JP2017206033A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体流路内の液体の圧力が変動したときに、ノズルのメニスカスが破壊されてしまうのを防止する。【解決手段】ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との間に、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通及びその遮断を切り換える弁部材として機能する板バネ４７が設けられている。キャリッジにより、ヘッドユニット３を、ノズル面２１ａが吸引キャップ１１と対向する待機位置に移動させると、突起８が、昇降部材５１の傾斜面５１ａを走査方向に押圧し、突起８と傾斜面５１ａとが摺動することで、昇降部材５１及び押圧部材５３が降下する。押圧部材５３が降下すると、押圧部材５３の下方に配置されたフィルム３７を介して板バネ４７の上面４７ａが押圧される。板バネ４７は、押圧部材５３に上面４７ａが押圧されることによって下方に移動して、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５とを連通させる。【選択図】図４

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置に関する。

ノズルから液体を吐出する液体吐出装置として、特許文献１には、記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うプリンタが記載されている。特許文献１に記載のプリンタは、記録ヘッドがバルブユニットに取り付けられることによって形成されたヘッドユニットを備えている。バルブユニットでは、弁体によって、インクカートリッジに接続された供給室と、記録ヘッドの流路に接続された圧力室との連通及びその遮断が切換可能となっている。そして、記録ヘッドからインクが吐出されて、圧力室内の液体の圧力が低下したときに、供給室と圧力室とが連通して供給室から圧力室にインクが供給され、それ以外のときには、供給室と圧力室との連通が遮断された状態となっている。

特開２００７−７６３７３号公報

ここで、特許文献１に記載されているようなプリンタでは、長期間記録が行われないことがある。また、特許文献１に記載されているようなプリンタを構成するヘッドユニットは、プリンタ本体に組み付けられる前の状態で、内部にインクや専用の保存液などが充填された状態で輸送、保存等されることもある。特許文献１に記載のヘッドユニットは、これらのときに、供給室と圧力室との連通が遮断された状態となる。そのため、記録ヘッド内の液体に気泡が混入しているような場合に、環境変化などによって記録ヘッド内の液体の圧力が変動すると、ノズルから液体や気泡が出入りし、その結果、記録ヘッドのノズル内に気泡や異物が入り込んでノズルのメニスカスが破壊されてしまう虞がある。

本発明の目的は、液体流路の途中部分に切換弁が設けられたヘッドユニットにおいて、液体流路内の液体の圧力が変動したときに、ノズルのメニスカスが破壊されてしまうのを防止することが可能な液体吐出装置を提供することである。

第１の発明に係る液体吐出装置は、ノズルを含む液体流路と、前記液体流路の途中部分に設けられ、所定条件を満たすときに、前記液体流路の前記途中部分を挟んだ２つの領域を連通させる連通状態となり、前記所定条件を満たさないときに、前記２つの領域の連通を遮断する遮断状態となる切換弁と、を備えたヘッドユニットと、前記切換弁を、記所定条件を満たすか否かに関わらず、前記連通状態にする連通手段と、を備え、前記所定条件は、少なくとも、前記ヘッドユニットが前記ノズルから液体を吐出する駆動状態となっているときに満たし得る条件であって、前記連通手段は、前記ヘッドユニットが前記駆動状態でなく、前記所定条件を満たしていないときに、前記切換弁を前記連通状態にすることを特徴とする。

本発明によると、ヘッドユニットが駆動状態でないときに、切換弁を、所定条件を満たすか否かに関わらず連通状態にすることにより、上記２つの領域のうちノズル側の領域（以下、ノズル側領域とする）内の液体の圧力が変動したときに、液体や液体中の気泡などが、上記２つの領域間で出入りする。これにより、ノズル側領域内の液体の圧力が変動したときに、液体や気泡などがノズルから出入りするのを防止することができる。その結果、ノズル内に気泡や異物が入り込んで、ノズル内の液体のメニスカスが破壊されてしまうのを防止することができる。

第２の発明に係る液体吐出装置は、第１の発明に係る液体吐出装置において、前記所定条件が、前記液体流路内の液体の状態に関する条件であって、前記ヘッドユニットは、前記液体流路の外部から操作可能な被操作部を備え、前記切換弁は、前記被操作部が操作されたときに、前記所定条件を満たすか否かに関わらず、前記連通状態となるように構成され、前記連通手段は、前記液体流路の外部に配置された、前記被操作部を操作するための操作部を備えていることを特徴とする。

本発明によると、ヘッドユニットに液体流路の外部から操作可能な被操作部が設けられ、弁機構が、被操作部が操作されたときに、所定条件を満たすか否かに関わらず、遮断状態となるように構成されているため、操作部により液体流路の外部から被操作部を操作することによって、切換弁を連通状態にすることができる。

第３の発明に係る液体吐出装置は、第２の発明に係る液体吐出装置において、前記液体流路の壁の一部が、弾性変形可能な膜によって形成され、前記切換弁が、前記液体流路内に前記膜と対向して配置され、前記膜との対向面が、前記膜を介して前記液体流路の外部から押圧可能となっていることで前記被操作部となった弁部材を備え、前記弁部材は、前記２つの領域の連通を遮断する遮断位置と、前記遮断位置よりも前記膜から離れた、前記２つの領域を連通させる連通位置との間で移動可能となっているとともに、前記所定条件を満たしておらず、且つ、前記膜との対向面が押圧されてない状態で前記遮断位置に位置付けられており、前記連通手段が、前記液体流路の外部に配置され、前記膜を介して前記弁部材の前記膜との対向面を押圧することで、前記弁部材を前記連通位置に移動させる、前記操作部としての押圧部を備えていることを特徴とする。

