JP2009286115A - 液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のインクカートリッジ8a〜8dは、鉛直方向に配列された状態で設置されており、キャリッジ4は、鉛直方向に往復移動するものであり、インクジェットヘッド3は、ノズル列41a〜41dが互いに平行となるように鉛直方向に配列され、インクカートリッジ8dと、ノズル列41dとを、チューブ11dにより連通させる。
【選択図】図2
Description
<第1実施形態>
図1は、本実施形態のプリンタ1の概略構成図である。プリンタ1は、縦長の全体形状を有し、縦置きに好適なプリンタ(以下、適宜、「縦置き型プリンタ」という)である。図1に示すように、プリンタ1は、本体ケース2と、印刷用紙9に向けてインクを吐出するインクジェットヘッド3(液体吐出ヘッド)と、このインクジェットヘッド3を搭載するキャリッジ4と、本体ケース2の内壁に鉛直方向に延在して配設されるとともに、さらにキャリッジ4と摺動可能に接続されたガイド軸5と、鉛直方向に回転軸を有し印刷用紙9を搬送する搬送ローラ6と、を備えている。また、本体ケース2の側面には、インクを貯留するインクカートリッジ8a〜8dと、印刷された印刷用紙9を排出する排出口10と、印刷用紙9を収納する給紙トレイ14と、電源スイッチ15とを備えている。尚、図1における鉛直方向と直交する方向のうち、搬送ローラ6により印刷用紙9が本体ケース2に開口する排出口10より外部に排出される向きをX方向とし、このX方向と鉛直方向にともに直交する方向をY方向とする。
また、印刷用紙9は、その表面がY方向と直交するように搬送される。このように搬送されることで、印刷用紙9の表面をインクジェットヘッド3のノズル40に対向させることができる。また、インクカートリッジ8a〜8d、排出口10、給紙トレイ14、電源スイッチ15が同一側面に配置されている為、プリンタの電源管理、インクカートリッジの交換、印刷用紙9の補充等を一方向から全て行うことができる。この為、ユーザが外側から簡単に、プリンタの種々の動作等を行うことができる。
図12に示したようにインクカートリッジ8a’、8b、8c、8dのうち、インクカートリッジ8a’の高さ(鉛直方向の厚み)を他のインクカートリッジ8b、8c、8dの高さよりも大きくした以外は、第1実施形態と同様にしてプリンタ1を製造する。異なる色のインクを噴射するインクジェットプリンタでは、特定の色のインク、例えば、黒インクが他の色のインクよりも多く消費される場合には、そのような特定の色のインクカートリッジを大きくすることができる。このように特定のインクカートリッジの高さが他のインクカートリッジの高さよりも高いと、インクの消費に伴うカートリッジ内でのインクの液面の変動量がより大きくなる。それゆえ、そのような一層高い高さのインクカートリッジが縦置き型プリンタに装着される場合、ノズルとカートリッジの水頭差がインクの消費に伴ってより大きく変動することになる。そのような水頭差の変動が大きいカートリッジを、プリンタの鉛直方向の下側に配置すると、水頭差自体も大きくなるために、メニスカスを一層不安定にしてしまう。それゆえ、高さの異なるインクカートリッジを縦置き型プリンタに用いる場合には、本実施形態のように、インクの消費により最も水頭差の変動が大きいインクカートリッジ8a’を最も高い位置、(キャリッジの移動所定範囲内で前記複数のインクカートリッジから最も離れた最離間位置に位置するときに、キャリッジに対して最も近い位置)に配置することでインクカートリッジ8a’と連通するノズルのメニスカスをより安定に維持することができる。
図13に示したようにインクカートリッジ8a、8b、8c、8dのうち、インクカートリッジ8dに接続されるチューブ11d’を他のインクカートリッジ8a、8b、8cに接続されるチューブ11a、11b、11cよりも約10%長くし且つチューブ内径を約10%小さくした以外は、第1実施形態と同様にしてプリンタ1を製造する。こうすることにより、チューブ11d‘を流れるインクの流れ抵抗は、他のチューブ11a、11b、11cを流れるインクの流れ抵抗よりも大きくなる。それゆえ、ヘッドの3の鉛直方向位置に応じてチューブ11d’で接続されるインクカートリッジ8dとノズル列41dの間の水頭差がかなり大きくなっても、インクのヘッド3からインクカートリッジ8dのインクの流れ抵抗が他のチューブを流れるインクと比べて大きいので、そのような水頭差がノズル列41dに伝播する速度が遅くなるか、あるいは水頭差を低減することになる。それゆえ、水頭差が直接ノズル列41dのノズルのメニスカスに作用すること緩和することができる。特に、キャリッジが鉛直方向に高速に往復移動する場合に、キャリッジの移動位置に応じて水頭差は時間的に変動するが、この変動がインクのインクチューブによる流れ抵抗で緩和されて、水頭圧の最大値から最小値への変動(振幅)を小さくすることができる。
この実施形態では、第1実施形態で説明したインクカートリッジ8a〜8dとノズル列41a〜41dの特定の接続の順序に加えて、インクジェットヘッドに改良を施して、インクカートリッジ8dに連通するノズル列41dにおける水頭差の影響を一層緩和する。図13に、図2に示したようなインクジェットヘッド3のーX方向から見た概略断面図を示した。4本のノズル列41a〜41dに対応するノズルを40a〜40dで示した。インクジェットヘッド3の各ノズルの噴射ユニットは、それぞれ、図5に示したような構造を有し、前述のように流路ユニット22と圧電アクチュエータ23を備える。圧電アクチュエータ23の流路ユニット22の反対側には、バッファタンク60a〜60dを内部に画成するホルダ62a〜62dが設けられている。バッファタンク60a〜60dには、それぞれ、両端に、大開口160a〜160dと小開口260a〜260dが形成されている。バッファタンク60a〜60dの小開口260a〜260dは、流路ユニット22の圧力室(34)と連通するインク供給孔38に接続しており、各インク供給孔38にはフィルタ38が設置されている。バッファタンク60a〜60dの壁面(背面)にはインクチューブ8a〜8dと接続される連通孔68a〜68dが形成されている。バッファタンク60a〜60dの大開口160a〜160dは、ホルダ62a〜62dを覆うフィルム66によって塞がれている。
<変更形態1>
