JP5493796B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体噴射装置に関する。

従来、被噴射物に対して流体を噴射する流体噴射装置として、インクジェット式プリンターが広く知られている。このプリンターは、インクカートリッジに貯留されているインクを、インク流路を介して記録ヘッドに供給し、記録ヘッドのノズル形成面に形成されたノズルから噴射することにより、被噴射物としての記録媒体に印刷を施すようになっている。そして、このようなプリンターにおいては、インクカートリッジから記録ヘッドへのインクの供給を、たとえば、ダイヤフラムポンプ等の往復ポンプにより実現している。

ところで、このようなプリンターでは、記録ヘッドのノズルからインク溶媒が蒸発することによるインクの粘度の上昇等によってノズルに目詰まりを生じたり、インクに混入している気泡によってドット抜けが生じることで、印刷不良を引き起こす虞がある。

そのため、特許文献１のプリンターは、ノズルの目詰まり等を解消させる方法として、一般にチョーククリーニングとも称される吸引動作を実行することができる構成となっている。このチョーククリーニングでは、具体的には、たとえば、次の動作が行われる。先ず、ダイヤフラムポンプを吸込み側に駆動してダイヤフラムポンプ内にインクの吸込みを行う。続いて、記録ヘッド内に設けられるチョーク弁を閉弁状態とし、吸引ポンプによりノズルの開口部からノズル内に対して吸引を行いノズル内に負圧を作用させる。そして、吸引ポンプによる吸引を継続しノズル内に負圧を作用させている状態でダイヤフラムポンプをインクの送出し側に駆動してチョーク弁を開弁することで、ダイヤフラムポンプ内のインクを記録ヘッド側に供給する。このとき、チョーク弁からノズルに亘って、蓄積された高い負圧が作用している。そのため、ダイヤフラムポンプから供給されるインクは、記録ヘッド側に勢いよく流れ、ノズルから記録ヘッドの外部に排出される。上述したチョーククリーニングによれば、インクがダイヤフラムポンプから記録ヘッド側に勢いよく流すことができるため、ノズル内に詰まった増粘したインクやインク内に混入している気泡を強制的に外部に排出することができる。

特開２００９−１６０９１２号公報

しかしながら、上述のチョーククリーニングで流すことができるインクは、ダイヤフラムポンプに吸込まれている量に制限されるため、増粘したインクやインク内に混入している気泡の排出が不十分な場合がある。

そこで、本発明は、吸引動作の際に流すことができる液体の量を多くし、液体噴射部内に詰まった増粘した液体や液体内に混入している気泡の排出効果を高くすることができる液体噴射装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、液体貯留部に貯留されている液体を往復ポンプにより液体流路を通して液体噴射ヘッドに供給し、上記液体噴射ヘッドの液体噴射部から噴射する液体噴射動作と、上記液体流路を上記往復ポンプよりも上記液体噴射ヘッド側となる下流側の位置において閉塞手段により閉塞すると共に、上記液体噴射部から吸引手段により上記液体流路内に対して負圧を作用させた状態で、上記閉塞手段による上記液体流路の閉塞を解除することにより、上記往復ポンプ内に在る上記液体を上記吸引手段に吸引する吸引動作と、を行うことができる液体噴射装置であって、上記往復ポンプを駆動する駆動手段であって、上記閉塞手段による上記液体流路の閉塞が解除されている状態を保持する解除保持手段として機能する駆動手段とを備えることとする

このように液体噴射装置を構成することで、吸引動作の際に流すことができる液体の量が多くなり、液体噴射部内に詰まった増粘した液体や液体内に混入している気泡の排出効果を高くすることができる。

上記発明に加えて、液体噴射装置の往復ポンプはダイヤフラムポンプであり、上記ダイヤフラムポンプのポンプ室のダイヤフラムと対向する面であるポンプ室底面と、上記ダイヤフラムの上記ポンプ室底面と対向する面であるダイヤフラム内側面との少なくとも一方に、上記往復ポンプに上記液体が流入する側となる上流側の上記液体流路と上記往復ポンプよりも下流側の上記液体流路とを連通する連通流路としての溝部を有することとする。

このように液体噴射装置を構成することで、部品点数を増やすことなく連通流路を備えることができる。

上記発明に加えて、往復ポンプを駆動するための駆動手段が閉塞手段を駆動させる駆動力に対して、閉塞手段が往復ポンプの駆動に対して遅れて駆動するように負荷を与える負荷手段を備えることとする。

このように負荷手段を備えることで、閉塞手段による閉塞の解除状態の維持を確実なものにすることができる。

本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンターの全体的な構成を示す斜視図である。 図１に示すインクジェットプリンターに備えられるインク供給装置の概略の構成を示す概略構成図である。 図２に示すインク供給装置の凹部に形成される溝部の構成を示す図である。 図２に示すインク供給装置のポンプが吸込み駆動を行うときの状態を示す図である。 図２に示すインク供給装置のポンプが送出し駆動を行うときの状態を示す図である。 図２に示すインク供給装置のポンプの駆動停止時の状態を示す図である。 図２に示す弁体が圧力室の容積を減少させる方向に変位し、開口部を閉塞している状態を示す図である。 図２に示す弁体が開口部を閉塞している状態で、ポンプ室内にインクを吸込む吸込み駆動を行う状態を示す図である。 吸引動作時に、弁体が、開口部から離間された位置に保持されている状態を示す図である。 プリンターの変形例２を示す図である。 図１０に示す変形例２の要部を示す図である。 プリンターの変形例３を示す図である。

（実施の形態１）
以下、本発明の液体噴射装置の実施の形態に係るインクジェットプリンター（以下、単に、プリンターと記載する。）１について、図１から図９を参照しながら説明をする。

（プリンター１の全体構成）
図１は、プリンター１の全体的な構成を示す斜視図である。図１に示すように、プリンター１は、外装筐体２と、この外装筐体２内に収容される略箱状を呈するフレーム３と、フレーム３の内側の下部に主走査方向（図１に示すＸ方向）に沿って架設されるプラテン４と、主走査方向に移動可能なキャリッジ５と、紙送り機構６と、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド７と、吸引手段としてクリーニング装置８等を有する。

