JP6064333B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンターなどの液体噴射装置、液体噴射装置に装着可能な液体収容体、及び液体収容体を備えるとともに該液体収容体に液体を供給可能な液体供給システムに関する。

一般に、液体噴射ヘッドから液体を噴射させる液体噴射装置として、インクジェット式プリンターが広く知られている。このプリンターでは、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）にインクを供給し、その供給したインクを記録ヘッドのノズルから用紙（ターゲット）に向けて噴射することで印刷が行われる。

また、こうしたプリンターにおいて記録ヘッドにインクを供給する場合は、プリンターの所定箇所に設けられたカートリッジホルダー（装着部）にインクカートリッジ（第１液体収容体）を着脱自在に装着し、このインクカートリッジに収容されているインクを記録ヘッドに供給する方式が一般的である。

しかしながら、インクカートリッジは、スペース的にも制約のあるプリンターに設けられたカートリッジホルダーに装着されるものであるため、収容可能なインク容量が一般的に少量である。このため、特に大量の用紙に連続して印刷を行う場合には、インクカートリッジを頻繁に交換しなければならなかった。

そこで、従来は、インクカートリッジとは別に容量の大きな追加インクタンク（第２液体収容体）を備えたプリンターが提案されている（例えば、特許文献１）。この特許文献１のプリンターでは、右ボディー部の上に追加インクタンクが配置されるとともに、右ボディー部に対して後面側からインクカートリッジが着脱可能に装着される。

そして、追加インクタンクとインクカートリッジとは、第１供給チューブ（液体供給管）を介して接続されている。これにより、追加インクタンクのインクが第１供給チューブを介してインクカートリッジに供給される。

また、右ボディー部の左側に隣接する中央ボディー部内には左右方向に往復移動するキャリッジが配置されている。キャリッジには、プリンタヘッド（液体噴射ヘッド）と、インクを一時貯留してプリンタヘッドへ供給するサブタンクが搭載されている。サブタンクは、インクカートリッジと第２供給チューブを介して接続されている。これにより、インクカートリッジのインクが第２供給チューブを介してサブタンクに供給される。そして、サブタンクからプリンタヘッドに供給されたインクを、該プリンタヘッドの吐出ノズルから印刷シートに向けてインクを吐出することで、印刷が行われる。

こうしたプリンターには、通常、吐出ノズルが詰まることを解消する目的でプリンタヘッドのクリーニングなどのメンテナンスを行うためのメンテナンス装置（メンテナンス部）が搭載されている。

特開２０１１−４２１２７号公報

ところで、特許文献１のプリンターにおいて、右ボディー部における追加インクタンクとインクカートリッジの間にメンテナンス装置を配置した場合には、メンテナンス装置の部品交換や清掃などのメンテナンス作業を行う際に、第１供給チューブが障害となる。このため、メンテナンス装置のメンテナンス作業が困難になってしまうという問題がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うためのメンテナンス部のメンテナンス作業を容易に行うことが可能な液体噴射装置、液体収容体及び液体供給システム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、ケースと、前記ケース内に配置され、ターゲットに対して液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、前記ケース内に配置され、前記液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うためのメンテナンス部と、前記ケースに形成され、前記ケース外から前記メンテナンス部のメンテナンスを行うための開口部と、前記ケース内における前記メンテナンス部の下側に配置され、前記液体を供給するための液体供給管が接続される接続部から前記液体を供給可能な液体収容体が装着可能な装着部とを備え、前記装着部は、該装着部に前記液体収容体が装着された状態において該液体収容体の前記接続部が前記開口部の下端部よりも下側に位置するように配置されている。

この発明によれば、装着部に液体収容体が装着された状態において該液体収容体の接続部が開口部の下端部よりも下側に位置するため、開口部からメンテナンス部のメンテナンス作業を行う際に、液体供給管が障害となることが抑制される。したがって、液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うためのメンテナンス部のメンテナンス作業を容易に行うことが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、前記液体収容体は、前記装着部に対して挿抜可能になっており、前記装着部には、該装着部に装着された状態の前記液体収容体の前記接続部が前記開口部よりも前記液体収容体の前記装着部に対する抜去方向側に位置するように、前記液体収容体が装着される。

