(57)【要約】【課題】ヘッド内で保持されるインクの圧力を簡単な構成にて一定に保つ。【解決手段】インクジェットプリンタでは、ヘッドとインクタンクとを接続する供給流路に圧力調整装置６が設けられる。圧力調整装置６は、シリンダ６１、ピストン６２および付勢部６５を備え、シリンダ６１では、供給流路のインクタンク側に流入口６１１、ヘッド側に流出口６４１が形成される。付勢部６５がピストン６２をシリンダ６１の軸方向の一方側に向けて付勢することにより流入口６１１が閉塞される。また、インクの吐出によるヘッド内のインクの圧力の低下に従ってピストン６２が軸方向の他方側に移動することにより、流入口６１１が開放されて流入口６１１からシリンダ６１内にインクが流入し、流出口６４１からヘッドにインクが流出する。このような簡単な構成の圧力調整装置６により、ヘッド内で保持されるインクの圧力が一定に保たれる。【選択図】図５
2011207040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタであって、
対象物に向けてインクを吐出するヘッドと、
前記ヘッドに対して前記対象物を相対的に移動する移動機構と、
供給流路を介して前記ヘッドに接続されるとともに、インクを貯溜するインクタンクと、
前記供給流路に設けられ、前記インクタンクから前記ヘッドに送られるとともに前記ヘッド内で保持されるインクの圧力を一定に保つ圧力調整装置と、
を備え、
前記圧力調整装置が、
前記供給流路において前記インクタンク側に設けられる流入口、および、前記ヘッド側に設けられる流出口を有するシリンダと、
前記シリンダ内に挿入されるピストンと、
前記ピストンを前記シリンダの軸方向の一方側に向けて付勢して、前記流入口を閉塞する付勢部と、
を備え、
インクの吐出による前記ヘッド内のインクの圧力の低下に従って前記ピストンが前記軸方向の他方側に移動することにより、前記流入口が開放されて前記流入口から前記シリンダ内にインクが流入し、前記流出口から前記ヘッドにインクが流出することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、
前記流入口が前記シリンダの側部に形成され、前記ピストンの側部に対向し、
前記ピストンが、前記軸方向の前記他方側に移動した際に前記流入口から前記シリンダ内に流入するインクが流れる流路を内部に有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインクジェットプリンタであって、
前記付勢部が、弾性部材を有し、
前記ピストンの前記軸方向の前記一方側の端面が周囲に開放されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
前記圧力調整装置が、前記ピストンを前記軸方向の前記他方側に向けて付勢するとともに、付勢力が調整可能なもう１つの付勢部をさらに備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
前記ヘッドと同様の構造を有するもう１つのヘッドと、
前記供給流路の一部であり、前記ヘッドおよび前記もう１つのヘッドに接続されるマニホールドと、
をさらに備え、
前記圧力調整装置の前記流出口が、前記マニホールドに接続されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項６】
請求項５に記載のインクジェットプリンタであって、
前記移動機構が、前記対象物を所定の走査方向に連続的に移動し、
前記走査方向に垂直、かつ、前記対象物の記録面に平行な配列方向に関して、前記マニホールドに接続される複数のヘッドにおける複数の吐出口が、前記記録面の記録範囲の全体に亘って配列されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
前記ヘッド、前記移動機構および前記圧力調整装置を収容するとともに、内部が減圧されるチャンバ本体をさらに備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項８】
対象物に向けてインクを吐出するヘッドと、インクを貯溜するインクタンクとを接続する供給流路に設けられ、前記インクタンクから前記供給流路を介して前記ヘッドに送られるとともに前記ヘッド内で保持されるインクの圧力を一定に保つ圧力調整装置であって、
前記供給流路において前記インクタンク側に設けられる流入口、および、前記ヘッド側に設けられる流出口を有するシリンダと、
前記シリンダ内に挿入されるピストンと、
前記ピストンを前記シリンダの軸方向の一方側に向けて付勢して、前記流入口を閉塞する付勢部と、
を備え、
インクの吐出による前記ヘッド内のインクの圧力の低下に従って前記ピストンが前記軸方向の他方側に移動することにより、前記流入口が開放されて前記流入口から前記シリンダ内にインクが流入し、前記流出口から前記ヘッドにインクが流出することを特徴とする圧力調整装置。
【請求項９】
請求項８に記載の圧力調整装置であって、
前記流入口が前記シリンダの側部に形成され、前記ピストンの側部に対向し、
前記ピストンが、前記軸方向の前記他方側に移動した際に前記流入口から前記シリンダ内に流入するインクが流れる流路を内部に有することを特徴とする圧力調整装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の圧力調整装置であって、
