JP2008012793A - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体及び吐出ヘッドの種類により液体を吐出するノズル高さ位置を調整する範囲が異なる。吐出ヘッド高さ位置に対して液面を高くし過ぎると、ノズルからの液体漏れが生じ、人体に直接付着すると有害な影響を与えることがある。
【解決手段】液体供給装置において液体タンク１内の液体高さが吐出ヘッドノズル高さより高く移動できない位置へ高さ規制部材２９を設け、さらに液体タンク１内の液体の残量に応じて鉛直方向に移動可能な荒調整手段と微調整手段を用いることにより、液体高さ調整が迅速かつ安全におこなえる液体供給装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置に関する。

近年、用紙やプラスチック薄板などの記録媒体にインクを吐出させて所定の画像を記録するインクジェット記録装置が提案され、実用化されている。インクジェット記録装置はインク吐出口（ノズル）を有する液体吐出ヘッドを備えており、かかる吐出ヘッドのノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することにより、所定の画像を記録するようになっている。

このような構成からなるインクジェット記録装置では、インクの消費に伴いインクを適宜供給する必要がある。このためインクを供給するための手段が提案されている。例えば特許文献１には、インクの消費に伴うインク貯蔵器内のインク液面低下を検出し、これに対応する液体高さ調整機構を設ける、又は記録画像の解像度に対応して液体高さ調整機構を設ける、あるいは記録紙の種類に対応して液体高さ調整機構を設ける等が記載されている。

また特許文献２では、上下動可能かつ収容したインクを、液体供給チューブを通してインクジェットヘッドのノズル部へ供給可能なインクタンクと、このインクタンク内に収容されたインク質量が減少した場合には減少分だけインクタンクを上昇させ、かつインク質量が増大した場合には増大分だけインクタンクを下降させてインク液面がインクジェットヘッドのノズル部よりも所定距離だけ下方の所定レベルとなるように調整するインクタンク高さ調整手段とを設け、さらにインクタンクの上下方向位置に基づきインク切れを検出するインク切れ検出手段を設けたことを特徴とするインク供給装置が記載されている。
特開平４−２３９６４８号公報 特開平１０−１０９４２５号公報

特許文献１に記載のインクジェット記録装置では液体高さ調整機構を固定軸にラック、上下移動するためにピニオンを用いたラックピニオン機構を採用し、検出手段からの信号により、駆動モータを回転する制御手段を用いて高さ調整をおこなうようにしたものである。また特許文献２に記載のインク供給装置の高さ調整機構は、コイル支持台を介して筐体に懸架する４個のコイルスプリングよりおこなっている。

しかし何れの高さ調整機構においても、液体高さの検出をおこない、その検出値に基づいて、高さ制御をおこなっているのでインク供給装置の構造が複雑になり、製造コスト面からも問題がある。

さらに、液体の物性値（粘度や表面張力等）及びヘッドの種類（圧力室形状やノズル穴径の違い等）により、高さ調整範囲が異なるので、例えば吐出ヘッド高さ位置に対して液面を高くし過ぎると、吐出ヘッドノズルからの液体漏れが生じる。

近年、インクジェットの用途拡大によって、溶剤、強酸性、強アルカリ性のように人体に直接付着すると有害な影響を及ぼす液体を使用することもあり、安全性が求められている。

本発明の目的は、液体供給装置において液体タンク内の液体高さが吐出ヘッドノズル高さより高く移動できない位置へ高さ規制部材を設け、さらに液体タンク内の液体の残量に応じて鉛直方向に移動可能な荒調整手段と微調整手段を用いることにより、液体高さ調整が迅速かつ安全におこなえる液体供給装置を提供することである。

上記目的は下記構成により達成できる。
１．液体を吐出するための複数のノズルが配列された液体吐出ヘッドと、前記液体を貯蔵する液体タンクと、前記液体タンクから前記液体を供給する液体供給手段と、前記液体タンク内の液体残量に応じて鉛直方向に移動させて液体の液面高さを所定値に調整する液体高さ調整手段と、を有する液体供給装置において、
前記液体高さ調整手段は、液体の液面高さが吐出ヘッドノズル高さより上方向への移動を規制する高さ規制部材と、
高さ荒調整及び高さ微調整が可能な２段階高さ調整手段と、
前記液体タンクを保持する液体タンク保持部材と、
前記液体タンク保持部材の鉛直方向への移動を規制するネジガイド部材と、
前記高さ規制部材を取り付けるガイド部材と、
を有することを特徴とする液体供給装置。
２．前記液体タンク保持部材は、前記ネジガイド部材のネジピッチと同じネジピッチで、かつ半穴状のネジ部からなるネジ保持部材を有し、
さらに前記ネジ保持部材を前記ネジガイド部材に圧接させる弾性部材を有することを特徴とする１に記載の液体供給装置。
３．前記高さ微調整をおこなう微調整手段は、前記ネジ保持部材が前記ネジガイド部材に圧接した状態で、前記ネジガイド部材を回転させることによりおこなうことを特徴とする１又は２に記載の液体供給装置。
４．前記高さ荒調整をおこなう荒調整手段は、前記ネジ保持部材を前記弾性部材に抗して圧接を解除することによりおこなうことを特徴とする１乃至３の何れかに記載の液体供給装置。
５．前記所定値とは、前記ノズルからの液体吐出量を一定にするための液面高さであることを特徴とする１に記載の液体供給装置。

