JP2010201829A - 液体供給装置及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルター室よりも上流側からフィルター室を加圧することにより気泡をフィルター室内から排出できる液体供給装置及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】インクカートリッジ側から記録ヘッド２４側にインクを供給するインク供給通路の途中にフィルター室４０を備えたインク供給装置２０において、インク供給通路には、フィルター室４０よりも上流側に圧力室３７が設けられ、圧力室３７は、圧力室３７内の圧力を受けて変位可能な第１可撓性薄膜３６によって区画され、フィルター室４０は、第１可撓性薄膜３６の変位に応じて力が伝達されるとともに変位可能に構成された第２可撓性薄膜３９によって区画され、圧力室３７よりも上流側から圧力室３７及びフィルター室４０が加圧された状態において、第２可撓性薄膜３９は、第１可撓性薄膜３６から伝達された力によってフィルター室４０の容積を減少させる側へ変位する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体供給装置及び液体噴射装置に関する。

一般に、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）のノズルからターゲットにインク（液体）を噴射する液体噴射装置として、インクジェット式プリンター（以下、単に「プリンター」という。）が広く知られている。このようなプリンターでは、記録ヘッドから噴射されるインク中に気泡が存在すると、ドット抜けなどの印刷不良を招くことがある。そのため、従来、プリンターには、記録ヘッドの圧力室よりも上流側のインク供給通路にフィルターが設けられ、そのフィルターによってインク中の異物及び気泡をトラップしていた。そして、プリンターでは、記録ヘッドのノズル形成面にノズルを囲うようにキャップ部材を当接させた状態で、キャップ部材に接続した吸引ポンプを駆動することでインク供給通路内のインクを強制的に吸引し、インク流に気泡を乗せてフィルターを通過させて排出するというメンテナンスを行っていた。

ここで、例えば、記録ヘッド側から吸引ポンプで強制的にインクを吸引して気泡を排出するプリンターとしては、インク供給通路の途中にフィルターが設けられたフィルター室を備え、フィルター室の側壁の内面に、弾性体としての可動膜が添設されたプリンターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のプリンターでは、インクの高速吸引時にフィルター室には負圧が作用するため、可動膜が内側へ変形してインク供給通路は縮小することになる。そのため、インクの流速がインク噴射時よりも高速化することで、インク流に気泡を乗せてフィルターを通過させていた。

特開２０００−２９６６２２号公報

ところで、記録ヘッド側から吸引を行って気泡を排出する場合、記録ヘッド内に負圧を作用させるために、吸引ポンプと記録ヘッドとの間には高いシール性が求められる。そのため、記録ヘッド側から吸引を行って気泡を排出する方法よりも、フィルター室よりも上流側からフィルター室を加圧して、インクが強制的に下流側へ流れるようにして気泡にフィルターを通過させて排出する方が、クリーニング方法としては実施が容易である。

しかしながら、この方法では、フィルター室が加圧されることにより、フィルター室内の気泡が小さくなってしまい、その結果、気泡がインクの流れに乗れずにフィルター室内で滞留し、フィルター室内から排出されなくなることがあった。とくに、フィルター室をより高圧に加圧して多くの気泡を排出しようとするほど、フィルター室内の気泡は小さくなるため、気泡はフィルター室内から更に排出され難くなるという不都合が生じていた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルター室よりも上流側からフィルター室を加圧することにより気泡をフィルター室内から排出できる液体供給装置及び液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて前記液体を供給する液体供給路と、前記液体供給路の途中に設けられるとともに、前記液体中に含まれる気泡を捕捉するフィルターを有するフィルター室と、を備えた液体供給装置において、前記液体供給路には、前記フィルター室よりも上流側に圧力室が設けられ、前記圧力室は、前記圧力室内の圧力を受けて変位可能な第１可動壁によって区画され、前記フィルター室は、前記第１可動壁の変位に応じて前記第１可動壁から力が伝達されるとともに変位可能に構成された第２可動壁によって区画され、前記圧力室よりも上流側から前記圧力室及び前記フィルター室が加圧された状態において、前記第２可動壁は、前記第１可動壁から伝達された力によって前記フィルター室の容積を減少させる側へ変位する。

この発明によれば、圧力室よりも上流側から圧力室及びフィルター室を加圧すると、第１可動壁は圧力室からの圧力を受けて変位するとともに、第２可動壁に力を伝達する。そして、第２可動壁はフィルター室の容積を減少させる側に変位して、フィルター室の容積は減少する。したがって、圧力室よりも上流側から圧力室及びフィルター室を加圧した状態では、フィルター室内において気泡が滞留するスペースは減少し、その状態で、液体はフィルター室を経由して下流側に流れるため、気泡は加圧されて小さくなっても液体と共にフィルターを通過するようになる。その結果、圧力室よりも上流側から圧力室及びフィルター室を加圧する場合であっても、気泡をフィルター室から排出できるようになる。

本発明の液体供給装置においては、前記フィルター室よりも下流側から前記圧力室及び前記フィルター室が減圧された状態において、前記第２可動壁は、前記第１可動壁から伝達された力によって前記フィルター室の容積を増加させる側へ変位することが好ましい。

