JP4103931B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体噴射ヘッドとサブタンクとが搭載されたキャリッジを備え、装置本体側に配設された液体供給源から液体供給路を通じてサブタンクの液体貯留室に液体を供給して貯留し、当該液体貯留室に貯留された液体を液体噴射ヘッドに供給するように構成された液体噴射装置に関する。

ノズル開口から液体を噴射させる種々の液体噴射装置が知られている。代表的なものは、インクジェット式記録装置である。

特開２００１−２３２８０８号公報及び特開２００２−２１１００３号公報に開示されているように、インクジェット式記録装置として代表的なインクジェットプリンタは、記録紙などの記録媒体にインク滴を吐出することによって、画像や文字などを記録することができる。

Ａ０版などの大判の記録紙に対応するプリンタや、業務用などの比較的大量の印刷に対応するプリンタでは、インクの消費量が多いために大容量のインクを収容する必要がある。多色のインクを用いてカラー印刷を可能としたプリンタにおいては、その色数分のインクを収容する必要がある。このため、多量のインクが収容できるインクタンクやインクカートリッジ等のインク供給源がプリンタ本体側に配設され、当該インク供給源からインク供給チューブを介して記録ヘッドへインクが供給されるようになっている。

このような構成では、記録ヘッドへのインクの供給を安定させるために、キャリッジにサブタンクが搭載される。サブタンクは、従来、インクの種類毎に搭載されている。インク供給チューブを通じてインク供給源から供給されるインクは、一旦サブタンクのインク貯留室内に貯留され、その後記録ヘッドへ供給される。インク貯留室の一部は、好ましくは、弾性隔壁によって形成される。この場合、弾性隔壁がキャリッジの主走査に伴うインクの圧力変動を吸収し、記録ヘッドへのインクの供給を安定させる。

ところで、インクジェット式記録装置を構成する部品は、装置のコンパクト化やそれに伴う原価低減を積極的に推進するために、できるだけ小型化されることが好ましい。前記のように、インクの種類毎に独立のサブタンクがキャリッジに搭載されている場合、インクの種類数に応じて部品の種類や点数が増大するので、原価低減の面で不利であり、また、組立て工数も多大なものとなる。また、インク供給チューブも各サブタンクにそれぞれ接続されるので、チューブの全体としては多くのスペースを要し、また、接続の手間も多大なものとなる。

発明の要旨

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サブタンクの構成がより簡素化されるとともに、サブタンクの圧力変動の吸収機能がより向上される液体噴射装置を提供することにある。

本発明は、主走査方向に沿って往復移動するキャリッジと、前記キャリッジに搭載されると共に、複数のヘッド液体供給口と複数のノズル開口とを有する液体噴射ヘッドと、前記キャリッジに搭載されると共に、前記液体噴射ヘッドの複数のヘッド液体供給口にそれぞれ連通する複数の液体貯留室用開口部を有するサブタンク部材と、を備え、前記サブタンク部材は、単一の一体部材として構成されており、前記複数の液体貯留室用開口部の各々は、所定面積の弾性隔壁によって閉鎖されて、液体貯留室を形成しており、前記複数の液体貯留室用開口部は、前記サブタンク部材に設けられた複数の液体連通路にそれぞれ連通しており、前記複数の液体連通路は、サブタンク部材の外部に設けられた複数のサブタンク液体供給口にそれぞれ連通していることを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、複数の液体貯留室が単一のサブタンク部材に形成されるため、複数の液体貯留室を別々の部品として構成する必要がなく、構造簡素化にとって有効である。

例えば、前記複数の液体貯留室用開口部は、有底の開口部である。

この場合、前記複数の液体貯留室用開口部の全てが、前記サブタンク部材の一側に設けられていることが好ましい。更に、前記複数の液体貯留室用開口部の開口面は、共通の平坦面内にあることが特に好ましい。

そのような場合、前記複数の液体貯留室用開口部の全てが、共通の弾性隔壁によって閉鎖され得る。この場合、弾性隔壁の配置が１回の工程で完了するため、製造工程の簡素化が促進される。

前記複数の液体連通路の各々の一部は、前記サブタンク部材に形成された液体連通路用開口部と、当該液体連通路用開口部を閉鎖する弾性隔壁と、によって形成されてもよい。

この場合、例えば、前記複数の液体連通路用開口部は、平行な溝状に形成され得る。この場合、液体連通路用開口部の形成が容易である。

また、前記複数の液体貯留室用開口部及び前記複数の液体連通路用開口部の全てが、共通の弾性隔壁によって閉鎖されていることが好ましい。この場合、複数の液体貯留室の形成と複数の液体連通路の形成とが、弾性隔壁の１回の配置工程で完了するため、製造工程の簡素化が促進される。

あるいは、前記複数の液体貯留室用開口部の全てが、共通の第１の弾性隔壁によって閉鎖されており、前記複数の液体連通路用開口部の全てが、共通の第２の弾性隔壁によって閉鎖されていてもよい。

