JP2019022969A - 液体吐出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】吐出ヘッドから液体が漏れる虞を低減できる液体吐出装置を提供する。【解決手段】ノズルから液体を吐出可能な吐出ヘッドと、液体供給源に収容される液体をノズルに供給する液体供給路43と、液体供給路43に設けられて液体を貯留可能な中間貯留体44と、を備え、中間貯留体44は、液体を貯留可能な貯留室51と、中間貯留体44よりも上流側の上流側供給路43aと貯留室51とを連通する導入流路52と、貯留室51と中間貯留体44よりも下流側の下流側供給路43bとを連通する導出流路53と、を有し、導出流路53は、貯留室51の下部で且つ奥行方向Yにおいて貯留室51の中央よりも液体供給源が配置される前側で貯留室51に接続されている。【選択図】図5

Description

本発明は、プリンターなどの液体吐出装置に関する。
液体吐出装置の一例として、インクタンク(液体供給源)から供給されたインク(液体)を吐出ヘッドから印刷用紙に吐出して印刷するインクジェット式のプリンターがある。こうしたプリンターのなかには、インクタンクに収容されるインクを吐出ヘッドに供給する液体供給路の途中に、インクの圧力変動を吸収する中間貯留体を設けたものがある(例えば特許文献1)。
特開2017−81066号公報
中間貯留体は、インクを貯留する貯留室と、一端側がインクタンクに接続された接続チューブの他端側が接続される接続管と、貯留室のインクを吐出ヘッド側へ排出する貫通孔と、を有する。貫通孔は、貯留室の下部で且つ水平方向において貯留室の中央よりもインクタンクから離れた位置に配置されている。そのため、プリンターでは、インクタンクが吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置するように姿勢が変更されると貯留室内の液面の位置が貫通孔よりも高い位置となりやすい。その状態でプリンターに衝撃等が加わると、インクタンクから貯留室にインクが供給され続けると共に、貯留室から吐出ヘッドへインクが供給され、吐出ヘッドからインクが漏れ続ける虞があった。
こうした課題は、中間貯留体を備えるプリンターに限らず、中間貯留体を備える液体吐出装置においては、概ね共通したものとなっている。
本発明の目的は、吐出ヘッドから液体が漏れる虞を低減できる液体吐出装置を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する液体吐出装置は、ノズルから液体を吐出可能な吐出ヘッドと、液体供給源に収容される前記液体を前記ノズルに供給する液体供給路と、前記液体供給路に設けられて前記液体を貯留可能な中間貯留体と、を備え、前記中間貯留体は、前記液体を貯留可能な貯留室と、前記中間貯留体よりも上流側の前記液体供給路と前記貯留室とを連通する導入流路と、前記貯留室と前記中間貯留体よりも下流側の前記液体供給路とを連通する導出流路と、を有し、前記導出流路は、前記貯留室の下部で且つ水平方向において該貯留室の中央よりも前記液体供給源が配置される側で前記貯留室に接続されている。
この構成によれば、液体供給源が吐出ヘッドよりも低い位置に位置する使用姿勢において、導出流路は、貯留室の下部で且つ水平方向において貯留室の中央よりも液体供給源が配置される側で貯留室に接続されている。そのため、液体供給源が吐出ヘッドよりも高い位置に位置する非使用姿勢になった場合でも、貯留室よりも上流側の液体が貯留室よりも下流側へ流れることを抑制できる。したがって、吐出ヘッドから液体が漏れる虞を低減できる。
上記液体吐出装置において、前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合に、前記貯留室内に貯留される前記液体の液面の位置は、前記貯留室と前記導出流路とを接続する接続部よりも低い位置となるように設定されていることが好ましい。
この構成によれば、非使用姿勢になった場合の貯留室内の液面の位置が接続部の位置よりも低い。そのため、液体吐出装置の姿勢が、使用姿勢から非使用姿勢に変更された場合でも、貯留室よりも上流側の液体が貯留室よりも下流側へ流れることを抑制できる。
上記液体吐出装置は、前記中間貯留体よりも下流側の前記液体供給路と、前記導出流路と、のうち少なくとも一方に設けられたフィルターを備えることが好ましい。
この構成によれば、中間貯留体よりも下流側の液体供給路と、導出流路と、のうち少なくとも一方にフィルターが設けられている。すなわち、貯留室からノズルまでの間の流路にフィルターが設けられているため、異物がノズルに流れる虞を低減できる。
上記液体吐出装置において、前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合における前記貯留室内の液面の位置から該貯留室と前記導出流路とを接続する接続部までの容積は、該接続部から前記フィルターまでの容積よりも大きく設定されていることが好ましい。
非使用姿勢の液体吐出装置に衝撃などが加わると、ノズルから液体が流出する虞がある。ノズルから液体が流出すると、接続部よりも下流側の液体がノズル側に流れ、貯留室内の空気が接続部よりも下流側に流入し、貯留室には上流側から液体が供給される。そして、空気がフィルターに到達すると、フィルターにはメニスカスが形成され、空気及び液体の流れが止まる。この構成によれば、貯留室における液面から接続部までの容積は、導出流路及び液体供給路における接続部からフィルターまでの容積よりも大きい。そのため、液体が供給されて貯留室内の液面が上昇しても、液面が接続部まで上昇する前に液体の流れを止めることができる。
上記液体吐出装置において、前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合における前記液体供給源内の液面の位置から前記フィルターまでの水頭圧は、前記フィルターに形成されたメニスカスが破壊される圧力よりも小さいことが好ましい。
