JP2000334948A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電素子に電圧を印加することにより当該圧
電素子を備えたアクチュエータを変位させ、圧力室内の
インクをノズルからインク滴として吐出するインクジェ
ットヘッドにおいて、吐出安定性を向上する。 【解決手段】 インクリザーバ１６に連通するインク排
出口１７を設け、当該インク排出口１７から副パージ機
構２１により、気密状態を保ったままインクの吸引排出
を行うようにした。インク供給路形成部材３１，３５を
弾性体で形成し、パージ圧力でインク供給路１８，１９
の流路断面積が減少するようにした。副パージ機構２１
側のインク供給路１８の流路断面積を調節する流路変形
機構２２を設け、インク供給路１８のインク流れを制御
および遮断できるようにした。パージ方法をインク供給
路断面積制御に応じて数種類設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリンタ、ワープロ、ファク
シミリ等として、複数の吐出口からインク滴を吐出し、
これらインク滴を紙等の記録媒体に着弾させることによ
って記録を行うインクジェット式の記録装置がよく用い
られている。

【０００３】図１０を参照しながら、従来のインクジェ
ット式記録装置のヘッドについて説明する。１０１はイ
ンク滴（図示せず）を吐出するための吐出口、１０２は
吐出口１０１に連通した圧力室、１０３は圧力室１０２
の一部を構成している振動板、１０４は振動板１０３に
密着した圧電素子である。圧電素子１０４は、駆動回路
１１０から印加された電圧波形に応じて変形することに
よって振動板１０３を変形させ、この振動板１０３の変
形により圧力室１０２の内圧を高めるものである。１０
５は圧力室１０２にインクを供給するインク供給口、１
０６は各インク供給口１０２を通じて各圧力室１０２と
連通したインクリザーバである。１０７は図示しないイ
ンクタンクからインクリザーバ１０６にインクを供給す
るインク供給路、１０８はインクタンクからのインクに
混入した気泡、ゴミ、塵等を除去するインクフィルタで
ある。

【０００４】インクリザーバ１０６や圧力室１０２に気
泡が混入すると、インクの吐出性能が低下する。そこ
で、吐出性能を安定させるために、通常、インクジェッ
トヘッドは、インクリザーバ１０６や圧力室１０２のイ
ンクを強制排出し、その内部に混入した気泡を除去する
パージ運転を実行可能に構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクタン
クからのインク供給量を増加させてインク供給路１０７
のインク供給能力を向上させるためには、インク供給路
１０７の流路断面積は大きいほど好ましい。また、イン
クフィルタ１０８の面積が小さいと目詰まりが生じやす
いため、インクフィルタ１０８の長寿命化を図るため
に、通常、その面積は大きく設定されている。その結
果、従来のインクジェットヘッドは、インクフィルタ１
０８の大面積化に伴って、インク供給路１０７の流路断
面積も大きくなっていた。

【０００６】しかし、インク供給路１０７の流路断面積
が大きいと、インク供給路１０７のインクの流速は遅く
なる。そのため、パージ運転の際に、インク供給路内の
気泡は除去されにくかった。従って、気泡を確実に除去
する観点からは、インク供給路１０７の流路断面積は、
ある程度小さいほうが好ましい。

【０００７】以下、図１０を参照しながら、具体例を説
明する。初期のインク充填時やインク不足が生じたとき
の強制インク充填時には、インク供給路１０７内の空気
とインクとを置換する必要がある。そこで、パージ手段
（図示せず）によって、ヘッド内の空気を吐出口１０１
を通じて吸引除去する。このとき、初期インク充填時の
ように、空気がヘッド内の大部分を占めている場合は特
に問題はないが、インクが圧力室１０２やインクリザー
バ１０６内の大部分を占めるようになると、インクの流
体抵抗が原因となって、インク及び残留空気の排出量は
急激に少なくなる。インクの排出量が低下すると、イン
ク供給路１０７でのインク流速が低下し、残留気泡１１
１はインク供給路１０７の内面に付着しやすくなる。ま
た、残留気泡１１１は、ヘッド使用中の振動で合体し、
大きくなることで動きやすくなり、インクリザーバ１０
６内に移動する場合がある。また、通常使用時のパージ
動作でも、漸次移動し、インクリザーバ１０６に入る場
合がある。このような気泡１１１は、いったんインクリ
ザーバ１０６内に流入すると、インク供給口１０５に流
れ込む部分の流速が落ちるために、インクリザーバ１０
６内にそのまま残留しやすかった。

【０００８】また、圧電素子１０４のインク吐出動作に
よって吐出されたインク滴（図示せず）の分だけ、イン
クリザーバ１０６から圧力室１０２にインクが補給され
るが、この際、インク供給口１０５には、インクリザー
バ１０６から圧力室１０２に流れ込むインク流が発生す
る。しかし、インク供給口１０５付近に気泡１１０Ａが
残留していると、この残留気泡１１０Ａがインク供給口
１０５を覆って圧力室１０２へのインク流入を阻害す
る。その結果、圧力室１０２へのインク供給が不安定と
なり、インクの吐出動作が不安定になりやすかった。つ
まり、吐出不良が起こりやすかった。

