JP2010221411A - 液体供給システム、液体供給源、液体噴射装置、及び液体供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて迅速にインクを供給することができる液体供給システム、液体供給源、液体噴射装置、及び液体供給方法を提供する。
【解決手段】インクを収容するインクパック２６が閉空間をなすケース２３内に設けられたインクカートリッジ１３と、インクカートリッジ１３側から記録ヘッド１２側にインクを供給するインク流路１６と、インク流路１６の一部をポンプ室としてポンプ駆動するポンプ３１と、ダイアフラム３３によりポンプ室と仕切られた空気導入室４４と、ポンプ３１がインクカートリッジ１３側からポンプ室にインクを吸引する吸引駆動時に、空気導入室４４から第１の空気流路３９を介して空気を吸引して空気導入室４４を減圧する減圧ポンプ４０と、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４から第１の空気流路３９を介して吸引された空気をケース２３内に供給する第２の空気流路５２と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給システム、液体供給源、液体噴射装置、及び液体供給方法に関する。

従来、液体噴射装置の一つとしてインクジェット式記録装置（以下、「プリンター」という）が広く知られている。このプリンターは、インクカートリッジ（以下、「カートリッジ」という）内に収容されたインクパックなどの液体供給源から供給されるインクを液体噴射ヘッドからターゲットに噴射することにより印刷を行うようになっている（例えば、特許文献１）。

すなわち、特許文献１に示すプリンターでは、ダイアフラムにより仕切られたインク導入室（ポンプ室）及び作動流体導入室を有するポンプを設けている。そして、ポンプは、作動流体供給源から作動流体導入室に供給される作動流体の圧力変化に基づき、インク導入室の容積を増減させるようにダイアフラムを変位させることにより、カートリッジ内からインク導入室内にインクを吸引した後、インク導入室内から液体噴射ヘッドにインクを加圧供給する構成となっている。

特開２００６−２７２６６１号公報

ところで、特許文献１のプリンターでは、インク導入室内の圧力を変化（減圧）させることにより、カートリッジ内とインク導入室内との間に差圧を生じさせ、その差圧に基づいてカートリッジ内からインク導入室内にインクを吸引する構成となっていた。そのため、カートリッジ内とインク導入室内との間に、インク導入室内の圧力の変化量（減圧量）、即ち、作動流体導入室に供給される作動流体の圧力の変化量（減圧量）を上回る大きさの差圧を生じさせることができず、カートリッジ内からインク導入室内に向けて迅速にインクを吸引することが困難となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて迅速にインクを供給することができる液体供給システムを提供することにある。また、そのような液体供給システムに接続される液体供給源、そのような液体供給システムを備えた液体噴射装置、及びそのような液体供給方法を提供することをも目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の液体供給システムは、液体を収容する液体収容部が閉空間をなす筐体内に設けられた液体供給源と、該液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給流路と、該液体供給流路の一部をポンプ室として該ポンプ室の容積を増減させるように該ポンプ室の内面の少なくとも一部を構成する変位部材が変位することによりポンプ駆動するポンプと、前記変位部材により前記ポンプ室と仕切られた容積可変の作動流体導入室と、前記ポンプが前記変位部材を前記ポンプ室の容積が減少する方向に変位させて前記液体供給源側から前記ポンプ室内に前記液体を吸引する吸引駆動時に、前記作動流体導入室内から第１の作動流体流路を介して前記作動流体を吸引することで前記作動流体導入室内を減圧する減圧手段と、前記減圧手段と前記液体供給源との間に介設され、前記減圧手段によって前記作動流体導入室内から前記第１の作動流体流路を介して吸引された前記作動流体を前記筐体内に供給する第２の作動流体流路と、を備えた。

上記構成によれば、ポンプが液体供給源からポンプ室内に液体を吸引する吸引駆動時には、減圧手段は、ポンプ室の容積を増大させるために、該ポンプ室と仕切られた作動流体導入室の容積を減少させるべく、作動流体導入室内から第１の作動流体流路を介して作動流体を吸引する。そして、減圧手段側に吸引された作動流体は、第２の作動流体流路を介して閉空間をなす筐体内に供給される。そのため、ポンプの吸引駆動時には、液体収容部内の液体に対して、ポンプ室内の減圧によって作用する吸引力と並行して、筐体内の増圧によって加圧力が作用する。したがって、液体収容部内とポンプ室内との間に大きな差圧が生じることにより、その差圧に従って液体収容部内からポンプ室内に迅速に液体を吸引することができ、結果として、液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて迅速に液体を供給することができる。また、ポンプの吸引駆動に連動して筐体内を加圧するための機構を、作動流体導入室内を減圧駆動する際に用いられる減圧手段とは別部材構成で設ける場合と比較して、部品点数の増加を抑制できるため、装置全体の小型化に寄与することができる。

また、本発明の液体供給システムは、前記第１の作動流体流路の途中位置又は前記第２の作動流体流路の途中位置に設けられ、前記減圧手段によって前記作動流体導入室内から吸引された前記作動流体を増圧する増圧手段を更に備えた。

上記構成によれば、減圧手段によって作動流体導入室内から吸引された作動流体が、増圧手段によって増圧された状態で筐体内に供給されるため、液体収容部内の液体に対してポンプ室側に向けての加圧力を確実に作用させることができる。

