JP2006175626A

JP2006175626A - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP2006175626A
Application number: JP2004368872A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Miyazawa; 久宮澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP4802493B2

Abstract

【課題】インクのような液体の消費の無駄を防ぎ、液体の種類の切り換えの際に確実にシールをして容易に同じノズルから異なる種類の液体を吐出させることができる液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】ヘッド２０のノズルから液体を噴射する液体噴射装置１０であって、液体を貯留していてヘッド２０へ液体を供給するための液体貯留部と、液体貯留部から供給される複数種類の液体を選択して切り換えて、選択された種類の液体をヘッド２０へ供給する液体の切り換え装置２００とを有し、液体の切り換え装置２００は、ヘッド２０の付近に配置されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ヘッドから液体を噴射する液体噴射装置に関する。

ターゲットに対して液体を噴射させる液体噴射装置として、記録ヘッドから記録媒体に対してインク滴を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置は、記録ヘッドのノズルから記録媒体に対して微小なインク滴を吐出させて、所望の文字や図形等の画像を記録する。
この種のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジから記録ヘッドに対してインクを供給するためにチューブを有している。各インクカートリッジからは、１本のチューブを通じて、異なる種類のインクがヘッドのノズル列側に供給できるようになっている。

ところで、ヘッドのノズル列から吐出しているインクの種類を別の種類のインクに変える場合には、最初に使っているインクカートリッジからのインクの供給を止めた後に、チューブ内のインクを排出する必要がある。チューブ内のインクを排出してきれいにした後に、異なる種類のインクが入った別のインクカートリッジから異なる種類のインクをこのチューブを用いてヘッドのノズル列から噴射する。
このようにして異なる種類のインクが入ったカートリッジを変えて異なる種類のインクを吐出する場合には、チューブ内の残ったインクを吸引して排除する必要があるので、チューブ内のインクが無駄になってしまう。特にチューブの長さが長いインクジェット式記録装置では、インクの無駄が多くなってしまう。
一方、インクと溶剤の切り換えを行うことができる弁ユニットが提案されている（例えば特許文献１）。

特開平５−７７４３９号公報（第２頁ないし第３頁、図１）

特許文献１に開示されている弁ユニットは、インクと溶剤のインクの切り換えを行うためのものであるが、ボールとばねを使ってインクと溶剤の流れの切り換えを行っていて、十分に液体のシールを行うことができない恐れがある。

そこで本発明は上記課題を解消し、インクのような液体の消費の無駄を防ぎ、液体の種類の切り換えの際に確実にシールをして容易に同じノズルから異なる種類の液体を吐出させることができる液体噴射装置を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明にあっては、ヘッドのノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、前記液体を貯留していて前記ヘッドへ前記液体を供給するための液体貯留部と、前記液体貯留部から供給される複数種類の前記液体を選択して切り換えて、選択された種類の前記液体を前記ヘッドへ供給する液体の切り換え装置と、を有し、前記液体の切り換え装置は、前記ヘッドの付近に配置されていることを特徴とする液体噴射装置により、達成される。
本発明の構成によれば、液体貯留部は液体を貯留していてヘッドへ液体を供給するためのものである。液体切り換え装置は、液体貯留部から供給される複数種類の液体を選択して切り換えて、選択された種類の液体をヘッドへ供給する。
この液体切り換え装置は、ヘッドの付近に配置されている。
これにより、液体切り換え装置がヘッドの付近に配置されていることから、液体の種類を切り換える際には、液体切り換え装置からヘッドの間で残っている液体のみを吸引して、新たな種類の液体に切り換えてヘッド側に供給することができる。このために、液体の種類の交換の際に液体の吸引量を低減して液体の消費の無駄を防ぎ、同じノズルから異なる種類の液体を確実に吐出させることができる。

本発明は、前記液体の切り換え装置は、前記ヘッドを保持しているキャリッジに搭載されていることが望ましい。
本発明の構成によれば、液体の切り換え装置は、ヘッドを保持しているキャリッジに搭載されている。
これにより、液体切り換え装置がキャリッジに搭載されているのでヘッドの付近において液体の切り換えを行うことができる。

本発明は、前記液体の切り換え装置は、前記ヘッドの付近に保持された本体と、前記本体内に配置されて第１種類の前記液体を通す第１通路部を開閉するための第１ダイヤフラムと、前記本体内に配置されて第２種類の前記液体を通す第２通路部を開閉するための第２ダイヤフラムと、前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムを操作して、前記第１通路部と前記第２通路部の一方を開き他方を閉じるために前記切り換えるための切り換え操作部と、を有することが望ましい。
本発明の構成によれば、液体切り換え装置の本体は、ヘッドの付近に保持されている。第１ダイヤフラムは、本体内に配置されて第１種類の液体を通す第１通路部を開閉する。第２ダイヤフラムは、本体内に配置されて第２種類の液体を通す第２通路部を開閉する。
切り換え操作部は、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを操作して、第１通路部と第２通路部の一方を開き他方を閉じるために切り換える。
これにより、第１種類と第２種類の液体は、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを用いて、確実に供給を停止したり供給を行ったりすることができる。液体の供給と停止を液もれをせずにダイヤフラムを用いているので、確実に行うことができる。

