液体吐出装置
【課題】複数の液体種に対応した供給流路間における気泡の成長バランスに配慮された液
体吐出装置および液体吐出ヘッドを提供すること。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色インクに
対応した供給流路（フィルタ室）を形成する針部材３１ａ〜３１ｄを備えており、針部材
３１ａ〜３１ｄは、対応するインク種に応じてガス透過性が異なるように素材を違えて形
成されている。フィルタ室４４ａ〜４４ｄに滞留する気泡５１ａ〜５１ｄは、インクの自
己分解に伴うガス発生、および外郭４５ａ〜４５ｄを介したガス透過によって、好適なバ
ランスを保って一様に成長する。
体吐出装置および液体吐出ヘッドを提供すること。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色インクに
対応した供給流路（フィルタ室）を形成する針部材３１ａ〜３１ｄを備えており、針部材
３１ａ〜３１ｄは、対応するインク種に応じてガス透過性が異なるように素材を違えて形
成されている。フィルタ室４４ａ〜４４ｄに滞留する気泡５１ａ〜５１ｄは、インクの自
己分解に伴うガス発生、および外郭４５ａ〜４５ｄを介したガス透過によって、好適なバ
ランスを保って一様に成長する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置、ディスプレイ製造装置、電極形成装置、あるい
は、バイオチップ製造装置など、液体を吐出して描画等を行う液体吐出装置および液体吐
出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置として、紙への印刷に適したインクジェットプリンタ等があり、一
般的には、印刷用紙に対して往復動するキャリッジに、液体（インク）を微小なノズルか
ら吐出する液体吐出ヘッドを搭載した構成のものが知られている。このような液体吐出装
置は、液体を扱うことによる特有の課題を有しており、その一つは、インクの供給流路に
おける気泡の問題である。すなわち、インクの収容容器からノズルに至るまでの供給流路
内に滞留していた気泡が、吐出動作時に何らかのきっかけでノズルに流出したときに、吐
出不良を引き起こすことがある。
【０００３】
そこで、上述の問題に鑑みて、滞留している気泡をインクと共に供給流路から強制的に
排出する、いわゆる回復動作（クリーニング動作）を行う液体吐出装置が提案されている
（例えば、特許文献１）。ここで、供給流路内の気泡は経時的に成長することが知られて
おり、気泡を排出するための回復動作は、その成長に合わせて適切なタイミングで行われ
ることが望ましい。気泡が回復動作によって排出されるためには、ある程度の大きさに成
長していることが必要であり、微小な気泡に対して回復動作を行っても、当該気泡に対し
て十分な排出力が作用せず、インクばかりが消費されて不経済だからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３９６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本願発明の発明者らは、供給流路に滞留する気泡の成長速度がインクの組成
によって異なることを新たに発見した。この場合、適切な回復動作のタイミングがインク
種毎に異なるため、回復動作を行ったときに、一のインク種に対応する供給流路からは気
泡を排出できても、他のインク種に対応する供給流路には気泡が残留したままであること
が起こり得る。このため、吐出不良のリスクが増大したり、回復動作を要するタイミング
の間隔が短くなってインクの消費量が増えてしまったりすることが起こり得る。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、複数の液体種に対応した供給
流路間における気泡の成長バランスに配慮された、液体吐出装置および液体吐出ヘッドを
提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、液体を貯留する液体容器から当該液体をノズルに供給するための、少なくと
も２種以上の前記液体にそれぞれ対応した供給流路を備え、前記ノズルから前記液体を吐
出する液体吐出装置であって、前記供給流路を形成する一の部材を介したガス透過性が、
一の前記液体に対応する供給流路の場合と他の前記液体に対応する供給流路の場合とで異
なることを特徴とする。
【０００８】
本願発明の発明者の知見によれば、供給流路における気泡の成長には、液体の含有成分
の自己分解によってガスを発生する自己分解モードと、供給流路の外郭を介したガス透過
による透過モードとが存在し、これら両モードにより気泡が成長する。この発明の液体吐
出装置によれば、供給流路を形成する一の部材を介したガス透過性が、一の液体に対応す
る供給流路の場合と他の液体に対応する供給流路の場合とで違えられているため、一およ
び他の液体間の自己分解モードの差を透過モードの差によって補償して、気泡の成長バラ
ンスの調整を図ることができる。
【０００９】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記供給流路を形成する一の部材の材質
が、前記一の液体に対応する供給流路の場合と前記他の液体に対応する供給流路の場合と
で異なることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、一の部材を介したガス透過性について、比較的簡単
に、対応する液体種間の差を設けることができる。
【００１０】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記供給流路を形成する一の部材におけ
る前記供給流路の外郭の肉厚が、前記一の液体に対応する供給流路の場合と前記他の液体
に対応する供給流路の場合とで異なることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、一の部材を介したガス透過性について、比較的簡単
に、対応する液体種間の差を設けることができる。
【００１１】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、少なくとも前記一の液体に対応する前記
供給流路を形成する一の部材が、当該供給流路の外郭に関して少なくとも部分的に二層構
造を有していることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、供給流路を形成する一の部材のうちの一の層部分を
液体種によらず共通化することができるため、製造負荷が軽減される。
【００１２】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記供給流路を形成する一の部材は、前
記供給流路において拡幅された流路を形成する部材であることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、気泡成長の著しい箇所である拡幅された流路におい
て、直接的に気泡の成長バランスの調整が図られるので、効率的に上述の効果を得ること
ができる。
【００１３】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記供給流路を形成する一の部材は、フ
ィルタ部材を備えるフィルタ室を形成する部材であることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、気泡成長の著しい箇所である拡幅された流路におい
て、直接的に気泡の成長バランスの調整が図られるので、効率的に上述の効果を得ること
ができる。
【００１４】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記２種以上の液体は、染料を含むイン
クであることを特徴とする。
さらに好ましくは、前記一ないし他の液体の少なくとも一方は、アゾ染料を含むインク
であることを特徴とする。
【００１５】
これらの発明の液体吐出装置によれば、比較的自己分解のしやすい染料、特に自己分解
によって窒素ガスを発生しやすいアゾ染料を含有するインクを用いつつも、供給流路内の
気泡の成長バランスの調整を図ることができる。
【００１６】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記ノズルから前記液体を強制的に排出
させる強制排出手段を備えることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、供給流路内の気泡成長のバランスが対応するインク
種間でほぼ均一化されているので、当該気泡を排出するためのいわゆる回復動作の適正タ
イミングも液体種によらずほぼ均一化されている。かくして、強制排出手段を用いた回復