本発明によると、液体流路の外部に配置された押圧部により、液体流路の壁を形成する膜を介して、液体流路内に配置された弁部材の膜との対向面を押圧して連通位置に移動させることで、切換弁を連通状態にすることができる。

第４の発明に係る液体吐出装置は、第１〜第３のいずれかの発明に係る液体吐出装置において、前記ヘッドユニットが搭載され、所定の走査方向に往復移動するキャリッジをさらに備え、前記キャリッジは、前記走査方向に移動することで、前記ヘッドユニットを、前記ノズルから液体を吐出するときの吐出位置と、前記吐出位置から離れた所定の待機位置との間で移動させ、前記連通手段は、前記ヘッドユニットが前記待機位置に位置している状態で、前記切換弁を前記連通状態にすることを特徴とする。

本発明によると、ヘッドユニットが待機位置に位置している状態で、ノズル側領域内の液体の圧力が変動したときに、液体や気泡などがノズルから出入りするのを防止することができる。その結果、ノズル内に気泡や異物が入り込んで、ノズル内の液体のメニスカスが破壊されてしまうのを防止することができる。

第５の発明に係る液体吐出装置は、第４の発明に係る液体吐出装置において、前記液体流路の壁の一部が、弾性変形可能な膜によって形成され、前記切換弁が、前記液体流路内に前記膜と対向して配置され、前記膜との対向面が、前記膜を介して前記液体流路の外部から押圧可能となっていることで前記被操作部となった弁部材を備え、前記弁部材は、前記２つの領域の連通を遮断する遮断位置と、前記遮断位置よりも前記膜から離れた、前記２つの領域を連通させる連通位置との間で移動可能となっているとともに、前記所定条件を満たしておらず、且つ、前記膜との対向面が押圧されてない状態で前記遮断位置に位置付けられており、前記連通手段が、前記液体流路の外部に配置され、前記膜を介して前記弁部材の前記膜との対向面を押圧することで、前記弁部材を前記連通位置に移動させる、前記操作部としての押圧部と、前記キャリッジに搭載されており、外部から前記走査方向の力を受けたときに、当該力を前記弁部材の移動方向の力として前記押圧部に伝達する伝達部と、装置の筐体に設けられ、前記ヘッドユニットが前記待機位置に位置している状態で前記伝達部に接触して、前記伝達部に前記走査方向の力を加える接触部と、をさらに備え、前記押圧部は、前記伝達部によって伝達された力により、前記弁部材の前記膜との対向面を押圧することを特徴とする。

本発明によると、キャリッジによりヘッドユニットを待機位置に移動させたときに、装置の筐体に設けられた接触部からキャリッジに設けられた伝達部に加えられた走査方向の力が、伝達部から押圧部に、押圧部の移動方向の力として伝達され、押圧部が伝達部から伝達された力によって弁部材を押圧するため、押圧部に弁部材を押圧する力を供給するために別途駆動源などを設ける必要がない。

第６の発明に係る液体吐出装置は、第４又は第５の発明に係る液体吐出装置において、前記待機位置に位置している前記ヘッドユニットから液体を排出させることによって、前記ヘッドユニットのメンテナンスを行うメンテナンス手段をさらに備えていることを特徴とする。

メンテナンスユニットによるメンテナンスが行われると、ノズル側領域内の液体がノズルから排出され、その分、上記２つの領域のうち、ノズル側領域と反対側の領域（以下、供給側領域とする）からノズル側領域に液体が流れ込む。本発明では、ヘッドユニットが待機位置まで移動してきたときに切換弁が連通状態になり、この状態でメンテナンスユニットによるメンテナンスが行われるため、供給側領域からノズル側領域への液体の流れ込みが、切換弁によって阻害されにくい。したがって、ノズルから効率よく液体を排出させることができる。

第７の発明に係るヘッドケースは、ノズルを含む液体流路と、前記液体流路の途中部分に設けられ、所定条件を満たすときに、前記液体流路の前記途中部分を挟んだ２つの領域を連通させる連通状態となり、前記所定条件を満たさないときに、前記２つの領域の連通を遮断する遮断状態となる切換弁と、を備えたヘッドユニットが収容されるヘッドケースであって、収容された前記ヘッドユニットの前記切換弁を、前記所定条件を満たすか否かに関わらず、前記連通状態にする連通手段を備えていることを特徴とする。

本発明によると、液体吐出ヘッドの輸送中などにおいて、切換弁を、所定条件を満たすか否かに関わらず連通状態にすることにより、ノズル側領域内の液体の圧力が変動したときに、液体や液体中の気泡などが、上記２つの領域間で出入りする。これにより、ノズル側領域内の液体の圧力が変動したときに、液体や気泡などがノズルから出入りするのを防止することができる。その結果、ノズル内に気泡や異物が入り込んで、ノズル内の液体のメニスカスが破壊されてしまうのを防止することができる。

第８の発明に係るヘッドケースは、第７の発明に係るヘッドケースにおいて、前記ヘッドユニットを収容するための収容部を備え、前記収容部に、前記ヘッドユニットを導入するための開口が設けられた、ケース本体と、前記ケース本体に着脱可能となっており、前記ケース本体に取り付けられた状態で前記開口を覆う蓋と、を備え、前記連通手段は、前記蓋に設けられ、前記蓋が前記ケース本体に取り付けられた状態で、前記収容部に収容された前記ヘッドユニットの前記切換弁を前記連通状態にすることを特徴とする。

