JP2017081170A - 液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液滴化した液体によってミストの捕集が妨げられることを防止する。
【解決手段】吐出ヘッドにおける複数のノズルから液体を吐出することにより生じる前記液体のミストを捕集するミスト捕集装置であって、前記複数のノズルの配列方向の長さが、前記配列方向の直交方向の幅よりも長い細長形状の開口である吸引口が形成された吸引部と、前記吸引部と連通し、長さ方向が前記配列方向と平行となる中空筒状の筒部と、前記筒部の鉛直方向下端に形成された排出口を介して、前記筒部の内部と連通する導出部と、を備える吸引容器と、前記導出部と連通し、前記ミストを液滴化して捕集する捕集容器と、前記吸引容器から前記捕集容器へと流れる気流を生じさせる吸引装置と、を備えるミスト捕集装置。
【選択図】図2
【解決手段】吐出ヘッドにおける複数のノズルから液体を吐出することにより生じる前記液体のミストを捕集するミスト捕集装置であって、前記複数のノズルの配列方向の長さが、前記配列方向の直交方向の幅よりも長い細長形状の開口である吸引口が形成された吸引部と、前記吸引部と連通し、長さ方向が前記配列方向と平行となる中空筒状の筒部と、前記筒部の鉛直方向下端に形成された排出口を介して、前記筒部の内部と連通する導出部と、を備える吸引容器と、前記導出部と連通し、前記ミストを液滴化して捕集する捕集容器と、前記吸引容器から前記捕集容器へと流れる気流を生じさせる吸引装置と、を備えるミスト捕集装置。
【選択図】図2
Description
本発明は、ノズルから液体を吐出することにより生じる液体のミストを捕集するミスト捕集装置および液体吐出装置に関する。
回収装置内にミストを吸引するプリンターが知られている(特許文献1、参照。)。特許文献1において、回収装置内に吸引されたミストはフィルターにおいて捕集される。
しかしながら、特許文献1では、回収装置内にて液滴化したインクがフィルターに付着したり、回収装置内に溜まることにより、回収装置への吸引力が低下するという問題があった。
本発明の目的は、前記課題にかんがみてなされたもので、液滴化した液体によってミストの捕集が妨げられることを防止する技術の提供を目的とする。
本発明の目的は、前記課題にかんがみてなされたもので、液滴化した液体によってミストの捕集が妨げられることを防止する技術の提供を目的とする。
前記課題を解決するために本発明のミスト捕集装置は、吸引容器と捕集容器と吸引装置とを備える。吸引容器は、吸引部と筒部と導出部とを備える。吸引部には、吐出ヘッドにおける複数のノズルの配列方向の長さが、配列方向の直交方向の幅よりも長い細長形状の開口である吸引口が形成される。筒部は、吸引部と連通し、長さ方向が配列方向と平行となる中空筒状とされる。導出部は、筒部の鉛直方向下端に形成された排出口を介して、筒部の内部と連通する。そして、吸引装置は吸引容器の導出部と連通する吸引容器から捕集容器へと流れる気流を生じさせ、捕集容器はミストを液滴化して捕集する。
前記の構成において、複数のノズルにて液体を吐出することにより生じた液体のミストを含む空気を、吸引口を介して吸引部に吸引できる。吸引部に吸引されたミストを含む空気は筒部に導入され、当該筒部にて流動する。ミストを含む空気が筒部にて流動して筒部の壁面に衝突すると、ミストが液滴化し、液滴化した液体が重力により鉛直方向下方に流下する。ミストが液滴化するとは、壁面に付着したミストが凝集して、所定体積以上となることを意味する。排出口は筒部の鉛直方向下端に形成されるため、ミストを含む空気とともに、筒部内にて鉛直方向下方に流下した液体を排出口から導出部に導出できる。ミストを含む空気とともに導出部に導出された液体は捕集容器へと導入されるため、捕集容器は、空気中のミストとともに、筒部にて液滴化した液体も捕集できる。従って、捕集容器に至るまでに液滴化した液体によってミストの捕集が妨げられることが防止できる。
