特許 7395890 液体を吐出する装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】液体を吐出する装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20231205BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 121

B41J2/175 305

B41J2/01 307

B41J2/175 171

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019164214

(22)【出願日】2019-09-10

(65)【公開番号】P2021041576

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】230100631

【弁護士】

【氏名又は名称】稲元 富保

(72)【発明者】

【氏名】中村 大輔

【審査官】小林 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０９８６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０９８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５１４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５５１５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出する複数のヘッドと、
前記複数のヘッドにそれぞれ供給する液体を収容する複数のサブタンクと、
前記複数のサブタンクのそれぞれの液体残量が上限値になったことを検出する複数の上限検出手段と、を備え、
前記複数のヘッドの内の少なくとも２つの前記ヘッド間では、前記ヘッドと前記サブタンクとの水頭差が異なり、
前記２つの前記ヘッド間では、前記ヘッドにかかる負圧を所定値とするときに、相対的に前記水頭差が大きい前記ヘッドの前記サブタンク内の負圧が、前記水頭差が小さい前記ヘッドの前記サブタンクの負圧よりも大きくなる関係にあり、
前記上限検出手段で検出する前記液体残量の前記上限値は、相対的に前記水頭差が小さい前記ヘッドの前記サブタンクの方が、前記水頭差の大きい前記ヘッドの前記サブタンクよりも多く、
前記２つの前記ヘッド間では、前記サブタンクの内容量が異なる
ことを特徴とする液体を吐出する装置。

【請求項2】

液体を吐出する複数のヘッドと、
前記複数のヘッドにそれぞれ供給する液体を収容する複数のサブタンクと、
前記複数のサブタンクのそれぞれの液体残量が上限値になったことを検出する複数の上限検出手段と、を備え、
前記複数のヘッドの少なくともいずれかは鉛直方向に対して傾いて配置され、
前記２つの前記ヘッド間では、前記ヘッドにかかる負圧を所定値とするときに、相対的に前記鉛直方向に対する傾きの小さい前記ヘッドの前記サブタンク内の負圧が、前記鉛直方向に対する傾きの大きい前記ヘッドの前記サブタンクの負圧よりも大きくなる関係にあり、
前記上限検出手段で検出する前記液体残量の前記上限値は、相対的に前記鉛直方向に対する傾きの大きな前記ヘッドの前記サブタンクの方が、前記鉛直方向に対する傾きの小さい前記ヘッドの前記サブタンクよりも多く、
前記２つの前記ヘッド間では、前記サブタンクの内容量が異なる
ことを特徴とする液体を吐出する装置。

【請求項3】

前記複数のサブタンクのそれぞれの液体残量が下限値になったことを検出する複数の下限検出手段を備え、
前記下限検出手段で検出する前記液体残量の前記下限値は、相対的に前記水頭差が小さい前記ヘッドの前記サブタンクの方が、前記水頭差の大きい前記ヘッドの前記サブタンクよりも多い
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。

【請求項4】

前記複数のサブタンクのそれぞれの液体残量が下限値になったことを検出する複数の下限検出手段を備え、
前記下限検出手段で検出する前記液体残量の前記下限値は、相対的に前記鉛直方向に対する傾きの大きな前記ヘッドの前記サブタンクの方が、前記鉛直方向に対する傾きの小さい前記ヘッドの前記サブタンクよりも多い
ことを特徴とする請求項２に記載の液体を吐出する装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は液体を吐出する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

シート材を搬送するドラムの周りに複数の液体を吐出するヘッドを傾けて配置し、ヘッドに供給する液体を一時的に貯留するサブタンク（液体収容容器）を備える印刷装置などの液体を吐出する装置がある。

【0003】

従来、ヘッドの傾きに応じてサブタンクの高さを異ならせることで、ヘッドとサブタンクとの間の水頭差をほぼ同じにして、ヘッドにかかる負圧のばらつきを低減するものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２０９８４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように、ヘッドに供給する液体を一時的に貯留するサブタンクをヘッドと同様に傾けて配置すると、サブタンクの傾きの度合いによってタンク内の液面高さが異なることになる。そのため、ヘッドとサブタンクとの間での水頭差にばらつきが生じ、各ヘッド間で負圧のばらつきが生じるという課題がある。

