JP5104603B2 - インクジェット記録装置及び付勢力調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置及び付勢力調整方法に関する。

従来、インクジェット記録装置においては、吐出口内の圧力、いわゆる背圧を−６ｃｍＡｑから−２ｃｍＡｑの負圧に保つことにより、インクの吐出を良好に維持できることが知られている。

そのため、近年、このように背圧を維持する技術として、種々の技術が提案されている。
例えば特許文献１では、インクタンク開放部の可撓性膜を非線形バネで引っ張って液面低下による圧力変化を吸収するカートリッジを提案している。
また、特許文献２，３では、このようなカートリッジを負圧維持部材として用い、これとは別にインクタンクを持たせた方法も開示されている。
さらに、特許文献４では、圧力変化を吸収するダンパーの体積変化に対して内在するバネの復元力を用いてノズル面の負圧を維持する方法も提案されている。
これらの技術では、ヘッドに対する高さ関係を固定化して当該ヘッドより上方に配置されたインクカートリッジやダンパー等、記録ヘッドにインクを供給するインク供給部のインク室に可撓膜を設け、この可撓膜をバネなどの弾性部材で外側に広げることにより、背圧を負圧に保ち、インクの消費、または送液によるヘッド内の圧力変動を吸収するようになっている。

ところで、近年、インクジェット記録装置の産業用途適用において、さまざまな製造ラインにインクジェット記録装置を組み込む事例が増えてきている。
例えば、ラベルプリンターや、オンデマンドで印字情報を切り替える用途などに、非接触で印字が可能なインクジェット記録装置を適用することが増えてきている。このようなインクジェット記録装置においては、ヘッド部やインク供給部、インクタンク部をブロック化し、製造ラインの状況に応じて自由な配置ができることが望まれている。
特開平３−２４９００号公報 特開平９−１３１８８９号公報 特開２００３−８９２１７号公報 特開２００３−２３７１０８号公報

しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の技術では、インク供給部と、記録ヘッドとの高さ関係が変わると、インク供給部での制御圧力が変化するため、ダンパーとしてのインク供給部の性能、つまりヘッド内での圧力変動の吸収性能を充分に発揮できない場合が生じる。すなわち、インク供給部と記録ヘッドとの高さ関係がかわると、制御圧力が、後述の図4に示すように、インク送液量に対して背圧変動のなだらかなＢ領域から、背圧変動の大きいA領域またはC領域に変動してしまう。このようにインク送液量に対する背圧変動の大きい領域では、インクの消費や、ポンプによる送液によって、記録ヘッドの圧力が変動してしまい、インクの吐出量が変動して画質の劣化が生じたり、極端には記録ヘッドからのインクのぼた落ちや、空気の混入が発生したりすることがある。

本発明の課題は、配置の自由度が求められている産業用途のインクジェット記録装置において、従来と比較して記録ヘッド内での圧力変動を確実に吸収することのできるインクジェット記録装置及び付勢力調整方法を提供することである。