筒部から液滴化した液体を排出する排出口は、筒部を長さ方向の端から閉じる蓋部における鉛直方向下端に形成されてもよい。これにより、捕集容器と筒部とを接続する導出部を、筒部の長さ方向の外側に引き回すことができる。従って、ノズルの配列方向が互いに平行となるように複数の吐出ヘッドが配列する場合でも、筒部の長さ方向(ノズルの配列方向)の外側に導出部を引き回すことができ、吐出ヘッドと干渉することなく導出部を形成できる。なお、排出口を筒部の長さ方向の端の蓋部に形成する場合、筒部における長さ方向において排出口からの吸引力が不均一となり得る。しかしながら、筒部の体積を大きくすることにより、長さ方向における吸引力の不均一さを抑制できる。なお、排出口は、筒部を長さ方向の両端に備えられてもよいし、一端のみに備えられてもよい。
さらに、蓋部は、筒部の長さ方向の端面に沿って排出口が回転移動するように形成されてもよい。これにより、ミスト捕集装置に対する筒部の取り付け角度が変化しても、排出口を筒部の鉛直方向下端に位置させることができる。従って、ミスト捕集装置に対する筒部の取り付け角度ごとに、蓋部を用意しなくても済む。なお、筒部を円筒状とし、筒部の長さ方向の端面および蓋部を円形状とすれば、排出口の位置を連続的に調整できる。筒部を正N角柱状(Nは3以上の整数)とし、筒部の長さ方向の端面および蓋部を正N角形状とすれば、排出口の位置をN段階に調整できる。
さらに、吸引部における気流の方向が、筒部の長さ方向に直交する断面の接線方向となるように吸引部と筒部とを連通させてもよい。これにより、吸引部からの空気を筒部の壁面に沿って導入することができ、筒部の壁面に沿って気流の方向を緩やかに変化させることができる。従って、筒部の内部における圧力損失を抑制できる。なお、筒部の壁面に沿って空気が流れることにより、筒部の壁面にてミストが液滴化しやすくなるが、壁面にて生成した液滴を、排出口を介して捕集容器にて捕集できる。
さらに、本発明のように、ミストを捕集する手法は、方法としても適用可能である。また、以上のような装置、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、複合的な機能を有する装置に組み込まれてもよい。具体的に、互いに異なる角度で備えられ複数の吐出ヘッドを有する液滴吐出装置に適用してもよい。この場合、互いに異なる角度で備えられる複数の吐出ヘッドに対応して備えられる複数の吸引容器のそれぞれにおいて、筒部の鉛直方向下端に排出口が形成されるようにすればよい。すなわち、吸引容器ごとに排出口の位置を調整すればよい。
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
(1)プリンターの構成:
(2)ミスト捕集装置の構成:
(3)変形例:
(1)プリンターの構成:
(2)ミスト捕集装置の構成:
(3)変形例:
(1)プリンターの構成:
図1は本発明の一実施形態にかかるミスト捕集装置を含む液体吐出装置としてのプリンター1の構成を示すブロック図である。プリンター1は、供給部10と印刷部11と回収部12と吐出ヘッド13とを備える。供給部10は、供給リール10aと張力調整部10bとを備える。供給リール10aの巻き芯にロール紙M(太い破線)が巻き付けられており、供給リール10aが巻き芯の中心軸まわりに回転することによりロール紙Mを繰り出す。張力調整部10bは、供給リール10aと印刷部11との間においてロール紙Mに所定の張力を作用させるように付勢されたローラーを備える。
図1は本発明の一実施形態にかかるミスト捕集装置を含む液体吐出装置としてのプリンター1の構成を示すブロック図である。プリンター1は、供給部10と印刷部11と回収部12と吐出ヘッド13とを備える。供給部10は、供給リール10aと張力調整部10bとを備える。供給リール10aの巻き芯にロール紙M(太い破線)が巻き付けられており、供給リール10aが巻き芯の中心軸まわりに回転することによりロール紙Mを繰り出す。張力調整部10bは、供給リール10aと印刷部11との間においてロール紙Mに所定の張力を作用させるように付勢されたローラーを備える。
