JP2015212103A - 液体供給装置および液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録装置の外部に配置されたインクタンク（外部液体収容体）と接続されたサブタンク（接続体）を装着し、インクタンクから噴射ヘッドへとインクを供給する場合であっても良好なインク噴射特性を得ることができる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】本発明の液体噴射装置は、液体を収容する液体収容体２６を着脱可能なキャリッジ２と、キャリッジ２に搭載され、液体を噴射するノズルＮＺを有する記録ヘッド（噴射ヘッド）１０と、インクカートリッジ（液体収容体）２６の着脱状態を検出する検出部ＳＷと、検出部ＳＷによるインクカートリッジ２６の着脱状態の検出結果に基づいて記録ヘッド１０に対するメンテナンスを実行するメンテナンス部と、を備えた液体噴射装置であって、記録ヘッド１０に、インクカートリッジ２６に設けられたインク吸収体（液体吸収体）２８と接触可能に配置されたフィルター３１を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体噴射装置に関するものである。

従来、液体噴射装置として、記録媒体上を走査するキャリッジに噴射ヘッドおよびカートリッジを配置し、カートリッジから供給されるインク（液体）を噴射ヘッド（記録ヘッド）から記録媒体に噴射することで所望の印字処理を行うインクジェット式記録装置が知られている。このようなインクジェット式記録装置における噴射ヘッド及びカートリッジの接続手法としてはインク供給針を介したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、キャリッジ上に装着されるカートリッジの代わりに、記録装置の外部に配置された外付けタンクと可撓性の供給経路を介して接続された接続体をキャリッジ上に装着し、接続体を噴射ヘッドのインク供給針と接続することにより、外付けタンクから噴射ヘッドへとインクを供給する手法も考えられる。

特開２００２−２００７７２号公報

上述したようなインク供給針を介した接続方法では、噴射ヘッド内のインク流路内に外部からの異物などを捕集するためのフィルターを配置する必要がある。このフィルターはインクが通過することによりフィルターで発生する圧力損失を小さくするために、ある程度の面積が必要であり、その結果、インク供給針とフィルターの間のフィルター上方に形成される拡幅インク経路で成長する気泡を排出するための吸引動作等といったメンテナンス作業を行う必要がある。
通常、カートリッジをキャリッジ上に装着するタイプのインクジェット記録装置では、カートリッジが交換されるタイミングで、拡幅インク経路で成長した気泡を排出するためのメンテナンス動作（交換クリーニング）が自動的に実施される。

しかし、このインクジェット記録装置のカートリッジの代わりに接続体を装着して上述したような外付けタンクから噴射ヘッドへとインクを供給する手法を採用した場合、接続体は一度装着すると交換されないため、交換クリーニングが自動的に実行されず拡幅インク経路で成長した気泡による吐出不良等が回復しないといった課題が発生する。
そこで、キャリッジ上に装着されるカートリッジの代わりに、接続体をキャリッジ上に装着し、外付けタンクから噴射ヘッドへとインクを供給する手法を採用した場合であっても良好なインク噴射特性を得ることができる新たな技術の提供が望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、通常、装着されるカートリッジ（液体収容体）の代わりに、記録装置の外部に配置されたインクタンク（外部液体収容体）と接続されたサブタンク（接続体）を装着し、インクタンク（外部液体収容体）から噴射ヘッドへとインクを供給する手法を採用した場合であっても良好なインク噴射特性を得ることができる液体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明の液体噴射装置は、液体を収容する液体収容体または液体を収容する外部液体収容体と可撓性の液体経路で接続された接続体を着脱可能なキャリッジと、前記キャリッジに搭載され、前記液体を噴射するノズルを有する噴射ヘッドと、前記液体収容体の着脱状態を検出する検出部と、前記検出部による前記液体収容体の着脱状態の検出結果に基づいて前記噴射ヘッドに対するメンテナンスを実行するメンテナンス部と、を備えた液体噴射装置であって、前記噴射ヘッドに、前記液体収容体および前記接続体に設けられた液体吸収体と接触可能に配置されたフィルターを備えることを特徴とする。

この構成によれば、メンテナンス部は、検出部によって液体収容体の着脱状態を検出できるので、検出結果に基づいて液体収容体が交換されるタイミングで噴射ヘッドに対するメンテナンスを実行することができる。また、噴射ヘッドに、液体収容体および接続体に設けられた液体吸収体と接触可能に配置されたフィルターを備えたので、供給針を介した接続方法を採用した場合に必要となる噴射ヘッド内のフィルターおよびフィルター上方に形成される拡幅液体経路が不要となる。その結果、噴射ヘッド内の液体経路から気泡を排出するための吸引動作等といったメンテナンスを行う頻度を低減することができるので、液体収容体の代わりに外部液体収容体と可撓性の液体経路で接続された接続体を装着し、外部液体収容体から噴射ヘッドへと液体を供給する手法を採用した場合であっても良好な液体噴射特性を得ることができる。

