JP2007112064A - 加圧ポンプ装置、液体噴射装置の液体加圧供給システム、液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプモータの負荷を低減するとともに、負荷の変動によって生じる騒音を抑制することができる加圧ポンプ装置、液体噴射装置の液体加圧供給システム及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】駆動源となるポンプモータ４５と、ポンプモータ４５の駆動力に基づき往復動する往復動部材５６と、往復動部材５６の往復動に基づき内部に形成されたポンプ室５４ａの容積が増減することによりポンプ室５４ａから加圧気体を排出するポンプ部４６とを備えた加圧ポンプ装置３３であって、往復動部材５６をポンプ室５４ａの容積を小さくする圧縮方向である往動方向へ付勢するコイルバネ６０（付勢部材）を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、加圧ポンプ装置、液体噴射装置の液体加圧供給システム、液体噴射装置に関する。

従来から、液体をターゲットに対して噴射させる液体噴射装置として、インクジェット式プリンタ（以下、「プリンタ」という。）が広く知られている。このプリンタは、往復移動するキャリッジに記録ヘッド（液体噴射ヘッド）を搭載し、この記録ヘッドに対してインクカートリッジ（液体収容体）からインク（液体）を供給するようにしている。そして、インクカートリッジから記録ヘッドに供給されたインクを記録ヘッドに形成されたノズルから噴射することにより、ターゲットとしての記録媒体に印刷を施すようになっている。

こうしたプリンタにあって、インクカートリッジをプリンタ上におけるキャリッジとは別の固定位置に装着するタイプ（所謂オフキャリッジタイプ）のプリンタの場合は、インクカートリッジと記録ヘッドとの間をインク供給チューブで連結し、該チューブを介してインクカートリッジ内のインクを記録ヘッド側へ供給する必要がある。そのため、オフキャリッジタイプのプリンタの場合には、加圧ポンプ装置及び大気開放弁等からなる加圧ユニット（液体加圧供給システム）を備え、加圧ポンプ装置とインクカートリッジの間を空気供給チューブ（加圧気体供給路）で連結するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

こうした加圧ユニットにおいて用いられる加圧ポンプ装置とひいては、例えば、内部にポンプ室が形成される蛇腹（蛇腹形状部材）を有するポンプ装置が知られている。この加圧ポンプ装置は、ポンプモータと、ポンプ部としての前記蛇腹とを含んで構成されるとともに、この蛇腹の一端には、ポンプモータの回転運動に基づき往復直線運動するピストンが取り付けられている。

また、蛇腹の他端には、蛇腹内への流入口となる吸気口と、蛇腹内で加圧した加圧空気の排出口となる排気口とが形成されている。吸気口には蛇腹内への空気流通のみを許容する吸気用一方向弁が接続され、排気口には蛇腹外への空気流通のみを許容する排気用一方向弁が接続されている。そして、ポンプモータを駆動源としてピストンが往復直線運動するのに伴って、蛇腹は長手方向に伸縮可能になっており、この伸縮動作に伴って蛇腹（ポンプ室）の容積が増減するとともに加圧量が上昇するようになっている。

そして、加圧ポンプの駆動に基づく加圧空気をインクカートリッジ内の空気室に空気供給チューブを介して送り込み、その空気室内に収容されたインクパックを押し潰すように加圧することで、インクカートリッジからインク供給チューブを介して記録ヘッド側にインクが送出されるようにしている。
特開２０００−３５２３７９号公報

ところで、このような加圧ポンプ装置では、蛇腹を圧縮する際に働く力はポンプモータのトルクのみである。このため、加圧を続けてインクカートリッジ側の圧力が徐々に高くなってくると、排気用一方向弁を開くために蛇腹内部（ポンプ室）の圧力も徐々に高まり、これに応じて、蛇腹を圧縮する際のモータの負荷が過度に大きくなってしまうという問題があった。

