JP2022115337A - 液体吐出装置 - Google Patents
液体吐出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022115337A JP2022115337A JP2021011887A JP2021011887A JP2022115337A JP 2022115337 A JP2022115337 A JP 2022115337A JP 2021011887 A JP2021011887 A JP 2021011887A JP 2021011887 A JP2021011887 A JP 2021011887A JP 2022115337 A JP2022115337 A JP 2022115337A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- liquid
- valve
- storage chamber
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
【課題】バルブを駆動させるための専用の電源を設けることなく、ノズルに形成された液体メニスカスが破損するのを抑制する。【解決手段】プリンタは、インク貯留室、インク貯留室を外部に連通させるための大気連通口、及び、大気連通口を連通させる連通状態及び大気連通口を遮断する遮断状態のいずれか一方を選択的に取ることが可能な電磁バルブ64を有するインクタンクと、圧電素子6aを有するバルブ開放機構6とを含む。バルブ開放機構6は、インク貯留室62aと外部との圧力差がノズルに形成されたインクメニスカスの耐圧値未満を示す所定値を超えるときに、圧電素子6aからの電圧を電磁バルブ64に供給して電磁バルブ64が連通状態を取るように駆動する。【選択図】図4
Description
本発明は、液体吐出ヘッドに連通する液体貯留室と外部とを連通させるための大気連通路を連通させる連通状態、及び、大気連通路を遮断する遮断状態のいずれか一方を選択的に取ることが可能な電気で駆動するバルブを有する液体吐出装置に関する。
特許文献1には、インクタンクから供給されたインクがインクバッファに貯留され、キャリッジ上の印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録動作を行うインクジェット記録装置について記載されている。このインクジェット記録装置においては、インクタンク内のインクがインクバッファ内に供給されるインク供給の間、インクバッファ内の上部空気層と大気との連絡を制御する大気開放用電磁バルブは開放されている。これにより、インク供給時に、インクバッファ内の上部の空気を逃がすことが可能となって、インクバッフア内のインクが加圧されない。また、このインクジェット記録装置においては、パージング時には、大気開放用電磁バルブは閉塞されており、インクタンクから加圧されたインクが供給され、パージング動作が行われる。
しかしながら、上記特許文献1に記載のインクジェット記録装置においては、大気開放用電磁バルブを動作させるための電源が必要となる。このように大気開放用電磁バルブを動作させるための電源が必要になると、その分だけ、装置が大型化する問題が生じる。また、装置の電源がOFFの状態では、大気用電磁バルブが動作しない。このため、例えば、インクバッファの圧力が大幅に上昇又は減圧した場合、印字ヘッドのノズルに形成されるインクメニスカスが破損し、ノズルからインクが漏れ出すことや気泡が侵入する問題が生じる。
そこで、本発明の目的は、バルブを駆動させるための専用の電源を設けることなく、ノズルに形成された液体メニスカスが破損するのを抑制することが可能な液体吐出装置を提供することである。
本発明の液体吐出装置は、液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、液体を貯留する液体貯留室、前記液体貯留室と外部とを連通させるための大気連通路、及び、前記大気連通路を連通させる連通状態及び前記大気連通路を遮断する遮断状態のいずれか一方を選択的に取ることが可能な電気で駆動するバルブを有する液体貯留部と、前記液体吐出ヘッドと前記液体貯留室とを、液体が流通可能に接続する液体流路と、前記液体貯留室を画定する壁面の一部を構成する内面と外部に面した外面とを有し、前記液体貯留室と外部との圧力差によって変形することで電圧を生じさせる電圧発生部を含み、前記圧力差が前記ノズルに形成された液体メニスカスの耐圧値未満を示す所定値を超えるときに、前記電圧発生部からの電圧を前記バルブに供給して前記バルブが前記連通状態を取るように駆動するバルブ開放手段とを備えている。
本発明の液体吐出装置によると、電圧発生部からの電圧を利用してバルブを連通状態とすることが可能となる。このため、バルブを動作させるための専用の電源を設ける必要がなくなり、装置の小型化が図れるとともに、ノズルに形成された液体メニスカスが破損するのを抑制することが可能となる。また、電源OFF状態において液体貯留室の内圧が変動し、外部との圧力差が所定値を超えるときには、バルブ開放手段が自動的にバルブを連通状態とすることが可能となる。このため、ノズルに形成された液体メニスカスが破損するのを抑制することが可能となる。
以下、本発明の一実施形態に係るプリンタ1について説明する。プリンタ1は、図1に示す状態に設置されて使用される。本実施形態において、図1に矢印を付して示す3つの方向が、上下方向A1、前後方向A2、及び、左右方向A3である。図2、図3及び図7にも、図1に示す3つの方向を反映して示す。
<プリンタ1の概要>
図1に示すように、プリンタ1は、概ね直方体形状の筐体11を有する。筐体11の前壁11aの略中央には、開口12が形成されている。開口12には、給紙トレイ15及び排紙トレイ16が、上下2段に設けられている。給紙トレイ15は、開口12から前後方向A2に挿抜可能、すなわち、筐体11から着脱可能に構成されている。所望のサイズ(例えば、A4サイズ)の用紙Pが給紙トレイ15に載置される。プリンタ1は、パーソナルコンピュータ(以下PCと称する)などの外部機器と接続可能である。そして、PCなどからの記録データに基づいて記録動作を実行する。
図1に示すように、プリンタ1は、概ね直方体形状の筐体11を有する。筐体11の前壁11aの略中央には、開口12が形成されている。開口12には、給紙トレイ15及び排紙トレイ16が、上下2段に設けられている。給紙トレイ15は、開口12から前後方向A2に挿抜可能、すなわち、筐体11から着脱可能に構成されている。所望のサイズ(例えば、A4サイズ)の用紙Pが給紙トレイ15に載置される。プリンタ1は、パーソナルコンピュータ(以下PCと称する)などの外部機器と接続可能である。そして、PCなどからの記録データに基づいて記録動作を実行する。
