JP2001232792A

JP2001232792A - 液体輸送装置

Info

Publication number: JP2001232792A
Application number: JP2000045434A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yokouchi; 力横内
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-08-28
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP4286422B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液体流路に設けたキャビティ部の容積変化に
よって液体を一方向へ輸送する液体輸送装置において、
液体の逆流を防ぎ、液体流路に気泡が付着するのを防い
で液体の輸送効率を向上させ、マイクロマシンなどの製
造方法による製作を可能にし、製作を容易にする。【解決手段】液体流路内にキャビティ部の上流側およ
び下流側の少なくとも一方に可動部を持たない抵抗付与
部をそのコンダクタンスが大きくなる方向を液体の輸送
方向に揃えて設け、抵抗付与部の内壁面付近に親水処理
を施す。親水処理を施すのに代えて、抵抗付与部の内壁
面を液体の輸送方向へ滑らかに連続する曲面で形成して
もよい。抵抗付与部は液体流路断面積が最小となる喉に
向かって上流側から立上がる斜面の立上がり角度βと喉
に向かって下流側から立上がる斜面の立上がり角度αと
が０＜β＜αとなるように設定してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液体の流れ方向
によってコンダクタンスが変化する抵抗付与部を用いる
ことによって液体を一定方向に輸送する液体輸送装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像信号に基づいてインクの吐出量を制
御して、画像を形成する画像記録ヘッドとして、種々の
方式のものが従来より提案されている。例えば吐出する
インクの濃度を変化させて画像を形成するものが知られ
ている（米国特許第４，１０９，２８２号、４，６１
４，９５３号、特開平５−２０１０２４号、７−１２５
２５９号、３−２０７６６４号、９−１５６１３１号な
ど）。

【０００３】米国特許第４，１０９，２８２号（以下先
行技術文献１という）には、クリアーインクとブラック
インクの２液を、画像形成用の基体へ導くための流路中
に、フラップバルブと称する弁を設け、この弁を変位さ
せることによって各インクの流路を開閉し、２液を所望
の濃度に混合して基体上に移送するプリント装置が開示
されている。これによりＴＶスクリーンに表示された画
像情報と同じグレースケール情報を持った画像をプリン
トアウトできるようにしたものである。ここには、フラ
ップバルブの弁とその対向面に設けられた電極との間に
電圧を印加し、その静電引力で弁自身を機械的に変形さ
せることにより弁を変位させることが開示されている。
またインクはプリント用紙の繊維間の毛管現象によって
吸い出される。

【０００４】米国特許第４，６１４，９５３号（以下先
行技術文献２）には、同じく複数の色の異なったインク
と溶媒を所望の量だけ第３のチャンバーへ導き混合させ
るプリンターヘッド装置が開示されている。ここには所
望の量のインクを秤量する手段として、チャンバーと、
このチャンバーに取り付けられたダイアフラム状のピエ
ゾ効果素子部とを用い、このピエゾ素子を駆動させて得
られる圧力パルスを用いることが開示されている。

【０００５】特開平５−２０１０２４号（以下先行技術
文献３）には、キャリア液体が充填される液体室と、液
体室に設けられたインクジェット駆動手段と、前記液体
室に連通するノズルと、このノズル内のキャリア液体に
インクを混合する混合部とを備えたインクジェットプリ
ントヘッドが開示されている。またここには、インクの
混合量を所望の値に調整するために電気浸透現象を利用
した調整手段を設けることも開示されている。

【０００６】特開平７−１２５２５９（以下先行技術文
献４）には、同様に、第１と第２の濃度を有するインク
を供給する第１および第２の供給手段と、所望のインク
濃度になるように第２の供給手段による第２のインクの
供給量を制御する制御手段とを有するインクジェット記
録ヘッドが開示されている。

【０００７】ここには制御手段として、専用の発熱素子
を持ちその熱エネルギーをもって駆動されるマイクロポ
ンプによるものが開示されている。このマイクロポンプ
としては、発熱素子により熱エネルギーを発生させ、そ
れにより生じた核沸騰による圧力で、例えばピストン状
の弁、もしくは片持ち梁的な弁を駆動する例が開示され
ている。またここには、この弁に形状記憶合金からなる
アクチュエータを組合せて使用することにより、特に流
入量の少ない領域においてインク流入量を効果的に制御
することが可能になると説明されている。

