JP7258597B2 - プリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することのできるプリンタに関する。

プリンタとして、インクタンクから送液チューブを介してインク吐出ユニットへインクを送り、インク吐出ユニットからメディアへインクを吐出することにより印刷を行うものが知られている。このようなプリンタに関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に示されるような、プリンタは、メディアの搬送方向に対して略垂直に延びるレールと、このレール上を移動可能に設けられたキャリッジと、このキャリッジに支持されメディアへインクを吐出するインク吐出ユニットと、メディアへ吐出されるインクが充填されているインクカートリッジと、このインクカートリッジからインク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、この送液チューブ上に設けられインクカートリッジからインク吐出ユニットへインクを送るポンプと、を備えている。

インク吐出ユニット内には、インクの貯留量が所定の貯留量以下であるか否かを検出するセンサが設けられている。インクの貯留量が所定の量以下となった場合に、ポンプが作動してインクカートリッジからインク吐出ユニットへインクを送る。

特開２０１８－１１１２１４号公報

特許文献１に開示されたセンサは、例えば、インク吐出ユニット内のインクの貯留量が所定の量以上となったか否かを検出するのに用いることもできる。所定の量を超えたところでポンプを停止させることにより、インク吐出ユニット内のインクの圧力を所定値以下とすることができる。これにより、インク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することができる。

ところで、このようなプリンタにおいてセンサが故障すると、ポンプが作動し続ける虞がある。インクがインク吐出ユニットに送られ続け、インク吐出ユニットには、大きな負荷が加わる。

本発明は、より確実にインク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することのできるプリンタの提供を課題とする。

本発明によれば、レールに支持され前記レール上を移動可能に設けられたキャリッジと、
このキャリッジに支持され、前記メディアへインクを吐出するインク吐出ユニットと、
このインク吐出ユニットに設けられ、前記インク吐出ユニット内に充填された前記インクが、所定の量まで達したことを検知可能なインク残量検知センサと、
前記メディアへ吐出される前記インクが充填されているインクカートリッジと、
このインクカートリッジから前記インク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、
この送液チューブに設けられ、前記インクカートリッジから前記インク吐出ユニットへ前記インクを送ることが可能なポンプと、
前記インク残量検知センサの検出信号に基づいて、前記ポンプを制御する制御部と、
前記インクの流れる方向を基準として、前記送液チューブの前記ポンプよりも上流側に一端が接続されていると共に、前記送液チューブの前記ポンプよりも下流側に他端が接続されているバイパス路と、
前記バイパス路上に設けられ、前記ポンプよりも上流側における圧力、及び、前記ポンプよりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、前記下流側から前記上流側に向かって前記インクを戻すよう開放するバルブと、を有することを特徴とするプリンタが提供される。

本発明では、プリンタは、ポンプよりも上流側における圧力、及び、ポンプよりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放するバルブがバイパス路上に設けられている。例えば、インク残量検知センサが故障すると、インク吐出ユニット内にインクが供給され続ける。インク吐出ユニットにインクが供給され続けることにより、ポンプより下流側のインクの圧力は、上昇する。圧力が所定の圧力を超えると、バルブが開放され、インクがバイパス路に流れる。バイパス路に流れたインクは、ポンプの上流側に戻される。バイパス路にインクを流してポンプの上流側に戻すことにより、ポンプよりも下流側の圧力を低下させることができる。インク残量検知センサの故障時においても、インク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することができる。より確実にインク吐出ユニットへかかる負荷を軽減することのできるプリンタを提供することができる。

実施例によるプリンタを模式的に示した図である。 図１に示されたプリンタの要部を示した図である。 図３（ａ）は、ポンプの下流側の圧が上昇した際のバルブについて説明する図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態からバルブが作動した際の作用を説明する図、図３（ｃ）は、ポンプの下流側に正圧が加わりポンプの上流側に負圧が加わっている際のバルブについて説明する図、図３（ｄ）は、図３（ｃ）の状態からバルブが作動した際の作用を説明する図、である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌｅは左、Ｒｉは右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞

［プリンタ１０の構成］
図１を参照する。プリンタ１０は、メディアＭｅにカラー画像を形成可能なインクジェット式のプリンタである。プリンタ１０は、例えば、大型の看板、ポスターの印刷を行うことができる。

