特開 2024-177831 インクジェット記録装置及びインクジェットヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024177831

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】インクジェット記録装置及びインクジェットヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20241217BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 501

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096190

(22)【出願日】2023-06-12

(71)【出願人】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕介

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EC16

2C056EC32

2C056FA09

2C056FB07

2C056KB16

2C056KB19

2C056KB35

(57)【要約】

【課題】高周波、高振幅の振動条件であっても流路内のインクの圧力変動を好適に低減できるインクジェット記録装置及びインクジェットヘッドを提供すること。
【解決手段】インクを吐出するインクジェットヘッドと、インク供給源からインクジェットヘッド内を通り、インクジェットヘッドにインクを供給するとともにインクを排出するように構成されるインク流路と、有し、インク流路に、インクの流れ方向に対して正の向きの延長方向に延びる第１の連結部を介して接続され、且つ、正の向きの延長方向に配置される第１の空気保持部と、インク流路に、流れ方向に対して負の向きの延長方向に延びる第２の連結部を介して接続され、且つ、負の向きの延長方向に配置される第２の空気保持部とを備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクを吐出するインクジェットヘッドと、
インク供給源から前記インクジェットヘッド内を通り、前記インクジェットヘッドにインクを供給するとともに前記インクを排出するように構成されるインク流路と、
有し、
前記インク流路に、インクの流れ方向に対して正の向きの延長方向に延びる第１の連結部を介して接続され、且つ、前記正の向きの延長方向に配置される第１の空気保持部と、
前記インク流路に、前記流れ方向に対して負の向きの延長方向に延びる第２の連結部を介して接続され、且つ、前記負の向きの延長方向に配置される第２の空気保持部と、
を備える、
インクジェット記録装置。

【請求項2】

前記第１及び第２の空気保持部は、前記インク流路において前記インクジェットヘッドから前記インクを排出するインク排出流路に設けられている、
請求項１記載のインクジェット記録装置。

【請求項3】

前記第１及び第２の連結部の断面積は、前記第１及び第２の連結部の夫々が接続する前記インク流路の接続部の断面積より小さい、
請求項１記載のインクジェット記録装置。

【請求項4】

前記第１及び第２の連結部の延長方向は、前記インクの流れ方向に対して±３０°以下の角度である、
請求項１記載のインクジェット記録装置。

【請求項5】

前記第１及び第２の連結部は、前記第１及び第２の空気保持部と、鉛直上向き方向に連結されている、
請求項１記載のインクジェット記録装置。

【請求項6】

前記第１及び第２の空気保持部は、前記第１及び第２の空気保持部が鉛直下向き方向に接続される前記第１及び第２の連結部に向かって下る傾斜面を含む、
請求項１記載のインクジェット記録装置。

【請求項7】

インク滴を吐出するノズルと、
インク供給源に接続されるとともに前記ノズルを通るように構成され、前記ノズルに前記インク供給源からのインクを供給するとともに、前記インクを排出するインク流路と、
前記インク流路に、インクの流れ方向に対して正の向きの延長方向に延びる第１の連結部を介して接続され、且つ、前記正の向きの延長方向に配置される第１の空気保持部と、
前記インク流路に、前記流れ方向に対して負の向きの延長方向に延びる第２の連結部を介して接続され、且つ、前記負の向きの延長方向に配置される第２の空気保持部と、
を備える、
インクジェットヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させることによって記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。
インクジェット記録装置では、インク供給用ポンプによる脈動や、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジのスキャン動作に伴う加減速や振動により、インクジェットヘッドへ供給されるインク圧力が変動する。インク圧力の変動が生じることにより、インクジェットヘッドのノズルのインクメニスカス位置がずれて濃度むらが発生し、吐出しにくくなるという問題がある。

【0003】

インクの圧力変動を低減するために、特許文献１－４に示すような空気ダンパを備えるインクジェット記録装置が知られている。これら特許文献１－４に示すインクジェット装置における空気ダンパは、インク流路上に、空気を保持可能な空気保持部を有し、この空気保持部において空気の膨張或いは収縮作用を用いて、インクジェットヘッドに流れるインク圧力の変動を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１１４７３７号公報

【特許文献2】特開平０２－０９５８６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、インクジェットの用途が多様化する中で、インクジェットヘッドの使用環境はより厳しくなり、急激な加減速や多軸方向の移動、振動や衝撃等による外乱により従来にない高周波、高振幅の振動を受ける条件下での使用が求められている。

【0006】

従来の空気ダンパでは、衝撃等によりインク流路内で生じるインクの圧力変動（動圧影響）のうち、インクのインクジェットヘッドへの供給方向に対して正負どちらか一方向への移動による圧力変動（動圧影響）を低減するものであった。このため、従来にない高周波、高振幅の振動を受ける条件下で用いられる場合、インク流路内に発生する圧力変動を十分に抑制できないという問題があった。