前記付勢部が、弾性部材を有し、
前記ピストンの前記軸方向の前記一方側の端面が周囲に開放されることを特徴とする圧力調整装置。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載の圧力調整装置であって、
前記ピストンを前記軸方向の前記他方側に向けて付勢するとともに、付勢力が調整可能なもう１つの付勢部をさらに備えることを特徴とする圧力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッド内で保持されるインクの圧力を一定に保つ圧力調整装置、および、当該圧力調整装置を備えるインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクの微小な液滴を吐出する複数の吐出口が配列されたヘッドを印刷の対象物に沿って走査することにより、対象物に印刷を行うインクジェットプリンタが用いられている。インクジェットプリンタの一例では、インクを貯溜する容器をヘッドの近傍に配置するとともに、容器内のインクの液面をヘッドの吐出口よりも低くすることにより、水頭差により容器内のインクがヘッドに供給される（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１では、インクジェットヘッドと容器の間に、電空レギュレータでマイナスの微差圧を生じさせる微差圧調整機構を設けることにより、容器をインクジェットヘッドより高い位置に設置する手法が開示されている。
【０００３】
なお、特許文献２では、コイルスプリングと、コイルスプリングにより弁座に常時弾接される可動膜とからなる差圧弁として構成されたインク供給ユニットにより、インクジェット記録ヘッドに負圧状態に維持されたインクを供給する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６５９５１号公報
【特許文献２】特開２００８−２４７０４２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、水頭差によりインクタンク（容器）内のインクをヘッドに供給する場合、既述のように、インクタンクをヘッドの近傍に配置するとともに、インクタンク内のインクの液面をヘッドの吐出口よりも低くする必要があるため、実際のインクタンクの配置は、ヘッドの吐出口近傍に位置する対象物（または、その保持部）の側方等に制限され、インクジェットプリンタの設計の自由度が低くなってしまう。
【０００６】
また、インクタンク内を負圧にする機構を設けることにより、インクタンクをヘッドの上方に配置することが可能となり、設計の自由度が高められるが、インクタンク内の負圧を一定に制御することは容易ではなく、複雑な機構が必要となる。万一、インクタンク内の負圧が大きく変化すると、ヘッド内で保持されるインクの圧力も変化してしまい、吐出口からのインクの吐出に影響を及ぼして、形成される画像の質が低下してしまう。したがって、インクタンクの配置を過度に制限することなく、ヘッド内で保持されるインクの圧力を簡単な構成にて一定に保つことが可能な新規な手法が求められている。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ヘッド内で保持されるインクの圧力を簡単な構成にて一定に保つことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、インクジェットプリンタであって、対象物に向けてインクを吐出するヘッドと、前記ヘッドに対して前記対象物を相対的に移動する移動機構と、供給流路を介して前記ヘッドに接続されるとともに、インクを貯溜するインクタンクと、前記供給流路に設けられ、前記インクタンクから前記ヘッドに送られるとともに前記ヘッド内で保持されるインクの圧力を一定に保つ圧力調整装置とを備え、前記圧力調整装置が、前記供給流路において前記インクタンク側に設けられる流入口、および、前記ヘッド側に設けられる流出口を有するシリンダと、前記シリンダ内に挿入されるピストンと、前記ピストンを前記シリンダの軸方向の一方側に向けて付勢して、前記流入口を閉塞する付勢部とを備え、インクの吐出による前記ヘッド内のインクの圧力の低下に従って前記ピストンが前記軸方向の他方側に移動することにより、前記流入口が開放されて前記流入口から前記シリンダ内にインクが流入し、前記流出口から前記ヘッドにインクが流出する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、前記流入口が前記シリンダの側部に形成され、前記ピストンの側部に対向し、前記ピストンが、前記軸方向の前記他方側に移動した際に前記流入口から前記シリンダ内に流入するインクが流れる流路を内部に有する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタであって、前記付勢部が、弾性部材を有し、前記ピストンの前記軸方向の前記一方側の端面が周囲に開放される。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、前記圧力調整装置が、前記ピストンを前記軸方向の前記他方側に向けて付勢するとともに、付勢力が調整可能なもう１つの付勢部をさらに備える。