(57)【要約】【課題】  部品の増加を招くことなく液体収容部に貯留している液体の攪拌を実現することができると共に、液体の攪拌に際して部品の衝突による騒音の発生もない良好な液体噴射装置を提供する。【解決手段】  インクジェット記録装置１は、印字ヘッド５を搭載して往復動するキャリッジ６の容器装着部６ａにインクカートリッジ４２ａ〜４２ｈが着脱可能に装着され、各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈの液体収容部４１に貯留されたインク３７を印字ヘッド５に供給する。容器装着部６ａは、キャリッジ６の往復動方向に対向する液体収容部４１の側壁４１ａ，４１ｂがキャリッジ６の往復動方向に対して傾斜した傾斜面となるように、各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈを傾斜状態に支持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射ヘッドを搭載して往復動するキャリッジの容器装着部に液体収容容器が着脱可能に装着され、前記液体収容容器の液体収容部に貯留された液体を前記前記液体噴射ヘッドに供給する液体噴射装置であって、
前記容器装着部は、前記キャリッジの往復動方向に対向する前記液体収容部の側壁が前記キャリッジの往復動方向に対して傾斜した傾斜面となるように、前記液体収容容器を傾斜状態に支持することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体収容容器は、前記容器装着部に装着された時の傾斜姿勢において前記液体収容部の底壁が水平となるように、前記底壁が前記側壁に対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記液体収容容器は、前記キャリッジの往復動方向における前記液体収容部の幅が、前記液体収容部の高さよりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記液体収容容器の液体収容部内に、大気開放された空気が収容されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記液体収容部内の液体が、顔料インクであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドを搭載して往復動するキャリッジの容器装着部に液体収容容器が着脱可能に装着され、前記液体収容容器の液体収容部に貯留された液体を前記前記液体噴射ヘッドに供給する液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置の一例として挙げられるインクジェット式記録装置は、インクカートリッジ（液体収容容器）に貯留するインク（液体）を印字ヘッド（液体噴射ヘッド）へ送り込み、この印字ヘッドにより用紙等の被記録体にインクを付着させ、所望の印刷を行うものである。
【０００３】
上述したインクジェット式記録装置に用いられるインクの種類には、染料系と顔料系があり、顔料系インクは溶媒中に顔料等の分散粒子を均一に分散させて混合されたものである。
このような顔料系インクは、長期間にわたって印刷が行われず、インク収容部（液体収容部）内においてインクが循環しない状態に置かれると、溶媒と分散粒子との比重差で分散粒子が沈降する性質がある。
【０００４】
そして、インクジェット式記録装置に装着されたインクカートリッジのインク収容部内で、分散粒子の沈降が進むと、インクカートリッジから装置に供給するインク濃度の変動により印刷不良や、印字ヘッドの目詰まり等の問題が発生する可能性がある。
そこで、顔料系インクを貯留するインクカートリッジでは、インク収容部内での分散粒子の沈降を防止するために、貯留しているインクを攪拌する工夫が必要となる。
【０００５】
従来、印字ヘッドと伴に往復動するキャリッジに搭載されるタイプのインクカートリッジは、インク収容部を区画形成する側壁がキャリッジの往復動方向に略直交する形態に形成されており、キャリッジの往復動時に作用する慣性力だけでは、貯留しているインクを十分に攪拌させることができない。
そこで、インク収容部に貯留しているインクを攪拌する機構として、インク収容部内のインクを強制的に流動させるポンプユニットをインクカートリッジに接続した構成のもの（例えば、特許文献１、特許文献２参照）、或いは、キャリッジの往復移動時の慣性によりインク収容部内を移動する攪拌移動体を備えた構成のもの（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−８４６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１９１３７号公報
【特許文献３】特開２００５−６６５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、インク収容部に貯留しているインクを攪拌する為にポンプユニットを使用する攪拌機構では、部品の増加等により液体噴射装置の大型化やコストアップを招くという問題が生じた。
また、キャリッジの往復移動時の慣性によりインク収容部内を移動する撹拌移動体を使用した攪拌機構では、撹拌移動体がインク収容部の側壁等に衝突することにより騒音が発生し、インクジェット式記録装置における動作音の増大を招くという問題が生じた。更に、インク収容部内に装填する攪拌移動体が必要となるので、部品点数が増加する。