前壁11aの上部には、図1に示すように、操作部13が設けられている。操作部13は、各種設定のために操作されるボタンや、各種情報が表示される液晶ディスプレイなどによって構成されている。本実施形態において、操作部13は、ボタン及び液晶ディスプレイの双方の機能を有するタッチパネルによって構成されている。
筐体11は、図1及び図2に示すように、その天井部分を構成する開閉カバー14を有する。開閉カバー14は、後端部において、左右方向A3に沿う回転軸(不図示)を回転中心として回動可能に構成されている。開閉カバー14を開くことで、後述のインクタンク61が露出され、インクタンク61にインクを注入して補充することが可能となる。
<プリンタ1の内部構造>
次に、プリンタ1の内部構造について説明する。図2に示すように、プリンタ1は、給送部20と、搬送ローラ対35と、記録部40と、排紙ローラ対36と、ASF(Auto Sheet Feed)モータ20M(図5参照)と、LF(Line Feed)モータ35M(図5参照)と、バルブ開放機構6(図4参照)、制御部5(図5参照)とを含む。
次に、プリンタ1の内部構造について説明する。図2に示すように、プリンタ1は、給送部20と、搬送ローラ対35と、記録部40と、排紙ローラ対36と、ASF(Auto Sheet Feed)モータ20M(図5参照)と、LF(Line Feed)モータ35M(図5参照)と、バルブ開放機構6(図4参照)、制御部5(図5参照)とを含む。
給送部20は、図2に示すように、給紙トレイ15に載置される用紙Pを搬送路25へ給送する。搬送ローラ対35は、給送部20によって給紙された用紙Pを記録部40に搬送する。記録部40は、例えば、インクジェット記録方式の構成を有し、搬送ローラ対35によって搬送された用紙Pに画像を記録する。排紙ローラ対36は、記録部40によって記録された用紙Pを排紙トレイ16に排紙する。
<給送部20>
図2に示すように、給送部20が給紙トレイ15の上側に設けられている。給送部20は、給紙ローラ21とアーム22を有する。給紙ローラ21は、アーム22の先端に軸支されている。アーム22は、支軸22aに回動自在に支持され、バネなどにより付勢されて給紙ローラ21が給紙トレイ15に接触するように下側へ回動されている。また、アーム22は、給紙トレイ15を着脱する際に上方へ退避可能に構成されている。給紙ローラ21は、伝達機構(不図示)を介してASFモータ20Mの動力が伝達されて回転し、給紙トレイ15内に積載された用紙Pが、搬送路25へ給送される。
図2に示すように、給送部20が給紙トレイ15の上側に設けられている。給送部20は、給紙ローラ21とアーム22を有する。給紙ローラ21は、アーム22の先端に軸支されている。アーム22は、支軸22aに回動自在に支持され、バネなどにより付勢されて給紙ローラ21が給紙トレイ15に接触するように下側へ回動されている。また、アーム22は、給紙トレイ15を着脱する際に上方へ退避可能に構成されている。給紙ローラ21は、伝達機構(不図示)を介してASFモータ20Mの動力が伝達されて回転し、給紙トレイ15内に積載された用紙Pが、搬送路25へ給送される。
<給紙トレイ15>
図2に示すように、給紙トレイ15は、斜壁部15aを有する。斜壁部15aは、給紙トレイ15に載置される用紙Pが給紙ローラ21によって給送されるときに、用紙Pを搬送路25に案内する。
図2に示すように、給紙トレイ15は、斜壁部15aを有する。斜壁部15aは、給紙トレイ15に載置される用紙Pが給紙ローラ21によって給送されるときに、用紙Pを搬送路25に案内する。
<搬送路25>
搬送路25は、筐体11内に構成されており、図2に示すように、給紙トレイ15の後側の端部から上方且つプリンタ1の前側へ曲がっている。給紙トレイ15から給送された用紙Pは、搬送路25により下方から上方へUターンするように案内されて記録部40に至る。
搬送路25は、筐体11内に構成されており、図2に示すように、給紙トレイ15の後側の端部から上方且つプリンタ1の前側へ曲がっている。給紙トレイ15から給送された用紙Pは、搬送路25により下方から上方へUターンするように案内されて記録部40に至る。
<搬送ローラ対35>
搬送ローラ対35は、下側に配置された搬送ローラ35aと上側に配置されたピンチローラ35bとを有する。搬送ローラ35aは、伝達機構(不図示)を介してLFモータ35Mの動力が伝達されて回転する。ピンチローラ35bは、搬送ローラ35aの回転に伴って連れ回る。搬送ローラ35aとピンチローラ35bとは、協働して用紙Pを上下方向A1から挟持し、用紙Pを記録部40へ搬送する。
搬送ローラ対35は、下側に配置された搬送ローラ35aと上側に配置されたピンチローラ35bとを有する。搬送ローラ35aは、伝達機構(不図示)を介してLFモータ35Mの動力が伝達されて回転する。ピンチローラ35bは、搬送ローラ35aの回転に伴って連れ回る。搬送ローラ35aとピンチローラ35bとは、協働して用紙Pを上下方向A1から挟持し、用紙Pを記録部40へ搬送する。
<排紙ローラ対36>
排紙ローラ対36は、下側に配置された排紙ローラ36aと、上側に配置された拍車ローラ36bとを有する。排紙ローラ36aは、伝達機構(不図示)を介してLFモータ35Mの動力が伝達されて回転する。拍車ローラ36bは、排紙ローラ36aの回転に伴って連れ回る。排紙ローラ36aと拍車ローラ36bとは、協働して用紙Pを上下方向A1から挟持し、用紙Pを排紙トレイ16に搬送する。
排紙ローラ対36は、下側に配置された排紙ローラ36aと、上側に配置された拍車ローラ36bとを有する。排紙ローラ36aは、伝達機構(不図示)を介してLFモータ35Mの動力が伝達されて回転する。拍車ローラ36bは、排紙ローラ36aの回転に伴って連れ回る。排紙ローラ36aと拍車ローラ36bとは、協働して用紙Pを上下方向A1から挟持し、用紙Pを排紙トレイ16に搬送する。
<記録部40>
