JP6375833B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。

特許文献１には、液体吐出装置としての、インクジェットプリンタが開示されている。このインクジェットプリンタは、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを備えている。インクジェットヘッドは、搬送される記録用紙に対して、その搬送方向と直交する用紙幅方向に往復移動可能である。また、インクジェットヘッドは、インクカートリッジが装着されるカートリッジ装着部とチューブによって接続されている。インクジェットプリンタは、インクジェットヘッドを記録用紙に対して移動させながら、複数のノズルからそれぞれ記録用紙に向けてインクを吐出させることにより、記録用紙に画像等を記録する。

ところで、上記のようなインクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドの複数のノズルから記録用紙に向けてインクを吐出させている間に、インクジェットヘッド内のインク流路の圧力が徐々に低下していく。通常は、その圧力低下（流路内の負圧の程度）に応じて、インクカートリッジからインクが供給される。しかし、インクの吐出量が多い（即ち、印字デューティが高い）と、インク流路内の圧力低下スピードが速いために、インクカートリッジからのインク供給が追いつかなくなる虞がある。ヘッドへのインク供給が遅れることによって、インク流路内の圧力が一定以下に下がると、ノズルのメニスカスが破壊されて空気がノズル内に入り込み、ノズルに吐出不良が生じる虞がある。

これに関して、特許文献１では、上述した、インクジェットヘッドへのインク供給不足が発生しうる状態になったときには、印字デューティを制限する、あるいは、待ち時間を設定することで、ヘッド内のインク圧力低下を抑え、インク供給不足の発生を防止している。

特開２０１０−２１４７２７号公報

しかしながら、印刷時におけるインク供給不足の発生を防止するためとはいえ、特許文献１のように、デューティを制限したり、あるいは、待ち時間を設けたりすると、その分、１枚の記録用紙に対する印刷に要する時間が長くなり、印刷速度が低下する。

本発明の目的は、記録用紙等の被吐出媒体への液体吐出に要する時間を長くすることなく、ヘッドへの液体供給の遅れを抑制することが可能な、液体吐出装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の液体吐出装置は、複数のノズルを有し、液体供給部から供給される液体を被吐出媒体に向けて液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドと前記液体供給部との間に設けられたダンパー部と、前記ダンパー部のコンプライアンスを変化させるコンプライアンス変更部と、を備え、
前記コンプライアンス変更部は、前記液体吐出ヘッドが前記被吐出媒体へ向けて液体を吐出する吐出期間における、前記ダンパー部のコンプライアンスよりも、前記吐出期間の間の吐出休止期間における前記ダンパー部のコンプライアンスが小さくなるように、前記吐出期間と前記吐出休止期間との間で前記コンプライアンスを変化させることを特徴とするものである。

本発明においては、液体吐出ヘッドと液体供給部との間に、ダンパー部が設けられている。液体吐出ヘッドにおいて複数のノズルから液体を吐出させたときの、ヘッド内の液体流路の圧力低下には、液体の圧力変動を減衰させるダンパー部のコンプライアンス（即ち、圧力変動減衰機能）が大きく影響する。ノズルから液体を吐出している吐出期間では、液体流路内の圧力低下のスピードを鈍らせるため、ダンパー部のコンプライアンスは大きい（圧力変動減衰機能が高い）ことが望ましい。一方、ノズルからの液体の吐出を一時的に休止している吐出休止期間では、次の吐出期間が始まるまでに流路内の圧力を速やかに回復させるために、ダンパー部のコンプライアンスは小さい（圧力変動減衰機能が低い）のがよい。

そこで、本発明では、コンプライアンス変更部により、吐出休止期間のダンパー部のコンプライアンスが、吐出期間におけるコンプライアンスよりも低くなるように、吐出期間と吐出休止期間との間でコンプライアンスを変更する。これにより、吐出期間では、液体圧力の低下を抑制し、また、吐出休止期間では、先の吐出期間で低下した液体圧力を急激に回復させることができる。従って、被吐出媒体への液体の吐出に要する時間を長くすることなく、ヘッドへの液体供給遅れを防止できる。

第２の発明の液体吐出装置は、前記第１の発明において、前記液体吐出ヘッドは、前記被吐出媒体に対して所定の走査方向に往復移動可能であり、さらに、前記液体吐出ヘッドは、前記走査方向における１回のパスの間に前記被吐出媒体に対して液体を吐出するとともに、前記パスを複数回繰り返し、
前記コンプライアンス変更部は、前記液体吐出ヘッドが、前記走査方向における１回のパスでの液体吐出を終えたときに、前記ダンパー部のコンプライアンスを減少させることを特徴とするものである。

本発明において、液体吐出ヘッドは、被吐出媒体に対して走査方向に往復移動可能である。また、液体吐出ヘッドは、走査方向における１回の移動（パス）の間に被吐出媒体へ液体を吐出し、また、このパスを複数回繰り返し行う。ここで、上記の１回のパスでの液体吐出が終わったときに、液体吐出ヘッドは、移動方向を反転してから次のパスが開始されるまで、液体の吐出を一時的に休止する。そこで、本発明では、１回のパスの液体吐出が終わった後の、吐出休止期間において、ダンパー部のコンプライアンスを低下させる。

第３の発明の液体吐出装置は、前記第２の発明において、前記コンプライアンス変更部は、前記走査方向における１回のパスにおいて、前記液体吐出ヘッドが、前記複数のノズルが前記被吐出媒体と対向する位置から、前記複数のノズルが前記被吐出媒体と対向しない位置まで移動したときに、前記ダンパー部のコンプライアンスを減少させることを特徴とするものである。

