JP5105010B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体収容体を着脱自在に装着する液体噴射装置に関する。

液体噴射ヘッドから液体をターゲットに対して噴射する液体噴射装置として、例えば、インクジェット式プリンタ（以下、単に「プリンタ」と言う）が知られている。こうしたプリンタのうち、インクを収容したインクカートリッジを交換することでインクを追加補給するタイプのプリンタでは、インクカートリッジを着脱可能なカートリッジ装着機構を備えているのが一般的である。従来、こうしたカートリッジ装着機構には、インクカートリッジの着脱交換をスムーズに行うために、インクカートリッジを取り外し方向に付勢する付勢手段と、インクカートリッジを付勢手段による取り外し方向への付勢力に抗して装着状態に保持する保持手段とを備えたものがあった。

このようなカートリッジ装着機構を備えたプリンタにあっては、付勢手段の付勢力によっては、インクカートリッジを取り外すために保持手段による保持状態を解除したときに、インクが消耗されて軽くなったインクカートリッジが一気に飛び出し、インクカートリッジから漏出したインクが飛散して装置内を汚損してしまうという問題があった。

そこで、こうした問題に対応するため、カートリッジ装着機構にインクカートリッジの取り外し方向への飛び出しを規制する規制手段を備えたプリンタが提案されている（例えば、特許文献１）。すなわち、この特許文献１のプリンタでは、保持手段による保持状態を解除されたインクカートリッジが取り外し方向へ移動するときに、規制手段に設けられたフック部がインクカートリッジに設けられた溝に係止されることで、インクカートリッジの飛び出しを規制するようにしている。

特開２００５−２８８８６６号公報

ところが、特許文献１のプリンタの規制手段においては、インクカートリッジが大型であったり、インク残量が多かったりした場合には、付勢力を受けて移動するインクカートリッジの慣性力が大きくなるため、飛び出しを規制しきれないという問題があった。この問題に対応するためには、付勢部材の付勢力を調整することが考えられるが、インクカートリッジの着脱交換時における操作性を低下させないように付勢力の調整を行うのは困難であった。

なお、上記インクジェット式プリンタの場合に限らず、液体収容体が取り外し方向に付勢された状態で着脱自在に装着される液体噴射装置においては、こうした実情も概ね共通したものとなっている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものである。その目的は、取り外し方向に付勢された状態で液体噴射装置に着脱自在に装着された液体収容体の取り外し時において、液体収容体の取り外し方向への飛び出しを好適に規制することのできる液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、保持用被係止部及び規制用被係止部を備えた液体収容体が着脱可能に装着される装着機構と、前記液体収容体の取り外し時に操作される操作レバーと、を備えた液体噴射装置であって、前記液体収容体が前記装着機構に装着された装着状態において、前記液体収容体は、所定の付勢力にて前記液体収容体の取り外し方向に付勢されるとともに、前記保持用被係止部が前記操作レバーの一端側に設けられた保持用係止部と係合することで前記付勢力に抗して前記装着機構に保持され、前記液体収容体の取り外し時には、前記操作レバーが操作されることによって、前記保持用被係止部と前記保持用係止部との係合が解かれて前記装着状態が解除されるとともに、前記液体収容体の前記規制用被係止部が前記操作レバーの他端側に設けられた規制用係止部と係合することで、前記液体収容体の飛び出しが規制され、前記操作レバーは、前記保持用係止部と前記規制用係止部との間の支持部によって回動可能に支持され、前記操作レバーの前記他端側には、前記規制用係止部が下向きに突設され、前記操作レバーの前記他端側の端部の上面には、前記液体収容体の取り外し時に押圧される押圧部が設けられる。

この構成によれば、操作レバーの操作力に基づいて液体収容体の装着状態が解除されるとともに液体収容体の飛び出しが規制されるため、着脱交換時における操作性を低下させることなく、液体収容体の飛び出しを好適に規制することができる。

また、保持用係止部が係合する保持用被係止部と規制用係止部が係合する規制用被係止部との距離や、規制用被係止部の大きさを変化させることにより、保持状態解除から飛び出し規制までの時間間隔を調整することができる。したがって、確実に液体収容体の飛び出しを規制するとともに、装着機構や液体収容体の形状等に応じて取り外し時の飛び出し量を調整することができる。さらに、操作レバーを回動させることで、液体収容体の保持及び保持状態の解除並びに飛び出し規制の３つの操作を行うことができる。したがって、簡易な構成で液体収容体の飛び出しを規制することができる。