図2及び図3に示すように、記録部40は、インクジェットヘッド41と、インクタンク61と、キャリッジ70と、移動機構71と、プラテン17とを有する。キャリッジ70は、走査方向(左右方向A3であって、用紙Pの搬送方向と直交する方向)へ往復移動する。インクジェットヘッド41及びインクタンク61は、キャリッジ70に支持されている。つまり、本実施形態におけるプリンタ1は、インクタンク61及びインクジェットヘッド41がキャリッジ70に搭載された所謂オンキャリッジ型である。本実施形態におけるインクタンク61は、その全体がインクジェットヘッド41よりも上方に位置する。しかし、これに限らず、インクタンク61の一部がインクジェットヘッド41の上面よりも上方に位置し、残りの部分が当該上面よりも下方に位置していてもよい。
図2及び図3に示すように、記録部40は、インクジェットヘッド41と、インクタンク61と、キャリッジ70と、移動機構71と、プラテン17とを有する。キャリッジ70は、走査方向(左右方向A3であって、用紙Pの搬送方向と直交する方向)へ往復移動する。インクジェットヘッド41及びインクタンク61は、キャリッジ70に支持されている。つまり、本実施形態におけるプリンタ1は、インクタンク61及びインクジェットヘッド41がキャリッジ70に搭載された所謂オンキャリッジ型である。本実施形態におけるインクタンク61は、その全体がインクジェットヘッド41よりも上方に位置する。しかし、これに限らず、インクタンク61の一部がインクジェットヘッド41の上面よりも上方に位置し、残りの部分が当該上面よりも下方に位置していてもよい。
<インクタンク61>
インクタンク61は、図3に示すように、タンク本体62と、キャップ63と、電磁バルブ64とを有している。タンク本体62は、略直方体形状を有しており、内部にインクを貯留するためのインク貯留室62aが形成されている。インク貯留室62aには、ブラックインクが貯留される。また、タンク本体62は、主に透光性材料(例えば、透明又は半透明樹脂)により作製される。これにより、ユーザがインク貯留室62aにおけるインクの量を視認できる。
インクタンク61は、図3に示すように、タンク本体62と、キャップ63と、電磁バルブ64とを有している。タンク本体62は、略直方体形状を有しており、内部にインクを貯留するためのインク貯留室62aが形成されている。インク貯留室62aには、ブラックインクが貯留される。また、タンク本体62は、主に透光性材料(例えば、透明又は半透明樹脂)により作製される。これにより、ユーザがインク貯留室62aにおけるインクの量を視認できる。
タンク本体62には、図3に示すように、その上壁62bを貫通する貫通孔62cが形成されている。貫通孔62cは、上壁62bの左右方向A3の中央であって、やや前方寄りの位置に配置されている。貫通孔62cには、筒体66が嵌め込まれている。筒体66は、その上端部にインク注入口67を有する。インク注入口67は、上方(すなわち、外部)に向かって開放された開口である。筒体66の内周面は、インク注入口67からインク貯留室62aに至るインク供給路66aを区画する。これにより、インク注入口67は、インク貯留室62aと連通する。
図3に示すキャップ63は、例えば柔軟性樹脂で作製され、インク注入口67を密閉可能である。キャップ63は、ユーザ操作により、筒体66の上端部に着脱可能であり、インク注入口67を閉塞または開放する。インク注入口67は、キャップ63によって通常は閉塞されており、インク貯留室62aにインクを注入する際に、筒体66から取り外されて開放される。
タンク本体62には、図3(b)に示すように、その後方側壁62dを貫通し、インク貯留室62aと外部とを連通する大気連通口62eが形成されている。大気連通口62eは、後方側壁62dの上端部付近に配置されている。また、タンク本体62には、図3に示すように、その前方側壁62fに上側指標62f1及び下側指標62f2が形成されている。なお、大気連通口62eは、上側指標62f1よりも上方に配置されておればよく、例えば、上壁62bに形成されていてもよい。
図3において、上側指標62f1は、前方側壁62fの外表面において、上端部付近の位置で、左右に延びる線状形状を有する。また、上側指標62f1は、上下方向A1において、図3(b)に示すように、大気連通口62eよりも下方に配置されている。上側指標62f1は、インク貯留室62aに貯留可能な最大のインク量の液面の位置を示す指標の一例である。また、下側指標62f2は、前方側壁62fの外表面において、下端部付近の位置で、左右に延びる線状形状を有する。下側指標62f2は、インク貯留室62aにインクの補充、すなわちインク注入が必要となる液面の位置を示す指標である。なお、上側指標62f1および下側指標62f2は、前方側壁62fの外表面に形成された凹凸、または塗料等による着色によっても実現可能である。
電磁バルブ64は、図3(b)に示すように、公知の2方向電磁バルブであって、弁部64aとソレノイド部64bとを有する。電磁バルブ64は、上側指標62f1よりも上方に配置されるように、上壁62bに固定されている。弁部64aは、インク貯留室62aに配置され、大気連通口62eとインク貯留室62aとに連通する内部流路(不図示)と当該内部流路を開閉する弁(不図示)とを有している。弁部64aは、通常、バネなどの付勢部材により、弁が内部通路を閉とした遮断状態を取るように構成されている。ソレノイド部64bは、上壁62b上に配置されており、弁部64aの弁の開放を行う。つまり、ソレノイド部64bは、後述のバルブ開放機構6からの所定駆動電圧の供給により、弁部64aの弁が内部通路を開とした連通状態を取るように、弁部64aを駆動する。したがって、ソレノイド部64bに、バルブ開放機構6からの所定駆動電圧の供給がないときは、弁部64aは遮断状態となる。このように電磁バルブ64は、バルブ開放機構6からの所定駆動電圧の供給の有無により、弁部64aが、大気連通口62eとインク貯留室62aとを連通させる連通状態(すなわち、弁が内部通路を開とした状態)と、大気連通口62eとインク貯留室62aとの連通を遮断する遮断状態(すなわち、弁が内部通路を閉とした状態)を選択的に取る。
変形例として、電磁バルブ64は、弁部64aがインクタンク61の外部において大気連通口62eと外部とを連通可能に接続されていてもよい。これにおいて、大気連通口62eを外部と連通する連通状態及び外部との連通を遮断する遮断状態を選択的に取ることが可能となる。また、電磁バルブ64全体が、インク貯留室62aに配置されていてもよい。また、電磁バルブ64は、弁部64aの内部流路が大気連通口62eと連通可能に接続されておれば、タンク本体62の上壁62b以外の前後左右の側壁の少なくともいずれかに固定されて設置されていてもよい。
また、タンク本体62には、その底壁62gを貫通し、インク貯留室62aのインクをインクジェットヘッド41へ流出する流出口62hが形成されている。流出口62hは、底壁62gの左右方向A3の中央であって、前端部付近の位置に配置されている。
