JP2007076373A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体噴射装置は、ターゲットSに対して相対移動しながら、液体噴射ヘッド237の複数のノズルから液体を噴射してターゲットSに液体を付着させるキャリッジ236と、キャリッジ236から離間した位置に設けられ、キャリッジ236に供給される液体を貯留する液体収容体221と、液体収容体221とキャリッジ236との間に配置され、液体収容体221からキャリッジ236に至る液体流路を形成する可撓性の供給管226と、キャリッジ236に搭載され、供給管226から液体噴射ヘッド237に至る液体流路に設けられた弁機構とを備える。
【選択図】図2
Description
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記弁機構は、前記液体噴射ヘッド側に位置する圧力室を備え、前記ノズルからの液体の噴射に伴い、前記圧力室内の液体の減少によって生じる負圧に基づき、前記液体流路を開放することを要旨とする。
以下、この発明の第1の実施形態にかかる液体噴射装置を図面に従って詳細に説明する。図1に示すように、本実施形態の液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ(以下、プリンタ)210は、逆T字形状の1対の支持柱211,212を備えている。各支持柱211,212の下方には、プリンタの移動を容易に行うため、一対のキャスタ213が設けられている。また、支持柱211,212には、これらを連結する連結棒214が設けられるとともに、その上方に略直方体形状をしたハウジング215が支持されている。
記録ヘッドがインクを消費している際の圧力室252の圧力Pvは、弁体255の開放圧力Poに等しい。開放圧力Poは負圧であるから、マイナスの符号となり、以下の式で示される。
また、この開放圧力Poは、図6に示すように供給室250に配設された閉弁用バネ257の付勢力Ke、圧力室252に配設された負圧保持バネ260の付勢力Ko、排出側フィルム249が変形する際の抵抗力fm、位置水頭Hにより弁体255の円板部255bの背面に加わる力Pcの和より大きい必要がある。そのため、開放圧力Poは以下の式で表される。
ここで、弁体255の円板部255bにかかる力Pcは位置水頭により変化するため、圧力室252の圧力Pvは図7の点線dLに示すようになる。しかしながら、円板部255bの面積が微小であるため、円板部255bにかかる力Pcは無視できる程小さい。そのため、位置水頭Hを変えても大きな開放圧力Poには影響が及びがたく、開放圧力Poは、Po=a(一定)の直線L1で表されると考えても差し支えない。
位置水頭Hがゼロの場合、Pk=−Ptとなり、位置水頭Hを高くしていけば、供給室250の圧力Pkは図7の直線L2で示されるようになる。
Pk≧Pv = −Pt+H≧−Po
となり、上式よりインクが供給室250から圧力室252へ十分供給されるための位置水頭Heは以下の式で表されることになる。
また、位置水頭Hを変化させた場合の、圧力室252の圧力Pvは図7の直線L1と直線L2とを結んだ線で表される。
によって表される。
次に、インクカートリッジ収容部220の高さH(mm)について、具体的な数値を用いて説明する。例えば、インクカートリッジ221〜224から供給室250に至るチューブ226〜229の圧力損失Ptが150(mmH2O)であって、弁体255の開放圧力Poが100(mmH2O)であるとする。このとき、インクが供給室250から圧力室252へ十分に供給されるために必要な位置水頭Heは以下のように表される。
また、開放圧力Pvと圧力損失Pfは同じで、例えば、チューブ226〜229を長くして、圧力損失Ptが200(mmH2O)まで増加した場合には、図7に二点鎖線で示すように位置水頭Heは100(mmH2O)と、高くなる。
プリンタ210を使用するにあたっては、給紙部219に巻心219aに巻かれた紙Sが収容され、インクカートリッジ収容部220に各色のインクカートリッジ221〜224が収容される。また、インクカートリッジ221〜224のインク導出口221a〜224aが針Iに係合される。
(a)本実施形態では、インクカートリッジ221〜224は、キャリッジ236の可動領域であって、記録ヘッド237の上方に設けられている。そのため、インクカートリッジ221〜224の記録ヘッド237からの水頭差によりインクが記録ヘッド237に供給されるので、加圧ポンプなどのインク供給装置を設ける必要がない。また、チューブ226〜229の長さは、各インク導出口221a〜224aから最も遠いキャリッジ236の可動範囲まであればよいので、従来の場合よりも、記録ヘッド237にインクを供給するチューブ226〜229を短くすることができる。すなわち、圧力損失を小さくすることができるので、記録ヘッド237からインクカートリッジ221〜224までの高さHを低くしても、インクを記録ヘッド237により確実に供給することができる。従って、記録ヘッド237からインクカートリッジ221〜224までの高さHを従来よりも低くすることができるので、プリンタ210を小型化することができる。
