JP6515148B2 - カートリッジ式インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジ式インクジェット記録装置に関する。

本技術分野の背景技術として、特開平１１−２４５４３１号公報（特許文献１）がある。この公報には、「コネクタ７をアダプタ３に対して軸方向に押圧することにより、容器１はインクシステムに対して液密的に接続される。すると、容器１内のインク又は溶剤が、接続部を通してインクシステム内に流入し、所望の液体の補給が行われる。」と記載されている。

また、特開２００３−２５１１１０号公報（特許文献２）がある。この公報には、「カートリッジの装脱時に流体出入口管に気密的に着脱できる複数個の結合管を下面側に有する固定部と、水平フランジを流体出入管が結合管に整列するように保持するフランジ保持部を有する可動テーブルと、可動テーブルを垂直方向に移動可能なように拘束するように、Ｘ形に交差し中央の交差点で互いに枢着された２本の細長い部材と該細長い部材の各端部に取り付けたピンと固定部及び可動テーブルの側面にそれぞれ設けられピンを水平に案内する水平スロットとよりなっている案内機構と、一端部で固定部に枢着され且つ他端部にハンドルを有する操作レバーであって可動テーブルに固定されたカムピンを上下に駆動するためのカムスロットを備え、操作レバーを含むコネクタ装置。」と記載されている（要約参照）。

特開平１１−２４５４３１号公報 特開２００３−２５１１１０号公報

特許文献１に記載の交換型液体容器は、本体機側のアダプタと接続するため際に、軸方向に押圧する必要があり、交換型液体容器とアダプタの組合い精度によっては大きな押圧力を必要とし、手作業では接続が困難である可能性がある。また、インクジェット記録装置の筺体内で交換型容器を交換する場合や狭い場所で交換作業をする必要がある場合にも、軸方向の接続に際して、手作業では十分な押圧力を加えられない可能性がある。

特許文献２には、フィルタのカートリッジを接続するためのコネクタ装置が記載されており、フィルタをセットして操作レバーを押し下げることにより、フィルタを垂直方向に移動させてコネクタに接続できることが記載されている。しかし、フィルタとコネクタとの接続における位置合わせについては、フィルタをコネクタ装置のガイドレールに沿って押し込み、所定の位置まで正確に移動させる必要があり、所定の位置まで押し込まれない場合には、フィルタがうまく接続されない可能性がある。

そこで、本発明は、カートリッジ式補充用液体容器を正確かつ容易に接続可能なカートリッジ式インクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、補充用液体容器と接続するアダプタとカムを有する接続機構を備えたカートリッジ式インクジェット記録装置であって、前記カムは補充用液体容器に備えられたボス形状と係合する案内溝を有し、前記係合により補充用液体容器の着脱動作を行うことを特徴とするカートリッジ式インクジェット記録装置。

本発明によれば、カートリッジ式補充用液体容器を正確かつ容易に接続可能なカートリッジ式インクジェット記録装置を提供することができる。

インクジェット記録装置本体および印字ヘッド外観を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の原理を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の使用状態を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の循環系経路構成を示す図である。 第一の実施例におけるインクジェット記録装置へのボトル引込み機構を説明するための図である。 第一の実施例における補充用液体容器の全体図である。 第一の実施例における補充用液体容器における補助インク容器との接続部の拡大図である。 補充用液体容器６００を補助インク容器１９へ接続する方向を示す図である。 補充用液体容器６００を補助インク容器１９にセットした図である。 補充用液体容器６００の補助インク容器１９への接続経過を示す図である。 補充用液体容器６００と補助インク容器１９の接続状態の詳細構造を示す図である。 補充用液体容器６００と補助インク容器１９の接続状態における全体図である。 第一の実施例における補充用液体容器６００の構造を説明するための図である。 第二の実施例における補充用液体容器６００と補助インク容器１９の接続構造を説明するための図である。

以下、本実施例につき図示例を用いて説明を行う。なお、本発明は図示例に限定されるものではない。

図１はインクジェット記録装置１００を示す斜視図である。インクジェット記録装置１００には、外部には操作表示部３が備えられた本体１と印字ヘッド２が備えられており、本体１と印字ヘッド２は導管４で接続されている。

