液体噴射装置
【課題】複雑な機構を用いることなく圧力調整部における液体の沈降成分を攪拌することができる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】自己封止弁４０を有するプリンターＰＲＴであって、自己封止弁４０は、第２インク収容室４２側に設けられ、連通孔４３からインク流出孔４９へ向かうインクの流れに関し第２インク収容室４２の圧力に応じて、ダイヤフラム部４８と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、ダイヤフラム部４８と接触状態で上記第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な区画壁５１を有するという構成を採用する。
【解決手段】自己封止弁４０を有するプリンターＰＲＴであって、自己封止弁４０は、第２インク収容室４２側に設けられ、連通孔４３からインク流出孔４９へ向かうインクの流れに関し第２インク収容室４２の圧力に応じて、ダイヤフラム部４８と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、ダイヤフラム部４８と接触状態で上記第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な区画壁５１を有するという構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、液体噴射装置としてインクジェット式プリンターが開示されている。
特許文献１のプリンターにおいては、液体噴射ヘッドへのインクの供給圧を調整する自己封止弁の圧力室内の気泡を排出するために、自己封止弁の受圧部をカムによって外力を与えて変位させる機構を備えている。
【０００３】
特許文献２のプリンターにおいては、インク室へは第２のインクタンク、第１のインクタンク、リザーバ部を介してインクが供給され、第２のインクタンクにモーターの駆動によりプロペラを回転させてインクを攪拌する機構を備え、第１のインクタンクと第２のインクタンクの間は、インクの供給圧を調整する手段を介して連通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５４０９号公報
【特許文献２】特開平５−２６１９３４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、上記のようなプリンターにおいて、インクの噴射状態及び条件を常に一定に保つことは、高印字品質を確保するために重要である。そこで、インクカートリッジとインクジェットヘッドとの間を結ぶインク流路に、インクを溜めて圧力を調整する圧力調整部（圧力調整弁やダンパー等）を設ける構成が採用されている。しかしながら、圧力調整部は、その機能によりインクの流通を滞らせるため、顔料が分散したインク等を用いた場合、その溶媒中の成分の沈降が生じ易くなるという問題がある。
【０００６】
特許文献１の自己封止弁の受圧部をカムによって外力を与えて変位させる機構によれば、気泡の排出と共に、沈降成分の攪拌を期待できるが、複雑な機構を必要する。
また、特許文献２のモーターの駆動によりプロペラを回転させてインクを攪拌する機構においても、同様に複雑な機構を必要とする。また、当該攪拌機構を設置するには、少なくともプロペラを収容できる攪拌スペースが必要となり、構成の大型化に繋がるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、複雑な機構を用いることなく圧力調整部における液体の沈降成分を攪拌することができる液体噴射装置を提供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】
上記の課題を解決するために、本発明は、液体貯溜部と液体噴射ヘッドとの間を結ぶ液体流路に設けられ、液体を溜めて圧力を調整する圧力調整部を有する液体噴射装置であって、上記圧力調整部は、上記液体貯溜部側と連通する液体流入孔が形成された液体流入部と、上記液体噴射ヘッド側と連通する液体流出孔が形成されると共に圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部を有する液体収容部と、上記液体流入部と上記液体収容部とを連通させる連通孔と、上記液体収容部側に設けられ、上記連通孔から上記液体流出孔へ向かう液体の流れに関し上記液体収容部の圧力に応じて、上記ダイヤフラム部と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、上記ダイヤフラム部と接触状態で上記第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な壁部と、を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、液体収容部の圧力によるダイヤフラム部の変位により、第１モードにおけるダイヤフラム部と壁部とが非接触状態の第１流路の液体の流れと、第２モードにおけるダイヤフラム部と壁部とが接触状態の第１流路と異なった第２流路の液体の流れとを切り替えて、この液体の流れの変化により液体の沈降成分を攪拌させることができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引装置を備えており、上記吸引装置の吸引により所定圧力に達したときに、上記流れが上記第２モードに切り替わるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、液体噴射ヘッドから液体を強制的に吸引するクリーニング時において第２モードに切り替えて、連通孔から液体流出孔へ向かう液体の流れを変化させる。これにより、液体噴射ヘッドから液体を噴射する通常時においては、第１モードにおける液体の流れを保ち、当該切り替えに伴う圧力調整機能への影響を回避させることができる。
【００１０】
また、本発明においては、上記壁部は、少なくとも上記連通孔と上記液体流出孔との間に設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第１モードから第２モードに切り替わったとき、第１流路と異なり第２流路では、連通孔と液体流出孔との間に設けられた壁部を迂回する液体の流れが形成されるため、連通孔と液体流出孔とを結ぶ直線的な範囲だけでなく、より広い範囲に液体の流れを形成し、液体の沈降成分を効率よく攪拌させることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記第２流路の入口部は、上記液体収容部の底部に向けて開口するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第２モードのときに、液体収容部の底部に溜まった沈降成分の攪拌を好適に行うことができる。
【００１２】
また、本発明においては、上記第２流路の入口部は、上記連通孔に向けて開口するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第２モードのときに、連通孔と第２流路とが略連続的に繋がるため、液体の流れを明確化することができる。
【００１３】
また、本発明においては、上記第２流路は、上記連通孔と上記液体流出孔との間において上記液体収容部の底部と天部とを経由して形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第２モードのときに、液体収容部の底部に溜まった沈降成分だけでなく、液体収容部の天部に溜まった気泡も液体の流れに乗せて排出することができる。
【００１４】
また、本発明においては、上記壁部は、上記液体収容部の外形を形成する第２の壁部に沿って設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、液体の沈降成分や気泡が溜まり易い液体収容部の外形を形成する第２の壁部に沿って壁部を設けることで、第２モードのときに、壁部と第２の壁部との間に第２流路の液体の流れを形成し、液体の沈降成分の攪拌、気泡の排出を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態におけるプリンターを示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるインク供給機構のインク流路を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態における自己封止弁を示す側面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】本発明の実施形態におけるクリーニング時の自己封止弁を示す側面図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図７】本発明の一別実施形態における区画壁の構成を示す図である。
【図８】本発明の一別実施形態における区画壁の構成を示す図である。
【図９】本発明の一別実施形態における区画壁の構成を示す図である。