この発明によれば、フィルター室よりも下流側において液体が消費されると、圧力室及びフィルター室は減圧された状態になり、それによって、第１可動壁は変位するとともに第２可動壁に力を伝達する。そして、第２可動壁は、フィルター室の容積を増加させる側に変位して、フィルター室の容積は増加する。したがって、下流側において液体が消費される場合、気泡が滞留するフィルター室のスペースは増加するため、液体消費時にフィルターを封止する気泡を低減することができる。

本発明の液体供給装置においては、前記第１可動壁が変位したときに前記第２可動壁に力を伝達するための伝達部材が設けられたことが好ましい。
この発明によれば、フィルター室及び圧力室の位置関係に拘わらず、第１可動壁が変位したときには伝達部材を介して力を第２可動壁に伝達することができる。

本発明の液体供給装置においては、前記伝達部材は、回動可能に保持されたシーソー部材であり、前記シーソー部材は、前記第１可動壁に連結された第１端部と、前記第２可動壁に連結された第２端部とを有し、前記シーソー部材の回動中心から前記第１端部までの距離は、前記シーソー部材の回動中心から前記第２端部までの距離よりも長いことが好ましい。

この発明によれば、第１可動壁が変位すると、シーソー部材の第１端部が第１可動壁から力を受けて、シーソー部材は回動し、シーソー部材の第２端部は第２可動壁に力を伝える。したがって、てこの原理を用いて、第２可動壁に対して第１可動壁から受けた力を伝達することができるため、第１可動壁が変位して第１可動壁が第２可動壁に直接力を伝える場合に比べて、第１可動壁から受けた力を増幅して第２可動壁に伝えることができる。

本発明の液体供給装置においては、前記フィルター室には、前記フィルターよりも上流側に弁部材が設けられ、前記弁部材は、前記フィルター室の容積を減少させる側への前記第２可動壁の変位に伴って移動するように構成され、前記第２可動壁が前記フィルター室の容積を減少させる側に変位していない状態では前記フィルターを封止せず、前記第２可動壁が前記フィルター室の容積を減少させる側に変位した状態では前記フィルターの一部を封止することが好ましい。

この発明では、圧力室及びフィルター室が加圧されて第２可動壁がフィルター室の容積を減少させる側に変位すると、弁部材はフィルターの一部を封止するようになる。すると、フィルターにおける圧力損失が増加して、フィルターよりも上流側の圧力を高くすることができるため、フィルター室及び圧力室の加圧時には、より多くの気泡をフィルター室から排出できるようになる。

本発明の液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドへ前記液体を供給する上記発明の液体供給装置と、を備えた。
この発明では、上記発明の液体供給装置と同様の作用効果を得ることができる。

第１実施形態におけるインクジェット式プリンターの模式平面図。 インク供給装置の模式断面図。 （ａ）はクリーニング時のインク供給装置の模式断面図、（ｂ）はプリンターによる印刷時のインク供給装置の模式断面図。 （ａ）は第２実施形態におけるインク供給装置の模式断面図、（ｂ）は第２実施形態のインク供給装置のクリーニング時の模式断面図。 （ａ）は別の実施形態のインク供給装置の部分模式断面図、（ｂ）は別の実施形態のインク供給装置のクリーニング時の部分模式断面図。 更に別の実施形態のインク供給装置の部分模式断面図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図３を用いて説明する。
図１に示すように、インクジェット式プリンター１１は、上側が開口する略直方体形状のフレーム１２を備え、そのフレーム１２内の下部にはプラテン１３が主走査方向となるフレーム１２の長手方向（図１において左右方向）に沿って架設されている。プラテン１３は、記録媒体の一種である用紙を支持する支持台であって、このプラテン１３上には、図示しない紙送り機構により用紙が主走査方向と直交する副走査方向に沿って給送されるようになっている。

さらに、フレーム１２内においてプラテン１３の後部上方には、主走査方向に沿って棒状のガイド部材１４が架設されており、このガイド部材１４には、キャリッジ１５がガイド部材１４の軸線方向に移動可能に支持されている。そして、このキャリッジ１５は、タイミングベルト１６を介してキャリッジモーター１７に接続されており、キャリッジモーター１７の駆動によってガイド部材１４に沿って往復移動されるようになっている。

また、フレーム１２内の右端部にはカートリッジホルダ１８が設けられている。そして、このカートリッジホルダ１８には、液体供給源としての４つのインクカートリッジ１９Ｋ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｙ（なお、以下においては各インクカートリッジを代表して、単に「インクカートリッジ１９」として示す場合もある）が着脱可能に装着されている。これらのインクカートリッジ１９Ｋ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｙは、それぞれ、内部が気密状態となっている外郭ケース内に可撓性袋からなるインクパック（図示略）を収容してなり、各インクパックには、ブラックインクＫ及び各カラーインクＣ，Ｍ，Ｙのうち何れかのインクがそれぞれ収容されている。

各インクカートリッジ１９は、カートリッジホルダ１８に装着された場合に対応する供給チューブ２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙ（なお、以下においては各供給チューブを代表して、単に「供給チューブ２１」として示す場合もある）の上流端に接続され、各インクパック内からのインクを供給チューブ２１に供給可能になっている。また、各供給チューブ２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙの下流端は対応する脱泡ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙに接続されるとともに、各脱泡ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの下流端はキャリッジ１５の下面側に設けられた液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド２４に接続されている。そして、記録ヘッド２４の下面にて構成されるノズル形成面２４ａ（図２参照）には液体としてのインクの噴射口となる複数のノズル２５（図２参照）が複数のノズル列を形成するように開口形成されている。