この発明によれば、装着部に装着された状態の液体収容体の接続部が開口部よりも液体収容体の装着部に対する抜去方向側に位置するため、液体供給管を開口部から離れた位置で容易に引き回すことができる。したがって、開口部からメンテナンス部のメンテナンス作業を行う際に、液体供給管が障害となることをより一層抑制することが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、前記開口部を開閉自在に覆う蓋体を備え、前記蓋体を閉じた状態から開けた状態にする場合には、該蓋体が前記液体収容体の前記装着部に対する挿入方向側に移動する。

この発明によれば、蓋体を開閉する際に、液体供給管が障害となることを抑制することが可能となる。
本発明の液体収容体は、上記構成の液体噴射装置の前記装着部に装着可能な液体収容体であって、前記接続部と、内部に収容した前記液体を前記液体噴射ヘッド側へ導出する導出部とを備えた。

この発明によれば、接続部から液体収容体に供給された液体を、導出部から液体噴射ヘッド側へ供給することが可能となる。
本発明の液体供給システムは、上記構成の液体収容体と、可撓性の前記液体供給管と、前記液体収容体を第１液体収容体とするとき、前記液体供給管を介して前記第１液体収容体に前記液体を供給可能な第２液体収容体とを備えた。

この発明によれば、第２液体収容体の液体を、液体供給管を介して第１液体収容体に供給することが可能となる。

実施形態のインクジェット式プリンターの概略構成を示す模式図。 図１の断面模式図。 図２の要部拡大模式図。 同プリンターのメンテナンスユニットにおいて、（ａ）はキャップが記録ヘッドから離間する待機位置にあるときの状態を示す断面模式図、（ｂ）はキャップが記録ヘッドに当接する当接位置にあるときの状態を示す断面模式図。

以下、本発明の液体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター１１は、略直方体状をなすケース１２を備えている。ケース１２内には、ターゲットとしての用紙Ｐを支持する矩形板状の支持台１３が配置されている。支持台１３の上側には、キャリッジ１４が走査方向（図１では左右方向）に往復移動可能に配置されている。キャリッジ１４の下端部には、支持台１３上に支持された用紙Ｐに複数のノズル１５ａから液体としてのインクを噴射可能な液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１５が支持されている。

キャリッジ１４の走査方向（移動方向）において支持台１３と隣り合う位置（図１では支持台１３の右側の位置）には、記録ヘッド１５のクリーニングなどのメンテナンスを行うためのメンテナンス部としてのメンテナンスユニット１６が配置されている。

図１及び図２に示すように、ケース１２におけるメンテナンスユニット１６と対応する前壁１２ａ（図１では紙面手前側の壁）から上壁１２ｂにかけての部位には、作業者がケース１２外からメンテナンスユニット１６のメンテナンス（部品交換や清掃など）を行うための開口部１７が形成されている。ケース１２には、開口部１７を開閉自在に覆う蓋体１８が設けられている。

すなわち、蓋体１８は、Ｌ字板状をなすとともに、上側の端部がキャリッジ１４の走査方向に沿って延びる軸１８ａを介してケース１２の上壁１２ｂに回動可能に支持されている。したがって、蓋体１８によって開口部１７を開閉する際には、蓋体１８が軸１８ａを中心に回動する。

ケース１２の前壁１２ａにおける開口部１７の下側には、記録ヘッド１５に供給するインクを収容した液体収容体（第１液体収容体）としての複数（本実施形態では４つ）の直方体状のインクカートリッジ１９を個別に装着可能な装着部としてのカートリッジホルダー２０が設けられている。各インクカートリッジ１９には、互いに異なる色のインクがそれぞれ収容されている。

各インクカートリッジ１９は、カートリッジホルダー２０に対してそれぞれ挿抜可能になっている。この場合、各インクカートリッジ１９のカートリッジホルダー２０に対する挿抜方向は、キャリッジ１４の走査方向と直交している。そして、各インクカートリッジ１９は、カートリッジホルダー２０に対して挿抜することで、それぞれ着脱される。

