JP5140355B2 - インクジェット記録装置、及びその制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク滴を吐出することで印字を行うインクジェット記録装置の制御装置に関する。

従来、インクジェット記録装置において、インク滴を吐出するヘッドにインクを供給する種々の機構が提案されている。

例えば、特許文献１には、複数のインク吐出口と共通液室とを備えるヘッドを有するインクジェット記録装置である。この記録装置では、記録ヘッドで印字を行うインク供給系と記録ヘッドの吐出機能回復のためのインク回復系の2つの経路が設けられている。具体的には、インクを貯留するインク供給タンクから、供給管によりインクを共通液室に供給するようになっており、この供給管は閉回路部を備えており、この閉回路部には、吐出口がヘッド側に連通し、回復動作時に使用する回復ポンプが設けられている。また、このインクジェット記録装置には、循環管が設けられており、この循環管には電磁弁が設けられている。

一方、共通液室や供給系に残留する気泡の除去と共にヘッドを冷却するために実施される回復動作時には、このインクジェット記録装置は、電磁弁を開き、さらに回復ポンプを起動して、供給管により共通液室にインクを送り込み、共通液室から循環管によりインクをインク供給タンクに戻して循環させる。

また、インクが満たされていない状態のヘッド及び供給管にインクを充填させる初期充填時には、このインクジェット記録装置は、回復ポンプにより供給管を経て共通液室にインクを送り、気泡の排出と共にインクを吐出口から吐出させる。
特開平３−２３４６５２号公報（１９９１年１０月１８日公開）

しかし、本発明者らは、従来の技術では、ヘッドの吐出ノズルの目詰まり等の問題が起きること、そして、この問題の原因が、電磁弁の開閉のタイミングにあることを見出した。

そこで、本発明は、従来の技術の問題点に鑑み、インクジェット記録装置におけるノズル目詰まりを起きにくくすることのできる制御装置及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、印字時に弁を開けてインクをヘッドに供給するインクジェット記録装置において、印字終了後、下記式（１）：
T₀×ln10 ≦ T （１）
（但し、T₀ ＝ ρφ² ／ 16μ、
ρ：インクの密度、
μ：インクの粘度、
φ：上記管の内径 である。）
で表される時間Tが経過するまで、弁を開いた状態に保つことで、ヘッドのノズルの目詰まりを防ぐことができることを見出した。

すなわち、本発明の制御装置は、インク滴を吐出するノズルを備えて印字を行うヘッドと、上記ヘッド外に設けられたインク貯留部と、上記インク貯留部から上記ヘッドにインクを供給可能な管と、上記管に設けられた開閉可能な弁と、を備えるインクジェット記録装置の制御装置であって、上記ヘッドによる印字終了後、時間Tが経過するまでは上記弁を開き、上記時間Tが経過すると上記弁を閉じる弁制御部を備える。

また、本発明の制御装置は、上記時間Tをカウントし、印字終了時からカウントを開始するタイマをさらに備え、上記弁制御部は、印字終了後、上記時間T経過前に次の印字が開始されたときには、さらに上記次の印字終了後、時間Tが経過するまでは上記弁を開いた状態に保つようになっていることが好ましい。

この制御装置によると、印字終了後、次の印字開始までの時間がTより短くても、次の印字中に、及び次の印字終了後時間Tが経過する前に、弁が閉じられることがない。よって、印字不良及びノズルの目詰まり等が起きにくい。

また、インク滴を吐出するノズルを備えて印字を行うヘッドと、上記ヘッド外に設けられたインク貯留部と、上記ヘッド外から上記ヘッドにインクを供給可能な管と、上記管に設けられた開閉可能な弁と、上記ヘッドによる印字終了後、時間Tが経過するまでは上記弁を開き、上記時間Tが経過すると上記弁を閉じる弁制御部を備えるインクジェット記録装置も、本発明の技術的範囲に含まれる。