【0007】

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、高周波、高振幅の振動条件であっても流路内のインクの圧力変動を好適に低減できるインクジェット記録装置及びインクジェットヘッドを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前述した課題を解決する主たる本開示は、
インクを吐出するインクジェットヘッドと、
インク供給源から前記インクジェットヘッド内を通り、前記インクジェットヘッドにインクを供給するとともに前記インクを排出するように構成されるインク流路と、
有し、
前記インク流路に、インクの流れ方向に対して正の向きの延長方向に延びる第１の連結部を介して接続され、且つ、前記正の向きの延長方向に配置される第１の空気保持部と、
前記インク流路に、前記流れ方向に対して負の向きの延長方向に延びる第２の連結部を介して接続され、且つ、前記負の向きの延長方向に配置される第２の空気保持部と、
を備えるインクジェット記録装置である。

【0009】

また、前述した課題を解決する主たる本開示は、
インク滴を吐出するノズルと、
インク供給源に接続されるとともに前記ノズルを通るように構成され、前記ノズルに前記インク供給源からのインクを供給するとともに、前記インクを排出するインク流路と、
前記インク流路に、インクの流れ方向に対して正の向きの延長方向に延びる第１の連結部を介して接続され、且つ、前記正の向きの延長方向に配置される第１の空気保持部と、
前記インク流路に、前記流れ方向に対して負の向きの延長方向に延びる第２の連結部を介して接続され、且つ、前記負の向きの延長方向に配置される第２の空気保持部と、
を備えるインクヘッドである。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、高周波、高振幅の振動条件であっても流路内のインクの圧力変動を好適に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す側面図

【図2】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の正面図

【図3】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置のヘッドユニットの構成を示す模式図

【図4】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の主要な機能構成を示すブロック図

【図5】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置においてエアダンパ部を有するインク循環装置の要部構成を示す模式図

【図6】インクが正方向に流れるエアダンパ部の拡大模式図

【図7】インクが負方向に流れるエアダンパ部の拡大模式図

【図8】本発明の一実施のインクジェット記録装置におけるエアダンパ部の変形例を示す図

【図9】本発明の一実施のインクジェット記録装置の変形例の概略構成を示す図

【図10】本発明の一実施のインクジェットヘッドの概略構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0013】

［インクジェット記録装置の全体構成］
以下、図１～図４を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置１の構成について説明する。

【0014】

図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置１の全体構成を示す側面図であり、図２は、同インクジェット記録装置の正面図である。

【0015】

インクジェット記録装置１は、例えば、多軸ロボットアームを用いて、インクの吐出により立体物等の対象物に着色、描画等を行う描画装置に用いられてもよい。インクジェット記録装置１は、複数のインクジェットヘッド２４０を有するヘッドユニット２４と、ヘッドユニット２４を保持するロボットアーム５と、ピニング装置６と、チャンバー７と、制御部４０（図４参照）と、を主に備える。

【0016】

［ロボットアーム５］
ロボットアーム５は、垂直多関節型のロボットアームであり、ベース（土台）部５１と、関節５３で連結された複数のアーム５２と、サーボモーター（図示省略）と、エンコーダー（図示省略）とを備える。

【0017】

ベース部５１には、基端部側の関節５３を介して複数のアーム５２が連結されており、その先端部５２０で、インクジェットヘッド２４０及びピニング装置６が保持されている。

【0018】

各関節５３は、アーム５２の一端部を揺動可能として他端部を軸支する揺動関節と、アーム５２自身をその長手方向を中心に回転可能に軸支する回転関節とのいずれかから構成される。

【0019】

サーボモーターは、各関節５１に駆動源として設けられており、関節５１毎に連結する複数のアーム５２を回転又は回動する。エンコーダーは、複数のアーム５２のアーム角度をそれぞれ検出する。なお、サーボモーターは制御部４０により制御され、エンコーダーは制御部に接続され、検出結果を制御部４０（図４参照）に出力する。

【0020】

ロボットアーム５は、例えば、六つの関節５３を具備する。ロボットアーム５は、六軸によってその先端部５２０のインクジェットヘッド２４０及びピニング装置６を任意の位置に位置決めでき、任意の姿勢をとらせることができる。

【0021】

よって、ロボットアーム５は、印刷対象物の表面が、例えば、立体的な曲面であっても、ヘッドユニット２４をその曲面上の任意の曲線に沿って走査して描画を行わせることができる。なお、「走査」は、本実施の形態では、ヘッドユニット２４を移動させながら描画を行うことを意味する。

