JP2016097598A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体噴射部を介さずに圧力調整部から気泡を排出することができる液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射装置１０は、液体を噴射可能な液体噴射部２０と、液体収容部３１に収容された液体を液体噴射部２０に供給する供給流路８１〜８３と、液体収容部３１から液体噴射部２０へ供給する液体の圧力を調整する圧力調整部６０と、少なくとも一部が気体透過部４３により形成される貯留室４１と、圧力調整部６０の圧力室６１の鉛直上方と貯留室４１とを接続する接続流路８４と、圧力室６１と貯留室４１とを連通状態とする開弁状態及び圧力室６１と貯留室４１とを非連通状態とする閉弁状態と切り替え可能な開閉弁４５と、開閉弁４５が閉弁状態であるときに貯留室４１を加圧する第１の加圧部３２と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンター等の液体噴射装置に関する。

従来から、液体噴射装置の一例として、液体収容部に収容された液体の一例としてのインクを液体噴射部から媒体に噴射することで印刷を行うインクジェット式のプリンターが知られている。こうしたプリンターには、液体収容部から液体噴射部へのインクの供給流路の途中に自己封止弁とも呼ばれる圧力調整部（圧力調整弁）を備えているものがある（例えば、特許文献１）。

この圧力調整部は、インクを貯留する圧力室を有し、液体噴射部でインクが消費されることで圧力室内のインクの圧力が低くなると、液体収容部から液体噴射部へのインクの供給を許容する。一方、圧力調整部は、液体収容部からのインクの供給によって、圧力室内のインクの圧力が高くなると、液体収容部から液体噴射部へのインクの供給を規制する。こうして、圧力調整部は、ノズル内のインクの圧力がメニスカスを形成可能な圧力となるように、液体噴射部に対するインクの供給圧力を調整する。

特開２０１１−２５５６４３号公報

ところで、こうしたプリンターにおいては、圧力調整部の圧力室内に気泡が流入することがあり、従来、このような気泡はインクとともに圧力室内から液体噴射部を介して排出されていた。ところが、この場合において、液体噴射部やノズルの内部に気泡が残ることがあると、液体噴射部の液体の噴射特性に影響を与えるおそれがある。

なお、こうした課題は、インクジェット式プリンターに限らず、液体噴射部へ液体を供給する供給流路に圧力調整部が配置された液体噴射装置においては、概ね共通したものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射部を介さずに圧力調整部から気泡を排出することができる液体噴射装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
液体噴射装置は、液体を噴射可能な液体噴射部と、液体収容部に収容された液体を前記液体噴射部に供給する供給流路と、前記供給流路の途中に設けられた液体を貯留可能な圧力室を有し、前記圧力室の圧力が該圧力室の外側の圧力よりも小さな基準圧力未満の場合に前記液体収容部から前記液体噴射部側への液体の供給を許容する一方、前記圧力室の圧力が前記基準圧力以上の場合に前記液体収容部から前記液体噴射部側への液体の供給を規制する圧力調整部と、少なくとも一部が気体透過部により形成され、流体を貯留する貯留室と、前記供給流路のうち前記圧力室から前記液体噴射部までの流路部分及び該圧力室を含む空間の鉛直上方と前記貯留室とを接続する接続流路と、前記接続流路を介して前記空間と前記貯留室とを連通状態とする開弁状態と、前記接続流路を介して前記空間と前記貯留室とを非連通状態とする閉弁状態とを切り替え可能な開閉弁と、前記開閉弁が前記閉弁状態であるときに前記貯留室を加圧する加圧部と、を備える。

上記構成によれば、液体噴射部から液体が噴射されることで、圧力室の圧力が基準圧力未満となると、圧力室を介して液体収容部から液体噴射部に液体が供給される。また、圧力室に液体が流入することで、圧力室の圧力が基準圧力以上となると、液体収容部から液体噴射部に液体が供給されなくなる。こうして、液体噴射部に供給される液体の圧力は、圧力調整部によって調整される。なお、液体の噴射時（液体の供給時）には、開閉弁は閉弁状態とされ、接続流路を介して圧力室と貯留室とは連通されない。

また、液体収容部から供給される液体に気泡が含まれる場合において、圧力室及び同圧力室よりも下流側に流入した気泡は、鉛直上方に浮上しようとするため、供給流路のうち圧力室から液体噴射部までの流路部分及び同圧力室を含む空間の鉛直上方に浮上することとなる。

そして、開閉弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えることで、接続流路を介して圧力室から液体噴射部までの流路部分及び同圧力室を含む空間と貯留室とを連通させて、気泡を貯留室に流入させる。続いて、開閉弁を開弁状態から閉弁状態に切り替えることで、接続流路を介して圧力室から液体噴射部までの流路部分及び同圧力室を含む空間と貯留室とを非連通とした状態で、貯留室を加圧させる。すると、貯留室の圧力が高くなることで、貯留室に流入した気泡が気体透過部を介して貯留室の外部に排出（脱泡）される。

こうして、上記構成によれば、圧力室や圧力室の下流側に流入した気泡を貯留室に流入させることができる。そして、貯留室に流入した気泡は、同貯留室の一部を構成する気体透過部を介して、外部に排出（脱泡）させることができる。こうして、液体噴射部を介さずに圧力調整部から気泡を排出することができる。

上記液体噴射装置において、前記加圧部は、前記液体収容部に収容された液体を前記液体噴射部に向けて加圧供給する加圧供給部であることが望ましい。
上記構成によれば、液体収容部から液体噴射部に液体を供給するために液体噴射装置に設けられる加圧供給部を用いて貯留室を加圧することができる。このため、貯留室を加圧するための構成を別途設ける必要がなく、液体噴射装置の構成を簡略化することができる。