印字時に弁を開けてインクをヘッドに供給するインクジェット記録装置において、印字終了後、時間Tが経過するまで、弁を開いた状態に保つことで、ヘッドのノズルの目詰まりを防ぐことができる。

Ｉ．第一実施形態
本発明の実施の一形態について、以下、図面を参照して説明する。

〔１〕インクジェット記録装置１の概要
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置１の要部構成を示す図面である。

インクジェット記録装置１は、インクを吐出して図示しない用紙上に画像（文字を含む）を印字するヘッド２と、インクを貯留するインクタンク３とを備える。ヘッド２は、図示しない用紙に対向し、インクを吐出するインク吐出面２３と、ヘッド２のインク吐出面２３とは逆側に設けられた２つの供給口２１、２２とを備える。インク貯留部としてのインクタンク３には、内部から外部に通じる通気孔３ｈが形成されている。なお、「用紙」は記録媒体の一例に過ぎず、フィルム等の他の記録媒体に置き換えることができる。

インクジェット記録装置１はさらに、このインクタンク３から供給口２１に至る第一管４、インクタンク３から供給口２２に至る第二管５、第一管４によりインクタンク３からヘッド２に向けてインクを送るポンプ４１、及び、第二管５におけるインクの流れを調整する電磁弁５１を備える。第一管４、第二管５、ポンプ４１、電磁弁５１は、インクタンク３からヘッド２へ至るインク供給路を構成している。なお、第一管４及び第二管５の素材、形状等は特に限定されるものではない。例えば、第一管４及び第二管５は異なる素材で構成されていてもよいし、同一の素材で構成されていてもよい。また、素材としては、金属及び樹脂等の種々の素材を用いることができ、さらに互いに異なる素材で構成された管を繋ぎ合わせてもよい。

また、インクジェット記録装置１は、非印字時にヘッド２を覆うキャップ６を備えており、キャップ６には、キャップ６に溜まったインクを排出するための排出口６１が設けられている。図示しないが、排出口６１からインクを排出するためのポンプ等が設けられていてもよい。

第一管４及び第二管５は、インクタンク３内に端部４Ｔ及び５Ｔをそれぞれ備えており、端部４Ｔは端部５Ｔよりも下方に配される。このとき、端部４Ｔと端部５Ｔとの高さの差ｄは、端部５Ｔから出た気泡が端部４Ｔから第一管４内に入らない程度であれば、特に限定されるものではない。

ポンプ４１としては、第一管４内のインクを移動させることができる装置を適宜用いることができるが、特にチューブポンプが好適に用いられる。

そして、インクジェット記録装置１はさらに、ポンプ４１を駆動するポンプ駆動部４２、及び電磁弁５１への電流のON／OFFを切り換えることで電磁弁５１を開閉させる弁駆動部５２を備えると共に、制御装置１００を備える。制御装置１００は、ポンプ駆動部４２の動作を制御するポンプ駆動制御部４３、弁駆動部５２の動作を制御する弁駆動制御部５３、タイマ１０１を備える。

〔２〕ヘッド２の構造
ヘッド２の構造について説明する。図２はヘッド２の外観を示す斜視図であり、図３はヘッド２を構成する本体下部２０ｂを上方向（図１のＡ方向）から見た平面図、図４はヘッド２を下方向（図１のＢ方向）から見た端面図、図５は図２のＸ‐Ｘ’矢視断面図、図６は図２及び図３のＹ‐Ｙ’矢視断面図、図７は図３の一部を拡大した平面図、図８は図７のＺ‐Ｚ’矢視断面図である。なお、説明の便宜上、図３では、後述の共通流路２７を点線で示すと共に、フレキシブルケーブル３３等の部材を適宜省略している。

図２に示すように、ヘッド２は、ヘッド本体２０及びフレキシブルケーブル３３等を備える。ヘッド本体２０は、本体上部２０ａと本体下部２０ｂとに分けられる。

図２及び図５に示すように、本体下部２０ｂ上には圧電素子３２が配されており、フレキシブルケーブル３３はこれらの圧電素子３２を駆動する回路（図示せず）に、図示しないヘッド駆動部からの駆動信号を伝達するようになっている。

