インクジェット装置
【課題】単純な構成でインクタンクの内圧を精度よく制御し、かつインクタンク内部での異物の発生を抑える。
【解決手段】インクジェット装置４１は、インクを吐出するインクジェットヘッド１６と、インクジェットヘッド１６に供給されるインクを収容しインクジェットヘッド１６と連通する、容積変化が可能な主インクタンク９と、主インクタンク９の外面に連結され主インクタンク９の一部を変形させることによって主インクタンク９の容積を減少させる容積減少機構３５と、を有す。
【解決手段】インクジェット装置４１は、インクを吐出するインクジェットヘッド１６と、インクジェットヘッド１６に供給されるインクを収容しインクジェットヘッド１６と連通する、容積変化が可能な主インクタンク９と、主インクタンク９の外面に連結され主インクタンク９の一部を変形させることによって主インクタンク９の容積を減少させる容積減少機構３５と、を有す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドからインクを吐出するインクジェット装置に関し、特に、インクタンクの負圧制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷方法の一つとして、記録ヘッドからインク液滴を吐出するインクジェット方式が考案され、近年は多様な分野で利用されている。このようなインクジェット装置においては、記録ヘッドのノズルでのインクのメニスカス状態を安定に維持し、吐出安定性を確保するため、インクタンクの内圧を制御することが必要である。一方、インクタンクとしては可撓性のある容器が用いられることが多く、このようなインクタンクはインクの吐出に伴い容積が変化する。容積が変化するインクタンクの内圧を制御する方法として、下記の技術が知られている。
【０００３】
特許文献１，２には、可撓性を有するインクタンクが収容部に収容されたインクジェット装置が開示されている。特許文献１に記載の構成では、収容部は真空ポンプに接続されている。インクタンクの容積変化が検知されると、検知された容積変化に基づいて、収容部の内部が真空ポンプによって所定の負圧にされる。それによってインクタンクの容積が変化し、インクタンクの内圧を制御することができる。特許文献２に記載の構成では、インクタンクと接合された板部材が負圧発生用バネによってインクタンク内部より押圧されることで、インクタンクの内部が負圧に維持される。インクの吐出によってインクタンクの負圧が高くなると、収容部に設けられた一方向弁が板部材で押され、インクタンク内に大気が導入されて、インクタンクの内圧が回復する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８０３１０８号明細書
【特許文献２】特開第２００９−０２３１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された構成では、インクタンクの外圧、すなわち収容部の負圧を制御することによってインクタンク自身の変形量が制御され、それによってインクタンクの内圧が制御される。しかし、収容部の負圧を制御するためには収容部の気密性が必要であり、負圧を付与し維持するための設備も必要となる。このため、装置コスト、運転コストへの影響が大きい。インクタンクの変形量を直接制御しないため、制御の精度を向上させることも難しい。
【０００６】
特許文献２に開示された構成では、負圧発生用バネの伸縮とインクタンクの変形だけで負圧の制御を行うため、精度の高い内圧制御が困難である。さらに、インクタンクの内部に負圧発生用バネと一方向弁を設けているため、これらの動作の際に微細な異物が発生し、インク内に混入する可能性がある。このような異物は製作物に欠陥を生じさせる場合がある。
【０００７】
本発明は、単純な構成でインクタンクの内圧を精度よく制御することができ、かつインクタンク内部で異物が発生するおそれの少ないインクジェット装置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】
【０００８】
本発明のインクジェット装置は、インクを吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドに供給されるインクを収容しインクジェットヘッドと連通する、容積変化が可能な主インクタンクと、主インクタンクの外面に連結され主インクタンクの一部を変形させることによって主インクタンクの容積を減少させる容積減少機構と、を有している。
【０００９】
本発明では、インクジェットヘッドからのインクの吐出に伴い、主インクタンクの容積が容積減少機構によって変化させられる。容積減少機構は主インクタンクの外面に連結されており、主インクタンクの一部を変形させることによって主インクタンクの容積を減少させる。このため、単純な構成で主インクタンクの容積を直接的に制御することができる。容積減少機構は主インクタンクの外面に当接するため、容積減少機構の作動に伴う主インクタンク内の異物の発生も防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、単純な構成でインクタンクの内圧を精度よく制御することができ、かつインクタンク内部で異物が発生するおそれの少ないインクジェット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態のインクジェット装置の装置本体の断面図である。
【図２】第１の実施形態のヘッドカートリッジの主要部断面図である。
【図３】第１の実施形態のインクジェット装置の主要部断面図である。
【図４】ヘッドカートリッジの動作を示す主要部断面図である。
【図５】インクタンクの内圧を制御する手順を示すフローチャートである。
【図６】駆動モーターがヘッドカートリッジに設けられた形態を示す断面図である。
【図７】主及び補助インクタンク部が直接接続された形態を示す断面図である。
【図８】インクジェットヘッドが装置本体に搭載された形態を示す断面図である。
【図９】第１の実施形態のインクタンクユニットの主要部断面図である。
【図１０】インクタンクユニットが装置本体に搭載された状態を示す断面図である。
【図１１】第２の実施形態のインクジェット装置の主要部断面図である。
【図１２】第３の実施形態のインクジェット装置の主要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１〜図１０を用いて説明する。図１は、本発明のインクジェット装置の装置本体の主要部断面図であり、ヘッドカートリッジ８が搭載されていない状態を示している。装置本体１にはベースプレート２が設置され、ベースプレート２には被印字物搬送部３が搭載されている。被印字物搬送部３には、被印字物４が不図示の吸着手段により搭載される。
【００１４】
装置本体１には、容積減少機構３５（後述）の一部を構成する駆動モーター６及び駆動モーターマグネット部７が搭載されている。駆動モーターマグネット部７は駆動モーター６の駆動軸に連結されている。装置本体１には、ヘッドカートリッジ搭載部５が設けられている。また、装置本体１は、容積減少機構３５を制御するための容積減少機構制御部１９を備えている。
【００１５】