<インクジェットヘッド41>
インクジェットヘッド41には、インクタンク61からのブラックインクが供給される内部流路(不図示)を有する。また、インクジェットヘッド41は、図3(b)に示すように、その下面であるノズル面41aに形成された複数のノズル42からインクを吐出する。より詳細に説明すると、複数のノズル42は、前後方向A2であって用紙Pの搬送方向に沿ったノズル列を形成している。複数のノズル42からは、ブラックのインクが吐出される。
インクジェットヘッド41には、インクタンク61からのブラックインクが供給される内部流路(不図示)を有する。また、インクジェットヘッド41は、図3(b)に示すように、その下面であるノズル面41aに形成された複数のノズル42からインクを吐出する。より詳細に説明すると、複数のノズル42は、前後方向A2であって用紙Pの搬送方向に沿ったノズル列を形成している。複数のノズル42からは、ブラックのインクが吐出される。
インクジェットヘッド41は、図3に示すように、接続部材69を介してインクタンク61と接続されている。接続部材69には、流出口62hとインクジェットヘッド41の内部流路とを繋ぐ連通路(液体流路)69aが形成されている。これにより、インクタンク61のインク貯留室62aのインクがインクジェットヘッド41に供給される。
<プラテン17>
プラテン17は、インクジェットヘッド41の下方に配設されており、搬送ローラ対35によって搬送される用紙Pを支持する。プラテン17は、キャリッジ70の往復移動範囲のうち、用紙Pが通過する部分に配設されている。プラテン17の幅は、搬送可能な用紙Pの最大幅より十分に大きいので、搬送路25を搬送される用紙Pは常にプラテン17上を通過する。
プラテン17は、インクジェットヘッド41の下方に配設されており、搬送ローラ対35によって搬送される用紙Pを支持する。プラテン17は、キャリッジ70の往復移動範囲のうち、用紙Pが通過する部分に配設されている。プラテン17の幅は、搬送可能な用紙Pの最大幅より十分に大きいので、搬送路25を搬送される用紙Pは常にプラテン17上を通過する。
<移動機構71>
移動機構71は、図2に示すように、一対のガイドレール72、及び、ベルト伝達機構(不図示)を含む。一対のガイドレール72は、前後方向A2に離隔して配置され、左右方向A3に互いに平行に延在している。キャリッジ70は、これら一対のガイドレール72を跨ぐように配置されている。キャリッジ70は、ベルト伝達機構を介してキャリッジモータ70M(図5参照)に接続されており、キャリッジモータ70Mを駆動させると、ベルト伝達機構が駆動される。これにより、キャリッジ70が一対のガイドレール72に沿って走査方向(左右方向A3)に移動し、メンテナンスキャップ(不図示)と対向するメンテナンス位置と当該メンテナンスキャップと対向しない非メンテナンス位置との間においてインクジェットヘッド41を移動させる。
移動機構71は、図2に示すように、一対のガイドレール72、及び、ベルト伝達機構(不図示)を含む。一対のガイドレール72は、前後方向A2に離隔して配置され、左右方向A3に互いに平行に延在している。キャリッジ70は、これら一対のガイドレール72を跨ぐように配置されている。キャリッジ70は、ベルト伝達機構を介してキャリッジモータ70M(図5参照)に接続されており、キャリッジモータ70Mを駆動させると、ベルト伝達機構が駆動される。これにより、キャリッジ70が一対のガイドレール72に沿って走査方向(左右方向A3)に移動し、メンテナンスキャップ(不図示)と対向するメンテナンス位置と当該メンテナンスキャップと対向しない非メンテナンス位置との間においてインクジェットヘッド41を移動させる。
インクジェットヘッド41は、記録データに基づく制御部5の制御により、ノズル42からインクを吐出する。つまり、キャリッジ70が左右方向A3へ往復移動することにより、インクジェットヘッド41が用紙Pに対して走査されると共に、ノズル42から、インクを吐出することで、プラテン17上を搬送される用紙Pに画像が記録される。なお、プリンタ1内には、走査方向に間隔を空けて配列された多数の透光部(スリット)を有するリニアエンコーダ(不図示)が設けられている。一方、キャリッジ70には、発光素子と受光素子とを有する透過型の位置検出センサ(不図示)が設けられている。そして、プリンタ1は、キャリッジ51の移動中に位置検出センサが検出したリニアエンコーダの透光部の計数値から、キャリッジ70の走査方向に関する現在位置を認識できるようになっており、キャリッジモータ70Mの回転駆動が制御される。
<バルブ開放機構6>
バルブ開放機構6は、図3及び図4に示すように、圧電素子6aと、昇圧回路6bとを有する。圧電素子6aは、可撓性を有し板状に形成された公知の圧電素子であって、弾性変形することで電圧を発生させる。タンク本体62の上壁62bの中央には、図3(b)に示すように、貫通孔62b1が形成されている。圧電素子6aは、貫通孔62b1に嵌め込まれており、上面6a1が外部に面し、下面6a2がインク貯留室62aの壁面の一部を構成する。つまり、圧電素子6aは、図3(b)及び図7中二点鎖線で示すように、インク貯留室62aと外部との圧力差によって弾性変形し電圧を生じさせる。なお、圧電素子6aは、タンク本体62の上側指標62f1よりも上方であれば、どこに設けられていてもよく、一方の面がインク貯留室62aの壁面の一部を構成し、他方の面が外部に面しておればよい。
バルブ開放機構6は、図3及び図4に示すように、圧電素子6aと、昇圧回路6bとを有する。圧電素子6aは、可撓性を有し板状に形成された公知の圧電素子であって、弾性変形することで電圧を発生させる。タンク本体62の上壁62bの中央には、図3(b)に示すように、貫通孔62b1が形成されている。圧電素子6aは、貫通孔62b1に嵌め込まれており、上面6a1が外部に面し、下面6a2がインク貯留室62aの壁面の一部を構成する。つまり、圧電素子6aは、図3(b)及び図7中二点鎖線で示すように、インク貯留室62aと外部との圧力差によって弾性変形し電圧を生じさせる。なお、圧電素子6aは、タンク本体62の上側指標62f1よりも上方であれば、どこに設けられていてもよく、一方の面がインク貯留室62aの壁面の一部を構成し、他方の面が外部に面しておればよい。
