JP4669159B2 - インク供給装置、インク供給方法、および記録装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク供給装置、インク供給方法、および記録装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット方式の記録装置は、一般に、記録用のヘッド(以下、「記録ヘッド」という)自らが記録シート(被記録媒体)上を移動して、記録を行うシリアルタイプの記録装置と、固定されたラインタイプの記録ヘッドの下を記録シートが通過して、記録を行うラインタイプの記録装置と、に大別される。
【0003】
ラインタイプのインクジェット記録装置において、給紙装置の給紙トレイに積まれた記録シートは、給紙ローラーによって搬送装置へ一枚ずつ搬送される。この時、給紙トレイは、記録シートが搬送装置に搬送される毎に、給紙ローラーとの接触位置まで上昇して、給紙状態を継続する。搬送装置内に搬送された記録シートは、シート搬送ベルトとシート押付ローラによって両端が挟まれ、そして記録ヘッドとの間の距離が一定間隔に保たれ、また記録シート自体の浮などが抑えられながら、搬送される。このように、記録ヘッドと間を一定の距離に保つように、記録シートが搬送されるため、記録シート上に吐出されたインク滴は、記録シート上において均等の大きさに広がることになる。
【0004】
このようなインクジェット方式の記録装置では、記録ヘッドの複数のノズルから、記録に必要な量だけ、インク滴を選択的に吐出して文字やイメージを一枚の記録シート上に作成する。複数色のインクを用いて記録を行う場合は、必要な色のインクを適時選択して使用するため、使用頻度の高い色のインクを収容したインクタンクの順から消費が進行することになる。そのため、インクタンクは、インクが消費されたインクタンクだけを交換できるように、各インク色毎に独立した構成となっている。したがって、インクタンクのインクが無くなると、そのインクタンクが交換される。また、インクを残したインクタンク、あるいはインクが完全に充填されている満タンのインクタンクが記録装置の機内から外される場合もある。例えば、大量に記録を行う前には、インクを残したインクタンクを外して、その代わりに、インクが完全に充填されている満タンのインクタンクを取り付けて、インクの供給が途切れることによる記録動作の中断を生じさせないことが望ましい。
【0005】
図9および図10は、このように記録装置におけるインク供給装置の想定例の説明図であり、インクタンク1と連通するための連結器20が設けられている。
【0006】
連結器20に差し込まれたインクタンク1内のインクは、その連結器20から、開閉可能な開閉弁32、不図示のインク供給ポンプ、および不図示のインク貯蔵タンクを経て、不図示の記録ヘッドに供給される。したがって、開閉弁32は、連結器20とインク供給ポンプとの間のインク供給路中に介在されることになる。本例のインクタンク1は、パック包材6内のインクが無くなるにつれて徐々に潰れるインクパック3を備えており、そのインクの供給路が弾性部材2によって閉じられている。その弾性部材2は、ハウジング7の内側において支持部材9により支持されている。図9のように、インクタンク1を連結器20に差し込んだときは、ハウジング7が連結器20のガイド23内にてガイドされて、弾性部材2に連結器20の円柱管25が突き刺さり、その円柱管25の内部を通してインクの供給路が形成される。円中管25の先端部には、図10のように穴25aが形成されている。
【0007】
連結器20に差し込まれたインクタンク1のインクを供給するときは、開閉弁32が開放されており、インク供給ポンプの駆動によりインクが供給される。インクタンク1が連結器20に差し込まれていないとき、連結器20側の円柱管25内のインクは穴25aを通して大気と連通状態となり、そのインクの流動が不安定となる。例えば、連結器20よりもインク貯蔵タンクを高い位置に設置した場合には、インクは連結器20の円柱管25の穴25aから溢れ出てしまう。このような事態を回避するために、インクを供給するとき以外は、開閉弁32を閉じて連結器20からのインクの漏れを防いでいる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインク供給装置の想定例において、連結器20からインクタンク1を図9中の矢印B2方向に引き抜く瞬間は、図10のように、連結器20の円柱管25内に微小ながら空気が取り込まれて、空気層aが形成される。