図２は、ヘッドカートリッジ８の主要部断面図である。図３は、ヘッドカートリッジ８を装置本体１に搭載した状態を示すインクジェット装置４１の主要部断面図である。ヘッドカートリッジ８は装置本体１に対して着脱可能に構成されている。ヘッドカートリッジ８には、インクを吐出するインクジェットヘッド１６と、インクジェットヘッド１６に供給されるインクを収容する主インクタンク９と、が設けられている。装置本体１とヘッドカートリッジ８とは電気的に接続されており、主インクタンク９はインクジェットヘッド１６に設けられたノズル１７と連通している。従って、装置本体１から吐出信号をヘッドカートリッジ８に伝達することで、主インクタンク９内のインク１８がノズル１７から液滴２０として吐出される。吐出される液体はインクが典型的であるが、導電性液体、紫外線（ＵＶ）硬化性液体等であってもよい。主インクタンク９は樹脂などの変形性の高い材料で形成されており、側面に複数の屈曲部９ａを備えている。従って、主インクタンク９は変形し、容積変化することができる。
【００１６】
容積減少機構３５は、雄ねじが形成された雄ねじ部１０と、雄ねじに係合する雌ねじが形成された雌ねじ部１１と、雌ねじ部１１に連結され雌ねじ部１１を回転駆動する回転駆動機構３６と、を有している。容積減少機構３５は、主インクタンク９の外面（主インクタンクプレート２５）に連結され、主インクタンク９の一部を変形させることによって主インクタンク９の容積を減少させる。
【００１７】
本実施形態では、雄ねじ部１０及び雌ねじ部１１と回転駆動機構３６の一部とがヘッドカートリッジ８に内蔵されている。具体的には、主インクタンク９の容積を変化させる雄ねじ部１０が、主インクタンク９の外面の一部を構成する主インクタンクプレート２５を介して、主インクタンク９の本体に連結されている。雄ねじ部１０の雄ねじは雌ねじ部１１の雌ねじと係合し、雌ねじ部１１はマグネット部１２に連結されている。マグネット部１２は、マグネット支持部１３に回転自在に支持されている。マグネット部１２及びマグネット支持部１３は回転駆動機構３６の一部を構成している。図３に示すように、ヘッドカートリッジ８を装置本体１に搭載することで、駆動モーターマグネット部７とマグネット部１２とが磁気的に連結される（マグネットカップリング）。すなわち、回転駆動される雌ねじ部１１と回転駆動機構３６とが、インクカートリッジ８を介して磁気的に連結される。
【００１８】
雌ねじ部１１に回転駆動力が印加されない状態では、雄ねじと雌ねじとの間に働く静止摩擦力によって、雄ねじ部１０の回転が防止される。そのため主インクタンク９の容積は変化しない構成となっている。
【００１９】
図２をＡ方向から見たときに、雌ねじ部１１を反時計方向に回転させると、雄ねじ部１０は図２の下方向へ移動する。雌ねじ部１１を時計方向に回転させると、雄ねじ部１０は図２の上方向へ移動する。雄ねじと雌ねじの配置を逆に構成してもよい。
【００２０】
ヘッドカートリッジ８は、インクの吐出によって生じる主インクタンク９の内圧の減少を緩和する内圧減少緩和機構３７を有している。本実施形態では、内圧減少緩和機構３７は、主インクタンク９と連通する可撓性の補助インクタンク１４と、主インクタンク９と補助インクタンク１４とを連通させる連通部１５と、を有している。インク１８は、主インクタンク９と連通部１５と補助インクタンク１４との間を移動することができる。すなわち、主インクタンク９と連通部１５と補助インクタンク１４とを合わせた部分が実際のインク収容部である。補助インクタンク１４は主インクタンク９より剛性が低く、容易に容積変化することができる。本発明は、インク容量によって限定されないが、主インクタンク９のインク容量が大きい場合に特に適している。
【００２１】
内圧減少緩和機構３７はさらに、一端が補助インクタンク１４に、他端がヘッドカートリッジ８に（すなわち、装置本体１に対して不動に）取り付けられた、予張力を与えられた弾性体（インクタンクバネ２６）を有している。予張力は、主インクタンク９と連通部１５と補助インクタンク１４内のインク１８に対してノズル１７から液滴２０を吐出するのに適した負圧を発生させている。ヘッドカートリッジ８を運搬する際などには、前述したように主インクタンク９の容積は変化せず、補助インクタンク１４の容量は小さいため外乱の影響を受けにくいので、ノズル１７からインク１８が垂れることを防止できる。
【００２２】
ヘッドカートリッジ８は、主インクタンク９の内圧を検知する内圧検知手段を有している。内圧検知手段は、連通部１５に取り付けられ連通部１５の変形を検出するひずみゲージ２２を有している。主インクタンク９の内部の圧力変化に伴い、連通部１５の壁面が撓み、撓み量がひずみゲージ２２によって測定される。
【００２３】
容積減少機構制御部１９は、内圧検知手段が検知した内圧が所定の値を下回った時に容積減少機構３５を作動させる。ひずみゲージ２２で測定した連通部１５の撓み量は容積減少機構制御部１９に伝達され、主インクタンク９の内圧に変換される。容積減少機構制御部１９は、算出された主インクタンク９の内圧に基づいて駆動モーター６を駆動する。駆動モーター６を駆動することで、駆動モーターマグネット部７が回転し、マグネット部１２が回転する。その結果、雌ねじ部１１が回転し、雄ねじ部１０が上下動し、主インクタンク９の容積を変化させる。
【００２４】
装置動作を停止した場合や装置動作中に電源が遮断された場合には、前述のようにねじの静止摩擦力により雄ねじ部１０の回転が防止される。このため、主インクタンク９の容積は変化せず、ノズル１７からインク１８が垂れることが防止される。装置本体１からヘッドカートリッジ８を取り外す場合も、ノズル１７からインク１８が垂れることはない。
【００２５】
図４（Ａ）〜４（Ｃ）は、装置本体１に搭載したヘッドカートリッジ８の動作を示す主要部断面図である。図４（Ａ）に示すように、装置本体１から吐出信号がヘッドカートリッジ８に伝達されることで、インクジェットヘッド１６のノズル１７から液滴２０が吐出される。
【００２６】
ノズル１７から液滴２０が吐出されることで、主インクタンク９内部のインク１８が減少する。このため、図４（Ｂ）に示すように、主インクタンク９の負圧が高くなる。補助インクタンク１４に収容されているインクの一部が主インクタンク９に移動し、主インクタンク９の内圧が回復する。補助インクタンク１４の容積は減少するが、インクタンクバネ２６が伸びるため、主インクタンク９の内圧の急激な変化が防止される。
【００２７】
主インクタンク９の内圧はインクの吐出に伴い徐々に低下していくため、連通部１５の壁面は内側に撓んでいく（流路が絞られていく）。壁面の撓み量は、連通部１５に貼りつけられたひずみゲージ２２で測定される。ひずみゲージ２２で測定された連通部１５の撓み量は容積減少機構制御部１９に伝達され、主インクタンク９の内圧に変換される。
【００２８】
容積減少機構制御部１９は、算出された主インクタンク９の内圧に基づき、主インクタンク９の内圧を一定範囲内に制御する。主インクタンク９の負圧が高くなった場合には、図４（Ｃ）をＢ方向から見たときに、駆動モーター６を反時計方向に回転させる。これによって、雌ねじ部１１が反時計方向に回転し、雄ねじ部１０が図４（Ｃ）において下降する。雄ねじ部１０が下降し主インクタンクプレート２５が下降すると、主インクタンク９の側面の屈曲部９ａの屈曲角度が変化し、主インクタンク９の容積が減少する。
【００２９】
この結果、主インクタンク９の内圧が上昇し（負圧が弱められ）、主インクタンク９にあるインクの一部が補助インクタンク１４に移動し、補助インクタンク１４の容積が回復する。インクタンクバネ２６は再び縮み、連通部１５の壁面の撓みも解消する。ひずみゲージ２２で測定された撓み量から変換された主インクタンク９の内圧が一定範囲に収まると、容積減少機構制御部１９からの信号によって駆動モーター６の駆動が停止される。このようにして、主インクタンク９の内圧は一定範囲内に制御され、ノズル１７のメニスカス状態が安定的に保たれ、ノズル１７からの吐出安定性を確保することができる。
【００３０】
