JP3692526B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。このようなインクジェット式記録装置は、一般にキャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直行する方向に相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより記録用紙に対して記録が行われる。
【0003】
そしてキャリッジ上に例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能にしている。
【0004】
一方、例えばオフィス向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジとしてのメインタンクを例えば装置本体側に配置された装着装置(カートリッジホルダ)に装填させる形式の記録装置が提供されている。
【0005】
そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記各メインタンクから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昨今においては大きな紙面に対して印刷を行うことが可能な、キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置が要求されている。このような記録装置においては、スループットを向上させるために、記録ヘッドにおいては益々多ノズル化が図られている。さらに、スループットを向上させるために、印刷を実行しながらメインタンクからキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するような記録装置が求められる。
【0007】
このような記録装置においては、メインタンクからキャリッジ上のサブタンクに対してそれぞれのインクに対応してインク補給チューブを接続する必要があり、キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブの引き回し距離が増大する。しかも前記したとおり、記録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、インクの消費量が多く、メインタンクからサブタンクに接続された各インク補給チューブ内においてインクの動圧(圧力損失)が高まり、サブタンクに対するインクの補給量が不足するという技術的課題を抱えている。
【0008】
このような課題を解決するための一つの手段として、例えばメインタンク側に空気圧を印加し、メインタンクからサブタンクに対して空気圧によって強制的なインク流を発生させて、サブタンクに対して必要十分なインクを補給する構成が採用し得る。
【0009】
このような構成を採用しようとした場合には、メインタンク側に加圧空気を印加するための空気加圧ポンプが必要となる。そして、この空気加圧ポンプは記録装置への駆動電源の投入中において、常時駆動状態とすることでメインタンク側に加圧空気を安定して印加することができ、この種のインク供給システムの動作を保障することができる。
【0010】
しかしながら、前記加圧ポンプを常時駆動状態とした場合には、加圧ポンプにより発生する騒音が問題となり、また加圧ポンプの耐久性も問題となる。したがって、これらの対策に対するコストアップという別の問題点も発生する。そこで、各メインタンクに対する適正な空気圧を維持できる範囲で、前記加圧ポンプを断続的に駆動するように構成することが望まれる。この場合、各メインタンクに加わる空気圧を検出し、その検出出力によって前記加圧ポンプの駆動動作を制御する圧力検出器が好適に採用される。
【0011】
一方、メインタンクからサブタンクに対して補給されるインクは、環境温度によって粘度が変化する温度依存特性を有している。すなわち、環境温度が低温の場合にはインクの粘度が高く、環境温度が高温になるにしたがって、その粘度が低下する。それ故、メインタンクからサブタンクに対するインクの補給流速は、温度の上昇と共に速くなるという温度依存特性を有している。
【0012】
前記したように、メインタンクからサブタンクに対してインクを補給する形態を採用する記録装置においては、メインタンクからサブタンクに対するインクの補給流速を、環境温度に依存せずに一定の範囲に抑えることが望まれる。この場合、温度の変化に応じてメインタンクに加える加圧空気の設定圧力を変化させるように制御することで、メインタンクからサブタンクに対するインクの補給流速の変化を所定の範囲に抑えることが可能となる。
【0013】
本発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、メインタンクから送り出されるインク流速の変化量が、環境温度の変化を受けても所定の範囲に維持することができる機能を持たせた圧力検出器を備えたインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置の一つの形態は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムは、環境温度に応じて硬度が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから記録ヘッド側に補給されるインクの粘度における温度依存特性にほぼ等しくなるように構成される。
また、本発明にかかるインクジェット式記録装置の他の一つの形態は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムは、環境温度に応じて硬度が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから補給されるインクの補給路における圧力損失の温度依存特性にほぼ等しくなるように構成される。
また、本発明にかかるインクジェット式記録装置の他の一つの形態は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムは、環境温度に応じて体積が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから記録ヘッド側に補給されるインクの粘度における温度依存特性にほぼ等しくなるように構成される。
【0015】
また、本発明にかかるインクジェット式記録装置の他の一つの形態は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムは、環境温度に応じて体積が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから補給されるインクの補給路における圧力損失の温度依存特性にほぼ等しくなるように構成される。
また、本発明にかかるインクジェット式記録装置の他の一つの形態は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムと信号生成手段とを機械的に結合する可動部材が、環境温度に応じてその可動方向の寸法が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから記録ヘッド側に補給されるインクの粘度における温度依存特性にほぼ等しくなるように構成される。
さらに、本発明にかかるインクジェット式記録装置の他の一つの形態は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムと信号生成手段とを機械的に結合する可動部材が、環境温度に応じてその可動方向の寸法が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから補給されるインクの補給路における圧力損失の温度依存特性にほぼ等しくなるように構成される。
【0016】
この場合、前記ダイヤフラムは、低温状態で硬度が高く、高温状態で硬度が低くなるように変化する素材により構成される。また前記ダイヤフラムは、低温状態で体積が収縮し、高温状態で体積が膨張するように変化する素材により構成される場合もある。さらに前記ダイヤフラムは、低温状態で体積が収縮し、高温状態で体積が膨張するように変化する素材により構成される場合もある。
【0017】
そして、好ましくは前記メインタンクからインク補給路を介してキャリッジに搭載されたサブタンクにインクを補給し、前記サブタンクよりキャリッジに搭載された前記記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成される。加えて、前記メインタンクからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成される。
【0018】
そして、好ましい実施の形態においては、前記信号生成手段は、ダイヤフラムの変位によって進退される可動部材と、前記可動部材の移動経路を横断するようにして配置された光源と受光素子とによるフォトセンサより構成され、前記フォトセンサを構成する受光素子の出力に基づいて前記圧力検知信号を発生するように構成される。
【0019】
また、好ましい他の実施の形態においては、前記信号生成手段は、ダイヤフラムの変位によって進退される可動部材と、前記可動部材の移動経路に光を投射する光源と前記可動部材の移動に基づく前記光源の反射光を受光する受光素子とによるフォトセンサより構成され、前記フォトセンサを構成する受光素子の出力に基づいて前記圧力検知信号を発生するように構成される。
【0020】
そして、前記したいずれの形態においても、前記ダイヤフラムは弾性素材により構成され、前記ダイヤフラムが受ける空気圧と、ダイヤフラムの復帰力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材が進退されるようになされた構成が採用し得る。また、前記ダイヤフラムの復帰方向に付勢するばね部材がさらに具備され、前記ダイヤフラムが受ける空気圧と、ダイヤフラムの復帰力ならびに前記ばね部材の付勢力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材が進退されるようになされた構成も採用することができる。
【0022】
前記したインクジェット式記録装置によると、メインタンクに対して加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加されるため、キャリッジに搭載された記録ヘッド側に対して、その空気圧の作用により必要十分なインク量を補給することができる。そして、空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路に配置された圧力検出器によって、メインタンクに対する加圧状態が監視され、この圧力検出器により生成される圧力検知信号によって、加圧ポンプが断続的に駆動されるように制御される。
【0023】
この場合、圧力検出器には加圧空気の空気圧を受けて変位するダイヤフラムが具備されており、このダイヤフラムの変位量に基づいて信号生成手段が、加圧ポンプの駆動を制御する圧力検知信号を発生する。前記信号生成手段にはダイヤフラムの変位によって進退される可動部材が具備されており、この可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出することで、加圧ポンプの駆動を制御する圧力検知信号が生成される。
【0024】
