液体供給装置及び印刷装置
【課題】液体消費量に応じた適量の液体を、各液体の種類毎にメインタンクから引き込んでヘッドへ供給することが可能な液体供給装置及び印刷装置を提供する。
【解決手段】インクジェットプリンタ１は、複数種のインクが貯留されたインクカートリッジ１７と、インクカートリッジ１７からインクを引き込むインクポンプ部３４と、インクポンプ部３４からインクが供給されるインクジェットヘッド２１と、インクジェットヘッド２１を移動させるキャリッジ２３と、を有し、インクポンプ部３４には、キャリッジ２３に搭載されてキャリッジ２３とともに移動される容量可変のインク室５０と、キャリッジ２３の移動力によりインク室を拡張させてインクカートリッジ１７からインクを引き込ませる拡張機構５２とを備えたサブタンク４５ａ〜４５ｄが、インクカートリッジ１７に貯留された複数色のインク毎に設けられている。
【解決手段】インクジェットプリンタ１は、複数種のインクが貯留されたインクカートリッジ１７と、インクカートリッジ１７からインクを引き込むインクポンプ部３４と、インクポンプ部３４からインクが供給されるインクジェットヘッド２１と、インクジェットヘッド２１を移動させるキャリッジ２３と、を有し、インクポンプ部３４には、キャリッジ２３に搭載されてキャリッジ２３とともに移動される容量可変のインク室５０と、キャリッジ２３の移動力によりインク室を拡張させてインクカートリッジ１７からインクを引き込ませる拡張機構５２とを備えたサブタンク４５ａ〜４５ｄが、インクカートリッジ１７に貯留された複数色のインク毎に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインタンクの液体を、サブタンクを介してヘッドに供給する液体供給装置及び印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記液体供給装置の一例として、パソコン等に接続されるプリンタに組み込まれて、印刷ヘッドに液体としてのインクを供給する装置が挙げられる。
このような液体供給装置では、キャリッジに搭載されてインクカートリッジからインク供給チューブを介して貯蔵室にインクの補給を受け、印刷時にインク貯蔵室のインクを記録ヘッドに供給するサブタンクユニットと、インクカートリッジのインクをサブタンクユニットに補給するポンプ手段と、記録ヘッドへの駆動信号に対応してインク流量を制御するポンプ制御手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、上記のポンプ手段は構造が複雑であり、しかも大きな設置スペースが必要になるため、簡易化及び小型化のために、キャリッジの往復移動の駆動力を利用してインクを供給するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載のインク供給装置は、往復移動されるキャリッジと、このキャリッジに設けられたインクジェット記録ヘッドへ供給されるインクを貯留したインクカートリッジと、インクジェット記録ヘッドによる印刷で消費されるインクを保持しておくインク保持部とを備え、キャリッジの所定位置への移動によって圧縮されてインク保持部へインクを送り出すとともに、キャリッジの所定位置から外れた位置への移動によって復元してインクカートリッジからインクを引き込むインクポンプ部が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７０１３３号公報
【特許文献２】特開２００７−１６０６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、カラー印刷を行うプリンタでは、複数色のインクをヘッドに供給する必要があるが、この場合、印刷のパターンによって各色のインク消費量が異なる。
このため、インク消費量が最小の色のインクに合わせて全色のインクをインクカートリッジから補給すると、インク消費量が多かった色のインクの補給量が少なくなり、ヘッドにおけるメニスカスの破壊やノズルでの気泡の発生が起こり、ヘッドにおけるドット抜けが生じ、印刷品質が劣化してしまう。
このため、インク消費量に応じた適量のインクをそれぞれの色毎にインクカートリッジから引き込んでヘッドへ供給する構造が要求されている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、液体消費量に応じた適量の液体を、液体の供給路毎にメインタンクから引き込んでヘッドへ供給することが可能な液体供給装置及び印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決することのできる本発明に係る液体供給装置は、複数の貯留部にそれぞれ液体が貯留される一つまたは複数のメインタンクと、
各前記貯留部からそれぞれ液体が供給される複数のサブタンクと、
各前記サブタンクから液体が供給されるヘッドと、
各前記サブタンクと前記ヘッドとを搭載して移動するキャリッジと、を有する液体供給装置であって、
各前記サブタンクは、前記キャリッジに搭載されて前記キャリッジとともに移動される容量可変の液室と、前記キャリッジの移動にともない前記液室を拡張させて前記メインタンクから前記液体を前記サブタンクに供給させる拡張手段と、をそれぞれ備えていることを特徴とする。
【０００８】
この構成の液体供給装置によれば、複数のサブタンクが、それぞれ、キャリッジに搭載されてキャリッジとともに移動される容量可変の液室と、キャリッジの移動にともない液室を拡張させてメインタンクから液体をサブタンクに供給させる拡張手段とを備えているので、それぞれの貯留部の液体の消費量が異なる場合であっても、キャリッジの移動によりそれぞれの拡張手段が独立して液室を拡張してメインタンクから液体を供給させることができる。
すなわち、液体消費量に応じた適量の液体を、貯留部毎にメインタンクから引き込んで補充し、ヘッドへ供給することができる。また、液体の種類を増減するなどにより貯留部を増減する場合にも、サブタンクを増減することにより、容易にかつ低コストで対応することができる。
【０００９】
本発明の液体供給装置において、各前記サブタンクの各前記拡張手段は、それぞれ前記キャリッジとともに移動されて前記キャリッジを移動可能に支持している本体に設けられた規制部に当接して独立に駆動されることが好ましい。
【００１０】
この構成の液体供給装置によれば、それぞれの拡張手段が、それぞれキャリッジとともに移動されて規制部に当接して独立に駆動されてそれぞれの液室が拡張されるので、液体消費量に応じた適量の液体を、各貯留部の液体毎にメインタンクから供給させて補充し、ヘッドへ供給することができる。
【００１１】
本発明の液体供給装置において、各前記拡張手段は、揺動する揺動部材を有し、前記揺動部材の揺動により前記液室が拡張されることが好ましい。
【００１２】
この構成の液体供給装置によれば、規制部に当接して揺動される揺動部材の揺動により液室が拡張されるため、拡張手段の構成を簡易なものとすることができ、コストの低減を図ることができる。
【００１３】
本発明の液体供給装置において、各前記サブタンクのそれぞれの前記液室が、一つのブロックに一体成形されていることが好ましい。
【００１４】
この構成の液体供給装置によれば、各サブタンクのそれぞれの液室が、一つのブロックに一体成形されているので、それぞれのサブタンクの液室を別個に成形する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【００１５】
本発明の液体供給装置において、各前記液室は、各前記拡張手段によって変位される可撓性を有する膜を備え、各前記サブタンクのそれぞれの前記液室に設けられた膜は、一枚の可撓性シートに一体成形されていることが好ましい。
【００１６】
この構成の液体供給装置によれば、各サブタンクのそれぞれの液室に設けられた膜が、一枚の可撓性シートに一体成形されているので、それぞれのサブタンクの液室毎に可撓膜を成形する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【００１７】
また、本発明に係る印刷装置は、搬送される媒体に対してヘッドからインクを吐出して印刷処理を行う印刷装置であって、
前記ヘッドへインクを供給する装置として、上記本発明に係る液体供給装置の何れかを備えていることを特徴とする。
【００１８】
この構成の印刷装置によれば、それぞれの種類のインクの消費量が異なる場合であっても、キャリッジの移動によりそれぞれの拡張手段が独立して液室を拡張してメインタンクからインクを供給させることができる。