【図１０】本発明の一別実施形態におけるダンパーの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る液体噴射装置の各実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る液体噴射装置として、インクジェット式プリンター（以下、プリンターと称する）を例示する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態におけるプリンターＰＲＴを示す平面図である。
図１に示すプリンターＰＲＴは、紙、プラスチックシートなどのシート状の記録媒体Ｍを搬送しつつ印刷処理を行う装置である。プリンターＰＲＴは、筐体ＰＢと、記録媒体Ｍにインクを噴射するインクジェット機構ＩＪと、当該インクジェット機構ＩＪにインクを供給するインク供給機構ＩＳと、記録媒体Ｍを搬送する搬送機構ＣＶと、インクジェット機構ＩＪの保全動作を行うメンテナンス機構ＭＮと、これら各機構を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。
【００１８】
以下、ＸＹＺ直交座標系を設定し、当該ＸＹＺ直交座標系を適宜参照しつつ各構成要素の位置関係を説明する。本実施形態では、記録媒体Ｍの搬送方向をＸ軸方向とし、当該記録媒体Ｍの搬送面においてＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に垂直な方向をＺ軸方向と表記する。
【００１９】
筐体ＰＢは、Ｙ軸方向を長手とするように形成されている。筐体ＰＢには、上記のインクジェット機構ＩＪ、インク供給機構ＩＳ、搬送機構ＣＶ、メンテナンス機構ＭＮ及び制御装置ＣＯＮＴの各部が取り付けられている。筐体ＰＢには、プラテン１３が設けられている。プラテン１３は、記録媒体Ｍを支持する支持部材である。プラテン１３は、筐体ＰＢのうちＸ軸方向の中央部に配置されている。プラテン１３は、＋Ｚ側に向けられた平坦面１３ａを有している。当該平坦面１３ａは、記録媒体Ｍを支持する支持面として用いられる。
【００２０】
搬送機構ＣＶは、搬送ローラーや当該搬送ローラーを駆動するモーター等（共に不図示）を有している。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの−Ｘ側から当該筐体ＰＢの内部に記録媒体Ｍを搬送し、当該筐体ＰＢの＋Ｘ側から当該筐体ＰＢの外部に排出する。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの内部において、記録媒体Ｍがプラテン１３上を通過するように当該記録媒体Ｍを搬送する。搬送機構ＣＶは、制御装置ＣＯＮＴによって搬送のタイミングや搬送量などが制御されるようになっている。
【００２１】
インクジェット機構ＩＪは、インクを噴射するインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）Ｈと、当該インクジェットヘッドＨを保持して移動させるヘッド移動機構ＡＣとを有している。インクジェットヘッドＨは、プラテン１３上に送り出された記録媒体Ｍに向けてインクを噴射する。インクジェットヘッドＨは、インクを噴射する噴射面Ｈａを有している。噴射面Ｈａは、Ｚ軸方向に向けられており、プラテン１３の支持面に対向するように配置されている。
【００２２】
ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジＣＡを有している。インクジェットヘッドＨは、当該キャリッジＣＡに固定されている。キャリッジＣＡは、筐体ＰＢの長手方向（Ｙ軸方向）に架設されたガイド軸８に沿って移動自在な構成となっている。インクジェットヘッドＨ及びキャリッジＣＡは、プラテン１３に対して＋Ｚ側に配置されている。
【００２３】
ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジＣＡの他、パルスモーター９と、当該パルスモーター９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、筐体ＰＢの長手方向において駆動プーリー１０が設けられる側（＋Ｙ側）とは逆側（−Ｙ側）に設けられた従動プーリー１１と、駆動プーリー１０と従動プーリー１１との間に掛け渡されたタイミングベルト１２とを有している。
【００２４】
キャリッジＣＡは、タイミングベルト１２に接続されている。キャリッジＣＡは、タイミングベルト１２の回転に伴ってＹ軸方向に移動可能に設けられている。Ｙ軸方向へ移動する際、キャリッジＣＡは、ガイド軸８によって案内されるようになっている。
【００２５】
メンテナンス機構ＭＮは、インクジェットヘッドＨのホームポジションに配置されている。このホームポジションは、記録媒体Ｍに対して印刷が行われる領域から外れた領域に設定されている。本実施形態では、プラテン１３の＋Ｙ側にホームポジションが設定されている。ホームポジションは、プリンターＰＲＴの電源がオフである時や、長時間に亘って記録が行われない時などに、インクジェットヘッドＨが待機する場所である。
【００２６】
メンテナンス機構ＭＮは、インクジェットヘッドＨの噴射面Ｈａを覆うキャッピング機構ＣＰや、当該噴射面Ｈａを払拭するワイピング機構ＷＰなどを有している。キャッピング機構ＣＰには、吸引ポンプなどの吸引装置ＳＣが接続されている。吸引装置ＳＣにより、キャッピング機構ＣＰは、噴射面Ｈａを覆いつつインクジェットヘッドＨからインクを吸引できるようになっている。
【００２７】
インク供給機構ＩＳは、インクジェットヘッドＨにインクを供給する。インク供給機構ＩＳは、複数のインクカートリッジ（液体貯溜部）ＣＴＲを有している。本実施形態のプリンターＰＲＴは、インクカートリッジＣＴＲがインクジェットヘッドＨとは異なりキャリッジＣＡに搭載されない構成（オフキャリッジ型）を採用している。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態におけるインク供給機構ＩＳのインク流路２０を示す概略構成図である。
インク供給機構ＩＳは、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路（液体流路）２０を有する。インク流路２０の一端部には、インク供給針２１が設けられている。インク供給針２１は、インクカートリッジＣＴＲ内に挿入され、インクカートリッジＣＴＲ内部とインク流路２０とを連通させる。
【００２９】
インク供給針２１を介してインク流路２０に導入されたインクは、逆止弁２２を介して減圧室２３に到る。減圧室２３は、内部圧力の大きさに応じて変位し、容量を変化させるダイヤフラム部２４と、ダイヤフラム部２４を付勢する圧縮バネ２５とを有する。また、減圧室２３には、その内部を減圧状態とする減圧ポンプ２６と、その内部の減圧状態を解除する大気開放弁２７とが接続されている。
【００３０】
大気開放弁２７を閉じ、減圧ポンプ２６を駆動させると、ダイヤフラム部２４が圧縮バネ２５の付勢に抗して膨らみ、インクカートリッジＣＴＲ側から減圧室２３内にインクを流入させることができる。また、減圧ポンプ２６の駆動を停止し、大気開放弁２７を開放すると、圧縮バネ２５の付勢によりダイヤフラム部２４が収縮して、逆止弁２８を介し所定圧力で減圧室２３からインクを流出させることができる。
【００３１】
減圧室２３から流出したインクは、チョーク弁２９、自己封止弁（圧力調整部）４０を介して、インクジェットヘッドＨへ供給される。チョーク弁２９は、キャッピング機構ＣＰの吸引装置ＳＣによって、インクジェットヘッドＨ側が所定圧力よりも減圧されたときに、インク流路２０を閉塞するダイヤフラム部３０を有する。吸引装置ＳＣは、チョーク弁２９により、所謂チョーククリーニングを実施可能となる。
【００３２】
チョーククリーニングとは、吸引装置ＳＣの駆動によりインクジェットヘッドＨ側のインク流路２０を減圧し、チョーク弁２９が閉じた後においてもさらにチョーク弁２９よりも上流側の閉塞された流路を減圧し、この減圧状態で、減圧室２３から加圧されたインクをチョーク弁２９に流し込むことで、閉塞された流路を開放すると共に減圧されたインクジェットヘッドＨ側のインク流路２０にインクを勢いよく流し込み、自己封止弁４０、インクジェットヘッドＨにおける混入した気泡や増粘インク等を強制的に排出させるクリーニング処理である。なお、インクジェットヘッドＨから強制的に吸引排出されたインクは、廃液として廃液吸収材３１に吸収される。
【００３３】
図３は、本発明の実施形態における自己封止弁４０を示す側面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ断面矢視図である。なお、図３及び図４における紙面上下方向は、鉛直方向（重力方向）に対応しており、また、符号Ｓは、インクに含まれる顔料等の沈降成分を模式的に示す。
【００３４】
自己封止弁４０は、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路２０に設けられ、インクを溜めると共にインクジェットヘッドＨ側の圧力に応じてインク流路２０を開閉する圧力調整弁として機能する。自己封止弁４０は、インクジェットヘッドＨと共にキャリッジＣＡに搭載されている（図１参照）。
【００３５】
