JP2008126591A - Liquid jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット式記録装置等の液体噴射装置に係り、特に、液体貯留部材に貯留された液体を液体導入針を介して液体噴射ヘッド側に導入し、この液体噴射ヘッドのノズル開口から液体を吐出する液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus, and in particular, introduces a liquid stored in a liquid storage member to a liquid ejecting head side through a liquid introducing needle, and supplies the liquid from a nozzle opening of the liquid ejecting head. The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that discharges water.
液体を吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を吐出する液体噴射装置の代表的なものとしては、例えば、吐出対象物(記録媒体)としての記録紙等に対してインク滴を吐出・着弾させて記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレー、プラズマディスプレー、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレー、或いはFED(面発光ディスプレー)等のディスプレー製造装置においては、色材や電極等の液体状の各種材料を、画素形成領域や電極形成領域等に対して吐出するためのものとして、液体噴射装置が用いられている。 A typical example of a liquid ejecting apparatus that includes a liquid ejecting head capable of ejecting liquid and ejects various liquids from the ejecting head includes, for example, ink for recording paper or the like as an ejection target (recording medium) An image recording apparatus such as an ink jet printer that performs recording by discharging and landing droplets can be used. In recent years, it is applied not only to this image recording apparatus but also to various manufacturing apparatuses. For example, in a display manufacturing apparatus such as a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL (Electro Luminescence) display, or an FED (surface emitting display), various liquid materials such as coloring materials and electrodes are used for pixel formation regions and electrode formation. A liquid ejecting apparatus is used for discharging to an area or the like.
この種の液体噴射装置としては、流通に乗せ易く取り扱いが容易なカートリッジタイプの液体貯留部材を用いるものが種々開発されている。例えば、インクジェット式プリンタ(以下、単にプリンタという)では、液体状のインクを封入したインクカートリッジを使用するものが広く普及している。この構成では、インクカートリッジをカートリッジ装着部に装着してインク導入針(液体導入針)をインクカートリッジ内に挿入することで、このインク導入針の先端(テーパー部)側に開設されたインク導入孔(液体導入孔)を通じてインクカートリッジ内のインクを液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド側に導入している。また、一般に、このようなインクカートリッジでは、外部へのインクの漏洩とインクの蒸発を防止するため、その底面部に設けられた針挿入口の開口部が破断可能な薄手のPP(ポリプロピレン)等からなる樹脂フィルム(封止フィルム)によって封止されており、プリンタへの装着時にはインク導入針がこの封止フィルムを破断して針挿入口内に挿入されるようになっている。 As this type of liquid ejecting apparatus, various types have been developed that use cartridge-type liquid storage members that can be easily put on the market and handled easily. For example, ink jet printers (hereinafter simply referred to as printers) that use ink cartridges that enclose liquid ink are widely used. In this configuration, the ink cartridge is installed in the cartridge mounting portion, and the ink introduction needle (liquid introduction needle) is inserted into the ink cartridge, so that the ink introduction hole opened on the tip (taper portion) side of the ink introduction needle. The ink in the ink cartridge is introduced to the recording head side which is a kind of liquid ejecting head through the (liquid introduction hole). In general, in such an ink cartridge, in order to prevent leakage of ink to the outside and evaporation of the ink, thin PP (polypropylene) or the like that can break the opening of the needle insertion opening provided on the bottom surface thereof, etc. The ink introduction needle breaks the sealing film and is inserted into the needle insertion opening when mounted on the printer.
このようなインクカートリッジを用いる構成では、インク導入針から記録ヘッドのノズル開口までに至るインク流路(液体流路)がインクで満たされている状態が理想的であるが、インクカートリッジの交換等でインク流路内に気泡が入り込むことがあり、これを完全に防止することは困難である。これは、未使用のインクカートリッジを装着する場合に、インクカートリッジの針挿入口にインク導入針を押し込むことで、この針挿入口の封止フィルムがインク導入針の先端によって破断されるが、この破断時に封止フィルムが撓んでインク導入針の先端側に一時的に密着し、この密着状態で封止フィルムとインク導入針との間で圧縮された空気がインク導入孔からインク導入針内に進入して気泡となってしまうからである。そして、インク流路内に入り込んだ気泡は、次第に成長して大きくなり、過度に成長した気泡の一部がインクの流れによって圧力室側に移動すると、吐出動作時の圧力変動を気泡が吸収することによる圧力損失や、気泡が流路を塞ぐことによるインクの供給不足等の不具合を招く虞がある。 In the configuration using such an ink cartridge, it is ideal that the ink flow path (liquid flow path) from the ink introduction needle to the nozzle opening of the recording head is filled with ink. In some cases, bubbles may enter the ink flow path, and it is difficult to completely prevent this. This is because, when an unused ink cartridge is installed, the sealing film at the needle insertion port is broken by the tip of the ink introduction needle by pushing the ink introduction needle into the needle insertion port of the ink cartridge. At the time of breakage, the sealing film bends and temporarily comes into close contact with the tip side of the ink introduction needle, and air compressed between the sealing film and the ink introduction needle in this tight contact state enters the ink introduction needle from the ink introduction hole. It is because it enters and becomes a bubble. The bubbles that have entered the ink flow path gradually grow and become large, and when a part of the excessively grown bubbles moves to the pressure chamber side by the flow of ink, the bubbles absorb the pressure fluctuation during the ejection operation. There is a risk of inconveniences such as pressure loss due to this and insufficient supply of ink due to air bubbles blocking the flow path.
