JP2013169752A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク中の異物を除去することで良好な噴射特性を備えた液体噴射装置を提供する。
【解決手段】本発明の液体噴射装置は、液体貯留部６に貯留された液体を液体噴射ヘッド１１０に供給する液体供給路５１と、一端が液体供給路５１の鉛直方向における上側に接続され、液体を液体供給路５１内から排出させる上側排出部５２と、一端が液体供給路５１の鉛直方向における下側に接続され、液体を液体供給路５１内から排出させる下側排出部５３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体噴射装置に関するものである。

従来、液体噴射装置として、噴射ヘッド（液体噴射ヘッド）からインク（液体）を記録媒体に噴射することで所望の印字処理を行うインクジェット式記録装置が知られている。このようなインクジェット式記録装置において、インクタンクから記録ヘッドへインクを供給するインク供給路の途中にインクを滞留させる中間タンクを設け、中間タンクにてインクよりも比重が大きい異物を沈殿させることでインクから異物を除去する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１１１９４４号公報

しかしながら、上記従来技術においては、中間タンクにインクを滞留させる際、中間インク内ではインクと空気が混在しているため、空気との接触面において乾燥異物が新たに発生し、中間タンクのインク上部に浮遊した乾燥異物を含んだインクが噴射ヘッドに供給されてしまい、インクの噴射不良を招くおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、インク中の異物を除去することで良好な噴射特性を備えた液体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明の液体噴射装置は、液体貯留部に貯留された液体を液体噴射ヘッドに供給する液体供給路と、一端が前記液体供給路の鉛直方向における上側に接続され、前記液体を前記液体供給路内から排出させる上側排出部と、一端が前記液体供給路の鉛直方向における下側に接続され、前記液体を前記液体供給路内から排出させる下側排出部と、を備えることを特徴とする。

本発明の液体噴射装置によれば、液体供給路内において凝集異物及び沈降物を含むことで相対的に比重が重い液体を下側排出部によって排出することで液体噴射ヘッドに供給されるのを防止できる。また、液体供給路内において乾燥異物及び上澄みを含むことで相対的に比重が軽い液体を上側排出部によって排出することで液体噴射ヘッドに供給されるのを防止できる。よって、液体噴射ヘッドには異物等を含まず最適濃度の液体が供給されることとなる。
したがって、良好な噴射特性を備えた信頼性の高い液体噴射装置を提供できる。

前記液体供給路は、高さが変化する高さ変化部を有する構成としてもよい。
この構成によれば、高さ変化部内の液体は比重の違いによって分離された状態となる。そこで本願発明を適用すれば、比重の違いによって分離された液体の中から最適な比重の液体を液体噴射ヘッドに供給することができる。

前記上側排出部の他端は、前記高さ変化部の鉛直方向上側に接続され、前記下側排出部の他端は、前記高さ変化部の鉛直方向下側に接続される構成としてもよい。
この構成によれば、上側排出部が高さ変化部の鉛直方向上側から相対的に比重の軽い液体を排出するとともに、下側排出部が高さ変化部の鉛直方向下側から相対的に比重の重い液体を排出することができる。よって、液体噴射ヘッドに異物等を含まず最適濃度の液体を供給することができる。

前記上側排出部及び前記下側排出部の各々は、前記液体供給路内から前記液体を吸引可能な吸引ポンプを含む構成としてもよい。
この構成によれば、上側排出部及び下側排出部がそれぞれ吸引ポンプを駆動させることができるので、各々が液体を良好に排出することができる。

前記上側排出部及び前記下側排出部の他端は、前記液体貯留部に接続される構成としてもよい。
この構成によれば、液体供給路から排出された液体のうち再利用可能なものを液体貯留部に循環させることができる。よって、液体を無駄なく使用することができる。

前記上側排出部及び前記下側排出部の他端は、前記液体噴射ヘッドの液体噴射面に当接可能なキャップ部材に接続される構成としてもよい。
この構成によれば、液体供給路から排出された液体がキャップ部材内に排出されるので、キャップ部材を液体噴射ヘッドに当接させた際、液体噴射ヘッドの液体噴射面を保湿することができる。

前記上側排出部の前記液体貯留部との接続部分は、前記下側排出部の前記液体貯留部との接続部分よりも鉛直方向における下方に位置する構成としてもよい。
この構成によれば、下側排出部によって排出された相対的に比重の軽い液体が上側排出部によって排出された相対的に比重の重い液体の下方に配置されるので、液体貯留部に戻した液体を撹拌することができる。よって、液体貯留部内の液体濃度を均一にすることができる。

前記上側排出部及び前記下側排出部の他端はそれぞれ２つに分岐された分岐部を含み、
前記分岐部の一方が前記液体貯留部に接続され、前記分岐部の他方が前記液体噴射ヘッドに当接可能なキャップ部材に接続される構成としてもよい。
この構成によれば、上側排出部及び下側排出部から液体供給路から排出した液体が液体貯留部及びキャップ部材に供給される構成とすることができる。よって、液体貯留部内の液体濃度を均一にするとともに液体噴射ヘッドの液体噴射面を保湿することができる。