本発明によると、ケース本体の収容部にヘッドユニットを収容し、蓋をケース本体に取り付けて収容部の開口を塞ぐことにより、切換弁を連通状態にすることができる。

第９の発明に係るヘッドユニットは、ノズルを含む液体流路と、前記液体流路の途中部分に設けられ、前記液体流路内の液体の状態に関する所定条件を満たすときに、前記途中部分を挟んだ２つの領域を連通させる連通状態となり、前記所定条件を満たさないときに、前記２つの領域の連通を遮断する遮断状態となる切換弁と、前記液体流路の外部から操作可能な被操作部と、を備え、前記切換弁は、前記被操作部が操作されている状態で、前記所定条件を満たすか否かに関わらず、前記連通状態となるように構成されていることを特徴とする。

本発明によると、液体流路の外部から被操作部を操作して、切換弁を、所定条件を満たすか否かに関わらず連通状態にすることにより、ヘッドユニットが組み込まれた液体吐出装置においてヘッドユニットを駆動しないときや、ヘッドユニットの輸送中などにおいて、ノズル側領域内の液体の圧力が変動したときに、液体や液体中の気泡などが、上記２つの領域間で出入りする。これにより、ノズル側領域内の液体の圧力が変動したときに、液体や気泡などがノズルから出入りするのを防止することができる。その結果、ノズル内に気泡や異物が入り込んで、ノズル内の液体のメニスカスが破壊されてしまうのを防止することができる。

第１０の発明に係るヘッドユニットは、第９の発明に係るヘッドユニットにおいて、前記液体流路の壁の一部が、弾性変形可能な膜によって形成されており、前記切換弁が、前記液体流路内に前記膜と対向して配置され、前記膜との対向面が、前記液体流路の外部から前記膜を介して押圧可能となっていることで前記被操作部となった弁部材を備え、前記弁部材が、前記２つの領域の連通を遮断する遮断位置と、前記遮断位置よりも前記膜から離れた、前記２つの領域を連通させる連通位置との間で移動可能となっているとともに、前記所定条件を満たしておらず、且つ、前記膜との対向面が押圧されてない状態で前記遮断位置に位置付けられていることを特徴とする。

本発明によると、液体流路の外部から、液体流路の壁を形成する膜を介して、液体流路内に配置された弁部材を押圧して連通位置に移動させることで、切換弁を連通状態にすることができる。

本発明によれば、液体流路のノズル側領域内の液体の圧力が変動したときに、液体や気泡などがノズルから出入りするのを防止することができる。その結果、ノズル内に気泡や異物が入り込んで、ノズル内の液体のメニスカスが破壊されてしまうのを防止することができる。

第１実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 待機位置に移動させた状態でのヘッドユニットの図であり、（ａ）が図２に対応する図、（ｂ）が図３に対応する図である。 第２実施形態のヘッドユニット及びヘッドケースの構造を示す図であり、（ａ）がヘッドユニットをヘッドケースに収容した状態、（ｂ）がヘッドユニットをヘッドケースに収容する前の状態を示している。 一変形例における図２（ａ）相当の図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の好適な第１実施形態について説明する。

図１に示すように、第１実施形態に係るプリンタ１（液体吐出装置）は、キャリッジ２、ヘッドユニット３、用紙搬送ローラ４、メンテナンスユニット５などを備えている。キャリッジ２は、２本のガイドレール６に沿って走査方向に往復移動する。ヘッドユニット３は、キャリッジ２に搭載されている。ヘッドユニット３は、後述するようにインクジェットヘッド２１を備え、インクジェットヘッド２１の下面であるノズル面２１ａに形成された複数のノズル３１からインクを吐出する。用紙搬送ローラ４は、記録用紙Ｓを走査方向と直交する紙送り方向に搬送する。そして、プリンタ１では、用紙搬送ローラ４により記録用紙Ｓを紙送り方向に搬送しつつ、ノズル面２１ａが記録用紙Ｓと対向する範囲（吐出位置）でキャリッジ２とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド２１からインクを吐出することによって、記録用紙Ｓに記録を行う。

メンテナンスユニット５は、吸引キャップ１１、吸引ポンプ１２、廃液タンク１３等を備えている。吸引キャップ１１は、キャリッジ２により、ヘッドユニット３を走査方向の右側にほぼ最大限移動させたときにノズル面２１ａと対向するように配置されている。そして、キャリッジ２により、ヘッドユニット３を、ノズル面２１ａが吸引キャップ１１と対向する位置（待機位置）に移動させたときに、吸引キャップ１１が、インクジェットヘッド２１の複数のノズル３１を覆う。吸引ポンプ１２は、チューブポンプなどであって、チューブ１４ａを介して吸引キャップ１１と接続されている。廃液タンク１３は、チューブ１４ｂを介して吸引ポンプ１２と接続されている。

そして、プリンタ１では、複数のノズル３１が吸引キャップ１１で覆われた状態で、吸引ポンプ１２を駆動することにより、複数のノズル３１からヘッドユニット３内のインク、気泡、異物等を排出させる、いわゆるパージ（メンテナンス）を行うことができる。また、パージによって排出されたインク、気泡、異物等は、廃液タンク１３に貯留される。

次に、ヘッドユニット３の構成について説明する。図２、図３に示すように、ヘッドユニット３は、インクジェットヘッド２１とサブタンク２２とを備えている。なお、図２では、サブタンク２２を断面で図示し、図３では、サブタンク２２、制御基板４９及び弁開放装置５０を断面で図示している。インクジェットヘッド２１は、複数のノズル３１、インク供給口３２などのインク流路を備え、インク供給口３２から供給されたインクを、複数のノズル３１から吐出する。インクジェットヘッド２１の構成自体は従来と同様であるので、ここでは、これ以上の詳細な説明を省略する。