請求項１記載の発明は、
記録媒体に対して吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、
インク供給管を介して前記記録ヘッドにインクを供給する送液ポンプと、
前記インク供給管の中途部、かつ前記記録ヘッドより上方に設けられ、前記送液ポンプから送液されるインクを貯留しつつ前記記録ヘッドに供給し、前記吐出口の内部を所定の負圧に維持する背圧維持装置と、
を備えるインクジェット記録装置において、
前記背圧維持装置は、
前記インク供給管と連通する凹部が形成されたケーシング部材と、
前記凹部の開口部を覆うことにより、前記ケーシング部材との間にインク室を形成する可撓膜と、
前記可撓膜に一端部で当接して当該可撓膜を外側に付勢する弾性部材と、
前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を変化させる付勢力変更機構と、
を有し、
当該インクジェット記録装置は、
前記インク室の内部、当該インク室から前記記録ヘッドまでの前記インク供給管の内部、或いは前記吐出口の内部での内圧を測定する内圧測定部と、
前記内圧測定部での測定結果に基づいて前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を設定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記内圧測定部での内圧測定結果に基づいて、所定圧近傍に圧力制御された前記インク室から所定量のインクが送液される前後での前記内圧の変化量が最も小さくなるよう、前記付勢力を設定することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、
記録媒体に対して吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、
インク供給管を介して前記記録ヘッドにインクを供給する送液ポンプと、
前記インク供給管の中途部、かつ前記記録ヘッドより上方に設けられ、前記送液ポンプから送液されるインクを貯留しつつ前記記録ヘッドに供給し、前記吐出口の内部を所定の負圧に維持する背圧維持装置と、
を備えるインクジェット記録装置において、
前記背圧維持装置は、
前記インク供給管と連通する凹部が形成されたケーシング部材と、
前記凹部の開口部を覆うことにより、前記ケーシング部材との間にインク室を形成する可撓膜と、
前記可撓膜に一端部で当接して当該可撓膜を外側に付勢する弾性部材と、
前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を変化させる付勢力変更機構と、
を有し、
当該インクジェット記録装置は、
前記可撓膜の膜面位置を測定する膜面位置測定部と、
前記膜面位置測定部での測定結果に基づいて前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を設定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記膜面位置測定部での測定結果に基づいて、所定圧近傍に圧力制御された前記インク室から所定量のインクが送液される前後での膜面位置の変化量が最も大きくなるよう、前記付勢力を設定することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のインクジェット記録装置において、
前記付勢力変更機構は、
前記弾性部材の他端部に当接するとともに、当該可撓膜に対する接離方向に移動する移動部材を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のインクジェット記録装置において、
前記弾性部材は、
前記ケーシング部材と前記可撓膜との間に介在することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のインクジェット記録装置において、
前記移動部材は、
前記凹部の底部で前記ケーシング部を貫通し、当該ケーシング部に対して相対移動可能に設けられるとともに、
前記インク室の内部で前記弾性部材の前記他端部に当接することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３記載のインクジェット記録装置において、
前記弾性部材は、前記インク室の内側で前記可撓膜に当接しており、
前記凹部の底部には、前記弾性部材を挿通させた補助開口部が設けられており、
前記補助開口部は、
前記弾性部材の前記他端部の側を包囲する補助可撓膜によって封止されていることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項３記載のインクジェット記録装置において、
前記弾性部材及び前記移動部材は、前記可撓膜に対してインク室とは反対の側に配設されていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１または２記載のインクジェット記録装置において、
前記付勢力変更機構は、
磁性材料で形成されるとともに、前記弾性部材における前記一端部または他端部の側に設けられた移動部材と、
前記磁性部材に磁力を作用させて当該磁性部材を前記可撓膜に対する接離方向に移動させる電磁石とを有することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、
記録媒体に対して吐出口からインクを吐出する記録ヘッド、
インク供給管を介して前記記録ヘッドにインクを供給する送液ポンプ、及び、
前記インク供給管と連通する凹部が形成されたケーシング部材と、前記凹部の開口部を覆うことにより、前記ケーシング部材との間にインク室を形成する可撓膜と、前記可撓膜に一端部で当接して当該可撓膜を外側に付勢する弾性部材と、前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を変更すべく前記弾性部材の位置を変更可能な付勢力変更機構と、を有し、前記インク供給管の中途部、かつ前記記録ヘッドより上方に設けられ、前記送液ポンプから送液されるインクを貯留しつつ前記記録ヘッドに供給し、前記吐出口の内部を所定の負圧に維持する背圧維持装置、
を備えたインクジェット記録装置における、前記弾性部材から前記可撓膜への付勢力調整方法であって、
前記インク室にインクを充填する第１工程と、
前記第１工程で前記インク室ヘインクが充填された状態で、前記付勢力変更機構により前記弾性部材の位置を、当該弾性部材から前記可撓膜への付勢力が最小となる位置に調整する第２工程と、
前記第２工程後に、前記インク室の内圧が所定の負圧となるように前記インク室に充填されているインクを排出する第３工程と、
前記第３工程後に、前記インク室から前記記録ヘッドに所定量のインクを送液させ、この送液前後での圧力変化量を把握する第４工程と、
を備え、
前記第４工程後に、前記付勢力変更機構により前記弾性部材の位置を前記可撓膜への付勢力が最大となる位置までの間で所定量ずつ移動させる毎に前記第３工程及び前記第４工程を行って前記弾性部材の各位置での送液前後の圧力変化量を把握し、当該各位置での圧力変化量の内、最も小さい圧力変化量に対応する位置に前記弾性部材の位置を調整することを特徴とする。

請求項１，２記載の発明によれば、インク供給管と連通する凹部が形成されたケーシング部材と、凹部の開口部を覆うことによりケーシング部材との間にインク室を形成する可撓膜と、可撓膜に一端部で当接して当該可撓膜を外側に付勢する弾性部材と、弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を変化させる付勢力変更機構とが背圧維持装置に具備されるので、弾性部材から可撓膜に対する付勢力を付勢力変更機構によって変化させることができる。従って、インク供給部（背圧維持装置）と記録ヘッドとの高さ関係や、さらには弾性部材の弾性係数、装置の製造誤差などに関わらず、インクの消費（排出）や送液（供給）による記録ヘッド内の圧力変動が吸収され、安定した印字が行われる。よって、配置の自由度が求められている産業用途のインクジェット記録装置において、従来と比較して記録ヘッド内での圧力変動を確実に吸収することができる。
また、このようにインク供給部と記録ヘッドとの高さ関係などに関わらず、記録ヘッド内の圧力変動を確実に吸収することができるため、背圧維持装置の汎用性を高めることができる。

また、請求項１記載の発明によれば、インク室の内部、当該インク室から記録ヘッドまでのインク供給管の内部、或いは吐出口の内部での内圧を測定する内圧測定部と、内圧測定部での測定結果に基づいて弾性部材から可撓膜に対する付勢力を設定する制御部とを備え、この制御部はインク室から所定量のインクが送液される前後での内圧の変化量が最も小さくなるよう付勢力を設定するので、インクの供給によるヘッド内での圧力変動を確実に吸収することができ、ヘッド内の背圧を適切な圧力に維持することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、可撓膜の膜面位置を測定する膜面位置測定部と、膜面位置測定部での測定結果に基づいて弾性部材から可撓膜に対する付勢力を設定する制御部とを備え、この制御部はインク室から所定量のインクが送液される前後での膜面位置の変化量が最も大きくなるよう付勢力を設定するので、インクの供給によるヘッド内での圧力変動を確実に吸収することができ、ヘッド内の背圧を適切な圧力に維持することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るインクジェット記録装置について説明する。
図１は、本実施の形態におけるインクジェット記録装置１の概略構成を示す側面図である。

