JP2023136537A - 液体貯留体、液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法 - Google Patents

液体貯留体、液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】液体を充填する際に空気を容易に排出できる液体貯留体、液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法を提供する。【解決手段】液体が流入可能な流入部53と、流入部53から流入した液体を貯留可能な貯留部45と、貯留部45内の液体が流出可能な流出部54と、第1下流端55dが流出部54に接続され、第1上流端55uが貯留部45内に開口する第1流路55と、第2下流端56dが流出部54に接続され、第2上流端56uが貯留部45内に開口する第2流路56と、第1流路55を開閉可能な開閉部57と、を備え、第1流路55の第1上流端55uは、第2流路56の第2上流端56uよりも高い位置に開口する。【選択図】図6

Description

本発明は、液体貯留体、液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法に関する。
例えば特許文献1のように、液体吐出部の一例である液体噴射ヘッドから液体の一例であるインクを吐出して印刷する液体吐出装置がある。液体吐出装置は、液体貯留体の一例である流路構造体を備える。流路構造体は、流入部の一例である第1流通流路と、貯留部の一例である第2流通流路と、流出部の一例である第3流通流路と、を備える。
第1流通流路、第2流通流路、及び第3流通流路は、液体供給源から液体噴射ヘッドにインクを流通させる。第2流通流路の上は、気泡を貯留する気泡室とされている。第3流通流路は、気泡室より下方の位置で第2流通流路に接続される。
特開2019-77107号公報
貯留部が、流出部よりも上方に空間を有する場合、気泡を容易に貯留することができる。しかし、貯留部に液体を充填する場合には、流出部よりも上方の空間に空気が残りやすい。
上記課題を解決する液体貯留体は、液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体が流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を備え、前記第1流路の他端は、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する。
上記課題を解決する液体吐出装置は、液体を吐出可能な液体吐出部と、前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、前記供給流路の途中に設けられる液体貯留体と、駆動部と、を備え、前記液体貯留体は、前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体が前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を有し、前記駆動部は、前記開閉部を駆動可能であり、前記第1流路の他端は、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する。
上記課題を解決する液体吐出装置の制御方法は、液体を吐出可能な液体吐出部と、前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体を前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を有する液体貯留体と、前記開閉部を駆動可能な駆動部と、前記供給流路内の前記液体を前記液体供給源側から前記液体吐出部側へ流動させることが可能なポンプと、を備え、前記第1流路の他端が、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する液体吐出装置の制御方法であって、前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を開放することと、前記第1流路が開放した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記供給流路、前記液体貯留体、および前記液体吐出部に前記液体を充填することと、前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を閉鎖することと、前記第2流路を介して前記液体吐出部に前記液体を供給することと、を含む。
上記課題を解決する液体吐出装置の制御方法は、液体を吐出可能な液体吐出部と、前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体を前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を有する液体貯留体と、前記開閉部を駆動可能な駆動部と、前記供給流路内の前記液体を前記液体供給源側から前記液体吐出部側へ流動させることが可能なポンプと、前記供給流路において、前記液体貯留体よりも上流に設けられる第1接続部と、前記液体貯留体よりも下流に設けられる第2接続部と、に接続され、前記供給流路とともに循環流路を形成する戻り流路と、を備え、前記第1流路の他端が、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する液体吐出装置の制御方法であって、前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を開放することと、前記第1流路が開放した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記供給流路、前記液体貯留体、および前記液体吐出部に前記液体を充填することと、前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を閉鎖することと、前記第1流路が閉鎖した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記戻り流路に前記液体を充填することと、前記第2流路を介して前記液体吐出部に前記液体を供給することと、を含む。
液体吐出装置の一実施形態の模式図である。 液体貯留体の斜視図である。 液体貯留体の平面図である。 図3における4-4線矢視断面図である。 図3における5-5線矢視断面図である。 図3における6-6線矢視断面図である。