以下、本発明を具体化した液体噴射装置の第2実施形態を図8及び図9に従って説明する。ただし、以下の各実施形態において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
すなわち、本実施形態のインクカートリッジ収容部220の高さHは、インク消費によるインクカートリッジ221〜224内の静水頭の変化を考慮したものとなっている。
(f)本実施形態においては、インクカートリッジ収容部220内に、プリンタ210のほぼ中央で左右に整列するように、インクカートリッジ221〜224が収容されている。従って、各インクカートリッジ221〜224から各バルブユニット241〜244にインクを供給するチューブ226〜229の長さは、キャリッジ236の可動範囲のほぼ半分とすることができる。従って、キャリッジにインクが供給されるチューブ226〜229をより短くすることができるので、圧力損失をより小さくすることができ、プリンタ210をより小型化することができる。
上記各実施形態においては、圧力室252に負圧保持バネ260を配設した。この負圧保持バネ260は、コストの低減などのために省略してもよい。
221,222,223,224… 液体収容体としての各色のインクカートリッジ
226,227,228,229… 供給管としての可撓性のチューブ
236… キャリッジ
237… 液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド
255… 弁機構を構成する弁体
257… 弁機構を構成する閉弁用バネ
Claims (8)
- ターゲットに対して相対移動しながら、液体噴射ヘッドの複数のノズルから液体を噴射して前記ターゲットに前記液体を付着させるキャリッジと、
前記キャリッジから離間した位置に設けられ、前記キャリッジに供給される前記液体を貯留する液体収容体と、
前記液体収容体と前記キャリッジとの間に配置され、液体収容体からキャリッジに至る液体流路を形成する可撓性の供給管と、
前記キャリッジに搭載され、前記供給管から前記液体噴射ヘッドに至る液体流路に設けられた弁機構とを備えた液体噴射装置において、
前記液体収容体は、前記キャリッジが移動する範囲であって、前記弁機構より所定高さだけ上方に配設されている液体噴射装置。 - 前記液体収容体は、前記キャリッジが移動する範囲のほぼ中央に配設されている請求項1に記載の液体噴射装置。
- 前記弁機構は、前記液体噴射ヘッド側に位置する圧力室を備え、前記ノズルからの液体の噴射に伴い、前記圧力室内の液体の減少によって生じる負圧に基づき、前記液体流路を開放する請求項1又は2に記載の液体噴射装置。
- 前記所定高さは、前記液体収容体から前記弁機構までに生じる圧力損失による圧力水頭と、前記液体が前記弁機構を開弁状態とするときに必要な圧力による圧力水頭との和以上の位置水頭となっている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記所定高さは、前記液体収容体から前記弁機構までの圧力損失による圧力水頭と、前記液体が前記弁機構を開弁状態とするときに必要な圧力による圧力水頭との和と同じ位置水頭になっている請求項4に記載の液体噴射装置。
- 前記所定高さは、前記液体収容体から前記弁機構までの圧力損失による圧力水頭と、前記液体が前記弁機構を開弁状態とするときに必要な圧力による圧力水頭と、前記液体収容体における液体の消費による液体の位置水頭の変化との和以上の位置水頭となっている請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記所定高さは、前記液体収容体から前記弁機構までの圧力損失による圧力水頭と、前記液体が前記弁機構を開弁状態とするときに必要な圧力による圧力水頭と、前記液体収容体における液体の位置水頭変化との和と同じ位置水頭となっている請求項6に記載の液体噴射装置。
- 前記弁機構が開弁するときの圧力と、前記液体収容体から前記液体噴射ヘッドに液体が流れることにより生じる圧力損失との和が、前記液体収容体が前記弁機構から前記所定高さだけ上方に位置することにより発生する圧力より小さくなるように、前記供給管の長さ及び径が決定されている請求項1又は2に記載の液体噴射装置。
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