JP2005186477A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 設計の自由度を広げ小型化を図ることができるとともに液体容量の増大を可能にする液体噴射装置を提供する。
【解決手段】 プリンタ１１の本体ケース１２には、本体ケース１２の底面１２ｂ及び背面１２ａの連続する２面を凹設して収容凹部２１が形成されている。インクカートリッジ１５を収容凹部２１に収容し連結部材１８に接続させるとき、インクケース３８の底面は本体ケース１２の底面１２ｂとほぼ面一となるとともに底面１２ｂ側の開口部を閉塞する。また、インクケース３８の蓋部４２は本体ケース１２の背面１２ａとほぼ面一となるとともに背面１２ａ側の開口部（挿入口２１ａ）を閉塞する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体噴射装置に関するものである。

液体をターゲットに噴射させる液体噴射装置の一つとして、インクジェット式プリンタが広く用いられている。このインクジェット式プリンタは、キャリッジと、同キャリッジに搭載された記録ヘッドとを備える。そして、同キャリッジを記録媒体に対して移動させながら、記録ヘッドに形成されたノズルからインクを吐出し、印刷用紙に対して印刷を行うようになっている。また、このようなインクジェット式プリンタにおいては、インクを貯留するためのインクカートリッジが交換可能に設けられており、記録ヘッドから吐出されるインクは、同インクカートリッジから供給されるようになっている。

また、上記のようなインクジェット式プリンタにおいて、大判の印刷用紙に印刷を行うようになってきている。このような場合には、インク消費量が多くなるため、大容量のインクを貯留することのできるインクカートリッジが要求されている。そこで、このような大容量のインクカートリッジ等に多大な負荷がかかる可能性があった。従って、インクカートリッジをキャリッジに搭載させない構成（いわゆるオフキャリッジ型）が一般に採用されるようになっている。

近年、上記のような大型のインクジェット式プリンタに加えて、小型化、薄型化されたインクジェット式プリンタが期待されている。しかし、インクジェット式プリンタの小型化、薄型化を実現するためには、各部品の配置が決められてしまい、各部品の配置に選択の自由度がなく、構造の設計を制限することになる。そこで、一側面に操作パネルを配設したレイアウトのインクジェット式プリンタが提案されている（特許文献１参照。）。このインクジェット式プリンタは、一側面が凹設されており、凹設された面には支軸と、支軸を支点に回動可能な前カバーとを備える。前カバーの裏面先端には、フックが形成されており、プリンタは、これに対向する位置にステーを備える。インクカートリッジの交換をする際には、フックをステーから外すことにより、前カバーは支軸を支点に回動することができるので、プリンタの一側面を開口するようになっている。次いで、解除つまみを揺動すると、インクカートリッジは手前に若干押し出されるので、インクカートリッジを取り出すことができる。このようにして、インクカートリッジの収容が着脱可能となっている。

ところで、印刷が行われるに伴いインクパック内のインクは消耗されるため、インクカートリッジは、インクパック交換を必要とする。そこで、メンテナンス性をあげるために供給されるインクの収容容量を増大することが考えられる。
特開昭６０−２０６６８８号公報

ところが、インクジェット式プリンタは、インクの収容容量が増大すればインクカートリッジの形状も大きくなり、これに伴いプリンタも大型化してしまう。また、上記に述べたインクカートリッジを備えたプリンタでは、支軸及び前カバーを設けるために一側面が凹設されるので、インクカートリッジが小型化される、つまり、インクの収容容量が減少することになる。そこで、前カバー等を設けずにインクカートリッジを配設することも考えられるが、前カバーを設けない場合、プリンタ本体の内部及びインクカートリッジの連結部の空間は埃や塵などに曝されることになる。

本発明は、設計の自由度を広げ小型化を図ることができるとともに液体容量の増大を可能にする液体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明の液体噴射装置は、本体ケース内に配設され同本体ケース内を往復動して液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記本体ケースに対して着脱可能に装着される前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体容器とを備えた液体噴射装置において、前記本体ケースの少なくとも連続する２面を凹設して前記液体容器を装着する収容凹部を形成するとともに、前記液体容器の前記収容凹部から露出する面を、前記本体ケースの一部となるように形成した。