ここでインクジェット記録装置１００の動作原理について説明する。図２に示すように、インク容器１８内のインクはポンプ２５に吸引、加圧されてインク柱７となってノズル８から吐出される。ノズル８には、電歪素子９が備えられており、インクに所定の周波数で振動を加えてノズル８から吐出されるインク柱７を粒子化するようになっている。これにより生成されるインク粒子１０の数は，電歪素子９に印加する励振電圧の周波数により決定され、その周波数と同数となる。

インク粒子１０は、印字情報に対応した大きさの電圧を帯電電極１１にて印加することで電荷を与えられるようになっている。帯電電極１１で帯電させられたインク粒子１０は、偏向電極１２間に生じる電界中を飛翔している間、帯電量に比例した力を受けて偏向し、印字対象物１３へ向かって飛翔して着弾する。その際、インク粒子１０は帯電量に応じて偏向方向の着弾位置は変化し、さらに偏向方向と直行する方向に生産ラインが印字対象物１３を移動させることで、偏向方向と直行した方向にも粒子を着弾させることが可能となり、複数の着弾粒子によって文字を構成し印字を行う。印字に使用されなかったインク粒子１０は偏向電極１２間を直線的に飛翔して、ガター１４により捕捉された後に経路を経由して、主インク容器１８に回収される。

次に、インクジェット記録装置１００の実際の使用状態の一例を図３に示す。インクジェット記録装置１００は、例えば、食品や飲料などが生産される工場内の生産ラインに据え付けられ、本体１は使用者が操作できる位置に設置され、印字ヘッド２はベルトコンベア１５などの生産ライン上を給送される印字対象物１３に近接できる位置に設置される。

ベルトコンベア１５などの生産ライン上には給送速度に係わらず同じ幅で印字するために、給送速度に応じた信号をインクジェット記録装置１００に出力するエンコーダ１６や、印字対象物１３を検出してインクジェット記録装置１００に印字を指示する信号を出力する印字センサ１７が設置されていて、それぞれは本体１内の図示しない制御部に接続されている。

エンコーダ１６や印字センサ１７からの信号に応じて制御部がノズル８から吐出されるインク粒子１０への帯電量や帯電タイミングを制御し、印字対象物１３が印字ヘッド２近傍を通過する間に帯電、偏向されたインク粒子１０を印字対象物１３へ付着させて印字を行うようになっている。

図４は、インクジェット記録装置１００の全体的な経路構成を示す説明図である。本体１には、循環するインクを保持する主インク容器１８が備えられており、主インク容器１８には、主インク容器１８内の液体が内部に保持されるのに適正な量である基準液面レベルに達しているか否かを検知する液面センサ３８が備えられている。主インク容器１８には、インクを循環させるための経路１０１を介してインクの粘度を計測するための落下式粘度計である粘度計測器２１に接続されている。

粘度計測器２１は経路１０２を介して経路の開閉を行う電磁弁２２に接続されており、電磁弁２２は経路１０３を介してインクや溶剤の吸引、圧送に供されるポンプ２５に接続されている。そして、ポンプ２５は経路１０４を介してインク中に混入している異物を除去するフィルタ２８に接続されている。

フィルタ２８は、経路１０５を介してポンプ２５から圧送されたインクを印字するために適正な圧力に調整する減圧弁３０に接続されており、減圧弁３０は、経路１０６を介してインクの圧力を検出するための圧力センサ３１に接続されている。

圧力センサ３１は、導管４内をとおる経路１０７を介して印字ヘッド２内に備えられたインクを吐出する吐出口を供えたノズル８に接続されている。

ノズル８のインク吐出方向には、ノズル８から吐出されたインク粒子１０に印字する文字情報に応じた電荷量を粒子に帯電させる帯電電極１１が配置されている。帯電電極１１により帯電させられたインク粒子１０の飛翔方向には、帯電されたインク粒子１０を偏向させる電界を発生させる偏向電極１２が配置されている。

偏向電極１２のインク飛翔方向側には、印字に使用されないために帯電、偏向されずに直線的に飛翔するインク粒子１０を捕捉するガター１４が配置されている。

ガター１４は、導管４内をとおる経路１０８を介して本体１内に配置されているインク中に混入している異物を除去するフィルタ２９と接続されており、フィルタ２９は、経路１０９を介してガター１４により補足されたインク粒子１０を吸引する回収ポンプ２６と接続されている。そして、回収ポンプ２６は、経路１１０を介して吸引したインク粒子１０を主インク容器１８に回収する。

