining in the first flow path 26A moves in the first flow path 26A toward the second tank 22 after opening the solenoid valve 24A. As a result, it is possible to prevent the ink remaining in the first flow path 26A from flowing out to the side opposite to the second tank 22 and contaminating the inside of the ink supply unit 20.
  • a certain period of time for example, about 0.5 seconds
  • the controller 50 can detect that the first tank 21 is removed from the ink supply unit 20 based on the signal output from the mounting sensor 20a. Further, the controller 50 can determine that it is necessary to move the ink from the second tank 22 to the third tank 32 based on the signal output from the float sensor 32a in the third tank 32.
  • the inkjet head 31 is discharged from the third tank 32 in order to discharge the thickened ink in the inkjet head 31 or to discharge the bubbles mixed in the inkjet head 31 and the fifth flow path 36B.
  • Ink may be forcibly supplied.
  • the controller 50 opens the solenoid valves 24A, 24D, and 24E of the ink supply unit 20, the solenoid valves 24B, 24C of the ink supply unit 20, and the solenoid valve 34 of the head unit 30.
  • the pump 23 is driven with the valve closed.
  • ink is supplied from the second tank 22 to the third tank 32.
  • the solenoid valve 34 of the head unit 30 is closed, the inside of the third tank 32 becomes a positive pressure, and ink is forced from the third tank 32 to the inkjet head 31 via the fifth flow path 36B. Be supplied.
  • the solenoid valve 34 of the head unit 30 is always open except during maintenance of the inkjet head 31, where ink is forcibly supplied from the third tank 32 to the inkjet head 31 as described above. Has been done. That is, the third tank 32 communicates with the atmosphere via the solenoid valve 34 and the labyrinth 35 except during maintenance of the inkjet head 31. Therefore, even if the pressure in the third tank 32 becomes high due to a change in temperature or the like, the pressure can be released to the atmosphere. As a result, it is possible to prevent ink from leaking from the inkjet head 31. Further, one side surface of the labyrinth 35 is covered with the damper film 35e.
  • the damper film 35e of the labyrinth 35 may be deformed to absorb the pressure. it can. As a result, it is possible to prevent ink from leaking from the inkjet head 31.
  • the head unit 30 may be placed upside down when printing is not performed.
  • the solenoid valve 34 since the solenoid valve 34 is open, the ink in the third tank 32 may flow into the labyrinth 35 via the solenoid valve 34.
  • a complicated flow path is formed inside the labyrinth 35 and the flow path resistance is high, it is possible to prevent the ink flowing into the labyrinth 35 from leaking from the outlet 35c of the labyrinth 35. it can.
  • the solenoid valve 34 is closed during maintenance of the inkjet head 31. Therefore, during maintenance of the inkjet head 31, it is possible to prevent a decrease in the pressure in the third tank 32, and ink can be efficiently supplied from the third tank 32 to the inkjet head 31.
  • the inkjet head 31 is fixed to the frame of the head unit 30, and is used in a posture in which the ink ejection surface 31a is orthogonal to the horizontal plane.
  • the head unit 30 of the present embodiment is defined as the x direction. When viewed, it may be used in a state of being tilted with respect to the z direction. That is, the inkjet head 31 of the present embodiment may be used in a state of being tilted with respect to the z direction when viewed in the x direction.
  • the float sensor 32a in the third tank 32 does not operate smoothly, and the amount of ink in the third tank 32 cannot be accurately grasped.
  • the float sensor 32a is assumed to move in the vertical direction, for example, if a horizontal component is included in the moving direction, the float of the float sensor 32a is intended by the frictional force in the horizontal direction. It may not move. Therefore, when the head unit 30 of the present embodiment is used in a state of being tilted with respect to the z direction when viewed in the x direction, the third tank 32 is rotated and the third tank 32 is used. It is configured so that the bottom surface can maintain a posture parallel to the horizontal plane.
  • the head unit 30 includes a rotation mechanism that rotates the third tank 32 about the rotation axis l extending in the x direction.
  • the rotation mechanism is composed of a rotation shaft 32b extending in the x direction and a bearing 33a that rotatably supports the rotation shaft 32b.
  • the rotating shaft 32b is provided in the third tank 32
  • the bearing 33a is provided in the holder 33 for the third tank 32 fixed to the head unit 30.
  • the rotation shaft 32b is positioned above the center position of the third tank 32 in the z direction in a posture in which the bottom surface of the third tank 32 is parallel to the horizontal plane. As shown in FIG.
  • two elongated holes 33b are formed in the holder 33, and bolts 33c are inserted into each of the two elongated holes 33b. Even when the head unit 30 is used in a state of being tilted with respect to the vertical direction, the third tank 32 is fixed to the holder 33 with a bolt 33c in a state where the bottom surface is parallel to the horizontal plane. Has been done.
  • the third tank 32 is composed of a first portion 32A including the bottom surface and a second portion 32B including the top surface and located above the first portion, and the length of the first portion 32A in the y direction is , Shorter than the length of the second portion 32B in the y direction.
  • the length of the first portion 32A in the x direction is longer than the length in the y direction, and the length of the second portion 32B in the x direction is longer than the length in the y direction.
  • a first ink chamber is formed in the first portion 32A, and a second ink chamber is formed in the second portion 32B. The first ink chamber and the second ink chamber communicate with each other, and the volume of the first ink chamber is smaller than the volume of the second ink chamber.
  • the float sensor 32a is positioned so that at least the position of the liquid surface of the ink in the first ink chamber can be detected. Since the length of the first portion 32A in the x direction and the length in the y direction are shorter than the length of the second portion 32B in the x direction and the length in the y direction, respectively, the length of the second portion 32B in the x direction and the length in the y direction are shorter. The lower limit of the amount of ink that can be detected by the float sensor 32a can be made smaller than the case where the length is the same in the y direction.
  • the third tank 32 is formed with an inflow port 32c, an outflow port 32d, and an atmospheric communication portion 32e.
  • a tube forming the fourth flow path 36A is connected to the inflow port 32c.
  • a tube forming the fifth flow path 36B is connected to the outlet 32d.
  • a tube for connecting the third tank 32 and the solenoid valve 34 is connected to the atmospheric communication portion 32e.
  • the inflow port 32c and the air communication portion 32e are formed on the upper surface of the third tank 32.
  • the outlet 32d is formed in the first portion 32A of the third tank 32, and is positioned above the bottom surface of the third tank 32.
  • the inflow port 32c, the outflow port 32d, and the atmospheric communication portion 32e are all arranged so as to overlap the rotation axis l when the third tank 32 is viewed from the z direction. As a result, when the third tank 32 rotates, the tubes connected to the third tank 32 can be prevented from interfering with each other.
