JP2009172858A - Liquid supply system, liquid supply source, and liquid ejecting apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】装置の小型化に貢献して液体を加圧供給することができる液体供給システム、液体供給源、及びそのような液体供給システムや液体供給源を備えた液体供給装置を提供する。
【解決手段】内部にインクパック26とインク流出口52を有したインクカートリッジ13と、インクカートリッジ13から記録ヘッド12へインクを供給するインク流路16と、インクカートリッジ13内に配置され容積が増減可能となるように変位可能な可撓性フィルム46により構成されたインク貯留部47と、可撓性フィルム46をインク貯留部47の容積が減少する方向に付勢するコイルスプリング58と、インクパック26側からインク貯留部47側へのインクの通過のみを許容する一方向弁29と、コイルスプリング58の付勢力に抗して可撓性フィルム46をインク貯留部47の容積を増加させる方向に変位させるための外力を付与する減圧ポンプ40とを備える。
【選択図】図1The present invention provides a liquid supply system, a liquid supply source, and a liquid supply device including such a liquid supply system and a liquid supply source, which can contribute to downsizing of the apparatus and supply liquid under pressure.
SOLUTION: An ink cartridge 13 having an ink pack 26 and an ink outlet 52 therein, an ink flow path 16 for supplying ink from the ink cartridge 13 to the recording head 12, and a volume disposed in the ink cartridge 13 increase or decrease. An ink storage portion 47 constituted by a flexible film 46 that can be displaced so as to be able to move, a coil spring 58 that urges the flexible film 46 in a direction in which the volume of the ink storage portion 47 decreases, and an ink pack The one-way valve 29 that only allows ink to pass from the 26-side to the ink-storing part 47 side, and the flexible film 46 in a direction that increases the volume of the ink-storing part 47 against the biasing force of the coil spring 58. And a decompression pump 40 that applies an external force for displacement.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給システム、液体供給源及び液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid supply system, a liquid supply source, and a liquid ejecting apparatus that supply a liquid from an upstream side that is a liquid supply source side toward a downstream side where the liquid is consumed.
従来、液体噴射装置の一つとしてとして、インクジェット式プリンタ(以下、「プリンタ」という。)が広く知られている。このプリンタでは、インクカートリッジ(液体供給源)から供給されるインク(液体)を記録ヘッド(液体噴射ヘッド)に形成されたノズルからターゲットとしての記録媒体に噴射することにより印刷を施すようになっている。そして、こうしたプリンタにおいて、近時は、例えば特許文献1に記載されるように、インクカートリッジの内部に、インクに加圧力を加えてインクカートリッジ外へ送出するためのポンプ室として機能する容積可変のインク貯留部(液体貯留部)を設けたものが提案されている。
Conventionally, an ink jet printer (hereinafter referred to as “printer”) is widely known as one of liquid ejecting apparatuses. In this printer, printing is performed by ejecting ink (liquid) supplied from an ink cartridge (liquid supply source) from a nozzle formed in a recording head (liquid ejecting head) onto a recording medium as a target. Yes. In such a printer, recently, as described in, for example,
すなわち、特許文献1のプリンタのインク供給システムは、インクカートリッジ内におけるインクを収容したインクパック(液体収容部)からインクカートリッジのインク導出口までの流路の一部が容積可変のインク貯留部として構成されている。そして、このインク貯留部の壁面の一部を形成する変位部材は、付勢部材によって常にはインク貯留部の容積を増加させる方向に付勢されると共に、アクチュエータによってインク貯留部の容積を減少させる方向に押圧されることにより、インク貯留部を一種のポンプとして機能させるようになっている。
In other words, the ink supply system of the printer disclosed in
ここで、吐出駆動時に変位部材を押圧するアクチュエータは、支点を中心に揺動するレバー部材の作用点側の端部に設けられており、レバー部材の力点側の端部が圧縮ばねの付勢力で押し下げられることにより、インク貯留部の変位部材を押圧するようになっている。一方、アクチュエータは、レバー部材の力点側の端部が圧縮ばねの付勢力に抗して回動カムの係合作用で押し上げられることにより、インク貯留部の変位部材から離間するように構成されている。 Here, the actuator that presses the displacement member at the time of discharge driving is provided at the end of the lever member that swings around the fulcrum, and the end of the lever member on the power point side is the biasing force of the compression spring. Is pressed down to press the displacement member of the ink reservoir. On the other hand, the actuator is configured to be separated from the displacement member of the ink storage portion by pushing up the end of the lever member on the power point side by the engaging action of the rotating cam against the biasing force of the compression spring. Yes.
このような特許文献1のプリンタにおいては、インク貯留部をポンプとして吸引駆動させるために、カムを回転させてレバー部材の力点側の端部を押し上げると、アクチュエータは下方へ移動し、インク貯留部の容積は付勢部材の付勢力によって、インクパックからインクを吸引しながら増加する。そして、吐出駆動させるために、カムをレバー部材の力点側の端部から離し、圧縮バネの付勢力によってレバー部材の力点側の端部を下方へ押圧すると、アクチュエータは、貯留室の容積を減少させながら上方へ徐々に移動することになる。
ところで、特許文献1のプリンタの場合は、インクをインクカートリッジ外へ加圧供給するために、アクチュエータ及びその駆動機構としてレバー部材やカム等が必要であった。さらに、アクチュエータの上下動スペースに加え、レバー部材の揺動スペース及びカムの回転スペースを確保する必要があり、この点で装置の小型化に貢献できないという問題があった。
By the way, in the case of the printer of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の小型化に貢献して液体を加圧供給することができる液体供給システム、液体供給源、及びそのような液体供給システムや液体供給源を備えた液体供給装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid supply system, a liquid supply source, and such a liquid supply system that can pressurize and supply liquid by contributing to downsizing of the apparatus. An object is to provide a liquid supply apparatus including a liquid supply system and a liquid supply source.
上記目的を達成するために、本発明の液体供給システムは、内部に液体を収容する液体収容部及び液体を外部に導出するための液体導出部を有した液体供給源と、該液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給流路と、前記液体供給源内における前記液体収容部と前記液体導出部の間となる位置に配置され容積が増減可能なように内面の少なくとも一部が変位可能な変位部材により構成された液体貯留部と、前記変位部材を常には前記液体貯留部の容積が減少する方向に変位するように所定の付勢力で付勢する付勢部材と、前記液体供給源内における前記液体収容部と前記液体貯留部の間となる位置に設けられ、前記液体収容部側となる上流側から前記液体貯留部側となる下流側への液体の通過のみを許容する一方向弁と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記変位部材を前記液体貯留部の容積を増加させる方向に変位させるための外力を付与する外力付与手段とを備える。 In order to achieve the above object, a liquid supply system of the present invention includes a liquid supply source having a liquid storage portion for storing a liquid therein and a liquid discharge portion for discharging the liquid to the outside, and the liquid supply source side The liquid supply channel that supplies the liquid from the upstream side to the downstream side where the liquid is consumed and the volume between the liquid storage part and the liquid outlet part in the liquid supply source are increased or decreased. A liquid storage part constituted by a displacement member capable of displacing at least a part of the inner surface so as to be possible, and a predetermined urging force so that the displacement member is always displaced in a direction in which the volume of the liquid storage part decreases. An urging member that urges, and a downstream side that is provided at a position between the liquid storage unit and the liquid storage unit in the liquid supply source, from an upstream side that is the liquid storage unit side to the liquid storage unit side Of liquid passage to Comprises a one-way valve that allows, the external force applying means for applying an external force for displacing the displacement member against the urging force of the urging member in a direction to increase the volume of the liquid storage portion.