前記分岐部の一方側或いは他方側に前記液体が流れるように切り替える切り替え部を有する構成としてもよい。
この構成によれば、切り替え部によって液体供給路から排出した液体が液体貯留部及びキャップ部材のいずれかに流れるように選択することができる。よって、例えば液体の再利用が可能な場合は液体貯留部に戻し、液体の再利用が不可能な場合はキャップ部材に排出する構成を実現できる。

第１実施形態に係るプリンターの概略構成を示す図。 ヘッドの概略構成を示す図。 インク供給機構の要部構成を示す図。 プリンターの電気的な構成を示すブロック図。 第２実施形態に係るインク供給部の構成を示す図。 第３実施形態に係るインク供給部の構成を示す図。 第４実施形態に係るインク供給部の構成を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせている。

（第１実施形態）
図１は本発明の液体噴射装置の第１実施形態に係るインクジェット方式のプリンター（以下、プリンターと称す）の概略構成を示す図である。図１に示されるプリンター１００は、例えば紙、プラスチックシートなどのシート状の媒体Ｍを搬送しつつ印刷処理を行う装置であって、筐体１０１と、インクを吐出するインクジェット機構１０２と、該インクジェット機構１０２にインクを供給するインク供給機構１０３と、媒体Ｍを搬送する媒体搬送機構１０４と、インクジェット機構１０２の保全動作を行うメンテナンス機構１０５と、これら各機構を制御する制御装置（制御部）１０６とを備えている。

以下、ＸＹＺ直交座標系を設定し、この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、液体の噴射方向をＺ方向とし、ヘッドの移動方向をＹ方向とし、Ｚ方向とＹ方向とに直交する方向をＸ方向とした。

筐体１０１は、Ｚ方向から見るとＹ方向を長手とするように形成されている。筐体１０１には、前記のインクジェット機構１０２、インク供給機構１０３、媒体搬送機構１０４、メンテナンス機構１０５及び制御装置１０６の各部が設けられている。また、筐体１０１には、プラテン１３が設けられている。プラテン１３は、媒体Ｍを支持する支持部材であり、筐体１０１内のＸ方向中央部に配置されている。プラテン１３は、＋Ｚ方向に向けられた平坦面（図示せず）を有しており、この平坦面は、媒体Ｍを支持する支持面として用いられる。

媒体搬送機構１０４は、搬送ローラーや該搬送ローラーを駆動するモーターなどを有して構成されている。この媒体搬送機構１０４は、筐体１０１の−Ｘ側から該筐体１０１の内部に媒体Ｍを搬送し、該筐体１０１の＋Ｘ側から該筐体１０１の外部に排出する。また、媒体搬送機構１０４は、筐体１０１の内部において、媒体Ｍがプラテン１３上を通過するように該媒体Ｍを搬送する。さらに、媒体搬送機構１０４は、制御装置１０６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１０２は、ヘッド１１０及びヘッド移動機構１０７を有している。
ヘッド（液体噴射ヘッド）１１０は、インク（液体）を吐出する動作を行う。ヘッド１１０からインクが吐出される動作について、「噴射」と「排出」とがある。「噴射」は、印刷を行う際に媒体Ｍに対してインクを吐出する動作を意味する。一方、「排出」は、メンテナンス動作など、印刷（噴射）以外の目的でヘッド１１０からインクを吐出する動作を意味するものとする。ヘッド移動機構１０７は、該ヘッド１１０を保持して移動させる。ここで、ヘッド１１０から吐出されるインクは、本実施形態では顔料が分散液中に分散された顔料インクである。

図２はヘッド１１０の概略構成を示す図である。図２に示されるようにヘッド１１０は、ヘッドケース１８、流路ユニット１９及びアクチュエータユニット２０を備えている。
ヘッドケース１８は、中空部を有するように箱型に形成されている。ヘッドケース１８の下端面には、流路ユニット１９が接合されている。ヘッドケース１８の内部に形成された中空部３７内には、アクチュエータユニット２０が収容されている。ヘッドケース１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路２５が設けられている。

ケース流路２５の上端は、図１に示したサブタンク２に接続されている。ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通液体室４４に連通されている。このような構成によって図１に示したインクカートリッジ６からのインクは、図２に示すケース流路２５を通って共通液体室４４側に供給される。

アクチュエータユニット２０は、櫛歯状に配置された複数の圧電振動子３８と、該圧電振動子３８を保持する固定板３９と、圧電振動子３８に対して制御装置１０６からの駆動信号を供給するフレキシブルケーブル４０とを有している。圧電振動子３８は、図２中下側端部が固定板３９の下端面から突出するように固定されている。固定板３９のうち圧電振動子３８の固定された面とは異なる面が中空部３７を区画するケース内壁面に接着されている。

流路ユニット１９は、振動板４１、流路基板４２及びノズルプレート４３を有している。振動板４１、流路基板４２及びノズルプレート４３は、積層された状態で接着されている。流路ユニット１９は、共通液体室４４から液体供給口４５、圧力室４６を通り、ノズルプレート４３に形成されたノズル４７に至るまでの一連の液体流路を構成している。圧力室４６は、ノズル４７の配列方向（ノズル列方向）に対して直交する方向が長手方向となるように形成されている。

