JP6307912B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンターなどの液体噴射装置に関する。

液体噴射装置の一例として、記録ヘッドに設けたノズルからインクを吐出することで印刷を行うインクジェット式のプリンターがある。こうしたプリンターのうちには、記録ヘッドに供給するインクを貯留する液体貯留室においてインクの脱気を行うことで、ノズルに気泡が混入することで生じるドット抜けを抑制しようとするものがある（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−７５３７１号公報

ところで、上述のプリンターにおいては、印刷を行わないときに液体貯留室と記録ヘッドとの間でインクを循環させることで、インクに含まれる顔料成分の沈降を抑制している。このようにインクを循環させると、流路内に混入した気泡を液体貯留室に回収することができる、という効果も期待できる。しかし、気泡を含むインクを回収すると液体貯留室のインクの脱気度を低下させてしまうため、循環を行うたびにインクの脱気を行わなければならず、脱気の効率が悪化してしまう、という課題がある。

なお、このような課題は、顔料インクを噴射することで印刷を行うプリンターに限らず、液体内で成長した気泡や液体に混入した気泡が液体の噴射不良を招くおそれがある液体噴射装置においては、概ね共通したものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、噴射に供される液体への気泡の混入や液体内での気泡の成長を低減することができる液体噴射装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する液体噴射装置は、液体を噴射可能な複数のノズルと、前記複数のノズルに液体を供給する共通液室と、液体収容部に収容された液体を前記共通液室に供給するための液体流路と、前記液体流路の液体を脱気可能な脱気部と、前記液体流路の液体を流動させる液体流動部と、前記液体流路において前記脱気部と前記共通液室との間に設けられ、前記共通液室に供給される液体の圧力を調整する圧力調整部と、前記共通液室と前記液体収容部とを接続する帰還流路と、閉弁状態になることで前記帰還流路を閉塞する開閉弁と、を備える。

この構成によれば、帰還流路を通じて共通液室の液体を液体収容部に流動させることで、共通液室や液体流路に混入している気泡を液体収容部に回収することができる。また、共通液室に液体を供給する液体流路では脱気部によって液体の脱気が行われるので、脱気した液体をノズルから噴射することができる。すなわち、液体流路において脱気を行うことによって、液体収容部において液体の脱気を行う場合よりも、噴射に供される液体への気泡の混入や液体内での気泡の成長を低減することができる。

上記液体噴射装置において、前記開閉弁を開弁状態にして前記帰還流路の液体を前記液体収容部に向けて流動させることによって、前記共通液室の液体が前記液体収容部に回収される。

この構成によれば、開閉弁を開弁状態にして帰還流路の液体を液体収容部に向けて流動させることによって、脱気部を経由することなく、共通液室の液体を液体収容部に回収することができる。このように、脱気を行った液体と気泡を含む液体との混在を抑制することによって、噴射に供される液体を効率よく脱気することができる。

上記液体噴射装置において、前記液体流路における前記脱気部と前記圧力調整部との間に上流端が接続されるとともに、前記帰還流路における前記開閉弁と前記共通液室との間に下流端が接続されるバイパス流路と、前記バイパス流路と前記液体流路との接続部分に設けられ、前記脱気部から前記共通液室に向かう液体の流路を前記液体流路と前記バイパス流路との間で切り替え可能な切替弁と、を備え、前記ノズルから液体を噴射するときには、前記開閉弁を閉弁状態にするとともに前記切替弁が液体の流路を前記液体流路に切り替えた状態で、前記液体流路を通じて前記圧力調整部に液体を供給する一方、前記ノズルから液体を流出させるメンテナンスを行うときには、前記開閉弁を閉弁状態にするとともに前記切替弁が液体の流路を前記バイパス流路に切り替えた状態で、前記バイパス流路を通じて前記共通液室に液体を供給する。

この構成によれば、ノズルから液体を噴射するときには、液体流路を通じて圧力調整部に液体を供給することで、圧力調整部で適切な圧力に調整した液体をノズルに供給することができる。一方、メンテナンスを行うときには、バイパス流路を通じて液体調整部を経由せずに共通液室に液体を供給することによって、圧力を調整しない液体を勢いよくノズルから流出させることができる。

上記液体噴射装置において、前記圧力調整部は、壁部を構成する可撓部が撓み変位することで容積が変更される圧力室と、前記圧力室と連通流路を介して連通する供給室と、前記圧力室の容積が増大する方向に前記可撓部を付勢する付勢部材と、前記圧力室内の圧力が前記可撓部の外側の圧力よりも低くなった場合に、前記可撓部の変位に応じて前記圧力室と前記供給室との間を連通させる方向に変位する弁体と、を有し、前記供給室は前記液体流路を通じて前記脱気部と連通可能であるとともに前記圧力室は前記液体流路を通じて前記共通液室と連通可能であり、前記液体流動部は前記脱気部から前記供給室に向けて液体を加圧した状態で供給するとともに、前記ノズルから液体が流出した場合に前記圧力室の液体が前記共通液室に供給されることによって、前記圧力室の圧力が低下する。