[実施形態]
以下、液体貯留体、液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法の一実施形態を、図面を参照して説明する。液体吐出装置は、例えば、用紙、布帛、ビニール、プラスチック部品、金属部品などの媒体に液体の一例であるインクを吐出して印刷するインクジェット式のプリンターである。
図面では、液体吐出装置11が水平面上に置かれているものとして重力の方向をZ軸で示し、水平面に沿う方向をX軸とY軸で示す。X軸、Y軸、及びZ軸は、互いに直交する。以下の説明では、Z軸と平行な方向を鉛直方向Zともいい、鉛直方向Zの上方を高い、鉛直方向Zの下方を低いともいう。
<液体吐出装置>
図1に示すように、液体吐出装置11は、装着部12と、供給機構13と、保持部14と、液体吐出部15と、制御部16と、を備えてもよい。
制御部16は、液体吐出装置11における各機構の駆動を統括的に制御すると共に、液体吐出装置11で実行される各種動作を制御する。
制御部16は、α:コンピュータープログラムに従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサー、β:各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する1つ以上の専用のハードウェア回路、或いはγ:それらの組み合わせ、を含む回路として構成し得る。ハードウェア回路は、例えば特定用途向け集積回路である。プロセッサーは、CPU並びに、RAM及びROM等のメモリーを含み、メモリーは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリーすなわちコンピューター可読媒体は、汎用または専用のコンピューターでアクセスできるあらゆる可読媒体を含む。
装着部12は、液体を収容する液体供給源18が着脱可能に装着されてもよい。液体供給源18に液体の補充が可能である場合、液体供給源18は、装着部12に固定されてもよい。
保持部14は、液体吐出部15を保持する。液体吐出部15がシリアルタイプである場合、保持部14は、媒体を横切るように液体吐出部15を往復移動させるキャリッジであってもよい。液体吐出部15がラインタイプである場合、保持部14は、液体吐出部15を媒体の搬送経路上に固定して配置するものであってもよい。
液体吐出部15は、液体を吐出可能である。液体吐出部15は、複数のノズル20から液体を吐出して図示しない媒体に印刷する。液体吐出部15は、供給機構13によって供給された液体を吐出する。
<供給機構>
供給機構13は、装着部12に装着された液体供給源18から液体吐出部15に液体を供給する。供給機構13は、供給流路22と、戻り流路23と、を備えてもよい。供給機構13は、一方向弁24と、液体貯留体25と、駆動部26と、ポンプ27と、第1圧力調整弁28と、第2圧力調整弁29と、を備えてもよい。駆動部26は、圧力変化部31と、加圧流路32と、減圧流路33と、を含んでもよい。
供給流路22、戻り流路23、加圧流路32、および減圧流路33の各流路は、可撓性を有するチューブにより構成されてもよい。各流路は、穴の開いた硬質部材により構成されてもよい。各流路は、硬質部材に形成された溝をフィルムや硬質部材などで覆うことで構成されてもよい。各流路は、例えばチューブと硬質部材など、複数の部材を組み合わせて構成されてもよい。
供給流路22は、上流端が装着部12に設けられてもよい。供給流路22の上流端は、例えば液体供給源18に刺さる中空の針であってもよい。供給流路22は、装着部12に装着された液体供給源18に上流端が接続されることにより、液体供給源18に収容された液体を導出可能になる。
供給流路22は、下流端が液体吐出部15に接続される。供給流路22は、液体供給源18と液体吐出部15とを連通する。連通とは、液体および気体などの流体を流動可能な状態に接続することである。すなわち、供給流路22は、液体供給源18と液体吐出部15とを、液体の流動が可能な状態に接続する。供給流路22は、液体供給源18が設けられる上流側から液体吐出部15が設けられる下流側へ液体を供給可能である。供給流路22には、供給方向Dsの上流側から順に一方向弁24、液体貯留体25、ポンプ27、および第1圧力調整弁28が設けられる。一方向弁24、液体貯留体25、ポンプ27、および第1圧力調整弁28は、供給流路22の途中に設けられる。
供給流路22には、第1接続部35と、第2接続部36と、が設けられる。第1接続部35と第2接続部36は、供給流路22の途中に設けられてもよい。
第1接続部35は、供給流路22における液体貯留体25よりも上流に設けられてもよい。本実施形態の第1接続部35は、供給流路22の上流端と一方向弁24との間に設けられる。
第2接続部36は、第1接続部35より下流に設けられる。第2接続部36は、液体貯留体25よりも下流に設けられてもよい。第2接続部36は、供給流路22におけるポンプ27よりも下流に設けられてもよい。本実施形態の第2接続部36は、ポンプ27と第1圧力調整弁28との間に設けられる。
戻り流路23は、第1接続部35と第2接続部36とに接続される。戻り流路23は、両端が供給流路22に接続される。戻り流路23は、一端が第1接続部35に接続されると共に、他端が第2接続部36に接続される。戻り流路23には、第2圧力調整弁29が設けられる。
戻り流路23は、供給流路22とともに循環流路38を形成する。具体的には、第1接続部35と第2接続部36との間の供給流路22及び戻り流路23は、循環流路38を構成する。循環流路38には、一方向弁24、液体貯留体25、ポンプ27、および第2圧力調整弁29が設けられる。
一方向弁24は、供給流路22において、供給流路22の上流端と液体貯留体25との間に設けられてもよい。一方向弁24は、供給方向Dsの下流側に向かう液体の流動を許容し、供給方向Dsの上流側に向かう液体の流動を制限する。
ポンプ27は、供給流路22における液体貯留体25よりも下流に設けられる。ポンプ27は、液体貯留体25と、第1圧力調整弁28と、の間に設けられてもよい。ポンプ27は、上流側から下流側に向かって液体を流動可能である。すなわち、ポンプ27は、供給流路22内の液体を液体供給源18側から液体吐出部15側へ流動させることが可能である。ポンプ27は、供給方向Dsに液体を加圧供給する。ポンプ27は、例えばモーターにより駆動されるダイヤフラムポンプなどの定量ポンプであってもよい。