図４に示すように、本体下部２０ｂの下面に設けられた吐出面２３には、微小径を有する吐出口２５が複数形成されている。ヘッド２は、図示しない用紙搬送部によって方向Ｄに搬送される用紙に向けて、吐出口２５からインクを吐出することで、用紙に印字するようになっている。吐出面２３の長手方向（方向Ｄに直交する方向）の大きさは、用紙の印字領域の最大幅Ｅより大きく、吐出口２５は、吐出面２３の長手方向において少なくとも最大幅Ｅをカバーするように、複数設けられる。

図３及び図６に示すように、本体下部２０ｂ内には、それぞれ１つの吐出口２５からインクを吐出する複数の吐出ユニット２ａが吐出面２３に平行に並べられている。さらに本体下部２０ｂ内には、ヘッド２の長手方向に平行に延び、かつ互いに平行な複数の共通流路２７が設けられ、１個の共通流路２７から複数の吐出ユニット２ａにインクが供給されるようになっている。また、各共通流路２７と本体上部２０ａの下記第二インク溜２０４とは、インク分配口２０１によって連通されている。本実施形態では、共通流路２７の長手方向端部の近傍にそれぞれ１個ずつ、つまり、１個の共通流路２７当たり、インク分配口２０１が２つずつ設けられている。

また、本体上部２０ａはインク供給口２１及び２２を備えており、本体上部２０ａ内部には、インク供給口２１及び２２に連通する第一インク溜２０２、第一インク溜２０２の底部に設けられたフィルタ２０３、フィルタ２０３を介して第一インク溜２０２と連通する第二インク溜２０４、及び、第二インク溜２０４の底部から共通流路２７まで連続するインク分配口２０１等が設けられる。インク分配口２０１は共通流路２７に連通している。

なお、インク供給口は、本実施形態では１個のヘッド２当たり２箇所（インク供給口２１及び２２）設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。この他にも、２つで一対のインク供給口、又は３つ以上で一対のインク供給口を、複数の共通流路のそれぞれに設けるなど、ヘッド１個当たりに２個以上のインク供給口を設けてもよい。

インク供給口２１又は２２から送られてくるインクは、第一インク溜２０２、フィルタ２０３、第二インク溜２０４を順に通って、インク分配口２０１から共通流路２７へと送られ、吐出ユニット２ａに供給される。

図７及び図８に示すように、吐出ユニット２ａは、吐出口２５に対して１つずつ設けられた加圧室２６、加圧室２６内から吐出口２５まで連続するノズル２４、並びに加圧室２６の上方に設けられた圧電素子３２及び個別電極３１を備える。加圧室２６と共通流路２７とは供給孔２８で連通されている（図６参照）。加圧室２６の上壁は、複数の加圧室２６に渡って連続して形成された振動板２９で構成されている。振動板２９上には、同様に複数の加圧室２６に渡って連続して形成された共通電極３０が積層されている。共通電極３０上には、加圧室２６毎に別個の圧電素子３２が設けられており、共通電極３０と共に圧電素子３２を挟むようにこれも加圧室２６毎に別個の個別電極３１が設けられる。吐出面２３の吐出口２５以外の領域は、撥水膜２３ａで覆われており、インクの付着を防止している。

図示しないヘッド駆動部から、フレキシブルケーブル３３を介して個別電極３１に駆動パルスが印加されることで、各圧電素子３２は個別に駆動される。この駆動による圧電素子３２の変形が振動板２９に伝えられ、振動板２９の変形によって加圧室２６は圧縮される。その結果、加圧室２６内のインクに圧力が加わり、ノズル２４を通ったインクが吐出口２５からインク滴となって用紙上に吐出される。こうして、インクにより用紙上に画像が記録される。

