JP2015193172A

JP2015193172A - 液体吐出装置

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Publication number: JP2015193172A
Application number: JP2014072851A
Authority: JP
Inventors: 智弘神戸; Toshihiro Kanbe; 章篠田; Akira Shinoda
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP6330429B2

Abstract

【課題】記録ユニットを複数有する液体吐出装置の大型化及び複雑化を抑制する。
【解決手段】４つの記録モジュールを備える。各記録モジュールは、インクを吐出する複数の吐出口が形成された吐出面５７を有するヘッド５１ａ〜５１ｄと、給紙トレイから給紙された用紙Ｐを吐出面５７と対向する位置を通過するように搬送するモジュール内搬送路とを有している。４つのヘッド５１ａ〜５１ｄよりも上方に、１つのカートリッジ装着部１３を設ける。各ヘッド５１ａ〜５１ｄに繋がっており、カートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９のインクを各ヘッド５１ａ〜５１ｄに供給するインク供給流路４ａ〜４ｄを設け、各インク供給流路４ａ〜４ｄの途中には、インクカートリッジ９と各ヘッド５１ａ〜５１ｄとの連通を遮断可能な差圧弁８ａ〜８ｄを配置する。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体カートリッジから供給された液体を記録媒体に吐出する液体吐出装置に関する。

用紙に対して画像の記録を行う記録ユニットを複数備えており、これら複数の記録ユニットで別々の用紙に対して同時に画像の記録を行うことが可能な記録装置が知られている。このような記録装置の一種として、特許文献１には、インクジェット式の記録ユニットを複数備えており、各記録ユニットに対してインクを貯留するインクタンクが交換可能に設けられているインクジェット式記録装置が開示されている。

特開２００２−２１９７９６号公報

特許文献１に開示されているようなインクジェット式の記録装置においては、インクタンクを装着するための装着部が各記録ユニットに対して設けられるので、装置が大型化すると共に構成が複雑化する。

そこで、本発明は、記録ユニットを複数有する液体吐出装置の大型化及び複雑化を抑制することを目的とする。

本発明の液体吐出装置は、記録媒体を支持可能な給紙トレイと、液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出面を有する複数の液体吐出ヘッドと、前記給紙トレイから給紙された記録媒体を、前記複数の液体吐出ヘッドの各々の前記吐出面と対向する複数の対向位置をそれぞれ通過するように搬送可能な複数の搬送路と、前記複数の液体吐出ヘッドよりも上方に配置されており、液体を貯留する液体カートリッジが着脱可能に装着される装着部と、前記複数の液体吐出ヘッドにそれぞれ繋がっており、前記装着部に装着された前記液体カートリッジ内の液体を前記複数の液体吐出ヘッドに供給する複数の液体供給流路と、前記複数の液体供給流路の途中にそれぞれ設けられており、前記液体カートリッジと前記液体吐出ヘッドとの連通を遮断可能な複数の弁とを備えている。

この構成によると、１つの装着部に装着された液体カートリッジから複数の液体吐出ヘッドに液体を供給することができる。よって、複数の液体吐出ヘッドに対してそれぞれ装着部を設ける場合に比べて、装置の大型化及び複雑化を抑制できる。

さらに、本発明の液体吐出装置では、前記複数の液体吐出ヘッドは鉛直方向に互いに異なる位置に配置されており、前記複数の弁の各々は、前記複数の液体供給流路のそれぞれにおいて、流路中の前記液体カートリッジ側の圧力が、流路中の前記液体吐出ヘッド側の圧力よりも所定の開弁圧力以上大きくなった際に開く差圧弁であり、前記複数の差圧弁の各々の前記開弁圧力は、下方に配置されている前記液体吐出ヘッドに繋がっている前記液体供給流路に設けられているものほど大きくてもよい。

この構成によると、液体カートリッジとの水頭差は、下方に配置されている液体吐出ヘッドほど大きくなる。よって、差圧弁のうち、下方に配置される液体吐出ヘッドへの液体供給流路に設けられる差圧弁ほどその開弁圧力を大きくすることで、全ての液体吐出ヘッドに液体を供給することができる。

また、本発明の液体吐出装置では、前記複数の液体吐出ヘッドのそれぞれに対応して設けられており、各液体吐出ヘッドの前記複数の吐出口を覆うことが可能な複数のキャップ部材と、前記複数のキャップ部材にそれぞれ接続された複数の吸引ポンプと、前記複数の吸引ポンプを制御する制御部とをさらに備えており、前記制御部は、前記複数のキャップ部材のいずれかが、そのキャップ部材に対応する液体吐出ヘッドの前記複数の吐出口を覆う状態であるときに、そのキャップ部材に接続された吸引ポンプを駆動することで、そのキャップ部材に対応する液体吐出ヘッド内の液体を排出する吸引パージ処理を実行し、前記吸引パージ処理において、下方に配置されている前記液体吐出ヘッドほど、前記吸引ポンプの吸引圧力を大きくしてもよい。

この構成によると、カートリッジとの水頭差が大きい液体吐出ヘッドほど、吸引パージを実行する際の吸引圧力を大きくすることで、全ての液体吐出ヘッドに対して適正に吸引パージを行うことができる。

