JP2009083384A

JP2009083384A - 液体吐出装置

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Publication number: JP2009083384A
Application number: JP2007258149A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takada; 雅之高田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-10-01
Also published as: JP5040569B2

Abstract

【課題】液体の蒸発が生じても、吐出動作を安定して行うことができる液体吐出装置を提供する。
【解決手段】第１の液体を吐出する吐出ヘッド１５と、第１の液体を貯留する液体タンク１０から第１の液体を前記吐出ヘッド１５に供給する液体供給管２８とを備える液体吐出装置３において、第１の液体と溶媒が同じであって第１の液体よりも濃度の低い第２の液体を流通させる液体流通路３２を備え、前記液体供給管２８が液体透過性を有しており、前記液体流通路３２が前記液体供給管２８の少なくとも一部を取り囲むようにして設けられることで、前記液体流通路３２を流通する第２の液体が前記液体供給管２８の外表面に接しながら流通するよう構成されており、第２の液体の溶媒が前記液体供給管２８を透過可能となるように構成されていることを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体タンクから供給されるインク等の液体を吐出する吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。

例えばインクジェットプリンタ等の液体吐出装置においては、吐出ヘッドに液体を供給する方式の一つとして、チューブ供給方式というものがある。この方式の液体吐出装置は、液体吐出装置の本体に装着された液体タンクと、供給された液体を吐出する吐出ヘッドとが液体供給管で常時接続されており、吐出ヘッドから液体が吐出されると、液体タンクに貯留されている液体がこの液体供給管を介して吐出ヘッドに随時供給されるようになっている。

この液体供給管は、液体吐出装置の本体内部で外気に接しており、液体供給管の内部は、液体吐出装置の休止中でも液体で満たされている。このため、装置の休止が長期に及ぶと、液体が液体供給管を介して蒸発して液体の粘度が増加する。これにより、所定の吐出量で吐出ヘッドから液体を吐出させることができなくなるなど、安定した吐出動作を行うことができなくなる。従って、従来、チューブ供給方式の液体吐出装置においては、液体の蒸発を防止するための液体供給管の構造が種々提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１には、透湿性の小さい材料からなり液体を流通させる内チューブと、空気透過率の小さい材料からなり外気に接する外チューブとを備えた液体供給管が開示されている。これにより、液体が内チューブを介して外部に蒸発するのを抑えることができ、且つ外気が外チューブを介して内チューブに侵入するのを抑えることができる。

特許文献２には、内部管及び外部管からなる液体供給管が開示されており、内部管と外部管との間には不揮発性のシリコンオイルが充填されている。この構成によれば、シリコンオイルが液体の透過を妨げる機能を奏し、液体の蒸発速度を低下させることができる。
特開平２−１１１５５５号公報特公平２−２７０９号公報

しかしながら、特許文献１及び２のいずれにおいても、液体供給管を介した液体の蒸発が抑制されるに過ぎず、液体の蒸発そのものを完全になくすことはできない。このため、液体吐出装置の休止が長期に及ぶと、依然として蒸発による液体の増粘が表れてしまい、印刷品質に影響を及ぼすおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液体の蒸発が生じても、吐出動作を安定して行うことができる液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係る液体吐出装置は、第１の液体を吐出する吐出ヘッドと、第１の液体を貯留する液体タンクから第１の液体を前記吐出ヘッドに供給する液体供給管とを備える液体吐出装置において、第１の液体と溶媒が同じであって第１の液体よりも濃度の低い第２の液体を流通させる液体流通路を備え、前記液体供給管が液体透過性を有しており、前記液体流通路が前記液体供給管の少なくとも一部を取り囲むようにして設けられることで、前記液体供給路を流通する第２の液体が前記液体供給管の外表面に接しながら流通するよう構成されており、第２の液体の溶媒が前記液体供給管を透過可能となるように構成されていることを特徴としている。

この構成によれば、第２の液体の溶媒が液体供給管を透過し、液体供給管内の第１の液体の濃度を下げることができる。なお、第１の液体と第２の液体の溶媒の成分は同一であるため、第２の液体の溶媒が透過しても、第１の液体の組成分が変更されることはなく、単純に濃度が変化するだけである。したがって、例えば液体供給管のうち液体流通路で取り囲まれていない部分を介して第１の液体の溶媒が蒸発するようなことがあっても、第１の液体の粘度の上昇を抑えることができる。

また、第２の液体の濃度は、第１の液体との濃度差によって、該第２の液体の溶媒が前記液体供給管を介して前記第１の液体貯留室内に浸透可能となるような濃度に設定されていてもよい。

このように、この第１の液体の濃度を考慮して第２の液体の濃度を調整することにより、容易に液体供給管を介した溶媒の浸透を実現することができる。

また、前記液体供給管を介して第１の液体の溶媒が単位時間当たりに蒸発する量と、第２の液体の溶媒が単位時間当たりに透過する量とを等しくすべく、第２の液体の濃度と、前記液体供給管の厚さと、前記液体供給管のうち前記液体供給路により取り囲まれる部分の表面積とが設定されていてもよい。

この構成によれば、第１の液体の濃度を長期に亘って一定に保つことができ、ひいては、その粘度も長期に亘って一定に保つことができる。なお、第１の液体の溶媒の蒸発速度は、使用される第１の液体の成分と液体供給管の設計とが決まれば予め予測可能であることから、これに応じて第２の液体の濃度と液体供給管の設計パラメータとを考慮するだけで、このように増粘を防止可能な液体吐出装置を提供することができる。

また、前記液体流通路は、大気開放された上方液体貯留部に接続され、前記液体流通路を流通する第２の液体には、前記上方液体貯留部及び前記液体流通路の高低差により定まる水頭圧が作用するようにしてもよい。

この構成によれば、液体流通路を流通する第２の液体の液圧は、上方液体貯留部との高低差に影響され、これに応じて第２の液体の溶媒の透過速度が決まる。したがって、この高低差を調整することにより透過速度を調整することができ、第１の液体の粘度をより正確にコントロールすることができるようになる。また、第１の液体の成分が変更された場合には、液体供給管の設計パラメータを変更しなくても、この高低差を変更するだけで蒸発速度と透過速度とを等しくすることができるようになる。

また、前記液体流通路内の第２の液体に圧力を付与するポンプ手段を備えていてもよい。

この構成によれば、液体流通路を流通する第２の液体の液圧は、ポンプ手段によって加圧され、これに応じて第２の液体の溶媒の透過速度が決まる。したがって、ポンプ手段の駆動力を調整することにより透過速度を調整することができ、第１の液体の粘度をより正確にコントロールすることができるようになる。また、第１の液体の成分が変更された場合には、液体供給管の設計パラメータを変更しなくても、このポンプ手段の駆動力を変更するだけで蒸発速度と透過速度とを等しくすることができるようになる。

また、前記第１の液体及び前記第２の液体の溶媒が水であり、該第１の液体が水性インクであってもよい。

この構成によれば、水性インクの増粘を防止可能な液体吐出装置を提供することができる。また、液体透過性（この場合、透水性）を考慮して、液体供給管の材料を適宜選択することができる。

本発明に係る液体吐出装置によれば、吐出ヘッドにより吐出される第１の液体の増粘を防止することができ、吐出ヘッドによる吐出動作を安定して行わせることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

