JP6079686B2 - Liquid supply device and liquid discharge device - Google Patents
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Description
本発明は、液体供給装置、及び液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid supply apparatus and a liquid discharge apparatus.
特許文献１には、インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置が開示されている。このインクジェット記録装置は、インクが収容されるメインタンクと、このメインタンクから供給されるインクを一時的に貯留し記録ヘッドにインクを供給するサブタンクとを備えている。そして、記録ヘッドよりも鉛直方向下方にサブタンクを配置させることで、サブタンク内のインクの液面と記録ヘッドの吐出口との間に水頭差を生じさせて、吐出口内にメニスカスを発生させている。 Patent Document 1 discloses an ink jet recording apparatus including a recording head having an ejection port for ejecting ink. The ink jet recording apparatus includes a main tank that stores ink, and a sub tank that temporarily stores ink supplied from the main tank and supplies ink to the recording head. Then, by arranging the subtank vertically below the recording head, a water head difference is generated between the ink level in the subtank and the ejection port of the recording head, and a meniscus is generated in the ejection port. .
また、特許文献１のインクジェット記録装置では、メインタンクからサブタンクへのインクの供給方式としてチキンフィード方式が採用されている。詳細には、メインタンクとサブタンクとが、空気導入路及びインク供給路の２本の流路により接続されており、且つサブタンクに大気連通部を形成している。この構成により、サブタンク内のインクの液面が空気導入路（気体供給管）の開口よりも鉛直方向下方となったときに、サブタンク内の空気が空気導入路内に入り込むことで、サブタンクからメインタンクへ空気導入路を介して空気が導入され、且つメインタンクからサブタンクへインク供給路（液体供給管）を介してインクが供給される。 Further, in the ink jet recording apparatus of Patent Document 1, a chicken feed method is adopted as a method of supplying ink from the main tank to the sub tank. Specifically, the main tank and the sub tank are connected by two flow paths, that is, an air introduction path and an ink supply path, and an air communication part is formed in the sub tank. With this configuration, when the ink level in the sub tank is vertically below the opening of the air introduction path (gas supply pipe), the air in the sub tank enters the air introduction path, so that Air is introduced into the tank via the air introduction path, and ink is supplied from the main tank to the sub tank via the ink supply path (liquid supply pipe).
ところで、インクジェット記録装置においてインクを安定して吐出口から吐出するためには、サブタンク内のインクの液面と、記録ヘッドの吐出口との間の水頭差を所定範囲内に保つことが重要である。即ち、サブタンク内のインクの液面を所定範囲内に保つことが重要である。 By the way, in order to stably eject ink from the ejection port in the ink jet recording apparatus, it is important to maintain the water head difference between the ink level in the sub tank and the ejection port of the recording head within a predetermined range. is there. That is, it is important to keep the ink level in the sub tank within a predetermined range.
ここで、本願の発明者は、チキンフィード方式による供給方式では、メインタンクからサブタンクへのインク供給が開始された後、サブタンク内のインクの液面が気体供給管の開口に到達したときに、当該インク供給が直ちに停止されるものではない、という従来認識されていなかった事実を新たに知見した。以下、図８を参照しつつ詳細に説明する。図８は、一般的なチキンフィード方式によるインク供給装置２００の概略構成図である。 Here, the inventor of the present application, in the supply system by the chicken feed system, after the ink supply from the main tank to the sub tank is started, when the ink level in the sub tank reaches the opening of the gas supply pipe, The present inventors have newly discovered the fact that the ink supply is not immediately stopped and has not been recognized in the past. Hereinafter, it will be described in detail with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an ink supply apparatus 200 based on a general chicken feed method.
図８に示すインク供給装置２００は、インクを貯留するためのメインタンク２２０、メインタンク２２０から供給されたインクを貯留するためのサブタンク２３０、メインタンク２２０からサブタンク２３０にインクを供給するための液体供給管２４０、及びサブタンク２３０からメインタンク２２０に気体を供給するための気体供給管２４５を備える。サブタンク２３０には、大気と連通する大気連通口２３１が形成されている。 An ink supply device 200 shown in FIG. 8 includes a main tank 220 for storing ink, a sub tank 230 for storing ink supplied from the main tank 220, and a liquid for supplying ink from the main tank 220 to the sub tank 230. A supply pipe 240 and a gas supply pipe 245 for supplying gas from the sub tank 230 to the main tank 220 are provided. An air communication port 231 that communicates with the atmosphere is formed in the sub tank 230.
そして、このインク供給装置２００では、サブタンク２３０内のインクの液面が気体供給管２４５のサブタンク２３０側の下開口２４７よりも鉛直方向下方になったときに、サブタンク２３０からメインタンク２２０への気体供給管２４５を介した気体供給が行われるとともに、メインタンク２２０からサブタンク２３０への液体供給管２４０を介したインク供給が行われる。このインク供給は、メインタンク２２０内の気体側の圧力ＰAが、大気圧ＰBからメインタンク２２０のインク液面とサブタンク２３０のインク液面との水頭差により生じる圧力を減算した値と釣り合うときに停止される。即ち、メインタンク２２０内の気体側の圧力ＰAが、下記の式１を満たすときにメインタンク２２０からサブタンク２３０へのインク供給が停止される。 In the ink supply device 200, the gas from the sub tank 230 to the main tank 220 when the ink level in the sub tank 230 is vertically lower than the lower opening 247 on the sub tank 230 side of the gas supply pipe 245. Gas is supplied through the supply pipe 245 and ink is supplied from the main tank 220 to the sub tank 230 through the liquid supply pipe 240. In this ink supply, the pressure P A on the gas side in the main tank 220 is balanced with the value obtained by subtracting the pressure generated by the water head difference between the ink liquid level of the main tank 220 and the ink liquid level of the sub tank 230 from the atmospheric pressure P B. When stopped. That is, the supply of ink from the main tank 220 to the sub tank 230 is stopped when the pressure P A on the gas side in the main tank 220 satisfies the following formula 1.
ＰA＝ＰB−ρｇｈ・・・（式１）
ここで、ρ：インク密度、ｇ：重力加速度、Ｌ：メインタンク２２０の液面とサブタンク２３０の液面の水頭差（図８参照）である。
P A = P B −ρgh (Expression 1)
Here, ρ: ink density, g: gravitational acceleration, L: water head difference between the liquid level of the main tank 220 and the liquid level of the sub tank 230 (see FIG. 8).
以上のように、サブタンク２３０内のインクの液面が気体供給管２４５の下開口２４７に到達した後、メインタンク２２０内の気体側の圧力ＰAが、上記式（１）を満たすようになるまで液体供給は継続される。加えて、サブタンク２３０内のインクの液面が気体供給管２４５の下開口２４７に到達した後にメインタンク２２０からサブタンク２３０へ供給されるインクの量は、インクの液面が気体供給管２４５の開口に到達したときのメインタンク２２０内の気体側の体積等により変動する。このため、上記のようなインク供給装置では、サブタンク２３０内のインクの液面を所定範囲内に保つことができない可能性がある。 As described above, after the ink level in the sub tank 230 reaches the lower opening 247 of the gas supply pipe 245, the pressure P A on the gas side in the main tank 220 satisfies the above formula (1). The liquid supply is continued until. In addition, the amount of ink supplied from the main tank 220 to the sub tank 230 after the ink level in the sub tank 230 reaches the lower opening 247 of the gas supply pipe 245 is the same as the opening of the gas supply pipe 245. It fluctuates depending on the volume of the gas side in the main tank 220 when it reaches. For this reason, in the ink supply apparatus as described above, there is a possibility that the ink level in the sub tank 230 cannot be kept within a predetermined range.
ここで、気体供給管２４５の断面積を小さくして流路抵抗を大きくすると、メインタンク２２０内の気体側の圧力が低く（負圧が大きく）なるため、サブタンク２３０内のインクの液面が気体供給管２４５の下開口２４７に到達した後にメインタンク２２０からサブタンク２３０に供給されるインクの量を減少させることができ、サブタンク２３０内のインクの液面を気体供給管２４５の開口の近傍にする（所定範囲に保つ）ことはできる。しかしながら、この場合、気体供給管２４５の流路抵抗を大きくすると、メインタンク２２０からサブタンク２３０へ単位時間当たりに供給されるインクの量も減少することになるため、単位時間当たりのインクの消費量が多いときにはメインタンク２２０からサブタンク２３０へのインク供給が追い付かなくなる可能性がある。 Here, if the cross-sectional area of the gas supply pipe 245 is reduced and the flow path resistance is increased, the pressure on the gas side in the main tank 220 is reduced (the negative pressure is increased), so that the ink level in the sub tank 230 is reduced. The amount of ink supplied from the main tank 220 to the sub tank 230 after reaching the lower opening 247 of the gas supply pipe 245 can be reduced, and the liquid level of the ink in the sub tank 230 is brought close to the opening of the gas supply pipe 245. You can (keep within a predetermined range). However, in this case, if the flow path resistance of the gas supply pipe 245 is increased, the amount of ink supplied from the main tank 220 to the sub tank 230 per unit time is also reduced. Therefore, the amount of ink consumed per unit time is reduced. When there is a large amount of ink, there is a possibility that the ink supply from the main tank 220 to the sub tank 230 may not catch up.
そこで、本発明の目的は、第１液体タンクから第２液体タンクへの単位時間当たりの液体の供給量を減少させずに、第２液体タンクに貯留される液体の液面を所定範囲内に保つことが可能な液体供給装置、及び液体吐出装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to keep the liquid level of the liquid stored in the second liquid tank within a predetermined range without reducing the amount of liquid supplied from the first liquid tank to the second liquid tank per unit time. An object of the present invention is to provide a liquid supply device and a liquid discharge device that can be maintained.
本発明の液体供給装置は、液体を貯留するための第１液体タンクと、前記第１液体タンクから供給された液体を貯留するためのタンクであって、前記第１液体タンクよりも鉛直方向下方に設けられ、大気と連通する大気連通口を有する第２液体タンクと、前記第１液体タンクと前記第２液体タンクとを接続し、前記第１液体タンクに貯留された液体を前記第２液体タンクに供給するための液体供給管と、前記第１液体タンクと前記第２液体タンクとを接続し、前記第２液体タンクから前記第１液体タンクに気体を供給するための気体供給管とを備え、前記気体供給管における前記第２液体タンク側の開口は、前記第２液体タンク内において当該第２液体タンク内の上面よりも鉛直方向下方の位置に配置されており、且つ、水平面に対して交差していることを特徴とする。 A liquid supply apparatus according to the present invention includes a first liquid tank for storing liquid and a tank for storing liquid supplied from the first liquid tank, which is vertically below the first liquid tank. And a second liquid tank having an atmosphere communication port communicating with the atmosphere, the first liquid tank and the second liquid tank are connected, and the liquid stored in the first liquid tank is transferred to the second liquid A liquid supply pipe for supplying to the tank; a gas supply pipe for connecting the first liquid tank and the second liquid tank to supply gas from the second liquid tank to the first liquid tank; And the opening on the second liquid tank side in the gas supply pipe is arranged in a position vertically below the upper surface in the second liquid tank in the second liquid tank, and with respect to a horizontal plane Cross And wherein the are.
