(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクノズルを有したインクキャリッジに備えられたキャリッジ用インクタンクと、該キャリッジ用インクタンクにインクを補給する補給用インクタンクとを備え、該補給用インクタンクからキャリッジ用インクタンクにインクを補給するインクジェットプリンタのインク供給装置において、
上記補給用インクタンクとキャリッジ用インクタンクとの間にインクを一時的に貯溜するインク貯溜部を設け、該インク貯溜部と上記補給用インクタンクとの間に第１開閉弁を設けるとともに、インク貯溜部と上記キャリッジ用インクタンクの間に第２開閉弁を設け、この第１及び第２開閉弁を同時に開成状態とならないよう当該開閉弁の開閉動作を制御する開閉弁制御部を設け、
上記補給用インクタンク内の圧力が上昇するように、上記補給用インクタンクを常温加圧する加圧バネを設け、上記キャリッジ用インクタンク内の圧力を負圧にする減圧手段を設けており、
上記インク貯溜部は、上記第１開閉弁が開成されることによりインクが流入して膨張し、上記第１開閉弁の閉成後に上記第２開閉弁が開成されると、自身の復帰力によりインクを、上記キャリッジ用インクタンクに供給する伸縮性の貯溜体からなり、
上記開閉弁制御部は、キャリッジ用インクタンクへのインク補給時に、閉成された上記第1及び第２開閉弁の第１開閉弁を開成し、上記補給用インクタンクから上記インク貯溜部へインクを供給し一定時間後、該第１開閉弁を閉じた後、上記第２開閉弁を開き、上記インク貯溜部自身の復帰力によりインクを上記キャリッジ用インクタンクへと補給し、該補給が完了すれば、上記第２開閉弁を閉成する制御を行うことを特徴とするインクジェットプリンタのインク供給装置。
【請求項２】
上記インク貯溜部のインク貯溜容量を上記キャリッジ用インクタンクの容量よりも小さく形成し、上記キャリッジ用インクタンク内のインク量を検知する検知手段を設け、
上記開閉弁制御部は、キャリッジ用インクタンクへのインク補給時に、上記検知手段により検知されるインク量が所定量になるまで上記第１及び第２開閉弁の開閉によるインク補給を繰り返し行うことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのインク供給装置。
【請求項３】
上記開閉弁制御部は、インク補給回数が所定回数以上になっても、上記検知手段の検知による上記キャリッジ用インクタンク内のインク量が所定量にならない場合、補給用インクタンクのインクがなくなった旨を報知する報知手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のインクジェットプリンタのインク供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクノズルを有したインクキャリッジに備えられたキャリッジ用インクタンクと、該キャリッジ用インクタンクにインクを補給する補給用インクタンクとを備え、該補給用インクタンクからキャリッジ用インクタンクにインクを補給するインクジェットプリンタのインク供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクノズルを有したインクキャリッジに備えられたキャリッジ用インクタンクであるサブタンクと、該サブタンクにインクを補給する補給用インクタンクとを備え、該補給用インクタンクからサブタンクにインクを補給するインクジェットプリンタのインク供給装置は、インクジェットヘッドカートリッジにおいて、プリンタの構成上、補給用のインクタンクの液面の高さが、インクジェットヘッドのノズル面の高さより高くなることが多く、このような場合、インクジェットヘッドのノズル面には水頭差圧が加わり、ノズルよりインクが流出してしまうためインクタンクに負圧を発生させる機構を必要としていた。
【０００３】
そのため、特開平７−６８７８２号公報においては、サブタンク内にインク保持部材を設け、インク保持部材の体積変化に伴って、補給用のインクタンク（メインインクタンク）とサブタンク間のインク流路の開閉を行う開閉手段を有したインクジェットヘッドカートリッジが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のインクジェットヘッドカートリッジでは、サブタンク内に設置されたインク保持部材が、インク量によって体積変化し、その体積変化をセンサで検出し、この検出結果により補給用インクタンクに圧力を加え、インク流路を開閉してインク量の調節を行っている。
【０００５】