紙送り機構６は、紙送りモーター９により駆動され、インクの噴射対象となる被噴射体としての記録用紙Ｐを、プラテン４の上面に沿って主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに沿って給送することができる構成となっている。

フレーム３内には、プラテン４の上方にガイド軸１０が架設されている。このガイド軸１０にはキャリッジ５が移動可能に挿通支持されている。フレーム３のガイド軸１０の両端部と対応する位置には、駆動プーリー１１および従動プーリー１２が回転自在に支持されている。駆動プーリー１１にはキャリッジモーター１３が連結され、駆動プーリー１１と従動プーリー１２との間には、キャリッジ５にその一部が固定されたタイミングベルト１４が掛装されている。したがって、キャリッジ５は、ガイド軸１０にガイドされながら、キャリッジモーター１３の駆動によりタイミングベルト１４を介して主走査方向Ｘに沿って往復移動可能となっている。

キャリッジ５の下部には複数の記録ヘッド７が備えられている。また、フレーム３内には、液体貯留部としてのインクカートリッジ１５が備えられている。記録ヘッド７とインクカートリッジ１５とは、インク供給装置１６（図２参照）により接続され、インクカートリッジ１５に貯留（収容）されている液体としてのインクがインク供給装置１６により記録ヘッド７に供給される。記録ヘッド７に供給されたインクは、記録ヘッド７に設けられる液体噴射部としてのノズル１７（図２参照）から記録用紙Ｐに対して噴射される。

記録ヘッド７は、本実施の形態では、図１に示すように、たとえば５つ備えられ、主走査方向に並列して配置されている。そして、インクカートリッジ１５およびインク供給装置１６は、５つの記録ヘッド７の一つ一つにそれぞれ備えられている。５つのインクカートリッジ１５は、それぞれ、たとえば、ブラック色のインクと、シアン色のインクと、ライトシアン色のインクと、イエロ色のインクと、マゼンタ色のインクが貯留されている。したがって、各記録ヘッド７からは、対応するインクカートリッジ１５に貯留されている色のインクが噴射される。

キャリッジ５の移動方向の一端側（本実施の形態に係るプリンター１においては左端側）、すなわち、記録用紙Ｐが至らない非印刷領域には、クリーニング装置８が配置されている。クリーニング装置８は、記録ヘッド７のノズル１７（図２参照）から、ノズル１７およびインク供給装置１６内に設けられる液体流路としてのインク流路１８内に対して吸引を行うことができるように構成されている。

（インク供給装置１６等の概略構成）
次に、図２等を参照しながら、インク供給装置１６の構成について説明する。図２は、インク供給装置１６と、インク供給装置１６に接続される記録ヘッド７およびインクカートリッジ１５と、ノズル１７およびインク流路１８内に対して吸引を行うクリーニング装置８とについて、それぞれ概略の構成を示す概略構成図である。

図２に示すように、インク供給装置１６は、液体流路としてのインク流路１８と、一方向弁１９と、往復ポンプとしてのダイヤフラムポンプ（以下、ポンプと記載する。）２０と、閉塞手段としてのチョーク弁２１等とを有している。インク供給装置１６は、インク流路１８の一端側にインクカートリッジ１５が接続され、他端側に記録ヘッド７が接続されている。そして、インク供給装置１６は、一方向弁１９およびポンプ２０等により、インクカートリッジ１５側から記録ヘッド７側へとインクが供給されるように構成されている。

インク供給装置１６は、５つの記録ヘッド７（図１参照）毎にそれぞれ備えられ、各記録ヘッド７には、それぞれ同様な構成のインク供給装置１６が備えられている。図２には、いずれか一つのインク供給装置１６が、このインク供給装置１６に対応する一つの記録ヘッド７および一つのインクカートリッジ１５と、さらにクリーニング装置８と共に図示されている。

なお、以下の説明において、インク流路１８のインクカートリッジ１５側を上流側とし、記録ヘッド７側を下流側として説明を行うこととする。また、インク供給装置１６に関し、図２の矢印Ｚで示す方向を上方（上側）、その反対方向を下方（下側）として以下の説明を行う。

（記録ヘッド７の概略構成）
記録ヘッド７の記録用紙Ｐと対向する面であるノズル形成面２２には、インクの噴射口となるノズル１７が形成されている。また、記録ヘッド７には、バルブユニット２３が内蔵されている。バルブユニット２３は、インク流路１８から供給されるインクをノズル１７に安定して供給するための流動圧調整機能を有し、記録用紙Ｐに噴射される量に応じた量のインクを供給することで、インクの流動圧を調整することができるように構成されている。

（インクカートリッジ１５の概略構成）
インクカートリッジ１５は、略直方体を呈する容器であり、内部は、インクが貯留されるインク室２４として構成されている。インクカートリッジ１５の下側の壁部にはインク室２４内に連通する筒部２５が設けられ、この筒部２５の下方の先端には、インクを導出可能なインク供給口２６が形成されている。インクカートリッジ１５は、インク供給装置１６に設けられているインク供給針２７をインク供給口２６に挿入するようにしてインク供給装置１６に取り付けられる。なお、インクカートリッジ１５の上側の壁部には、インク室２４内を大気と連通させ、インク室２４内に貯留されるインクの液面に大気圧を作用させる大気連通孔２８が形成されている。

（クリーニング装置８の概略構成）
クリーニング装置８は、キャップ２９と、吸引ポンプ３０と、廃液タンク３１とを備えている。キャップ２９は、キャップ２９の開口部２９Ａを記録ヘッド７のノズル形成面２２に当接させた状態で、複数のノズル１７の開口部（以下、ノズル開口部と記載する。）１７Ａを全て覆い、ノズル開口部１７Ａをキャップ内に封止することができるように構成されている。