この図に示すように、インクジェット記録装置１は、シリアルプリント方式によるインクジェットプリンタである。このインクジェット記録装置１には、紙などの記録媒体Ｐを非記録面側（図中の下側）から支持する平板状のプラテン１０が設けられている。プラテン１０の上流側及び下流側には、それぞれ記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ１１，１２が回転自在に設けられており、これら搬送ローラ１１，１２は、回転することによって記録媒体Ｐをプラテン１０の上面に沿って所定の方向（以下、搬送方向Ｘとする）に搬送するようになっている。

プラテン１０の上方には、搬送方向Ｘの直交方向（主走査方向）に延在するよう、棒状のガイドレール１３が設けられている。ガイドレール１３にはキャリッジ１４が支持されており、このキャリッジ１４はガイドレール１３に沿って主走査方向に往復移動するようになっている。

キャリッジ１４には、インクジェット記録装置１で使用される各色（例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））に対応した記録ヘッド２が搭載されている。

記録ヘッド２の吐出面、つまり記録媒体Ｐとの対向面には、記録媒体Ｐに対してインクを吐出する吐出口２０が複数設けられている。各吐出口２０には、例えば、電圧の印加によって変形する圧電素子としてのピエゾ素子（図示せず）が付設されており、駆動電圧の印加によって変形することにより、インク流路を圧縮して吐出口２０からインクを吐出させるようになっている。なお、インク流路にはヒータ（図示せず）が配設されており、インクが吐出される前にインクを加熱するようになっている。また、高精細な画像記録を可能とするためには、インクは１ドットが２〜２０ｐｌの微小な液滴として吐出されることが望ましい。

これら各記録ヘッド２には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを一時的に貯留するサブタンク１５ａが、それぞれインク供給管１６ａを介して連結されている。更に、各サブタンク１５ａはそれぞれインク供給管１６ｂを介してメインタンク１５ｂと連結されており、各メインタンク１５ｂ内のインクは、インク供給管１６ｂによってサブタンク１５ａに供給され、サブタンク１５ａ内に一旦貯留された後、各記録ヘッド２に供給されるようになっている。

ここで、メインタンク１５ｂとサブタンク１５ａとを連結するインク供給管１６ｂの中途部には、メインタンク１５ｂからサブタンク１５ａに対するインクの流入を制限するための供給弁１７が設けられている。
この供給弁１７は、例えば、ソレノイドとダイヤフラム（いずれも図示せず）とを備える電磁弁であり、ソレノイドの開閉によってダイヤフラム内に液体が流入又は流出することによって弁の開閉が行われるものである。なお、インクの流入、流出を制限するための機構はこれに限定されず、他の構造を有する各種の弁又はその他の各種機構を用いることが可能である。

また、サブタンク１５ａと記録ヘッド２とを連結するインク供給管１６ａの中途部には、送液ポンプ１８とダンパー３とがこの順に設けられている。

送液ポンプ１８は、ダンパー３やインク供給管１６ａを介して記録ヘッド２にインクを送液するものであり、ダンパー３内のインク量が一定量以下になったと判断される場合には、サブタンク１５ａ内に貯留されているインクを強制的に送液するようになっている。なお、このような送液ポンプ１８としては、ダイヤフラム式ポンプ、ギア式ポンプ等各種のポンプを適用することが可能である。

ダンパー３は、本発明に係る背圧維持装置であり、図２に示すように、記録ヘッド２より上方に配設され、送液ポンプ１８から記録ヘッド２に送液されるインクをインク室３４に一旦貯留しつつ記録ヘッド２に一定量ずつ供給し、当該記録ヘッド２における吐出口２０の内部を所定の負圧（本実施の形態おいては約−５ｃｍＡｑ）に維持するようになっている。つまり、インク室３４と吐出口２０との高低差をｈｃｍとすると、ダンパー３はインク室３４の内部を約−（ｈ＋５）ｃｍＡｑに維持するようになっている。

このダンパー３は、凹部３００の形成されたケーシング部材３０と、当該凹部３００の開口部３０１を覆う可撓膜３１と、当該可撓膜３１を外側に付勢して吐出口２０の内圧（背圧）を負圧とするバネ部材３２と、バネ部材３２から可撓膜３１に対する付勢力を変化させる付勢力変更機構３３とを有している。

ケーシング部材３０は、凹部３００を側方に向けて配設されており、下側壁部に形成された貫通口を介して凹部３００の内部をインク供給管１６ａに連通させている。なお、このようなケーシング部材３０の材料としては、例えばポリプロピレンやポリエチレン等、耐腐食性を有する材料を用いることができる。

可撓膜３１は、可撓性を有する膜状の部材であり、ケーシング部材３０との間にインク室３４を形成している。なお、このような可撓膜３１としては、例えばポリエチレンテレフタラートなどの高分子材料によるフィルムを用いることが好ましく、インクに気体が溶解するのを防止する観点からは、気体を通し難くするよう、複数の素材を層状に積層させたフィルムを用いるのが好ましい。