【0022】

なお、ロボットアーム５は、六軸に限らず、一つ、或いは二つ以上の関節を有するものであってもよい。例えば、ロボットアーム５は、七つの関節を有する七軸のものを採用してもよい。７軸以上のもの等を用いる場合など、冗長関節が生じる場合では、インクジェットヘッド２４０及びピニング装置６を任意の位置に位置決めし、任意の姿勢をとらせながら、途中の関節を移動させることができるようになる。これにより、ロボットアーム５は、周囲の他の物体との干渉を回避できるので、インクジェットヘッド２４０及びピニング装置６をより広い範囲で任意の位置に位置決めして、任意の姿勢をとらせることができる。

【0023】

［チャンバー７］
チャンバー７は、ロボットアーム５及び印刷対象物を密閉状態で格納する格納室である。チャンバー７内は、外気を遮断し、防塵、防湿が図られている。チャンバー７の内部には、印刷対象物を載置する作業台７１が設けられている。なお、作業台７１には、印刷対象物を所定の姿勢に保持する治具を設けてもよい。

【0024】

［ヘッドユニット２４］
図３、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置のヘッドユニットの構成を示す模式図であり、具体的には、図３は、ヘッドユニット２４をインクジェットヘッド２４０によるインク吐出方向から見た底面図であり、印刷対象物と対向する面を示している。

【0025】

以下で説明するヘッドユニット２４及びインクジェットヘッド２４０については、便宜上、インクジェットヘッド２４０のノズル２４３の配列方向（Ｘ方向）である描画幅方向を左右方向とし、ノズル２４３の開口部からの吐出方向に垂直となる平面上で左右方向に直交する方向を前後方向（走査方向ともいう）とし、左右方向と前後方向とに直交する方向（吐出方向）を上下方向として説明する。なお、これらの前後左右上下方向は、ヘッドユニット２４をインクジェットヘッド２４０について定めた方向であって、上述したロボットアーム５の説明における前後左右上下方向とは一致しない。

【0026】

ヘッドユニット２４は、複数のインクジェットヘッド２４０を有し、インクジェットヘッド２４０を、その吐出方向を揃えた状態で一体的に保持してユニット化して構成されている。

【0027】

ここでは、ヘッドユニット２４は、図３に示すように、取り付け部材２４４に取り付けられた４つのインクジェットヘッド２４０を有し、取付部材２４４において、左右方向に２つ並んだインクジェットヘッド２４０の列が前後に二本配置されている。

【0028】

ヘッドユニット２４においては、ノズル列のＸ方向についての配置範囲が切れ目なく繋がるようにインクジェットヘッド２４０は配置されている。具体的には、前側の列の各インクジェットヘッド２４０のノズル２４３と後側の列の各インクジェットヘッド２４０のノズル２４３とが前後方向から見て重ならないように、各インクジェットヘッド２４０が千鳥状に配置されている。これにより、ヘッドユニット２４は、ラインヘッドを構成し、左右方向に沿ったラインによる１パス方式の描画を行う。なお、インクジェットヘッド２４０の並び数や列数は、一例であり、上記記載に限定されない。

【0029】

［インクジェットヘッド２４０］
インクジェットヘッド２４０の各々には、インクを貯留する圧力室（図示せず）と、圧力室の壁面に設けられた圧電素子（図示せず）と、ノズル２４３とを各々有する複数の画像形成素子が設けられている。この画像形成素子は、圧電素子を変形動作させる駆動信号が入力されると、圧電素子の変形により圧力室が変形して圧力室内の圧力が変化し、圧力室に連通するノズル２４３からインクを吐出する。なお、本実施形態では、取付部材２４４におけるノズル２４３の列数が２列である例について説明するが、ノズル２４３の一列における並び数や列数や配置は適宜変更可能であり、例えば、列数は、１列、４列、６列等、３列以上のいずれかであってもよい。

【0030】

インクジェットヘッド２４０は、インクジェットヘッド２４０内に貯留されるインクを加熱するインク加熱部（図示せず）を有することで加熱されてゲル状になるゲルインクなどにも用いることが出来る。

【0031】

[ピニング装置（照射部）６]
ピニング装置６は、ヘッドユニット２４と共にロボットアーム５の先端部に保持されており、インクジェットヘッド２４０から吐出後のインクを増粘する。ピニング装置６は、例えば、インクジェットヘッドから吐出後のインクに、赤外線光（特に、近赤外線：波長０．７～２．５［μｍ］程度）、紫外線光（波長１０～４００［ｎｍ］程度）、エキシマ発光等のいずれかのエネルギー線照射を行う照射装置を有する。

【0032】

ピンニング装置６は、インクにエネルギー線を照射することで、インクを被描画体の表面上で増粘させる。なお、ピニング装置６は、各種のエネルギー線の照射装置である場合に限られず、吐出されたインクを加熱する加熱装置であってもよい。ピンニング装置６が加熱装置である場合、インクを加熱する熱源となるヒーター素子と、ヒーター素子で加熱された高温空気をインクの付着位置に吹き付けるファン等の送風部とを備える構成とすることが好ましい。これにより印刷対象物の表面上のインクに対して集中的に高温空気を当てて迅速な乾燥を行うことによりインクを効果的に固着できる。