吸引ポンプ３０は、ノズル開口部１７Ａを封止したキャップ２９内を吸引し、キャップ２９内に負圧を発生することができるように構成されている。廃液タンク３１は、吸引ポンプ３０の駆動に伴って記録ヘッド７から外部に排出されたインクを収容できるように構成されている。プリンター１は、ノズル開口部１７Ａをキャップ２９により封止した状態で、吸引ポンプ３０を駆動することでキャップ２９内に負圧を発生させ、ノズル１７からインク流路１８内のインクを吸引し、廃液タンク３１に収容することができるように構成されている。

（インク供給装置１６の構成）
図２に示すように、インク供給装置１６は、基台となる樹脂製の第１流路形成部材３２と、この第１流路形成部材３２に対して積層状態で組み付けられる同じく樹脂製の第２流路形成部材３３と、組み付け時に第１流路形成部材３２と第２流路形成部材３３との間に挟み込まれるガスバリア性の高いフィルムあるいはゴムシート等の弾性を有するシート状の可撓性部材３４とを有する。

第１流路形成部材３２の上方の面には、平面視（上方から見た状態）において円形状をなす凹部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃが形成されている。また、第２流路形成部材３３の下面には、第１流路形成部材３２に形成された凹部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃと互いに対向し、底面視（下方から見た状態）において円形状をなす凹部３６Ａ，３６Ｂ，３５Ｃが形成されている。

可撓性部材３４は、第１流路形成部材３２の凹部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃと第２流路形成部材３３の凹部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃとの間をそれぞれ仕切るように第１流路形成部材３２と第２流路形成部材３３との間に挟み込まれている。そして、可撓性部材３４において凹部３５Ａと凹部３６Ａとの間に介在する部分は、凹部３５Ａと凹部３６Ａとの間で弾性変形することにより変位可能に構成される弁体３７として構成されている。

なお、弁体３７の中心部分には、貫通孔３８が形成されている。そのため、凹部３５Ａと凹部３６Ａとは貫通孔３８を通して連通されている。また、凹部３５Ａと凹部３６Ａとによって囲まれて形成される空間域が弁室３９として構成されている。

可撓性部材３４において凹部３５Ｂと凹部３６Ｂとの間に介在する部分は、凹部３５Ｂおよび凹部３６Ｂの容積を増減させることができるダイヤフラム４０として構成されている。ダイヤフラム４０と凹部３５Ｂとに囲まれて形成される空間域は、インク流路１８の一部を構成するポンプ室４１（図４等参照）として構成される。また、ダイヤフラム４０と凹部３６Ｂとに囲まれて形成される空間域は、ダイヤフラム４０を駆動するために変圧が行われる変圧室４２として構成されている。

可撓性部材３４において凹部３５Ｃと凹部３６Ｃとの間に介在する部分は、後述するインク流路１８Ｄの凹部３５Ｃの開口部４３を閉塞する下方位置（閉塞位置）と、開口部４３から離間する上方位置（離間位置）とに変位し、インク流路１８Ｄの閉塞と開放とを行う弁体４４として構成されている。弁体４４と凹部３５Ｃとに囲まれて形成される空間域はインク流路１８の一部を構成する圧力室４５として構成される。また、弁体４４と凹部３６Ｃとに囲まれて形成される空間域は、弁体４４を駆動するために変圧が行われる変圧室４６として構成されている。

そして、積層状態とされる第１流路形成部材３２、第２流路形成部材３３および可撓性部材３４には、上流側となるインク供給針２７から下流側となる記録ヘッド７側へと連通するインク流路１８が形成されている。インク流路１８は、インク流路１８Ａから１８Ｄを有している。

具体的には、第１流路形成部材３２には、第２流路形成部材３３を貫通するように突設されたインク供給針２７と、インク供給針２７の先端側と凹部３５Ａの間を連通するインク流路１８Ａが形成されている。また、凹部３６Ａと凹部３５Ｂとの間は、インク流路１８Ｂによって連通されていると共に、凹部３５Ｂと凹部３５Ｃとの間は、インク流路１８Ｃによって連通されている。さらに、上流側が凹部３５Ｃに接続されたインク流路１８Ｄの下流側には、インク供給チューブ４７の一端（上流端）が接続されている。そして、インク供給チューブ４７の他端（下流端）は、記録ヘッド７に接続されている。

すなわち、インク供給装置１６においては、上流側から下流側に向かって順次配置されるインク供給針２７、インク流路１８Ａ、弁室３９、インク流路１８Ｂ、ポンプ室４１（図４等参照）、インク流路１８Ｃ、圧力室４５、インク流路１８Ｄ、インク供給チューブ４７によって、インク流路１８が形成されている。

圧力室４５に接続されるインク流路１８Ｃの下流端には、上流側から下流側へのインクの通過のみを許容する一方向弁としてのボール弁４８が設けられている。このボール弁４８は、図示しない付勢部材によって、常時は、インク流路１８Ｃを閉塞する閉弁方向に付勢された状態とされている。

弁室３９の凹部３６Ａ側には、弁体３７を凹部３５Ａに向けて付勢するコイルスプリング４９が収容されていると共に、弁体３７には、凹部３５Ａの底面に当接することで、閉弁状態となる突起部５０が設けられている。弁体３７は、コイルスプリング４９によって常時は閉弁方向に付勢されている。本実施の形態において、弁室３９、弁体３７およびコイルスプリング４９は、上流側から下流側へのインクの通過のみを許容する一方向弁１９を構成している。

（ポンプ２０の構成）
変圧室４２内には、ダイヤフラム４０を常にポンプ室４１の容積を減少させる方向に付勢するコイルスプリング５１が収容されている。本実施の形態において、ポンプ室４１、変圧室４２、ダイヤフラム４０およびコイルスプリング５１は、ポンプ２０を構成している。ポンプ２０は、ダイヤフラム４０が、変圧室４２の圧力変化に応じて上下方向に変位することでポンプ室４１の容積の増減が行われることにより、インク流路１８Ｂからポンプ室４１内にインクを吸込んだり、ポンプ室４１内に吸込んだインクをインク流路１９Ｃに送り出すポンプ駆動を行うことができるように構成されている。