このような気泡による不具合を防止することを目的として、インク導入針の基端に形成した拡径部内に、該拡径部の内周面から中心に向けて複数のリブを突設すると共に、周方向に隣り合う両リブにより気泡室を区画形成し、インク導入針内を通るインクの流下勢によって、フィルタ上方(上流側)の気泡を気泡室内に移動させて気泡のフィルタに対する接触面積が大きくなるように構成し、これにより、気泡の排出効率を向上させて記録ヘッド外部に気泡を排出するものが提案されている(例えば、特許文献1)。 For the purpose of preventing such problems due to bubbles, a plurality of ribs project from the inner peripheral surface of the enlarged diameter portion toward the center in the enlarged diameter portion formed at the proximal end of the ink introduction needle, A bubble chamber is defined by both ribs adjacent to each other in the circumferential direction, and the bubble flowing above the filter (upstream side) is moved into the bubble chamber by the downward flow of ink passing through the ink introduction needle, thereby increasing the contact area of the bubble with the filter. There has been proposed a structure that improves the bubble discharge efficiency and discharges the bubbles outside the recording head (for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の発明は、インク導入針内に気泡が入り込むことを未然に防止するものではなく、入ってしまった気泡を処理するものである。このため、インク導入針内の気泡を排出するために、記録動作時の数倍の流速のインク流を発生させるクリーニング動作を頻繁に行う必要があり、インクが無駄に消費されてしまうという問題があった。
However, the invention of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体貯留部材の交換の際に、液体導入針内に気泡となる空気の進入を抑制することにより、液体流路内の気泡を排出するためのクリーニング動作の実行回数を低減して液体の消費を抑制することが可能な液体噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to suppress the entry of air that becomes bubbles into the liquid introduction needle when the liquid storage member is replaced. An object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus capable of suppressing the consumption of liquid by reducing the number of times of execution of a cleaning operation for discharging bubbles therein.
上記目的を達成するため、本発明は、針挿入口を有し、内部に液体を貯留する液体貯留部材と、
該液体貯留部材が着脱可能に装着される液体貯留部材装着部と、
装着された前記液体貯留部材の針挿入口に挿入された状態で該液体貯留部材内の液体を液体導入孔から内部の液体流路内に導入する液体導入針と、
該液体導入針から導入された液体を、圧力発生手段の作動によってノズル開口から吐出可能な液体噴射ヘッドとを備えた液体噴射装置であって、
前記液体導入針は、先端に形成された尖端から基端側に向けて次第に拡径するテーパー部と、該テーパー部に連続して形成されたストレート部とにより構成され、
前記液体導入針の外面に溝部を、前記尖端から外れた位置からテーパー部とストレート部との境界に向けて設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes a liquid storage member that has a needle insertion port and stores liquid therein,
A liquid storage member mounting portion on which the liquid storage member is detachably mounted;
A liquid introduction needle for introducing the liquid in the liquid storage member into the internal liquid flow path from the liquid introduction hole in a state of being inserted into the needle insertion port of the mounted liquid storage member;
A liquid ejecting apparatus including a liquid ejecting head capable of ejecting the liquid introduced from the liquid introducing needle from a nozzle opening by the operation of a pressure generating unit;
The liquid introduction needle is composed of a tapered portion that gradually increases in diameter from the sharp tip formed at the distal end toward the proximal end side, and a straight portion that is formed continuously from the tapered portion,
A groove is provided on the outer surface of the liquid introduction needle from the position away from the tip to the boundary between the tapered portion and the straight portion.
上記構成において、溝部は、前記尖端の近傍からテーパー部とストレート部との境界を貫通して形成されることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the groove portion is formed so as to penetrate the boundary between the tapered portion and the straight portion from the vicinity of the tip.