走査方向における１回のパスにおいて、液体吐出ヘッドは、その移動範囲のうちの複数のノズルが被吐出媒体と対向する位置にあるときには、複数のノズルから液体を吐出させるが、複数のノズルが被吐出媒体と対向しない位置まで移動したら、液体の吐出は行わない。そこで、本発明では、液体吐出ヘッドが、１回のパスにおいて、複数のノズルが被吐出媒体と対向する位置から、複数のノズルが被吐出媒体と対向しない位置に移動したときに、ダンパー部のコンプライアンスを減少させる。

第４の発明の液体吐出装置は、前記第２又は第３の発明において、前記ダンパー部は、前記液体吐出ヘッドと一体的に前記走査方向に移動し、前記ダンパー部は、前記液体吐出ヘッド内の液体流路に連通するダンパー室と、前記ダンパー室を覆うダンパー膜とを有し、
前記コンプライアンス変更部は、前記走査方向における１回のパスでの、前記液体吐出ヘッドの移動範囲のうちの、端側領域に設置された接触部材を有し、前記液体吐出ヘッドが前記移動範囲の前記端側領域に到達したときに、前記接触部材が前記ダンパー部の前記ダンパー膜に接触することを特徴とするものである。

本発明では、液体吐出ヘッドの１回のパスが終了して、液体吐出ヘッドがその移動範囲の端側領域に到達したときに、その端側領域に設置されているダンパー膜に接触部材が接触する。これにより、ダンパー膜の変形が抑制されるため、ダンパー部のコンプライアンスが低下する。この構成では、各パスにおける液体吐出の終了後に、移動方向の反転のために液体吐出ヘッドを端側領域に到達させるだけで、簡単且つ自動的にダンパー部のコンプライアンスを低下させることができる。

第５の発明の液体吐出装置は、前記第２又は第３の発明において、前記ダンパー部は、前記液体供給部とチューブで接続され、且つ、前記液体吐出ヘッドと一体的に前記走査方向に移動し、
前記コンプライアンス変更部は、前記液体吐出ヘッドが、前記走査方向における１回のパスの間での液体吐出を終えたときに、前記ダンパー部のコンプライアンスを減少させ、さらに前記液体吐出ヘッドが移動して、その移動方向を反転する際に、前記ダンパー部のコンプライアンスを増加させることを特徴とするものである。

ダンパー部が、チューブによって液体供給部と接続され、且つ、液体吐出ヘッドと一体的に、液体供給部に対して走査方向に移動する構成では、液体吐出ヘッドがその移動方向を反転する際に、チューブとダンパー部との間で、慣性による液体の出入りが生じ、これによって液体圧力が変動する。そのため、液体吐出ヘッドの反転時には、その反転による液体圧力の変動を早期に吸収できるように、ダンパー部のコンプライアンスを大きくすることが好ましい。そこで、本発明では、１回のパスでの液体吐出が終了して、一旦、液体圧力を回復させるためにダンパー部のコンプライアンスを低下させた後、液体吐出ヘッドの移動方向が反転する際に、再び、コンプライアンスを大きくする。

第６の発明の液体吐出装置は、前記第１の発明において、前記液体吐出ヘッドは、前記複数のノズル内の液体にそれぞれ吐出エネルギーを付与するエネルギー付与部と、前記エネルギー付与部を駆動する駆動装置とを備え、
前記吐出期間は、前記駆動装置が、前記エネルギー付与部に対して、前記エネルギー付与部を作動させるための駆動信号を供給する期間であり、前記吐出休止期間は、前記駆動装置が、前記エネルギー付与部に対して、前記駆動信号を供給しない期間であることを特徴とするものである。

吐出期間は、複数のノズルから液体を吐出させる期間であるから、この吐出期間においては、駆動装置はエネルギー付与部に駆動信号を供給することで、エネルギー付与部を駆動して、ノズルから液体を吐出させる。一方、吐出休止期間においては、エネルギー付与部を駆動する必要がないため、駆動装置は、エネルギー付与部に駆動信号を供給しない。

本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 サブタンクの平面図である。 図２のIII-III線断面図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 （ａ）は図４のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 インクジェットヘッドの１パスの移動範囲と、その移動範囲の端側領域に配置されたコンプライアンス変更部を示す図である。 印刷中におけるインクジェットヘッド内のインク圧力変動の傾向を示す図である。 端側領域に位置するサブタンクとコンプライアンス変更部を示す図である。 変更形態のサブタンクとコンプライアンス変更部を示す図である。 別の変更形態のサブタンクとコンプライアンス変更部を示す図である。 別の変更形態のサブタンクとコンプライアンス変更部を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。尚、図１に示す前後左右の各方向をプリンタの「前」「後」「左」「右」と定義する。また、紙面手前側を「上」、紙面向こう側を「下」とそれぞれ定義する。以下では、前後左右上下の各方向語を適宜使用して説明する。

（プリンタの構成）
図１に示すように、インクジェットプリンタ１（本発明の液体吐出装置）は、プラテン２と、キャリッジ３と、サブタンク４と、インクジェットヘッド５と、カートリッジホルダ６と、搬送機構７と、メンテナンス装置８と、制御装置９等を備えている。

プラテン２の上面には、記録用紙１００（本発明の被吐出媒体）が載置される。キャリッジ３は、プラテン２と対向する領域において２本のガイドレール１０，１１に沿って左右方向（以下、走査方向ともいう）に往復移動可能に構成されている。キャリッジ３には無端ベルト１３が連結され、キャリッジ駆動モータ１４によって無端ベルト１３が駆動されることで、キャリッジ３は走査方向に移動する。