この場合、環境温度の変化によるインク粘度の変化を受けて、メインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速は低温状態においては遅く、高温状態になるにしたがって速くなる。そこで、前記圧力検出器に備えられたダイヤフラムを、低温状態で硬度が高く、高温状態で硬度が低くなるように変化する素材を用いて構成することで、低温度の状態においてはダイヤフラムの変位による可動部材の駆動が抑制されるために、可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出するときの圧力の値が高くなる。したがって、空気加圧ポンプの駆動が継続して、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速は高められるように作用する。一方、高温度の状態においてはダイヤフラムの変位による可動部材の駆動作用が促進され、可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出するときの圧力の値が低くなる。したがって空気加圧ポンプの駆動が早期に停止されるため、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速を低下させるように作用する。
【0025】
また、前記圧力検出器に備えられたダイヤフラムを、低温状態で体積が収縮し、高温状態で体積が膨張するように変化する素材を用いて構成することで、低温度の状態においてはダイヤフラムが収縮して、実質的に可動部材がフォトセンサの検知領域から遠のくようにシフトされるため、可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出するときの圧力の値が高くなる。したがって、空気加圧ポンプの駆動が継続して、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速は高められるように作用する。一方、高温度の状態においてはダイヤフラムが膨張して、実質的に可動部材がフォトセンサの検知領域に近ずくようにシフトされるため、可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出するときの圧力の値が低くなる。したがって、空気加圧ポンプの駆動が早期に停止されるため、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速を低下させるように作用する。
【0026】
さらに、前記ダイヤフラムと信号生成手段とを機械的に結合する可動部材が、その可動方向の寸法が低温状態で収縮し、高温状態で膨張するように変化する素材を用いて構成することで、低温度の状態においては可動部材が収縮して、実質的に可動部材の先端部がフォトセンサの検知領域から遠のくようにシフトされるため、可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出するときの圧力の値が高くなる。したがって、空気加圧ポンプの駆動が継続して、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速は高められるように作用する。一方、高温度の状態においては可動部材が膨張して、実質的に可動部材の先端がフォトセンサの検知領域に近ずくようにシフトされるため、可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出するときの圧力の値が低くなる。したがって空気加圧ポンプの駆動が早期に停止されるため、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速を低下させるように作用する。
【0027】
前記した作用を有する圧力検出器を採用することで、メインタンクからサブタンクに補給されるインク流速の変化量が、環境温度の変化を受けても所定の範囲に維持することができる。そして、ダイヤフラムとフォトセンサによる比較的単純な構成によって前記した機能を得ることができるので、比較的安価にこれを実現することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図1は、本発明が適用され得るインクジェット式記録装置の一例を上面図によって示したものである。図1において符号1はキャリッジであり、このキャリッジ1はキャリッジモータ2によって駆動されるタイミングベルト3を介し、走査ガイド部材4に案内されて紙送り部材5の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図1には示されていないが、キャリッジ1の紙送り部材5に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド6が搭載されている。
【0029】
また、キャリッジ1には前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク7a〜7dが搭載されている。このサブタンク7a〜7dは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して4個具備されている。そして、このサブタンク7a〜7dに対して装置の端部に配置されたカートリッジホルダ8に装填されたインクカートリッジとしてのメインタンク9a〜9dから、インク供給路を構成する可撓性のインク補給チューブ10,10,……をそれぞれ介して、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが補給されるように構成されている。
【0030】
一方、前記キャリッジ1の移動経路上における非印字領域(ホームポジョン)には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段11が配置されており、さらにこのキャッピング手段11の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材11aが配置されている。そして、キャリッジ1がホームポジョンに移動したときに、前記キャップ部材11aによって、記録ヘッドのノズル形成面が封止されるように構成されている。
【0031】
このキャップ部材11aは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材11aには、図には示されていないが、吸引ポンプ(チューブポンプ)におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。さらに、キャッピング手段11に隣接する印字領域側には、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材12が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【0032】
次に図2は、図1に示した記録装置に搭載されたインク供給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク供給システムについて同一符号で示した図1と共に説明する。図1および図2において、符号21は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ21により加圧された空気は、圧力調整弁22に供給され、さらに圧力調整弁22より圧力検出器23を介して前記した各メインタンク9a〜9d(図2においては代表して符号9として示しており、以下において代表して単に符号9として説明する場合もある。)にそれぞれ加圧空気が供給されるように構成されている。
【0033】
前記圧力調整弁22は、空気加圧ポンプ21によって加圧された空気圧が過度の状態に達した時に、圧力を開放して各メインタンク9a〜9dに加わる空気圧を所定の範囲に維持させる機能を有している。これは、後述する圧力検出器23と空気加圧ポンプ21による制御系統に何らかの障害が発生して、加圧ポンプ21が駆動状態を継続し、過剰な空気圧がメインタンク9に印加されて後述するインクパック24を破損させるなどの問題を回避できるように作用する。
【0034】
さらに、圧力検出器23は、空気加圧ポンプ21によって加圧された空気圧を検知し、空気加圧ポンプ21の駆動を制御するように機能する。すなわち、空気加圧ポンプ21によって加圧された空気圧が所定の圧力に達したことを検出した場合には、空気加圧ポンプ21の駆動を停止させると共に、圧力検出器23によって空気圧が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、空気加圧ポンプ21を駆動させるように制御し、この繰り返しによって前記した各メインタンク9a〜9dに加わる空気圧が所定の範囲に維持されるように機能する。
【0035】
前記メインタンク9は、その概略構成が図2に示されたように、その外郭が気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック24が収納されている。そして、メインタンク9とインクパック24とで形成される空間が圧力室25を構成しており、この圧力室25内に、圧力検出器23を介した加圧空気が供給されるように構成されている。この構成により、各メインタンク9a〜9dに収納された各インクパック24は、それぞれ加圧空気による圧力を受け、各メインタンク9a〜9dから各サブタンク7a〜7dに対してインク流が発生されるように構成されている。
【0036】
前記各メインタンク9a〜9dにおいて加圧されたインクは、インクパック24のインク出口付近に配置された各インク補給バルブ26,26……および各インク補給チューブ10,10,……をそれぞれ介して、キャリッジ1に搭載された各サブタンク7a〜7d(図2においては代表して符号7として示しており、以下において代表して単に符号7として説明する場合もある。)に供給されるように構成されている。
【0037】
前記サブタンク7は、図2にその基本構成が示されているように、内部にフロート部材31が配置されており、そのフロート部材31の一部には永久磁石32が取り付けられている。そして、ホール素子に代表される磁電変換素子33a,33bが基板34に装着されて、サブタンク7の側壁に添接されている。この構成により、フロート部材31に配置された永久磁石32と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石32による磁力線量に応じて、前記ホール素子33a,33bにより電気的出力が発生されるインク量検出手段を構成している。
【0038】
したがって、例えばサブタンク7内のインク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材31の位置が重力方向に移動し、これに伴い前記永久磁石32の位置も重力方向に移動する。それ故、永久磁石の移動によるホール素子33a,33bの電気的出力は、サブタンク7内のインク量として感知することができ、ホール素子33a,33bにより得られた電気的出力によって、前記インク補給バルブ26が開弁される。これにより、メインタンク9内で加圧されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサブタンク7内に個別に送出される。
【0039】
そして、当該サブタンク7内におけるインク量が所定の容量に達した場合には、前記したホール素子33a,33bの電気的出力に基づいて前記インク補給バルブ26が閉弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンクには常にほぼ一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【0040】
このように、サブタンク内において空気圧によって加圧された各インクが、サブタンク内に配置されたそれぞれのフロート部材の位置に基づく電気的な出力に基づいて、各サブタンクに対してインクが補給されるように構成されているので、インクの補給レスポンスを向上させることができ、サブタンク内のインクの貯留量が適切に管理される。
【0041】
そして、各サブタンク7からはバルブ35およびこれに接続されたチューブ36を介して記録ヘッド6に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド6の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド6のノズル形成面に形成されたノズル開口6aより、インク滴が吐出されるように作用する。なお、図2において符号11は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段11に接続されたチューブは図示せぬ吸引ポンプ(チューブポンプ)に接続されている。