サブタンク２２は、インクジェットヘッド２１の上面に配置されている。サブタンク２２は、合成樹脂材料などからなる流路部材３６の上面に、フィルム３７（弾性変形可能な膜）が溶着されることによって形成されている。流路部材３６には、インク流路を形成する、上面が開口した溝などが形成されている。フィルム３７は、流路部材３６に形成された上記溝の開口を塞ぐように流路部材３６の上面に溶着されている。このように、サブタンク２２は、流路部材３６に薄いフィルム３７が溶着された構造となっているため、流路部材３６とフィルム３７との間に隙間が生じにくく、サブタンク２２内に形成されたインク流路からインクが漏れにくい。

サブタンク２２の内部には、ヘッド側流路４１と、供給側流路４２（供給側領域）とが形成されている。なお、第１実施形態では、インクジェットヘッド２１内のインク流路、ヘッド側流路４１及び供給側流路４２を合わせたものが、本発明に係る液体流路に相当する。ヘッド側流路４１は、インク供給口３２の真上に配置されており、インク供給口３２と連通している。これにより、ヘッド側流路４１内のインクが、インク供給口３２からインクジェットヘッド２１に供給される。

供給側流路４２は、上側の壁がフィルム３７によって形成された流路であり、インク貯留室４３、インク流入流路４４、インク流出流路４５を有している。インク貯留室４３は、ヘッド側流路４１よりも紙送り方向上流側に配置されている。インク貯留室４３には、図示しないインクカートリッジから供給されたインクが一時的に貯留される。インク流入流路４４は、インク貯留室４３の紙送り方向上流側に配置されており、インク貯留室４３と、図示しないインクカートリッジに接続された図示しないチューブとを接続している。インク流出流路４５は、インク貯留室４３の紙送り方向下流側の配置されており、インク貯留室４３とヘッド側流路４１とを接続する。インク流出流路４５は、ヘッド側流路４１のほぼ真上に位置している。また、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との間には、インク流出流路４５の紙送り方向上流側の端部及び走査方向の両端部にまたがって延びた壁４６が配置されており、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５とは、壁４６が配置されていない領域において互いに連通している。また、上述のフィルム３７は、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通部分と対向する部分３７ａにおいて、他の部分よりも厚みが大きくなっている。

また、ヘッド側流路３３とインク流出流路４５との間（液体流路の途中部分）には、板バネ４７（弁部材）が設けられている。板バネ４７は、ほぼ水平に延びており、紙送り方向下流側の端部が、流路部材３６に固定されている。そして、プリンタ１における画像の記録時（ヘッドユニット３が駆動状態となっているとき）に、供給側流路４２内のインクの圧力から、ヘッド側流路４１内のインクの圧力を差し引いた圧力差ΔＰが、所定圧力差ΔＰａよりも小さいとき（所定条件を満たさないとき）には、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、板バネ４７は、自身の復元力によって、壁４６の下面に接触している（遮断位置に位置づけられている）。この状態（遮断状態）では、ヘッド側流路３３とインク流出流路４５との連通（途中部分を挟んだ２つの領域の連通）が、板バネ４７によって遮断されている。

一方、プリンタ１における画像の記録時に、ノズル３１からインクが吐出されると、インクジェットヘッド２１内のインク流路やこれに連通するヘッド側流路４１内のインクの圧力が低下する。そして、ヘッド側流路４１内のインクの圧力の低下により、上記圧力差ΔＰが、所定圧力差ΔＰａ以上になると（所定条件を満たすときに）、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、板バネ４７が自身の復元力に逆らって下側に変形して壁４６から離れる。すなわち、遮断位置よりもフィルム３７から離れた連通位置に移動する。これにより、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５とが連通し（連通状態となり）、インク貯留室４３に貯留されていたインクが、インク流出流路４５を介してヘッド側流路４１及びインクジェットヘッド２１内のインク流路（ノズル側領域）に供給される。

そして、供給側流路４２からインクが供給されると、ヘッド側流路４１内のインクの圧力が上昇し、上記圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａよりも小さくなったときに、板バネ４７が、自身の復元力によって図２（ａ）、図３（ａ）に示す状態に戻り、再び、板バネ４７により、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通が遮断される。なお、第１実施形態では、板バネ４７と、板バネ４７が接触する壁４６とを合わせたものが、本発明に係る切換弁に相当する。

このとき、供給側流路４２内のインクの圧力の変動が小さいほうが動作は安定する。したがって、図示しないインクカートリッジから供給側流路４２に至るインク流路のいずれかの部分に、インクの圧力変動を抑制するためのダンパが設けられていてもよい。

また、サブタンク２２の上方には、制御基板４９及び弁開放装置５０が配置されている。制御基板４９は、図示しない配線部材によりインクジェットヘッド２１と接続されており、インクジェットヘッド２１の動作を制御する。弁開放装置５０は、昇降部材５１（伝達部）、圧縮バネ５２、及び、押圧部材５３を備えている。昇降部材５１は、略直方体形状の部材であり、制御基板４９の上方に配置されている。昇降部材５１の下面には、その縁の全周にわたって延びたストッパー５６が設けられている。ストッパー５６は、昇降部材５１の下面から下方に延びている。また、これに対応して、サブタンク２２の上面には、サブタンク２２の上面から上方に延びており、ストッパー５６の外周を取り囲むガイド部材５７が配置されている。そして、昇降部材５１は、ストッパー５６の側面がガイド部材５７の側面と摺動することによって昇降可能となっている。このとき、昇降部材５１は、ストッパー５６の下端部がサブタンク２２の上面に接触する位置までしか降下させることができないようになっている。