本発明は、前記本体は、中心孔を有し、前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムは、対向して配置されており、前記第１ダイヤフラムの第１ダイヤフラム室と前記第２ダイヤフラムの第２ダイヤフラム室とは、前記中心孔により通じて、その中心孔はヘッドへ連通するように流路を形成していることが望ましい。
本発明の構成によれば、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムは対向していて、第１ダイヤフラム室と第２ダイヤフラム室は、中心孔により通じており、この中心孔はヘッドへ連通するように流路を形成している。
これにより、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムの移動により、ヘッド側へ中心孔を通じて液体の種類を切り換えて送ることができる。

本発明は、前記本体は、中心孔を有し、前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムは、対向して配置されており、前記第１ダイヤフラムの第１ダイヤフラム室と前記第２ダイヤフラムの第２ダイヤフラム室とは、前記中心孔により通じており、前記中心孔の中には作動軸が配置されており、前記作動軸の一端部は前記第１ダイヤフラム室に当接しており、前記作動軸の他端部は前記第２ダイヤフラム室に当接していることが望ましい。
本発明の構成によれば、本体は中心孔を有している。第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムは対向して配置されている。第１ダイヤフラムの第１ダイヤフラム室と第２ダイヤフラムの第２ダイヤフラム室とは、この中心孔により通じている。作動軸は中心孔の中に配置されており、作動軸の一端部は第１ダイヤフラム室に当接しており、作動軸の他端部は第２ダイヤフラム室に当接している。
これにより、作動軸は、第１ダイヤフラムの閉じたり開いたりする動作を、第２ダイヤフラムの開いたり閉じたりする動作として、確実に機械的に伝達することができる。

本発明は、前記本体の前記中心孔の周囲であって、前記第１ダイヤフラムによりシールされる第１周囲部分と、前記第２ダイヤフラムによりシールされる第２周囲部分には、溝または凹凸部が形成されていることが望ましい。
本発明の構成によれば、本体の中心孔の周囲の第１周囲部分は、第１ダイヤフラムによりシールされる。第２周囲部分は、第２ダイヤフラムによりシールされる。第１周囲部分と第２周囲部分には、溝または凹凸部が形成されている。
これにより、第１ダイヤフラムが中心孔の周囲をシールしたり、第２ダイヤフラムが中心孔の周囲をシールする場合に、第１ダイヤフラムあるいは第２ダイヤフラムが中心孔の周囲に対して張り付いてしまう現象を防止することができる。

本発明は、前記切り換え操作部は、前記第１ダイヤフラムを前記中心孔側の一方側に押して前記中心孔をシールするための第１押圧部材と、前記第２ダイヤフラムを前記中心孔の他方側に押して前記中心孔をシールするための第２押圧部材と、スライド方向に移動することで、前記第１押圧部材と前記第２押圧部材とを第１方向あるいは前記第１方向とは反対の第２方向に移動させるためのスライダーと、を有していて、前記第１方向と前記第２方向は前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムが前記中心孔を開閉する方向であることが望ましい。
本発明の構成によれば、第１押圧部材は、第１ダイヤフラムを中心孔の一方側として中心孔をシールするためのものである。第２押圧部材は、第２ダイヤフラムを中心孔の他方側に押して中心孔をシールするためのものである。
第１押圧部材と第２押圧部材とを第１方向あるいは第２方向に移動させるためにスライダーが設けられている。
これにより、スライダーを移動させるだけで、中心孔を開閉する方向に沿って第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを開閉操作することができる。

本発明は、前記スライダーの前記スライド方向と、前記第１押圧部材と前記第２押圧部材の前記第１方向と前記第２方向は、ほぼ直交していることが望ましい。
本発明の構成によれば、スライダーのスライド方向と、第１方向と第２方向はほぼ直交している。
これにより、ヘッドのノズルが強い吸引力で吸引されて負圧になったとしても、開いている側のダイヤフラムが閉まらないように、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを開閉させるためのスライダーの動作方向が、第１方向と第２方向に対してほぼ直交している。このために、本体内において強い振動や強い負圧が掛かっても、スライダーは、第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムを、安定して開閉することができる。

本発明は、前記第１ダイヤフラムは、前記第１周囲部分に密着するための第１シール部を有し、前記第２ダイヤフラムは、前記第２周囲部分に密着するための第２シール部を有し、前記第１ダイヤフラムは、前記第１シール部を前記第１周囲部分に対して押し付けるバネを有し、前記第２ダイヤフラムは、前記第２シール部を前記第２周囲部分に対して押し付けるバネを有していることが望ましい。
本発明の構成によれば、第１ダイヤフラムは、第１周囲部分を密着するための第１シール部を有し、第２ダイヤフラムは第２周囲部分を密着するための第２シール部を有している。
第１ダイヤフラムはバネ部材を有しており、第２ダイヤフラムもバネ部材を有している。これらのバネ部材は、第１シール部を第１周囲部分に対して押し付けるとともに、第２シール部を第２周囲部分に対して押し付ける。
これにより、本体内に強い負圧が発生しても、閉じている側のダイヤフラムのシール部は安定して中心孔の周囲部分に密着して液密状態を保つことができる。