動作により、効率的に各液体種に対応した供給流路内の気泡を排出することができる。
【００１７】
本発明は、液体を貯留する液体容器から当該液体をノズルに供給するための、少なくと
も２種以上の前記液体にそれぞれ対応した供給流路を備え、前記ノズルから前記液体を吐
出する液体吐出ヘッドであって、前記供給流路を形成する一の部材を介したガス透過性が
、一の前記液体に対応する供給流路の場合と他の前記液体に対応する供給流路の場合とで
異なることを特徴とする。
この発明の液体吐出ヘッドによれば、供給流路を形成する一の部材を介したガス透過性
が、一の液体に対応する供給流路の場合と他の液体に対応する供給流路の場合とで違えら
れているため、一および他の液体間の自己分解モードの差を透過モードの差によって補償
して、気泡の成長バランスの調整を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る液体吐出装置を示す概略斜視図。
【図２】液体吐出ヘッドおよびその周辺の構造を模式的に示した一部破断の側面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、フィルタ室内における気泡の状態を示す断面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本実施形態の効果を説明するための参照図。
【図５】第２実施形態に係る液体吐出装置を示す概略平面図。
【図６】圧力調整ユニットの要部構成を示す断面図。
【図７】第３実施形態に係る針部材の周辺構造を示す断面図。
【図８】（ａ），（ｂ）は、ガス透過性調整部材の構造を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好まし
い種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置を示す概略斜視図である。図２は、液体吐出
ヘッドおよびその周辺の構造を模式的に示した一部破断の側面図である。
【００２１】
図１において、液体吐出装置としてのプリンタ１は、用紙２に対して液体としてのイン
クを吐出して画像等の描画を行う装置である。プリンタ１は、インクを吐出する液体吐出
ヘッド３と、液体吐出ヘッド３を搭載するキャリッジ４と、キャリッジ４を往復動（主走
査）させる主走査機構５と、用紙２を移送（副走査）するプラテンローラ６と、液体吐出
ヘッド３のメンテナンスを行うメンテナンスユニット１２と、を備えている。
【００２２】
主走査機構５は、キャリッジ４と結合されるタイミングベルト８と、タイミングベルト
８を駆動するモータ９と、キャリッジ４のガイド軸をなすガイドロッド１０と、を備えて
いる。キャリッジ４はタイミングベルト８を介してモータ９によって駆動され、ガイドロ
ッド１０に沿って往復動（主走査）する。
【００２３】
液体吐出ヘッド３から吐出するインクには、本実施形態の場合、ブラック、マゼンタ、
シアン、イエローの４色のものが使用され、キャリッジ４上に搭載された液体容器として
のインクカートリッジ７ａ〜７ｄにこれら各色のインクが収容されている。このインクカ
ートリッジ７ａ〜７ｄの底部には、図２に示すように、インクを導出する導出部１７ａ〜
１７ｄが設けられており、液体吐出ヘッド３のケース部材３０に取り付けられた中空針状
の針部材３１ａ〜３１ｄと結合して、液体吐出ヘッド３にインクを供給するようになって
いる。
【００２４】
図２において、針部材３１ａ〜３１ｄは導入孔４１、導入路４２を有する中空針状の部
材であり、連通路３２ａが形成されたケース部材３０に溶着されて、インクを供給するた
めの供給流路を形成している。また、針部材３１ａ〜３１ｄとケース部材３０との間には
、フィルタ部材４３が配設されており、これにより、インクは、導入路４２からフィルタ
部材４３を通過して連通路３２ａに供給されることになる。
【００２５】
フィルタ部材４３は、通過するインク中に含まれる異物等をトラップするために設けら
れており、例えば、金属を細かく編みこむなどして形成されている。フィルタ部材４３を
通過するインクには大きな抵抗（損失水頭）が作用することになるので、この抵抗を低減
するため、フィルタ部材４３の近傍における供給流路は拡幅されたフィルタ室４４ａとな
っている。すなわち、針部材３１ａ〜３１ｄは、本発明におけるフィルタ室（供給流路）
を形成する部材である。
【００２６】
マゼンタ、シアン、イエローのインクにそれぞれ対応する針部材３１ｂ，３１ｃ、３１
ｄについても、基本的な構造はブラックインクに対応する針部材３１ａと同じである。た
だし、これらの材質は全く同じというわけではなく、意図的に複数の素材が使い分けられ
ている。この点についての詳細は後述する。
【００２７】
針部材３１ａ〜３１ｄから導入されたインクは、それぞれ連通路３２ａ〜３２ｄを通っ
て図示しない液溜め室（リザーバ）に一一旦、収容され、リザーバと連通して図面垂直方
向に複数配された圧力室（キャビティ）３３、ノズル３４に充填される。そして、圧力室
３３には圧電素子等の圧力発生手段（図示せず）が設けられており、この圧力発生手段の
駆動によりノズル３４の開口からインク滴が吐出される。圧力発生手段の駆動による吐出
制御は、ノズル３４毎に行うことが可能であり、かくして、主走査および副走査と同期さ
せて液体吐出ヘッド３のノズル３４毎の吐出制御を行うことにより、用紙２（図１参照）
への画像形成（印刷動作）がなされる。
【００２８】
再び図１に戻って、メンテナンスユニット１２は、液体吐出ヘッド３の吐出面１３の一
定領域を囲んで封止可能なキャップ部材１５を備えている。キャップ部材１５は、吐出面
１３を覆うことで、ノズル３４（図２参照）を粉塵や乾燥などから保護する役割を果たす
ほか、後述する吸引動作にも用いられる。
【００２９】
メンテナンスユニット１２はまた、ゴム等で形成された板状部材であるワイパブレード
１４を有している。ワイパブレード１４は、後述する回復動作において、吐出面１３に付
着したインク等を払拭して除去するのに用いられる。
【００３０】
図２において、キャップ部材１５は、液体吐出ヘッド３の吐出面１３と対向する側に開
口を有する箱型の弾性部材である。キャップ部材１５は、上縁部分のシール部１５ｂを液
体吐出ヘッド３の吐出面１３に密着させることで、ノズル３４の開口を封止（キャッピン
グ）することができる。
【００３１】
キャップ部材１５内には、スポンジや不職布などで形成された吸液材１８が設けられて
いる。吸液材１８は、キャッピングの状態においてノズル３４の開口に面する空間１５ａ
を保湿する役割を果たしており、ノズル３４およびその近傍におけるインクの乾燥を抑え
る効果を発揮する。
【００３２】
キャップ部材１５の底部には連通管１９が形成されており、連通管１９は連通チューブ
２１の一端と接続されている。連通チューブ２１は、キャップ部材１５がスライダー機構
などによって移動可能に構成されることに鑑みて、適度な可撓性を有していることが好ま
しい。また、空間１５ａと連通される空間を形成することに鑑みて、外郭を介したインク
の蒸発を抑えるためにガス遮断性に優れたものであることが好ましい。
【００３３】
連通チューブ２１の他端は、吸引ポンプ２２と接続されている。吸引ポンプ２２には、
小型で効率の良いチューブポンプなどが好適に用いられる。吸引ポンプ２２は、連通チュ
ーブ２１、連通管１９を介して空間１５ａに負圧（大気圧に対して負である圧力）を発生
させることができる。
【００３４】
かくして、キャッピングされた状態で吸引ポンプ２２を駆動すると、空間１５ａに発生
する負圧によってノズル３４からインクが強制的に排出され、いわゆる吸引動作を行うこ
とができる。すなわち、キャップ部材１５、吸引ポンプ２２は、強制排出手段を構成して
いる。この吸引動作は、ノズル３４内方の供給流路における異物や気泡、乾燥して特性の
劣化（粘度の増加等）したインクなどを強制的に排出して、吐出性能の回復を図るのに用
いられる。吸引動作は、その目的に応じて吸引量や吸引速度を違えた複数のモードが用意
されているが、特に気泡の排出を目的とする吸引動作は、比較的多くの吸引量を必要とし
、インクの消費量が多いため、適切なタイミングで効率的に行うことが好ましい。
【００３５】
ノズル３４から吸引されたインクは、キャップ部材１５、連通チューブ２１、吸引ポン
プ２２を通って廃液タンク２３に排出される。排出されたインクは、不職布や吸液性ポリ
マーなどで構成された吸液材２４に吸収されて保持される。
【００３６】
次に、図３、図４を参照して、フィルタ室における気泡成長について説明する。図３（
ａ）〜（ｄ）は、フィルタ室内における気泡の状態を示す断面図である。
【００３７】
図３（ａ）は、インクカートリッジ７ａ〜７ｄ（図２参照）を装着して液体吐出ヘッド
３の供給流路にインク５０ａ〜５０ｄをそれぞれ充填した直後の状態を示している。イン
ク５０ａ〜５０ｄの充填は上述した吸引動作によって行われるが、理想的にはフィルタ室