インクカートリッジ8a〜8dに貯留されるインクについて、インクに含まれる界面活性剤の量をそれぞれ変えたものを用いてもよい。
上記実施形態および変更形態では、インクカートリッジ8a〜8dが、プリンタ1の本体ケース下方に配置されたものについて説明してきたが、インクカートリッジ8a〜8dが本体ケース2の上方に配置されていてもよい。
本実施形態のインクジェットヘッド3のように複数のノズル列41a〜41dを有するものではなく、1列のノズル列のみ有するインクジェットヘッドを、鉛直方向に複数並べてキャリッジに担持させるように構成してもよい。
3 インクジェットヘッド
4 キャリッジ
8a〜8d インクカートリッジ
11a〜11d チューブ
40 ノズル
41a〜41d ノズル列
Ha〜Hd 水頭差
d ノズルの直径
T、Ts 表面張力
R 大気圧
S 水圧
Claims (17)
- 液体吐出装置であって:
互いに異なる液体を吐出する複数のノズル列を有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに供給する前記異なる液体をそれぞれ収容し、且つ鉛直方向に配列された複数の液体タンクと、
複数のノズル列の各々に対して前記複数の液体タンクのうちの対応する液体を収容する液体タンクと連通するように前記液体吐出ヘッドに接続される複数のチューブと、
前記液体吐出ヘッドを担持して鉛直方向の所定範囲を往復移動するキャリッジとを備え、
前記液体吐出ヘッドは、前記複数のノズル列が鉛直方向に配列されるように前記キャリッジに担持されており、
前記キャリッジが前記所定範囲内で前記複数の液体タンクから最も離れた最離間位置に位置するときに、そのキャリッジに対して最も離れている液体タンクと、前記キャリッジが前記最離間位置に位置するときに、前記複数の液体タンクに対して最も近接するノズル列とが、前記複数のチューブのひとつにより連通されていることを特徴とする液体吐出装置。 - 前記ひとつのチューブが、他のチューブよりも液体の流れ抵抗が大きいことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記ひとつのチューブが、他のチューブよりも長いことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。
- 前記ひとつのチューブが、他のチューブよりも内径が小さいことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。
- 前記キャリッジが前記所定範囲内で前記複数の液体タンクから最も離れた最離間位置に位置するときに、そのキャリッジに対して最も近い液体タンクの前記鉛直方向の厚みが、最も離れている液体タンクの前記鉛直方向の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記キャリッジに対して最も近い液体タンクが黒インクを収容していることを特徴とする請求項5に記載の液体吐出装置。
- 前記複数のノズル列に、それぞれ、インクバッファタンクが接続され、インクバッファタンクの一部がダンパを有し、前記キャリッジが前記所定範囲内で前記複数の液体タンクから最も離れた最離間位置に位置するときに、前記複数の液体タンクに最も近接するノズル列に接続されたインクバッファタンクのダンパの減衰力が、他のノズル列に接続されたインクバッファタンクのダンパの減衰力よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記複数の液体タンクに最も近接するノズル列のダンパの大きさが、他のノズル列のダンパよりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の液体吐出装置。
- 前記キャリッジの鉛直方向の移動の所定範囲が、前記複数の液体タンクの設置位置から上方に偏倚しており、
前記複数の液体タンクのうちの鉛直方向において下端に位置するものと、前記複数のノズル列のうちの鉛直方向において下端に位置するものとが、前記チューブで連通されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記複数の液体タンクのうちの前記下端に位置する液体タンクに収容された液体が、その液体タンクとは別の液体タンクに収容される液体よりも表面張力が高いことを特徴とする請求項9に記載の液体吐出装置。
- 前記キャリッジの鉛直方向の移動の所定範囲が、前記複数の液体タンクの設置位置から下方に偏倚しており、
前記複数の液体タンクのうちの鉛直方向において上端に位置するものと、前記複数のノズル列のうちの鉛直方向において上端に位置するものとが、前記チューブで連通されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記複数の液体タンクのうちの前記上端に位置する液体タンクに収容された液体が、その液体タンクとは別の液体タンクに収容される液体よりも表面張力が高いことを特徴とする請求項11に記載の液体吐出装置。
- 前記複数の液体タンクの鉛直方向における並び順と、前記複数のノズル列の鉛直方向における並び順とが、インク種に関して、同一であり、
前記複数のチューブは、互いに対応するノズル列と液体タンクとを接続することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 鉛直方向の最も低い位置に配置されたノズル列にかかる水頭圧が、鉛直方向の最も高い位置に配置されたノズル列にかかる水頭圧よりも大きいことを特徴とする請求項13に記載の液体吐出装置。
- 各ノズル列が水平方向に延在していることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記液体吐出ヘッドが、複数のノズル列がそれぞれ形成された複数のヘッドを有することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記液体吐出装置が、鉛直方向に延在する回転軸を有する紙送りローラを備えるインクジェットプリンタであることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
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