この場合、各インクカートリッジ１９をカートリッジホルダー２０に挿入（装着）するときの方向は挿入方向Ａとされ、各インクカートリッジ１９をカートリッジホルダー２０から抜去する（引き抜いて取り外す）ときの方向は抜去方向Ｂとされている。したがって、上述の蓋体１８を閉じた状態（図１に示す状態）から開けた状態（図２に示す状態）にする場合には、該蓋体１８が上側を経由して各インクカートリッジ１９のカートリッジホルダー２０に対する挿入方向Ａ側へ回動（移動）される。

ケース１２の一側面（図１では右側面）におけるカートリッジホルダー２０よりも高い位置には、矩形板状の載置台２１が設けられている。載置台２１上には、各インクカートリッジ１９へ供給するための各インクが個別に収容された第２液体収容体としての外部インクタンク２２が載置されている。

外部インクタンク２２の各インク容量は、各インクカートリッジ１９の各インク容量よりもそれぞれ格段に大きくなるように設定されている。そして、外部インクタンク２２は、上端部において大気開放される一方、下端部には内部の各インクを各インクカートリッジ１９へ供給するための液体供給管としての可撓性のインク供給チューブ２３の上流端側が接続されている。

各インクカートリッジ１９は、カートリッジホルダー２０に装着した状態では、挿入方向Ａ側とは反対側の端部がカートリッジホルダー２０から露出する。この各インクカートリッジ１９における露出部分の上面には接続部１９ａがそれぞれ形成されている。この場合、各インクカートリッジ１９の接続部１９ａは、開口部１７（蓋体１８）の下端部よりも下側に位置し、且つ開口部１７よりも各インクカートリッジ１９のカートリッジホルダー２０に対する抜去方向Ｂ側に位置している。

そして、各インクカートリッジ１９の接続部１９ａには、上流端側が外部インクタンク２２にそれぞれ接続された各インク供給チューブ２３の下流端側がそれぞれ接続されている。したがって、外部インクタンク２２の各インクは、各インク供給チューブ２３を介して各接続部１９ａから各インクカートリッジ１９内にそれぞれ供給される。この場合、各インク供給チューブ２３は、蓋体１８の開閉を妨げないように、開口部１７（蓋体１８）の下端部よりも下側に引き回される。

なお、本実施形態では、各インクカートリッジ１９、外部インクタンク２２、及び各インク供給チューブ２３によって液体供給システムが構成されている。
図２及び図３に示すように、インクカートリッジ１９における挿入方向Ａ側の側壁（図３では右側壁）には、インクカートリッジ１９内のインクを記録ヘッド１５側へ導出するための導出部としてのインク導出口２４が形成されている。インク導出口２４には、常に閉弁状態の弁（図示略）が設けられている。そして、インク導出口２４には、インクカートリッジ１９をカートリッジホルダー２０に装着したときに、カートリッジホルダー２０に備えられた中空のインク供給針２５が挿入される。

インク供給針２５の基端側にはインク供給流路２６の上流端側が接続される一方、該インク供給流路の下流端側はキャリッジ１４に搭載されたサブタンク（図示略）を介して記録ヘッド１５に接続されている。そして、インク導出口２４にインク供給針２５が挿入されることにより、閉弁状態の弁（図示略）が開弁状態となり、インクカートリッジ１９内のインクがインク導出口２４を介してインク供給針２５の先端に形成された貫通孔２５ａからインク供給針２５内へと流れる。

このインク供給針２５内へ流れたインクは、インク供給流路２６に設けられたポンプ（図示略）の駆動により、インク供給流路２６及びサブタンク（図示略）を介して記録ヘッド１５へと供給される。この記録ヘッド１５に供給されたインクは、キャリッジ１４を往復移動させながら記録ヘッド１５内に備えられた圧電素子（図示略）を駆動することで、各ノズル１５ａから支持台１３上に支持された用紙Ｐに向けて噴射される。これにより、用紙Ｐの印刷が行われる。

図４（ａ）に示すように、メンテナンスユニット１６は、有底四角箱状をなすキャップ３０と、該キャップ３０を昇降する昇降装置３１とを備えている。昇降装置３１は、記録ヘッド１５がキャップ３０と対向するようにキャリッジ１４を移動させた状態で、キャップ３０が各ノズル１５ａを囲うように記録ヘッド１５に当接する当接位置（図４（ｂ）に示す位置）と、キャップ３０が記録ヘッド１５から離間する待機位置（図４（ａ）に示す位置）との間で該キャップ３０を昇降させる。

