(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留するメインタンクが着脱されるメインタンク装着部と、
前記メインタンク装着部に装着された前記メインタンクと連通する液体貯留室を有するサブタンクと、
前記サブタンクに連通されて前記サブタンクから流入する液体をノズルまで導く流路、及び、前記流路内の液体を前記ノズルから吐出させるため前記液体に前記ノズルに向かう移送圧力を付与する圧力付与手段を有する液滴吐出ヘッドと、
前記サブタンクの前記液体貯留室の容積を変えるための容積変更手段と、
前記サブタンクの前記液体貯留室から前記メインタンクへ向かう液体の逆流を防止可能な逆流防止手段と、
前記容積変更手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記圧力付与手段によって付与される圧力で液滴を吐出する液滴吐出モードのときは、液滴の吐出に伴い前記サブタンク内の液体が減って前記液体貯留室が減圧され、前記メインタンクから前記液体貯留室に液体が補充されるときに発生するリフィル圧による液体の圧力変動を抑制するように前記容積変更手段を駆動し、前記液滴吐出ヘッド内の液体を廃液として強制的に排出させるパージモードのときは、前記液体貯留室内の液体を前記液滴吐出ヘッドに送り込むように前記容積変更手段を駆動し、
前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出モードのときは、前記サブタンクとともに静止した状態で前記ノズルから液体を吐出するように構成されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
液体を貯留するメインタンクが着脱されるメインタンク装着部と、
前記メインタンク装着部に装着された前記メインタンクと連通する液体貯留室を有するサブタンクと、
前記サブタンクに連通されて前記サブタンクから流入する液体をノズルまで導く流路、及び、前記流路内の液体を前記ノズルから吐出させるため前記液体に前記ノズルに向かう移送圧力を付与する圧力付与手段を有する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを前記サブタンクと一体的に往復動作させる走査手段と、
前記メインタンクと前記サブタンクとを連通する液体供給チューブと、
前記液滴吐出ヘッド内の液体を廃液として強制的に排出された液体を受ける廃液受け皿と、
前記サブタンクの前記液体貯留室の容積を変えるための容積変更手段と、
前記サブタンクの前記液体貯留室から前記メインタンクへ向かう液体の逆流を防止可能な逆流防止手段と、
前記容積変更手段を制御する制御手段と、を備え、
前記逆流防止手段は、前記液滴吐出ヘッドが前記走査手段により前記廃液受け皿の上まで移動することに連動して、前記液体供給チューブを外部から挟みその内部流路を閉塞する挟持機構であり、
前記制御手段は、前記圧力付与手段によって付与される圧力で液滴を吐出する液滴吐出モードのときは、少なくとも前記サブタンクの移動情報に基づいて前記液体貯留室内の圧力変動を抑制するように前記容積変更手段を駆動し、前記液滴吐出ヘッド内の液体を廃液として強制的に排出させるパージモードのときは、前記液体貯留室内の液体を前記液滴吐出ヘッドに送り込むように前記容積変更手段を駆動することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
前記サブタンクは、前記液体貯留室を画定する壁の少なくとも一部を構成するダンパフィルムを有し、
前記容積変更手段は、前記ダンパフィルムを変形させるピエゾアクチュエータであることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
液体を貯留するメインタンクが着脱されるメインタンク装着部と、
前記メインタンク装着部に装着された前記メインタンクと連通する液体貯留室と、その液体貯留室を画定する壁の少なくとも一部を構成するダンパフィルムを有するサブタンクと、
前記サブタンクに連通されて前記サブタンクから流入する液体をノズルまで導く流路、及び、前記流路内の液体を前記ノズルから吐出させるため前記液体に前記ノズルに向かう移送圧力を付与する圧力付与手段を有する液滴吐出ヘッドと、
前記サブタンクの前記液体貯留室の容積を変えるための容積変更手段と、
前記サブタンクの前記液体貯留室から前記メインタンクへ向かう液体の逆流を防止可能な逆流防止手段と、
前記容積変更手段を制御する制御手段と、を備え、
前記容積変更手段は、前記ダンパフィルムを変形させるピエゾアクチュエータであり、
前記ピエゾアクチュエータは、２層の圧電シートを有し、
前記制御手段は、前記圧力付与手段によって付与される圧力で液滴を吐出する液滴吐出モードのときは、１層の前記圧電シートに電圧を印加してユニモルフモードで変形させて前記液体貯留室内の圧力変動を抑制するように前記ピエゾアクチュエータを駆動し、前記液滴吐出ヘッド内の液体を廃液として強制的に排出させるパージモードのときは、２層の前記圧電シートに電圧を印加してバイモルフモードで変形させて前記液体貯留室内の液体を前記液滴吐出ヘッドに送り込むように前記ピエゾアクチュエータを駆動することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出モードのときは、前記サブタンクとともに静止した状態で前記ノズルから液体を吐出するよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記液滴吐出ヘッドを前記サブタンクと一体的に往復動作させる走査手段と、前記メインタンクと前記サブタンクとを連通する液体供給チューブをさらに備え、
前記制御手段は、前記液滴吐出モードのときは、少なくとも前記サブタンクの移動情報に基づいて前記容積変更手段を駆動することを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記逆流防止手段は、前記メインタンクから前記液体貯留室に向う液体の流れを受けると流路を開放する開放位置に向けて移動し、前記液体貯留室から前記メインタンクに向う液体の逆流を受けると流路を閉鎖する閉鎖位置に向けて移動する弁体、を含む逆止弁機構であり、