前記メンテナンス部は、前記検出結果に基づいて算出された前記液体収容体が脱抜された状態での経過時間が、所定時間を超えた場合にメンテナンス動作を実行する構成としてもよい。
また、前記メンテナンス部は、吸引力を付与することで前記噴射ヘッドの前記ノズルから前記液体を排出させるキャッピング機構を含み、前記液体収容体が脱抜された状態での経過時間に応じて前記メンテナンス時における前記キャッピング機構の吸引力または前記ノズルから排出させる前記液体の量を変化させる構成としてもよい。
この構成によれば、メンテナンス部は、検出結果に基づいて算出された液体収容体が脱抜された状態での経過時間に応じてメンテナンス時におけるキャッピング機構に作用させる吸引力またはノズルから排出させる液体の量を変化させることができるので、無駄なメンテナンス動作や無駄な液体の排出をすることなく、良好な液体噴射特性を得ることができる。

本発明の液体噴射装置は、液体を収容する外部液体収容体を着脱可能な外部液体収容体保持部と、前記外部液体収容体保持部と可撓性の液体経路で接続され、前記キャリッジに装着された状態において、前記噴射ヘッドの前記フィルターと接触可能に配置された液体吸収体を備える接続体と、を備える構成としてもよい。
この構成によれば、外部液体収容体から噴射ヘッドへと液体を供給する手法を採用した液体噴射装置においても、良好な液体噴射特性を得ることができる。

前記接続体が前記キャリッジに装着された状態における前記液体吸収体の前記フィルターとの接触部の位置は、鉛直方向において、前記外部液体収容体保持部に装着された状態における前記外部液体収容体内の前記液体の圧力水頭に相当する位置より高い構成としてもよい。
この構成によれば、接続体をキャリッジに着脱する場合や接続体のキャリッジへの装着が不完全な状態で、衝撃等により液体吸収体の前記フィルターとの接触部の気液界面に形成されるメニスカスが壊れたとしても液体吸収体から液体が漏出して装置内や周囲を汚染することを防止することができる。

第１実施形態に係るプリンターの概略構成を示す図。 第１実施形態に係るヘッドユニットにおけるインク供給経路の構成を示す図。 ヘッドユニットの要部である記録ヘッドの構成を示す図。 プリンターの電気的な構成を示すブロック図。 実施形態に係るプリンターがメンテナンス作業を実行するか否かを判定する際に用いる条件の一例を示す図。 メンテナンス作業の判定ステップを示すフロー図。 第２実施形態に係るプリンターの概略構成を示す図。 第２実施形態に係るヘッドユニットにおけるインク供給経路の構成およびインク供給機構ＩＳを示す図。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせている。以下の実施形態では液体噴射装置に係るインクジェット式プリンター（以下、プリンターと称す）を例に挙げて説明する。

図１は第１実施形態に係るプリンターの概略構成を示す図である。
プリンター（液体噴射装置）１は、図１に示すようにガイド軸３に移動可能に取り付けられたヘッドユニット（キャリッジ）２を有する。

ヘッドユニット（キャリッジ）２は、駆動プーリー４と遊転プーリー５との間に掛け渡されたタイミングベルト６に接続されている。そして、駆動プーリー４は、駆動モーター７の回転軸に接合されている。このため、ヘッドユニット（キャリッジ）２は、駆動モーター７が駆動すると記録媒体８の幅方向（主走査方向）に移動する。

そして、ガイド軸３の下方には、このガイド軸３と平行に紙送りローラー１１が配置されている。この紙送りローラー１１は、記録媒体８の搬送時において、紙送りモーター１２からの駆動力によって回転される。これにより記録媒体８は長さ方向（副走査方向）に搬送されつつ、印刷処理が行われるようになっている。

ヘッドユニット（キャリッジ）２の移動範囲で記録領域の外側にはホームポジションが設定されており、印刷動作の待機時等において記録ヘッド（噴射ヘッド）１０は、このホームポジションに位置付けられる。

このホームポジションには、記録ヘッド１０に対してメンテナンス処理を行うメンテナンス装置（メンテナンス部）１３が配置されている。このメンテナンス装置１３は、非記録状態において記録ヘッド１０のノズル面を封止可能なキャッピング機構１４により構成されている。

キャッピング機構１４は記録ヘッド１０におけるノズルＮＺが形成されたノズル形成面１０ａに当接することでノズル形成面１０ａの周辺を減圧し、ノズルＮＺからインクを強制的に排出させる吸引処理を行うためのものである。なお、メンテナンス装置１３は、キャッピング機構１４の他、吸引処理後のノズル形成面１０ａを払拭するワイピング部材１５を有している。

図２は第１実施形態に係るヘッドユニット２におけるインク供給経路の構成を示す図である。また、図３はヘッドユニット２の要部である記録ヘッド１０の構成を示す図である。
図２に示すように、ヘッドユニット（キャリッジ）２は、カートリッジユニット９、記録ヘッド１０、カートリッジユニット９側から記録ヘッド１０側にインクを供給するインク供給部（液体供給部）１７を備えている。記録ヘッド１０は、ヘッドケース１８、流路ユニット１９及びアクチュエータユニット２０を備えている。