さらに、蛇腹を引き伸ばす際（蛇腹内吸気時）には、蛇腹を圧縮する際（蛇腹内排気時）と比較して必要な力が小さくて済むため、ピストンの１往復動間でポンプモータにかかる負荷に大きな差が生じてしまう。すなわち、蛇腹を圧縮する際（蛇腹内排気時）には、負荷が大きいためポンプモータはゆっくりと回転し、蛇腹を引き延ばす際（蛇腹内吸気時）には、負荷が小さいためポンプモータは高速で回転する。このため、ピストンの１往復動間に耳障りな脈動音が発生するという問題も生じていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ポンプモータの負荷を低減するとともに、負荷の変動によって生じる騒音を抑制することができる加圧ポンプ装置、液体噴射装置の液体加圧供給システム及び液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の加圧ポンプ装置は、駆動源となる駆動モータと、当該駆動モータの駆動力に基づき往復動する往復動部材と、当該往復動部材の往復動に基づき内部に形成されたポンプ室の容積が増減することにより当該ポンプ室から加圧気体を排出するポンプ部とを備えた加圧ポンプ装置であって、前記往復動部材を前記ポンプ室の容積を小さくする圧縮方向となる往動方向へ付勢する付勢部材を備えた。

この構成によれば、往復動部材が付勢部材によってポンプ室の容積を小さくする圧縮方向（往動方向）へ付勢されているため、ポンプ室の容積を小さくする圧縮時（排気時）における駆動モータの駆動負荷が低減される。また、ポンプ室の容積を大きくする際（吸気時）には、ポンプ室の容積を圧縮する際（排気時）と比較して必要な力が元々小さくて済むため、圧縮時（排気時）における駆動モータの駆動負荷が低減されることによって、駆動負荷が平均化される。したがって、駆動モータの駆動負荷の変動によって生じる耳障りな騒音（脈動音）を抑制することができる。

本発明の加圧ポンプ装置における前記付勢部材は、その一端が移動不能に固定されており、その他端が前記往復動部材に対して前記往動方向への付勢力を及ぼすように係合されている。

この構成によれば、一端が移動不能に固定された状態にある付勢部材の他端を往復動部材に対して往動方向への付勢力を及ぼすように係合させるだけで、駆動モータの負荷低減と騒音抑制を簡単に図ることができる。

本発明の加圧ポンプ装置における前記往復動部材は、その往動方向側端部が前記ポンプ部の一端側に接続された状態で往復直線運動することにより、前記ポンプ室の容積を増減させて当該ポンプ室から加圧気体を排出させる。

この構成によれば、往復動部材が往復直線運動することでポンプ室の容積を増減させるため、確実に加圧動作を行うことができる。
本発明の加圧ポンプ装置における前記ポンプ部は、外部からの気体の吸気のみを許容する逆止弁を吸気口に配し、前記加圧気体の排気のみを許容する逆止弁を排気口に配した蛇腹形状部材によって構成されている。

この構成によれば、外部からの気体の吸気のみを許容する逆止弁と加圧気体の排気のみを許容する逆止弁の作用により、往復動部材の往復直線運動に伴い蛇腹形状部材内（ポンプ室）の加圧力が効率的に上昇していく構成となる。このため、蛇腹形状部材を小型化しても十分な加圧力を得ることが可能となり、蛇腹形状部材ひいては加圧ポンプ装置の小型化を図ることができる。

本発明の液体噴射装置の液体加圧供給システムは、上記加圧ポンプ装置と、前記ポンプ室から排出された加圧気体を該加圧気体の加圧力に基づき収容液体を液体噴射装置が備える液体噴射ヘッド側へ送出するように構成された液体収容体に導く加圧気体供給路と、当該加圧気体供給路の途中に配置され、開弁状態となったときに前記加圧気体供給路の内外間を連通状態とする弁とを備えた。

この構成によれば、駆動モータの駆動負荷が低減されるとともに、騒音が抑制された液体加圧供給システムとして構成できる。
本発明の液体噴射装置は、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、当該液体噴射ヘッドに対して前記液体を供給可能に接続された液体収容体と、当該液体収容体に対して加圧気体を送出する上記液体加圧供給システムとを備える。

この構成によれば、駆動モータの駆動負荷が低減されるとともに、騒音が抑制された液体噴射装置として構成できる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ（以下、「プリンタ」という。）１０は、平面視矩形状をなす本体ケース１１を備えているとともに、この本体ケース１１内には、棒状のガイド軸１２が本体ケース１１の長手方向となる左右方向に沿って架設されている。このガイド軸１２には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１３を搭載したキャリッジ１４がガイド軸１２の長手方向に沿って移動可能に挿通支持されている。

また、本体ケース１１内においてキャリッジ１４の移動範囲から外れた位置（図１における右端側位置）には、液体収容体装着部としてのカートリッジホルダ１５が固設されている。そして、そのカートリッジホルダ１５上には複数（本実施形態では４つ）の液体収容体としてのインクカートリッジ１６が着脱自在に装着されている。この点で、本実施形態のプリンタ１０は、インクカートリッジ１６がキャリッジ１４と共に移動する所謂オンキャリッジタイプのプリンタではなく、インクカートリッジ１６がプリンタ１０上において移動しない所謂オフキャリッジタイプのプリンタとして構成されている。

