JP2012158130A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な機構を用いることなく圧力調整部における液体の沈降成分を攪拌することができる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】自己封止弁４０を有するプリンターＰＲＴであって、自己封止弁４０は、インクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔４７が形成された第１インク収容室４１と、インクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔４９が形成されると共に上記圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部４８を有する第２インク収容室４２と、第１インク収容室４１と第２インク収容室４２とを連通させる連通孔４３と、第２インク収容室４２においてダイヤフラム部４８の変位方向に延びる軸周りに回転可能な回転子５１と、ダイヤフラム部４８の変位運動を、回転子５１の回転運動に変換するラチェット機構６０と、を有するという構成を採用する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体噴射装置に関する。

特許文献１及び２には、液体噴射装置としてインクジェット式プリンターが開示されている。
特許文献１のプリンターにおいては、液体噴射ヘッドへのインクの供給圧を調整する自己封止弁の圧力室内の気泡を排出するために、自己封止弁の受圧部をカムによって外力を与えて変位させる機構を備えている。

特許文献２のプリンターにおいては、インク室へは第２のインクタンク、第１のインクタンク、リザーバ部を介してインクが供給され、第２のインクタンクにモーターの駆動によりプロペラを回転させてインクを攪拌する機構を備え、第１のインクタンクと第２のインクタンクの間は、インクの供給圧を調整する手段を介して連通している。

特開２００７−１５４０９号公報 特開平５−２６１９３４号公報

ところで、上記のようなプリンターにおいて、インクの噴射状態及び条件を常に一定に保つことは、高印字品質を確保するために重要である。そこで、インクカートリッジとインクジェットヘッドとの間を結ぶインク流路に、インクを溜めて圧力を調整する圧力調整部（圧力調整弁やダンパー等）を設ける構成が採用されている。しかしながら、圧力調整部は、その機能によりインクの流通を滞らせるため、顔料が分散したインク等を用いた場合、その溶媒中の成分の沈降が生じ易くなるという問題がある。

特許文献１の自己封止弁の受圧部をカムによって外力を与えて変位させる機構によれば、気泡の排出と共に、沈降成分の攪拌を期待できるが、別途、モーター等の駆動源を設けなければならず、複雑な機構を必要する。
また、特許文献２のプロペラを回転させてインクを攪拌する機構においても同様に、別途、モーター等の駆動源を設けなければならず、複雑な機構を必要とする。
また、上記モーター等の駆動源を設置するためのスペースが必要となり、構成の大型化に繋がるという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、複雑な機構を用いることなく圧力調整部における液体の沈降成分を攪拌することができる液体噴射装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明は、液体貯溜部と液体噴射ヘッドとの間を結ぶ液体流路に設けられ、液体を溜めて圧力を調整する圧力調整部を有する液体噴射装置であって、上記圧力調整部は、上記液体貯溜部側と連通する液体流入孔が形成された液体流入部と、上記液体噴射ヘッド側と連通する液体流出孔が形成されると共に圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部を有する液体収容部と、上記液体流入部と上記液体収容部とを連通させる連通孔と、上記液体収容部において上記ダイヤフラム部の変位方向に延びる軸周りに回転可能な回転子と、上記ダイヤフラム部の変位運動を、上記回転子の回転運動に変換するラチェット機構と、を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、液体収容部の圧力によって変位するダイヤフラム部の変位運動を、ラチェット機構によって回転子の回転運動に変換することで、別途駆動源を要することなく、液体収容部における液体の沈降成分を攪拌させることができる。

また、本発明においては、上記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引装置を備えており、上記ラチェット機構は、上記吸引装置の吸引により上記ダイヤフラム部の変位量が所定値以上に達したときの上記変位運動を、上記回転運動に変換するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、液体噴射ヘッドから液体を強制的に吸引するクリーニング時において、ダイヤフラム部の変位運動を回転子の回転運動に変換させる。これにより、液体噴射ヘッドから液体を噴射する通常時においては、回転子の回転運動をさせずに、当該運動に伴う圧力調整機能への影響を回避させることができる。

また、本発明においては、上記回転子は、上記回転運動に伴って上記液体収容部の底部を掬う掬部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、回転子の回転運動に伴って、掬部により液体収容部の底部に溜まった液体の沈降成分を掬い上げて攪拌させることができる。

