JP2013052636A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の消費を抑制しつつ、流路内の液体に混入した気泡を排出できる液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】プリンターのフィルターユニットには、インクカートリッジから導入されたインクを流通して記録ヘッド１３に供給する流通流路１６０と、流通流路１６０内のインクに混入した気泡が溜まる気泡溜まり部１２３とが形成されており、気泡溜まり部１２３には、気泡溜まり部１２３を形成する壁面の一部となり、防水性および通気性を有する防水部材１７０が設けられている。プリンターの気泡吸引機構２００は、防水部材１７０を介して気泡溜まり部１２３に溜まった気泡を吸引する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置に関する。

液体噴射装置の例として、液体噴射ヘッドの一例である記録ヘッドを備えたインクジェット式のプリンターが広く知られている。インクジェット式のプリンターでは、インクカートリッジ等の液体収容容器から、流路形成部材の内部に形成された流路を通じて記録ヘッドにインクが供給される。記録ヘッドに供給されたインクは、いったんリザーバーに貯留され、リザーバーから圧力発生室にインクが供給される。そして、圧電素子等の圧力発生素子が圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせることにより、圧力発生室に連通するノズルからインクが噴射される。

ここで、液体収容容器から導入されたインクに気泡が予め混入することや、流路形成部材や記録ヘッド内の流路において気泡が成長することによって、流路内に気泡が存在する場合、気泡がインクの流れを阻害するため、インクを適切に噴射できずに印字不良となることがある。また、記録ヘッド内部の圧力発生室内のインクに気泡が混入した場合は、圧力発生素子による圧力変動を気泡が吸収してしまうため、噴射するインク量や噴射速度等の噴射特性が低下することがある。

そこで、インクジェット式のプリンターでは、流路形成部材や記録ヘッド内の流路から気泡を除去するため、圧力発生素子を駆動させることによって流路内の気泡をインクとともにノズルから排出するフラッシングや、記録ヘッドのノズル面をキャップで覆い、ポンプによってインクとともに気泡をキャップから強制的に吸引するインク吸引が行われる（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２には、インクタンクからのインクを循環させる循環流路と記録ヘッドとを繋ぐ複数の噴射チャンネルの配列方向外側に、気泡溜り部を設けることにより、インクに混入した気泡を気泡溜り部に溜める構成として、噴射チャンネルを通じて記録ヘッドに気泡が流入しないようにした記録装置が開示されている。なお、この記録装置では、気泡溜り部に溜まった気泡は、気泡自身に働く浮力によって、気泡溜り部の上方に設けられたインク排出口に上昇し、インク排出口を通じてインクタンクに回収されるようになっている。

特開２００９−７３０７４号公報 特開２０００−１０３０８４号公報

しかしながら、フラッシングやインク吸引では、気泡とともにインクも排出されるため、気泡を排出するために多量のインクを消費してしまうという課題があった。

また、特許文献２に記載の技術では、気泡溜り部に溜まった気泡は、気泡自身に働く浮力を利用して排出されるようになっており、気泡を積極的に排出するものではないため、気泡を充分に排出しきれない可能性があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］液体を噴射する液体噴射ヘッドと、導入された液体を流通して前記液体噴射ヘッドに供給する流通流路が形成された流路形成部材と、を備える液体噴射装置であって、前記流路形成部材は、前記流通流路内の前記液体に混入した気泡を溜める気泡溜まり部と、前記気泡溜まり部を形成する壁面の一部となる、防水性および通気性を有する防水部材と、を有し、前記防水部材を介して前記気泡溜まり部の気泡を吸引する吸引部を備えることを特徴とする液体噴射装置。

この構成によれば、液体噴射ヘッドの流通流路を流通する液体に混入した気泡は気泡溜まり部に溜まり、通気性を有する防水部材を介して吸引部に吸引されることによって、気泡溜まり部から排出される。一方、流通流路内の液体は、防水性を有する防水部材を通り抜け難いため、気泡の排出に伴って液体が排出されることを防ぐことができる。したがって、液体の消費を抑制しつつ液体噴射ヘッドの内部から気泡を排出することができる。

［適用例２］上記液体噴射装置において、前記流通流路のうちの一部において鉛直方向に流路が拡大しており、流路が拡大する部分のうち、鉛直方向の上方となる一部が前記気泡溜まり部になっていることを特徴とする液体噴射装置。

この構成によれば、流通流路の流路が拡大する部分のうち、鉛直方向の上方となる一部が気泡溜まり部となっているため、流通流路内を流れる液体に混入した気泡は、浮力で浮き上がることによって気泡溜まり部に溜まり、その後、防水部材を介して排出される。したがって、流通流路内の液体に混入した気泡を効率よく排出することができる。

［適用例３］上記液体噴射装置において、前記流路形成部材の前記流通流路にはフィルターが設けられ、前記気泡溜まり部は、前記フィルターに対して鉛直方向の上方に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。