また、本発明の液体噴射装置において、前記操作レバーは可撓性素材からなる。

また、本発明の液体噴射装置において、前記操作レバーは可撓性素材からなる。
この構成によれば、操作レバーは可撓性素材からなることから、保持状態を解除するために操作力を加えた場合に撓みが生じる。したがって、この撓みが解消される間、すなわち保持状態の解除操作から実際に保持状態が解除されるまでに時間遅れが生じる。一方、加えられた操作力はすみやかに液体収容体の飛び出し規制に適用されるため、保持状態の解除から飛び出し規制までの時間間隔を短くすることができる。したがって、確実に液体収容体の飛び出しを規制することができる。

実施形態におけるインクジェット式プリンタの概略平面図。 実施形態におけるインクカートリッジ装着機構の斜視図。 （ａ）はインクカートリッジの装着機構への装着状態を示す図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図で、（ｂ）はインクカートリッジの装着機構からの取り外し時の状態を示す同断面図。

以下、本発明をインクジェット式プリンタ（以下、単にプリンタという）に具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置としてのプリンタ１１は、略矩形箱状をなす本体ケース１２を備えるとともに、この本体ケース１２内の前方下部には、プラテン１３が主走査方向となる本体ケース１２の長手方向（図１において左右方向）に沿って架設されている。プラテン１３は、ターゲットとしての記録用紙Ｐを支持する支持台であって、このプラテン１３上には、図示しない紙送り機構により記録用紙Ｐが主走査方向と直交する副走査方向に沿って給送されるようになっている。

本体ケース１２内においてプラテン１３の後部上方には、主走査方向に沿って棒状のガイド軸１４が架設され、このガイド軸１４にはキャリッジ１５が挿通支持されている。また、本体ケース１２内の後方側面においてガイド軸１４の両端部と対応する位置には、駆動プーリ１６及び従動プーリ１７が回転自在に支持されている。駆動プーリ１６にはキャリッジモータ１８が連結されるとともに、一対のプーリ１６，１７間にはキャリッジ１５を支持した無端状のタイミングベルト１９が掛装されている。したがって、キャリッジ１５は、キャリッジモータ１８の駆動により、ガイド軸１４に沿って主走査方向に往復移動可能となっている。

本体ケース１２内の一端側（図１では右端側）には箱形のカートリッジホルダ２０が設けられている。カートリッジホルダ２０は、前壁及び上壁前部にあたる部分が蓋部２１として開閉可能に構成されている。

カートリッジホルダ２０には、液体収容体としてのインクカートリッジ２２が液体としてのインクの色毎に複数個（本実施形態においては４個）、装着可能となっている。インクカートリッジ２２の着脱交換は、蓋部２１を開けて行われるようになっている（図３（ｂ）参照）。

各インクカートリッジ２２はカートリッジホルダ２０に装着された場合にインク供給路２３の上流端に接続されるようになっている。また、各インク供給路２３の下流端は、キャリッジ１５上に搭載されたバルブユニット２４の上流側とそれぞれ接続されるとともに、バルブユニット２４の下流側はキャリッジ１５の下面側に設けられた記録ヘッド２５に接続されている。 カートリッジホルダ２０とプラテン１３との間には、記録ヘッド２５の退避位置となるホームポジションＨＰが設けられている。印刷の開始前などには、このホームポジションＨＰにおいて記録ヘッド２５に対するクリーニング等、各種メンテナンス処理が実行される。

カートリッジホルダ２０の上には加圧ポンプ２６が載置されている。加圧ポンプ２６は加圧空気の供給源であり、加圧空気供給路２７の上流端に接続されている。加圧空気供給路２７は加圧ポンプ２６の下流側に配設された分配器２８を境にインクカートリッジ２２の個数と同数に分岐されて、それぞれの下流端が対応するインクカートリッジ２２に接続されている。

次に、本実施形態のプリンタにおけるインクカートリッジ２２の装着機構について説明する。
カートリッジホルダ２０内には、図２に示す液体収容体装着機構としての装着機構２９が収容されている。各インクカートリッジ２２はこの装着機構２９を介してカートリッジホルダ２０に装着されるようになっている。各装着機構２９の上部において前寄りの位置には可撓性素材からなる操作部としての操作レバー３０が設けられており、インクカートリッジ２２を着脱交換する際には、この操作レバー３０が操作されるようになっている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、装着機構２９の後壁２９ａには、上下方向における中央付近にインク供給路２３の上流端が接続されたインク供給ポート３１が設けられている。また、インク供給ポート３１には中空針であるインク供給針３２が前方（図３（ａ）及び図３（ｂ）において左方）に向けて突設されるように設けられている。