４４ａ〜４４ｄに気泡が存在しない状態が望ましい。しかし、気泡はフィルタ部材４３を
通過する際に大きな抵抗を受けるので、気泡が微小な場合には吸引動作によって十分な移
動力を受けることができず、フィルタ室４４ａ〜４４ｄの上流側（インクカートリッジ７
ａ〜７ｄが装着される側）に微小な気泡５１ａ〜５１ｄが滞留することがある。
【００３８】
このようにしてフィルタ室４４ａ〜４４ｄに滞留した気泡５１ａ〜５１ｄは、図３（ｂ
）に示すように次第に大きく成長してゆく。このような気泡の成長の原因は、１つには、
インクカートリッジ７ａ〜７ｄの導出部１７ａ〜１７ｄ（図２参照）などに引っかかって
いた気泡が流れ込んでくることによるものである。また、本願発明者の知見によれば、こ
のような気泡成長のモードの他に、インク５０ａ〜５０ｄの自己分解によってガスが発生
することによるモード（以下、自己分解モードとする）と、供給流路（フィルタ室４４ａ
〜４４ｄ）の外郭４５ａ〜４５ｄを介してガスを取り込むことによるモード（以下、透過
モードとする）とがある。
【００３９】
自己分解モードは、特に、比較的分解しやすい染料を含むインクにおいて、とりわけア
ゾ染料を含むインクにおいて顕著である。アゾ染料に含まれるアゾ基は分解によって窒素
ガスに変化するため、インクに含まれるアゾ染料が分解しやすい組成である場合には、時
間の経過と共にガスが放出されることになるためである。このように、自己分解モードに
よる気泡成長の速度は、インク５０ａ〜５０ｄに含まれる染料種や調整されるｐＨなどに
依存している。本実施形態においては、自己分解モードによるガスの発生は、ブラックイ
ンク５０ａで最も顕著であり、イエローインク５０ｄがこれに次ぎ、マゼンタインク５０
ｂ、シアンインク５０ｃではガスがあまり発生しない。
【００４０】
透過モードは、外郭４５ａ〜４５ｄを透過するガスによって気泡５１ａ〜５１ｄを成長
させるものであり、このモードによる気泡成長の速度は、外郭４５ａ〜４５ｄのガス透過
性に依存することになる。本実施形態において針部材３１ａ〜３１ｄに用いられる素材が
使い分けられているのは、このような針部材３１ａ〜３１ｄを介したガス透過性を意図的
に制御して、透過モードの差によって自己分解モードの差を補償するためである。
【００４１】
表１に、針部材３１ａ〜３１ｄに用いる素材の一例を示す。表中、ＰＥＴはポリエチレ
ンテレフタレート（Poly Ethylene Terephthalate）、ｍ−ＰＰＥは変性ポリフェニレン
エーテル（Modified Polyphenylene Ether）、ＰＰＳはポリフェニレンサルファイド（Po
ly Phenylene Sulfide）である。また、参考データとして示すガス透過率比は、ＰＥＴを
基準とした場合における単位時間あたりの酸素ガス透過量の比を示している。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１に示す素材で針部材３１ａ〜３１ｄを形成した場合、フィルタ室４４ａ〜４４ｄ間
における自己分解モードの差が補償されることになる。すなわち、自己分解モードの強い
ブラックインク５０ａに対応する針部材３１ａには、ガス透過しにくいＰＥＴを用い、自
己分解モードの弱いマゼンタインク５０ｂ、シアンインク５０ｃに対応する針部材３１ｂ
，３１ｃは、ガス透過しやすいｍ−ＰＰＥを用いることで、トータルとしての気泡成長の
速度差が小さくなるように調整しているものである。
【００４４】
尚、表１に示す素材はあくまでも選択の一例であり、針部材３１ａ〜３１ｄの材質は上
述の組み合わせに限定されるものではないし、また、インク５０ａ〜５０ｄの組成の組み
合わせ（インクセット）が変われば、それに応じて適宜適切な素材を選択することが好ま
しい。例えば、変形例として、上述の実施形態とは異なるインクセットについて表２に示
す素材で針部材３１ａ〜３１ｄを形成することもできる。尚、表中、ＰＥＮはポリエチレ
ンナフタレート（Poly Ethylene Naphtarete）、ＰＢＴはポリブチレンテレフタレート（
Poly Buthylene Terephthalete）である。
【００４５】
【表２】
【００４６】
また、針部材３１ａ〜３１ｄを介したガス透過性を制御するための変形例として、上述
の実施形態のように針部材３１ａ〜３１ｄの材質による方法ではなく、または材質による
方法と組み合わせて、外郭４５ａ〜４５ｄの肉厚による方法も考えられる。例えば、自己
分解モードが強いブラックインク５０ａに対応する外郭４５ａを、自己分解モードが弱い
マゼンタインク５０ｂ、シアンインク５０ｃに対応する外郭４５ｂ，４５ｃよりも厚く形
成することで、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
図３（ｂ）において印刷動作が行われる場合、吐出によるインクの消費によってフィル
タ室４４ａ〜４４ｄ内のインク５０ａ〜５０ｄは下流側（連通路３２ａ〜３２ｄ側）に流
動する。これにより気泡５１ａ〜５１ｄもまた下流側に押されることになるが、気泡５１
ａ〜５１ｄが図示する程度の大きさであるときには、フィルタ部材４３を通過することは
ない。
【００４８】
ところが、気泡５１ａ〜５１ｄが成長を続けて図３（ｃ）に示すほどに大きくなると、
フィルタ部材４３の広範な領域が閉塞されることになって、インク５０ａ〜５０ｄの供給
が不足したり、気泡５１ａ〜５１ｄがフィルタ部材４３を容易に通過して、吐出不良を引
き起こす危険性が高くなる。
【００４９】
このため、本実施形態のプリンタ１（図１参照）は、先に説明した吸引動作を定期的に
、あるいはユーザの命令によって適宜実行し、大きく成長した気泡５１ａ〜５１ｄを強制
的にノズル３４（図２参照）から排出するようになっている。この場合、フィルタ室４４
ａ〜４４ｄ間における気泡成長の速度バランスが好適に調整されているので、気泡５１ａ
〜５１ｄの大きさも概ね均一であり、図３（ｄ）に示すように、吸引動作によって気泡５
１ａ〜５１ｄを一度に排出させることが可能である。気泡の大きさが均一ならば、吸引動
作による当該気泡の排出性もほぼ均一となるからである。
【００５０】
図４（ａ），（ｂ）は、本実施形態の効果を説明するための参照図であって、従来技術
におけるフィルタ室内の気泡の状態を示している。
【００５１】
従来技術の場合、針部材１０１ａ〜１０１ｄは、上述の実施形態のように材質を違えて
形成されていない。このため、インク種による自己分解モードの差はそのまま気泡成長の
速度差として反映され、図４（ａ）に示すように、ブラックインク５０ａに対応するフィ
ルタ室１０２ａの気泡１０３ａは大きく、マゼンタインク５０ｂに対応するフィルタ室１
０２ｂの気泡１０３ｂは小さいといった状況が起こり得る。
【００５２】
このような状況において吸引動作を施した場合、図４（ｂ）に示すように、大きな気泡
１０３ａは排出できても、比較的小さな気泡１０３ｂ〜１０３ｄは排出できないことがあ
る。小さな気泡１０３ｂ〜１０３ｄに対しては、吸引動作を行ってもインク５０ｂ〜５０
ｄが当該気泡の周囲を迂回するように流動し、フィルタ部材４３を通過させるだけの移動
力を十分に与えられないためである。
【００５３】
かくして、吐出不良の危険性の高いタイミングがインク種毎に分散することとなり、吐
出不良を回避するためには、気泡を除去するための吸引動作を頻繁に行わなければならな
いという問題が発生する。すなわち、本発明の実施形態によれば、インク種間の気泡の成
長バランスの調整が図られているため、このような吐出不良の危険性が低減され、吸引動
作を要する頻度が低減されるわけである。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、図５、図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下では、
先の説明と重複する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明
する。図５は、第２実施形態に係る液体吐出装置を示す概略平面図である。図６は、圧力
調整ユニットの要部構成を示す断面図である。
【００５５】
図５において、プリンタ６０は、いわゆるオフキャリッジタイプとよばれる構成の液体
吐出装置である。すなわち、プリンタ６０は、キャリッジ４の外部に固定されたインクカ
ートリッジ６５ａ〜６５ｄから供給システム６８によって液体吐出ヘッド３にインクを供
給し、印刷動作を行う。
【００５６】
供給システム６８は、各色インクを収容したインクカートリッジ６５ａ〜６５ｄを挿着
するためのカートリッジホルダ６１と、圧縮空気を生成する加圧ポンプ６７と、当該圧縮
空気をインクカートリッジ６５ａ〜６５ｄに移送する送気管６６ａ〜６６ｄと、を備えて
いる。また、供給システム６８は、インクカートリッジ６５ａ〜６５ｄからインクを移送
