JP2017094595A - 液体供給装置及び液体噴射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】液体収容体の接続口におけるシールの信頼性を確保しつつ、構造の簡略化を図ることができる液体供給装置及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体収容体50を着脱可能に装着する装着部30と、装着部に液体収容体が装着されたときに、液体収容体の内部に連通する液体供給流路80と、を備える液体供給装置であって、液体収容体は、装着部に装着される装着方向に、液体供給流路との接続口101が形成された収容体接続部53を有しており、装着部は液体収容体が装着されるときに、収容体接続部の接続口を囲む領域の少なくとも一部と当接して装着方向に移動する移動部材200と、移動部材の移動に連動して液体供給流路を開閉する開閉機構210と、を有する、ことを特徴とする液体供給装置。【選択図】図11

Description

本発明は、液体供給装置及び液体噴射装置に関する。
従来から、液体噴射装置の一例として、インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)からインク(液体)を噴射して、用紙(記録媒体)に印刷を行うインクジェット式プリンターが知られている。このような液体噴射装置は、液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給装置を備えている。下記特許文献1には、液体供給装置として、インクジェットヘッドにインクを供給するためのカートリッジ装置が開示されている。
このカートリッジ装置は、インクカートリッジ(液体収容体)を着脱可能であって、インクカートリッジがインク針に突き刺さった状態でインクカートリッジ内とインク経路(液体供給流路)の間を連通するように構成されており、インクカートリッジの着脱に連動してインク経路を開閉可能に構成された弁機構を備えている。弁機構は、インクカートリッジと当接することによって移動可能な作動レバーを有し、当該作動レバーが移動した場合にのみインク経路を開放するように構成されている。
特開2003−34038号公報
しかしながら、上記従来技術では、インクカートリッジの挿入部(接続口)から離れた位置に弁機構の作動レバーが当接する構成となっているため、作動レバーを介して押圧されたインクカートリッジは、インク針が突き刺さった挿入部を中心に回転方向に力を受けてしまう。そうすると、挿入部におけるインク針のシールが阻害される虞がある。また、インクカートリッジの回転を抑制するために、作動レバーが当接する位置よりも外側に、装置本体に対する固定部を設ける場合、インクカートリッジ及び装置本体に固定構造をそれぞれ追加する必要があり、構造の簡略化が困難である。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、液体収容体の接続口におけるシールの信頼性を確保しつつ、構造の簡略化を図ることができる液体供給装置及び液体噴射装置を提供することを目的としている。
上記の課題を解決するために、本発明は、液体収容体を着脱可能に装着する装着部と、前記装着部に前記液体収容体が装着されたときに、前記液体収容体の内部に連通する液体供給流路と、を備える液体供給装置であって、前記液体収容体は、前記装着部に装着される装着方向に、前記液体供給流路との接続口が形成された収容体接続部を有しており、前記装着部は、前記液体収容体が装着されるときに、前記収容体接続部の前記接続口を囲む領域の少なくとも一部と当接して前記装着方向に移動する移動部材と、前記移動部材の移動に連動して前記液体供給流路を開閉する開閉機構と、を有する、という構成を採用する。
この構成によれば、液体収容体を装着部に装着するときに、液体収容体の収容体接続部の接続口を囲む領域の少なくとも一部と当接する移動部材の移動に連動して液体供給流路が開閉される。このように、液体収容体は、移動部材から接続口の近くで力を受けるため、シールを阻害するような回転方向の力を殆ど受けず、液体収容体の接続口におけるシールの信頼性を確保することができる。また、液体収容体が接続口を中心に回転方向の力を受けずに済むため、液体収容体及び装置本体に固定構造をそれぞれ追加する必要がなく、構造の簡略化が可能となる。
また、本発明においては、前記液体収容体は、可撓性を有するパック部を有し、前記パック部は、前記収容体接続部に接続されており、前記装着部は、前記収容体接続部を支持する支持部と、前記支持部に支持された前記収容体接続部を前記装着方向に移動させて前記移動部材に当接させる移動機構と、を有する、という構成を採用する。
この構成によれば、液体収容体が可撓性を有するパック部を有する場合において、当該パック部が接続された収容体接続部を支持部に支持させ、収容体接続部を移動機構により装着方向に移動させて移動部材と当接させることができる。液体収容体は、接続口を中心に回転方向の力を受けずに済むため、液体収容体の支持及び装着を収容体接続部のみで行うことができ、構造の簡略化が可能となる。
また、本発明においては、前記開閉機構は、前記液体供給流路を開放する開放位置と、前記液体供給流路を閉塞する閉塞位置との間で移動可能な弁体を有し、前記弁体の移動方向は、前記装着方向に沿う方向である、という構成を採用する。
この構成によれば、液体収容体を装着するための移動量がそのまま液体供給流路を開閉するための弁体の移動量(開閉ストローク)になるため、液体収容体の装着と弁体の液体供給流路を開閉するタイミングのバラツキを低減できる。
また、本発明においては、前記弁体は、前記移動部材に前記収容体接続部が当接するとき、前記移動部材と当接しており、前記移動部材が前記装着方向に移動する途中で、前記移動部材から離間する、という構成を採用する。
この構成によれば、液体収容体の装着途中で、弁体が移動部材から離間するため、液体収容体の押し込み過ぎによる弁体への過負荷を抑制することができる。
また、本発明においては、前記開閉機構は、前記弁体を前記閉塞位置から前記開放位置に向かって付勢する第1付勢部材と、前記第1付勢部材よりも大きい付勢力で、前記移動部材を介し、前記弁体を前記開放位置から前記閉塞位置に向かって付勢する第2付勢部材と、を有する、という構成を採用する。