この構成によれば、ノズルから液体が流出した場合には、圧力室の液体が共通液室に供給されることによって圧力室の圧力が低下して可撓部が圧力室の容積を減少させる方向に撓み変位する。また、可撓部の変位に応じて弁体が圧力室と供給室との間を連通させる。そして、供給室には、脱気された液体が液体流動部によって加圧した状態で供給されるので、圧力室が供給室と連通すると、供給室から圧力室に液体が速やかに流入する。そして、液体の流入によって圧力室の圧力が元に戻ると、付勢部材の付勢力によって、供給室から圧力室への液体の流入が停止される。一方、ノズルから液体が流出していないときには、圧力室内の圧力は低下せず、加圧された液体が圧力室を通じて共通液室に流入することがないので、ノズル内に形成された液体のメニスカスを加圧によって破壊することがない。すなわち、圧力調整部によって、ノズルからの液体の流出に応じて、共通液室の圧力を適切に調整することができる。

上記液体噴射装置においては、前記液体流路において前記液体収容部と前記脱気部との間には、液体に混入した異物を捕捉するための異物捕捉部が設けられる。
この構成によれば、液体収容部から脱気部に向かう液体流路の途中で異物捕捉部が液体に混入した異物を捕捉することによって、脱気部への異物の混入を抑制することができる。

上記液体噴射装置において、前記脱気部は、脱気のために前記液体流路の液体を減圧する減圧機構を有し、前記液体流動部は、前記脱気部から前記共通液室に向けて液体を加圧した状態で供給する。

この構成によれば、減圧機構が液体を減圧することによって、液体に含まれる気体を除去して脱気を行うことができる。また、液体流動部が減圧された液体を加圧することによって、脱気部から共通液室に向けて液体を流動させることができる。

一実施形態の液体噴射装置の構成を示す模式図。 一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充填処理の実行手順を示すフローチャート。 第２充填処理の実行手順を示すフローチャート。 加圧クリーニング処理の実行手順を示すフローチャート。

以下、液体噴射装置の実施形態について、図を参照して説明する。液体噴射装置は、例えば、用紙などの媒体に液体の一例である顔料インクを噴射することによって記録（印刷）を行うインクジェット式のプリンターである。

図１に示すように、液体噴射装置１１は、液体を収容可能な液体収容部１２と、液体を噴射する複数の液体噴射部１３と、液体収容部１２に収容された液体を液体噴射部１３に供給するための液体流路１４と、液体噴射部１３のメンテナンスを行うためのメンテナンス装置１５と、を備えている。液体収容部１２は、液体噴射装置１１に装着した状態で、図示しない注入孔を通じて液体を注入可能な構成にすることもできるし、カートリッジ状の液体収容部１２を液体噴射装置１１に着脱可能に装着する構成にすることもできる。

液体噴射部１３は液体を噴射可能な複数のノズル１６と、液体流路１４を通じて液体収容部１２から供給された液体を複数のノズル１６に供給するための共通液室１７とを有している。液体噴射部１３及びノズル１６の数は任意に変更することができる。ノズル１６から液体を噴射させるための機構としては、例えば通電によって収縮する圧電素子を備えるアクチュエーターを採用することができる。この場合には、圧電素子の収縮によって共通液室１７とノズル１６との間に設けられた液体室１６ａの容積を変化させることによって、ノズル１６から液体が液滴として噴射（吐出）される。

液体噴射装置１１は、共通液室１７と液体収容部１２とを接続する帰還流路１８と、閉弁状態になることで帰還流路１８を閉塞する開閉弁１９と、共通液室１７から液体収容部１２に向けて液体を流動させるための循環ポンプ２０と、を備える。液体噴射部１３が複数設けられる場合には、共通液室１７につながる液体流路１４の下流側及び帰還流路１８の上流側は、共通液室１７の数に応じて、複数に分岐される。

液体流路１４には、液体流路１４の液体を脱気可能な脱気部２１が設けられている。脱気部２１は、例えば、液体流路１４の一部を形成する円筒状の中空糸膜２２と、脱気のために液体流路１４の液体を減圧する減圧機構２５と、を備えることができる。この場合、減圧機構２５は、中空糸膜２２を収容する減圧室２３と、減圧室２３を減圧する真空ポンプ２４と、を備える。そして、真空ポンプ２４が減圧室２３を減圧すると、中空糸膜２２の外側の空間が減圧されて、中空糸膜２２の内側の液体中に溶存する気体が中空糸膜２２の外側に吸引されることによって、中空糸膜２２の内側の液体が脱気される。

液体流路１４において脱気部２１と液体噴射部１３との間には、液体噴射部１３に供給される液体の圧力を調整する圧力調整部３１が設けられている。圧力調整部３１は、例えば、壁部を構成する可撓部３２が撓み変位することで容積が変更される圧力室３３と、圧力室と連通流路３４を介して連通する供給室３５と、圧力室３３の容積が増大する方向に可撓部を付勢する付勢部材３６と、連通流路３４を閉塞可能な弁体３７と、を備える。供給室３５は液体流路１４を通じて脱気部２１と連通可能であるとともに、圧力室３３は液体流路１４を通じて共通液室１７と連通可能である。

なお、供給室３５や圧力室３３のように流路断面積が拡大する部分や、付勢部材３６のように複雑な形状を有する部分などには、気泡などの異物が溜まりやすい。そのため、本実施形態においては、気泡等の異物を補足するために、圧力調整部３１の入口と圧力調整部３１の内部とに、それぞれフィルター３８，３９を設けている。これらフィルター３８，３９の数や配置は任意に変更することができるし、フィルター３８，３９の設置を省略することもできる。