尚、プリンタ１の筐体には、走査方向に間隔を空けて配列された多数の透光部（スリット）を有するリニアエンコーダ１２が設けられている。一方、キャリッジ３には、発光素子と受光素子とを有する透過型のエンコーダセンサ１７が設けられている。エンコーダセンサ１７が、リニアエンコーダ１２の透光部を検知する度に検出信号を出力し、プリンタ１の制御装置９は、その検出信号からキャリッジ３の走査方向位置を認識する。

サブタンク４とインクジェットヘッド５は、共にキャリッジ３に搭載され、キャリッジ３とともに走査方向に移動可能である。図２は、サブタンク４の平面図である。図３は、図２のIII-III線断面図である。尚、図３では、サブタンク４の真下に位置するインクジェットヘッド５についても示されているが、このインクジェットヘッド５については、側面図で示すとともに、その内部流路を破線で簡略化して示している。

サブタンク４は、インクカートリッジ１２が装着されたカートリッジホルダ６と、インクジェットヘッド５との間に設けられており、サブタンク４は、インクカートリッジ１２から供給されたインクをインクジェットヘッド５へ供給する。より詳細には、図１に示すように、サブタンク４の上面には、チューブジョイント１５が設けられ、このチューブジョイント１５に４本のチューブ１６の一端部が連結されている。４本のチューブ１６の他端部は、カートリッジホルダ６（本発明の液体供給部）と接続されている。カートリッジホルダ６には、４色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）のインクがそれぞれ貯留された４つのインクカートリッジ１２が交換可能に装着されている。これにより、４つのインクカートリッジ１２にそれぞれ貯留された４色のインクが、４本のチューブ１６を介して、サブタンク４にそれぞれ供給される。

図２、図３に示すように、サブタンク４（本発明のダンパー部）は、４色のインクがそれぞれ流れる４つのインク流路２１が形成された本体部材２０を有する。各インク流路２１は、チューブジョイント１５と接続されたダンパー室２２と、ダンパー室２２と接続され、鉛直方向に延びる連通流路２３とを有する。４色のインクがそれぞれ導入される４つのダンパー室２２は、搬送方向に並べて配置されている。一方、４色のインクがそれぞれ流れる４つの連通流路２３は、走査方向に並べて配置されている。

本体部材２０の上面には、４つのダンパー室２２を上方から覆うように可撓性のダンパーフィルム２４（本発明のダンパー膜）が設けられている。キャリッジ３の走査方向における移動に伴うインクＩの圧力変動が、サブタンク４内のインク流路２１に生じたときには、各ダンパー室２２においてダンパーフィルム２４が変形することで、インク流路２１内のインクの圧力変動が減衰されるようになっている。

尚、後で詳しく説明するが、本実施形態では、サブタンク４のダンパーフィルム２４による圧力変動減衰機能（即ち、ダンパーフィルム２４の変形のしやすさ：以下、サブタンク４のコンプライアンスともいう）を変更可能となっている。図１、及び、後で説明する図６に示すように、プラテン２に対して右側の領域と左側の領域のそれぞれにおいて、キャリッジ３が移動する空間の上には、サブタンク４のダンパーフィルム２４に上方から接触可能なコンプライアンス変更部６０がそれぞれ設けられている。記録用紙１００への印刷中に、キャリッジ３がプラテン２の右側、あるいは、左側の位置に到達したときに、コンプライアンス変更部６０が、サブタンク４のダンパーフィルム２４に接触することで、ダンパーフィルム２４の変形が規制され、サブタンク４のコンプライアンスが低下するようになっている。

インクジェットヘッド５（本発明の液体吐出ヘッド）は、サブタンク４の下部に取り付けられている。インクジェットヘッド５は、その下面に複数のノズル４４を備え、サブタンク４から供給されたインクを吐出する。複数のノズル４４は、４色のインクにそれぞれ対応して配列されて、４列のノズル列を構成している。インクジェットヘッド５の構造については、後で詳述する。

図１に示すように、搬送機構７は、前後方向にプラテン２を挟むように配置された２つの搬送ローラ１８，１９を有する。２つの搬送ローラ１８，１９は、図示しない搬送モータによって同期して駆動される。この搬送機構７は、搬送モータにより２つの搬送ローラ１８，１９を駆動することにより、プラテン２に載置された記録用紙１００を、前方（以下、搬送方向ともいう）に搬送する。

メンテナンス装置８は、プラテン２の右側の位置に配置されている。メンテナンス装置８は、上下方向（図１の紙面垂直方向）に移動可能なキャップ２５と、キャップ２５に接続された吸引ポンプ２６を備えている。メンテナンス装置８のキャップ２５と吸引ポンプ２６は、インクジェットヘッド５の複数のノズル４４の吸引パージを行うためのものである。キャリッジ３がプラテン２よりも右側に移動し、インクジェットヘッド５の下面がキャップ２５と対向したときに、キャップ２５が上方に移動してインクジェットヘッド５の複数のノズル４４を覆う。この状態で、吸引ポンプ２６によりキャップ２５内の空間を減圧することで、複数のノズル４４内のインクを強制的に排出する（吸引パージ）。この吸引パージにより、インクジェットヘッド５のインク流路内の、塵、気泡、増粘したインクなどをノズル４４から排出し、インクジェットヘッド５のインク吐出機能を回復させる。

制御装置９は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を備える。また、制御装置９は、図示しないＰＣ等の外部装置とデータ通信可能に接続されている。

ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＡＳＩＣにより、記録用紙１００への印刷等の各種処理を実行する。例えば、印刷処理においては、制御装置９は、ＰＣ等の外部装置から入力された印刷指令に基づいて、インクジェットヘッド５やキャリッジ駆動モータ１４等を制御して、記録用紙１００に画像等を印刷させる。具体的には、キャリッジ３とともにインクジェットヘッド５を走査方向に移動させながらインクを吐出させる、１回のパスでのインク吐出動作と、搬送ローラ１８，１９によって記録用紙１００を搬送方向に所定量搬送する搬送動作とを、交互に行わせる。

（インクジェットヘッドの構造）
次に、インクジェットヘッド５の構造について説明する。図４は、インクジェットヘッド５の平面図である。図５（ａ）は図４のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図４、図５に示すように、インクジェットヘッド５は、流路ユニット３０と、圧電アクチュエータ３１とを備えている。

図５（ｂ）に示すように、流路ユニット３０は、５枚のプレート３５〜３９が積層された構造を有する。５枚のプレート３５〜３９のうちの最下層のプレート３９は、複数のノズル４４が形成されたノズルプレート３９である。一方、上側の残り４枚のプレート３５〜３８には、複数のノズル４４に連通するマニホールド４６や圧力室４７等の流路が形成されている。

図４に示すように、流路ユニット３０の上面には、４つのインク供給孔４５が走査方向に並んで形成されている。４つのインク供給孔４５は、上述したサブタンク４のインク流路２１（図２、図３参照）と接続されており、サブタンク４から４色のインクがそれぞれ供給される。また、流路ユニット３０は、その内部に、それぞれ搬送方向に延在する４本のマニホールド４６を有する。４本のマニホールド４６は、４つのインク供給孔４５に接続されている。

また、流路ユニット３０は、その下面に開口した複数のノズル４４と、これら複数のノズル４４にそれぞれ連通する複数の圧力室４７とを有する。図４に示すように、平面視で、複数のノズル４４は、４本のマニホールド４６にそれぞれ対応して４列に配列されている。複数の圧力室４７も、複数のノズル４４と同様に、４本のマニホールド４６に対応して４列に配列されている。図５（ｂ）に示すように、各圧力室４７は対応するマニホールド４６に連通している。以上より、図５（ｂ）に矢印で示すように、流路ユニット３０内には、各マニホールド４６から分岐して、圧力室４７を経てノズル４４に至る個別流路が複数形成されている。

図４、図５に示すように、圧電アクチュエータ３１（本発明のエネルギー付与部）は、流路ユニット３０の上面に配置されている。この振動板５０と、圧電層５４，５５と、複数の個別電極５２と、共通電極５６を備えている。

振動板５０は、複数の圧力室４７を覆う状態で、流路ユニット３０の上面に接合されている。２枚の圧電層５４，５５は、それぞれ、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等を主成分とする圧電材料かなり、振動板５０の上面に積層されている。複数の個別電極５２は、上層の圧電層５５の上面において、複数の圧力室４７とそれぞれ対向するように配置されている。共通電極５６は、２枚の圧電層５４，５５の間において、複数の圧力室４７に跨って配置されている。尚、圧電層５５の、個別電極５２と共通電極５６とに挟まれている部分（活性部５５ａともいう）は、厚み方向において下向き、即ち、個別電極５２から共通電極５６に向かう方向に分極されている。

この圧電アクチュエータ３１には、ドライバＩＣ５３（本発明の駆動装置）が実装されたＣＯＦ（図示省略）が電気的に接続されている。ドライバＩＣ５３は、制御装置９からの吐出制御信号を受けて、圧電アクチュエータ３１の複数の個別電極５２のそれぞれに対して、個別電極５２の電位を、所定の駆動電位とグランド電位との間で変化させる駆動パルス信号を供給する。また、共通電極５６は、ＣＯＦのグランド配線（図示省略）と電気的に接続されることにより、常にグランド電位に保持されている。

ドライバＩＣから個別電極５２に駆動パルス信号が供給されて、個別電極５２の電位が駆動電位に変化したときに、個別電極５２と共通電極５６との間に電位差が生じる。このとき、その個別電極５２と共通電極５６との電位差により、圧電層５５の活性部５５ａに、その厚み方向に平行な電界が作用する。ここで、活性部５５ａの分極方向と電界の方向とが一致するために、活性部５５ａはその分極方向である厚み方向に伸びて面方向に収縮する。この活性部５５ａの収縮変形に伴って、振動板５０が圧力室４７側に凸となるように撓む。これにより、圧力室４７の容積が減少して圧力室４７内のインクにエネルギーが付与されることで、圧力室４７に連通するノズル４４からインクの液滴が吐出される。

（サブタンクのコンプライアンス変更）
図６は、インクジェットヘッド５の１パスの移動範囲と、その移動範囲の端側領域Ａ２に配置されたコンプライアンス変更部６０を示す図である。先にも述べたが、本実施形態のプリンタ１は、キャリッジ３（インクジェットヘッド５）の走査方向における１回の移動（パスともいう）の間に、インクジェットヘッド５の複数のノズル４４から記録用紙１００へ向けてインクを吐出させる。