本発明の液体吐出装置は、上記の液体供給装置と、液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出ヘッドと、前記第２液体タンクと前記液体吐出ヘッドとを接続するための接続管とを備え、前記気体供給管における前記第２液体タンク側の開口と前記液体吐出ヘッドの前記吐出口との鉛直方向の位置関係が、前記第２液体タンクに貯留される液体の液面と前記液体吐出ヘッドの前記吐出口との鉛直方向の位置関係から生じる、前記吐出口に形成される液体メニスカスにおける液体側の圧力が前記吐出口から液体を安定して吐出可能な圧力となる位置関係であることを特徴とする。 A liquid discharge apparatus according to the present invention includes the above-described liquid supply apparatus, a liquid discharge head having a discharge port for discharging a liquid, and a connection pipe for connecting the second liquid tank and the liquid discharge head. A vertical positional relationship between an opening of the gas supply pipe on the second liquid tank side and the discharge port of the liquid discharge head is such that the liquid level of the liquid stored in the second liquid tank and the liquid discharge The positional relationship is such that the pressure on the liquid side in the liquid meniscus formed at the discharge port is a pressure at which liquid can be stably discharged from the discharge port, which arises from the vertical positional relationship with the discharge port of the head. It is characterized by.
また、本発明の別の観点において、液体吐出装置は、液体を貯留するための第１液体タンクが着脱可能に装着されるタンク装着部と、前記タンク装着部に装着された前記第１液体タンクから供給された液体を貯留するためのタンクであって、前記タンク装着部に装着された前記第１液体タンクよりも鉛直方向下方に設けられ、大気と連通する大気連通口を有する第２液体タンクと、前記タンク装着部に装着された前記第１液体タンクと前記第２液体タンクとを接続し、前記第１液体タンクに貯留された液体を前記第２液体タンクに供給するための液体供給管と、前記タンク装着部に装着された前記第１液体タンクと前記第２液体タンクとを接続し、前記第２液体タンクから前記第１液体タンクに気体を供給するための気体供給管とを備え、前記気体供給管における前記第２液体タンク側の開口は、前記第２液体タンク内において当該第２液体タンク内の上面よりも鉛直方向下方の位置に配置されており、且つ、水平面に対して交差していることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the liquid ejection device includes a tank mounting portion on which a first liquid tank for storing liquid is detachably mounted, and the first liquid tank mounted on the tank mounting portion. A second liquid tank for storing the liquid supplied from the tank, wherein the second liquid tank is provided vertically below the first liquid tank mounted on the tank mounting portion and has an air communication port communicating with the atmosphere. And a liquid supply pipe for connecting the first liquid tank and the second liquid tank mounted on the tank mounting portion to supply the liquid stored in the first liquid tank to the second liquid tank And a gas supply pipe for connecting the first liquid tank and the second liquid tank mounted on the tank mounting portion to supply gas from the second liquid tank to the first liquid tank. ,Previous The opening on the side of the second liquid tank in the gas supply pipe is arranged in a position vertically below the upper surface in the second liquid tank in the second liquid tank, and intersects the horizontal plane. It is characterized by.
本発明によると、第２液体タンクに貯留される液体の液面が、気体供給管における第２液体タンク側の開口の下端から上端に上昇するに従い、気体供給管の流路抵抗が大きくなる。その結果、第２液体タンクに貯留される液体の液面が上記開口の上端に到達したときの、第１液体タンク内の気体側の圧力を小さくすることができる。これにより、液体の液面が上記開口に到達後に第１液体タンクから第２液体タンクに供給される液体の量を少なくすることができ、その結果、第１液体タンク内の気体側の体積等にかかわらず、第２液体タンクに貯留される液体の液面を所定範囲内に保つことができる。また、第２液体タンクに貯留される液体の液面が、開口よりも下方にあるときには、気体供給管の流路抵抗が小さいため、第１液体タンクから第２液体タンクに単位時間当たりに供給される液体の量を多くすることができる。 According to the present invention, the flow resistance of the gas supply pipe increases as the liquid level of the liquid stored in the second liquid tank rises from the lower end to the upper end of the opening on the second liquid tank side in the gas supply pipe. As a result, the pressure on the gas side in the first liquid tank when the liquid level of the liquid stored in the second liquid tank reaches the upper end of the opening can be reduced. Accordingly, the amount of liquid supplied from the first liquid tank to the second liquid tank after the liquid level reaches the opening can be reduced. As a result, the volume on the gas side in the first liquid tank, etc. Regardless, the liquid level of the liquid stored in the second liquid tank can be kept within a predetermined range. Further, when the liquid level of the liquid stored in the second liquid tank is below the opening, the flow resistance of the gas supply pipe is small, so that the liquid is supplied from the first liquid tank to the second liquid tank per unit time. The amount of liquid that is produced can be increased.
以下、本実施形態の液体供給装置としてのインク供給装置５が適用されるインクジェットプリンタ１０１について、図１〜図５を参照しつつ説明する。なお、図３では、１つのインクジェットヘッド２に対する、インク供給装置５の接続態様についてのみ図示している。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、略直方体形状の筐体１０１ａを有している。筐体１０１ａの天板上部には、排紙部１５が設けられている。筐体１０１ａの内部空間には、インクを吐出するヘッドユニット１、用紙Ｐを搬送する搬送機構１６、複数枚の用紙Ｐを積層状態で収納する用紙トレイ１７、インク供給装置５（図３参照）、及び、プリンタ１０１全体の動作を司る制御装置１００などが配置されている。 Hereinafter, an inkjet printer 101 to which an ink supply device 5 as a liquid supply device of the present embodiment is applied will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, only the connection mode of the ink supply device 5 to one inkjet head 2 is illustrated. As shown in FIG. 1, the ink jet printer 101 has a substantially rectangular parallelepiped casing 101a. A paper discharge unit 15 is provided on the top plate of the housing 101a. In the internal space of the housing 101a, a head unit 1 that ejects ink, a transport mechanism 16 that transports paper P, a paper tray 17 that stores a plurality of paper P in a stacked state, and an ink supply device 5 (see FIG. 3). , And a control device 100 for controlling the operation of the entire printer 101 are arranged.
ヘッドユニット１は、図２（ａ）に示すように、６つのインクジェットヘッド２（以下、ヘッド２）と、ヘッド保持板３とを備えている。ヘッド保持板３は、水平面と平行であり、且つ、主走査方向を長手方向とする略矩形の、金属材料などからなる板状体である。ヘッド２それぞれの下面は、インクが吐出される複数の吐出口８４（図２（ｂ）参照）が形成された吐出面２ａとなっている。また、６つのヘッド２は、ヘッド保持板３において、互いに離隔しつつ主走査方向に千鳥状に配列された貫通孔から吐出面２ａが露出するように、ヘッド保持板３に取り付けられている。ここで、主走査方向とは、後述するニップローラ１３ｃ，１３ｄにより搬送される用紙Ｐの搬送方向（副走査方向）と直交する、水平面に平行な方向である。 As shown in FIG. 2A, the head unit 1 includes six inkjet heads 2 (hereinafter, heads 2) and a head holding plate 3. The head holding plate 3 is a plate-like body made of a metal material or the like that is parallel to the horizontal plane and is substantially rectangular with the main scanning direction as the longitudinal direction. The lower surface of each head 2 is an ejection surface 2a on which a plurality of ejection ports 84 (see FIG. 2B) from which ink is ejected are formed. The six heads 2 are attached to the head holding plate 3 so that the ejection surfaces 2a are exposed from through holes arranged in a staggered manner in the main scanning direction while being separated from each other in the head holding plate 3. Here, the main scanning direction is a direction parallel to the horizontal plane, which is orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of paper P conveyed by nip rollers 13c and 13d described later.
次に、ヘッド２について、図２（ｂ），（ｃ）、及び図３を参照しつつ詳細に説明する。なお、図３では、ヘッド本体６０については断面図とせず、側面図で示している。図３に示すように、ヘッド２は、ヘッド本体６０と、リザーバ７０とを有している。 Next, the head 2 will be described in detail with reference to FIGS. 2 (b), 2 (c), and FIG. In FIG. 3, the head main body 60 is shown in a side view, not a cross-sectional view. As shown in FIG. 3, the head 2 includes a head body 60 and a reservoir 70.
リザーバ７０は、ヘッド本体６０の吐出口８４に供給されるインクを一時的に貯留するための部材であり、ヘッド本体６０の上面に固定されている。また、リザーバの下面には４個のインク流出流路７１ａが形成され、上面には流入口７１ｂが形成されている。インク流出流路７１ａのそれぞれは、ヘッド本体６０の後述の流路ユニット６１に形成されたインク供給口８５（図２（ｂ）参照）のそれぞれに接続されている。流入口７１ｂには、ヘッド２と後述するサブタンク３０とを接続するための接続管８０が接続されている。この接続管８０は、インク供給装置５における後述するサブタンク３０から各ヘッド２の流入口７１ｂに至るインク流路を形成する。画像記録時等において吐出口８４からインクが吐出されると、リザーバ７０に貯留されたインクが、インク流出流路７１ａを通過してインク供給口８５から流路ユニット６１に供給されるとともに、サブタンク３０に貯留されたインクが、接続管８０を通過して流入口７１ｂからリザーバ７０に供給される。なお、図３においては、１つのインク流出流路７１ａのみが表れている。 The reservoir 70 is a member for temporarily storing ink supplied to the ejection ports 84 of the head body 60, and is fixed to the upper surface of the head body 60. Further, four ink outflow channels 71a are formed on the lower surface of the reservoir, and an inflow port 71b is formed on the upper surface. Each of the ink outflow channels 71a is connected to each of the ink supply ports 85 (see FIG. 2B) formed in the below-described channel unit 61 of the head body 60. A connection pipe 80 for connecting the head 2 and a sub tank 30 described later is connected to the inflow port 71b. The connection pipe 80 forms an ink flow path from a sub tank 30 described later in the ink supply device 5 to an inflow port 71b of each head 2. When ink is ejected from the ejection port 84 at the time of image recording or the like, the ink stored in the reservoir 70 passes through the ink outflow channel 71a and is supplied from the ink supply port 85 to the channel unit 61, and the sub tank. The ink stored in 30 passes through the connection pipe 80 and is supplied to the reservoir 70 from the inflow port 71b. In FIG. 3, only one ink outflow channel 71a appears.