するための供給管６３ａ〜６３ｄと、液体吐出ヘッド３の針部材３１ａ〜３１ｄ（図２参
照）とそれぞれ接続する圧力調整ユニット６２ａ〜６２ｄと、を備えている。この構成に
より、圧縮空気によって加圧されたインクは、供給管６３ａ〜６３ｄ、圧力調整ユニット
６２ａ〜６２ｄを経て、液体吐出ヘッド３に供給される。すなわち、供給管６３ａ〜６３
ｄ、圧力調整ユニット６２ａ〜６２ｄは、供給流路を形成している。
【００５７】
圧力調整ユニット６２ａ〜６２ｄは、加圧供給されてくるインクを適度に減圧するため
の機能を果たしており、図６に示すような要部構造となっている。すなわち、圧力調整ユ
ニット６２ａは、合成樹脂からなる基材２５２と、基材２５２の両面に溶着されたフィル
ム２４８、フィルム２４９と、フィルム２４９に張り合わされた受圧板２５４とを備えて
いる。そして、インクを導入する導入路２５１、導入室２５０、圧力室２４６、導入室２
５０と圧力室２４６とを連通する貫通孔２４５、圧力室２４６から針部材３１ａ（図３参
照）へインクを導出する導出路２５３が形成されている。
【００５８】
圧力調整ユニット６２ａは、圧力室２４６から導入室２５０へのインクの供給調整を行
う圧力調整弁２３２を備えている。圧力調整弁２３２は、貫通孔２４５に挿通された軸部
２５５ａと、軸部２５５ａの一端側に形成された円板部２５５ｂとからなる弁体２５５を
備えている。弁体２５５の円板部２５５ｂの一面は、バネ２５７の一端に当接しており、
バネ２５７の他端はバネ座２５８に当接している。弁体２５５の軸部２５５ａの他端側は
、フィルム２４９を介して受圧板２５４に対向している。かくして、閉弁状態においては
、図示するように、弁体２５５がバネ２５７によって図の右方に付勢され、導入室２５０
と圧力室２４６の間の連通が遮断されている。
【００５９】
圧力室２４６のインクが消費されて内圧が一定値以下に低下すると、フィルム２４９は
当該内圧と大気圧との差によって撓み、受圧板２５４はフィルム２４９の撓みに連動して
矢印Ｂの方向に移動する。そして、圧力室２４６の内圧低下と共に受圧板２５４がバネ２
６０を圧縮し、さらに弁体２５５を図面左方に付勢して開弁状態にする。このとき、イン
クが導入室２５０から圧力室２４６内に流入して圧力室２４６の内圧が補償され、再び閉
弁状態に戻る。このように、閉弁状態、圧力室２４６の内圧低下、開弁状態、圧力室２４
６の内圧補償、閉弁状態、を繰り返すことにより、圧力室２４６の内圧（液体吐出ヘッド
３への供給圧）は常に所定の値に保たれることとなる。
【００６０】
図５、図６において、このようなオフキャリッジタイプのプリンタ６０の場合には、各
インク種に対応する供給流路間での気泡成長の速度を調整するために、供給流路を形成す
る供給管６３ａ〜６３ｄや圧力調整ユニット６２ａ〜６２ｄの外郭部材について、材質、
肉厚などをインク種に応じて違えることも有効である。
【００６１】
特に、圧力室２４６は、供給流路において拡幅された流路となっていて、フィルタ室４
４ａ〜４４ｄ（図３参照）と同様に供給流路の中でも気泡成長の著しい箇所であるので、
フィルム２４９、基材２５２について、透過モードの差を設けることは有効である。但し
、フィルム２４９をインク種によって違える場合、フィルム２４９の撓みやすさは圧力調
整弁２３２の作動圧にも影響するため、十分注意を払う必要がある。
【００６２】
（第３実施形態）
次に、図７、図８を参照して、本発明の第３実施形態について、第１実施形態との相違
点を中心に説明する。
図７は、第３実施形態に係る針部材の周辺構造を示す断面図である。図８は、筒状体の
構造を示す斜視図である。
【００６３】
図７および図８（ａ）に示すように、本実施形態における針部材３１ａは、樹脂製の基
体４６と、基体４６の内側に配設される金属製の筒状体７０とを備えている。筒状体７０
の周面７１と基体４６の内壁面４７とは密着しており、これにより、フィルタ室４４ａの
（上流側における）外郭は金属層と樹脂層の二層構造となっている。
【００６４】
フィルタ室４４ａの外郭は、ガスバリア性に優れた金属層を有しているため、自己分解
モードの強いブラックインクがフィルタ室４４ａに充填された状態にあっても、その気泡
成長を好適に抑制することができる。また、図８（ｂ）に示すように、筒状体７０の周面
７１に貫通孔７２を設けるなどして周面７１の有効面積を調整し、フィルタ室４４ａの外
郭におけるガス透過性をコントロールすることも可能である。また、上述の場合において
、対応するインク種に応じて周面７１の有効面積を違えることで、気泡成長速度の均一化
を図るようにしてもよい。
【００６５】
このように、針部材を部分的に二層構造とした場合には、基体４６の部分をインク種に
よらず共通化することができるため、製造負荷が軽減される。
【００６６】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、オフキャリッジタイプの液体吐出装置には、特開２００３−２１１６８８号公
報に示すような圧力ダンパによって形成される供給流路を備えるものもあるが、この場合
においては、圧力ダンパの外郭部材について、対応するインク種に応じてガス透過性を違
えてもよい。
また、供給流路を形成する部材についてガス透過性をコントロールする方法としては、
部材の材質、肉厚による方法の他に、当該部材の外面に被膜（金属塗装など）を形成する
ことによる方法も考えられる。
また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他
の構成と組み合わせたりすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…液体吐出装置としてのプリンタ、３…液体吐出ヘッド、４…キャリッジ、７ａ〜７
ｄ…液体容器としてのインクカートリッジ、１３…吐出面、１５…強制排出手段を構成す
るキャップ部材、２２…強制排出手段を構成する吸引ポンプ、２３…廃液タンク、３０…
ケース部材、３１ａ〜３１ｄ…フィルタ室（供給流路）を形成する部材としての針部材、
３２ａ〜３２ｄ…連通路、３４…ノズル、４１…導入孔、４２…導入路、４３…フィルタ
部材、４４ａ〜４４ｄ…フィルタ室、４５ａ〜４５ｄ…外郭、４６…基体、４７…内壁面
、５０ａ…ブラックインク、５０ｂ…マゼンタインク、５０ｃ…シアンインク、５０ｄ…
イエローインク、５１ａ〜５１ｄ…気泡、６０…液体吐出装置としてのプリンタ、６２ａ
…圧力調整ユニット、６２ａ〜６２ｄ…圧力調整ユニット、６３ａ〜６３ｄ…供給流路を
形成する部材としての供給管、６５ａ〜６５ｄ…液体容器としてのインクカートリッジ、
６８…供給システム、７０…筒状体、７１…周面、２４９…拡幅された供給流路を形成す
る部材としてのフィルム、２５２…拡幅された供給流路を形成する部材としての基材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置、ディスプレイ製造装置、電極形成装置、あるい
は、バイオチップ製造装置など、液体を吐出して描画等を行う液体吐出装置および液体吐
出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置として、紙への印刷に適したインクジェットプリンタ等があり、一
般的には、印刷用紙に対して往復動するキャリッジに、液体（インク）を微小なノズルか
ら吐出する液体吐出ヘッドを搭載した構成のものが知られている。このような液体吐出装
置は、液体を扱うことによる特有の課題を有しており、その一つは、インクの供給流路に
おける気泡の問題である。すなわち、インクの収容容器からノズルに至るまでの供給流路
内に滞留していた気泡が、吐出動作時に何らかのきっかけでノズルに流出したときに、吐
出不良を引き起こすことがある。
【０００３】
そこで、上述の問題に鑑みて、滞留している気泡をインクと共に供給流路から強制的に
排出する、いわゆる回復動作（クリーニング動作）を行う液体吐出装置が提案されている
（例えば、特許文献１）。ここで、供給流路内の気泡は経時的に成長することが知られて
おり、気泡を排出するための回復動作は、その成長に合わせて適切なタイミングで行われ
ることが望ましい。気泡が回復動作によって排出されるためには、ある程度の大きさに成
長していることが必要であり、微小な気泡に対して回復動作を行っても、当該気泡に対し
て十分な排出力が作用せず、インクばかりが消費されて不経済だからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３９６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本願発明の発明者らは、供給流路に滞留する気泡の成長速度がインクの組成
によって異なることを新たに発見した。この場合、適切な回復動作のタイミングがインク
種毎に異なるため、回復動作を行ったときに、一のインク種に対応する供給流路からは気