図１は、本発明に係る液体吐出装置の一例として示す第１実施形態のプリンタ３を備えた複合機１の斜視図である。図１に示すように、複合機１は、プリンタ機能やスキャナ機能やコピー機能やファクシミリ機能を有するものであり、複合機１の本体外形をなす略直方体状の筐体２を備える。筐体２の下部にはインクジェット方式の印刷を行うプリンタ（液体吐出装置）３が備えられ、筐体２の上部にはスキャナ４が備えられる。筐体２の正面には開口５が形成されており、この開口５の下段には給紙トレイ６が設けられ、上段には排紙トレイ７が設けられている。筐体２の正面側右下部には、扉８が開閉自在に取り付けられており、この扉８の内側にはカートリッジ装着部９（図２及び図３参照）が設けられている。扉８が開かれると、カートリッジ装着部９が正面側に露出して、インク（第１の液体）を貯留しているインクカートリッジ（液体タンク）１０（図２及び図３参照）を着脱交換可能になる。筐体２の正面側上部には、オペレータが複合機１を操作するための操作パネル１１が設けられている。

図２は、第１実施形態のプリンタ３の概要構成を側面視で示す模式図である。図２に示すように、筐体２の内部において、給紙トレイ６の上方にはプラテン１２が設けられており、プラテン１２の上方には画像記録ユニット１３が設けられている。

画像記録ユニット１３は、キャリッジ１４にインクを吐出する吐出ヘッド１５等が搭載されて構成される。吐出ヘッド１５は、内部のインク流路（図示せず）及び該インク流路の下流端開口をなすノズル孔を有したキャビティユニット１６と、該インク流路内のインクに吐出圧を付与する圧電アクチュエータ１７とを有してなる。吐出ヘッド１５は、キャリッジ１４の外底面に取り付けられており、キャビティユニット１６におけるノズル孔の開口面が下方に向けられている。圧電アクチュエータ１７が作動すると、インク流路内のインクに吐出圧が付与され、該吐出圧及びインクの粘度に応じた量のインクがノズル孔から吐出される。

更にキャリッジ１４には、圧電アクチュエータ１７を駆動制御するための回路を内蔵したＩＣチップ１８と、インクを貯留可能であってキャビティユニット１６のインク流路の上流端開口と連通するインクサブタンク１９とが搭載されている。

給紙トレイ６の直上には、給紙トレイ６内の記録用紙２０を搬送路２１へ供給する給紙ローラ２２が設けられている。搬送路２１は、給紙トレイ６の背面側から上方へ向かった後に正面側へ向けてＵターンし、プラテン１２及び画像記録ユニット１３の間を通って排紙トレイ７（図１参照）に繋がっている。プラテン１２の背面側には、搬送路２１を流れる記録用紙２０を狭持してプラテン１２上へ搬送する搬送ローラ対２３が設けられており、画像記録ユニット１３の正面側には、印刷済みの記録用紙２０を狭持して排紙トレイ７へ搬送する排紙ローラ対２４が設けられている。

図３は、第１実施形態のプリンタ３の概要構成を平面視で示す模式図である。図３に示すように、プラテン１２の上方には、左右に平行に延びる前後一対のガイドレール２５，２５が設けられている。画像記録ユニット１３のキャリッジ１４は、これらガイドレール２５に左右（走査方向）に往復移動可能に支持されている。画像記録ユニット１３は、一対のプーリー２６，２６に巻き掛けられたタイミングベルト２７に接合されており、タイミングベルト２７はガイドレール２５の延在方向と平行に配設されている。一方のプーリー２６には正逆回転駆動するモータ（図示せず）が設けられており、そのプーリー２６が正逆回転駆動されることでタイミングベルト２７が往復移動し、画像記録ユニット１３がガイドレール２５に沿って走査される。

プラテン１２の右側にはカートリッジ装着部９が配置されており、インクカートリッジ１０は、このカートリッジ装着部９に着脱交換自在に装着される。本プリンタ３は、４色のカラーインク（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）を使用してフルカラー印刷を行うことができ、カートリッジ装着部９には、各色のインクを貯留した４つのインクカートリッジ１０が左右に並ぶようにして装着される。キャリッジ１４には、インクカートリッジ１０に対応する個数のインクサブタンク１９が設けられている。

なお、本プリンタ３のインクは、水性インクであって溶媒が水となっている。インクに含まれる固相成分はインクに粘性を与える。吐出ヘッド１５の吐出動作に影響を及ぼす因子の一つであるインクの粘度は、インクの濃度が大きくなるとこれに伴って大きくなるように変化する。

図２及び図３に示すように、筐体２の内部における各インクカートリッジ１０とキャリッジ１４との間には、インクカートリッジ１０内のインクをキャリッジ１４に搭載されている吐出ヘッド１５に供給するためのインク供給チューブ２８（液体供給管）が配設されている。インク供給チューブ２８は、インクカートリッジ１０に接続されるカートリッジ側インク供給チューブ２８ａと、インクサブタンク１９に接続されるキャリッジ側インク供給チューブ２８ｂとからなり、両チューブ２８ａ，２８ｂはチューブ保持部材３０を介して連通している。即ち、インクカートリッジ１０は、両チューブ２８ａ，２８ｂ及びチューブ保持部材３０を介してインクサブタンク１９と連通している。

図３に示すように、キャリッジ１４の走査範囲のうちプラテン１２の上方領域は、インク吐出位置となっている。本プリンタ３のインク吐出位置は、少なくとも記録用紙の幅寸法に相当する所定の範囲を有したものとなっており、キャリッジ１４はこの範囲内で往復移動可能になっている。キャリッジ１４がこのインク吐出位置にあるときには、搬送路２１（図２参照）に沿って正面側へ向けて（すなわち、キャリッジ１４の走査方向と直交する方向に）搬送されてプラテン１２上に到達した記録用紙に向けて吐出ヘッド１５のノズル孔より適宜のタイミングでインクを吐出し、記録用紙に画像や文字を印刷する印刷動作を実施することができる。

なお、キャリッジ１４の走査範囲のうちインク吐出位置の右側は、メンテナンス位置となっている。キャリッジ１４がこのメンテナンス位置にあるときには、プラテン１２の右側に設けられたメンテナンス部２９を利用して、吐出ヘッド１５のノズル孔の開口面を拭き取るワイピング動作や、ワイピング後のノズル孔の開口面を整えるためにインクを吐出するフラッシング動作や、ノズル孔から乾燥したインクや異物等を負圧吸引するパージ動作を実施することができる。

印刷動作やフラッシング動作やパージ動作により吐出ヘッド１５内のインクが消費されると、インクサブタンク１９内のインクが吐出ヘッド１５のインク流路に供給され、インクカートリッジ１０内のインクがインク供給チューブ２８を介してインクサブタンク１９内に供給される。このようにインク供給チューブ２８は、常にインクで満たされた状態となっている。

図４は、チューブ保持部材３０及びその周辺の構成を示す斜視図である。図５は、図３に示すV−V矢視図であり、チューブ保持部材３０の断面図である。図４に示すように、チューブ保持部材３０は、例えばエラストマ等の弾性を有すると共に透湿性の小さい材料から成形されており、長手方向に延びる一対の側壁３０ａ，３０ａと、両側壁３０ａ，３０ａの一端縁を繋ぐ一端壁３０ｂと、両側壁３０ａ，３０ａの他端縁を繋ぐ他端壁３０ｃと、各壁３０ａ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃの底面を繋ぐ底壁３０ｄとを有してなり、図５に示すように断面Ｕ字状に形成されている。チューブ保持部材３０には、開放された面を覆うようにして透湿性の小さいフィルム３１が接着されており、これにより両側壁３０ａと底壁３０ｄとフィルム３１とにより囲まれたチューブ収容空間３２が形成される。

