ところで、従来の供給針の構造(特許文献2に挙げられた構造)では、以下に示す問題があった。図14は、例えば弁機構が内蔵された供給部に供給針が挿入される過程を示す断面図である。同図に示すように、新品のカートリッジ80は供給部81の供給口80aがフィルム82で封止された状態にあり、カートリッジ80が装填される際は、まず供給針83の先端部がフィルム82を押してその内側の内圧が高まった状態でフィルム82が破られる。このとき、供給針83の先端部の円錐状のテーパ面83aに導入孔84が開口していると、内圧の高まった空間内にまず開口が位置することになるうえ、破れた箇所から噴出しようとする空気流に開口が対向しているので、導入孔84からエアが流入しやすという問題があった。
さらに供給針83の先端部がパッキン85を貫通して流路86内に差し込まれて弁体87をバネ88の付勢力に抗して押し込んで弁機構89を開弁させたときは、パッキン85と弁体87との間に閉じ込められていた空気がインクによって押し出される。このとき押し出された空気の流出方向に対向して開口しているので、導入孔84から供給針83内に空気が流入しやすいという問題があった。
このため、新品のカートリッジ80に交換した際には、供給針83内に混入した気泡(エア)を排除するため、記録ヘッドのノズルから所定量のインクを吸引排出させるクリーニング(交換クリーニング)が行われていた。交換クリーニングで吸引されたインクは印刷に使用されない廃インクとなるので、交換クリーニングが行われることは、印刷に使用できるインク量が減って、カートリッジ80の印刷寿命を短くする原因となっている。
また、図15に示すように、テーパ部91a以外の外周面上に導入孔92が開口する供給針91では、供給針91が流路86内に挿入された際に、公差の関係で供給針91が流路86に対して軸心がずれて差し込まれた場合、導入孔92の開口と流路86の内壁面との隙間が狭くなる。この状態では、導入孔94へ流れるインクの動圧が高くなって、インクが導入孔92に流入しにくくなり、記録ヘッド内でインクの供給不足が発生して液滴が噴射されないノズルが発生するなど印刷不良を引き起こす虞があった。
なお、特許文献1に記載の複数本の供給針が突設されたカートリッジホルダを製造する場合、複数の供給針を、複数の供給針が突設された面を含むカートリッジホルダの少なくとも一部の部材と共に一体成形できることが好ましい。しかしながら、特許文献3及び特許文献4に開示の導入孔を有する供給針を、例えば複数本突設させたカートリッジホルダを製造するとした場合、そのような一体成形が困難であるという副次的な課題もある。また、供給部の流路断面積を広くすることは、カートリッジのインク収容容積を犠牲することに繋がるため、インク収容容積をなるべく犠牲にせず供給部の流路断面積を広くして導入孔へ流れるインクの動圧が高くなり過ぎないようにする他の副次的な課題もある。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、液体収容体の交換時に導入部への気体の混入を防ぐことができ、しかも公差等の原因で導入部の差し込み位置が供給部の流路の軸心からずれた場合でも、液体を導入孔から導入部内へ円滑に流入できる液体噴射装置を提供することにある。
本発明は、液体噴射手段と、液体収容体が着脱可能に装填される装填装置と、を備えた液体噴射装置であって、前記液体収容体は、収容ケースと、該収容ケースに収容される液体パックとを備え、当該液体パックは、流路が形成されるとともに前記流路と交差する方向の両側に延出する延出部を有する供給部材と、前記供給部材の前記延出部に固着された袋部とを備え、前記流路の内面において前記延出部に相当する位置に溝が形成されており、前記装填装置は、錘状の先端部を有する中空の柱状をなすとともに、液体を導入するための導入孔が前記先端部以外の外周面上に設けられた導入部を有し、前記液体収容体が前記装填装置に装填されて前記導入部が前記供給部材の前記流路に差し込まれた状態において、前記導入部には、前記流路の内面上に形成された前記溝と相対する位置に前記導入孔が設けられていることを要旨とする。
これによれば、液体収容体の供給部材に導入部が差し込まれることにより、液体収容体は装填装置に装填される。この装填状態では、液体収容体の液体は導入孔を通って導入部の流路に流入してさらに本体の流路を経由して液体噴射手段に供給される。そして液体噴射手段は、液体収容体から供給された液体を噴射(吐出)する。液体収容体が装填装置に装填されて導入部が供給部材の流路に差し込まれた状態では、導入孔が当該流路の内面上に形成された溝と相対する。このため、例えば公差等の原因で、導入部が供給部の流路に軸線がずれて差し込まれても、導入孔の開口の少なくとも一部が溝と相対することによって、液体が導入孔へ流れる流路(隙間)が広く確保される。従って、導入孔へ流れる液体の動圧が高くなり過ぎることがなく、安定な液体供給を実現できる。
また、導入部において、錐状の先端部以外の外周面上の位置、すなわち錘状の先端部よりも基端側の外周面上の位置に導入孔が位置している。例えば新品の液体収容体の供給部に導入部を差し込んだときは、供給部材の供給口を封止していたフィルムを破ったとき、あるいは供給部材内のパッキンを貫通したときに流路の奥方に閉じ込められていた気体が外側へ押し出される。しかし、これらの気体の流出方向に導入孔の開口が面していないので、供給部材から流出する気体が、導入孔から導入部内に侵入することを回避できる。このため、例えば導入部内に侵入した気泡(気体)を除去するために液体を排出する処理(交換クリーニング等)を無くすことも可能となる。延出部は袋部が気密(液密)状態に供給部材に固着され易いように延出した部分で、供給部の流路の周りは延出部に相当する位置で厚肉となっており、この厚肉部分に溝が形成されているので、溝を形成しても供給部材の強度は確保される。そして、延出部に相当する位置に設けられた溝の位置に合わせて導入部の導入孔の位置を決めている。このため、例えば導入孔の位置に合わせて溝位置を決めた場合に、その決めた位置に溝を形成するための厚肉部を供給部材側に別途設ける必要が生じるなどの事態を招くことがない。例えば厚肉部を別途設けて供給部材のうち液体パック内に収容される部分の体積が増えると、液体パックの液体収容可能容積の減少の招くが、このような液体の収容可能容積の減少も招くこともない。
本発明の装填装置では、前記液体収容体は、収容ケースと、該収容ケースに収容されるとともに前記供給部となる供給部材に袋部が固着されてなる液体パックとを備え、前記供給部材のうち前記袋部が固着されている固着部は前記供給部の流路と直交する断面形状がその長手方向両端部で先細りとなる形状で両側に延出する延出部を有しており、前記溝は、前記流路の内面において前記延出部に相当する位置に形成されていることが好ましい。
これによれば、収容ケースに収容された液体パックは、袋部が供給部材の固着部に固着されて形成されており、袋部が固着された後の供給部材からなる供給部の流路の内面には、固着部の延出部に相当する位置に溝が形成されている。延出部は袋部が気密(液密)状態に供給部材の固着部に固着され易いように固着部から両端先細り形状に延出した部分で、供給部の流路の周りは延出部に相当する位置で厚肉となっており、この厚肉部分に溝が形成されているので、溝を形成しても供給部の強度は確保される。そして、導入孔は、導入部が供給部の流路内に差し込まれたときに、開口の少なくとも一部が延出部に相当する位置に設けられた溝に相対するような導入部の外周面上の位置に形成されている。このように、導入部の導入孔の位置に合わせて供給部側の溝の位置を決めるのではなく、延出部に相当する位置に設けられた溝の位置に合わせて導入部の導入孔の位置を決めている。このため、例えば導入孔の位置に合わせて溝位置を決めた場合に、その決めた位置に溝を形成するための厚肉部を供給部側に別途設ける必要が生じるなどの事態を招くことがない。例えば厚肉部を別途設けて供給部材のうち液体パック内に収容される部分の体積が増えると、液体パックの液体収容可能容積の減少の招くが、このような液体の収容可能容積の減少も招くこともない。
本発明の装填装置では、前記溝は、前記流路の内面において前記固着部の両側に延びる二つの前記延出部にそれぞれ相当する位置に二つ形成されており、
前記導入部には、前記二つの溝のそれぞれと相対して開口が位置するように前記導入孔が二つ形成されていることが好ましい。
