(57)【要約】【課題】液体収容容器内の液体の攪拌効率の向上。【解決手段】ポンプ４４０の下部空間４３に第１のバルブ４２０からインクが吸引され、第１のバルブ４２０が閉弁状態となった状態から、上部空間４４内の大気開放と負圧供給とを繰り返してダイヤフラム４２を複数回変位させる（矢印Ｒ１）。この結果、下部空間４３内のインクに圧力変動が生じる。下部空間４３内のインクの圧力変動に応じて、弁体２２の外周部２２ａが上下方向に撓み（矢印Ｒ２）、弁体２２周辺の下部空間２３、上部空間２４内のインクが振動され、下部空間２３内のインクの振動は、内部流路３４を介してインクカートリッジＩＣ１の差圧弁２１０に伝わり、差圧弁２１０が振動する（矢印Ｒ３）。外周部２１０ａの振動に応じてインク収容室２０６内のインクが振動し、濃度の高いインクと濃度の低いインクとが攪拌され、インクの濃度が均一化される。【選択図】図５
2010241035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給装置であって、
液体収容容器から液体を噴射するための噴射手段へ液体を供給する容積変化型の液体供給ポンプと、
前記液体収容容器と前記液体供給ポンプとの間に設けられ、可撓性を有する弁体を備え、前記液体収容容器から前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第１の方向弁と、
前記液体収容容器と前記第１の方向弁を連通する第１の液体供給路と、
前記液体供給ポンプから前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第２の方向弁と、
前記液体供給ポンプと前記第２の方向弁を連通する第２の液体供給路と、
前記液体供給ポンプを駆動する駆動手段と、
少なくとも前記第１の方向弁が閉じた状態で、前記液体供給ポンプの容積を複数回変化させるように、前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備える液体供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の液体供給装置であって、
前記液体供給ポンプは、可撓性を有する弁体を有し、前記弁体の変位に応じて容積が変化するように構成されており、
前記制御手段は、前記弁体を複数回変位させるように前記駆動手段を制御することにより、前記液体供給ポンプの容積を変化させる、
液体供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の液体供給装置であって、
前記液体供給路に設けられ、前記液体供給路を流通する液体の振動を検出することにより、前記液体収容容器内の液体の攪拌を検出する攪拌検出手段を備える、
液体供給装置。
【請求項４】
請求項３記載の液体供給装置であって、
前記液体供給路は、角部を有し、
前記攪拌検出手段は、前記角部近傍であって、前記液体が前記第１の方向弁から前記液体収容容器に向かって流れる際に、前記角部に向かって流れる流れ方向に対向する部位に設けられている、
液体供給装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の液体供給装置であって、
前記攪拌検出手段は、圧電素子を用いて構成されている、
液体供給装置。
【請求項６】
液体噴射装置であって、
液体を噴射する噴射手段と、
液体が収容されている液体収容容器から前記噴射手段に対して液体を供給する液体供給部と、を備え、
前記液体供給部は、
液体収容容器から前記噴射手段へ液体を供給する容積変化型の液体供給ポンプと、
前記液体収容容器と前記液体供給ポンプとの間に設けられ、可撓性を有する弁体を備え、前記液体収容容器から前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第１の方向弁と、
前記液体収容容器と前記第１の方向弁を連通する第１の液体供給路と、
前記液体供給ポンプから前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第２の方向弁と、
前記液体供給ポンプと前記第２の方向弁を連通する第２の液体供給路と、
前記液体供給ポンプを駆動する駆動手段と、
少なくとも、前記第１の方向弁が閉じた状態で、前記液体供給ポンプの容積を複数回変化させるように、前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備える液体噴射装置。
【請求項７】
