JP2009202478A - 流体吐出装置、及び、流体収容カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドへの流体の補給と、収容部内の流体の攪拌とを適切に行うことにある。
【解決手段】（ａ）流体を吐出するヘッドと、（ｂ）前記ヘッドへ補給される前記流体を収容する収容部と、（ｃ）前記流体を送り出すポンプ部材であって、前記収容部の流体を流入させるための流入口と、前記流入口から流入した流体を収容するポンプ室と、回転軸周りに回転することにより前記ポンプ室の前記流体を送り出す羽根車と、前記羽根車が一の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記ヘッドへ向けて流出させるための第１流出口と、前記羽根車が前記一の方向とは逆の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記収容部へ向けて流出させるための第２流出口と、を有するポンプ部材と、（ｄ）を備えることを特徴とする流体吐出装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、流体吐出装置、及び、流体収容カートリッジに関する。

流体吐出装置の一つとして、紙や布、フィルムなどの各種媒体に流体（例えば、インク等）を吐出して、画像の印刷を行うインクジェットプリンタが知られている。このプリンタは、流体を吐出するヘッドと、前記ヘッドへ補給される流体を収容する収容部と、を備えている。そして、ヘッドが流体を吐出することで流体が消費されると、収容部からヘッドに流体が補給される。

また、上記のプリンタにおいては、ヘッドへの流体の補給を迅速に行うために、流体を送る機構を設けることが望ましい。また、収容部内の流体の沈降を防止するためには、収容部内の流体を攪拌する機構を設けることが望ましい。そこで、プリンタの中には、流体を送り出すポンプ部材を備えたものがある。このポンプ部材は、流体を送り出すことによって、ヘッドへの流体の補給と、収容部内の流体の攪拌とを実現している（特許文献１参照）。
特開２００５−６７１２２号公報

ところで、ヘッドへの流体の補給と、収容部内の流体の攪拌とは、それぞれ望ましい実行タイミングがある。例えば、収容部内の流体の濃度を早期に均一にする観点等から、流体の攪拌を優先して実行したいケースがある。しかし、ポンプ部材が、ヘッドへの流体の補給と収容部内の流体の攪拌とを一緒に行う場合には、上記の要請に応えることができない。

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、目的とするところは、ヘッドへの流体の補給と、収容部内の流体の攪拌とを適切に行うことにある。

前記課題を解決するために、主たる本発明は、
（ａ）流体を吐出するヘッドと、
（ｂ）前記ヘッドへ補給される前記流体を収容する収容部と、
（ｃ）前記流体を送り出すポンプ部材であって、
前記収容部の流体を流入させるための流入口と、
前記流入口から流入した流体を収容するポンプ室と、
回転軸周りに回転することにより前記ポンプ室の前記流体を送り出す羽根車と、
前記羽根車が一の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記ヘッドへ向けて流出させるための第１流出口と、
前記羽根車が前記一の方向とは逆の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記収容部へ向けて流出させるための第２流出口と、
を有するポンプ部材と、
（ｄ）を備えることを特徴とする流体吐出装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本明細書及び添付図面の記載により少なくとも次のことが明らかにされる。

（ａ）流体を吐出するヘッドと、
（ｂ）前記ヘッドへ補給される前記流体を収容する収容部と、
（ｃ）前記流体を送り出すポンプ部材であって、
前記収容部の流体を流入させるための流入口と、
前記流入口から流入した流体を収容するポンプ室と、
回転軸周りに回転することにより前記ポンプ室の前記流体を送り出す羽根車と、
前記羽根車が一の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記ヘッドへ向けて流出させるための第１流出口と、
前記羽根車が前記一の方向とは逆の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記収容部へ向けて流出させるための第２流出口と、
を有するポンプ部材と、
（ｄ）を備えることを特徴とする流体吐出装置。
このような流体吐出装置によれば、ヘッドへの流体の補給と、収容部内の流体の攪拌とを独立して行えるので、流体の補給と流体の攪拌とを適切に行うことが可能となる。

また、かかる流体吐出装置であって、
前記羽根車の回転を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記ヘッドへの流体の補給の際には、前記羽根車を前記逆の方向に回転させた後に、前記羽根車を前記一の方向に回転させることが望ましい。
かかる場合には、補給直前に流体を攪拌するので、均一な濃度の流体をヘッドに補給できる。

また、かかる流体吐出装置であって、
前記ポンプ部材は、前記収容部内に設けられ、
前記収容部外に前記羽根車に対して非接触状態で設けられ、前記羽根車を回転させる駆動源を備え、
前記羽根車には、羽根車磁石が取り付けられており、
前記駆動源は、前記収容部の壁を挟んで磁力により前記羽根車磁石とカップリングする駆動源磁石を有し、前記駆動源磁石の回転に伴い前記羽根車を回転させることが望ましい。
かかる場合には、簡易な構成にて、流体の収容部外への漏れを防止しつつ、収容部内の羽根車を回転させることができる。

