(57)【要約】【課題】画像記録装置において、流動性材料を貯溜する可変容器の容量変化に伴う可変容器内の圧力の変化を抑制する。【解決手段】画像記録装置のサブタンク部４３では、貯溜されるインクの増減に伴って可動部８１３が移動して可変容器８１の容量が変化する。可変容器８１の容量が小さくなると、可変容器８１の復元力により容器内の負圧が増大する。アーム８２には弾性部材により時計回りに回転する力が加えられ、可変容器８１の容量を増加させる方向の力が可動部８１３に加えられる。可動部８１３の上下方向への移動は、運動変換機構８３によりアーム８２の先端部８２２の移動に変換される。可変容器８１の容量が小さくなるに従って可動部８１３の移動方向とアーム８２の回転の接線方向との成す角度は小さくなる。このため、弾性部材により可変容器８１に付与される力が減少し、可変容器８１の容量変化による可変容器８１内の圧力の変化を抑制することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物上に画像を記録する画像記録装置であって、
流動性材料の微小液滴を対象物に向けて吐出する吐出部と、
前記対象物を前記吐出部に対して相対的に移動する移動機構と、
前記対象物の相対移動に同期して前記吐出部からの流動性材料の吐出を制御することにより前記対象物上に画像を記録する記録制御部と、
前記吐出部に流動性材料を供給する供給部と、
を備え、
前記供給部が、
供給源から供給された流動性材料を貯溜するとともに前記吐出部へと流動性材料が送出され、貯溜する流動性材料の増減に伴って可動部が移動することにより容量が変化する可変容器と、
回転軸を中心として回転するアームと、
前記可変容器の前記可動部の移動を前記アームの作用点の移動へと変換し、前記可変容器の容量が小さいほど、前記作用点の移動距離に対する前記可動部の移動距離の割合を大きくする運動変換機構と、
復元力により、前記アームに対して前記回転軸を中心として回転する力を加えることにより、前記運動変換機構を介して前記可動部に、前記可変容器の容量を増加させる方向の力を与える弾性部材と、
を備えることを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像記録装置であって、
前記弾性部材が、ねじりコイルばねであることを特徴とする画像記録装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像記録装置であって、
前記可変容器が、可撓性を有する袋状であることを特徴とする画像記録装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像記録装置であって、
前記可動部が、前記可変容器の表面の一部を含む部位であり、
前記運動変換機構が、板状部材を備え、
前記板状部材の主面と前記可動部とが面にて接合され、前記可動部の移動が前記主面にほぼ垂直な方向への前記板状部材の移動として前記運動変換機構に伝達されることを特徴とする画像記録装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像記録装置であって、
前記運動変換機構が、前記可動部に接続され、前記可動部の移動方向および前記回転軸に垂直な方向に延びるガイドを有するガイド部材を備え、
前記作用点が、前記ガイドに沿って移動することを特徴とする画像記録装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像記録装置であって、
前記運動変換機構が、前記アームの前記作用点に取り付けられ、前記回転軸に平行な軸を中心として回転するローラをさらに備え、
前記ローラが、前記ガイドに沿って滑らかに移動することを特徴とする画像記録装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像記録装置であって、
前記供給部が、前記アームおよび前記弾性部材の組み合わせを２組備え、
前記アームおよび前記弾性部材の組み合わせが、前記可動部を挟んで前記可変容器の両側に配置されることを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物上に画像を記録する画像記録装置に関する。
【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、対象物上に画像を記録する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では、インクは、例えば、アルミニウムや樹脂により形成された袋状のパウチから吐出部へと供給される。インクの供給に際しては、パウチ内のインクに負圧を与えることにより、ヘッドからのインクの吐出量の適正化を図る技術が知られている。
【０００３】