脱泡ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙは、キャリッジ１５上に搭載され、バルブユニットから供給されるインク中に含まれる気泡を脱泡するとともに該脱泡したインクを記録ヘッド２４へ供給するために設けられている。本実施形態においては、このプリンター１１で使用が予定されている各種インク（ブラックインクＫ、シアンインクＣ、マゼンタインクＭ、イエローインクＹ）の色数に対応して４個の脱泡ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙが搭載されている。

また、キャリッジ１５の移動経路上における非印字領域（ホームポジョンＨＰ）には、記録ヘッド２４のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット２６が配置され、このメンテナンスユニット２６には、記録ヘッド２４のノズル形成面に対してノズル２５（図２参照）を囲うように当接し得る有底箱形状に形成されたキャップ部材２６ａが上下移動自在に配置されている。そして、メンテナンス時には、キャリッジ１５がホームポジョンＨＰに移動するとともにキャップ部材２６ａが記録ヘッド２４側に移動（上昇）して記録ヘッド２４のノズル形成面２４ａに当接した状態において、吸引ポンプ（図示略）が駆動されることにより、キャップ部材２６ａ内が負圧となって記録ヘッド２４内から増粘等したインクがノズル２５を介して吸引排出されるようになっている。

カートリッジホルダ１８の上側には、図示しない制御部によって加圧を行うか否かを制御される加圧ポンプ２３が備えられている。この加圧ポンプ２３は、チューブ２７Ｋ，２７Ｃ，２７Ｍ，２７Ｙを介してインクカートリッジ１９Ｋ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｙと接続されており、加圧動作時にチューブ２７Ｋ，２７Ｃ，２７Ｍ，２７Ｙを介して各インクカートリッジ１９Ｋ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｙの外郭ケース内に空気を圧送可能に構成されている。したがって、加圧ポンプ２３が加圧動作した場合には、加圧空気がチューブ２７Ｋ，２７Ｃ，２７Ｍ，２７Ｙを介して外郭ケース内に導入され、インクパックが押し潰されることにより、供給チューブ２１を介してインクパック内に収容されたインクが記録ヘッド２４側に供給されるようになっている。

次に、加圧ポンプ２３の駆動に伴ってインクカートリッジ１９内からインクを記録ヘッド２４側に供給する液体供給装置としてのインク供給装置２０について、図２にしたがって説明する。

なお、図２では、インクカートリッジ１９側から供給チューブ２１及び脱泡ユニット２２を介して記録ヘッド２４側にインクを供給する液体供給装置としてのインク供給装置２０を模式的に図示している。また、図２では、説明の便宜上、脱泡ユニット２２は、一つのみ示しており、残りの脱泡ユニット２２については同一構成であるため重複した説明を省略する。そして、各供給チューブ２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙを代表して、単に「チューブ２１」として図示する。

図２に示すように、脱泡ユニット２２は、扁平形状に形成された合成樹脂製のユニットケース２８を備えている。ユニットケース２８の上流側端部２８ａには、供給チューブ２１が接続される接続部２９が設けられている。そして、ユニットケース２８の下流側端部２８ｂには、記録ヘッド２４に接続されるインク導出部３０が設けられている。

記録ヘッド２４のケース３１内には、上流側がインク導出部３０の孔３０ａに連通すると共に下流側がインクを吐出するためのノズル２５と連通した状態で内部にインクを一時的に貯留可能なインク室３３が設けられている。そして、インク室３３内のインクは、記録ヘッド２４に設けられた圧電素子（図示略）によって噴射圧が付与されるようになっている。なお、圧電素子が非通電であるとき、ノズル２５にはメニスカスが形成されて、インク室３３内のインクは保持されるようになっている。

また、ユニットケース２８の一側面（図２では左側の面）２８ｃには第１凹部３４が形成されるとともに、第１凹部３４よりも下部には第１凹部３４よりも開口面積の小さい第２凹部３５が形成されている。第１凹部３４には、第１凹部３４の開口を塞ぐように第１可撓性薄膜３６が設けられている。なお、第１可撓性薄膜３６は、第１凹部３４に対して接着や熱溶着によって取り付けられている。そして、第１凹部３４と第１可撓性薄膜３６とによって、インクを貯留可能な圧力室３７が区画されている。圧力室３７は、一端が第１凹部３４の底部に達する第１インク流路４４を介して接続部２９の孔２９ａと連通している。なお、第１可撓性薄膜３６には、その第１凹部３４の底部とは反対側の面に、第１可撓性薄膜３６に比較して硬い材料により形成された円板状の第１受圧板３８が接着剤等により取り付けられている。

また、第２凹部３５には、第２凹部３５の開口を塞ぐように第２可撓性薄膜３９が設けられている。第２可撓性薄膜３９は第２凹部３５に対して接着や熱溶着によって取り付けられている。そして、第２凹部３５と第２可撓性薄膜３９とによってインクを貯留可能なフィルター室４０が区画されている。フィルター室４０は、一端が第２凹部３５の底部に達する第２インク流路４５を介してインク導出部３０の孔３０ａと連通している。フィルター室４０には、フィルター室４０を上流側と下流側とに仕切るフィルター４６が設けられている。フィルター４６は、その全体に亘って微細な開口が形成されるとともに、インク中の異物や気泡を捕捉する機能を有する。なお、第２可撓性薄膜３９には、その第２凹部３５の底部とは反対側の面に、第２可撓性薄膜３９に比較して硬い材料により形成された円板状の第２受圧板４１が接着剤等により取り付けられている。