本発明は、前記第１ダイヤフラムの前記第１シール部の内側と前記第２ダイヤフラムの前記第２シール部の内側は、膜状部分であることが望ましい。
本発明の構成によれば、第１ダイヤフラムの第１シール部の内側と第２ダイヤフラムの第２シール部の内側は膜状部分である。
これにより、各ダイヤフラムが強い負圧を受けて作動軸がわずかに移動したとしても、閉じている側のダイヤフラムが弾性変形してその作動軸のわずかな移動を吸収することができる。このために、閉じている側のダイヤフラムのシール部における液密状態に影響を与えない。作動軸が大きく移動しようとしたとしてもダイヤフラムを加圧する押圧部材を介してスライダーに対して力が伝わるので、作動軸はガタ程度しか移動せず、ダイヤフラムは大きく移動することができないことから、液密状態を保つことができる。

本発明は、前記スライダーの前記スライド方向への移動を行うために、前記キャリッジはレバーを有していることが望ましい。
これにより、キャリッジにレバーを設けておくことにより、このレバーによりキャリッジにおいてスライダーのスライド動作を確実に行うことができる。

図１は、本発明の液体噴射装置の実施形態であるインクジェット式記録装置１０を示している。
図１に示すインクジェット式記録装置は、インクジェットプリンタとも呼んでいる。インクジェット式記録装置１０は、本体部１を有している。この本体部１は、２つのカートリッジホルダ２，３、圧力ポンプ４、キャリッジ５、記録ヘッド２０、ガイド軸６、移動操作部７、液体供給経路部４０、そして制御部１００を有している。

カートリッジホルダ２，３には、複数個のインクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈが収容されている。図１の例では、カートリッジホルダ２，３は、それぞれ４つのインクカートリッジを収容している。このために合計８つのインクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈが本体部１に対して搭載されているが、各インクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈは、たとえばシアン、マゼンタ、イエロー、マットブラック、フォトブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、グレーの各色のインクを収容している。
たとえばインクカートリッジ１１Ｄにはマットブラックインク（ＭＢ）が収容され、インクカートリッジ１１Ｅにはフォトブラックインク（ＰＢ）が収容されている。インクカートリッジ１１は、キャリッジ５には直接搭載されておらずカートリッジホルダ２，３に収容されているので、このインクジェット式記録装置１０は、所謂オフキャリッジ形のインクジェットプリンタである。

圧力ポンプ４は、カートリッジホルダ２，３に対して圧縮空気を送ることにより、各インクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈに対して圧力を与える。これによってインクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈ内のそれぞれのインクは、液体供給経路部４０を通じてキャリッジ５側の記録ヘッド２０側に供給できるようになっている。
ガイド軸６は、本体部１に対して水平に設けられている。このキャリッジ５は、移動操作部７の作動により、ガイド軸６に沿って主走査方向Ｔに沿って往復移動して位置決め可能である。移動操作部７は、たとえば図示しないモータと、このモータにより駆動される図示しない歯付きベルトを有している。歯付きベルトはキャリッジ５に取り付けられていて、歯付きベルトとともにキャリッジ５が主走査方向Ｔに移動する。キャリッジ５の下部には記録ヘッド２０が設けられている。この記録ヘッド２０の下面にはノズルプレート２１が固定されている。
記録紙２２は、記録用媒体の一種であり、記録ヘッド２０から噴射されるインクにより文字や画像を記録できるようになっている。記録紙２２は、図示しない用紙搬送機構によりたとえば図１の紙面垂直方向に搬送することができる。

図１の記録ヘッド２０はヘッドの一例であるが、印刷ヘッドとも呼ぶことができる。
液体供給経路部４０は、各インクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈから記録ヘッド２０側へインクを供給するためのインク供給経路である。液体供給経路部４０は、インクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈと記録ヘッド２０の間においてチューブ４１と圧力調整部４３Ａないし４３Ｈを有している。したがって、各インクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈと記録ヘッド２０とを接続している各液体供給経路部４０は、チューブと圧力調整部のユニットにより構成されている。
図１の例では、８つの液体供給経路部４０が８つのインクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈとキャリッジ５および記録ヘッド２０の間において並列に配置されている。

図２は、図１に示す液体供給経路部４０のチューブ４１と圧力調整部４３Ａないし４３Ｈと、キャリッジ５および記録ヘッド２０の構造例を拡大して示している。
圧力調整部４３は、液体容器であるインクカートリッジ１１から記録ヘッド２０側へインクを供給する際のインクの圧力を調整するためのユニットである。圧力調整部４３Ａないし４３Ｈの下部には、シール材５０Ｂが配置されている。

キャリッジ５の下部には記録ヘッド２０が設けられている。キャリッジ５と記録ヘッド２０は、インク経路５１を有している。このインク経路５１は、圧力調整部４３Ａないし４３Ｈと記録ヘッド２０のノズル開口５２とを接続している。ノズル開口５２は、図２において紙面垂直方向に複数個配列されている。各ノズル開口列５３は、複数のノズル開口５２により構成されている。各ノズル開口列５３はたとえば図２の紙面垂直方向に平行に配列されている。ノズル開口は、ノズルプレート２１のノズルプレート面２１Ａに形成されている。各ノズル開口５２は、圧力室５４に接続されている。
インクカートリッジ１１Ａないし１１Ｈはインクを貯留する液体貯留部であり、各色のインクは液体の一例である。