バネ部材３２は、ケーシング部材３０と可撓膜３１との間に介在しており、可撓膜３１に対して一端部（図中、右側の端部）で垂直に当接している。なお、本実施の形態においては、バネ部材３２はコイルバネとなっているが、板バネ等、他の形状のバネとしても良い。

付勢力変更機構３３は、可撓膜３１に対する接離方向（図中の左右方向）に移動する移動部材３５を有している。
この移動部材３５は、バネ部材３２の軸方向に延在する棒状の部材であり、ケーシング部材３０における凹部３００の底部で当該ケーシング部材３０を貫通し、可撓膜３１の法線方向に沿ってケーシング部材３０に対し相対移動可能に設けられている。より詳細には、移動部材３５は、インク室３４の内部でバネ部材３２の他端部（図中、左側の端部）に当接しており、可撓膜３１に対する接離方向に移動することによってバネ部材３２から可撓膜３１への付勢力を変化させるようになっている。なお、本実施の形態においては、移動部材３５の側周面にはネジ溝が形成されており、回転することによって可撓膜３１の接離方向に移動するようになっている。また、ケーシング部材３０における移動部材３５の貫通部分は、図示しないシール部材によってシールされている。

続いて、図３を参照しつつ、本実施形態におけるインクジェット記録装置１の制御構成について説明する。

この図に示すように、インクジェット記録装置１は、上述のキャリッジ１４や記録ヘッド２、送液ポンプ１８、供給弁１７、付勢力変更機構３３のほか、記録媒体搬送機構４０、内圧測定部４１、圧力記憶部４２、残量検知センサ４３及び制御部５を備えている。

記録媒体搬送機構４０は、上述の搬送ローラ１１，１２の少なくとも一方を回転させることによって記録媒体Ｐを搬送方向Ｘに搬送させるものである。

内圧測定部４１は、記録ヘッド２の背圧として、インク室３４の内部か、当該インク室３４から記録ヘッド２までのインク供給管１６ａの内部か、或いは記録ヘッド２における吐出口２０の内部での内圧を測定するものであり、本実施の形態においては、上述の図２に示すように、インク供給管１６ａに接続されて、当該インク供給管１６ａ内部での内圧を測定するようになっている。

圧力記憶部４２は、従来より公知の記憶装置であり、後述のようにバネ部材３２から可撓膜３１への付勢力を調整する際に、内圧測定部４１による測定結果の変化量を記憶するようになっている。

残量検知センサ４３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各サブタンク１５ａ内に配設されており、当該サブタンク１５ａ内のインク量を検知するようになっている。

制御部５は、インクジェット記録装置１の各部を統括的に制御するものである。
例えば、この制御部５は、内圧測定部４１の検知結果に基づいてダンパー３のインク室３４内のインクが一定量あるか否かを判断し、インク室３４内にインクが不足していると判断するときは、送液ポンプ１８を動作させてサブタンク１５ａ内のインクを一定量だけダンパー３に供給するようになっている。なお、本実施の形態においては、ダンパー３に供給されるインク量は、当該ダンパー３の内圧が１〜3ｃｍＡｑだけ変動する量となっている。また、ダンパー３内のインク量の判定手段としては、ダンパー３内の圧力を測定する方法の他、可撓膜３１の変位位置を検出する方法や、記録ヘッド２から吐出されたインクの量をカウントし、残量を逆算する方法などを用いることができる。

また制御部５は、残量検知センサ４３の検知結果からサブタンク１５ａ内のインク残量が所定量以下であると判断するときは、供給弁１７を動作させて所定の時間だけ供給弁１７を開放し、各メインタンク１５ｂ内のインクをそれぞれ対応するサブタンク１５ａに供給するようになっている。なお、供給弁１７を開放する時間は、例えば、１０秒、２０秒等、予め設定されており、設定された時間だけ供給弁１７を開放する。このように供給弁１７を開放する時間は、インクの種類等によってそれぞれ設定されていてもよい。

また制御部５は、キャリッジ１４を主走査方向に往復移動させるとともに、キャリッジ１４の動作に合わせて記録媒体Ｐが搬送方向Ｘに間欠的に搬送されるよう記録媒体搬送機構４０を制御するようになっている。

また制御部５は、記録ヘッド２を動作させて記録ヘッド２のインク流路内のインクを３０℃〜１５０℃程度に加熱するとともに、インクを２〜２０ｐｌの微小な液滴として記録媒体Ｐ上に吐出させ所定の画像を形成させるようになっている。

また制御部５は、内圧測定部４１での測定結果に基づいてバネ部材３２から可撓膜３１に対する付勢力を調整して設定するようになっており、より詳細には、インク室３４に一定量分のインクが送液される前後での当該内圧測定部４１による測定内圧の変化量が最も小さくなり、かつ、吐出口２０の内部が所定の負圧（本実施の形態おいては約−５ｃｍＡｑ）となるよう付勢力を設定するようになっている。

