JP2017077659A - 液体供給機構および液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サブタンクにインクを吸引するダイヤフラム式のポンプにおいて、ダイヤフラムが意図しない形状に変形するおそれを少なくすること。【解決手段】インクジェットプリンター１のインク供給機構１９は、インクカートリッジ９ａ〜９ｄからサブタンク１１ａ〜１１ｄにインクを吸引するダイヤフラムポンプユニット１２を備える。ダイヤフラムポンプユニット１２は、インク室２２の一端を封鎖するダイヤフラム５０を備える。ダイヤフラム５０は、上下方向Ｚへ移動してインク室２２の容積を増減させる移動部５３と、シリンダー２１に固定される取付部５２を備える。移動部５３の中央部は厚肉部５４であり、外周部は可撓性の薄肉部５５である。ダイヤフラム５０は上方＋Ｚに膨らみ難く、且つ、外周側に膨らみ難いので、インクの補給能力の低下やダイヤフラム５０の噛み込み状態が発生するおそれが少ない。【選択図】図５

Description

本発明は、ダイヤフラムの変形によって容積が増減するサブタンクを経由して液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給機構および液体吐出装置に関する。

インクジェットプリンターのインク供給機構としては、インクカートリッジなどのメインタンクと、インクジェットヘッドと共にキャリッジに搭載されるサブタンクとを備え、メインタンクからサブタンクにインクが補給され、印刷を行う際にはサブタンクからインクジェットヘッドにインクが供給されるものが知られている。特許文献１には、この種のインク供給機構（液体供給機構）を備えるインクジェットプリンター（液体吐出装置）が開示されている。

特許文献１のインク供給機構は、サブタンクの上部にダイヤフラム式のポンプが設けられている。このポンプは、サブタンクの上端を封鎖するダイヤフラムと、ダイヤフラムに連結されたピストンを備えており、揺動式のレバーを介してピストンを引き上げると、サブタンクの容積が拡張されて負圧状態となり、サブタンクにインクが吸引される。インクの補給後にレバーを解放してピストンを自由に動く状態にすると、加圧用のバネの押圧力によってピストンが押し下げられ、サブタンクの内部が加圧状態となる。従って、サブタンクからインクジェットヘッド側へインクを加圧供給することができる。

特開２０１２−１１１０９６号公報

特許文献１のインク供給機構は、ダイヤフラムに連結されたピストンを上下動させてサブタンクの容積を増減させるが、ダイヤフラムが意図しない形状に変形すると不都合が発生するおそれがある。例えば、インクの補給後に加圧用のバネの力でピストンが押し下げられると、加圧状態のインクによってピストンの外周側でダイヤフラムが上側に押圧される。このとき、ダイヤフラムが上側に膨らむと、その分だけピストンの高さが下がることになる。しかしながら、この種のポンプが１回の吸引動作によって吸引できるインク量は、ピストンの高低差に対応する量であるため、ピストンの高さが下がることは、１回の吸引動作によって吸引できるインク量が少なくなることを意味する。つまり、ダイヤフラムが上側に膨らむと、インクの補給能力にロスが生じるおそれがある。

また、加圧状態のインクによってダイヤフラムが外周側に膨らむなどして余分な撓みが生じると、ダイヤフラムが正常なロール形状にならず、撓んだ部分がピストンとシリンダーとの間に詰まる噛み込み状態となり、ピストンがロックするおそれがある。また、噛み込みによってダイヤフラムの寿命低下やインクの加圧不良が発生するおそれもある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、液体供給機構のサブタンクにインク等の液体を吸引するダイヤフラム式のポンプにおいてダイヤフラムが意図しない形状に変形するおそれを少なくすることにある。

上記の課題を解決するために、本発明の液体供給機構は、液体吐出ヘッドに液体を供給するサブタンクと、メインタンクから前記サブタンクに液体を吸引する液体補給機構と、を有し、前記液体補給機構は、前記サブタンクに設けられた液体収容室の一端を封鎖するダイヤフラムと、前記液体収容室の容積が減少する第１方向に前記ダイヤフラムを付勢する付勢部材と、前記液体収容室の容積が増大する第２方向に前記ダイヤフラムを引っ張る駆動部材と、を備え、前記ダイヤフラムは、前記第１方向および前記第２方向へ移動可能な移動部と、前記サブタンクに固定される取付部と、を備え、前記移動部は、可撓性の第１部分と、前記液体収容室が加圧状態になったときにその形状が保たれる第２部分と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ダイヤフラムの第１部分は可撓性であるが、ダイヤフラムの第２部分は、液体収容室が加圧状態になってもその形状を保つように構成されている。このようにすれば、ダイヤフラムが意図しない形状に変形するおそれを少なくすることができる。例えば、液体の補給によって液体収容室が加圧状態になったとき、ダイヤフラムが上側に膨らみ、その結果、ピストンの意図しない降下が引き起こされるおそれを少なくすることができる。また、ダイヤフラムが意図しない形状に撓んでピストンとサブタンクの側壁部との間に詰まる噛み込み状態が引き起こされるおそれを少なくすることができる。