カートリッジユニット９は、カートリッジホルダー部２７、及び該カートリッジホルダー部２７に搭載される複数のインクカートリッジ（液体収容体）２６を備える。カートリッジホルダー部２７には複数のインクカートリッジ２６が着脱可能に取り付けられている。インクカートリッジ２６は、インク液、即ち、液体状のインク（液体）を貯留するインク貯留室２６ａを主体に構成されている。インク貯留室２６ａにはインク吸収体（液体吸収体）２８が設けられている。インク吸収体（液体吸収体）２８は、インク貯留室２６ａ内に収容されるインクに接触することで表面にインクが染みだした状態となっている。このインク吸収体（液体吸収体）２８としては、表面（気液界面）にメニスカスを形成可能な部材が適用でき、ポリエチレンやポリプロピレンの発泡体樹脂のような多孔質部材や不織布などが採用できる。

具体的に本実施形態ではインクカートリッジ２６は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の色インクをそれぞれ収容している。これにより、記録ヘッド１０から記録媒体８に対して４色のインクを噴射可能となっている。

また、カートリッジホルダー部２７には、インクカートリッジ２６の着脱状態を検出する検出部ＳＷ（不図示）が設けられている。検出部ＳＷとしては、インクカートリッジ２６がカートリッジホルダー部２７に在るかどうかが検出できれば種々の方法が採用可能であり、例えば、カートリッジホルダー部２７のそれぞれのインクカートリッジ２６に対応する位置に、接点スイッチや反射型のフォトセンサーを配置してインクカートリッジ２６の有無を検出しても良い。インクカートリッジ２６側に収容されているインクに関する情報を格納した記憶素子を含む回路基板を備えている場合には、カートリッジホルダー部２７のそれぞれのインクカートリッジ２６に対応する位置に配置した電気的な接点コネクターを介してインクに関する情報が入手可能かどうかまたは電気的な接続がされているかによってインクカートリッジ２６の有無を検出しても良い。

インク供給部１７は、インクカートリッジ２６に設けられた上記インク吸収体２８と、記録ヘッド１０のインク導入路２３内に設けられるフィルター部（フィルター）３１とから構成される。フィルター部３１はインクが通過可能なメッシュ状部材から構成されるものである。このフィルター部（フィルター）３１としては、小孔が形成された金属製の薄板部材や金属製の線材を綾たたみにしたものが適用できる。なお、インク導入路２３はインクカートリッジ２６側から供給されたインクが流れる記録ヘッド１０のインク流路を構成するものである（図３参照）。

フィルター部３１はインクカートリッジ２６がカートリッジホルダー部２７に取り付けされた際、インク吸収体２８に接触する位置に配置されている。具体的にフィルター部３１はインク導入路２３の入口２３ａに配置されており、該入口２３ａは他の流路部分に対して幅の広い拡幅部となっている。尚、フィルター部３１は、記録ヘッド１０のインク流路内に外部からの異物などを捕集するためのフィルターとしても機能するため、別途フィルターおよびフィルター上方に必要となる拡幅部を設ける必要がない。

フィルター部３１は、インクカートリッジ２６のインク吸収体２８に接触することでインクパック２６ａ内とインク導入路２３内とを連通させることができる。これにより、インクパック２６ａ内からインク導入路２３を介して記録ヘッド１０にインクを供給し、記録ヘッド１０のノズルＮＺ（図３参照）からインクを吐出可能となっている。

図３に示すように、ヘッドケース１８は、合成樹脂などを用いて形成されている。ヘッドケース１８は、例えば中空部を有するように箱型に形成されている。ヘッドケース１８の下端面には、流路ユニット１９が接合されている。ヘッドケース１８の内部に形成された中空部３７内には、アクチュエータユニット２０が収容されている。

ヘッドケース１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路２５が設けられている。
ケース流路２５の上端は、パッキン２４を介してインク導入路２３に連通されている。ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通されている。このため、インク供給部１７から導入されたインクは、インク導入路２３及びケース流路２５を通じて共通インク室４４側に供給されるようになっている。

アクチュエータユニット２０は、例えば櫛歯状に配置された複数の圧電振動子３８と、当該圧電振動子３８を保持する固定板３９と、圧電振動子３８に対して制御装置１０６からの駆動信号を供給するフレキシブルケーブル４０とを有している。

圧電振動子３８は、図中下側端部が固定板３９の下端面から突出するように固定されている。このように、各圧電振動子３８は、所謂片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。各圧電振動子３８を支持する固定板３９は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。固定板３９のうち例えば圧電振動子３８の固定された面とは異なる面が中空部３７を区画するケース内壁面に接着されている。

流路ユニット１９は、振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３を有している。振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３は、積層された状態で接着されている。流路ユニット１９は、共通インク室４４からインク供給口４５、圧力室４６を通り、ノズルＮＺに至るまでの一連のインク流路（液体流路）を構成している。圧力室４６は、ノズルＮＺの配列方向（ノズル列方向）に対して直交する方向が長手方向となるように形成されている。

共通インク室４４は、ケース流路２５に接続されている。共通インク室４４には、インク導入路２３側からのインクが導入される室である。また、共通インク室４４は、インク供給口４５に接続されている。共通インク室４４に導入されたインクは、当該インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配されるようになっている。