この構成によれば、外力付与手段が変位部材を変位させて液体貯留部の容積を増加させると、液体貯留部内には負圧が発生し、液体収容部から一方向弁を通過して液体が流入する。この状態において、外力付与手段による外力の付与が停止されると、液体貯留部は付勢部材から液体貯留部の容積を減少させるように付勢力を受ける。このとき、液体貯留部の上流側は一方向弁によってその流れが阻害されるため、液体は下流側へ流出する。そのため、液体は液体供給源内から液体供給流路を介して液体が消費される側へ供給される。したがって、部品点数を減らして構成の複雑化を抑制すると共に、小型化に貢献して液体を加圧供給することができる。 According to this configuration, when the external force applying unit displaces the displacement member to increase the volume of the liquid storage unit, a negative pressure is generated in the liquid storage unit, and the liquid passes through the one-way valve from the liquid storage unit. Inflow. In this state, when the application of the external force by the external force applying means is stopped, the liquid reservoir receives an urging force from the urging member so as to reduce the volume of the liquid reservoir. At this time, since the flow of the upstream side of the liquid reservoir is inhibited by the one-way valve, the liquid flows out downstream. Therefore, the liquid is supplied from the liquid supply source to the side where the liquid is consumed via the liquid supply channel. Therefore, it is possible to reduce the number of parts and suppress the complexity of the configuration, and to contribute to downsizing and supply the liquid under pressure.
本発明の液体供給システムにおいて、前記外力付与手段は、前記液体供給源内において前記変位部材により前記液体貯留部と仕切られた密閉室と、前記密閉室内を負圧状態にするための負圧発生手段と、前記密閉室内の負圧状態を解消するための負圧解消手段とを備えた。 In the liquid supply system of the present invention, the external force applying means includes a sealed chamber partitioned from the liquid reservoir by the displacement member in the liquid supply source, and a negative pressure generating means for bringing the sealed chamber into a negative pressure state. And negative pressure eliminating means for eliminating the negative pressure state in the sealed chamber.
この構成によれば、負圧発生手段によって密閉室内を負圧状態にすると、変位部材の液体貯留部側と密閉室側では圧力差が発生する。そのため、変位部材は、付勢部材の付勢力に抗して密閉室側に、すなわち、液体貯留部の容積を増加させる方向に変位する。そのため、密閉室内に発生した負圧は液体貯留部内に伝達され、液体が液体収容部から液体貯留部内に流入する。そして、負圧解消手段によって密閉室内の負圧状態が解消されると、付勢部材の付勢力に基づいて液体貯留部の容積は減少し、液体を加圧供給することができる。 According to this configuration, when the sealed chamber is brought into a negative pressure state by the negative pressure generating means, a pressure difference is generated between the liquid storage portion side and the sealed chamber side of the displacement member. For this reason, the displacement member is displaced toward the sealed chamber against the urging force of the urging member, that is, in a direction in which the volume of the liquid storage portion is increased. Therefore, the negative pressure generated in the sealed chamber is transmitted into the liquid storage part, and the liquid flows from the liquid storage part into the liquid storage part. When the negative pressure state in the sealed chamber is canceled by the negative pressure canceling means, the volume of the liquid storage portion is reduced based on the biasing force of the biasing member, and the liquid can be supplied under pressure.
本発明の液体供給システムにおいて、前記外力付与手段は、前記変位部材に取り付けられた磁性体と、前記変位部材の変位方向において前記磁性体と対向する位置に配置された磁力発生手段とを備える。 In the liquid supply system of the present invention, the external force applying means includes a magnetic body attached to the displacement member, and a magnetic force generation means disposed at a position facing the magnetic body in the displacement direction of the displacement member.
この構成によれば、磁力発生手段と磁性体は、変位部材の変位方向において対向しているため、磁力発生手段が発生させた磁力が磁性体まで及ぶと、磁性体が磁力発生手段側へ変位するのに合わせて、磁性体と共に変位する変位部材が液体貯留部の容積を増加させる。そのため、液体貯留部内に負圧が発生し、液体は液体収容部から液体貯留部内に流入する。一方、磁力発生手段が磁性体へ磁力を及ぼさない状態のときは、付勢部材の付勢力によって液体貯留部の容積は減少するため、液体を加圧供給することができる。 According to this configuration, since the magnetic force generation means and the magnetic body face each other in the displacement direction of the displacement member, when the magnetic force generated by the magnetic force generation means reaches the magnetic body, the magnetic body is displaced toward the magnetic force generation means. In accordance with this, the displacement member that is displaced together with the magnetic body increases the volume of the liquid reservoir. Therefore, a negative pressure is generated in the liquid storage part, and the liquid flows from the liquid storage part into the liquid storage part. On the other hand, when the magnetic force generating means does not exert a magnetic force on the magnetic body, the volume of the liquid storage portion is reduced by the urging force of the urging member, so that the liquid can be supplied under pressure.
本発明の液体供給システムにおいて、前記磁力発生手段は、前記磁性体との距離を変化させるように前記変位部材の変位方向に移動可能に設けられた磁石である。
この構成によれば、磁性体と磁石との距離を変化させることによって、磁性体に及ぼす磁力を変化させることができる。すなわち、磁性体を磁石に近づけた場合、磁性体に及ぶ磁力により、磁性体は変位部材とともに磁石の方向へ引き寄せられる。一方、磁石を磁性体から遠ざけた場合、その磁性体に及ぶ磁力は小さくなるため、変位部材は付勢部材によって磁石から遠ざかる方向に変位する。そのため、液体貯留部の容積を変化させることが容易にできるため、供給液体の確保に有する時間を短縮し、液体の供給と流入との切り替えを素早く行うことができる。
In the liquid supply system of the present invention, the magnetic force generating means is a magnet provided so as to be movable in a displacement direction of the displacement member so as to change a distance from the magnetic body.
According to this configuration, the magnetic force exerted on the magnetic body can be changed by changing the distance between the magnetic body and the magnet. That is, when the magnetic body is brought close to the magnet, the magnetic body is drawn toward the magnet together with the displacement member by the magnetic force applied to the magnetic body. On the other hand, when the magnet is moved away from the magnetic body, the magnetic force applied to the magnetic body is reduced, so that the displacement member is displaced in a direction away from the magnet by the biasing member. Therefore, since the volume of the liquid storage part can be easily changed, the time required for securing the supply liquid can be shortened, and switching between supply and inflow of liquid can be performed quickly.
本発明の液体供給システムにおいて、前記液体収容部は、容積可変の閉空間に液体を収容する。
この構成によれば、液体収容部に収容された液体の残量がなくなると、液体貯留部内に発生する負圧よりも、液体収容部内の負圧が大きくなるため、液体貯留部はその容積を増加させられなくなる。すなわち、液体収容部を閉空間とすることで、内部の液体を供給後に空気などの収容した液体以外の物質を吸引してしまうのを抑制することができる。
In the liquid supply system according to the present invention, the liquid storage unit stores the liquid in a closed space having a variable volume.
According to this configuration, when the remaining amount of the liquid stored in the liquid storage part is exhausted, the negative pressure in the liquid storage part becomes larger than the negative pressure generated in the liquid storage part. Cannot be increased. That is, by making the liquid storage portion a closed space, it is possible to suppress suction of substances other than the stored liquid, such as air, after supplying the internal liquid.
本発明の液体供給システムにおいて、前記液体貯留部には、前記液体貯留部に連通し且つ前記液体貯留部内の液体が所定量以下になった場合には前記変位部材に取り付けられた閉塞部材によって閉塞される凹部と、前記凹部に振動を印加すると共に印加した振動に伴う自由振動状態を検出する圧電素子と、前記圧電素子により検出された前記自由振動状態による逆起電力の残留振動波形の振幅値又は周波数を検出する検出部と、前記検出部で検出した残留振動波形の振幅値又は周波数に基づいて前記液体収容部の液体残量を算出する算出部とを備える。 In the liquid supply system according to the aspect of the invention, the liquid storage unit is closed by a closing member that is in communication with the liquid storage unit and that is attached to the displacement member when the liquid in the liquid storage unit is less than or equal to a predetermined amount. A piezoelectric element that applies vibration to the concave part and detects a free vibration state associated with the applied vibration, and an amplitude value of a residual vibration waveform of a back electromotive force detected by the free vibration state detected by the piezoelectric element Alternatively, a detection unit that detects the frequency and a calculation unit that calculates the remaining liquid amount of the liquid storage unit based on the amplitude value or frequency of the residual vibration waveform detected by the detection unit.
