JP4286422B2

JP4286422B2 - 液体輸送装置

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Publication number: JP4286422B2
Application number: JP2000045434A
Authority: JP
Inventors: 力横内
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP2001232792A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インクの流れ方向によってコンダクタンスが変化する抵抗付与部を用いることによって異なるインクを合流させて画素ごとに設けたインク吐出口に連続流として吐出させ、その吐出流量を画像信号に基づいて画素ごとの各インクごとに制御して画像を形成する画像記録ヘッドに用いる液体輸送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号に基づいてインクの吐出量を制御して、画像を形成する画像記録ヘッドとして、種々の方式のものが従来より提案されている。例えば吐出するインクの濃度を変化させて画像を形成するものが知られている（米国特許第４，１０９，２８２号、４，６１４，９５３号、特開平５−２０１０２４号、７−１２５２５９号、３−２０７６６４号、９−１５６１３１号など）。
【０００３】
米国特許第４，１０９，２８２号（以下先行技術文献１という）には、クリアーインクとブラックインクの２液を、画像形成用の基体へ導くための流路中に、フラップバルブと称する弁を設け、この弁を変位させることによって各インクの流路を開閉し、２液を所望の濃度に混合して基体上に移送するプリント装置が開示されている。これによりＴＶスクリーンに表示された画像情報と同じグレースケール情報を持った画像をプリントアウトできるようにしたものである。ここには、フラップバルブの弁とその対向面に設けられた電極との間に電圧を印加し、その静電引力で弁自身を機械的に変形させることにより弁を変位させることが開示されている。またインクはプリント用紙の繊維間の毛管現象によって吸い出される。
【０００４】
米国特許第４，６１４，９５３号（以下先行技術文献２）には、同じく複数の色の異なったインクと溶媒を所望の量だけ第３のチャンバーへ導き混合させるプリンターヘッド装置が開示されている。ここには所望の量のインクを秤量する手段として、チャンバーと、このチャンバーに取り付けられたダイアフラム状のピエゾ効果素子部とを用い、このピエゾ素子を駆動させて得られる圧力パルスを用いることが開示されている。
【０００５】
特開平５−２０１０２４号（以下先行技術文献３）には、キャリア液体が充填される液体室と、液体室に設けられたインクジェット駆動手段と、前記液体室に連通するノズルと、このノズル内のキャリア液体にインクを混合する混合部とを備えたインクジェットプリントヘッドが開示されている。またここには、インクの混合量を所望の値に調整するために電気浸透現象を利用した調整手段を設けることも開示されている。
【０００６】
特開平７−１２５２５９（以下先行技術文献４）には、同様に、第１と第２の濃度を有するインクを供給する第１および第２の供給手段と、所望のインク濃度になるように第２の供給手段による第２のインクの供給量を制御する制御手段とを有するインクジェット記録ヘッドが開示されている。
【０００７】
ここには制御手段として、専用の発熱素子を持ちその熱エネルギーをもって駆動されるマイクロポンプによるものが開示されている。このマイクロポンプとしては、発熱素子により熱エネルギーを発生させ、それにより生じた核沸騰による圧力で、例えばピストン状の弁、もしくは片持ち梁的な弁を駆動する例が開示されている。またここには、この弁に形状記憶合金からなるアクチュエータを組合せて使用することにより、特に流入量の少ない領域においてインク流入量を効果的に制御することが可能になると説明されている。
【０００８】
特開平３−２０７６６４号（以下先行技術文献５）には、先行技術文献２と似た構造であるが、複数のインクの吐出量を圧電素子に印加するパルス幅によって制御して、これらを混ぜ合せる構造のものが示されている。