ノズルプレート４３は、ヘッド１１０の吐出面１１０ａを形成するもので図示は省略するもののノズル４７が一列に整列配置されたノズル列４８が形成されている。ノズル４７は、ノズルプレート４３の吐出面１１０ａに、インクを吐出するためのノズル開口４７ａを有している。ノズル開口４７ａは、例えば２０〜３０μｍ程度の径に形成されている。

図１に戻って、ヘッド移動機構１０７は、キャリッジ４を有しており、該キャリッジ４には前記ヘッド１１０が固定されている。キャリッジ４は、筐体１０１の長手方向（Ｙ方向）に架けられたガイド軸８に当接されている。ヘッド１１０及びキャリッジ４は、プラテン１３の上方（＋Ｚ方向）に配置されている。

ヘッド移動機構１０７は、キャリッジ４の他、パルスモーター９と、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、駆動プーリー１０とは筐体１０１の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジ４に接続されたタイミングベルト１２とを有している。

キャリッジ４は、タイミングベルト１２に接続されており、該タイミングベルト１２の回転に伴ってＹ方向に移動可能に設けられている。Ｙ方向へ移動する際、キャリッジ４は、ガイド軸８によって案内されるようになっている。

インク供給機構１０３は、ヘッド１１０にインクを供給するためのものである。インク供給機構１０３には、複数のインクカートリッジ（液体貯留部）６が収容されている。本実施形態のプリンター１００は、インクカートリッジ６がヘッド１１０とは異なる位置に収容される構成（オフキャリッジ型）である。インク供給機構１０３は、ヘッド１１０とインクカートリッジ６とを接続するインク供給部５０を有している。インク供給部５０の詳細構成については後述する。

メンテナンス機構１０５は、ヘッド１１０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、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、例えばプリンター１００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、あるいはメンテナス作業を行う際にヘッド１１０が待機する場所である。

メンテナンス機構１０５は、ヘッド１１０の吐出面１１０ａを払拭するワイピング部材１１１と、該吐出面１１０ａを覆うキャップ部材１１２と、ヘッド１１０のノズル４７からインクを排出するフラッシング処理を行うためのフラッシング機構１１５と、を有している。

ワイピング部材１１１は、ヘッド１１０の吐出面１１０ａと対向可能なワイピング部材１１１を備えており、ワイピング部材１１１によって吐出面１１０ａを拭き取ることにより、該吐出面１１０ａに残留したインクや該吐出面１１０ａに付着している異物を除去する。

キャップ部材１１２には、例えば吸引ポンプなどの吸引機構１１３がチューブ１１４を介して接続されている。チューブ１１４は廃インクタンク１１６に接続されている。廃インクタンク１１６は、吸引機構１１３の吸引動作によってキャップ部材１１２内に排出された後にチューブ１１４を介してキャップ部材１１２の外部に排出されたインクを回収するためのものである。キャップ部材１１２はヘッド１１０の吐出面１１０ａに当接する枠状の当接部１１２ａを有する（図３参照）。キャップ部材１１２は、当接部１１２ａを介して吐出面１１０ａに密着した状態で吸引機構１１３を駆動することで該キャップ部材１１２と吐出面１１０ａとの間の空間を負圧状態にしてノズル４７からインクを強制的に排出させるようになっている。これにより、インクは吐出面１１０ａ全体を濡らすようになる。

また、キャップ部材１１２は、例えばプリンター１００の駆動停止時において、ヘッド１１０の吐出面１１０ａに当接してノズル４７を保湿するキャッピング機構として機能する。なお、キャップ部材１１２は、内部に例えば不織布やスポンジなどのインクを吸収可能なインク吸収剤を配置するようにしてもよく、これによれば上述した保湿機能を良好に発揮することができる。

このような吸引動作の後、メンテナンス機構１０５は、上記のワイピング部材１１１によって吐出面１１０ａをワイピングする。なお、ヘッド１１０からメンテナンス機構１０５側に排出された廃インクは、例えば廃インク回収機構（図示せず）において回収されるようになっている。

フラッシング機構１１５は、例えばフラッシングボックス（図示せず）を備え、ヘッド１１０の各ノズル４７から該フラッシングボックス内に向けてインクを強制的に排出させることにより、インクが増粘することによる目詰まりを未然に防ぐようにしたものである。

図３はインク供給機構１０３の要部構成（インク供給部５０）を示す図である。本実施形態に係るインク供給部５０は、図３に示すように各インクカートリッジ６とヘッド１１０とをそれぞれ接続するメイン流路（液体供給路）５１を主体に構成されている。メイン流路５１は、インクカートリッジ６内からサブタンク２を介してインクをヘッド１１０へと供給する。

本実施形態においては、ヘッド１１０の方がインクカートリッジ６よりも鉛直方向における上側に位置している。すなわち、ヘッド１１０におけるメイン流路５１との接続部分が、インクカートリッジ６におけるメイン流路５１との接続部分よりも上方に位置している。

インクカートリッジ６から引き出されたメイン流路５１は、上方（＋Ｚ方向）に向けて折り曲げられて引き回されることでインクカートリッジ６よりも上方に位置するヘッド１１０へと接続される。これにより、メイン流路５１は鉛直方向における高さが変化した高さ変化部５９を有している。