キャリッジ１４は駆動プーリ１７と従動プーリ１８との間に張設された無端状のタイミングベルト１９を介してキャリッジモータ２０に連結されている。そして、キャリッジ１４はタイミングベルト１９がキャリッジモータ２０により回転駆動されることで、ガイド軸１２に沿う主走査方向（図１の左右方向）に往復移動するようになっている。

また、プリンタ１０内には、印刷用紙を紙送りするときの駆動源となる紙送りモータ（図示略）が搭載されている。紙送りモータの出力軸にはギヤが固定され、このギヤがギヤ列を介して紙送りローラ及び排紙ローラ（いずれも図示略）に連結されている。そして、紙送りモータが回転すると、紙送りローラ及び排紙ローラが回転して、用紙が図１に示す紙送り部材（プラテン）２５に沿って副走査方向（図１の上下方向）に紙送りされる。

キャリッジ１４には、記録ヘッド１３にインク（収容液体）を供給するサブタンク（バルブユニットとも言う）２６が搭載されている。インクカートリッジ１６及びサブタンク２６はインク色（例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）の数（本実施形態では４つ）だけ配設され、サブタンク２６は各色毎にインク供給チューブ２７を介して各色のインクカートリッジ１６に接続されている。各サブタンク２６はインクカートリッジ１６から取り込んだインクを一時貯留し、その貯留インクを所定圧に圧力調整して記録ヘッド１３に供給する。

本体ケース１１の端部（図１における右端部）においてカートリッジホルダ１５の近傍には、加圧ユニット３１が搭載されている。加圧ユニット３１は加圧気体供給路としての空気供給チューブ３２を介して加圧空気（加圧気体）をインクカートリッジ１６に送り出す装置であり、加圧ポンプ装置としての加圧ポンプ３３、圧力センサ３４及び大気開放弁３５を備えている。空気供給チューブ３２は大気開放弁３５の下流側の分配器３６によって複数（本例は４本）に分岐し、分岐した各チューブがインクカートリッジ１６の各色に接続されている。

各インクカートリッジ１６は、カートリッジホルダ１５にそれぞれ着脱可能に収容される。また、各インクカートリッジ１６は、図２に示すように液体としてのインクが封入されたインクパック３７と、インクパック３７を収納するインクケース３８とからなる。インクパック３７はインク排出孔３７ａを有し、このインク排出孔３７ａにインク供給チューブ２７が接続される。インクパック３７はインク排出孔３７ａのみが外部に露出し、それ以外の部分が気密状態でインクケース３８に収納され、これによりインクケース３８の内部には気密状態の空間（すなわち、インクケース３８の内部に形成されたインクパック収容室の内面とインクパック３７の外面との間の空間）３９が形成される。

また、インクケース３８には外部から内部の空間３９に連通する連通孔４１が形成され、この連通孔４１に空気供給チューブ３２が接続されている。そして、加圧ポンプ３３が作動して加圧空気が排出されると、その加圧空気が空気供給チューブ３２を伝ってインクカートリッジ１６内の空間３９に導入され、加圧空気の空気圧（加圧力）によってインクパック３７が押し潰される。これにより、インクパック３７内のインクがインク供給チューブ２７を介してサブタンク２６に供給されるようになっている。

このように、加圧ポンプ３３の排気・吸気の繰り返しに伴い加圧空気の圧力が上昇し、インクパック３７が押し潰されることでインクがサブタンク２６に供給される。そのインクはサブタンク２６で一時貯留され、圧力調整された状態で記録ヘッド１３へと供給される。プリンタ１０は、ホストコンピュータやメモリーカード（図示略）から取り込んだ印刷データに基づきキャリッジモータ２０及び紙送りモータを駆動し、記録ヘッド１３からインクを吐出して印刷処理を実行する。

図３に示すように、加圧ユニット３１は加圧ポンプ３３、圧力センサ３４及び大気開放弁３５が金属製の取付板４７に取着されることでユニット化されている。従って、加圧ユニット３１の本体ケース１１への組付けは取付板４７を複数のネジ等で本体ケース１１に取付けることで行われる。ポンプモータ４５の回転は、歯車機構４８及びカム機構４９を介して往復直線運動に変換されて加圧ポンプ３３のポンプ部４６に伝達される。以下、加圧ユニット３１の構成について詳細に説明する。