自己封止弁４０は、図４に示すように、インクカートリッジＣＴＲ側に設けられた第１インク収容室（液体流入部）４１と、インクジェットヘッドＨ側に設けられた第２インク収容室（液体収容部）４２と、を連通させる連通孔４３を開閉する開閉弁４４を有する。開閉弁４４は、第２インク収容室４２の圧力に応じて、連通孔４３を閉塞する位置と、開閉圧調整バネ４５の付勢に抗して連通孔４３を開放する位置と、に変位可能な構成となっている。
【００３６】
本実施形態の開閉弁４４は、開閉圧調整バネ４５によって、第２インク収容室４２の圧力が大気圧から−１００Ｐａ（パスカル）に達すると連通孔４３を開放する構成となっている。例えば、開閉弁４４の全変位ストロークを１ｍｍ〜２ｍｍとすると、この際の開閉弁４４の変位ストロークは、０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍとなるように設定されている。なお、クリーニング時において、吸引装置ＳＣが大気圧から−８０ｋＰａ（キロパスカル）でインクを吸引すると、開閉弁４４は、上記０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍよりも大きく変位するように、例えば全変位（１ｍｍ〜２ｍｍの変位）するように設定されている。
【００３７】
第１インク収容室４１は、ベース部材４６によって形成されている。第１インク収容室４１は、ベース部材４６に形成されてインクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔（液体流入孔）４７を備える。インク流入孔４７は、インク流路２０を介してチョーク弁２９と接続されている。第１インク収容室４１は、インク流入孔４７から流入したインクを貯溜する所定の容積を有する。なお、第１インク収容室４１には、連通孔４３を閉塞可能な開閉弁４４の一端部と、開閉圧調整バネ４５とが収容されている。
【００３８】
第２インク収容室４２は、ベース部材４６とダイヤフラム部４８とによって形成されている。第２インク収容室４２は、ベース部材４６に形成されてインクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔（液体流出孔）４９を備える。インク流出孔４９は、インク流路２０を介しインクジェットヘッドＨと接続されている。第２インク収容室４２は、連通孔４３から流入したインクを貯溜する可変の容積を有する。なお、第２インク収容室４２には、開閉弁４４の他端部と、受圧板５０とが収容されている。
【００３９】
ダイヤフラム部４８は、複層の可撓性樹脂フィルムから形成されている。ダイヤフラム部４８は、ベース部材４６の一側面に所定の弛みを持たせた状態で固着されている。ダイヤフラム部４８は、第２インク収容室４２の圧力に応じて変位し、第２インク収容室４２の容積を変化させる構成となっている。
【００４０】
受圧板５０は、ダイヤフラム部４８の第２インク収容室４２に面する樹脂層（例えばポリプロピレン層）に熱溶着されており、ダイヤフラム部４８の変位と一体的に移動可能な構成となっている。受圧板５０は、連通孔４３と対向する対向面５０ａを有する。対向面５０ａには、連通孔４３を挿通した開閉弁４４の他端部が当接している。
【００４１】
受圧板５０は、円板形状を有し（図３参照）、その円形の対向面５０ａの中心位置（重心位置）に開閉弁４４の他端部が当接している。受圧板５０には、開閉圧調整バネ４５による付勢力が、ダイヤフラム部４８を膨らませる方向に作用している。インクジェットヘッドＨ側でインクが消費され、第２インク収容室４２の圧力が小さくなり、ダイヤフラム部４８が収縮すると、受圧板５０は、開閉圧調整バネ４５の付勢に抗して開閉弁４４を押し返し、連通孔４３を開放させる。
【００４２】
第２インク収容室４２には、区画壁（壁部）５１が設けられている。区画壁５１は、連通孔４３が形成されたベース部材４６の連通孔形成面４６ａからダイヤフラム部４８に向けて所定高さで立設している。区画壁５１は、第２インク収容室４２の外形を形成するベース部材４６の外壁（第２の壁部）４６ｂに沿って設けられ、連通孔４３とインク流出孔４９との間まで延在している（図３参照）。具体的に区画壁５１は、連通孔４３を水平方向で挟んだ一方側から外壁４６ｂに沿って、第２インク収容室４２の天部を経由しつつ略半周し、連通孔４３を水平方向で挟んだ他方側において外壁４６ｂと接続されている。
【００４３】
区画壁５１の先端部５１ａは、図４に示すように、インクジェットヘッドＨからインクを強制的に吸引するクリーニング時以外の時、すなわち、インクジェットヘッドＨからインクを記録媒体Ｍに向けて噴射し、印刷する通常時においては、ダイヤフラム部４８（詳しくは受圧板５０の対向面５０ａ）に対して、距離Ｋをあけて配置されている。具体的に距離Ｋは、第２インク収容室４２の圧力が大気圧から−１００Ｐａ（パスカル）以下に達したときの開閉弁４４の変位ストロークの０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍよりも大きくなるように設定されている。
【００４４】
区画壁５１は、クリーニング時以外の通常時、連通孔４３からインク流出孔４９へ向かうインクの流れに関し、図４に示すようにダイヤフラム部４８と非接触状態で第１流路を形成する（第１モード）。この構成によれば、インクジェットヘッドＨからインクを噴射する通常時においては、図３における矢印で示すようなインクの流れが一定に保たれるので、圧力調整機能への影響（開閉圧のバラツキ等）を回避させることができる。
【００４５】
第１モードでは、区画壁５１とダイヤフラム部４８とが非接触状態で第１流路が形成されるため、連通孔４３を介して第２インク収容室４２内へ流入したインクは、区画壁５１を乗り越えて直接、インク流出孔４９へ向かって流通する。なお、インク流出孔４９は、第２インク収容室４２の底部よりも上方に設けられている。この構成によれば、インクジェットヘッドＨからインクを噴射する通常時においては、第２インク収容室４２の底部に溜まった沈降成分Ｓをインク流出孔４９からインクジェットヘッドＨ側へと供給されないようにすることができる。
【００４６】
図５は、本発明の実施形態におけるクリーニング時の自己封止弁４０の側面図である。図６は、図５におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。なお、図５におけるメッシュを付した部位は、区画壁５１とダイヤフラム部４８との接触部位を示す。
区画壁５１は、クリーニング時の吸引装置ＳＣの吸引により所定圧力に達したときに、連通孔４３からインク流出孔４９へ向かうインクの流れに関し、図５に示すようにダイヤフラム部４８と接触状態で第２流路を形成する（第２モード）。なお、所定圧力は、大気圧から−１００Ｐａより小さく、且つ、大気圧から−８０ｋＰａ以上の圧力の範囲内で設定されている。
【００４７】
区画壁５１は、図６に示すように、連通孔４３が形成されたベース部材４６の連通孔形成面４６ａからダイヤフラム部４８に向けて所定高さで立設している。このため、ダイヤフラム部４８の変位により、区画壁５１の先端部５１ａが接触状態となると、区画壁５１の先端部５１ａを乗り越えるインクの流れが規制され、第１流路と異なる第２流路が形成される。すなわち、区画壁５１は、クリーニング時の圧力によって収縮したダイヤフラム部４８と接触することにより、第１流路における流通経路の一部を閉塞すると共にダイヤフラム部４８と協働して第１流路と流通経路の異なる第２流路を形成し、インクの流れを切り替えることで、攪拌流を形成し、下側に溜まった沈降成分Ｓを攪拌させることができる。
【００４８】
図５に示すように、区画壁５１の少なくとも一部は、連通孔４３とインク流出孔４９との間に設けられている。第１モードから第２モードに切り替わったとき、第２流路では、第１流路と異なり区画壁５１を乗り越えるようなインクの流れ（図３参照）が規制され、連通孔４３とインク流出孔４９との間に設けられた区画壁５１を迂回するインクの流れ（図５参照）が形成されるため、連通孔４３とインク流出孔４９とを結ぶ直線的な範囲でなく、より広い範囲にインクの流れを形成し、インクの沈降成分Ｓを効率よく攪拌させることができる。
【００４９】
区画壁５１は、第２インク収容室４２の外形を形成する外壁４６ｂに沿って設けられている。本実施形態の区画壁５１は、外壁４６ｂに沿って、第２インク収容室４２の天部を経由しつつ略半周するように設けられている。このため、第２インク収容室４２の天部に気泡が溜まっている場合、当該気泡は、第２流路におけるインクの流れに乗って、インク流出孔４９から外部に排出され易くなる。また、第２流路の入口部５２ａは、区画壁５１、ダイヤフラム部４８、連通孔形成面４６ａ、及び外壁４６ｂに囲まれて形成され、流路面積が小さくなっているので、その上流側と比較して流速が速くなり、第２流路において勢いの良いインクの流れが形成される。また、第２流路は、外壁４６ｂに沿って湾曲しているので、インクの流れに遠心力が加わり、より効率よく気泡を外部に排出させることができる。
【００５０】