図５は、ひずみゲージ２２により測定した連通部１５の壁面の撓み量の測定結果に基づいて、主インクタンク９の内圧を制御する手順を示すフローチャートである。ステップＳ５０にて、ノズル１７から液滴が吐出される。ステップＳ５１にて、ひずみゲージ２２により連通部１５の壁面の撓み量を検出する。ステップＳ５２にて、容積減少機構制御部１９によって撓み量を主インクタンク９の内圧に変換する。ステップＳ５３にて、主インクタンク９の圧力が一定範囲内にあるか否かを判断する。主インクタンク９の圧力が一定範囲内にない場合、ステップＳ５４にて、駆動モーター６を駆動する。ステップＳ５５にて、雄ねじ部１０が下降し、主インクタンク９に外力（押圧力）を印加することによって主インクタンク９の容積が減少する。次にステップＳ５１に移り、ステップＳ５２、ステップＳ５３を実行する。ステップＳ５３にて、主インクタンク９の圧力が一定範囲内である場合、手順は終了する。連通部１５の壁面の撓み量の測定は常時行なわれている。そのため、図４（Ａ）〜４（Ｃ）では、分かりやすいように補助インクタンク１４の容積が大きく変化する形態で図が描かれているが、実際には補助インクタンク１４の容積変化は少ない。
【００３１】
このようにして、一方のねじ部が回転駆動させられることによって、インクタンク９に連結された他方のねじ部の端部が移動し、主インクタンク９の一部（主インクタンクプレート２５）が変形し、主インクタンク９の容積が減少する。従って、単純な構成で主インクタンク９の内圧を一定範囲内に制御し、ノズル１７からの吐出安定性を確保することができる。また、主インクタンク９とインクジェットヘッド１６は、間にチューブ等が介在することなく直接接続されており、弁等の摺動部材も使用していない。このため、微細な異物（ゴミ）がインク内に混入することも防止できる。
【００３２】
図６に示すように、ヘッドカートリッジ８内に駆動モーター６を設ける構成としてもよい。この実施形態では、装置本体１に対して着脱可能なインクカートリッジ８は、主インクタンク９と、容積減少機構３５の雄ねじ部１０及び雌ねじ部１１と、回転駆動機構３６と、を少なくとも収容している。駆動モーター６には駆動モーターギア３３が設けられ、駆動モーターギア３３は雌ねじ部１１に設けられた主インクタンクギア３４と連動する。
【００３３】
図７に示すように、内圧検知手段であるひずみゲージ２２を主インクタンク９に取り付けて、主インクタンク９の底面の撓み量を検出するようにしてもよい。主インクタンク９の内圧は、主インクタンク９の底面の撓み量から換算される。この実施形態では、連通部１５を設ける必要がなく、補助インクタンク１４を主インクタンク９に直接接続する構成とすることができる（連通部１５を設けることも可能である）。
【００３４】
上述した実施形態では、インクジェットヘッド１６はインクカートリッジ８と一体に構成されているが、インクジェットヘッド１６を装置本体１と一体に構成することもできる。この場合、ヘッドカートリッジ８内のインクジェットヘッド１６とその他の部分とが分離する構成となる。このような構成を、図８〜図１０を用いて説明する。図８は、インクジェットヘッド１６が搭載された装置本体１を示す図である。インクジェットヘッド１６には、ノズル１７と、ヘッドフィルタ２８と、ヘッドＯリング２９と、が設けられている。ヘッドフィルタ２８は微細な細孔を有するフィルタである。また、ヘッドカートリッジ搭載部５にインクジェットヘッド１６を搭載する部分を設け、インクジェットヘッド１６を装置本体１に対して着脱可能な構成とすることも可能である。
【００３５】
図９は、インクタンクユニット３２の主要部断面図である。インクタンクユニット３２には、インクタンクフィルタ３０とＯリング当接部３１が設けられている。インクタンクフィルタ３０は微細な細孔を有するフィルタであり、フィルタの細孔内のインクのメニスカスと主インクタンク９の負圧が釣り合うようにされている。そのため、インクフィルタ３０からインクが垂れることが防止される。インクタンクユニット３２のその他の構成は、図３で説明したヘッドカートリッジ８の構成と同一である。
【００３６】
図１０は、インクジェットヘッド１６にインクタンクユニット３２が搭載された状態を示している。インクジェットヘッド１６に設けられたヘッドＯリング２９と、インクタンクユニット３２に設けたＯリング当接部３１と、が密着することで、インクジェットヘッド１６とインクタンクユニット３２の隙間から大気が導入されることが防止される。インクジェットヘッド１６のノズル１７から不図示の吸引手段によりインクを吸い出すことにより、主インクタンク９内のインク１８を、インクタンクフィルタ３０とヘッドフィルタ２８を介して、インクジェットヘッド１６のノズル１７に充填することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図１１を用いて説明する。図１１は、ヘッドカートリッジ１０８を装置本体１０１に搭載したときのインクジェット装置１４１の主要部断面図である。第２の実施形態では、内圧検知手段として、補助インクタンク１１４に取り付けられた検知プレート１２３と、ヘッドカートリッジ１０８に取り付けられた変位量検出部１２４と、が設けられている。検知プレート１２３は補助インクタンク１１４の容積の変化に伴って上下方向に移動することができ、変位量検出部１２４は検知プレート１２３のカートリッジ１０８に対する相対変位量を検出する。他の構成は、第１の実施形態と同一である。なお、図示されている部材には、第１の実施形態の対応する部材または類似する部材の符号に１００を加えた符号が付されている。
【００３８】
ノズル１１７から液滴１２０が吐出されることで、主インクタンク１０９内部のインク１１８が減少する。そのため、主インクタンク１０９の負圧が高くなる。補助インクタンク１１４に収容されているインクの一部が主インクタンク１０９に移動し、補助インクタンク１１４の容積が減少するとともに、主インクタンク１０９の内圧が回復する。補助インクタンク１１４の容積は減少するが、インクタンクバネ１２６が伸びるため、主インクタンク１０９の内圧の急激な変化が防止される。
【００３９】
補助インクタンク１１４の変形に伴い、補助インクタンク部１１４に取り付けられた検知プレート１２３は下方向へ移動する。検知プレート１２３の位置は位置検出部１２４にて検知される。位置検出部１２４にて検知された、検知プレート１２３の位置検出部１２４に対する相対位置データは容積減少機構制御部１１９に伝達され、主インクタンク１０９の内圧に変換される。
【００４０】
容積減少機構制御部１１９は主インクタンク１０９の内圧に基づき、主インクタンク１０９の内圧を一定範囲内に制御する。主インクタンク１０９の負圧が高くなった場合には、図１１をＣ方向から見たときに、駆動モーター１０６を反時計方向に回転させる。これによって雌ねじ部１１１が反時計方向に回転し、雄ねじ部１１０が図１１の下方向へ移動する。
【００４１】
この結果、主インクタンク１０９の内圧が上昇し（負圧が弱くなり）、主インクタンク１０９にあるインクの一部が補助インクタンク１１４に移動し、補助インクタンク１１４の容積が増加する。インクタンクバネ１２６は再び縮み、検知プレート１２３は上昇する。検知プレート１２３の位置データから変換された主インクタンク１０９の内圧が一定範囲内に収まると、容積減少機構制御部１１９からの信号によって駆動モーター１０６の駆動が停止される。