ヘッド本体６０は、図２（ｂ）に示すように、流路ユニット６１と、流路ユニット６１の上面に固定されたアクチュエータユニット６４とを含む積層体である。流路ユニット６１の上面には、４つのインク供給口８５が副走査方向に並んで形成されている。４つのインク供給口８５はリザーバ７０のインク流出流路７１ａと接続されており、リザーバ７０内からインクがそれぞれ供給される。また、流路ユニット６１は、その内部に、それぞれ主走査方向に延在する４本のマニホールド８６を有する。４本のマニホールド８６は、４つのインク供給口８５に接続されている。さらに、流路ユニット６１内には、マニホールド８６の出口から圧力室８７を経て吐出口８４に至る多数の個別インク流路が形成されている。アクチュエータユニット６４は、各圧力室８７に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室８７内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。制御装置１００からアクチュエータに対して駆動信号が供給されると、圧力室８７内のインクに圧力が付与されて、吐出口８４からインクが吐出される。この流路ユニット６１の下面は吐出面２ａとなっており、多数の吐出口８４が配置されている。 As shown in FIG. 2B, the head main body 60 is a laminate including a flow path unit 61 and an actuator unit 64 fixed to the upper surface of the flow path unit 61. On the upper surface of the flow path unit 61, four ink supply ports 85 are formed side by side in the sub-scanning direction. The four ink supply ports 85 are connected to the ink outflow passage 71a of the reservoir 70, and ink is supplied from the inside of the reservoir 70, respectively. The flow path unit 61 includes four manifolds 86 extending in the main scanning direction. The four manifolds 86 are connected to the four ink supply ports 85. Further, a large number of individual ink flow paths are formed in the flow path unit 61 from the outlet of the manifold 86 to the discharge port 84 through the pressure chamber 87. The actuator unit 64 includes a plurality of actuators corresponding to the pressure chambers 87 and has a function of selectively giving ejection energy to the ink in the pressure chambers 87. When a drive signal is supplied from the control device 100 to the actuator, pressure is applied to the ink in the pressure chamber 87 and ink is ejected from the ejection port 84. The lower surface of the flow path unit 61 is a discharge surface 2a, and a large number of discharge ports 84 are arranged.
図１に戻って、搬送機構１６は、用紙トレイ１７からヘッド２とプラテン１９との間を通過して排紙部１５まで至る用紙Ｐの搬送経路を構成する。搬送機構１６は、ピックアップローラ１２と、ニップローラ１３ａ〜１３ｆと、ガイド１４ａ〜１４ｅとを含んでいる。ピックアップローラ１２は、用紙トレイ１７内の用紙Ｐを１枚ずつ送出する。ニップローラ１３ａ〜１３ｆは、搬送経路に沿って配置されており、用紙Ｐに搬送力を付与する。ガイド１４ａ〜１４ｅは、搬送経路においてピックアップローラ１２及びニップローラ１３ａ〜１３ｆの間にそれぞれ配置されており、ニップローラ１３ａ〜１３ｆによって搬送力が付与された用紙Ｐが次のニップローラ１３ａ〜１３ｆに到達するまで当該用紙Ｐをガイドする。そして、搬送機構１６によって搬送された用紙Ｐがヘッド２の吐出面２ａとプラテン１９との間を通過する際に、ヘッド２の吐出口８４からインクが吐出され、用紙Ｐに所望のモノクロ画像が形成される。つまり、このプリンタ１０１は、ヘッド２が固定された状態で記録を行うライン式のものである。画像が形成された用紙Ｐは、搬送機構１６によってさらに搬送されて排紙部１５に排出される。 Returning to FIG. 1, the transport mechanism 16 constitutes a transport path of the paper P that passes from the paper tray 17 between the head 2 and the platen 19 to the paper discharge unit 15. The transport mechanism 16 includes a pickup roller 12, nip rollers 13a to 13f, and guides 14a to 14e. The pickup roller 12 sends out the paper P in the paper tray 17 one by one. The nip rollers 13a to 13f are arranged along the transport path and apply a transport force to the paper P. The guides 14a to 14e are respectively disposed between the pickup roller 12 and the nip rollers 13a to 13f in the conveyance path, and the sheet P to which conveyance force is applied by the nip rollers 13a to 13f reaches the next nip rollers 13a to 13f. The paper P is guided. When the paper P transported by the transport mechanism 16 passes between the ejection surface 2 a of the head 2 and the platen 19, ink is ejected from the ejection ports 84 of the head 2, and a desired monochrome image is formed on the paper P. It is formed. That is, the printer 101 is of a line type that performs recording with the head 2 fixed. The paper P on which the image is formed is further transported by the transport mechanism 16 and discharged to the paper discharge unit 15.
制御装置１００は、ヘッド２の吐出口８４からのインクの吐出や、ヘッド２への給紙、あるいは、ヘッド２により印字された用紙の排紙等、プリンタ１０１の各種作業の制御を司るものである。制御装置１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read-Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）と、入出力インターフェースやバス等で構成されている。そして、制御装置１００は、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から入力された各種信号等に基づいて、ヘッド２、搬送機構１６、及びタッチパネル（不図示）等、プリンタ１０１を構成する種々の装置を制御する。 The control device 100 is responsible for controlling various operations of the printer 101 such as ink ejection from the ejection port 84 of the head 2, paper feeding to the head 2, or paper ejection printed by the head 2. is there. The control device 100 includes a central processing unit (CPU) that is an arithmetic processing unit, a ROM (read-only memory) that stores a program executed by the CPU and data used in the program, and temporarily stores data when the program is executed. It comprises a RAM (Random Access Memory) for storing, an input / output interface, a bus, and the like. The control device 100 controls various devices constituting the printer 101 such as the head 2, the transport mechanism 16, and the touch panel (not shown) based on various signals input from an external personal computer (PC). To do.
インク供給装置５は、図３に示すように、メインタンク２０（第１液体タンク）と、サブタンク３０（第２液体タンク）と、液体供給管４０と、気体供給管４５とを含む。
メインタンク２０は、ヘッド２に供給されるインクを貯留するためのタンクであり、プリンタ１０１（インク供給装置５）に備え付けられている。このメインタンク２０には、大気と連通する大気連通口が形成されていないため、インクは気密に収容される。また、このメインタンク２０には、インク補充孔（不図示）が設けられており、このインク補充孔を介してユーザがインクを補充することが可能にされている。変形例として、メインタンク２０が、インクが貯留されたカートリッジ等の外部タンクに接続されており、当該外部タンクからインクが補充されるように構成されていてもよい。なお、この外部タンクは、プリンタ１０１に備え付けのタンクでもよく、プリンタ１０１に対して交換可能に着脱されるタンクであってもよい。また、メインタンク２０には、液面センサ２１も設けられている。この液面センサ２１は、メインタンク２０に貯留されるインクの液面を検出して制御装置１００に出力する。制御装置１００は、液面センサ２１の検出結果が、メインタンク２０に貯留されたインクの液面が所定値以下であることを示しているときに、メインタンク２０にインクを補充することをユーザに促す画面をタッチパネルに表示させる。
As shown in FIG. 3, the ink supply device 5 includes a main tank 20 (first liquid tank), a sub tank 30 (second liquid tank), a liquid supply pipe 40, and a gas supply pipe 45.
The main tank 20 is a tank for storing the ink supplied to the head 2 and is provided in the printer 101 (ink supply device 5). Since the main tank 20 is not formed with an air communication port communicating with the atmosphere, the ink is stored in an airtight manner. The main tank 20 is provided with an ink replenishing hole (not shown), and the user can replenish ink through the ink replenishing hole. As a modification, the main tank 20 may be connected to an external tank such as a cartridge in which ink is stored, and the ink may be replenished from the external tank. Note that this external tank may be a tank provided in the printer 101 or a tank that is detachably attached to the printer 101. The main tank 20 is also provided with a liquid level sensor 21. The liquid level sensor 21 detects the liquid level of the ink stored in the main tank 20 and outputs it to the control device 100. When the detection result of the liquid level sensor 21 indicates that the liquid level of the ink stored in the main tank 20 is equal to or less than a predetermined value, the control device 100 refills the main tank 20 with ink. Display a screen prompting the user on the touch panel.
サブタンク３０は、メインタンク２０よりも鉛直方向下方に設けられており、メインタンク２０から供給されたインクを一時的に貯留するためのタンクである。このサブタンク３０の上壁には、大気と連通する大気連通口３１が形成されている。また、サブタンク３０の一側面における鉛直方向下方の位置には、接続管８０に接続される排出口３２が形成されている。サブタンク３０に貯留されたインクは、この排出口３２から接続管８０を経由して、各ヘッド２に供給される。 The sub tank 30 is provided vertically below the main tank 20 and is a tank for temporarily storing ink supplied from the main tank 20. An air communication port 31 that communicates with the atmosphere is formed on the upper wall of the sub tank 30. A discharge port 32 connected to the connection pipe 80 is formed at a position below the vertical direction on one side surface of the sub tank 30. The ink stored in the sub tank 30 is supplied to each head 2 from the discharge port 32 via the connection pipe 80.
液体供給管４０は、メインタンク２０とサブタンク３０とを接続し、メインタンク２０に貯留されたインクをサブタンク３０に供給するための流路である。液体供給管４０の上端の上開口４１はメインタンク２０内においてメインタンク２０の下面の近傍に配置されており、下端の下開口４２はサブタンク３０内においてサブタンク３０の下面の近傍に配置されている。 The liquid supply pipe 40 is a flow path for connecting the main tank 20 and the sub tank 30 and supplying the ink stored in the main tank 20 to the sub tank 30. The upper opening 41 at the upper end of the liquid supply pipe 40 is disposed in the main tank 20 near the lower surface of the main tank 20, and the lower opening 42 at the lower end is disposed in the sub tank 30 near the lower surface of the sub tank 30. .
気体供給管４５は、メインタンク２０とサブタンク３０とを接続し、サブタンク３０からメインタンク２０に気体を供給するための流路である。気体供給管４５の上端の上開口４６は、メインタンク２０に貯留されるインクの液面よりも鉛直方向上方となるように、メインタンク２０内においてメインタンク２０の上面の近傍に配置されている。気体供給管４５の下端の下開口４７はサブタンク３０内においてサブタンク３０の上面よりも鉛直方向下方の位置に配置されている。また、気体供給管４５の下開口４７は、液体供給管４０の下開口４２よりも鉛直方向上方に配置されている。そして、下開口４７は、その開口面が水平面に対して傾斜するように交差している。この理由については後術する。 The gas supply pipe 45 is a flow path for connecting the main tank 20 and the sub tank 30 and supplying gas from the sub tank 30 to the main tank 20. The upper opening 46 at the upper end of the gas supply pipe 45 is disposed in the vicinity of the upper surface of the main tank 20 in the main tank 20 so as to be vertically above the liquid level of the ink stored in the main tank 20. . The lower opening 47 at the lower end of the gas supply pipe 45 is disposed in the sub tank 30 at a position vertically below the upper surface of the sub tank 30. Further, the lower opening 47 of the gas supply pipe 45 is arranged vertically above the lower opening 42 of the liquid supply pipe 40. And the lower opening 47 cross | intersects so that the opening surface may incline with respect to a horizontal surface. This will be done later.