弾性隔壁は、例えばサブタンク部材に接合されることによって、液体貯留室及び／または液体連通路を形成する。

また、前記複数のサブタンク液体供給口は、１カ所に集められて配置されていることが好ましい。この場合、液体供給路を形成する液体供給チューブのような部材が、１カ所に集められて配置されたサブタンク液体供給口に接続されるため、両者の接続に要するスペースを可及的に小さくできる。これにより、独立に配置された複数のサブタンクの各々に液体供給チューブを接続する従来技術と比較して、サブタンクの顕著な小型化が可能である。

また、前記複数の液体貯留室用開口部の各々を閉鎖する前記弾性隔壁は、主走査方向と平行に配置されていることが好ましい。この場合、サブタンク部材が主走査方向に進退動作をしたときに、液体貯留室内の液体の慣性質量による慣性力が、直接弾性隔壁に作用することがない。すなわち、弾性隔壁は、その弾性的特性により液体の圧力変動を吸収する機能を正常に維持することができる。特に、主走査範囲の端部で進行方向が反転する時、サブタンクが急減速をして、前記の慣性力が大きく作用する。しかしながら、このような状況にあっても、正常な弾性隔壁の機能が維持できる。さらに、弾性隔壁自体の耐久性を向上させる点でも有利である。

更に、前記複数の液体貯留室用開口部の各々を閉鎖する前記弾性隔壁は、略水平に配置されていることが好ましい。この場合、弾性隔壁に対する垂直方向の液体貯留室の深さを小さくすることができ、前記垂直方向のサブタンクの寸法をできるだけ短くすることができ、キャリッジ近傍に要する占有空間を小さくすることが可能となる。

あるいは、前記複数の液体貯留室用開口部は、貫通開口部である。この場合、１つの液体貯留室に対して２箇所に弾性隔壁が配置されるため、弾性隔壁の有効作動面積を可及的に大きくすることができ、それに伴って液体貯留室の容積を小さくすることが可能となる。したがって、サブタンクが小型化されて、スペースの縮小や原価低減に有効である。

この場合、前記複数の液体貯留室用開口部の一側開口面は、共通の第１の平坦面にあり、前記複数の液体貯留室用開口部の他側開口面は、共通の第２の平坦面にあり、前記第１の平坦面と前記第２の平坦面とは平行であることが好ましい。

そのような場合、前記複数の液体貯留室用開口部の一側開口面は、共通の第１の弾性隔壁によって閉鎖され、前記複数の液体貯留室用開口部の他側開口面は、共通の第２の弾性隔壁によって閉鎖され得る。この場合、弾性隔壁の配置が両面各１回の工程で完了するため、製造工程の簡素化が促進される。

あるいは、本発明は、主走査方向に沿って往復移動するキャリッジと、前記キャリッジに搭載されると共に、複数のヘッド液体供給口と複数のノズル開口とを有する液体噴射ヘッドと、前記キャリッジに搭載されると共に、前記液体噴射ヘッドの複数のヘッド液体供給口にそれぞれ連通する複数の液体貯留室用開口部を有するサブタンク部材と、を備え、前記複数の液体貯留室用開口部の各々は、所定面積の弾性隔壁によって閉鎖されて、液体貯留室を形成しており、前記複数の液体貯留室用開口部は、前記サブタンク部材に設けられた複数の液体連通路にそれぞれ連通しており、前記複数の液体連通路は、サブタンク部材の外部に設けられた複数のサブタンク液体供給口にそれぞれ連通しており、前記複数のサブタンク液体供給口は、１カ所に集められて配置されていることを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、液体供給路を形成する液体供給チューブのような部材が、１カ所に集められて配置されたサブタンク液体供給口に接続されるため、両者の接続に要するスペースを可及的に小さくできる。これにより、独立に配置された複数のサブタンクの各々に液体供給チューブを接続する従来技術と比較して、サブタンクの顕著な小型化が可能である。

前記弾性隔壁は、例えば、合成樹脂製フィルムによって構成されている。合成樹脂製フィルムは、例えば、ポリフェニレンサルファイドフィルムまたはポリイミドフィルムである。これらのフィルムは、液体に対する十分な化学的耐久性と、液体の圧力変動に適合するコンプライアンス機能と、を備える。

また、前記液体貯留室及び前記液体連通路の少なくとも一方が、液体減少に伴う負圧によって開放状態となる弁機構を有していてもよい。

また、本発明は、主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載されるサブタンク部材であって、単一の一体部材として構成され、液体噴射ヘッドの複数のヘッド液体供給口にそれぞれ連通する複数の液体貯留室用開口部と、前記複数の液体貯留室用開口部にそれぞれ連通する複数の液体連通路と、前記複数の液体連通路にそれぞれ連通する複数のサブタンク液体供給口と、を備え、前記複数の液体貯留室用開口部の各々は、所定面積の弾性隔壁によって閉鎖されて、液体貯留室を形成していることを特徴とするサブタンク部材である。

あるいは、本発明は、主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載されるサブタンク部材であって、液体噴射ヘッドの複数のヘッド液体供給口にそれぞれ連通する複数の液体貯留室用開口部と、前記複数の液体貯留室用開口部にそれぞれ連通する複数の液体連通路と、前記複数の液体連通路にそれぞれ連通する複数のサブタンク液体供給口と、を備え、前記複数の液体貯留室用開口部の各々は、所定面積の弾性隔壁によって閉鎖されて、液体貯留室を形成しており、前記複数のサブタンク液体供給口は、１カ所に集められて配置されていることを特徴とするサブタンク部材である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態としてのインクジェット式記録装置であるインクジェットプリンタ１（以下、単にプリンタ１と称する。）の概略平面図である。図２（Ａ）は、キャリッジ２を斜め上側から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図３（Ａ）は、キャリッジ２およびサブタンク３の縦断面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

