液体吐出装置
【課題】 圧力変動緩和部材の内面同士の貼り付きを抑制することにより、圧力変動緩和部材の機能を維持することが可能な液体吐出装置を提供する。
【解決手段】 液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出部と、液体吐出部に液体を供給する液体供給路と、液体供給路に連通する内部空間を形成する内面を備え、液体供給路内の液体の圧力変動を緩和するために前記内部空間の容積が変化可能な圧力変動緩和部材と、を有する。圧力変動緩和部材の内面は粗面であり、液体吐出装置は圧力変動緩和部材の内面に液体を付着するための液体付着手段を有する。
【解決手段】 液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出部と、液体吐出部に液体を供給する液体供給路と、液体供給路に連通する内部空間を形成する内面を備え、液体供給路内の液体の圧力変動を緩和するために前記内部空間の容積が変化可能な圧力変動緩和部材と、を有する。圧力変動緩和部材の内面は粗面であり、液体吐出装置は圧力変動緩和部材の内面に液体を付着するための液体付着手段を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置として代表的なインクジェット記録装置の記録方式として、インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドとも称する）が被記録媒体の幅分往復移動して記録するシリアルスキャン記録方式がある。シリアルスキャン記録方式では、記録ヘッドが等速移動する場合、記録ヘッドの移動方向が変わる時にその加速度が最大となる。その際、記録ヘッド内のインクは慣性力を受け、インク供給路内のインクの圧力が変動する。
【０００３】
また、記録ヘッドにインクを供給するインクタンクが、記録ヘッドと共に移動しない別体構成の場合、インクタンクから記録ヘッドへチューブ等にてインクを供給することになる。記録ヘッドの移動方向が変わる際、チューブ内のインクにも慣性力が加わるため、インク供給路内のインクの圧力変動は特に大きくなる。図１０（ａ）、（ｂ）は、記録ヘッド１０１の往復運動時のチューブ１０６による圧力変動を説明する模式図である。図１０（ａ）は、矢印Ｄ方向に往復運動を行う際に記録ヘッド１０１が矢印Ｂ方向から矢印Ｃ方向に方向転換をした瞬間の模式図である。この方向転換時に、チューブ１０６内のインクは、矢印Ｂ方向への慣性を受けることにより、記録ヘッド１０１のインク供給路内のインクには、加圧する力が加わる。次に、図１０（ｂ）は、記録ヘッド１０１が矢印Ｃ方向から矢印Ｂ方向に方向転換をした瞬間の模式図である。この方向転換時に、チューブ１０６内のインクは、矢印Ｃ方向への慣性を受けることにより、記録ヘッド１０１のインク供給路内のインクには、減圧する力が加わる。また、記録ヘッド１０１が等速移動する場合は、記録ヘッド１０１の移動速度が大きいほど圧力変動幅は大きくなる。また、チューブの長さが長いほど慣性力は大きくなり、圧力変動幅も大きくなる。
【０００４】
ところで、インク供給路内の圧力変動幅が大きくなると、記録ヘッド１０１のインク滴を吐出する吐出口部のインクに加わる圧力も変動し、この圧力変動によって、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示す様に吐出口に形成されるインクのメニスカス形状が変化する。図１１（ａ）はインク供給圧力が通常（例えば−８０ｍｍＡｑ）の状態で吐出口１１１に形成されるメニスカス形状１１３ａを示す断面模式図である。図１１（ｂ）はインク供給圧力が通常よりも減圧された（例えば−４００ｍｍＡｑ）状態のメニスカス形状１１３ｂを示す断面模式図である。図１１（ｂ）では、通常のメニスカス形状１１３ａと比べ、記録ヘッド１０１の吐出口１１１が設けられている吐出口面１１２よりも凹んでいる。図１１（ｃ）はインク供給圧力が通常よりも加圧された（例えば＋１００ｍｍＡｑ）状態のメニスカス形状１１３ｃを示す断面模式図であり、通常のメニスカス形状１１３ａと比べ、吐出口面１１２よりも突出している。ここで、インクのメニスカス形状が通常の形状よりも吐出口面１１２に対して大きく凹んだ状態や、吐出口面１１２から突出した状態でインク吐出を行うと、所望したインク吐出が行われない恐れがある。例えば、図１１（ｃ）の状態で、インク吐出を行うとインク滴が割れた形状になり、インク滴が着弾した印刷物にて画像品位が低下する恐れがある。また、図１１（ｂ）の状態で、インク吐出を行うとインク滴が通常よりも小さくなり、インク滴が着弾した印刷物の濃度が低下する傾向がある。図１０（ａ）で示した場合では、図１１（ｃ）に示すメニスカス形状をとりやすい。また、図１０（ｂ）で示した場合では、図１１（ｂ）に示すメニスカス形状をとりやすい。
【０００５】
特許文献１には、インク供給路内のインクの圧力変動を緩和するための構成として、記録ヘッドのインク供給路に連通する内部空間を備え、伸び縮みし易い弾性を有する圧力緩衝部材（圧力変動緩和部材）を設けることが開示されている。これは、インク供給路内の圧力変動に応じて、圧力緩衝部材が変形して圧力変動を吸収するものである。また、圧力緩衝部材はインク供給路に連通する内部空間を備えるため、圧力緩衝部材の材料としては、耐インク性に優れた材料が求められる。弾性と耐インク性を両立させる材料としては、例えば塩素化ブチルゴムなどがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３０７７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、塩素化ブチルゴムなどの材料を含む圧力変動緩和部材は、材料の自己粘着性によって、その内面同士が貼り付いてしまうことがある。このような状態になると、圧力変動緩和部材の圧力変動を吸収する機能が損なわれ、前述したインク供給路内の圧力変動が抑制されず、所望したインク吐出が行われなくなってしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、圧力変動緩和部材の内面同士の貼り付きを抑制することにより、圧力変動緩和部材の機能を維持することが可能な液体吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出部と、前記液体吐出部に液体を供給する液体供給路と、前記液体供給路に連通する内部空間を形成する内面を備え、前記液体供給路内の液体の圧力変動を緩和するために前記内部空間の容積が変化可能な圧力変動緩和部材と、を有する液体吐出装置において、前記圧力変動緩和部材の内面は粗面であり、前記内面に液体を付着するための液体付着手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、圧力変動緩和部材の内面同士の貼り付きを抑制することにより、圧力変動緩和部材の機能を維持することが可能な液体吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示されるキャリッジに搭載される記録ヘッドの側断面図である。
【図３】図２で示した記録ヘッドの一部を分解して示す斜視図である。
【図４】図２で示した圧力緩衝部材を詳細に示す断面模式図である。
【図５】本実施形態のインク供給ユニット、メインタンクおよび記録ヘッドの断面模式図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は、第一の実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図であり、インクを圧力緩衝部材の内面に付着する工程を説明するための図である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）から（ｃ）で示す圧力緩衝部材を含む拡大図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、第二の実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図であり、インクを圧力緩衝部材の内面に付着する工程を説明するための図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、第三の実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図であり、液体を圧力緩衝部材の内面に付着する工程を説明するための図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、チューブ供給方式のインクジェット記録装置に装着された記録ヘッドが、往復運動をする際の、記録ヘッド内のインクに加わる慣性力を説明するための模式図である。
