JP6554982B2 - 液体噴射装置及び液体供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンターなどの液体噴射装置及びインクなどの液体を供給する液体供給装置に関する。

液体噴射装置の一例として、インクタンクのインクを、フィルターを通して濾過した後に記録ヘッドに供給するインクジェット式のプリンターがある（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−８４６号公報

ところで、インクの消費量が多くなったときにもインクを安定して供給するためには、フィルターの面積を大きくして流路抵抗を小さくする必要があるが、フィルターの面積を大きくするとその部分の流路断面積が大きくなるため、フィルターを通過する際のインクの流速が低下することになる。

また、インクに気泡やゲル状の流動体などの異物が混ざっている場合、印刷時にはそれらをフィルターで捕捉することが好ましいが、異物を排出するためにインクを流してメンテナンスを行うときには、捕捉した気泡等がフィルターを通過してインクとともに記録ヘッドから排出される方が好ましい。

ここで、気泡等の流動性のある異物は、インクの流速が早いほど、フィルターを通過しやすくなる。そのため、インクを安定供給するためにフィルターの面積を大きくすると、メンテナンス時におけるインクの流速が低下して、メンテナンス時に気泡等が排出されにくくなる、という課題がある。

なお、このような課題は、インクを噴射して印刷を行うプリンターに限らず、流路の途中にフィルターが設けられた液体噴射装置及び液体供給装置においては、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、フィルターによる異物の捕捉効率を調整することができる液体噴射装置及び液体供給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、媒体に対して液体を噴射する液体噴射部と、液体供給源と前記液体噴射部とを接続する液体供給流路と、前記液体供給流路の途中で液体を分流させるための複数の分流路と、複数の前記分流路にそれぞれ配置される複数のフィルターと、前記分流路の開閉を行う流路開閉機構と、を備える。

この構成によれば、液体が流れる分流路の数が少なくなると、液体は一部の分流路に集中して流れるので、その分流路に配置されたフィルターを通過する液体の流速が速くなる。これに対して、液体が流れる分流路の数が多くなると、液体供給流路を流れる液体が複数の分流路に分流するので、各フィルターを通過する液体の流速が遅くなる。そのため、液体が流れる分流路の数を増やせば、気泡等の流動性のある異物をフィルターで捕捉することができるし、液体が流れる分流路の数を減らせば、流動性のある異物がフィルターを通過することを許容することができる。したがって、必要に応じて流路開閉機構が分流路の開閉を行うことにより、フィルターによる異物の捕捉効率を調整することができる。

上記液体噴射装置において、前記流路開閉機構は、前記媒体に対する液体の噴射量が多いほど、液体が流れる前記分流路の数を多くする。
この構成によれば、媒体に対する液体噴射量が多いときには、液体供給流路を通じて液体噴射部に供給される液体の量が多くなるが、液体が流れる分流路の数を多くすることによって、複数の分流路に液体を分散して流すことができる。これにより、各分流路に設けられたフィルターを通過する液体の流速が遅くなるので、液体に流動性のある異物が含まれている場合にも、その異物をフィルターで効率よく捕捉することができる。したがって、異物が液体噴射部に到達することに起因する噴射不良の発生を抑制することができる。

上記液体噴射装置において、前記フィルターと前記液体噴射部の間に配置されたポンプ室を有して、前記ポンプ室の容積を増大させることによって吸引駆動を行うとともに前記ポンプ室の容積を減少させることによって吐出駆動を行うポンプ機構を備え、前記媒体に対する液体の噴射時に、前記流路開閉機構は、前記ポンプ機構の吸引駆動に伴う液体の吸引量が多いほど、液体が流れる前記分流路の数を多くする。

ポンプ機構の吸引駆動に伴う液体の吸引量が多いときには、より多くの液体が液体供給流路を流れるので、液体が流れる分流路の数が一定であれば、フィルターを通過する液体の流速が速くなる。その点、上記構成によれば、ポンプ機構の吸引駆動に伴う液体の吸引量が多いほど液体が流れる分流路の数を多くするので、液体供給源から吸引された多量の液体を複数の分流路に分流させることができる。これにより、各分流路に設けられたフィルターを通過する液体の流速が遅くなるので、液体に流動性のある異物が含まれている場合にも、その異物をフィルターで効率よく捕捉することができる。したがって、液体噴射時に液体噴射部に供給される液体に含まれる異物の量を少なくすることができる。

上記課題を解決する液体供給装置は、液体を消費する液体消費部と液体供給源とを接続する液体供給流路と、前記液体供給流路の途中で液体を分流させるための複数の分流路と、複数の前記分流路にそれぞれ配置される複数のフィルターと、前記分流路の開閉を行う流路開閉機構と、を備える。

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。

液体噴射装置の一実施形態の構成を示す模式図。 図１の液体噴射装置が備える一方向弁の一例を示す斜視図。 図２の一方向弁の断面図。 図２の一方向弁を図３とは別の断面で示す断面図。