気体供給管４５の上開口４６及び下開口４７には、気体透過膜５０，５１がその開口面に沿ってそれぞれ設けられている。気体透過膜５０，５１は、気体の透過を許容しつつインクや固体物の透過を阻止するための膜であり、例えば、多孔質のフッ素樹脂膜などが用いられる。気体透過膜５０は、上開口４６を塞ぐように気体供給管４５における内壁面に固着されている。同様に、気体透過膜５１は、下開口４７を塞ぐように気体供給管４５における内壁面に固着されている。このように気体供給管４５の上開口４６及び下開口４７に気体透過膜５０，５１を設けることで、気体供給管４５内にインクが侵入することを抑制することができる。また、図３に示すように、気体供給管４５の上部は、上開口４６の開口方向が鉛直方向下方となるように逆Ｕ字状に屈曲されている。これにより、上開口４６の開口方向が鉛直方向上方となる場合には、気体透過膜５０の上にインクが滞留してこの滞留するインクにより上開口４６が塞がれる虞があるが、本実施形態では上開口４６の開口方向が鉛直方向下方となるように構成されているので、気体透過膜５０にインクが滞留することを抑制することができる。 In the upper opening 46 and the lower opening 47 of the gas supply pipe 45, gas permeable films 50 and 51 are provided along the opening surfaces, respectively. The gas permeable membranes 50 and 51 are membranes for preventing the permeation of ink and solid matter while allowing the permeation of gas. For example, a porous fluororesin membrane is used. The gas permeable membrane 50 is fixed to the inner wall surface of the gas supply pipe 45 so as to close the upper opening 46. Similarly, the gas permeable membrane 51 is fixed to the inner wall surface of the gas supply pipe 45 so as to close the lower opening 47. As described above, by providing the gas permeable films 50 and 51 in the upper opening 46 and the lower opening 47 of the gas supply pipe 45, it is possible to prevent ink from entering the gas supply pipe 45. As shown in FIG. 3, the upper portion of the gas supply pipe 45 is bent in an inverted U shape so that the opening direction of the upper opening 46 is downward in the vertical direction. As a result, when the opening direction of the upper opening 46 is vertically upward, ink stays on the gas permeable membrane 50, and the upper opening 46 may be blocked by the staying ink. In the embodiment, since the opening direction of the upper opening 46 is configured to be downward in the vertical direction, it is possible to suppress the ink from staying in the gas permeable film 50.
以上の構成において、メインタンク２０とサブタンク３０との間で行われる、インク供給の動作について説明する。図４（ａ）に示すように、サブタンク３０内のインクが接続管８０を介してヘッド２に供給されて、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が気体供給管４５の下開口４７よりも鉛直方向下方（少なくとも下開口４７の上端よりも鉛直方向下方）になると、サブタンク３０内の気体が下開口４７から気体供給管４５内に入り、上開口４６からメインタンク２０内へと供給される。また、このとき、メインタンク２０内のインクが、上開口４１から液体供給管４０内に入り、下開口４２からサブタンク３０内へ供給される。そして、図４（ｂ）に示すように、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が気体供給管４５の下開口４７よりも鉛直方向上方になると、メインタンク２０からサブタンク３０へのインク供給が停止される。このように、本実施形態のインク供給装置５では、メインタンク２０からサブタンク３０へのインク供給が所謂チキンフィード方式に行われる。 In the above configuration, an ink supply operation performed between the main tank 20 and the sub tank 30 will be described. As shown in FIG. 4A, the ink in the sub tank 30 is supplied to the head 2 via the connection pipe 80, and the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 is lower than the lower opening 47 of the gas supply pipe 45. When vertically downward (at least vertically below the upper end of the lower opening 47), the gas in the sub tank 30 enters the gas supply pipe 45 from the lower opening 47 and is supplied from the upper opening 46 into the main tank 20. . At this time, the ink in the main tank 20 enters the liquid supply pipe 40 from the upper opening 41 and is supplied from the lower opening 42 into the sub tank 30. As shown in FIG. 4B, when the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 is vertically higher than the lower opening 47 of the gas supply pipe 45, the ink supply from the main tank 20 to the sub tank 30 is performed. Stopped. Thus, in the ink supply device 5 of the present embodiment, ink is supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 in a so-called chicken feed system.
また、サブタンク３０は、ヘッド２の吐出面２ａ（吐出口８４）よりも鉛直方向下方に配置されている。これにより、吐出口８４近傍に形成されるインクメニスカスと、サブタンク３０内のインクの液面とに水頭差が生じて、インクメニスカスのインク側が大気圧に比べ負圧となる。その結果、画像記録時以外のときに、吐出口８４からインクが吐出されるのを防止することができる。ここで、吐出口８４からインクを安定して吐出させるためには、サブタンク３０内のインクの液面と吐出面２ａとの水頭差が所定の範囲内に常に保たれている必要がある。しかしながら、上述したように、チキンフィード方式による供給方式では、メインタンク２０からサブタンク３０へのインク供給が開始された後、サブタンク３０内のインクの液面が気体供給管４５の下開口４７に到達した（下開口４７がインクで塞がれた）とき（以下、インク接触時とも称す）に、当該インク供給が直ちに停止されるものではない。従って、サブタンク３０内のインクの液面と吐出面２ａとの水頭差が所定の範囲内に保つためには、インク接触時からインク供給が停止されるとき（以下、インク供給停止時とも称す）までにメインタンク２０からサブタンク３０へ供給されるインクの量を所定の範囲内に保つ必要がある。 Further, the sub tank 30 is disposed below the ejection surface 2a (ejection port 84) of the head 2 in the vertical direction. As a result, a water head difference occurs between the ink meniscus formed in the vicinity of the ejection port 84 and the liquid level of the ink in the sub tank 30, and the ink side of the ink meniscus has a negative pressure compared to the atmospheric pressure. As a result, it is possible to prevent ink from being ejected from the ejection port 84 at times other than during image recording. Here, in order to discharge ink stably from the discharge port 84, the water head difference between the liquid level of the ink in the sub tank 30 and the discharge surface 2a must always be kept within a predetermined range. However, as described above, in the supply method using the chicken feed method, the ink level in the sub tank 30 reaches the lower opening 47 of the gas supply pipe 45 after the ink supply from the main tank 20 to the sub tank 30 is started. When the lower opening 47 is blocked with ink (hereinafter also referred to as ink contact), the ink supply is not immediately stopped. Therefore, in order to keep the water head difference between the ink level in the sub tank 30 and the ejection surface 2a within a predetermined range, when ink supply is stopped from the time of ink contact (hereinafter also referred to as ink supply stop). It is necessary to keep the amount of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 within a predetermined range.
以下、インク接触時からインク供給停止時までにメインタンク２０からサブタンク３０へ供給されるインクの体積ΔＶを算出する。 Hereinafter, the volume ΔV of ink supplied from the main tank 20 to the sub-tank 30 from the ink contact time to the ink supply stop time is calculated.
まず、下記式２が成り立つときに、メインタンク２０からサブタンク３０へのインク供給が停止される。
Ｐ2＝Ｐ1−ρｇｈ・・・（式２）
ここで、Ｐ1：インク接触時におけるメインタンク２０内の気体側の圧力（説明の便宜上、Ｐ1を大気圧と近似している）、Ｐ2：インク供給停止時におけるメインタンク２０内の気体側の圧力、ρ：インク密度、ｇ：重力加速度、ｈ：メインタンク２０の液面とサブタンク３０の液面の水頭差（図４（ｂ）参照）である。
First, when the following formula 2 is established, the ink supply from the main tank 20 to the sub tank 30 is stopped.
P 2 = P 1 −ρgh (Expression 2)
Here, P 1 : pressure on the gas side in the main tank 20 when ink is in contact (for convenience of explanation, P 1 is approximated to atmospheric pressure), P 2 : gas in the main tank 20 when ink supply is stopped Side pressure, ρ: ink density, g: gravitational acceleration, h: water head difference between the liquid level of the main tank 20 and the liquid level of the sub tank 30 (see FIG. 4B).
また、シャルルの法則により下記式３が成り立つ
Ｐ1Ｖ1＝Ｐ2Ｖ2・・・（式３）
ここで、Ｖ1：インク接触時におけるメインタンク２０内の気体側の体積、Ｖ2：インク供給停止時におけるメインタンク２０内の気体側の体積である。
Further, the following formula 3 holds according to Charles' law. P 1 V 1 = P 2 V 2 (Formula 3)
Here, V 1 is the volume on the gas side in the main tank 20 when ink is in contact, and V 2 is the volume on the gas side in the main tank 20 when ink supply is stopped.
そして、インク接触時からインク供給停止時までにメインタンク２０からサブタンク３０へ供給されるインクの体積ΔＶは、インク供給停止時におけるメインタンク２０内の気体側の体積Ｖ2からインク接触時におけるメインタンク２０内の気体側の体積Ｖ1を減算した体積と等しい。従って、体積ΔＶは上記式２及び式３から導き出せる下記式４から求めることができる。
ΔＶ＝Ｖ2―Ｖ1＝（Ｖ1ρｇｈ）／（Ｐ1―ρｇｈ）・・・（式４）
The volume ΔV of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 from the ink contact to the ink supply stop is changed from the gas side volume V 2 in the main tank 20 at the ink supply stop to the main volume at the ink contact. It is equal to the volume obtained by subtracting the gas side volume V 1 in the tank 20. Therefore, the volume ΔV can be obtained from the following equation 4 that can be derived from the above equations 2 and 3.
ΔV = V 2 −V 1 = (V 1 ρgh) / (P 1 −ρgh) (Formula 4)
また、ρｇｈはＰ1に対して微小であるため、式４は下記式５に近似することができる
ΔＶ＝（Ｖ1ρｇｈ）／Ｐ1・・・（式５）
Since ρgh is very small with respect to P 1 , Equation 4 can be approximated to Equation 5 below: ΔV = (V 1 ρgh) / P 1 (Equation 5)
上記式５から分かるように、インク接触時からインク供給停止時までにメインタンク２０からサブタンク３０へ供給されるインクの体積ΔＶは、インク接触時におけるメインタンク２０内の気体側の体積Ｖ1やメインタンク２０の液面とサブタンク３０の液面の水頭差ｈによって変動することが分かる。また、これら体積Ｖ1や水頭差ｈは、メインタンク２０及びサブタンク３０それぞれに貯留されるインクの量によって変動する。従って、メインタンク２０からサブタンク３０へ供給されるインクの体積ΔＶを一定にすることができない。 As can be seen from Equation 5, the volume ΔV of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 from the time of ink contact to the time of ink supply stop is the volume V 1 on the gas side in the main tank 20 at the time of ink contact. It can be seen that it fluctuates depending on the water head difference h between the liquid level of the main tank 20 and the liquid level of the sub tank 30. Further, the volume V 1 and the water head difference h vary depending on the amount of ink stored in each of the main tank 20 and the sub tank 30. Therefore, the volume ΔV of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 cannot be made constant.
ここで、インク接触時からインク供給停止時までにメインタンク２０からサブタンク３０へ供給されるインクの体積ΔＶは、上記式３から下記式６と表すこともできる。
ΔＶ＝Ｖ2―Ｖ1＝Ｖ2（１−（Ｐ2／Ｐ1））・・・（式６）
Here, the volume ΔV of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 from the ink contact time to the ink supply stop time can also be expressed as the following equation 6 from the above equation 3.
