(57)【要約】  【課題】インクヘッドの内部に気泡を引き込まないようにすること。  【解決手段】インクを噴出するノズルを有するインクヘッド３２を備えたプリンタ装置のインクヘッド３２に、インクカートリッジ３４を装着する際、インクカートリッジ３４をインクヘッド３２に装着すると同時に、ノズルをインクヘッド３２の外部に向けて吸引するようにする。その吸引は、負圧発生用のポンプ４４で、キャップ４２内の圧力を低下させることによって行うのが好ましい。【選択図】図２
2005231240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタ装置のインクヘッドに、インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧となるインク室を有するインクカートリッジを装着する方法において、
上記インクカートリッジを上記インクヘッドに装着すると同時に、上記インクヘッドに上記負圧を相殺する負圧を与えることを特徴とするインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法。
【請求項２】
前記インクヘッドに設けられたインク噴出用のノズルの全てを覆うキャップ内の圧力を低下させることで、前記相殺する負圧を与えることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法。
【請求項３】
前記キャップ内の圧力を低下させて前記相殺する負圧を与える工程は、前記ノズルの吸引クリーニングに使用する負圧発生用のポンプを作動させて行うことを特徴とする請求項２記載のインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法。
【請求項４】
前記インクヘッドは、前記インク室に差し込んで、前記インク室内部のインクを前記インクヘッドに導入する中空管を有し、
前記キャップ内の圧力を低下させて前記相殺する負圧を与える工程は、上記中空管が前記インク室に差し込まれたことを検出して、前記ポンプを作動させて行うことを特徴とする請求項３記載のインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法。
【請求項５】
前記インクカートリッジは、インクが充填されているインク室と、前記インクカートリッジの外部より圧力が低くインクが充填されていない負圧室と、を有し、
前記キャップ内の圧力を低下させて前記相殺する負圧を与える工程は、上記負圧室を前記キャップ内に連通させて行うことを特徴とする請求項２記載のインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法。
【請求項６】
前記負圧室を前記キャップ内に連通させる工程は、前記インクカートリッジの前記インクヘッドへの装着と同時に、前記キャップ内にその内部空間が連通している差込管を、前記負圧室に差し込んで行うことを特徴とする請求項５記載のインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法。
【請求項７】
インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧となるインク室を有する上記インクカートリッジをインクヘッドに装着するプリンタ装置において、
インクが充填されている上記インク室に接続され、その内部のインクを上記インクヘッドに供給する第１接続部と、
上記インク室と上記第１接続部との接続と同時に、上記インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧にされインクが充填されていない上記インクカートリッジの負圧室に接続され、その内部の負圧を上記インクヘッドに供給し、上記インク室の負圧を相殺させる第２接続部と、
を有することを特徴とするプリンタ装置。
【請求項８】
インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧となるインク室を有する上記インクカートリッジをインクヘッドに装着するプリンタ装置において、
上記インクカートリッジを上記インクヘッドに装着すると同時に、上記インクヘッドに上記負圧を相殺する負圧を与える構成としたことを特徴とするプリンタ装置。
【請求項９】
前記インク室の負圧を相殺させる負圧は、前記インクヘッドのノズル側を覆うキャップ内に供給されることを特徴とする請求項８記載のプリンタ装置。
【請求項１０】
プリンタ装置のインクヘッドに装着して上記インクヘッドにインクを供給するインクカートリッジにおいて、