また、インクタンク1内のインクパック3がインクの減少に応じて縮小すること、さらにインクの供給部分としての弾性部材2がインクパック3の下部に形成されていることにより、通常、弾性部材2には、それを押し出すインク圧Xが掛かっている。そのため、インクタンク1が連結器20に連結されているときは、空気層aにもインク圧Xが掛かり、その空気層aは、領域L1から領域L2内に押し込まれるように圧縮されている。
【0009】
このような空気層aは、インクタンク1が連結器20から引き抜かれたときに、通常の圧力に戻ろうとして、つまり領域L2から領域L1の範囲に拡大しようとする。この結果、円柱管25内のインク吸出し穴25aから押し出されて、インク漏れが生じてしまう。このようなインク漏れは、インクを完全に使い切ったインクタンク1を連結器20から引き抜いたときは生じない。しかし、インクが残ったインクタンク1、あるいはインクが完全に充填された満タンのインクタンク1を連結器20から引き抜こうとしたときには、上記のようなインク漏れが生じて、記録装置の機内やユーザーの手を汚してしまうという問題がある。
【0010】
本発明の目的は、インクタンクとインク供給装置の連結器とが分離したときに、その連結器からのインク漏れを防止することができるインク供給装置、インク供給方法、および記録装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のインク供給装置は、交換可能なインクタンクに対し、接続及び分離可能な連結器と、前記連結器に接続されたインク路に配置され、インクを吸引する供給ポンプと、を備え、前記供給ポンプが前記連結器を通して前記インクタンクからインクを吸引して、インク貯蔵タンクに供給するインク供給装置において、前記インクタンクと前記連結器との接続状態を検知する検知手段と、前記連結器と前記供給ポンプとの間のインク路中に設けられた、前記インク路を開閉する開閉弁と、前記供給ポンプの吸引駆動及び前記開閉弁の開閉駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知手段による前記インクタンクが前記連結器から分離されたことを示す検知信号に基づいて、前記開閉弁の開状態において前記供給ポンプを所定時間駆動させ、その後、前記開閉弁を閉状態にしてから前記供給ポンプを停止させることを特徴とする。
【0012】
本発明の記録装置は、上記のインク供給装置を備え、前記インク貯蔵タンク内のインクを導入可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行うことを特徴とする。
【0013】
本発明のインク供給方法は、交換可能なインクタンクに対し、接続及び分離可能な連結器と、前記連結器に接続されたインク路に配置され、インクを吸引する供給ポンプと、を用い、前記供給ポンプが前記連結器を通して前記インクタンクからインクを吸引して、インク貯蔵タンクに供給するインク供給方法において、前記インクタンクと前記連結器との接続状態を検知する検知手段と、前記連結器と前記供給ポンプとの間のインク路中に設けられた、前記インク路を開閉する開閉弁と、前記供給ポンプの吸引駆動及び前記開閉弁の開閉駆動を制御する制御手段と、を用い、前記制御手段によって、前記検知手段による前記インクタンクが前記連結器から分離されたことを示す検知信号に基づいて、前記開閉弁の開状態において前記供給ポンプを所定時間駆動させ、その後、前記開閉弁を閉状態にしてから前記供給ポンプを停止させることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0017】
図4は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の一例として、フルカラーのインクジェットプリンタの概略構成を説明するための縦断面図である。図5のプリンタは、給紙装置50、排紙装置60、画像形成部45、搬送装置70、インクタンク1、インク供給装置100(図1参照)を備えている。被記録媒体としてのシート51は、給紙装置50により搬送装置70に給紙され、その搬送装置70により画像形成部45を通過し、文字やイメージなどが形成されてから、引き続き搬送装置70により搬送されて、排紙装置60に積載される。