この構成によれば、凹部の閉塞状態を圧電素子を用いて検出することで、閉塞部材が凹部を閉塞する位置に変位したかを判断することができる。すなわち、閉塞部材と共に変位する変位部材による液体貯留部の容積増加の有無を判断して、液体収容部内の液体の残量を算出することができる。 According to this configuration, it is possible to determine whether or not the closing member has been displaced to a position for closing the recess by detecting the closing state of the recess using the piezoelectric element. That is, it is possible to calculate the remaining amount of liquid in the liquid storage unit by determining whether or not the volume of the liquid storage unit is increased by the displacement member that is displaced together with the closing member.
本発明の液体供給システムにおいて、前記外力付与手段は、前記液体貯留部の容積が所定容積以下となった場合に、前記液体貯留部の容積を増大させる方向に前記変位部材を変位させる。 In the liquid supply system of the present invention, the external force applying means displaces the displacement member in a direction in which the volume of the liquid storage unit is increased when the volume of the liquid storage unit becomes a predetermined volume or less.
この構成によれば、液体貯留部内の容積が減少した状態では、下流側へ供給可能な液体も同様に減少している。そのため、液体貯留部の容積を増加させることに伴う負圧によって液体収容部から液体を流入させることで、下流側へ供給可能な液体を増加させ、液体を安定的に供給することができる。 According to this configuration, in the state where the volume in the liquid storage portion is reduced, the liquid that can be supplied to the downstream side is similarly reduced. Therefore, the liquid that can be supplied to the downstream side can be increased and the liquid can be stably supplied by flowing the liquid from the liquid storage portion by the negative pressure accompanying the increase in the volume of the liquid storage portion.
本発明の液体供給システムは、前記外力付与手段により外力を付与された場合において前記変位部材が前記液体貯留部の容積を増加させる方向に変位しない場合、前記液体収容部内の液体残量がゼロである液体エンド状態であると検出する液体残量検出手段を備える。 In the liquid supply system of the present invention, when an external force is applied by the external force applying unit, the remaining amount of liquid in the liquid storage unit is zero when the displacement member is not displaced in the direction of increasing the volume of the liquid storage unit. Liquid remaining amount detecting means for detecting that the liquid end state is present is provided.
この構成によれば、外力付与手段により液体貯留部の容積を増大させると、液体貯留部内に発生した負圧に伴い液体が流入する。一方、外力付与手段を停止させると、液体貯留部から液体供給流路を介して下流側へ供給される。しかし、液体収容部内の液体が供給されきってしまった場合、液体貯留部を増加させるように外力付与手段を駆動しても液体を流入させることができないため、液体貯留部の容積変化も起こらない。そのため、液体貯留部の容積が変化しない場合、液体収容部内の液体の残量がゼロであると判断することができる。 According to this configuration, when the volume of the liquid storage unit is increased by the external force applying unit, the liquid flows in with the negative pressure generated in the liquid storage unit. On the other hand, when the external force applying means is stopped, the liquid is supplied from the liquid reservoir to the downstream side via the liquid supply flow path. However, when the liquid in the liquid storage part has been completely supplied, the liquid cannot be caused to flow even if the external force applying means is driven so as to increase the liquid storage part, so that the volume of the liquid storage part does not change. . Therefore, when the volume of the liquid storage unit does not change, it can be determined that the remaining amount of liquid in the liquid storage unit is zero.
本発明の液体供給システムは、前記液体残量検出手段によって液体エンド状態であると検出された場合には前記外力付与手段の駆動が停止される。
この構成によれば、外力付与手段の駆動を停止することで、液体供給源を構成する部材、及び外力付与手段に過剰に加わる負荷を低減させることができる。さらに、外力を与えないことで、液体供給源と液体供給流路を離脱させることが可能になる。したがって、液体の供給を行うことができない液体エンド状態と判断された場合に、新たに液体を収容した液体供給源と着脱交換することができる。
In the liquid supply system of the present invention, the driving of the external force applying means is stopped when the liquid remaining amount detecting means detects the liquid end state.
According to this configuration, by stopping the driving of the external force applying means, it is possible to reduce the load that is excessively applied to the members constituting the liquid supply source and the external force applying means. Furthermore, by not applying an external force, the liquid supply source and the liquid supply channel can be separated. Therefore, when it is determined that the liquid end state cannot supply the liquid, it can be exchanged with a liquid supply source newly containing the liquid.
本発明の液体供給システムは、前記液体供給流路は、上流側から下流側への液体の通過のみを許容する一方向弁を備えた。
この構成によれば、一方向弁は、上流側への液体の逆流を抑制するため、液体貯留部の容積が増加して内部に負圧が発生した場合、液体供給流路の下流側から液体貯留部への液体の流入を抑制する。したがって、液体貯留部には、容積増加分の液体が液体収容部から流入し、さらに、供給時にはこの液体を一方向弁を通過して下流側へ供給するため、液体の供給効率を向上させることができる。
In the liquid supply system of the present invention, the liquid supply flow path includes a one-way valve that allows only liquid to pass from the upstream side to the downstream side.
According to this configuration, the one-way valve suppresses the backflow of the liquid to the upstream side, so that when the volume of the liquid storage unit increases and a negative pressure is generated inside, the liquid is supplied from the downstream side of the liquid supply channel. Suppresses the inflow of liquid into the reservoir. Accordingly, the liquid storage portion is supplied with the volume-increased liquid from the liquid storage portion, and further, during supply, the liquid passes through the one-way valve and is supplied to the downstream side, thereby improving the liquid supply efficiency. Can do.
本発明の液体供給源は、内部に液体を収容する液体収容部及び液体を外部に導出するための液体導出部を有し、該液体導出部が上記構成の液体供給システムにおける液体供給流路の上流側に接続される。 The liquid supply source of the present invention has a liquid storage portion for storing a liquid therein and a liquid lead-out portion for leading out the liquid to the outside, and the liquid lead-out portion of the liquid supply channel in the liquid supply system having the above-described configuration Connected upstream.
この構成によれば、液体導出部に液体供給システムにおける液体供給流路の上流側が接続されることにより、液体を安定して供給可能な液体供給源として好適に使用することができる。 According to this configuration, the upstream side of the liquid supply flow path in the liquid supply system is connected to the liquid outlet, so that the liquid can be suitably used as a liquid supply source capable of stably supplying the liquid.
本発明の液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに液体を供給する上記構成の液体供給システムとを備えた。
この構成によれば、液体噴射ヘッド側へ液体を供給すると共に、液体の残量を検出することで好適な液体噴射を行うことができる。
The liquid ejecting apparatus of the present invention includes a liquid ejecting head that ejects liquid, and the liquid supply system configured as described above that supplies the liquid to the liquid ejecting head.
According to this configuration, it is possible to perform suitable liquid ejection by supplying liquid to the liquid ejection head side and detecting the remaining amount of liquid.