本発明において、前記第２部分は、前記第１部分よりも厚い厚肉部であることが望ましい。このようにすると、単純な構成でダイヤフラムの変形防止を図ることができる。

本発明において、前記厚肉部は前記ダイヤフラムの中央部に設けられ、前記第１部分は、前記厚肉部の外周縁から前記第１方向に延びていることが望ましい。このようにすると、ダイヤフラムが第２方向に膨らみ難いため、ピストンの意図しない降下が引き起こされるおそれを少なくすることができる。また、ダイヤフラムが外周側に膨らみ難いので、ピストンとサブタンクの側壁部との間にダイヤフラムが詰まって噛み込み状態となるおそれを少なくすることができる。

本発明において、前記第２部分は、可撓性の膜部と、前記膜部を覆う形状保持部材と、を備える構成であってもよい。このようにすると、第１部分と第２部分の膜厚を変更することなく、形状保持部材を追加するだけで第２部分の形状を保つことができる。

本発明において、前記ダイヤフラムの中央部を前記液体収容室の内側から支持する支持部材を備え、前記第２部分は前記支持部材の表面に沿って延在し、前記支持部材の外周縁と前記サブタンクの内周面との間には、前記第１方向に凸となる形状に弛んだ前記第１部分を収容する隙間が設けられていることが望ましい。このような支持部材を用いることにより、ダイヤフラムの形状を安定させることができ、意図した形状に変形しやすくすることができる。

本発明において、前記液体補給機構は、前記ダイヤフラムに連結されたピストンと、前記ピストンと前記駆動部材とを連結する弾性変形部材と、を備え、前記付勢部材は、前記ピストンを介して前記ダイヤフラムを前記第１方向に付勢する加圧バネであり、前記駆動部材は、前記ピストンおよび前記弾性変形部材を介して前記ダイヤフラムを第２方向に引っ張る所定の揺動方向およびその逆方向に揺動可能に支持されたレバーであることが望ましい。このようにすると、レバーを駆動することによってサブタンクへの液体の補給を行うことができる。また、レバーを自由にすれば、加圧バネの付勢力によって液体吐出ヘッド側へ液体を加圧供給することができる。

本発明において、前記液体補給機構は、モーターと、前記モーターの出力回転に基づいて前記レバーを前記所定の揺動方向に押圧する押圧機構と、を備えることが望ましい。このようにすると、モーターを駆動することにより、必要なタイミングで適宜、サブタンクへの液体の補給を行うことができる。

次に、本発明の液体吐出装置は、上記の液体供給機構と、前記液体供給機構から供給された液体を吐出する液体吐出ヘッドと、を備えることを特徴とする。

インクジェットプリンターの概略構成を示す説明図である。 インクジェットプリンターのインク供給系を模式的に示す説明図である。 サブタンク、ダイヤフラムポンプユニット、およびダンパーユニットの斜視図である。 サブタンクおよびダイヤフラムポンプユニットの平面図である。 サブタンクおよびダイヤフラムポンプユニットの要部の断面構成を示す説明図（図４のＸ−Ｘ断面図）である。 ダイヤフラムの説明図である。 ダイヤフラムポンプユニットの動作説明図である。 変形例のダイヤフラムの説明図である。 変形例のダイヤフラムを用いたダイヤフラムポンプユニットの動作説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した液体吐出装置およびその液体供給機構の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る液体吐出装置および液体供給機構は、本発明をインクジェットヘッドからインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンターおよびそのインク供給機構に適用したものである。

（インクジェットプリンター）
図１はインクジェットプリンターの概略構成を示す説明図である。インクジェットプリンター１（以下、プリンター１という）は、複数種類のカラーインクを用いてロール紙から繰り出される長尺状の記録紙に印刷を行う。プリンター１は、全体として直方体状のプリンターケース２を備える。プリンターケース２の前面には記録紙排出口３が形成され、プリンターケース２内のプリンター後端寄りの位置にはロール紙装填部４が設けられている。ロール紙装填部４に装填されたロール紙から引き出された記録紙は、記録紙排出口３のすぐ後方に設けられたプラテン５の表面を経由する記録紙搬送経路に沿って水平に搬送される。

