JP4600328B2

JP4600328B2 - 液体噴射装置

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Publication number: JP4600328B2
Application number: JP2006085706A
Authority: JP
Inventors: 龍哉瀬下
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: JP2007260950A; US20070228188A1

Description

本発明は、液体噴射装置に関する。

従来から、液体をターゲットに対して噴射させる液体噴射装置として、インクジェット式プリンタ（以下、「プリンタ」という。）が広く知られている。このプリンタは、往復移動するキャリッジ上に記録ヘッド（液体噴射ヘッド）が搭載され、この記録ヘッドにプリンタの所定箇所に装着されたインクカートリッジ（液体収容体）からインク（液体）を供給し、そのインクを記録ヘッドのノズル形成面に形成されたノズルからターゲットとしての記録媒体に噴射することにより印刷を行うようになっている。

こうしたプリンタには、インクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給する液体供給路を有したバルブユニット（液体供給装置）が設けられ、その液体供給路の途中にはインクを一時貯留可能な圧力室（液体貯留部）が設けられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１のプリンタでは、バルブユニットの圧力室が、定形性を有する流路形成体と可撓性のフィルムとで構成され、インクカートリッジ側（上流側）の液体供給路内に連通する流入口と、記録ヘッド側（下流側）の液体供給路内に連通する流出口とを備えている。

また、バルブユニットに形成された液体供給路内には、流入口から圧力室内へのインクの流入を調整するために開閉動作する開閉弁が設けられている。そして、記録ヘッドからのインク噴射による圧力室内のインク減少に伴う負圧を感知してフィルムが変位し、そのフィルムの変位によって開閉弁が開閉動作することにより、インクカートリッジから記録ヘッドに供給されるインクの供給圧力が調整されるようになっている。

ところで、この特許文献１のプリンタでは、バルブユニットに形成された液体供給路内の開閉弁が、いわゆるチョーククリーニングを行うためのチョーク弁として機能するようになっている。すなわち、特許文献１のプリンタには、開閉弁を強制的に閉弁位置で保持するためのピンアクチュエータが設けられている。

チョーククリーニングは、この開閉弁を強制的に閉弁位置で保持し、記録ヘッドのノズル形成面側から吸引ポンプで吸引することにより、開閉弁よりも記録ヘッド側に負圧を生じさせ、その後、開閉弁の保持状態を解除することにより該開閉弁を開弁してノズル内の増粘したインクや気泡を、生じた負圧を利用して勢いよく排出するものである。

このチョーククリーニングで使用されるピンアクチュエータは、円筒体と該円筒体内を摺動する駆動ピンとを備えている。そして、ピンアクチュエータは、駆動ピンを押し上げてバルブユニットにおける液体供給路を構成する部品に内蔵された可動ピンを介して開閉弁を閉弁位置に強制的に保持するチョーク位置と、開閉弁の閉弁位置での強制的な保持状態を解除するチョーク解除位置との間で、該駆動ピンを変位させるようになっている。
特開２００５−１８６３４４号公報

ところで、特許文献１のプリンタは、ピンアクチュエータにより変位させられる可動ピンをバルブユニットにおける液体供給路を構成する部品に内蔵しなくてはならず、その組み立て作業が煩雑になる。また、そればかりか、ピンアクチュエータの駆動ピンを繰り返し変位させた場合には、駆動ピンの摺動に伴う該駆動ピン及び円筒体の摩耗に起因する耐久性能低下の不安があるという問題があった。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、組み立て作業が容易で、かつ耐久性に優れた液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、液体を収容する液体収容体と、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドと前記液体収容体との間に介在して該液体収容体から液体供給路を介して前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給装置と、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止するキャップと、該キャップ内を吸引可能な吸引手段とを備えた液体噴射装置であって、前記液体供給装置は、上流側から下流側へ液体を供給する液体供給路を有し、該液体供給路の途中に、定形性を有する流路形成体に対してフィルム部材を取着することにより前記液体を一時的に貯留可能な液体貯留部が形成され、前記流路形成体には、前記液体供給路の上流側と前記液体貯留部内とを連通する流入口と、前記液体供給路の下流側と前記液体貯留部内とを連通する流出口とが形成され、前記流入口には、前記流出口を介した下流側への液体の流出に伴って前記液体貯留部内に発生する負圧に基づき前記フィルム部材が変位動作した場合に該フィルム部材の変位力に基づき開弁動作して前記流入口を開放する開閉弁が配置され、前記液体貯留部内における前記フィルム部材と前記開閉弁との間には、少なくとも一部が磁性体よりなる変位部材が設けられ、前記液体貯留部外において前記フィルム部材を挟んで前記変位部材と対向する位置には電磁石が設けられ、該電磁石は、磁力を発生することにより、前記変位部材を前記液体貯留部内に発生する負圧に基づく前記フィルム部材の変位動作を規制する方向へ変位動作させ、さらに、前記電磁石への通電状態を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記液体噴射ヘッド内の液体を強制的に排出するクリーニングを行う場合、前記ノズル形成面を前記キャップにより封止した状態で、前記電磁石への通電を行うとともに前記吸引手段を駆動して前記液体貯留部内に負圧を発生させ、該負圧が予め設定した前記開閉弁の開弁タイミングに対応する所定値に達したところで前記電磁石への通電を停止し、前記液体供給路内を流れる前記液体の流速が予め設定した最大流速に対応する所定値を超えたところで前記電磁石への通電を再び行う。