特許文献１の画像形成装置では、板ばねにより形成された支えばねにより、インクパックの袋体の容積が大きくなる方向に、インクパックの一部を引き上げることにより、インクパック内部のインクに適当な負圧が付与される。インクパック内のインクが減少すると、支えばねの変形は大きくなり、インクパック内の負圧が大きくなりすぎる。そこで、インクパック内のインクがある程度まで減少すると、支えばねがインクパックから離れ、インクパック自身の剛性に由来する弾性力のみで、内部のインクに負圧を生じさせる。これにより、インクパック内の負圧の過剰な増大が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０３０７９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、大量のインクを消費する産業用のインクジェットプリンタ等では、大容量のメインタンクにインクを貯溜し、メインタンクとヘッドとの間に、メインタンクから供給されるインクを一時的に貯溜するサブタンクが設けられることがある。このような装置では、サブタンク内のインクに負圧を与えることにより、あるいは、水頭圧によりメニスカス圧を発生させるために、サブタンク内のインクに正圧を与えることにより、ヘッドからのインクの吐出量の適正化が図られる。
【０００６】
特許文献１の負圧調整機構では、支えばねがインクパックから一度離れると、支えばねによる負圧調整は行うことができない。したがって、当該負圧調整機構では、内部のインクの増減が繰り返されるサブタンクの負圧を適切に調整することはできない。また、支えばねがインクパックから離れる際に、インクパック内の負圧が急激に小さくなるため、ヘッドからのインクのボタ落ちの発生等、印刷が不安定になるおそれもある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、画像記録装置において、流動性材料を貯溜する可変容器の容量変化に伴う可変容器内の圧力の変化を抑制する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、対象物上に画像を記録する画像記録装置であって、流動性材料の微小液滴を対象物に向けて吐出する吐出部と、前記対象物を前記吐出部に対して相対的に移動する移動機構と、前記対象物の相対移動に同期して前記吐出部からの流動性材料の吐出を制御することにより前記対象物上に画像を記録する記録制御部と、前記吐出部に流動性材料を供給する供給部とを備え、前記供給部が、供給源から供給された流動性材料を貯溜するとともに前記吐出部へと流動性材料が送出され、貯溜する流動性材料の増減に伴って可動部が移動することにより容量が変化する可変容器と、回転軸を中心として回転するアームと、前記可変容器の前記可動部の移動を前記アームの作用点の移動へと変換し、前記可変容器の容量が小さいほど、前記作用点の移動距離に対する前記可動部の移動距離の割合を大きくする運動変換機構と、復元力により、前記アームに対して前記回転軸を中心として回転する力を加えることにより、前記運動変換機構を介して前記可動部に、前記可変容器の容量を増加させる方向の力を与える弾性部材とを備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置であって、前記弾性部材が、ねじりコイルばねである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像記録装置であって、前記可変容器が、可撓性を有する袋状である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像記録装置であって、前記可動部が、前記可変容器の表面の一部を含む部位であり、前記運動変換機構が、板状部材を備え、前記板状部材の主面と前記可動部とが面にて接合され、前記可動部の移動が前記主面にほぼ垂直な方向への前記板状部材の移動として前記運動変換機構に伝達される。
【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画像記録装置であって、前記運動変換機構が、前記可動部に接続され、前記可動部の移動方向および前記回転軸に垂直な方向に延びるガイドを有するガイド部材を備え、前記作用点が、前記ガイドに沿って移動する。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像記録装置であって、前記運動変換機構が、前記アームの前記作用点に取り付けられ、前記回転軸に平行な軸を中心として回転するローラをさらに備え、前記ローラが、前記ガイドに沿って滑らかに移動する。
【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画像記録装置であって、前記供給部が、前記アームおよび前記弾性部材の組み合わせを２組備え、前記アームおよび前記弾性部材の組み合わせが、前記可動部を挟んで前記可変容器の両側に配置される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、画像記録装置において、流動性材料を貯溜する可変容器の容量変化に伴う可変容器内の圧力の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一の実施の形態に係る画像記録装置を示す図である。