【0033】

図４は、本実施形態に係るインクジェット記録装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。本実施形態に係るインクジェット記録装置１は、制御部４０と、ヘッドユニット駆動部３と、ロボットアーム５と、ピニング装置６と、インク供給部１００とを備える。

【0034】

制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２、ＲＯＭ（Read Only Memory）４３及び記憶部４４を有し、記録装置１の全体動作を統括制御する。なお、ＣＰＵは、ＲＯＭ等の記憶装置から処理内容に応じた各種のプログラムやデータ等を読み出して実行し、実行された処理内容に応じてインクジェット記録装置１の各部の動作を制御する。ＲＡＭは、ＣＰＵにより処理される各種のプログラムやデータ等を一時的に記憶する。ＲＯＭは、ＣＰＵ等により読み出される各種のプログラムやデータ等を記憶する。

【0035】

制御部４０は、印刷対象物に対する描画を実行するための基本的な制御として、印刷対象物の表面形状及び描画を行う範囲を定めた三次元データに基づいて、当該描画を行う範囲に描画を行う動作制御が実行される。この印刷対象物の表面形状及び描画を行う範囲を定めた三次元データは、予め用意されたものであってもよいし、測距装置（図示省略）に検出されたものであってもよい。

【0036】

具体的には、ヘッドユニット駆動部３、インク供給部１００を駆動して、ヘッドユニット２４の各ノズル２４３からインクを吐出させるとともにピニング装置６で近赤外線の照射を行いつつ、ロボットアーム５を動作制御してインクジェットヘッド２４０を前方又は後方へ走査する。インクジェットヘッド２４０の走査、つまり、ヘッドユニット２４の走査は、左右方向にヘッドユニット２４の位置を変えつつ繰り返し行ってもよい。

【0037】

また、例えば、制御部４０は、印刷対象物の表面形状の三次元データを取得して、ロボットアーム５の座標系に印刷対象物の表面の座標が展開可能である場合、印刷対象物の表面位置座標に基づいて各ノズル２４３から印刷対象物の表面までの距離が適正な吐出距離を維持するように制御してもよい。

【0038】

この制御によれば、各ノズル２４３から印刷対象物の表面までの適正な距離を測定する装置、例えば、ＬｉＤＡＲ（Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）のような二次元又は三次元計測装置が不要となる。

【0039】

一方この三次元計測装置としての測距装置を有する構成であれば、測距装置により、各ノズル２４３から前方の印刷対象物の表面までの距離を所定の（適正な）吐出距離に維持して吐出を行うようにロボットアーム５の制御できる。これにより、ロボットアーム５の制御は、制御部４０により、測距装置の検出による印刷対象物の表面の距離と、ロボットアーム５の座標系に展開された印刷対象物の表面の座標とを照合し、両方を利用して行うことができる。

【0040】

ヘッドユニット駆動部３は、制御部４０の制御に基づいてヘッドユニット２４の画像形成素子に対して適切なタイミングで描画する画像データ（例えば、三次元データ）に応じた駆動信号を供給する。これにより、ヘッドユニット２４は、ノズル２４３から三次元データの画素値に応じた量のインクを吐出する。

【0041】

［インク供給部１００］
インク供給部１００は、例えば、メインタンクに接続されるインク貯留部１２０（図５参照）に貯留されたインクを、ヘッドユニット２４に設けられた複数のインクジェットヘッド２４０の夫々に対して供給する。インク供給部１００は、制御部４０からの制御信号に従って、各部を用いて、複数のインクジェットヘッド２４０のそれぞれに対するインクの供給量を調整する。

【0042】

［インク供給部１００の構成］
図５は、本実施形態に係るインクジェット記録装置におけるインク供給部１００の要部構成を示す図である。なお、図５では、説明の便宜として、１つのインクジェットヘッド２４０のみを示しているが、１つのヘッドユニット２４には、複数（ここでは、図３に示すように４つ）のインクジェットヘッド２４０が設けられている。

【0043】

インク供給部１００は、インク貯留部１２０、インク流路４００（インク供給流路４１０、インク排出流路４２０）、インクジェットヘッド２４０、エアダンパ部３００、廃液部１６０を備えている。なお、インク流路４００は、インクを循環させる循環流路として用いられることが好ましい。その場合、図５に示す構成において、廃液部１６０に戻り管１７０を連通するように取り付けて、ポンプ等の吸引装置等を用いて、インクを廃液部１６０から戻り管１７０を介してインク貯留部１２０（メインタンク或いはサブタンク）に戻す構成にする。インク流路４００は、例えば、ホースやパイプで形成された配管によって構成されている。