泡を排出できても、他のインク種に対応する供給流路には気泡が残留したままであること
が起こり得る。このため、吐出不良のリスクが増大したり、回復動作を要するタイミング
の間隔が短くなってインクの消費量が増えてしまったりすることが起こり得る。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、複数の液体種に対応した供給
流路間における気泡の成長バランスに配慮された、液体吐出装置および液体吐出ヘッドを
提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、液体を貯留する液体容器から当該液体をノズルに供給するための、少なくと
も２種以上の前記液体にそれぞれ対応した供給流路を備え、前記ノズルから前記液体を吐
出する液体吐出装置であって、前記供給流路を形成する一の部材を介したガス透過性が、
一の前記液体に対応する供給流路の場合と他の前記液体に対応する供給流路の場合とで異
なることを特徴とする。
【０００８】
本願発明の発明者の知見によれば、供給流路における気泡の成長には、液体の含有成分
の自己分解によってガスを発生する自己分解モードと、供給流路の外郭を介したガス透過
による透過モードとが存在し、これら両モードにより気泡が成長する。この発明の液体吐
出装置によれば、供給流路を形成する一の部材を介したガス透過性が、一の液体に対応す
る供給流路の場合と他の液体に対応する供給流路の場合とで違えられているため、一およ
び他の液体間の自己分解モードの差を透過モードの差によって補償して、気泡の成長バラ
ンスの調整を図ることができる。
【０００９】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記供給流路を形成する一の部材の材質
が、前記一の液体に対応する供給流路の場合と前記他の液体に対応する供給流路の場合と
で異なることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、一の部材を介したガス透過性について、比較的簡単
に、対応する液体種間の差を設けることができる。
【００１０】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記供給流路を形成する一の部材におけ
る前記供給流路の外郭の肉厚が、前記一の液体に対応する供給流路の場合と前記他の液体
に対応する供給流路の場合とで異なることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、一の部材を介したガス透過性について、比較的簡単
に、対応する液体種間の差を設けることができる。
【００１１】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、少なくとも前記一の液体に対応する前記
供給流路を形成する一の部材が、当該供給流路の外郭に関して少なくとも部分的に二層構
造を有していることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、供給流路を形成する一の部材のうちの一の層部分を
液体種によらず共通化することができるため、製造負荷が軽減される。
【００１２】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記供給流路を形成する一の部材は、前
記供給流路において拡幅された流路を形成する部材であることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、気泡成長の著しい箇所である拡幅された流路におい
て、直接的に気泡の成長バランスの調整が図られるので、効率的に上述の効果を得ること
ができる。
【００１３】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記供給流路を形成する一の部材は、フ
ィルタ部材を備えるフィルタ室を形成する部材であることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、気泡成長の著しい箇所である拡幅された流路におい
て、直接的に気泡の成長バランスの調整が図られるので、効率的に上述の効果を得ること
ができる。
【００１４】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記２種以上の液体は、染料を含むイン
クであることを特徴とする。
さらに好ましくは、前記一ないし他の液体の少なくとも一方は、アゾ染料を含むインク
であることを特徴とする。
【００１５】
これらの発明の液体吐出装置によれば、比較的自己分解のしやすい染料、特に自己分解
によって窒素ガスを発生しやすいアゾ染料を含有するインクを用いつつも、供給流路内の
気泡の成長バランスの調整を図ることができる。
【００１６】
また好ましくは、前記液体吐出装置において、前記ノズルから前記液体を強制的に排出
させる強制排出手段を備えることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、供給流路内の気泡成長のバランスが対応するインク
種間でほぼ均一化されているので、当該気泡を排出するためのいわゆる回復動作の適正タ
イミングも液体種によらずほぼ均一化されている。かくして、強制排出手段を用いた回復
動作により、効率的に各液体種に対応した供給流路内の気泡を排出することができる。
【００１７】
本発明は、液体を貯留する液体容器から当該液体をノズルに供給するための、少なくと
も２種以上の前記液体にそれぞれ対応した供給流路を備え、前記ノズルから前記液体を吐
出する液体吐出ヘッドであって、前記供給流路を形成する一の部材を介したガス透過性が
、一の前記液体に対応する供給流路の場合と他の前記液体に対応する供給流路の場合とで
異なることを特徴とする。
この発明の液体吐出ヘッドによれば、供給流路を形成する一の部材を介したガス透過性
が、一の液体に対応する供給流路の場合と他の液体に対応する供給流路の場合とで違えら
れているため、一および他の液体間の自己分解モードの差を透過モードの差によって補償
して、気泡の成長バランスの調整を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る液体吐出装置を示す概略斜視図。
【図２】液体吐出ヘッドおよびその周辺の構造を模式的に示した一部破断の側面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、フィルタ室内における気泡の状態を示す断面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本実施形態の効果を説明するための参照図。
【図５】第２実施形態に係る液体吐出装置を示す概略平面図。
【図６】圧力調整ユニットの要部構成を示す断面図。
【図７】第３実施形態に係る針部材の周辺構造を示す断面図。
【図８】（ａ），（ｂ）は、ガス透過性調整部材の構造を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好まし
い種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置を示す概略斜視図である。図２は、液体吐出
ヘッドおよびその周辺の構造を模式的に示した一部破断の側面図である。
【００２１】
図１において、液体吐出装置としてのプリンタ１は、用紙２に対して液体としてのイン
クを吐出して画像等の描画を行う装置である。プリンタ１は、インクを吐出する液体吐出
ヘッド３と、液体吐出ヘッド３を搭載するキャリッジ４と、キャリッジ４を往復動（主走
査）させる主走査機構５と、用紙２を移送（副走査）するプラテンローラ６と、液体吐出
ヘッド３のメンテナンスを行うメンテナンスユニット１２と、を備えている。
【００２２】
主走査機構５は、キャリッジ４と結合されるタイミングベルト８と、タイミングベルト
８を駆動するモータ９と、キャリッジ４のガイド軸をなすガイドロッド１０と、を備えて
いる。キャリッジ４はタイミングベルト８を介してモータ９によって駆動され、ガイドロ
ッド１０に沿って往復動（主走査）する。
【００２３】
液体吐出ヘッド３から吐出するインクには、本実施形態の場合、ブラック、マゼンタ、
シアン、イエローの４色のものが使用され、キャリッジ４上に搭載された液体容器として
のインクカートリッジ７ａ〜７ｄにこれら各色のインクが収容されている。このインクカ
ートリッジ７ａ〜７ｄの底部には、図２に示すように、インクを導出する導出部１７ａ〜
１７ｄが設けられており、液体吐出ヘッド３のケース部材３０に取り付けられた中空針状
の針部材３１ａ〜３１ｄと結合して、液体吐出ヘッド３にインクを供給するようになって
いる。
【００２４】
図２において、針部材３１ａ〜３１ｄは導入孔４１、導入路４２を有する中空針状の部