【図２】供給部の構成を示す図である。
【図３】サブタンク部の平面図である。
【図４】サブタンク部の正面図である。
【図５】サブタンク部の側面図である。
【図６】可変容器の容量とメニスカス圧との関係を示す図である。
【図７】可変容器の容量とメニスカス圧との関係を示す図である。
【図８】可変容器の容量とメニスカス圧との関係を示す図である。
【図９．Ａ】サブタンク部の一部を示す図である。
【図９．Ｂ】サブタンク部の一部を示す図である。
【図９．Ｃ】サブタンク部の一部を示す図である。
【図１０．Ａ】他のサブタンク部の構成を示す図である。
【図１０．Ｂ】他のサブタンク部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る画像記録装置１の構成を示す図である。画像記録装置１は、対象物上に流動性材料であるインクの微小液滴を吐出して画像を記録する（すなわち、画像の印刷を行う）インクジェットプリンタである。本実施の形態では、長尺状の印刷用紙である基材９を対象物として、基材９に対するカラー画像の記録が行われる。
【００１８】
画像記録装置１は、基材９を所定の搬送経路に沿って移動する移動機構２、インクの微小液滴を基材９に向けて吐出する吐出部３、吐出部３にインクを供給する供給部４、基材９上のインクを乾燥する乾燥部５、基材９に記録された画像を検査する検査部６、および、これらの構成を制御する記録制御部７１を備える。画像記録装置１では、記録制御部７１により、吐出部３からのインクの吐出が、基材９の吐出部３に対する相対移動に同期して制御されることにより、基材９上に画像が記録される。
【００１９】
図１に示すように、移動機構２は、第１搬送機構２１ａ、第２搬送機構２１ｂ、および、複数の移動用ローラを２２を備える。各移動用ローラ２２は、紙面に垂直な軸を中心として回転する。基材９は、移動機構２により、図１中の右側に位置する巻き出し部１１から巻き出され、吐出部３、乾燥部５および検査部６を順に通過した後、図１中の左側に位置する巻き取り部１２に巻き取られる。
【００２０】
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ヘッドユニット３３を備える。複数のヘッドユニット３３は、図１中の左右方向に配列される。各ヘッドユニット３３の下端には、複数の吐出口が所定の配列方向に配列される。吐出口の配列方向は、吐出部３を通過する際の基材９の移動方向に垂直、かつ、基材９の記録面に平行な方向であり、図１中では、紙面に垂直な方向である。各ヘッドユニット３３の複数の吐出口は、配列方向に関して基材９の記録面の記録範囲全体に亘って（ここでは、基材９の幅のほぼ全体に亘って）配列される。画像記録装置１では、記録制御部７１により移動機構２および吐出部３が制御されることにより、吐出部３からインクを吐出しつつ、基材９が吐出部３の下方にて所定の移動方向に１回のみ相対移動することにより（すなわち、吐出部３の下方を図１中の右側から左側へと１回のみ通過することにより）、基材９の記録面上に画像が記録される。換言すれば、画像記録装置１では、いわゆる、ワンパス印刷が行われる。
【００２１】
供給部４は、それぞれが互いに異なる色のインクを貯溜する複数の供給用容器を備える。複数の供給用容器は、複数のヘッドユニット３３に接続される。以下では、複数の色のうちの１色のインクの供給について説明するが、他色のインクの供給についても同様である。図２は、供給部４における１色のインクの供給に係る構成を、吐出部３のヘッドユニット３３と共に示す図である。実際には、供給部４には、複数色のインクのそれぞれの供給に係る同様の構成が設けられる。
【００２２】
供給部４は、メインタンク４１、第１流路４２、サブタンク部４３および第２流路４４を備える。メインタンク４１は、インクを貯溜する比較的大型のタンクであり、吐出部３へとインクを供給する供給源である。第１流路４２は、メインタンク４１およびサブタンク部４３に接続されるチューブである。第１流路４２上にはポンプ４２１が設けられ、ポンプ４２１が駆動されることにより、第１流路４２を介してメインタンク４１からサブタンク部４３へとインクが導かれる。
【００２３】
サブタンク部４３では、メインタンク４１から供給されたインクが、後述する可変容器８１（図３ないし図５参照）に一時的に貯溜される。第２流路４４は、サブタンク部４３およびヘッドユニット３３に接続されるチューブである。サブタンク部４３の可変容器８１は、ヘッドユニット３３よりも高い位置に配置される。ヘッドユニット３３からインクが吐出されると、ヘッドユニット３３内のインク流路の圧力が低下し、サブタンク部４３の可変容器８１に貯溜されたインクが、第２流路４４を介してヘッドユニット３３へと送出される。
【００２４】