ノズル基板４３は、流路ユニット１９の底部に配置されている。ノズル基板４３には、記録媒体８に形成される画像などのドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズルＮＺが形成されている。ノズル基板４３としては、例えばステンレス鋼などの金属製の板材が用いられる。ノズル基板４３の下面は複数のノズル開口が形成されたノズル形成面１０ａを構成する。

図４は、プリンター１の電気的な構成を示すブロック図である。プリンター１は、プリンター１全体の動作を制御する制御装置１０６を備えている。
制御装置１０６には、プリンター１の動作に関する各種情報を入力する入力装置１００、プリンター１の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置１０１などが接続されており、前述した紙送りモーター１２や、記録ヘッド１０を駆動する駆動モーター７が接続されている。
また、制御装置１０６は駆動信号発生器６２を介して圧電振動子３８に駆動信号を印加し、ノズルＮＺから所定量のインクを吐出させる制御を行うようになっている。また、制御装置１０６はメンテナンス装置１３のキャッピング機構１４等を制御するようになっている。

ところで、プリンター１においてはインク貯留室２６ａのインクが無くなった場合、インクカートリッジ２６の交換作業が行われる。このとき、インクカートリッジ２６がカートリッジホルダー部２７から取り外されると、インク供給部１７の一方をなすインク導入路２３の入口２３ａに設けられたフィルター部３１が外気に曝されることとなる。フィルター部３１は外気に曝されると表面からインクが蒸発する。本実施形態に係るインク供給部１７は、従来のプリンターにおいて採用されるインク供給針の方式に比べてフィルター部３１の解放面積が大きい。そのため、インクカートリッジ２６の交換時にインクの蒸発が生じやすい。

フィルター部３１の表面からインクが蒸発することは、インク導入路２３及び該インク導入路２３が連通する内部流路（ケース流路２５、共通インク室４４、インク供給口４５、及び圧力室４６等）内のインクも蒸発することを意味する。すなわち、フィルター部３１の表面からインクが蒸発することは、フィルター部３１とノズルＮＺとの間におけるインク流路内のインクが蒸発することと換言することができる。

このようにインクが蒸発すると記録ヘッド１０（ノズルＮＺ）内の圧力（内圧）が上昇する。ノズルＮＺの内圧がインクメニスカスの耐圧を超えた場合、ノズルＮＺのインクメニスカスが破壊される。メニスカスが破壊された場合、メニスカスを回復させるためにメンテナンス装置１３によるメンテナンス作業を行う必要が生じる。

一方、ノズルＮＺの内圧がインクメニスカスの耐圧を超えていない場合、インクメニスカスが破壊されないため、上述したメンテナンス作業を行う必要は無い。すなわち、プリンター１は、インクカートリッジ２６の交換作業に伴ってフィルター部３１からインクの蒸発が生じる場合であっても、ノズルＮＺの内圧がインクメニスカスを破壊しない圧力となるまではインクの蒸発を許容し、メンテナンス装置１３によるメンテナンス作業を不要とすることができる。

本実施形態に係るプリンター１は、インクカートリッジ２６の交換に伴い、フィルター部３１でのインク蒸発量がノズルＮＺのインクメニスカスが破壊される蒸発量を超えた場合にメンテナンス装置１３によるメンテナンス作業を実行するようになっている。これによればメンテナンス作業を必要な時に適切に実行することができ、メンテナンスによってインクを無駄にすることが無い。

プリンター１は、検出部ＳＷで検出されたインクカートリッジ２６の着脱状態の検出結果に基づいて算出したインクカートリッジ２６が取り外されている時間に基づいてフィルター部３１からインクの蒸発量に関する情報を取得する。インクカートリッジ２６が取り外されている時間とインクの蒸発量との関係を規定した条件は、例えばフィルター部３１の表面積、インク流路の体積、インクの種類、外部環境条件（温度、湿度）等をパラメーターとした実験やシミュレーションを予め行うことで算出することができる。

図５は本実施形態に係るプリンター１がメンテナンス作業を実行するか否かを判定する際に用いる条件の一例を示すものである。図５においてカートリッジ取り外し時間が５分未満の場合とは、インク蒸発量がインクメニスカスを破壊する程度の蒸発量に到達していないことを意味する。また、図５においてカートリッジ取り外し時間が５分以上３０分未満の場合とは、インク蒸発量がインクメニスカスを破壊する蒸発量を超えていることを意味する。また、図５においてカートリッジ取り外し時間が３０分以上の場合とは、インク蒸発量がインクメニスカスを破壊する蒸発量を超えており、且つインク流路内のインクの多くが蒸発していることを意味する。

メンテナンスモード１とはキャッピング機構１４を用い、弱い吸引力によって吸引動作を行うものである。また、メンテナンスモード２とはキャッピング機構１４を用い、強い吸引力によるチョーク吸引等を行うものである。

このような構成に基づき、プリンター１はインクカートリッジ２６が取り外されている時間を計測することでインク蒸発量を推定し、ノズルＮＺのインクメニスカスの状態を把握することが可能となっている。よって、プリンター１はメンテナンス装置１３によるメンテナンス作業を実行するか否か及びメンテナンス作業の種類を判定できるようになっている。