ここで、ダンパー３のインク室３４から排出されて記録ヘッド２に供給されるインク量と、記録ヘッド２の背圧と、移動部材３５の位置（可撓膜３１側への移動量）との関係を図４に示す。この図に示されるように、グラフ中のＡ領域，Ｃ領域では、インク室３４におけるインク量の変動に起因する背圧の変動量が大きくなって背圧が一定に維持されないのに対し、Ｂ領域では、インク量の変動に起因する背圧の変動量が小さくなって背圧がほぼ一定に維持される。そして、このように維持される背圧（グラフ中、傾きの小さい領域の圧力）を維持背圧とすると、維持背圧の絶対量は、移動部材３５が可撓膜３１側に移動してバネ部材３２の付勢力が大きくなるほど、大きくなる。そのため、制御部５は、記録ヘッド２の吐出口２０とダンパー３のインク室３４との高低差（ｈｃｍ）に起因する圧力を考慮して、インク室３４の内圧が約−（ｈ＋５）ｃｍＡｑとなり、吐出口２０の背圧が所定の負圧（本発明における所定圧、本実施形態では約−５ｃｍＡｑ）となるよう、維持背圧の大きさ（バネ部材３２から可撓膜３１への付勢力）を設定するようになっている。

続いて、ダンパー３におけるバネ部材３２から可撓膜３１への付勢力の調整方法について説明する。
まず、図５に示すように、制御部５が送液ポンプ１８を駆動させてサブタンク１５ａからダンパー３のインク室３４にインクを充填させる（ステップＳ１）。

次に、制御部５は、バネ部材３２から可撓膜３１への付勢力が最小値となるよう、移動部材３５の位置を設定する。具体的には、移動部材３５を可撓膜３１から最も離れた位置に配設させる（ステップＳ２）。

次に、制御部５は、インク室３４の内圧が約−（ｈ＋５）ｃｍＡｑとなるよう当該インク室３４からインクを排出させて貯留インク量を調整する（ステップＳ３）。

次に、制御部５は、インク室３４から記録ヘッド２へ吐出量分の定量のインクを送液させて、その前後でのインク供給管１６ａの内圧を内圧測定部４１に測定させた後（ステップＳ４）、圧力の変化量を圧力記憶部４２に記憶させる（ステップＳ５）。

次に、制御部５はバネ部材３２から可撓膜３１への付勢力が最大値となるよう移動部材３５の位置が設定されているか否かを判定し（ステップＳ６）、設定されていないと判定した場合（ステップＳ６；Ｎｏ）には、付勢力が所定量だけ増加するよう、移動部材３５の位置を設定し（ステップＳ７）、上述のステップＳ３に移行する。

一方、付勢力が最大値となるよう移動部材３５の位置が設定されていると判定した場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）には、制御部５は、圧力記憶部４２内の情報に基づいて、圧力変化量が最小であったときの移動部材３５の位置（以下、最適位置とする）を検出し（ステップＳ８）、検出された最適位置に移動部材３５の位置を設定する（ステップＳ９）。

続いて、インクジェット記録装置１による画像の記録方法について説明する。
まず、インクジェット記録装置１に画像記録が指示されると、制御部５はキャリッジ１４をプラテン１０の上方に移動させる。

キャリッジ１４が所定の位置に到達すると、制御部５は搬送ローラ１１，１２によって記録媒体Ｐを搬送方向Ｘに搬送させるとともに、キャリッジ１４を主走査方向に往復移動させる。また、このとき制御部５は、画像情報に基づいて記録ヘッド２の吐出口２０から所要の色のインクを吐出させる。

記録ヘッド２からインクが吐出されると、ダンパー３のインク室３４内に貯留されているインクが記録ヘッド２に順次供給されてインク室３４内のインクが減少し、インク室３４内のインクが減少すると、可撓膜３１がインク室３４の内側に向かって撓みを生ずる。更に、可撓膜３１が内側に撓むと、バネ部材３２が反発力によって可撓膜３１を初期位置に押し戻そうとし、これによってダンパー３のインク室３４内及びダンパー３から記録ヘッド２までのインク供給管１６ａ内は負圧状態となっていく。このとき、移動部材３５の位置は最適位置に設定されているので、インク送液によるインク室３４や吐出口２０の内部の圧力変動は、ほぼ最小に維持される。

また、内圧測定部４１がインク供給管１６ａの内圧を測定し、この内圧が所定圧力よりも低いと制御部５が判断すると、インク室３４内に貯留可能な量のインクを送液ポンプ１８によってサブタンク１５ａからインク室３４に供給させる。インクが適切に供給されると、インク室３４内に流入したインクの圧力により可撓膜３１が外側に押圧される。このとき、移動部材３５の位置は最適位置に設定されているので、インク送液によるインク室３４や吐出口２０の内部の圧力変動は、ほぼ最小に維持される。

また、残量検知センサ４３がサブタンク１５ａ内のインクの残量を検知し、残量が所定量よりも減少していると制御部５が判断すると、供給弁１７を開放して必要量のインクをメインタンク１５ｂからインク供給管１６ｂを介してサブタンク１５ａに供給させる。これにより、サブタンク１５ａには常に一定量のインクが貯留されている状態となる。