また、本発明の液体供給システムにおいて、前記増圧手段は、前記第１の作動流体流路内を外部と連通可能とする連通部を有し、前記減圧手段によって前記第１の作動流体流路内に負圧が作用した状態では、前記連通部を介して前記第１の作動流体流路内が外部と連通する。

上記構成によれば、ポンプの吸引駆動時に、減圧手段によって第１の作動流体流路内に負圧が作用した状態では、第１の作動流体流路内が連通部を介して大気と連通状態となる。すると、減圧手段は、作動流体導入室内から第１の作動流体流路内に作動流体を吸引すると同時に、大気中から連通部を介して第１の作動流体流路内に空気を吸引するようになる。そのため、減圧手段側から第２の作動流体流路を介して筐体内に供給される作動流体の圧力が、大気中から連通部を介して第１の作動流体流路内に流入する空気の圧力分だけ増圧される。したがって、ポンプの吸引駆動時に、作動流体導入室内から吸引した作動流体を増圧した状態で筐体内に供給する構成を簡便に実現することができる。

また、本発明の液体供給システムにおいて、前記増圧手段は、前記第１の作動流体流路の一部を構成する負圧室を有し、前記第１の作動流体流路を介して前記減圧手段側から前記負圧室に作用する負圧に基づいて、前記負圧室の大気に対する連通状態が切り替わる圧力調整弁である。

上記構成によれば、圧力調整弁は、ポンプの吸引駆動時に、減圧手段側から第１の作動流体流路を介して負圧室内に作用する負圧が予め設定した圧力値を下回った時点で、負圧室と大気とが連通状態に切り替わる。すると、減圧手段は、作動流体導入室内から第１の作動流体流路内に作動流体を吸引すると同時に、大気中から負圧室を介して第１の作動流体流路内に空気を吸引する。そのため、減圧手段側から第２の作動流体流路を介して筐体内に供給される作動流体の圧力が、大気中から負圧室を介して第１の作動流体流路内に流入した空気の圧力分だけ増圧される。したがって、ポンプの吸引駆動時に、作動流体導入室内から吸引した作動流体を増圧した状態で筐体内に供給する構成を簡便に実現することができる。

また、本発明の液体供給システムにおいて、前記圧力調整弁は、前記減圧手段側から前記負圧室に作用する負圧の大きさによらず、必要に応じて前記負圧室を大気に対して連通状態に切り替え可能な切り替え手段を更に備えた。

上記構成によれば、減圧手段の駆動によって減圧状態にある作動流体導入室は、切り替え手段によって、負圧室が大気に対して連通状態に適宜切り替わることで、負圧室及び第１の作動流体流路を介して大気に開放される。そのため、圧力調整弁は、ポンプの吐出駆動時に、作動流体導入室内を大気に開放させて復圧させるための大気開放弁の機能を兼備することになり、部品点数を更に低減することができる。

また、本発明の液体供給システムにおいて、前記増圧手段は、前記減圧手段によって前記作動流体導入室内から吸引された前記作動流体を加熱する加熱手段である。
上記構成によれば、ポンプの吸引駆動時に、減圧手段によって作動流体導入室内から吸引された作動流体は、作動流体導入室内から第１の作動流体流路を介して減圧手段側に吸引される過程、もしくは、減圧手段側から第２の作動流体流路を介して筐体内に供給される過程で、加熱手段によって加熱されて体積が膨張することにより圧力が増大する。したがって、ポンプの吸引駆動時に、作動流体導入室内から吸引した作動流体を増圧した状態で筐体内に供給する構成を簡便に実現することができる。

また、本発明の液体供給源は、液体を収容する液体収容部が閉空間をなす筐体内に設けられ、上記構成の液体供給システムにおける液体供給流路の上流側に対して前記液体収容部から前記液体を導出可能に接続される。

上記構成によれば、上記液体供給システムの発明と同様の効果が得られる。
また、本発明の液体供給源は、前記減圧手段側から前記第２の作動流体流路を介して前記筐体内に供給される前記作動流体を加熱する加熱手段を備えた。

上記構成によれば、減圧手段側から第２の作動流体流路を介して筐体内に供給される作動流体の体積を膨張させて増圧する構成を簡便に実現することができる。
また、本発明の液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに液体を供給する上記構成の液体供給システムと、を備えた。

上記構成によれば、上記液体供給システムの発明と同様の効果が得られる。
また、本発明の液体供給方法は、液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給流路の一部をポンプ室として、該ポンプ室の容積を増減させるようにポンプ駆動することで液体を供給する液体供給方法において、前記液体供給源側から前記ポンプ室内に前記液体を吸引する吸引駆動時に、前記ポンプ室の内面の少なくとも一部を構成する変位部材により前記ポンプ室と仕切られた容積可変の作動流体導入室内から第１の作動流体流路を介して作動流体を吸引することで前記第１の作動流体流路内に負圧が作用した状態では、該第１の作動流体流路内が外部と連通する。

上記構成によれば、上記液体供給システムの発明と同様の効果が得られる。

第１の実施形態のプリンターを示す模式図。 （ａ）は閉弁状態の圧力調整弁の模式図、（ｂ）は開弁状態の圧力調整弁の模式図。 ポンプの吸引駆動時のプリンターの模式図。 ポンプの吸引駆動時のプリンターの模式図。 ポンプの吐出駆動時のプリンターの模式図。 第２の実施形態のプリンターの模式図。 別の実施形態のプリンターの模式図。 （ａ）は別の実施形態のインクカートリッジの模式図、（ｂ）は別の実施形態のインクカートリッジの模式図。 （ａ）は閉弁状態の圧力調整弁の模式図、（ｂ）は開弁状態の圧力調整弁の模式図。

