JP6450972B2 - 液体噴射装置 - 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に関する。

従来から、液体噴射装置の一例として、液体貯留部（液体収容部）から供給されたインク（液体）を液体噴射部から媒体に噴射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。また、こうしたプリンターのなかには、液体貯留部から液体噴射部へのインクの供給経路の途中に自己封止弁とも呼ばれる圧力調整弁を備えているものがある（例えば特許文献１）。

この圧力調整弁は、インクを滞留させる圧力室を有し、液体噴射ヘッド（液体噴射部）でインクが消費されて圧力室内のインクの圧力が低下すると、弁体が開弁位置へ移動して開弁する。そのため、インクは圧力調整弁によってノズルでメニスカスを形成可能な所定の圧力になるように調整されつつ液体貯留部から液体噴射ヘッドへ供給される。

特開２０１１−２５５６４３号公報

ところで、こうしたプリンターの場合は、圧力調整弁の圧力室内において気泡が生じてしまうことがあり、従来、このような気泡はインクと共に圧力室内から液体噴射ヘッドを介して排出されていた。しかし、気泡の混じったインク（流体）を圧力室内から液体噴射ヘッドを介して排出する場合には、液体噴射ヘッド内に気泡が残り、液体の噴射に悪影響を与えてしまう虞がある。

なお、こうした課題は、インクジェット式プリンターに限らず、液体噴射部へ液体を供給する供給経路に圧力調整弁が配置された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、液体噴射部を介さずに圧力調整弁から流体を排出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、液体を噴射するノズルを有する液体噴射部と、液体収容部に収容された液体を前記液体噴射部へ供給可能な供給経路と、該供給経路に配置された圧力調整弁であって、前記液体を貯留可能な圧力室を有するとともに、該圧力室には貯留した前記液体を前記液体噴射部へ導出する導出口が設けられ、該導出口から前記液体噴射部へ前記液体が導出されて前記圧力室内の圧力が低下すると開弁して、前記供給経路と前記圧力室とを貫通孔を介して連通させる弁体を有し、前記液体噴射部に供給される液体の圧力を調整する圧力調整弁と、前記圧力室内に形成された取り込み部と、前記取り込み部内に開口し、前記圧力室に前記導出口とは別位置で連通する連通口と、前記連通口と接続された排出経路と、該排出経路に設けられた開閉弁と、を備え、前記排出経路は、前記供給経路と接続口を介して接続され、該接続口は、前記供給経路において前記圧力調整弁よりも前記液体噴射部とは反対側に位置する。

上記課題を解決する液体噴射装置は、液体を噴射するノズルを有する液体噴射部と、液体収容部に収容された液体を前記液体噴射部へ供給可能な供給経路と、該供給経路に配置された圧力調整弁であって、前記液体を貯留可能な圧力室を有するとともに、該圧力室には貯留した前記液体を前記液体噴射部へ導出する導出口が設けられ、該導出口から前記液体噴射部へ前記液体が導出されて前記圧力室内の圧力が低下すると開弁して、前記供給経路と前記圧力室とを貫通孔を介して連通させる弁体を有し、前記液体噴射部に供給される液体の圧力を調整する圧力調整弁と、前記圧力室に前記導出口とは別位置で連通する連通口であって、前記圧力室内に形成された気泡取り込み部よりも上方位置に開口している連通口と接続された排出経路と、該排出経路に設けられた開閉弁とを備える。

上記液体噴射装置において、前記連通口は、前記圧力室において前記導出口よりも上方位置に開口しているのが好ましい。
圧力室で気泡が生じた場合には、気泡は液体よりも軽いために圧力室の上側に集まる。その点、この構成によれば、連通口が圧力室の上方に開口しているため、流体を容易に排出することができる。

上記液体噴射装置において、前記排出経路は、前記供給経路と接続口を介して接続され、該接続口は、前記供給経路において前記圧力調整弁よりも前記液体噴射部とは反対側に位置するのが好ましい。

気泡は、時間の経過に伴って消えたり、新たな液体と触れることによって消えたりすることがある。その点、この構成によれば、接続口を供給経路において圧力調整弁よりも液体噴射部とは反対側に設けているため、連通口から排出された流体をその流体中から気泡を減少させつつ排出経路及び供給経路を介して圧力室に戻すことができる。

上記液体噴射装置は、前記ノズルを含む空間を密閉可能なキャップをさらに備え、該キャップで前記空間を密閉した状態で、前記開閉弁を開弁することにより、前記圧力室内の流体を、前記排出経路を介して排出するのが好ましい。

圧力室内の流体を排出経路を介して排出する場合には、圧力室内の圧力が低下し、ノズルから空気が引き込まれてしまう虞がある。その点、この構成によれば、キャップで密閉することにより、ノズルから空気が引き込まれてしまう虞を低減することができる。

上記液体噴射装置は、前記排出経路を介して前記圧力室内の流体を排出可能に設けられた流体流動機構をさらに備え、該流体流動機構は、前記圧力室内の流体を前記排出経路を介して排出する際に、前記ノズルに作用する負圧が該ノズルに形成されたメニスカスの耐圧より小さくなるように駆動されるのが好ましい。

この構成によれば、流体流動機構が駆動されてもノズルの液体はメニスカスを保持することができる。そのため、排出経路を介して流体を排出する際にノズルから空気を引き込む虞を低減することができる。

上記液体噴射装置は、前記排出経路を介して前記圧力室内の流体を排出可能に設けられた流体流動機構をさらに備え、該流体流動機構は、前記圧力室内の流体を前記排出経路を介して排出する際に、前記圧力室に作用する負圧が前記圧力調整弁を開弁させる圧力より大きくなるように駆動されるのが好ましい。

この構成によれば、流体流動機構の駆動によって圧力調整弁が開弁されるため、供給経路から圧力室へ液体が流入する。そのため、圧力室の気泡は流入した液体とともに連通口から勢いよく排出され、圧力室内の気泡を効率よく排出することができる。