キャップ３０の底壁に設けられた貫通孔（図示略）にはインク排出チューブ３２の上流端側が接続される一方、該インク排出チューブ３２の下流端側は廃液タンク３３内に挿入されている。インク排出チューブ３２の途中位置には、該インク排出チューブ３２内を上流側であるキャップ３０側から下流側である廃液タンク３３側へ向かって吸引するチューブポンプ３４が設けられている。

したがって、図４（ｂ）に示すように、キャップ３０を当接位置に移動させた状態でチューブポンプ３４を駆動することで、キャップ３０内に負圧が発生する。この負圧の発生により、記録ヘッド１５内の増粘したインクや気泡が各ノズル１５ａからキャップ３０内へ廃液として排出される。キャップ３０内へ排出された廃液は、インク排出チューブ３２を介して廃液タンク３３内に回収される。

次に、メンテナンスユニット１６のメンテナンスを行う際の作用について説明する。
メンテナンスユニット１６は、キャップ３０やその周辺がインクで汚れた場合に清掃したり、キャップ３０などの部品が劣化した場合に部品交換したりするなどのメンテナンスを行う必要がある。そして、メンテナンスユニット１６のメンテナンスを行う場合には、まず、作業者が蓋体１８を閉じた状態から開けた状態となるように回動させる。

そして、蓋体１８を開けた状態に維持することで、作業者がケース１２外から開口部１７を通してメンテナンスユニット１６にアクセスできる状態となる。このとき、各インク供給チューブ２３は、開口部１７の下端部よりも下側に引き回されているため、蓋体１８と接触することはない。

続いて、作業者は、ケース１２外から開口部１７を通してメンテナンスユニット１６のメンテナンス作業を行う。このとき、各インク供給チューブ２３は開口部１７の下端部よりも下側に引き回されているため、各インク供給チューブ２３がメンテナンス作業の妨げになることはない。このため、メンテナンスユニット１６のメンテナンス作業が作業者によって円滑に行われる。

メンテナンスユニット１６のメンテナンス作業後は、作業者が蓋体１８を開けた状態から閉じた状態となるように回動させる。このとき、このとき、各インク供給チューブ２３は、開口部１７の下端部よりも下側に引き回されているため、蓋体１８と接触することはない。

このように、各インクカートリッジ１９の接続部１９ａは、開口部１７の下端部よりも下側に位置しているため、各インク供給チューブ２３を、蓋体１８の開閉動作やメンテナンスユニット１６のメンテナンス作業の妨げとならないように容易に引き回すことができる。

以上、詳述した実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）各インクカートリッジ１９がカートリッジホルダー２０に装着された状態では、該各インクカートリッジ１９の接続部１９ａが開口部１７の下端部よりも下側に位置している。このため、各インク供給チューブ２３を、蓋体１８の開閉動作やメンテナンスユニット１６のメンテナンス作業の妨げとならないように容易に引き回すことができる。すなわち、作業者が開口部１７からメンテナンスユニット１６のメンテナンス作業を行う際に、各インク供給チューブ２３が該メンテナンス作業の障害となることを抑制することができる。したがって、記録ヘッド１５のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット１６のメンテナンス作業を容易に行うことができる。

（２）各インクカートリッジ１９がカートリッジホルダー２０に装着された状態では、該各インクカートリッジ１９の接続部１９ａが開口部１７よりも該各インクカートリッジ１９のカートリッジホルダー２０に対する抜去方向Ｂ側に位置している。このため、各インク供給チューブ２３を開口部１７から離れた位置で容易に引き回すことができる。すなわち、作業者が開口部１７からメンテナンスユニット１６のメンテナンス作業を行う際に、各インク供給チューブ２３が該メンテナンス作業の障害となることをより一層抑制することができる。

（３）蓋体１８を閉じた状態から開けた状態にする場合には、該蓋体１８が各インクカートリッジ１９のカートリッジホルダー２０に対する挿入方向Ａ側に回動（移動）する。このため、蓋体１８を開閉する際に、各インクカートリッジ１９が障害となることを抑制することができる。加えて、開いた状態の蓋体１８が作業者とは反対側に位置するため、開いた状態の蓋体１８が作業者による開口部１７からのメンテナンスユニット１６のメンテナンス作業の妨げにならないようにすることができる。