上述のように、本発明の液体吐出装置では、１つの装着部に装着された液体カートリッジから複数の液体吐出ヘッドに液体を供給することができる。よって、複数の液体吐出ヘッドに対してそれぞれ装着部を設ける場合に比べて、装置の大型化及び複雑化を抑制できる。

本発明の第１実施形態にかかるインクジェットプリンタの内部構造を示す概略側面図である。図１に示す記録モジュールの平面図である。図１に示す記録モジュールの側面図である。図２に示すキャップの断面図である。図１に示すインクジェットプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すインクジェットプリンタのインク供給系を示す図である。図６に示す差圧弁の動作を示す図であり、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態を示す。ヘッドから吐出されるインクの累積量と、差圧弁とヘッドとの間の流路の圧力の変化を示す図である。本発明の第２実施形態にかかるプリンタのインク供給系を示す図である。図７に示す差圧弁の一変形例を示す図であり、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態を示す。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照しつつ、本発明の一実施形態にかかるインクジェットプリンタ１の全体構成について説明する。プリンタ１は、Ｚ字状の断面を有する筐体１ａを備えている。筐体１ａの内部空間には、給紙トレイ１１、排出トレイ１２、記録モジュール５ａ〜５ｄ、カートリッジ装着部１３、搬送ユニット２、及び制御部１０等が配置されている。なお、以下の説明においては、記録モジュール５ａ〜５ｄの後述するモジュール内搬送路５０の上流から下流に向かう方向である搬送方向Ｄと平行な方向を副走査方向（図１中左右方向）、水平且つ副走査方向に直交する方向を主走査方向（図１の紙面と直交する方向）とする。

給紙トレイ１１は筐体１ａ内の下部空間に配置されており、排出トレイ１２は筐体１ａ内の上部空間に配置されている。給紙トレイ１１は、筐体１ａに対して副走査方向に着脱可能に構成されている。給紙トレイ１１は、上方に開口する箱であり、複数の用紙Ｐを収容可能となっている。給紙トレイ１１の上方には給紙ローラ１５が配置されており、モータ１５ａ（図５参照）によって給紙ローラ１５を駆動することで、給紙トレイ１１内で最も上方にある用紙Ｐが後述する上流搬送路２１ａに送り出される。排出トレイ１２は、筐体１ａに対して副走査方向に着脱可能に構成されている。排出トレイ１２は、上方に開口する箱であり、複数の用紙Ｐを収容可能となっている。

記録モジュール５ａ〜５ｄは、この順で鉛直方向に並んで配置されている。記録モジュール５ａ〜５ｄのうち、記録モジュール５ａが、給紙トレイ１１から最も遠くかつ排出トレイ１２に最も近い位置にある。記録モジュール５ａ〜５ｄのうち、記録モジュール５ｄが、給紙トレイ１１に最も近くかつ排出トレイ１２から最も遠い位置にある。また、記録モジュール５ａ〜５ｄは、副走査方向（図中左右方向）にずれて配置されており、且つ、鉛直方向に関して全ての記録モジュール５ａ〜５ｄが部分的に重なっている。記録モジュール５ａが図１中最も右方に配置されており、記録モジュール５ｂ、５ｃ、５ｄの順で少しずつ図１中左方にずれて配置されている。

記録モジュール５ａ〜５ｄは、互いに同じ構成であり、それぞれ１のヘッド５１ａ〜５１ｄを有している。ヘッド５１ａ〜５１ｄには、カートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９に貯留されたインクが供給される。カートリッジ装着部１３は、最も上方に配置された記録モジュール５ａのヘッド５１ａの吐出面５７（図３参照）よりも上方に配置されている。なお、以下の説明においては、記録モジュール５ａ〜５ｄの各ヘッド５１ａ〜５１ｄを区別せずに「ヘッド５１」と称する場合がある。

搬送ユニット２は、用紙Ｐを給紙トレイ１１から４つの記録モジュール５ａ〜５ｄにそれぞれ備えられているモジュール内搬送路５０のいずれかを経由して排出トレイ１２まで搬送するように構成されており、上流ユニット２１及び下流ユニット３１を含む。上流ユニット２１は、給紙トレイ１１から各記録モジュール５ａ〜５ｄのモジュール内搬送路５０に向かって用紙Ｐが搬送される上流搬送路２１ａを形成している。下流ユニット３１は、各記録モジュール５ａ〜５ｄのモジュール内搬送路５０の下流端部から排出トレイ１２に向かって用紙Ｐが搬送される下流搬送路３１ａを形成している。

上流ユニット２１は、ガイド２２、２３、４つのガイド２４、４つの搬送ローラ対２５、及び３つの切替機構２６を有している。ガイド２２は、図１に示すように、筐体１ａの内部空間における左下方において給紙ローラ１５によって給紙トレイ１１から送り出された用紙Ｐを上方にガイドする。ガイド２３は、ガイド２２の給紙トレイ１１とは反対側の端部から、筐体１ａの図１中左側壁と平行に上方に向かって延びている。４つのガイド２４は、いずれも一端（図１中左側端）がガイド２３に接続されていると共に副走査方向（図中左右方向）に延びており、互いに異なる高さ位置に配置されている。４つのガイド２４のうち最も上方に位置するガイド２４は、ガイド２３の上端部に接続されている。