【0006】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッド間での負圧のばらつきを低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る液体を吐出する装置は、
液体を吐出する複数のヘッドと、
前記複数のヘッドにそれぞれ供給する液体を収容する複数のサブタンクと、
前記複数のサブタンクのそれぞれの液体残量が上限値になったことを検出する複数の上限検出手段と、を備え、
前記複数のヘッドの内の少なくとも２つの前記ヘッド間では、前記ヘッドと前記サブタンクとの水頭差が異なり、
前記２つの前記ヘッド間では、前記ヘッドにかかる負圧を所定値とするときに、相対的に前記水頭差が大きい前記ヘッドの前記サブタンク内の負圧が、前記水頭差が小さい前記ヘッドの前記サブタンクの負圧よりも大きくなる関係にあり、
前記上限検出手段で検出する前記液体残量の前記上限値は、相対的に前記水頭差が小さい前記ヘッドの前記サブタンクの方が、前記水頭差の大きい前記ヘッドの前記サブタンクよりも多く、
前記２つの前記ヘッド間では、前記サブタンクの内容量が異なる
構成とした。

【0008】

本発明によれば、ヘッド間での負圧のばらつきを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略説明図である。

【図2】同印刷装置の印刷部の要部説明図である。

【図3】同印刷装置の吐出ユニットを構成しているヘッドユニットをノズル面側から見た平面説明図である。

【図4】同じく吐出ユニットの外観斜視説明図である。

【図5】同吐出ユニットを構成するサブタンクの正面説明図である。

【図6】同サブタンクの部分断面斜視説明図である。

【図7】同サブタンクの残量検知手段の説明に供する外観斜視説明図である。

【図8】同じく部分分解斜視説明図である。

【図9】複数の吐出ユニットにおける上限センサ及び下限センサの取付け位置（検出位置）の説明に供する図７を矢印Ｆ方向から見た説明図である。

【図10】サブタンクに対する液体の補給動作の制御の一例の説明に供するフロー図である。

【図11】同サブタンクの排出量と変位部材の変位量及び圧力の変化の関係（排水特性）の一例を示す説明図である。

【図12】図１１の位置Ｘ０、Ｘ１におけるサブタンクの変位部材の状態を説明する説明図である。

【図13】本発明の第２実施形態における図９と同様な説明図である。

【図14】液体供給系の一例の説明に供する吐出ユニットの正面説明図である。

【図15】同じくメインタンクを含む側面説明図である。

【図16】体供給系の他の例の説明に供する吐出ユニットの斜視説明図である。

【図17】同じく要部平面説明図である。

【図18】吐出ユニットの他の第１例の模式的説明図である。

【図19】吐出ユニットの他の第２例の模式的説明図である。

【図20】本発明の第３実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の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実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は同印刷装置の概略説明図、図２は同印刷装置の印刷部３０の要部説明図である。

【0011】

印刷装置１は、シート材Ｐを搬入する搬入部１０と、前処理部２０と、印刷部３０と、乾燥部４０と、搬出部５０と、反転機構部６０を備えている。印刷装置１は、搬入部１０から搬入（供給）されるシート材Ｐに対し、前処理手段である前処理部２０で必要に応じて前処理液を付与（塗布）し、印刷部３０で液体を付与して所要の印刷を行い、乾燥部４０でシート材Ｐに付着した液体を乾燥させた後、シート材Ｐを搬出部５０に排出する。

【0012】

搬入部１０は、複数のシート材Ｐを収容する搬入トレイ１１（下段搬入トレイ１１Ａ、上段搬入トレイ１１Ｂ）と、搬入トレイ１１からシート材Ｐを１枚ずつ分離して送り出す給送装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）とを備え、シート材Ｐを前処理部２０に供給する。

【0013】

前処理部２０は、例えばインクを凝集させ、裏写りを防止する作用効果を有する処理液をシート材Ｐの印刷面に付与する処理液付与手段である塗布部２１などを備えている。

【0014】

印刷部３０は、シート材Ｐを周面に担持して回転する担持部材（回転体）であるドラム３１と、ドラム３１に担持されたシート材Ｐに向けて液体を吐出する液体吐出部３２を備えている。