これらの構成によれば、液体導入針の外面に溝部を、前記尖端の近傍からテーパー部とストレート部との境界を貫通して設けたので、液体貯留部材を液体貯留部材装着部に装着する際に、針挿入口を封止する封止フィルムが撓んで液体導入針の尖端とテーパー部の外面に密着する状態になって、封止フィルムとテーパー部の外面との間で空気が圧縮されたとしても、この空気を、前記溝部を通して封止フィルムが密着していないテーパー部とストレート部との境界側から外部に流出させることができる。したがって、液体貯留部材を装着時に、液体導入針の内部に気泡となる空気の進入を抑制することができる。このため、液体導入針内に流入した気泡を外部へ排出するためのクリーニング動作の実行頻度を、従来と比べて低減することができる。この結果、クリーニング動作に伴うインクの消費を少なくすることができる。 According to these configurations, since the groove portion is provided on the outer surface of the liquid introduction needle so as to penetrate the boundary between the tapered portion and the straight portion from the vicinity of the tip, when the liquid storage member is mounted on the liquid storage member mounting portion, In addition, the sealing film that seals the needle insertion port bends and comes into close contact with the tip of the liquid introduction needle and the outer surface of the tapered portion, and air is compressed between the sealing film and the outer surface of the tapered portion. Even so, the air can flow out from the boundary side between the tapered portion and the straight portion where the sealing film is not in close contact with the groove portion. Therefore, when the liquid storage member is mounted, it is possible to suppress the entry of air that becomes bubbles into the liquid introduction needle. For this reason, the execution frequency of the cleaning operation for discharging the bubbles that have flowed into the liquid introduction needle to the outside can be reduced as compared with the conventional case. As a result, ink consumption associated with the cleaning operation can be reduced.
上記各構成において、溝部は、前記テーパー部からストレート部の途中まで連続して延在することが望ましい。 In each of the above configurations, it is preferable that the groove portion extends continuously from the tapered portion to the middle of the straight portion.
この構成によれば、溝部を、前記テーパー部からストレート部の途中まで連続して延在したので、液体貯留部材を装着する際に、針挿入口の封止フィルムが液体導入針のテーパー部の外表面からストレート部の外周面に亘って密着することがあっても、封止フィルムとテーパー部の外表面との間の空気を、ストレート部の外周面まで延在された溝部を通して確実に外部に流出させることができる。したがって、液体貯留部材の装着時に、空気が液体導入孔から液体導入針内に進入することをより一層抑制することが可能となる。 According to this configuration, since the groove portion extends continuously from the tapered portion to the middle of the straight portion, when the liquid storage member is mounted, the sealing film of the needle insertion port is formed on the tapered portion of the liquid introduction needle. Even if the outer surface of the straight portion is in close contact with the outer surface, the air between the sealing film and the outer surface of the tapered portion is surely externally provided through the groove extending to the outer peripheral surface of the straight portion. Can be drained into. Therefore, when the liquid storage member is mounted, it is possible to further suppress the air from entering the liquid introduction needle from the liquid introduction hole.
上記各構成において、液体導入孔を、前記溝部内に開口する状態で穿設することが望ましい。 In each of the above configurations, it is desirable that the liquid introduction hole is formed in a state of opening in the groove portion.
この構成によれば、液体導入孔を、前記溝部内に開口する状態で穿設したので、液体貯留部材を装着する際に、液体導入孔が封止フィルムに直接密着することがない。したがって、封止フィルムとテーパー部の外面との間の空気が、液体導入孔に直接押し込まれる可能性を小さくでき、この空気をこの液体導入孔が開設された溝部を通して外部に流出させることができる。このため、液体貯留部材の装着時に、空気が液体導入孔から液体導入針内に進入することをより一層抑制することができる。 According to this configuration, since the liquid introduction hole is formed so as to open into the groove portion, the liquid introduction hole does not directly contact the sealing film when the liquid storage member is attached. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the air between the sealing film and the outer surface of the taper portion is directly pushed into the liquid introduction hole, and this air can be discharged to the outside through the groove portion where the liquid introduction hole is opened. . For this reason, when the liquid storage member is mounted, it is possible to further suppress the air from entering the liquid introduction needle from the liquid introduction hole.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、本実施形態では、代表的な液体噴射装置であるインクジェット式記録装置(以下、プリンタ)を例に挙げて説明する。
ここで、図1はインクジェット式記録装置に代表されるプリンタの斜視図、図2は記録ヘッドの概略斜視図、図3は記録ヘッドの平面図、図4は記録ヘッドの断面図、図5は記録ヘッドの要部断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In this embodiment, an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a printer) which is a typical liquid ejecting apparatus will be described as an example.