同じく後壁２９ａのインク供給ポート３１の上側には、加圧空気供給路２７の下流端が接続された加圧空気供給ポート３３が設けられている。さらに、後壁２９ａのインク供給ポート３１の下側及び加圧空気供給ポート３３の上側には、一対の位置決め部材３４がそれぞれ前方に向けて突設されている。

また、装着機構２９の後壁２９ａ寄りの位置には、前後方向に摺動可能なスライダ３５が設けられている。このスライダ３５は付勢手段としてのばね３６によって、図３（ｂ）におけるOUT方向、すなわちインクカートリッジ２２の取り外し方向に付勢されている。

装着機構２９に設けられた操作レバー３０は、支持部３０ａによって装着機構２９の側壁２９ｂに対して回動可能に支持されるとともに、ばね３７によって時計回り方向（図３（ａ）に示す矢印方向）に付勢されている。

操作レバー３０の支持部３０ａより前側の端部には規制手段としての規制用係止部３０ｂが下向きに突設されるとともに、支持部３０ａより後側の端部には保持手段としての保持用係止部３０ｃが設けられている。また、規制用係止部３０ｂが設けられた前側端部の上面には押圧部３０ｄが形成されている。

インクカートリッジ２２は、図３（ａ）に示す装着機構２９への装着状態における上面に、操作レバー３０の規制用係止部３０ｂが係合する凹部である規制用被係止部２２ａ及び保持用係止部３０ｃが係合する凹部である保持用被係止部２２ｂが設けられている。規制用被係止部２２ａ及び保持用被係止部２２ｂは、その深さ及び左右方向（図３（ａ）及び図３（ｂ）において紙面と直交する方向）の幅は等しく、前後方向の幅は規制用被係止部２２ａの方が保持用被係止部２２ｂよりも広くなっている。

インクカートリッジ２２の内部は加圧室２２ｃとなっており、この加圧室２２ｃ内には内部にインクが充填されたインクパック３８が収容されている。インクパック３８は、重ね合わされた２枚のラミネートフィルムの３辺を溶着し、残りの１辺を、その中央からインク導出部材３９が突出するように配置された状態で熱溶着することで袋状に形成されている。インクパック３８内のインクは、インク導出部材３９内に形成されたインク導出孔（図示略）を通じて導出されるようになっている。インクパック３８は、インクカートリッジ２２の装着機構２９への装着状態時に、装着機構２９の後壁２９ａに設けられたインク供給ポート３１と対向する位置にインク導出部材３９が配置されるように、インクカートリッジ２２内に収容されている。

インクカートリッジ２２のインク導出部材３９の上側にあたる位置には、図３（ｂ）に示すように、装着機構２９の後壁２９ａに設けられた加圧空気供給ポート３３に向けて突設された中空針である空気供給針４０が設けられている。また、図３（ａ）に示すように、インクカートリッジ２２の空気供給針４０の上側及びインク導出部材３９の下側には、後壁２９ａに設けられた一対の位置決め部材３４を摺動案内可能な一対の位置決め孔４１が設けられている。

次に、以上のように構成された装着機構２９の作用について説明する。
まず、インクカートリッジ２２を装着機構２９に装着する場合には、インクカートリッジ２２が図３（ｂ）におけるＩＮ方向、すなわち装着方向に向かって挿入され、スライダ３５に当接させられる。このとき、インクカートリッジ２２の位置決め孔４１内に装着機構２９に設けられた位置決め部材３４が挿入される。また、加圧空気供給ポート３３に空気供給針４０が挿通されるとともに、インク導出部材３９のインク導出孔内にインク供給針３２が挿通される。

この状態からさらにインクカートリッジ２２がばね３６の付勢力に抗して装着方向に挿入され、インクカートリッジ２２の保持用被係止部２２ｂの上側に操作レバー３０の保持用係止部３０ｃが位置するようになると、操作レバー３０は時計回り方向に付勢されているために同方向に回動して、保持用被係止部２２ｂに保持用係止部３０ｃが係合する。これにより、インクカートリッジ２２は取り外し方向に付勢された状態で装着機構２９に保持され、図３（ａ）に示す装着状態となる。

