JPH11268302A - インクジェット印刷装置およびインク吸引機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク吐出機構のインク流路からの気泡の除
去を促進することにより、インクの流れを円滑にし、こ
れにより、鮮明な印刷を確実に行う。 【解決手段】 インク吸引機構３０により吸引されるイ
ンク吐出機構２０のインク流路のインクの流速ｕが、時
間軸に沿って波状に変化されることにより、インク吐出
機構２０のインク流路に存在する気泡の除去が促進され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷のためのイン
クを吐出するインク吐出機構から気泡を吸引するための
インク吸引機構およびこのインク吸引機構を備えたイン
クジェット印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばパーソナルコンピュータのための
印刷装置の一つに、インク吐出機構から、印刷のための
インクを吐出するインクジェット印刷装置がある。イン
クジェット印刷装置のインク吐出機構では、インク流路
に存在する微小な気泡が、インクの円滑な流れを妨げる
ことがある。特に、インクを供給するためのインクタン
ク内から、インク吐出機構のインクタンクおよび吐出口
間のインク流路に、空気が流入することにより、インク
の流れを妨げる気泡が生じやすい。

【０００３】この気泡はインクの円滑な流れを妨げるこ
とから、鮮明な印刷の妨げとなる。この気泡をインク吐
出機構から取り除くために、ポンプ等によりインク吐出
機構からインクを吸引するためのインク吸引機構が用い
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インク吸引機構では、ポンプがほぼ一定の吸引速度で動
作されていたことから、インク吐出機構のインク流路の
インクの流れは、ポンプの動作開始直後および動作停止
直後の流れの過渡状態を除き、流れの状態が時間的に変
化しない定常流となる。

【０００５】このことから、インク流路の気泡は、例え
ばインク流路に曲部が形成されていると、この曲部の角
部分における内側のような流速が極めて低くなる部分に
取り残され、この取り残された気泡は、インクの円滑な
流れを妨げる。このことから、従来のインク吸引機構で
は、鮮明な印刷を可能にすべく、インク吐出機構のイン
ク流路から、気泡を充分に取り除くことができなかっ
た。

【０００６】そのため、インク吐出機構のインク流路か
らの気泡の除去を促進することにより、インクの流れを
円滑にし、これにより、鮮明な印刷を確実に行うインク
吸引機構および該インク吸引機構を含むインクジェット
印刷装置が望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明は、印刷のためのインクを吐出するイン
ク吐出機構と、非印刷動作時にインク吐出機構からイン
ク吐出機構のインク流路に存在する気泡を吸引するため
のインク吸引機構とを含み、インク吸引機構によりイン
ク吐出機構からインクが吸引されるとき、気泡のインク
流路からの除去を促進すべく、吸引されるインクの流速
が時間軸に沿って波状に変化することを特徴とする。

【０００８】〈作用〉本発明に係るインクジェット印刷
装置では、インク吐出機構から吸引されるインクの流速
が、時間軸に沿って波状に変化する。これにより、イン
ク吐出機構のインク流路のインクの流れに脈動が生じる
ことから、このインクの流れに乱れを与えることができ
る。

【０００９】このインクの流れの乱れにより、例えばイ
ンク流路の曲部の角部分における内側のような、定常流
では流速が極めて低くなる部分で、インクの流速が、気
泡の停滞を防止するに充分に高められる。そのため、イ
ンク吐出機構のインク流路に存在する気泡は、インク流
路に取り残されることなく、インク吸引機構に吸引され
る。

【００１０】インク吸引機構に、インクを負圧で吸引す
るためのポンプ部と、ポンプの動作速度を変化させるポ
ンプ制御部とを設けることにより、比較的容易に、イン
クの流速を波状に変化させることができる。

【００１１】インク吐出機構に、インク流路の少なくと
も一部を規定しかつインクの流速の波状の変化により振
動可能な管路部材を設けることができる。これにより、
前記した流れの脈動に加えて、振動をインクに与えるこ
とができることから、気泡をインク吐出機構から一層効
果的に取り除くことができる。

【００１２】さらに、インク吐出機構に、管路部材の振
動により管路部材に当接可能なストッパーを設けること
ができる。これにより、前記した流れの脈動および振動
に加えて、管路部材がストッパーに当接するときの衝撃
を、インクに与えることができることから、気泡をさら
に一層効果的に取り除くことができる。

【００１３】本発明は、電圧の印加により変形する圧電
素子を利用してインクを吐出するインクジェット印刷装
置と、加熱器から発生する気泡の圧力を利用してインク
を吐出するインクジェット印刷装置とに適用することが
できる。

【００１４】圧電素子を利用するインクジェット印刷装
置を用いる場合、インク吸引機構がインクを吸引すると
き、圧電素子を変形することにより、圧電素子に付着し
た気泡を効果的に取り除くことができる。

【００１５】ポンプ部の回転方向を順方向と逆方向との
間で交互に切り替えて、ポンプ部を動作させることがで
きる。これにより、ポンプ部を何れか一方の回転方向で
のみ動作させる場合より、前記したインク流れの脈動の
周期を小さくすることができる。これにより、気泡をイ
ンク吐出機構から一層効果的に取り除くことができる。