1 is a perspective view of a printer represented by an ink jet recording apparatus, FIG. 2 is a schematic perspective view of the recording head, FIG. 3 is a plan view of the recording head, FIG. 4 is a cross-sectional view of the recording head, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the recording head.
まず、記録ヘッドを搭載するインクジェット式記録装置(液体噴射装置の一種。以下、プリンタという。)の概略構成について、図1を参照して説明する。例示したプリンタ1は、記録紙等の記録媒体(吐出対象物)2の表面へ液滴状のインクを吐出して画像等の記録を行う装置である。このプリンタ1は、記録ヘッド3と、この記録ヘッド3が取り付けられるキャリッジ4と、このキャリッジ4を主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構5と、記録媒体2を副走査方向(主走査方向に直交する方向)に移送する紙送り機構6等を備えている。ここで、上記のインクは、本発明における液体の一種であり、インクカートリッジ7(液体貯留部材の一種)に貯留されている。このインクカートリッジ7は、記録ヘッド3のキャリッジ4に対して着脱可能に装着される。
First, a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (a type of liquid ejecting apparatus, hereinafter referred to as a printer) equipped with a recording head will be described with reference to FIG. The illustrated
上記のキャリッジ移動機構5はタイミングベルト8を備えている。そして、このタイミングベルト8はDCモータ等のパルスモータ9により駆動される。従って、パルスモータ9が作動すると、キャリッジ4は、プリンタ1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向(記録紙2の幅方向)に往復移動する。
The
プリンタ1の非記録領域であるホームポジションには、キャッピング機構12が配設されている。キャッピング機構12は、記録ヘッド3のノズル形成面に当接し得るトレイ状のキャップ部材12´を有する。このキャッピング機構12では、キャップ部材12´内の空間が封止空部として機能し、この封止空部内に記録ヘッド3のノズル開口14(図5参照)を臨ませた状態でノズル形成面に密着可能に構成されている。また、このキャッピング機構12には、ポンプユニット13が接続されており、このポンプユニット13の作動によって封止空部内を負圧化することができる。そして、ノズル形成面への密着状態でポンプユニット13を作動し、封止空部(密閉空間)内を負圧化すると、ノズル開口14から記録ヘッド3内のインクや気泡が吸引されてキャップ部材12´の封止空部内に排出されるようになっている。つまり、このキャッピング機構12は、記録ヘッド3内(インク流路内)のインクや気泡を強制的に吸引排出するクリーニング動作を行う構成となっている。このクリーニング動作は、キャップ部材12´をノズル形成面に密着させた状態でポンプユニット13を作動させて通常の記録動作時の数倍の流速のインク流をインク流路(インク導入路38)内に生じさせ、後述する拡径部52内に浮遊する気泡をこのインク流に乗せることで、フィルタ19の上面(上流側)に押し付けて通過させて下流側に移動させ、フィルタ19の下流側の一連のインク流路を通ってノズル開口14から記録ヘッド3の外部に排出するものである。
A
次に、記録ヘッド3の構成について説明する。例示した記録ヘッド3は、導入針ユニット15、ヘッドケース16、流路ユニット17、及び、振動子ユニット18等から概略構成されている。
Next, the configuration of the
導入針ユニット15は、例えば合成樹脂によって作製されており、図3に示すように、その上面には複数のカートリッジ装着部15´(液体貯留部材装着部の一種)が設けられている。各カートリッジ装着部15´には、インク流路内のインクを濾過するためのフィルタ19を介在させた状態でインク導入針21(本発明における液体導入針に相当)が、先端を上方に突出させた状態でそれぞれ取り付けられている。また、これらのカートリッジ装着部15´には、各種インクを貯留したインクカートリッジ7が装着される。カートリッジ装着部15´にインクカートリッジ7を装着すると、インク導入針21がインクカートリッジ7の内部に挿入される。これにより、インクカートリッジ7の内部のインク貯留空間と記録ヘッド3内部のインク流路とが、インク導入針21の先端に開設されたインク導入孔24(図7参照)を通じて連通し、インクカートリッジ7の内部に貯留されているインクがインク導入孔24を通じて記録ヘッド3内に導入される。なお、インクカートリッジ7とインク導入針21の詳細については後述する。