各カートリッジ側インク供給チューブ２８ａは、チューブ保持部材３０の一端壁３０ｂに挿入されてチューブ収容空間３２内を側壁３０ａの延在方向に沿って延び、チューブ保持部材３０の他端壁３０ｃの内面に圧入されている。この他端壁３０ｃの外面にキャリッジ側インク供給チューブ２８ｂの一端が接続されている。他端壁３０ｃの内部には、両チューブ２８ａ，２８ｂを連通させるための内部流路（図示略）が形成されている。４本のカートリッジ側インク供給チューブ２８ａは、チューブ収容空間３２内において、両側壁３０ａ，３０ａの間にて略等間隔をおいて並ぶようにして長手方向に延在している。

図２乃至図５に示すように、チューブ収容空間３２は、チューブ保持部材３０の一端壁３０ｂに形成された貫通孔３０ｅ（図５参照）に外側から圧入された水供給チューブ３３を介して水溶液タンク３４（図２，図３参照）に連通している。水溶液タンク３４は、筐体２の内面から略水平に延びるフレームに取り付けられており、チューブ収容空間３２に対して高さｈだけ上方に配置されている。水溶液タンク３４の内部には、インクと同じく水を溶媒とした水溶液を貯留可能になっている。なお、この水溶液には、例えばパラベン等の防腐剤が溶解しており、長期に亘って水溶液が変質しないようになっている。また、水溶液タンク３４には、該水溶液が貯留される内部空間を大気と連通させる大気連通孔３５が設けられている。水供給チューブ３３の一端は、水溶液貯留タンク３４の内部空間を外部と連通させる水流出孔３６に接続されている。従って、チューブ収容空間３２内には、水溶液タンク３４内に貯留されている水溶液で満たされた状態となっており、チューブ収容空間３２内の水溶液には前述した高さｈに応じた水頭圧が液圧として付与された状態となっている。

水溶液で満たされるチューブ収容空間３２内に収容されるカートリッジ側インク供給チューブ２８ａは、例えばシリコンゴム等の透湿性の大きい合成樹脂材から成形されている。キャリッジ側インク供給チューブ２８ｂは、例えばポリプロピレン等の透湿性の小さい合成樹脂材から成形されている。

水溶液のモル濃度は、インクのモル濃度よりも小さくなるように設定されているため、チューブ収容空間３２内において、水溶液とインクとの間でこの濃度差に応じた浸透圧が発生する。従って、図５に点線矢印Ｗで示すように、チューブ収容空間３２内を満たしている水溶液の溶媒である水が、透湿性を有した材料からなるカートリッジ側インク供給チューブ２８ａを介してチューブ内に透過可能になる。

この水溶液の溶媒である水がカートリッジ側インク供給チューブ２８ａを介してチューブ内に単位時間当たりに透過する量（透過速度）は、浸透圧を決める水溶液とインクの濃度差と、チューブ収容空間３２内の水溶液に液圧として付与される水頭圧を定める前述した高さｈと、浸透圧及び水頭圧に応じた単位時間当たり及び単位面積当たりの水透過量を決めるカートリッジ側インク供給チューブ２８ａの材料及び厚さΔ１（図２参照）と、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａのうちチューブ収容空間３２内に収容されて水溶液と接している領域の表面積とにより定まる。なお、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａの厚さΔ１と、浸透圧に応じた単位時間当たり単位面積当たりの水透過量とは、概ね反比例の関係にある。また、上記表面積は、チューブ収容空間３２の長手方向の寸法Ｌ１（図２参照）と、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａの径φ１（図２参照）とにより定まる。このように水溶液の水が単位時間当たりに透過する量は、適宜変更可能な水溶液とインクの濃度差と、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａ及びチューブ保持部材３０の仕様と、水溶液タンク３４の配置とに応じて定まる。

また、インク供給チューブ２８は、前述したとおり常にインクで満たされている。インク供給チューブ２８のうちカートリッジ側インク供給チューブ２８ａについては、インクカートリッジ１０とチューブ保持部材３０の間において筐体２の内部で外気に接しており、キャリッジ側供給チューブ２８ｂについては、その全体が筐体２の内部で外気に接している。このように外気に接している部分においては、インクの溶媒である水がチューブ外に蒸発する。

カートリッジ側インク供給チューブ２８ａ内のインクの水がチューブ外に単位時間当たりに蒸発する量は、インクの溶媒である水が単位時間当たり単位面積当たりに蒸発する量を決めるカートリッジ側インク供給チューブ２８ａの材料及び厚さΔ１（図２参照）と、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａにおける外気と接している部分の表面積とにより定まる。この表面積は、該チューブ２８ａが外気と接している部分の長さＬ２（図２参照）と、該チューブ２８ａの径φ１（図２参照）とから得られる。キャリッジ側インク供給チューブ２８ｂ内のインクの水がチューブ外に単位時間当たりに蒸発する量についても同様にして、キャリッジ側インク供給チューブ２８ｂの材料及び厚さΔ３（図２参照）と、キャリッジ側インク供給チューブ２８ｂにおける外気と接している部分の表面積とにより定まる。この表面積は、該チューブ２８ｂが外気と接している部分の長さＬ３（図２参照、本実施形態においては全長）と、該チューブ２８ｂの径φ３（図２参照）とから得られる。なお、各チューブ２８ａ，２８ｂの厚さΔ１，Δ３と、インクの水が単位時間当たり及び単位面積当たりに蒸発する量とは、概ね反比例の関係にある。このようにして得られた各チューブ２８ａ，２８ｂからの単位時間当たりの蒸発量の和が、インク供給チューブ２８を介した蒸発量の全量となる。このようにインクの水が単位時間当たりに蒸発する量は、インク供給チューブ２８の仕様により決まる。

従って、水溶液の溶媒である水の単位時間当たりの透過量を決める各パラメータと、インクの溶媒である水の単位時間当たりの蒸発量を決める各パラメータとを考慮することにより、これら透過量と蒸発量とが等しくなるように設定することができる。

このように構成されるプリンタ３においては、インク供給チューブ２８内のインクの水が蒸発しても、その蒸発量と等しい量の水がインク貯留室３２内に透過するようになる。これによりインクの濃度を長期に亘って一定に保つことができるようになり、インクの粘度も長期に亘って一定に保つことができるようになる。

なお、インクの溶媒が水であると共に、チューブ収容空間３２内を満たす液体の溶媒がインクと同じく水であるため、チューブ収容空間３２内の液体の溶媒がカートリッジ側インク供給チューブ２８ａを介してチューブ内に透過しても、インクの濃度に影響を及ぼすだけであって、インクの組成を変化させることはない。

また、本実施形態においては、チューブ収容空間３２内の水溶液が水頭圧を付与されているため、その付与されている液圧に応じてチューブ内に単位時間当たり単位面積当たりで透過する水の量を大きくすることができる。このように水溶液タンク３４の配置の設定を通じて水頭圧の調整を行うことにより、透過量と蒸発量とが等しくなるように設定することが可能になる。また、透過によってチューブ収容空間３２内の水溶液が減少されることがあっても、水溶液タンク３４内の水溶液が水供給チューブ３３を介して補充されるため、チューブ収容空間３２内の水溶液量を一定に保つことができる。