この構成によれば、フィルターにメニスカスが形成された場合に、液体供給源内の液面の位置からフィルターまでの水頭圧が、メニスカスが破壊される圧力よりも小さい。そのため、貯留室内の空気がフィルターに到達した時点で液体の流れを止め、吐出ヘッドからの液体の流出を制限できる。
上記液体吐出装置において、前記導出流路の少なくとも一部は、前記吐出ヘッド側から前記貯留室側に向かって鉛直方向上方に傾斜する傾斜部を有することが好ましい。
この構成によれば、導出流路は、使用姿勢において吐出ヘッド側から貯留室側に向かって鉛直方向上方に傾斜する傾斜部を有する。そのため、導出流路や吐出ヘッド側にある空気が貯留室側へ上昇しやすく、吐出ヘッドへ気泡が流入することによる吐出不良を抑制できる。
上記液体吐出装置において、前記中間貯留体は、第1貯留室及び該第1貯留室よりも上流側に設けられる第2貯留室を前記貯留室として有するとともに、前記第1貯留室と前記第2貯留室とを連通する上側連通路と、前記上側連通路よりも鉛直方向下方において前記第1貯留室と前記第2貯留室とを連通し、前記上側連通路よりも圧力損失が高い下側連通路と、を有し、前記導出流路は、前記第1貯留室に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、中間貯留体は、使用姿勢において上側に位置する上側連通路と、上側連通路よりも下側に位置して圧力損失が高い下側連通路と、を有し、上側連通路と下側連通路とにより第1貯留室及び第2貯留室を連通させている。そのため、貯留室への液体の充填及び気泡排出に適した中間貯留体を提供できる。
上記液体吐出装置において、前記貯留室は、前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合において前記貯留室内の液面より鉛直方向上方となる位置に突出部を有することが好ましい。
この構成によれば、貯留室は、非使用姿勢になった場合に貯留室内の液面より鉛直方向上方となる位置に突出部を有する。そのため、貯留室が突出部を有さない場合に比べて貯留室内の空気量を減らすことができる。
上記液体吐出装置は、前記吐出ヘッドから排出された前記液体を収容可能な廃液収容部を更に備え、前記廃液収容部は、前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合に前記吐出ヘッドよりも鉛直方向下方に位置するように設けられていることが好ましい。
液体吐出装置が非使用姿勢になった場合には、導出流路より下流側の液体がノズル側に流れ、ノズルから液体が流出する虞がある。その点、この構成によれば、液体吐出装置が非使用姿勢になった場合に、廃液収容部が吐出ヘッドよりも鉛直方向下方に位置する。そのため、ノズルから流出した液体を廃液収容部に収容できる。
第1実施形態の液体吐出装置を備える複合機の斜視図。 保持部の筐体の図示を省略した複合機の正面図。 使用姿勢の液体吐出装置における内部構成を示す模式図。 非使用姿勢の液体吐出装置における内部構成を示す模式図。 中間貯留体の使用姿勢時の側面図。 中間貯留体の非使用姿勢時の側面図。 第2実施形態の液体吐出装置が備える中間貯留体の使用姿勢時の側面図。 中間貯留体の斜視図。 中間貯留体の斜視図。 図7におけるF10−F10線矢視断面図。 中間貯留体の非使用姿勢時の側面図。 変更例の中間貯留体の使用姿勢時の側面図。 変更例の中間貯留体の斜視図。 図12におけるF14−F14線矢視断面図。
(第1実施形態)
以下、液体吐出装置の第1実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態の液体吐出装置は、用紙などの媒体に対して液体の一例であるインクを吐出することにより媒体に文字や画像等を印刷(記録)するインクジェット式のプリンターである。
図1に示すように、複合機11は、液体吐出装置12と、液体吐出装置12上に配置されて液体吐出装置12の上側を覆う画像読取装置13とを備え、全体として略直方体状をなしている。
図1では、複合機11が使用に適した使用姿勢Aで水平面上に置かれているものとして重力の方向をZ軸で示し、重力の方向に対して垂直な水平面に沿う方向をX軸及びY軸で示す。X軸、Y軸、及びZ軸は、互いに直交する。以下の説明では、X軸に沿う方向を幅方向X、Y軸に沿う方向を奥行方向Y、Z軸に沿う方向を鉛直方向Zとする。幅方向X、奥行方向Y、及び鉛直方向Zは、相互に交差(好ましくは直交)する。奥行方向Yにおける一端側を前面側もしくは前側、一端側とは反対の他端側を背面側もしくは後側といい、前面側から見た幅方向Xの一端側を右側、他端側を左側ということもある。鉛直方向Z上方及び鉛直方向Z下方は、上方及び下方ともいい、直上及び直下に限らず水平方向に位置がずれた状態での上側及び下側を含むものとする。
液体吐出装置12の前面側には、複合機11の各種の操作を行うためのボタンなどの操作部15と、液体吐出装置12や複合機11の情報などを表示する表示部16と、を有する操作パネル17が設けられている。さらに、操作パネル17の右側には、少なくとも1つ(本実施形態では5つ)の液体供給源18(図2参照)を保持する保持部19が設けられている。液体供給源18は、液体吐出装置12の筐体20内に設けられ、筐体20には、各液体供給源18と対応するように少なくとも1つ(本実施形態では5つ)の窓部21が形成されている。
図2に示すように、各液体供給源18は、液体を収容可能な収容室23を有し、収容室23には、それぞれ異なる種類(例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなどの色や、顔料や染料などの着色剤)の液体が収容される。本実施形態では、収容量が多いブラック用の第1液体供給源18Aが操作パネル17側に1つ設けられ、第1液体供給源18Aよりも収容量が少ないカラー用の第2液体供給源18Bが4つ設けられている。