【０００９】そこで、気泡除去のために、例えば特開昭
５６−７５８６７号公報に示すように、ポンプをインク
供給系に組込み、当該ポンプによってインクリザーバ内
の気泡除去を試みる方法が提案されている。しかし、従
来のヘッドでは、前述したようにヘッドの応答周波数を
上げること等を目的として、インク供給路の流路断面積
を大きくしていたため、それに伴ってポンプの容量を大
きくする必要があった。そのため、気泡除去のために大
容量のポンプが必要となり、コストアップを招くという
欠点があった。

【００１０】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的とするところは、ヘッド内のインクに
混入した気泡を確実に除去することにより、吐出性能を
安定させることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、運転モードに応じてインク供給路の流路
断面積が変更可能なように構成することとした。

【００１２】具体的には、本発明に係るインクジェット
ヘッドは、インクを吐出するための複数の吐出口と、該
各吐出口に連通した複数の圧力室と、該各圧力室にイン
クを補給するように該各圧力室に連通したインクリザー
バと、該インクリザーバにインクを供給するインク供給
路とが形成され、該圧力室内のインクに圧力を付与する
ことによって該吐出口からインクを吐出するインクジェ
ットヘッドであって、上記インク供給路は、流路断面積
が変更自在に構成されていることとしたものである。

【００１３】上記事項により、パージ運転時にはインク
供給路の流路断面積を小さくする一方、印字運転（吐出
口からインクを吐出して記録を行う運転）時にはインク
供給路の流路断面積を大きくすることができる。パージ
運転時にインク供給路の流路断面積が小さくなると、イ
ンク供給路内のインクの流速は速くなり、また、流路断
面に占める気泡の面積割合は増加する。その結果、イン
ク供給路内の気泡は流れやすくなり、除去されやすくな
る。一方、印字運転時にインク供給路の流路断面積が大
きくなると、インクの流体抵抗が減少し、インク供給量
が増加する。その結果、インクはインクリザーバに安定
して供給される。従って、パージ運転時には気泡を除去
しやすくなり、印字運転時にはインクの吐出性能が安定
する。

【００１４】本発明に係る他のインクジェットヘッド
は、インクを吐出するための複数の吐出口と、該各吐出
口に連通した複数の圧力室と、該各吐出口からインクを
吐出させるために各圧力室内のインクに圧力を付与する
複数のアクチュエータと、該各圧力室にインクを補給す
るように該各圧力室に連通したインクリザーバとが設け
られたヘッド本体と、インク内の気泡をパージするため
のパージ運転時に、上記ヘッド本体内のインクを吸引す
るパージ手段と、上記パージ運転時に、上記各圧力室へ
の空気の侵入を阻止するように上記ヘッド本体の上記各
吐出口を覆うキャッピング手段と、上記インクリザーバ
に連通するとともに所定のパージ運転時に流路断面積が
減少するインク供給路が形成されたインク供給路形成部
材とを備えていることとしたものである。

【００１５】上記事項により、パージ運転時には、ヘッ
ド本体内部に空気が入り込まないようにキャッピング手
段によって各吐出口が覆われ、ヘッド本体内部のインク
がパージ手段に吸引される。これにより、インク内の気
泡がインクと共に吸引除去され、ヘッド本体内部にイン
クが充填されることになる。この際、インク供給路の流
路断面積が減少するので、インク供給路のインクの流速
は増加し、また、流路断面に占める気泡の断面積の割合
は大きくなる。そのため、気泡はインクと共に流出しや
すくなる。その結果、インク供給路に気泡が残留するこ
とがなくなり、ヘッド本体内部の気泡は確実に除去され
る。

【００１６】インク供給路形成部材は、所定のパージ運
転時のインク供給路内の圧力減少に従って変形する弾性
部材によって形成されていてもよい。

【００１７】上記事項により、パージ運転時には、ヘッ
ド本体内部のインクが吸引されてインク供給路の圧力が
減少し、この圧力減少に起因して、インク供給路形成部
材は流路断面積が減少するように変形する。従って、パ
ージ運転時の流路断面積が印字運転時の流路断面積より
も小さくなるインク供給路が容易に実現される。

【００１８】インク供給路形成部材は、弾性部材によっ
て形成され、所定のパージ運転時にインク供給路の流路
断面積が減少するように上記インク供給路形成部材を弾
性変形させる変形手段を備えていてもよい。

