JP2013163375A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体噴射装置において使用する液体収容体の個数を容易に増減させることができ
る液体噴射装置を提供する。
【解決手段】供給されるインクを噴射する液体噴射部と、インクを収容する複数のインク
カートリッジ２１と、インクカートリッジからインクが供給される供給針と、供給針から
液体噴射部へ向けてインクを流動させる流動機構を有するインクの流路が形成された流路
ユニット４０と、を備え、流路ユニットは、複数のインクカートリッジのそれぞれに対応
する個別のユニットで設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体噴射装置に関し、特に液体収容体から液体噴射部への液体の供給技術に
関する。

従来から、媒体の一種としての用紙に対して、例えば液体噴射ヘッドから液体の一種と
してのインクを噴射して文字や図形を含む画像を印刷する液体噴射装置が実用化されてい
る。この種の装置は、インクを収容するインクカートリッジ（液体収容体）を複数備え、
このインクカートリッジに挿入されてインクが供給される供給針（供給部材）を通して、
液体噴射部である液体噴射ヘッドに該インクを供給するインクの流路が備えられている。
そして、このインクの流路によって液体噴射ヘッドへインクが適切に供給され、供給され
たインクが液体噴射ヘッドから用紙に噴射されることで画像が印刷される。

このような液体噴射装置において、例えば写真印刷やドキュメント印刷など用途の異な
る印刷を行う場合、使用するインクの種類（例えば、染料インクや顔料インク、あるいは
粘度や光硬化性が異なるインクなど）や、使用するインクの色数を変更する必要がある。
このため、それぞれの印刷用途に応じて装着されるインクカートリッジの種類や個数に適
したインクの流路が備えられた液体噴射装置が用意されている。例えば、特許文献１には
、光硬化性インクを使用する液体噴射装置において、光硬化性インクの特性に応じて設計
されたインクの流路構成が開示されている。すなわち、このインクの流路は、インクを流
動させるインク供給ポンプを用いて、インクを硬化させるランプ（発熱部）の冷却性能を
保持する構成とされている。

特開２０１０−２４０９０２号公報

特許文献１に開示された液体噴射装置が示すように、インクカートリッジから液体噴射
ヘッドまでのインクの流路は、使用するインクの種類に応じて個別の設計になる。従って
、使用するインクが異なる他の液体噴射装置間で、同じインクの流路を備えることは困難
である。また、液体噴射装置では、例えば使用するインクの色数に応じてインクの流路形
状を最適化しているので、例えば使用する色が１色増えた場合でも新たな流路設計を行う
必要があった。この結果、液体噴射装置において使用するインクカートリッジの個数を増
減させることは容易でなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、液体噴射装置にお
いて使用する液体収容体の個数を容易に増減させることができる液体噴射装置を提供する
ことにある。

上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、供給される液体を噴射する液体
噴射部と、液体を収容する複数の液体収容体と、前記液体収容体から前記液体が供給され
る供給部材と、前記供給部材から前記液体噴射部へ向けて前記液体を流動させる流動機構
を有する前記液体の流路が形成された流路形成部と、を備え、前記流路形成部は、前記複
数の液体収容体のそれぞれに対応する個別のユニットで設けられる。

この構成によれば、一つの液体収容体に対して一つの流路形成部が個別のユニットで形
成されるので、液体噴射装置において使用する液体収容体の個数に応じて流路形成部を増
減させることによって液体収容体から液体噴射部へ液体を供給することができる。従って
、液体噴射装置において使用する液体収容体の個数を容易に増減させることができる。

本発明の液体噴射装置において、前記流動機構は、容積変化ポンプと、前記容積変化ポ
ンプの上流および下流に備えた逆止弁を有する。
この構成によれば、それぞれの流路形成部において、供給部材から液体噴射部へ向けて
液体収容体に収容される液体に応じて最適化された流動機構を構成することができる。

本発明の液体噴射装置において、前記流路形成部が有する前記流動機構のそれぞれに対
応して設けられ、対応する前記流動機構を動作させる機構駆動装置と、駆動力によって前
記機構駆動装置を駆動して前記流動機構を動作させる駆動源と、を備え、前記機構駆動装
置には、隣り合う前記機構駆動装置間で前記駆動源の前記駆動力が伝達される駆動力伝達
部が前記ユニットごとに設けられている。

この構成によれば、一つの駆動源で複数の流動機構を動作させることができる。従って
、液体噴射装置において使用する液体収容体の個数が増加しても駆動源を増やさなくて済
むので装置の大型化を抑制できる。

本発明の液体噴射装置において、前記機構駆動装置は、前記駆動源によって駆動される
被駆動部をそれぞれ有する。
この構成によれば、複数の機構駆動装置のうち任意の一つを駆動源によって駆動するこ
とによって、すべての流動機構を動作させることができる。従って、液体噴射装置におい
て駆動源の配置位置に対する許容範囲が広くなる。

本発明の液体噴射装置において、前記駆動力伝達部は、前記隣り合う機構駆動装置間で
、前記駆動源によって駆動される機構駆動装置を選択して前記駆動力を伝達する機構駆動
装置選択機構を備える。

この構成によれば、液体噴射部へ液体を供給する液体収容体を切り替えることができる
。従って、液体が空になった液体収容体から、液体が満たされた液体収容体へ切り替える
ことで、連続して液体を供給することができる。また、そのように液体噴射部に対する液
体の供給を停止させることなく、空になった液体収容体を取り外して、液体が満たされた
新しい液体収容体に交換することができる。

本発明の液体噴射装置において、前記駆動源は回転することにより前記駆動力を発生し
、前記機構駆動装置選択機構は、前記駆動源の回転方向に応じて、前記駆動力を伝達する
前記機構駆動装置を選択する。

