JP6950153B2 - 液体噴射装置ならびにその液体充填方法および制御方法 - Google Patents
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Description
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様(態様1)に係る液体噴射装置は、内部流路に供給された液体を噴射する液体噴射ユニットと、液体噴射ユニットに液体を圧送する液体圧送機構と、内部流路に連通する排出経路と、排出経路に設置された閉塞弁とを具備し、閉塞弁は、排出経路を閉塞するように付勢された移動体を含み、移動体は、液体圧送機構により液体が圧送されるときに、排出経路を開放する開放位置まで外力により移動可能である。態様1では、液体圧送機構から液体噴射ユニットに液体が圧送されるときに、排出経路を開放する開放位置まで外力により移動体を移動させることで、液体噴射ユニットの内部流路に対する液体の充填を効率的に実行することが可能である。他方、移動体は排出経路を閉塞するように付勢されるから、液体噴射装置の通常の使用時に、排出経路を介して内部流路内の液体に気泡が混入する可能性や、内部流路内の液体が排出経路を介して漏出する可能性は低減される。
[態様2]
態様1の好適例(態様2)において、移動体は、先端部側の開口部に連通する連通流路が内部に形成された排気ユニットの先端部から付与される外力により開放位置に移動する。態様2では、排気ユニットの挿入により閉塞弁の移動体を開放位置に簡便に移動させることが可能である。また、先端部側の開口部に連通する連通流路が排気ユニットの内部に形成されるから、液体噴射ユニットの内部流路から排出経路に排出された液体は排気ユニットの連通流路に貯留される。したがって、排出経路を介して液体が溢れる可能性を低減できる。
[態様3]
態様2の好適例(態様3)において、閉塞弁は、排気ユニットのうち開口部からみて基端側の外周面と排出経路の内周面との間を封止する封止部を含む。態様3では、排気ユニットの外周面と排出経路の内周面との間が閉塞弁の封止部により封止されるから、排気ユニットの外周面と排出経路の内周面との隙間を介して液体が漏出する可能性を低減することが可能である。
[態様4]
態様3の好適例(態様4)において、封止部は、外力が作用していない状態の移動体に接触する。態様4では、外力が作用していない状態の移動体に封止部が接触する。すなわち、排気ユニットの外周面と排出経路の内周面との間の封止と、移動体と排出経路の内周面との間の封止とに封止部が共用される。したがって、双方の封止に別個の部材を使用する構成と比較して、閉塞弁の構造が簡素化されるという利点がある。
[態様5]
態様2から態様4の何れかの好適例(態様5)において、排気ユニットは、連通流路を閉塞する気体透過膜を含む。態様5では、排気ユニットの連通流路を閉塞する気体透過膜が設置されるから、排出経路から連通流路に流入した液体が漏出する可能性を低減することが可能である。
[態様6]
態様2から態様5の何れかの好適例(態様6)において、液体圧送機構は、連通流路内の液面を検出する液面センサーの検出結果に応じて液体の圧送を停止する。態様6では、連通流路内の液面を検出する液面センサーの検出結果に応じて液体圧送機構による液体の圧送が停止される。例えば、連通流路内の液面が所定の基準面よりも高い場合に液体の圧送が停止される。したがって、液体噴射ユニットに対する過剰な液体の供給を抑制することが可能である。
[態様7]
態様2から態様5の何れかの好適例(態様7)において、液体圧送機構は、液体噴射ユニットのノズルから排出された液体の検出結果に応じて液体の圧送を停止する。態様7では、液体噴射ユニットのノズルから排出された液体の検出結果に応じて液体圧送機構による液体の圧送が停止される。例えば、液体噴射ユニットのノズルから液体が漏出したことが検出された場合に液体の圧送が停止される。したがって、液体噴射ユニットに対する過剰な液体の供給を抑制することが可能である。
[態様8]
本発明の好適な態様(態様8)に係る液体噴射装置は、内部流路に供給された液体を噴射する液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドに着脱可能な排気ユニットであって、内部流路内の気体を透過させる気体透過膜を含む排気ユニットとを具備する。態様8では、液体噴射ヘッドに装着可能な排気ユニットの気体透過膜を透過して液体噴射ヘッドの内部流路内の気体が排出される。したがって、液体噴射ヘッドの内部流路に対する液体の充填を効率的に実行することが可能である。なお、排気ユニットが液体噴射ヘッドに対して「着脱可能である」とは、気体透過膜に液体が付着していない状態において、気体透過膜の気体透過性を低下させることなく排気ユニットを液体噴射ヘッドに対して装着または取り外しできることを意味する。「気体透過性を低下させない」とは、例えば、液体噴射ヘッドに対して気体透過膜を第1回目に装着した状態と、当該気体透過膜をいったん取り外してから第2回目に装着した状態(再装着時)とで、気体透過膜の機能が実質的に同等であることを意味する。
