JP5728915B2 - 液体噴射装置及び液体供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンターなどの液体噴射装置及び該液体噴射装置における液体供給方法に関する。

従来から、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンターには、インク（液体）を収容するメインタンクから、サブタンクを介して液体噴射ヘッドにインクを供給するものがある（例えば、特許文献１）。すなわち、特許文献１のプリンターにおいては、液体噴射ヘッドのノズルからインクが噴射されると、サブタンクからインクを噴射したノズルの上流側にインクを供給するとともに、そのサブタンクのインク残量が所定値以下になると、加圧ポンプの加圧力によってメインタンクからサブタンクにインクを供給するようにしている。

特開２００１−１９９０８０号公報

ところで、こうしたプリンターにおいては、ノズルの下流端となるノズル開口を囲うように有底箱状のキャップを液体噴射ヘッドに当接させ、閉空間となったキャップ内を吸引ポンプで吸引することにより、液体噴射ヘッド内の気泡や増粘したインクなどを排出させる吸引クリーニングを行うことがある。そのため、吸引クリーニングを行うプリンターでは、加圧ポンプと吸引ポンプという複数のポンプを備える必要がある分、構成が複雑になってしまうという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成でメインタンクからサブタンクに液体を供給することができる液体噴射装置及び液体供給方法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、液体を噴射するノズルが設けられた液体噴射ヘッドと、前記液体を収容するメインタンクから供給された前記液体を貯留するとともに貯留した前記液体を前記液体噴射ヘッドに供給するサブタンクと、前記ノズル内をノズル開口側から吸引することによって前記サブタンク内に負圧を発生させ、前記メインタンクに収容された前記液体を前記サブタンク内に流入させる吸引手段と、を備える。

この構成によれば、ノズル開口側からノズル内を吸引することにより、メインタンクに収容された液体をサブタンク内に流入させることができるので、メインタンクから液体を加圧供給するための加圧ポンプを備える場合と比較して、簡易な構成でメインタンクからサブタンクに液体を供給することができる。

本発明の液体噴射装置は、開状態となることで前記サブタンク内を大気と連通させる大気開放弁と、前記サブタンクの下部に上流端が接続されるとともに下流端が前記ノズルに通じる供給流路に接続される第１流路と、前記サブタンクの上部に上流端が接続されるとともに下流端が前記供給流路に接続される第２流路と、をさらに備える。

この構成によれば、ノズルから液体を噴射する場合には、大気開放弁を開状態とすることで第１流路を通じてサブタンクからノズルに液体を供給することができる。そして、第１流路はサブタンクの下部に接続されているので、気体の混入を抑制しつつ、ノズルに液体を供給することができる。一方、吸引手段がノズル内を吸引する場合には、大気開放弁を閉状態とすることで第２流路を通じてサブタンク内に負圧を発生させ、メインタンク内のインクをサブタンク内に流入させることができる。そして、第２流路はサブタンクの上部に接続されているので、サブタンク内から気体を排出することができる。

本発明の液体噴射装置は、前記供給流路と連通する流路を前記第１流路と前記第２流路とで切り換える切替弁をさらに備える。
この構成によれば、ノズルから液体を噴射する場合に切替弁が供給流路と第１流路とを連通させると、第１流路を通じてサブタンクの下部からノズルに液体を供給することができる。一方、吸引手段がノズル内を吸引する場合に切替弁が供給流路と第２流路とを連通させると、第２流路を通じてサブタンクの上部に溜まった気体が排出されるので、気体の排出によってサブタンク内に負圧を発生させることができる。

本発明の液体噴射装置において、前記吸引手段は吸引ポンプを有し、該吸引ポンプの駆動負荷を検出するための検出手段をさらに備える。
この構成によれば、第２流路を通じてサブタンク内に負圧を発生させたときに、検出手段が吸引ポンプの駆動負荷が高くなったことを検出することで、サブタンクが液体で満たされたことを検知することができる。したがって、サブタンクが液体で満たされたことを検出するためのセンサー等を備える必要がないため、構成を簡素化することができる。

本発明の液体噴射装置は、前記第２流路を開閉可能な開閉弁をさらに備える。
この構成によれば、ノズルから液体を噴射する場合に開閉弁が第２流路を閉状態とすることで、第１流路を通じてサブタンクの下部からノズルに液体を供給することができる。一方、吸引手段がノズル内を吸引する場合に開閉弁が第２流路を開状態とすると、第２流路を通じてサブタンクの上部に溜まった気体が排出されるので、気体の排出によってサブタンク内に負圧を発生させることができる。