〔３〕ポンプ４１及び弁５１の駆動の制御
（3-1）インク充填動作
ポンプ駆動制御部４３及び弁駆動制御部５３は、ポンプ駆動部４２及び弁駆動部５２を駆動して、非印字時に、ヘッド２、並びに、第一管４、第二管５、及びポンプ４１等を含むインク供給路にインクを充填するインク充填動作を実行させる。

具体的には、
１）ポンプ駆動制御部４３が、ポンプ駆動部４２を制御してポンプ４１を所定時間稼動させる。

２）上記１）によりポンプ４１が稼働している間に、弁駆動制御部５３が、弁駆動部５２を制御して電磁弁５１の開閉を１回以上繰り返させる。

３）弁駆動制御部５３が、弁駆動部５２を制御して電磁弁５１を開くことで、インク供給路及びヘッド２内の圧力を緩やかに低下させる。

４）ポンプ駆動制御部４３が、ポンプ駆動部４２を制御してポンプ４１を停止させる。

上記１）及び２）の動作中、ポンプ４１が稼動することで、端部４Ｔからインクが取り込まれ、第一管４内をインクタンク３からヘッド２へと送られる。第一管４及び第二管５内における流体抵抗（インクの流れにくさ）は、ヘッド２内のそれより格段に小さい。そのため、電磁弁５１が“開”となっているとき、第一管４内をヘッド２へ送られたインクのほとんどは、第二管５を通って、端部５Ｔからインクタンク３に戻される。このときのインクの流れを図１中に実線矢印で示す。

このようにインクが流れることで、第一管４、第二管５、及びポンプ４１等のインク供給路はインクで満たされる。そして、インク供給路中の気泡が端部５Ｔからインクタンク３内に排出される。このとき、端部４Ｔが端部５Ｔよりも下方に配されていることで、端部４Ｔから気泡が取り込まれることがない。

電磁弁５１が“開”となっているときでも、第一管４を通してヘッド２へ送られたインクの一部は、上述したようにインク供給口２１を介してヘッド２内に取り込まれる。このインクは、第一インク溜２０２及び第二インク溜２０４、さらに共通流路２７まで入ることはある。しかし、供給孔２８が微細であるため、加圧室２６にまではインクは到達しにくい。つまり、電磁弁５１が“開”となっているときには、少なくとも加圧室２６及びノズル２４はインクで満たされにくい。

上記２）の動作により、電磁弁５１が“閉”となると、インクは第二管５を通ることができなくなり、第二管５内のインクによる圧力が高まる。この圧力によって、加圧室２６及びノズル２４にもインクが送られて、加圧室２６及びノズル２４にインクが充填される。このとき、余剰のインクが吐出口２５から排出されるが、このインクはキャップ６で受けられて、排出口６１からキャップ６外に排出される。

上記２）の動作によると、ポンプ４１の稼働中に、電磁弁５１の“閉”と“開”とが少なくとも１回ずつ実行される。上述したように、電磁弁５１を“開”とすることで、ヘッド２及びインク供給路内から気泡が除かれ、“閉”とすることでヘッド２内にインクが充填される。すなわち、弁駆動制御部５３は、弁駆動部５２を介して電磁弁５１を閉開することで、インクをヘッド２及びインク供給路内に充填させると共に、気泡をヘッド２及びインク供給路内から取り除くことができる。このとき、気泡の除去という観点からは、“閉”を間に挟んで“開”が２回以上実行されることが好ましい。弁が“閉”となっている間に、気泡の浮力によって第一インク溜２０２に集まった気泡は、その後に弁が“開”とされると、供給口２１から供給口２２へ向かうインクの流れによって第二管５経由でインクタンク３に排出される。