この本発明によれば、液体容器を前記本体ケースに対して装着したとき、液体容器が、本体ケースの一部となる。従って、収容凹部の開口部を、別の部材で閉塞し本体ケースの外装の一部とする必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。また、液体容器を本体ケース側に張り出すことができることから、液体容器の容積を大きくでき、インク容量を多くすることができる。しかも、液体容器を外装の一部分としたため、液体噴射装置のレイアウト設計の自由度を広げることができるとともに液体噴射装置全体を小型化することができる。

この液体噴射装置において、前記収容凹部は、少なくとも前記本体ケースの背面及び底面の連続する２面に形成されている。
この発明によれば、収容凹部が凹設された前記本体ケースの背面及び底面の部分は、液体容器によって本体ケースの一部となる。

この液体噴射装置において、前記収容凹部は、本体ケースの上面、背面及び底面の連続する３面に形成されている。
この発明によれば、収容凹部が凹設された本体ケースの上面、背面及び底面の部分は、液体容器によって本体ケースの一部となる。

この液体噴射装置において、前記収容凹部から露出する前記液体容器の面は、前記本体ケースのそれぞれの面とほぼ面一となるように前記液体容器を形成されている。
この発明によれば、収容凹部が凹設された本体ケースの部分は、液体容器によって本体ケースの一部となる。

以下、本実施形態にかかる液体噴射装置を具体化したインクジェット式プリンタについて、図１〜５に従って説明する。図１は、本実施形態におけるインクジェット式プリンタ（以下、単にプリンタという。）の全体斜視図である。なお、本実施形態のプリンタは、キャリッジ上にインクカートリッジを搭載しないオフキャリッジタイプのプリンタである。

図１に示すように、液体噴射装置としてのプリンタ１１は、薄型の略長方形形状の箱体をなし、本体ケース１２を備えている。プリンタ１１は、キャリッジ１３と、供給チューブ１４と、液体容器としてのインクカートリッジ１５と、ポンプ１６と、空気導入チューブ１７と、連結部材１８等とを備える。キャリッジ１３は、本体ケース１２内においてＸ方向に往復移動するように設けられている。このキャリッジ１３の下面には、複数のノズル（図示せず）が形成された記録ヘッド１９が設けられている。キャリッジ１３には、ポリエチレン等の可撓性部材により形成された供給チューブ１４の一端が接続されている。供給チューブ１４の他端は、連結部材１８の一端に接続される。また、連結部材１８の他
端は、インクカートリッジ１５に連結されている。従って、キャリッジ１３は、インクカートリッジ１５から供給チューブ１４を介してインクの供給を受け、インクカートリッジ１５から供給されたインクを記録ヘッド１９へと供給する。

また、記録ヘッド１９は、その下面にノズル（図示せず）の吐出口を備えており、圧電素子（図示せず）の駆動により、インクカートリッジ１５から供給されたインクをインク滴としてノズル吐出口から吐出するようになっている。このため、ノズル吐出口からインクを吐出すると、キャリッジ１３を印刷用紙（図示せず）に対して往復移動させることで、印刷用紙上に印刷を行うことが可能となっている。

ポンプ１６は、本体ケース１２側に支持されており、空気導入チューブ１７を介して連結部材１８に連結されている。ポンプ１６は、空気導入チューブ１７を介して、大気を吸引して加圧した空気を連結部材１８に供給するようになっている。図１に示すように、本体ケース１２の背面１２ａと底面１２ｂの連続する２面を凹設して収容凹部２１が形成されている。そして、収容凹部２１の背面１２ａ側の開口部を挿入口２１ａとしている。そして、インクカートリッジ１５は、挿入口２１ａから収容凹部２１に収容され連結部材１８に対して着脱可能に連結されるようになっている。

図１に示すように、連結部材１８は、本体ケース１２内において、収容凹部２１の奥側に位置するように設けられ、本体ケース１２側に支持されている。図２は、プリンタ１１の前面１２ｄからの見た収容凹部２１内のインクカートリッジ１５及び連結部材１８との関係を示す要部斜視図を示す。図３は、プリンタ１１の背面１２ａからの見た収容凹部２１内のインクカートリッジ１５及び連結部材１８との関係を示す要部斜視図を示す。図２及び図３に示すように、連結部材１８は、流路形成部材２２と、フィルム材２３と、係止部２４と、突設部材２５とを備える。図３に示すように、流路形成部材２２は、略長方形形状に形成され、その一側面２２ａに、５つの液体供給針部２６と、２つの空気供給針部２７とが突設されている。これらの液体供給針部２６及び空気供給針部２７は、先端に向かって細くなる略テーパ形状に形成され、中空状となるように形成されている。そして、流路形成部材２２には、各液体供給針部２６の先端から、他側面２２ｂに向かって、それぞれ液体貫通流路２８が貫通形成されている。流路形成部材２２の他側面２２ｂにおいて、各液体貫通流路２８の開口部を拡開して円形状凹部２９が横一列に並ぶようにして凹設されている。

