特開 2023-16463 タンク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023016463

(43)【公開日】2023-02-02

(54)【発明の名称】タンク

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20230126BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 121

B41J2/175 143

B41J2/175 133

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021120793

(22)【出願日】2021-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】000250502

【氏名又は名称】理想科学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕也

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EA14

2C056EB21

2C056EB50

2C056EC20

2C056EC64

2C056KA01

2C056KB04

2C056KB11

2C056KB37

2C056KC02

(57)【要約】

【課題】エアの抜け性の悪化によるインク吐出量不足の課題を解消できるタンクを提供する。
【解決手段】供給口２１から吸引したインク５を貯留した後に排出口２７から排出するインクタンク２０と、インクタンク２０内の空間の圧力を加減圧するエアポンプ２２と、インクタンク２０内の空間と大気を接続させる大気口２４と、大気口２４を遮断する大気弁２５と、インク５の表面と空間との間に配置され圧力によって、供給口２１からインクを吸引する第１の形状と、排出口２７からインクを排出する第２の形状とに変形する液面封止部２３とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給口から吸引したインクを貯留した後に排出口から排出するインクタンクと、
前記インクタンク内の圧力を加減圧するエアポンプと、
前記インクタンク内の空間と大気を接続させる大気口と、
前記大気口を遮断する大気弁と、
前記インクの表面と前記空間との間に配置され前記圧力によって、前記供給口からインクを吸引する第１の形状と、前記排出口からインクを排出する第２の形状とに変形する液面封止部と
を備えるタンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インクジェット印刷装置にインクを供給するタンクに関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット印刷装置は、インクタンクから印刷ヘッドまでインクを送液する際に圧力を掛ける必要がある。大気をポンプ内に導入して加圧する方法は、大気取り込み口から異物が混入することを防止する目的でエアフィルターが設けられる（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－６１０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、エアフィルターに目詰まりが生じると、エアの抜け性が悪くなる。その結果、エア流量が低下して圧力不足が生じ、インクの吐出量が不足してしまうという課題がある。

【0005】

本発明は上記に鑑みてなされたもので、エアの抜け性の悪化によるインク吐出量不足の課題を解消できるタンクを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の実施形態に係るタンクは、供給口から吸引したインクを貯留した後に排出口から排出するインクタンクと、前記インクタンク内の圧力を加減圧するエアポンプと、前記インクタンク内の空間と大気を接続させる大気口と、前記大気口を遮断する大気弁と、前記インクの表面と前記空間との間に配置され前記圧力によって、前記供給口からインクを吸引する第１の形状と、前記排出口からインクを排出する第２の形状とに変形する液面封止部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、エアの抜け性の悪化によるインク吐出量不足の課題を解消できるタンクを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係るタンクを搭載したインクジェット印刷装置のインク循環経路を模式的に示す図である。

【図2】図１に示す負圧タンクの動作を模式的に示す図であり、（ａ）は負圧時、（ｂ）は大気解放時を示す。

【図3】図１に示す加圧タンクの動作を模式的に示す図であり、（ａ）は加圧時、（ｂ）は大気解放時を示す。

【図4】図１に示す液面封止部の具体例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係るタンクを搭載したインクジェット印刷装置のインク循環経路を模式的に示す図である。図１に示すインクジェット印刷装置１は、インクカートリッジ１０、負圧タンク２０、インクポンプ３０、加圧タンク４０、印刷ヘッド５０、及び廃液タンク６０で構成されるインク循環経路を備える。

【0011】

インクジェット印刷装置１は、印刷媒体を供給する媒体供給部、媒体搬送部、印刷部、制御部、及び操作部等の一般的な機能構成部を備える。これらの一般的な機能構成部の表記は省略する。

【0012】

（インク循環経路）
図１に示す太い実線は、インク循環経路を表す。インク循環経路は、インクカートリッジ１０のインクが、負圧タンク２０、インクポンプ３０、加圧タンク４０、印刷ヘッド５０、再び負圧タンク２０を循環する経路である。

【0013】

また、負圧タンク２０からエア抜き弁２６を介し、廃液タンク６０に至る経路と、加圧タンク４０からエア抜き弁４６を介し、廃液タンク６０に至る経路のエア抜き経路がある。エア抜き経路については後述する。