【０００９】
特開平９−１５６１３１号（以下先行技術文献６）には、画像データに基づいて、複数色の画像を形成する複数のプリンタヘッドを備え、インクと希釈液とを所定の混合比で混合して希釈インクとなし、前記希釈インクをノズルから噴射して記録媒体上に記録画像を形成するインクジェットプリンタが示されている。ここに、前記複数のプリンタヘッドに、インク混合量が小さく明確な印画濃度に達しない例えば全白の画像データが入力されたとき、複数のプリンタヘッドのうち、少なくとも一つのプリンタヘッドから前記希釈液を吐出させるインクジェットプリンタが開示されている。この結果急激な階調変化（トーンジャンプ）を防ぎ、希釈液の余分な消費を抑え乾燥性を向上させるものである。また希釈液の体積は圧電素子で形成される駆動部に印加するパルス電圧やパルス幅、パルス回数等に制御される。
【００１０】
このように先行技術文献１では重力により流下するインクの量をインク吐出口の開口面積を変化させることにより制御する。文献２ではインクの吐出量はダイヤフラムの変位量や変位回数により制御される。文献３ではインクの吐出量は電気浸透により制御される。文献４では予め加圧したインクをヒータにより開閉されるマイクロポンプによりその吐出量を制御する。文献５では圧電素子の変位量と変位回数により制御される。文献６ではインク吐出量をインクタンクの壁を圧電素子により変位させることにより制御する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
これら先行技術の中で、インクを積極的に吐出するポンプ機能を有するものとしては、文献２，５，６のものが挙げられる。しかしこれらはいずれもインク流路の途中に容積が拡大した加圧室（キャビティ部）を持ち、この加圧室の容積をダイヤフラムやタンク壁の振動により変化させるものであり、この加圧室の上流側および下流側にはインクの逆流を防ぐための逆止弁などは持たないものであった。このため加圧室の容積変化に伴いインクは上流側へも逆流し、この逆流量も多くなってポンプとしての効率が悪くなるという問題があった。
【００１２】
そこで出願人は、加圧室（キャビティ部）の上流側（入口側）および下流側（出口側）に、インクの流れ方向によりコンダクタンス（抵抗の逆数）が変化する抵抗付与部（絞り）を設けることを検討している（特願平１１−３５１００８号など）。この抵抗付与部は、一般的な一方向弁などのような機械的な可動部分を持たないから、耐久性・信頼性に優れ、かつマイクロマシンなどの製造方法により製造することができ、製作が容易である、という利点を持つ。
【００１３】
しかしながらこの抵抗付与部は流路内壁面に微小な絞りなどの幾何学的に複雑な形状の部分を設けるため、万一液体に細かい気泡が含まれているとこの気泡がこの複雑な形状の部分に捕捉されて付着し易い。この気泡は抵抗付与部の微細な溝などに入るとその排出が極めて困難である。
【００１４】
またこのように気泡が付着すると、キャビティ部の容積変化に伴って気泡の容積が変化することになり、キャビティ部の容積を変化させる駆動エネルギーが液体に十分に伝えることができなくなってポンプ効率が悪くなることが考えられる。
【００１５】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、画素ごとに異なるインクの逆流を防ぎ効率良く異なるインクを一方向へ連続流として輸送し合流させてインク吐出口から吐出させることができ、しかもマイクロマシンなどの製造方法を用いて製作でき、製作が容易になる画像記録ヘッドに用いる液体輸送装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【発明の構成】
この発明によればこの目的は、インク流路の途中に設けたインク吐出ポンプをパルス駆動することにより前記インク吐出ポンプが持つキャビティ部の容積を変化させ、インクを画像受容体に移送させて画像を形成する画像記録ヘッドに用いる液体輸送装置において、