[態様9]
本発明の好適な態様(態様9)に係る液体噴射装置は、内部流路に供給された液体を噴射する液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドに着脱可能な排気ユニットであって、内部流路内の気体を排出するための大気開放経路を含む排気ユニットとを具備する。態様9では、液体噴射ヘッドに装着可能な排気ユニットの大気開放経路を介して液体噴射ヘッドの内部流路内の気体が排出される。したがって、液体噴射ヘッドの内部流路に対する液体の充填を効率的に実行することが可能である。
[態様10]
態様9の好適例(態様10)において、排気ユニットは、連通流路が内部に形成された針状の挿入部を含み、当該挿入部の挿入により液体噴射ヘッドに装着され、内部流路の気体は、連通流路と大気開放経路とを介して排出され、大気開放経路の流路面積は、連通流路の流路面積を下回る。態様10では、大気開放経路の流路面積が小さいから、液体噴射ヘッドの内部流路から排気ユニットの内部に液体が到達した場合に、大気開放経路の内側にメニスカスが形成され易い。したがって、排気ユニットを液体噴射ヘッドから取り外したときに排気ユニットの内部の液体が外部に漏出し難いという利点がある。また、大気開放経路の流路面積が小さい(流路抵抗が大きい)から排気ユニットの内部に到達した液体が大気開放経路に進入し難いという利点もある。
[態様11]
態様8から態様10の好適例(態様11)において、排気ユニットは、液体を保持する吸収体を内部に具備する。態様11では、液体を保持する吸収体が排気ユニットの内部に設置されるから、液体噴射ヘッドの内部流路から排気ユニットの内部に液体が到達した場合でも、排気ユニットを液体噴射ヘッドから取り外したときに排気ユニットの内部の液体が外部に漏出し難いという利点がある。
[態様12]
態様8から態様11の何れかの好適例(態様12)に係る液体噴射装置は、液体噴射ヘッドを搬送する搬送体を具備し、液体噴射ヘッドと排気ユニットとの着脱部分は、搬送体により搬送される。態様12では、排気ユニットが液体噴射ヘッドの近傍に配置される。したがって、液体噴射ヘッドに対する液体の充填に必要な液体量を低減することが可能である。
[態様13]
態様8から態様12の好適例(態様13)において、排気ユニットは、連通流路が内部に形成された針状の挿入部を含み、挿入部には、当該挿入部の挿入により排気ユニットが液体噴射ヘッドに装着された状態で内部流路と連通流路とを連通させる開口部が形成され、開口部の流路面積は連通流路の流路面積を下回る。態様13では、挿入部に形成された開口部の流路面積が連通流路の流路面積を下回るから、開口部の内側にメニスカスが形成され易い。したがって、液体噴射ヘッドの内部流路から連通流路に液体が到達した状態で排気ユニットを液体噴射ヘッドから取り外した場合でも、排気ユニットを液体噴射ヘッドから取り外したときに排気ユニットの内部の液体が外部に漏出し難いという利点がある。
[態様14]
態様8から態様13の何れかの好適例(態様14)において、液体噴射ヘッドは、内部流路に設置された閉塞弁を具備し、排気ユニットは、液体噴射ヘッドに対する装着により閉塞弁を開放する。態様14では、液体噴射ヘッドに対する排気ユニットの装着により、液体噴射ヘッドの内部流路の気体を効率的に排出することが可能である。
[態様15]
態様8から態様14の好適例(態様15)において、液体噴射ヘッドは、液体を噴射する液体噴射モジュールと、液体噴射モジュールを支持する支持体とを含み、液体噴射モジュールは、支持体に対して着脱可能であり、支持体に対する液体噴射モジュールの着脱方向と、液体噴射ヘッドに対する排気ユニットの着脱方向とは同じ方向である。態様15では、支持体に対する液体噴射モジュールの着脱方向と、液体噴射ヘッドに対する排気ユニットの着脱方向とが共通するから、液体噴射モジュールおよび排気ユニットの各々の着脱作業が容易であるという利点がある。
[態様16]
態様8から態様15の何れかの好適例(態様16)において、液体噴射ヘッドは、液体を噴射する液体噴射モジュールと、液体噴射モジュールに連通する流路部品とを具備し、液体噴射モジュールおよび排気ユニットの各々は、流路部品に対して個別に着脱可能である。態様16では、液体噴射モジュールおよび排気ユニットの各々が流路部品に対して個別に着脱可能であるから、液体噴射モジュールおよび排気ユニットの一方の着脱時に他方の位置が変化し難い(位置ずれが発生し難い)という利点がある。
[態様17]
態様8から態様16の何れかの好適例(態様17)において、液体噴射ヘッドは、液体を噴射する複数の液体噴射モジュールと、液体噴射モジュールに連通する流路部品とを具備し、排気ユニットは、流路部品に対して着脱可能であり、流路部品は、複数の液体噴射モジュールと排気ユニットとを連通させる。態様17では、複数の液体噴射モジュールにおける内部流路内の気体を、1個の排気ユニットにより排出することが可能である。
[態様18]