４つの搬送ローラ対２５は、上流搬送路２１ａにおいて、ガイド２３における４つのガイド２４が接続される部分の上流側部分で形成される箇所にそれぞれ配置されている。各搬送ローラ対２５はモータ２５ａ（図５参照）によって駆動され、用紙Ｐを挟持しつつ下方から上方に向けて搬送する。

３つの切替機構２６は、上流搬送路２１ａにおいて、最も上方に位置するガイド２４を除く３つのガイド２４とガイド２３との接続部分で形成される箇所にそれぞれ配置されている。切替機構２６は、ガイド２４で形成された搬送路を開放する位置と封鎖する位置とを取り得る。よって、切替機構２６を操作することで、ガイド２３で形成された搬送路を上方に向かって搬送される用紙Ｐが、ガイド２４で形成された搬送路に案内される状態と、ガイド２４で形成された搬送路に案内されない状態とを切り替えることができる。

下流ユニット３１は、４つのガイド３２、ガイド３３、３４、４つの搬送ローラ対３５、及び排出ローラ対３６を有している。４つのガイド３２は、副走査方向（図中左右方向）に延びており、上流ユニット２１の４つのガイド２４のそれぞれと同じ高さ位置に配置されている。ガイド３３は、筐体１ａの図１中右側壁と平行に上方に向かって延びている。ガイド３３には、４つのガイド３２の一端（図１中右端）が接続されている。４つのガイド３２のうち最も下方に位置するガイド３２は、ガイド３３の下端部に接続されている。ガイド３４は、ガイド３３の上端部に接続されており、ガイド３３によって上方にガイドされた用紙Ｐを排出トレイ１２にガイドする。

４つの搬送ローラ対３５は、下流搬送路３１ａにおいて、ガイド３３における４つのガイド３２が接続されている部分の下流側部分で形成される箇所にそれぞれ配置されている。各搬送ローラ対３５は、モータ３５ａ（図５参照）によって駆動されて用紙Ｐを挟持しつつ下方から上方に向けて搬送する。排出ローラ対３６は、下流搬送路３１ａの下流端部に配置されており、モータ３６ａ（図５参照）によって駆動されて用紙Ｐを排出トレイ１２に排出する。

次に、図２、３を参照しつつ、記録モジュール５ａ〜５ｄの詳細な構成について説明する。各記録モジュール５ａ〜５ｄは、ヘッド５１と、ヘッド５１が搭載されるキャリッジ５３、ヘッド５１と対向する位置に配置されたプラテン５４と、用紙Ｐを主走査方向と直交する搬送方向Ｄに搬送する２つの搬送ローラ対５５と、キャリッジ５３をプラテン５４と平行な主走査方向に往復移動させる移動機構６と、メンテナンス機構７とを主に備えている。

ヘッド５１は、略直方体形状を有し、その上面がキャリッジ５３によって支持されている。ヘッド５１の下面は、複数の吐出口５２が開口した吐出面５７である。吐出面５７とプラテン５４との間には、記録に適した所定の間隙が形成されている。

プラテン５４と２つの搬送ローラ対５５は、副走査方向に延びる一対のフランジ５６に支持されている。２つの搬送ローラ対５５は、副走査方向に関してプラテン５４の両側に配置されている。２つの搬送ローラ対５５は、モータ５５ａ（図５参照）によって駆動されて用紙Ｐを搬送方向Ｄに沿って搬送する。２つの搬送ローラ対５５のローラ間と、ヘッド５１の吐出面５７及びプラテン５４の上面間とによって、モジュール内搬送路５０が形成されている。

メンテナンス機構７は、図２に示すように、主走査方向に関してプラテン５４の一方側（図中右側）に配置されている。メンテナンス機構７は、ヘッド５１のインク吐出性能の回復・維持に関する各種メンテナンス作業を行うものであり、ヘッド５１から吐出されたインクを受けるキャップ７１と、キャップ７１よりもプラテン５４側に立設されており、吐出面５７に付着したインクを拭き取るワイパ７８などを有している。

移動機構６は、一対のガイド６１、６２、２つのプーリ６３、６４、及びベルト６５を主に有する。一対のガイド６１、６２は、図２に示すように矩形平面形状を有し、主走査方向に関してプラテン５４が配置された領域とメンテナンス機構７が配置された領域とに跨って延びている。また、図３に示すように、一対のガイド６１、６２は、ヘッド５１の上部を挟むように、副走査方向に互いに離隔して配置されている。一対のガイド６１、６２の上面は、キャリッジ５３の副走査方向の両端部を主走査方向にスライド可能に支持する。２つのプーリ６３、６４は、ガイド６２の上面における主走査方向の両端部に回転可能に支持されている。ベルト６５は、２つのプーリ６３、６４に架け渡されたエンドレスベルトであり、駆動プーリであるプーリ６３の回転に伴って走行する。ベルト６５の一部は、キャリッジ５３に取り付けられている。プーリ６３が正逆回転されるようモータ６３ａ（図５参照）を駆動することで、キャリッジ５３とともにヘッド５１が主走査方向に往復移動する。このときヘッド５１は、プラテン５４と対向する印字位置とメンテナンス機構７と対向するメンテナンス位置とを取り得る。