The
上記カートリッジ装着部15´とは反対側となる導入針ユニット15の下面とヘッドケース16の上面との間には、図2に示すように、回路基板25が取り付けられる。この回路基板25は、例えば圧電振動子26(図5参照)へ駆動信号を供給するための回路パターンや、プリンタ1本体側との接続のためのコネクタ等を備えている。そして、この回路基板25は、パッキンとして機能するシート部材27を介して導入針ユニット15に取り付けられる。
As shown in FIG. 2, a
ヘッドケース16は、圧電振動子26を有する振動子ユニット18を収容するための中空箱体状の部材である。このヘッドケース16の内部には、振動子ユニット18を収容可能な収容空部28(図5参照)が形成されている。そして、振動子ユニット18は、この収容空部28内に収容され、収容空部28の内周面に接着等によって固定されている。そして、ヘッドケース16の導入針ユニット15の取付面とは反対側の先端面には、流路ユニット17が接着剤等により固定されている。この流路ユニット17は、流路形成基板29を間に挟んでノズルプレート30を流路形成基板29の一方の面側に配置し、振動板31をノズルプレート30とは反対側となる他方の面側に配置して積層した状態で接着剤等で接合して一体化することにより作製されている。
The
ノズルプレート30は、例えばステンレス製の薄板から作製された部材であり、このノズルプレート30には、プリンタ1のドット形成密度に対応したピッチで微細なノズル開口14が列状に形成されている。ヘッドカバー32は、例えば金属製の薄板部材によって作製されており、ノズルプレート30の外側からその周縁部を包囲するようにヘッドケース16の先端部に取り付けられる。このヘッドカバー32は、流路ユニット17やヘッドケース16の先端部を保護すると共に、ノズルプレート30の帯電を防止する機能を有する。
The
ノズルプレート30に接合される流路形成基板29は、図5に示すように、共通インク室33となる空部、インク供給口34となる溝部54、及び、圧力室35となる空部を隔壁で区画した状態で各ノズル開口14に対応させて複数形成した板状の部材である。この流路形成基板29は、例えば、シリコンウェハーをエッチング処理することによって作製される。上記の圧力室35は、ノズル開口14の列設方向(ノズル列方向)に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室33は、ヘッドケース16の高さ方向を貫通して形成されたヘッド流路37(液体流路の一種)を介してインク導入針21のインク導入路38(液体流路の一種。図7参照)と連通し、インクカートリッジ7に貯留されたインクが導入される室である。そして、この共通インク室33に導入されたインクは、インク供給口34を通じて各圧力室35に供給される。
As shown in FIG. 5, the flow
流路形成基板29におけるノズルプレート30とは反対側となる他方の面側に接合される振動板31は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板31の圧力室35に対応する部分には、圧電振動子26の自由端部の先端を接合するための島部40が形成されており、この部分がダイヤフラム部として機能する。また、振動板31は、共通インク室33となる空部の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部としても機能する。このコンプライアンス部として機能する部分については弾性フィルムだけにしている。
The
上記の振動子ユニット18は、図5に示すように、圧力発生手段としての圧電振動子群41と、この圧電振動子群41が接合される固定板42と、圧電振動子群41に回路基板25からの駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル(図示せず)等から構成される。本実施形態の圧電振動子群41は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子26を備える。各圧電振動子26は、固定端部が固定板42上に接合され、自由端部が固定板42の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子26は、所謂片持ち梁の状態で固定板42上に取り付けられている。また、各圧電振動子26を支持する固定板42は、例えば厚さ1mm程度のステンレス鋼によって構成されている。なお、圧力発生手段としては、上記圧電振動子以外にも、静電アクチュエータ、磁歪素子、発熱素子等を用いることができる。
As shown in FIG. 5, the
この記録ヘッド3は、圧電振動子26を素子長手方向に伸縮させると、島部40が圧力室35に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室35の容積が変化し、圧力室35内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル開口14からインク滴(液滴の一種)が吐出される。