また、本発明においては、上記液体流出孔は、上記回転運動に伴う上記掬部の移動経路外に設けられているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、掬部の近接による液体流出孔の閉塞や液体流出孔への液体の流れの阻害を防止できる。また、液体噴射ヘッドから液体を噴射する通常時においては、掬部に掬い上げられた液体の沈降成分を液体流出孔から液体噴射ヘッドへと供給されないようにすることができる。

また、本発明においては、上記ラチェット機構は、上記ダイヤフラム部の上記変位方向の一方側の変位運動を、上記回転子の回転方向の一方側の回転運動に変換する第１の傾斜面を有する第１の係合部と、上記ダイヤフラム部の上記変位方向の他方側の変位運動を、上記回転子の回転方向の一方側の回転運動に変換する第２の傾斜面を有する第２の係合部と、を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、ラチェット機構により、液体収容部の圧力変化に応動するダイヤフラム部の変位運動のうちの往路運動、復路運動のいずれにおいても、回転子の回転運動を一方側の回転方向に規制することができる。

本発明の実施形態におけるプリンターを示す平面図である。 本発明の実施形態におけるインク供給機構のインク流路を示す概略構成図である。 本発明の実施形態における自己封止弁を示す側面図である。 図３におけるＡ−Ａ断面矢視図である。 本発明の実施形態におけるラチェット機構を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるラチェット機構の展開図である。 本発明の実施形態におけるクリーニング時の自己封止弁の状態を示す図である。 本発明の実施形態におけるクリーニング時のラチェット機構の動作を説明するための展開図である。 本発明の一別実施形態における掬部の構成を示す図である。 本発明の一別実施形態における回転子の外周部の構成を示す図である。

以下、本発明に係る液体噴射装置の各実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る液体噴射装置として、インクジェット式プリンター（以下、プリンターと称する）を例示する。

図１は、本発明の実施形態におけるプリンターＰＲＴを示す平面図である。
図１に示すプリンターＰＲＴは、紙、プラスチックシートなどのシート状の記録媒体Ｍを搬送しつつ印刷処理を行う装置である。プリンターＰＲＴは、筐体ＰＢと、記録媒体Ｍにインクを噴射するインクジェット機構ＩＪと、当該インクジェット機構ＩＪにインクを供給するインク供給機構ＩＳと、記録媒体Ｍを搬送する搬送機構ＣＶと、インクジェット機構ＩＪの保全動作を行うメンテナンス機構ＭＮと、これら各機構を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。

以下、ＸＹＺ直交座標系を設定し、当該ＸＹＺ直交座標系を適宜参照しつつ各構成要素の位置関係を説明する。本実施形態では、記録媒体Ｍの搬送方向をＸ軸方向とし、当該記録媒体Ｍの搬送面においてＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に垂直な方向をＺ軸方向と表記する。

筐体ＰＢは、Ｙ軸方向を長手とするように形成されている。筐体ＰＢには、上記のインクジェット機構ＩＪ、インク供給機構ＩＳ、搬送機構ＣＶ、メンテナンス機構ＭＮ及び制御装置ＣＯＮＴの各部が取り付けられている。筐体ＰＢには、プラテン１３が設けられている。プラテン１３は、記録媒体Ｍを支持する支持部材である。プラテン１３は、筐体ＰＢのうちＸ軸方向の中央部に配置されている。プラテン１３は、＋Ｚ側に向けられた平坦面１３ａを有している。当該平坦面１３ａは、記録媒体Ｍを支持する支持面として用いられる。

搬送機構ＣＶは、搬送ローラーや当該搬送ローラーを駆動するモーター等（共に不図示）を有している。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの−Ｘ側から当該筐体ＰＢの内部に記録媒体Ｍを搬送し、当該筐体ＰＢの＋Ｘ側から当該筐体ＰＢの外部に排出する。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの内部において、記録媒体Ｍがプラテン１３上を通過するように当該記録媒体Ｍを搬送する。搬送機構ＣＶは、制御装置ＣＯＮＴによって搬送のタイミングや搬送量などが制御されるようになっている。

インクジェット機構ＩＪは、インクを噴射するインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）Ｈと、当該インクジェットヘッドＨを保持して移動させるヘッド移動機構ＡＣとを有している。インクジェットヘッドＨは、プラテン１３上に送り出された記録媒体Ｍに向けてインクを噴射する。インクジェットヘッドＨは、インクを噴射する噴射面Ｈａを有している。噴射面Ｈａは、Ｚ軸方向に向けられており、プラテン１３の支持面に対向するように配置されている。

ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジＣＡを有している。インクジェットヘッドＨは、当該キャリッジＣＡに固定されている。キャリッジＣＡは、筐体ＰＢの長手方向（Ｙ軸方向）に架設されたガイド軸８に沿って移動自在な構成となっている。インクジェットヘッドＨ及びキャリッジＣＡは、プラテン１３に対して＋Ｚ側に配置されている。

ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジＣＡの他、パルスモーター９と、当該パルスモーター９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、筐体ＰＢの長手方向において駆動プーリー１０が設けられる側（＋Ｙ側）とは逆側（−Ｙ側）に設けられた従動プーリー１１と、駆動プーリー１０と従動プーリー１１との間に掛け渡されたタイミングベルト１２とを有している。

キャリッジＣＡは、タイミングベルト１２に接続されている。キャリッジＣＡは、タイミングベルト１２の回転に伴ってＹ軸方向に移動可能に設けられている。Ｙ軸方向へ移動する際、キャリッジＣＡは、ガイド軸８によって案内されるようになっている。

メンテナンス機構ＭＮは、インクジェットヘッドＨのホームポジションに配置されている。このホームポジションは、記録媒体Ｍに対して印刷が行われる領域から外れた領域に設定されている。本実施形態では、プラテン１３の＋Ｙ側にホームポジションが設定されている。ホームポジションは、プリンターＰＲＴの電源がオフである時や、長時間に亘って記録が行われない時などに、インクジェットヘッドＨが待機する場所である。

メンテナンス機構ＭＮは、インクジェットヘッドＨの噴射面Ｈａを覆うキャッピング機構ＣＰや、当該噴射面Ｈａを払拭するワイピング機構ＷＰなどを有している。キャッピング機構ＣＰには、吸引ポンプなどの吸引装置ＳＣが接続されている。吸引装置ＳＣにより、キャッピング機構ＣＰは、噴射面Ｈａを覆いつつインクジェットヘッドＨからインクを吸引できるようになっている。

インク供給機構ＩＳは、インクジェットヘッドＨにインクを供給する。インク供給機構ＩＳは、複数のインクカートリッジ（液体貯溜部）ＣＴＲを有している。本実施形態のプリンターＰＲＴは、インクカートリッジＣＴＲがインクジェットヘッドＨとは異なりキャリッジＣＡに搭載されない構成（オフキャリッジ型）を採用している。

図２は、本発明の実施形態におけるインク供給機構ＩＳのインク流路２０を示す概略構成図である。
インク供給機構ＩＳは、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路（液体流路）２０を有する。インク流路２０の一端部には、インク供給針２１が設けられている。インク供給針２１は、インクカートリッジＣＴＲ内に挿入され、インクカートリッジＣＴＲ内部とインク流路２０とを連通させる。

インク供給針２１を介してインク流路２０に導入されたインクは、逆止弁２２を介して減圧室２３に到る。減圧室２３は、内部圧力の大きさに応じて変位し、容量を変化させるダイヤフラム部２４と、ダイヤフラム部２４を付勢する圧縮バネ２５とを有する。また、減圧室２３には、その内部を減圧状態とする減圧ポンプ２６と、その内部の減圧状態を解除する大気開放弁２７とが接続されている。

大気開放弁２７を閉じ、減圧ポンプ２６を駆動させると、ダイヤフラム部２４が圧縮バネ２５の付勢に抗して膨らみ、インクカートリッジＣＴＲ側から減圧室２３内にインクを流入させることができる。また、減圧ポンプ２６の駆動を停止し、大気開放弁２７を開放すると、圧縮バネ２５の付勢によりダイヤフラム部２４が収縮して、逆止弁２８を介し所定圧力で減圧室２３からインクを流出させることができる。

減圧室２３から流出したインクは、チョーク弁２９、自己封止弁（圧力調整部）４０を介して、インクジェットヘッドＨへ供給される。チョーク弁２９は、キャッピング機構ＣＰの吸引装置ＳＣによって、インクジェットヘッドＨ側が所定圧力よりも減圧されたときに、インク流路２０を閉塞するダイヤフラム部３０を有する。吸引装置ＳＣは、チョーク弁２９により、所謂チョーククリーニングを実施可能となる。