ここで、図４をさらに参照しつつ、メンテナンス機構７のキャップ７１について説明する。図４に示すように、キャップ７１はキャップ移動機構７９により昇降可能に構成されており、メンテナンス位置に位置するヘッド５１に対して、吐出面５７を封止する封止位置と吐出面５７から離隔した離隔位置とを取り得る。キャップ７１が封止位置にあるとき、キャップ７１とヘッド５１の吐出面５７とが接触し、吐出面５７に配置されている全ての吐出口５２がキャップ７１によって覆われる。

キャップ７１は、水平な面を有する板状の底壁部７２と、底壁部７２の外周部に立設された環状の側壁部７３とからなる。底壁部７２には、吸引口７２ａが形成されている。４つの記録モジュール５ａ〜５ｄにそれぞれ備えられたメンテナンス機構７のキャップ７１における吸引口７２ａには、チューブ７４ａ〜７４ｄがそれぞれ接続されている。４本のチューブ７４ａ〜７４ｄの吸引口７２ａとは反対側の端部は、１つの廃液タンク７０に繋がっている。チューブ７４ａ〜７４ｄにより形成された各流路には吸引ポンプ７５ａ〜７５ｄがそれぞれ配置されており、４つの記録モジュール５ａ〜５ｄのいずれかにおいてキャップ７１が封止位置にあるときに、吸引ポンプ７５ａ〜７５ｄのうちそのキャップ７１に接続されたものを駆動することで、そのキャップ７１に対応するヘッド５１内のインクを吐出口５２から排出する吸引パージが行われる。例えば記録モジュール５ａにおいて吸引パージを行う場合には、キャップ７１がヘッド５１ａの吐出面５７を封止する封止位置にあるときに、吸引ポンプ７５ａを駆動する。そして、吸引パージが行われた後に、キャップ７１が封止位置から移動してから吸引ポンプ７５ａを駆動することで、吸引パージによりキャップ７１内に排出されたインクがチューブ７４ａを介して廃液タンク７０へ送られる。

また、キャップ７１は、上記吸引パージを行う際以外にも、ヘッド５１使用しない状態（インクを吐出しない状態）においても用いられる。このように、ヘッド５１が使用されないときには、キャップ７１が吐出面５７を封止することで吐出口５２を保護するとともに吐出口５２内のインクの乾燥を抑制する。

次に、図５を参照しつつ、制御部１０について説明する。制御部１０は、インクジェットプリンタ１全体の制御を司るものである。制御部１０は、バスによって互いに接続された、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１６、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１７、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１８、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）１９等を備えている。制御部１０には、給紙ローラ１５、搬送ローラ対２５、３５、排出ローラ対３６、搬送ローラ対５５、及びプーリ６３をそれぞれ駆動するためのモータ１５ａ、２５ａ、３５ａ、３６ａ、５５ａ、６３ａ、ヘッド５１ａ〜５１ｄ、キャップ移動機構７９、吸引ポンプ７５ａ〜７５ｄ等が接続されている。さらに、制御部１０には、外部装置であるＰＣ１００が接続される。

制御部１０は、ＲＯＭ１７に記憶されたプログラムに従って、ＣＰＵ１６及びＡＳＩＣ１９によってインクジェットプリンタ１の各部の制御を行う。なお、制御部１０での処理はこれに限定されることなく、例えば制御部１０が複数のＣＰＵを備え、複数のＣＰＵによって処理を分担して行ってもよい。また、制御部１０が複数のＡＳＩＣを備え、複数のＡＳＩＣによって処理を分担してもよい。あるいは、１つのＡＳＩＣ単独で処理を行ってもよい。

本実施形態では、制御部１０は、メンテナンス作業時においてヘッド５１ａ〜５１ｄの吸引パージを行う際に、最も上方に配置されたヘッド５１ａに対応する吸引ポンプ７５ａの吸引圧力が最も小さく、ヘッド５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの順で、対応する吸引ポンプ７５ｂ、７５ｃ、７５ｄの吸引圧力が大きくなるように制御する。

４つのヘッド５１ａ〜５１ｄは、鉛直方向に互いに異なる位置に配置されているので、最も上方に配置されたヘッド５１ａよりも上方に配置されているカートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９の液面と、４つのヘッド５１ａ〜５１ｄの各吐出面５７との水頭差は異なっている。すなわち、かかる水頭差は、最も上方に配置されているヘッド５１ａに関するものが最も小さく、ヘッド５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの順で大きくなる。したがって、吸引パージを行う際に、制御部１０により、ヘッド５１ａ〜５１ｄのうち下方に配置されているものほど吸引ポンプ７５ａ〜７５ｄの吸引圧力が大きくなるように制御することで、吸引パージによりヘッド５１ａ〜５１ｄから排出されるインクの量を各ヘッド５１ａ〜５１ｄ間でほぼ等しくすることができる。