これによれば、二つの導入孔は共に開口の少なくとも一部が二つの溝のそれぞれに相対する位置に設けられているので、導入部が供給部に差し込まれた状態において、二つの溝を有効に活用して液体が導入孔に流れる流路(隙間)を広く確保できる。よって、液体は導入孔に円滑に流入し、液体の安定供給を実現できる。
本発明の装填装置では、前記収容ケースには複数の前記液体パックが隣と一部重なる状態に傾いて収容されて、前記供給部は前記延出部の延出方向が前記収容ケースに対して傾いた状態に配置されており、前記本体には前記複数の液体パックの各供給部にそれぞれ差し込み可能な位置に複数の前記導入部が突設されており、前記延出方向が傾いた前記延出部に相当する位置に設けられた前記溝に対して前記開口の少なくとも一部が相対可能な位置に前記導入孔は形成されていることが好ましい。
これによれば、収容ケース内には、複数の液体パックが隣と一部重なる状態に傾いて収容され、これに伴い液体パックの供給部も延出部の延出方向が収容ケースに対して傾いた状態に配置される。この延出方向が傾いた延出部に相当する位置に設けられた溝に対して開口の少なくとも一部が相対可能な位置に導入孔は形成されている。よって、収容ケース内に液体パックが隣と一部重なる状態に傾いて収容された液体収容体であっても、各供給部に各導入部が差し込まれた状態において、導入孔に流れる流路(隙間)を広く確保でき、液体の安定供給を実現できる。
本発明は、液体噴射手段を有する液体噴射装置に取り付けられて使用され、前記液体噴射手段に液体を供給する液体収容体が着脱可能に装填される装填装置であって、前記液体収容体が装填された際に該液体収容体の供給部に差し込まれるように錘状の先端部を有する中空の柱状をなすとともに液体を導入するための導入孔を有する導入部と、前記導入部が突設されるとともに該導入部の中空部分からなる流路と連通する流路を有する本体とを備え、前記液体収容体は、収容ケースと、該収容ケースに収容されるとともに前記供給部となる供給部材に袋部が固着されてなる液体パックとを備え、前記供給部材のうち前記袋部が固着されている固着部は前記供給部の流路と直交する断面形状がその長手方向両端部で先細りとなる形状で両側に延出する延出部を有し、前記供給部の前記流路の内面において前記延出部に相当する位置に溝が形成されており、前記導入孔は、前記導入部の外周面上において周方向に該導入部の軸心を通り前記導入部の並び方向と平行な仮想基準線に対して前記延出部と同じ傾き側に20度以上70度以下の角度範囲内の少なくとも一部の範囲で開口の少なくとも一部が開口していることを要旨とする。
これによれば、導入孔は、導入部の外周面上において周方向に導入部の軸心を通り本体の長手方向と平行な仮想基準線に対して延出部と同じ傾き側に20度以上70度以下の角度範囲内の少なくとも一部の範囲で開口の少なくとも一部が開口している。このため、液体パックが傾いて収容されて延出方向が傾いた延出部に相当する位置に溝が位置しても、液体パックが一部重なるように収容されたときの傾き角が、通常、20度以上70度以下程度なので、導入部が供給部の流路に差し込まれたときに、開口の少なくとも一部を溝に相対させることが可能となる。このため、液体が導入孔に流れる流路(隙間)が確保され、液体が円滑に導入孔へ流入し、液体の安定供給を実現できる。また、導入孔は導入部の先端部以外の外周面上で開口するので、導入部を新品の液体収容体の供給部に差し込む過程で、供給部を封止しているフィルムを破くとき、あるいはパッキンを貫通したときに、供給部内に閉じ込められていた気体が導入孔から混入することも回避し易くなる。例えば混入した気泡(気体)を除去するために従来行われていた液体を排出する処理(例えば交換クリーニング)の廃止も可能となる。
本発明の装填装置では、前記液体パックの液体が消費されて前記固着部の傾きが小さく変化するに伴い前記溝が位置変化する当該溝の位置しうる全範囲において前記開口の少なくとも一部が前記溝と常に相対して位置するように前記導入部が形成されていることが好ましい。
これによれば、液体パックの液体が消費されて固着部の傾きが小さく変化し、これに伴い溝が位置変化しても、溝が位置しうる全範囲のうちどの位置にあっても、開口の少なくとも一部が常に溝と相対して位置する導入孔が存在することになる。よって、液体パックの液体が消費されて固着部の傾きが変化するに伴い溝が位置変化しても、液体が導入孔に流れる流路(隙間)が常に溝によって広く確保されるので、液体の安定供給を実現できる。なお、導入孔が複数ある場合は、そのうち少なくとも一つの導入孔の開口の少なくとも一部が溝と相対していれば足り、液体パックの傾き角に応じて溝と相対する導入孔が切り替わっても構わない。
本発明の装填装置では、前記導入孔が刳り抜かれている方向は、前記導入部の軸心を通り前記導入部の並び方向と平行な仮想基準線に対して、前記導入部の周方向に前記延出部と同じ傾き側に傾く傾き角度が前記導入孔の開口する範囲のうちの最小傾き角以上であって且つ30度以上の傾き角の方向であることが好ましい。
これによれば、導入孔の刳り抜き方向は、仮想基準線に対して導入部の周方向に延出部と同じ傾き側に傾く角度(仮想基準線に対して導入部の軸心から導入部の外周面上の対象点を結ぶ仮想線が延出部と同じ傾き側に傾く角度)が、導入孔の開口する範囲のうちの最小傾き角以上であって且つ30度以上の傾き角の方向となっている。このため、複数の導入部の並び方向に対して少なくとも30度以上の傾き角の方向を型抜き方向とする金型成形が可能となるので、複数の導入部と本体の少なくとも一部(本体のうち複数の導入部が突設された面を少なくとも含む部分)とを一体成形することが可能となる。
本発明の装填装置では、前記導入孔が刳り抜かれている方向は、前記導入部の軸心を通り前記本体の長手方向と平行な仮想基準線に対して、前記導入部の周方向に前記延出部と同じ傾き側に傾く傾き角度が前記導入孔の開口する範囲のうちの最大傾き角以上の傾き角の方向であることが好ましい。
これによれば、導入孔の刳り抜き方向は、仮想基準線に対して導入部の周方向に延出部と同じ傾き側に傾く角度(仮想基準線に対して導入部の軸心から導入部の外周面上の対象点を結ぶ仮想線が延出部と同じ傾き側に傾く角度)が、導入孔の開口する範囲のうちの最大傾き角以上の傾き角の方向になっている。このため、複数の導入部の並び方向に対して前記最大傾き角以上の傾き角の方向を型抜き方向とする金型成形が可能となるので、複数の導入部と本体の少なくとも一部(本体のうち複数の導入部が突設された面を少なくとも含む部分)とを一体成形することが可能となる。このとき、導入部の軸心に向かう方向が刳り抜き方向である構成に比べ、例えば導入部の並び方向と略一致する本体の長手方向とのなす角度のより大きな角度の方向を型抜き方向として金型成形することが可能になるので、金型の体積効率などより効率のよい金型成形を実現できる。
本発明の装填装置では、前記導入孔が刳り抜かれている方向は、前記仮想基準線に対して、前記最大傾き角より大きな傾き角の方向であることが好ましい。
これによれば、導入孔の刳り抜き方向は、前記仮想基準線に対して、前記最大傾き角より大きな傾き角の方向で複数の導入部の並び方向に対して最大傾き角より大きい傾き角の方向となっている。最大傾き角より大きい傾き角の方向を型抜き方向とする金型成形が可能となるので、複数の導入部と本体の少なくとも一部(本体のうち複数の導入部が突設された面を少なくとも含む部分)とを一体成形することが可能となる。このとき、導入部の軸心に向かう方向が刳り抜き方向である構成に比べ、例えば導入部の並び方向と略一致する本体の長手方向とのなす角度のより一層大きな角度の方向を型抜き方向として金型成形することが可能になるので、金型の体積効率などより効率のよい金型成形を実現できる。
本発明の装填装置では、前記複数の導入部は前記本体の長手方向に沿って配列されて前記導入部の並び方向は前記本体の長手方向と略一致しており、前記導入孔は、前記本体の長手方向と前記導入部の軸方向とに共に略直交する方向に刳り抜かれていることが好ましい。
これによれば、導入孔は、本体の長手方向に並んで突設されている複数の導入部の並び方向と導入部の軸方向とに共に略直交する方向に、刳り抜かれている。このため、導入部の軸方向と本体の長手方向に共に略直交する方向を型抜き方向とする金型成形が可能となる。例えば複数の導入部と本体の少なくとも一部とを金型成形で一体成形することが可能となる。