【0018】
図1は、インク供給装置100の概略構成図である。インク供給装置100は、インク供給ポンプ30、インク貯蔵タンク39、連結器20、中継チューブ31、ロッキング機構10、装着検知部12、開閉弁32を備え、記録ヘッド40と結合されている。インクジェット方式の記録装置では、インク供給ポンプ30により、記録に必要な量のインクをインク貯蔵タンク20に供給し、そのインク貯蔵タンク20に貯蔵されたインクが水頭差によって記録ヘッド40の吐出面に保持される。インクタンク1は、異なる色のインクを収容するものが複数備えられており、対応する記録ヘッド40から吐出される。したがって、必要な色のインクを適時選択して使用することができる。インクタンク1は、使用頻度の高い色のインクを収容するものから順にインクが消費されることになる。そのため、インクタンク1は、インクが消費されたインクタンクだけを交換できるように、各インク色毎に独立した構成になっている。
【0019】
インクタンク1は、高密度ポリエチレン等によって成形されたインクパック3を備えており、そのインクパック3を外乱要因による破裂等から守るために、耐衝撃性の良いプラスチックの外装5によってインクパック3を包み込んだ構成となっている。外装5の連結部近傍には、装着検知フラグ5が設けられている。インクパック3は、ポリマー、金属、ガラスをベースにした材料を含む。しかし、インクパック3は、これら以外の種々の材料によって形成することもできる。例えば、インクパック3は、高密度ポリエチレン等のリサイクル可能な材料の層と、インクジェットプリンタ特有の性質をもつインクと長時間に渡って接しても材料の劣化やインクへの溶融が起きない材料の層と、を積み合わせた構造とすることができる。その他、インクパック3の成形材料としては、インクジェットプリンタ用のインクとの相性が適切であれば、リサイクル可能またはリサイクル不可能な材料、あるいはそれらの組み合わせることもできる。さらに、インクパック3は潰れることができ、その内部に収容したインクが無くなるにつれて、パック包材6が徐々に潰れる。パック包材6における連結器20との連結部には、弾性部材2と、その弾性部材2を支持する支持部材9と、ハウジング7が備えられている。支持部材9は、パック包材6に対して熱溶着により連結される。弾性部材2は、支持部材9の内側にはめ込まれている。
【0020】
インク供給装置100側の連結器20には、その中央を貫くように、針形状の円柱管25が備えられている。その円柱管25の先端部には、インクを流動させるインク吸出し穴25aが設けられている。さらに、その円柱管25の先端部の周りは、インクタンク1側の環状のハウジング7を導入するガイド23によって覆われている。連結器20は針形状の円柱管25により、インクタンク1の弾性部材2を円筒状に突き破り、インクタンク1内とインク貯蔵タンク39との間のインク路が開閉弁32を介して形成される。インク供給時には、開閉弁32が開放されることによりインクの流動が可能になり、インクタンク1内のインクがインク供給ポンプ30によりインク貯蔵用タンク39に充填される。その他の動作時は。開閉弁32が閉じられることにより、インクの漏れが防止される。
【0021】
各インク色毎のインクタンク1は、記録装置の機内における各インクインク色毎のインクタンク装着台27に、矢印B1方向から装着される。記録装置の機内におけるインクタンク1の装着を確実なものとするために、インクタンク1の装着位置における装着方向の入り口付近には、ロッキング機構10が備えられている。インクタンク1をインクタンク装着台27から矢印B2方向に取り外すためには、ロッキング機構10を解除しなければならない。ロッキング機構10は、解除レバー13、解除レバー支持部材15、および解除レバー支持バネ17などによって構成されている。
【0022】
