JP2007203582A - 加圧ポンプ装置及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体噴射装置におけるポンプ部から液体収容体への加圧気体供給路の途中に設けた大気開放弁のシール機能を良好に維持して液体収容体側から液体噴射ヘッド側への液体加圧供給機能を好適に発揮させることができる加圧ポンプ装置及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ポンプ部４６から排出された加圧空気を、該加圧空気の加圧力を受けて収容液体を記録ヘッド側へ送出するように構成されたインクカートリッジに導く空気供給チューブ３２ａ〜３２ｅと、開弁状態となったときに前記空気供給チューブ内を大気に対して連通状態とする一方、閉弁状態となったときに前記空気供給チューブ内を大気に対して密閉された非連通状態とする大気開放弁３５と、前記空気供給チューブ内の途中位置であって少なくともポンプ部４６から大気開放弁３５の弁体配設位置に至るまでの途中位置に配置されるフィルタ部材８１，８６とを備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、加圧ポンプ装置及び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、通常は、この記録ヘッドに対してプリンタの所定箇所（例えば、キャリッジ上）に装着された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キャリッジ上とは異なる別の箇所に装着するタイプ（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（液体供給路）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は、例えば特許文献１に記載されるように、加圧ポンプ及び大気開放弁等を有してなる加圧ポンプ装置を備え、加圧ポンプ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。

そして、加圧ポンプの駆動に基づき加圧ポンプ側から加圧空気（加圧気体）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を送出するようにしている。また、プリンタの電源オフ時や、電源オン時でも空気供給チューブ内の圧力が高くなりすぎたときには、空気供給チューブの途中に設けた大気開放弁を開弁状態にして空気供給チューブ内を大気に連通させることにより、空気供給チューブ内が高圧となった場合に生じる各種の弊害（例えば、インク漏れ等）の発生を抑制するようにしている。
特開２０００−３５２３７９号公報

ところで、加圧ポンプの駆動に基づき空気供給チューブを介してインクカートリッジ側に供給される加圧空気中には、例えば加圧ポンプの駆動時に外部から加圧ポンプ内に流入した塵埃等の異物を含んでしまうことがあった。そして、そうした異物を含む加圧空気が大気開放弁の開弁状態時に大気へ放出されると、その放出される加圧空気中に含まれていた異物が大気開放弁の弁体や弁座に付着してしまい、その後において閉弁状態としたときに弁体と弁座の間に異物を噛み込んでシール機能が阻害された不完全閉弁状態になってしまうという虞があった。

そのため、そのように大気開放弁が不完全閉弁状態のままで、その後に加圧ポンプを駆動させることにより、空気供給チューブを介してインクカートリッジ側へ加圧空気を加圧供給しようとしても、その場合の加圧空気は不完全閉弁状態とされた大気開放弁から大気側にリークしてしまうことがあった。その結果、加圧ポンプ側からインクカートリッジ内へ送り込まれる加圧空気の圧力が弱くなってしまい、インクパックを十分に押し潰すことができなくなることから、インクカートリッジ側から記録ヘッド側へ送出されるインク量が不足して印刷不良等の不具合を生じさせるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、液体噴射装置におけるポンプ部から液体収容体への加圧気体供給路の途中に設けた大気開放弁のシール機能を良好に維持して液体収容体側から液体噴射ヘッド側への液体加圧供給機能を好適に発揮させることができる加圧ポンプ装置及びそのような加圧ポンプ装置を備えた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に、本発明の加圧ポンプ装置は、加圧気体を排出するポンプ部と、該ポンプ部から排出された加圧気体を、該加圧気体の加圧力を受けて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、該加圧気体供給路の途中位置に配置され、開弁状態となったときに前記加圧気体供給路内を大気に対して連通状態とする一方、閉弁状態となったときに前記加圧気体供給路内を大気に対して密閉された非連通状態とする大気開放弁と、前記加圧気体供給路内の途中位置であって少なくとも前記ポンプ部から前記大気開放弁の弁体配設位置に至るまでの途中位置に配置されるフィルタ部材とを備えた。

この発明によれば、ポンプ部から加圧気体供給路内に排出された加圧気体中に塵埃等の異物が含まれていたとしても、そのような異物は加圧気体供給路内の途中位置であって少なくとも大気開放弁の弁体配設位置よりもポンプ部側となる途中位置に配置されたフィルタ部材によって補足される。したがって、そのような異物が弁体配設位置まで至ることが抑制され、大気開放弁を閉弁状態としたときに不完全閉弁状態となる事態を回避できる結果、大気開放弁のシール機能を良好に維持して液体収容体側から液体噴射ヘッド側への液体加圧供給機能を好適に発揮させることができるようになる。

また、本発明の加圧ポンプ装置において、前記加圧気体供給路の途中には、内部にフィルタ収容室を有する中継部材が前記フィルタ収容室内を介して前記加圧気体供給路内の上流側と下流側とを中継するように介装されており、前記フィルタ部材は前記中継部材の前記フィルタ収容室内に配置されている。

この発明によれば、フィルタ部材が配置されたフィルタ収容室を内部に有する中継部材を加圧気体供給路の途中に介装するだけで、加圧気体供給路内の途中に異物を捕捉可能なフィルタ部材を簡単に配置できるようになる。

また、本発明の加圧ポンプ装置において、前記中継部材は、シール部材を介して接合される上流側ケース体と下流側ケース体とからなり、前記フィルタ収容室は、前記上流側ケース体と前記下流側ケース体が接合されることにより両ケース体間に形成される。

