JP4735705B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置に関し、特に、液体吐出ヘッドを鉛直方向へ往復移動させることによってノズルを鉛直方向へ走査させるようにした液体吐出装置に関する。

従来の「液体吐出装置」としては、「インクジェットプリンタ」が周知であり、その一例が特許文献１に開示されている。特許文献１のインクジェットプリンタ（１）は、インクを吐出するノズルを有するインク吐出ヘッド（３０）と、キャリッジを兼ねるヘッドホルダ（９）と、ヘッドホルダ（９）を水平方向へ往復移動させる無端ベルト（１１）と、ノズルから吐出されるインクを収容するインクタンク（５ａ）〜（５ｄ）と、インクタンク（５ａ）〜（５ｄ）内のインクをノズルに供給するチューブ（１４ａ）〜（１４ｄ）とを備えている。このインクジェットプリンタ（１）によれば、インクタンク（５ａ）〜（５ｄ）内のインクを、チューブ（１４ａ）〜（１４ｄ）を介してノズルに供給する「チューブ供給方式」を採用しているので、インクタンク（５ａ）〜（５ｄ）を大型化することが可能であり、インク補充サイクルの長期化により、インク補充の手間を軽減することができる。しかし、インク吐出ヘッド（３０）を水平方向へ往復移動させるようにしていたので、「水平方向」における設置面積が大きくなり、設置場所が著しく制約されるという問題があった。

このような問題を解決する手段として、特許文献２には、「縦置き型」のインクジェットプリンタ（１００）が開示されている。このインクジェットプリンタ（１００）は、キャリッジガイド軸（１５６）等を鉛直方向へ延びるように配設することによって、キャリッジ(１５１)を鉛直方向へ往復移動させ、これにより記録ヘッド(１５２)を鉛直方向へ走査させるようにしたものである。

なお、上記括弧付数字は、特許文献１，２で用いられている参照番号に対応するものである。
特開２００５−２６２８１６号公報 特開２００５−２９８０８２号公報

特許文献２のインクジェットプリンタ（１００）によれば、「水平方向」における設置面積を狭小化することにより、設置場所の制約を緩和することができる。しかし、記録ヘッド(１５２)のノズルとインク容器内の液面との位置関係については、全く考慮されておらず、この位置関係によっては、記録ヘッド(１５２)内のインクに作用する「正圧」または「負圧」によって様々な問題が生じるおそれがあった。

たとえば、記録ヘッド(１５２)を停止させた状態において、インク容器内の液面がノズルよりも上方にある場合には、記録ヘッド(１５２)内のインクに重力による「正圧」が作用するため、ノズルのメニスカスが破壊されてインク漏れが生じるおそれがあった。また、インク容器内の液面がノズルよりも下方にある場合でも、これらの間の高低差（すなわち、水頭差）が大き過ぎる場合には、記録ヘッド(１５２)内のインクに重力による過大な「負圧」が作用するため、ノズルのメニスカスが破壊されて当該ノズル内へ空気が引き込まれ、吐出性能が損なわれるおそれがあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、液体吐出ヘッド内の液体に重力による「正圧」が作用するのを防止することにより、ノズルから液体が漏れ出すのを防止することができる、液体吐出装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、液体吐出ヘッド内の液体に重力による過大な「負圧」が作用するのを防止することにより、吐出性能が損なわれるのを防止することができる、液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを鉛直方向へ往復移動させることによって前記ノズルを鉛直方向へ走査させる駆動部と、前記液体吐出ヘッドをその移動領域内に存在する所定の待機位置で停止させる停止手段と、前記ノズルから吐出される液体を収容する液体容器と、前記液体容器内の液体を前記液体吐出ヘッドに供給する液体チューブとを備え、前記液体容器は、表面張力の異なる液体を収容するように複数設けられており、前記ノズルは、前記液体容器のそれぞれに個別に対応するように複数設けられており、前記液体チューブは、前記液体容器内の液体を対応する前記ノズルに供給するように複数設けられており、複数の前記液体容器のそれぞれは、液体を最大に収容したときの液面の高さが前記待機位置で停止された前記液体吐出ヘッドにおける前記ノズルの最下点の高さと同じか、或いは、それよりも低くなるように配置されており、かつ、収容した液体の表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されていることを特徴とする。

この構成では、液体容器内に液体を最大に収容したときの液面の高さが、待機位置で停止された液体吐出ヘッドにおけるノズルの最下点の高さと同じか、或いは、それよりも低くなるので、待機位置で停止された液体吐出ヘッドにおいては、その内部の液体に重力による「正圧」が作用することはなく、ノズルから液体が漏れ出すのを防止することができる。また、複数の液体容器が、収容した液体の表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されているので、液体容器内の液体の液面とノズルの最下点との高低差（すなわち、水頭差）は、液体の表面張力が低いものほど小さくなり、過大な「負圧」によるノズル内への「空気の引き込み」を有効に防止することができる。