以下、液体噴射装置及び液体供給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、本実施形態の液体噴射装置１１は、一または複数のノズル１２から液体を噴射する液体噴射部１３と、液体供給源１４に収容された液体を液体噴射部１３に供給する液体供給装置１５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１６とを備えている。本実施形態において、液体噴射部１３は、液体を噴射することによって液体を消費する液体消費部として機能する。

液体噴射部１３は、媒体Ｓに対してノズル１２から一または複数種類の液体（例えば、複数の色のインク）を噴射することで記録（印刷）を行う。液体噴射部１３は、媒体Ｓの搬送方向と交差する媒体の幅方向に往復移動可能なキャリッジ５０に保持されていてもよいし、媒体の幅方向に対応する幅（長さ）を有するいわゆるラインヘッドであってもよい。

液体噴射部１３には、液体供給装置１５が供給する液体が一時貯留される共通液室１７と、複数のノズル１２に個別に対応するように設けられる複数のキャビティ１８と、各キャビティ１８に個別に対応するように設けられる複数のアクチュエーター１９と、を備える。そして、アクチュエーター１９の駆動により、ノズル１２から液体が噴射される。

液体噴射装置１１では、ノズル１２の目詰まりまたは異物の付着などに起因して生じる噴射不良の予防または解消のために、液体噴射部１３において、フラッシング、キャッピング及び吸引クリーニングなどのメンテナンス動作を行う。メンテナンス装置１６は、キャップ２１と、上流端がキャップ２１に接続される吸引チューブ２２と、吸引チューブ２２の途中位置に設けられた吸引ポンプ２３と、吸引チューブ２２において吸引ポンプ２３とキャップ２１の間に設けられた開閉弁２４と、を備える。また、吸引チューブ２２の下流端は廃液収容部２５に導入される。

フラッシングとは、印刷とは無関係にノズル１２から液滴を強制的に噴射（排出）することで、噴射不良の原因となる異物、気泡または変質した液体（例えば、溶媒成分の蒸発により増粘したインク）を排出するものである。フラッシングによって廃液として排出された液体は、キャップ２１によって受容してもよいし、フラッシングで発生する廃液を受容するためのフラッシングボックスを別途設けてもよい。

キャップ２１及び液体噴射部１３は、図示しない機構により、ノズル１２が開口する空間を閉空間として囲み形成するキャッピング位置と、ノズル１２が開口する空間を開放空間とする離間位置との間で、相対移動するように構成される。そして、キャップ２１がキャッピング位置に配置されることにより、キャッピングが行われる。液体の噴射を行わない時には、キャッピングを行ってノズル１２の乾燥を抑制することによって、噴射不良の発生を予防する。また、フラッシングにより発生する廃液を受容するときには、キャップ２１を離間位置に配置する。

キャップ２１をキャッピング位置に配置して形成した閉空間に、吸引ポンプ２３の駆動によって生じた負圧を作用させると、その負圧によってノズル１２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。吸引クリーニングによってノズル１２から排出された液体は、廃液として廃液収容部２５に収容される。

なお、液体噴射装置１１の使用開始前には、吸引クリーニングを実行することにより、液体供給源１４からノズル１２に至るまでの液体が流れる領域に液体を充填する。これを初期充填という。

次に、液体供給装置１５の構成について説明する。
液体供給装置１５は、液体供給源１４と液体噴射部１３とを接続する液体供給流路３１と、液体供給流路３１の途中で液体を分流させるための複数の分流路３２（３２Ｆ，３２Ｓ）と、複数の分流路３２（３２Ｆ，３２Ｓ）にそれぞれ配置される複数のフィルター３３（３３Ｆ，３３Ｓ）と、分流路３２の開閉を行う流路開閉機構と、を備える。本実施形態において分流路３２及びフィルター３３は２つずつ記載しているが、３以上の分流路３２及びフィルター３３をそれぞれ設けてもよい。

本実施形態において、複数の分流路３２の上流端と液体供給流路３１との交差部を分岐部Ｐｕとし、複数の分流路３２の下流端と液体供給流路３１との交差部を合流部Ｐｄとする。複数の分流路３２と液体供給流路３１との交差部の位置は、分流路３２ごとに異なっていてもよいが、この場合には、液体供給流路３１における最も上流側の交差部を合流部Ｐｄといい、最も下流側の交差部を合流部Ｐｄという。

流路開閉機構は、例えば、複数の分流路３２（３２Ｆ，３２Ｓ）にそれぞれ配置される開閉弁３４（３４Ｆ，３４Ｓ）とすることができる。この場合、開閉弁３４が開弁して分流路３２を開いたり開閉弁３４が閉弁して分流路３２を閉じたりすることによって、分流路３２の開閉を行う。