インク流路１８においては、ポンプ室４１の上流側となる位置に一方向弁１９が設けられ、かつ、ポンプ室４１の下流側となる位置に同じく一方向弁として機能するボール弁４８が設けられている。つまり、一方向弁１９とボール弁４８とにより、ポンプ２０が駆動したときに下流側から上流側へ向けてインクが逆流することが抑制されるように構成されている。

本実施の形態のポンプ２０は、負圧発生装置５２によって変圧室４２内が減圧されることによって、ダイヤフラム４０が、ポンプ室４１の容積を増加させる方向に変位し、ポンプ室４１内にインクを引き入れる吸込み駆動を行うように構成されている。

負圧発生装置５２と変圧室４２とは、空気流路５３によって接続されている。具体的には、空気流路５３は、基端側が負圧発生装置５２に接続されると共に、先端側が分岐流路５３Ａ，５３Ｂとして２つに分岐されている。分岐流路５３Ａは、変圧室４２に接続されている。分岐流路５３Ｂは、大気開放機構５４に接続されている。

負圧発生装置５２は、正逆回転可能な駆動モーター５５が正転駆動した場合に負圧を発生するように構成されている。したがって、駆動モーター５５が正転駆動されると、分岐流路５３Ａを通して変圧室４２が減圧されるようになっている。

大気開放機構５４は、駆動モーター５５の逆転駆動に対応して、図示を省略する大気開放弁が開放され、分岐流路５３Ｂを大気に連通することができるように構成されている。したがって、駆動モーター５５が正転駆動された後に逆転駆動されると、大気開放機構５４において、分岐流路５３Ｂが大気に連通され、変圧室４２の負圧が解消する。変圧室４２の負圧が解消すると、ダイヤフラム４０は、コイルスプリング５１の付勢力によって、ポンプ室４１の容積が減少する方向に変位する。

上述のように、負圧発生装置５２によって変圧室４２内が減圧されることにより、ダイヤフラム４０が上方に向けて変位し、ポンプ２０は、上流側からインクをポンプ室４１内に吸込む吸込み駆動を行う。また、大気開放機構５４が開放されることにより、変圧室４２が大気開放され、コイルスプリング５１の付勢力を受けてダイヤフラム４０が下方に向けて変位し、ポンプ２０は、ポンプ室４１からインクを下流側に送り出す送出し駆動を行う。

ポンプ室４１が吸込み駆動を行う際には、ポンプ室４１内に生じる負圧により下流側に位置するボール弁４８が閉弁されると共に、上流側に設けられた一方向弁１９がコイルスプリング４９の付勢力に抗して開弁される。また、ポンプ室４１が送出し駆動する際には、ポンプ室４１内に生じる正圧により、下流側に位置するボール弁４８が開弁されると共に、上流側に設けられた一方向弁１９が閉弁される。

つまり、インクカートリッジ１５がインク供給針２７に接続された状態で、ダイヤフラム４０が、ポンプ室４１の容積を増加させる方向と減少させる方向に往復移動することにより、ポンプ２０が吸込み駆動と送出し駆動とは交互に繰り返され、インクカートリッジ１５から記録ヘッド７に向けてインクが断続的に供給される。

図３に示すように、凹部３５Ｂの底面、すなわち、ポンプ室４１の底面４１Ａには、インク流路１８Ｂとインク流路１８Ｃとを連通する連通流路としての溝部４１Ｂが形成されている。ダイヤフラム４０は、ポンプ２０が送出し駆動を行う際、コイルスプリング５１の付勢力によってポンプ室４１の底面４１Ａに当接するまで下方に変位させられる。ポンプ２０は、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接するまで変位したときに、ポンプ室４１に在るインクを下流側に送り出す工程が完了する。しかしながら、ポンプ２０は、底面４１Ａに溝部４１Ｂが形成されているため、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接した状態となっても、インク流路１８Ｂとインク流路１８Ｃとが溝部４１Ｂを介して互いに連通する構成となっている。つまり、ポンプ２０は、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接し、インクの送り出し工程が完了した状態であっても、インク流路１８Ｂからインク流路１８Ｃへインクが流れることができるように構成されている。

（チョーク弁２１の構成）
本実施の形態において、圧力室４５、変圧室４６および弁体４４は、閉塞手段としてのチョーク弁２１を構成している。チョーク弁２１は、弁体４４が、変圧室４６と圧力室４５との圧力差に応じて上下方向に変位する。弁体４４は、圧力室４５の圧力が変圧室４６の圧力よりも低くなることで下方に変位し、開口部４３を閉塞する閉塞位置に変位する。また、弁体４４は、変圧室４６の圧力が圧力室４５の圧力よりも低くなることで上方に変位し、開口部４３から離間して開口部４３の閉塞を解除する離間位置に変位する。

本実施の形態のチョーク弁２１は、負圧発生装置５６および大気開放機構５７によって変圧室４６内の圧力の増減が行われる。また、負圧発生装置５６による変圧室４６内の減圧状態が維持されることによって、弁体４４は、インク流路１８Ｄの圧力室４５への開口部４３から離間された位置に保持される。すなわち、負圧発生装置５６は、チョーク弁２１がインク流路１８Ｄの閉塞状態を解除している状態を保持する解除保持手段として機能する。

負圧発生装置５６と変圧室４６とは、空気流路５８によって接続されている。具体的には、空気流路５８は、基端側が負圧発生装置５６に接続されると共に、先端側が分岐流路５８Ａ，５８Ｂとして２つに分岐されている。分岐流路５８Ａは、変圧室４６に接続されている。分岐流路５８Ｂは、大気開放機構５７に接続されている。

