JP2023093994A - 液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でヘッドに対する液体供給経路の液体を液体タンクに戻せる液体を吐出する装置を提供する。
【解決手段】液体を吐出するヘッド２と、液体を収容する液体タンク３３０と、液体タンク３３０からヘッド２に対する液体供給経路３２１と、液体タンク３３０内を加圧する圧力源３３１と、圧力源３３１と液体タンク３３０とを通じる圧空経路３２０を開閉する開閉弁３５０と、流入ポート３４１、吸引ポート３４２及び排出ポート３４３を有するエジェクター３４０とを備え、エジェクター３４０の吸引ポート３４２は液体タンク３３０に連通し、流入ポート３４１は圧力源３３１に連通し、エジェクター３４０の吸引ポート３４２と液体タンク３３０とを通じる吸引経路３２３を開閉する開閉弁３５２と、エジェクター３４０の流入ポート３４１と圧力源３３１とを通じる分岐経路３２２を開閉する開閉弁３５１とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は液体を吐出する装置に関する。

液体を吐出する装置として、液体収容手段として液体タンクからヘッドに至る液体供給経路（配管）内に残る液体を回収するようにしたものがある。

従来、例えば、メインタンクと、吐出ユニットに搭載されたサブタンク及び記録ヘッドとを備え、サブタンク内を加圧することによってサブタンクに収容されているインクを大気開放されたメインタンクに逆流させるものが知られている（特許文献１）。

特開２０１０－２２１６０２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、ヘッドとともに吐出ユニットに搭載されるサブタンクを加圧する経路が長くなり、ヘッド走査負荷が増大するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でヘッドに対する液体供給経路の液体を液体タンクに戻せるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体を吐出する装置は、
液体を吐出するヘッドと、
前記液体を収容する液体タンクと、
前記液体タンクから前記ヘッドに対する液体供給経路と、
前記液体タンク内を加圧する圧力源と、
前記圧力源と前記液体タンクとを通じる経路を開閉する第１の弁と、
流入ポート、吸引ポート及び排出ポートを有するエジェクターと、を備え、
前記エジェクターの前記吸引ポートは前記液体タンクに連通し、
前記エジェクターの前記流入ポートは前記圧力源に連通し、
前記エジェクターの前記吸引ポートと前記液体タンクとを通じる経路を開閉する第２の弁と、
前記エジェクターの前記流入ポートと前記圧力源とを通じる経路を開閉する第３の弁と、を備えている
構成とした。

本発明によれば、簡単な構成でヘッドに対する液体供給経路の液体を液体タンクに戻せる。

本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置の説明図である。 同本実施形態の液体回収動作モードの説明に供する説明図である。 同実施形態の各動作モードにおける各弁の開閉状態の説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体を吐出する装置の説明図である。 同実施形態の各動作モードにおける各弁の開閉状態の説明に供する説明図である。 本発明の第３実施形態に係る液体を吐出する装置の側面説明図である。 同じく平面説明図である。 同実施形態の描画動作の一例の説明に供する説明図である。 吐出ユニットの一例の斜視説明図である。 同じく側面説明図である。 同じくヘッド部の正面説明図である。 ヘッドの一例の説明に供する１つのノズル部分の断面説明図である。 ヘッドの動作説明に供する駆動電圧の一例の説明図である。 本発明の第４実施形態に係る液体を吐出する装置で被描画物を航空機として印刷するときの説明に供する説明図である。 同液体を吐出する装置の斜視説明図である。 本発明の第５実施形態に係る液体を吐出する装置の斜視説明図である。 同装置の駆動部の斜視説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１を参照して説明する。図１は同実施形態の説明に供する説明図である。

液体を吐出する装置１０００は、液体を吐出するヘッド２を備える吐出ユニット１と、ヘッド２に供給する液体３１１を収容する液体タンク３３０とを備えている。

液体タンク３３０からヘッド２には液体供給経路３２１を介して液体３１１が加圧供給される。ヘッド２は、内部にバルブ機構を備え、画像信号に応じて適宜にバルブを開くことによって加圧供給された液体（インク）を吐出する。

そして、液体タンク３３０を加圧する圧力源３３１を備えている。圧力源３３１は、コンプレッサ２３０で生成された圧力を所要の圧力に調整するレギュレータで構成している。圧力源３３１と液体タンク３３０の空気層とは空気経路としての圧空経路３２０を介して接続されている。圧空経路３２０には、圧空経路３２０を開閉する第１の弁である開閉弁３５０が備えられている。