【０００８】特開平３−２０７６６４号（以下先行技術
文献５）には、先行技術文献２と似た構造であるが、複
数のインクの吐出量を圧電素子に印加するパルス幅によ
って制御して、これらを混ぜ合せる構造のものが示され
ている。

【０００９】特開平９−１５６１３１号（以下先行技術
文献６）には、画像データに基づいて、複数色の画像を
形成する複数のプリンタヘッドを備え、インクと希釈液
とを所定の混合比で混合して希釈インクとなし、前記希
釈インクをノズルから噴射して記録媒体上に記録画像を
形成するインクジェットプリンタが示されている。ここ
に、前記複数のプリンタヘッドに、インク混合量が小さ
く明確な印画濃度に達しない例えば全白の画像データが
入力されたとき、複数のプリンタヘッドのうち、少なく
とも一つのプリンタヘッドから前記希釈液を吐出させる
インクジェットプリンタが開示されている。この結果急
激な階調変化（トーンジャンプ）を防ぎ、希釈液の余分
な消費を抑え乾燥性を向上させるものである。また希釈
液の体積は圧電素子で形成される駆動部に印加するパル
ス電圧やパルス幅、パルス回数等に制御される。

【００１０】このように先行技術文献１では重力により
流下するインクの量をインク吐出口の開口面積を変化さ
せることにより制御する。文献２ではインクの吐出量は
ダイヤフラムの変位量や変位回数により制御される。文
献３ではインクの吐出量は電気浸透により制御される。
文献４では予め加圧したインクをヒータにより開閉され
るマイクロポンプによりその吐出量を制御する。文献５
では圧電素子の変位量と変位回数により制御される。文
献６ではインク吐出量をインクタンクの壁を圧電素子に
より変位させることにより制御する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これら先行技術の中
で、インクを積極的に吐出するポンプ機能を有するもの
としては、文献２，５，６のものが挙げられる。しかし
これらはいずれもインク流路の途中に容積が拡大した加
圧室（キャビティ部）を持ち、この加圧室の容積をダイ
ヤフラムやタンク壁の振動により変化させるものであ
り、この加圧室の上流側および下流側にはインクの逆流
を防ぐための逆止弁などは持たないものであった。この
ため加圧室の容積変化に伴いインクは上流側へも逆流
し、この逆流量も多くなってポンプとしての効率が悪く
なるという問題があった。

【００１２】そこで出願人は、加圧室（キャビティ部）
の上流側（入口側）および下流側（出口側）に、インク
の流れ方向によりコンダクタンス（抵抗の逆数）が変化
する抵抗付与部（絞り）を設けることを検討している
（特願平１１−３５１００８号など）。この抵抗付与部
は、一般的な一方向弁などのような機械的な可動部分を
持たないから、耐久性・信頼性に優れ、かつマイクロマ
シンなどの製造方法により製造することができ、製作が
容易である、という利点を持つ。

【００１３】しかしながらこの抵抗付与部は流路内壁面
に微小な絞りなどの幾何学的に複雑な形状の部分を設け
るため、万一液体に細かい気泡が含まれているとこの気
泡がこの複雑な形状の部分に捕捉されて付着し易い。こ
の気泡は抵抗付与部の微細な溝などに入るとその排出が
極めて困難である。

【００１４】またこのように気泡が付着すると、キャビ
ティ部の容積変化に伴って気泡の容積が変化することに
なり、キャビティ部の容積を変化させる駆動エネルギー
が液体に十分に伝えることができなくなってポンプ効率
が悪くなることが考えられる。

【００１５】

【発明の目的】この発明はこのような事情に鑑みなされ
たものであり、インクなどの液体の逆流を防ぎ、また液
体流路に気泡が付着するのを防いで液体を効率良く一方
向へ輸送することができ、さらにマイクロマシンなどの
製造方法を用いて製作でき、製作が容易になる液体輸送
装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【発明の構成】この発明によればこの目的は、液体流路
に設けたキャビティ部の容積変化によって液体を一方向
へ輸送する液体輸送装置において、前記液体流路内に前
記キャビティ部の上流側および下流側の少なくとも一方
に可動部を持たない抵抗付与部がそのコンダクタンスが
大きくなる方向を液体の輸送方向に揃えて設けられ、前
記抵抗付与部の内壁面付近に親水処理が施されているこ
とを特徴とする液体輸送装置、により達成される。