前記弁体は、前記液滴吐出モードのときの前記液体貯留室内の圧力変動による前記逆流によっては前記閉鎖位置に向けて移動させられることはなく、前記パージモードのときの前記液体貯留室の圧力変動による前記逆流によっては前記閉鎖位置に向けて移動させられるように構成されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
廃液受け皿をさらに備え、
前記逆流防止手段は、前記液滴吐出ヘッドが前記走査手段により前記廃液受け皿の上まで移動することに連動して、前記液体供給チューブを外部から挟みその内部流路を閉塞する挟持機構であることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記液滴吐出モードのときは、前記液滴吐出ヘッドの吐出量情報に基づいて前記容積変更手段を駆動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１０】
前記ピエゾアクチュエータは、前記ダンパフィルムの前記液体貯留室とは反対側の面に直接的に取り付けられていることを特徴とする請求項３乃至９のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１１】
前記ピエゾアクチュエータは、印加される電圧値が大きいほど前記液体貯留室の容積を大きく変化させるよう構成されており、
前記制御手段は、前記パージモードにおける前記電圧値が、前記液滴吐出モードにおける前記電圧値よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項３乃至１０のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等のような液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、着脱式のメインタンクから可撓性を有するインク供給チューブを介して供給されるインクをキャリッジ上のサブタンクで一時貯留し、そのサブタンクから吐出ヘッドにインクを適宜供給し、吐出ヘッドのノズルからインクを吐出して記録用紙に印刷を行うチューブ供給方式のインクジェットプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このインクジェットプリンタでは、往復移動するキャリッジの加減速によりインク供給チューブ内のインクに慣性力による加速度が付与され、インク供給チューブ内のインクからの圧力波が吐出ヘッド内のインクに伝播してしまう。また、吐出ヘッドからインクが吐出されると、サブタンク内はインクが減ることにより減圧され、メインタンクからインク供給チューブを介してインクを補充しようとするリフィル圧が生じるが、多数のノズルから同時にインクが吐出された場合には、そのリフィル圧により吐出ヘッドのノズルに伝播する圧力波が大きくなってしまう。そして、ノズルに伝播する圧力波が大きくなると、吐出ヘッドのノズルに形成されているメニスカスに悪影響を及ぼし、印刷品質が低下することとなる。そのため、サブタンクのインク貯留室をダンパフィルムで封止し、インクにかかる圧力変動を吸収するようにしている。
【０００４】
ところが、プリンタの性能を向上させるために印刷速度を上げると、キャリッジの走査速度が上がり、インク流量も多くなるので、インクの圧力変動を十分に吸収しようとすれば、ダンパフィルムの面積を大きくせざるを得なくなる。しかし、近年のプリンタは小型化される傾向にあるため、ダンパフィルムの面積を大きくすることは現実的でない。そのような問題に対処するため、ダンパフィルムの表面中央部に駆動伝達ロッドを接合し、キャリッジの速度変動に応じてアクチュエータから駆動伝達ロッドに駆動力を付与する構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。これによれば、ダンパフィルムを能動的に変形させることにより、キャリッジが往復運動するときに生じるインク供給チューブ内のインクの圧力変動をより効果的に吸収することができる。
【特許文献１】特開２００５−２７１５４６号公報
【特許文献２】特開２００１−１２１７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の構成によれば、サブタンク内のインクの圧力変動を抑制するためだけに、駆動伝達ロッドやアクチュエータなどをキャリッジに搭載せねばならず、費用対効果の点からみて割高になるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、インクジェットプリンタ等のような液滴吐出装置に関して、サブタンクの圧力変動を吸収する構造をより有効活用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】
第１の発明に係る液滴吐出装置は、液体を貯留するメインタンクが着脱されるメインタンク装着部と、前記メインタンク装着部に装着された前記メインタンクと連通する液体貯留室を有するサブタンクと、前記サブタンクに連通されて前記サブタンクから流入する液体をノズルまで導く流路、及び、前記流路内の液体を前記ノズルから吐出させるため前記液体に前記ノズルに向かう移送圧力を付与する圧力付与手段を有する液滴吐出ヘッドと、前記サブタンクの前記液体貯留室の容積を変えるための容積変更手段と、前記サブタンクの前記液体貯留室から前記メインタンクへ向かう液体の逆流を防止可能な逆流防止手段と、前記容積変更手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記圧力付与手段によって付与される圧力で液滴を吐出する液滴吐出モードのときは、液滴の吐出に伴い前記サブタンク内の液体が減って前記液体貯留室が減圧され、前記メインタンクから前記液体貯留室に液体が補充されるときに発生するリフィル圧による液体の圧力変動を抑制するように前記容積変更手段を駆動し、前記液滴吐出ヘッド内の液体を廃液として強制的に排出させるパージモードのときは、前記液体貯留室内の液体を前記液滴吐出ヘッドに送り込むように前記容積変更手段を駆動し、前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出モードのときは、前記サブタンクとともに静止した状態で前記ノズルから液体を吐出するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