以上のインクジェット記録装置１によれば、ダンパー３には、インク供給管１６ａと連通する凹部３００が形成されたケーシング部材３０と、凹部３００の開口部３０１を覆うことによりケーシング部材３０との間にインク室３４を形成する可撓膜３１と、可撓膜３１に一端部で当接して当該可撓膜３１を外側に付勢するバネ部材３２と、バネ部材３２から可撓膜３１に対する付勢力を変化させる付勢力変更機構３３とが具備されるので、バネ部材３２から可撓膜３１に対する付勢力を付勢力変更機構３３によって変化させることができる。従って、ダンパー３と記録ヘッド２との高さ関係や、バネ部材３２の弾性係数、インクジェット記録装置１の製造誤差などに関わらず、インクの消費（排出）や送液（供給）による記録ヘッド２内の圧力変動が吸収され、安定した印字が行われる。よって、配置の自由度が求められている産業用途のインクジェット記録装置において、従来と比較して記録ヘッド２内での圧力変動を確実に吸収することができる。

また、インク室３４から記録ヘッド２までのインク供給管１６ａの内部での内圧を測定する内圧測定部４１と、内圧測定部４１での測定結果に基づいてバネ部材３２から可撓膜３１に対する付勢力を設定する制御部５とがインクジェット記録装置１に具備され、この制御部５はインク室３４に一定量分のインクが送液される前後での内圧の変化量が最も小さくなるよう付勢力を設定するので、インクの供給によるヘッド内での圧力変動を確実に吸収することができ、ヘッド内の背圧を適切な圧力に維持することができる。

また、上記のようにダンパー３と記録ヘッド２との高さ関係などに関わらず、記録ヘッド２内の圧力変動を確実に吸収することができるため、ダンパー３の汎用性を高めることができる。

＜変形例（１）＞
続いて、図１，図６（ａ）を参照して、本発明に係るインクジェット記録装置の変形例（１）について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１に示すように、本変形例におけるインクジェット記録装置１Ａは、上述のダンパー３の代わりに、ダンパー３Ａを有している。
このダンパー３Ａは、図６（ａ）に示すように、ケーシング部材３０Ａと、バネ部材３２Ａと、移動部材３５Ａとを有している。なお、この図６（ａ）や後述の図６（ｂ）、図７では、図示の簡略化のため、インク供給管１６ａの図示を省略している。

ケーシング部材３０Ａは、凹部３００の底部に補助開口部３０２を有しており、この補助開口部３０２にバネ部材３２Ａの他端側（図中、左側の端部）を挿通させている。

移動部材３５Ａは、可撓膜３１に対する接離方向に移動可能な板状部材であり、補助開口部３０２に対向するようケーシング部材３０Ａの外部に配設されて、バネ部材３２Ａの他端部に当接している。

なお、本実施の形態においては、補助開口部３０２は、バネ部材３２Ａの他端部の側を包囲する補助可撓膜３１Ａによって封止されている。このような補助可撓膜３１Ａとしては、可撓膜３１と同様の材料によるフィルムを用いることができる。

以上のインクジェット記録装置１Ａによっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜変形例（２）＞
続いて、図１，図６（ｂ）を参照して、本発明に係るインクジェット記録装置の変形例（２）について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１に示すように、本変形例におけるインクジェット記録装置１Ｂは、上述のダンパー３の代わりに、ダンパー３Ｂを有している。
このダンパー３Ｂは、図６（ｂ）に示すように、バネ部材３２Ｂと、移動部材３５Ｂとを有している。

バネ部材３２Ｂは、可撓膜３１に対してケーシング部材３０とは反対の側に配設されており、可撓膜３１に対して一端部（図中、左側の端部）で垂直に当接している。

移動部材３５Ｂは、可撓膜３１に対する接離方向に移動可能な板状部材であり、可撓膜３１に対してインク室３４とは反対の側に配設されて、バネ部材３２Ａの他端部（図中、右側の端部）に当接している。

なお、本実施の形態においては、移動部材３５Ｂの下端面には移動補助板３６が固定されている。この移動補助板３６は、ケーシング部材３０の下端面に対して摺動可能に当接しており、可撓膜３１の接離方向への移動部材３５Ｂの移動をガイドするようになっている。

以上のインクジェット記録装置１Ｂによっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜変形例（３）＞
続いて、図１，図７を参照して、本発明に係るインクジェット記録装置の変形例（３）について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１に示すように、本変形例におけるインクジェット記録装置１Ｃは、上述のダンパー３の代わりに、ダンパー３Ｃを有している。
このダンパー３Ｃは、図７に示すように、移動部材３５Ｃと、移動部材駆動部３７とを有している。

移動部材３５Ｃは、磁性材料で形成された板状部材であり、本実施の形態においては永久磁石となっている。この移動部材３５Ｃは、バネ部材３２における一端部（図中、右側の端部）と可撓膜３１との間に介在している。

移動部材駆動部３７は、電磁石３８を有しており、移動部材３５に磁力を作用させて当該移動部材３５を可撓膜３１の接離方向に移動させるようになっている。なお、本変形例（３）において、移動部材３５Ｃの移動方向のうち、可撓膜３１に近接する方向とは、インク室３４の内側から外側に向かう方向であり、可撓膜３１から離間する方向とは、インク室３４の外側から内側に向かう方向である。