【００１７】同一の目的は、液体流路に設けたキャビテ
ィ部の容積変化によって液体を一方向へ輸送する液体輸
送装置において、前記液体流路内に前記キャビティ部の
上流側および下流側の少なくとも一方に可動部を持たな
い抵抗付与部がそのコンダクタンスが大きくなる方向を
液体の輸送方向に揃えて設けられ、前記抵抗付与部の内
壁面は液体の輸送方向へ滑らかに連続する曲面で形成さ
れていることを特徴とする液体輸送装置、によっても達
成される。

【００１８】同一の目的は、液体流路に設けたキャビテ
ィ部の容積変化によって液体を一方向へ輸送する液体輸
送装置において、前記液体流路内に前記キャビティ部の
上流側および下流側の少なくとも一方に可動部を持たな
い抵抗付与部がそのコンダクタンスが大きくなる方向を
液体の輸送方向に揃えて設けられ、前記抵抗付与部は液
体流路断面積が最小となる喉に向かって上流側から立上
がる斜面の立上がり角度βと前記喉に向かって下流側か
ら立上がる斜面の立上がり角度αとが０＜β＜αとなる
ように設定されていることを特徴とする液体輸送装置、
によっても達成される。

【００１９】このような気泡の付着を防止するための構
成は全ての抵抗付与部に設けてもよいが、一部の抵抗付
与部にだけこの気泡付着防止のための構成を持たせたも
のであってもよい。

【００２０】キャビティ部の容積を変化させるために
は、キャビティ部に駆動部により駆動される可動壁を設
け、この可動壁を移動させる構造のものが使用できる。
例えばキャビティ部の壁の一部をダイヤフラムで構成
し、このダイヤフラムをピエゾ素子（圧電素子）や、磁
歪素子、あるいは静電力を利用して駆動するものが可能
である。

【００２１】抵抗付与部は、液体の輸送方向のコンダク
タンスがその逆方向のコンダクタンスに比べて大きくな
る幾何学的形状のものであればよい。例えば流路の断面
積が最小になる喉を挟んで上流側で急激に断面積が増大
し下流側で緩やかに断面積が増大する末広ノズルの形状
にすることが可能である。キャビティ部の上流側および
下流側の両方に抵抗付与部を設けてもよいが、上流側お
よび下流側の一方だけに設けてもよい。またキャビティ
部の上流側および下流側の少なくとも一方に複数の抵抗
付与部を設ければ、液体の逆流防止機能は一層大きくな
り、輸送効率を一層向上させることができる。

【００２２】この液体輸送装置は画像記録ヘッドに用い
ることができる。すなわちインクの吐出量を画像信号に
基づいて制御することにより画像を形成することができ
る。この場合にインクの吐出量は常にほぼ一定になるよ
うにするのがよい。このためには、吐出するインクを、
乾燥後に実質的に画像を形成しない画像非形成液（透明
インク）と、乾燥後に実質的に画像を形成する画像形成
液（例えば黒インクなどの有色インク）とで形成し、こ
れらの液の合計流量が略一定となるように各液の吐出量
を制御すればよい。

【００２３】１つのインク吐出口に対して１つのインク
流路から１色のインクを供給するようにしてもよい。例
えば印字プリンタなどで単色の印字を行う場合や、複数
のインク吐出口から吐出される異なる色のインクの組合
せによって各画素の色を設定する場合には、このような
ものが使用可能である。１つのインク吐出口の上流側で
色が異なる複数のインク流路を集合させ、各インク流路
から供給されるインクの量を別々に制御することにより
インク吐出口から吐出される流体の色を設定するように
してもよい。

【００２４】インクはインク吐出口より連続して吐出
し、このインクを画像受容体へ連続した流体として移送
することができる（連続塗布方式）。ここに１つのイン
ク吐出口から画像受容体に移送するインクを画像非形成
液と画像形成液とで形成する場合には、各液は均質に混
合してもよいが、これらを混合せずに層状に重ねた状態
で塗布するようにしてもよい。

【００２５】インク吐出口から吐出するインクは、イン
ク滴として画像受容体に飛翔させることも可能である
（インクジェット方式）。この場合には、インク吐出ポ
ンプの可動部材の変位によりインクをインク吐出口から
直接インクジェット状にして吐出させることができる。
しかし可動部材の変位によって流量が制御された流体
を、別に設けたインク移送手段を用いたインクジェット
方式により画像受容体へ導くようにしてもよい。