【0044】

＜インク流路４００＞
インク流路４００は、インク供給流路４１０、インク排出流路４２０（第１流路４３０、第２流路４４０、第３流路４５０）により連続し、一方向で、正方向でインクを流す一本の流路を構成する。この流路上に、インクジェットヘッド２４０（具体的にはノズル２４３が連続する圧力室）、廃液部１６０の他、エアダンパ部３００が配設された状態に構成されている。

【0045】

インク供給流路４１０は、インク流路４００においてインクジェットヘッド２４０の上流側の流路であり、インクをインク貯留部１２０からインクジェットヘッド２４０（インクジェットヘッド２４０内の圧力室）に供給する。インク供給流路４１０は、インク貯留部１２０とインクジェットヘッド２４０とを連通する管部により構成される。

【0046】

インク排出流路４２０は、インク流路４００においてインクジェットヘッド２４０の下流側の流路である。なお、インク排出流路４２０は、便宜上、第１流路４３０、第２流路４４０、第３流路４５０に分けて説明するが、１本の流路を構成する管体により構成されている。

【0047】

排出流路４２０上（排出流路４２０途中）には、エアダンパ部３００が配設される。排出流路４２０は、加圧メンテナンスによってノズル２４３から排出されずに残ったインクを、第１流路４３０、エアダンパ部３００内の第２流路４４０及び第３流路４５０を介して廃液部１６０に排出する。なお、第３流路４５０は、エアダンパ部３００と廃液部１６０とを接続する。廃液部１６０は、ノズル２４３で吐出されなかったインクを貯留する。

【0048】

＜インク貯留部１２０＞
インク貯留部１２０は、インクを貯留しておくための容器である。インク貯留部１２０は、メインタンクとインクジェットヘッド２４０に連通して配置され、インクジェットヘッド２４０で吐出されないインクの一部又は全てを回収、循環させるために用いられてもよい。なお、インク貯留部１２０は、メインタンクとしてもよい。

【0049】

インク貯留部１２０に貯留されているインクは、インク供給流路４１０を介してインクジェットヘッド２４０に供給される。この際、インク貯留部１２０に貯留されているインクは、インクジェットヘッド２４０に供給される。

【0050】

インク貯留部１２０は、例えば、密閉状態で配設されており、内部に所定量の空気層を残した状態でインクを貯留している。空気層は、インクジェットヘッド２４０のノズル背圧の負圧よりも、高い負圧状態が維持されるように、図示しないポンプによって吸引された状態で配されるようにしてもよい。なお、ポンプは、インクジェットヘッド２４０の背圧制御ポンプとして機能してもよい。

【0051】

ポンプは、インク貯留部１２０内の空気層を加減圧することによりインクジェットヘッド２４０の背圧を調整したり、インク供給流路４１０内の圧力を制御したりすることができる。このポンプは、制御部４０により、インクジェットヘッド２４０の圧力、つまり、インクジェットヘッド２４０のノズル２４３開口部の圧力（メニスカス圧）が、当該インクジェットヘッド２４０の推奨メニスカス圧範囲に収まるように制御される。

【0052】

インクジェットヘッド２４０は、インク供給流路４１０に接続された圧力室に繋がるノズル２４３からインクを吐出し、加圧メンテナンスによってノズル２４３により吐出されなかった圧力室における吐出後のインクは、インク排出流路４２０を流れて廃液部１６０に排出する。

【0053】

＜エアダンパ部＞
エアダンパ部３００は、インク流路４００上に配置され、インク流路４００内で変動するインクの圧力変動、具体的には、インク流路４００内でのインクの流れの正方向及び負方向に発生する圧力変動（動圧影響）を低減する。

【0054】

エアダンパ部３００は、インク流路４００においてインクジェットヘッド２４０の下流側のインク排出流路４２０に配設されている。エアダンパ部３００は、その機能上、インクジェットヘッド２４０に対して近い位置に配置することが好ましく、圧力室（図示省略）からの流路の長さが極力短くなるように、先端部５２０に配置されている。

【0055】

図６は、インクが正方向に流れるエアダンパ部の拡大模式図であり、図７は、インクが負方向に流れるエアダンパ部の拡大模式図である。

【0056】

エアダンパ部３００は、インク排出流路４２０が挿通するダンパ本体３１０と、インク流路４００に接続する第１の空気保持室（空気保持部）３２０及び第２の空気保持室（空気保持部）３３０と、第１の連結部３４０、第２の連結部３６０とを有する。

【0057】

ダンパ本体３１０には、インク排出流路４２０を構成する第２流路４４０が挿通されている。この第２流路４４０に、第１の連結部３４０を介して第１の空気保持室３２０が接続され、第２の連結部３６０を介して第２の空気保持室３３０が接続されている。

【0058】

第１の空気保持室（第１の空気保持部）３２０は、第２流路４４０において、第２流路４４０のインク流れ方向に対して正の向きの延長方向に配置されている。

【0059】

第１の空気保持室３２０は、第２流路４４０（インク流路４００）を正の方向に発生するインクの圧力を低減する。第１の空気保持室３２０は、底面３２２の開口部３２４を介して第１の連結部３４０に接続された密閉空間である。底面３２２は開口部３２４に向かって下る下り勾配の傾斜面で構成されている。