図４は、６つのインクカートリッジ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ、液体供給経路部４０および針部材６１に加えて記録ヘッド２０を示している。
図４において、各インクカートリッジ内にはインク１０００が収容されている。このインクカートリッジ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ内のインク１０００は、フレキシブルなチューブ４１を通じて圧力調整部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｆ，４３Ｇ，４３Ｈ内の流路を通り、シール材５０Ｂまで達するようになっている。圧力調整部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｆ，４３Ｇ，４３Ｈの中には自己封止弁（減圧弁）４３Ｒが収容されている。この自己封止弁の動作により、インクカートリッジ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈからチューブ４１を通じて針部材６１を通って記録ヘッド２０側に送られるインクの圧力を減圧して調整することができる。
たとえばキャリッジの加減速に伴ってチューブ４１内のインクに圧力変動が生じた場合には、インク滴の吐出が不安定になるので、圧力調整部はインクの圧力変動を抑制する。

圧力調整部４３Ａないし４３Ｈの突出部分６２の中にはインク経路６３が設けられている。インク経路６３の下端部にはシール材５０Ｂが着脱可能にはめ込むことができる。

図４に示すように、記録ヘッド２０の上部２０Ｂには、針部材６１が突出して設けられている。この針部材６１は、Ｚ２方向に突出して設けられている。針部材６１は、図１と図２に示す各圧力調整部４３Ａないし４３Ｈに対してそれぞれ突出して設けられている。
この針部材６１は、図４に示すようにインク経路６３を通るようになっている。
これにより、インクカートリッジ内のインク１０００は、チューブ４１、圧力調整部４３Ａ，４３B，４３Ｃ，４３Ｆ，４３Ｇ，４３Ｈ、インク経路６３を通り記録ヘッド２０側に供給することができる。

図１ないし図３に示すように、液体の切り換え装置２００が、記録ヘッド２０の付近、好ましくはキャリッジ５の上に搭載されている。図３は、液体の切り換え装置２００、複数の圧力調整部４３Ａないし４３Ｈ、キャリッジ５および記録ヘッド２０を示している。キャリッジ５は、ホルダー５Ａを有している。このホルダー５Ａは、複数の圧力調整部４３Ａないし４３Ｈを収容している保持部である。液体の切り換え装置２００は、このホルダー５Ａの中にたとえば搭載されている。

図５は、図３のＥ−Ｅ線における断面構造例を示している。ホルダ５Ａの中には、図５では圧力調整部４３Ｄ，４３Ｅが収容されている。図１と図３に示すように、液体の切り換え装置２００は、一例として、圧力調整部４３Ｄ，４３Ｅの間であって、しかもキャリッジ５の上部に搭載されている。図５において、上下方向はＺで示しており、図５において水平方向がＹで示し、図５の紙面垂直方向がＸ方向である。このＸ方向は、図１における主走査方向Ｔと同じ方向である。

インクカートリッジ１１ＤはマットブラックインクＭＢを収容していて、圧力調整部４３Ｄの接続部２０１に対してチューブ４１を通じて接続されている。同様にしてインクカートリッジ１１ＥはフォトブラックインクＰＢを収容していて、インクカートリッジ１１Ｅは圧力調整部４３Ｅの接続部２０２に対してチューブ４１を通じて接続されている。
図６は、図５に示すインクカートリッジ１１Ｄ，１１Ｅ、２つの圧力調整部４３Ｄ，４３Ｅと、液体の切り換え装置２００および記録ヘッド２０にいたる接続系統を、判りやすくするために模式的に示している。

図６において、上述したように、インクカートリッジ１１Ｄは圧力調整部４３Ｄの接続部２０１に対してチューブ４１を介して接続されている。同様にしてインクカートリッジ１１Ｅは、圧力調整部４３Ｅの接続部２０２に対してチューブ４１を介して接続されている。
圧力調整部４３Ｄは、液体の切り換え装置２００の本体２１０の第１流路部２１１を通じて第１ダイヤフラム２２１の第１ダイヤフラム室側に接続されている。同様にして圧力調整部４３Ｅは、本体２１０の第２流路部２１２を通じて第２ダイヤフラム２２２の第２ダイヤフラム室側に接続されている。第１流路部２１１は、第１ダイヤフラム２２１のインク導入孔２７１を通じて中心孔２２３に接続されている。同様にして第２流路部２１２は、第２ダイヤフラム２２２のインク導入孔２９１を通じて中心孔２２３に通じている。

本体２１０は、通路２３０と通路２３１を有している。中心孔２２３は通路２３０を介して通路２３０の一部２３０ａのフィルム２３０Ｆによって大気と遮断され、通路２３１に通じてインクの流路を形成している。通路２３１の中には、針部材６１が挿入されている。針部材６１と記録ヘッド２０内の構造は、図４に示すものと同じである。
液体の切り換え装置２００の第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２の一方を開き他方を閉じることにより、インクカートリッジ１１ＤのマットブラックインクＭＢとインクカートリッジ１１ＥのフォトブラックインクＰＢは、選択的に流路が切り換えられて、いずれか一方が記録ヘッド２０側に針部材６１を通じて供給することで、ノズル開口列５３のノズル開口から吐出できる構造のものである。