【００１９】上記事項により、パージ運転時には、変形
手段によってインク供給路形成部材が変形され、インク
供給路の流路断面積が減少する。従って、パージ運転時
の流路断面積が印字運転時の流路断面積よりも小さくな
るインク供給路が容易に実現される。加えて、インク供
給路の圧力にかかわらず流路断面積を減少させることが
できるので、パージ運転の開始直後からインクの流速を
高めることができる。その結果、パージ運転に際してヘ
ッド本体から排出されるインクの量（特に、パージ運転
開始直後からパージ動作が安定するまでに排出されるイ
ンクの量）を低減することができ、効率的なパージ運転
が可能となる。また、パージ手段の吸引能力が小さくて
も、インク供給路の流路断面積を小さくすることが可能
となる。

【００２０】インク供給路は、少なくとも印字運転時の
流路断面積がインクリザーバの流路断面積よりも大きく
なるように形成されていることが好ましい。

【００２１】上記事項により、印字運転時には、インク
リザーバの流路断面積の方がインク供給路の流路断面積
よりも小さいことから、インク供給路内の気泡はインク
リザーバに流入しにくくなる。そのため、万が一、パー
ジ運転終了後にインク供給路内に気泡が残留していたと
しても、当該気泡はインクリザーバに流入しにくいた
め、圧力室へのインク供給は安定する。従って、吐出性
能は安定化する。

【００２２】インク供給路は、複数形成されていてもよ
い。

【００２３】上記事項により、各インク供給路の流路断
面積を小さくしたまま、インク供給路の全体の流路断面
積を大きくすることができる。そのため、パージ運転時
における各インク供給路のインク流速を速くする一方、
印字運転時のインク供給量を十分に確保することが容易
になる。

【００２４】ヘッド本体には、パージ運転時にインクリ
ザーバ内のインクを排出するためのインク排出口が形成
され、インク供給路は、第１インク供給路と、該第１イ
ンク供給路よりも該インク排出口から遠い位置に設けら
れた第２インク供給路とを有し、上記第１及び第２イン
ク供給路は、所定のパージ運転時に該第１インク供給路
の流路断面積が該第２インク供給路の流路断面積よりも
小さくなるように構成されていてもよい。

【００２５】上記事項により、所定のパージ運転時に
は、第１インク供給路の流路断面積が第２インク供給路
の流路断面積よりも小さくなるため、インクリザーバに
流入するインクの量は、第１インク供給路からよりも第
２インク供給路からの方が多くなる。ここで、第２イン
ク供給路は第１インク供給路よりもインク排出口から離
れた位置に設けられていることから、第２インク供給路
からインクリザーバを経てインク排出口から排出される
インクの流れが促進されることになる。その結果、イン
クリザーバのインクの流速が増加し、インクリザーバ内
の気泡が除去されやすくなる。

【００２６】インク供給路の流路断面積を所定の第１面
積にまで減少させてヘッド本体内のインクを吸引する第
１パージ運転と、インク供給路の流路断面積を該第１面
積よりも大きな第２面積に維持してヘッド本体内のイン
クを吸引する第２パージ運転とを選択的に実行する制御
手段を備えていてもよい。

【００２７】上記事項により、第１パージ運転のときに
は、インク供給路の流路断面積が第１面積にまで減少
し、インク供給路のインクの流速が増加する。その結
果、主にインク供給路内の気泡を除去するためのパージ
動作が行われる。一方、第２パージ運転のときには、イ
ンク供給路の流路断面積が上記第１面積よりも大きな第
２面積（例えば、印字運転時の流路断面積）に維持さ
れ、インクリザーバへのインク供給量が十分に確保され
る。その結果、インクリザーバにおけるインクの流速が
速くなり、主としてインクリザーバ内の気泡を除去する
ためのパージ動作が行われる。

【００２８】第１インク供給路の流路断面積を減少させ
てヘッド本体内のインクを吸引する第１パージ運転と、
第１インク供給路を遮断してヘッド本体内のインクを吸
引する第２パージ運転とを選択的に実行する制御手段を
備えていてもよい。

【００２９】上記事項により、第１パージ運転のときに
は、第１インク供給路の流路断面積が減少し、第１イン
ク供給路のインクの流速が増加する。その結果、主に第
１インク供給路内の気泡を除去するためのパージ動作が
行われる。一方、第２パージ運転のときには、第１イン
ク供給路が遮断されるため、第２インク供給路のインク
の流速が増加する。その結果、第２インク供給路内及び
インクリザーバ内の気泡を除去するためのパージ動作が
行われる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３１】＜実施形態１＞図１に示すインクジェット
プリンタにおいて、１は本実施形態に係るインクジェッ
トヘッドである。インクジェットヘッドは、図示省略の
駆動手段によりキャリッジ軸３に案内されて主走査方向
Ｘに往復動するキャリッジ２に搭載されている。このキ
ャリッジ２とキャリッジ軸３とは、インクジェットヘッ
ド１と記録紙４とを主走査方向Ｘに相対移動させる移動
手段を構成している。