これにより、インク消費量に応じた適量のインクを、各インクの種類、つまり各インク色毎にメインタンクから供給させて補充し、ヘッドへ供給することができ、高品質に印刷を行うことができる。また、インク色を増減する場合にも、サブタンクを増減することにより、容易にかつ低コストで対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る液体供給装置及び印刷装置の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１〜図９は本発明に係る一実施形態の液体供給装置によってインク供給機構が構成されたインクジェットプリンタを説明するための図であり、図１はインクジェットプリンタの外観斜視図、図２はインクジェットプリンタのプリンタカバーを開いた状態の斜視図、図３はインクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図、図４はインクポンプ部および規制板を示す平面図、図５はインクジェットプリンタのキャリッジが待機位置にあるときのインク供給機構の要部を示す断面図、図６はインクポンプ部の構造を示す断面図、図７は可撓膜を示す斜視図、図８は自己封止ユニットの構造を示す断面図、図９は各色のサブタンクの動きを説明するインクポンプ部および規制板を示すそれぞれ平面図である。
【００２０】
まず、本実施形態の印刷装置であるインクジェットプリンタの構造について説明する。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、複数種のカラーインクを使用してロール紙の繰り出された一部にカラー印刷するものであり、プリンタ本体を覆うプリンタケース２の前面には、ロール紙カバー５及びインクカートリッジカバー７が開閉自在に設けられている。更に、プリンタケース２の前面には、電源スイッチ３と共にフィードスイッチやインジケータ等も配置されている。
【００２１】
ロール紙カバー５を開くと、図２に示すように、印刷される媒体であるロール紙１１を収容した用紙収容部１３が開放状態になって、ロール紙１１の交換が可能になる。
また、インクカートリッジカバー７を開くと、カートリッジ装着部１５が開放状態になり、カートリッジ装着部１５へのインクカートリッジ（メインタンク）１７の着脱が可能になる。
【００２２】
この場合、インクカートリッジカバー７を開く動作に連動して、カートリッジ装着部１５の前方にインクカートリッジ１７が所定距離だけ引き出される構成になっている。
【００２３】
プリンタケース２内の用紙収容部１３の上方には、図３に示すように、インクジェットヘッド（ヘッド）２１を搭載したキャリッジ２３が設けられている。キャリッジ２３は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２５によって用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト２６ａと無端ベルト２６ａを駆動するキャリッジモータ２６ｂとによって、プラテン２８の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。インクジェットヘッド２１は、ロール紙１１の繰り出された一部に対してインクを吐出して印刷処理を行う。
【００２４】
図示のように、カートリッジ装着部１５の上方が、往復移動するキャリッジ２３の待機位置（ホームポジション）となっている。そして、この待機位置の下方には、キャリッジ２３の下面に露出するインクジェットヘッド２１のインクノズルを覆うキャップ２７と、キャップ２７を介してインクジェットヘッド２１の各インクノズル内のインクを吸引廃棄するインク吸引機構２９とが設けられている。
【００２５】
インクカートリッジ１７は、カートリッジケース１８内に複数個の図示略のカラーインクパックを収容したものである。インクカートリッジ１７内の各インクパック（貯留部）は、可撓性材料からなり容量可変であって、内部にインクを貯留した状態で密封されるもので、インクカートリッジ１７をカートリッジ装着部１５に装着した際に、カートリッジ装着部１５側に設けられた図示略のインク供給針がインクパックのインク供給口に差込接続される。カートリッジ装着部１５のインク供給針には、プリンタケース２内に固定されたインク流路３１が接続され、このインク流路３１には、各色に分けられた可撓性のインク供給チューブ３３の一端が接続されている。なお、インクカートリッジ１７内のインクパックは、アルミを挟みこんだ多層フィルムで形成したものでも良い。
【００２６】
なお、本実施形態のメインタンク（インクカートリッジ１７）は、内部に複数のインクパックを収容したものであるが、一つのインクパックを一つのインクカートリッジ内に収容したものを複数用いる構成としてもよい。また、複数のインクパックには、それぞれ異なる色のインク（異種の液体）を収容する場合と、同色のインク（同種の液体）を収容する場合がある。
【００２７】
インク供給チューブ３３の他端は、キャリッジ２３上に設けられたインクポンプ部３４に接続されている。各インクポンプ部３４は、インクジェットヘッド２１の上方に設けられており、インクジェットヘッド２１に接続された自己封止ユニット３６にそれぞれ接続されている。
【００２８】
キャリッジ２３には、インクジェットヘッド２１の他に、インクポンプ部３４及び自己封止ユニット３６が一体的に搭載された構成になっている。
これにより、インクカートリッジ１７内の各インクパックのインクは、カートリッジ装着部１５のインク供給針から、インク流路３１、インク供給チューブ３３、各色のインクポンプ部３４及び各色の自己封止ユニット３６を経て、インクジェットヘッド２１の各インクノズルにそれぞれ供給されるようになっている。
【００２９】
インクポンプ部３４は、キャリッジ２３の移動力によりインクカートリッジ１７からインクを引き込むもので、キャリッジ２３の移動力によりインクポンプ部３４を動作させる図４にも示す規制板（規制部）３７が、キャリッジ２３の待機位置への移動方向前方に配置されている。
そして、上記インクジェットプリンタ１では、インクカートリッジ１７、インクジェットヘッド２１、キャリッジ２３、インクポンプ部３４からインク供給機構（液体供給機構）が構成されている。
【００３０】
次に、インク供給機構を構成するインクポンプ部３４について、一色分の構造を例示して説明する。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、流路３１のインクカートリッジ１７側における端部には、逆止弁４１が設けられ、インクカートリッジ１７とインクポンプ部３４との間において、逆止弁４１によってインクカートリッジ１７側からインクポンプ部３４側へのみインクが流れるようになっている。
【００３１】
また、インク室５０の底部に形成された流路４２には、逆止弁４３が設けられており、この逆止弁４３によってインク室５０側から自己封止ユニット３６側へのみインクが流れるようになっている。
【００３２】
インクポンプ部３４は、インクカートリッジ１７からインク供給チューブ３３を介してインクを引き込むサブタンク４５を備えている。このサブタンク４５は、上部分割体４６と下部分割体４７とで構成されており、これら上部分割体４６と下部分割体４７との間に、可撓性を有するダイヤフラムからなる可撓膜４９によってその上部が覆われたインク室（液室）５０を有している。この可撓膜４９は、水分透過性及びガス透過性の低いブチルゴム等から形成されている。
【００３３】
このインク室５０は、インク供給チューブ３３に連通しかつ自己封止ユニット３６側の流路４２に連通しており、インクカートリッジ１７からインクが供給されるとともに自己封止ユニット３６側にインクを供給可能となっている。可撓膜４９は、変形容易な可撓性材料からなっており、この可撓膜４９の変形をともなってインク室５０が容量可変となり、拡張、縮小される。インクポンプ部３４を構成するサブタンク４５には、この可撓膜４９を変位させてインク室５０を拡張する拡張機構（拡張手段）５２が設けられている。
【００３４】
拡張機構５２は、上下方向に延在する筒状のシリンダ５３と、このシリンダ５３内で上下に摺動可能に嵌挿されるピストン（可動部材）５４と、上部分割体４６におけるシリンダ５３の上方に配置された揺動軸５５に揺動可能に支持された揺動アーム（揺動部材）５６と、揺動アーム５６とピストン５４との間に介装された引っ張りコイルバネ（弾性部）５７とを有している。
