(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を貯留するように構成された液体収納容器と、
キャリッジ上に設けられ、内部に液体を貯留するように構成された液体収容部と、液体を吐出する液体吐出部とを有するヘッドと、
前記液体収納容器と前記液体収容部との間を接続し、前記液体収納容器の内部に貯留された液体を前記液体収容部に供給する可撓性部材と、を備えた液体吐出装置であって、
前記液体収容部の内部には、前記液体収容部の内部に貯留された液体を保持する保持部材が配置されており、
前記液体収容部の内部に開口され、前記液体収納容器から供給される液体の前記液体収容部の内部への入口である供給口と、前記保持部材の前記供給口に対向する面と、に関し、
前記液体収容部に設けられたリブによって前記保持部材が押し込まれることによって前記供給口と前記供給口と対向する前記面との間に空間が構成、維持され、
前記空間は前記供給口から前記面に供給された前記液体が側壁に接触することなく、前記液体が液滴となる前に前記保持部材の前記面に到達して液柱状態で供給されることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記空間の最短距離が、０．１ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下である請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記空間の最短距離が、０．６ｍｍ以上である請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記空間の最短距離が、２．２ｍｍ以下である請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記液体の表面張力は、３０ｍＮ／ｍ以上、４０ｍＮ／ｍ以下である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記供給口の直径は、１．０ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下である請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記保持部材内に挿入される供給管を備えていない請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記保持部材は、繊維吸収体である請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記供給口を介して供給する液体の流量は、０．１ｇ／ｍｉｎ以上、１０．０ｇ／ｍｉ
ｎ以下である請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記供給口を介して供給する液体の流量は、０．４ｇ／ｍｉｎ以上、６．６ｇ／ｍｉｎ
以下である請求項９に記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
液体記録装置のキャリッジに搭載されて走査され、内部に液体を貯留するように構成された液体収容部と、液体を吐出する液体吐出部とを有するヘッドであって、
前記液体収容部の内部には、前記液体収容部の内部に貯留された液体を保持する保持部材が配置されており、
前記液体収容部の内部に開口され、内部に液体を貯留する液体収納容器から供給される液体の前記液体収容部の内部への入口である供給口と、前記保持部材の前記供給口に対向する面と、に関し、
前記液体収容部に設けられたリブによって前記保持部材が押し込まれることによって前記供給口と前記供給口と対向する前記面との間に空間が構成、維持され、
前記空間は前記供給口から前記面に供給された前記液体が側壁に接触することなく、前記液体が液滴となる前に前記保持部材の前記面に到達して液柱状態で供給されることを特徴とするヘッド。
【請求項１２】
前記空間の最短距離が、０．６ｍｍ以上である請求項１１に記載のヘッド。
【請求項１３】
前記空間の最短距離が、２．２ｍｍ以下である請求項１１または請求項１２に記載のヘッド。
【請求項１４】
前記供給口の直径は、１．０ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下である請求項１１ないし請求項１３のいずれか１項に記載のヘッド。
【請求項１５】
前記保持部材は、繊維吸収体である請求項１１ないし請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド。
【請求項１６】
前記液体の表面張力は、３０ｍＮ／ｍ以上、４０ｍＮ／ｍ以下である請求項１１ないし請求項１５のいずれか１項に記載のヘッド。
【請求項１７】
前記空間の最短距離が、０．１ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１１に記載のヘッド。