プラテン５の上方には、キャリッジ６およびこれに搭載されたインクジェットヘッド７（液体吐出ヘッド）が配置される。キャリッジ６は、図示しないキャリッジガイド機構によって上下方向に移動可能に支持される。インクジェットヘッド７は、キャリッジ６の上下動に基づき、プラテン５の表面を通過する記録紙との間に所定のギャップが形成された印刷位置、および、当該印刷位置の上方に退避した退避位置に移動可能である。プリンター１は、不図示の記録紙搬送機構によってロール紙から繰り出した記録紙をプラテン５の表面に沿って搬送し、この搬送動作と連動してインクジェットヘッド７からインクを吐出することにより、記録紙への印刷を行う。

プラテン５の下方にはインクカートリッジ装着部８が設けられている。インクカートリッジ装着部８には、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクのそれぞれを貯留するインクカートリッジ９ａ〜９ｄ（メインタンク）が装着される。インクカートリッジ装着部８にインクカートリッジ９ａ〜９ｄを装着すると、インクカートリッジ装着部８の最奥部に設けられた図示しないインク供給針が、各インクカートリッジ９ａ〜９ｄの後端に設けられた図示しないインク供給口に挿入される。これにより、インクジェットヘッド７にインクを供給するためのインク供給路１０（図２参照）の上流端に各インクカートリッジ９ａ〜９ｄが接続される。

キャリッジ６およびインクジェットヘッド７の後方側には、ダイヤフラムポンプユニット１２が配置される。ダイヤフラムポンプユニット１２は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクのそれぞれを貯留するサブタンク１１ａ〜１１ｄを備える。また、インクジェットヘッド７の上方には、圧力調整室１３ａ〜１３ｄが設けられたダンパーユニット１４が配置される。

図２はインクジェットプリンター１のインク供給系を模式的に示す説明図である。インク供給路１０の上流側部分は、インクカートリッジ９ａ〜９ｄとサブタンク１１ａ〜１１ｄとを接続する４系統のインク流路１５ａ〜１５ｄによって構成される。インクカートリッジ９ａ〜９ｄ内のインクは、後述するダイヤフラムポンプユニット１２のインク吸引動作により、インク流路１５ａ〜１５ｄを通って各サブタンク１１ａ〜１１ｄ内に吸引される。そして、インクジェットヘッド７側に送り出されるまでは、一旦各サブタンク１１ａ〜１１ｄ内に貯留される。一方、インク供給路１０の下流側部分は、サブタンク１１ａ〜１１ｄとヘッド内流路７ａ〜７ｄとを接続する４系統のインク流路１６ａ〜１６ｄによって構成される。

インク流路１６ａ〜１６ｄにはダンパーユニット１４が設けられ、ダンパーユニット１４の上流側に逆止弁１７が設けられる。また、インク流路１６ａ〜１６ｄには、インクジェットヘッド７の上流側にもう１つの逆止弁１８が設けられる。各サブタンク１１ａ〜１１ｄに貯留されたインクは、逆止弁１７を通ってダンパーユニット１４の圧力調整室１３ａ〜１３ｄに供給され、ここからもう１つの逆止弁１８を通ってインクジェットヘッド７のヘッド内流路７ａ〜７ｄに供給される。ダイヤフラムポンプユニット１２およびダンパーユニット１４、ならびに、これらを経由するインク流路に設けられた逆止弁１７、１８により、インクカートリッジ９ａ〜９ｄ内のインクをインクジェットヘッド７に供給するためのインク供給機構１９（液体供給機構）が構成される。

（ダイヤフラムポンプユニット）
図３はダイヤフラムポンプユニット１２およびダンパーユニット１４の斜視図である。また、図４はダイヤフラムポンプユニット１２の平面図であり、図５はダイヤフラムポンプユニット１２の要部の断面構成を示す説明図（図４のＸ−Ｘ断面図）である。図３に示すように、ダイヤフラムポンプユニット１２は、各サブタンク１１ａ〜１１ｄの上部に設けられたインク吸引機構２０（液体補給機構）と、サブタンク１１ａ〜１１ｄに隣接する位置に付設された駆動機構３０（液体補給機構）を備える。インク吸引機構２０は、インクカートリッジ９ａ〜９ｄからサブタンク１１ａ〜１１ｄにインクを吸引するための機構であり、駆動機構３０は、インク吸引機構２０を駆動するための機構である。