この構成によれば、フィルターに堰き止められるようにしてフィルターの上流側に溜まった気泡は、浮力で浮き上がることによって気泡溜まり部に溜まり、その後、防水部材を介して排出される。したがって、フィルターの上流側に溜まる気泡を効率よく排出することができる。

［適用例４］上記液体噴射装置において、前記流路形成部材は、導入される液体に混入した気泡を溜める第２気泡溜まり部と、前記第２気泡溜まり部を形成する壁面の一部となる、防水性および通気性を有する第２防水部材と、をさらに有し、前記吸引部は、前記防水部材の前記気泡溜まり部と反対側に連通する第１吸引通路と、前記第２防水部材の前記第２気泡溜まり部と反対側に連通する第２吸引通路と、前記第１吸引通路と前記第２吸引通路とを合流する合流通路と、前記合流通路を通じて気泡を吸引するポンプ部材と、を有することを特徴とする液体噴射装置。

この構成によれば、合流通路から気泡を吸引することによって、気泡溜まり部および第２気泡溜まり部の気泡が排出されるので、双方の気泡溜まり部から別々に気泡を吸引する構造を採用した場合に比べると、より簡易な構造によって気泡溜まり部および第２気泡溜まり部から気泡を排出できる。

［適用例５］上記液体噴射装置において、前記液体噴射ヘッドを移動させる移動機構を備え、前記吸引部は、伸縮可能に構成され、伸縮により前記防水部材を介して気泡を吸引するポンプ部材と、前記液体噴射ヘッドの移動により前記ポンプ部材に当接可能な位置に設けられた当接部材と、を有し、前記移動機構は、前記液体噴射ヘッドとともに前記ポンプ部材を前記当接部材に対して移動させることにより、前記ポンプ部材を伸縮させることを特徴とする液体噴射装置。

この構成によれば、液体噴射ヘッドを移動させるための移動機構が、ポンプ部材を伸縮させることにより、簡易な構成で気泡を吸引できる。

［適用例６］上記液体噴射装置において、前記吸引部は、前記防水部材の前記気泡溜まり部とは反対側と前記ポンプ部材の内部とを接続する流入通路と、前記ポンプ部材の内部を大気開放する大気開放通路と、前記流入通路を通じて前記ポンプ部材から流出する流れを規制する第１逆止弁と、前記大気開放通路を通じて前記ポンプ部材に流入する流れを規制する第２逆止弁と、を有することを特徴とする液体噴射装置。

この構成によれば、第２逆止弁により、ポンプ部材が伸縮されたときにポンプ部材の内部を効率よく減圧でき、第１逆止弁により、気泡溜り部の気泡を効率よく吸引できる。したがって、ポンプ部材の伸縮によって気泡溜り部内の気泡を効率よく排出できるようになる。

本実施形態に係るプリンターの概略構成を示した図である。 フィルターユニットの構成を示した断面図である。 気泡溜まり部の拡大図である。 記録ヘッドの構成を示した図である。 気泡吸引機構の構造を示した図である。 気泡吸引動作の説明図である。 第１の変形例の説明図である。 第３の変形例の説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置の一例として、インクジェット方式の記録ヘッドを備えたプリンターについて説明する。

図１は、プリンターの概略構成を示した図である。図１に示すように、プリンター１は、インクジェット式の記録ヘッドユニット２を搭載したキャリッジ３と、被噴射媒体である記録紙Ｓの紙幅方向にキャリッジ３を往復移動させるキャリッジ移動機構（移動機構）４と、カートリッジ収納部５と、記録紙Ｓを紙送りする紙送り機構６と、を備えている。なお、記録紙Ｓに対してキャリッジ３が移動する方向が主走査方向、記録紙Ｓが紙送りされる方向が主走査方向に直交する副走査方向である。

キャリッジ移動機構４は、主走査方向に架設されたガイドロッド７と、主走査方向に沿って設けられたリニアエンコーダーのリニアスケール８と、キャリッジモーターの駆動力を受ける駆動ローラー９ａと従動ローラー９ｂとの間に掛け渡されたタイミングベルト１０と、を有している。キャリッジ３は、ガイドロッド７にスライド可能に軸支されており、キャリッジ３の一部がタイミングベルト１０に係止されている。したがって、キャリッジモーターの駆動により、キャリッジ３に搭載された記録ヘッドユニット２はガイドロッド７に沿って移動する。主走査方向におけるキャリッジ３の位置は、キャリッジ３のリニアスケール８側に設けられたリニアエンコーダーがリニアスケール８を読み取ることによって検出され、リニアエンコーダーの検出信号は制御手段であるプリントコントローラー（図示なし）に送信される。プリントコントローラーは、この検出信号に基づいて、走査範囲内におけるキャリッジ３の位置、すなわち記録ヘッドユニット２の位置を認識して記録ヘッドユニット２による記録動作を制御する。