【００４２】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図１２を用いて説明する。図１２は、ヘッドカートリッジ２０８を装置本体２０１に搭載したときのインクジェット装置２４１の主要部断面図である。第３の実施形態では、容積減少機構２３５は、主インクタンク２０９との接続部に予張力を与えられた弾性体（インクタンクバネ２２６）を有している。内圧検知手段は、容積減少機構２３５に取り付けられた検知プレート２２３と、主インクタンク２０９に取り付けられた位置検出部２２４と、を有している。インクタンクバネ２２６は、雄ねじ部２１０と主インクタンクプレート２２５の間に設けられている。インクタンクバネ２２６は、第１の実施形態のインクタンクバネ２６及び第２の実施形態のインクタンクバネ１２６と比較して、ばね定数が大きなバネを使用している。インクタンクバネ２２６のばね定数が大きいため、ヘッドカートリッジ２０８を運搬する際などに、インクタンクバネ２２６に力が加わった場合でもインクタンクバネ２２６は伸びにくく、ノズル２１７からインク２１８が垂れにくい構成となっている。検知プレート２２３は雄ねじ部２１０の先端部に取り付けられ、位置検出部２２４は主インクタンクプレート２２５に固定されている。その他の構成は、第１の実施形態と同一である。なお、図示されている部材には、第１の実施形態の対応する部材または類似する部材の符号に２００を加えた符号が付されている。
【００４３】
ノズル２１７から液滴２２０が吐出されることで、主インクタンク２０９内部のインク２１８が減少する。そのため、主インクタンク２０９の負圧が高くなり、主インクタンク２０９は全体的に下方に縮小し、インクタンクバネ２２６が伸びる。位置検出部２２４は検知プレート２２３に対して相対的に下降しながら、検知プレート２２３の位置検出部２２４に対する相対位置を検知する。すなわち、位置検出部２２４は主インクタンク２０９の容積の変化に伴って移動することによって、検知プレート２２３に対する相対位置を検出する。位置検出部２２４にて検知された検知プレート２２３の位置データは、容積減少機構制御部２１９に伝達され、主インクタンク２０９の内圧に変換される。
【００４４】
容積減少機構制御部２１９は主インクタンク２０９の内圧に基づき、主インクタンク２０９の内圧を一定範囲内に制御する。主インクタンク２０９の負圧が高くなった場合には、図１２をＤ方向から見たときに、駆動モーター２０６を反時計方向に回転させる。これによって雌ねじ部２１１が反時計方向に回転し、雄ねじ部２１０が図１２の下方向へ移動する。
【００４５】
この結果、主インクタンク２０９の内圧が上昇し（負圧が弱くなり）、主インクタンク２０９の容積は減少する。検知プレート２２３の位置データから変換された主インクタンク２０９の内圧が一定範囲内に収まると、容積減少機構制御部２１９からの信号によって駆動モーター２０６の駆動が停止される。前述したように、インクタンクバネ２２６のばね定数は大きいため、主インクタンク２０９の内圧を微細に制御するためには、位置検出部２２４に対する検知プレート２２３の位置を細かく検知し駆動モーター２０６の駆動を細かく制御する必要がある。
【符号の説明】
【００４６】
１６，１１６，２１６ インクジェットヘッド
９，１０９，２０９ 主インクタンク
３５，２３５ 容積減少機構
４１，１４１，２４１ インクジェット装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドからインクを吐出するインクジェット装置に関し、特に、インクタンクの負圧制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷方法の一つとして、記録ヘッドからインク液滴を吐出するインクジェット方式が考案され、近年は多様な分野で利用されている。このようなインクジェット装置においては、記録ヘッドのノズルでのインクのメニスカス状態を安定に維持し、吐出安定性を確保するため、インクタンクの内圧を制御することが必要である。一方、インクタンクとしては可撓性のある容器が用いられることが多く、このようなインクタンクはインクの吐出に伴い容積が変化する。容積が変化するインクタンクの内圧を制御する方法として、下記の技術が知られている。
【０００３】
特許文献１，２には、可撓性を有するインクタンクが収容部に収容されたインクジェット装置が開示されている。特許文献１に記載の構成では、収容部は真空ポンプに接続されている。インクタンクの容積変化が検知されると、検知された容積変化に基づいて、収容部の内部が真空ポンプによって所定の負圧にされる。それによってインクタンクの容積が変化し、インクタンクの内圧を制御することができる。特許文献２に記載の構成では、インクタンクと接合された板部材が負圧発生用バネによってインクタンク内部より押圧されることで、インクタンクの内部が負圧に維持される。インクの吐出によってインクタンクの負圧が高くなると、収容部に設けられた一方向弁が板部材で押され、インクタンク内に大気が導入されて、インクタンクの内圧が回復する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８０３１０８号明細書
【特許文献２】特開第２００９−０２３１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された構成では、インクタンクの外圧、すなわち収容部の負圧を制御することによってインクタンク自身の変形量が制御され、それによってインクタンクの内圧が制御される。しかし、収容部の負圧を制御するためには収容部の気密性が必要であり、負圧を付与し維持するための設備も必要となる。このため、装置コスト、運転コストへの影響が大きい。インクタンクの変形量を直接制御しないため、制御の精度を向上させることも難しい。
【０００６】
特許文献２に開示された構成では、負圧発生用バネの伸縮とインクタンクの変形だけで負圧の制御を行うため、精度の高い内圧制御が困難である。さらに、インクタンクの内部に負圧発生用バネと一方向弁を設けているため、これらの動作の際に微細な異物が発生し、インク内に混入する可能性がある。このような異物は製作物に欠陥を生じさせる場合がある。
【０００７】
本発明は、単純な構成でインクタンクの内圧を精度よく制御することができ、かつインクタンク内部で異物が発生するおそれの少ないインクジェット装置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】
【０００８】
本発明のインクジェット装置は、インクを吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドに供給されるインクを収容しインクジェットヘッドと連通する、容積変化が可能な主インクタンクと、主インクタンクの外面に連結され主インクタンクの一部を変形させることによって主インクタンクの容積を減少させる容積減少機構と、を有している。
【０００９】
本発明では、インクジェットヘッドからのインクの吐出に伴い、主インクタンクの容積が容積減少機構によって変化させられる。容積減少機構は主インクタンクの外面に連結されており、主インクタンクの一部を変形させることによって主インクタンクの容積を減少させる。このため、単純な構成で主インクタンクの容積を直接的に制御することができる。容積減少機構は主インクタンクの外面に当接するため、容積減少機構の作動に伴う主インクタンク内の異物の発生も防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、単純な構成でインクタンクの内圧を精度よく制御することができ、かつインクタンク内部で異物が発生するおそれの少ないインクジェット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態のインクジェット装置の装置本体の断面図である。