（第１の実施形態）
以下、本発明をインクジェット式プリンター（以下、「プリンター」と言う。）に具体化した第１の実施形態を図面に基づいて説明する。

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プリンター１１は、ターゲット（図示略）に対してインク（液体）を噴射する液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１２と、この記録ヘッド１２に液体供給源としてのインクカートリッジ１３内に収容されているインクを供給する液体供給装置としてのインク供給装置１４を備えている。そして、インクカートリッジ１３とインク供給装置１４とにより液体供給システムとしてのインク供給システム１５が構成されている。インク供給装置１４には、インクカートリッジ１３に上流端が接続されると共に、記録ヘッド１２に下流端が接続された状態で、インクカートリッジ１３側となる上流側から記録ヘッド１２側となる下流側に向けてインクを供給するインク流路１６（液体供給流路）が設けられている。

なお、プリンター１１には、そのプリンター１１で使用するインクの色数（種類）に対応して複数のインク供給装置１４が設けられている。但し、それらの構成は同じであるため、図１には何れか一色のインクを供給する一つのインク供給装置１４を記録ヘッド１２及び一つのインクカートリッジ１３と共に図示している。そして、以下においては、この図１に示す一つのインク供給装置１４のインク流路１６を介して上流側のインクカートリッジ１３から下流側の記録ヘッド１２に向けてインクを供給する場合を例にして説明することにする。

図１に示すように、記録ヘッド１２には、インク供給装置１４の設置数と対応する複数（本実施形態では４つ）のノズル１７がプラテン（図示略）と対向するノズル形成面１２ａに開口形成されている。そして、これらの各ノズル１７に対して各々対応するインク供給装置１４のインク流路１６からバルブユニット１８を介してインクが供給されるようになっている。すなわち、バルブユニット１８には、インク流路１６から流入したインクを一時貯留する圧力室（図示略）がノズル１７と連通するように設けられ、その圧力室内には、ノズル１７からインクを噴射した場合に、そのインク噴射により消費したインク量に相当する分量のインクが、図示しない弁の開閉動作に基づきインク流路１６から適宜流入するようになっている。

また、プリンター１１において記録ヘッド１２が非印刷時に位置するホームポジションには、記録ヘッド１２のノズル１７の目詰まり等を解消するべく記録ヘッド１２のクリーニングを行うメンテナンスユニット１９が設けられている。このメンテナンスユニット１９は、記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａにノズル１７を囲うように当接可能なキャップ２０と、このキャップ２０内からインクを吸引する際に駆動される吸引ポンプ２１と、この吸引ポンプ２１の駆動に伴いキャップ２０内から吸引されたインクが廃インクとして排出される廃液タンク２２を備えている。そして、クリーニング時には、キャップ２０を移動させて記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａに当接させた状態で吸引ポンプ２１を駆動し、キャップ２０の内部空間に負圧を発生させることにより、記録ヘッド１２内から増粘したインクや気泡混じりのインクを廃液タンク２２に向けて吸引排出する。

一方、インクカートリッジ１３は、合成樹脂材にて内部が閉空間をなす略箱体形状に形成された筐体としてのケース２３を備えている。ケース２３の側壁には、インクを外部に導出するためのインク導出口２４が形成されると共に、そのインク導出口２４を基端としてケース２３内に連通する連通部２５がインク流路として機能するように貫通形成されている。

また、ケース２３の内部には、可撓性を有する液体収容袋からなり、液体収容部となる閉空間の内部にインクが封入（収容）されたインクパック２６を収容している。また、インクパック２６の一端には、内部に封入されているインクを外部に導出するための筒状のインク導出部材２７が設けられており、このインク導出部材２７をケース２３の連通部２５に嵌合させることでインクパック２６はインクカートリッジ１３内の収容位置に固定される。

そして、インクカートリッジ１３をインク供給装置１４に接続する際には、インク導出口２４に対してインク供給装置１４からインク流路１６の上流端を構成するべく突設されたインク供給針２８が挿入されるようになっている。なお、このとき、インク供給針２８の周囲は、インク導出口２４内の図示していないシール部材によってシールされるようになっている。

また、インク導出部材２７の内部には、インクパック２６側となる上流側からインク導出口２４側となる下流側へのインクの通過のみを許容する吸引用の第２の一方向弁２９が設けられている。第２の一方向弁２９は、インク圧力の変化やインクの流動に伴って開弁位置と閉弁位置との間を左右方向に往復移動可能な弁体２９ａと、開弁方向に可動する弁体２９ａを係止する係止部２９ｂとにより構成されている。