本発明は、液体噴射手段を有する液体噴射装置に取り付けられて使用され、前記液体噴射手段に液体を供給する液体収容体が着脱可能に装填される液体収容体の装填装置であって、前記液体収容体が装填された際に該液体収容体の供給部に差し込まれるように錘状に尖った先端部を有する中空の柱状をなすとともに液体を導入するための導入孔を有する導入部と、前記導入部が突設されるとともに前記導入部の中空部分からなる流路と連通される流路を有する本体とを備え、前記導入部は前記本体の一面に複数本並んで突設されており、前記各導入部に形成された前記導入孔は、前記導入部の軸方向とは直交するとともに前記複数本の導入部の並び方向とは交差する方向に刳り抜かれており、前記導入孔は、前記導入部の周方向において直角以上離れた二位置に渡って開口する少なくとも一つ形成されているか、又は前記二位置で少なくとも開口する複数形成されていることを要旨とする。
これによれば、導入孔は、導入部の外周方向において直角以上離れた二位置に渡って開口する少なくとも一つ形成されているか、又は導入部の外周方向において直角以上離れた二位置で少なくとも開口する複数形成されている。このため、導入部が供給部に軸線がずれて差し込まれても、そのずれた方向に位置する開口又は開口の一部が流路の内面に接近し過ぎても、その位置とは導入部の外周方向に直角以上離れた位置でも開口しているので、液体が導入孔の開口に流れ込むまでの流路断面積が確保され、液体を導入孔に安定に供給できる。また、各導入部に形成された導入孔は、導入部の軸方向とは直交するとともに複数本の導入部の並び方向とは交差する方向に刳り抜かれて形成されている。このため、本体と該本体に突設された複数本の導入部とを有する装填装置を、前記導入孔の刳り抜き方向に型抜きするように金型成形することにより、一体成形することが可能となる。
本発明の装填装置では、前記導入孔は、前記導入部の軸方向とは直交するとともに前記複数の導入部の並び方向とは交差する方向に刳り抜かれ、前記導入部の外周面上において該導入部の軸方向と直交する方向に対向する二位置で開口するように二つ設けられていることが好ましい。
これによれば、導入部が供給部に軸線がずれて差し込まれ、そのずれた方向に位置する開口が流路の内面に接近し過ぎても、その反対側に位置する開口は流路の内面から逆に離れるので、液体が導入孔の開口に流れ込むまでの流路断面積が確保され、液体を導入孔に安定に供給できる。
本発明の装填装置では、前記導入孔は、前記導入部の軸方向と前記複数本の導入部の並び方向とに共に直交する方向に刳り抜かれていることが好ましい。
これによれば、導入孔は、導入部の軸方向と導入部の並び方向とに共に直交する方向に刳り抜かれているので、導入部の軸方向と導入部の並び方向とに共に直交する方向、すなわち導入部の軸方向と本体の長手方向に共に直交する方向に型抜きするように、装填装置を金型成形により一体成形することができる。本体の長手方向と直交する方向に型抜きできることから、成形対象物の形状に応じた適切な向きに型凹部を形成して金型を効率よく製造できる。
本発明の装填装置では、前記供給部は、該供給部の供給口側に装填されたパッキンと、前記導入部が前記パッキンを貫通して前記供給部の前記流路に差し込まれた状態で該導入部に弁体が押されて開弁する弁機構とを有していることが好ましい。
これによれば、導入部が供給部の供給口に差し込まれてパッキンを貫通して弁体を押すことにより弁機構が開弁し、このときパッキンと弁機構との間に閉じこめられていた気体が開弁して流出する液体によって押し出されることになる。しかし、導入部の導入孔の開口は気体が押し出される方向とは対向しておらず、むしろ略平行な向きを向いているので、押し出された気体が開口から侵入することが回避され易くなる。
本発明は、液体供給装置であって、上記発明における前記導入部と前記本体とを有する前記装填装置と、上記発明における前記液体収容体であって前記装填装置の前記導入部が差し込まれる前記供給部を有する前記液体収容体とを備えたことを要旨とする。
これによれば、液体供給装置は上記発明の装填装置を備えていることから、上記装填装置と同様の効果が得られる。
本発明は、液体噴射装置であって、上記発明における前記装填装置と、前記装填装置の前記導入部が液体収容体の供給部に差し込まれた装填状態において、前記液体収容体から前記装填装置を介して供給された液体を噴射する液体噴射手段と、前記液体噴射手段を搭載して移動する移動体と、前記移動体を移動させる駆動手段とを備えたことを要旨とする。
これによれば、液体噴射装置は上記発明の装填装置を備えていることから、前記装填装置と同様の効果が得られる。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図8に従って説明する。
図1は、本実施形態のインクジェット式記録装置を背面側から見た斜視図である。同図に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置(以下、「プリンタ10」という)は略箱状の本体ケース11を備えている。本体ケース11内には、左右一対の側板間に架設されたガイド軸(図示せず)に沿ってキャリッジ12が移動可能に設けられている。キャリッジ12はキャリッジモータ13の駆動力によってガイド軸に沿って図1に示す主走査方向Xに往復移動するようになっている。
キャリッジ12の下面側には液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド14が設けられ、この記録ヘッド14には液体としてのインクを噴射させる複数の噴射ノズル(図示省略)が形成されている。一方、キャリッジ12は、サブタンク(図示せず)と、記録ヘッド14に対して圧力調整されたインクを供給するためのバルブユニット(図示せず)とを備え、圧力調整された4色のインク(ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン)を記録ヘッド14に供給可能としている。
本体ケース11においてキャリッジ12が移動する空間域よりも下方となる位置には、主走査方向Xと平行をなすように長板状のプラテン(図示省略)が配置され、給送されたターゲットとしての記録用紙はプラテン上を通って主走査方向Xと直交する副走査方向Yに搬送される。そして、記録ヘッド14のノズルからインク滴を吐出しながら主走査方向Xに移動するキャリッジ12の1走査と、副走査方向Yへの記録用紙の所定量の搬送とが交互に行われることにより記録用紙に印刷が施される。
本実施形態のプリンタ10は、キャリッジ12上にインクカートリッジを搭載しないオフキャリッジタイプのプリンタである。本体ケース11の背面側下部にはカートリッジ収容部(以下、「収容部15」)という)が凹設されている。本体ケース11内において収容部15の奥側の位置には、装填装置としてのカートリッジホルダ(以下、「ホルダ20」という)が配置されている。そして、液体収容体としてのインクカートリッジ(以下、「カートリッジ30」という)は、収容口15aから挿入されてホルダ20に装填される。収容部15において収容口15aの一端側には、レバーハンドル28が設けられており、カートリッジ30の装填時には、レバーハンドル28を回動操作してカートリッジ30を収容部15内へ押し込むと、減速機構(図示せず)を介した比較的軽い操作力で、カートリッジ30をホルダ20側の供給針23等に差し込むことができる。収容部15に装填されたカートリッジ30は、図示しない係止機構によりその装填位置にロックされる。なお、本実施形態のカートリッジ30は、後述するように4色分のインクパックを内装した多色対応型カートリッジである。
図1に示すように、本体ケース11内の前側端部位置にはポンプ16(吸引ポンプ)が配設されている。また、本体ケース11内において、ホルダ20とキャリッジ12との間は4本の可撓性材料からなる供給流路18が集束された帯状の集束流路17によって接続されており、ホルダ20に装填されたカートリッジ30から各供給流路18を通じてキャリッジ12内の各々対応するサブタンク(図示せず)に各色のインクが供給されるようになっている。ポンプ16の吸引側はメンテナンス装置(図示せず)に接続されており、メンテナンス(クリーニング)時に記録ヘッド14のノズルから吸引された廃インクは、ポンプ16とホルダ20の間を接続する流路19を通じてホルダ20を経由してカートリッジ30内に回収される。このように本実施形態のカートリッジ30は、廃液回収機能を有するものである。