【００２６】

【実施態様】図１は本発明の一実施態様である連続塗布
方式の画像形成装置の概念図、図２はここに用いる画像
記録ヘッドの拡大断面図、図３はそのインク吐出ポンプ
の構造説明図、図４は抵抗付与部の拡大断面図である。
図１において符号１０はプラテン、１２はこのプラテン
１０に巻掛けられた画像受容体としてのプリント用紙で
ある。このプリント用紙１２はプラテン１０の図上時計
方向の回転によって一定速度で矢印方向に送られる。

【００２７】１４は下塗り部であり、インクの付着性を
向上させて画質の向上を図るために透明な下塗り液をプ
リント用紙１２に塗布する。１６は画像記録ヘッドであ
り、第１のインクと第２のインクとを混合してプリント
用紙１２に導くことによりプリント用紙１２に画像を形
成する。１８はこの画像記録ヘッド１６で画像が形成さ
れたプリント用紙１２を加熱し、インクを乾燥させるヒ
ータである。

【００２８】画像記録ヘッド１６は図２に示すように、
第１のインク流路２０と、第２のインク流路２２とを備
え、これらの各流路２０，２２にはそれぞれ第１のイン
クおよび第２のインクが供給される。各インクの流量は
インク吐出ポンプ２４，２６によって制御されてから合
流し、インク吐出口２８に導かれる。

【００２９】インク吐出口２８はプリント用紙１２の幅
方向の画素ごとに設けられ、各インク吐出口２８からは
各画素に対応して濃度および／または色が制御されたイ
ンクが吐出される。第１のインクとしては無色透明イン
ク、すなわち乾燥した時に無色透明となるインクが使用
可能であり、酸化防止剤や紫外線吸収剤などの退色防止
剤を含む。第２のインクは例えば黒色のインクである。

【００３０】これら第１および第２のインクはそれぞれ
インクタンク３０，３２に収容され、これらのインクタ
ンク３０，３２からインク供給ポンプ３４，３６によっ
てそれぞれ第１および第２のインク流路２０，２２に一
定圧力で送出される。ここで用いるポンプ３４，３６と
して例えばインク吐出側に圧力調整弁を備え、吐出圧を
一定に保持する構造のものが適する。またタンク３０，
３２を密閉型のものとしてこれらに一定空気圧を供給す
ることによりインクを加圧するものも適する。さらに細
いパイプの毛細管現象によってインクをインクタンク３
０，３２から吸い上げるものであってもよい。

【００３１】インク吐出ポンプ２４，２６は、例えば１
つの画素に対応するものを共通の基板上に形成すること
ができる。各画素ごとに用意した各基板を仕切板を挟ん
で積層することにより画像記録ヘッド１６を作ることが
できる。

【００３２】ポンプ２４，２６は、可動部を持たない抵
抗付与部４２ａ、４２ｂおよび４４ａ、４４ｂと、これ
らの抵抗付与部４２ａと４２ｂの間および４４ａ、４４
ｂの間に形成されたキャビティ部４６，４８と、このキ
ャビティ部４６，４８に臨むダイヤフラム５０，５２
と、これらのダイヤフラム５０および５２を駆動する駆
動部５４，５６とを有する。

【００３３】抵抗付与部４２ａ、４２ｂおよび４４ａ、
４４ｂは、可動部を持たず、キャビティ部４６，４８に
対してインクの流れ方向によってコンダクタンス（抵抗
の逆数）が変化する形状とした絞りで形成される。すな
わちこれらの抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４
ｂはインクの流れ方向（輸送方向）に対するコンダクタ
ンス（抵抗の逆数）がその逆方向に対するコンダクタン
スよりも大きくなるような幾何学的形状を持つ絞りとし
たものである。従って可動部分を持たず、マイクロマシ
ンの製造方法によって製造することが容易である。これ
らの抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂはいず
れも同じ構造であるから、一方のインク吐出ポンプ２４
に用いている１つの抵抗付与部４２ａを用いてその構造
を説明する。

【００３４】抵抗付与部４２ａは、図３に示すようにイ
ンクの流れ方向（図２、３の左から右に向かう方向）に
向ってインク流路面積がほぼ連続的に増加する斜面Ａ
と、逆方向に向ってインク流路面積が急激に増加する平
面Ｂとを持つ。すなわち流路断面積が最小になる喉を挟
みその下流側が長く上流側が短い末広ノズルとなってい
る。