【請求項１８】
前記保持部材内に挿入される供給管を備えていない請求項１１ないし請求項１７のいずれか１項に記載のヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置及び液体吐出装置が有するヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インク等の液体を吐出して画像や文字の記録等を行う液体吐出装置（例えばインクジェット記録装置）として、キャリッジにインクタンクを有するヘッドを搭載し、キャリッジとは別の位置にインクを収納するメインタンクが設置される形式のものがある。そして、メインタンク内のインクをチューブ等によってヘッド側のインクタンクに供給し、吐出部からインクの吐出を行う。このような形式の液体吐出装置として、特許文献１には、インクタンク内部にスポンジ等によって形成された吸収体を配置し、吸収体にチューブから延びた供給管を差し込む形式のものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４６９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された液体吐出装置では、インクタンク内部に供給管が差し込まれているので、インクタンクの交換等を行うためにインクタンクを装置から取り外す際には、吸収体から供給管を取り外すことが必要とされる。そのため、供給管をインクタンクから引き抜くのに、装置にある程度のスペースが必要とされ、装置の大型化を招く可能性がある。また、供給管の構成が必要なので、その分、装置の製造コストが増加する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡易な構成によって効率良く液体収容部の内部に液体を供給することが可能な液体吐出装置及びヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出装置は、内部に液体を貯留するように構成された液体収納容器と、キャリッジ上に設けられ、内部に液体を貯留するように構成された液体収容部と、液体を吐出する液体吐出部とを有するヘッドと、前記液体収納容器と前記液体収容部との間を接続し、前記液体収納容器の内部に貯留された液体を前記液体収容部に供給する可撓性部材と、を備えた液体吐出装置であって、前記液体収容部の内部には、前記液体収容部の内部に貯留された液体を保持する保持部材が配置されており、前記液体収容部の内部に開口され前記液体収納容器から供給される液体の前記液体収容部の内部への入口である供給口と、前記液体収容部の前記供給口に対向する面と、に関し、前記液体収容部に設けられたリブによって前記保持部材が押し込まれることによって前記供給口と前記供給口と対向する前記面との間に空間が構成、維持され、前記空間は前記供給口から前記面に供給された前記液体が側壁に接触することなく、前記液体が液滴となる前に前記保持部材の前記面に到達して液柱状態で供給されることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な構成によって効率良く液体収容部の内部に液体を供給することが可能な液体吐出装置及びヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】液体吐出装置の斜視図である。
【図２】図１の液体吐出装置の液体供給系を示した断面図である。
【図３】（ａ）は図１の液体吐出装置に搭載されたヘッドの斜視図であり、（ｂ）はヘッドの平面図であり、（ｃ）はヘッドの蓋部材の斜視図である。
【図４】図３（ｂ）のヘッドにおけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図５】図４のヘッドと、ヘッドに接続される可撓性部材の流路接続部材を示した断面図である。
【図６】図３（ｂ）のヘッドにおける供給口と保持部材との間の隙間のII−II線に沿う断面図である。
【図７】ヘッドにおける供給口と保持部材との間の隙間の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１に、本発明の液体吐出装置（インクジェット記録装置）１８の外装を外した状態の斜視図を示す。ヘッド１は、キャリッジ１７に搭載可能に構成されており、キャリッジ１７の上部に設けられているジョイント（不図示）と連結することで、キャリッジ上に設けられる。
【００１１】
液体吐出装置１８は、シリアルスキャン方式の記録装置であり、ガイド軸によって、キャリッジ（支持部材）１７が主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ１７は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復移動する。キャリッジ１７には、液体を吐出する液体吐出部（インク吐出部）２と、その液体吐出部２に液体（インク）を供給する液体収容部（インクタンク部）２０とを有するヘッド１が搭載されている。