また、流入ポート３４１、吸引ポート３４２及び排出ポート３４３を有するエジェクター３４０を備えている。エジェクター３４０は、流入ポート３４１から排出ポート３４３に空気が高速に流れることで、吸引ポート３４２に負圧が形成されものである。

そこで、圧空経路３２０を圧力源３３１と開閉弁３５０の間で分岐させて、分岐経路３２２をエジェクター３４０の流入ポート３４１に接続している。また、エジェクター３４０の吸引ポート３４２は吸引経路３２３を介して液体タンク３３０の空気層に接続している。

そして、エジェクター３４０の流入ポート３４１と圧力源３３１を通じる分岐経路３２２には、分岐経路３２２を開閉する第２の弁である開閉弁３５１を備えている。また、エジェクター３４０の吸引ポート３４２と液体タンク３３０とを通じる吸引経路３２３には、吸引経路３２３を開閉する第３の弁である開閉弁３５２を備えている。

液体供給経路３２１のヘッド２の近傍には、液体供給経路３２１の連通先をヘッド２と大気とに切り替える第４の弁である三方弁３５３を備えている。なお、三方弁３５３に代えて複数の開閉弁を組み合わせることもできる。また、三方弁３５３は吐出ユニット１に搭載している。

次に、本実施形態の作用について図２及び図３も参照して説明する。図２は同実施形態の液体回収動作モードの説明に供する説明図、図３は同実施形態の各動作モードにおける各弁の開閉状態の説明に供する説明図である。なお、図１及び図３における破線矢印は矢印の向きにエアーの流れが有ることを、実線矢印は矢印の向きに液体（インク）の流れが有ることを示している。

本実施形態では、動作モードとしてモードＡとモードＢがある。モードＡは、ヘッド２から液体を吐出させる印字動作モードである。モードＢは液体タンク３３０からヘッド２までの液体供給経路３２１の液体を回収する回収動作モードである。

モードＡでは、図３にも示すように、三方弁３５３を液体タンク３３０とヘッド２が連通する状態にして、開閉弁３５１、３５２を閉じて、開閉弁３５０を開く。これにより、図１に示すように、圧力源３３１からのエアーが矢印Ｂで示すように圧空経路３２０を通じて液体タンク３３０に供給されて、液体タンク３３０内の液体３１１が加圧される。

したがって、液体タンク３３０から液体供給経路３２１を介してヘッド２に液体３１１が供給されて、画像信号などに応じてヘッド２から吐出される。

ヘッド２による印字が終了した後、モードＢに移行する。

モードＢでは、まず、開閉弁３５０を閉じる。次に、開閉弁３５２を開く。これにより、液体タンク３３０内の空気層がエジェクター３４０の吸引ポート３４２から排出ポート３４３を経由して外部に放出される。

その後、開閉弁３５１を開くと、空気がエジェクター３４０の流入ポート３４１から排出ポート３４３に高速に流れ（矢印Ｄ、Ｅ）、吸引ポート３４２に負圧が形成される。

そこで、三方弁３５３を切り替えて、液体タンク３３０が液体供給経路３２１を介して大気開放される状態にすると、図２に示すように、矢印Ｃの向きに空気が流入し、液体供給経路３２１内の液体３１１が逆流して、液体タンク３３０に回収される。

このように、液体タンク３３０を加圧する空気経路（圧空経路３２０）を利用して、液体タンク３３０内を負圧にし、液体供給経路３２１内の液体３１１を逆流させて、液体３１１を回収する。

したがって、装置本体に固定される液体タンク３３０と吐出ユニット１の間の配管を増加させることなく、簡単な構成でヘッドに対する液体供給経路の液体を液体タンクに戻して回収することができる。

特に、液体を吐出する対象（被描画物、画像形成対象物）が、トラックボディーや航空機の機体などの場合には、液体供給経路３２１が長くなるので、液体の供給と回収を同一の配管で行えることによる配管コスト低減効果、チューブ負荷低減効果がより大きくなる。

なお、本実施形態では、三方弁３５３を備えて、液体回収時には液体供給経路３２１を大気開放状態にしたが、液体タンク３３０を脱圧後に、ヘッド２のノズルをオープン状態にしても液体を逆流させることができる。ただし、ヘッド２のノズルは小径で空気を取り込む抵抗が大きいため、液体供給経路３２１を大気開放した方が、高速で液体を回収できる。

