JP2010105387A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体収容室内に浮沈子のような攪拌子を何等入れることなく、簡単な構成で液体収容室内の液体を十分に攪拌することが可能な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】プリンタ装置１は、インクＩを収容するインクカートリッジ２と、該インクカートリッジ２内のインクＩを減圧沸騰させる加減圧ポンプＰと、減圧沸騰後にインクカートリッジ２内を大気開放させる大気開放弁Ｖ２とを備える。そして、インクカートリッジ２内のインクＩを減圧沸騰させた後に急激にインクカートリッジ２内を大気開放させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、減圧沸騰による液体攪拌機能を備えた液体噴射装置に関する。

液体噴射装置の一種であるプリンタ装置には、溶剤に溶けない色成分あるいは溶剤に溶けにくい色成分を用いたインクを使用するものが知られている。例えば、顔料系インクは、水や石油系溶剤などの溶剤中に色成分である顔料の微細粒子が分散している状態であり、顔料が沈殿し易い。例えば、白色顔料は比重が４程度、金属系顔料は比重が２〜３程度であるのに対して、溶剤の比重は１未満であり、顔料と溶剤との比重差が１以上ある為、顔料が溶剤から分離して沈殿し易い。

また、不溶性あるいは難溶性の染料を色成分として使用したインクの場合も染料が沈殿し易い。このようにインクの色成分が沈殿すると、インクに濃淡が生じてしまって、均一濃度のインクをヘッドに供給できなくなり、インクの濃い部分がヘッドのノズルに詰まって該ノズルからインクが滴下されにくくなったり、ドットの輝度が変わってしまったりする等の不具合を生じる。

そこで、従来は、インク収容室の内部のインク中に存在させた浮沈子によって該インクを攪拌する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この特許文献１では、インク収容室に、インクとともにインクの圧力変化に伴って体積が変化する浮沈子を収容し、該浮沈子がインク中で沈降したり浮上したりするように加圧ポンプによってインク収容室内の圧力を変化させることで、インクを攪拌している。

特開平２００５−２８６８６号公報

ところで、特許文献１の技術では、インク収容室内に浮沈子を通常複数個入れるので、この浮沈子の総体積の分だけインク収容室内のインク収容容積が小さくなる上、場合によっては浮沈子がインク排出口を塞いでしまうおそれがあり、信頼性に欠けるという問題があった。加えて、浮沈子がインク収容室内の隅部に十分に回らないおそれがあり、該隅部におけるインクの攪拌が十分に行えないおそれがあるという問題もある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、液体収容室内に浮沈子のような攪拌子を何等入れることなく、簡単な構成で液体収容室内の液体を十分に攪拌することが可能な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、本発明の液体噴射装置は、液体を収容する液体収容室を有する液体噴射装置において、前記液体収容室内の液体を減圧沸騰させる減圧手段と、減圧沸騰後に前記液体収容室内を大気開放させる大気開放弁とを備えた。

この発明によれば、減圧手段によって液体収容室内の液体を減圧沸騰させると、液体が気化して気泡が発生するため、該気泡が液体中を浮上することで液体収容室内の液体が攪拌される。すなわち、液体収容室内に浮沈子のような攪拌子を何等入れることなく、簡単な構成で液体収容室内の液体を十分に攪拌することが可能となる。また、液体の攪拌後に大気開放弁によって液体収容室を大気開放させることで、液体中の気泡を迅速になくすことが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、前記液体は、少なくとも一部が可撓性を有する液体収容部に収容されて前記液体収容室内に収納された。
この発明によれば、液体収容室内の液体を減圧沸騰させた後に該液体収容室内を大気開放させることで、液体収容部における可撓性を有する部分が収縮するので、液体の攪拌効果を高めることが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、前記液体収容部は、気体を透過しない非気体透過性部材である。
この発明によれば、液体中に溶存していた気体が減圧沸騰によって液体から分離した場合でも、該気体が液体収容部を透過して該液体収容部外に放出されない。このため、液体収容室内の液体を減圧沸騰させた後に該液体収容室内を大気開放させることで、液体収容室内で気泡になっていた気体は液体中に急激に溶存状態となる。この結果、液体中に流れが生じ、かつ、液体収容部が収縮するので、該液体を効果的に攪拌することが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、液体を噴射する液体噴射ヘッドと液体供給路を介して接続されるとともに前記液体を収容する液体収容室を備えた液体噴射装置において、前記液体収容室内の前記液体中に気体を溶存させるための気体透過部と、前記液体収容室内の前記液体中に溶存した気体を気泡にするために前記液体収容室内を減圧する減圧手段と、減圧後に前記液体収容室内を大気開放させる大気開放弁とを備えた。