(第1の実施形態)
以下、本発明をインクジェット式プリンタ(以下、「プリンタ」と言う。)に具体化した第1の実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is embodied in an ink jet printer (hereinafter referred to as “printer”) will be described below with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのプリンタ11は、ターゲット(図示略)に対してインク(液体)を噴射する液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド12と、この記録ヘッド12に液体供給源としてのインクカートリッジ13内に収容されているインクを供給するインク供給装置14を備えている。そして、インクカートリッジ13とインク供給装置14とにより液体供給システムとしてのインク供給システム15が構成されている。インク供給装置14には、インクカートリッジ13に上流端が接続されると共に、記録ヘッド12に下流端が接続された状態で、インクカートリッジ13側となる上流側から記録ヘッド12側となる下流側に向けてインクを供給するインク流路(液体供給流路)16が設けられている。
As shown in FIG. 1, a
なお、プリンタ11には、そのプリンタ11で使用するインクの色数(種類)に対応して複数のインク供給装置14が設けられている。但し、それらの構成は同じであるため、図1には何れか一色のインクを供給する一つのインク供給装置14を記録ヘッド12及び一つのインクカートリッジ13と共に図示している。そして、以下においては、この図1に示す一つのインク供給装置14のインク流路16を介して上流側のインクカートリッジ13から下流側の記録ヘッド12に向けてインクを供給する場合を例にして説明することにする。
The
図1に示すように、記録ヘッド12には、インク供給装置14の設置数と対応する複数(本実施形態では4つ)のノズル17がプラテン(図示略)と対向するノズル形成面12aに開口形成されている。そして、これらの各ノズル17に対して各々対応するインク供給装置14のインク流路16からバルブユニット18を介してインクが供給されるようになっている。すなわち、バルブユニット18には、インク流路16を通じて流入したインクを一時貯留する圧力室(図示略)がノズル17と連通するように設けられ、その圧力室内には、ノズル17からインクを噴射した場合に、そのインク噴射により消費したインク量に相当する分量のインクが、図示しない流路弁の開閉動作に基づきインク流路16から適宜流入するようになっている。この点で、バルブユニット18は、インクカートリッジ13側となる上流側から、インクを噴射するノズル17側となる下流側へのインクの通過のみを許容する一方向弁として機能している。
As shown in FIG. 1, in the
また、プリンタ11において記録ヘッド12が非印刷時に位置するホームポジションには、記録ヘッド12のノズル17の目詰まり等を解消するべく記録ヘッド12のクリーニングを行うメンテナンスユニット19が設けられている。このメンテナンスユニット19は、記録ヘッド12のノズル形成面12aにノズル17を囲うように当接可能なキャップ20と、このキャップ20内からインクを吸引する際に駆動される吸引ポンプ21と、この吸引ポンプ21の駆動に伴いキャップ20内から吸引されたインクが廃インクとして排出される廃液タンク22を備えている。そして、クリーニング時には、キャップ20を移動させて記録ヘッド12のノズル形成面12aに当接させた状態で吸引ポンプ21を駆動し、キャップ20の内部空間に負圧を発生させることにより記録ヘッド12内から増粘したインクや気泡混じりのインクを廃液タンク22に向けて吸引排出する。なお、吸引ポンプ21は、制御装置44によりその駆動状態を制御される。
In addition, a
次に、インクカートリッジ13の構成について詳細に説明する。
図1に示すように、インクカートリッジ13は、合成樹脂材にて略箱体形状に形成されたケース23を備えている。このケース23内は隔壁23aによって左右2つに区画されており、図1において左側はインク収容室13aとなっている。一方、右側は気密状態となるように構成された密閉室としてのセンサ収容室13bとなっている。
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 1, the
このうち、インク収容室13aには、可撓性を有する液体収容袋からなり、液体収容部となる閉空間の内部にインクを封止(収容)したインクパック26が収容されている。そして、ケース23においてインク収容室13aの上壁には、インク収容室13a内を大気に連通させる大気連通孔30が貫通形成され、インクが収容されたインクパック26の外面に対して大気圧を作用させるようになっている。
Among these, the
一方、図1及び図4に示すように、センサ収容室13bには、図1において上下方向に厚みを有する略円板形状の検出部本体27が収容されている。図4に示すように、この検出部本体27には、上側が開口した凹部45が形成されており、その上端には、凹部45の開口を封止するように変位部材としての可撓性フィルム46が、撓みを有した状態で固着されている。そして、検出部本体27の凹部45及び可撓性フィルム46により、液体貯留部としてのインク貯留部47が容積可変に囲み形成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 4, the
検出部本体27の左端側には、流入側突部48が突設されると共に、検出部本体27の右端側には、流出側突部49が突設されている。また、インク収容室13aとセンサ収容室13bとを区画する隔壁23aには貫通孔50aが形成されると共に、ケース23の右壁において貫通孔50aと左右方向で対応する位置には貫通孔50bが形成されている。
An
そして、左右各貫通孔50a,50bに流入側突部48及び流出側突部49が各々嵌合されることにより、検出部本体27はケース23に支持されている。また、検出部本体27における流入側突部48にはインク流入口51がインク貯留部47内と連通するように貫通形成されており、流出側突部49には液体導出部としてのインク流出口52がインク貯留部47内と連通するように貫通形成されている。
Then, the
なお、流入側突部48は、貫通孔50aに対して嵌合された状態において、その貫通孔50aから流入側突部48の先端がインク収容室13a内に突出するようになっている。したがって、インク収容室13a内に突出された流入側突部48にインクパック26が接続されると、インクパック26内のインクは流入側突部48のインク流入口51を介してインク貯留部47へ流入するようになっている。さらに、この流入側突部48には、インクパック26側となる上流側からインク貯留部47側となる下流側へのインクの通過のみを許容する一方向弁29が設けられている。一方向弁29は、インク圧力の変化やインクの流動に伴って開弁位置と閉弁位置との間を左右方向に往復移動可能な弁体29aと、開弁方向に可動する弁体29aを係止する係止部29bにより構成されている。
When the
また、検出部本体27の下部には、残量検出部53が設けられている。残量検出部53は、凹部45の底部にあたる位置に底板54を備えると共に、この底板54の下側には圧電素子としての圧電型センサ55が設けられている。そして、底板54及び圧電型センサ55を貫通するとともに、底板54の上面に2つの開口部56a,56bが開口する態様で、凹部としてのインク誘導路56が設けられている。圧電型センサ55は、インク貯留部47においてインク誘導路56内に区画形成された検出空間に振動を印加するとともに、この振動に伴う自由振動の状態を検出し、その検出結果を検出信号として出力するようになっている。そして、この検出結果は、検出部及び算出部としての制御装置44に送信される。なお、制御装置44は、検出結果に基づいてインクパック26内のインク残量を算出し、そのインクの残量に基づいてインクがなくなった状態であるインクエンド状態を検出する液体残量検出手段として機能している。
In addition, a remaining
そして、可撓性フィルム46の下面側の残量検出部53に対向する位置には、閉塞部材57が固着されている。一方、可撓性フィルム46の上方であって、ケース23の上壁と可撓性フィルム46との間となる位置には、上壁と平行な態様で係止壁23bが設けられている。そして、可撓性フィルム46の上面と係止壁23bとの間には、インク貯留部47の内容積を縮小させる方向に閉塞部材57及び可撓性フィルム46を弾性付勢する付勢部材としてのコイルスプリング58が介装されている。
A blocking
そして、可撓性フィルム46及び閉塞部材57は、センサ収容室13bの圧力が低下した状態においては、図4(a)に示すように、コイルスプリング58の付勢力に抗してインク貯留部47の内容積を増大させる方向に変位する。一方、センサ収容室13b内の負圧が解消した状態においては、図4(b)に示すように、コイルスプリング58の付勢力によって底板54に上側から密着した状態で当接するようになっている。すなわち、インク貯留部47は、閉塞部材57及び可撓性フィルム46が、センサ収容室13b内の圧力に応じて移動することにより、内容積が可変に構成されている。
Then, the
なお、このようなインクカートリッジ13をインク供給装置14に接続する際には、この検出部本体27に対してインク供給装置14からインク流路16の上流端を構成するべく突設されたインク供給針28が、インク流出口52から挿入されるようになっている。このとき、インク流出口52内の図示していないシール部材によりインク供給針28の周囲はシールされる。また、インク流路16におけるインク供給針28の下流側近傍位置にはインク流路16を開閉可能な流路開閉バルブ36が設けられている。