液体供給源18は、収容室23に液体を注入可能な注入口24を有する。液体供給源18は、透明もしくは半透明の樹脂製であり、収容室23に収容された液体の第1液面L1(図3参照)のレベルを外部から視認可能である。
図1,図2に示すように、液体供給源18において、筐体20の窓部21と対応する領域は、外部から収容室23内のインクを視認可能な視認面26として機能している。視認面26には、収容室23に液体を補給する目安を示す下限目盛27と、収容室23に収容可能な液体の上限の目安を示す上限目盛28とが設けられている。なお、視認面26は、液体吐出装置12の使用姿勢Aにおいて、鉛直方向Zに延びるように設けられている。
図3に示すように、液体供給源18は、視認面26を構成する前壁18aと、前壁18aと交差する上壁18b及び下壁18cと、を有する。上壁18bは、使用姿勢Aにおいて収容室23の上方を区画する壁である。下壁18cは、使用姿勢Aにおいて収容室23の下方を区画する壁である。
液体吐出装置12は、ノズル形成面30に開口する複数のノズル31から液体を吐出可能な吐出ヘッド32と、吐出ヘッド32を保持して走査方向(幅方向X)に往復移動可能なキャリッジ33と、を備える。吐出ヘッド32は、移動しながら媒体(図示略)に向かって液体を吐出し、吐出した液体を媒体に付着させて印刷する。
液体吐出装置12は、吐出ヘッド32をメンテナンスするためのメンテナンス装置35と、液体供給源18側となる上流側からノズル31側となる下流側へ液体を供給する液体供給装置36と、を備える。
メンテナンス装置35は、吐出ヘッド32に対して相対移動可能に設けられたキャップ38と、キャップ38に上流端が接続された排出チューブ39と、を備える。使用姿勢Aにおいてキャップ38は、吐出ヘッド32よりも下方に位置する。そのため、キャップ38は、ノズル31から吐出された液体、及びノズル31から流出した液体を受容可能である。
キャップ38は、吐出ヘッド32から離間した位置と、吐出ヘッド32に接触する位置と、の間で移動可能に設けられている。キャップ38は、吐出ヘッド32に接触してこの吐出ヘッド32をキャッピングする。すなわち、キャップ38は、キャッピングによりノズル形成面30との間にノズル31が開口する閉空間を形成する。
メンテナンス装置35は、排出チューブ39の途中に設けられた排出ポンプ40と、排出チューブ39の下流端が接続された廃液収容部41と、を備える。メンテナンス装置35は、キャップ38が吐出ヘッド32から離間した状態で排出ポンプ40を駆動し、キャップ38に受容された液体を廃液収容部41に送る。
また、メンテナンス装置35は、吐出ヘッド32をキャッピングした状態で排出ポンプ40を駆動し、キャップ38とノズル形成面30との間に形成された閉空間を減圧する。これにより、メンテナンス装置35は、吐出ヘッド32内などにある気泡等の異物を液体と共にノズル31から排出させて廃液収容部41に送る。すなわち、廃液収容部41は、吐出ヘッド32から排出された液体を収容可能である。
次に、液体供給装置36について説明する。
液体供給装置36は、液体供給源18と個別に対応して複数(本実施形態では5つ)設けられているが、図3においては図の簡略化のために1つの液体供給源18と、この液体供給源18と対応する1つの液体供給装置36を図示している。複数設けられた液体供給装置36の各構成は略同じであるため、1つの液体供給装置36を説明して他の液体供給装置36の説明を省略する。
図3に示すように、液体供給装置36は、液体供給源18に収容される液体をノズル31に供給する液体供給路43と、液体供給路43に設けられて液体を貯留可能な中間貯留体44と、気泡などの異物を捕集可能なフィルター45と、を備える。フィルター45は、中間貯留体44よりも下流側の液体供給路43に設けられている。中間貯留体44は、キャリッジ33に搭載され、キャリッジ33の移動に伴って走査方向(幅方向X)に往復移動する。
液体供給路43は、弾性変形可能なチューブ内に形成されるものであってもよいし、硬質の樹脂材料からなる流路形成部材の内部に形成されるものであってもよい。液体供給路43は、溝が形成された流路形成部材にフィルム部材を貼り付けることで形成されるものであってもよい。
本実施形態では、中間貯留体44よりも上流側の液体供給路43を上流側供給路43aとし、中間貯留体44よりも下流側の液体供給路43を下流側供給路43bとする。液体供給装置36は、中間貯留体44と液体供給源18とを接続する供給チューブ46を備える。上流側供給路43aは、供給チューブ46内に形成されている。下流側供給路43bは、吐出ヘッド32に形成されており、この点で吐出ヘッド32は、液体供給装置36の一部としても機能している。
図3に示すように、液体吐出装置12の使用姿勢Aとは、吐出ヘッド32から媒体(図示略)に向かって液体を吐出する印刷に使用する姿勢であり、ノズル形成面30が吐出ヘッド32の下端に位置して水平となる姿勢である。使用姿勢Aでは、中間貯留体44が吐出ヘッド32及び液体供給源18よりも上方に位置し、液体供給源18の少なくとも一部が吐出ヘッド32よりも下方に位置する。すなわち、使用姿勢Aでは、吐出ヘッド32は、鉛直方向Zにおいて中間貯留体44と液体供給源18との間に位置する。
使用姿勢Aは、収容室23の上壁18bが、ノズル形成面30よりも下方に位置する姿勢であることが好ましい。より好ましくは、使用姿勢Aでは、上限目盛28がノズル形成面30より下方に位置する。すなわち、使用姿勢Aは、液体供給源18に収容される液体の第1液面L1が、ノズル31よりも下方に位置する姿勢であることが好ましい。
使用姿勢Aの液体吐出装置12では、液体供給源18が吐出ヘッド32及び中間貯留体44よりも前側に位置し、廃液収容部41が吐出ヘッド32及び中間貯留体44よりも後側に位置する。すなわち、吐出ヘッド32及び中間貯留体44は、奥行方向Yにおいて液体供給源18と廃液収容部41との間の位置に位置する。換言すると、廃液収容部41は、吐出ヘッド32及び中間貯留体44に対して液体供給源18とは反対側に設けられている。
