JP2010030207A - 液体供給装置、液体吐出装置、及び液体吐出装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】供給されたインクをノズルから吐出可能なラインヘッド20と、ラインヘッド20に対向するように配置されたヘッドキャップ22と、ラインヘッド20によって吐出されるインクを正逆方向に移送可能な移送ポンプ50と、移送ポンプ50によって移送されたインクをラインヘッド20に供給する前で一時的に貯留するサブタンク40と、移送ポンプ50によってインクが正方向に移送されるときは、ラインヘッド20からサブタンク40に向けてインクが移送され、移送ポンプ50によってインクが逆方向に移送されるときは、ヘッドキャップ22からサブタンク40に向けてインクが移送されるようにインクの移送経路を変更可能な逆止弁アレイ70とを有する。
【選択図】図19
Description
本発明の請求項1に記載の発明は、液体を正逆方向に移送可能な移送ポンプと、液体の入口となる第1入口、液体のもう1つの入口となる第2入口、及び液体の出口となる第1出口を備え、前記移送ポンプによって液体が正方向に移送されるときは、前記第1入口から前記第1出口に向けて液体が移送され、前記移送ポンプによって液体が逆方向に移送されるときは、前記第2入口から前記第1出口に向けて液体が移送されるように液体の移送経路を変更可能な弁装置とを有する液体供給装置である。
移送経路を変更可能な弁装置
上記の請求項1に記載の発明は、液体を正逆方向に移送可能な移送ポンプと、液体の移送経路を変更可能な弁装置とを有している。そして、移送ポンプによって液体が正方向に移送されるときは、第1入口から第1出口に向けて液体が移送され、移送ポンプによって液体が逆方向に移送されるときは、第2入口から第1出口に向けて液体が移送される。そのため、液体をその消費対象に供給する液体供給装置において、液体の移送方向の正逆を移送ポンプで変えるだけで、液体の移送経路を簡単に変更できる。
上記の請求項3に記載の発明は、液体を正逆方向に移送可能な移送ポンプと、液体の移送経路を変更可能な弁装置とを有している。そして、移送ポンプによって液体が正方向に移送されるときは、液体吐出ヘッドから補助タンクに向けて液体が移送され、移送ポンプによって液体が逆方向に移送されるときは、ヘッドキャップから補助タンクに向けて液体が移送される。そのため、液体吐出ヘッドのノズルから液体を吐出する液体吐出装置において、液体の移送方向の正逆を移送ポンプで変えるだけで、液体吐出ヘッド内の液体を補助タンクを含む流路で循環させたり、ノズルからヘッドキャップに吸引された液体を補助タンクを含む流路で循環させることが可能となる。これにより、液体吐出ヘッド内の液体中に存在する比較的大きな気泡だけでなく、ノズルの近傍にある比較的小さな気泡も除去できるようになる。
上記の請求項8に記載の発明は、液体を正逆方向に移送可能な移送ポンプと、液体の移送経路を変更可能な弁装置とを有している。そして、液体吐出ヘッドのノズル側をヘッドキャップで密閉した状態で液体が逆方向に移送されるように移送ポンプを駆動し、弁装置を介して液体吐出ヘッド内の液体を吸引しながら補助タンクに移送する。そのため、ノズルの近傍の液体中に比較的小さな気泡が含まれていたとしても、その気泡を液体吐出ヘッド外に確実に排出することができる。しかも、気泡を含む液体は、液体吐出ヘッドに供給される前に一時的に補助タンクに貯留される。その結果、液体中の気泡を効果的に除去できる。
なお、以下の実施形態では、本発明の液体供給装置及び液体吐出装置として、Y(イエロ)、M(マゼンタ)、C(シアン)、及びK(ブラック)の4色のインク(液体)をラインヘッド20(本発明における消費対象及び液体吐出ヘッドに相当するもの)に供給して吐出するカラー対応のインクジェットプリンタ10を例に挙げて説明する。
図1に示すように、インクジェットプリンタ10は、サイズの異なる3種類の記録用紙100をそれぞれ別々に収容可能な給紙トレイ11a,11b,11cと、印画するサイズに応じて給紙トレイ11a,11b,11cのいずれかから選択的に記録用紙100を給紙する給紙ユニット12と、給紙された記録用紙100に対して印画を行なうラインヘッド20と、非印画時にラインヘッド20のインク吐出面を覆って保護するヘッドキャップ22と、印画された記録用紙100を排紙する排紙ユニット13と、排紙された記録用紙100を収容する排紙トレイ14とを備えている。なお、ヘッドキャップ22は、開閉装置(図示せず)によってラインヘッド20のインク吐出面を密閉可能なものである。