乾燥後に実質的に画像を形成しない画像非形成インクと乾燥後に実質的に画像を形成する画像形成インクとを合流部で合流させて画素ごとに設けたインク吐出口から吐出させるインク流路と、前記インク流路のインクに一定圧力を付与するインク供給ポンプと、前記インク流路内に前記キャビティ部の上流側および前記キャビティ部と前記合流部との間にそのコンダクタンスが大きくなる方向をインクの輸送方向に揃えて設けられ、その内壁面付近に親水処理が施されている可動部を持たない抵抗付与部と、画素に対して前記インク吐出ポンプが吐出する前記画像非形成インクおよび画像形成インクの吐出流量をこれらの合計流量が略一定となるように画像信号に基づいて駆動パルス数により制御しつつこれらのインクを前記合流部で合流させ前記インク吐出口から連続流として吐出させて前記画像受容体に連続した流体として移送させる制御部とを備えることを特徴とする液体輸送装置、により達成される。
【００１７】
同一の目的は、インク流路の途中に設けたインク吐出ポンプをパルス駆動することにより前記インク吐出ポンプが持つキャビティ部の容積を変化させ、インクを画像受容体に移送させて画像を形成する画像記録ヘッドに用いる液体輸送装置において、
乾燥後に実質的に画像を形成しない画像非形成インクと乾燥後に実質的に画像を形成する画像形成インクとを合流部で合流させて画素ごとに設けたインク吐出口から吐出させるインク流路と、前記インク流路のインクに一定圧力を付与するインク供給ポンプと、前記インク流路内に前記キャビティ部の上流側および前記キャビティ部と前記合流部との間にそのコンダクタンスが大きくなる方向をインクの輸送方向に揃えて設けられ、その内壁面はインクの輸送方向へ滑らかに連続する曲面で形成されている可動部を持たない抵抗付与部と、画素に対して前記インク吐出ポンプが吐出する前記画像非形成インクおよび画像形成インクの吐出流量をこれらの合計流量が略一定となるように画像信号に基づいて駆動パルス数により制御しつつこれらの異なるインクを前記合流部で合流させ前記インク吐出口から連続流として吐出させて前記画像受容体に連続した流体として移送させる制御部とを備えることを特徴とする液体輸送装置、によっても達成される。
【００１９】
このような気泡の付着を防止するための構成は全ての抵抗付与部に設けてもよいが、一部の抵抗付与部にだけこの気泡付着防止のための構成を持たせたものであってもよい。
【００２０】
キャビティ部の容積を変化させるためには、キャビティ部に駆動部により駆動される可動壁を設け、この可動壁を移動させる構造のものが使用できる。例えばキャビティ部の壁の一部をダイヤフラムで構成し、このダイヤフラムをピエゾ素子（圧電素子）や、磁歪素子、あるいは静電力を利用して駆動するものが可能である。
【００２１】
抵抗付与部は、インクの輸送方向のコンダクタンスがその逆方向のコンダクタンスに比べて大きくなる幾何学的形状のものであればよい。例えば流路の断面積が最小になる喉を挟んで上流側で急激に断面積が増大し下流側で緩やかに断面積が増大する末広ノズル（デフィーザノズル）の形状にすることが可能である。キャビティ部の上流側およびキャビティ部と合流部との間のいずれか一方に複数の抵抗付与部を設けてもよいが、上流側およびキャビティ部と合流部との間の両方にそれぞれ複数の抵抗付与部を設ければ、インクの逆流は一層防止され、輸送効率の向上が増大する。
【００２２】
この液体輸送装置は画像記録ヘッドに用いるものであり、異なるインクの吐出量を画像信号に基づいて制御することにより画像を形成する。この場合に異なるインクの合計吐出量は常にほぼ一定になるようにする。すなわち、吐出するインクを、乾燥後に実質的に画像を形成しない画像非形成インク（透明インク）と、乾燥後に実質的に画像を形成する画像形成インク（例えば黒インクなどの有色インク）とで形成し、これらのインクの合計流量が略一定となるように各液の吐出量を制御する。
【００２３】
１つのインク吐出口の上流側で色が異なる複数のインク流路および画像非形成インクのインク流路を集合させ、各インク流路から供給されるインクの量を別々に制御することによりインク吐出口から吐出される流体の色を設定するようにしてもよい。
【００２４】
インクはインク吐出口より連続して吐出し、このインクを画像受容体へ連続した流体として移送する（連続塗布方式）。ここに１つのインク吐出口から画像受容体に移送するインクを画像非形成液と画像形成液とで形成する場合には、各液は均質に混合してもよいが、これらを混合せずに層状に重ねた状態で塗布するようにしてもよい。