より詳細には、図６において、１回のパスにおけるインクジェットヘッド５の移動範囲（印刷中移動範囲）のうちの中央領域（吐出領域Ａ１という）にあるときに、インクジェットヘッド５の複数のノズル４４が記録用紙１００と対向する。この状態にあるときに、制御装置９は、印刷する画像データに応じた制御信号をインクジェットヘッド５のドライバＩＣ５３に送り、インクジェットヘッド５に複数のノズル４４からインクを吐出させる。一方、インクジェットヘッド５が、前記吐出領域Ａ１を通過して、印刷中移動範囲のうちの、前記吐出領域Ａ１よりも左側、あるいは、右側の領域（端側領域Ａ２という）まで移動すると、複数のノズル４４が記録用紙１００と対向しない状態となる。この端側領域Ａ２内では、制御装置９は、インクジェットヘッド５に、複数のノズル４４から記録用紙１００へ向けてインクを吐出させることはせず、インクの吐出を休止させる。また、この端側領域Ａ２においては、制御装置９は、次のパスを行うために、キャリッジ駆動モータ１４を逆転させて、キャリッジ３及びインクジェットヘッド５の移動方向を反転させる。

図７は、印刷中におけるインクジェットヘッド５内のインク圧力変動の傾向を示す図である。図７に示すように、インクジェットヘッド５が図６の吐出領域Ａ１内を移動しつつ、複数のノズル４４からインクを吐出させる期間（吐出期間という）では、インクが消費されることによってインクジェットヘッド５内のインクの圧力が低下する。このとき、このインク圧力低下（流路内の負圧の程度）に応じて、インクカートリッジ１２（図１参照）内のインクがサブタンク４を経由して供給される。

しかし、吐出期間におけるインクの吐出量が多いほど、インクの圧力低下のスピードが速くなり、インクカートリッジ１２（サブタンク４）からのインク供給が追いつかなくなる。これにより、インクの圧力が所定の圧力Ｐ１以下まで低下すると、ノズル４４のメニスカスが破壊されて空気がノズル４４内に入り込み、ノズル４４に吐出不良を生じさせてしまう。

ここで、上記の、吐出期間中における一時的なインク供給遅れを抑制するには、サブタンク４のダンパーフィルム２４による圧力変動吸収が効果的である。この圧力変動吸収効果を高めるには、サブタンク４のダンパーフィルム２４が変形しやすくなっていること、即ち、サブタンク４のコンプライアンス（圧力変動減衰機能）が大きいことが好ましい。吐出期間においては、サブタンク４のコンプライアンスが大きいほど、図７のインク圧力低下のスピードが鈍くなり、所定圧力Ｐ１以下まで低下することが抑制される。

一方で、常に、サブタンク４のコンプライアンスが大きいのがよいかというとそうではない。１回のパスにおいて、吐出領域Ａ１におけるインクの吐出が終了すると（時間ｔ１）、端側領域Ａ２において、キャリッジ３が移動方向を反転して次のパスのインク吐出が始まるまで（時間ｔ２）、インクジェットヘッド５はインクの吐出を休止することになる（吐出休止期間）。図７に示すように、吐出期間から吐出休止期間に移行すると、サブタンク４からインクジェットヘッド５へインクが供給され続けることによって、インクジェットヘッド５内のインクの圧力が回復していき、大気圧Ｐａｔｍに近づく。

その後、吐出休止期間が終わって、次のパスにおける吐出期間が始まると（時間ｔ２）、吐出休止期間で回復した圧力を起点として、再び、インクの圧力が低下し始める。ここで、吐出休止期間において、インクの圧力が十分に回復していないと、次のパスの吐出期間におけるインク圧力低下の程度によっては、インクジェットヘッド５内のインクの圧力が所定圧力Ｐ１以下まで低下してしまう虞がある。

特に、双方向印字では、インクジェットヘッド５が走査方向の一方向に移動するとき（往動時）と、走査方向の他方向に移動するとき（復動時）で、それぞれインクを吐出させる。この場合、先のパスでのインクの吐出が終了した後、キャリッジ３の移動方向が反転する間の、わずかな時間しかインクの吐出が休止していない。つまり、吐出休止期間が短いため、先のパスで低下したインクの圧力が十分に回復する前に、次のパスにおける吐出期間が開始されてしまうことになり、後の吐出期間において、インク圧力が所定圧力Ｐ１以下まで低下しやすくなる。

そこで、吐出休止期間においては、先の吐出期間で低下したインクの圧力を、速やかに回復させることが望ましい。そのためには、サブタンク４のダンパーフィルム２４による圧力変動吸収を効かさないのがよい。具体的には、サブタンク４のダンパーフィルム２４を変形しにくくする、即ち、サブタンク４のコンプライアンス（圧力変動減衰機能）を小さくすることが好ましい。吐出休止期間において、サブタンク４のコンプライアンスが小さいと、インクカートリッジ１２からのインクがインクジェットヘッド５内に速やかに流れ込むため、図７に破線で示すように、インクジェットヘッド５内のインク圧力の回復スピードが大きくなる。そのため、次の吐出期間が始まるまでに、短い時間で大気圧Ｐａｔｍ付近までインクの圧力を回復させることが可能となる。

以上の観点に基づき、本実施形態では、吐出期間におけるサブタンク４のコンプライアンスよりも、吐出休止期間におけるサブタンク４のコンプライアンスが低くなるように、吐出期間と吐出休止期間との間で、サブタンク４のコンプライアンスを変化させる。

具体的には、図６に示すように、インクジェットヘッド５の印刷中移動範囲のうちの、吐出領域Ａ１を挟む左右２つの端側領域Ａ２に、それぞれ、コンプライアンス変更部６０が設けられている。尚、本実施形態において、キャリッジ３及びインクジェットヘッド５は、記録用紙１００への印刷中に１回のパスで移動する印刷中移動範囲よりも、さらに大きな範囲（最大移動範囲）内で移動可能である。即ち、インクジェットヘッド５の吸引パージを行う際には、キャリッジ３は、印刷中移動範囲よりもさらに右側の、メンテナンス装置８と対向する位置まで移動する。しかし、本実施形態において、コンプライアンス変更部６０がサブタンク４のコンプライアンスを変更するのは、ノズル４４からインクを吐出しながらパスを繰り返す、記録用紙１００への印刷時である。そのため、コンプライアンス変更部６０は、インクジェットヘッド５が記録用紙１００へのインク吐出を行う際の、１回のパスでの移動範囲（印刷中移動範囲）のうちの端側領域Ａ２に、設けられている。