図２を併せて参照する。プリンタ１０は、印刷されるメディアＭｅを前後方向に搬送可能な搬送部１１と、この搬送部１１から送られたメディアＭｅを載置可能なベッド１２と、このベッド１２の上方において左右方向に伸びるレール１３と、このレール１３に支持されレール１３上に移動可能に設けられたキャリッジ１４と、このキャリッジ１４に支持されメディアＭｅへインクを吐出するインク吐出ユニット１５と、インクが充填されているインクカートリッジ１６と、このインクカートリッジ１６からインク吐出ユニット１５まで接続されている送液チューブ１７と、この送液チューブ１７に設けられインクカートリッジ１６からインク吐出ユニット１５へインクを送るためのポンプ１８と、このポンプ１８を迂回して送液チューブ１７に接続されているバイパス路１９と、このバイパス路１９上に設けられ開放状態においてインクが流れることを許容するバルブ３０と、送液チューブ１７に設けられ内部を流れるインクの流量を検知する流量検知センサ２１と、搬送部１１、キャリッジ１２、インク吐出ユニット１５、ポンプ１８を制御可能な制御部５０と、を有する。

図１を参照する。プリンタ１０は、搬送部１１によって前方にメディアＭｅを送ると共に、キャリッジ１４を左右方向に移動させ、インク吐出ユニット１５の下方を通過するメディアＭｅにインクを吐出して印刷を行う。

なお、プリンタ１０は、メディアＭｅを切断するカッター装置等任意の装置を搭載することができる。

［メディアＭｅについて］
メディアＭｅは、例えば、ロールに巻かれたロールメディアであり、メディアの材質としては、普通紙などの紙類であってもよく、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等の樹脂類であってもよく、アルミニウム材、鉄材等の金属類であってもよく、様々な材料で構成可能である。メディアＭｅは、搬送部１１によって後方から前方に向かって送られる。

［インク吐出ユニット１５について］
インク吐出ユニット１５は、それぞれインクを吐出可能な吐出ユニット１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋを有する。吐出ユニット１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋは、シアンインクを吐出するシアンユニット１５Ｃと、マゼンダインクを吐出するマゼンダユニット１５Ｍと、イエローインクを吐出するイエローユニット１５Ｙと、ブラックインクを吐出するブラックユニット１５Ｋと、からなる。

図２を併せて参照する。図２には、吐出ユニット１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋのうち、シアンユニット１５Ｃのみが示されている。吐出ユニット１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋは、それぞれ同じ構成が採用される一方、吐出されるインクの色が異なる。以下、シアンユニット１５Ｃを例に説明するが、他の吐出ユニット１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋについても構成は同じであるため、詳細な説明を省略する。

吐出ユニット１５Ｃは、インクが充填されるダンパ１５ｄと、ダンパ１５ｄから供給されたインクを吐出するヘッド１５ｈと、ダンパ１５ｄに内蔵されダンパ１５ｄ内のインクが所定の量まで達したことを検知可能なインク残量検知センサ１５ｓと、を有している。

インク残量検知センサ１５ｓには、フィラーセンサやフォトインタラプタを採用することができる。インク残量検知センサ１５ｓは、ダンパ１５ｄ内のインクが所定の量を超えているか否かを検知する。検知された情報は、制御部５０へ送られる。

［インクカートリッジ１６について］
図１を参照する。インクカートリッジ１６には、メディアＭｅへ吐出されるインクが充填されている。インクカートリッジ１６は、シアンインクが充填されたシアンカートリッジ１６Ｃと、マゼンダインクが充填されたマゼンダカートリッジ１６Ｍと、イエローインクが充填されたイエローカートリッジ１６Ｙと、ブラックインクが充填されたブラックカートリッジ１６Ｋと、からなる。

なお、インクカートリッジ１６を構成するカートリッジの数や色は任意に選択することができる。インクカートリッジ１６に充填されるインクは、メディアへの定着性に優れた、水性レジンインクが好ましい。短時間に多くの印刷を行うためには、速乾性に優れたインクを選択することも好ましい。この他、任意の水性インクや有機溶剤系インクを選択することができる。

図２を併せて参照する。図２には、インクカートリッジ１６を構成するカートリッジの１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋうち、シアンカートリッジ１６Ｃのみが示されている。それぞれのカートリッジ１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋは、同じ構成が採用される一方、充填されているインクの色が異なる。以下、シアンカートリッジ１６Ｃを例に説明するが、他のカートリッジ１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋについても構成は同じであるため、詳細な説明を省略する。

［送液チューブ１７について］
図２を参照する。送液チューブ１７は、キャリッジ１４の位置に関わらず固定されている（変位しない）送液固定部１７ａと、キャリッジ１４が移動することにより追従する送液移動部１７ｂと、を有している。