【図１１】（ａ）から（ｃ）は、吐出口部のメニスカス形状とインク供給路の圧力との関係を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の液体吐出装置の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すインクジェット記録装置は、記録ヘッド２０１（液体吐出ヘッド）の往復移動（主走査）と、被記録媒体Ｓの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながら記録ヘッド２０１から選択的にインクを吐出させる。吐出したインクを被記録媒体Ｓに付着させることで、文字や画像等を形成して記録を行うシリアルスキャン方式の記録装置である。
【００１５】
図１において、記録ヘッド２０１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って一直線上を矢印Ｄ方向に往復移動されるキャリッジ２０２に着脱可能に搭載され、往復移送される。記録ヘッド２０１のインク吐出部（液体吐出部）から吐出されたインクを受ける被記録媒体Ｓは、搬送手段である搬送ローラ２０３により、記録ヘッド２０１の吐出口が形成された吐出口面に対面し、吐出口面との距離を一定に維持される。そして被記録媒体Ｓは、キャリッジ２０２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００１６】
記録ヘッド２０１は、インク吐出部として、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数の吐出口列を有する。記録ヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット２０５と記録ヘッド２０１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によって接続される。メインタンク２０４をインク供給ユニット２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収納された各色のインクを、記録ヘッド２０１の各吐出口列に独立して供給することが可能となる。
【００１７】
記録ヘッド２０１の往復移動の範囲内で、かつ、被記録媒体Ｓの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２０７が、記録ヘッド２０１の吐出口面と対面するように配置されている。回復ユニット２０７は、記録ヘッド２０１の吐出口面をキャッピングするための吸引キャップ２０７ａ（図５）を有する。さらに回復ユニット２０７は、吐出口面をキャッピングした状態で記録ヘッド２０１から強制的にインクを吸引するための吸引ポンプ２０７ｃ（図５）、吐出口面の汚れを払拭するためのクリーニングブレード等を有する。前述した吸引動作は、インクジェット記録装置の記録動作に先立って、回復ユニット２０７によって行われる。
【００１８】
図２は、図１に示される記録ヘッド２０１の側断面図である。図３は、記録ヘッド２０１をその一部を分解して示した斜視図である。
【００１９】
図２において、本実施形態の記録ヘッド２０１の形状は、上面４０、下面４１、前面４２、後面４３、右側面および左側面の概ね６面で構成され、上面４０側を除いて一体的に形成されている。また、記録ヘッド２０１は、６色のインクを吐出可能である。つまり、メインタンク２０４（図１）から各色のインクが、色毎にニードル（不図示）から、ニードル受容部２３を介して隔壁（不図示）で仕切られることによって、インク収納部である６つの各サブタンク３６内へと供給される構成となっている。このサブタンク３６に供給されたインクは、そのインク中の不純物（異物）を除去してインクを濾過するためのフィルタ５を介してインク溜め２１で一旦貯留される。そして、連通部３７及び流路６を介してインク供給液室２０へと流れ込む。インク供給液室２０へと流れ込んだインクは、下面４１に設けられたヒータボード２６から供給される電気エネルギーを熱エネルギーに変換する不図示の電気熱変換体により生じる発泡エネルギーにより、吐出口２０１ｂ（図５）から吐出される。ヒータボード２６には、吐出口列から構成されたインク吐出部が各色のインクに対応して、すなわち各サブタンク３６に対応して複数設けられている。なお、吐出口２０１ｂからインクが漏れないように、インク供給系の圧力は負圧側に設定している。
【００２０】
複数のサブタンク３６の上方には、サブタンクフタ９に開口部として形成された連通口３８により、圧力調整室８がサブタンク３６内と連通する。圧力調整室８は、弾性変形する塩素化ブチルゴム等の弾性部材である圧力緩衝部材１０（圧力変動緩和部材）の内面１０ａで形成された、圧力緩衝部材１０の内部空間である。各圧力緩衝部材１０は袋状となっている。メインタンク２０４からインク吐出部にインクを供給するインク供給路（液体供給路）の途中の部分であるサブタンク３６内の圧力に応じて圧力緩衝部材１０が変形される。すなわち、圧力調整室８の容積はサブタンク３６内の圧力に応じて変化可能となっている。これにより、サブタンク３６内の圧力変動を緩和し、ひいては吐出口２０１ｂのメニスカス形状を安定化することができる。
【００２１】
ここで、圧力緩衝部材１０の内面１０ａは凹凸を有する粗面となっている。図４は、図２における圧力緩衝部材１０の断面模式図である。圧力緩衝部材１０は、コンプレッション成形によって成形されている。成形に用いる金型の該当する面にガラスビーズを打ち付ける手法により、凹凸を加工して、成形する際に金型の凹凸形状を転写することにより、圧力緩衝部材１０の内面１０ａを、凹凸を有する粗面として加工している。圧力緩衝部材１０の内面１０ａを粗面とすることで、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ同士が貼り付きにくくなる。なお、本実施形態では、圧力緩衝部材１０の内面１０ａの表面粗さは算術平均粗さで約３μｍの凹凸となっている。
【００２２】
次に、記録ヘッド２０１へのインクの供給方法を図５にて説明する。
図５は、メインタンク２０４、インク供給ユニット２０５、インク供給チューブ２０６、記録ヘッド２０１との関連を示した断面模式図である。
【００２３】
メインタンク２０４は、インク供給ユニット２０５に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓２０４ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓２０４ｃで密封された大気導入口とを有する。メインタンク２０４は、単体では気密な容器であり、インク２０９はメインタンク２０４内に収容される。
【００２４】
一方、インク供給ユニット２０５は、メインタンク２０４からインク２０９を取り出すためのインク供給針２０５ａと、メインタンク２０４内へ大気を導入させるための大気導入針２０５ｂとを有する。インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂは、メインタンク２０４のインク供給口および大気導入口の位置に対応させて針先を上方に向けて配置されている。ここで、メインタンク２０４がインク供給ユニット２０５に装着されることで、インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂがそれぞれゴム栓２０４ｂ，２０４ｃを貫通し、メインタンク２０４の内部に侵入する構成となっている。
【００２５】
インク供給針２０５ａは、液路２０５ｃ、遮断弁２１０、および液路２０５ｄという経路を経て、インク供給チューブ２０６と接続される。大気導入針２０５ｂは、液路２０５ｅ、バッファ室２０５ｆ、大気連通口２０５ｇを経て大気と連通する。インク供給針２０５ａからインク供給チューブ２０６までのインク供給経路のうち最も高さの低い位置にある液路２０５ｃと、大気導入針２０５ｂから大気連通口２０５ｇまでの経路のうち最も高さの低い位置にある液路２０５ｅとは、ともに同じ高さである。
【００２６】
遮断弁２１０は、ダイアフラム２１０ａを変位させることにより２つの液路２０５ｃ，２０５ｄ間の開閉を行う。ダイアフラム２１０ａの上面に、取り付けられている押圧ばね２１０ｃによってダイアフラム２１０ａを押し潰すことにより、液路２０５ｃ，２０５ｄ間が遮断される。レバー２１０ｄを動作させて、押圧ばね２１０ｃのばね力に抗してばねホルダ２１０ｂを持ち上げることで、液路２０５ｃ，２０５ｄ間が連通する。遮断弁２１０は、記録ヘッド２０１がインクを吐出している状態では開かれ、待機中および休止中は閉じられ、後述するインク充填動作時には、回復ユニット２０７とタイミングを合わせて開閉される。上述したインク供給ユニット２０５の構成は、レバー２１０ｄを除き、メインタンク２０４ごと、すなわちインクの色ごとに設けられている。レバー２１０ｄは全ての色に共通のものであり、全ての色についての遮断弁２１０を同時に開閉させる。
【００２７】
