JP2018008469A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、液体噴射装置に好適な液体噴射ヘッドとして、液体噴射部と、インクを収容する複数のカートリッジと、カートリッジを固定する固定体と、固定板との間で液体の流路を形成する流路板とを備える液体噴射ヘッドが開示されている(例えば、特許文献2)。
特許文献2に記載の液体噴射ヘッドは、カートリッジから流出した液体を迅速に排出でき、且つカートリッジを二次元的に配置することで小型化されている。
すなわち、排出口と導入口とを平面視で重なるように配置すると、排出口から導入口に至る黒色の液体の流路の流路長を最も短くすることができる。
すなわち、排出口と導入口とを平面視で重なるように配置すると、排出口から導入口に至る使用頻度が高い液体の流路の流路長を最も短くすることができる。
すなわち、排出口と導入口とを平面視で重なるように配置すると、排出口から導入口に至る消費量が最も多い液体の流路の流路長を最も短くすることができる。
余分な力によってガイド軸を支点としてヘッドが回転する場合、ヘッドがガイド軸に近い側に支持されると、ヘッドがガイド軸に遠い側に支持される場合と比べて、ガイド軸を支点とした回転によるヘッドの位置の変化を小さくすることができる。
ヘッドの位置の変化が小さくなると、ヘッドから噴射され媒体に着弾する液滴の位置ずれを小さくし、媒体に形成される画像の品位を高めることができる。
図1は、実施形態1に係る液体噴射装置の構成図である。
本実施形態に係る液体噴射装置1は、「液体」の一例であるインク15を媒体12に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体12の典型例は印刷用紙であるが、布帛や樹脂フィルム等の種々の媒体を利用することも可能である。
なお、Y方向は、媒体12の搬送方向であり、「走査方向と交差する方向」の一例である。
なお、ブラック(B)のインク15Bは、「黒色の液体」の一例である。さらに、以降、インク15C,15M,15Y,15B,15LC,15LMをまとめて、インク15と称す場合がある。また、使用されるインク15は、6種類(6色)よりも多くてもよく、6種類(6色)よりも少なくてもよい。
なお、ブラック(B)のインク15Bを貯留する液体貯留部14Bは、「黒色液体貯留部」の一例である。さらに、以降、液体貯留部14A,14B,14C,14D,14E,14Fを、単に液体貯留部14と称す場合がある。
ヘッド80は、インク15C,15M,15Y,15B,15LC,15LMをノズルNから噴射し、媒体12にインク15C,15M,15Y,15B,15LC,15LMに対応する色のドットを形成し、媒体12にテキスト(文字)や画像等を記録(印刷)する。
詳しくは、ヘッド80がX方向(走査方向)に移動しながらインク15を噴射するインク噴射動作と、搬送機構32が媒体12をY方向(搬送方向)に送る搬送動作とを交互に繰り返し、X方向(走査方向)に配列されたドットの列(ラスターライン)をY方向(搬送方向)に並べることで、文字や画像等を媒体12に記録する。
換言すれば、ヘッド80がインク15をインク滴として噴射し、当該インク滴を媒体12の目標位置に着弾させて、所望の文字や画像等を媒体12に形成する。
また、以降、X─Y平面に垂直な方向をZ方向とする。ヘッド80(ノズルN)から噴射されたインク15(インク滴)は、Z方向の正側に進行して媒体12の表面に着弾する。
図2に示すように、搬送機構32は、中心軸がX方向に平行な供給ローラー322及び供給ローラー324を包含する。供給ローラー322及び供給ローラー324の片方または双方の回転により、媒体12は両者間を通過してY方向に搬送される。
このように、液体噴射装置1は、ヘッド80を支持する支持体60と、支持体60を支持し支持体60をX方向に移動可能とするガイド軸54と、をさらに備え、支持体60において、ヘッド80はガイド軸54に近い側に支持されている。
さらに、支持体60やヘッド80に余分な力が加わり、ヘッド80がガイド軸54を支点として回転する場合、ヘッド80がガイド軸54に近い側に支持されていると、ヘッド80がガイド軸54に遠い側に支持されている場合と比べて、ガイド軸54を支点とした回転によるヘッド80の位置の変化を小さくすることができる。そして、ヘッド80の位置の変化が小さくなると、ヘッド80から噴射されるインク15(インク滴)が媒体12の目標位置に正確に着弾し、媒体12に記録される画像の品位を高めることができる。
図3に示すように、ヘッド80は、流路基板81の一方側に圧力室基板82と振動板83と圧電素子84と筐体部85とが配置されるとともに他方側にノズル板86が配置された構造体である。流路基板81と圧力室基板82とノズル板86とは例えばシリコンの平板材で形成され、筐体部85は例えば樹脂材料の射出成形で形成される。
図2及び図4に示すように、載置部70は、本体部72と封止部74とを包含する。本体部72及び封止部74は、例えば樹脂材料の射出成形により相互に別体に形成される。
4個のネジ76が、載置部70の基礎部722の各貫通孔734と、支持体60の底面部62の隅部に形成された各貫通孔624とに挿入されることで、載置部70が支持体60に固定される。