また、かかる流体吐出装置であって、
前記ポンプ部材は、遠心ポンプであり、
前記第１流出口から延出するように形成され、前記第１流出口から流出した前記流体が前記ヘッドへ向かって流れる第１流路管と、
前記第２流出口から延出するように形成され、前記第２流出口から流出した前記流体が前記収容部へ向かって流れる第２流路管と、を備え、
前記第２流路管の延出方向は、前記第１流路管の延出方向に沿っていることが望ましい。
かかる場合には、羽根車が回転する際に流体が第１流路管と第２流路管のうちの一方の管のみを流れやすいため、流体の攪拌と流体の補給のうちの一方のみを独立して行いやすい。

また、かかる流体吐出装置であって、
前記羽根車が前記一の方向に回転するときには、前記ポンプ室の流体は、前記第１流路管と前記第２流路管のうちの前記第１流路管のみを流れ、
前記羽根車が前記他の方向に回転するときには、前記ポンプ室の流体は、前記第１流路管と前記第２流路管のうちの前記第２流路管のみを流れることが望ましい。
かかる場合には、羽根車が回転する際には、ポンプ室の流体が第１流路管と第２流路管のうちの一方の管のみを流れるため、流体の攪拌と流体の補給のうちの一方のみを確実に独立して行うことができる。

また、かかる流体吐出装置であって、
前記流体は、顔料として酸化チタンを含む紫外線硬化型インクであることが望ましい。
かかる場合には、羽根車を他の方向に回転させて流体を攪拌することによって、酸化チタンの含有に起因して沈降しやすい流体、の沈降を抑制できる。

また、（Ａ）流体を吐出するヘッドを有する流体吐出装置に対して着脱可能な流体収容カートリッジであって、
（ａ）前記ヘッドへ補給される前記流体を収容する収容部と、
（ｂ）前記収容部内に設けられ、前記流体を送り出すポンプ部材であって、
前記収容部の流体を流入させるための流入口と、
前記流入口から流入した流体を収容するポンプ室と、
回転軸周りに回転することにより前記ポンプ室の前記流体を送り出す羽根車と、
前記羽根車が一の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記ヘッドへ向けて流出させるための第１流出口と、
前記羽根車が前記一の方向とは逆の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記収容部へ向けて流出させるための第２流出口と、
を有するポンプ部材と、
（Ｂ）を備えることを特徴とする流体収容カートリッジ。
このような流体収容カートリッジによれば、ヘッドへの流体の補給と、収容部内の流体の攪拌とを独立して行えるので、流体の補給と流体の攪拌とを適切に行うことが可能となる。

＝＝＝インクジェットプリンタの概要＝＝＝
流体吐出装置の一例としてインクジェットプリンタ（以下、プリンタ１と呼ぶ）を例に挙げて、プリンタ１の構成例と印刷処理例について、説明する。

＜＜＜プリンタ１の構成＞＞＞
図１は、プリンタ１の全体構成を示すブロック図である。図２は、プリンタ１の主要部の構成を示した図である。図３は、ドラムユニット３０、ヘッドユニット４０、及び紫外線照射ユニット５０の断面構造を示した図である。図４Ａは、ヘッドユニット４０を示した斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの矢印Ｆで示す方向からヘッド４２を見たときの、ヘッド４２の正面図である。

外部装置であるコンピュータ１１０から印刷データを受信したプリンタ１は、制御部の一例であるコントローラ１０により、各ユニット（給排紙ユニット２０、ドラムユニット３０、ヘッドユニット４０、紫外線照射ユニット５０、インク補給ユニット６０）を制御し、用紙Ｓに画像を形成する（印刷処理）。また、プリンタ１内の状況を検出器群７０が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラ１０は各ユニットを制御する。

コントローラ１０は、プリンタ１の制御を行うための制御ユニットである。インターフェース部１１は、外部装置であるコンピュータ１１０とプリンタ１との間でデータの送受信を行うためのものである。ＣＰＵ１２は、プリンタ１全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリ１３は、ＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。ＣＰＵ１２は、メモリ１３に格納されているプログラムに従ったユニット制御回路１４により各ユニットを制御する。

給排紙ユニット２０は、図２に示すように、給紙部２１と排紙部２２から成る。給紙部２１は、用紙Ｓを搬送する給紙ローラ（不図示）を有し、給紙部２１内に積層された用紙Ｓを一枚ずつドラムユニット３０へ給紙する。排紙部２２は、用紙Ｓを搬送する排紙ローラ（不図示）を有し、ドラムユニット３０上に支持され印字が完了した用紙Ｓを、排紙部２２内に送り込む。

ドラムユニット３０は、給紙部２１から給紙された用紙Ｓを保持する保持ドラム３１を有する。この保持ドラム３１の回転軸３２は、一対のフレーム３６に回転可能に支持されている。そして、保持ドラム３１は、用紙Ｓを外周面３３にて保持した状態で、図２に示す矢印Ｒの方向に回転する。