図1および図2に示すように、ホルダ20は、カートリッジ30と略同じ横幅(X方向幅)のでX方向(図1参照)に長く延びた略四角板形状の本体20aを有しており、その本体20aの収容口15aに対向する面が、カートリッジ30が連結される連結面20b(被装填面)となっている。ホルダ20の連結面20bには、その長手方向両端付近に位置する一対の位置決め突起21,22と、その間に略等間隔に配置された複数本(本例では4本)のインク供給針(以下「供給針23」と称す)(導入部)と、一方の位置決め突起21の外側近傍に位置する廃インク導出針(以下「導出針24」と称す)(廃液導出部)とが突設されている。なお、各供給針23および導出針24の先端部には導入孔61(図5及び図6等に示す)が形成されている。供給針23の導入孔61については後述する。
また、ホルダ20は、複数本の供給針23等が一体成形されてホルダ20の連結面20b側の外装をなすホルダ部品27(針形成部材)と、ホルダ部品27の背面側に連結された図示しない流路形成部材と、流路形成部材の背面に流路が溝状に凹設された開口面を覆うように熱溶着されたガスバリア性を有するフィルム材等から構成されている。供給針23の流路26は、流路形成部材の流路に連通している。本実施形態では、ホルダ部品27を一体成形するために、後述する導入孔61の供給針23の周方向における位置及び傾き角に特徴の1つがある。
また、カートリッジ30の収容ケース31の底面端部に凹設された基板収容凹部31cには、接続端子32aが表面に形成された回路基板32が取着されている。接続端子32aは、回路基板32に実装されたデータの読み書きが可能な半導体記憶装置(図示せず)と電気的に接続されている。半導体記憶装置は、収容ケース31に収容される各インクパック38(図3参照)のインクの種類、インク残量、シリアル番号や有効期限等のデータを記憶する。
カートリッジ30がホルダ20に装填された状態においては、回路基板32の接続端子32aが、ホルダ20の連結面20b側の一端下縁部から略垂直に突設された端子部25に接続されるようになっている。端子部25と接続端子32aが接続された状態では、プリンタ10の制御部(図示省略)がカートリッジ30側の半導体記憶装置に対するインク残量等のデータの読出し及び書き込みが可能になる。
図3は、カートリッジの一部破断した斜視図を示す。同図に示すように、四角板形状を有するカートリッジ30の前面(装填面)には、ホルダ20側の一対の位置決め突起21,22と対応する位置に一対の位置決め穴33,34が形成されている。また、カートリッジ30の前面おいて、ホルダ20側の複数の供給針23及び1つの導出針24とそれぞれ対応する位置には、複数の支持口部35及び1つの廃インク導入口部(以下「導入口部36」という)がそれぞれ形成されている。
カートリッジ30はホルダ20に装填される際は、各位置決め穴33,34に各位置決め突起21,22が嵌入することでカートリッジ30の装填方向(図1ではY方向)と交差する方向への移動が規制された状態に位置決めされる。そして、この位置決めされた状態で、各支持口部35及び導入口部36に各供給針23及び導出針24がそれぞれ差し込まれることでホルダ20に連結されるようになっている。
ケース本体31aと蓋部31bよりなる収容ケース31内には、複数のインクパック38が収容されている。インクパック38は、図3に示すように、袋部41と、該袋部41の一端部に外側へ突出する状態に固着されたインク導出部材42とを備える。袋部41は可撓性の素材から形成されており、ガスバリヤー性の向上のために、例えば外側をナイロンフィルム、内側をポリエチレンフィルムにより挟み込んだ構成のアルミニウムラミネートフィルムから形成されている。そして、袋部41は、これら2枚の略長方形形状のアルミニウムラミネートフィルムを重ね合わせて、それらの周囲を熱溶着等の方法によって接合することによりインク導出部材42の基部42bに固着された状態に形成され、内部にインクを貯留している。
例えばプラスチックにより形成されるインク導出部材42は、正面視(支持口部35側からの視方向)で両端側ほど幅が狭くなる船型形状の基部42bと基部42bから突出した略円筒形状の供給部42aとが一体形成されており、袋部41のアルミニウムラミネートフィルムは基部42bの側周面に熱圧着されている。インク導出部材42の内部はインク供給口(以下「供給口42c」という)を形成している。そして、この供給口42cを介してインクパック38内に収容されたインクが取り出される。また、インク導出部材42には、供給口42cに供給針23が差し込まれたインク供給時の状態で開弁される後述の弁機構54(図7に示す)が内蔵されており、装填される前においては袋部41内のインクが漏れ出ないようになっている。
図3に示すように、収容ケース31内に収容されている複数のインクパック38は、供給部42aの鍔部42dが支持口部35の内周面上に凹設された環状溝35aに挿入されることにより複数の支持口部35にそれぞれ位置決めされるとともに、各袋部41が一部重なる状態に配置されている。このため、各インクパック38は収容ケース31の内底面に対して少し傾く姿勢をとり、各インク導出部材42は基部42bの長手方向が収容ケース31の内底面に対して所定の角度(例えば10度〜30度)だけ傾く姿勢に配置されている。なお、収容ケース31の内部においてインクパック38が占める部分以外の隙間部分が、導入口部36から導入された廃インクが収容される回収領域となり、この回収領域はインクが消費されて袋部41の体積が小さくなるに連れて増えることになる。回収領域には廃インクを吸収保持できる液体吸収材を入れてもよい。
図7は、インク導出部材42と供給針23の断面図である。図7に示すように、インク導出部材42の供給口42cには、ゴム製のパッキン51が嵌入されている。供給口42cに供給針23が差し込まれる前の状態では、供給部42aの端面に貼られたフィルム52により供給口42cは封止されている。供給部42aの内部は貫通孔が形成されて流路53となっており、流路53上においてパッキン51の奥方位置には、弁機構54が配置されている。弁機構54は、弁体55と、弁体55を供給口42c側(外側)へ付勢するコイルバネ56と、コイルバネ56を位置規制する規制壁部42eとを有する。弁体55は、コイルバネ56の弾性力により付勢されてパッキン51の供給口42cと反対側となる部分に形成された環状の突状部51aに、これを弁座として当接することで流路53を塞ぐように閉弁する。
図4は、パッキンを取り外した状態にあるインク導出部材の斜視図である。図4及び図7に示すように、インク導出部材42の供給部42aはパッキン51が嵌入される凹部42fを有し、この凹部42fの底面に開口する流路53は、外側に張り出すように切り欠かれた一対の溝53aを有している。一対の溝53aは、流路53の内周面上において互いに対向する位置に流路53の軸線方向に沿って延びるように形成されている。一対の溝53aを設けることで、インクが流れる流路断面積を確保している。
ここで、一対の溝53aを結ぶ方向(すなわち溝深さ方向)は、正面視から見て船型形状の基部42bの長手方向に略一致している。これは、インク導出部材42をなるべく材料少なく小体積に成形するためには、基部42bの肉厚のある部分に溝53aが位置するように成形することが有効だからである。インク導出部材42の袋部41内に配置される部分の材料を少なくして体積を小さくすることは、袋部41に収容可能な容積をその分増やすことに繋がり、必要なインク量を収容した際の袋部41の体積を小さくでき、カートリッジ30の小型化に寄与することになる。
図5は、供給針を有するホルダの部分斜視図であり、図6は、ホルダ及び供給針を示し、同図(a)は供給針を軸線と直交する面で切ったホルダの正面図、同図(b)は同図(a)における供給針の正断面図、同図(c)は供給針のその軸線と平行な面で切った側断面図である。図5及び図6に示すように、ホルダ20の連結面20bから突出した供給針23は、先端部に円錐状のテーパ部23aを有する中空の柱状に形成されている。図5及び図6(a),(b)に示すように、供給針23には、複数本の供給針23の並び方向である水平方向(Z方向)に対して鋭角な角度で傾くとともに供給針23の軸心Oを通る仮想線が該供給針23の外周面と交差する2箇所の部位で開口する一対の導入孔61が形成されている。