【0042】
図3は、前記した圧力検出器23の第1の実施の形態を断面図によって示したものである。この圧力検出器23は、その外形が円筒状に形成された上ケース41と、同じく外形が円筒状に形成された下ケース42が具備されており、これら上ケース41と下ケース42との間には、可撓性弾性部材により円盤状に形成されたダイヤフラム43が、その周縁部が挟持された形で配置されている。
【0043】
前記ダイヤフラム43は、図3に示されたようにその中央部に厚肉部43aが形成されており、この厚肉部43aと周縁部との間には、断面が半円状になされた薄肉部43bが形成されている。なお、このダイヤフラム43は好ましくはゴム素材により構成される。また、ゴム素材はNBRでゴム硬度が40〜60度であることが好ましい。また、ダイヤフラム43は布にゴム素材を充填した状態で形成されることもあり、この場合においてはダイヤフラムとしての耐久性を高めることができる。
【0044】
一方、上ケース41の上部には、円筒体41aが一体に形成されており、この円筒体41aのさらに内側の上部には内筒体41bが円筒体41aと一体となるように形成されている。なお、図3に示された断面状態においては、前記内筒体41bは浮いた状態に描かれているが、この内筒体41bは、図に示された状態に対し、周方向に直交する位置で円筒体41aに結合されている。換言すれば、図に示されたように円筒体41aと内筒体41bとの間には、対向するようにして一対の開口部41cが形成されている。
【0045】
前記円筒体41aの内部には、可動部材44が軸方向(図3において上下方向)に摺動できるように収納されている。この可動部材44は、二股状に形成され、且つそれぞれの先端部には爪状のストッパー部材44aが形成されており、このストッパー部材44aが前記開口部41cに入り込んで、円筒体41aの上端部に係合するように構成されている。
【0046】
そして、可動部材44には、その内底部から一体に起立された起立部44bが形成されており、図3に示す実施の形態においては、前記内筒体41bの下端部と可動部材44の内底部との間には、起立部44bを捲装するようにしてコイル状のばね部材45が配備されている。この構成により前記可動部材44は、ばね部材45によって図における下方向に付勢されるように構成されており、したがって可動部材44の下底部は、前記ダイヤフラム43の中央の厚肉部43aの上面に当接するように構成されている。
【0047】
一方、前記下ケース42には、その下底部に空気加圧ポンプ21からの加圧空気を、下ケース42とダイヤフラム43との間の空間部42aに導入するための加圧空気導入用の接続管42bと、前記空間部42aから各メインタンク9に対してそれぞれ加圧空気を分配する複数の加圧空気分配用の接続管42cとが形成されている。この実施の形態においては、前記したように4つのメインタンク9が備えられており、この場合においては加圧空気分配用の接続管42cは、その数に応じて4個備えられる。なお、図4はこれを断面図で示している関係で、2つの加圧空気分配用の接続管42cが示されている。
【0048】
この構成によって、空気加圧ポンプ21からの加圧空気は、加圧空気導入用の接続管42bを介して圧力検出器23の空間部42aに導入され、また各加圧空気分配用の接続管42cを介して各メインタンク9における圧力室25に加圧空気が印加されるように作用する。そして、空間部42aに導入された加圧空気の作用を受けて、前記ダイヤフラム43は図中上方向に変位され、可動部材44を上方に押し上げるように作用する。なお、前記ダイヤフラム43と上ケース41との間に形成される空間部は、円筒体41aと可動部材44との隙間を介して大気に連通されている。
【0049】
そして、この実施の形態においては、前記したように可動部材44は、ばね部材45によって図における下方向に付勢されるように構成されており、したがって前記ダイヤフラム43が受ける空気圧と、ダイヤフラムの弾性による復帰力ならびに前記ばね部材45の付勢力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材44が上下に移動される。
【0050】
一方、前記可動部材44に形成された起立部44bにおける先端部の移動領域には、信号生成手段を構成するフォトセンサ46が配置されている。このフォトセンサ46には光源46aと受光素子46bが対向するように配置されており、したがって、前記空間部42aに導入された加圧空気を受けてダイヤフラム43が所定以上に変位した場合には、前記可動部材44に形成された起立部44bの先端部が、フォトセンサ46を構成する光源46aと受光素子46bとの光軸を遮断するように作用する。
【0051】
それ故、空気加圧ポンプ21が駆動されて加圧空気が所定の圧力以上に達すると、ダイヤフラムの変位によって起立部44bが押し上げられ、フォトセンサ46による光軸を遮断するために、この時の受光素子46bの出力に基づいて前記空気加圧ポンプ21の駆動が停止されるようになされる。また、インクの消費等に伴い空気圧が低下した場合においては、ダイヤフラムの弾性による復帰力と前記ばね部材45の付勢力とにより、可動部材44に形成された起立部44bにおける先端部は、光源46aと受光素子46bとによる光軸から離れる。これにより受光素子46bに出力が発生し、これに基づいて前記空気加圧ポンプ21を駆動すべき圧力検知信号が発生される。
【0052】
この場合、フォトセンサを構成する前記受光素子46bの出力に基づく圧力検知信号は、例えば空気加圧ポンプ21に直結された図示せぬモータを駆動または停止させるように利用される場合もあり、または他の機構ユニットを駆動するためのモータを兼用する場合においては、駆動系統に配置された図示せぬクラッチ機構の噛み合いを制御するよう利用することができる。
【0053】
なお、図3におけるA部に示されたように、可動部材44には加圧空気を受けた場合にダイヤフラム43が過度に変位を阻止するのを阻止するための段差部44dが形成されている。この構成と作用を説明するために、図3のA部を図4に拡大して示している。すなわち、図4の上半部に示す図はダイヤフラムが、通常またはそれ以下の空気圧を受けている状態を示しており、また図4の下半部に示す図はダイヤフラムが、所定以上の空気圧を受けた状態を示している。
【0054】
図4に示すように、ダイヤフラムが、通常またはそれ以下の空気圧を受けている状態から、所定以上の空気圧を受けた状態に変化した場合には、可動部材44が図中上部方向に移動し、可動部材44の内底部から一体に起立された起立部44bに形成された段差部44dが、内筒体41bの下端部を構成する当接部41dに当接して可動部材44のさらなる上昇を阻止するように構成されている。これにより、前記ダイヤフラム43が過度の変位を受けるのを回避することができ、圧力検出器23としての正常な機能が保証されるようになされている。
【0055】
また、図3に示した実施の形態においては、可動部材44は二股状に形成され、且つそれぞれの先端部に爪状のストッパー部材44aが配置されているので、このストッパー部材44aが円筒体41aの上端部に係合することで、前記ダイヤフラム43は、前記ばね部材45による過度の変位を受けないようになされている。しかしながら、前記したような爪状のストッパー部材44aが形成されない場合においては、下ケース42の下底部中央に想像線で示したように円柱状のストッパー部材42dを一体に成形し、これによりダイヤフラムの過度の変位を阻止するように作用させることが望ましい。
【0056】
次に図5は、圧力検出器の第2の実施の形態を断面図によって示したものである。なお、図5に示す圧力検出器23においては、フォトセンサ46の部分を除いて、その構成は図3および図4に示した形態と同様になされている。したがって、図3および図4に示した代表的な各部に相当する部分を同一符号で示し、その詳細な説明は省略する。
【0057】
この図5に示す形態においては、フォトセンサ46は、可動部材における起立部44bの移動経路に、光を投射する光源46aと起立部44bの移動に基づく前記光源の反射光を受光する受光素子46bとにより構成されている。したがって、この構成においては、起立部44bとして反射特性の良好な白色の合成樹脂素材を用いるか、または光源46aにおける投射光の経路に対応する起立部44bの位置に、例えばアルミ箔等により構成された反射部材44cを配置することが望ましい。
【0058】
この図5に示した構成によると、空気加圧ポンプ21が駆動されて加圧空気が所定の圧力以上に達すると、ダイヤフラム43の変位によって可動部材における起立部44bが押し上げられ、起立部44bの先端部、またはこれに配置された反射部材44cは、光源46aからの投射光を受けて受光素子46b側に反射させる。これによる受光素子46bの出力に基づいて前記空気加圧ポンプ21の駆動を停止すべき圧力検知信号が発生される。
【0059】
また、インクの消費等に伴い空気圧が低下した場合においては、ダイヤフラムの弾性による復帰力と前記ばね部材45の付勢力とにより、可動部材44に形成された起立部44bの先端部は、光源46aによる光軸から離れる。これにより受光素子46bに対する反射光の投射は遮断され、前記空気加圧ポンプ21を駆動すべき圧力検知信号が発生される。
【0060】
なお、以上説明した図3乃至図5に示す圧力検出器23の実施の形態においては、いずれも上ケース41に形成された内筒体41bの下端と可動部材44の内底部との間に、起立部44bを捲装するようにしてコイル状のばね部材45が配置されている。しかしながら、前記ばね部材45を除いた構成においても同様の機能を有する圧力検出器23を構成することができる。
【0061】
この場合においては、弾性素材により構成されたダイヤフラム43の復帰力と、ダイヤフラムが受ける空気圧とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて前記可動部材が進退されるように構成される。したがって、このような構成を採用する場合においては、可動部材44の下底部がダイヤフラム43の厚肉部43aの上面に接着された構成になされているか、またはダイヤフラム43の厚肉部43aが可動部材44の下底部に一体成形されて、両者が機械的に接続された構成になされている必要がある。
【0062】
ところで、前記した圧力検出器23に用いられるダイヤフラム43は、低温状態で硬度が高く、高温状態で硬度が低くなるように変化する素材により構成されていることが望ましい。このような作用を有する素材としてダイヤフラム43には前記したようにゴム素材が用いられている。図6は前記したような温度特性を有する素材をダイヤフラムに用いた場合における環境温度とインクの補給流速との関係を示したものである。
【0063】
前記したようにメインタンクからサブタンクに対して補給されるインクは、環境温度によって粘度が変化する温度依存特性を有しており、環境温度が低温の場合にはインクの粘度が高く、環境温度が高温になるにしたがって、その粘度が低下する。図6にA0として示す領域は、常温(25℃)におけるメインタンクからサブタンクに対して補給されるインクの補給流速を示している。なお、前記流速がA0という幅を持つのは、圧力検出器23を構成するダイヤフラムやこれらの組み立てに伴って発生するバラツキの範囲を示している。
【0064】
そして、前記したインクの補給流速は環境温度が低下した場合には、A1として示したように、その流速は遅くなる。ここで、圧力検出器23を構成するダイヤフラムに低温状態で硬度が高くなる素材を用いることにより、低温度の状態においてはダイヤフラムの変位による可動部材44の駆動が抑制されるために、可動部材の移動状態をフォトセンサ46により検出するときの圧力の値が高くなる。したがって、空気加圧ポンプ21の駆動が継続して、これによりメインタンク9からサブタンク7に補給されるインクの流速は高められるように作用する。すなわち、この場合におけるインクの補給流速は、A1からB1の範囲にシフトされることになる。