第1圧力調整弁28は、供給流路22においてポンプ27よりも下流に設けられる。第1圧力調整弁28は、液体吐出部15内の圧力が所定の負圧を下回ったときに供給流路22を開放する。所定の負圧とは、ノズル20から液体を吐出する方向に対して凹形状の液面がノズル20に形成される圧力である。第1圧力調整弁28は、加圧供給される液体の圧力を調整することで、ノズル20に供給される液体の圧力を安定させる。第1圧力調整弁28は、保持部14に設けられてもよい。
第2圧力調整弁29は、第2接続部36側の圧力が所定の圧力を上回ったときに戻り流路23を開放してもよい。所定の圧力とは、供給流路22及び戻り流路23の耐圧よりも小さい圧力である。所定の圧力とは、ポンプ27が液体を加圧可能な圧力より小さい圧力である。第2圧力調整弁29は、第1圧力調整弁28が供給流路22を開放している場合には、戻り流路23を閉鎖する。第2圧力調整弁29は、第1圧力調整弁28が供給流路22を閉鎖した状態でポンプ27が駆動される場合に、戻り流路23を開放してもよい。第2圧力調整弁29が戻り流路23を開放すると、液体は循環流路38を循環方向Dcに循環する。
圧力変化部31は、例えばエアポンプである。本実施形態の圧力変化部31は、加圧流路32を介して液体貯留体25に加圧した空気を供給可能である。本実施形態の圧力変化部31は、減圧流路33を介して液体貯留体25から空気を吸引可能である。
<液体貯留体>
図2,図3に示すように、液体貯留体25は、加圧部40と、減圧部41と、を備えてもよい。加圧部40には、加圧流路32が接続される。減圧部41には、減圧流路33が接続される。すなわち、加圧流路32は、上流端が圧力変化部31に接続されると共に、下流端が加圧部40に接続される。減圧流路33は、上流端が減圧部41に接続されると共に、下流端が圧力変化部31に接続される。
図4に示すように、液体貯留体25は、空気室43を備えてもよい。加圧部40は、加圧流路32と空気室43とを連通させる。減圧部41は、減圧流路33と空気室43とを連通させる。圧力変化部31は、加圧流路32および加圧部40を介して空気室43に空気を流入させることで、空気室43内を加圧する。圧力変化部31は、減圧流路33および減圧部41を介して空気室43から空気を吸引することで空気室43内を減圧する。すなわち、圧力変化部31は、空気室43内の圧力を変化可能である。
液体貯留体25は、貯留部45を備える。貯留部45は、一部が可撓性を有する可撓部46で構成されていてもよい。可撓部46は、貯留部45の上部に設けられてもよい。可撓部46は、液体を透過せず気体を透過する膜部材で構成されてもよい。可撓部46は、例えば樹脂製の膜である。可撓部46は、貯留部45と空気室43とを区画してもよい。換言すると、空気室43は、可撓部46により貯留部45と隔てられる。
図4,図5に示すように、液体貯留体25は、区画壁48を有してもよい。区画壁48は、貯留部45を上下に区画する。貯留部45は、上室49と、下室50と、を有してもよい。上室49は、区画壁48より高い位置に位置する。下室50は、区画壁48より低い位置に位置する。本実施形態の可撓部46は、上室49の一部を構成する。区画壁48には、少なくとも1つの貫通孔51が形成される。貫通孔51は、上室49と下室50とを連通させる。
図6に示すように、液体貯留体25は、流入部53と、流出部54と、第1流路55と、第2流路56と、開閉部57と、を備える。開閉部57は、バルブ58と、可撓部46と、ばね59と、を含んでもよい。すなわち、貯留部45の一部を構成する可撓部46は、開閉部57としても機能してもよい。液体貯留体25は、障壁60を備えてもよい。
流入部53は、液体が流入可能である。本実施形態の流入部53は、液体供給源18から供給される液体、および循環流路38を循環する液体が流入可能である。流入部53は、供給流路22を構成する例えばチューブに差し込まれてもよい。流入部53は、下室50に連通する。貯留部45は、流入部53から流入した液体を貯留可能である。本実施形態の流入部53は、空気室43、可撓部46、および区画壁48より低い位置に位置する。
流出部54は、貯留部45内の液体が流出可能である。貯留部45内の液体は、液体吐出部15に向かって流出部54から流出する。本実施形態の流出部54は、流入部53より高い位置に位置する。本実施形態の流出部54は、可撓部46および空気室43より低い位置に位置する。流出部54は、上流部54uと、中流部54mと、下流部54dと、を有してもよい。本実施形態の上流部54uと中流部54mは、区画壁48の一部をフィルム62で塞ぐことにより形成される。中流部54mは、上流部54uと下流部54dとの間に位置してもよい。中流部54mの断面積は、上流部54uおよび下流部54dの断面積より大きくてもよい。上流部54uの断面積は、下流部54dの断面積より大きくてもよい。
第1流路55は、一端の一例である第1下流端55dが流出部54に接続される。本実施形態の第1下流端55dは、中流部54mに接続される。第1流路55は、他端の一例である第1上流端55uが貯留部45内に開口する。第1上流端55uは、第1下流端55dより低い位置に位置する。
第2流路56は、一端の一例である第2下流端56dが流出部54に接続される。本実施形態の第2下流端56dは、上流部54uに接続される。第2流路56は、他端の一例である第2上流端56uが貯留部45内に開口する。
第1流路55の第1上流端55uは、第2流路56の第2上流端56uよりも高い位置に開口する。第1下流端55dは、第2下流端56dよりも低い位置に位置する。第1上流端55uから第1下流端55dまでの第1流路55の長さは、第2上流端56uから第2下流端56dまでの第2流路56の長さよりも短い。
障壁60は、流入部53と第2上流端56uとの間に設けられてもよい。障壁60の上端は、第2上流端56u及び流入部53より高い位置に位置してもよい。障壁60の下端は、第2上流端56u及び流入部53より低い位置に位置してもよい。障壁60は、第2上流端56uに対して流入部53を隠してもよい。
図5に示すように、バルブ58は、弁部64と、レバー65と、を有してもよい。バルブ58は、複数のレバー65を有してもよい。弁部64は、下室50に設けられる。レバー65は、基端が弁部64に固定されると共に、先端が上室49に位置する。レバー65は、貫通孔51に挿し込まれている。ばね59は、バルブ58を押す。ばね59に押されたバルブ58は、弁部64が第1上流端55uを塞ぐことで、第1流路55を閉鎖する。
<実施形態の作用>
本実施形態の作用について説明する。