なお、揺動アーム５６は、揺動軸５５を、例えば、上部分割体４６の支持片４６ａに形成した溝部（図示省略）へ押し込んで嵌合するなどにより回動自在に支持されている。
【００３５】
シリンダ５３は、水分透過性及びガス透過性の低いポリプロピレン等の樹脂材料からなっている。シリンダ５３は、ピストン５４の外径よりもわずかに大径の内径を有してピストン５４の外周面を摺動可能に案内する小径内周面５９が上部に形成され、下部にピストン５４の外周面との間に隙間を形成する大径内周面６０が形成された段差形状をなしている。
【００３６】
ピストン５４は、水分透過性及びガス透過性の低いポリプロピレン等の樹脂材料から形成されている。ピストン５４は、略有底筒状に形成されて、その揺動アーム５６側は、揺動アーム５６を配置させるため、上端から中間位置まで切り欠かれている。
【００３７】
また、ピストン５４の底部より上方には、引っ張りコイルバネ５７の下端を係止する係止部６７が形成されている。
【００３８】
揺動アーム５６は、揺動軸５５からシリンダ５３内に延出する腕部６９と、揺動軸５５から下方に延出する上下延出部７０と、上下延出部７０の腕部６９とは反対側の端部から腕部６９とは逆向きに延出する入力部７１とを有している。腕部６９の先端は鉤状とされており、この部分に引っ張りコイルバネ５７の上端が係止されている。
【００３９】
可撓膜４９は、上部分割体４６の円環溝７３に嵌合された状態で上部分割体４６と下部分割体４７とに挟持される円環状の厚肉のベース部７４と、このベース部７４の内周部から筒状をなして延出する薄肉の膜部７５と、膜部７５のベース部７４とは反対側を閉塞させる厚肉の略円板状の固定部７６とを有する一体成形品である。
【００４０】
固定部７６の中央には、先細り形状の突起部７７が一体成形され、この突起部７７がピストン５４に形成されたスリット６５に圧入されて嵌合されている。この状態で固定部７６がピストン５４の底部に一体化され、よって可撓膜４９は、ピストン５４の移動により固定部７６及び膜部７５が変位する。
【００４１】
図６に示すように、インクポンプ部３４は、複数の色（本実施形態では４色）毎にサブタンク４５ａ〜４５ｄを備えており、これらのサブタンク４５ａ〜４５ｄは、それぞれのインク室５０が、一つの下部分割体（ブロック）４７に、例えば、射出成形によって、一体成形されている。なお、上部分割体４６も各サブタンク４５ａ〜４５ｄで一体成形されている。
【００４２】
また、図７に示すように、上部分割体４６と下部分割体４７との間で、各色のサブタンク４５ａ〜４５ｄ毎に設けられたダイヤフラムからなる可撓膜４９は、ブチルゴム等からなる一枚の可撓性シート４８に一体成形されている。
【００４３】
図８に示すように、自己封止ユニット３６は、ユニット本体８１に、供給路８２、中間路８３及び排出路８４が形成されている。そして、供給路８２に形成された供給口８２ａに、流路４２の下流側端部が接続され、排出路８４に形成された排出口８４ａに、インクジェットヘッド２１が接続されている。
【００４４】
供給路８２と中間路８３とを区画する壁部８５には、流入口８５ａが形成されており、この流入口８５ａで供給路８２内のインクが中間路８３内へ流入される。また、中間路８３と排出路８４とを区画する壁部８６には、連通口８６ａが形成されており、この連通口８６ａで中間路８３内のインクが排出路８４内へ流入される。
【００４５】
中間路８３内には、壁部８６に支点部８７が形成されており、この支点部８７には、揺動棒９１が揺動可能に支持されている。この揺動棒９１には、その一端部に、壁部８５側へ向かって屈曲する作動棒部９２が一体に形成されており、この作動棒部９２の先端には、壁部８５に当接して流入口８５ａを閉鎖する閉鎖板９３が形成されている。また、この閉鎖板９３と壁部８６との間には、圧縮バネ９４が設けられ、この圧縮バネ９４の付勢力によって閉鎖板９３が壁部８５側へ向かって付勢されている。また、揺動棒９１の他端部には、壁部８６側へ屈曲され、この壁部８６の連通口８６ａに挿通された押圧棒部９５が形成されている。
【００４６】
また、ユニット本体８１の排出路８４側の側壁８１ａには、開口部９６が形成されている。この開口部９６には、その開口縁部に、液密性及び可撓性を有するフィルム９７が液密的に連結されている。このフィルム９７の排出路８４側における中央部分には、押圧板９８が固定されている。そして、この押圧板９８に、揺動棒９１の押圧棒部９５の先端部が当接されている。
【００４７】
また、押圧板９８と壁部８６との間には圧縮バネ９９が取り付けられており、この圧縮バネ９９の付勢力によって押圧板９８が外側へ押し出されている。そして、この自己封止ユニット３６では、閉鎖板９３が、圧縮バネ９４及び閉鎖板９３に作用する圧力によって壁部８５に押し付けられ、流入口８５ａが閉鎖される。
【００４８】
そして、自己封止ユニット３６では、フィルム９７によって覆われた部分の容積の減少にともない押圧板９８によって揺動棒９１の押圧棒部９５が押圧されると、揺動棒９１が支点部８７による連結箇所を中心として揺動することにより、閉鎖板９３が壁部８５から離れる。これにより、供給路８２から流入口８５ａを通って中間路８３及び排出路８４へインクが流れ込み、インクジェットヘッド２１へ供給される。
【００４９】
そして、この自己封止ユニット３６をインクジェットヘッド２１の上流側に設けることにより、例えば、キャリッジ２３の加減速などによって供給側におけるインクの圧力変動が発生したとしても、この圧力変動のインクジェットヘッド２１への伝達が自己封止ユニット３６で遮断される。
これにより、圧力変動が伝達されることによるインクジェットヘッド２１での意図しないインクの吐出、インクだれあるいは吐出不良によるドット抜けなどの不具合が防止される。
【００５０】
上記構造のプリンタ１において、キャリッジ２３が待機位置にあるとき、揺動アーム５６の入力部７１がキャリッジ２３を移動可能に支持しているプリンタ本体に設けられた規制板３７に当接し、上下延出部７０が鉛直に沿い腕部６９及び入力部７１が水平をなす状態とされる。このとき、引っ張りコイルバネ５７の付勢力でピストン５４が引き上げられる。
【００５１】
また、キャリッジ２３が待機位置から離れてインクジェットヘッド２１を印刷可能領域に位置させ、その後、この印刷可能領域内でインクジェットヘッド２１がインクを吐出させて印刷を行うことで、自己封止ユニット３６からインクジェットヘッド２１にインクが供給され、自己封止ユニット３６内が負圧になると、インク室５０から流路４２を介して自己封止ユニット３６にインクが供給される。
【００５２】
ここで、インク室５０のインクが減少すると、このインクの減少により生じる負圧で、可撓膜４９の膜部７５を変形させながら固定部７６と一体にピストン５４が下降する。すると、ピストン５４に引っ張りコイルバネ５７を介して連結された揺動アーム５６が腕部６９の先端を下降させるように揺動することになり、その結果、揺動アーム５６の入力部７１の側方への突出量が拡大する。
【００５３】
この状態からキャリッジ２３が待機位置に戻ると、キャリッジ２３とともに移動する揺動アーム５６が入力部７１において規制板３７に当接して、キャリッジ２３の移動力により揺動し、上下延出部７０が鉛直に沿い腕部６９及び入力部７１が水平をなす。これにより、腕部６９の先端部が上昇し、引っ張りコイルバネ５７を介して連結されたピストン５４がシリンダ５３内を摺動して引き上げられる。
【００５４】
この引っ張りコイルバネ５７を介して行われるピストン５４の移動によって、可撓膜４９の固定部７６がピストン５４と一体に上昇し、サブタンク４５のインク室５０が拡張されて容量が増大される。このように、インク室５０の容量が増大すると、逆止弁４１を開きながらインクカートリッジ１７からインク流路３１及びインク供給チューブ３３を介してインクがインク室５０に吸引されることになる。
【００５５】
そして、上記構造のインクジェットプリンタ１では、印刷動作中に、所定のタイミングで、上記のインク補給動作を行う。なお、このインク補給動作は、最大にインクを消費する印刷が行われても、少なくともインクジェットヘッド２１へインクを供給可能な程度の量のインクがインク室５０内に残留した状態で行われる。
【００５６】