この発明によれば、減圧手段によって液体収容室内の液体を減圧させると、気体透過部から液体中に気体が取り込まれて溶存状態になるとともに該液体中の溶存状態の気体が気泡となるため、該気泡が液体中を浮上することで液体収容室内の液体が攪拌される。すなわち、液体収容室内に浮沈子のような攪拌子を何等入れることなく、簡単な構成で液体収容室内の液体を十分に攪拌することが可能となる。また、液体の攪拌後に大気開放弁によって液体収容室を大気開放させることで、液体中の気泡を迅速になくすことができ、液体収容室と液体供給路を介して接続される液体噴射ヘッドから液体を良好に噴射させることが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、前記液体供給路の途中位置には該液体供給路を開閉可能な開閉弁が設けられ、前記液体供給路における前記液体収容室と前記開閉弁との間の部分は前記気体透過部を構成し、前記液体供給路における前記液体噴射ヘッドと前記開閉弁との間の部分は気体を透過させない非気体透過部を構成している。

この発明によれば、液体供給路における液体収容室と開閉弁との間の部分が気体透過部を構成するため、該気体透過部の液体に溶存した気体が拡散されて液体収容室内の液体に溶存される。このため、液体収容室内を減圧して該液体収容室内の液体に溶存した気体を気泡にすることにより、該気泡によって該液体収容室内の液体を効果的に攪拌することが可能となる。また、液体供給路における液体噴射ヘッドと開閉弁との間の部分は気体を透過させない非気体透過部を構成するため、液体噴射ヘッド近傍の液体供給路において液体に気体が溶存することを抑制することが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、前記液体は前記液体収容室内に収容される少なくとも一部が気体を透過させる気体透過性部材からなる液体収容部に収容され、前記液体収容部における前記気体透過性部材からなる部分は前記気体透過部の一部を構成する。

この発明によれば、液体収容部内の液体への気体溶存量を増加させることができるので、減圧によって液体中に気泡を発生させたときの該液体の攪拌効果を向上させることが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、前記液体収容室内を加圧する加圧手段を備え、該加圧手段によって前記液体収容室内を加圧した後に、前記減圧手段は前記液体収容室内の前記液体中に溶存した気体を気泡にするために前記液体収容室内を減圧する。

この発明によれば、液体収容室内の加圧によって気体透過部からの液体収容部内の液体への気体の溶存量を増加させた後に、液体収容室内が減圧されて液体収容部内の液体中の溶存気体が気泡となるため、該気泡発生による液体収容部内の液体の攪拌効果を向上させることが可能となる。

プリンタ装置の構成を示す図（実施形態）。 制御手段と制御対象との関係を示すブロック図（実施形態）。 インクカートリッジの詳細図（実施形態）。 収容袋体の斜視図（実施形態）。 攪拌制御を説明した図（実施形態）。 インクカートリッジ、ヘッドの断面図（実施形態）。 加減圧ポンプの一例を示す断面図（実施形態）。 プリンタ装置の平面図（他の形態）。 インクカートリッジの断面図（他の形態）。 プリンタ装置の構成を示す図（他の形態）。 プリンタ装置の構成を示す図（他の形態）。 インクカートリッジの断面図（他の形態）。 プリンタ装置の構成を示す図（他の形態）。 プリンタ装置の構成を示す図（他の形態）。 インク量減少に伴う沸騰圧力の変化を示す図（他の形態）。

以下、本発明をプリンタ装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１，図３はプリンタ装置の構成を示す。
図１，図３に示すように、液体噴射装置としてのプリンタ装置１は、液体としてのインクＩ（以下、符号を付さずにインクという）を収容する液体収容室としてのインクカートリッジ２（以下、カートリッジという）と、液体噴射ヘッドとしてのヘッド３と、カートリッジ２とヘッド３とを連通させる液体供給路としてのインク供給路４と、加圧手段及び減圧手段としての加減圧ポンプＰと、出口弁Ｖ１と、大気開放弁Ｖ２と、制御手段５とを備える。