【００１６】ポンプ部の動作を停止するとき、インクの
流れ方向の反転を抑制すべく、ポンプ部の動作速度を漸
減することができる。このことから、インクの流れ方向
の反転により生じるインクの逆流を防止することができ
る。これにより、インク吐出機構からインク吸引機構に
一旦吐出され、インク吸引機構のインク流路に残存して
いた気泡が、前記したインクの逆流により、インク吐出
機構に押し戻されることを防止することができる。

【００１７】インク吐出機構が有する共振周波数を利用
した共振によって、前記したインクの脈動を増幅するこ
とにより、インク吐出機構２０のインク流路に付着する
気泡の除去が一層促進されることから、気泡をインク吐
出機構のインク流路から一層効果的に取り除くことがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。 《具体例１》図１は、本発明に係るインク吸引機構の作
用を説明する。本発明に係るインク吸引機構をこの図１
に沿って説明する前に、本発明に係るインク吸引機構の
構成およびこのインク吸引機構が設けられたインクジェ
ット印刷装置を図２に沿って説明する。

【００１９】インクジェット印刷装置１０は、例えばパ
ーソナルコンピュータから受信する文字および画像等の
印刷情報に応じて、図示しない紙面にインクを吐出す
る。

【００２０】インクジェット印刷装置１０は、図２に示
すように、印刷のためのインクを吐出するインク吐出機
構２０と、インク吐出機構２０の後述するインクタンク
２１の交換後等の保守作業として、インク吐出機構２０
のインク流路から気泡を吸引するためのインク吸引機構
３０とを含む。

【００２１】インク吐出機構２０は、従来よく知られて
いるように、インクを収容する前記したインクタンク２
１と、インクタンク２１から管路部材２２を経て供給さ
れるインクを、図示しない紙面に吐出するためのインク
ジェットヘッド２３とを備える。

【００２２】インクジェットヘッド２３には、従来よく
知られているように、管路部材２２の端部が接続される
インク供給口２３ａを経て、インクタンク２１からのイ
ンクが流入するインク室２３ｂと、インク室２３ｂに貯
えられるインクを吐出するための圧電性ピエゾ素子で複
数の同一のノズルが構成される従来よく知られたノズル
群２３ｃとが設けられている。このノズル群２３ｃの具
体的な構成については、後述する。

【００２３】インクジェットヘッド２３のインク室２３
ｂに貯えられるインクを紙面に吐出するために、従来よ
く知られているように、前記印刷情報に応じて選択され
たノズル群２３ｃのノズルは、このノズルを構成する前
記圧電性ピエゾ素子に電圧が印加されることにより、イ
ンクを吐出すべく変形する。

【００２４】前記したインク吐出機構２０のインクタン
ク２１の交換時、すなわちインクタンク２１を管路部材
２２から外し、新しいインクタンク２１を管路部材２２
に取り付けるとき、大気中の空気が管路部材２２のイン
クタンク２１側の端部から、管路部材２２内に混入する
ことがある。この管路部材２２内に混入した空気によ
り、インク吐出機構２０のインク流路にインクの流れの
妨げとなる気泡が滞留し易い。この気泡をインク吐出機
構２０のインク流路から取り除く保守作業のために、例
えば印刷前に、本発明に係るインク吸引機構３０が用い
られる。

【００２５】インク吸引機構３０は、インクを負圧で吸
引するためのポンプ部３１と、ポンプ部３１の動作を制
御するためのポンプ制御部３２とを含む。インク吐出機
構２０のインクジェットヘッド２３から吐出されたイン
クを管路部材３３を経てポンプ部３１に案内するため
に、インク吸引機構３０には、キャップ３４が設けられ
ている。

【００２６】図示の例では、インク吐出機構２０からの
インク吸引前に、キャップ３４を、インクジェットヘッ
ド２３のノズル群２３ｃを覆う図中の実線位置へ移動さ
せるとともに、印刷前に、キャップ３４を、印刷を妨げ
ない図中の一点鎖線で示す位置へ移動させるために、イ
ンク吸引機構３０に、キャップ駆動部３５が設けられて
いる。

【００２７】また、インク吸引機構３０には、キャップ
駆動部３５による移動を制御するために、キャップ駆動
制御部３６が設けられ、ポンプ部３１に吸引されたイン
クを回収するために、排インクタンク３７が設けられて
いる。

【００２８】ポンプ部３１は、図示しないが、例えばタ
ーボ形であるポンプと、このポンプの羽根車を回転させ
るための駆動源としての電動機とを備える。ポンプ部３
１の前記電動機が前記ポンプを駆動することにより、イ
ンク吐出機構２０のインクジェットヘッド２３のノズル
群２３ｃを覆うキャップ３４内の圧力が負圧となる。

【００２９】これにより、インクジェットヘッド２３の
ノズル群２３ｃから吐出されるインクは、キャップ３４
および管路部材３３を経てポンプ部３１の前記ポンプに
吸引され、排インクタンク３７に回収される。

【００３０】ポンプ制御部３２は、ポンプ部３１の前記
ポンプがインクを吸引する吸引速度を、時間軸に沿って
波状に変化させるべく、前記電動機の回転数を制御す
る。すなわち、ポンプ制御部３２は、このポンプ部３１
の電動機を、何れか一方の回転方向でのみ回転させ、こ
の回転速度の増減により、前記ポンプの吸引速度を変化
させる。