本発明の液体噴射装置は、前記サブタンク内に配置され、前記サブタンク内の液面が上昇した場合に前記第２流路の上流端を閉塞する閉塞弁をさらに備える。
この構成によれば、サブタンク内で液面が上昇した場合には、閉塞弁によって第２流路の上流端が閉塞されるので、サブタンク内が液体で満たされた後にサブタンク内から液体が吸引されるのを抑制することができる。

本発明の液体噴射装置は、前記ノズルの下流端となるノズル開口を囲うように前記液体噴射ヘッドに当接することにより当該液体噴射ヘッドとの間に閉空間域を囲み形成する有底箱状のキャップをさらに備え、前記吸引手段は、前記閉空間域に負圧を発生させることで前記ノズル開口側から前記ノズル内を吸引する。

この構成によれば、吸引手段が閉空間域に負圧を発生させることで、ノズル開口側からノズル内を吸引することができる。
上記目的を達成するために、本発明の液体供給方法は、液体を噴射するノズルが設けられた液体噴射ヘッドに対して、液体を収容するメインタンクからサブタンクを介して液体を供給する液体噴射装置における液体供給方法であって、前記ノズル内をノズル開口側から吸引することによって前記サブタンク内に負圧を発生させ、前記メインタンクに収容された前記液体を前記サブタンク内に流入させる。

この構成によれば、上記液体噴射装置と同様の作用効果を得ることができる。

本発明にかかる液体噴射装置の第１実施形態を示す平面図。 第１実施形態の液体噴射装置における供給路及びサブタンクの構成を示す断面図。 第１実施形態の液体噴射装置の電気的構成を示すブロック図。 第１実施形態の液体噴射装置において、印刷時、吸引クリーニング時及びインク供給時の状態をそれぞれ説明するためのテーブル。 インクの供給処理ルーチンを示すフローチャート。 第２実施形態の液体噴射装置における供給路及びサブタンクの構成を示す断面図。 第３実施形態の液体噴射装置における供給路及びサブタンクの構成を示す断面図。

（第１実施形態）
以下、本発明にかかる液体噴射装置をインクジェット式プリンター（以下、「プリンター」と略す場合もある）に具体化した第１実施形態について図１〜図５を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態のプリンター１１においては、フレーム１２内に配設された支持部材１３上に、フレーム１２の長手方向となる主走査方向Ｘと交差する搬送方向Ｙに沿って用紙Ｐが搬送される。

フレーム１２の長手方向における一端側（図１では右端側）に配設されたカートリッジホルダー１４には、液体の一例としてのインクを収容するメインタンクの一例としてのインクカートリッジ１５が複数（本実施形態では４つ）着脱可能に装着される。

フレーム１２内には主走査方向Ｘに延びるガイド部材１６が架設されているとともに、このガイド部材１６にはキャリッジ１７が摺動可能に支持されている。キャリッジ１７は、タイミングベルト１８を介して、フレーム１２の搬送方向Ｙにおける上流側に設けられたキャリッジモーター１９に接続されている。そして、キャリッジ１７は、キャリッジモーター１９の駆動によりガイド部材１６に沿って主走査方向Ｘに往復移動されるようになっている。

キャリッジ１７には、下面側にインクを噴射する複数のノズル２０が設けられた液体噴射ヘッド２１とサブタンク２２とが搭載されている。サブタンク２２は、可撓性を有するインク供給チューブ２３を介してインクカートリッジ１５と接続されている。各インク供給チューブ２３には、上流側となるインクカートリッジ１５側から下流側となるサブタンク２２側に向かうインクの流れを許容する一方、下流側から上流側へのインクの逆流を抑制するための一方向弁２４が配設されている。

そして、サブタンク２２は、インクカートリッジ１５から供給されたインクを一時貯留するとともに一時貯留したインクを液体噴射ヘッド２１に供給するようになっている。すなわち、プリンター１１は、フレーム１２側に設けられたインクカートリッジ１５からキャリッジ１７に搭載されたサブタンク２２を介して液体噴射ヘッド２１にインクを供給する所謂オフキャリッジタイプのプリンターである。そして、液体噴射ヘッド２１内に設けられた図示しない圧電素子の駆動によってノズル２０からインクが用紙Ｐに対して噴射されることで、印刷処理が行われるようになっている。

フレーム１２の長手方向における第１端側（図１では左端側）には、第２端側（図１では右端側）に向けて突設部１２ａが突設されている。また、キャリッジ１７の第１端側（図１では左端側）には、突設部１２ａと対向する位置にスイッチＳＷが設けられている。そして、キャリッジ１７が主走査方向Ｘに沿う移動範囲における第１端側まで移動すると、突設部１２ａによってスイッチＳＷが押圧されることで、スイッチＳＷの切替操作が行われるようになっている。