印刷部11は、ドラム11aと導入ローラー11bと導出ローラー11cとを備える。ドラム11aは、円柱状または楕円柱状に形成されており、中心軸Xまわりに回転する。導入ローラー11bは、供給部10から供給されたロール紙Mを、ドラム11aに対して側面の接線方向に導入するローラーである。導出ローラー11cは、ドラム11aの側面上に保持されたロール紙Mを、ドラム11aの側面の接線方向に導出するローラーである。ドラム11aが紙面反時計回りに回転することにより、ロール紙Mをドラム11aの側面上に保持するとともに、ロール紙Mを供給部10から回収部12へと搬送することができる。
回収部12は、回収リール12aと張力調整部12bとを備える。回収リール12aの巻き芯にロール紙Mが巻き付けられており、回収リール12aが巻き芯の中心軸まわりに回転することによりロール紙Mを巻き取る。張力調整部12bは、回収リール12aと印刷部11との間においてロール紙Mに所定の張力を作用させるように付勢されたローラーを備える。
吐出ヘッド13は液体としてのインクの種類ごとに備えられており、本実施形態ではC(シアン)M(マゼンタ)Y(イエロー)K(ブラック)のそれぞれについて吐出ヘッド13が備えられている。吐出ヘッド13のそれぞれは、互いに同様の構成を有し、ドラム11aの中心軸Xに関して回転対称となるように備えられている。吐出ヘッド13は、それぞれドラム11aの側面上に保持されたロール紙Mに対向するノズル面13aを備えており、当該ノズル面13aの面内において複数のノズルが配列している。複数のノズルからドラム11aの側面上に保持されたロール紙Mに向かってインクが吐出される。4個の吐出ヘッド13のそれぞれにおけるインクの吐出方向はドラム11aの中心軸Xに向かう方向である。吐出ヘッド13のそれぞれにおける中心軸Xに対する吐出方向θは、30°ずつ異なっている。
(2)ミスト捕集装置の構成:
インクのミストを捕集するミスト捕集装置の構成としてプリンター1は、吸引容器22と捕集容器23と吸引ファン24とを備える。吸引容器22は、吐出ヘッド13のそれぞれに対応して備えられており、それぞれ吐出ヘッド13に対して隣接している。吸引容器22は、吐出ヘッド13の垂直壁面13b(ノズル面13aに直交する壁面)のそれぞれに対して下方から隣接する。すなわち、吐出ヘッド13(C,M,Y,K)の垂直壁面13bに対して吸引容器22は紙面反時計回り方向から隣接する。つまり、吸引容器22は、吐出ヘッド13の垂直壁面13bに対してロール紙Mの搬送方向下流側から隣接する。
インクのミストを捕集するミスト捕集装置の構成としてプリンター1は、吸引容器22と捕集容器23と吸引ファン24とを備える。吸引容器22は、吐出ヘッド13のそれぞれに対応して備えられており、それぞれ吐出ヘッド13に対して隣接している。吸引容器22は、吐出ヘッド13の垂直壁面13b(ノズル面13aに直交する壁面)のそれぞれに対して下方から隣接する。すなわち、吐出ヘッド13(C,M,Y,K)の垂直壁面13bに対して吸引容器22は紙面反時計回り方向から隣接する。つまり、吸引容器22は、吐出ヘッド13の垂直壁面13bに対してロール紙Mの搬送方向下流側から隣接する。
吸引装置としての吸引ファン24が駆動することにより捕集容器23内の空気が吸引される。複数の吸引容器22は、それぞれ1個の捕集容器23と連通しており、各吸引容器22内の空気が捕集容器23に集められる。捕集容器23の内部には捕集壁23a(破線)が形成されており、捕集容器23の空気に含まれるインクのミストが捕集壁23aに衝突することにより、インクのミストを液滴化させる。捕集容器23の鉛直方向下部には、貯留部23bが備えられており、液滴化したインクが貯留部23bへと流下し、当該貯留部23bにて貯留される。例えば、貯留部23bは捕集容器23の本体から取り外すことができ、捕集容器23から取り外すことにより貯留部23bの交換や洗浄をすることができる。