【0014】

インクカートリッジ１０は、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）の各色があり、図１はその内の一つを示す。他色のインク循環経路も同様である。

【0015】

インクカートリッジ１０は、インクジェット印刷装置１に着脱可能である。インクジェット印刷装置１に装着されたインクカートリッジ１０から吸い出されたインク５は、インク循環経路（以降、循環経路）内を充填する。以降、インク５の参照符号５は省略する。

【0016】

循環経路内にインクを充填する手順を簡単に説明する。インクカートリッジ１０に、インクカートリッジ１０が装着されると、カートリッジ内のインクを負圧タンク２０に送る。負圧タンク２０内のインクが所定量以上になると、インクポンプ３０が作動し、負圧タンク２０内のインクを加圧タンク４０に送る。

【0017】

負圧タンク２０内のインクが所定量以下になると、再びインクカートリッジ１０内のインクを負圧タンク２０に送る。負圧タンク２０内のインクが所定量であるか否かは、液面センサ２８で検出する。

【0018】

加圧タンク４０内のインクが所定量以上になると、加圧タンク４０内の空気を加圧し、印刷ヘッド５０にインクを送る。加圧タンク４０内のインクが所定量であるか否かは、液面センサ４８で検出する。

【0019】

以上の動作を繰り返すことで、循環経路の全体にインクが充填される。

【0020】

（負圧タンク）
図２は、負圧タンク２０の動作を模式的に示す図であり、（ａ）は負圧（減圧）時、（ｂ）は大気解放時を示す。

【0021】

負圧タンク２０は、供給口２１、エアポンプ２２、液面封止部２３、大気口２４、大気弁２５、及び排出口２７を備える。供給口２１は、インクカートリッジ１０からインクを吸い込む上側のカートリッジ側口２１ａと、印刷ヘッド５０からインクを吸引する下側のヘッド側口２１ｂの２つを備える。また、排出口２７は、エア抜き弁２６に接続される上側のエア抜き口２７ａと、インクポンプ３０に接続される排出口２７ｂとを備える。なお、図２において、液面センサ２８の表記は省略している。

【0022】

負圧タンク２０は、インクカートリッジ１０からインクを吸い込む場合に、エアポンプ２２により負圧タンク２０内の空気を外部に放出させて、負圧タンク２０内の圧力を減圧させる。この場合、大気口２４を遮断する大気弁は閉めておく。

【0023】

液面封止部２３は、負圧タンク２０内のインク５の表面に浮くように配置され、変形可能な部材である。液面封止部２３の正面形状は、凡そアルファベットの「Ｈ」を９０°回転させた形状である。

【0024】

負圧タンク２０の上部の空間の圧力が低下すると、凡そアルファベットの「Ｈ」を９０°回転させた液面封止部２３の上辺は、上方向に凸形状で変形する。その変形により、インクカートリッジ１０及び印刷ヘッド５０からインクが吸引される。

【0025】

この時、液面封止部２３の下辺の排出口２７ｂ側の端部は、排出口２７ｂを塞ぐ。したがって、排出口２７ｂとインクポンプ３０の間に在るインクは、負圧ポンプ２０に逆流しない。なお、液面封止部２３の上辺と下辺は、供給口２１側が低く、排出口２７側が高くなるように斜めに取付けられている。

【0026】

次に、エアポンプ２２を停止させた後に大気弁２５を開放させる。そうすると、負圧タンク２０の上部の空間の圧力は大気圧に戻る。この時、凸形状に変形していた液面封止部２３の上辺は、元の平らな形状に戻る。この時、ヘッド側口２１ｂ側の端部は、ヘッド側口２１ｂを塞ぐ。そして、供給口２１のカートリッジ側口２１ａは開放のままである。

【0027】

したがって、負圧タンク２０内のインクは、液面封止部２３が元の形状に戻る動きにより、排出口２７ｂからインクポンプ３０に排出される。通常、エア抜き弁２６は閉められているので、エア抜き口２７ａからインクが排出されることはない。