ヘッドユニット４０は、一対のガイド軸４６、４７に支持され、保持ドラム３１の軸方向において往復移動可能なヘッドキャリッジ４１を有する。ヘッドキャリッジ４１には、用紙Ｓに流体の一例であるインクを吐出するヘッド４２が設けられている。ここで、本実施例においては、ヘッド４２として、互いに色の異なるインクを吐出する５個のヘッド４２ａ〜４２ｅ（図４Ｂ）が、保持ドラム３１に保持された用紙Ｓに対向するように設けられている。また、各ヘッド４２ａ〜４２ｅは、複数のノズルが形成されたノズルプレート４４ａ〜４４ｅを有し、各ノズルからインクが吐出される。また、各ノズルには、インクが入った圧力室（不図示）と、圧力室の容量を変化させてインクを吐出させるための駆動素子（ピエゾ素子）が設けられている。

また、ヘッドキャリッジ４１には、インクを収容する収容室４３ａ〜４３ｅが設けられている。各収容室４３ａ〜４３ｅは、対応するヘッド４２ａ〜４２ｅに供給されるインクを収容する。収容室４３ａはヘッド４２ａに供給されるホワイトインクを、収容室４３ｂはヘッド４２ｂに供給されるイエローインクを、収容室４３ｃはヘッド４２ｃに供給されるマゼンタインクを、収容室４３ｄはヘッド４２ｄに供給されるシアンインクを、収容室４３ｅはヘッド４２ｅに供給されるブラックインクを、それぞれ収容する。
また、ヘッドキャリッジ４１には、収容室４３ａ〜４３ｅのインクの量を検知するためのセンサー４５が設けられている。

なお、本実施例においては、インクとして、紫外線が照射されることによって硬化する紫外線硬化型インクが用いられている。ここで、紫外線硬化型インクは、ビヒクル、光重合開始剤及び顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合される。なお、ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。

紫外線照射ユニット５０は、一対のガイド軸５６、５７に支持され、保持ドラム３１の軸方向において往復移動可能な照射部キャリッジ５１を有する。照射部キャリッジ５１には、ヘッド４２から吐出されて用紙Ｓに付着したインクに対して紫外線を照射する紫外線照射部５２が設けられている。紫外線照射部５２は、保持ドラム３１の回転方向に沿って整列された複数のランプ５３を有する。この複数のランプ５３が用紙Ｓ上のインクに紫外線を照射することによって、インクが硬化する。

インク補給ユニット６０は、ヘッド４２ａ〜４２ｅによるインクの吐出に起因してヘッドユニット４０（具体的には、収容室４３ａ〜４３ｅ）内のインクの量が減った際に、収容室４３ａ〜４３ｅにインクを補給するためのものである。インク補給ユニット６０は、流体収容カートリッジの一例であるインクカートリッジ６１ａ〜６１ｅを有している。インクカートリッジ６１ａ〜６１ｅは、対応する収容室４３ａ〜４３ｅに補給するインクを収容している（例えば、インクカートリッジ６１ａは、収容室４３ａに補給するホワイトインクを収容する）。また、インクカートリッジ６１ａ〜６１ｅは、プリンタ本体に対して着脱可能である。なお、インクカートリッジの詳細な構成については、後述する。

＜＜＜印刷処理＞＞＞
コントローラ１０は、コンピュータ１１０から印刷命令及び印刷データを受信すると、印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて、以下の印刷処理を行う。

まず、給紙部２１が、用紙Ｓを保持ドラム３１に向かって給紙する。保持ドラム３１に給紙された用紙Ｓは、外周面３３に巻き付けられることによって保持される。そして、保持された用紙Ｓは、保持ドラム３１と共に回転する。回転する用紙Ｓに対して、各ヘッド４２はインクを吐出して付着させる。用紙Ｓに付着したインクは、保持ドラム３１の回転に伴い移動して、紫外線照射部５２によって紫外線が照射される。これにより、用紙Ｓ上のインクが硬化して、用紙Ｓ上に画像が形成される。

そして、保持ドラム３１が１回転する際に保持ドラム３１の軸方向の一部領域において用紙Ｓに画像が印刷されると、ヘッドキャリッジ４１はガイド軸４６、４７に沿って移動する（照射部キャリッジ５１も、同様にガイド軸５６、５７に沿って移動する）。そして、軸方向において上記領域に隣接した領域に対して、上述した動作（ヘッド４２によるインク吐出と、紫外線照射部５２による紫外線の照射）が実行される。

このようにして、保持ドラム３１の軸方向において全ての画像が印刷された用紙Ｓは、保持ドラム３１から剥離されて、排紙部２２に送り込まれる。これにより、印刷処理が終了する。

＝＝＝インクカートリッジ６１ａ〜６１ｅの構成例について＝＝＝
インクカートリッジ６１ａ〜６１ｅの構成はほぼ同様であるので、以下においては、ホワイトインクを収容するインクカートリッジ６１ａを例に挙げて、インクカートリッジの構成を説明する。

図５Ａは、インクカートリッジ６１ａの斜視図である。図５Ｂは、インクカートリッジ６１ａの断面上視図である。図６Ａは、図５ＢのＡ−Ａ断面図である。図６Ｂは、図５ＢのＢ−Ｂ断面図である。図７は、遠心ポンプ２１０の分解斜視図である。図８Ａは、羽根車２１２ｂが逆回転するときのインクの流れを示した図である。図８Ｂは、羽根車２１２ｂが正回転するときのインクの流れを示した図である。