材であり、連通路３２ａが形成されたケース部材３０に溶着されて、インクを供給するた
めの供給流路を形成している。また、針部材３１ａ〜３１ｄとケース部材３０との間には
、フィルタ部材４３が配設されており、これにより、インクは、導入路４２からフィルタ
部材４３を通過して連通路３２ａに供給されることになる。
【００２５】
フィルタ部材４３は、通過するインク中に含まれる異物等をトラップするために設けら
れており、例えば、金属を細かく編みこむなどして形成されている。フィルタ部材４３を
通過するインクには大きな抵抗（損失水頭）が作用することになるので、この抵抗を低減
するため、フィルタ部材４３の近傍における供給流路は拡幅されたフィルタ室４４ａとな
っている。すなわち、針部材３１ａ〜３１ｄは、本発明におけるフィルタ室（供給流路）
を形成する部材である。
【００２６】
マゼンタ、シアン、イエローのインクにそれぞれ対応する針部材３１ｂ，３１ｃ、３１
ｄについても、基本的な構造はブラックインクに対応する針部材３１ａと同じである。た
だし、これらの材質は全く同じというわけではなく、意図的に複数の素材が使い分けられ
ている。この点についての詳細は後述する。
【００２７】
針部材３１ａ〜３１ｄから導入されたインクは、それぞれ連通路３２ａ〜３２ｄを通っ
て図示しない液溜め室（リザーバ）に一一旦、収容され、リザーバと連通して図面垂直方
向に複数配された圧力室（キャビティ）３３、ノズル３４に充填される。そして、圧力室
３３には圧電素子等の圧力発生手段（図示せず）が設けられており、この圧力発生手段の
駆動によりノズル３４の開口からインク滴が吐出される。圧力発生手段の駆動による吐出
制御は、ノズル３４毎に行うことが可能であり、かくして、主走査および副走査と同期さ
せて液体吐出ヘッド３のノズル３４毎の吐出制御を行うことにより、用紙２（図１参照）
への画像形成（印刷動作）がなされる。
【００２８】
再び図１に戻って、メンテナンスユニット１２は、液体吐出ヘッド３の吐出面１３の一
定領域を囲んで封止可能なキャップ部材１５を備えている。キャップ部材１５は、吐出面
１３を覆うことで、ノズル３４（図２参照）を粉塵や乾燥などから保護する役割を果たす
ほか、後述する吸引動作にも用いられる。
【００２９】
メンテナンスユニット１２はまた、ゴム等で形成された板状部材であるワイパブレード
１４を有している。ワイパブレード１４は、後述する回復動作において、吐出面１３に付
着したインク等を払拭して除去するのに用いられる。
【００３０】
図２において、キャップ部材１５は、液体吐出ヘッド３の吐出面１３と対向する側に開
口を有する箱型の弾性部材である。キャップ部材１５は、上縁部分のシール部１５ｂを液
体吐出ヘッド３の吐出面１３に密着させることで、ノズル３４の開口を封止（キャッピン
グ）することができる。
【００３１】
キャップ部材１５内には、スポンジや不職布などで形成された吸液材１８が設けられて
いる。吸液材１８は、キャッピングの状態においてノズル３４の開口に面する空間１５ａ
を保湿する役割を果たしており、ノズル３４およびその近傍におけるインクの乾燥を抑え
る効果を発揮する。
【００３２】
キャップ部材１５の底部には連通管１９が形成されており、連通管１９は連通チューブ
２１の一端と接続されている。連通チューブ２１は、キャップ部材１５がスライダー機構
などによって移動可能に構成されることに鑑みて、適度な可撓性を有していることが好ま
しい。また、空間１５ａと連通される空間を形成することに鑑みて、外郭を介したインク
の蒸発を抑えるためにガス遮断性に優れたものであることが好ましい。
【００３３】
連通チューブ２１の他端は、吸引ポンプ２２と接続されている。吸引ポンプ２２には、
小型で効率の良いチューブポンプなどが好適に用いられる。吸引ポンプ２２は、連通チュ
ーブ２１、連通管１９を介して空間１５ａに負圧（大気圧に対して負である圧力）を発生
させることができる。
【００３４】
かくして、キャッピングされた状態で吸引ポンプ２２を駆動すると、空間１５ａに発生
する負圧によってノズル３４からインクが強制的に排出され、いわゆる吸引動作を行うこ
とができる。すなわち、キャップ部材１５、吸引ポンプ２２は、強制排出手段を構成して
いる。この吸引動作は、ノズル３４内方の供給流路における異物や気泡、乾燥して特性の
劣化（粘度の増加等）したインクなどを強制的に排出して、吐出性能の回復を図るのに用
いられる。吸引動作は、その目的に応じて吸引量や吸引速度を違えた複数のモードが用意
されているが、特に気泡の排出を目的とする吸引動作は、比較的多くの吸引量を必要とし
、インクの消費量が多いため、適切なタイミングで効率的に行うことが好ましい。
【００３５】
ノズル３４から吸引されたインクは、キャップ部材１５、連通チューブ２１、吸引ポン
プ２２を通って廃液タンク２３に排出される。排出されたインクは、不職布や吸液性ポリ
マーなどで構成された吸液材２４に吸収されて保持される。
【００３６】
次に、図３、図４を参照して、フィルタ室における気泡成長について説明する。図３（
ａ）〜（ｄ）は、フィルタ室内における気泡の状態を示す断面図である。
【００３７】
図３（ａ）は、インクカートリッジ７ａ〜７ｄ（図２参照）を装着して液体吐出ヘッド
３の供給流路にインク５０ａ〜５０ｄをそれぞれ充填した直後の状態を示している。イン
ク５０ａ〜５０ｄの充填は上述した吸引動作によって行われるが、理想的にはフィルタ室
４４ａ〜４４ｄに気泡が存在しない状態が望ましい。しかし、気泡はフィルタ部材４３を
通過する際に大きな抵抗を受けるので、気泡が微小な場合には吸引動作によって十分な移
動力を受けることができず、フィルタ室４４ａ〜４４ｄの上流側（インクカートリッジ７
ａ〜７ｄが装着される側）に微小な気泡５１ａ〜５１ｄが滞留することがある。
【００３８】
このようにしてフィルタ室４４ａ〜４４ｄに滞留した気泡５１ａ〜５１ｄは、図３（ｂ
）に示すように次第に大きく成長してゆく。このような気泡の成長の原因は、１つには、
インクカートリッジ７ａ〜７ｄの導出部１７ａ〜１７ｄ（図２参照）などに引っかかって
いた気泡が流れ込んでくることによるものである。また、本願発明者の知見によれば、こ
のような気泡成長のモードの他に、インク５０ａ〜５０ｄの自己分解によってガスが発生
することによるモード（以下、自己分解モードとする）と、供給流路（フィルタ室４４ａ
〜４４ｄ）の外郭４５ａ〜４５ｄを介してガスを取り込むことによるモード（以下、透過
モードとする）とがある。
【００３９】
自己分解モードは、特に、比較的分解しやすい染料を含むインクにおいて、とりわけア
ゾ染料を含むインクにおいて顕著である。アゾ染料に含まれるアゾ基は分解によって窒素
ガスに変化するため、インクに含まれるアゾ染料が分解しやすい組成である場合には、時
間の経過と共にガスが放出されることになるためである。このように、自己分解モードに
よる気泡成長の速度は、インク５０ａ〜５０ｄに含まれる染料種や調整されるｐＨなどに
依存している。本実施形態においては、自己分解モードによるガスの発生は、ブラックイ
ンク５０ａで最も顕著であり、イエローインク５０ｄがこれに次ぎ、マゼンタインク５０
ｂ、シアンインク５０ｃではガスがあまり発生しない。
【００４０】
透過モードは、外郭４５ａ〜４５ｄを透過するガスによって気泡５１ａ〜５１ｄを成長
させるものであり、このモードによる気泡成長の速度は、外郭４５ａ〜４５ｄのガス透過
性に依存することになる。本実施形態において針部材３１ａ〜３１ｄに用いられる素材が
使い分けられているのは、このような針部材３１ａ〜３１ｄを介したガス透過性を意図的
に制御して、透過モードの差によって自己分解モードの差を補償するためである。
【００４１】
表１に、針部材３１ａ〜３１ｄに用いる素材の一例を示す。表中、ＰＥＴはポリエチレ
ンテレフタレート（Poly Ethylene Terephthalate）、ｍ−ＰＰＥは変性ポリフェニレン
エーテル（Modified Polyphenylene Ether）、ＰＰＳはポリフェニレンサルファイド（Po
ly Phenylene Sulfide）である。また、参考データとして示すガス透過率比は、ＰＥＴを
基準とした場合における単位時間あたりの酸素ガス透過量の比を示している。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１に示す素材で針部材３１ａ〜３１ｄを形成した場合、フィルタ室４４ａ〜４４ｄ間
における自己分解モードの差が補償されることになる。すなわち、自己分解モードの強い
ブラックインク５０ａに対応する針部材３１ａには、ガス透過しにくいＰＥＴを用い、自
己分解モードの弱いマゼンタインク５０ｂ、シアンインク５０ｃに対応する針部材３１ｂ
，３１ｃは、ガス透過しやすいｍ−ＰＰＥを用いることで、トータルとしての気泡成長の
速度差が小さくなるように調整しているものである。
