JP2019010743A - 流路ユニット及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体貯留部に対するキャリッジ揺動の影響を低減し且つ液体貯留部内の液体残量視認性を向上させた流路ユニット及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】排出口に向けて搬送される被噴射媒体の搬送方向に対して上流側に設けられたキャリッジ軸５であって、前記搬送方向に交差する水平方向に軸方向が設けられたキャリッジ軸５に沿って移動可能に設けられたキャリッジ３を具備する液体噴射装置１に用いられる流路ユニットであって、前記キャリッジ３上に搭載されて、液体を貯留すると共に当該液体を詰め替え可能な液体貯留部２０を有し、前記液体貯留部２０は前記キャリッジ３上の前記キャリッジ軸側に配置され、前記キャリッジ軸５と反対側には、前記搬送方向の下流側から液体の残量を視認可能な視認部２３を有する。【選択図】 図１

Description

従来から、ターゲットに液体を噴射する液体噴射装置の一種として、インクジェット式のプリンターが広く知られている。こうしたプリンターには、往復移動するキャリッジに、インクを収容する複数のインクカートリッジと、各インクカートリッジから供給されたインクを用紙に噴射する液体噴射ヘッドとを搭載した、所謂オンキャリタイプのプリンターがある。

一方で、近年、こうしたキャリッジに装着されるインクカートリッジからインクを供給するのではなく、プリンター本体外に大容量のインクタンクを設置し、該インクタンクからインク供給チューブを介してプリンター本体内の液体噴射ヘッドにインクを連続供給して、大量印刷を可能としたプリンターが開発されている（例えば、特許文献１）。

ところで、こうしたプリンターでは、液体噴射ヘッドを搭載したキャリッジの移動に伴って追従変形するインク供給チューブは、該キャリッジの移動方向と交差する方向に複数本、横並び状態となるように引き回されている。そのため、プリンター本体内には、複数本のインク供給チューブを横並び状態で配置可能とするための引き回しスペースを確保しなければならず、プリンター本体のコンパクト化を図る上で支障になっていた。

ＷＯ２０１４／０２４４７２号公報

そこで、インク供給チューブでの供給を省略し、比較的大容量のインクタンクをキャリッジに搭載する構成が考えられる。このような構成でインクを詰め替え可能とすると、インクタンク内に空気が入っているので、キャリッジの走査時に慣性力でインクタンク内のインクがキャリッジ揺動の影響を受け、印刷品質を低下させる虞があった。

また、キャリッジ揺動の影響を最低限にするためには、インクタンクをキャリッジ軸上及びその近傍のみに設けて、キャリッジ軸からプリンター正面側に片持ち状態で突出した領域にはインクタンク以外の流路部材等を配置するようにする必要があるが、この場合には、インクタンクが視認できず、インク残量視認性が低下するという問題があった。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドユニットに限定されず、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニットにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、液体貯留部に対するキャリッジ揺動の影響を低減し且つ液体貯留部内の液体残量視認性を向上させた流路ユニット及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成する本発明の態様は、排出口に向けて搬送される被噴射媒体の搬送方向に対して上流側に設けられた、前記搬送方向に交差する方向に軸方向が設けられたキャリッジ軸に沿って移動可能に設けられたキャリッジを具備する液体噴射装置に用いられる流路ユニットであって、前記キャリッジ上に搭載されて、液体を貯留すると共に液体を詰め替え可能な液体貯留部を有し、前記液体貯留部は前記キャリッジ上の前記キャリッジ軸側に配置され、前記キャリッジ軸と反対側には、前記搬送方向の下流側から液体の残量を視認可能な視認部を有することを特徴とする流路ユニットにある。

かかる態様では、液体貯留部がキャリッジ軸側にあるので、キャリッジ軸の揺動の影響を最低限に抑えることができ、また、キャリッジ軸とは反対側に被噴射媒体の搬送方向の下流側から液体の残量が視認できる視認部を有するので、液体貯留部内の液体の残量を把握でき、液体貯留部への液体の補充のタイミングを容易に把握することができる。