【０００８】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、部品の増加を招くことなく液体収容部に貯留している液体の攪拌を実現することができると共に、液体の攪拌に際して部品の衝突による騒音の発生もない良好な液体噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、液体噴射ヘッドを搭載して往復動するキャリッジの容器装着部に液体収容容器が着脱可能に装着され、前記液体収容容器の液体収容部に貯留された液体を前記前記液体噴射ヘッドに供給する液体噴射装置であって、
前記容器装着部は、前記キャリッジの往復動方向に対向する前記液体収容部の側壁が前記キャリッジの往復動方向に対して傾斜した傾斜面となるように、前記液体収容容器を傾斜状態に支持することを特徴とする液体噴射装置により達成される。
【００１０】
上記構成によれば、液体収容部内に貯留された液体は、キャリッジの往復動に伴って作用する慣性で液体収容部を区画形成している側壁に向かって流動した際、キャリッジの往復動方向に対して傾斜している側壁と衝突する。液体収容部内の液体は、傾斜面となっている側壁との衝突では、キャリッジの往復動方向に対して垂直な従来の側壁との衝突と比較して、衝突時の運動エネルギーが傾斜面に沿う方向への流動に転換され易くなり、衝突自体での運動エネルギーの消耗が少なくなる。
【００１１】
そのため、傾斜した側壁との衝突により、該側壁の傾斜角に沿う流動方向の転換が生じ、この流動方向の転換によって、液体収容部内の液体を攪拌する対流が生じる。
即ち、傾斜面となっている側壁自体が、液体収容部内の液体を攪拌する攪拌機構としての機能を果たすため、攪拌用として特別にポンプユニットや攪拌移動体等を装備する必要がない。
従って、部品の増加を招くことなく液体収容部に貯留している液体の攪拌を実現することができ、しかも、攪拌移動体を用いないので、液体の攪拌に際して部品の衝突による騒音の発生もない。
【００１２】
尚、上記構成の液体噴射装置において、前記液体収容容器は、前記容器装着部に装着された時の傾斜姿勢において前記液体収容部の底壁が水平となるように、前記底壁が前記側壁に対して傾斜して設けられていることが望ましい。
このような構成によれば、底壁付近の液体は、キャリッジの往復動に伴う慣性で底面に沿う水平方向に移動し易くなり、傾斜した側壁に衝突するまでに、水平方向への流動により大きな運動エネルギーを貯えて側壁への衝突時の流動方向の転換が得られ易くなるため、沈降が進んだ底壁付近の沈降部分の攪拌作用を高めることができる。
【００１３】
また、上記構成の液体噴射装置において、前記液体収容容器は、前記キャリッジの往復動方向における前記液体収容部の幅が、前記液体収容部の高さよりも小さいことが望ましい。
このような構成によれば、傾斜した側壁の高さ方向の領域を大きく設定し、液体が傾斜面に衝突する時の対流・攪拌力を増大させることができるので、大きな攪拌作用を得ることが可能になる。
【００１４】
また、上記構成の液体噴射装置において、前記液体収容容器の液体収容部内に、大気開放された空気が収容されることが望ましい。
このような構成によれば、傾斜した側壁へ衝突した液体が対流を起こし易くなり、対流による攪拌作用が十分に得られるようになる。
【００１５】
また、上記構成の液体噴射装置において、前記液体収容部内の液体が、顔料インクであることが望ましい。
このような構成によれば、時間の経過により沈降し易い顔料インクであっても、効果的に攪拌することができ、液体噴射ヘッドに供給される液体の濃度のバラツキを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る液体噴射装置では、液体収容部内に貯留された液体が、キャリッジの往復動に伴って作用する慣性で、傾斜した側壁に衝突して対流を起こすことにより、攪拌がなされるものである。
そこで、キャリッジの容器装着部により傾斜状態に支持された液体収容容器の側壁自体が、液体収容部内の液体を攪拌する攪拌機構としての機能を果たすため、攪拌用として特別にポンプユニットや攪拌移動体等を装備する必要がない。
従って、部品の増加等による液体噴射装置の大型化やコストアップを防止しつつ、液体噴射装置に供給する液体の濃度変化を防止することができると共に、動作音の増大を防止することができる良好な液体噴射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る液体噴射装置を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る液体噴射装置の概略構成を示す全体斜視図、図２は図１に示した液体噴射装置における液体収容容器の正面斜視図、図３は図１に示したキャリッジの容器装着部による容器支持状態を示す概略断面図、図４は従来の液体噴射装置におけるキャリッジの容器装着部による容器支持状態を示す概略断面図である。
【００１８】
図１に示したように、本実施形態のインクジェット式記録装置（液体噴射装置）１は、記録用紙２を用紙搬送方向Ｙに送る紙送りモータ３と、プラテン４と、印字ヘッド（液体噴射ヘッド）５を搭載したキャリッジ６と、キャリッジ６を用紙幅方向Ｘに往復移動させるキャリッジモータ７とを備えている。
【００１９】