ΔV = V 2 −V 1 = V 2 (1− (P 2 / P 1 )) (Expression 6)
上記式６からインク接触時におけるメインタンク２０内の気体側の圧力Ｐ1が小さいほどΔＶを小さくすることができることが分かる。つまり、気体供給管４５の下開口４７がインクで塞がれるときの、メインタンク２０内の気体側の圧力が小さければインク供給停止時のサブタンク３０内のインクの液面位置を気体供給管４５の下開口４７に近づけることができる。 From the above equation 6, it can be seen that ΔV can be reduced as the pressure P 1 on the gas side in the main tank 20 at the time of ink contact decreases. That is, if the pressure on the gas side in the main tank 20 is small when the lower opening 47 of the gas supply pipe 45 is blocked with ink, the gas level of the ink liquid level in the sub tank 30 when the ink supply is stopped is determined. The lower opening 47 can be brought close to.
ここで、図８に示すように、従来の一般的なインク供給装置２００では、気体供給管２４５の下開口２４７が水平面に平行であるため、図５（ａ）に示すように、サブタンク２３０に貯留されるインクの液面が下開口２４７に到達すると、下開口２４７の全てがインクで塞がれて、気体供給管４５の流路抵抗が急激に上昇する。従って、このインク供給装置２００において、インク接触時におけるメインタンク２２０内の気体側の圧力を小さくする方法として、気体供給管２４５の断面積を小さくする等、気体供給管２４５の流路抵抗を大きくして気体が気体供給管２４５を通過するときの圧力損失を大きくすることで、その圧力を小さくする方法がある。しかしながら、この場合には、インク供給時において気体供給管２４５の流路抵抗が常に大きい状態となるため、メインタンク２２０からサブタンク２３０への単位時間当たりのインク供給量が低下する。従って、例えば、ベタ塗りで用紙Ｐに画像を記録するなど、単位時間当たりに多量のインクをヘッド２に排出する必要があるときには、そのインク排出量に対してメインタンク２２０からサブタンク２３０へのインク供給が追い付かなくなる可能性が生じる。 Here, as shown in FIG. 8, in the conventional general ink supply apparatus 200, since the lower opening 247 of the gas supply pipe 245 is parallel to the horizontal plane, as shown in FIG. When the liquid level of the stored ink reaches the lower opening 247, all of the lower opening 247 is blocked with ink, and the flow path resistance of the gas supply pipe 45 rapidly increases. Therefore, in this ink supply apparatus 200, as a method of reducing the pressure on the gas side in the main tank 220 when ink contacts, the flow resistance of the gas supply pipe 245 is increased, for example, by reducing the cross-sectional area of the gas supply pipe 245. Then, there is a method of reducing the pressure by increasing the pressure loss when the gas passes through the gas supply pipe 245. However, in this case, since the flow resistance of the gas supply pipe 245 is always large at the time of ink supply, the ink supply amount per unit time from the main tank 220 to the sub tank 230 decreases. Therefore, for example, when a large amount of ink needs to be discharged to the head 2 per unit time, such as when recording an image on the paper P with solid coating, the ink from the main tank 220 to the sub tank 230 with respect to the ink discharge amount. There is a possibility that supply will not catch up.
そこで、本実施形態においては、図４（ａ），（ｂ）に示すように、気体供給管４５の下開口４７を水平面に対して傾斜するように交差させている。このように構成することで、図５（ｂ）に示すように、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が、気体供給管４５おける下開口４７の下端から上端に上昇するに従い、気体供給管４５の流路抵抗を大きくすることができる。その結果、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が下開口４７の上端に到達する直前の、気体が気体供給管４５を通過するときの圧力損失を大きくすることができるので、インク接触時のメインタンク２０内の気体側の圧力を小さくすることができる。これにより、インク接触時からインク供給停止時までにメインタンク２０からサブタンク３０に供給されるインクの体積ΔＶを少なくすることができるので、インク供給停止時におけるサブタンク３０に貯留されるインクの液面位置を下開口４７の上端に近づけることができる。即ち、インク接触時におけるメインタンク２０内の気体側の体積Ｖ1やメインタンク２０の液面とサブタンク３０の液面の水頭差ｈが変動したとしても、インク接触時からインク供給停止時までにメインタンク２０からサブタンク３０へ供給されるインクの量を所定の範囲内に保つことができる。その結果として、サブタンク３０内のインクの液面と吐出面２ａとの水頭差を所定の範囲内に保つことができるので、吐出口８４から安定してインクを吐出させることができる。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, the lower opening 47 of the gas supply pipe 45 is crossed so as to be inclined with respect to the horizontal plane. With this configuration, as shown in FIG. 5B, as the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 rises from the lower end of the lower opening 47 in the gas supply pipe 45 to the upper end, the gas supply pipe The flow path resistance of 45 can be increased. As a result, the pressure loss when the gas passes through the gas supply pipe 45 immediately before the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 reaches the upper end of the lower opening 47 can be increased. The pressure on the gas side in the main tank 20 can be reduced. Thus, since the volume ΔV of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 from the time of ink contact to the time of ink supply stop can be reduced, the liquid level of ink stored in the sub tank 30 when ink supply is stopped. The position can be brought close to the upper end of the lower opening 47. That is, even when the volume V 1 on the gas side in the main tank 20 at the time of ink contact and the water head difference h between the liquid level of the main tank 20 and the liquid level of the sub tank 30 fluctuate, from the ink contact to the ink supply stop. The amount of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 can be kept within a predetermined range. As a result, the water head difference between the ink level in the sub-tank 30 and the ejection surface 2a can be maintained within a predetermined range, so that ink can be ejected stably from the ejection port 84.
また、上述したように、本実施形態では、気体供給管４５の下開口４７には気体透過膜５１が設けられている。従って、気体透過膜５１が設けられていない場合と比べて、気体供給管４５の流路抵抗を大きくすることができる。その結果、図５（ｂ）に示すように、インクの液面位置が下開口４７の上端と下端との間を移動する際の、気体供給管４５の流路抵抗の変動幅を大きくすることができる。ここで、気体供給管４５の断面積等を調整して、単位時間当たりにヘッド２に排出されるインクの量が最も多くなるときでも、インクの液面位置が下開口４７の下端よりも鉛直方向下方となる際には、メインタンク２０からサブタンク３０へのインク供給がそのインク排出量に追い付くように、その流路抵抗を小さくすることを考える。このときにおいて、気体供給管４５の下開口４７に気体透過膜５１を設けた場合には、気体透過膜５１を設けられていない場合と比べて、インクの液面位置が下開口４７の上端と下端との間を移動する際の気体供給管４５の流路抵抗の変動幅が大きいため、インクの液面位置が下開口４７の上端に到達する直前の気体供給管４５の流路抵抗をより大きくすることができる。その結果、気体透過膜５１を設けた場合には、インク接触時におけるメインタンク２０内の気体側の圧力Ｐ1をより小さくすることができるので、サブタンク３０に貯留されるインクの液面を下開口４７の上端により近づけることができる。その結果として、サブタンク３０内のインクの液面と吐出面２ａとの水頭差を所定の範囲内により確実に保つことができる。 Further, as described above, in the present embodiment, the gas permeable membrane 51 is provided in the lower opening 47 of the gas supply pipe 45. Therefore, compared with the case where the gas permeable film 51 is not provided, the flow path resistance of the gas supply pipe 45 can be increased. As a result, as shown in FIG. 5B, the fluctuation range of the flow resistance of the gas supply pipe 45 when the ink level moves between the upper end and the lower end of the lower opening 47 is increased. Can do. Here, even when the amount of ink discharged to the head 2 per unit time is maximized by adjusting the cross-sectional area of the gas supply pipe 45, the liquid level of the ink is perpendicular to the lower end of the lower opening 47. When the direction is lower, it is considered to reduce the flow path resistance so that the ink supply from the main tank 20 to the sub tank 30 catches up with the ink discharge amount. At this time, when the gas permeable film 51 is provided in the lower opening 47 of the gas supply pipe 45, the ink liquid surface position is higher than the upper end of the lower opening 47 compared to the case where the gas permeable film 51 is not provided. Since the fluctuation range of the flow resistance of the gas supply pipe 45 when moving between the lower ends is large, the flow resistance of the gas supply pipe 45 immediately before the ink liquid level reaches the upper end of the lower opening 47 is further increased. Can be bigger. As a result, when the gas permeable membrane 51 is provided, the pressure P 1 on the gas side in the main tank 20 at the time of ink contact can be further reduced, so that the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 is lowered. The upper end of the opening 47 can be brought closer. As a result, the water head difference between the ink level in the sub-tank 30 and the ejection surface 2a can be reliably maintained within a predetermined range.
なお、気体供給管４５の下開口４７は、気体供給管４５の下開口４７とヘッド２の吐出口８４との鉛直方向の位置関係が、サブタンク３０に貯留されるインクの液面とヘッド２の吐出口８４との鉛直方向の位置関係から生じる、吐出口８４に形成される液体メニスカスにおけるインク側の圧力が吐出口８４からインクを安定して吐出可能な圧力となる位置関係となるように配置されている。具体的には、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、吐出口８４からインクを安定して吐出可能となる、サブタンク３０に貯留されるインクの液面範囲Ｄを設定する。そして、下開口４７の上端位置を、液面範囲Ｄの上限から、インク接触時からインク供給停止時までに供給されるインクの体積ΔＶのうち想定される最も大きい体積ΔＶがサブタンク３０に供給されたときに上昇する液面高さＭだけ下方の位置に配置する。これにより、インク接触時の後にインクが供給されたとしても、サブタンク３０に貯留されるインクの液面を液面範囲Ｄ内に保つことができる。 Note that the lower opening 47 of the gas supply pipe 45 has a vertical positional relationship between the lower opening 47 of the gas supply pipe 45 and the ejection port 84 of the head 2 so that the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 and the head 2 Arranged so that the pressure on the ink side in the liquid meniscus formed in the ejection port 84 is a pressure relationship that allows the ink to be ejected stably from the ejection port 84, resulting from the vertical positional relationship with the ejection port 84. Has been. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, a liquid level range D of ink stored in the sub tank 30 that allows ink to be stably discharged from the discharge port 84 is set. The uppermost position of the lower opening 47 is supplied from the upper limit of the liquid level range D to the sub-tank 30 with the largest volume ΔV that is assumed among the volumes ΔV of ink supplied from the time of ink contact to the time of ink supply stop. It is arranged at a position below by the liquid level height M that rises when it rises. Thereby, even if ink is supplied after ink contact, the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 can be kept within the liquid level range D.