この構成によれば、第1付勢部材よりも第2付勢部材の付勢力が大きいため、液体収容体が装着されていないときは、第1付勢部材と第2付勢部材の差分の付勢力で、移動部材を介して弁体が閉塞位置に移動し、液体供給流路を閉塞する。また、液体収容体が装着されるときには、移動部材が液体収容体の収容体接続部と当接して移動するため、第1付勢部材の付勢力で弁体が開放位置に移動し、液体供給流路を開放する。
また、本発明においては、液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する請先に記載の液体供給装置と、を有する、液体噴射装置を採用する。
この構成によれば、液体噴射装置が、先に記載の液体供給装置を有するため、液体収容体の接続口におけるシールの信頼性を確保しつつ、構造の簡略化を図ることができる。
本発明の実施形態における液体噴射装置の全体の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態における液体噴射装置の側部を開放した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態における液体噴射装置の内部の概略構成図である。 本発明の実施形態における装着部の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態における液体収容体の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態における液体供給ユニットの内部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における液体収容体が装着部に支持されたとき(装着される前)の平面図である。 本発明の実施形態における液体収容体が装着部に装着されたときの平面図である。 本発明の実施形態における装置側固定構造の構成を示す平面図である。 本発明の実施形態における装着部に液体収容体が装着される前の液体導入部周りの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における装着部に液体収容体が装着されたときの液体導入部周りの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における装着部に液体収容体が押し込まれたときの液体導入部周りの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における液体収容体の位置と、液体導入部のシール及び開閉機構の開閉のタイミングを示すグラフである。
以下、本発明に係る液体供給装置及び液体噴射装置の各実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明の実施形態における液体噴射装置1000の全体の外観を示す斜視図である。図2は、本発明の実施形態における液体噴射装置1000の側部を開放した状態を示す斜視図である。
なお、図1及び図2では、XYZ直交座標系を設定している。液体噴射装置1000の前後方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向(左右方向)、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(上下方向)をZ軸方向としている。
図1に示すように、液体噴射装置1000は、装置本体10と、2つの液体供給装置20とを備える。液体噴射装置1000の使用状態では、装置本体10はX軸方向とY軸方向によって規定される水平な面に設置される。液体供給装置20は、装置本体10に液体としてのインクを供給する。液体を収容する液体収容体50は、液体供給装置20に対して着脱可能に接続(装着)できる。本実施形態では、液体を収容するパックタイプの液体収容体50を採用している。
装置本体10は、インクジェットプリンターである。装置本体10は、給紙トレイ16と、排出トレイ17とを備える。給紙トレイ16及び排出トレイ17は、装置本体10の装置前面102に設けられている。給紙トレイ16は、鉛直方向の異なる高さ位置に複数設けられている。給紙トレイ16には、装置本体10によって文字等の画像が印刷(記録)される記録媒体(例えば、用紙)が収容される。排出トレイ17は、装置本体10によって画像が記録された記録媒体が排出される。
2つの液体供給装置20は、装置本体10の装置左側面104と装置右側面106に設けられている。装置左側面104に設けられた液体供給装置20を第1の液体供給装置20Aと呼び、装置右側面106に設けられた液体供給装置20を第2の液体供給装置20Bと呼ぶ。なお、第1と第2の液体供給装置20A,20Bを区別することなく用いる場合は、単に液体供給装置20と呼ぶ。
液体供給装置20は、ケース部材22と、液体収容体50と、装着部30(図2)とを備える。第1の液体供給装置20Aには、1つの液体収容体50及び1つの装着部30が収容され(後述する図3)、第2の液体供給装置20Bには、3つの液体収容体50及び3つの装着部30が収容される。なお、液体収容体50の数、装着部30の数は、一例である。
4つの液体収容体50には、相互に異なる種類の液体が収容(充填)されている。本実施形態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の液体が、それぞれ異なる液体収容体50に収容されている。ブラックの液体を収容した液体収容体50K(後述する図3)は、第1の液体供給装置20Aのケース部材22A(第3のケース部材)の内側の収容空間部26Aに収容される。シアンの液体を収容した液体収容体50C、マゼンタの液体を収容した液体収容体50M、イエローの液体を収容した液体収容体50Yは、第2の液体供給装置20Bのケース部材22B(第2のケース部材)の内側の収容空間部26B(図2)に収容される。
装着部30は、液体収容体50を着脱自在に装着する。図2に示す装着部30Cは、液体収容体50Cを装着し、装着部30Mは、液体収容体50Mを装着し、装着部30Yは、液体収容体50Yを装着する。装着部30は、ケース部材22の内側に配置されている。装着部30に液体収容体50が装着されたとき、装置本体10が備えるポンプ機能を有する供給機構(図示せず)によって、液体収容体50に収容された液体が装置本体10の液体噴射ヘッド60(後述する図3)に供給される。