チョーククリーニングとは、吸引装置ＳＣの駆動によりインクジェットヘッドＨ側のインク流路２０を減圧し、チョーク弁２９が閉じた後においてもさらにチョーク弁２９よりも上流側の閉塞された流路を減圧し、この減圧状態で、減圧室２３から加圧されたインクをチョーク弁２９に流し込むことで、閉塞された流路を開放すると共に減圧されたインクジェットヘッドＨ側のインク流路２０にインクを勢いよく流し込み、自己封止弁４０、インクジェットヘッドＨにおける混入した気泡や増粘インク等を強制的に排出させるクリーニング処理である。なお、インクジェットヘッドＨから強制的に吸引排出されたインクは、廃液として廃液吸収材３１に吸収される。

図３は、本発明の実施形態における自己封止弁４０を示す側面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ断面矢視図である。なお、図３及び図４における紙面上下方向は、鉛直方向（重力方向）に対応しており、また、符号Ｓは、インクに含まれる顔料等の沈降成分を模式的に示す。

自己封止弁４０は、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路２０に設けられ、インクを溜めると共にインクジェットヘッドＨ側の圧力に応じてインク流路２０を開閉する圧力調整弁として機能する。自己封止弁４０は、インクジェットヘッドＨと共にキャリッジＣＡに搭載されている（図１参照）。

自己封止弁４０は、図４に示すように、インクカートリッジＣＴＲ側に設けられた第１インク収容室（液体流入部）４１と、インクジェットヘッドＨ側に設けられた第２インク収容室（液体収容部）４２と、を連通させる連通孔４３を開閉する開閉弁４４を有する。開閉弁４４は、第２インク収容室４２の圧力に応じて、連通孔４３を閉塞する位置と、開閉圧調整バネ４５の付勢に抗して連通孔４３を開放する位置と、に変位可能な構成となっている。

本実施形態の開閉弁４４は、開閉圧調整バネ４５によって、第２インク収容室４２の圧力が大気圧から−１００Ｐａ（パスカル）に達すると連通孔４３を開放する構成となっている。例えば、開閉弁４４の全変位ストロークを１ｍｍ〜２ｍｍとすると、この際の開閉弁４４の変位ストロークは、０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍとなるように設定されている。なお、クリーニング時において、吸引装置ＳＣが大気圧から−８０ｋＰａ（キロパスカル）でインクを吸引すると、開閉弁４４は、上記０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍよりも大きく変位するように、例えば全変位（１ｍｍ〜２ｍｍの変位）するように設定されている。

第１インク収容室４１は、ベース部材４６によって形成されている。第１インク収容室４１は、ベース部材４６に形成されてインクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔（液体流入孔）４７を備える。インク流入孔４７は、インク流路２０を介してチョーク弁２９と接続されている。第１インク収容室４１は、インク流入孔４７から流入したインクを貯溜する所定の容積を有する。なお、第１インク収容室４１には、開閉弁４４と、開閉圧調整バネ４５とが収容されている。

第２インク収容室４２は、ベース部材４６とダイヤフラム部４８とによって形成されている。第２インク収容室４２は、ベース部材４６に形成されてインクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔（液体流出孔）４９を備える。インク流出孔４９は、インク流路２０を介しインクジェットヘッドＨと接続されている。第２インク収容室４２は、連通孔４３から流入したインクを貯溜する可変の容積を有する。なお、第２インク収容室４２には、受圧板５０と、回転子５１とが収容されている。

ダイヤフラム部４８は、複層の可撓性樹脂フィルムから形成されている。ダイヤフラム部４８は、ベース部材４６の一側面に所定の弛みを持たせた状態で固着されている。ダイヤフラム部４８は、第２インク収容室４２の圧力に応じて変位し、第２インク収容室４２の容積を変化させる構成となっている。

受圧板５０は、円板形状を有している（図３参照）。受圧板５０は、ダイヤフラム部４８の第２インク収容室４２に面する樹脂層（例えばポリプロピレン層）に熱溶着されており、ダイヤフラム部４８の変位と一体的に移動可能な構成となっている。受圧板５０には、開閉圧調整バネ４５による付勢力が、開閉弁４４、回転子５１を介して、ダイヤフラム部４８を膨らませる方向に作用している。インクジェットヘッドＨ側でインクが消費され、第２インク収容室４２の圧力が小さくなり、ダイヤフラム部４８が収縮すると、受圧板５０は、開閉圧調整バネ４５の付勢に抗して、回転子５１と共に開閉弁４４を押し返し、連通孔４３を開放させる。