プリンタ１は、図１に示すように、サブタンク３及び記録ヘッド４が搭載されたキャリッジ２と、プリンタ本体５と、から主に構成されている。プリンタ本体５には、キャリッジ２を主走査方向に沿って往復移動させるヘッド走査機構と、記録紙６を紙送り方向に送り出す紙送り機構と、インク増粘により低下し得る記録ヘッド４の機能を回復させる回復機構と、記録ヘッド４に供給するインクを貯留したインクタンク２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ（インク供給源の一種）と、が設けられている。

キャリッジ２は、図２（Ａ）に示すように、略長方形の板状に形成された取付ベース１０を有している。取付ベース１０の上面側にサブタンク３が設けられ、下面側に記録ヘッド４が設けられている。より詳細には、取付ベース１０の上面にサブタンク３を取付けるための結合枠部１１が設けられており、この結合枠部１１の内側にインク供給針１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ及び針部フィルタ１３（図３参照）が取付けられている。インク供給針１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ及び針部フィルタ１３は、それぞれ、サブタンク３に形成された複数のインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄに対応して設けられている。また、取付ベース１０の下面には、図３に示すように、記録ヘッド４が直接接合されている。結合枠部１１の下方側には、流路形成部１４が形成されている。流路形成部１４の内部にはインク導入路１５が形成され、当該インク導入路１５は、取付ベース１０に設けられたインク導入路１５’と連通している。これにより、インク導入路１５、１５’は、針部フィルタ１３から記録ヘッド４まで延びている。

ヘッド走査機構は、ハウジングの左右方向に架設されたガイド部材９と、ハウジングの一方側に設けられたパルスモータ１６と、パルスモータ１６の回転軸に接続されて回転駆動される駆動プーリー１７と、ハウジングの他方側に取付けられた遊転プーリー１８と、駆動プーリー１７及び遊転プーリー１８の間に掛け渡されると共にキャリッジ２に結合されたタイミングベルト１９と、パルスモータ１６の回転を制御する制御部（図示せず）と、から構成されている。これにより、パルスモータ１６を作動させることによって、キャリッジ２、即ち、記録ヘッド４を、記録紙６の幅方向である主走査方向に往復移動させることができる。

なお、本実施の形態では、４種類のインクが使用される。このため、サブタンク３には、４つのインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが主走査方向に並んで配設されている。インク貯留室の数は４つに限られない。６色のインクが使用される場合には、６つのインク貯留室が配設される。

図１に示すように、プリンタ本体５の横端部に、４色分の４つのインクタンク（またはインクカートリッジ）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄが配置されている。ここから延びるインク供給チューブ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが、サブタンク３の分岐部（後述する）に接続されている。サブタンク３は、インクタンクが交換される時でも、そのまま継続して使用される。

サブタンク３は、本実施の形態では、単一のサブタンク形成部材（サブタンク部材）２２と、後述する弾性シート３１と、によって構成されている。例えば、サブタンク形成部材２２は、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂材料からインジェクション成型で作られ得る。

サブタンク形成部材２２は、全体に分厚い板状の形態を有している。４つの有底の凹形状のインク貯留室用開口部（開口穴）が、主走査方向に並んだ状態でサブタンク形成部材２２に形成されている。インク貯留室用開口部は、弾性シート３１によって封止されて、インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを形成している。

サブタンク形成部材２２の４つのインク貯留室用開口部の開口面は、共通の平坦な面２３内にある。また、本実施の形態のサブタンク形成部材２２には、この端面２３において開口する４つの連通路用開口部が形成されている。４つの連通路用開口部は、平行な溝状に形成されており、各連通路用開口部は各インク貯留室用開口部と連続している。

サブタンク形成部材２２の一部は、略直方体の形状を有する分岐部２５を構成している。前記分岐部２５には、接続ジョイント形成面２６が形成されている。接続ジョイント形成面２６には、インク供給チューブ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄがそれぞれ接続されるパイプ状の接続ジョイント２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄが、突出した状態で設けられている。本実施の形態では、連通路用開口部は分岐部２５にまで延びており、前記面２３は接続ジョイント形成面２６とは異なった面である。

前記連通路用開口部は、弾性シート３１によって封止されて、分岐部２５からインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄにインクをそれぞれ供給する連通路２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄを形成している。各連通路２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄは、分岐部２５の内部に形成された内部連通路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを介して、各接続ジョイント２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄに連通している。

前記端面２３に、弾性隔壁である弾性シート３１が接着剤を用いて接合されている。これにより、各インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは、圧力変動吸収機能を有している。弾性シート３１は、ポリフェニレンサルファイドフィルムまたはポリイミドフィルム等の合成樹脂製フィルムで構成される。

本実施の形態では、前記端面２３がキャリッジ２の主走査方向と略平行となるように調整されている。したがって、前記面２３に接合された弾性シート３１も、キャリッジ２の主走査方向と略平行になっている。