図2に示すように、インクジェットプリンタ10は、吐出するインクの種類(Y,M,C,Kの各色)に応じて、複数(4つ)のラインヘッド20、インクカートリッジ30、サブタンク40、及び移送ポンプ50を有している。また、各サブタンク40から各インクカートリッジ30に各インクを戻すように配管された複数(4つ)の戻り管86と、各移送ポンプ50によって移送された各インクを各ラインヘッド20に供給するように配管された複数(4つ)の供給管87と、各ラインヘッド20によって消費されなかった各インクを各ラインヘッド20から排出するように配管された複数(4つ)の排出管88とを有している。さらにまた、各インクカートリッジ30から各移送ポンプ50に向かう流路と各排出管88から各移送ポンプ50に向かう流路とを切換え可能な複数(4つ)の3方弁60と、各インクの移送経路を変更可能な複数(4つ)の逆止弁アレイ70(本発明における弁装置に相当するもの)とを有している。
図3に示すように、インクジェットプリンタ10は、ラインヘッド20、インクカートリッジ30、サブタンク40、移送ポンプ50、3方弁60、及び逆止弁アレイ70を有している。そして、これらは、4色のインク(Y,M,C,K)ごとにそれぞれ設けられている。ただし、各移送ポンプ50は、共通の1つの駆動モータ51(本発明における駆動源に相当するもの)によって同時に駆動される。具体的には、各移送ポンプ50は、チューブポンプであり、1つの駆動モータ51によって各移送ポンプ50の弾性チューブを連続的に弾性変形させてインクを移送できる。また、各3方弁60は、共通の1つの作動源(図示せず)によって切換えできる。そのため、小型で安価なインクジェットプリンタ10を実現できる。
図4に示すように、ラインヘッド20は、半導体基板23にバリア層24を積層し、このバリア層24に、ノズル21を形成したノズルシート25を貼り合わせて構成したものである。そして、半導体基板23に複数の発熱抵抗体26が一定間隔で一方向に析出形成されており、発熱抵抗体26を囲む半導体基板23とバリア層24とノズルシート25とによってインク液室27が形成されている。
また、図6は、本実施形態のインクジェットプリンタ10における逆止弁アレイ70を示す断面図であり、ヘッドキャップ22(図3参照)に吸引されたインクを循環させる状態を示している。
また、図8は、本実施形態のインクジェットプリンタ10における印画部の1色分の配管系を示す概念図であり、サブタンク40へのインク充填途中の状態を示すものである。
さらにまた、図9は、本実施形態のインクジェットプリンタ10における印画部の1色分の配管系を示す概念図であり、サブタンク40へのインク充填終了時の状態を示すものである。
また、図11は、本実施形態のインクジェットプリンタ10における印画部の1色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッド20へのインク供給途中の状態を示すものである。
さらにまた、図12は、本実施形態のインクジェットプリンタ10における印画部の1色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッド20へのインク供給終了時の状態を示すものである。
図13に示すように、インクジェットプリンタ10は、ラインヘッド20のノズル21から記録用紙100に向けてインク滴を吐出し、印画を行なう。そのため、吐出されたインク滴と同量のインクがサブタンク40からラインヘッド20に供給される。また、サブタンク40に対しては、インクカートリッジ30からインクが補充される。
図14に示すグラフにおいて、圧力範囲Δhは、ノズル21(図13参照)からのインクの漏れを防止しつつ安定的にインクを吐出可能な最小許容負圧と最大許容負圧との間の範囲を意味する。そのため、大気圧に対するラインヘッド20内のインクの圧力は、Δhの範囲内の負圧に維持する必要がある。また、T=移送ポンプ50駆動間隔、t及びt’=移送ポンプ50駆動時間である。
図15(A)に示すように、インクジェットプリンタ10によって印画(インクの吐出)を行なうと、4色のインク(Y,M,C,K)の消費量の違いにより、サブタンク40(Y)、サブタンク40(M)、サブタンク40(C)、及びサブタンク40(K)ごとにインクの液面高さが変わってくる。そして、このまま印画を続行すると、一番多くインクが消費されているサブタンク40(K)では、図14(A)に示す(b’)の状態のように、水頭差圧hが最大許容負圧を越えてΔhの範囲外となってしまう。
また、図17は、本実施形態のインクジェットプリンタ10における印画部の1色分の配管系を示す概念図であり、ラインヘッド20内のインク中の気泡を除去する状態を示すものである。
また、図19は、本実施形態のインクジェットプリンタ10における印画部の1色分の配管系を示す概念図であり、ノズル21近傍のインク中の気泡を除去する状態を示すものである。