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、前記ヘッドと同様の構造を有するもう１つのヘッドと、前記供給流路の一部であり、前記ヘッドおよび前記もう１つのヘッドに接続されるマニホールドとをさらに備え、前記圧力調整装置の前記流出口が、前記マニホールドに接続される。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェットプリンタであって、前記移動機構が、前記対象物を所定の走査方向に連続的に移動し、前記走査方向に垂直、かつ、前記対象物の記録面に平行な配列方向に関して、前記マニホールドに接続される複数のヘッドにおける複数の吐出口が、前記記録面の記録範囲の全体に亘って配列されている。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、前記ヘッド、前記移動機構および前記圧力調整装置を収容するとともに、内部が減圧されるチャンバ本体をさらに備える。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、対象物に向けてインクを吐出するヘッドと、インクを貯溜するインクタンクとを接続する供給流路に設けられ、前記インクタンクから前記供給流路を介して前記ヘッドに送られるとともに前記ヘッド内で保持されるインクの圧力を一定に保つ圧力調整装置であって、前記供給流路において前記インクタンク側に設けられる流入口、および、前記ヘッド側に設けられる流出口を有するシリンダと、前記シリンダ内に挿入されるピストンと、前記ピストンを前記シリンダの軸方向の一方側に向けて付勢して、前記流入口を閉塞する付勢部とを備え、インクの吐出による前記ヘッド内のインクの圧力の低下に従って前記ピストンが前記軸方向の他方側に移動することにより、前記流入口が開放されて前記流入口から前記シリンダ内にインクが流入し、前記流出口から前記ヘッドにインクが流出する。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の圧力調整装置であって、前記流入口が前記シリンダの側部に形成され、前記ピストンの側部に対向し、前記ピストンが、前記軸方向の前記他方側に移動した際に前記流入口から前記シリンダ内に流入するインクが流れる流路を内部に有する。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の圧力調整装置であって、前記付勢部が、弾性部材を有し、前記ピストンの前記軸方向の前記一方側の端面が周囲に開放される。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項８ないし１０のいずれかに記載の圧力調整装置であって、前記ピストンを前記軸方向の前記他方側に向けて付勢するとともに、付勢力が調整可能なもう１つの付勢部をさらに備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡単な構成にてヘッド内で保持されるインクの圧力を一定に保つことができる。
【００２０】
また、請求項３および１０の発明では、周囲の圧力の変化により、周囲の圧力とヘッド内のインクの圧力との差が変化することを防止することができ、請求項４および１１の発明では、ヘッド内のインクの圧力を容易に調整することができる。
【００２１】
また、請求項５の発明では、圧力調整装置を複数のヘッドの近傍に設けることができ、ヘッド内のインクの圧力変動に対して圧力調整装置を迅速に応答させて、ヘッド内のインクの圧力を精度よく一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェットプリンタの斜視図である。
【図２】吐出部の底面図である。
【図３】ヘッドユニットおよびインク供給機構の構成を示す図である。
【図４】圧力調整装置の分解斜視図である。
【図５】圧力調整装置の断面図である。
【図６】圧力調整装置の断面図である。
【図７】圧力調整装置の他の例を示す図である。
【図８】第２の実施の形態に係るインクジェットプリンタを示す図である。
【図９】圧力調整装置の他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るインクジェットプリンタ１の外観を示す斜視図である。インクジェットプリンタ１は、例えばフィルム等の撥液性を有するシート状の基材９上にカラーの画像を形成する装置である。
【００２４】
図１のインクジェットプリンタ１は本体１１および制御部４を備え、本体１１はシート状の基材９を図１中のＹ方向（以下、「走査方向」ともいう。）に連続的に移動する搬送部２７、および、移動途上の基材９の主面（（＋Ｚ）側の主面であり、以下、「記録面」という。）に向けてインクの微小液滴を吐出する吐出部３を備える。搬送部２７では、それぞれが図１中のＸ方向に長い複数のローラ２７１が、Ｘ方向に垂直なＹ方向に配列されており、複数のローラ２７１の（＋Ｙ）側にはロール状の基材９（供給ロール）を保持する供給部２７２が設けられ、複数のローラ２７１の（−Ｙ）側にはロール状の基材９（巻取ロール）を保持する巻取部２７３が設けられる。以下の説明では、単に基材９という場合は搬送途上の部位（すなわち、複数のローラ２７１上の基材９の部位）を指すものとする。
【００２５】
搬送部２７の１つのローラ２７１ａには基材９の走査方向の移動速度を検出するエンコーダ２９が設けられ、制御部４がエンコーダ２９の出力に基づいて巻取部２７３のモータの回転を制御することにより、基材９が（−Ｙ）方向に一定速度にて移動する。実際には、供給部２７２が有するモータにて基材９に対して移動方向とは逆向き（すなわち、（＋Ｙ）方向）の負荷（テンション）を付与することにより、複数のローラ２７１上の基材９が波打つことなく滑らかに移動する。
