JP2010023308A - 液体収納容器及びインクジェット方式画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】装着部の中空針を栓の一定位置に確実に案内して貫通できる液体収納容器を提供する。
【解決手段】インクカートリッジ70をラベルプリンタ10の装着部に装着した際、中空針90が針ホルダ92と共にインクカートリッジ70の液体供給口72に向かって差し込まれる。この場合、インクカートリッジ70の装着方向がやや曲がっているときは、中空針90がインクカートリッジ70に斜め方向から差し込まれる。しかし、中空針90はボールジョイント94によって回転するので、中空針90が案内部材86に案内されて、案内部材86の内壁面に接触しながら液体吸収体84の孔84aに案内される。この孔84aの真下にはゴム栓82の一定位置があるので、中空針90はゴム栓82の一定位置を貫通する。
【選択図】図8

Description

本発明は、インクなどの液体を収納しておく液体収納容器、及びこの液体収納容器が着脱自在に装着されるインクジェット方式画像形成装置に関する。
液体を吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置(インクジェット記録装置)では、通常、インクタンク等の液体収納容器が装着される装着部が形成されている。液体(インク)消費時の交換を容易にするために、装着部は液体収納容器を着脱自在に装着できるように構成されている。液体収納容器には、弾性体から成るゴム栓などで栓をされた液体供給口(インク供給口)が形成されており、物流時や交換時などの液体漏れ(インク漏れ)などが防止されている。また、インクジェット方式画像形成装置の本体に形成された装着部には、液体収納容器から液体を取り出すための中空針が配置されており、この中空針を栓に貫通させて液体供給口に差し込むことにより液体収納容器と本体とが接続されて、液体が供給可能となる。なお、液体収納容器には、その液体収納室を大気と連通するための大気連通口も形成されており、上記の装着部に配置された中空針やリブによって大気に連通するように構成されている。
液体収納容器の構造としては、スポンジなどの毛管力発生部材にインクを保持するもの、可撓性の袋内にインクを保持するもの、剛性を有する筐体内部にインクを直接に収納するものなど種々の形態が挙げられる。ところで、インクタンク(液体収納容器の一例)と記録ヘッドとをチューブ等で接続し、記録ヘッドとインクタンクの液面との水頭差を一定範囲内に収めることにより安定してインクを供給するインクジェット方式画像形成装置では、上記の構造のうち、剛性を有する筐体内部にインクを直接に収納する構造が、部品点数を削減する点からも好ましい。
上記した剛性を有する筐体内部にインクを直接に収納する構造では、液体供給口(インク供給口)の他に、インク供給時に筐体内部を大気に開放するための大気連通口が形成されている。大気連通口についてもインクタンク単体で存在する場合のインク漏れなどを防止するためにゴム栓などでシールされており、インクタンクがインクジェット方式画像形成装置の装着部に装着されるときに、このゴム栓が開けられるように構成されている。また、筐体内部にインクを直接に収納する構造では、低コストで大型容器を提供するために通常、プラスチック成形品を溶着することにより製造される。
上記した筐体内部にインクを直接に収納する構造では、収納しているインクを記録ヘッドに供給するためのインク供給口が筐体に形成されており、このインク供給口をゴム栓で塞いでいるタイプのものがある。インクタンクからインクを記録ヘッドに供給するために、本体の装着部に中空針を配置しておき、中空針がインクタンクのゴム栓を通して挿通される(突き刺さる、貫通する)ことによりシール(密封)が解除されるように構成されている。このようにしてインクタンクとインクジェット記録装置とがインク供給可能に接続されことにより記録ヘッドへインク供給可能な状態となる。
ゴム栓による密封構造としては、インク供給口のハウジング内にドーム形状のゴム栓を収納し、このゴム栓を固定部材によって半径方向と略直交する方向に押しつぶすことにより、ゴム栓の直径方向の寸法を縮めた状態を作り出し、この状態でインクジェット記録装置側の中空針を挿通抜脱する。この場合、中空針によってゴム栓に孔が開いても、ゴム栓の復帰(復元)しようとする弾性力によってインク漏れを防ぐように構成されたものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−076525号公報
しかし、中空針をゴム栓に差し込むときに、ゴム栓が差込方向に押し込まれてしまい、ゴム栓から中空針を引き抜いてもゴム栓が復帰しなくなることがある。このような場合、インクタンク内に収納されているインクが漏れてくる恐れがある。
また、インクタンクを装着に繰り返し着脱した場合、中空針がゴム栓に繰り返し差し込まれるのでゴム栓に複数の孔が開くことがあり、この場合、孔が拡大するのでインク漏れが発生する懸念がある。