上記液体噴射装置は、前記排出経路を介して前記圧力室内の流体を排出可能または、該圧力室内に流体を導入可能な流体流動機構をさらに備え、前記流体流動機構は、前記開閉弁が開いた状態で、前記連通口から前記圧力室内に流体が導入されるように駆動されるのが好ましい。

この構成によれば、連通口から流体を排出させることができるのに加え、圧力室内を加圧状態とすることにより液体噴射部へ液体を加圧供給することができる。そのため、液体噴射部の加圧クリーニングが可能となる。

上記液体噴射装置は、前記排出経路における前記開閉弁と前記接続口との間と、前記供給経路における前記圧力調整弁と前記接続口との間とを接続するバイパス経路を備えるのが好ましい。

この構成によれば、バイパス経路を設けることにより圧力調整弁を経由せずに液体を循環可能とさせる循環経路を形成できる。

第１実施形態の液体噴射装置の模式断面図。 第２実施形態の液体噴射装置の模式断面図。 第３実施形態の液体噴射装置の模式断面図。 第４実施形態の液体噴射装置の模式断面図。 一別実施形態の液体噴射装置の模式断面図。 一別実施形態の圧力調整弁の側面図。 図６におけるＡ−Ａ断面矢視図。

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インクを噴射することによって印刷を行うインクジェット式のプリンターである。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置１１は、液体を噴射する液体噴射部１２と、液体噴射部１２のメンテナンスを行うメンテナンス機構１３と、液体を収容する液体収容部１４から液体噴射部１２に液体を供給可能な供給機構１５とを備える。なお、液体収容部１４は、供給機構１５に着脱可能に設けられているとともに、液体収容部１４に収容された液体が加圧されて供給機構１５に供給される。

液体噴射部１２は、ノズル形成面に少なくとも１つ（本実施形態では複数）のノズル１７を有している。そして、液体収容部１４から供給された液体は、ノズル１７から液滴となって噴射される。

メンテナンス機構１３は、液体噴射部１２に対して相対移動可能なキャップ１８と、廃液収容部１９と、キャップ１８と廃液収容部１９とを接続する廃液経路２０と、廃液経路２０に設けられた減圧機構２１とを備えている。キャップ１８は、開口部を有する有底箱状をなし、液体噴射部１２に近づく方向に移動して、ノズル１７が臨む空間を囲むことが可能である。そして、本実施形態において、キャップ１８がこのようにノズル１７を含む空間を密閉することを、「キャッピングする」という。

供給機構１５は、液体収容部１４に収容された液体を液体噴射部１２へ供給可能な供給経路２３と、供給経路２３に配置された圧力調整弁２４とを備える。さらに供給機構１５は、圧力調整弁２４と供給経路２３とを接続する排出経路２５と、排出経路２５と供給経路２３とを接続するバイパス経路２６とを備える。

供給経路２３は、圧力調整弁２４に液体を供給する供給室２７と、供給室２７と液体収容部１４とを接続する収容部側供給経路２８と、圧力調整弁２４と液体噴射部１２とを接続する噴射部側供給経路２９とにより構成されている。なお、噴射部側供給経路２９は、圧力調整弁２４と導出口３１を介して接続されている。そして、供給室２７には、液体中の気泡や異物を捕捉可能なフィルター３２が設けられている。さらに、収容部側供給経路２８には、供給弁３３が設けられている。

排出経路２５は、一端が供給経路２３と接続口３４を介して接続されているとともに、他端が圧力調整弁２４の連通口３５と接続されている。また、バイパス経路２６は、一端が供給経路２３の供給口３６と接続されているとともに、他端が排出経路２５の排出口３７に接続されている。したがって、排出経路２５、バイパス経路２６、供給室２７、収容部側供給経路２８により流体が循環可能な循環経路が構成されている。

なお、接続口３４は、供給経路２３において圧力調整弁２４よりも液体噴射部１２とは反対側となる供給室２７と収容部側供給経路２８とのうち、収容部側供給経路２８に位置している。すなわち、収容部側供給経路２８には、液体収容部１４が接続される側から順に供給弁３３、接続口３４が設けられている。そして、供給口３６は、接続口３４よりも圧力調整弁２４側となる供給室２７において、フィルター３２よりも接続口３４側に設けられている。

排出経路２５には、排出口３７と接続口３４との間となる位置に排出経路２５内の液体を流動させることが可能な流体流動機構３８が設けられている。さらに排出経路２５には、排出口３７と連通口３５との間の位置に開閉弁３９が設けられている。

すなわち、バイパス経路２６は、排出経路２５における開閉弁３９と接続口３４との間と、供給経路２３における圧力調整弁２４と接続口３４との間とを接続する。そして、流体流動機構３８、供給弁３３、及び開閉弁３９は、制御部４０によって駆動制御される。

圧力調整弁２４は、液体を貯留可能な圧力室４２と、圧力室４２と供給室２７との間に設けられた弁体４３と、弁体４３を閉弁方向に付勢する付勢部材４４とを備える。すなわち、圧力室４２と供給室２７との間には貫通孔４５が形成され、付勢部材４４に付勢された弁体４３が貫通孔４５を塞ぐように設けられている。

圧力室４２は、壁面の一部が付勢部材４４の付勢方向に沿って撓み変形可能なダイヤフラム４６により構成されている。このダイヤフラム４６は、外面側（図１では左面側）に大気圧を受ける一方で、内面側（図１では右面側）に圧力室４２内にある液体の圧力を受ける。したがって、ダイヤフラム４６は圧力室４２内の圧力変化に応じて撓み変位する。

また、圧力室４２には、噴射部側供給経路２９が接続された導出口３１と、排出経路２５が接続された連通口３５とが開口している。すなわち、圧力室４２に貯留された液体は、導出口３１から液体噴射部１２へ導出される。そして、圧力室４２に導出口３１とは別位置で連通する連通口３５は、圧力室４２において導出口３１よりも鉛直方向の上方位置に開口している。さらに、圧力室４２の水平方向の断面積は、鉛直方向における中央部分よりも連通口３５に近い上方の方が小さい。