【0065】
一方、前記したインクの補給流速は環境温度が上昇した場合には、A2として示したように、その流速は速くなる。ここで、圧力検出器23を構成するダイヤフラムに高温状態で硬度が低くなるように変化する素材を用いることにより、高温度の状態においてはダイヤフラムの変位による可動部材44の駆動作用が促進され、可動部材の移動状態をフォトセンサ46により検出するときの圧力の値が低くなる。したがって、空気加圧ポンプ21の駆動が早期に停止されるため、これによりメインタンク9からサブタンク7に補給されるインクの流速を低下させるように作用する。すなわち、この場合におけるインクの補給流速は、A2からB2の範囲にシフトされることになる。
【0066】
前記した作用により、低温度の状態から高温度の状態に、またはその逆方向に環境温度が変化しても、結果としてインクの補給流速はA3からB3の範囲にシフトされることになる。換言すれば、圧力検出器23を構成するダイヤフラムやこれらの組み立てに伴って発生するバラツキの範囲が小さくなることになる。
【0067】
なお、前記した実施の形態においては、メインタンクにおける圧力室25に加える空気圧は、インクの補給流速の下限が記録ヘッド6により吐出されるインク量に等しいか、またはそれ以上に速い速度となるように設定しなければならない。そこで、図6に示すように、結果としてインクの補給流速はB3の範囲にシフトされ、下限の値が高くなっているので、圧力室25に加える空気圧の設定圧力を低くしても動作上において余裕が残ることになる。
【0068】
それ故、メインタンクの圧力室25に加える空気圧の設定値をより低くすることができ、加圧ポンプ21の機能および加圧ポンプからメインタンクに至る空気流路を構成する各構成部品の信頼性を向上させることに寄与できる。
【0069】
なお、前記した説明はダイヤフラム43として、低温状態で硬度が高く、高温状態で硬度が低くなるように変化する素材を用いる場合に基づいてなされているが、ダイヤフラム43として、低温状態で体積が収縮し、高温状態で体積が膨張するように変化する素材により構成されていても、同様の作用効果を得ることができる。すなわち、この場合においては、低温度の状態においてはダイヤフラム43が収縮して、実質的に可動部材44における起立部44bがフォトセンサ46の検知領域から遠のくようにシフトされるため、可動部材の移動状態をフォトセンサ46により検出するときの圧力の値が高くなる。したがって、空気加圧ポンプの駆動が継続して、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速は高められるように作用する。
【0070】
一方、高温度の状態においてはダイヤフラムが膨張して、実質的に可動部材44における起立部44bがフォトセンサの検知領域に近ずくようにシフトされるため、可動部材の移動状態をフォトセンサ46により検出するときの圧力の値が低くなる。したがって、空気加圧ポンプの駆動が早期に停止されるため、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速を低下させるように作用する。それ故、インクの補給流速は図6に示したA3の範囲からB3の範囲にシフトされることになり、結果として同様の作用効果を得ることができる。
【0071】
さらに、前記ダイヤフラム43と信号生成手段としてのフォトセンサ46とを機械的に結合する可動部材44が、その可動方向の寸法が低温状態で収縮し、高温状態で膨張するように変化する素材を用いて構成しても同様の作用効果を得ることができる。すなわち、この場合においては、低温度の状態においては可動部材44における起立部44bの可動方向の寸法が収縮して、実質的に可動部材の先端部がフォトセンサの検知領域から遠のくようにシフトされるため、可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出するときの圧力の値が高くなる。したがって、空気加圧ポンプの駆動が継続して、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速は高められるように作用する。
【0072】
一方、高温度の状態においては可動部材44における起立部44bの可動方向の寸法が膨張して、実質的に可動部材の先端がフォトセンサの検知領域に近ずくようにシフトされるため、可動部材の移動状態をフォトセンサにより検出するときの圧力の値が低くなる。したがって、空気加圧ポンプの駆動が早期に停止されるため、これによりメインタンクからサブタンクに補給されるインクの流速を低下させるように作用する。それ故、インクの補給流速は図6に示したA3の範囲からB3の範囲にシフトされることになり、結果として同様の作用効果を得ることができる。
【0073】
前記したいずれか1つの手段、またはこれらを併せて採用するにしても、圧力検出器による圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、メインタンクから補給されるインクの粘度における温度依存特性にほぼ等しくなるように構成することが望ましい。また、圧力検出器による圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、メインタンクから補給されるインクの補給路における圧力損失の温度依存特性にほぼ等しくなるように構成することが望ましい。これにより、メインタンクから補給されるインク流速の変化量を、環境温度の変化を受けても所定の範囲に維持させることができる。
【0074】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段を備えた圧力検出器が利用され、ダイヤフラムから信号生成手段に至る構成部材に、温度依存性を有する素材を用いたことにより、メインタンクから補給されるインクの流速を、環境温度の変化を受けても所定の範囲に維持させることができる。しかも、ダイヤフラムを用いた比較的単純な構成によって前記した機能を得ることができるので、比較的低コストでこれを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したインクジェット式記録装置の全体構成を示した平面図である。
【図2】メインタンクから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。
【図3】図2に示したインク供給システムにおいて用いられる圧力検出器の第1の実施の形態を示した断面図である。
【図4】図3に示した圧力検出器の一部の構成を拡大して示した断面図である。
【図5】同じく圧力検出器の第2の実施の形態を示した断面図である。
【図6】温度特性を有する素材をダイヤフラムに用いた場合における環境温度とインクの補給流速との関係を示した図である。
【符号の説明】
1 キャリッジ
6 記録ヘッド
7(7a,7b,7c,7d) サブタンク
8 カートリッジホルダ
9(9a,9b,9c,9d) メインタンク(インクカートリッジ)
10 インク補給チューブ(インク補給路)
21 空気加圧ポンプ
22 圧力調整弁
23 圧力検出器
24 インクパック
25 圧力室
26 インク補給バルブ
31 フロート部材
32 永久磁石
33(33a,33b) ホール素子
41 上ケース
41a 円筒体
41b 内筒体
41d 当接部
42 下ケース
42a 空間部
42b 加圧空気導入用接続管
42c 加圧空気分配用接続管
42d ストッパー部材
43 ダイヤフラム
44 可動部材
44a ストッパー部材
44b 起立部
44c 反射部材
44d 段差部
45 ばね部材
46 フォトセンサ(信号生成手段)
46a 光源
46b 受光素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, pressurized air generated by an air pressure pump is applied to a main tank in which ink is stored, and ink is applied from the main tank to a recording head mounted on a carriage by the action of the pressurized air. The present invention relates to an ink jet recording apparatus configured to replenish.
[0002]
[Prior art]
Inkjet recording apparatuses are used for many printing including color printing in recent years because noise during printing is relatively small and small dots can be formed with high density. Such an ink jet recording apparatus is generally mounted on a carriage and moved in the width direction of the recording paper, and the recording paper is moved relatively in a direction perpendicular to the moving direction of the recording head. Paper feeding means is provided, and recording is performed on the recording paper by ejecting ink droplets from the recording head based on the print data.
[0003]
A recording head capable of ejecting, for example, black, yellow, cyan, and magenta inks is mounted on the carriage, enabling not only text printing with black ink but also full-color printing by changing the ejection ratio of each ink. Yes.
[0004]
On the other hand, in this type of recording apparatus provided for office use or business use, it is necessary to provide a large-capacity ink cartridge in order to cope with a relatively large amount of printing. For example, a recording apparatus of a type in which a main tank is loaded into a mounting apparatus (cartridge holder) disposed on the apparatus main body side is provided.
[0005]