以上、本実施形態によると、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が、気体供給管４５おける下開口４７の下端から上端に上昇するに従い、気体供給管４５の流路抵抗が大きくなる。その結果、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が下開口４７の上端に到達したときの、メインタンク２０内の気体側の圧力を小さくすることができる。これにより、インクの液面が下開口４７に到達後にメインタンク２０からサブタンク３０に供給されるインクの量を少なくすることができ、その結果、サブタンク３０に貯留されるインクの液面を液体範囲Ｄ内に保つことができる。また、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が、下開口４７よりも下方にあるときには、気体供給管４５の流路抵抗が小さいため、メインタンク２０からサブタンク３０に単位時間当たりに供給されるインクの量を多くすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the flow resistance of the gas supply pipe 45 increases as the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 rises from the lower end of the lower opening 47 in the gas supply pipe 45 to the upper end. As a result, the pressure on the gas side in the main tank 20 when the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 reaches the upper end of the lower opening 47 can be reduced. Thus, the amount of ink supplied from the main tank 20 to the sub-tank 30 after the ink level reaches the lower opening 47 can be reduced. As a result, the ink level stored in the sub-tank 30 is reduced to the liquid range. Can be kept within D. Further, when the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 is below the lower opening 47, the flow resistance of the gas supply pipe 45 is small, so that the ink is supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 per unit time. The amount of ink can be increased.
加えて、気体供給管４５の下開口４７には気体透過膜５１が設けられているので、気体供給管４５の流路抵抗を大きくすることができる。その結果、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が下開口４７の上端に到達したときの、メインタンク２０の気体側の圧力をより小さくすることができるので、インクの液面が下開口４７に到達後にメインタンク２０からサブタンク３０に供給されるインクの量をさらに少なくすることができる。また、気体供給管４５の上開口４６及び下開口４７それぞれに気体透過膜５０，５１を設けることで、インクが気体供給管４５内に侵入することを防止することができる。その結果、サブタンク３０からメインタンク２０への気体の供給を安定して行うことができる。 In addition, since the gas permeable membrane 51 is provided in the lower opening 47 of the gas supply pipe 45, the flow path resistance of the gas supply pipe 45 can be increased. As a result, the pressure on the gas side of the main tank 20 when the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 reaches the upper end of the lower opening 47 can be further reduced. The amount of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 after reaching the value can be further reduced. Further, by providing the gas permeable films 50 and 51 in the upper opening 46 and the lower opening 47 of the gas supply pipe 45, it is possible to prevent the ink from entering the gas supply pipe 45. As a result, the gas can be stably supplied from the sub tank 30 to the main tank 20.
次に、本実施形態の変形例について図６及び図７を参照しつつ説明する。本変形例に係るインク供給装置１０５は、タンク装着部としてのホルダ１５１を備えており、メインタンク１２０がホルダ１５１に対して着脱可能（交換可能）に構成されている点で上述の実施形態と異なる。即ち、メインタンク１２０はプリンタ１０１（インク供給装置１０５）に備え付けられていない。また、本変形例ではメインタンク１２０には液面センサが設けられておらず、代わりにサブタンク３０に液面センサが設けられている。以下においては、上述した実施形態と同一の箇所については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。 Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS. The ink supply apparatus 105 according to this modification includes a holder 151 as a tank mounting portion, and the main tank 120 is configured to be detachable (replaceable) with respect to the holder 151, and is different from the above-described embodiment. Different. That is, the main tank 120 is not provided in the printer 101 (ink supply device 105). In the present modification, the main tank 120 is not provided with a liquid level sensor, and instead, the sub tank 30 is provided with a liquid level sensor. Below, the same code | symbol is attached | subjected about the location same as embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted suitably.
図６に示すように、メインタンク１２０はホルダ１５１に対して着脱可能に装着される。このホルダ１５１には、液体供給管１４１及び気体供給管１４６が固設されている。液体供給管１４１は、液体供給用挿入管１４２と、液体流路管１４３とを含む。液体供給用挿入管１４２は、ホルダ１５１の底部における、後述する挿入孔１２０ａに対応する位置から上方に延設された流路管であり、その上端の開口１４４は外部と連通されている。液体流路管１４３はホルダ１５１の底部から下方に延設された流路管であり、その下端の下開口１４５はサブタンク３０内においてサブタンク３０の下面の近傍に配置されている。 As shown in FIG. 6, the main tank 120 is detachably attached to the holder 151. A liquid supply pipe 141 and a gas supply pipe 146 are fixed to the holder 151. The liquid supply pipe 141 includes a liquid supply insertion pipe 142 and a liquid flow path pipe 143. The liquid supply insertion tube 142 is a flow channel tube that extends upward from a position corresponding to an insertion hole 120a, which will be described later, at the bottom of the holder 151, and an opening 144 at its upper end communicates with the outside. The liquid channel pipe 143 is a channel pipe extending downward from the bottom of the holder 151, and a lower opening 145 at the lower end thereof is disposed in the sub tank 30 near the lower surface of the sub tank 30.
気体供給管１４６は、液体供給用挿入管１４２と同一の構造を有する気体供給用挿入管１４７と、気体流路管１４８とを含む。気体供給用挿入管１４７は、ホルダ１５１の底部における、後述する挿入孔１２０ｂに対応する位置から上方に延設されており、その上端の開口１４９は外部と連通されている。気体流路管１４８はホルダ１５１の底部から下方に延設された流路管であり、その下端の下開口１５０はサブタンク３０内においてサブタンク３０の上面よりも鉛直方向下方の位置に配置されている。本実施形態において下開口１５０は、図６に示すように、水平面に対して直交しており、また、図７（ａ）に示すように、長方形部１５０ａと、長方形部１５０ａの上方に形成された、鉛直方向上方に向かうに従い開口幅が小さくなる先細部１５０ｂとを有している。この下開口１５０には、気体透過膜５３がその開口面に沿って設けられている。 The gas supply pipe 146 includes a gas supply insertion pipe 147 having the same structure as the liquid supply insertion pipe 142 and a gas flow path pipe 148. The gas supply insertion tube 147 extends upward from a position corresponding to an insertion hole 120b described later at the bottom of the holder 151, and an opening 149 at the upper end thereof communicates with the outside. The gas flow path pipe 148 is a flow path pipe extending downward from the bottom of the holder 151, and the lower opening 150 at the lower end thereof is disposed in the sub tank 30 at a position vertically below the upper surface of the sub tank 30. . In the present embodiment, the lower opening 150 is orthogonal to the horizontal plane as shown in FIG. 6, and is formed above the rectangular portion 150a and the rectangular portion 150a as shown in FIG. 7A. In addition, it has a tapered portion 150b whose opening width decreases as it goes upward in the vertical direction. In this lower opening 150, a gas permeable membrane 53 is provided along the opening surface.
また、サブタンク３０には、液面センサ３３が設けられている。この液面センサ３３は、サブタンク３０に貯留されたインクの液面を検出して制御装置１００に出力する。制御装置１００は、液面センサ３３の検出結果が、サブタンク３０に貯留されたインクの液面が、所定時間継続して所定値以下であることを示しているときに、メインタンク１２０に貯留されているインクが所定値以下であり、メインタンク１２０からサブタンク３０へのインク供給を行うことができないと判断して、ユーザにメインタンク１２０の交換を促す画面をタッチパネルに表示させる。 The sub tank 30 is provided with a liquid level sensor 33. The liquid level sensor 33 detects the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 and outputs it to the control device 100. The control device 100 is stored in the main tank 120 when the detection result of the liquid level sensor 33 indicates that the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 continues for a predetermined period of time or less. It is determined that the ink being stored is less than or equal to a predetermined value and ink cannot be supplied from the main tank 120 to the sub tank 30, and a screen prompting the user to replace the main tank 120 is displayed on the touch panel.
メインタンク１２０の下壁には、図６に示すように、液体供給用挿入管１４２が挿入される挿入孔１２０ａと、気体供給用挿入管１４７が挿入される挿入孔１２０ｂが形成されている。また、メインタンク１２０にはインク供給弁機構１２１、及び気体導入弁機構１２２が設けられている。 As shown in FIG. 6, an insertion hole 120 a into which the liquid supply insertion pipe 142 is inserted and an insertion hole 120 b into which the gas supply insertion pipe 147 is inserted are formed on the lower wall of the main tank 120. The main tank 120 is provided with an ink supply valve mechanism 121 and a gas introduction valve mechanism 122.
インク供給弁機構１２１は、メインタンク１２０内と外部とを連通及び遮断させるための機構であり、流路管１３０、及び開閉弁１３５を備えている。
流路管１３０は、メインタンク１２０内の下壁から上方に垂設された円筒状の管であり、下壁側の大筒部１３０ａ、及び、内径が大筒部１３０ａよりも小径の小筒部１３０ｂを有している。この小筒部１３０ｂの上端の上開口１３０ｃは、メインタンク１２０内に形成されている。また、大筒部１３０ａの内部には、嵌合部材１３１が収容されている。この嵌合部材１３１は、合成ゴム等の弾性を有する筒状部材であり、その外径は、挿入孔１２０ａの径、及び小筒部１３０ｂの内径よりも大きくされている。また、嵌合部材１３１の中心部分には鉛直方向に延びる貫通孔１３１ａが形成されている。この貫通孔１３１ａの下端は外部と連通されている。
The ink supply valve mechanism 121 is a mechanism for communicating and blocking between the inside of the main tank 120 and the outside, and includes a flow path pipe 130 and an opening / closing valve 135.
The flow path pipe 130 is a cylindrical pipe that is suspended upward from the lower wall in the main tank 120, and has a large cylindrical portion 130a on the lower wall side and a small cylindrical portion 130b having an inner diameter smaller than that of the large cylindrical portion 130a. have. An upper opening 130 c at the upper end of the small cylinder portion 130 b is formed in the main tank 120. A fitting member 131 is accommodated in the large cylinder portion 130a. The fitting member 131 is a cylindrical member having elasticity such as synthetic rubber, and the outer diameter thereof is larger than the diameter of the insertion hole 120a and the inner diameter of the small cylinder portion 130b. Further, a through hole 131 a extending in the vertical direction is formed in the center portion of the fitting member 131. The lower end of the through hole 131a communicates with the outside.
貫通孔１３１ａの径は、後述の液体供給用挿入管１４２の外径よりも若干小さく設定されている。これにより、液体供給用挿入管１４２を貫通孔１３１ａに挿入した際には、液体供給用挿入管１４２の外面が嵌合部材１３１の内面と接触し、嵌合部材１３１は、貫通孔１３１ａが押し広げられるように弾性変形する。そして、この嵌合部材１３１の弾性復元力により嵌合部材１３１と液体供給用挿入管１４２とは気密に嵌合される。 The diameter of the through hole 131a is set slightly smaller than the outer diameter of the liquid supply insertion tube 142 described later. Thus, when the liquid supply insertion tube 142 is inserted into the through hole 131a, the outer surface of the liquid supply insertion tube 142 contacts the inner surface of the fitting member 131, and the fitting member 131 is pushed by the through hole 131a. Elastically deforms so that it can be spread. The fitting member 131 and the liquid supply insertion tube 142 are fitted in an airtight manner by the elastic restoring force of the fitting member 131.