フレーム１２内においてキャリッジ１７の主走査方向Ｘに沿う移動範囲における第２端側（図１では右端側）はホーム位置ＨＰとなっている。そして、フレーム１２内においてホーム位置ＨＰと対応する位置には、上側が開口した有底箱状をなすキャップ２５が配設されている。なお、以下の説明においては、キャリッジ１７の主走査方向Ｘに沿う移動範囲において、ホーム位置ＨＰ側（第２端側）を「１桁側」、反ホーム位置ＨＰ側（第１端側）を「８０桁側」と称する場合がある。

図２に示すように、キャップ２５は、図示しない昇降機構の駆動に基づいて昇降することにより、ホーム位置ＨＰに配置された液体噴射ヘッド２１の下面からなるノズル形成面２１ａに対して接離する方向（本実施形態では上下方向）に変位可能になっている。そして、キャップ２５は、ノズル２０の下流端となるノズル開口２０ａを囲うように液体噴射ヘッド２１のノズル形成面２１ａに当接することにより、液体噴射ヘッド２１との間に閉空間域Ｒを囲み形成する。なお、以下の説明において、このようにキャップ２５がノズル形成面２１ａに当接して閉空間域Ｒを囲み形成することを「キャッピングする」と称する場合がある。

キャップ２５の底部からはキャップ２５内からインク等を排出させるための排出管２６がキャップ２５の外側に向かって突設されている。排出管２６には、可撓性を有する排出チューブ２７の上端側が接続されている。一方、排出チューブ２７の下端側は、排出されたインクを回収するための直方体形状をなす廃インクタンク２８内に挿入されている。

排出チューブ２７におけるキャップ２５と廃インクタンク２８との間となる位置には吸引手段を構成する吸引ポンプ２９が配置されている。そして、キャップ２５を液体噴射ヘッド２１に当接させて（すなわち、キャッピングして）吸引ポンプ２９のポンプモーター２９ａを駆動すると、閉空間域Ｒに負圧が発生するようになっている。

なお、キャップ２５は、印刷処理が実行されないときにノズル２０の乾燥を抑制するためのキャッピングに用いられる。また、吸引ポンプ２９は、閉空間域Ｒに負圧を発生させることでノズル開口２０ａ側からノズル２０内を吸引するので、液体噴射ヘッド２１内の気泡や増粘したインクなどをノズル２０から排出させる吸引クリーニングを実行する場合に用いられる。

次に、インクカートリッジ１５からサブタンク２２を介してノズル２０にインクを供給する供給路３０及びサブタンク２２の構成について説明する。
サブタンク２２の上部には、開状態となることでサブタンク２２内を大気と連通させる大気開放弁３１が配設されている。また、サブタンク２２の側面において下寄りとなる位置には、上流端がインクカートリッジ１５に接続されたインク供給チューブ２３の下流端が接続されている。

サブタンク２２の下部には第１流路３２の上流端が接続されているとともに、サブタンク２２の上部には、第２流路３３の上流端が接続されている。そして、第１流路３２及び第２流路３３の下流端は、供給流路３４の上流端に接続されている。また、供給流路３４を通じてサブタンク２２内のインクがノズル２０の上流側に供給されるようになっている。

第２流路３３の途中には、第２流路３３を開閉可能な開閉弁３５が設けられている。なお、本実施形態において、インク供給チューブ２３、第１流路３２、第２流路３３及び供給流路３４は供給路３０を構成する。

次に、プリンター１１の電気的構成について説明する。
図３に示すように、プリンター１１の制御装置１００はコンピューター１０１と、ヘッド駆動回路１０２と、モーター駆動回路１０３，１０４とを備えている。コンピューター１０１は、バス１０５を介してヘッド駆動回路１０２及びモーター駆動回路１０３，１０４と電気的に接続されている。

コンピューター１０１は、ＡＳＩＣ１０６（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＣ（特定用途向けＩＣ））、ＣＰＵ１０７、ＲＯＭ１０８及びＲＡＭ１０９を備えている。ＲＯＭ１０８には、各種制御プログラム及び各種データなどが記憶されている。ＲＡＭ１０９には、ＣＰＵ１０７によって実行されるプログラムデータや、ＣＰＵ１０７による演算結果及び処理結果である各種データ、並びにＡＳＩＣ１０６で処理された各種データなどが一時記憶される。