なお、圧力調整弁２４は、ノズル１７の背圧となる液体噴射部１２内の圧力を調整するために、液体噴射部１２に供給される液体の圧力を調整する。すなわち、圧力室４２内は、ノズル１７内に液体の噴射に適した凹状のメニスカスを形成するために、一定範囲の負圧状態に保持される。なお、メニスカスとは、液体がノズル１７と接するときに働く付着力と液体分子間の凝集力の大小関係で生じる湾曲した液体表面のことをいう。

一方、供給室２７は、液体収容部１４から加圧されて送られてくる液体によって加圧状態に保持される。そして、液体噴射部１２が液体を噴射しないときには、弁体４３が付勢部材４４の付勢力によって負圧状態の圧力室４２と加圧状態の供給室２７との連通を規制する。

次に、以上のように構成された液体噴射装置１１がノズル１７からターゲットに向かって液体を噴射する場合の作用について、供給機構１５の作用に着目して説明する。
制御部４０は、供給弁３３を開弁するとともに、開閉弁３９を閉弁し、流体流動機構３８の駆動を停止する。この状態で液体噴射部１２から液体が噴射されると、圧力室４２内の液体が導出口３１から導出されるとともに、噴射部側供給経路２９を介して液体噴射部１２に供給される。すると、圧力室４２内の圧力が低下して負圧が大きくなる。したがって、ダイヤフラム４６は、付勢部材４４の付勢力に抗して弁体４３を押圧して開弁位置へ移動させることにより、圧力調整弁２４を開弁させる。これにより、貫通孔４５を介して供給室２７と圧力室４２とが連通し、加圧状態の供給室２７から圧力室４２内に液体が流入する。

すると、圧力室４２内の圧力が上昇して負圧が小さくなるので、撓み変形していたダイヤフラム４６が供給室２７から離れる方向に変位する。すると、弁体４３が再び貫通孔４５を塞ぐ閉弁位置に移動して圧力室４２と供給室２７との連通を規制する。このように、圧力調整弁２４の圧力調整機能によって、圧力室４２内は液体の噴射に適した負圧状態に保持される。

ところで圧力室４２には液体が貯留されているため、液体に溶けていた気体が気泡として生じることがある。そこで次に、圧力室４２内に生じた気泡を排出する場合の作用を説明する。

さて、液体噴射部１２がキャップ１８によりキャッピングされた状態で、制御部４０は、開閉弁３９を開弁するとともに、供給弁３３を閉弁し、流体流動機構３８を正転駆動する。すると、排出経路２５内の液体は、流体流動機構３８から接続口３４に向かう排出方向Ａに流動し、圧力室４２内の液体が気泡とともに連通口３５を介して排出経路２５へ排出される。すなわち、流体流動機構３８は、排出経路２５を介して圧力室４２内の流体を排出させる。

このとき制御部４０は、圧力室４２の負圧がノズル１７においてメニスカスを保持することができるメニスカス耐圧よりも小さく、且つ圧力調整弁２４を開弁させる負圧よりも大きくなるように流体流動機構３８を駆動する。そのため、導出口３１から圧力室４２内への液体の流入は抑制されつつ、弁体４３が開弁位置に移動して供給室２７と圧力室４２とが連通する。したがって、圧力室４２内の液体と気泡とからなる流体は、連通口３５から排出された後、排出経路２５、収容部側供給経路２８、供給室２７の順に流動し、供給室２７においてフィルター３２を通過しつつ貫通孔４５から圧力室４２に流入する。

次に供給機構１５において液体を循環させる場合の作用について説明する。
さて、液体噴射部１２がキャップ１８と対向する位置に位置した状態で制御部４０は、供給弁３３と開閉弁３９とを閉弁し、流体流動機構３８を正転駆動する。すると、排出経路２５内の液体は、排出方向Ａに流動する。そのため、接続口３４から収容部側供給経路２８に流入した液体は、供給室２７、供給口３６、バイパス経路２６、排出口３７、排出経路２５の順に通過するように循環する。

次に、液体噴射部１２を加圧クリーニングする場合の供給機構１５の作用を説明する。
さて、液体噴射部１２がキャップ１８によりキャッピングされた状態で、制御部４０は、開閉弁３９と供給弁３３を開弁するとともに、流体流動機構３８を逆転駆動する。すると、液体は、排出経路２５において接続口３４から流体流動機構３８へ向かうクリーニング方向Ｂに流動する。

すなわち、流体流動機構３８は、排出経路２５を介して連通口３５から圧力室４２に流体を導入する。このとき、圧力室４２内の負圧は解消されるため、弁体４３は貫通孔４５を閉塞する閉弁位置に位置し、圧力室４２と供給室２７との連通を規制している。したがって、圧力室４２に流入した流体は、導出口３１から導出されるとともに、液体噴射部１２のノズル１７から排出される。

次に、メンテナンス機構１３により液体噴射部１２を吸引クリーニングする場合の作用を説明する。
液体噴射部１２がキャップ１８によりキャッピングされた状態で減圧機構２１が駆動されると、キャップ１８内が負圧になるためノズル１７から液体が吸引される。その後、制御部４０は、上記加圧クリーニングを行う。すなわち、制御部４０は、開閉弁３９と供給弁３３を開弁するとともに、流体流動機構３８を逆転駆動する。すると、クリーニング方向Ｂに流動する液体は連通口３５から圧力室４２に流入し、圧力室４２の負圧が緩和される。

上記第１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）圧力調整弁２４の圧力室４２内で気泡が生じた場合であっても、開閉弁３９を開弁させることにより圧力室４２内の流体を連通口３５及び排出経路２５を介して排出することができる。したがって、液体噴射部１２を介さずに圧力調整弁２４から流体を排出することができる。

（２）圧力室４２で気泡が生じた場合には、気泡は液体よりも軽いために圧力室４２の上側に集まる。その点、連通口３５が圧力室４２の上方に開口しているため、流体を容易に排出することができる。