【００１２】
図２は、本発明のヘッド１が搭載される液体吐出装置１８における、ヘッド１及びヘッド１の内部に形成された液体流路の模式的な断面図である。液体吐出装置１８には、内部に比較的多くの量の液体を貯留することが可能な液体収納容器（メインタンク）１２が、キャリッジ１７の外部に設置されている。液体収納容器１２は、キャリッジ１７上とは別の位置に、キャリッジ１７から離れて配置されている。液体収納容器１２とキャリッジ１７上に設けられたヘッド１の液体収容部との間は、チューブ等の可撓性部材７によって接続されている。
【００１３】
キャリッジ１７に搭載されるヘッド１は、液体を吐出する液体吐出部（インク吐出部）２と、その液体吐出部２に液体（インク）を供給する液体収容部（インクタンク部）２０とを有する。液体吐出部２と液体収容部２０とは一体となっている。このように、キャリッジ１７は、ヘッド１を支持することが可能に構成されている。ヘッド１における液体収容部２０は、内部に液体を貯留することが可能に構成されている。尚、液体収容部と液体吐出部とは、一体ではなく別々に構成されるものであってもよい。紙等の記録媒体は、搬送ローラによってキャリッジの主走査方向に直交する副走査方向に搬送される。液体吐出装置１８は、液体吐出部２を主走査方向に移動させつつ、プラテン上の記録媒体のプリント領域に向かって液体を吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ記録媒体を副走査方向に搬送する搬送動作とを繰り返し行う。これにより、記録媒体上に順次画像等を記録（形成）する。
【００１４】
ヘッド１の液体吐出部２には、複数の吐出口と、複数の吐出口のそれぞれに連通する複数の圧力室と、圧力室に連通する複数の流路とが形成されている。液体は、ヘッド１の液体収容部から、液体吐出部２の内部に形成された圧力室にそれぞれの流路を介して供給される。各圧力室の内部には、エネルギー発生素子として例えば発熱素子（電気熱変換体）が備えられている。配線を通して発熱素子に通電して、その発熱素子から熱エネルギーを発生させることにより、圧力室内の液体が加熱されて膜沸騰により発泡する。このときの発泡エネルギーによって吐出口から液滴が吐出される。エネルギー発生素子としては、圧電素子等を用いてもよい。
【００１５】
キャリッジ１７が主走査方向に移動することにより、ヘッド１が移動しつつ、液体吐出部２から液体が吐出される。吐出された液体が記録媒体等に着弾することにより、記録が行われる。記録が行われている際に、液体収納容器１２に収容された液体が可撓性部材７を通してヘッド１の液体収容部２０に供給される。このように、液体収納容器１２内の液体がヘッド１の液体収容部２０に供給され続ける。
【００１６】
液体収納容器１２には、液体が直接貯留されている。液体の貯留量を多くする為、液体収納容器１２の内部にはスポンジ等の液体を保持するための保持部材は配置されていないことが好ましい。
【００１７】
ヘッド１の液体吐出部２は、液体収納容器１２における液体が貯留されている部分よりも、重力方向に高い位置に配置されている。従って、ヘッド１の液体吐出部２と液体収納容器１２との間に水頭差が発生する。この水頭差によって、ヘッド１の液体吐出部２の内部に負圧が発生する。液体吐出部２に負圧を発生させることによって、液体吐出部２の吐出口から液体が落下しないようにし、液体吐出部２の内部に液体を保持している。尚、本発明は、この方式のヘッド１及び液体収納容器１２の構成に限られるものではなく、液体収納容器１２内に負圧発生機構を持たせる方式なども適用可能である。
【００１８】
図３（ａ）は、液体吐出装置に搭載されるヘッド１の外観斜視図である。図３（ｂ）は、ヘッド１を上面から見た平面図である。図３（ｃ）は、ヘッド１の上面に取り付けられる蓋部材６の裏面について示した斜視図である。蓋部材６の裏面には、押さえリブ８が設けられている。
【００１９】
図４は、図３（ｂ）におけるヘッド１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。図４に示されるように、本実施形態のヘッド１には、液体を吐出する液体吐出部２と、液体吐出部２へのゴミの混入を抑制するフィルター３とを有する。ヘッド１は、ケース４によって周囲を囲まれて形成されている。
【００２０】
液体収容部２０の内部には、液体収容部２０の内部に貯留された液体を保持するための保持部材５が収納されている。保持部材５としては、例えば繊維吸収体が挙げられる。また、液体収容部２０の上面には、蓋部材６が配置されている。保持部材５に保持された液体を液体吐出部２に供給するためには、保持部材５とフィルター３とが互いに圧接された状態を維持することが求められる。そのため、蓋部材６の裏面には、保持部材５をフィルター３に向かう方向に押さえるための押さえリブ８が配置されている。従って、液体収容部２０に保持部材５が収納された状態で蓋部材６を液体収容部２０のケース４に溶着して取り付けるときに、押さえリブ８によって保持部材５を押圧する。これにより、保持部材５とフィルター３とが圧接する。