次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。図４は同実施形態に係る液体を吐出する装置の説明図である。

本実施形態では、前記第１実施形態の構成において、液体タンク３３０の底部に、液体３１１を外部に取出す液体取出し部となる排出経路３７１が接続されている。排出経路３７１は、排出口が排出容器３７０に臨んでおり、また、排出経路３７１を開閉する開閉弁３５４が設けられている。

次に、本実施形態の作用について図５も参照して説明する。図５は同実施形態の各動作モードにおける各弁の開閉状態の説明に供する説明図である。

モードＡ、モードＢにおける開閉弁３５０～３５２、三方弁３５３の状態は、前記第１実施形態と同じである。これらのモードＡ、モードＢにおいては、排出経路３７１の開閉弁３５４は閉じている。

本実施形態では、モードＡで印字、モードＢで液体タンク３３０への液体３１１の回収を行った後、モードＣに移行する。

モードＣでは、開閉弁３５０を開き、開閉弁３５１、３５２は閉じ、三方３５３は液体タンク３３０とヘッド２が連通する状態にする。開閉弁３５０～３５２、３５４をモードＣの状態にセットすると、圧力源３３１のコンプレッサ２３０で加圧された空気が液体タンク３３０に供給され、液体タンク３３０内の液体３１１が矢印Ｈのように流れて、排出経路３７１から排出容器３７０に液体を取り出すことができる。

このとき、液体タンク３３０内を空にすれば、液体タンク３３０に洗浄液を入れて液体タンク３３０及びヘッド２までの液体供給経路３２１を洗浄することができる。つまり、液体を無駄にすることなく、装置の配管を洗浄することが可能となる。

次に、本発明の第３実施形態について図６及び図７を参照して説明する。図６は同実施形態に係る液体を吐出する装置の側面説明図、図７は同じく平面説明図である。

液体を吐出する装置１０００は、対象物の一例である被描画物１００に対向して設けられ、被描画物１００に向けて液体の一例であるインクを吐出する吐出ユニット１を備える。

液体を吐出する装置１０００は、吐出ユニット１をＺ軸方向に移動可能に保持するＺ軸レール１０３と、Ｚ軸レール１０３をＸ軸方向に移動可能に保持するＸ軸レール１０１と、Ｘ軸レール１０１をＹ軸方向に移動可能に保持するＹ軸レール１０２を備える。Ｘ軸レール１０１、Ｙ軸レール１０２、及びＺ軸レール１０３は、吐出ユニット１を移動可能に保持するガイド部および保持部の一例である。

また、液体を吐出する装置１０００は、吐出ユニット１をＺ軸レール１０３に沿ってＺ軸方向に移動させるＺ方向駆動部１１１と、Ｚ軸レール１０３をＸ軸レール１０１に沿ってＸ軸方向に移動させるＸ方向駆動部１１２と、Ｘ軸レール１０１をＹ軸レール１０２に沿ってＹ軸方向に移動させるＹ方向駆動部１１３とを備える。

次に、本実施形態の描画動作の一例について図８を参照して説明する。図８は同描画動作の説明に供する説明図であり、（ａ）は描画時の吐出ユニットの移動経路を示す描画面を正面から見た説明図、（ｂ）は平面説明図である。

描画命令を受けると、吐出ユニット１は図８（ａ）に示す印字開始待機位置１２０に移動し、その後、＋Ｘ方向に移動しながら画像情報に基づいた印字動作を行う。吐出ユニット１が描画領域を外れると、反転位置１２１で停止する。ここで、描画終了かどうかを判定し、描画データがあれば、－Y方向に吐出ユニット１が移動後、－Ｘ方向に吐出ユニット１が移動しながら印字を行う。この動作を描画データがなくなるまで継続する。

なお、被描画物１００は、平面板の形態として図示しているが、車やトラック、航空機などの車両のボディなどのように鉛直に近い面もしくは曲率半径の大きい面であれば曲面でもよい。

次に、吐出ユニットの一例について図９ないし図１１を参照して説明する。図９は同吐出ユニットの斜視説明図、図１０は同じく側面説明図、図１１は同じくヘッド部の正面説明図である。

吐出ユニット１は、液体を吐出するヘッド部（液体吐出部）２０を有し、ヘッド部２０には、吐出面であるノズル面２０２ａを払拭する払拭部材５０１を含むクリーニング機構部５００を一体に備えている。また、前記実施形態で説明した三方弁３５３も吐出ユニット１に含まれる。