さらに、インクタンクを装着部に装着する際にインクタンクを傾けたまま装着させたときは、中空針がゴム栓の中心に確実に差し込まれ無い事がある。この場合、ゴム栓にスリットが形成されているときには、中空針がスリットから外れて差し込まれるのでゴム栓に切れ目が形成され、この切れ目からインク漏れが発生してしまうといった懸念がある。
本発明は、上記事情に鑑み、装着部の中空針を栓の一定位置に確実に案内して貫通できる液体収納容器、及びこの液体収納容器が着脱自在に装着されるインクジェット方式画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の液体収納容器は、その内部に収納された液体を外部に供給するための液体供給口が形成された液体収納容器において、
(1)前記内部から液体を取り出すための中空針がその一定位置に貫通する、前記液体供給口を塞ぐ栓と、
(2)前記中空針の先端部を前記栓の前記一定位置に案内する案内部材とを備えたことを特徴とするものである。
ここで、
(3)前記案内部材は、前記栓に向かうほど狭い開口を有するすり鉢状のものであってもよい。
さらに、
(4)前記栓と前記案内部材との間に配置された、液体を吸収する液体吸収体を備えてもよい。
さらにまた、
(5)外部から液体を取り入れる液体取入口を有し、
(6)前記内部に液体を取り入れるための中空針がその一定位置に貫通する、前記液体取入口を塞ぐ栓と、
(7)前記中空針の先端部を前記栓の前記一定位置に案内する案内部材とを備えてもよい。
また、上記目的を達成するためのインクジェット方式画像形成装置は、記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
(8)前記請求項1から4までのうちのいずれか一項に記載の液体収納容器が装着される装着部を備え、
(9)前記栓の前記一定位置を貫通する中空針は、前記装着部に備えられたものであり、且つ、その先端部が前記一定位置に到達するように前記案内部材に案内されながら動くものであってもよい。
ここで、
(10)前記中空針を保持する針ホルダを備え、
(11)前記中空針は、該中空針のうち前記針ホルダに接触している部分が回転することにより動くものであってもよい。
本発明によれば、中空針の先端部が案内部材によって栓の一定位置に案内されるので、常にこの一定位置を貫通する。従って、中空針を栓の一定位置に確実に案内して貫通できることとなるので、栓に複数の孔が開くこともなく、孔が拡大することもない。従って、インク漏れを防止でき、液体収納容器の密封性及び接続性を確実に維持できる。また、インクジェット方式画像形成装置の装着部に液体収納容器を確実に装着できることとなるので、インクジェット方式画像形成装置の信頼性が向上する。
本発明は、複数枚のラベルが仮着された連続ラベル紙の複数枚のラベルに連続して次々に画像を形成するラベルプリンタに実現された。
図1を参照して、本発明の一例であるラベルプリンタの概略構造を説明する。
図1は、本発明の一例であるラベルプリンタの概略構成を模式的に示す正面図である。
ラベルプリンタ10とホストコンピュータ12(ホスト装置であり、図2参照)とはケーブル(図示せず)によって接続されている。ホストコンピュータ12は、画像データ、用紙サイズ情報、及び連続記録枚数情報(連続して次々に画像を形成するラベルの枚数を担持した情報)などを制御コマンドとしてケーブルを経由させてラベルプリンタ10に出力する。また、ホストコンピュータ12は、ラベルプリンタ10のステータス情報(エラー情報など各種の情報)を制御コマンドとして受信することにより、ラベルプリンタ10のステータスを使用者に通知する。
ラベルプリンタ10は、帯状の台紙の長手方向に複数枚のラベルが仮着された連続ラベル紙(記録媒体の一例である)20の複数枚のラベルに連続して次々に画像を形成できる。何枚のラベルに連続して次々に画像を形成するか否かは、ユーザが適宜に設定できる。連続ラベル紙20はロールユニット22に装着されている。連続ラベル紙20は、搬送モータ32や搬送ベルト34を備えた搬送部に供給されて矢印A方向に搬送される。
ラベルプリンタ10は、ブラック(K)インク吐出用の記録ヘッド40K、シアン(C)インク吐出用の記録ヘッド40C、マゼンタ(M)インク吐出用の記録ヘッド40M、イエロー(Y)インクと吐出用の記録ヘッド40Yを備えている。これらの記録ヘッド40K、40C、40M、40Yはフルラインタイプのインクジェット記録ヘッドであり、連続ラベル紙20上に仮着されたラベル片の幅に相当する長さのノズル列を有する。これら4本の記録ヘッド40K、40C、40M、40Yから、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出することによって、フルカラーの画像を各ラベルに形成できる。ラベルプリンタ10は、ホストコンピュータ12から指示された連続記録枚数分の記録を行い停止する。