図2は、Yインクの吐出ヘッド13(Y)に対応して備えられた吸引容器22を示す斜視図である。吸引容器22は、吸引部22aと中空状部材22bと導出部22cとを備える。中空状部材22bは筒部に相当する。本実施形態において、各吐出ヘッド13のノズル面13aにおいて2列のノズル列(太い破線)が設けられており、当該ノズル列におけるノズルの配列方向はドラム11aの中心軸Xと平行となる。なお、ノズル列の長さをAと表記する。吸引部22aは、ノズル面13aと平行に切断した場合の断面が一定の矩形状となる中空状に形成されており、内部空間のノズルの配列方向の長さBがノズル列の長さAよりも長い。また、吸引部22aの内部空間のノズルの配列方向の直交方向の長さCは、ノズル列の方向の長さBよりも小さく、吸引部22aの内部空間はノズル列の方向に長い細長形状となっている。吸引部22aの上端と下端とにおいて、それぞれノズルの配列方向に長い細長形状の開口が形成されており、下端の開口が吸引口22a1を構成する。吸引部22aの内部空間において、下端の吸引口22a1から上端に向かって空気が流れる。吸引部22aの内部空間における気流の方向は、吐出ヘッド13におけるインクの吐出方向の反対方向となる。なお、空気の流れを太線の矢印で模式的に示す。
中空状部材22bは、中心軸Yがノズルの配列方向と平行な円筒状に形成されている。吸引部22aの内部空間における気流の方向が、中空状部材22bの側面の接線方向と一致するように、吸引部22aの上端と中空状部材22bとが接続されている。従って、吸引部22aの上端の開口を介して、中空状部材22bの側面の接線方向に空気が導入される。
中空状部材22bは、本体部22b1と2個の蓋部22b2,22b3とによって構成される。本体部22b1と蓋部22b2,22b3とはそれぞれ別部材であり、プリンター1の組み立て時に互いに接着される。本体部22b1は、長さ方向の両端が開口した開放管である。蓋部22b2,22b3のそれぞれは、中空状部材22bの長さ方向の直交断面とほぼ同形状の円形状に形成されており、外周部eが所定高さだけ中空状部材22bの長さ方向に立ち上がっている。蓋部22b2,22b3の外周部eの内径は本体部22b1の外径と同じ大きさに形成されている。本体部22b1の長さ方向の両端が蓋部22b2,22b3の外周部eの内側に嵌り込み、本体部22b1に対して蓋部22b2,22b3が回転可能な状態で取り付けられる。一方の蓋部22b2には外周部eに内接するように円形状の排出口22dが形成されており、本体部22b1に対して蓋部22b2が回転することにより、排出口22dが本体部22b1の長さ方向の端面に沿って円周方向に移動する。
図1に示すように、ドラム11aの中心軸Xに対するインクの吐出方向θは、30°ずつ異なり、吐出方向θに平行な垂直壁面13bに対する中空状部材22bの設置方向が吐出ヘッド13ごとに異なる。しかし、垂直壁面13bの角度に拘わらず、中空状部材22bの鉛直方向下端に排出口22dが位置するように蓋部22b2が回転した状態で、本体部22b1に対して蓋部22b2が固定される。なお、本体部22b1と蓋部22b2,22b3とは、接着剤や溶接やねじ止め等によって固定できる。さらに、本体部22b1と蓋部22b2,22b3との間に気密性を確保するためのパッキン等を介在させてもよい。本体部22b1と蓋部22b2,22b3の材料は特に限定されないが、インクが光硬化性である場合には遮光材料を用いるのが望ましい。
図2においてYインクの吐出ヘッド13(Y)に対応して備えられる中空状部材22bの排出口22d(Y)を破線で示すとともに、Cインクの吐出ヘッド13(K)に対応して備えられる中空状部材22bの排出口22d(K)を二点鎖線で示す。図2に示すように、吐出方向θが30°だけ異なる吐出ヘッド13(Y),13(K)に備えられる排出口22d(Y),22d(K)を対比すると、中空状部材22bの中心軸Yから見た排出口22d(Y),22d(K)の配置方向が30°だけ異なることとなる。