この発明によれば、上流側ケース体と下流側ケース体とを接合して中継部材を形成する前に、両ケース体間に形成されるフィルタ収容室内へフィルタ部材を簡単に配置できる。
また、本発明の加圧ポンプ装置において、前記中継部材は、前記加圧気体供給路の途中であって、前記大気開放弁の前記弁体配設位置から見た場合に前記ポンプ部側となる上流側の途中位置及び前記液体収容体側となる下流側の途中位置にそれぞれ配置されている。

この発明によれば、ポンプ部の駆動時に加圧気体供給路を介してポンプ部側となる上流側から大気開放弁内に流入する加圧気体中の異物のみならず、ポンプ部の駆動停止に伴い加圧気体供給路内を逆流して液体収容体側となる下流側から大気開放弁内に流入する加圧気体中の異物をも捕捉することができるようになる。

本発明の加圧ポンプ装置において、前記中継部材は、前記加圧気体供給路内の上流側及び下流側に連通する弁室が内部に形成された前記大気開放弁の弁ハウジングにより構成され、該弁ハウジング内の前記弁室により前記フィルタ収容室が構成されている。

この発明によれば、大気開放弁における弁ハウジング内の弁室という一箇所にフィルタ部材を配置するだけで、加圧気体供給路内を流通してポンプ部側となる上流側及び液体収容室側となる下流側の双方から大気開放弁側に流入する加圧気体中に含まれている異物を捕捉することができるようになる。

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、収容液体を加圧気体が供給された場合に該加圧気体の加圧力に基づき外部に排出する液体収容体と、該液体収容体から排出された液体を前記液体噴射ヘッドに導く液体供給路と、上記構成の加圧ポンプ装置とを備えた。

この発明によれば、加圧ポンプ装置において、ポンプ部から加圧気体供給路内に排出された加圧気体中に塵埃等の異物が含まれていたとしても、そのような異物は大気開放弁の弁体配設位置よりもポンプ部側となる加圧気体供給路内の途中位置に配置されたフィルタ部材によって補足される。そのため、そのような異物が弁体配設位置まで至ることが抑制され、大気開放弁を閉弁状態としたときに不完全閉弁状態となる事態を回避できる。したがって、加圧ポンプ装置における大気開放弁のシール機能が良好に維持されるので、液体収容体側から液体噴射ヘッド側への液体加圧供給機能を好適に発揮することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を、加圧ポンプ装置を備えた所謂オフキャリッジタイプの液体噴射装置に具体化した第１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。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、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では右端側位置）にはカートリッジホルダ１５が設けられ、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上に搭載されてキャリッジ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がキャリッジ１４上とは別箇所に固定配置されてキャリッジ１４と共に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。

本体ケース１１の後側壁（図１では上側壁）内面においてガイド軸１２の両端部と対応する位置には駆動プーリ１７と従動プーリ１８が回転自在に支持されている。駆動プーリ１７と従動プーリ１８との間には無端状のタイミングベルト１９が掛装され、駆動プーリ１７には本体ケース１１の後側壁外面に固定されたキャリッジモータ２０が連結されている。したがって、キャリッジ１４は、タイミングベルト１９を介して伝達されるキャリッジモータ２０の駆動力に基づきガイド軸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、本体ケース１１内においてガイド軸１２の下方には、プラテン２５が左右方向に沿うように設けられている。このプラテン２５は、ターゲットとしての用紙（図示略）を支持する支持台であり、図示しない紙送りモータの回転に伴い、図１において下方となる前方へ向けて用紙を給送するようなっている。

キャリッジ１４上には、記録ヘッド１３側にインク（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、プリンタ１０において使用されるインク色（例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色）の色数に相当する数（本実施形態では４つ）だけ各々配設され、各サブタンク２６はインク色毎に個別対応する各インクカートリッジ１６と液体供給路としてのインク供給チューブ２７を介して各々接続されている。そして、各サブタンク２６は、インクカートリッジ１６側からインク供給チューブ２７を介して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側に供給するようになっている。

また、本体ケース１１内においてカートリッジホルダ１５の上側となる位置には、加圧ポンプ装置としての加圧ユニット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の下流側に配置される分配器３６により複数本（本実施形態では４本）に分岐され、分岐した各チューブが各インクカートリッジ１６に１本ずつ接続されている。

図１及び図２に示すように、各インクカートリッジ１６は、矩形箱状のインクケース３７を有し、そのインクケース３７内には液体としてのインクを封入したインクパック３８が収納されている。インクケース３７の一側壁（図２では右側壁）における上下方向の略中間位置には、インク供給接続口３９が貫通形成され、そのインク供給接続口３９には、インクパック３８に一体形成された筒状をなすインク排出口３８ａが、その先端をインクケース３７外へ露出するようにして嵌合されている。そして、このインク排出口３８ａに対して前述したサブタンク２６側へ延びるインク供給チューブ２７が接続されている。

また、インクケース３７の一側壁（図２では右側壁）においてインク供給接続口３９の下方となる位置には空気供給接続口４０が貫通形成されている。この空気供給接続口４０には、筒状をなす接続管４１が、その一端（図２では右端）をインクケース３７外に露出させると共に、その他端をインクケース３７内に臨ませるようにして嵌合されている。そして、この接続管４１におけるインクケース３７外に露出した一端に対して前述した加圧ポンプ３３側から延びる空気供給チューブ３２の先端が接続されることにより、インクケース３７内には、インクケース３７の内面とインクパック３８の外面との間に気密状態の空気室４２が形成されるようになっている。