ロッキング機構10の解除レバー13は、解除レバー支持バネ17により、インクタンク1をロックする方向つまり軸線O1を中心とする矢印A1方向に付勢されており、ユーザーの手によって矢印A2に回動されることによりインクタンク1のロックを解除する。したがって、ユーザーが解除レバー13から手を離せば、解除レバー13は図1のようなロック位置に戻る。インクタンク1を矢印B1方向から装着するときは、まず、インクタンク1の上部に押されれて解除レバー13が一時的に矢印A2方向に回動する。その後、インクタンク1が連結器20に連結される位置まで装着されたときに、図1のように、インクタンク1の上部定位置に設けられている開口部分に、解除レバー13の先端のロック部が引っ掛かり、インクタンク1は記録装置の機内にロックされる。
【0023】
また、インクタンク装着台27におけるインクタンク1の差し込み方向の奥部には、装着検知部12が備えられている。インクタンク1が連結器20に連結されたときに、装着検知部12にインクタンク1側の装着検知フラグ5が差し込まれることにより、インクタンク1の装着を検知する。この装着検知手段12は、図8のように、インクタンク1の抜き差し方向(矢印B1,B2方向)において、連結器20側の円柱管25のインク吸出穴25aと同じ位置に設けられている。
【0024】
次に、このような構成において、記録装置の機内からインクタンク1を取り外すときの動作について説明する。
【0025】
記録装置の機内からインクタンク1を取り外したときは、まず、インク吸出穴25aと弾性部材2とが離れると同時に、装着検知部12から装着検知フラグ5が引き抜かれることにより、インクタンク1が引き抜かれたことを検知する。次に、開閉弁32を開放し、そしてインク供給ポンプ30を駆動して、円柱管25内のインクをインク貯蔵タンク39に流動させる。そして、インクタンク1が引き抜かれてから数秒経過後に、開閉弁32を閉じてから、インク供給ポンプ30を停止させる。その際、インク供給ポンプ30を停止させる前に、開閉弁32を閉じてもよい。
【0026】
このようなインクタンク1の取り外し時の動作により、連結器20内に残ったインクをインク貯蔵タンク39に移送させることができる。この結果、例えば、前述した図10のように、空気層aが領域L2から領域L1の範囲に拡大しようとしたときに、円柱管25内のインクがインク供給ポンプ30の吸引力によってインク貯蔵タンク39に移送されることになり、その円柱管25のインク吸出し穴25aからインクが漏れ出るおそれがない。このように、インクタンク1を連結器20から引き抜くときのインク漏れを防止することができる。
【0027】
上述の処理を図13及び図14に示す制御系のブロック構成図及び制御フローを参照して説明する。
【0028】
図14は、本発明による記録装置のブロック構成図を示す。同図において、PC80はホストマシンであり、記録装置に記録デ-タを送信する。80は記録装置の制御部であり、ホストマシンPC90から送信される記録データを記録する。制御部80の詳細は以下の構成からなる。82はインターフェース(I/F)であり、ホストマシンPC90との通信を行う。81は処理部のCPUであり、記録装置の全体の制御を行う。かかる処理部81は、後述するメモリに記憶されたプログラムを読み出し、処理を実行する。83はプログラムメモリ(プログラムROM)であり、図14に示す制御手順に対応するプログラムを記憶している。84はワークメモリ(ワークRAM)であり、ホストマシン90から受け取った記録すべきデータ及び制御情報などを記憶する。85は入力ポートであり、前カバースイッチ89、インクタンク装着検知センサ12K,12C,12M,12Y、その他のセンサ91に接続されて、それらからの信号を入力する。88は記録制御回路であり、処理部81からの記録データ及び制御信号に基づき、記録ヘッド40K、40C、40M、40Yを記録制御する。86は出力ポートであり、ドライバ回路87を介して、ポンプモータ30a、開閉弁ソレノイド32a、及びその他のモータなどを制御する。なお、ポンプモータ30aはポンプモータ駆動の命令で駆動し、ポンプモータ駆動停止命令で停止する。また、開閉ソレノイド32aは開命令を受けて開き、閉命令を受けて閉じる。ホストマシンの記録すべきデータは記録装置に受信され、インタフェ−ス82を経由して処理部CPU81が読み込み、ワ−クRAM84に一時的に記憶される。予め決められた記録デ-タがワ−クRAM84に揃うと、CPU81は、記録制御回路を介してワ-クRAM84から読み出した記録デ-タを順次記録ヘッド40に転送する。本実施例では、記録ヘッド40はK(ブラック)、C(シアン),M(マジェンタ),Y(イエロー)の4色分を備え、記録媒体51にカラ-画像を記録する。これら一連の動作は、プログラムROM83に記憶されたプログラムに基きCPU81が実行する。本実施例では独立したインクタンク1を4色分備え、これらは1色毎に交換可能である。インクタンク1の交換は図1に描かれていない前カバーを開いた後に行われる。