開閉弁１３５は、流路管１３０の小筒部１３０ｂ内に収容されており、弁体１３６とコイルバネ１３７とを備えている。弁体１３６は小筒部１３０ｂ内において嵌合部材１３１に対して当接及び離間可能に鉛直方向に移動自在に装着され、嵌合部材１３１に当接された状態で貫通孔１３１ａを閉止する。また、コイルバネ１３７は貫通孔１３１ａを閉止する方向に弁体１３６を付勢するものであり、弁体１３６と小筒部１３０ｂにおける上開口１３０ｃ側の端面との間に配設されている。 The on-off valve 135 is accommodated in the small tube portion 130 b of the flow channel tube 130 and includes a valve body 136 and a coil spring 137. The valve body 136 is mounted so as to be movable in the vertical direction so as to be able to come into contact with and separate from the fitting member 131 in the small cylinder portion 130 b, and closes the through hole 131 a while being in contact with the fitting member 131. The coil spring 137 urges the valve body 136 in the direction to close the through hole 131a, and is disposed between the valve body 136 and the end surface of the small cylinder portion 130b on the upper opening 130c side.
小筒部１３０ｂ内には、鉛直方向に延び且つ周方向の複数箇所に内側へ突出する複数の案内部（不図示）が形成されており、小筒部１３０ｂ内において、弁体１３６は確実に鉛直方向に移動できるように構成されている。また、この複数の案内部の間の隙間は、メインタンク１２０内に連通する流路の一部を構成している。本実施形態では、インク供給弁機構１２１における流路管１３０が第１供給管に相当する。 A plurality of guide portions (not shown) extending in the vertical direction and projecting inward at a plurality of locations in the circumferential direction are formed in the small tube portion 130b, and the valve body 136 is securely inserted in the small tube portion 130b. It is configured to be movable in the vertical direction. Further, the gaps between the plurality of guide portions constitute a part of the flow path communicating with the main tank 120. In the present embodiment, the channel pipe 130 in the ink supply valve mechanism 121 corresponds to the first supply pipe.
次に、メインタンク１２０のホルダ１５１に対する着脱時における開閉弁１３５の動作について説明する。まず、図６に示すように、メインタンク１２０がホルダ１５１に取り付けられる前の状態においては、コイルバネ１３７の付勢力により弁体１３６が貫通孔１３１ａを閉止する方向（図６の下方向）に付勢されて、弁体１３６が嵌合部材１３１に当接しており、弁体１３６により嵌合部材１３１の貫通孔１３１ａが閉止されている。 Next, the operation of the on-off valve 135 when the main tank 120 is attached to and detached from the holder 151 will be described. First, as shown in FIG. 6, in a state before the main tank 120 is attached to the holder 151, the valve body 136 is attached in a direction (downward in FIG. 6) in which the valve body 136 closes the through hole 131a by the urging force of the coil spring 137. The valve body 136 is in contact with the fitting member 131, and the through hole 131 a of the fitting member 131 is closed by the valve body 136.
そして、メインタンク１２０がホルダ１５１に装着されるときには、液体供給用挿入管１４２の先端が、挿入孔１２０ａを介して嵌合部材１３１の貫通孔１３１ａ内へ挿入される。すると、図７（ｂ）に示すように、液体供給用挿入管１４２の先端によりコイルバネ１３７の付勢力に抗して弁体１３６が図７（ｂ）の上方向に移動され、弁体１３６が嵌合部材１３１から離間する。これにより、液体供給用挿入管１４２の上端の開口１４４から、小筒部１３０ｂの複数の案内部の間の隙間を経て上開口１３０ｃに至る流路が連通される。このように、液体供給用挿入管１４２が挿入されたときに、その挿入動作に連動して、弁体１３６が移動して流路が開放される。 When the main tank 120 is attached to the holder 151, the tip of the liquid supply insertion tube 142 is inserted into the through hole 131a of the fitting member 131 through the insertion hole 120a. Then, as shown in FIG. 7B, the valve element 136 is moved upward in FIG. 7B against the biasing force of the coil spring 137 by the tip of the liquid supply insertion tube 142, and the valve element 136 is moved. Separated from the fitting member 131. Thereby, the flow path from the upper end opening 144 of the liquid supply insertion tube 142 to the upper opening 130c through the gaps between the plurality of guide portions of the small tube portion 130b is communicated. Thus, when the liquid supply insertion tube 142 is inserted, the valve body 136 moves in conjunction with the insertion operation, and the flow path is opened.
逆に、メインタンク１２０がホルダ１５１から取り外されるときには、液体供給用挿入管１４２が流路管１３０から抜かれると、コイルバネ１３７の付勢力により弁体１３６が貫通孔１３１ａを閉止する方向（図７（ｂ）の下方向）へ付勢されて弁体１３６が嵌合部材１３１に当接し、流路が遮断される。 Conversely, when the main tank 120 is removed from the holder 151, the valve body 136 closes the through hole 131a by the biasing force of the coil spring 137 when the liquid supply insertion tube 142 is removed from the flow channel tube 130 (FIG. 7). (B) (downward) is urged, the valve body 136 comes into contact with the fitting member 131, and the flow path is blocked.
気体導入弁機構１２２も、メインタンク１２０内と外部とを連通及び遮断させるための機構であり、インク供給弁機構１２１と同一の構成を有する。即ち、気体導入弁機構１２２は、流路管１３０、及び開閉弁１３５を備えている。そして、メインタンク１２０がホルダ１５１に取り付けられる前の状態においては、コイルバネ１３７の付勢力により弁体１３６が嵌合部材１３１に当接しており、弁体１３６により嵌合部材１３１の貫通孔１３１ａが閉止されている。そして、メインタンク１２０がホルダ１５１に装着されるときには、気体供給用挿入管１４７の先端が挿入孔１２０ｂを介して嵌合部材１３１の貫通孔１３１ａ内へ挿入され、コイルバネ１３７の付勢力に抗して弁体１３６が移動されることで、弁体１３６が嵌合部材１３１から離間する。これにより、気体供給用挿入管１４７の上端の開口１４９から、小筒部１３０ｂの複数の案内部の間の隙間を経て上開口１３０ｃに至る流路が連通される。 The gas introduction valve mechanism 122 is also a mechanism for communicating and blocking between the inside of the main tank 120 and the outside, and has the same configuration as the ink supply valve mechanism 121. That is, the gas introduction valve mechanism 122 includes a flow path pipe 130 and an on-off valve 135. In a state before the main tank 120 is attached to the holder 151, the valve body 136 is in contact with the fitting member 131 by the biasing force of the coil spring 137, and the through hole 131 a of the fitting member 131 is opened by the valve body 136. It is closed. When the main tank 120 is attached to the holder 151, the distal end of the gas supply insertion tube 147 is inserted into the through hole 131a of the fitting member 131 through the insertion hole 120b, and resists the biasing force of the coil spring 137. When the valve body 136 is moved, the valve body 136 is separated from the fitting member 131. Thereby, the flow path from the upper end opening 149 of the gas supply insertion tube 147 to the upper opening 130c through the gaps between the plurality of guide portions of the small tube portion 130b is communicated.
また、気体導入弁機構１２２の流路管１３０の上側には、筒状管１３８が接続されている。筒状管１３８の上端の上開口１３９はメインタンク１２０内においてメインタンク１２０の上面の近傍に配置されている。また、筒状管１３８の上部は逆Ｕ字状に屈曲されており、上開口１３９の開口方向が鉛直方向下方となるように構成されている。この上開口１３９には、気体透過膜５２がその開口面に沿って設けられている。本実施形態では、気体導入弁機構１２２における流路管１３０及び筒状管１３８が第２供給管に相当する。 Further, a cylindrical tube 138 is connected to the upper side of the flow channel tube 130 of the gas introduction valve mechanism 122. An upper opening 139 at the upper end of the tubular tube 138 is disposed in the main tank 120 in the vicinity of the upper surface of the main tank 120. The upper portion of the tubular tube 138 is bent in an inverted U shape, and the opening direction of the upper opening 139 is configured to be vertically downward. The upper opening 139 is provided with a gas permeable membrane 52 along the opening surface. In the present embodiment, the flow channel pipe 130 and the cylindrical pipe 138 in the gas introduction valve mechanism 122 correspond to a second supply pipe.
以上の構成において、メインタンク１２０がホルダ１５１に装着されるときには、液体供給用挿入管１４２の開口１４４と、インク供給弁機構１２１の流路管１３０の小筒部１３０ｂ同士が接続されて、メインタンク１２０内のインクを、インク供給弁機構１２１の流路管１３０、液体供給用挿入管１４２、及び液体流路管１４３を介してサブタンク３０へ供給することが可能となる。同様に、メインタンク１２０がホルダ１５１に装着されるときには、気体供給用挿入管１４７の開口１４９と、気体導入弁機構１２２の流路管１３０の小筒部１３０ｂ同士が接続されて、サブタンク３０内の気体を、気体流路管１４８、気体供給用挿入管１４７、気体供給用挿入管１４７の流路管１３０、及び筒状管１３８を介してメインタンク１２０へ供給することが可能となる。 In the above configuration, when the main tank 120 is mounted on the holder 151, the opening 144 of the liquid supply insertion tube 142 and the small tube portion 130b of the flow channel tube 130 of the ink supply valve mechanism 121 are connected to each other, The ink in the tank 120 can be supplied to the sub tank 30 via the flow path pipe 130 of the ink supply valve mechanism 121, the liquid supply insertion pipe 142, and the liquid flow path pipe 143. Similarly, when the main tank 120 is mounted on the holder 151, the opening 149 of the gas supply insertion pipe 147 and the small tube portion 130 b of the flow path pipe 130 of the gas introduction valve mechanism 122 are connected to each other, and the inside of the sub tank 30 This gas can be supplied to the main tank 120 via the gas channel pipe 148, the gas supply insertion tube 147, the channel tube 130 of the gas supply insertion tube 147, and the cylindrical tube 138.
以上、本変形例においても、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が、気体流路管１４８おける下開口１５０の下端から上端に上昇するに従い、気体流路管１４８の流路抵抗が大きくなる。これにより、サブタンク３０に貯留されるインクの液面が下開口１５０の上端に到達したときの、メインタンク１２０内の気体側の圧力を小さくすることができ、その結果として、インクの液面が下開口１５０に到達後にメインタンク２０からサブタンク３０に供給されるインクの量を少なくすることができる。 As described above, also in the present modification, the flow resistance of the gas flow channel pipe 148 increases as the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 rises from the lower end of the lower opening 150 in the gas flow channel pipe 148 to the upper end. . Thereby, the pressure on the gas side in the main tank 120 when the liquid level of the ink stored in the sub tank 30 reaches the upper end of the lower opening 150 can be reduced. As a result, the liquid level of the ink is reduced. The amount of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 after reaching the lower opening 150 can be reduced.