この構成によれば、液体噴射部へ液体を供給する液体収容体を、駆動源の回動方向の切
換えで切り換えるので、液体収容体の切り換えを素早く行える。
本発明の液体噴射装置において、前記機構駆動装置は前記流路形成部と一体で構成され
る。

この構成によれば、流路形成部と機構駆動装置とをユニットとして備えるので、液体噴
射装置において、さらに容易に液体収容体の増減設を行うことができる。

本発明に係る第１実施形態である液体噴射装置の概略構成を示す斜視図。 第１実施形態のカートリッジ保持部の構成を示す斜視図。 カートリッジ保持部に備えられた流路ユニットの構成を示す斜視図。 流路ユニットに形成されたインクの流動機構を示す斜視図。 流路ユニットに備えられた機構駆動装置の構成を示す斜視図。 隣り合う機構駆動装置間で駆動力が伝達される状態に配列された機構駆動装置を一部断面で示す斜視図。 液体噴射部の概略構成を示す模式図。 液体噴射部に設けられた貯留室の構成を模式的に示す一部省略した断面図。 貯留室の形状を示す斜視図。 第２実施形態で、流路ユニットに備えられた機構駆動装置の構成を示す斜視図。 第２実施形態で、隣り合う機構駆動装置間で駆動力が伝達される状態に配列された機構駆動装置を、回転軸の軸線方向で切断した部分断面図。 斜歯歯車を回転軸と交差する方向で切断した図で、隣り合う機構駆動装置間で駆動される一方の機構駆動装置を選択する機構駆動装置選択機構を示す斜視図。 斜歯歯車を回転軸と交差する方向で切断した図で、隣り合う機構駆動装置間で駆動される他方の機構駆動装置を選択する機構駆動装置選択機構を示す斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態として、液体を噴射する液体噴射ヘッドを有する
液体噴射部から、噴射対象物に液体を噴射して文字や図形を含む画像等を噴射対象物に形
成する第１実施形態の液体噴射装置、および第２実施形態の液体噴射装置について、図を
参照して説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置１１は、供給される液体の一例としての
インクを噴射する液体噴射ヘッド８１を有する液体噴射部８０と、インクが収容されたイ
ンクカートリッジ２１を保持するカートリッジ保持部２０と、を備える。

カートリッジ保持部２０は、液体収容体としてのインクカートリッジ２１が複数挿入さ
れて保持される保持部本体３０と、この保持部本体３０において、インクカートリッジ２
１が挿入される側とは反対側に、流路ユニット４０（図２参照）と機構駆動装置５０とが
取り付けられている。インクカートリッジ２１に収容されたインクは、モーター２５を駆
動源とする機構駆動装置５０の動作によって、流路ユニット４０からインク供給チューブ
７１に供給され、さらに図示しないチューブなどの接続部材によって、図中矢印で示すよ
うにカートリッジ保持部２０側から液体噴射部８０側へ供給される。

液体噴射部８０は、供給されたインクが流入する流入管８４が設けられたインク供給流
路部材８３と、液体噴射ヘッド８１と、これらを固定した固定枠８２とを備えている。液
体噴射部８０には、流入管８４からインク供給流路部材８３を経由して液体噴射ヘッド８
１に至るインクの流路が形成され、流入管８４から供給されるインクはこのインクの流路
を通して液体噴射ヘッド８１に供給される。そして供給されたインクが液体噴射ヘッド８
１から用紙Ｐに向けて噴射されることで、用紙Ｐに画像等が形成される。

なお、液体噴射装置１１は、液体噴射部８０（固定枠８２）を、図示しないキャリッジ
などに取り付けて用紙Ｐの幅方向（主走査方向）Ｘへ往復移動させる移動機構や、用紙Ｐ
を、同じく図示しない搬送ローラーなどによって用紙Ｐの幅方向と交差する搬送方向（副
走査方向）Ｙへ移動（間欠移動）させる移動機構を備えている。そして、液体噴射装置１
１は、これらの移動機構を含め、カートリッジ保持部２０および液体噴射部８０を、図示
しない装置の筐体内に備える。

次に、カートリッジ保持部２０について図２を参照して詳しく説明する。なお、図２で
は、インクカートリッジ２１は保持部本体３０から抜取られることで取り外された状態で
図示され、流路ユニット４０は、保持部本体３０から取り外された状態で図示されている
。

図２に示すように、カートリッジ保持部２０は、複数（ここでは４つ）のインクカート
リッジ２１が挿入される保持部本体３０と、この保持部本体３０においてインクカートリ
ッジ２１の挿入側とは反対側に取り付けられる複数（４つ）の流路ユニット４０とを備え
ている。保持部本体３０は、インクカートリッジ２１が挿入される際の挿入を案内する本
体底部材３２と、この本体底部材３２に組みつけられ、インクカートリッジ２１の挿入側
端部が開口する略箱形状を呈する複数の本体構成部材３１とから構成される。この保持部
本体３０において、インクカートリッジ２１の挿入方向奥側端部には、インクカートリッ
ジ２１側から液体噴射部８０側へ流れるインクの流路が形成された流路形成部としての流
路ユニット４０が取り付けられる。

流路ユニット４０は、保持部本体３０に挿入されたインクカートリッジ２１の各々に対
して個別のユニットとして保持部本体３０に備えられている。本実施形態では、保持部本
体３０には、それぞれ異なる種類（例えば色相や濃度など）のインクが収容された４つの
インクカートリッジ２１（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、クロの各色インクを収
容したインクカートリッジ２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙ，２１Ｋ）が保持される。そして、保
持されるこれらのインクカートリッジ２１のそれぞれに対応して４つの流路ユニット４０
（４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋ）が備えられる。