なお、図４に示すように、チューブ保持部材３０のチューブ収容空間３２内に水溶液を供給する水供給チューブ３３は、チューブ保持部材３０のうちカートリッジ側に位置する一端壁３０ｂに接続されている。このような位置にある一端壁３０ｂは、キャリッジ１４と遠い位置にあるため、キャリッジ１４の往復移動に伴って移動する量がキャリッジ側と比べて小さくなる。従って、水供給チューブ３３は、キャリッジ１４が往復移動してもチューブ保持部材３０に引っ張られて移動する量が小さく、筐体２の内部で水供給チューブ３３を引き回すためのスペースをコンパクトにすることができる。

また、本実施形態においては、インクカートリッジ１０とキャリッジ１４との間を繋ぐインク供給チューブ２８が、カートリッジ側とキャリッジ側との２つのチューブから構成されている。そのうちの一方（本実施形態ではカートリッジ側インク供給チューブ）のみが水溶液で満たされたチューブ収容空間３２に収容されており、他方（本実施形態ではキャリッジ側インク供給チューブ）についてはその全体が外気に接するようにして設けられている。本実施形態では、水を透過させる側のチューブに対して透湿性の高い材料が選択され、外気に接している側のチューブに対して透湿性の低い材料が選択されているため、水の透過の促進と蒸発の抑制とを効果的に両立させることができる。これにより、蒸発が抑制されることによりインクの濃度を一定に保つために必要な水の透過量が小さくなると同時に、単位面積当たりの水の透過量が大きくなるため、チューブ収容空間３２の容量を小型化することができる。

なお、インクカートリッジ１０とキャリッジ１４との間を繋ぐインク供給チューブを、１本としてもよいし、インクカートリッジ１０とチューブ保持部材とを繋ぐ部分と、チューブ収容空間３２に収容される部分と、チューブ保持部材とキャリッジとを繋ぐ部分とに三分してもよい。三分する場合には、チューブ収容空間３２内に収容される部分を透湿性の大きい材料から形成し、残り２つの部分を透湿性の小さい材料から形成することで、上記の効果をさらに高めることができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、前述した実施形態に対し、水溶液に液圧を付与するための構成が異なる。なお、前述した実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を簡略にする。

図６は、第２実施形態のチューブ保持部材２３０とその周辺の構成を側断面視で示す模式図である。図６に示すように、このチューブ保持部材２３０は、外形は第１実施形態と同様のものとなっており、一対の側壁３０ａ、カートリッジ側に位置する一端壁３０ｂ、キャリッジ側に位置する他端壁３０ｃ、及び底壁３０ｄを有した断面Ｕ字状に形成されており、チューブ保持部材２３０には、開放面を覆うようにしてフィルム３１が取り付けられている。これにより形成されたチューブ収容空間３２内には、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａが収容されていると共に、前述した水溶液が充填されている。

チューブ保持部材２３０には、一端壁３０ｂに設けられてチューブ収容空間３２を外部に連通させる第１連通孔２３６と、他端壁３０ｃに設けられてチューブ収容空間３２を外部と連通させる第２連通孔２３７とが設けられている。チューブ保持部材２３０の外部には、この第１連通孔２３６と第２連通孔２３７の間を接続する水循環チューブ２３８が設けられている。

また、筐体の内側面から延びるフレーム２３９に支持されて、水循環チューブ２３８内の水溶液を循環させるためのポンプ２４０が設けられている。このポンプ２４０は、チューブポンプにより構成されており、矢印Ｒで示す所定の回転方向に回転駆動されるドラム２４１と、ドラム２４１の外周面上から突出するようにして設けられて水循環チューブ２３８に外側から圧接される複数の圧子２４２とを備えてなる。ドラム２４１が回転駆動されると、圧子２４２が水循環チューブ２３８を押しつぶしながら回転し、これに応じてチューブ２３８内の水溶液に動圧が付与され、圧子２４２の回転方向に沿って冷却液が一方向に流れるようになる。

本実施形態においては、このポンプ２４０により付与される動圧が、第１実施形態における水頭圧に相当するものとなる。この動圧が付与されることにより、水溶液の溶媒である水は、点線矢印Ｗで示すようにカートリッジ側インク供給チューブ２８ａを介してチューブ内に透過するが、動圧が大きくなるようにポンプ２４０を駆動すれば、インク供給チューブ２８ａの単位面積当たり及び単位時間当たりの透過量を増加させることができる。このため、チューブ収容空間３２の容量を小型化することができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、前述した実施形態に対し、インクカートリッジの内部構成が異なる。ここでは、第３実施形態を便宜的に第１実施形態の変更形態としているが、第２実施形態にも同様にして適用可能である。なお、前述した実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を簡略にする。

図７は、第３実施形態のインクカートリッジ３１０の内部構成を示す断面図である。インクカートリッジ３１０は、合成樹脂材から成形される直方体状のケーシング３３１を有し、このケーシング３３１の内部には、インクが貯留されるインク貯留室３３２を形成するインクパック３３４が収容されている。ケーシング３３１には、このインク貯留室３３２を外部と連通させるインク供給孔３３３が設けられており、このインク供給孔３３３には、カートリッジ３１０がカートリッジ装着部９に装着されると、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａの端部と接続されるようになっている。インクカートリッジ３１０のインク供給孔３３３の内部には、普段は閉じていてインク供給チューブ２８ａの端部と接続されたときに開くバルブ機構（不図示）が設けられている。インクパック３３４は、例えばポリスチレンフィルムやウレタンフィルムやポリオレフィンフィルム等の透湿性を有したフィルムにより構成されている。ケーシング３３１の内部には、インクパック３３４の外側の空間領域に水貯留室３３５が形成されており、この水貯留室３３５には前述した水溶液が貯留されている。

このインクカートリッジ３１０は、インクパック３３４の内面に囲まれたインク貯留室３３２と、インクパック３３４の外面とケーシング３３１の内面とに囲まれた水貯留室３３５とを有しており、両室３３２，３３５がインクパック３３４を構成する透湿性のフィルムにより仕切られている。

このインクカートリッジ３１０の内部では、水貯留室３３５内に貯留される水溶液とインク貯留室３３２内に貯留されるインクとの間に濃度差に応じて浸透圧が発生し、点線矢印Ｗで示すように、水貯留室３３５内に貯留されている水溶液の溶媒である水がインクパック３３４を介してインク貯留室３３２内に透過可能になる。

水貯留室３３５内の水溶液の溶媒である水がインクパック３３４を介してインク貯留室３３２内に単位時間当たりに透過する量（透過速度）は、浸透圧を決める水溶液とインクの濃度差と、浸透圧に応じた単位時間当たり単位面積当たりの水透過量を決めるインクパック３３４の材料及び厚さΔ４と、インクパック３３４のうちインク貯留室３３２及び水貯留室３３５を仕切っている領域の面積（本実施形態ではインクパック３３４の全表面積に相当）とにより定まる。なお、インクパック３３４の厚さΔ４と、浸透圧に応じた単位時間当たり単位面積当たりの水透過量とは、概ね反比例の関係にある。このように水溶液の水が単位時間当たりに透過する量は、適宜変更可能な水溶液とインクの濃度差と、インクパック３３４の仕様とにより決まる。

そして、本実施形態において水の全透過量は、第１実施形態にて述べたチューブ収容空間３０内における水溶液の水が透過する量と、このインクカートリッジ１０の内部における水溶液の水が透過する量との和となる。一方、インクの溶媒である水は、第１実施形態にて述べたとおりの量で蒸発する。従って、水溶液の溶媒である水の単位時間当たりの透過量を決める各パラメータと、インクの溶媒である水の単位時間当たりの蒸発量を決める各パラメータとを考慮することにより、これら透過量と蒸発量とが等しくなるように設定することができる。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第３実施形態に対し、インクカートリッジの内部構成が異なる。なお、第３実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を簡略にする。