このように気泡の除去とインクの充填が完了したところで、上記３）の動作により、吐出口２５からのインクの排出が停止し、ノズル２４内にインクメニスカスＭが形成される。

以上の動作によって、初期充填、又は印字後の回復が行われ、印字の準備が完了する。

（3-2）印字時の弁開閉制御
図９に示すように、印字時には、ポンプ４１はポンプ駆動制御部４３の制御下で停止される。印字が開始されると（Ｓ１でＹｅｓ）、弁駆動制御部５３は弁駆動部５２を制御して、電磁弁５１を開く（Ｓ２）。さらに、弁駆動制御部５３は、弁閉フラグをクリアする（Ｓ３）。

印字が終了すると（Ｓ４でＹｅｓ）、弁駆動制御部５３は弁閉フラグをセットし（Ｓ５）、タイマ１０１がカウントを開始する。

タイマ１０１が時間Tをカウントした時点で弁閉フラグがセットされていれば（Ｓ７及びＳ８でＹｅｓ）、弁駆動制御部５３は電磁弁５１を閉じる（Ｓ９）。

時間Tは、下記式（１）：
T₀×ln10 ≦ T （１）
（但し、T₀ ＝ ρφ² ／ 16μ、
ρ：インクの密度、
μ：インクの粘度、
φ：第二管５の内径 である。）
で表される。

一方、タイマ１０１が時間Tをカウントし終える前に印字要求があった場合（Ｓ７でＮｏ→ステップＳ１０でＹｅｓ）、タイマ１０１はクリアされ（Ｓ１１）、弁駆動制御部５３はステップＳ２に戻って、電磁弁５２を開いたままとする。

時間Tについて、図１０を参照して以下に説明する。図１０は、印字中及び印字停止後の、経過時間に対するインク溜（２０２,２０４）及び第二管５内のインクの体積速度の変化を表すグラフである。

ステップＳ２により電磁弁５１が開くと、ノズル２４内のインクメニスカスＭの表面張力によって、第二管５を通してヘッド２内にインクが供給される。このときのインクの進行方向を図１に点線矢印で示す。

ノズル２４とインクタンク３との間の水頭差は、水頭差による圧力（インクタンク２４のインク面とノズルのインク面の高さの差ｄ’によって生じるノズルのインク面に働く力）より、インクメニスカスＭによる表面張力（細いノズル２４内にインクが入り込もうとする毛細管現象による表面張力）が大きくなるように設定されている。重力は、ヘッド２４からインクタンク３に向けて流す方向に働き、メニスカスＭの表面直力は、インクタンク３からヘッド２に向けてインクを移動させる方向に働く。非印字時はメニスカスＭによる表面張力の方が水頭差による圧力より大きいので、吐出口２５付近でメニスカスＭは静止している。ヘッド２がインクを吐出することでノズル２４内のメニスカスＭが後退すると、表面張力が大きくなるので、インクタンク３からノズル２４に向けてインクが移動する。

以上のように、印字中には、第二管５内に、インクタンク３からヘッド２、さらにノズル２４、そして用紙へ向かう安定した流れが生じている。そこにステップＳ４にて印字が終了すると、ノズル２４内でこの流れが急に止まる。ところが、第二管５内で安定的に流れていた流れはすぐに止まることができないので、第一インク溜２０２及び第二インク溜２０４（単に「インク溜」と称することがある）におけるインクの圧力が高まる。

インク溜内（２０２,２０４）の圧力が高まりすぎると、ヘッド２からインクタンク３への逆向きの流れが発生する。この逆向きの流れによって、インク溜（２０２,２０４）内の圧力は低くなる。インク溜（２０２,２０４）内の圧力が下がりきると、今度は、第二管５内の流れはインクタンク３からヘッド２へ向かうようになる。このようにして、インク溜（２０２,２０４）内の圧力は振動し、第二管５内には、インクタンク３からヘッド２に向かう流れと、ヘッド２からインクタンク３に向かう流れとが、交互に生じる（図１０）。