なお、「ノズルの最下点」とは、ノズルの最小径部における鉛直方向の最下部に位置する点を意味し、１つの液体容器に対して複数のノズルが存在する場合には、最も下に存在するノズルの最小径部における鉛直方向の最下部に位置する点を意味するものとする。たとえば、ノズルの内周面が下流側へ向かうにつれて縮径されたテーパ状である場合には、最下流に位置する吐出口が「最小径部」となり、吐出口における鉛直方向の最下部に位置する点が「ノズルの最下点」となる。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、吐出対象物へ向けて液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを鉛直方向へ往復移動させることによって前記ノズルを鉛直方向へ走査させる駆動部と、前記ノズルの走査方向に対して直交する方向へ吐出対象物を搬送する搬送路と、前記液体吐出ヘッドをその移動領域内に存在する所定の待機位置で停止させる停止手段と、前記ノズルから吐出される液体を収容する液体容器と、前記液体容器内の液体を前記液体吐出ヘッドに供給する液体チューブとを備え、前記待機位置で停止された前記液体吐出ヘッドおよび前記液体容器の両方が、前記搬送路よりも上方に位置する上側領域または前記搬送路よりも下方に位置する下側領域のいずれか一方に配置されていることを特徴とする。

この構成では、待機位置で停止された液体吐出ヘッドおよび液体容器の両方が、上側領域または下側領域のいずれか一方に配置されているので、液体容器内の液体の液面とノズルの最下点との高低差（すなわち、水頭差）を小さくすることができ、過大な「負圧」によるノズル内への「空気の引き込み」を防止することができる。

前記待機位置で停止された前記液体吐出ヘッドおよび前記液体容器の両方が、前記搬送路よりも下方に位置する下側領域に配置されていてもよい。

この構成では、液体容器が下側領域に配置されているので、搬送路において鉛直方向へ走査されているときのノズルは、必ず液体容器よりも上方に位置することになる。したがって、重力による「正圧」がノズルから吐出される液体に作用するのを防止することができ、吐出性能を安定させることができる。

前記液体容器は、表面張力の異なる液体を収容するように複数設けられており、前記ノズルは、前記液体容器のそれぞれに個別に対応するように複数設けられており、前記液体チューブは、前記液体容器内の液体を対応する前記ノズルに供給するように複数設けられており、複数の前記ノズルは、吐出する液体の表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されていてもよい。

この構成では、液体容器のそれぞれに個別に対応する複数のノズルが、吐出する液体の表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されているので、液体容器内の液体の液面とノズルの最下点との高低差（すなわち、水頭差）は、液体の表面張力が低いものほど小さくなり、過大な「負圧」によるノズル内への「空気の引き込み」を有効に防止することができる。

前記待機位置には、前記ノズルを覆うノズルキャップが配置されていてもよい。

この構成では、待機位置で停止された液体吐出ヘッドのノズルをノズルキャップで保護することができる。

本発明は、以上に説明したように構成され、液体容器内に液体を最大に収容したときの液面の高さが、待機位置で停止された液体吐出ヘッドにおけるノズルの最下点の高さと同じか、或いは、それよりも低くなるので、当該液体吐出ヘッド内の液体に重力による「正圧」が作用するのを防止することができ、ノズルから液体が漏れ出すのを防止することができる。

本発明の他の構成では、待機位置で停止された液体吐出ヘッドおよび液体容器の両方が、搬送路よりも上方に位置する上側領域または搬送路よりも下方に位置する下側領域のいずれか一方に配置されているので、液体容器内の液体の液面とノズルの最下点との高低差（すなわち、水頭差）を小さくすることができる。したがって、液体吐出ヘッド内の液体に重力による過大な「負圧」が作用するのを防止することができ、ノズルから空気が引き込まれることによる吐出性能の低下を防止することができる。

以下に、本発明の好ましい実施形態に係る「液体吐出装置」について図面を参照しながら説明する。

なお、以下の各実施形態では、本発明を「アクチュエータ」を用いてインク（液体）を吐出させる方式の「インクジェットプリンタ」に適用しているが、本発明は、「発熱体で加熱したときの圧力」を用いてインク（液体）を吐出させる方式の「インクジェットプリンタ」や、着色液（液体）を吐出する着色液吐出ヘッドを備える「カラーフィルタ製造装置」や、導電液（液体）を吐出する導電液吐出ヘッドを備える「電気配線装置」のような他の「液体吐出装置」にも幅広く適用可能である。

（第１実施形態）
［インクジェットプリンタの全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る「液体吐出装置」としてのインクジェットプリンタ１０の全体構成を示す斜視図であり、図２は、インクジェットプリンタ１０の内部の構成を示す簡略図である。

インクジェットプリンタ１０は、図１および図２に示すように、「液体吐出ヘッド」としてのインク吐出ヘッド１２と、インク吐出ヘッド１２を鉛直方向へ往復移動させる駆動部１４と、「液体容器」としてのインク容器１６ａ〜１６ｄと、「液体チューブ」としてのインクチューブ１８ａ〜１８ｄと、ノズルキャップ２０と、「吐出対象物」としての用紙Ｐを収容する用紙トレイ２２（図１）と、用紙Ｐを搬送する用紙搬送部２４と、各種の制御を実行する制御部２６（図１）と、筐体２８（図１）とを備えている。