カートリッジ２は、プリンタ装置１の基体に着脱可能に取り付けられる。カートリッジ２は、圧力室６を形成する容器７と、圧力室６内に設けられた液体収容部としての収容袋体８（図４参照）とを備える。容器７は、硬質プラスチックのような硬質材料により形成され、後述する袋側インク出入口部１２を保持する容器側インク出入口部９と、圧力室６内を外部と連通可能とする空気給排口部１０と、圧力室６内を外部と連通可能とする空気排出口部１１とを備える。

収容袋体８は、ブチルゴム、多硫化ゴム、エピクロロヒドリンゴム、高ニトリルゴム、フッ素ゴムなどのように、可撓性を有し、かつ、気体を透過させない非気体透過性を有した材料（非気体透過性部材）により形成されたインク収容容積可変の薄形の袋より成り、袋側インク出入口部１２を備える。袋側インク出入口部１２は、容器側インク出入口部９を通過して容器７の外部に臨むように容器７に固定されている。インク供給路４の一端側と収容袋体８の袋側インク出入口部１２とは連結されており、インク供給路４と収容袋体８とは連通している。

なお、カートリッジ２は未使用状態においては袋側インク出入口部１２が図示しない封止膜により封止されている。また、インク供給路４の一端側には図示しないインク供給針が設けられている。そして、カートリッジ２がプリンタ装置１に取付けられた場合には、インク供給針が封止膜を破ることで、カートリッジ２の収容袋体８内のインクがインク供給針の中空路及びインク供給路４を経由してヘッド３に供給される。

インク供給路４の途中位置には出口弁Ｖ１が設けられており、該出口弁Ｖ１の調節により、カートリッジ２からヘッド３へのインクの供給を遮断したりカートリッジ２からヘッド３へのインクの供給量を調整したりすることが可能になっている。出口弁Ｖ１は、後述するように、収容袋体８内のインクを減圧沸騰させる時やカートリッジ２の交換時に、制御手段５により閉じられる。

空気給排路１５は、一端側が空気給排口部１０と連結されるとともに、他端側が加減圧ポンプＰの一方口部１６と連結されている。また、加減圧ポンプＰの他方口部１７は大気に開放されている。そして、加減圧ポンプＰの駆動により、圧力室６に対する空気給排路１５を介した空気（気体）の供給及び排気が可能となっている。

空気排出路１８は、一端側が空気排出口部１１と連結されるとともに、他端側が大気開放されている。空気排出路１８の途中位置には大気開放弁Ｖ２が設けられており、該大気開放弁Ｖ２の調節により、圧力室６内を大気に開放させたり大気と遮断させたりすることが可能になっている。

図６はインクカートリッジ及びヘッドの断面を示す。
図６に示すように、カートリッジ２をキャリッジ５０に設置するタイプのプリンタ装置１では、ヘッド３は、インク室２４と、圧力室２５と、ノズル２８と、アクチュエータ３０とを備える。インク室２４の一端側の開口部には、インク供給路４の他端側が連通状態で接続されている。圧力室２５は、一端側の開口部がインク室２４と連通しているとともに、他端側の開口部がノズル２８と連通している。

アクチュエータ３０は、圧力室２５の壁に設けられるピエゾ素子やヒータ素子などにより構成される。ヘッド３では、インク室２４から圧力室２５内に供給されたインクがノズル２８の出口にインクの凹面（メニスカス）を形成し、アクチュエータ３０の作用によってノズル２８内のインクを押し出してドロップを形成し、該ドロップが紙などの印刷対象物に付着することによって印刷が行われる。なお、図６における３３は、キャリッジ５０を主走査方向に移動させるためのキャリッジモータである。