インクカートリッジ６１ａは、収容部の一例であるインク収容部２０１と、ポンプ部材の一例である遠心ポンプ２１０と、第１流路管の一例である補給流路管２２１と、第２流路管の一例である攪拌流路管２２２と、光センサー２４０と、を有している。

インク収容部２０１は、ヘッド４２ａに補給されるインク（ホワイトインク）を収容する。このインク収容部２０１は、インクカートリッジ６１ａのボトル２００の内部に形成された空間である。

遠心ポンプ２１０は、インクを送り出すためのものである。この遠心ポンプ２１０は、図６Ａに示すように、インク収容部２０１の下部に設けられている。なお、遠心ポンプ２１０の詳細な構成については、後述する。

補給流路管２２１は、図７に示すように、遠心ポンプ２１０の補給流出口２１１ｂ（後述）から上方に向かって延出するように、形成されている。また、補給流路管２２１は、図５Ａに示すように、ボトル２００の外まで延出している。また、補給流路管２２１の先端側の補給口２２１ａは、ヘッドキャリッジ４１と繋がっていない。そして、この補給口２２１ａから補給流路管２２１に空気が入り込むことが可能となっている。
補給流出口２１１ｂから流出したインクは、補給流路管２２１を流れて、補給流路管２２１の補給口２２１ａの下方に位置するヘッド４２ａへ向かう。すなわち、補給流路管２２１を流れるインクが、ヘッド４２ａに補給されることとなる。

攪拌流路管２２２は、図７に示すように、遠心ポンプ２１０の攪拌流出口２１１ｃ（後述）から上方に向かって延出するように、形成されている。このため、攪拌流路管２２２の延出方向は、補給流路管２２１の延出方向に沿っている。ただし、補給流路管２２１とは異なり、攪拌流路管２２２は、ボトル２００内に収まっている。
攪拌流出口２１１ｃから流出したインクは、攪拌流路管２２２を流れた後に循環口２２２ａからインク収容部２０１へ送り出される。すなわち、攪拌流路管２２２を流れるインクが、インク収容部２０１へ向かう（すなわち、インクがインク収容部２０１内を循環する）ことによって、インクが攪拌されることとなる。

光センサー２４０は、補給流路管２２１を流れるインクを検知するためのものである。この光センサー２４０は、補給流路管２２１の経路上にプリズムを有しており、光の屈折率を利用してインクが補給流路管２２１内を流れているか否かを検知する。すなわち、インクが補給流路管２２１内を流れていない（補給流路管２２１には空気が流れている）ときには、光がプリズムにて反射される。一方、インクが補給流路管２２１内を流れているときには、光がプリズムを透過する。このように、光が反射されるか透過するかによって、インクが補給流路管２２１内を流れているか否かを検知できる。

なお、プリンタ本体側には、駆動源の一例である駆動モータ２３０が取り付けられている。駆動モータ２３０は、遠心ポンプ２１０の羽根車２１２（後述）を回転させるためのものである。この駆動モータ２３０は、図６Ａに示すように、インク収容部２０１外に羽根車２１２に対して非接触状態で設けられている。また、駆動モータ２３０のモータ軸２３１の先端には、モータ軸２３１と共に回転する駆動源磁石の一例であるモータ磁石２３２が取り付けられている。モータ磁石２３２は、インク収容部２０１の壁２０１ａを挟んで、磁力により羽根車２１２のポンプ磁石２１２ａとカップリングしている。このため、モータ磁石２３２の回転に伴い、ポンプ磁石２１２ａも回転する。

＜＜＜遠心ポンプ２１０の構成＞＞＞
遠心ポンプ２１０の構成について、引き続き図５Ａ〜図８Ｂを用いて説明する。遠心ポンプ２１０は、図７に示すように、ケース本体２１１と、羽根車２１２と、ケース蓋２１３とを有している。

ケース本体２１１は、円筒状の形状をしており、ケース蓋２１３がケース本体２１１を覆うことによって、箱状の構造を成している。そして、ケース本体２１１とケース蓋２１３の内部空間に、ポンプ室２１１ａが形成されている。また、ケース蓋２１３には、インク収容部２０１のインクを流入させるための流入口２１３ａが形成されている。このため、ポンプ室２１１ａは、流入口２１３ａから流入したインクを収容する。

また、ポンプ室２１１ａ（具体的には、ケース本体２１１の内周部２１１ｄ）には、第１流出口の一例である補給流出口２１１ｂと、第２流出口の一例である攪拌流出口２１１ｃとが設けられている。
補給流出口２１１ｂは、羽根車２１２が一の方向に回転（以下、正回転と呼ぶ）するときに、ポンプ室２１１ａのインクをヘッド４２へ向けて流出させるためのものである。この補給流出口２１１ｂは、図６Ｂ等に示すように羽根車２１２の回転中心よりも上方に位置している。
攪拌流出口２１１ｃは、羽根車２１２が一の方向とは逆の方向に回転（以下、逆回転と呼ぶ）するときに、ポンプ室２１１ａのインクをインク収容部２０１へ向けて流出させるためのものである。この攪拌流出口２１１ｃも、補給流出口２１１ｂと同様に、羽根車２１２の回転中心よりも上方に位置している。