ヘッド部２０は、異なる色の液体（インク）を吐出する複数（ここでは、５つ）のヘッド２（カラーヘッド２Ｃ１～２Ｃ４、白ヘッド２Ｗ）がホルダ部材２１に保持されている。カラーヘッド２Ｃ１～２Ｃ４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の各色のインクをそれぞれ吐出する。

ヘッド２は、液体を吐出する複数のノズル２０２が配列され、ノズル２０２の配列方向を、Ｙ方向に対して傾斜させて筐体となるホルダ部材２１に保持している。

クリーニング機構部５００は、ヘッド２のノズル面２０２ａを払拭する払拭部材５０１と、ヘッド２のノズル面２０２ａに洗浄液を吐出又は滴下して付与する洗浄液付与手段である洗浄液吐出部５０２とを備えている。

これらの払拭部材５０１及び洗浄液吐出部５０２は、移動部材５０５に取付けられて保持されている。

一方、ヘッド部２０のホルダ部材２１の両側には、ガイド溝５０６ａを有するガイド部材５０６、５０６が取付けられている。ガイド部材５０６のガイド溝５０６ａには移動部材５０５の支軸５０５ａが移動可能に嵌合している。つまり、ホルダ部材２１は、ヘッド２を保持し、移動部材５０５を移動可能に支持する筐体となっている。

これにより、移動部材５０５は、ガイド溝５０６ａに倣って、払拭部材５０１がヘッド２のノズル面２０２ａに対向する位置とノズル面２０２ａから退避する位置との間で移動可能である。

そして、移動部材５０５を移動させる駆動手段としてのロータリエアーシリンダ５１０を備えている。ロータリエアーシリンダ５１０に一端部を取り付けたアーム５１１の他端部に設けた長穴５１１ａと移動部材５０５の側面に設けたピン部材５０５ｂとを移動可能に嵌合している。

これにより、ロータリエアーシリンダ５１０を駆動してアーム５１１を矢印Ａ方向に回動することで、移動部材５０５がガイド部材５０６のガイド溝５０６ａに案内され、図２０に仮想線で示す退避位置から実線で示す対向する位置でもある払拭終了位置まで矢印Ｂで示すように移動する。この移動部材５０５の移動によって、払拭部材５０１でヘッド２のノズル面２０２ａを払拭することができる。

このように、吐出ユニット１は、液体を吐出する液体吐出部であるヘッド部２０とヘッド部２０のヘッド２のノズル面２０２ａを払拭清掃するクリーニング機構部５００を一体に備えている。

これにより、吐出ユニット１がいずれの位置にあっても、液体を吐出していないときであれば、ヘッド２のノズル面２０２ａを払拭して清浄化することができ、必要なときに吐出面（ノズル面）を随時クリーニングできる。

次に、ヘッドの一例について図１２を参照して説明する。図１２は同ヘッドの１つのノズル部分の断面説明図である。なお、図２２（ａ）はノズルが閉じている状態、（ｂ）はノズルが開いている状態をそれぞれ示している。

ヘッド２は、先端部に液体を吐出するノズル２０２が設けられ、ノズル２０２の近傍に加圧された液体（インク）が注入される注入口２０３が設けられた中空状のハウジング２０４を備えている。

ハウジング２０４内には、外部からの電圧の印加に応じて伸縮する圧電素子２０５と、ノズル２０２を開閉する弁体２０７と、弁体２０７と圧電素子２０５との間に配置され、弁体２０７をノズル２０２に対して進退させる弁体移動手段２０８とが配置されている。

圧電素子２０５はケース２１５内に収容され、電圧印加用の一対の配線部材２１０ａ，２１０ｂが接続されて外部に引き出されている。

弁体２０７とハウジング２０４との間には、注入口２０３から注入される加圧液体の圧電素子２０５側への侵入を阻止する封止部材２０６が配置されている。これにより、注入口２０３から加圧液体が注入される液室２０９が形成される。

ハウジング２０４は、円筒状、角筒状などの筒状体であり、ノズル２０２及び注入口２０３以外は閉じられている。ノズル２０２は、ハウジング２０４の先端部に開けられた開口であり、液体３１１を吐出する。注入口２０３は、ノズル２０２の近傍のハウジング２０４の側面に設けられ、加圧された液体が連続的に供給される。