回転子５１は、第２インク収容室４２において、ダイヤフラム部４８の変位方向（図４において紙面左右方向）に延びる回転軸Ｏ周りに回転可能に設けられている。回転子５１は、受圧板５０及び連通孔４３に対して相対回転可能に設けられている。回転子５１には、図３に示すように、回転軸Ｏから放射状に所定間隔をあけて複数のアーム５２が設けられている。本実施形態のアーム５２は、回転軸Ｏを中心として９０度間隔で計４つ設けられている。アーム５２の先端部には、第２インク収容室４２の底部を掬う掬部５３が設けられている。

掬部５３は、回転軸Ｏに向かう側が開口する凹形状を有する。回転子５１が回転する際の掬部５３の移動経路は、第２インク収容室４２の外形を形成するベース部材４６の外壁４６ｂに沿って設定されている。インク流出孔４９は、回転子５１の回転運動に伴う掬部５３の移動経路外に設けられている。詳しくは、インク流出孔４９は、第２インク収容室４２の底部よりも上方であって、掬部５３の移動経路よりも回転軸Ｏ寄りに設けられている。また、アーム５２には、インク流出孔４９に対応する位置に、開口部５２ａが形成されている。

自己封止弁４０は、ダイヤフラム部４８の変位運動を、回転子５１の回転運動に変換するラチェット機構６０を有する。本実施形態のラチェット機構６０は、連通孔４３、開閉弁４４、回転子５１を含んで構成されている。
図５は、本発明の実施形態におけるラチェット機構６０を示す分解斜視図である。図６は、本発明の実施形態におけるラチェット機構６０の展開図である。

連通孔４３の内周面には、図５に示すように、回転軸Ｏが延びるダイヤフラム部４８の変位方向（以下、単に変位方向と称する）に沿って延在する溝６１が形成されている。溝６１は、回転軸Ｏ周りの周方向（以下、単に周方向と称する）において間隔をあけて複数設けられている。本実施形態の溝６１は、周方向において等間隔で８つ、回転軸Ｏを中心として４５度間隔で設けられている。

開閉弁４４は、連通孔４３に沿って変位方向に移動可能な開閉弁軸筒６２を有する。開閉弁軸筒６２の外周面には、溝６１に対し周方向において係止する係止片６３が設けられている（図６参照）。係止片６３は、周方向において間隔をあけて複数設けられている。本実施形態の係止片６３は、周方向において等間隔で２つ、回転軸Ｏを中心として１８０度間隔で設けられている。係止片６３は、溝６１に対し周方向において係止することで連通孔４３に対する開閉弁軸筒６２の回転軸Ｏ周りの相対回転を規制すると共に、連通孔４３に対する開閉弁軸筒６２の変位方向における移動をガイドする構成となっている。

開閉弁軸筒６２の変位方向一方側（図６において紙面左側）の端部には、係合突起６４が形成されている。係合突起６４は、変位方向一方側に突出する三角形状を環状に連ねることで形成されている（図５参照）。
なお、開閉弁軸筒６２の変位方向他方側（図６において紙面右側）の端部には、開閉弁４４が開状態となったときにインクが第１インク収容室４１から流出する開口部６５が形成されている（図４参照）。

回転子５１は、連通孔４３に沿って変位方向に移動可能な回転子軸筒６６を有する。回転子軸筒６６の変位方向他方側の端部には、図５に示すように、係合突起６７が形成されている。係合突起６７は、変位方向他方側に突出する三角形状を環状に連ねることで形成されている。回転子軸筒６６の係合突起６７と、開閉弁軸筒６２の係合突起６４とは、変位方向において対向して係合可能に設けられている。回転子軸筒６６の係合突起６７と、開閉弁軸筒６２の係合突起６４とは、ラチェット機構６０の第１の係合部６８を構成する。
なお、回転子軸筒６６の変位方向一方側の端部には、開閉弁４４が開状態となったときにインクが第２インク収容室４２へ放射状に流出する開口部６９が形成されている（図４参照）。

回転子軸筒６６の外周面には、変位方向に延在する第２の係合突起７０が設けられている。第２の係合突起７０は、周方向において間隔をあけて複数設けられている。本実施形態の第２の係合突起７０は、周方向において等間隔で４つ、回転軸Ｏを中心として９０度間隔で設けられている。第２の係合突起７０は、溝６１に挿入可能な幅を有する。