【0015】

また、印刷部３０は、前処理部２０から送り込まれたシート材Ｐを受け取ってドラム３１との間でシート材Ｐを渡す渡し胴３４と、ドラム３１によって搬送されたシート材Ｐを受け取って反転機構部６０に渡す受け渡し胴３５を備えている。

【0016】

前処理部２０から印刷部３０へ搬送されてきたシート材Ｐは、渡し胴３４に設けられた把持手段（シートグリッパ）によって先端が把持され、渡し胴３４の回転に伴って搬送される。渡し胴３４により搬送されたシート材Ｐは、ドラム３１との対向位置でドラム３１へ受け渡される。

【0017】

ドラム３１の表面にも把持手段（シートグリッパ）が設けられており、シート材Ｐの先端が把持手段（シートグリッパ）によって把持される。ドラム３１の表面には、複数の吸引穴が分散して形成され、吸引手段によってドラム３１の所要の吸引穴から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。

【0018】

そして、渡し胴３４からドラム３１へ受け渡されたシート材Ｐは、シートグリッパによって先端が把持されるとともに、吸引手段による吸い込み気流によってドラム３１上に吸着担持され、ドラム３１の回転に伴って搬送される。

【0019】

液体吐出部３２は、液体吐出手段である吐出ユニット３３（３３Ａ～３Ｅ）を備えている。例えば、吐出ユニット３３Ａはブラック（Ｋ）、吐出ユニット３３Ｂはシアン（Ｃ）の液体を、吐出ユニット３３Ｃはマゼンタ（Ｍ）の液体を、吐出ユニット３３Ｄはイエロー（Ｙ）の液体をそれぞれ吐出する。吐出ユニット３３Ｅは、その他の白色、金色（銀色）などの特殊な液体の吐出を行う吐出ユニットとして使用している。

【0020】

液体吐出部３２の各吐出ユニット３３（３３Ａ～３３Ｅ）は、図２に示すように、液体を吐出するヘッドユニット（ヘッドモジュール、ヘッドアレイ）２００と、ヘッドユニット２００に供給する液体を貯留するサブタンク（液体収容容器）３００（３００Ａ～３００Ｅ）とを備えている。

【0021】

ここで、各吐出ユニット３３Ａ～３３Ｅは、いずれも、ドラム３１の中心に対して法線方向に配置している。そして、本実施形態では、吐出ユニット３３Ｃをドラム３１の中心を通る垂線方向（鉛直方向）に配置し、吐出ユニット３３Ａ，３３Ｂ、３３Ｄ、３３Ｅは、吐出ユニット３３Ｃを基準として所定の角度θずつ傾けて配置している。

【0022】

液体吐出部３２の各吐出ユニット３３は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。ドラム３１に担持されたシート材Ｐが液体吐出部３２との対向領域を通過するときに、吐出ユニット３３から各色の液体が吐出され、当該印刷情報に応じた画像が印刷される。

【0023】

反転機構部６０は、受け渡し胴３５から渡されたシート材Ｐに対して両面印刷をおこなうときに、スイッチバック方式で、シート材Ｐを反転する機構であり、反転されたシート材Ｐは印刷部３０の搬送経路６１を通じて渡し胴３４よりも上流側に逆送される。

【0024】

乾燥部４０は、印刷部３０でシート材Ｐ上に付着した液体を乾燥させる。これにより液体中の水分等の液分が蒸発し、シート材Ｐ上に液体中に含まれる着色剤が定着し、また、シート材Ｐのカールが抑制される。

【0025】

搬出部５０は、複数のシート材Ｐが積載される搬出トレイ５１を備えている。乾燥部４０から搬送されてくるシート材Ｐは、搬出トレイ５１上に順次積み重ねられて保持される。

【0026】

次に、吐出ユニットを構成しているヘッドユニット（ヘッドモジュール、ヘッドアレイ）の一例について図３を参照して説明する。図３は同ヘッドユニットをノズル面側から見た平面説明図である。