図2に示すように、ケース部材22は、装置本体10に対して回転自在に接続された一端部23を支点として他端部24を回転させることで開閉自在に構成されている。液体収容体50が収容する液体が消費された後は、利用者は、ケース部材22を開いて消費された液体収容体50を装着部30から取り外す。そして、利用者は、新たな液体収容体50を装着部30に装着した後にケース部材22を閉じる。
図3は、本発明の実施形態における液体噴射装置1000の内部の概略構成図である。
図3に示すように、装置本体10は、ケース部材11(第1のケース部材)と、液体噴射ユニット12と、メンテナンスユニット13と、を備える。液体噴射ユニット12及びメンテナンスユニット13は、ケース部材11の内側の収容空間部14に収容される。
液体噴射ユニット12は、図示しない搬送装置によって記録媒体をX軸方向(副走査方向方向)に搬送しつつ、液体噴射ヘッド60をY軸方向(主走査方向)に移動させながら液体を噴射することによって、記録媒体に画像を印刷する。液体噴射ヘッド60は、インクジェットヘッドであり、例えば、複数の圧電振動子を駆動させて複数のノズルから液体を噴射する。液体噴射ヘッド60には、液体の種類毎にノズル列が形成されている。
液体噴射ヘッド60を主走査方向に移動させる印刷領域外の位置には、ホームポジションと呼ばれる領域が設けられており、ホームポジションには、正常に印刷可能なようにメンテナンスを行うメンテナンスユニット13が配置されている。メンテナンスユニット13は、液体噴射ヘッド60のノズルが形成されているノズル面に押し付けられて、ノズルを取り囲むように閉空間を形成するキャップ部材13aや、液体噴射ヘッド60のノズル面に押し付けるためにキャップ部材13aを昇降させる昇降機構(図示せず)や、キャップ部材13aが液体噴射ヘッド60のノズル面に押し付けられることで形成される閉空間に負圧を導入する吸引ポンプ(図示せず)、吸引ポンプを介して吸引した液体を収容する廃液タンク13bなどから構成されている。
液体噴射装置1000は、液体収容体50から液体噴射ヘッド60に液体を供給する液体供給流路80を備える。液体供給流路80は、ヘッド流路81と、第1中継部82と、第1流路83と、第2中継部84と、第2流路85と、を含む。ヘッド流路81は、液体噴射ヘッド60に接続される継手部材86と、液体の種類毎に流路が形成されている多列型可撓性のチューブ体87と、第1中継部82に接続される継手部材87aと、を有する。ヘッド流路81の一端は、液体噴射ヘッド60に接続され、ヘッド流路81の他端は、第1中継部82に接続されている。
第1中継部82は、ヘッド流路81と第1流路83とを接続するものであり、ケース部材11の内側の収容空間部14に収容されている。
第1流路83は、液体の種類毎に複数設けられている。ブラックの液体が流通する第1流路83Kは、第1中継部82と装着部30Kとの間を接続する液体供給チューブである。第1流路83Kは、第1中継部82に接続される継手部材88(継手部材88Kと呼ぶ)を有する。第1流路83Kは、第1中継部82までの距離が短いため、第1中継部82と装着部30Kとを直接接続している。
シアン、マゼンタ、イエローの液体が流通する第1流路83C,83M,83Yは、第1中継部82と第2中継部84との間を接続する液体供給チューブである。第1流路83C,83M,83Yは、第1中継部82に接続される継手部材88(継手部材88C,88M,88Yと呼ぶ)と、第2中継部84に接続される共通の継手部材90と、を有する。
第2中継部84は、第1流路83と第2流路85とを接続するものであり、ケース部材11とケース部材22Bとを跨いで設けられている。
本実施形態では、第1流路83Kを着脱ユニット30Kに直接接続する構成としているが、第1流路83C、83M、83Yと同様に、ケース部材11とケース部材22Aとを跨いで設けられる中継部を介して接続するようにしても良い。
第2流路85は、シアン、マゼンタ、イエローの液体毎に複数設けられている。シアン、マゼンタ、イエローの液体が流通する第2流路85C,85M,85Yは、第2中継部84と装着部30C,30M,30Yとの間を接続する液体供給チューブである。第2流路85C,85M,85Yは、第2中継部84に接続される継手部材91(継手部材91C,91M,91Yと呼ぶ)を有する。
図4は、本発明の実施形態における装着部30の構成を示す斜視図である。図4では、装着部30Cを例に構成についての説明を行うが、他の装着部30K,30M,30Yについても装着部30Cと同様の構成を有する。
図4に示すように、装着部30は、固定部材35と、可動部材40とを備える。
固定部材35は、固定部である複数のネジ302によって装置本体10の装置右側面106(図2)に固定されている。固定部材35は、液体導入機構36と、接点機構38とを備える。液体導入機構36は、液体導入部362を有する。液体導入部362には、液体収容体50が備える後述する収容体接続部53が接続されることで、液体収容体50に収容された液体が流通する。液体導入部362は、装置本体10の液体噴射ヘッド60と連通している。
液体導入部362は、内部に液体が流通できる針状の形成されている。液体導入部362は中心軸CLに沿って延びる。この中心軸CLに沿った方向(液体導入部362が延びる方向)をK1軸方向とする。K1軸方向はZ軸方向と直交する。K1軸方向とZ軸方向に直交する方向をK2軸方向とする。K1軸方向のうち、装置本体10の外方へ向かう方向が+K1軸方向であり、装置本体10の内方に向かう方向が−K1軸方向である。
液体導入機構36と、接点機構38とはK2軸方向に沿って並んで配置されている。K2軸方向のうち、液体導入機構36から接点機構38に向かう方向が+K2軸方向であり、接点機構38から液体導入機構36に向かう方向が−K2軸方向である。また、装着部30において、Z軸方向を「高さ方向」とも呼び、K1軸方向を「幅方向」とも呼び、K2軸方向を「奥行き方向」とも呼ぶ。
接点機構38は、複数の装置側端子381を有する電気接続部382を備える。液体収容体50の装着状態において、電気接続部382の装置側端子381は、液体収容体50の後述する回路基板と接触(電気的に接続)する。これにより、液体収容体50の回路基板と、装置本体10との間で各種情報(例えば、液体収容体50の液体の色や製造年月日)が通信可能となる。装置側端子381は、弾性変形可能な金属製の板バネによって形成されている。