各流路ユニット４０には、液体噴射部８０へ供給するべくインクを流動させる流動機構
ＦＭ（図４参照）が設けられ、この流動機構ＦＭを駆動する機構駆動装置５０が、それぞ
れの流路ユニット４０に対して取り付けられている。これらの機構駆動装置５０は、互い
に同じ構成を有し、４個の機構駆動装置５０のいずれか１つに、回動によって駆動力を発
生する駆動源としてのモーター２５が取り付けられる。そして、それぞれの流路ユニット
４０（４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋ）には、それらを介してインクを液体噴射部８０
側に供給するインク供給チューブ７１（７１Ｃ，７１Ｍ，７１Ｙ，７１Ｋ）が接続される
。

また、ここでは詳細な説明を省略するが、各流路ユニット４０には、保持部本体３０に
インクカートリッジ２１が挿入されて保持されたときに、挿入されたインクカートリッジ
２１に係る情報信号を、インクカートリッジ２１の一部に備えられた電気接続部２２との
間で通信する通信部４２を備えている。

次に流路ユニット４０について図３を参照して詳しく説明する。なお、ここでの説明を
容易にするため、図３では、４つの流路ユニット４０のうち、モーター２５が取り付けら
れた流路ユニット４０（４０Ｋ）と、これと隣り合う流路ユニット４０（４０Ｙ）の２つ
のみ図示している。もとより、図示しない他の２つの流路ユニット４０（４０Ｃ，４０Ｍ
）は、モーター２５が取り付けられていない流路ユニット４０（４０Ｙ）と同じ構成を有
する。なお、以降の説明において、４つの流路ユニット４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋ
を区別しない場合は、単に流路ユニット４０と記す。

流路ユニット４０は、図３に示すように、挿入されるインクカートリッジ２１に対向す
る位置に、インクカートリッジ２１に接続されてインクが供給される供給部材としての供
給針４３と、この供給針４３から供給されたインクが流出するインク流出部４９とが、設
けられている。インク流出部４９には、インクを液体噴射部８０側に供給するインク供給
チューブ７１が接続される。

また、流路ユニット４０には、供給針４３からインク流出部４９に至るインク流路が形
成された流路形成体４１が設けられ、この流路形成体４１において、供給針４３側からイ
ンク流出部４９側へ向けてインクを流動させる流動機構ＦＭが設けられている。そして、
本実施形態では、流路形成体４１は、流動機構ＦＭを駆動する機構駆動装置５０の筐体を
構成する機構駆動装置枠体５１に取り付けられ、流路ユニット４０と機構駆動装置５０と
が一体化されている。

機構駆動装置５０は、保持部本体３０に保持されるインクカートリッジ２１の位置に応
じて流路ユニット４０が隣り合って配設されたとき、流路ユニット４０と同様に互いに隣
り合うように配設される。そして、隣り合う機構駆動装置５０間でモーター２５の駆動力
が伝達されて動作し、それぞれの流路ユニット４０に設けられた流動機構ＦＭを駆動する
。

ここで、流動機構ＦＭおよび機構駆動装置５０について、図４を参照して説明する。な
お、図４では、モーター２５が取り付けられていない１つの流路ユニット４０を図示して
いる。もとより、モーター２５が取り付けられる機構駆動装置５０は、モーター２５の回
転を斜歯歯車５７まで伝達する伝達機構以外は、モーター２５が取り付けられない他の機
構駆動装置５０と同じ構成を有している。

インクの流動機構ＦＭは、図４に示すように、流路形成体４１において供給針４３から
インク流出部４９に至るインク流路の途中において順に形成された第１逆止弁４４とダイ
アフラム４５と第２逆止弁４６とによって構成されている。すなわち、ダイアフラム４５
が変位動作することでインク流路内が減圧および加圧され、第１逆止弁４４および第２逆
止弁４６によって一方向すなわち供給針４３側からインク流出部４９側へインクを流動さ
せる。もとより、供給針４３からインク流出部４９に至るインク流路は、インクカートリ
ッジ２１に収容されるインクに応じて最適化されている。また、流動機構ＦＭ（第１逆止
弁４４、ダイアフラム４５、第２逆止弁４６）も必要に応じて、それぞれ最適化された形
状を有する。

流路ユニット４０と一体化された機構駆動装置５０には、一端に開口形状が六角形の凹
部５２と、他端にこの凹部５２に嵌合可能な略六角柱形状を有する凸部５３と、が形成さ
れた回転軸５４が、機構駆動装置枠体５１に回動自在に備えられる。この回転軸５４には
、回転軸５４の軸線方向の略中央に偏心カム５５が設けられ、機構駆動装置５０には、こ
の偏心カム５５と当接し、偏心カム５５の回転に応じて軸線方向と交差する方向に往復移
動するアクチュエーター５６が備えられる。アクチュエーター５６は、偏心カム５５との
当接側とは反対側がダイアフラム４５に当接している。従って、回転軸５４の回転によっ
てアクチュエーター５６が往復移動することでダイアフラム４５が変位動作され、流動機
構ＦＭが駆動される。なお、ダイアフラム４５は容積変化ポンプとして機能している。

また、回転軸５４には、機構駆動装置５０にモーター２５が取り付けられた際に、その
回転が伝達されて回転駆動される被駆動部としての斜歯歯車５７が設けられている。さら
に、回転軸５４には、略半円形のホイール５８が設けられ、機構駆動装置５０に設けられ
た検出部がホイール５８の回転を検出することによって回転軸５４の回転状態を検出する
。