液体収容容器から液体を噴射するための噴射手段へ液体を供給する容積変化型の液体供給ポンプと、前記液体収容容器と前記液体供給ポンプとの間に設けられ、可撓性を有する弁体を備え、前記液体収容容器から前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第１の方向弁と、前記液体収容容器と前記第１の方向弁を連通する第１の液体供給路と、前記液体供給ポンプから前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第２の方向弁と、前記液体供給ポンプと前記第２の方向弁を連通する第２の液体供給路と、前記液体供給ポンプを駆動する駆動手段と、を備える液体供給装置における液体攪拌方法であって、
少なくとも、前記第１の方向弁が閉じた状態で、前記液体供給ポンプの容積を複数回変化させることにより、前記液体供給ポンプ内の液体を脈動させ、前記液体の脈動により前記方向弁の弁体を振動させて、前記液体収容容器内の液体を攪拌する、
液体攪拌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を収容する液体収容容器内に収容されている液体を供給する液体供給装置に関し、特に、液体収容容器内の液体を攪拌する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンター式プリンターには、キャリッジとは別の部位に配置されたインクカートリッジからインクを吸引し、プリンターの記録ヘッドへ供給する、いわゆるオフキャリッジタイプのプリンターがある。このようなプリンターでは、インクを供給する供給システムとして、インク供給路上に設けられているインク供給ポンプを備えるとともに、インク供給ポンプにインクが導入される導入側と、インク供給ポンプからインクが吐出される吐出側とのインク供給路上に、インクを一方向にのみ流通させる一方向弁が設けられている（例えば、引用文献１）。
【０００３】
近年、高精度な印刷品質の要求が高まり、印刷用のインクとして、例えば顔料インクがインクカートリッジ内に収容され利用されている。顔料インクは、染料インクに比して色材の粒子径が大きいため、インクカートリッジの鉛直下方（底部）に顔料インクのインク成分が沈降し、この結果、インクカートリッジ内の下方のインクは濃度が高く、上方のインクは濃度が低くなってしまい、インクカートリッジ内のインクの濃度分布に偏りが生じる。このような問題を解決するために、従来のインクカートリッジには、例えば、インクよりも比重の高い移動体（攪拌用部材）を内部に設け、攪拌用部材の移動によってインクカートリッジ内のインクを攪拌するもの（例えば、引用文献１）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１７６号公報
【特許文献２】特開Ｈ５−１８５６０３号公報
【特許文献３】特開２００７−３１３８０６号公報
【特許文献４】特開２００８−４４１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、インクカートリッジ内のインクの攪拌を効率的に行うことができないという問題が生じる。例えば、引用文献１の技術では、インクを攪拌するための攪拌用部材がインクカートリッジ内に設けられるので、攪拌用部材を移動させる手段を設ける必要がある。また、攪拌用部材の容積分だけインクカートリッジの容積効率の低下を招く。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、液体収容容器内の液体の攪拌効率の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
液体収容容器から液体を噴射するための噴射手段へ液体を供給する容積変化型の液体供給ポンプと、前記液体収容容器と前記液体供給ポンプとの間に設けられ、可撓性を有する弁体を備え、前記液体収容容器から前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第１の方向弁と、前記液体収容容器と前記第１の方向弁を連通する第１の液体供給路と、前記液体供給ポンプから前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第２の方向弁と、前記液体供給ポンプと前記第２の方向弁を連通する第２の液体供給路と、前記液体供給ポンプを駆動する駆動手段と、少なくとも前記第１の方向弁が閉じた状態で、前記液体供給ポンプの容積を複数回変化させるように、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える液体供給装置。
【０００９】
適用例１の液体供給装置によれば、液体供給ポンプには最大容積分の液体が収容されているので、液体供給ポンプが駆動されても第１の方向弁は閉弁状態を維持している。また、液体供給装置内の弁は閉じており、液体供給ポンプが駆動されても液体は噴射手段へは流れない。この状態で液体供給ポンプの容積を複数回変化させることにより、容積変化に伴って液体供給ポンプ内の圧力が変動して液体が振動し、第１の方向弁の弁体が振動する。第１の方向弁の弁体が振動すると弁体周囲の液体も振動し、この振動が液体供給路を伝って液体収容容器内の液体に伝わり、液体収容容器内の液体を振動させる。よって、液体収容容器内に攪拌用の部材を設けることなく、液体を攪拌することができる。