図２は制御手段と制御対象との関係を表すブロック図である。
図２に示すように、制御手段５は、制御対象としての、ポンプモータ３１、出口弁Ｖ１、大気開放弁Ｖ２、ヘッド３、紙送りモータ３２、キャリッジモータ３３をそれぞれ駆動する各ドライバ３５ａ〜３５ｆに制御信号を出力して、これら制御対象を制御するようになっている。即ち、図１に示すように、制御手段５が各ドライバ３５ｄ，３５ｅ，３５ｆに制御信号を出力すると、ドライバ３５ｄがポンプモータ３１に対してポンプ駆動制御信号Ａ３を出力することで加減圧ポンプＰが駆動制御され、ドライバ３５ｅが出口弁Ｖ１に対して開閉制御信号Ａ１を出力することで出口弁Ｖ１が開閉制御され、ドライバ３５ｆが大気開放弁Ｖ２に対して開閉制御信号Ａ２を出力することで大気開放弁Ｖ２が開閉制御される。

図７は加減圧ポンプＰを、チューブポンプを用いて構成した簡略図である。
上記加減圧ポンプＰとしては、図７に示すようなチューブポンプ８０が用いられる。チューブポンプ８０は、チューブ８１と、該チューブ８１の外側方向への移動を規制する内周面を有したポンプフレーム８２と、ポンプモータ３１によって正逆両方向に回転されるポンプホイル８３と、該ポンプホイル８３の外周部に軸支されたローラ８６，８７とを備える。また、ポンプフレーム８２とポンプホイル８３との間の空間には、チューブ８１がポンプフレーム８２の内周面に沿って円を描くように配置されて巻回され、一部重なり部を含んだ状態で配置されている。

そして、ポンプモータ３１の正転駆動によりポンプホイル８３が正回転された場合には、ローラ８６，８７によりチューブ８１内の空気がカートリッジ２側へ押し出されて、カートリッジ２の圧力室６が加圧される。一方、ポンプモータ３１の逆転駆動によりポンプホイル８３が逆回転された場合には、ローラ８６，８７によりチューブ８１内の空気がカートリッジ２とは反対側へ押し出されて、カートリッジ２の圧力室６が減圧される。

ヘッド３へのインク供給制御は、制御手段５が、出口弁Ｖ１を開くとともに大気開放弁Ｖ２を閉じた状態でポンプモータ３１を正転駆動することで、加減圧ポンプＰにより圧力室６内を加圧する。これにより、収容袋体８が外側から押圧されて、収容袋体８内のインクがインク供給路４を介してヘッド３に供給されて印刷が行われる。

次に制御手段５によるインク攪拌制御について説明する。
制御手段５は、出口弁Ｖ１を閉じるとともに大気開放弁Ｖ２を閉じた状態で、ポンプモータ３１を逆転駆動させることで、加減圧ポンプＰによって収容袋体８内のインクが減圧沸騰を起こすまで圧力室６内を減圧し、その後、大気開放弁Ｖ２を開く。なお、インクが減圧沸騰を起こす減圧値は、インクの組成によって決まるので、インクの組成に対応した値を予め設定しておけば良い。減圧値は、圧力室６内または空気給排路１５内に設けた図示しない圧力検出器で計測される。よって、制御手段５は、図示しない圧力計から入力される圧力値が予め設定された減圧値になったと判定した場合に、ポンプモータ３１の停止により加減圧ポンプＰの駆動を停止するとともに大気開放弁Ｖ２を瞬時に開ける。

収容袋体８内のインクが負圧を受けて減圧沸騰を起こすと、例えば水系インクであれば、インク中の水分が沸騰して水蒸気になることによりインク中から気泡が発生する。この発生した気泡が収容袋体８内の空間に放出されると、該収容袋体８が膨張する。そして、収容袋体８内の空間に放出された気体（水蒸気）は、大気開放弁Ｖ２が急激に開かれて圧力室６内が大気圧に戻ると再びインク中に急激に溶存状態となる。この気体の急激な溶存状態への復元及び、収容袋体８の体積の収縮により、収容袋体８内のインクが活発に流動して該インクが攪拌される。

そして、図５に示すように、減圧沸騰と大気開放とを１回だけではなく、複数回繰り返せば、インクの攪拌動作も繰り返されるので、インクの攪拌効果をさらに高めることができる。