コンピューター１０１は、ＣＰＵ１０７がＲＯＭ１０８等に記憶されたプログラムを実行することで、各種の制御を行う。例えば、コンピューター１０１は、ヘッド駆動回路１０２を介して液体噴射ヘッド２１からのインクの噴射動作を制御する。また、コンピューター１０１は、モーター駆動回路１０３を介してキャリッジモーター１９を駆動させることで、キャリッジ１７の移動動作を制御する。また、コンピューター１０１は、モーター駆動回路１０４を介してポンプモーター２９ａを駆動させることで、吸引ポンプ２９の吸引動作を制御する。

次に、本実施形態のプリンター１１の作用について説明する。
まず、プリンター１１が用紙Ｐに対する印刷処理を行う場合には、図４に示すように大気開放弁３１は開状態とされる一方、開閉弁３５は閉状態とされる。また、吸引ポンプ２９は駆動が停止されている。そして、この状態でコンピューター１０１がキャリッジモーター１９を駆動させてキャリッジ１７を主走査方向Ｘに移動させるとともに、液体噴射ヘッド２１のノズル２０からインクを噴射させる。

また、コンピューター１０１は、こうした印刷処理の合間など、所定のタイミングで吸引クリーニング処理を実行する。
吸引クリーニング処理を実行する場合には、図４に示すように大気開放弁３１が開状態とされるとともに開閉弁３５が閉状態とされた状態でコンピューター１０１が昇降機構を駆動させ、キャップ２５をノズル形成面２１ａに当接させる。また、このようにキャッピングが行われると、コンピューター１０１は吸引ポンプ２９を駆動させる。すると、閉空間域Ｒに発生した負圧によってノズル開口２０ａ側からノズル２０内が吸引される。このとき、開閉弁３５は閉状態となっているため、第１流路３２を通じてサブタンク２２内のインクとともに液体噴射ヘッド２１内の気泡や増粘したインクなどがノズル開口２０ａから排出される。

なお、コンピューター１０１は、印刷処理や吸引クリーニング処理に伴うインクの消費量を管理するとともに、該インクの消費量に基づいてサブタンク２２内のインク残量を管理する。そして、コンピューター１０１は、サブタンク２２内のインク残量が一定量以下になったと判断すると、インクカートリッジ１５からサブタンク２２へのインクの供給（補給）処理を行う。

次に、コンピューター１０１が実行するインクの供給処理ルーチンについて図５を参照しつつ説明する。
まず、ステップＳ１１では、コンピューター１０１が大気開放弁３１及び開閉弁３５の開閉状態の切り換えを実行させる。具体的には、コンピューター１０１がキャリッジモーター１９を駆動させてキャリッジ１７を１桁側から８０桁側に移動させ、突設部１２ａによってスイッチＳＷを押圧させる。すると、スイッチＳＷの切替操作に伴って、図４に示すように大気開放弁３１が開状態から閉状態に切り替えられるとともに、開閉弁３５が閉状態から開状態に切り替えられる。

次のステップＳ１２では、コンピューター１０１がキャッピングを実行させる。具体的には、コンピューター１０１が昇降機構を駆動させ、キャップ２５をノズル形成面２１ａに当接させる。これにより、液体噴射ヘッド２１とキャップ２５との間に閉空間域Ｒが囲み形成される。

次のステップＳ１３では、コンピューター１０１が吸引ポンプ２９を駆動させる。すると、閉空間域Ｒに負圧が発生し、ノズル開口２０ａ側からノズル２０内が吸引される。また、ノズル２０内からキャップ２５内にインクが排出されるとともに、このインクの排出に伴って、供給路３０内にも吸引力が及ぶ。

このとき、サブタンク２２の下部からインクを吸引するよりもサブタンク２２の上部から気体を吸引する方が吸引ポンプ２９の駆動負荷が低いため、サブタンク２２からはその上部に溜まった気体（空気）が排出される。そして、サブタンク２２内から気体が排出されると、サブタンク２２内に負圧が生じる。すると、インク供給チューブ２３を通じてインクカートリッジ１５内のインクが吸引されてサブタンク２２内に流入し、サブタンク２２内の液面ＦＬが上昇する。すなわち、吸引ポンプ２９は、ノズル２０内をノズル開口２０ａ側から吸引することによってサブタンク２２内に負圧を発生させ、インクカートリッジ１５に収容されたインクをサブタンク２２内に流入させる。

次のステップＳ１４では、コンピューター１０１がポンプモーター２９ａの駆動負荷Ｎが予め規定された既定値Ｎｐに達したか否かを判定する。なお、このときの既定値Ｎｐは、サブタンク２２及び供給路３０がインクで満たされた状態でノズル２０からインクを吸引するときの値に設定される。