次に、インク供給装置１４の構成について詳細に説明する。
図１に示すように、インク供給装置１４は、インクカートリッジ１３側からインク流路１６を介して吸引したインクを記録ヘッド１２側に向けて加圧供給するポンプ３１を備えている。ポンプ３１は、略箱形状をなすポンプケース３２を有しており、ポンプケース３２内は、ダイアフラム３３によって左右二室に仕切られている。また、ダイアフラム３３は、ポンプケース３２の右側壁面との間に挟持されたコイルスプリング３４の付勢力によりポンプケース３２の左側壁面に向けて付勢されている。そして、本実施形態では、これらのポンプケース３２、ダイアフラム３３、及びコイルスプリング３４により脈動型のポンプ３１が構成され、ダイアフラム３３とポンプケース３２の左側壁面とによって囲み形成された容積可変の空間域がポンプ３１におけるポンプ室３５として機能するようになっている。このとき、ダイアフラム３３は、ポンプ室３５の内面の一部を構成している。なお、インク流路１６におけるポンプ室３５の上流側となる位置には、インク流路１６を開閉可能な流路開閉バルブ３６が設けられている。

また、ポンプ室３５には、インク供給装置１４におけるインク流路１６の一部を構成するインク供給チューブ３７の一端（上流端）が接続されており、このインク供給チューブ３７の他端（下流端）が記録ヘッド１２側のバルブユニット１８に接続されている。そして、ポンプ３１におけるインク供給チューブ３７との接続部となる位置には、ポンプ室３５側となる上流側から記録ヘッド１２側となる下流側へのインクの通過のみを許容する吐出用の第１の一方向弁３８が配設されている。第１の一方向弁３８は、上記第２の一方向弁２９の場合と同様に、インク圧力の変化やインクの流動に伴って開弁位置と閉弁位置との間を左右方向に往復移動可能な弁体３８ａと、開弁方向に可動する弁体３８ａを係止する係止部３８ｂとにより構成されている。

また、ポンプケース３２の底壁には、第１の作動流体流路としての第１の空気流路３９を介して減圧手段としての減圧ポンプ４０、圧力検出器４１、大気開放弁４２、及び圧力調整弁４３が接続されている。すなわち、減圧ポンプ４０は、ダイアフラム３３とポンプケース３２の右側壁面とで囲み形成される容積可変の空気導入室４４（作動流体導入室）として機能する空間域に第１の空気流路３９を介して接続されている。

そして、減圧ポンプ４０は、その駆動により作動流体としての空気を吸引することで第１の空気流路３９内に負圧を発生し、第１の空気流路３９を介して接続された空気導入室４４内にも同様に負圧を発生させる。圧力検出器４１は、第１の空気流路３９を介して接続された空気導入室４４内の圧力を検出し、その検出結果を制御装置４５に対して出力する。そして、制御装置４５は、空気導入室４４内の圧力が減圧ポンプ４０の駆動によって所定の閾値を下回った場合には、減圧ポンプ４０の駆動を停止すると共に、大気開放弁４２を開弁動作させることにより、空気導入室４４内を大気開放して負圧状態を解消するようになっている。

また、図２（ａ）に示すように、圧力調整弁４３は、第１の空気流路３９の途中位置にて、第１の空気流路３９の他の部位よりも広い容積となるように拡大形成された収納室４６内に収納されている。具体的には、収納室４６には、その内部を上下に仕切るようにダイアフラム４７が介装されており、該ダイアフラム４７と収納室４６の底壁面との間には、第１の空気流路３９の一部となる負圧室としての圧力調整室４８が囲み形成されている。また、ダイアフラム４７には、収納室４６内での変位方向となる上下方向に延びる連通部としての筒部４９が、該ダイアフラム４７の中央部を貫通するように設けられている。また、ダイアフラム４７には、収納室４６の上壁面に貫通形成された大気連通孔５０を介して上方から大気圧が作用するようになっている。そして、ダイアフラム４７は、常には、圧力調整室４８内に収容されたコイルスプリング５１によって収納室４６の上壁面に向けて付勢されることにより、上方から作用する大気圧に抗して、筒部４９の上側開口を収納室４６の上壁面に当接させて封止するように変位することで、圧力調整室４８を大気に対して非連通状態とするように構成されている。

また、図１に示すように、減圧ポンプ４０には、空気導入室４４側から延設された第１の空気流路３９に連結するように、第２の作動流体流路としての第２の空気流路５２の一端が接続されている。そして、この第２の空気流路５２の他端は、ケース２３の側壁上でインク導出口２４に隣接する位置に貫通形成された挿通孔５３を介してケース２３内に挿通されている。そして、減圧ポンプ４０の駆動によって、空気導入室４４内から第１の空気流路３９を介して吸引された空気は、第２の空気流路５２を介してケース２３内に供給されるようになっている。

なお、図１には、減圧ポンプ４０、圧力検出器４１、大気開放弁４２、及び圧力調整弁４３が、各インク色に個別対応する複数のインク供給装置１４毎に一つずつ設けられた構成を例示しているが、これは次のように構成してもよい。すなわち、インク供給装置１４のポンプ３１の空気導入室４４に接続される第１の空気流路３９の接続端側を各インク色に個別対応する複数のインク供給装置１４の設置数に対応するように分岐し、その分岐した第１の空気流路３９の各接続端を各々対応するインク供給装置１４のポンプ３１の空気導入室４４に接続してもよい。このように構成すれば、複数のインク供給装置１４に対して減圧ポンプ４０、圧力検出器４１、大気開放弁４２、及び圧力調整弁４３を一つ設けるだけで、各色のインク供給装置１４を駆動することができ、プリンター１１の小型化を図ることができる。