【００２６】
【実施態様】
図１は本発明の一実施態様である連続塗布方式の画像形成装置の概念図、図２はここに用いる画像記録ヘッドの拡大断面図、図３はそのインク吐出ポンプの構造説明図、図４は抵抗付与部の拡大断面図である。図１において符号１０はプラテン、１２はこのプラテン１０に巻掛けられた画像受容体としてのプリント用紙である。このプリント用紙１２はプラテン１０の図上時計方向の回転によって一定速度で矢印方向に送られる。
【００２７】
１４は下塗り部であり、インクの付着性を向上させて画質の向上を図るために透明な下塗り液をプリント用紙１２に塗布する。１６は画像記録ヘッドであり、第１のインクと第２のインクとを混合してプリント用紙１２に導くことによりプリント用紙１２に画像を形成する。１８はこの画像記録ヘッド１６で画像が形成されたプリント用紙１２を加熱し、インクを乾燥させるヒータである。
【００２８】
画像記録ヘッド１６は図２に示すように、第１のインク流路２０と、第２のインク流路２２とを備え、これらの各流路２０，２２にはそれぞれ第１のインクおよび第２のインクが供給される。各インクの流量はインク吐出ポンプ２４，２６によって制御されてから合流し、インク吐出口２８に導かれる。
【００２９】
インク吐出口２８はプリント用紙１２の幅方向の画素ごとに設けられ、各インク吐出口２８からは各画素に対応して濃度および／または色が制御されたインクが吐出される。第１のインクとしては無色透明インク、すなわち乾燥した時に無色透明となるインクが使用可能であり、酸化防止剤や紫外線吸収剤などの退色防止剤を含む。第２のインクは例えば黒色のインクである。
【００３０】
これら第１および第２のインクはそれぞれインクタンク３０，３２に収容され、これらのインクタンク３０，３２からインク供給ポンプ３４，３６によってそれぞれ第１および第２のインク流路２０，２２に一定圧力で送出される。ここで用いるポンプ３４，３６として例えばインク吐出側に圧力調整弁を備え、吐出圧を一定に保持する構造のものが適する。またタンク３０，３２を密閉型のものとしてこれらに一定空気圧を供給することによりインクを加圧するものも適する。
【００３１】
インク吐出ポンプ２４，２６は、例えば１つの画素に対応するものを共通の基板上に形成することができる。各画素ごとに用意した各基板を仕切板を挟んで積層することにより画像記録ヘッド１６を作ることができる。
【００３２】
ポンプ２４，２６は、可動部を持たない抵抗付与部４２ａ、４２ｂおよび４４ａ、４４ｂと、これらの抵抗付与部４２ａと４２ｂの間および４４ａ、４４ｂの間に形成されたキャビティ部４６，４８と、このキャビティ部４６，４８に臨むダイヤフラム５０，５２と、これらのダイヤフラム５０および５２を駆動する駆動部５４，５６とを有する。
【００３３】
抵抗付与部４２ａ、４２ｂおよび４４ａ、４４ｂは、可動部を持たず、キャビティ部４６，４８に対してインクの流れ方向によってコンダクタンス（抵抗の逆数）が変化する形状とした絞りで形成される。すなわちこれらの抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂはインクの流れ方向（輸送方向）に対するコンダクタンス（抵抗の逆数）がその逆方向に対するコンダクタンスよりも大きくなるような幾何学的形状を持つ絞りとしたものである。従って可動部分を持たず、マイクロマシンの製造方法によって製造することが容易である。これらの抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂはいずれも同じ構造であるから、一方のインク吐出ポンプ２４に用いている１つの抵抗付与部４２ａを用いてその構造を説明する。
【００３４】
抵抗付与部４２ａは、図３に示すようにインクの流れ方向（図２、３の左から右に向かう方向）に向ってインク流路面積がほぼ連続的に増加する斜面Ａと、逆方向に向ってインク流路面積が急激に増加する平面Ｂとを持つ。すなわち流路断面積が最小になる喉を挟みその下流側が長く上流側が短い末広ノズルとなっている。
【００３５】