図4に示すように、液体吐出装置12の非使用姿勢Bとは、使用姿勢Aの液体吐出装置12を傾けた、もしくは倒した姿勢である。非使用姿勢Bでは、液体供給源18が吐出ヘッド32よりも鉛直方向Z上方に位置する。図4では、液体吐出装置12の前面が背面よりも上方に位置するように液体吐出装置12を倒し、背面を下として液体吐出装置12を水平面上に配置した状態を図示している。廃液収容部41は、液体吐出装置12が非使用姿勢Bになった場合に、吐出ヘッド32よりも鉛直方向Z下方に位置するように設けられている。
具体的には、液体吐出装置12の非使用姿勢Bは、液体供給源18の少なくとも一部が吐出ヘッド32よりも上方に位置する姿勢である。非使用姿勢Bは、下限目盛27がノズル形成面30より上方に位置する姿勢としてもよい。非使用姿勢Bは、収容室23の下壁18cが、ノズル形成面30よりも上方に位置する姿勢としてもよい。すなわち、非使用姿勢Bは、液体供給源18に収容される液体の第1液面L1が、ノズル31よりも上方に位置する姿勢である。
次に、中間貯留体44について説明する。
図5に示すように、中間貯留体44は、1つの面(左面)が開口する有底箱状の貯留体ケース48と、貯留体ケース48の開口を封止するフィルム49と、を備える。
中間貯留体44は、液体を貯留可能な貯留室51と、上流側供給路43aと貯留室51とを連通する導入流路52と、貯留室51と下流側供給路43bとを連通する導出流路53と、を有する。
使用姿勢Aにおいて、導入流路52は、貯留室51よりも上方に位置し、導出流路53は、貯留室51よりも下方に位置する。使用姿勢Aにおいて貯留室51の上方を区画する天壁51aは、貯留室51と導入流路52とを区画する。使用姿勢Aにおいて、貯留室51の下方を区画する底壁51bは、貯留室51と導出流路53とを区画する。
貯留体ケース48には、貯留用凹部54、導入用凹部55、及び導出用凹部56が形成されている。貯留用凹部54の容積は、導入用凹部55及び導出用凹部56の容積よりも大きい。貯留室51は、貯留用凹部54がフィルム49により封止されて形成されている。
中間貯留体44は、供給チューブ46が差し込まれる上流側接続管58と、吐出ヘッド32に装着される下流側接続管59と、を備える。すなわち、上流側接続管58には、上流側供給路43aの下流端が接続される。下流側接続管59には、下流側供給路43bの上流端が接続される。使用姿勢Aにおいて、上流側接続管58は、貯留室51よりも上方に位置し、下流側接続管59は、貯留室51よりも下方に位置する。
導入流路52は、フィルム49により封止された導入用凹部55、及び上流側接続管58により形成されている。導出流路53は、フィルム49により封止された導出用凹部56、及び下流側接続管59により形成されている。
上流側接続管58及び下流側接続管59は、互いに異なる方向に開口する。使用姿勢Aでは、上流側接続管58は、奥行方向Yに延びるように形成されて前方に向かって流入口(図示略)が開口する。下流側接続管59は、鉛直方向Zに延びるように形成されて下方に向かって流出口(図示略)が開口する。
導入流路52は、上方から貯留室51を回り込むように形成されて上流側接続部61に接続されている。すなわち、上流側接続部61は、貯留室51と導入流路52とを接続する。上流側接続部61は、使用姿勢Aにおいて貯留室51の上端よりも下方に位置する。本実施形態の上流側接続部61は、貯留室51の鉛直方向Zにおける略中央に位置する。そのため、貯留室51に液体を充填すると、貯留室51には空気が残り、この空気のダンパー効果により液体の圧力変動が抑制される。
導出流路53は、接続部の一例である下流側接続部62に接続されている。すなわち、下流側接続部62は、貯留室51と導出流路53とを接続する。使用姿勢Aにおいて、下流側接続部62は、上流側接続部61よりも下方であり、且つ後方に位置する。
使用姿勢Aにおいて、導出流路53は、貯留室51の下部で且つ水平方向の一例である奥行方向Yにおいて貯留室51の中央よりも液体供給源18が配置される前側で貯留室51に接続されている。貯留室51の下部とは、鉛直方向Zにおいて貯留室51の中央よりも下方の部分、もしくは上流側接続部61よりも下方の部分である。下流側接続部62は、貯留室51の底壁51bにおいて、液体供給源18側の端である前端に位置することが好ましい。
導出用凹部56は、使用姿勢Aにおける鉛直方向Zの大きさが下流側接続管59側から下流側接続部62側に向かって徐々に大きくなるように形成されている。すなわち、導出流路53の少なくとも一部は、使用姿勢Aにおいて吐出ヘッド32側から貯留室51側に向かって鉛直方向Z上方に傾斜する傾斜部64を有する。
図6に示すように、中間貯留体44は、非使用姿勢Bになった場合に、貯留室51内に貯留される液体の第2液面L2の位置が、下流側接続部62よりも低い位置となるように設定されている。さらに、非使用姿勢Bになった場合における貯留室51内の第2液面L2の位置から下流側接続部62までの容積は、導出流路53及び下流側供給路43bにおける下流側接続部62からフィルター45までの容積よりも大きく設定されている。
すなわち、図5,図6に示すように、中間貯留体44は、使用姿勢Aにおける上流側接続部61よりも下方の貯留室51の容積が、非使用姿勢Bにおける下流側接続部62よりも下方の貯留室51の容積よりも小さいことが好ましい。すなわち、使用姿勢Aの貯留室51において、上流側接続部61を通る水平面よりも下方の容積は、下流側接続部62を通る鉛直面よりも上流側接続部61とは反対側(後側)の容積よりも小さいことが好ましい。
中間貯留体44は、使用姿勢Aにおける上流側接続部61よりも上方の貯留室51の容積が、非使用姿勢Bにおける下流側接続部62よりも上方の貯留室51の容積よりも大きいことが好ましい。すなわち、使用姿勢Aの貯留室51において、上流側接続部61を通る水平面よりも上方の容積は、下流側接続部62を通る鉛直面よりも上流側接続部61側(前側)の容積よりも大きいことが好ましい。