【００３５】この抵抗付与部４２ａの動作を定性的に説
明する。まずインクは図２、３上で左側から右側に向っ
て流れる時には、インクは喉を通り斜面Ａに沿って整流
に近い流れとなって流れる。このためその時の圧力損失
は小さくなり、流動抵抗が小さい。反対にインクが右側
から左側へ向って流れる時には、インクは喉を通り平面
Ｂにより急激に膨張することになり、乱流となる。この
ため圧力損失が大きくなり、流動抵抗が大きくなる。な
お平面Ａ，Ｂの角度によってはこの流動抵抗が大きくな
る流れ方向が逆になることもあり得るので、この時は抵
抗付与部の向きを逆にする。

【００３６】抵抗付与部４２ａと４２ｂの間および４４
ａと４４ｂの間には容積が変動するキャビティ部４６，
４８があり、このキャビティ部４６，４８の容積は駆動
部５４，５６により駆動されるダイヤフラム５０，５２
によって変化する。駆動部５４，５６はピエゾ素子（圧
電素子）、磁歪素子が適し、特にＰＺＴ（チタン酸鉛・
ジルコン酸鉛固容体）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ
₃）、ＰＺＴとチタン酸バリウムの固容体などを用いた
ピエゾ素子が最適である。

【００３７】なお駆動部５４，５６には、ピエゾ効果や
磁歪効果を利用するものに代えて他の効果を利用するも
のでもよい。熱一圧力効果、静電引力もしくは静電斥
力、画像形成に用いる複数の流体とは異なる流体の界面
張力の効果、画像形成に用いる複数の流体とは異なる流
体の電気分解and/or熱により生じる気泡、画像形成に用
いる複数の流体とは異なる流体の流路抵抗を変化させて
該液体の液圧を変化させる効果、などを利用するもので
もよい。

【００３８】ダイヤフラム５０，５２の変動によってキ
ャビティ部４６，４８の容積が変動すると、インクが抵
抗付与部４２ａ、４２ｂおよび４４ａ、４４ｂを往復動
する。この時のインク流動は図２、３で右方向に向かう
時に抵抗は小さくなり、逆方向（左方向）に向かう時に
抵抗が大きくなる。このためキャビティ部４６，４８の
連続する容積変動により、インクは抵抗の小さい方向へ
流れることになり、逆止弁として機能するものである。

【００３９】なお抵抗付与部はキャビティ部４６，４８
の上流側および下流側にそれぞれ複数ずつ設ければポン
プの機能が向上するが、上・下流側の一方に設ける抵抗
付与部を１つとしてもよい。この実施態様のようにキャ
ビティ部４６，４８を挟んで両側にそれぞれ２つ以上ず
つ設ければ、ポンプの機能が一層向上する。

【００４０】駆動部５４，５６を駆動すると、ダイヤフ
ラム５０，５２がキャビティ部４６，４８内へ進退動
し、キャビティ部４６，４８の容積が変化する。このた
めインクはインク吐出口２８に向って流れる。この時の
ダイヤフラム５０，５２の移動範囲を一定に規制してお
けば、ダイヤフラム５０，５２の１回の往復動により吐
出されるインク量は一定となる。従って各駆動部５４，
５６に印加する駆動パルス数を制御することにより、第
１および第２のインクの供給量を高精度に制御すること
ができる。

【００４１】このように駆動部５４，５６の１回の往復
動によるインク吐出量を一定にすれば、各インク吐出ポ
ンプ２４，２６によるインク吐出量は駆動部５４，５６
の駆動回数に比例することになる。ここでは各インク通
路２０，２２から供給される第１および第２のインクの
合計供給量Ｓ₀を常に一定とするように、制御部６２
（図１）は各駆動部５４，５６を制御する。

【００４２】この制御部６２は、図２に示すように演算
部６４とドライバ６６，６８を備える。演算部６４は、
濃度信号（画像信号）に基づいて第１および第２のイン
クの混合割合（Ｓ₁／Ｓ₂）を演算する。ここに第１およ
び第２のインクの供給量Ｓ₁，Ｓ₂は、その合計（Ｓ₁＋
Ｓ₂）が一定量Ｓ₀となるように決める。ドライバ６６，
６８は各流路２０，２２の供給量がＳ₁，Ｓ₂となるよう
に駆動部５４，５６を駆動する。