（３）気泡は、時間の経過に伴って消えたり、新たな液体と触れることによって消えたりすることがある。その点、接続口３４を供給経路２３において圧力調整弁２４よりも液体噴射部１２とは反対側に設けているため、連通口３５から排出された流体をその流体中から気泡を減少させつつ排出経路２５及び供給経路２３を介して圧力室４２に戻すことができる。

（４）圧力室４２内の流体を排出経路２５を介して排出する場合には、圧力室４２内の圧力が低下し、ノズル１７から空気が引き込まれてしまう虞がある。その点、キャップ１８で密閉することにより、ノズル１７から空気が引き込まれてしまう虞を低減することができる。

（５）流体流動機構３８が駆動されてもノズル１７の液体はメニスカスを保持することができる。そのため、排出経路２５を介して流体を排出する際にノズル１７から空気を引き込む虞を低減することができる。

（６）流体流動機構３８の駆動によって圧力調整弁２４が開弁されるため、供給経路２３から圧力室４２へ液体が流入する。そのため、圧力室４２の気泡は流入した液体とともに連通口３５から勢いよく排出され、圧力室４２内の気泡を効率よく排出することができる。

（７）連通口３５から流体を排出させることができるのに加え、圧力室４２内を加圧状態とすることにより液体噴射部１２へ液体を加圧供給することができる。そのため、液体噴射部１２の加圧クリーニングが可能となる。

（８）バイパス経路２６を設けることにより、圧力調整弁２４を経由せずに液体を循環可能とさせる循環経路を形成できる。
（９）流体流動機構３８の駆動によって圧力調整弁２４が開弁されるため、圧力室４２から排出された流体は、排出経路２５、収容部側供給経路２８、供給室２７を流動して圧力室４２に戻る。すなわち、排出経路２５及び供給経路２３において液体を循環させることができるため、例えばバイパス経路２６を設けない構成としても液体を循環させることができる。したがって、例えば顔料インクのような時間の経過とともに沈降が発生してしまう液体においても、液体の消費を抑制しつつ攪拌することができる。

（１０）供給機構１５が液体を循環させる場合に、キャップ１８が液体噴射部１２と対向しているため、ノズル１７から液体が漏れてしまった場合でもキャップ１８で液体を受けることができる。したがって、液体が周囲に飛散してしまう虞を低減することができる。

（１１）供給機構１５が液体を循環させる場合に、キャップ１８が液体噴射部１２と対向しているため、液体を循環させた後に液体噴射部１２をキャッピングして行う吸引クリーニングなどのメンテナンス動作にスムーズに移ることができる。

（１２）吸引クリーニングを行う場合に、液体噴射部１２からキャップ１８を離間させる前に加圧クリーニングを行うことにより、ノズル１７から空気を引き込んでしまう虞を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、液体噴射装置の第２実施形態について図を参照しながら説明する。なお、この第２実施形態は、供給機構４８の構成が第１実施形態の場合とは異なっている。そして、その他の点では第１実施形態とほぼ同じであるため、同一の構成については同一符号を付すことによって重複した説明は省略する。

図２に示すように、供給機構４８は、排出経路２５において開閉弁３９と流体流動機構３８との間に設けられた流体貯留部４９を備える。すなわち、排出経路２５は、流体貯留部４９よりも圧力調整弁２４側であって開閉弁３９が設けられた開閉弁側排出経路５０と、流体貯留部４９よりも接続口３４側であって流体流動機構３８が設けられた流動機構側排出経路５１とにより構成されている。

また、流体貯留部４９には、流体貯留部４９内を大気開放可能な大気開放弁５２と、流体貯留部４９に貯留された液体の液面の位置を検出可能な液面センサー５３とが設けられている。

なお、開閉弁側排出経路５０と流動機構側排出経路５１は、流体貯留部４９において大気開放弁５２と接続された開放口５４よりも鉛直方向の下方位置に接続されている。そして、制御部４０は、液面センサー５３から検出結果を取得するとともに、流体流動機構３８、供給弁３３、開閉弁３９、大気開放弁５２の駆動を制御する。

次に、供給機構４８の作用について説明する。但し、ノズル１７からターゲットに向かって液体を噴射する場合と、加圧クリーニングする場合と、吸引クリーニングする場合の各作用は第１実施形態と同様であるため、それらの説明は省略する。そこで、以下では、圧力室４２内に生じた気泡を排出させつつ供給機構４８において液体を循環させる場合の作用について説明する。

さて、液体噴射部１２がキャップ１８（図２では図示略）によりキャッピングされた状態で、制御部４０は、供給弁３３と大気開放弁５２を閉弁するとともに、開閉弁３９を開弁し、流体流動機構３８を正転駆動する。すると、流動機構側排出経路５１内の液体は、流体流動機構３８から接続口３４に向かう排出方向Ａに流動するとともに、圧力室４２内の液体は気泡とともに連通口３５を介して開閉弁側排出経路５０へ排出される。

このとき制御部４０は、圧力室４２の負圧がノズル１７のメニスカス耐圧よりも小さく、且つ圧力調整弁２４を開弁させる負圧よりも大きくなるように流体流動機構３８を駆動する。そのため、導出口３１から圧力室４２内への液体の流入は抑制されつつ、弁体４３が開弁位置に移動して供給室２７と圧力室４２とが連通する。したがって、供給室２７から圧力室４２に液体が流入する。すなわち、流体は、圧力室４２、連通口３５、開閉弁側排出経路５０、流体貯留部４９、流動機構側排出経路５１、接続口３４、収容部側供給経路２８、供給室２７、貫通孔４５の順に通過するように循環する。