可動部材40は、固定部材35に対してK1軸方向に沿って移動可能に構成される。可動部材40は、移動機構41と、支持部42と、第2の支持部48とを備える。支持部42及び第2の支持部48はそれぞれ、移動機構41に接続されている。支持部42及び第2の支持部48はそれぞれ、移動機構41から+Z軸方向側(上側)に延びる部材である。
支持部42は、液体導入部362に対する液体収容体50(詳細には収容体接続部53)の位置を決定するための部材である。装着部30をK1軸方向に沿って見た時に、支持部42は液体導入部362と重なる位置に設けられている。支持部42は、−Z軸方向に向かって凹形状を形成するように設けられている。支持部42は、K2軸方向における両側に溝部407が形成されている。溝部407に、液体収容体50の位置決め部56(図7)が入り込むことによって、液体収容体50が備える収容体接続部53の動きが規制され、液体収容体50の装着部30に対するある程度の位置決めがおこなわれる。
支持部42は、第1支持面部402、第2支持面部403、第3支持面部404によって、液体収容体50が備える収容体接続部53の動きを規制する。支持部42のうち、液体導入部362側に位置する第1支持面部402には、切欠き部406が形成されている。切欠き部406は、+Z軸方向側が開口する凹形状である。装着部30をK1軸方向に沿って見た時に、切欠き部406は、液体導入部362と重なる位置に設けられている。
第2の支持部48は、接点機構38に対する液体収容体50の位置を決定するための部材である。装着部30をK1軸方向に沿って見た時に、第2の支持部48は接点機構38と重なる位置に設けられている。第2の支持部48は、−Z軸方向に向かって凹形状を形成するように設けられている。第2の支持部48を区画形成する複数の面部(例えば、第1基板支持面部482)によって、液体収容体50の回路基板の動きが規制される。なお、符号366は、液体収容体50の収容体接続部53と係合し、位置決めするための位置決め突起である。
図5は、本発明の実施形態における液体収容体50の構成を示す斜視図である。図5では、液体収容体50Cを例に構成についての説明を行うが、液体収容体50K,50M,50Yについても液体収容体50Cと同様の構成である。
図5に示すように、液体収容体50は、パック部52と、収容体接続部53とを備える。
パック部52は、収容体接続部53に支持されている。収容体接続部53は、把持部54と、液体供給ユニット55と、基板ユニット58と、を備える。把持部54は、利用者が液体収容体50を支持(把持)するための部分である。液体供給ユニット55は、装着部30が備える液体導入部362及び支持部42(図4)に対応する部分である。基板ユニット58は、装着部30が備える電気接続部382及び第2の支持部48(図4)に対応する部分である。
パック部52は、液体を収容するための部分である。パック部52は、袋面(外表面)が露出した状態で収容体接続部53に取り付けられている。すなわち、パック部52は、ケースなどに収容されることなく外部から視認可能に構成されている。パック部52は、収容された液体の減少に伴って容積が減少する。
パック部52は、第1のシート521と、第2のシート522と、第3のシート523とを有する。第1のシート521と、第2のシート522と、第3のシート523は、内側に液体を収容するための空間部を区画する。ここで、パック部52のうち、収容体接続部53が取り付けられた側を一端501側とし、一端501と反対側を他端502側とする。また、パック部52のうち、+K2軸方向側を第1側端503側とし、−K2軸方向側を第2側端504側とする。
液体供給ユニット55及び基板ユニット58は、パック部52の一端501側に位置する。液体供給ユニット55は、装置本体10に液体収容体50が接続されるとき、パック部52をパック部52よりも重力方向(Z軸方向)について上側(+Z軸方向側)に配置される。このとき、液体供給ユニット55の位置決め部56は、可動部材40の支持部42(図4)に支持される。
基板ユニット58は、装置本体10に液体収容体50が接続されるとき、パック部52をパック部52よりも重力方向(Z軸方向)について上側(+Z軸方向側)で液体供給ユニット55と共に支持される。詳細には、後述するように、基板ユニット58(詳細には、後述する回路基板保持部59)が、可動部材40の第2の支持部48(図4)に支持される。
第1のシート521及び第2のシート522は、パック部52の側面を構成する。また、第3のシート523は、パック部52の底面を構成する。第1のシート521及び第2のシート522は、向かい合って配置されている。第1のシート521及び第2のシート522は、互いの周縁領域51Wの一部が溶着されている。図5において、第1と第2のシート521,522が溶着された部分にはクロスハッチングを付している。また、パック部52の一端501には、収容体接続部53が溶着されている。図5において、収容体接続部53と第1及び第2のシート521,522との溶着部分(接合部549)には実線のシングルハッチングを付している。
また、図5に示すように、第3のシート523は、第3のシート523の周縁領域51Yと、第1のシート521及び第2のシート522の周縁領域51Wの一部とが溶着されている。第3のシート523が第1及び第2のシート521,522に溶着された部分には一点鎖線のシングルハッチングを付している。このように、本実施形態のパック部52は、3つのシート521,522,523を溶着等によって接着したタイプ(いわゆる、底面を有するパウチタイプ)である。
第1のシート521と、第2のシート522と、第3のシート523はそれぞれ、可撓性を有する部材である。第1のシート521と、第2のシート522と、第3のシート523の材料(材質)としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET),ナイロン,ポリエチレンなどが用いられる。また、これらの材料で構成されたフィルムを複数積層した積層構造を用いて第1〜第3のシート521〜523を形成しても良い。このような積層構造では、例えば、外層を耐衝撃性に優れたPET又はナイロンによって形成し、内層を耐液体性に優れたポリエチレンによって形成しても良い。さらに、アルミニウムなどを蒸着した層を有するフィルムを積層構造の1つの構成部材としても良い。これにより、ガスバリア性を高めることができるので、例えばパック部52に収容された液体の濃度変化を抑制できる。このように、パック部52の材質は任意に設定できる。