圧力室３７とフィルター室４０とは、ユニットケース２８の一部である隔壁部４２によって仕切られている。この隔壁部４２には、隔壁部４２を貫通して、圧力室３７とフィルター室４０とを連通する連通通路４３が設けられている。そして、供給チューブ２１から脱泡ユニット２２に導入されたインクは、接続部２９の孔２９ａ、第１インク流路４４、圧力室３７、連通通路４３、フィルター室４０、第２インク流路４５、及びインク導出部３０の孔３０ａを流れて記録ヘッド２４側のインク室３３に導出されるように構成されている。したがって、圧力室３７及びフィルター室４０は、インクカートリッジ１９から記録ヘッド２４のインク室３３にインクを供給するためのインク供給通路（液体供給路）の一部として構成されるとともに、加圧ポンプ２３が作動してインクカートリッジ１９内が加圧されるのに伴って加圧状態となるように構成されている。

また、圧力室３７及びフィルター室４０は、ノズル２５からインクが噴射されて記録ヘッド２４側のインク室３３のインクが減少するのに伴って、減圧状態（負圧状態）となるように構成されている。そして、第１可撓性薄膜３６は、圧力室３７の圧力を受けるため、圧力室３７内の圧力状態に応じて変位するように構成されている。第２可撓性薄膜３９は、フィルター室４０の圧力を受けるため、フィルター室４０内の圧力状態に応じて変位するように構成されている。そして、第２可撓性薄膜３９の受圧面積は、第１可撓性薄膜３６の受圧面積よりも小さくなっている。

なお、第１可撓性薄膜３６及び第２可撓性薄膜３９としては、インク性状に化学的な影響を及ぼさないこと、さらに水分透過度や、酸素や窒素透過度の低い素材であることが重要である。そこで、第１及び第２可撓性薄膜３６,３９は、高密度ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレンフィルムに、塩化ビニリデン（サラン）をコーティングしたナイロンフィルムを接着ラミネートした構成であることが好ましい。または、第１及び第２可撓性薄膜３６,３９は、アルミナ蒸着またはシリカ蒸着されたＰＥＴ素材から構成してもよい。また、第１及び第２受圧板３８,４１は、第１及び第２可撓性薄膜３６,３９よりも小さい径に設定されるとともに、ポリエチレンやポリプロプレンといった軽量のプラスチック材料で形成することが望ましい。

一方、ユニットケース２８には、その隔壁部４２の端面（図２では左端面）に、突起状の一対の係止部材４７（図面では一つのみ図示）が設けられている。一対の係止部材４７の間には、伝達部材としての棒状のシーソー部材４８を揺動可能に支持する支持ピン４９が設けられている。

シーソー部材４８は、支持ピン４９によりその長さ方向の中間部において支持されている。シーソー部材４８は、その第１端部４８ａの側面が第１受圧板３８に連結（当接）されるとともに、第２端部４８ｂの側面が第２受圧板４１に連結（当接）されている。シーソー部材４８において、支持ピン４９からシーソー部材４８の第１端部４８ａまでの距離Ｔ１は、支持ピン４９からシーソー部材４８の第２端部４８ｂまでの距離Ｔ２より長くなるように設定されている。シーソー部材４８の第１端部４８ａは、第１可撓性薄膜３６が圧力室３７の容積を増加させる側に撓むことにより、圧力室３７から離間するように押される。また、シーソー部材４８の第１端部４８ａは、第１可撓性薄膜３６が圧力室３７の容積を減少させる側に撓むことにより、圧力室３７に近づくように引き込まれる。

一方、シーソー部材４８の第２端部４８ｂは、第２可撓性薄膜３９がフィルター室４０の容積を増加させる側に撓むことにより、フィルター室４０から離間するように押される。また、シーソー部材４８の第２端部４８ｂは、第２可撓性薄膜３９がフィルター室４０の容積を減少させる側に撓むことにより、フィルター室４０に近づくように引き込まれる。

シーソー部材４８は、インクカートリッジ１９側からのインクの加圧供給により圧力室３７及びフィルター室４０が大気圧に対して加圧状態である間、第１端部４８ａが圧力室３７から離れるとともに第２端部４８ｂがフィルター室４０に近づく揺動動作を行う。また、シーソー部材４８は、ノズル２５からの液滴噴射により圧力室３７及びフィルター室４０が大気圧に対して減圧状態である間、第１端部４８ａが圧力室３７に近づくとともに第２端部４８ｂがフィルター室４０から離れる揺動動作を行う。なお、圧力室３７及びフィルター室４０の圧力状態が同じであるにも拘らず、シーソー部材４８が揺動するのは、第１可撓性薄膜３６の受圧面積が第２可撓性薄膜３９の受圧面積よりも大きいことにより、シーソー部材４８の第１端部４８ａには、シーソー部材４８の第２端部４８ｂよりも大きな力が作用するためである。すなわち、シーソー部材４８の第２端部４８ｂが第２可撓性薄膜３９から受ける力は、第１端部４８ａが第１可撓性薄膜３６から受ける力よりも小さいのである。