キャリッジ６は、キャリッジモータ７に駆動される牽引ベルト１１によって牽引され、ガイドレール１２に沿って移動する。キャリッジ６には、印字ヘッド５のほかに、カートリッジ装着部（容器装着部）６ａが設けられている。この容器装着部６ａには、印字ヘッド５に供給される各色のインクを収容した液体収容容器としてのインクカートリッジ４２ａ〜４２ｈが装着されている。各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈは、貯留するインクが異なるだけで、容器としての構造は共通である。
【００２０】
キャリッジ６のホームポジション（図１の右側の位置）には、停止時に印字ヘッド５のノズル面を密閉するためのキャッピング装置１５が設けられている。印刷ジョブが終了して、キャリッジ６がこのキャッピング装置１５の上まで到達すると、図示しない機構によってキャッピング装置１５が自動的に上昇して、印字ヘッド５のノズル面を密閉する。このキャッピングにより、ノズル内のインクの乾燥が防止される。
【００２１】
次に、各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈの構造について説明する。
図２に示した本実施形態に係る各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈは、公知の構造のインクカートリッジであり、インクを貯留する液体収容部４１を有したカートリッジ本体２１の外面に、液体収容部４１に連通したインク供給部２３、記憶手段２５、係合レバー２７が装備されている。
【００２２】
インク供給部２３は、カートリッジ本体２１の下面に装備されており、図４に示すように、各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈがキャリッジ６の容器装着部６ａに装着された際に、容器装着部６ａに装備されたインク供給針１６が挿入される。その結果、各カートリッジ本体２１の液体収容部４１内のインク３７が、各インク供給路１７を介して印字ヘッド５へ供給可能になる。
記憶手段２５は、インクの種類や消費履歴等のデータを保存する記憶回路である。また、係合レバー２７は、容器装着部６ａ側の係合部と係合することで、カートリッジ本体２１を容器装着部６ａに固定する。
【００２３】
各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈのカートリッジ本体２１は、図３及び図４に示すように、互いに直交する６つの壁面により略直方体状の液体収容部４１を形成している。また、本実施形態の各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈは、所謂大気開放型のカートリッジであり、液体収容部４１にはカートリッジ本体２１の壁部に貫通形成された不図示の大気連通孔が接続され、収容部内のインクの消費に応じて、大気開放された空気３４が液体収容部４１に収容（導入）される。
【００２４】
そして、本実施形態のインクジェット式記録装置１におけるキャリッジ６の容器装着部６ａは、キャリッジ６の往復動方向Ｘに対向する液体収容部４１の一対の側壁４１ａ，４１ｂがキャリッジ６の往復動方向に対して傾斜するように、各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈを傾斜状態に支持している。
また、傾斜状態に支持された各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈの各液体収容部４１は、不図示の連絡流路及び流量制御手段を介してインク供給部２３に連通させられており、液体収容部４１に貯留されているインクがインク供給部２３を介して印字ヘッド５に供給される。
【００２５】
なお、図５に示すように従来のインクジェット式記録装置では、キャリッジ１００に装備される容器装着部１００ａは、上記インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈを直立状態に支持するものであり、キャリッジ１００の往復動方向Ｘに対向する液体収容部４１の一対の側壁４１ａ，４１ｂがキャリッジ１００の往復動方向に対して直交している。
【００２６】
図６は、図５に示したインクカートリッジ４２ａの従来の取り付け姿勢の場合に、キャリッジ１００の往復動によって作用する慣性の影響で液体収容部４１内のインクが流動する状態を示している。
従来のインクカートリッジ４２ａの支持姿勢では、液体収容部４１内に貯留された顔料インクであるインク３７は、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、キャリッジ１００が往路（矢印Ｄ方向）を移動するとき、及び復路（矢印Ｅ方向）を戻るときのいずれにおいても、キャリッジ１００の往復動に伴って作用する慣性で液体収容部４１内のインク３７が流動して側壁４１ａ，４１ｂに衝突しても、衝突自体で運動エネルギーの大半を消費してしまい、液体収容部４１内のインク３７には大きな対流ができない。そこで、インク３７の上清部分３７ａ及び沈降部分３７ｂには、対流による攪拌が生じない。
【００２７】
これに対して、本実施形態におけるインクカートリッジの支持姿勢では、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、キャリッジ６が往路（矢印Ｆ方向）を移動するとき、及び復路（矢印Ｇ方向）を戻るときのいずれにおいても、キャリッジ６の往復動に伴って作用する慣性でキャリッジ６の移動方向と逆側に流動するインク３７の上清部分３７ａ及び沈降部分３７ｂは、傾斜した側壁４１ａ，４１ｂに衝突した際に、衝突自体で消費される運動エネルギーが小さくて済み、流動方向を転換して勢いの良い対流を作るので、液体収容部４１内のインク３７は対流による攪拌が可能になる。