羽根車２１２は、ポンプ室２１１ａに収められている（なお、羽根車２１２と内周部２１１ｄの間には僅かな隙間がある）。この羽根車２１２は、回転自在の回転軸２１２ｃ（図６Ａ）を有し、回転軸２１２ｃ周りに回転することによりポンプ室２１１ａのインクを送り出す。すなわち、ポンプ室２１１ａのインクは、羽根車２１２が回転することで発生する遠心力の作用を受けて、送り出される。

羽根車２１２には、羽根車磁石の一例であるポンプ磁石２１２ａが取り付けられている。このポンプ磁石２１２ａは、ケース本体２１１の側面２１１ｅに対向している。前述したように、ポンプ磁石２１２ａは、磁力によりカップリングしているモータ磁石２３２の回転に伴い、回転する。このため、羽根車２１２は、ポンプ磁石２１２ａの回転に連動して、回転することとなる。

また、羽根車２１２には、放射状に４枚の羽根２１２ｂが形成されている。４枚の羽根２１２ｂは、軸方向（図７）において補給流出口２１１ｂや攪拌流出口２１１ｃと同じ位置に位置している。そして、羽根２１２ｂは、羽根車２１２の回転に伴いインクを押し出す機能を有する。

上述した構成の遠心ポンプ２１０においては、ポンプ室２１１ａのインクは、遠心力の作用を受けて、羽根車２１２の回転に沿ってポンプ室２１１ａを流れる。そして、羽根車２１２によって送り出されるインクは、補給流出口２１１ｂまたは攪拌流出口２１１ｃから流出する。

ここで、羽根車２１２が図８Ｂに示すように正回転するときには、ポンプ室２１１ａのインクは、遠心力の作用を受けて送り出されて、供給流路管２２１と攪拌流路管２２２のうちの供給流路管２２１のみを流れる。一方の管のみをインクが流れる理由は、供給流路管２２１の延出方向が、正回転時にインクに作用する遠心力の作用方向に沿うのに対して、攪拌流路管２２２の延出方向は、正回転時にインクに作用する遠心力の作用方向は逆方向である（別言すれば、逆回転時にインクに作用する遠心力の作用方向に沿っている）ためである。

また、同様な理由から、羽根車２１２が図８Ａに示すように逆回転するときには、ポンプ室２１１ａのインクは、遠心力の作用を受けて送り出されて、供給流路管２２１と攪拌流路管２２２のうちの攪拌流路管２２２のみを流れる。

＝＝＝インク補給動作について＝＝＝
ヘッド４２ａ〜４２ｅからのインク吐出に伴い収容室４３ａ〜４３ｅのインクの量が減った場合には、収容室４３ａ〜４３ｅにインクを補給すべく、インク補給動作が実行される。ただし、各色のインク補給動作は同様であるので、以下においては、ホワイトインクの補給動作を例に挙げて説明する。

図９は、インク補給動作を説明するためのフローチャートである。本フローチャートは、収容室４３ａ内のホワイトインクの量が減って、ヘッドキャリッジ４１のセンサー４５（不図示）がホワイトインクを補給する必要があると検知したときから始まる。

インク補給動作が実行されるときのプリンタ１の各種動作は、主として、コントローラ１０により実現される。特に、本実施の形態においては、メモリ１３に格納されたプログラムをＣＰＵ１２が処理することにより実現される。そして、このプログラムは、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。

まず、コントローラ１０は、収容室４３ａへの実際のインクの補給を開始する前に、インク収容部２０１のホワイトインクを攪拌する必要があるかどうかを判断する。例えば、前回のホワイトインクの攪拌からの経過時間が一定時間よりも長い場合には、ホワイトインクが沈降している可能性が高いので、インクを攪拌する必要がある。

そして、コントローラ１０は、インク収容部２０１のインクを攪拌する必要があると判断した場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、駆動モータ２３０を動作させて羽根車２１２を逆回転させる（ステップＳ４）。これにより、ポンプ室２１１ａのインクが、図８Ａに示すように攪拌流出口２１１ｃから流出した後に攪拌流路管２２２を流れて、循環口２２２ａからインク収容部２０１に送り出される。このように羽根車２１２を逆回転させることによって、インク収容部２０１のインクが遠心ポンプ２１０を介して循環することとなる。この結果、ホワイトインクが攪拌されて、ホワイトインクの濃度が均一になる。

特に、ホワイトインクは、顔料として酸化チタンを含むので、沈降しやすい性質を有する。そこで、羽根車２１２を逆回転させることによって、ホワイトインクの沈降を効果的に抑制できる。なお、羽根車２１２が逆回転するときには、ポンプ室２１１ａのインクは、補給流路管２２１を流れない。すなわち、インクの補給は行われずに、インクの攪拌のみが独立して行われる。

次に、コントローラ１０は、収容室４３ａを補給位置に位置させるために、ヘッドキャリッジ４１を移動させる（ステップＳ６）。ここで、収容室４３ａの補給位置とは、収容室４３ａが補給流路管２２１の補給口２２１ａの下方に位置する位置である。収容室４３ａが補給位置に位置することによって、補給口２２１ａから落下したホワイトインクが、下方の収容室４３ａ内に入る。この結果、収容室４３ａにホワイトインクが補給されることとなる。