ところで、カラー印刷を行う上記インクジェットプリンタ１では、インクポンプ部３４の複数色のインク毎のサブタンク４５ａ〜４５ｄによってインクカートリッジ１７から各色のインクを引き込むようになっている。この場合、印刷のパターンによって各色のインク消費量が異なり、サブタンク４５ａ〜４５ｄにおける揺動アーム５６の側方への突出量が、インク消費量に応じて異なることとなる。
【００５７】
次に、このように、各色でインク消費量が異なる場合におけるキャリッジ２３の移動による各色のサブタンク４５ａ〜４５ｄの動きについて説明する。
図９は各色のサブタンクの動きを説明するインクポンプ部および規制板を示す平面図である。
なお、ここでは、各サブタンク４５ａ〜４５ｄでのインク消費量は、サブタンク４５ａが最も少なく、サブタンク４５ｃが最も多く、サブタンク４５ｂ，４５ｄがその中間程度である場合について説明する。
【００５８】
インク補給タイミングとなり、キャリッジ２３が待機位置へ向かって移動すると、図９（ａ）に示すように、側方への突出量が最も大きいサブタンク４５ｃの揺動アーム５６が、その入力部７１において規制板３７に当接する。
さらに、キャリッジ２３が移動すると、規制板３７によってサブタンク４５ｃの揺動アーム５６が揺動され、このサブタンク４５ｃのインク室５０内に、インクカートリッジ１７からインクが引き込まれる。
【００５９】
その後、図９（ｂ）に示すように、サブタンク４５ｂ，４５ｄの揺動アーム５６が、その入力部７１において規制板３７に当接する。
さらに、キャリッジ２３が移動すると、規制板３７によってサブタンク４５ｂ〜４５ｄの揺動アーム５６が揺動され、サブタンク４５ｂ〜４５ｄのインク室５０内に、インクカートリッジ１７からインクが引き込まれる。
【００６０】
その後、図９（ｃ）に示すように、側方への突出量が最も小さいサブタンク４５ａの揺動アーム５６が、その入力部７１において規制板３７に当接する。
この状態で、さらにキャリッジ２３が移動すると、規制板３７によって全色のサブタンク４５ａ〜４５ｄの揺動アーム５６が揺動され、これらサブタンク４５ａ〜４５ｄのインク室５０内に、インクカートリッジ１７からインクが引き込まれる。
そして、キャリッジ２３が待機位置に達すると、全色のサブタンク４５ａ〜４５ｄにおけるインクの補給が完了する。
【００６１】
以上に述べた本実施形態のインク供給機構及びインクジェットプリンタによれば、インクポンプ部３４に、キャリッジ２３に搭載されてキャリッジ２３とともに移動される容量可変のインク室５０と、キャリッジ２３の移動力によりインク室５０を拡張させてインクカートリッジ１７からインクを引き込ませる拡張機構５２とを備えたサブタンク４５ａ〜４５ｄが、インクカートリッジ１７に貯留された複数色のインク毎（すなわちインクパック毎）に設けられているので、それぞれの種類の色のインクの消費量が異なる場合であっても、キャリッジ２３の移動によりそれぞれの拡張機構５２が独立して駆動され、それぞれ独立してインク室５０を拡張してインクカートリッジ１７からインクを引き込むことができる。
【００６２】
これにより、インク消費量に応じた適量のインクを、各インクの色毎にインクカートリッジ１７から引き込んで補充し、インクジェットヘッド２１へ供給することができ、インクジェットヘッド２１によって高品質に印刷を行うことができる。また、インク色を増減する場合にも、サブタンク４５を増減することにより、容易にかつ低コストで対応することができる。
【００６３】
また、拡張機構５２が、それぞれキャリッジ２３とともに移動されてキャリッジ２３外の規制板３７に当接して独立に揺動する揺動アーム５６を有し、揺動アーム５６の揺動によりインク室５０が拡張されるので、各揺動アーム５６の独立した揺動により、インク消費量に応じた適量のインクを、各インクの色毎にインクカートリッジ１７から引き込んで補充することができる。
【００６４】
また、複数色のインク毎のサブタンク４５ａ〜４５ｄのそれぞれのインク室５０が、一つのブロックである下部分割体４７に一体成形されているので、それぞれのサブタンク４５ａ〜４５ｄのインク室５０を別個に成形する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【００６５】
また、複数色のインク毎に設けられたサブタンク４５ａ〜４５ｄのそれぞれのインク室５０に設けられた可撓膜４９が、一枚の可撓性シート４８に一体成形されているので、それぞれのサブタンク４５ａ〜４５ｄのインク室５０毎に可撓膜４９を成形する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【００６６】
また、本発明に係る液体供給装置は、上記実施形態で例示したインクジェット式のプリンタをはじめとして、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材吐出ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出ヘッド等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置、精密ピペットとしての試料吐出装置への液体供給装置等にも適用できる。
また、液体の概念にはジェル状のもの、粘性の高いもの、固形物を溶媒に混合させたもの、も含み、さらにインクの概念には水性インクも油性インクも含む。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る印刷装置の一例であるインクジェットプリンタを示す外観斜視図である。
【図２】インクジェットプリンタのプリンタカバーを開いた状態の斜視図である。
【図３】インクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図である。
【図４】インクジェットプリンタのインクポンプ部および規制板を示す平面図である。
【図５】インクジェットプリンタのキャリッジが待機位置にあるときのインク供給機構の要部を示すもので、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。
【図６】インクポンプ部の構造を示す断面図である。
【図７】可撓膜を示す斜視図である。
【図８】自己封止ユニットの構造を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、各色のサブタンクの動きを説明するインクポンプ部及び規制板を示すそれぞれ平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…インクジェットプリンタ（印刷装置）、１７…インクカートリッジ（メインタンク）、２１…インクジェットヘッド（ヘッド）、２３…キャリッジ、３４…インクポンプ部、３７…規制板（規制部）、４５ａ〜４５ｄ…サブタンク、４７…下部分割体（ブロック）、４８…可撓性シート、４９…可撓膜（膜）、５０…インク室（液室）、５２…拡張機構（拡張手段）、５６…揺動アーム（揺動部材）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインタンクの液体を、サブタンクを介してヘッドに供給する液体供給装置及び印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記液体供給装置の一例として、パソコン等に接続されるプリンタに組み込まれて、印刷ヘッドに液体としてのインクを供給する装置が挙げられる。
このような液体供給装置では、キャリッジに搭載されてインクカートリッジからインク供給チューブを介して貯蔵室にインクの補給を受け、印刷時にインク貯蔵室のインクを記録ヘッドに供給するサブタンクユニットと、インクカートリッジのインクをサブタンクユニットに補給するポンプ手段と、記録ヘッドへの駆動信号に対応してインク流量を制御するポンプ制御手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、上記のポンプ手段は構造が複雑であり、しかも大きな設置スペースが必要になるため、簡易化及び小型化のために、キャリッジの往復移動の駆動力を利用してインクを供給するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載のインク供給装置は、往復移動されるキャリッジと、このキャリッジに設けられたインクジェット記録ヘッドへ供給されるインクを貯留したインクカートリッジと、インクジェット記録ヘッドによる印刷で消費されるインクを保持しておくインク保持部とを備え、キャリッジの所定位置への移動によって圧縮されてインク保持部へインクを送り出すとともに、キャリッジの所定位置から外れた位置への移動によって復元してインクカートリッジからインクを引き込むインクポンプ部が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７０１３３号公報