ところで、気泡を含む液体が流体貯留部４９において貯留されると、気泡は流体貯留部４９の鉛直方向の上方に集まるのに対し、液体は鉛直方向の下方に設けられた流動機構側排出経路５１から排出される。そのため、制御部４０は、液面センサー５３の検出結果に基づいて流体貯留部４９内の液面が低下した場合（換言すると、流体貯留部４９内で気体の量が増えた場合）に大気開放弁５２を開弁し、開閉弁３９を閉弁し、供給弁３３を開弁し、さらに、流体流動機構３８を逆転駆動する。すると、流動機構側排出経路５１内の液体は、流体流動機構３８から流体貯留部４９に向かうクリーニング方向Ｂに流動する。そのため、流体貯留部４９では開放口５４及び大気開放弁５２を介して気体が排出されるとともに、液体が流入して流体貯留部４９内の液面が上昇する。

上記第２実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）〜（１２）の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
（１３）大気開放弁５２を備える流体貯留部４９を供給機構４８に設けることにより、圧力室４２から排出した気泡を供給機構４８外へ排出することができる。

（第３実施形態）
次に、液体噴射装置の第３実施形態について図を参照しながら説明する。なお、この第３実施形態は、供給機構５６の構成が第１実施形態及び第２実施形態の場合とは異なっている。そして、その他の点では第１実施形態及び第２実施形態とほぼ同じであるため、同一の構成については同一符号を付すことによって重複した説明は省略する。

図３に示すように、排出経路５７は、圧力調整弁２４と流体貯留部４９とを接続する調整弁側排出経路５８と、流体貯留部４９と開閉弁３９とを接続する開閉弁側排出経路５９と、流体流動機構３８が設けられた流動機構側排出経路６０とにより構成されている。なお、調整弁側排出経路５８は、一端が流体貯留部４９の鉛直方向の下方位置に接続されているとともに、開閉弁側排出経路５９は、一端が流体貯留部４９の鉛直方向の上方位置に接続されている。

そして、流動機構側排出経路６０の一端には、開閉弁３９と接続した際に開弁する常閉弁６１が設けられているとともに、他端側は開放されて廃液収容部１９が設けられている。なお、常閉弁６１は、開閉弁３９と相対移動可能に設けられ、開閉弁３９と接続した場合に開閉弁３９を開弁させる。すなわち、開閉弁３９も常閉弁６１も互いに接続した場合には開弁するのに対し、互いに接続していない場合には閉弁している。

次に、供給機構５６の作用について説明する。但し、ノズル１７からターゲットに向かって液体を噴射する場合と吸引クリーニングする場合の各作用は、第１実施形態と同様であるため、それらの説明は省略する。そこで、以下では、圧力室４２内に生じた気泡を排出させる場合の作用について説明する。

さて、圧力室４２内に気泡が発生すると、気泡は連通口３５及び調整弁側排出経路５８を通じて流体貯留部４９へ移動する。そして、制御部４０は、液体噴射部１２がキャップ１８（図３では図示略）によりキャッピングされた状態、且つ常閉弁６１と開閉弁３９とが接続された状態で流体流動機構３８を正転駆動する。すなわち、常閉弁６１と開閉弁３９とが開弁して開閉弁側排出経路５９と流動機構側排出経路６０とが連通した状態で流体流動機構３８が駆動されるため、流体貯留部４９内の気泡が排出方向Ａに流動して流動機構側排出経路６０から排出される。

次に、液体噴射部１２を加圧クリーニングする場合の供給機構５６の作用を説明する。
さて、流動機構側排出経路６０から気泡が排出された状態で、制御部４０は、流体流動機構３８を逆転駆動する。すると、流体は、流体流動機構３８から常閉弁６１へ向かうクリーニング方向Ｂに流動する。そのため、流動機構側排出経路６０からは空気が取り込まれるとともに、開閉弁側排出経路５９内の流体は流体貯留部４９側に流動する。すると、流体貯留部４９内が加圧されるとともに、流体貯留部４９内の液体が調整弁側排出経路５８を介して連通口３５から圧力室４２内に流入する。

このとき、圧力室４２内の負圧は解消されるため、弁体４３は貫通孔４５を閉塞する閉弁位置に位置し圧力室４２と供給室２７との連通を規制している。そのため、圧力室４２に流入した液体は、導出口３１から導出されるとともに液体噴射部１２のノズル１７から排出される。

上記第３実施形態によれば、上記第１実施形態及び第２実施形態の（１）〜（１３）の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
（１４）開閉弁３９は、常閉弁６１との接続により開弁するため、制御部４０が開閉弁３９の開閉制御を行う場合に比べて制御部４０にかかる負荷を低減させることができる。

（第４実施形態）
次に、液体噴射装置の第４実施形態について図を参照しながら説明する。なお、この第４実施形態は、供給機構６３の構成が第１実施形態から第３実施形態の場合とは異なっている。そして、その他の点では第１実施形態から第３実施形態とほぼ同じであるため、同一の構成については同一符号を付すことによって重複した説明は省略する。

なお、図４には、第１実施形態から第３実施形態の図１から図３では図示を省略した液体噴射部１２の共通液室６４を図示しているが、液体噴射部１２の構成は第１実施形態から第３実施形態と同一である。この共通液室６４は、リザーバーとも呼ばれ、図示しないキャビティなどを介して各ノズル１７と連通している。そのため、液体収容部１４から供給された液体は、共通液室６４において一時貯留された後、各ノズル１７に供給される。

図４に示すように、供給機構６３は収容部側供給経路２８において供給弁３３と接続口３４との間に設けられた流体貯留部４９を備える。すなわち、収容部側供給経路２８は、流体貯留部４９よりも液体収容部１４側であって供給弁３３が設けられた供給弁側供給経路６５と、流体貯留部４９よりも供給室２７側の供給室側供給経路６６とにより構成されている。

なお、供給室側供給経路６６の一端は、供給室２７の供給口３６に接続されている。さらに、噴射部側供給経路２９は、一端が導出口３１に接続されているとともに、他端が共通液室６４に接続されている。

そして、本実施形態では供給弁側供給経路６５、供給室側供給経路６６、供給室２７、噴射部側供給経路２９により供給経路が構成され、液体収容部１４に収容された液体は供給経路を介して液体噴射部１２へ供給される。