【００２６】
複数のローラ２７１の上方（図１中の（＋Ｚ）側）には吐出部３が配置され、吐出部３はローラ２７１を跨ぐようにして基台２０に設けられるフレーム２５に固定される。フレーム２５上には紫外線を出射する光源３９が設けられ、複数の光ファイバ（実際には、複数の光ファイバは束状となっており、図１では符号３９１を付して１本の太線にて示している。）を介して光源３９からの光が吐出部３の内部へと導入される。
【００２７】
図２は吐出部３の底面図である。図２に示すように、吐出部３はそれぞれが互いに異なる色のインクを吐出する複数の（図２では、４個の）ヘッドユニット３３を備え、複数のヘッドユニット３３はＹ方向に配列されて吐出部３の本体３０に固定される。図２中の最も（＋Ｙ）側のヘッドユニット３３はＫ（ブラック）の色のインクを吐出し、Ｋのヘッドユニット３３の（−Ｙ）側のヘッドユニット３３はＣ（シアン）の色のインクを吐出し、Ｃのヘッドユニット３３の（−Ｙ）側のヘッドユニット３３はＭ（マゼンタ）の色のインクを吐出し、最も（−Ｙ）側のヘッドユニット３３はＹ（イエロー）の色のインクを吐出する。各色のインクは紫外線硬化剤を含んでおり、紫外線硬化性を有している。なお、吐出部３に、ライトシアン、ライトマゼンタ、ホワイト等の他の色用のヘッドユニットがさらに設けられてもよい。また、インクは水性インクや、高粘度インク等であってもよい。
【００２８】
各ヘッドユニット３３では、同様の構造の複数のヘッド３２（例えばピエゾ駆動方式のヘッド）が図２中のＸ方向（Ｙ方向およびＺ方向に垂直な方向であり、以下、「配列方向」という。）に千鳥状に配列されており、各ヘッド３２の（−Ｚ）側の面には複数の吐出口（一部のヘッド３２においてのみ符号３２１を付す点にて示す。）が配列方向に配列形成される。これにより、ヘッドユニット３３の全体では、走査方向に垂直、かつ、基材９の記録面に平行な配列方向に多数の吐出口３２１が一定のピッチにて配列され、記録面上において走査方向の各位置にて、配列方向に一列に並ぶ複数のドットの形成が可能となる。実際には、配列方向に関して、各ヘッドユニット３３の複数の吐出口３２１は記録面の記録範囲の全体に亘って（ここでは、基材９の幅のほぼ全体に亘って）配列されており、基材９が吐出部３の下方を一回通過するのみで基材９への画像の印刷が完了する（いわゆる、ワンパス印刷）。
【００２９】
また、図２の吐出部３には、光源３９に接続される光照射部３８が複数のヘッドユニット３３の（−Ｙ）側に設けられる。光照射部３８では、複数の光ファイバがＸ方向に沿って配列されており、基材９上においてＸ方向に伸びる線状の領域に光照射部３８により紫外線が照射される。これにより、記録面上に吐出された直後のインクに対して光照射部３８からの紫外線が照射され、インクが短時間にて硬化する。
【００３０】
インクジェットプリンタ１では、各ヘッドユニット３３がインク供給機構５（後述の図３参照）に接続されており、インク供給機構５によりインクがヘッドユニット３３に供給される。以下の説明では、複数の色のうちの一の色のヘッドユニット３３およびインク供給機構５に着目するが、他の色のものも同様の構成となっている。
【００３１】
図３はヘッドユニット３３およびインク供給機構５の構成を示す図である。なお、図３では３個のヘッド３２を図示しているが、実際のヘッドユニット３３には図２のように多数のヘッド３２が設けられる。
【００３２】
図３に示すように、ヘッドユニット３３は、１つのマニホールド３４を備え、マニホールド３４は、複数のヘッド３２の上方近傍に配置される略円筒状のマニホールド本体３４１、および、マニホールド本体３４１と複数のヘッド３２とを接続するとともにマニホールド本体３４１内のインクを複数のヘッド３２へと導く複数のインク導入管３４２を有する。マニホールド本体３４１の一端は閉塞されており、他端は後述する圧力調整装置６を介して供給ライン５１の一端に接続される。供給ライン５１の他端は、インクを貯溜するインクタンク５２に接続される。また、供給ライン５１には送液部であるポンプ５３が設けられる。このように、供給ライン５１、圧力調整装置６およびマニホールド３４を供給流路として、供給流路を介してインクタンク５２がヘッド３２に接続され、インクタンク５２内のインクがヘッド３２に送られる。インクジェットプリンタ１では、ヘッド３２とインクタンク５２との位置関係に制限はなく、インクタンク５２は任意の位置に配置可能である。
【００３３】
図４は圧力調整装置６の分解斜視図であり、図５は圧力調整装置６の中心軸Ｊ１を含む面における断面図である。図４および図５に示すように、圧力調整装置６は、中心軸Ｊ１を中心とするシリンダ６１、シリンダ６１内に挿入されるピストン６２、シリンダ６１の両端を閉塞する第１および第２カバー部６３，６４、並びに、ピストン６２を第１カバー部６３に向けて付勢する付勢部６５を備える。シリンダ６１、ピストン６２、並びに、第１および第２カバー部６３，６４は、例えばステンレス鋼や、ポリアセタール等の樹脂にて形成される。
【００３４】