【００３２】図２及び図３に示すように、インクジェッ
トヘッド１は、ヘッド本体３０と、インク供給路形成部
材３１，３５と、駆動回路１０とを備えている。ヘッド
本体３０の内部には、副走査方向Ｙに沿って所定間隔ご
とに配列された複数の圧力室１２，１２，…が区画形成
されている。各圧力室１２は、主走査方向Ｘに細長い略
直方体形状の空間によって形成されている。各圧力室１
２の一端側には、ヘッド本体３０の裏側（図２の上側）
から表側（図２の下側）に延びるインク吐出通路３２が
形成され、インク吐出通路３２の先端には、インク滴を
吐出するための吐出口１１が設けられている。

【００３３】圧力室１２の裏側は、振動板１３によって
区画されている。振動板１３の裏側には、各圧力室１２
ごとに圧電素子１４が固着されている。なお、振動板１
３及び圧電素子１４は、圧力室１２内のインクに圧力を
付与するアクチュエータを構成している。各圧電素子１
４の個別電極（図示せず）には、リード線３３を介して
駆動回路１０が接続されている。この駆動回路１０は、
圧電素子１４に駆動電圧を印加する電圧印加手段を構成
している。これにより、駆動回路１０からの駆動電圧信
号に従って所定の圧電素子１４が変位し、当該圧電素子
１４に対応する振動板１３がたわみ変形を行って圧力室
１２に圧力が付与され、吐出口１１からインクが吐出さ
れることになる。

【００３４】各圧力室１２の吐出口１１と反対側の端部
には、圧力室１２とインクリザーバ１６とを連通するイ
ンク供給口１５が設けられている。インクリザーバ１６
は、副走査方向Ｙに細長い略直方体形状の空間からな
り、各インク供給口１５を通じて各圧力室１２と連通し
ている。インクリザーバ１６は、各圧力室１２にインク
を補給するためのものであり、その内容積は各圧力室１
２の内容積よりも大きい。

【００３５】ヘッド本体３０の副走査方向Ｙの一端側に
は、インクリザーバ１６からヘッド本体の裏面を貫くイ
ンク排出口１７が形成されている。ヘッド本体３０の裏
側におけるインク排出口１７と圧電素子１４との間には
開口３４が形成されており、当該開口３４に第１インク
供給路形成部材３１の一端が挿入されている。また、図
３に示すように、ヘッド本体３０の他端側にも開口３４
と同様の開口３６が形成されており、当該開口３６に第
２インク供給路形成部材３５の一端が挿入されている。
これら第１及び第２インク供給路形成部材３１，３５
は、それぞれ筒状の弾性材料（例えば、ゴム等からなる
チューブ）によって形成されており、その内部には第１
及び第２のインク供給路１８，１９が設けられている。
各インク供給路１８，１９の流路断面積は、インクリザ
ーバ１６の流路断面積よりも大きい。なお、各インク供
給路形成部材３１，３５の弾性率は、これら部材３１，
３５が後述のパージ運転の際の内圧（パージ圧）によっ
て変形するが、印字運転の際に吐出口におけるメニスカ
スを待機状態に復元させるように発生する毛細管力によ
り発生する負圧では、ほとんど変形しないように設定さ
れていることが好ましい。

【００３６】インク供給路形成部材３１，３５の他端
は、インクタンク２３に接続されている。これらインク
供給路形成部材３１，３５の他端には、インクタンク２
３のインクに混入した気泡、ゴミ、塵等を除去するため
のインクフィルタ２０，２０が設けられている。

【００３７】ヘッド本体３０のインク排出口１７には、
パージ運転時にインクリザーバ１６内のインクを吸引排
出するための副パージ機構２１が接続されている。な
お、副パージ機構２１として、負圧発生機能と外気遮断
機能とを兼ねる体積排出型のポンプ等を用いることとす
れば、インクリザーバ１６への空気の侵入を防ぐことが
できるので特に好適である。

【００３８】一方、２４は、パージ運転時にヘッド本体
３０の各吐出口１１を気密性を保った状態で覆うととも
に、各吐出口１１からヘッド本体３０内のインクを吸引
するための主パージ機構である。主パージ機構２４は、
ヘッド本体３０の各吐出口１１を覆うキャップ部２４ａ
とポンプ部２４ｂとを備えている。ポンプ部２４ｂとし
て、例えば体積排出型のポンプ等を好適に用いることが
できる。

【００３９】次に、本インクジェットプリンタの動作を
説明する。本インクジェットプリンタは、インクを吐出
して記録を行う印字運転の他に、インクジェットヘッド
１のインクに含まれる気泡を除去するためのパージ運転
を実行する。