昇圧回路6bは、公知の昇圧回路であって、図4に示すように、圧電素子6aと電磁バルブ64とに接続されており、圧電素子6aからの所定電圧を所定駆動電圧まで昇圧して電磁バルブ64に供給する。このようにバルブ開放機構6は、プリンタ1の電源からの電圧を利用せずに、電磁バルブ64を駆動することが可能なものである。したがって、電源OFF状態であっても、圧電素子6aが所定電圧を生じるときは、電磁バルブ64を駆動して、連通状態とすることが可能となる。
圧電素子6aは、インク貯留室62aと外部との圧力差が所定値を超えるときに、所定電圧が発生するように構成されている。ここでいう所定値は、電磁バルブ64を開放するタイミングを決めるための圧力値であり、例えば、±3kPaに設定されている。詳述すると、所定値は、後述するノズル42からのインク排出によってインク貯留室62aの負圧が上昇し、ノズル42に形成されたインクメニスカスの破損が発生する前、環境温度の上昇又は下降によりインク貯留室62aの正又は負圧が上昇し、ノズル42に形成されたインクメニスカスの破損が発生する前、及び、インクタンク61へのインク注入によりインク貯留室62aの正圧が上昇し、ノズル42に形成されたインクメニスカスの破損が発生する前に、インク貯留室62aと外部との圧力差が当該所定値に達するように予め設定された値である。
<制御部5>
図5に示すように、制御部5は、CPU(Central Processing Unit)131、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)135、及び、メモリ140を含む。これらCPU131、ASIC135、メモリ140は内部バス137によって接続される。メモリ140は、ROM(Read Only Memory)132、RAM(Random Access Memory)133、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)134を含む。ROM132には、プリンタ1の各種動作を制御するためのプログラムなどが格納されている。CPU131は、プログラムをRAM133やEEPROM134を使いつつ実行する。
図5に示すように、制御部5は、CPU(Central Processing Unit)131、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)135、及び、メモリ140を含む。これらCPU131、ASIC135、メモリ140は内部バス137によって接続される。メモリ140は、ROM(Read Only Memory)132、RAM(Random Access Memory)133、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)134を含む。ROM132には、プリンタ1の各種動作を制御するためのプログラムなどが格納されている。CPU131は、プログラムをRAM133やEEPROM134を使いつつ実行する。
ASIC135は、ASFモータ20M、LFモータ35M、キャリッジモータ70M、インクジェットヘッド41等に制御信号を出力し、これらの動作を制御する。例えば、制御部5は、外部機器(例えばPCやスマートフォン)から送信された記録データに基づいて、インクジェットヘッド41、ASFモータ20M、LFモータ35M、キャリッジモータ70M等を制御して、搬送処理と記録処理とを交互に実行し、用紙Pに画像等を記録させる。
搬送処理は、搬送ローラ対35及び排紙ローラ対36に所定改行量だけ用紙Pを搬送させる処理である。制御部5は、LFモータ35Mを制御することによって、搬送ローラ対35及び排紙ローラ対36に搬送処理を実行させる。記録処理は、キャリッジ70を左右方向A3に沿って移動させながら、インクジェットヘッド41を制御して、ノズル42からインク滴を吐出させる処理である。そして、制御部5は、今回の搬送処理と次回の搬送処理との間、用紙Pの搬送を一定期間停止させ、用紙Pの搬送が停止している間に記録処理を実行する。つまり、制御部5は、記録処理において、キャリッジ70を右向きまたは左向きに移動させながら、ノズル42からインク滴を吐出させる1回のパスを実行する。これにより、用紙Pに対して1パス分の画像記録が実行される。制御部5は、搬送処理と記録処理とを交互に繰り返し実行することによって、用紙Pの画像記録可能な全領域に、画像記録することが可能である。つまり、制御部5は、複数回のパスで1枚の用紙Pに画像記録させる。
なお、本実施形態の制御部5では、CPU及びASICを1つずつ有しているが、制御部5は、ASICを1つだけ含み、この1つのASICが必要な処理を一括して行うものであってもよいし、ASICを複数含み、これら複数のASICが必要な処理を分担して行うものであってもよい。
続いて、プリンタ1の記録動作について、図6を参照しつつ以下に説明する。プリンタ1では、待機時(記録動作が実行されていないとき)に、インクジェットヘッド41はメンテナンス位置に位置している。このとき、電磁バルブ64は、大気連通口62eの連通を遮断する遮断状態を取る。このため、インク貯留室62aのインクの蒸発が抑制される。
プリンタ1の操作部13や外部機器などから、記録コマンドが制御部5へ送られる。記録コマンドは、記録動作を開始する旨のコマンドと、用紙Pのサイズに関する情報と、用紙Pへ画像記録される記録データとを含んでいる。
制御部5は、S1において、記録コマンドを取得していない場合(NO)はS1を繰り返して待機し、記録コマンドを取得した場合(Yes)、S2に進む。
制御部5は、S2において、ASF20Mを駆動させ、給紙トレイ15の用紙Pの給送を実行する。また、制御部5は、S2において、LFモータ35Mを駆動させ、用紙Pの先端が搬送ローラ対35へ到達したときに、当該用紙Pを搬送し、頭出しを実行する。頭出しにおいて、制御部5は、用紙Pを画像記録開始位置で停止させる。画像記録開始位置とは、用紙Pにおける画像記録領域の搬送方向の先端(下流端)が、複数のノズル42のうち搬送方向の最下流に配置されたノズル42と対向する位置である。
また、S2において、制御部5は、キャリッジモータ70Mを駆動させて、キャリッジ70(インクジェットヘッド41)をメンテナンス位置から開始位置へ移動させる。開始位置は、記録処理(S3)が実行されるときのキャリッジ70の移動開始位置であり、記録データに基づいて決定される。なお、S2において、用紙Pの給送から頭出しまでの動作と、キャリッジ70の移動動作とは、並行して実行される。
次に、制御部5は、S3において、記録処理を実行する。つまり、制御部5は、キャリッジ70を開始位置から移動させながら、ノズル42からインク滴を吐出させる1回のパスを実行する。