図８は、第４実施形態のインクカートリッジ４１０の内部構成を示す断面図であり、（ａ）は、インクカートリッジ４１０がカートリッジ装着部９に装着される前の状態を示しており、（ｂ）は、インクカートリッジ４１０がカートリッジ装着部９に装着されている状態を示している。図８に示すように、インクカートリッジ４１０のケーシング３３１の内部には、水貯留室３３５と初期水貯留室４３７（初期液体貯留室）とを仕切る仕切壁４３６が設けられている。このようにしてケーシング３３１の内部が二分されるが、インクパック３３４は水貯留室３３５に内蔵されており、初期水貯留室４３７は、インクパック３３４とは隔離された空間をなしている。この初期水貯留室４３７は、仕切壁４３６を貫通してなる小孔４３８を介して水貯留室３５と連通しており、ケーシング３３１に形成された大気連通孔４３９を介して大気と連通している。また、第３実施形態と同様に、ケーシング３３１には、このインク貯留室３３２を外部と連通させるインク供給孔３３３が設けられており、そのインク供給孔３３３にはバルブ機構（不図示）が設けられている。

インクカートリッジ４１０の製造時には、水性インクがインク貯留室３３２に封入されると共に、図８（ａ）に示すように初期水貯留室４３７内に前述した水溶液が封入された状態とされ、水貯留室３３５及び初期水貯留室４３７の内圧が大気圧に対して負圧となるように減圧される。更にケーシング３３１の外面には、シール４４０が容易に取り外し可能に接着され、このシール４４０により大気連通孔４３９が封止され、水貯留室３３５及び初期水貯留室４３７が減圧された状態で維持される。小孔４３８は、初期水貯留室４３７内に封入された水溶液が表面張力によってメニスカスを形成するために十分小さく形成されており、シール４４０が接着されている状態では初期水貯留室４３７内の水溶液が水貯留室３３５内に流入しないようになっている。

これに対し、図８（ｂ）に示すように、シール４４０が取り外されると、初期水貯留室４３７が大気連通孔４３９を介して大気と連通し、初期水貯留室４３７が水貯留室３３５に対して正圧となる。これにより、小孔４３８に形成されていたメニスカスが破壊され、初期水貯留室内４３７の水が小孔４３８を通って水貯留室３３５内へと流入する。

本実施形態のインクカートリッジ４１０によると、シール４４０が接着している状態では、インク貯留室３３２とは独立した初期水貯留室４３７内に水が貯留されており、インク貯留室３３２内に水が透過しないようになっている。シール４４０が取り外されると初めて、水貯留室３３５内に水溶液が流入し、図８（ｂ）に点線矢印Ｗで示すように、流入した水溶液の溶媒である水がインクパック３３４を介してインク貯留室３３２内に透過可能になっている。従って、シール４４０をインクカートリッジ４１０の着脱交換直前まで取り外さないようにすれば、製造時からカートリッジ装着部９に装着されるまでの期間で水溶液の水がインク貯留室３３２内に透過するのを防ぐことができる。このようにシール４４０を正しく取り扱うことにより、インクカートリッジ４１０を実際に使用するまでの間、インク貯留室３３２内に貯留されているインクの濃度を適正な状態に保つことができるようになる。

次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態は、第３及び第４実施形態に対し、水貯留室３３５内の水溶液に別途液圧を付与するための液圧付与部５４１を備えている点で異なる。ここでは、第５実施形態を便宜的に第４実施形態の変更形態とするが、該液圧付与部５４１は第３実施形態にも適用可能である。なお、前述した第４実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を簡略にする。

図９は、第５実施形態のインクカートリッジ５１０の内部構成と液圧付与部５４１の構成を示す模式図であり、シール４４０を取り外されたインクカートリッジ５１０がカートリッジ装着部９に装着されている状態を示している。図９に示すように、液圧付与部５４１は、インクカートリッジ５１０の水貯留室３３５に対して上方に設けられた上方水タンク５４２と、上方水タンク５４２を水貯留室３３５と連通させる水供給チューブ５４３とを備える。上方水タンク５４２は、筐体２の内面における扉８よりも上方の部位から水平に延びるフレーム５４４に取り付けられており、水貯留室３３５に対して所定の高さｈ′だけ上方に配置されている。この上方水タンク５４２は、内部に前述の水溶液を貯留可能となっており、該内部空間は大気連通孔５４５を介して大気と連通している。水供給チューブ５４３は、上方水タンク５４２の内部空間を外部と連通させる水供給孔５４６と、インクカートリッジ５１０の水貯留室３３５を外部と連通させる水流入孔５４７との間を接続している。従って水貯留室３３５内の水溶液には、高さｈ′に応じて定まる水頭圧が作用する。なお、水供給チューブ５４３の水流入孔５４７と接続される端部は図示しない支持機構により支持されてその配置が固定されており、インクカートリッジ５１０がカートリッジ装着部９に装着されると自動的に水流入孔５４７と接続される。そして、その水供給チューブ５４３端部の内部には、普段は閉じていて水流入孔５４７の端部と接続されたときに開くバルブ機構（不図示）が設けられている。これにより、インクカートリッジ５１０がカートリッジ装着部９に装着されていないときに、上方水タンク５４２の水溶液が水供給チューブ５４３から漏出することは防止される。また、インクカートリッジ５１０の水流入孔５４７内部には、普段は閉じていて水供給チューブ５４３の端部と接続されたときに開くバルブ機構（不図示）が設けられている。

このように、本実施形態においては、水貯留室３３５内の水溶液が水頭圧を受けて液圧が大きくなるため、水貯留室３３５内の水溶液の水がインクパック３３４を介してインク貯留室３３２内に単位時間当たり単位面積当たりで透過する量を増加させることができる。また、透過によって水貯留室３３５内の水溶液が減少されることがあっても、上方水タンク５４２内の水溶液が水供給チューブ５４３を介して補充されるようになり、水貯留室３３５内の水溶液量を一定に保つことができる。

次に、本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態は、第３乃至第５実施形態に対し、吐出ヘッド１５の周辺を冷却するための冷却部６４８を備えている点で異なる。ここでは、第６実施形態を便宜的に第４実施形態の変更形態としているが、該冷却部４４８は第３及び第５実施形態にも適用可能である。前述した実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を簡略にする。

図１０は、第６実施形態のプリンタ６０３の概要構成を平面視で示す模式図である。このプリンタ６０３は、図１に示す筐体２の内部に設けられて複合機１を構成している。図１０に示すように、カートリッジ装着部９にはフルカラー印刷を行うべく４つのインクカートリッジが装着されるが、そのうち３つは図８で示した第４実施形態のインクカートリッジ４１０と同一の構成となっており、残りの１つのインクカートリッジ６１０は、後述するように第４実施形態のインクカートリッジ４１０の構成を変更したものとなっている。

まず、インクカートリッジ４１０，６１０とインクサブタンク１９とを接続するための構成に関して説明すると、各インクカートリッジ４１０，６１０のインク供給孔３３３（図８及び図１４参照）には、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａが接続され、該インク供給チューブ２８ａはチューブ保持部材６４９を介してキャリッジ側インク供給チューブ２８ｂに接続されており、該キャリッジ側インク供給チューブ２８ｂはインクサブタンク１９に接続されている（図１５も参照）。