【００４０】−印字運転− 印字運転では、図１に示すように、例えばコンピュータ
等から送られてくる印字信号に応じて、キャリッジ２に
装着されたインクジェットヘッド１がキャリッジ軸３に
沿って主走査方向Ｘに往復移動し、キャリッジ２の位置
に合わせて駆動回路１０が所定の圧電素子１４に駆動電
圧を印加する。これにより、所定の圧力室１２に圧力が
付与され、吐出口１１から吐出したインク滴が記録紙７
に着弾し、インクドットによる印字が行われる。

【００４１】ところで、初期インク充填時や、インクリ
ザーバ１６や圧力室１２内のインクが不足したときに行
う強制インク充填時には、ヘッド内部の空気とインクと
を置換し、その内部にインクを充填する必要がある。そ
こで、以下のようなパージ運転が行われる。

【００４２】−パージ運転− 図３に示すように、まず、パージ運転中に吐出口１１か
ら圧力室１２に空気が侵入しないように、主パージ機構
２４のキャップ部２４ａによって吐出口１１を封鎖す
る。次に、副パージ機構２１により、インクリザーバ１
６のインクを吸引排出する。これにより、ヘッド内部
（詳しくは、インクリザーバ１６、圧力室１２、インク
供給路１８，１９）の圧力が徐々に減少する。そして、
図４に示すように、この圧力減少に従ってインク供給路
形成部材３１，３５が変形し、インク供給路１８，１９
の流路断面積がインクリザーバ１６の流路断面積程度に
まで減少する。

【００４３】この際、インク供給路１８，１９の流路断
面積の減少に従い、インク供給路１８，１９のインクの
流速は増加する。また、インク内の残留気泡がインク供
給路１８，１９に占める面積割合が大きくなる。例え
ば、図５に模式的に示すように、断面積がＣの気泡２５
の占める面積割合は、インク供給路形成部材３１の変形
前ではＣ／Ａであるが、変形後にはＣ／Ｂに増加する。
なお、ここでＡ＞Ｂ＞Ｃである。従って、インク供給路
形成部材３１の変形に伴って気泡２５の流れ方向前後の
圧力差が大きくなり、気泡２５は排出されやすくなる。

【００４４】次に、このようにしてインク供給路１８，
１９及びインクリザーバ１６内の気泡を除去した後、副
パージ機構２１の動作を停止し、主パージ機構２４のポ
ンプ部２４ｂの運転を開始する。これにより、インク供
給口１５、圧力室１２、吐出口１１の残留気泡が吸引除
去される。その後、キャップ部２４ａを保持したままポ
ンプ部２４ｂの運転を停止する。これにより、インクタ
ンク２３からインクがゆっくりと流れ込み、ヘッド内部
の圧力が徐々に回復する。この圧力増加に従い、インク
供給路形成部材３１，３５が元の形状に復帰し、インク
供給路１８，１９の流路断面積が増加する。そして、イ
ンク供給路１８，１９の流路断面積が印字運転時の流路
断面積に復帰した後、主パージ機構２４を取り外し、パ
ージ運転を終了する。その結果、インク供給口１５、圧
力室１２及び吐出口１１もインクで充填される。その
後、印字待機状態に移行し、前述の印字運転が行われ
る。

【００４５】以上のように、本実施形態によれば、印字
運転時にはインク供給路１８，１９の流路断面積は大き
いのに対し、パージ運転時にはインク供給路１８，１９
の流路断面積は小さくなる。そのため、印字運転時には
インクリザーバ１６に安定してインクを供給することが
でき、印字周波数を向上することができる一方、パージ
運転時にはインク供給路１８，１９内の気泡を円滑に排
出することができる。従って、ヘッド内部の気泡の残留
を防止することができ、インクの吐出性能を安定化する
ことができる。

【００４６】なお、上記実施形態のパージ運転では、副
パージ機構２１及び主パージ機構２４の双方を用いた
が、主パージ機構２４のみを用いてパージ運転を行って
もよいことは勿論である。初期インク充填時やインクの
吐出性能が不安定になったときなど、ヘッド内部の空気
量が多い場合には、両パージ機構２１，２４を用いたパ
ージ運転が特に好適である。一方、ヘッド内部の気泡が
少ないときは、運転効率の観点から、主パージ機構２４
のみを用いたパージ運転が好適である。そこで、定期的
または自動的に行うパージ運転は、主パージ機構２４の
みで行い、ユーザが強制的に行うパージ運転は、両パー
ジ機構２１，２４で行うようにしてもよい。

【００４７】＜実施形態２＞実施形態２は、インク供給
路形成部材３１に外部から圧力を加えてインク供給路１
８の流路断面積を強制的に変更する流路変形機構２２を
設けたものである。

【００４８】図６及び図７に示すように、第１インク供
給路形成部材３１の側方には、その側部を押圧すること
によって第１インク供給路１８の流路断面積を減少させ
るように第１インク供給路形成部材３１を変形させる流
路変形機構２２が設けられている。流路変形機構２２
は、第１インク供給路形成部材３１に接離するように副
走査方向Ｙに沿って往復動自在に構成され、第１インク
供給路形成部材３１と対向する位置に先細り形状の押圧
部３７が形成されている。