  • the end portion of the atmospheric communication portion 32e is positioned below the upper surface of the second ink chamber 32B.
  • the second tank 22' may have a first bottom surface 22b and a second bottom surface 22c lower than the first bottom surface 22b, and may have an end portion of the first flow path 26A'. May be positioned directly above the first bottom surface 22b.
  • the flow path resistance in the predetermined region 26A1 becomes the first flow path 26A. It may be smaller than the flow path resistance in the region other than the predetermined region 26A1 in'. In this case, when the ink flowing out from the end of the first flow path 26A'collides with the first bottom surface 22b, it is more difficult to foam than in the case where the flow path resistance of the first flow path 26A'is constant. Can be done. As a result, the possibility that the float sensor 22a malfunctions due to bubbles generated in the ink in the second tank 22'can be further reduced.
  • the atmospheric communication portion 32e of the third tank 32 is formed on the upper surface of the third tank 32, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to this.
  • it may be formed at least above the center position in the z direction of the third tank 32.
  • the float sensor 22a and the float sensor 32a are used as sensors for detecting the amount of ink in the second tank 22 and the third tank 32, but the present invention is not limited to this.
  • an optical sensor including a light emitting unit and a light receiving unit may be used.
  • the rotation shaft 32b is provided in the third tank 32, and the bearing 33a is provided in the holder 33 for the third tank 32 of the head unit 30, but the holder 33 for the third tank 32 of the head unit 30 is provided.
  • a rotating shaft may be provided in the third tank 32, and a bearing may be provided in the third tank 32.
  • Inkjet printer 20 Ink supply unit 20a Mounting sensor 21 1st tank 22 2nd tank 22a Float sensor 23 Pump 24A to 24E Solenoid valve 26A 1st flow path 26B 2nd flow path 26C 3rd flow path 27 1st joint 30 Head unit 31 Inkjet head 32 3rd tank 32a Float sensor 32b Rotating shaft 33 Holder 33a Bearing 34 Solenoid valve 35 Labyrinth 36A 4th flow path 36B 5th flow path 37 2nd joint 50 controller

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)

Abstract

第1タンクから第2タンクにポンプによってインクを供給する構成において、第2タンクからインクが溢れ出すのを防止でき、且つ、第2タンク内の圧力が上昇しにくいインクジェットプリンタを提供する。インクジェットプリンタ10は、大気と連通する第1タンク21と、第2タンク22と、第2タンク22と連通するヘッドユニット30と、第1タンク21と連通する一端と、第2タンク22と連通する他端とを有する第1流路26Aと、第2タンク22内の上方と連通する一端と、第1タンク21と連通する他端とを有する第2流路26Bと、第2流路26Bに配置され、少なくとも、第2流路26Bの前記一端から前記他端へと流体を移動させるポンプ23とを備える。

Description

インクジェットプリンタ、及びインクジェットプリンタにおけるインク供給方法
 本発明は、ヘッドからインクを吐出して媒体に印刷するインクジェットプリンタ、及びインクジェットプリンタにおけるインク供給方法に関する。
 従来、図1a~図1cに示すように、インク供給ユニット200と、インク供給ユニット200とインク流路を介して接続されたヘッドユニット300とを備えるインクジェットプリンタ100が知られている。インク供給ユニット200には、第1タンク210、第2タンク220、及びポンプ230が設けられている。また、ヘッドユニット300には、インクジェットヘッド310、第3タンク320、及びポンプ330が設けられている。
 第1タンク210は、インク供給ユニット200に着脱可能に取り付けられているのに対し、第2タンク220は、インク供給ユニット200に据え付けられている。第3タンク320はヘッドユニット300に据え付けられている。第1タンク210と第2タンク220とは、第1流路260Aにより連通しており、第2タンク220と第3タンク320とは、第2流路260Bにより連通している。そして、ポンプ230は、第1流路260A及び第2流路260Bに共通に設けられている。
 さらに、第1流路260Aには、ソレノイドバルブ240A及び逆止弁250Bが設けられており、第2流路260Bには、ソレノイドバルブ240B及びソレノイドバルブ240Cが設けられている。また、第1タンク210には、逆止弁250Aが設けられおり、第2タンク220には、ソレノイドバルブ240D、及び逆止弁250Cが設けられている。さらに、第2タンク220の内部には、第2タンク220に貯留されているインクの量を検出するためのフロートセンサ220aが設けられている。