例えば、液体貯留部内に発生する負圧を最大限に大きくしたい場合、液体貯留部内の液体が流出口を介して下流側へ流出しても、該負圧が最大限に大きくなるまでの時間はフィルム部材の変位動作を規制して開閉弁が開弁されないようにする必要がある。この点、この発明によれば、液体貯留部外に設けられた電磁石が発生する磁力により、変位部材を液体貯留部内に発生する負圧に基づくフィルム部材の変位動作を規制する方向へ変位動作させることができる。この場合、電磁石は、該電磁石が発生する磁力により、非接触状態で変位部材を変位動作させることができるので、該電磁石や変位部材が摩耗することがない。このため、電磁石や変位部材、ひいては液体噴射装置の耐久性を向上させることが可能となる。加えて、電磁石が液体貯留部外に設けられているため、液体噴射装置の組み立てを容易に行うことが可能となる。

また、電磁石は通電されている間だけ磁力を発生するため、所望のタイミングで電磁石への通電を行うことで、必要なときだけ磁力を発生させることが可能となる。

さらに、磁力が必要なときだけ電磁石への通電を行うことで、磁力の発生を容易に制御することが可能となる。

またさらに、制御手段が、電磁石への通電を行うとともに吸引手段を駆動して液体貯留部内に負圧を発生させ、例えば液体貯留部内の負圧が最大値になったところで電磁石への通電を停止すると、開閉弁がフィルム部材の変位力に基づき開弁動作されるため、該負圧により液体噴射ヘッド内の液体が一気に排出される。すなわち、最大限の負圧を利用した液体噴射ヘッドのクリーニングを行うことができるので、高いクリーニング効果を得ることができる。

またさらに、このクリーニングの際に、液体供給路内を流れる液体の流速が最大流速を超えたところで電磁石への通電を再び行うことで、フィルム部材の変位力が低下して開閉弁が閉弁されるため、液体噴射ヘッドから液体が排出されなくなる。この場合、液体供給路内を流れる液体の流速が最大流速を超えると、液体の流速は徐々に低下するため、液体噴射ヘッドから液体を排出させても、液体の流速が最大流速のとき以上のクリーニング効果を得ることができない。すなわち、液体供給路内を流れる液体の流速が最大流速を超えたところで電磁石への通電を再び行うことで、それ以上のクリーニング効果を得ることができないにもかかわらず、液体噴射ヘッドから液体が排出されるのを避けることができるため、クリーニングにおける無駄な液体の排出を抑制することができ、液体を節約することができる。

以下、本発明の液体噴射装置をインクジェット式プリンタに具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ１０は、平面視矩形状をなす本体ケース１１を備えている。本体ケース１１内には棒状のガイド軸１２が本体ケース１１の長手方向となる左右方向に沿って架設されるとともに、このガイド軸１２には液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１３を搭載したキャリッジ１４がガイド軸１２の長手方向に沿って往復移動可能に支持されている。