A sub tank is disposed on the carriage on which the recording head is mounted, and each main tank supplies ink to each sub tank via an ink supply tube, and each sub tank supplies ink to each recording head. Is configured to supply.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Nowadays, there is a demand for a large recording apparatus having a long carriage scanning distance capable of printing on a large sheet. In such a printing apparatus, in order to improve the throughput, the number of nozzles is increasingly increased in the printing head. Furthermore, in order to improve throughput, it is possible to replenish ink sequentially from the main tank to each sub-tank mounted on the carriage while printing is performed, so that ink can be stabilized from each sub-tank to the recording head. And a recording apparatus that can be supplied.
[0007]
In such a recording apparatus, it is necessary to connect an ink supply tube corresponding to each ink from the main tank to the sub tank on the carriage, and the scanning distance of the carriage is inevitably large. Will increase. In addition, as described above, since the number of nozzles in the recording head is increased, the amount of ink consumed is large, and the dynamic pressure (pressure loss) of the ink in each ink supply tube connected from the main tank to the sub tank is high. Increasingly, there is a technical problem that the amount of ink replenished to the sub tank is insufficient.
[0008]
As one means for solving such a problem, for example, air pressure is applied to the main tank side and a forced ink flow is generated from the main tank to the sub tank by the air pressure. A configuration for replenishing ink may be employed.
[0009]
When trying to adopt such a configuration, an air pressurizing pump for applying pressurized air to the main tank side is required. The air pressurizing pump can stably apply pressurized air to the main tank side by constantly driving the driving power supply to the recording apparatus when the power is turned on. Operation can be ensured.
[0010]
However, when the pressure pump is always driven, noise generated by the pressure pump becomes a problem, and the durability of the pressure pump is also a problem. Therefore, another problem of cost increase for these countermeasures also occurs. Therefore, it is desirable to configure the pressurizing pump to be intermittently driven within a range in which an appropriate air pressure for each main tank can be maintained. In this case, a pressure detector that detects the air pressure applied to each main tank and controls the driving operation of the pressurizing pump by the detection output is suitably employed.
[0011]
On the other hand, the ink replenished from the main tank to the sub tank has a temperature-dependent characteristic in which the viscosity changes depending on the environmental temperature. That is, when the environmental temperature is low, the viscosity of the ink is high, and the viscosity decreases as the environmental temperature increases. Therefore, the ink replenishment flow rate from the main tank to the sub tank has a temperature-dependent characteristic that increases as the temperature increases.
[0012]
As described above, in a recording apparatus that employs a mode in which ink is replenished from the main tank to the sub tank, the ink replenishment flow rate from the main tank to the sub tank can be suppressed to a certain range without depending on the environmental temperature. desired. In this case, it is possible to suppress the change in the ink replenishment flow rate from the main tank to the sub tank within a predetermined range by controlling the set pressure of the pressurized air applied to the main tank according to the temperature change. Become.
[0013]
The present invention has been made based on the above-described technical viewpoint, and has a function capable of maintaining the change amount of the ink flow rate sent from the main tank within a predetermined range even when the change in the environmental temperature is received. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus provided with a pressure detector.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Inkjet recording apparatus according to the present invention made to achieve the above-described objectOne form ofPressurized air generated by an air pressurization pump is applied to the main tank in which ink is stored, and ink is supplied from the main tank to the recording head mounted on the carriage by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured as described above, wherein an air flow path between the air pressurizing pump and a main tank has a diaphragm that receives and displaces the pressurized air, and pressure detection based on a displacement amount of the diaphragm A pressure detector having a signal generating means for generating a signal, the diaphragm is made of a material whose hardness changes according to an environmental temperature, and is based on a pressure detection signal generated by the signal generating means Configured to control the drive of the air pressurization pumpAt the same time, the temperature dependency characteristic of the pressure value at which the pressure detection signal is generated by the signal generating means is substantially equal to the temperature dependency characteristic of the viscosity of the ink replenished from the main tank to the recording head side.Composed.