【0029】
図13中の前カバーSW89は、カバーが開かれたことを電気的に検知する。
図14の動作フローは、前カバ−スイッチ89からの信号に基づいて、CPU81が前カバーが開かれたことを検知して開始される(S100)。次に、使用者がインクタンク1を抜く操作の開始を、各色のインクタンク1毎に対応するインクタンク装着検知センサ12K,12C,12M,12Yの信号に基づいて検知する(S101)。図13の装着検知センサ12K,12C,12M,12Yは、4色のインクタンク1毎に独立に備えられており、どの色のインクタンク1が抜かれたかをCPU81は識別できる。インクタンク1の抜く操作開始をセンサ12K,12C,12M,12Yを介して検知すると、CPU81は、出力ポート86を介してドライバ回路87を駆動し、ポンプモータ30aの駆動を開始し(S102)、その直後に開閉弁ソレノイド32aを駆動する(S103)。円柱管25のインク吸出し穴25a付近のインクは、ポンプ゜30の方向に吸引されるのため、連結器20近傍でのインク漏れが防止される。ポンプモータ30aが、処理部内のタイマによって定まる一定時間吸引動作してから(S104)、CPU81が開閉弁ソレノイド32aの駆動停止して、開閉弁32が閉じられ(S105)、それからポンプモータ30aも駆動停止される(S106)。このような一連の動作は、ポンププログラムROM183に記憶されたプログラムに基きCPU81が実行する。
【0030】
(他の実施形態)
図11のように、開閉弁32は使用せずに、インク供給ポンプ30としてチューブ式インク供給ポンプ(チューブポンプ)35を使用する。チューブ式インク供給ポンプ35は、チューブ式インク供給ポンプ35の中心部の軸線O2を中心として複数の押し当てコロ35aが矢印C方向に回転し、それらの押し当てコロ35aがチューブ31を連続的にしごくことにより、連結器20側からインク貯蔵タンク39に向かってインクを圧送する。
【0031】
このようなチューブ式インク供給ポンプ35において、押し当てコロ35aがチューブ31に圧接しているときは、図12(a)のように、閉じられた開閉弁32と同様に機能し、また押し当てコロ35aがチューブ31を圧接していないときは、図12(b)のように、開放された開閉弁32と同様に機能する。このように、チューブ式インク供給ポンプ35を開閉弁32としても機能させることにより、前述した実施形態と同様に作動させることができる。
【0032】
また、記録ヘッド40としては、種々の吐出方式のものを採用することができる。例えば、記録ヘッド40として、ピエゾ素子を用いた吐出方式、あるいは電気熱変換体を備えたバブルジェット方式等のインクジェット記録ヘッドを採用することができる。そのバブルジェット方式は、電気熱変換体が発生する熱エネルギーを利用してインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して、吐出口からインクを吐出させる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、インクタンクと連結器とが接続状態から分離されたときに、供給ポンプを作動させて、連結器内に残留したインクをインク貯蔵タンク側に移送させることにより、インクタンクとインク供給装置の連結器とが分離したときに、その連結器からのインク漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態としてのインク供給装置を説明するための概略構成図である。
【図2】図1のII円部の拡大断面図である。
【図3】図1のインク供給装置におけるインクタンクの分離状態の概略構成図である。
【図4】本発明を適用可能な記録装置の概略構成図である。
【図5】図1におけるインクタンクの横断面図である。
【図6】図5のVI矢視図である。
【図7】図1における連結器の正面図である。