圧電素子２０５は、ジルコニアセラミックス等を用いて形成されている。圧電素子２０５には、配線部材２１０ａ、２１０ｂを介して駆動波形（駆動電圧）が与えられる。

封止部材２０６は、例えばパッキン、Ｏリング等であり、封止部材２０６を弁体２０７に外嵌することで、注入口２０３側から圧電素子２０５側へ液体が流入することを防止している。

弁体移動手段２０８は、ゴム、軟質樹脂、薄い金属板等で形成された復元可能に変形可能な弾性部材で形成された断面略台形状の変形部２０８ａを有する。変形部２０８ａの断面略台形状の上辺に相当する連結部２０８ｅは弁体２０７の基端側の面に固定されている。変形部２０８ａの断面略台形状の底辺に相当する長辺側は屈曲辺部２０８ｄと連結されている。屈曲辺部２０８ｄは、径方向中央部がガイド部２０８ｃと連結され、径方向中央部と端部との間が、一端がケース２１５に連結された固定部２１２と連結されている。

この弁体移動手段２０８は、圧電素子２０５に所定の電圧が印加されて圧電素子２０５が伸張することにより、図１２（ｂ）に示すように、ガイド部２０８ｃがノズル２０２側へ例えば距離ｅだけ移動し、屈曲辺部２０８ｄの中央部付近が押し込まれる。

このとき、屈曲辺部２０８ｄは、ガイド部２０８ｃの外周側が固定部２１２に連結されているので、固定部２１２との連結部と起点として矢印方向に変位する。屈曲辺部２０８ｄが矢印方向に変位することで、変形部２０８ａは拡開するので、弁体２０７との連結部２０８ｅが矢印方向に引き込まれる。

この弁体移動手段２０８の変形部２０８ａの変形により、変形部２０８ａの連結部２０８ｅに固定された弁体２０７が距離ｄだけ引き込まれて、ノズル２０２が開かれる。

つまり、圧電素子２０５の伸張によってガイド部２０８ｃがノズル２０２側へ距離ｅだけ移動することで、弁体２０７はガイド部２０８の移動方向（圧電素子２０５の伸長方向）と逆方向に距離でだけ移動する。

ここで、弁体移動手段２０８の変形部２０８ａにおける弁体２０７との連結部２０８ｅと屈曲辺部２０８ｄとの距離や屈曲辺部２０８ｄの長さを調整することにより、弁体２０７の移動量を圧電素子２０５の変位量よりも長くすることができる。

つまり、弁体移動手段２０８は圧電素子２０５の変位量を増幅することができ、圧電素子２０５の変位量を少なくすることができるため、圧電素子２０５を小型化することができる。

次に、ヘッド２の動作について図１３も参照して説明する。図１３は同動作説明に供する駆動電圧の一例の説明図である。

ヘッド２は、圧電素子２０５に電圧が印加されていない状態においては、圧電素子２０５は収縮状態にあるので、弁体移動手段２０８には圧電素子２０５による力が加わらない状態にある。このとき、弁体移動手段２０８の変形部２０８ａは、図１２（ａ）に示すように、膨らんだ状態（通常状態）になっており、弁体２０７は変形部２０８ａの弾性力によってノズル２０２方向に付勢されている。したがって、ノズル２０２は弁体２０７の端面によって閉じられており、ノズル２０２から液体３１１が吐出されることはない。

ここで、圧電素子２０５に対し、図１３（ａ）に示すように、波形Ｐ１の電圧（＋ＥＶ）を印加することで、圧電素子２０５が伸長し、前述したように、弁体移動手段２０８の変形部２０８ａが変形して、弁体２０７を図１２（ｂ）に示す矢印方向に引き込む。これにより、弁体２０７がノズル２０２を開くので、注入口２０３から注入されている加圧液体３１１がノズル２０２から吐出される。

一方、図１３（ｂ）に示すように、圧電素子２０５に対する波形Ｐ２の電圧（＋ＥＶ）が途中で消失した波形Ｐ２が印加されたり、また、図１３（ｃ）に示すように印加されるべき波形の電圧が停電等によって圧電素子２０５に印加されなかったりすることがある。

このとき、圧電素子２０５は収縮した状態を保持するので、弁体移動手段２０８の変形部２０８ａは図１２（ａ）に示す通常状態に戻っている。したがって、弁体２０７はノズル２０２を閉じた状態を維持するので、液体３１１がノズル２０２から吐出されることはない。