【００３１】ポンプ制御部３２は、図１（ａ）のグラフ
に示す例では、当該図に符号ｖで示されるポンプ部３１
の前記吸引速度を、Ｖ１とＶ１より小さいＶ２との間で
時間軸に沿って交互に切り替えることにより、矩形波状
に変化させている。これにより、図１（ａ）に符号ｕで
示されるインク吐出機構２０のインク流路でのインクの
流速は、時間軸に沿って滑らかな波状に変化する。

【００３２】図１（ａ）のグラフを詳細に検討するに、
ポンプ制御部３２は、時刻ｔ１でポンプ部３１の前記ポ
ンプを吸引速度Ｖ１で立ち上げ、また、インクの流速ｕ
が、時刻ｔ１から徐々に増大し、時刻ｔ１から時間Ｔ１
後の時刻ｔ２でインクの流速ｕが吸引速度Ｖ１に達する
タイミングに合わせて、ポンプ部３１の吸引速度Ｖ１を
Ｖ２に切り替える。

【００３３】また、ポンプ制御部３２は、インクの流速
ｕが、時刻ｔ２から徐々に減少し、時刻ｔ２から時間Ｔ
２後の時刻ｔ３で吸引速度Ｖ２に達するタイミングに合
わせて、ポンプ部３１の吸引速度Ｖ２をＶ１に切り替え
る。

【００３４】また、ポンプ制御部３２は、前記した時刻
ｔ１〜時刻ｔ３の動作を、時刻ｔ３から時刻ｔ５で繰り
返し、また、時刻ｔ５から時間Ｔ１の間、ポンプ部３１
の前記ポンプを吸引速度Ｖ１で動作させた後、時刻ｔ６
で、ポンプ部３１の吸引速度をＶ１から０に急激に低下
することにより、ポンプ部３１の動作を停止する。イン
クの流速ｕは、前記ポンプの停止時刻ｔ６から、時間軸
に沿って徐々に減少し、時刻ｔ７で０となる。

【００３５】他方、従来のインク吸引機構では、ポンプ
は、図１（ａ）に示す時刻ｔ１で始動され、一定の吸引
速度Ｖ１でＴ時間連続して動作され、時刻ｔ６で停止さ
れる。これにより、時刻ｔ２から時刻ｔ６までのインク
の流れは、流速Ｖ１で時間的に流れの状態が変化しない
定常流となる。

【００３６】このような定常流れでは、インク吐出機構
のインク流路の例えば９０°の角部分の内側で、インク
の流速が極めて低くなる。そのため、この角部分の内側
にある気泡は、インク吸引機構に充分に吸引されること
なく、図１（ｂ）に符号１で示される通り、インク吐出
機構のインク流路に取り残される。この取り残された気
泡は、インクの円滑な流れを妨げる。

【００３７】これに対して、本発明に係るインク吸引機
構３０では、ポンプ部３１の前記ポンプは、図１（ａ）
に示したように、インク吐出機構２０の管路部材２２お
よびインクジェットヘッド２３のインク流路でのインク
の流速ｕが、時間軸に沿って波状に変化する。これによ
り、インク吐出機構２０の前記インク流路のインクの流
れに脈動が生じることから、このインクの流れに乱れを
与えることができる。

【００３８】このインクの流れの乱れにより、図１
（ｂ）に示すように、例えばインク吐出機構２０の管路
部材２２の９０°の角部分の内側のような、定常流では
インクの流速が極めて低くなる部分で、インクの流速が
気泡の停滞を防止するに充分に高められる。

【００３９】これにより、従来ではその角部分の内側に
停滞していた気泡１は、インク吸引機構３０に吸引され
る。このことから、本発明に係るインク吸引機構３０
は、従来のインク吸引機構と比較して、インク吐出機構
２０の前記インク流路からの気泡の除去が促進され、そ
の結果、インク吐出機構２０の管路部材２２およびイン
クジェットヘッド２３のインク流路に存在する気泡は、
このインク流路に取り残されることなく、インク吸引機
構３０に確実に吸引される。

【００４０】従って、例えばインク吐出機構２０のイン
クタンク２１の交換後等の保守作業として、インク吸引
機構３０を用いることにより、インク吐出機構２０のイ
ンク流路から気泡を吸引することができ、その結果、イ
ンク吐出機構２０のインク流路のインクの流れが円滑に
なる。そのため、インクジェット印刷装置１０によれ
ば、インクの円滑な流れを確保することができることか
ら、鮮明な印刷を確実に行うことができる。

【００４１】ポンプ制御部３２は、図１（ａ）のグラフ
に示す例では、ポンプ部３１の前記ポンプの時刻ｔ１〜
ｔ２、時刻ｔ３〜ｔ４および時刻ｔ５〜ｔ６での各吸引
速度ｖを、相互に等しい値Ｖ１に設定しているが、この
各吸引速度ｖを、各吸引速度ｖの一つが残りと異なる
値、あるいは各吸引速度ｖが相互に異なる値に設定する
ことができる。