第２カバー部６４の中央には、中心軸Ｊ１を中心とする円形の開口６４１（後述するように、圧力調整装置６内のインクが流出する開口であるため、以下、「流出口６４１」という。）が形成されており、流出口６４１の周囲にはピストン６２側に向かって突出する環状突出部６４２が形成される。付勢部６５は、中心軸Ｊ１に平行な複数のガイドピン６５１を有し、各ガイドピン６５１は環状突出部６４２に設けられる固定孔６４３にて固定される。複数の固定孔６４３は中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等角度間隔にて形成され、複数のガイドピン６５１は中心軸Ｊ１の周囲に配置される。ピストン６２の第２カバー部６４側の端面６２０ｂには、複数のガイドピン６５１が進入可能な複数の孔６２１が形成され、複数のガイドピン６５１の先端が複数の孔６２１内に挿入される。
【００３５】
図５に示すように、第１カバー部６３にも中心軸Ｊ１に平行な１つのガイドピン６３１が設けられ、ピストン６２の第１カバー部６３側の端面６２０ａにガイドピン６３１が進入可能な孔６２２が形成される。圧力調整装置６では、孔６２１，６２２に挿入されるガイドピン６５１，６３１により、ピストン６２の中心軸Ｊ１方向の移動がガイドされる。
【００３６】
付勢部６５は、複数のガイドピン６５１にそれぞれ嵌め込まれる複数のバネ（圧縮コイルバネ）６５２をさらに有し、バネ６５２の一端は第２カバー部６４に当接し、他端はピストン６２に当接する。詳細には、第２カバー部６４の固定孔６４３は、ピストン６２に近い部分の直径が遠い部分よりも大きい、いわゆる２段孔となっており、固定孔６４３の直径が変化する部分に形成される環状面にバネ６５２の一端が当接する。同様に、ピストン６２の孔６２１は、第２カバー部６４に近い部分の直径が遠い部分よりも大きい２段孔となっており、孔６２１の直径が変化する部分に形成される環状面にバネ６５２の他端が当接する。付勢部６５の複数のバネ６５２により、ピストン６２が中心軸Ｊ１方向の第１カバー部６３側に向けて付勢される。
【００３７】
第１カバー部６３には複数の通気孔６３２（図５では、１つの通気孔のみに符号６３２を付している。）が形成されており、ピストン６２の端面６２０ａは周囲の雰囲気に開放される。したがって、シリンダ６１内が大気圧におよそ等しい状態では、付勢部６５の付勢力によりピストン６２の端面６２０ａが第１カバー部６３に当接する。圧力調整装置６では、バネ６５２に代えて、ゴム等の他の弾性部材が用いられてもよい（後述の図７のバネ６６３において同様）。
【００３８】
図４および図５に示すように、ピストン６２の第２カバー部６４側の端面６２０ｂにおいて複数の孔６２１の内側（中心軸Ｊ１側）には、インクの流路となる孔部６２３が形成される。また、略円柱状のピストン６２の外周面には、中心軸Ｊ１方向の中央近傍にて環状溝６２４が形成される。環状溝６２４の底面には複数の開口６２５が形成されており、周方向に配列される複数の開口６２５を介して環状溝６２４が孔部６２３に接続される。
【００３９】
図５に示すように、シリンダ６１の内周面（円筒面）には環状溝６１２が形成される。また、シリンダ６１の側部には環状溝６１２に接続する流入口６１１が形成され、流入口６１１はピストン６２の側部に対向する。流入口６１１には、図３の供給ライン５１の一端が接続され、第２カバー部６４の流出口６４１は、マニホールド本体３４１に接続される。これにより、流入口６１１は、インクの供給流路においてインクタンク５２側に設けられ、流出口６４１はヘッド３２側に設けられる。
【００４０】
インクジェットプリンタ１では、圧力調整装置６、マニホールド３４および複数のヘッド３２の内部が予めインクで満たされており、ポンプ５３の送液動作により、供給ライン５１を介して流入口６１１近傍に比較的高い圧力のインクが供給される。図５に示すように、ピストン６２の端面６２０ａが第１カバー部６３に当接した状態では、環状溝６２４が流入口６１１よりも第１カバー部６３側に位置して、流入口６１１がピストン６２の側部（環状溝６２４よりも第２カバー部６４側の側面）により閉塞される。
【００４１】
インクジェットプリンタ１による印刷（画像形成）の際には、複数のヘッド３２からのインクの吐出に伴って、マニホールド３４および複数のヘッド３２の内部のインクの量が減少してインクの圧力が漸次低下する。これにより、流出口６４１近傍（シリンダ６１内）のインクの圧力も低下して、ピストン６２が第２カバー部６４側へと移動する。そして、図６に示すように、ピストン６２の環状溝６２４とシリンダ６１の内周面の環状溝６１２とが接続して、流入口６１１が開放されると、流入口６１１からシリンダ６１内にインクが流入する。詳細には、ピストン６２の周囲に形成されるシリンダ６１の環状溝６１２からピストン６２の全周に形成される環状溝６２４へとインクが流れ込み、複数の開口６２５を介して孔部６２３へと流れる。そして、流出口６４１からインクが流出し、マニホールド３４を介して複数のヘッド３２にインクが流れ込む。このように、環状溝６２４、複数の開口６２５および孔部６２３は、ピストン６２の内部におけるインクの流路となっている。
【００４２】
インクがマニホールド３４および複数のヘッド３２の内部に補充されると、当該内部および流出口６４１近傍のインクの圧力が増大し、ピストン６２が付勢部６５の付勢力により第１カバー部６３側に戻る。これにより、流入口６１１がピストン６２の側部により閉塞されて、シリンダ６１内へのインクの流入が停止される。
【００４３】