これにより、停電等の場合であっても、液体３１１がノズル２０２から不用意に漏れ出したり、ノズル詰まりを生じたりすることを低減できる。

次に、本発明の第４実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は同実施形態に係る液体を吐出する装置で被描画物を航空機として印刷するときの説明に供する説明図、図１５は同液体を吐出する装置の斜視説明図である。

液体を吐出する装置１０００は、前記吐出ユニット１を搭載した移動体である吐出ユニットを往復直線移動させるリニアレール４０４と、リニアレール４０４を適宜所定の位置へ移動させ、その位置で保持する多関節ロボット４０５とを備えている。

多関節ロボット４０５は、複数の関節によって人間の腕のように自由な動きを可能としたロボットアーム４０５ａを備えており、ロボットアーム４０５ａの先端を自由に移動させ、且つ、正確な位置に配置することができる。

多関節ロボット４０５としては、例えば、６つの軸、すなわち６つの関節を備えた６軸制御型の産業用ロボットを用いることができる。６軸型の多関節ロボットによれば予め動作に関する情報をティーチングしておくことできわめて正確、且つ、迅速にリニアレール４０４を被描画物１００（航空機）の所定位置に対峙させることができる。ロボット４０５は、６軸に限定されるものではなく、５軸、７軸など適宜の軸数を備えた多関節ロボットを用いることができる。

このロボット４０５のロボットアーム４０５ａに二股に枝分かれしたフォーク状の支持部材４２４を設け、この支持部材４２４の左側の枝部４２４ａの先端に垂直リニアレール４２３ａを、右側の枝部４２４ｂの先端に垂直リニアレール４２３ｂを平行になるようにして取り付けている。

そして、吐出ユニット１を移動可能に保持したリニアレール４０４の両端を、２つの垂直リニアレール４２３ａ，４２３ｂにそれぞれ架け渡すようにして支持させている。

吐出ユニット１は、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトの各色の液体を吐出する複数のヘッド２、又は、複数のノズル列を有するヘッド２を備えている。この吐出ユニット１の各ヘッド２又はヘッド２の各ノズル列に対しては、タンク３３０から各色の液体が加圧供給される。

この液体を吐出する装置１においては、ロボット４０５によってリニアレール４０４を被描画物１００の所要の描画領域に対向する位置に移動させ、印刷データに応じて吐出ユニット１をリニアレール４０４に沿って移動しながら、ヘッド２を駆動して、印刷を行う。

そして、１ライン分の印刷が終了したときに、垂直リニアレール４２３ａ，４２３ｂを駆動することにより、吐出ユニット１のヘッド２をあるラインから次のラインに移動させる。

この動作を繰り返して、被描画物１００の所要の印刷領域に印刷することができる。

このとき、吐出ユニット１（ヘッド２）の移動距離が長くなるが、吐出ユニット１は払拭部材５０１を備えてヘッド２のノズル面２０２ａを随時クリーニングすることができる。

これにより、少ないダウンタイムで、高品質印刷を継続して行うことができる。

次に、本発明の第５実施形態について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は同実施形態に係る液体を吐出する装置の斜視説明図、図１７は同装置の駆動部の斜視説明図である。

液体を吐出する装置１０００は、車両のボンネットなどの曲面を有する被描画物１００に対向させて据付けられる移動可能な枠ユニット８０２を備えている。枠ユニット８０２を構成する左右の枠部材８１０，８１１には、枠部材８１０，８１１に架け渡されるようにして、可動ユニット８１３が垂直方向（Ｙ方向）へ昇降可能に取り付けられている。

可動ユニット８１３には、可動ユニット８１３上を水平方向（Ｘ方向）に往復移動可能に配置されたモータを内蔵する駆動部８０３と、この駆動部８０３に取り付けられて被描画物１００へ向けて液体を吐出する吐出ユニット１とが搭載されている。

また、吐出ユニット１からの液体の吐出、駆動部８０３の往復移動及び可動ユニット８１３の昇降を制御するコントローラ８０５と、このコントローラ８０５に対して指示を行うＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの情報処理装置８０６とを備えている。情報処理装置８０６には、形状や大きさなどの被描画物１００に関する情報を記録保存するデータベース部（ＤＢ部）８０７が接続されている。