より好ましくは、使用姿勢Aにおける上流側接続部61よりも上方の貯留室51の容積は、非使用姿勢Bにおける下流側接続部62よりも上方の貯留室51の容積と、導出流路53及び下流側供給路43bにおける下流側接続部62からフィルター45までの容積と、の合計の容積よりも大きい。
次に、液体吐出装置12の作用について説明する。
図3,図5に示すように、使用姿勢Aでは、印刷などにより吐出ヘッド32で液体が消費されると、導出流路53及び下流側供給路43bを介して貯留室51内の液体が、フィルター45を通過して吐出ヘッド32に供給される。このとき貯留室51には、下流側へ供給した分の液体が上流側から供給される。そのため、貯留室51内の第2液面L2の位置は、略一定に保たれる。
図4,図6に示すように、液体吐出装置12の姿勢が使用姿勢Aから非使用姿勢Bに変更されると、第2液面L2が下流側接続部62よりも下方に位置する。すなわち、貯留室51内の液体は、底壁51bにより導出流路53に対して遮られ、貯留室51内に留まる。
振動や圧力変動などの影響でノズル31に形成されたメニスカスが壊れた場合には、ノズル31から液体が流出する。流出した液体は、廃液としてキャップ38に受容されると共に、下流側供給路43b及び導出流路53内の液体がノズル31側へ流れる。
図6に示すように、非使用姿勢Bでは、第2液面L2が下流側接続部62よりも下方に位置する。そのため、導出流路53の液体が流出すると、導出流路53には、貯留室51の空気が流入する。
空気がフィルター45に到達すると、フィルター45にはメニスカス形成される。本実施形態では、非使用姿勢Bになった場合における液体供給源18内の第1液面L1の位置からフィルター45までの水頭圧(例えば1.5kPa)は、フィルター45に形成されたメニスカスが破壊される圧力(例えば3kPa)よりも小さい。そのため、空気は、フィルター45で堰き止められ、空気及び液体の流れが止まる。
貯留室51には、貯留室51から導出流路53及び下流側供給路43bに流出した空気の分だけ導入流路52から液体が流入し、流入した液体の分だけ第2液面L2が上昇する。その点、使用姿勢Aから非使用姿勢Bに変更され、貯留室51に液体が流入する前の第2液面L2の位置から下流側接続部62までの貯留室51の容積は、下流側接続部62からフィルター45までの容積よりも大きい。したがって、空気がフィルター45に到達したときの貯留室51内の第2液面L2の位置は、下流側接続部62よりも下方に位置し、貯留室51内の液体が導出流路53に流出する前に液体供給源18から中間貯留体44への液体の供給が停止する。
上記第1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。
(1−1)液体供給源18が吐出ヘッド32よりも低い位置に位置する使用姿勢Aにおいて、導出流路53は、貯留室51の下部で且つ奥行方向Yにおいて貯留室51の中央よりも液体供給源18が配置される前側で貯留室51に接続されている。そのため、液体供給源18が吐出ヘッド32よりも高い位置に位置する非使用姿勢Bになった場合でも、貯留室51よりも上流側の液体が貯留室51よりも下流側へ流れることを抑制できる。したがって、吐出ヘッド32から液体が漏れる虞を低減できる。
(1−2)非使用姿勢Bになった場合の貯留室51内の第2液面L2の位置が下流側接続部62の位置よりも低い。そのため、液体吐出装置12の姿勢が、使用姿勢Aから非使用姿勢Bに変更された場合でも、貯留室51よりも上流側の液体が貯留室51よりも下流側へ流れることを抑制できる。
(1−3)中間貯留体44よりも下流側の液体供給路43にフィルター45が設けられている。すなわち、貯留室51からノズル31までの間の流路にフィルター45が設けられているため、異物がノズル31に流れる虞を低減できる。
(1−4)非使用姿勢Bの液体吐出装置12に衝撃などが加わると、ノズル31から液体が流出する虞がある。ノズル31から液体が流出すると、下流側接続部62よりも下流側の液体がノズル31側に流れ、貯留室51内の空気が下流側接続部62よりも下流側に流入し、貯留室51には上流側から液体が供給される。そして、空気がフィルター45に到達すると、フィルター45にはメニスカスが形成され、空気及び液体の流れが止まる。貯留室51における第2液面L2から下流側接続部62までの容積は、導出流路53及び液体供給路43における下流側接続部62からフィルター45までの容積よりも大きい。そのため、液体が供給されて貯留室51内の第2液面L2が上昇しても、第2液面L2が下流側接続部62まで上昇する前に液体の流れを止めることができる。
(1−5)フィルター45にメニスカスが形成された場合に、液体供給源18内の第1液面L1の位置からフィルター45までの水頭圧が、メニスカスが破壊される圧力よりも小さい。そのため、貯留室51内の空気がフィルター45に到達した時点で液体の流れを止め、吐出ヘッド32からの液体の流出を制限できる。
(1−6)導出流路53は、使用姿勢Aにおいて吐出ヘッド32側から貯留室51側に向かって鉛直方向Z上方に傾斜する傾斜部64を有する。そのため、導出流路53にある空気が貯留室51側へ上昇しやすく、吐出ヘッド32へ気泡が流入することによる吐出不良を抑制できる。
(1−7)液体吐出装置12が非使用姿勢Bになった場合には、導出流路53より下流側の液体がノズル31側に流れ、ノズル31から液体が流出する虞がある。その点、液体吐出装置12が非使用姿勢Bになった場合に、廃液収容部41が吐出ヘッド32よりも鉛直方向Z下方に位置する。そのため、ノズル31から流出した液体を廃液収容部41に収容できる。
(第2実施形態)
次に、液体吐出装置の第2実施形態について図を参照しながら説明する。なお、この第2実施形態は、中間貯留体が第1実施形態の場合とは異なっている。そして、その他の点では第1実施形態とほぼ同じであるため、同一の構成については同一符号を付すことによって重複した説明は省略する。