カートリッジ収納部５は、インクカートリッジ１１が装着される部分であり、キャリッジ３の移動範囲の端部に設けられている。カートリッジ収納部５とキャリッジ３に搭載された記録ヘッドユニット２とはインク供給チューブ１２によって接続されており、カートリッジ収納部５に装着されたインクカートリッジ１１は、インク供給チューブ１２を通じて記録ヘッドユニット２にインクを供給する。すなわち、本実施形態のプリンター１は、キャリッジ３外にインクカートリッジ１１を搭載した、いわゆるオフキャリッジ方式を採用している。なお、本実施形態では、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインクの各色インクに対応して、カートリッジ収納部５には、４つのインクカートリッジ１１が着脱可能に取り付けられることとする。もっとも、インクの種類およびインクカートリッジ１１の数はこれに限られるものではない。

次に、記録ヘッドユニット２の構成について説明する。記録ヘッドユニット２は、記録紙Ｓに向けてインクを噴射する記録ヘッド１３と、インクカートリッジ１１から導入されるインクを、内部に設けられたフィルターを通じて記録ヘッド１３に供給するフィルターユニット（流路形成部材）１４と、を備えている。

図２は、フィルターユニット１４の構成を示した断面図である。図２に示すように、フィルターユニット１４は、インク供給チューブ１２が接続される第１流路形成部材１１０と、第１流路形成部材１１０に接合された第２流路形成部材１２０と、第２流路形成部材１２０に接合された第３流路形成部材１３０と、第３流路形成部材１３０に接合されて記録ヘッド１３に接続される第４流路形成部材１４０と、を有している。

第１流路形成部材１１０には、インク供給チューブ１２が接続される導入口１１１と、導入口１１１から第２流路形成部材１２０側に向けて貫通する導入流路１１２と、が形成されている。

第２流路形成部材１２０は、導入口１１１とは反対側となる第１流路形成部材１１０の一面に接合される。第２流路形成部材１２０には、導入流路１１２に連通して第２流路形成部材１２０を貫通する貫通流路１２１と、第３流路形成部材１３０が接合される面に開口し、貫通流路１２１の一端から第２流路形成部材１２０の面方向の他端側に向けて延在する溝状の上流側流路１２２と、が形成されている。

第３流路形成部材１３０は、第２流路形成部材１２０の上流側流路１２２が開口する面に接合されて、上流側流路１２２の一方面を封止する。また、第３流路形成部材１３０には、上流側流路１２２の貫通流路１２１とは反対側となる他端に連通し、第３流路形成部材１３０を貫通するフィルター室１３１が設けられている。このフィルター室１３１の下流側の開口には、第３流路形成部材１３０と第４流路形成部材１４０との間に挟み込まれるようにしてフィルター１５０が設けられている。また、フィルター室１３１は、フィルター１５０の面積を大きくしてインクが通過する際の抵抗を小さくするため、上流側流路１２２から下流側に向かって内径が漸大した拡幅部として設けられている。なお、フィルター１５０としては、例えば、金属を細かく編みこむことで複数の微細孔が設けられたものや、フィルムに微細な貫通孔を開設したものを採用することができる。

また、フィルター室１３１に設けられたフィルター１５０は、後述する気泡溜まり部１２３に対して鉛直方向下方に位置している。すなわち、気泡溜まり部１２３は、フィルター１５０に対して鉛直方向上方に位置しており、フィルター１５０に堰き止められるようにしてフィルター室１３１内に溜まった気泡は、気泡自身に働く浮力により上昇して気泡溜まり部１２３に溜まるように構成されている。

第４流路形成部材１４０は、フィルター室１３１が開口する面側の第３流路形成部材１３０に接合され、第３流路形成部材１３０と第４流路形成部材１４０との間には、フィルター１５０が、溶着等によって第４流路形成部材１４０側に固定された状態でフィルター室１３１の開口を覆う領域に配置されている。また、第４流路形成部材１４０には、フィルター室１３１に対向する領域に一端側が開口する下流側流路１４１が設けられており、下流側流路１４１の他端側は、記録ヘッド１３に接続される。

以上に説明したフィルターユニット１４では、第１流路形成部材１１０の導入流路１１２、第２流路形成部材１２０の貫通流路１２１および上流側流路１２２、第３流路形成部材１３０のフィルター室１３１、第４流路形成部材１４０の下流側流路１４１を繋ぐ一連の流路が流通流路１６０となっている。インクカートリッジ１１からインク供給チューブ１２を介して記録ヘッドユニット２のフィルターユニット１４に導入されたインクは、導入口１１１から流通流路１６０を流通して記録ヘッド１３に供給される。

また、本実施形態の第２流路形成部材１２０には、気泡溜まり部１２３が形成されている。図３は、気泡溜まり部１２３の拡大図である。図３に示すように、第２流路形成部材１２０の上流側流路１２２は、上流から下流に向かって鉛直方向上方に拡大する流路形状を有しており、上流側流路１２２のうち鉛直方向上方に拡大した部分が気泡溜まり部１２３になっている。