【図２】第１の実施形態のヘッドカートリッジの主要部断面図である。
【図３】第１の実施形態のインクジェット装置の主要部断面図である。
【図４】ヘッドカートリッジの動作を示す主要部断面図である。
【図５】インクタンクの内圧を制御する手順を示すフローチャートである。
【図６】駆動モーターがヘッドカートリッジに設けられた形態を示す断面図である。
【図７】主及び補助インクタンク部が直接接続された形態を示す断面図である。
【図８】インクジェットヘッドが装置本体に搭載された形態を示す断面図である。
【図９】第１の実施形態のインクタンクユニットの主要部断面図である。
【図１０】インクタンクユニットが装置本体に搭載された状態を示す断面図である。
【図１１】第２の実施形態のインクジェット装置の主要部断面図である。
【図１２】第３の実施形態のインクジェット装置の主要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１〜図１０を用いて説明する。図１は、本発明のインクジェット装置の装置本体の主要部断面図であり、ヘッドカートリッジ８が搭載されていない状態を示している。装置本体１にはベースプレート２が設置され、ベースプレート２には被印字物搬送部３が搭載されている。被印字物搬送部３には、被印字物４が不図示の吸着手段により搭載される。
【００１４】
装置本体１には、容積減少機構３５（後述）の一部を構成する駆動モーター６及び駆動モーターマグネット部７が搭載されている。駆動モーターマグネット部７は駆動モーター６の駆動軸に連結されている。装置本体１には、ヘッドカートリッジ搭載部５が設けられている。また、装置本体１は、容積減少機構３５を制御するための容積減少機構制御部１９を備えている。
【００１５】
図２は、ヘッドカートリッジ８の主要部断面図である。図３は、ヘッドカートリッジ８を装置本体１に搭載した状態を示すインクジェット装置４１の主要部断面図である。ヘッドカートリッジ８は装置本体１に対して着脱可能に構成されている。ヘッドカートリッジ８には、インクを吐出するインクジェットヘッド１６と、インクジェットヘッド１６に供給されるインクを収容する主インクタンク９と、が設けられている。装置本体１とヘッドカートリッジ８とは電気的に接続されており、主インクタンク９はインクジェットヘッド１６に設けられたノズル１７と連通している。従って、装置本体１から吐出信号をヘッドカートリッジ８に伝達することで、主インクタンク９内のインク１８がノズル１７から液滴２０として吐出される。吐出される液体はインクが典型的であるが、導電性液体、紫外線（ＵＶ）硬化性液体等であってもよい。主インクタンク９は樹脂などの変形性の高い材料で形成されており、側面に複数の屈曲部９ａを備えている。従って、主インクタンク９は変形し、容積変化することができる。
【００１６】
容積減少機構３５は、雄ねじが形成された雄ねじ部１０と、雄ねじに係合する雌ねじが形成された雌ねじ部１１と、雌ねじ部１１に連結され雌ねじ部１１を回転駆動する回転駆動機構３６と、を有している。容積減少機構３５は、主インクタンク９の外面（主インクタンクプレート２５）に連結され、主インクタンク９の一部を変形させることによって主インクタンク９の容積を減少させる。
【００１７】
本実施形態では、雄ねじ部１０及び雌ねじ部１１と回転駆動機構３６の一部とがヘッドカートリッジ８に内蔵されている。具体的には、主インクタンク９の容積を変化させる雄ねじ部１０が、主インクタンク９の外面の一部を構成する主インクタンクプレート２５を介して、主インクタンク９の本体に連結されている。雄ねじ部１０の雄ねじは雌ねじ部１１の雌ねじと係合し、雌ねじ部１１はマグネット部１２に連結されている。マグネット部１２は、マグネット支持部１３に回転自在に支持されている。マグネット部１２及びマグネット支持部１３は回転駆動機構３６の一部を構成している。図３に示すように、ヘッドカートリッジ８を装置本体１に搭載することで、駆動モーターマグネット部７とマグネット部１２とが磁気的に連結される（マグネットカップリング）。すなわち、回転駆動される雌ねじ部１１と回転駆動機構３６とが、インクカートリッジ８を介して磁気的に連結される。
【００１８】
雌ねじ部１１に回転駆動力が印加されない状態では、雄ねじと雌ねじとの間に働く静止摩擦力によって、雄ねじ部１０の回転が防止される。そのため主インクタンク９の容積は変化しない構成となっている。
【００１９】
図２をＡ方向から見たときに、雌ねじ部１１を反時計方向に回転させると、雄ねじ部１０は図２の下方向へ移動する。雌ねじ部１１を時計方向に回転させると、雄ねじ部１０は図２の上方向へ移動する。雄ねじと雌ねじの配置を逆に構成してもよい。
【００２０】
ヘッドカートリッジ８は、インクの吐出によって生じる主インクタンク９の内圧の減少を緩和する内圧減少緩和機構３７を有している。本実施形態では、内圧減少緩和機構３７は、主インクタンク９と連通する可撓性の補助インクタンク１４と、主インクタンク９と補助インクタンク１４とを連通させる連通部１５と、を有している。インク１８は、主インクタンク９と連通部１５と補助インクタンク１４との間を移動することができる。すなわち、主インクタンク９と連通部１５と補助インクタンク１４とを合わせた部分が実際のインク収容部である。補助インクタンク１４は主インクタンク９より剛性が低く、容易に容積変化することができる。本発明は、インク容量によって限定されないが、主インクタンク９のインク容量が大きい場合に特に適している。
【００２１】
内圧減少緩和機構３７はさらに、一端が補助インクタンク１４に、他端がヘッドカートリッジ８に（すなわち、装置本体１に対して不動に）取り付けられた、予張力を与えられた弾性体（インクタンクバネ２６）を有している。予張力は、主インクタンク９と連通部１５と補助インクタンク１４内のインク１８に対してノズル１７から液滴２０を吐出するのに適した負圧を発生させている。ヘッドカートリッジ８を運搬する際などには、前述したように主インクタンク９の容積は変化せず、補助インクタンク１４の容量は小さいため外乱の影響を受けにくいので、ノズル１７からインク１８が垂れることを防止できる。
【００２２】
ヘッドカートリッジ８は、主インクタンク９の内圧を検知する内圧検知手段を有している。内圧検知手段は、連通部１５に取り付けられ連通部１５の変形を検出するひずみゲージ２２を有している。主インクタンク９の内部の圧力変化に伴い、連通部１５の壁面が撓み、撓み量がひずみゲージ２２によって測定される。
【００２３】
容積減少機構制御部１９は、内圧検知手段が検知した内圧が所定の値を下回った時に容積減少機構３５を作動させる。ひずみゲージ２２で測定した連通部１５の撓み量は容積減少機構制御部１９に伝達され、主インクタンク９の内圧に変換される。容積減少機構制御部１９は、算出された主インクタンク９の内圧に基づいて駆動モーター６を駆動する。駆動モーター６を駆動することで、駆動モーターマグネット部７が回転し、マグネット部１２が回転する。その結果、雌ねじ部１１が回転し、雄ねじ部１０が上下動し、主インクタンク９の容積を変化させる。
【００２４】
装置動作を停止した場合や装置動作中に電源が遮断された場合には、前述のようにねじの静止摩擦力により雄ねじ部１０の回転が防止される。このため、主インクタンク９の容積は変化せず、ノズル１７からインク１８が垂れることが防止される。装置本体１からヘッドカートリッジ８を取り外す場合も、ノズル１７からインク１８が垂れることはない。
【００２５】
図４（Ａ）〜４（Ｃ）は、装置本体１に搭載したヘッドカートリッジ８の動作を示す主要部断面図である。図４（Ａ）に示すように、装置本体１から吐出信号がヘッドカートリッジ８に伝達されることで、インクジェットヘッド１６のノズル１７から液滴２０が吐出される。