本実施形態では、４つの機構駆動装置５０を、カートリッジ保持部２０に保持されたイ
ンクカートリッジ２１の並び方向に沿って互いに隣り合うように配設することで、互いの
回転軸５４同士が連結され、回転駆動の伝達が可能になる。そして、互いの回転軸５４が
連結された状態で、一つの機構駆動装置５０（本実施形態では一方の端に配列された機構
駆動装置５０）にモーター２５を取り付け、この一つのモーター２５によって４つの流路
ユニット４０に設けられた流動機構が全て動作可能になる。

すなわち、図５に示すように、モーター２５が取り付けられた機構駆動装置５０には、
回転軸５４に設けられた斜歯歯車５７と噛み合うねじ歯車２７が取り付けられる。このね
じ歯車２７は、同じく機構駆動装置５０に取り付けられたベルト２６によってモーター２
５の回転が伝達されて回転する。従って、モーター２５の回転をベルト２６によって伝達
してねじ歯車２７を回転させる伝達機構が、モーター２５が取り付けられた機構駆動装置
５０に組み付けられる。この伝達機構によって、モーター２５の回転が伝達されてねじ歯
車２７が回転し、ねじ歯車２７と噛み合う斜歯歯車５７が回転する。

このモーター２５が取り付けられた機構駆動装置５０に対して、他の１つの機構駆動装
置５０（図中二点鎖線）を、白抜き矢印で示すように回転軸５４の軸線方向へ移動させる
。このとき、移動させる機構駆動装置５０の回転軸５４に設けられた凸部５３を、モータ
ー２５が取り付けられた機構駆動装置５０の回転軸５４に設けられた凹部５２（図４参照
）に挿入させつつ隣り合うように配設する。これによって、図中実線で示すように、互い
の回転軸５４が一緒に回転する連結状態となる。この結果、回転軸５４に設けられた斜歯
歯車５７と凹部５２および凸部５３とが、モーター２５の駆動力を伝達する駆動力伝達部
として機能する。

同様に、残りの２つの流路ユニット４０Ｃ，４０Ｍについても、一体化された機構駆動
装置５０を、それぞれ互いに隣り合うように配設することによって４つの機構駆動装置５
０が連結された状態になる。なお、連結された４つの機構駆動装置５０は、ねじ５９など
によって保持部本体３０の本体底部材３２に固定され、図１に示したようにカートリッジ
保持部２０に備えられる。もとより、この機構駆動装置５０が本体底部材３２に固定され
ることで、機構駆動装置５０と一体化された流路ユニット４０は、保持部本体３０におい
てインクカートリッジ２１と対向する位置に配設される。

互いに隣り合って固定された４つの機構駆動装置５０は、図６に示すように、隣り合う
機構駆動装置５０間で凹部５２と凸部５３とがほぼ隙間のない嵌合状態で連結され、４つ
の回転軸５４がモーター２５の回転に伴って、ほぼ同時に回転可能とされる。従って、各
流路ユニット４０において、供給針４３へ供給された各インクは、各偏心カム５５の回転
に伴って変位動作するアクチュエーター５６によって、流動機構ＦＭが駆動され、各イン
クをインク流出部４９から液体噴射部８０へ供給可能とされる。

次に、各インクが供給される液体噴射部８０の構成について、図７〜図９を参照して説
明する。なお、図７〜図９においては、供給される１つのインクについての構成のみ図示
しているが、もとより他のインクについても同様な構成を有している。

図７に示すように、本実施形態の液体噴射部８０は、キャリッジなどに固定される固定
枠８２に取り付けられたインク供給流路部材８３と液体噴射ヘッド８１とを備えている。
インク供給流路部材８３には、反重力方向側となる上面に、供給されるインクが流入する
流入管８４が設けられるとともに、上面側をシールするシール板８５が取り付けられ、そ
の反対側の下面に流路保護板８６が取り付けられている。また、インク供給流路部材８３
には、その内部において、供給されるインクを貯留する貯留室９０が設けられるとともに
、図中二点鎖線の矢印で示すように、貯留室９０から分岐して液体噴射ヘッド８１に向か
う分岐流路８７が複数（ここでは２つ）形成されている。

形成された２つの分岐流路８７は、インク供給流路部材８３の下面に形成された接続管
８８を介して、液体噴射ヘッドにおいて互いに独立して形成され、その流路端にノズルが
形成された２つの独立流路８９に、インクをそれぞれ供給する。換言すれば、２つの独立
流路８９は、貯留室９０において合流する。

そこで、本実施形態では、例えば２つの独立流路８９のうち一方の流路端のノズルから
インクが吸引される場合など、２つの独立流路８９間において、それぞれのインクの流動
が異なる場合、インクの流動が互いに影響されない構成とされている。すなわち、図８に
示すように、本実施形態の貯留室９０は、インク供給流路部材８３において流入管８４が
設けられた側とは反対の下面側から略円柱形状で上方へ窪んだ空間領域で形成され、イン
ク供給流路部材８３の下面側に可撓性を有するフィルム部材９１が貼付された閉空間とさ
れている。そしてこの閉空間とされた貯留室９０の内部上面側には、供給されるインクが
流入管８４を介して流入するインク流入口９２と、インクが流出する２つのインク流出口
９３が形成されている。

２つのインク流出口９３は、２つの分岐流路８７のそれぞれと連通室９４を介して連通
するとともに、インク流出口９３と連通室９４との間に、逆止弁９５がそれぞれ設けられ
ている。逆止弁９５は、連通室９４内に設けられ、貯留室９０側から連通室９４側へイン
クが流れる正流の場合は、図中二点鎖線で示すように変位してインク流出口９３を開放し
、連通室９４側から貯留室９０側へインクが流れる逆流の場合は、図中実線で示すように
変位してインク流出口９３を閉塞する。