そして、加圧ポンプ３３の駆動に伴い加圧空気が空気供給チューブ３２を介してインクカートリッジ１６におけるインクケース３７の空気室４２内に導入された場合には、その加圧空気の空気圧（加圧力）によりインクパック３８が押し潰されるようになっている。そして、そのようにインクパック３８が押し潰されることにより、インクパック３８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側に供給されるようになっている。

次に、加圧ユニット３１について、図３を参照しながら説明する。
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、大気開放弁３５等の複数部材が金属製の取付板４４上に取着されることにより、一体的に取扱可能なユニット化された構成をしている。取付板４４上において、加圧ポンプ３３と圧力センサ３４との間は第１空気供給チューブ３２ａを介して接続されている。また、取付板４４上において、圧力センサ３４と大気開放弁３５との間は第２空気供給チューブ３２ｂ及び第３空気供給チューブ３２ｃ並びに第２空気供給チューブ３２ｂと第３空気供給チューブ３２ｃとの間を中継するように介装された中継部材としてのケース体７５を介して接続されている。そして、取付板４４上の大気開放弁３５とカートリッジホルダ１５上のインクカートリッジ１６との間は第４空気供給チューブ３２ｄ及び第５空気供給チューブ３２ｅ並びに第４空気供給チューブ３２ｄと第５空気供給チューブ３２ｅとの間を中継するように介装された中継部材としてのケース体７６を介して接続されている。

加圧ポンプ３３は、ダイアフラム式ポンプであり、ポンプ駆動源となるポンプモータ４５と、ポンプモータ４５の駆動力に基づきポンプ動作するポンプ部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４５ａにはモータ歯車４７が固着されている。ポンプモータ４５とポンプ部４６との間には、ポンプモータ４５側からポンプ部４６側へ駆動力を伝達可能な歯車機構４８とカム機構４９が設けられている。そして、この歯車機構４８とカム機構４９を介してポンプモータ４５の回転運動が往復直線運動に変換されてポンプ部４６に伝達されるようになっている。

取付板４４において、ポンプモータ４５の出力軸４５ａ側となる一端側縁（図３では右端側縁）の略中央部分からは矩形板状の支持壁４４ａが上方へ垂直に折り曲げ形成されると共に、その反対側の他端縁においてポンプ部４６の配設位置と対応する位置からは保持壁４４ｂが上方へ垂直に折り曲げ形成されている。この保持壁４４ｂの中央部には円形状の係止孔５０が形成されている。また、取付板４４上において、保持壁４４ｂとポンプ部４６の配設位置を挟んで反対側となる箇所には、一対の支持片４４ｃがポンプモータ４５の出力軸４５ａと平行な方向へ所定間隔をおくようにして立設されている。これら各支持片４４ｃには同じ高さ位置に支持孔５１がそれぞれ貫通形成されている。

図３に示すように、支持壁４４ａには第１支軸５２が取付板４４上をポンプモータ４５側へ水平方向に沿って延びるように一体形成されている。第１支軸５２は、基端側（図３における右端側）が大径に形成されると共に、先端側（図３における左端側）が小径に形成され、その第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、大径歯部５３ａと小径歯部５３ｂが軸方向へ段違いに重合した歯車構成とされ、その大径歯部５３ａがポンプモータ４５の出力軸４５ａに固着されたモータ歯車４７と噛合っている。

ポンプ部４６は、一端（図３では左端）が円形状に開口したダイアフラム（蛇腹）５４と、ダイアフラム５４の開口部（図示略）を密封状態で閉じる蓋部５５とを備えている。従って、ポンプ部４６においては、蓋部５５で閉じられたダイアフラム５４の内部がポンプ室５４ａとして機能することになる。ダイアフラム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。ダイアフラム５４はポンプモータ４５からの駆動力に基づき長手方向（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において前述した保持壁４４ｂと対向する側の端面（図３では左端面）には、複数（本実施形態では３つ）の爪部５５ａが形成されている。そして、この爪部５５ａが保持壁４４ｂの係止孔５０に係止されることによって、ポンプ部４６は、一端側（即ち、蓋部５５側）が取付板４４に対して支持されている。一方、ダイアフラム５４の他端（図３では右端）には押圧部材５６が取り付けられている。この押圧部材５６は、平板状をなす連結板５７と、この連結板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。そして、押圧部材５６は、そのピストン５８が前述した一対の支持片４４ｃの両支持孔５１内に挿通されることにより、取付板４４上をポンプモータ４５の出力軸４５ａと平行な水平方向に往復直線運動し得るように構成されている。

図３に示すように、両支持片４４ｃの間には、第１歯車５３における大径歯部５３ａと噛合う大径の歯部５９ａを備えた第２歯車５９が配設されている。第２歯車５９は、その歯部５９ａよりも小径の円筒部５９ｂが歯部５９ａの一側面側（図３では左側面側）から軸方向へ一体形成されている。また、第２歯車５９は、歯部５９ａと円筒部５９ｂとの両方に亘って軸方向に連通する連通孔（図示略）を有している。そして、第２歯車５９は、その連通孔にピストン５８が挿通されることによって、ピストン５８に対して相対回転可能に支持されている。