【0027】

ヘッドユニット２００は、液体を吐出する複数のヘッド１００を千鳥状にベース部材２０２に並べて配置したものである。

【0028】

各ヘッド１００は、液体を吐出する複数のノズル１０４が配列されたノズル列を複数列（ここでは４列を例にしているが、限定されない。）有している。

【0029】

本実施形態では、ヘッド１００を千鳥状に配置しているので、各列のヘッド１００をドラム３１の中心に対して法線方向に配置し、ノズル面（吐出面）１０１が接線方向になるように傾けている。

【0030】

次に、吐出ユニット及びサブタンクの一例について図４ないし図６を参照して説明する。図４は吐出ユニットの外観斜視説明図、図５は同サブタンクの正面説明図、図６は同サブタンクの部分断面斜視説明図である。

【0031】

吐出ユニット３３は、固定部材３５０に、ヘッドユニット２００と、２つのサブタンク３００を備えている。２つのサブタンク３００は、ヘッドユニット２００のヘッド配列方向に並べて配置されている。

【0032】

サブタンク３００は、液体を収容する液体収容部３０２を構成する一面側が開口したタンク本体３０１を有している。タンク本体３０１の開口部は可撓性フィルムなどの可撓性膜３０３で封止している。

【0033】

液体収容部３０２内には、可撓性膜３０３を面外方向に付勢する弾性部材（例えばバネなど）３０４が配置され、液体収容部３０２内の液体残量が減少することにより、弾性部材３０４による付勢力によって可撓性膜３０３が面外方向に押されて負圧が形成される。

【0034】

タンク本体３０１の下部には、液体供給口３０５が設けられている。液体供給口３０５には、着脱自在の連結部を連結することにより、メインタンクから連結部に圧送された液体が送り込まれ、液体収容部３０２へ補充される。メインタンクとサブタンク３００との間にはメインタンクからサブタンク３００に液体を圧送する送液ポンプ（送液部）が構成されている。液体供給口３０５には、送液ポンプによりメインタンクから液体が送り込まれる。

【0035】

タンク本体３０１上部には、液体排出口３０６が設けられている。液体排出口３０６は、サブタンク３００からヘッド１００に供給する液体を負圧の発生により排出する。液体排出口３０６と各ヘッド１００に液体を分配供給するマニホールドとをチューブなどにより接続することにより、サブタンク３００から排出された液体が各ヘッド１００に分配供給される。

【0036】

タンク本体３０１上部には、サブタンク３００内を大気に開放する大気開放手段である大気開放機構３１０を設けている。大気開放機構３１０を開状態にすることで液体収容部３０２が大気に開放され（負圧が解消され）、大気開放機構３１０を開状態にすることで液体収容部３０２は密閉状態になり負圧を発生可能となる。

【0037】

タンク本体３０１の上部には、液体収容部３０２内の液体残量が所定量以下（エンド又はニアーエンド：併せて、「エンド状態」という。）になったことを検知するための２本の検知電極３１１（３１１ａ、３１１ｂ）を有している。検知電極３１１ａ、３１１ｂ間が液体を通じて導通状態にあるか、非導通状態にあるかでエンド状態か否かを判別することができる。

【0038】

次に、サブタンクの残量検知手段について図７及び図８を参照して説明する。図７は同サブタンクの外観斜視説明図、図８は同サブタンクの部分分解斜視説明図である。

【0039】

タンク本体３０１の可撓性膜３０３の外側には、一端部側を軸３２１で揺動可能に支持されたフィラからなる変位部材３２０を有している。

【0040】

変位部材３２０は、スプリングなどの押し付け手段によってタンク本体３０１側に向けて付勢され、可撓性膜３０３の外面側に押し付けられている。これにより、液体収容部３０２の液体残量に応じて変位する可撓性膜３０３の動きに連動（追従）して変位部材３２０が変位する。

【0041】

一方、タンク本体３０１の固定部３０１ａに取り付けたセンサ保持部材（センサブラケット）３３０、３３０には、それぞれ、変位部材３２０を検知する上限検出手段としての上限センサ３３１と、変位部材３２０を検知する下限検出手段としての下限センサ３３２が保持されている。