【0060】

すなわち、第１の空気保持部である空気保持室３２０は、第１の空気保持部が鉛直下向き方向に接続される第１の連結部３４０に向かって下る傾斜面を含む。この傾斜面は、第１の空気保持室３２０に対する加圧メンテナンス時において、インクは傾斜面を流れるので、一時的に流入したインクの排出を容易に行うことができる。これにより、第１の空気保持室３２０の長寿命化を図ることができる。

【0061】

第１の連結部３４０は、第２流路４４０からインクの流れの正の向きの延長方向に延びる管状部であり、第２流路４４０に対して第２流路４４０からインクの流れの正方向に分岐して第１の空気保持室３２０を接続している。

【0062】

第１の連結部３４０の断面積は、第２流路４４０の断面積よりも小さくなるように形成されている。すなわち、第１の連結部３４０の断面積は、第１の連結部３４０が接続するインク流路である第２流路４４０の接続部の断面積より小さい。これにより、エアダンパ部３００まわりのインクが循環される際、第１の空気保持室３２０へのインクの流れ込みを低減し、第１の空気保持室３２０内におけるインクへの空気の溶け込みが抑制され、第１の空気保持室３２０の長寿命化を図ることができる。

【0063】

第１の連結部３４０は、第１の空気保持室３２０と、鉛直上向き方向に連結されており、この構成からも、第１の空気保持室３２０へのインクの流れ込みを低減し、第１の空気保持室３２０内におけるインクへの空気の溶け込みを抑制している。

【0064】

第２の空気保持室（第２の空気保持部）３３０は、第２流路４４０において、第２流路４４０のインク流れ方向に対して負の向きの延長方向に配置されている。

【0065】

第２の空気保持室３３０は、図７に示すように、第２流路４４０（インク流路４００）を負の方向に発生するインクの圧力を低減する。第２の空気保持室３３０は、底面３３２の開口部３３４を介して第２の連結部３６０に接続された密閉空間である。

【0066】

底面３３２は開口部３３４に向かって下る下り勾配の傾斜面で構成されている。すなわち、第２の空気保持部である空気保持室３３０は、空気保持室３３０が鉛直下向き方向に接続される第２の連結部３６０に向かって下る傾斜面を含む。この傾斜面は、第１の空気保持室３２０の傾斜面である底面３２２と同様に、第２の空気保持室３３０に対する加圧メンテナンス時において、インクが傾斜面を流れるので、一時的に流入したインクの排出を容易に行うことができる。これにより、第２の空気保持室３３０の長寿命化を図ることができる。この傾斜面により、第２の空気保持室３３０の内部へのインクの流れ込みを低減することができ、第２の空気保持室３３０の長寿命化が図られている。

【0067】

第２の連結部３６０は、第２流路からインクの流れの負の向きの延長方向に延びる管状部であり、第２流路４４０に対して第２流路４４０からインクの流れの負方向に分岐して第２の空気保持室３３０を接続している。

【0068】

第２の連結部３６０の断面積は、第２流路４４０の断面積、つまり、インク供給流路４１０の断面積よりも小さくなるように形成されている。すなわち、第２の連結部３６０の断面積は、第２の連結部３６０が接続するインク流路である第２流路４４０の接続部の断面積より小さい。これにより、エアダンパ部３００まわりのインクが循環される際、第２の空気保持室３３０へのインクの流れ込みを低減し、第２の空気保持室３３０内におけるインクへの空気の溶け込みが抑制され、第２の空気保持室３３０の長寿命化を図ることができる。

【0069】

第２の連結部３６０は、第２の空気保持室３３０と、鉛直上向き方向に連結されており、この構成からも、第２の空気保持室３３０へのインクの流れ込みを低減し、第２の空気保持室３６０内におけるインクへの空気の溶け込みを抑制している。

【0070】

なお、第１の空気保持室３２０及び第２の空気保持室３３０は、開閉可能な開口弁を有してもよい。これにより、各空気保持室３２０、３３０の内部空気が減少している場合、第１の空気保持室３２０及び第２の空気保持室３３０に対して、メンテナンス時に、開口弁を介して内部のエアを加圧により補充、内部インクの除去等を行うことができる。

【0071】

＜エアダンパ部３００の動作＞
インクジェット記録装置１のインク流路４００を流れるインクに発生する圧力としては、一般的に、単位体積当りの圧縮エネルギーである静圧に加えて、単位体積当りの運動エネルギーである動圧が知られている。動圧は、流体が運動している間は圧力にはなり得ないが運動を遮るとそこで圧力に変わるものである。インクジェット記録装置１では、動圧として、急激な加減速や多軸方向の移動、振動や衝撃等による外乱により、インクが流路内を移動することによって生じる圧力変動が発生する。