図6(b)に示すように、供給針23の外周面上において該供給針23の軸心Oを通り供給針23の並び方向Z(本体20aの長手方向)と平行な仮想基準線Sに対して、供給針23の周方向に延出部40gと同じ傾き側(同図において反時計方向)に傾き角θをとる。そして、導入孔の開口が供給針23の周方向に占める(分布する)範囲を傾き角θで示すと、本実施形態では、導入孔61の開口61aは、傾き角θで、例えば30〜60度の範囲内の所定の角度範囲に設定されている。下限を30度としているのは、傾き角θが小さくなると、流路26に連通するように導入孔61を形成するために、供給針23の外径Tに対する流路26の内径Rの比R/Tを大きくする必要があり、この比R/Tが大きくなると、供給針23の肉厚が薄くなって強度を確保しにくくなるからである。
本例では、仮想基準線Sに対して傾き角θで、例えば約30度〜60度の角度範囲内において約2度〜約10度の範囲で開口している。このため、収容ケース31内に収容されたインクパック38が通常とりうる傾き角20度〜70度の角度範囲にあるときに溝53aがとりうる角度範囲(インクパック38の傾き角と等しい)内の略中央域(大抵の場合、インクパック38はこの範囲の傾き角をとる)内において、約2度〜約10度の範囲で、開口61aは開口している。本例の場合、インクパック38は、傾き角30度〜60度内の所定範囲内の傾き角で、収容ケース31内に収容されている。なお、溝53aの溝幅(流路53の周方向における幅)の大きさを考慮すればその分だけ、溝53aと対向するために必要となる開口の傾き角は小さくなっても許容される。
また、本例では、仮想基準線Sに対して開口61aの最大の傾き角(開口の供給針23の周方向両端点のそれぞれと軸心Oとを結んだ各線が仮想基準線Sとなす角度のうち大きい方の角度(最大値は90度))は例えば50度〜60度の範囲内の値であり、これに対して刳り抜き方向(導入孔61の貫通方向)の傾き角が90度である。このため、導入孔61の開口範囲の最大傾き角よりも大きな傾き角の方向を刳り抜き方向とする構成となっている。なお、刳り抜き方向の傾き角とは、導入孔が刳り抜かれた形状にホルダ部品27を金型成形する場合に、導入孔の孔形状(導入孔を形成している内壁面形状)から決まる型抜き方向のうち最大角度(最大値は90度)をいう。
供給針23の中空部からなる軸線に沿って先端近傍まで延びる流路26(中空路)は、本体20a内の流路20cと連通している。導入孔61は、供給針23の外周面上においてテーパ部23aから所定距離だけ軸方向基部側に離れた位置に開口しており、その内側では流路26と連通している。
図6(a)〜(c)に示す正断面図から分かるように、導入孔61の供給針23の外周面上における位置は、供給針23の並び方向(Z方向)において供給針23の軸線よりも少しずれて位置しており、この位置における供給針23の半径方向は上下方向に対して傾斜しているが、同図に示すように、導入孔61は供給針23の中空壁(肉厚部)を上下方向に貫通している。
このため、通常、供給針の断面半径方向に貫通するように形成されていた導入孔を、その位置における供給針23の半径方向が上下方向に対して傾斜する位置に導入孔を形成することにしても、ホルダ20の金型成形を、金型をホルダ20の長手方向に直交する上下方向に抜く方法で行うことができる。すなわち、本体20aの長手方向と直交する上下方向に貫通する導入孔61とすることにより、ホルダ20を長手方向と直交する方向に抜く成形方法で金型成形できるようにしている。
次に、上記のように構成されたカートリッジの装填装置及びこれを備えたプリンタ10の作用を説明する。
図7に示すように、カートリッジ30が装填される際は、まずカートリッジ30の支持口部35に供給針23が差し込まれて、供給針23の先端によって供給部42aを封止しているフィルム52が破られる。この破れる過程でまず供給針23の先端部がフィルムを押して内側に凹んだ状態に変形させることでフィルム52の内側の内圧が高まった状態でフィルム52は破れ、供給針23は内圧の高くなった空間に差し込まれるとともに、破れたときに空気が噴出する。このとき、テーパ部23aから所定距離だけ軸方向基部側に離れた位置に導入孔61は開口61aしているうえ、その開口面が軸方向と平行となっており空気の噴出方向(流出方向)と略平行となっているので、空気が導入孔へ侵入することは回避される。
さらに図8に示すように、供給針23がパッキン51を貫通して弁体55を押し込み、弁機構54を開弁させたときには、パッキン51と弁体55との間に閉じこめられた空気がインクによって押し出されるが、その空気が押し出される方向と導入孔61の開口面とは略平行になっているので、このときも空気が導入孔61に侵入することが回避される。この結果、カートリッジを交換した際に供給針に侵入した気泡を排除するために行われていた交換クリーニングが不要になる。交換クリーニングの廃止は、カートリッジ内に回収される廃インク量が減ることになるので、その分だけ収容ケース31の小容量化が可能となってカートリッジ30が小型になっている。また、交換クリーニングの廃止で廃インクにならず節約されたインクは印刷に利用されることになるので、カートリッジ30の印刷寿命が延びることになる。
また、公差の関係で流路53の軸心から多少ずれて供給針23が差し込まれても、導入孔61の開口61aが溝53aと対向してその間の隙間が十分広く確保されるので、開口61aへ向かって流れるインクの動圧が過剰に高くなることもない。この結果、インクが導入孔61に円滑に流入して記録ヘッド14の流路へインクが円滑に供給されるので、インク供給不足によるドット抜けなどの不具合が発生することもなく、印刷精度の高い印刷が行われる。また、インクパック38側の溝53aの位置を供給針23側の導入孔61の開口位置に合わせるのではなく、供給針23側の導入孔61の開口位置を、インクパック38側の溝53aの位置に合わせているので、延出部42g以外の位置に溝位置を変更する必要もない。このため、例えば延出部42g以外の肉厚の比較的薄い位置に溝位置を変更した場合に必要になる溝形成位置における肉厚の確保のための増肉をしたためにインクパック内に収容されるインク導出部材42の部分の体積が増え、インクパック38のインク最大収容容積が減る事態を回避することができる。
以上、上記した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)供給針23のテーパ部23aから少し軸方向基部側へ離れた外周面上の位置に開口61aが位置するように導入孔61を形成したので、供給針23がフィルム52を破る際、及びパッキン51を貫通して弁体55を押し込んだ際に供給部42a内から流出してくるエアが導入孔61に侵入することを回避できる。このため、交換クリーニングの廃止が可能となる。
(2)交換クリーニングを廃止できることから、収容ケース31内に回収される廃インク量の回収スペースを減らして、カートリッジ30を小型にすることができる。さらに交換クリーニングが廃止されて廃インクにならずに済むインクを印刷に利用できるので、カートリッジ30の印刷寿命を延ばすことができる。
(4)流路53の溝53aに対向する位置に導入孔61を開口させたので、供給針23を流路53に差し込んだときに導入孔61の開口61aが溝53aと対向してその間の隙間が十分広く確保され、開口61aへ向かって流れるインクの動圧が高くならずインクを導入孔61へ円滑に流入させることができる。このため、記録ヘッド14へインクを円滑に供給でき、インク供給不足に起因するドット抜けなどの不具合を回避でき、印刷精度の高い印刷を実施できる。
(5)一対の導入孔61は、供給針23の外周面上において仮想基準線Sに対して傾き角θで、例えば約30度〜60度の角度範囲内において約2度〜約10度の範囲で開口し、溝53aの位置を導入孔61に合わせるのではなく、導入孔61の形成位置を溝53aの位置に合わせた。このため、例えば溝53aの位置を導入孔61の位置に合わせて延出部42g以外の位置に変更した場合にその溝形成位置の肉厚を確保するために増肉してインク導出部材42のインクパック38内に収容される部分の体積が増えて引き起こる、インクパック38のインク最大収容容積の減少を回避できる。従って、インク導出部材42の体積増加による材料コストアップを防止できるうえ、インクパック38のインク最大収容容積を高く維持することができる。また、開口61aの傾き角θの下限を30度としているので、流路26に連通するように導入孔61を形成するために必要な供給針23の外径Tに対する流路26の内径Rの比R/Tがさほど大きくならず、供給針23の肉厚を必要な強度が得られる程度に確保できる。