また、昇降部材５１の走査方向右側の端部には、傾斜面５１ａが設けられている。傾斜面５１ａは、上方の部分ほど走査方向左側に位置するように傾斜している。また、傾斜面５１ａは、昇降部材５１を昇降させたときに、常に、少なくともその一部分がガイド部材５７よりも上方に位置している。また、昇降部材５１に傾斜面５１ａが設けられているのに対応して、２本のガイドレール６の走査方向右側の端部を支持する支持部材７（装置の筐体）には、支持部材７から走査方向左側に延びて傾斜面５１ａと対向する突起８（接触部）が設けられている。突起８は、キャリッジ２を、ヘッドユニット３が記録用紙Ｓと対向する範囲で移動させている状態では、傾斜面５１ａから離隔している。図３では、便宜上、図１よりもヘッドユニット３と突起８とを走査方向に近づけて描いている。また、第１実施形態では、弁開放装置５０と突起８とを合わせたものが、本発明に係る連通手段に相当する。

圧縮バネ５２は、制御基板４９に形成された貫通孔４９ａを通して、制御基板４９の上下にわたって上下方向に延びており、その下端部がサブタンク２２に取り付けられ、その上端部が昇降部材５１に取り付けられている。これにより、昇降部材５１は、圧縮バネ５２によって上方に付勢されている。押圧部材５３は、昇降部材５１の下面の板バネ４７と対向する部分に設けられ、昇降部材５１の下面から、制御基板４９に形成された貫通孔４９ｂを通して、制御基板４９よりも下方まで延びている。

また、サブタンク２２の上面と制御基板４９の下面との間、及び、制御基板４９の上面と昇降部材５１の下面との間には、それぞれ、制御基板４９の外縁の全周わたって延びたインクフォーム５８が設けられている。インクフォーム５８は、スポンジなど、インクを吸収可能であり且つ弾性変形可能な材料からなり、インクジェットプリンタ１による記録時に発生したインクミスト等を吸収する。これにより、インクミスト等が基板に形成された配線に付着して配線同士がショートしてしまうことなどを防止することができる。

次に、弁開放装置５０の動作について説明する。インクジェットプリンタ１において記録を行っており、キャリッジ２により、ヘッドユニット３を、ノズル面２１ａが記録用紙Ｓと対向する範囲で移動させているときには、上述したように、突起８が傾斜面５１ａから離隔している。この状態では、図３に示すように、昇降部材５１が、圧縮バネ５２によって上方に付勢されており、押圧部材５３の下端部は、フィルム３７よりも上方に位置している。したがって、この状態では、上述したように、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａ以上であるか否かに応じて、板バネ４７の位置が上記遮断位置と上記連通位置との間で切り換わる。すなわち、切換弁の状態が遮断状態と連通状態とが切り換わる。

これに対して、インクジェットプリンタ１において記録を行わない（駆動状態でない）ときには、キャリッジ２を、ノズル面２１ａが吸引キャップ１１と対向する位置まで移動させる。すると、図４（ｂ）に示すように、突起８が傾斜面５１ａに接触し、突起８から昇降部材５１に走査方向左側の力が加えられる。これにより、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、傾斜面５１ａが突起８と摺動することで、昇降部材５１及びその下面に設けられた押圧部材５３が、圧縮バネ５２の付勢力に逆らって下方に移動する。そして、押圧部材５３の下端部がフィルム３７に接触してフィルム３７を下方に変形させる。押圧部材５３は、さらに、フィルム３７を介して板バネ４７の上面４７ａ（被操作部）を下方に押圧し、遮断位置にあった板バネ４７を連通位置に移動させる。すなわち、第１実施形態では、昇降部材５１が、突起８から受けた走査方向の力を、下向きの力として押圧部材５３に伝達し、押圧部材５３は昇降部材５１から伝達された力で、板バネ４７の上面４７ａを押圧している。そして、これにより、上記圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａ以上であるか否かに関わらず、ヘッド側流路４１と供給側流路４２とが連通した状態となる。

ここで、ヘッドユニット３内のインクには、気泡や異物などが混入していることがある。このような場合に、仮に、第１実施形態とは異なり、弁開放装置５０や突起８が設けられていないとすると、ヘッドユニット３が待機位置に位置している状態で、環境変化などによってヘッド側流路４１内のインクの圧力が上昇したときに、板バネ４７が遮断位置から連通位置に移動することがない。そのため、ヘッド側流路４１及びインクジェットヘッド２１内のインクがノズル３１から排出される。このとき、インク中の気泡や異物がノズル３１に流れ込むと、ノズル３１のメニスカスが破壊されてしまう虞がある。一方、ヘッド側流路４１内のインクの圧力が低下すると、圧力低下が、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａよりも小さくなるような範囲で生じている場合には、ヘッドユニット３の外部の空気などがノズル３１内に入り込み、ノズル３１のメニスカスが破壊されてしまう虞がある。

これに対して、第１実施形態では、上述したように、弁開放装置５０や突起８が設けられ、ヘッドユニット３が待機位置に位置している状態で、板バネ４７が連通位置に位置している。したがって、ヘッド側流路４１内のインクの圧力が上昇したときには、ヘッド側流路４１及びインクジェットヘッド２１内のインクが、供給側流路４２に流れ出す。これにより、インク中の気泡や異物がノズル３１に流れ込むのを防止することができる。また、ヘッド側流路４１内のインクの圧力が低下したときには、供給側流路４２からヘッド側流路４１及びインクジェットヘッド２１内にインクが流れ込む。これにより、ヘッドユニット３の外部の空気などがノズル３１に入り込むのを防止することができる。そして、以上のことから、ノズル３１のメニスカスを破壊してしまうのを防止することができる。