以上の構成により、記録ヘッド２０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク２０４からインク供給ユニット２０５およびインク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１へ供給される。
【００２８】
次に、記録ヘッド２０１の回復方法について、図５を用いて説明する。
回復ユニット２０７は、吐出口２０１ｂからのインクや空気の吸引と、遮断弁２１０の開閉を行うものである。その為に、記録ヘッド２０１の吐出口面（吐出口２０１ｂが開口した面）をキャッピングする吸引キャップ２０７ａと、遮断弁２１０のレバー２１０ｄを動作させるリンク２０７ｅとを有する。吸引キャップ２０７ａは、少なくとも吐出口面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成され、吐出口面を密閉する位置と記録ヘッド２０１から退避した位置との間を移動可能に設けられている。吸引キャップ２０７ａには、中間部位にチューブポンプ式の吸引ポンプ２０７ｃを有するチューブが接続されており、ポンプモータ２０７ｄによって吸引ポンプ２０７ｃを駆動することで、連続吸引が可能である。本実施形態では、０．４ａｔｍ（４０．５３ｋＰａ）まで減圧可能な吸引ポンプ２０７ｃを用いている。
【００２９】
カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを動作させるものであり、カム制御モータ２０７ｇにより、リンク２０７ｅを動作させるカム２０７ｆと同期して回転される。カム２０７ｂのａ〜ｃの位置がそれぞれ吸引キャップ２０７ａと接触するタイミングは、カム２０７ｆのａ〜ｃの位置がそれぞれリンク２０７ｅと接触するタイミングと一致している。ａの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを記録ヘッド２０１の吐出口面から離間させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけてレバー２１０ｄを押し上げ、遮断弁２１０を開かせる。ｂの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを吐出口面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを引き戻して遮断弁２０１を閉じさせる。ｃの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを吐出口面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけて遮断弁２１０を開かせる。
【００３０】
記録動作の際は、カム２０７ｂ，２０７ｆをａの位置とし、吐出口２０１ｂからのインクの吐出、およびメインタンク２０４から記録ヘッド２０１へのインクの供給を可能とする。待機中および休止中を含む非動作時は、カム２０７ｂ、２０７ｆをｂの位置とし、吐出口２０１ｂの乾燥を防止するとともに、記録ヘッド２０１からのインクの流出を防止する。
【００３１】
以上、メインタンク２０４から記録ヘッド２０１までのインク供給経路を説明したが、図５に示したような構成では、長期放置すると、記録ヘッド２０１内に空気が蓄積してしまう。
【００３２】
サブタンク３６においては、インク供給チューブ２０６など透過して侵入する空気や、インク内に溶存していた空気が蓄積する。一方、インク供給液室２０においては、吐出口２０１ｂからインクを吐出する際にインクの膜沸騰により生じた気泡が分裂してインク供給液室２０に戻ったりして、徐々に空気が蓄積する。
【００３３】
サブタンク３６内およびインク供給液室２０内での空気の蓄積量が多いと、サブタンク３６およびインク供給液室２０が各々収納しているインク量が減少してしまう。サブタンク３６においてインクが不足すると、フィルタ５が空気に露出して、フィルタ５の圧力損失が上昇してしまう。一方、インク供給液室２０においては、吐出口２０１ｂの上端が空気に露出すると、吐出口２０１ｂへのインク供給が不能となる。そこで、所定の期間ごとにサブタンク３６およびインク供給液室２０の各々に適量のインクを充填することで、インクの吐出機能を長期間にわたって安定して維持することができる。
【００３４】
以下に、サブタンク３６とインク供給液室２０とへのインク充填動作について、図５を用いて説明する。
インク充填動作は、まず、記録ヘッド２０１が吸引キャップ２０７ａと対向する位置までキャリッジ２０２（図１参照）を移動させる。次に回復ユニット２０７のカム制御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ，２０７ｅを、それぞれｂの位置が吸引キャップ２０７ａおよびリンク２０７ｅと接触するまで回転させる。これにより、記録ヘッド２０１の吐出口面が吸引キャップ２０７ａにより密閉され、遮断弁２１０はメインタンク２０４から記録ヘッド２０１までのインク供給経路を閉じた状態となる。
【００３５】
この状態でポンプモータ２０７ｄを駆動し、吸引ポンプ２０７ｃにより吸引キャップ２０７ａから吸引を行う。この吸引により、記録ヘッド２０１内に残留しているインクおよび空気が吸引され、記録ヘッド２０１内が減圧される。吸引量が所定の量に達した時点で、吸引ポンプ２０７ｃを停止させ、カム制御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ、２０７ｆをそれぞれｃの位置が吸引キャップ２０７ａおよびリンク２０７ｅと接触するまで回転させる。これにより、吸引キャップ２０７ａによる吐出口面の密閉状態はそのままで、遮断弁２１０が開かれる。
【００３６】
ここで、遮断弁が開かれると、インク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１内にインクが流れ込み、サブタンク３６およびインク供給液室２０の各々にインクが充填される。充填されるインクの量は、排気した体積とほぼ同じとなる。
以上のように、サブタンク３６およびインク供給液室２０の各々の容積と減圧する圧力とを設定することにより、フィルタ５で仕切られたサブタンク３６とインク供給液室２０とに各々適量のインクを１回の充填動作で充填することができる。
【００３７】
ところで、インク充填動作を行った際等に、内面１０ａが粗面である圧力緩衝部材１０であっても、圧力緩衝部材１０の材料の自己粘着性によって、その内面１０ａ同士が貼り付いた状態になることがある。本実施形態では、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ同士が貼り付いた状態となった場合でも、サブタンク３６にインクを充填する際に、その内面１０ａにインクを付着させて、内面１０ａ同士を剥がれやすくすることができる。このインク付着手段（液体付着手段）について、図６、図７を用いて説明する。
【００３８】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、インク充填時のサブタンク３６内のインクの挙動について示した、インクジェット記録装置の断面模式図である。また、図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）〜（ｃ）の状態における、圧力緩衝部材１０を含む部分の拡大図である。
【００３９】
まず、図６（ａ）に示すように、遮断弁２１０（図５）を閉じた状態にて、吸引ポンプ２０７ｃにより吸引キャップ２０７ａから吸引を行うことで、記録ヘッド２０１内を減圧した状態とする。ここで、サブタンク３６及びインク供給液室２０内のインクおよび空気は、吸引キャップ２０７ａを通って排出されている。サブタンク３６の圧力は、４０．５ｋＰａ（約０．４ａｔｍ）まで減圧されており、図７（ａ）に示すように、圧力緩衝部材１０は減圧されることにより内面１０ａ同士が貼り付いた状態となっている。
【００４０】
次に、図６（ｂ）に示すように、吸引キャップ２０７ａによって吐出口面の密閉状態を維持したまま、遮断弁２１０（図５）を開いて大気開放すると、サブタンク３６の入り口から入ってきたインクが、サブタンク３６内に勢い良く拡散される。図７（ｂ）に示すように、このときも、圧力緩衝部材１０はその自己粘着性により、内面１０ａ同士がほぼ貼り付いた状態である。サブタンク３６内に拡散されたインクは、連通口３８を通って、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ同士が貼り付いている箇所の口元部１０ｂ付近に付着する。
【００４１】
その後、図６（ｃ）に示すように、圧力緩衝部材１０の貼り付いていた箇所が徐々に剥がれて、貼り付きが解消されていく。
【００４２】