 ヘッドユニット300において、第3タンク320とインクジェットヘッド310とは、第3流路360Aにより連通している。第3タンク320には、手動バルブ350が設けられており、ポンプ330、ソレノイドバルブ340、及びレストリクタ360がそれぞれ、手動バルブ350に接続されている。なお、手動バルブ350は、通常時は開放されている。さらに、第3タンク320の内部には、第3タンク320に貯留されているインクの量を検出するためのフロートセンサ320aが設けられている。
 インク供給ユニット200において、第1タンク210から第2タンク220にインクを供給する際は、図1aに示されるように、ソレノイドバルブ240A、240Dを開き、ソレノイドバルブ240B、240Cを閉じた状態で、インク供給ユニット200のポンプ230を駆動する。これにより、第1タンク210内のインクが第1流路260Aを流れて、第2タンク220に供給される。
 インク供給ユニット200の第2タンク220からヘッドユニット300の第3タンク320にインクを供給する際は、図1bに示されるように、ソレノイドバルブ240B、240C、240Dを開き、ソレノイドバルブ240Aを閉じた状態で、インク供給ユニット200のポンプ230を駆動する。これにより、第2タンク220内のインクが第2流路260Bを流れて、第3タンク320に供給される。なお、このとき、第3タンク320は、手動バルブ350及びレストリクタ360を介して大気開放されている。
 そして、ヘッドユニット300において、インクジェットヘッド310のメンテナンスのため、第3タンク320からインクジェットヘッド310にインクを強制的に供給する際は、図1cに示されるように、インク供給ユニット200のソレノイドバルブ240A~240D、及びヘッドユニット300のソレノイドバルブ340を閉じた状態で、ヘッドユニット300のポンプ330を駆動する。これにより、第3タンク320内のインクが第3流路360Aを流れて、インクジェットヘッド310に供給される。
 しかしながら、上記の構成を有するインクジェットプリンタ100では、第1タンク210から第2タンク220にインクを供給する際に、第2タンク220内のフロートセンサ220aの不具合等により、第2タンク220内のインク量を正確に検出できない場合がある。この場合、第2タンク220内のインクが収容可能な上限値を超えた後もポンプ230が駆動し続けることにより、第2タンク220からインクが溢れ出す可能性があった。
 また、第2タンク220には、大気開放のためのソレノイドバルブ240Dが設けられている。例えばソレノイドバルブ240Dの大気との連通孔に取り付けられた空気フィルタにインクが付着すると、第1タンク210から第2タンク220にインクを供給する際に、第2タンク220内に大きな圧力が発生し、第2タンク220の蓋が外れる可能性があった。このため、第2タンク220には、比較的低い圧力(例えば2psi程度)で開放される逆止弁250Cを設ける必要があった。
 本発明は、第1タンクから第2タンクにポンプによってインクを供給する構成において、第2タンク内のフロートセンサの不具合等によりポンプが駆動し続けた場合であっても、第2タンクからインクが溢れ出すのを防止することができ、且つ、第2タンク内の圧力が上昇しにくいインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
 本発明の第1の態様に従えば、大気と連通する第1タンクと、
 第2タンクと、
 前記第2タンクと連通するヘッドユニットと、
 前記第1タンクと連通する一端と、前記第2タンクと連通する他端とを有する第1流路と、
 前記第2タンク内の上方と連通する一端と、前記第1タンクと連通する他端とを有する第2流路と、
 前記第2流路に配置され、少なくとも、前記第2流路の前記一端から前記他端へと流体を移動させるポンプとを備えるインクジェットプリンタが提供される。
 本発明の第2の態様に従えば、大気と連通する第1タンクと、
 第2タンクと、
 前記第2タンクと連通するヘッドユニットと、
 前記第1タンクと連通する一端と、前記第2タンクと連通する他端とを有する第1流路と、
 前記第2タンク内の上方と連通する一端と、前記第1タンクと連通する他端とを有する第2流路と、
 前記第2流路に配置されたポンプと、
 前記第2タンク内のインクの液面の位置が、第1位置よりも低くなった場合に第1信号を出力し、前記第1位置の上方の第2位置よりも高くなった場合に第2信号を出力するセンサと、
 前記センサ及び前記ポンプと電気的に接続されたコントローラとをさらに備え、
 前記コントローラは、前記センサから前記第1信号が出力された場合、前記ポンプを駆動して、前記第2タンク内の空気を、前記第2流路を介して前記第1タンクに移動させることにより、前記第1タンク内のインクを、前記第1流路を介して前記第2タンクに移動させるよう構成されており、
 前記第2タンク内のインクの液面の位置が前記第2位置よりも高くなったにもかかわらず、前記センサから前記第2信号が出力されない場合、前記ポンプは、前記第2タンク内のインクを、前記第2流路を介して前記第1タンクに移動させるよう構成されているインクジェットプリンタが提供される。
 本発明の第3の態様に従えば、大気と連通する第1タンクと、前記第1タンクとは異なる第2タンクと、前記第2タンクと連通するヘッドユニットと、前記第1タンクと連通する一端と、前記第2タンクと連通する他端とを有する第1流路と、前記第2タンク内の上方と連通する一端と、前記第1タンクと連通する他端とを有する第2流路と、前記第2流路に配置されたポンプと、前記第2タンク内のインクの液面の位置が、第1位置よりも低くなった場合に第1信号を出力し、前記第1位置よりも高い第2位置よりも高くなった場合に第2信号を出力するセンサとを備えるインクジェットプリンタにおけるインク供給方法であって、
 前記センサから前記第1信号が出力された場合、前記ポンプを駆動して、前記第2タンク内の空気を、前記第2流路を介して前記第1タンクに移動させることにより、前記第1タンク内のインクを、前記第1流路を介して前記第2タンクに移動させることを含み、
 前記第2タンク内のインクの液面の位置が前記第2位置よりも高くなったにもかかわらず、前記センサから前記第2信号が出力されない場合、前記ポンプの駆動を停止させることなく、前記第2タンク内のインクを、前記第2流路を介して前記第1タンクに移動させるインク供給方法が提供される。
 本発明の第1~第3の態様によれば、ポンプの駆動によって負圧となった第2タンク内に向けて、第1タンクからインクが供給される。しかし、何らかの不具合により、第2タンク内のインク量が上限に到達した後もポンプが駆動し続ける場合がある。このような場合であっても、第2タンク内のインクが第2流路を介して第1タンクに戻される。このため、第2タンクからインクが溢れ出すのを防止することができる。