すなわち、サブタンク２２内の気体がノズル２０から吸引されている状態から、気体が排出され終わってサブタンク２２及び供給路３０がインクで満たされた状態に変化すると、駆動負荷Ｎが高くなってポンプモーター２９ａを流れる電流値が高くなる。したがって、コンピューター１０１がこの電流値の上昇を検出することで、サブタンク２２内がインクで満たされたと判断することができる。このように、コンピューター１０１は吸引ポンプ２９の駆動負荷を検出するための検出手段として機能する。

ステップＳ１４における判定結果が否定判定（Ｓ１４＝ＮＯ）の場合、コンピューター１０１はステップＳ１４の判定を繰り返す。すなわち、吸引ポンプ２９は、サブタンク２２及び供給路３０がインクで満たされるまで駆動を継続することになる。一方、ステップＳ１４における判定結果が肯定判定（Ｓ１４＝ＹＥＳ）の場合には、コンピューター１０１はその処理をステップＳ１５に移行する。

そして、ステップＳ１５では、コンピューター１０１が吸引ポンプ２９の駆動を停止させる。すなわち、サブタンク２２がインクで満たされると吸引ポンプ２９の駆動が停止され、インクカートリッジ１５からサブタンク２２へのインクの供給が終了する。

次のステップＳ１６では、コンピューター１０１が吸引ポンプ２９を停止してからの待機時間Ｔが予め規定された規定時間Ｔｈ（例えば、Ｔｈ＝５秒）に達したか否かを判定する。なお、このときの規定時間Ｔｈは、閉空間域Ｒの負圧状態がノズル２０から排出されるインクによって解消され、閉空間域Ｒの圧力が大気圧程度になるのに要する時間に基づいて設定される。そして、ステップＳ１６における判定結果が否定判定（Ｓ１６＝ＮＯ）の場合、コンピューター１０１はステップＳ１６の判定を繰り返す。一方、ステップＳ１６における判定結果が肯定判定（Ｓ１６＝ＹＥＳ）の場合には、コンピューター１０１はその処理をステップＳ１７に移行する。

そして、次のステップＳ１７では、コンピューター１０１がキャッピングを解除させる。具体的には、コンピューター１０１が昇降機構を駆動させ、キャップ２５をノズル形成面２１ａから離間させる。すなわち、閉空間域Ｒに負圧が残った状態でキャッピングを解除すると、閉空間域Ｒに勢いよく気体（空気）が流入し、ノズル開口２０ａ側からノズル２０内に気泡が混入する虞があるため、閉空間域Ｒの圧力が大気圧程度になってからキャッピングを解除する。

そして、次のステップＳ１８では、コンピューター１０１が大気開放弁３１及び開閉弁３５の開閉状態の切り換えを実行させて、処理を終了する。具体的には、コンピューター１０１がキャリッジモーター１９を駆動させてキャリッジ１７を１桁側から８０桁側に移動させ、突設部１２ａによってスイッチＳＷを押圧させる。すると、スイッチＳＷの切替操作に伴って、大気開放弁３１が閉状態から開状態に切り替えられるとともに、開閉弁３５が開状態から閉状態に切り替えられる。これにより、印刷処理のための準備が整うので、コンピューター１０１は速やかに印刷処理の実行に移ることができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ノズル開口２０ａ側からノズル２０内を吸引することにより、インクカートリッジ１５に収容されたインクをサブタンク２２内に流入させることができるので、インクカートリッジ１５からインクを加圧供給するための加圧ポンプを備える場合と比較して、簡易な構成でインクカートリッジ１５からサブタンク２２にインクを供給することができる。

（２）ノズル２０からインクを噴射する場合には、大気開放弁３１を開状態とすることで第１流路３２を通じてサブタンク２２からノズル２０にインクを供給することができる。そして、第１流路３２はサブタンク２２の下部に接続されているので、気体の混入を抑制しつつ、ノズル２０にインクを供給することができる。一方、吸引ポンプ２９がノズル２０内を吸引する場合には、大気開放弁３１を閉状態とすることで第２流路３３を通じてサブタンク２２内に負圧を発生させ、インクカートリッジ１５内のインクをサブタンク２２内に流入させることができる。そして、第２流路３３はサブタンク２２の上部に接続されているので、サブタンク２２内から気体を排出することができる。

（３）第２流路３３を通じてサブタンク２２内に負圧を発生させたときに、コンピューター１０１が吸引ポンプ２９の駆動負荷が高くなったことを検出することで、サブタンク２２がインクで満たされたことを検知することができる。したがって、サブタンク２２がインクで満たされたことを検出するためのセンサー等を備える必要がないため、構成を簡素化することができる。