図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、サブタンク３の下面側には、各インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄと連通する円筒状の針接続部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄがインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの直下にそれぞれ配置されている。サブタンク３がキャリッジ２に搭載されるとき、結合枠部１１の各インク供給針１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが相対的に各針接続部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄの内部に進入する。これにより、各インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは、各インク供給針１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｄ、１２Ｄ、インク導入路１５、１５’等を介して、記録ヘッド４のノズル開口と連通状態となる。なお、図３において、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄはゴム製のシール部材である。

前記のように、４つの針接続部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄは、シール部材３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄを介して一斉にインク供給針１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと嵌め合わされる。このため、サブタンク３とキャリッジ２との結合剛性は高く、サブタンク３は安定に固定され得る。

前記のように、複数のインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは、１つのサブタンク形成部材２２と弾性シート３１とから形成されている。従って、複数のインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを別々の部品として構成する従来技術と比べて、構造簡素化の点で有利である。さらに、連通路２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄも単一のサブタンク形成部材２２に形成されているので、インクの円滑な流通の点でも好適である。

また、１つのサブタンク形成部材２２に形成された複数のインク貯留室用開口部が、前記端面２３に接合された弾性シート３１と共にインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを形成するので、インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの構成が著しく簡素化される。また、１枚の弾性シート３１を前記端面２３に接合することにより、複数のインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを１回の弾性シート３１の接合で形成することができるので、製造工程の簡素化が促進される。

また、単一の前記端面２３に連通路用開口部が開口しているので、連通路用開口部は簡単に形成できる。そして、前記連通路２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄが、連通路用開口部によって溝状の形態に容易に形成される。特に、前記端面２３は１枚の弾性シート３１で覆われるので、連通路２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄの形成と、各インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの形成とが、一時に達成され、製作工程の低減が得られる。特に、前記弾性シート３１が１枚のフィルム部材で構成される場合、弾性シート３１の接合工程の簡素化が更に促進される。

また、各インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄへのインク供給の基点になる分岐部２５がサブタンク形成部材２２の一部によって構成されているので、複数種類のインクの各インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄへの分配が、簡素化された構造によって実現できる。また、分岐部２５は、小型化された形態でサブタンク３の本体から突出することができるので、サブタンク３をコンパクトに形成するのに好都合である。

また、インク供給チューブ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄは、接続ジョイント形成面２６に集約して配置された接続ジョイント２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄに集約された状態で結合される。このため、インク供給チューブ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄと分岐部２５との接続に要するスペースが可及的に少なくなる。すなわち、従来技術における独立に配置された複数のサブタンクへの個々の配管が回避されて、サブタンク３がよりコンパクトに配置され得る。

前記連通路用開口部が、（接続ジョイント形成面２６以外の）分岐部２５まで延びているので、前記連通路２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄは、分岐部２５からインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄへの一貫した流路構成となっており、また、連通路２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄの構成も簡素である。

また、前記弾性シート３１が前記主走査方向と略平行となるように、前記サブタンク３の搭載姿勢が設定されている。このため、サブタンク３が主走査方向に進退動作をしたときに、インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ内のインクの慣性質量による慣性力は、直接弾性シート３１に作用することがない。すなわち、弾性シート３１は、その弾性的特性によりインクの圧力変動を吸収する機能を正常に維持することができる。特に、主走査範囲の端部で進行方向が反転する時、サブタンク３が急減速して、前記の慣性力が大きく作用するのであるが、このような状況にあっても、正常な弾性シート３１の機能が維持できる。さらに、弾性シート３１自体の耐久性を向上させる点でも有利である。

次に、図４は、本発明の第２の実施の形態のインクジェット式記録装置のキャリッジの斜視図である。

本実施の形態では、前記端面２３がほぼ水平となるようにサブタンク３の搭載姿勢が設定されている。そして、円筒状の針接続部は、図示されていないが、弾性シート３１と対向する側に配置されている。それ以外は、前記第１の実施の形態と略同様であり、同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

前記構成を採用すれば、弾性シート３１に対する垂直方向のインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの深さを小さくすることができ、前記垂直方向（鉛直方向）のサブタンク３の寸法を短くすることができる。これにより、キャリッジ２近傍に要する占有空間を小さくすることが可能となる。

次に、図５（Ａ）乃至図５（Ｃ）は、本発明の第３の実施の形態におけるサブタンクを示す図である。

本実施の形態では、端面２３とは反対側でも、インク貯留室用開口部が平坦な裏端面３４内において開口している。そして、この裏端面３４に、第２の弾性シート３１’が接合されている。それ以外は、前記第１の実施の形態と略同様であり、同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

前記構成では、各インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが２つの面において弾性シート３１、３１’を有することができる。これにより、弾性シート３１の有効作動面積を可及的に大きくすることができ、それに伴って各インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの容積を小さくすることが可能となる。したがって、サブタンク３の更なる小型化が可能となって、スペースの縮小やコスト低減に有効である。

次に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の第４の実施におけるサブタンクを示す図である。

本実施の形態では、端面２３とは異なったサブタンク形成部材２２の上部３５に、溝状の平行な連通路用開口部が形成されている。図６（Ｂ）に示すように、溝状の連通路用開口部には、封止部材である第３の弾性シート３１”が接着されて、連通路２９Ａ’、２９Ｂ’、２９Ｃ’、２９Ｄ’が形成されている。それ以外は、前記第１の実施の形態と略同様であり、同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