上記液体噴射装置において、前記供給流路は、前記液体収容部に収容された液体を、前記貯留室を介して前記圧力室に供給することが望ましい。
液体収容部に収容された液体を、貯留室を介さずに圧力室に供給する場合には、貯留室に流入した液体が貯留室内で滞留しやすく、同貯留室内で変質等するおそれがある。これに対し、上記構成によれば、液体収容部に収容された液体を、貯留室を介して圧力室に供給するため、貯留室内で液体が滞留したり貯留室内で液体が変質したりすることを抑制することができる。

上記液体噴射装置は、前記気体透過部に外力を付与する外力付与部をさらに備え、前記気体透過部は可撓性を有し、前記外力付与部が、前記貯留室の容積が減少する方向に前記気体透過部を変位させることで、前記開閉弁を前記閉弁状態から前記開弁状態に切り替えることが望ましい。

上記構成によれば、気体透過部に外力を付与するか否かによって、開閉弁の状態を開弁状態とするか閉弁状態とするかを切り替えることができる。このため、開閉弁の状態を容易に切り替えることができる。

上記液体噴射装置において、前記貯留室と前記気体透過部を介して区画された加圧室をさらに備え、前記外力付与部は、前記加圧室を加圧することで前記気体透過部に外力を付与することが望ましい。

上記構成によれば、加圧室の加圧態様を変更することで、気体透過部に外力を付与するか否かを選択することができる。
上記液体噴射装置において、前記気体透過部は、前記貯留室の鉛直上方に設けられていることが望ましい。

上記構成によれば、気体透過部が貯留室の鉛直上方に設けられているので、貯留室に流入した気泡は、気体透過部に接する位置まで浮上することとなる。このため、貯留室を加圧する際に、気体透過部を介して気泡を排出（脱泡）しやすくすることができる。

上記液体噴射装置において、前記開閉弁は、前記貯留室内に設けられ、前記接続流路と前記貯留室とを連通させる導入口を開閉可能なシール部材を有し、前記シール部材が前記導入口を閉塞することで前記開閉弁が前記閉弁状態とされ、前記シール部材が前記導入口を開放することで前記開閉弁が前記開弁状態とされることが望ましい。

上記構成によれば、シール部材が、接続流路と連通する導入口を貯留室側から開閉するため、接続流路と圧力室とを連通させる導出口を圧力室側から開閉する場合と比較して、気泡が貯留室の付近まで浮上した状態で、開閉弁を開弁状態に切り替えることができる。したがって、開閉弁を開弁状態としたときに、貯留室の付近まで浮上した気泡を貯留室に導入しやすくすることができる。

液体噴射装置の概略構成を示す模式図。 液体供給工程の液体噴射装置の概略構成を示す模式図。 気泡導入工程の液体噴射装置の概略構成を示す模式図。 気泡排出工程の液体噴射装置の概略構成を示す模式図。 変形例に係る液体噴射装置の概略構成を示す模式図。 （ａ）〜（ｃ）は変形例に係る貯留室の導入口の形状を示す断面図。

以下、液体噴射装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、液体噴射装置は、例えば、用紙等の媒体に液体の一例としてのインクを噴射することで、同媒体に印刷を行うインクジェット式のプリンターである。また、以降の説明では、説明理解の容易のために、一部の図面において任意の構成のみを断面図示している。

図１に示すように、液体噴射装置１０は、液体を噴射する液体噴射部２０と、液体噴射部２０に液体を供給する液体供給部３０と、液体噴射部２０に供給する液体に含まれる気泡を排出する気泡排出部４０と、液体噴射部２０に供給する液体の圧力を調整する圧力調整部６０と、液体噴射部２０のメンテナンスを行うメンテナンス部７０と、を備えている。

また、液体噴射装置１０は、液体供給部３０と気泡排出部４０とを接続する第１の供給流路８１と、気泡排出部４０と圧力調整部６０とを接続する第２の供給流路８２と、圧力調整部６０と液体噴射部２０とを接続する第３の供給流路８３と、を備えている。また、液体噴射装置１０は、第２の供給流路８２と並列して、気泡排出部４０と圧力調整部６０とを接続する接続流路８４を備えている。なお、以降の説明では、液体の供給方向に沿って、上流及び下流を言うものとする。

液体噴射部２０は、複数のノズル２１が形成されたノズル形成面２２を有している。そして、液体噴射部２０は、液体供給部３０から供給された液体を複数のノズル２１から媒体Ｍに向かって噴射する。例えば、液体噴射装置１０の一例としてのインクジェット式プリンターであれば、用紙等の媒体Ｍにインクが噴射されることで同媒体Ｍに文字や画像が印刷される。なお、ノズル２１から液体を噴射しない場合には、ノズル２１から液体が流出しないように液体噴射部２０内（ノズル２１内）の液体は負圧に維持される。

液体供給部３０は、液体を収容する液体収容部３１と、液体噴射部２０に向かって液体を加圧供給する第１の加圧部３２と、を備えている。液体収容部３１は、例えば、可撓性材料で形成された袋状の容器である。また、第１の加圧部３２は、「加圧供給部」の一例に相当し、例えば、ダイヤフラム式のポンプである。

そして、液体供給部３０は、第１の供給流路８１、第２の供給流路８２及び第３の供給流路８３を介して、液体収容部３１に収容された液体を液体噴射部２０に加圧供給する。このため、第１の加圧部３２と連通する領域は正圧（例えば、２０ｋＰａ〜４０ｋＰａ）となっている。

また、こうした点で、本実施形態では、第１の供給流路８１、第２の供給流路８２及び第３の供給流路８３が、液体収容部３１に収容された液体を液体噴射部２０に供給する「供給流路」の一例に相当している。