従来のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第1タンクから第2タンクにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 従来のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第2タンクから第3タンクにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 従来のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第3タンクからインクジェットヘッドにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 コントローラ、インク供給ユニット、ヘッドユニット、操作パネル及び外部装置の電気的な接続を略示するブロック図である。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第1タンクから第2タンクにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第2タンクから第3タンクにインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、インクジェットヘッドが駆動している際の各バルブの開閉状態を示す。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、第3タンクからインクジェットヘッドに強制的にインクを供給する際の各バルブの開閉状態を示す。 本実施形態のインクジェットプリンタにおけるインク供給系を示す概略図であり、インクジェットヘッドの駆動中に第1タンクがインク供給ユニットから取り外された際の各バルブの開閉状態を示す。 ソレノイドバルブの開閉動作を説明するための断面図であり、(a)はソレノイドバルブが閉じた状態を示し、(b)はソレノイドバルブが開いた状態を示す。 (a)はラビリンスの一方の側面側から見た斜視図であり、(b)はラビリンスの他方の側面側から見た斜視図である。 (a)はヘッドユニットに設けられた第3タンク及び回動機構をx方向から見た図であり、(b)はヘッドユニットに設けられた第3タンク及び回動機構をy方向から見た図である。 変形例に係る第1流路及び第2タンクを説明する概略図である。
 以下、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタについて、図2~6を参照しつつ説明する。
 図2に示すように、インクジェットプリンタ10は、インク供給ユニット20、ヘッドユニット30、操作パネル40、及びコントローラ50を主に備える。
 インク供給ユニット20には、ポンプ23、装着センサ20a、フロートセンサ22a、及びソレノイドバルブ24A~24Eが設けられており、これらがコントローラ50と電気的に接続されている。また、ヘッドユニット30には、インクジェットヘッド31、フロートセンサ32a、及びソレノイドバルブ34が設けられており、これらがコントローラ50と電気的に接続されている。さらに、ユーザに対する入出力インターフェースとしての操作パネル40が、コントローラ50と電気的に接続されている。インクジェットヘッド31としては、例えば、複数のノズルと、複数のノズルとそれぞれ連通する複数の流路と、複数の流路内のインクに吐出圧力を付与する圧電アクチュエータとを備えた、いわゆるピエゾ型インクジェットヘッドを用いることができる。
 コントローラ50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)等を備える。コントローラ50は、ROMに格納されたプログラムに従い、CPU及びASICにより、様々な処理を実行する。例えば、コントローラ50は、外部装置としてのPC60から受信した印刷ジョブに基づいて、インク供給ユニット20やヘッドユニット30等を制御して、媒体に画像等を印刷する印刷処理を実行する。なお、コントローラ50が、CPU及びASICによって印刷処理を行う例を挙げたが、本発明はこれに限るものではなく、コントローラ50はいかなるハードウェア構成で実現してもよい。例えば、CPUのみ又はASICのみで処理を行ってもよい。また、2つ以上のCPUや、2つ以上のASICに機能を分担して実現してもよい。
 次に、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ10のインク供給系について、図3a~3eを参照しつつ説明する。
 図3aに示すように、インク供給ユニット20には、装着センサ20a、装着ケース20b、第2タンク22、及びポンプ23が設けられている。そして、装着ケース20bには、第1タンク21が着脱可能に装着される。また、ヘッドユニット30には、インクジェットヘッド31、第3タンク32が設けられている。
 上述したように、第1タンク21は、インク供給ユニット20の装着ケース20bに着脱可能に装着される。装着センサ20aは、装着ケース20bに設けられており、第1タンク21の装着ケース20bに対する装着状態に応じた信号を出力する。本実施形態では、装着センサ20aとして、第1タンク21の外面に取り付けられたICタグを読取可能なRFIDリーダを用いているが、これには限られない。装着センサ20aは、第1タンク21のインク供給ユニット20に対する装着状態を検出できればよく、例えば、光学式センサを用いてもよい。第2タンク22はインク供給ユニット20に据え付けられている。第3タンク32はヘッドユニット30に据え付けられている。第1タンク21と第2タンク22とは、第1流路26A及び第2流路26Bにより連通しており、第2タンク22と第3タンク32とは、第3流路26C及び第4流路36Aにより連通している。そして、ポンプ23は、第2流路26B及び第3流路26Cに共通に設けられている。第1流路26A、第2流路26B、及び第3流路26Cとしては、例えば、可撓性を有するチューブを使用することができる。
 第1流路26Aには、ソレノイドバルブ24A(第4バルブの一例)が設けられており、第2流路26Bには、ソレノイドバルブ24B(第3バルブの一例)、ソレノイドバルブ24C(第1バルブの一例)が設けられている。第2流路26Bにおいて、ポンプ23は、ソレノイドバルブ24Bとソレノイドバルブ24Cとの間に配置されている。また、第2流路26Bにおいて、第2タンク22側の端部とソレノイドバルブ24Cとの間には、パウチ25が設けられている。環境温度の変化により第2タンク22内の圧力が上昇した場合、パウチ25が膨らむことにより、上昇した圧力が吸収される。第3流路26Cには、ソレノイドバルブ24D(第2バルブの一例)、ソレノイドバルブ24E(第5バルブの一例)、及び第1ジョイント27が設けられている。第3流路26Cにおいて、ポンプ23は、ソレノイドバルブ24Dとソレノイドバルブ24Eとの間に配置されている。
第1ジョイント27は、ヘッドユニット30の第4流路36Aの端部に設けられた第2ジョイント37と結合可能であり、第3流路26Cにおいて、第2タンク22とは反対側の端部に設けられている。第1ジョイント27には、第2ジョイント37と結合されることにより開き、第2ジョイント37との結合が解除されることにより閉じるバルブ27aが設けられている。また、第2タンク22の内部には、第2タンク22に貯留されているインクの量を検出するためのフロートセンサ22aが設けられている。
 ここで、本実施形態におけるソレノイドバルブ24A~24Eは、全て同じ構造を有しているので、ソレノイドバルブ24Aを例にとり、その構造と動作について説明する。図4(a)、4(b)に示されるように、ソレノイドバルブ24Aは、第1フレーム241、第2フレーム242、ダイヤフラム243、コイル部244、プランジャー245、及びスプリング246を備える。コイル部244に通電することにより、プランジャー245が移動し、図4(a)に示されるように、ダイヤフラム243のリップ部243aが第1フレームに設けられた流入口241aを封止する。これにより、ソレノイドバルブ24Aが閉じた状態となる。この状態で、ダイヤフラム243のリップ部243aに、スプリング246の封止力よりも強い圧力が加わると、スプリング246が収縮し、ダイヤフラム243のリップ部243aによる流入口241aの封止が開放され、流入口241aから流出口241bに至る流路が形成される。これにより、ソレノイドバルブ24Aが開いた状態となる。