図７と図８は、図５と図６に示す液体の切り換え装置２００の構造を詳しく示している。図７は、第１ダイヤフラム２２１が中心孔２２３の一方側を閉じていて、第２ダイヤフラム２２２が中心孔２２３の他方側を開いている第１状態を示している。
図８は、図７の第１状態とは逆に第２ダイヤフラム２２２が中心孔２２３の他方側を閉じて、第１ダイヤフラム２２１が中心孔２２３の一方側を開いている第２状態を示している。
図９は、図７に示す液体の切り換え装置２００の構造をより拡大して図示している。

図７ないし図９を参照して、この液体の切り換え装置２００の構造例について説明する。
液体の切り換え装置２００の第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２の構造は、ほぼ上下対称構造である。液体の切り換え装置２００は、概略的には本体２１０、第１ダイヤフラム２２１、第２ダイヤフラム２２２、作動軸２２４、第１押圧部材２４１、第２押圧部材２４２、バネ２４３，２４４、スライダー２５０を有している。
本体２１０は、通路２３０，２３１、中心孔２２３を有している。通路２３１の中には、針部材６１が挿入されている。

第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２は、上下対称形状のものである。図１０は、第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２の付近を拡大して示しており、図１１（Ｂ）は第１ダイヤフラム２２１の形状例を示し、図１０のＷ２方向から見た図である。図１１（Ａ）は本体２１０の第１周囲部分３２１の形状例を示し、図１０の矢印Ｗ１方向から見た図である。
第１ダイヤフラム２２１は、図１１（Ｂ）と図１０（Ａ）に示すように、円形状の膜状部分２６０と、第１シール部２６１を有している。第１シール部２６１は円形リング状の突起であり、第１シール部２６１の中には円形の薄い膜状部分２６０が形成されている。図１１（Ａ）に示すように、第１ダイヤフラム２２１の第１シール部２６１のさらに外側には円形突起部２６２が円形状に形成されている。本体２１０の第１周囲部分３２１には、本体２１０の第１周囲部分３２１と開閉動作によって着離する第１シール部２６１の半径方向外側と、本体２１０の第１周囲部分３２１と常時密接する円形突起部２６２の半径方向内側の間にインク導入孔２７１を有している。このインク導入孔２７１は、圧力調整部４３Ｄからのインクを通して、第１ダイヤフラム室２２１Ｂと図１０の中心孔２２３側に導くようになっている。シールされるエリア５００は、中心孔２２３の周囲部分にある。

第２ダイヤフラム２２２は、前記第１ダイヤフラムと同じ形状であって、上下対称に配置される。図１０（Ｂ）に示すように対称な位置にある本体２１０の第２周囲部分３２２には破線で示すようにインク導入孔２９１が形成されている。このインク導入孔２９１は、圧力調整部４３Ｅからくるインクを入れて、第２ダイヤフラム室２２２Ｂと図１０の中心孔２２３側に導くものである。
第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２は、弾性変形可能なゴム材料や、プラスチック材料あるいはその他の材料を用いることができる。

図１０に示すように、第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２は、それぞれその最も外側に基部２２１Ａ，２２２Ａを有している。また膜状部分２６０の周囲には外側に向けた突起部分２７３を有し、膜状部分２８０の外側には突起部分２８３を有している。
作動軸２２４の一端部２２４Ａは、第１ダイヤフラム２２１の第１ダイヤフラム室２２１Ｂに対して当接している。同様にして作動軸２２４の他端部２２４Ｂは、第２ダイヤフラム２２２の第２ダイヤフラム室２２２Ｂに対して当接している。つまり、一端部２２４Ａは膜状部分２６０の内面側に突き当たっていて、他端部２２４Ｂは膜状部分２８０の内面側に突き当たっている。作動軸２２４は、中心孔２２３内において中心孔２２３に対して同軸状にＺ方向に沿って配置されている。

図９に示す第１押圧部材２４１は、膜状部分２６０の外面から膜状部分２６０を第１方向Ｚ１に押すための部材である。第２押圧部材２４２は、膜状部分２８０の外面から膜状部分２８０を第２方向Ｚ２に押すための部材である。第１押圧部材２４１は支点３０１Ａを中心として僅かな角度だけ揺動できる。第２押圧部材２４２は、支点３０２Ａを中心として僅かな角度だけ揺動できる。
バネ２４３は第１押圧部材２４１の周囲に配置されていて、膜状部分２６０を第２方向Ｚ２に付勢するためのものである。バネ２４４は、膜状部分２８０を、第１方向Ｚ１に付勢する部材である。

図１０に示すように、本体２１０の第１周囲部分３２１と第２周囲部分３２２には、図１０（Ｂ）に示すように複数本の溝４００が、半径方向に沿って形成されている。この溝４００は、第１周囲部分３２１、第２周囲部分３２２の円柱方向に沿って複数本配列されている。第１周囲部分３２１は、第１ダイヤフラム２２１が対面して密着する部分である。第２周囲部分３２２は、第２ダイヤフラム２２２が対面して密着する部分である。