図５に示すように、サブタンク１１ａ（１１ｂ〜１１ｄ）は、上下方向Ｚに延びる筒状のシリンダー２１を備える。シリンダー２１の底部にはインク室２２（液体収容室）が設けられている。シリンダー２１には、インク室２２の上端を封鎖するようにダイヤフラム５０が取り付けられる。ダイヤフラム５０には円板状の支持部材２３が取り付けられる。支持部材２３は、ダイヤフラム５０の筒状部５１を中心とした円形領域である中央部をインク室２２の内側から支持する。支持部材２３の中央に形成された突出部２３ａは、ダイヤフラム５０の中央に設けられた筒状部５１から上方＋Ｚに突出する。ダイヤフラム５０の上方＋Ｚには、シリンダー２１内を下方−Ｚ（第１方向）および上方＋Ｚ（第２方向）に移動可能なピストン２４が配置される。ピストン２４は、支持部材２３の突出部２３ａを介してダイヤフラム５０と連結される。

インク吸引機構２０は、ダイヤフラム５０および支持部材２３と、ピストン２４と、ピストン２４の上部に取り付けられたコイルバネ２５（弾性変形部材）と、コイルバネ２５の上方からシリンダー２１の側方にＬ字型に屈曲して延びる吸引用レバー２６（レバー／駆動部材）とを備える。吸引用レバー２６は、シリンダー２１よりもプリンター後方側に位置し、且つ、シリンダー２１よりも上方＋Ｚに位置する支軸２７を中心に揺動可能に支持される。吸引用レバー２６は、支軸２７からシリンダー２１の上方＋Ｚに向かって横向きに延びる第１腕部２６ａと、支軸２７から下向きに延びる第２腕部２６ｂとを備える。第１腕部２６ａの先端にはフックが形成され、このフックにコイルバネ２５の上端が係止される。また、第２腕部２６ｂの先端部分２６ｃは、シリンダー２１とは反対側に突出する。

吸引用レバー２６は、後述する駆動機構３０の動作により、第１腕部２６ａが上昇する揺動方向Ａ（所定の揺動方向）に揺動させられる。吸引用レバー２６は、図５において実線で示す下降位置Ｄ１と、破線で示す上昇位置Ｄ２との間を揺動する。第１腕部２６ａが上昇すると、第１腕部２６ａに連結されたピストン２４が上方＋Ｚに移動してコイルバネ２５を伸張させるので、当該コイルバネ２５の弾性復帰力により、ピストン２４および支持部材２３を介してダイヤフラム５０が上方＋Ｚ（第２方向）に引っ張られる。この結果、インク室２２の容積が増加してインク室２２内が負圧状態になり、インクカートリッジ９ａ（９ｂ〜９ｄ）からインクが吸引されてインク室２２内に補給される。なお、このとき、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）に連通するインク流路１６ａ（１６ｂ〜１６ｄ）には逆止弁１７が設けられているため、インク補給動作の間は、圧力調整室１３ａ（１３ｂ〜１３ｄ）からのインクの逆流が阻止される。

図４に示すように、サブタンク１１ａ〜１１ｄは一列に配列され、各サブタンク１１ａ〜１１ｄの上部に設けられた４組のインク吸引機構２０も同様に一列に配列される。駆動機構３０は、同一方向に延びる４本の第２腕部２６ｂの先端部分と対峙する位置に配置された押圧レバー３１を備える。押圧レバー３１は、その上端に沿って延びる支軸３２を中心に揺動可能に支持される。また、駆動機構３０は、押圧レバー３１の下方に配置された円盤状の歯車３３と、歯車３３の外周寄りの部分に取り付けられたローラー３４を備える。歯車３３に隣り合う位置には、モーター３５の出力軸に連結されたウォーム３６およびこれに噛み合うウォームホイール３７が配置され、ウォームホイール３７は歯車３３と噛み合う。押圧レバー３１、支軸３２、歯車３３、ウォーム３６、ウォームホイール３７等は、モーター３５の出力回転に基づいて吸引用レバー２６の第２腕部２６ｂを押圧するための押圧機構３８を構成する。

歯車３３には、モーター３５の出力回転がウォーム３６およびウォームホイール３７を介して所定の減速比で伝達される。歯車３３が回転すると、その外周縁に配置されたローラー３４が円弧状の軌道に沿って移動する。モーター３５は、歯車３３の回転位置を検出するセンサー３９の出力に基づいて駆動される。これにより、ローラー３４は、吸引用レバー２６に最も接近した駆動位置Ｃ１と、この駆動位置Ｃ１から時計周りに９０度回転した退避位置Ｃ２との間を移動する。