前記構成によれば、液滴吐出モードにおいて、液滴吐出ヘッド及びサブタンクが静止した状態でノズルから液滴を吐出し、その時に容積変更手段によりサブタンクの液体貯留室の容積を変えることで、サブタンク内に生じるリフィル圧による液体の圧力変動を能動的に吸収するので、液滴吐出ヘッドのノズルに圧力波が伝播するのを抑制することが可能となる。かつ、パージモードにおいて、容積変更手段によりサブタンクの液体貯留室の容積を変えることで、ノズルから液体を廃液として強制的に吐出させてノズルの目詰まり等を防止することもできる。したがって、サブタンクの圧力変動を抑制する構造をパージ動作にも有効活用することが可能となる。
【０００９】
第２の発明に係る液滴吐出装置は、液体を貯留するメインタンクが着脱されるメインタンク装着部と、前記メインタンク装着部に装着された前記メインタンクと連通する液体貯留室を有するサブタンクと、前記サブタンクに連通されて前記サブタンクから流入する液体をノズルまで導く流路、及び、前記流路内の液体を前記ノズルから吐出させるため前記液体に前記ノズルに向かう移送圧力を付与する圧力付与手段を有する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを前記サブタンクと一体的に往復動作させる走査手段と、前記メインタンクと前記サブタンクとを連通する液体供給チューブと、前記液滴吐出ヘッド内の液体を廃液として強制的に排出された液体を受ける廃液受け皿と、前記サブタンクの前記液体貯留室の容積を変えるための容積変更手段と、前記サブタンクの前記液体貯留室から前記メインタンクへ向かう液体の逆流を防止可能な逆流防止手段と、前記容積変更手段を制御する制御手段と、を備え、前記逆流防止手段は、前記液滴吐出ヘッドが前記走査手段により前記廃液受け皿の上まで移動することに連動して、前記液体供給チューブを外部から挟みその内部流路を閉塞する挟持機構であり、前記制御手段は、前記圧力付与手段によって付与される圧力で液滴を吐出する液滴吐出モードのときは、少なくとも前記サブタンクの移動情報に基づいて前記液体貯留室内の圧力変動を抑制するように前記容積変更手段を駆動し、前記液滴吐出ヘッド内の液体を廃液として強制的に排出させるパージモードのときは、前記液体貯留室内の液体を前記液滴吐出ヘッドに送り込むように前記容積変更手段を駆動することを特徴とする。
【００１０】
前記構成によれば、液滴吐出ヘッド及びサブタンクが廃液受け皿の上まで移動するだけで液体供給チューブの内部流路が閉塞されるので、パージ時の逆流防止を容易に図ることが可能となる。
【００１１】
前記サブタンクは、前記液体貯留室を画定する壁の少なくとも一部を構成するダンパフィルムを有し、前記容積変更手段は、前記ダンパフィルムを変形させるピエゾアクチュエータであってもよい。
【００１２】
前記構成によれば、ピエゾアクチュエータによりダンパフィルムを変形させることで、サブタンクの液体貯留室の容積を容易に変更することが可能となる。
【００１３】
第３の発明に係る液滴吐出装置は、液体を貯留するメインタンクが着脱されるメインタンク装着部と、前記メインタンク装着部に装着された前記メインタンクと連通する液体貯留室と、その液体貯留室を画定する壁の少なくとも一部を構成するダンパフィルムを有するサブタンクと、前記サブタンクに連通されて前記サブタンクから流入する液体をノズルまで導く流路、及び、前記流路内の液体を前記ノズルから吐出させるため前記液体に前記ノズルに向かう移送圧力を付与する圧力付与手段を有する液滴吐出ヘッドと、前記サブタンクの前記液体貯留室の容積を変えるための容積変更手段と、前記サブタンクの前記液体貯留室から前記メインタンクへ向かう液体の逆流を防止可能な逆流防止手段と、前記容積変更手段を制御する制御手段と、を備え、前記容積変更手段は、前記ダンパフィルムを変形させるピエゾアクチュエータであり、前記ピエゾアクチュエータは、２層の圧電シートを有し、前記制御手段は、前記圧力付与手段によって付与される圧力で液滴を吐出する液滴吐出モードのときは、１層の前記圧電シートに電圧を印加してユニモルフモードで変形させて前記液体貯留室内の圧力変動を抑制するように前記ピエゾアクチュエータを駆動し、前記液滴吐出ヘッド内の液体を廃液として強制的に排出させるパージモードのときは、２層の前記圧電シートに電圧を印加してバイモルフモードで変形させて前記液体貯留室内の液体を前記液滴吐出ヘッドに送り込むように前記ピエゾアクチュエータを駆動することを特徴とする。
【００１４】
前記構成によれば、ピエゾアクチュエータによりダンパフィルムを変形させることで、サブタンクの液体貯留室の容積を容易に変更することが可能となると共に、２層の圧電シートのうち電圧を印加するシートを変えるだけで、圧力変動吸収とパージとを簡単に使い分けることが可能となる。
【００１５】
前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴吐出モードのときは、前記サブタンクとともに静止した状態で前記ノズルから液体を吐出するよう構成されていてもよい。
【００１６】
前記構成によれば、液滴吐出ヘッド及びサブタンクが静止しているものの、液滴吐出時にサブタンクにリフィル圧が生じることには変わりがない。よって、容積変更手段によりリフィル圧を吸収することで、液滴吐出ヘッドのノズルに圧力波が伝播するのを防止することが可能となる。
【００１７】
前記液滴吐出ヘッドを前記サブタンクと一体的に往復動作させる走査手段と、前記メインタンクと前記サブタンクとを連通する液体供給チューブをさらに備え、前記制御手段は、前記液滴吐出モードのときは、少なくとも前記サブタンクの移動情報に基づいて前記容積変更手段を駆動してもよい。
【００１８】
前記構成によれば、サブタンクが往復移動して液体供給チューブ内の液体に慣性力による加速度が付与されることによりサブタンク内に生じる動圧を、容積変更手段により吸収することができ、液滴吐出ヘッドのノズルに圧力波が伝播するのを防止することが可能となる。
【００１９】
前記逆流防止手段は、前記メインタンクから前記液体貯留室に向う液体の流れを受けると流路を開放する開放位置に向けて移動し、前記液体貯留室から前記メインタンクに向う液体の逆流を受けると流路を閉鎖する閉鎖位置に向けて移動する弁体、を含む逆止弁機構であり、前記弁体は、前記液滴吐出モードのときの前記液体貯留室内の圧力変動による前記逆流によっては前記閉鎖位置に向けて移動させられることはなく、前記パージモードのときの前記液体貯留室内の圧力変動による前記逆流によっては前記閉鎖位置に向けて移動させられるように構成されてもよい。