インクカートリッジ１６からポンプ１８までは、送液固定部１７ａのみによって構成されている。ポンプ１８からインク吐出ユニット１５までは、送液固定部１７ａと送液移動部１７ｂとによって構成されている。インクの流れる方向を基準として、送液移動部１７ｂは、ポンプ１８よりも下流側にのみ位置している。

［ポンプ１８の構成について］
ポンプ１８には、例えば、ダイヤフラム式のポンプが採用される。ポンプ１８は、送液固定部１７ａ上に設けられている。ポンプ１８は、制御部５０から受ける電気信号により作動し、インクカートリッジ１６内のインクをインク吐出ユニット１５へ送る。

なお、ポンプ１８は、ダイヤフラム式以外のポンプであっても採用することができる。

［バイパス路１９について］
バイパス路１９は、インクの流れる方向を基準として、送液チューブ１７のうちポンプ１８よりも上流側に一端２２ａが接続されていると共に、送液チューブ１７のうちポンプ１８よりも下流側に他端２２ｂが接続されている。

バイパス路１９は、キャリッジ１４の位置に関わらず固定されている（変位しない）バイパス固定部のみからなる。

［バルブ３０について］
バルブ３０は、バイパス路１９上に設けられている。つまり、バルブ３０は、バイパス固定部上に設けられている。バルブ３０は、バイパス路１９に繋げられている弁箱３１と、この弁箱３１内を２つの部屋に区切り中央にインクが通過可能な穴３２ａが開けられている仕切り壁３２と、この仕切り壁３２の上面に穴３２ａを囲うように固定されたゴム製の弁座３３と、通常時において弁座３３に接触しインクが穴３２ａを通過することを抑制している弁体３４と、この弁体３４から穴３２ａを通過して下方に延びている被ガイド部３５と、この被ガイド部３５を囲い弁体３４が上下に移動するよう被ガイド部３５をガイドするガイド部３６と、を有している。バルブ３０は、開閉に電力を要しない機械式のバルブである。

なお、バルブ３０には、モータの力で開閉を行う電気式のバルブを採用することもできる。

弁体３４は、円板状の金属によって形成されている。弁体３４が開く際の圧は、弁体３４の重さによって設定することができる。詳細については、後述する。

被ガイド部３５は、弁体３４に一体的に形成されている。被ガイド部３５は、弁体３４の下面の中心から下方に延びる円柱状のロッド部３５ａと、このロッド部３５ａの同心上に一体的に形成されている円板状の円板部３５ｂと、を有する。

［流量検知センサ２１について］
流量検知センサ２１は、送液固定部１７ａのうち、ポンプ１８よりも下流側に設けられている。より詳細には、流量検知センサ２１は、送液固定部１７ａのうち、バイパス路１９の他端１９ｂが送液チューブ１７に接続されている部位Ｐ１よりも下流側に臨んでいる。

流量検知センサ２１は、インクの流量を検知する。検知した情報は、制御部５０に送られる。

［制御部５０について］
図１を参照する。制御部５０は、処理部５１、記憶部５２及び通信部５３を有する。処理部５１、記憶部５２及び通信部５３は、例えばマイクロコンピュータ又はマイクロコントローラで構成される。処理部５１、記憶部５２及び通信部５３は、例えばＣＰＵ（あるいはＭＰＵ又はＭＣＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを含むことができる。例えば、ＲＯＭは、ＣＰＵに所定の動作を実行させるプログラムを記憶することができる。ＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域を形成することができる。なお、処理部５１、記憶部５２及び通信部５３は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等で構成されてもよい。

制御部５０は、さらに、ユーザが操作可能な操作部としての操作パネル５４を有している。操作パネル５４は、電源ボタン、設定ボタン等の操作ボタン、操作スイッチ等を有している。

次に、プリンタ１０の作用を説明する。

図２及び図３（ａ）を参照する。制御部５０からの信号を受け、ポンプ１８が作動すると、インクカートリッジ１６からダンパ１５ｄにインクが供給される。ダンパ１５ｄ内が十分にインクによって満たされることにより、ダンパ１５ｄ内部、送液チューブ１７、及び、バルブ３０の仕切り壁３２よりも下方の圧が上昇する。インク残量検知センサ１５ｓは、ダンパ１５ｄ内のインクが所定量に達したことを検知し、制御部５０に電気信号を送る。電気信号を受けた制御部５０は、ポンプ１８を停止させる。つまり、制御部５０は、インク残量検知センサ１５ｓの検出信号に基づいて、ポンプ１８を制御することができる。バルブ３０は、バイパス路１９の閉じ状態を継続している。