上記インクカートリッジの外部よりも圧力が低いインク室と、
上記インク室に充填されたインクと、
上記インクカートリッジの外部よりも圧力が低い負圧室と、
を有することを特徴とするインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクヘッドを備えたプリンタ装置に、インクカートリッジを装着する方法、プリンタ装置およびインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
簡易に微細な処理が行えるため、被処理体に液滴を噴出して、この被処理体を処理する液滴噴出装置が用いられている。特に印刷分野では、印刷時の騒音が小さく、しかも小さなインクドットを高密度で形成できるため、インクジェット方式のプリンタ装置が多用されている。インクジェット方式のプリンタ装置は、インクヘッドを搭載していて、インクヘッドは、インクカートリッジからインクの供給を受けて、一定量のインクを蓄える。蓄えられたインクは、ノズルから滴状に噴出され、プリンタ装置内を通過する印刷用紙にドットを形成することによって印刷が行われる。
【０００３】
インクヘッドに装着されているインクカートリッジのインクが空になったら、インクが空のインクカートリッジをインクヘッドから取り外し、新品のインクカートリッジをインクヘッドに装着する。新品のインクカートリッジの内部は脱気されていて、インクカートリッジの包装を開封し、インクカートリッジの内部と外部を隔てている通気栓を剥がして、インクカートリッジの内部と外部を連通させると、徐々にインクカートリッジ内部に空気が注入されていく。インクカートリッジの内部と外部の圧力が略等しくなったところで、内部のインクが飽和状態になるように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１５２１８号公報（第４８段落から第５４段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクカートリッジの内部と外部を連通させてから、内部と外部の圧力が略等しくなるまでは、数秒間の時間を要する。したがって、インクカートリッジの内部と外部を隔てている通気栓を剥がしてから、直ちにインクカートリッジをインクヘッドに装着すると、すなわち、インクカートリッジの内部と外部の圧力が略等しくなる前に、インクカートリッジをインクヘッドに装着すると、インクカートリッジの内部と外部の圧力差から、インクヘッドのノズルの外部から内部に向けて気泡が混入してしまう。気泡がインクヘッドに混入すると、その後の印刷において、インクヘッドからインク滴を正常に噴出できなくなるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、インクヘッドの内部に気泡を引き込む恐れがないインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法、プリンタ装置およびインクカートリッジ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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明のインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法は、プリンタ装置のインクヘッドに、インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧となるインク室を有するインクカートリッジを装着する方法において、インクカートリッジをインクヘッドに装着すると同時に、インクヘッドに負圧を相殺する負圧を与えるものある。
【０００８】
この発明では、インクカートリッジをインクヘッドに装着すると同時に、インクヘッドに負圧を相殺する負圧を与えるので、インクヘッドの外部から内部に向けて気泡が混入することはない。
【０００９】
インクヘッドに設けられたインク噴出用のノズルの全てを覆うキャップ内の圧力を低下させることで、相殺する負圧を与える方法を採用することができる。この方法によれば、全てのノズルを覆うキャップの活用で、確実に、かつ簡単に、全てのノズルを外部側に吸引することができる。
【００１０】
キャップ内の圧力を低下させて相殺する負圧を与える工程は、ノズルの吸引クリーニングに使用する負圧発生用のポンプを作動させて行う方法を採用することができる。この方法によれば、ノズルクリーニング用のために予め備えられている部品を利用できるので、プリンタ装置に新しい部品を付加する必要がない。
【００１１】