次に、図６を参照しつつ、インクジェットプリンタ１のインク供給系について説明する。図６に示すように、チューブ４１ａ〜４１ｄ、４２、及び差圧弁８ａ〜８ｄにより、各記録モジュール５ａ〜５ｄのヘッド５１ａ〜５１ｄに対して、１つのカートリッジ装着部１３に装着された１つのインクカートリッジ９に貯留されたインクを供給するインク供給系が構成されている。

チューブ４１ａ〜４１ｄは、ヘッド５１ａ〜５１ｄにそれぞれ接続されている。チューブ４１ａ〜４１ｄのヘッド５１ａ〜５１ｄに接続されている側とは反対側の端部は、差圧弁８ａ〜８ｄにそれぞれ接続されている。なお、チューブ４１ａ〜４１ｄは十分に短く、差圧弁８ａ〜８ｄはヘッド５１ａ〜５１ｄに近接して配置されている。

チューブ４２は、カートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９のインク供給口９ａに接続されている。チューブ４２は、インクカートリッジ９との接続端の近傍に位置する第１分岐部４２ａで２つに分岐し、分岐したうちの一方は差圧弁８ａのチューブ４１ａが接続されている側とは反対側に繋がっている。第１分岐部４２ａで分岐したうちの他方は、さらに第２分岐部４２ｂにおいて２つに分岐する。第２分岐部４２ｂで分岐したうちの一方は、差圧弁８ｂのチューブ４１ｂが接続されている側とは反対側に繋がっている。第２分岐部４２ｂで分岐したのちの他方は、さらに第３分岐部４２ｃにおいて２つに分岐する。第３分岐部４２ｃで分岐したうちの一方は、差圧弁８ｃのチューブ４１ｃが接続されている側とは反対側に繋がっている。第３分岐部４２ｃで分岐したのちの他方は、差圧弁８ｄのチューブ４１ｄが接続されている側とは反対側に繋がっている。

チューブ４１ａ、差圧弁８ａ、及びチューブ４２のインク供給口９ａと差圧弁８ａとの間の部分により、インクカートリッジ９内のインクをヘッド５１ａに供給するインク供給流路４ａが形成されている。チューブ４１ｂ、差圧弁８ｂ、及びチューブ４２のインク供給口９ａと差圧弁８ｂとの間の部分により、インクカートリッジ９内のインクをヘッド５１ｂに供給するインク供給流路４ｂが形成されている。チューブ４１ｃ、差圧弁８ｃ、及びチューブ４２のインク供給口９ａと差圧弁８ｃとの間の部分により、インクカートリッジ９内のインクをヘッド５１ｃに供給するインク供給流路４ｃが形成されている。チューブ４１ｄ、差圧弁８ｄ、及びチューブ４２のインク供給口９ａと差圧弁８ｄとの間の部分により、インクカートリッジ９内のインクをヘッド５１ｄに供給するインク供給流路４ｄが形成されている。

次に、差圧弁８ａ〜８ｄの構成について説明する。差圧弁８ａ〜８ｄの構成はほぼ同じであるので、これら区別せず差圧弁８として図７を参照しつつ説明する。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、差圧弁８には、２つのインク室８１、８２が形成されている。インク室８１は、図７（ａ）、（ｂ）中左側に位置しており、インクカートリッジ９から延びるチューブ４２によって形成される流路と繋がる連通流路８４に接続されている。インク室８２は、図７（ａ）、（ｂ）中右側に位置しており、ヘッド５１ａから延びるチューブ４１ａ〜４１ｄによって形成される流路と繋がる連通流路８５に接続されている。インク室８１、８２を仕切る仕切壁８３には、両インク室８１、８２を連通する連通孔８３ａが形成されている。

インク室８１を画定する内面には、連通流路８４の端部を覆うように膜８６が貼り付けられている。膜８６は弾性を有しており、且つインクを透過可能である。膜８６には、弁体８７が取り付けられている。弁体８７は、棒状部８７ａと、棒状部８７ａの一端に設けられたフランジ部８７ｂとで構成されており、棒状部８７ａのフランジ部８７ｂが設けられている側と反対側の端部が膜８６に取り付けられている。棒状部８７ａは、仕切壁８３に形成された連通孔８３ａに挿通されており、フランジ部８７ｂはインク室８２内に位置している。インク室８２には、弁体８７をインク室８１側に付勢するバネ８８が配置されている。また、インク室８２を画定する内面には、連通孔８３ａを囲むように環状の封止部材８９が取り付けられている。

図７（ａ）に示すように、バネ８８により弁体８７がインク室８１側に付勢されると、弁体８７のフランジ部８７ｂが封止部材８９に押し付けられ、連通孔８３ａが封止される。このとき、差圧弁８ａは閉弁状態となり、インクカートリッジ９と各ヘッド５１ａ〜５１ｄとの連通が遮断される。