図３ないし図５はそれぞれ、サブタンク部４３を示す平面図、正面図および側面図である。サブタンク部４３は、可変容器８１、４本のアーム８２、運動変換機構８３、２つの弾性部材８４およびベース部８５を備える。ベース部８５は薄板状であり、ＸＹ平面に略平行に広がる底部８５１、および、底部８５１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の端部から（＋Ｚ）側へとＸＺ平面に略平行に広がる２つの側壁部８５２を備える。図４では、図の理解を容易にするために、（−Ｙ）側の側壁部８５２の図示を省略している。
【００２５】
可変容器８１は、可撓性を有する袋状の扁平な容器（すなわち、Ｚ方向の厚さが小さい、いわゆる、パウチ）である。本実施の形態では、可変容器８１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の表面にアルミニウムがコーティングされたシートにより形成される。可変容器８１の（−Ｚ）側の主面である下面８１２は、ベース部８５の底部８５１の上面に固定される。可変容器８１の（＋Ｚ）側の主面である上面８１１は、Ｚ方向に略垂直であり、上面８１１の中央部を含む部位は、Ｚ方向（すなわち、上下方向）に移動可能な可動部８１３である。換言すれば、可動部８１３は、可変容器８１の表面の一部を含む部位である。可変容器８１の（−Ｘ）側には、第２流路４４が接続される。
【００２６】
メインタンク４１（図２参照）から可変容器８１にインクが供給されると、可変容器８１の可動部８１３が（＋Ｚ）方向（すなわち、ベース部８５から離れる方向）に移動し、可変容器８１の容量が増加する。また、可変容器８１からヘッドユニット３３（図２参照）へとインクが送出されると、可変容器８１の可動部８１３が（−Ｚ）方向に移動し、可変容器８１の容量が減少する。すなわち、可変容器８１の容量は、可変容器８１内のインクの増減に伴って可動部８１３が上下方向に移動することにより変化する。
【００２７】
可変容器８１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側には、それぞれ２本のアーム８２が、Ｙ方向およびＺ方向に垂直なＸ方向に配列される。各アーム８２は、Ｙ方向を向く回転軸８２１を中心として回転する。回転軸８２１は、ベース部８５の側壁部８５２に固定される。アーム８２は、回転軸８２１から（＋Ｚ）方向かつ（−Ｘ）方向に延びており、アーム８２の（＋Ｚ）側の先端部８２２（すなわち、回転軸８２１とは反対側の端部）は、可変容器８１の上面８１１よりも（＋Ｚ）側に位置する。
【００２８】
４本のアーム８２のうち（＋Ｘ）側の２本のアーム８２の回転軸８２１には、ねじりコイルばねである弾性部材８４が取り付けられる。換言すれば、供給部４のサブタンク部４３は、アーム８２および弾性部材８４の組み合わせを２組備え、アーム８２および弾性部材８４の組み合わせは、可動部８１３を挟んで可変容器８１のＹ方向の両側に配置される。弾性部材８４は、その復元力により、アーム８２を回転軸８２１を中心として図４中の時計回りに回転する力（すなわち、トルク）を加える。また、アーム８２が、図４中において反時計回りに回転する（すなわち、先端部８２２が（−Ｘ）方向かつ（−Ｚ）方向に移動する）に従って、弾性部材８４の復元力による時計回りのトルクは増大する。
【００２９】
可変容器８１の（＋Ｙ）側の２本のアーム８２の先端部８２２は、Ｘ方向に延びる板状の接続部材８６１により接続され、互いに対する相対位置が固定されている。可変容器８１の（−Ｙ）側の２本のアーム８２の先端部８２２も、Ｘ方向に延びる板状の接続部材８６１により接続され、互いに対する相対位置が固定されている。したがって、可変容器８１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側のそれぞれにおいて、Ｘ方向に並ぶ２本のアーム８２の回転は同期する。また、当該２本のアーム８２には、１つの弾性部材８４の復元力により、図４中の時計回りに回転する力が加えられる。
【００３０】
運動変換機構８３は、接続プレート８３１、２つのガイド部材８３２、および、４つのローラ８３３を備える。接続プレート８３１は、ＸＹ平面に略平行に広がる板状部材である。接続プレート８３１の下面８３４は、可変容器８１の可動部８１３と面にて接合される。本実施の形態では、接続プレート８３１の下面８３４に広範囲に亘って接着剤が面状に塗布され、可変容器８１の可動部８１３と接合される。なお、接続プレート８３１の下面８３４と可変容器８１の可動部８１３とは、実質的に面状に接合されるのであれば、例えば、互いに平行に延びる２本の線状に塗布された接着剤により接合されてもよい。また、接続プレート８３１の下面８３４と可変容器８１の可動部８１３とは、接着剤による接着以外の方法により接合されてもよい。可変容器８１の可動部８１３の移動は、接続プレート８３１の下面８３４にほぼ垂直なＺ方向への接続プレート８３１の移動として運動変換機構８３に伝達される。
【００３１】