各記録ヘッド40K、40C、40M、40Yから吐出されるインクは、各色ごとに対応するインクカートリッジ(本願発明にいう液体収納容器の一例である)42K、42C、42M、42Yからポンプ(図示せず)によって供給される。即ち、各記録ヘッド40K、40C、40M、40Yにインクを充填するために各色の記録ヘッド40K、40C、40M、40Yごとにインクカートリッジ42K、42C、42M、42Yが独立して備えられている。インクカートリッジ42K、42C、42M、42Yに収納されているインクは供給機構(ポンプ)(図示せず)によって各サブタンク43K、43C、43M、43Yに供給される。各サブタンク43K、43C、43M、43Yに供給されたインクはそれぞれ、他の供給機構(ポンプ)によって記録ヘッド40K、40C、40M、40Yに供給される。また、記録ヘッド40K、40C、40M、40Yの内部の泡等をなくすために記録ヘッド40K、40C、40M、40Yからサブタンク43K、43C、43M、43Yにインクを返却する動作も実行するように構成されている。なお、記録ヘッド40K、40C、40M、40Yは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録方式であって、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備えたものである。電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口からインクを吐出させて記録を行う。
ロールユニット22は、連続ラベル紙20が装着されるロール駆動軸24、連続ラベル紙20の弛みによって位置が変化するロールセンサレバー26、およびロール駆動軸24を駆動する給紙モータ(図示せず)などを備えている。ロールセンサレバー26の位置に応じて給紙モータを駆動および停止制御することによって連続ラベル紙20が安定的に給紙される。
ラベルプリンタ10には、各記録ヘッド40K、40C、40M、40Yのフェイス面44K、44C、44M、44Yから増粘インクやごみを除去して清掃するクリーニングユニット50が備えられている。クリーニングユニット50は、各フェイス面44K、44C、44M、44Yに付着している増粘インクやごみを拭き取るワイプブレードや、各記録ヘッド40K、40C、40M、40Yから空吐出を行った際のインクを受ける桶などから構成されている。各記録ヘッド40K、40C、40M、40Yに対応するように4つのクリーニングユニット50K、50C、50M、50Yが配置されており、更に2つのクリーニングユニットが予備のために配置されている。これらのクリーニングユニット50K、50C、50M、50Y等は、クリーニングユニット制御モータによって位置制御されて記録ヘッドのクリーニングやキャッピングが行われる。
図2を参照して、ラベルプリンタ10の電気的な系統を説明する。
図2は、図1のラベルプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
ホストPC12から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ102を介してCPU100に受信される。CPU100は、プリンタ10の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Pのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。CPU100では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージROM106にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、IOポート114、モータ駆動部116を介してキャッピングモータ122とヘッドアップダウンモータ118を駆動し、各記録ヘッド40K、40C、40M、40Yをキャッピング機構50から離して記録位置(画像形成位置)に移動させる。
続いて、IOポート114、モータ駆動部116を介してロ−ル紙Pを繰り出すロールモータ(図示せず)、及び低速度で連続ラベル紙20を搬送する搬送モータ120等を駆動して連続ラベル紙20を記録位置に搬送する。一定速度で搬送される連続ラベル紙20にインクを吐出し始めるタイミング(記録タイミング)を決定するための先端検知センサ111で連続ラベル紙20の先端位置を検出する。その後、連続ラベル紙20の搬送に同期して、CPU100はイメージROM106から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各記録ヘッド40K、40C、40M、40Yに記録ヘッド制御回路112経由して(介して)転送する。
CPU100の動作はプログラムROM104に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムROM104には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークRAM108を使用する。各記録ヘッド40K、40C、40M、40Yのクリーニングや回復動作時に、CPU100は、IOポート114、モータ駆動部116を介してポンプモータ124を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。
図3と図4を参照して、上記したインクカートリッジ(インクタンク)42K、42C、42M、42Yについて説明する。図3は、液体供給口が形成されたインクカートリッジを模式的に示す断面図である。図4は、液体供給口と液体取入口が形成されたインクカートリッジを模式的に示す断面図である。ここでは、インクカートリッジ42Kについてのみ説明するが、他のインクカートリッジ42C、42M、42Yも同じ構造である。