図1に示すように、供給機構13および液体吐出部15に液体を充填する場合、制御部16は、第1圧力調整弁28に供給流路22を開放させる。供給流路22の開放は、例えば第1圧力調整弁28が有する図示しない弁体を押すことにより、供給流路22を閉鎖する位置から開放する位置に弁体を移動させることで行ってもよい。供給流路22の開放は、液体吐出部15の外側からノズル20に負圧を作用させることで行ってもよい。
図6に示すように、駆動部26は、開閉部57を駆動可能である。駆動部26の制御は、制御部16が行ってもよい。開閉部57は、第1流路55を開閉可能である。制御部16は、例えば供給機構13および液体吐出部15に液体を充填する場合に第1流路55を開放する。第1流路55の開放は、駆動部26により開閉部57を駆動することで行われる。本実施形態では、変位した可撓部46がバルブ58に接触することで、第1流路55を開放させる。
制御部16は、駆動部26の駆動を制御して空気室43を加圧する。空気室43の圧力が上昇すると、可撓部46が空気室43の容積を大きくすると共に、上室49の容積を小さくするように変位する。すなわち、可撓部46は、駆動部26の駆動により変位する。上室49内の空気は、貫通孔51を通って下室50に送られる。下室50内の空気は、第2流路56を通って流出部54に送られる。
変位した可撓部46は、レバー65を押し下げる。可撓部46は、ばね59の力に抗してバルブ58を下方に移動させる。バルブ58は、第1上流端55uから離れることで、第1流路55を開放する。第1流路55が開放されると、貯留部45内の空気は、第1流路55を通過可能になる。
制御部16は、第1流路55が開放した状態でポンプ27を駆動させる。ポンプ27は、駆動することにより、供給流路22、液体貯留体25、および液体吐出部15に液体を充填する。具体的には、ポンプ27が駆動すると、液体供給源18内の液体は、供給流路22に導出されると共に、一方向弁24を通過して液体貯留体25に供給される。液体貯留体25に供給された液体は、流入部53から貯留部45の下室50に流入する。
下室50に液体が流入するのに伴い、下室50内の液面が上昇する。第2上流端56uは、第1上流端55uより低い位置に位置するため、第1流路55より先に第2流路56に液体が流入する。
下室50内の液面と、第2流路56内の液面は、互いにほぼ同じ高さを保ったまま上昇する。貯留部45内の空気は、第1流路55から流出部54に排出される。空気は、流出部54から供給流路22を介して液体吐出部15に送られると共に、ノズル20から排出される。
液面が第1上流端55uまで上昇すると、液体は第1流路55に流入する。第1流路55内の液面と、第2流路56内の液面は、互いにほぼ同じ高さを保ったまま上昇する。第1下流端55dは、第2下流端56dより低い位置に位置するため、液体は、第2流路56よりも第1流路55から先に流出部54に流入する。流出部54内の液面が第2下流端56dの高さまで上昇すると、流出部54には、第1流路55および第2流路56から液体が流入する。
流出部54から流出した液体が液体貯留体25より下流の供給流路22および液体吐出部15に充填されると、制御部16は、第1流路55及び供給流路22を閉鎖させる。第1流路55の閉鎖は、駆動部26により開閉部57を駆動することで行われる。本実施形態では、可撓部46がバルブ58から離れることで、第1流路55を閉鎖させる。
制御部16は、駆動部26の駆動を制御して空気室43から空気を吸引することにより、空気室43内を減圧してもよい。空気室43がバルブ58を押す力が、ばね59がバルブ58を押す力より小さくなると、可撓部46は、空気室43の容積を小さくするように変位する。すなわち、可撓部46は、上室49の容積を大きくするように変位する。容積が増加した上室49内には、貫通孔51を通って下室50から液体が流入する。
変位した可撓部46は、レバー65を押すことをやめる。バルブ58は、ばね59の力によって第1上流端55uを塞ぐことで第1流路55を閉鎖する。第1流路55が閉鎖されると、貯留部45内の液体は、第2流路56を介して流出部54に移動する。
図1に示すように、供給流路22及び液体吐出部15に液体が充填されても、戻り流路23には空気が残っている。制御部16は、第1流路55が閉鎖した状態でポンプ27を駆動することにより、戻り流路23に液体を充填する。具体的には、制御部16は、第1圧力調整弁28に供給流路22を閉鎖させる。ポンプ27が駆動すると第2接続部36から戻り流路23に液体が流入する。第2接続部36側の圧力が所定の圧力を上回ったときに戻り流路23を開放する。
戻り流路23が開放されると、第2接続部36から流入した液体により戻り流路23内の空気が押される。空気は、第1接続部35から供給流路22に流入すると共に、一方向弁24を通過して液体貯留体25に送られる。
図6に示すように、貯留部45に流入した空気は、貫通孔51を通って上室49に集まる。空気室43を減圧すると、貯留部45内の空気が可撓部46を透過しやすくなる。ここで、制御部16は、第1流路55を開放するとき以外はいつでも、駆動部26の駆動を制御して空気室43内を減圧するようにしてもよい。貯留部45に集まった空気は、ノズル20を介さずに可撓部46を透過することで排出される。貯留部45に流入した液体は、第2流路56及び流出部54を介して液体貯留体25から流出する。液体は循環流路38を循環方向Dcに循環する。
液体吐出部15で液体が消費された場合、第1圧力調整弁28が供給流路22を開放するため、液体は液体吐出部15に供給される。供給機構13には、液体吐出部15に供給して減った分の液体が液体供給源18から補給される。流入部53から貯留部45に流入した液体は、第2流路56を通って流出部54に送られる。液体吐出部15に液体を供給する場合、第2流路56を介して液体が供給される。
液体を循環させる場合、および液体を液体吐出部15に供給する場合、液体は、流入部53から貯留部45に流入する。流入部53と第2上流端56uとの間には、障壁60が設けられるため、流入部53から第2流路56に向かう直線的な流れが障壁60により遮られる。そのため、液体中に含まれる気泡が液体と共に第2流路56に流れる虞を低減し、気泡を貯留部45に留めやすくすることができる。
<実施形態の効果>
本実施形態の効果について説明する。