本実施形態では、「筐体２８」の内部における「インク吐出ヘッド１２」、「駆動部１４」、「ノズルキャップ２０」および「インク容器１６ａ〜１６ｄ」の構成（相互の位置関係を含む。）が特に重要であることから、以下には、これらの構成部品を中心に説明する。

なお、以下の説明で用いる「主走査方向Ｘ」とは、インク吐出ヘッド１２の移動方向（すなわち、鉛直方向）を意味し、「副走査方向Ｙ」とは、用紙Ｐの排出方向を意味するものとする。

［筐体の構成］
筐体２８は、図１に示すように、「高さＨ」および「奥行きＤ」に対して「幅Ｗ」が十分に小さくなるように設計され、かつ、幅方向一方側面（すなわち、図１における左側の側面）の全体に開口部３０が形成された直方体状の本体３２と、開口部３０を閉塞する略四角形の板状の蓋体（図示省略）とを有しており、筐体２８の内部における中央部から上部に亘る空間には、平面視略Ｕ字状の搬送路Ａが構成されている。また、本体３２の前面（すなわち、図１における手前側の面）を構成する前面パネル３２ａには、搬送路Ａの入口となる用紙トレイ挿入口３４と、搬送路Ａの出口となる排紙口３６と、電源スイッチ３８が取り付けられるスイッチ取付孔４０と、インク容器１６ａ〜１６ｄが配設されるインク容器配設孔４２とが形成されている。

そして、筐体２８の内部には、上述した各種の構成部品が相互の位置関係を考慮しつつ配設されている。すなわち、図１に示すように、用紙トレイ２２、用紙搬送部２４、駆動部１４およびインク吐出ヘッド１２が搬送路Ａに沿って上流側からこの順に配設されており、ノズルキャップ２０およびインク容器１６ａ〜１６ｄが搬送路Ａの下方に位置する下側領域Ｓ１に配設されている。また、インク吐出ヘッド１２には、バッファ部４４が取り付けられており、インクチューブ１８ａ〜１８ｄの下流側端部がバッファ部４４に接続されるとともに、上流側端部がインク容器１６ａ〜１６ｄに接続されている。さらに、筐体２８の内部における所定箇所には、制御部２６が配設されている。

［インク吐出ヘッドの構成］
図３は、インク吐出ヘッド１２およびこれに接合されるフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuits：以下、「ＦＰＣ」と略す。）５０を示す分解斜視図であり、図４は、インク吐出ヘッド１２を示す平面図であり、図５は、インク吐出ヘッド１２およびＦＰＣ５０を示す部分拡大断面図である。

インク吐出ヘッド１２は、駆動部１４のキャリッジ１３０（図１、図２）に搭載されて、鉛直方向（すなわち、主走査方向Ｘ）へ往復移動されるとともに、ＦＰＣ５０から付与された駆動電圧に基づいて画像形成用の４色のインクを選択的に吐出するものであり、図３および図５に示すように、流路ユニット５２と、アクチュエータユニット５４とを備えている。

なお、インク吐出ヘッド１２およびＦＰＣ５０の説明で用いる「下」とは、インクを吐出する方向を意味し、「上」とは、その反対の方向を意味するものとする。

＜流路ユニットの構成＞
流路ユニット５２は、図５に示すように、圧力室プレート５６、アパーチャプレート５８、接続流路プレート６０、第１マニホールドプレート６２、第２マニホールドプレート６４、ダンパープレート６６、カバープレート６８およびノズルプレート７０の８枚のプレートを上側からこの順に積層することによって構成されており、これらのプレート５６〜７０に形成された「凹部」または「孔」が互いに連続することによって、図３および図４に示すように、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびマゼンダ（Ｍ）の４色のインクのそれぞれに対応する４つのインク流路Ｎ１〜Ｎ４が構成されている。

４つのインク流路Ｎ１〜Ｎ４は、そこを流れるインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されている。つまり、本実施形態で用いられる４色のインクでは、ブラック（ＢＫ）の表面張力が最も低く、次にイエロー（Ｙ）の表面張力が低く、その次にシアン（Ｃ）の表面張力が低く、マゼンダ（Ｍ）の表面張力が最も高くなっており、インク流路Ｎ１〜Ｎ４は、これらの色の順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されている（図４）。

最も下方に位置するインク流路Ｎ１は、１個のインク導入流路７２（図４）と、インク導入流路７２に連通された複数（本実施形態では３個）の共通インク室７４（図４）と、共通インク室７４のそれぞれに連通された複数（本実施形態では６８個）の個別インク流路７６（図５）とを備えている。

インク導入流路７２（図４）は、流路ユニット５２における副走査方向Ｙの一方端部において、圧力室プレート５６、アパーチャプレート５８、接続流路プレート６０、第１マニホールドプレート６２および第２マニホールドプレート６４のそれぞれに形成された孔（図示省略）が厚さ方向へ連続することによって構成されている。