加圧ポンプ３３は蛇腹式ポンプであり、ポンプ駆動源となるポンプモータ４５と、内部にポンプ室５４ａを有するポンプ部４６とを備えている。ポンプモータ４５には例えば小型のＤＣモータが用いられ、その出力軸にはモータ歯車５１が固着されている。一方、取付板４７の端縁には取付板４７の底壁に対して垂直に立設した壁部４７ａが折曲げ形成され、その壁部４７ａには第１支軸５２がポンプモータ４５側に延びるように一体形成されている。第１支軸５２は根元が大径で先端側（図３における左端側）が小径となっており、第１支軸５２の小径部分には第１歯車５３が回転可能な状態で支持されている。第１歯車５３は大径歯車５３ａと小径歯車５３ｂとを有し、大径歯車５３ａがモータ歯車５１と噛合っている。

ポンプ部４６は、一端が円形状に開口した蛇腹５４と、蛇腹５４の開口部を密封状態で閉じる蓋部５５とを備えている。従って、蓋部５５で閉じられた蛇腹５４の内部がポンプ室５４ａとして機能する。蛇腹５４は側壁が複数に折り返された蛇腹形状をなし、樹脂等をブロー成形することで製造される。蛇腹５４はポンプモータ４５を駆動源として長手方向（図３に示す矢印Ａ方向）に伸縮可能であり、この伸縮動作に伴ってポンプ室５４ａの容積が増減するようになっている。

ポンプ部４６の蓋部５５には、図４に示すように、ポンプ室５４ａへの流入口となる吸気口５５ｂと、ポンプ室５４ａ内の加圧空気の排出口となる排気口５５ｃとが形成されている。吸気口５５ｂにはポンプ室５４ａ内への空気流通のみを許容する吸気用一方向弁７４が接続され、排気口５５ｃにはポンプ室５４ａ外への空気流通のみを許容する排気用一方向弁７５が接続されている。この吸気用一方向弁７４及び排気用一方向弁７５が逆止弁に相当するため、ポンプ部４６はこの逆止弁構造によって、蛇腹５４が伸縮動作するごとに加圧量が上昇するようになっている。

さらに、蓋部５５の端面（図３における左端面）には複数（本例は３つ）の爪部５５ａが形成されている。一方、蓋部５５の端面と対向する位置において取付板４７には、取付板４７の底壁に対して垂直に立設した保持壁４７ｂが折曲げ形成されている。保持壁４７ｂの中央部には円形状の係止孔（図示略）が形成されており、ポンプ部４６は、爪部５５ａをこの係止孔に係止することによって、基端側（即ち、蓋部５５側）が取付板４７に対して固定されている。蛇腹５４の他端（図３における右端）には、ポンプモータ４５の回転運動に基づき往復直線運動して蛇腹５４を伸縮させる往復動部材５６が取り付けられている。この往復動部材５６は、ポンプ部４６を構成する蛇腹５４の一端側（図３における右端側）に接続された平板状をなす基部５７と、この基部５７に一体形成された円柱状のピストン５８とを備えている。

取付板４７のピストン５８に相対する位置には、一対の支持片４７ｃが折曲げ形成されている。これら支持片４７ｃは取付板４７の底壁に対し垂直に延びており、各支持片４７ｃには同じ高さ位置に支持孔４７ｄが形成されている。ポンプ部４６のピストン５８は往復直線運動可能な状態で一対の支持孔４７ｄに挿通され、これによってピストン５８が取付板４７に支持された状態となる。

さらに、蛇腹５４側（図３における左側）の支持片４７ｃと基部５７との間には、付勢部材としてのコイルバネ６０がピストン５８に外装されている。そして、このコイルバネ６０は、図７（ａ）に示すように、蛇腹５４が最も延びた状態においては、支持片４７ｃと基部５７との間で圧縮されて蓄圧状態となり、図７（ｂ）に示すように、蛇腹５４が最も縮んだ状態においては、前述した蓄圧状態が開放されて長手方向に延びた無圧状態となるように構成されている。したがって、このコイルバネ６０の不勢力により、往復動部材５６（基部５７及びピストン５８）は、常に、蛇腹５４を圧縮する圧縮方向である往動方向（図７における矢印Ｂ方向）に付勢されている。