図１に示すように、気泡排出部４０は、液体及び気泡（以下「気泡ｂｕ」ともいう。）を含む流体を貯留する貯留室４１と、圧力変化に応じて容積を変更させる加圧室４２と、を備えている。また、気泡排出部４０は、気体透過性を有する気体透過部４３と、気体透過部４３に貼付された押圧板４４と、圧力調整部６０（圧力室６１）と貯留室４１との連通態様を切り替える開閉弁４５と、開閉弁４５を揺動（回転）自在に支持する支持部材４６と、開閉弁４５を付勢する付勢部材４７と、を備えている。さらに、気泡排出部４０は、加圧室４２と連通する加圧流路４８と、加圧室４２を加圧する第２の加圧部４９と、を備えている。

気泡排出部４０には、貯留室４１に液体を流入させる流入口５１と、貯留室４１から液体を流出させる流出口５２と、貯留室４１に気泡ｂｕを導入させる導入口５３と、加圧室４２に空気を供給する供給口５４と、が設けられている。流入口５１は第１の供給流路８１の下流端と接続され、流出口５２は第２の供給流路８２の上流端と接続され、導入口５３は接続流路８４の一端と接続され、供給口５４は加圧流路４８の一端と接続されている。

貯留室４１は、貯留室４１の一部を構成する気体透過部４３が、貯留室４１の鉛直上方に設けられている。また、気体透過部４３は、可撓性（弾性）を有するフィルム状をなし、貯留室４１と加圧室４２とを区画している。さらに、気体透過部４３は、気液分離膜として機能させるために、液体の透過を抑制する一方で空気の透過を許容する材質で形成されている。

このため、気体透過部４３は、例えば、他のゴム材料と比較して、ガス透過性が高いシリコーンゴムで形成することが望ましい。また、シリコーンゴムは、耐水性・耐溶剤性が高いため、液体の一例としての水系インク・溶剤系インクを使用する場合において好適である。

開閉弁４５は、略Ｌ字状をなすレバー部材５５と、導入口５３を介した流体の流通を許容したり規制したりするシール部材５６と、を備えている。レバー部材５５は、シール部材５６が設けられた先端部とは反対側となる基端部が丸みを帯びるように加工されている。また、レバー部材５５及び押圧板４４は、気体透過部４３に比較して硬質な材料で形成されている。こうして、気体透過部４３とともに押圧版がレバー部材５５の基端部を押す方向に変位する場合には、レバー部材５５が押圧板４４と摺接しつつ支持部材４６によって支持された点を中心に揺動する。

付勢部材４７は、貯留室４１内において開閉弁４５を付勢することで、シール部材５６を導入口５３の開口を閉塞する方向に付勢している。こうして、シール部材５６は、貯留室４１側から導入口５３を閉塞することで、圧力調整部６０（圧力室６１）と貯留室４１との流体の流通を規制する。また、シール部材５６は、導入口５３を開放することで、圧力調整部６０（圧力室６１）と貯留室４１との流体の流通を許容する。

第２の加圧部４９は、加圧流路４８を介して加圧室４２に空気を供給することが可能な、例えば、チューブ式のポンプである。また、加圧流路４８において、供給口５４と連通する端部とは反対側の端部は大気と連通している。そして、第２の加圧部４９は、加圧室４２に空気を流入させて、同加圧室４２を加圧することで、気体透過部４３を加圧室４２の容積を増大させる方向（貯留室４１の容積を減少させる方向）に変位させる。この点で、本実施形態では、第２の加圧部４９が、加圧室４２を加圧することで気体透過部４３に外力を付与する「外力付与部」の一例に相当している。

図１に示すように、圧力調整部６０は、圧力調整部６０の外側の空間の圧力が大気圧とした場合、大気圧未満の圧力（負圧）で液体を貯留する圧力室６１と、大気圧以上の圧力（正圧）で液体を貯留する供給室６２と、を有している。また、圧力調整部６０は、可撓性（弾性）を有する可撓部６３と、圧力室６１と供給室６２との間で液体の流通を許容したり規制したりする弁体６４と、圧力室６１内において弁体６４及び可撓部６３を付勢する付勢部材６５と、を有している。

圧力調整部６０には、供給室６２に液体を流入させる流入口６６と、供給室６２と圧力室６１とを連通する連通流路６７と、圧力室６１から液体を流出させる流出口６８と、圧力室６１から気泡ｂｕを導出させる導出口６９と、が形成されている。流入口６６には第２の供給流路８２の下流端が接続され、流出口６８には第３の供給流路８３の上流端が接続され、導出口６９には接続流路８４の他端が接続されている。

また、圧力室６１において、流出口６８は鉛直下方に設けられる一方、導出口６９は鉛直上方に設けられている。この点で、接続流路８４は、供給流路のうち圧力室６１から液体噴射部２０までの流路部分（第３の供給流路８３）及び同圧力室６１を含む空間の鉛直上方と貯留室４１とを接続していると言える。また、圧力室６１は貯留室４１の鉛直下方に設けられ、第３の供給流路８３は圧力室６１の鉛直下方に設けられている。

可撓部６３は、フィルム状をなし、圧力室６１と外側の空間（大気）とを区画している。可撓部６３は、気体透過性が低く（ガスバリア性が高く）、耐水性・耐溶剤性が高い材質で形成することが望ましい。そして、可撓部６３は、圧力室６１と外側の空間（大気）との圧力差に応じて、圧力室６１の容積を増大及び減少させる方向に変位する。