このとき、インク溜（２０２,２０４）からノズル２４に至るヘッド２内の流路（共通流路２７等）にも、同様に、向きが互いに逆方向である２種類の流れが交互に発生はする。しかし、第二管５に比してヘッド２内の流路の流体抵抗は格段に大きいため、ヘッド２の流路内の流れの大きさは無視できる程度に小さい。それゆえ、この第二管５内の流れの大きさは、第二管５とインク溜（２０２,２０４）の構造に規定される。

具体的には、第二管５のイナータンスをM [kg/m⁴]、流路抵抗をR [Ns/m⁵]、インク溜の音響容量をC [m⁵/N]、第二管５内の体積速度をU [m³/s] とすると、これらの要素の関係は、

で表される。

ここで、第二管５の長さをL、第二管５の断面積をS、第二管５の内径をφ、インクの密度をρ、粘度をμとすると、第二管５のイナータンスMは、

で求められ、第二管５の流路抵抗Rは、

で求められる。なお、長さLは、図１中に二点鎖線で示すように、端部５Ｔから供給口２２に至るまでの第二管５の長さである。

インク溜の体積（第一インク溜２０２及び第二インク溜２０４の体積の合計）をW、インクの体積弾性率をκとすると、インク溜（２０２及び２０４）の音響容量Cは、

で求められる。

先の微分方程式を、印字終了時の時刻t₀において、U＝U₀（但し、U₀は印字時の第二管５内の体積速度である）という初期条件で解けば、印字終了後の第二管５内の体積速度の時間変化を推定できる。

この解は、

となる。

減衰振動の減衰の速さは、2τに依存している。このτはインク物性と第二管５の内径とによって決まる。

2τをT₀と置き換えると、
T₀ ＝ ρφ² ／ 16μ （x）
である。

後述の実施例の実験結果から、体積速度UがU₀の10分の1以下にならないうちに、電磁弁を閉じると、その後の印字時にノズル目詰まりが発生して、画像に白筋が発生した。体積速度UがU₀の10分の1になるまでの時間は、［T₀×ln10］で表されるので、印字停止後、電磁弁５１を閉じるまでの時間Tを、
T₀×ln10 ≦ T （１）
とするようにした。

すなわち、本実施形態の弁駆動制御部５３は、印字終了後に時間Tが経過するまで電磁弁５１を開いた状態に保つことで、ノズル目詰まりが発生しにくいという効果を奏する。

時間Tの上限は、特に限定されるものではなく、インク充填動作等を行うために電磁弁５１を閉じる必要が生じるまで、開けた状態を保ってもよい。但し、一般的に用いられる電磁弁は、本実施形態と同様、通電していないときに閉じ、通電状態で開くようになっている。つまり、電磁弁への通電時間をできるだけ短くするために、電磁弁を“開”とする期間をできるだけ短くすることが好ましい。また、電磁弁を通電状態のまま長時間保つと電磁弁の温度が上がるので、時間Tの上限は、電磁弁の温度により装置内に不具合が生じない程度、としてもよい。

さらに、本実施形態では、印字終了後、時間Tが経過するまでに印字要求があった場合（Ｓ７でＮｏ→Ｓ１０でＹｅｓ）、タイマ１０１のカウントはクリアされる（Ｓ１１）。よって、印字中であるにもかかわらず、前回の印字終了から時間Tが経過したときに電磁弁５１が閉じることがない。仮に、印字中に電磁弁５１が閉じると、インクがヘッド２に供給されないので、印字がかすれたり、全く印字ができなくなったりするが、本実施形態の構成によると、このような不具合は起きない。

なお、制御装置１００の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成されてもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現されてもよい。すなわち、制御装置１００は、制御プログラムを実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）等を備え、ＣＰＵにより、電磁弁５１及びポンプ４１を制御する制御プログラムを読み出し実行することで、各ブロックの機能を実現することができる。

ＩＩ．その他の実施形態
〔１〕ヘッドの構成
ヘッド２に代えて、図１１に示すヘッド２００を用いることもできる。ヘッド２００が備える部材のうち、ヘッド２について既に説明した部材と同一の機能を有する部材については、図６と同符号を付して、その説明を省略する。