（４）ノズル２０からインクを噴射する場合に開閉弁３５が第２流路３３を閉状態とすることで、第１流路３２を通じてサブタンク２２の下部からノズル２０にインクを供給することができる。一方、吸引ポンプ２９がノズル２０内を吸引する場合に開閉弁３５が第２流路３３を開状態とすると、第２流路３３を通じてサブタンク２２の上部に溜まった気体が排出されるので、気体の排出によってサブタンク２２内に負圧を発生させることができる。

（５）吸引ポンプ２９が閉空間域Ｒに負圧を発生させることで、ノズル開口２０ａ側からノズル２０内を吸引することができる。
（６）インクカートリッジ１５をサブタンク２２よりも高い位置に装着して、水頭差によってサブタンク２２にインクを供給する場合などには、インクを確実に供給するためにインク供給チューブ２３を太くする必要がある。これに対して、吸引ポンプ２９の吸引力でインクカートリッジ１５からサブタンク２２にインクを供給する場合には、インク供給チューブ２３を太くしなくてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図６を参照しながら説明する。なお、第２実施形態は第１実施形態と対比すると、供給路３０及びサブタンク２２の構成の構成が一部の点で異なっており、その他は第１実施形態とほぼ同一の構成である。そのため、以下では第１実施形態と相違する点について主に説明し、同一の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態の第２流路３３の上流端はサブタンク２２の上部に接続されるとともに、その下流側は２つに分岐している。そして、分岐した一方の分岐流路３３ａはサブタンク２２よりも上方に配置されるとともに、分岐流路３３ａには大気開放弁３１が配設されている。また、分岐した他方の分岐流路３３ｂの下流端は供給流路３４と接続されている。

また、第１流路３２、分岐流路３３ｂ及び供給流路３４の接続部には、供給流路３４と連通する流路を第１流路３２と分岐流路３３ｂ（第２流路３３）とで切り換える切替弁３６が配設されている。そして、キャリッジ１７に設けられたスイッチＳＷの切替操作に伴って、大気開放弁３１の開閉状態及び供給流路３４と連通する流路の切り換えが行われるようになっている。

次に、本実施形態のプリンター１１の作用について説明する。
まず、プリンター１１が用紙Ｐに対する印刷処理を行う場合には、大気開放弁３１は開状態とされる一方、切替弁３６は供給流路３４と第１流路３２とを連通させている。また、吸引ポンプ２９は駆動が停止されている。そして、この状態でコンピューター１０１がキャリッジモーター１９を駆動させてキャリッジ１７を主走査方向Ｘに移動させるとともに、液体噴射ヘッド２１のノズル２０からインクを噴射させる。

また、コンピューター１０１が吸引クリーニング処理を実行する場合には、大気開放弁３１が開状態とされるとともに切替弁３６が供給流路３４と第１流路３２とを連通させた状態でコンピューター１０１がキャッピングを実行する。また、このようにキャッピングが行われると、コンピューター１０１は吸引ポンプ２９を駆動させる。すると、閉空間域Ｒに発生した負圧によってノズル開口２０ａ側からノズル２０内が吸引される。このとき、供給流路３４は第１流路３２と連通しているため、第１流路３２を通じてサブタンク２２内のインクとともに液体噴射ヘッド２１内の気泡や増粘したインクなどがノズル開口２０ａから排出される。

さらに、コンピューター１０１がインクの供給処理ルーチンを実行する場合には、まずステップＳ１１でコンピューター１０１が大気開放弁３１を開状態から閉状態に切り替えるとともに、切替弁３６の切り替えを行う。具体的には、コンピューター１０１がキャリッジモーター１９を駆動させてキャリッジ１７を１桁側から８０桁側に移動させ、突設部１２ａによってスイッチＳＷを押圧させる。すると、スイッチＳＷの切替操作に伴って、大気開放弁３１が開状態から閉状態に切り替えられるとともに、切替弁３６が供給流路３４と分岐流路３３ｂ（第２流路３３）とを連通させる。

次のステップＳ１２では、コンピューター１０１がキャッピングを実行させる。具体的には、コンピューター１０１が昇降機構を駆動させ、キャップ２５をノズル形成面２１ａに当接させる。これにより、液体噴射ヘッド２１とキャップ２５との間に閉空間域Ｒが囲み形成される。

次のステップＳ１３では、コンピューター１０１が吸引ポンプ２９を駆動させる。すると、閉空間域Ｒに負圧が発生し、ノズル開口２０ａ側からノズル２０内が吸引される。また、ノズル２０内からキャップ２５内にインクが排出されるとともに、このインクの排出に伴って、供給路３０内にも吸引力が及ぶ。