また、本体ケース１１内においてキャリッジ１４の移動範囲から外れた位置（図１では右端側位置）にはカートリッジホルダ１５が設けられるとともに、そのカートリッジホルダ１５上には複数（本実施形態では４つ）の液体収容体としてのインクカートリッジ１６が着脱自在に装着されている。この点で、本実施形態のインクジェット式プリンタ１０は、インクカートリッジ１６がキャリッジ１４上に搭載されてキャリッジ１４と共に移動する所謂オンキャリッジタイプのプリンタではなく、インクカートリッジ１６がキャリッジ１４上とは別箇所に固定配置されてキャリッジ１４と共に移動しない所謂オフキャリッジタイプのプリンタとして構成されている。

本体ケース１１の後側壁（図１では上側壁）内面においてガイド軸１２の両端部と対応する位置には駆動プーリ１７と従動プーリ１８が回転自在に支持されている。駆動プーリ１７と従動プーリ１８との間には無端状のタイミングベルト１９が掛装されるとともに、駆動プーリ１７には本体ケース１１の後側壁外面に固定されたキャリッジモータ２０の出力軸（図示略）が連結されている。したがって、キャリッジ１４は、タイミングベルト１９を介して伝達されるキャリッジモータ２０の駆動力に基づきガイド軸１２に沿う主走査方向（図１の左右方向）に往復移動するようになっている。

また、本体ケース１１内においてガイド軸１２の下方には、プラテン２１が左右方向に沿うように設けられている。このプラテン２１は、ターゲットとしての用紙（図示略）を支持する支持台であり、図示しない紙送りモータの駆動に伴い、図１において下方となる前方側へ向けて用紙を給送するようなっている。

キャリッジ１４上には、各インクカートリッジ１６側から供給される液体としてのインクを記録ヘッド１３側に供給する液体供給装置としてのバルブユニット２２が搭載されている。インクカートリッジ１６は、インクジェット式プリンタ１０において使用されるインク色（例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色）の色数に相当する数（本実施形態では４つ）だけ各々配設されるとともに、バルブユニット２２は各インクカートリッジ１６に対してインクカートリッジ１６毎に個別対応する複数（本実施形態では４つ）のインク供給チューブ２３を介して各々接続されている。

そして、バルブユニット２２では、インクカートリッジ１６側からインク供給チューブ２３を介して取り込んだインクを一時貯留し、その貯留インクを所定圧に圧力調整して記録ヘッド１３側に供給するようになっている。なお、各インク供給チューブ２３は、インクカートリッジ１６から記録ヘッド１３までインクを供給する液体供給路の一部を構成するものである。また、本体ケース１１内においてカートリッジホルダ１５の上側となる位置には、加圧ポンプ２４が設けられている。加圧ポンプ２４は、複数本（本実施形態では４本）の空気供給チューブ２５を介して各インクカートリッジ１６と個別に接続されている。

図１及び図２に示すように、各インクカートリッジ１６は、矩形箱状のインクケース２６を有しているとともに、該インクケース２６内には、インクを封入したインクパック２７が収納されている。インクケース２６の後壁における上下方向の略中間位置には、インク供給接続口２８が貫通形成されるとともに、該インク供給接続口２８には、インクパック２７に一体形成された筒状をなすインク排出口２８ａが、その先端をインクケース２６外へ露出するようにして嵌合されている。そして、このインク排出口２８ａに対してバルブユニット２２側へ延びるインク供給チューブ２３が接続されている。

また、インクケース２６の後壁においてインク供給接続口２８の下方となる位置には、空気供給接続口２９が貫通形成されている。この空気供給接続口２９には、筒状をなす接続管３０が、その一端（後端）をインクケース２６外に露出させるとともに、その他端をインクケース２６内に臨ませるようにして嵌合されている。そして、この接続管３０におけるインクケース２６外に露出した一端に対して前述した加圧ポンプ２４側から延びる空気供給チューブ２５の先端が接続されることにより、インクケース２６内には、該インクケース２６の内面とインクパック２７の外面との間に気密状態の空気室３１が形成されるようになっている。

そして、加圧ポンプ２４の駆動に伴い加圧空気が空気供給チューブ２５を介してインクカートリッジ１６におけるインクケース２６の空気室３１内に導入された場合には、その加圧空気の空気圧（加圧力）によりインクパック２７が押し潰されるようになっている。そして、このようにインクパック２７が押し潰されることにより、インクパック２７内のインクがインク供給チューブ２３を介してバルブユニット２２側に圧送供給されるようになっている。また、図１における本体ケース１１内の右端部寄りの位置であって、キャリッジ１４のホームポジション領域には、クリーニング機構３２が配設されている。