前記構成では、端面２３に連通路用開口部を設ける必要がないので、端面２３の面積を小さくすることができる。それに伴って、サブタンク３の縦方向及び横方向等の寸法が短縮され、サブタンク３が小型化され得る。とくに、このような寸法短縮を装置本体の高さ方向において有効に活用すれば、装置本体の高さを縮小するのに有効である。また、第３の弾性シート３１”は、弾性シート３１と共通の材料を用いることが好ましい。

その他、図６（Ｂ）に対応する図７に示すように、上部３５の肉厚を利用して、例えば断面円形の連通路２９Ａ”、２９Ｂ”、２９Ｃ”、２９Ｄ”が形成されてもよい。

次に、図８は、本発明の第５の実施の形態におけるサブタンクの斜視図である。

本実施の形態では、４つのインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが２×２の行列型に配列されている。それ以外は、前記第１の実施の形態と略同様であり、同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

前記構成を採用すれば、平面的に見たサブタンク３の寸法が縦・横いずれにおいてもキャリッジ２の大きさの範囲内に収まることができ、サブタンク３をコンパクトにキャリッジ２とユニット化することができる。

さて、本発明は、前記のように、単一のサブタンク形成部材２２を用いることを特徴としている。しかし、これとは別に、サブタンクのインク供給口（接続ジョイント）が集められて配置された構造も本発明の特徴である。

図９は、後者の特徴に関する本発明の第６の実施の形態のキャリッジを示す斜視図である。

本実施の形態では、前述のサブタンク形成部材２２が複数の部材で構成されている。すなわち、各サブタンク形成部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄに１つずつインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが設けられ、サブタンク形成部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが接着剤で一体化されている。さらに、連通路用開口部が形成された連通路部材２２Ｅも別部材で構成され、この連通路部材２２Ｅの一部が分岐部２５となっている。この連通路部材２２Ｅとサブタンク形成部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄとは、接着等で一体化されている。

前記構成によっても、前記第１の実施の形態と略同様の作用効果が得られる。また、必要なインク種類数に応じてインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを自由に組み合わせることができるため、サブタンク３の設計を簡単に変更することができる。さらに、サブタンク形成部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄや連通路部材２２Ｅをあらかじめ製作しておき、その時々の要請に応じて種々な仕様のサブタンク３を提供することができるので、成型金型の種類を削減したりして、コスト低減が促進される。

なお、１つのサブタンク形成部材に２つのインク貯留室が形成されてもよいことは勿論である。

以上の各実施の形態において、前記弾性シート３１、３１’、３１”は、ポリフェニレンサルファイドフィルムまたはポリイミドフィルム等の合成樹脂製フィルムから構成され得る。これらのフィルムは、インクに対する十分な化学的耐久性と、インクの圧力変動に適合するコンプライアンス機能と、を有する。弾性シートの厚さは、インク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの圧力変動を良好に対処するために、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。

また、前記弾性シート３１、３１’、３１”は、ポリエチレン等のヤング率の比較的小さい合成樹脂製フィルムから構成されてもよい。この場合は、前記ポリイミドフィルム等と比べ、厚みを２倍にしても同等の効果がえられる。更に、ポリエチレンフィルムはポリエチレン製サブタンクに熱溶着で接合することができるので、製造上の簡素化も図れる。

その他、前記弾性シート３１、３１’、３１”は、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、エラストマ等のゴム部材から構成されてもよく、厚み０．４ｍｍ程度で十分な効果がえられる。このようなゴム部材が使用される場合、圧力ダンパとしての弾性的な動作性が合成樹脂製シートよりも高い。すなわち、すぐれたダンパ機能がえられる。

また、以上の各実施の形態において、弾性シート３１のインク貯留室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの各々を形成する各部分の中央には、硬質材料により形成された受圧板が取り付けられていてもよい。この受圧板は、印刷動作等によりキャリッジ２が動いた場合に弾性シート３１を動かしてインク貯留室内の圧力に変化をおよぼさないように、軽量であることが必要である。例えば、受圧板は、ポリエチレンやポリプロピレンといったプラスチック材料で形成されることが望ましい。

受圧板は、前記弾性シート３１に対して、熱溶着により予め取り付けられ得る。あるいは、接着剤、両面接着テープ等により取り付けられてもよい。インク貯留室が後述するようにごく薄い円筒状の空間を形成する場合においては、受圧板は円板状であって、インク貯留室に対して同心円状に配置されることが望ましい。

図１０は、サブタンク形成部材のインク連通路及びインク貯留室に自己封止弁機構が設けられた場合を示す断面図である。この場合、インク連通路１２９は、図１０に示されたように、小容積の円筒状空間を有している。バネ受け座１３３が、サブタンク形成部材１２２の側面において嵌め込まれ、インク連通路１２９は、バネ受け座１３３と弾性シート１３１’とによって封止されている。弾性シート１３１’は、サブタンク形成部材１２２に対して熱溶着されている。