次に、コントローラ１０は、駆動モータ２３０を動作させて、羽根車２１２を正回転させる（ステップＳ８）。これにより、ポンプ室２１１ａのインクが、図８Ｂに示すように補給流出口２１１ｂから流出した後に補給流路管２２１を流れて、補給口２２１ａを介して収容室４３ａに辿り着く。このように、羽根車２１２を正回転させることによって、インク収容部２０１のインクが遠心ポンプ２１０を介してヘッド４３ａへ補給されることとなる。なお、羽根車２１２が正回転するときには、ポンプ室２１１ａのインクは、攪拌流路管２２２を流れない。すなわち、インクの攪拌は行われずに、インクの補給のみが独立して行われる。

上記のように、コントローラ１０は、インクの補給を行う際には、羽根車２１２を逆回転させた後に、羽根車２１２を正回転させる。これにより、補給直前に攪拌されて濃度が均一になったホワイトインクを、収容室４３ａに補給することができる。

なお、他のインク（マゼンタインク等）には酸化チタンが含まれていないので、ホワイトインクに比べて沈降し難い性質を有する。このため、本実施の形態においては、他の色のインクを補給する場合には、補給時間を短くする観点から、補給直前にインクの攪拌をしない（すなわち、羽根車２１２を逆回転させない）。もちろん、他の色のインクの補給の際にも、ホワイトインクと同様に、補給前の攪拌を実行しても良い。

次に、コントローラ１０は、センサー４５によって収容室４３ａ内のホワイトインクの量が満杯になったことを検知するまで、インクの補給を継続させる。そして、収容室４３ａ内のインクが満杯になった場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、コントローラ１０は、正回転中の羽根車２１２を停止させる（ステップＳ１２）。これにより、インクが補給流路管２２１を流れなくなるので、ヘッド４３ａへのインクの補給が終わる。

＝＝＝本実施の形態に係るプリンタ１の有効性＝＝＝
上述したように、インクカートリッジ６１ａ〜６１ｅには、遠心ポンプ２１０が設けられている。そして、遠心ポンプ２１０は、インク収容部２０１のインクを流入させるための流入口２１３ａと、流入口２１３ａから流入したインクを収容するポンプ室２１１ａと、回転軸周りに回転することによりポンプ室２１１ａのインクを送り出す羽根車２１２と、羽根車２１２が正回転するときに、ポンプ室２１１ａのインクをヘッド４２ａ〜４２ｅへ向けて流出させるための補給流出口２１１ｂと、羽根車２１２が逆回転するときに、ポンプ室２１１ａのインクをインク収容部２０１へ向けて流出させるための攪拌流出口２１１ｃと、を有する。これにより、ヘッド４２ａ〜４２ｅへのインクの補給と、インク収容部２０１内のインクの攪拌とを適切に行うことが可能となる。

上記の効果について、比較例である図１０に示す遠心ポンプ３００について言及しつつ、具体的に説明する。

図１０は、比較例に係る遠心ポンプ３００を示した図である。遠心ポンプ３００においては、攪拌流路管３０６の延出方向が、図８Ａ等に示す攪拌流路管２２２の延出方向とは上下方向において逆方向である。そして、羽根車３０２が正回転する際に、ポンプ室３０１のインクが、遠心力の作用を受けて補給流出口３０３及び攪拌流出口３０５から流出する。そして、羽根車３０２の正回転中に、補給流出口３０３から流出したインクが、補給流路管３０４を流れてヘッド４２へ向かう。また、攪拌流出口３０５から流出したインクが、攪拌流路管３０６を流れてインク収容部２０１に向かう。このように、遠心ポンプ３００においては、羽根車３１２が正回転する際に、インクの補給と攪拌が一緒に行われる。

ところで、インクの補給と攪拌が一緒に行われる場合には、例えば、次のような問題が発生する。ここでは、羽根車３０２が正回転する直前に、インク収容部２０１内のインクが沈降して、インクの濃度が不均一であるものとする。かかる状況下で、羽根車３０２を正回転すると、攪拌が充分に行われていないインク（濃度が不均一なインク）が、ヘッド４２へ補給されてしまう問題が発生する。

これに対して、本実施形態においては、図８Ａと図８Ｂに示すように、羽根車２１２が正回転するときにインクが補給され（補給流出口２１１ｂから流出したインクが供給流路管２２１を流れ）、羽根車２１２が逆回転するときにインクが攪拌される（攪拌流出口２１１ｃから流出したインクが攪拌流路管２２２を流れる）。すなわち、インクの補給動作とインクの攪拌動作が、羽根車２１２の回転方向に応じて単独に行われる。このため、仮にインクの補給直前にインク収容部２０１内のインクの濃度が不均一であっても、羽根車２１２を逆回転させてインクを攪拌させた後に、羽根車２１２を正回転させてインクを補給することによって、濃度が均一なインクを補給できる。
このように、羽根車２１２の回転方向を切り換えることによって、インクの補給動作とインクの攪拌動作が独立して行う場合には、インクの状況に応じた動作を選択できるので、利便性の高いインク補給システムを実現できる。