 ヘッドユニット30において、第3タンク32は、第4流路36Aを介して第2ジョイント37接続されている。第3流路26Cの第1ジョイント27が、第2ジョイント37と結合されることにより、第3流路26Cと第4流路36Aとが連通し、第2タンク22と第3タンク32とが連通する。第2ジョイント37にも、第1ジョイント27と結合されることにより開き、第1ジョイント27との結合が解除されることにより閉じるバルブ37aが設けられている。そして、第3タンク32とインクジェットヘッド31とは、第5流路36Bにより連通している。第4流路36A及び第5流路36Bとしては、例えば、可撓性を有するチューブを使用することができる。また、第3タンク32にはソレノイドバルブ34が接続されており、ソレノイドバルブ34には、第3タンク32を大気に連通させるための流路構造体35(以下、ラビリンス35という)が接続されている。さらに、第3タンク32の内部には、第3タンク32に貯留されているインクの量を検出するためのフロートセンサ32aが設けられている。なお、ソレノイドバルブ34は、ソレノイドバルブ24A~24Eと同様の構造を有している。
 図5(a)、5(b)に示されるように、ラビリンス35は、略直方体の外形を有する流路構造体であり、フレーム35a、流入口35b、流出口35c、複数の隔壁35d、ダンパフィルム35e、及び半透膜35fを備える。ラビリンス35の一方の面はダンパフィルム35eで形成され、ダンパフィルム35eと対向する他方の面の開口は半透膜35fによって封止されている。なお、図5(a)では、ラビリンス35の内部の構造を示すため、ダンパフィルム35eの図示を省略している。半透膜35fは、インクの通過を遮断し、且つ空気の通過を許容する微小な孔を有する多孔質膜である。図5(a)に示されるように、ラビリンス35の内部には、複数の隔壁35dが複雑に入り組まれることにより、流入口35bから流出口35cに至る流路が形成されている。
 インク供給ユニット20において、第1タンク21から第2タンク22にインクを供給する際、コントローラ50は、図3aに示されるように、ソレノイドバルブ24A、24B、24Cを開き、ソレノイドバルブ24D、24Eを閉じた状態で、ポンプ23を駆動する。ここで、第2流路26Bの一端は、第2タンク22内の上部であって、第2タンクのインク量の上限値に相当する位置に配置されている。このため、第2タンク22内のインクの液面が第2流路26Bの一端に達していない状態でポンプ23が駆動すると、第2タンク22内の空気が吸引され、第2タンク22内は負圧となる。第2タンク22内から吸引された空気はソレノイドバルブ24Bを介して第1タンク21内に送られ、第1タンク21の上部に設けられた大気連通孔21aから排出される。一方、第2タンク22内は負圧となっているため、第1タンク21内のインクが第1流路26Aを介して第2タンク22内に流れ込む。これにより、第1タンク21から第2タンク22にインクが供給される。
 上述したように、第2タンク22内には、第2タンク22内のインクの量を検出するためのフロートセンサ22aが設けられている。第2タンク22内のインク量が下限値を下回ったことを示す信号をフロートセンサ22aが出力すると、コントローラ50は、ソレノイドバルブ24A~24E及びポンプ23を制御して、上述したように、第1タンク21から第2タンク22にインクを供給する。また、第2タンク22内のインク量が上限値に達したことを示す信号をフロートセンサ22aが出力すると、コントローラ50は、ポンプ23の駆動を停止することにより、第1タンク21から第2タンク22へのインクの供給を停止する。
 ここで、フロートセンサ22aの不具合等により、第2タンク22内のインク量が上限値に達したことを示す信号が出力されない場合が考えられる。このような場合、コントローラ50は、ポンプ23の駆動を停止しないため、第2タンク22には上限値を超えてインクが供給され続け、第2流路26Bの一端は、第2タンク22内のインクに浸かる。すると、ポンプ23は、第2タンク22内の空気ではなく、上限値を超えて第2タンク22内に供給されたインクを吸引する。そして、第2タンク22内から吸引されたインクは、第2流路26Bを介して第1タンク21に戻される。つまり、本実施形態のインク供給ユニット20では、第2タンク22内のフロートセンサ22aの不具合等により、ポンプ23が駆動し続けたとしても、第2タンク22の上限値を超えたインクは第1タンク21に戻される。このため、第2タンク22からインクが溢れ出すのを防止することができる。
さらに、第2タンク22内を負圧にすることにより、第1タンク21から第2タンク22にインクが供給されるので、第1タンク21からインクをポンプで汲み上げて第2タンク22に供給する場合と比べて、第2タンク22内の圧力が高くなりにくい。このため、第2タンク22内の圧力が高くなることによる、第2タンク22の破損(例えば、蓋が外れること等)を防ぐことができる。また、第2タンク22内の圧力を逃がすための逆止弁等を設ける必要もない。
 インク供給ユニット20の第2タンク22からヘッドユニット30の第3タンク32にインクを供給する際、コントローラ50は、図3bに示されるように、ソレノイドバルブ24A、24D、24Eを開き、ソレノイドバルブ24B、24Cを閉じた状態で、ポンプ23を駆動する。ここで、第3流路26Cの一端は、第2タンク22内の下部であって、第2タンク内のインク量の下限値に相当する位置に配置されている。このため、第2タンク22内のインクのインク量が下限値に達していない状態でポンプ23が駆動すると、第2タンク22内のインクは第3流路26Cを介して第3タンク32に供給される。
 このとき、第2タンク22内のインクが吸引されることにより、第2タンク22内は負圧となる。そして、ソレノイドバルブ24Aは開いており、第1タンク21には大気連通孔21aが設けられている。このため、第1タンク21から第1流路26Aを介して第2タンク22にインクが供給される。つまり、本実施形態のインク供給ユニット20では、第2タンク22から第3タンク32にインクを供給することにより、第3タンク32へのインク供給動作を停止することなく、第1タンク21から第2タンク22にインクを補充することができる。
 なお、本実施形態のインクジェットプリンタ10において、ヘッドユニット30のメンテナンス等を行う際は、第1ジョイント27と第2ジョイント37との結合を解除することにより、ヘッドユニット30を、インク供給ユニット20から分離することができる。
このとき、上述したように、第1ジョイント27のバルブ27a及び第2ジョイント37のバルブ37aは閉じられる。ここで、例えば、ヘッドユニット30のメンテナンスの終了後、ユーザが第1ジョイント27と第2ジョイント37とを結合し忘れた状態で、第2タンク22から第3タンク32にインクを供給するためにポンプ23を駆動させたと仮定する。このとき、第1ジョイント27のバルブ27a、及び第2流路26Bのソレノイドバルブ24Bは閉じられている。ここで、もし、ソレノイドバルブ24Bを閉じた状態から開いた状態にするために必要な圧力(以下、開閉圧力という)が、バルブ27aの開閉圧力よりも大きい場合、第3流路26C、及び、第2流路26Bのうちポンプ23とソレノイドバルブ24Bとの間の部分の圧力が上昇により、バルブ27aがソレノイドバルブ24Bよりも先に開き、第1ジョイント27からインクが流れ出してしまう。そこで、本実施形態では、ソレノイドバルブ24Bの開閉圧力が、バルブ27aだけでなく、他のソレノイドバルブ24A、24C、24D、24Eの開閉圧力よりも小さくなっている。このため、上述したような状況において、第3流路26C、及び、第2流路26Bのうちポンプ23とソレノイドバルブ24Bとの間の部分の圧力が上昇したとしても、ソレノイドバルブ24Bがバルブ27aよりも先に開き、インクが第1タンク21に戻る。これにより、第1ジョイント27からインクが流れ出るのを防ぐことができる。