そこで、次に、以上のように構成されたプリンター１１における作用について、特にインク供給装置１４の作用に着目して以下説明する。
まず、前提として、図１に示す状態は、ポンプ３１のダイアフラム３３はコイルスプリング３４の付勢力によってポンプケース３２の左側壁面側に変位した状態にあると共に、大気開放弁４２は閉弁状態にあるものとする。

さて、このように図１に示す状態から、インク供給装置１４がインクカートリッジ１３から記録ヘッド１２側へインクを供給する場合、まず、ポンプ３１をポンプ駆動させるために減圧ポンプ４０を駆動する。すると、減圧ポンプ４０が負圧を発生し、この減圧ポンプ４０と第１の空気流路３９を介して接続されたポンプ３１の空気導入室４４が負圧状態になる。そのため、ダイアフラム３３がコイルスプリング３４の付勢力に抗して空気導入室４４側に弾性変形（変位）し、空気導入室４４の容積を減少させる。すると、この空気導入室４４の容積減少に伴い、ダイアフラム３３を介して空気導入室４４と区画されたポンプ３１のポンプ室３５は逆に容積が増加する。

そして、ポンプ室３５の容積が増加することに伴って、ポンプ室３５内が負圧状態になり、その負圧がインク供給針２８を介して第２の一方向弁２９を構成する弁体２９ａに対して下流側から作用する。すると、第２の一方向弁２９の上流側となるインクパック２６側から作用するインク圧力との圧力差に基づき、弁体２９ａが右方（開弁方向）へ変位する。その結果、インクパック２６内とポンプ室３５とが連通状態となり、インクパック２６内に収容されたインクがインク供給針２８を介してポンプ室３５内に吸引される。つまり、ポンプ３１が吸引駆動することとなる。

一方、このポンプ３１の吸引駆動時には、ポンプ室３５の負圧が第１の一方向弁３８の上流側にも作用する。ここで、ポンプ室３５内はインク供給チューブ３７よりも低圧となり、第１の一方向弁３８は、弁体３８ａがポンプ室３５内とインク供給チューブ３７内との差圧に基づき右側へ移動して閉弁状態となる。

なお、ポンプ３１の吸引駆動時には、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４内から吸引された空気の体積分だけポンプ室３５の容積が増大する。そして、ポンプ室３５の容積の増大分だけ、インクパック２６内からポンプ室３５にインクが吸引される。そのため、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４内から吸引される空気の体積と、インクパック２６内からポンプ室３５に吸引されるインクの体積とはほぼ同等となる。

また、この場合、減圧ポンプ４０の駆動が開始された直後においては、圧力調整弁４３は、圧力調整室４８内に十分な負圧が蓄圧されていないため、ダイアフラム４７がコイルスプリング５１の付勢力に従って収納室４６の上壁面に圧接された状態となる（図２（ａ）参照）。そのため、圧力調整室４８は、大気に対する非連通状態が維持されることにより、ケース２３内にてインクパック２６との間に形成される空間域には、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４内から第１の空気流路３９を介して吸引された空気とほぼ同体積の空気が第２の空気流路５２を介して供給される。

すなわち、ケース２３内にてインクパック２６との間に形成される空間域には、インクパック２６内からポンプ室３５に吸引されるインクの体積とほぼ同体積の空気が、減圧ポンプ４０側から第２の空気流路５２を介して供給される。そのため、インクパック２６の容積が減少することに伴って、閉空間をなす同空間域の容積が増大したとしても、その圧力が低下することはほとんどない。したがって、ポンプ３１の吸引駆動時には、ケース２３内に封入された空気は、インクパック２６内のインクに対する加圧力が維持されるため、インクパック２６内からポンプ室３５に向けてのインク圧力が十分に作用するようになっている。

続いて、圧力調整弁４３は、減圧ポンプ４０によって減圧される圧力調整室４８内の負圧が予め設定された閾値に達した時点で、ダイアフラム４７がコイルスプリング５１の付勢力に抗して圧力調整室４８側に弾性変形（変位）し、筒部４９を収納室４６の上壁面から離間させるように下方（開弁方向）へ変位する（図２（ｂ）参照）。その結果、第１の空気流路３９の一部を構成する圧力調整室４８が大気に対して連通状態となり、大気中の空気が開弁した圧力調整弁４３を介して第１の空気流路３９内に吸引される。

この場合、図３に点線矢印で示すように、減圧ポンプ４０の駆動によって、空気導入室４４内から吸引される空気と圧力調整弁４３を介して大気中から吸引される空気とが、圧力調整室４８内で合流して増圧した状態で減圧ポンプ４０側に吸引された後、第２の空気流路５２を介してケース２３内に供給される。この点で、圧力調整弁４３は、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４内から吸引された空気を増圧した状態でケース２３内に供給する増圧手段として機能する。

すなわち、ケース２３内にてインクパック２６との間に形成される空間域には、インクパック２６内からポンプ室３５に吸引されるインクの体積よりも大きな体積の空気が、減圧ポンプ４０側から第２の空気流路５２を介して供給される。その結果、閉空間をなすケース２３内に封入された空気の圧力が増大するため、インクパック２６内のインクに対してポンプ室３５に向けてのインク圧力をより大きく作用させることで、インクパック２６内からポンプ室３５に向けてインクがより迅速に供給されるようになっている。