弁体６４は、圧力室６１内で可撓部６３と接した状態で、圧力室６１及び供給室６２に亘って設けられている。そして、弁体６４は、可撓部６３の変位量に応じて、連通流路６７の供給室６２側の開口を開放したり閉塞したりすることで、供給室６２から圧力室６１への液体の流れを許容したり規制したりする。

付勢部材６５は、弁体６４が連通流路６７の供給室６２側の開口を閉塞するように、同弁体６４を供給室６２側から圧力室６１側に向かう方向に付勢している。また、付勢部材６５は、弁体６４を介して、圧力室６１の容積が増大する方向に可撓部６３を付勢している。このため、圧力室６１の外側の空間の圧力が大気圧の場合、圧力室６１及び圧力室６１と連通する領域の圧力は負圧（例えば、−１ｋＰａ±０．５ｋＰａ）とされる。なお、以降の説明では、弁体６４が連通流路６７の開口を閉塞しているときの圧力室６１の圧力を「基準圧力」という。

こうして、図１に示すように、本実施形態では、液体収容部３１に収容された液体は、第１の供給流路８１、貯留室４１、第２の供給流路８２、供給室６２、圧力室６１、第３の供給流路８３を介して、液体噴射部２０に供給される。このため、「供給流路」の一例としての第１の供給流路８１及び第２の供給流路８２は、液体収容部３１に収容された液体を、貯留室４１を介して圧力室６１に供給することとなる。

また、本実施形態では、圧力室６１と供給室６２とが弁体６４によって非連通とされているときには、第１の供給流路８１、貯留室４１、第２の供給流路８２及び供給室６２の内部の液体の圧力が正圧とされ、圧力室６１及び第３の供給流路８３の内部の液体の圧力が負圧とされる。

メンテナンス部７０は、有底箱状をなすキャップ７１を備えている。キャップ７１は、液体噴射部２０に対して相対的に移動することを可能としている。そして、キャップ７１は、ノズル形成面２２に当接することで、液体噴射部２０のノズル２１の開口を含む閉空間を形成する「キャッピング」を行う。キャッピングは、例えば、液体噴射装置１０の電源をオフにする場合等、長期間に亘って液体噴射部２０から液体を噴射しないような場合に、同液体噴射部２０のノズル２１から液体が蒸発することを抑制するために行われる。

次に、図２〜図４を参照して、本実施形態の液体噴射装置１０の作用について説明する。
さて、図２に示すように、液体噴射部２０のノズル２１から媒体Ｍに向かって液体が噴射されると、液体噴射部２０で消費された分の液体が、液体噴射部２０のノズル２１と連通する圧力室６１から供給される。その結果、圧力室６１の圧力が低下し、可撓部６３が圧力室６１の容積を減少させる方向に変位する。

そして、圧力室６１の圧力が基準圧力未満に低くなると、可撓部６３に押圧された弁体６４が、付勢部材６５を圧縮しつつ、連通流路６７を開放することで圧力室６１と供給室６２とが連通される。

ここで、供給室６２が基準圧力より高い圧力状態である一方で圧力室６１が基準圧力未満の圧力状態であるため、連通流路６７を介して供給室６２から圧力室６１に液体が流入する。

一方、圧力室６１においては、圧力室６１に流入する液体の流量（供給室６２から供給される流量）が、圧力室６１から流出する液体の流量（液体噴射部２０に供給される流量）を上回ると、圧力室６１の圧力が高くなり、可撓部６３が圧力室６１の容積を増大させる方向に変位する。そして、圧力室６１の圧力が基準圧力以上に高くなると、付勢部材６５の復元力が作用する弁体６４が、連通流路６７を閉塞することで圧力室６１と供給室６２とが連通しなくなる。

このように、圧力調整部６０は、圧力室６１の圧力が基準圧力未満の場合に液体収容部３１と液体噴射部２０との連通を許容することで、液体収容部３１から液体噴射部２０側への液体の供給を許容する。一方、圧力調整部６０は、圧力室６１の圧力が基準圧力以上となると液体収容部３１と液体噴射部２０との連通を規制することで、液体収容部３１から液体噴射部２０側への液体の供給を規制する。こうして、圧力調整部６０は、液体噴射部２０に供給する液体の圧力を調整する。なお、以降の説明では、液体収容部３１から液体噴射部２０に液体を供給する上記工程のことを「液体供給工程」とも言う。また、液体供給工程は、液体噴射部２０で液体が噴射（消費）されることにより行われるため、液体噴射工程と言うこともできる。

ところで、液体供給工程において、液体収容部３１から供給される液体には、気泡ｂｕが含まれる場合がある。一例として、液体収容部３１を交換する際に、液体収容部３１や第１の供給流路８１に気泡ｂｕが混入することがあり、同気泡ｂｕが液体とともに供給される場合がある。こうした場合、気泡ｂｕを含む液体が液体噴射部２０まで供給されると、液体の噴射不良が生じるおそれがある。

この点、上記実施形態によれば、圧力室６１において、気泡ｂｕが浮上する方向である鉛直上方とは反対方向である鉛直下方に、液体噴射部２０に連通する流出口６８が設けられているため、圧力室６１に流入した気泡ｂｕが液体噴射部２０に供給されにくい。

さらには、圧力室６１の鉛直上方に気泡排出部４０に連通する導出口６９が形成されているため、圧力室６１内に流入した気泡ｂｕは、圧力室６１内及び接続流路８４内を浮上して、気泡排出部４０のシール部材５６に閉塞された導入口５３の付近に留まることとなる（図２参照）。こうして、圧力室６１内に流入した気泡ｂｕは、圧力室６１の鉛直上方に位置し且つ液体噴射部２０に向かう液体の流れが生じない導入口５３の付近に留まるため、この気泡ｂｕが液体噴射部２０に供給されにくくなる。