図７（ｃ）で、この時の圧力緩衝部材１０の状態を詳細に示している。上述したように、圧力緩衝部材１０の内面１０ａは粗面で凹凸が形成されており、口元部１０ｂ付近のインクがまず凹部に入り込む。その後、毛管力の働きにより、凹部にインクが侵入していき、圧力緩衝部材１０の貼り付き部分にインクが入り込んでいき、内面１０ａ同士が剥がれた状態となる。また、圧力緩衝部材１０の内面１０ａには凹凸が形成されているため、凹部にインクが保持されやすくなる。このように圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクが保持された状態となることで、圧力緩衝部材１０の自己融着性が低減されて、その内面１０ａ同士が貼り付き難くなる。よって、圧力緩衝部材１０の、インク供給系内の圧力変動を緩和する機能を保持することができ、良好な印字品位を確保することが可能となる。
本実施形態では、圧力緩衝部材１０の凹凸の加工方法は、凹凸加工を施した金型に成形にて転写していたが、必ずしもこの方法でなくても良く、微細な凹凸が加工できる方法ならばこの方法に限定されない。
【００４３】
また、圧力緩衝部材１０の内面１０ａの表面粗さは、算術平均粗さで約３μｍの粗さであったが、必ずしもこの粗さでなくても良い。本実施形態では、粗面は算術平均粗さでおよそ２μｍ以上の粗さを有する面であり、この粗さを有する面であれば本発明の効果を得ることができる。
【００４４】
（第二の実施形態）
第二の実施形態では、第一の実施形態とは異なるインク付着手段にて圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクを付着させる例を説明する。インクジェット記録装置の構成は、上述の実施形態と同様であるため記載を省略する。
【００４５】
図８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図である。図８では、圧力緩衝部材１０の内面１０ａが貼り付いた状態となっている。図８（ａ）に示すように、記録ヘッド２０１のサブタンク３６内には、空気とインクがおよそ４：６の割合にて収容されている。
【００４６】
次に、図８（ｂ）に示すように、キャリッジ２０２（図１）が移動する矢印Ｄ方向に記録ヘッド２０１を往復運動させることにより、記録ヘッド２０１の内部にてインクが揺動する。このとき、インクを大きく揺動させるために、キャリッジ２０２（図１）は通常の記録時よりも大きな加速度にて往復運動を行っている。通常のキャリッジ移動速度は２５〜５０（インチ／秒）であるが、この場合は５０〜６０（インチ／秒）の速度で移動しており、移動方向が変化する際の加速度も大きくなっている。その往復運動により、サブタンク３６内のインクは攪拌されて、連通口３８を通って、圧力緩衝部材１０内に飛び散り、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ側の密着した部分の口元部１０ｂに付着する。上述したように、圧力緩衝部材１０の内面１０ａは、凹凸を有する粗面であり、付着したインクは内面１０ａの凹部に保持される。
【００４７】
その後は、上述の実施形態で説明したように、凹部に付着したインクが毛管力にて、圧力緩衝部材１０の内面１０ａに侵入していき、圧力緩衝部材１０の貼り付きが解消する。また、圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクが保持された状態となることで、圧力緩衝部材１０の自己融着性が低減されて、その内面１０ａ同士が貼り付き難くなる。
【００４８】
記録時よりも大きな加速度で記録ヘッド２０１を往復運動させることで、インクを圧力緩衝部材１０の内面１０ａに付着させることで、よりインクを付着させやすくすることができる。なお、圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクを付着することができればよいので、記録時と同じ程度の加速度で記録ヘッド２０１を往復運動させてもよい。
【００４９】
（第三の実施形態）
第一および第二の実施形態では、記録ヘッド２０１をインクジェット記録装置に装着した状態で、圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクを付着させた。第三の実施形態では、インクジェット記録装置に装着する前に圧力緩衝部材１０の内面１０ａに液体を付着させる液体付着手段を説明する。
【００５０】
記録ヘッドを生産する際に、正常に吐出可能かどうかを確かめてから記録ヘッドを出荷する。具体的には、印字検査と称して、被記録媒体にインクを吐出させて、所望の位置にインクが着弾するかどうかを確認する。印字検査後にそのまま梱包して記録ヘッドを出荷すると、インク中の染料や顔料の固形分が吐出口の近傍に固着し、ユーザーが使用する際にインク吐出に影響して、正しくインクが吐出されない恐れがある。そのため、印字検査後には記録ヘッド内のインクを取り除く工程が行われる。
【００５１】
図９（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図である。これらの図を用いて、染料や顔料成分が含まれていない透明インクや水等の記録に用いられない液体にて、記録ヘッド２０１内のインクを置換して、液体を圧力緩衝部材１０の内面１０ａに付着する工程を説明する。
【００５２】
まず、図９（ａ）に示すように、遮断弁３１０を閉じた状態にて、吸引ポンプ（不図示）により吸引キャップ３０７ａから吸引を行うことで、記録ヘッド２０１内を減圧した状態とする。ここで、サブタンク３６の圧力は、３０ｋＰａ（約０．３ａｔｍ）まで減圧されている。圧力緩衝部材１０は減圧されて内面２０ａ同士が密着した状態となっている。サブタンク３６及びインク供給液室２０内の有色のインクは、吸引キャップ３０７ａよりほぼ排出されている。
【００５３】
次に、図９（ｂ）に示すように、吸引キャップ３０７ａによって吐出口面の密着状態を維持したまま、遮断弁３１０を開くと、サブタンク３６の入り口から入ってきた透明インクは、サブタンク３６内に勢い良く拡散される。さらに、透明インクは連通口３８を通って、圧力緩衝部材１０内に飛び散り、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ同士が貼り付いている箇所の口元部１０ｂ付近に付着する。上述したように、圧力緩衝部材１０の内面１０ａは、凹凸を有する粗面であり、付着したインクは内面１０ａの凹部に保持される。
【００５４】
その後は、上述の実施形態で説明したように、凹部に付着したインクが毛管力にて、圧力緩衝部材１０の内面１０ａに侵入していき、圧力緩衝部材１０の貼り付きが解消する。また、圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクが保持された状態となることで、圧力緩衝部材１０の自己融着性が低減されて、その内面１０ａ同士が貼り付き難くなる。
【００５５】
なお、透明インクに揮発し難い成分が含まれている方が、圧力緩衝部材１０の内面１０ａに留まりやすくなるため好ましい。また、透明インクは、圧力緩衝部材１０の貼り付きを抑制することができればどのような液体であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
８ 圧力調整室
１０ 圧力緩衝部材（圧力変動緩和部材）
１０ａ 圧力緩衝部材の内面
３６ サブタンク
３８ 連通口
２０１ インクジェット記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
２０２ キャリッジ
２０４ メインタンク
２０７ａ 吸引キャップ
２１０ 遮断弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置として代表的なインクジェット記録装置の記録方式として、インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドとも称する）が被記録媒体の幅分往復移動して記録するシリアルスキャン記録方式がある。シリアルスキャン記録方式では、記録ヘッドが等速移動する場合、記録ヘッドの移動方向が変わる時にその加速度が最大となる。その際、記録ヘッド内のインクは慣性力を受け、インク供給路内のインクの圧力が変動する。
【０００３】
また、記録ヘッドにインクを供給するインクタンクが、記録ヘッドと共に移動しない別体構成の場合、インクタンクから記録ヘッドへチューブ等にてインクを供給することになる。記録ヘッドの移動方向が変わる際、チューブ内のインクにも慣性力が加わるため、インク供給路内のインクの圧力変動は特に大きくなる。図１０（ａ）、（ｂ）は、記録ヘッド１０１の往復運動時のチューブ１０６による圧力変動を説明する模式図である。図１０（ａ）は、矢印Ｄ方向に往復運動を行う際に記録ヘッド１０１が矢印Ｂ方向から矢印Ｃ方向に方向転換をした瞬間の模式図である。この方向転換時に、チューブ１０６内のインクは、矢印Ｂ方向への慣性を受けることにより、記録ヘッド１０１のインク供給路内のインクには、加圧する力が加わる。次に、図１０（ｂ）は、記録ヘッド１０１が矢印Ｃ方向から矢印Ｂ方向に方向転換をした瞬間の模式図である。この方向転換時に、チューブ１０６内のインクは、矢印Ｃ方向への慣性を受けることにより、記録ヘッド１０１のインク供給路内のインクには、減圧する力が加わる。また、記録ヘッド１０１が等速移動する場合は、記録ヘッド１０１の移動速度が大きいほど圧力変動幅は大きくなる。また、チューブの長さが長いほど慣性力は大きくなり、圧力変動幅も大きくなる。