液体噴射装置１１は、液体流路１４における脱気部２１と圧力調整部３１との間に上流端が接続されるとともに、帰還流路１８における開閉弁１９と共通液室１７との間に下流端が接続されるバイパス流路４１を備えるのが好ましい。また、バイパス流路４１と液体流路１４との接続部分に、脱気部２１から共通液室１７に向かう液体の流路を液体流路１４とバイパス流路４１との間で切り替え可能な切替弁４２を備えるのが好ましい。

切替弁４２は、例えば、バイパス流路４１と、液体流路１４におけるバイパス流路４１との接続部分より上流側と、液体流路１４におけるバイパス流路４１との接続部分より下流側と、の３つの流路を個別に閉塞可能な３つの弁体を備える三方向弁とすることができる。

液体流路１４において脱気部２１と切替弁４２との間には、脱気部２１が脱気した液体を一時貯留する貯留部４３を設けるのが好ましい。また、液体流路１４において脱気部２１と液体収容部１２との間には、脱気部２１から液体噴射部１３に向けて液体を加圧した状態で供給する加圧ポンプ４５を備えるのが好ましい。

加圧ポンプ４５は、液体流路１４の液体を流動させる液体流動部として機能させることができる。すなわち、脱気部２１においては液体流路１４の液体が減圧されるので、脱気された液体を加圧ポンプ４５で加圧した状態で貯留部４３に貯留しておくことによって、液体噴射部１３に向けて液体を効率よく供給することが可能になる。

なお、液体流路１４において脱気部２１と貯留部４３との間には、脱気部２１から貯留部４３への液体の流動を許容する一方で、貯留部４３から脱気部２１への液体の流動を規制する一方向弁４６を設けておくのが好ましい。このようにすれば、加圧により正圧状態にされた貯留部４３から減圧により負圧状態にされた脱気部２１に向けて液体が逆流することが抑制されるためである。

また、貯留部４３として可撓性を有する収容袋を採用するとともに、このような収容袋からなる貯留部４３を加圧室４７に収容して、真空ポンプ２４が減圧のために引いた気体を気体流路６１を通じて加圧室４７に導入する構成にしてもよい。この場合には、真空ポンプ２４を駆動して加圧室４７に気体を導入することによって、収容袋を介してその内部にある液体を加圧することができる。

なお、この構成を採用する場合には、気体流路６１において真空ポンプ２４の上流側と下流側とにそれぞれ三方向弁６２、６３を配置すれば、減圧室２３を減圧するタイミングと加圧室４７を加圧するタイミングとを任意に設定することができる。

すなわち、減圧室２３の減圧と加圧室４７の加圧とを同時に行う場合には、三方向弁６２，６３の外部に連通する弁６２ａ，６３ａを閉弁して真空ポンプ２４を駆動することで、減圧室２３の気体を加圧室４７に導入すればよい。また、減圧室２３の減圧を単独で行う場合には、弁６２ａを閉弁するとともに弁６３ａを開弁して真空ポンプ２４を駆動することで、減圧室２３から引いた気体を外部に排出すればよい。また、加圧室４７の加圧を単独で行う場合には、弁６２ａを開弁するとともに弁６３ａを閉弁して真空ポンプ２４を駆動することで、外部の気体を気体流路６１に取り入れて加圧室４７に導入すればよい。

液体流路１４において脱気部２１と液体収容部１２との間には、液体に混入した気泡や塵埃、液体に溶存する溶質成分の固化物などの異物を補足するための異物補足部を備えるのが好ましい。異物補足部は、例えば液体を濾過するためのフィルター４８であってもよいし、液体に混入した気泡を補足するためのエアートラップ４９であってもよいし、混入する可能性の高い異物に応じてこれらを組み合わせて用いてもよい。

なお、エアートラップ４９が、互いに連通する液体貯留部４９ａと気体貯留部４９ｂとを有して気体と液体を分離する場合には、液体収容部１２から液体貯留部４９ａに向けて液体を流動させる吐出ポンプ５０を備えるのが好ましい。

メンテナンス装置１５は、液体噴射部１３に設けられたノズル１６が開口する閉空間を形成するキャップ５１と、吸引機構５２と、ワイパーユニット５３とを備えている。吸引機構５２は、廃液タンク５４と、廃液タンク５４とキャップ５１とを接続する排出流路５５と、排出流路５５の途中位置に配置される減圧ポンプ５６とを備えている。また、キャップ５１には、閉空間を大気開放するための大気開放弁５７が設けられている。

キャップ５１は、例えば液体噴射部１３においてノズル１６が開口する開口面１３ａに接触することで、閉空間を形成するキャッピングを行う。なお、キャッピングは液体噴射部１３をキャップ５１に近づく方向に移動させて行うこともできるし、キャップ５１を液体噴射部１３に近づく方向に移動させて行うこともできる。また、キャッピング時にキャップ５１が接触する対象は開口面１３ａに限らず、例えば液体噴射部１３の側面部や液体噴射部１３を保持する保持部材等とキャップ５１とを接触させることで、ノズル１６が開口する閉空間を形成することもできる。

そして、キャッピングを行った状態で減圧ポンプ５６が駆動すると、閉空間が負圧になるとともに、ノズル１６を通じて共通液室１７等から液体が吸引排出される吸引クリーニングが実行される。

すなわち、減圧ポンプ５６が駆動して閉空間が負圧になると、ノズル１６から液体が排出するとともに、圧力室３３の液体が共通液室１７に流入することによって、圧力室３３内が減圧される。すると、圧力室３３の壁部を構成する可撓部３２が圧力室３３の容積を減少させる方向に撓み変位する。そして、可撓部３２の変位に応じて弁体３７が圧力室３３と供給室３５との間を連通させる方向（図１では左方向）に変位する。