液体を吐出するための複数のノズルが配列された液体吐出ヘッドへ液体を供給する液体供給装置において、液体を貯蔵する液体タンクの高さ調整をおこなうために、高さ荒調整及び高さ微調整が可能な２段階高さ調整機構と、液体の液面高さが吐出ヘッドノズル高さより上方向への移動を規制する規制手段と、を有することにより、液体高さ調整が迅速かつ安全におこなえる液体供給装置を簡易で低コストな構造で提供できる。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本液体供給装置の概略図、図２はその斜視図である。

本液体供給装置は、図１に示す如く、液体タンク１と液体高さ調整手段２とを設け、液体タンク１に収容した液体の液面３が液体吐出ヘッド４の液体吐出ノズル面５と所定の高さに調整できるように上下方向に調整可能な構造を有し、液体タンク１を位置決めするようになっている。液体タンク１は液体供給チューブ６を介して液体吐出ヘッド４のノズル部へ液体を供給可能に設けられている。液体タンク１の液体補給口１１には、大気連通穴１３付きのキャップ１２が着脱自在に装着されている。

ここで、高さ荒調整及び高さ微調整の２段階高さ調整について説明する。これは一般的に液体及び吐出ヘッドの種類等により、吐出ヘッド高さに対する液体タンク内の最適な液面高さ位置が異なる。この最適な液面高さ位置を探す場合、まず１次調整として荒調整手段を用いて大まかな調整範囲を決める。荒調整手段では素早く、かつある程度安定した液面高さ位置が発見できる。その後、２次調整として微調整手段を用いることにより最適な液面高さ位置に調整することが可能となる。

２段階高さ調整をおこなう手段として、液体高さ調整手段２には、液体タンク１を保持する液体タンク保持部材２１に取り付けられたネジ保持部材取付け板２２が、ガイド部材２３と摺動可能に嵌合されている。液体高さ調整手段２は、ネジ保持部材取付け板２２を上下に移動させるために、ネジが加工されたネジガイド部材２４を設けており、さらにネジ保持部材取付け板２２には、ネジガイド部材２４のネジピッチと同じピッチでネジが切ってある半穴を設けたネジ保持部材２５が、支点２６を中心として回転可能になるように取り付けられている。またネジ保持部材２５は、圧縮ばねからなる弾性部材２７に張架されて、ネジ保持部材２５のネジ部がネジガイド部材２４に噛み合うようになっている。

高さ規制部材２９は、等間隔（本実施の形態では１０ｍｍ間隔でネジ穴が設けられている）にネジ穴が開けられたガイド部材２３に、ネジによって取り付けられるようになっており、大まかな調整範囲の上限が規定できるようになっている。

このような構成からなる液体高さ調整機構２において、図３に示すように、ネジガイド部材２４のつまみ部２８を回転させることにより液体タンク１が上下方向に移動する。また大きく上下方向に液体タンク１を移動させる荒調整のときは、図４に示すように、作業者が弾性部材２７に張架されているネジ保持部材２５をネジガイド部材２４から解除し、さらに上下方向に移動させることにより可能である。

本実施の形態では、ネジは標準ネジを使用しているが、ネジ山の強度が大で機械部分の移動用に多く用いられる台形ネジを使用しても良い。

次に高さ規制部材２９について説明する。高さ規制部材２９はネジ保持部材２５と接する角部が約３０°〜６０°の角度で面取りされている（面取り部２９１）。微調整時、つまみ２８を回転させて液体タンク１を上方向に移動させると、ネジ保持部材２５が高さ規制部材の面取り部２９１に接触する。そしてさらに上方向に移動させるとネジ保持部材２５のネジ部とネジガイド部材２４のネジ部の噛み合いが外れ、ネジ保持部材取付け板２２が自重により落下するが、ネジ保持部材２５に取り付けられている弾性部材２７の張力により、ネジ保持部材２５はネジガイド部材２４と再びネジ部が噛み合い、ネジ保持部材取付け板２２はネジの１歯又は２歯下がったところで停止する。