第１周囲部分３２１と第２周囲部分３２２がこれらの溝４００を有しているのは、次のような理由からである。すなわち、図９と図７に示すように、第１ダイヤフラム２２１の内面が図１０に示す第１周囲部分３２１に密着した状態で、第１ダイヤフラム２２１が第１周囲部分３２１に張り付いて固定されてしまうのを防止するために、この溝４００が設けられている。同様にして、第２ダイヤフラム２２２の内面が、第２周囲部分３２２に図８に示すように密着した場合に、張り付いてしまうのを防止する。これにより、第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２は、スムーズかつ確実に中心孔２２３の図９に示す一方側４２１と他方側４２２の開閉を行うことができる。
図１０（Ｂ）に示すような溝４００に代えて、第１周囲部分３２１と第２周囲部分３２２には、凹凸部を形成しても勿論構わない。

次に、図７に示すスライダー２５０について説明する。
スライダー２５０は、第１押圧部材２４１と第２押圧部材２４２側にそれぞれ配置されているが、上下にあるスライダー２５０，２５０は一体形成された部材である。このスライダー２５０は、レバー４５０を操作することにより、スライド方向ＳＤに沿って直線往復移動可能である。
図７に示す第１状態では、スライダー２５０は第１押圧部材２４１を、第１方向Ｚ１に沿って押している。これに対して、図８に示す第２状態では、スライダー２５０はスライド方向ＳＤに沿ってＹ（＋）方向に移動することから、第１ダイヤフラム２２１に代えて第２ダイヤフラム２２２が第２方向Ｘ２に沿って押し上げられている。このように、レバー４５０をスライド方向ＳＤに沿って往復移動させることにより、第１押圧部材２４１と第２押圧部材２４２を介して第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２を交互に開閉させることができる。第１押圧部材２４１と第２押圧部材２４２およびスライダー２５０は、切り換え操作部３９９を構成している。

このレバー４５０は、図３に示すキャリッジ５の上に設けているのが望ましい。そしてこのレバー４５０は、たとえば作業者がマニュアルで操作することができる。しかし、これに限らずスライダー２５０は、電磁ソレノイドなどを用いて、電気的にスライダーのスライド動作を行うようにしても良い。

次に、上述した液体の切り換え装置２００による液体の切り換え動作例について説明する。
図６において、たとえば記録ヘッド２０のある１つのノズル開口列５３は、図６の紙面において複数のノズル開口５２を有している。まず、このノズル開口列５３の複数のノズル開口５２から、インクカートリッジ１１ＥのフォトブラックインクＰＢを噴射する場合について説明する。
この場合には、図７と図９に示すように、スライダー２５０は第１状態にあり、スライダー２５０は第１押圧部材２４１を第１方向Ｚ１に沿って押圧している。これに対してスライダー２５０は第２押圧部材２４２を開放している。第１押圧部材２４１は、第１ダイヤフラム２２１の膜状部分２６０をバネ２４３の力に抗して第１方向Ｚ１方向に押す。膜状部分２６０が第１方向Ｚ１に押されることにより、作動軸２２４も第１方向Ｚ１に沿って押されることから、反対側の膜状部分２８０は第１方向Ｚ１に沿って連動して押される。したがって第１ダイヤフラム２２１の膜状部分２６０は、第１シール部２６１を用いて図９に示す中心孔２２３の一方側４２１を確実にシールすることができる。つまり、シール部２６１が中心孔２２３の第１周囲部分３２１に当接する。
これに対して、反対側の第２ダイヤフラム２２２の膜状部分は、第１方向Ｚ１に押されて第２シール部２８１は離れているので、図９に示す中心孔２２３の他方側４２２は開いている。図１０および図７の矢印Ａは、この状態でインクが流れる場合の方向を示す。

このことから、図６に示すインクカートリッジ１１ＥのフォトブラックインクＰＢは、圧力調整部４３Ｅと、本体２１０の第２流路部２１２と、そして図６と図１１（Ｂ）インク導入孔２９１を通じて本体２１０の中心孔２２３に流れる。そして、フォトブラックインクＰＢは、中心孔２２３から通路２３０，２３１を通じて針部材６１を介して図６のノズル開口列５３のノズル開口５２から噴射されることになる。

次に、図６に示すフォトブラックインクＰＢからマットブラックインクＭＢに切り換える場合には、次のように行う。
図７のレバー４５０を操作してスライダー２５０をスライド方向ＳＤにスライドさせることにより、レバー４５０は図８に示すように第２押圧部材２４２を第２方向Ｚ２にバネ２４４の力に抗して押し上げるとともに第１押圧部材２４１を開放する。

これによって、図７に示す第１状態とは逆に図８に示す第２状態では、第２ダイヤフラム２２２のシール部２８１（図９，図１０）が中心孔２２３の第２周囲部分３２２に当接することで、膜状部分２８０は中心孔２２３の他方側４２２をシールする。
これに対して、第１ダイヤフラム２２１のシール部２６１は中心孔２２３の第１周囲部分３２１から離れることから、中心孔２２３の一方側４２１を開く（図１０）。図８の矢印Ｂは、この状態でインクが流れる場合の方向を示す。
このようにして、第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２の開閉関係を逆にした状態で、図６に示すインクカートリッジ１１ＤのマットブラックインクＭＢは、圧力調整部４３Ｄと、本体２１０の第１流路部２２１と第１ダイヤフラム２２１の図６と図１１（Ａ）に示すインク導入孔２７１を通じて、中心孔２２３に送ることができる。
そして送られたマットブラックインクＭＢは、中心孔２２３と通路２３０，２３１を通じて針部材６１を介して記録ヘッド２０のノズル開口列５３の各のズル開口５２から噴射される。
逆にマットブラックインクＭＢを使用していて、次にフォトブラックインクＰＢに切り換える場合でも同様にして、第１ダイヤフラム２２１と第２ダイヤフラム２２２の開閉動作を変えることで異なる種類のインクの流路の切り換えを行うことができる。