 そして、第3タンク32にインクが供給された後、インクジェットヘッド31からインクを吐出して印刷を行う際、コントローラ50は、図3cに示されるように、インク供給ユニット20の全てのソレノイドバルブ24A~24Eを閉じ、ヘッドユニット30のソレノイドバルブ34を開いた状態で、インクジェットヘッド31を駆動する。このとき、第3タンク32は、ソレノイドバルブ34及びラビリンス35を介して大気と連通しているので、インクジェットヘッド31からインクが吐出されると、それとほぼ同量のインクが第3タンク32からインクジェットヘッド31に供給される。
 なお、印刷をしている最中に第3タンク32内のインクが少なくなった場合、コントローラ50は、図3cに示す状態から、図3bに示す状態となるように、インク供給ユニット20を制御する。詳細には、コントローラ50は、閉じている状態のソレノイドバルブ24A、24D、24Eを開き、ソレノイドバルブ24B、24Cを閉じたままとして、ポンプ23を駆動する。なお、第3タンク32内のインクが少なくなった場合は、フロートセンサ32aから第3タンク32内のインクが所定量より少なったことを示す信号がコントローラ50に出力される。これにより、印刷中に第3タンク32内のインクが所定量より少なくなった場合でも、印刷を止めることなく、第2タンク22から第3タンク32にインクを補充することができる。そして、さらに、第2タンク22には第1タンク21からインクが補充される。このため、印刷中に第1タンク21内のインクが無くなったとしても、印刷を止めることなく、第1タンク21を交換することができる。
 また、上述したように、第3タンク32にインクが供給された後、インクジェットヘッド31からインクを吐出して印刷を行う場合、インク供給ユニット20の全てのソレノイドバルブ24A~24Eは閉じられている。このため、本実施形態では、図3eに示されるように、インクジェットヘッド31からインクを吐出して印刷を行っている最中に、第1タンク21をインク供給ユニット20から取り外して交換することができる。ここで、第1タンク21がインク供給ユニット20から取り外されている最中に、第3タンク32内のインクが少なくなり、第2タンク22から第3タンク32にインクを移動する必要が生じる場合が考えられる。この場合、第1タンク21がインク供給ユニット20から取り外された状態で、上述したように、閉じている状態のソレノイドバルブ24A、24D、24Eを開いた後にポンプ23を駆動することが考えられる。しかし、ポンプ23を駆動する前にソレノイドバルブ24Aを開くと、第1流路26A内の圧力バランスが崩れ、第1流路26A内に残存していたインクが、第2タンク22とは反対側の端部から流出する。このとき第1タンク21は取り外されているため、流出したインクによりインク供給ユニット20の内部が汚れてしまう。
 そこで、本実施形態では、第1タンク21がインク供給ユニット20から取り外されている最中に、第2タンク22から第3タンク32にインクを補充する必要が生じた場合、コントローラ50は、ポンプ23を駆動してから一定時間(例えば、0.5秒程度)が経過した後に、閉じている状態のソレノイドバルブ24A、24D、24Eを開く。ポンプ23を先に駆動しているため、第1流路26A内に残存していたインクは、ソレノイドバルブ24Aを開いた後、第2タンク22に向かって第1流路26A内を移動する。この結果、第1流路26A内に残存していたインクが第2タンク22とは反対側に流出し、インク供給ユニット20の内部を汚すのを防ぐことができる。なお、コントローラ50は、装着センサ20aから出力される信号に基づき、第1タンク21がインク供給ユニット20から取り外されている状態であることを検出できる。また、コントローラ50は、第3タンク32内のフロートセンサ32aから出力される信号に基づき、第2タンク22から第3タンク32にインクを移動させる必要があると判断することができる。
 なお、本実施形態では、インクジェットヘッド31内の増粘したインクを排出するため、あるいは、インクジェットヘッド31内及び第5流路36Bに混入した気泡を排出するため、第3タンク32からインクジェットヘッド31に、強制的にインクを供給する場合がある。この場合、コントローラ50は、図3dに示されるように、インク供給ユニット20のソレノイドバルブ24A、24D、及び24Eを開き、インク供給ユニット20のソレノイドバルブ24B、24C、及びヘッドユニット30のソレノイドバルブ34を閉じた状態で、ポンプ23を駆動する。これにより、第2タンク22から第3タンク32にインクが供給される。このとき、ヘッドユニット30のソレノイドバルブ34は閉じているので、第3タンク32の内部が正圧となり、第3タンク32から第5流路36Bを介してインクジェットヘッド31に、インクが強制的に供給される。
 ここで、本実施形態において、ヘッドユニット30のソレノイドバルブ34は、上述したように第3タンク32からインクジェットヘッド31に強制的にインクが供給される、インクジェットヘッド31のメンテナンス時を除き、常時開放されている。つまり、第3タンク32は、インクジェットヘッド31のメンテナンス時を除き、ソレノイドバルブ34及びラビリンス35を介して大気と連通している。このため、気温の変化等により第3タンク32内の圧力が高くなったとしても、その圧力を大気に逃がすことができる。この結果、インクジェットヘッド31からインクが漏れるのを防ぐことができる。また、ラビリンス35の一側面はダンパフィルム35eで覆われている。このため、第2タンク22から第3タンク32にインクを供給する際に、第3タンク32内の圧力が高くなったとしても、ラビリンス35のダンパフィルム35eが変形して圧力を吸収することができる。
この結果、インクジェットヘッド31からインクが漏れるのを防ぐことができる。
 さらに、印刷が行われないときに、ヘッドユニット30が上下逆さまに置かれる場合が考えられる。この場合、ソレノイドバルブ34が開いているため、第3タンク32内のインクがソレノイドバルブ34を介してラビリンス35に流れ込む可能性がある。しかしながら、ラビリンス35の内部には複雑に入り組んだ流路が形成されており、流路抵抗も高くなっているため、ラビリンス35に流れ込んだインクがラビリンス35の流出口35cから漏れるのを防ぐことができる。
 また、上述したように、インクジェットヘッド31のメンテナンス時は、ソレノイドバルブ34は閉じられる。このため、インクジェットヘッド31のメンテナンス時は、第3タンク32内の圧力の減少を防ぐことができ、第3タンク32からインクジェットヘッド31に効率良くインクを供給することができる。
 本実施形態において、インクジェットヘッド31は、ヘッドユニット30のフレームに固定されており、インク吐出面31aが水平面と直交する姿勢で使用される。ここで、インク吐出面が向く方向をx方向とし、水平面に沿い且つx方向と直交する方向をy方向とし、鉛直方向をz方向と定義すると、本実施形態のヘッドユニット30は、x方向に見たとき、z方向に対して傾いた状態で使用される場合がある。つまり、本実施形態のインクジェットヘッド31は、x方向に見たとき、z方向に対して傾いた状態で使用される場合がある。このとき、第3タンク32もz方向に対して傾いてしまうと、第3タンク32内のフロートセンサ32aがスムーズに動作せず、第3タンク32内のインク量を正確に把握することができない可能性がある。特にフロートセンサ32aは、鉛直方向に動くことを想定しているため、例えば動く方向に、水平方向の成分が含まれていると、水平方向の摩擦力によってフロートセンサ32aのフロートが意図するように移動しない場合がある。そこで、本実施形態のヘッドユニット30は、x方向に見たとき、z方向に対して傾いた状態で使用される場合であっても、第3タンク32を回動させ、第3タンク32の底面が水平面と平行となる姿勢を維持することができるように構成されている。