また荒調整時、ネジ保持部材２５をネジガイド部材２４から解除して、液体タンク１を上方へ移動させると高さ規制部材２９と、弾性部材２７が接触し、高さ規制部材２９で規定された上限より上方へ移動させることはできない。そこで吐出ヘッドのノズル高さ及び液体の液面高さ位置基準は同位置の基準テーブルからの高さとし、
吐出ヘッドのノズル高さＨ＝液体タンク内の液面高さＥ
の位置において、ネジ保持部材２５と高さ規制部材２９の面取り部２９１が接する位置付近へ高さ規制部材２９を設置すれば、荒調整時でも微調整時でも液面高さＥは吐出ヘッドのノズル高さＨより上方向へ移動することはできない。すなわち、高さ規制部材２９によって液体タンク内の液面高さは、所定の高さ以上には移動できないので、吐出ヘッドノズル高さをそれぞれ変化させて液体を吐出させるときにおいても、不用意に液体タンク１を上方向に移動させ過ぎることはなく安全装置としての機構を有している。

このような高さ規制部材２９を有し、さらに高さ荒調整及び高さ微調整が可能な２段階高さ調整機構を有した液体供給装置は、簡易に液体タンク内の液体残量に応じて鉛直方向に上下させて液滴を所定値になるように調整することができ、かつ不用意に液体タンク１を上方向に移動させ過ぎることはなく安全である。

図５は本実施例を用いたプリント装置の斜視図である。図５に示すように、プリント装置Ｐは、複数の液体高さ調整手段２を取り付けた液体供給装置Ａと、同じく複数の吐出ヘッド４、吐出ノズルからの液体を吸引する液体吸引ポンプ５０、吐出ノズルからの液体を吸引する際に吐出ノズル面５に接触して、ノズル周辺に密閉性を上げるための吸引キャップ５１、Ｘ方向に移動（副走査方向という）可能な搬送テーブル５２、Ｙ方向に移動（主走査方向という）可能なヘッド搬送テーブル５３、吐出ヘッド４を駆動させるヘッド駆動基板５４、搬送テーブル５２、ヘッド搬送テーブル５３を所定の位置に移動させるように制御し、さらにヘッド駆動基板５４を制御する制御部８０からなっている。

図６はプリント装置Ｐの制御系を示すブロック図である。

制御部８０はパーソナルコンピュータ（パソコンＰＣという）の指示により、吐出ヘッド４に液体を吐出するように座標位置を検出するセンサ（不図示）信号に基づいてヘッド駆動基板５４に信号を送る。また所定の位置に印字できるように搬送テーブル５２、ヘッド搬送テーブル５３へ信号を送る。ヘッド駆動基板５４は吐出ヘッド４に駆動電圧、駆動時間などを与えて駆動させる基板である。

このようにプリント装置Ｐは、複数の液体をそれぞれ液体に対応した吐出ヘッド４にて吐出することができるので、吐出ヘッドの特性又は、液体と吐出ヘッドとの相関を調べ、さらに吐出ヘッド４の品質評価など簡易にプリントするときに有効な装置である。

液体供給装置の概略図である。 液体供給装置の斜視図である。 高さ微調整のようすを示す図である。 高さ荒調整のようすを示す図である。 プリント装置を示す斜視図である。 プリント装置の制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１ 液体タンク
２ 液体高さ調整手段
３ 液面
４ 液体吐出ヘッド
２１ 液体タンク保持部材
２２ ネジ保持部材取付け板
２３ ガイド部材
２４ ネジガイド部材
２５ ネジ保持部材
２７ 弾性部材
２８ つまみ部
２９ 高さ規制部材
５０ 吸引ポンプ
８０ 制御部
２９１ 面取り部
Ａ 液体供給装置
Ｂ 筐体
Ｐ プリント装置

Claims (5)

1. 液体を吐出するための複数のノズルが配列された液体吐出ヘッドと、前記液体を貯蔵する液体タンクと、前記液体タンクから前記液体を供給する液体供給手段と、前記液体タンク内の液体残量に応じて鉛直方向に移動させて液体の液面高さを所定値に調整する液体高さ調整手段と、を有する液体供給装置において、
   前記液体高さ調整手段は、液体の液面高さが吐出ヘッドノズル高さより上方向への移動を規制する高さ規制部材と、
   高さ荒調整及び高さ微調整が可能な２段階高さ調整手段と、
   前記液体タンクを保持する液体タンク保持部材と、
   前記液体タンク保持部材の鉛直方向への移動を規制するネジガイド部材と、
   前記高さ規制部材を取り付けるガイド部材と、
   を有することを特徴とする液体供給装置。
2. 前記液体タンク保持部材は、前記ネジガイド部材のネジピッチと同じネジピッチで、かつ半穴状のネジ部からなるネジ保持部材を有し、
   さらに前記ネジ保持部材を前記ネジガイド部材に圧接させる弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記高さ微調整をおこなう微調整手段は、前記ネジ保持部材が前記ネジガイド部材に圧接した状態で、前記ネジガイド部材を回転させることによりおこなうことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体供給装置。
4. 前記高さ荒調整をおこなう荒調整手段は、前記ネジ保持部材を前記弾性部材に抗して圧接を解除することによりおこなうことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体供給装置。
5. 前記所定値とは、前記ノズルからの液体吐出量を一定にするための液面高さであることを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。

Images