２つのガイド部材８３２はそれぞれ、接続プレート８３１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側において、接続プレート８３１から（＋Ｚ）側へと広がる板状部材である。ガイド部材８３２は、ＸＺ平面に略平行となるように、接続プレート８３１に略垂直に配置され、（−Ｚ）側の端部が接続プレート８３１に接続される。すなわち、ガイド部材８３２は、接続プレート８３１を介して、可変容器８１の可動部８１３に接続される。ガイド部材８３２は、（＋Ｚ）側の端部近傍に開口する２つのガイド８３５を有する。ガイド８３５は、可変容器８１の可動部８１３の移動方向および回転軸８２１に垂直なＸ方向に延びる。
【００３２】
４つのローラ８３３はそれぞれ、４本のアーム８２の先端部８２２に取り付けられる。ローラ８３３は、Ｙ方向を向く軸８３６（すなわち、アーム８２の回転軸８２１に平行な軸）を中心として回転する。４つのローラ８３３はそれぞれ、４つのガイド８３５内に配置される。ローラ８３３は、ガイド部材８３２のガイド８３５の（＋Ｚ）側のエッジに当接する。アーム８２が回転軸８２１を中心として回転すると、ローラ８３３は、ガイド８３５に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。上述のように、可変容器８１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側のそれぞれにおいて、２本のアーム８２の先端部８２２は接続されているため、当該２本のアーム８２の先端部８２２に取り付けられた２つのローラ８３３は、同期してＸ方向に移動する。
【００３３】
可変容器８１内のインクがヘッドユニット３３（図２参照）に送出されて減少すると、可変容器８１の可動部８１３が（−Ｚ）方向へと移動し、運動変換機構８３の接続プレート８３１、および、２つのガイド部材８３２も（−Ｚ）方向へと移動する。上述のように、接続プレート８３１の下面８３４は、扁平な可変容器８１の可動部８１３と面接合されており、可変容器８１の下面８１２はベース部８５に面接合されている。このため、可変容器８１の可動部８１３が（−Ｚ）方向に移動すると、接続プレート８３１およびガイド部材８３２も、ほぼ（−Ｚ）方向に移動する（（＋Ｚ）方向への移動においても同様）。したがって、接続プレート８３１およびガイド部材８３２のＺ方向以外への移動を制限する移動制限部（すなわち、接続プレート８３１およびガイド部材８３２をＺ方向に案内する案内部）は、設ける必要がない。
【００３４】
サブタンク部４３では、各ガイド部材８３２の移動により、各ガイド部材８３２の２つのガイド８３５内に配置される２つのローラ８３３を介して、当該２つのローラ８３３に接続された２本のアーム８２の先端部８２２に（−Ｚ）方向の力が働く。その結果、アーム８２は、回転軸８２１を中心として図４中の反時計回りに回転し、アーム８２の先端部８２２は、（−Ｘ）方向かつ（−Ｚ）方向に移動する。また、ローラ８３３は、ガイド８３５内において（−Ｘ）方向に移動する。
【００３５】
一方、メインタンク４１（図２参照）から可変容器８１へとインクが供給され、可変容器８１内のインクが増加すると、可変容器８１の可動部８１３が（＋Ｚ）方向へと移動し、運動変換機構８３の接続プレート８３１、および、２つのガイド部材８３２も（＋Ｚ）方向へと移動する。その結果、アーム８２は、回転軸８２１を中心として図４中の時計回りに回転し、アーム８２の先端部８２２は、（＋Ｘ）方向かつ（＋Ｚ）方向に移動する。また、ローラ８３３は、ガイド８３５内において（＋Ｘ）方向に移動する。
【００３６】
サブタンク部４３では、可変容器８１の可動部８１３の移動が、運動変換機構８３により、アーム８２の先端部８２２の移動へと変換される。アーム８２の先端部８２２は、可変容器８１の可動部８１３の移動によるアーム８２の回転の作用点となっている。
【００３７】
アーム８２には、上述のように、弾性部材８４の復元力により、図４中の時計回りのトルクが加えられている。これにより、可変容器８１の可動部８１３に、可変容器８１の容量を増加させる方向の力が、運動変換機構８３を介して与えられる。その結果、可変容器８１内のインクに負圧（ヘッドユニット３３内の吐出口近傍におけるインクのメニスカス生成に寄与する圧力であり、以下、「メニスカス圧」という。）が付与され、ヘッドユニット３３からのインクの吐出量が適正化される。
【００３８】
図６は、弾性部材８４を省略したと仮定した場合における可変容器８１の容量と可変容器８１内のインクに付与されるメニスカス圧との関係を示す。図６の横軸では、左側から右側に向かうに従って容量が大きくなり、縦軸では、下側から上側に向かうに従ってメニスカス圧が大きくなる（すなわち、インクに付与される負圧の絶対値が大きくなる）。横軸および縦軸に関する当該説明は、図７および図８においても同様である。図６中の上側の線９１は、可変容器８１からヘッドユニット３３に送出されるインクの量が、メインタンク４１から可変容器８１に供給されるインクの量よりも多いため、可変容器８１内のインクの量が減少していく過程を示す。下側の線９２は、可変容器８１からヘッドユニット３３に送出されるインクの量が、メインタンク４１から可変容器８１に供給されるインクの量よりも少ないため、可変容器８１内のインクが増加していく過程を示す。以下、線９１，９２により示される過程をそれぞれ、「インク減少過程」および「インク増加過程」という。