なお、図３においてはメイン流路５１及びその他の流路が直角に折り曲げられた状態に図示とされているものの、流路の引き回し方向が変化する部分（高さ変化部５９とその他の接続部分を含む）はメイン流路５１の内部流路が潰れてインクの流れが妨げられない程度の曲率を有して折り曲げられているものとする。

また、インク供給部５０は、上側インク排出路（上側排出部）５２と、下側インク排出路（下側排出部）５３とを有している。

上側インク排出路５２の一端側は、メイン流路５１の鉛直方向における上側（具体的に本実施形態では高さ変化部５９の上部５９ａ）に接続されている。上側インク排出路５２は、他端側がキャップ部材１１２に接続されている。上側インク排出路５２には吸引ポンプ５４が設けられている。吸引ポンプ５４は、上側インク排出路５２を介して高さ変化部５９の上部５９ａからメイン流路５１（高さ変化部５９）内のインクの一部を吸引する。吸引ポンプ５４は、上側インク排出路５２を介してキャップ部材１１２の内部にメイン流路５１から排出したインクを供給する。
このような構成に基づいて、上側インク排出路５２は、ヘッド１１０にインクを供給することなくメイン流路５１から排出できるようになっている。

下側インク排出路５３は、メイン流路５１の鉛直方向における下側（具体的に本実施形態では高さ変化部５９の下部５９ｂ）に接続されている。下側インク排出路５３は、他端側がキャップ部材１１２に接続されている。下側インク排出路５３には吸引ポンプ５５が設けられている。吸引ポンプ５５の一端側に接続された高さ変化部５９の下部５９ｂからメイン流路５１（高さ変化部５９）内のインクの一部を吸引する。下側インク排出路５３はキャップ部材１１２の内部にメイン流路５１から排出したインクを供給する。
このような構成に基づいて、下側インク排出路５３は、ヘッド１１０にインクを供給することなくメイン流路５１から排出できるようになっている。

メイン流路５１における高さ変化部５９の下部５９ｂの下流側（ヘッド１１０側）には、逆止弁５６が設けられている。これにより、吸引ポンプ５４が駆動した際にヘッド１１０側からインクが吸引されてメイン流路５１内を逆流するのを防止している。

図４は、プリンター１００の電気的な構成を示すブロック図である。プリンター１００は、プリンター１００全体の動作を制御する制御装置１０６を備えている。制御装置１０６には、プリンター１００の動作に関する各種情報を入力する入力装置ＩＰ、プリンター１００の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置ＭＲなどが接続されており、前述した媒体搬送機構１０４や、ヘッド移動機構１０７、メンテナンス機構１０５等が接続されている。また、制御装置１０６は駆動信号発生器６２を介して圧電振動子３８に駆動信号を印加し、ノズル４７から所定量のインクを吐出させる制御を行うようになっている。また、制御装置１０６はメンテナンス機構１０５のワイピング部材１１１、キャップ部材１１２等を制御するようになっている。

次に、前記構成のプリンター１００の動作を説明する。なお、以下の説明では本願の特徴部分であるインク供給機構１０３の動作を主体に説明する。
制御装置１０６は、印字開始のジョブ指令が入力されると媒体搬送機構１０４を駆動し、媒体Ｍを搬送しつつ、駆動信号発生器６２を介して圧電振動子３８に電圧を印可することでヘッド１１０を駆動させる。これにより、ヘッド１１０は、媒体搬送機構１０４によって直下に搬送された媒体Ｍの所定位置にノズル４７からインクを吐出することで所望の印字処理を行う。

プリンター１００は、印字処理中においてインク供給機構１０３がインクカートリッジ６からヘッド１１０にインクを供給している。これにより、プリンター１００は媒体Ｍに対して連続的にインクを噴射することで印字処理を継続することができる。

ところで、プリンター１００においては、例えばインクカートリッジ６の取付時にカートリッジ取付部が空気に触れることで生じた乾燥異物がメイン流路５１内のインクに含まれる場合がある。

また、インクカートリッジ６からヘッド１１０に供給されるインクが顔料インクであるため、経時的に顔料粒子が凝集して生じた凝集異物がメイン流路５１内のインクに含まれる場合がある。上述のようなインクがヘッド１１０に供給された場合、ヘッド１１０の内部流路やサブタンク２内において詰りが生じてしまい、ノズル４７からインクを良好に吐出することができなくなるおそれがある。

これに対して本実施形態では、上述のようにメイン流路５１を高さ変化部５９によって上方へと引き回すようにしている。そのため、高さ変化部５９内を流れるインクのうち、凝集異物を含むインク或いは顔料が沈降することで顔料濃度の高いインクは、相対的に比重が重いことから自重によって高さ変化部５９の下部５９ｂに集まる。

また、高さ変化部５９内を流れるインクのうち、乾燥異物を含むインク或いは顔料濃度の低い上澄みのインクは、相対的に比重が軽いことから高さ変化部５９の上部５９ａに集まる。