以上のインクジェット記録装置１Ｃによっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。

例えば、上記実施の形態及び変形例においては、インクジェット記録装置１〜１Ｃは記録ヘッド２の背圧を測定する内圧測定部４１を備え、この内圧測定部４１の測定結果に基づいてバネ部材３２から可撓膜３１への付勢力を調整して設定することとして説明したが、可撓膜３１の膜面位置を測定する膜面位置測定部を備え、この膜面位置測定部での測定結果に基づいて付勢力を調整して設定することとしても良い。この場合には、制御部５は、インク室３４に一定量分のインクが送液される前後での膜面位置の変化量が最も大きくなるよう付勢力を調整して設定することとしても良いし、所定のタイミングで膜面位置が所定位置となるよう付勢力を調整して設定することとしても良い。ここで、膜面位置の測定位置としては、例えば上述の図２に示すように、可撓膜３１の中央部分Ｏが好ましい。また、膜面位置が所定位置となるよう付勢力を調整する方法としては、例えば図８に示すように、まず制御部５が送液ポンプ１８を駆動させてサブタンク１５ａからダンパー３のインク室３４にインクを充填させ（ステップＴ１）、次にインク室３４の内圧が約−（ｈ＋５）ｃｍＡｑとなるよう当該インク室３４からインクを排出させて貯留インク量を調整し（ステップＴ２）、次に膜面位置を膜面位置測定部に測定させた後（ステップＴ３）、この膜面位置が所定位置となるよう移動部材３５の位置を調整して設定する（ステップＴ４）、という方法を用いることができる。このような膜面位置測定部としては、従来より公知のものを用いることができる。

また、インクジェット記録装置１〜１Ｃをシリアルヘッド方式、つまり記録媒体Ｐの幅方向に往復移動する記録ヘッド２によって画像を形成する方式の装置として説明したが、ラインヘッド方式、つまり幅方向に延在して固定された記録ヘッドによって画像を形成する方式の装置としても良い。

また、ケーシング部材３０に対する移動部材３５の移動によってバネ部材３２から可撓膜３１への付勢力を変更することとして説明したが、ケーシング部材３０と移動部材３５とが相対移動する限りにおいて、移動部材３５に対するケーシング部材３０の移動によって付勢力を変更することとしても良い。

また、ダンパー３のほかにサブタンク１５ａを設ける構成とし、メインタンク１５ｂ内のインクは一旦サブタンク１５ａに供給された後にダンパー３に供給されるものとしたが、サブタンク１５ａを設けず、メインタンク１５ｂのインクをダンパー３に直接供給するような構成としてもよい。この場合には、メインタンク１５ｂとサブタンク１５ａとの間の供給弁１７も必要でなくなり、装置構成が簡易となる。サブタンク１５ａは、一般に、記録ヘッド２及びインク供給管１６ａ内が一定の負圧状態に保たれるように管理し、画像記録時以外に記録ヘッド２からインクが漏出することを防止する役割を負っているものであるが、本発明においてはダンパー３によって記録ヘッド２及びインク供給管１６ａ内の負圧状態を維持するようになっている。このため、サブタンク１５ａを設けない構成としてもインクが記録ヘッド２のノズルから漏出することがない。

また、本発明に係るインクジェット記録装置１を適用可能なインクジェット記録装置１としては、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式のいずれの記録ヘッド２を用いるものでも構わない。また、吐出方式としては、例えば、電気−機械変換方式（例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等）、電気−熱変換方式（例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット（登録商標）型等）、静電吸引方式（例えば、電界制御型、スリットジェット型等）及び放電方式（例えば、スパークジェット型等）等のうち、いずれの吐出方式の記録ヘッド２を用いるものでも構わない。

また、キャリッジ１４には記録ヘッド２が搭載されることとして説明したが、インクが光硬化性である場合には、記録媒体Ｐに着弾したインクを硬化させるための光照射装置が記録ヘッド２とともに搭載されることとしても良い。

本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す側面図である。 ダンパーの概略構成を示す模式図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示すブロック図である。 インク室から排出されるインク量と、記録ヘッドの背圧と、移動部材の位置との関係を示す図である。 バネ部材から可撓膜への付勢力の調整方法を示すフローチャートである。 ダンパーの概略構成を示す模式図である。 ダンパーの概略構成を示す模式図である。 バネ部材から可撓膜への付勢力の調整方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１〜１Ｃ インクジェット記録装置
２ 記録ヘッド
３〜３Ｃ ダンパー（背圧維持装置）
５ 制御部（付勢力制御部）
１５ａ インク供給管
１８ 送液ポンプ
２０ 吐出口
３０，３０Ａ ケーシング部材
３１ 可撓膜
３１Ａ 補助可撓膜
３２〜３２Ｂ バネ部材（弾性部材）
３３ 付勢力変更機構
３４ インク室
３５〜３５Ｃ 移動部材
３８ 電磁石
４１ 内圧測定部
３００ 凹部
３０１ 開口部
３０２ 補助開口部
Ｐ 記録媒体

Claims (9)