【０００４】
ところで、インク供給路内の圧力変動幅が大きくなると、記録ヘッド１０１のインク滴を吐出する吐出口部のインクに加わる圧力も変動し、この圧力変動によって、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示す様に吐出口に形成されるインクのメニスカス形状が変化する。図１１（ａ）はインク供給圧力が通常（例えば−８０ｍｍＡｑ）の状態で吐出口１１１に形成されるメニスカス形状１１３ａを示す断面模式図である。図１１（ｂ）はインク供給圧力が通常よりも減圧された（例えば−４００ｍｍＡｑ）状態のメニスカス形状１１３ｂを示す断面模式図である。図１１（ｂ）では、通常のメニスカス形状１１３ａと比べ、記録ヘッド１０１の吐出口１１１が設けられている吐出口面１１２よりも凹んでいる。図１１（ｃ）はインク供給圧力が通常よりも加圧された（例えば＋１００ｍｍＡｑ）状態のメニスカス形状１１３ｃを示す断面模式図であり、通常のメニスカス形状１１３ａと比べ、吐出口面１１２よりも突出している。ここで、インクのメニスカス形状が通常の形状よりも吐出口面１１２に対して大きく凹んだ状態や、吐出口面１１２から突出した状態でインク吐出を行うと、所望したインク吐出が行われない恐れがある。例えば、図１１（ｃ）の状態で、インク吐出を行うとインク滴が割れた形状になり、インク滴が着弾した印刷物にて画像品位が低下する恐れがある。また、図１１（ｂ）の状態で、インク吐出を行うとインク滴が通常よりも小さくなり、インク滴が着弾した印刷物の濃度が低下する傾向がある。図１０（ａ）で示した場合では、図１１（ｃ）に示すメニスカス形状をとりやすい。また、図１０（ｂ）で示した場合では、図１１（ｂ）に示すメニスカス形状をとりやすい。
【０００５】
特許文献１には、インク供給路内のインクの圧力変動を緩和するための構成として、記録ヘッドのインク供給路に連通する内部空間を備え、伸び縮みし易い弾性を有する圧力緩衝部材（圧力変動緩和部材）を設けることが開示されている。これは、インク供給路内の圧力変動に応じて、圧力緩衝部材が変形して圧力変動を吸収するものである。また、圧力緩衝部材はインク供給路に連通する内部空間を備えるため、圧力緩衝部材の材料としては、耐インク性に優れた材料が求められる。弾性と耐インク性を両立させる材料としては、例えば塩素化ブチルゴムなどがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３０７７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、塩素化ブチルゴムなどの材料を含む圧力変動緩和部材は、材料の自己粘着性によって、その内面同士が貼り付いてしまうことがある。このような状態になると、圧力変動緩和部材の圧力変動を吸収する機能が損なわれ、前述したインク供給路内の圧力変動が抑制されず、所望したインク吐出が行われなくなってしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、圧力変動緩和部材の内面同士の貼り付きを抑制することにより、圧力変動緩和部材の機能を維持することが可能な液体吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出部と、前記液体吐出部に液体を供給する液体供給路と、前記液体供給路に連通する内部空間を形成する内面を備え、前記液体供給路内の液体の圧力変動を緩和するために前記内部空間の容積が変化可能な圧力変動緩和部材と、を有する液体吐出装置において、前記圧力変動緩和部材の内面は粗面であり、前記内面に液体を付着するための液体付着手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、圧力変動緩和部材の内面同士の貼り付きを抑制することにより、圧力変動緩和部材の機能を維持することが可能な液体吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示されるキャリッジに搭載される記録ヘッドの側断面図である。
【図３】図２で示した記録ヘッドの一部を分解して示す斜視図である。
【図４】図２で示した圧力緩衝部材を詳細に示す断面模式図である。
【図５】本実施形態のインク供給ユニット、メインタンクおよび記録ヘッドの断面模式図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は、第一の実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図であり、インクを圧力緩衝部材の内面に付着する工程を説明するための図である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）から（ｃ）で示す圧力緩衝部材を含む拡大図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、第二の実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図であり、インクを圧力緩衝部材の内面に付着する工程を説明するための図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、第三の実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図であり、液体を圧力緩衝部材の内面に付着する工程を説明するための図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、チューブ供給方式のインクジェット記録装置に装着された記録ヘッドが、往復運動をする際の、記録ヘッド内のインクに加わる慣性力を説明するための模式図である。
【図１１】（ａ）から（ｃ）は、吐出口部のメニスカス形状とインク供給路の圧力との関係を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の液体吐出装置の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すインクジェット記録装置は、記録ヘッド２０１（液体吐出ヘッド）の往復移動（主走査）と、被記録媒体Ｓの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながら記録ヘッド２０１から選択的にインクを吐出させる。吐出したインクを被記録媒体Ｓに付着させることで、文字や画像等を形成して記録を行うシリアルスキャン方式の記録装置である。
【００１５】
図１において、記録ヘッド２０１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って一直線上を矢印Ｄ方向に往復移動されるキャリッジ２０２に着脱可能に搭載され、往復移送される。記録ヘッド２０１のインク吐出部（液体吐出部）から吐出されたインクを受ける被記録媒体Ｓは、搬送手段である搬送ローラ２０３により、記録ヘッド２０１の吐出口が形成された吐出口面に対面し、吐出口面との距離を一定に維持される。そして被記録媒体Ｓは、キャリッジ２０２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００１６】
記録ヘッド２０１は、インク吐出部として、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数の吐出口列を有する。記録ヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット２０５と記録ヘッド２０１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によって接続される。メインタンク２０４をインク供給ユニット２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収納された各色のインクを、記録ヘッド２０１の各吐出口列に独立して供給することが可能となる。
【００１７】
記録ヘッド２０１の往復移動の範囲内で、かつ、被記録媒体Ｓの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２０７が、記録ヘッド２０１の吐出口面と対面するように配置されている。回復ユニット２０７は、記録ヘッド２０１の吐出口面をキャッピングするための吸引キャップ２０７ａ（図５）を有する。さらに回復ユニット２０７は、吐出口面をキャッピングした状態で記録ヘッド２０１から強制的にインクを吸引するための吸引ポンプ２０７ｃ（図５）、吐出口面の汚れを払拭するためのクリーニングブレード等を有する。前述した吸引動作は、インクジェット記録装置の記録動作に先立って、回復ユニット２０７によって行われる。
【００１８】