図３に示すように、記録ヘッド１３の下面は、インクが噴射される複数（本実施形態では４つ）のノズル３３が形成されたノズル形成面１３ａとされている。また、クリーニング機構３２は、有底四角箱状のキャップ３４と、該キャップ３４を昇降させるための昇降装置３５とを備えている。そして、このクリーニング機構３２は、キャリッジ１４をホームポジション領域に移動させた状態で、キャップ３４を昇降装置３５により上昇させることで、記録ヘッド１３のノズル形成面１３ａ（各ノズル３３）をキャップ３４により封止するようになっている。

また、キャップ３４の底壁からは突部３６が下方に向かって突設されるとともに、該突部３６内には、キャップ３４内からインクを排出するための排出路３６ａが上下方向に貫通形成されている。突部３６には、可撓性材料よりなる排出チューブ３７の基端側（上流側）が接続されるとともに、該排出チューブ３７の他端側（下流側）は、直方体状をなす廃インクタンク３８内に挿入されている。さらに、キャップ３４と廃インクタンク３８との間における排出チューブ３７の中間部には、キャップ３４側から廃インクタンク３８側へ向かってキャップ３４内を吸引するための吸引手段としての吸引ポンプ３９が配設されている。

そして、記録ヘッド１３のノズル形成面１３ａ（各ノズル３３）をキャップ３４により封止した状態で吸引ポンプ３９を駆動することで、各ノズル３３内の増粘したインクが気泡等とともに吸引され、キャップ３４及び排出チューブ３７を介して廃インクタンク３８内に排出される、いわゆるクリーニングが行われるようになっている。なお、廃インクタンク３８内には、該廃インクタンク３８内に排出されたインクを吸収保持する廃インク吸収材４０が収容されている。

次に、バルブユニット２２の構成について詳述する。
図４及び図５に示すように、バルブユニット２２の内部には、複数（本実施形態では４つ）の負圧発生装置５０が左右方向に並設されるとともに、該各負圧発生装置５０毎に各色のインクが供給されるようになっている。

バルブユニット２２は、それぞれ薄板状に形成された、流路形成体としての圧力室部品５１と第１流路部品５２と第２流路部品５３と保護板５４とが積層されて形成されている。すなわち、保護板５４の下面には圧力室部品５１が接合され、該圧力室部品５１の下面には第１流路部品５２が接合され、該第１流路部品５２の下面には第２流路部品５３が接合されている。そして、第２流路部品５３の下面には、記録ヘッド１３が接合されている。

圧力室部品５１の上面には、各インク供給チューブ２３が接続されるチューブ接続口５５、記録ヘッド１３側に連通する流出口５６、及び複数（本実施形態では４つ）の平面視略長方形状の溝状通路５７が設けられている。そして、溝状通路５７と流出口５６とは連通している。保護板５４の下面には、圧力室部品５１の各溝状通路５７に対応するように溝状凹部５８がそれぞれ凹設されるとともに、該各溝状凹部５８を覆うようにフィルム部材としての封止フィルム５９が熱融着されている。

また、保護板５４の溝状凹部５８の前底部には小径の貫通孔６０が形成されるとともに、該貫通孔６０を介して溝状凹部５８が大気開放されている。そして、保護板５４が圧力室部品５１に接合された状態において、溝状凹部５８と封止フィルム５９とで囲まれた空間が大気開放室６１とされるとともに、溝状通路５７と封止フィルム５９とで囲まれた空間が液体貯留部としての圧力室６２とされている。なお、圧力室６２と大気開放室６１とは連通していない。

保護板５４の上面における貫通孔６０の後側には接合板６３を介して左右方向に延びる平面視矩形状のヨーク板６４が接合されるとともに、該ヨーク板６４の左右方向における中央部後端には略四角板状の嵌合部材６４ａが立設されている。そして、嵌合部材６４ａには、円筒状の磁力発生手段としての電磁石６５が嵌着されている。