共通インク室７４は、図５に示すように、第１マニホールドプレート６２および第２マニホールドプレート６４のそれぞれに形成された孔６２ａ，６４ａがこれらの厚さ方向へ連続することによって構成されており、共通インク室７４の横断面形状は、主走査方向Ｘへ長く延びた長方形に設計されている。また、図４に示すように、共通インク室７４の平面視形状は、副走査方向Ｙへ長く延びた長方形に設計されており、共通インク室７４における副走査方向Ｙの一方端部はインク導入流路７２に連通されており、他方端部は閉塞されている。そして、共通インク室７４の底部には、図５に示すように、ダンパープレート６６の下面に凹部６６ａを形成することによって板状のダンパー７８が構成されており、共通インク室７４の幅方向両側には、図３に示すように、複数の個別インク流路７６（図５）が２列に並んで千鳥状に配設されている。

各個別インク流路７６は、共通インク室７４内のインクを外部へ吐出させるための流路であり、図５に示すように、接続流路８０、アパーチャ８２、圧力室８４、吐出流路８６およびノズル８８が上流側からこの順に連通されることによって構成されている。

接続流路８０は、接続流路プレート６０に形成された孔６０ａによって共通インク室７４の上方に構成されており、アパーチャ８２は、アパーチャプレート５８の下面に形成された凹部５８ａによって接続流路８０の上方に構成されており、圧力室８４は、圧力室プレート５６に形成された孔５６ａによってアパーチャ８２の上方に構成されている。また、吐出流路８６は、アパーチャプレート５８、接続流路プレート６０、第１マニホールドプレート６２、第２マニホールドプレート６４、ダンパープレート６６およびカバープレート６８のそれぞれに形成された孔５８ｂ，６０ｂ，６２ｂ，６４ｂ，６６ｂ，６８ｂによって圧力室８４の下方に構成されており、ノズル８８は、ノズルプレート７０に形成されたテーパ状の孔７０ａによって吐出流路８６の下方に構成されている。

そして、アパーチャ８２の上流側端部と共通インク室７４とが、接続流路８０を介して連通されており、アパーチャ８２の下流側端部と圧力室８４の上流側端部とが、アパーチャプレート５８に形成された孔５８ｃを介して連通されており、圧力室８４の下流側端部とノズル８８とが、吐出流路８６を介して連通されている。さらに、圧力室８４の上端部には、開口部８４ａが形成されており、この開口部８４ａが、アクチュエータユニット５４の下面によって閉塞されている。

一方、インク流路Ｎ２〜Ｎ４は、１個のインク導入流路９２（図３、図４）と、インク導入流路９２に連通された複数（本実施形態では２個）の共通インク室９４（図４）と、共通インク室９４のそれぞれに連通された複数（本実施形態では６８個）の個別インク流路９６（図３）とを備えている。

インク導入流路９２（図３、図４）は、インク流路Ｎ１のインク導入流路７２（図３、図４）に比べて容積が小さい点を除いて、インク導入流路７２と同様に構成されており、共通インク室９４（図４）および個別インク流路９６（図３）は、インク流路Ｎ１の共通インク室７４（図４）および個別インク流路７６（図３）に比べて総数が少ない点を除いて、これらと同様に構成されている。これにより、インク流路Ｎ１〜Ｎ４の全てにおいて、「インク吐出性能」の均一性が保持されており、かつ、「インク吐出量のバランス」が図られている。つまり、インク流路Ｎ２〜Ｎ４に要求される「インク吐出性能」は、インク流路Ｎ１に要求される「インク吐出性能」と共通しているため、インク導入流路９２（図３、図４）、共通インク室９４（図４）および個別インク流路９６（図３）の構成は、インク導入流路７２（図３、図４）、共通インク室７４（図４）および個別インク流路７６（図３）の構成と同じに設計されている。また、インク流路Ｎ２〜Ｎ４を流れるインクの「使用頻度」は、インク流路Ｎ１を流れるブラック（ＢＫ）インクの「使用頻度」に比べて少ないため、共通インク室９４（図４）および個別インク流路９６（図３）の総数は、共通インク室７４（図４）および個別インク流路７６（図３）の総数よりも少なく設計されている。

そして、図３および図４に示すように、流路ユニット５２の上面におけるインク導入流路７２，９２が形成された領域には、インクに混入した異物および気泡を捕捉するフィルタ９８が接着剤等を用いて接合されており、その他の領域には、アクチュエータユニット５４が接着剤等を用いて接合されている。

このように、本実施形態では、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびマゼンダ（Ｍ）の４色のインクのそれぞれに対応する４つのインク流路Ｎ１〜Ｎ４が、そこを流れるインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されているので、インク流路Ｎ１〜Ｎ４のそれぞれに設けられたノズル８８、すなわちインク容器１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応するノズル８８は、吐出するインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されていることになる。

また、各インク流路Ｎ１〜Ｎ４においては、図６に示すように、副走査方向Ｙに並べられた複数のノズル８８からなるノズル列が主走査方向Ｘへ複数段に並べて配設されており、ノズル８８においては、図５に示すように、内周面が下流側へ向かうにつれて縮径されているので、最下流に位置する吐出口が「最小径部」となっている。したがって、最下段を構成するノズル８８の吐出口における鉛直方向の最下部に位置する点が「ノズルの最下点」となっており、当該「ノズルの最下点」との関係においてインク容器１６ａ〜１６ｄの配設位置が設計されている。なお、図４では、各インク流路Ｎ１〜Ｎ４における「ノズルの最下点」の高さＴ１〜Ｔ４を一点鎖線で示している。