攪拌された沈降成分Ｓは、第２流路の入口部５２ａを流通して、第２流路の出口部５２ｂに到る。出口部５２ｂにおいては、区画壁５１と外壁４６ｂとが接続され、その底部にインク流出孔４９が形成されているため、攪拌された沈降成分Ｓは、インク流出孔４９を介して流出し、インクジェットヘッドＨ及び吸引装置ＳＣを経て、廃液吸収材３１に吸収されることとなる。このように、沈降成分Ｓを攪拌することで、従来のクリーニングのように第２インク収容室４２内の全てのインクを廃液しなくても、沈降成分Ｓを効果的に除去することができる。したがって、従来よりもクリーニング時のインクの廃液量を少なくすることが可能となる。
【００５１】
したがって、上述した本実施形態によれば、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路２０に設けられ、インクを溜めると共にインクジェットヘッドＨ側の圧力に応じてインク流路２０を開閉して圧力を調整する自己封止弁４０を有するプリンターＰＲＴであって、自己封止弁４０は、インクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔４７が形成された第１インク収容室４１と、インクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔４９が形成されると共に上記圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部４８を有する第２インク収容室４２と、第１インク収容室４１と第２インク収容室４２とを連通させる連通孔４３と、第２インク収容室４２側に設けられ、連通孔４３からインク流出孔４９へ向かうインクの流れに関し第２インク収容室４２の圧力に応じて、ダイヤフラム部４８と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、ダイヤフラム部４８と接触状態で上記第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な区画壁５１と、を有するという構成を採用することによって、第２インク収容室４２の圧力によるダイヤフラム部４８の変位により、第１モードにおけるダイヤフラム部４８と区画壁５１が非接触状態の第１流路のインクの流れと、第２モードにおけるダイヤフラム部４８と区画壁５１が接触状態の第２流路のインクの流れとを切り替えて、このインクの流れの変化によりインクの沈降成分Ｓを攪拌させることができる。
したがって、本実施形態では、複雑な機構を用いることなく自己封止弁４０におけるインクの沈降成分Ｓを攪拌することができるプリンターＰＲＴが得られる。
【００５２】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５３】
例えば、図７に示すように、第２流路の入口部５２ａを、第２インク収容室４２の底部に向けて開口させる構成であっても良い。この構成によれば、第２モードのときに、第２インク収容室４２の底部において、インクの流れの流速が高まるため、第２インク収容室４２の底部に溜まった沈降成分Ｓの攪拌を好適に行うことができる。さらに、図７における第２流路は、連通孔４３とインク流出孔４９との間において第２インク収容室４２の底部と天部とを経由して形成されているため、第２モードのときに、第２インク収容室４２の底部に溜まった沈降成分Ｓだけでなく、第２インク収容室４２の天部に溜まった気泡も効率よくインクの流れに乗せて排出することができる。
【００５４】
また、例えば、図８に示すように、第２流路の入口部５２ａを、連通孔４３に向けて開口させる構成であっても良い。この構成によれば、第２モードのときに、連通孔４３と第２流路とが略連続的に繋がるため、インクの流れを明確化することができる。さらに、図８における第２流路は、連通孔４３を中心として、該中心からの距離が、下流側に向かうにつれて大きくなる渦巻状に形成されているため、インクの流れに、より効率よく遠心力が加わり、沈降成分Ｓや気泡を好適に外部に排出させることができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、区画壁５１を第２インク収容室４２の外形を形成する外壁４６ｂに沿って設けた場合を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図９に示すように、区画壁５１を略コの字形状とする構成であっても上記実施形態と同様の作用効果を得られる。但し、上記実施形態のように、区画壁５１を第２インク収容室４２の外形を形成する外壁４６ｂに沿って設けることで、第２流路の一部を形成する部材として外壁４６ｂを利用することができるため、省スペース化、部品点数の削減、コスト安に寄与することができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、圧力調整部として自己封止弁４０を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、本発明を、開閉弁４４及び開閉圧調整バネ４５等を備えないダンパー６０に適用しても良い。なお、図１０において、符号６１は、インクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔４７が形成されたインク流入部（液体流入部）を示す。また、符号６２は、インクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔４９が形成されると共に圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部４８を有するインク収容室（液体収容部）を示す。この構成においても、インク収容室６２の圧力に応じて、ダイヤフラム部４８と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、ダイヤフラム部４８と接触状態で第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な区画壁５１を設けることで、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５７】
また、上記実施形態においては、液体噴射装置がプリンターＰＲＴである場合を例にして説明したが、プリンターに限られず、複写機及びファクシミリ等の装置であってもよい。
【００５８】
また、液体噴射装置としては、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする構成を採用してもよい。本発明は、例えば微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクが挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。
【符号の説明】
【００５９】
Ｈ…インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）、２０…インク流路（液体流路）、４０…自己封止弁（圧力調整部）、４１…第１インク収容室（液体流入部）、４２…第２インク収容室（液体収容部）、４３…連通孔、４６ｂ…外壁（第２の壁部）、４７…インク流入孔（液体流入孔）、４８…ダイヤフラム部、４９…インク流出孔（液体流出孔）、５１…区画壁（壁部）、５２ａ…入口部、６０…ダンパー（圧力調整部）、６１…インク流入部（液体流入部）、６２…インク収容室（液体収容部）、ＳＣ…吸引装置、ＣＴＲ…インクカートリッジ（液体貯溜部）、ＰＲＴ…プリンター（液体噴射装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、液体噴射装置としてインクジェット式プリンターが開示されている。
特許文献１のプリンターにおいては、液体噴射ヘッドへのインクの供給圧を調整する自己封止弁の圧力室内の気泡を排出するために、自己封止弁の受圧部をカムによって外力を与えて変位させる機構を備えている。
【０００３】
特許文献２のプリンターにおいては、インク室へは第２のインクタンク、第１のインクタンク、リザーバ部を介してインクが供給され、第２のインクタンクにモーターの駆動によりプロペラを回転させてインクを攪拌する機構を備え、第１のインクタンクと第２のインクタンクの間は、インクの供給圧を調整する手段を介して連通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５４０９号公報
【特許文献２】特開平５−２６１９３４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、上記のようなプリンターにおいて、インクの噴射状態及び条件を常に一定に保つことは、高印字品質を確保するために重要である。そこで、インクカートリッジとインクジェットヘッドとの間を結ぶインク流路に、インクを溜めて圧力を調整する圧力調整部（圧力調整弁やダンパー等）を設ける構成が採用されている。しかしながら、圧力調整部は、その機能によりインクの流通を滞らせるため、顔料が分散したインク等を用いた場合、その溶媒中の成分の沈降が生じ易くなるという問題がある。
【０００６】
特許文献１の自己封止弁の受圧部をカムによって外力を与えて変位させる機構によれば、気泡の排出と共に、沈降成分の攪拌を期待できるが、複雑な機構を必要する。