【0042】

上限センサ３３１は、予め定めた液体残量の上限位置（フル位置）に対応する位置に変位部材３２０が変位したときに変位部材３２０を検知する。下限センサ３３２は、予め定めた液体残量の下限位置（エンプティ位置）に対応する位置に変位部材３２０が変位したときに変位部材３２０を検知する。

【0043】

上限センサ３３１及び下限センサ３３２をそれぞれ保持する検出手段保持部材であるセンサ保持部材３３０、３３０は、センサ保持部材３３０に設けた長孔３３６を介して締結部材３３５を固定部３０１ａに締結することで、固定部３０１ａに固定されている。

【0044】

ここで、上限センサ３３１及び下限センサ３３２を保持するセンサ保持部材３３０は、長孔３３６によって変位部材３２０の変位方向Ｄにおいて固定部３０１ａに対する固定位置を調整することができる。つまり、上限センサ３３１及び下限センサ３３２による変位部材３２０の検出位置を調整することができる。

【0045】

これにより、上限センサ３３１が変位部材３２０を検知する上限検出位置、下限センサ３３２が変位部材３２０を検知する下限検出位置を変更（調整）することができる。

【0046】

次に、複数の吐出ユニット３３における上限センサ及び下限センサの取付け位置（検出位置）について図９を参照して説明する。図９は同説明に供する図７を矢印Ｆ方向から見た説明図である。

【0047】

サブタンク３００の変位部材３２０は、図９において、液体収容部３０２内の液体残量が減少するに従って矢印Ｄ１方向に変位し、液体残量が増加するに従って矢印Ｄ２方向に変位する。

【0048】

ここで、図９（ａ）に示すように、垂線方向に配置された吐出ユニット３３Ｃのサブタンク３００Ｃの上限センサ３３１、下限センサ３３２は、検出位置ｆ１、ｅ１で変位部材３２０を検知する。

【0049】

これに対して、吐出ユニット３３Ｂは、吐出ユニット３３Ｃに対して角度θだけ傾けて配置している。そこで、サブタンク３００Ｂの上限センサ３３１、下限センサ３３２は、図９（ｂ）に示すように、吐出ユニット３３Ｃのサブタンク３００Ａの検出位置ｆ１、ｅ１よりも液体残量が多くなる検出位置ｆ２、ｅ２で変位部材３２０を検知する。

【0050】

さらに、吐出ユニット３３Ａは、吐出ユニット３３Ｂに対して更に角度θだけ傾けて配置している。そこで、サブタンク３００Ａの上限センサ３３１、下限センサ３３２は、図９（ｃ）に示すように、吐出ユニット３３Ｂのサブタンク３３０Ｂの検出位置ｆ２、ｅ２よりも液体残量が多くなる検出位置ｆ３、ｅ３で変位部材３２０を検知する。

【0051】

次に、サブタンク３００に対する液体の補給動作の制御の一例について図１０のフロー図を参照して説明する。

【0052】

サブタンク３００に対して、例えば大気開放状態にした後検知電極３１１ａ、３１１ｂ間が液体を検知するまで送液して満タンにした状態で、後述する送液ポンプ５６１を逆転駆動して、後述するメインタンク５００に液体を戻す逆送液を行う（ステップＳ１、以下単に「Ｓ１」などという。）。

【0053】

そして、上限センサ３３１が変位部材（図１０ではフィラと表記）３２０を検知したか否かを判別し（Ｓ２）、上限センサ３３１が変位部材３２０を検知したときから所定量逆送後、送液ポンプ５６１を停止する（Ｓ３）。

【0054】

次いで、下限センサ３３２が変位部材３２０を検知したか否かを判別し（Ｓ４）、下限センサ３３２が変位部材３２０を検知したときには、送液ポンプ５６１を正転して（Ｓ５）、サブタンク３００に液体を送液（補給）する。

【0055】

そして、上限センサ３３１が変位部材３２０を検知するまで補給したか否かを判別し（Ｓ６）、上限センサ３３１が変位部材３２０を検知した時には送液ポンプ５６１を停止し、ステップＳ４に戻る。