インクカートリッジ２２が装着機構２９への装着状態となったとき、加圧空気供給路２７の下流端が加圧室２２ｃ内に連通するとともに、インク供給路２３の上流端がインクパック３８内に連通する。したがって、この状態で加圧ポンプ２６が駆動された場合には、加圧ポンプ２６から圧送された加圧空気が加圧空気供給路２７を介して加圧室２２ｃ内に導入され、加圧空気の空気圧によってインクパック３８が押し潰される。すると、インクパック３８内のインクがインク供給路２３を通じて記録ヘッド２５に送られ、記録ヘッド２５の下面に設けられた複数のノズル（図示略）から記録用紙Ｐにインク滴が噴射されることで印刷が行われる。

次に、インクカートリッジ２２を取り外す場合には、図３（ｂ）に示すように蓋部２１が開かれて、操作レバー３０は、図３（ａ）に示す状態において、その押圧部３０ｄが押し下げられる。

すなわち、操作レバー３０の一端側に設けられた押圧部３０ｄを押し下げるという一つの操作力で、保持用係止部３０ｃをインクカートリッジ２２の保持状態を解除する位置態様に変位させるとともに、規制用係止部３０ｂをインクカートリッジ２２の飛び出しを規制する位置態様に変位させる。

このとき、操作レバー３０の一端側（押圧部３０ｄ）を押し下げるために必要な操作力の大きさは、ばね３６の付勢力の大きさに対応しているため、保持状態の解除を行う操作力が大きいほど飛び出しを規制する力も大きくなる。

また、操作レバー３０は可撓性素材からなるため、一端側（押圧部３０ｄ）を押し下げられた操作レバー３０には撓みが生じ、押圧部３０ｄの押し下げ動作から保持用係止部３０ｃの保持用被係止部２２ｂに対する係合が実際に解かれるまでには時間遅れが生じる。一方、規制用係止部３０ｂは押し下げと同時に変位されるため、時間遅れなく規制用被係止部２２ａに係合される。すなわち、保持状態の解除が完了されて飛び出し規制がなされるまでの時間間隔は操作レバー３０の撓みによる時間遅れの分だけ短くなる。したがって、規制用係止部３０ｂはタイミングを逃すことなく飛び出したインクカートリッジ２２の規制用被係止部２２ａに対して係合される。

以上のようにインクカートリッジ２２の取り外し方向への飛び出しを規制した後、操作レバー３０への外部からの操作力の付与を中止すると、再びインクカートリッジ２２がばね３６の付勢力によって取り外し方向に移動する。しかし、このときインクカートリッジ２２に及ぼされる付勢力は飛び出しが規制される前と比較して小さくなっているため、インクカートリッジ２２が勢いよく飛び出すことはない。

なお、図３（ａ）のインクカートリッジ２２の装着状態においては、操作レバー３０の規制用係止部３０ｂの下側付近に規制用被係止部２２ａの前方内壁が位置している。この状態において、規制用被係止部２２ａの前後方向への幅を後方向に拡げるようにした場合、操作レバー３０に操作力が付与されてから規制用係止部３０ｂが規制用被係止部２２ａに係合するまでの時間間隔が長くなる。そのため、この場合にはより確実に飛び出し規制が行われるとともに、飛び出しが規制されるまでのインクカートリッジ２２の移動量が大きくなって、規制解除後の勢いはさらに抑制される。

上記説明した実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、外部から付与される操作力に基づいて規制用係止部３０ｂがインクカートリッジ２２の飛び出しを規制する位置態様に変位されるため、着脱交換時における操作性を低下させることなく、インクカートリッジ２２の飛び出しを好適に規制することができる。

（２）上記実施形態では、一つの操作力で保持用係止部３０ｃをインクカートリッジ２２の保持状態を解除する位置態様に変位させるとともに規制用係止部３０ｂをインクカートリッジ２２の飛び出しを規制する位置態様に変位させる操作レバー３０を備えている。そのため、保持状態の解除を行う操作力によってインクカートリッジ２２の飛び出しを規制することができる。このとき、付勢手段の付勢力が大きい場合には保持状態の解除に必要な操作力も大きくなるため、付勢力に応じた操作力によって確実にインクカートリッジ２２の飛び出しを規制することができる。

（４）上記実施形態では、操作レバー３０は可撓性素材からなることから、保持状態を解除するために操作力を加えた場合に撓みが生じる。したがって、この撓みが解消される間、すなわち保持状態の解除操作から実際に保持状態が解除されるまでに時間遅れが生じる。一方、加えられた操作力はすみやかにインクカートリッジ２２の飛び出し規制に適用されるため、保持状態の解除から飛び出し規制までの時間間隔を短くすることができる。したがって、確実にインクカートリッジ２２の飛び出しを規制することができる。