フィルター３３としては、例えば、金網や樹脂性の網等の網目状体、多孔質体、または、微細な貫通孔を穿設した金属板等を用いることができる。網目状体のフィルター３３の具体的な例としては、金属メッシュフィルターや金属繊維、エレクトロフォーミング金属フィルター、電子線加工金属フィルター、レーザービーム加工金属フィルターなどを用いることができる。その他、例えばステンレス（ＳＵＳ）の細線をフェルト状にしたフィルターや、同じくＳＵＳの細線を圧縮焼結した金属焼結フィルターを網目状体のフィルター３３として用いることができる。

また、フィルター３３の開孔については、バブルポイント圧力（フィルター開孔に形成されるメニスカスが壊れる圧力）がばらつかないことが好ましく、高精細な穴径を有するフィルターが適当である。なお、フィルター開孔の形状は、円形の他、正方形や六角形等、多角形状にすることも可能であり、この場合、多角形の対角線の長さがノズル１２の開口の直径よりも小さく設定されていればよい。

フィルター３３の濾過粒度は、液体中の異物をノズル１２の開口に到達させないようにするために、例えばノズル１２の開口が円形の場合、その開口の直径よりも小さいことが好ましい。例えば、ノズル１２の開口が円形でその開口の直径が２０μｍ程度である場合には、濾過粒度が５〜１０μｍ程度のフィルター３３を採用するとよい。

濾過粒度が１０μｍ程度のフィルターの一例としては、綾畳織からなるステンレス製のメッシュフィルターがある。この場合、液体の一例であるインクとの間に生じる表面張力が２８ｍＮ／ｍ程度とすると、フィルター開孔で発生するバブルポイント圧力は、３〜５ｋＰａである。ちなみに、濾過粒度が５μｍ程度の綾畳織からなるステンレス製のメッシュフィルターを採用した場合に、同じインクに対して発生するバブルポイント圧力は、１０〜１５ｋＰａである。

また、平坦な金属板に多数の微細な貫通孔を所定の密度で穿設したものをフィルター３３として採用してもよい。例えば、厚さ１５μｍ程度のステンレス（ＳＵＳ）等の金属板に、内径１５μｍの貫通孔を１ｃｍ^２当たり数万個穿設し、これを直径８〜９ｍｍ程度の円形に切断すると、隣接する貫通孔（フィルター開孔）の間隔（ピッチ）が４μｍ程度のフィルターになる。また、フィルター開孔の直径は貫通孔の内径（１５μｍ）となるので、フィルター開孔の直径（１５μｍ）をノズル１２の開口の直径（約２０μｍ）よりも小さく設定することができる。

液体供給装置１５は、液体を液体噴射部１３に向けて加圧供給するためのポンプ機構３８を備える。ポンプ機構３８は、例えば、フィルター３３と液体噴射部１３の間に配置されたポンプ室３５と、ポンプ室３５の上流と下流とにそれぞれ配置される一方向弁３６，３７とを有して、ポンプ室３５の容積を増大させることによって吸引駆動を行うとともにポンプ室３５の容積を減少させることによって吐出駆動を行う容積型のポンプとすることができる。容積型のポンプとしては、ピストンポンプ、プランジャーポンプまたはダイヤフラムポンプなどを採用することができる。

本実施形態において、ポンプ機構３８は複数の分流路３２にそれぞれ設けられるが、分岐部Ｐｕと液体供給源１４の間または合流部Ｐｄと液体噴射部１３の間の液体供給流路３１にポンプ機構３８を設けるようにしてもよい。

液体供給装置１５において、液体供給流路３１の上流端には接続部４２が設けられ、接続部４２は液体供給源１４内に連通可能な供給針４１を有する。なお、接続部４２を液体供給源１４に接続しているときに、液体供給源１４から液体供給流路３１に流出した液体が逆流して漏れ出さないように、接続部４２または液体供給流路３１における接続部４２の近くには、一方向弁４３（逆止弁）を設けることが好ましい。

液体噴射部１３が噴射する液体が、顔料を含む顔料インクのように沈降性を有する含有物を含む場合、合流部Ｐｄと液体噴射部１３の間の液体供給流路３１などに、液体を循環させるための循環流路４４を設けることが好ましい。この場合、循環流路４４に液体を循環させるための循環ポンプ４５を設ければ、循環ポンプ４５の駆動によって液体供給流路３１と循環流路４４の間で液体を循環するので、この循環により液体を攪拌して、含有物の沈降を抑制することができる。なお、循環流路４４での液体の循環は、媒体Ｓに対する液体の噴射前などに行うとよい。

液体供給流路３１において、循環流路４４との２つの交差部を上流側から順に還流部Ｐ１，返送部Ｐ２とすると、返送部Ｐ２と共通液室１７の間の液体供給流路３１に液体を貯留可能な液体貯留室２０を設けておくと、液体の循環に伴って生じる液体の圧力変動が液体噴射部１３に及びにくくなるため、好ましい。