負圧発生装置５６は、正逆回転可能な駆動モーター５９が正転駆動した場合に負圧を発生するように構成されている。したがって、駆動モーター５９が正転駆動されると、分岐流路５８Ａを通して変圧室４６が減圧され、弁体４４が、上方に向けて変位する。チョーク弁２１は、変圧室４６の減圧状態が維持されることで、弁体４４が、開口部４３から離間された位置に保持されるように構成されている。

大気開放機構５７は、駆動モーター５９の逆転駆動に対応して、図示を省略する大気開放弁が開放され、分岐流路５８Ｂを大気に連通することができるように構成されている。したがって、駆動モーター５９が正転駆動された後に逆転駆動されると、大気開放機構５７において、分岐流路５８Ｂが大気に連通され、変圧室４６の負圧が解消する。変圧室４６の負圧が解消すると、弁体４４は、自身の弾性による復元力により、圧力室４５の容積を減少させる下方に変位する。

すなわち、チョーク弁２１は、変圧室４６内が減圧されることによって、弁体４４を上方に向けて変位させる一方、変圧室４６が分岐流路５８Ｂを介して大気開放されることにより、圧力室４５の容積を減少する方向に弁体４４を変位させることができる構成となっている。そして、後述するように、吸引ポンプ３０によりインク流路１８Ｄに負圧が作用し圧力室４５内の圧力が変圧室４６内の圧力に比べて低くなると、弁体４４は、下方に変位し、開口部４３を閉塞する閉塞位置に変位する。

（プリンター１の動作）
次に、以上のように構成されるプリンター１の動作について、インク供給装置１６の動作に着目して説明する。ここで、図２に示す状態は、インクカートリッジ１５の交換直後であって、一方向弁１９の弁体３７は、コイルスプリング４９の付勢力により、凹部３５Ａの下面に押し付けられた状態にあるものとする。また、ポンプ２０のダイヤフラム４０は、コイルスプリング５１の付勢力により、凹部３５Ｂの下面に押し付けられた状態にあるものとする。また、ボール弁４８は、対応する付勢部材（図示省略）により閉弁位置に付勢された状態にあると共に、大気開放機構５４は、大気開放弁（図示省略）を封止した閉弁状態にあるものとする。なお、吸引ポンプ３０、駆動モータ５５，５９等の駆動は、図示を省略するマイクロコンピュターやＣＰＵ等により構成される制御部により制御される。

始めに、このような図２に示す状態から、ポンプ２０が吸込み駆動する場合について、図４に基づいて説明する。先ず、ポンプ２０を吸込み駆動させるために、駆動モーター５５が正転駆動される。駆動モーター５５の正転駆動により、負圧発生装置５２には負圧が発生し、空気流路５３の分岐流路５３Ａを通じて変圧室４２内が負圧状態になる。

そのため、図４に示すように、ダイヤフラム４０がコイルスプリング５１の付勢力に抗して変圧室４２側（上方）に変位して、変圧室４２の容積を減少させる。すると、この変圧室４２の容積減少に伴い、ダイヤフラム４０を介して変圧室４２と隣接するポンプ室４１は逆に容積が増加し、インク流路１８Ｂ側からインクがポンプ室４１内に吸込まれる。

次に、ポンプ２０が送出し駆動する場合について、図５に基づいて説明する。ポンプ２０が送出し駆動する際には、駆動モーター５５が逆転駆動される。すると、大気開放機構５４の大気開放弁（図示省略）が開弁動作し、変圧室４２が大気開放され負圧状態が解消される。

そのため、図５に示すように、ポンプ２０のダイヤフラム４０がコイルスプリング５１の付勢力により凹部３５Ｂの底面（底面４１Ａ）側に変位して、変圧室４２の容積を増加させる。すると、変圧室４２の容積増加に伴い、ポンプ室４１は逆に容積が減少し、インクがポンプ室４１からインク流路１８Ｃに送り出される。このとき、ポンプ室４１からインク流路１８Ｃを経て圧力室４５に送り出されるインクの流圧により、弁体４４は、変圧室４６側に変位させられる。そして、インクは、圧力室４５内を通ってインク流路１８Ｄに流れ込み、インク供給チューブ４７を介して記録ヘッド７に供給される。

ダイヤフラム４０は、コイルスプリング５１により、凹部３５Ｂの底面４１Ａに当接するまで変位する。ダイヤフラム４０の下方への変位は、底面４１Ａに当接した状態となることで停止し、ポンプ２０によるインクの送り出し工程が完了する。上述したように、底面４１Ａには、図３に示すように溝部４１Ｂが形成されている。したがって、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接した状態であっても、インク流路１８Ｂとインク流路１８Ｃとは溝部４１Ｂにより連通されている。

上述したように、ポンプ２０が、吸込み駆動と送出し駆動とを交互に繰り返すことにより、インクカートリッジ１５から記録ヘッド７に向けて断続的にインクが供給され、記録ヘッド７のノズル１７からインクが噴射されるインク噴射動作（液体噴射動作）が実行される。なお、インク噴射動作が行われている間、大気開放機構５７の大気開放弁（図示省略）は開弁状態とされ、変圧室４６は大気開放状態とされている。ポンプ室４１からインク流路１８Ｃを経て圧力室４５に流れ込むインクにより、弁体４４が、上方に変位すると、変圧室４６の容積が減少する。この減少分の空気は、大気開放機構５７を介して大気に放出される。そのため、変圧室４６の容積が減少しても、変圧室４６は大気圧に維持され、変圧室４６の容積が減少したときに変圧室４６の内圧が高くなることを抑えることができる。つまり、変圧室４６の内圧が高くなることにより、弁体４４が上方に変位する際に、弁体４４の上方への変位に対する負荷の発生を抑えることができる。

（プリンター１の吸引動作）
次に、以上のように構成されるプリンター１において、ノズル１７の目詰まり等を解消させる目的で行われる、吸引動作について、図６〜図９に基づいて説明する。