図7に示すように、液体吐出装置12が備える第1中間貯留体44Aは、例えばブラック用の第1液体供給源18Aに接続された液体供給路43に設けられる。第1中間貯留体44Aは、第1貯留室51A及び第1貯留室51Aよりも上流側に設けられる第2貯留室51Bを貯留室51として有する。導入流路52は、第2貯留室51Bに接続され、導出流路53は、第1貯留室51Aに接続されている。導出流路53において、導出用凹部56とフィルム49とにより区画される容積は、第1貯留室51Aの容積よりも小さい。
第1中間貯留体44Aは、第1貯留室51Aと第2貯留室51Bとを連通する上側連通路66と、上側連通路66よりも鉛直方向Z下方において第1貯留室51Aと第2貯留室51Bとを連通する下側連通路67と、を有する。
使用姿勢Aでは、上側連通路66は、奥行方向Yにおいて中央よりも後側の位置で第1貯留室51Aと第2貯留室51Bとを連通する。下側連通路67は、奥行方向Yにおいて中央よりも前側の位置で第1貯留室51Aと第2貯留室51Bとを連通する。すなわち、下側連通路67は、奥行方向Yにおいて上側連通路66よりも液体供給源18側に位置する。
上側連通路66は、第1貯留室51Aにおける第1上側連通口66aと、第2貯留室51Bにおける第2上側連通口66bと、を連通する。下側連通路67は、第1貯留室51Aにおける第1下側連通口67aと、第2貯留室51Bにおける第2下側連通口67bと、を連通する。
使用姿勢Aにおいて、第2下側連通口67bは、上流側接続部61及び下流側接続部62よりも下方に位置し、上流側接続部61と奥行方向Y及び鉛直方向Zに隣り合って形成されている。第1下側連通口67aは、上流側接続部61及び下流側接続部62よりも上方に位置する。第1上側連通口66a及び第2上側連通口66bは、第1下側連通口67aよりも上方に位置する。
第1中間貯留体44Aは、第1貯留室51Aと第2貯留室51Bとを区画する区画壁69を有する。区画壁69は、使用姿勢Aにおいて貯留室51を上下に区画する。区画壁69は、貯留室51の天壁51a及び底壁51bと交差する側壁51cから開口側に向かって突出するように貯留体ケース48と一体成形されている。区画壁69における開口側の端部には、フィルム49が貼りつけられる。
使用姿勢Aにおいて区画壁69は、前側が後側よりも下方に位置するように傾斜している。すなわち、第2貯留室51Bの下面及び第1貯留室51Aの上面は、上流側接続部61及び下側連通路67側である一端(前側)が、上側連通路66側である他端(後側)よりも低くなるように傾斜している。第1貯留室51Aの下面も同様に傾斜している。
区画壁69は、鉛直方向Zに第1貯留室51Aと第2貯留室51Bを区画する横壁69aと、横壁69aと交差するように横壁69aの後端から上方に延びる縦壁69bと、を有する。縦壁69bと貯留室51の後壁51dとの間が上側連通路66とされている。第1中間貯留体44Aは、1つの面(左面)が開放された接続用凹部71を有する。下側連通路67は、接続用凹部71がフィルム49により封止されて形成されている。
図8,図9に示すように、下側連通路67は、上側連通路66よりも断面積が小さく、上側連通路66よりも流路の長さが長い。上側連通路66は、直状に形成され、下側連通路67は、湾曲して形成されている。そのため、下側連通路67は、上側連通路66よりも圧力損失が高い。
第1貯留室51A及び第2貯留室51Bは、奥行方向Yにおいて中央よりも前側の位置に、側壁51cから突出する突出部73を有する。幅方向Xにおける突出部73の大きさは、区画壁69の大きさよりも小さい。そのため、突出部73とフィルム49との間の空間は、第1貯留室51A及び第2貯留室51Bの一部を構成する。
導出用凹部56は、幅方向Xの大きさが、下流側接続部62側から下流側接続管59側に向かって徐々に大きくなるように、奥側(右側)の奥面56aが傾斜して形成されている。すなわち、奥面56aは、下流側接続部62から離れるにつれ、フィルム49から離れるように斜めに形成されている。
図10に示すように、傾斜部64は、使用姿勢Aにおいて奥面56a側から開口側に向かって鉛直方向Z上方に傾斜して形成されている。
次に、第1中間貯留体44Aを備える液体吐出装置12の作用について説明する。
図7に示すように、空気で満たされた液体供給路43及び第1中間貯留体44Aに液体を充填する初期充填時には、使用姿勢Aにおいてメンテナンス装置35が吐出ヘッド32をキャッピングし、排出ポンプ40を駆動する。これにより、液体供給源18から液体が供給されて液体供給路43及び第1中間貯留体44Aに液体が充填される。
このとき、貯留室51内の液体の第2液面L2は、第1下側連通口67a、第2下側連通口67b、及び第1上側連通口66aよりも上方に位置し、且つ第2上側連通口66bよりも下方に位置する。この状態では、第2貯留室51B及び上側連通路66の上部には、それぞれ空気が残っている。
図11に示すように、第1中間貯留体44Aの姿勢が使用姿勢Aから非使用姿勢Bに変更されると、上側連通路66が下側連通路67よりも下方に位置する。そのため、第1貯留室51A内の液体が上側連通路66を介して第2貯留室51Bに流入し、第2貯留室51B内の空気が下側連通路67を介して第1貯留室51Aに流入する。
このとき、貯留室51内の第2液面L2は、下流側接続部62、及び突出部73よりも下方に位置する。すなわち、貯留室51は、非使用姿勢Bになった場合において貯留室51内の第2液面L2より鉛直方向上方となる位置に突出部73を有する。
上記第2実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
(2−1)第1中間貯留体44Aは、使用姿勢Aにおいて上側に位置する上側連通路66と、上側連通路66よりも下側に位置して圧力損失が高い下側連通路67と、を有し、上側連通路66と下側連通路67とにより第1貯留室51A及び第2貯留室51Bを連通させている。そのため、貯留室51への液体の充填及び気泡排出に適した中間貯留体44を提供できる。