以上から、本実施形態に係るプリンタ１によれば、ヘッド４２ａ〜４２ｅへのインクの補給と、インク収容部２０１内のインクの攪拌とを独立して行えるので、インクの補給とインクの攪拌とを適切に行うことが可能となる。

さらに、上記実施の形態において、プリンタ１は、羽根車２１２の回転を制御するコントローラ１０を備え、コントローラ１０は、図９に示すように、インクの補給を行う際には、羽根車２１２を逆回転させた後に、羽根車２１２を正回転させることとした。
かかる場合には、補給直前にインクを攪拌することにより、均一な濃度のインクをヘッド４２ａ〜４２ｅに補給できる。

さらに、上記実施の形態において、図６Ａに示すように、遠心ポンプ２１０はインク収容部２０１内に設けられている。また、プリンタ１は、インク収容部２０１外に羽根車２１２に対して非接触状態で設けられ、羽根車２１２を回転させる駆動モータ２３０を備える。また、羽根車２１２には、ポンプ磁石２１２ａが取り付けられている。そして、駆動モータ２３０は、インク収容部２０１の壁２０１ａを挟んで磁力によりポンプ磁石２１２ａとカップリングするモータ磁石２３２を有し、モータ磁石２３２の回転に伴い羽根車２１２を回転させることとした。
かかる場合には、インク収容部２０１に駆動モータ２３０と羽根車２１２をカップリングさせるための穴を設ける必要が無い。また、交換品であるインクカートリッジに駆動モータを取り付ける必要が無い。このため、簡易な構成にて、インクのインク収容部２０１外への漏れを防止しつつ、インク収容部２０１内の羽根車２１２を回転させることができる。

さらに、上記実施の形態において、図７に示すように、プリンタ１は、補給流出口２１１ｂから延出するように形成され、補給流出口２１１ｂから流出したインクがヘッド４２ａ〜４２ｅへ向かって流れる補給流路管２２１と、攪拌流出口２１１ｃから延出するように形成され、攪拌流出口２１１ｃから流出したインクがインク収容部２０１へ向かって流れる攪拌流路管２２２と、を備える。そして、攪拌流路管２２２の延出方向は、補給流路管２２１の延出方向に沿っていることとした。
かかる場合には、攪拌流路管２２２と補給流路管２２１の延出方向が沿っているため、羽根車２１２が回転（正回転または逆回転）する際には、遠心力の作用を受けたインクがいずれか一方の管のみを流れやすい。このため、インクの攪拌とインクの補給のうちの一方のみを独立して行いやすい。

さらに、上記実施の形態において、図８Ａと図８Ｂに示すように、羽根車２１２が正回転するときには、ポンプ室２１１ａのインクは、補給流路管２２１と攪拌流路管２２２のうちの補給流路管２２１のみを流れ、羽根車２１２が逆回転するときには、ポンプ室２１１ａのインクは、補給流路管２２１と攪拌流路管２２２のうちの攪拌流路管２２２のみを流れることとした。
かかる場合には、羽根車２１２が回転（正回転または逆回転）する際には、ポンプ室２１１ａのインクが補給流路管２２１と攪拌流路管２２２のうちの一方のみを流れるため、インクの攪拌とインクの補給のうちの一方のみを確実に独立して行うことができる。

さらに、上記実施の形態において、インクは、顔料として酸化チタンを含む紫外線硬化型インク（ホワイトインク）であることとした。
ホワイトインクには水に溶け難い酸化チタンが含まれているので、当該ホワイトインクは沈降しやすい傾向を示す。そこで、羽根車２１２を逆回転させてホワイトインクを攪拌することによって、ホワイトインクの沈降を抑制できる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る流体吐出装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

前記実施形態では、流体吐出装置をインクジェットプリンタに具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して吐出できる固体など）を噴射したり吐出したりする流体吐出装置に具体化することもできる。

例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）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材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を吐出する液状体吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する液体吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液体吐出装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する液体吐出装置、ジェルを吐出する流状体吐出装置、トナーなどの粉体を例とする固体を吐出する粉体吐出式記録装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の吐出装置に本発明を適用することができる。

また、前述の実施形態のプリンタ１は、駆動素子（ピエゾ素子）に電圧をかけて、インク室を膨張・収縮させることにより流体を吐出しているが、これに限らない。例えば、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって流体を吐出させるプリンタでもよい。

プリンタ１の全体構成を示すブロック図である。 プリンタ１の主要部の構成を示した図である。 ドラムユニット３０、ヘッドユニット４０、及び紫外線照射ユニット５０の断面構造を示した図である。 図４Ａは、ヘッドユニット４０を示した斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの矢印Ｆで示す方向からヘッド４２を見たときの、ヘッド４２の正面図である。 図５Ａは、インクカートリッジ６１ａの斜視図である。図５Ｂは、インクカートリッジ６１ａの断面上視図である。 図６Ａは、図５ＢのＡ−Ａ断面図である。図６Ｂは、図５ＢのＢ−Ｂ断面図である。 遠心ポンプ２１０の分解斜視図である。 図８Ａは、羽根車２１２ｂが逆回転するときのインクの流れを示した図である。図８Ｂは、羽根車２１２ｂが正回転するときのインクの流れを示した図である。 インク補給動作を説明するためのフローチャートである。 比較例に係る遠心ポンプ３００を示した図である。