【００２０】
前記構成によれば、液滴吐出モードの場合には弁体が流路を閉鎖しないので、サブタンクの往復移動による慣性力で液体供給チューブからサブタンク内に流入した液体が、そのままサブタンク内に蓄積して高圧になることを防止することが可能となる。また、パージのために容積変更手段によりサブタンク内に大きな圧力を付与した場合には、弁体が流路を閉鎖するので、適切に逆流防止を図ることが可能となる。
【００２１】
廃液受け皿をさらに備え、前記逆流防止手段は、前記液滴吐出ヘッドが前記走査手段により前記廃液受け皿の上まで移動することに連動して、前記液体供給チューブを外部から挟みその内部流路を閉塞する挟持機構であってもよい。
【００２２】
前記構成によれば、液滴吐出ヘッド及びサブタンクが廃液受け皿の上まで移動するだけで液体供給チューブの内部流路が閉塞されるので、パージ時の逆流防止を容易に図ることが可能となる。
【００２３】
前記制御手段は、前記液滴吐出モードのときは、前記液滴吐出ヘッドの吐出量情報に基づいて前記容積変更手段を駆動してもよい。
【００２４】
前記構成によれば、液滴吐出ヘッドから液滴が吐出される際に生じるリフィル圧を容積変更手段により吸収することができ、液滴吐出ヘッドのノズルに圧力波が伝播するのを防止することが可能となる。
【００２５】
前記ピエゾアクチュエータは、前記ダンパフィルムの前記液体貯留室とは反対側の面に直接的に取り付けられていてもよい。
【００２６】
前記構成によれば、ピエゾアクチュエータがダンパフィルムに直張りされているので、コンパクトな構成とすることが可能となる。
【００２７】
前記ピエゾアクチュエータは、印加される電圧値が大きいほど前記液体貯留室の容積を大きく変化させるよう構成されており、前記制御手段は、前記パージモードにおける前記電圧値が、前記液滴吐出モードにおける前記電圧値よりも大きくなるように制御してもよい。
【００２８】
前記構成によれば、電圧値を変えるだけで、圧力変動吸収とパージとを簡単に使い分けることが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、サブタンクの圧力変動を吸収する構造をパージ動作にも有効活用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明ではインクジェットヘッドからインクを吐出する方向を下方とし、その反対側を上方とする。
【００３１】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置であるインクジェットプリンタ３を有する複合機１を示す斜視図である。図１に示すように、複合機１は、プリンタ機能やスキャナ機能やコピー機能やファクシミリ機能を有するものであり、その筐体２の下部にインクジェットプリンタ３を有すると共にその筐体２の上部にスキャナ４を有している。筐体２の正面には開口５が形成されており、その開口５の下段にインクジェットプリンタ３の給紙トレイ６が設けられ、上段にインクジェットプリンタ３の排紙トレイ７が設けられている。インクジェットプリンタ３の正面側の右下部には開閉蓋８が設けられており、開閉蓋８の内側にはメインタンク装着部２６（図２参照）が設けられている。複合機１の上部正面側には、インクジェットプリンタ３やスキャナ４などを操作するためのオペレーションパネル１０が設けられている。なお、複合機１は、オペレーションパネル１０からの指示、又は、外部のパーソナルコンピュータ１１からドライバ１２を介して送信される指示に基づいて動作可能となっている。
【００３２】
図２は図１に示すインクジェットプリンタ３の概略を説明する平面図である。図２に示すように、インクジェットプリンタ３は、シリアル方式で、一対のガイドレール１４，１５が略平行に配置されており、そのガイドレール１４，１５に画像記録ユニット１６が左右方向（走査方向）にスライド可能に支持されている。画像記録ユニット１６は、ケーシングとなるキャリッジ２４を有しており、そのキャリッジ２４にはインクを一時貯留する４つのインク貯留室２３を有するサブタンク２５が設けられている。また、ガイドレール１５の右側手前にはメインタンク装着部２６が設けられている。このメインタンク装着部２６には、４色（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）のカートリッジ型のメインタンク２７がそれぞれ着脱自在に装着されている。メインタンク装着部２６に装着されたメインタンク２７は、インク供給チューブ２８を介してサブタンク２５に夫々接続されている。なお、インク供給チューブ２８は、サブタンク２５から走査方向に導出されている。
【００３３】
画像記録ユニット１６は、一対のプーリー１７，１８に巻き掛けられたタイミングベルト１９に接合されており、タイミングベルト１９はガイドレール１５の延在方向と略平行に配設されている。一方のプーリー１８には正逆回転駆動するキャリッジモータ４９（図３参照）が走査手段として設けられており、そのプーリー１８が正逆回転駆動されることでタイミングベルト１９が往復移動し、画像記録ユニット１６がガイドレール１４，１５に沿って走査される。
【００３４】
画像記録ユニット１６が往復移動する領域は、被記録体である記録用紙３０（図３参照）への画像記録が行われる印刷領域と、画像記録が行われないメンテナンス領域とを有している。メンテナンス領域には、一対のガイドレール１４，１５の間の下方に、ワイパーブレード２１及び廃液受け皿２２が配置されている。メンテナンス領域では、画像記録ユニット１６の下面であるノズル面をワイパーブレード２１で拭き取るワイピング動作や、画像記録ユニット１６のノズルから乾燥したインクや異物等を除去するために、インクを廃液として強制的に吐出するパージ動作が実施される。
【００３５】
図３は図１に示すインクジェットプリンタ３を模式的に説明する一部断面図である。図３に示すように、インクジェットプリンタ３の底側には給紙トレイ６が配置されている。給紙トレイ６の上側には、給紙トレイ６に積載された記録用紙３０のうち最上層のものを搬送路３２へ供給する給紙駆動ローラ３１が設けられている。搬送路３２は、給紙トレイ６の後側から上方へ向かった後に正面側へ向けてＵターンし、印刷領域３３を通過して排紙トレイ７（図１参照）へと導かれている。