循環流路４４を設ける場合、使用開始前の初期充填として循環流路４４に液体を充填するために、上流端が循環流路４４の途中に接続されるとともに下流端が廃液貯留部４６に接続される放出流路４７を設けてもよい。また、循環流路４４における放出流路４７との交差部を接続部Ｐ３とすると、放出流路４７の途中に大気開放弁４８を設けるとともに、循環流路４４において接続部Ｐ３と還流部Ｐ１の間に閉鎖弁４９を設けてもよい。

この場合には、初期充填を行う際に、閉鎖弁４９を閉弁した状態で吸引クリーニングを行って液体供給流路３１に液体を充填した後、大気開放弁４８を開弁した状態で循環ポンプ４５を第１駆動として所定時間駆動すると、液体供給流路３１の液体が返送部Ｐ２から循環流路４４に流入し、放出流路４７を通じて廃液貯留部４６に流れる。この第１駆動により、循環流路４４には、返送部Ｐ２から接続部Ｐ３までの間に液体が充填される。この段階で、循環流路４４において接続部Ｐ３から還流部Ｐ１までの区間には液体が充填されていない。

続いて、閉鎖弁４９を開弁するとともに大気開放弁４８を閉弁した状態で循環ポンプ４５を第２駆動として所定時間駆動する。すると、液体供給流路３１の液体が返送部Ｐ２から循環流路４４に流入し、接続部Ｐ３から還流部Ｐ１まで流れて、循環流路４４において残る接続部Ｐ３から還流部Ｐ１までの区間にも液体が充填される。第２駆動により、循環流路４４において接続部Ｐ３から還流部Ｐ１までの区間にあった気体（空気）は液体供給流路３１に流れるので、第２駆動の後には、再度、吸引クリーニングを行って、流路内の気体を排出する。これにより、循環流路４４の全体に液体が充填されるので、初期充填が完了する。

なお、放出流路４７、大気開放弁４８及び閉鎖弁４９を設けず、循環流路４４についても、吸引クリーニングによって液体供給流路３１と併せて初期充填を行うこともできる。ただし、この場合には、２つの流路（液体供給流路３１及び循環流路４４）に液体を流す必要がある上、流路抵抗が大きい液体噴射部１３を通じて液体を吸引する必要があるため、吸引ポンプ２３の駆動力を大きくする必要がある。これに対して、放出流路４７、大気開放弁４８及び閉鎖弁４９を設けて、循環ポンプ４５の駆動によって循環流路４４の初期充填を行う場合には、流路抵抗が大きい液体噴射部１３を通じた液体の吸引を行わなくてもよいので、吸引ポンプ２３の駆動力を大きくする必要がないという点で有利である。

次に、接続部４２付近に設ける一方向弁４３として好ましい構成について説明する。
図２に示すように、一方向弁４３は、テーパー状をなす弾性変形可能な一対の傾斜壁部５１の先端にスリット状の流出口５２が形成される、いわゆるダックビル弁とすることが好ましい。

図３に示すように、ダックビル弁である一方向弁４３を液体供給流路３１内に嵌め込む場合に、一方向弁４３の下流で液体供給流路３１の流路径が小さくなるようにすると、一方向弁４３の流出口５２の外側には所定の空間Ｇが生じる。この場合、液体供給流路３１において、流路断面積が変化する内壁部分を傾斜面からなる内壁部３１ａとするとよい。

ここで、液体に微小な気泡Ｂｕ等が混入している場合には、こうした空間Ｇに気泡Ｂｕが溜まって、複数の気泡Ｂｕが合流して大きな気泡Ｂｕとなった後に空間Ｇから下流に流出することがある。そうすると、ノズル１２（図１参照）に大きな気泡Ｂｕが入って、液体の噴射不良を招く虞がある。

そのため、一方向弁４３は、下流側開口となる流出口５２の重力方向Ｚにおける下方に上流側開口となる流入口５３が配置されるように、液体供給流路３１に設置することが好ましい。なお、図２，図３及び図４においては、流出口５２が延びる方向Ｙを重力方向Ｚと直交する方向とし、重力方向Ｚ及び方向Ｙと直交する方向を方向Ｘとして図示している。

このようにすると、流出口５２の外側の空間Ｇにある気泡Ｂｕが傾斜面からなる内壁部３１ａに沿って上方に浮き上がって下流に流れるため、空間Ｇに気泡Ｂｕが溜まりにくくなる。そのため、液体に気泡Ｂｕが混入していたとしても、気泡Ｂｕに作用する浮力によって、噴射不良の要因とならない小さい気泡Ｂｕのうちに、下流に流すことができる。