インクヘッドは、インク室に差し込んで、インク室内部のインクをインクヘッドに導入する中空管を有し、キャップ内の圧力を低下させて相殺する負圧を与える工程は、中空管がインク室に差し込まれたことを検出して、ポンプを作動させて行う方法を採用することができる。
【００１２】
この方法によれば、中空管がインクカートリッジに差し込まれたのを検出してキャップ内の圧力を低下させるため、インクカートリッジをインクヘッドに装着する動作と、キャップ内の圧力を低下させる動作との時間差を、ほぼなくすことができる。
【００１３】
また、インクカートリッジは、インクが充填されているインク室と、インクカートリッジの外部より圧力が低くインクが充填されていない負圧室と、を有し、キャップ内の圧力を低下させて相殺する負圧を与える工程は、負圧室をキャップ内に連通させて行う方法を採用することができる。この方法によれば、インクヘッドに相殺負圧を発生させる手段をプリンタ装置に設ける必要がなくなる。このため、プリンタ装置の複雑化、高価格化を防ぐことができる。
【００１４】
負圧室をキャップ内に連通させる工程は、インクカートリッジのインクヘッドへの装着と同時に、キャップ内にその内部空間が連通している差込管を、負圧室に差し込んで行う方法を採用することができる。この方法によれば、差込管を負圧室に差し込むことが、直ちにキャップ内の圧力低下につながるので、インクカートリッジをインクヘッドに装着する動作と、キャップ内の圧力を低下させる動作との時間差を、ほぼなくすことができる。
【００１５】
本発明のプリンタ装置は、インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧となるインク室を有するインクカートリッジをインクヘッドに装着するプリンタ装置において、インクが充填されているインク室に接続され、その内部のインクをインクヘッドに供給する第１接続部と、インク室と第１接続部との接続と同時に、インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧にされインクが充填されていないインクカートリッジの負圧室に接続され、その内部の負圧をインクヘッドに供給し、インク室の負圧を相殺させる第２接続部と、を有するものである。
【００１６】
この発明では、インク室と第１接続部との接続と同時に、第２接続部が、インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧にされインクが充填されていないインクカートリッジの負圧室に接続され、その内部の負圧をインクヘッドに供給し、インク室の負圧を相殺させるので、インクヘッドの外部から内部に向けて気泡が混入することはない。
【００１７】
他の発明は、インクカートリッジの外部より圧力が低い負圧となるインク室を有するインクカートリッジをインクヘッドに装着するプリンタ装置において、インクカートリッジをインクヘッドに装着すると同時に、インクヘッドに負圧を相殺する負圧を与える構成としたプリンタ装置である。
【００１８】
この発明では、インクカートリッジをインクヘッドに装着すると同時に、インクヘッドに負圧を相殺する負圧を与えるので、インクヘッドの外部から内部に向けて気泡が混入することはない。
【００１９】
インク室の負圧を相殺させる負圧は、インクヘッドのノズル側を覆うキャップ内に供給される構成を採用することができる。この構成によって、ノズル側を覆うキャップの活用で、インクヘッドの内部を、確実に、かつ簡単に、ノズル側の外部に吸引することができる。
【００２０】
本発明のインクカートリッジは、プリンタ装置のインクヘッドに装着してインクヘッドにインクを供給するインクカートリッジにおいて、インクカートリッジの外部よりも圧力が低いインク室と、インク室に充填されたインクと、インクカートリッジの外部よりも圧力が低い負圧室と、を有するものである。
【００２１】
この発明では、インク室を外気と連通させた直後に、このインクカートリッジをインクヘッドに装着する際、インク室とインクヘッド内部の連通と同時に、負圧室とインクヘッドのインク噴出用ノズルを連通させるように構成することができる。この構成を採用することによって、インク室の負圧を負圧室の負圧で相殺することができ、インクヘッド内の気泡混入を防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、インクヘッドの内部に気泡を引き込む恐れがなくなる。