【００２６】
ノズル１７から液滴２０が吐出されることで、主インクタンク９内部のインク１８が減少する。このため、図４（Ｂ）に示すように、主インクタンク９の負圧が高くなる。補助インクタンク１４に収容されているインクの一部が主インクタンク９に移動し、主インクタンク９の内圧が回復する。補助インクタンク１４の容積は減少するが、インクタンクバネ２６が伸びるため、主インクタンク９の内圧の急激な変化が防止される。
【００２７】
主インクタンク９の内圧はインクの吐出に伴い徐々に低下していくため、連通部１５の壁面は内側に撓んでいく（流路が絞られていく）。壁面の撓み量は、連通部１５に貼りつけられたひずみゲージ２２で測定される。ひずみゲージ２２で測定された連通部１５の撓み量は容積減少機構制御部１９に伝達され、主インクタンク９の内圧に変換される。
【００２８】
容積減少機構制御部１９は、算出された主インクタンク９の内圧に基づき、主インクタンク９の内圧を一定範囲内に制御する。主インクタンク９の負圧が高くなった場合には、図４（Ｃ）をＢ方向から見たときに、駆動モーター６を反時計方向に回転させる。これによって、雌ねじ部１１が反時計方向に回転し、雄ねじ部１０が図４（Ｃ）において下降する。雄ねじ部１０が下降し主インクタンクプレート２５が下降すると、主インクタンク９の側面の屈曲部９ａの屈曲角度が変化し、主インクタンク９の容積が減少する。
【００２９】
この結果、主インクタンク９の内圧が上昇し（負圧が弱められ）、主インクタンク９にあるインクの一部が補助インクタンク１４に移動し、補助インクタンク１４の容積が回復する。インクタンクバネ２６は再び縮み、連通部１５の壁面の撓みも解消する。ひずみゲージ２２で測定された撓み量から変換された主インクタンク９の内圧が一定範囲に収まると、容積減少機構制御部１９からの信号によって駆動モーター６の駆動が停止される。このようにして、主インクタンク９の内圧は一定範囲内に制御され、ノズル１７のメニスカス状態が安定的に保たれ、ノズル１７からの吐出安定性を確保することができる。
【００３０】
図５は、ひずみゲージ２２により測定した連通部１５の壁面の撓み量の測定結果に基づいて、主インクタンク９の内圧を制御する手順を示すフローチャートである。ステップＳ５０にて、ノズル１７から液滴が吐出される。ステップＳ５１にて、ひずみゲージ２２により連通部１５の壁面の撓み量を検出する。ステップＳ５２にて、容積減少機構制御部１９によって撓み量を主インクタンク９の内圧に変換する。ステップＳ５３にて、主インクタンク９の圧力が一定範囲内にあるか否かを判断する。主インクタンク９の圧力が一定範囲内にない場合、ステップＳ５４にて、駆動モーター６を駆動する。ステップＳ５５にて、雄ねじ部１０が下降し、主インクタンク９に外力（押圧力）を印加することによって主インクタンク９の容積が減少する。次にステップＳ５１に移り、ステップＳ５２、ステップＳ５３を実行する。ステップＳ５３にて、主インクタンク９の圧力が一定範囲内である場合、手順は終了する。連通部１５の壁面の撓み量の測定は常時行なわれている。そのため、図４（Ａ）〜４（Ｃ）では、分かりやすいように補助インクタンク１４の容積が大きく変化する形態で図が描かれているが、実際には補助インクタンク１４の容積変化は少ない。
【００３１】
このようにして、一方のねじ部が回転駆動させられることによって、インクタンク９に連結された他方のねじ部の端部が移動し、主インクタンク９の一部（主インクタンクプレート２５）が変形し、主インクタンク９の容積が減少する。従って、単純な構成で主インクタンク９の内圧を一定範囲内に制御し、ノズル１７からの吐出安定性を確保することができる。また、主インクタンク９とインクジェットヘッド１６は、間にチューブ等が介在することなく直接接続されており、弁等の摺動部材も使用していない。このため、微細な異物（ゴミ）がインク内に混入することも防止できる。
【００３２】
図６に示すように、ヘッドカートリッジ８内に駆動モーター６を設ける構成としてもよい。この実施形態では、装置本体１に対して着脱可能なインクカートリッジ８は、主インクタンク９と、容積減少機構３５の雄ねじ部１０及び雌ねじ部１１と、回転駆動機構３６と、を少なくとも収容している。駆動モーター６には駆動モーターギア３３が設けられ、駆動モーターギア３３は雌ねじ部１１に設けられた主インクタンクギア３４と連動する。
【００３３】
図７に示すように、内圧検知手段であるひずみゲージ２２を主インクタンク９に取り付けて、主インクタンク９の底面の撓み量を検出するようにしてもよい。主インクタンク９の内圧は、主インクタンク９の底面の撓み量から換算される。この実施形態では、連通部１５を設ける必要がなく、補助インクタンク１４を主インクタンク９に直接接続する構成とすることができる（連通部１５を設けることも可能である）。
【００３４】
上述した実施形態では、インクジェットヘッド１６はインクカートリッジ８と一体に構成されているが、インクジェットヘッド１６を装置本体１と一体に構成することもできる。この場合、ヘッドカートリッジ８内のインクジェットヘッド１６とその他の部分とが分離する構成となる。このような構成を、図８〜図１０を用いて説明する。図８は、インクジェットヘッド１６が搭載された装置本体１を示す図である。インクジェットヘッド１６には、ノズル１７と、ヘッドフィルタ２８と、ヘッドＯリング２９と、が設けられている。ヘッドフィルタ２８は微細な細孔を有するフィルタである。また、ヘッドカートリッジ搭載部５にインクジェットヘッド１６を搭載する部分を設け、インクジェットヘッド１６を装置本体１に対して着脱可能な構成とすることも可能である。
【００３５】
図９は、インクタンクユニット３２の主要部断面図である。インクタンクユニット３２には、インクタンクフィルタ３０とＯリング当接部３１が設けられている。インクタンクフィルタ３０は微細な細孔を有するフィルタであり、フィルタの細孔内のインクのメニスカスと主インクタンク９の負圧が釣り合うようにされている。そのため、インクフィルタ３０からインクが垂れることが防止される。インクタンクユニット３２のその他の構成は、図３で説明したヘッドカートリッジ８の構成と同一である。
【００３６】
図１０は、インクジェットヘッド１６にインクタンクユニット３２が搭載された状態を示している。インクジェットヘッド１６に設けられたヘッドＯリング２９と、インクタンクユニット３２に設けたＯリング当接部３１と、が密着することで、インクジェットヘッド１６とインクタンクユニット３２の隙間から大気が導入されることが防止される。インクジェットヘッド１６のノズル１７から不図示の吸引手段によりインクを吸い出すことにより、主インクタンク９内のインク１８を、インクタンクフィルタ３０とヘッドフィルタ２８を介して、インクジェットヘッド１６のノズル１７に充填することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図１１を用いて説明する。図１１は、ヘッドカートリッジ１０８を装置本体１０１に搭載したときのインクジェット装置１４１の主要部断面図である。第２の実施形態では、内圧検知手段として、補助インクタンク１１４に取り付けられた検知プレート１２３と、ヘッドカートリッジ１０８に取り付けられた変位量検出部１２４と、が設けられている。検知プレート１２３は補助インクタンク１１４の容積の変化に伴って上下方向に移動することができ、変位量検出部１２４は検知プレート１２３のカートリッジ１０８に対する相対変位量を検出する。他の構成は、第１の実施形態と同一である。なお、図示されている部材には、第１の実施形態の対応する部材または類似する部材の符号に１００を加えた符号が付されている。