【0072】

インク流路４００内でのインクの移動（インクの流れ）は、インク供給方向である正方向と、逆方向の負の方向がある。

【0073】

先端部５２０に加わる衝撃等の外乱によりインク流路４００に加わる高周波・高振幅の振動によって、インク流路４００では、正方向のインクの圧力変動と、負方向のインクの圧力変動とが生じる場合がある。

【0074】

正方向の圧力変動が発生すると、エアダンパ部３００では、図６に示すように、インク流路４００の第２流路４４０に、インク流路４００内のインクの流れの正方向に延びる第１の連結部３４０を介して接続された第１の空気保持室３２０により低減される。

【0075】

また、負方向の圧力変動が発生すると、エアダンパ部３００では、図７に示すように、インク流路４００の第２流路４４０に、インク流路４００内のインクの流れの負方向に延びる第２流路４４０を介して接続された第２の連結部３６０を介して第２の空気保持室３３０により低減される。

【0076】

このようにエアダンパ部３００では、インク流路４００（第２流路４４０）においてインクの流れの正方向或いは負の方向に分岐して第１及び第２の空気保持室３２０、３３０が設けられている。

【0077】

これより、衝撃等によって先端部５２０に高周波、高振幅の外乱が加わることで、高周波、高振幅の加速度が加わるインク流路４００内に生じる圧力変動（動圧の影響による）を低減できる。このように、先端部５２０に、高周波・高振幅の外乱による振動が加わる場合でも、インク流路４００内の圧力変動を低減して、インクジェットヘッド２４０のノズル２４３のメニスカスが壊れることを抑制し、吐出状態を安定させることができる。

【0078】

インクジェット記録装置１において、ダンパ部３００は、インク流路４００とインクジェットヘッド２４０に加わる振動周期が１０Ｈｚ未満である場合は勿論のこと、１０Ｈｚ以上でも、有効に用いることができる。

【0079】

この範囲の周期の振動（動圧）がインク流路４００とインクジェットヘッド２４０に加わる場合に発生するインクの圧力変動は、エアダンパ部３００により、低減（減衰）して、インクジェットヘッド２４０おいて安定したインクの吐出を行うことができる。
また、インクジェット記録装置１において、インク流路４００及びインクジェットヘッド２４０に加わる加速度が２Ｇ以上でも、これに対応して有効に用いることができる。

【0080】

この範囲の振動が先端部５２０、インク流路４００に加わる場合でも、エアダンパ部３００によりインク流路４００内のインクの圧力変動を低減できる。

【0081】

なお、先端部５２０の通常のスキャン動作は、最大で周波数０．５Ｈｚ程度であり振幅は１～１．５Ｇ程度である。これらよりも高周波、高振幅の振動を受けても、発生するインクの変動動圧を効果的に低減して、インクジェットヘッド２４０のノズル２４３からインクを安定して吐出させることができる。

【0082】

＜エアダンパ部の変形例＞
図８は、エアダンパ部の変形例の説明に供する要部拡大図である。
図８に示すように、エアダンパ部３００において、第１の連結部３４０及び第２の連結部３６０の第２流路４４０から延びる延長方向の向きは、インクの流れ方向に対して－αで示す－４５°より大きく＋αで示す＋４５°未満であることが好ましい。

【0083】

第１の連結部３４０及び第２の連結部３６０の延長方向の向きが、インクの流れ方向を０°とすると－４５°以下、または、＋４５°以上である場合、インク流路４００で発生するインク等の流体が連結部３４０、３６０を流れにくくなる。これにより、インクの圧力変動は低減しにくくなる。

【0084】

また、更に、第１の連結部３４０及び第２の連結部３６０の延長方向の向きは、－αより大きく＋αより－βで示す－３０°以上＋βで示す＋３０°以下であることが好ましい。このように第１の連結部３４０及び第２の連結部３６０から延びる延長方向が、インクの流れと平行でなくても第１の空気保持室３２０及び第２の空気保持室３３０により同様の効果を奏することができる。

【0085】

なお、本実施の形態のインクジェット記録装置１では、エアダンパ部３００は、インクジェットヘッド２４０の下流の排出流路４２０に配置した構成としたが、これに限らない。エアダンパ部３００は、インクジェットヘッド２４０の上流側の流路、具体的には、インク供給流路４１０に配置されてもよい。

【0086】

＜インクジェット記録装置の変形例＞
図９は、本発明の一実施のインクジェット記録装置の変形例の概略構成を示す図である。図９に示すインクジェット記録装置１Ａは、インクジェット記録装置１の構成において、インク供給部１００Ａは、インク供給流路４１０Ａの上流部４１２と下流部４１４との間にエアダンパ部３００Ａを有する。