【００４９】本実施形態のパージ運転では、主パージ機
構２４のキャップ部２４ａによってヘッド本体３０の各
吐出口１１を覆った後、副パージ機構２１を動作させる
前に、流路変形機構２２によって第１インク供給路形成
部材３１を変形させる。これにより、第１インク供給路
１８の流路断面積は、ヘッド内部の圧力に関わりなく、
インクリザーバ１６の流路断面積近くまで減少する。そ
の後、副パージ機構２１を作動させ、インクリザーバ１
６のインクの排出を開始する。これにより、第１インク
供給路１８においては、インクの流速は排出当初から速
くなる。一方、第２インク供給路１９においては、圧力
減少に伴って流路断面積が減少し、インクの流速は徐々
に増加する。その後、第１インク供給路１８と第２イン
ク供給路１９の流路断面積がほぼ等しくなり、実施形態
１と同様にして残留気泡のパージが行われる。

【００５０】以上のように、本実施形態では、あらかじ
め流路変形機構２２で第１インク供給路１８の断面積を
絞ることとしたので、副パージ機構２１の動作開始直後
から、第１インク供給路１８のインクは高速度で流通
し、第１インク供給路１８内の気泡が円滑に除去され
る。従って、パージ運転開始直後から高効率な気泡の排
出が可能となり、副パージ機構２１によって排出される
インクの量を低減することができる。そのため、パージ
開始直後のインクの無駄を抑制することができる。

【００５１】なお、流路変形機構２２を第２インク供給
路形成部材３５の側方にも設け、第１インク供給路１８
及び第２インク供給路１９の双方の流路断面積をあらか
じめ小さくしておくようにしてもよい。これにより、パ
ージ機構２１，２４によって排出されるインクの無駄を
更に抑制することができ、パージ運転の効率を一層向上
させることができる。

【００５２】＜実施形態３＞実施形態３は、第１インク
供給路１８を遮断してインクリザーバ１６のインク流速
を増加させるパージ運転を実行するものである。

【００５３】本実施形態のパージ運転では、まず、実施
形態２と同様にして、第１インク供給路１８の流路断面
積がインクリザーバ１６の流路断面積程度になるよう
に、流路変形機構２２によって第１インク供給路形成部
材３１を変形させる。その後、副パージ機構２１を作動
させ、第１インク供給路１８内のインクの流速が速いこ
とを利用して、主として第１インク供給路１８の残留気
泡の除去を行う。

【００５４】次に、図８に示すように、流路変形機構２
２を第１インク供給路形成部材３１側に移動させ、第１
インク供給路１８が遮断されるように第１インク供給路
形成部材３１を更に押圧する。これにより、インクタン
ク２３のインクは第２インク供給路１９のみを流通して
インクリザーバ１６に流入することになる。その結果、
ヘッド内部には、インクタンク２３から第２インク供給
路１９及びインクリザーバ１６を経て、インク排出口１
７から排出されるインク流れが生成される。つまり、イ
ンク排出口１７に近い方のインク供給路１８が遮断さ
れ、インクリザーバ１６にはインク排出口１７から遠い
方のインク供給路１９のみからインクが供給されるの
で、インクリザーバ１６の全域を比較的高速のインクが
流通することになる。また、第２インク供給路１９のイ
ンク流速が増加する。従って、第２インク供給路１９及
びインクリザーバ１６の気泡は円滑に除去される。

【００５５】以上のように、本実施形態では、第１イン
ク供給路１８のインク流速を高めて第１インク供給路１
８の気泡の除去を行った後、第２インク供給路１９及び
インクリザーバ１６のインク流速を高めて第２インク供
給路１９及びインクリザーバ１６の気泡の除去を行うの
で、ヘッドの全体にわたって円滑な気泡の除去が可能と
なる。

【００５６】＜実施形態４＞実施形態４は、インク供給
路の流路断面積を減少させてインクの吸引を行うパージ
運転（第１パージ運転）と、インク供給路の流路断面積
を印字運転時の流路断面積に維持したままインクの吸引
を行うパージ運転（第２パージ運転）とを選択的に実行
するように構成したものである。

【００５７】図９に示すように、本実施形態では、第１
及び第２インク供給路形成部材３１，３５の側部には、
それぞれ流路変形機構３８ａ，３８ｂが固定されてい
る。流路変形機構３８ａ，３８ｂは、各インク供給路形
成部材３１，３５に対して接離するように、副走査方向
Ｙに沿って往復移動自在に構成されている。これら流路
変形機構３８ａ，３８ｂの移動に従ってインク供給路形
成部材３１，３５は変形し、各インク供給路１８，１９
の流路断面積は変更される。従って、本実施形態では、
各インク供給路１８，１９の流路断面積は、これらイン
ク供給路１８，１９内の圧力に関係なく、流路変形機構
３８ａ，３８ｂによって強制的かつ任意に変更される。