【特許文献２】特開２００７−１６０６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、カラー印刷を行うプリンタでは、複数色のインクをヘッドに供給する必要があるが、この場合、印刷のパターンによって各色のインク消費量が異なる。
このため、インク消費量が最小の色のインクに合わせて全色のインクをインクカートリッジから補給すると、インク消費量が多かった色のインクの補給量が少なくなり、ヘッドにおけるメニスカスの破壊やノズルでの気泡の発生が起こり、ヘッドにおけるドット抜けが生じ、印刷品質が劣化してしまう。
このため、インク消費量に応じた適量のインクをそれぞれの色毎にインクカートリッジから引き込んでヘッドへ供給する構造が要求されている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、液体消費量に応じた適量の液体を、液体の供給路毎にメインタンクから引き込んでヘッドへ供給することが可能な液体供給装置及び印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決することのできる本発明に係る液体供給装置は、複数の貯留部にそれぞれ液体が貯留される一つまたは複数のメインタンクと、
各前記貯留部からそれぞれ液体が供給される複数のサブタンクと、
各前記サブタンクから液体が供給されるヘッドと、
各前記サブタンクと前記ヘッドとを搭載して移動するキャリッジと、を有する液体供給装置であって、
各前記サブタンクは、前記キャリッジに搭載されて前記キャリッジとともに移動される容量可変の液室と、前記キャリッジの移動にともない前記液室を拡張させて前記メインタンクから前記液体を前記サブタンクに供給させる拡張手段と、をそれぞれ備えていることを特徴とする。
【０００８】
この構成の液体供給装置によれば、複数のサブタンクが、それぞれ、キャリッジに搭載されてキャリッジとともに移動される容量可変の液室と、キャリッジの移動にともない液室を拡張させてメインタンクから液体をサブタンクに供給させる拡張手段とを備えているので、それぞれの貯留部の液体の消費量が異なる場合であっても、キャリッジの移動によりそれぞれの拡張手段が独立して液室を拡張してメインタンクから液体を供給させることができる。
すなわち、液体消費量に応じた適量の液体を、貯留部毎にメインタンクから引き込んで補充し、ヘッドへ供給することができる。また、液体の種類を増減するなどにより貯留部を増減する場合にも、サブタンクを増減することにより、容易にかつ低コストで対応することができる。
【０００９】
本発明の液体供給装置において、各前記サブタンクの各前記拡張手段は、それぞれ前記キャリッジとともに移動されて前記キャリッジを移動可能に支持している本体に設けられた規制部に当接して独立に駆動されることが好ましい。
【００１０】
この構成の液体供給装置によれば、それぞれの拡張手段が、それぞれキャリッジとともに移動されて規制部に当接して独立に駆動されてそれぞれの液室が拡張されるので、液体消費量に応じた適量の液体を、各貯留部の液体毎にメインタンクから供給させて補充し、ヘッドへ供給することができる。
【００１１】
本発明の液体供給装置において、各前記拡張手段は、揺動する揺動部材を有し、前記揺動部材の揺動により前記液室が拡張されることが好ましい。
【００１２】
この構成の液体供給装置によれば、規制部に当接して揺動される揺動部材の揺動により液室が拡張されるため、拡張手段の構成を簡易なものとすることができ、コストの低減を図ることができる。
【００１３】
本発明の液体供給装置において、各前記サブタンクのそれぞれの前記液室が、一つのブロックに一体成形されていることが好ましい。
【００１４】
この構成の液体供給装置によれば、各サブタンクのそれぞれの液室が、一つのブロックに一体成形されているので、それぞれのサブタンクの液室を別個に成形する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【００１５】
本発明の液体供給装置において、各前記液室は、各前記拡張手段によって変位される可撓性を有する膜を備え、各前記サブタンクのそれぞれの前記液室に設けられた膜は、一枚の可撓性シートに一体成形されていることが好ましい。
【００１６】
この構成の液体供給装置によれば、各サブタンクのそれぞれの液室に設けられた膜が、一枚の可撓性シートに一体成形されているので、それぞれのサブタンクの液室毎に可撓膜を成形する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【００１７】
また、本発明に係る印刷装置は、搬送される媒体に対してヘッドからインクを吐出して印刷処理を行う印刷装置であって、
前記ヘッドへインクを供給する装置として、上記本発明に係る液体供給装置の何れかを備えていることを特徴とする。
【００１８】
この構成の印刷装置によれば、それぞれの種類のインクの消費量が異なる場合であっても、キャリッジの移動によりそれぞれの拡張手段が独立して液室を拡張してメインタンクからインクを供給させることができる。
これにより、インク消費量に応じた適量のインクを、各インクの種類、つまり各インク色毎にメインタンクから供給させて補充し、ヘッドへ供給することができ、高品質に印刷を行うことができる。また、インク色を増減する場合にも、サブタンクを増減することにより、容易にかつ低コストで対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る液体供給装置及び印刷装置の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１〜図９は本発明に係る一実施形態の液体供給装置によってインク供給機構が構成されたインクジェットプリンタを説明するための図であり、図１はインクジェットプリンタの外観斜視図、図２はインクジェットプリンタのプリンタカバーを開いた状態の斜視図、図３はインクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図、図４はインクポンプ部および規制板を示す平面図、図５はインクジェットプリンタのキャリッジが待機位置にあるときのインク供給機構の要部を示す断面図、図６はインクポンプ部の構造を示す断面図、図７は可撓膜を示す斜視図、図８は自己封止ユニットの構造を示す断面図、図９は各色のサブタンクの動きを説明するインクポンプ部および規制板を示すそれぞれ平面図である。
【００２０】
まず、本実施形態の印刷装置であるインクジェットプリンタの構造について説明する。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、複数種のカラーインクを使用してロール紙の繰り出された一部にカラー印刷するものであり、プリンタ本体を覆うプリンタケース２の前面には、ロール紙カバー５及びインクカートリッジカバー７が開閉自在に設けられている。更に、プリンタケース２の前面には、電源スイッチ３と共にフィードスイッチやインジケータ等も配置されている。
【００２１】
ロール紙カバー５を開くと、図２に示すように、印刷される媒体であるロール紙１１を収容した用紙収容部１３が開放状態になって、ロール紙１１の交換が可能になる。
また、インクカートリッジカバー７を開くと、カートリッジ装着部１５が開放状態になり、カートリッジ装着部１５へのインクカートリッジ（メインタンク）１７の着脱が可能になる。
【００２２】
この場合、インクカートリッジカバー７を開く動作に連動して、カートリッジ装着部１５の前方にインクカートリッジ１７が所定距離だけ引き出される構成になっている。
【００２３】
プリンタケース２内の用紙収容部１３の上方には、図３に示すように、インクジェットヘッド（ヘッド）２１を搭載したキャリッジ２３が設けられている。キャリッジ２３は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２５によって用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト２６ａと無端ベルト２６ａを駆動するキャリッジモータ２６ｂとによって、プラテン２８の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。インクジェットヘッド２１は、ロール紙１１の繰り出された一部に対してインクを吐出して印刷処理を行う。