【００３９】
インク減少過程およびインク増加過程では、可変容器８１の容量が小さくなるに従ってメニスカス圧は大きくなり、可変容器８１の容量が大きくなるに従ってメニスカス圧は小さくなる。これは、可変容器８１の容量が小さくなるに従って、可変容器８１の元の形状からの変形の程度が大きくなり、可変容器８１の復元力が大きくなるためである。インク減少過程における可変容器８１の容量変化に対するメニスカス圧の変化の割合（すなわち、線９１の傾き）は、インク増加過程における可変容器８１の容量変化に対するメニスカス圧の変化の割合（すなわち、線９２の傾き）よりも小さい。
【００４０】
図６にて示すインク減少過程およびインク増加過程のメニスカス圧は、吐出部３からのインクの吐出量が過大になること（いわゆる、ボタ落ち）を防止することができる程度には大きくない。そこで、従来の画像記録装置（以下、「比較例の画像記録装置」という。）では、可変容器の表面の一部を板ばね等の弾性部材に接続し、可変容器の一部を弾性部材で引っ張ることによりメニスカス圧を増大させることが行われている。
【００４１】
図７は、比較例の画像記録装置における可変容器の容量とメニスカス圧との関係を示す。図７中の上側の線９３はインク減少過程を示し、下側の線９４はインク増加過程を示す。図７では、図６中の線９１，９２を破線にて併せて描いている（図８においても同様）。比較例の画像記録装置では、弾性部材を設けたことにより、線９１，９２に比べてメニスカス圧は増大している。弾性部材は、可変容器の容量が小さくなるに従って大きく変形するため、弾性部材の復元力により可変容器内のインクに発生する負圧も大きくなる。したがって、インク減少過程およびインク増加過程の双方において、可変容器の容量変化に対するメニスカス圧の変化の割合は、弾性部材が設けられない場合に比べて大きくなる。すなわち、線９３の傾きは線９１の傾きよりも大きくなり、線９４の傾きは線９２の傾きよりも大きくなる。
【００４２】
このように、可変容器の容量によりメニスカス圧が大きく変化する場合、メニスカス圧の変動範囲の全体に亘って正常なインクの吐出が行えるようにするために、可変容器とヘッドユニットとの間の第２流路等における圧損を小さく抑える必要がある。一方、吐出部からのインクの吐出を安定させてインクの吐出量の均一性を向上するためには、インク減少過程およびインク増加過程において、可変容器の容量にかかわらず、メニスカス圧の変化をできるだけ小さくする（理想的には、メニスカス圧が一定である）ことが好ましい。
【００４３】
本実施の形態に係る画像記録装置１では、後ほど詳述するように、サブタンク部４３において、可変容器８１の容量が小さくなるに従って、弾性部材８４の復元力により可変容器８１に付与される力が減少する。これにより、図８の線９５，９６に示すように、インク減少過程およびインク増加過程において、可変容器８１の容量変化に対するメニスカス圧の変化の割合を、比較例の画像記録装置に比べて小さくすることができる。すなわち、線９５，９６の傾きを小さくすることができる。
【００４４】
図９．Ａないし図９．Ｃはそれぞれ、サブタンク部４３の（−Ｙ）側のアーム８２近傍を示す図である。図９．Ａないし図９．Ｃでは、アーム８２近傍の部位の一部を省略して描いている。また、アーム８２に働く力やトルクを太実線の矢印にて図中に示す。図９．Ａは、可変容器８１内のインクの量が多い状態を示し、図９．Ｃは、可変容器８１内のインクの量が少ない状態を示す。また、図９．Ｂは、可変容器８１内のインクの量が、図９．Ａに示す状態と図９．Ｃに示す状態との間の中間的な状態を示す。以下では、（＋Ｘ）側のアーム８２に注目して説明する。
【００４５】
図９．Ａないし図９．Ｃではそれぞれ、弾性部材８４（図３および図５参照）の復元力によりアーム８２に発生する時計回りのトルクをＴ１〜Ｔ３で示す。トルクＴ１〜Ｔ３は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係を有する。力Ｆｔ１〜Ｆｔ３は、トルクＴ１〜Ｔ３によりアーム８２の先端部８２２に発生するアーム８２の回転の接線方向（すなわち、アーム８２の先端部８２２と回転軸８２１とを結ぶ直線に垂直な方向）の力を示す。力Ｆｔ１〜Ｆｔ３は、Ｆｔ１＜Ｆｔ２＜Ｆｔ３の関係を有する。
【００４６】
力Ｆｄ１〜Ｆｄ３は、ガイド部材８３２や接続プレート８３１の重量、ヘッドユニット３３（図２参照）によるインクの吸引力等により、アーム８２の先端部８２２に加えられる（−Ｚ）方向の力である。力Ｆｒ１〜Ｆｒ３は、アーム８２の回転の接線方向における力Ｆｄ１〜Ｆｄ３の分力である。図９．Ａないし図９．Ｃに示すように、力Ｆｒ１〜Ｆｒ３がそれぞれ、力Ｆｔ１〜Ｆｔ３に等しい場合、すなわち、力Ｆｄ１〜Ｆｄ３が、可変容器８１や弾性部材８４の復元力等によるメニスカス圧と釣り合っている場合、可変容器８１の可動部８１３は静止している。また、力Ｆｒ１〜Ｆｒ３がそれぞれ、力Ｆｔ１〜Ｆｔ３よりも大きくなると、可動部８１３が（−Ｚ）方向に移動し、可変容器８１からヘッドユニット３３にインクが供給される。