(6)ホルダ20の正面視で供給針23の並び方向(本体の長手方向)に直交する方向に導入孔61を貫通させているので、その貫通方向が例えば供給針23の並び方向であれば不可能となるホルダ部品27の一体成形を可能とすることができる。また、導入孔61の貫通方向(刳り抜き方向)が正面視で本体20aの長手方向と直交する方向(本体20aの高さ方向)なので、本体の長手方向に対して斜め方向を型抜き方向とする金型成形方法を採用する場合に比べ、コンパクトで効率よい金型を製造できる。このため、例えば金型に対してホルダ20を斜めに配置する場合に生じる成形型の大型化を招くことなく、既存の樹脂成形機をこれまでどおり使用することができる。
(第2実施形態)
図9は、第2実施形態における供給針を示し、同図(a)は斜視図、同図(b)は正断面図、同図(c)は平面図、同図(d)は側面図である。
同図に示すように、供給針23には、先端部のテーパ部23aから軸方向に所定距離離れた外周面上の位置に、周方向に2つ並んで開口した2つの開口62a,63aのそれぞれを有する2つの導入孔62,63が形成されている。一対の導入孔62,63は、供給針23の並び方向Zと直交する高さ方向(同図(b),(d)における上下方向)外側(上側)から、供給針23の中空壁を断面扇状に二箇所において刳り抜いたカット面を有している。各導入孔62,63は、供給針23の周方向に約80度の角度範囲に渡ってそれぞれ開口し、供給針23の周方向に最大約180度離れた二位置で開口している。すなわち、供給針23の周方向において直角以上離れた二位置で2つの開口62a,63aがそれぞれ開口している2つの導入孔62,63を有する例である。
本例では、導入孔62,63は、供給針23の上側から、周方向に約80度の角度範囲に渡る二箇所の部分をカットした(刳り抜いた)位置・形状であるので、図11(b)に示すように、供給針23が流路53内に差し込まれた状態では、一方の導入孔62の開口62aが溝53aと対向する位置関係となっている。
もちろん、約180度でなくとも、周方向に直角以上離れた二位置で開口する導入孔であれば、仮に溝53aと対向し得ない開口位置であっても、供給針23が供給部42aに軸線がずれて差し込まれて一方の開口が流路53の内面に接近してもその接近位置から周方向に直角以上離れて位置する他方の開口は流路53の内面から離れている。つまり。周方向に直角以上離れた二箇所が同時に流路53の内面に接近し過ぎることは起こり得ないので、2つの導入孔へ流れるインクの動圧が高くなり過ぎることがなく、インクは少なくとも一方の導入孔へ円滑に流入する。そして、刳り抜き方向が並び方向Zと一致する方向ではなく、並び方向Zと所定の角度で交差した方向であれば、その交差方向を型抜き方向とする金型成形が可能となるので、複数の供給針23と本体27aとを一体成形することが可能となり、ホルダ部品27を一度の成形で製造することができる。
本例では、導入孔62は、前記第1実施形態で述べた仮想基準線Sに対して延出部40gと同じ傾き側に例えば0度〜約85度の角度範囲で開口している。このため、収容ケース31内に収容されたインクパック38が通常とる傾き角20度〜70度の角度範囲にあるときに溝53aがとる角度範囲(インクパック38の傾き角と等しい)の全域で開口61aは開口している。
また、本例では、仮想基準線Sに対して開口62aの最大傾き角は約85度であり、これに対して一対の導入孔62、63の刳り抜き方向の傾き角が90度である。このため、導入孔61の開口範囲の最大傾き角よりも大きな傾き角の方向を刳り抜き方向とする構成となっている。
特に本例では、並び方向Zと直交する高さ方向外側(上側)から中空壁を二箇所でカットして、供給部42aに供給針23が差し込まれた状態において、一方の開口62aが溝53aと対向するように導入孔64が形成されている。このため、開口62aと溝53aとが対向する箇所で広い隙間が確保されるので、インクは導入孔62へ円滑に流入する。そして、並び方向Zと直交する高さ方向が型抜き方向となるように金型成形することが可能となる。つまり、本体27aの長手方向と直交する方向を型抜き方向とする金型成形が可能となる。このため、本体の長手方向に対して斜め方向を型抜き方向とする場合に比べ、コンパクトで体積効率よい金型を製造できる。例えば金型に対してホルダ部品27を斜めに配置する場合に生じる成形型の大型化を招かず、既存の樹脂成形機をこれまでどおり使用できる。ホルダ部品27を一体成形することができる。また、2つの導入孔62,63が供給針23のテーパ部23aから軸方向に所定距離だけ離れた外周面上の位置に開口することから、供給針23が新品のカートリッジの供給部42aに差し込まれる際に、エアが侵入することがないので、交換クリーニングを廃止できる。
(第3実施形態)
図10は、第3実施形態における供給針を示し、同図(a)は斜視図、同図(b)は正断面図、同図(c)は平面図、同図(d)は側面図である。
同図に示すように、供給針23には先端部のテーパ部23aから軸方向に所定距離だけ離れた外周面上の位置に開口64aを有する一つの導入孔64が形成されている。導入孔64は、供給針23の並び方向Zと直交する高さ方向(同図(b),(d)における上下方向)外側(上側)から、供給針23の中空壁が断面略半月状に刳り抜かれたカット面(内壁面)を有する形状で、供給針23の外周方向において約150度の角度範囲に渡って開口している。すなわち、供給針23の周方向において直角以上離れた二位置に渡って開口している1つの開口64aを有する導入孔64を有する例である。
本例では、供給針23の上側から、その周方向に約150度の角度範囲に渡る部分がカットされて(刳り抜かれて)開口する導入孔64であるので、図10(b)に示すように、供給針23が流路53に差し込まれた状態では、導入孔64の開口64aの一部が溝53aと対向する位置関係となっている。
もちろん、周方向に約150度の角度範囲に渡って開口する導入孔64であるので、仮に溝53aと対向し得ない開口位置であっても、供給針23が供給部42aに軸線がずれて差し込まれて開口の一部が流路53の内面に接近してもその接近位置から周方向に直角以上離れた開口の他の一部は流路53の内面から離れている。つまり。周方向に直角以上離れた二箇所が同時に流路53の内面に接近し過ぎることは起こり得ないので、導入孔64へ流れるインクの動圧が高くなり過ぎることもなく、インクは導入孔64へ円滑に流入する。そして、刳り抜き方向が並び方向Zと一致する方向ではなく、並び方向Zと所定の角度で交差した方向であれば、その交差方向を型抜き方向とする金型成形が可能となるので、複数の供給針23と本体27aとを一体成形することが可能となり、ホルダ部品27を一度の成形で製造することができる。
本例では、導入孔64は、前記第1実施形態で述べた仮想基準線Sに対して延出部40gと同じ傾き側に例えば約30度〜約150度の角度範囲で開口している。このため、収容ケース31内に収容されたインクパック38が通常とる傾き角20度〜70度の角度範囲にあるときに溝53aがとる角度範囲(インクパック38の傾き角と等しい)の略全域で開口61aは開口している。
また、本例では、仮想基準線Sに対して開口64aの最大傾き角は最大値である90度(直角)であり、これに対して導入孔64の刳り抜き方向の傾き角が90度である。このため、導入孔64の開口64aの最大傾き角以上の傾き角の方向を刳り抜き方向とする構成となっている。つまり、導入孔64は、仮想基準線Sに対して直角方向を型抜き方向とする金型成形が可能な孔形状となっている。
特に本例では、並び方向Zと直交する高さ方向外側(上側)から中空壁をカットして、供給部42aに供給針23が差し込まれた状態において、開口64aの一部が溝53aと対向するように導入孔64が形成されている。このため、開口64aと溝53aとが対向する箇所で広い隙間が確保されるので、インクは導入孔64へ円滑に流入する。そして、並び方向Zと直交する高さ方向が型抜き方向となるように金型成形することが可能なため、複数の供給針23と本体27aとを一体成形することが可能となる。
(第4実施形態)
図11は、第4実施形態における供給針を示し、同図(a)は斜視図、同図(b)は正断面図、同図(c)は平面図、同図(d)は側断面図である。
同図に示すように、供給針23には、先端部のテーパ部23aから軸方向に所定距離だけ離れた外周面上の位置に円形の開口65aを有する導入孔65が一つ形成されている。すなわち、本例は、前記第1実施形態における2つの導入孔61のうち下側の一方を廃止した例である。