図２は、図１に示される記録ヘッド２０１の側断面図である。図３は、記録ヘッド２０１をその一部を分解して示した斜視図である。
【００１９】
図２において、本実施形態の記録ヘッド２０１の形状は、上面４０、下面４１、前面４２、後面４３、右側面および左側面の概ね６面で構成され、上面４０側を除いて一体的に形成されている。また、記録ヘッド２０１は、６色のインクを吐出可能である。つまり、メインタンク２０４（図１）から各色のインクが、色毎にニードル（不図示）から、ニードル受容部２３を介して隔壁（不図示）で仕切られることによって、インク収納部である６つの各サブタンク３６内へと供給される構成となっている。このサブタンク３６に供給されたインクは、そのインク中の不純物（異物）を除去してインクを濾過するためのフィルタ５を介してインク溜め２１で一旦貯留される。そして、連通部３７及び流路６を介してインク供給液室２０へと流れ込む。インク供給液室２０へと流れ込んだインクは、下面４１に設けられたヒータボード２６から供給される電気エネルギーを熱エネルギーに変換する不図示の電気熱変換体により生じる発泡エネルギーにより、吐出口２０１ｂ（図５）から吐出される。ヒータボード２６には、吐出口列から構成されたインク吐出部が各色のインクに対応して、すなわち各サブタンク３６に対応して複数設けられている。なお、吐出口２０１ｂからインクが漏れないように、インク供給系の圧力は負圧側に設定している。
【００２０】
複数のサブタンク３６の上方には、サブタンクフタ９に開口部として形成された連通口３８により、圧力調整室８がサブタンク３６内と連通する。圧力調整室８は、弾性変形する塩素化ブチルゴム等の弾性部材である圧力緩衝部材１０（圧力変動緩和部材）の内面１０ａで形成された、圧力緩衝部材１０の内部空間である。各圧力緩衝部材１０は袋状となっている。メインタンク２０４からインク吐出部にインクを供給するインク供給路（液体供給路）の途中の部分であるサブタンク３６内の圧力に応じて圧力緩衝部材１０が変形される。すなわち、圧力調整室８の容積はサブタンク３６内の圧力に応じて変化可能となっている。これにより、サブタンク３６内の圧力変動を緩和し、ひいては吐出口２０１ｂのメニスカス形状を安定化することができる。
【００２１】
ここで、圧力緩衝部材１０の内面１０ａは凹凸を有する粗面となっている。図４は、図２における圧力緩衝部材１０の断面模式図である。圧力緩衝部材１０は、コンプレッション成形によって成形されている。成形に用いる金型の該当する面にガラスビーズを打ち付ける手法により、凹凸を加工して、成形する際に金型の凹凸形状を転写することにより、圧力緩衝部材１０の内面１０ａを、凹凸を有する粗面として加工している。圧力緩衝部材１０の内面１０ａを粗面とすることで、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ同士が貼り付きにくくなる。なお、本実施形態では、圧力緩衝部材１０の内面１０ａの表面粗さは算術平均粗さで約３μｍの凹凸となっている。
【００２２】
次に、記録ヘッド２０１へのインクの供給方法を図５にて説明する。
図５は、メインタンク２０４、インク供給ユニット２０５、インク供給チューブ２０６、記録ヘッド２０１との関連を示した断面模式図である。
【００２３】
メインタンク２０４は、インク供給ユニット２０５に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓２０４ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓２０４ｃで密封された大気導入口とを有する。メインタンク２０４は、単体では気密な容器であり、インク２０９はメインタンク２０４内に収容される。
【００２４】
一方、インク供給ユニット２０５は、メインタンク２０４からインク２０９を取り出すためのインク供給針２０５ａと、メインタンク２０４内へ大気を導入させるための大気導入針２０５ｂとを有する。インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂは、メインタンク２０４のインク供給口および大気導入口の位置に対応させて針先を上方に向けて配置されている。ここで、メインタンク２０４がインク供給ユニット２０５に装着されることで、インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂがそれぞれゴム栓２０４ｂ，２０４ｃを貫通し、メインタンク２０４の内部に侵入する構成となっている。
【００２５】
インク供給針２０５ａは、液路２０５ｃ、遮断弁２１０、および液路２０５ｄという経路を経て、インク供給チューブ２０６と接続される。大気導入針２０５ｂは、液路２０５ｅ、バッファ室２０５ｆ、大気連通口２０５ｇを経て大気と連通する。インク供給針２０５ａからインク供給チューブ２０６までのインク供給経路のうち最も高さの低い位置にある液路２０５ｃと、大気導入針２０５ｂから大気連通口２０５ｇまでの経路のうち最も高さの低い位置にある液路２０５ｅとは、ともに同じ高さである。
【００２６】
遮断弁２１０は、ダイアフラム２１０ａを変位させることにより２つの液路２０５ｃ，２０５ｄ間の開閉を行う。ダイアフラム２１０ａの上面に、取り付けられている押圧ばね２１０ｃによってダイアフラム２１０ａを押し潰すことにより、液路２０５ｃ，２０５ｄ間が遮断される。レバー２１０ｄを動作させて、押圧ばね２１０ｃのばね力に抗してばねホルダ２１０ｂを持ち上げることで、液路２０５ｃ，２０５ｄ間が連通する。遮断弁２１０は、記録ヘッド２０１がインクを吐出している状態では開かれ、待機中および休止中は閉じられ、後述するインク充填動作時には、回復ユニット２０７とタイミングを合わせて開閉される。上述したインク供給ユニット２０５の構成は、レバー２１０ｄを除き、メインタンク２０４ごと、すなわちインクの色ごとに設けられている。レバー２１０ｄは全ての色に共通のものであり、全ての色についての遮断弁２１０を同時に開閉させる。
【００２７】
以上の構成により、記録ヘッド２０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク２０４からインク供給ユニット２０５およびインク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１へ供給される。
【００２８】
次に、記録ヘッド２０１の回復方法について、図５を用いて説明する。
回復ユニット２０７は、吐出口２０１ｂからのインクや空気の吸引と、遮断弁２１０の開閉を行うものである。その為に、記録ヘッド２０１の吐出口面（吐出口２０１ｂが開口した面）をキャッピングする吸引キャップ２０７ａと、遮断弁２１０のレバー２１０ｄを動作させるリンク２０７ｅとを有する。吸引キャップ２０７ａは、少なくとも吐出口面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成され、吐出口面を密閉する位置と記録ヘッド２０１から退避した位置との間を移動可能に設けられている。吸引キャップ２０７ａには、中間部位にチューブポンプ式の吸引ポンプ２０７ｃを有するチューブが接続されており、ポンプモータ２０７ｄによって吸引ポンプ２０７ｃを駆動することで、連続吸引が可能である。本実施形態では、０．４ａｔｍ（４０．５３ｋＰａ）まで減圧可能な吸引ポンプ２０７ｃを用いている。
【００２９】
カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを動作させるものであり、カム制御モータ２０７ｇにより、リンク２０７ｅを動作させるカム２０７ｆと同期して回転される。カム２０７ｂのａ〜ｃの位置がそれぞれ吸引キャップ２０７ａと接触するタイミングは、カム２０７ｆのａ〜ｃの位置がそれぞれリンク２０７ｅと接触するタイミングと一致している。ａの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを記録ヘッド２０１の吐出口面から離間させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけてレバー２１０ｄを押し上げ、遮断弁２１０を開かせる。ｂの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを吐出口面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを引き戻して遮断弁２０１を閉じさせる。ｃの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを吐出口面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけて遮断弁２１０を開かせる。
【００３０】
記録動作の際は、カム２０７ｂ，２０７ｆをａの位置とし、吐出口２０１ｂからのインクの吐出、およびメインタンク２０４から記録ヘッド２０１へのインクの供給を可能とする。待機中および休止中を含む非動作時は、カム２０７ｂ、２０７ｆをｂの位置とし、吐出口２０１ｂの乾燥を防止するとともに、記録ヘッド２０１からのインクの流出を防止する。