(1)開閉部57は、第1流路55を開閉可能である。開閉部57が第1流路55を閉鎖した状態では、流入部53から貯留部45に流入した液体が、第2流路56を第2上流端56uから第2下流端56dに流れる。第2流路56の第2上流端56uは、第1流路55の第1上流端55u端よりも低い位置に開口する。そのため、第1流路55を閉鎖することで、貯留部45に気泡を集めやすくすることができる。開閉部57が第1流路55を開放した状態では、流入部53から貯留部45に流入した液体が、第1流路55を第1上流端55uから第1下流端55dに流れると共に、第2流路56を第2上流端56uから第2下流端56dに流れる。第1流路55の第1上流端55uは、第2流路56の第2上流端56uよりも高い位置に開口する。そのため、例えば貯留部45に液体を充填する場合には、第1流路55を開放することで、貯留部45内の空気を排出しやすくなる。したがって、液体を充填する際に空気を容易に排出できる。
(2)開閉部57は、可撓部46がバルブ58に接触することで、第1流路55を開放させる。したがって、貯留部45の外から可撓部46を変位させることで、第1流路55を開閉することができる。
(3)貯留部45の上部は、液体を透過せず気体を透過する膜部材で構成される。したがって、貯留部45にて捕捉した気泡を、膜部材を透過させることで貯留部45から排出させることができる。
(4)駆動部26は、可撓部46を変位させる。変位した可撓部46は、バルブ58に接触することで、第1流路55を開放させる。したがって、駆動部26により貯留部45の外側から第1流路55を開閉することができる。
(5)圧力変化部31は、空気室43内の圧力を変化させることで、可撓部46を変位させるため、第1流路55を容易に開閉できる。
(6)ポンプ27は、液体貯留体25よりも下流に設けられる。すなわち、ポンプ27は、液体貯留体25から液体を引き寄せた液体を加圧して液体吐出部15に送る。したがって、ポンプ27を液体貯留体25より上流に設ける場合に比べて貯留部45内の圧力が下がるため、駆動部26による開閉部57の駆動を容易に行うことができる。
(7)第1圧力調整弁28は、下流側が所定の負圧になることで供給流路22を開放する。そのため、供給流路22が接続される液体吐出部15内の液体の圧力を容易に調整できる。
(8)戻り流路23は、供給流路22と共に循環流路38を形成する。液体は、循環流路38を循環可能である。したがって、例えば液体が沈降しやすい場合でも、液体を循環させることで沈降を低減させることができる。
(9)第2圧力調整弁29は、第2接続部36側の圧力が所定の圧力を上回った場合に戻り流路23を開放する。戻り流路23が開放されると、液体は戻り流路23を通って第1接続部35側に流れるため、第2接続部36の圧力が高くなりすぎる虞を低減できる。
[変更例]
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・可撓部46には、気体を透過して液体を透過しない穴が形成されていてもよい。
・可撓部46は、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、ゴムなどにより構成されてもよい。
・可撓部46は、水平面に沿うように設けられてもよい。可撓部46を水平面に沿うように設けると、可撓部46を水平面に対して傾いて設ける場合に比べて、貯留部45内の気泡が可撓部46に接触する面積を大きくすることができる。したがって、貯留部45内の気泡を効率よく透過させることができる。
・フィルム62は、気体透過性を有してもよい。流入部53に残った気体は、フィルム62を透過して上室49に移動してもよい。
・液体吐出装置11は、複数の供給機構13を備えてもよい。複数の供給機構13は、それぞれ異なる種類の液体を供給してもよい。種類の異なる液体とは、例えば色の異なるインクである。液体吐出部15は、複数種類の液体を吐出することにより、媒体にカラー印刷を行ってもよい。第2接続部36の位置は、供給機構13によって異なっていてもよい。例えば、ホワイトインクなどの沈降しやすい液体を供給する供給機構13は、沈降しにくい液体を供給する供給機構13よりも第2接続部36を液体吐出部15に近い位置に設けてもよい。
・第2圧力調整弁29は、第2接続部36に設けられてもよい。第2圧力調整弁29は、ポンプ27と第2接続部36との間の圧力が所定の圧力を上回った場合に、戻り流路23を供給流路22に接続させてもよい。
・液体吐出装置11は、戻り流路23を有さない構成としてもよい。供給機構13は、液体を循環させなくてもよい。液体吐出装置11が複数の供給機構13を備える場合、液体吐出装置11は、供給流路22および戻り流路23を有する供給機構13と、戻り流路23を有さずに供給流路22を有する供給機構13と、を備えてもよい。
・ポンプ27は、チューブポンプ、ギアポンプ、ピストンポンプなどであってもよい。ポンプ27は、ダイヤフラムの外面にかかる圧力を変化させることで駆動されるエア駆動のダイヤフラムポンプであってもよい。
・駆動部26は、磁気を作用させることで開閉部57を駆動してもよい。駆動部26は、カムもしくはピストンなどを用いて開閉部57を駆動してもよい。
・開閉部57は、例えば電磁石の力で弁を動かす電磁弁であってもよい。
・貯留部45は、全面が剛性を有する部材で形成されてもよい。
・液体貯留体25は、空気室43を備えない構成としてもよい。空気室43は、加圧部40と減圧部41のうち何れか一方が設けられてもよい。例えば、空気室43には、減圧部41が設けられてもよい。液体貯留体25は、空気室43とは別に、加圧部40が接続された加圧室を備え、加圧室を加圧することで第1流路55の開閉を行ってもよい。
・液体貯留体25は、液体吐出装置11とは異なる装置に設けられてもよい。液体貯留体25は、例えばスクリーン印刷、オフセット印刷などを行う印刷装置に設けられてもよい。
・液体吐出装置11は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体吐出装置であってもよい。液体吐出装置から微小量の液滴となって吐出される液体の状態としては、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。ここでいう液体は、液体吐出装置から吐出させることができるような材料であればよい。例えば、液体は、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、のような流状体を含むものとする。液体は、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も含むものとする。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。液体吐出装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、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、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を吐出する装置がある。液体吐出装置は、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。液体吐出装置は、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ、光学レンズ、などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する装置であってもよい。液体吐出装置は、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吐出する装置であってもよい。