また、特許文献２のモーターの駆動によりプロペラを回転させてインクを攪拌する機構においても、同様に複雑な機構を必要とする。また、当該攪拌機構を設置するには、少なくともプロペラを収容できる攪拌スペースが必要となり、構成の大型化に繋がるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、複雑な機構を用いることなく圧力調整部における液体の沈降成分を攪拌することができる液体噴射装置を提供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】
上記の課題を解決するために、本発明は、液体貯溜部と液体噴射ヘッドとの間を結ぶ液体流路に設けられ、液体を溜めて圧力を調整する圧力調整部を有する液体噴射装置であって、上記圧力調整部は、上記液体貯溜部側と連通する液体流入孔が形成された液体流入部と、上記液体噴射ヘッド側と連通する液体流出孔が形成されると共に圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部を有する液体収容部と、上記液体流入部と上記液体収容部とを連通させる連通孔と、上記液体収容部側に設けられ、上記連通孔から上記液体流出孔へ向かう液体の流れに関し上記液体収容部の圧力に応じて、上記ダイヤフラム部と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、上記ダイヤフラム部と接触状態で上記第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な壁部と、を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、液体収容部の圧力によるダイヤフラム部の変位により、第１モードにおけるダイヤフラム部と壁部とが非接触状態の第１流路の液体の流れと、第２モードにおけるダイヤフラム部と壁部とが接触状態の第１流路と異なった第２流路の液体の流れとを切り替えて、この液体の流れの変化により液体の沈降成分を攪拌させることができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引装置を備えており、上記吸引装置の吸引により所定圧力に達したときに、上記流れが上記第２モードに切り替わるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、液体噴射ヘッドから液体を強制的に吸引するクリーニング時において第２モードに切り替えて、連通孔から液体流出孔へ向かう液体の流れを変化させる。これにより、液体噴射ヘッドから液体を噴射する通常時においては、第１モードにおける液体の流れを保ち、当該切り替えに伴う圧力調整機能への影響を回避させることができる。
【００１０】
また、本発明においては、上記壁部は、少なくとも上記連通孔と上記液体流出孔との間に設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第１モードから第２モードに切り替わったとき、第１流路と異なり第２流路では、連通孔と液体流出孔との間に設けられた壁部を迂回する液体の流れが形成されるため、連通孔と液体流出孔とを結ぶ直線的な範囲だけでなく、より広い範囲に液体の流れを形成し、液体の沈降成分を効率よく攪拌させることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記第２流路の入口部は、上記液体収容部の底部に向けて開口するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第２モードのときに、液体収容部の底部に溜まった沈降成分の攪拌を好適に行うことができる。
【００１２】
また、本発明においては、上記第２流路の入口部は、上記連通孔に向けて開口するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第２モードのときに、連通孔と第２流路とが略連続的に繋がるため、液体の流れを明確化することができる。
【００１３】
また、本発明においては、上記第２流路は、上記連通孔と上記液体流出孔との間において上記液体収容部の底部と天部とを経由して形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第２モードのときに、液体収容部の底部に溜まった沈降成分だけでなく、液体収容部の天部に溜まった気泡も液体の流れに乗せて排出することができる。
【００１４】
また、本発明においては、上記壁部は、上記液体収容部の外形を形成する第２の壁部に沿って設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、液体の沈降成分や気泡が溜まり易い液体収容部の外形を形成する第２の壁部に沿って壁部を設けることで、第２モードのときに、壁部と第２の壁部との間に第２流路の液体の流れを形成し、液体の沈降成分の攪拌、気泡の排出を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態におけるプリンターを示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるインク供給機構のインク流路を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態における自己封止弁を示す側面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】本発明の実施形態におけるクリーニング時の自己封止弁を示す側面図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図７】本発明の一別実施形態における区画壁の構成を示す図である。
【図８】本発明の一別実施形態における区画壁の構成を示す図である。
【図９】本発明の一別実施形態における区画壁の構成を示す図である。
【図１０】本発明の一別実施形態におけるダンパーの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る液体噴射装置の各実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る液体噴射装置として、インクジェット式プリンター（以下、プリンターと称する）を例示する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態におけるプリンターＰＲＴを示す平面図である。
図１に示すプリンターＰＲＴは、紙、プラスチックシートなどのシート状の記録媒体Ｍを搬送しつつ印刷処理を行う装置である。プリンターＰＲＴは、筐体ＰＢと、記録媒体Ｍにインクを噴射するインクジェット機構ＩＪと、当該インクジェット機構ＩＪにインクを供給するインク供給機構ＩＳと、記録媒体Ｍを搬送する搬送機構ＣＶと、インクジェット機構ＩＪの保全動作を行うメンテナンス機構ＭＮと、これら各機構を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。
【００１８】
以下、ＸＹＺ直交座標系を設定し、当該ＸＹＺ直交座標系を適宜参照しつつ各構成要素の位置関係を説明する。本実施形態では、記録媒体Ｍの搬送方向をＸ軸方向とし、当該記録媒体Ｍの搬送面においてＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に垂直な方向をＺ軸方向と表記する。
【００１９】
筐体ＰＢは、Ｙ軸方向を長手とするように形成されている。筐体ＰＢには、上記のインクジェット機構ＩＪ、インク供給機構ＩＳ、搬送機構ＣＶ、メンテナンス機構ＭＮ及び制御装置ＣＯＮＴの各部が取り付けられている。筐体ＰＢには、プラテン１３が設けられている。プラテン１３は、記録媒体Ｍを支持する支持部材である。プラテン１３は、筐体ＰＢのうちＸ軸方向の中央部に配置されている。プラテン１３は、＋Ｚ側に向けられた平坦面１３ａを有している。当該平坦面１３ａは、記録媒体Ｍを支持する支持面として用いられる。
【００２０】
搬送機構ＣＶは、搬送ローラーや当該搬送ローラーを駆動するモーター等（共に不図示）を有している。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの−Ｘ側から当該筐体ＰＢの内部に記録媒体Ｍを搬送し、当該筐体ＰＢの＋Ｘ側から当該筐体ＰＢの外部に排出する。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの内部において、記録媒体Ｍがプラテン１３上を通過するように当該記録媒体Ｍを搬送する。搬送機構ＣＶは、制御装置ＣＯＮＴによって搬送のタイミングや搬送量などが制御されるようになっている。
【００２１】
インクジェット機構ＩＪは、インクを噴射するインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）Ｈと、当該インクジェットヘッドＨを保持して移動させるヘッド移動機構ＡＣとを有している。インクジェットヘッドＨは、プラテン１３上に送り出された記録媒体Ｍに向けてインクを噴射する。インクジェットヘッドＨは、インクを噴射する噴射面Ｈａを有している。噴射面Ｈａは、Ｚ軸方向に向けられており、プラテン１３の支持面に対向するように配置されている。