次に、前記構成のプリンター１の動作を説明する。なお、以下の説明では本願の特徴部分であるメンテナンス動作を主体に説明する。
制御装置１０６は、印字開始のジョブ指令が入力されると紙送りモーター１２を駆動し、記録媒体８を搬送しつつ、駆動信号発生器６２を介して圧電振動子３８に電圧を印可することで記録ヘッド１０を駆動させる。これにより、記録ヘッド１０は、紙送りモーター１２によって直下に搬送された記録媒体８の所定位置にノズルＮＺからインクを吐出することで所望の印字処理を行うことができる。

プリンター１は、印字処理中においてインクカートリッジ２６から記録ヘッド１０にインクを供給している。これにより、プリンター１は記録媒体８に対して連続的にインクを噴射することで印字処理を継続することができる。

印字処理を継続するとインクパック２６ａ内のインクが終了する。この場合、インクカートリッジ２６を交換する必要がある。プリンター１はインクカートリッジ２６がカートリッジホルダー部２７から取り外されると上述のようにカートリッジの取り外し時間から算出されるインクの蒸発量に基づいてメンテナンス作業を実行するか否かを判定するステップを行う。

図６はメンテナンス作業の判定ステップを示すフロー図である。
図６に示されるように、インクカートリッジ２６が取り外されると、プリンター１はカートリッジの取り外し時間を計測する。そして、図５に示した条件に基づいてカートリッジの取り外し時間からインク蒸発量に関するデータを取得する（ステップＳ１）。

プリンター１は取得したインク蒸発量に関するデータからインク蒸発量が所定値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的に本実施形態では、プリンター１がインクカートリッジ２６の取り外しが５分未満であるか否かを判定する。

ここで、カートリッジの取り外し時間が５分以上である場合、プリンター１はインク蒸発量がインクメニスカスを破壊する蒸発量を超えたと判断する。そして、プリンター１はメンテナンスモードを判定する（ステップＳ３）。プリンター１は、メンテナンスモードの判定において、メンテナンスモード１或いはメンテナンスモード２のいずれか一方を選択することを判定する。

メンテナンスモード１が選択された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５へと進む。プリンター１は、メンテナンスモード１に基づき、メンテナンス装置１３を駆動する。メンテナンスモード１では、キャッピング機構１４を駆動して記録ヘッド１０のノズル形成面１０ａを密閉し、密閉空間を弱い吸引力で減圧する吸引動作を行う。吸引動作を行った後、ワイピング部材１５によってノズル形成面１０ａを払拭する。なお、必要に応じてフラッシング処理を行ってもよい。

メンテナンスモード１を実行することで破壊されたインクメニスカスを良好に回復させることができる。よって、インクメニスカスを回復させることで記録ヘッド１０のインク噴射特性を復活させることができる。

また、メンテナンスモード２が選択された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５へと進む。プリンター１は、メンテナンスモード２に基づき、メンテナンス装置１３を駆動する。メンテナンスモード２では、キャッピング機構１４を駆動して記録ヘッド１０のノズル形成面１０ａを密閉し、密閉空間を強い吸引力で減圧するチョーク吸引動作を行う。チョーク吸引動作を行うことで乾燥状態にあったインク流路内にインクカートリッジ２６内からインクを再充填することができる。吸引動作を行った後、ワイピング部材１５によってノズル形成面１０ａを払拭する。なお、必要に応じてフラッシング処理を行ってもよい。

一方、カートリッジの取り外し時間が５分未満である場合、プリンター１はインクメニスカスが破壊されていないものであると判断してメンテナンス処理を実行しない（ステップＳ７）。すなわち、プリンター１はメンテナンス装置１３を駆動しない。

以上述べたように本実施形態によれば、インクメニスカスが破壊される程度だけインクが蒸発した場合のみにメンテナンス作業を実行するので、インクを無駄にすることなく効率的にメンテナンスを行うことができる。

また、インクカートリッジ２６が取り外された時間のみを管理することでインクの蒸発量に関する情報を取得できる。よって、インクの蒸発量を測定する測定部を別途設ける必要が無くなるため、プリンター１の装置構成を簡略化して低コスト化を実現できる。

また、プリンター１は、インク蒸発量に応じてキャッピング機構１４の吸引力を変化させることでメンテナンスモード１、２を選択的に実行することができる。よって、用途に応じた最適なメンテナンスが行われることでインクの無駄をなくすことができる。

（第２実施形態）
続いて、プリンター（液体噴射装置）１０１に係る第２実施形態について説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは、第１実施形態のインクカートリッジ（液体収容体）２６に対応するインク供給機構ＩＳの周辺構造であり、それ以外の構成は共通である。そこで、以下ではインク供給機構ＩＳの周辺構成のみを説明し、それ以外の構成については説明を省略若しくは簡略にする。なお、第１実施形態と同一の構成及び部材については同じ符号を付して説明する。