この抵抗付与部４２ａの動作を定性的に説明する。まずインクは図２、３上で左側から右側に向って流れる時には、インクは喉を通り斜面Ａに沿って整流に近い流れとなって流れる。このためその時の圧力損失は小さくなり、流動抵抗が小さい。反対にインクが右側から左側へ向って流れる時には、インクは喉を通り平面Ｂにより急激に膨張することになり、乱流となる。このため圧力損失が大きくなり、流動抵抗が大きくなる。なお斜面Ａ，平面Ｂの角度によってはこの流動抵抗が大きくなる流れ方向が逆になることもあり得るので、この時は抵抗付与部の向きを逆にする。
【００３６】
抵抗付与部４２ａと４２ｂの間および４４ａと４４ｂの間には容積が変動するキャビティ部４６，４８があり、このキャビティ部４６，４８の容積は駆動部５４，５６により駆動されるダイヤフラム５０，５２によって変化する。駆動部５４，５６はピエゾ素子（圧電素子）、磁歪素子が適し、特にＰＺＴ（チタン酸鉛・ジルコン酸鉛固容体）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、ＰＺＴとチタン酸バリウムの固容体などを用いたピエゾ素子が最適である。
【００３７】
なお駆動部５４，５６には、ピエゾ効果や磁歪効果を利用するものに代えて他の効果を利用するものでもよい。熱一圧力効果、静電引力もしくは静電斥力、画像形成に用いる複数の流体とは異なる流体の界面張力の効果、画像形成に用いる複数の流体とは異なる流体の電気分解and/or熱により生じる気泡、画像形成に用いる複数の流体とは異なる流体の流路抵抗を変化させて該液体の液圧を変化させる効果、などを利用するものでもよい。
【００３８】
ダイヤフラム５０，５２の変動によってキャビティ部４６，４８の容積が変動すると、インクが抵抗付与部４２ａ、４２ｂおよび４４ａ、４４ｂを往復動する。この時のインク流動は図２、３で右方向に向かう時に抵抗は小さくなり、逆方向（左方向）に向かう時に抵抗が大きくなる。このためキャビティ部４６，４８の連続する容積変動により、インクは抵抗の小さい方向へ流れることになり、逆止弁として機能するものである。
【００３９】
なお抵抗付与部はキャビティ部４６，４８の上流側および下流側にそれぞれ複数ずつ設ければポンプの機能が向上するが、上・下流側の一方に設ける抵抗付与部を１つとしてもよい。この実施態様のようにキャビティ部４６，４８を挟んで両側にそれぞれ２つ以上ずつ設ければ、ポンプの機能が一層向上する。
【００４０】
駆動部５４，５６を駆動すると、ダイヤフラム５０，５２がキャビティ部４６，４８内へ進退動し、キャビティ部４６，４８の容積が変化する。このためインクはインク吐出口２８に向って流れる。この時のダイヤフラム５０，５２の移動範囲を一定に規制しておけば、ダイヤフラム５０，５２の１回の往復動により吐出されるインク量は一定となる。従って各駆動部５４，５６に印加する駆動パルス数を制御することにより、第１および第２のインクの供給量を高精度に制御することができる。
【００４１】
このように駆動部５４，５６の１回の往復動によるインク吐出量を一定にすれば、各インク吐出ポンプ２４，２６によるインク吐出量は駆動部５４，５６の駆動回数に比例することになる。ここでは各インク通路２０，２２から供給される第１および第２のインクの合計供給量Ｓ₀を常に一定とするように、制御部６２（図１）は各駆動部５４，５６を制御する。
【００４２】
この制御部６２は、図２に示すように演算部６４とドライバ６６，６８を備える。演算部６４は、濃度信号（画像信号）に基づいて第１および第２のインクの混合割合（Ｓ₁／Ｓ₂）を演算する。ここに第１および第２のインクの供給量Ｓ₁，Ｓ₂は、その合計（Ｓ₁＋Ｓ₂）が一定量Ｓ₀となるように決める。ドライバ６６，６８は各流路２０，２２の供給量がＳ₁，Ｓ₂となるように駆動部５４，５６を駆動する。
【００４３】
駆動部５４，５６はパルスによって駆動され、このパルス数によってダイヤフラム５０，５２の開閉回数が制御され、その結果流量Ｓ₁，Ｓ₂が制御されるように構成することができる。この場合に、インク流路２０，２２の流路抵抗やインク供給圧力やダイヤフラム５０，５２の開閉条件等が揃っていて、１つのパルスによってそれぞれが吐出するインク量が同じであるものとすれば、駆動部５４，５６の駆動パルス数の合計が一定になるように制御することにより、合計流量Ｓ₀＝Ｓ₁＋Ｓ₂を一定に管理することができる。
【００４４】