導出部22cは、断面円形状のチューブであり、図1に示すように各吸引容器22(排出口22d)のそれぞれと捕集容器23とを連通させる。本実施形態において、導出部22cは、各吸引容器22の排出口22dと連通する4本の支線が合流して、捕集容器23と連通する。
以上説明した本実施形態の構成において、複数のノズルにてインクを吐出することにより生じた液体のミストを含む空気を吸引口22a1から吸引部22aに吸引できる。吸引部22aに吸引されたミストを含む空気は中空状部材22bに導入され、当該中空状部材22bにて流動する。ミストを含む空気が中空状部材22bにて流動して中空状部材22bの壁面に衝突すると、ミストが液滴化し、液滴化したインクが重力により鉛直方向下方に流下する。排出口22dは中空状部材22bの鉛直方向下端に形成されるため、ミストを含む空気とともに、中空状部材22b内にて鉛直方向下方に流下したインクを排出口22dから導出部22cに導出できる。ミストを含む空気とともに導出部22cに導出されたインクは捕集容器23へと導入されるため、捕集容器23は、空気中のミストとともに、中空状部材22bにて液滴化したインクも捕集できる。従って、捕集容器23に至るまでに液滴化したインクによってミストの捕集が妨げられることが防止できる。
中空状部材22bから液滴化したインクを排出する排出口22dは、中空状部材22bを長さ方向の端から閉じる蓋部22b2における鉛直方向下端に形成される。これにより、捕集容器23と中空状部材22bとを接続する導出部22cを、中空状部材22bの長さ方向の外側に引き回すことができる。従って、ノズルの配列方向が互いに平行となるように複数の吐出ヘッド13が配列する場合でも、中空状部材22bの長さ方向(ノズルの配列方向)の外側に導出部22cを引き回すことができ、吐出ヘッド13と干渉することなく導出部22cを形成できる。なお、排出口22dを中空状部材22bの長さ方向の端の蓋部22b2に形成する場合、中空状部材22bにおける長さ方向において排出口22dからの吸引力が不均一となり得る。しかしながら、中空状部材22bの体積を大きくすることにより、長さ方向における吸引力の不均一さを抑制できる。
さらに、蓋部22b2は、中空状部材22bの長さ方向の端面に沿って排出口22dが回転移動するように形成されている。これにより、プリンター1に対する中空状部材22bの取り付け角度が変化しても、排出口22dを中空状部材22bの鉛直方向下端に位置させることができる。従って、プリンター1に対する中空状部材22bの取り付け角度ごとに、蓋部22b2を用意しなくても済む。本実施形態では、プリンター1に対する中空状部材22bの取り付け角度がインクの種類ごとに異なるが、インクの種類に拘わらず中空状部材22bの部材(本体部22b1,蓋部22b2,22b3)を共通化できる。
さらに、吸引部22aにおける気流の方向が、中空状部材22bの長さ方向に直交する断面、すなわち側面の接線方向となるように吸引部22aと中空状部材22bとが連通している。これにより、吸引部22aからの空気を中空状部材22bの側面に沿って導入することができ、中空状部材22bの壁面に沿って気流の方向を緩やかに変化させることができる。従って、中空状部材22bの内部における圧力損失を抑制できる。なお、中空状部材22bの側面に沿って空気が流れることにより、中空状部材22bの側面にてミストが液滴化しやすくなるが、側面にて生成したインク滴を、排出口22dを介して捕集容器23にて捕集できる。
中空状部材22bを円柱状とすることにより、液滴化したインク滴を中空状部材22bの側面に沿って鉛直方向下端へとスムーズに流動させることができる。また、中空状部材22bを円柱状とすることにより、本体部22b1に対する蓋部22b2の回転角を連続的に調整することができ、本体部22b1と蓋部22b2とを多様な機種のプリンター1に流用できる。