次に、制御部5は、S4において、記録コマンドに含まれる用紙Pのサイズに関する情報や記録データに基づいて、用紙Pへの画像記録が終了したか否かを判定する。用紙Pへの画像記録が終了していない場合(NO)、S5に進み、搬送処理が実行される。用紙Pへの画像記録が終了した場合(YES)、S6に進む。
次に、制御部5は、S5において、LFモータ35Mを駆動させて、搬送ローラ対35及び排紙ローラ対36に用紙Pを所定改行量だけ搬送させる。この後、制御部5は、S3及びS4の処理を再び順に実行する。
次に、制御部5は、S6において、LFモータ35Mを駆動させて、搬送ローラ対35及び排紙ローラ対36に、用紙Pを搬送させて、排紙トレイ16へ排紙する。
次に、制御部5は、S7において、記録コマンドに含まれる画像データに用紙Pに記録されていない画像データがあるか否か、すなわち、次ページの画像記録があるか否かを判定する。次ページの画像記録がある場合(YES)、S2に戻る。一方、次ページの画像記録がない場合(NO)、制御部5は、一連の記録動作を終了する。
このように記録動作が実行されている間に、電磁バルブ64が遮断状態を取り続けると、インク貯留室62aのインクが減少するに連れてインク貯留室62aの負圧が上昇する。負圧が上昇すると、図3(b)中二点鎖線で示すように、圧電素子6aがインク貯留室62a側に凸となるように大きく変形する。圧電素子6aは、負圧の上昇に伴ってその変形量も大きくなる。また、圧電素子6aはその変形量が大きくなるに連れて発生させる電圧も大きくなる。また、圧電素子6aは変形している間は、その変形量に応じた電圧を生じさせる。そして、インク貯留室62aと外部との圧力差が所定値を超えるときに、圧電素子6aが昇圧回路6bに所定電圧まで大きくなった電圧を印加する。すると、昇圧回路6bが所定電圧を、電磁バルブ64を駆動するための所定駆動電圧まで昇圧させ、電磁バルブ64に供給する。この結果、電磁バルブ64が自動的に駆動され、遮断状態から連通状態を取る。これにより、大気連通口62eが連通し、インク貯留室62aが大気に対して開放された状態となる。したがって、インク貯留室62aの負圧が小さくなる(すなわち、負圧が解消され、圧力が大気圧と平衡した状態となる)。この結果、ノズル42に形成されたインクメニスカスの破損が抑制され、ノズル42内に空気が侵入したり、ノズル42からインクが漏れるのを抑制することが可能となる。
大気連通口62eが連通すると、インク貯留室62aの負圧が小さくなるため、圧電素子6aの変形量も小さくなる。この結果、電磁バルブ64に供給される電圧値が駆動電圧よりも小さくなり、電磁バルブ64の駆動が停止される。これにより、電磁バルブ64が連通状態から遮断状態を取る。こうして、大気連通口62eの連通が遮断され、インク貯留室62aが大気に対して閉鎖された状態となる。これにより、大気連通口62eからのインクの蒸発を抑制することができる。
続いて、インクタンク61にインクを注入して補充するときのプリンタ1の動作について、図7を参照しつつ以下に説明する。
ユーザは、インクタンク61のインク液面が下側指標62f2付近又はこれ以下になるときに、インクタンク61にインクを補充する。なお、プリンタ1にインクタンク61のインク量がエンプティであるか否かを検出する液量センサを設け、その液量センサからの検出信号に基づいて、エンプティを検知したときにインクタンク61のインクがエンプティであることをユーザに報知してもよい。そして、ユーザがその報知によって、インクタンク61にインクを補充してもよい。また、ユーザが開閉カバー14を定期的に開けてインクタンク61のインク量をチェックして、適宜のタイミングでインクタンク61にインクを補充してもよい。
インクタンク61にインクを補充するときは、図7に示すインクボトル90を準備する。インクボトル90には、ブラックインクが貯留されたボトル本体91と、ボトル本体91内のインクをインクタンク61に注入するためのインク注入部92とを有する。インク注入部92は、インク注入口67を介してインクタンク61に挿入する注入ノズル92aを有する。そして、ユーザが、筐体11の開閉カバー14を開いて、キャップ63を取り外して、インク注入口67を開放する。ユーザは、インク注入口67を開放した後、所定のタイミングでインク注入部92の注入ノズル92aをインク注入口67に挿入する。そして、インクボトル90のインクをインク貯留室62aに注入して補充する。このとき、電磁バルブ64が遮断状態であるため、インクが注入されてインク貯留室62a内のインク液面が上昇するに連れて、インク貯留室62aの正圧が上昇する。
このようなインク注入動作で正圧が上昇すると、図7中二点鎖線で示すように、圧電素子6aが外部側に凸となるように大きく変形する。そして、上述したようにインク貯留室62aと外部との圧力差が所定値を超えるときに、圧電素子6aが昇圧回路6bに所定電圧まで大きくなった電圧を印加する。すると、昇圧回路6bが所定電圧を所定駆動電圧まで昇圧させ、電磁バルブ64に供給する。これにより、電磁バルブ64が駆動され、遮断状態から連通状態を取る。これにより、大気連通口62eが連通し、インク貯留室62aが大気に対して開放された状態となる。したがって、インク貯留室62aの正圧が小さくなる(圧力が大気圧と平衡した状態となる)。この結果、ノズル42に形成されたインクメニスカスの破損が抑制され、ノズル42からインクが漏れるのを抑制することが可能となる。
大気連通口62eが連通すると、インク貯留室62aの正圧が小さくなるため、圧電素子6aの変形量も小さくなる。この結果、上述と同様に、電磁バルブ64に供給される電圧値が駆動電圧よりも小さくなり、電磁バルブ64の駆動が停止される。これにより、電磁バルブ64が連通状態から遮断状態を取る。こうして、大気連通口62eの連通が遮断され、インク貯留室62aが大気に対して閉鎖された状態となる。これにより、大気連通口62eからのインクの蒸発を抑制することができる。
ユーザは、インク貯留室62aへのインクの注入により、インク液面が上側指標62f1に達すると、インクの注入を終了して注入ノズル92aをインク注入口67から抜き出す。そして、ユーザは、キャップ63を筒体66に取り付けて、インク注入口67を閉塞する。この後、ユーザは、開閉カバー14も閉じる。こうして、インクタンク61にインクを注入して補充するときのプリンタ1の動作が終了する。