ここで、前記液体貯留部は、前記キャリッジの前記キャリッジ軸側の前記軸方向の全体に配置された主要部と、前記主要部の前記キャリッジ軸とは反対側に設けられ前記軸方向の寸法が前記主要部より小さい延設部と、を具備し、前記液体貯留部の少なくとも前記延設部の前記搬送方向の下流側の壁が、透光性を有する材料で形成されていることが好ましい。これによれば、主要部に液体の主要部が保持されるので、キャリッジ軸の揺動の影響を最低限に抑えることができ、また、搬送方向下流側に突出した延設部の下流側の透光性を有する壁を介して液体の残量を容易に把握することができる。

また、前記延設部は、前記搬送方向の下流側に設けられて液体が充填される液量表示部と、前記主要部と前記液量表示部との少なくとも下部同士を連通する連通部とを具備することが好ましい。これによれば、延設部には液体がほとんど収容されず、液体のほとんどが主要部に貯留されるので、キャリッジ軸の揺動の影響を最低限に抑えることができ、また、液量表示部を介して液体の残量を容易に把握することができる。

また、前記キャリッジの前記軸方向の一部に配置された前記延設部は、内部に液体が充填されない空間を有し、前記主要部の、少なくとも前記延設部と重なる部分の前記搬送方向の下流側は、透光性を有する材料で形成されていることが好ましい。これによれば、延設部には液体が収容されず、液体が全て主要部に貯留されるので、キャリッジ軸の揺動の影響を最低限に抑えることができ、また、透明の壁を介して液体の残量を容易に把握することができる。

また、前記延設部の少なくとも一部には、内部に液体が充填されない空間を有し、前記空間内には、前記主要部内の液体の量に連動して移動する指針部が設けられていることが好ましい。これによれば、延設部には液体が収容されず、液体の全てが主要部に貯留されるので、キャリッジ軸の揺動の影響を最低限に抑えることができ、また、主要部内の液体の量は、指針部を介して容易に把握することができる。

また、前記液体貯留部の平面視の形状は、Ｌ字形状、凸形状、凹形状のいずれかであることが好ましい。これによれば、主要部と延設部とを有効に配置することができる。

また、前記液体貯留部の内面には撥液処理部が設けられていることが好ましい。これによれば、撥水処理部により液体貯留部内の液体の残量が正確に把握することができる。

本発明の他の態様は、排出口に向けて搬送される被噴射媒体の搬送方向に対して上流側に設けられ、前記搬送方向に交差する方向に軸方向が設けられたキャリッジ軸に沿って移動可能に設けられたキャリッジを具備し、前記キャリッジ上に前記態様の流路ユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。

かかる態様では、液体貯留部がキャリッジ軸側にあるので、キャリッジ軸の揺動の影響を最低限に抑えることができ、また、キャリッジ軸とは反対側に被噴射媒体の搬送方向の下流側から液体の残量が視認できる視認部を有するので、液体貯留部内の液体の残量を把握でき、液体貯留部への液体の補充のタイミングを容易に把握することができる液体噴射装置が実現できる。

実施形態１に係る記録装置の概略図である。 実施形態１に係るヘッドユニットの斜視図である。 実施形態１に係る流路ユニットの平面図である。 実施形態１に係る流路ユニットの変形例の平面図である。 実施形態１に係る流路ユニットの変形例の平面図である。 実施形態２に係る流路ユニットの平面図である。 実施形態２に係る流路ユニットのＡ視側面図である。 実施形態２に係る流路ユニットのＢ視正面図である。 実施形態３に係る流路ユニットの平面図である。 実施形態３に係る流路ユニットのＡ視側面図及びＢ視正面図である。 実施形態３に係る流路ユニットのＡ視側面図及びＢ視正面図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略図である。

図１に示すように、インクジェット式記録装置１は、インクジェット式記録ヘッドユニット２（以下、単にヘッドユニット２とも言う）を具備する。ヘッドユニット２は、キャリッジ３に搭載されている。キャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に装置背面側の一端部が支持され、キャリッジ軸５の軸方向に往復移動可能に設けられている。本実施形態では、キャリッジ３の移動方向を第１の方向Ｘと称する。

そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット２を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の被噴射媒体Ｓ（以下、単に媒体Ｓという）が搬送ローラー８により搬送されるようになっている。本実施形態では、搬送ローラー８によって媒体Ｓが第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙに搬送されるようにした。なお、媒体Ｓを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。また、本実施形態では、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両方に直交する方向を第３の方向Ｚと称する。さらに、本実施形態では、各方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。