画像記録ヘッド１６は前記したように基板と仕切板とを交互に積層したものである。各基板には、図２に示すように１つの画素に対応するインク吐出口２８、インク流路２０，２２、インク吐出ポンプ２４，２６が形成される。ここに各基板のインク吐出口２８は、プリント用紙１２の走行方向に直交する直線上に並ぶ。またこの場合には隣接する各インク吐出口２８の間隔は記録画像の画素間隔に一致する。従って１枚の基板と１枚の仕切板の合計厚さは画素間隔に一致する。
【００４５】
前記したようにインク吐出ポンプ２４，２６で流量が制御された第１および第２のインクは、第１および第２の流路２０，２２が合流するインク吐出口２８から連続流となって吐出され、このインク吐出口２８に近接して対向するプリント用紙１２に連続塗布される。この時駆動パルス数により合計吐出流量Ｓ₁＋Ｓ₂＝Ｓ₀が一定になるように管理するから、インクを円滑かつ安定してプリント用紙１２に塗布できる。この場合に第１および第２のインクは図２に示すように互いに混合せず乱れの無い層流として塗布する。
【００４６】
ここに層流は、第１および第２のインクの境界近傍だけで混合した状態の流れを含む。第１、第２のインクは均一に混合してもよいが、このように層流とすることにより、プリント用紙１２に形成した画像表面をいずれかのインク（ここでは第１のインク）で覆うことができる。またいずれかのインク（ここでは第２のインク）をプリント用紙１２の下塗り層に対してなじみが良いインクとすることにより画質を向上させることができる。
【００４７】
第１、第２のインク流路２０，２２およびインク吐出ポンプ２４，２６はプリント用紙１２の幅方向（移動方向に直交する方向）に多数並設され画素ごとに設けられるから、各画素に対応するインク吐出ポンプ２４，２６をそれぞれの濃度信号（画像信号）によって制御することにより画像を形成することができる。この場合、各画素ごとにインク吐出口２８を独立させてプリント用紙１２に対向させておくことができる。またこれらのインク吐出口２８をプリント用紙１２の幅方向に連通するスリット内に開口させ、インク液体をこのスリットから帯状にプリント用紙１２に移送し塗布することもできる。
【００４８】
このように構成された画像記録ヘッド１６において、インクタンク３０、３２からこの画像記録ヘッド１６に導かれるインクに微細な気泡が含まれていることがある。この気泡はインク吐出ポンプ２４、２６内に入るとインク流路２０、２２の内壁面などに付着し易い。特に抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂでは内壁面の形状が複雑に変化し、インク流路面積が急激に変化してインクの流れに乱れが発生するから、インク流れに淀みが生じるところに気泡が付着し易い。
【００４９】
そこでこの実施態様では、抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂの付近に親水処理Ｐを施したものである。すなわち気泡が付着し易い部分である平面Ｂに親水処理を施した。なお図４は１つの抵抗付与部４２ａの断面を示すが、他の抵抗付与部４２ｂ、４４ａ、４４ｂも全く同じ構造であり、同じように親水処理を施すのは勿論である。
【００５０】
ここに親水処理は、インクの接触面に親水性樹脂の膜を形成することにより施すことができる。このような親水性樹脂としては、ナイロン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが適する。親水処理は界面活性剤を塗布することによっても施すことができる。親水処理は抵抗付与部４２ａの平面Ｂだけに施すのに代えて、斜面Ａや、抵抗付与部４２ａの内壁面全体に施してもよいし、抵抗付与部４２ａ、４２ｂを含むインク流路２０の内壁面全体に親水処理を施してもよい。
【００５１】
この実施態様によれば、インクに混入した気泡がインク流路２０、２２に入り抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂを通っても、これら抵抗付与部４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂの特に気泡が付着し易い平面Ｂに親水処理が施されているので、この平面Ｂに気泡が付着せず円滑に排出される。このため特にキャビティ部４６、４８の近くに気泡が残留しにくくなり、ポンプ効率の低下を招くことがない。