上述したように本発明の実施形態では、液体の切り換え装置２００が、記録ヘッド２０に近いところで、好ましくはキャリッジに搭載されていて、複数のインク流路を選択して切り換えることができる。つまり、インクの流路の切り換えによるインクの種類の切り換えがヘッドに近いところで行えるので、次のようなメリットがある。

仮に、液体の切り換え装置がヘッド側ではなく複数のインクカートリッジ側に設けられている場合に、たとえばマットブラックインクからフォトブラックインクにインクの使用を交換する場合には、今まで使っていたマットブラックインクが流路の切り換え装置からヘッド側の間の長いチューブ内に残っていることから、この残っているチューブ内のマットブラックインクを強制的に吸引して排出しなければならない。前に使用したインクを排出しないと、次に使用するインクとの間で混色が生じてしまうからである。このように強制的に吸引することにより、インクの消費に無駄が生じる。
しかし本発明の実施形態では、液体の流路切り換え装置２００は、記録ヘッドに近い側に配置されていることから、このようなインクの吸引量を減らしてインクの消費の削減を図ることができる。しかもこの液体の切り換え装置を用いることにより、同じノズル開口列５３のノズル開口５２から異なる種類のインクを確実にかつ容易に切り換えて吐出させることができる。

本発明の実施形態では、液体切り換え装置がヘッドの付近に配置されていることから、液体の種類を切り換える際には、液体切り換え装置からヘッドの間で残っている液体のみを吸引して、新たな種類の液体に切り換えてヘッド側に供給することができる。このために、液体の種類の交換のための液体の吸引量を低減して液体の消費の無駄を防ぎ、同じノズルから異なる種類の液体を確実に吐出させることができる。液体切り換え装置が特にキャリッジに搭載されているので、ヘッドの付近において液体の切り換えを行うことができる。

本発明の実施形態では、液体切り換え装置は、中心孔を有し、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムは、対向して配置されており、第１ダイヤフラムの第１ダイヤフラム室と第２ダイヤフラムの第２ダイヤフラム室とは、前記中心孔により通じて、その中心孔はヘッドへ連通するように流路を形成しているので、新たな種類の液体に切り換えてヘッド側に供給する際に、切り換え前の残留インクが少なく、切り換える新たなインクの流れによって残留インクが除去されるため、インクの液体の種類の交換のための液体の吸引量を低減して液体の消費の無駄を防ぎ、同じノズルから異なる種類の液体を確実に吐出させることができる。

本発明の実施形態では、第１種類と第２種類の液体は、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを用いて、確実に供給を停止したり供給を行ったりすることができる。通路部における液体を通したり通さなかったりするのはダイヤフラムを用いているので、球を用いるのに比べてより確実に行うことができる。作動軸は、第１ダイヤフラムの閉じたり開いたりする動作を第２ダイヤフラムの開いたり閉じたりする動作として確実に機械的に伝えることができる。第１ダイヤフラムが中心孔の周囲をシールしたり、第２ダイヤフラムが中心孔の周囲をシールする場合に、第１ダイヤフラムあるいは第２ダイヤフラムが中心孔の周囲に対して張り付いてしまう現象を防止することができる。

本発明の実施形態では、スライダーを移動させるだけで、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを中心孔を開閉する方向に沿って第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを開閉操作することができる。ヘッドのノズルが強い吸引力で吸引されて負圧になったとしても、開いている側のダイヤフラムが閉まらないように、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムを開閉させるためのスライダーの動作方向が、第１方向と第２方向に対してほぼ直交している。このために、本体内において強い振動や強い負圧が掛かっても、スライダーは、第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムを、安定して開閉することができる。本体内に強い負圧が発生しても、閉じている側のダイヤフラムのシール部は安定して中心孔の周囲部分に密着して液密状態を保つことができる。

本発明の実施形態では、各ダイヤフラムが強い負圧を受けて作動軸がわずかに移動したとしても、閉じている側のダイヤフラムが弾性変形してその作動軸のわずかな移動を吸収することができる。このために閉じている側のダイヤフラムのシール部における液密状態に影響を与えない。そしてさらに作動軸が大きく移動しようとしたとしてもダイヤフラムを加圧する押圧部材を介してスライダーに対して力が伝わるので、ダイヤフラムは大きく移動することができないことから、液密状態を保つことができる。
本発明の実施形態では、キャリッジにレバーを設けておくことにより、このレバーによりスライダーのスライド動作を確実に行うことができる。

また本発明の実施形態では、異なる種類のインクとしてマットブラックインクとフォトブラックインクを例に挙げているが、これに限らず他の種類のインクの切り換えであっても勿論構わない。
図１に示すオフキャリッジ形のインクジェット式記録装置では、たとえば８つのインクカートリッジ１１を備えている。しかしこれに限らず、２つないし７つあるいは９つ以上のインクカートリッジを備えるものであっても勿論構わない。