When such an
また、ケース23の右壁において貫通孔50bの下方となる位置にはチューブなどからなる空気流路39を挿通可能な貫通孔50cが形成されている。そして、ケース23の右壁においてセンサ収容室13b側で貫通孔50cの周縁と対応する位置には、貫通孔50cに挿通された空気流路39とセンサ収容室13bとを気密状態で接続するための接続部材60が形成されている。
A through
以下、インク供給装置14の構成について詳細に説明する。
センサ収容室13bには、空気流路39を介して負圧発生手段としての減圧ポンプ40、圧力検出器41、及び負圧解消手段としての大気開放弁42が接続されている。なお、センサ収容室13b、減圧ポンプ40、大気開放弁42は外力付与手段として機能している。
Hereinafter, the configuration of the
A
このうち、減圧ポンプ40は、その駆動により負圧を発生し、空気流路39を介して接続されたセンサ収容室13b内にも同様に負圧を発生させる。そのため、気密性を有するセンサ収容室13b内は、減圧ポンプ40の駆動により負圧状態が維持されるようになっている。
Among these, the
圧力検出器41は、空気流路39を介して接続されたセンサ収容室13b内の圧力を検出し、その検出結果を制御装置44に対して出力する。そして、制御装置44は、センサ収容室13b内の圧力が減圧ポンプ40の駆動により所定の閾値を下回った場合には、減圧ポンプ40の駆動を停止すると共に、大気開放弁42を開弁動作させることによりセンサ収容室13b内を大気開放して負圧状態を解消するようになっている。
The
したがって、減圧ポンプ40が駆動されると、インクを加圧供給するために内圧が大気圧よりも高い圧力で保持されたインク貯留部47に比べ、センサ収容室13b内の圧力が低下する。そのため、可撓性フィルム46は、コイルスプリング58の付勢力に抗してインク貯留部47の容積を増加させる方向に変位する。
Therefore, when the
すると、インク貯留部47は負圧状態となって、大気圧が作用するインクパック26よりも圧力が低下した状態となるため、一方向弁29は開弁され、インクパック26内に収容されたインクがインク流入口51を通じてインク貯留部47内に吸引される。そして、制御装置44がインク貯留部47内に最大容量のインクが吸引されたと判断すると共に、大気開放弁42を開弁してセンサ収容室13bを大気開放させる。すると、コイルスプリング58の付勢力に基づいてインク貯留部47内のインクは加圧されて一方向弁29を閉弁させる一方、加圧されたインクは、インク流出口52、インク供給針28、インク供給チューブ37を通じて記録ヘッド12に供給される。
Then, the
すなわち、インク供給装置14は、減圧ポンプ40の駆動時にはインクパック26内のインクを吸引してインク貯留部47に貯留する吸引駆動をし、一方、大気開放弁42の開放時には、貯留されたインクを下流側へ吐出する吐出駆動を行っている。
That is, the
ただし、減圧ポンプ40が駆動されてセンサ収容室13bが負圧状態になっていても、インクパック26に収容されているインク量が低減した場合には、インク貯留部47へ吸引するインク量が減少するため、インク貯留部47の容積の増加は抑えられる。そして、本実施形態では、吸引駆動時において、閉塞部材57が底板54に当接した位置から変位せず、インク誘導路56が閉塞された状態を、インクパック26のインクがなくなったインクエンド状態に設定している。
However, even if the
次に、インクパック26内のインク量がゼロとなった状態を判断するためのインクエンド診断方法について説明する。
図4(b)に示すように、閉塞部材57が底板54に当接した場合には、インク誘導路56は、閉塞部材57によってその開口部56a,56bが閉塞される。一方、図4(a)に示すように、閉塞部材57が底板54から離れた状態になると、インク誘導路56は開口部56a,56bを介してインク貯留部47に開放される。
Next, an ink end diagnosis method for determining a state where the ink amount in the
As shown in FIG. 4B, when the closing
このインク誘導路56内は、充填されたインクで満たされていると共に、圧電型センサ55は、インク誘導路56が閉塞部材57によって閉塞されている場合と、インク貯留部47に開放されている場合とで、異なる自由振動の状態を検出する。すなわち、残量検出部53は、閉塞部材57が底板54に当接してインク貯留部47の内容積が所定量以下になっているか否かを検出する検出動作を実行することによって、インク貯留部47内のインク量を検出し、インクパック26内のインク量を診断するための検出結果を出力する。
The
また、圧電型センサ55は、プリンタ11に設けられた制御装置44と通信可能となっている。そして、検出結果が入力された制御装置44は、圧電型センサ55が検出した自由振動の逆起電力の残留振動波形の振幅値又は周波数を検出し、インクパック26内のインク残量を算出する。なお、圧電型センサ55と制御装置44の通信は、圧電型センサ55と制御装置44がアンテナ等を備えて非接触で行うようにしてもよいし、インクカートリッジ13の装着時に圧電型センサ55と制御装置44とが電気的に接続されるようにしてもよい。
The
なお、図1には、減圧ポンプ40、圧力検出器41、及び大気開放弁42が、各インク色に個別対応する複数のインク供給装置14毎に一つずつ設けられた構成を例示しているが、これは次のように構成してもよい。すなわち、インクカートリッジ13のセンサ収容室13bに接続される空気流路39の接続端側を各インク色に個別対応する複数のインクカートリッジ13の設置数に対応するように分岐し、その分岐した空気流路39の各接続端を各々対応するインクカートリッジ13のセンサ収容室13bに接続してもよい。このように構成すれば、複数のインクカートリッジ13に対して減圧ポンプ40、圧力検出器41、及び大気開放弁42を一つ設けるだけで、各色のインク供給装置14を駆動することができ、プリンタ11の小型化を図ることができる。
FIG. 1 illustrates a configuration in which one
そこで次に、以上のように構成されたプリンタ11における作用について、特にインク供給システム15の作用に着目して以下説明する。
まず、前提として、図1に示す状態は、インク流路16内にインクが十分にある状態であると共に、大気開放弁42は開弁状態とされた状態である。すなわち、可撓性フィルム46はコイルスプリング58によりインク貯留部47の容積が減少する方向へ付勢されてインク貯留部47内のインクに加圧力を加えている。そのため、インクパック26内に収容されたインクに作用する大気圧と、インク貯留部47内のインクに作用する大気圧及び付勢力との圧力差に基づき、一方向弁29の弁体29aを左方(閉弁方向)へ変位させている。
Therefore, the operation of the
First, as a premise, the state shown in FIG. 1 is a state where there is sufficient ink in the
一方、インク貯留部47よりも下流側では、加圧力を受けたインク貯留部47内のインクが、インク流出口52、インク供給針28、インク供給チューブ37を通じて記録ヘッド12へ加圧供給されている。
On the other hand, on the downstream side of the
すなわち、可撓性フィルム46に加圧されてインク貯留部47から吐出されるインクの吐出圧が、一方向弁29よりも下流側において均衡する状態が維持される。そして、ノズル17からインクがターゲットに向けて噴射されると、そのインク噴射に伴うインク消費量に相当するインクが、バルブユニット18を介してインク流路16内からノズル17側に加圧状態で供給される。
That is, the state in which the discharge pressure of the ink that is pressurized by the
なお、インク貯留部47内の加圧状態はコイルスプリング58の付勢力により発生しているため、インク貯留部47内を加圧するための装置を別途設けることなく加圧状態を維持することが可能となる。また、インク貯留部47内を加圧する加圧発生装置及び負圧発生装置の機能を兼備した装置を適用した場合には、インク貯留部47内の加圧状態を維持するために複雑な制御構成が必要となるが、インクを加圧供給する手段としてコイルスプリング58を使用した場合にはインク貯留部47内の加圧状態をより簡便に維持することが可能となる。
In addition, since the pressurized state in the
そして、下流側(記録ヘッド12側)でインクが消費された結果、インク貯留部47の容積は次第に減少し、遂には可撓性フィルム46がインク貯留部47の容積を最小にする位置まで変位する。このとき、可撓性フィルム46に固着された閉塞部材57は、底板54と当接して開口部56a,56bを閉塞した状態となっている(図2、図4(b)参照)。
As a result of the consumption of ink on the downstream side (recording
そして、閉塞部材57がインク誘導路56を閉塞したことを残量検出部53が検出すると、制御装置44は、大気開放弁42を閉弁動作させた後に減圧ポンプ40を駆動する。すると、減圧ポンプ40が負圧を発生し、この減圧ポンプ40と空気流路39を介して接続されたセンサ収容室13bが負圧状態になる。そのため、可撓性フィルム46がコイルスプリング58の付勢力に抗して上方に弾性変形(変位)し、インク貯留部47の容積を増加させる。(図3参照)