ヘッド２００は、第一インク溜２０２を囲む壁のうち、フィルタ２０３とは逆側の壁が、弾性部材からなる弾性板２０５で形成されている。弾性板２０５としては、例えばSUSの薄板やポリイミドの薄板等を用いることができる。弾性板２０５のさらに外側には、弾性板２０５との間に間隙を設けて外壁２０６が配されており、弾性板２０５はこの外壁２０６によって保護されている。外壁２０６には、通気孔２０７が設けられる。この通気孔２０７が設けられていることによって、弾性板２０５は、外壁２０６と弾性板２０５との間の間隙を介して、大気に接触するようになっている。

インク溜（２０２及び２０４）の機能は、印字開始時、印字停止時のヘッド２内の流路内の圧力変動を緩和することにある。弾性板２０５を設けることで、この機能を強化することができる。つまり、インク溜（２０２及び２０４）内の圧力が高まると、弾性板２０５は、外側（外壁２０６側）に突出する凸型に変形し、圧力が小さくなると、弾性板２０５は、内側（インク溜２０２側）に突出する凹型に変形することで、ヘッド２内圧力の変化をより小さく抑えることができる。

弾性板２０５を設ける場合は、上記式（iv）において、この弾性板２０５の弾性によって生じる音響容量を、インク溜の音響容量に加えればよい。

〔２〕インクを供給する管の構成
本発明は、第一実施形態に限定されるものではなく、インクタンクとヘッドとを連通する管に電磁弁が設けられており、印字中に電磁弁を開くことでインクタンクからヘッドにインクを供給するようになっているインクジェット記録装置であって、印字終了後、時間Tが経過するまでは上記弁を開けた状態に保つようになっているインクジェット記録装置として実施することができる。

例えば、図１２に示すように、第一管４及び第二管５が、ポンプ４１及び電磁弁５１よりもヘッド２側で１つに合流しているインクジェット記録装置１０にも、本発明を適用することができる。この場合、ヘッド２についても、供給口が１つとするなど、構成を適宜変更すればよい。なお、図１２では、制御装置１００等の図示を省略している。

本発明は以上の実施形態に限定されるものではない。また、特許請求の範囲に記載した範囲内で、公知の技術を加える等の種々の変更を加えた技術についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

第一実施形態で説明したインクジェット記録装置１を用いて、以下の試験を行った。

第二管５を、長さ1m、内径4mmとし、インクを、粘度3mPas、密度1000kg/m³とした。この第二管５の内径、インクの粘度と密度とから計算した、T₀は、0.33secであった。また、印字時の第二管５内の体積速度の測定結果は、0.62×10^-6 m ³ /s（U₀）であった。

印字後、第二管５内の体積速度をモニターしながら、第二管５内の体積速度の振幅がU₀の0.5倍、0.4倍、0.3倍、0.2倍、0.1倍、0.09倍、又は0.08倍以下になったときに、電磁弁５１を閉じた。そして、電磁弁５１を閉じた後、印字を再開した際に画像上に白筋が発しないかどうかを調べた。結果を表１に示す。

表１の結果から、第二管５内の体積速度の振幅が印字時の流速の0.1倍以下になれば、電磁弁を閉じても、白筋が発生しないことが分かった。

第二管５内の体積速度の振幅は指数関数的に減少しているので、第二管５内の体積速度の振幅が印字時流速のn分の1以下になるのは、印字終了後T₀×ln(n)以上の時間である。よって、管内の体積速度の振幅が印字時の体積速度の0.1倍以下になるのは、T₀×ln10以上の時間なので、印字終了時刻Tを、
T₀×ln10 ≦ T （１）
と決めた。