1. 記録媒体に対して吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、
   インク供給管を介して前記記録ヘッドにインクを供給する送液ポンプと、
   前記インク供給管の中途部、かつ前記記録ヘッドより上方に設けられ、前記送液ポンプから送液されるインクを貯留しつつ前記記録ヘッドに供給し、前記吐出口の内部を所定の負圧に維持する背圧維持装置と、
   を備えるインクジェット記録装置において、
   前記背圧維持装置は、
   前記インク供給管と連通する凹部が形成されたケーシング部材と、
   前記凹部の開口部を覆うことにより、前記ケーシング部材との間にインク室を形成する可撓膜と、
   前記可撓膜に一端部で当接して当該可撓膜を外側に付勢する弾性部材と、
   前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を変化させる付勢力変更機構と、
   を有し、
   当該インクジェット記録装置は、
   前記インク室の内部、当該インク室から前記記録ヘッドまでの前記インク供給管の内部、或いは前記吐出口の内部での内圧を測定する内圧測定部と、
   前記内圧測定部での測定結果に基づいて前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を設定する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記内圧測定部での内圧測定結果に基づいて、所定圧近傍に圧力制御された前記インク室から所定量のインクが送液される前後での前記内圧の変化量が最も小さくなるよう、前記付勢力を設定することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 記録媒体に対して吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、
   インク供給管を介して前記記録ヘッドにインクを供給する送液ポンプと、
   前記インク供給管の中途部、かつ前記記録ヘッドより上方に設けられ、前記送液ポンプから送液されるインクを貯留しつつ前記記録ヘッドに供給し、前記吐出口の内部を所定の負圧に維持する背圧維持装置と、
   を備えるインクジェット記録装置において、
   前記背圧維持装置は、
   前記インク供給管と連通する凹部が形成されたケーシング部材と、
   前記凹部の開口部を覆うことにより、前記ケーシング部材との間にインク室を形成する可撓膜と、
   前記可撓膜に一端部で当接して当該可撓膜を外側に付勢する弾性部材と、
   前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を変化させる付勢力変更機構と、
   を有し、
   当該インクジェット記録装置は、
   前記可撓膜の膜面位置を測定する膜面位置測定部と、
   前記膜面位置測定部での測定結果に基づいて前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を設定する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記膜面位置測定部での測定結果に基づいて、所定圧近傍に圧力制御された前記インク室から所定量のインクが送液される前後での膜面位置の変化量が最も大きくなるよう、前記付勢力を設定することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１または２記載のインクジェット記録装置において、
   前記付勢力変更機構は、
   前記弾性部材の他端部に当接するとともに、当該可撓膜に対する接離方向に移動する移動部材を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項３記載のインクジェット記録装置において、
   前記弾性部材は、
   前記ケーシング部材と前記可撓膜との間に介在することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項４記載のインクジェット記録装置において、
   前記移動部材は、
   前記凹部の底部で前記ケーシング部を貫通し、当該ケーシング部に対して相対移動可能に設けられるとともに、
   前記インク室の内部で前記弾性部材の前記他端部に当接することを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 請求項３記載のインクジェット記録装置において、
   前記弾性部材は、前記インク室の内側で前記可撓膜に当接しており、
   前記凹部の底部には、前記弾性部材を挿通させた補助開口部が設けられており、
   前記補助開口部は、
   前記弾性部材の前記他端部の側を包囲する補助可撓膜によって封止されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
7. 請求項３記載のインクジェット記録装置において、
   前記弾性部材及び前記移動部材は、前記可撓膜に対してインク室とは反対の側に配設されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
8. 請求項１または２記載のインクジェット記録装置において、
   前記付勢力変更機構は、
   磁性材料で形成されるとともに、前記弾性部材における前記一端部または他端部の側に設けられた移動部材と、
   前記磁性部材に磁力を作用させて当該磁性部材を前記可撓膜に対する接離方向に移動させる電磁石とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
9. 記録媒体に対して吐出口からインクを吐出する記録ヘッド、
   インク供給管を介して前記記録ヘッドにインクを供給する送液ポンプ、及び、
   前記インク供給管と連通する凹部が形成されたケーシング部材と、前記凹部の開口部を覆うことにより、前記ケーシング部材との間にインク室を形成する可撓膜と、前記可撓膜に一端部で当接して当該可撓膜を外側に付勢する弾性部材と、前記弾性部材から前記可撓膜に対する付勢力を変更すべく前記弾性部材の位置を変更可能な付勢力変更機構と、を有し、前記インク供給管の中途部、かつ前記記録ヘッドより上方に設けられ、前記送液ポンプから送液されるインクを貯留しつつ前記記録ヘッドに供給し、前記吐出口の内部を所定の負圧に維持する背圧維持装置、
   を備えたインクジェット記録装置における、前記弾性部材から前記可撓膜への付勢力調整方法であって、
   前記インク室にインクを充填する第１工程と、
   前記第１工程で前記インク室ヘインクが充填された状態で、前記付勢力変更機構により前記弾性部材の位置を、当該弾性部材から前記可撓膜への付勢力が最小となる位置に調整する第２工程と、
   前記第２工程後に、前記インク室の内圧が所定の負圧となるように前記インク室に充填されているインクを排出する第３工程と、
   前記第３工程後に、前記インク室から前記記録ヘッドに所定量のインクを送液させ、この送液前後での圧力変化量を把握する第４工程と、
   を備え、
   前記第４工程後に、前記付勢力変更機構により前記弾性部材の位置を前記可撓膜への付勢力が最大となる位置までの間で所定量ずつ移動させる毎に前記第３工程及び前記第４工程を行って前記弾性部材の各位置での送液前後の圧力変化量を把握し、当該各位置での圧力変化量の内、最も小さい圧力変化量に対応する位置に前記弾性部材の位置を調整することを特徴とする付勢力調整方法。

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