ここで、図８に示すように、ヘッド５１からインクを吐出して印字を行うと、吐出されるインクの累積量が増えるのに伴って、ヘッド５１に繋がるチューブ４１ａ〜４１ｄ内の流路の負圧が増大する。そして、負圧が所定値（図８の−Ｐｂ）まで高まり、差圧弁８に接続されるチューブ４２とチューブ４１ａ〜４１ｄとの差圧弁８側端部における流路の圧力の差（差圧）が所定値以上となると、図７（ｂ）に示すように、膜８６に取り付けられた弁体８７がバネ８８の付勢力に抗ってチューブ４１ａ〜４１ｄが接続されている側（図中右側）に移動する。これにより、弁体８７のフランジ部８７ｂが封止部材８９から離れて連通孔８３ａが開放され、差圧弁８は開弁状態となる。差圧弁８が開弁状態となると、インクカートリッジ９から供給されたインクが、チューブ４２、差圧弁８、及びチューブ４１ａ〜４１ｄを介してヘッド５１に供給され、図８に示すように、チューブ４１ａ〜４１ｄ内の流路の負圧が−Ｐａまで低下し、差圧弁８ａは再び閉弁状態となる。

上述のように、差圧弁８ａ〜８ｄの構成はほぼ同じであるが、バネ８８のバネ定数が各差圧弁８ａ〜８ｄ間で異なっている。すなわち、ヘッド５１ａ〜５１ｄは鉛直方向に互いに異なる位置に配置されているので、カートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９の液面と、チューブ４２における差圧弁８ａ〜８ｄにそれぞれ接続される部分との水頭差は異なっている。すなわち、かかる水頭差は、最も上方に配置されているヘッド５１ａの差圧弁８ａに関するものが最も小さく、差圧弁８ｂ、差圧弁８ｃ、差圧弁８ｄの順で大きくなる。そこで、差圧弁８ａ〜８ｄは、開弁状態となるときのチューブ４１ａ〜４１ｄ内の流路の負圧の大きさがほぼ等しくなるように、水頭差が大きい差圧弁８ａ〜８ｄのバネ８８ほどバネ定数が大きくなっている。すなわち、開弁状態となるときのチューブ４２とチューブ４１ａ〜４１ｄとの差圧弁８側端部における流路の差圧（インク供給流路４ａ〜４ｄ中のインクカートリッジ９側の圧力とヘッド５１ａ〜５１ｄ側の圧力との差圧）である開弁圧力は、差圧弁８ａが最も小さく、差圧弁８ｂ、８ｃ、８ｄの順で大きくなる。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１は、４つの記録モジュール５ａ〜５ｄを備えている。各記録モジュール５ａ〜５ｄは、インクを吐出する複数の吐出口５２が形成された吐出面５７を有するヘッド５１と、給紙トレイ１１から給紙された用紙Ｐを吐出面５７と対向する位置を通過するように搬送するモジュール内搬送路５０とを有している。４つのヘッド５１ａ〜５１ｄよりも上方には、１つのカートリッジ装着部１３が設けられている。また、各ヘッド５１ａ〜５１ｄに繋がっており、４つのヘッド５１ａ〜５１ｄよりも上方に位置するカートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９のインクを各ヘッド５１ａ〜５１ｄに供給するインク供給流路４ａ〜４ｄが設けられており、各インク供給流路４ａ〜４ｄの途中には、インクカートリッジ９と各ヘッド５１ａ〜５１ｄとの連通を遮断可能な差圧弁８ａ〜８ｄが配置されている。したがって、４つのヘッド５１ａ〜５１ｄに対して１つのカートリッジ装着部１３が設けられており、カートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９から４つのヘッド５１ａ〜５１ｄにインクを供給することができる。よって、複数のヘッドに対してそれぞれカートリッジ装着部を設ける場合に比べて、装置の大型化及び複雑化を抑制できる。

また、本実施形態のインクジェットプリンタ１では、ヘッド５１ａ〜５１ｄは鉛直方向に互いに異なる位置に配置されている。そして、ヘッド５１ａ〜５１ｄに対してそれぞれ設けられる差圧弁８ａ〜８ｄの開弁圧力は、ヘッド５１ａに設けられる差圧弁８ａが最も小さく、ヘッド５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの順で、設けられる差圧弁８ｂ〜８ｄの開弁圧力は大きくなる。インクカートリッジ９との水頭差は、下方に配置されているヘッド５１ほど大きくなる。よって、下方に配置されるヘッド５１に設けられる差圧弁８ほどその開弁圧力を大きくすることで、全てのヘッド５１ａ〜５１ｄにインクを供給することができる。

加えて、本実施形態のインクジェットプリンタ１では、ヘッド５１ａ〜５１ｄの吸引パージを行う際に、下方に配置されており、インクカートリッジ９との水頭差が大きいヘッド５１ほど、吸引ポンプ７５ａ〜７５ｄの吸引圧力を大きくする。したがって、全てのヘッド５１ａ〜５１ｄに対して適正に吸引パージを行うことができる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について図９を参照しつつ説明する。第２実施形態において第１実施形態と主に異なる点は、インク供給系の構成である。以下においては、第１実施形態と同一の箇所については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

図９に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１においては、チューブ１４１ａ〜１４１ｄ、１４２ａ〜１４２ｄ、１４３、サブタンク５８ａ〜５８ｄ、及び電磁弁１０８ａ〜１０８ｄにより、各記録モジュール５ａ〜５ｄのヘッド５１ａ〜５１ｄに対して、１つのカートリッジ装着部１３に装着された１つのインクカートリッジ９に貯留されたインクを供給するインク供給系が構成されている。