枠ユニット８０２は、金属柱状体等によって形成された上下左右の枠部材８０８，８０９，８１０，８１１と、枠ユニット８０２を自立させるために下側の枠部材８０９の両側に直角且つ水平に取り付けられた左右の脚部材８１２ａ，８１２ｂを備えている。

そして、左右の枠部材８１０，８１１の間に架け渡された可動ユニット８１３は、駆動部８０３を支持した状態で昇降可能に構成されている。

被描画物１００は、液体の吐出方向（Ｚ方向）に直角に、すなわち、枠ユニット８０２の上下左右の枠部材８０８，８０９，８１０，８１１によって形成される平面に対向するようにして配置される。

この場合、印刷を行うべき所定の位置に被描画物１００を配置させるためには、例えば、多関節型アームロボットのアームの先端に取り付けたチャックによって被描画物１００の描画領域の裏側を吸着保持させることによって行うことができる。多関節型アームロボットを用いることで被描画物１００をプリント位置に正確に配置することが可能となり、被描画物１００の姿勢を適宜に変更することもできる。

駆動部８０３は、図１７に示すように、可動ユニット８１３上を水平方向（Ｘ方向）に往復移動可能に配置されている。そして、可動ユニット８１３は、枠ユニット８０２の左右の枠部材８１０，８１１に架け渡されるようにして水平に配設されたレール８３０と、このレール８３０と平行となるように配設されたラックギヤ８３１と、レール８３０の一部に外嵌されてスライドしながら移動するリニアガイド８３２と、このリニアガイド８３２と連結されてラックギヤ８３１と噛合うピニオンギヤユニット８３３と、このピニオンギヤユニット８３３を回転駆動する減速機８３６付きのモータ８３４と、印刷点位置検出用のロータリエンコーダ８３５を備えて構成されている。

モータ８３４を駆動（正転又は逆転）することによって吐出ユニット１を可動ユニット８１３に沿って右方向または左方向に移動させる。そして、駆動部８０３は吐出ユニット１のＸ方向の駆動機構として機能する。なお、減速機８３６の筐体の両側にはリミットスイッチ８３７ａ、８３７ｂが取付けられている。

吐出ユニット１は、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトの各色の液体を吐出する複数のヘッド２、又は、複数のノズル列を有するヘッド２を備えている。この吐出ユニット１の各ヘッド２又はヘッド２の各ノズル列に対しては、前述した液体供給系と同様にして、タンク３３０から各色の液体が加圧供給される。

この液体を吐出する装置１においては、可動ユニット８１３をＹ方向に移動させ、吐出ユニット１をＸ方向に移動させて、被描画物１００に所要の画像を描画（印刷）する。

このとき、吐出ユニット１（ヘッド２）の移動距離が長くなるが、吐出ユニット１は払拭部材５０１を備えてヘッド２のノズル面２０２ａを随時クリーニングすることができる。

これにより、少ないダウンタイムで、高品質印刷を継続して行うことができる。

また、本発明における「液体を吐出する装置」には、ヘッド、ヘッドモジュール又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

１ 吐出ユニット
２ ヘッド
３２１ 液体供給経路
３３０ 液体タンク
３３１ 圧力源
３４０ エジェクター
３５０ 開閉弁（第１の弁）
３５１ 開閉弁（第２の弁）
３５２ 開閉弁（第３の弁）
３５３ 三方弁（第４の弁）
１０００ 液体を吐出する装置

Claims (3)

1. 液体を吐出するヘッドと、
   前記液体を収容する液体タンクと、
   前記液体タンクから前記ヘッドに対する液体供給経路と、
   前記液体タンク内を加圧する圧力源と、
   前記圧力源と前記液体タンクとを通じる経路を開閉する第１の弁と、
   流入ポート、吸引ポート及び排出ポートを有するエジェクターと、を備え、
   前記エジェクターの前記吸引ポートは前記液体タンクに連通し、
   前記エジェクターの前記流入ポートは前記圧力源に連通し、
   前記エジェクターの前記吸引ポートと前記液体タンクとを通じる経路を開閉する第２の弁と、
   前記エジェクターの前記流入ポートと前記圧力源とを通じる経路を開閉する第３の弁と、を備えている
   ことを特徴とする液体を吐出する装置。
2. 前記液体供給経路の連通先を前記ヘッドと大気とに切り替える第４の弁を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
3. 前記液体タンクの底部に前記液体を外部に取出す液体取出し部を備えている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体を吐出する装置。

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