また、サブタンク形成部材１２２は、インク連通路１２９とインク貯留室１０８とを区画する隔壁１３５を有している。この隔壁１３５には、後述する可動バルブ１３８を摺動可能に支持する支持孔１３６が形成されている。前記可動バルブ１３８は、板状部材１３８ａと、板状部材１３８ａの中央部に一体に成形されて前記支持孔１３６内を摺動移動するロッド部材１３８ｂと、により構成されている。

さらに、板状部材１３８ａとバネ受け座１３３との間には、コイル状のシールバネ１３９が配置されている。このシールバネ１３９の作用により、板状部材１３８ａは隔壁１３５側に僅かな押圧力で付勢されている。一方、隔壁１３５には、支持孔１３６を囲むように円環状に形成されたゴム製のシール部材１４１が取り付けられている。したがって、可動バルブ１３８における板状部材１３８ａは、シールバネ１３９の付勢力により、シール部材１４１に当接するようになっている。例えば、シール部材１４１はＯリング等である。

隔壁１３５に形成された支持孔１３６は、図１１に拡大して示したように、間欠的な切欠き孔１４２ａを有している。これにより、前記インク連通路１２９からインク貯留室１０８に至るインク連通路が確保されている。そして、図１１には示されていないが、シール部材１４１が、４つの切欠き孔１４２ａの外側を囲むように、隔壁１３５に設けられている。

一方、インク貯留室１０８は、円筒状の凹部（インク貯留室用開口部）と弾性シート１３１とにより構成されている。凹部が形成された端面に、弾性シート１３１が熱溶着手段により密着状態に取り付けられている。そして、前記したように、弾性シート１３１の外側に、円板状の受圧板１２３が同心に取り付けられている。

また、インク貯留室１０８内には、コイル状の負圧保持バネ１４０が、可動バルブ１３８を構成するロッド部材１３８ｂを取り巻くように配置されている。負圧保持バネ１４０の一端は、隔壁１３５に形成された円環状の凸部によって保持されており、負圧保持バネ１４０の他端は、弾性シート１３１に固定されて、弾性シート１３１を引張っている。そして、負圧保持バネ１４０は、受圧板１２３がインク貯留室１０８を圧縮するように移動する時に、インク貯留室１０８の容積を拡張する方向に弾性シート１３１を付勢する。

図１０に示す実施の形態において、負圧保持バネ１４０のコイル径は、シールバネ１３９のコイル径とほぼ同寸法であり、比較的小径である。好ましくは、負圧保持バネ１４０は、弾性シート１３１を介して、受圧板１２３のほぼ中央部に当接するようになっている。

一方、インク貯留室１０８からのインク出口１４５が、インク貯留室１０８の最上部に形成されている。そして、インク貯留室１０８のインク出口１４５に連通するインク導出溝が、インク貯留室１０８を形成する凹部に沿って円弧状に形成されている。なお、インク貯留室１０８のインク出口１４５とこれに連通するインク導出溝は、サブタンク形成部材１２２に形成されており、前記弾性シート１３１によって封止されている。

そして、インク導出溝により形成されるインク連通路は、サブタンク形成部材１２２の内部インク連通路を介して、記録ヘッド４のノズル開口と連通している。本実施の形態では、インク貯留室１０８のインク出口１４５が重力方向に見て最上部に形成されているので、例えば記録装置に初めてインクが導入される初期インク充填時において、インク貯留室１０８内に空気（気泡）を残さずにインクを充填させることができる。

ここで、非印刷状態、すなわち、インクが消費されない状態においては、シールバネ１３９によるバネ荷重Ｗ１が板状部材１３８ａに加わっており、また、板状部材１３８ａにはインク連通路１２９に供給されるインクの加圧力Ｐ１も加わっている。これにより、板状部材１３８ａは、図１０（Ａ）に示されたように、シール部材１４１に当接して、閉弁状態（自己封止状態）を形成する。

一方、印刷状態、すなわち、インクが消費される状態においては、インク貯留室１０８のインクの減少に伴い、弾性シート１３１がサブタンク形成部材１２２の側に変位する。この時、弾性シート１３１に取り付けられた受圧板１２３は、インク貯留室１０８の容積を縮小する方向に移動し、コイル状の負圧保持バネ１４０を圧縮する。また、受圧板１２３の中央部が弾性シート１３１を介してロッド部材１３８ｂの端部に当接する。

ここで、負圧保持バネ１４０のバネ荷重をＷ２とし、弾性シート１３１自身の変位反力をＷｄとし、インクが消費されることによるインク貯留室１０８内の負圧をＰ２とする。この時、Ｐ２＞Ｗ１＋Ｐ１＋Ｗｄ＋Ｗ２であれば、弾性シート１３１がロッド部材１３８ｂを押圧し、これにより、板状部材１３８ａとシール部材１４１との当接が解かれ、図１０（Ｂ）に示されたように、開弁状態が形成される。

これにより、インク連通路１２９内におけるインクが、切欠き孔１４２ａを介してインク貯留室１０８内に補給される。インク貯留室１０８内へのインクの流入により、インク貯留室１０８内の負圧が解消される。これに伴い、可動バルブ１３８が移動して、図１０（Ａ）に示された閉弁状態が再び形成され、インク連通路１２９からインク貯留室１０８へのインクの補給が停止される。