圧力室部品５１と第１流路部品５２と第２流路部品５３との内部には、チューブ接続口５５に連通する入口側流路６６と、流出口５６と記録ヘッド１３とを連通する出口側流路６７とが設けられている。入口側流路６６及び出口側流路６７の途中には、フィルタ６８が設けられている。また、圧力室部品５１と第１流路部品５２と第２流路部品５３との内部には、入口側流路６６に連通する収容孔６９と、該収容孔６９と圧力室６２（溝状通路５７）とを区画する隔壁７０とが設けられている。そして、この隔壁７０には、収容孔６９と圧力室６２（溝状通路５７）とを連通する流入口としての支持孔７１が貫通形成されている。この支持孔７１は、圧力室６２における後端部側に位置している。

収容孔６９内にはバネ受け座７２が設けられるとともに、該バネ受け座７２上にはコイル状のシールバネ７３を介して開閉弁としての可動バルブ７４が設けられている。可動バルブ７４は、板状部材７４ａと、該板状部材７４ａの上面中央部に一体に形成されて支持孔７１内に挿通されるロッド部材７４ｂとを備えている。ロッド部材７４ｂの上端（先端）は、圧力室６２内に達している。

さらに、板状部材７４ａの上面には、ロッド部材７４ｂを囲むように円環状のシール部材７５が設けられている。そして、可動バルブ７４は、常にはシールバネ７３の付勢力によって支持孔７１の周りの隔壁７０の下面にシール部材７５が当接されている状態、すなわち閉弁状態とされている。可動バルブ７４が閉弁状態にあるときには、収容孔６９と圧力室６２（溝状通路５７）とが非連通状態になっている。

また、圧力室６２（溝状通路５７）内には、磁性体よりなる変位部材としての作動レバー７６が配設されている。作動レバー７６は、１枚の金属薄板で構成され、保護板５４の下面と圧力室部品５１の上面とで挟持される支持部７６ａと、該支持部７６ａからそれぞれ各圧力室６２内における溝状通路５７に沿うように略水平に（水平よりも若干前下がりになるように）延びる４本の細板状の押圧部７６ｂとを備えている。作動レバー７６の押圧部７６ｂは、その先端部（前端部）がヨーク板６４と対応するように後方側から前方側に向かって延びている。なお、電磁石６５及びヨーク板６４は、封止フィルム５９を挟んで作動レバー７６と対向する位置に配置されている。

押圧部７６ｂは、剛性を高くするため、前側から見て下側が開口したコ字状となるように折り曲げ加工されている。押圧部７６ｂは、その後端部における下面において可動バルブ７４のロッド部材７４ｂの上端面と対向している。この場合、押圧部７６ｂの下面とロッド部材７４ｂの上端面との間には、僅かな隙間が形成されている。

そして、バルブユニット２２は、圧力室６２内のインクが記録ヘッド１３のノズル３３からの噴射に伴って記録ヘッド１３側に吸引されて圧力室６２内が負圧になると、封止フィルム５９が大気圧により圧力室６２の内方へ弾性変形して作動レバー７６の押圧部７６ｂを下方へ押圧するようになっている。これにより、押圧部７６ｂは、梃子の原理により封止フィルム５９の弾性変形に伴う押圧力を倍力した作動力により、閉弁状態にある可動バルブ７４のロッド部材７４ｂをシールバネ７３の付勢力に抗して押し下げる。これにより、図６に示すように、可動バルブ７４のシール部材７５と隔壁７０とが離間されて可動バルブ７４が開弁状態となり、入口側流路６６及び収容孔６９を介して圧力室６２内へインクが供給される。

圧力室６２内のインクが増加して該圧力室６２内の圧力が所定の圧力に達すると、封止フィルム５９が自らの弾性復元力により弾性変形した形態から元の形態に戻るので、可動バルブ７４への作動レバー７６（押圧部７６ｂ）による作動力が消失し、可動バルブ７４のロッド部材７４ｂがシールバネ７３の付勢力により上昇される。これにより、可動バルブ７４のシール部材７５が隔壁７０に圧接されて可動バルブ７４が閉弁状態に戻り、入口側流路６６側から圧力室６２内へのインクの供給が絶たれる。

次に、インクジェット式プリンタ１０の電気的構成について説明する。
図７に示すように、インクジェット式プリンタ１０は、制御手段としての制御部８０を備えている。制御部８０は、キャリッジモータ２０、昇降装置３５、吸引ポンプ３９、加圧ポンプ２４、及び電磁石６５と電気的に接続されている。そして、制御部８０は、キャリッジモータ２０、昇降装置３５、吸引ポンプ３９、及び加圧ポンプ２４の駆動を制御するとともに、電磁石６５への通電状態を制御するようになっている。