つまり、図５に示すように、所定気圧まで減圧して、沸騰させ、この沸騰後、一挙に大気開放することで、１回目，２回目・・・と、複数回攪拌することにより、比重の大きい顔料を溶剤内にて分散させることができ、色むらのないインクが得られる。なお、攪拌制御は、制御手段５が、印刷指令を入力した後に印刷動作制御を行う前に実行したり、一定時間間隔で実行したりすればよい。攪拌制御を行なう実施時期は、自由に決めることができるが、例えば、攪拌を所定回数繰り返す為の攪拌制御は、ヘッド３がキャッピング位置にある時やヘッド３が休止状態にある時に２４時間に１〜３回程度行ったり、あるいはヘッド３が長期間休止状態にある時に１日１回程度行ったりすることが好ましい。

以上、詳述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）収容袋体８内のインクを減圧沸騰させた後に圧力室６を大気開放することによって、収容袋体８内のインクを攪拌できるので、インクの沈降を防止できる。

（２）圧力室６内を加圧してインクをヘッド３に供給する加減圧ポンプＰによって圧力室６内を減圧することができるので、ヘッド３へのインク供給制御とインク攪拌制御とを１つのポンプを用いるだけで実現でき、経済的かつ小型化が可能となる。即ち、ヘッド３へのインク供給制御においては、ポンプモータ３１を正転駆動して加減圧ポンプＰを加圧ポンプとして機能させ、インク攪拌制御においては、ポンプモータ３１を逆転駆動して加減圧ポンプＰを減圧ポンプとして機能させることができるので、加圧ポンプと減圧ポンプとを別々に設ける場合に比べて、経済的かつ小型化が可能となる。

（３）インク収容部としての収容袋体８が、気体を透過しない非気体透過性部材により形成されたので、インクの液体成分が減圧沸騰によって気化した場合に、該気化によって生じる気体が収容袋体８を透過しての外部に放出されることはない。このため、収容袋体８内のインクを減圧沸騰させることによって発生させた気体を、圧力室６を大気開放して収容袋体８内を大気圧に戻すことで再びインクに溶解させることができる。これにより、インク中に流れを生じさせることができるため、インクを効果的に攪拌することができる。

（４）収容袋体８は可撓性を有する材料によって形成されているため、収容袋体８内のインクを減圧沸騰させることによって該インクより分離した気体が、圧力室６を大気開放して収容袋体８内を大気圧に戻すことで、再びインクに溶ける際に、収容袋体８が収縮する。この結果、インク中に流れが生じ、インクの攪拌効果を高めることができる。

（他の形態）
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・プリンタ装置１は、図８に示すように、各色の複数のカートリッジ２がケース５１の固定部５２に着脱可能に取付けられて、カートリッジ２がキャリッジ５０と別体となったタイプのものであってもよい。

すなわち、このプリンタ装置１では、加減圧ポンプＰがカートリッジ２の上部に配置されている。ヘッド３を搭載したキャリッジ５０は、ガイド軸３７を介して左右方向に移動可能に設けられ、かつ、一部がキャリッジモータ３３の駆動により周回移動するタイミングベルト３８に取り付けられている。そして、キャリッジモータ３３の駆動力がタイミングベルト３８を介してキャリッジ５０に伝達されることによって、キャリッジ５０がガイド軸３７に沿って左右方向に移動する。

即ち、キャリッジ５０は、タイミングベルト３８を介してキャリッジモータ３３に接続されている。キャリッジモータ３３はケース５１の背面に支持されており、キャリッジモータ３３が駆動されることにより、タイミングベルト３８を介してキャリッジ５０がガイド軸３７に沿って主走査方向である左右方向に往復移動される。

プラテン３６は、ケース５１内において、主走査方向に沿って架設されており、図示しない紙送り手段を介して送出される図示しない記録媒体を支持する為の部材である。ヘッド３は、キャリッジ５０におけるプラテン３６と対向する面上に設けられており、プラテン３６側に向かって液体としてのインクを噴射させる為の複数の図示しないノズルを備えている。

バルブユニット３９は、キャリッジ５０上に搭載されており、一時貯留したインクを、圧力を調整した状態でヘッド３へと供給するようになっている。この場合、加減圧ポンプＰの一方口部１６に接続された空気給排路１５中に圧力検出器４０が介在されており、該圧力検出器４０により加圧時の圧力と減圧時の圧力とが検出されるようになっている。一方口部１６に接続された空気給排路１５はこの圧力検出器４０を介して分岐されて、各カートリッジ２に接続されている。