In the
次に、上記インクカートリッジ7とインク導入針21について説明する。図6はインクカートリッジの構成を説明する斜視図、図7はインク導入針の構成を説明する図であり、(a)は尖端とテーパー部とを説明する平面図、(b)は針長手方向の断面図である。
Next, the
インクカートリッジ7は、本発明の液体貯留部材の一種として機能して記録ヘッド3に供給するインクを貯留する部材である。本実施形態のプリンタ1は、8種類のインク、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、マットブラック、フォトブラック、レッド、ブルー、及び、グロスオプティマイザ(クリア)からなる8色のインクを吐出可能に構成されており、記録ヘッド3には、各インクを個別に貯留した合計8つのインクカートリッジ7が装着される。
The
各インクカートリッジ7の底面部には、図6に示すように、インク導入針21が挿入される針挿入口44を設けてある。この針挿入口44は、インクカートリッジ7の底面部から外側に向けて短尺な円筒形部分として形成され、この円筒形部分の内周面であって先端開口寄りには、ゴム等の弾性材料からなるOリング45が設けられており、先端開口には封止部材の一種である封止フィルム46が接着されて封止されている。この封止フィルム46は、インクカートリッジ7の未使用時において、内部に貯留されたインクの漏れや蒸発を防止するためのシールであり、例えば、破断可能な薄手(例えば、厚み約39μm)のPP(ポリプロピレン)などの樹脂フィルムが好適に用いられ、後述するように、インクカートリッジ7の装着時においてインク導入針21により破断される。一方、Oリング45は、インクカートリッジ7が装着された後において、インク導入針21のストレート部51の外周面に液密状態で密着し、インクカートリッジ7内に貯留されたインクが外部に漏れ出すことを防止するためのシール材である。なお、このシール材は、Oリング45に限定されるものではなく、シール機能があればどのような構成でもよい。
As shown in FIG. 6, a
上記インクカートリッジ7に挿入されるインク導入針21は、図7に示すように、内部にインク導入路38(液体流路の一種)が形成された中空針であり、先端に先細り形状に形成された尖端23と、この尖端23から基端側に向けて次第に拡径するテーパー部48と、このテーパー部48に連続して形成された円筒状のストレート部51と、このストレート部51の下端からその下流側に向けて次第に拡径した状態で形成されたスカート状の拡径部52とにより構成され、上記先端側のテーパー部48には、外部空間とインク導入路38とを連通するインク導入孔24(本発明における液体導入孔の一種)が開設されている。そして、インク導入針21は、拡径部52の下端開口をフィルタ19に対向させる状態で、例えば超音波溶着によって導入針ユニット15に取り付けられる(図3,4参照)。これにより、インク導入針21のインク導入路38とヘッドケース16側のヘッド流路37とが液密状態で連通し、拡径部52の下端開口の面積がその直下に配置されるフィルタ19の有効濾過面の面積となる。なお、このインク導入路38とヘッド流路37は、本発明における液体流路として機能する。
As shown in FIG. 7, the
ストレート部51は、上記インクカートリッジ7内に挿入される中空円筒状の部材であり、その先端部分に形成された円錐形状の尖端23がインクカートリッジ7の装着時に、封止フィルム46を破いて針挿入口44に挿入し易いように構成されている。そして、この尖端23から外れた位置、具体的には尖端23から傾斜に沿って少し下がった位置からテーパー部48とストレート部51との境界に向けて4本の溝部54を設けている。そして、これらの溝部54は、テーパー部48の外表面の周方向に90度等間隔、且つ、尖端23の先端を中心として放射状に配置されている。即ち、各溝部54は、テーパー部48の外表面の周面方向に90度ずつ位相が異なる状態で、尖端23の先端を中心として十字状に配置されている。また、本実施形態の各溝部54は、尖端23の近傍を始点とすると、この始点からテーパー部48の外表面をテーパーの傾斜に沿って一直線上に延びて、テーパー部48とストレート部51との境界をそのまま貫通した状態で形成されている。そして、これらの各溝部54内には、前記したインク導入孔24が溝部54の全幅に渡って開口する状態で穿設されている。
The
次に、上記インクカートリッジ7のカートリッジ装着部15´への装着について説明する。図8はインクカートリッジのインク導入針(カートリッジ装着部)への装着について説明する要部断面図である。
Next, the mounting of the