また、押圧部材５６におけるピストン５８の外周面には螺旋状をなすカム溝（図示略）が形成される一方、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が往復直線運動することにより、ダイアフラム５４は伸張状態（図３の実線の状態）と収縮状態（図３の一点鎖線の状態）とを繰り返すようになっている。

なお、ポンプ部４６の蓋部５５には、ダイアフラム５４が収縮状態から伸張状態となる際におけるポンプ室５４ａ内への大気の流入口となる吸気口（図示略）と、ダイアフラム５４が伸張状態から収縮状態となる際におけるポンプ室５４ａ内から外部への加圧空気の排出口となる排気口とが形成されている（図示略）。吸気口にはポンプ室５４ａ内への大気流通のみを許容する吸気用一方向弁が設けられ、排気口にはポンプ室５４ａ外への加圧空気の流通のみを許容する排気用一方向弁が接続されている。これら吸気用一方向弁及び排気用一方向弁が逆止弁に相当するため、ポンプ部４６は、ダイアフラム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。

ポンプモータ４５の回転に伴いピストン５８が反ダイアフラム側（図３では右側）に直線運動（復動）すると、ダイアフラム５４は図３に一点鎖線で示す収縮状態から実線で示す伸張状態へと伸びる。このとき、ダイアフラム５４は吸気状態となり、吸気口から大気がポンプ室５４ａ内に吸い込まれる。一方、ポンプモータ４５の回転に伴いピストン５８がダイアフラム５４側（図３では左側）に直線運動（往動）すると、ダイアフラム５４は図３に実線で示す伸張状態から一点鎖線で示す収縮状態へと縮む。このとき、ダイアフラム５４は排気状態となり、ポンプ室５４ａ内の加圧空気が排気口に接続された排気接続管４６ａ（図３参照）から空気供給チューブ３２を介してインクカートリッジ１６側に位置する圧力センサ３４へと送出される。

図３に示すように、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。入力接続管３４ａは第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に接続されている。一方、出力接続管３４ｂは第２空気供給チューブ３２ｂ及び第３空気供給チューブ３２ｃ並びに第２空気供給チューブ３２ｂと第３空気供給チューブ３２ｃとの間を中継するように介装された中継部材としてのケース体７５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。そして、圧力センサ３４は、第１空気供給チューブ３２ａ及び入力接続管３４ａを介してポンプ部４６側から圧力センサ３４内に流入した加圧空気の圧力を検出し、その圧力に応じた検出値を加圧ユニット３１におけるポンプモータ４５等の駆動状態を制御する制御部（図示略）に出力するようになっている。

一方、取付板４４上において、第１歯車５３と大気開放弁３５との間には摩擦クラッチ機構６１が配設されている。図３〜図５に示すように、取付板４４における右端側縁の支持壁４４ａには第１支軸５２と平行に第２支軸６２が一体形成され、この第２支軸６２の先端側（図３における左端側）には第３歯車６３が回転可能な状態で支持されている。なお、第３歯車６３は、第２支軸６２の先端に固着された保持ピン（図示略）の保持力によって第２支軸６２の先端側から抜け落ちないように保持されている。

また、図３〜図５に示すように、第３歯車６３と支持壁４４ａとの間には、外周面からアーム部６４ａが放射方向へ突出形成された略円板状の従動部品６４が、第２支軸６２に対して回転可能に挿通支持された状態で配置されている。この従動部品６４と支持壁４４ａとの間にはコイルスプリング６５が配置され、このコイルスプリング６５は、その一端（図３では右端）が支持壁４４ａの側面に当接すると共に、その他端（図３では左端）が従動部品６４の側面に当接した蓄圧状態に保持されている。

したがって、従動部品６４は、第３歯車６３が回転する場合、コイルスプリング６５の押圧力により第３歯車６３に摩擦係合した状態となって第３歯車６３と共に連れ回りすることになる。なお、従動部品６４におけるアーム部６４ａの突出長さは、大気開放弁３５側へ従動部品６４が回転した場合に大気開放弁３５に届く長さに設定されている。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。

ちなみに、ポンプモータ４５は正逆両方向へ回転することから、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を閉弁状態とする方向（図４に示す矢印Ｂ方向）に回転し、ポンプモータ４５が逆転すると大気開放弁３５を開弁状態とする方向（図４に示す矢印Ｃ方向）に回転するように構成されている。そして、本実施形態では、これらの第３歯車６３、従動部品６４及びコイルスプリング６５により、摩擦クラッチ機構６１が構成されている。

次に、大気開放弁３５について説明する。
大気開放弁３５は、大気開放機能とレギュレータ機能とを有する弁装置であり、図３〜図５に示すように、一側面（図３では左側面）から第３空気供給チューブ３２ｃを接続する吸入接続管３５ａが突設されると共に他側面（図３では左側面）からは第４空気供給チューブ３２ｄを接続する排出接続管３５ｂが突設された弁ハウジング６６を有している。弁ハウジング６６内には、加圧気体供給路の一部となる弁室６６ａと、その弁室６６ａ内と吸入接続管３５ａに接続された第３空気供給チューブ３２ｃ内とを連通させる吸入口６６ｂと、その弁室６６ａ内と排出接続管３５ｂに接続された第４空気供給チューブ３２ｄ内とを連通させる排出口６６ｃとが形成されている。