本発明の好適な態様(態様18)に係る液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ユニットに液体を圧送するための液体圧送機構と、液体噴射ヘッドに空気を供給する加圧動作、または、液体噴射ヘッドから空気を吸引する減圧動作を液体圧送機構に実行させる圧力調整機構とを具備する。態様18では、液体の圧送と加圧動作または減圧動作とにより液体噴射ヘッドを適切に機能させることが可能である。
[態様19]
本発明の好適な態様(態様19)に係る液体噴射装置の液体充填方法は、内部流路に供給された液体を噴射する液体噴射ユニットと、内部流路に連通する排出経路と、排出経路を閉塞するように付勢された移動体を含む閉塞弁とを具備する液体噴射装置に液体を充填する方法であって、液体噴射ユニットに液体を圧送する工程において、排出経路を開放する開放位置まで移動体を外力により移動させる。
[態様20]
本発明の好適な態様(態様20)に係る液体噴射装置の制御方法は、液体を噴射するための液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドに液体を圧送するための液体圧送機構と、液体噴射ヘッドへ空気を供給する加圧動作、または、液体噴射ヘッドから空気を吸引する減圧動作を行うための圧力調整機構とを具備する液体噴射装置の制御方法であって、液体噴射ヘッドへの液体の圧送中に、加圧動作または減圧動作を圧力調整機構に実行させる。態様20では、液体噴射ヘッドへの液体の圧送と加圧動作または減圧動作とが同時に実行されるから、液体噴射ヘッドを動作させる時間を短縮させることが可能である。
図1は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置100の構成図である。第1実施形態の液体噴射装置100は、液体の例示であるインクを媒体12に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体12は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムおよび布帛等の任意の印刷対象が媒体12として利用され得る。液体噴射装置100には、インクを貯留する液体容器14が固定される。例えば液体噴射装置100に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、またはインクを補充可能なインクタンクが液体容器14として利用される。相異なる色彩の複数種のインクが液体容器14には貯留される。
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下に例示する各構成において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図25は、第3実施形態における連結ユニット50の部分的な構成図である。第1実施形態では、接続部546と液体噴射ユニット40とを可撓性の伝送線56により電気的に接続した。第3実施形態では、図25に例示される通り、配線基板544の接続部546と液体噴射ユニット40の接続部384とを接続部58により電気的に接続する。接続部58は、フローティング構造のコネクター(Board to Boardコネクター)であり、接続対象に対して移動し得る構成により公差を吸収することが可能である。したがって、第3実施形態においても第1実施形態と同様に、接続部546から液体噴射ユニット40に対する応力の作用(ひいては液体噴射ユニット40の位置ずれ)を考慮せずに液体噴射ヘッド24を容易に組立または分解することが可能である。
図26は、第4実施形態における閉塞弁78および排気ユニット80の構成図である。図26に例示される通り、第4実施形態の排気ユニット80には液面センサー92が接続される。液面センサー92は、排気ユニット80の挿入部82の連通流路822内の液面を検出する検出器である。例えば、連通流路822内に光を照射するとともに液面での反射光を受光する光学センサーが液面センサー92として好適である。図18に例示した初期充填の過程では、液体噴射ユニット40に対する液体圧送機構16のインクの圧送が進行するほど、連通流路822内の液面が高くなるという傾向がある。
第4実施形態では、連通流路822内の液面の検出結果に応じて液体圧送機構16の動作を制御する構成を例示した。図18に例示した初期充填の過程において、第5実施形態の制御ユニット20は、液体噴射ユニット40のノズルNから排出されたインクの検出結果に応じて液体圧送機構16による圧送を制御する。液体噴射ユニット40に対して液体圧送機構16から過剰にインクが供給されると、圧電素子484を駆動していない状態でも液体噴射ユニット40のノズルNからインクが漏出し得る。そこで、第5実施形態の液体圧送機構16は、特定のノズルNからのインクの漏出が検出されない場合には、液体噴射ユニット40に対するインクの圧送を継続し、当該ノズルNからのインクの漏出が検出された場合にはインクの圧送を停止する。インクの漏出を検出する方法は任意であるが、例えばノズルNから排出されたインクを検出する漏液センサーが好適に利用され得る。また、ノズルNからのインクの漏出の有無に応じて圧力室SC内の残留振動(圧電素子484の変位後に圧力室SC内に残留する振動)の特性が相違するという傾向を考慮すると、残留振動を解析することでインクの漏出を検出することも可能である。