図７は、第２実施形態に係るプリンターの概略構成を示す図である。
インク供給機構ＩＳは、第１実施形態のインクカートリッジ（液体収容体）２６に代わって、ヘッドユニット（キャリッジ）２とは異なる位置に収容されるインクタンク（外部液体収容体）１２６から記録ヘッド（噴射ヘッド）１０にインクを供給する。インク供給機構ＩＳは、タンクホルダー部（外部液体収容体保持部）１２７、第１実施形態のインクカートリッジ２６の代わりにカートリッジホルダー部２７に搭載される複数のサブタンク（接続体）２２６を備える。さらに、タンクホルダー部１２７に装着されたインクタンク（外部液体収容体）１２６内のインクを記録ヘッド（噴射ヘッド）１０に供給するために、タンクホルダー部１２７と複数のサブタンク（接続体）２２６とを接続する可撓性の供給チューブ（液体経路）ＴＢを備える。

図８は、第２実施形態に係るヘッドユニットにおけるインク供給経路およびインク供給機構ＩＳの構成を示す図である。
カートリッジホルダー部２７には複数のサブタンク（接続体）２２６が着脱可能に取り付けられている。サブタンク２２６は、インク液、即ち、液体状のインク（液体）を貯留するインク貯留室２２６ａを主体に構成されている。インク貯留室２２６ａは、例えばサブタンク２２６を構成するケース部材２２６ｂに設けられた開口部に可撓性のフィルム部材２２６ｃを液密に貼着することにより形成されている。この場合、ケース部材２２６ｂ及びフィルム部材２２６ｃの貼着面側の材質をポリエチレンやポリプロピレン等の同材質どうしにすれば熱溶着により容易にインク貯留室２２６ａを形成できる。フィルム部材２２６ｃは、ヘッドユニット（キャリッジ）２の移動等によってインク貯留室２２６ａ内のインクに加えられる圧力変動を吸収する効果を備える。

インク貯留室２２６ａにはインク吸収体（液体吸収体）２８が設けられている。インク吸収体（液体吸収体）２８は、インク貯留室２２６ａ内に収容されるインクに接触することで表面にインクが染みだした状態となっている。このインク吸収体（液体吸収体）２８としては、表面（気液界面）にメニスカスを形成可能な部材が適用でき、ポリエチレンやポリプロピレンの発泡体樹脂のような多孔質部材や不織布などが採用できる。使用される液体がインクの場合、多孔質部材や不織布であれば、表面（気液界面）に形成されるメニスカスの耐圧を毛管力高さに換算した場合、８０〜１２０ｍｍ程度となる。また、インク吸収体（液体吸収体）２８として、フィルム状の部材にインクが通過可能に小孔を形成したフィルター態様のものを採用することもでき、この場合のメニスカス耐圧は毛管力高さに換算した場合、５００ｍｍ程度となる。

供給チューブ（液体経路）ＴＢの一端側は、連通孔２２６ｄを介してサブタンク（接続体）２２６のインク貯留室２２６ａと接続され、他端側は、タンクホルダー部（外部液体収容体保持部）１２７に設けられたインク接続部１２７ｄと接続され、タンクホルダー部（外部液体収容体保持部）１２７に装着されたインクタンク（外部液体収容体）１２６内のインクを記録ヘッド（噴射ヘッド）１０に供給する。供給チューブ（液体経路）ＴＢは、サブタンク（接続体）２２６またはインクタンク（外部液体収容体）１２６が複数の場合、その数に対応して複数必要となるが液体経路を複数形成した多連チューブを採用することもできる。

インクタンク（外部液体収容体）１２６は、インクを貯留するインク収容部１２６ａとインク収容部１２６ａ内を大気と連通させる大気連通孔１２６ｂをインク収容部１２６ａの上方に備える開放系のインクタンクとなっている。タンクホルダー部（外部液体収容体保持部）１２７に装着されたインクタンク（外部液体収容体）１２６内のインクの液面の位置（液体の圧力水頭に相当する位置）ｈは、サブタンク（接続体）２２６がヘッドユニット（キャリッジ）２に装着された状態におけるインク吸収体（液体吸収体）２８のフィルター部（フィルター）３１との接触部の位置より鉛直方向において低く設定されていることが望ましい。

この構成によれば、サブタンク（接続体）２２６をヘッドユニット（キャリッジ）２に着脱する場合やサブタンク（接続体）２２６のヘッドユニット（キャリッジ）２への装着が不完全な状態で、衝撃等によりインク吸収体（液体吸収体）２８のフィルター部（フィルター）３１との接触部の気液界面に形成されるメニスカスが壊れたとしてもインク吸収体（液体吸収体）２８からインクが漏出して装置内や周囲を汚染することを防止することができる。

インクタンク（外部液体収容体）１２６のその他の形態としては、インク収容部１２６ａをインク収容部１２６ａの下方から延設させた連通管の上方側の開口で大気と連通させた開放系タンク形態のものが採用できる。この場合のインクタンク（外部液体収容体）１２６内のインク（液体）の圧力水頭に相当する位置ｈは、連通管の上方側の開口の位置となる。また、インク収容部１２６ａとして可撓性のフィルム部材により形成されたパックを採用した形態（密閉系）やインク収容部にインクを継ぎ足す形態であってもよい。