このとき、供給流路３４は分岐流路３３ｂと連通しているため、サブタンク２２からは分岐流路３３ｂを通じてその上部に溜まった気体（空気）が排出される。そして、サブタンク２２内から気体が排出されると、サブタンク２２内に負圧が生じる。すると、インク供給チューブ２３を通じてインクカートリッジ１５内のインクが吸引されて、サブタンク２２内に流入する。

なお、続くステップＳ１４〜Ｓ１７については、第１実施形態と同様である。
そして、次のステップＳ１８では、コンピューター１０１が大気開放弁３１の開閉状態及び切替弁３６の切り替えを行って、処理を終了する。具体的には、コンピューター１０１がキャリッジモーター１９を駆動させてキャリッジ１７を１桁側から８０桁側に移動させ、突設部１２ａによってスイッチＳＷを押圧させる。すると、スイッチＳＷの切替操作に伴って、大気開放弁３１が閉状態から開状態に切り替えられるとともに、切替弁３６が供給流路３４と第１流路３２とを連通させる。

上記実施形態によれば、上記（１）〜（３），（５），（６）と同様の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（７）ノズル２０からインクを噴射する場合に切替弁３６が供給流路３４と第１流路３２とを連通させると、第１流路３２を通じてサブタンク２２の下部からノズル２０にインクを供給することができる。一方、吸引ポンプ２９がノズル２０内を吸引する場合に切替弁３６が供給流路３４と第２流路３３とを連通させると、第２流路３３を通じてサブタンク２２の上部に溜まった気体が排出されるので、気体の排出によってサブタンク２２内に負圧を発生させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図７を参照しながら説明する。なお、第３実施形態は第１実施形態と対比すると、供給路３０及びサブタンク２２の構成の構成が一部の点で異なっており、その他は第１実施形態とほぼ同一の構成である。そのため、以下では第１実施形態と相違する点について主に説明し、同一の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態においては、第１流路３２、第２流路３３及び供給流路３４の接続部に、供給流路３４と連通する流路を第１流路３２と第２流路３３とで切り換える切替弁３６が配設されている。そして、キャリッジ１７に設けられたスイッチＳＷの切替操作に伴って、大気開放弁３１の開閉状態及び供給流路３４と連通する流路の切り換えが行われるようになっている。また、サブタンク２２内の液面ＦＬには、液面ＦＬが上昇した場合に第２流路３３の上流端を閉塞する閉塞弁３７が浮かべられている。

次に、本実施形態のプリンター１１の作用について説明する。
本実施形態において、プリンター１１が印刷処理及び吸引クリーニング処理を実行する場合の動作及び作用は、第２実施形態と同様である。

また、コンピューター１０１がインクの供給処理ルーチンを実行する場合の動作及び作用も第２実施形態と概ね同様であるが、ステップＳ１３でコンピューター１０１が吸引ポンプ２９を駆動させた場合の作用が一部異なる。

具体的には、吸引ポンプ２９の駆動によってノズル開口２０ａ側からノズル２０内が吸引されてサブタンク２２内にインクカートリッジ１５内のインクが流入すると、液面ＦＬの上昇に伴って閉塞弁３７が上昇移動する。そして、サブタンク２２内がインクで満たされると、閉塞弁３７が第２流路３３の上流端を閉塞するので、ポンプモーター２９ａの駆動負荷Ｎが高くなる。したがって、本実施形態では、サブタンク２２内がインクで満たされる一方、第２流路３３内には気体が残った状態で吸引ポンプ２９の駆動が停止される。

なお、この場合には、吸引ポンプ２９の駆動が停止されたときに供給流路３４や液体噴射ヘッド２１内に気体が残留している。そのため、インクの供給処理ルーチンの実行後や印刷処理の実行前に吸引クリーニング等を行って供給流路３４や液体噴射ヘッド２１内の気体を排出する。

上記実施形態によれば、上記（１）〜（３），（５）〜（７）と同様の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（８）サブタンク２２内で液面ＦＬが上昇した場合には、閉塞弁３７によって第２流路３３の上流端が閉塞されるので、サブタンク２２内がインクで満たされた後にサブタンク２２内からインクが吸引されるのを抑制することができる。

（９）閉塞弁３７が第２流路３３の上流端を閉塞すると、ノズル２０からインクを吸引する場合よりもポンプモーター２９ａの駆動負荷Ｎが高くなるので、サブタンク２２がインクで満たされたことをより確実に検出することができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１実施形態及び第２実施形態のプリンター１１に閉塞弁３７を設けてもよいし、第３実施形態のプリンター１１に閉塞弁３７を設けなくてもよい。