流路形成部材２２の他側面２２ｂには、各円形状凹部２９と連通する第１溝３０がそれぞれ形成されている。これらの各円形状凹部２９に対応して設けられた第１溝３０は、それぞれ異なる経路をたどるようにして流路形成部材２２上に設けられている。

そして、流路形成部材２２の一端には、突設部材２５が突設されている。なお、突設部材２５は、流路形成部材２２に対して直角方向に延出形成されている。突設部材２５は、その一側面２５ａには、流路形成部材２２の他側面２２ｂに形成された各第１溝３０とそれぞれ連通する第２溝３１が形成されている。突設部材２５の第２溝３１は、それぞれ対応する色の供給チューブ１４の一端と接続されている。

また、流路形成部材２２の他側面２２ｂには、空気供給針部２７の先端から、他側面２２ｂに向かって、それぞれ空気供給針部２７に連通する空気貫通路３２ａ、３２ｂが貫通形成されている。

流路形成部材２２の他側面２２ｂには、各空気貫通路３２ａ、３２ｂと連通する第３及び第４溝３３、３４が形成されている。そして、空気供給針部２７のうち一つは、第３溝３３を介して空気導入チューブ１７に接続され、ポンプ１６と連通するようになっている
。また、もう一方の空気供給針部２７は、第４溝３４を介してバルブ（図示せず）に接続されている。バルブは、ポンプ１６と協働してインクカートリッジ１５内の空気の圧力を調整するようになっている。

流路形成部材２２の他側面２２ｂ及び突設部材２５の一側面２５ａには、フィルム材２３が熱溶着によって貼り付けられている。フィルム材２３は、ガスバリア性の高い材料によって形成され、第１及び第２溝３０，３１と円形状凹部２９とが覆われ、インクの色に対応した５本の流路３０ａ、３１ａが形成される。このようにして、この流路３０ａ、３１ａを介しインクカートリッジ１５から供給される各色ごとのインクを、供給チューブ１４へと供給することが可能となっている。また、同様にフィルム材２３によって空気貫通路３２ａ、３２ｂと第３及び第４溝３３，３４が覆われ、空気の流路３３ａ、３４ａが形成される。このため、この流路３３ａ、３４ａを介してインクカートリッジ１５内に空気が供給され、また、排出されるようになっている。

図２に示すように、流路形成部材２２の他側面２２ｂには複数のリブ３５が設けられ、リブ３５には貫通孔３６が形成されている。連結部材１８は、この貫通孔３６を介して本体ケース１２内の一部に固定されるようになっている。流路形成部材２２の一側面２２ａの両側部に係止部２４が設けられている。この係止部２４は、インクカートリッジ１５が収容凹部２１に装着される際に、インクカートリッジ１５の係止溝１５ｂに嵌合して同インクカートリッジ１５を位置決め固定するようになっている。

次に、収容凹部２１に設けられた連結部材１８に連結されたインクカートリッジ１５について説明する。図２及び図３に示すように、インクカートリッジ１５は、略直方体形状の箱体をなしている。インクカートリッジ１５は、その両側面１５ａに、連結部材１８に形成した係止部２４に係合するような係止溝１５ｂを有している。このため、インクカートリッジ１５が挿入口２１ａから収容され収容凹部２１に装着される際に、図５に示すように、連結部材１８に設けた係止部２４がインクカートリッジ１５の係止溝１５ｂに嵌合して、インクカートリッジ１５は着脱可能に収容されるようになっている。

図２に示すように、インクカートリッジ１５は、収容凹部２１に装着可能なインクケース３８と、複数のインクパック３９を有したインクパック集合体４０と、複数の接続部材４１と、蓋部４２とを備えている。インクパック集合体４０は、枠部４３を備え、枠部４３に複数のインクパック３９が設けられている。インクパック３９は、導出部４４と、袋部４５（図２破線で図示）と、注入口４６とを備える。