＜アクチュエータユニットの構成＞
アクチュエータユニット５４は、図５に示すように、流路ユニット５２における圧力室８４の内部上面を構成するとともに、圧力室８４内のインクに吐出圧を選択的に付与するものであり、第１圧電シート１００、第２圧電シート１０２および第３圧電シート１０４を上側からこの順に積層することによって構成されている。

圧電シート１００，１０２，１０４のそれぞれは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなり、かつ、略１０〜３０μｍ程度の厚さを有するシート部材であり、最上層となる第１圧電シート１００の上面には、圧力室８４のそれぞれに個別に対応する複数の個別電極１０６が圧力室８４と対向する位置に形成されており、中間層となる第２圧電シート１０２の上面には、圧力室８４のそれぞれに共通に対応する共通電極１０８が圧力室８４のそれぞれに跨って形成されている。したがって、アクチュエータユニット５４においては、第１圧電シート１００が「活性層」となっており、第１圧電シート１００における個別電極１０６と共通電極１０８とで挟まれた部分が、活性部１００ａとなっている。

また、最上層となる第１圧電シート１００の上面には、図５および図６に示すように、個別電極端子１１０と共通電極端子１１２とが形成されており、個別電極端子１１０と個別電極１０６とが電気的に接続されており、共通電極端子１１２と共通電極１０８とが、第１圧電シート１００を貫通して配設された導電体（図示省略）を介して電気的に接続されている。そして、個別電極端子１１０および共通電極端子１１２の表面には、Ａｇ等を含む金属材料からなる略半球状の導電性バンプ１１４が形成されている。

＜ＦＰＣの構成＞
ＦＰＣ５０は、図５に示すように、可撓性の合成樹脂材料（ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等）からなるベース材１２０と、導電性の金属材料（銅箔等）からなり、かつ、ベース材１２０の下面に形成された複数の配線１２２と、可撓性の合成樹脂材料（ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等）からなり、かつ、配線１２２を覆うようにしてベース材１２０の下面に形成された電気絶縁層１２４と、ベース材１２０の上面における所定箇所に配設され、かつ、配線１２２のそれぞれに電気的に導通されたドライバＩＣ１２６（図３）とを有している。そして、個別電極端子１１０および共通電極端子１１２に形成された導電性バンプ１１４が、ＦＰＣ５０の出力側端部において対応する配線１２２に電気的に接続されている。

［駆動部の構成］
駆動部１４は、インク吐出ヘッド１２を鉛直方向（すなわち、主走査方向Ｘ）へ往復移動させることによってノズル８８（図５、図６）を鉛直方向へ走査させるものであり、図１および図２に示すように、キャリッジ１３０、摺動軸１３２、主動プーリ１３４ａ、従動プーリ１３４ｂ、環状の駆動ベルト１３６および駆動モータ１３８（図２）を有している。

キャリッジ１３０は、図２に示すように、鉛直方向へ延びる貫通孔１４０を有する取付部１３０ａと、インク吐出ヘッド１２が搭載されるヘッド搭載部１３０ｂと、バッファ部４４が搭載されるバッファ搭載部１３０ｃとを有しており、貫通孔１４０には、鉛直方向へ延びる摺動軸１３２が挿通されている。また、摺動軸１３２の後方には、一対のプーリ１３４ａ，１３４ｂが鉛直方向へ間隔を隔てて配設されており、これらのプーリ１３４ａ，１３４ｂ間には、環状の駆動ベルト１３６が摺動軸１３２に沿って掛け渡されている。そして、駆動ベルト１３６には、ネジ等の固定部材を用いてキャリッジ１３０が固定されており、主動プーリ１３４ａには、駆動モータ１３８（図２）の回転軸が接続されており、駆動モータ１３８には、制御部２６（図１）が電気的に接続されている。

制御部２６から出力された駆動信号に基づいて駆動モータ１３８（図２）が回転されると、主動プーリ１３４ａおよび駆動ベルト１３６が回転され、駆動ベルト１３６に固定されたキャリッジ１３０が鉛直上方または鉛直下方へ向けて移動される。これにより、インク吐出ヘッド１２が鉛直方向（すなわち、主走査方向Ｘ）へ往復移動され、インク吐出ヘッド１２のノズル８８が鉛直方向へ走査される。

インクジェットプリンタ１０の電源をオフにしたり、インク吐出ヘッド１２を一時的に待機させたりする場合には、制御部２６から与えられた停止信号に基づいて駆動モータ１３８が回転され、インク吐出ヘッド１２がその移動領域内に存在する所定の待機位置Ｒで停止される。つまり、制御部２６が、インク吐出ヘッド１２を待機位置Ｒで停止させる「停止手段」として機能する。