【００２２】
ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジＣＡを有している。インクジェットヘッドＨは、当該キャリッジＣＡに固定されている。キャリッジＣＡは、筐体ＰＢの長手方向（Ｙ軸方向）に架設されたガイド軸８に沿って移動自在な構成となっている。インクジェットヘッドＨ及びキャリッジＣＡは、プラテン１３に対して＋Ｚ側に配置されている。
【００２３】
ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジＣＡの他、パルスモーター９と、当該パルスモーター９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、筐体ＰＢの長手方向において駆動プーリー１０が設けられる側（＋Ｙ側）とは逆側（−Ｙ側）に設けられた従動プーリー１１と、駆動プーリー１０と従動プーリー１１との間に掛け渡されたタイミングベルト１２とを有している。
【００２４】
キャリッジＣＡは、タイミングベルト１２に接続されている。キャリッジＣＡは、タイミングベルト１２の回転に伴ってＹ軸方向に移動可能に設けられている。Ｙ軸方向へ移動する際、キャリッジＣＡは、ガイド軸８によって案内されるようになっている。
【００２５】
メンテナンス機構ＭＮは、インクジェットヘッドＨのホームポジションに配置されている。このホームポジションは、記録媒体Ｍに対して印刷が行われる領域から外れた領域に設定されている。本実施形態では、プラテン１３の＋Ｙ側にホームポジションが設定されている。ホームポジションは、プリンターＰＲＴの電源がオフである時や、長時間に亘って記録が行われない時などに、インクジェットヘッドＨが待機する場所である。
【００２６】
メンテナンス機構ＭＮは、インクジェットヘッドＨの噴射面Ｈａを覆うキャッピング機構ＣＰや、当該噴射面Ｈａを払拭するワイピング機構ＷＰなどを有している。キャッピング機構ＣＰには、吸引ポンプなどの吸引装置ＳＣが接続されている。吸引装置ＳＣにより、キャッピング機構ＣＰは、噴射面Ｈａを覆いつつインクジェットヘッドＨからインクを吸引できるようになっている。
【００２７】
インク供給機構ＩＳは、インクジェットヘッドＨにインクを供給する。インク供給機構ＩＳは、複数のインクカートリッジ（液体貯溜部）ＣＴＲを有している。本実施形態のプリンターＰＲＴは、インクカートリッジＣＴＲがインクジェットヘッドＨとは異なりキャリッジＣＡに搭載されない構成（オフキャリッジ型）を採用している。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態におけるインク供給機構ＩＳのインク流路２０を示す概略構成図である。
インク供給機構ＩＳは、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路（液体流路）２０を有する。インク流路２０の一端部には、インク供給針２１が設けられている。インク供給針２１は、インクカートリッジＣＴＲ内に挿入され、インクカートリッジＣＴＲ内部とインク流路２０とを連通させる。
【００２９】
インク供給針２１を介してインク流路２０に導入されたインクは、逆止弁２２を介して減圧室２３に到る。減圧室２３は、内部圧力の大きさに応じて変位し、容量を変化させるダイヤフラム部２４と、ダイヤフラム部２４を付勢する圧縮バネ２５とを有する。また、減圧室２３には、その内部を減圧状態とする減圧ポンプ２６と、その内部の減圧状態を解除する大気開放弁２７とが接続されている。
【００３０】
大気開放弁２７を閉じ、減圧ポンプ２６を駆動させると、ダイヤフラム部２４が圧縮バネ２５の付勢に抗して膨らみ、インクカートリッジＣＴＲ側から減圧室２３内にインクを流入させることができる。また、減圧ポンプ２６の駆動を停止し、大気開放弁２７を開放すると、圧縮バネ２５の付勢によりダイヤフラム部２４が収縮して、逆止弁２８を介し所定圧力で減圧室２３からインクを流出させることができる。
【００３１】
減圧室２３から流出したインクは、チョーク弁２９、自己封止弁（圧力調整部）４０を介して、インクジェットヘッドＨへ供給される。チョーク弁２９は、キャッピング機構ＣＰの吸引装置ＳＣによって、インクジェットヘッドＨ側が所定圧力よりも減圧されたときに、インク流路２０を閉塞するダイヤフラム部３０を有する。吸引装置ＳＣは、チョーク弁２９により、所謂チョーククリーニングを実施可能となる。
【００３２】
チョーククリーニングとは、吸引装置ＳＣの駆動によりインクジェットヘッドＨ側のインク流路２０を減圧し、チョーク弁２９が閉じた後においてもさらにチョーク弁２９よりも上流側の閉塞された流路を減圧し、この減圧状態で、減圧室２３から加圧されたインクをチョーク弁２９に流し込むことで、閉塞された流路を開放すると共に減圧されたインクジェットヘッドＨ側のインク流路２０にインクを勢いよく流し込み、自己封止弁４０、インクジェットヘッドＨにおける混入した気泡や増粘インク等を強制的に排出させるクリーニング処理である。なお、インクジェットヘッドＨから強制的に吸引排出されたインクは、廃液として廃液吸収材３１に吸収される。
【００３３】
図３は、本発明の実施形態における自己封止弁４０を示す側面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ断面矢視図である。なお、図３及び図４における紙面上下方向は、鉛直方向（重力方向）に対応しており、また、符号Ｓは、インクに含まれる顔料等の沈降成分を模式的に示す。
【００３４】
自己封止弁４０は、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路２０に設けられ、インクを溜めると共にインクジェットヘッドＨ側の圧力に応じてインク流路２０を開閉する圧力調整弁として機能する。自己封止弁４０は、インクジェットヘッドＨと共にキャリッジＣＡに搭載されている（図１参照）。
【００３５】
自己封止弁４０は、図４に示すように、インクカートリッジＣＴＲ側に設けられた第１インク収容室（液体流入部）４１と、インクジェットヘッドＨ側に設けられた第２インク収容室（液体収容部）４２と、を連通させる連通孔４３を開閉する開閉弁４４を有する。開閉弁４４は、第２インク収容室４２の圧力に応じて、連通孔４３を閉塞する位置と、開閉圧調整バネ４５の付勢に抗して連通孔４３を開放する位置と、に変位可能な構成となっている。
【００３６】
本実施形態の開閉弁４４は、開閉圧調整バネ４５によって、第２インク収容室４２の圧力が大気圧から−１００Ｐａ（パスカル）に達すると連通孔４３を開放する構成となっている。例えば、開閉弁４４の全変位ストロークを１ｍｍ〜２ｍｍとすると、この際の開閉弁４４の変位ストロークは、０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍとなるように設定されている。なお、クリーニング時において、吸引装置ＳＣが大気圧から−８０ｋＰａ（キロパスカル）でインクを吸引すると、開閉弁４４は、上記０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍよりも大きく変位するように、例えば全変位（１ｍｍ〜２ｍｍの変位）するように設定されている。
【００３７】
第１インク収容室４１は、ベース部材４６によって形成されている。第１インク収容室４１は、ベース部材４６に形成されてインクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔（液体流入孔）４７を備える。インク流入孔４７は、インク流路２０を介してチョーク弁２９と接続されている。第１インク収容室４１は、インク流入孔４７から流入したインクを貯溜する所定の容積を有する。なお、第１インク収容室４１には、連通孔４３を閉塞可能な開閉弁４４の一端部と、開閉圧調整バネ４５とが収容されている。
【００３８】
第２インク収容室４２は、ベース部材４６とダイヤフラム部４８とによって形成されている。第２インク収容室４２は、ベース部材４６に形成されてインクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔（液体流出孔）４９を備える。インク流出孔４９は、インク流路２０を介しインクジェットヘッドＨと接続されている。第２インク収容室４２は、連通孔４３から流入したインクを貯溜する可変の容積を有する。なお、第２インク収容室４２には、開閉弁４４の他端部と、受圧板５０とが収容されている。
【００３９】
ダイヤフラム部４８は、複層の可撓性樹脂フィルムから形成されている。ダイヤフラム部４８は、ベース部材４６の一側面に所定の弛みを持たせた状態で固着されている。ダイヤフラム部４８は、第２インク収容室４２の圧力に応じて変位し、第２インク収容室４２の容積を変化させる構成となっている。
【００４０】
受圧板５０は、ダイヤフラム部４８の第２インク収容室４２に面する樹脂層（例えばポリプロピレン層）に熱溶着されており、ダイヤフラム部４８の変位と一体的に移動可能な構成となっている。受圧板５０は、連通孔４３と対向する対向面５０ａを有する。対向面５０ａには、連通孔４３を挿通した開閉弁４４の他端部が当接している。
【００４１】