[定義]
本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、所望の選択肢の「1つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が2つであれば「1つの選択肢のみ」または「2つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が3つ以上であれば「1つの選択肢のみ」または「2つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
[付記]
以下に、上述した実施形態及び変更例から把握される技術的思想及びその作用効果を記載する。
(A)液体貯留体は、液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体が流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を備え、前記第1流路の他端は、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する。
この構成によれば、開閉部は、第1流路を開閉可能である。開閉部が第1流路を閉鎖した状態では、流入部から貯留部に流入した液体が、第2流路を他端から一端に流れる。第2流路の他端は、第1流路の他端よりも低い位置に開口する。そのため、第1流路を閉鎖することで、貯留部に気泡を集めやすくすることができる。開閉部が第1流路を開放した状態では、流入部から貯留部に流入した液体が、第1流路及び第2流路を他端から一端に流れる。第1流路の他端は、第2流路の他端よりも高い位置に開口する。そのため、例えば貯留部に液体を充填する場合には、第1流路を開放することで、貯留部内の空気を排出しやすくなる。したがって、液体を充填する際に空気を容易に排出できる。
(B)液体貯留体において、前記貯留部は、一部が可撓性を有する可撓部で構成されており、前記開閉部は、前記第1流路を開閉するバルブと、前記可撓部と、を含み、変位した前記可撓部が前記バルブに接触することで、前記第1流路を開放させてもよい。
この構成によれば、開閉部は、可撓部がバルブに接触することで、第1流路を開放させる。したがって、貯留部の外から可撓部を変位させることで、第1流路を開閉することができる。
(C)液体貯留体において、前記可撓部は、前記液体を透過せず気体を透過する膜部材で構成されるとともに、前記貯留部の上部に設けられてもよい。
この構成によれば、貯留部の上部は、液体を透過せず気体を透過する膜部材で構成される。したがって、貯留部にて捕捉した気泡を、膜部材を透過させることで貯留部から排出させることができる。
(D)液体吐出装置は、液体を吐出可能な液体吐出部と、前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、前記供給流路の途中に設けられる液体貯留体と、駆動部と、を備え、前記液体貯留体は、前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体が前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を有し、前記駆動部は、前記開閉部を駆動可能であり、前記第1流路の他端は、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する。
この構成によれば、上記液体貯留体と同様の効果を奏することができる。
(E)液体吐出装置において、前記貯留部は、一部が可撓性を有する可撓部で構成されており、前記開閉部は、前記第1流路を開閉するバルブと、前記可撓部と、を含み、前記駆動部の駆動により変位した前記可撓部が前記バルブに接触することで、前記第1流路を開放させてもよい。
この構成によれば、駆動部は、可撓部を変位させる。変位した可撓部は、バルブに接触することで、第1流路を開放させる。したがって、駆動部により貯留部の外側から第1流路を開閉することができる。
(F)液体吐出装置において、前記可撓部は、前記液体を透過せず気体を透過する膜部材で構成されるとともに、前記貯留部の上部に設けられてもよい。
この構成によれば、上記液体貯留体と同様の効果を奏することができる。
(G)液体吐出装置において、前記液体貯留体は、前記可撓部により前記貯留部と隔てられる空気室を更に備え、前記駆動部は、前記空気室内の圧力を変化可能な圧力変化部を含んでもよい。
この構成によれば、圧力変化部は、空気室内の圧力を変化させることで、可撓部を変位させるため、第1流路を容易に開閉できる。
(H)液体吐出装置は、前記供給流路における前記液体貯留体よりも下流に設けられ、上流側から下流側に向かって前記液体を流動可能なポンプを更に備えてもよい。
この構成によれば、ポンプは、液体貯留体よりも下流に設けられる。すなわち、ポンプは、液体貯留体から液体を引き寄せた液体を加圧して液体吐出部に送る。したがって、ポンプを液体貯留体より上流に設ける場合に比べて貯留部内の圧力が下がるため、駆動部による開閉部の駆動を容易に行うことができる。
(I)液体吐出装置は、前記供給流路において前記ポンプよりも下流に設けられ、前記液体吐出部内の圧力が所定の負圧を下回ったときに前記供給流路を開放する第1圧力調整弁を備えてもよい。
この構成によれば、第1圧力調整弁は、下流側が所定の負圧になることで供給流路を開放する。そのため、供給流路が接続される液体吐出部内の液体の圧力を容易に調整できる。
(J)液体吐出装置は、前記供給流路における前記液体貯留体よりも上流に設けられる第1接続部と、前記供給流路における前記ポンプよりも下流に設けられる第2接続部と、に接続され、前記供給流路とともに循環流路を形成する戻り流路を更に備えてもよい。