なお、本実施形態の貯留室９０は、下面が可撓性のフィルム部材９１で構成されており
、貯留室９０外の付勢部材が可撓性フィルムを付勢し、貯留室９０に対する加圧力を発生
させる。また、貯留室９０内では、貯留室９０の上面において下方へ部分的に突出して設
けられた突出部位９６が規制部として機能し、その上方への変位を規制する。

ちなみに本実施形態では、突出部位９６は図９に示すように形成されている。すなわち
、円柱形状の空間領域で形成された貯留室９０内において、その外周円の中心を同心とす
る３本の環状のリブが互いに所定の間隔をあけて形成されたのち、互いに交差する２方向
に所定幅でカットされたそれぞれ４個の円弧状のリブ９７ａ，９７ｂ，９７ｃで形成され
ている。なお、インク流入口９２と２つのインク流出口９３は、例えば最も外側の円弧状
のリブ９７ａよりも外側の位置など、貯留室９０内においてインクがインク流入口９２か
らインク流出口９３に向かって円滑に流れ易い位置に設けられる。

次に、本実施形態における作用について説明する。
図５および図６に示すように連結状態となった４つの流路ユニット４０のうち、１つの
流路ユニット４０に取り付けられた機構駆動装置５０にモーター２５、ベルト２６および
ねじ歯車２７を組み付け、モーター２５の回転によって斜歯歯車５７を回転駆動させて回
転軸５４を回転させる。すると、各機構駆動装置５０間において凹部５２と凸部５３とが
ほぼ隙間のない状態で連結される４つの回転軸５４がモーター２５の回転に伴って、ほぼ
同時に回転する。この結果、回転軸５４に設けられた各偏心カム５５が回転し、この各偏
心カム５５の回転に伴って各アクチュエーター５６が往復移動する。この各アクチュエー
ター５６の往復移動に伴って各流路ユニット４０に設けられたダイアフラム４５が変位動
作することによって流動機構ＦＭが駆動され、各流路ユニット４０において、インクカー
トリッジ２１から供給針４３へ供給された各インクが、インク流出部４９からインク供給
チューブ７１へ送り出されて液体噴射部８０へそれぞれ供給される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）一つのインクカートリッジ２１に対して一つの流路ユニット４０が個別のユニッ
トで形成されるので、液体噴射装置１１において使用するインクカートリッジ２１の個数
に応じて流路ユニット４０を増減させることができる。これによって使用するインクカー
トリッジ２１から液体噴射部８０へインクを供給することができる。従って、液体噴射装
置１１において使用するインクカートリッジ２１の個数を容易に増減することができる。
また、インクの流路を流路ユニット４０ごとに別々に交換できるので、インクカートリッ
ジ２１に収容されたインクに適した流路が形成された流路ユニット４０へ容易に変更可能
である。

（２）それぞれの流路ユニット４０において、供給針４３から液体噴射部８０へ向けて
インクカートリッジ２１に収容されるインクに応じて最適化された流動機構ＦＭを構成す
ることができる。

（３）一つのモーター２５で複数の流動機構ＦＭを動作させることができる。従って、
液体噴射装置１１において使用するインクカートリッジ２１の個数が増加してもモーター
２５を増やさなくて済むので装置の大型化を抑制できる。

（４）複数の機構駆動装置５０のうち任意の一つをモーター２５によって駆動すること
によって、すべての流動機構ＦＭを動作させることができる。従って、液体噴射装置１１
においてモーター２５の配置位置に対する許容範囲が広くなる。

（５）流路ユニット４０と機構駆動装置５０とを一体化されたユニットとして備えるの
で、液体噴射装置１１において、さらに容易にインクカートリッジ２１の増減設を行うこ
とができる。

（第２実施形態）
次に第２実施形態を説明する。
上記第１実施形態では、４つの機構駆動装置５０における回転軸５４が、モーター２５
の回転に伴って同時に回転する構成であったが、本実施形態は、隣り合う機構駆動装置５
０間で、モーター２５によって駆動される機構駆動装置５０がいずれかに選択される構成
である。すなわち、隣り合う機構駆動装置５０間においていずれか一方のみがモーター２
５によって駆動される形態である。

本実施形態について、図１０〜図１３を参照して説明する。なお、本実施形態において
、上記第１実施形態と同じ構成要素については同符号を付し、それらについての説明は省
略する。

図１０に示すように、本実施形態の機構駆動装置５０は、一方にモーター２５が取り付
けられ隣り合う２つの機構駆動装置５０において、２つの機構駆動装置５０間に設けられ
るモーター２５の駆動力を伝達する駆動力伝達部に、モーター２５の回転駆動力を伝達す
る回転軸５４を選択する機構駆動装置選択機構が備えられる。すなわち、モーター２５が
取り付けられた機構駆動装置５０に、上記第１実施形態と同様に、ベルト２６とねじ歯車
２７が組みつけられ、ねじ歯車２７と噛み合って回転する斜歯歯車５７が備えられる。そ
して、本実施形態では、モーター２５の回転方向に応じてモーター２５の回転駆動力を伝
達する回転軸５４を、隣り合う２つの機構駆動装置５０間において選択する機構駆動装置
選択機構としてのクラッチ機構６０が、その軸部分５７ｃを含む斜歯歯車５７に備えられ
る。