第２実施形態に係るプリンター１０１においても、第１実施形態に係るプリンター１と同様に検出部ＳＷ（不図示）が設けられているので、サブタンク（接続体）２２６の着脱状態の検出結果に基づいて算出したフィルター部３１でのインク蒸発量がノズルＮＺのインクメニスカスが破壊される蒸発量を超えた場合にメンテナンス装置１３によるメンテナンス作業を実行するようになっている。

インク供給機構ＩＳを採用した場合、インクタンク（外部液体収容体）１２６を交換したり、インクタンク（外部液体収容体）１２６のインク収容部にインクを継ぎ足す場合もサブタンク（接続体）２２６を交換したり取り外したりすることは基本的に不要である。このため、上述したメンテナンス装置１３によるメンテナンス作業が実行される頻度が少なくなるが、第１実施形態に係るプリンター１と同様に、インク供給部１７は、サブタンク（接続体）２２６に設けられた上記インク吸収体２８と、記録ヘッド１０のインク導入路２３内に設けられるフィルター部（フィルター）３１とから構成されているので、流路内での気泡の成長が低減でき、記録ヘッド１０からの良好な液体噴射特性を得ることができる。

なお、第１実施形態および第２実施形態に係るプリンターについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、フィルター部３１とノズルＮＺとの間のインク流路におけるインク蒸発量に基づいてメンテナンス作業を実行するか否かを判定する場合を例に説明したが、検出部ＳＷによるインクカートリッジ（液体収容体）２６またはサブタンク（接続体）２２６の着脱状態の検出結果に基づいて算出したフィルター部３１とノズルＮＺとの間のインク流路における気泡の大きさと記録ヘッド１０からの液体噴射特性が不良となる気泡の大きさを比較することでメンテナンス作業の実行の可否を判定するようにしてもよい。

また、サブタンク（接続体）２２６のインク貯留室２２６ａ内にインク貯留室２２６ａ内の圧力が所定の負圧以下になると連通孔２２６ｄを閉じた状態から開く開閉弁（圧力調整弁）を設けてもよい。例えばインク貯留室２２６ａ内に可撓性のフィルム部材２２６ｃをインク貯留室２２６ａの容積が拡大する方向に付勢するように圧縮ばねを配置し、インク貯留室２２６ａが所定の負圧になることによるフィルム部材２２６ｃの変位に連動して開閉弁が開くようにすることで実現可能である。

また、タンクホルダー部（外部液体収容体保持部）１２７に装着されたインクタンク（外部液体収容体）１２６内のインクの液面の位置（液体の圧力水頭に相当する位置）ｈは、サブタンク（接続体）２２６がヘッドユニット（キャリッジ）２に装着された状態におけるインク吸収体（液体吸収体）２８のフィルター部（フィルター）３１との接触部の位置に、インク吸収体（液体吸収体）２８のフィルター部（フィルター）３１との接触部の気液界面に形成されるメニスカスの毛管力高さ分上方の位置より、鉛直方向において低く設定されてもよい。

この構成によれば、インクタンク（外部液体収容体）１２６にインクを補給するような場合に、サブタンク（接続体）２２６のヘッドユニット（キャリッジ）２への装着が不完全な状態であっても、インク吸収体（液体吸収体）２８のフィルター部（フィルター）３１との接触部の気液界面に形成されるメニスカスの毛管力によって、インク吸収体（液体吸収体）２８からインクが漏出して装置内や周囲を汚染することを防止することができる。

したがって、タンクホルダー部（外部液体収容体保持部）１２７に装着されたインクタンク（外部液体収容体）１２６内のインク収容部１２６ａの上面を、サブタンク（接続体）２２６がヘッドユニット（キャリッジ）２に装着された状態におけるインク吸収体（液体吸収体）２８のフィルター部（フィルター）３１との接触部の位置に、インク吸収体（液体吸収体）２８のフィルター部（フィルター）３１との接触部の気液界面に形成されるメニスカスの毛管力高さ分上方の位置より、鉛直方向において低く設定しても同様の効果がある。

また、本実施形態及び変形例においては、液体噴射装置がプリンター１および１０１である場合を例にして説明したが、これに限らない。複写機及びファクシミリ等の装置であってもよい。

また、液体噴射装置としては、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする記録装置を採用してもよい。本発明は、例えば微小量の液滴を吐出させる記録ヘッド等を備える各種の記録装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記記録装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、記録装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインク（紫外線硬化型インク）が挙げられるが、粘性が高ければ紫外線硬化型インクではなくてもよい。また、記録媒体としては、紙や塩化ビニル系フィルム等のプラスチックフィルム以外に、薄く熱伸びする機能紙、基板や金属板などを包含するものとする。

１，１０１…プリンター（液体噴射装置）、１０…記録ヘッド（噴射ヘッド）、１３…メンテナンス装置（メンテナンス部）、１４…キャッピング機構、１７…インク供給部（液体供給部）、２６…インクカートリッジ（液体収容体）、２８…インク吸収体（液体吸収体）、３１…フィルター部（フィルター）、ＮＺ…ノズル、１２６…インクタンク（外部液体収容体）、２２６…サブタンク（接続体）。