ローラー３４は、退避位置Ｃ２から駆動位置Ｃ１に移動するとき、押圧レバー３１の下端３１ａを第２腕部２６ｂの側（図５の矢印Ｂ方向）に移動させる。その結果、押圧レバー３１によって第２腕部２６ｂの先端部分２６ｃがシリンダー２１側に押圧され、吸引用レバー２６が揺動方向Ａに強制的に揺動する。ローラー３４を駆動位置Ｃ１に保持すると、押圧レバー３１を介して、第１腕部２６ａが最も高い位置に上昇した位置で保持される。上述したように、第１腕部２６ａが上昇すると、コイルバネ２５およびピストン２４を介してダイヤフラム５０が上方＋Ｚ（第２方向）に引っ張られてインク室２２内が負圧状態になるので、インク室２２へのインク補給が行われる。

ダイヤフラムポンプユニット１２は、各ピストン２４の上部に取り付けられた加圧バネ２８（付勢部材）を備える。加圧バネ２８は、コイルバネ２５の外周側に取り付けられ、ピストン２４を介してダイヤフラム５０を下方−Ｚ（第１方向）に付勢する。インク室２２へのインク補給が終了したタイミングでローラー３４を退避位置Ｃ２に戻すと、吸引用レバー２６の保持状態が解除されて揺動可能となる。その結果、ピストン２４が下降可能となるので、ピストン２４を介してダイヤフラム５０が押し下げられ、加圧バネ２８の加圧力とダイヤフラム５０に加わるインク圧とが釣り合う位置までダイヤフラム５０が下降する。

すなわち、吸引用レバー２６の保持状態が解除されると、コイルバネ２５による上向きの付勢力が徐々に減少するのに伴い、所定の時点で加圧バネ２８の加圧力によってダイヤフラム５０が下向きに付勢された状態に転じる。その結果、ダイヤフラム５０が下降するので、サブタンク１１ａ〜１１ｄ内に吸引されたインクが、ダイヤフラム５０の下降によって減少する容積分だけインク流路１６ａ〜１６ｄへ押し出され、逆止弁１７を通ってダンパーユニット１４の圧力調整室１３ａ〜１３ｄに供給される。

圧力調整室１３ａ〜１３ｄは、所定の容積の凹部の上端をダイヤフラムによって封鎖した構造であり、ダイヤフラムは圧力調整用バネによって付勢される。サブタンク１１ａ〜１１ｄ内のインクは、圧力調整室１３ａ〜１３ｄを経由してインクジェットヘッド７に供給される。ダンパーユニット１４は、圧力調整用バネの弾性復帰力により、圧力調整室１３ａ〜１３ｄの上流側におけるインク圧の急激な変動を緩和することができる。

インク吸引機構２０および駆動機構３０の動作によってサブタンク１１ａ〜１１ｄが負圧状態となり、サブタンク１１ａ〜１１ｄへのインク補給が行われている間は、サブタンク１１ａ〜１１ｄからはインクが供給されない。しかしながら、この間にインクジェットヘッド７側でインクが消費されると、ヘッド内流路７ａ〜７ｄ側の負圧に応じて、圧力調整室１３ａ〜１３ｄのダイヤフラムおよび圧力調整用バネが変位して、圧力調整室１３ａ〜１３ｄのインクがヘッド内流路７ａ〜７ｄ側へ流出する。つまり、本実施形態では、サブタンク１１ａ〜１１ｄからのインク補給がなくても、圧力調整室１３ａ〜１３ｄからのインク供給により、しばらくの間はインクジェットヘッド７のインク吐出動作を継続することができる。圧力調整室１３ａ〜１３ｄの容積は、インク補給中に圧力調整室１３ａ〜１３ｄ内のインクを使い切ってしまうことがないように設定されている。

（ダイヤフラム）
図６はダイヤフラム５０の説明図であり、サブタンク１１ａ〜１１ｄの側壁部を構成するシリンダー２１からダイヤフラム５０を取り外した状態を示す。図６（ａ）はダイヤフラム５０の斜視図であり、図６（ｂ）はダイヤフラム５０の断面図である。ダイヤフラム５０は樹脂製であり、シリンダー２１に固定される取付部５２と、上方＋Ｚおよび下方−Ｚに移動してインク室２２の容積を増減させる移動部５３と、を備える。図５に示すように、シリンダー２１はインク室２２の上端の位置で上部シリンダー２１ａと下部シリンダー２１ｂに分割される。取付部５２はダイヤフラム５０の外周縁に沿って全周に設けられた厚肉部であり、上部シリンダー２１ａの下端面と下部シリンダー２１ｂの上端面との間に嵌め込まれている。