この方法は、インク流路を開いてインク供給を行っている場合、インク保持部材の体積が膨張してセンサがこの膨張を検知して始めてインク流路を閉じ、インク供給を終了していた。
【０００６】
しかし、何らかの異常でセンサが誤検出を行った場合、補給用インクタンクからサブタンクへのインク供給が継続して行われ、過剰なインク供給を行ってしまう虞れがあり、インクキャリッジにおいてインクの漏れを生じる虞れがあった。
【０００７】
これは、異常発生時に、インク流路が開放状態となったままとなり、補給用インクタンクとサブタンク間が直結されてしまうことが原因となっていた。
【０００８】
また、インク切れの検出は、これまで、様々なセンサを用いて行ってきたため、補給用インクタンク或いはサブタンクの数だけインク量を検出するためのセンサが必要となり、コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、補給用インクタンクとサブタンクとの間にインクを一時的に貯溜するインク貯溜部を設けるとともに、同時に開成状態とならない第１及び第２開閉弁を設けることにより、異常時においても補給用インクタンクとサブタンクが直結されない構造とすることにより、サブタンクへの過剰なインクの供給を防止することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、インクノズルを有したインクキャリッジに備えられたキャリッジ用インクタンクと、該キャリッジ用インクタンクにインクを補給する補給用インクタンクとを備え、該補給用インクタンクからキャリッジ用インクタンクにインクを補給するインクジェットプリンタのインク供給装置において、
上記補給用インクタンクとキャリッジ用インクタンクとの間にインクを一時的に貯溜するインク貯溜部を設け、該インク貯溜部と上記補給用インクタンクとの間に第１開閉弁を設けるとともに、インク貯溜部と上記キャリッジ用インクタンクの間に第２開閉弁を設け、この第１及び第２開閉弁を同時に開成状態とならないよう当該開閉弁の開閉動作を制御する開閉弁制御部を設け、
上記補給用インクタンク内の圧力が上昇するように、上記補給用インクタンクを常温加圧する加圧バネを設け、上記キャリッジ用インクタンク内の圧力を負圧にする減圧手段を設けており、
上記インク貯溜部は、上記第１開閉弁が開成されることによりインクが流入して膨張し、上記第１開閉弁の閉成後に上記第２開閉弁が開成されると、自身の復帰力によりインクを、上記キャリッジ用インクタンクに供給する伸縮性の貯溜体からなり、
上記開閉弁制御部は、キャリッジ用インクタンクへのインク補給時に、閉成された上記第1及び第２開閉弁の第１開閉弁を開成し、上記補給用インクタンクから上記インク貯溜部へインクを供給し一定時間後、該第１開閉弁を閉じた後、上記第２開閉弁を開き、上記インク貯溜部自身の復帰力によりインクを上記キャリッジ用インクタンクへと補給し、該補給が完了すれば、上記第２開閉弁を閉成する制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、メインインクタンクからのインクをインク貯溜部に一旦貯溜し、その後、インク貯溜部からサブインクタンクへインクを補給する。この時、第１及び第２開閉弁が同時に開放状態となることがないので、異常発生時にサブインクタンクへ過剰なインクの補給を防止することが可能となる。
【００１３】
また、加圧バネによりメインインクタンク内の圧力が上昇するよう加圧されているので、第１開閉弁を開成するだけで、メインインクタンクからインク貯蔵部へのインクの供給を簡単な構成で行うことが可能となる。
【００１５】
更に、メインインクタンクとサブインクタンクとが直接連通されることがなく、インクの逆流を確実に防止することが可能となる。
【００１７】
また更に、インク貯溜部に貯溜されたインクを、ポンプ等を用いることなく貯溜体自身の復帰力によりサブインクタンクへ供給することが可能となる。
【００１９】
また、サブインクタンク内が負圧となっているので、第２開閉弁を開成するだけでインク貯溜部からのインクを確実にサブインクタンクに供給することが可能となる。
【００２０】
本発明のインク供給装置は、上記インク貯溜部のインク貯溜容量を上記キャリッジ用インクタンクの容量よりも小さく形成し、上記キャリッジ用インクタンク内のインク量を検知する検知手段を設け、