この構成によれば、戻り流路は、供給流路と共に循環流路を形成する。液体は、循環流路を循環可能である。したがって、例えば液体が沈降しやすい場合でも、液体を循環させることで沈降を低減させることができる。
(K)液体吐出装置は、前記戻り流路に設けられ、前記第2接続部側の圧力が所定の圧力を上回ったときに前記戻り流路を開放する第2圧力調整弁を更に備えてもよい。
この構成によれば、第2圧力調整弁は、第2接続部側の圧力が所定の圧力を上回った場合に戻り流路を開放する。戻り流路が開放されると、液体は戻り流路を通って第1接続部側に流れるため、第2接続部の圧力が高くなりすぎる虞を低減できる。
(L)液体吐出装置の制御方法は、液体を吐出可能な液体吐出部と、前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体を前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を有する液体貯留体と、前記開閉部を駆動可能な駆動部と、前記供給流路内の前記液体を前記液体供給源側から前記液体吐出部側へ流動させることが可能なポンプと、を備え、前記第1流路の他端が、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する液体吐出装置の制御方法であって、前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を開放することと、前記第1流路が開放した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記供給流路、前記液体貯留体、および前記液体吐出部に前記液体を充填することと、前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を閉鎖することと、前記第2流路を介して前記液体吐出部に前記液体を供給することと、を含む。
この方法によれば、上記液体貯留体と同様の効果を奏することができる。
(M)液体吐出装置の制御方法は、液体を吐出可能な液体吐出部と、前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体を前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を有する液体貯留体と、前記開閉部を駆動可能な駆動部と、前記供給流路内の前記液体を前記液体供給源側から前記液体吐出部側へ流動させることが可能なポンプと、前記供給流路において、前記液体貯留体よりも上流に設けられる第1接続部と、前記液体貯留体よりも下流に設けられる第2接続部と、に接続され、前記供給流路とともに循環流路を形成する戻り流路と、を備え、前記第1流路の他端が、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する液体吐出装置の制御方法であって、前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を開放することと、前記第1流路が開放した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記供給流路、前記液体貯留体、および前記液体吐出部に前記液体を充填することと、前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を閉鎖することと、前記第1流路が閉鎖した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記戻り流路に前記液体を充填することと、前記第2流路を介して前記液体吐出部に前記液体を供給することと、を含む。
この方法によれば、上記液体貯留体と同様の効果を奏することができる。
11…液体吐出装置、12…装着部、13…供給機構、14…保持部、15…液体吐出部、16…制御部、18…液体供給源、20…ノズル、22…供給流路、23…戻り流路、24…一方向弁、25…液体貯留体、26…駆動部、27…ポンプ、28…第1圧力調整弁、29…第2圧力調整弁、31…圧力変化部、32…加圧流路、33…減圧流路、35…第1接続部、36…第2接続部、38…循環流路、40…加圧部、41…減圧部、43…空気室、45…貯留部、46…可撓部、48…区画壁、49…上室、50…下室、51…貫通孔、53…流入部、54…流出部、54d…下流部、54m…中流部、54u…上流部、55…第1流路、55d…第1下流端、55u…第1上流端、56…第2流路、56d…第2下流端、56u…第2上流端、57…開閉部、58…バルブ、59…ばね、60…障壁、62…フィルム、64…弁部、65…レバー、Dc…循環方向、Ds…供給方向、Z…鉛直方向。

Claims (13)

  1. 液体が流入可能な流入部と、
    該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、
    該貯留部内の前記液体が流出可能な流出部と、
    一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、
    一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、
    前記第1流路を開閉可能な開閉部と、
    を備え、
    前記第1流路の他端は、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口することを特徴とする液体貯留体。
  2. 前記貯留部は、一部が可撓性を有する可撓部で構成されており、
    前記開閉部は、前記第1流路を開閉するバルブと、前記可撓部と、を含み、
    変位した前記可撓部が前記バルブに接触することで、前記第1流路を開放させることを特徴とする請求項1に記載の液体貯留体。
  3. 前記可撓部は、前記液体を透過せず気体を透過する膜部材で構成されるとともに、前記貯留部の上部に設けられることを特徴とする請求項2に記載の液体貯留体。
  4. 液体を吐出可能な液体吐出部と、
    前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、
    前記供給流路の途中に設けられる液体貯留体と、
    駆動部と、
    を備え、
    前記液体貯留体は、
    前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、
    該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、