［ノズルキャップの構成］
ノズルキャップ２０は、インク吐出ヘッド１２のノズル８８を待機位置Ｒにおいて保護する機能と、ノズル８８からインクを吸引することによって損なわれた吐出機能を回復させる機能とを併有するものであり、ノズルキャップ２０には、インクを吸引するための負圧を発生させるポンプユニット（図示省略）が接続されている。

本実施形態では、搬送路Ａの下方に位置する下側領域Ｓ１にノズルキャップ２０が配設されており、このノズルキャップ２０の位置が待機位置Ｒとなっている。したがって、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１２および液体容器１６ａ〜１６ｄの両方が、搬送路Ａよりも下方に位置する下側領域Ｓ１に配置されることになる。

［インク容器の構成］
インク容器１６ａ〜１６ｄは、表面張力の異なる４種類のインクを収容する容器であり、図７に示すように、インクを最大に収容したときの液面の高さ（以下、「最高液面高さ」という。）ｔ１〜ｔ４が、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１２における「ノズルの最下点」の高さＴ１〜Ｔ４と同じか、或いは、それよりも低くなるように配置されている。したがって、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１２においては、その内部のインクに重力による「正圧」が作用することはなく、各インク流路Ｎ１〜Ｎ４のノズル８８からインクが漏れ出すのを防止することができる。

また、インク容器１６ａ〜１６ｄは、収容したインクの表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されている。つまり、本実施形態で用いる４種類のインクでは、ブラック（ＢＫ）の表面張力が最も低く、次にイエロー（Ｙ）の表面張力が低く、その次にシアン（Ｃ）の表面張力が低く、マゼンダ（Ｍ）の表面張力が最も高いことから、インク容器１６ａ〜１６ｄは、これらの色の順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されている。したがって、表面張力が小さいインク、たとえば、ブラック（ＢＫ）インクにおいては、インク容器１６ａの最高液面高さｔ１と待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１２における「ノズルの最下点」の高さＴ１との高低差（すなわち、水頭差）を小さくすることができ、インクに過大な「負圧」が作用するのを防止することができる。

そして、図７に示すように、インク容器１６ａ〜１６ｄのそれぞれとインク吐出ヘッド１２のインク流路Ｎ１〜Ｎ４とが、インクチューブ１８ａ〜１８ｄおよびバッファ部４４を介して接続されている。バッファ部４４は、インクチューブ１８ａ〜１８ｄとインク流路Ｎ１〜Ｎ４との間に介在された４つのインク貯留部（図示省略）を有しており、インク吐出ヘッド１２内のインクに作用する圧力がインク貯留部において緩衝される。

［用紙トレイの構成］
用紙トレイ２２は、複数の用紙Ｐを、それらの紙面が水平面に対して直交するようにして収容する容器であり、用紙トレイ２２の側面視形状（図１における左側または右側から目視したときの形状）は、用紙Ｐの形状とほぼ同じ形状（四角形）に設計されており、用紙トレイ２２の前面視形状（図１における手前側から目視したときの形状）は、筐体２８における用紙トレイ挿入口３４の形状とほぼ同じ形状（四角形）に設計されている。そして、この用紙トレイ２２が、用紙トレイ挿入口３４を通して筐体２８の内部に装着され、また、用紙トレイ挿入口３４を通して筐体２８の外部へ引き出される。

［用紙搬送部の構成］
用紙搬送部２４は、用紙トレイ２２に収容された用紙Ｐを１枚ずつ取り出すピックアップローラ（図示省略）と、用紙トレイ２２から取り出された用紙Ｐを排紙口３６へ向けて搬送する搬送ローラ１４２とを有しており、ピックアップローラおよび搬送ローラ１４２には、制御部２６によって制御される駆動モータ（図示省略）が接続されている。

［インクジェットプリンタの動作］
インクジェットプリンタ１０を用いて用紙Ｐの表面に画像を印刷する際には、制御部２６（図１）からＦＰＣ５０のドライバＩＣ１２６（図３）、駆動部１４（図２）の駆動モータ１３８（図２）および用紙搬送部２４の駆動モータ（図示省略）に画像データに応じた駆動信号が与えられる。

ドライバＩＣ１２６（図３）に駆動信号が与えられると、ドライバＩＣ１２６からアクチュエータユニット５４の個別電極１０６に駆動電圧が選択的に印加される。すると、駆動部１００ａが変形されることによって、当該個別電極１０６に対応する圧力室８４内のインクに吐出圧が付与され、当該圧力室８４に連通されたノズル８８からインクが吐出される。駆動モータ１３８（図２）に駆動信号が与えられると、駆動モータ１３８が回転されることによって、キャリッジ１３０およびこれに搭載されたインク吐出ヘッド１２が鉛直方向（すなわち、主走査方向Ｘ）へ往復移動され、これによりインク吐出ヘッド１２のノズル８８が鉛直方向へ走査される。用紙搬送部２４の駆動モータ（図示省略）に駆動信号が与えられると、ピックアップローラ（図示省略）が駆動され、用紙トレイ２２に収容された用紙Ｐが搬送路Ａを経て搬送ローラ１４２（図１、図２）に与えられる。そして、当該用紙Ｐが搬送ローラ１４２からインク吐出ヘッド１２の移動領域へ所定のタイミングで与えられる。これらの動作により、用紙Ｐの表面には、画像データに応じた画像が形成される。