上記開閉弁制御部は、キャリッジ用インクタンクへのインク補給時に、上記検知手段により検知されるインク量が所定量になるまで上記第１及び第２開閉弁の開閉によるインク補給を繰り返し行うことを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、インク貯溜部に一旦貯溜されたインクをサブインクタンクに当該サブインクタンク内のインク量が所定量になるまで供給するので、サブインクタンクに一度に大量のインクを供給することがなく、過剰なインク供給を確実に防止することが可能となる。
【００２２】
本発明のインク供給装置は、上記開閉弁制御部によるインク補給回数が所定回数以上になっても、上記検知手段の検知による上記サブインクタンク内のインク量が所定量にならない場合、メインインクタンクのインクがなくなった旨を報知する報知手段を設けたことを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、サブインクタンクにインクが供給されず、メインインクタンクのインクがなくなったことを報知手段により報知することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェットプリンタのインク供給装置の実施形態について図１とともに説明する。
【００２５】
本発明のインク供給装置は、図１に示すように、インクキャリッジ１と、このインクキャリッジ１のキャリッジ用インクタンクであるサブインクタンク２にインクを供給（補給）する補給用インクタンクであるメインインクタンク装置３によって構成されている。
【００２６】
このメインインクタンク装置３は、その内部にメインインクタンク４と、インク供給口５と、メインインクタンク４とインク供給口５との間に設けられた上記サブインクタンク２の容量よりも貯溜インク容量が小さいインク貯溜部６と、インク貯溜部６の上流側、即ち、メインインクタンク４とインク貯溜部６との間に配設された第１開閉弁７と、インク貯溜部６の下流側、即ち、インク貯溜部６とインク供給口５（サブインクタンク２）との間に配設された第２開閉弁８と、上記第１開閉弁７と第２開閉弁８との開閉動作を制御する電磁クラッチ９と、上記メインインクタンク４内の圧力が上昇するよう常時加圧する加圧手段である加圧バネ１０を備えている。
【００２７】
そして、上記インク貯溜部６内には、第１開閉弁７の開成によりインクが流入して膨張し、第２開閉弁８の開成時に自身の復帰力によりインクを押し出しインク供給口５から流出させる伸縮性の貯溜体１１が設けられている。
【００２８】
上記インクキャリッジ１は、サブインクタンク２と、フィルタ１２，ヒートシンク１３，マニホールド１４，印字用のインクヘッド１５を有したインクノズル部１６とを備えるとともに、サブインクタンク２内のインク量をサブインクタンクの圧力により検知する検知手段である検知センサー１７と、サブインクタンク２内の圧力を負圧にする減圧手段である引っ張りバネ１８と、インクノズル部１６とサブインクタンク２とを連結するためのインク供給管１９とを備えている。
【００２９】
そして、上記メインインクタンク装置３のインク供給口５とインクキャリッジ１のサブインクタンク２とを連結するためのインク供給チューブ２０が設けられており、このインク供給チューブ２０の一端にインク供給口５を開成するためのインク供給針２１が設けられている。
【００３０】
このような構成のインクジェットプリンタのインク供給装置におけるメインインクタンク装置３のメインインクタンク４からインクキャリッジ１のサブインクタンク２へのインクの補給動作を図２のフローチャートと、図３の第１開閉弁７と第２開閉弁２１の開閉動作を示す説明図と、図４のタイミングチャートとともに説明する。
【００３１】
まず、サブインクタンク２内のインク量が減少し、圧力検知センサー１７がＯＮすると（ｓ１）、この圧力検知センサー１７のＯＮ信号により電磁クラッチ９が第１開閉弁７を所定時間開成し（ｓ２）、メインインクタンク４内の加圧されたインクがインク貯溜部６に第１開閉弁７を介して流入する（ｓ３）。
【００３２】
この時、メインインクタンク４を加圧バネ１０で常時加圧しておくことにより、ポンプ等の手段を用いずに第１開閉弁７を開成するだけでインクをインク貯溜部６に供給することができる。
【００３３】
そして、一定時間が経過するとインク貯溜部６へのインクの供給が完了し、インク貯溜部６においては、貯溜体１１が膨張し所定量のインクが加圧された状態で貯溜され（ｓ４）、一定時間経過後、第１開閉弁７が閉成される（ｓ５）。
【００３４】
このインク貯溜部６では、貯溜体１１が膨張した状態でインクが貯溜され、例えば、風船にインクを入れたような状態となり、貯溜体１１が元の状態に復帰しようとする復帰力を受け、貯溜体１１内のインクは正圧力を持っている。
【００３５】