本体１には、排気口３２が設けられており、排気口３２は経路１５０を介して主インク容器１８と接続されており、インク中の揮発した溶剤成分が経路１５０を介して、本体１の外部に排気される。

また、本体１には、ノズル８で生じるインクによる汚染の解消及びインクの濃度を調整するための溶剤を収容する溶剤容器２０が備えられており、溶剤容器２０は、経路１１１を介して溶剤の吸引、圧送を行うポンプ２７に接続されている。また、ポンプ２７は、経路１１２を介して経路の開閉を行う電磁弁２４に接続されており、電磁弁２４は、経路１１３を介して主インク容器１８に接続されている。

さらに、本体１には、補充用のインクを保持する補助インク容器１９が備えられており、補助インク容器１９は、経路１２０を介して経路の開閉を行う電磁弁２３に接続されている。そして、電磁弁２３は経路１２１を介して経路１０３に接続されている。

補助インク容器１９及び溶剤容器２０には、カートリッジ式の補充用液体容器６００が着脱可能である。補充用液体容器６００の着脱構成については後述する。

つづいて、本実施例における本体側のボトル引込み機構、インクあるいは溶剤容器との接続方法及び外観の説明について図５〜図９を用いて説明する。

図５は、本体１側の補助インク容器１９、補助溶剤容器２０に補充用液体容器６００を接続させるための構造図の例である。補助インク容器１９あるいは溶剤容器２０は本体１内に設置された状態とし、補充動作はインクジェット記録装置１００内で行うものとする。なお、補助インク容器１９及び溶剤容器２０は同様のボトル引込み構成を有するものであるため、ここでは、補助インク容器１９のみについて説明する。

図５において、まず、補助インク容器１９の構造について説明する。補助インク容器１９は液体補充口５０１、大気開放口５０２を有している。液体補充口５０１は補充用液体容器６００との接続口であり、大気開放口５０２には補助インク容器内の液面を検知するセンサが取付けられている。

液体補充口５０１の周囲には補充用液体容器６００と接続するアダプタ５０６が設けられ、アダプタ５０６の左右両端に図示していないボスを設けている。また、そのボスにはレバーカム５０３が設けられており、更にレバーカム５０３に操作レバー５０４が装着されている。この操作レバー５０４を用いて、補充用液体容器６００を補助インク容器１９に接続させる。

また、補助インク容器１９の下端にはレバーロックプレート５０５が設けられ、補充用液体容器６００を補助インク容器１９に接続させた際に補充用液体容器６００が転倒しないよう操作レバー５０４とレバーロックプレート５０５で固定する。補助インク容器１９と補充用液体容器６００との接続方法は後段で説明する。

次に、図６（ａ）、（ｂ）を用いて補助インク容器１９に接続する補充用液体容器６００の構成について説明する。図６（ａ）は補充用液体容器６００の全体図であり、図６（ｂ）は補充用液体容器６００の補助インク容器１９との接続部の拡大図である。

補充用液体容器６００の液体収容部６０１には、インクあるいは溶剤が収容され、液体収容部６０１のボトル口には容器キャップ６０２が装着されている。また、液体収容部６０１の一部にはボス６０３を設けていて、液体収容部６０１と一体になっている。このボス６０３は補助インク容器１９と接続する際に使用するため、ボス６０３内部は樹脂が充填されていて、強度を確保している。

補充用液体容器６００に装着されている容器キャップ６０２は、キャップ天面６０５に開口部を形成しているため、未使用時には、図６（ｂ）に示すようにオーバーキャップ６０６を装着し、補充用液体容器６００内部へのゴミの進入を防ぐことができる。

オーバーキャップ６０６の保持方法はオーバーキャップ６０６内部の突起６０７を容器キャップ６０２外側の突起６０４に押込み嵌め合わせる。また、使用後の補充用液体容器６００にオーバーキャップ６０６を装着することにより、残存するインクの漏れや臭いを防止することが可能となる。