【００３６】
画像記録ユニット１６の下方にはプラテン３４が配置されている。画像記録ユニット１６の上流側には、搬送路３２を流れる記録用紙３０を狭持してプラテン３４上へ搬送する搬送ローラ３５及びピンチローラ３６が設けられている。画像記録ユニット１６の下流側には、印刷済みの記録用紙３０を狭持して排紙トレイ７（図１参照）へ搬送する排紙ローラ３７及びピンチローラ３８が設けられている。
【００３７】
画像記録ユニット１６は、バッファ用のサブタンク２５と、サブタンク２５から流入するインク１００を多数のノズルからプラテン３４に向けて吐出するインクジェットヘッド４０（液滴吐出ヘッド）と、インクジェットヘッド４０にフレキシブル配線材８５（図４参照）を介して接続されてインクジェットヘッド４０を駆動制御する駆動回路基板４８とを有している。インクジェットヘッド４０は、サブタンク２５から流入するインク１００を複数のノズル（図示せず）まで導く複数の流路（図示せず）を有する流路ユニット４１と、その流路ユニット４１の流路内のインクにノズルに向かう吐出圧力を選択的に付与する圧電駆動式の吐出用アクチュエータ４２（圧力付与手段）とを有している。メインタンク２７は、そのインク貯留室３９がインク供給チューブ２８を介してサブタンク２５のインク貯留室２３に連通している。
【００３８】
サブタンク２５は、インク供給チューブ２８からインクが流入する流入口４３と、インクジェットヘッド４０に向けてインクが流出する流出口４４とを有している。流入口４３には、サブタンク２５のインク貯留室２３からメインタンク２７へ向かうインクの逆流を防止可能な逆流防止手段として、後述する逆止弁機構４５が設けられている。
【００３９】
サブタンク２５のインク貯留室２３の上面開口は、可撓性を有する樹脂膜であるダンパフィルム４６により封止されている。このダンパフィルム４６の上面には、フィルム状のダンパ用ピエゾアクチュエータ４７（容積変更手段）が直接的に貼り付けられている。つまり、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７が駆動されることで、ダンパフィルム４６が変形し、インク貯留室２３の容積を変更することが可能となっている。
【００４０】
インクジェットプリンタ３は、駆動回路基板４８に制御信号を送信する主制御ユニット５０を備えている。即ち、駆動回路基板４８と主制御ユニット５０とで制御手段が構成されている。主制御ユニット５０は、ＣＰＵや、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭや、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭや、書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ等のメモリや、入出力インターフェース等で構成されている。機能的には、主制御ユニット５０は、画像データ受信部５１、ヘッド制御部５２、キャリッジ制御部５３、ダンパ制御部５４及びパージ指令部５５を有している。画像データ受信部５１は、パーソナルコンピュータ１１からドライバ１２を介して、またはスキャナ４から画像データを受信する機能を有し、かつその画像データを一時的に蓄えるデータバッファ部を有する。
【００４１】
ヘッド制御部５２は、データバッファ部に蓄えられた画像データに応じたインク吐出指令を駆動回路基板４８に送信し、該画像データに応じたキャリッジ２４の走査指令をキャリッジ制御部５３に送信し、該画像データに応じた圧力変動吸収指令をダンパ制御部５４に送信する。キャリッジ制御部５３は、キャリッジ４９を走査するためのキャリッジモータ４９を駆動制御する。ダンパ制御部５４は、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７の動作を制御する。パージ指令部５５は、インクジェットプリンタ３自身による指令や、ユーザ操作による指令などによって、画像記録ユニット１６のノズルからインクを廃液として強制的に吐出させるパージ信号をダンパ制御部５４に送信するとともに、キャリッジ２４をメンテナンス領域に移動させるための信号をキャリッジ制御部５３に送信する。
【００４２】
図４は図１に示すインクジェットプリンタ３の要部を拡大した一部断面図である。図４に示すように、インクジェットヘッド４０は、前述したように流路ユニット４１と吐出用アクチュエータ４２とが積層接着され、吐出用アクチュエータ４２はフレキシブル配線材８５を介して駆動回路基板４８と接続されている。流路ユニット４１は、内部にインク流路を構成する開口を有する複数のプレート６４〜６８が積層接着された構成となっている。最下層のプレート６８には、複数のノズル７４が下方に向けて開口して列状に配置されている。最上層のプレート６４には、複数の圧力室７２が形成され、複数のノズル７４に対応して列状に配置されている。圧力室７２の長手方向（図中左右の走査方向）の一端部にはノズル７４と連通する流出路７３が設けられており、圧力室７２の他端部には共通液室７０に連通する絞り流路７１が設けられている。共通液室７０は、複数の圧力室７２に平面視で連続して重なるように走査方向に直交する列方向に延在配置されている。共通液室７０には、流路ユニット４１の上面に開口するインク供給口（図示せず）を通じてサブタンク２５（図３参照）からインクが供給されている。
【００４３】
吐出用アクチュエータ４２は、ＰＺＴ等からなる複数のシート状の圧電体６０が積層されており、圧力室７２を覆うように配置されている。各圧電体６０のうち、下から偶数段目の圧電体６０の上面には、圧力室７２に夫々対応した箇所に個別電極６１が設けられており、下から奇数段目の圧電体６０の上面には、複数の圧力室７２に対応して連続して形成された共通電極６２が設けられている。つまり、個別電極６１と共通電極６２とは、最下層及び最上層の圧電体を除いて１層の圧電体６０を挟むように対向配置されている。そして、駆動回路基板４８からフレキシブル配線材８５を介して吐出用アクチュエータ４２の個別電極６１と共通電極６２との間に電圧を印加することにより、圧電体６０の所要箇所を積層方向に変形させて所要の圧力室７２の容積を変化させ、インクをノズル７４から吐出させる構成となっている。
【００４４】