【0056】

また、下限センサ３３２が変位部材３２０を検知していないときには、装置停止などの動作終了か否かを判別し（Ｓ８）、動作終了までステップ４に戻る処理を繰り返す。

【0057】

このように、上限センサ３３１が変位部材３２を検知する上限位置と下限センサ３３２が変位部材３２０を検知する下限位置の間を制御範囲として、サブタンク３２０に対する送液を制御する。この制御範囲は、サブタンク３２０の適正負圧範囲となる。

【0058】

次に、本実施形態の作用について図１１及び図１２も参照して説明する。図１１はサブタンクの排出量と変位部材の変位量及び圧力の変化の関係（排水特性）の一例を示す説明図、図１２は図１１の位置Ｘ０、Ｘ１におけるサブタンクの変位部材の状態を説明する説明図である。

【0059】

前述した図２を参照して、各吐出ユニット３３Ａ～３３Ｅは、いずれも、ドラム３１の中心に対して法線方向に配置し、吐出ユニット３３Ａ，３３Ｂ、３３Ｄ、３３Ｅは、吐出ユニット３３Ｃを基準として所定の角度θずつ傾けて配置している。

【0060】

そして、吐出ユニット３３は、ヘッドユニット２００のヘッド１００のノズル面１０１より上方にサブタンク３００を配置している。したがって、吐出ユニット３３Ａ～３３Ｅ間では、吐出ユニット３３の傾き角度に応じて、ノズル面１０１とサブタンク３００との間に水頭差が異なることになる。

【0061】

例えば、サブタンク３００の中心とノズル面１０１との水頭差をＬとするとき、傾き角度が０°の吐出ユニット３３Ｃにおいては、サブタンク３００とノズル面１０１との水頭差はＬとなる。これに対して、吐出ユニット３３Ｃに対して角度θだけ傾けた吐出ユニット３３Ｂ（３３Ｄも同じ）においては、サブタンク３００とノズル面１０１との水頭差はＬｓｉｎθとなる。同様に、吐出ユニット３３Ｃに対して角度２θだけ傾けた吐出ユニット３３Ａ（３３Ｅも同じ）においては、サブタンク３００とノズル面１０１との水頭差はＬｓｉｎ２θとなる。

【0062】

このように、本実施形態では、複数のヘッド（吐出ユニット３３）間で、ヘッド１００のノズル面１０１とサブタンク３００との水頭差が異なっている。

【0063】

そのため、吐出ユニット３３のヘッド１００の適正負圧の下限値（正圧に近い側）をＰとするとき、鉛直方向に配置した吐出ユニット３３Ｃのサブタンク３００Ｃに求められる負圧（これを「タンク内負圧」という。）Ｐ０は、適正負圧Ｐにヘッド１００のノズル面１０１とサブタンク３００Ｃとの水頭差Ｌを加算した－（Ｐ＋Ｌ）［ｋＰａ］となる。

【0064】

吐出ユニット３３Ｃに対して角度θだけ傾けて配置した吐出ユニット３３Ｂのサブタンク３００Ｂに求められるタンク内負圧Ｐ１は、適正負圧Ｐにヘッド１００のノズル面１０１とサブタンク３００Ｃとの間の水頭差Ｌｓｉｎθを加算した－（Ｐ＋Ｌｓｉｎθ）［ｋＰａ］となる。

【0065】

同様に、吐出ユニット３３Ｃに対して角度２θだけ傾けた配置した吐出ユニット３３Ａのサブタンク３００Ａに求められるタンク内負圧Ｐ２は、適正負圧Ｐにヘッド１００のノズル面１０１とサブタンク３００Ｃとの間の水頭差Ｌｓｉｎ２θを加算した－（Ｐ＋Ｌｓｉｎ２θ）［ｋＰａ］となる。

【0066】

次に、図１１を参照して、サブタンク３００において、例えば大気開放機構３１０によって大気開放し、検知電極３１１が液面を検知するまで液体収容部３０２内に液体を充填した状態から液体を排出することで、可撓性膜３０３が弾性部材３０４の付勢力に抗して内側に変位する。