インクパック３９は、導出部４４及び注入口４６を包含する図示しない口金部を枠部４３の後方に膨出形成し、その口金部の外周面のラミネートフィルムよりなる袋部４５を熱溶着されることにより形成されている。インクカートリッジ１５の導出部４４は、連結部材１８の液体供給針部２６が貫挿可能な大きさに形成されおり、図４に示すように、前記供給チューブ１４と液体供給針部２６を介してインクパック３９（袋部４５）と連通するようになっている。また、枠部４３には、２つの連通孔４７が形成されている。この連通孔４７は、連結部材１８の空気供給針部２７が貫挿可能な大きさに形成されており、図４に示すように、前記空気導入チューブ１７と空気供給針部２７を介してインクケース３８内と連通するようになっている。なお、インクパック３９（袋部４５）の内部Ｓ１には、注入口４６からインクが既に充填されており、５つのインクパック３９のそれぞれに、各色のインクが充填されている。

また、導出部４４は、導出部４４内に開閉弁（図示せず）を備えている。そして、この開閉弁は、導出部４４に対して液体供給針部２６が挿入されている状態（インクカートリッジ１５が連結部材１８に接続されているとき）においては開弁され、インクパック３９
の内部Ｓ１のインクを外部に流出するように形成されている。さらに、この開閉弁は、導出部４４に対して液体供給針部２６が挿入されていない状態（インクカートリッジ１５が連結部材１８に接続されていないとき）においては閉弁され、インクパック３９の内部Ｓ１のインクは外部へと漏出しないようになっている。

インクケース３８は、合成樹脂からなり、略直方体形状の箱体をなし、一側面が開口した箱体となっている。このインクケース３８には、開口された一側面からインクパック３９（袋部４５）を５つ収納搭載可能であり、各インクパック３９には異なる色のインクが収容されている。インクケース３８は、その開口部がインクパック集合体４０にて閉塞した状態で接続部材４１にて同インクパック集合体４０と連結固定されてインクカートリッジ１５が形成される。

そして、インクケース３８は、インクカートリッジ１５が収容凹部２１に収容され連結部材１８に接続されているとき、図５に示すように、インクケース３８は、その収容凹部２１から露出する面、即ち、その底面３８ｂが本体ケース１２の底面１２ｂとほぼ面一となるとともに底面１２ｂ側の開口部を閉塞するように形成されている。また、インクケース３８は、その背面３８ａに蓋部４２が延出形成されている。そして、蓋部４２は、図５に示すように、収容凹部２１から露出する背面４２ａが、インクカートリッジ１５が収容凹部２１に収容され連結部材１８に接続されているとき、本体ケース１２の背面１２ａとほぼ面一となるとともに背面１２ａ側の開口部（挿入口２１ａ）を閉塞するように形成されている。

そして、インクケース３８にインクパック集合体４０を取り付けることにより、各インクパック３９はインクケース３８に密閉される。従って、図４に示すように、ポンプ１６より加圧空気がインクケース３８の内部Ｓ２に供給されると、インクパック３９は、インクパック３９の内外の圧力差によって弾性変形するようになっている。つまり、インクパック３９は加圧空気によって押し潰され、インクパック３９内に貯留されている各インクは供給チューブ１４を介してキャリッジ１３に供給される。そして、インクパック３９から供給されたインクは、各供給チューブ１４をそれぞれ介して、キャリッジ１３に搭載された記録ヘッド１９に供給される。

次に、以上のように構成されたインクカートリッジ１５及び収容凹部２１の作用について説明する。図２及び図３に示したように、連結部材１８に対して、インクカートリッジ１５が装着されていない状態においては、本体ケース１２の収容凹部２１は、背面１２ａ及び底面１２ｂには空間が形成された状態となっている。インクカートリッジ１５が装着されている状態においては、本体ケース１２の収容凹部２１は、インクカートリッジ１５の蓋部４２によって挿入口２１ａが覆われた状態となっている。従って、プリンタ１１の挿入口２１ａは、インクカートリッジ１５の装着と同時に、インクカートリッジ１５の蓋部４２によって覆われるので、インクカートリッジ１５の外部に部材を設けることなく、インクカートリッジ１５と連結部材１８との連結状態、及び、本体ケース１２内を外部から保護することができる。

また、インクカートリッジ１５の外部に同インクカートリッジ１５を保護するための部材を設ける必要がないので、インクカートリッジ１５を大きなサイズに形成することができる。その結果、インクカートリッジ１５内に収容されるインクパック３９の袋部４５におけるインク収容容量を上げることができる。