【００２８】
即ち、本実施形態のインクジェット式記録装置１では、傾斜した側壁４１ａ，４１ｂ自体が、液体収容部４１内のインク３７における分散粒子の沈降を解消する攪拌機構としての機能を果たすため、攪拌用として特別にポンプユニットや攪拌移動体等を装備する必要がない。
そこで、部品の増加を招くことなく液体収容部４１に貯留しているインク３７の攪拌を実現することができ、しかも、攪拌移動体を用いないので、インク３７の攪拌に際して部品の衝突による騒音の発生もない。
【００２９】
従って、部品の増加等によるインクジェット式記録装置１の大型化やコストアップを防止しつつ印字ヘッド５に供給するインク３７の濃度変化を防止することができ、さらに、動作音の増大を防止することもできる。そこで、インク３７が時間の経過により沈降し易い顔料インクであっても、効果的に攪拌することができ、インクジェット式記録装置１に供給されるインク３７の濃度のバラツキを抑えることができる。
【００３０】
さらに、本実施形態のインクジェット式記録装置１に係る各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈの場合、大気開放された液体収容部４１内には空気３４が収容されるため、液体収容部が気密構造にされるタイプのインクカートリッジと比較すると、傾斜した側壁４１ａ，４１ｂへ衝突したインク３７が対流を起こし易くなり、対流による攪拌作用が十分に得られるようになる。
【００３１】
また、本実施形態に係る各インクカートリッジ４２ａ〜４２ｈの場合、キャリッジ６の往復動方向Ｘにおける液体収容部４１の幅が、液体収容部４１の高さよりも小さく設定されている。
そこで、傾斜した側壁４１ａ，４１ｂの高さ方向の領域を大きく設定し、インク３７が側壁４１ａ，４１ｂに衝突する時の対流・攪拌力を増大させることができるので、大きな攪拌作用を得ることが可能になる。
【００３２】
なお、本実施形態のインクジェット式記録装置１の容器装着部６ａに装着される液体収容容器は、上記実施形態に係るインクカートリッジ４２ａ〜４２ｈの構成に限らず、図８及び図９に示すインクカートリッジ４４ａ〜４４ｈのように、容器装着部６ａに装着された時の傾斜姿勢において液体収容部４５の底壁４５ｃが水平となるように、底壁４５ｃが側壁４５ａ，４５ｂに対して傾斜して設けられた構成とすることもできる。
【００３３】
このような構成にすると、底壁４５ｃ付近のインク３７は、キャリッジ６の往復動に伴う慣性で、液体収容部４５の底面に沿う水平方向に移動し易くなり、傾斜した側壁４５ａ，４５ｂに衝突するまでに、水平方向への流動により大きな運動エネルギーを貯えることができ、側壁４５ａ，４５ｂへの衝突時の流動方向の転換が得られ易くなる。
そのため、本実施形態のインクジェット式記録装置１とインクカートリッジ４４ａ〜４４ｈとを併用することで、沈降が進んだ底壁４５ｃ付近の沈降部分の攪拌作用を高めることができる。
【００３４】
更に、本発明の液体噴射装置は、上記実施形態に示したインクジェット式記録装置１に限らない。
溶媒中に分散粒子が存在する液体等を噴射する液体噴射ヘッドが、往復動するキャリッジ上に備えられ、前記キャリッジに前記液体を貯留した液体収容容器が装備される各種の液体噴射装置に適用可能である。
具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体噴射装置の概略構成を示す全体斜視図である。
【図２】図１に示した液体噴射装置における液体収容容器の正面斜視図である。
【図３】図１に示したキャリッジの容器装着部による容器支持状態を示す概略断面図である。
【図４】図３に示した容器装着部の要部拡大図である。
【図５】従来の液体噴射装置におけるキャリッジの容器装着部による容器支持状態を示す概略断面図である。
【図６】図５に示した液体収容容器に貯留された液体の挙動を示す断面図であり、（ａ）はキャリッジが静止している状態の断面図、（ｂ）はキャリッジが矢印Ｄ方向に移動している状態の断面図、（ｃ）はキャリッジが矢印Ｅ方向に移動している状態の断面図である。
【図７】図３に示した液体収容容器に貯留された液体の挙動を示す断面図であり、（ａ）はキャリッジが静止している状態の断面図、（ｂ）はキャリッジが矢印Ｆ方向に移動している状態の断面図、（ｃ）はキャリッジが矢印Ｇ方向に移動している状態の断面図である。
【図８】図１に示した液体噴射装置で使用される液体収容容器の変形例を示す概略断面図である。
【図９】図８に示した容器装着部の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、５…印字ヘッド（液体噴射ヘッド）、６…キャリッジ、６ａ…容器装着部、１６…インク供給針、１７…インク供給路、４２…インクカートリッジ（液体収容容器）、２１…カートリッジ本体、２３…インク供給部、３４…空気、３７…インク（液体）、３７ａ…上清部分、３７ｂ…沈降部分、４１…液体収容部、４１ａ，４１ｂ…側壁、４２ａ〜４２ｈ…インクカートリッジ
【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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