【００２４】
図示のように、カートリッジ装着部１５の上方が、往復移動するキャリッジ２３の待機位置（ホームポジション）となっている。そして、この待機位置の下方には、キャリッジ２３の下面に露出するインクジェットヘッド２１のインクノズルを覆うキャップ２７と、キャップ２７を介してインクジェットヘッド２１の各インクノズル内のインクを吸引廃棄するインク吸引機構２９とが設けられている。
【００２５】
インクカートリッジ１７は、カートリッジケース１８内に複数個の図示略のカラーインクパックを収容したものである。インクカートリッジ１７内の各インクパック（貯留部）は、可撓性材料からなり容量可変であって、内部にインクを貯留した状態で密封されるもので、インクカートリッジ１７をカートリッジ装着部１５に装着した際に、カートリッジ装着部１５側に設けられた図示略のインク供給針がインクパックのインク供給口に差込接続される。カートリッジ装着部１５のインク供給針には、プリンタケース２内に固定されたインク流路３１が接続され、このインク流路３１には、各色に分けられた可撓性のインク供給チューブ３３の一端が接続されている。なお、インクカートリッジ１７内のインクパックは、アルミを挟みこんだ多層フィルムで形成したものでも良い。
【００２６】
なお、本実施形態のメインタンク（インクカートリッジ１７）は、内部に複数のインクパックを収容したものであるが、一つのインクパックを一つのインクカートリッジ内に収容したものを複数用いる構成としてもよい。また、複数のインクパックには、それぞれ異なる色のインク（異種の液体）を収容する場合と、同色のインク（同種の液体）を収容する場合がある。
【００２７】
インク供給チューブ３３の他端は、キャリッジ２３上に設けられたインクポンプ部３４に接続されている。各インクポンプ部３４は、インクジェットヘッド２１の上方に設けられており、インクジェットヘッド２１に接続された自己封止ユニット３６にそれぞれ接続されている。
【００２８】
キャリッジ２３には、インクジェットヘッド２１の他に、インクポンプ部３４及び自己封止ユニット３６が一体的に搭載された構成になっている。
これにより、インクカートリッジ１７内の各インクパックのインクは、カートリッジ装着部１５のインク供給針から、インク流路３１、インク供給チューブ３３、各色のインクポンプ部３４及び各色の自己封止ユニット３６を経て、インクジェットヘッド２１の各インクノズルにそれぞれ供給されるようになっている。
【００２９】
インクポンプ部３４は、キャリッジ２３の移動力によりインクカートリッジ１７からインクを引き込むもので、キャリッジ２３の移動力によりインクポンプ部３４を動作させる図４にも示す規制板（規制部）３７が、キャリッジ２３の待機位置への移動方向前方に配置されている。
そして、上記インクジェットプリンタ１では、インクカートリッジ１７、インクジェットヘッド２１、キャリッジ２３、インクポンプ部３４からインク供給機構（液体供給機構）が構成されている。
【００３０】
次に、インク供給機構を構成するインクポンプ部３４について、一色分の構造を例示して説明する。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、流路３１のインクカートリッジ１７側における端部には、逆止弁４１が設けられ、インクカートリッジ１７とインクポンプ部３４との間において、逆止弁４１によってインクカートリッジ１７側からインクポンプ部３４側へのみインクが流れるようになっている。
【００３１】
また、インク室５０の底部に形成された流路４２には、逆止弁４３が設けられており、この逆止弁４３によってインク室５０側から自己封止ユニット３６側へのみインクが流れるようになっている。
【００３２】
インクポンプ部３４は、インクカートリッジ１７からインク供給チューブ３３を介してインクを引き込むサブタンク４５を備えている。このサブタンク４５は、上部分割体４６と下部分割体４７とで構成されており、これら上部分割体４６と下部分割体４７との間に、可撓性を有するダイヤフラムからなる可撓膜４９によってその上部が覆われたインク室（液室）５０を有している。この可撓膜４９は、水分透過性及びガス透過性の低いブチルゴム等から形成されている。
【００３３】
このインク室５０は、インク供給チューブ３３に連通しかつ自己封止ユニット３６側の流路４２に連通しており、インクカートリッジ１７からインクが供給されるとともに自己封止ユニット３６側にインクを供給可能となっている。可撓膜４９は、変形容易な可撓性材料からなっており、この可撓膜４９の変形をともなってインク室５０が容量可変となり、拡張、縮小される。インクポンプ部３４を構成するサブタンク４５には、この可撓膜４９を変位させてインク室５０を拡張する拡張機構（拡張手段）５２が設けられている。
【００３４】
拡張機構５２は、上下方向に延在する筒状のシリンダ５３と、このシリンダ５３内で上下に摺動可能に嵌挿されるピストン（可動部材）５４と、上部分割体４６におけるシリンダ５３の上方に配置された揺動軸５５に揺動可能に支持された揺動アーム（揺動部材）５６と、揺動アーム５６とピストン５４との間に介装された引っ張りコイルバネ（弾性部）５７とを有している。
なお、揺動アーム５６は、揺動軸５５を、例えば、上部分割体４６の支持片４６ａに形成した溝部（図示省略）へ押し込んで嵌合するなどにより回動自在に支持されている。
【００３５】
シリンダ５３は、水分透過性及びガス透過性の低いポリプロピレン等の樹脂材料からなっている。シリンダ５３は、ピストン５４の外径よりもわずかに大径の内径を有してピストン５４の外周面を摺動可能に案内する小径内周面５９が上部に形成され、下部にピストン５４の外周面との間に隙間を形成する大径内周面６０が形成された段差形状をなしている。
【００３６】
ピストン５４は、水分透過性及びガス透過性の低いポリプロピレン等の樹脂材料から形成されている。ピストン５４は、略有底筒状に形成されて、その揺動アーム５６側は、揺動アーム５６を配置させるため、上端から中間位置まで切り欠かれている。
【００３７】
また、ピストン５４の底部より上方には、引っ張りコイルバネ５７の下端を係止する係止部６７が形成されている。
【００３８】
揺動アーム５６は、揺動軸５５からシリンダ５３内に延出する腕部６９と、揺動軸５５から下方に延出する上下延出部７０と、上下延出部７０の腕部６９とは反対側の端部から腕部６９とは逆向きに延出する入力部７１とを有している。腕部６９の先端は鉤状とされており、この部分に引っ張りコイルバネ５７の上端が係止されている。
【００３９】
可撓膜４９は、上部分割体４６の円環溝７３に嵌合された状態で上部分割体４６と下部分割体４７とに挟持される円環状の厚肉のベース部７４と、このベース部７４の内周部から筒状をなして延出する薄肉の膜部７５と、膜部７５のベース部７４とは反対側を閉塞させる厚肉の略円板状の固定部７６とを有する一体成形品である。
【００４０】
固定部７６の中央には、先細り形状の突起部７７が一体成形され、この突起部７７がピストン５４に形成されたスリット６５に圧入されて嵌合されている。この状態で固定部７６がピストン５４の底部に一体化され、よって可撓膜４９は、ピストン５４の移動により固定部７６及び膜部７５が変位する。
【００４１】
図６に示すように、インクポンプ部３４は、複数の色（本実施形態では４色）毎にサブタンク４５ａ〜４５ｄを備えており、これらのサブタンク４５ａ〜４５ｄは、それぞれのインク室５０が、一つの下部分割体（ブロック）４７に、例えば、射出成形によって、一体成形されている。なお、上部分割体４６も各サブタンク４５ａ〜４５ｄで一体成形されている。
【００４２】
また、図７に示すように、上部分割体４６と下部分割体４７との間で、各色のサブタンク４５ａ〜４５ｄ毎に設けられたダイヤフラムからなる可撓膜４９は、ブチルゴム等からなる一枚の可撓性シート４８に一体成形されている。
【００４３】
図８に示すように、自己封止ユニット３６は、ユニット本体８１に、供給路８２、中間路８３及び排出路８４が形成されている。そして、供給路８２に形成された供給口８２ａに、流路４２の下流側端部が接続され、排出路８４に形成された排出口８４ａに、インクジェットヘッド２１が接続されている。
【００４４】