既述のように、ピストン６２の端面６２０ａは大気圧に開放されるとともに、付勢部６５によりピストン６２が第１カバー部６３側に弾性的に付勢されるため、大気圧と流出口６４１近傍におけるインクの圧力（大気圧よりも低い。）との差が、付勢部６５のバネ６５２の弾性力（付勢力）に相当する圧力よりも（ある程度）高くなったときに、ピストン６２が第２カバー部６４に向かって移動して、流入口６１１が開放される。また、シリンダ６１内へのインクの流入により、当該差が付勢部６５の弾性力に相当する圧力よりも（ある程度）低くなったときに、ピストン６２が第１カバー部６３に向かって移動して、流入口６１１が閉塞される。
【００４４】
印刷時における圧力調整装置６の実際の動作では、ピストン６２の中心軸Ｊ１方向への移動による流入口６１１の開放および閉塞が頻繁に繰り返され、マニホールド３４および複数のヘッド３２の内部のインクの圧力が、およそ一定に保たれる。このとき、流入口６１１がピストン６２の側部に対向して形成されることにより、流入口６１１近傍におけるインクの圧力が、ピストン６２の中心軸Ｊ１方向への移動に影響を及ぼすことが防止される。また、圧力調整装置６よりも下方に配置されるヘッド３２の吐出口３２１におけるインクの圧力が、大気圧よりも僅かに低くなるように（すなわち、僅かに負圧になるように）、流入口６１１の開放および閉塞が切り替わる際の付勢部６５の弾性力が調整されており、これにより、吐出口３２１内にインクのメニスカスが形成されて吐出口３２１からのインクの漏れが防止される（後述の図７の圧力調整装置６ａにおいて同様）。
【００４５】
実際には、シリンダ６１の内周面とピストン６２の外周面との間には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐薬品性に優れた樹脂のＯリング（図示省略）が設けられる。Ｏリングは、例えば、ピストン６２の外周面に形成される複数の環状溝に嵌め込まれる。図５の状態において、複数の環状溝は、中心軸Ｊ１方向に関して流入口６１１の両外側近傍、および、環状溝６２４と端面６２０ａとの間の位置に設けられることが好ましい。これにより、流入口６１１近傍のインクがピストン６２とシリンダ６１との間からシリンダ６１内に入り込むこと、および、外部の空気が端面６２０ａ側からピストン６２とシリンダ６１との間を介して環状溝６２４へと入り込むことが防止される。また、第２カバー部６４とシリンダ６１との間にもＯリング６１３が設けられており、インクの漏れが防止される。なお、インクよりも表面張力が大きい所定の液体シール剤（オイルやグリス等）を、シリンダ６１の内周面とピストン６２の外周面との間に介在させることにより、上記のようなＯリングが省略されてもよい。
【００４６】
ここで、水頭差によりインクタンク内のインクをヘッドに供給する比較例のインクジェットプリンタを想定すると、このようなインクジェットプリンタでは、インクタンクを吐出部の近傍に配置するとともに、インクタンク内のインクの液面をヘッドの吐出口よりも低くする必要がある。したがって、実際のインクタンクの配置は、ヘッドの吐出口の近傍に位置する対象物の保持部（図１の複数のローラ２７１に相当する。）の側方等に制限される。例えば、インクジェットプリンタのメンテナンスを行う際には、作業者によるヘッドの吐出口へのアクセスを容易にするため、吐出部を保持部から離れた位置に移動する必要があるが、吐出部に接続されるとともに保持部の側方に配置されるインクタンクの存在により、吐出部を移動させる際に様々な制約が生じてしまう。特に、保持部に対してインクタンクとは反対側に吐出部を移動する必要がある場合には、吐出部およびインクタンクを持ち上げて移動する煩雑な作業を要してしまう。
【００４７】
また、インクタンク内を負圧にする負圧機構を設けることにより、インクタンクを保持部の側方以外の位置（例えば、ヘッドの上方）に配置することが可能となるが、インクタンク内の負圧を一定に制御することは容易ではない。万一、インクタンク内の圧力が大きく変化すると、ヘッド内で保持されるインクの圧力も変化してしまい、基材９上のインクの着弾位置（吐出口に対する相対的な着弾位置）や吐出量等の変動が生じてしまう。負圧機構において、ポンプ以外に圧力センサやバッファタンク等を設けて、インクタンク内の負圧を確実に制御することも考えられるが、当該機構の構成が複雑になるとともに、インクジェットプリンタの製造コストが増大してしまう。
【００４８】
これに対し、インクジェットプリンタ１では、シリンダ６１およびピストン６２を有する圧力調整装置６が、インクタンク５２とヘッド３２とを接続する供給流路に設けられる。圧力調整装置６では、付勢部６５がピストン６２をシリンダ６１の中心軸Ｊ１方向の一方側に向けて付勢することにより、シリンダ６１に形成される流入口６１１が閉塞され、インクの吐出によるヘッド３２内のインクの圧力の低下に従ってピストン６２が中心軸Ｊ１方向の他方側に移動することにより、流入口６１１が開放される。これにより、シリンダ６１内のインクのおよそ一定の圧力を境に流入口６１１の閉塞および開放が切り替えられ、ヘッド３２内で保持されるインクの圧力が一定に保たれる。このように、インクジェットプリンタ１では、簡単な構成であり、安価に製作可能な圧力調整装置６を用いることにより、インクタンク５２の配置に制限を設けることなく、ヘッド３２内で保持されるインクの圧力を一定に保つことが可能となる。その結果、ヘッド３２内のインクの圧力が変化した際に生じる基材９上のインクの着弾位置等の変動を防止することが可能となり、高精度な印刷（すなわち、高品質な印刷物の作成）を安定して行うことが実現される。