図３に戻り、一対の支持片４７ｃの間には、第１歯車５３とともに連れ回り可能な第２歯車５９が配設されている。第２歯車５９は、大径部分の歯部５９ａと、小径部分の円筒部５９ｂとを備えている。これらの歯部５９ａと円筒部５９ｂとは同軸上に位置している。さらに、第２歯車５９には、歯部５９ａと円筒部５９ｂとの両方に亘って連通する連通孔（図示略）が形成されており、当該連通孔にピストン５８が挿通されることによって、第２歯車５９はピストン５８に対して相対回転可能に支持されている。なお、歯車機構４８はモータ歯車５１、第１歯車５３及び第２歯車５９で構成される。

また、第２歯車５９における円筒部５９ｂの内周面側にはピストン５８の外周面に形成されたカム溝（図示略）と摺動可能に係合する突起（図示略）が形成されている。そのため、ポンプモータ４５が回転すると、それに連れて第１歯車５３及び第２歯車５９が回転し、その際に第２歯車５９側の突起がピストン５８側のカム溝内を摺動することで、ポンプモータ４５の回転運動がピストン５８の往復直線運動に変換されることになる。そして、ポンプモータ４５の回転に伴ってピストン５８（基部５７）が往復直線運動して、蛇腹５４が伸びたり（図４の実線の状態）、縮んだり（図４の破線の状態）するようになっている。

図３に示すように、圧力センサ３４は、ポンプ部４６が排出する加圧空気の圧力を検出し、その圧力に応じた検出値を出力可能なセンサである。圧力センサ３４は、加圧空気の入口となる入力接続管３４ａと、取り込んだ加圧空気の出口となる出力接続管３４ｂとを備えている。圧力センサ３４は、入力接続管３４ａが第１空気供給チューブ３２ａを介してポンプ部４６の排気接続管４６ａに接続され、出力接続管３４ｂが第２空気供給チューブ３２ｂを介して大気開放弁３５の吸入接続管３５ａに接続されている。

一方、第１歯車５３及び大気開放弁３５の間には摩擦クラッチ機構６１が配設されている。これを図３、図５を参照しつつ以下に説明する。取付板４７の壁部４７ａには第２支軸６２が固着されている。第２支軸６２は根元が大径で先端側（図３における左端側）が小径となっており、第２支軸６２の小径部分には第３歯車６３（図３参照）が回転可能に取り付けられている。第２支軸６２の先端にはワッシャ（図示略）を介して固定ピン（図示略）が固着され、第３歯車６３は前記固定ピンによって第２支軸６２から抜け落ちない状態に保持されている。

第３歯車６３は、第１歯車５３の小径歯車５３ｂと噛合っている。第３歯車６３及び壁部４７ａの間には、摩擦クラッチ機構６１によって第３歯車６３と連れ回り回転可能な従動部品６４が取り付けられている。この従動部品６４は中央部に貫挿孔（図示略）を有し、この貫挿孔が第２支軸６２の大径部分に貫挿されることによって第２支軸６２に対し回転可能に支持されている。従動部品６４の側面には、従動部品６４の外径よりも大きく側方に突出した押込部６４ａが形成されている。押込部６４ａの突出長さは、大気開放弁３５に届く長さに設定されている。

従動部品６４と壁部４７ａとの間には、従動部品６４を第３歯車６３側に付勢するスプリングバネ（以下、第１バネ６５と記す）が介装されている。第１バネ６５は、一端が壁部４７ａの側面に当接し、他端が従動部品６４の内壁に当接した状態となっている。第３歯車６３と従動部品６４とは第１バネ６５の付勢力に応じた押圧力で接触し合った状態となり、第３歯車６３は従動部品６４と接触する壁面がクラッチ面（図示略）として機能する。また、第３歯車６３及び従動部品６４の間の摩擦クラッチによる減速比は、第１歯車５３及び第２歯車５９の間の減速比よりも大きく設定されている。

ポンプモータ４５が回転すると第１歯車５３を介して第３歯車６３が回転し、この回転動作に伴って摩擦クラッチ機構６１が作動して、従動部品６４が第３歯車６３と同方向に回転する。ちなみに、ポンプモータ４５は正転及び逆転が可能であることから、本実施形態ではポンプモータ４５が正転すると従動部品６４が大気開放弁３５の反対側（図５に示す矢印Ｄ方向）に回転することとし、ポンプモータ４５が逆転すると大気開放弁３５側（図５に示す矢印Ｅ方向）に回転することとする。なお、摩擦クラッチ機構６１は、第３歯車６３、従動部品６４及び第１バネ６５により構成される。