次に、以上のように構成されたインクジェット式プリンター１１の作用について説明する。
プリンター１１のスイッチがオンされた状態で、所定期間、印刷が行われず休止状態にあると、プリンター１１は、気泡排出を伴ったメンテナンスを実行するためにキャップ部材２６ａを上昇させて記録ヘッド２４のノズル形成面２４ａにノズル２５を囲うように当接させた状態で、加圧ポンプ２３の駆動に基づきインクカートリッジ１９に対する加圧を行う。すると、インクカートリッジ１９内が加圧されるのに伴って、圧力室３７及びフィルター室４０は加圧状態となり、第１可撓性薄膜３６及び第２可撓性薄膜３９は、圧力室３７及びフィルター室４０からそれぞれ第１凹部３４の底部から離間する方向の圧力、及び第２凹部３５の底部から離間する方向の圧力を受ける。

すると、図３（ａ）に示すように、第１可撓性薄膜３６が圧力室３７の容積を増加させる側に撓むので、シーソー部材４８は、その第２端部４８ｂがフィルター室４０側に近づくように揺動し、その第２端部４８ｂから第２可撓性薄膜３９に対して第２凹部３５の底部に近づける方向の力を伝達する。したがって、第１可撓性薄膜３６は圧力室３７の容積を増加させる側に撓むとともに、第２可撓性薄膜３９はフィルター室４０の容積を減少させる側に撓み、フィルター室４０の容積は減少する。なお、このとき、第２可撓性薄膜３９は、その一部がフィルター４６と接するまで撓む。

その結果、フィルター室４０内においては気泡が滞留するスペースが減少するため、フィルター室４０内の気泡は、フィルター室４０内に滞留し難くなる。そのため、気泡は加圧されて小さくなってもインクと共にフィルター４６を通過して記録ヘッド２４側（下流側）に流れ、ノズル２５からインクと共に排出されるようになる。したがって、圧力室３７よりも上流側から圧力室３７及びフィルター室４０を加圧して、インクの流れに乗せてフィルター室４０から多くの気泡を排出できるようになる。

また、ユーザー等によってインクジェット式プリンター１１による画像の印刷が所望され、スイッチ（図示しない）等が操作されると、図示しない圧電素子が駆動される。すると、インク室３３のインクには、噴射圧が付与されて、ノズル２５から液滴が噴射され、記録用紙に印刷が行われる。そして、液滴が噴射されると、インク室３３内のインクが減少して、インク室３３内の圧力が減圧する。

すると、第１可撓性薄膜３６及び第２可撓性薄膜３９には、それぞれ第１凹部３４の底部に近づく方向の力、及び第２凹部３５の底部に近づく方向の力が作用し、第１可撓性薄膜３６は、圧力室３７の容積を減少させる側に撓む。そして、シーソー部材４８は、その第２端部４８ｂが圧力室３７から離間するように揺動し、その第２端部４８ｂから第２凹部３５の底部に対して離間する方向の力を伝達する。そのため、図３（ｂ）に示すように、第２可撓性薄膜３９は、フィルター室４０の容積を増加させる側に撓み、フィルター室４０の容積は増加する。すると、フィルター室４０内において気泡が滞留するスペースは増加するため、フィルター室４０内においてフィルター４６を封止する気泡を低減できる。その結果、印刷時に、インクはフィルター４６を円滑に通過でき、ノズル２５から良好に噴射される。

上記説明した実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）加圧ポンプ２３により圧力室３７及びフィルター室４０が加圧されると、第１可撓性薄膜３６が圧力室３７の容積を増加させる側に撓むことにより、第２可撓性薄膜３９は第１可撓性薄膜３６から力が伝達されてフィルター室４０の容積を減少させる側へ撓む。したがって、気泡排出を伴ったメンテナンス時に、圧力室３７及びフィルター室４０を加圧して、フィルター室４０から気泡を排出させようとするとき、フィルター室４０の容積を減少させることができる。そのため、フィルター室４０内において気泡が滞留するスペースを減少させることができ、気泡が加圧されて小さくなってもインクと共にフィルター４６を通過させて、気泡をフィルター室４０から排出することができる。

（２）インクが記録ヘッド２４から噴射されてフィルター室４０よりも下流側から圧力室３７及びフィルター室４０が減圧された状態では、第１可撓性薄膜３６が変位することで、この第１可撓性薄膜３６から力が伝達される第２可撓性薄膜３９はフィルター室４０の容積を増加させる側に撓む。したがって、インクが記録ヘッド２４から噴射される場合、気泡が滞留するフィルター室４０のスペースは増加するため、インク噴射時にフィルター４６を封止する気泡を低減することができる。

（３）圧力室３７とフィルター室４０とを仕切る隔壁部４２には、シーソー部材４８が設けられている。シーソー部材４８は、圧力室３７及びフィルター室４０が加圧されたときに、第１可撓性薄膜３６によって押され、その力を第２可撓性薄膜３９に伝達するように構成されている。したがって、フィルター室４０及び圧力室３７の位置関係に拘わらず、シーソー部材４８によって第１可撓性薄膜３６が変位したことによる力を第２可撓性薄膜３９に伝達することができる。