【００３１】
以上、メインタンク２０４から記録ヘッド２０１までのインク供給経路を説明したが、図５に示したような構成では、長期放置すると、記録ヘッド２０１内に空気が蓄積してしまう。
【００３２】
サブタンク３６においては、インク供給チューブ２０６など透過して侵入する空気や、インク内に溶存していた空気が蓄積する。一方、インク供給液室２０においては、吐出口２０１ｂからインクを吐出する際にインクの膜沸騰により生じた気泡が分裂してインク供給液室２０に戻ったりして、徐々に空気が蓄積する。
【００３３】
サブタンク３６内およびインク供給液室２０内での空気の蓄積量が多いと、サブタンク３６およびインク供給液室２０が各々収納しているインク量が減少してしまう。サブタンク３６においてインクが不足すると、フィルタ５が空気に露出して、フィルタ５の圧力損失が上昇してしまう。一方、インク供給液室２０においては、吐出口２０１ｂの上端が空気に露出すると、吐出口２０１ｂへのインク供給が不能となる。そこで、所定の期間ごとにサブタンク３６およびインク供給液室２０の各々に適量のインクを充填することで、インクの吐出機能を長期間にわたって安定して維持することができる。
【００３４】
以下に、サブタンク３６とインク供給液室２０とへのインク充填動作について、図５を用いて説明する。
インク充填動作は、まず、記録ヘッド２０１が吸引キャップ２０７ａと対向する位置までキャリッジ２０２（図１参照）を移動させる。次に回復ユニット２０７のカム制御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ，２０７ｅを、それぞれｂの位置が吸引キャップ２０７ａおよびリンク２０７ｅと接触するまで回転させる。これにより、記録ヘッド２０１の吐出口面が吸引キャップ２０７ａにより密閉され、遮断弁２１０はメインタンク２０４から記録ヘッド２０１までのインク供給経路を閉じた状態となる。
【００３５】
この状態でポンプモータ２０７ｄを駆動し、吸引ポンプ２０７ｃにより吸引キャップ２０７ａから吸引を行う。この吸引により、記録ヘッド２０１内に残留しているインクおよび空気が吸引され、記録ヘッド２０１内が減圧される。吸引量が所定の量に達した時点で、吸引ポンプ２０７ｃを停止させ、カム制御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ、２０７ｆをそれぞれｃの位置が吸引キャップ２０７ａおよびリンク２０７ｅと接触するまで回転させる。これにより、吸引キャップ２０７ａによる吐出口面の密閉状態はそのままで、遮断弁２１０が開かれる。
【００３６】
ここで、遮断弁が開かれると、インク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１内にインクが流れ込み、サブタンク３６およびインク供給液室２０の各々にインクが充填される。充填されるインクの量は、排気した体積とほぼ同じとなる。
以上のように、サブタンク３６およびインク供給液室２０の各々の容積と減圧する圧力とを設定することにより、フィルタ５で仕切られたサブタンク３６とインク供給液室２０とに各々適量のインクを１回の充填動作で充填することができる。
【００３７】
ところで、インク充填動作を行った際等に、内面１０ａが粗面である圧力緩衝部材１０であっても、圧力緩衝部材１０の材料の自己粘着性によって、その内面１０ａ同士が貼り付いた状態になることがある。本実施形態では、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ同士が貼り付いた状態となった場合でも、サブタンク３６にインクを充填する際に、その内面１０ａにインクを付着させて、内面１０ａ同士を剥がれやすくすることができる。このインク付着手段（液体付着手段）について、図６、図７を用いて説明する。
【００３８】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、インク充填時のサブタンク３６内のインクの挙動について示した、インクジェット記録装置の断面模式図である。また、図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）〜（ｃ）の状態における、圧力緩衝部材１０を含む部分の拡大図である。
【００３９】
まず、図６（ａ）に示すように、遮断弁２１０（図５）を閉じた状態にて、吸引ポンプ２０７ｃにより吸引キャップ２０７ａから吸引を行うことで、記録ヘッド２０１内を減圧した状態とする。ここで、サブタンク３６及びインク供給液室２０内のインクおよび空気は、吸引キャップ２０７ａを通って排出されている。サブタンク３６の圧力は、４０．５ｋＰａ（約０．４ａｔｍ）まで減圧されており、図７（ａ）に示すように、圧力緩衝部材１０は減圧されることにより内面１０ａ同士が貼り付いた状態となっている。
【００４０】
次に、図６（ｂ）に示すように、吸引キャップ２０７ａによって吐出口面の密閉状態を維持したまま、遮断弁２１０（図５）を開いて大気開放すると、サブタンク３６の入り口から入ってきたインクが、サブタンク３６内に勢い良く拡散される。図７（ｂ）に示すように、このときも、圧力緩衝部材１０はその自己粘着性により、内面１０ａ同士がほぼ貼り付いた状態である。サブタンク３６内に拡散されたインクは、連通口３８を通って、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ同士が貼り付いている箇所の口元部１０ｂ付近に付着する。
【００４１】
その後、図６（ｃ）に示すように、圧力緩衝部材１０の貼り付いていた箇所が徐々に剥がれて、貼り付きが解消されていく。
【００４２】
図７（ｃ）で、この時の圧力緩衝部材１０の状態を詳細に示している。上述したように、圧力緩衝部材１０の内面１０ａは粗面で凹凸が形成されており、口元部１０ｂ付近のインクがまず凹部に入り込む。その後、毛管力の働きにより、凹部にインクが侵入していき、圧力緩衝部材１０の貼り付き部分にインクが入り込んでいき、内面１０ａ同士が剥がれた状態となる。また、圧力緩衝部材１０の内面１０ａには凹凸が形成されているため、凹部にインクが保持されやすくなる。このように圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクが保持された状態となることで、圧力緩衝部材１０の自己融着性が低減されて、その内面１０ａ同士が貼り付き難くなる。よって、圧力緩衝部材１０の、インク供給系内の圧力変動を緩和する機能を保持することができ、良好な印字品位を確保することが可能となる。
本実施形態では、圧力緩衝部材１０の凹凸の加工方法は、凹凸加工を施した金型に成形にて転写していたが、必ずしもこの方法でなくても良く、微細な凹凸が加工できる方法ならばこの方法に限定されない。
【００４３】
また、圧力緩衝部材１０の内面１０ａの表面粗さは、算術平均粗さで約３μｍの粗さであったが、必ずしもこの粗さでなくても良い。本実施形態では、粗面は算術平均粗さでおよそ２μｍ以上の粗さを有する面であり、この粗さを有する面であれば本発明の効果を得ることができる。
【００４４】
（第二の実施形態）
第二の実施形態では、第一の実施形態とは異なるインク付着手段にて圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクを付着させる例を説明する。インクジェット記録装置の構成は、上述の実施形態と同様であるため記載を省略する。
【００４５】
図８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図である。図８では、圧力緩衝部材１０の内面１０ａが貼り付いた状態となっている。図８（ａ）に示すように、記録ヘッド２０１のサブタンク３６内には、空気とインクがおよそ４：６の割合にて収容されている。
【００４６】
次に、図８（ｂ）に示すように、キャリッジ２０２（図１）が移動する矢印Ｄ方向に記録ヘッド２０１を往復運動させることにより、記録ヘッド２０１の内部にてインクが揺動する。このとき、インクを大きく揺動させるために、キャリッジ２０２（図１）は通常の記録時よりも大きな加速度にて往復運動を行っている。通常のキャリッジ移動速度は２５〜５０（インチ／秒）であるが、この場合は５０〜６０（インチ／秒）の速度で移動しており、移動方向が変化する際の加速度も大きくなっている。その往復運動により、サブタンク３６内のインクは攪拌されて、連通口３８を通って、圧力緩衝部材１０内に飛び散り、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ側の密着した部分の口元部１０ｂに付着する。上述したように、圧力緩衝部材１０の内面１０ａは、凹凸を有する粗面であり、付着したインクは内面１０ａの凹部に保持される。
【００４７】