In another embodiment of the ink jet recording apparatus according to the present invention, pressurized air generated by an air pressurizing pump is applied to a main tank in which ink is stored. An ink jet recording apparatus configured to replenish ink from a main tank to a recording head mounted on a carriage, wherein the pressurized air is provided in an air flow path between the air pressurizing pump and the main tank. A pressure detector including a diaphragm that is displaced in response to the diaphragm and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on a displacement amount of the diaphragm, and the diaphragm has a material whose hardness changes according to an environmental temperature. And configured to control driving of the air pressurizing pump based on a pressure detection signal generated by the signal generating means. In addition, the temperature dependency characteristic of the pressure value at which the pressure detection signal is generated by the signal generating unit is configured to be substantially equal to the temperature dependency characteristic of the pressure loss in the ink supply path supplied from the main tank. The
In another embodiment of the ink jet recording apparatus according to the present invention, pressurized air generated by an air pressurizing pump is applied to a main tank in which ink is stored. An ink jet recording apparatus configured to replenish ink from a main tank to a recording head mounted on a carriage, wherein the pressurized air is provided in an air flow path between the air pressurizing pump and the main tank. A pressure detector including a diaphragm that is displaced by receiving and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on a displacement amount of the diaphragm, and the diaphragm is a material whose volume changes according to an environmental temperature. And configured to control driving of the air pressurizing pump based on a pressure detection signal generated by the signal generating means. In addition, the temperature dependency characteristic of the pressure value at which the pressure detection signal is generated by the signal generating means is configured to be substantially equal to the temperature dependency characteristic of the viscosity of the ink supplied from the main tank to the recording head. The
[0015]
Also,In another embodiment of the ink jet recording apparatus according to the present invention, pressurized air generated by an air pressurizing pump is applied to a main tank in which ink is stored, and the main tank is operated by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured to replenish ink from a recording head to a recording head mounted on a carriage, wherein the compressed air is received in an air flow path between the air pressure pump and the main tank. A pressure detector having a diaphragm that displaces and a signal generation means that generates a pressure detection signal based on a displacement amount of the diaphragm, and the diaphragm is made of a material whose volume changes according to an environmental temperature And configured to control driving of the air pressurizing pump based on a pressure detection signal generated by the signal generating means. In both cases, the temperature dependency characteristic of the pressure value at which the pressure detection signal is generated by the signal generation unit is configured to be substantially equal to the temperature dependency characteristic of the pressure loss in the ink supply path supplied from the main tank. .
In another embodiment of the ink jet recording apparatus according to the present invention, pressurized air generated by an air pressurizing pump is applied to a main tank in which ink is stored. An ink jet recording apparatus configured to replenish ink from a main tank to a recording head mounted on a carriage, wherein the pressurized air is provided in an air flow path between the air pressurizing pump and the main tank. A pressure detector including a diaphragm that is displaced in response to the displacement of the diaphragm and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on a displacement amount of the diaphragm, and a movable unit that mechanically couples the diaphragm and the signal generation unit. The member is made of a material whose dimension in the movable direction changes according to the environmental temperature, and the pressure detection signal generated by the signal generating means And the temperature dependent characteristic of the pressure value at which the pressure detection signal is generated by the signal generating means is replenished from the main tank to the recording head side. The ink is configured to be approximately equal to the temperature-dependent characteristic in the viscosity of the ink.
Furthermore, in another embodiment of the ink jet recording apparatus according to the present invention, pressurized air generated by an air pressurizing pump is applied to a main tank in which ink is stored. An ink jet recording apparatus configured to replenish ink from a main tank to a recording head mounted on a carriage, wherein the pressurized air is provided in an air flow path between the air pressurizing pump and the main tank. A pressure detector including a diaphragm that is displaced in response to the displacement of the diaphragm and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on a displacement amount of the diaphragm, and a movable unit that mechanically couples the diaphragm and the signal generation unit. The member is made of a material whose dimension in the movable direction changes according to the environmental temperature, and the pressure detection signal generated by the signal generating means. And a temperature-dependent characteristic of a pressure value at which a pressure detection signal is generated by the signal generating means is configured to control driving of the air pressurizing pump based on the ink supplied from the main tank. It is comprised so that it may become substantially equal to the temperature dependence characteristic of the pressure loss in the replenishment path.
[0016]
In this case, the diaphragm is made of a material that changes so that the hardness is high at a low temperature and the hardness is low at a high temperature. The diaphragm may be made of a material that changes so that the volume contracts in a low temperature state and the volume expands in a high temperature state. Further, the diaphragm may be made of a material that changes so that the volume contracts in a low temperature state and the volume expands in a high temperature state.
[0017]
Preferably, ink is supplied from the main tank to a sub tank mounted on the carriage via an ink supply path, and ink is supplied from the sub tank to the recording head mounted on the carriage. . In addition, the ink supply path from the main tank to the sub tank is constituted by a flexible ink supply tube.
[0018]
In a preferred embodiment, the signal generating means includes a movable member that is advanced and retracted by the displacement of the diaphragm, and a photosensor that includes a light source and a light receiving element that are arranged so as to traverse the movement path of the movable member. And configured to generate the pressure detection signal based on an output of a light receiving element constituting the photosensor.
[0019]
In another preferred embodiment, the signal generating means includes a movable member that is advanced and retracted by a displacement of a diaphragm, a light source that projects light onto a movement path of the movable member, and the light source that is based on the movement of the movable member. And a light sensor that receives the reflected light, and is configured to generate the pressure detection signal based on an output of the light receiving element that constitutes the photo sensor.
[0020]
In any of the above-described embodiments, the diaphragm is made of an elastic material, and the movable member is advanced and retracted based on the displacement of the diaphragm due to the balance between the air pressure received by the diaphragm and the return force of the diaphragm. The made configuration can be adopted. The movable member further comprises a spring member that urges the diaphragm in the return direction, and the movable member is based on the displacement of the diaphragm due to the balance between the air pressure received by the diaphragm, the return force of the diaphragm, and the urging force of the spring member. It is also possible to adopt a configuration that is adapted to be advanced and retracted.
[0022]
According to the above-described ink jet recording apparatus, since the pressurized air generated by the pressure pump is applied to the main tank, the air pressure acts on the recording head mounted on the carriage. The amount of ink can be replenished. The pressure state of the main tank is monitored by a pressure detector arranged in the air flow path between the air pressure pump and the main tank, and the pressure is detected by a pressure detection signal generated by the pressure detector. The pump is controlled to be driven intermittently.
[0023]
In this case, the pressure detector is provided with a diaphragm that is displaced by receiving the air pressure of the pressurized air. Based on the displacement amount of the diaphragm, the signal generating means generates a pressure detection signal for controlling the driving of the pressure pump. appear. The signal generating means includes a movable member that is advanced and retracted by the displacement of the diaphragm, and a pressure detection signal for controlling the driving of the pressure pump is generated by detecting the movement state of the movable member by a photo sensor. The
[0024]
In this case, in response to a change in ink viscosity due to a change in environmental temperature, the flow rate of ink replenished from the main tank to the sub-tank is slow in the low temperature state and increases as the high temperature state is reached. Therefore, the diaphragm provided in the pressure detector is configured by using a material that changes in hardness so that the hardness is low in a low temperature state and low in a high temperature state, so that the diaphragm is displaced in a low temperature state. Since the driving of the movable member is suppressed, the pressure value when the moving state of the movable member is detected by the photosensor becomes high. Therefore, the air pressurization pump continues to be driven, and thereby the flow rate of ink replenished from the main tank to the sub tank is increased. On the other hand, in a high temperature state, the driving action of the movable member due to the displacement of the diaphragm is promoted, and the pressure value when the moving state of the movable member is detected by the photosensor becomes low. Accordingly, since the driving of the air pressurization pump is stopped early, this acts to reduce the flow rate of the ink replenished from the main tank to the sub tank.