インクジェットプリンタ１０の動作を停止させる際には、制御部２６（図１）から駆動モータ１３８（図２）に停止信号が与えられる。すると、この停止信号に応じて駆動モータ１３８が回転され、キャリッジ１３０およびこれに搭載されたインク吐出ヘッド１２が待機位置Ｒまで移動され、インク吐出ヘッド１２がノズルキャップ２０に対して位置決めされる。

インク容器１６ａ〜１６ｄの最高液面高さｔ１〜ｔ４は、図７に示すように、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１２における「ノズルの最下点」の高さＴ１〜Ｔ４と同じか、或いは、それよりも下方に位置しているので、待機位置Ｒで停止されたインク吐出ヘッド１２内のインクに重力による「正圧」が作用するのを防止することができ、ノズル８８からインクが漏れ出すのを防止することができる。

また、インク容器１６ａ〜１６ｄは、収容したインクの表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されており、インク容器１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応するノズル８８は、吐出するインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されているので、インク容器１６ａ〜１６ｄ内のインクの液面と「ノズルの最下点」との高低差（すなわち、水頭差）は、インクの表面張力が低いものほど小さくなる。したがって、過大な「負圧」によるノズル８８内への「空気の引き込み」を有効に防止することができる。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係るインクジェットプリンタ１５０の内部の構成を示す簡略図である。

インクジェットプリンタ１５０は、図８に示すように、ノズルキャップ２０およびインク容器１６ａ〜１６ｄを搬送路Ａよりも上方に位置する上側領域Ｓ２に配置することによって、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１２およびインク容器１６ａ〜１６ｄの両方が上側領域Ｓ２に配置されるようにしたことを特徴としており、他の構成については、第１実施形態のインクジェットプリンタ１０と同様である。

このインクジェットプリンタ１５０においても、図７に示すように、インク容器１６ａ〜１６ｄの最高液面高さｔ１〜ｔ４が、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１２における「ノズルの最下点」の高さＴ１〜Ｔ４と同じか、或いは、それよりも下方に位置しているので、ノズル８８（図５、図６）からインクが漏れ出すのを防止することができる。また、インク容器１６ａ〜１６ｄは、収容したインクの表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されており、インク容器１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応するノズル８８は、吐出するインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されているので、インクの表面張力が低いものほどインク容器１６ａ〜１６ｄ内のインクの液面と「ノズルの最下点」との高低差（以下、「水頭差」という。）が小さくなり、過大な「負圧」によるノズル８８内への「空気の引き込み」を有効に防止することができる。

（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係るインクジェットプリンタ１６０の内部の構成を示す簡略図である。

インクジェットプリンタ１６０は、図９に示すように、ノズルキャップ２０を搬送路Ａと重なる領域に配置するとともに、インク容器１６ａ〜１６ｄを搬送路Ａと下側領域Ｓ１とに跨る領域に配置したことを特徴としており、他の構成については、第１実施形態のインクジェットプリンタ１０と同様である。

このインクジェットプリンタ１６０においても、図７に示すように、インク容器１６ａ〜１６ｄの最高液面高さｔ１〜ｔ４が、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１２における「ノズルの最下点」の高さＴ１〜Ｔ４と同じか、或いは、それよりも下方に位置しているので、ノズル８８（図５、図６）からインクが漏れ出すのを防止することができる。また、インク容器１６ａ〜１６ｄは、収容したインクの表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されており、インク容器１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応するノズル８８は、吐出するインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されているので、インクの表面張力が低いものほど「水頭差」が小さくなり、過大な「負圧」によるノズル８８内への「空気の引き込み」を有効に防止することができる。

（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタ１７０の要部を示す模式図である。

インクジェットプリンタ１７０は、図１０に示すように、インク吐出ヘッド１７２におけるインク流路Ｎ１〜Ｎ４を、そこを流れるインクの表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置したこと、すなわち、インク容器１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応するノズル８８を、吐出するインクの表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置したことを特徴としており、他の構成については、第１実施形態のインクジェットプリンタ１０と同様である。

このインクジェットプリンタ１７０においても、インク容器１６ａ〜１６ｄの最高液面高さｔ１〜ｔ４が、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１７２における「ノズルの最下点」の高さＴ１〜Ｔ４と同じか、或いは、それよりも下方に位置しているので、ノズル８８（図５、図６）からインクが漏れ出すのを防止することができる。また、インク容器１６ａ〜１６ｄは、収容したインクの表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されているので、インクの表面張力が低いものほど「水頭差」が小さくなり、過大な「負圧」によるノズル８８内への「空気の引き込み」を有効に防止することができる。