次に図７を用いて、貯蔵用液体容器５００と補充用液体容器６００の接続について説明する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）は本体側との接続前の状態図であり、図７（ａ）は補充用液体容器６００を補助インク容器１９へ接続する方向を示す図であり、図７（ｂ）は補充用液体容器６００を補助インク容器１９にセットした図である。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、補充用液体容器６００をキャップ天面６０５が下を向くようにし、アダプタ５０６の上面に配置する。その後、液体補充口５０１に向かって補充用液体容器６００を近づけていく。この際、ボス６０３をレバーカム５０３の先端部に形成された凹部におけるスロープガイド７００に沿わせることによって、補充用液体容器６００を接続できる状態に誘導することができる。

また、ボス６０３がレバーカム５０３のフラット部７０１に一時的に乗せ、位置合わせをすることができ、補充用液体容器６００を補助インク容器に引込める状態にする。

図７（ｃ）は補充用液体容器６００と補助インク容器１９の接続途中の状態図である。補充用液体容器６００をアダプタ５０６内への引込む際は、操作レバー５０４を下方へ押込む。操作レバー５０４はレバーカム５０３に接続しているため、操作レバー５０４を下方に押込むと回転軸５０７を軸にレバーカム５０４を回転動作させることができる。

レバーカム５０４には案内溝７０４が設けられていて、案内溝７０４は水平方向に設けられており、水平方向を向いた補充用液体容器６００のボス６０３を案内溝７０４に収納できる。

レバーカム５０４の案内溝７０４の一部がレバーカム５０４の回転動作のある一姿勢において鉛直上方に開き、それにより補充用液体容器６００のボス６０３を案内溝７０４の鉛直上方に開いた部分に合わせて置くだけで容易にレバーカム５０４の案内溝７０４にボス６０３を取り込むことができる。

この回転動作とともに、レバーカム５０３でボス６０３を引っ掛け、補助インク容器１９の液体補充口５０１に形成されたＵ字溝７０２に沿ってアダプタ５０６内に補充用液体容器６００を垂直案内することできる。Ｕ字溝７０２により、補充用液体容器６００の引込み時における容器の回転方向のズレを抑制し、引込むことができる。

この垂直案内は、補充用液体容器６００のボス６０３とアダプタ５０６に設けられたＵ字溝７０２との係合によるが、垂直案内は補充用液体容器６００の容器キャップ６０２外側面とアダプタ５０６の壁内側面との係合によってもよい。

図７（ｄ）、（ｅ）は本体側との接続時の状態図であり、図７（ｄ）は、補充用液体容器６００と補助インク容器の接続状態の詳細構造であり、図７（ｅ）は、補充用液体容器６００と補助インク容器１９の接続状態における全体図である。

この状態において、図７（ｄ）に示すようにボス６０３はＵ字溝７０２の下端で止まり、図７（ｅ）に示すように操作レバー５０４はレバーロックプレート５０５でロックされる。

補充用液体容器６００内に液体が入っている状態で、補助インク容器１９と接続しているとき、外部からの力によって補充用液体容器６００と補助インク容器１９との接続が解除してしまうと、補充用液体容器６００より液体が漏れてしまう恐れがある。そのため、操作レバー５０４をレバーロックプレート５０５でロックさせ、補充用液体容器６００を固定する。

また、補充終了後の補充用液体容器６００の交換時には操作レバー５０４とレバーロックプレート５０５のロックを解除し、操作レバー５０４を上方に持ち上げると、補充用液体容器６００を引込んだ動作とは逆になり、補充用液体容器６００の交換が可能となる。

次に図８を用いて、補充用液体容器６００の別構成を説明する。補助インク容器１９との接続は前述と同様であるため省略する。前述では、補充用液体容器６００を貯蔵用液体容器５００へ引き込む際に補充用液体容器６００に一体で設けてあるボス６０３をレバーカム５０３で引き込んでいたが、ボス６０３を容器キャップ８００に設けることものとしてもよい。

以上のことから、実施例１にかかる構成によれば、カートリッジ式補充用液体容器を正確かつ容易に接続可能なカートリッジ式インクジェット記録装置を提供することができる。

本実施例は、実施例１の構成に加え、さらに補充用液体容器６００の補助インク容器１９に対する位置合わせを正確かつ容易に実施するための構成例である。

図９は第二の実施例における補充用液体容器６００と補助インク容器１９の接続を説明するための図である。補助インク容器１９にリブ９００を設け、補充用液体容器６００の側面に凹部９０１を設けている。