弁体３７の変位により、圧力室３３と供給室３５とが連通した状態（図１における右側の圧力調整部３１の状態）になると、加圧状態の供給室３５から圧力室３３内に液体が流入する。その後、減圧ポンプ５６の駆動が停止すると、ノズル１６から液体が流出しなくなるので、圧力室３３の圧力が上昇するのに伴って、可撓部３２が圧力室３３の容積を拡大する方向に変位するとともに弁体３７が元の位置に戻って連通流路３４を閉塞する。このように、圧力調整部３１においては、ノズル１６側からの吸引が行われている間には、液体流路１４を通じて共通液室１７に液体が供給される。

このような吸引クリーニングの実行後にキャッピングを解除する際には、大気開放弁５７を開弁状態にして閉空間を大気開放した後に、キャップ５１を液体噴射部１３から離すのが好ましい。

ワイパーユニット５３は、開口面１３ａを払拭するワイパー５８と、ワイパー５８を保持して移動する移動体５９とを備える。そして、ワイパー５８の先端が開口面１３ａに接触した状態で移動体５９が開口面１３ａに沿って移動することで、ワイパー５８で開口面１３ａを払拭するワイピングが実行される。なお、ワイピングは、ワイパー５８に接触した状態で液体噴射部１３が移動することによって行うこともできる。

その他、液体噴射部１３のメンテナンスとして、液体噴射部１３からキャップ５１に向けて液体を噴射することでノズル１６内の液体を排出するフラッシングが実行される。フラッシングは、印刷の合間などにノズル１６の目詰まりを予防または解消するために行われることもあるし、例えばワイピングの後などに、ノズル１６内に形成される液体のメニスカスを整えるために行われることもある。

また、図２に示すように、液体噴射装置１１は、液体噴射部１３、吐出ポンプ５０、加圧ポンプ４５、真空ポンプ２４、循環ポンプ２０、開閉弁１９、切替弁４２、移動体５９、大気開放弁５７及び減圧ポンプ５６等、液体噴射装置１１を構成する構成要素の制御を行う制御部１００を備える。制御部１００は、構成要素を個別に制御するものを複数設けることもできるし、複数の構成要素を総合的に制御するものを設けることもできる。

液体噴射装置１１においては、制御部１００の制御により、開閉弁１９及び大気開放弁５７を閉弁状態にするとともに切替弁４２が液体の流路を液体流路１４に切り替えた状態を通常状態とする。また、通常状態においては、制御部１００がキャップ５１によって液体噴射部１３をキャッピングすることによって、ノズル１６の乾燥を抑制する。

液体噴射装置１１が起動されると、吐出ポンプ５０及び加圧ポンプ４５は、貯留部４３内が所定の正圧（加圧状態）に保持されるように、制御部１００によって駆動制御される。これにより、通常状態において、貯留部４３、供給室３５及び貯留部４３と供給室３５との間の液体流路１４は、所定の加圧状態に保持される。また、制御部１００は、加圧ポンプ４５の駆動に応じて真空ポンプ２４及び三方向弁６２、６３を制御することで減圧室２３の減圧を行い、脱気済みの液体が貯留部４３に送られるようにする。

なお、供給室３５の液体が加圧状態であっても、圧力調整部３１において弁体３７が付勢部材３６の付勢力によって連通流路３４を閉塞している状態（図１における左側の圧力調整部３１の状態）が保持されている間は、供給室３５から圧力室３３へは液体が流動しない。

次に、液体噴射装置１１の動作及び制御部１００が実行する各種処理について説明する。
はじめに、液体噴射装置１１の使用を開始する時などに、液体流路１４の液体を共通液室１７に充填するために実行される第１充填処理と、第１充填処理に続いて、共通液室１７の液体をノズル１６に充填するために実行される第２充填処理について説明する。なお、第１充填処理及び第２充填処理は、上述した通常状態から開始される。この通常状態では、キャップ５１の大気開放弁５７は閉弁状態となっている。

第１充填処理は、制御部１００が図３に示す処理を実行することで行われる。
図３に示すように、ステップＳ１１として、制御部１００が開閉弁１９を通常状態である閉弁状態から開弁状態に変化させる。

次に、ステップＳ１２として、制御部１００が循環ポンプ２０の駆動を開始させる。すると、帰還流路１８を通じて共通液室１７の液体が液体収容部１２に向けて流動する結果、圧力室３３の液体が共通液室１７に供給されて、圧力室３３内が減圧される。すると、圧力室３３の壁部を構成する可撓部３２が圧力室３３の容積を減少させる方向に撓み変位する。そして、可撓部３２の変位に応じて弁体３７が圧力室３３と供給室３５との間を連通させる方向（図１では左方向）に変位する。

弁体３７の変位により、圧力室３３と供給室３５とが連通した状態（図１における右側の圧力調整部３１の状態）になると、加圧状態の供給室３５から圧力室３３内に液体が流入する。そして、循環ポンプ２０の駆動に伴って、圧力室３３、共通液室１７、帰還流路１８の順に液体が流動する。このとき、供給室３５には、図１に実線の矢印で示すように、液体流路１４を通じて貯留部４３から液体が加圧供給されるとともに、貯留部４３へは加圧ポンプ４５及び吐出ポンプ５０の駆動によって液体収容部１２から液体が補充される。