ここで、吸引動作とは、インク流路１８の途中に設けられたチョーク弁２１を閉じた状態（チョーク状態）で記録ヘッド７のノズル１７内を吸引ポンプ３０により吸引し、チョーク弁２１よりも下流側のインク流路１８に高い負圧を蓄積した状態でチョーク弁２１を開き、ポンプ２０に吸込まれているインクを記録ヘッド７に流動させる動作をいう。この吸引動作によれば、蓄積した高い負圧によってインクを一気に流動させることができ、インク流路１８やノズル１７内に在る増粘したインクや気泡を効率的に排出することができる。なお、上述の吸引動作は、チョーククリーニングと称されることもある。

通常、吸引動作は、一定時間印刷処理が実行された後に行われるので、先ず、吸引動作が実行される前の段階として、ポンプ２０の駆動停止時の状態について図６に基づいて説明する。

吸引動作の実行に当たっては、ポンプ２０が駆動停止される際に、吸込み駆動した後に大気開放機構５４を開弁状態とする。これにより、ダイヤフラム４０は、大気圧とコイルスプリング５１の付勢力で下方に変位する。ダイヤフラム４０が下方に変位する際は、ポンプ室４１内は正圧がかかった状態となる。したがって、ポンプ室４１内の正圧により、図６に示すように、一方向弁１９は、閉鎖状態となり、また、弁体４４は変圧室４６側に変位した状態となる。

この状態から、チョーク弁２１の閉塞段階として、キャップ２９を移動させて記録ヘッド７のノズル形成面２２に当接させた状態で吸引ポンプ３０を駆動する。これにより、インク流路１８Ｄに負圧が付与され、圧力室４５内が減圧される。圧力室４５内が減圧されると、図７に示すように弁体４４が圧力室４５の容積を減少させる方向に変位し、インク流路１８Ｄの凹部３５Ｃに通じる開口部４３を閉塞する。

吸引ポンプ３０を駆動する際には、大気開放機構５７の大気開放弁（図示省略）は開弁状態とされ、変圧室４６は大気開放状態とされている。そのため、変圧室４６の容積が増加しても、変圧室４６は大気圧に維持され、変圧室４６の内圧が負圧となることを抑えることができる。つまり、変圧室４６の内圧が負圧となることにより、弁体４４が下方に変位する際に、弁体４４の下方への変位に対する負荷の発生を抑えることができる。

吸引ポンプ３０が一定時間以上駆動され、インク流路１８Ｄからノズル１７に亘って十分な負圧が蓄積された状態になると、先ず、駆動モーター５５が正転駆動される。駆動モーター５５の正転駆動により、負圧発生装置５２が負圧を発生し、変圧室４２内が負圧状態になる。変圧室４２内が負圧状態になると、図８に示すように、ダイヤフラム４０がコイルスプリング５１の付勢力に抗して変圧室４２側に変位する。これにより、一方向弁１９は開弁状態とされて、ポンプ室４１内にインクが吸込まれる。

そして、ポンプ２０の吸込み駆動の終了時、すなわち、ダイヤフラム４０が、ポンプ室４１の容積を増加する方向への変位をほぼ終了する時点で、大気開放機構５４を開弁状態とする。すなわち、ポンプ２０を送出し駆動させる。また、ポンプ２０の送出し駆動に併せて、駆動モーター５９を正転駆動させ負圧発生装置５６に負圧を発生させ、変圧室４６を減圧し、弁体４４を上方に向けて変位させる。変圧室４６の減圧と、ポンプ２０の送出し駆動により圧力室４５に流れ込むインクの流圧とにより、弁体４４が上方に変位し、弁体４４による開口部４３の閉塞が開放される。このとき、弁体４４よりも下流側のインク流路１８からノズル１７内には負圧が蓄積された状態となっている。そのため、ポンプ室４１に蓄積されているインクが、一気に勢いよく、インク流路１８Ｃ、圧力室４５、インク流路１８Ｄそしてインク供給チューブ４７を通って記録ヘッド７に流れ、ノズル開口部１７Ａから排出させられる。このように、蓄積した高い負圧によってインクを一気に流動させることができるため、インク流路１８やノズル１７内に在る増粘したインクや気泡を効率的に排出することができる。

プリンター１においては、図９に示すように、ポンプ２０の送出し駆動が完了した後、すなわち、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接した状態になった後も、引き続き、駆動モーター５９の正転駆動および吸引ポンプ３０による吸引動作が継続される。つまり、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接した状態になっても、駆動モーター５９の正転駆動が継続されることで、弁体４４は、開口部４３から離間された位置に保持され続ける。

また、ダイヤフラム４０が凹部３５Ｂの底面に当接した状態であっても、インク流路１８Ｃとインク流路１８Ｄとは溝部４１Ｂにより連通している。そのため、吸引ポンプ３０による吸引動作が継続されることで、ノズル１７およびインク流路１８内には負圧が作用し続ける。インク流路１８Ｂ内が負圧となることで、一方向弁１９の弁体３７も上方に変位し、インク流路１８Ａとインク流路１８Ｂとが貫通孔３８を介して連通し、インク流路１８は、インク流路１８Ａからインク流路１８Ｄに亘って連通状態となる。

つまり、吸引ポンプ３０による吸引が行われ、ノズル１７側からインク流路１８に負圧を作用させることで、インクカートリッジ１５から記録ヘッド７に向けてインクを吸引することができ、インク流路１８内にインクを流動させることができる。そして、このインクの流動は、駆動モーター５９の正転駆動および吸引ポンプの吸引動作が継続される間、継続して行われる。

このように、ポンプ２０内に吸込まれたインクを吐出した後、引き続き、インク流路１８内にインクを流動させることで、ポンプ２０内のインクを吐出させただけでは除去しきれなかった増粘インクやインク内に混入している気泡をさらに排出させることができる。つまり、プリンター１の吸引動作におけるクリーニング効果を高いものとすることができる。