次に、大気開放弁３５の構成について、図５、図６を参照して説明する。図５、図６は、大気開放弁３５の動作状態を示す断面図である。大気開放弁３５は、大気開放機能とレギュレータ機能との２つの機能を有する弁であり、加圧空気の通路を有する弁本体６６と、大気開放弁３５の弁開閉を行う弁開放レバー６７とを備えている。弁本体６６は、加圧ポンプ３３から圧力センサ３４を介して送られた加圧空気の入口となる吸入口６６ａと、弁内の加圧空気の圧力検出室として機能する弁室６６ｂと、弁内の加圧空気の出口となる排出口６６ｃとを備えている。

弁本体６６には弁室６６ｂとその室外（大気）とを連通する弁孔６８が形成され、弁孔６８の出口周縁には弁座６９が形成されている。弁本体６６には第２支軸６２の軸方向に沿って延びる回転軸７１が架設され、弁開放レバー６７は回転軸７１に揺動可能に支持されている。弁開放レバー６７の先端（図４における右端）において弁孔６８側の面には、弁孔６８を開閉可能な弁体７２（バルブ）が突出形成されている。

一方、弁本体６６の上壁と弁開放レバー６７との間には、弁開放レバー６７の先端を弁孔６８側に付勢するスプリングバネ（以下、第２バネ７３と記す）が介装されている。弁本体６６の上壁の下面と、弁開放レバー６７の先端において弁孔６８の反対側の面とには、第２バネ７３を係止するバネ受け６６ｄ，６７ａが各々形成されている。大気開放弁３５の排出接続管３５ｂには、分配器３６から延びる第３空気供給チューブ３２ｃが接続されている。

通常状態（即ち、ポンプモータ４５の正転時）のとき、図５に示すように弁開放レバー６７が第２バネ７３の付勢力を受けてレバー先端が下方に傾き、弁開放レバー６７の弁体７２が弁孔６８を閉じることから、大気開放弁３５が閉弁状態となる。このとき、ポンプモータ４５の正転によって従動部品６４が図５の矢印Ｄ方向に回転することになるが、ポンプモータ４５が正転を続けても従動部品６４は暫くすると第１支軸５２に当接して回転が規制されることになり、それ以上回転しない状態となる。

加圧ポンプ３３は、圧力センサ３４の検出値から求まる圧力値Ｐに基づき、動作が停止状態及び駆動状態の間で切り換わる。即ち、加圧ポンプ３３は、ポンプ駆動を開始してから圧力値Ｐが設定圧Ｐａ以上になると停止状態になってポンプ駆動を一旦停止し、設定圧Ｐａを下回るとポンプモータ４５が正転を開始してポンプ駆動を再開する。そして、この処理が繰り返されることで、インクカートリッジ１６に供給される加圧空気が所定範囲の圧力値に維持される。

一方、所定条件の下で、プリンタ１０の電源がオフとなったときには、大気開放弁３５の大気開放機能が作動する。これは、プリンタ１０が電源オフ状態のときに空気供給チューブ３２内が密閉状態にあると、温度変化の影響で空気供給チューブ３２内が高圧となり、インクカートリッジ１６が取り出し難しかったり、インクがインク排出孔３７ａの隙間から漏れ出たりするなどの問題が生じるからである。従って、プリンタ１０の電源がオフされたときには、遅延回路等を用いて電源回路に電源が供給された状態を所定時間維持し、その間にポンプモータ４５を逆転させる。これに伴い従動部品６４が図５に示す矢印Ｅ方向に回転すると、図６に示すように従動部品６４の押込部６４ａが弁開放レバー６７の基端に当接し、レバー基端が下方に押し込まれる。すると、第２バネ７３の付勢力に抗して弁開放レバー６７が揺動し、レバー先端が上方に持ち上がって弁体７２が弁孔６８から離間し、大気開放弁３５が開弁状態となる。

次に、上述したプリンタ１０の作用について、特に加圧ポンプ３３の作用に着目して以下説明する。
プリンタ１０の印刷が開始されて、ポンプモータ４５の駆動に基づき、ピストン５８が蛇腹５４を伸長状態とさせる方向（図７における矢印Ｃ方向）に直線運動して、吸気状態となったときには、基部５７に接続された蛇腹５４が引き伸ばされて、蛇腹５４のポンプ室５４ａの容積が増大する。このとき、ポンプ室５４ａ内に負圧が発生し、吸気口５５ｂを流通して外気（空気）がポンプ室５４ａ内に流入する。なお、このとき、吸気用一方向弁７４及び排気用一方向弁７５で構成される逆止弁構造により、排気口５５ｃからポンプ室５４ａ側への流通が遮断されているため、加圧動作が連続して行われる際の吸気時において、一旦、排気口５５ｃから排出した加圧空気を再びポンプ室５４ａ内に吸い込むことが防止される。