【００４３】駆動部５４，５６はパルスによって駆動さ
れ、このパルス数によってダイヤフラム５０，５２の開
閉回数が制御され、その結果流量Ｓ₁，Ｓ₂が制御される
ように構成することができる。この場合に、インク流路
２０，２２の流路抵抗やインク供給圧力やダイヤフラム
５０，５２の開閉条件等が揃っていて、１つのパルスに
よってそれぞれが吐出するインク量が同じであるものと
すれば、駆動部５４，５６の駆動パルス数の合計が一定
になるように制御することにより、合計流量Ｓ ₀＝Ｓ₁＋
Ｓ₂を一定に管理することができる。

【００４４】画像記録ヘッド１６は前記したように基板
と仕切板とを交互に積層したものである。各基板には、
図２に示すように１つの画素に対応するインク吐出口２
８、インク流路２０，２２、インク吐出ポンプ２４，２
６が形成される。ここに各基板のインク吐出口２８は、
プリント用紙１２の走行方向に直交する直線上に並ぶ。
またこの場合には隣接する各インク吐出口２８の間隔は
記録画像の画素間隔に一致する。従って１枚の基板と１
枚の仕切板の合計厚さは画素間隔に一致する。

【００４５】前記したようにインク吐出ポンプ２４，２
６で流量が制御された第１および第２のインクは、第１
および第２の流路２０，２２が合流するインク吐出口２
８から連続流となって吐出され、このインク吐出口２８
に近接して対向するプリント用紙１２に連続塗布され
る。この時駆動パルス数により合計吐出流量Ｓ₁＋Ｓ₂＝
Ｓ₀が一定になるように管理するから、インクを円滑か
つ安定してプリント用紙１２に塗布できる。この場合に
第１および第２のインクは図２に示すように互いに混合
せず乱れの無い層流として塗布する。

【００４６】ここに層流は、第１および第２のインクの
境界近傍だけで混合した状態の流れを含む。第１、第２
のインクは均一に混合してもよいが、このように層流と
することにより、プリント用紙１２に形成した画像表面
をいずれかのインク（ここでは第１のインク）で覆うこ
とができる。またいずれかのインク（ここでは第２のイ
ンク）をプリント用紙１２の下塗り層に対してなじみが
良いインクとすることにより画質を向上させることがで
きる。

【００４７】第１、第２のインク流路２０，２２および
インク吐出ポンプ２４，２６はプリント用紙１２の幅方
向（移動方向に直交する方向）に多数並設され画素ごと
に設けられるから、各画素に対応するインク吐出ポンプ
２４，２６をそれぞれの濃度信号（画像信号）によって
制御することにより画像を形成することができる。この
場合、各画素ごとにインク吐出口２８を独立させてプリ
ント用紙１２に対向させておくことができる。またこれ
らのインク吐出口２８をプリント用紙１２の幅方向に連
通するスリット内に開口させ、インク液体をこのスリッ
トから帯状にプリント用紙１２に移送し塗布することも
できる。

【００４８】このように構成された画像記録ヘッド１６
において、インクタンク３０、３２からこの画像記録ヘ
ッド１６に導かれるインクに微細な気泡が含まれている
ことがある。この気泡はインク吐出ポンプ２４、２６内
に入るとインク流路２０、２２の内壁面などに付着し易
い。特に抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂで
は内壁面の形状が複雑に変化し、インク流路面積が急激
に変化してインクの流れに乱れが発生するから、インク
流れに淀みが生じるところに気泡が付着し易い。

【００４９】そこでこの実施態様では、抵抗付与部４２
ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂの付近に親水処理Ｐを施し
たものである。すなわち気泡が付着し易い部分である平
面Ｂに親水処理を施した。なお図４は１つの抵抗付与部
４２ａの断面を示すが、他の抵抗付与部４２ｂ、４４
ａ、４４ｂも全く同じ構造であり、同じように親水処理
を施すのは勿論である。

【００５０】ここに親水処理は、インクの接触面に親水
性樹脂の膜を形成することにより施すことができる。こ
のような親水性樹脂としては、ナイロン樹脂、ポリビニ
ルアルコール系樹脂などが適する。親水処理は界面活性
剤を塗布することによっても施すことができる。親水処
理は抵抗付与部４２ａの平面Ｂだけに施すのに代えて、
斜面Ａや、抵抗付与部４２ａの内壁面全体に施してもよ
いし、抵抗付与部４２ａ、４２ｂを含むインク流路２０
の内壁面全体に親水処理を施してもよい。