【００５２】
【他の実施態様】
図５は他の実施態様である抵抗付与部の拡大断面図である。この抵抗付与部１４２は、内壁面をインク輸送方向へ向かって滑らかに連続する曲面で形成したものである。すなわち内壁面が複雑に形状変化しないように滑らかな曲面としたものであり、換言すれば内面の曲率半径が急激に変化しないようにしたものである。
【００５３】
この実施態様によれば、インク流路１２０の内壁面から立上がる壁面Ｂの隅に曲面Ｒ１ができ、喉の縁（平面Ｂと斜面Ａが交わる部分）がエッジ状にならず滑らかな曲面Ｒ₂となり、斜面Ａとインク流路１２０の内壁面とが交わる隅に曲面Ｒ₃ができる。このため気泡がこれらの隅や縁に付着しにくくなる。従ってキャビティ部に気泡が残留しにくくなり、ポンプ効率の低下を招くことがない。
【００５４】
【他の実施態様】
図６は他の実施態様である抵抗付与部の拡大断面図である。この抵抗付与部２４２は、インク流路断面積が最小となる喉に向かって上流側から立上がる斜面Ｂａの立上がり角度βと、喉に向かって下流側から立上がる斜面Ａの立上がり角度αとが、次の関係式；０＜β＜α；となるように設定したものである。
【００５５】
この実施態様によれば、上流側の斜面Ｂａが喉に向かって下流側へ傾いているので、この斜面Ｂａに気泡が付着しにくくなる。すなわちインク流路２２０内のインクの流れ方向に対して垂直に交わる壁を持たない形状とすることにより、気泡の付着を防ぐものである。
【００５６】
【他の実施態様】
図７は他の実施態様である抵抗付与部の拡大断面図である。この抵抗付与部３４２は、前記図４、５、６の実施態様を組合せたものである。すなわち、図６の実施態様と同様に、インク流路３２０の内壁面から喉に向かって立上がる角度β、αが、０＜β＜αとなるように設定した斜面ＢａとＡとを持ち、インク流路３２０と斜面Ｂａ、Ａが交わる隅および斜面ＢａとＡが交わる喉の縁とを曲面Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₂とし、さらに上流側に対向する斜面Ｂａに親水処理Ｐを施したものである。
【００５７】
この実施態様によれば、前記図４、５、６の各実施態様の長所を併せて持つことができる。なお図４〜７の各実施態様は１つのインク吐出ポンプ２４、２６内の異なる抵抗付与部に対して組み合わせて用いることも可能であるが、製作工数の増加を防ぐためには同一構造の抵抗付与部を用いるのがよい。
【００５８】
また各インク吐出ポンプ２４、２６内の全ての抵抗付与部に図４〜７に示したような気泡付着を防ぐ構成を持たせてもよいが、一部の抵抗付与部だけにこの気泡付着防止の構成を設けておいてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、画像非形成インクと画像形成インクとを合流部で合流させて画素ごとに設けたインク吐出口から吐出させるインク流路と、インク送出方向に一定圧力を加えるインク供給ポンプと、インク流路に設けたキャビティ部の上流側およびこのキャビティ部と合流部との間に、可動部を持たない抵抗付与部を設け、これらの抵抗付与部はインクの輸送方向にコンダクタンスが大きく逆方向に小さくなる向きに揃え、画像非形成インクおよび画像形成インクの吐出量をこれらの合計流量が略一定となるように画像信号に基づいて画素ごとに制御しつつこれらのインクを合流部で合流させ連続流としてインク吐出口から吐出させ画像受容体に連続した流体として移送させるように制御した画像記録ヘッド用の液体輸送装置であるから、ポンプとしての効率を向上させ、異なるインクを合流させ連続流として吐出させつつ画像を形成することができる。
【００６０】
特に抵抗付与部の内壁面付近には親水処理を施したから、この抵抗付与部付近に気泡が付着しにくくなり、液体を吐出する際のポンプ効率が気泡の付着により低下するのを防止することができる。またこの抵抗付与部は可動部を持たないから、製作が容易であり、例えばマイクロマシンの製造方法を用いて製作することも可能になる。
【００６１】
請求項２の発明によれば、抵抗付与部の内壁面は液体の輸送方向へ滑らかに連続する曲面で形成されているから、内壁面に気泡が付着しにくくなり、前記請求項１の発明と同様な効果が得られる。