また、ヘッドユニット３においては、メンテナンスユニット５によりパージが行われると、インクジェットヘッド２１やヘッド側流路４１内のインクがノズル３１から排出され、その分、供給側流路４２からノズル側流路４１にインクが流れ込むことになる。しかしながら、仮に、第１実施形態とは異なり、弁開放装置５０や突起８が設けられておらず、板バネ４７が遮断位置にあるとすると、このとき、供給側流路４２内のインクは、遮断位置にある板バネ４７を壁４６から離すように変形させつつ、ヘッド側流路４１に流れ込むこととなる。すなわち、供給側流路４２からヘッド側流路４１へのインクの流れが板バネ４７によって阻害される。

これに対して、第１実施形態では、上述したように、パージが行われるときに、板バネ４７が連通位置に位置しており、ヘッド側流路４１と供給側流路４２とが連通している。したがって、パージの際に、供給側流路４２内のインクは、板バネ４７を変形させることなくヘッド側流路４１に流れ込むことができる。すなわち、供給側流路４２からヘッド側流路４１へのインクの流れが、板バネ４７によって阻害されにくい。これにより、ヘッドユニット３内のインクを効率よく排出することができる。

また、第１実施形態では、供給側流路４２の上側の壁がフィルム３７によって形成されているとともに、上記連通位置と遮断位置との間で移動可能な板バネ４７がフィルム３７と対向して配置されているため、ヘッドユニット３内に形成されたインク流路の外部に配置された押圧部材５３によりフィルム３７を介して板バネ４７の上面４７ａを押圧することで、遮断位置にある板バネ４７を連通位置に移動させることができる。

また、このとき、押圧部材５３に押圧されたフィルム３７は、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通部分と対向する部分３７ａが弾性変形するが、フィルム３７の部分３７ａが他の部分よりも厚みが大きくなっているため、フィルム３７が破れにくい。

さらに、このとき、キャリッジ２を、ヘッドユニット３が待機位置にくるまで移動させると、突起８が昇降部材５１の傾斜面５１ａを押圧し、突起８の押圧力によって昇降部材５１及び押圧部材５３が降下することで、押圧部材５３がフィルム３７を介して板バネ４７を押圧する。すなわち、押圧部材５３は、キャリッジ２をヘッドユニット３が待機位置にくるまで移動させたときに、突起８から昇降部材５１に加えられ、昇降部材５１から押圧部材５３に伝達された力で、板バネ４７を押圧する。したがって、押圧部材５３に板バネ４７を押圧する押圧力を発生させるために専用の駆動源などを設ける必要がない。

［第２実施形態］
次に、本発明の好適な第２実施形態について説明する。

第２実施形態に係るヘッドケース１００は、インクジェットプリンタ１（図１参照）に組み付けられる前のヘッドユニット３を輸送、保存などするときに、ヘッドユニット３を収容するためのものであり、ケース本体１０１と、蓋１０２とを備えている。なお、第２実施形態では、ヘッドユニット３のインク流路内に、インク、あるいは、インクから色材を抜いた保存液が充填されている。ただし、以下では、ヘッドユニット３のインク流路内に保存液が充填されているとして説明する。

ケース本体１０１は、略直方体形状を有しており、ヘッドユニット３を収容するための収容部１０３が内部に形成されている。また、収容部１０３の上面には開口１０３ａが設けられており、ヘッドユニット３を開口１０３ａから収容部１０３に導入することができるようになっている。また、収容部１０３には、スポンジなど保存液を吸収可能な吸収フォーム１０４が設けられている。ヘッドユニット３は、収容部１０３に収容されると、インク流入流路４４のインク貯留室４３と反対側の端である図示しないチューブとの接続部分が、吸収フォーム１０４によって塞がれる。また、収容部１０３に収容されるヘッドユニット３は、予め、ノズル面２１ａにゴム材料等からなる封止部材１０５が配置されることによって、複数のノズル３１が封止される。

蓋１０２は、ケース本体１０１の上部に着脱可能となっており、ケース本体１０１の上部に蓋１０２が取り付けられると、収容部１０３の開口１０３ａが蓋１０２によって塞がれる。蓋１０２の下面には、収容部１０３に収容されたヘッドユニット３の板バネ４７と対向する部分に、蓋１０２の下面から下方に延びた押圧部材１０６（操作部）が設けられている。押圧部材１０６は、ケース本体１０１に蓋１０２が取り付けられた状態で、第１実施形態の押圧部材５３と同様、フィルム３７に接触してフィルム３７の部分３７ａを下方に変形させるとともに、フィルム３７を介して板バネ４７の上面４７ａ（被操作部）を押圧することにより、板バネ４７を連通位置に移動させる。

これにより、ヘッドケース１００に収容されたヘッドユニット３において、環境変化などにより、ヘッド側流路４１やインクジェットヘッド２１内の保存液の圧力が上昇したときには、ヘッド側流路４１やインクジェットヘッド２１から供給側流路４２に保存液が流れ出る。これにより、インク中あるいは保存液中の気泡や異物がノズル３１に流れ込んでしまうのを防止することができる。また、このとき、インク流入流路４４のインク貯留室４３と反対側の端から保存液が流れ出すが、流れ出した保存液は、吸収フォーム１０４によって吸収される。一方、ヘッド側流路４１やインクジェットヘッド２１内の保存液の圧力が低下したときには、供給側流路４２からヘッド側流路４１に保存液が流れ込む。これにより、ヘッドユニット３の外部の空気などがノズル３１に入り込んでしまうのを防止することができる。そして、以上のことから、ノズル３１のメニスカスが破壊されてしまうのを防止することができる。