インク供給部５０は、高さ変化部５９の下部５９ｂに分離して集まったインクを吸引ポンプ５５の駆動により下側インク排出路５３を介してキャップ部材１１２内に排出することができる。また、インク供給部５０は、高さ変化部５９の上部５９ａに分離して集まったインクを吸引ポンプ５４の駆動により上側インク排出路５２を介してキャップ部材１１２内に排出することができる。なお、制御装置１０６は、吸引ポンプ５４よりも吸引ポンプ５５を先に駆動することで下側に溜まったインクを先に吸引することで下側のインクが先に吸引されることで沈降インクが吸引されて上方に上がってしまうのを防止できる。

したがって、本実施形態によれば、インク供給部５０のメイン流路５１内において凝集異物及び沈降物を含むことで相対的に比重が重いインクを下側インク排出路５３によって排出することでヘッド１１０に供給されるのを防止できる。また、メイン流路５１内において乾燥異物及び上澄みを含むことで相対的に比重が軽いインクを上側インク排出路５２によって排出することでヘッド１１０に供給されるのを防止できる。よって、下側インク排出路５３及び上側インク排出路５２で分離された後にメイン流路５１を介してヘッド１１０に供給されるインクは、乾燥異物を含まず、顔料濃度が正常なものとなる。

以上述べたように、本実施形態に係るプリンター１００によれば、ヘッド１１０には異物等を含まず最適濃度のインクが供給されるので、信頼性の高いインク吐出特性を得ることができる。

また、プリンター１００は、ヘッド１１０のメンテナンス動作として、ワイピング部材１１１を用いてヘッド１１０の吐出面１１０ａを払拭するワイピング動作、複数のノズル開口４７ａからキャップ部材１１２などに対してインクを排出させる吸引動作、キャップ部材１１２を用いて当該吐出面１１０ａを覆うことでノズル開口４７ａを保湿するキャッピング動作などがある。

また、キャップ部材１１２の内部は上記上側インク排出路５２及び下側インク排出路５３を介して排出された排インクによって保湿された状態とされている。そのため、上述したようにプリンター１００の非駆動時にキャップ部材１１２を吐出面１１０ａに当接させるキャッピング動作を行うことでノズル開口４７ａを保湿することで長期に亘って良好なインク吐出性を維持することができる。

（第２実施形態）
続いて、本発明のプリンターの第２実施形態について説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との違いは、インクカートリッジ６からヘッド１１０にインクを供給するインク供給部の構成であり、それ以外は共通である。そのため、以下の説明では上記実施形態と共通の構成及び同一の部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。

図５は第２実施形態に係るインク供給部１５０の構成を示す図である。本実施形態に係るインク供給部１５０においても、図５に示すようにメイン流路５１は上方における高さが変化した高さ変化部５９を有している。なお、図５においてはメイン流路５１及びその他の流路が直角に折り曲げられた状態に図示とされているものの、流路の引き回し方向が変化する部分（高さ変化部５９とその他の接続部分を含む）はメイン流路５１の内部流路が潰れてインクの流れが妨げられない程度の曲率を有して折り曲げられているものとする。

インク供給部１５０は、上側インク排出路５２と下側インク排出路５３とを有している。
上側インク排出路５２は、一端側が高さ変化部５９の上部５９ａに接続されており、他端側がインクカートリッジ６に接続されている。
下側インク排出路５３は、一端側が高さ変化部５９の下部５９ｂに接続されており、他端側がインクカートリッジ６に接続されている。

上側インク排出路５２におけるインクカートリッジ６との接続部６ａは、下側インク排出路５３におけるインクカートリッジ６との接続部６ｂよりも鉛直方向における下方に位置している。

このような構成に基づいて、上側インク排出路５２は、ヘッド１１０にインクを供給することなくメイン流路５１から排出できるようになっている。また、下側インク排出路５３は、ヘッド１１０にインクを供給することなくメイン流路５１から排出できるようになっている。

メイン流路５１における高さ変化部５９の下部５９ｂの下流側（ヘッド１１０側）には、逆止弁５６が設けられている。これにより、吸引ポンプ５４が駆動した際にヘッド１１０側からインクが吸引されてメイン流路５１内を逆流するのを防止している。

続いて、本実施形態に係るプリンターの動作として、インク供給機構１０３（インク供給部１５０）の動作を主体に説明する。
本実施形態においても上述のようにメイン流路５１を高さ変化部５９によって上方へと引き回すことで高さ変化部５９内を流れるインクを重力及び浮力を利用して分離することができる。すなわち、凝集異物を含むインク或いは顔料が沈降することで顔料濃度の高いインク（相対的に比重が重いインク）と、乾燥異物を含むインク或いは顔料濃度の低い上澄みのインク（相対的に比重の軽いインク）とを分離している。

本実施形態に係るインク供給部１５０は、高さ変化部５９の下部５９ｂに分離して集まった比重の重いインクを下側インク排出路５３によってインクカートリッジ６の上部（接続部６ｂ）内に供給することができる。

また、インク供給部１５０は、高さ変化部５９の上部５９ａに分離して集まった比重の軽いインクを上側インク排出路５２によってインクカートリッジ６の下部（接続部６ａ）内に供給することができる。

このとき、インクカートリッジ６に循環されたインクは、比重の重いインクの下方に比重の軽いインクが流れ込むため、インクカートリッジ６内で各々のインクに含まれる乾燥異物、凝集異物及び沈降物を良好に撹拌させることができる。よって、インクカートリッジ６に循環されたインクは均一な顔料濃度を有したものとなり、ヘッド１１０から噴射するインクとして最適なものとなる。