そのため、インク貯留部47内が負圧状態になり、その負圧がインク流入口51を介して一方向弁29を構成する弁体29aに対して下流側から作用する。そして、一方向弁29の上流側となるインクパック26側から作用するインク圧力との圧力差に基づき弁体29aを右方(開弁方向)へ変位させる。その結果、インクパック26内とインク貯留部47が連通状態となり、インクパック26内に収容されたインクがインク流入口51を介してインク貯留部47に吸引される。つまり、インク供給装置14が吸引駆動することになる。
When the remaining
Therefore, the inside of the
そして、減圧ポンプ40を停止させるか否かを判断するために、センサ収容室13b内に蓄積された圧力を圧力検出器41により検出する。そして、制御装置44は、その検出結果が予め設定された閾値に達した時点で、減圧ポンプ40の駆動を停止すると共に、大気開放弁42を開弁動作することにより負圧状態にあるセンサ収容室13bを大気開放する。すると、可撓性フィルム46がコイルスプリング58により付勢され、インク貯留部47内のインクに加圧力を加える。(図1参照)
以後、上記と同様のインク供給装置14の吐出駆動が実行されて、インク貯留部47内からインクがインク供給チューブ37を介して記録ヘッド12へと加圧供給される。
Then, the
Thereafter, the same ejection drive of the
上記第1の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)減圧ポンプ40がセンサ収容室13bを減圧して、可撓性フィルム46をインク貯留部47の容積が増加する方向に変位させると、インク貯留部47内には負圧が発生し、インクパック26から一方向弁29を通過してインクが流入する。この状態において、減圧ポンプ40が停止されると共に、大気開放弁42が開放されると、インク貯留部47はコイルスプリング58からインク貯留部47の容積を減少させるように付勢力を受ける。このとき、インク貯留部47の上流側は一方向弁29によってその流れが阻害されるため、インクは記録ヘッド12側へ流出する。そのため、インクはインクカートリッジ13内からインク流路16を介して、インクが消費される記録ヘッド12のノズル17へ供給される。したがって、部品点数を減らして構成の複雑化を抑制すると共に、小型化に貢献してインクを加圧供給することができる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the
(2)減圧ポンプ40によってセンサ収容室13bを負圧状態にすると、可撓性フィルム46のインク貯留部47側とセンサ収容室13b側では圧力差が発生する。そのため、可撓性フィルム46は、コイルスプリング58の付勢力に抗してセンサ収容室13b側に、すなわちインク貯留部47の容積を増加させる方向に変位する。そのため、センサ収容室13b内に発生した負圧はインク貯留部47内に伝達され、インクがインクパック26からインク貯留部47内に流入する。そして、大気開放弁42が開放されてセンサ収容室13b内の負圧状態が解消されると、コイルスプリング58の付勢力に基づいてインク貯留部47の容積は減少し、インクを加圧供給することができる。
(2) When the
(3)インクパック26に収容されたインクの残量がなくなると、インク貯留部47内に発生する負圧により、インクパック26内の負圧が大きくなるため、インク貯留部47はその容積を増加させられなくなる。すなわち、インクパック26内を閉空間とすることで、内部のインクを供給後に空気などの収容したインク以外の物質を吸引してしまうのを抑制することができる。
(3) When the remaining amount of ink stored in the
(4)インク誘導路56の閉塞状態を圧電型センサ55を用いて検出することで、閉塞部材57がインク誘導路56を閉塞する位置に変位したかを判断することができる。すなわち、閉塞部材57と共に変位する可撓性フィルム46によるインク貯留部47の容積増加の有無を判断して、インクパック26内のインクの残量を算出することができる。
(4) By detecting the closed state of the
(5)インクパック26内の容積が減少した状態では、記録ヘッド12側へ供給可能なインクも同様に減少している。そのため、インク貯留部47の容積が減少した場合に、可撓性フィルム46をインク貯留部47の容積が増加する方向に変位させると、インク貯留部47内には負圧が発生する。したがって、この負圧によりインクパック26からインクをインク貯留部47へ流入させることで、記録ヘッド12側へ供給可能なインクを増加させ、インクを安定的に供給することができる。
(5) When the volume in the
(6)減圧ポンプ40を駆動させてセンサ収容室13b内を減圧し、インク貯留部47の容積を増加させると、インク貯留部47内には負圧が発生し、その負圧の発生に伴いインク貯留部47内にインクが流入する。一方、減圧ポンプ40の駆動を停止させて大気開放弁42を開弁すると、センサ収容室13b内は大気圧まで減圧される。そのため、インク貯留部47内のインクは、コイルスプリング58の付勢力を受けてインク流路16を介して記録ヘッド12側へ供給される。しかし、インクパック26内のインクが供給されきってしまった場合には、減圧ポンプ40を駆動してセンサ収容室13b内を負圧状態とした場合でも、インク貯留部47にインクを流入させることができないため、可撓性フィルム46の変位が起こらず、インク貯留部47の容積も変化しない。そのため、インク貯留部47の容積が変化しない場合、インクパック26内のインクの残量がゼロであると判断することができる。
(6) When the
(7)インク残量がゼロである場合に、減圧ポンプ40の駆動を停止することで、インク流路16を構成するインク供給チューブ37、減圧ポンプ40及び空気流路39を構成する部材などに過剰に加わる負荷を低減させることができる。さらに、外力を与えないことでインクカートリッジ13とインク供給針28とを離脱させることが可能になる。したがって、インクの供給を行うことができないインクエンド状態と判断された場合に、新たなインクカートリッジ13に着脱交換することができる。また、減圧ポンプ40の駆動に対するインクの供給効率を向上させることができる。
(7) When the ink remaining amount is zero, the drive of the
(8)バルブユニット18は、ノズル17側となる下流側からインクカートリッジ13側となる上流側へのインクの逆流を抑制するため、インク貯留部47の容積が増加して内部に負圧が発生した場合、インク流路16の下流側からインク貯留部47へのインクの流入を抑制する。したがって、インク貯留部47には、容積増加分のインクがインクパック26から流入し、さらに、供給時にはこのインクがバルブユニット18を通過してノズル17側へ供給されるため、インクの供給効率を向上させることができる。
(8) The
(9)インクカートリッジ13は、その貫通孔50bにインク供給システム15におけるインク流路16の上流端を構成するインク供給針28が接続されることにより、インクを消費する記録ヘッド12側にインクを安定して加圧供給可能な液体供給源として好適に使用することができる。
(9) The
(10)プリンタ11は、記録ヘッド12側へインクを供給すると共に、インクの残量を検出することで好適なインク噴射を行うことができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図5〜図7に従って説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態とはセンサ収容室13b、及び可撓性フィルム46を変位させるために外力を与える外力付与手段に関する構成でのみ相違しており、その他の構成は共通しているため、同様の構成部分については同一符号を付すことにして、その詳細な重複説明を省略する。
(10) The
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration relating to the
さて、図5及び図7に示すように、センサ収容室13bには、図5において左右方向に厚みを有する略円板形状の検出部本体27が収容されている。図7に示すように、この検出部本体27には、右側が開口した凹部45が形成されており、その右端には、凹部45の開口を封止するように可撓性フィルム46が、撓みを有した状態で固着されている。
As shown in FIGS. 5 and 7, the
検出部本体27の下端側には、図5において左方向に向かって屈曲するように流入側突部48が突設されると共に、検出部本体27の上端側には、図5において右方向に向かって屈曲するように流出側突部49が突設されている。また、隔壁23aには、貫通孔50aが形成されると共に、ケース23の右壁において貫通孔50aと左右方向で異なる位置にはインク供給針28が挿入される貫通孔50bが形成されている。
An inflow-
そして、各貫通孔50a,50bに流入側突部48及び流出側突部49が各々嵌合されることにより、検出部本体27はケース23に支持されている。また、流入側突部48には、インク貯留部47とインクパック26とを連通するようにインク流入口51が貫通形成されている。そして、流出側突部49にはインク流出口52がインク貯留部47内と連通するように貫通形成されている。
The
また、凹部45の底面となる検出部本体27の左部には、残量検出部53が設けられていると共に、可撓性フィルム46の左面側の残量検出部53に対向する位置には、閉塞部材(図7参照)57が固着されている。一方、可撓性フィルム46の右方であって、ケース23の右壁と可撓性フィルム46との間となる位置には、右壁と平行な態様で検出部本体27に支持された係止壁23cが設けられている。そして、可撓性フィルム46の右面と係止壁23cとの間には、インク貯留部47の内容積を縮小させる方向に閉塞部材57及び可撓性フィルム46を弾性付勢するコイルスプリング58が介装されている。