クラッチ機構６０は、図１１に示すように、ねじ歯車２７で回転される斜歯歯車５７の
軸部分５７ｃを含む内部において回転軸方向に互いにずれて配置された遊星歯車６１，６
２（図１２，１３参照）と、回転軸６３，６４と、によって構成されている。すなわち、
斜歯歯車５７には、この斜歯歯車５７の回転軸の軸線方向の両側に略円柱状の凹部空間が
設けられ、この凹部空間に、回転軸６３，６４の互いに対向するそれぞれの一方の軸端部
６３ａ，６４ａが、斜歯歯車５７の回転軸の軸線を中心に回動可能に挿入される。すなわ
ち、モーター２５が取り付けられた機構駆動装置５０側に備えられる回転軸５４は、偏心
カム５５（５５Ａ）が形成された一方の回転軸６３と、隣接する機構駆動装置５０側の回
転軸５４の一端に設けられた凹部５４ｂへ挿入されて回転を伝達する凸部６４ｂが形成さ
れた他方の回転軸６４と、の二体で構成される。

また、回転軸６３，６４のそれぞれの軸端部６３ａ，６４ａには、複数（ここでは３つ
）の遊星歯車６１，６２がそれぞれ挿入される挿入空間ＳＰ１，ＳＰ２が略半円柱状に切
り欠かれて設けられている。この挿入空間ＳＰ１，ＳＰ２に、斜歯歯車５７の凹部空間に
おいて円柱側壁面に形成された内歯車と常時噛み合う状態で、各遊星歯車６１，６２がそ
れぞれ挿入される。さらに、回転軸６３，６４のそれぞれの軸端部６３ａ，６４ａには、
各挿入空間ＳＰ１，ＳＰ２内において、軸端部６３ａ，６４ａ間で互いに反対方向に突出
する突出部位６３Ｈ（図１２、図１３参照）が設けられている。本実施形態では、突出部
位６３Ｈは、遊星歯車６１，６２に設けられた歯間に入り込んで係合する爪形状で形成さ
れている。

次に、本実施形態での作用について、クラッチ機構６０の動作を含めて図１２および図
１３を参照して説明する。
本実施形態のクラッチ機構６０は、ねじ歯車２７によって回転される斜歯歯車５７の回
転方向に応じて、すなわちモーター２５の回転方向に応じて、回転を伝達する回転軸５４
を切り換える。具体的には、モーター２５が取り付けられた機構駆動装置５０の回転軸５
４（６３）に設けられたホイール５８に形成された三角形状の部位５８ａ（図１０参照）
が示す方向への回転（これを「正回転」とする）であれば、機構駆動装置５０における偏
心カム５５（５５Ａ）を回転させる。一方、ねじ歯車２７によって回転される斜歯歯車５
７の回転方向が、モーター２５が取り付けられていない機構駆動装置５０の回転軸５４に
設けられたホイール５８に形成された三角形状の部位５８ｂ（図１０参照）が示す方向へ
の回転（これを「逆回転」とする）であれば、機構駆動装置５０における偏心カム５５（
５５Ｂ）を回転させる。

まず、図１２に示すように、ねじ歯車２７の回転によって斜歯歯車５７が図中矢印で示
すように正回転すると、同じく正回転する斜歯歯車５７内に設けられた内歯車５７ａの回
転に伴って、これに噛み合う遊星歯車６１が回転する。すると、遊星歯車６１は、回転軸
５４の軸端部６３ａに形成された突出部位６３Ｈの方向に向かって回転（自転）しながら
、図中矢印で示すように内歯車５７ａに沿って公転を開始する。この公転によって、遊星
歯車６１は突出部位６３Ｈに近づいて突出部位６３Ｈと噛み合う状態になり、その回転が
拘束される。この結果、斜歯歯車５７の回転（正回転）は、拘束された遊星歯車６１を介
して回転軸６３の軸端部６３ａに伝達される状態となり、回転軸６３は、斜歯歯車５７と
一体で回転する。

逆に、図１２において、ねじ歯車２７の回転によって斜歯歯車５７が逆回転すると、同
じく逆回転する斜歯歯車５７内の内歯車５７ａの回転に伴って、遊星歯車６１が図中矢印
と反対方向に回転する。すると、遊星歯車６１は、回転軸５４の軸端部６３ａに形成され
た突出部位６３Ｈから離れる方向に向かって回転（自転）しながら内歯車５７ａに沿って
公転を開始する。この公転によって、遊星歯車６１は、挿入空間ＳＰ１において軸端部６
３ａと当接するが、当接後は軸端部６３ａとの間で滑りつつ挿入空間ＳＰ１において公転
することなく回転（自転）を継続する。この結果、斜歯歯車５７が逆回転しても、遊星歯
車６１は突出部位６３Ｈとは噛み合わない状態で挿入空間ＳＰ１内にて回転（自転）する
状態となり、斜歯歯車５７の回転（逆回転）は回転軸５４に伝達されない。

次に、図１３に示すように、ねじ歯車２７の回転によって斜歯歯車５７が図中矢印で示
すように逆回転すると、同じく逆回転する斜歯歯車５７内に設けられた内歯車５７ａの回
転に伴って、これに噛み合う遊星歯車６２が回転する。すると、遊星歯車６２は、回転軸
６４の軸端部６４ａに形成された突出部位６３Ｈの方向に向かって回転（自転）しながら
、図中矢印で示すように内歯車５７ａに沿って公転を開始する。すると、この公転によっ
て、遊星歯車６２は突出部位６３Ｈに近づいて突出部位６３Ｈと噛み合う状態になり、そ
の回転が拘束される。この結果、斜歯歯車５７の回転（逆回転）は、拘束された遊星歯車
６２を介して回転軸６４の軸端部６４ａに伝達される状態となり、回転軸６４は、斜歯歯
車５７と一体で回転する。