以下に、上述の実施の形態にかかるプリンター１の変形例について説明する。
（変形例１）
上述の実施の形態にかかるプリンター１においては、溝部４１Ｂはポンプ室４１の底面４１Ａ側に形成されている。これに対し、ダイヤフラム４０の側に溝部を形成するようにしてもよい。つまり、ダイヤフラム４０の底面４１Ａに対向する面（ダイヤフラム内側面４０Ａ）に、底面４１Ａ側に開口し、かつ、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接した状態でインク流路１８Ｂとインク流路１８Ｃとを連通する溝部を形成するようにしてもよい。また、ポンプ室４１の底面４１Ａに形成される溝部４１Ｂに加えて、上述のようにダイヤフラム４０の側にも溝部を形成してもよい。

さらに、図１０から図１２を参照しながら、プリンター１の他の変形例について説明する。なお、図１０から図１２において、上述の実施の形態で説明した部材と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
（変形例２）
図１０に示すように、ポンプ室４１の底面４１Ａに、突起７０を設けるようにしてもよい。底面４１Ａに、突起７０を設けることにより、ポンプ２０がインクの送り出し工程を完了した状態でも、ダイヤフラム４０と底面４１Ａとの間に間隙７１が形成される。そして、この間隙７１を介してインク流路１８Ｂとインク流路１８Ｃとを連通させることができる。突起７０は、図１１に示すように、インク流路１８Ｂとインク流路１８Ｃの底面４１Ａへの開口部４１Ｃ，４１Ｄを結ぶ帯域７２内に位置しないように、帯域７２の両側に設けることが好ましい。突起７０を帯域７２内に位置しないように設けることで、突起７０が、インク流路１８Ｂからインク流路１８Ｃへのインクの流れの妨げとなることを防ぐことができる。

なお、突起７０は、底面４１Ａに設ける代わりに、ダイヤフラム４０の底面４１Ａと対向する面であるダイヤフラム内側面４０Ａに設けるようにしてもよい。この場合にも、突起７０は、ポンプ２０がインクの送り出し工程を完了し、突起７０が底面４１Ａに当接したときに、帯域７２の両側に配置されるように設けることが好ましい。なお、溝部４１Ｂや突起７０を設ける構成に換えて、ポンプ室４１をバイパスしてインク流路１８Ｂとインク流路１８Ｃとを直接連通する流路を連通流路として設ける構成としてもよい。

（変形例３）
上述の実施の形態にかかるプリンター１は、チョーク弁２１に対して個別に備えられる負圧発生装置５６および大気開放機構５７により、チョーク弁２１の駆動を行う構成とされている。これに対し、図１２に示すように、チョーク弁２１を、流路延長部８０を有する空気流路５８を介して空気流路５３に接続し、負圧発生装置５２および大気開放機構５４により駆動する構成としてもよい。このように、チョーク弁２１の駆動手段を、ポンプ２０の駆動手段である負圧発生装置５２および大気開放機構５４と共有することで、プリンター１の小型化や部品点数の削減等を図ることができる。

この構成の場合は、弁体４４は、ポンプ２０の吸込み駆動時には、負圧発生装置５２の減圧駆動により弁体３７と同様に上方に変位する。そして、ポンプ２０の送出し駆動時には、大気開放機構５４の大気開放により、変圧室４６に大気圧が作用し、弁体４４には、大気圧により下方に向く力が作用する。しかしながら、ポンプ２０の送出し駆動により、インク流路１８Ｃから圧力室４５に流れ込むインクの流圧により、弁体４４は、大気圧に抗して、開口部４３から離間する離間位置に変位し、ポンプ室４１から送り出されたインクは、圧力室４５およびインク流路１８Ｄを通って記録ヘッド７に供給される。

また、吸引動作時には、吸引ポンプ３０の駆動により、インク流路１８Ｄに負圧が付与され、圧力室４５内が減圧されることで、弁体４４は、開口部４３を閉塞する閉塞位置に変位する。このとき、負圧発生装置５２を減圧駆動させポンプ２０の吸込み駆動が行われると、変圧室４６は減圧され、弁体４４には上方に向かう力が作用する。しかしながら、吸引ポンプ３０によりインク流路１８Ｄ内には負圧が作用しているため、弁体４４は、閉塞位置に保持され続ける。

そして、ポンプ２０の吸込み駆動の完了に続いて、大気開放機構５４が大気開放され、ポンプ２０の送出し駆動が開始される。すると、インク流路１８Ｃから圧力室４５に流れ込むインクの流圧により、弁体４４は、閉塞位置から上方の離間位置に変位し、圧力室４５に流れ込んだインクは、勢いよくインク流路１８側に送り出される。インクが、インク流路１８側に勢いよく送り出されことで、インク流路１８内の像粘したインクや気泡をノズル１７から外部に排出することができる。

ところで、大気開放機構５４が大気開放されると、変圧室４６にも大気圧が作用する。しかしながら、空気流路５８には、負荷手段としての流路延長部８０が設けられている。流路延長部８０は、分岐流路５３Ａおよび分岐流路５３Ｂに比べて、空気の流路抵抗が大きくなるように、内径が、分岐流路５３Ａおよび分岐流路５３Ｂの内径よりも細く、かつ、流路が蛇行している構成となっている。したがって、大気開放機構５４の大気開放されたときに、変圧室４２よりも遅いタイミングで変圧室４６に大気圧が作用し、かつ、負圧状態から大気圧になるまでに時間も変圧室４２よりも長時間となる。このため、変圧室４６の負圧状態は、変圧室４２よりも長時間に亘って維持される。

流路延長部８０は、具体的には、ポンプ２０の送出し駆動が完了し、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接した状態となっても、しばらくの間、変圧室４６に負圧が作用し、弁体４４が離間位置（弁体４４が開口部４３から離間している位置）に保持されるように、流路延長部８０の内径、長さ、蛇行回数等が設定される。流路延長部８０がこのように構成されることで、ポンプ２０の送出し駆動が完了し、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接した状態となっても、弁体４４が離間位置に保持される。そして、ダイヤフラム４０が底面４１Ａに当接した状態となっても、溝部４１Ｂを介して、インク流路１８Ｂとインク流路１８Ｃは連通状態となっている。このため、吸引ポンプ３０による吸引が継続されることで、ノズル１７およびインク流路１８内に負圧を作用させることができ、インクカートリッジ１５から記録ヘッド７に向けてインクを吸引し、インク流路１８内にインクを流動させることができる。つまり、プリンター１の吸引動作におけるクリーニング効果を高いものとすることができる。