移動部５３は、ダイヤフラム５０の中央部に設けられた円形の厚肉部５４（第２部分）と、厚肉部５４の外周側に設けられた薄肉部５５（第１部分）とを備えており、薄肉部５５の外周縁に取付部５２が設けられている。厚肉部５４の中央には、支持部材２３の突出部２３ａを取り付けるための筒状部５１が設けられている。薄肉部５５は可撓性の膜状であり、厚肉部５４は薄肉部５５よりも厚く形成されている。厚肉部５４の厚さは、加圧バネ２８の加圧力によってインク室２２が加圧状態になったとしても、インク圧によって厚肉部５４が上方＋Ｚに膨らまずに平坦な形状を保つことができる程度の厚さに設定されている。

図５に示すように、ダイヤフラム５０をシリンダー２１に取り付けた状態では、厚肉部５４は支持部材２３の表面に沿って径方向に延在し、薄肉部５５は支持部材２３の外周側で下方−Ｚに凸となる形状に撓んでいる。支持部材２３の外周縁と下部シリンダー２１ｂの内周面（すなわち、インク室２２の内周面）との間には、下方−Ｚに凸となる形状に撓んだ状態の薄肉部５５を収容する隙間が設けられている。薄肉部５５は、径方向に広がる厚肉部５４の外周縁に対して屈曲した形状に繋がっており、厚肉部５４の外周縁から下方−Ｚ（第１方向）に延びている。また、薄肉部５５は、シリンダー２１に嵌め込まれた取付部５２に対して屈曲した形状に繋がっており、取付部５２から下方−Ｚ（第１方向）に延びている。つまり、ダイヤフラム５０は、取付部５２および厚肉部５４から薄肉部５５が延びる方向が上向きまたは径方向外側を向く方向になりにくいように構成されている。

図７はダイヤフラムポンプユニット１２の動作説明図である。図７（ａ）はインク補給動作によってダイヤフラム５０を引き上げた状態を示し、図７（ｂ）はインクの補給直後の状態を示す。また、図７（ｃ）はインクの供給によってインク室２２が空になった状態を示す。ダイヤフラムポンプユニット１２によるインク補給動作を行うと、上述したようにピストン２４、支持部材２３等を介してダイヤフラム５０が上方＋Ｚに引っ張られる。ダイヤフラム５０は、ピストン２４が図示しない当接部に当接する位置まで引き上げられる。図７（ａ）はこの状態を示す。インクの補給中は、インク室２２は負圧状態であるため、ダイヤフラム５０は支持部材２３の表面に張り付いている。

インクの補給直後には、上述したように吸引用レバー２６の保持状態が解除されるので、ピストン２４およびダイヤフラム５０は下降可能となる。ダイヤフラム５０は、ピストン２４を介して加圧バネ２８によって下方−Ｚに付勢されるので、図７（ｂ）に示すように、インク圧と加圧力とが釣り合う位置まで下降する。これにより、インク室２２が加圧状態になり、インクの加圧供給が可能になる。本形態では、上述したようにダイヤフラム５０の厚肉部５４はインクが加圧状態になっても上方＋Ｚに膨らむことのない厚さであり、薄肉部５５についても上方＋Ｚや径方向外側には膨らみにくい。従って、インク室２２が負圧状態から加圧状態に転じたとき、ダイヤフラム５０が意図しない形状に変形するおそれが少ない。

インクが加圧供給されている間、厚肉部５４の形状は支持部材２３に沿った形状に保たれる。また、薄肉部５５も下方−Ｚに凸となる状態を保ったままピストン２４の下降に応じて変形する。図７（ｃ）に示すように、インク室２２が空になると、支持部材２３はインク室２２の底部まで下降する。

（作用効果）
以上のように、本形態のインク供給機構１９は、インクカートリッジ９ａ〜９ｄからサブタンク１１ａ〜１１ｄにインクを吸引するためのダイヤフラムポンプユニット１２を備えており、ダイヤフラムポンプユニット１２のインク吸引機構２０は、インク室２２の一端を封鎖するダイヤフラム５０を備える。そして、ダイヤフラム５０は、上方＋Ｚおよび下方−Ｚへ移動してインク室２２の容積を増減させる移動部５３と、シリンダー２１に固定される取付部５２と、を備えており、移動部５３の一部（薄肉部５５）は可撓性であるとともに、移動部５３の厚肉部５４は、インク室２２が加圧状態になったとしてもその形状を保つように構成されている。従って、ダイヤフラム５０が意図しない形状に変形するおそれが少なく、意図しない変形による不都合が発生するおそれが少ない。例えば、ダイヤフラム５０が上側に膨らむことがないので、ピストン２４の降下によって１回のインク補給動作によるインクの吸引量が少なくなることを回避できる。また、ダイヤフラム５０が径方向外側や上側に撓んでしまい、その状態で下降することによってピストン２４とシリンダー２１との間にダイヤフラム５０が詰まって噛み込み状態が引き起こされるおそれが少ない。