【0067】

これにより、排出量の増加に伴って変位部材３２０の変位量が増加し、液体収容部３０２内の圧力が下降する（正圧から負圧になり、負圧が高くなる）。

【0068】

このとき、ヘッド１００の適正負圧Ｐが得られるサブタンク３００Ｃのタンク内負圧Ｐ０（Ｐ０＝Ｐ０＋Ｌ）の変位部材３２０の位置はＸ０となり、サブタンク３００Ｃの変位部材３２０の状態は例えば図１２（ａ）に示すようになる。

【0069】

これに対し、ヘッド１００の適正負圧Ｐが得られるサブタンク３００Ｂのタンク内負圧Ｐ１（Ｐ１＝Ｐ０＋Ｌｓｉｎθ）の変位部材３２０の位置はＸ１となり、サブタンク３００Ｂの変位部材３２０の状態は例えば図１２（ｂ）に示すようになる。

【0070】

つまり、傾き角度が大きい吐出ユニット３３は、傾き角度の小さい吐出ユニット３３に比べて、サブタンク３００からの排出量が少量でも適正負圧Ｐを得ることができる。

【0071】

そこで、吐出ユニット３３Ｃのサブタンク３００Ｃの上限センサ３３１は、変位部材３２０の位置Ｘ０で変位部材３２０を検知する位置ｆ１に配置する。また、吐出ユニット３３Ｂのサブタンク３００Ｂの上限センサ３３１は、変位部材３２０の位置Ｘ１で変位部材３２０を検知する位置ｆ２に配置する。

【0072】

このように、吐出ユニット３３の傾きの程度（傾き角度）に応じてサブタンク３００の液体残量の上限（これを「内容量」とする。）を異ならせることによって、サブタンク３００とノズル面１０１との水頭差の違いによって生じるヘッド１００の負圧のばらつきを低減することができる。

【0073】

また、本実施形態のように、吐出ユニット３３の傾きの程度に応じてサブタンク３００の液体残量の下限も異ならせることによって、サブタンク３００間での変位部材３２０の変位範囲を揃えることができる。

【0074】

次に、本発明の第２実施形態について図１３を参照して説明する。図１３は同実施形態における複数の吐出ユニットの上限センサ及び下限センサの取付け位置（検出位置）の説明に供する図９と同様な説明図である。

【0075】

本実施形態では、下限センサ３３２が変位部材３２０を検知する下限位置を同じにしている。このとき、タンク内負圧の最大値（負圧の下限）の位置は、吐出ユニット３３の傾きによらず所定値（例えば－２ｋＰａ辺りの位置）で同じとなる。

【0076】

この場合、傾き角度が相対的に大きいヘッド（例えば吐出ユニット３３Ｂ）のサブタンク３００Ｂは、傾き角度が相対的に小さいヘッド（例えば吐出ユニット３３Ａ）のサブタンク３００Ａに比べて、上限位置と下限位置との距離が大きくなる。

【0077】

これにより、吐出ユニット３３の傾きが小さいものは大きな負圧が必要となるため制御範囲（液体残量の下限から上限までの範囲）が狭くなり、メインタンク５００からの補給の周期を短くして、大きなタンク内負圧を確保する。

【0078】

これに対し、吐出ユニット３３の傾きが大きいものは小さなタンク内負圧でも補給動作が可能となるため、メインタンク５００からの補給の周期を長くすることで、補給に伴うダウンタイムを減少することができる。

【0079】

次に、液体供給系の一例について図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は同説明に供する吐出ユニットの正面説明図、図１５は同じくメインタンクを含む側面説明図である。

【0080】

吐出ユニット３３は、ベース部材２０２に複数のヘッド１００を装着して使用することができる。吐出ユニット３３の上部にはマニホールド１５０が配置され、マニホールド１５０の共通流路１５１から、各装着位置２０３に装着された各ヘッド１００への分岐路１５２を通じて、各ヘッド１００に液体を分配することができる。

【0081】

吐出ユニット３３の正面側の板には、サブタンク３００を装着するためのメインブラケット４０１とサブブラケット４０２とが取り付けられており、これらによりサブタンク３００が装着される。