カートリッジ２の空気排出口部１１と大気開放弁Ｖ２とは、チューブより成る空気排出路１８によって接続されている。４４，４５は、インク供給路４を形成するチューブである。そして、ヘッド３へのインク供給量を制御する為にキャリッジ５０に取り付けられたバルブユニット３９とチューブ４４の一端とが接続されるとともに、チューブ４４の他端と出口弁Ｖ１とが接続されている。また、チューブ４５の一端と出口弁Ｖ１とが接続されるとともに、チューブ４５の他端と袋側インク出入口部１２（図１及び図４参照）とが接続されている。さらに、ヘッド３とバルブユニット３９とは、インク供給路４を形成する図示しないチューブにより接続されている。

このような構成において、加圧時は、ポンプモータ３１を正転駆動することで、圧力検出器４０、空気給排路１５を介して各カートリッジ２が加減圧ポンプＰによって加圧されるので、インクが押し出され、袋側インク出入口部１２から予め開状態に設定されている出口弁Ｖ１、チューブ４４、及びバルブユニット３９を経由してヘッド３にインクが供給される。このとき、大気開放弁Ｖ２は閉弁状態となっている。

一方、攪拌時は、出口弁Ｖ１を閉弁し、ポンプモータ３１を逆転駆動することで、圧力検出器４０、空気給排路１５を介してカートリッジ２が加減圧ポンプＰによって減圧される。そして、カートリッジ２内が減圧されて所定の圧力まで減圧されると、インクが沸騰する。このとき、大気開放弁Ｖ２を開放すると、減圧沸騰によって発生していた気泡が再びインクに溶けてインクに流れが生じることでインクが攪拌される。

この場合、圧力検出器４０も空気給排路１５の途中に配しているので、この圧力検出器４０の信号に基づき減圧沸騰時の圧力を適正な値に設定できる。
なお、本形態では各カートリッジ２を介して減圧沸騰する構成となっているが、溶剤との比重差が大きい顔料を用いたタイプのカートリッジ２のみを選択的に減圧沸騰するように構成してもよい。

・図９に示すように、収容袋体８は、非気体透過性を有した硬質樹脂などにより形成された硬質部分９１（太線部分）と、非気体透過性及び可撓性を有した材料により形成された軟質部分９２とにより形成してもよい。即ち、少なくとも一部が非気体透過性及び可撓性を有した材料により形成された収容袋体８を用いてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

・図１０に示すように、空気給排路１５に該空気給排路１５と連通するように空気排出路１５Ａを接続し、該空気排出路１５Ａに大気開放弁Ｖ２を設けるようにしてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

・図１１に示すように、カートリッジ２のインクを収容するインク収容体を硬質材料により形成された容器６０により構成してもよい。即ち、収容袋体８を用いずに容器６０内にインクを直接収容する構成としてもよい。この場合、容器６０内の空間が圧力室として機能する。さらに、この場合、図１２に示すように、容器６０の内壁に非気体透過性を有した材料６１をラミネートすることで気密性を確保することが好ましい。なお、インクは、インク漏れ防止の為、空気給排口部１０及び空気排出口部１１よりも下位に充填する必要がある。

・図１３に示すように、アキュムレータのような負圧貯留部７１を設け、インクをヘッド３に供給する場合以外の時に、ポンプモータ３１を逆転駆動することで加減圧ポンプＰにより負圧貯留部７１内に負圧を溜めておき（真空引きしておき）、この負圧貯留部７１の負圧を用いて収容袋体８内のインクを減圧沸騰させるようにしてもよい。即ち、負圧貯留部７１を空気給排路１５に接続路７０を介して連通するように接続し、空気給排路１５と接続路７０との連通部７５と空気給排口部１０との間の空気給排路１５に開放弁Ｖ３を設け、さらに接続路７０にも開放弁Ｖ４を設ける。

そして、インクをヘッド３に供給する場合以外の時に、開放弁Ｖ３を閉じて開放弁Ｖ４を開けた状態でポンプモータ３１を逆転駆動することで加減圧ポンプＰにより負圧貯留部７１内を負圧にした後に開放弁Ｖ４を閉じる。そして、インク攪拌制御の際に、各開放弁Ｖ３，Ｖ４を開けることで、負圧貯留部７１内の負圧で圧力室６を負圧にする。このように、負圧貯留部７１に負圧を予め貯留しておくことで、必要に応じて短時間でインクを減圧沸騰させることが可能となる。