【００２１】
図５に、可撓性部材７と、ヘッド１における液体収容部２０の蓋部材６との間の、流路接続部材１３の断面図を示す。可撓性部材７のヘッド１側の端部には、ヘッド１との接続を行うことが可能な流路接続部材１３が取り付けられている。可撓性部材７は、流路接続部材１３を介して、ヘッド１の液体収容部２０に接続されている。蓋部材６には、可撓性部材７から供給された液体をヘッド１内に導くための流路接続部９が形成されている。流路接続部９の内側には、液体を流通させることが可能な流路である液体供給部１０が形成されている。可撓性部材７の内部の液体流路は、流路接続部材１３と液体供給部１０とを介して、ヘッド１の液体収容部２０の内部に連通している。液体供給部１０は、供給口２１で液体収容部２０の内部と連通している。即ち、供給口２１は、液体収容部２０の内部に開口し、液体収納容器１２から供給される液体の液体収容部２０の内部への入り口である。
【００２２】
液体供給部１０は、液体収容部２０の内部から外側に向かって突出する筒状の形状である。この液体供給部１０は、物流中においては可撓性部材７が接続されておらず開放状態のため、液体が漏れる可能性がある。液体は保持部材５によって保持されているが、ヘッド１の姿勢や気圧・温度・湿度等の影響により、保持部材５内を移動することがある。液体供給部１０の供給口２１が保持部材５に接触していると、液体が液体供給部１０の供給口２１の周囲に移動した際、液体供給部１０を伝って外部に漏れる可能性がある。この漏れを抑制するため、蓋部材６の裏面には、蓋部材６の裏面から保持部材５に向かう方向に突出した押さえリブ８が設けられている。押さえリブ８が蓋部材６の裏面に設けられているので、液体収容部２０の内部に保持部材５が配置された状態で蓋部材６が液体収容部２０に取り付けられると、押さえリブ８が保持部材５を押し込む。押さえリブ８が保持部材５を押し込むことにより、液体供給部１０の供給口２１と保持部材５との間に隙間が維持され、液体供給部１０が保持部材５から離間した構成が維持される。
【００２３】
供給口２１と保持部材５との間で離間させる間隔Ｃの長さは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。このようにすることで、供給口２１と保持部材５の間に、何らかの異物が入り込み、これによって供給口２１と保持部材５との間がつながることを抑制することができる。
【００２４】
蓋部材６には、液体収容部２０と、可撓性部材７側の流路接続部材１３との間の位置決めを行うための突出部１１が設けられている。流路接続部材１３の可撓性部材７と連通する流路には、弾性部材１５が配置されている。弾性部材１５は、液体供給部１０を取り囲むように、内側に貫通孔を有する円筒状になっている。弾性部材１５は弾性を有しており、貫通孔の内部に液体供給部１０を挿入することで、液体供給部１０が貫通孔の内部に嵌合されて保持される。また、蓋部材６側の液体供給部１０が弾性部材１５に挿入されることにより、可撓性部材７とヘッド１の液体収容部２０との間の液体流路が連通する。また、流路接続部材１３には、蓋部材６の突出部１１が挿入される位置決め口１４が形成されている。突出部１１と位置決め口１４は、蓋部材６側に突出部があり、流路接続部材１３に位置決め口１４がある位置関係であってもよい。
【００２５】
図６に、図３（ｂ）におけるII−II線に沿う断面図を示す。図６は、本実施形態のヘッド１において、液体が液体収容部２０に供給されている状態を、液体供給部１０の供給口２１と保持部材５との間の隙間の周辺で拡大した図である。
【００２６】
本発明では、液体が液体供給部１０の供給口２１から保持部材５に向かって供給されるときに、液体が液滴となる前に保持部材５に接して吸収されるようにする。このとき、液体は図６に示すように、供給口２１と保持部材の供給口２１と対向する面（上面）との間をつないで供給される。
【００２７】
そこで、本発明では、供給口２１と、保持部材５の供給口と対向する面（上面）との間の最短距離を、０．１ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下とする。例えば保持部材の上面の鉛直方向上方に供給口がある場合、最短距離は保持部材の上面から供給口に向かって上面に対して垂直に延ばした線分の長さとなる。このように、本発明では、供給口２１と、保持部材５の上面との間の最短距離を短くする。より好ましくは、０．６ｍｍ以上とする。また、２．２ｍｍ以下とする。供給口２１と保持部材５の上面との間の間隔を狭く形成することで、供給口２１と保持部材５の上面と間の間隔が、供給される液体が液滴となった場合の液滴の直径以下になる。