次に、本実施形態のインクジェット式プリンタ１０の制御部８０が実行するチョーククリーニング処理ルーチンについて図８に示すフローチャートに基づいて説明する。
さて、制御部８０は、キャリッジモータ２０を駆動してキャリッジ１４をホームポジション領域に移動させる（ステップＳ１）。続いて制御部８０は、昇降装置３５を駆動してキャップ３４を上昇させることで、該キャップ３４により記録ヘッド１３のノズル形成面１３ａを封止する（ステップＳ２）。続いて制御部８０は、電磁石６５への通電を行う（ステップＳ３）。これにより、電磁石６５が磁力を発生し、該磁力により作動レバー７６の押圧部７６ｂの前端部が上側に吸引され、押圧部７６ｂが水平状態に維持される。

続いて制御部は、吸引ポンプ３９を駆動する（ステップＳ４）。これにより、キャップ３４内が吸引されて、該キャップ３４内に負圧が発生する。キャップ３４内に負圧が発生すると、封止フィルム５９が大気圧により圧力室６２の内方へ弾性変形して作動レバー７６の押圧部７６ｂを下方へ押圧しようとするが、磁力により押圧部７６ｂが上側に吸引されて該押圧部７６ｂが水平状態に維持されているため、封止フィルム５９によってロッド部材７４ｂが押し下げられず、可動バルブ７４は閉弁状態に維持される。

引き続き制御部８０は、所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。本実施形態において、この所定時間Ｔ１は、吸引ポンプ３９を駆動してからキャップ３４内に発生した負圧が最大値（所定値）になるまでの時間であり、可動バルブ７４の開弁タイミングとして予め実験等により求められて制御部８０に記憶されている。すなわち、所定時間Ｔ１は、吸引ポンプ３９を駆動してからキャップ３４内に発生した負圧が図９のタイミングチャートにおけるＣ点に達するまでの時間である。

ステップＳ５の判定が否定判定である場合、制御部８０は、ステップＳ５の判定が肯定判定となるまで該ステップＳ５の処理を繰り返し実行する。
一方、ステップＳ５の判定が肯定判定である場合、制御部８０は、電磁石６５への通電を停止する（ステップＳ６）とともに、加圧ポンプ２４を駆動する（ステップＳ７）。これにより、電磁石６５の磁力が失われて押圧部７６ｂの上側への吸引力が失われるため、キャップ３４内の負圧の発生によって封止フィルム５９が大気圧により圧力室６２の内方へ弾性変形して作動レバー７６の押圧部７６ｂが下方へ押圧される。このため、作動レバー７６の押圧部７６ｂによりロッド部材７４ｂが押し下げられ、可動バルブ７４が開弁される。

可動バルブ７４が開弁されると、インクカートリッジ１６からのインクが圧力室６２に流れ込むとともに、圧力室６２に蓄積された負圧により該圧力室６２内のインクが記録ヘッド１３内の増粘したインクや気泡とともにキャップ３４内に一気に排出される。引き続き制御部８０は、所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定する（ステップＳ８）。この所定時間Ｔ２は、可動バルブ７４が開弁されてから出口側流路６７を流れるインクの流速が最大値（最大流速）を超えて該最大値よりも若干低くなるまでの時間であり、予め実験等により求められて制御部８０に記憶されている。すなわち、所定時間Ｔ２は、可動バルブ７４が開弁されてからキャップ３４内に発生した負圧が図９のタイミングチャートにおけるＡ点を超えるまでの時間である。

ステップＳ８の判定が否定判定である場合、制御部８０は、ステップＳ８の判定が肯定判定となるまで該ステップＳ８の処理を繰り返し実行する。一方、ステップＳ８の判定が肯定判定である場合、制御部８０は、電磁石６５への通電を再び行う（ステップＳ９）。これにより、電磁石６５が磁力を発生し、該磁力により作動レバー７６の押圧部７６ｂの前端部が上側に吸引されて変位動作するため、押圧部７６ｂにより圧力室６２の内方へ弾性変形している封止フィルム５９が大気圧に抗して押し上げられるとともに、押圧部７６ｂが水平状態に維持される。これにより、可動バルブ７４は、シールバネ７３の付勢力により押し上げられて閉弁される。