（４）シーソー部材４８はその中間部が支持ピン４９によって支持されている。シーソー部材４８は、その第１端部４８ａが第１可撓性薄膜３６に連結されるとともに、第２端部４８ｂが第２可撓性薄膜３９に連結されている。そして、シーソー部材４８の支持ピン４９から第１端部４８ａまでの距離Ｔ１は、シーソー部材４８の支持ピン４９から第２端部４８ｂまでの距離Ｔ２よりも長い。したがって、てこの原理を用いて、第２可撓性薄膜３９に対して第１可撓性薄膜３６から受けた力を伝達することができるため、第１可撓性薄膜３６が変位して第１可撓性薄膜３６から第２可撓性薄膜３９に対して直接力を伝える場合に比べて、第１可撓性薄膜３６から受けた力を増幅して第２可撓性薄膜３９に伝えることができる。

（５）インク噴射時において、第２可撓性薄膜３９はシーソー部材４８の第２端部４８ｂにより引き込まれることによって、フィルター室４０の容積は増加するように構成されている。したがって、気泡はフィルター室４０内を滞留し易くなり、インク噴射時にノズル２５から気泡が排出される可能性を低減することができる。

（６）第１可撓性薄膜３６の受圧面積は、第２可撓性薄膜３９の受圧面積よりも大きい。したがって、圧力室３７及びフィルター室４０内における圧力が同じであっても、第１可撓性薄膜３６が圧力室３７から受ける力は、第２可撓性薄膜３９がフィルター室４０から受ける力よりも大きい。そのため、圧力室３７及びフィルター室４０が加圧された状態では、第１可撓性薄膜３６は圧力室３７の容積を増加させる側に撓み、なおかつ、第２可撓性薄膜３９はフィルター室４０の容積を減少させる側に撓むようになる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図４にしたがって説明する。なお、第２実施形態は、第１可撓性薄膜３６と第２可撓性薄膜３９とが対向するように圧力室３７及びフィルター室４０が並べて配置された点、及び第１可撓性薄膜３６と第２可撓性薄膜３９との間に、棒状の伝達部材を設けた点が主に異なっており、第１実施形態と同様の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、脱泡ユニット２２は、上流側ユニットケース５１と下流側ユニットケース５２とを備えている。上流側ユニットケース５１及び下流側ユニットケース５２は別体に構成されるとともに、水平方向に間隔を空けて並べて配置されている。上流側ユニットケース５１は、その上流側端部５１ａに接続部２９が設けられると共に、下流側ユニットケース５２と対向する側の面（図４（ａ）では右側の面）に第１凹部３４が形成されている。第１凹部３４は、その開口が第１可撓性薄膜３６によって塞がれることにより、その内面と第１可撓性薄膜３６との間に圧力室３７を区画している。

また、下流側ユニットケース５２は、その下流側端部５２ａにインク導出部３０が設けられると共に、上流側ユニットケース５１と対向する側の面（図４（ａ）では左側の面）に第２凹部３５が形成されている。第２凹部３５は、その開口が第２可撓性薄膜３９によって塞がれることにより、その内面と第２可撓性薄膜３９との間にフィルター室４０を区画している。なお、フィルター室４０内には、フィルター４６が設けられている。

図４（ａ）に示すように、圧力室３７とフィルター室４０とは、連通管５３を介して連通している。連通管５３は、一端が圧力室３７の内面に開口するとともに、他端がフィルター室４０の内面に開口する。また、圧力室３７とフィルター室４０とは、第１可撓性薄膜３６と第２可撓性薄膜３９とが対向する状態に配置されており、第１可撓性薄膜３６及び第２可撓性薄膜３９の各対向面には、それぞれ第１受圧板３８及び第２受圧板４１が取り付けられている。そして、第１受圧板３８及び第２受圧板４１の間には、棒状の伝達部材５４が架設されている。

伝達部材５４は、その第１端部５４ａが第１受圧板３８に連結されるとともに、その第２端部５４ｂが第２受圧板４１に連結されている。すなわち、伝達部材５４は、第１受圧板３８及び第２受圧板４１によって両持ち支持されている。

次に、以上のように構成されたインクジェット式プリンター１１の作用について説明する。
気泡排出を伴ったメンテナンス時において、キャップ部材２６ａが記録ヘッド２４のノズル形成面２４ａにノズル２５を囲うように当接した状態で、加圧ポンプ２３の駆動に基づきインクカートリッジ１９内が加圧されると、圧力室３７及びフィルター室４０も加圧状態となる。すると、第１可撓性薄膜３６及び第２可撓性薄膜３９はそれぞれ圧力室３７の容積を増加させる方向の圧力及びフィルター室４０の容積を増加させる方向の圧力を受ける。ここで、第１可撓性薄膜３６が圧力室３７から受ける力は、第２可撓性薄膜３９がフィルター室４０から受ける力よりも大きいため、第１可撓性薄膜３６は、圧力室３７の容積を増加させる側に撓んで、伝達部材５４はフィルター室４０側に押される。

すると、図４（ｂ）に示すように、第２可撓性薄膜３９は、伝達部材５４によって第２凹部３５の底部側に押されて、フィルター室４０の容積を減少させる側に撓み、フィルター室４０の容積は減少する。したがって、気泡排出を伴ったメンテナンス時に、圧力室３７よりも上流側から圧力室３７及びフィルター室４０を加圧して、多くの気泡をフィルター室４０から排出できるようになる。