【００４２】また、ポンプ制御部３２は、ポンプ部３１
の前記ポンプの時刻ｔ２〜ｔ３および時刻ｔ４〜ｔ５で
の各吸引速度ｖを、互いに等しい値Ｖ２に設定している
が、この各吸引速度ｖを互いに異なる値に設定すること
ができる。

【００４３】また、気泡を除去するための吸引速度ｖ
を、実験等により求められる最適値に設定することが望
ましい。より具体的には、Ｖ１を、ポンプ部３１の前記
ポンプの最大吸引速度に設定し、かつ、Ｖ２を、実験等
により求められる気泡を除去し得る最小の吸引速度に設
定することが望ましい。

【００４４】また、図１（ａ）のグラフに示す例では、
時間Ｔ１および時間Ｔ２を、インクの流速ｕがポンプ部
３１の前記ポンプの吸引速度Ｖ１およびＶ２に達するま
での過渡時間に設定したが、時間Ｔ１および時間Ｔ２
を、この過渡時間と異なる任意の時間に変更することが
できる。

【００４５】また、ポンプ部３１の動作時間Ｔは、必要
に応じて増減することができ、動作時間Ｔ内で繰り返さ
れる脈動の回数は、適宜変更することができる。

【００４６】《具体例２》具体例２のインクジェット印
刷装置を図３に沿って説明する。具体例２のインクジェ
ット印刷装置１０ａは、図３に示すように、インク吐出
機構２０ａと、具体例１で説明したと同様なインク吸引
機構３０とを含む。インク吐出機構２０ａは、具体例１
で説明したと同様なインクタンク２１およびインクジェ
ットヘッド２３と、この両者間を接続する管路部材２２
ａとを備える。

【００４７】インク吐出機構２０ａは、管路部材２２ａ
がゴム等の弾性材料から形成され、また、管路部材２２
ａの振動により管路部材２２ａに当接可能なストッパー
２４ａ、２４ｂが設けられている点で、具体例１のイン
ク吐出機構２０と構成が異なる。

【００４８】ストッパー２４ａ、２４ｂとして、図３に
示す例では、管路部材２２ａの外径より大きな内径を有
し、管路部材２２ａを取り巻くリングが用いられてい
る。

【００４９】インク吐出機構２０ａの管路部材２２ａお
よびインクジェットヘッド２３のインク流路から気泡を
取り除く保守作業のために、インク吸引機構３０が用い
られると、具体例１で説明したと同様、インク吸引機構
３０により、インク吐出機構２０ａの前記インク流路の
インクが吸引され、このインク流路でのインクの流れに
脈動が生じる。この脈動が管路部材２２ａのインク流路
に生じると、この脈動により、管路部材２２ａは図中、
横方向に振動する。

【００５０】この管路部材２２ａの振動を詳細に説明す
る。管路部材２２ａのインク流路でのインクの流速ｕ
が、図１（ａ）に示したように、時刻ｔ１〜時刻ｔ２
で、時間軸に沿って増大しているとき、図３に示すよう
に、インクには流れ方向に力Ｆ１が作用する。この反作
用により、力Ｆ１と同じ大きさで、力Ｆ１に対して逆方
向の図示しない反力Ｆ２が、管路部材２２ａの９０°の
角部分の内壁面の外側部分に作用する。

【００５１】これにより、時刻ｔ１以前に図中の実線で
示す位置にあった管路部材２２ａは、図中の点線で示す
ように変形し、ストッパー２４ａ、２４ｂに当接する。
管路部材２２ａがストッパー２４ａ、２４ｂに当接した
とき、管路部材２２ａはストッパー２４ａ、２４ｂから
衝撃を受ける。

【００５２】また、インクの流速ｕが、図１（ａ）に示
したように、時刻ｔ２〜時刻ｔ３で、減少していると
き、インクの流れ方向と逆方向に図示しない力ｆ１が作
用し、この反作用により、力ｆ１と同じ大きさで、力ｆ
１に対して逆方向の図示しない反力ｆ２が、管路部材２
２ａの角部分の内壁面の外側部分に作用する。これによ
り、図中の点線で示す位置にある管路部材２２ａは、図
中の実線で示す位置に戻る。

【００５３】インク吐出機構２０ａの管路部材２２ａ
は、時刻ｔ３〜時刻ｔ４および時刻ｔ５〜時刻ｔ６で、
前記した時刻ｔ１〜時刻ｔ２と同様に変形し、また、時
刻ｔ４〜時刻ｔ５および時刻ｔ６〜時刻ｔ７で、前記し
た時刻ｔ２〜時刻ｔ３と同様に変形する。管路部材２２
ａは、このような脈動に伴う変形の繰り返しにより、横
方向に振動する。

【００５４】このことから、管路部材２２ａのインク流
路でのインクの流れに、前記した脈動に加えて、管路部
材２２ａの振動が与えられる。この振動により、管路部
材２２ａの内壁面に付着する気泡の除去が促進されるこ
とから、気泡の停滞をより有効に防止することができ、
これにより、気泡を管路部材２２ａのインク流路から一
層効果的に取り除くことができる。