 具体的には、ヘッドユニット30は、第3タンク32をx方向に延びる回動軸線lを中心として回動させる回動機構を備える。回動機構は、x方向に延びる回動軸32bと、回動軸32bを回動可能に支持する軸受け33aとから構成される。本実施形態において、回動軸32bは第3タンク32に設けられており、軸受け33aはヘッドユニット30に固定された、第3タンク32用のホルダ33に設けられている。回動軸32bは、第3タンク32の底面が水平面と平行となる姿勢において、第3タンク32のz方向の中心位置よりも上方に位置付けられている。なお、図6(a)に示されるように、ホルダ33には2つの長孔33bが形成されており、2つの長孔33bのそれぞれに、ボルト33cが挿通されている。そして、ヘッドユニット30が鉛直方向に対して傾いた状態で使用される場合であっても、第3タンク32は、底面が水平面と平行となった状態で、ホルダ33に対してボルト33cで固定されている。
 第3タンク32は、底面を含む第1部分32Aと、上面を含み且つ第1部分よりも上方に位置する第2部分32Bとから構成されており、第1部分32Aのy方向の長さは、第2部分32Bのy方向の長さよりも短い。そして、第1部分32Aはx方向の長さがy方向の長さよりも長く、第2部分32Bもx方向の長さがy方向の長さよりも長い。第1部分32Aには第1インク室が形成されており、第2部分32Bには第2インク室が形成されている。第1インク室と第2インク室とは互いに連通しており、第1インク室の容積は、第2インク室の容積よりも小さい。そして、フロートセンサ32aは、少なくとも第1インク室内のインクの液面の位置を検出することができるように、位置付けられている。
第1部分32Aのx方向の長さ及びy方向の長さはそれぞれ、第2部分32Bのx方向の長さ及びy方向の長さよりも短いので、第2部分32Bのx方向の長さ及びy方向の長さと同じ場合と比べて、フロートセンサ32aで検出可能なインク量の下限値をより小さくすることができる。
 さらに、第3タンク32には、流入口32c、流出口32d、及び大気連通部32eが形成されている。流入口32cには、第4流路36Aを形成するチューブが接続される。
流出口32dには、第5流路36Bを形成するチューブが接続される。そして、大気連通部32eには、第3タンク32とソレノイドバルブ34とを接続するためのチューブが接続される。図6(b)に示されるように、流入口32c及び大気連通部32eは、第3タンク32の上面に形成されている。これに対し、流出口32dは第3タンク32の第1部分32Aに形成されており、第3タンク32の底面よりも上方に位置付けられている。そして、流入口32c、流出口32d、及び大気連通部32eはいずれも、第3タンク32をz方向から見たとき、回動軸線lと重なるように配置されている。これにより、第3タンク32が回動した際に、これらに接続されるチューブどうしが干渉しにくくすることができる。
 また、大気連通部32eの端部は、第2インク室32Bの上面よりも下方に位置付けられている。これにより、ヘッドユニット30が上下逆さまに置かれた場合などに第3タンク32が上下逆さまになったとしても、大気連通部32eからソレノイドバルブを介してラビリンス35に流れ込むインクの量を抑えることができる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能である。
 例えば、図7に示されるように、第2タンク22’は、第1底面22bと、第1底面22bよりも低い第2底面22cを有してもよく、第1流路26A’の端部が第1底面22bの直上に位置付けられていてもよい。この場合、第1流路26A’の端部が第2底面22cの直上に位置付けられている場合と比べて、第1流路26A’の端部から流れ出たインクが第1底面22bに衝突した際に泡立ちにくくすることができる。この結果、第2タンク22’内のインクに生じた泡によってフロートセンサ22aが誤作動する可能性を低減することができる。
 さらに、図7に示されるように、例えば第1流路26A’の端部を含む所定領域26A1に切り欠き26A2が形成されることにより、所定領域26A1における流路抵抗が、第1流路26A’における所定領域26A1以外の領域における流路抵抗よりも小さくなっていてもよい。この場合、第1流路26A’の流路抵抗が一定の場合と比べて、第1流路26A’の端部から流れ出たインクが第1底面22bに衝突した際に、より泡立ちにくくすることができる。この結果、第2タンク22’内のインクに生じた泡によってフロートセンサ22aが誤作動する可能性を、より低減することができる。
 上記実施形態では、第3タンク32の大気連通部32eは第3タンク32の上面に形成されていたが、これには限られない。例えば、第3タンク32の底面が水平面と平行となる姿勢において、少なくとも第3タンク32のz方向の中心位置よりも上方に形成されていればよい。
 上記実施形態では、第2タンク22及び第3タンク32内のインク量を検出するセンサとして、フロートセンサ22a及びフロートセンサ32aが用いられていたが、これには限られない。例えば、投光部と受光部とを備える光学式センサを用いてもよい。
 上記実施形態では、第3タンク32に回動軸32bが設けられ、ヘッドユニット30の第3タンク32用ホルダ33に軸受け33aが設けられていたが、ヘッドユニット30の第3タンク32用ホルダ33に回動軸が設けられ、第3タンク32に軸受けが設けられてもよい。
 10 インクジェットプリンタ
 20 インク供給ユニット
 20a 装着センサ
 21 第1タンク
 22 第2タンク
 22a フロートセンサ
 23 ポンプ
 24A~24E ソレノイドバルブ
 26A 第1流路
 26B 第2流路
 26C 第3流路 
 27 第1ジョイント
 30 ヘッドユニット
 31 インクジェットヘッド
 32 第3タンク
 32a フロートセンサ
 32b 回動軸
 33 ホルダ
 33a 軸受け
 34 ソレノイドバルブ
 35 ラビリンス
 36A 第4流路
 36B 第5流路
 37 第2ジョイント
 50 コントローラ
 

Claims (12)

  1.  大気と連通する第1タンクが装着される、装着ケースと、
     第2タンクと、
     前記第2タンクと連通するヘッドユニットと、
     前記装着ケースに装着された前記第1タンクと連通する一端と、前記第2タンクと連通する他端とを有する第1流路と、
     前記第2タンク内の上方と連通する一端と、前記装着ケースに装着された前記第1タンクと連通する他端とを有する第2流路と、
     前記第2流路に配置され、少なくとも、前記第2流路の前記一端から前記他端へと流体を移動させるポンプとを備えるインクジェットプリンタ。
  2.  前記ポンプと電気的に接続されたコントローラをさらに備え、
     前記コントローラは、
     前記ポンプを駆動して、前記第2タンク内のインクの液面の位置が所定の高さに到達するまでは、前記第2タンク内の空気を、前記第2流路を介して前記装着ケースに装着された前記第1タンクに移動させ、
     前記第2タンク内の前記インクの液面の位置が前記所定の高さに到達すると、前記第2タンク内の前記インクを、前記第2流路を介して前記装着ケースに装着された前記第1タンクに移動させる請求項1に記載のインクジェットプリンタ。
  3.  前記第2タンク内の下方と連通する一端と、前記ヘッドユニットと連通する他端とを有する第3流路と、
     前記第2流路において、当該第2流路の前記一端と前記ポンプとの間に配置された第1バルブと、