このため、インクカートリッジの内部と外部を隔てている通気栓を剥がしてから、内部と外部との圧力が略等しくなるまで待たずに、インクヘッドにインクカートリッジを装着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明に係るインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法とプリンタ装置の実施の形態について説明する。まず、図１から図６に基づいて、第１の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明が適用されるプリンタ装置としてのインクジェット装置１０の、内部に設けられた主な部品の構成を示すものである。キャリッジ１２は、キャリッジ軸１４に摺動可能に保持されていると共に、ベルト１６の一部に固定されている。ベルト１６は、主動プーリ１８と従動プーリ２０に掛け渡されている。
【００２５】
主動プーリ１８は、キャリッジモータ２２によって往復回転駆動され、これに連動して、ベルト１６が、図１の矢示Ｘ方向に往復運動する。ベルト１６の往復運動に伴って、キャリッジ１２も、キャリッジ軸１４に案内されながら、図１の矢示Ｘ方向に往復運動する。
【００２６】
印刷用紙２４は、紙送りローラ２６と、図示されない対向ローラとで挟まれており、紙送りローラ２６が図示されない紙送りモータによって回転駆動されると対向ローラも回転する。このように、紙送りローラ２６と、対向ローラが回転することによって、印刷用紙２４は、図１の矢示Ｙ方向に移動する。
【００２７】
キャリッジ１２には、印刷用紙２４の方向に向かって、インクヘッド３２が突出形成されている。黒インクおよびシアン、マゼンタ、イエロー等のカラーインクのインクカートリッジ３４は、インクヘッド３２に装着されて、キャリッジ１２に搭載されている。
【００２８】
インクヘッド３２が、図１の矢示Ｘ方向で往復しながら、図１の矢示Ｙ方向に移動している印刷用紙２４に向けて、インク滴を噴出することによって、印刷用紙２４にドットを形成する、すなわち、印刷用紙２４に印刷する。
【００２９】
次に、図１、図２および図３を参照しながらインクヘッド３２の周辺構造について説明する。
【００３０】
インクヘッド３２は、インクカートリッジ３４から供給されたインクをインク貯留室３６（図３（ａ）参照）に一定量蓄え、蓄えたインクをインク滴の状態にして、ノズル３８（図３（ａ）参照）から印刷用紙２４に向けて噴出する。
【００３１】
インクジェット装置１０の内部で、印刷用紙２４が通過しない領域、すなわち、非印刷領域には、図１に示すように、キャッピング機構４０が設けられている。キャッピング機構４０は、インク貯留室３６内のインクが凝固したり、ノズル３８にインクが詰まったとき等に、インク貯留室３６内のインク凝固体やノズル３８に詰まったインクを吸引するノズル３８の吸引クリーニングに使用する。
【００３２】
キャップ４２は、１つのインクヘッド３２に１つのキャップ４２が配されている。キャップ４２は、上端部がゴム等の弾性体から形成されており、キャッピング機構４０を上昇させて、ノズル３８をインクヘッド３２の外部から覆った状態では、キャップ４２内が気密になるように構成されている。
【００３３】
また、キャップ４２には、負圧発生用のポンプ４４が接続されており（図２参照）、ノズル３８がキャップ４２で覆われた状態でポンプ４４を作動させると、キャップ４２内の圧力を低下させることができる。
【００３４】
なお、この実施の形態では、キャップ４２が２つ設けられている。これはインクヘッド３２が、黒インク用とカラーインク用とに分けられているためであり、黒インク用に１つ、カラーインク用に１つの計２つとなっている。
【００３５】
次に、ノズル３８の吸引クリーニング動作について説明する。
【００３６】
まず、インクヘッド３２をキャッピング機構４０の上方に移動させて、キャッピング機構４０を上昇させると、キャップ４２がインクヘッド３２の外部からノズル３８を覆う。そして、キャップ４２内の圧力を低下させることによって、詰まったインク等がノズル３８から吐出されて、インクヘッド３２がリフレッシュされる。
【００３７】
また、インクヘッド３２へのインクカートリッジ３４の装着も、インクヘッド３２をキャッピング機構４０の上方に移動させ、その後、キャッピング機構４０を上昇させて、キャップ４２がインクヘッド３２の外部からノズル３８を覆った状態で行われる。インクヘッド３２にインクカートリッジ３４を装着する手順の詳細は後述する。
【００３８】
次に、図３および図４を用いて、インクヘッド３２の構造とインクヘッド３２からインクが噴出される仕組みについて説明する。
【００３９】