また、図４に示すように、流出口５２の方向Ｙにおける長さＬｂを、一方向弁４３の下流に位置する液体供給流路３１の流路の直径Ｌａよりも長くしてもよい。この場合には、流出口５２から流出した液体が液体供給流路３１の内壁部３１ａに衝突することにより、空間Ｇにおいて液体が攪拌される。そのため、液体が沈降性の含有物を含む場合であっても、空間Ｇに滞留する液体の攪拌により、空間Ｇにおける含有物の沈降が抑制される。

次に、以上のように構成された液体噴射装置１１において液体供給装置１５が行う液体供給動作と、液体噴射装置１１及び液体供給装置１５の作用について、図１に基づいて説明する。

液体噴射装置１１において、液体供給装置１５は、液体の供給量に応じて開閉弁３４を開弁または閉弁して分流路３２を開閉することによって、液体が流れる分流路３２の数を変更する。例えば、液体供給装置１５は、媒体Ｓに対する液体の噴射量が多いほど、液体が流れる分流路３２の数を多くする。

具体的には、液体噴射部１３による媒体Ｓに対する液体の噴射量が多いときには、全ての開閉弁３４を開弁して、全ての分流路３２を通じて液体を供給するが、液体の噴射量が少ないときには、いずれかの開閉弁３４を閉弁して液体が流れる分流路３２の数を少なくする。

例えば、媒体Ｓに文字や図形などの線画を印刷する際には、それほど多くの液体（インク）を供給しなくてもよいので、液体供給装置１５は一方の分流路３２Ｓにある開閉弁３４Ｓを閉弁して、他方の分流路３２Ｆに設けられたポンプ機構３８の駆動により、他方の分流路３２Ｆのみに液体を流す。

これに対して、媒体Ｓを塗りつぶすようなベタ印刷の際には、多くの液体（インク）を供給する必要があるので、液体供給装置１５は閉じていた開閉弁３４を開弁して分流路３２を開くことにより、液体が流れる分流路３２の数を多くする。例えば、分流路３２が２つある場合には、両方の分流路３２Ｆ，３２Ｓにある開閉弁３４Ｆ，３４Ｓの両方を開弁して、両方の分流路３２Ｆ，３２Ｓに設けられたポンプ機構３８を駆動する。

すると、ポンプ機構３８の吸引駆動によって液体供給源１４から吸引された液体は、２つの分流路３２Ｆ，３２Ｓに分かれて流動し、それぞれ分流路３２Ｆ，３２Ｓに設けられたフィルター３３Ｆ，３３Ｓを通過した後に、液体噴射部１３に供給される。

そうすると、ポンプ機構３８の吸引駆動時に、液体供給流路３１を流れる液体の量は、線画印刷の時よりもベタ印刷の方が多くなるが、ベタ印刷の時には２つの分流路３２Ｆ，３２Ｓに液体供給流路３１の液体が分流し、分流した液体がそれぞれ別のフィルター３３を通過する。そのため、例えばベタ印刷の時に液体供給流路３１を流れる液体の量が線画印刷の時の２倍に増えても、各フィルター３３を通過する液体の流速は、線画印刷の時と同じになる。

ここで、気泡やゲル状の流動体などの異物が液体に混じっている場合、こうした流動性のある異物は、液体の流速が早いほど、フィルター３３を通過しやすくなる。そのため、分流路３２を設けない場合には、液体の流量が増えるほど、液体がフィルター３３を通過する速度が速くなるので、異物がフィルター３３を通過しやすくなる。そうすると、ノズル１２に気泡やゲル状の流動体が入ることによる液体の噴射不良が生じる可能性が高くなる。

その点、液体の流量が増えた時に、分流路３２を開いて液体を分流し、液体が通過するフィルター３３の数を増やせば、各フィルター３３を通過する液体の流速の上昇が抑制されるため、流動性のある異物の捕捉率の低下を抑制することができる。また、液体が通過するフィルター３３の数が増えると、液体が通過するフィルター３３の総面積が大きくなることにより、流路断面積も大きくなる。その結果、液体の供給量が多くなった場合にも、フィルター３３による流路抵抗の増大を抑制して、液体を安定的に供給することができる。

同様に、分流路３２及びフィルター３３がそれぞれ３つ以上設けられている場合などには、媒体Ｓに対する液体の噴射時において、開閉弁３４の開閉により、媒体Ｓに対する液体の噴射量が多いほど、液体が流れる分流路３２の数を多くすることが好ましい。

また、液体供給装置１５は、吸引クリーニングの実行時には、いずれかの分流路３２を閉じて、液体が流れる分流路３２の数を少なくする。例えば、吸引クリーニングの実行時には、一方の開閉弁３４Ｓを閉弁して分流路３２Ｓを閉じることによって、他方の分流路３２Ｆに液体を集中させる。すると、分流路３２Ｆに設けられたフィルター３３Ｆを通過する液体の流速が速くなるので、流動性のある異物はフィルター３３Ｆを通過しやすくなり、吸引クリーニングにより、フィルター３３Ｆに捕捉されていた気泡等が液体とともにノズル１２から排出される。