本実施形態によれば、メイン流路５１から上側インク排出路５２及び下側インク排出路５３により分離したインクを廃棄することなく再利用するので、インクを無駄なく消費しつつ、良好なインク吐出特性を備えた信頼性の高いプリンターを提供できる。

（第３実施形態）
続いて、本発明のプリンターの第３実施形態について説明する。なお、本実施形態と上記実施形態との違いは、インクカートリッジ６からヘッド１１０にインクを供給するインク供給部の構成であり、それ以外は共通である。具体的に本実施形態に係るインク供給部２５０は、第１実施形態及び第２実施形態に係る構成を組み合わせたものであり、必要に応じてメイン流路５１から排出したインクの供給先をインクカートリッジ６又はキャップ部材１１２のいずれか一方に切り替え可能としたものである。そのため、以下の説明では上記実施形態と共通の構成及び同一の部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。

図６は第３実施形態に係るインク供給部２５０の構成を示す図である。本実施形態に係るインク供給部２５０においても、図６に示すようにメイン流路５１は上方における高さが変化した高さ変化部５９を有している。なお、図６においてはメイン流路５１及びその他の流路が直角に折り曲げられた状態に図示とされているものの、流路の引き回し方向が変化する部分（高さ変化部５９とその他の接続部分を含む）はメイン流路５１の内部流路が潰れてインクの流れが妨げられない程度の曲率を有して折り曲げられているものとする。

インク供給部２５０は、上側インク排出路５２と下側インク排出路５３とを有している。
上側インク排出路５２は、一端側が高さ変化部５９の上部５９ａに接続されている。また、上側インク排出路５２の他端側は、２つに分岐された分岐部７１を有している。分岐部７１の一方である第１分岐部７１ａはインクカートリッジ６に接続されている。分岐部７１の他方である第２分岐部７１ｂはキャップ部材１１２に接続されている。また、分岐部７１にはインクの流入方向を切り替え可能な切り替えバルブ７５が設けられている。切り替えバルブ７５は制御装置１０６に電気的に接続されており、その切り替えのタイミングが制御されるようになっている。

下側インク排出路５３は、一端側が高さ変化部５９の下部５９ｂに接続されている。また、下側インク排出路５３の他端側は、２つに分岐された分岐部７２を有している。分岐部７２の一方である第１分岐部７２ａはインクカートリッジ６に接続されている。分岐部７２の他方である第２分岐部７２ｂはキャップ部材１１２に接続されている。また、分岐部７２にはインクの流入方向を切り替え可能な切り替えバルブ７６が設けられている。切り替えバルブ７６は制御装置１０６に電気的に接続されており、その切り替えのタイミングが制御されるようになっている。

上側インク排出路５２（第１分岐部７１ａ）におけるインクカートリッジ６との接続部６ａは、下側インク排出路５３（第１分岐部７２ａ）におけるインクカートリッジ６との接続部６ｂよりも鉛直方向における下方に位置している。

このような構成に基づいて、上側インク排出路５２及び下側インク排出路５３は、ヘッド１１０に供給されるインクの一部をメイン流路５１からインクカートリッジ６又はキャップ部材１１２に排出できるようになっている。

続いて、本実施形態に係るプリンターの動作として、インク供給機構１０３（インク供給部２５０）の動作を主体に説明する。
本実施形態においても上述のようにメイン流路５１を高さ変化部５９によって上方へと引き回すことで高さ変化部５９内を流れるインクを重力及び浮力を利用して分離することができる。すなわち、凝集異物を含むインク或いは顔料が沈降することで顔料濃度の高いインク（相対的に比重が重いインク）と、乾燥異物を含むインク或いは顔料濃度の低い上澄みのインク（相対的に比重の軽いインク）とを分離することができる。

ところで、凝集異物や顔料の沈降は、例えば長時間プリンター１００の駆動が停止された場合などといったプリンター１００の駆動停止時間に依存することが知られている。これに対して乾燥異物はプリンター１００の駆動停止時間の長さに依存し難いことが知られている。本実施形態では、この観点から制御装置１０６が例えばプリンター１００の駆動停止時間に基づいて切り替えバルブ７５，７６の開閉を制御する。

制御装置１０６は、例えばプリンター１００の駆動停止時間が基準値よりも長い場合、インク中に凝集異物や顔料の沈降が含まれているものと判断し、メイン流路５１から排出したインクがキャップ部材１１２側に流れるように切り替えバルブ７６を切り替える。基準値とは、予め計測したプリンターの駆動停止時にメイン流路５１内において凝集異物や顔料の沈降が生じる時間から算出されるものである。このとき、制御装置１０６はメイン流路５１から排出したインクがキャップ部材１１２側に流れるように切り替えバルブ７５を切り替える。

これによれば、インク供給部５０のメイン流路５１内において凝集異物及び沈降物を含むことで相対的に比重が重いインクを下側インク排出路５３によって排出することでヘッド１１０に供給されるのを防止できる。また、乾燥異物及び上澄みを含むことで相対的に比重が軽いインクを上側インク排出路５２によって排出することでヘッド１１０に供給されるのを防止できる。