図27は、第6実施形態における排気ユニット80の構成を例示する断面図である。図27に例示された排気ユニット80は、第1実施形態と同様に、液体噴射ヘッド24(具体的には流路部品36内の閉塞弁78の連通管781)に対して着脱可能である。挿入部82に連通流路822と開口部824とが形成された構成は第1実施形態と同様である。開口部824の流路面積は連通流路822の流路面積を下回る。
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
Claims (9)
- 内部流路に供給された液体を噴射する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射ユニットと、
前記液体噴射ユニットに前記液体を圧送する液体圧送機構と、
前記内部流路に連通する排出経路と、
前記排出経路に設置された第1閉塞弁とを具備し、
前記第1閉塞弁は、前記排出経路を閉塞するように付勢された第1移動体を含み、
前記液体が前記圧送機構によって圧送され前記内部流路に供給される第1供給動作と、
前記液体噴射ユニットでの前記液体の吐出に応じて前記液体が前記内部流路に供給される第2供給動作と、
を実行し、
前記第1供給動作において、前記第1移動体は、前記排出経路を開放する開放位置まで外力により移動し、
前記第2供給動作において、前記第1移動体は、前記排出経路を閉塞する閉塞位置にある、液体噴射装置であって、
排気ユニットをさらに具備し、
前記排気ユニットは、前記第1閉塞弁に挿入される挿入部と前記第1閉塞弁に挿入されない基礎部とを有し、前記排気ユニットの内部には、前記挿入部の先端部側に設けられた開口部に連通する連通流路が形成され、
前記排気ユニットが前記第1閉塞弁に挿入された状態において、前記挿入部から付与される前記外力により前記第1移動体が前記開放位置に移動する
液体噴射装置。 - 封止部をさらに具備し、
前記排気ユニットが前記第1閉塞弁に挿入された状態において、前記封止部は前記挿入部のうち前記開口部からみて前記基礎部側の外周面と前記排出経路の内周面との間を封止する
請求項1の液体噴射装置。 - 前記封止部は、前記外力が作用していない状態の前記第1移動体に接触する
請求項2の液体噴射装置。 - 前記排気ユニットは、前記連通流路を閉塞する気体透過膜を含む
請求項1から請求項3の何れかの液体噴射装置。 - 前記液体圧送機構は、前記連通流路内の液面を検出する液面センサーの検出結果に応じて前記液体の圧送を停止する
請求項1から請求項4の何れかの液体噴射装置。 - 前記液体圧送機構は、前記液体噴射ユニットのノズルから排出された液体の検出結果に応じて前記液体の圧送を停止する
請求項1から請求項4の何れかの液体噴射装置。 - 前記液体圧送機構と前記液体噴射ヘッドとの間に設置された第2閉塞弁と、
圧力調整機構と
を有し、
前記第2閉塞弁は、前記液体圧送機構と前記液体噴射ヘッドとの間を閉塞する閉塞位置に位置するように付勢された第2移動体を含み、
前記第1供給動作において、前記第2移動体は、圧力調整機構の駆動に伴う外力によって前記液体圧送機構と前記液体噴射ヘッドとの間を開放する開放位置に移動し、
前記第2供給動作において、前記第2移動体は、前記圧力調整機構の駆動に伴う外力によらずに前記液体圧送機構と前記液体噴射ヘッドとの間を開放する開放位置に移動する
請求項1から請求項6の何れかの液体噴射装置。 - 前記第1供給動作は、前記液体噴射ユニットに対する初期充填時に実行され、
前記第2供給動作は、前記液体噴射ヘッドからの前記液体の噴射を伴う通常使用時に実行される
請求項1から請求項6の何れかの液体噴射装置。 - 内部流路に供給された液体を噴射する液体噴射ユニットと、
前記液体噴射ユニットに前記液体を圧送する液体圧送機構と、
前記内部流路に連通する排出経路と、
前記排出経路に設置された第1閉塞弁と、
排気ユニットと、
封止部とを具備し、
前記第1閉塞弁は、前記排出経路を閉塞するように付勢された第1移動体を含み、
前記第1移動体は、前記液体圧送機構により前記液体が圧送されるときに、前記排出経路を開放する開放位置まで外力により移動可能であり、
前記排気ユニットは、前記第1閉塞弁に挿入される挿入部と前記第1閉塞弁に挿入されない基礎部とを有し、前記排気ユニットの内部には、前記挿入部の先端部側に設けられた開口部に連通する連通流路が形成され、
前記排気ユニットが前記第1閉塞弁に挿入された状態において、前記挿入部から付与される前記外力により前記第1移動体が前記開放位置に移動し、
前記排気ユニットが前記第1閉塞弁に挿入された状態において、前記封止部は前記挿入部のうち前記開口部からみて前記基礎部側の外周面と前記排出経路の内周面との間を封止する
液体噴射装置。
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