この吸引クリーニングの実行後に、他方の分流路３２Ｆにある開閉弁３４Ｆを閉弁するとともに一方の開閉弁３４Ｓを開弁して、一方の分流路３２Ｓに液体を流す吸引クリーニングを行えば、フィルター３３Ｓに捕捉されていた気泡等についても、液体とともにノズル１２から排出することができる。このように、吸引クリーニングによってフィルター３３が捕捉した異物を排出することにより、異物によるフィルター３３の目詰まりを抑制することが可能になる。

なお、吸引クリーニングを行う場合には、各ポンプ機構３８の駆動量または駆動頻度を液体噴射時よりも高めて、フィルター３３を通過する液体の流速を速くすることが好ましい。また、ポンプ機構３８の駆動量が一定の場合には、分岐部Ｐｕより上流または合流部Ｐｄより下流の液体供給流路３１にポンプ機構３８を設けると、液体が流れる分流路３２の数を少なくしたときに、その分流路３２に設けられたフィルター３３を通過する液体の流速を速くすることができる。

また、媒体Ｓに対する液体の噴射時において、特にポンプ機構３８の吸引駆動に伴う液体の吸引量が多い場合には、ポンプ室３５の容積変化をゆっくり行って、単位時間あたりの吸引量を少なくすることが好ましい。すなわち、容積型のポンプ機構３８においては、単位時間あたりの供給量を多くするためには、吐出駆動時の液体吐出量を多くすることになる。そうすると、吸引駆動において単位時間あたりに吸引する液体の量が多くなるため、液体供給源１４とポンプ機構３８との間に位置するフィルター３３を通過する液体の流速が速くなるので、異物がフィルター３３に捕捉されにくくなる。

その点、ポンプ機構３８の吐出駆動時の容積変化を速く行ったとしても、吸引駆動の容積変化を遅くすることにより、液体供給源１４とポンプ機構３８の間にあるフィルター３３を通過する液体の流速を遅くして、フィルター３３による異物の捕捉率の低下を抑制することが可能になる。

一方、吸引クリーニングの実行時には、ポンプ室３５の容積変化を速く行って駆動頻度を上げれば、単位時間あたりの液体供給量を多くして、液体と共に異物を効率よく排出することが可能になる。

なお、吸引クリーニングにおいて吸引ポンプ２３の駆動によって生じた負圧をノズル１２に作用させる際に、まず全ての開閉弁３４を閉弁しておき、吸引により負圧が大きくなった後に、液体を流す分流路３２Ｓの開閉弁３４Ｓを開弁するようにしてもよい。この場合には、より大きな負圧で液体を流動させることができるので、流路中に引っかかっている気泡等を液体とともに効率よく排出することができる。このように、流路を閉じた状態で吸引を行った後、流路を開いて液体を一気に流す吸引クリーニングを「チョーククリーニング」といい、チョーククリーニングの際に流路を閉じる弁をチョーク弁という。この場合、開閉弁３４はチョーク弁として機能する。

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）液体が流れる分流路３２の数が少なくなると、液体は一部の分流路３２に集中して流れるので、その分流路３２に配置されたフィルター３３を通過する液体の流速が速くなる。これに対して、液体が流れる分流路３２の数が多くなると、液体供給流路３１を流れる液体が複数の分流路３２に分流するので、各フィルター３３を通過する液体の流速が遅くなる。そのため、液体が流れる分流路３２の数を増やせば、気泡等の流動性のある異物をフィルター３３で捕捉することができるし、液体が流れる分流路３２の数を減らせば、流動性のある異物がフィルター３３を通過することを許容することができる。したがって、必要に応じて開閉弁３４（流路開閉機構）が分流路３２の開閉を行うことにより、フィルター３３による異物の捕捉効率を調整することができる。

（２）媒体Ｓに対する液体噴射量が多いときには、液体供給流路３１を通じて液体噴射部１３に供給される液体の量が多くなるが、液体が流れる分流路３２の数を多くすることによって、複数の分流路３２に液体を分散して流すことができる。これにより、各分流路３２に設けられたフィルター３３を通過する液体の流速が遅くなるので、液体に流動性のある異物が含まれている場合にも、その異物をフィルター３３で効率よく捕捉することができる。したがって、媒体Ｓに対する液体の噴射量が多いほど、液体が流れる分流路３２の数を多くすることにより、異物が液体噴射部１３に到達することに起因する噴射不良の発生を抑制することができる。

なお、上記実施形態は以下に示す変更例のように変更してもよい。
・分流路３２のうちの一つ（例えば、分流路３２Ｆ）には常に液体を流動させ、それ以外の分流路３２（例えば、分流路３２Ｓ）の開閉により液体が流れる分流路３２の数を変更する場合には、流路の開閉が行われる分流路３２（分流路３２Ｓ）にのみ流路開閉機構としての開閉弁３４を設けてもよい。