引き続き制御部８０は、加圧ポンプ２４を停止するとともに（ステップＳ１０）、吸引ポンプ３９を停止する（ステップＳ１１）。そして、制御部８０は、昇降装置３５を駆動してキャップ３４を下降させることで、該キャップ３４による記録ヘッド１３のノズル形成面１３ａの封止状態を解除し（ステップＳ２）、その後、チョーククリーニング処理ルーチンを終了する。このように、制御部８０がチョーククリーニング処理ルーチンを実行することで、圧力室６２内に蓄積した負圧を利用して該圧力室６２内のインクを記録ヘッド１３内の増粘したインクや気泡とともにキャップ３４内に一気に排出する、いわゆるチョーククリーニングが行われる。

以上、詳述した実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）電磁石６５は、磁力により圧力室６２外から非接触状態で作動レバー７６の押圧部７６ｂを上側に吸引して変位動作させることができるので、該電磁石６５や押圧部７６ｂが摩耗することがない。このため、電磁石６５や押圧部７６ｂ、ひいてはインクジェット式プリンタ１０の耐久性を向上させることができる。加えて、電磁石６５が圧力室６２外、すなわち保護板５４の上面に設けられているため、バルブユニット２２の組み立てを容易に行うことができる。

（２）電磁石６５の発生する磁力により作動レバー７６の押圧部７６ｂを変位動作させることができるので、所望のタイミングで電磁石６５への通電を行うことで、必要なときだけ作動レバー７６の押圧部７６ｂを変位動作させることができる。

（３）電磁石への通電状態を制御部８０によって制御することができるので、磁力が必要なときだけ電磁石６５への通電を行うことで、磁力の発生を容易に制御することができる。

（４）チョーククリーニングを行う際に、制御部８０は、電磁石６５への通電を行うとともに吸引ポンプ３９を駆動して圧力室６２内に負圧を発生させ、該圧力室６２内の負圧が最大値になったところで電磁石６５への通電を停止している。このため、圧力室６２内の負圧が最大値になったところで、可動バルブ７４が封止フィルム５９の圧力室６２の内方へ弾性変形によって開弁されるため、該圧力室６２内の最大限の負圧を利用して記録ヘッド１３内の増粘インクや気泡を一気に排出することができる。すなわち、最大限の負圧を利用した記録ヘッド１３のチョーククリーニングを行うことができるので、高いクリーニング効果を得ることができる。

また、このチョーククリーニングにおいて、可動バルブ７４の開弁後、出口側流路６７内を流れるインクの流速が最大流速を超えたところで電磁石６５への通電を再び行うことで、圧力室６２内に負圧が発生しているにもかかわらず、作動レバー７６の押圧部７６ｂによって封止フィルム５９を強制的に押し上げることができる。これにより、可動バルブ７４がシールバネ７３の付勢力により押し上げられて閉弁されるので、記録ヘッド１３からのインクの排出を止めることができる。

この場合、出口側流路６７内を流れるインクの流速が最大流速を超えると、該インクの流速は徐々に低下するため、記録ヘッド１３からインクを排出させても、インクの流速が最大流速のとき以上のクリーニング効果を得ることができない。すなわち、出口側流路６７内を流れるインクの流速が最大流速を超えたところで電磁石６５への通電を再び行うことで、それ以上のクリーニング効果を得ることができないにもかかわらず、記録ヘッド１３からインクが排出されるのを避けることができる。このため、チョーククリーニングにおける無駄なインクの排出を抑制することができ、インクを節約することができる。

（５）電磁石６５への通電を間欠的に行うことで、作動レバー７６の押圧部７６ｂを揺動させることができるので、圧力室６２内の気泡の排出を促すことができる。すなわち、圧力室６２内の気泡を排出され易くすることができる。

（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・チョーククリーニング処理ルーチンのステップＳ５において、所定時間Ｔ１を、吸引ポンプ３９を駆動してからキャップ３４内に発生した負圧が最大値よりも低い値になるまでの時間、すなわち吸引ポンプ３９を駆動してからキャップ３４内に発生した負圧が図９のタイミングチャートにおけるＢ点に達するまでの時間に設定してもよい。このようにすれば、記録ヘッド１３からのインクの排出量が少ない、軽いチョーククリーニングを行うことができる。なお、図９のタイミングチャートにおける１点鎖線で示した曲線は、Ｂ点で可動バルブ７４を開弁した場合における出口側流路６７内を流れるインクの流速を示している。