また、第２実施形態でも、フィルム３７は、部分３７ａにおいて他の部分よりも厚みが大きくなっているため、第１実施形態と同様、押圧部材１０６でフィルム３７の部分３７ａを変形させたときに、フィルム３７が破れにくい。

次に、第１、第２実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、第１、第２実施形態と同様の構成を有するものについては、適宜その説明を省略する。

第１、第２実施形態では、フィルム３７が、部分３７ａにおいて他の部分よりも厚みが大きくなっていることにより、押圧部材５３、１０６に押圧されて変形するフィルム３７が破れにくくなっていたが、これには限られない。例えば、一変形例では、図６に示すように、フィルム３７のヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通部分と対向する部分３７ａが部分的に弛んでいる。この場合には、押圧部材５３、１０６がフィルム３７を押圧して変形させたときの、フィルム３７の変形した部分３７ａにかかる負担が小さいので、フィルム３７が破れにくい。

さらには、第１、第２実施形態や上記変形例のように、フィルム３７の部分３７ａに、フィルム３７を破れにくくするための構成を設けることにも限られない。フィルム３７が、押圧部材５３、１０６の押圧により変形したときに破れない程度の十分な強度を有するものである場合には、フィルム３７は、厚みが一定で、部分的に弛んだ部分のないものであってもよい。

また、第１実施形態では、キャリッジ２によりヘッドユニット３を待機位置に移動させたときに、突起８から昇降部材５１の傾斜面５１ａに加えられ、昇降部材５１により押圧部材５３に伝達された力によって、押圧部材５３がフィルム３７を介して板バネ４７を押圧するようになっていたが、これには限られない。例えば、昇降部材５１が専用の駆動源によって昇降されるものであり、キャリッジ２によりヘッドユニット３を待機位置に移動させたときに、押圧部材５３が、当該駆動源から昇降部材５１に加えられる力で板バネ４７を押圧するようにしてもよい。

また、第１、第２実施形態では、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａよりも小さいときに、自身の復元力によって壁４６に接触しており、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａ以上のときや、押圧部材５３、１０６に押圧されたときに、自身の復元力に逆らって弾性変形して壁４６から離れる板バネ４７が弁部材となっていたが、これには限られない。例えば、板バネ４７の代わりに、圧縮バネなどによって壁４６に向かって上方に付勢された板状の弁部材が設けられていてもよい。この場合でも、第１、第２実施形態の場合と同様にして、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通及びその遮断を切り換えることができる。なお、この場合には、弁部材と弁部材を付勢するバネ等と壁４６とを合わせたものが、本発明に係る切換弁に相当する。

また、以上の例では、サブタンク２２内のインク流路の壁の一部がフィルム３７によって形成されているとともに、板バネ４７などの弁部材がフィルム３７と対向する位置に配置されており、押圧部材５３、１０６によりフィルム３７を介して弁部材の上面を押圧することで、弁部材を連通位置に移動させることができるようになっていたが、これには限られない。

例えば、サブタンク２２に、インク流路の外部に露出したレバーやボタンなどの被操作部と、被操作部が操作されたときに上記圧力差ΔＰに関わらず弁部材を連通位置に移動させる機構とが設けられ、キャリッジ２に、ヘッドユニット３を駆動しないときに、上記被操作部を操作する操作部が設けられていてもよい。なお、この場合には、弁部材と壁４６と、被操作部が操作されたときに弁部材を連通位置に移動させる機構とを合わせたものが、本発明に係る切換弁に相当する。また、この場合には、サブタンク２２にフィルムによって形成された部分がなく、サブタンク２２全体が合成樹脂材料などによって形成されていてもよい。

また、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通及びその遮断を切り換える切換弁、及び、弁部材を圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａ以上であるか否かに関わらず、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５とを連通させる連通手段を、公知の電磁弁などによっても形成可能である。例えば、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との間に、電流が流れていない状態でヘッド側流路４１とインク流出流路４５とを連通させる連通状態となり、電流を流したときにヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通を遮断する遮断状態となる電磁弁を設けてもよい。この場合には、記録時において、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａよりも小さいときに、電磁弁に電流を流して手遮断状態とし、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａ以上のときに、電磁弁に電流を流すのを停止して連通状態にする。一方、待機時等には、電磁弁に電流を流すのを停止することで、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａ以上であるか否かに関わらず、連通状態にすることができる。この場合には、第１実施形態のインクジェットプリンタ１に電源が投入されていない状態や、ヘッドユニット３がインクジェットプリンタに組み込まれていない状態でも、電磁弁を連通状態にすることができる。

また、第２実施形態では、蓋１０２に押部材部１０６のような、収容部１０３に収容されたヘッドユニット３の切換弁を連通状態にするための構成（連通手段）が設けられていたが、これには限られない。例えば、ケース本体１０１に、収容部１０３に収容されたヘッドユニット３の切換弁を連通状態にするための構成が設けられていてもよい。