本形態によれば、ダイヤフラム５０の一部を厚肉状にすることで変形防止を図っている。また、厚肉部５４および取付部５２から薄肉部５５が延びる方向を下向きにすることによって、薄肉部５５を上方＋Ｚや外周側へ膨らみにくくしている。従って、単純な構成でありながら、インクの補給能力の低下やダイヤフラム５０の噛み込み状態が発生するおそれを少なくすることができる。

本形態によれば、ダイヤフラム５０はインク室２２の内側から支持部材２３によって支持される。このような支持部材２３を設けると、ダイヤフラム５０が支持部材２３に沿った形状を保つため、ダイヤフラム５０の形状を安定させることができる。

本形態によれば、ダイヤフラム５０はピストン２４を介して加圧バネ２８によって下方−Ｚに付勢され、モーター３５によって駆動される吸引用レバー２６によって上方＋Ｚに引っ張られる。従って、モーター３５の駆動を制御することにより、必要なタイミングで適宜、インクの補給を行うことができる。また、加圧バネ２８の加圧力によってインクを加圧供給することができる。

（変形例）
図８は変形例のダイヤフラム１５０の説明図であり、図８（ａ）はダイヤフラム１５０の斜視図、図６（ｂ）はダイヤフラム１５０の断面図である。上記形態のダイヤフラム５０は、移動部５３の一部を厚肉状にすることによって当該部分を変形しにくくしていたが、変形例では、樹脂製の膜部に形状保持部材１５７を付加することによってダイヤフラム１５０の変形防止を図っている。以下、上記形態のダイヤフラム５０と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみ異なる符号を付して説明する。変形例のダイヤフラム１５０は、シリンダー２１に固定される取付部１５２と、上方＋Ｚおよび下方−Ｚに移動可能な移動部１５３を備える。

移動部１５３は、可撓性の膜部１５６と、膜部１５６の内周側の部分を上方＋Ｚから覆うように取り付けられた形状保持部材１５７を備える。膜部１５６は上記形態の薄肉部５５と同一の厚さであり、その中央には筒状部５１が設けられている。形状保持部材１５７は、筒状部５１を囲んで径方向に環状に広がる環状部１５８と、環状部１５８の外周縁を下方−Ｚに湾曲させた縁部１５９を備える。つまり、変形例の移動部１５３の内周部分は、膜部１５６を形状保持部材１５７で覆った２重構造の第２部分１５４となっている。また、第２部分１５４の外周側は、膜部１５６のみによって構成される第１部分１５５となっている。

図９は変形例のダイヤフラム１５０を用いたダイヤフラムポンプユニット１１２の動作説明図である。図９（ａ）はインク補給動作によってダイヤフラム１５０を引き上げた状態を示し、図９（ｂ）はインクの補給直後の状態を示す。また、図９（ｃ）はインクの供給によってインク室２２が空になった状態を示す。図９（ａ）に示すように、変形例のダイヤフラム１５０の第２部分１５４は支持部材１２３によって下側から支持される。形状保持部材１５７は、環状部１５８が支持部材１２３の上面に沿って径方向に延在し、縁部１５９は支持部材１２３の外周縁に沿って下側に湾曲している。膜部１５６の内周部分は、形状保持部材１５７と支持部材１２３との隙間に沿って延在し、形状保持部材１５７の縁部１５９の下端から下方−Ｚに延びている。

変形例のダイヤフラム１５０は、このように、第２部分１５４が形状保持部材１５７を備えているので、インク補給動作によってインク室２２が加圧状態になったとしても、第２部分１５４の変形が規制されてその形状を保つことができる。従って、上記形態と同様に、ダイヤフラム１５０が上方や径方向外側に膨らむことによるインクの吸引量の低下や、ダイヤフラム１５０の噛み込み状態が引き起こされるおそれが少ない。

（他の実施形態）
上記実施形態は、本発明をインクジェットプリンター１およびそのインクジェットヘッド７にインクを供給するためのインク供給機構１９に適用した例であったが、本発明は、インク以外の液体を吐出する他の液体吐出装置および液体供給機構にも適用できる。例えば、試薬溶液や液状の試料などを液体吐出ヘッドから吐出するための液体吐出装置、液状塗料や液状材料を液体吐出ヘッドから吐出して印刷により塗布するための液体吐出装置、などにも適用可能である。