本実施形態におけるカートリッジ装着部15´には、図3,4に示したように、インク導入針21が上に向いて立設している。したがって、インクカートリッジ7をカートリッジ装着部15´に装着するにあたっては、図8(a)に示すように、針挿入口44を下側に向けた状態でインクカートリッジ7をカートリッジ装着部15´の上方から下方に向けて押し込む。この押し込みにより、針挿入口44の封止フィルム46が撓んでインク導入針21の先端側の外表面、即ち尖端23とテーパー部48の外表面に密着する状態になる。この状態からインクカートリッジ7をインク導入針21側にある程度押し下げると、同図(b)に示すように、インク導入針21は、尖端23で封止フィルム46を破裂する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ここで、本実施形態のインク導入針21の先端においては、上記したように、各溝部54が尖端23の近傍からテーパー部48とストレート部51との境界を貫通して形成されているので、インクカートリッジ7を装着する際に、針挿入口44の封止フィルム46が撓んでインク導入針21の尖端23とテーパー部48の外表面に密着する状態になっても、図8(a)、(b)の矢印で示すように、封止フィルム46とテーパー部48の外表面との間で圧縮された空気を、インク導入孔24を介してインク導入針21内に進入させることなく、各溝部54を通して封止フィルム46が密着していない外部、具体的にはテーパー部48とストレート部51との境界側から外部に流出させることができる。また、インクカートリッジ7の針挿入口44内の空気が封止フィルム46の湾曲により圧力が上昇しても、この昇圧した空気も前記溝部54を通って外部に排出される。したがって、インクカートリッジ7を装着時に、インク導入針21の内部に気泡となる空気の進入を抑制することができる。このため、インク導入針21内(インク流路)に流入した気泡を外部へ排出するためのクリーニング動作の実行頻度を従来と比べて低減することができる。この結果、クリーニング動作に伴うインクの消費を少なくすることができる。
Here, at the tip of the
また、一度は使用したインクカートリッジ7を再度装着する場合も、その針挿入口44の破れた封止フィルム46が、テーパー部48に当接または摺動することで、封止フィルム46とテーパー部48との間で空気が圧縮されることも考えられるが、この場合も、上述したように、封止フィルム46とテーパー部48の外表面との間で圧縮された空気を各溝部54を通して外部に排出することができ、インク導入孔24を介してインク導入針21の内部に進入することを防止できる。この様に、インク導入針21の先端のテーパー部48の外表面に溝部54を設けると、インクカートリッジ7の使用・未使用を問わず、インクカートリッジ7の装着時に、インク導入針21内に気泡が進入することを抑制することができる。
Even when the
さらに、上述したように、インクカートリッジ7の装着時に、インク導入針21内に気泡が進入することを抑制することができると、インク流路内に気泡が流入することによる吐出動作時の圧力欠損やインクの供給不足等の不具合の発生を低減できるだけでなく、多少の空気は予め脱気されているインクに溶けてしまうので、気泡を排出するためだけのクリーニング動作の実行を殆ど行わなくても支障がなくなる。
Further, as described above, if the bubble can be prevented from entering the
また、本実施形態のインク導入孔24は、各溝部54内に穿設されているので、インクカートリッジ7を装着する際に、封止フィルム46に直接密着することがない。したがって、インクカートリッジ7を装着する際に、封止フィルム46とテーパー部48の外表面との間の空気が、インク導入孔24に直接押し込まれる可能性を小さくでき、この空気をこのインク導入孔24が開設された溝部54を通して外部に流出させることができる。このため、この空気がインク導入孔24からインク導入針21内に進入することをより一層抑制することができる。
In addition, since the
そして、図8(c)に示すように、インクカートリッジ7をインク導入針21の根本まで押し込むと、インク導入針21は、その尖端23とテーパー部48とストレート部51の一部とがインクカートリッジ7の内部に挿入される状態(インクカートリッジ7の装着状態)となり、ストレート部51がOリング45を貫通した後、尖端23でインクカートリッジ7の非装着時にインクの漏洩を防止する弁56を押し開く。これにより、インク導入孔24を通じてインクカートリッジ7の内部とインク導入路38(インク流路)が連通し、記録ヘッド3の圧力室35側にインクが導入される。
Then, as shown in FIG. 8C, when the
ところで、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々変形が可能である。
上記の実施形態では、インク導入針21の各溝部54を、尖端23の近傍からテーパー部48とストレート部51との境界を貫通して形成した構成を例示したが、これに限らず、図9に示すように、各溝部54を、テーパー部48からストレート部51の外周面の途中まで連続して形成した構成としてもよい。
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.