【0087】

インクジェット記録装置１Ａでは、先端部５２０Ａのインクジェットヘッド２４０の上流側と下流側の流路の夫々にエアダンパ部３００Ａ、３００を配置しているので、より効果的にインク流路４００内で発生するインクの変動動圧を低減つまり減衰させることができる。

【0088】

また、本実施の形態では、エアダンパ部３００、３００Ａは、インクジェットヘッド２４０に近い位置に配置することが好ましいので、近接する位置、隣接する位置に位置するように、インクジェット記録装置１、１Ａでは、先端部５２０、５２０Ａに設けているが、これに限らない。

【0089】

上述のエアダンパ部３００をインクジェットヘッド２４０に設けた構成としてもよい。

【0090】

＜インクジェットヘッド２４０Ｂ＞
図１０は、本発明の一実施のインクジェットヘッド２４０Ｂの概略構成を示す図である。図１０に示すインクジェットヘッド２４０Ｂは、エアダンパ部３００Ｂを有し、インクジェット記録装置１において、インクジェットヘッド２４０を変更して、エアダンパ部３００外して用いることができる。

【0091】

インクジェットヘッド２４０Ｂは、インクジェットヘッド本体であるヘッド本体２４０２に、インク滴を吐出するノズル２４３と、インク流路４００Ｂと、エアダンパ部３００と同様の構成を有するエアダンパ部３００Ｂとを有する。

【0092】

インク流路４００Ｂは、両端部を外部機器或いは外部部材に接続可能であり、一端がインク供給源（例えば、インク貯留部１２０）に接続されるとともに、ヘッド本体２４０２内の圧力室に接続されている。なお、圧力室にはノズル（ノズル面２４３ａ）が繋がっている。

【0093】

インク流路４００Ｂは、ノズル（ノズル面２４３ａ）にインク供給源からのインクを供給するインク供給路４１０Ｂと、ノズル（ノズル面２４３ａ）からインクを排出するインク排出流路４３０Ｂとを有する。

【0094】

エアダンパ部３００Ｂは、エアダンパ部３００と同様の構成要素を有しており、第１の空気保持室３２０Ｂ、第１の連結部３４０Ｂ、空気保持室３２０Ｂ、第２の連結部３６０Ｂを有する。

【0095】

第１の空気保持室３２０Ｂは、インク流路４００（詳細には第２流路４３０Ｂ）上に、インク流れ方向に対して正の向き（正の方向）の延長方向に配置され、正の向きの延長方向に延びる第１の連結部３４０Ｂを介して接続されている。

【0096】

第２の空気保持室３３０Ｂは、前記インク流路４００（詳細には第２流路４３０Ｂ）上に、インク流れ方向に対して負の向き（負の方向）の延長方向に配置され、負の向きの延長方向に延びる第２の連結部３６０Ｂを介して接続されている。すなわち、インクジェットヘッド２４０Ｂは、インク流路に、インクの流れ方向に対して正の向きの延長方向に配置され、第１の連結部を介して正の向きで連通する第１の空気保持部と、インク流路に、流れ方向に対して負の向きの延長方向に配置され、第２の連結部を介して、負の向きで連通する第２の空気保持部とを備える。

【0097】

これにより、インクジェットヘッド２４０Ｂは、インクジェット記録装置のインク供給部１００においてインクをインクジェットヘッド２４０Ｂに供給する循環流路の一部として用いることで、循環流路内のインクの圧力変動を低減でき、上記インクジェット記録装置１と同様の作用効果をうることができる。

【0098】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本開示に係るインクジェット記録装置によれば、インク供給流路におけるインクの循環動作を停止させた際に、インクジェットヘッドのノズルに形成されたインクのメニスカスが破壊されることを抑制することが可能である。

【符号の説明】

【0100】

１、１Ａ インクジェット記録装置
３ ヘッドユニット駆動部
５ ロボットアーム
６ ピニング装置
７ チャンバー
２４ ヘッドユニット
４０ 制御部
４４ 記憶部
５１ 土台
５２ アーム
５３ 関節
７１ 作業台
１００ インク供給部
１２０ インク貯留部
１６０ 廃液部
１７０ 戻り管
２４０、２４０Ｂ インクジェットヘッド
２４３ ノズル
２４３ａ ノズル面
２４４ 取り付け部材
３００、３００Ｂ エアダンパ部
３１０ ダンパ本体
３２０、３２０Ｂ 第１の空気保持室（空気保持部）
３２２ 底面
３２４、３３４ 開口部
３３０ 第２の空気保持室（空気保持部）
３４０、３４０Ｂ 第１の連通部
３６０、３６０Ｂ 第２の連結部
４００、４００Ｂ インク流路
４１０、４１０Ｂ インク供給流路
４２０ インク排出流路
４２３ ノズル
４３０、４３０Ｂ 第１流路
４４０ 第２流路
４５０ 第３流路
２４０２ ヘッド本体
５２０ 先端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】