そして、インク貯溜部６に一旦貯溜されたインクは、第１開閉弁７が閉成された後、第２開閉弁８が開成されることにより（ｓ６）、貯溜体１１の復帰力によりインクが流出し（ｓ７）、インク供給口５，インク供給針２１，インク供給チューブ２０を介してサブインクタンク２にインクが供給（補給）される。
【００３６】
サブインクタンク２にインクが供給され、上記圧力検知センサー１７がＯＦＦすると（ｓ８）、サブインクタンク２に所定量のインクが入っていると判断し、サブインクタンク２へのインクの供給動作を終了する。
【００３７】
また、一度のサブインクタンク２へのインクの供給動作により、圧力検知センサーがＯＦＦしない場合は、インク供給動作回数をカウントし（ｓ９）、このインク供給動作回数が所定回数α以上になったか否かを判断し（ｓ１０）、所定回数α未満である場合は、サブインクタンク２のインク量が所定量になるまで、インク供給動作を繰り返し行う。
【００３８】
そして、インク供給動作が所定回数α以上になった場合、メインインクタンク４内のインクがなくなったと判断し、インク切れを表示部に表示（ｓ１１）若しくは音声による報知を行う。
【００３９】
上記のように、第２開閉弁８が閉成状態のまま、第１開閉弁７を開成し、インクをインク貯溜部６に供給し、第１開閉弁７を閉成した後、第２開閉弁８を開成することにより、サブインクタンク２にインクを供給している。即ち、第１開閉弁７若しくは第２開閉弁８のどちらか一方が閉成状態の時にのみ他方の開閉弁が開成する構造となっているので、メインインクタンク４とサブインクタンク２とが直接連結（連通）した状態となることがなく、異常発生時にメインインクタンク４とサブインクタンク２とが直接連結されサブインクタンク２へ過剰なインクの供給が行われることがなく、常に安全で安定したインク供給を行うことができる。
【００４０】
上記第１開閉弁７及び第２開閉弁８の開閉を行う電磁クラッチ９の制御を、図５に示すクラッチ制御論理回路図と、図６に示す真理値の説明図とともに説明する。
【００４１】
上記第１開閉弁７を開成させるための信号Ａを、ＡＮＤ回路Ａの一方に直接入力されるよう接続し、このＡＮＤ回路Ａの他方に第２開閉弁８を開成させるための信号Ｂの反転信号が入力されるよう、反転回路Ｂを介して接続し、第２開閉弁８を開成させるための信号Ｂを、ＡＮＤ回路Ｂの一方に直接入力されるよう接続し、このＡＮＤ回路Ｂの他方に第１開閉弁７を開成させるための信号Ａの反転信号が入力されるよう、反転回路Ａを介して接続した論理回路により、電磁クラッチ９は制御されている。
【００４２】
従って、この論理回路に図６に示す真理値が入力された場合、第１開閉弁７と第２開閉弁８が同時に開成動作されることを確実に防止されている。
【００４３】
そして、メインインクタンク４はインクが充填されている場合は図７（ａ）に示すような状態にあり、インクが減少した時は、図７（ｂ）に示すように、加圧バネ１０に加圧されることによりタンクの容積が減少し、メインインクタンク４内のインクに図７（ａ）に示す状態と同様の圧力が加わるように構成されている。
【００４４】
上記構成により、メインインクタンク４を加圧バネ１０で常時加圧しているので、メインインクタンク４からインク貯溜部６へのインク供給をポンプ等の手段を用いることなく簡単な構成で行うことができ、インク貯溜部６においても、サブインクタンク２へのインクの供給は貯溜体１１の復帰力により行うことができるので、ポンプ等の手段を用いることなく簡単な構成でインクの供給を行うことができる。
【００４５】
また、インク貯溜部６のインク貯溜容量がサブインクタンク２の容量よりも小さく形成されているので、サブインクタンク２に多量のインクが供給されることが防止される。
【００４６】
さらに、サブインクタンク２は引っ張りバネ１８により負圧にされているので、インク貯溜部６の貯溜体１１の復帰力による流出力と相俟ってよりスムーズにサブインクタンク２へのインクの供給を行うことができる。
【００４７】
しかも、圧力検知センサー１７によるサブインクタンク２のインク量検知によって、インク補給回数が所定回数以上になっても、サブインクタンク２のインク量が所定量にならなかった場合、メインインクタンク４のインク切れを判断することができるので、メインインクタンク４のインク切れを専用のインク量検知手段を別途設けることなく検知することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、補給用インクタンクとキャリッジ用インクタンクとの間にインクを一時的に貯溜するインク貯溜部を設け、該インク貯溜部と補給用インクタンクとの間に第１開閉弁を設けるとともに、インク貯溜部とキャリッジ用インクタンクの間に第２開閉弁を設け、この第１及び第２開閉弁を同時に開成状態とならないよう当該開閉弁の開閉動作を制御する開閉弁制御部を設けることにより、補給用インクタンクからのインクをインク貯溜部に一旦貯溜し、その後、インク貯溜部からキャリッジ用インクタンクへインクを補給する時、第１及び第２開閉弁が同時に開放状態となることがないので、異常発生時に補給用インクタンクとキャリッジ用インクタンクとが直接連結されることがなく、キャリッジ用インクタンクへ過剰なインクが補給されるのを防止することができ、インクの漏れを確実に防止することができる。