（４）各インクカートリッジ１９は、インク供給チューブ２３が接続される接続部１９ａと、内部に収容したインクを記録ヘッド１５側へ導出するためのインク導出口２４とを備えている。このため、接続部１９ａから各インクカートリッジ１９内に供給された外部インクタンク２２のインクを、インク導出口２４から記録ヘッド１５側へ円滑に供給することができる。

（５）外部インクタンク２２と各インクカートリッジ１９とはインク供給チューブ２３を介してそれぞれ接続されている。このため、外部インクタンク２２のインクを、各インク供給チューブ２３を介して各インクカートリッジ１９にそれぞれ円滑に供給することができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・外部インクタンク２２は、ケース１２の上壁１２ｂ上に配置してもよいし、ケース１２とは別に設置された台座上に配置するようにしてもよい。
・蓋体１８は省略してもよい。

・インクカートリッジ１９がカートリッジホルダー２０に装着された状態での該インクカートリッジ１９における該カートリッジホルダー２０からの露出部分における側面や底面に接続部１９ａを設けるようにしてもよい。この場合、インクの漏れを考慮すると、インクカートリッジ１９をインクパックタイプのものに変更することが好ましい。

・インクカートリッジ１９がカートリッジホルダー２０に装着された状態での該インクカートリッジ１９におけるカートリッジホルダー２０からの露出部分の容積は、接続部１９ａが開口部１７の下端部よりも下側に位置する範囲内で、大きくするようにしてもよい。

・カートリッジホルダー２０には、該カートリッジホルダー２０に装着された状態のインクカートリッジ１９の接続部１９ａが、必ずしも開口部１７よりもインクカートリッジ１９のカートリッジホルダー２０に対する抜去方向Ｂ側に位置するように、インクカートリッジ１９が装着される必要はない。

・用紙Ｐの代わりに、プラスチックフィルム、布、箔などをターゲットして用いてもよい。
・上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンター１１に具体化したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射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、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を含む。また、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。液体噴射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などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む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、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、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。

１１…液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター、１２…ケース、１５…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１６…メンテナンス部としてのメンテナンスユニット、１７…開口部、１８…蓋体、１９…液体供給システムを構成する液体収容体（第１液体収容体）としてのインクカートリッジ、１９ａ…接続部、２０…装着部としてのカートリッジホルダー、２２…液体供給システムを構成する第２液体収容体としての外部インクタンク、２３…液体供給システムを構成する液体供給管としてのインク供給チューブ、２４…導出部としてのインク導出口、Ａ…挿入方向、Ｂ…抜去方向、Ｐ…ターゲットとしての用紙。

Claims (4)

1. ケースと、
   前記ケース内に配置され、ターゲットに対して液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
   前記ケース内に配置され、前記液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うためのメンテナンス部と、
   前記ケースに形成され、前記ケース外から前記メンテナンス部のメンテナンスを行うための開口部と、
   前記ケース外に設けられ、前記液体を第１液体収容体に供給するための液体供給管が接続されている第２液体収容体が載置可能な載置台と、
   前記ケース内における前記メンテナンス部の下側に配置され、前記液体供給管が接続される接続部を有する前記第１液体収容体が装着可能な装着部と
   を備え、
   前記載置台は、該載置台に前記第２液体収容体が載置された状態において該第２液体収容体の少なくとも一部が前記メンテナンス部と水平方向に並ぶ位置に設けられており、
   前記装着部は、該装着部に前記第１液体収容体が装着された状態において該第１液体収容体の前記接続部が前記開口部の下端部よりも下側に位置するように配置されていることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記第１液体収容体は、前記装着部に対して挿抜可能になっており、
   前記装着部には、該装着部に装着された状態の前記第１液体収容体の前記接続部が前記開口部よりも前記第１液体収容体の前記装着部に対する抜去方向側に位置するように、前記第１液体収容体が装着されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記開口部を開閉自在に覆う蓋体を備え、
   前記蓋体を閉じた状態から開けた状態にする場合には、該蓋体が前記第１液体収容体の前記装着部に対する挿入方向側に移動することを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
   前記載置台は、前記装着部よりも高い位置に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。