また、プリンター１１による印刷時には、圧力室３７内のインクが減少し、圧力室３７が減圧する。すると、第１可撓性薄膜３６には、第１凹部３４の底部に近づく方向の圧力（負圧）が作用し、第１可撓性薄膜３６は、圧力室３７の容積を減少させる側に撓む。それによって、伝達部材５４は圧力室３７側に引っ張られ、第２可撓性薄膜３９は、フィルター室４０の容積を増加させる側に撓み、フィルター室４０の容積は増加する。その結果、ノズル２５からのインク噴射時には、フィルター室４０内において気泡が滞留するスペースが増加するため、フィルター室４０内においてフィルター４６を封止する気泡を低減できる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第１実施形態において、圧力室３７及びフィルター室４０が加圧された状態において、第１可撓性薄膜３６から伝達された力により、第２可撓性薄膜３９を撓ませることができるのであれば、シーソー部材４８において、回動中心から第１端部５４ａまでの距離と回動中心から第２端部５４ｂまでの距離の比率を変更してもよい。そして、例えば、第１可撓性薄膜３６の受圧面積が第２可撓性薄膜３９の受圧面積より小さくとも、シーソー部材４８において、回動中心から第２端部５４ｂまでの距離Ｔ２に対する回動中心から第１端部５４ａまでの距離Ｔ１の比率をより大きくすることで、第２可撓性薄膜３９に対して、フィルター室４０から受ける圧力よりも大きな力を伝えることができる。また、例えば、シーソー部材４８において、回動中心から第１端部５４ａまでの距離Ｔ１と回動中心から第２端部５４ｂまでの距離Ｔ２とは等しくてもよいし、距離Ｔ１の方が距離Ｔ２より小さくなってもよい。すなわち、てこの原理を用いて第２可撓性薄膜３９に対して第１可撓性薄膜３６から受けた力を伝達する上では、上記実施形態のように、シーソー部材４８において回動中心から第１端部５４ａまでの距離Ｔ１の方が回動中心から第２端部５４ｂまでの距離Ｔ２よりも大きいことが望ましい。しかし、上記距離Ｔ１≦上記距離Ｔ２の場合であっても、第１可撓性薄膜３６の受圧面積を拡大すれば、圧力室３７及びフィルター室４０の加圧状態において、第１可撓性薄膜３６から伝達された力により、第２可撓性薄膜３９をフィルター室４０の容積を減少させる側に撓ませることができる。

・第２実施形態において、伝達部材５４を省略して、第１可撓性薄膜３６が変位したときの力を第２可撓性薄膜３９に直接伝達する構成にしてもよい。そして、第１受圧板３８及び第２受圧板４１を省略し、圧力室３７とフィルター室４０とを隣接させるとともに、第１可撓性薄膜３６及び第２可撓性薄膜３９がそれぞれ対向する面同士を接着剤等で連結する。このように構成すれば、第１可撓性薄膜３６が撓んだとき、第１可撓性薄膜３６は第２可撓性薄膜３９に力を直接伝達することができる。したがって、圧力室３７及びフィルター室４０が加圧された状態において、第２可撓性薄膜３９は、第１可撓性薄膜３６によって押されてフィルター室４０の容積を減少させる側に撓むようになる。

・圧力室３７及びフィルター室４０が加圧状態になったときに第２可撓性薄膜３９がフィルター室４０の容積を減少させる側に撓むのであれば、第２可撓性薄膜３９の撓み態様についてはとくに限定しない。すなわち、圧力室３７及びフィルター室４０の加圧時において、第２可撓性薄膜３９は、フィルター４６に接する位置まで撓むことが望ましい。しかし、第２可撓性薄膜３９は、必ずしもフィルター４６に接しなくても、フィルター室４０の容積を減少させる側に撓んでいれば、フィルター室４０内においては気泡が滞留するスペースが減少するため、フィルター室４０内の気泡は、フィルター室４０内に滞留し難くなる。

・フィルター室４０内に、フィルター４６の一部を封止可能な可動弁からなる弁部材を設けてもよい。例えば、図５（ａ）に示すように、フィルター室４０内において、フィルター４６よりも上流側に、板状の弁部材６０を設けてもよい。そして、弁部材６０の一端を、ヒンジ部６１によって第１凹部３４の内壁面に取り付けて、弁部材６０がヒンジ部６１を中心として回動するように構成してもよい。この場合、弁部材６０は、第２可撓性薄膜３９が第２凹部３５の底部側に撓んでいない状態では、フィルター４６を封止することなく、フィルター４６から離間している。そして、第２可撓性薄膜３９がフィルター室４０の容積を減少させる側に撓むと、弁部材６０は、図５（ｂ）に示すように、第２可撓性薄膜３９によって押されてフィルター４６側に回動し、フィルター４６の一部を封止するように構成されている。この構成によれば、気泡排出を伴ったメンテナンス時に、フィルター４６の一部が封止されて、フィルター４６よりも上流側の圧力が高くなり、より多くの気泡をフィルター室４０から排出することができる。また、可動弁をフィルター室４０の内壁面に取り付ける代わりに、図６に示すように、第２可撓性薄膜３９の第２凹部３５の底部側の面に突起部７０を介して円板状の弁部材７１を取り付けてもよい。そして、第２可撓性薄膜３９がフィルター室４０の容積を減少させる側に撓んだときには、その弁部材７１がフィルター４６の一部に当接し、その部分を封止するように構成してもよい。