そして、図３に示すように、開閉弁４５を閉弁状態から開弁状態に切り替えることで、接続流路８４を介して圧力室６１と貯留室４１とを連通させて、気泡ｂｕを貯留室４１に流入させる「気泡導入工程」を行う。詳しくは、気泡導入工程は、まず、第２の加圧部４９を駆動することで、加圧室４２を加圧して、気体透過部４３を貯留室４１の容積を減少させる方向に変位させる。そして、気体透過部４３とともに変位する押圧板４４によって、開閉弁４５のレバー部材５５を押圧させる。

すると、レバー部材５５は、支持部材４６に支持された点を中心に、付勢部材４７を圧縮させる方向に揺動し、開閉弁４５のシール部材５６が導入口５３を開放する。こうして、開閉弁４５は、接続流路８４を介して圧力室６１と貯留室４１とを非連通状態とする閉弁状態から、接続流路８４を介して圧力室６１と貯留室４１とを連通状態とする開弁状態に切り替わる。その結果、導入口５３の付近に留まっていた気泡ｂｕは、貯留室４１に導入されるとともに、貯留室４１において鉛直上方に設けられた気体透過部４３と接する位置まで貯留室４１内を浮上する。因みに、気泡導入工程は、例えば、液体供給工程を所定の期間継続した場合に行えばよい。

なお、気泡導入工程は、液体噴射部２０から液体が噴射されていないときに行われるため、開閉弁４５の閉弁状態から開弁状態への切り替えは、圧力調整部６０において供給室６２と圧力室６１とが連通していない状態で行われる。したがって、開閉弁４５が閉弁状態から開弁状態に切り替わる際には、正圧状態の貯留室４１から負圧状態の圧力室６１に液体が流れることとなる。

ここで、開閉弁４５を開弁状態に切り替えたときに、貯留室４１から圧力室６１に流れる液体の流速が速い場合には、同流速が遅い場合に比較して、導入口５３に留まっていた気泡ｂｕが貯留室４１に導入されにくい。言い換えれば、導入口５３の付近に留まっていた気泡ｂｕが、貯留室４１から圧力室６１に向かって流通する液体の流れに乗って下流側に流れやすい。

したがって、開閉弁４５を開弁状態に切り替えたときに、貯留室４１から圧力室６１へ液体の流れに抗して気泡ｂｕが浮上できるように、開閉弁４５を開弁状態に切り替えたときの貯留室４１から圧力室６１に流れる液体の流速は遅いことが望ましい。

このため、貯留室４１から圧力室６１に流れる液体の流速を遅くするために、導入口５３の断面積（流路断面積）を大きくすることが望ましい。詳しくは、開閉弁４５を開弁状態に切り替える際の貯留室４１と圧力室６１との圧力差や、貯留室４１の導入口５３の付近に留まる気泡ｂｕの大きさ等を考慮して、流路断面積をどの程度とすればよいかを決定することが望ましい。

また、気泡導入工程が行われる際に、正圧状態の貯留室４１から負圧状態の圧力室６１に流入する液体は、第３の供給流路８３を介して液体噴射部２０に供給され、同液体噴射部２０のノズル２１から流出することとなる。

このため、気泡導入工程において開閉弁４５を開弁状態に切り替える前に、液体噴射部２０をキャッピングすることが望ましい（図３参照）。これによれば、開閉弁４５を開弁状態に切り替えることで、ノズル２１から液体の流出が開始する前に、液体噴射部２０のノズル２１の開口を含む閉空間ＣＳが形成される。

そして、ノズル２１からの液体の流出量が増大するに連れて、閉空間ＣＳの圧力が次第に高くなり、ノズル２１から液体が流出しにくくなる。また、閉空間ＣＳの容積以上をノズル２１から流出させることができなくなるため、気泡導入工程における液体の消費量が、最大でも閉空間ＣＳの容積以下に抑制される。

また、気泡導入工程が行われる際に、第１の加圧部３２の駆動を継続していると、貯留室４１から圧力室６１に液体が流入しても、貯留室４１の正圧状態（加圧状態）に維持されることで、液体噴射部２０においてノズル２１から際限なく液体が流出する。そこで、気泡導入工程において、開閉弁４５を閉弁状態から開弁状態に切り替える前に、第１の加圧部３２による液体の加圧供給を停止させることが望ましい。

これによれば、開閉弁４５を開弁状態に切り替えた直後においては、貯留室４１から圧力室６１に液体が流入することとなるが、貯留室４１と圧力室６１との圧力差が次第に小さくなることで、貯留室４１から圧力室６１に流入する液体の流量が次第に少なくなる。こうして、第１の加圧部３２の駆動を継続する場合に比較して、気泡導入工程における液体の消費量の増大が抑制される。

そして、気泡導入工程が完了したら、開閉弁４５を閉弁状態に切り替えるとともに貯留室４１を加圧することで、貯留室４１から気泡ｂｕを排出させる「気泡排出工程」を行う。なお、気泡導入工程が完了したか否かの判断は、例えば、導入口５３の付近に留まっていた気泡ｂｕが貯留室４１に導入されたと予想できる時間を予め実験等で求めておき、その時間と開閉弁４５を開弁状態としてからの経過時間とを比較することで判断すればよい。

気泡排出工程は、まず、第２の加圧部４９の駆動を停止させるとともに、加圧室４２を大気開放させることによって、気体透過部４３を供給室６２の容積を増大させる方向に変位させる。すると、気体透過部４３に貼付された押圧板４４による開閉弁４５の押圧状態が解消され、付勢部材４７の復元力がレバー部材５５に作用する。その結果、レバー部材５５が、支持部材４６に支持された点を中心に、付勢部材４７が伸長する方向に揺動し、シール部材５６が導入口５３を閉塞する。