キャリッジ３に搭載されたヘッドユニット２は、図２に示したように、取付板１０上に設けられた、液体としてインクが貯留されたインクタンク等の液体貯留部２０と、背圧制御機構などの流路機構ユニット３０と、を具備する。液体貯留部２０は、液体が詰め替え可能なものであり、開閉可能な蓋が設けられた液体詰替口２０ａを具備する。また、取付板１０の第１の方向Ｘの一方の端部は、屈曲して一段上方に位置しており、その下側にインクジェット式記録ヘッド４０が設けられている。

液体貯留部２０に貯留された液体は、流路機構ユニット３０を介してインクジェット式記録ヘッド４０に液体を供給できるようになっており、本実施形態では、液体貯留部２０と、流路機構ユニット３０とが流路ユニットを構成している。

以上説明したヘッドユニット２は、取付板１０を介してキャリッジ３に搭載される。キャリッジ３は、キャリッジ３の第２の方向Ｙの背面側を貫通するように設けられ、キャリッジ３は、キャリッジ軸５により、その一端部で片持ち梁状態で支持されている。

本実施形態の液体貯留部２０は、キャリッジ３のキャリッジ軸側では、キャリッジ３の第１の方向Ｘの寸法（以下、キャリッジ幅という）とほぼ同一の寸法を有し、キャリッジ軸側とは反対側では、キャリッジ幅の一部だけの寸法を有し、平面視でＬ字形状を有する。すなわち、液体貯留部２０は、キャリッジ３のキャリッジ軸側に配置される、キャリッジ幅と同等の寸法を有する主要部２１と、キャリッジ軸側とは反対側に配置される、キャリッジ幅より小さい寸法を有する延設部２２とからなる。また、延設部２２のキャリッジ軸側とは反対側の端面は、搬送方向である第２の方向Ｙの下流側から、液体貯留部２０内の液体の残量を視認可能な視認部２３となっている。

ここで、キャリッジ軸側とは、キャリッジ３のキャリッジ軸５側の端部から、キャリッジ３の第２の方向Ｙの寸法（以下、キャリッジ長さという）の２／３以内の領域、好ましくは、キャリッジ長さの１／２以内の領域をいう。本実施形態では、主要部２１の第２の方向Ｙの寸法は、キャリッジ長さの半分程度となっている。

また、液体貯留部２０の主要部２１は、第１の方向Ｘの寸法がキャリッジ幅と同等な寸法を有している部分をいい、主要部２１の容量が液体貯留部２０の全容量の半分以上、好ましくは、６０％以上、さらに好ましくは、７０％以上の容量を有するのがよい。

液体貯留部２０の延設部２２は、第１の方向Ｘの寸法がキャリッジ幅より小さい部分をいい、好ましくは、キャリッジ幅の半分以下、好ましくは、１／３以下の寸法を有しているのがよい。なお、延設部２２のキャリッジ軸側とは反対側の装置前面側の端面は、上述するように、搬送方向の下流側から液体の残量を視認可能な視認部２３となるので、最低限、残量の視認が容易な寸法を有するのが好ましく、キャリッジ幅の１／５以上、好ましくは、１／４以上とするのがよい。

このような液体貯留部２０では、主要部２１及び延設部２２の内部に液体が貯留されるが、液体のほとんどが、キャリッジ３のキャリッジ軸側に搭載される主要部２１に貯留されるので、キャリッジ軸５の揺動の影響を最低限に抑えることができる。

また、キャリッジ軸側とは反対側に設けられた延設部２２の第２の方向Ｙの一方側である装置前面側の端面を透明部材とし、視認部２３を介して液体の残量が視認できるので、主要部２１をキャリッジ軸側に配置しても、延設部２２に設けた視認部２３を介して液体の残量を把握でき、液体貯留部２０への液体の補充のタイミングを容易に把握することができる。

なお、本実施形態では、延設部２２の装置前面側の端面の壁だけを透光性を有する透明材料で形成し、延設部２２の内部の液体が視認でき、主要部２１内の液体の残量も把握することが可能となる。なお、透明材料で形成するのは、装置前面側の壁だけに限定されず、例えば、延設部２２を透明材料で形成してもよいし、液体貯留部２０全体を透明材料で形成してもよい。