図１１は、第６実施形態のチューブ保持部材６４９の斜視図である。図１２は、図１０のXII−XII矢視図であり、第６実施形態のチューブ保持部材６４９の断面図である。このチューブ保持部材６４９も、図４及び図５に示した第１実施形態のチューブ保持部材３０と同様にして、例えばエラストマ等の弾性を有すると共に透湿性の小さい材料から成形されており、図１１に示すように長手方向に延びる一対の側壁６４９ａ，６４９ａと、両側壁６４９ａ，６４９ａの一端縁を繋ぐ一端壁６４９ｂと、両側壁６４９ａ，６４９ａの他端縁を繋ぐ他端壁６４９ｃとを有していると共に、該壁６４９ａ，６４９ａ，６４９ｂ，６４９ｃに囲まれた矩形枠状の空間を２つの空間に仕切る中間壁６４９ｄとを有している。図１２に示すように、このチューブ保持部材６４９は、断面Ｈ字状に形成されており、チューブ保持部材６４９には２つの開放面のそれぞれを覆うようにして透水性の小さいフィルム６５０，６５１が接着される。従って、両側壁６４９ａの内面と中間壁６４９ｄの一方の面とフィルム６５０により囲まれた第１空間６５２と、両側壁６４９ａの内面と中間壁６４９ｄの他方の面とフィルム６５１とにより囲まれた第２空間６５３とが形成される。

図１１に示すように、各カートリッジ側インク供給チューブ２８ａは、チューブ保持部材６４９の一端壁６４９ｂに挿入されて第１空間６５２内を側壁の延在方向に沿って延び、チューブ保持部材６４９の他端壁６４９ｃの内面に圧入されている。この他端壁６４９ｃの外面にキャリッジ側インク供給チューブ２８ｂの一端が接続されている。他端壁６４９ｃの内部には、両インク供給チューブ２８ａ，２８ｂを連通させるための内部流路（図示せず）が形成されている。なお、４本のカートリッジ側インク供給チューブ２８ａは、第１空間６５２内において、両側壁６４９ａ，６４９ａの間にて略等間隔をおいて並ぶようにして長手方向に延在している。

図１３は、第６実施形態の冷却部６４８の構成を説明する模式図である。図１３に示すように、この冷却部６４８は、インクカートリッジ６１０内の水貯留室３３５内に貯留されている水溶液を冷却液として、キャリッジ１４に搭載されて圧電アクチュエータ１７を駆動制御するＩＣチップ１８の周囲を冷却するように構成されている。冷却部６４８は、キャリッジ１４内のＩＣチップ１８近傍に設けられて冷却液を貯留可能な冷却液室６５６を形成する冷却液タンク６６５と、それぞれインクカートリッジ６１０の水貯留室３３５を冷却液室６５６と連通させる冷却液往路６５５及び冷却液復路６５７からなる冷却液循環経路６５４と、冷却液循環経路６５４内の冷却液に動圧を付与するポンプ６６９とを備える。

図１４は、図７のXIV−XIV矢視図であり、第６実施形態のインクカートリッジ６１０の構成を示す断面図である。図１４に示すように、このインクカートリッジ６１０には、水貯留室３３５を外部と連通させる水流出孔６６２と水流入孔６６３とが設けられており、水流出孔６６２には、冷却液往路６５５を構成するカートリッジ側冷却液供給チューブ６５８が接続されており、水流入孔６６３には、冷却液復路６５７を構成するカートリッジ側冷却液回収チューブ６６１が接続されている（図１３も参照）。なお、カートリッジ側冷却液供給チューブ６５８、カートリッジ側冷却液回収チューブ６６１及びカートリッジ側インク供給チューブ２８ａの端部は図示しない支持機構により支持されてその配置が固定されており、インクカートリッジ６１０がカートリッジ装着部９に装着されると自動的に、カートリッジ側冷却液供給チューブ６５８が水流出孔６６２と接続され、カートリッジ側冷却液回収チューブ６６１が水流入孔６６３と接続され、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａがインク供給孔３３３と接続されるようになっている。そして、これらチューブ６５８，６６１，２８ａの端部内には、普段は閉じていて対応する孔と接続されたときに開くバルブ機構（不図示）が設けられている。これにより、インクカートリッジ６１０がカートリッジ装着部９に装着されていないときに、冷却液往路及び冷却液復路内の水溶液がチューブから漏出することが防止され、インクがチューブから漏出することが防止される。また、インクカートリッジ６１０の水流入孔６６２、水流出孔６６３及びインク供給孔３３３の内部にも、普段は閉じていて対応するチューブと接続されたときに開くバルブ機構（不図示）が設けられている。

図１１に示すように、カートリッジ側冷却液供給チューブ６５８は、チューブ保持部材６４９の一端壁６４９ｂに圧入されており、冷却液室３３５と第１空間６５２とを連通させている。チューブ保持部材６４９の他端壁６４９ｃには、キャリッジ側インク供給チューブ６２８ｂと並ぶようにして、キャリッジ側冷却液供給チューブ６５９が接続されている。該冷却液供給チューブ６５９は、他端壁６４９ｃの内部に形成された貫通孔６６４を介して第１空間６５２と連通している。

図１５は、図１０のXV−XV矢視図であり、画像記録ユニット６１３の構成を側断面視で示す模式図である。図１５に示すように、キャリッジ１４の内底面にはＩＣチップ１８が搭載されており、冷却液タンク６６５は、このＩＣチップ１８とインクサブタンク１９との間に配設されている。冷却液タンク６５６には、それぞれ冷却液室６５６を外部と連通させる水流入孔６６６及び水流出孔６６７が設けられている。水流入孔６６６には、前述したキャリッジ側冷却液供給チューブ６５９が接続されており、水流出孔６６７にはキャリッジ側冷却液回収チューブ６６０が接続されている（図１３も参照）。

図１１及び図１２に示すように、キャリッジ側冷却液回収チューブ６６０は、チューブ保持部材６４９の他端壁６４９ｃに接続されており、貫通孔６６８を介して第２空間６５３と連通している。また、図１１に示すように、チューブ保持部材６４９の一端壁６４９ｂには、カートリッジ側冷却液回収チューブ６６１が接続されている。該カートリッジ側冷却液回収チューブ６６１は、一端壁６４９ｂの内部に形成された貫通孔６６８ｂを介して第２空間６５３と連通していると共に、前述したようにインクカートリッジ６１０の水流入孔６６３を介して水貯留室３３５と連通している（図１４も参照）。

このように、冷却液往路６５５は、カートリッジ側冷却液チューブ６５８と、第１空間６５２と、キャリッジ側冷却液供給チューブ６５９とから構成されており、冷却液復路６５７は、キャリッジ側冷却液回収チューブ６６０と、第２空間６５３と、カートリッジ側冷却液回収チューブ６６１とから構成されている（図１３参照）。

図１０に示すように、カートリッジ側冷却液供給チューブ６５８は、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａと上下に重なった状態で配置されており、キャリッジ側冷却液供給チューブ６５９はキャリッジ側インク供給チューブ２８ｂと上下に重なった状態で配置されている。このカートリッジ側冷却液供給チューブ６５８とカートリッジ側冷却液回収チューブ６６１は、インクカートリッジ６１０とチューブ保持部材６４９の一端壁６４９ｂとの間で左右に並んでそれぞれ前後に延びている。これら両チューブ６５８，６６１に挟まれるようにしてポンプ６６９が設けられている。図１３にその構成を示すように、ポンプ６６９は、チューブポンプにより構成されており、矢印Ｒで示す所定方向に回転駆動されるドラム６７０と、ドラム６７０の外周面上に突起状に設けられた複数の圧子６７１とを備えてなり、両チューブ６５８，６６１はこの圧子６７１により押し潰されるようにして配置されている。