また、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７は、圧電シート８０と、圧電シート８０の下面に形成された下部電極８１と、圧電シート８０の上面に形成された上部電極８２とを有している。圧電シート８０は、例えば、透明で且つ可撓性を有する薄膜状の圧電素子であり、ポリフッ化ビニリデン等に延伸処理，分極処理等を施すことによって得られる強誘電性の高分子膜である。下部電極８１及び上部電極８２は、例えば、ＩＴＯ等を蒸着，スパッタリング等によって塗膜した透明電極である。下部電極８１及び上部電極８２は、フレキシブル配線材８６を介して駆動回路基板４８と接続されている。そして、下部電極８１と上部電極８２との間に電圧が印加されると、圧電シート８０が変形してダンパフィルム４６が変形する。これにより、インク貯留室２３の容積が変化することとなる。このダンパ用ピエゾアクチュエータ４７は、下部電極８１と上部電極８２との間に印加される電圧値が大きいほどインク貯留室２３の容積を大きく変化させるようになっている。
【００４５】
主制御ユニット５０は、吐出用アクチュエータ４２によって付与される圧力でインクを吐出する印刷モード（液滴吐出モード）のときは、サブタンク２５のインク貯留室２３内の圧力変動を抑制するようにダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を駆動する。また、主制御ユニット５０は、インクジェットヘッド４０内のインクを廃液として強制的に排出させるパージモードのときは、サブタンク２５のインク貯留室２３内のインクをインクジェットヘッド４０に送り込むようにダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を駆動する。
【００４６】
図５（ａ）は逆止弁機構４５の断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向から見た図面である。図５（ａ）（ｂ）に示すように、逆止弁機構４５は、サブタンク２５の流入口４３付近に弁体９０を有している。弁体９０は、管状の流入口４３にクリアランスをあけて挿入された軸部９０ａと、軸部９０ａのインク貯留室２３側の先端から折り返すように傘状に突出した弾性を有する傘部９０ｂとを備えている。傘部９０ｂの軸部９０ａ側の面の一部には、半径方向に延在する１つの突条部９０ｃが設けられている。また、サブタンク２５の壁面からは、弁体９０の軸部９０ａが管状の流入口４３から抜け落ちないように弁体９０を開放位置で保持するためのストッパ部９２が突出している。これにより、メインタンク２７からサブタンク２５にインクが流れると、弁体９０は、流入口４３の流路を開放する開放位置に向けて移動する。
【００４７】
図６（ａ）は半閉鎖位置における逆止弁機構４５の断面図、（ｂ）は閉鎖位置における逆止弁機構４５の断面図である。図６（ａ）に示すように、インクジェットプリンタ３が印刷モードのときには、弁体９０に対して逆流圧力が加わっても、その逆流圧力は小さいため、流入口４３の流路は完全には閉鎖されない。つまり、弁体９０は、流入口４３近傍のインク貯留室２３の壁面に当接しても、突条部９０ｃ近傍において傘部９０ｂと該壁面との間に若干の隙間が生じる。これにより、サブタンク２５の往復移動による慣性力でインク供給チューブ２８からサブタンク２５のインク貯留室２３に流入したインクが、そのままインク貯留室２３に蓄積して高圧になることが防止される。
【００４８】
図６（ｂ）に示すように、インクジェットプリンタ３がパージモードのときには、弁体９０に対して逆流方向の大きな圧力が加わるため、弁体９０の傘部９０ｂが弾性変形し、突条部９０ｃ近傍の隙間が閉塞される。つまり、弁体９０は、流入口４３の流路を完全に閉鎖する閉鎖位置に変形移動する。これにより、後述するパージモードのときには逆流防止が図られる。
【００４９】
次に、インクジェットプリンタ３の印刷モードにおける動作について図４及び図７等を参照しながら説明する。図７は図１に示すインクジェットプリンタの各種動作のタイミングチャートである。図４に示すように、印刷モードにおいては、画像データ受信部５１が画像データを受信すると、ヘッド制御部５２は、該画像データに応じたキャリッジ２４の走査指令をキャリッジ制御部５３に送信し、かつ、該画像データに応じたインク吐出指令を駆動回路基板４８に送信する。これにより、キャリッジ２４が往復移動しながらインクジェットヘッド４０からインクが記録用紙３０に向けて吐出される。
【００５０】
その際、図７に示すように、キャリッジ２４の速度は加減速を伴って変化するため、インク供給チューブ２８とサブタンク２５との間で慣性力によるインクの出入りが生じ、サブタンク２５のインク貯留室２３内に動圧が発生する。また、インクジェットヘッド４０からインクが吐出されると、サブタンク２５内のインクが減ってインク貯留室２３が減圧され、インク供給チューブ２８からサブタンク２５にインクが補充されるためのリフィル圧が発生する。
【００５１】
以上より、印刷モードにおいては、サブタンク２５のインク貯留室２３内のインクに、動圧とリフィル圧とを重畳したトータル圧力変動（図７参照）が生じることとなる。よって、ダンパ制御部５４は、図７のトータル圧力変動を打ち消すように、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を駆動制御する。具体的には、ダンパ制御部５４は、キャリッジ制御部５３を介してキャリッジモータ４９のリニアエンコーダ（図示せず）から得られるキャリッジ２４の位置・速度・加速度などの移動情報（即ち、サブタンク２５の移動情報）に基づいて動圧（動圧は、移動情報だけでなく環境温度を加味して求めてもよい。）を求める。かつ、ダンパ制御部５４は、ヘッド制御部５２よりインクジェットヘッド４０のノズルから吐出される全インク量である吐出量情報を得ることで、リフィル圧を求める。そして、ダンパ制御部５４は、その動圧とリフィル圧を合算した圧力を打ち消すように、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を駆動する。これにより、インクジェットヘッド４０のノズルに動圧及びリフィル圧による圧力波が伝播することが防止される。
【００５２】