受圧板５０は、円板形状を有し（図３参照）、その円形の対向面５０ａの中心位置（重心位置）に開閉弁４４の他端部が当接している。受圧板５０には、開閉圧調整バネ４５による付勢力が、ダイヤフラム部４８を膨らませる方向に作用している。インクジェットヘッドＨ側でインクが消費され、第２インク収容室４２の圧力が小さくなり、ダイヤフラム部４８が収縮すると、受圧板５０は、開閉圧調整バネ４５の付勢に抗して開閉弁４４を押し返し、連通孔４３を開放させる。
【００４２】
第２インク収容室４２には、区画壁（壁部）５１が設けられている。区画壁５１は、連通孔４３が形成されたベース部材４６の連通孔形成面４６ａからダイヤフラム部４８に向けて所定高さで立設している。区画壁５１は、第２インク収容室４２の外形を形成するベース部材４６の外壁（第２の壁部）４６ｂに沿って設けられ、連通孔４３とインク流出孔４９との間まで延在している（図３参照）。具体的に区画壁５１は、連通孔４３を水平方向で挟んだ一方側から外壁４６ｂに沿って、第２インク収容室４２の天部を経由しつつ略半周し、連通孔４３を水平方向で挟んだ他方側において外壁４６ｂと接続されている。
【００４３】
区画壁５１の先端部５１ａは、図４に示すように、インクジェットヘッドＨからインクを強制的に吸引するクリーニング時以外の時、すなわち、インクジェットヘッドＨからインクを記録媒体Ｍに向けて噴射し、印刷する通常時においては、ダイヤフラム部４８（詳しくは受圧板５０の対向面５０ａ）に対して、距離Ｋをあけて配置されている。具体的に距離Ｋは、第２インク収容室４２の圧力が大気圧から−１００Ｐａ（パスカル）以下に達したときの開閉弁４４の変位ストロークの０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍよりも大きくなるように設定されている。
【００４４】
区画壁５１は、クリーニング時以外の通常時、連通孔４３からインク流出孔４９へ向かうインクの流れに関し、図４に示すようにダイヤフラム部４８と非接触状態で第１流路を形成する（第１モード）。この構成によれば、インクジェットヘッドＨからインクを噴射する通常時においては、図３における矢印で示すようなインクの流れが一定に保たれるので、圧力調整機能への影響（開閉圧のバラツキ等）を回避させることができる。
【００４５】
第１モードでは、区画壁５１とダイヤフラム部４８とが非接触状態で第１流路が形成されるため、連通孔４３を介して第２インク収容室４２内へ流入したインクは、区画壁５１を乗り越えて直接、インク流出孔４９へ向かって流通する。なお、インク流出孔４９は、第２インク収容室４２の底部よりも上方に設けられている。この構成によれば、インクジェットヘッドＨからインクを噴射する通常時においては、第２インク収容室４２の底部に溜まった沈降成分Ｓをインク流出孔４９からインクジェットヘッドＨ側へと供給されないようにすることができる。
【００４６】
図５は、本発明の実施形態におけるクリーニング時の自己封止弁４０の側面図である。図６は、図５におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。なお、図５におけるメッシュを付した部位は、区画壁５１とダイヤフラム部４８との接触部位を示す。
区画壁５１は、クリーニング時の吸引装置ＳＣの吸引により所定圧力に達したときに、連通孔４３からインク流出孔４９へ向かうインクの流れに関し、図５に示すようにダイヤフラム部４８と接触状態で第２流路を形成する（第２モード）。なお、所定圧力は、大気圧から−１００Ｐａより小さく、且つ、大気圧から−８０ｋＰａ以上の圧力の範囲内で設定されている。
【００４７】
区画壁５１は、図６に示すように、連通孔４３が形成されたベース部材４６の連通孔形成面４６ａからダイヤフラム部４８に向けて所定高さで立設している。このため、ダイヤフラム部４８の変位により、区画壁５１の先端部５１ａが接触状態となると、区画壁５１の先端部５１ａを乗り越えるインクの流れが規制され、第１流路と異なる第２流路が形成される。すなわち、区画壁５１は、クリーニング時の圧力によって収縮したダイヤフラム部４８と接触することにより、第１流路における流通経路の一部を閉塞すると共にダイヤフラム部４８と協働して第１流路と流通経路の異なる第２流路を形成し、インクの流れを切り替えることで、攪拌流を形成し、下側に溜まった沈降成分Ｓを攪拌させることができる。
【００４８】
図５に示すように、区画壁５１の少なくとも一部は、連通孔４３とインク流出孔４９との間に設けられている。第１モードから第２モードに切り替わったとき、第２流路では、第１流路と異なり区画壁５１を乗り越えるようなインクの流れ（図３参照）が規制され、連通孔４３とインク流出孔４９との間に設けられた区画壁５１を迂回するインクの流れ（図５参照）が形成されるため、連通孔４３とインク流出孔４９とを結ぶ直線的な範囲でなく、より広い範囲にインクの流れを形成し、インクの沈降成分Ｓを効率よく攪拌させることができる。
【００４９】
区画壁５１は、第２インク収容室４２の外形を形成する外壁４６ｂに沿って設けられている。本実施形態の区画壁５１は、外壁４６ｂに沿って、第２インク収容室４２の天部を経由しつつ略半周するように設けられている。このため、第２インク収容室４２の天部に気泡が溜まっている場合、当該気泡は、第２流路におけるインクの流れに乗って、インク流出孔４９から外部に排出され易くなる。また、第２流路の入口部５２ａは、区画壁５１、ダイヤフラム部４８、連通孔形成面４６ａ、及び外壁４６ｂに囲まれて形成され、流路面積が小さくなっているので、その上流側と比較して流速が速くなり、第２流路において勢いの良いインクの流れが形成される。また、第２流路は、外壁４６ｂに沿って湾曲しているので、インクの流れに遠心力が加わり、より効率よく気泡を外部に排出させることができる。
【００５０】
攪拌された沈降成分Ｓは、第２流路の入口部５２ａを流通して、第２流路の出口部５２ｂに到る。出口部５２ｂにおいては、区画壁５１と外壁４６ｂとが接続され、その底部にインク流出孔４９が形成されているため、攪拌された沈降成分Ｓは、インク流出孔４９を介して流出し、インクジェットヘッドＨ及び吸引装置ＳＣを経て、廃液吸収材３１に吸収されることとなる。このように、沈降成分Ｓを攪拌することで、従来のクリーニングのように第２インク収容室４２内の全てのインクを廃液しなくても、沈降成分Ｓを効果的に除去することができる。したがって、従来よりもクリーニング時のインクの廃液量を少なくすることが可能となる。
【００５１】
したがって、上述した本実施形態によれば、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路２０に設けられ、インクを溜めると共にインクジェットヘッドＨ側の圧力に応じてインク流路２０を開閉して圧力を調整する自己封止弁４０を有するプリンターＰＲＴであって、自己封止弁４０は、インクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔４７が形成された第１インク収容室４１と、インクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔４９が形成されると共に上記圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部４８を有する第２インク収容室４２と、第１インク収容室４１と第２インク収容室４２とを連通させる連通孔４３と、第２インク収容室４２側に設けられ、連通孔４３からインク流出孔４９へ向かうインクの流れに関し第２インク収容室４２の圧力に応じて、ダイヤフラム部４８と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、ダイヤフラム部４８と接触状態で上記第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な区画壁５１と、を有するという構成を採用することによって、第２インク収容室４２の圧力によるダイヤフラム部４８の変位により、第１モードにおけるダイヤフラム部４８と区画壁５１が非接触状態の第１流路のインクの流れと、第２モードにおけるダイヤフラム部４８と区画壁５１が接触状態の第２流路のインクの流れとを切り替えて、このインクの流れの変化によりインクの沈降成分Ｓを攪拌させることができる。
したがって、本実施形態では、複雑な機構を用いることなく自己封止弁４０におけるインクの沈降成分Ｓを攪拌することができるプリンターＰＲＴが得られる。
【００５２】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５３】
例えば、図７に示すように、第２流路の入口部５２ａを、第２インク収容室４２の底部に向けて開口させる構成であっても良い。この構成によれば、第２モードのときに、第２インク収容室４２の底部において、インクの流れの流速が高まるため、第２インク収容室４２の底部に溜まった沈降成分Ｓの攪拌を好適に行うことができる。さらに、図７における第２流路は、連通孔４３とインク流出孔４９との間において第２インク収容室４２の底部と天部とを経由して形成されているため、第２モードのときに、第２インク収容室４２の底部に溜まった沈降成分Ｓだけでなく、第２インク収容室４２の天部に溜まった気泡も効率よくインクの流れに乗せて排出することができる。