続いて、ステップＳ１３として、制御部１００が循環ポンプ２０の駆動を停止させる。すると、共通液室１７から帰還流路１８に向けて液体が流出しなくなるので、圧力室３３の圧力が上昇するのに伴って、可撓部３２が圧力室３３の容積を拡大する方向に変位するとともに弁体３７が元の位置に戻って連通流路３４を閉塞する。

そして、ステップＳ１４として、制御部１００が開閉弁１９を開弁状態から通常状態である閉弁状態に戻すと、第１充填処理が終了する。これにより、共通液室１７に対する液体の充填が完了する。

なお、液体流路１４にフィルター３８，３９を設けた場合などには、流路の圧力損失が大きくなるため、液体を加圧供給しても、圧力室３３に向けて液体が流動しにくいことがある。そのため、切替弁４２を、バイパス流路４１との接続部分より下流側の液体流路１４に配置される弁４２ａとバイパス流路４１に配置される弁４２ｂとを有する三方向弁として、ステップＳ１２とステップＳ１３との間に弁４２ａを一定時間閉弁した後に、弁４２ａを開弁するようにしてもよい。このようにすると、弁４２ａが閉弁している間に圧力室３３の負圧が弁４２ａまで及ぶので、弁４２ａの開弁とともに負圧になっている領域に加圧された液体を一気に流動させて、液体の充填を効率よく行うことができる。

次に、第２充填処理について、図４を参照して説明する。
第２充填処理は、第１充填処理によって共通液室１７まで液体を充填した後に、共通液室１７の液体をノズル１６に充填して印刷可能な状態にするための準備動作として実行される。

図４に示すように、ステップＳ２１として、制御部１００が減圧ポンプ５６の駆動を開始させる。すると、キャッピングによって形成された閉空間が減圧されて、ノズル１６を通じて液体が吸引され、キャップ５１内に流出する。

次に、ステップＳ２２として、制御部１００が減圧ポンプ５６の駆動を停止させる。
また、ステップＳ２３として、制御部１００が大気開放弁５７を閉弁状態から開弁状態に変化させる。これにより、閉空間が大気開放されて、ノズル１６からの液体の流出が止まる。このとき、ノズル１６には液体が充填されている。

次に、ステップＳ２４として、制御部１００が再び減圧ポンプ５６の駆動を開始させる。これにより、キャップ５１内に溜まった液体が排出流路５５を通じて廃液タンク５４に排出される。キャップ５１内の液体の排出が終了すると、ステップＳ２５として、制御部１００が減圧ポンプ５６の駆動を停止させる。

続いて、ステップＳ２６として、制御部１００がキャッピングを解除する。なお、ステップＳ２６のキャッピングの解除は、ステップＳ２３とステップＳ２４の間に行うこともできる。この場合には、キャッピングを解除した状態でキャップ５１内に溜まった液体の排出が行われる。

また、ステップＳ２７として、制御部１００が移動体５９を移動させて、ワイピングを実行する。これにより、吸引によってノズル１６から排出され、開口面１３ａに付着した液滴等が除去される。

そして、ステップＳ２８として制御部１００がフラッシングを実行してノズル１６のメニスカスを整えるとともに、ステップＳ２９として制御部１００がキャッピングを実行すると、第２充填処理が終了する。なお、第２充填処理の実行後、すぐに印刷を開始する場合などには、ステップＳ２９のキャッピングは行わなくてもよい。

このように、第１充填処理及び第２充填処理によってノズル１６まで液体が充填されると、液体噴射装置１１は、印刷を実行可能な状態になる。なお、第２充填処理において実行される一連の動作は、ノズル１６を通じて気泡等の異物を排出させるメンテナンス動作である吸引クリーニングにおける動作と同様である。

ただし、吸引クリーニングにおいては、異物の排出に必要な量の液体をノズル１６から排出させるように減圧ポンプ５６の駆動時間が設定されるのに対して、第２充填処理では、ノズル１６に液体を充填するのに必要な量の液体が流動すればよい。そのため、第２充填処理における減圧ポンプ５６の駆動時間は、通常、吸引クリーニングの時よりも短くてよい。

そして、液体噴射装置１１が印刷を行う場合には、制御部１００がキャッピングを解除して、液体噴射部１３から媒体に対して液体を噴射する。
なお、液体の噴射に伴ってノズル１６から液体が流出して共通液室１７の液体が減少すると、圧力室３３から共通液室１７に液体が流入することで、圧力室３３の圧力が低下する。すなわち、ノズル１６から液体が流出した場合に圧力室３３の液体が共通液室１７に供給されることによって、圧力室３３の圧力が低下する。すると、可撓部３２が圧力室３３の容積を減少させる方向に撓み変位する。そして、圧力室３３内の圧力が可撓部３２の外側の圧力よりも低くなると、可撓部３２の変位に応じて弁体３７が圧力室３３と供給室３５との間を連通させる方向に変位する。

弁体３７の変位により、圧力室３３と供給室３５とが連通した状態になると、加圧状態の供給室３５から圧力室３３内に液体が流入する。このとき、図１に実線の矢印で示すように、加圧ポンプ４５は脱気部２１から圧力調整部３１の供給室３５に向けて液体を加圧した状態で供給するとともに、吐出ポンプ５０は液体収容部１２から液体貯留部４９ａに向けて液体を供給する。