なお、可動バルブ１３８の開閉の動作について、図１０（Ｂ）は極端に誇張した状態を示している。現実には、弾性シート１３１は可動バルブ１３８を構成するロッド部材１３８ｂの端部に当接しつつ均衡状態を保ち、インクの消費にしたがってほんの僅かに開弁されるのみである。すなわち、インク貯留室１０８に対して、インクは逐次僅かずつ補給される。

なお、受圧板１２３は、弾性シート１３１の変位作用を当該受圧板１２３の全面積において受けることができる。したがって、弾性シート１３１の変位作用が確実に可動バルブ１３８に伝達され得る。これにより、可動バルブ１３８による開閉弁作用の信頼性を向上させることができる。

また、負圧保持バネ１４０は、弾性シート１３１に当接してインク貯留室１０８の容積を拡張する方向に受圧板１２３を付勢する。これにより、キャリッジの往復移動によって受圧板１２３が移動することが抑制され、可動バルブ１３８による開閉弁作用の誤動作が効果的に低減される。

負圧保持バネ１４０は、インクへの重力によりインク貯留室１０８の下方において弾性シート１３１が外側に膨出する作用も、効果的に抑制する。すなわち、負圧保持バネ１４０は、インク貯留室１０８を常に若干の負圧状態に維持する作用を有する。これにより、弾性シート１３１に取り付けられた受圧板１２３を、常に垂直状態に維持させることができ、可動バルブ１３８による開閉弁作用の誤動作が効果的に低減される。

さらに、インク貯留室１０８内にインクが補給された場合においても、負圧保持バネ１４０が拡張しつつインク貯留室１０８を若干の負圧状態に保つように作用する。このため、インク貯留室１０８内の圧力変動が低減され得る。これにより、記録ヘッド４のノズル開口からの正常なインク滴の吐出動作を保証することができる。

これに加えて、本実施の形態によると、インク貯留室１０８の負圧状態は、負圧保持バネ１４０のバネ荷重とシールバネ１３９のバネ荷重とが加わることにより、確保されるようになっている。換言すれば、バネ荷重を負圧保持バネ１４０とシールバネ１３９とに分割することができる。したがって、閉弁状態において可動バルブ１３８をシール部材１４１に当接させるためのシールバネ１３９のバネ荷重を、小さく選定することが可能となる。

したがって、エラストマー樹脂等によるシール部材１４１への当接圧を低減させることができ、これによりシール部材１４１の異常な変形を防止することができる。また、シール部材１４１に過大なバネ荷重が加わることを阻止することができるので、シール部材１４１を構成するエラストマー樹脂に含有される油脂等の不純物がインクに混入する等の問題を回避することができる。

一方、前記実施の形態においては、可動バルブ１３８が最大限に移動した状態おいて、負圧保持バネ１４０が更に圧縮可能なストロークを残すように、各寸法関係が設定されていることが望ましい。図１２は、そのような寸法関係を説明するための図である。

図１２では、可動バルブ１３８が最大限に移動した状態でのシールバネ１３９の密着高さがＬ１で示されており、当該状態における負圧保持バネ１４０の圧縮高さがＬ２で示されている。すなわち、シールバネ１３９がたとえ密着状態にまで圧縮された場合においても、負圧保持バネ１４０が密着されない状態を保つように寸法関係が設定される。換言すれば、シールバネ１３９および負圧保持バネ１４０として同一規格（寸法）のバネ部材がそれぞれ用いられる場合には、Ｌ１＜Ｌ２の関係が設定される。図１２に示す形態においては、インクは負圧保持バネ１４０の隙間を通ってインク貯留室１０８内に流れ込むため、もし負圧保持バネ１４０が密着してしまうと、インクの流路が塞がれて、インクの供給が行われなくなってしまう可能性がある。したがって、前記したようにＬ１＜Ｌ２等を設定して、この問題を回避することが好ましい。

また、図１３に示すように、負圧保持バネ１４０のコイル径を、図１０に示した形態に比較して、より大きくしてもよい。この場合、負圧保持バネ１４０は、弾性シート１３１を介して、円板状に形成された受圧板１２３の周縁付近に当接するようになっている。

この構成によると、受圧板１２３は、その周縁付近で負圧保持バネ１４０によって当接される。このため、インクへの重力によりインク貯留室１０８の下方において弾性シート１３１が外側に膨出する作用が抑制され、受圧板１２３を常に垂直状態に維持させることができ、可動バルブ１３８による開閉弁作用の誤動作が効果的に低減される。

あるいは、図１４に示すように、負圧保持バネとしてコイル径の小さな複数のコイルバネ１４０ａ、１４０ｂが利用されてもよい。この構成においても、インクへの重力によりインク貯留室１０８の下方において弾性シート１３１が外側に膨出する作用が抑制され、受圧板１２３を常に垂直状態に維持させることができ、可動バルブ１３８による開閉弁作用の誤動作が効果的に低減される。

なお、図１４に示す実施の形態においては、２本のコイルバネ１４０ａ、１４０ｂが用いられているが、それ以上の数のコイルバネを利用することもできる。ｎ本のコイルバネを利用する場合においては、負圧保持バネによるバネ荷重を前記したようにＷ２とする場合、１本あたりのコイルバネによるバネ荷重はＷ２／ｎに設定する必要がある。