【0028】

なお、エア抜き弁２６は、循環経路の全体にインクを充填させる上記の手順を行う場合に開放する。エア抜き弁２６が解放された状態で、液面封止部２３の上辺が凸形状から元の形状に戻ると、インク５の表面と液面封止部２３との間に溜まった空気は、インク５と共に廃液タンク６０に排出される。インク５の表面と液面封止部２３との間に溜まった空気が抜けたかどうか、つまり、循環経路内のエア抜きが完了したか否かは、液面センサ２８で検知する。

【0029】

このエア抜き動作は、循環経路にインクを充填させる場合に行う。よって、循環経路にインクを充填させる初期状態を除き、エア抜き弁２６は常に閉められている。

【0030】

なお、排出口２７ｂの上下方向の位置は、供給口２１ｂよりも上である。後述する加圧タンク４０についても同様である。これにより、タンク内で撹拌された顔料を均一に含むインクを排出させることができる。

【0031】

（加圧タンク）
図３は、加圧タンク４０の動作を模式的に示す図であり、（ａ）は加圧時、（ｂ）は大気解放時を示す。

【0032】

加圧タンク４０は、供給口４１、エアポンプ４２、液面封止部４３、大気口４４、大気弁４５、及び排出口４７を備える。加圧タンク４０の構成は、供給口４１がインクポンプ３０と接続される１つである点でのみ負圧ポンプ２０と異なる。

【0033】

上側の排出口４７ａは、エア抜き弁４６を介して廃液タンク６０に接続される。下側の排出口４７ｂは、印刷ヘッド５０に接続される。

【0034】

図３（ａ）に示すように、加圧ポンプ４０は、エアポンプ４２によって加圧タンク４０の上部の空間の圧力が加圧されると、液面封止部４３上辺が凹む。その液面封止部４３の上辺の凹みによって、加圧ポンプ４０内のインクが印刷ヘッド５０に排出される。この時、液面封止部４３の下辺の供給口４１側の端部は、供給口４１を塞ぐ。

【0035】

よって、加圧ポンプ４０内のインク５は、印刷ヘッド５０へ排出される。この時、エア抜き弁４６は閉められているので、加圧ポンプ４０内のインク５が廃液タンク６０に排出されることはない。エア抜き弁４６は、負圧ポンプ２０側のエア抜き弁２６と同様に作用する。

【0036】

次に、エアポンプ２４を停止させた後に大気弁４５を開放させると、加圧タンク４０の上部の空間の圧力は大気圧に戻る。この時、凹形状に変形していた液面封止部４３の上辺は、元の平らな形状に戻り、供給口４１からインクを吸引する。また、液面封止部４３のヘッド側口４７ｂ側の端部は、ヘッド側口４７ｂを塞ぐ。よって、加圧タンク４０と印刷ヘッド５０の間に在るインクは、加圧ポンプ４０に逆流しない。

【0037】

（液面封止部）
図４は、液面封止部２３の具体例を示す図である。加圧ポンプ４０側の液面封止部４３も、液面封止部２３と同じである。図４（ａ）は、液面封止部２３の上から見た平面図、図４（ｂ）はその正面図である。

【0038】

図４（ｂ）に示すように、液面封止部２３を正面から見た形状は、凡そアルファベットの「Ｈ」を９０°回転させた形状である。図４（ａ）に示すように、その「Ｈ」状の上辺２２ａの平面形状は、例えば円形である。また、液面封止部２３は、例えばゴム材で構成される。

【0039】

上辺２２ａは、同心円状に凸凹を持つ蛇腹を備え、上下方向に変形か可能である。つまり、上辺２２ａの中心部を凸凹させるように変形が可能である。

【0040】

液面封止部２３は、棒部材２２ｂと撹拌辺２２ｃを備える。棒部材２２ｂは、変形する上辺２２ａの中心部から下方向に延伸される棒状の部材である。撹拌辺２２ｃは、棒部材２２ｂの先端に接続される。

【0041】

液面封止部２３は、変形する部分の中心から下に延伸される棒部材２２ｂの先端に接続される撹拌辺２２ｃを備える。これにより、撹拌辺２２ｃの上下動でインク５を攪拌することができる。

【0042】

また、撹拌辺２２ｃの一方の端部は大気弁２５を開放した場合に供給口２１ｂを閉じ、撹拌辺２２ｃの他方の端部は負圧タンク２０内の空間を減圧した場合に排出口２７ｂを閉じる。これにより、インク５を排出口２７から排出させることができる。