インクヘッド３２は、図３（ａ）に示すように、インクを印刷用紙２４に向けて噴出するノズル３８と、インクカートリッジ３４から供給されたインクを蓄えるインク貯留室３６と、インクカートリッジ３４をインクヘッド３２に装着した際に、インク貯留室３６とインクカートリッジ３４のインク室４７（図５参照）とを連通する先端が針状の第１接続部となる中空管４８と、電圧を印加すると変形してインク貯留室３６の体積を拡大または縮小するピエゾ素子等の圧電素子５０とを有する。なお、ノズル３８は、複数存在するが、１つのみ図示してある。
【００４０】
インクヘッド３２がインクを噴出する仕組みは、次の通りである。まず、インクカートリッジ３４をインクヘッド３２に装着する。より具体的には、インクカートリッジ３４のインク室４７に中空管４８に差し込んで、インク室４７とインク貯留室３６を連通させる。そうすると、インク貯留室３６にインクが充填される。
【００４１】
その後、インク貯留室３６にインクが充填された状態で、印刷指令に基づいて、図示されない電源から圧電素子５０に電圧が印加される。初めは、インク貯留室３６の体積が拡大する向きに電圧が印加される（図３（ｂ））。
【００４２】
次いで、先ほどとは逆向きの電圧が印加されて、インク貯留室３６の体積が縮小する。インク貯留室３６の体積が縮小することによって、インク貯留室３６に蓄えられたインクが、ノズル３８からインク滴として噴出されて（図３（ｃ））、印刷用紙２４上にドットを形成する。
【００４３】
なお、本実施の形態に係るインクヘッド３２では、圧電素子５０が形成されている平面方向に変形するタイプであったが、圧電素子５０が形成されている平面と直交する方向に伸縮するタイプであっても良い。圧電素子５０が形成されている平面と直交する方向に伸縮するタイプでは、図４に示すように、圧電素子５０の片面５１ａを他の部材５２によって固定し、電圧の印加方向を変換することによって、圧電素子５０の他の片面５１ｂと共にインク貯留室３６の外壁５３が伸縮し、インク貯留室３６の体積を拡大したり（図４（ａ））、縮小したりする（図４（ｂ））。
【００４４】
次に、図５を用いて、インクカートリッジ３４の構造について説明する。
【００４５】
図５は、黒インクが充填されている黒インクカートリッジの実施例である。なお、シアン、マゼンタ、イエロー等のカラーインクが充填されている各カラーインクカートリッジも、基本的構造は同じである。
【００４６】
インクカートリッジ３４は、直方体形状のインク室４７と、インク室４７内の多孔体５４と、インク室４７上面に形成された通気孔５６と、インク室４７上面に貼着され通気孔を封止している通気栓５８と、インク室４７下面に形成されたインク栓６０と、インク室４７側面下部に形成された端子６２とから構成されている。気泡の流入を防止する等のため、出荷時には、インク室４７内は、インクカートリッジ３４の外部より低い圧力になっている。
【００４７】
多孔体５４は、直方体形状に形成された多孔質部材、たとえば、発泡ポリウレタン等から構成されていて、インクが含浸されている。インクカートリッジ３４の包装を開封して、通気栓５８を剥がすと、インク室４７とインクカートリッジ３４の外部とが、通気孔５６を通して連通する。この結果、大気がインク室４７内の多孔体５４の孔部にも進入し、含浸されているインクが、多孔体５４の外部６３に流出する。
【００４８】
本実施の形態に係るインクカートリッジ３４では、インクカートリッジ３４を包装から取り出した後、通気栓５８を剥がすことによって、通気孔５６が開通するが、インクカートリッジ３４の包装の一部を通気栓５８と兼用し、インクカートリッジ３４を包装から取り出すことによって、通気孔５６が開通するようにしても良い。また、包装と通気栓５８とをつなげておき、インクカートリッジ３４を包装から取り出すことによって、通気栓５８が剥がされ、通気孔５６が開通するようにしても良い。
【００４９】
通気栓５８は、インクを透過しないが、水蒸気や空気を透過する膜から構成されている。この構成によって、インクカートリッジ３４を包装する際に、包装内部を吸気することで、インク室４７内を再び脱気することができる。また、この構成によって、インクカートリッジ３４の流通過程において、インクが、インク室４７内からインク室４７外に漏れることがない。
【００５０】
インク栓６０は、中空管４８の被接続部となるもので、ゴム等の弾性体から形成されていて、インクカートリッジ３４をインクヘッド３２に装着する際に、中空管４８をインク室４７に差し込みやすくなっている。端子６２は、中空管４８との間の電気抵抗を測定することによって、インク室４７内のインクが空になったことを検出するためのものである。
【００５１】
次に、図６を参照しながら、インクカートリッジ３４をインクヘッド３２に装着する手順について説明する。
【００５２】