気泡溜まり部１２３には、鉛直方向上方の内壁に凹部１２４が形成されており、凹部１２４には、防水部材１７０が嵌め込まれた状態で溶着等によって固定されている。これにより、防水部材１７０自体が気泡溜まり部１２３を形成する内壁面の一部となって、防水部材１７０の一面が気泡溜まり部１２３内に露出している。そして、凹部１２４と防水部材１７０との間に形成された空間、すなわち防水部材１７０に対して気泡溜まり部１２３の反対側に形成された空間には、後述する気泡吸引機構２００の吸引通路２１０が接続されている。

防水部材１７０は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンを圧延加工したフィルムとポリウレタンポリマーを重ね合わせて複合化したものであり、液体を透過させ難い防水性と、空気等の気体を透過させる通気性とを兼ね備えたものである。防水部材１７０の具体的な例としてはゴアテックス（登録商標）等が挙げられる。なお、防水部材１７０には、防水部材１７０の気泡溜まり部１２３側の表面に撥水加工を施すことにより、通気性を維持しつつ防水性をより高めた構成とすることが望ましい。

さらに、防水部材１７０は、４つのインクカートリッジ１１に対応して、シアンインクが流通する流通流路１６０、マゼンタインクが流通する流通流路１６０、イエローインクが流通する流通流路１６０、ブラックインクが流通する流通流路１６０のそれぞれに設けられる。すなわち、本実施形態の記録ヘッドユニット２には４つの防水部材１７０が設けられる。

次に、記録ヘッド１３について説明する。図４は、記録ヘッド１３の構成を示した図である。図４に示すように、記録ヘッド１３は、リザーバー８１、インク供給流路８２、圧力発生室８３およびノズル７１等の流路が形成された流路ユニット４０と、圧力発生室８３内のインクに圧力変動を生じさせる振動子ユニット５０と、振動子ユニット５０を内部に収容するヘッドケース６０と、を備えている。

ヘッドケース６０は、振動子ユニット５０を収容するための空部が形成された箱状部材であり、その一方面にはフィルターユニット１４が装着され、フィルターユニット１４とは反対側となる面に流路ユニット４０が固定される。ヘッドケース６０の内部には、振動子ユニット５０を収容する収容空部６１と、フィルターユニット１４から流路ユニット４０に向かう方向に貫通するケース流路６２と、が形成されている。ケース流路６２は、上流側の一端がフィルターユニット１４の下流側流路１４１と接続されており、下流側の一端は、流路ユニット４０のインク導入口９３を通じてリザーバー８１と液密に連通する。フィルターユニット１４から記録ヘッド１３に供給されたインクは、記録ヘッド１３内のケース流路６２を通じてリザーバー８１に貯留される。

流路ユニット４０は、ノズルプレート７０と、流路形成基板８０と、振動板９０と、を備えている。流路形成基板８０の一方面にはノズルプレート７０が、ノズルプレート７０とは反対側となる流路形成基板８０の他方の面には振動板９０が接着剤等で固定されることによってノズルプレート７０と流路形成基板８０と振動板９０とが積層している。

ノズルプレート７０は、ステンレス鋼板等の薄い金属板であり、接着等によって流路形成基板８０に固定される。ノズルプレート７０には、記録ヘッド１３のドット形成密度に対応して、例えば、１８０ｄｐｉ等の所定のピッチで複数のノズル７１が形成されている。また、複数のノズル７１は主走査方向に沿う列状に形成され、列状に並んだこれらのノズル７１によってノズル列が構成されている。

流路形成基板８０には、ノズル列の各ノズル７１に対応させて圧力発生室８３となる空部が隔壁で区画された状態で複数形成され、さらにインク供給流路８２やリザーバー８１となる空部が形成されている。この流路形成基板８０は、ノズルプレート７０と振動板９０とに挟まれるようにして上述した各空部の開口部が塞がれることによって、リザーバー８１、インク供給流路８２、および圧力発生室８３を含む一連の流路が形成される。なお、本実施形態では、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されたものを流路形成基板８０として用いている。もっとも、流路形成基板８０としてはこれに限られることなく、例えば、流路となる貫通孔等が形成された複数の板状部材を積層することによって流路を構成していてもよい。

圧力発生室８３は、ノズル列方向に対して直交する方向に細長い室として形成されている。インク供給流路８２は、圧力発生室８３とリザーバー８１との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。リザーバー８１は、複数の圧力発生室８３に共通の共通液室であり、インクカートリッジ１１から供給されるインクを貯留する。リザーバー８１には、各圧力発生室８３に対応するインク供給流路８２が連通しており、インク供給流路８２を通じてリザーバー８１から複数の圧力発生室８３のそれぞれにインクが供給される。

振動板９０は、ステンレス鋼等の金属製の支持板９１上にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂フィルム９２をラミネート加工した二重構造の板材である。この振動板９０には、上下方向に貫通させたインク導入口９３が各リザーバー８１に対応して複数開設されており、このインク導入口９３を通じてリザーバー８１とケース流路６２とが連通する。