従って、液体が供給口２１から液体収容部２０に供給される際に、液体が液滴となって、供給口の周方向の外側に拡散することが抑制され、保持部材５の中で液体が吸収される範囲を小さくすることができる。例えば、液体収容部２０を上方（図６だと上側）から見て、液体供給部１０における供給口２１の直下の直径１０ｍｍの円の内部の領域とすることができる。また、液体が液滴となる前に保持部材５に保持されるので、液体が保持部材５に効率的に保持される。よって、液体がチューブを介して液体収納容器から液体収容部、液体吐出部に途切れずに効率良く供給されるので、記録画像の品質が低下することを抑制することができる。液体は、供給口２１と保持部材の上面との間では、液柱形状になって供給されていることが好ましい。このようにすることで、供給がより安定化する。
【００２８】
尚、液体供給部１０及び供給口２１の径が小さすぎると、そこでの液体の流抵抗が大きくなる。その場合、液体の流量が大きくなったときに流抵抗が高いことで液体供給部１０及び供給口２１における負圧が高まり、液体の供給量が減少する等の影響が生じる。一方、径が大きすぎると、供給口２１の径の内部の様々な箇所で液体が液滴の状態となる。これにより、液体が液体収容部２０の内部の様々な場所に着地してしまうため、フィルター３までの液体経路が途切れ、液体経路がフィルター３まで繋がらず、液体供給が安定しない可能性がある。これらを考慮し、供給口２１の径（直径）は、１．０ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２９】
また、本発明では、供給口２１から保持部材５に向けて直接的に液体が供給されるので、液体収容部に液体を供給するのに、保持部材５の内部に差し込まれるような供給管を取り付けなくてもよい。供給管の構成を省略することができるので、ヘッド１及び液体吐出装置１８の構成を簡易にすることができる。従って、ヘッド１の製造コストを少なくすることができると共に、液体吐出装置１８の製造コストを少なくすることができる。さらに、保持部材５の内部に差し込まれるような供給管を設けずに済むので、ヘッド１の交換を行う際に、供給管を引き抜く必要がなくなる。従って、ヘッド１の交換を行うために必要とされるスペースが小さくなる。さらに、ヘッド１の交換のためのスペースを確保する必要がなくなるので、液体吐出装置を小型化することができる。
【００３０】
液体供給部１０は、例えば変性ポリフェニレンオキサイド樹脂で形成することが好ましい。また、保持部材５は、液体を吸収する吸収体であることが好ましく、特に繊維吸収体によって形成することが好ましい。このようにすることで、保持部材に液体が吸収されやすくなる。
【００３１】
供給口を介して供給する液体の流量は、０．１ｇ／ｍｉｎ以上、１０．０ｇ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．４ｇ／ｍｉｎ以上である。また、６．６ｇ／ｍｉｎ以下である。液体の表面張力は、３０ｍＮ/ｍ以上、４０ｍＮ/ｍ以下とすることが好ましい。
【００３２】
図７は、比較例としての、液体の供給の行われている状態を示した断面図である。図７では、図６と同じように、液体供給部１０と保持部材５との間の隙間について拡大された図が示されている。図７に示されるヘッドにおける液体収容部では、液体供給部１０と保持部材５の上面との間の隙間が大きく取られている。
【００３３】
液体の供給が行われているときには、液体吐出装置は記録を行っている場合がある。その場合、液体収容部の内部に液体の供給が行われている間にキャリッジが走査を行うことにより、供給される液体に慣性力が作用する。このとき、液体は、液体供給部１０の重力方向下方にそのまま流れずに、キャリッジが走査を行うときの走査方向の後方に向かって移動する。図７に示されるように、液体が、重力方向下方に供給される前に、蓋部材６における保持部材５に対向する壁面に付着する可能性がある。これにより、液体がヘッド１内部の様々な箇所に飛散し、ヘッド１内部の様々な場所に着地してしまう可能性がある。また、液体が壁伝いに保持部材５まで移動してしまうため、フィルターまでの液体経路が繋がらず、液体供給が安定しない可能性がある。
【００３４】
これに対し、本発明によれば、上述の通り液体の供給をより安定化することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  ヘッド
５  保持部材
７  チューブ
１７  キャリッジ
１８  液体吐出装置
２０  液体収容部
２１  供給口
【図１】
0006700719.tif 000002
【図２】
0006700719.tif 000003
【図３】
0006700719.tif 000004
【図４】
0006700719.tif 000005
【図５】
0006700719.tif 000006
【図６】
0006700719.tif 000007
【図７】
0006700719.tif 000008