【００５４】
また、例えば、図８に示すように、第２流路の入口部５２ａを、連通孔４３に向けて開口させる構成であっても良い。この構成によれば、第２モードのときに、連通孔４３と第２流路とが略連続的に繋がるため、インクの流れを明確化することができる。さらに、図８における第２流路は、連通孔４３を中心として、該中心からの距離が、下流側に向かうにつれて大きくなる渦巻状に形成されているため、インクの流れに、より効率よく遠心力が加わり、沈降成分Ｓや気泡を好適に外部に排出させることができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、区画壁５１を第２インク収容室４２の外形を形成する外壁４６ｂに沿って設けた場合を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図９に示すように、区画壁５１を略コの字形状とする構成であっても上記実施形態と同様の作用効果を得られる。但し、上記実施形態のように、区画壁５１を第２インク収容室４２の外形を形成する外壁４６ｂに沿って設けることで、第２流路の一部を形成する部材として外壁４６ｂを利用することができるため、省スペース化、部品点数の削減、コスト安に寄与することができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、圧力調整部として自己封止弁４０を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、本発明を、開閉弁４４及び開閉圧調整バネ４５等を備えないダンパー６０に適用しても良い。なお、図１０において、符号６１は、インクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔４７が形成されたインク流入部（液体流入部）を示す。また、符号６２は、インクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔４９が形成されると共に圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部４８を有するインク収容室（液体収容部）を示す。この構成においても、インク収容室６２の圧力に応じて、ダイヤフラム部４８と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、ダイヤフラム部４８と接触状態で第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な区画壁５１を設けることで、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５７】
また、上記実施形態においては、液体噴射装置がプリンターＰＲＴである場合を例にして説明したが、プリンターに限られず、複写機及びファクシミリ等の装置であってもよい。
【００５８】
また、液体噴射装置としては、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする構成を採用してもよい。本発明は、例えば微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクが挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。
【符号の説明】
【００５９】
Ｈ…インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）、２０…インク流路（液体流路）、４０…自己封止弁（圧力調整部）、４１…第１インク収容室（液体流入部）、４２…第２インク収容室（液体収容部）、４３…連通孔、４６ｂ…外壁（第２の壁部）、４７…インク流入孔（液体流入孔）、４８…ダイヤフラム部、４９…インク流出孔（液体流出孔）、５１…区画壁（壁部）、５２ａ…入口部、６０…ダンパー（圧力調整部）、６１…インク流入部（液体流入部）、６２…インク収容室（液体収容部）、ＳＣ…吸引装置、ＣＴＲ…インクカートリッジ（液体貯溜部）、ＰＲＴ…プリンター（液体噴射装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体貯溜部と液体噴射ヘッドとの間を結ぶ液体流路に設けられ、液体を溜めて圧力を調整する圧力調整部を有する液体噴射装置であって、
前記圧力調整部は、
前記液体貯溜部側と連通する液体流入孔が形成された液体流入部と、
前記液体噴射ヘッド側と連通する液体流出孔が形成されると共に圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部を有する液体収容部と、
前記液体流入部と前記液体収容部とを連通させる連通孔と、
前記液体収容部側に設けられ、前記連通孔から前記液体流出孔へ向かう液体の流れに関し前記液体収容部の圧力に応じて、前記ダイヤフラム部と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、前記ダイヤフラム部と接触状態で前記第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な壁部と、
を有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引装置を備えており、
前記吸引装置の吸引により所定圧力に達したときに、前記流れが前記第２モードに切り替わることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記壁部は、少なくとも前記連通孔と前記液体流出孔との間に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記第２流路の入口部は、前記液体収容部の底部に向けて開口することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記第２流路の入口部は、前記連通孔に向けて開口することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記第２流路は、前記連通孔と前記液体流出孔との間において前記液体収容部の底部と天部とを経由して形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記壁部は、前記液体収容部の外形を形成する第２の壁部に沿って設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
液体貯溜部と液体噴射ヘッドとの間を結ぶ液体流路に設けられ、液体を溜めて圧力を調整する圧力調整部を有する液体噴射装置であって、
前記圧力調整部は、
前記液体貯溜部側と連通する液体流入孔が形成された液体流入部と、
前記液体噴射ヘッド側と連通する液体流出孔が形成されると共に圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部を有する液体収容部と、
前記液体流入部と前記液体収容部とを連通させる連通孔と、
前記液体収容部側に設けられ、前記連通孔から前記液体流出孔へ向かう液体の流れに関し前記液体収容部の圧力に応じて、前記ダイヤフラム部と非接触状態で第１流路を形成する第１モードと、前記ダイヤフラム部と接触状態で前記第１流路と異なる第２流路を形成する第２モードと、に切り替え可能な壁部と、
を有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引装置を備えており、
前記吸引装置の吸引により所定圧力に達したときに、前記流れが前記第２モードに切り替わることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記壁部は、少なくとも前記連通孔と前記液体流出孔との間に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記第２流路の入口部は、前記液体収容部の底部に向けて開口することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記第２流路の入口部は、前記連通孔に向けて開口することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記第２流路は、前記連通孔と前記液体流出孔との間において前記液体収容部の底部と天部とを経由して形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記壁部は、前記液体収容部の外形を形成する第２の壁部に沿って設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１５８００２（Ｐ２０１２−１５８００２Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６４０（Ｐ２０１１−１７６４０）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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