次に、コンプライアンス変更部６０の具体的な構成について説明する。図８は、端側領域Ａ２に位置するサブタンク４とコンプライアンス変更部６０を示す図である。図６、図８に示すように、左右２つのコンプライアンス変更部６０は、互いに左右対称の構成であることから、以下では、左側のコンプライアンス変更部６０について説明する。

図６、図８に示すように、コンプライアンス変更部６０は、端側領域Ａ２において、サブタンク４が移動する空間の上方に配置されている。コンプライアンス変更部６０は、搬送方向に並ぶ４つの接触ローラ６１（本発明の接触部材）と、これら４つの接触ローラ６１を支持する支持部材６２とを有する。支持部材６２は、プリンタ１のフレーム（図示省略）に固定的に設けられている。この支持部材６２には、搬送方向に延びる軸６３が支持され、この軸６３に４つの接触ローラ６１が回転自在に取り付けられている。

吐出領域Ａ１でのインクの吐出を終えて、サブタンク４及びインクジェットヘッド５がキャリッジ３とともに端側領域Ａ２に移動すると、４つの接触ローラ６１は、サブタンク４のダンパーフィルム２４のうちの、４つのダンパー室２２を覆っている部分にそれぞれ接触する。これにより、各ダンパー室２２においてダンパーフィルム２４の変形が接触ローラ６１によって規制されるため、サブタンク４のコンプライアンスが減少する。

尚、接触ローラ６１は、搬送方向に延びる軸６３に回転自在に支持されているため、走査方向に移動するサブタンク４のダンパーフィルム２４と接触する際に、各接触ローラ６１が、ダンパーフィルム２４に対して転がるように接触する。そのため、接触ローラ６１とダンパーフィルム２４との間に大きな摩擦力が発生せず、接触ローラ６１が接触してもダンパーフィルム２４が傷みにくい。

次に、端側領域Ａ２においてキャリッジ３の移動方向が反転すると、次のパスが開始されて、サブタンク４及びインクジェットヘッド５が吐出領域Ａ１へ向けて移動する。このとき、４つの接触ローラ６１が、サブタンク４のダンパーフィルム２４から離れる。これにより、各ダンパー室２２におけるダンパーフィルム２４の変形拘束が解除されるため、サブタンク４の各ダンパー室２２のコンプライアンスが増加する。

以上説明したように、本実施形態では、コンプライアンス変更部６０により、吐出期間の間の吐出休止期間におけるサブタンク４のコンプライアンスを、吐出期間におけるコンプライアンスよりも低くなるように、吐出期間と吐出休止期間との間でコンプライアンスを変更する。これにより、吐出期間では、コンプライアンスを高くしてインクジェットヘッド５内のインク圧力の低下を抑制し、また、吐出休止期間では、逆にコンプライアンスを低くして、先の吐出期間で低下したインク圧力を急激に回復させることができる。従って、従来のような印字デューティの制限や、待機時間の設定等を行う必要がないことから、記録用紙１００へのインク吐出に要する時間（即ち、１枚の記録用紙１００の印刷に要する時間）を長くすることなく、インクジェットヘッド５へのインク供給遅れを防止できる。

また、本実施形態では、インクジェットヘッド５の１回のパスが終了して、インクジェットヘッド５が印刷中移動範囲の端側領域Ａ２に到達したときに、その端側領域Ａ２に設置されている、コンプライアンス変更部６０の接触ローラ６１が、サブタンク４のダンパーフィルム２４に接触する。これにより、ダンパー室２２を覆うダンパーフィルム２４の変形が抑制されるため、ダンパー室２２のコンプライアンスが低下する。この構成では、各パスにおいて、インクジェットヘッド５のインク吐出の終了後に、移動方向の反転のためにインクジェットヘッド５を端側領域Ａ２に到達させるだけで、簡単且つ自動的にサブタンク４のコンプライアンスを低下させることができる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］コンプライアンス変更部６０の構成は、前記実施形態のようなものには限られない。例えば、以下に示すように、モータ等によって可動する部分を有する構成を採用することも可能である。

図９のコンプライアンス変更部６０Ａは、モータ７０によって上下方向に移動可能に構成されている。図９の二点鎖線の位置から実線の位置まで、接触ローラ６１が下方に移動したときに、接触ローラ６１がダンパーフィルム２４に接触する。また、制御装置９は、エンコーダセンサ１７（図１参照）の検出信号から、インクジェットヘッド５が端側領域Ａ２に移動してきたことを認識可能である。そこで、インクジェットヘッド５が端側領域Ａ２に移動してきたときに、制御装置９は、モータ７０を制御して、接触ローラ６１をダンパーフィルム２４に接触させることにより、ダンパー室２２のコンプライアンスを小さくすることができる。

図１０のコンプライアンス変更部６０Ｂは、４つのダンパー室２２内にそれぞれ収容された４枚の金属片７１と、４つのダンパー室２２の上方において上下に移動可能な磁石７２と、磁石を上下に駆動させるモータ７３とを備えている。モータ７３によって磁石７２をダンパーフィルム２４に近づけると、各ダンパー室２２内の金属片７１が磁石７２に引きつけられてダンパーフィルム２４に接触する。この構成においても、インクジェットヘッド５が端側領域Ａ２に移動してきたときに、制御装置９は、モータ７３を制御して磁石７２をダンパーフィルム２４に近づけることで、ダンパー室２２のコンプライアンスを小さくすることができる。