なお、プリンタ1の環境温度が上昇又は下降することにより、インク貯留室62aの圧力変動が生じても、上述と同様に、内圧が所定値を超えるときには圧電素子6aから所定電圧が生じ、昇圧回路6bがその所定電圧を所定駆動電圧までの昇圧させた後に、電磁バルブ64に供給する。その結果、電磁バルブ64が連通状態と取り、インク貯留室62aの圧力が小さくなり、上述と同様な効果を得ることができる。その後、インク貯留室62aの圧力が所定値以下となることで、電磁バルブ64が遮断状態を取る。
以上に述べたように、本実施形態のプリンタ1によると、インク貯留室62aと外部との圧力差が所定値を超えるときに、圧電素子6aからの電圧を利用して電磁バルブ64を連通状態とすることが可能となる。このため、電磁バルブ64を動作させるための専用の電源を設ける必要がなくなり、プリンタ1の小型化が図れるとともに、ノズル42に形成されたインクメニスカスが破損するのを抑制することが可能となる。また、電源OFF状態においてインク貯留室62aの内圧が変動し、外部との圧力差が所定値を超えるときには、バルブ開放機構6が自動的に電磁バルブ64を連通状態とすることが可能となる。このため、ノズル42に形成されたインクメニスカスが破損するのを抑制することが可能となる。
圧電素子6aが電圧を発生させる電圧発生部を構成している。これにより、インク貯留室62aの圧力変化に応じて圧電素子6aで電圧を発生させることができる。なお、変形例として、電圧発生部は、圧電素子6aに代えて、曲げると電圧を生じさせることが可能なフィルムシート状のものであってもよく、特に限定するものではない。
バルブ開放機構6が昇圧回路6bを有している。これにより、圧電素子6aからの電圧が小さくても、電磁バルブ64を駆動することが可能な所定駆動電圧まで昇圧させることが可能となる。
電磁バルブ64は、バルブ開放機構6から所定駆動電圧が供給されていないときは遮断状態と取る。これにより、インク貯留室62aと外部との圧力差が所定値以下のときは、大気連通口62eを遮断することが可能となる。このため、インクの蒸発を抑制することが可能となる。
大気連通口62eを連通させる連通状態と連通を遮断する遮断状態を選択的に取るバルブが電磁バルブ64から構成されているため、プリンタ1の製造コストが比較的安価になる。変形例として、バルブが、電動ボールバルブや電動バタフライバルブなどから構成されていてもよい。すなわち、電気で駆動することが可能であればよい。
インクジェットヘッド41及びインクタンク61がキャリッジ70によって支持されているため、オンキャリッジ型のプリンタ1となる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の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変更が可能なものである。上述の実施形態においては、モノクロプリンタに採用しているが、カラープリンタに採用してもよい。これにおいても、上述と同様の効果を得ることができる。また、インクタンク61は、大気連通口62eとインク貯留室62aとを繋ぐ連通路を有していてもよい。この場合、電磁バルブ64は、当該連通路及び大気連通口62eから構成される大気連通路が、外部と連通する連通状態及び外部との連通を遮断する遮断状態を選択的に取るようにすることが可能であればよい。
上述のバルブ開放機構6は、昇圧回路6bを含んでいるが、圧電素子6aなどの電圧発生部が、圧力差によって変形することで、電磁バルブ64などの電気で駆動可能なバルブを駆動させて連通状態とすることが可能な駆動電圧を生じさせることが可能であれば、特に昇圧回路6bを有していなくてもよい。この場合、バルブ開放機構6が電圧発生部から構成されることとなる。
上述の実施形態においては、インクタンク61及びインクジェットヘッド41がキャリッジ70に搭載されたオンキャリッジ型であるが、キャリッジ70が設けられておらず、インクジェットヘッドが固定されたライン型インクジェットヘッドにおいても、本発明を採用することが可能である。これにおいても、上述と同様の効果を得ることができる。
また、インク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。また、電磁バルブ64は、所定駆動電圧が今回供給されたときに、遮断状態から連通状態を取り、所定駆動電圧が次回供給されたときに、連通状態から遮断状態を取る構成であってもよい。
1 プリンタ(液体吐出装置)
6 バルブ開放機構(バルブ開放手段)
6a 圧電素子(電圧発生部)
6b 昇圧回路
20 給送部(搬送機構)
35 搬送ローラ対(搬送機構)
36 排紙ローラ対(搬送機構)
41 インクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)
42 ノズル
61 インクタンク(液体貯留部)
62a インク貯留室(液体貯留室)
62e 大気連通口(大気連通路)
64 電磁バルブ(バルブ)
69a 連通路(液体流路)
70 キャリッジ
71 移動機構
6 バルブ開放機構(バルブ開放手段)
6a 圧電素子(電圧発生部)
6b 昇圧回路
20 給送部(搬送機構)
35 搬送ローラ対(搬送機構)
36 排紙ローラ対(搬送機構)
41 インクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)
42 ノズル
61 インクタンク(液体貯留部)
62a インク貯留室(液体貯留室)
62e 大気連通口(大気連通路)
64 電磁バルブ(バルブ)
69a 連通路(液体流路)
70 キャリッジ
71 移動機構
Claims (7)
- 液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、
液体を貯留する液体貯留室、前記液体貯留室と外部とを連通させるための大気連通路、及び、前記大気連通路を連通させる連通状態及び前記大気連通路を遮断する遮断状態のいずれか一方を選択的に取ることが可能な電気で駆動するバルブを有する液体貯留部と、
前記液体吐出ヘッドと前記液体貯留室とを、液体が流通可能に接続する液体流路と、
前記液体貯留室を画定する壁面の一部を構成する内面と外部に面した外面とを有し、前記液体貯留室と外部との圧力差によって変形することで電圧を生じさせる電圧発生部を含み、前記圧力差が前記ノズルに形成された液体メニスカスの耐圧値未満を示す所定値を超えるときに、前記電圧発生部からの電圧を前記バルブに供給して前記バルブが前記連通状態を取るように駆動するバルブ開放手段とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。 - 前記電圧発生部は、圧電素子から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記バルブ開放手段は、前記電圧発生部からの電圧を昇圧させる昇圧回路を有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