実施例１同様に液体補充口５０１の上面に補充用液体容器６００を容器キャップ６０２が下向く状態にし、セットする。この時にリブ９００が凹部９０１と干渉することにより補充用液体容器６００を補助インク容器へ引き込める状態の位置にセットすることができる。

また、リブ９００の長さと凹部９０１の深さをインク用の貯蔵用液体容器と溶剤用の貯蔵用液体容器で変更することによって、インク、溶剤の誤装着防止をすることもできる。

以上のことから、実施例２にかかる構成によれば、カートリッジ式補充用液体容器を正確かつ容易に接続可能なカートリッジ式インクジェット記録装置を提供することができる。

１００…インクジェット記録装置
１…本体 ２…印字ヘッド ３…操作表示部 ４…導管 ８…ノズル １０…インク粒子１１…帯電電極 １２…偏向電極 １３…印字対象物 １４…ガター １８…主インク容器 １９…補助インク容器 ２０…溶剤容器 ２１…粘度計測器 ２２、２３、２４…電磁弁 ２５…インク供給用ポンプ ２６…インク回収用ポンプ ２７…溶剤回収用ポンプ２８、２９…フィルタ ３０…減圧弁 ３１…圧力センサ ３２…排気口 ５０１…液体補充口 ５０２…大気開放口 ５０３…レバーカム ５０４…操作レバー ５０５…レバーロックプレート ５０６…アダプタ 回転軸…５０７ ６００…補充用液体容器 ６０１…液体収容部 ６０２…容器キャップ ６０３…ボス ６０４…突起 ６０５…キャップ天面 ６０６…オーバーキャップ ６０７…突起 ７００…スロープガイド ７０１…フラット部 ７０２…Ｕ字溝 ７０３…回転軸 ７０４…案内溝 ８００…容器キャップ ８０１…容器ボス ９００…リブ ９０１…凹部

Claims (6)

1. カートリッジ式インクジェット記録装置の液体容器に着脱可能なカートリッジ式補充用液体容器であって、
   前記カートリッジ式インクジェット記録装置は、
   印字対象物に印字をするためのインク、または、溶剤が収容され、カムが設けられた前記液体容器と、
   加圧供給されたインクが吐出されるノズルと、
   前記ノズルから吐出されたインク粒子を帯電させる帯電電極と、
   該帯電電極に帯電させる帯電信号を発生する帯電信号発生部と、
   前記帯電電極で帯電されたインク粒子を偏向する偏向電極と、
   印字に使用されないインクを回収するガターと、を備え、
   前記カートリッジ式補充用液体容器は、
   液体を収容する液体収容部と、
   前記液体収容部よりも幅が狭くなるように形成されたボトル口の上部に装着されたキャップと、
   前記液体容器に設けられたカムに係合するボスとを備え、
   前記ボスが、前記液体収容部よりも幅の狭くなっている前記ボトル口の根元近傍に形成されているカートリッジ式補充用液体容器。
2. 請求項１に記載のカートリッジ式補充用液体容器であって、
   前記液体容器の前記カムは、先端部に前記カートリッジ式補充用液体容器のボスと係合する凹部と、前記凹部に連通し、前記カートリッジ式補充用液体容器のボスを所定の位置まで案内する溝とを有し、前記カートリッジ式補充用液体容器を鉛直方向に移動させるためのものであることを特徴とするカートリッジ式補充用液体容器。
3. 請求項１または２に記載のカートリッジ式補充用液体容器であって、
   前記ボスがキャップに設けられていることを特徴とするカートリッジ式補充用液体容器。
4. 請求項１または２に記載のカートリッジ式補充用液体容器であって、
   前記ボスが液体収容部に設けられていることを特徴とするカートリッジ式補充用液体容器。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のカートリッジ式補充用液体容器であって、
   前記ボスの内部は樹脂が充てんされていることを特徴とするカートリッジ式補充用液体容器。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のカートリッジ式補充用液体容器であって、
   前記液体容器は前記カムと接続する回転軸を有し、前記カムは前記回転軸により回転して前記カートリッジ式補充用液体容器を鉛直方向に移動させることを特徴とするカートリッジ式補充用液体容器。

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