【００３８】
ノズル１１７から液滴１２０が吐出されることで、主インクタンク１０９内部のインク１１８が減少する。そのため、主インクタンク１０９の負圧が高くなる。補助インクタンク１１４に収容されているインクの一部が主インクタンク１０９に移動し、補助インクタンク１１４の容積が減少するとともに、主インクタンク１０９の内圧が回復する。補助インクタンク１１４の容積は減少するが、インクタンクバネ１２６が伸びるため、主インクタンク１０９の内圧の急激な変化が防止される。
【００３９】
補助インクタンク１１４の変形に伴い、補助インクタンク部１１４に取り付けられた検知プレート１２３は下方向へ移動する。検知プレート１２３の位置は位置検出部１２４にて検知される。位置検出部１２４にて検知された、検知プレート１２３の位置検出部１２４に対する相対位置データは容積減少機構制御部１１９に伝達され、主インクタンク１０９の内圧に変換される。
【００４０】
容積減少機構制御部１１９は主インクタンク１０９の内圧に基づき、主インクタンク１０９の内圧を一定範囲内に制御する。主インクタンク１０９の負圧が高くなった場合には、図１１をＣ方向から見たときに、駆動モーター１０６を反時計方向に回転させる。これによって雌ねじ部１１１が反時計方向に回転し、雄ねじ部１１０が図１１の下方向へ移動する。
【００４１】
この結果、主インクタンク１０９の内圧が上昇し（負圧が弱くなり）、主インクタンク１０９にあるインクの一部が補助インクタンク１１４に移動し、補助インクタンク１１４の容積が増加する。インクタンクバネ１２６は再び縮み、検知プレート１２３は上昇する。検知プレート１２３の位置データから変換された主インクタンク１０９の内圧が一定範囲内に収まると、容積減少機構制御部１１９からの信号によって駆動モーター１０６の駆動が停止される。
【００４２】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図１２を用いて説明する。図１２は、ヘッドカートリッジ２０８を装置本体２０１に搭載したときのインクジェット装置２４１の主要部断面図である。第３の実施形態では、容積減少機構２３５は、主インクタンク２０９との接続部に予張力を与えられた弾性体（インクタンクバネ２２６）を有している。内圧検知手段は、容積減少機構２３５に取り付けられた検知プレート２２３と、主インクタンク２０９に取り付けられた位置検出部２２４と、を有している。インクタンクバネ２２６は、雄ねじ部２１０と主インクタンクプレート２２５の間に設けられている。インクタンクバネ２２６は、第１の実施形態のインクタンクバネ２６及び第２の実施形態のインクタンクバネ１２６と比較して、ばね定数が大きなバネを使用している。インクタンクバネ２２６のばね定数が大きいため、ヘッドカートリッジ２０８を運搬する際などに、インクタンクバネ２２６に力が加わった場合でもインクタンクバネ２２６は伸びにくく、ノズル２１７からインク２１８が垂れにくい構成となっている。検知プレート２２３は雄ねじ部２１０の先端部に取り付けられ、位置検出部２２４は主インクタンクプレート２２５に固定されている。その他の構成は、第１の実施形態と同一である。なお、図示されている部材には、第１の実施形態の対応する部材または類似する部材の符号に２００を加えた符号が付されている。
【００４３】
ノズル２１７から液滴２２０が吐出されることで、主インクタンク２０９内部のインク２１８が減少する。そのため、主インクタンク２０９の負圧が高くなり、主インクタンク２０９は全体的に下方に縮小し、インクタンクバネ２２６が伸びる。位置検出部２２４は検知プレート２２３に対して相対的に下降しながら、検知プレート２２３の位置検出部２２４に対する相対位置を検知する。すなわち、位置検出部２２４は主インクタンク２０９の容積の変化に伴って移動することによって、検知プレート２２３に対する相対位置を検出する。位置検出部２２４にて検知された検知プレート２２３の位置データは、容積減少機構制御部２１９に伝達され、主インクタンク２０９の内圧に変換される。
【００４４】
容積減少機構制御部２１９は主インクタンク２０９の内圧に基づき、主インクタンク２０９の内圧を一定範囲内に制御する。主インクタンク２０９の負圧が高くなった場合には、図１２をＤ方向から見たときに、駆動モーター２０６を反時計方向に回転させる。これによって雌ねじ部２１１が反時計方向に回転し、雄ねじ部２１０が図１２の下方向へ移動する。
【００４５】
この結果、主インクタンク２０９の内圧が上昇し（負圧が弱くなり）、主インクタンク２０９の容積は減少する。検知プレート２２３の位置データから変換された主インクタンク２０９の内圧が一定範囲内に収まると、容積減少機構制御部２１９からの信号によって駆動モーター２０６の駆動が停止される。前述したように、インクタンクバネ２２６のばね定数は大きいため、主インクタンク２０９の内圧を微細に制御するためには、位置検出部２２４に対する検知プレート２２３の位置を細かく検知し駆動モーター２０６の駆動を細かく制御する必要がある。
【符号の説明】
【００４６】
１６，１１６，２１６ インクジェットヘッド
９，１０９，２０９ 主インクタンク
３５，２３５ 容積減少機構
４１，１４１，２４１ インクジェット装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに供給されるインクを収容し前記インクジェットヘッドと連通する、容積変化が可能な主インクタンクと、前記主インクタンクの外面に連結され前記主インクタンクの一部を変形させることによって前記主インクタンクの容積を減少させる容積減少機構と、を有する、インクジェット装置。
【請求項２】
前記主インクタンクの内圧を検知する内圧検知手段と、前記内圧検知手段が検知した内圧が所定の値を下回った時に前記容積減少機構を作動させる容積減少機構制御部と、を有する、請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項３】
インクの吐出によって生じる前記主インクタンクの内圧の減少を緩和する内圧減少緩和機構を有する、請求項２に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記内圧減少緩和機構は、前記主インクタンクと連通する可撓性の補助インクタンクを有する、請求項３に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記内圧検知手段は、前記補助インクタンクに取り付けられ前記補助インクタンクの容積の変化に伴って移動する検知プレートと、前記検知プレートの位置を検出する位置検出部と、を有する、請求項４に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記内圧減少緩和機構は、前記主インクタンクと前記補助インクタンクとを連通させる連通部を有し、前記内圧検知手段は、前記連通部に取り付けられ前記連通部の変形を検出するひずみゲージを有する、請求項４に記載のインクジェット装置。
【請求項７】
前記内圧減少緩和機構は、一端が前記補助インクタンクに他端が装置本体に対して不動に取り付けられた、予張力を与えられた弾性体を有する、請求項４から６のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項８】
前記内圧検知手段は、前記主インクタンクに取り付けられ、前記主インクタンクの変形を検出するひずみゲージを有する、請求項２に記載のインクジェット装置。
【請求項９】