こうして、開閉弁４５が、接続流路８４を介して圧力室６１と貯留室４１とを連通状態とする開弁状態から、接続流路８４を介して圧力室６１と貯留室４１とを非連通状態とする閉弁状態に切り替わる。すなわち、開閉弁４５は、図１に示す状態となる。

続いて、図４に示すように、開閉弁４５を閉弁状態とした状態で、第１の加圧部３２を液体供給工程よりも強く駆動することで、液体収容部３１から貯留室４１に向かって液体を加圧供給する。すると、貯留室４１の圧力が高くなり、気体透過部４３が貯留室４１の容積を増大させる方向に変位する。

また、同状態においては、加圧された貯留室４１の圧力が大気開放された加圧室４２の圧力よりも高くなるので、気体透過部４３と接する位置に留まっている気泡ｂｕは、気体透過部４３を透過して、貯留室４１から加圧室４２に排出される。すなわち、貯留室４１に留まっている気泡ｂｕは、気体透過部４３を介して貯留室４１から脱泡される。こうした点で、本実施形態では、第１の加圧部３２が「加圧部」の一例に相当している。

なお、気泡排出工程においては、貯留室４１の圧力が高くなることで、貯留室４１と連通する供給室６２の圧力も高くなる。ところが、これによっては、圧力室６１の圧力が基準圧力未満になることはないため、供給室６２と圧力室６１とが連通流路６７を介して連通することはない。

そして、第１の加圧部３２を液体供給工程と同程度の駆動として、液体供給工程に移行させ、気泡ｂｕの排出が完了する。
上記実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。

（１）圧力室６１の鉛直上方に浮上させた気泡ｂｕを貯留室４１に導入させる気泡導入工程の後に、貯留室４１を加圧することで同貯留室４１から気体透過部４３を介して気泡ｂｕを排出（脱泡）させる気泡排出工程を行うこととした。これによれば、液体噴射部２０を介さずに圧力調整部６０から気泡ｂｕを排出することができる。

（２）液体収容部３１から液体噴射部２０に液体を供給する第１の加圧部３２を用いて貯留室４１を加圧することとしたため、貯留室４１を加圧するための構成を別途設ける必要がない。したがって、液体噴射装置１０の構成を簡略化することができる。

（３）貯留室４１を介さずに液体収容部３１から圧力室６１に液体を供給する場合には、貯留室４１に流入した液体が同貯留室４１内で滞留することで変質等するおそれがある。これに対し、上記実施形態では、貯留室４１を介して液体収容部３１に収容された液体を圧力室６１に供給するため、貯留室４１内で液体が滞留したり変質したりすることを抑制することができる。

（４）貯留室４１と加圧室４２とを区画する気体透過部４３の変位量に応じて、開閉弁４５の開弁状態及び閉弁状態を切り替え可能とするとともに、第２の加圧部４９による加圧室４２の加圧態様に応じて、気体透過部４３の変位量を変更可能とした。このため、第２の加圧部４９の駆動に応じて、開閉弁４５の状態を容易に切り替え操作することができる。

（５）気体透過部４３を貯留室４１の鉛直上方に設けたため、貯留室４１に流入した気泡ｂｕは、気体透過部４３に接する位置まで浮上することとなる。このため、貯留室４１を加圧する際に、気体透過部４３を介して気泡ｂｕを排出（脱泡）しやすくすることができる。

（６）開閉弁４５のシール部材５６が接続流路８４と連通する導入口５３を貯留室４１側から開閉するため、接続流路８４と圧力室６１とを連通させる導出口６９を圧力室６１側から開閉する場合と比較して、気泡ｂｕが貯留室４１の付近まで浮上した状態で、開閉弁４５を開弁状態に切り替えることができる。したがって、開閉弁４５を開弁状態としたときに、貯留室４１の付近まで浮上した気泡ｂｕを貯留室４１に導入しやすくすることができる。

（７）液体噴射部２０の鉛直上方に圧力室６１が設けられているため、液体供給工程において、液体噴射部２０や第３の供給流路８３に気泡ｂｕが流入した場合であっても、同気泡ｂｕを圧力室６１まで浮上させることができる。また、圧力室６１まで浮上した気泡ｂｕについては、接続流路８４を介して、気泡排出部４０の導入口５３まで浮上させることができる。

（８）供給室６２の鉛直上方に貯留室４１が設けられ、供給室６２と貯留室４１とを接続する第２の供給流路８２が供給室６２の鉛直上方に設けられた流入口６６に接続されているため、液体供給工程において、供給室６２や第２の供給流路８２に気泡ｂｕが流入した場合であっても、同気泡ｂｕを貯留室４１まで浮上させることができる。

（９）気泡導入工程において、開閉弁４５を閉弁状態から開弁状態に切り替える場合には、液体噴射部２０をキャッピングすることとした。これによれば、液体噴射部２０のノズル２１の開口を含む閉空間ＣＳが形成されるため、液体噴射部２０のノズル２１からの液体の流出量が増大するに連れて、閉空間ＣＳにおける圧力が次第に高くなり、液体噴射部２０のノズル２１から液体が流出し難くなる。すなわち、気泡導入工程における液体の消費量を少なくすることができる。

（１０）気泡導入工程において、開閉弁４５を閉弁状態から開弁状態に切り替える前に、第１の加圧部３２による液体の加圧供給を停止させることとした。これによれば、開閉弁４５を開弁状態に切り替えてからの時間経過に伴い、貯留室４１と圧力室６１との圧力差が次第に小さくなることで、貯留室４１から圧力室６１に流れる液体の流量が次第に少なくなる。したがって、第１の加圧部３２の駆動を継続する場合に比較して、気泡導入工程における液体の消費量を少なくすることができる。