次に、インクジェットプリンタ３のパージモードにおける動作について図２及び図４等を参照しながら説明する。パージ指令部５５によりパージ信号が生成されると、印刷モードからパージモードに切り替えられる。パージモードでは、まず、キャリッジ制御部５３が、インクジェットヘッド４０が廃液受け皿２２の真上に位置するように、キャリッジ２４を移動させる。そして、パージ信号を受信したダンパ制御部５４が、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を駆動する。その際、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７に印加される電圧値は、印刷モードのときよりも大きい。これにより、サブタンク２５のインク貯留室２３には、前述した動圧よりも大きい圧力変動を発生する。なお、このパージモードでは、インクジェットヘッド４０の吐出用アクチュエータ４２は駆動していない。
【００５３】
ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７による圧力変動でインク貯留室２３に負圧が生じるタイミングには、逆止弁機構４５の弁体９０が開放位置に移動し（図５（ａ）参照）、メインタンク２７及びインク供給チューブ２８からサブタンク２５のインク貯留室２３にインクが流入する。一方、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７による圧力変動でインク貯留室２３に正圧が生じるタイミングには、逆止弁機構４５の弁体９０が閉鎖位置に移動し（図６（ｂ）参照）、インク貯留室２３のインクがインクジェットヘッド４０に向けて圧送される。これにより、インクジェットヘッド４０の全ノズルからインクが廃液として強制的に廃液受け皿２２に向けて吐出される。即ち、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７が正圧ポンプの役目を果たす。
【００５４】
以上に説明した構成とすれば、印刷モードにおいて、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７によりサブタンク２５のインク貯留室２３の容積を変えることで、サブタンク２５内のインクの圧力変動を能動的に抑制することができる。かつ、パージモードにおいて、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７によりサブタンク２５のインク貯留室２３の容積を変えることで、インクジェットヘッド４０からインクを廃液として強制的に吐出させてノズルの目詰まり等を防止することもできる。したがって、サブタンク２５の圧力変動を抑制する構造をパージ動作にも有効活用することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態では、容積変更手段としてダンパフィルム４６にダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を貼り付けたものを利用しているが、サブタンク２５のインク貯留室２３の容積を変更できるものであれば、他の形態を利用してもよい（例えば、ピストン式アクチュエータなど）。また、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を逆起電力でダンパフィルム４６にかかる圧力を検出する圧力検出センサとして利用し、その検出値をフィードバックして圧力変動抑制する制御を行ってもよい。
【００５６】
また、本実施形態は、シリアル方式のプリンタであり、印刷モードにおいては、サブタンク２５のインク貯留室２３内のインクに、動圧とリフィル圧とを重畳したトータル圧力変動が生じるため、このトータル圧力変動を打ち消すように、ダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を駆動制御していたが、動圧とリフィル圧の両方を打ち消すような駆動制御でなくてもよい。例えば、動圧に比べてリフィル圧の方が印字品質に対する影響が極端に少ない場合には、動圧だけを打ち消すように駆動制御すればよいし、その逆の場合には、動圧だけを打ち消すように駆動制御すればよい。
【００５７】
また、前述した実施形態は本発明をインクジェットプリンタに適用したものであるが、インク以外の液体、例えば着色液を吐出して液晶表示装置のカラーフィルタを製造する装置、導電液を吐出して電気配線を形成する装置などに使用する液滴吐出装置に適用してもよい。また、圧力付与手段として圧電駆動式のアクチュエータ４２を用いたが、静電気により変位するアクチュエータなどを用いてもよい。
【００５８】
（第２実施形態）
図８は本発明の第２実施形態のインクジェットプリンタのダンパ用ピエゾアクチュエータ１１０を説明する要部断面図である。図８に示すように、本実施形態のダンパ用ピエゾアクチュエータ１１０は、２層の圧電シート１１１，１１２と、圧電シート１１１と圧電シート１１２の間に形成されてグランド電位に保持された中間電極１１３と、圧電シート１１１の下面に形成された下部電極１１４と、圧電シート１１２の上面に形成された上部電極１１５とを有している。
【００５９】
印刷モードのときには、上部電極１１５に電圧を印加せずに、下部電極１１４のみに電圧を印加し、下層の圧電シート１１１をユニモルフモードで変形させる。一方、パージモードのときには、下部電極１１４及び上部電極１１５に電圧を印加し、上下２層の圧電シート１１１，１１２をバイモルフモードで変形させる。このようにすれば、２層の圧電シート１１１，１１２のうち電圧を印加するシートを変えるだけで、印刷モードにおける圧力変動吸収と、パージモードにおけるパージ圧発生とが可能となる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００６０】
（第３実施形態）
図９は本発明の第３実施形態のインクジェットプリンタの挟持機構１２０を示す要部断面図である。図９に示すように、本実施形態では、パージモードにおける逆流防止手段として、メンテナンス領域（図２参照）に挟持機構１２０が設けられている。挟持機構１２０は、キャリッジ２４の通過軌跡の下方に配置された揺動体１２１と、揺動体１２１と対向するようにキャリッジ２４の通過軌跡の上方に固定配置された受け体１２４とを有している。揺動体１２１は、軸１２２により回転自在に支持されており、その軸１２２には、揺動体１２１を図中反時計回りに付勢するコイルバネ１２３が設けられている。
【００６１】