本発明の液体収納容器としては、図3に示すように液体取入口が無くて液体供給口62が形成されたインクカートリッジ42K−1(以下、60)と、図4に示すように液体供給口72及び液体取入口74双方が形成されたインクカートリッジ42K−2(以下、70)の2つのタイプが挙げられる。液体供給口62,72は、インクカートリッジ60,70の内部に収納されたインクを外部(ここでは、記録ヘッド40K)に供給するために形成されており、液体取入口74は、外部(ここでは、記録ヘッド40K)から排出されたインクを取り入れるために形成されている。これら液体供給口62,72及び液体取入口74は、横断面が円形又は四角形の枠体80で囲まれており、液体供給口62,72及び液体取入口74それぞれを囲む枠体80の構造は同じである。枠体80の内部(内部空間)には、ゴム栓82、インク吸収体84、案内部材86が組み込まれているが、それらの詳細な構造については後述する。
なお、インクカートリッジ70には、その内部を大気に連通させる大気連通孔76が形成されており、この大気連通孔76は、ラベルプリンタ10に非装着時はばね77と鋼球78によって塞がれている。インクカートリッジ70をラベルプリンタ10に装着したときは、ラベルプリンタ10に備えられたリブ(図示せず)によってばね77の付勢力に抗して鋼球78が内部に押し込まれるので、この内部が大気に連通する。
図5、図6、及び図7を参照して枠体80と中空針について説明する。図5は、中空針が差し込まれた枠体を示す断面図である。図6(a)は、中空針の構造を示す説明図であり、(b)は、(a)の部分拡大図である。図7は、中空針が動く(回転する)様子を示す説明図である。
枠体80は、インクカートリッジ70の外壁が突出した突出部70a(液体供給口72を形成している部分)を取り囲むように固定されており、突出部70aの上端部が枠体80に嵌まり込むようになっている。枠体80の内部であって突出部70aの下端部には、液体供給口72を塞ぐゴム栓(ゴム製の栓)82が固定されている。図に示すゴム栓82はキノコ形状であるが、液体供給口72を塞ぐことのできる形状であれば良く、またゴム製には限定されない。
枠体80の内部であってゴム栓82の上方(ゴム栓82よりも外側)には、液体を吸収する板状(円板状または角板状)の液体吸収体84が隣接して配置されている。液体吸収体84の中央部には、中空針90が通り抜ける孔84aが形成されている。この孔84aは円形であって、中空針90が貫通する。後述するように、インクカートリッジ70から中空針90を抜くときに、中空針90やゴム栓82に付着しているインクが液体吸収体84に吸収されて、外部にインクが漏れ出ないようになっている。
枠体80の内部であって液体吸収体84の上方(液体吸収体84よりも外側)には、すり鉢状の案内部材86が隣接して固定されている。この案内部材86は、中空針90を液体吸収体84の孔84aに案内してゴム栓82の一定位置に案内し、このゴム栓82を貫通させるためのものである。すり鉢状の案内部材86は、ゴム栓82に向かうほど狭い開口を有するものであり、この開口を広げながら枠体80の上端(最も外側の端)まで達している。このため、中空針90をゴム栓82に貫通させる際に、中空針90の挿入方向がずれても、中空針90の先端部が案内部材86によってゴム栓82の一定位置に案内されることとなる。なお、案内部材86は、中空針90が刺さらずに、且つ、滑りやすい材質で作製されている。
上記した枠体80はインクカートリッジ70に備えられており、インクカートリッジ70の構成部品である。枠体80に差し込まれる中空針90はラベルプリンタ10の装着部に備えられている。中空針90は針ホルダ92に保持されている。この針ホルダ92は、枠体80の上端部を外側から取り囲む形状であり、その中央部には中空針90が自在に動けるように固定されている。中空針90のうち針ホルダ92に保持されている部分は、ボールジョイント94等の回転部材を介して針ホルダ92に保持されている。中空針90を作製するに当たっては、図6(a)に示すように、ステンレス製又は真鍮製のボールジョイント94にステンレス製の中空針90を圧入し、この中空針90の後端部に、インサート成型によって形成されたチューブ(インク流路)96を差し込む。
中空針90は管状で先端が細くとがった針であり、中空針90はインクカートリッジ70の液体供給口72に接続される(突き通される)ことにより、インクカートリッジ70の内部に収納されているインクを吸い上げることのできる状態となる。上記したチューブ96はサブタンク43K(図1参照)につながっている。なお、チューブ96の途中にはインク送液用の供給機構(ポンプ)が設けられており、この供給機構を駆動させることにより、インクカートリッジ70に収納されたインクが中空針90を通ってサブタンク43Kに供給される。なお、チューブ96は弾性体であり、ゴム管等にも置き換ええることが可能である。