なお、上記実施形態は、以下に示すように変更してもよい。
・上記実施形態における液体噴射装置１０は、図５に示すような液体噴射装置１０１であってもよい。

すなわち、図５に示すように、液体噴射装置１０１の気泡排出部４０１は、貯留室４１１と外側の空間（大気）とを区画する気体透過部４３１により形成される貯留室４１１を備えていればよい。この場合、圧力室６１と貯留室４１１とを連通状態とする開弁状態と、圧力室６１と貯留室４１１とを非連通状態とする閉弁状態とを切り替える開閉弁４５１は、例えば、一般的な仕切弁（二方弁）としてもよい。また、この開閉弁４５１は、図５に示すように、接続流路８４の途中に設けてもよいし、圧力室６１の導出口６９に設けてもよいし、貯留室４１１の導入口５３に設けてもよい。

図５に示す液体噴射装置１０によっても、上記実施形態の効果（１）〜（３），（５），（７）〜（１０）と同等の効果を得ることができる。
・上述したように、気泡導入工程において、開閉弁４５を閉弁状態から開弁状態に切り替える際に、導入口５３を介して貯留室４１から液体を流出する場合であっても、導入口５３を介して貯留室４１に気泡ｂｕを導入させるために、導入口５３の断面形状を図６に示すような形状としてもよい。ここで、図６は、液体及び気泡ｂｕの流通方向と交差（直交）する導入口５３１，５３２，５３３の断面形状を示している。

例えば、図６（ａ）に示すように、導入口５３１の断面形状は、矩形形状をなしていてもよい。この場合、流路壁面から遠い中心付近の領域Ａ１を液体が圧力室６１に向かって流通しやすくなる一方、流路壁面に近い隅付近の領域Ａ２を気泡ｂｕが貯留室４１に向かって浮上しやすくなる効果が期待できる。

・また、図６（ｂ）に示すように、導入口５３２の断面形状は、円形形状と同円形形状の円周上に複数の矩形形状を配置した形状をなしていてもよい。この場合にも、流路壁面から遠い中心付近の領域Ａ１を液体が圧力室６１に向かって流通しやすくなる一方、流路壁面に近い隅付近の領域Ａ２を気泡ｂｕが貯留室４１に向かって浮上しやすくなる効果が期待できる。

・また、図６（ｃ）に示すように、導入口５３３の断面形状は、矩形形状と同矩形形状の頂点に複数の矩形形状を配置した形状をなしていてもよい。この場合にも、流路壁面から遠い中心付近の領域Ａ１を液体が圧力室６１に向かって流通しやすくなる一方、流路壁面に近い隅付近の領域Ａ２を気泡ｂｕが貯留室４１に向かって浮上しやすくなる効果が期待できる。

・圧力室６１の鉛直下方に第３の供給流路８３及び液体噴射部２０を設けなくてもよい。例えば、圧力室６１、第３の供給流路８３及び液体噴射部２０は、鉛直方向において同一高さに配置してもよい。この場合、接続流路８４と接続される導出口６９は、圧力室６１及び第３の供給流路８３を含む空間のうち、最も鉛直上方に配置される天井面に形成することが望ましい。

・第１の供給流路８１の下流端を供給室６２に接続してもよい。すなわち、液体収容部３１に収容された液体を気泡排出部４０の貯留室４１を介さずに供給室６２に供給してもよい。なお、この場合、第１の加圧部３２は、供給室６２を加圧することで、同供給室６２と第２の供給流路８２を介して連通する貯留室４１を加圧することが可能である。

・液体噴射部２０のノズル２１における液体の噴射特性を良好に維持するために、第１の加圧部３２を駆動した状態で液体収容部３１から液体噴射部２０までを連通させることで、液体噴射部２０のノズル２１から液体を流出させる加圧クリーニングを行ってもよい。ここで、上記実施形態における気泡導入工程は、上記加圧クリーニングと合わせて行ってもよい。これによれば、気泡導入工程は、加圧クリーニングを兼ねることとなり、気泡導入工程において、液体噴射部２０から流出する液体を有効に活用することができる。

・開閉弁４５は、圧力室６１に設けてもよい。この場合、開閉弁４５のシール部材５６は、圧力室６１の導出口６９を圧力室６１側から開閉することとなる。
・気泡排出工程を行わなくてもよい。この場合でも、液体供給工程においては、貯留室４１が気体透過部４３を介して区画された加圧室４２よりも高圧となるため、気体透過部４３を介して貯留室４１に留まる気泡ｂｕを加圧室４２に排出（脱泡）することができる。

・液体供給工程と気泡排出工程とにおいて、液体の供給圧力は同一であってもよい。
・液体噴射装置１０の使用を開始する際には、液体が充填されていない気泡排出部４０、圧力調整部６０及び液体噴射部２０並びに第１の供給流路８１、第２の供給流路８２、第３の供給流路８３及び接続流路８４に対して、液体収容部３１に収容された液体を充填する初期充填が行われる。そこで、上記実施形態においては、第１の加圧部３２の駆動により、液体収容部３１に収容された液体を下流側に圧送することで、初期充填を行ってもよい。この場合、液体が充填されていない気泡排出部４０や第１の供給流路８１等に含まれる空気は、気体透過部４３を介して貯留室４１から加圧室４２に排出されることとなる。また、初期充填を行う場合には、圧力調整部６０の弁体６４が連通流路６７を開放する位置に配置されるように、可撓部６３を介して弁体６４が操作されることが望ましい。