そして、液体の流入に伴って可撓部３２が圧力室３３の容積を拡大する方向に変位すると、弁体３７が元の位置に戻って連通流路３４を閉塞する。このように、圧力室３３の液体が消費された場合には加圧状態の供給室３５から液体が速やかに補給される一方、液体の消費が行われないときには弁体３７が連通流路３４を閉塞することによって、圧力室３３からノズル１６までの液圧の上昇が抑制される。

なお、ノズル１６から液体を噴射するために液体室１６ａで液体の加圧や減圧が繰り返されると、液体中に溶存している気体が気泡となって出現し、圧電素子の駆動に伴う圧力の変化がノズル１６に十分に伝達されなくなって、液滴の噴射不良の要因となることがある。また、液体の噴射を行わないときには、液体噴射装置１１内で液体が流動しないので、液体が顔料などの沈降性を有する成分を含む溶液である場合には、顔料等が沈降して液体濃度に差が生じてしまうことがある。

そこで、液体噴射部１３が液体を噴射していないときには、帰還流路１８を通じて共通液室１７の液体を液体収容部１２に返送することで、共通液室１７と液体収容部１２との間で液体を循環させる循環処理が行われる。

循環処理は、第１充填処理と同様に、制御部１００が開閉弁１９を開弁状態にした後に循環ポンプ２０を駆動させることによって行われる。すなわち、循環ポンプ２０が駆動されると、図１に点線の矢印で示すように共通液室１７の液体が帰還流路１８を通じて液体収容部１２に向けて流動するとともに、共通液室１７及び圧力室３３の減圧により弁体３７が供給室３５と圧力室３３とを連通させる。

すると、貯留部４３から液体流路１４を通じて供給室３５に液体が供給されるとともに、液体収容部１２の液体が吐出ポンプ５０及び加圧ポンプ４５によって貯留部４３に供給される。これにより、液体収容部１２と共通液室１７との間で液体が循環する。すると、液体の流動によって顔料等の攪拌が行われるとともに、共通液室１７などにあった気泡等の異物が液体収容部１２に回収される。このように液体を循環させることで気泡を液体収容部１２に回収する場合には、液体収容部１２を大気開放しておいて、回収した気泡が液面に浮かんで消泡されるように促すとよい。

なお、液体噴射装置１１において循環処理を行う場合、液体の流動に伴って共通液室１７内の圧力が変動することがある。こうした圧力変動がノズル１６に及ぶと、ノズル１６に形成された液体のメニスカスが壊れて、ノズル１６から液体が漏出することがある。そのため、循環処理の際には、キャップ５１によって液体噴射部１３をキャッピングしておくことが好ましい。この場合、キャップ５１の大気開放弁５７は閉弁状態としておくことが好ましい。

また、循環処理において循環ポンプ２０を駆動して液体を流動させる場合、共通液室１７内の圧力が大気圧より低い負圧になる場合がある。この負圧がノズル１６に及ぶと、ノズル１６に形成された液体のメニスカスが壊れて、ノズル１６から空気を引き込むことがある。そのため、循環処理の際には、ノズル１６から空気を引き込まない程度に循環ポンプ２０を駆動するのが好ましい。例えば、液体の流動によってノズル１６に形成されたメニスカスに作用する圧力がメニスカスの耐圧より低くなるように循環ポンプ２０を駆動することが好ましい。

次に、液体噴射部１３から液体を排出させるメンテナンス動作の一つである加圧クリーニング処理について、図５を参照して説明する。
図５に示すように、ステップＳ３１として、制御部１００が液体噴射部１３のキャッピングを解除する。なお、キャッピングを解除したとき、キャップ５１は図１に示すようにノズル１６の開口と対面する位置（例えば、開口面１３ａの鉛直方向下方となる位置）に配置しておく。

次に、ステップＳ３２として、制御部１００が切替弁４２の弁４２ａを閉弁するとともに弁４２ｂを開弁して、貯留部４３が連通する流路を圧力調整部３１につながる液体流路１４からバイパス流路４１に切り替える。

続いて、ステップＳ３３として、制御部１００が真空ポンプ２４を駆動するなどして、貯留部４３の追加的な加圧を開始する。なお、貯留部４３の加圧は、真空ポンプ２４の駆動に代えて、または真空ポンプ２４の駆動に加えて、加圧ポンプ４５を駆動することによって行うこともできる。

これにより、貯留部４３に貯留された液体が図１に二点鎖線で示すようにバイパス流路４１を通じて共通液室１７に加圧供給される。すると、共通液室１７内の液体がノズル１６から流出して、キャップ５１によって受容される。これにより、共通液室１７や液体室１６ａにあった気泡や、溶媒成分の蒸発によって増粘した液体など、噴射不良の要因となる異物が液体とともにノズル１６を通じて排出される。

異物の排出に十分な量の液体がノズル１６から排出されると、ステップＳ３４として、制御部１００が真空ポンプ２４の駆動を停止するなどして、貯留部４３の追加的な加圧を停止する。

また、ステップＳ３５として、制御部１００が切替弁４２の弁４２ａを開弁するとともに弁４２ｂを閉弁して、貯留部４３が連通する流路をバイパス流路４１から圧力調整部３１につながる液体流路１４に切り替えて、通常状態に戻す。

次に、ステップＳ３６として、制御部１００が減圧ポンプ５６の駆動を開始させる。これにより、キャップ５１内に溜まった液体が排出流路５５を通じて廃液タンク５４に排出される。キャップ５１内の液体の排出が終了すると、ステップＳ３７として、制御部１００が減圧ポンプ５６の駆動を停止させる。