図３には、本実施形態の液体貯留部２０の平面視形状を示す。本実施形態では、主要部２１と延設部２２の平面視の形状はＬ字形状であったが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、延設部２２Ａを主要部２１の第１の方向Ｘの中央部に設けた凸形状としてもよい。この場合、延設部２２Ａのキャリッジ軸側とは反対側の端面に視認部２３Ａを設け、延設部２２Ａの第１の方向Ｘの両側に流路機構ユニット３０Ａを配置する。また、図５に示すように、延設部２２Ｂを主要部２１の第１の方向Ｘの両側に設けた凹形状としてもよい。この場合、２つの延設部２２Ｂの何れか一方又は両方のキャリッジ軸側とは反対側の端部に視認部２３Ｂを設け、延設部２２Ｂの間に流路機構ユニット３０Ｂを配置する。

このような構成では、液体貯留部２０の、キャリッジ３のキャリッジ軸側とは反対側の延設部２２、２２Ａ、２２Ｂが存在しない領域には、流路機構ユニット３０、３０Ａ、３０Ｂを配置したが、この領域には、これ以外の部材を配置してもよい。また、この領域に何も配置しなくてもよい。

また、延設部２２には、液体が貯留できないようにしてもよい。この場合、少なくとも主要部２１の延設部２２側の連結部の壁を透明材料で形成し、また、延設部２２の少なくとも装置前面側の壁を透明材料で構成することで、延設部２２を通して主要部２１内の液体の残量を把握することができる。液体は、キャリッジ軸側に搭載される主要部２１のみに貯留されるので、キャリッジ軸５の揺動の影響をより最低限に抑えることができる。

（実施形態２）
図６〜図８には、実施形態２の液体貯留部１２０の平面視、側面視、及び正面視を示す。
液体貯留部１２０は、主要部１２１と、延設部１２２とからなり、延設部１２２の前面側の端面が視認部１２３となり、液体詰替口１２０ａを有する点は、上述した実施形態と同様であるが、延設部１２２の全体に液体が貯留されていない点で、実施形態１とは異なる。

延設部１２２においては、装置前面側の端部に全体に設けられた液体表示部１２２ａと、液体表示部１２２ａの下部中央部と主要部１２１の下部とを連通する連通部１２２ｂとに液体が充填できるようになっており、液体表示部１２２ａの装置前面側の壁が少なくとも透明材料で形成されて視認部１２３となる。そして、主要部１２１と液体表示部１２２ａとは、連通部１２２ｂを介して連通されているので、液体表示部１２２ａの液面は、主要部１２１内の液面と同一となる。よって、液体表示部１２２ａの液面を視認部１２３を介して視認することにより、主要部１２１内の液面の位置を把握することができる。また、装置前面側に突出して設けられた液体表示部１２２ａで液体の残量が把握できるので、視認し易いという利点がある。一方、延設部１２２には液体がほとんど貯留されず、大部分がキャリッジ軸側に搭載される主要部１２１に貯留されるので、キャリッジ軸５の揺動の影響をより最低限に抑えることができる。

（実施形態３）
図９には、実施形態３の液体貯留部２２０の平面視、図１０及び図１１のそれぞれには側面視及び正面視を示す。
液体貯留部２２０は、主要部２２１と、延設部２２２とからなり、延設部２２２の装置前面側が視認部２２３となっており、液体詰替口２２０ａを有する。本実施形態では、主要部２２１のみに液体を貯留するようになっており、主要部２２１と、延設部２２２との境界壁２２４には、境界壁２２４を貫通し、上下方向に揺動可能に支持される液体表示部材２３０が設けられている。液体表示部材２３０は、境界壁２２４を貫通するバー２３１と、バー２３１の主要部２２１内の端部に設けられた浮き部材２３２と、バー２３１の延設部２２２内の端部に設けられた指針部２３３とからなる。浮き部材２３２は、主要部２２１内に貯留される液体に浮く部材であり、液体が一杯に貯留されると、液体に浮いて主要部２２１内の上方に位置し、液体が減少していくと、液面の降下と共に下方へ移動する。一方、バー２３１の反対側に設けられた指針部２３３は、延設部２２２の装置前面側の壁面近傍に位置し、主要部２２１に液体が十分に貯留されている場合には、一番下に位置し、液体の減少と共に上方に移動する。すなわち、主要部２２１内の液体の量は、指針部２３３の位置で把握できるようになっている。よって、延設部２２２の前面側の壁である視認部２２３は透明材料で形成され、Ｆｕｌｌ及びＥｍｐｔｙ、又は満及び空などの表示を設けるのが好ましい。