In addition, a remaining
また、係止壁23cにおいてコイルスプリング58の内側となる位置には、貫通孔50dが貫通形成されると共に、この貫通孔50dと対応する位置で可撓性フィルム46の右面には、貫通孔50dよりも小径の円柱状をなす磁性体(例えば鉄製ブロック)61が固着されている。そして、磁性体61は、その先端側を係止壁23cの貫通孔50d内に挿通した状態で、可撓性フィルム46の変位に伴いコイルスプリング58の伸縮方向(図5において左右方向)に沿って往復移動するように構成されている。
In addition, a through
以下、インク供給装置14の構成について詳細に説明する。
インクカートリッジ13外において、インクカートリッジ13の右壁を挟んで磁性体61と左右方向で対応する位置には、図示しないモータに接続されて回転駆動する磁力発生手段としての回転部材62がインクカートリッジ13の右壁と近接するように設けられている。なお、回転部材62の略半分(図5において右側)は磁石63によって形成されている。そして、図5及び図7(a)に示すように、回転部材62の回転姿勢において、磁石63がインクカートリッジ13の右壁から(すなわち、インクカートリッジ13内の磁性体61から)離れている場合には、磁石63の磁力が磁性体61に作用する吸引力よりもコイルスプリング58の付勢力の方が大きくなるようになっている。一方、図7(b)に示すように、回転部材62の回転に伴って磁石63がインクカートリッジ13の右壁に近接する位置まで回転した場合には、磁石63の磁力が磁性体61に作用する吸引力がコイルスプリング58の付勢力を上回るようになっている。そのため、図6に示すように、磁性体61がコイルスプリング58の付勢力に抗して磁石63に引き寄せられると共に、磁性体61に固着された可撓性フィルム46は磁性体61と共に、右方へ変位する。この点で、磁性体61、回転部材62、磁石63は外力付与手段として機能している。
Hereinafter, the configuration of the
Outside the
したがって、回転部材62が回転駆動されると、可撓性フィルム46が変位してインク貯留部47の容積が変化するため、インク貯留部47内の圧力が変化して一方向弁29の両側の圧力に差が生じる。磁石63がインクカートリッジ13に接近してインク貯留部47の容積を増加させた場合、インク貯留部47は負圧状態となる。そのため、大気圧が作用するインクパック26よりも圧力が低下した状態となって一方向弁29は開弁され、インクパック26内に収容されたインクがインク流入口51を通じてインク貯留部47内に吸引される。そして、さらに回転部材62が回転駆動して磁石63がインクカートリッジ13の右壁から離れると、コイルスプリング58がインク貯留部47内のインクを加圧して一方向弁29を閉弁させる。さらに、加圧されたインクは、インク流出口52、インク供給針28、インク供給チューブ37を通じて記録ヘッド12に供給される。
Therefore, when the
すなわち、インク供給装置14は、インクカートリッジ13内の磁性体61と磁石63とが近接した状態において、インクパック26内のインクを吸引してインク貯留部47に貯留する吸引駆動をし、一方、インクカートリッジ13内の磁性体61と磁石63とが離間した状態において、貯留されたインクを下流側へ吐出する吐出駆動を行っている。
In other words, the
また、回転部材62には、図5において下側周縁から中心に向けてスリット64が形成されていると共に、そのスリット64の移動範囲内にはスリット64の通過を検出するセンサ(例えば、光センサ)65が設けられている。すなわち、図5に示すように、磁石63が磁性体61に及ぼす吸引力がコイルスプリング58の付勢力よりも小さい状態では、例えば、図示しない光源から発した光線がスリット64を通過してセンサ65により検出されるようになっている。一方、図6に示すように、磁石63が磁性体61に及ぼす吸引力がコイルスプリング58の付勢力よりも大きい状態では、光源から発した光線は回転部材62に遮られてセンサ65は光線を検出しない。
In addition, a
そこで次に、以上のように構成されたプリンタ11における作用について、特にインク供給システム15の作用に着目して以下説明する。
まず、前提として、図5に示す状態は、新しいインクカートリッジ13への交換直後であって、可撓性フィルム46はコイルスプリング58の付勢力で検出部本体27の左側に変位し、残量検出部53と閉塞部材57が当接した状態にある。なお、インク流入口51とインクパック26の圧力には差がないため、一方向弁29の弁体29aは、位置決めされていない状態となっている。
Therefore, the operation of the
First, as a premise, the state shown in FIG. 5 is immediately after replacement with a
さて、このような図5に示す状態から、インク供給装置14がインクカートリッジ13から記録ヘッド12側へインクを供給する場合、まず、流路開閉バルブ36を開弁すると共に、インク供給装置14を吸引駆動させるために、制御装置44は回転部材62を回転駆動させる。すると、磁石63は、インクカートリッジ13の右壁(すなわち、インクカートリッジ13内の磁性体61)に接近すると共に、磁性体61及び可撓性フィルム46をコイルスプリング58の付勢力に抗して回転部材62側に引き寄せる。したがって、インク貯留部47の容積は増加してインク貯留部47内が負圧状態になるため、一方向弁29は開弁されて、インクパック26内に収容されたインクがインク流入口51を介してインク貯留部47内に流入する(図6、図7(b)参照)。
When the
一方、このインク供給装置14の吸引駆動時には、インク貯留部47の負圧がバルブユニット18の上流側にも作用する。しかし、バルブユニット18は、常には閉弁された状態にあり、その閉弁状態は、記録ヘッド12のノズル17からインクが噴射されない限り開弁状態に移行しないように設定されている。したがって、この場合、バルブユニット18はその閉弁状態が維持される。
On the other hand, the negative pressure of the
さらに、回転部材62が回転して磁石63がインクカートリッジ13の右壁(すなわち、インクカートリッジ13内の磁性体61)から遠ざかるにつれ、磁石63が磁性体61に及ぼす吸引力は弱くなり、そして、吸引力に比べてコイルスプリング58の付勢力が大きくなる。すなわち、インク供給装置14は、可撓性フィルム46をインク貯留部47の容積が減少する方向へ変位させて吐出駆動することになる。そのため、インク貯留部47内からはインクが吐出され、その吐出圧がインク貯留部47よりも上流側ではインク流入口51を介して一方向弁29の弁体29aに対して下流側から作用することにより弁体29aを閉弁方向へ変位させる。その結果、インクパック26内とインク流路16とは一方向弁29の閉弁動作により非連通状態となり、インクパック26からインク貯留部47への一方向弁29を介したインクの吸入が停止されると共に、インク供給装置14の吐出駆動に伴いインク貯留部47から吐出されたインクが一方向弁29を介してインクパック26側に逆流することが規制される。
Further, as the rotating
なお、回転部材62が1回転したことをセンサ65が検知すると、制御装置44は回転部材62の回転駆動を停止する。そのため、記録ヘッド12でインクが消費された分のインクが、コイルスプリング58の付勢力に基づいて加圧供給され、インク貯留部47の容積は次第に減少する。そして、遂には可撓性フィルム46がインク貯留部47の容積を最小にする位置まで変位して、可撓性フィルム46に固着された閉塞部材57が、底板54と当接して開口部56a,56bを閉塞する。
When the
制御装置44は、残量検出部53の検出結果に基づいて閉塞部材57がインク誘導路56を閉塞したと判断すると、回転部材62を回転駆動させる。すると、再び磁石63はインクカートリッジ13の右壁(すなわち、インクカートリッジ13内の磁性体61)に接近し、以後、上記と同様のインク供給装置14の吸引駆動が実行されて、インクパック26からインク貯留部47内へインクが流入する。
When the
上記第2の実施形態によれば、第1の実施形態における(1)〜(10)の効果に加えて、さらに以下のような効果を得ることができる。
(11)磁石63を備えた回転部材62と磁性体61とは、可撓性フィルム46の変位方向において対向しているため、回転部材62の回転駆動に伴って磁石63がインクカートリッジ13の右壁(すなわち、インクカートリッジ13内の磁性体61)へ接近し、コイルスプリング58の付勢力よりも大きな吸引力が磁性体61まで及ぶと、磁性体61が磁石63側へ変位するのに合わせて、磁性体61と共に変位する可撓性フィルム46がインク貯留部47の容積を増加させる。そのため、インク貯留部47内に負圧が発生し、インクはインクパック26からインク貯留部47内に流入する。一方、回転部材62の磁石63がインクカートリッジ13から離間した位置に回転して、磁性体61へ及ぼす吸引力が小さい状態のときは、コイルスプリング58の付勢力によってインクパック26の容積は減少するため、インクを加圧供給することができる。
According to the said 2nd Embodiment, in addition to the effect of (1)-(10) in 1st Embodiment, the following effects can be acquired further.