【００４４】
尚、表１に示す素材はあくまでも選択の一例であり、針部材３１ａ〜３１ｄの材質は上
述の組み合わせに限定されるものではないし、また、インク５０ａ〜５０ｄの組成の組み
合わせ（インクセット）が変われば、それに応じて適宜適切な素材を選択することが好ま
しい。例えば、変形例として、上述の実施形態とは異なるインクセットについて表２に示
す素材で針部材３１ａ〜３１ｄを形成することもできる。尚、表中、ＰＥＮはポリエチレ
ンナフタレート（Poly Ethylene Naphtarete）、ＰＢＴはポリブチレンテレフタレート（
Poly Buthylene Terephthalete）である。
【００４５】
【表２】
【００４６】
また、針部材３１ａ〜３１ｄを介したガス透過性を制御するための変形例として、上述
の実施形態のように針部材３１ａ〜３１ｄの材質による方法ではなく、または材質による
方法と組み合わせて、外郭４５ａ〜４５ｄの肉厚による方法も考えられる。例えば、自己
分解モードが強いブラックインク５０ａに対応する外郭４５ａを、自己分解モードが弱い
マゼンタインク５０ｂ、シアンインク５０ｃに対応する外郭４５ｂ，４５ｃよりも厚く形
成することで、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
図３（ｂ）において印刷動作が行われる場合、吐出によるインクの消費によってフィル
タ室４４ａ〜４４ｄ内のインク５０ａ〜５０ｄは下流側（連通路３２ａ〜３２ｄ側）に流
動する。これにより気泡５１ａ〜５１ｄもまた下流側に押されることになるが、気泡５１
ａ〜５１ｄが図示する程度の大きさであるときには、フィルタ部材４３を通過することは
ない。
【００４８】
ところが、気泡５１ａ〜５１ｄが成長を続けて図３（ｃ）に示すほどに大きくなると、
フィルタ部材４３の広範な領域が閉塞されることになって、インク５０ａ〜５０ｄの供給
が不足したり、気泡５１ａ〜５１ｄがフィルタ部材４３を容易に通過して、吐出不良を引
き起こす危険性が高くなる。
【００４９】
このため、本実施形態のプリンタ１（図１参照）は、先に説明した吸引動作を定期的に
、あるいはユーザの命令によって適宜実行し、大きく成長した気泡５１ａ〜５１ｄを強制
的にノズル３４（図２参照）から排出するようになっている。この場合、フィルタ室４４
ａ〜４４ｄ間における気泡成長の速度バランスが好適に調整されているので、気泡５１ａ
〜５１ｄの大きさも概ね均一であり、図３（ｄ）に示すように、吸引動作によって気泡５
１ａ〜５１ｄを一度に排出させることが可能である。気泡の大きさが均一ならば、吸引動
作による当該気泡の排出性もほぼ均一となるからである。
【００５０】
図４（ａ），（ｂ）は、本実施形態の効果を説明するための参照図であって、従来技術
におけるフィルタ室内の気泡の状態を示している。
【００５１】
従来技術の場合、針部材１０１ａ〜１０１ｄは、上述の実施形態のように材質を違えて
形成されていない。このため、インク種による自己分解モードの差はそのまま気泡成長の
速度差として反映され、図４（ａ）に示すように、ブラックインク５０ａに対応するフィ
ルタ室１０２ａの気泡１０３ａは大きく、マゼンタインク５０ｂに対応するフィルタ室１
０２ｂの気泡１０３ｂは小さいといった状況が起こり得る。
【００５２】
このような状況において吸引動作を施した場合、図４（ｂ）に示すように、大きな気泡
１０３ａは排出できても、比較的小さな気泡１０３ｂ〜１０３ｄは排出できないことがあ
る。小さな気泡１０３ｂ〜１０３ｄに対しては、吸引動作を行ってもインク５０ｂ〜５０
ｄが当該気泡の周囲を迂回するように流動し、フィルタ部材４３を通過させるだけの移動
力を十分に与えられないためである。
【００５３】
かくして、吐出不良の危険性の高いタイミングがインク種毎に分散することとなり、吐
出不良を回避するためには、気泡を除去するための吸引動作を頻繁に行わなければならな
いという問題が発生する。すなわち、本発明の実施形態によれば、インク種間の気泡の成
長バランスの調整が図られているため、このような吐出不良の危険性が低減され、吸引動
作を要する頻度が低減されるわけである。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、図５、図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下では、
先の説明と重複する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明
する。図５は、第２実施形態に係る液体吐出装置を示す概略平面図である。図６は、圧力
調整ユニットの要部構成を示す断面図である。
【００５５】
図５において、プリンタ６０は、いわゆるオフキャリッジタイプとよばれる構成の液体
吐出装置である。すなわち、プリンタ６０は、キャリッジ４の外部に固定されたインクカ
ートリッジ６５ａ〜６５ｄから供給システム６８によって液体吐出ヘッド３にインクを供
給し、印刷動作を行う。
【００５６】
供給システム６８は、各色インクを収容したインクカートリッジ６５ａ〜６５ｄを挿着
するためのカートリッジホルダ６１と、圧縮空気を生成する加圧ポンプ６７と、当該圧縮
空気をインクカートリッジ６５ａ〜６５ｄに移送する送気管６６ａ〜６６ｄと、を備えて
いる。また、供給システム６８は、インクカートリッジ６５ａ〜６５ｄからインクを移送
するための供給管６３ａ〜６３ｄと、液体吐出ヘッド３の針部材３１ａ〜３１ｄ（図２参
照）とそれぞれ接続する圧力調整ユニット６２ａ〜６２ｄと、を備えている。この構成に
より、圧縮空気によって加圧されたインクは、供給管６３ａ〜６３ｄ、圧力調整ユニット
６２ａ〜６２ｄを経て、液体吐出ヘッド３に供給される。すなわち、供給管６３ａ〜６３
ｄ、圧力調整ユニット６２ａ〜６２ｄは、供給流路を形成している。
【００５７】
圧力調整ユニット６２ａ〜６２ｄは、加圧供給されてくるインクを適度に減圧するため
の機能を果たしており、図６に示すような要部構造となっている。すなわち、圧力調整ユ
ニット６２ａは、合成樹脂からなる基材２５２と、基材２５２の両面に溶着されたフィル
ム２４８、フィルム２４９と、フィルム２４９に張り合わされた受圧板２５４とを備えて
いる。そして、インクを導入する導入路２５１、導入室２５０、圧力室２４６、導入室２
５０と圧力室２４６とを連通する貫通孔２４５、圧力室２４６から針部材３１ａ（図３参
照）へインクを導出する導出路２５３が形成されている。
【００５８】
圧力調整ユニット６２ａは、圧力室２４６から導入室２５０へのインクの供給調整を行
う圧力調整弁２３２を備えている。圧力調整弁２３２は、貫通孔２４５に挿通された軸部
２５５ａと、軸部２５５ａの一端側に形成された円板部２５５ｂとからなる弁体２５５を
備えている。弁体２５５の円板部２５５ｂの一面は、バネ２５７の一端に当接しており、
バネ２５７の他端はバネ座２５８に当接している。弁体２５５の軸部２５５ａの他端側は
、フィルム２４９を介して受圧板２５４に対向している。かくして、閉弁状態においては
、図示するように、弁体２５５がバネ２５７によって図の右方に付勢され、導入室２５０
と圧力室２４６の間の連通が遮断されている。
【００５９】
圧力室２４６のインクが消費されて内圧が一定値以下に低下すると、フィルム２４９は
当該内圧と大気圧との差によって撓み、受圧板２５４はフィルム２４９の撓みに連動して
矢印Ｂの方向に移動する。そして、圧力室２４６の内圧低下と共に受圧板２５４がバネ２
６０を圧縮し、さらに弁体２５５を図面左方に付勢して開弁状態にする。このとき、イン
クが導入室２５０から圧力室２４６内に流入して圧力室２４６の内圧が補償され、再び閉
弁状態に戻る。このように、閉弁状態、圧力室２４６の内圧低下、開弁状態、圧力室２４
６の内圧補償、閉弁状態、を繰り返すことにより、圧力室２４６の内圧（液体吐出ヘッド
３への供給圧）は常に所定の値に保たれることとなる。
【００６０】
図５、図６において、このようなオフキャリッジタイプのプリンタ６０の場合には、各
インク種に対応する供給流路間での気泡成長の速度を調整するために、供給流路を形成す
る供給管６３ａ〜６３ｄや圧力調整ユニット６２ａ〜６２ｄの外郭部材について、材質、
肉厚などをインク種に応じて違えることも有効である。
【００６１】
特に、圧力室２４６は、供給流路において拡幅された流路となっていて、フィルタ室４
４ａ〜４４ｄ（図３参照）と同様に供給流路の中でも気泡成長の著しい箇所であるので、
フィルム２４９、基材２５２について、透過モードの差を設けることは有効である。但し
、フィルム２４９をインク種によって違える場合、フィルム２４９の撓みやすさは圧力調
整弁２３２の作動圧にも影響するため、十分注意を払う必要がある。
【００６２】
（第３実施形態）
次に、図７、図８を参照して、本発明の第３実施形態について、第１実施形態との相違