図２及び図３（ｂ）を参照する。仮に、インク残量検知センサ１５ｓが故障している場合には、ダンパ１５ｄ内のインクが所定量に達したことを検知することができない虞がある。このため、ポンプ１８は、作動し続ける。このとき、弁箱３１の内部に流れたインクは、弁体３４を押し上げる。弁体３４が押し上げられると、インクは、穴３２ａ及びバイパス路１９を通過し、ポンプ１８の上流側に戻る。これにより、ダンパ１５ｄ内部において圧が過剰に上昇することを抑制している。

図２及び図３（ｃ）を参照する。ポンプ１８が作動し続けることにより、インクカートリッジ１６内部のインクが空になることがある。空になった状態のままポンプ１８が作動し続けると、弁体３４には、負圧によって上方に引かれる力と、正圧によって上方に押し上げられる力と、が加わる。

図３（ｄ）を参照する。弁体３４を上方に引く力が加わっていることにより、インクによる上方に押し上げる力が小さい場合であっても、弁体３４が上昇し、バイパス路１９を開放することができる。一部のインクがバイパス路１９を通過して、ポンプ１８の上流側に戻る。これにより、インクカートリッジ１６に加わる負荷を軽減することができる。

図２を参照する。インクカートリッジ１６が空になり、インクの一部がバイパス路１９に流れることにより、流量検知センサ２１の検知するインクの流量は、急激に減少する。この情報は、電気信号によって制御部５０に送られる。制御部５０は、インクの流量が急激に減少したことから、インクカートリッジ１６が空になったことを検出することができる。インクカートリッジ１６が空になったことを検出した制御部５０は、ポンプ１８を停止させる。つまり、制御部５０は、流量検知センサ２１の検出信号に基づいて、作動中のポンプ１８を停止させることができる。

バルブ３０は、ポンプ１８よりも上流側における圧力、及び、ポンプ１８よりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放する、ということができる。

プリンタ１０は、以下のようにいうことができる。

図１及び図２を参照する。プリンタ１０は、
レール１３に支持されレール１３上を移動可能に設けられたキャリッジ１４と、
このキャリッジ１４に支持され、メディアＭｅへインクを吐出するインク吐出ユニット１５と、
このインク吐出ユニット１５に設けられ、インク吐出ユニット１５内に充填されたインクが、所定の量まで達したことを検知可能なインク残量検知センサ１５ｓと、
メディアＭｅへ吐出されるインクが充填されているインクカートリッジ１６と、
このインクカートリッジ１６からインク吐出ユニット１５まで接続される送液チューブ１７と、
この送液チューブ１７に設けられ、インクカートリッジ１６からインク吐出ユニット１５へインクを送ることが可能なポンプ１８と、
インク残量検知センサ１５ｓの検出信号に基づいて、ポンプ１８を制御する制御部５０と、
インクの流れる方向を基準として、送液チューブ１７のポンプ１８よりも上流側に一端１９ａが接続されていると共に、送液チューブ１７のポンプ１８よりも下流側に他端１９ｂが接続されているバイパス路１９と、
バイパス路１９上に設けられ、ポンプ１８よりも上流側における圧力、及び、ポンプ１８よりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上（圧力の差が所定値以上）となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放するバルブ３０と、を有する。

例えば、インク残量検知センサ１５ｓが故障すると、インク吐出ユニット１５内にインクが供給され続ける。インク吐出ユニット１５にインクが供給され続けることにより、ポンプ１８より下流側のインクの圧力は、上昇する。圧力が所定の圧力を超えると、バルブ３０が開放され、インクがバイパス路１９に流れる。バイパス路１９に流れたインクは、ポンプ１８の上流側に戻される。バイパス路１９にインクを流してポンプ１８の上流側に戻すことにより、ポンプ１８よりも下流側の圧力を低下させることができる。インク残量検知センサ１５ｓの故障時においても、インク吐出ユニット１５へかかる負荷を軽減することができる。より確実にインク吐出ユニット１５へかかる負荷を軽減することのできるプリンタ１０を提供することができる。

特に、バルブ３０は、ポンプ１８よりも下流側における圧力が所定の圧力以上となった場合にのみ、下流側から上流側に向かってインクを戻すよう開放することが好ましい。

バルブ３０は、インク吐出ユニット１５内の圧力が一定以下になったときには閉じているよう、開弁圧力が設定されている。

インク吐出ユニット１５内の圧力が一定以下の際には、インク吐出ユニット１５内に早急にインクを充填する必要がある。バルブ３０が閉じられていることにより、バイパス路１９へインクが流れることを防止し、インク吐出ユニット１５へインクを早急に充填することができる。