・流路開閉機構は、分岐部Ｐｕに配置される切替弁としてもよい。この場合には、切替弁によって液体が流れる分流路３２の数を変更したり、液体が流れる分流路３２を切り替えたりすることができる。

・流路開閉機構は、複数の分流路３２を個別に開閉するものであってもよいし、３以上の分流路３２がある場合に、複数の分流路３２をまとめて開閉するものであってもよい。
・流路開閉機構は、例えば弾性変形可能なチューブを押しつぶすことによって流路を閉じるものであってもよい。

・ポンプ機構３８は容積型のポンプに限らず、例えばチューブポンプやロータリーポンプなどを採用することもできる。
・上記実施形態のように、分流路３２に個別にポンプ機構３８が設けられている場合、ポンプ機構３８の停止によりその分流路３２の液体の流動が抑制されるため、ポンプ機構３８を流路開閉機構として機能させてもよい。

・分岐部Ｐｕより上流または合流部Ｐｄより下流の液体供給流路３１にポンプ機構３８を設けてもよい。この場合には、媒体Ｓに対する液体の噴射時に、開閉弁３４の開閉により、ポンプ機構３８の吐出駆動に伴う液体の吐出量または吸引駆動に伴う液体の吸引量が多いほど、液体が流れる分流路３２の数を多くすることが好ましい。

ポンプ機構３８の吐出駆動に伴う液体の吐出量または吸引駆動に伴う液体の吸引量が多いときには、より多くの液体が液体供給流路３１を流れるので、液体が流れる分流路３２の数が一定であれば、フィルター３３を通過する液体の流速が速くなる。その点、上記構成によれば、ポンプ機構３８が吐出駆動に伴う液体の吐出量または吸引駆動に伴う液体の吸引量が多いほど、液体が流れる分流路３２の数を多くするので、液体供給源１４から吸引された多量の液体を複数の分流路３２に分流させることができる。これにより、各分流路３２に設けられたフィルター３３を通過する液体の流速が遅くなるので、液体に流動性のある異物が含まれている場合にも、その異物をフィルター３３で効率よく捕捉することができる。したがって、液体噴射時に液体噴射部１３に供給される液体に含まれる異物の量を少なくすることができる。

・分流路３２Ｆ，３２Ｓに、それぞれ面積の異なるフィルター３３Ｆ，３３Ｓを設けて、液体の噴射量に応じて、液体を流す分流路３２Ｆ，３２Ｓを切り替えるようにしてもよい。例えば、フィルター３３Ｆの方がフィルター３３Ｓよりも面積が大きい場合、媒体Ｓに対する液体噴射時に、液体の噴射量が多いときには分流路３２Ｆに液体を流し、液体の噴射量が少ないときには分流路３２Ｓに液体を流すようにする。このようにすれば、液体の供給量が増加したときにも、フィルター３３による異物の捕捉効率の低下が抑制される。

・液体供給流路３１に循環流路４４を設けなくてもよい。なお、液体が沈降性を有する含有物を含まない場合であっても、循環流路４４に気泡等の異物を回収する回収部を設けた場合には、液体を循環流路４４に循環させることによって異物を回収することができる。

・返送部Ｐ２と共通液室１７の間の液体供給流路３１において、液体貯留室２０に替えて、共通液室１７に供給される液体の圧力を調整する圧力調整弁を設けてもよい。または、液体貯留室２０と共通液室１７の間の液体供給流路３１に、共通液室１７に供給される液体の圧力を調整する圧力調整弁を設けてもよい。

この場合の圧力調整弁としては、返送部Ｐ２側（液体貯留室２０側）と連通する液体流入室と、共通液室１７側と連通するとともに圧力変動に伴うダイヤフラム部の変位により内容積が変化する液体収容室と、液体流入室と液体収容室とを連通させる連通流路と、閉弁状態において連通流路を遮断する弁体と、を備えるものを採用することができる。この圧力調整弁は、液体収容室内の圧力がダイヤフラム部の外側の圧力よりも低くなってその差圧が所定値以上になったときに、連通流路を遮断していた弁体が開弁状態となって連通流路における液体の流通を許容する。また、弁体が開弁状態となって液体流入室から液体収容室に液体が流入することによって液体収容室の圧力が上昇し、ダイヤフラム部の外側との差圧が前述の所定値より小さくなると、弁体が閉弁状態となって連通流路を遮断する。これにより、圧力調整弁は、共通液室１７に供給される液体の圧力を液体流入室内より低い所定の範囲に調整することができる。

・アクチュエーター１９としては、圧電素子（ピエゾ素子）を備えるものを採用する他、静電駆動素子を備えるものや、液体を加熱して膜沸騰により発生した気泡の圧力（膨張圧）を利用してノズル１２から液滴を吐出させるヒーター素子などを備えるものを採用してもよい。