次いで、この状態から、ピストン５８が蛇腹５４を圧縮状態とさせる方向（図７における矢印Ｂ方向）に直線運動して、排気状態となったときには、蛇腹５４のポンプ室５４ａの容積が減少する。このとき、ポンプ室５４ａ内の空気が加圧されて、加圧空気が蛇腹５４の圧縮方向（図７における矢印Ｂ方向）へ流動する。そして、加圧空気が排気口５５ｃから圧力センサ３４側へ排出される。なお、このとき、上記逆止弁構造により、吸気口５５ｂから外部への流通が遮断されているため、加圧空気が蓋部５５の吸気口５５ｂから外部へ漏出することが防止される。

以上のように、蛇腹５４の伸長圧縮動作が繰り返し行われることにより、外部からポンプ室５４ａ内に吸入した空気を加圧し、加圧空気をポンプ室５４ａ外へ排出する動作が連続して行われる。このとき、ピストン５８は、コイルバネ６０によって蛇腹５４を圧縮する圧縮方向（往動方向、図７における矢印Ｂ方向）へ付勢されているため、コイルバネ６０によるこの付勢力が、吸気時には、蛇腹を引き延ばす際の抑止力として働くことになる。そのため、ポンプモータ４５の負荷が一時的に増大する。一方、排気時には、コイルバネ６０による付勢力が、蛇腹５４を圧縮する際の補助力として働くことになる。そのため、排気時にはポンプモータ４５の負荷が減少する。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、コイルバネ６０による付勢力が、負荷が増大する排気時には負荷を減少させるように作用するため、ポンプモータ４５の駆動負荷を低減することができる。

（２）また、コイルバネ６０による付勢力が、負荷が小さくてすむ吸気時には負荷を増大させるように作用するため、ピストン５８の一往復動間におけるポンプモータ４５の駆動負荷が平均化される。したがって、ポンプモータ４５の駆動負荷の変動によって生じる耳障りな騒音（脈動音）を抑制することができる。

（３）上記実施形態では、一端（図３、図７における右端）が支持片４７ｃに対して移動不能に固定されたコイルバネ６０の他端（図３、図７における左端）を往復動部材５６の基部５７に対して往動方向への付勢力を及ぼすように係合させるだけで、ポンプモータ４５の駆動負荷低減と騒音抑制を簡単に図ることができる。

（４）上記実施形態では、往復動部材５６が往復直線運動することでポンプ室５４ａの容積を増減させる構成であるため、確実に加圧動作を行うことができる。
（５）上記実施形態では、ポンプ室５４ａの吸気口５５ｂにはポンプ室５４ａ内への空気流通のみを許容する吸気用一方向弁７４が接続され、排気口５５ｃにはポンプ室５４ａ外への空気流通のみを許容する排気用一方向弁７５が接続されている。このため、往復動部材５６の往復直線運動に伴いポンプ室５４ａの加圧力が効率的に上昇していく構成となるので、蛇腹５４を小型化しても十分な加圧力を得ることが可能となり、ひいては加圧ポンプ３３及びプリンタ１０の小型化を図ることができる。

なお、実施形態は前記構成に限らず、以下のような別の実施形態（別例）に変更してもよい。
・ 上記実施形態におけるコイルバネ６０は、ピストン５８に外装することなく、基部５７と支持片４７ｃとの間に配設して、往復動部材５６を圧縮方向（図７における矢印Ｂ方向）に押し付ける構成としてもよい。または、蓋部５５（図３，図７における蓋部５５の右端）と、基部５７（図３，図７における基部５７の左端）との間にコイルバネ６０を配置し、往復動部材５６を圧縮方向（往動方向、図７における矢印Ｂ方向）に引っ張る構成としてもよい。

・ 上記実施形態では、付勢部材としてコイルバネ６０を用いたが、これに限らず往復動部材５６（ピストン５８、基部５７）を往動方向（図７における矢印Ｂ方向）に付勢できるものなら板バネ等、他のバネ部材や、ゴムなどの弾性部材でも良い。