【００５１】この実施態様によれば、インクに混入した
気泡がインク流路２０、２２に入り抵抗付与部４２ａ、
４２ｂ、４４ａ、４４ｂを通っても、これら抵抗付与部
４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂの特に気泡が付着し易
い平面Ｂに親水処理が施されているので、この平面Ｂに
気泡が付着せず円滑に排出される。このため特にキャビ
ティ部４６、４８の近くに気泡が残留しにくくなり、ポ
ンプ効率の低下を招くことがない。

【００５２】

【他の実施態様】図５は他の実施態様である抵抗付与部
の拡大断面図である。この抵抗付与部１４２は、内壁面
をインク輸送方向へ向かって滑らかに連続する曲面で形
成したものである。すなわち内壁面が複雑に形状変化し
ないように滑らかな曲面としたものであり、換言すれば
内面の曲率半径が急激に変化しないようにしたものであ
る。

【００５３】この実施態様によれば、インク流路１２０
の内壁面から立上がる壁面Ｂの隅に曲面Ｒ１ができ、喉
の縁（平面Ｂと斜面Ａが交わる部分）がエッジ状になら
ず滑らかな曲面Ｒ₂となり、斜面Ａとインク流路１２０
の内壁面とが交わる隅に曲面Ｒ₃ができる。このため気
泡がこれらの隅や縁に付着しにくくなる。従ってキャビ
ティ部に気泡が残留しにくくなり、ポンプ効率の低下を
招くことがない。

【００５４】

【他の実施態様】図６は他の実施態様である抵抗付与部
の拡大断面図である。この抵抗付与部２４２は、インク
流路断面積が最小となる喉に向かって上流側から立上が
る斜面Ｂａの立上がり角度βと、喉に向かって下流側か
ら立上がる斜面Ａの立上がり角度αとが、次の関係式；
０＜β＜α；となるように設定したものである。

【００５５】この実施態様によれば、上流側の斜面Ｂａ
が喉に向かって下流側へ傾いているので、この斜面Ｂａ
に気泡が付着しにくくなる。すなわちインク流路２２０
内のインクの流れ方向に対して垂直に交わる壁を持たな
い形状とすることにより、気泡の付着を防ぐものであ
る。

【００５６】

【他の実施態様】図７は他の実施態様である抵抗付与部
の拡大断面図である。この抵抗付与部３４２は、前記図
４、５、６の実施態様を組合せたものである。すなわ
ち、図６の実施態様と同様に、インク流路３２０の内壁
面から喉に向かって立上がる角度β、αが、０＜β＜α
となるように設定した斜面ＢａとＡとを持ち、インク流
路３２０と斜面Ｂａ、Ａが交わる隅および斜面ＢａとＡ
が交わる喉の縁とを曲面Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₂とし、さらに上
流側に対向する斜面Ｂａに親水処理Ｐを施したものであ
る。

【００５７】この実施態様によれば、前記図４、５、６
の各実施態様の長所を併せて持つことができる。なお図
４〜７の各実施態様は１つのインク吐出ポンプ２４、２
６内の異なる抵抗付与部に対して組み合わせて用いるこ
とも可能であるが、製作工数の増加を防ぐためには同一
構造の抵抗付与部を用いるのがよい。

【００５８】また各インク吐出ポンプ２４、２６内の全
ての抵抗付与部に図４〜７に示したような気泡付着を防
ぐ構成を持たせてもよいが、一部の抵抗付与部だけにこ
の気泡付着防止の構成を設けておいてもよい。

【００５９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、流体流路に設
けたキャビティ部の上流側および下流側の少なくとも一
方に、可動部を持たない抵抗付与部を設け、この抵抗付
与部は液体の輸送方向にコンダクタンスが大きく逆方向
に小さくなる向きに揃えたものであるから、ポンプとし
ての効率を向上させることができる。

【００６０】特に抵抗付与部の内壁面付近には親水処理
を施したから、この抵抗付与部付近に気泡が付着しにく
くなり、液体を吐出する際のポンプ効率が気泡の付着に
より低下するのを防止することができる。またこの抵抗
付与部は可動部を持たないから、製作が容易であり、例
えばマイクロマシンの製造方法を用いて製作することも
可能になる。

【００６１】請求項２の発明によれば、抵抗付与部の内
壁面は液体の輸送方向へ滑らかに連続する曲面で形成さ
れているから、内壁面に気泡が付着しにくくなり、前記
請求項１の発明と同様な効果が得られる。