・液体噴射部が噴射する液体はインクに限らず、例えば機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体などであってもよい。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薄い板材などでもよいし、捺染装置などに用いられる布帛、Ｔシャツ等の衣類、あるいは、文具または食器等の立体物であってもよい。

・液体消費部は、液体を噴射することで消費するものに限らず、対象物の洗浄に伴って洗浄液を消費するものや、冷却または保湿のために液体を噴霧したり、潤滑または保湿のための液体を滴下したり、液体の濃度や性質等を調整するための液体を供給したりすることで、液体を消費するものであってもよい。

さらに、上記実施形態及び各変更例から把握される技術的思想を以下に記載する。
（イ）前記フィルターが交換可能であ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。

この構成によれば、フィルターが捕捉した異物等によって目詰まりした場合にも、そのフィルターを交換することによって、異物の捕捉性能を回復させることができる。なお、液体供給源の交換により液体を補給する場合には、液体供給源となる液体収容体を収容するカートリッジ等にフィルターを内蔵させて、カートリッジの交換と同時にフィルターの交換が行われるようにしてもよい。

また、分流路のうちの一つには常に液体を流動させ、それ以外の分流路の開閉により液体が流れる分流路の数を変更する場合には、常に液体が流れる分流路に設けられたフィルターなど、複数のフィルターのうちの一部のみを交換可能な構成にすることもできる。

その他、分流路のうちの一部に液体を流して液体を供給しているときに、液体を流していない他の分流路に配置されたフィルターの交換を行うようにしてもよい。この場合には、液体の供給を停止することなく、フィルターの交換を行うことができる。

１１…液体噴射装置、１２…ノズル、１３…液体噴射部、１４…液体供給源、１５…液体供給装置、１６…メンテナンス装置、１７…共通液室、１８…キャビティ、１９…アクチュエーター、２０…液体貯留室、２１…キャップ、２２…吸引チューブ、２３…吸引ポンプ、２４…開閉弁、２５…廃液収容部、３１…液体供給流路、３１ａ…内壁部、３２，３２Ｆ，３２Ｓ…分流路、３３，３３Ｆ，３３Ｓ…フィルター、３４，３４Ｆ，３４Ｓ…流路開閉機構の一例である開閉弁、３５…ポンプ室、３６…一方向弁、３７…一方向弁、３８…ポンプ機構、４１…接続針、４２…接続部、４３…一方向弁、４４…循環流路、４５…循環ポンプ、４６…廃液貯留部、４７…放出流路、４８…大気開放弁、４９…閉鎖弁、５０…キャリッジ、５１…傾斜壁部、５２…流出口、５３…流入口、Ｓ…媒体、Ｐ１…還流部、Ｐ２…返送部、Ｐ３…接続部、Ｐｄ…合流部、Ｐｕ…分岐部。

Claims (4)

1. 媒体に対して液体を噴射する液体噴射部と、
   液体供給源と前記液体噴射部とを接続する液体供給流路と、
   前記液体供給流路の途中で液体を分流させるための複数の分流路と、
   複数の前記分流路にそれぞれ配置される複数のフィルターと、
   前記分流路の開閉を行う流路開閉機構と、
   前記フィルターと前記液体噴射部の間に配置されたポンプ室を有して、前記ポンプ室の容積を増大させることによって吸引駆動を行うとともに前記ポンプ室の容積を減少させることによって吐出駆動を行うポンプ機構と、
   を備え、
   前記媒体に対する液体の噴射時に、前記流路開閉機構は、前記ポンプ機構の吸引駆動に伴う液体の吸引量が多いほど、液体が流れる前記分流路の数を多くする
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記流路開閉機構は、前記媒体に対する液体の噴射量が多いほど、液体が流れる前記分流路の数を多くする
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記液体噴射部が前記液体を噴射するノズルから該液体を排出させてメンテナンス動作を行うメンテナンス装置を備え、
   前記メンテナンス動作の実行時には、前記流路開閉機構は前記複数の分流路のうちいずれかの前記分流路を閉じる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 液体を消費する液体消費部と液体供給源とを接続する液体供給流路と、
   前記液体供給流路の途中で液体を分流させるための複数の分流路と、
   複数の前記分流路にそれぞれ配置される複数のフィルターと、
   前記分流路の開閉を行う流路開閉機構と、
   前記フィルターと前記液体消費部の間に配置されたポンプ室を有して、前記ポンプ室の容積を増大させることによって吸引駆動を行うとともに前記ポンプ室の容積を減少させることによって吐出駆動を行うポンプ機構と、
   を備え、
   前記液体消費部による液体の消費時に、前記流路開閉機構は、前記ポンプ機構の吸引駆動に伴う液体の吸引量が多いほど、液体が流れる前記分流路の数を多くする
   ことを特徴とする液体供給装置。