また、前述したようにチューブ保持部材６４９は、その一部を筐体２の内側面に接触させた上で屈曲されている。チューブ保持部材６４９は、側壁６４９ａ，６４９ａを上下に向けるようにして配置されており、第１空間６５２をなすフィルム６５０が屈曲されたチューブ保持部材６４９の内周側に向けられ、第２空間６５３をなすフィルム６５１がその外周側に向けられている。従って、第２空間６５３をなすフィルム６５１の一部が筐体２の内側面に接触した状態となる。これに対し、筐体２の内側面には、このフィルム６５１と接触する部分において、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料をプレート状に成型してなるヒートシンク６７２が取り付けられている（図１３も参照）。なお、このようにチューブ保持部材６４９を配置すれば、４本のインク供給チューブ２８ａは両側壁６４９ａ，６４９ａの間にて上下に並んだ状態となるため、同じ曲率でチューブを引き回すことができる。

このような冷却部６４８を備えたプリンタ６０３において、ポンプ６６９が駆動されると、水貯留室内３３５の水溶液（冷却液）が冷却液往路６５５を冷却液室６５６に向けて流れる。このとき、第１空間内６５２を通過する過程で、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａ内のインクの温度上昇を抑えることができる。また、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａの外側が水溶液で満たされているため、カートリッジ側インク供給チューブ２８ａ内のインクの水の蒸発を抑えることができる（図１１及び図１２参照）。

また、冷却液室６５６に流入した冷却液がＩＣチップ１８からの熱を奪うことにより、キャリッジ１４内における吐出ヘッド１５の周辺の温度上昇を抑えることができる。

また、このポンプ６６９の駆動により、ＩＣチップ１８との熱交換によって温度上昇された冷却液室６５６内の冷却液が、冷却液復路６５７を水貯留室３３５に向けて流れる。このとき、第２空間６５３を通過する過程で、冷却液は、筐体２の内側面に取り付けられたヒートシンク６７２に熱を吸収される。このように冷却された冷却液が、カートリッジ側冷却液回収チューブ６６１を介して水貯留室３３５に導かれる。

本実施形態においても、第３乃至第５実施形態と同様にして、水貯留室３３５内の水溶液の水をインクパック３３４を介してインク貯留室３３２内に透過させると共に、第１空間６５２内の水溶液の水をカートリッジ側インク供給チューブ２８ａを介してチューブ内に透過させることにより、インクの蒸発が生じても長期に亘ってインクの濃度を一定に保つことができ、インクの粘度を長期に亘って一定に保つことができる。従って、吐出ヘッド１５によるインクの吐出動作を安定して行うことができるようになる。

さらに、冷却部６４８により、この水溶液を冷却液として吐出ヘッド１５の周辺を水冷可能になっている。これにより吐出ヘッド１５のインク流路内のインクや、吐出ヘッド１５の上方に配置されたインクサブタンク１９内のインクの温度上昇を抑えることができる。従って、吐出ヘッド１５の周辺におけるインクの粘度変化を防止することができ、吐出ヘッド１５によるインクの吐出動作をより安定して行うことができるようになる。

このように、本実施形態の水貯留室３３５内に貯留される水溶液は、冷却液として流用されるため、そのために効果的な成分が混入されていてもよい。すなわち、グリセリン等の高沸点の液体が混入されていてもよいし、ＩＣチップ１８の周辺の温度条件下（例えば２０〜８０度）で相変化を行う相変化材料を封入した微粒カプセルが混入されていてもよい。

なお、ポンプ６６９を駆動するタイミングについては、キャリッジ１５の周辺からの発熱は、ＩＣチップ１８に内蔵される回路により圧電アクチュエータ１７が駆動制御されて印刷動作が実施されているときに顕著に表れるため、この印刷動作の実施と同時に行うようにしてもよい。これにより、発熱が顕著に表れるときに冷却を行い、その他のときにはポンプ６６９を休止して電力消費等を抑えることができる。また、キャリッジ１４に、吐出ヘッド１５の周辺の温度を検知して該温度を表す温度データを出力可能な温度センサを搭載しておき、該温度データが予め定めてある閾値温度を超えていると判断されるときにポンプ６６９を駆動する制御を行うようにしてもよい。

次に、本発明の第７実施形態について説明する。第７実施形態は、第６実施形態に対し、冷却部７４８の構成が異なる。なお、前述した実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を簡略にする。

図１６は、第７実施形態のプリンタ７０３の概要構成を平面視で示す模式図である。図１７は、図１６のXVII−XVII矢視図であり、第７実施形態の画像記録ユニット７１３の構成を側断面視で示す模式図である。図１６及び図１７に示す本実施形態の冷却部７４８は、第６実施形態を示した図１０及び図１５と比べるとわかるように、ポンプ６６９が省略されている替わりに、冷却液室６６５の水流入孔６６６に流入側逆止弁７７３が設けられていると共に、水流出孔６６７に流出側逆止弁７７４が設けられている。インクカートリッジ６１０や冷却液循環経路６５４やチューブ保持部材６４９やヒートシンク６７２等の他の構成については、第６実施形態の冷却部６４８と同様となっている。

図１６に示すように、キャリッジ側冷却液供給チューブ６５９及びキャリッジ側冷却液回収チューブ６６０は、画像記録ユニット７１３からキャリッジ１４の走査方向の一方向である右方に向けて延びている。なお、キャリッジ１４の走査方向のうちいずれかに延びていればよく、左方に延びていてもよい。

図１７に示すように、冷却液タンク６６５の水流入孔６６６は下面に形成されており、キャリッジ側冷却液供給チューブ６５９内の冷却液は、水流入孔６６６を下側から上側へ向けて流れて冷却液室６５６内に流入する。また、冷却液タンク６６５の水流出孔６６７は上面に形成されており、冷却液室６５６内の冷却液は、水流出孔６６７を下側から上側へ向けてキャリッジ側冷却液回収チューブ６６０へと流出する。流入側逆止弁７７３は、この水流入孔６６６の上側の開口を塞ぐようにして載置された弁体を含んでなり、流出側逆止弁７７４は、この水流出孔６６７の上側の開口を塞ぐようにして載置された弁体を含んでなる。該弁体は、冷却液よりも比重が大きくなっていると共に、冷却液の動圧によって浮上可能なように軽量になっている。

図１８は、本実施形態における冷却液を循環させるための動作を説明する作用図であり、（ａ）はキャリッジ１４が移動方向を右方に反転すべくインク吐出位置の左端に位置している状態を示しており、（ｂ）はキャリッジ１４が移動方向を左方に反転すべくインク吐出位置の右端に位置している状態を示している。なお、プリンタ７０３が印刷動作を実施する際には、キャリッジ１４がインク吐出位置において左右に往復移動するようになっているが、キャリッジ１４はインク吐出位置における中間部分では略等速運動を行うようになっている。