・第１実施形態のプリンター１１に切替弁３６を設けてもよい。この場合には、供給流路３４と連通する流路をより確実に切り換えることができる。
・突設部１２ａはホーム位置ＨＰ側に設けてもよい。この構成によれば、ステップＳ１１及びステップＳ１８において、キャリッジ１７の移動距離を短くすることができる。

・大気開放弁３１、開閉弁３５及び切替弁３６の操作は、キャリッジ１７の移動を伴うスイッチＳＷの切替操作によらず、コンピューター１０１が開閉操作又は切替操作を行うようにしてもよい。なお、インクの供給処理ルーチンの実行時において閉空間域Ｒが負圧状態のときに開閉弁３５を開状態から閉状態にしたり、切替弁３６によって供給流路３４と第１流路３２とを連通させたりすると、閉空間域Ｒの負圧が解消されるまでにノズル２０から流出するインクの分、サブタンク２２のインク残量が減少してしまう。そのため、この構成においても、閉空間域Ｒが大気圧程度になった後に開閉弁３５の開閉操作や切替弁３６の切替操作を行うのが好ましい。

・サブタンク２２のインク残量を検出するための残量センサーを設け、この残量センサーの検出結果に基づいてインクの供給処理ルーチンを実行するようにしてもよい。
・キャップ２５及び吸引ポンプ２９は、インクの色毎や搬送方向Ｙに並ぶノズル２０のノズル列毎に複数設けてもよい。

・プリンター１１は、キャリッジ１７が主走査方向Ｘに移動するシリアル式のプリンターに限らず、液体噴射ヘッド２１を固定したままでも用紙最大幅範囲の印字が可能なラインヘッド式やラテラル式のプリンターであってもよい。さらに、インクジェット式のラベルプリンター、バーコードプリンターや発券装置などであってもよい。

・上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化したが、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噴射装置を採用してもよく、微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、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態、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）のような流状態、また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を含む。また、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。液体噴射装置の具体例としては、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、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。また、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用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置、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噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。

１１…液体噴射装置の一例としてのプリンター、１５…メインタンクの一例としてのインクカートリッジ、２０…ノズル、２０ａ…ノズル開口、２１…液体噴射ヘッド、２２…サブタンク、２５…キャップ、２９…吸引手段を構成する吸引ポンプ、３１…大気開放弁、３２…第１流路、３３…第２流路、３４…供給流路、３５…開閉弁、３６…切替弁、３７…閉塞弁、１０１…検出手段として機能するコンピューター、Ｎ…駆動負荷、Ｒ…閉空間域、ＦＬ…液面。

Claims (8)

1. 液体を噴射するノズルが設けられた液体噴射ヘッドと、
   前記液体を収容するメインタンクから供給された前記液体を貯留するとともに貯留した前記液体を前記液体噴射ヘッドに供給するサブタンクと、
   前記サブタンクの下部に上流端が接続されるとともに下流端が前記ノズルに通じる供給流路に接続される第１流路と、
   前記サブタンクの上部に上流端が接続されるとともに下流端が前記供給流路に接続される第２流路と、
   前記ノズル内をノズル開口側から吸引することによって前記サブタンク内に負圧を発生させ、前記メインタンクに収容された前記液体を前記サブタンク内に流入させる吸引手段と、を備えることを特徴とする液体噴射装置。
2. 開状態となることで前記サブタンク内を大気と連通させる大気開放弁をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記ノズルから前記液体を噴射する場合には、前記大気開放弁は開状態とされる一方、前記第２流路は閉状態とされることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記供給流路と連通する流路を前記第１流路と前記第２流路とで切り換える切替弁をさらに備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. 前記第２流路を開閉可能な開閉弁をさらに備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。
6. 前記吸引手段は吸引ポンプを有し、
   該吸引ポンプの駆動負荷を検出するための検出手段をさらに備え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. 前記サブタンク内に配置され、前記サブタンク内の液面が上昇した場合に前記第２流路の上流端を閉塞する閉塞弁をさらに備え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。
8. 液体を噴射するノズルが設けられた液体噴射ヘッドに対して、液体を収容するメインタンクからサブタンクを介して液体を供給する液体噴射装置における液体供給方法であって、
   前記サブタンクの下部に上流端が接続されるとともに下流端が流路に接続される第１流路と、前記サブタンクの上部に上流端が接続されるとともに下流端が前記流路に接続される第２流路と、を備え、
   前記流路に吸引力を及ぼすことによって前記サブタンク内に負圧を発生させ、前記メインタンクに収容された前記液体を前記サブタンク内に流入させることを特徴とする液体供給方法。

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