逆に、図１３において、ねじ歯車２７の回転によって斜歯歯車５７が正回転すると、同
じく正回転する斜歯歯車５７内の内歯車５７ａの回転に伴って、遊星歯車６２が図中矢印
と反対方向に回転する。すると、遊星歯車６２は、回転軸６４の軸端部６４ａに形成され
た突出部位６３Ｈから離れる方向に向かって回転（自転）しながら内歯車５７ａに沿って
公転を開始する。この公転によって、遊星歯車６２は、挿入空間ＳＰ２において軸端部６
４ａと当接するが、当接後は公転することなく軸端部６４ａとの間で滑りつつ挿入空間Ｓ
Ｐ２において回転（自転）を継続する。この結果、斜歯歯車５７が回転（正回転）しても
、遊星歯車６２は突出部位６３Ｈとは噛み合わない状態で挿入空間ＳＰ１内にて回転（自
転）する状態となり、斜歯歯車５７の回転（正回転）は回転軸６４に伝達されない。

従って、本実施形態では、斜歯歯車５７が正回転する場合は、一方の回転軸６３を回転
させて偏心カム５５（５５Ａ）を回転させ、モーター２５が取り付けられた機構駆動装置
５０によって、この機構駆動装置５０が取り付けられた流路ユニット４０における流動機
構ＦＭを動作させる。一方、斜歯歯車５７が逆回転する場合は、回転軸６４を回転させる
ことによって駆動伝達部である凸部６４ｂを回転させ、これに嵌合する凹部５４ｂが設け
られた隣の機構駆動装置５０の回転軸５４を回転させる。この結果、隣の機構駆動装置５
０において回転軸５４に設けられた偏心カム５５（５５Ｂ）が回転し、隣の流路ユニット
４０における流動機構ＦＭを動作させる。

なお、本実施形態では、隣り合う２つの機構駆動装置５０間でのみ駆動力が伝達される
構成とされている。従って、駆動力伝達部つまり凸部６４ｂと凹部５４ｂは、隣り合う２
つの機構駆動装置５０間においてのみ形成される。

また、本実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、隣り合う機構駆動装置５０のイ
ンク流出部４９からそれぞれのインク供給チューブ７１へ供給されるインクは、液体噴射
部８０に至る間で合流して供給される構成とされる。

本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果（１）〜（３），（５）に加えて次の効
果を奏する。
（６）隣り合うインクカートリッジ２１から液体噴射部８０へ供給するインクを切り替
えることができる。隣り合うインクカートリッジ２１が同じ種類のインクの場合、インク
が空になったインクカートリッジ２１から、インクが満たされたインクカートリッジへ切
り替えることで、連続してインクを供給することができる。また、そのように液体噴射部
８０に対するインクの供給を停止させることなく、空になったインクカートリッジ２１を
取り外して、インクが満たされた新しいインクカートリッジ２１に交換することができる
。隣り合うインクカートリッジ２１が異なる種類のインクの場合、最適なインクを選択し
て供給することができる。例えば、文字用の色インクと写真用の色インクを切り替えたり
、色インクと洗浄液を切り替えるなどがある。

（７）モーター２５の回転方向に応じて、駆動力を伝達する機構駆動装置５０を選択す
るので、液体噴射部８０へインクを供給するインクカートリッジ２１を、モーター２５の
回動方向の切換えで切り換えるので、インクカートリッジ２１の切り換えを素早く行える
。

（変形例）
なお、上記第１および第２実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第２実施形態において、クラッチ機構６０は、必ずしもモーター２５の回転方向
に応じて、駆動力を伝達する機構駆動装置５０を選択しなくてもよい。例えば一方向への
み回転可能なモーター２５と、回転軸６３，６４との間に、変位動作によってこれらの双
方と噛み合う伝達歯車をそれぞれ設け、いずれか一方の伝達歯車を変位させることで、モ
ーター２５および回転軸５４、あるいはモーター２５と回転軸５４のいずれかと噛み合わ
せる構成であってもよい。

・上記第２実施形態において、駆動力伝達部は、隣り合う機構駆動装置５０間で、必ず
しもモーター２５によって駆動される機構駆動装置５０を選択して駆動力を伝達するクラ
ッチ機構６０を備えなくてもよい。例えば、常に全ての機構駆動装置５０をモーター２５
によって駆動する構成であれば、クラッチ機構６０は不要である。なお、この場合でも一
つのインクカートリッジ２１に対して一つの流路ユニット４０が個別のユニットで形成さ
れるので、液体噴射装置１１において使用するインクカートリッジ２１の個数に応じて流
路ユニット４０を増減させることができる。

・上記第１実施形態および第２実施形態において、機構駆動装置５０は必ずしも流路ユ
ニット４０と一体で構成されなくてもよい。例えば、流路ユニット４０と機構駆動装置５
０とは別体で設けられ、保持部本体３０に組み付けられる際に、流路ユニット４０のダイ
アフラム４５と機構駆動装置５０のアクチュエーター５６が接続され、ダイアフラム４５
がアクチュエーター５６によって動作するように構成されてもよい。

・上記第１実施形態において、機構駆動装置５０は、必ずしもそれぞれがモーター２５
によって駆動される斜歯歯車５７を有さなくてもよい。機構駆動装置５０においてモータ
ー２５が取り付けられる機構駆動装置５０が予め定まっている場合は、その定まっている
機構駆動装置５０のみに斜歯歯車５７が設けられればよい。

・上記第１実施形態および第２実施形態において、機構駆動装置５０は、必ずしもベル
ト２６、ねじ歯車２７、斜歯歯車５７を有さなくてもよい。すべてを平歯車としてもよい
し、他の歯車や駆動伝達機構を用いてもよい。