【0043】

上記の実施形態は、負圧タンク２０と加圧タンク４０の２つを備える構成で説明したが、本発明はこの例に限定されない。負圧タンク２０と加圧タンク４０は、１つのインクタンクに集約してもよい。

【0044】

上記の説明で明らかなように、負圧タンク２０と加圧タンク４０は、供給口２１，４１からインクが吸引され、排出口２７，４７からインクを排出する点で同じである。よって、１つのインクタンクで上記の循環経路を構成することが可能である。

【0045】

このように、本実施形態に係るタンクは、供給口２１から吸引したインクを貯留した後に排出口２７から排出するインクタンク（負圧タンク）２０と、インクタンク２０内の圧力を加減圧するエアポンプ２２と、インクタンク２０内の空間と大気を接続させる大気口２４と、大気口２４を遮断する大気弁２５と、インクの表面と空間との間に配置され圧力によって、供給口２１からインクを吸引する第１の形状と、排出口２７からインクを排出する第２の形状とに変形する液面封止部２３とを備える。これにより、エアの抜け性の悪化によるインク吐出量不足の課題を解消できるインクジェット印刷装置を提供することができる。

【0046】

つまり、エアフィルターが不要になることで、エア抜け性悪化によるインク吐出量不足の課題を解消できる。また、液面封止部２３は、大気口２４，４４へ、インク５が流れ込むことを防止するので、動作不良及びインク流出を防ぐ効果も得られる。

【0047】

インクタンク（負圧タンク２０、加圧タンク４０）内に、インクと大気を物理的に遮断する伸縮性シート（液面封止部２３）を配置することで、大気口２４，４４からインクに異物が混入することを防止できる。

【0048】

なお、液面封止部２３の形状は、上から見た平面が円形であり、正面がアルファベットの「Ｈ」を９０°回転させた例を示したが、本発明はこの例に限定されない。撹拌辺２２ｃの形状は、角棒でなくても構わない。また、撹拌辺２２ｃの端部が供給口２１及び排出口４７を塞ぐ例を示したが、供給口２１及び排出口４７にそれぞれ一般的な弁を設けるようにしてもよい。また、インクポンプ３０は無くても構わない。また、液面封止部２３は斜めに取付けられる例を示したが、その上辺と下辺が水平になるように取付けてもよい。

【0049】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

【0050】

[付記]
本出願は、以下の発明を開示する。

【0051】

（付記１）
供給口から吸引したインクを貯留した後に排出口から排出するインクタンクと、
前記インクタンク内の圧力を加減圧するエアポンプと、
前記インクタンク内の空間と大気を接続させる大気口と、
前記大気口を遮断する大気弁と、
前記インクの表面と前記空間との間に配置され前記圧力によって、前記供給口からインクを吸引する第１の形状と、前記排出口からインクを排出する第２の形状とに変形する液面封止部と
を備えるタンク。

【0052】

（付記２）
前記液面封止部は、
前記変形する部分の中心から下に延伸される棒部材の先端に接続される撹拌辺を
備える付記１に記載のタンク。

【0053】

（付記３）
前記撹拌辺の一方の端部は前記大気弁を開放した場合に前記供給口を閉じ、前記撹拌辺の他方の端部は前記空間を減圧した場合に前記排出口を閉じる
付記２に記載のタンク。

【0054】

（付記４）
前記排出口の上下方向の位置は、前記供給口よりも上である
付記１乃至３の何れかに記載のタンク。

【符号の説明】

【0055】

１ インクジェット印刷装置
１０ インクカートリッジ
５ インク
２０ 負圧タンク（インクタンク）
２１，２１ａ，２１ｂ，４１ 供給口
２２，４２ エアポンプ
２３，４３ 液面封止部
２４，４４ 大気口
２５，４５ 大気弁
２６，４６ エア抜き弁
２７，２７ａ，２７ｂ，４７，４７ａ，４７ｂ 排出口
２８，４８ 液面センサ
３０ インクポンプ
４０ 加圧タンク（インクタンク）
５０ 印刷ヘッド
６０ 廃液タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】