図１８（ａ）に示すように、左方に移動するキャリッジ１４が移動方向を右方へ反転する際には、キャリッジ１４が所定の減速度で減速されて左端で停止状態となった後、所定の加速度で加速しながら右方に移動していく。従って、キャリッジ１４から右方に延びるようにして設けられているキャリッジ側冷却液供給チューブ６５９及びキャリッジ側冷却液回収チューブ６６０内の冷却液には、左方に向けた慣性力が作用する。このため、チューブ６５９，６６０内の冷却液は、矢印Ｗで示すようにこの慣性力に応じた動圧を受けて流れようとする。すなわち、キャリッジ側冷却液供給チューブ６５９内の冷却液は、水流入孔６６６を下側から上側へと向けて流れることとなり、動圧が流入側逆止弁７７３の重力に抗して流入側逆止弁７７３の弁体を浮上させて流入側逆止弁７７３が開弁させ、冷却液が冷却液室６５６内へと流入する。キャリッジ側冷却液回収チューブ６６０内の冷却液は、水流出孔６６７を上側から下側へ向けて流れようとするが、流入側逆止弁７７４の弁体が水流出孔６６７の開口を塞ぐため、冷却液が冷却液室６５６内へと逆流しないようになっている。

図１８（ｂ）に示すように、右方に移動するキャリッジ１４が移動方向を左方へ反転する際には、キャリッジ１４が所定の減速度で減速されて右端で停止状態となった後、所定の加速度で加速しながら左方に移動していく。従って、キャリッジ側冷却液供給チューブ６５９及びキャリッジ側冷却液回収チューブ６６０内の冷却液には、右方に向けた慣性力が作用する。このため、チューブ６５９，６６０内の冷却液は、矢印Ｗで示すようにこの慣性力に応じた動圧を受けて流れようとする。すなわち、キャリッジ側冷却液回収チューブ６６０の冷却液は、水流出孔６６７を下側から上側へ向けて流れようとし、動圧が流出側逆止弁７７４の重力に抗して流出側逆止弁７７４の弁体を浮上させて流出側逆止弁７７４を開弁させ、冷却液がキャリッジ側冷却液回収チューブ６６０へと流れていく。キャリッジ側冷却液供給チューブ６５９内の冷却液は、水流入孔６６６を上側から下側へと流れようとするが、流入側逆止弁７７３の弁体が水流入孔６６６の開口を塞ぐために冷却液室６５６内からキャリッジ側冷却液供給チューブ６５９へと冷却液が逆流しないようになっている。

このように印刷動作の実施に伴ってキャリッジ１４が左右に往復移動されると、その方向転換時の加減速に伴って作用する慣性力を動圧として冷却液循環経路６５４内を冷却液が流れる。このとき、逆止弁７７３，７７４により逆流が防止され、冷却液循環経路６５４内の冷却液は一方向に流れて循環することとなる。なお、チューブ６５９，６６０をキャリッジ１４からキャリッジ１４の走査方向に延びるようにして設けており、キャリッジ１４の加減速に応じた慣性力により生じる動圧の発生する方向と、チューブ６５９，６６０の延びる方向とが平行となっているため、キャリッジ１４の往復移動を利用した冷却液の流通をスムーズに行わせることができる。

このように、本実施形態では、冷却液を循環させるための専用の駆動源を不要としており、冷却部７４８をコンパクトに構成することができる。ただし、本実施形態に第６実施形態のポンプ６６９を併設し、キャリッジ１４の走査が行われていない間にも冷却液を循環可能に構成してもよい。

なお、第３乃至第５実施形態においては、チューブ収容空間内での水溶液の透過を行わせず、インクカートリッジ内における水溶液の透過のみを行わせ、このインクカートリッジ内における透過量を蒸発量と等しくなるべく設定してもよい。

本発明に係る液体吐出装置の一例として示す第１実施形態のプリンタを備えた複合機の斜視図である。第１実施形態のプリンタの概要構成を側面視で示す模式図である。第１実施形態のプリンタの概要構成を平面視で示す模式図である。第１実施形態のチューブ保持部材及びその周辺の構成を示す斜視図である。図３のV−V矢視図であり、第１実施形態のチューブ保持部材の断面図である。第２実施形態のチューブ保持部材及びその周辺の構成を側断面視で示す模式図である。第３実施形態のインクカートリッジの内部構成を示す断面図である。第４実施形態のインクカートリッジの内部構成を示す断面図であり、（ａ）はインクカートリッジが装着される前の状態を示し、（ｂ）はインクカートリッジが装着されている状態を示している。第５実施形態のインクカートリッジの内部構成と液圧付与部の構成を側面視で示す模式図である。第６実施形態のプリンタの概要構成を平面視で示す模式図である。第６実施形態のチューブ保持部材の斜視図である。図１０のXII−XII矢視図であり、第６実施形態のチューブ保持部材の断面図である。第６実施形態の冷却部の構成を説明する模式図である。図１０のXIV−XIV矢視図であり、第６実施形態のインクカートリッジの内部構成を示す断面図である。図１０のXV−XV矢視図であり、第６実施形態の画像記録ユニットの構成を側断面視で示す模式図である。第７実施形態のプリンタの概要構成を平面視で示す模式図である。図１６のXVII−XVII矢視図であり、第７実施形態の画像記録ユニットの構成を側断面視で示す模式図である。第７実施形態における冷却液を循環させるための動作を説明する作用図であり、（ａ）はキャリッジがインク吐出位置の左端に位置している状態を示しており、（ｂ）はキャリッジがインク吐出位置の右端に位置している状態を示している。

符号の説明

１複合機
２筐体
３プリンタ
９カートリッジ装着部
１０インクカートリッジ
１４キャリッジ
１５吐出ヘッド
２８インク供給チューブ
２８ａカートリッジ側インク供給チューブ
２８ｂキャリッジ側インク供給チューブ
３０チューブ保持部材
３２チューブ収容空間
３３水供給チューブ
３４水溶液タンク
２４０ポンプ

Claims

第１の液体を吐出する吐出ヘッドと、第１の液体を貯留する液体タンクから第１の液体を前記吐出ヘッドに供給する液体供給管とを備える液体吐出装置において、
第１の液体と溶媒が同じであって第１の液体よりも濃度の低い第２の液体を流通させる液体流通路を備え、
前記液体供給管が液体透過性を有しており、
前記液体流通路が前記液体供給管の少なくとも一部を取り囲むようにして設けられることで、前記液体供給路を流通する第２の液体が前記液体供給管の外表面に接しながら流通するよう構成されており、
第２の液体の溶媒が前記液体供給管を透過可能となるように構成されていることを特徴とする液体吐出装置。
第２の液体の濃度は、第１の液体との濃度差によって、該第２の液体の溶媒が前記液体供給管を介して前記第１の液体貯留室内に浸透可能となるような濃度に設定されている、請求項１に記載の液体吐出装置。
前記液体供給管を介して第１の液体の溶媒が単位時間当たりに蒸発する量と、第２の液体の溶媒が単位時間当たりに透過する量とを等しくすべく、第２の液体の濃度と、前記液体供給管の厚さと、前記液体供給管のうち前記液体供給路により取り囲まれる部分の表面積とが設定されている、請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
前記液体流通路は、大気開放された上方液体貯留部に接続され、
前記液体流通路を流通する第２の液体には、前記上方液体貯留部及び前記液体流通路の高低差により定まる水頭圧が作用する、請求項１乃至３の何れかに記載の液体吐出装置。
前記液体流通路内の第２の液体に圧力を付与するポンプ手段を備える、請求項１乃至４の何れかに記載の液体吐出装置。
前記第１の液体及び前記第２の液体の溶媒が水であり、該第１の液体が水性インクである、請求項１乃至５の何れかに記載の液体吐出装置。