連通孔４３の内周面には、係合突起７１が設けられている。係合突起７１は、周方向において間隔をあけて複数設けられている。周方向で隣り合う係合突起７１の間に溝６１が形成される。本実施形態の係合突起７１は、周方向において等間隔で８つ、回転軸Ｏを中心として４５度間隔で設けられている。連通孔４３の係合突起７１と、回転子軸筒６６の第２の係合突起７０とは、変位方向において対向して係合可能に設けられている。連通孔４３の係合突起７１（溝６１を含む）と、回転子軸筒６６の第２の係合突起７０とは、ラチェット機構６０の第２の係合部７２を構成する。

第１の係合部６８は、ダイヤフラム部４８の変位方向一方側（図６において紙面左側）の変位運動を、回転子５１の回転方向一方側（本実施形態では例えば反時計回り）の回転運動に変換する第１の傾斜面７３を有する。
第２の係合部７２は、ダイヤフラム部４８の変位方向他方側（図６において紙面右側）の変位運動を、回転子５１の回転方向一方側（本実施形態では例えば反時計回り）の回転運動に変換する第２の傾斜面７４を有する。

図６に示すように、第１の傾斜面７３と第２の傾斜面７４とは、略同一の傾斜角度を有する。また、第１の傾斜面７３の一部と第２の傾斜面７４の一部とは、周方向において、重複する位置に配置されている。本実施形態では、第１の傾斜面７３の一部が、第２の傾斜面７４の一部に、周方向において跨るような位置関係を有する。また、第１の係合部６８と第２の係合部７２とは、変位方向において、回転子５１（回転子軸筒６６）に対して係合する位置が互いに異なっている。換言すると、第１の係合部６８と第２の係合部７２とは、同時に係合状態とならず、一方が係合状態のときは他方が非係合状態になるよう構成されている。

インクジェットヘッドＨからインクを強制的に吸引するクリーニング時以外の時、すなわち、インクジェットヘッドＨからインクを記録媒体Ｍに向けて噴射し、印刷する通常時においては、図６に示すように、第１の係合部６８が係合状態となり、第２の係合部７２が非係合状態となっている。このとき、連通孔４３の係合突起７１と、回転子軸筒６６の第２の係合突起７０とは、変位方向において、距離Ｋをあけて配置されている。具体的に距離Ｋは、第２インク収容室４２の圧力が大気圧から−１００Ｐａ（パスカル）以下に達したときの開閉弁４４の変位ストロークの０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍよりも大きくなるように設定されている。

この構成によれば、インクジェットヘッドＨからインクを噴射する通常時においては、回転子５１の回転運動をさせずにおくことができるので、圧力調整機能への影響（開閉圧のバラツキ等）を回避させることができる。
なお、図３に示すように、インク流出孔４９は、第２インク収容室４２の底部よりも上方に設けられている。この構成によれば、インクジェットヘッドＨからインクを噴射する通常時においては、第２インク収容室４２の底部に溜まった沈降成分Ｓをインク流出孔４９からインクジェットヘッドＨ側へと供給されないようにすることができる。

図７は、本発明の実施形態におけるクリーニング時の自己封止弁４０の状態を示す図である。図８は、本発明の実施形態におけるクリーニング時のラチェット機構６０の動作を説明するための展開図である。
ラチェット機構６０は、クリーニング時の吸引装置ＳＣの吸引によりダイヤフラム部４８の変位量が所定値以上に達したときの変位運動を、回転子５１の回転運動に変換する構成となっている。なお、当該所定値は、距離Ｋ（図６参照）により設定される。

図７に示すように、クリーニング時の負圧によりダイヤフラム部４８が収縮すると、受圧板５０は、開閉圧調整バネ４５の付勢に抗して、回転子５１と共に開閉弁４４を押し返す。この変位量が、距離Ｋに達すると、図８（ａ）に示すように、回転子軸筒６６の第２の係合突起７０と、連通孔４３の第２の傾斜面７４とが接触する。
第２の傾斜面７４は、周方向に沿って設けられ、変位方向に対して傾いて設けられている。このため、回転子軸筒６６の第２の係合突起７０は、変位方向他方側（紙面右側）へ向かうにつれて、周方向一方側（紙面上側）に移動する。