更には、図１５に示すように、負圧保持バネとして板バネ１４０Ａが採用されてもよい。この板バネ１４０Ａの両端部は、図１５（Ｂ）に示すように、同方向に折り曲げ成形されて一対の脚部１４０ｄ、１４０ｅを構成している。そして、その中央部には、切り起こし部１４０ｆが前記脚部の折り曲げ方向とは逆方向に形成されている。

前記した構成の板バネ１４０Ａは、図１５（Ａ）に示すように、一方の脚部１４０ｄがインク貯留室１０８内においてサブタンク形成部材１２２に固定されている。また、切り起こし部１４０ｆを形成することに伴って穿設された開口に、可動バルブのロッド部材１３８ｂが挿入され、切り起こし部１４０ｆの先端部が、弾性シート１３１を介して受圧板１２３のほぼ中央部に当接するようになっている。

この構成においても、受圧板１２３の変位に対抗して、板バネ１４０Ａがインク貯留室１０８の容積を拡張する方向に弾性シート１３１を付勢することができる。

なお、以上の説明はインクジェット記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、回路形成のための導電性液体（液体金属）等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造用装置、有機ＥＬディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射装置、等にも適用され得る。

本発明の第１の実施の形態であるインクジェットプリンタの概略平面図。 キャリッジ及びサブタンクの斜視図。 図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 キャリッジ及びサブタンクの縦断面図。 図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 図３（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図。 本発明の第２の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるキャリッジ及びサブタンクの斜視図。 本発明の第３の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるサブタンクの斜視図。 図５（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 図５（Ａ）のサブタンクを裏側から見た斜視図。 本発明の第４の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるサブタンクの斜視図。 図６（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の第４の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるサブタンクの変形例を示す断面図。 本発明の第５の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるサブタンクの斜視図。 本発明の第６の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるサブタンクの断面図。 サブタンクのインク連通路及びインク貯留室に自己封止弁機構が設けられた場合を示す断面図。図１０（Ａ）は閉弁状態を示す断面図、図１０（Ｂ）は開弁状態を示す断面図。 サブタンクの隔壁に形成された支持孔及び切欠き孔を示す図。 可動バルブが最大限に移動した状態を説明するための拡大断面図。 自己封止弁機構の変形例が設けられたサブタンクの断面図。 自己封止弁機構の他の変形例が設けられたサブタンクの断面図。 自己封止弁機構の更に他の変形例が設けられたサブタンクの断面図。 図１５（Ａ）の板バネの斜視図。

Claims (7)

1. 複数種類の液体用のノズルからそれぞれ液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドに複数種類の液体を供給する液体タンクと、
   主走査方向に往復するキャリッジに搭載され、複数種類の液体に対応して設けられ各々が前記液体噴射ヘッドと連通する複数の液体貯留室及び当該液体貯留室を前記液体タンクに連通するための複数の連通路を一体的に形成した液体貯留室形成部材と、
   を備え、
   前記複数の液体貯留室と、当該複数の液体貯留室に連通する溝状の前記複数の連通路とは、前記液体貯留室形成部材の同じ側に各々の開口部を有し、且つ、前記複数の液体貯留室の開口部と前記複数の連通路の開口部とを覆うように前記液体貯留室形成部材の前記同じ側の面に一枚のフィルム部材を接合することにより、前記複数の液体貯留室及び前記複数の連通路が形成され、前記フィルム部材は、前記主走査方向と略平行となるように配設されている
   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であって、
   前記フィルム部材が接合された側の面が、ほぼ水平になるように、前記液体貯留室形成部材が配設されている
   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であって、
   前記液体貯留室形成部材の前記フィルム部材が接合された側の面とは異なる側に、更に、液体貯留室の開口部が設けられている
   ことを特徴とする液体噴射装置。
4. 液体噴射装置であって、
   主走査方向に往復動するキャリッジと、
   該キャリッジに搭載される液体噴射ヘッドと、
   該液体噴射ヘッドに連通するとともに液体供給源に連通する液体室を有し、前記キャリッジ上に搭載された液体室形成部材と、
   を備え、
   前記液体室と、該液体室に連通する溝状の連通路とは、前記液体室形成部材の同じ側に各々の開口部を有し、且つ、前記液体室の開口部と前記連通路の開口部とを覆うように前記液体室形成部材の前記同じ側の面に共通のフィルム部材を接合することにより、前記液体室及び前記連通路が形成され、前記フィルム部材は、前記主走査方向と略平行となるように配設されている
   ことを特徴とする液体噴射装置。
5. 請求項４に記載の液体噴射装置であって、
   更に前記液体室形成部材の前記面と反対側の面に液体室用の開口部を有し、該開口部を覆うようにフィルム部材が接合されている
   ことを特徴とする液体噴射装置。
6. 請求項４に記載の液体噴射装置であって、
   前記液体室が形成された前記液体室形成部材を複数有し、前記複数の前記液体室形成部材は一体的に形成されている
   ことを特徴とする液体噴射装置。
7. 請求項４に記載の液体噴射装置であって、
   前記液体室用の開口部に前記フィルム部材が接合された面がほぼ水平になるように前記液体室形成部材が配設されている
   ことを特徴とする液体噴射装置。

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