液体収容体50は、さらに、パック部52に収容された液体を液体供給ユニット55に流通させるための流路部材70を有する。本実施形態において、流路部材70はチューブである。流路部材70は、パック部52の内側に配置されている。
図6は、本発明の実施形態における液体供給ユニット55の内部構成を示す断面図である。
液体供給ユニット55は、図6に示すように、液体導入部362が接続される接続口101と、流路部材70が接続されて液体が導入される導入口105と、付勢部材95と、弁体97と、パッキン99と、を有している。接続口101は、装着部30に装着される装着方向、すなわち液体導入部362が延びるK1軸方向に形成されている。付勢部材95、弁体97、及びパッキン99は、この順に接続口101内に収容される。
液体収容体50が装着部30に装着される前の状態において、接続口101は、フィルム103によって塞がれている。これにより、パック部52の内部は、密封状態が保たれる。導入口105は、Z軸方向に沿って延在している。導入口105は、流路部材70を介してパック部52内に連通し、パック部52内の液体を接続口101に導入する。接続口101の延在方向と、導入口105の延在方向は交差しており、当該交差位置において接続口101と導入口105が互いに連通している。
接続口101は、底部107と、側壁109と、を有している。側壁109は、底部107を囲んでいる。側壁109によって囲まれた領域には、付勢部材95、弁体97、及びパッキン99が収容される。付勢部材95は、接続口101の底部107と弁体97との間に配置されている。弁体97は、付勢部材95とパッキン99との間に配置されている。付勢部材95は、圧縮バネであり、弁体97は、パッキン99に向かって付勢されている。
パッキン99は、例えば、ゴムやエラストマーなどの弾性体によって構成されている。パッキン99は、接続口101内に圧入されている。パッキン99には、開口部113が設けられている。弁体97は、パッキン99の開口部113に重なった状態で、パッキン99側に向かって付勢されている。このため、パッキン99の開口部113は、弁体97によって塞がれている。弁体97と接続口101との間には、隙間が保たれている。また、付勢部材95と接続口101との間にも、隙間が保たれている。このため、弁体97及び付勢部材95は、それぞれ、接続口101の内部を接続口101の延在方向に沿って変位することができる。
ここで、接続口101の内側には、溝115が設けられている。溝115は、接続口101の底部107に向かってK1軸方向に沿って延在している。溝115は、底部107から付勢部材95よりもパッキン99側に至っている。溝115は、接続口101の内壁から外壁に向かって凹状に形成されている。このため、接続口101内に弁体97を収容した状態で、弁体97と溝115とによって囲まれる空間を液体の流路として活用することができる。
図7は、本発明の実施形態における液体収容体50が装着部30に支持されたとき(装着される前)の平面図である。図8は、本発明の実施形態における液体収容体50が装着部30に装着されたときの平面図である。
液体収容体50は、図7及び図8に示すように、−K1軸方向(装着方向)に移動することで、装着部30に装着される。
利用者は、先ず、図7に示すように、液体収容体50を装着部30に支持させる。具体的には、利用者は、液体収容体50の把持部54を把持し、収容体接続部53がパック部52よりも上方になる状態で、収容体接続部53を装着部30の支持部42及び第2の支持部48に支持させる。これにより、液体供給ユニット55の位置決め部56が、支持部42内に配置され、基板ユニット58の回路基板保持部59が、第2の支持部48内に配置される。
このように、液体収容体50を装着部30に支持させたら、図8に示すように、利用者は、収容体接続部53の背面を形成する押圧部545を−K1軸方向に押す。支持部42及び第2の支持部48に支持された収容体接続部53は、移動機構41によって−K1軸方向に移動する。収容体接続部53が−K1軸方向に移動すると、液体供給ユニット55の接続口101が液体導入部362(図4)と接続され、また、基板ユニット58の回路基板582が電気接続部382(図4)と電気的に接続される。
ところで、図8に示す装着状態では、液体収容体50(収容体接続部53)は、装置側固定構造440によって装着部30に対する+K1軸方向側への移動が規制されている。なお、図8に示す装着状態において、収容体接続部53と装着部30との間には、隙間s1が形成されており、収容体接続部53を装着部30に対して内側方向(−K1軸方向)に押し付けることで装置側固定構造440によるロックが解除される。これにより、収容体接続部53を装着部30に対して外方(+Z軸方向)に突出するように移動させて、図7に示す状態に切り替えることができる。
図9は、本発明の実施形態における装置側固定構造440の構成を示す平面図である。
装置側固定構造440は、移動機構41の不図示の付勢部材による装着方向と反対の方向(+K1軸方向)の付勢力に抗して液体収容体50が装着部30に装着された状態において、移動機構41に設けられた可動体側固定構造450と協働して、液体収容体50の装着方向と反対方向への移動を解除可能に規制する。
可動体側固定構造450は、レバー部材445を備えている。レバー部材445は、弾性を有する細長のレバー本体447と、レバー本体447の基端部に設けられた軸穴436と、レバー本体447の先端部に設けられた略円柱状の係止ピン437とを備えている。また、可動体側固定構造450は、レバー本体447に回転方向(−R方向)の付勢力を付与する付勢部材444を備えている。付勢部材444の一端は、レバー本体447の軸穴436の位置から係止ピン437へ向かう方向とは異なる方向へ偏倚した位置に設けられた係止部46に係止される。
装置側固定構造440は、可動体側固定構造450の係止ピン437が挿入され、装着部30への液体収容体50の着脱操作に際して係止ピン437を係止位置又は非係止位置へ案内する案内溝439を有する。また、装置側固定構造440は、液体収容体50が装着部30に装着された状態において、係止ピン437が係合されて液体収容体50の引抜き方向への移動を規制する係止部449を有する。