第２の傾斜面７４は、回転子軸筒６６の第２の係合突起７０を、連通孔４３の係合突起７１の間の溝６１に導き、図８（ｂ）に示すように、第２の係合部７２を係合状態とさせると共に、第１の係合部６８を非係合状態とさせる。
図８（ａ）から図８（ｂ）へと、回転子軸筒６６の第２の係合突起７０が、周方向一方側（紙面上側）に移動すると、回転子５１が、回転軸Ｏ周りの回転方向一方側（本実施形態では例えば反時計回り）に所定角度回転する。

一方、クリーニングが終了し、負圧が解除されると、受圧板５０は、開閉圧調整バネ４５の付勢によって、回転子５１及び開閉弁４４と共に押し返され、図４に示すように、ダイヤフラム部４８が膨張する。このとき、回転子軸筒６６の第２の係合突起７０は、図８（ｂ）の状態から溝６１に沿って、変位方向一方側（紙面左側）へ向かうこととなる。
回転子軸筒６６の第２の係合突起７０が、連通孔４３の係合突起７１の先端を超えると、第２の係合部７２の係合状態が解除されて非係合状態となり、代わりに第１の係合部６８が係合状態となる（図６参照）。

第１の傾斜面７３は、周方向に沿って設けられ、変位方向に対して傾いて設けられている。このため、回転子軸筒６６の係合突起６７は、変位方向一方側（紙面左側）へ向かうにつれて、周方向一方側（紙面上側）に移動する。
図８（ｂ）から図６へと、回転子軸筒６６の係合突起６７が、周方向一方側（紙面上側）に移動すると、回転子５１が、回転軸Ｏ周りの回転方向一方側（本実施形態では例えば反時計回り）に所定角度回転する。
本実施形態のラチェット機構６０によれば、第２インク収容室４２の圧力変化に応動するダイヤフラム部４８の変位運動のうちの往路運動、復路運動のいずれにおいても、回転子５１の回転運動を回転方向一方側の回転運動に規制することができる。

また、本実施形態では、クリーニングに伴いダイヤフラム部４８が一往復変位すると、回転子５１が回転軸Ｏ周りに１／８回転する。したがって、クリーニングを８回行うと、回転子５１が回転軸Ｏ周りに１回転する。
以上のように、クリーニング時の負圧によるダイヤフラム部４８の収縮に応動して回転子５１を回転させることにより、第２インク収容室４２の底部に溜まった沈降成分Ｓを攪拌させることができる。また、沈降成分Ｓを攪拌することで、従来のクリーニングのように第２インク収容室４２内の全てのインクを廃液しなくても、沈降成分Ｓを効果的に除去することができる。したがって、従来よりもクリーニング時のインクの廃液量を少なくすることが可能となる。

本実施形態の回転子５１は、図３に示すように、当該回転運動に伴って第２インク収容室４２の底部を掬う掬部５３を有する。したがって、回転子５１の回転運動に伴って、掬部５３により第２インク収容室４２の底部に溜まったインクの沈降成分Ｓを掬い上げて攪拌させることができる。掬部５３に保持された沈降成分Ｓは、回転子５１の回転に伴い上側に持ち上げられ、掬部５３の開口部が水平よりも下側に向いたときに落下する。これにより、沈降成分Ｓと、第２インク収容室４２の上側の濃度の薄いインクとが、混ざり合い易くなり、攪拌効率が高まる。

また、図３に示すように、本実施形態のインク流出孔４９は、当該回転運動に伴う掬部５３の移動経路外に設けられているため、掬部５３の近接によるインク流出孔４９の閉塞やインク流出孔４９へのインクの流れの阻害を防止できる。また、インクジェットヘッドＨからインクを噴射する通常時においては、掬部５３に掬い上げられたインクの沈降成分Ｓをインク流出孔４９からインクジェットヘッドＨへと供給されないようにすることができる。さらに、アーム５２には、インク流出孔４９に対応する位置に、開口部５２ａが形成されているため、アーム５２の近接によるインク流出孔４９の閉塞やインク流出孔４９へのインクの流れの阻害を防止できる。