１…インクジェットプリンター（プリンター／液体吐出装置）、２…プリンターケース、３…記録紙排出口、４…ロール紙装填部、５…プラテン、６…キャリッジ、７…インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）、７ａ…ヘッド内流路、８…インクカートリッジ装着部、９ａ〜９ｄ…インクカートリッジ（メインタンク）、１０…インク供給路、１１ａ〜１１ｄ…サブタンク、１２…ダイヤフラムポンプユニット、１３ａ〜１３ｄ…圧力調整室、１４…ダンパーユニット、１５ａ〜１５ｄ…インク流路、１６ａ〜１６ｄ…インク流路、１７…逆止弁、１８…逆止弁、１９…インク供給機構（液体供給機構）、２０…インク吸引機構（液体補給機構）、２１…シリンダー、２１ａ…上部シリンダー、２１ｂ…下部シリンダー、２２…インク室（液体収容室）、２３…支持部材、２３ａ…突出部、２４…ピストン、２５…コイルバネ（弾性変形部材）、２６…吸引用レバー（レバー／駆動部材）、２６ａ…腕部、２６ｂ…腕部、２６ｃ…先端部分、２７…支軸、２８…加圧バネ（付勢部材）、３０…駆動機構（液体補給機構）、３１…押圧レバー、３１ａ…下端、３２…支軸、３３…歯車、３４…ローラー、３５…モーター、３６…ウォーム、３７…ウォームホイール、３８…押圧機構、３９…センサー、５０…ダイヤフラム、５１…筒状部、５２…取付部、５３…移動部、５４…厚肉部（第２部分）、５５…薄肉部（第１部分）、１１２…ダイヤフラムポンプユニット、１２３…支持部材、１５０…ダイヤフラム、１５２…取付部、１５３…移動部、１５４…第１部分、１５５…第２部分、１５６…膜部、１５７…形状保持部材、１５８…環状部、１５９…縁部、Ａ…揺動方向、Ｃ１…駆動位置、Ｃ２…退避位置、Ｄ１…下降位置、Ｄ２…上昇位置、Ｚ…上下方向、＋Ｚ…上方（第２方向）、−Ｚ…下方（第１方向）。

Claims (8)

1. 液体吐出ヘッドに液体を供給するサブタンクと、
   メインタンクから前記サブタンクに液体を吸引する液体補給機構と、を有し、
   前記液体補給機構は、
   前記サブタンクに設けられた液体収容室の一端を封鎖するダイヤフラムと、
   前記液体収容室の容積が減少する第１方向に前記ダイヤフラムを付勢する付勢部材と、
   前記液体収容室の容積が増大する第２方向に前記ダイヤフラムを引っ張る駆動部材と、を備え、
   前記ダイヤフラムは、前記第１方向および前記第２方向へ移動可能な移動部と、前記サブタンクに固定される取付部と、を備え、
   前記移動部は、可撓性の第１部分と、前記液体収容室が加圧状態になったときにその形状が保たれる第２部分と、を備えることを特徴とする液体供給機構。
2. 前記第２部分は、前記第１部分よりも厚い厚肉部であることを特徴とする請求項１に記載の液体供給機構。
3. 前記厚肉部は前記ダイヤフラムの中央部に設けられ、
   前記第１部分は、前記厚肉部の外周縁から前記第１方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載の液体供給機構。
4. 前記第２部分は、可撓性の膜部と、前記膜部を覆う形状保持部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体供給機構。
5. 前記ダイヤフラムの中央部を前記液体収容室の内側から支持する支持部材を備え、
   前記第２部分は前記支持部材の表面に沿って延在し、
   前記支持部材の外周縁と前記サブタンクの内周面との間には、前記第１方向に凸となる形状に弛んだ前記第１部分を収容する隙間が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の液体供給機構。
6. 前記液体補給機構は、
   前記ダイヤフラムに連結されたピストンと、
   前記ピストンと前記駆動部材とを連結する弾性変形部材と、を備え、
   前記付勢部材は、前記ピストンを介して前記ダイヤフラムを前記第１方向に付勢する加圧バネであり、
   前記駆動部材は、前記ピストンおよび前記弾性変形部材を介して前記ダイヤフラムを第２方向に引っ張る所定の揺動方向およびその逆方向に揺動可能に支持されたレバーであることを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に記載の液体供給機構。
7. 前記液体補給機構は、
   モーターと、前記モーターの出力回転に基づいて前記レバーを前記所定の揺動方向に押圧する押圧機構と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の液体供給機構。
8. 請求項１から７のいずれかの項に記載の液体供給機構と、
   前記液体供給機構から供給された液体を吐出する液体吐出ヘッドと、を備えることを特徴とする液体吐出装置。

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