[0025]
In addition, the diaphragm provided in the pressure detector is made of a material that changes in volume so that the volume contracts in a low temperature state and expands in a high temperature state, so that the diaphragm contracts in a low temperature state. Thus, since the movable member is substantially shifted away from the detection region of the photosensor, the pressure value when the moving state of the movable member is detected by the photosensor becomes high. Therefore, the air pressurization pump continues to be driven, and thereby the flow rate of ink replenished from the main tank to the sub tank is increased. On the other hand, in a high temperature state, the diaphragm expands and the movable member is shifted so as to substantially approach the detection area of the photosensor. Therefore, the pressure when the moving state of the movable member is detected by the photosensor is increased. The value becomes lower. Accordingly, since the driving of the air pressurization pump is stopped early, this acts to reduce the flow rate of the ink replenished from the main tank to the sub tank.
[0026]
Furthermore, the movable member that mechanically couples the diaphragm and the signal generating means is configured by using a material whose dimension in the movable direction contracts in a low temperature state and expands in a high temperature state. In the temperature state, the movable member contracts and the tip of the movable member is shifted so as to be far from the detection area of the photosensor. The value becomes higher. Therefore, the air pressurization pump continues to be driven, and thereby the flow rate of ink replenished from the main tank to the sub tank is increased. On the other hand, when the movable member expands in a high temperature state and is shifted so that the tip of the movable member substantially approaches the detection area of the photosensor, the movement state of the movable member is detected by the photosensor. The pressure value becomes low. Accordingly, since the driving of the air pressurization pump is stopped early, this acts to reduce the flow rate of the ink replenished from the main tank to the sub tank.
[0027]
By adopting the pressure detector having the above-described action, the change amount of the ink flow rate replenished from the main tank to the sub tank can be maintained within a predetermined range even when the environmental temperature changes. Since the above-described function can be obtained with a relatively simple configuration using a diaphragm and a photosensor, this can be realized at a relatively low cost.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an ink jet recording apparatus according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a top view showing an example of an ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carriage. The carriage 1 is guided by a scanning guide member 4 via a
[0029]
The carriage 1 is equipped with
[0030]
On the other hand, a capping unit 11 capable of sealing the nozzle forming surface of the recording head is disposed in a non-printing area (home position) on the movement path of the carriage 1, and further on the upper surface of the capping unit 11. Is provided with a cap member 11a formed of a flexible material such as rubber that can seal the nozzle forming surface of the recording head. Then, when the carriage 1 moves to the home position, the nozzle forming surface of the recording head is sealed by the cap member 11a.
[0031]
The cap member 11a functions as a lid that seals the nozzle forming surface of the recording head and prevents the nozzle openings from drying during the rest period of the recording apparatus. Although not shown in the figure, one end of a tube in a suction pump (tube pump) is connected to the cap member 11a, and a negative pressure by the suction pump is applied to the recording head so that ink is discharged from the recording head. A cleaning operation for sucking and discharging is performed. Further, a wiping
[0032]
Next, FIG. 2 schematically shows a configuration of an ink supply system mounted on the recording apparatus shown in FIG. 1, and this ink supply system will be described with reference to FIG. In FIG. 1 and FIG. 2,
[0033]
The
[0034]
Further, the
[0035]
As shown in FIG. 2, the outline of the main tank 9 is formed in an airtight state, and an
[0036]
The ink pressurized in the
[0037]
As shown in FIG. 2, the sub tank 7 has a
[0038]
Therefore, for example, when the amount of ink in the sub tank 7 decreases, the position of the
[0039]
When the ink amount in the sub tank 7 reaches a predetermined capacity, the
[0040]
As described above, each ink pressurized by the air pressure in the sub tank is supplied with ink to each sub tank based on the electrical output based on the position of each float member arranged in the sub tank. Therefore, the ink replenishment response can be improved, and the amount of ink stored in the sub tank is appropriately managed.
[0041]
Each sub tank 7 is configured to supply ink to the
[0042]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the first embodiment of the
[0043]
As shown in FIG. 3, the
[0044]
On the other hand, a
[0045]
A
[0046]
The
[0047]
On the other hand, the
[0048]
With this configuration, the pressurized air from the
[0049]
In this embodiment, as described above, the
[0050]
On the other hand, a photosensor 46 that constitutes a signal generating means is disposed in the movement region of the tip of the
[0051]
Therefore, when the
[0052]
In this case, the pressure detection signal based on the output of the
[0053]
3, the
[0054]
As shown in FIG. 4, when the diaphragm changes from the normal or lower air pressure state to the predetermined air pressure state or more, the
[0055]
Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the
[0056]
Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the pressure detector by a cross-sectional view. Note that the
[0057]
In the form shown in FIG. 5, the
[0058]
According to the configuration shown in FIG. 5, when the
[0059]
Further, when the air pressure decreases due to ink consumption or the like, the distal end portion of the
[0060]
In the embodiment of the
[0061]
In this case, the movable member is configured to move forward and backward based on the displacement of the diaphragm due to the balance between the restoring force of the
[0062]
By the way, it is desirable that the
[0063]
As described above, the ink replenished from the main tank to the sub tank has a temperature-dependent characteristic in which the viscosity changes depending on the environmental temperature. When the environmental temperature is low, the viscosity of the ink is high and the environmental temperature is As the temperature increases, the viscosity decreases. An area indicated by A0 in FIG. 6 indicates a replenishment flow rate of ink replenished from the main tank to the sub tank at normal temperature (25 ° C.). Note that the flow velocity having a width of A0 indicates a diaphragm that forms the
[0064]
When the environmental temperature decreases, the ink replenishment flow rate becomes slower as indicated by A1. Here, by using a material that has a high hardness in a low temperature state for the diaphragm constituting the
[0065]
On the other hand, when the environmental temperature rises, the ink replenishment flow rate increases as indicated by A2. Here, by using a material that changes the hardness of the diaphragm constituting the
[0066]
As a result, even if the environmental temperature changes from a low temperature state to a high temperature state or vice versa, as a result, the ink replenishment flow rate is shifted from A3 to B3. In other words, the diaphragm constituting the
[0067]
In the embodiment described above, the air pressure applied to the
[0068]
Therefore, the set value of the air pressure applied to the
[0069]
In addition, although the above-mentioned description is made based on the case where the material which changes so that hardness is high as a
[0070]
On the other hand, in a high temperature state, the diaphragm expands, and the
[0071]
Further, the
[0072]
On the other hand, in the high temperature state, the dimension of the
[0073]
Even if any one of the above-described means or a combination thereof is adopted, the temperature-dependent characteristic of the pressure value at which the pressure detection signal is generated by the pressure detector is the temperature at the viscosity of the ink replenished from the main tank. It is desirable to configure so as to be approximately equal to the dependence characteristic. Further, it is desirable that the temperature dependence characteristic of the pressure value at which the pressure detection signal is generated by the pressure detector is substantially equal to the temperature dependence characteristic of the pressure loss in the ink replenishment path replenished from the main tank. . As a result, the amount of change in the ink flow rate replenished from the main tank can be maintained within a predetermined range even when the change in environmental temperature is received.