【００５５】また、前記した例では、ストッパー２４
ａ、２４ｂを設けていることから、前記脈動および管路
部材２２ａの振動に加えて、管路部材２２ａがストッパ
ー２４ａ、２４ｂに当接するときの衝撃を、管路部材２
２ａに与えることができる。これにより、管路部材２２
ａの内壁面に付着する気泡の除去が一層効果的に促進さ
れることから、さらに一層効果的に、気泡を管路部材２
２ａのインク流路から取り除くことができる。

【００５６】また、前記した例では、ストッパーからの
衝撃を管路部材２２ａの全体に均一に与えるべく、スト
ッパーが２つ設けられた例を説明したが、この例に代え
て、ストッパーを１つあるいは３つ以上設けることがで
きる。

【００５７】また、前記した例では、ストッパーがリン
グである例を説明したが、ストッパーが管路部材２２ａ
に当接可能であれば、ストッパーの形状はどのようなも
のであってもよい。

【００５８】《具体例３》具体例３のインクジェット印
刷装置の構成自体は、具体例１のインクジェット印刷装
置１０の構成と同一である。インクジェット印刷装置１
０のインク吐出機構２０は、従来よく知られているよう
に、インクジェットヘッド２３のノズル群２３ｃを構成
する後述する各ピエゾ壁の動作を制御するためのヘッド
開閉制御部２５を備える。

【００５９】具体例１のインクジェット印刷装置１０で
は、ヘッド開閉制御部２５は、インク吐出機構２０が印
刷のためのインクを図示しない紙面上に吐出する印刷動
作時にのみ動作する。

【００６０】これに対して、具体例３のインクジェット
印刷装置は、ヘッド開閉制御部２５が、前記印刷動作時
に加えて、インク吸引機構３０によりインク吐出機構２
０のインク流路から気泡を取り除く保守作業時等にも動
作する点で、具体例１のインクジェット印刷装置１０と
異なる。

【００６１】すなわち、具体例３のインクジェット印刷
装置では、インク吸引機構３０により、インク吐出機構
２０のインク流路から気泡を取り除くときに、インクジ
ェットヘッド２３内に残留しようとする気泡の除去を一
層促進すべく、ヘッド開閉制御部２５が、インク吐出機
構２０のノズル群２３ｃのピエゾ壁を動作させる。

【００６２】具体例３のインクジェット印刷装置のイン
ク吐出機構２０のノズル群２３ｃおよびヘッド開閉制御
部２５の動作を図４に沿って説明する。インクジェット
ヘッド２３のノズル群２３ｃでは、図４（ａ）に示され
ているように、互いに連結された２つの前記圧電性ピエ
ゾ素子および電極ＥＡ、ＥＢで、前記した変形可能な各
ピエゾ壁２３ｗ１、２３ｗ２・・・２３ｗｎが構成さ
れ、従来よく知られているように、一方の電極ＥＡを共
通の電極とする互いに向き合う一対のピエゾ壁の変形動
作は、ヘッド開閉制御部２５により制御を受け、これに
より、各一対のピエゾ壁間の加圧室２３ｐ１、２３ｐ２
・・・２３ｐ（ｎ−１）の容積が変化する。

【００６３】このヘッド開閉制御部２５による加圧室の
容積の変化を詳細に説明する。ヘッド開閉制御部２５
が、従来よく知られているように、電極ＥＡおよび電極
ＥＢ間で、例えば、ピエゾ壁２３ｗ１に電圧Ｍ１を印加
し、ピエゾ壁２３ｗ２に電圧Ｍ１の逆の極性である電圧
Ｍ２を印加することにより、ピエゾ壁２３ｗ１およびピ
エゾ壁２３ｗ２は、図４（ｂ）の点線で示される形状か
ら実線に示される形状に変化し、これにより、加圧室２
３ｐ１の容積は増大する。

【００６４】加圧室２３ｐ１の容積が増大した状態で
は、図４（ｂ）に示すように、加圧室２３ｐ１内のピエ
ゾ壁２３ｗ１およびピエゾ壁２３ｗ２の角部の角度ＫＢ
は、加圧室２３ｐ１の容積が増大する前の前記角部の角
度ＫＡよりも大きくなる。

【００６５】このピエゾ壁２３ｗ１およびピエゾ壁２３
ｗ２の変形により、すなわち、ピエゾ壁２３ｗ１および
ピエゾ壁２３ｗ２の前記角部の角度の増大により、この
角部にインクは流れ込み易くなることから、前記角部に
停滞していた気泡１は、この流れ込みによりピエゾ壁２
３ｗ１およびピエゾ壁２３ｗ２から効果的に取り除かれ
る。

【００６６】図５（ｃ）は、ヘッド開閉制御部２５によ
り、近接するピエゾ壁２３ｗ１、２３ｗ２および２３ｗ
３のそれぞれに印加される各電圧２３ｃ１、２３ｃ２お
よび２３ｃ３の時間的な変化を示す。また、図５（ｄ）
乃至（ｇ）は、ピエゾ壁２３ｗ１、２３ｗ２および２３
ｗ３の形状の時間的な変化を示す。