また、振動板９０には、圧力発生室８３に対応する部分に、圧力発生室８３の一方の開口面を封止してこの圧力発生室８３の容積を変動させるためのダイヤフラム部９４が形成されている。ダイヤフラム部９４は、上述した二重構造をもつ板材のうち、圧力発生室８３に対応した部分の支持板９１にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して後述する圧電振動子５１の自由端部の先端を接合するための島部９５を形成することによって作製されている。この島部９５は圧力発生室８３に対応する領域より小さく、エッチング加工によって支持板９１が除去された島部９５の周りの樹脂フィルム９２、すなわち圧力発生室８３に対応する領域のうち島部９５が形成されていない領域の樹脂フィルム９２が弾性体膜として機能する。

さらに、振動板９０のうちリザーバー８１に対応する部分は、流路形成基板８０に形成されたリザーバー８１となる空部の開口形状に倣って支持板９１がエッチング加工で除去されており、残存した樹脂フィルム９２がコンプライアンス部９６となっている。このコンプライアンス部９６が、リザーバー８１となる空部の一方の開口面を封止することにより、リザーバー８１内のインクにコンプライアンスが与えられている。

次に、振動子ユニット５０の構成について説明する。振動子ユニット５０は、圧力発生部に相当する圧電振動子５１と、フレキシブルケーブル５２とを有している。圧電振動子５１は、細長い櫛歯状に形成されており、数十μｍ程度の極めて細い幅に切り分けられている。そして、この圧電振動子５１は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電振動子として構成されている。圧電振動子５１は、固定端部を固定板６３上に接合することにより、自由端部を固定板６３の先端縁よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電振動子５１における自由端部の先端は、流路ユニット４０におけるダイヤフラム部９４を構成する島部９５に固定される。また、各圧電振動子５１を支持する固定板６３は、圧電振動子５１からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成される。固定板６３は、例えば、厚さが１ｍｍ程度のステンレス鋼板によって作製されている。さらに、フレキシブルケーブル５２は、その一端が固定板６３とは反対側となる圧電振動子５１の側面で圧電振動子５１と電気的に接続され、他端はヘッド駆動回路（図示なし）が実装された制御基板に接続されている。これにより、プリントコントローラーからの信号を制御基板、フレキシブルケーブル５２を介して圧電振動子５１に送られて、圧電振動子５１の伸縮が制御されるよう構成されている。

以上のように構成された記録ヘッドユニット２では、圧電振動子５１の先端面が島部９５に接合されているので、ヘッド駆動回路によって圧電振動子５１を駆動させ、圧電振動子５１の自由端部を伸縮させることによって、圧力発生室８３の容積が変動して圧力発生室８３内のインクに圧力変動が生じる。記録ヘッドユニット２は、この圧力変動を利用して、圧力発生室８３内のインクをノズル７１から噴射することによって、記録用紙等の着弾対象に向けてインク滴が噴射される。

ここで、上述した記録ヘッドユニット２では、例えば、インクカートリッジの着脱時等に流通流路１６０内のインクに混入した気泡（図３の破線部分参照）は、気泡自身に働く浮力によって流通流路１６０のうち鉛直方向の上方の部分を形成する気泡溜まり部１２３に移動する。また、フィルター１５０によって堰き止められるようにしてフィルター室１３１に溜まった気泡は、気泡自身に働く浮力によってフィルター１５０より鉛直方向上方に位置する気泡溜まり部１２３に移動する。本実施形態のプリンター１には、こうして気泡溜まり部１２３に溜まった気泡を排出するため、気泡吸引機構（吸引部）２００が設けられている。以下、気泡吸引機構２００について説明する。

図５は、気泡吸引機構２００の構成を示した図である。図５に示すように、気泡吸引機構２００は、４つの防水部材１７０に対応して設けられた４つの吸引通路２１０と、４つの吸引通路２１０を合流する合流通路２２０と、蛇腹状のポンプ部材２３０と、記録ヘッドユニット２にポンプ部材２３０を保持する保持部材２４０と、プリンター１の本体側に設けられた当接部材２５０と、を有する。なお、４つの吸引通路２１０のうちいずれかの吸引通路２１０が第１吸引通路、他の吸引通路２１０が第２吸引通路に相当する。

気泡吸引機構２００の構成のうち、吸引通路２１０および合流通路２２０はフィルターユニット１４側に形成されている。図３に示したように、吸引通路２１０は、気泡溜まり部１２３の凹部１２４によって形成される空間、すなわち防水部材１７０を介して気泡溜まり部１２３とは反対側に連通している。第２流路形成部材１２０には、気泡溜まり部１２３の凹部１２４から鉛直方向上方に貫通する第１通路２１１と、第１通路２１１の一端から第２流路形成部材１２０の面方向に延在する溝状の第２通路２１２と、が形成され、第２流路形成部材１２０の第２通路２１２が開口する方の面には第１流路形成部材１１０が接合されている。溝状の第２通路２１２の上部開口が第１流路形成部材１１０で塞がれることによって、第１通路２１１、第２通路２１２を連通した一連の吸引通路２１０が形成されている。なお、図５に示すように、フィルターユニット１４には、この吸引通路２１０が、記録ヘッドユニット２に設けられた４つの防水部材１７０に対応して４つ形成されている。