一方、制御装置１０６は、例えばプリンター１００の駆動停止時間が基準値よりも短い場合、インク中に凝集異物や顔料の沈降が含まれていないと判断し、メイン流路５１から排出したインクがインクカートリッジ６側に流れるように切り替えバルブ７６を切り替える。このとき、制御装置１０６はメイン流路５１から排出したインクがインクカートリッジ６側に流れるように切り替えバルブ７５を切り替える。

このとき、インクカートリッジ６内においてはインクが良好に撹拌させることで均一な顔料濃度を有したものとなり、ヘッド１１０から噴射するインクとして最適なものとすることができる。また、メイン流路５１から分離したインクを廃棄することなく再利用することでインクを無駄なく消費することができる。

（第４実施形態）
続いて、本発明のプリンターの第４実施形態について説明する。なお、本実施形態と第１実施形態との違いは、インクカートリッジ６からヘッド１１０にインクを供給するインク供給部の構成であり、それ以外は共通である。そのため、以下の説明では上記実施形態と共通の構成及び同一の部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。

本実施形態においては、ヘッド１１０の方がインクカートリッジ６よりも鉛直方向における下側に位置している。すなわち、ヘッド１１０におけるメイン流路５１との接続部分が、インクカートリッジ６におけるメイン流路５１との接続部分よりも下方に位置している。

図７は第４実施形態に係るインク供給部３５０の構成を示す図である。
図７に示されるように、インクカートリッジ６から引き出されたメイン流路５１は、下方（−Ｚ方向）に向けて折り曲げられて引き回されることでインクカートリッジ６よりも下方に位置するヘッド１１０へと接続される。これにより、メイン流路５１は鉛直方向における高さが変化した高さ変化部１５９を有している。なお、図７においてもメイン流路５１及びその他の流路が直角に折り曲げられた状態に図示とされているものの、流路の引き回し方向が変化する部分（高さ変化部１５９とその他の接続部分を含む）はメイン流路５１の内部流路が潰れてインクの流れが妨げられない程度の曲率を有して折り曲げられているものとする。

また、インク供給部３５０は、上側インク排出路５２と下側インク排出路５３とを有している。
上側インク排出路５２の一端側は、メイン流路５１の鉛直方向における上側（具体的に本実施形態では高さ変化部１５９の上部１５９ａ）に接続されている。上側インク排出路５２は、他端側がキャップ部材１１２に接続されている。上側インク排出路５２には吸引ポンプ５４が設けられている。吸引ポンプ５４は、上側インク排出路５２を介して高さ変化部１５９の上部１５９ａからメイン流路５１（高さ変化部１５９）内のインクの一部を吸引する。吸引ポンプ５４は、上側インク排出路５２を介してキャップ部材１１２の内部にメイン流路５１から排出したインクを供給する。
このような構成に基づいて、上側インク排出路５２は、ヘッド１１０にインクを供給することなくメイン流路５１から排出できるようになっている。

下側インク排出路５３は、メイン流路５１の鉛直方向における下側（具体的に本実施形態では高さ変化部１５９の下部１５９ｂ）に接続されている。下側インク排出路５３は、他端側がキャップ部材１１２に接続されている。下側インク排出路５３には吸引ポンプ５５が設けられている。吸引ポンプ５５の一端側に接続された高さ変化部１５９の下部１５９ｂからメイン流路５１（高さ変化部１５９）内のインクの一部を吸引する。下側インク排出路５３はキャップ部材１１２の内部にメイン流路５１から排出したインクを供給する。
このような構成に基づいて、下側インク排出路５３は、ヘッド１１０にインクを供給することなくメイン流路５１から排出できるようになっている。

メイン流路５１における高さ変化部１５９の下部１５９ｂの下流側（ヘッド１１０側）には、逆止弁５６が設けられている。これにより、吸引ポンプ５４が駆動した際にヘッド１１０側からインクが吸引されてメイン流路５１内を逆流するのを防止している。

続いて、本実施形態に係るプリンターの動作として、インク供給機構１０３（インク供給部３５０）の動作を主体に説明する。
プリンター１００は、印字処理中においてインク供給機構１０３がインクカートリッジ６からヘッド１１０にインクを供給している。これにより、プリンター１００は媒体Ｍに対して連続的にインクを噴射して印字処理を継続する。

インクカートリッジ６からヘッド１１０にインクが供給される場合、高さ変化部５９内を流れるインクのうち、凝集異物を含むインク或いは顔料が沈降することで顔料濃度の高いインクは、相対的に比重が重いことから自重によって高さ変化部１５９の下部１５９ｂに集まる。
また、高さ変化部１５９内を流れるインクのうち、乾燥異物を含むインク或いは顔料濃度の低い上澄みのインクは、相対的に比重が軽いことから高さ変化部１５９の上部１５９ａに集まる。

インク供給部３５０は、高さ変化部１５９の下部１５９ｂに分離して集まったインクを吸引ポンプ５５の駆動により下側インク排出路５３を介してキャップ部材１１２内に排出することができる。また、インク供給部３５０は、高さ変化部１５９の上部１５９ａに分離して集まったインクを吸引ポンプ５４の駆動により上側インク排出路５２を介してキャップ部材１１２内に排出することができる。