また、本変形例では、下開口１５０は、鉛直方向上方に向かうに従い開口幅が小さくなる先細部１５０ｂを有している。これにより、インクの液面位置が下開口１５０の上端と下端との間を移動する際の、気体流路管１４８の流路抵抗の変動幅をより大きくすることができる。その結果として、インクの液面が下開口１５０の上端に到達したときのメインタンク１２０内の気体側の圧力をさらに小さくすることができるので、メインタンク２０からサブタンク３０に供給されるインクの量をさらに少なくすることができる。 Further, in the present modification, the lower opening 150 has a tapered portion 150b whose opening width decreases as it goes upward in the vertical direction. Thereby, the fluctuation range of the channel resistance of the gas channel tube 148 when the ink liquid level moves between the upper end and the lower end of the lower opening 150 can be further increased. As a result, the pressure on the gas side in the main tank 120 when the ink level reaches the upper end of the lower opening 150 can be further reduced, so that the amount of ink supplied from the main tank 20 to the sub tank 30 is increased. Can be further reduced.
以上、本発明の好適な一実施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、様々な設計変更を行うことが可能なものである。例えば、上述の実施形態では、気体供給管４５の下開口４７は、液体供給管４０の下開口４２よりも鉛直方向上方に配置されているが、液体供給管４０の下開口４２よりも鉛直方向下方に配置されていてもよい。この構成において、メインタンク２０からサブタンク３０へのインク供給が停止されたときのインクの液面位置が、液体供給管４０の下開口４２よりも下となる場合には、液体供給管４０は、その断面積をメニスカスによりインクの自重を支えるように設定する必要がある。 The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. Is. For example, in the above-described embodiment, the lower opening 47 of the gas supply pipe 45 is disposed above the lower opening 42 of the liquid supply pipe 40 in the vertical direction, but is perpendicular to the lower opening 42 of the liquid supply pipe 40. You may arrange | position below. In this configuration, when the ink level when the ink supply from the main tank 20 to the sub tank 30 is stopped is lower than the lower opening 42 of the liquid supply pipe 40, the liquid supply pipe 40 The cross-sectional area needs to be set so as to support the weight of the ink by the meniscus.
上述の実施形態においては、気体供給管４５の上開口４６及び下開口４７に気体透過膜が設けられていたが、両開口に気体透過膜が設けられていなくてもよく、また何れか一つの開口のみに気体透過膜が設けられていてもよい。同様に、上述の変形例では、筒状管１３８の上開口１３９及び気体流路管１４８の下開口１５０に気体透過膜が設けられていたが、両開口に気体透過膜が設けられていなくてもよく、また何れか一つの開口のみに気体透過膜が設けられていてもよい。 In the above-described embodiment, the gas permeable film is provided in the upper opening 46 and the lower opening 47 of the gas supply pipe 45. However, the gas permeable film may not be provided in both openings, and any one of them may be provided. A gas permeable membrane may be provided only in the opening. Similarly, in the above-described modification, the gas permeable film is provided in the upper opening 139 of the cylindrical tube 138 and the lower opening 150 of the gas flow channel pipe 148, but the gas permeable film is not provided in both openings. Alternatively, only one of the openings may be provided with a gas permeable membrane.
また、気体供給管４５の上開口４６は、メインタンク２０に貯留されるインクの液面よりも鉛直方向上方となるようにメインタンク２０の上面の近傍に配置されているが、メインタンク２０内に配置されているのであれば、特にこれに限定されるものではなく、メインタンク２０の下面の近傍に配置されていてもよい。なお、気体供給管４５の上開口４６が、メインタンク２０に貯留されるインクの液面よりも鉛直方向下方に配置される場合には、上開口４６に気体透過膜を設けることが好ましい。 The upper opening 46 of the gas supply pipe 45 is disposed in the vicinity of the upper surface of the main tank 20 so as to be vertically higher than the liquid level of the ink stored in the main tank 20. If it is arrange | positioned in this, it will not specifically limit to this, You may arrange | position in the vicinity of the lower surface of the main tank 20. FIG. In the case where the upper opening 46 of the gas supply pipe 45 is disposed vertically below the liquid level of the ink stored in the main tank 20, it is preferable to provide a gas permeable film in the upper opening 46.
また、上述の変形例では、気体流路管１４８の下開口１５０は、長方形部１５０ａと先細部１５０ｂとを有していたが、鉛直方向上方に向かうに従い開口幅が小さくなる先細部１５０ｂのみを有していてもよい。 Further, in the above-described modification, the lower opening 150 of the gas flow channel pipe 148 has the rectangular portion 150a and the tapered portion 150b, but only the tapered portion 150b whose opening width decreases as it goes upward in the vertical direction. You may have.
本発明は、ライン式・シリアル式のいずれにも適用可能であり、また、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能である。また、インク以外の液体をチキンフィード方式により供給する液体供給装置にも適用可能である。 The present invention can be applied to both a line type and a serial type, and is not limited to a printer, and can also be applied to a facsimile, a copier, and the like. The present invention can also be applied to a liquid supply apparatus that supplies liquid other than ink by a chicken feed method.
２ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
５，１０５ インク供給装置（液体供給装置）
２０，１２０ メインタンク（第１液体タンク）
３０ サブタンク（第２液体タンク）
４０，１４１ 液体供給管
４５，１４６ 気体供給管
４７ 下開口
８０ 接続管
１０１ インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
１５０ 下開口
１５１ ホルダ（タンク装着部）
2 Inkjet head (liquid discharge head)
5,105 Ink supply device (liquid supply device)
20,120 Main tank (first liquid tank)
30 Sub tank (second liquid tank)
40,141 Liquid supply pipe 45,146 Gas supply pipe 47 Lower opening 80 Connection pipe 101 Inkjet printer (liquid discharge device)
150 Lower opening 151 Holder (tank mounting part)
Claims (7)
前記第１液体タンクから供給された液体を貯留するためのタンクであって、前記第１液体タンクよりも鉛直方向下方に設けられ、大気と連通する大気連通口を有する第２液体タンクと、
前記第１液体タンクと前記第２液体タンクとを接続し、前記第１液体タンクに貯留された液体を前記第２液体タンクに供給するための液体供給管と、
前記第１液体タンクと前記第２液体タンクとを接続し、前記第２液体タンクから前記第１液体タンクに気体を供給するための気体供給管と
を備え、
前記気体供給管における前記第２液体タンク側の開口は、前記第２液体タンク内において当該第２液体タンク内の上面よりも鉛直方向下方の位置に配置されており、且つ、水平面に対して交差していることを特徴とする液体供給装置。 A first liquid tank for storing liquid;
A tank for storing liquid supplied from the first liquid tank, the second liquid tank being provided vertically below the first liquid tank and having an air communication port communicating with the atmosphere;
A liquid supply pipe for connecting the first liquid tank and the second liquid tank and supplying the liquid stored in the first liquid tank to the second liquid tank;
A gas supply pipe for connecting the first liquid tank and the second liquid tank and supplying gas from the second liquid tank to the first liquid tank;
The opening on the second liquid tank side in the gas supply pipe is disposed at a position vertically lower than the upper surface in the second liquid tank in the second liquid tank, and intersects the horizontal plane. A liquid supply device characterized by that.
液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出ヘッドと、
前記第２液体タンクと前記液体吐出ヘッドとを接続するための接続管と
を備え、
前記気体供給管における前記第２液体タンク側の開口と前記液体吐出ヘッドの前記吐出口との鉛直方向の位置関係が、前記第２液体タンクに貯留される液体の液面と前記液体吐出ヘッドの前記吐出口との鉛直方向の位置関係から生じる、前記吐出口に形成される液体メニスカスにおける液体側の圧力が前記吐出口から液体を安定して吐出可能な圧力となる位置関係であることを特徴とする液体吐出装置。 A liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A liquid discharge head having a discharge port for discharging liquid;
A connection pipe for connecting the second liquid tank and the liquid discharge head;
The vertical positional relationship between the opening on the second liquid tank side of the gas supply pipe and the discharge port of the liquid discharge head is such that the liquid level of the liquid stored in the second liquid tank and the liquid discharge head The positional relationship in which the pressure on the liquid side in the liquid meniscus formed at the discharge port is a pressure at which liquid can be stably discharged from the discharge port, which arises from the vertical positional relationship with the discharge port. A liquid ejection device.
前記タンク装着部に装着された前記第１液体タンクから供給された液体を貯留するためのタンクであって、前記タンク装着部に装着された前記第１液体タンクよりも鉛直方向下方に設けられ、大気と連通する大気連通口を有する第２液体タンクと、
前記タンク装着部に装着された前記第１液体タンクと前記第２液体タンクとを接続し、前記第１液体タンクに貯留された液体を前記第２液体タンクに供給するための液体供給管と、
前記タンク装着部に装着された前記第１液体タンクと前記第２液体タンクとを接続し、前記第２液体タンクから前記第１液体タンクに気体を供給するための気体供給管と
を備え、
前記気体供給管における前記第２液体タンク側の開口は、前記第２液体タンク内において当該第２液体タンク内の上面よりも鉛直方向下方の位置に配置されており、且つ、水平面に対して交差していることを特徴とする液体供給装置。 A tank mounting portion on which a first liquid tank for storing liquid is detachably mounted;
A tank for storing the liquid supplied from the first liquid tank mounted on the tank mounting portion, provided below the first liquid tank mounted on the tank mounting portion; A second liquid tank having an atmosphere communication port communicating with the atmosphere;
A liquid supply pipe for connecting the first liquid tank and the second liquid tank mounted on the tank mounting portion and supplying the liquid stored in the first liquid tank to the second liquid tank;
A gas supply pipe for connecting the first liquid tank and the second liquid tank mounted on the tank mounting portion and supplying gas from the second liquid tank to the first liquid tank;
The opening on the second liquid tank side in the gas supply pipe is disposed at a position vertically lower than the upper surface in the second liquid tank in the second liquid tank, and intersects the horizontal plane. A liquid supply device characterized by that.
一端が前記第１液体タンク内に開口し、他端が外部と連通される第１供給管と、
一端が前記第１液体タンク内に開口し、他端が外部と連通される第２供給管と
を備えており、
前記液体供給管は、一端が前記第２液体タンク内に開口し、他端が外部と連通される供給管であり、
前記気体供給管は、一端が前記第２液体タンク内に開口し、他端が外部と連通される供給管であり、
前記第１液体タンクが前記タンク装着部に装着された際に、
前記液体供給管及び前記第１供給管それぞれの他端同士が接続され、且つ、前記気体供給管及び前記第２供給管それぞれの他端同士が接続されることを特徴とする請求項６に記載の液体供給装置。 The first liquid tank is
A first supply pipe having one end opened in the first liquid tank and the other end communicating with the outside;
A second supply pipe having one end opened in the first liquid tank and the other end communicating with the outside;
The liquid supply pipe is a supply pipe having one end opened in the second liquid tank and the other end communicated with the outside.
The gas supply pipe is a supply pipe having one end opened in the second liquid tank and the other end communicated with the outside.
When the first liquid tank is mounted on the tank mounting portion,
The other ends of the liquid supply pipe and the first supply pipe are connected to each other, and the other ends of the gas supply pipe and the second supply pipe are connected to each other. Liquid supply device.
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