中空針90は、上記したボールジョイント94など回転部材の形状に応じて、その先端の振れ方向が決定される。例えば、回転部材がボールジョイント94の場合は、図7の実線と二点鎖線で示すように、ボールジョイント94を中心として中空針の先端は円を描くように回転する。
図8、図9、及び図10を参照して、中空針90をインクカートリッジ70に差し込む動作を説明する。図8は、インクカートリッジに斜め方向から差し込まれて案内部材に案内されている中空針を模式的に示す説明図である。図9は、案内部材に案内されて正しい位置になった中空針を模式的に示す説明図である。図10は、ゴム栓の一定位置に貫通した中空針を模式的に示す説明図である。
インクカートリッジ70をラベルプリンタ10の装着部に装着した際、操作レバー(図示せず)を操作することにより(または、自動的に)中空針90が針ホルダ92と共にインクカートリッジ70の液体供給口72に向かって差し込まれる。この場合、インクカートリッジ70の装着方向がやや曲がっているときは、例えば図8に示すように、中空針90がインクカートリッジ70に斜め方向から差し込まれる。しかし、中空針90はボールジョイント94によって回転するので、中空針90が案内部材86に案内されて、図9に示すように、案内部材86の内壁面に接触しながら液体吸収体84の孔84aに案内される。この孔84aの真下にはゴム栓82の一定位置があるので、図10に示すように、中空針90はゴム栓82の一定位置に到達してこれを貫通する。
上述したように中空針90の先端部が案内部材86によってゴム栓82の一定位置に案内されて到達するので、常にこの一定位置を貫通する。従って、中空針90をゴム栓82の一定位置に確実に案内して貫通できることとなるので、ゴム栓82に複数の孔が開くこともなく、この孔が拡大することもない。従って、インクカートリッジ70からのインク漏れを防止でき、インクカートリッジ70の密封性及び接続性を確実に維持できる。また、ラベルプリンタ10の装着部にインクカートリッジ70を確実に装着できることとなるので、ラベルプリンタ10の信頼性が向上する。
本発明の一例であるラベルプリンタの概略構成を模式的に示す正面図である。 図1のラベルプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。 液体供給口が形成されたインクカートリッジを模式的に示す断面図である。 液体供給口と液体取入口が形成されたインクカートリッジを模式的に示す断面図である。 中空針が差し込まれた枠体を示す断面図である。 (a)は、中空針の構造を示す説明図であり、(b)は、(a)の部分拡大図である。 中空針が動く(回転する)様子を示す説明図である。 インクカートリッジに斜め方向から差し込まれて案内部材に案内されている中空針を模式的に示す説明図である。 案内部材に案内されて正しい位置になった中空針を模式的に示す説明図である。 ゴム栓の一定位置に貫通した中空針を模式的に示す説明図である。
符号の説明
10 ラベルプリンタ
40K、40C、40M、40Y 記録ヘッド
60、70 インクカートリッジ
62,72 液体供給口
74 液体取入口
82 ゴム栓
84 液体吸収体
86 案内部材
90 中空針
92 針ホルダ

Claims (6)

  1. その内部に収納された液体を外部に供給するための液体供給口が形成された液体収納容器において、
    前記内部から液体を取り出すための中空針がその一定位置に貫通する、前記液体供給口を塞ぐ栓と、
    前記中空針の先端部を前記栓の前記一定位置に案内する案内部材とを備えたことを特徴とする液体収納容器。
  2. 前記案内部材は、前記栓に向かうほど狭い開口を有するすり鉢状のものであることを特徴とする請求項1に記載の液体収納容器。
  3. 前記栓と前記案内部材との間に配置された、液体を吸収する液体吸収体を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体収納容器。
  4. 外部から液体を取り入れる液体取入口を有し、
    前記内部に液体を取り入れるための中空針がその一定位置に貫通する、前記液体取入口を塞ぐ栓と、
    前記中空針の先端部を前記栓の前記一定位置に案内する案内部材とを備えたことを特徴とする請求項1、2、又は3に記載の液体収納容器。
  5. 記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
    前記請求項1から4までのうちのいずれか一項に記載の液体収納容器が装着される装着部を備え、
    前記栓の前記一定位置を貫通する中空針は、前記装着部に備えられたものであり、且つ、その先端部が前記一定位置に到達するように前記案内部材に案内されながら動くものであることを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
  6. 前記中空針を保持する針ホルダを備え、
    前記中空針は、該中空針のうち前記針ホルダに接触している部分が回転することにより動くものであることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット方式画像形成装置。
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