・図１４に示すように、加減圧ポンプＰはピストン型のものを用いてもよい。
即ち、本形態のプリンタ装置は、シリンダ５３、ピストン５４、ラック５５、ギア５６、減速モータ５７、大気開放弁としての孔５８とを備えている。そして、ピストン５４がシリンダ５３の底部６３側に移動するように減速モータ５７を駆動すると、シリンダ５３内の空気圧が高まり、該空気圧により収容袋体８が押圧されて、該収容袋体８内のインクがインク供給路４を介してヘッド３に供給される。一方、ピストン５４がシリンダ５３の開口６２側に移動するように減速モータ５７を駆動すると、シリンダ５３内が減圧されるので、圧力室６内も減圧される。さらに、ピストン５４が大気開放弁を構成する孔５８を通過し、シリンダ５３内が大気開放されると、圧力室６も大気開放される。このようにしても、上記実施形態と同様のインク攪拌制御を行なうことができる。

・通常、プリンタ装置は印刷時間の経過に伴ってインクの累積消費量が増加する為、収容袋体８内のインク量も印刷時間の経過に伴って徐々に減少する。この収容袋体８内のインク量の減少に伴ってインク溶剤中の気体も減少するため、インク量と沸騰圧力（沸騰に至る圧力）との関係は図１５の特性Ｍで示すように変化する。即ち、インク量の減少に伴って沸騰圧力が次第に減少する。従って、特性Ｍに対応して収容袋体８のインク量の減少に伴って沸騰圧力が減少するように、制御手段５が減圧圧力を調整するようにしてもよい。

このようにすれば、減圧の圧力制御を適正に行うことができる。即ち、減圧を過剰に行った状態で大気開放したり、減圧不足のもとで大気開放したりしてしまうなどの、無駄な圧力制御がなされることを防止することができる。

また、本形態では、収容袋体８内のインク量を検出し、この検出したインク量に対応して減圧圧力を調整するようにしているが、収容袋体８内のインク量の検出には、収容袋体８自体の重量を検出する重量センサや収容袋体８自体の形状を検出する形状センサ、あるいはインクの液面を検出する液面センサを用いてもよい。

・圧力室６を加圧する加圧ポンプと圧力室６を減圧する減圧ポンプとを別々に設けてもよい。
・カートリッジ２において、袋側インク出入口部１２を保持する容器側インク出入口部９と、圧力室６内を外部と連通可能とする空気給排口部１０と、圧力室６内を外部と連通可能とする空気排出口部１１は、すべて容器７の一方側（同じ側）に配置してもよい。このようにすれば、カートリッジ２をワンタッチで容易に着脱することができる。

・上記実施形態では減圧沸騰によってインクを気化させることでインク中に気泡を発生させるようにしていたが、減圧によってインク中に溶存する空気（気体）を気泡にするようにしてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果が得られる。この場合、減圧する前のインク中に溶存する空気の量が多いほど発生する気泡の量も多くなる。

このため、図１に示すように、収容袋体８と連通するインク供給路４におけるカートリッジ２と出口弁Ｖ１との間の部分である上流部分４ａを、気体透過性を有する材料（例えば、低密度ポリエチレンチューブやシリコーンチューブなど）で構成したり、収容袋体８の少なくとも一部を、気体透過性部材（例えば、ポリエチレンフィルムの１層構造、内側がポリエチレンフィルムで外側がポリアミドフィルムまたはポリエチレンテレフタレートの２層構造）で構成したりしてもよい。この場合、上流部分４ａ及び収容袋体８における気体透過性部材で構成された部分は、気体透過部を構成している。

このようにすれば、上流部分４ａ及び収容袋体８における気体透過性部材で構成された部分から大気が取り込まれるようになるため、収容袋体８内のインク中の空気溶存量を増加させることができる。この場合、上流部分４ａから取り込まれた大気によって該上流部分４ａのインク中に溶存した空気が拡散され、該拡散された空気が収容袋体８内のインクに溶存する。したがって、減圧による気泡発生を利用したインクの攪拌効果を向上させることができる。