【００５８】本実施形態のパージ運転では、まず、流路
変形機構３８ａ，３８ｂが各インク供給路形成部材３
１，３５を変形させ、インク供給路１８，１９の流路断
面積を減少させる。この状態で、副パージ機構２１を動
作させる。その結果、インク供給路１８，１９の気泡は
除去されやすくなり、インク供給路１８，１９外に円滑
に排出される。

【００５９】次に、流路変形機構３８ａ，３８ｂを移動
させ、インク供給路１８，１９の流路断面積が印字運転
時の流路断面積と等しくなるように、各インク供給路形
成部材３１，３５を復元させる。その結果、インクリザ
ーバ１６に供給されるインクの量が増加し、インクリザ
ーバ１６の気泡がインク排出口１７を通じて排出されや
すくなる。

【００６０】このように、本実施形態によれば、主とし
てインク供給路１８，１９の気泡を除去するパージ運転
を行った後、主としてインクリザーバ１６の気泡を除去
するパージ運転を行うので、気泡の除去を効率的に行う
ことが可能となる。

【００６１】＜その他の実施形態＞上記各実施形態で
は、インク供給路は２本であったが、インク供給路は１
本または３本以上であってもよい。

【００６２】流路変形機構２２は、インク供給路形成部
材を側方から押圧するものに限られず、インク供給路形
成部材を挟み込む機構であってもよい。

【００６３】ヘッド１は、複数色のインクを吐出可能な
ように、各色ごとに設けられていてもよい。

【００６４】主および副パージ機構のパージ機能、キャ
ッピング機能を分離、兼用することでコストダウンを図
ることも当業者ならば容易であることは言うまでもな
い。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、インク供給路をその流
路断面積を変更自在に構成することとしたので、印字運
転時にはインク供給路の流路断面積を大きくしてインク
を安定して供給する一方、パージ運転時にはインク供給
路の流路断面積を小さくして気泡を円滑に除去すること
ができる。

【００６６】ヘッド内のインクを吸引するパージ手段
と、ヘッド本体の各吐出口を覆うキャッピング手段と、
流路断面積が減少するインク供給路が形成されたインク
供給路形成部材とを備えることとしたので、ヘッド内部
に空気が入り込まないように各吐出口を覆った状態でヘ
ッド内部のインクをパージすることができ、より確実に
気泡を除去することができる。

【００６７】インク供給路形成部材を、圧力減少に従っ
て変形する弾性部材によって形成することにより、パー
ジ運転時にインク供給路の流路断面積を小さくする構成
を簡易かつ安価に得ることができる。

【００６８】インク供給路形成部材を弾性部材によって
形成し、パージ運転時にインク供給路の流路断面積が減
少するように上記インク供給路形成部材を弾性変形させ
る変形手段を備えることにより、インク供給路の圧力に
かかわらず流路断面積を減少させることができ、パージ
運転開始直後から気泡を円滑に排出することができる。
従って、気泡と共に排出されるインクの無駄を抑制する
ことができる。

【００６９】印字運転時のインク供給路の流路断面積が
インクリザーバの流路断面積よりも大きくなるようにす
ることにより、インク供給路の気泡がインクリザーバに
流入することを抑制することができる。

【００７０】インク供給路を複数形成することにより、
各インク供給路の流路断面積を小さくしたままインク供
給路の全体の流路断面積を大きくすることができる。そ
のため、印字運転時のインク供給量を十分に確保するこ
とができるとともに、パージ運転時における気泡の排出
を円滑に行うことができる。

【００７１】第１インク供給路と、当該第１インク供給
路よりもインク排出口から遠い位置に設けられた第２イ
ンク供給路とを備え、所定のパージ運転時に第１インク
供給路の流路断面積が第２インク供給路の流路断面積よ
りも小さくなるようにすることにより、第２インク供給
路からインクリザーバを経てインク排出口から排出され
るインクの流れが促進され、インクリザーバのインクの
流速を増加させることができる。従って、インクリザー
バ内の気泡を円滑に除去することができる。

【００７２】インク供給路の流路断面積を所定の第１面
積にまで減少させてヘッド本体内のインクを吸引する第
１パージ運転と、インク供給路の流路断面積を上記第１
面積よりも大きな第２面積に維持してヘッド本体内のイ
ンクを吸引する第２パージ運転とを選択的に実行する制
御手段を備えることにより、第１パージ運転にあっては
インク供給路の気泡を集中的に除去することができ、第
２パージ運転にあってはインクリザーバ内の気泡を集中
的に除去することができ、効率的なパージが可能とな
る。