その後、ステップＳ３８として、制御部１００が移動体５９を移動させて、ワイピングを実行する。これにより、ノズル１６からの液体の排出に伴って開口面１３ａに付着した液滴等が除去される。

そして、ステップＳ３９として制御部１００がフラッシングを実行してノズル１６のメニスカスを整えるとともに、ステップＳ４０として制御部１００がキャッピングを実行することで、加圧クリーニング処理が終了する。なお、加圧クリーニングの実行後、すぐに印刷を行う場合などには、ステップＳ４０のキャッピングは行わなくてもよい。

次に、液体噴射装置１１の作用について説明する。
液体噴射装置１１においてノズル１６から液体を噴射するときには、開閉弁１９を閉弁状態にして共通液室１７から帰還流路１８への液体の流動を抑制するとともに、切替弁４２が液体の流路を液体流路１４に切り替えた状態で、液体流路１４を通じて圧力調整部３１に液体を供給する。そのため、圧力調整部３１によってノズル１６の背圧を液体の噴射に適した圧力に維持しつつ、液体の消費に伴って圧力調整部３１から共通液室１７に速やかに液体を供給することができる。

これに対して、ノズル１６から液体を流出させるメンテナンスである加圧クリーニングを行うときには、開閉弁１９を閉弁状態にするとともに切替弁４２が液体の流路をバイパス流路４１に切り替えた状態で、バイパス流路４１を通じて共通液室１７に液体を供給する。すなわち、圧力調整部３１を経由せずに液体を貯留部４３から共通液室１７に送ることによって、加圧した液体をノズル１６から勢いよく流出させて、異物を液体噴射部１３から排出することが可能になる。

なお、加圧クリーニングの際には、バイパス流路４１と共通液室１７との間に位置する帰還流路１８の一部を通じて液体が共通液室１７に流入する。そのため、バイパス流路４１と共通液室１７との間に位置する帰還流路１８にフィルター６０などの異物補足部を設けて、加圧クリーニングに伴って共通液室１７に異物が流入するのを抑制するのが好ましい。

また、液体噴射装置１１は帰還流路１８を備えるので、開閉弁１９を開弁状態にして帰還流路１８の液体を液体収容部１２に向けて流動させることによって、共通液室１７の液体が液体収容部１２に回収される。これにより、共通液室１７などに溜まった気泡等の異物を液体収容部１２に回収して、液体室１６ａやノズル１６に気泡が混入することを抑制することが可能になる。

さらに、開閉弁１９を開弁状態にして循環ポンプ２０、吐出ポンプ５０及び加圧ポンプ４５を駆動させることによって、共通液室１７、帰還流路１８、液体収容部１２及び液体流路１４の順に液体を循環させると、流路内の液体が攪拌される。これにより、液体が顔料のように沈降性の成分を含む場合にも、液体の濃度変化を抑制することが可能になる。すなわち、異物を含む液体や濃度の変化した液体をノズル１６から流出させて廃棄することなく、ノズル１６の噴射不良の発生や印刷品質の低下を抑制することができるので、メンテナンスのために消費される液体の量を低減することができる。

なお、気泡を含む液体が液体収容部１２に回収されても、液体収容部１２から共通液室１７に向けて供給される液体は、その流路が液体流路１４であるかバイパス流路４１であるかにかかわらず、脱気部２１において脱気される。これにより、脱気部２１からノズル１６までの流路や圧力調整部３１における気泡の発生が抑制される。

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）帰還流路１８を通じて共通液室１７の液体を液体収容部１２に流動させることで、共通液室１７や液体流路１４に混入している気泡を液体収容部１２に回収することができる。また、共通液室１７に液体を供給する液体流路１４では脱気部２１によって液体の脱気が行われるので、脱気した液体をノズル１６から噴射することができる。すなわち、液体流路１４において脱気を行うことによって、液体収容部１２において液体の脱気を行う場合よりも、噴射に供される液体への気泡の混入や液体内での気泡の成長を低減することができる。

（２）開閉弁１９を開弁状態にして帰還流路１８の液体を液体収容部１２に向けて流動させることによって、脱気部２１を経由することなく、共通液室１７の液体を液体収容部１２に回収することができる。このように、脱気を行った液体と気泡を含む液体との混在を抑制することによって、噴射に供される液体を効率よく脱気することができる。

（３）ノズル１６から液体を噴射するときには、液体流路１４を通じて圧力調整部３１に液体を供給することで、圧力調整部３１で適切な圧力に調整した液体をノズル１６に供給することができる。一方、メンテナンスを行うときには、バイパス流路４１を通じて液体調整部を経由せずに共通液室１７に液体を供給することによって、圧力を調整しない液体を勢いよくノズル１６から流出させることができる。

（４）ノズル１６から液体が流出した場合には、圧力室３３の液体が共通液室１７に供給されることによって圧力室３３の圧力が低下して可撓部３２が圧力室３３の容積を減少させる方向に撓み変位する。また、可撓部３２の変位に応じて弁体３７が圧力室３３と供給室３５との間を連通させる。そして、供給室３５には、脱気された液体が液体流動部によって加圧した状態で供給されるので、圧力室３３が供給室３５と連通すると、供給室３５から圧力室３３に液体が速やかに流入する。そして、液体の流入によって圧力室３３の圧力が元に戻ると、付勢部材３６の付勢力によって、供給室３５から圧力室３３への液体の流入が停止される。一方、ノズル１６から液体が流出していないときには、圧力室３３内の圧力は低下せず、加圧された液体が圧力室３３を通じて共通液室１７に流入することがないので、ノズル１６内に形成された液体のメニスカスを加圧によって破壊することがない。すなわち、圧力調整部３１によって、ノズル１６からの液体の流出に応じて、共通液室１７の圧力を適切に調整することができる。