さらにこの場合、圧力室６を加圧してから大気圧に戻した後に、該圧力室６を減圧することで、収容袋体８内のインク中の空気溶存量をさらに増加させた状態で該インクが減圧されるので、減圧による気泡発生を利用したインクの攪拌効果をより一層向上させることができる。なお、上記インクが水系インクである場合、インク中の水分を減圧沸騰させるためには、常温において約１００ｋＰａの減圧が必要となるが、インク中に溶存する空気を気泡にする場合、空気の溶存量が多ければ上記レベルまで減圧する必要はなく、比較的能力の低い安価なチューブポンプを採用することもできる。

またさらに、図１に示すように、インク供給路４における出口弁Ｖ１とヘッド３との間の部分である下流部分４ｂ（非気体透過部）を、気体を透過させない材料で構成してもよい。すなわち、下流部分４ｂは、ヘッド３が固定タイプのものであれば、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４など）などの金属管によって構成され、ヘッド３が可動タイプのものであれば、例えば２枚のポリエチレンフィルム間にＥＶＯＨ（エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂）の薄膜またはＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）の薄膜を介在した３層構造の可撓性チューブによって構成される。ＥＶＯＨ及びＰＶＤＣは、一般にガスバリア性が高いとされている合成樹脂である。このようにすれば、下流部分４ｂ内のインクに空気が溶存することを抑制することができるので、ヘッド３からのインクの噴射不良を低減することができる。

・上記実施形態は、インクジェット式のプリンタ装置を例として説明したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器を採用してもよい。あるいは、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してもよい。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出されるときの液体の状態をいい、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、物質が液相状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状態、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、分散また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や液晶等が挙げられる。ここで、インクとは上記実施形態で説明したような一般的な水性インクおよ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。液体噴射装置の具体例としては、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、面発光ディスプレイ、カラーフィルタ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用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置、あるいは捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。

１…プリンタ装置（液体噴射装置）、２…インクカートリッジ（液体収容室）、３…ヘッド（液体噴射ヘッド）、４…インク供給路（液体供給路）、４ａ…上流部分（気体透過部）、４ｂ…下流部分（非気体透過部）、５…制御手段、８…収容袋体（液体収容部）、７１…負圧貯留部、Ｐ…加減圧ポンプ（減圧手段及び加圧手段）、Ｖ１…出口弁（開閉弁）、Ｖ２…大気開放弁、Ｉ…インク（液体）。

Claims (7)

1. 液体を収容する液体収容室を有する液体噴射装置において、
   前記液体収容室内の液体を減圧沸騰させる減圧手段と、
   減圧沸騰後に前記液体収容室内を大気開放させる大気開放弁と
   を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体は、少なくとも一部が可撓性を有する液体収容部に収容されて前記液体収容室内に収納されたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記液体収容部は、気体を透過しない非気体透過性部材であることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 液体を噴射する液体噴射ヘッドと液体供給路を介して接続されるとともに前記液体を収容する液体収容室を備えた液体噴射装置において、
   前記液体収容室内の前記液体中に気体を溶存させるための気体透過部と、
   前記液体収容室内の前記液体中に溶存した気体を気泡にするために前記液体収容室内を減圧する減圧手段と、
   減圧後に前記液体収容室内を大気開放させる大気開放弁と
   を備えたこと特徴とする液体噴射装置。
5. 前記液体供給路の途中位置には該液体供給路を開閉可能な開閉弁が設けられ、
   前記液体供給路における前記液体収容室と前記開閉弁との間の部分は前記気体透過部を構成し、
   前記液体供給路における前記液体噴射ヘッドと前記開閉弁との間の部分は気体を透過させない非気体透過部を構成していることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
6. 前記液体は前記液体収容室内に収容される少なくとも一部が気体を透過させる気体透過性部材からなる液体収容部に収容され、
   前記液体収容部における前記気体透過性部材からなる部分は前記気体透過部の一部を構成することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の液体噴射装置。
7. 前記液体収容室内を加圧する加圧手段を備え、
   該加圧手段によって前記液体収容室内を加圧した後に、前記減圧手段は前記液体収容室内の前記液体中に溶存した気体を気泡にするために前記液体収容室内を減圧することを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。

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