そして次には、図４に示す状態において、ポンプ３１を吐出駆動に移行するか否かを判断するために、減圧ポンプ４０の駆動によって空気導入室４４内に蓄積された圧力を圧力検出器４１により検出する。そして、制御装置４５は、その検出結果が予め設定された閾値に達した時点でポンプ室３５の容積が最大になったと判断し、ポンプ３１を吐出駆動に移行するべく減圧ポンプ４０の駆動を停止すると共に、大気開放弁４２を開弁動作することにより負圧状態にある空気導入室４４を大気開放する。すると、ポンプ３１のダイアフラム３３がコイルスプリング３４によりポンプ室３５側へ付勢される。

すなわち、ポンプ３１がダイアフラム３３をポンプ室３５の容積を減少させる方向に付勢することになる。そのため、ポンプ室３５内はインクが加圧された状態となり、その加圧がポンプ室３５よりも上流側ではインク流路１６を介して第２の一方向弁２９を構成する弁体２９ａに対して下流側から作用することにより弁体２９ａを閉弁方向へ変位させる。その結果、インクパック２６内とインク流路１６が第２の一方向弁２９の閉弁動作により非連通状態となり、インクカートリッジ１３からポンプ室３５への第２の一方向弁２９を介したインクの吸入が停止されると共に、ポンプ３１の吐出駆動に伴いポンプ室３５から吐出されたインクが第２の一方向弁２９を介してインクカートリッジ１３側に逆流することが規制される。

一方、このポンプ３１の加圧時には、ポンプ室３５内のインクの圧力が第１の一方向弁３８の上流側にも作用する。そのため、このポンプ３１の吐出圧が閉弁状態にある弁体３８ａを開弁動作させ、第１の一方向弁３８を介してポンプ室３５とインク供給チューブ３７内が連通する。その結果、ポンプ室３５からインクが、インク供給チューブ３７を介してバルブユニット１８に加圧状態で供給される。

そして、以後は、ダイアフラム３３に加圧されてポンプ室３５から吐出されるインクの吐出圧がインク流路１６における第２の一方向弁２９よりも下流側の各流路域に均衡する状態が維持される。その後において、記録ヘッド１２からインクがターゲットに向けて噴射されると、そのインク噴射に伴うインクの消費量に相当する分量のインクがバルブユニット１８を介してインク流路１６内から記録ヘッド１２側に供給される。そのため、この下流側（記録ヘッド１２側）でのインク消費に伴い、その消費量に対応するインク量のインクが記録ヘッド１２側となる下流側にコイルスプリング３４の付勢力でポンプ室３５の容積が減少する方向に付勢されたダイアフラム３３の押圧力に基づき加圧状態で供給される。

そして、インクが消費された結果、ポンプ室３５内の容積は次第に減少し、遂にはダイアフラム３３がポンプ室３５の容積を最小にするようなポンプケース３２の左側壁面に対する当接位置近傍まで変位する（図５参照）。この状態になると記録ヘッド１２側へインクを供給できなくなるため、制御装置４５は、大気開放弁４２を閉弁動作した後に減圧ポンプ４０を再び駆動することにより、減圧ポンプ４０が負圧を発生して空気導入室４４が負圧状態となり、ダイアフラム３３がコイルスプリング３４の付勢力に抗して空気導入室４４側に弾性変形（変位）する。すなわち、再び、ポンプ３１が吸引駆動を開始する。

その結果、ダイアフラム３３がポンプ室３５の容積を増加させる方向に変位することによってポンプ室３５内が負圧状態になるため、その負圧の作用で第２の一方向弁２９を構成する弁体２９ａが開弁方向へ移動する。したがって、インクパック２６内とインク流路１６が第２の一方向弁２９を介して連通状態となり、インクパック２６内からインクが再びポンプ室３５内に吸引される。以後、上記と同様のポンプ３１の吐出駆動が実行されて、ポンプ室３５内からインクがインク供給チューブ３７を介して記録ヘッド１２へと加圧供給される。

本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、ポンプ３１がインクカートリッジ１３からポンプ室３５内にインクを吸引する吸引駆動時には、減圧ポンプ４０は、ポンプ室３５の容積を増大させるために、該ポンプ室３５と仕切られた空気導入室４４の容積を減少させるべく、空気導入室４４内から第１の空気流路３９を介して空気を吸引する。そして、減圧ポンプ４０側に吸引された空気は、第２の空気流路５２を介して閉空間をなすケース２３内に供給される。そのため、ポンプ３１の吸引駆動時には、インクパック２６内のインクに対して、ポンプ室３５内の減圧によって作用する吸引力と並行して、ケース２３内の増圧によって加圧力が作用する。したがって、インクパック２６内とポンプ室３５との間に大きな差圧が生じることにより、その差圧に従ってインクパック２６内からポンプ室３５に迅速にインクを吸引することができ、結果として、インクカートリッジ１３側となる上流側から記録ヘッド１２側となる下流側に向けて迅速にインクを供給することができる。また、ポンプ３１の吸引駆動に連動してケース２３内を加圧するための機構を、空気導入室４４内を減圧駆動する際に用いられる減圧ポンプ４０とは別部材構成で設ける場合と比較して、部品点数の増加を抑制できるため、装置全体の小型化に寄与することができる。

（２）上記実施形態では、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４内から吸引された空気が増圧された状態でケース２３内に供給されるため、インクパック２６内のインクに対してポンプ室３５側に向けての加圧力を確実に作用させることができる。