まず、インクジェット装置１０にインクカートリッジ３４を交換する指令を与えて、キャリッジ１２をキャッピング機構４０の上方に移動させる（Ｓ６１）。これは、インクジェット装置１０に設けられたスイッチ等を操作しても良いし、インクジェット装置１０に接続されたコンピュータから指示しても良い。また、キャリッジ１２の標準位置（ホームポジション）がキャッピング機構４０の上方に来るように、インクジェット装置１０を構成しても良い。
【００５３】
次いで、キャッピング機構４０を上昇させて、１つのインクヘッド３２の全てのノズル３８が、インクヘッド３２の外部から１つのキャップ４２に覆われるようにする（Ｓ６２）。この状態で、空になったインクカートリッジ３４を、インクヘッド３２から取り外す（Ｓ６３）。そして、新品のインクカートリッジ３４を包装から取り出し、通気栓５８を剥がし（Ｓ６４）、インク栓６０に中空管４８が刺さるようにインクヘッド３２に装着する（Ｓ６５）。
【００５４】
インクカートリッジ３４をインクヘッド３２に装着する、すなわち、中空管４８がインク栓６０を突き破ると同時に、キャップ４２に接続されているポンプ４４を作動させ、キャップ４２内の圧力を低下させ負圧とする（Ｓ６５）。
【００５５】
中空管４８への負荷が、インク栓６０の弾性力によって徐々に増加している最中に、負荷が急に減少するタイミングを検出して、ポンプ４４の動作を開始する。中空管４８への負荷が急に減少するタイミングが、中空管４８がインク栓６０を突き破ったときなので、このように負荷が急に減少するタイミングを検出してポンプ４４の動作を開始することによって、インクヘッド３２の装着とポンプ４４の作動、すなわち、インクヘッド３２の装着とキャップ４２内の圧力の低下の時間差を、ほぼなくすことができる。
【００５６】
たとえば、中空管４８に圧力センサを付属させることによって、中空管４８への負荷が減少するのを検出でき、また、たとえば、圧力センサとポンプ４４の動作スイッチを、制御器を介して接続しておくことによって、中空管４８への負荷が減少したら略同時にポンプ４４を作動させることができる。
【００５７】
このように、インクカートリッジ３４をインクヘッド３２に装着すると略同時に、キャップ４２内の圧力を低下させるため、インクカートリッジ３４の通気栓５８を剥がした後、すぐにインクヘッド３２に装着したときに生じるノズル３８の外部からインクヘッド３２の内部の方向に気泡を引き込む現象を、防ぐことができる。また、逆に、インクカートリッジ３４をインクヘッド３２に装着する前に、キャップ４２内の圧力を低下させてしまったときに生じる、中空管４８を介して外気をインクヘッド３２の内部に引き込むことによって生じる気泡が発生しない。
【００５８】
また、インクカートリッジ３４の装着時に使用するポンプ４４は、上述したノズル３８の吸引クリーニングにも使用するポンプ４４と兼用させている。このように兼用ポンプを使用することによって、既存のインクジェット装置に新しい吸引システムを付加しなくても、本実施の形態に係るインクカートリッジ３４の装着方法を行うことができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係るインクジェット装置１０では、ノズル３８をインクヘッド３２の外部から覆うキャップ４２内の圧力を低下させることによって、ノズル３８をインクヘッド３２の外部に向けて吸引したが、キャップ４２を用いず吸引機構を直接ノズル３８に接続して、ノズル３８をインクヘッド３２の外部に向けて吸引しても良い。
【００６０】
次に、図７および図８を用いて、第２の実施の形態に係るインクカートリッジのプリンタ装置への装着方法、プリンタ装置および本発明に係るインクカートリッジの実施の形態について説明する。図７は、第２の実施の形態におけるインクヘッド７２、本発明の実施の形態に係るインクカートリッジ７４および第２の実施の形態におけるキャッピング機構７５の構造を示す。なお、第１の実施の形態におけるプリンタ装置の全体構造、インクヘッド３２、インクカートリッジ３４およびキャッピング機構４０等と同じ構造部分については、説明を適宜簡略化または省略する。
【００６１】
インクヘッド７２は、インクを印刷用紙２４に向けて噴出するノズル７６と、インクカートリッジ７４から供給されたインクを蓄えるインク貯留室７８と、インクカートリッジ７４をインクヘッド７２に装着した際に、インク貯留室７８とインク室７９とを連通する先端が針状の第１接続部となる第１中空管８０と、キャッピング機構７５を上昇させたときに、キャッピング機構７５に設けられた差込管や第２接続部となる第２中空管８２が通過する円柱状の貫通孔８２と、電圧を印加すると変形してインク貯留室７８の体積を拡大または縮小するピエゾ素子等の圧電素子８３とを有する。なお、貫通孔８２は、複数の扇形形状の弾性体を組み合わせて構成される弁体８４，８５で塞がれている。