また、弁ハウジング６６には、弁室６６ａ内を弁ハウジング６６外に連通する弁孔６７が形成され、弁孔６７の弁ハウジング６６外に臨む周縁部位には弁座６８が形成されている。また、弁ハウジング６６には、第２支軸６２の軸方向に沿って延びる軸６９が設けられ、この軸６９に対して弁開放レバー７０が揺動可能に支持されている。弁開放レバー７０の先端（図４における右端）において弁座６８と対向する側の面（図４及び図５では下面）には、弁座６８に対して着座及び離座することにより弁孔６７を開閉して大気開放弁３５を開弁状態と閉弁状態との間で切り替える弁体７０ａが一体形成されている。

また、弁ハウジング６６において弁座６８の上方となる位置には上壁部６６ｄが庇状に形成されると共に、その上壁部６６ｄの下面には下方へ凸状のばね受け部６６ｅが形成されている。その一方、弁開放レバー７０の先端において弁体７０ａが一体形成された側とは反対側の面（図４及び図５では上面）には、前述した上壁部６６ｄのばね受け部６６ｅと上下方向で対向するように上方へ凸状のばね受け部７０ｂが形成されている。そして、両ばね受け部６６ｅ，７０ｂ間には、弁開放レバー７０を弁体７０ａが弁座６８に着座する閉弁方向へ揺動付勢するコイルスプリング７１が介装されている。

したがって、大気開放弁３５においては、ポンプモータ４５がポンプ部４６を作動させるべく正転した場合、従動部品６４は、前述したように図４の矢印Ｂ方向に回転することになるが、暫くするとアーム部６４ａが第１支軸５２に当接して、それ以上は回転しない状態となる。そして、その状態においては、図４に示すように、弁開放レバー７０がコイルスプリング７１の付勢力を受けて閉弁方向へと付勢され、その弁体７０ａが弁座６８に着座して弁孔６７を閉じることから、弁室６６ａを含む空気供給チューブ３２内が大気に対して密閉された非連通状態となる。

その一方、大気開放弁３５においては、プリンタ１０が電源オフされる時、及び、圧力センサ３４による加圧空気の圧力の検出値が予め設定した設定圧以上となったときには、ポンプモータ４５が逆転されるため、従動部品６４が第３歯車６３に連れ回りして図４の矢印Ｃ方向に回転する。その結果、図５に示すように、従動部品６４のアーム部６４ａが弁開放レバー７０の基端側を下方へ押し込み、コイルスプリング７１の付勢力に抗して弁開放レバー７０を弁体７０ａが弁座６８から離間する開弁方向へ揺動させることから、弁室６６ａを含む空気供給チューブ３２内が大気に対して連通状態となる。

次に、第２空気供給チューブ３２ｂと第３空気供給チューブ３２ｃとの間を中継するように接続するケース体７５、及び、第４空気供給チューブ３２ｄと第５空気供給チューブ３２ｅとの間を中継するように接続するケース体７６について、図６及び図７を参照しながら説明する。

まず、ケース体７５について説明する。図６に示すように、ケース体７５は、第２空気供給チューブ３２ｂを接続するための吸入側接続管７７ａが形成された上流側ケース体７７と第３空気供給チューブ３２ｃを接続するための排出側接続管７８ａが形成された下流側ケース体７８とがシール部材７９を介して接合された構成をしている。上流側ケース体７７の吸入側接続管７７ａ内には第２空気供給チューブ３２ｂ内に連通する吸入口７７ｂが形成されるとともに、下流側ケース体７８の排出側接続管７８ａ内には第３空気供給チューブ３２ｃ内に連通する排出口７８ｂが形成されている。

また、シール部材７９を介して接合された上流側ケース体７７と下流側ケース体７８との間には、吸入口７７ｂ及び排出口７８ｂを介して第２空気供給チューブ３２ｂ内と第３空気供給チューブ３２ｃ内とを連通するフィルタ収容室８０が形成されている。そして、このフィルタ収容室８０内には、フィルタ収容室８０内を通過する加圧空気中に塵埃等の異物が含まれている場合に、当該異物を捕捉可能な金属製メッシュからなるフィルタ部材８１が収容されている。

次に、ケース体７６について説明する。図７に示すように、ケース体７６は、第４空気供給チューブ３２ｄを接続するための吸入側接続管８２ａが形成された上流側ケース体８２と第５空気供給チューブ３２ｅを接続するための排出側接続管８３ａが形成された下流側ケース体８３とがシール部材８４を介して接合された構成をしている。上流側ケース体８２の吸入側接続管８２ａ内には第４空気供給チューブ３２ｄ内に連通する吸入口８２ｂが形成されるとともに、下流側ケース体８３の排出側接続管８３ａ内には第５空気供給チューブ３２ｅ内に連通する排出口８３ｂが形成されている。

また、シール部材８４を介して接合された上流側ケース体８２と下流側ケース体８３との間には、吸入口８２ｂ及び排出口８３ｂを介して第４空気供給チューブ３２ｄ内と第５空気供給チューブ３２ｅ内とを連通するフィルタ収容室８５が形成されている。そして、このフィルタ収容室８５内には、フィルタ収容室８５内を通過する加圧空気中に塵埃等の異物が含まれている場合に、当該異物を捕捉可能なウレタンフォームからなるフィルタ部材８６が収容されている。

そこで次に、上記のように構成されたプリンタ１０における加圧ユニット３１の作用について、特に、大気開放弁３５の大気開放作用と、ケース体７５及びケース体７６による異物捕捉作用に着目して、以下説明する。