なお、載置部70と支持体60とを相互に固定するための構造(連結部)は以上の例示に限定されない。例えば接着剤を利用して載置部70を支持体60に固定する構成や、載置部70及び支持体60の一方に形成されたカシメピンを他方に挿入してから変形させること(例えば熱カシメ)で載置部70を支持体60に固定する構成も採用され得る。
各取付部742に形成された貫通孔に固定面SA2の突起を挿入した状態で熱変形させる熱カシメや、各取付部742の貫通孔に挿入されたネジによるネジ留め等の任意の固定方法で、封止部74が本体部72(基礎部722)に固定されている。
すなわち、本実施形態は、複数の流路7A,7B,7C,7D,7E,7Fの流路長のうち、ブラック(B)のインク15Bを供給する流路7Bの流路長が最も短い構成を有している。
上述したように、ブラック(B)のインク15Bの消費量が最も多いので、本実施形態は、複数の流路7A,7B,7C,7D,7E,7Fの流路長のうち、複数の液体貯留部14A,14B,14C,14D,14E,14Fに貯留されたインク15M,15B,15LC,15C,15Y,15LMの中で消費量が最も多いブラック(B)のインク15Bを供給する流路7Bの流路長が最も短い構成を有している。
すなわち、本実施形態では、流路7B、流路7C、流路7A、流路7D、流路7E、流路7Fの順に、流路長が長くなっている。
液体噴射ユニット40において、インク15の使用頻度が高くなると、インク15の使用頻度が低い場合と比べて、液体貯留部14からヘッド80のノズルNに至るインク15の流路の中に、気泡が生じやすくなる。
仮に、液体貯留部14からヘッド80のノズルNに至るインク15の流路において、気泡が残留すると、ノズルNからインク15が適正に噴射されず、インク15で形成すべきドットが形成されないという不具合(ドット抜け)が生じる。
さらに、ブラック(B)のインク15Bで形成されたドットは、他のインク15C,15M,15Y,15LC,15LMで形成されたドットと比べて視認されやすいので、インク15Bのドット抜けは、他のインク15C,15M,15Y,15LC,15LMのドット抜けと比べて目立ちやすい。
このため、ブラック(B)のインク15Bで、気泡に起因する不具合(インク15Bのドット抜け)が生じると、媒体12に記録される文字や画像等の品位の低下を招く。一方、ブラック(B)のインク15Bで、気泡に起因する不具合(インク15Bのドット抜け)を生じにくくすると、媒体12に記録される文字や画像等の品位を高めることができる。
不具合が最も目立ちやすいブラック(B)のインク15Bの流路7Bの流路長は最も短いので、ノズルNに近い側に気泡が生じ、ノズルNから気泡が排出されやすいので、インク15Bの気泡に起因する不具合(インク15Bのドット抜け)が生じにくい。
図5は、図1に対応する図であり、実施形態2に係る液体噴射装置の構成図である。図6は、図2に対応する図であり、図5におけるII─II線に沿った断面図である。図7は、図4に対応する図であり、液体噴射ユニットの分解斜視図である。
以下、図5乃至図7を参照し、本実施形態に係る液体噴射装置1Aの概要を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
すなわち、液体貯留部14Hは「貯留容積が最も大きい液体貯留部」の一例である。
封止部74が本体部72に固定された状態において、本実施形態では5つの流路7A,7B,7D,7E,7Fが形成され、実施形態1では6つの流路7A,7B,7C,7D,7E,7Fが形成されている。この点も本実施形態と実施形態1との相違点の一つである。換言すれば、本実施形態に係る流路7は、実施形態1に係る流路7から流路7Cが削除された構成を有している。
本実施形態は、複数の流路7A,7B,7D,7E,7Fの流路長のうち、貯留容積が最も大きい液体貯留部14Hに貯留されたインク15MBを供給する流路7Bの流路長が最も短い。
このため、マットブラック(MB)のインク15MBで、気泡に起因する不具合(インク15BMのドット抜け)や流路抵抗が高いことに起因する不具合(インク15MBのドット抜け)を生じにくくすると、媒体12に記録される文字や画像等の品位を高めることができる。
さらに、本実施形態では、マットブラック(MB)のインク15MBの流路7Bの流路長が最も短く、マットブラック(MB)のインク15MBの流路抵抗が最も低いので、インク15MBの流路抵抗が高いことに起因する不具合(インク15MBのドット抜け)が生じにくい。
図8は、図1に対応する図であり、実施形態3に係る液体噴射装置の構成図である。図9は、図2に対応する図であり、図8におけるII─II線に沿った断面図である。図10は、図4に対応する図であり、液体噴射ユニットの分解斜視図である。図11は、バルブユニットの主要部の概略図である。すなわち、図11は、バルブユニット17に内蔵される流動圧調整部133の概略図である。
以下、図8乃至図11を参照し、本実施形態に係る液体噴射装置1Bの概要を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
この点は、本実施形態と実施形態1との相違点の一つである。