【図8】図7のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図9】インク供給装置の想定例におけるインクタンク引き抜き時の要部の断面図である。
【図10】図9のX円部の拡大断面図である。
【図11】本発明の他の実施例におけるインク供給装置の概略構成図である。
【図12】(a)は、図11におけるチューブ式インク供給ポンプの動作状態の説明図、(b)は、その供給ポンプの他の動作状態の説明図である。
【図13】本発明の記録装置の制御系のブロック構成図である。
【図14】本発明の記録装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 インクタンク
2 弾性部材
3 インクパック
5 装着検知フラグ
12 装着検知部
12K,12C,12M,12Y 装着検知センサ
13 解除レバー
15 支持部材
20 連結器
25a インク吸出し穴
25 円柱管
30 インク供給ポンプ
30a ポンプモータ 32 開閉弁
32a 開閉弁ソレノイド
35 チューブ式インク供給ポンプ
35a 押し付けコロ
39 インク貯蔵タンク
40 記録ヘッド
45 画像形成部
50 給紙装置
60 排紙装置
70 搬送装置
80 制御部
81 処理部
82 インターフェース
83 プログラムメモリ
84 ワークメモリ
85 入力ポート
86 出力ポート
87 ドライバ回路
88 記録制御回路
89 前カバースイッチ
90 ホストマシン
Claims (6)
- 交換可能なインクタンクに対し、接続及び分離可能な連結器と、前記連結器に接続されたインク路に配置され、インクを吸引する供給ポンプと、を備え、前記供給ポンプが前記連結器を通して前記インクタンクからインクを吸引して、インク貯蔵タンクに供給するインク供給装置において、
前記インクタンクと前記連結器との接続状態を検知する検知手段と、
前記連結器と前記供給ポンプとの間のインク路中に設けられた、前記インク路を開閉する開閉弁と、
前記供給ポンプの吸引駆動及び前記開閉弁の開閉駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検知手段による前記インクタンクが前記連結器から分離されたことを示す検知信号に基づいて、前記開閉弁の開状態において前記供給ポンプを所定時間駆動させ、その後、前記開閉弁を閉状態にしてから前記供給ポンプを停止させる
ことを特徴とするインク供給装置。 - 前記連結器は、前記インクタンクが差し込まれたときに該インクタンク内に突き刺さり、かつ前記インクタンクが引き抜かれたときに該インクタンク内から抜け出る管を備えることを特徴とする請求項1に記載のインク供給装置。
- 請求項1または2に記載のインク供給装置を備え、前記インク貯蔵タンク内のインクを導入可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行うことを特徴とする記録装置。
- 前記記録ヘッドは、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項3に記載の記録装置。
- 前記インクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有することを特徴とする請求項4に記載の記録装置。
- 交換可能なインクタンクに対し、接続及び分離可能な連結器と、前記連結器に接続されたインク路に配置され、インクを吸引する供給ポンプと、を用い、前記供給ポンプが前記連結器を通して前記インクタンクからインクを吸引して、インク貯蔵タンクに供給するインク供給方法において、
前記インクタンクと前記連結器との接続状態を検知する検知手段と、
前記連結器と前記供給ポンプとの間のインク路中に設けられた、前記インク路を開閉する開閉弁と、
前記供給ポンプの吸引駆動及び前記開閉弁の開閉駆動を制御する制御手段と、
を用い、
前記制御手段によって、前記検知手段による前記インクタンクが前記連結器から分離されたことを示す検知信号に基づいて、前記開閉弁の開状態において前記供給ポンプを所定時間駆動させ、その後、前記開閉弁を閉状態にしてから前記供給ポンプを停止させる
ことを特徴とするインク供給方法。
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