・加圧室４２を液体で満たしてもよい。この場合、加圧室４２に満たされる液体は、液体収容部３１に収容される液体よりも、気泡ｂｕ（空気）が溶解しやすい液体であることが望ましい。

・貯留室４１の導入口５３は、貯留室４１側に向かうに連れて流路断面積が小さくなるようにしてもよい。これによれば、導入口５３の鉛直上方に気泡を留めやすくすることができる。

・気体透過部４３は、シリコーンゴム以外のゴム材料や樹脂材料で形成してもよい。例えば、多孔質ポリテトラフルオロエチレン樹脂または多孔質ポリオレフィン樹脂からなる支持層の片面側に、アモルファスフッ素樹脂被覆が形成された気体分離膜であってもよい。

・気体透過部４３は、貯留室４１における圧力変化によっては、変形しない程度の弾性を有する材料であってもよい。
・加圧室４２を設けずに、気体透過部４３をモーターに駆動連結されたカム部材で押圧することで、貯留室４１の容積が減少する方向に気体透過部４３を変位させてもよい。この場合、カム部材及びモーターが「外力付与部」の一例に相当することとなる。

・液体供給部３０から液体噴射部２０までの間に、気泡を捕捉するフィルターを設けてもよい。例えば、このようなフィルターは、貯留室４１の流入口５１、貯留室４１の流出口５２及び圧力室６１の流出口６８に設けてもよい。

・圧力室６１の外側の圧力を変更可能な空間を設け、その空間の圧力を変更することにより、弁体６４が連通流路６７の開口を閉塞している状態から開放する状態に切り替わるときの圧力室６１の圧力を変更してもよい。このようにすれば、圧力室６１の外側の空間の圧力を大気圧より高い圧力に変更することにより、弁体６４が、連通流路６７の開口を開放することで圧力室６１と供給室６２とが連通され、圧力室６１の圧力（基準圧力）を大気圧より高い圧力（正圧）にすることが可能となる。

・気泡排出部４０及び圧力調整部６０を、液体噴射部２０に一体的に形成してもよい。
・初期充填が行われる際に、液体が充填されていない液体噴射部２０等に含まれる空気を排出するための気体透過部を液体噴射部２０に別途設けてもよい。

・液体噴射装置１０は、液体噴射部２０が媒体Ｍの幅方向に往復移動しつつインクを噴射するシリアルプリンターであってもよいし、液体噴射部２０が媒体Ｍの幅全体と対応した長さを有し固定配置された状態でインクを噴射するラインプリンターとしてもよい。

・液体噴射部２０が噴射する液体はインクに限らず、例えば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などであってもよい。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して記録を行う構成にしてもよい。

・媒体Ｍは用紙に限らず、プラスチックフィルムや薄い板材などでもよいし、捺染装置などに用いられる布帛であってもよい。

１０，１０１…液体噴射装置、２０…液体噴射部、２１…ノズル、３１…液体収容部、３２…第１の加圧部（加圧部及び加圧供給部の一例）、４１，４１１…貯留室、４０…気泡排出部、４２…加圧室、４３，４３１…気体透過部、４５，４５１…開閉弁、４９…第２の加圧部（外力付与部の一例）、５３，５３１，５３２，５３３…導入口、５６…シール部材、６０…圧力調整部、６１…圧力室、６９…導出口、８１…第１の供給流路（供給流路の一例）、８２…第２の供給流路（供給流路の一例）、８３…第３の供給流路（供給流路の一例）、８４…接続流路、Ｍ…媒体。

Claims (7)

1. 液体を噴射可能な液体噴射部と、
   液体収容部に収容された液体を前記液体噴射部に供給する供給流路と、
   前記供給流路の途中に設けられた液体を貯留可能な圧力室を有し、前記圧力室の圧力が該圧力室の外側の圧力よりも小さな基準圧力未満の場合に前記液体収容部から前記液体噴射部側への液体の供給を許容する一方、前記圧力室の圧力が前記基準圧力以上の場合に前記液体収容部から前記液体噴射部側への液体の供給を規制する圧力調整部と、
   少なくとも一部が気体透過部により形成され、流体を貯留する貯留室と、
   前記供給流路のうち前記圧力室から前記液体噴射部までの流路部分及び該圧力室を含む空間の鉛直上方と前記貯留室とを接続する接続流路と、
   前記接続流路を介して前記空間と前記貯留室とを連通状態とする開弁状態と、前記接続流路を介して前記空間と前記貯留室とを非連通状態とする閉弁状態とを切り替え可能な開閉弁と、
   前記開閉弁が前記閉弁状態であるときに前記貯留室を加圧する加圧部と、を備える
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記加圧部は、前記液体収容部に収容された液体を前記液体噴射部に向けて加圧供給する加圧供給部である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記供給流路は、前記液体収容部に収容された液体を、前記貯留室を介して前記圧力室に供給する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記気体透過部に外力を付与する外力付与部をさらに備え、
   前記気体透過部は可撓性を有し、
   前記外力付与部が、前記貯留室の容積が減少する方向に前記気体透過部を変位させることで、前記開閉弁を前記閉弁状態から前記開弁状態に切り替える
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記貯留室と前記気体透過部を介して区画された加圧室をさらに備え、
   前記外力付与部は、前記加圧室を加圧することで前記気体透過部に外力を付与する
   ことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
6. 前記気体透過部は、前記貯留室の鉛直上方に設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
7. 前記開閉弁は、前記貯留室内に設けられ、前記接続流路と前記貯留室とを連通させる導入口を開閉可能なシール部材を有し、
   前記シール部材が前記導入口を閉塞することで前記開閉弁が前記閉弁状態とされ、前記シール部材が前記導入口を開放することで前記開閉弁が前記開弁状態とされる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。