さて、加圧ユニット３１においては、インクカートリッジ１６側から記録ヘッド１３側にインクを送出させる際に加圧ポンプ３３が駆動される。すなわち、ポンプモータ４５の正転駆動に伴いポンプ部４６がポンプ作動を開始し、ダイアフラム５４が伸縮動作する。そして、ダイアフラム５４の伸張時には吸気用一方向弁を介して吸気口からポンプ室５４ａ内に空気（大気）が吸入され、吸入された空気はダイアフラム５４の伸縮動作が繰り返されることにより圧力が高まると、排気用一方向弁を介して排出口に連なる排気接続管４６ａから第１空気供給チューブ３２ａ内に排出される。

そして、第１空気供給チューブ３２ａ内に排出された加圧空気は、その後、圧力センサ３４内、第２空気供給チューブ３２ｂ内、ケース体７５のフィルタ収容室８０内、及び、第３空気供給チューブ３２ｃ内を順次に経由して大気開放弁３５の弁室６６ａ内に至る。また、大気開放弁３５の弁室６６ａ内に至った加圧空気は、大気開放弁３５が閉弁状態にある場合には、さらに、第４空気供給チューブ３２ｄ内、ケース体７６のフィルタ収容室８５内、及び第５空気供給チューブ３２ｅ内を順次に経由してインクカートリッジ１６におけるインクケース３７の空気室４２内に導入される。

そして、加圧空気がインクカートリッジ１６におけるインクケース３７の空気室４２内に導入されると、その加圧空気の空気圧（加圧力）によりインクパック３８が押し潰されることにより、インクパック３８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側に供給される。そして、サブタンク２６内において圧力調整されたインクが記録ヘッド１３側へと供給され、そのインクが記録ヘッド１３から用紙に対して噴射されることにより印刷が実行される。

一方、プリンタ１０の電源オフ時、及び電源オン時でも圧力センサ３４による加圧空気の圧力検出値が設定圧以上になった場合には、ポンプモータ４５の駆動が停止される。したがって、インクカートリッジ１６におけるインクケース３７の空気室４２内に導入された加圧空気は前述した加圧空気供給時とは逆に、各空気供給チューブ３２ａ〜３２ｅ内、各ケース体７５，７６のフィルタ収容室８０，８５内、及び、大気開放弁３５の弁室６６ａ内を経由してポンプ部４６側へと逆流するようになる。

そして、プリンタ１０の電源オフ時、及び電源オン時でも圧力センサ３４による加圧空気の圧力検出値が設定圧を越えて異常に高くなったような時には、引き続きポンプモータ４５が逆転駆動され、大気開放弁３５が開弁状態とされる。その結果、大気開放弁３５においては弁体７０ａが弁座６８から離座して弁孔６７を介して弁室６６ａ内を大気に連通させる。したがって、弁室６６ａ内から弁孔６７を介して加圧空気が大気に放出される。

ところで、ポンプ部４６のポンプ作動時において、ダイアフラム５４が伸張動作したときに大気中から空気と共に塵埃等の異物がポンプ室５４ａ内に吸入された場合には、それらの異物が加圧空気と共に、ポンプ室５４ａ内から下流側の大気開放弁３５側へと送出されることになる。そして、そのような加圧空気中の異物が大気開放弁３５の開弁状態時に大気開放弁３５の弁体７０ａや弁座６８に付着してしまうと、その後における閉弁動作時に不完全閉弁状態を形成してしまう虞がある。

しかし、本実施形態では、第２空気供給チューブ３２ｂと第３空気供給チューブ３２ｃとの間に介装されたケース体７５のフィルタ収容室８０内にフィルタ部材８１が収容されている。そのため、ポンプ部４６側から大気開放弁３５側へ送出される加圧空気中に異物が含まれていたとしても、そのような異物は、大気開放弁３５における弁座６８（すなわち、弁体配設位置）に至るまでの空気供給チューブ３２（３２ｂ，３２ｃ）の途中で捕捉され、弁体７０ａや弁座６８に付着することはない。

また、インクカートリッジ１６にあっては、そのインクカートリッジ１６の製造段階やユーザによってカートリッジホルダ１５に装着される際に、塵埃等の異物をインクケース３７の空気室４２内に取り込んでしまうことがある。そのため、ポンプモータ４５の駆動停止に伴い空気室４２内から大気開放弁３５側へ逆流する加圧空気と共に、そうした異物が大気開放弁３５側へと送出されると、前述した場合と同様に、大気開放弁３５の開弁状態時に大気開放弁３５の弁体７０ａや弁座６８に付着してしまい、その後における閉弁動作時に不完全閉弁状態を形成してしまう虞がある。

しかし、本実施形態では、第４空気供給チューブ３２ｄと第５空気供給チューブ３２ｅとの間に介装されたケース体７６のフィルタ収容室８５内にフィルタ部材８６が収容されている。そのため、インクカートリッジ１６側から大気開放弁３５側へ逆流する加圧空気中に異物が含まれていたとしても、そのような異物は、大気開放弁３５における弁座６８に至るまでの空気供給チューブ３２の途中（３２ｄ，３２ｅ）で捕捉され、弁体７０ａや弁座６８に付着することはない。