２］前記実施形態では、複数のノズル４４が記録用紙１００と対向しない端側領域Ａ２に、インクジェットヘッド５が移動したときに、コンプライアンス変更部６０がダンパー室２２のコンプライアンスを変更する構成となっている。この構成では、コンプライアンス変更のタイミングは、インクジェットヘッド５が端側領域Ａ２に移動してきたときであって、そのタイミングが固定されており、変更タイミングを自由に変えることができない。これに対して、例えば、以下のような構成のコンプライアンス変更部を採用すれば、コンプライアンスの変更タイミングを変えることも可能である。

図１１のコンプライアンス変更部６０Ｃは、ダンパーフィルム２４の、４つのダンパー室２２を覆う部分にそれぞれ配置された４つの金属片７４と、４つのダンパー室２２内にそれぞれ収容された４つの電磁石７５と、４つの電磁石７５にそれぞれ通電する通電回路７６とを備えている。制御装置９は、通電回路７６から４つの電磁石７５への通電を制御する。通電回路７６から電磁石７５への通電が行われると、各電磁石７５から磁束が発生し、ダンパーフィルム２４に設けられた金属片７４が電磁石７５に引き寄せられる。これにより、ダンパーフィルム２４の変形が抑制されるため、ダンパー室２２のコンプライアンスが小さくなる。尚、図１１の形態では、コンプライアンス変更部６０Ｃが、サブタンク４に設けられているため、サブタンク４の位置に関係なく、ダンパー室２２のコンプライアンスを自由に変更することができる。つまり、制御装置９が、通電回路７６への通電タイミングを制御することで、コンプライアンスの変更タイミングを調整できるということである。

図１１のようなコンプライアンス変更部６０Ｃを採用すれば、例えば、以下のようなタイミングで、コンプライアンスの変更を行うことも可能である。

（ａ）インクジェットヘッド５は、１回のパスにおいて、常に、記録用紙１００と対向する図６の吐出領域Ａ１の全域で、インクを吐出するわけではない。印刷する画像データによっては、あるパスにおいては、図６の吐出領域Ａ１の一部範囲においてのみインクを吐出し、他の範囲ではインクを吐出しない場合がある。そのような場合には、１回のパスでのインクの吐出が終了したら、インクジェットヘッド５が端側領域Ａ２まで移動する前であっても、すぐに、コンプライアンスを小さくしてもよい。

具体的には、まず、制御装置９は、ＰＣ等の外部装置から入力された画像データから、各パスについて、吐出領域Ａ１のうちの、実際にインクを吐出するインク吐出範囲を取得する。そして、制御装置９は、各パスにおいて、インクジェットヘッド５が、前記インク吐出範囲内でインクを吐出しながら移動するときには、コンプライアンス変更部６０にコンプライアンス変更は行わせない。その後、インクジェットヘッド５が前記インク吐出範囲を過ぎたときには、制御装置９は、コンプライアンス変更部６０Ｃ（通電回路７６）を制御して、ダンパー室２２のコンプライアンスを低くする。

尚、先の実施形態でも説明したように、インクジェットヘッド５のノズル４４からインクを吐出させる際には、ドライバＩＣ５３は、圧電アクチュエータ３１へ駆動パルス信号を供給し、圧電アクチュエータ３１を駆動する。一方、インクジェットヘッド５がインクの吐出を休止している間は、圧電アクチュエータ３１を駆動する必要がなく、ドライバＩＣ５３から圧電アクチュエータ３１へ駆動パルス信号を供給しない。言い換えれば、上記の変更形態において、ドライバＩＣ５３が圧電アクチュエータ３１へ駆動パルス信号を供給する期間が、本発明の「吐出期間」であり、吐出期間の間にあって、ドライバＩＣ５３が圧電アクチュエータ３１へ駆動パルス信号を供給しない期間が、本発明の「吐出休止期間」である。

（ｂ）図１に示すように、ダンパー室２２を有するサブタンク４は、チューブ１６によってカートリッジホルダ６（本発明の液体供給部）と接続されており、このサブタンク４はインクジェットヘッド５と一体的に走査方向に移動する。この構成においては、インクジェットヘッド５が、端側領域Ａ２においてその移動方向を反転する際に、チューブ１６とサブタンク４との間で、慣性によるインクの出入りが生じる。そして、このインクの移動によって、サブタンク４内のインク圧力が変動する。そのため、吐出期間から吐出休止期間に移行したときにサブタンク４のコンプライアンスを低下させた場合でも、吐出休止期間の中でインクジェットヘッド５が移動方向を反転する際には、反転による圧力変動を早期に吸収できるように、再度、コンプライアンスを大きくすることが好ましい。

即ち、１回のパスにおいて、インクジェットヘッド５のインクの吐出が終了すると、コンプライアンス変更部６０によって、一旦、ダンパー室２２のコンプライアンスを低下させる。さらに、インクジェットヘッド５の移動方向が反転する際には、再び、コンプライアンスを大きくする。具体的には、インクジェットヘッド５が、図６の吐出領域Ａ１から端側領域Ａ２に移動した直後にはコンプライアンスを小さくし、さらに進んで反転位置に到達する直前には、コンプライアンスを逆に大きくして、反転時に生じるインク圧力変動を効果的に吸収させる。