(2−2)貯留室51は、非使用姿勢Bになった場合に貯留室51内の第2液面L2より鉛直方向Z上方となる位置に突出部73を有する。そのため、貯留室51が突出部73を有さない場合に比べて貯留室51内の空気量を減らすことができる。
(2−3)貯留室51は、突出部73を有する。そのため、突出部73を設けない場合に比べて、非使用姿勢Bの場合に貯留室51内に収容される液体量の減少度合いに対して収容室23内に収容される空気の減少度合いを大きくできる。これにより非使用姿勢Bの場合に貯留室51内の第2液面L2が下流側接続部62まで到達する虞を低減できる。温度変化や標高変化に起因して気泡が膨張した場合でも、吐出ヘッド32への気泡の流入を抑制できる。
上記実施形態は以下に示す変更例のように変更してもよい。上記実施形態と下記変更例とは、任意に組み合わせてもよい。下記変更例に含まれる構成同士を任意に組み合わせてもよい。
・液体吐出装置12は、液体を供給するノズル31の数などにより、複数種類の中間貯留体44を備えてもよい。例えば、ブラックインクを吐出するノズル31は、カラーインクを吐出するノズル31よりも多くしてもよい。この場合、液体吐出装置12は、ブラック用の第1液体供給源18Aに接続された液体供給路43に第1中間貯留体44Aを設け、カラー用の第2液体供給源18Bに接続された液体供給路43に第2中間貯留体44B(図12参照)を設けてもよい(変更例)。
図12〜図14に示すように、第2中間貯留体44Bは、第1中間貯留体44Aに比べて第1貯留室51A及び第2貯留室51Bの容積が小さい。第2中間貯留体44Bの構成は、第1中間貯留体44Aと略同じであるため、同一の構成については同一符号を付すことによって重複した説明は省略する。
・液体供給源18は、液体を収容可能な構成であればよく、例えば、交換可能なカートリッジタイプとしてもよいし、液体を補充可能なタンクタイプとしてもよい。
・保持部19は、液体供給源18を着脱可能に保持してもよいし、着脱不能に保持してもよい。
・液体吐出装置12は、廃液収容部41を備えなくてもよい。
・メンテナンス装置35は、排出ポンプ40を備えない構成としてもよい。廃液収容部41は、キャップ38から水頭により送られた廃液を収容してもよい。
・廃液収容部41は、吐出ヘッド32から排出された液体をキャップ38及び排出チューブ39を介さずに直接受容して収容してもよい。
・廃液収容部41は、非使用姿勢Bにおいて吐出ヘッド32よりも上方もしくは同じ高さに設けてもよい。
・中間貯留体44は、傾斜部64を備えない構成としてもよい。すなわち、導出用凹部56の上面は、水平面としてもよい。
・非使用姿勢Bになった場合における液体供給源18内の第1液面L1の位置からフィルター45までの水頭圧は、フィルター45に形成されたメニスカスが破壊される圧力より大きくてもよい。
・非使用姿勢Bになった場合における貯留室51内の第2液面L2から下流側接続部62までの貯留室51の容積は、導出流路53及び下流側供給路43bにおける下流側接続部62からフィルター45までの容積以下としてもよい。
・液体吐出装置12は、フィルター45を備えない構成としてもよい。
・液体吐出装置12は、下流側供給路43bと導出流路53とのうち少なくとも一方に設けられたフィルター45を備えてもよい。すなわち、液体吐出装置12は、導出流路53にフィルター45を設けてもよい。液体吐出装置12は、吐出ヘッド32内の液体供給路43にフィルター45を設けてもよい。液体吐出装置12は、複数のフィルター45を備えてもよい。
・非使用姿勢Bになった場合に、中間貯留体44内の第2液面L2の位置は、下流側接続部62よりも上方、もしくは高い位置となるように設定されていてもよい。
・フィルター45は、例えば、網目状体、多孔質体、微細な貫通孔を形成した多孔板などを用いることができる。網目状体のフィルターとしては、金網、樹脂性の網、メッシュフィルター、金属繊維などがある。金属繊維のフィルターとしては、ステンレスの細線をフェルト状にしたフェルトフィルター、ステンレスの細線を圧縮焼結させた金属焼結フィルターなどがある。多孔板のフィルターとしては、エレクトロフォーミング金属フィルター、電子線加工金属フィルター、レーザービーム加工金属フィルターなどがある。メッシュフィルターは、針金を織り込んで形成されるフィルターであり、平織、綾織、平畳織、綾畳織などのフィルターがある。
・液体吐出装置12は、インク以外の他の液体を吐出する液体吐出装置であってもよい。なお、液体吐出装置から微小量の液滴となって吐出される液体の状態としては、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体は、液体吐出装置から吐出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)のような流状体を含むものとする。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も含むものとする。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。液体吐出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等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を吐出する液体吐出装置がある。また、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する液体吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液体吐出装置、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吐出する液体吐出装置、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吐出する液体吐出装置であってもよい。また、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吐出する液体吐出装置であってもよい。