チューブ１４１ａ〜１４１ｄは、ヘッド５１ａ〜５１ｄにそれぞれ接続されている。チューブ１４１ａ〜１４１ｄのヘッド５１ａ〜５１ｄに接続されている側とは反対側の端部は、サブタンク５８ａ〜５８ｄにそれぞれ接続されている。サブタンク５８ａ〜５８ｄには、チューブ１４２ａ〜１４２ｄがさらに接続されている。チューブ１４２ａ〜１４２ｄのサブタンク５８ａ〜５８ｄに接続されている側とは反対側の端部は、電磁弁１０８ａ〜１０８ｄに接続されている。

チューブ１４３は、カートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９のインク供給口９ａに接続されている。チューブ１４３は、インクカートリッジ９との接続端の近傍に位置する第１分岐部１４３ａで２つに分岐し、分岐したうちの一方は電磁弁１０８ａのチューブ１４２ａが接続されている側とは反対側に繋がっている。第１分岐部１４３ａで分岐したうちの他方は、さらに第２分岐部１４３ｂにおいて２つに分岐する。第２分岐部１４３ｂで分岐したうちの一方は、電磁弁１０８ｂのチューブ１４２ｂが接続されている側とは反対側に繋がっている。第２分岐部１４３ｂで分岐したのちの他方は、さらに第３分岐部１４３ｃにおいて２つに分岐する。第３分岐部１４３ｃで分岐したうちの一方は、電磁弁１０８ｃのチューブ１４２ｃが接続されている側とは反対側に繋がっている。第３分岐部１４３ｃで分岐したのちの他方は、電磁弁１０８ｄのチューブ１４２ｄが接続されている側とは反対側に繋がっている。

チューブ１４１ａ、１４２ａ、電磁弁１０８ａ、及びチューブ１４３のインク供給口９ａと電磁弁１０８ａとの間の部分により、インクカートリッジ９内のインクをヘッド５１ａに供給するインク供給流路１０４ａが形成されている。チューブ１４１ｂ、１４２ｂ、電磁弁１０８ｂ、及びチューブ１４３のインク供給口９ａと電磁弁１０８ｂとの間の部分により、インクカートリッジ９内のインクをヘッド５１ｂに供給するインク供給流路１０４ｂが形成されている。チューブ１４１ｃ、１４２ｃ、電磁弁１０８ｃ、及びチューブ１４３のインク供給口９ａと電磁弁１０８ｃとの間の部分により、インクカートリッジ９内のインクをヘッド５１ｃに供給するインク供給流路１０４ｃが形成されている。チューブ１４１ｄ、１４２ｄ、電磁弁１０８ｄ、及びチューブ１４３のインク供給口９ａと電磁弁１０８ｄとの間の部分により、インクカートリッジ９内のインクをヘッド５１ｄに供給するインク供給流路１０４ｄが形成されている。

サブタンク５８ａ〜５８ｄは、内部に貯留しているインクの残量が所定範囲内である場合に、対応するヘッド５１ａ〜５１ｄの背圧が良好なインク吐出に適した所定範囲となるような高さに配置されている。サブタンク５８ａ〜５８ｄには、内部に貯留しているインクの残量を検知するセンサ５９ａ〜５９ｄが設けられている。制御部１０は、センサ５９ａ〜５９ｄからの出力信号に基づいて、サブタンク５８ａ〜５８ｄ内のインク残量が所定量よりも少なくなった際に電磁弁１０８ａ〜１０８ｄを開弁し、インクカートリッジ９のインクがサブタンク５８ａ〜５８ｄに供給されるように制御する。このように、サブタンク５８ａ〜５８ｄ内のインク残量が所定範囲内となるように制御されるので、各ヘッド５１ａ〜５１ｄの背圧を所定範囲に維持することができる。

本実施形態においては、上述の第１実施形態と同様に、４つのヘッド５１ａ〜５１ｄに対して１つのカートリッジ装着部１３が設けられており、カートリッジ装着部１３に装着されたインクカートリッジ９から４つのヘッド５１ａ〜５１ｄにインクを供給することができる。よって、複数のヘッドに対してそれぞれカートリッジ装着部を設ける場合に比べて、装置の大型化及び複雑化を抑制できる。

以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。

上述の実施形態では、差圧弁８が、バネ８８により付勢された弁体８７を有する構成である場合について説明したが、差圧弁８の構成はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば図１０に示す差圧弁２０８は、インク室２８１を画定する内面に、インク室２８１、２８２を仕切る仕切壁２８３に形成された貫通孔２８３ａを覆うようにゴム部材２８５が貼り付けされている。ゴム部材２８５には、切込２８５ａが形成されている。差圧弁２０８に接続されるチューブ４２とチューブ４１ａ〜４１ｄとの差圧弁２０８側端部における流路の圧力の差である差圧（インク供給流路４ａ〜４ｄ中のインクカートリッジ９側の圧力とヘッド５１ａ〜５１ｄ側の圧力との差圧）が所定値に達するまでは、図１０（ａ）に示すように、ゴム部材２８５の切込２８５ａは閉じており、閉弁状態となっている。差圧が所定値以上となると、図１０（ｂ）に示すように、ゴム部材２８５の切込２８５ａが開き、開弁状態となる。