案内溝439は、液体収容体50が装着部30に装着される際に、係止ピン437を案内する入口側案内部451と、装着部30に装着された液体収容体50が引抜き方向へ押し返される際に係止ピン437を係止部449に導く中間案内部453と、装着部30から液体収容体50を取り外す際に、液体収容体50を装着方向へ押し込むことにより係止部449から外れた係止ピン437を、案内溝439の出口に案内する出口側案内部455と、を備えている。
案内溝439の出口部457は入口部459に接続されており、これにより案内溝439は全体としてループを成している。入口部459と出口部457との接続部においては、出口部457の溝の深さが入口部459の溝の深さよりも浅く、これにより接続部において段差465が形成されている。この段差465は、液体収容体50が装着部30に装着される際に、係止ピン437が出口部457に進入するのを防止する。
一方、レバー部材445は、付勢部材444によって一定の回転方向に付勢されている。この方向は、矢印−R方向であり、図9では反時計回り方向である。液体収容体50を装着部30に着脱する際、係止ピン437は案内溝439に挿入されて案内され、レバー部材445は案内溝439の形状に従って±R方向へ回動する。
具体的には、装着部30に対し液体収容体50を押し込むと、係止ピン437が案内溝439の入口部459に挿入される。入口部459に挿入された係止ピン437は、入口側案内部451によって時計方向(+R方向)に移動する。係止ピン437が、入口側案内部451の終端部を越えると、付勢部材444の付勢力によって反時計方向(−R方向)に移動する。そして、係止ピン437は暫定停止用側壁部461に衝突して止まり、このときにクリック音が生じる。このクリック音により利用者は、液体収容体50が十分に深く挿入されたことを確認することができる。
次に、利用者による挿入方向への押圧が解除されると、移動機構41の不図示の付勢部材の付勢力によって、液体収容体50が引抜き方向に僅かに押し返される。これにより、暫定停止用側壁部461における係止ピン437の係合が解除され、係止ピン437は、付勢部材444の付勢力によって、反時計回り方向に移動する。そして、係止ピン437は、係止部449に設けられた最終停止用側壁部463に衝突して係止位置で止まり、このときにクリック音が生じる。このクリック音により利用者は、液体収容体50が装着部30に固定されたことを確認することができる。
一方、液体収容体50の脱着時には、係止状態の液体収容体50が押し込まれることにより、最終停止用側壁部463における係止ピン437の係合が解除され、付勢部材444によってレバー部材445に付与される付勢力によって、係止ピン437が出口側案内部455に沿って非係止位置へと相対移動する。すると、液体収容体50は、移動機構41の不図示の付勢部材によって引抜き方向に付勢されているため、係止ピン437は出口部457へと向かう。そして、最終的に出口部457から係止ピン437が抜けることで、装置側固定構造440によるロックが解除される。
図10は、本発明の実施形態における装着部30に液体収容体50が装着される前の液体導入部362周りの構成を示す断面図である。図11は、本発明の実施形態における装着部30に液体収容体50が装着されたときの液体導入部362周りの構成を示す断面図である。
装着部30は、図11に示すように、液体収容体50が装着されるときに、収容体接続部53の接続口101を囲む領域Xの少なくとも一部と当接して装着方向に移動する移動部材200と、移動部材200の移動に連動して液体供給流路80を開閉する開閉機構210と、を有する。
移動部材200は、液体導入部362に対し、装着方向(K1軸方向)に移動可能に設けられている。移動部材200は、第1開口201と、第2開口202と、を有する。第1開口201には、液体導入部362が相対的に移動自在に挿通される。第2開口202には、後述する弁体211のガイド部211dが相対的に移動自在に挿通される。移動部材200は、液体導入部362の基部362aを囲う略箱形状を有し、収容体接続部53と当接する前面側に第1開口201が形成され、収容体接続部53と当接しない背面側に第2開口202が形成されている。
本実施形態の移動部材200は、図11に示すように、収容体接続部53の接続口101を囲む領域Xと全周に亘って当接する構成となっている。ここで、収容体接続部53の接続口101を囲む領域Xとは、接続口101を形成する収容体接続部53の筒部の端面を意味する。なお、移動部材200は、収容体接続部53の接続口101を囲む領域Xと全周に亘って当接するだけでなく、例えば、接続口101の周方向において間隔をあけた複数箇所で当接する構成であってもよい。
開閉機構210は、弁体211と、第1付勢部材212と、第2付勢部材213と、を有する。弁体211は、図11に示す液体供給流路80を開放する開放位置と、図10に示す液体供給流路80を閉塞する閉塞位置との間で移動可能な構成となっている。図11に示すように、液体供給流路80は、液体導入部362と、液体導入部362の基部36aに接続された弁室214とを含んで形成されている。なお、弁室214を通過した液体は、例えば、図3に示す第2流路85に流通する。
弁体211は、図10に示すように、液体導入部362と接続された弁室214の第1部材214aに当接し、液体供給流路80を閉塞するリップ部211aと、弁室214の第1部材214aと第2部材214bとの間に挟持された可撓膜211bと、移動部材200に当接する当接部211cと、移動部材200の第2開口202にガイドされるガイド部211dと、を有する。
リップ部211aは、円環状に突出した弾性材であり、可撓膜211bの内側(液体供給流路80の内部)に配置されている。可撓膜211bは、薄い膜材であり、弁室214の略枡状の第1部材214aの開口を閉塞し、液体供給流路80を形成している。弁室214は、第1部材214aと向い合せに接合された略枡状の第2部材214bを有し、可撓膜211bは、第1部材214aと第2部材214bの内部空間で変位可能な構成となっている。ここで、リップ部211aと可撓膜211bは一体で形成されていても良い。
第2部材214bには、弁体211を装着方向(K1軸方向)にガイドするガイド口214b1が形成されている。当接部211cは、ガイド口214b1を介して弁室214の外側に延出した弁体211の端部に配置され、移動部材200の第2開口202の周辺と当接可能な構成となっている。当接部211cは、第2開口202の径よりも大きい径を有するフランジ状に形成されている。ガイド部211dは、装着方向において移動自在に第2開口202に挿入されている。