（３）上記実施形態では、圧力調整弁４３は、ポンプ３１の吸引駆動時に、減圧ポンプ４０側から第１の空気流路３９を介して圧力調整室４８内に作用する負圧が予め設定した圧力値を下回った時点で、圧力調整室４８と大気とが連通状態に切り替わる。すると、減圧ポンプ４０は、空気導入室４４から第１の空気流路３９内に空気を吸引すると同時に、大気中から圧力調整室４８を介して第１の空気流路３９内に空気を吸引する。そのため、減圧ポンプ４０側から第２の空気流路５２を介してケース２３内に供給される空気の圧力が、大気中から圧力調整室４８を介して第１の空気流路３９内に流入した空気の圧力分だけ増圧される。したがって、ポンプ３１の吸引駆動時に、空気導入室４４内から吸引した空気を増圧した状態でケース２３内に供給する構成を簡便に実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図６に従って説明する。なお、この第２の実施形態は、減圧ポンプ４０の駆動によって空気導入室４４内から吸引した空気を加熱して体積を膨張させることにより増圧させる点が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

図６に示すように、本実施形態のプリンター１１では、減圧ポンプ４０とケース２３内とを接続する第２の空気流路５２の途中位置に、加熱手段としてのヒーター５４が設けられている。そして、本実施形態では、ポンプ３１の吸引駆動時には、制御装置４５は、減圧ポンプ４０及びヒーター５４を同時に駆動させる。すると、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４から第１の空気流路３９を介して減圧ポンプ４０側に吸引された空気は、減圧ポンプ４０側から第２の空気流路５２を介してケース２３内に向けて流動する過程でヒーター５４によって加熱されるため、閉空間をなす第２の空気流路５２内にて体積が膨張して増圧した状態でケース２３内に供給される。この点で、本実施形態のヒーター５４は、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４内から吸引された空気を増圧した状態でケース２３内に供給する増圧手段として機能する。

すなわち、ケース２３内にてインクパック２６との間に形成される空間域には、インクパック２６内からポンプ室３５に吸引されるインクの体積よりも大きな体積の空気が、減圧ポンプ４０側から第２の空気流路５２を介して供給される。したがって、閉空間をなすケース２３内に封入された空気の圧力が増大することにより、インクパック２６内のインクに対してポンプ室３５側に向けての加圧力が確実に作用するため、インクパック２６内からポンプ室３５に向けてインクが迅速に供給されるようになっている。

したがって、本実施形態では、上記第１の実施形態の効果（１）、（２）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（４）上記実施形態では、ポンプ３１の吸引駆動時に、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４内から第１の空気流路３９を介して吸引された空気は、減圧ポンプ４０側から第２の空気流路５２を介してケース２３内に向けて流動する過程で、ヒーター５４によって加熱されて体積が膨張することで増圧される。したがって、ポンプ３１の吸引駆動時に、空気導入室４４内から吸引した空気を増圧した状態でケース２３内に供給する構成を簡便に実現することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第２の実施形態において、図７に示すように、インクカートリッジ１３のケース２３において、減圧ポンプ４０側から延設された第２の空気流路５２の一端が接続される位置にヒーター５４を埋設する構成としてもよい。

・上記各実施形態において、液体供給源として、図８（ａ）に示すように、液体収容部がケース２３の内部を上下に仕切るように介装されたダイアフラム５５によって容積可変に区画形成された構成のインクカートリッジ１３を適用してもよい。また、液体供給源として、図８（ｂ）に示すように、液体収容部がケース２３に貫通形成された挿通孔５３を介して減圧ポンプ４０側と連通された構成のインクカートリッジ１３を適用してもよい。

・上記第１の実施形態において、図９（ａ）に示すように、圧力調整弁４３は、収納室４６の上壁部とダイアフラム４７との間に、ダイアフラム４７の収納室４６内での変位方向となる上下方向の伸縮量を調整可能なアクチュエーター５６を配置する構成としてもよい。この場合、制御装置４５は、ポンプ３１の吐出駆動時に、アクチュエーター５６を上下方向に伸長させることにより、ダイアフラム４７が圧力調整室４８側に弾性変形（変位）して、筒部４９を収納室４６の上壁面から離間させるように下方（開弁方向）へ変位する（図９（ｂ）参照）。その結果、第１の空気流路３９の一部を構成する圧力調整室４８と大気とが連通状態となり、大気中の空気が圧力調整室４８を介して第１の空気流路３９に流入することにより、ポンプ３１の空気導入室４４が復圧される。すなわち、アクチュエーター５６は、減圧ポンプ４０側から圧力調整室４８内に作用する負圧の大きさによらず、必要に応じて圧力調整室４８を大気に対して連通状態に切り替え可能な切り替え手段として機能する。そして、圧力調整弁４３は、ポンプ３１の吐出駆動時に、空気導入室４４を大気に開放させて復圧させるための大気開放弁４２の機能を兼備することになるため、部品点数を更に低減することができる。

・上記各実施形態において、制御装置４５は、減圧ポンプ４０の駆動を開始してから予め設定した所定時間を経過した時点で、ポンプ室３５の容積が最大になったと判断し、ポンプ３１を吐出駆動に移行する構成としてもよい。この構成によれば、ポンプ３１を吐出駆動に移行するか否かを判断するために、減圧ポンプ４０の駆動によって空気導入室４４内に蓄積された負圧を検出するための圧力検出器４１を省略することができる。