したがって、上記の第１実施形態においては次のような効果を得ることができる。
（１）ポンプ部４６から大気開放弁３５側へ排出された加圧空気中に塵埃等の異物が含まれていたとしても、そのような異物は大気開放弁３５の弁座６８よりもポンプ部４６側で第２空気供給チューブ３２ｂと第３空気供給チューブ３２ｃとの間に介装されたケース体７５のフィルタ収容室８０内に配置されたフィルタ部材８１によって補足される。したがって、そのような異物が大気開放弁３５において弁体配設位置となる弁座６８まで至ることが抑制され、その後において大気開放弁３５を閉弁状態としたときに不完全閉弁状態となる事態を回避できる。その結果、大気開放弁３５の閉弁時におけるシール機能を良好に維持できるので、インクカートリッジ１６側から記録ヘッド１３側へのインク（液体）加圧供給機能を好適に発揮させることができる。

（２）加圧空気が流通する空気供給チューブ３２（３２ａ〜３２ｅ）の途中に異物捕捉機能を有するフィルタ部材８１，８６を配置するには、そうしたフィルタ部材８１，８６が配置されたフィルタ収容室８０，８５を内部に有するケース体７５，７６を空気供給チューブ３２（３２ａ〜３２ｅ）の途中に介装するだけでよい。したがって、既存のプリンタ１０における加圧ユニット３１に対しても、その加圧ユニット３１における空気供給チューブ３２（３２ａ〜３２ｅ）内の途中に異物を捕捉可能なフィルタ部材８１，８６を簡単に配置することができる。

（３）ケース体７５は、上流側ケース体７７と下流側ケース体７８とを互いに接合することにより、両者の間にフィルタ部材８１を収容可能なフィルタ収容室８０が形成される構成となっている。また、ケース体７６についても、上流側ケース体８２と下流側ケース体８３とを互いに接合することにより、両者の間にフィルタ部材８６を収容可能なフィルタ収容室８５が形成される構成となっている。したがって、各ケース体７５，７６を形成する前に、両者の各上流側ケース体７７，８２と下流側ケース体７８，８３間に形成されるフィルタ収容室８０，８５内へフィルタ部材８１，８６を簡単に配置できる。

（４）フィルタ部材８１，８６を収容したケース体７５，７６が空気供給チューブ３２の途中であって大気開放弁３５の弁座６８（弁体配設位置）から見た場合にポンプ部４６側となる上流側の途中位置及びインクカートリッジ１６側となる下流側の途中位置にそれぞれ配置されている。したがって、ポンプ部４６の駆動時にポンプ部４６側となる上流側から大気開放弁３５内に流入する加圧空気中の異物のみならず、ポンプ部４６の駆動停止に伴い空気供給チューブ３２内を逆流してインクカートリッジ１６側となる下流側から大気開放弁３５内に流入する加圧空気中の異物をも、各フィルタ部材８１，８６で捕捉することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の加圧ポンプ装置及びプリンタに係る第２実施形態について図８に基づき説明する。

さて、この第２実施形態のプリンタ１０は、そのプリンタ１０に設けられる加圧ポンプ装置としての加圧ユニット３１の一部の構成が次の点で第１実施形態とは相違しており、その他の点では第１実施形態と基本的構成は同じである。したがって、以下には第１実施形態と相違する部分について主に説明することとし、その他の同一構成部分については、同一符号を付して重複説明を省略する。

図８に示すように、第２実施形態の大気開放弁３５においては、その弁室６６ａ内に、第１実施形態におけるケース体７６のフィルタ収容室８５内に収容されていたフィルタ部材８６と同様のウレタンフォームからなるフィルタ部材８７が弁室６６ａ内の全体にゆきわたるように収容されている。すなわち、この第２実施形態においては、大気開放弁３５の弁室６６ａがフィルタ収容室を構成している。また、このような弁室６６ａ内を吸入口６６ｂ及び排出口６６ｃを介して上流側の第３空気供給チューブ３２ｃ内と下流側の第４空気供給チューブ３２ｄ内とを中継するように両空気供給チューブ３２ｃ，３２ｄ間に介装される弁ハウジング６６が中継部材を構成している。

そして、この第２実施形態では、大気開放弁３５の弁室６６ａ内に異物捕捉機能を有するフィルタ部材８７を収容したことにより、圧力センサ３４と大気開放弁３５との間を接続する空気供給チューブ３２（３２ｂ，３２ｃ）の途中に第１実施形態におけるケース体７５が介装されていない。また、同様の理由で、この第２実施形態では大気開放弁３５とインクカートリッジ１６との間を接続する空気供給チューブ３２（３２ｄ，３２ｅ）の途中に第１実施形態におけるケース体７６が介装されていない。

すなわち、この第２実施形態では、大気開放弁３５の弁室６６ａ内に収容したフィルタ部材８７が、ポンプ部４６側となる上流側及びインクカートリッジ１６側となる下流側の双方から大気開放弁３５の弁座６８（弁体配設位置）に向けて流通する加圧気体中に含まれている異物を捕捉するように構成されている。換言すると、弁室６６ａ内に収容された１つのフィルタ部材８７が、第１実施形態におけるフィルタ部材８１の上流側からの異物捕捉機能とフィルタ部材８６の下流側からの異物捕捉機能を併有する構成となっている。

したがって、この第２実施形態においては、第１実施形態における前述した（１）の効果に加えて、第１実施形態における前述した（４）の効果を大気開放弁３５の弁室６６ａ内という一箇所にフィルタ部材８７を配置するだけで享受できるため、装置コストが低減できるという優れた効果を得ることができる。