第1付勢部材212は、弁体211を閉塞位置から開放位置に向かって付勢するものである。第1付勢部材212は、圧縮バネであり、弁体211の当接部211cと弁室214の第2部材214bとの間に配置されている。
第2付勢部材213は、移動部材200を介して、弁体211を開放位置から閉塞位置に向かって付勢するものである。第2付勢部材213は、第1付勢部材212の付勢力F1よりも大きい付勢力F2を有する圧縮バネであり、液体導入部362の基部362aと移動部材200との間に配置されている。
続いて、図12及び図13を追加参照しつつ、上記構成の装着部30の作用について説明する。
図12は、本発明の実施形態における装着部30に液体収容体50が押し込まれたときの液体導入部362周りの構成を示す断面図である。図13は、本発明の実施形態においける液体収容体50の位置と、液体導入部362のシール及び開閉機構210の開閉のタイミングを示すグラフである。なお、図13に示す「0」は、装着部30に液体収容体50が装着された使用ポジションを示し、「0」を基準に−側は、装置側固定構造440によるロック解除方向(押込み方向)であり、「0」を基準に+側は、液体収容体50の引き抜き方向である。
図13に示すように、液体収容体50を装着部30に装着するとき、先ず、液体導入部362がパッキン99の開口部113に挿入され、液体導入部362の周囲がパッキン99によりシールされる。その後、さらに、液体収容体50を装着方向(−K1軸方向)に移動させると、開閉機構210が作動し、液体供給流路80が開放される。これにより、液体収容体50から液体供給流路80に液体が導入される。
装着部30は、図11に示すように、液体収容体50が装着されるときに、収容体接続部53の接続口101を囲む領域Xの少なくとも一部と当接して装着方向に移動する移動部材200と、移動部材200の移動に連動して液体供給流路80を開閉する開閉機構210と、を有する。この構成によれば、液体収容体50を装着部30に装着するときに、液体収容体50の収容体接続部53の接続口101を囲む領域Xの少なくとも一部と当接する移動部材200の移動に連動して液体供給流路80が開閉される。
すなわち、液体収容体50の収容体接続部53は、移動部材200から接続口101の近くで力を受けるため、シールを阻害するような回転方向の力を殆ど受けず、液体収容体50の接続口101におけるシールの信頼性を確保することができる。また、液体収容体50が接続口101を中心に回転方向の力を受けずに済むため、液体収容体50及び装置本体に固定構造をそれぞれ追加する必要がなく、構造の簡略化が可能となる。
また、本実施形態においては、図5に示すように、液体収容体50は、可撓性を有するパック部52を有し、パック部52は、収容体接続部53に接続されている。また、装着部30は、図4に示すように、収容体接続部53を支持する支持部42と、支持部42に支持された収容体接続部53を装着方向に移動させて移動部材200に当接させる移動機構41と、を有する。この構成によれば、液体収容体50が可撓性を有するパック部52を有する場合において、パック部52が接続された収容体接続部53を支持部42に支持させ、支持部42に支持された収容体接続部53を移動機構41により装着方向に移動させて移動部材200と当接させることができる。液体収容体50は、接続口101を中心に回転方向の力を受けずに済むため、液体収容体50の支持及び装着を収容体接続部53のみで行うことができ、構造の簡略化が可能となる。また、本実施形態では、液体供給ユニット55の隣に基板ユニット58が配置されているため、装着部30をコンパクトに構成でき、また、液体供給ユニット55の位置決め部56を基板ユニット58の位置決め部として兼用することができる。
また、開閉機構210は、図11に示す液体供給流路80を開放する開放位置と、図10に示す液体供給流路80を閉塞する閉塞位置との間で移動可能な弁体211を有し、弁体211の移動方向は、装着方向に沿う方向であるため、液体収容体50を装着するための移動量がそのまま液体供給流路80を開閉するための弁体211の移動量(開閉ストローク)になり、液体収容体50の装着と弁体211の液体供給流路80を開閉するタイミングのバラツキを低減できる。
また、弁体211は、移動部材200に収容体接続部53が当接するとき、移動部材200と当接しており(図10)、移動部材200が装着方向に移動する途中で、移動部材200から離間する(図11及び図12)。すなわち、弁体211の移動ストロークは、移動部材200の移動ストロークよりも小さくなっている。この構成によれば、液体収容体50の装着途中で、弁体211が移動部材200から離間するため、図12に示すように、装置側固定構造440によるロックを解除するときに、液体収容体50の押し込み過ぎによる弁体211への過負荷を抑制することができる。
開閉機構210は、弁体211を閉塞位置から開放位置に向かって付勢する第1付勢部材212と、第1付勢部材212よりも大きい付勢力で、移動部材200を介し、弁体211を開放位置から閉塞位置に向かって付勢する第2付勢部材213と、を有する。この構成によれば、第1付勢部材212の付勢力F1よりも第2付勢部材213の付勢力F2が大きいため、図10に示すように液体収容体50が装着されていないときは、第1付勢部材212と第2付勢部材213の差分の付勢力F3で、移動部材200を介して弁体211が閉塞位置に移動し、液体供給流路80を閉塞することができる。
したがって、液体収容体50を取り外して液体供給装置20(液体噴射装置1000)を輸送する場合でも、振動、衝撃による、液体供給流路80への気体混入や、液体供給流路80からの液体漏れを抑制することができる。
また、図11に示すように、液体収容体50が装着されるときには、液体収容体50の装着途中で、弁体211が移動部材200から離間するため、付勢力F2が弁体211に作用しなくなり、第1付勢部材212の付勢力で弁体211が開放位置に移動し、液体供給流路80を開放することができる。