その後は、上述の実施形態で説明したように、凹部に付着したインクが毛管力にて、圧力緩衝部材１０の内面１０ａに侵入していき、圧力緩衝部材１０の貼り付きが解消する。また、圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクが保持された状態となることで、圧力緩衝部材１０の自己融着性が低減されて、その内面１０ａ同士が貼り付き難くなる。
【００４８】
記録時よりも大きな加速度で記録ヘッド２０１を往復運動させることで、インクを圧力緩衝部材１０の内面１０ａに付着させることで、よりインクを付着させやすくすることができる。なお、圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクを付着することができればよいので、記録時と同じ程度の加速度で記録ヘッド２０１を往復運動させてもよい。
【００４９】
（第三の実施形態）
第一および第二の実施形態では、記録ヘッド２０１をインクジェット記録装置に装着した状態で、圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクを付着させた。第三の実施形態では、インクジェット記録装置に装着する前に圧力緩衝部材１０の内面１０ａに液体を付着させる液体付着手段を説明する。
【００５０】
記録ヘッドを生産する際に、正常に吐出可能かどうかを確かめてから記録ヘッドを出荷する。具体的には、印字検査と称して、被記録媒体にインクを吐出させて、所望の位置にインクが着弾するかどうかを確認する。印字検査後にそのまま梱包して記録ヘッドを出荷すると、インク中の染料や顔料の固形分が吐出口の近傍に固着し、ユーザーが使用する際にインク吐出に影響して、正しくインクが吐出されない恐れがある。そのため、印字検査後には記録ヘッド内のインクを取り除く工程が行われる。
【００５１】
図９（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のインクジェット記録装置の部分断面模式図である。これらの図を用いて、染料や顔料成分が含まれていない透明インクや水等の記録に用いられない液体にて、記録ヘッド２０１内のインクを置換して、液体を圧力緩衝部材１０の内面１０ａに付着する工程を説明する。
【００５２】
まず、図９（ａ）に示すように、遮断弁３１０を閉じた状態にて、吸引ポンプ（不図示）により吸引キャップ３０７ａから吸引を行うことで、記録ヘッド２０１内を減圧した状態とする。ここで、サブタンク３６の圧力は、３０ｋＰａ（約０．３ａｔｍ）まで減圧されている。圧力緩衝部材１０は減圧されて内面２０ａ同士が密着した状態となっている。サブタンク３６及びインク供給液室２０内の有色のインクは、吸引キャップ３０７ａよりほぼ排出されている。
【００５３】
次に、図９（ｂ）に示すように、吸引キャップ３０７ａによって吐出口面の密着状態を維持したまま、遮断弁３１０を開くと、サブタンク３６の入り口から入ってきた透明インクは、サブタンク３６内に勢い良く拡散される。さらに、透明インクは連通口３８を通って、圧力緩衝部材１０内に飛び散り、圧力緩衝部材１０の内面１０ａ同士が貼り付いている箇所の口元部１０ｂ付近に付着する。上述したように、圧力緩衝部材１０の内面１０ａは、凹凸を有する粗面であり、付着したインクは内面１０ａの凹部に保持される。
【００５４】
その後は、上述の実施形態で説明したように、凹部に付着したインクが毛管力にて、圧力緩衝部材１０の内面１０ａに侵入していき、圧力緩衝部材１０の貼り付きが解消する。また、圧力緩衝部材１０の内面１０ａにインクが保持された状態となることで、圧力緩衝部材１０の自己融着性が低減されて、その内面１０ａ同士が貼り付き難くなる。
【００５５】
なお、透明インクに揮発し難い成分が含まれている方が、圧力緩衝部材１０の内面１０ａに留まりやすくなるため好ましい。また、透明インクは、圧力緩衝部材１０の貼り付きを抑制することができればどのような液体であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
８ 圧力調整室
１０ 圧力緩衝部材（圧力変動緩和部材）
１０ａ 圧力緩衝部材の内面
３６ サブタンク
３８ 連通口
２０１ インクジェット記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
２０２ キャリッジ
２０４ メインタンク
２０７ａ 吸引キャップ
２１０ 遮断弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する液体吐出部と、
前記液体吐出部に液体を供給する液体供給路と、
前記液体供給路に連通する内部空間を形成する内面を備え、前記液体供給路内の液体の圧力変動を緩和するために前記内部空間の容積が変化可能な圧力変動緩和部材と、
を有する液体吐出装置において、
前記圧力変動緩和部材の内面は粗面であり、
前記内面に液体を付着するための液体付着手段を有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記液体付着手段は、前記液体供給路の途中から前記液体吐出部までの圧力を減圧した状態で、前記液体供給路を大気開放する、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記液体吐出部と、前記液体供給路と、前記圧力変動緩和部材と、を備えた液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドを装着して移送するキャリッジと、
を有し、
前記液体付着手段は、記録時よりも大きい加速度で前記キャリッジを往復移動する、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記液体付着手段は、記録に用いられる液体を前記内面に付着する、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】
前記液体付着手段は、記録に用いられない液体を前記内面に付着する、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６】
前記内面を形成する凹部で前記液体付着手段によって付着された液体を保持する、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】
前記圧力変動緩和部材の内面の表面粗さは、算術平均粗さで２μｍ以上である、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】
液体を吐出する液体吐出部と、
前記液体吐出部に液体を供給する液体供給路と、
前記液体供給路に連通する内部空間を形成する内面を備え、前記液体供給路内の液体の圧力変動を緩和するために前記内部空間の容積が変化可能な圧力変動緩和部材と、
を有する液体吐出装置において、
前記圧力変動緩和部材の内面は粗面であり、
前記内面に液体を付着するための液体付着手段を有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記液体付着手段は、前記液体供給路の途中から前記液体吐出部までの圧力を減圧した状態で、前記液体供給路を大気開放する、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記液体吐出部と、前記液体供給路と、前記圧力変動緩和部材と、を備えた液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドを装着して移送するキャリッジと、
を有し、
前記液体付着手段は、記録時よりも大きい加速度で前記キャリッジを往復移動する、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記液体付着手段は、記録に用いられる液体を前記内面に付着する、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】
前記液体付着手段は、記録に用いられない液体を前記内面に付着する、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６】
前記内面を形成する凹部で前記液体付着手段によって付着された液体を保持する、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】
前記圧力変動緩和部材の内面の表面粗さは、算術平均粗さで２μｍ以上である、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９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７８９２４（Ｐ２０１３−７８９２４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１２３４（Ｐ２０１１−２２１２３４）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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