また、第１実施形態では、ノズル面２１ａが吸引キャップ１１と対向するときのヘッドユニット３の位置が待機位置となっていたが、これには限られない。例えば、吸引キャップ１１とは別に、記録を行わないとき等にノズル３１を覆うことでノズル３１の乾燥を防止するキャップが設けられ、ノズル面２１ａがこのキャップと対向するときのヘッドユニット３の位置が待機位置となっていてもよい。そして、この場合には、例えば、キャリッジ２により、ヘッドユニット３をこの待機位置まで移動させたときに、傾斜面５１ａを走査方向に押圧する突起等を設ければよい。

なお、この場合には、キャリッジ２により、ヘッドユニット３をノズル面２１ａが吸引キャップ１１と対向する位置まで移動させたときに、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５とを連通させなくてもよい。この場合には、パージを行ったときに、上述したように、供給側流路４２内のインクが、遮断位置にある板バネ４７を壁４６から離れるように変形させつつ、ヘッド側流路４１に流れ込むことになる。

また、以上の例では、切換弁が、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａ以上のときに、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５とが連通する連通状態となり、圧力差ΔＰが所定圧力差ΔＰａよりも小さいときに、ヘッド側流路４１とインク流出流路４５との連通が遮断された遮断状態とが切り換わるものであったが、これには限られない。切換弁は、例えば、供給側流路４２内のインクの圧力に関係なく、ヘッド側流路４１内のインクの圧力が所定圧力以上のときに遮断状態となり、所定圧力よりも低いときに連通状態となるなど、インク流路内の液体の圧力に関する他の条件を満たすときに連通状態となり、当該条件を満たさないときに遮断状態となるものであってもよい。さらには、切換弁は、インク流路内のインクの温度に関する条件など、インク流路内のインクの圧力以外の状態に関する所定条件を満たすときに連通状態となり、当該所定条件を満たさないときに遮断状態となるものであってもよい。

また、第１実施形態では、本発明を、キャリッジ２とともに走査方向に移動しつつ、ノズル３１からインクを吐出する、いわゆるシリアルヘッドを備えたプリンタ、このようなプリンタを形成するシリアルヘッド、及び、シリアルヘッドを収容するためのヘッドケースに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。例えば、記録用紙Ｓの幅方向のほぼ全長にわたって延びた、いわゆるラインヘッドを備えたプリンタ、このようなプリンタを形成するラインヘッド、及び、ラインヘッドを収容するためのヘッドケースに本発明を適用することも可能である。

さらには、インク以外の液体を吐出するヘッドユニットを備えた、インクジェットプリンタ以外の液体吐出装置、液体吐出装置を形成するヘッドユニット、及び、ヘッドユニットを収容するためのヘッドケースに本発明を適用することも可能である。

１ インクジェットプリンタ
３ ヘッドユニット
５ メンテナンスユニット
３１ ノズル
３７ フィルム
４１ ヘッド側流路
４２ 供給側流路
４７ 板バネ
５０ 弁開放装置
５１ 昇降部材
５１ａ 傾斜面
５３ 押圧部材
１００ ヘッドケース
１０１ キャップ本体
１０２ 蓋
１０３ 収容部
１０３ａ 開口
１０６ 押圧部材

Claims (3)

1. ノズルを含む液体流路と、前記液体流路の途中部分に設けられ、所定条件を満たすときに、前記液体流路の前記途中部分を挟んだ２つの領域を連通させる連通状態となり、前記所定条件を満たさないときに、前記２つの領域の連通を遮断する遮断状態となる切換弁と、を備えたヘッドユニットと、
   前記切換弁を、前記所定条件を満たすか否かに関わらず、前記連通状態にする連通手段と、
   前記ヘッドユニットが搭載され、所定の走査方向に往復移動するキャリッジと、
   を備え、
   前記所定条件は、少なくとも、前記ヘッドユニットが前記ノズルから液体を吐出する駆動状態となっているときに満たし得る条件であり、
   前記液体流路の壁の一部が、弾性変形可能な膜によって形成され、
   前記切換弁は、
   前記液体流路内に前記膜と対向して配置され、前記膜との対向面が、前記膜を介して前記液体流路の外部から押圧可能となっている弁部材を備え、
   前記弁部材は、前記２つの領域の連通を遮断する遮断位置と、前記遮断位置よりも前記膜から離れた、前記２つの領域を連通させる連通位置との間で移動可能となっているとともに、前記所定条件を満たしておらず、且つ、前記膜との対向面が押圧されてない状態で前記遮断位置に位置付けられており、
   前記キャリッジは、前記走査方向に移動することで、前記ヘッドユニットを、前記ノズルから液体を吐出するときの吐出位置と、前記吐出位置から離れた所定の待機位置との間で移動させ、
   前記連通手段は、
   前記ヘッドユニットが前記駆動状態でなく、前記所定条件を満たしていないときであり、且つ、前記ヘッドユニットが前記待機位置に位置している状態のときに、前記切換弁を前記連通状態にするものであり、
   前記液体流路の外部に配置され、前記膜を介して前記弁部材の前記膜との対向面を押圧することで、前記弁部材を前記連通位置に移動させる押圧部と、
   前記キャリッジに搭載されており、外部から前記走査方向の力を受けたときに、当該力を前記弁部材の移動方向の力として前記押圧部に伝達する伝達部と、 装置の筐体に設けられ、前記ヘッドユニットが前記待機位置に位置している状態で前記伝達部に接触して、前記伝達部に前記走査方向の力を加える接触部と、
   を備え、
   前記押圧部は、前記伝達部によって伝達された力により、前記弁部材の前記膜との対向面を押圧することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記所定条件が、前記液体流路内の液体の状態に関する条件であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記待機位置に位置している前記ヘッドユニットから液体を排出させることによって、前記ヘッドユニットのメンテナンスを行うメンテナンス手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。

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