このように、上述した本実施形態によれば、液体収容体50を着脱可能に装着する装着部30と、装着部30に液体収容体50が装着されたときに、液体収容体50の内部に連通する液体供給流路80と、を備える液体供給装置20であって、液体収容体50は、装着部30に装着される装着方向に、液体供給流路80との接続口101が形成された収容体接続部53を有しており、装着部30は、液体収容体50が装着されるときに、収容体接続部53の接続口101を囲む領域Xの少なくとも一部と当接して装着方向に移動する移動部材200と、移動部材200の移動に連動して液体供給流路80を開閉する開閉機構210と、を有する、という構成を採用することによって、液体収容体50の接続口101におけるシールの信頼性を確保しつつ、構造の簡略化を図ることができる液体供給装置20及び液体噴射装置1000が得られる。
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、開閉機構は、液体供給装置(液体噴射装置)のどの高さに設けられていてもよい。すなわち、開閉機構が、液体供給流路の継手部材及び液体噴射ヘッドの配置高さより高い位置に配置される場合、液体収容体を外した場合における液体導入部からの気泡混入を抑制できる。また、開閉機構が、液体供給流路の継手部材及び液体噴射ヘッドの配置高さより低い場合、継手部材を取り外した場合や、液体噴射ヘッドを取り外した場合における液体導入部からの液体漏れを抑制できる。
また、開閉機構が、液体供給流路の継手部材及び液体噴射ヘッドの配置高さより高い位置に配置される場合に、弁体が設けられる部屋(可撓膜によって形成される部屋)の上方には空間が設けられるのが好ましい。さらに、開閉機構の直後の下流側に形成されている液体供給流路は、重力方向に延在していることが好ましい。この構成によれば、万が一、液体導入部から気泡が侵入してきた場合でも、上述した上方の空間に気泡をトラップでき、さらに液体供給流路の下流側に気泡を流れ難くすることができる。
また、上記実施形態では、装置本体が備えるポンプ機能を有する供給機構によって、液体収容体に収容された液体が装置本体の液体噴射ヘッドに供給される構成について説明したが、液体収容体のパック部を加圧することで液体を供給する加圧機構を備える構成を採用してもよいし、液体収容体から単に水頭差で液体を供給する構成を採用してもよい。
また、例えば、液体収容体は、液体を収容したパックタイプだけでなく、カートリッジタイプでも、ボトルタイプでも、継ぎ足しが可能なタンクであってもよい。
また、上述の実施形態における液体噴射装置は、サーマルジェットプリンターであってもよいし、ラインインクジェットプリンターであってもよい。また、プリンターに限られず、複写機及びファクシミリ等の装置であってもよい。
また、液体噴射装置としては、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする構成を採用してもよい。本発明は、例えば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に流用可能である。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)のような流状態、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。
30 装着部
50 液体収容体
53 収容体接続部
80 液体供給流路
97 弁体
99 パッキン
101 接続口
109 側壁
113 開口部
200 移動部材
201 第1開口
202 第2開口
210 開閉機構
211 弁体
211a リップ部
211b 可撓膜
211c 当接部
211d ガイド部
212 第1付勢部材
213 第2付勢部材
214 弁室
214a 第1部材
214b 第2部材
214b1 ガイド口
362 液体導入部
362a 基部
F1 付勢力
X 領域

Claims (6)

  1. 液体収容体を着脱可能に装着する装着部と、
    前記装着部に前記液体収容体が装着されたときに、前記液体収容体の内部に連通する液体供給流路と、を備える液体供給装置であって、
    前記液体収容体は、前記装着部に装着される装着方向に、前記液体供給流路との接続口が形成された収容体接続部を有しており、
    前記装着部は、
    前記液体収容体が装着されるときに、前記収容体接続部の前記接続口を囲む領域の少なくとも一部と当接して前記装着方向に移動する移動部材と、
    前記移動部材の移動に連動して前記液体供給流路を開閉する開閉機構と、を有する、ことを特徴とする液体供給装置。
  2. 前記液体収容体は、可撓性を有するパック部を有し、
    前記パック部は、前記収容体接続部に接続されており、
    前記装着部は、
    前記収容体接続部を支持する支持部と、
    前記支持部に支持された前記収容体接続部を前記装着方向に移動させて前記移動部材に当接させる移動機構と、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. 前記開閉機構は、前記液体供給流路を開放する開放位置と、前記液体供給流路を閉塞する閉塞位置との間で移動可能な弁体を有し、
    前記弁体の移動方向は、前記装着方向に沿う方向である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の液体供給装置。
  4. 前記弁体は、前記移動部材に前記収容体接続部が当接するとき、前記移動部材と当接しており、前記移動部材が前記装着方向に移動する途中で、前記移動部材から離間する、ことを特徴とする請求項3に記載の液体供給装置。
  5. 前記開閉機構は、
    前記弁体を前記閉塞位置から前記開放位置に向かって付勢する第1付勢部材と、
    前記第1付勢部材よりも大きい付勢力で、前記移動部材を介し、前記弁体を前記開放位置から前記閉塞位置に向かって付勢する第2付勢部材と、を有する、ことを特徴とする請求項3または4に記載の液体供給装置。
  6. 液体噴射ヘッドと、
    前記液体噴射ヘッドに液体を供給する請求項1〜5のいずれか一項に記載の液体供給装置と、を有する、ことを特徴とする液体噴射装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021037703A (ja) * 2019-09-03 2021-03-11 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 液体流路の接続機構及びインクジェット記録装置

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