合流通路２２０は、第２通路２１２と同様に、第１流路形成部材１１０側となる第２流路形成部材１２０の一面に形成された溝状の流路であり、溝状の合流通路２２０の上部開口が第１流路形成部材１１０によって塞がれている。また、合流通路２２０は、主走査方向に延在しており、４つの吸引通路２１０のそれぞれの端部と連通している。すなわち、４つの吸引通路２１０が合流通路２２０に合流している。そして、吸引通路２１０とは反対側となる合流通路２２０の端部は、フィルターユニット１４の外部に開口している。

ポンプ部材２３０は、例えば、蛇腹ポンプであり、伸縮可能に構成されていて伸縮に伴ってポンプ部材２３０の内部に形成されたポンプ室２３１内の体積が変化する。このポンプ部材２３０には、ポンプ室２３１に空気を流入するための流入口２３２と、ポンプ室２３１から空気を排出するための流出口２３３とが形成されている。

保持部材２４０は、記録ヘッドユニット２に対してポンプ部材２３０を固定して保持する部材である。なお、保持部材２４０としては、キャリッジ３の走査によって記録ヘッドユニット２とともにポンプ部材２３０が移動するように、ポンプ部材２３０を保持する構成であればよく、図５に示すようにポンプ部材２３０を記録ヘッドユニット２自体に取り付けてもよいし、キャリッジ３に取り付けた構成としてもよい。

保持部材２４０には、流入通路２４１と大気開放通路２４３とが形成されている。流入通路２４１は、フィルターユニット１４の合流通路２２０とポンプ部材２３０のポンプ室２３１とを接続する通路であり、一端が合流通路２２０の端部の開口に連通し、他端がポンプ部材２３０の流入口２３２に連通している。また、流入通路２４１には、ポンプ部材２３０のポンプ室２３１から合流通路２２０側に流出する流れを規制する第１逆止弁２４２が設けられている。

大気開放通路２４３は、ポンプ室２３１内の空気を外部に排出するための通路であり、ポンプ部材２３０の流出口２３３に一端が連通し、他端が大気開放している。この大気開放通路２４３には、大気開放通路２４３を通じてポンプ部材２３０のポンプ室２３１に流入する空気の流れを規制する第２逆止弁２４４が設けられている。

当接部材２５０は、蛇腹状のポンプ部材２３０を伸縮させるため、プリンター１の本体側に設けられたプレート状の部材である。この当接部材２５０は、キャリッジ３の走査によって記録ヘッドユニット２とともにポンプ部材２３０が移動した場合に、主走査方向の所定位置においてポンプ部材２３０が当接部材２５０に当接するよう、主走査方向の端部に配置されている。

以上に説明したプリンター１の気泡吸引動作について説明する。図６は、気泡吸引動作時におけるポンプ部材２３０の状態を示した図である。気泡吸引を行う際、まず、キャリッジ移動機構４は、図６（ａ）に示すように、キャリッジ３を当接部材２５０に向けて移動させ、ポンプ部材２３０を当接部材２５０に当接させる。

次に、キャリッジ移動機構４は、記録ヘッドユニット２に取り付けられたポンプ部材２３０が当接部材２５０に当接した状態で、ポンプ部材２３０を往復移動させる。ここでは、キャリッジ移動機構４は、図６（ｂ）に示すように、記録ヘッドユニット２に取り付けられたポンプ部材２３０を当接部材２５０に当接させ、さらに、当接した位置から端部側に移動させる。これにより、ポンプ部材２３０は当接部材２５０によって押圧されて収縮するのでポンプ室２３１内が加圧される。このとき、第１逆止弁２４２が閉じることによって流入通路２４１が塞がれるとともに、第２逆止弁２４４が開き、ポンプ室２３１内の加圧された空気は大気開放通路２４３を介して外部に排出される。結果、ポンプ室２３１内は大気圧と略等しくなる。

次に、キャリッジ移動機構４は、図６（ｃ）に示すように、ポンプ部材２３０が当接部材２５０に当接した状態で、当接部材２５０の反対方向にポンプ部材２３０を移動させる。これにより、ポンプ部材２３０が図６（ｂ）の状態より伸長するため、ポンプ室２３１内は減圧されて負圧となる。このとき、第１逆止弁２４２が開き、流入通路２４１を介してポンプ室２３１と合流通路２２０とが連通するとともに、第２逆止弁２４４が閉じるため、ポンプ部材２３０は、流入通路２４１および合流通路２２０から４つの吸引通路２１０を通じて効率よく吸引することができる。これにより、気泡溜まり部１２３内において気泡を形成していた気体は、通気性を有する防水部材１７０を介して、さらに吸引通路２１０、合流通路２２０、流入通路２４１を通じてポンプ部材２３０内のポンプ室２３１に流入するため、気泡溜まり部１２３内の気泡は小さくなる、あるいは消滅する。一方、気泡溜まり部１２３内のインクは、防水性を有する防水部材１７０を通り抜け難いため、吸引通路２１０からポンプ部材２３０に流入しない。