図11(c)に示すように、ホルダ20の高さ方向上側から見た平面視において、供給針23の軸線から周方向に少しずれた位置で導入孔65は開口している。このため、図11(b)に示すように、供給針23が流路53に差し込まれた状態では、開口65aが溝53aと対向する位置関係となっている。また、導入孔65は供給針23の中空壁を高さ方向に貫通している。
このため、導入孔65の刳り抜き方向である本体27aの高さ方向を型抜き方向とする金型成形が可能となる。つまり、本体27aの長手方向と直交する方向を型抜き方向とする金型成形が可能となる。このため、本体の長手方向に対して斜め方向を型抜き方向とする場合に比べ、コンパクトで体積効率よい金型を製造できる。このため、例えば金型に対してホルダ部品27を斜めに配置する場合に生じる成形型の大型化を招かず、既存の樹脂成形機をこれまでどおり使用できる。ホルダ部品27を一体成形することができる。
(第5実施形態)
図12は、第5実施形態における供給針の正断面図を示す。
インクパック38は収容ケース31内の平坦な底面上にただ収容した状態では、使用開始から使用終了までインク量が減るに連れてインク導出部材42の姿勢の傾き角度が徐々に小さくなり、この傾き角の変化に伴い流路53内の溝53aの位置が同図に実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に変化する。このため、前記各実施形態では、インク導出部材42の形状や収容ケース31の内底面形状の工夫などによりインク導出部材42の姿勢の傾き角が保持されているかその傾き角の変化が小さく抑えられていることが前提となる。これに対して、本実施形態では、インクパック38の姿勢の傾き角がインクの消費に伴って変化しても、その傾き角を変化させる全範囲に渡り、開口の少なくとも一部が溝53aと常に対向する位置関係となるように導入孔を形成している。
収容ケース31内のインクパック38の傾き角がインクの使用開始からインクエンドに至るまで変化するに伴い、溝53aは、同図に実線で示す位置から二点鎖線で示す位置まで流路53の内周方向(同図における時計方向)に移動する。
供給針23には、先端部のテーパ部23aから軸方向に所定距離離れた外周面上の位置であって供給針23の軸心を挟んで互いに対向する二位置に、一対の導入孔66,67が貫通形成されている。そして、一対の導入孔66,67は、供給針23の並び方向Zに対して鋭角の所定角度だけ傾斜した方向に対向して位置し、供給針23が流路53に差し込まれた状態において、同図に示すように、2つの開口66a,67aがそれぞれ溝53aと対向する位置関係となっている。一対の溝53aが供給針23の外周方向におけるその移動範囲のどの位置(角度)にあっても、各開口66a,67aは少なくとも一部が溝53aと相対しうる所定角度範囲に渡って開口している。
よって、インクパック38が満充填状態からインクエンド近くの姿勢角に至る全範囲において、一対の開口66a,67aはそれぞれ溝53aに対向して位置する。このため、インクパック38の使用開始からインクエンドに至るまで、導入孔66,67へ流れる流路が十分広く確保され、動圧が高くなり過ぎることもなく、インクは導入孔66,67へ円滑に流入し、カートリッジ30から供給針23を介して記録ヘッド14へ安定にインクが供給される。
また、各導入孔66,67は、供給針23の並び方向Zに直交する方向(同図における上下方向外側)から刳り抜いた刳り抜き形状(内壁面形状)に形成されている。
本例では、導入孔66,67は、前記第1実施形態で述べた仮想基準線Sに対して延出部40gと同じ傾き側に例えば0度〜約80度の角度範囲で開口している。このため、収容ケース31内に収容されたインクパック38が通常とる傾き角20度〜70度の角度範囲にあるときに溝53aがとる角度範囲(インクパック38の傾き角と等しい)の全域で開口66a,67aは開口している。
また、本例では、仮想基準線Sに対して開口66a,67aの最大傾き角は約80度であり、これに対して導入孔66,67の刳り抜き方向の傾き角が90度である。このため、導入孔66,67の開口66a,67aの最大傾き角よりも大きい傾き角の方向を刳り抜き方向とする構成となっている。つまり、導入孔66,67は、仮想基準線Sに対して直角方向を型抜き方向とする金型成形が可能な孔形状となっている。
このため、導入孔66,67の刳り抜き方向、すなわち並び方向Zに直交するホルダ部品27の高さ方向を型抜き方向とする金型成形が可能となり、複数本の供給針23と本体27aとを一体成形することができる。なお、一対の導入孔66,67のうち一方を廃止して例えば1つの導入孔66だけを有する供給針23とすることもできる。この場合も、インクパック38の傾き角の全範囲において導入孔66は少なくとも一部が溝53aと対向することになるので、常にインクを導入孔66へ円滑に流入させることができる。また、導入孔の数が減ることにより、導入孔のエッジ箇所が少なくなるので、例えば供給部42aに供給針23が差し込まれる際にパッキン51が削り取られにくくなる。
(第6実施形態)
図13は、第6実施形態における供給針の正断面図を示す。本実施形態は、前記第5実施形態の変形例であり、インクパック38の傾き角が変化しても、開口が溝53aに相対する状態を維持できるように導入孔が形成されている。
同図に示すように、インクパック38が満充填状態にあって溝53aが実線で示す位置にある場合、供給針23の外周面上において一対のうち一方の溝53aに対向して開口68aが位置するように供給針23には導入孔68が形成されている。また、インクパック38内のインク量がインクエンド近くになって溝53aが同図における二点鎖線で示す位置にある場合、供給針23の外周面上において一対のうち他方の溝53aに対向して開口68aが位置するように供給針23には導入孔68が形成されている。そして、インクパック38が満充填状態の傾き角からインクエンドの傾き角まで傾き角を変化させる途中の範囲においては、一対の導入孔68,69のうち少なくとも一方が溝53aと対向するようになっている。
よって、インクパック38が満充填状態にあって溝53aが実線で示す位置にある場合は、仮に供給針23が流路53の軸線からずれて差し込まれても、導入孔68の開口68aが溝53aと相対するため、インクは導入孔68へ円滑に流入する。また、インクパック38内のインク量がインクエンド近くになって溝53aが同図における二点鎖線で示す位置にある場合は、仮に供給針23が流路53の軸線からずれて差し込まれても、導入孔69の開口69aが溝53aと相対するため、インクは導入孔69へ円滑に流入する。インクパック38中のインク量が満充填とインクエンドの間の量にあるときには、一対の導入孔68,69の開口68a,69aうち少なくとも一方が溝53aに対向するため、導入孔68,69のうち溝53aと対向している少なくとも一方へインクが円滑に流入することになる。従って、インクパック38の使用開始から使用終了まで、インクをカートリッジ30から供給針23を介して記録ヘッド14へ安定に供給することができる。この構成では、前記第5実施形態に比べ、導入孔68,69の開口面積が小さくエッジ箇所が少なくなっているので、例えば供給部42aに供給針23が差し込まれる際にパッキン51が削り取られにくくなる。
また、各導入孔68,69は、ホルダ20の正面視となる同図において供給針23の並び方向Z(同図における左右方向)に斜めに交差する方向に供給針23の中空壁を貫通している。すなわち、導入孔68,69は並び方向Zに対して斜め方向に供給針23の中空壁を刳り抜いた形状となっている。
本例では、一方の導入孔68は、前記第1実施形態で述べた仮想基準線Sに対して延出部40gと同じ傾き側に例えば約30度〜約40度の角度範囲で開口しており、他方の導入孔69は、仮想基準線Sに対して延出部40gと同じ傾き側に例えば約0度〜約10度の角度範囲で開口している。この場合、収容ケース31内に収容されたインクパック38がインクの消費と共に変化させる傾き角の範囲である例えば約20度〜約50度にあるときに、導入孔68,69のいずれか一方が溝53aと相対する位置関係となっている。
また、本例では、仮想基準線Sに対して開口68a,69aの最大傾き角は導入孔68側の開口68aの最大傾き角である約50度であり、これに対して導入孔68,69の刳り抜き方向の傾き角が導入孔68,69の貫通方向である約50度である。このため、導入孔68,69の開口68a,69aの最大傾き角以上の傾き角の方向を刳り抜き方向とする構成となっている。つまり、導入孔68,69は、仮想基準線Sに対して約50度の方向を型抜き方向とする金型成形が可能な孔形状となっている。このため、並び方向Zに対して所定角度(約50度)で傾斜する斜め方向を型抜き方向とする金型成形が可能となるので、複数の供給針23と本体27aとを一体成形することができる。