供給路８２と中間路８３とを区画する壁部８５には、流入口８５ａが形成されており、この流入口８５ａで供給路８２内のインクが中間路８３内へ流入される。また、中間路８３と排出路８４とを区画する壁部８６には、連通口８６ａが形成されており、この連通口８６ａで中間路８３内のインクが排出路８４内へ流入される。
【００４５】
中間路８３内には、壁部８６に支点部８７が形成されており、この支点部８７には、揺動棒９１が揺動可能に支持されている。この揺動棒９１には、その一端部に、壁部８５側へ向かって屈曲する作動棒部９２が一体に形成されており、この作動棒部９２の先端には、壁部８５に当接して流入口８５ａを閉鎖する閉鎖板９３が形成されている。また、この閉鎖板９３と壁部８６との間には、圧縮バネ９４が設けられ、この圧縮バネ９４の付勢力によって閉鎖板９３が壁部８５側へ向かって付勢されている。また、揺動棒９１の他端部には、壁部８６側へ屈曲され、この壁部８６の連通口８６ａに挿通された押圧棒部９５が形成されている。
【００４６】
また、ユニット本体８１の排出路８４側の側壁８１ａには、開口部９６が形成されている。この開口部９６には、その開口縁部に、液密性及び可撓性を有するフィルム９７が液密的に連結されている。このフィルム９７の排出路８４側における中央部分には、押圧板９８が固定されている。そして、この押圧板９８に、揺動棒９１の押圧棒部９５の先端部が当接されている。
【００４７】
また、押圧板９８と壁部８６との間には圧縮バネ９９が取り付けられており、この圧縮バネ９９の付勢力によって押圧板９８が外側へ押し出されている。そして、この自己封止ユニット３６では、閉鎖板９３が、圧縮バネ９４及び閉鎖板９３に作用する圧力によって壁部８５に押し付けられ、流入口８５ａが閉鎖される。
【００４８】
そして、自己封止ユニット３６では、フィルム９７によって覆われた部分の容積の減少にともない押圧板９８によって揺動棒９１の押圧棒部９５が押圧されると、揺動棒９１が支点部８７による連結箇所を中心として揺動することにより、閉鎖板９３が壁部８５から離れる。これにより、供給路８２から流入口８５ａを通って中間路８３及び排出路８４へインクが流れ込み、インクジェットヘッド２１へ供給される。
【００４９】
そして、この自己封止ユニット３６をインクジェットヘッド２１の上流側に設けることにより、例えば、キャリッジ２３の加減速などによって供給側におけるインクの圧力変動が発生したとしても、この圧力変動のインクジェットヘッド２１への伝達が自己封止ユニット３６で遮断される。
これにより、圧力変動が伝達されることによるインクジェットヘッド２１での意図しないインクの吐出、インクだれあるいは吐出不良によるドット抜けなどの不具合が防止される。
【００５０】
上記構造のプリンタ１において、キャリッジ２３が待機位置にあるとき、揺動アーム５６の入力部７１がキャリッジ２３を移動可能に支持しているプリンタ本体に設けられた規制板３７に当接し、上下延出部７０が鉛直に沿い腕部６９及び入力部７１が水平をなす状態とされる。このとき、引っ張りコイルバネ５７の付勢力でピストン５４が引き上げられる。
【００５１】
また、キャリッジ２３が待機位置から離れてインクジェットヘッド２１を印刷可能領域に位置させ、その後、この印刷可能領域内でインクジェットヘッド２１がインクを吐出させて印刷を行うことで、自己封止ユニット３６からインクジェットヘッド２１にインクが供給され、自己封止ユニット３６内が負圧になると、インク室５０から流路４２を介して自己封止ユニット３６にインクが供給される。
【００５２】
ここで、インク室５０のインクが減少すると、このインクの減少により生じる負圧で、可撓膜４９の膜部７５を変形させながら固定部７６と一体にピストン５４が下降する。すると、ピストン５４に引っ張りコイルバネ５７を介して連結された揺動アーム５６が腕部６９の先端を下降させるように揺動することになり、その結果、揺動アーム５６の入力部７１の側方への突出量が拡大する。
【００５３】
この状態からキャリッジ２３が待機位置に戻ると、キャリッジ２３とともに移動する揺動アーム５６が入力部７１において規制板３７に当接して、キャリッジ２３の移動力により揺動し、上下延出部７０が鉛直に沿い腕部６９及び入力部７１が水平をなす。これにより、腕部６９の先端部が上昇し、引っ張りコイルバネ５７を介して連結されたピストン５４がシリンダ５３内を摺動して引き上げられる。
【００５４】
この引っ張りコイルバネ５７を介して行われるピストン５４の移動によって、可撓膜４９の固定部７６がピストン５４と一体に上昇し、サブタンク４５のインク室５０が拡張されて容量が増大される。このように、インク室５０の容量が増大すると、逆止弁４１を開きながらインクカートリッジ１７からインク流路３１及びインク供給チューブ３３を介してインクがインク室５０に吸引されることになる。
【００５５】
そして、上記構造のインクジェットプリンタ１では、印刷動作中に、所定のタイミングで、上記のインク補給動作を行う。なお、このインク補給動作は、最大にインクを消費する印刷が行われても、少なくともインクジェットヘッド２１へインクを供給可能な程度の量のインクがインク室５０内に残留した状態で行われる。
【００５６】
ところで、カラー印刷を行う上記インクジェットプリンタ１では、インクポンプ部３４の複数色のインク毎のサブタンク４５ａ〜４５ｄによってインクカートリッジ１７から各色のインクを引き込むようになっている。この場合、印刷のパターンによって各色のインク消費量が異なり、サブタンク４５ａ〜４５ｄにおける揺動アーム５６の側方への突出量が、インク消費量に応じて異なることとなる。
【００５７】
次に、このように、各色でインク消費量が異なる場合におけるキャリッジ２３の移動による各色のサブタンク４５ａ〜４５ｄの動きについて説明する。
図９は各色のサブタンクの動きを説明するインクポンプ部および規制板を示す平面図である。
なお、ここでは、各サブタンク４５ａ〜４５ｄでのインク消費量は、サブタンク４５ａが最も少なく、サブタンク４５ｃが最も多く、サブタンク４５ｂ，４５ｄがその中間程度である場合について説明する。
【００５８】
インク補給タイミングとなり、キャリッジ２３が待機位置へ向かって移動すると、図９（ａ）に示すように、側方への突出量が最も大きいサブタンク４５ｃの揺動アーム５６が、その入力部７１において規制板３７に当接する。
さらに、キャリッジ２３が移動すると、規制板３７によってサブタンク４５ｃの揺動アーム５６が揺動され、このサブタンク４５ｃのインク室５０内に、インクカートリッジ１７からインクが引き込まれる。
【００５９】
その後、図９（ｂ）に示すように、サブタンク４５ｂ，４５ｄの揺動アーム５６が、その入力部７１において規制板３７に当接する。
さらに、キャリッジ２３が移動すると、規制板３７によってサブタンク４５ｂ〜４５ｄの揺動アーム５６が揺動され、サブタンク４５ｂ〜４５ｄのインク室５０内に、インクカートリッジ１７からインクが引き込まれる。
【００６０】
その後、図９（ｃ）に示すように、側方への突出量が最も小さいサブタンク４５ａの揺動アーム５６が、その入力部７１において規制板３７に当接する。
この状態で、さらにキャリッジ２３が移動すると、規制板３７によって全色のサブタンク４５ａ〜４５ｄの揺動アーム５６が揺動され、これらサブタンク４５ａ〜４５ｄのインク室５０内に、インクカートリッジ１７からインクが引き込まれる。
そして、キャリッジ２３が待機位置に達すると、全色のサブタンク４５ａ〜４５ｄにおけるインクの補給が完了する。
【００６１】
以上に述べた本実施形態のインク供給機構及びインクジェットプリンタによれば、インクポンプ部３４に、キャリッジ２３に搭載されてキャリッジ２３とともに移動される容量可変のインク室５０と、キャリッジ２３の移動力によりインク室５０を拡張させてインクカートリッジ１７からインクを引き込ませる拡張機構５２とを備えたサブタンク４５ａ〜４５ｄが、インクカートリッジ１７に貯留された複数色のインク毎（すなわちインクパック毎）に設けられているので、それぞれの種類の色のインクの消費量が異なる場合であっても、キャリッジ２３の移動によりそれぞれの拡張機構５２が独立して駆動され、それぞれ独立してインク室５０を拡張してインクカートリッジ１７からインクを引き込むことができる。
【００６２】
これにより、インク消費量に応じた適量のインクを、各インクの色毎にインクカートリッジ１７から引き込んで補充し、インクジェットヘッド２１へ供給することができ、インクジェットヘッド２１によって高品質に印刷を行うことができる。また、インク色を増減する場合にも、サブタンク４５を増減することにより、容易にかつ低コストで対応することができる。