・ ポンプモータ４５には、ＤＣモータに限らず、ＡＣモータを用いてもよい。
・ 蛇腹５４は、例えば椀型等のその他の形状のもので構成してもよい。
・ ポンプ部４６は蛇腹５４を用いた構造に限らず、例えば、シリンダ内を往復動するピストンやダイヤフラム等によって構成してもよい。

・ ポンプモータ４５の回転を従動部品６４に伝達する機構は摩擦クラッチ機構６１に限らず、ポンプモータ４５が逆転したときに、大気開放弁３５が開弁状態になる構造のものであれば特に限定されない。また、この機構にクラッチ機構を用いた場合、クラッチ機構は摩擦クラッチに限らず、噛合いクラッチ等を採用してもよい。

・ 上記実施形態では、大気開放弁３５において、従動部品６４が弁開放レバー６７を揺動させることで大気開放を行う構成としたが、弁開放レバー６７の回動をその他のアクチュエータで行ってもよいし、又は電磁弁として構成してもよい。

・ 上記実施形態においては、液体噴射装置として、インクを吐出しするプリンタ１０について説明したが、その他の液体噴射装置であってもよい。例えば、ファックス、コピア等を含む印刷装置や、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。また、液体もインクに限られず、他の液体に応用してもよい。

本実施形態のインクジェット式プリンタの要部平面図。 インクカートリッジの構成を示す断面図。 インクカートリッジに加圧空気を送る加圧ユニットの平面図。 ポンプ部の側断面図。 閉弁状態のときの大気開放弁を示す図３のＡ−Ａ線矢視断面図。 開弁状態のときの大気開放弁を示す断面図。 （ａ），（ｂ）は、コイルバネ及び蛇腹の動作を説明するための図であって、図３において二点鎖線で囲んだ部分を拡大して示す拡大図。

符号の説明

１０…液体噴射装置としてのプリンタ、１３…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１６…液体収容体としてのインクカートリッジ、２７…インク供給チューブ、３１…液体加圧供給システムとしての加圧ユニット、３２…加圧気体供給路としての空気供給チューブ、３３…加圧ポンプ装置としての加圧ポンプ、３５…弁としての大気開放弁、４５…ポンプモータ、４６…ポンプ部、５４…蛇腹形状部材としての蛇腹、５４ａ…ポンプ室、５５ｂ…吸気口、５５ｃ…排気口、５６…往復動部材、５７…往動方向側端部としての基部、５８…ピストン、６０…付勢部材としてのコイルバネ、７４…逆止弁としての吸気用一方向弁、７５…逆止弁としての排気用一方向弁、Ｂ…往動方向（圧縮方向）。

Claims (6)

1. 駆動源となる駆動モータと、当該駆動モータの駆動力に基づき往復動する往復動部材と、当該往復動部材の往復動に基づき内部に形成されたポンプ室の容積が増減することにより当該ポンプ室から加圧気体を排出するポンプ部とを備えた加圧ポンプ装置であって、
   前記往復動部材を前記ポンプ室の容積を小さくする圧縮方向である往動方向へ付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする加圧ポンプ装置。
2. 前記付勢部材は、その一端が移動不能に固定されており、その他端が前記往復動部材に対して前記往動方向への付勢力を及ぼすように係合されていることを特徴とする請求項１に記載の加圧ポンプ装置。
3. 前記往復動部材は、その一部が前記ポンプ部の一端側に接続された状態で往復直線運動することにより、前記ポンプ室の容積を増減させて当該ポンプ室から加圧気体を排出させることを特徴とする請求項１または２に記載の加圧ポンプ装置。
4. 前記ポンプ部は、外部からの気体の吸気のみを許容する逆止弁を吸気口に配し、前記加圧気体の排気のみを許容する逆止弁を排気口に配した蛇腹形状部材によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の加圧ポンプ装置。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の加圧ポンプ装置と、
   前記ポンプ室から排出された加圧気体を該加圧気体の加圧力に基づき収容液体を液体噴射装置が備える液体噴射ヘッド側へ送出するように構成された液体収容体に導く加圧気体供給路と、
   当該加圧気体供給路の途中に配置され、開弁状態となったときに前記加圧気体供給路の内外間を連通状態とする弁と
   を備えたことを特徴とする液体噴射装置の液体加圧供給システム。
6. 液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
   当該液体噴射ヘッドに対して前記液体を供給可能に接続された液体収容体と、
   当該液体収容体に対して加圧気体を送出する請求項５に記載の液体加圧供給システムと
   を備えることを特徴とする液体噴射装置。

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