（第５実施形態）
図１１は、本発明の第５実施形態に係るインクジェットプリンタ１８０の要部を示す模式図である。

インクジェットプリンタ１８０は、図１１に示すように、インク容器１６ａ〜１６ｄを水平方向へ並べて配置するとともに、インク吐出ヘッド１８２におけるインク流路Ｎ１〜Ｎ４を、そこを流れるインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置したこと、すなわち、インク容器１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応するノズル８８（図５、図６）を、吐出するインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置したことを特徴としており、他の構成については、第１実施形態のインクジェットプリンタ１０と同様である。

このインクジェットプリンタ１８０においても、インク容器１６ａ〜１６ｄの最高液面高さｔ１〜ｔ４が、待機位置Ｒで停止された液体吐出ヘッド１８２における「ノズルの最下点」の高さＴ１〜Ｔ４と同じか、或いは、それよりも下方に位置しているので、ノズル８８（図５、図６）からインクが漏れ出すのを防止することができる。また、インク容器１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応するノズル８８は、吐出するインクの表面張力が低い順に鉛直方向の下側から上側へ並べて配置されているので、インクの表面張力が低いものほど「水頭差」が小さくなり、過大な「負圧」によるノズル８８内への「空気の引き込み」を有効に防止することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記の実施形態においては、４色のインクを吐出するインクジェットプリンタを例に挙げて説明したが、本発明は、３色、５色、或いはそれ以上の複数色を吐出するインクジェットプリンタにも適用可能であり、また、顔料ブラックインク（以下、「顔料ＢＫ」という。）と染料ブラックインク（以下、「染料ＢＫ」という。）の２色のインクを吐出する「モノクロ」のインクジェットプリンタにも適用可能である。たとえば、本発明を「モノクロ」のインクジェットプリンタに適用する場合において、「染料ＢＫ」の表面張力が「顔料ＢＫ」の表面張力よりも低ければ、「インク吐出ヘッド」においては、「染料ＢＫ」のインク流路が「顔料ＢＫ」のインク流路よりも鉛直方向の下側に配置され、２つの「インク容器」においては、「染料ＢＫ」を収容するインク容器が「顔料ＢＫ」を収容するインク容器よりも鉛直方向の上側に配置される。

第１実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係るインクジェットプリンタの内部の構成を示す簡略図である。 第１実施形態に係るインクジェットプリンタを構成するインク吐出ヘッドおよびこれに接合されるフレキシブルプリント配線板を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係るインクジェットプリンタを構成するインク吐出ヘッドを示す平面図である。 第１実施形態に係るインクジェットプリンタを構成するインク吐出ヘッドおよびＦＰＣを示す部分拡大断面図である。 第１実施形態に係るインクジェットプリンタを構成するインク吐出ヘッドを示す部分拡大平面図である。 第１実施形態に係るインクジェットプリンタの要部を示す模式図である。 第２実施形態に係るインクジェットプリンタの内部の構成を示す簡略図である。 第３実施形態に係るインクジェットプリンタの内部の構成を示す簡略図である。 第４実施形態に係るインクジェットプリンタの要部を示す模式図である。 第５実施形態に係るインクジェットプリンタの要部を示す模式図である。

符号の説明

Ａ… 搬送路
Ｎ１〜Ｎ４… インク流路
Ｐ… 用紙
Ｔ１〜Ｔ４… ノズルの最下点の高さ
ｔ１〜ｔ４… 最高液面高さ
Ｓ１… 下側領域
Ｓ２… 上側領域
１０… インクジェットプリンタ
１２… インク吐出ヘッド(液体吐出ヘッド)
１４… 駆動部
１６ａ〜１６ｄ… インク容器(液体容器)
１８ａ〜１８ｄ… インクチューブ(液体チューブ)
２０… ノズルキャップ
２２… 用紙トレイ
２４… 用紙搬送部
２６… 制御部(停止手段)
４４… バッファ部
５２… 流路ユニット
５４… アクチュエータユニット
８４… 圧力室
８８… ノズル
１３０… キャリッジ
１３６… 駆動ベルト
１３８… 駆動モータ
１４２… 搬送ローラ
１５０，１６０，１７０，１８０… インクジェットプリンタ

Claims (2)

1. 液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドを鉛直方向へ往復移動させることによって前記ノズルを鉛直方向へ走査させる駆動部と、
   前記液体吐出ヘッドをその移動領域内に存在する所定の待機位置で停止させる停止手段と、
   前記ノズルから吐出される液体を収容する液体容器と、
   前記液体容器内の液体を前記液体吐出ヘッドに供給する液体チューブとを備え、
   前記液体容器は、表面張力の異なる液体を収容するように複数設けられており、
   前記ノズルは、前記液体容器のそれぞれに個別に対応するように複数設けられており、
   前記液体チューブは、前記液体容器内の液体を対応する前記ノズルに供給するように複数設けられており、
   複数の前記液体容器のそれぞれは、液体を最大に収容したときの液面の高さが前記待機位置で停止された前記液体吐出ヘッドにおける前記ノズルの最下点の高さと同じか、或いは、それよりも低くなるように配置されており、かつ、収容した液体の表面張力が低い順に鉛直方向の上側から下側へ並べて配置されている、液体吐出装置。
2. 前記待機位置には、前記ノズルを覆うノズルキャップが配置されている、請求項１に記載の液体吐出装置。

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