図１は、本実施形態のインクジェット記録装置１の要部構成を示す図面である。 図２はヘッド２の外観を示す斜視図である。 図３はヘッド２を上方向（図１のＡ方向）から見た平面図である。 図４はヘッド２を下方向（図１のＢ方向）から見た端面図である。 図５は図２のＸ‐Ｘ’矢視断面図である。 図６は図２及び図３のＹ‐Ｙ’矢視断面図である。 図７は図３の一部である吐出ユニット２ａを示す平面図である。 図８は図７のＺ‐Ｚ’矢視断面図である。 弁の開閉制御の流れを示すフローチャートである。 印字中及び印字停止後の、経過時間に対するインク溜（２０２,２０４）及び第二管５内のインクの体積速度の変化を表すグラフである。 ヘッド２００の他の形態を示す断面図である。 第一管４及び第二管５の形態の異なるインクジェット記録装置１０を示す図面である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ ヘッド
２０ ヘッド本体
２０ａ 本体上部
２０ｂ 本体下部
２１、２２ 供給口
２３ 吐出面
２３ａ 撥水膜
２４ ノズル
２５ 吐出口
２６ 加圧室
２７ 共通流路
２８ 供給孔
２９ 振動板
３０ 共通電極
３１ 個別電極
３２ 圧電素子
３ インクタンク
３１ 通気孔
４ 第一管
４Ｔ 端部
４１ ポンプ
４２ ポンプ駆動部
４３ ポンプ駆動制御部
５ 第二管
５１ 電磁弁（弁の一例）
５Ｔ 端部
５２ 弁制御部
５３ 弁駆動制御部
Ｍ メニスカス面

Claims (3)

1. インク滴を吐出するノズルを備えて印字を行うヘッドと、上記ヘッド外に設けられたインク貯留部と、上記インク貯留部から上記ヘッドにインクを供給可能な吐出回復用の第一管と、上記インク貯留部と上記ヘッドとの間でインクが流通可能な印字用の第二管と、上記第二管に設けられた開閉可能な弁と、を備えるインクジェット記録装置の制御装置であって、
   上記ヘッドによる印字中に、上記第一管により上記インク貯留部から上記ヘッドへのインクの供給が停止している間は、上記弁を開いて上記第二管においてインクを流通可能とし、
   上記ヘッドによる印字終了後、下記式（１）：
   T₀×ln10 ≦ T （１）
   （但し、T₀ ＝ ρφ² ／ 16μ、
   ρ：インクの密度、
   μ：インクの粘度、
   φ：上記管の内径である。）
   で表される時間Tが経過するまでは上記弁を開き、上記時間Tが経過すると上記弁を閉じる弁制御部を備える制御装置。
2. 上記時間Tをカウントし、印字終了時からカウントを開始するタイマをさらに備え、
   上記弁制御部は、印字終了後、上記時間T経過前に次の印字が開始されたときには、さ
   らに上記次の印字終了後、時間Tが経過するまでは上記弁を開いた状態に保つようになっ
   ている請求項１に記載の制御装置。
3. インク滴を吐出するノズルを備えて印字を行うヘッドと、
   上記ヘッド外に設けられたインク貯留部と、
   上記ヘッド外から上記ヘッドにインクを供給可能な吐出回復用の第一管と、
   上記インク貯留部と上記ヘッドとの間でインクを流通可能な印字用の第二管と、
   上記第二管に設けられた開閉可能な弁と、
   上記ヘッドによる印字中に、上記第一管により上記インク貯留部から上記ヘッドへのインクの供給が停止している間は、上記弁を開いて上記第二管においてインクを流通可能とし、
   上記ヘッドによる印字終了後下記式（１）：
   T₀×ln10 ≦ T （１）
   （但し、T₀ ＝ ρφ² ／ 16μ、
   ρ：インクの密度、
   μ：インクの粘度、
   φ：上記管の内径である。）
   で表される時間Tが経過するまでは上記弁を開き、上記時間Tが経過すると上記弁を閉じる弁制御部を備えるインクジェット記録装置。

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