【００４７】
図９．Ａないし図９．Ｃでは、上述のように、力Ｆｔ１〜Ｆｔ３は、Ｆｔ１＜Ｆｔ２＜Ｆｔ３の関係を有するが、可変容器８１の容量が小さくなるに従ってアーム８２が倒れ、可動部８１３の移動方向（すなわち、可動部８１３を移動させる力がアーム８２の先端部８２２に作用する方向）とアーム８２の回転の接線方向との成す角度θ１〜θ３は、θ１＞θ２＞θ３となる。このため、力Ｆｄ１〜Ｆｄ３は、Ｆｄ１＞Ｆｄ２＞Ｆｄ３となる。すなわち、可変容器８１の容量が小さくなるに従って、可動部８１３を（−Ｚ）方向に移動させるために必要な力が減少する。換言すれば、可変容器８１の容量が小さくなるに従って、弾性部材８４の復元力により可変容器８１に付与される力（すなわち、可変容器８１の容量を増加させる方向の力）が減少する。可動部８１３およびアーム８２の先端部８２２の移動距離に注目すると、可変容器８１の容量が小さいほど、アーム８２の先端部８２２の移動距離に対する可動部８１３の移動距離の割合は大きくなるため、上記作用が、てこの原理により実現される。なお、角度θ１〜θ３は、アーム８２の先端部８２２に加えられる力Ｆｄ１〜Ｆｄ３と、アーム８２の回転の接線方向との成す角度でもある。
【００４８】
以上に説明したように、画像記録装置１では、可変容器８１の容量が小さくなるに従って、弾性部材８４の復元力により可変容器８１に付与される力が減少することにより、インク減少過程およびインク増加過程において、可変容器８１の容量変化による可変容器８１内の圧力の変化を抑制することができる。これにより、吐出部からのインクの吐出を安定させてインクの吐出量の均一性を向上することができる。また、可変容器８１とヘッドユニット３３との間の第２流路４４等における圧損を大きくすることができるため、例えば、第２流路４４を長くしてサブタンク部４３の配置の自由度を向上することができる。また、第２流路４４の径を大きくしたり、第２流路４４の本数を増やす等、サブタンク部４３から吐出部３の吐出口に至る経路に保持されるインクの量を増大することもできる。
【００４９】
画像記録装置１では、弾性部材８４としてねじりコイルばねが利用されることにより、可変容器８１に対して容量を増加させる方向の力を加える構造を簡素化することができる。また、可変容器８１が可撓性を有する扁平な袋状のパウチであり、可変容器８１の上面８１１の可動部８１３に、運動変換機構８３の接続プレート８３１が面接合される。当該構造により、可動部８１３が大きく傾斜することがないため、可動部８１３の移動が運動変換機構８３に安定して伝達される。
【００５０】
画像記録装置１では、運動変換機構８３において、アーム８２の先端部８２２に取り付けられたローラ８３３が、ガイド部材８３２のガイド８３５に沿って滑らかに移動することにより、摩擦を抑制しつつアーム８２の回転を可動部８１３に伝達することができる。また、２組のアーム８２と弾性部材８４との組み合わせが可変容器８１の両側に配置されることにより、アーム８２の回転を可動部８１３全体におよそ均一に伝達することが容易となる。また、可変容器８１のＹ方向の両側の部位において、同じ力に対する変形の程度に偏りがある場合、ねじりコイルばねである２つの弾性部材８４のねじり量を異ならせることにより、当該偏りを補正して変形の程度をおよそ等しくすることもできる。
【００５１】
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、様々な変更が可能である。
【００５２】
例えば、ローラ８３３が省略され、アーム８２の先端部８２２が、ガイド部材８３２のガイド８３５に沿って移動することにより、アーム８２の回転が可動部８１３に伝達されてもよい。また、可変容器８１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側のアーム８２が接続され、１つのみ設けられた弾性部材８４の復元力が、４本のアーム８２に伝達されてもよい。可変容器８１の可動部８１３を大きく傾けることなく移動させることができるのであれば、可変容器８１のＹ方向の一方側のみに、１組のアーム８２と弾性部材８４との組み合わせが設けられてもよい。弾性部材８４としては、トーションバー、板ばね、弦巻ばね等が利用されてもよい。
【００５３】
可変容器８１は、必ずしも可撓性を有する袋状である必要はなく、例えば、樹脂や金属により形成された可撓性を有さない筒状の容器であってもよい。この場合、例えば、底部および側壁部を有する容器本体内に、インクの増減に伴って上下方向に移動する蓋が設けられることにより、可変容器の容量が変化する。可動部である蓋が十分な剛性を有するものである場合、可動部に接合される接続プレートは省略されてもよい。
【００５４】