【００４９】
本発明のインク供給装置は、上記補給用インクタンク内の圧力が上昇するよう常時加圧する加圧手段である加圧バネを設け、加圧バネにより補給用インクタンク内の圧力が上昇するよう加圧されているので、第１開閉弁を開成するだけで、補給用インクタンクからインク貯蔵部へのインクの供給を簡単な構成で行うことができる。
【００５０】
本発明のインク供給装置の制御部は、上記第１開閉弁の閉成後に、上記第２開閉弁を開成しているので、補給用インクタンクとキャリッジ用インクタンクとが直接連通されることがなく、インクの逆流を確実に防止することができる。
【００５１】
本発明のインク供給装置のインク貯溜部は、上記第１開閉弁が開成されることによりインクが流入して膨張し、上記第２開閉弁が開成されたときに自身の復帰力によりインクを上記キャリッジ用インクタンクに供給する伸縮性の貯溜体により形成されているので、インク貯溜部に貯溜されたインクを、ポンプ等を用いることなく貯溜体自身の復帰力によりキャリッジ用インクタンクへ供給することができる。
【００５２】
本発明のインク供給装置は、上記キャリッジ用インクタンク内の圧力を負圧にする減圧手段を設けることにより、キャリッジ用インクタンク内が負圧となっているので、第２開閉弁を開成するだけでインク貯溜部からのインクを確実且つスムーズにキャリッジ用インクタンクに供給することができる。
【００５３】
本発明のインク供給装置は、上記インク貯溜部のインク貯溜容量を上記キャリッジ用インクタンクの容量よりも小さく形成し、上記キャリッジ用インクタンク内のインク量を検知する検知手段を設け、該検知手段により検知されるインク量が所定量になるまで上記第１及び第２開閉弁の開閉によるインクの補給を行うことにより、インク貯溜部に一旦貯溜されたインクをキャリッジ用インクタンクに当該キャリッジ用インクタンク内のインク量が所定量になるまで供給するので、キャリッジ用インクタンクに一度に大量のインクを供給することがなく、過剰なインク供給を確実に防止することができる。
【００５４】
本発明のインク供給装置は、インク補給回数が所定回数以上になっても、上記検知手段の検知による上記キャリッジ用インクタンク内のインク量が所定量にならない場合、補給用インクタンクのインクがなくなった旨を報知する報知手段を設けているので、キャリッジ用インクタンクのインク量を検知する検知手段を用いることにより、補給用インクタンクのインク量を検知するための専用の検知手段を別途設けることなく、補給用インクタンクのインクがなくなったことを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットプリンタのインク供給装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明のインク供給装置のインク供給動作を説明するフローチャートである。
【図３】図１の第１開閉弁７と第２開閉弁２１の開閉動作を示す説明図である。
【図４】図３のタイミングチャートである。
【図５】本発明のインク供給装置の第１開閉弁７及び第２開閉弁８の開閉を行う電磁クラッチの制御を行うクラッチ制御論理回路を示す回路図である。
【図６】図５のクラッチ制御論理回路における真理値を示す説明図である。
【図７】本発明のインク供給装置の補給用インクタンクの各状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  インクキャリッジ
２  サブインクタンク
３  メインインクタンク装置
４  メインインクタンク
６  インク貯溜部
７  第１開閉弁
８  第２開閉弁
９  電磁クラッチ
１０  加圧バネ
１１  貯溜体
１７  圧力検知センサー
１８  引っ張りバネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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