[0074]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, a pressure detector having a signal generating means for generating a pressure detection signal based on the displacement amount of the diaphragm is used to generate a signal from the diaphragm. By using a temperature-dependent material for the constituent members reaching the means, the flow rate of the ink replenished from the main tank can be maintained within a predetermined range even when the environmental temperature changes. In addition, since the above-described function can be obtained with a relatively simple configuration using a diaphragm, this can be realized at a relatively low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an ink supply system from a main tank to a recording head.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a pressure detector used in the ink supply system shown in FIG. 2;
4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the configuration of the pressure detector shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the pressure detector.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an environmental temperature and a replenishment flow rate of ink when a material having temperature characteristics is used for a diaphragm.
[Explanation of symbols]
1 Carriage
6 Recording head
7 (7a, 7b, 7c, 7d) Sub tank
8 Cartridge holder
9 (9a, 9b, 9c, 9d) Main tank (ink cartridge)
10 Ink supply tube (ink supply path)
21 Air pressurization pump
22 Pressure regulating valve
23 Pressure detector
24 ink pack
25 Pressure chamber
26 Ink supply valve
31 Float member
32 Permanent magnet
33 (33a, 33b) Hall element
41 Upper case
41a Cylindrical body
41b Inner cylinder
41d contact part
42 Lower case
42a space
42b Connecting pipe for introducing pressurized air
42c Connecting pipe for distributing pressurized air
42d Stopper member
43 Diaphragm
44 Movable members
44a Stopper member
44b Standing part
44c Reflective member
44d Stepped part
45 Spring member
46 Photosensor (Signal generation means)
46a Light source
46b Light receiving element
Claims (15)
前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムは、環境温度に応じて硬度が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、
前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから記録ヘッド側に補給されるインクの粘度における温度依存特性にほぼ等しくなるように構成されたインクジェット式記録装置。Pressurized air generated by an air pressurization pump is applied to the main tank in which ink is stored, and ink is supplied from the main tank to the recording head mounted on the carriage by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured,
An air flow path between the air pressurization pump and the main tank includes a diaphragm that receives and displaces the pressurized air, and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on the displacement amount of the diaphragm. And the diaphragm is made of a material whose hardness changes according to the environmental temperature, and the air pressurization pump is driven based on a pressure detection signal generated by the signal generation means. while being configured to control,
An ink jet type configured such that a temperature dependent characteristic of a pressure value at which a pressure detection signal is generated by the signal generating means is substantially equal to a temperature dependent characteristic in the viscosity of ink replenished from the main tank to the recording head side. Recording device.
前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムは、環境温度に応じて硬度が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、
前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから補給されるインクの補給路における圧力損失の温度依存特性にほぼ等しくなるように構成されたインクジェット式記録装置。 Pressurized air generated by an air pressurization pump is applied to the main tank in which ink is stored, and ink is supplied from the main tank to the recording head mounted on the carriage by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured,
An air flow path between the air pressurization pump and the main tank includes a diaphragm that receives and displaces the pressurized air, and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on the displacement amount of the diaphragm. And the diaphragm is made of a material whose hardness changes according to the environmental temperature, and the air pressurization pump is driven based on a pressure detection signal generated by the signal generation means. Configured to control,
An ink jet type configured so that a temperature dependent characteristic of a pressure value at which a pressure detection signal is generated from the signal generating means is substantially equal to a temperature dependent characteristic of a pressure loss in a replenishment path of ink replenished from the main tank. Recording device.
前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムは、環境温度に応じて体積が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、
前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから記録ヘッド側に補給されるインクの粘度における温度依存特性にほぼ等しくなるように構成されたインクジェット式記録装置。 Pressurized air generated by an air pressurization pump is applied to the main tank in which ink is stored, and ink is supplied from the main tank to the recording head mounted on the carriage by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured,
An air flow path between the air pressurization pump and the main tank includes a diaphragm that receives and displaces the pressurized air, and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on the displacement amount of the diaphragm. The diaphragm is made of a material whose volume changes according to the environmental temperature, and the air pressurization pump is driven based on the pressure detection signal generated by the signal generation means. Configured to control,
An ink jet type configured such that a temperature dependent characteristic of a pressure value at which a pressure detection signal is generated by the signal generating means is substantially equal to a temperature dependent characteristic in the viscosity of ink replenished from the main tank to the recording head side. Recording device.
前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムは、環境温度に応じて体積が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、
前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから補給されるインクの補給路における圧力損失の温度依存特性にほぼ等しくなるように構成されたインクジェット式記録装置。 Pressurized air generated by an air pressurization pump is applied to the main tank in which ink is stored, and ink is supplied from the main tank to the recording head mounted on the carriage by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured,
An air flow path between the air pressurization pump and the main tank includes a diaphragm that receives and displaces the pressurized air, and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on the displacement amount of the diaphragm. The diaphragm is made of a material whose volume changes according to the environmental temperature, and the air pressurization pump is driven based on the pressure detection signal generated by the signal generation means. Configured to control,
An ink jet type configured so that a temperature dependent characteristic of a pressure value at which a pressure detection signal is generated from the signal generating means is substantially equal to a temperature dependent characteristic of a pressure loss in a replenishment path of ink replenished from the main tank. Recording device.
前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムと信号生成手段とを機械的に結合する可動部材が、環境温度に応じてその可動方向の寸法が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、
前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから記録ヘッド側に補給されるインクの粘度における温度依存特性にほぼ等しくなるように構成されたインクジェット式記録装置。 Pressurized air generated by an air pressurization pump is applied to the main tank in which ink is stored, and ink is supplied from the main tank to the recording head mounted on the carriage by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured,
An air flow path between the air pressurization pump and the main tank includes a diaphragm that receives and displaces the pressurized air, and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on the displacement amount of the diaphragm. A movable member that mechanically couples the diaphragm and the signal generation means is made of a material whose dimension in the movable direction changes according to the environmental temperature, and is generated by the signal generation means. Configured to control the driving of the air pressurization pump based on the detected pressure signal,
An ink jet type configured such that a temperature dependent characteristic of a pressure value at which a pressure detection signal is generated by the signal generating means is substantially equal to a temperature dependent characteristic in the viscosity of ink replenished from the main tank to the recording head side. Recording device.
前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、前記加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて圧力検知信号を生成する信号生成手段とを備えた圧力検出器が配置され、前記ダイヤフラムと信号生成手段とを機械的に結合する可動部材が、環境温度に応じてその可動方向の寸法が変化する素材により構成され、且つ前記信号生成手段によって生成される圧力検知信号に基づいて、前記空気加圧ポンプの駆動を制御するように構成されると共に、
前記信号生成手段より圧力検知信号が生成される圧力の値の温度依存特性が、前記メインタンクから補給されるインクの補給路における圧力損失の温度依存特性にほぼ等しくなるように構成されたインクジェット式記録装置。 Pressurized air generated by an air pressurization pump is applied to the main tank in which ink is stored, and ink is supplied from the main tank to the recording head mounted on the carriage by the action of the pressurized air. An ink jet recording apparatus configured,
An air flow path between the air pressurization pump and the main tank includes a diaphragm that receives and displaces the pressurized air, and a signal generation unit that generates a pressure detection signal based on the displacement amount of the diaphragm. A movable member that mechanically couples the diaphragm and the signal generation means is made of a material whose dimension in the movable direction changes according to the environmental temperature, and is generated by the signal generation means. Configured to control the driving of the air pressurization pump based on the detected pressure signal,
An ink jet type configured so that a temperature dependent characteristic of a pressure value at which a pressure detection signal is generated from the signal generating means is substantially equal to a temperature dependent characteristic of a pressure loss in a replenishment path of ink replenished from the main tank. Recording device.
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