【００６２】
インクカートリッジ７４は、インクカートリッジ７４の外部よりも圧力が低く、直方体形状のインク室７９と、インク室７９内にあるインクが充填されている多孔体９２と、インク室７９上面に形成された通気孔９４と、インク室７９上面に貼着され通気孔９４を封止している通気栓９６と、インク室７９下面に形成されたインク栓９８と、インク室７９側面下部に形成された端子１００と、インク室７９と隣接し、インクカートリッジ７４の外部より圧力が低い直方体形状の負圧室１０２と、負圧室１０２内にあり廃インクを吸収するスポンジ体１０４と、負圧室１０２下面に形成された負圧栓１０６とから構成されている。
【００６３】
なお、負圧室１０２の圧力は、通気栓９６を剥がす前のインク室７９の負圧より低くされるのが好ましいが、インク室７９の負圧と同一としても良く、時には、インク室７９の負圧より高い負圧としても良い。
【００６４】
キャッピング機構７５は、上昇させることによってインクヘッド７２のノズル７６をインクヘッド７２の外部から覆うキャップ１０８と、キャップ１０８に接続されると共に、インクカートリッジ７４をインクヘッド７２に装着した際に、負圧室１０２とキャップ１０８とを連通する先端が針状の差込管や第２接続部となる第２中空管１１０とから構成される。なお、キャップ１０８の上端部の弾性体１１２の高さは、キャップ４２のそれよりも大きくなっている。
【００６５】
次に、図８を用いて、インクカートリッジ７４をインクヘッド７２に装着する手順について説明する。
【００６６】
まず、インクジェット装置１０にインクカートリッジ７４を交換する指令を与えて、インクヘッド７２をキャッピング機構７５の上方に移動させる（Ｓ８１）。次いで、キャッピング機構７５を少しだけ上昇させて、インクヘッド７２の下面７２ａに弾性体１１２がわずかに押圧するようにする（Ｓ８２）。この状態で、空になったインクカートリッジ７４を、インクヘッド７２から取り外す（Ｓ８３）。
【００６７】
そして、さらにキャッピング機構７５を上昇させて、第２中空管１１０の先端（最上端）を、第１中空管８０の先端（最上端）と略同一の高さにする（Ｓ８４）。一方で、新品のインクカートリッジ７４を包装から取り出し、通気栓９６を剥がし（Ｓ８５）、インク栓９８と負圧栓１０２が、それぞれ同時に第１、第２中空管８０，１１０に刺さるようにインクヘッド７２に装着する（Ｓ８６）。
【００６８】
上述のように、キャッピング機構７５の上昇を二段階に分けて行うのは、次の理由による。すなわち、空になったインクカートリッジ７４がインクヘッド７２に装着された状態で、第２中空管１１０の先端を第１中空管８０の先端と略同一の高さにすると、第２中空管１１０によって、インクカートリッジ７４が持ち上げられて、インクヘッド７２からインクカートリッジ７４が外れてしまうか、インクカートリッジ７４が外れないままキャッピング機構７５の上昇を妨害して、キャッピング機構７５の上昇駆動機構を故障させるおそれがあるからである。
【００６９】
なお、キャッピング機構７５を最も上昇させたときに、第２中空管１１０の先端を第１中空管８０の先端よりも低くなるように構成して、上述したインクカートリッジ７４の外れおよびキャッピング機構７５の上昇駆動機構の故障を防ぎつつ、一段階でキャッピング機構７５を上昇させる方法も考えられる。
【００７０】
しかし、第２中空管１１０の先端を第１中空管８０の先端と略同一の高さにすることで、新しいインクカートリッジ７４をインクヘッド７２に装着した際に、インク室７９とインク貯留室７８との連通と、負圧室１０２とキャップ１０８内との連通とを同時にできる。つまり、インクカートリッジ７４をインクヘッド７２に装着すると同時に、キャップ１０８内の圧力を低下させることができる。
【００７１】
なお、各実施の形態に係るインクジェット装置１０では、インクカートリッジ３４，７４は、直接、インクヘッド３２，７２に装着するタイプのものであったが、インクカートリッジ３４，７４としてのインクタンクを備え、インクタンクとインクヘッド３２，７２とをチューブでつないでいる、いわゆるインクシステムレスタイプのインクジェット装置であっても良い。
【００７２】
このようなインクシステムレスタイプのインクジェット装置では、インクタンクを交換する際に、脱気された新しいインクタンクのインク内にチューブを差し込むと同時に、インクヘッド３２，７２のノズル３８，７６をインクヘッド３２，７２の外部に向けて吸引する。
【００７３】