     前記第3流路に配置された第2バルブとをさらに備え、
     前記ポンプは前記第2流路及び前記第3流路に共通に設けられており、
     前記第2バルブは前記第3流路において、当該第3流路の前記一端と前記ポンプとの間に配置されており、
     前記コントローラは、前記第1バルブ及び前記第2バルブと電気的に接続されており、 前記コントローラは、
     前記第1バルブを閉じ且つ前記第2バルブを開き、
     前記ポンプを、前記第1バルブが閉じ且つ前記第2バルブが開いた状態で駆動することにより、前記第2タンク内の前記インクを、前記第3流路を介して前記ヘッドユニットに移動させる請求項2に記載のインクジェットプリンタ。
  4.  前記第2流路において、当該第2流路の前記他端と前記ポンプとの間に配置された第3バルブと、
     前記第3流路の前記他端に設けられ、バルブを有するジョイントとをさらに備え、
     前記第3バルブの開閉圧力は、前記第1バルブ、前記第2バルブ及び前記ジョイントのバルブの開閉圧力よりも小さい請求項3に記載のインクジェットプリンタ。
  5.  前記第2流路において、当該第2流路の前記他端と前記ポンプとの間に配置された第3バルブと、
     前記第1流路において、当該第1流路の前記一端と前記他端との間に配置された第4バルブと、
     前記第1タンクの前記装着ケースに対する装着状態に応じた信号を出力する装着センサとをさらに備え、
     前記コントローラは、
     前記第3バルブ、前記第4バルブ、及び前記装着センサと電気的に接続されており、
     前記第1タンクが前記装着ケースから取り外されていることを示す信号が前記装着センサから出力された後に、
     少なくとも前記第3バルブと前記第4バルブとを閉じ、
     少なくとも前記第3バルブと前記第4バルブとを閉じた状態で、前記ポンプを所定時間駆動させ、
     前記ポンプを所定時間駆動させた後に、前記第1バルブを閉じ、且つ、前記第2バルブと、前記第3バルブと、前記第4バルブとを開き、
     前記第1バルブを閉じ、且つ、前記第2バルブと、前記第3バルブと、前記第4バルブとを開いた状態で、前記ポンプを駆動させることにより、前記第2タンク内のインクを前記第3流路を介して前記ヘッドユニットに移動させる請求項3に記載のインクジェットプリンタ。
  6.  前記第1流路の前記他端を含む所定領域の流路抵抗は、前記第1流路の前記所定領域とは異なる領域の流路抵抗よりも小さい請求項1~5のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
  7.  前記所定領域には切り欠きが形成されている請求項6に記載のインクジェットプリンタ。
  8.  前記第2タンク内の前記インクの液面の位置に応じて異なる信号を出力するセンサと、 前記センサと電気的に接続されたコントローラとをさらに備え、
     前記コントローラは、前記センサから出力された信号に応じて、前記ポンプを駆動及び停止する請求項6又は7に記載のインクジェットプリンタ。
  9.  前記第2タンクは、第1底面と、前記第1底面よりも低い第2底面とを有し、
     前記第1流路の前記他端は、前記第1底面の直上に位置する請求項6~8のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
  10.  前記第2タンク内のインクの液面の位置が、第1位置よりも低くなった場合に第1信号を出力し、前記第1位置の上方の第2位置よりも高くなった場合に第2信号を出力するセンサと、
     前記センサ及び前記ポンプと電気的に接続されたコントローラとをさらに備え、
     前記コントローラは、
      前記センサから前記第1信号が出力された場合、前記ポンプを駆動して、前記第2タンク内の空気を、前記第2流路を介して前記装着ケースに装着された前記第1タンクに移動させることにより、前記装着ケースに装着された前記第1タンク内のインクを、前記第1流路を介して前記第2タンクに移動させ、
      前記第2タンク内のインクの液面の位置が前記第2位置よりも高くなったにもかかわらず、前記センサから前記第2信号が出力されない場合、前記ポンプを駆動して、前記第2タンク内のインクを、前記第2流路を介して前記装着ケースに装着された前記第1タンクに移動させる請求項1に記載のインクジェットプリンタ。
  11.  前記第2タンク内の下方と連通する一端と、前記ヘッドユニットと連通する他端とを有する第3流路と、
     前記第2流路において、当該第2流路の前記一端と前記ポンプとの間に配置された第1バルブと、
     前記第3流路に配置された第2バルブと、
     前記第2流路において、当該第2流路の前記他端と前記ポンプとの間に配置された第3バルブと、
     前記第1流路において、当該第1流路の前記一端と前記他端との間に配置された第4バルブと、
     前記第3流路に配置された第5バルブと、
     前記第1タンクの前記装着ケースに対する装着状態に応じた信号を出力する装着センサとをさらに備え、
     前記ポンプは前記第2流路及び前記第3流路に共通に設けられており、
     前記第2バルブは、前記第3流路において、当該第3流路の前記一端と前記ポンプとの間に配置されており、
     前記第5バルブは、前記第3流路において、当該第3流路の前記他端と前記ポンプとの間に配置されており、
     前記コントローラは、前記第1バルブ、前記第2バルブ、前記第3バルブ、前記第4バルブ、及び前記第5バルブと電気的に接続されており、
     前記第1タンクが前記装着ケースから取り外されていることを示す信号が前記装着センサから出力された後、前記第1タンクが前記装着ケースに取り付けられたことを示す信号が前記装着センサから出力される前に、前記コントローラは、
      前記第1バルブ、前記第2バルブ、前記第3バルブ、前記第4バルブ、及び前記第5バルブを閉じた状態で前記ポンプを駆動し、
      前記ポンプを駆動した後に、前記第2バルブ、前記第4バルブ、及び前記第5バルブを開くことにより、前記第2タンク内のインクを前記第3流路を介して前記ヘッドユニットに移動させる請求項10に記載のインクジェットプリンタ。
  12.  大気と連通する第1タンクが装着される、装着ケースと、前記第1タンクとは異なる第2タンクと、前記第2タンクと連通するヘッドユニットと、前記第1タンクと連通する一端と、前記第2タンクと連通する他端とを有する第1流路と、前記第2タンク内の上方と連通する一端と、前記第1タンクと連通する他端とを有する第2流路と、前記第2流路に配置されたポンプと、前記第2タンク内のインクの液面の位置が、第1位置よりも低くなった場合に第1信号を出力し、前記第1位置よりも高い第2位置よりも高くなった場合に第2信号を出力するセンサとを備えるインクジェットプリンタにおけるインク供給方法であって、
     前記センサから前記第1信号が出力された場合、前記ポンプを駆動して、前記第2タンク内の空気を、前記第2流路を介して前記装着ケースに装着された前記第1タンクに移動させることにより、前記装着ケースに装着された前記第1タンク内のインクを、前記第1流路を介して前記第2タンクに移動させることを含み、
     前記第2タンク内のインクの液面の位置が前記第2位置よりも高くなったにもかかわらず、前記センサから前記第2信号が出力されない場合、前記ポンプの駆動を停止させることなく、前記第2タンク内のインクを、前記第2流路を介して前記装着ケースに装着された前記第1タンクに移動させるインク供給方法。
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