インクタンク16に貯留されている6種類(6色)のインク15は、それぞれ加圧部18によって加圧され、6本のインク供給チューブ19と、6つのバルブユニット17A,17B,17C,17D,17E,17F(以降、バルブユニット17と称す場合がある)とを介して、ヘッド80に供給される。
ヘッド80に対して、インク15の流動方向の上流側にバルブユニット17が配置されている点も、本実施形態と実施形態1との相違点の一つである。
本実施形態では、バルブユニット17で1色分のインク15の流動圧を調整することができるように、バルブユニット17内に1系統の流動圧調整部133が内蔵されている。このため、6本のインク供給チューブ19のそれぞれにバルブユニット17が接続されている。
なお、バルブユニット17は、複数の色のインク15の流動圧を調整する複数の流動圧調整部133を有する構成であってもよい。
このように、バルブユニット17は、内部(流動圧調整部133)にインク15が貯留されており、「液体貯留部」の一例である。
不具合が最も目立ちやすいブラック(B)のインク15Bの流路7Bの流路長が最も短くすることによって、バルブユニット17からヘッド80のノズルNに至るインク15Bの流路の中に気泡が残留しにくく、インク15Bの気泡に起因する不具合(インク15Bのドット抜け)が生じにくい。
さらに、ブラック(B)のインク15Bの流路抵抗も最も低くなり、インク15Bの流路抵抗が高いことに起因する不具合(インク15Bのドット抜け)が生じにくい。
使用頻度が高いインク(ヘッドから噴射される回数が多いインク)は、使用頻度が低いインク(ヘッドから噴射される回数が少ないインク)と比べて、ドット抜けなどの不具合が生じやすい。さらに、ドット欠陥が目立ちやすいインクは、ドット欠陥が目立ちにくいインクと比べて、ドット欠陥を生じにくくすることが重要である。このため、使用頻度が高いインクやドット欠陥が目立ちやすいインクを供給する流路は、流路長は短い方が好ましい。
すなわち、使用頻度や欠陥の目立ちやすさによって、インクを供給する流路を選択することが好ましい。
上述した実施形態で例示した液体噴射装置1,1A,1Bと同様の構成は、印刷に専用使用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。
さらに、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。
Claims (7)
- 走査方向に移動しながら液体を噴射するヘッドと、
前記走査方向と交差する方向に配列され、前記液体を貯留する複数の液体貯留部と、
前記複数の液体貯留部を載置する載置部と、
前記載置部に設けられ、前記複数の液体貯留部から前記ヘッドに前記液体を供給する複数の流路と、
を備え、
前記複数の液体貯留部は、黒色の液体を貯留する黒色液体貯留部を含み、
前記複数の流路の流路長のうち、前記黒色の液体を供給する流路の流路長が最も短いことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記黒色液体貯留部の少なくとも一部は、平面視で前記ヘッドに重なるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
- 走査方向に移動しながら液体を噴射するヘッドと、
前記走査方向と交差する方向に配列され、前記液体を貯留し、貯留容積の異なる複数の液体貯留部と、
前記複数の液体貯留部を載置する載置部と、
前記載置部に設けられ、前記複数の液体貯留部から前記ヘッドに前記液体を供給する複数の流路と、
を備え、
前記複数の流路の流路長のうち、前記貯留容積が最も大きい液体貯留部に貯留された液体を供給する流路の流路長が最も短いことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記貯留容積が最も大きい液体貯留部の少なくとも一部は、平面視で前記ヘッドに重なるように配置されていることを特徴とする請求項3に記載の液体噴射装置。
- 走査方向に移動しながら液体を噴射するヘッドと、
前記走査方向と交差する方向に配列され、前記液体を貯留する複数の液体貯留部と、
前記複数の液体貯留部を載置する載置部と、
前記載置部に設けられ、前記複数の液体貯留部から前記ヘッドに前記液体を供給する複数の流路と、
を備え、
前記複数の流路の流路長のうち、前記複数の液体貯留部に貯留された前記液体の中で消費量が最も多い液体を供給する流路の流路長が最も短いことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記消費量が最も多い液体を貯留する液体貯留部の少なくとも一部は、平面視で前記ヘッドに重なるように配置されていることを特徴とする請求項5に記載の液体噴射装置。
- 前記ヘッドを支持する支持体と、
前記支持体を支持し、前記支持体を前記走査方向に移動可能とするガイド軸と、
をさらに備え、
前記支持体において、前記ヘッドは前記ガイド軸に近い側に支持されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液体噴射装置。
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