また、各実施の形態に係る各インクジェット装置１０はプリンタ装置であったが、プリンタ装置以外の、たとえば、半導体基板に、エッチング液を噴射してエッチングしたり、金属を噴射して電気回路を形成する等の、被処理体に液滴を噴出して、被処理体を処理する液滴噴出装置であっても、本発明に係る装着方法が使用できる。
【００７４】
また、上述の各実施の形態では、インクヘッド３２，７２にインクカートリッジ３４，７４を装着すると同時に、インクヘッド３２，７２に相殺負圧を付与しているが、全く同時とする必要はなく、気泡が生じない範囲内で、装着と相殺負圧付与とのタイミングをずらしても良い。このずらし時間は、０．５秒以内が好ましく、０．１秒以内とすることがさらに好ましい。
【００７５】
また、上述の第２の実施の形態では、キャップ１０８に流れてきた廃インクを吸収するスポンジ体１０４を負圧室１０２内に配置しているが、廃インクが負圧室１０２に流れ込まないようにすることによって、スポンジ体１０４を配置しないようにしても良い。廃インクが負圧室１０２に流れ込まないようにするには、負圧室１０２の内部で、負圧栓１０６の近傍に、空気を通すが、インク液を通さないフィルタを配置することが考えられる。
【００７６】
また、第２の実施の形態の変形例として、図９に示す構造を採用しても良い。すなわち、キャップ１０８には、接続管１２０を介してポンプ１１４が接続されており、接続管１２０の途中からは、分岐管１２２が分岐しており、分岐管１２２の途中には、負圧室１０２に蓄えられる廃インクの逆流を防止するバルブ１２４が設けられている。
【００７７】
分岐管１２２の分岐点と反対側の端部は、インクカートリッジ７４をインクヘッドに装着した際に、負圧室１０２を支持する支持台１２６に接続されている。支持台１２６の上面には、分岐管１２２と連通するように第２接続部１２８が設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、印刷用紙にインクを噴出して印刷するインクジェット方式のプリンタ装置に適用できる。さらに、本発明は、半導体基板等の微細処理などの液滴噴射装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタ装置の内部に設けられた主な構成部品を示す斜視図である。
【図２】図１のプリンタ装置のインクヘッド、インクカートリッジおよびキャッピング機構を示す側面模式図である。
【図３】図１のプリンタ装置のインクヘッドの構造とインクヘッドからインクが噴出される仕組みを示す断面模式図で、（ａ）はインク貯留室の体積が標準の状態のもの、（ｂ）はインク貯留室の体積が拡大した状態のもの、（ｃ）はインク貯留室の体積が縮小した状態のものである。
【図４】図１のプリンタ装置のインクヘッドからインクが噴出される他の仕組みを示す断面模式図で、（ａ）はインク貯留室の体積が拡大した状態のもの、（ｂ）はインク貯留室の体積が縮小した状態のものである。
【図５】図１のプリンタ装置のインクヘッドに装着されるインクカートリッジの構造を示す断面模式図である。
【図６】図１のプリンタ装置のインクヘッドに、インクカートリッジを装着する手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ装置のインクヘッド、インクカートリッジおよびキャッピング機構を示す断面の端面模式図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ装置のインクヘッドに、インクカートリッジを装着する手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態の変形例に係るプリンタ装置のインクヘッド、インクカートリッジおよびキャッピング機構を示す側面模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  インクジェット装置
３２  インクヘッド
３４  インクカートリッジ
３６  インク貯留室
３８  ノズル
４０  キャッピング機構
４２  キャップ
４４  ポンプ
４８  中空管（第１接続部）
５０  圧電素子
５４  多孔体
５６  通気孔
５８  通気栓
６０  インク栓（被接続部）
８０  第１中空管（第１接続部）
８２  第２中空管（差込管、第２接続部）
８４  貫通孔
１０２  負圧室
１０４  スポンジ体
１０６  負圧栓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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