【００７３】第１インク供給路の流路断面積を減少させ
てヘッド本体内のインクを吸引する第１パージ運転と、
第１インク供給路を遮断してヘッド本体内のインクを吸
引する第２パージ運転とを選択的に実行する制御手段を
備えることにより、第１パージ運転にあっては第１イン
ク供給路の気泡を集中的に除去することができ、第２パ
ージ運転にあっては第２インク供給路及びインクリザー
バの気泡を集中的に除去することができ、効率的なパー
ジが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリン
タの概略構成図である。

【図２】実施形態１に係るインクジェットヘッドの斜視
図である。

【図３】実施形態１に係るインクジェットヘッドの断面
図である。

【図４】パージ運転時の図３相当図である。

【図５】インク供給路形成部材の部分断面図である。

【図６】実施形態２に係る図２相当図である。

【図７】実施形態２に係る図４相当図である。

【図８】実施形態３に係る図４相当図である。

【図９】実施形態４に係る図４相当図である。

【図１０】従来のインクジェットヘッドの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド １０ 駆動回路 １１ 吐出口 １２ 圧力室 １３ 振動板 １４ 圧電素子 １５ インク供給口 １６ インクリザーバ １７ インク排出口 １８ 第１インク供給路 １９ 第２インク供給路 ２０ インクフィルタ ２１ 副パージ機構 ２２ 流路変形機構 ２３ インクタンク ２４ 主パージ機構 ３０ ヘッド本体 ３１ 第１インク供給路形成部材 ３５ 第２インク供給路形成部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための複数の吐出口
   と、該各吐出口に連通した複数の圧力室と、該各圧力室
   にインクを補給するように該各圧力室に連通したインク
   リザーバと、該インクリザーバにインクを供給するイン
   ク供給路とが形成され、該圧力室内のインクに圧力を付
   与することによって該吐出口からインクを吐出するイン
   クジェットヘッドであって、 上記インク供給路は、流路断面積が変更自在に構成され
   ているインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 インクを吐出するための複数の吐出口
   と、該各吐出口に連通した複数の圧力室と、該各吐出口
   からインクを吐出させるために各圧力室内のインクに圧
   力を付与する複数のアクチュエータと、該各圧力室にイ
   ンクを補給するように該各圧力室に連通したインクリザ
   ーバとが設けられたヘッド本体と、 インク内の気泡をパージするためのパージ運転時に、上
   記ヘッド本体内のインクを吸引するパージ手段と、 上記パージ運転時に、上記各圧力室への空気の侵入を阻
   止するように上記ヘッド本体の上記各吐出口を覆うキャ
   ッピング手段と、 上記インクリザーバに連通するとともに所定のパージ運
   転時に流路断面積が減少するインク供給路が形成された
   インク供給路形成部材とを備えているインクジェットヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 インク供給路形成部材は、所定のパージ
   運転時のインク供給路内の圧力減少に従って変形する弾
   性部材によって形成されている請求項２に記載のインク
   ジェットヘッド。
4. 【請求項４】 インク供給路形成部材は、弾性部材によ
   って形成され、 所定のパージ運転時にインク供給路の流路断面積が減少
   するように上記インク供給路形成部材を弾性変形させる
   変形手段を備えている請求項２に記載のインクジェット
   ヘッド。
5. 【請求項５】 インク供給路は、少なくとも印字運転時
   の流路断面積がインクリザーバの流路断面積よりも大き
   くなるように形成されている請求項２〜４のいずれか一
   つに記載のインクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 インク供給路が複数形成されている請求
   項２〜５のいずれか一つに記載のインクジェットヘッ
   ド。
7. 【請求項７】 ヘッド本体には、パージ運転時にインク
   リザーバ内のインクを排出するためのインク排出口が形
   成され、 インク供給路は、第１インク供給路と、該第１インク供
   給路よりも該インク排出口から遠い位置に設けられた第
   ２インク供給路とを有し、 上記第１及び第２インク供給路は、所定のパージ運転時
   に該第１インク供給路の流路断面積が該第２インク供給
   路の流路断面積よりも小さくなるように構成されている
   請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. 【請求項８】 インク供給路の流路断面積を所定の第１
   面積にまで減少させてヘッド本体内のインクを吸引する
   第１パージ運転と、インク供給路の流路断面積を該第１
   面積よりも大きな第２面積に維持してヘッド本体内のイ
   ンクを吸引する第２パージ運転とを選択的に実行する制
   御手段を備えている請求項２〜７のいずれか一つに記載
   のインクジェットヘッド。
9. 【請求項９】 第１インク供給路の流路断面積を減少さ
   せてヘッド本体内のインクを吸引する第１パージ運転
   と、該第１インク供給路を遮断してヘッド本体内のイン
   クを吸引する第２パージ運転とを選択的に実行する制御
   手段を備えている請求項７に記載のインクジェットヘッ
   ド。