以上に説明したように、本実施形態では、記録ヘッドユニット２の流通流路１６０内の気泡は、通気性を有する防水部材１７０を介してポンプ部材２３０に吸引されることによって流通流路１６０から排出される一方、流通流路１６０内のインクは、防水性を有する防水部材１７０を通り抜け難いため、気泡とともにインクが排出されることを防ぐことができる。したがって、インクの消費を抑制しつつ、記録ヘッドユニット２の内部の流路から気泡を排出することができる。

また、上流側流路１２２のうち鉛直方向の上方を占める部分が気泡溜まり部１２３となっているので、上流側流路１２２内に混入した気泡は、気泡自体に働く浮力により気泡溜まり部１２３に移動する。さらに、気泡溜まり部１２３の鉛直方向下方にフィルター１５０が設けられているので、流通流路１６０内のインクに混入した気泡のうち、フィルター１５０に堰き止められるようにしてフィルター室１３１に溜まった気泡は、浮力で浮き上がることによって気泡溜まり部１２３に移動する。こうして、気泡溜まり部１２３に貯留される気泡が、気泡吸引機構２００によって吸引されるので、流通流路１６０内のインクに混入した気泡を効率よく排出することができる。

さらに、４つの吸引通路２１０を合流通路２２０に合流させ、１つのポンプ部材２３０によって、合流通路２２０を通じて複数の気泡溜まり部１２３から気泡を吸引するようにしたので、吸引通路２１０ごとにポンプ部材２３０を設ける場合に比べると、気泡吸引機構２００の構造を簡略化できる。そして、気泡吸引機構２００は、記録ヘッドユニット２のキャリッジ走査を利用することによって、蛇腹ポンプと逆止弁を用いた簡易な構成で気泡の吸引を実現している。したがって、インクの消費を抑制しつつ、記録ヘッドユニット２内の流路から気泡を排出可能な記録ヘッドユニット２を、低コストで実現できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの形態に限られることなく、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良により様々な形態とすることができる。また、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。以下、変形例について説明する。

（変形例１）
上記実施形態では、合流通路２２０の流路断面は一定であったが、図７に示すように、合流通路２２０に、流路断面積を小さくした絞り部２２１を設けるようにしてもよい。このようにすれば、絞り部２２１が流路抵抗となるため、防水部材１７０から第１通路２１１、合流通路２２０、第２通路２１２、ポンプ部材２３０、大気開放通路２４３を介して、気泡溜まり部１２３内のインクが揮発することによるインクの増粘を抑制できる。また、絞り部２２１が流路抵抗となるため、ポンプ部材２３０の伸縮量が同じであっても、気泡の吸引がより長い時間に亘ってゆるやかに行われるようになる。したがって、絞り部２２１の形状を適宜設定することにより、気泡を吸引する吸引力および持続時間を調整して、気泡をより効果的に吸引することが可能となる。

（変形例２）
上記実施形態では、４つの気泡溜まり部１２３のそれぞれに、１つの防水部材１７０が設けられていたが、１つの気泡溜まり部１２３に対して複数の防水部材１７０を設けるようにしてもよい。例えば、気泡溜まり部１２３を形成する部屋の角となる部分に気泡が溜まり易い場合、気泡溜まり部１２３のそれぞれの角に対して防水部材１７０を設けるようにしてもよい。このようにすれば、気泡溜まり部１２３に溜まる気泡をより効果的に排出することができる。

（変形例３）
上記実施形態では、流通流路１６０のうち鉛直方向の上側に拡大した部分が気泡溜まり部１２３になっていたが、気泡溜まり部１２３の構成としてはこれに限られない。例えば、図８（ａ）に示すように、流通流路１６０のうち鉛直方向の下側に拡大した流路の部分のうちの上方部分を気泡溜まり部１２３としてもよい。また、拡大する部分がなくともよく、拡大する部分がない流通流路１６０に対して、図８（ｂ）に示すように、気泡が溜まりやすい流路の曲がり部の外周側を気泡溜まり部１２３としてもよい。

（変形例４）
上記実施形態では、ポンプ部材２３０の内部の空気は大気開放通路２４３を通じて大気開放されるようになっていたので、気泡溜まり部１２３内の微量のインクが、防水部材１７０と流路との隙間から吸引通路に流入したり、防水部材１７０を通り抜けたりした場合、微量のインクがポンプ室２３１内に流入し、大気開放通路２４３を通じて外部に漏れ出すことが考えられる。そこで、大気開放通路２４３のポンプ部材２３０とは反対側となる端部に、多孔質材料のインク吸収部材を設けることによって、大気開放通路２４３から漏れ出す微量のインクをインク吸収部材に吸収させるようにしてもよい。