【0082】

メインタンク５００に貯留された液体は、配管を通じて各部に送られる。メインタンク５００からは供給管（チューブなど）５７１により液体がフィルタ５６１に送られ、フィルタ５６１を通った液体が液体供給管５７２によりサブタンク３００の下部に位置する供給口３０５に送られて液体収容部３０２に補充される。

【0083】

サブタンク３００内の液体はサブタンク３００の上部に位置する液体排出口３０６から配管５７３を通じてマニホールド１５０の共通流路１５１に送られ、分岐路１５２から各ヘッド１００へ供給される。

【0084】

次に、液体供給系の他の例について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は同説明に供する吐出ユニットの斜視説明図、図１７は同じく要部平面説明図である。

【0085】

ここでは、サブブラケット４０２ａ、４０２ｂを備え、それぞれにサブタンク３００、３００を取り付けることで、２つのサブタンク３００からヘッドユニット２００に液体を供給する。

【0086】

次に、吐出ユニットの他の異なる例について図１８及び図１９を参照して説明する。図１８及び図１９は吐出ユニットの模式的説明図である。

【0087】

図１８に示す第１例の吐出ユニット３３は、ベース部材２０２において、構造体２０４を境に片側２列（ｅｖｅｎ）と、他方の片側２列（оｄｄ）とでノズル面１０１の向きが異なるように装着できるようになっている。

【0088】

ベース部材２０２が構造体２０４を境にヘッド１００のノズル面１０１がドラム３１の外周面に向い合せになるように左右で異なる角度で傾斜して配置されている。吐出ユニット３３に装着された各ヘッド１００は、構造体２０４を境に、左右でノズル面１０１がそれぞれの位置でドラム３１の外周面に向い合せになる方向に向くようになる。

【0089】

そして、この第１例では、４つのサブタンク３００をヘッド１００の一列毎に配置している。これにより、例えば、４種類の液体（ＣＭＹＫなど）をヘッド列毎に割り当てて使用することができる。

【0090】

図１９に示す第２例は、２つのサブタンク３００を片側２列のヘッド１００毎に配置している。これにより、例えば、２種類の液体（２色など）をそれぞれ２列に割り当てて使用することができる。

【0091】

次に、本発明の第３実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置について図２０を参照して説明する。図２０は同印刷装置の概略説明図である。

【0092】

この印刷装置１は、繰り出しロール１０１０から繰り出される連帳紙などのウェブ１０００を複数の案内ローラ１００７を経て印刷部１０３０に案内する。印刷部１０３０では、各吐出ユニット３３に対向して複数の案内ローラ１０３１でウェブ１０００を案内し、各吐出ユニット３３から所要の液体を吐出して印刷する。

【0093】

そして、印刷部１０３０で印刷が施されたウェブ１０００を複数の案内ローラ１００７で案内しながら乾燥装置１０４０によって印刷面を乾燥させた後、巻取りロール１０５０に巻き取る。

【0094】

上記実施形態においては、サブタンクがヘッドの上方に配置され、サブタンク及びヘッドが傾いて配置されている例で説明しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、複数のヘッドが傾かないで配置され、サブタンクがヘッドの上方に配置されているが、サブタンクの高さがヘッド間で異なる構成にも本発明を適用することができる。また、サブタンクがヘッドの下方に配置されているが、サブタンクの高さがヘッド間で異なる構成などにも本発明を適用することができる。

【0095】

本願において、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。

【0096】

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。

【0097】

また、「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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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。

【0102】

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。

【0103】

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。

【0104】

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。

【0105】

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

【符号の説明】

【0106】

１ 印刷装置
１０ 搬入部
２０ 前処理部
３０ 印刷部
３１ ドラム
４０ 乾燥部
５０ 搬出部
６０ 反転機構部
３３ 吐出ユニット
１００ 液体吐出ヘッド（ヘッド）
２００ ヘッドユニット
３００ サブタンク
３３１ 上限センサ（上限検出手段、検出手段）
３３２ 下限センサ（下限検出手段、検出手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】