(11) Since the rotating
(12)回転部材62を回転させて、磁性体61と磁石63との距離を変化させることによって、磁性体61に及ぼす吸引力を変化させることができる。すなわち、磁性体61を磁石63近づけた場合、磁性体61に及ぶ吸引力により、磁性体61は可撓性フィルム46と共に磁石63の方向へ引き寄せられてインク貯留部47の容積を増加させる。一方、磁石63を磁性体61から遠ざけた場合、その磁性体61に及ぶ吸引力は小さくなるため、可撓性フィルム46はコイルスプリング58の付勢力によって磁石63から遠ざかる方向に変位する。そのため、インク貯留部47の容積を変化させることが容易にできるため、記録ヘッド12へ供給可能な状態のインクの確保に有する時間を短縮し、インクの供給とインク貯留部47への流入との切り替えを素早く行うことができる。
(12) By rotating the rotating
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第1の実施形態において、可撓性フィルム46に所定の付勢力を与えるコイルスプリング58は、可撓性フィルム46に重りを設けることにより、重力の作用によって図1において下方向に可撓性フィルム46を変位させるようにしてもよい。また、第2の実施形態において、インクカートリッジ13を図5の左方向に重力が作用するように設置することで、磁性体61をその重さに基づいてインク貯留部47を減少させる方向に可撓性フィルム46を付勢する付勢部材として利用することができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the first embodiment, the
・上記実施形態において、バルブユニット18と一体形成した一方向弁は、インク貯留部47よりも下流側となるインク流路16内に個別に設けてもよい。
・上記実施形態において、インクエンド状態であると検出された場合でも、減圧ポンプ40及び回転部材62の駆動を続けることで、インクパック26内に残留するインクの量をより低減するようにしてもよい。
In the above embodiment, the one-way valve integrally formed with the
In the above embodiment, even when it is detected that the ink is in an end state, the amount of ink remaining in the
・上記実施形態において、残量検出部53を設けない構成としてもよい。
・上記実施形態において、減圧ポンプ40及び回転部材62の駆動タイミングは、一定時間経過後もしくは、記録ヘッド12でのインク消費量等に基づいて決めてもよい。
In the above embodiment, the remaining
In the above embodiment, the driving timing of the
・上記第1の実施形態において、残量検出部53として、可撓性フィルム46と対向する係止壁23bに接近センサ(例えば磁気センサ)を設けて、可撓性フィルム46の接近状態を検出するようにしてもよい。また、第2の実施形態において、磁性体61の接近を検出する接近センサ、もしくは、ケース23の右壁内面に陽極と陰極の2つの電極を設け、可撓性フィルム46がインク貯留部47の容積を増加させる方向に変化した際、電極と磁性体61が当接するようにしてもよい。すなわち、磁性体61を介した通電状態を検出してもよい。
In the first embodiment, as the remaining
・上記実施形態において、インクカートリッジ13は、インクパック26を備えずに、ケース23内に区画形成したインク収容室13a内にインクを収容するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、ケース23に大気連通孔30が形成されているが、ケース23とインクパック26との間が大気圧状態となれば連通孔が無くても良い。
・上記第2の実施形態において、磁性体61に吸引力を作用させる磁力発生手段は、電磁石を用いる磁性体61に作用する吸引力の大きさを変化させてもよい。
In the above embodiment, the
In the second embodiment, the magnetic force generating means that applies an attractive force to the
・上記実施形態では、インクジェット式プリンタ11のインクカートリッジ13に具体化したが、本発明はそれ以外の装置で使用される液体を貯留し、その貯留した液体を必要とされる液体消費部に供給する液体供給源にも適用することができる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、インク供給システム15が備えられる液体噴射装置をインクジェット式プリンタ11に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体(機能材料の粒子が分散されている液状体を含む)を噴射する液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に、インク供給システム15を適用することができる。
In the above embodiment, the liquid ejecting apparatus provided with the
11…プリンタ(液体噴射装置)、12…記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、13…インクカートリッジ(液体供給源)、13b…センサ収容室(密閉室)、15…インク供給システム(液体供給システム)、16…インク流路(液体供給流路)、18…バルブユニット(一方向弁)、26…インクパック(液体収容部)、29…一方向弁、40…減圧ポンプ(負圧発生手段)、42…大気開放弁(負圧解消手段)、44…制御装置(検出部、算出部、液体残量検出手段)、46…可撓性フィルム(変位部材)、47…インク貯留部(液体貯留部)、52…インク流出口(液体導出部)、55…圧電型センサ(圧電素子)、56…インク誘導路(凹部)、57…、閉塞部材、58…コイルスプリング(付勢部材)、61…磁性体、62…回転部材(磁力発生手段)、63…磁石。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
該液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給流路と、
前記液体供給源内における前記液体収容部と前記液体導出部との間となる位置に配置され容積が増減可能なように内面の少なくとも一部が変位可能な変位部材により構成された液体貯留部と、
前記変位部材を常には前記液体貯留部の容積が減少する方向に変位するように所定の付勢力で付勢する付勢部材と、
前記液体供給源内における前記液体収容部と前記液体貯留部の間となる位置に設けられ、前記液体収容部側となる上流側から前記液体貯留部側となる下流側への液体の通過のみを許容する一方向弁と、
前記付勢部材の付勢力に抗して前記変位部材を前記液体貯留部の容積を増加させる方向に変位させるための外力を付与する外力付与手段と
を備えることを特徴とする液体供給システム。 A liquid supply source having a liquid storage portion for storing the liquid therein and a liquid outlet portion for discharging the liquid to the outside;
A liquid supply flow path for supplying liquid from the upstream side which is the liquid supply source side toward the downstream side where the liquid is consumed;
A liquid storage part that is arranged at a position between the liquid storage part and the liquid lead-out part in the liquid supply source and is configured by a displacement member in which at least a part of the inner surface can be displaced so that the volume can be increased or decreased;
An urging member that urges the displacement member with a predetermined urging force so that the displacement member is always displaced in a direction in which the volume of the liquid storage portion decreases;
Provided at a position between the liquid storage part and the liquid storage part in the liquid supply source, and only allows liquid to pass from the upstream side which is the liquid storage part side to the downstream side which is the liquid storage part side A one-way valve to
An external force applying means for applying an external force for displacing the displacement member in a direction to increase the volume of the liquid storage unit against an urging force of the urging member.
前記液体供給源内において前記変位部材により前記液体貯留部と仕切られた密閉室と、
前記密閉室内を負圧状態にするための負圧発生手段と、
前記密閉室内の負圧状態を解消するための負圧解消手段と
を備えたことを特徴する請求項1に記載の液体供給システム。 The external force applying means is
A sealed chamber partitioned from the liquid reservoir by the displacement member in the liquid supply source;
Negative pressure generating means for bringing the sealed chamber into a negative pressure state;
The liquid supply system according to claim 1, further comprising: a negative pressure canceling unit for canceling the negative pressure state in the sealed chamber.
前記変位部材に取り付けられた磁性体と、
前記変位部材の変位方向において前記磁性体と対向する位置に配置された磁力発生手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の液体供給システム。 The external force applying means is
A magnetic body attached to the displacement member;
The liquid supply system according to claim 1, further comprising: a magnetic force generation unit disposed at a position facing the magnetic body in a displacement direction of the displacement member.
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