排出経路２５は、一端が供給室側供給経路６６に設けられた接続口３４に接続されているとともに、他端が圧力調整弁２４の連通口３５に接続されている。
さらに、供給機構６３は、流体貯留部４９と液体噴射部１２とを接続し、流体流動機構３８が設けられた循環経路６７を備える。すなわち、循環経路６７の一端は、共通液室６４に接続されている。

次に、供給機構６３の作用について説明する。但し、ノズル１７からターゲットに向かって液体を噴射する場合と吸引クリーニングする場合の作用は、第１実施形態と同様であるため省略する。そして、圧力室４２内に生じた気泡を排出する場合の作用を説明する。

さて、液体噴射部１２がキャップ１８（図４では図示略）によりキャッピングされた状態で、制御部４０は、開閉弁３９を開弁するとともに、供給弁３３を閉弁し、流体流動機構３８を正転駆動する。すると、循環経路６７内の液体が液体噴射部１２へ向かう排出方向Ａへ流動するのに伴って、圧力室４２内の気泡を含む流体は連通口３５を介して排出経路２５へ排出される。

また、このとき連通口３５、排出経路２５、接続口３４、供給室側供給経路６６、流体貯留部４９、循環経路６７、共通液室６４、噴射部側供給経路２９、導出口３１、圧力室４２が連通し、流体は循環するように流動する。すなわち、圧力室４２では、連通口３５から液体が流出しても導出口３１から液体が流入するため、弁体４３は閉弁位置に位置して供給室２７と圧力室４２との連通は規制される。

次に、供給機構６３において液体を循環させる場合の作用について説明する。
さて、液体噴射部１２がキャップ１８（図４では図示略）によりキャッピングされた状態で、制御部４０は、供給弁３３を閉弁する一方で開閉弁３９を開弁し、流体流動機構３８を逆転駆動する。すると、循環経路６７内の液体は、流体流動機構３８から流体貯留部４９に向かう循環方向Ｃに流動する。

すると、圧力室４２には、連通口３５から液体が流入するとともに、弁体４３が閉弁位置に位置して供給室２７と圧力室４２との連通を規制している。そのため、圧力室４２に貯留された液体は導出口３１から導出される。

したがって、液体は、圧力室４２、導出口３１、噴射部側供給経路２９、共通液室６４、循環経路６７、流体貯留部４９、供給室側供給経路６６、接続口３４、排出経路２５、連通口３５の順に通過するように循環する。

次に、液体噴射部１２を加圧クリーニングする場合の供給機構６３の作用を説明する。
さて、液体噴射部１２がキャップ１８（図４では図示略）によりキャッピングされた状態で、制御部４０は、開閉弁３９を閉弁するとともに、供給弁３３を開弁し、流体流動機構３８を正転駆動する。すると、液体は流体流動機構３８から液体噴射部１２へ向かう排出方向Ａに流動する。

すなわち、液体収容部１４に収容された液体は、供給弁側供給経路６５、流体貯留部４９、循環経路６７を介して液体噴射部１２に供給されるとともに、ノズル１７から排出される。

上記第４実施形態によれば、上記第１実施形態〜第３実施形態の（１）〜（１４）の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
（１５）圧力室４２内の気泡を排出することができるのに加え、共通液室６４に貯留された液体も循環させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態において、開閉弁３９を開弁した際に排出経路２５が加圧状態だと、連通口３５から圧力室４２に液体が流入することがある。そこで、圧力室４２からの気泡排出時などに流体流動機構３８を正転駆動してから開閉弁３９を開弁してもよい。また、圧力室４２に液体が流入した場合には、供給弁３３を閉弁した状態でノズル１７から液体を排出させた後、圧力室４２の気泡排出などをおこなってもよい。

・上記各実施形態において、圧力調整弁２４の付勢部材４４は、供給室２７内に設けてもよい。すなわち、付勢部材４４は、供給室２７側から弁体４３を圧力室４２側に向かって押圧するように設けてもよい。また、図５に示すように圧力調整弁２４の付勢部材４４を圧力室４２内に設けるとともに、付勢部材１４４を供給室２７内に、供給室２７側から弁体４３を圧力室４２側に向かって押圧するように設けてもよい。

・上記各実施形態において、圧力室４２の一部をダイヤフラム４６で構成しなくてもよい。この場合、弁体４３は、貫通孔４５に挿通されている必要はなく、圧力室４２側から貫通孔４５を閉塞するように設けられていてもよい。すなわち、圧力室４２と供給室２７の差圧で開弁するようにしてもよい。

・上記各実施形態において、圧力調整弁２４は、カムなどで強制的に開弁させてもよい。また、ダイヤフラム４６の外面側に空気室を設けたり、圧力調整弁２４の全体を覆う空気室を設けたりしてもよい。そして、これらの空気室内の圧力を変化させることで圧力調整弁２４を開弁させてもよい。

・上記各実施形態において、圧力室４２からの気泡排出時には、供給弁３３を開弁させておいてもよい。
・上記第１実施形態において、バイパス経路２６を設けない構成としてもよい。また、バイパス経路２６が接続される供給口３６は、収容部側供給経路２８に設けてもよい。すなわち、バイパス経路２６は、収容部側供給経路２８と排出経路２５とを接続するように設けてもよい。

・上記第１実施形態において接続口３４は、バイパス経路２６に設けてもよい。
・上記第１実施形態において、流体流動機構３８は、収容部側供給経路２８に設けてもよい。また、流体流動機構３８は、バイパス経路２６に設けてもよい。

・上記第１実施形態において、循環時には、開閉弁３９を開弁させた状態で流体流動機構３８を駆動してもよい。
・上記第１実施形態において、循環時には、流体流動機構３８を逆転駆動させ、クリーニング方向Ｂに循環させてもよい。また、このとき開閉弁３９と供給弁３３は、少なくとも一方の弁を開弁しておいてもよい。

・上記第１実施形態において、圧力室４２からの気泡排出時には、制御部４０は圧力室４２から排出された流体が再び圧力室４２へ戻る前に流体流動機構３８の駆動を停止してもよい。