（５）液体収容部１２から脱気部２１に向かう液体流路１４の途中で、異物補足部であるフィルター４８やエアートラップ４９が液体に混入した異物を補足することによって、脱気部２１への異物の混入を抑制することができる。これにより中空糸膜２２の目詰まりが抑制されるので、脱気部２１における脱気性能の低下を抑制することができる。

（６）減圧機構２５が液体を減圧することによって、液体に含まれる気体を除去して脱気を行うことができる。また、液体流動部として機能する加圧ポンプ４５が減圧された液体を加圧することによって、脱気部２１から共通液室１７に向けて液体を流動させることができる。

なお、上記実施形態は以下に示す変形例のように変更してもよい。
・液体の脱気は、中空糸膜２２を介した減圧に限らず、超音波脱気や遠心脱気など、任意の方法を採用することができる。

・加圧クリーニング処理において、ステップＳ３１でキャッピングを解除する代わりに大気開放弁５７を開弁するようにしてもよい。この構成によれば、キャッピングを行ったまま加圧クリーニングを実行することができるので、ノズル１６から流出する液体の飛散を抑制することができる。

・共通液室１７への液体の充填およびノズル１６への液体の充填のうち少なくとも一方の充填を、上記加圧クリーニング処理のステップＳ３１からステップＳ３４を実施することによって行ってもよい。

・液体噴射部が噴射する液体は、インク以外の液体または液状体であってもよい。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（画素材料）などの材料を分散、混合または溶解のかたちで含む液状体を噴射して記録を行う構成にしてもよい。

・媒体は用紙に限らず、プラスチックフィルムや板材、パネルなどでもよいし、捺染装置などに用いられる布帛であってもよい。

１１…液体噴射装置、１２…液体収容部、１４…液体流路、１６…ノズル、１７…共通液室、１８…帰還流路、１９…開閉弁、２１…脱気部、２５…減圧機構、３１…圧力調整部、３２…可撓部、３３…圧力室、３４…連通流路、３５…供給室、３６…付勢部材、３７…弁体、４１…バイパス流路、４２…切替弁、４５…液体流動部として機能する加圧ポンプ、４８…異物補足部の一例であるフィルター、４９…異物補足部の一例であるエアートラップ。

Claims (5)

1. 液体を噴射可能な複数のノズルと、
   前記複数のノズルに液体を供給する共通液室と、
   液体収容部に収容された液体を前記共通液室に供給するための液体流路と、
   前記液体流路の液体を脱気可能な脱気部と、
   前記液体流路の液体を流動させる液体流動部と、
   前記液体流路において前記脱気部と前記共通液室との間に設けられ、前記共通液室に供給される液体の圧力を調整する圧力調整部と、
   前記共通液室と前記液体収容部とを接続する帰還流路と、
   閉弁状態になることで前記帰還流路を閉塞する開閉弁と、を備え、
   前記開閉弁を開弁状態にして前記帰還流路の液体を前記液体収容部に向けて流動させることによって、前記共通液室の液体が前記液体収容部に回収されることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体流路における前記脱気部と前記圧力調整部との間に上流端が接続されるとともに、前記帰還流路における前記開閉弁と前記共通液室との間に下流端が接続されるバイパス流路と、
   前記バイパス流路と前記液体流路との接続部分に設けられ、前記脱気部から前記共通液室に向かう液体の流路を前記液体流路と前記バイパス流路との間で切り替え可能な切替弁と、を備え、
   前記ノズルから液体を噴射するときには、前記開閉弁を閉弁状態にするとともに前記切替弁が液体の流路を前記液体流路に切り替えた状態で、前記液体流路を通じて前記圧力調整部に液体を供給する一方、
   前記ノズルから液体を流出させるメンテナンスを行うときには、前記開閉弁を閉弁状態にするとともに前記切替弁が液体の流路を前記バイパス流路に切り替えた状態で、前記バイパス流路を通じて前記共通液室に液体を供給することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記圧力調整部は、壁部を構成する可撓部が撓み変位することで容積が変更される圧力室と、前記圧力室と連通流路を介して連通する供給室と、前記圧力室の容積が増大する方向に前記可撓部を付勢する付勢部材と、前記圧力室内の圧力が前記可撓部の外側の圧力よりも低くなった場合に、前記可撓部の変位に応じて前記圧力室と前記供給室との間を連通させる方向に変位する弁体と、を有し、
   前記供給室は前記液体流路を通じて前記脱気部と連通可能であるとともに前記圧力室は前記液体流路を通じて前記共通液室と連通可能であり、
   前記液体流動部は前記脱気部から前記供給室に向けて液体を加圧した状態で供給するとともに、前記ノズルから液体が流出した場合に前記圧力室の液体が前記共通液室に供給されることによって、前記圧力室の圧力が低下することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記液体流路において前記液体収容部と前記脱気部との間には、液体に混入した異物を捕捉するための異物捕捉部が設けられることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記脱気部は、脱気のために前記液体流路の液体を減圧する減圧機構を有し、
   前記液体流動部は、前記脱気部から前記共通液室に向けて液体を加圧した状態で供給することを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。