11…複合機、12…液体吐出装置、13…画像読取装置、15…操作部、16…表示部、17…操作パネル、18…液体供給源、18A…第1液体供給源、18B…第2液体供給源、18a…前壁、18b…上壁、18c…下壁、19…保持部、20…筐体、21…窓部、23…収容室、24…注入口、26…視認面、27…下限目盛、28…上限目盛、30…ノズル形成面、31…ノズル、32…吐出ヘッド、33…キャリッジ、35…メンテナンス装置、36…液体供給装置、38…キャップ、39…排出チューブ、40…排出ポンプ、41…廃液収容部、43…液体供給路、43a…上流側供給路、43b…下流側供給路、44…中間貯留体、45…フィルター、46…供給チューブ、48…貯留体ケース、49…フィルム、51…貯留室、51A…第1貯留室、51B…第2貯留室、51a…天壁、51b…底壁、51c…側壁、51d…後壁、52…導入流路、53…導出流路、54…貯留用凹部、55…導入用凹部、56…導出用凹部、56a…奥面、58…上流側接続管、59…下流側接続管、61…上流側接続部、62…下流側接続部(接続部の一例)、64…傾斜部、66…上側連通路、66a…第1上側連通口、66b…第2上側連通口、67…下側連通路、67a…第1下側連通口、67b…第2下側連通口、69…区画壁、69a…横壁、69b…縦壁、71…接続用凹部、73…突出部、A…使用姿勢、B…非使用姿勢、X…幅方向、Y…奥行方向、Z…鉛直方向、L1…第1液面、L2…第2液面。

Claims (9)

  1. ノズルから液体を吐出可能な吐出ヘッドと、
    液体供給源に収容される前記液体を前記ノズルに供給する液体供給路と、
    前記液体供給路に設けられて前記液体を貯留可能な中間貯留体と、
    を備え、
    前記中間貯留体は、
    前記液体を貯留可能な貯留室と、
    前記中間貯留体よりも上流側の前記液体供給路と前記貯留室とを連通する導入流路と、
    前記貯留室と前記中間貯留体よりも下流側の前記液体供給路とを連通する導出流路と、
    を有し、
    前記導出流路は、前記貯留室の下部で且つ水平方向において該貯留室の中央よりも前記液体供給源が配置される側で前記貯留室に接続されていることを特徴とする液体吐出装置。
  2. 前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合に、前記貯留室内に貯留される前記液体の液面の位置は、前記貯留室と前記導出流路とを接続する接続部よりも低い位置となるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
  3. 前記中間貯留体よりも下流側の前記液体供給路と、前記導出流路と、のうち少なくとも一方に設けられたフィルターを備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体吐出装置。
  4. 前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合における前記貯留室内の液面の位置から該貯留室と前記導出流路とを接続する接続部までの容積は、該接続部から前記フィルターまでの容積よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置。
  5. 前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合における前記液体供給源内の液面の位置から前記フィルターまでの水頭圧は、前記フィルターに形成されたメニスカスが破壊される圧力よりも小さいことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の液体吐出装置。
  6. 前記導出流路の少なくとも一部は、前記吐出ヘッド側から前記貯留室側に向かって鉛直方向上方に傾斜する傾斜部を有することを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。
  7. 前記中間貯留体は、第1貯留室及び該第1貯留室よりも上流側に設けられる第2貯留室を前記貯留室として有するとともに、
    前記第1貯留室と前記第2貯留室とを連通する上側連通路と、
    前記上側連通路よりも鉛直方向下方において前記第1貯留室と前記第2貯留室とを連通し、前記上側連通路よりも圧力損失が高い下側連通路と、
    を有し、
    前記導出流路は、前記第1貯留室に接続されていることを特徴とする請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。
  8. 前記貯留室は、前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合において前記貯留室内の液面より鉛直方向上方となる位置に突出部を有することを特徴とする請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。
  9. 前記吐出ヘッドから排出された前記液体を収容可能な廃液収容部を更に備え、
    前記廃液収容部は、前記液体供給源が前記吐出ヘッドよりも鉛直方向上方に位置する姿勢になった場合に前記吐出ヘッドよりも鉛直方向下方に位置するように設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項8のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。
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