図１０は、主要部２２１内に液体が満たされた状態の浮き部材２３２と指針部２３３との位置を示したものであり、図１１は、主要部２２１内の液体が空の場合の浮き部材２３２と指針部２３３との位置を示したものである。

このように、指針部２３３の位置によって、主要部２２１内の液面の位置を把握することができるので、視認し易いという利点がある。一方、延設部２２２には液体が貯留されず、液体はキャリッジ軸側に搭載される主要部２２１のみに貯留されるので、キャリッジ軸５の揺動の影響をより最低限に抑えることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、実施形態１の延設部２２の視認部２３となる壁の内面や、実施形態２の延設部２２Ｂの視認部２３Ａの壁の内面に撥液処理部を設けてもよい。撥液処理部は、視認部２３、２３Ａの壁の内面のみに設ければよいが、液体貯留部２０の内面全体に設けてもよい。撥液処理部は、フッ素系樹脂などの撥水性樹脂を設けるか、撥水加工処理することにより設けることができる。また、視認部２３、２３Ａを構成する透明材料を撥水性材料としてもよい。

上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッド４０は、例えば、圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーターを用いたものが例示できるが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドユニット全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を有するヘッドユニットにも適用することができる。

１…インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、２…インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、３…キャリッジ、４…装置本体、５…キャリッジ軸、８…搬送ローラー、１０…取付板、２０…液体貯留部、２１、２１Ａ、２１Ｂ、１２１、２２１…主要部、２２、２２Ａ、２２Ｂ、１２２、２２２…延設部、２３、２３Ａ、２３Ｂ、１２３、２２３…視認部、２２４…境界壁 ３０、３０Ａ、３０Ｂ…流路機構ユニット、１２２ａ…液体表示部、１２２ｂ…連通部、２３０…液体表示部材、２３１…バー、２３２…浮き部材、２３３…指針部

Claims (8)

1. 排出口に向けて搬送される被噴射媒体の搬送方向に対して上流側に設けられ、前記搬送方向に交差する方向に軸方向が設けられたキャリッジ軸に沿って移動可能に設けられたキャリッジを具備する液体噴射装置に用いられる流路ユニットであって、
   前記キャリッジ上に搭載されて、液体を貯留すると共に液体を詰め替え可能な液体貯留部を有し、
   前記液体貯留部は前記キャリッジ上の前記キャリッジ軸側に配置され、前記キャリッジ軸と反対側には、前記搬送方向の下流側から液体の残量を視認可能な視認部を有することを特徴とする流路ユニット。
2. 前記液体貯留部は、前記キャリッジの前記キャリッジ軸側の前記軸方向の全体に配置された主要部と、前記主要部の前記キャリッジ軸とは反対側に設けられ前記軸方向の寸法が前記主要部より小さい延設部と、を具備し、
   前記液体貯留部の少なくとも前記延設部の前記搬送方向の下流側の壁が、透光性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の流路ユニット。
3. 前記延設部は、前記搬送方向の下流側に設けられて液体が充填される液量表示部と、前記主要部と前記液量表示部との少なくとも下部同士を連通する連通部とを具備することを特徴とする請求項２記載の流路ユニット。
4. 前記キャリッジの前記軸方向の一部に配置された前記延設部は、内部に液体が充填されない空間を有し、
   前記主要部の、少なくとも前記延設部と重なる部分の前記搬送方向の下流側は、透光性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項２記載の流路ユニット。
5. 前記延設部の少なくとも一部には、内部に液体が充填されない空間を有し、
   前記空間内には、前記主要部内の液体の量に連動して移動する指針部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の流路ユニット。
6. 前記液体貯留部の平面視の形状は、Ｌ字形状、凸形状、凹形状のいずれかである
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項記載の流路ユニット。
7. 前記液体貯留部の内面には撥液処理部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項記載の流路ユニット。
8. 排出口に向けて搬送される被噴射媒体の搬送方向に対して上流側に設けられ、前記搬送方向に交差する方向に軸方向が設けられたキャリッジ軸に沿って移動可能に設けられたキャリッジを具備し、前記キャリッジ上に請求項１〜７の何れか一項に記載の流路ユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置。
   
   

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