(1)本実施形態では、液体供給装置及び液体吐出装置として、印画幅分のラインヘッド20を備えるインクジェットプリンタ10を例に挙げた。しかし、このようなインクジェットプリンタ10に限らず、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタでもよい。また、各種の液体を吐出する他の液体吐出装置(例えば、染め物に対して染料を吐出する液体吐出装置等)にも広く適用できる。
15 着脱台座
20 ラインヘッド(消費対象及び液体吐出ヘッド)
20a 供給口
20b 排出口
21 ノズル
22 ヘッドキャップ
30 インクカートリッジ(液体タンク)
40 サブタンク(補助タンク)
41 大気開放弁
50 移送ポンプ
51 駆動モータ(駆動源)
60 3方弁
70 逆止弁アレイ(弁装置)
71 第1入口
72 第2入口
73 第1出口
86 戻り管
87 供給管
88 排出管
93 フィルタ
Claims (8)
- 液体を正逆方向に移送可能な移送ポンプと、
液体の入口となる第1入口、液体のもう1つの入口となる第2入口、及び液体の出口となる第1出口を備え、前記移送ポンプによって液体が正方向に移送されるときは、前記第1入口から前記第1出口に向けて液体が移送され、前記移送ポンプによって液体が逆方向に移送されるときは、前記第2入口から前記第1出口に向けて液体が移送されるように液体の移送経路を変更可能な弁装置と
を有する液体供給装置。 - 請求項1に記載の液体供給装置において、
前記弁装置は、複数の逆止弁によって構成されている
液体供給装置。 - 供給された液体をノズルから吐出可能な液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに対向するように配置されたヘッドキャップと、
前記液体吐出ヘッドによって吐出される液体を正逆方向に移送可能な移送ポンプと、
前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに供給する前で一時的に貯留する補助タンクと、
前記液体吐出ヘッド及び前記ヘッドキャップと前記補助タンクとの間に配置され、前記移送ポンプによって液体が正方向に移送されるときは、前記液体吐出ヘッドから前記補助タンクに向けて液体が移送され、前記移送ポンプによって液体が逆方向に移送されるときは、前記ヘッドキャップから前記補助タンクに向けて液体が移送されるように液体の移送経路を変更可能な弁装置と
を有する液体吐出装置。 - 請求項3に記載の液体吐出装置において、
前記ノズルから吐出する液体の種類に応じてそれぞれ設けられた複数の前記液体吐出ヘッド、複数の前記ヘッドキャップ、複数の前記移送ポンプ、複数の前記補助タンク、及び複数の前記弁装置を有する
液体吐出装置。 - 請求項4に記載の液体吐出装置において、
複数設けられた各前記移送ポンプを同時に駆動できる1つの駆動源を有する
液体吐出装置。 - 請求項3に記載の液体吐出装置において、
前記液体吐出ヘッドの前記ノズル側を密閉可能に前記ヘッドキャップを開閉する開閉装置を有する
液体吐出装置。 - 請求項3に記載の液体吐出装置において、
前記ヘッドキャップと前記弁装置との間に配置され、液体中の不純物を除去するためのフィルタを有する
液体吐出装置。 - 供給された液体をノズルから吐出可能な液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに対向するように配置されたヘッドキャップと、
前記液体吐出ヘッドの前記ノズル側を密閉可能に前記ヘッドキャップを開閉する開閉装置と、
前記液体吐出ヘッドによって吐出される液体を正逆方向に移送可能な移送ポンプと、
前記開閉装置の作動及び前記移送ポンプの駆動を制御するための制御装置と、
前記移送ポンプによって移送された液体を前記液体吐出ヘッドに供給する前で一時的に貯留する補助タンクと、
前記液体吐出ヘッド及び前記ヘッドキャップと前記補助タンクとの間に配置され、前記移送ポンプによって液体が正方向に移送されるときは、前記液体吐出ヘッドから前記補助タンクに向けて液体が移送され、前記移送ポンプによって液体が逆方向に移送されるときは、前記ヘッドキャップから前記補助タンクに向けて液体が移送されるように液体の移送経路を変更可能な弁装置と
を有し、
前記制御装置により、前記液体吐出ヘッドの前記ノズル側を前記ヘッドキャップで密閉した状態で液体が逆方向に移送されるように前記移送ポンプを駆動し、前記弁装置を介して前記液体吐出ヘッド内の液体を吸引しながら前記補助タンクに移送する
液体吐出装置の制御方法。
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