なお、上記各実施形態は、以下のような別の実施形態（別例）に変更してもよい。
・ 図９に示すように、第２実施形態における大気開放弁３５の弁室６６ａ内には、第１実施形態におけるケース体７５のフィルタ収容室８０内に収容されていたフィルタ部材８１と同様の金属製メッシュからなるフィルタ部材８８が弁室６６ａ内と弁孔６７との境界に位置するように配設してもよい。このようにした場合も、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

・ 第１実施形態において、ケース体７５のフィルタ収容室８０内に収容されるフィルタ部材８１を、ケース体７６のフィルタ収容室８５内に収容されているフィルタ部材８６と同様にウレタンフォームにて構成してもよい。

・ 第１実施形態において、ケース体７６のフィルタ収容室８５内に収容されるフィルタ部材８６を、ケース体７５のフィルタ収容室８０内に収容されているフィルタ部材８１と同様に金属製メッシュにて構成してもよい。

・ 各実施形態及び図９に示す別例におけるフィルタ部材８１，８６，８７，８８は、各フィルタ部材８１，８６，８７，８８を通過する加圧空気中に含まれる異物を捕捉する機能を有するものであれば、金属製メッシュ、ウレタンフォーム以外に、例えば不織布やスポンジ等の他の材料にて構成してもよい。

・ 第１実施形態において、ケース体７５，７６は、内部にフィルタ部材（例えばウレタンフォーム製のフィルタ部材）を詰め込んだ筒状のパイプにより構成してもよい。
・ 第１実施形態において、ケース体７５，７６を省略し、圧力センサ３４と大気開放弁３５との間を接続する空気供給チューブ３２内、及び、大気開放弁３５とインクカートリッジ１６との間を接続する空気供給チューブ３２内に、それぞれフィルタ部材（例えばウレタンフォーム製のフィルタ部材）を直接詰め込んだ構成としてもよい。

・ 第１実施形態において、大気開放弁３５とインクカートリッジ１６との間を接続する空気供給チューブ３２（３２ｄ，３２ｅ）の途中に介装されたケース体７６を省略してもよい。

・ 加圧ユニット３１において、ポンプ部４６はダイアフラム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等によって構成してもよい。
・ 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７０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７０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、流体もインクに限られず、他の流体に応用してもよい。

第１実施形態のインクジェット式プリンタの概略平面図。 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。 閉弁状態のときの大気開放弁を示す図３の４−４線矢視断面図。 図３の大気開放弁が開弁状態のときを示す断面図。 空気供給チューブの上流側の途中にケース体を介装した状態を示す断面図。 空気供給チューブの下流側の途中にケース体を介装した状態を示す断面図。 第２実施形態の大気開放弁が閉弁状態のときを示す断面図。 別例の大気開放弁が閉弁状態のときを示す断面図。

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…液体供給路としてのインク供給チューブ、３１…加圧ポンプ装置としての加圧ユニット、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ…加圧気体供給路としての空気供給チューブ、３５…大気開放弁、４６…ポンプ部、６６…中継部材としての弁ハウジング、６６ａ…フィルタ収容室としての弁室、７５，７６…中継部材としてのケース体、７７，８２…上流側ケース体、７８，８３…下流側ケース体、７９，８４…シール部材、８０，８５…フィルタ収容室、８１，８６，８７，８８…フィルタ部材。

Claims (6)

1. 加圧気体を排出するポンプ部と、
   該ポンプ部から排出された加圧気体を、該加圧気体の加圧力を受けて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、
   該加圧気体供給路の途中位置に配置され、開弁状態となったときに前記加圧気体供給路内を大気に対して連通状態とする一方、閉弁状態となったときに前記加圧気体供給路内を大気に対して密閉された非連通状態とする大気開放弁と、
   前記加圧気体供給路内の途中位置であって少なくとも前記ポンプ部から前記大気開放弁の弁体配設位置に至るまでの途中位置に配置されるフィルタ部材と
   を備えたことを特徴とする加圧ポンプ装置。
2. 前記加圧気体供給路の途中には、内部にフィルタ収容室を有する中継部材が前記フィルタ収容室内を介して前記加圧気体供給路内の上流側と下流側とを中継するように介装されており、前記フィルタ部材は前記中継部材の前記フィルタ収容室内に配置されている請求項１に記載の加圧ポンプ装置。
3. 前記中継部材は、シール部材を介して接合される上流側ケース体と下流側ケース体とからなり、前記フィルタ収容室は、前記上流側ケース体と前記下流側ケース体が接合されることにより両ケース体間に形成される請求項２に記載の加圧ポンプ装置。
4. 前記中継部材は、前記加圧気体供給路の途中であって、前記大気開放弁の前記弁体配設位置から見た場合に前記ポンプ部側となる上流側の途中位置及び前記液体収容体側となる下流側の途中位置にそれぞれ配置されている請求項２又は請求項３に記載の加圧ポンプ装置。
5. 前記中継部材は、前記加圧気体供給路内の上流側及び下流側に連通する弁室が内部に形成された前記大気開放弁の弁ハウジングにより構成され、該弁ハウジング内の前記弁室により前記フィルタ収容室が構成されている請求項２に記載の加圧ポンプ装置。
6. 液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、収容液体を加圧気体が供給された場合に該加圧気体の加圧力に基づき外部に排出する液体収容体と、該液体収容体から排出された液体を前記液体噴射ヘッドに導く液体供給路と、請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の加圧ポンプ装置とを備えた液体噴射装置。

Images