ポンプ１８よりも下流側に、インクの流量を検知可能な流量検知センサ２１が設けられ、
制御部５０は、流量検知センサ２１の検出信号に基づいて、作動中のポンプ１８を停止させることができる。

インクカートリッジ１６内が空になると、バルブ３０が開放され、一部のインクがバイパス路１９内を流れる。このため、ポンプ１８より下流側に流れるインクの量は、急激に減少する。制御部５０は、インクが流れる量の急激な変化を検出することにより、インクカートリッジ１６が空になっていることを早急に検知することができる。このとき、インクカートリッジ１６にインクの残量センサを搭載する必要がなく、有益である。

流量検知センサ２１は、さらに、バイパス路１９の他端１９ｂが送液チューブ１７に接続されている部位Ｐ１よりも下流側に接続されている。

インクカートリッジ１６が空になった際のインクの減少量は、バイパス路１９の他端１９ｂが送液チューブ１７に接続されている部位Ｐ１よりも下流側においてより顕著となる。送液チューブ１７に接続されている部位Ｐ１よりも下流側に流量検知センサ２１を配置することにより、より確実にインクカートリッジ１６が空になっていることを検出することができる。

送液チューブ１７は、キャリッジ１４が移動することにより追従する送液移動部１７ｂと、キャリッジ１４の位置に関わらず固定されている送液固定部１７ａと、を有し、
流量検知センサ２１は、送液固定部１７ａに臨んでいる。

流量検知センサ２１を、送液移動部１７ｂに配置した場合には、流量検知センサ２１も送液チューブ１７と共に移動することとなる。この場合、流量検知センサ２１の重さの分、送液チューブ１７を移動させるための動力（例えば、モータ）を大型化する必要がある。流量検知センサ２１が送液固定部１７ａに臨んでいるため、送液チューブ１７及び／又は送液チューブ１７を移動させるための動力を小型化することができる。プリンタ１０全体の小型化に資する。

尚、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明のプリンタは、インクジェット式のプリンタに好適である。

１０…プリンタ
１１…搬送部
１３…レール
１４…キャリッジ
１５…インク吐出ユニット
１５ｓ…インク残量検知センサ
１６…インクカートリッジ
１７…送液チューブ
１７ａ…送液固定部
１７ｂ…送液移動部
１８…ポンプ
１９…バイパス路
１９ａ…一端
１９ｂ…他端
２１…流量検知センサ
３０…バルブ
５０…制御部
Ｐ１…他端が送液チューブに接続されている部位
Ｍｅ…メディア

Claims (4)

1. レールに支持され前記レール上を移動可能に設けられたキャリッジと、
   このキャリッジに支持され、メディアへインクを吐出するインク吐出ユニットと、
   このインク吐出ユニットに設けられ、前記インク吐出ユニット内に充填された前記インクが、所定の量まで達したことを検知可能なインク残量検知センサと、
   前記メディアへ吐出される前記インクが充填されているインクカートリッジと、
   このインクカートリッジから前記インク吐出ユニットまで接続される送液チューブと、
   この送液チューブに設けられ、前記インクカートリッジから前記インク吐出ユニットへ前記インクを送ることが可能なポンプと、
   前記インク残量検知センサの検出信号に基づいて、前記ポンプを制御する制御部と、
   前記インクの流れる方向を基準として、前記送液チューブの前記ポンプよりも上流側に一端が接続されていると共に、前記送液チューブの前記ポンプよりも下流側に他端が接続されているバイパス路と、
   前記バイパス路上に設けられ、前記ポンプよりも上流側における圧力、及び、前記ポンプよりも下流側における圧力の差圧が所定の圧力以上となった場合にのみ、前記下流側から前記上流側に向かって前記インクを戻すよう開放するバルブと、を有し、
   前記バルブは、前記インクカートリッジ内部の前記インクが空になった際に開放するよう、開弁圧力が設定されていることを特徴とするプリンタ。
2. 前記ポンプよりも下流側に、前記インクの流量を検知可能な流量検知センサが設けられ、
   前記制御部は、前記流量検知センサの検出信号に基づいて、作動中の前記ポンプを停止させることができることを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
3. 前記流量検知センサは、さらに、前記バイパス路の他端が前記送液チューブに接続されている部位よりも下流側に接続されていることを特徴とする請求項２記載のプリンタ。
4. 前記送液チューブは、前記キャリッジが移動することにより追従する送液移動部と、前記キャリッジの位置に関わらず固定されている送液固定部と、を有し、
   前記流量検知センサは、前記送液固定部に臨んでいることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のプリンタ。

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