・上記第１実施形態および第２実施形態において、機構駆動装置５０にモーター２５が
取り付けられなくてもよい。モーター２５の駆動力が回転軸５４に伝達できれば、機構駆
動装置５０の側方で、カートリッジ保持部２０に固定されていてもよい。

・上記第１実施形態において、機構駆動装置５０には、隣り合う機構駆動装置５０間で
、必ずしもモーター２５の駆動力が伝達される駆動力伝達部が設けられなくてもよい。例
えば、上記実施形態において、モーター２５が４つの機構駆動装置５０に全て取り付けら
れる場合は、駆動力伝達部は不要である。なお、この場合でも一つのインクカートリッジ
２１に対して一つの流路ユニット４０が個別のユニットで形成されるので、液体噴射装置
１１において使用するインクカートリッジ２１の個数に応じて流路ユニット４０を増減さ
せることができる。

・上記第１実施形態において、機構駆動装置５０を上記第２実施形態の機構駆動装置５
０と組み合わせた流路ユニット４０によって構成してもよい。例えば、上記第１実施形態
において、流路ユニット４０Ｍの機構駆動装置５０にモーター２５およびベルト２６とね
じ歯車２７を取り付けて駆動し、流路ユニット４０Ｍおよび流路ユニット４０Ｃの各機構
駆動装置５０との間を上記第１実施形態とは異なる上記第２実施形態の構成とする。そし
て、流路ユニット４０Ｍと流路ユニット４０Ｙ、および流路ユニット４０Ｋの各機構駆動
装置５０を上記第１実施形態の構成としてもよい。なお、この場合は、上記第１実施形態
において、流路ユニット４０Ｃと流路ユニット４０Ｍは同じインクを液体噴射部８０へ供
給するとともに、インク供給チューブ７１Ｃとインク供給チューブ７１Ｍは、途中で合流
してインクを液体噴射部８０に供給する構成とすることが好ましい。

・上記第１および第２実施形態において、媒体は用紙Ｐに限るものでなく、金属板、樹
脂板、布などを材料とする板状部材であってもよい。すなわち、搬送可能であって、液体
噴射部８０が噴射するインクによって印刷可能な部材であれば、媒体として採用できる。

・上記第１および第２実施形態において、液体噴射部８０は、キャリッジに伴って液体
噴射ヘッド８１が往復移動するシリアル式のプリンターに限らず、液体噴射ヘッド８１を
固定したままでも用紙最大幅範囲の印字が可能なラインヘッド式のプリンターであっても
よい。

・上記第１および第２実施形態では、液体噴射装置１１を、インクを噴射する液体噴射
ヘッド８１を備えた形態として具体化したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出し
たりする液体噴射装置として具体化してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッ
ド等を備える各種の液体噴射装置を流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置
から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。
また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であれば
よい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液
状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融
液）のような流状体、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの
固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また
、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる
。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメ
ルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、
例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディ
スプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は
溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置がある。あるいは、バイオチップ製造に
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用いられ試料となる
液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。さ
らに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通
信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹
脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸
又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これ
らのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。

１１…液体噴射装置、２５…駆動源としてのモーター、４０…流路形成部としての流路
ユニット、４３…供給部材としての供給針、５０…機構駆動装置、５２…駆動力伝達部と
しての凹部、５３…駆動力伝達部としての凸部、５７…駆動力伝達部としての斜歯歯車、
６０…機構駆動装置選択機構としてのクラッチ機構、８０…液体噴射部、９５…逆止弁、
ＦＭ…流動機構。

Claims (7)

1. 供給される液体を噴射する液体噴射部と、
   液体を収容する複数の液体収容体と、
   前記液体収容体から前記液体が供給される供給部材と、
   前記供給部材から前記液体噴射部へ向けて前記液体を流動させる流動機構を有する前記
   液体の流路が形成された流路形成部と、
   を備え、
   前記流路形成部は、前記複数の液体収容体のそれぞれに対応する個別のユニットで設け
   られる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、
   前記流動機構は、容積変化ポンプと、前記容積変化ポンプの上流および下流に備えた逆
   止弁を有することを特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項１または２に記載の液体噴射装置において、
   前記流路形成部が有する前記流動機構のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記流
   動機構を動作させる機構駆動装置と、
   駆動力によって前記機構駆動装置を駆動して前記流動機構を動作させる駆動源と、
   を備え、
   前記機構駆動装置には、隣り合う前記機構駆動装置間で前記駆動源の前記駆動力が伝達
   される駆動力伝達部が前記ユニットごとに設けられていることを特徴とする液体噴射装置
   。
4. 請求項３に記載の液体噴射装置において、
   前記機構駆動装置は、前記駆動源によって駆動される被駆動部をそれぞれ有することを
   特徴とする液体噴射装置。
5. 請求項３または４に記載の液体噴射装置において、
   前記駆動力伝達部は、前記隣り合う機構駆動装置間で、前記駆動源によって駆動される
   機構駆動装置を選択して前記駆動力を伝達する機構駆動装置選択機構を備えることを特徴
   とする液体噴射装置。
6. 請求項５に記載の液体噴射装置において、
   前記駆動源は回転することにより前記駆動力を発生し、
   前記機構駆動装置選択機構は、前記駆動源の回転方向に応じて、前記駆動力を伝達する
   前記機構駆動装置を選択することを特徴とする液体噴射装置。
7. 請求項３ないし６のいずれか一項に記載の液体噴射装置において、
   前記機構駆動装置は前記流路形成部と一体で構成されることを特徴とする液体噴射装置
   。