【００６２】請求項３の発明によれば、抵抗付与部の喉
に向かって上流側から立上がる斜面の立上がり角度β
と、喉に向かって下流側から立上がる斜面の立上がり角
度αとが、０＜β＜αとなるようにしたから、インクの
流れ方向に対して垂直に交わる壁を持たない形状とな
り、気泡の付着を防ぐことができる。このため前記請求
項１の発明と同様な効果が得られる。

【００６３】キャビティ部の容積を変化させるには、キ
ャビティ部の壁を駆動部により振動させてもよい（請求
項４）。しかし壁の一部をダイヤフラムとしてもよい。
抵抗付与部は末広ノズルとするのがよい（請求項５）。

【００６４】この液体輸送装置はプリンタなどの画像記
録ヘッドに用いることができる（請求項６）。この場合
にはインク吐出口に供給するインクの量をこの液体輸送
装置を用いて制御する。また画像非形成液と画像形成液
とを含む複数のインクを合流させて画像信号に対応する
濃度あるいは／および色のインクを形成し、これを画像
受容体に移送してもよく、この時には合計流量が略一定
となるようにすれば画像受容体へのインクの移送が安定
する。インクの移送は連続塗布方式で行ってもよいし、
インクジェット方式で行ってもよい（請求項７）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様である画像形成装置の概念
図

【図２】画像記録ヘッドの拡大断面図

【図３】インク吐出ポンプの説明図

【図４】抵抗付与部の拡大断面図

【図５】抵抗付与部の他の実施態様を示す図

【図６】抵抗付与部の他の実施態様を示す図

【図７】抵抗付与部の他の実施態様を示す図

【符号の説明】

１２画像受容体としてのプリント用紙１６画像記録ヘッド２０、１２０、２２０、３２０第１のインク流路２２第２のインク流路２４、２６インク吐出ポンプ２８インク吐出口４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ、１４２、２４２、３
４２抵抗付与部４６、４８キャビティ部５０、５２ダイヤフラム５４、５６駆動部Ａ、Ｂａ斜面Ｂ平面Ｐ親水処理Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃ 曲面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体流路に設けたキャビティ部の容積変
化によって液体を一方向へ輸送する液体輸送装置におい
て、前記液体流路内に前記キャビティ部の上流側および下流
側の少なくとも一方に可動部を持たない抵抗付与部がそ
のコンダクタンスが大きくなる方向を液体の輸送方向に
揃えて設けられ、前記抵抗付与部の内壁面付近に親水処
理が施されていることを特徴とする液体輸送装置。
【請求項２】液体流路に設けたキャビティ部の容積変
化によって液体を一方向へ輸送する液体輸送装置におい
て、前記液体流路内に前記キャビティ部の上流側および下流
側の少なくとも一方に可動部を持たない抵抗付与部がそ
のコンダクタンスが大きくなる方向を液体の輸送方向に
揃えて設けられ、前記抵抗付与部の内壁面は液体の輸送
方向へ滑らかに連続する曲面で形成されていることを特
徴とする液体輸送装置。
【請求項３】液体流路に設けたキャビティ部の容積変
化によって液体を一方向へ輸送する液体輸送装置におい
て、前記液体流路内に前記キャビティ部の上流側および下流
側の少なくとも一方に可動部を持たない抵抗付与部がそ
のコンダクタンスが大きくなる方向を液体の輸送方向に
揃えて設けられ、前記抵抗付与部は液体流路断面積が最
小となる喉に向かって上流側から立上がる斜面の立上が
り角度βと前記喉に向かって下流側から立上がる斜面の
立上がり角度αとが０＜β＜αとなるように設定されて
いることを特徴とする液体輸送装置。
【請求項４】キャビティ部には駆動部により駆動され
る可動壁が設けられ、前記可動壁の移動によりキャビテ
ィ部の容積を変化させる請求項１〜３のいずれかの液体
輸送装置。
【請求項５】抵抗付与部は、流路面積が最小となる喉
から液体の輸送方向に長く逆方向に短い末広ノズルであ
る請求項１〜４のいずれかの液体輸送装置。
【請求項６】インクを画像受容体に移送することによ
り画像を形成する画像記録ヘッドに用いられ、画像信号
に基づいてインクの吐出量を制御する請求項１〜５のい
ずれかの液体輸送装置。
【請求項７】画像記録ヘッドがインク吐出口から吐出
するインクは、乾燥後に実質的に画像を形成しない画像
非形成液と乾燥後に実質的に画像を形成する画像形成液
とで形成され、これら画像非形成液と画像形成液との合
計流量が略一定となるように各液の吐出量が制御される
請求項６の液体輸送装置。