【００６７】図５に沿って、ヘッド開閉制御部２５が、
各ピエゾ壁の形状を変化させるタイミングを説明する。
例えばインク吸引機構３０がインク吐出機構２０からイ
ンクを吸引する前の時刻ｔ１０では、図５（ｃ）に時刻
ｔ１０〜ｔ１１での電圧２３ｃ１、２３ｃ２および２３
ｃ３の値が０で示される通り、ピエゾ壁２３ｗ１、２３
ｗ２および２３ｗ３に電圧が印加されない。このとき、
ピエゾ壁２３ｗ１、２３ｗ２および２３ｗ３は、図５
（ｄ）に示されるように、何れも直線状、すなわち変形
していない状態にある。

【００６８】次に、例えばインクの吸引を開始する時刻
ｔ１１では、図５（ｃ）に時刻ｔ１１〜ｔ１２での電圧
２３ｃ１、２３ｃ２および２３ｃ３の値が示される通
り、前記したように、ピエゾ壁２３ｗ１に電圧Ｍ１が印
加され、ピエゾ壁２３ｗ２に電圧Ｍ２が印加されること
により、加圧室２３ｐ１の容積は、図５（ｅ）に示され
るように、増大する。このとき、ピエゾ壁２３ｗ３には
電圧が印加されていないことから、ピエゾ壁２３ｗ３は
変形していない状態にある。

【００６９】次に、時刻ｔ１１から時間Ｔ６後の時刻ｔ
１２では、図５（ｃ）に時刻ｔ１２〜ｔ１３での電圧２
３ｃ１、２３ｃ２および２３ｃ３の値が示される通り、
ピエゾ壁２３ｗ２に電圧Ｍ１が印加され、ピエゾ壁２３
ｗ３に電圧Ｍ２が印加されることにより、加圧室２３ｐ
２の容積は、図５（ｆ）に示されるように、増大する。
このとき、ピエゾ壁２３ｗ１は変形していない状態にあ
る。

【００７０】次に、時刻ｔ１２から時間Ｔ６後の時刻ｔ
１３では、図５（ｃ）に時刻ｔ１３〜ｔ１４での電圧２
３ｃ１、２３ｃ２および２３ｃ３の値が示される通り、
ピエゾ壁２３ｗ１に電圧Ｍ２が印加され、ピエゾ壁２３
ｗ３に電圧Ｍ１が印加される。このとき、ピエゾ壁２３
ｗ２は変形していない状態にあり、また、ピエゾ壁２３
ｗ４は、後述するように、ピエゾ壁２３ｗ１と同じ形状
に変化することから、加圧室２３ｐ３の容積は、図５
（ｇ）に示されるように、増大する。

【００７１】前記した時刻ｔ１０から時刻ｔ１３での変
形動作により、容積の増大する加圧室は、図５（ｄ）〜
（ｇ）に示したように、図中、左方から右方へ移動す
る。ピエゾ壁２３ｗ１、２３ｗ２および２３ｗ３は、本
具体例では、時刻ｔ１３の時間Ｔ６後の時刻ｔ１４か
ら、前記した時刻ｔ１０〜ｔ１３での変形動作を繰り返
す。

【００７２】ピエゾ壁２３ｗ１、２３ｗ２および２３ｗ
３に近接するピエゾ壁２３ｗ４、２３ｗ５および２３ｗ
６は、本具体例では、それぞれ前記したピエゾ壁２３ｗ
１、２３ｗ２および２３ｗ３と同期的に同一の変形動作
を行う。

【００７３】従って、ノズル群２３ｃの他のピエゾ壁
が、前記したと同様、時刻ｔ１０から時刻ｔ１３で変形
されることにより、容積の増大する加圧室は、図中、左
方から右方へ順次移動する。

【００７４】この各加圧室の容積の増大により、インク
吸引機構３０がインク吐出機構２０のインク流路のイン
クを吸引している間、全ての加圧室の角部に停滞してい
る気泡を、前記したと同様、ピエゾ壁から効果的に取り
除くことができることから、インクジェットヘッド２３
のインク流路の気泡を効果的に取り除くことができる。

【００７５】《具体例４》具体例４のインクジェット印
刷装置は、ポンプ部が、駆動軸の回転方向を瞬時に逆方
向へ切り替えることができる電動機を備える点で、具体
例１の構成と異なる。具体例１のインクジェット印刷装
置１０では、ポンプ部３１の前記電動機の一方向への回
転速度の増減により、インクの流れに脈動を発生させる
のに対して、具体例４のインクジェット印刷装置では、
ポンプ部の前記電動機の回転方向を順方向と逆方向との
間で交互に切り替えることにより、インクの流れに発生
する脈動の周期を小さくすることができる。

【００７６】図６（ｂ）に示される具体例４のポンプ部
の特性グラフと同一のスケールで比較するために、図６
（ａ）には、具体例１のポンプ部３１の特性グラフが示
されている。

【００７７】図６（ａ）に示される時間Ｔ２は、インク
の流速ｕ１がＶ２に立ち下がるまでの過渡時間であり、
この過渡時間Ｔ２は、ポンプ部３１の前記電動機の一方
向への回転速度の減少に依存する。