揺動体１２１は、軸１２２が取り付けられるベース部１２１ａと、ベース部１２１ａの廃液受け皿２２側の一端部から上方に短く突出した短尺凸部１２１ｂと、ベース部１２１ａの印刷領域側の他端部から上方に長く突出した長尺凸部１２１ｃとを有している。キャリッジ２４が印刷領域にあるときは、短尺凸部１２１ｂはキャリッジ２４の通過軌跡上に位置し、長尺凸部１２１ｃはキャリッジ２４の通過軌跡よりも下方に位置する（図中点線）。
【００６２】
一方、キャリッジ２４が廃液受け皿２２の上まで移動すると、コイルバネ１２３に抗するように短尺凸部１２１ｂがキャリッジ２４により押し下げられ、長尺凸部１２１ｃが上方に移動する。そうすると、長尺凸部１２１ｃが、受け体１２４との間でインク供給チューブ２８を外部から挟持し、インク供給チューブ２８の内部流路が閉塞される。これにより、パージモードにおいて、サブタンク２５からインク供給チューブ２８へ向けたインクの逆流を容易に防止することができる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００６３】
（第４実施形態）
図１０は本発明の第４実施形態のインクジェットプリンタ２００を模式的に説明する一部断面図である。図１１は図１０に示すインクジェットプリンタ２００の各種動作のタイミングチャートである。図１０及び図１１に示すように、本実施形態のプリンタ２００は、画像記録ユニット２０１が固定されたいわゆるラインプリンタであって、記録用紙３０に、その紙送り方向に直交する幅方向（紙面奥方向）に並ぶ１列の画素を一度に記録することができるようになっている。画像記録ユニット２０１の下方には、プラテン２０２が配置されている。プラテン２０２には、所要箇所にインク吸収体２０３が設けられているとともに、上方に突出するリブ２０２ａが設けられている。プラテン２０２の下方には、廃液受け皿２０４が配置されている。
【００６４】
このプリンタ２００では、印刷モードにおいて、画像記録ユニット２０１が静止した状態であるので、サブタンク２５のインク貯留室２３には慣性力による動圧は発生しない。しかし、インクジェットヘッド４０からインクを吐出することにより、サブタンク２５のインク貯留室２３にリフィル圧が生じることには変わりがない（図１１参照）。よって、リフィル圧を打ち消すようにダンパ用ピエゾアクチュエータ４７を駆動することで、インクジェットヘッド４０のノズルに圧力波が伝播するのを防止している。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００６５】
なお、上述した全ての実施形態においては、メインタンク２７は、交換が可能となるように、メインタンク装着部２６に対して着脱自在とされていたが、本発明は、ポータブルプリンタ等のように、メインタンク２７がインクジェットプリンタ３に対して交換不能に備え付けされており、液体がなくなったときは液体ベンダーにセットして補充するようなタイプの液滴吐出装置であっても適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明に係る液滴吐出装置は、サブタンクの圧力変動を吸収する構造をパージ動作にも有効活用できる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるインクジェットプリンタ等に広く適用すると有益である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置であるインクジェットプリンタを有する複合機を示す斜視図である
【図２】図１に示すインクジェットプリンタの概略を説明する平面図である
【図３】図１に示すインクジェットプリンタを模式的に説明する一部断面図である。
【図４】図１に示すインクジェットプリンタの要部を拡大した一部断面図である。
【図５】（ａ）は開放位置における逆止弁機構の断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向から見た図面である。
【図６】（ａ）は半閉鎖位置における逆止弁機構の断面図、（ｂ）は閉鎖位置における逆止弁機構の断面図である。
【図７】図１に示すインクジェットプリンタの各種動作のタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態のインクジェットプリンタのピエゾアクチュエータを説明する要部断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態のインクジェットプリンタの挟持機構を示す要部断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態のインクジェットプリンタを模式的に説明する一部断面図である。
【図１１】図１０に示すインクジェットプリンタの各種動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
３，２００  インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）
２２  廃液受け皿
２３  インク貯留室
２５  サブタンク
２６  メインタンク装着部
２７  メインタンク
２８  インク供給チューブ（液体供給チューブ）
４０  インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）
４１  流路ユニット
４２  吐出用アクチュエータ（圧力付与手段）
４５  逆止弁機構
４６  ダンパフィルム
４７，１１０  ダンパ用ピエゾアクチュエータ
４９  キャリッジモータ（走査手段）
５０  主制御ユニット（制御手段）
９０  弁体
１１１，１１２  圧電シート
１２０  挟持機構
【図１】
0004557020.tif 000002
【図２】
0004557020.tif 000003
【図３】
0004557020.tif 000004
【図４】
0004557020.tif 000005
【図５】
0004557020.tif 000006
【図６】
0004557020.tif 000007
【図７】
0004557020.tif 000008
【図８】
0004557020.tif 000009
【図９】
0004557020.tif 000010
【図１０】
0004557020.tif 000011
【図１１】
0004557020.tif 000012