点を中心に説明する。
図７は、第３実施形態に係る針部材の周辺構造を示す断面図である。図８は、筒状体の
構造を示す斜視図である。
【００６３】
図７および図８（ａ）に示すように、本実施形態における針部材３１ａは、樹脂製の基
体４６と、基体４６の内側に配設される金属製の筒状体７０とを備えている。筒状体７０
の周面７１と基体４６の内壁面４７とは密着しており、これにより、フィルタ室４４ａの
（上流側における）外郭は金属層と樹脂層の二層構造となっている。
【００６４】
フィルタ室４４ａの外郭は、ガスバリア性に優れた金属層を有しているため、自己分解
モードの強いブラックインクがフィルタ室４４ａに充填された状態にあっても、その気泡
成長を好適に抑制することができる。また、図８（ｂ）に示すように、筒状体７０の周面
７１に貫通孔７２を設けるなどして周面７１の有効面積を調整し、フィルタ室４４ａの外
郭におけるガス透過性をコントロールすることも可能である。また、上述の場合において
、対応するインク種に応じて周面７１の有効面積を違えることで、気泡成長速度の均一化
を図るようにしてもよい。
【００６５】
このように、針部材を部分的に二層構造とした場合には、基体４６の部分をインク種に
よらず共通化することができるため、製造負荷が軽減される。
【００６６】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、オフキャリッジタイプの液体吐出装置には、特開２００３−２１１６８８号公
報に示すような圧力ダンパによって形成される供給流路を備えるものもあるが、この場合
においては、圧力ダンパの外郭部材について、対応するインク種に応じてガス透過性を違
えてもよい。
また、供給流路を形成する部材についてガス透過性をコントロールする方法としては、
部材の材質、肉厚による方法の他に、当該部材の外面に被膜（金属塗装など）を形成する
ことによる方法も考えられる。
また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他
の構成と組み合わせたりすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…液体吐出装置としてのプリンタ、３…液体吐出ヘッド、４…キャリッジ、７ａ〜７
ｄ…液体容器としてのインクカートリッジ、１３…吐出面、１５…強制排出手段を構成す
るキャップ部材、２２…強制排出手段を構成する吸引ポンプ、２３…廃液タンク、３０…
ケース部材、３１ａ〜３１ｄ…フィルタ室（供給流路）を形成する部材としての針部材、
３２ａ〜３２ｄ…連通路、３４…ノズル、４１…導入孔、４２…導入路、４３…フィルタ
部材、４４ａ〜４４ｄ…フィルタ室、４５ａ〜４５ｄ…外郭、４６…基体、４７…内壁面
、５０ａ…ブラックインク、５０ｂ…マゼンタインク、５０ｃ…シアンインク、５０ｄ…
イエローインク、５１ａ〜５１ｄ…気泡、６０…液体吐出装置としてのプリンタ、６２ａ
…圧力調整ユニット、６２ａ〜６２ｄ…圧力調整ユニット、６３ａ〜６３ｄ…供給流路を
形成する部材としての供給管、６５ａ〜６５ｄ…液体容器としてのインクカートリッジ、
６８…供給システム、７０…筒状体、７１…周面、２４９…拡幅された供給流路を形成す
る部材としてのフィルム、２５２…拡幅された供給流路を形成する部材としての基材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する液体容器から当該液体をノズルに供給するための、少なくとも２種以上
の前記液体にそれぞれ対応した供給流路を備え、前記ノズルから前記液体を吐出する液体
吐出装置であって、
前記供給流路と外部との間の少なくとも一部の部材は、第１の液体に対応する第１の供
給流路の場合と前記第１の液体と異なる第２の液体に対応する第２の供給流路の場合とで
、互いに異なるガス透過性を持った材質からなることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第１の供給流路と外部との間の少なくとも一部の部材が、前記第２の供給流路と共
通する材質の層と、前記第２の供給流路には無い材質の層との二層構造を有していること
を特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記供給流路において他の部分に比べて拡幅された部分と外部との間の少なくとも一部
の部材の材質が、前記第１の供給流路と前記第２の供給流路とで異なることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記供給流路中のフィルタよりも上流側の供給路と、外部との間の少なくとも一部の部
材の材質が、前記第１の供給流路と前記第２の供給流路とで異なることを特徴とする請求
項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第１の液体は、自己分解によってガスを発生させる液体であることを特徴とする請
求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記第１の液体は前記第２の液体よりもガスを発生させやすい液体であり、前記第１の
供給流路と外部との間の少なくとも一部の部材は前記第２の供給流路と外部との間の少な
くとも一部の部材よりもガス透過性が低い材質であることを特徴とする請求項１乃至請求
項５のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記ノズルから前記液体を強制的に排出させる強制排出手段を備えることを特徴とする
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項１】
液体を貯留する液体容器から当該液体をノズルに供給するための、少なくとも２種以上
の前記液体にそれぞれ対応した供給流路を備え、前記ノズルから前記液体を吐出する液体
吐出装置であって、
前記供給流路と外部との間の少なくとも一部の部材は、第１の液体に対応する第１の供
給流路の場合と前記第１の液体と異なる第２の液体に対応する第２の供給流路の場合とで
、互いに異なるガス透過性を持った材質からなることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第１の供給流路と外部との間の少なくとも一部の部材が、前記第２の供給流路と共
通する材質の層と、前記第２の供給流路には無い材質の層との二層構造を有していること
を特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記供給流路において他の部分に比べて拡幅された部分と外部との間の少なくとも一部
の部材の材質が、前記第１の供給流路と前記第２の供給流路とで異なることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記供給流路中のフィルタよりも上流側の供給路と、外部との間の少なくとも一部の部
材の材質が、前記第１の供給流路と前記第２の供給流路とで異なることを特徴とする請求
項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第１の液体は、自己分解によってガスを発生させる液体であることを特徴とする請
求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記第１の液体は前記第２の液体よりもガスを発生させやすい液体であり、前記第１の
供給流路と外部との間の少なくとも一部の部材は前記第２の供給流路と外部との間の少な
くとも一部の部材よりもガス透過性が低い材質であることを特徴とする請求項１乃至請求
項５のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記ノズルから前記液体を強制的に排出させる強制排出手段を備えることを特徴とする
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１０１７０４（Ｐ２００９−１０１７０４Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８１８０（Ｐ２００９−２８１８０）
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【分割の表示】特願２００６−５５８７２（Ｐ２００６−５５８７２）の分割
【原出願日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【分割の表示】特願２００６−５５８７２（Ｐ２００６−５５８７２）の分割
【原出願日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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