【００７８】これに対して、具体例４のインクジェット
印刷装置では、ポンプ制御部３２が、前記ポンプ部の電
動機の回転方向を交互に切り替えることにより、図６
（ｂ）の実線で示されるポンプ部の吸引速度ｖ４を、Ｖ
１およびＶ２間で交互に切り替えていることから、図６
（ｂ）の一点鎖線で示されるインクの流速ｕ４がＶ２に
立ち下がるまでの過渡時間Ｔ３は、前記電動機の逆方向
への回転速度に依存する。

【００７９】この電動機の逆方向の回転により、具体例
４のポンプ部は、インク吐出機構２０のインク流路のイ
ンクの流速ｕ４を、具体例１のポンプ部３１よりも速
く、Ｖ１からＶ２に立ち下げることができることから、
具体例４の過渡時間Ｔ３を、具体例１の過渡時間Ｔ２よ
りも小さくすることができる。

【００８０】このことから、具体例１および具体例４の
各ポンプ部が同一時間Ｔ動作すると、具体例４でのイン
クの流れに生じる脈動の周期を、具体例１と比べて、短
くすることができ、これにより、具体例４での脈動の発
生回数を増大させることができる。これにより、インク
吐出機構２０の前記インク流路からの気泡の除去を一層
促進することができる。

【００８１】《具体例５》具体例１のインクジェット印
刷装置では、ポンプ部３１の動作停止時に、ポンプ部３
１の吸引速度ｖ１が急激に０に低下されることから、イ
ンク吸引機構３０からインク吐出機構２０に向かうイン
クの逆方向の流れ（以下、逆流と呼ぶ）が生じるのに対
して、具体例５のインクジェット印刷装置では、ポンプ
部の動作停止時に、ポンプ部の吸引速度が０に漸減され
ることにより、インクの逆流の発生が防止される。

【００８２】図７（ａ）には、ポンプ部の停止動作時の
インクの流れを具体例５と比較するために、具体例１の
ポンプ部３１の動作およびインク吐出機構２０のインク
流路でのインクの流速が示されている。

【００８３】具体例１のインクジェット印刷装置１０で
は、ポンプ部３１の動作を停止するとき、図７（ａ）の
実線で示されるポンプ部３１の吸引速度ｖ１は、時刻ｔ
６で、Ｖ１から０に急激に低下される。これにより、図
７（ａ）の一点鎖線で示されるインク吐出機構２０のイ
ンク流路でのインクの流速ｕ１は、時刻ｔ１０でインク
が静止するまでの過渡現象として、流れの方向が順方向
と逆方向との間で切り替わりながら減衰する。その結
果、インクの流れは、時刻ｔ７〜時刻ｔ８の間および時
刻ｔ９〜時刻ｔ１０の間で逆流となる。

【００８４】この逆流により、インク吐出機構２０から
インク吸引機構３０のキャップ３４に一旦吐出されキャ
ップ３４内に残存していた気泡は、インク吐出機構２０
のインクジェットヘッド２３内へ押し戻されることがあ
る。

【００８５】これに対して、具体例５のインクジェット
印刷装置では、このインクジェットヘッド２３内への気
泡の戻りの原因となるインクの逆流を防止すべく、図７
（ｂ）の実線で示されるポンプ部の吸引速度ｖ５は、時
刻ｔ６から時刻ｔ１１までの間、Ｖ１から０へ滑らかに
漸減される。これにより、図７（ｂ）の一点鎖線に示さ
れるインク吐出機構２０のインク流路でのインクの流速
ｕ５は、逆流の原因となる流れ方向の反転を生じること
なく、減衰する。その結果、時刻ｔ６〜時刻ｔ１１の間
で、インクの逆流は生じない。

【００８６】これにより、インクの逆流によるインクジ
ェットヘッド２３内への気泡の戻りが防止される。この
ことから、インク吐出機構２０のインク流路からの気泡
の除去を一層促進することができる。

【００８７】ポンプ部の吸引速度ｖ５がＶ１から０に滑
らかに漸減される例を説明したが、この例に代えて、図
７（ｂ）の二点鎖線に示されるポンプ部の吸引速度ｖ５
ａが、Ｖ１から例えばＶ２に急激に低下され、その後、
Ｖ２から０に漸減されることにより、前記したと同様、
インクの逆流の発生を防止することができる。

【００８８】《具体例６》具体例６のインクジェット印
刷装置では、インクの流れに生じる脈動を共振により増
幅すべく、図１（ａ）に示される時間Ｔ１および時間Ｔ
２として、インクジェットヘッド２３の各加圧室が有す
る共振周波数に対応する時間Ｔ５（＝Ｌ／Ｖｐ）が設定
されている。Ｌは、例えば、図８（ａ）に示される直線
状態にあるピエゾ壁２３ｗ１、２３ｗ２の直線方向に沿
った加圧室２３ｐ１の長さ寸法を表し、Ｖｐは、加圧室
２３ｐ１内でのインクの流速を表す。

【００８９】これにより、図８（ｂ）の実線に示される
具体例６のインク吸引機構３０のインク流路でのインク
の流速ｕ６は、インクジェットヘッド２３内での共振に
よって、図８（ｂ）の一点鎖線に示される具体例１のイ
ンクの流速ｕ１と比べて、インクの脈動が増幅される。
この増幅された脈動により、インク吐出機構２０のイン
ク流路に付着する気泡の除去が一層促進されることか
ら、インク吐出機構２０のインク流路から気泡を一層効
果的に取り除くことができる。