本発明の液体供給装置は、媒体に液体を噴射する液体噴射部の有する噴射ヘッド部に、該液体噴射部の外部に設けられた外部液体収容体に収容された前記液体を供給する液体供給装置であって、前記噴射ヘッド部に着脱可能な接続体と、前記外部液体収容体内の前記液体を前記接続体に供給可能に、前記接続体と接続された液体経路と、を備え、前記接続体は、前記液体経路を介して供給される前記液体を貯留する貯留する貯留室であって、該液体経路の一端側が接続される連通孔を有する貯留室と、前記噴射ヘッド部に装着された状態において、該噴射ヘッド部に設けられたフィルターと接触可能に配置された液体吸収体であって、前記フィルターと接触する接触部にメニスカスを形成可能な部材で形成され、前記連通孔より下方に位置する液体吸収体と、を有することを特徴とする。

また、本発明の液体噴射装置は、媒体に液体を噴射する液体噴射部の有する噴射ヘッド部と、前記噴射ヘッド部に着脱可能な接続体と、前記液体噴射部の外部に設けられた外部液体収容体内に収容された前記液体を前記接続体に供給可能に、前記接続体と接続された液体経路と、を備え、前記接続体は、前記液体経路を介して供給される前記液体を貯留する貯留する貯留室であって、該液体経路の一端側が接続される連通孔を有する貯留室と、前記噴射ヘッド部に装着された状態において、該噴射ヘッド部に設けられたフィルターと接触可能に配置された液体吸収体であって、前記フィルターと接触する接触部にメニスカスを形成可能な部材で形成され、前記連通孔より下方に位置する液体吸収体と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、外部液体収容体から噴射ヘッドへと液体を供給する手法を採用した場合であっても良好な液体噴射特性を得ることができる。

前記貯留室は、可撓性のフィルム部材で形成された可撓壁と、該可撓壁を該貯留室の容積が増大する方向に付勢する付勢部材と、を有してもよい。
また、前記外部液体収容体を着脱可能な外部液体収容体保持部を備え、前記接続体が前記噴射ヘッド部に装着された状態における前記液体吸収体の前記接触部の位置は、鉛直方向において、前記外部液体収容体保持部に装着された状態における前記外部液体収容体内の前記液体の圧力水頭に相当する位置より高い構成としてもよい。

また、前記外部液体収容体を着脱可能な外部液体収容体保持部を備え、前記接続体が前記噴射ヘッド部に装着された状態における前記液体吸収体の前記接触部の位置は、鉛直方向において、前記外部液体収容体保持部に装着された状態における前記外部液体収容体内の前記液体の圧力水頭に相当する位置より前記接触部に形成されるメニスカスの毛管力高さ分低い位置より高い構成としてもよい。

また、前記外部液体収容体を着脱可能な外部液体収容体保持部を備え、前記接続体が前記噴射ヘッド部に装着された状態における前記液体吸収体の前記接触部の位置は、鉛直方向において、前記外部液体収容体保持部に装着された状態における前記外部液体収容体上面の位置より前記接触部に形成されるメニスカスの毛管力高さ分低い位置より高い構成としてもよい。
この構成によれば、接続体を噴射ヘッド部に着脱する場合や接続体の噴射ヘッド部への装着が不完全な状態で、衝撃等により液体吸収体の前記フィルターとの接触部の気液界面に形成されるメニスカスが壊れたとしても液体吸収体から液体が漏出して装置内や周囲を汚染することを防止することができる。

Claims (5)

1. 液体を収容する液体収容体または液体を収容する外部液体収容体と可撓性の液体経路で接続された接続体を着脱可能なキャリッジと、
   前記キャリッジに搭載され、前記液体を噴射するノズルを有する噴射ヘッドと、
   前記液体収容体の着脱状態を検出する検出部と、
   前記検出部による前記液体収容体の着脱状態の検出結果に基づいて前記噴射ヘッドに対するメンテナンスを実行するメンテナンス部と、を備えた液体噴射装置であって、
   前記噴射ヘッドに、前記液体収容体および前記接続体に設けられた液体吸収体と接触可能に配置されたフィルターを備えることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記メンテナンス部は、前記検出結果に基づいて算出された前記液体収容体が脱抜された状態での経過時間が、所定時間を超えた場合にメンテナンス動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記メンテナンス部は、吸引力を付与することで前記噴射ヘッドの前記ノズルから前記液体を排出させるキャッピング機構を含み、前記液体収容体が脱抜された状態での経過時間に応じて前記メンテナンス時における前記キャッピング機構の吸引力または前記ノズルから排出させる前記液体の量を変化させる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。
4. 液体を収容する外部液体収容体を着脱可能な外部液体収容体保持部と、
   前記外部液体収容体保持部と可撓性の液体経路で接続され、前記キャリッジに装着された状態において、前記噴射ヘッドの前記フィルターと接触可能に配置された液体吸収体を備える接続体と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記接続体が前記キャリッジに装着された状態における前記液体吸収体の前記フィルターとの接触部の位置は、鉛直方向において、前記外部液体収容体保持部に装着された状態における前記外部液体収容体内の前記液体の圧力水頭に相当する位置より高いことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。

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