なお、ヘッド５１ａ〜５１ｄに対してそれぞれ設けられる各差圧弁１０８は、ゴム部材２８５の弾性率が異なる。すなわち、ヘッド５１ａに対して設けられる差圧弁１０８のゴム部材２８５の弾性率が最も小さく、ヘッド５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの順で、設けられる差圧弁１０８のゴム部材２８５の弾性率は大きくなる。すなわち、開弁圧力は、ヘッド５１ａ〜５１ｄのうち下方に配置されるものに設けられる差圧弁１０８ほど大きくなる。これにより、ヘッド５１ａ〜５１ｄに対してそれぞれ設けられる各差圧弁１０８は、開弁状態となるときのチューブ４１ａ〜４１ｄ内の流路の負圧の大きさがほぼ等しくなるようになっている。

また、上述の第２実施形態では、各ヘッド５１ａ〜５１ｄに対してサブタンク５８ａ〜５８ｄをそれぞれ設け、サブタンク５８ａ〜５８ｄ内のインク残量を所定範囲に制御することで、各ヘッド５１ａ〜５１ｄの背圧を所定範囲に維持する場合について説明した、背圧の制御機構はこれには限定されない。すなわち例えば、サブタンク５８ａ〜５８ｄに替えて、各ヘッド５１ａ〜５１ｄに対してインクを吸収可能なフォームが収容された収容箱を取り付けてもよい。

さらに、上述の第２実施形態では、インク供給流路１０４ａ〜１０４ｄに電磁弁１０８ａ〜１０８ｄが設けられている場合について説明したが、電磁弁１０８ａ〜１０８ｄに替えて、モータにより駆動される弁を設けてもよい。

また、上述の実施形態では、ヘッド５１ａ〜５１ｄの吸引パージを行う際に、インクカートリッジ９との水頭差が大きいヘッド５１ほど、吸引ポンプ７５ａ〜７５ｄの吸引圧力を大きくするように制御する場合について説明したが、このような制御は行われなくてもよい。

また、上述の実施形態では、４つの記録モジュール５ａ〜５ｄが、鉛直方向に互いに異なる位置に配置されている場合について説明したが、４つの記録モジュール５ａ〜５ｄは同一の平面内に配置されていてもよい。

さらに、記録モジュール５ａ〜５ｄの数は４つの限定されるものではない。

１インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
４ａ〜４ｄインク供給流路
８差圧弁
９インクカートリッジ（液体カートリッジ）
１０制御部
１１給紙トレイ
１３カートリッジ装着部（装着部）
７１キャップ
５０モジュール内搬送路（搬送路）
５１ヘッド（液体吐出ヘッド）
７５ａ〜７５ｄ吸引ポンプ

Claims

記録媒体を支持可能な給紙トレイと、
液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出面を有する複数の液体吐出ヘッドと、
前記給紙トレイから給紙された記録媒体を、前記複数の液体吐出ヘッドの各々の前記吐出面と対向する複数の対向位置をそれぞれ通過するように搬送可能な複数の搬送路と、
前記複数の液体吐出ヘッドよりも上方に配置されており、液体を貯留する液体カートリッジが着脱可能に装着される装着部と、
前記複数の液体吐出ヘッドにそれぞれ繋がっており、前記装着部に装着された前記液体カートリッジ内の液体を前記複数の液体吐出ヘッドに供給する複数の液体供給流路と、
前記複数の液体供給流路の途中にそれぞれ設けられており、前記液体カートリッジと前記液体吐出ヘッドとの連通を遮断可能な複数の弁とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
前記複数の液体吐出ヘッドは鉛直方向に互いに異なる位置に配置されており、
前記複数の弁の各々は、前記複数の液体供給流路のそれぞれにおいて、流路中の前記液体カートリッジ側の圧力が、流路中の前記液体吐出ヘッド側の圧力よりも所定の開弁圧力以上大きくなった際に開く差圧弁であり、
前記複数の差圧弁の各々の前記開弁圧力は、下方に配置されている前記液体吐出ヘッドに繋がっている前記液体供給流路に設けられているものほど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。
前記複数の液体吐出ヘッドのそれぞれに対応して設けられており、各液体吐出ヘッドの前記複数の吐出口を覆うことが可能な複数のキャップ部材と、
前記複数のキャップ部材にそれぞれ接続された複数の吸引ポンプと、
前記複数の吸引ポンプを制御する制御部とをさらに備えており、
前記制御部は、前記複数のキャップ部材のいずれかが、そのキャップ部材に対応する液体吐出ヘッドの前記複数の吐出口を覆う状態であるときに、そのキャップ部材に接続された吸引ポンプを駆動することで、そのキャップ部材に対応する液体吐出ヘッド内の液体を排出する吸引パージ処理を実行し、
前記吸引パージ処理において、下方に配置されている前記液体吐出ヘッドほど、前記吸引ポンプの吸引圧力を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。