・磁力発生手段として、電磁石６５の代わりに永久磁石を用いてもよい。この場合、永久磁石による磁力を、作動レバー７６の押圧部７６ｂを変位動作させることが不可能な程度に、自在に弱める手段を設ける必要がある。例えば、永久磁石と押圧部７６ｂとの間に透磁性の高い部材（鉄板など）を自在に介在させる装置を設ける必要がある。

・作動レバー７６の押圧部７６ｂの一部（例えば、前端部（先端部）のみ）を磁性体で形成し、それ以外の部分を非磁性体で形成するようにしてもよい。
・上記実施形態においては、液体噴射装置として、インクを噴射するインクジェット式プリンタ（ファクス、コピア等を含む印刷装置）について説明したが、他の液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ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などの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の試料噴射装置であってもよい。

本実施形態のインクジェット式プリンタの平面概略図。同プリンタのインクカートリッジの断面図。同プリンタのクリーニング機構の断面簡略図。同プリンタのバルブユニットの一部分解斜視図。図４のバルブユニットを組み付けた状態における５−５線断面図。可動バルブが開弁したときのバルブユニットの断面図。同プリンタの電気的構成を示すブロック回路図。チョーククリーニング処理ルーチンを示すフローチャート。可動バルブの開弁及び閉弁タイミングを示すタイミングチャート。

符号の説明

１０…液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ、１３…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１３ａ…ノズル形成面、１６…液体収容体としてのインクカートリッジ、２２…液体供給装置としてのバルブユニット、２３…液体供給路を構成するインク供給チューブ、３４…キャップ、３９…吸引手段としての吸引ポンプ、５１…流路形成体としての圧力室部品、５２…流路形成体としての第１流路部品、５３…流路形成体としての第２流路部品、５４…流路形成体としての保護板、５６…流出口、５９…フィルム部材としての封止フィルム、６２…液体貯留部としての圧力室、６５…磁力発生手段としての電磁石、７１…流入口としての支持孔、７４…開閉弁としての可動バルブ、７６…変位部材としての作動レバー、８０…制御手段としての制御部。

Claims

液体を収容する液体収容体と、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドと前記液体収容体との間に介在して該液体収容体から液体供給路を介して前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給装置と、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止するキャップと、該キャップ内を吸引可能な吸引手段とを備えた液体噴射装置であって、
前記液体供給装置は、
上流側から下流側へ液体を供給する液体供給路を有し、該液体供給路の途中に、定形性を有する流路形成体に対してフィルム部材を取着することにより前記液体を一時的に貯留可能な液体貯留部が形成され、
前記流路形成体には、前記液体供給路の上流側と前記液体貯留部内とを連通する流入口と、前記液体供給路の下流側と前記液体貯留部内とを連通する流出口とが形成され、
前記流入口には、前記流出口を介した下流側への液体の流出に伴って前記液体貯留部内に発生する負圧に基づき前記フィルム部材が変位動作した場合に該フィルム部材の変位力に基づき開弁動作して前記流入口を開放する開閉弁が配置され、
前記液体貯留部内における前記フィルム部材と前記開閉弁との間には、少なくとも一部が磁性体よりなる変位部材が設けられ、
前記液体貯留部外において前記フィルム部材を挟んで前記変位部材と対向する位置には電磁石が設けられ、
該電磁石は、磁力を発生することにより、前記変位部材を前記液体貯留部内に発生する負圧に基づく前記フィルム部材の変位動作を規制する方向へ変位動作させ、
さらに、前記電磁石への通電状態を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記液体噴射ヘッド内の液体を強制的に排出するクリーニングを行う場合、前記ノズル形成面を前記キャップにより封止した状態で、前記電磁石への通電を行うとともに前記吸引手段を駆動して前記液体貯留部内に負圧を発生させ、該負圧が予め設定した前記開閉弁の開弁タイミングに対応する所定値に達したところで前記電磁石への通電を停止し、前記液体供給路内を流れる前記液体の流速が予め設定した最大流速に対応する所定値を超えたところで前記電磁石への通電を再び行うことを特徴とする液体噴射装置。