本発明は、インクジェット式記録装置に限らず、プリンタなどの画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレイなどのカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、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噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどの液体を吐出する液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置などにも適用できる。

本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。

本発明の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置を示す図。図１における液体供給経路部とキャリッジおよび記録ヘッドを拡大して示す図。キャリッジ、複数の圧力調整部および液体の切り換え装置の配置例を示す斜視図。インクカートリッジ、液体供給経路部、記録ヘッドなどを示す図。２種類のインクカートリッジ、２つの圧力調整部と液体の切り換え装置を示す図３のＥ−Ｅ線における断面構造例。２種類のインクカートリッジ、２つの圧力調整部、液体の切り換え装置および記録ヘッドのインクの流れの流路を示す図。第１ダイヤフラムが中心孔を閉じて第２ダイヤフラムが中心孔を開いている第１状態を示す図。第１ダイヤフラムが中心孔を開き第２ダイヤフラムが中心孔を閉じている第２状態を示す図。図７の第１状態にある液体の切り換え装置をより拡大して示す図。中心孔の付近を拡大して示す図。第１ダイヤフラムの形状例を示す図。

符号の説明

５・・・キャリッジ、１０・・・インクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）、１１Ａ〜１１Ｈ・・・インクカートリッジ（液体容器の一例）、２０・・・記録ヘッド、４０・・・液体供給経路部、４３Ａ〜４３Ｈ・・・圧力調整部、２００・・・液体の切り換え装置、２１０・・・本体、２２１・・・第１ダイヤフラム、２２２・・・第２ダイヤフラム、２２３・・・中心孔、２２４・・・作動軸、ＭＢ・・・マットブラックインク（第１種類の液体の一例）、ＰＢ・・・フォトブラックインク（第２種類の液体の一例）

Claims

ヘッドのノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、
前記液体を貯留していて前記ヘッドへ前記液体を供給するための液体貯留部と、
前記液体貯留部から供給される複数種類の前記液体を選択して切り換えて、選択された種類の前記液体を前記ヘッドへ供給する液体の切り換え装置と、を有し、
前記液体の切り換え装置は、前記ヘッドの付近に配置されていることを特徴とする液体噴射装置。
前記液体の切り換え装置は、前記ヘッドを保持しているキャリッジに搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
前記液体の切り換え装置は、
前記ヘッドの付近に保持された本体と、
前記本体内に配置されて第１種類の前記液体を通す第１通路部を開閉するための第１ダイヤフラムと、
前記本体内に配置されて第２種類の前記液体を通す第２通路部を開閉するための第２ダイヤフラムと、
前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムを操作して、前記第１通路部と前記第２通路部の一方を開き他方を閉じるために前記切り換えるための切り換え操作部と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
前記本体は、中心孔を有し、前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムは、対向して配置されており、
前記第１ダイヤフラムの第１ダイヤフラム室と前記第２ダイヤフラムの第２ダイヤフラム室とは、前記中心孔により通じて、その中心孔はヘッドへ連通するように流路を形成していることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
前記本体は、中心孔を有し、前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムは、対向して配置されており、
前記第１ダイヤフラムの第１ダイヤフラム室と前記第２ダイヤフラムの第２ダイヤフラム室とは、前記中心孔により通じており、
前記中心孔の中には作動軸が配置されており、前記作動軸の一端部は前記第１ダイヤフラム室に当接しており、前記作動軸の他端部は前記第２ダイヤフラム室に当接していることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
前記本体の前記中心孔の周囲であって、前記第１ダイヤフラムによりシールされる第１周囲部分と、前記第２ダイヤフラムによりシールされる第２周囲部分には、溝または凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
前記切り換え操作部は、
前記第１ダイヤフラムを前記中心孔側の一方側に押して前記中心孔をシールするための第１押圧部材と、
前記第２ダイヤフラムを前記中心孔の他方側に押して前記中心孔をシールするための第２押圧部材と、
スライド方向に移動することで、前記第１押圧部材と前記第２押圧部材とを第１方向あるいは前記第１方向とは反対の第２方向に移動させるためのスライダーと、を有していて、前記第１方向と前記第２方向は前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムが前記中心孔を開閉する方向であることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
前記スライダーの前記スライド方向と、前記第１押圧部材と前記第２押圧部材の前記第１方向と前記第２方向は、ほぼ直交していることを特徴とする請求項７に記載の液体噴射装置。
前記第１ダイヤフラムは、前記第１周囲部分に密着するための第１シール部を有し、前記第２ダイヤフラムは、前記第２周囲部分に密着するための第２シール部を有し、
前記第１ダイヤフラムは、前記第１シール部を前記第１周囲部分に対して押し付けるバネを有し、前記第２ダイヤフラムは、前記第２シール部を前記第２周囲部分に対して押し付けるバネを有していることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。
前記第１ダイヤフラムの前記第１シール部の内側と前記第２ダイヤフラムの前記第２シール部の内側は、膜状部分であることを特徴とする請求項９に記載の液体噴射装置。
前記スライダーの前記スライド方向への移動を行うために、前記キャリッジはレバーを有していることを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。