（変形例５）
上記実施形態では、キャリッジ３の移動を利用することにより、気泡溜まり部１２３に溜まった気泡を、蛇腹ポンプによって吸引して排出するようにしたが、気泡を吸引する手法としてはこれに限られない。例えば、キャリッジ３または記録ヘッドユニット２に取り付けられたポンプ部材２３０に対して、当接部材２５０が移動することによってポンプ部材２３０を伸縮させるようにしてもよい。また、キャリッジ３の移動を利用することなく、電動ポンプによって吸引するようにしてもよい。

（変形例６）
上記実施形態では、液体噴射ヘッドの一例として、いわゆる縦振動型の圧電素子を用いてインクを噴射する記録ヘッドについて説明したが、液体噴射ヘッドとしてはこれに限られない。例えば、撓みモードの圧電素子を採用した液体噴射ヘッドやシェアモードを採用した液体噴射ヘッドとしてもよい。また、発熱素子の発熱によって圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる方式の液体噴射ヘッドや、静電アクチュエーターによって圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせる方式の液体噴射ヘッドとしてもよい。さらに、ライン型の液体噴射ヘッドであってもよい。

（変形例７）
上記実施形態では、液体の一例としてのインクを噴射する記録ヘッド、液体噴射装置の一例としてプリンターについて説明したが、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドおよびこの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置としてもよい。噴射の対象となる液体としては、例えば、液晶ディスプレイのカラーフィルターに用いられる各色材の溶液や、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイに用いられる有機ＥＬ材料の溶液、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる液状の電極材料等であってもよい。これらの液体を噴射する液体噴射ヘッドの例としては、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ装置の製造に用いられる色材噴射ヘッド、ＦＥＤ（等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。

１…液体噴射装置としてのプリンター、２…記録ヘッドユニット、３…キャリッジ、４…移動機構としてのキャリッジ移動機構、１１…インクカートリッジ、１３…流路形成部材としてのフィルターユニット、１４…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、７１…ノズル、８１…リザーバー、８３…圧力発生室、１２３…気泡溜まり部、１５０…フィルター、１６０…流通流路、１７０…防水部材、２００…吸引部としての気泡吸引機構、２１０…吸引通路、２２０…合流通路、２３０…ポンプ部材、２４１…流入通路、２４２…第１逆止弁、２４３…大気開放通路、２４４…第２逆止弁、２５０…当接部材。

Claims (6)

1. 液体を噴射する液体噴射ヘッドと、導入された液体を流通して前記液体噴射ヘッドに供給する流通流路が形成された流路形成部材と、を備える液体噴射装置であって、
   前記流路形成部材は、
   前記流通流路内の前記液体に混入した気泡を溜める気泡溜まり部と、
   前記気泡溜まり部を形成する壁面の一部となる、防水性および通気性を有する防水部材と、を有し、
   前記防水部材を介して前記気泡溜まり部の気泡を吸引する吸引部を備えることを特徴とする液体噴射装置。
2. 請求項１に記載の液体噴射装置において、
   前記流通流路のうちの一部において鉛直方向に流路が拡大しており、流路が拡大する部分のうち、鉛直方向の上方となる一部が前記気泡溜まり部になっていることを特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項２に記載の液体噴射装置において、
   前記流路形成部材の前記流通流路にはフィルターが設けられ、
   前記気泡溜まり部は、前記フィルターに対して鉛直方向の上方に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
4. 請求項２または３に記載の液体噴射装置において、
   前記流路形成部材は、
   導入される液体に混入した気泡を溜める第２気泡溜まり部と、
   前記第２気泡溜まり部を形成する壁面の一部となる、防水性および通気性を有する第２防水部材と、をさらに有し、
   前記吸引部は、
   前記防水部材の前記気泡溜まり部と反対側に連通する第１吸引通路と、
   前記第２防水部材の前記第２気泡溜まり部と反対側に連通する第２吸引通路と、
   前記第１吸引通路と前記第２吸引通路とを合流する合流通路と、
   前記合流通路を通じて気泡を吸引するポンプ部材と、を有することを特徴とする液体噴射装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液体噴射装置において、
   前記液体噴射ヘッドを移動させる移動機構を備え、
   前記吸引部は、
   伸縮可能に構成され、伸縮により前記防水部材を介して気泡を吸引するポンプ部材と、
   前記液体噴射ヘッドの移動により前記ポンプ部材に当接可能な位置に設けられた当接部材と、を有し、
   前記移動機構は、前記液体噴射ヘッドとともに前記ポンプ部材を前記当接部材に対して移動させることにより、前記ポンプ部材を伸縮させることを特徴とする液体噴射装置。
6. 請求項５に記載の液体噴射装置において、
   前記吸引部は、
   前記防水部材の前記気泡溜まり部とは反対側と前記ポンプ部材の内部とを接続する流入通路と、
   前記ポンプ部材の内部を大気開放する大気開放通路と、
   前記流入通路を通じて前記ポンプ部材から流出する流れを規制する第１逆止弁と、
   前記大気開放通路を通じて前記ポンプ部材に流入する流れを規制する第２逆止弁と、を有することを特徴とする液体噴射装置。

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