【００６３】
キャビティ部の容積を変化させるには、キャビティ部の壁を駆動部により振動させてもよい（請求項３）。しかし壁の一部をダイヤフラムとしてもよい。
【００６４】
この液体輸送装置はプリンタなどの画像記録ヘッドに用いるものであり、この場合各画素ごとに設けたインク吐出口に供給する画像非形成インクおよび画像形成インクの量をこの液体輸送装置を用いて制御する。また画像非形成インクと画像形成インクとを合流させて画像信号に対応する濃度あるいは／および色のインクを形成し、これを画像受容体に移送し、この時に合計流量が略一定となるようにするから画像受容体へのインクの移送が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様である画像形成装置の概念図
【図２】画像記録ヘッドの拡大断面図
【図３】インク吐出ポンプの説明図
【図４】抵抗付与部の拡大断面図
【図５】抵抗付与部の他の実施態様を示す図
【図６】抵抗付与部の他の実施態様を示す図
【図７】抵抗付与部の他の実施態様を示す図
【符号の説明】
１２画像受容体としてのプリント用紙
１６画像記録ヘッド
２０、１２０、２２０、３２０第１のインク流路
２２第２のインク流路
２４、２６インク吐出ポンプ
２８インク吐出口
４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ、１４２、２４２、３４２抵抗付与部
４６、４８キャビティ部
５０、５２ダイヤフラム
５４、５６駆動部
Ａ、Ｂａ斜面
Ｂ平面
Ｐ親水処理
Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃ 曲面

Claims

インク流路の途中に設けたインク吐出ポンプをパルス駆動することにより前記インク吐出ポンプが持つキャビティ部の容積を変化させ、インクを画像受容体に移送させて画像を形成する画像記録ヘッドに用いる液体輸送装置において、
乾燥後に実質的に画像を形成しない画像非形成インクと乾燥後に実質的に画像を形成する画像形成インクとを合流部で合流させて画素ごとに設けたインク吐出口から吐出させるインク流路と、前記インク流路のインクに一定圧力を付与するインク供給ポンプと、前記インク流路内に前記キャビティ部の上流側および前記キャビティ部と前記合流部との間にそのコンダクタンスが大きくなる方向をインクの輸送方向に揃えて設けられ、その内壁面付近に親水処理が施されている可動部を持たない抵抗付与部と、画素に対して前記インク吐出ポンプが吐出する前記画像非形成インクおよび画像形成インクの吐出流量をこれらの合計流量が略一定となるように画像信号に基づいて駆動パルス数により制御しつつこれらのインクを前記合流部で合流させ前記インク吐出口から連続流として吐出させて前記画像受容体に連続した流体として移送させる制御部とを備えることを特徴とする液体輸送装置。
インク流路の途中に設けたインク吐出ポンプをパルス駆動することにより前記インク吐出ポンプが持つキャビティ部の容積を変化させ、インクを画像受容体に移送させて画像を形成する画像記録ヘッドに用いる液体輸送装置において、
乾燥後に実質的に画像を形成しない画像非形成インクと乾燥後に実質的に画像を形成する画像形成インクとを合流部で合流させて画素ごとに設けたインク吐出口から吐出させるインク流路と、前記インク流路のインクに一定圧力を付与するインク供給ポンプと、前記インク流路内に前記キャビティ部の上流側および前記キャビティ部と前記合流部との間にそのコンダクタンスが大きくなる方向をインクの輸送方向に揃えて設けられ、その内壁面はインクの輸送方向へ滑らかに連続する曲面で形成されている可動部を持たない抵抗付与部と、画素に対して前記インク吐出ポンプが吐出する前記画像非形成インクおよび画像形成インクの吐出流量をこれらの合計流量が略一定となるように画像信号に基づいて駆動パルス数により制御しつつこれらの異なるインクを前記合流部で合流させ前記インク吐出口から連続流として吐出させて前記画像受容体に連続した流体として移送させる制御部とを備えることを特徴とする液体輸送装置。
キャビティ部には駆動部により駆動される可動壁が設けられ、前記可動壁の移動によりキャビティ部の容積を変化させる請求項１〜２のいずれかの液体輸送装置。