（実施の形態の主な効果）
上述のように本実施の形態に係る液体噴射装置としてのプリンター１は、液体貯留部としてのインクカートリッジ１５に貯留されている液体としてのインクを往復ポンプとしてのポンプ（ダイヤフラムポンプ）２０により液体流路としてのインク流路１８を通して液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド７に供給し、記録ヘッド７の液体噴射部としてのノズル１７から噴射する液体噴射動作としてのインク噴射動作と、インク流路１８をポンプ２０よりも記録ヘッド７側となる下流側の位置において閉塞手段としてのチョーク弁２１により閉塞すると共に、ノズル１７から吸引手段としてのクリーニング装置８によりインク流路１８内に対して負圧を作用させた状態で、チョーク弁２１によるインク流路１８の閉塞を解除することにより、ポンプ２０内に在るインクをクリーニング装置８に吸引する吸引動作とを行うことができ、吸引動作を実行している間、チョーク弁２１によるインク流路１８の閉塞が解除されている状態を保持する解除保持手段としての負圧発生装置５６と、ポンプ２０がインクの送り出し工程を完了した状態において、ポンプ２０にインクが流入する側となる上流側のインク流路１８とポンプ２０よりも下流側のインク流路１８とを連通する連通流路としての溝部４１Ｂを備えることとする。

このように構成されるプリンター１によれば、吸引動作の際に流すことができるインクの量を多くし、ノズル１７内に詰まった増粘したインクやインク内に混入している気泡の排出効果を高くすることができる。なお、往復ポンプとして、ダイヤフラムポンプに換えて、ピストンポンプやプランジャーポンプを用いてもよい。

また、プリンター１は、ポンプ２０のポンプ室４１のダイヤフラム４０と対向する面である底面４１Ａに連通流路としての溝部４１Ｂを形成している。このように溝部４１Ｂを底面４１Ａすることで、部品点数を増やすことなく連通流路を備えることができる。また、連通流路としての溝部をダイヤフラム４０の底面４１Ａと対向する面であるダイヤフラム内側面４０Ａに形成してもよい。ダイヤフラム内側面４０Ａに連通流路としての溝部を形成した場合も、部品点数を増やすことなく溝部を備えることができる。また、連通流路としての溝部を底面４１Ａとダイヤフラム内側面４０Ａの両方に形成した場合には、連通流路の流路内径を大きくすることができ、連通流路に流れるインクの流量を増加することができる。

また、プリンター１は、解除保持手段として、ポンプ２０の駆動手段である負圧発生装置５２を用いる構成としてもよい。この場合、負圧発生装置５２がチョーク弁２１を駆動させる駆動力に対して、チョーク弁２１がポンプ２０の駆動に対して遅れて駆動するように負荷を与える負荷手段としての流路延長部８０を備える構成とすることが好ましい。

このように負圧発生装置５２をポンプ２０およびチョーク弁２１の駆動に共用することで、プリンター１の小型化や部品点数の削減等を図ることができる。また、流路延長部８０を備えることで、チョーク弁２１による閉塞の解除状態の維持を確実なものにすることができる。

１ … プリンター（液体噴射装置） ７ … 記録ヘッド（液体噴射ヘッド） ８ … クリーニング装置（吸引手段） １５ … インクカートリッジ（液体貯留部） １７ … ノズル（液体噴射部） １８ … インク流路（液体流路） ２０ … ダイヤフラムポンプ（往復ポンプ） ２１ … チョーク弁（閉塞手段） ４０ … ダイヤフラム ４０Ａ … ダイヤフラム内側面 ４１ … ポンプ室 ４１Ａ … 底面（ポンプ室底面） ４１Ｂ … 溝部（連通流路） ５２ … 負圧発生装置（駆動手段） ５６ … 負圧発生装置（解除保持手段） ７１ … 間隙（連通流路） ８０ … 流路延長部（負荷手段）

Claims (3)

1. 液体貯留部に貯留されている液体を往復ポンプにより液体流路を通して液体噴射ヘッドに供給し、上記液体噴射ヘッドの液体噴射部から噴射する液体噴射動作と、
   上記液体流路を上記往復ポンプよりも上記液体噴射ヘッド側となる下流側の位置において閉塞手段により閉塞すると共に、上記液体噴射部から吸引手段により上記液体流路内に対して負圧を作用させた状態で、上記閉塞手段による上記液体流路の閉塞を解除することにより、上記往復ポンプ内に在る上記液体を上記吸引手段に吸引する吸引動作と、
   を行うことができる液体噴射装置であって、
   上記往復ポンプを駆動する駆動手段であって、上記閉塞手段による上記液体流路の閉塞が解除されている状態を保持する解除保持手段として機能する駆動手段と、
   を備えることを特徴とする液体噴射装置。
2. 請求項１に記載の液体噴射装置であって、
   前記往復ポンプは、ダイヤフラムポンプであり、
   上記ダイヤフラムポンプのポンプ室のダイヤフラムと対向する面であるポンプ室底面と、上記ダイヤフラムの上記ポンプ室底面と対向する面であるダイヤフラム内側面との少なくとも一方に、上記往復ポンプに上記液体が流入する側となる上流側の上記液体流路と上記往復ポンプよりも下流側の上記液体流路とを連通する連通流路としての溝部を有すること、
   を特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項１または２に記載の液体噴射装置であって、
   前記駆動手段が前記閉塞手段を駆動させる駆動力に対して、前記閉塞手段が前記往復ポンプの駆動に対して遅れて駆動するように負荷を与える負荷手段を備えることを特徴とする液体噴射装置。

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