・上記第２実施形態において、流体流動機構３８は、収容部側供給経路２８に設けてもよい。
・上記第２実施形態において、供給室２７と流体貯留部４９とを接続するバイパス経路を設けてもよい。また、供給室２７と排出経路２５とを接続するバイパス経路を設けてもよい。バイパス経路を設ける場合には、供給弁３３、開閉弁３９、大気開放弁５２を閉弁した状態で流体流動機構３８を正転駆動もしくは逆転駆動することにより、圧力調整弁２４を介さずに液体を循環させることができる。さらに、バイパス経路を設ける場合には、接続口３４や流体流動機構３８をバイパス経路に設けてもよい。

・上記第２実施形態において、開閉弁３９を閉弁し、流体流動機構３８を逆転駆動して流体貯留部４９を加圧した状態で大気開放弁５２を開弁してもよい。そして、流体貯留部４９内の液面が上昇したら大気開放弁５２を閉弁してもよい。

・上記第２実施形態において、大気開放弁５２を開弁して気体を排出する場合に、制御部４０は開閉弁３９を閉弁させてもよい。
・上記第２実施形態において、大気開放弁５２は、排出経路２５、収容部側供給経路２８、供給室２７のいずれかに設けてもよい。

・上記第３実施形態において、開閉弁３９は制御部４０が開閉制御をしてもよい。
・上記第３実施形態において、常閉弁６１は、開閉弁３９と接続されることで開閉弁３９を開弁させるコネクターとしてもよい。

・上記第３実施形態において、供給室２７と流体貯留部４９とを接続するバイパス経路や、流体貯留部４９と収容部側供給経路２８とを接続する循環経路を設けてもよい。
・上記第４実施形態において、液体を循環させる場合には、開閉弁３９を閉弁するとともに、流体流動機構３８を逆転駆動してもよい。

・上記第２実施形態から上記第４実施形態において、流体貯留部４９に気体を透過させる透過膜を設け、流体貯留部４９において脱気をしてもよい。
・上記第２実施形態から上記第４実施形態において、流体貯留部４９を液体噴射部１２よりも鉛直方向の上方位置に設け、水頭差を利用して液体噴射部１２の加圧クリーニングを行ってもよい。すなわち、開閉弁３９を開弁するとともに、大気開放弁５２を開弁し、流体貯留部４９に貯留された液体を圧力調整弁２４を介して液体噴射部１２に供給してもよい。

・上記第２実施形態から上記第４実施形態において、流体貯留部４９に加圧及び減圧が可能な流体流動機構を備えてもよい。すなわち、流体貯留部４９内を減圧することによって気体を排出してもよい。さらに、流体貯留部４９内を加圧することにより、液体噴射部１２の加圧クリーニングを行ってもよい。

・上記各実施形態において、流体流動機構３８を備えない構成としてもよい。圧力室４２に溜まった気泡は液体よりも軽いため、上に向かって移動する。したがって、開閉弁３９を開弁することにより、流体流動機構３８を備えない場合であっても気泡を排出経路２５へ逃がすことができる。

・上記各実施形態において、流体流動機構３８は、正転駆動及び逆転駆動により二方向への流動が可能なものとしたが、一方向への流動が可能なものであってもよい。
・上記各実施形態において、制御部４０は、流体流動機構３８を駆動する場合に、圧力室４２内の負圧が圧力調整弁２４を開弁させる圧力と同じ、もしくは小さくなるように駆動してもよい。すなわち、圧力調整弁２４を開弁させなくてもよい。

・上記各実施形態において、制御部４０は、流体流動機構３８を駆動する場合に、圧力室４２内の負圧がメニスカス耐圧と同じ、もしくは大きくなるように駆動してもよい。
・上記各実施形態において、キャップ１８を備えない構成としてもよい。また、ノズル１７を含む空間を密閉するのではなく囲うだけのキャップとしてもよい。さらに、キャップ１８は、図１に示すような開口部を有する有底箱状のものに限らず、例えば液体噴射部１２側にノズル１７が開口する領域を囲む環状の弾性部材を配置しておき、この弾性部材に接触することによって空間を密閉する部材をキャップ１８としてもよい。さらに、圧力室４２から気泡を排出する際に、キャップ１８でキャッピングするのではなく、ノズル１７と対向する位置にキャップ１８を位置させるだけでもよい。

・上記各実施形態において、接続口３４を廃液経路２０に設け、排出経路２５を廃液経路２０に接続してもよい。
・上記各実施形態において、接続口３４は、供給室２７に設けてもよい。

・上記各実施形態において、連通口３５と導出口３１は、鉛直方向において同じ位置に設けてもよい。また、連通口３５よりも導出口３１を上方位置に設けてもよい。

・上記各実施形態において、圧力室４２の気泡を連通口３５に取り込みやすくするために連通口３５の開口を排出経路２５より大きくして、排出経路２５が圧力室４２側から徐々に細くなるようにしてもよい。例えば、図５に示すように、圧力室４２の気泡を連通口３５に取り込みやすくするための気泡取り込み部１３５を、圧力室４２に開口する連通口３５の開口を排出経路２５（第３実施形態では排出経路５７）より大きくして、排出経路２５が圧力室４２側から徐々に細くなるテーパー形状にして形成してもよい。

・上記各実施形態において、圧力室４２の気泡を連通口３５に取り込みやすくするために、圧力室４２を形成するダイヤフラム４６と対向する内側面を鉛直方向における上方をダイヤフラム４６に近づく方向（図１における左側）に傾斜させてもよいし、内側面を鉛直方向における上方をダイヤフラム４６に近づく方向に傾斜させて、内側面の上端が連通口３５の開口とつながるようにしてもよい。