前記容積減少機構は、前記主インクタンクとの接続部に弾性体を有し、前記内圧検知手段は、前記容積減少機構に取り付けられた検知プレートと、前記主インクタンクに取り付けられた位置検出部と、を有し、前記位置検出部は前記主インクタンクの容積の変化に伴って移動することによって、前記検知プレートに対する相対位置を検出する、請求項２に記載のインクジェット装置。
【請求項１０】
前記容積減少機構は、雄ねじを有する雄ねじ部と、前記雄ねじに係合する雌ねじを有する雌ねじ部と、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部の一方に連結され該一方のねじ部を回転駆動する回転駆動機構と、を有し、前記一方のねじ部が回転駆動させられることによって他方のねじ部の端部が前記主インクタンクの一部を変形させて、前記主インクタンクの容積を減少させる、請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１１】
前記主インクタンクと、前記容積減少機構の前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部と、を少なくとも収容し、装置本体に対して着脱可能なインクカートリッジを有し、前記容積減少機構の前記回転駆動機構は装置本体に設けられ、回転駆動される一方の前記ねじ部と前記回転駆動機構とは、前記インクカートリッジを介して磁気的に連結されている、請求項１０に記載のインクジェット装置。
【請求項１２】
前記主インクタンクと、前記容積減少機構の前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部と、前記回転駆動機構と、を少なくとも収容し、装置本体に対して着脱可能なインクカートリッジを有している、請求項１０に記載のインクジェット装置。
【請求項１３】
前記インクジェットヘッドは、前記インクカートリッジと一体に構成されている、請求項１１または１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１４】
前記インクジェットヘッドは、装置本体と一体に構成されている、請求項１１または１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１５】
前記インクジェットヘッドは、装置本体及び前記インクカートリッジと着脱可能に構成されている、請求項１１または１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１】
インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに供給されるインクを収容し前記インクジェットヘッドと連通する、容積変化が可能な主インクタンクと、前記主インクタンクの外面に連結され前記主インクタンクの一部を変形させることによって前記主インクタンクの容積を減少させる容積減少機構と、を有する、インクジェット装置。
【請求項２】
前記主インクタンクの内圧を検知する内圧検知手段と、前記内圧検知手段が検知した内圧が所定の値を下回った時に前記容積減少機構を作動させる容積減少機構制御部と、を有する、請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項３】
インクの吐出によって生じる前記主インクタンクの内圧の減少を緩和する内圧減少緩和機構を有する、請求項２に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記内圧減少緩和機構は、前記主インクタンクと連通する可撓性の補助インクタンクを有する、請求項３に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記内圧検知手段は、前記補助インクタンクに取り付けられ前記補助インクタンクの容積の変化に伴って移動する検知プレートと、前記検知プレートの位置を検出する位置検出部と、を有する、請求項４に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記内圧減少緩和機構は、前記主インクタンクと前記補助インクタンクとを連通させる連通部を有し、前記内圧検知手段は、前記連通部に取り付けられ前記連通部の変形を検出するひずみゲージを有する、請求項４に記載のインクジェット装置。
【請求項７】
前記内圧減少緩和機構は、一端が前記補助インクタンクに他端が装置本体に対して不動に取り付けられた、予張力を与えられた弾性体を有する、請求項４から６のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項８】
前記内圧検知手段は、前記主インクタンクに取り付けられ、前記主インクタンクの変形を検出するひずみゲージを有する、請求項２に記載のインクジェット装置。
【請求項９】
前記容積減少機構は、前記主インクタンクとの接続部に弾性体を有し、前記内圧検知手段は、前記容積減少機構に取り付けられた検知プレートと、前記主インクタンクに取り付けられた位置検出部と、を有し、前記位置検出部は前記主インクタンクの容積の変化に伴って移動することによって、前記検知プレートに対する相対位置を検出する、請求項２に記載のインクジェット装置。
【請求項１０】
前記容積減少機構は、雄ねじを有する雄ねじ部と、前記雄ねじに係合する雌ねじを有する雌ねじ部と、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部の一方に連結され該一方のねじ部を回転駆動する回転駆動機構と、を有し、前記一方のねじ部が回転駆動させられることによって他方のねじ部の端部が前記主インクタンクの一部を変形させて、前記主インクタンクの容積を減少させる、請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１１】
前記主インクタンクと、前記容積減少機構の前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部と、を少なくとも収容し、装置本体に対して着脱可能なインクカートリッジを有し、前記容積減少機構の前記回転駆動機構は装置本体に設けられ、回転駆動される一方の前記ねじ部と前記回転駆動機構とは、前記インクカートリッジを介して磁気的に連結されている、請求項１０に記載のインクジェット装置。
【請求項１２】
前記主インクタンクと、前記容積減少機構の前記雄ねじ部及び前記雌ねじ部と、前記回転駆動機構と、を少なくとも収容し、装置本体に対して着脱可能なインクカートリッジを有している、請求項１０に記載のインクジェット装置。
【請求項１３】
前記インクジェットヘッドは、前記インクカートリッジと一体に構成されている、請求項１１または１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１４】
前記インクジェットヘッドは、装置本体と一体に構成されている、請求項１１または１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１５】
前記インクジェットヘッドは、装置本体及び前記インクカートリッジと着脱可能に構成されている、請求項１１または１２に記載のインクジェット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−２８１０５（Ｐ２０１３−２８１０５Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６４９５（Ｐ２０１１−１６６４９５）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]