In the above embodiment, the configuration in which each
このように構成すると、インクカートリッジ7を装着する際に、針挿入口44の封止フィルム46が、インク導入針21のテーパー部48の外表面からストレート部51の外周面に亘って密着することがあっても、封止フィルム46とテーパー部48の外表面との間の空気を、ストレート部51の外周面まで延在された各溝部54を通して確実に外部に流出させることができる。したがって、インクカートリッジ7の装着時に、封止フィルム46とテーパー部48の外表面との間の空気がインク導入孔24からインク導入針21内に進入することをより一層確実に抑制することができる。なお、本実施形態のストレート部51の外周面における各溝部54は、テーパー部48側からインクカートリッジ7の装着時にOリング45が当接するOリング当接領域57よりも先端(テーパー部48)側に形成されている。これは、これらの溝部54がOリング当接領域57まで延在されると、インクカートリッジ7の装着時に、針挿入口44内を液密状態することができずインク漏れが発生してしまうからである(図9(b)参照)。
With this configuration, when the
また、上記各実施形態においては、インク導入孔24を溝部54内に開設した構成を例示したが、これに限らず、溝部54内から外れたテーパー部48の外表面にインク導入孔24を開設する構成を採用することもできる。例えば、図10(a)に示すように、インク導入孔24を各溝部54同士の間に開設してもよい。また、尖端23と溝部54に関しても、上記各実施形態で例示した構成に限らず、同図(b)に示すように、各溝部54がインク導入針21の先端で連通するように形成してもよい。この場合は、各溝部54同士の間であって、インク導入針21の先端が尖端23として機能する。さらに、これらを組み合わせることで、同図(c)に示すように、各溝部54をインク導入針21の先端で連通するように形成し、インク導入孔24をこれらの各溝部54同士の間に開設してもよい。要するに、本発明は、インクカートリッジ7の装着時に、封止フィルム46とテーパー部48との間の圧縮空気を、インク導入孔24に進入させることなく、溝部54を通してインク導入針21の外部に流出させることができるものであれば、各溝部54やインク導入孔24の配置を適宜設定することができる。また、溝部54やインク導入孔24の数も同様に適宜設定することが可能である。
In each of the above-described embodiments, the configuration in which the
また、本発明は、上記各実施形態のようにインクカートリッジ7をキャリッジ4に装着するオンキャリッジタイプには限らず、インクカートリッジ7をプリンタ1の筐体側のカートリッジホルダ(液体貯留部材装着部の一種)に装着させてインク供給チューブを通じて記録ヘッド3側にインクを供給するオフキャリッジタイプに採用することも可能である。即ち、オフキャリッジタイプにおけるカートリッジホルダに取り付けられたインク導入針にも上述した各実施形態における構成を適用することが可能である。
In addition, the present invention is not limited to the on-carriage type in which the
以上は、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンタ1を例に挙げて説明したが、本発明は液体導入針を有する他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置,有機EL(Electro Luminescence)ディスプレーやFED(面発光ディスプレー)等の電極を形成する電極製造装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置,極く少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
In the above, the
1…プリンタ,2…記録媒体,3…記録ヘッド,4…キャリッジ,5…キャリッジ移動機構,6…紙送り機構,7…インクカートリッジ,8…タイミングベルト,9…パルスモータ,10…ガイドロッド,12…キャッピング機構,12´…キャップ部材,13…ポンプユニット,14…ノズル開口,15…導入針ユニット,15´…カートリッジ装着部,16…ヘッドケース,17…流路ユニット,18…振動子ユニット,19…フィルタ,21…インク導入針,23…尖端部,24…インク導入孔,25…回路基板,26…圧電振動子,27…シート部材,28…収容空部,29…流路形成基板,30…ノズルプレート,31…振動板,32…ヘッドカバー,33…共通インク室,34…インク供給口,35…圧力室,37…ヘッド流路,38…インク導入路,40…島部,41…圧電振動子群,42…固定板,44…針挿入口,45…Oリング,46…封止フィルム,48…テーパー部,51…ストレート部,52…拡径部,54…溝部,56…弁,57…Oリング当接領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該液体貯留部材が着脱可能に装着される液体貯留部材装着部と、
装着された前記液体貯留部材の針挿入口に挿入された状態で該液体貯留部材内の液体を液体導入孔から内部の液体流路内に導入する液体導入針と、
該液体導入針から導入された液体を、圧力発生手段の作動によってノズル開口から吐出可能な液体噴射ヘッドとを備えた液体噴射装置であって、
前記液体導入針は、先端に形成された尖端から基端側に向けて次第に拡径するテーパー部と、該テーパー部に連続して形成されたストレート部とにより構成され、
前記液体導入針の外面に溝部を、前記尖端から外れた位置からテーパー部とストレート部との境界に向けて設けたことを特徴とする液体噴射装置。 A liquid storage member having a needle insertion port and storing liquid therein;
A liquid storage member mounting portion on which the liquid storage member is detachably mounted;
A liquid introduction needle for introducing the liquid in the liquid storage member into the internal liquid flow path from the liquid introduction hole in a state of being inserted into the needle insertion port of the mounted liquid storage member;
A liquid ejecting apparatus including a liquid ejecting head capable of ejecting the liquid introduced from the liquid introducing needle from a nozzle opening by the operation of a pressure generating unit;
The liquid introduction needle is composed of a tapered portion that gradually increases in diameter from the sharp tip formed at the distal end toward the proximal end side, and a straight portion that is formed continuously from the tapered portion,
A liquid ejecting apparatus, wherein a groove portion is provided on an outer surface of the liquid introduction needle toward a boundary between a tapered portion and a straight portion from a position deviated from the tip.
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