したがって、上述した本実施形態によれば、インクカートリッジＣＴＲとインクジェットヘッドＨとの間を結ぶインク流路２０に設けられ、インクを溜めると共にインクジェットヘッドＨ側の圧力に応じてインク流路２０を開閉して圧力を調整する自己封止弁４０を有するプリンターＰＲＴであって、自己封止弁４０は、インクカートリッジＣＴＲ側と連通するインク流入孔４７が形成された第１インク収容室４１と、インクジェットヘッドＨ側と連通するインク流出孔４９が形成されると共に上記圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部４８を有する第２インク収容室４２と、第１インク収容室４１と第２インク収容室４２とを連通させる連通孔４３と、第２インク収容室４２においてダイヤフラム部４８の変位方向に延びる軸周りに回転可能な回転子５１と、ダイヤフラム部４８の変位運動を、回転子５１の回転運動に変換するラチェット機構６０と、を有するという構成を採用することによって、第２インク収容室４２の圧力によって変位するダイヤフラム部４８の変位運動を、ラチェット機構６０によって回転子５１の回転運動に変換することで、別途駆動源を要することなく、第２インク収容室４２におけるインクの沈降成分Ｓを攪拌させることができる。
したがって、本実施形態では、複雑な機構を用いることなく自己封止弁４０におけるインクの沈降成分Ｓを攪拌することができるプリンターＰＲＴが得られる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、図９に示す一別実施形態のように、掬部５３の形状を工夫しても良い。図９における掬部５３は、凹形状のうち、回転子５１の回転方向に対して逆側の後部５３ｂ側が、前部５３ａ側よりも高く反り上がっている。この構成によれば、後部５３ｂの高さの設定で、掬部５３に保持した沈降成分Ｓを、どの程度上方で落下させるかを変更可能とさせることができる。例えば、図９に示すように、掬部５３が水平よりも鉛直上方に位置したときに、沈降成分Ｓ（図９において不図示）を落下させることも可能となる。

また、例えば、図１０に示す一別実施形態のように、回転子５１の外周部５１ａを連続する環形状としても良い。外周部５１ａの内側溝には、突起部５１ｂが周方向において所定間隔で設けられている。この構成によっても、回転子５１の回転に伴い、沈降成分Ｓ（図１０において不図示）を上方に持ち上げることが可能となる。

また、上記実施形態においては、液体噴射装置がプリンターＰＲＴである場合を例にして説明したが、プリンターに限られず、複写機及びファクシミリ等の装置であってもよい。

また、液体噴射装置としては、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする構成を採用してもよい。本発明は、例えば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可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、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、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、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、分散又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が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及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。

Ｈ…インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）、２０…インク流路（液体流路）、４０…自己封止弁（圧力調整部）、４１…第１インク収容室（液体流入部）、４２…第２インク収容室（液体収容部）、４３…連通孔、４７…インク流入孔（液体流入孔）、４８…ダイヤフラム部、４９…インク流出孔（液体流出孔）、５１…回転子、５３…掬部、６０…ラチェット機構、６８…第１の係合部、７２…第２の係合部、７３…第１の傾斜面、７４…第２の傾斜面、ＳＣ…吸引装置、ＣＴＲ…インクカートリッジ（液体貯溜部）、ＰＲＴ…プリンター（液体噴射装置）

Claims (5)

1. 液体貯溜部と液体噴射ヘッドとの間を結ぶ液体流路に設けられ、液体を溜めて圧力を調整する圧力調整部を有する液体噴射装置であって、
   前記圧力調整部は、
   前記液体貯溜部側と連通する液体流入孔が形成された液体流入部と、
   前記液体噴射ヘッド側と連通する液体流出孔が形成されると共に圧力に応じて変位し、容積を変化させるダイヤフラム部を有する液体収容部と、
   前記液体流入部と前記液体収容部とを連通させる連通孔と、
   前記液体収容部において前記ダイヤフラム部の変位方向に延びる軸周りに回転可能な回転子と、
   前記ダイヤフラム部の変位運動を、前記回転子の回転運動に変換するラチェット機構と、
   を有することを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引装置を備えており、
   前記ラチェット機構は、前記吸引装置の吸引により前記ダイヤフラム部の変位量が所定値以上に達したときの前記変位運動を、前記回転運動に変換することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記回転子は、前記回転運動に伴って前記液体収容部の底部を掬う掬部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
4. 前記液体流出孔は、前記回転運動に伴う前記掬部の移動経路外に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
5. 前記ラチェット機構は、
   前記ダイヤフラム部の前記変位方向の一方側の変位運動を、前記回転子の回転方向の一方側の回転運動に変換する第１の傾斜面を有する第１の係合部と、
   前記ダイヤフラム部の前記変位方向の他方側の変位運動を、前記回転子の回転方向の一方側の回転運動に変換する第２の傾斜面を有する第２の係合部と、
   を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。

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