【００４９】
また、ピストン６２の第１カバー部６３側の端面６２０ａが周囲に開放されることにより、インクジェットプリンタ１の周囲の圧力（本実施の形態では、大気圧）が変化した場合でも、周囲の圧力とヘッド３２内のインクの圧力との差が変化することを防止することができ、吐出口３２１内におけるインクのメニスカスの状態が大幅に変化すること、あるいは、当該差に起因するインクの吐出精度（吐出量や吐出位置に関する精度）の低下を防止することができる。
【００５０】
図７は、圧力調整装置の他の例を示す図である。図７の圧力調整装置６ａでは、第１カバー部６３ａとピストン６２ａとの間にもう１つの付勢部６６が設けられ、第１カバー部６３ａおよびピストン６２ａの形状が、図５の圧力調整装置６と僅かに相違している。他の構成は図５と同様であり、同符号を付している。
【００５１】
付勢部６６は、シリンダ６１内に挿入されるとともに中心軸Ｊ１を中心とする円板状の支持板６６１を有し、支持板６６１には中心軸Ｊ１に平行な複数のガイドピン６６２の一端が固定される。複数のガイドピン６６２は、付勢部６５のガイドピン６５１と同様に、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等角度間隔にて配置され、ピストン６２ａの第１カバー部６３ａ側の端面６２０ａには、複数のガイドピン６６２が進入可能な複数の孔６２２ａが形成される。複数のガイドピン６６２には、複数のバネ（圧縮コイルバネ）６６３が嵌め込まれており、バネ６６３の一端は支持板６６１に当接し、他端はピストン６２ａの端面６２０ａに当接する。また、支持板６６１の中心軸Ｊ１方向の位置は、第１カバー部６３ａに設けられるボルト６３３の進退量により調整可能である。これにより、付勢部６６がピストン６２ａを中心軸Ｊ１方向の第２カバー部６４側に向けて付勢する付勢力が調整可能となる。
【００５２】
図７の圧力調整装置６ａにおいても、支持板６６１および第１カバー部６３ａの通気孔６６４，６３２により、ピストン６２ａの端面６２０ａが大気圧に開放される。また、圧力調整装置６ａの通常の状態において、付勢部６６にて調整可能な最大の付勢力（弾性力）は、付勢部６５による付勢力よりも常に小さい。したがって、大気圧と流出口６４１近傍におけるインクの圧力との差が、付勢部６５，６６間の付勢力の大きさの差（弾性力の和）に相当する圧力よりも低い状態では、ピストン６２ａが第１カバー部６３ａに近接して、流入口６１１が閉塞される。また、大気圧とインク圧力との差が、弾性力の和に相当する圧力よりも（ある程度）高くなったときには、ピストン６２ａが第２カバー部６４に向かって移動して、流入口６１１が開放される。このようにして、ピストン６２ａの中心軸Ｊ１方向への移動による流入口６１１の開放および閉塞が繰り返されることにより、マニホールド３４および複数のヘッド３２の内部のインクの圧力が、およそ一定に保たれる。
【００５３】
以上に説明したように、図７の圧力調整装置６ａでは、ピストン６２ａを中心軸Ｊ１方向の第２カバー部６４側に向けて付勢する付勢部６６による付勢力が調整可能とされる。これにより、流入口６１１が開放または閉塞される際のシリンダ６１内のインクの圧力を変更することができ、およそ一定に保たれるヘッド３２内のインクの圧力を容易に調整することが実現される。その結果、複数のインクジェットプリンタ１を製造する際に、プリンタ間の調整（いわゆる、機差調整）を行ってヘッド３２内のインクの圧力に相違が生じることを容易に防止することができる。
【００５４】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るインクジェットプリンタ１ａの外観を示す斜視図である。インクジェットプリンタ１ａは、図１の構成に追加して、本体１１の全体を収容するチャンバ本体１２、および、チャンバ本体１２の内部を減圧する減圧ポンプ１３を備える。他の構成は、図１と同様であり同符号を付している。図８では、制御部４の図示を省略している。
【００５５】
図８のインクジェットプリンタ１ａでは、減圧環境下にて印刷を行うことにより、コーヒーステイン現象等が抑制され、均一な膜厚のインク画像を基材９上に形成することが実現される。また、複数のヘッド３２および圧力調整装置６（または、圧力調整装置６ａ）が同一の減圧環境下に置かれるとともに、ピストン６２の第１カバー部６３側の端面６２０ａが周囲に開放される。既述のように、流入口６１１が開放または閉塞される際の周囲の圧力とシリンダ６１内のインクの圧力との差は付勢部６５の付勢力のみに依存するため、インクジェットプリンタ１ａでは、周囲の圧力とヘッド３２内のインクの圧力との差を、大気圧環境下におけるものとほぼ同じにすることができる。これにより、インクの吐出に係る調整等を、大気圧環境下にて容易に行うことができる。なお、チャンバ本体１２には図示省略のガス供給部が接続されており、基材９の交換時等には、チャンバ本体１２の内部に窒素等のガスが供給されて大気圧に戻される。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００５７】
図８のインクジェットプリンタ１ａでは、インクタンク５２等を含む本体１１の全体がチャンバ本体１２内に収容されるが、減圧環境下にてインク画像を高精度に形成するという観点では、基材９に向けてインクを吐出するヘッド３２、基材９を移動する搬送部２７、および、ヘッド３２内のインクの圧力を一定に保つ圧力調整装置６，６ａがチャンバ本体内に収容されていればよい。