このように本実施形態においてもメイン流路５１を高さ変化部１５９によって鉛直方向へと引き回すことで重力及び浮力を利用してインクを分離することができる。よって、本実施形態に係るプリンター１００によれば、異物等を含まず最適濃度のインクが供給されたヘッド１１０を備えることで信頼性の高いインク吐出特性を得ることができる。

なお、第４実施形態として第１実施形態に係る構成を変更した構成について説明したが、第２実施形態或いは第３実施形態に係る構成と組み合わせるようにしてもよい。すなわち、インクカートリッジ６がヘッド１１０よりも上方に位置した構成において上側インク排出路５２及び下側インク排出路５３を介してキャップ部材１１２内にインクを排出する、又はインクの排出先をキャップ部材１１２或いはインクカートリッジ６で切り替えるようにしてもよい。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、発明はこれに限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、高さ変化部５９，１５９が垂直に折れ曲がった状態に引き回れる構成を例示したが、湾曲形状或いは斜め形状によって漸次高さが変化する形状の高さ変化部を採用してもよい。なお、高さが変化するとは、流路が移動するのではなく、固定された流路の中で高さの異なる部分があることを言う。

また、上記実施形態においては、上側インク排出路５２及び下側インク排出路５３が高さ変化部５９，１５９の最上部或いは最下部に接続された場合を例示したが、これに限られない。すなわち、上側インク排出路５２の接続部が下側インク排出路５３よりも上方にあればよい。

また、下側インク排出路５３と高さ変化部５９，１５９との接続部分を該高さ変化部５９，１５９の中央部に設けるようにしてもよい。これによれば、逆止弁５６の影響を受けることなく高さ変化部５９，１５９の下方に溜まった比重の軽いインクを良好に吸引して排出することができる。

また、上記第２、第３実施形態においては、上側インク排出路５２及び下側インク排出路５３から排出したインクをインクカートリッジ６に戻す場合を例に挙げたが、インクを戻す構成はインクカートリッジ６のみに限られない。例えば、インク流路の途中において他の部分よりもインク流路が拡幅することでインクを一時的に貯留可能な拡幅部に上側インク排出路５２及び下側インク排出路５３から排出したインクを戻す構成であってもよい。また、上記各実施形態において、液体供給路はインクを一時的に貯留可能な拡幅部を含んでいてもよい。そして、拡幅部の上側に上側インク排出路を設け、下側に下側インク排出路を設けてもよい。

また、本実施形態及び変形例においては、記録装置がプリンター１である場合を例にして説明したが、これに限らない。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、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、液体噴射ヘッドが噴射させることができるような材料であれ良い。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、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）のような流状体、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例の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、紫外線硬化インク等の各種液体組成物を包含するものとする。他の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試料となる液体を噴射する液体噴射装置、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）などを形成する液体噴射装置、紫外線硬化液を噴射し光や熱で硬化させる液体噴射装置、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良い。また、媒体Ｍとしては、紙や塩化ビニル系フィルム等のプラスチックフィルム以外に、薄く熱伸びする機能紙、基板や金属板などを包含するものとする。

６…インクカートリッジ（液体貯留部）、６ａ，６ｂ…接続部、５１…メイン流路（液体供給路）、５２…上側インク排出路（上側排出部）、５３…下側インク排出路（下側排出部）、５４，５５…吸引ポンプ、５９，１５９…高さ変化部、７１，７１ａ，７１ｂ，７２，７２ａ，７２ｂ…分岐部、１００…プリンター（液体噴射装置）、１１０…ヘッド、１１０…ヘッド（液体噴射ヘッド）、１１２…キャップ部材

Claims (9)

1. 液体貯留部に貯留された液体を液体噴射ヘッドに供給する液体供給路と、
   一端が前記液体供給路の鉛直方向における上側に接続され、前記液体を前記液体供給路内から排出させる上側排出部と、
   一端が前記液体供給路の鉛直方向における下側に接続され、前記液体を前記液体供給路内から排出させる下側排出部と、を備えることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体供給路は、高さが変化する高さ変化部を有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. 前記上側排出部の他端は、前記高さ変化部の鉛直方向上側に接続され、
   前記下側排出部の他端は、前記高さ変化部の鉛直方向下側に接続されることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記上側排出部及び前記下側排出部の各々は、前記液体供給路内から前記液体を吸引可能な吸引ポンプを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記上側排出部及び前記下側排出部の他端は、前記液体貯留部に接続され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。
6. 前記上側排出部及び前記下側排出部の他端は、前記液体噴射ヘッドの液体噴射面に当接可能なキャップ部材に接続され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。
7. 前記上側排出部の前記液体貯留部との接続部分は、前記下側排出部の前記液体貯留部との接続部分よりも鉛直方向における下方に位置することを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
8. 前記上側排出部及び前記下側排出部の他端の各々は、２つに分岐された分岐部を含み、
   前記分岐部の一方が前記液体貯留部に接続され、前記分岐部の他方が前記液体噴射ヘッドに当接可能なキャップ部材に接続され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。
9. 前記分岐部の一方側或いは他方側に前記液体が流れるように切り替える切り替え部を有することを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。

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