- 前記バルブは、前記バルブ開放手段から電圧が供給されていないときは前記遮断状態を取るように構成されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
- 前記バルブは、電磁バルブであることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
- 記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、
前記液体吐出ヘッド、及び、前記液体貯留部を支持するキャリッジと、
前記搬送方向と交差する走査方向にキャリッジを移動させる移動機構と、をさらに備えていることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記バルブ開放手段は、前記液体貯留室に負圧が発生することによって前記外部との前記圧力差が前記所定値を超えるときに、前記電圧発生部からの電圧を前記バルブに供給して前記バルブが前記連通状態を取るように駆動することを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021011887A JP2022115337A (ja) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 液体吐出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021011887A JP2022115337A (ja) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 液体吐出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022115337A true JP2022115337A (ja) | 2022-08-09 |
Family
ID=82748103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021011887A Pending JP2022115337A (ja) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 液体吐出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022115337A (ja) |
-
2021
- 2021-01-28 JP JP2021011887A patent/JP2022115337A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8047640B2 (en) | Inkjet printer system and ink supply apparatus | |
JP2018108649A (ja) | 画像記録装置 | |
US20240066882A1 (en) | Inkjet recording device maintaining valve at closing position to close air communication opening formed in ink storage portion during execution of printing process | |
JP2018103568A (ja) | 画像記録装置 | |
JP2022115337A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP7432114B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
JP2005225198A (ja) | 液体吐出性能維持方法及び液体吐出装置 | |
JP2018103592A (ja) | 画像記録装置 | |
JP2022115335A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022115338A (ja) | 液体吐出装置 | |
CN109318590B (zh) | 图像记录装置 | |
US20230022407A1 (en) | Liquid ejecting device and liquid reservoir to increase volume ratio of stored liquid | |
US20230001690A1 (en) | Liquid ejection device | |
US11865847B2 (en) | Liquid discharge apparatus | |
JP2022115332A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP7047542B2 (ja) | システム | |
JP2022131297A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022115334A (ja) | 液体吐出装置 | |
US10131153B2 (en) | Image-recording apparatus including attachment portion having liquid chamber connectable to liquid cartridge | |
JP2023019793A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022150983A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022152837A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022154712A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022149570A (ja) | 画像記録装置 | |
JP2022058009A (ja) | 液体吐出装置 |