・圧力室３７は、第１凹部３４の開口を第１可撓性薄膜３６で塞ぐことにより区画される構成に限らない。例えば、ユニットケース２８に孔を形成するとともに、孔の両側の開口をそれぞれ液密状態に塞ぐように２枚の可撓性薄膜を固着した構成としてもよい。さらには、第１可撓性薄膜３６を流入口と流出口とを有する袋状に形成して可撓性薄膜のみよりなる圧力室３７を形成してもよい。この場合、袋状の可撓性薄膜よりなる圧力室３７の流入口に供給用の管部が接続され、流出口に排出用の管部が接続された構成とすればよい。

・気泡排出を伴ったメンテナンスを行うタイミングについてはとくに限定しない。例えば、ユーザーによってインクジェット式プリンター１１の電源がオンされたときに、メンテナンスを行うようにしてもよい。また、ユーザーが所定のクリーニング開始スイッチを押したことを契機として、メンテナンスを行うようにしてもよい。また、ユーザーによってオフスイッチが押されたときに、メンテナンスを行い、その後、インクジェット式プリンター１１の電源をオフするようにしてもよい。

・気泡排出を伴ったメンテナンス時に、加圧ポンプ２３によるフィルター室４０及び圧力室３７の加圧だけでなく、減圧も行うようにしてもよい。例えば、フィルター室４０及び圧力室３７の加圧及び減圧を繰り返し交互に行うようにしてもよい。この場合、メンテナンス時に、記録ヘッド２４内及び脱泡ユニット２２内のクリーニングだけでなく、インク供給流路内におけるインクの撹拌を行うことができる。したがって、インクの濃度を均一にすることができ、インクが顔料インクの場合には、色味が変化することを抑制できる。

・インクカートリッジ１９をキャリッジ１５に搭載するようにしてもよい。そして、この場合、脱泡ユニット２２を設けることは難しいため、記録ヘッド２４の内部において、圧力室３７及びフィルター室４０を形成すればよい。

・上記実施形態では、大判の記録紙に印刷を行うプリンターに具体化するようにしたが、小型化、薄型化されたプリンターが使用されるようになっている。したがって、本実施形態では、大判の記録紙に印刷を行うプリンターに具体化するようにしたが、小型化、薄型化されたこれらのプリンターに具体化するようにしてもよい。

・上記実施形態では、インクジェット式のプリンターと、インクカートリッジが採用されているが、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と、その液体を収容した液体容器を採用してもよい。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、分散また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およ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などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、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、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置および液体容器に本発明を適用することができる。

１１…インクジェット式プリンター、１８…記録ヘッド、１９…バルブユニット、３６…第１可動壁としての第１可撓性薄膜、３７…圧力室、３９…第２可撓性薄膜、４０…フィルター室、４６…フィルター、４８…シーソー部材（伝達部材）、４８ａ，５４ａ…第１端部、４８ｂ，５４ｂ…第２端部、５４…伝達部材、６０，７１…弁部材、Ｔ１，Ｔ２…距離。

Claims (6)

1. 液体供給源側となる上流側から液体が消費される下流側に向けて前記液体を供給する液体供給路と、前記液体供給路の途中に設けられるとともに、前記液体中に含まれる気泡を捕捉するフィルターを有するフィルター室と、を備えた液体供給装置において、
   前記液体供給路には、前記フィルター室よりも上流側に圧力室が設けられ、
   前記圧力室は、前記圧力室内の圧力を受けて変位可能な第１可動壁によって区画され、
   前記フィルター室は、前記第１可動壁の変位に応じて前記第１可動壁から力が伝達されるとともに変位可能に構成された第２可動壁によって区画され、
   前記圧力室よりも上流側から前記圧力室及び前記フィルター室が加圧された状態において、前記第２可動壁は、前記第１可動壁から伝達された力によって前記フィルター室の容積を減少させる側へ変位することを特徴とする液体供給装置。
2. 前記フィルター室よりも下流側から前記圧力室及び前記フィルター室が減圧された状態において、前記第２可動壁は、前記第１可動壁から伝達された力によって前記フィルター室の容積を増加させる側へ変位する請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記第１可動壁が変位したときに前記第２可動壁に力を伝達するための伝達部材が設けられた請求項１又は請求項２に記載の液体供給装置。
4. 前記伝達部材は、回動可能に保持されたシーソー部材であり、
   前記シーソー部材は、前記第１可動壁に連結された第１端部と、前記第２可動壁に連結された第２端部とを有し、
   前記シーソー部材の回動中心から前記第１端部までの距離は、前記シーソー部材の回動中心から前記第２端部までの距離よりも長い請求項３に記載の液体供給装置。
5. 前記フィルター室には、前記フィルターよりも上流側に弁部材が設けられ、
   前記弁部材は、前記フィルター室の容積を減少させる側への前記第２可動壁の変位に伴って移動するように構成され、前記第２可動壁が前記フィルター室の容積を減少させる側に変位していない状態では前記フィルターを封止せず、前記第２可動壁が前記フィルター室の容積を減少させる側に変位した状態では前記フィルターの一部を封止する請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の液体供給装置。
6. 液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドへ前記液体を供給する請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の液体供給装置と、を備えた液体噴射装置。

Images