サブタンク部４３では、可変容器８１の容量が小さいほど、アーム８２の先端部８２２の移動距離に対する可動部８１３の移動距離の割合は大きくなるのであれば、必ずしも、可変容器８１の容量が小さくなるに従ってアーム８２が倒れ、可動部８１３の移動方向とアーム８２の回転の接線方向との成す角度が小さくなる必要はない。例えば、図１０．Ａおよび図１０．Ｂに示すサブタンク部４３ａでは、可変容器８１の可動部８１３と面にて接合された接続プレート８３１にワイヤ８３７の一端が取り付けられ、ワイヤ８３７の他端が、定滑車８３８を介してアーム８２ａの先端部８２２に取り付けられてもよい。アーム８２ａの回転軸８２１には、ねじりコイルばねである弾性部材８４が取り付けられる。弾性部材８４は、その復元力により、アーム８２ａを回転軸８２１を中心として図１０．Ａおよび図１０．Ｂ中の時計回りに回転する力を加える。
【００５５】
サブタンク部４３ａでは、可変容器８１の容量が大きい場合は、図１０．Ａに示すように、アーム８２ａが倒れており、可動部８１３を移動させる力がアーム８２ａの先端部８２２に作用する方向とアーム８２ａの回転の接線方向との成す角度は大きい。そして、可変容器８１の容量が小さくなるに従って、図１０．Ｂに示すように、アーム８２ａが起き上がり、可動部８１３を移動させる力がアーム８２ａの先端部８２２に作用する方向（以下、「作用方向」という。）とアーム８２ａの回転の接線方向との成す角度は小さくなる。
【００５６】
このため、サブタンク部４３ａでは、上述のサブタンク部４３と同様に、可変容器８１の容量が小さいほど、アーム８２ａの先端部８２２の移動距離に対する可動部８１３の移動距離の割合が大きくなる。なお、可動部８１３を移動させる力の作用方向におけるアーム８２ａの先端部８２２の移動距離と、可動部８１３の移動距離とは、サブタンク部４３と同様に比例する。その結果、可変容器８１の容量が小さいほど、弾性部材８４の復元力により可変容器８１に付与される力が減少し、可変容器８１の容量変化による可変容器８１内の圧力の変化を抑制することができる。
【００５７】
上記実施の形態に係る画像記録装置１では、移動機構２により、基材９が吐出部３の下方にて所定の移動方向に移動するが、画像記録装置の設計によっては、吐出部３を移動する機構が設けられてもよい。また、画像記録装置１では、基材９が吐出部３の下方を１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印刷が行われるが、他の方法により画像の記録が行われてもよい。例えば、基材９の長手方向に配列された複数の吐出口を有する吐出部を、基材９の幅方向に移動する機構が設けられ、基材９の上方にて吐出部が基材９を１回横切る毎に、基材９が所定距離だけ長手方向に移動することを繰り返すことにより、基材９への画像の記録が行われてもよい。画像記録装置１では、また、画像記録装置では、矩形の基材を保持するステージ、および、ステージを所定の移動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。
【００５８】
画像記録装置１における画像の記録の対象物は、長尺状の印刷用紙である基材９以外にも、矩形状の印刷用紙やシート状のプラスチックフィルム、プラスチックにて形成される板状部材等であってもよい。また、画像記録装置１では、吐出部３からインク以外の流動性材料の微小液滴が吐出され、当該流動性材料により対象物上に画像が記録されてもよい。例えば、流動性材料として金属粒子を含むペーストが選択され、ペーストの微小液滴を基板上に吐出することにより、基板上に配線パターンが画像として記録されてもよい。
【００５９】
上記実施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】
【００６０】
１    画像記録装置
２    移動機構
３    吐出部
４    供給部
９    基材
４１    メインタンク
７１    記録制御部
８１    可変容器
８２，８２ａ    アーム
８３    運動変換機構
８４    弾性部材
８１３    可動部
８２１    回転軸
８２２    先端部
８３１    接続プレート
８３２    ガイド部材
８３３    ローラ
８３４    （接続プレートの）下面
８３５    ガイド
８３６    軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９．Ａ】
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【図９．Ｂ】
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【図９．Ｃ】
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【図１０．Ａ】
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【図１０．Ｂ】
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