以上説明したように本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、本体ケース１２の底面１２ｂと背面１２ａの２面を凹設して収容凹部２１を形成した。そして、インクカートリッジ１５を収容凹部２１に収容し連結部
材１８に接続させるとき、インクケース３８の底面３８ｂが本体ケース１２の底面１２ｂとほぼ面一となるとともに底面１２ｂ側の開口部を閉塞する。また、インクケース３８の蓋部４２が本体ケース１２の背面１２ａとほぼ面一となるとともに背面１２ａ側の開口部（挿入口２１ａ）を閉塞する。

つまり、インクカートリッジ１５を連結部材１８に接続したとき、インクケース３８が、本体ケース１２の一部、即ち、プリンタ１１の外装の一部となる。従って、収容凹部２１の開口部を、別の部材で閉塞しプリンタ１１の外装の一部とする必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。また、インクカートリッジ１５を外装の一部分としたため、プリンタ１１のレイアウト設計の自由度を広げることができるとともにプリンタ１１全体を小型化することができる。

（２）本実施形態では、インクケース３８が本体ケース１２の一部とし、その分だけインクケース３８を張り出すことができることによって、インクケース３８の内部Ｓ２の容積を大きくできる。その結果、その分、インクパック３９のインク容量を多くすることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○本実施形態においては、プリンタ１１は、本体ケース１２の背面１２ａ及び底面１２ｂの２面に収容凹部２１を形成し、その収容凹部２１にインクカートリッジ１５を装着した。本体ケース１２の２面で収容凹部２１を形成するほかに、本体ケース１２の背面１２ａ、底面１２ｂ、及び側面の３面を凹設して収容凹部２１を形成したり、本体ケース１２の背面１２ａ、底面１２ｂ、及び上面１２ｃの３面を凹設して収容凹部２１を形成し、各面に対してインクケース３８の面が面一になるようにして実施してもよい。特に、インクカートリッジ１５の厚さと、本体ケース１２の厚さが同じとなるプリンタでは特に有効となる。

○本実施形態においては、インクケース３８の背面３８ａには、蓋部４２を延出形成した。これに代え、インクケース３８のサイズを、背面３８ａの開口部（挿入口２１ａ）の開口面積と同じサイズとなる箱体で実施してもよい。従って、インク容量をさらに増大することができる。

○本実施形態においては、インクパック集合体４０は、インクパック３９を５つ備えているが、その数は特に限定されない。例えば、１〜４つ、又は６つ以上であってもよい。
○本実施形態においては、液体噴射装置として、インクを噴射するプリンタ１１について説明したが、その他の液体噴射装置であってもよい。例えば、ファックス、コピア等を含む印刷装置や、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造などに用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。また、液体噴射装置以外の装置に使用する弁装置に応用してもよい。また、流体もインクに限られず、他の流体に応用してもよい。

本実施形態のプリンタの全体構成を説明するための全体斜視図。 本実施形態におけるプリンタ前面から見たインクカートリッジと連結部材との要部斜視図。 本実施形態におけるプリンタ背面から見たインクカートリッジと連結部材との要部斜視図。 本実施形態におけるプリンタのインクの供給を説明するための概略図。 本実施形態におけるインクカートリッジと連結部材との連結状態を説明するための要部断面図。

符号の説明

１１…液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ、１２…本体ケース、１２ａ…背面、１２ｂ…底面、１２ｃ…上面、１５…液体容器としてのインクカートリッジ、１９…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、２１…収容凹部、２１ａ…挿入口、３８ｂ…底面、４２…蓋部、４２ａ…背面。

Claims (4)

1. 本体ケース内に配設され同本体ケース内を往復動して液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記本体ケースに対して着脱可能に装着される前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体容器とを備えた液体噴射装置において、
   前記本体ケースの少なくとも連続する２面を凹設して前記液体容器を装着する収容凹部を形成するとともに、前記液体容器の前記収容凹部から露出する面を、前記本体ケースの一部となるように形成したことを特徴とする液体噴射装置。
2. 請求項１に記載の液体噴射装置において、
   前記収容凹部は、少なくとも前記本体ケースの背面及び底面の連続する２面に形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項１又は２に記載の液体噴射装置において、
   前記収容凹部は、前記本体ケースの上面、背面及び底面の連続する３面に形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の液体噴射装置において、
   前記収容凹部から露出する前記液体容器の面は、前記本体ケースのそれぞれの面とほぼ面一となるように前記液体容器を形成したことを特徴とする液体噴射装置。

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