【００９０】前記した具体例では、電圧の印加により変
形する圧電素子を利用してインクを吐出するインク吐出
機構を備えるインクジェット印刷装置の例を説明した
が、本発明は、加熱器から発生する気泡の圧力を利用し
てインクを吐出するインク吐出機構のような他のインク
吐出機構を備えるインクジェット印刷装置にも適用する
ことができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明に係るインク吸引機構では、前記
したように、インク吐出機構からインクを吸引すると
き、気泡のインク流路からの除去を促進すべく、吸引さ
れるインクの流れの速度が時間軸に沿って波状に変化す
ることにより、インクの流れに脈動が生じ、この脈動に
より、インクの流れに乱れを与えることができる。

【００９２】これにより、インク吐出機構のインク流路
の例えば曲部の角部分における内側のような、定常流で
は流速が極めて低くなる部分で、インクの流速が気泡の
停滞を防止するに充分に高められる。このため、気泡は
インク吐出機構のインク流路に停滞することなく、イン
ク吸引機構に吸引される。

【００９３】したがって、本発明によれば、インク吐出
機構のインク流路からの気泡の除去を促進することによ
り、インクの流れを円滑にし、これにより、鮮明な印刷
を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインク吸引機構の作用の説明図で
ある。

【図２】具体例１のインクジェット印刷装置を示す概略
図である。

【図３】具体例２のインクジェット印刷装置を示す概略
図である。

【図４】具体例３の説明図（その１）である

【図５】具体例３の説明図（その２）である。

【図６】具体例４の説明図である。

【図７】具体例５の説明図である。

【図８】具体例６の説明図である。

【符号の説明】

１ 気泡 １０ インクジェット印刷装置 ２０ インク吐出機構 ２１ インクタンク ２２ 管路部材 ２３ インクジェットヘッド ２３ａ インク供給口 ２３ｂ インク室 ２３ｃ ノズル群 ３０ インク吸引機構 ３１ ポンプ部 ３２ ポンプ制御部 ３３ 管路部材 ３４ キャップ ３５ キャップ駆動部 ３６ キャップ駆動制御部 ３７ 排インクタンク ｕ 吸引されるインクの流速 ｖ ポンプの吸引速度

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷のためのインクを吐出するインク吐
   出機構と、非印刷動作時に前記インク吐出機構から該イ
   ンク吐出機構のインク流路に存在する気泡を吸引するた
   めのインク吸引機構とを含み、 該インク吸引機構により前記インク吐出機構からインク
   が吸引されるとき、気泡の前記インク流路からの除去を
   促進すべく、吸引されるインクの流速が、時間軸に沿っ
   て波状に変化することを特徴とするインクジェット印刷
   装置。
2. 【請求項２】 前記インク吸引機構は、インクを負圧で
   吸引するためのポンプ部と、前記インクの流れに脈動を
   与えるべく、前記ポンプ部の動作速度を変化させるポン
   プ制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載のイ
   ンクジェット印刷装置。
3. 【請求項３】 前記インク吐出機構は、前記インク流路
   の少なくとも一部を規定しかつ前記インクの流速の波状
   の変化により振動可能な管路部材を備えることを特徴と
   する請求項１記載のインクジェット印刷装置。
4. 【請求項４】 さらに、前記インク吐出機構は、前記管
   路部材の振動により該管路部材に当接可能なストッパー
   を備えることを特徴とする請求項３記載のインクジェッ
   ト印刷装置。
5. 【請求項５】 前記インク吐出機構は、電圧の印加によ
   りインクを吐出すべく変形する圧電素子を備え、 前記インク吸引機構がインクを吸引するとき、前記圧電
   素子は、該圧電素子に付着した気泡の前記インク流路か
   らの除去を促進すべく、変形可能であることを特徴とす
   る請求項１記載のインクジェット印刷装置。
6. 【請求項６】 前記ポンプ制御部は、前記ポンプ部の回
   転方向を順方向と逆方向との間で交互に切り替えて、前
   記ポンプ部を動作させることにより、前記ポンプ部の動
   作速度を変化させることを特徴とする請求項２記載のイ
   ンクジェット印刷装置。
7. 【請求項７】 前記ポンプ制御部は、前記ポンプ部の動
   作を停止するとき、インクの逆流を抑制すべく、前記ポ
   ンプ部の動作速度を漸減させることを特徴とする請求項
   ２記載のインクジェット印刷装置。
8. 【請求項８】 前記ポンプ制御部は、前記インク吐出機
   構が有する共振周波数を利用した共振により、前記脈動
   を増幅することを特徴とする請求項２記載のインクジェ
   ット印刷装置。
9. 【請求項９】 印刷のためのインクを吐出するインク吐
   出機構から、非印刷動作時に該インク吐出機構のインク
   流路に存在する気泡を吸引するためのインク吸引機構で
   あって、 前記インク吐出機構からインクを吸引するとき、気泡の
   前記インク流路からの除去を促進すべく、吸引されるイ
   ンクの流速が、時間軸に沿って波状に変化することを特
   徴とするインク吸引機構。