尚、発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更してもよい。
(変形例1)前記実施形態では、溝53aと対向(相対)して開口が位置するように導入孔を形成したが、軸方向と直交し且つ供給針23の並び方向(Z方向)と交差する方向であればその他の方向に刳り抜くように導入孔を形成してもよい。例えば本体の長手方向と直交する方向、すなわち上下方向に刳り抜くように導入孔を形成することができる。この場合、第1実施形態のような一対の導入孔を有する場合は、各導入孔は上下方向に貫通する構成となる。これらの構成であると、ホルダ20を本体20aの長手方向と直交する上下方向を抜き方向とするように金型成形することができる。この場合、導入孔の開口が溝53aと相対しない位置関係となるが、例えば供給針が供給部の供給口に公差の関係で軸線がずれて差し込まれても、仮の1つの導入孔が流路の内面に接近するように偏って配置されても、他方の導入孔は逆に流路の内面と離れてその間の隙間が広く確保されるので、溝53aと対向する構成(第1実施形態)に比べれば流路は狭いものの、インクが導入孔へ流れ込む際の流路は確保できる。また、テーパ部23aから軸方向基部側に離れた外周面上の位置に導入孔が開口するので、供給針23が供給部42aに差し込む過程で、フィルムを破くとき及びパッキンを貫通するとき共にエアが導入孔から侵入しにくくすることができる。
(変形例2)前記第1、第2、第5及び第6実施形態では、導入孔を複数設けたが、複数に限定されない。例えば2つのうち一方の導入孔を廃止してもよい。また、複数の導入孔を設ける場合、2つに限定されない。例えば3個以上の複数個設けても構わない。例えば同じ開口面積を確保する場合でも、供給針の周方向に設けられる導入孔の数を多くした方が、例えばパッキンが導入孔のエッジに引っかかりにくく好ましい。また、複数の導入孔を周方向に並ぶように配列したが、複数の導入孔は供給針23の軸方向に異なる位置に形成されていてもよい。
(変形例3)前記各実施形態では、カートリッジがプリンタの本体に設けられた収容部に装填される、いわゆるオフキャリッジタイプに適用したが、カートリッジがキャリッジの上部に装填される、いわゆるオンキャリッジタイプに適用することもできる。
(変形例4)前記第1及び第4実施形態では、開口は全域で溝と対向していたが、開口位置を供給針23の周方向に少しずらして開口の少なくとも一部が溝と対向する位置関係としても構わない。また第5実施形態では、すべての導入孔が開口の少なくとも一部が溝と相対する構成であったが、一方の導入孔を供給針23の周方向に少しずらして導入孔の中に溝と相対する部分を有さないものが含まれる構成としても構わない。
(変形例5)前記各実施形態では、インクパック38の供給部42aが流路53上に溝53aを有する構成において適用したが、溝53aは必須ではない。前記第2及び第3実施形態に記載のように、導入孔が、供給針23の周方向に直角以上離れた二位置に渡って開口する少なくとも一つ形成されているか、又は前記二位置で少なくとも開口する複数形成されている構成であればよい。そして、さらに各供給針23に形成された導入孔は、供給針23の軸方向とは直交するとともに複数本の供給針23の並び方向Zとは交差する方向に刳り抜かれた孔形状を有していれば足りる。この構成であれば、導入孔へのインクの円滑な流入と、ホルダ部品の一体成形を実現できる。
(変形例6)前記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンタに具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体(機能材料の粒子が分散されている液状体を含む)を噴射する液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に適用することができる。
以下、前記実施形態および各変形例から把握される技術的思想を記載する。
(1)請求項4乃至9のいずれか一項において、前記複数の導入部は前記本体の長手方向に沿って配列されており、前記導入部の並び方向は前記本体の長手方向であることを特徴とする。これによれば、複数の導入部と本体の少なくとも一部を一体成形できる。
(2)請求項4乃至9のいずれか一項において、前記刳り抜き方向は略90度の傾き角の方向であることを特徴とする。これによれば、複数の導入部と被温帯の少なくとも一部とを一体成形する場合に、効率のよい金型成形を実現できる。
(3)請求項4乃至9及び前記技術的思想(1),(2)のいずれか一項において、前記導入孔は前記刳り抜き方向に貫通されていることを特徴とする。
(4)請求項4乃至9及び前記技術的思想(1)〜(3)のいずれか一項において、前記導入孔の前記開口は、前記導入部の外周面上において仮想基準線に対して前記延出部と同じ傾き側に20度以上70度以下の角度範囲内の少なくとも一部の範囲で開口していることを特徴とする。これによれば、無駄に導入孔の開口面積が広くならず、徒にパッキンなどを導入孔のエッジで削り取ることがない。
(5)請求項4乃至9及び前記技術的思想(1)〜(4)のいずれか一項において、
なお、前記導入部に形成されている全ての前記導入孔は、前記開口の少なくとも一部が前記溝と相対していることを特徴とする。これによれば、溝と一部も相対しない開口を有する導入孔がなく、全ての導入孔が開口の少なくとも一部を溝と相対させる導入孔なので、徒にパッキンなどを導入孔のエッジで削り取ることがない。
(6)請求項6乃至10及び前記技術的思想(1)〜(5)のいずれか一項において、前記導入部に形成されている全ての前記導入孔は、前記開口の少なくとも一部が、前記液体パックの傾き角が変化するに伴い位置を変化させる前記溝がとりうる位置の全範囲のうちいずれかの位置をとる前記溝と相対する。これによれば、液体パックが液体の消費に伴い傾き角を変化させる過程で、溝と一部も相対しない開口を有する導入孔がないので、徒にパッキンなどを導入孔のエッジで削り取ることがない。
(7)請求項1乃至10及び前記技術的思想(1)〜(6)のいずれか一項において、前記導入孔は、前記刳り抜かれた方向に貫通する貫通孔である。これによれば、導入孔は刳り抜き方向に導入部の中空壁を貫通しているので、比較的小さな開口面積になる。このため、徒にパッキンなどを導入孔のエッジで削り取ることがない。
(8)請求項1乃至10及び前記技術的思想(1)〜(7)のいずれか一項において、前記導入部は、前記導入孔を1つ又は2つ有している。これによれば、例えば同じ開口面積の導入孔を3つ以上の複数有する導入部の場合に比べ、徒にパッキンなどを導入孔のエッジで削り取ることがない。
(9)請求項4乃至14及び前記技術的思想(1)〜(8)のいずれか一項において、前記複数の導入部と前記本体の少なくとも一部とは一体成形されていることを特徴とする。また、前記本体の少なくとも一部とは、本体のうち複数の導入部が突設された面を少なくとも含む部分であることが好ましい。
10…液体噴射装置としてのプリンタ、12…移動体としてのキャリッジ、13…駆動手段としてのキャリッジモータ、16…ポンプ、14…液体噴射手段(液体噴射ヘッド)としての記録ヘッド、15…収容部、18…供給流路、20…液体供給装置を構成するとともに装填装置としてのカートリッジホルダ、20a…本体(カートリッジホルダ)、21,22…位置決め突起、23…導入部としての供給針、23a…錘状の先端部としてのテーパ部、24…廃インク導入針、26…導入部の流路としての流路、27a…本体(ホルダ部品)、30…液体供給装置を構成するとともに液体収容体としてのインクカートリッジ、31…収容ケース、38…液体パックとしてのインクパック、41…袋部、42…供給部材としてのインク導出部材、42a…供給部、42b…固着部としての基部、42g…延出部、51…パッキン、53…供給部の流路としての流路、53a…溝、54…弁機構、55…弁機構を構成する弁体、56…弁機構を構成するコイルバネ、61,62,63,64,65,66,67,68,69…導入孔、61a,62a,63a,64a,65a,66a,67a,68a,69a…開口、S…仮想基準線、θ…傾き角、O…軸心、Z…並び方向。