・上記各実施形態において、図６および図７に示すように、圧力室４２の気泡を連通口３５の開口部に取り込みやすくするための気泡取り込み部１３５を、圧力室４２を形成する内側面の鉛直方向における上方側を連通口３５に向かって先細り形状１３５ａとし、その先細り形状部とダイヤフラム４６とにより形成してもよい。そして、圧力室４２を形成するダイヤフラム４６と対向する内側面を鉛直方向における上方をダイヤフラム４６に近づく方向に傾斜させて傾斜面１３５ｂを形成し、傾斜面１３５ｂの上端が連通口３５の開口とつながるようにして形成してもよい。

・上記各実施形態において、圧力室４２の気泡を連通口３５に取り込みやすく、かつ圧力室４２の気泡が液体噴射部１２側に流入しにくいようにするために、連通口３５を導出口３１より大きくしてもよい。または、圧力室４２に開口する連通口３５の開口を圧力室４２に開口する導出口３１の開口より大きくしてもよい。

・上記第１実施形態から上記第３実施形態において、図５に示すように、流体流動機構３８を駆動して、排出経路２５（第３実施形態では排出経路５７）内の液体を流動させる際に、液体が流動しやすく、かつ液体の流動による圧力変化がノズル１７におけるメニスカスに影響しにくいように、排出経路２５（第３実施形態では排出経路５７）の流路断面積を噴射部側供給経路２９の流路断面積より大きくして、排出経路の流路抵抗を小さくしてもよい。

・上記第１実施形態から上記第３実施形態において、図５に示すように排出経路２５（第３実施形態では排出経路５７）の流路断面積をバイパス経路２６の流路断面積より大きくして、排出経路の流路抵抗を小さくしてもよい。

・上記第１実施形態から上記第２実施形態において、図５に示すように収容部側供給経路２８の流路断面積を排出経路２５の流路断面積より大きくして、収容部側供給経路の流路抵抗を小さくしてもよい。

・上記実施形態において、液体噴射装置は、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噴射装置であってもよい。なお、液体噴射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。また、ここでいう液体は、液体噴射装置から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。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噴射する液体噴射装置がある。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ー等であってもよい。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であってもよい。また、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であってもよい。

１１…液体噴射装置、１２…液体噴射部、１４…液体収容部、１７…ノズル、１８…キャップ、２３…供給経路、２４…圧力調整弁、２５，５７…排出経路、２６…バイパス経路、２７…供給室、２８…収容部側供給経路、２９…噴射部側供給経路、３１…導出口、３４…接続口、３５…連通口、３８…流体流動機構、３９…開閉弁、４２…圧力室、５０…開閉弁側排出経路、５１…流動機構側排出経路、５８…調整弁側排出経路、５９…開閉弁側排出経路、６０…流動機構側排出経路、６５…供給弁側供給経路、６６…供給室側供給経路。

Claims (10)

1. 液体を噴射するノズルを有する液体噴射部と、
   液体収容部に収容された液体を前記液体噴射部へ供給可能な供給経路と、
   該供給経路に配置された圧力調整弁であって、前記液体を貯留可能な圧力室を有するとともに、該圧力室には貯留した前記液体を前記液体噴射部へ導出する導出口が設けられ、該導出口から前記液体噴射部へ前記液体が導出されて前記圧力室内の圧力が低下すると開弁して、前記供給経路と前記圧力室とを貫通孔を介して連通させる弁体を有し、前記液体噴射部に供給される液体の圧力を調整する圧力調整弁と、
   前記圧力室内に形成された取り込み部と、
   前記取り込み部内に開口し、前記圧力室に前記導出口とは別位置で連通する連通口と、
   前記連通口と接続された排出経路と、
   該排出経路に設けられた開閉弁と、
   を備え、
   前記排出経路は、前記供給経路と接続口を介して接続され、
   該接続口は、前記供給経路において前記圧力調整弁よりも前記液体噴射部とは反対側に位置する液体噴射装置。
2. 前記連通口は、前記圧力室において前記導出口よりも上方位置に開口している請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記排出経路における前記開閉弁と前記接続口との間と、前記供給経路における前記圧力調整弁と前記接続口との間とを接続するバイパス経路を備える請求項１に記載の液体噴射装置。
4. 前記ノズルを含む空間を密閉可能なキャップをさらに備え、
   該キャップで前記空間を密閉した状態で、前記開閉弁を開弁することにより、前記圧力室内の流体を、前記排出経路を介して排出する請求項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. 前記排出経路を介して前記圧力室内の流体を排出可能に設けられた流体流動機構をさらに備え、
   該流体流動機構は、前記圧力室内の流体を前記排出経路を介して排出する際に、前記ノズルに作用する負圧が該ノズルに形成されたメニスカスの耐圧より小さくなるように駆動される請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
6. 前記排出経路を介して前記圧力室内の流体を排出可能に設けられた流体流動機構をさらに備え、
   該流体流動機構は、前記圧力室内の流体を前記排出経路を介して排出する際に、前記圧力室に作用する負圧が前記圧力調整弁を開弁させる圧力より大きくなるように駆動される請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
7. 前記排出経路を介して前記圧力室内の流体を排出可能または、該圧力室内に流体を導入可能な流体流動機構をさらに備え、
   前記流体流動機構は、前記開閉弁が開いた状態で、前記連通口から前記圧力室内に流体が導入されるように駆動される請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
8. 前記排出経路は、前記供給経路と該供給経路において前記圧力調整弁よりも前記液体収容部となる位置で接続されており、
   前記供給経路における前記排出経路との接続位置よりも前記液体収容部となる位置に、前記液体の前記液体噴射部への供給を遮断可能な供給弁を備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
9. 前記排出経路を介して前記圧力室内の流体を排出可能な流体流動機構をさらに備え、
   前記流体流動機構は、前記開閉弁が開いた状態でかつ前記供給弁が開いた状態で、前記圧力室内の流体が前記排出経路へ排出されるように駆動される請求項８に記載の液体噴射装置。
10. 前記圧力室を構成する撓み変形可能なダイヤフラムを備え、
    前記圧力室は前記ダイヤフラム側から見て円形の貯留部と該貯留部の外側に延びる前記取り込み部を含み、
    前記取り込み部の一部は、前記ダイヤフラムによって形成されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射装置。

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