（５）上記実施形態では、規制用被係止部２２ａの前後方向の幅を変化させることにより、保持状態解除から飛び出し規制までの時間間隔を調整することができる。したがって、確実にインクカートリッジ２２の飛び出しを規制するとともに、装着機構２９やインクカートリッジ２２の形状等に応じて取り外し時の飛び出し量を調整することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記実施形態においては、インクカートリッジ２２の装着状態において、操作レバー３０の規制用係止部３０ｂの下側付近に規制用被係止部２２ａの前方内壁が位置するようにしたが、規制用被係止部２２ａの位置を前後方向に変化させて、保持用被係止部２２ｂと規制用被係止部２２ａとの距離を変更するようにしてもよい。

・上記実施形態においては、操作レバー３０の押圧部３０ｄを外部から付与する操作力で押し下げることによってインクカートリッジ２２の取り外し操作を行うようにしたが、操作レバーを操作可能な制御装置を備え、この制御装置に接続されたボタン等による操作やホストコンピュータ等を介した取り外し指令に基づいて操作レバー３０が回動されるようにしてもよい。

・上記実施形態において、インクカートリッジ２２に規制用被係止部２２ａを設けない構成とし、延設された操作レバー３０及び規制用係止部３０ｂがインクカートリッジ２２の前側の外壁面に係止することで飛び出しが規制されるようにしてもよい。

・上記実施形態においては、操作レバー３０を可撓性素材によって形成するようにしたが、金属など他の素材によって形成するようにしてよい。
・上記実施形態において、操作レバー３０がばね３７によって反時計回り方向に付勢されるようにしてもよい。この場合には、操作レバー３０の前端側に保持用係止部３０ｃが設けられるとともに、後端側に規制用係止部３０ｂが設けられるようにすればよい。またこの場合には、操作レバー３０の前端側を外部から付与する操作力で押し上げることによってインクカートリッジ２２の取り外し操作を行うようにしてもよい。

・上記実施形態においては、棒状の操作レバー３０の前端側に規制用係止部３０ｂが設けられるとともに後端側に保持用係止部３０ｃが設けられるようにしたが、操作レバーの形状はこれに限らない。例えば、操作レバーをＬ字形状の部材として、各先端部がインクカートリッジ２２を係止するようにしてもよいし、操作レバーを歯車形状の部材として、歯車の歯がインクカートリッジ２２を係止するようにしてもよい。

・上記実施形態においては、本発明にかかる液体噴射装置をインクジェット式プリンタに適用する場合について説明したが、こうしたプリンタに限らない他の液体噴射装置にも本発明は同様に適用することができる。例えば、ファクシミリや複写機等に用いられる印刷装置や、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、あるいは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液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、さらには精密ピペットとしての試料噴射装置等であってもよい。

１１…液体噴射装置としてのプリンタ、２２…液体収容体としてのインクカートリッジ、２２ａ…規制用被係止部、２２ｂ…保持用被係止部、２９…液体収容体装着機構としての装着機構、３０…操作部としての操作レバー、３０ｂ…規制用係止部、３０ｃ…保持用係止部、３６…付勢手段としてのばね。

Claims (2)

1. 保持用被係止部及び規制用被係止部を備えた液体収容体が着脱可能に装着される装着機構と、前記液体収容体の取り外し時に操作される操作レバーと、を備えた液体噴射装置であって、
   前記液体収容体が前記装着機構に装着された装着状態において、前記液体収容体は、所定の付勢力にて前記液体収容体の取り外し方向に付勢されるとともに、前記保持用被係止部が前記操作レバーの一端側に設けられた保持用係止部と係合することで前記付勢力に抗して前記装着機構に保持され、
   前記液体収容体の取り外し時には、前記操作レバーが操作されることによって、前記保持用被係止部と前記保持用係止部との係合が解かれて前記装着状態が解除されるとともに、前記液体収容体の前記規制用被係止部が前記操作レバーの他端側に設けられた規制用係止部と係合することで、前記液体収容体の飛び出しが規制され、
   前記操作レバーは、前記保持用係止部と前記規制用係止部との間の支持部によって回動可能に支持され、
   前記操作レバーの前記他端側には、前記規制用係止部が下向きに突設され、
   前記操作レバーの前記他端側の端部の上面には、前記液体収容体の取り外し時に押圧される押圧部が設けられることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記操作レバーは可撓性素材からなることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。