【００５８】
上記第１および第２の実施の形態では、複数のヘッド３２が接続されるマニホールド３４に、圧力調整装置６，６ａの流出口６４１が直接接続されることにより、圧力調整装置６，６ａを複数のヘッド３２の近傍に容易に設けることができ、ヘッド３２内のインクの圧力変動に対して圧力調整装置６，６ａを迅速に応答させて、ヘッド３２内のインクの圧力を精度よく一定にすることが実現されるが、図９のように、供給ライン５１上にてヘッド３２から離れた位置に圧力調整装置６が配置される場合でも、ヘッド３２内のインクの圧力をある程度一定に保つことが可能である。図９の圧力調整装置６、マニホールド３４およびヘッド３２が、図８のチャンバ本体１２の内部に設けられ、減圧環境下にて印刷が行われてもよい。
【００５９】
また、ヘッドユニット３３において複数のヘッド３２を設ける必要がない場合には、ヘッド３２に圧力調整装置６，６ａが直接接続されてもよい。簡単な構成により小型化が実現される圧力調整装置６，６ａは、ヘッド３２の近傍に設けることが容易に可能となる。
【００６０】
図３のインク供給機構５では、インクタンク５２がヘッドユニット３３および圧力調整装置６，６ａの上方に配置され、ポンプ５３が省略されてもよい。この場合でも、圧力調整装置６，６ａの流入口６１１近傍に比較的高い圧力のインクが供給され、上記第１および第２の実施の形態と同様に、流入口６１１の開放および閉塞の繰り返しにより、ヘッド３２内で保持されるインクの圧力を一定に保つことが可能となる。また、圧力調整装置６，６ａは、インクタンクとヘッドとの間にてインクを循環させる方式のインクジェットプリンタにて用いられてもよい。
【００６１】
図５の圧力調整装置６において、ピストン６２と第１カバー部６３との間に引張バネが設けられることにより、ピストン６２が第１カバー部６３側に向けて付勢されてもよい。また、磁気力等によりピストンの付勢が実現されてもよい。さらに、共用の減圧管が設けられる建物内にインクジェットプリンタを設置する場合等には、圧力調整装置６においてバネ６５２が省略され、第１カバー部６３の複数の通気孔６３２がレギュレータを介して減圧管に接続されてもよい。この場合、減圧管およびレギュレータを含む付勢部により、ピストン６２が中心軸Ｊ１方向の第１カバー部６３側に向けて一定の付勢力にて付勢され、流入口６１１が閉塞される。また、ヘッド３２からのインクの吐出によりシリンダ６１内のインクの圧力が低下した際に、ピストン６２が第２カバー部６４側に移動して、流入口６１１が開放される。
【００６２】
このように、図５および図７の圧力調整装置６，６ａは一例に過ぎず、ピストンをシリンダの軸方向の一方側に向けて付勢する付勢部により流入口が閉塞され、インクの吐出によるヘッド内のインクの圧力の低下に従ってピストンが当該軸方向の他方側に移動することにより、流入口が開放されるのであるならば、圧力調整装置の構造は適宜変更されてよい。
【００６３】
インクジェットプリンタ１，１ａでは、搬送部２７により、基材９が吐出部３に対して走査方向に一定速度にて移動するが、インクジェットプリンタの設計によっては、吐出部３を走査方向に移動する機構が設けられてもよい。また、インクジェットプリンタにおいて、矩形の基材を保持するステージ、および、ステージを走査方向に移動するステージ移動機構が設けられてもよい。このように、基材９を吐出部３に対して相対的に移動する移動機構は様々な構成にて実現可能である。
【００６４】
また、インクジェットプリンタ１，１ａでは、基材９が吐出部３の下方を一回通過するのみで基材９への画像の印刷が完了するワンパス方式の印刷が行われるが、例えば、ヘッド３２の複数の吐出口が図１中のＹ方向に配列されるとともに、ヘッド３２をＸ方向に移動する機構が設けられ、ヘッド３２のＸ方向への移動が完了する毎に基材９を図１中のＹ方向にヘッド３２の幅に相当する距離だけ移動することにより、基材９への印刷が行われてもよい。
【００６５】
インクジェットプリンタ１，１ａにおける印刷の対象物は、シート状の基材９以外に、プラスチックにて形成される板状の部材や印刷用紙等であってもよい。
【００６６】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。
【符号の説明】
【００６７】
１，１ａ    インクジェットプリンタ
６，６ａ    圧力調整装置
９    基材
１２    チャンバ本体
２７    搬送部
３２    ヘッド
３４    マニホールド
５１    供給ライン
５２    インクタンク
６１    シリンダ
６２，６２ａ    ピストン
６５，６６    付勢部
３２１    吐出口
６１１    流入口
６２０ａ    端面
６２３    孔部
６２４    環状溝
６２５    開口
６４１    流出口
６５２    バネ
Ｊ１    中心軸
【図１】
2011207040.tif 000003
【図２】
2011207040.tif 000004
【図３】
2011207040.tif 000005
【図４】
2011207040.tif 000006
【図５】
2011207040.tif 000007
【図６】
2011207040.tif 000008
【図７】
2011207040.tif 000009
【図８】
2011207040.tif 000010
【図９】
2011207040.tif 000011