符号の説明

１ プリンタ、１０ コントローラ、１１ インターフェース、１２ ＣＰＵ、
１３ メモリ、１４ ユニット制御回路、１５ タイマー、
２０ 給排紙ユニット、２１ 給紙部、２２ 排紙部、
３０ ドラムユニット、３１ 保持ドラム、３２ 回転軸、３３ 外周面、
４０ ヘッドユニット、４１ ヘッドキャリッジ、４２ａ〜４２ｅ ヘッド、
４３ 収容室、４４ａ〜４４ｅ ノズルプレート、４５ センサー、
４６ ガイド軸、４７ ガイド軸、５０ 紫外線照射ユニット、
５１ 照射部キャリッジ、５２ 紫外線照射部、５３ ランプ、５６ ガイド軸、
５７ ガイド軸、６０ インク補給ユニット、
６１ａ〜６１ｅ インクカートリッジ、７０ 検出器群、１１０ コンピュータ、
２００ ボトル、２０１ インク収容部、２１０ 遠心ポンプ、
２１１ ケース本体、２１１ａ ポンプ室、２１１ｂ 補給流出口、
２１１ｃ 攪拌流出口、２１１ｄ 内周部、２１１ｅ 側面、
２１２ 羽根車、２１２ａ ポンプ磁石、２１２ｂ 羽根、
２１３ ケース蓋、２１３ａ 流入口、
２２１ 補給流路管、２２１ａ 補給口、２２２ 攪拌流路管、２２２ａ 循環口、
２３０ 駆動モータ、２３１ モータ軸、２３２ モータ磁石、
２４０ 光センサー

Claims (7)

1. （ａ）流体を吐出するヘッドと、
   （ｂ）前記ヘッドへ補給される前記流体を収容する収容部と、
   （ｃ）前記流体を送り出すポンプ部材であって、
   前記収容部の流体を流入させるための流入口と、
   前記流入口から流入した流体を収容するポンプ室と、
   回転軸周りに回転することにより前記ポンプ室の前記流体を送り出す羽根車と、
   前記羽根車が一の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記ヘッドへ向けて流出させるための第１流出口と、
   前記羽根車が前記一の方向とは逆の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記収容部へ向けて流出させるための第２流出口と、
   を有するポンプ部材と、
   （ｄ）を備えることを特徴とする流体吐出装置。
2. 請求項１に記載の流体吐出装置であって、
   前記羽根車の回転を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記ヘッドへの流体の補給の際には、前記羽根車を前記逆の方向に回転させた後に、前記羽根車を前記一の方向に回転させることを特徴とする流体吐出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の流体吐出装置であって、
   前記ポンプ部材は、前記収容部内に設けられ、
   前記収容部外に前記羽根車に対して非接触状態で設けられ、前記羽根車を回転させる駆動源を備え、
   前記羽根車には、羽根車磁石が取り付けられており、
   前記駆動源は、前記収容部の壁を挟んで磁力により前記羽根車磁石とカップリングする駆動源磁石を有し、前記駆動源磁石の回転に伴い前記羽根車を回転させることを特徴とする流体吐出装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の流体吐出装置であって、
   前記ポンプ部材は、遠心ポンプであり、
   前記第１流出口から延出するように形成され、前記第１流出口から流出した前記流体が前記ヘッドへ向かって流れる第１流路管と、
   前記第２流出口から延出するように形成され、前記第２流出口から流出した前記流体が前記収容部へ向かって流れる第２流路管と、を備え、
   前記第２流路管の延出方向は、前記第１流路管の延出方向に沿っていることを特徴とする流体吐出装置。
5. 請求項４に記載の流体吐出装置であって、
   前記羽根車が前記一の方向に回転するときには、前記ポンプ室の流体は、前記第１流路管と前記第２流路管のうちの前記第１流路管のみを流れ、
   前記羽根車が前記他の方向に回転するときには、前記ポンプ室の流体は、前記第１流路管と前記第２流路管のうちの前記第２流路管のみを流れることを特徴とする流体吐出装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の流体吐出装置であって、
   前記流体は、顔料として酸化チタンを含む紫外線硬化型インクであることを特徴とする流体吐出装置。
7. （Ａ）流体を吐出するヘッドを有する流体吐出装置に対して着脱可能な流体収容カートリッジであって、
   （ａ）前記ヘッドへ補給される前記流体を収容する収容部と、
   （ｂ）前記収容部内に設けられ、前記流体を送り出すポンプ部材であって、
   前記収容部の流体を流入させるための流入口と、
   前記流入口から流入した流体を収容するポンプ室と、
   回転軸周りに回転することにより前記ポンプ室の前記流体を送り出す羽根車と、
   前記羽根車が一の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記ヘッドへ向けて流出させるための第１流出口と、
   前記羽根車が前記一の方向とは逆の方向に回転するときに、前記ポンプ室の流体を前記収容部へ向けて流出させるための第２流出口と、
   を有するポンプ部材と、
   （Ｂ）を備えることを特徴とする流体収容カートリッジ。

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