    該貯留部内の前記液体が前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、
    一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、
    一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、
    前記第1流路を開閉可能な開閉部と、
    を有し、
    前記駆動部は、前記開閉部を駆動可能であり、
    前記第1流路の他端は、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口することを特徴とする液体吐出装置。
  5. 前記貯留部は、一部が可撓性を有する可撓部で構成されており、
    前記開閉部は、前記第1流路を開閉するバルブと、前記可撓部と、を含み、
    前記駆動部の駆動により変位した前記可撓部が前記バルブに接触することで、前記第1流路を開放させることを特徴とする請求項4に記載の液体吐出装置。
  6. 前記可撓部は、前記液体を透過せず気体を透過する膜部材で構成されるとともに、前記貯留部の上部に設けられることを特徴とする請求項5に記載の液体吐出装置。
  7. 前記液体貯留体は、前記可撓部により前記貯留部と隔てられる空気室を更に備え、
    前記駆動部は、前記空気室内の圧力を変化可能な圧力変化部を含むことを特徴とする請
    求項5又は請求項6に記載の液体吐出装置。
  8. 前記供給流路における前記液体貯留体よりも下流に設けられ、上流側から下流側に向かって前記液体を流動可能なポンプを更に備えることを特徴とする請求項4~請求項7のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。
  9. 前記供給流路において前記ポンプよりも下流に設けられ、前記液体吐出部内の圧力が所定の負圧を下回ったときに前記供給流路を開放する第1圧力調整弁を備えることを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置。
  10. 前記供給流路における前記液体貯留体よりも上流に設けられる第1接続部と、前記供給流路における前記ポンプよりも下流に設けられる第2接続部と、に接続され、前記供給流路とともに循環流路を形成する戻り流路を更に備えることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の液体吐出装置。
  11. 前記戻り流路に設けられ、前記第2接続部側の圧力が所定の圧力を上回ったときに前記戻り流路を開放する第2圧力調整弁を更に備えることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出装置。
  12. 液体を吐出可能な液体吐出部と、
    前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、
    前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体を前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を有する液体貯留体と、
    前記開閉部を駆動可能な駆動部と、
    前記供給流路内の前記液体を前記液体供給源側から前記液体吐出部側へ流動させることが可能なポンプと、
    を備え、前記第1流路の他端が、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する液体吐出装置の制御方法であって、
    前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を開放することと、
    前記第1流路が開放した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記供給流路、前記液体貯留体、および前記液体吐出部に前記液体を充填することと、
    前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を閉鎖することと、
    前記第2流路を介して前記液体吐出部に前記液体を供給することと、
    を含むことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
  13. 液体を吐出可能な液体吐出部と、
    前記液体を収容する液体供給源と前記液体吐出部とを連通する供給流路と、
    前記液体供給源から供給される前記液体が流入可能な流入部と、該流入部から流入した前記液体を貯留可能な貯留部と、該貯留部内の前記液体を前記液体吐出部に向かって流出可能な流出部と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第1流路と、一端が前記流出部に接続され、他端が前記貯留部内に開口する第2流路と、前記第1流路を開閉可能な開閉部と、を有する液体貯留体と、
    前記開閉部を駆動可能な駆動部と、
    前記供給流路内の前記液体を前記液体供給源側から前記液体吐出部側へ流動させることが可能なポンプと、
    前記供給流路において、前記液体貯留体よりも上流に設けられる第1接続部と、前記液体貯留体よりも下流に設けられる第2接続部と、に接続され、前記供給流路とともに循環流路を形成する戻り流路と、
    を備え、前記第1流路の他端が、前記第2流路の他端よりも高い位置に開口する液体吐出装置の制御方法であって、
    前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を開放することと、
    前記第1流路が開放した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記供給流路、前記液体貯留体、および前記液体吐出部に前記液体を充填することと、
    前記駆動部により前記開閉部を駆動することで前記第1流路を閉鎖することと、
    前記第1流路が閉鎖した状態で前記ポンプを駆動することにより、前記戻り流路に前記液体を充填することと、
    前記第2流路を介して前記液体吐出部に前記液体を供給することと、
    を含むことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
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