【００６３】
また、拡張機構５２が、それぞれキャリッジ２３とともに移動されてキャリッジ２３外の規制板３７に当接して独立に揺動する揺動アーム５６を有し、揺動アーム５６の揺動によりインク室５０が拡張されるので、各揺動アーム５６の独立した揺動により、インク消費量に応じた適量のインクを、各インクの色毎にインクカートリッジ１７から引き込んで補充することができる。
【００６４】
また、複数色のインク毎のサブタンク４５ａ〜４５ｄのそれぞれのインク室５０が、一つのブロックである下部分割体４７に一体成形されているので、それぞれのサブタンク４５ａ〜４５ｄのインク室５０を別個に成形する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【００６５】
また、複数色のインク毎に設けられたサブタンク４５ａ〜４５ｄのそれぞれのインク室５０に設けられた可撓膜４９が、一枚の可撓性シート４８に一体成形されているので、それぞれのサブタンク４５ａ〜４５ｄのインク室５０毎に可撓膜４９を成形する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【００６６】
また、本発明に係る液体供給装置は、上記実施形態で例示したインクジェット式のプリンタをはじめとして、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材吐出ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出ヘッド等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置、精密ピペットとしての試料吐出装置への液体供給装置等にも適用できる。
また、液体の概念にはジェル状のもの、粘性の高いもの、固形物を溶媒に混合させたもの、も含み、さらにインクの概念には水性インクも油性インクも含む。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る印刷装置の一例であるインクジェットプリンタを示す外観斜視図である。
【図２】インクジェットプリンタのプリンタカバーを開いた状態の斜視図である。
【図３】インクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図である。
【図４】インクジェットプリンタのインクポンプ部および規制板を示す平面図である。
【図５】インクジェットプリンタのキャリッジが待機位置にあるときのインク供給機構の要部を示すもので、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。
【図６】インクポンプ部の構造を示す断面図である。
【図７】可撓膜を示す斜視図である。
【図８】自己封止ユニットの構造を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、各色のサブタンクの動きを説明するインクポンプ部及び規制板を示すそれぞれ平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…インクジェットプリンタ（印刷装置）、１７…インクカートリッジ（メインタンク）、２１…インクジェットヘッド（ヘッド）、２３…キャリッジ、３４…インクポンプ部、３７…規制板（規制部）、４５ａ〜４５ｄ…サブタンク、４７…下部分割体（ブロック）、４８…可撓性シート、４９…可撓膜（膜）、５０…インク室（液室）、５２…拡張機構（拡張手段）、５６…揺動アーム（揺動部材）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貯留部にそれぞれ液体が貯留される一つまたは複数のメインタンクと、
各前記貯留部からそれぞれ液体が供給される複数のサブタンクと、
各前記サブタンクから液体が供給されるヘッドと、
各前記サブタンクと前記ヘッドとを搭載して移動するキャリッジと、を有する液体供給装置であって、
各前記サブタンクは、前記キャリッジに搭載されて前記キャリッジとともに移動される容量可変の液室と、前記キャリッジの移動にともない前記液室を拡張させて前記メインタンクから前記液体を前記サブタンクに供給させる拡張手段と、をそれぞれ備えていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体供給装置であって、
各前記サブタンクの各前記拡張手段は、それぞれ前記キャリッジとともに移動されて前記キャリッジを移動可能に支持している本体に設けられた規制部に当接して独立に駆動されることを特徴とする液体供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体供給装置であって、
各前記拡張手段は、揺動する揺動部材を有し、前記揺動部材の揺動により前記液室が拡張されることを特徴とする液体供給装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の液体供給装置であって、
各前記サブタンクのそれぞれの前記液室が、一つのブロックに一体成形されていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の液体供給装置であって、
各前記液室は、各前記拡張手段によって変位される可撓性を有する膜を備え、各前記サブタンクのそれぞれの前記液室に設けられた膜は、一枚の可撓性シートに一体成形されていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項６】
搬送される媒体に対して前記ヘッドからインクを吐出して印刷処理を行う印刷装置であって、
前記ヘッドへインクを供給する装置として、請求項１から５の何れか一項に記載の液体供給装置を備えていることを特徴とする印刷装置。
【請求項１】
複数の貯留部にそれぞれ液体が貯留される一つまたは複数のメインタンクと、
各前記貯留部からそれぞれ液体が供給される複数のサブタンクと、
各前記サブタンクから液体が供給されるヘッドと、
各前記サブタンクと前記ヘッドとを搭載して移動するキャリッジと、を有する液体供給装置であって、
各前記サブタンクは、前記キャリッジに搭載されて前記キャリッジとともに移動される容量可変の液室と、前記キャリッジの移動にともない前記液室を拡張させて前記メインタンクから前記液体を前記サブタンクに供給させる拡張手段と、をそれぞれ備えていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体供給装置であって、
各前記サブタンクの各前記拡張手段は、それぞれ前記キャリッジとともに移動されて前記キャリッジを移動可能に支持している本体に設けられた規制部に当接して独立に駆動されることを特徴とする液体供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体供給装置であって、
各前記拡張手段は、揺動する揺動部材を有し、前記揺動部材の揺動により前記液室が拡張されることを特徴とする液体供給装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の液体供給装置であって、
各前記サブタンクのそれぞれの前記液室が、一つのブロックに一体成形されていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の液体供給装置であって、
各前記液室は、各前記拡張手段によって変位される可撓性を有する膜を備え、各前記サブタンクのそれぞれの前記液室に設けられた膜は、一枚の可撓性シートに一体成形されていることを特徴とする液体供給装置。
【請求項６】
搬送される媒体に対して前記ヘッドからインクを吐出して印刷処理を行う印刷装置であって、
前記ヘッドへインクを供給する装置として、請求項１から５の何れか一項に記載の液体供給装置を備えていることを特徴とする印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−５９５３（Ｐ２０１０−５９５３Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６８９５５（Ｐ２００８−１６８９５５）
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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