３］前記実施形態では、インクジェットヘッド５の一方向へのパスと他方向へのパスの、両方でインクを吐出させる、いわゆる、双方向印字において本発明を適用した例を説明した。これに対して、インクジェットヘッド５の一方向へのパスにおいてのみ、インクを吐出させ、他方向へのパスではインクを吐出させない、いわゆる、片方向印字でも本発明を適用可能である。この場合は、前記一方向へのパスでインクを吐出する期間が、本発明の「吐出期間」に相当し、前記一方向へのパスの間の、インクを吐出しない前記他方向へのパスを含む期間が、本発明の「吐出休止期間」となる。

４］複数枚の記録用紙１００に対して続けて印刷を行う場合に、２枚の記録用紙１００の印刷の間の期間において、コンプライアンスを低くすることも可能である。この形態では、２枚の記録用紙１００の各々を印刷する期間が、本発明の「吐出期間」に相当し、２枚の記録用紙１００の印刷の間の期間、即ち、印刷を終えた記録用紙１００の排紙や、次に印刷する印刷用紙の給紙を行う期間が、本発明の「吐出休止期間」に相当する。

５］前記実施形態のプリンタ１は、インクジェットヘッド５が走査方向に移動しながら、記録用紙１００に対してインクを吐出する、いわゆる、シリアルタイプのプリンタである。これに対して、搬送される記録用紙１００の幅方向に配列された複数のノズルを有する、ライン型のインクジェットヘッドを備えた、いわゆる、ラインプリンタに対しても本発明を適用できる。例えば、ライン型のインクジェットヘッドによって、複数枚の記録用紙１００に対して連続的に印刷を行う場合に、２枚の記録用紙１００の印刷の間の、吐出休止期間において、インクジェットヘッドとカートリッジホルダの間に設けられたダンパー部のコンプライアンスを小さくする。

以上、説明した前記実施形態及びその変更形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を噴射して、基板表面に導電パターンを形成する液体吐出装置にも、本発明を適用することは可能である。この場合、基板が、本発明の「被吐出媒体」に相当する。

１ インクジェットプリンタ
４ サブタンク
５ インクジェットヘッド
６ カートリッジホルダ
９ 制御装置
１２ インクカートリッジ
１６ チューブ
２２ ダンパー室
２４ ダンパーフィルム
３１ 圧電アクチュエータ
４４ ノズル
５３ ドライバＩＣ
６０ コンプライアンス変更部
６１ 接触ローラ
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ コンプライアンス変更部
１００ 記録用紙

Claims (6)

1. 複数のノズルを有し、液体供給部から供給される液体を被吐出媒体に向けて液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドと前記液体供給部との間に設けられたダンパー部と、
   前記ダンパー部のコンプライアンスを変化させるコンプライアンス変更部と、
   を備え、
   前記コンプライアンス変更部は、
   前記液体吐出ヘッドが前記被吐出媒体へ向けて液体を吐出する吐出期間における、前記ダンパー部のコンプライアンスよりも、前記吐出期間の間の吐出休止期間における前記ダンパー部のコンプライアンスが小さくなるように、前記吐出期間と前記吐出休止期間との間で前記コンプライアンスを変化させることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記液体吐出ヘッドは、前記被吐出媒体に対して所定の走査方向に往復移動可能であり、
   さらに、前記液体吐出ヘッドは、前記走査方向における１回のパスの間に前記被吐出媒体に対して液体を吐出するとともに、前記パスを複数回繰り返し、
   前記コンプライアンス変更部は、
   前記液体吐出ヘッドが、前記走査方向における１回のパスでの液体吐出を終えたときに、前記ダンパー部のコンプライアンスを減少させることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記コンプライアンス変更部は、
   前記液体吐出ヘッドが、前記走査方向における１回のパスにおいて、前記複数のノズルが前記被吐出媒体と対向する位置から、前記複数のノズルが前記被吐出媒体と対向しない位置まで移動したときに、前記ダンパー部のコンプライアンスを減少させることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記ダンパー部は、前記液体吐出ヘッドと一体的に前記走査方向に移動し、
   前記ダンパー部は、前記液体吐出ヘッド内の液体流路に連通するダンパー室と、前記ダンパー室を覆うダンパー膜とを有し、
   前記コンプライアンス変更部は、
   前記走査方向における１回のパスでの、前記液体吐出ヘッドの移動範囲のうちの、端側領域に設置された接触部材を有し、
   前記液体吐出ヘッドが前記移動範囲の前記端側領域に到達したときに、前記接触部材が前記ダンパー部の前記ダンパー膜に接触することを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置。
5. 前記ダンパー部は、前記液体供給部とチューブで接続され、且つ、前記液体吐出ヘッドと一体的に前記走査方向に移動し、
   前記コンプライアンス変更部は、
   前記液体吐出ヘッドが、前記走査方向における１回のパスの間での液体吐出を終えたときに、前記ダンパー部のコンプライアンスを減少させ、
   さらに前記液体吐出ヘッドが移動して、その移動方向を反転する際に、前記ダンパー部のコンプライアンスを増加させることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置。
6. 前記液体吐出ヘッドは、前記複数のノズル内の液体にそれぞれ吐出エネルギーを付与するエネルギー付与部と、前記エネルギー付与部を駆動する駆動装置とを備え、
   前記吐出期間は、前記駆動装置が、前記エネルギー付与部に対して、前記エネルギー付与部を作動させるための駆動信号を供給する期間であり、
   前記吐出休止期間は、前記駆動装置が、前記エネルギー付与部に対して、前記駆動信号を供給しない期間であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。

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