・上記第２の実施形態において、ポンプ３１の空気導入室４４と減圧ポンプ４０とを接続する第１の空気流路３９の途中位置に、減圧ポンプ４０によって空気導入室４４から吸引された空気を加熱して増圧させるためのヒーター５４を配置してもよい。

・上記各実施形態において、ポンプ３１に供給される作動流体として空気を使用したが、シリコンオイル等の液体を作動流体として使用してもよい。
・なお、本明細書における「液体」には、インク以外の他の液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含む）、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体も含むものとする。そして、こうした「液体」を噴射したり吐出したりする液体噴射装置としては、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（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、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試料となる液体を噴射する液体噴射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、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を噴射する流状体噴射装置であってもよい。

１１…液体噴射装置としてのプリンター、１２…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１３…液体供給源としてのインクカートリッジ、１５…液体供給システムとしてのインク供給システム、１６…液体供給流路としてのインク流路、２３…筐体としてのケース、２６…液体収容部としてのインクパック、３１…ポンプ、３３…変位部材としてのダイアフラム、３５…ポンプ室、３９…第１の作動流体流路としての第１の空気流路、４０…減圧手段としての減圧ポンプ、４３…増圧手段としての圧力調整弁、４４…作動流体導入室としての空気導入室、４８…負圧室としての圧力調整室、４９…連通部としての筒部、５２…第２の作動流体流路としての第２の空気流路、５４…増圧手段及び加熱手段としてのヒーター、５６…切り替え手段としてのアクチュエーター。

Claims (10)

1. 液体を収容する液体収容部が閉空間をなす筐体内に設けられた液体供給源と、
   該液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給流路と、
   該液体供給流路の一部をポンプ室として該ポンプ室の容積を増減させるように該ポンプ室の内面の少なくとも一部を構成する変位部材が変位することによりポンプ駆動するポンプと、
   前記変位部材により前記ポンプ室と仕切られた容積可変の作動流体導入室と、
   前記ポンプが前記変位部材を前記ポンプ室の容積が増加する方向に変位させて前記液体供給源側から前記ポンプ室内に前記液体を吸引する吸引駆動時に、前記作動流体導入室内から第１の作動流体流路を介して前記作動流体を吸引することで前記作動流体導入室内を減圧する減圧手段と、
   前記減圧手段と前記液体供給源とを連通させ、前記減圧手段によって前記作動流体導入室内から前記第１の作動流体流路を介して吸引された前記作動流体を前記筐体内に供給する第２の作動流体流路と、
   を備えたことを特徴とする液体供給システム。
2. 請求項１に記載の液体供給システムにおいて、
   前記第１の作動流体流路の途中位置又は前記第２の作動流体流路の途中位置に設けられ、前記減圧手段によって前記作動流体導入室内から吸引された前記作動流体を増圧させる増圧手段を更に備えたことを特徴とする液体供給システム。
3. 請求項２に記載の液体供給システムにおいて、
   前記増圧手段は、
   前記第１の作動流体流路内を外部と連通可能とする連通部を有し、前記減圧手段によって前記第１の作動流体流路内に負圧が作用した状態では、前記連通部を介して前記第１の作動流体流路内が外部と連通することを特徴とする液体供給システム。
4. 請求項２に記載の液体供給システムにおいて、
   前記増圧手段は、
   前記第１の作動流体流路の一部を構成する負圧室を有し、
   前記第１の作動流体流路を介して前記減圧手段側から前記負圧室に作用する負圧に基づいて、前記負圧室の大気に対する連通状態が切り替わる圧力調整弁であることを特徴とする液体供給システム。
5. 請求項４に記載の液体供給システムにおいて、
   前記圧力調整弁は、前記減圧手段側から前記負圧室に作用する負圧の大きさによらず、必要に応じて前記負圧室を大気に対して連通状態に切り替え可能な切り替え手段を更に備えたことを特徴とする液体供給システム。
6. 請求項２に記載の液体供給システムにおいて、
   前記増圧手段は、前記減圧手段によって前記作動流体導入室内から吸引された前記作動流体を加熱する加熱手段であることを特徴とする液体供給システム。
7. 液体を収容する液体収容部が閉空間をなす筐体内に設けられ、請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の液体供給システムにおける液体供給流路の上流側に対して前記液体収容部から前記液体を導出可能に接続されることを特徴とする液体供給源。
8. 請求項７に記載の液体供給源において、
   前記減圧手段側から前記第２の作動流体流路を介して前記筐体内に供給される前記作動流体を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする液体供給源。
9. 液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
   該液体噴射ヘッドに液体を供給する請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の液体供給システムと、
   を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
10. 液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて液体を供給する液体供給流路の一部をポンプ室として、該ポンプ室の容積を増減させるようにポンプ駆動することで液体を供給する液体供給方法において、
    前記液体供給源側から前記ポンプ室内に前記液体を吸引する吸引駆動時に、前記ポンプ室の内面の少なくとも一部を構成する変位部材により前記ポンプ室と仕切られた容積可変の作動流体導入室内から第１の作動流体流路を介して作動流体を吸引することで前記第１の作動流体流路内に負圧が作用した状態では、該第１の作動流体流路内が外部と連通することを特徴とする液体供給方法。

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