(3)変形例:
前記実施形態では、中空状部材22bを円柱状としたが、中空状部材22bを正多角柱状としてもよい。なお、液滴化したインク滴を中空状部材22bの側面に沿って鉛直方向下端へとスムーズに流動させるためには、中空状部材22bの断面の内角は大きいほど望ましい。具体的に、中空状部材22bを正多角柱状に形成する場合には、内角が鈍角となるように正五角柱以上の多角柱とするのが望ましい。また、排出口22dは、中空状部材22bの長さ方向の両端に備えられてもよい。
前記実施形態では、中空状部材22bを円柱状としたが、中空状部材22bを正多角柱状としてもよい。なお、液滴化したインク滴を中空状部材22bの側面に沿って鉛直方向下端へとスムーズに流動させるためには、中空状部材22bの断面の内角は大きいほど望ましい。具体的に、中空状部材22bを正多角柱状に形成する場合には、内角が鈍角となるように正五角柱以上の多角柱とするのが望ましい。また、排出口22dは、中空状部材22bの長さ方向の両端に備えられてもよい。
前記実施形態ではプリンター1がインク滴を吐出させる例を示したが、インク滴以外の液体を吐出させてもよい。さらに、液体は、ピエゾ素子の機械変化による加圧によって吐出されてもよいし、気泡の発生による加圧によって吐出されてもよい。さらに、被記録媒体は、印刷用紙に限らず、布や樹脂製のフィルム等であってもよい。また、被記録媒体はドラムの側面上に保持されるものに限らず、平面状のプラテン上に保持されてもよい。さらに、吐出ヘッドは複数備えられなくてもよく、単一の吐出ヘッドに対して単一または複数の吸引容器を備えさせてもよい。
1…プリンター、10…供給部、10a…供給リール、10b…張力調整部、11…印刷部、11a…ドラム、11b…導入ローラー、11c…導出ローラー、12…回収部、12a…回収リール、12b…張力調整部、13…吐出ヘッド、13a…ノズル面、13b…垂直壁面、22…吸引容器、22a…吸引部、22a1…吸引口、22b…中空状部材、22b1…本体部、22b2,22b3…蓋部、22c…導出部、22d…排出口、23…捕集容器、23a…捕集壁、23b…貯留部、24…吸引ファン、M…ロール紙。
Claims (2)
- 吐出ヘッドにおける複数のノズルから液体を吐出することにより生じる前記液体のミストを捕集するミスト捕集装置であって、
前記複数のノズルの配列方向の長さが、前記配列方向の直交方向の幅よりも長い細長形状の開口である吸引口が形成された吸引部と、
前記吸引部と連通し、長さ方向が前記配列方向と平行となる中空筒状の筒部と、
前記筒部の鉛直方向下端に形成された排出口を介して、前記筒部の内部と連通する導出部と、を備える吸引容器と、
前記導出部と連通し、前記ミストを液滴化して捕集する捕集容器と、
前記吸引容器から前記捕集容器へと流れる気流を生じさせる吸引装置と、
を備え、
前記排出口は、前記筒部を長さ方向の端から閉じる蓋部における鉛直方向下端に形成され、
前記蓋部は、前記筒部の長さ方向の端面に沿って前記排出口が回転移動するように形成され、
前記排出口が前記筒部の鉛直方向下端に位置する状態で、前記蓋部が固定されるミスト捕集装置。 - 前記吸引部における気流の方向が、前記筒部の長さ方向に直交する断面の外周の接線方向となるように前記吸引部と前記筒部とが連通する、
請求項1に記載のミスト捕集装置。
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170926 |
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170927 |
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A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20171121 |