【００１０】
［適用例２］
適用例１の液体供給装置であって、前記液体供給ポンプは、可撓性を有する弁体を有し、前記弁体の変位に応じて容積が変化するように構成されており、前記制御手段は、前記弁体を複数回変位させるように前記駆動手段を制御することにより、前記液体供給ポンプの容積を変化させる。適用例２の液体供給装置によれば、従来から利用されている構成を用いて液体収容容器内の液体を攪拌することができる。
【００１１】
［適用例３］
適用例１ないし適用例２いずれかの液体供給装置であって、前記液体供給路１に設けられ、前記液体供給路１を流通する液体の振動を検出することにより、前記液体収容容器内の液体の攪拌を検出する攪拌検出手段を備える。適用例３の液体供給装置によれば、液体供給路に、液体収容容器内の液体の攪拌を検出するための攪拌検出手段が設けられている。従って、液体収容容器内の液体が攪拌されているかを確認することができる。
【００１２】
［適用例４］
適用例３の液体供給装置であって、前記液体供給路は、少なくとも一つの角部を有し、前記攪拌検出手段は、前記角部近傍であって、前記液体が前記第１の方向弁から液体収容容器に向かって流れる際の流れ方向に対向する部位に設けられている。適用例４の液体供給装置によれば、攪拌検出手段は、角部近傍であって、液体供給路の角部に向かって液体が流れる際の流れ方向に対向する部位に設けられている。液体が液体供給路を流れる際、流れ方向に対向する部位に当たって方向変換されるので、攪拌検出手段を流れ方向に対向する部位に配置することにより、液体の振動をより精度よく検出することができる。
【００１３】
［適用例５］
適用例３または適用例４の液体供給装置であって、前記攪拌検出手段は、圧電素子を用いて構成されている。適用例５の液体供給装置によれば、振動により起電力を生じる圧電素子を用いているので、簡易に攪拌検出手段を構成できる。
【００１４】
［適用例６］
液体噴射装置であって、液体を噴射する噴射手段と、液体が収容されている液体収容容器から前記噴射手段に対して液体を供給する液体供給部と、を備え、前記液体供給部は、液体収容容器から噴射手段へ液体を供給する容積変化型の液体供給ポンプと、前記液体収容容器と前記液体供給ポンプとの間に設けられ、可撓性を有する弁体を備え、前記液体収容容器から前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第１の方向弁と、前記液体収容容器と前記第１の方向弁を連通する液体供給路１と、前記液体供給ポンプから前記液体噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第２の方向弁と、前記液体供給ポンプと前記第２の方向弁を連通する液体供給路２と、前記液体供給ポンプを駆動する駆動手段と、少なくとも、前記第１の方向弁が閉じており、前記液体供給ポンプから前記噴射手段への液体の供給が行われていない状態で、前記液体供給ポンプの容積を複数回変化させるように、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える液体噴射装置。適用例６の液体噴射装置によれば、液体収容容器内の液体を攪拌させることができる。
【００１５】
［適用例７］
液体収容容器から噴射手段へ液体を供給する容積変化型の液体供給ポンプと、前記液体収容容器と前記液体供給ポンプとの間に設けられ、可撓性を有する弁体を備え、前記液体収容容器から前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第１の方向弁と、前記液体収容容器と前記方向弁を連通する液体供給路１と、前記液体供給ポンプから前記噴射手段への一方向にのみ前記液体を通過させる第２の方向弁と、前記液体供給ポンプと前記第２の方向弁を連通する液体供給路２と、前記液体供給ポンプを駆動する駆動手段と、を備える液体供給装置における液体攪拌方法であって、少なくとも、前記第１の方向弁が閉じており、前記液体供給ポンプから前記液体の供給が行われていない状態で、前記液体供給ポンプの容積を複数回変化させることにより、前記液体供給ポンプ内の液体を脈動させ、前記液体の脈動により前記方向弁の弁体を振動させて、前記液体収容容器内の液体を攪拌する。適用例７の液体攪拌方法によれば、液体供給ポンプの容積を複数回変化させることにより液体供給ポンプ内の液体を脈動させ、液体の脈動により方向弁の弁体を振動させて、弁体周囲の液体を振動させる。この結果、方向弁と接続されている液体収容容器の液体も振動するので、液体収容容器内の液体を攪拌することができる。
【００１６】
本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例における液体噴射装置としてのプリンター５００の概略構成を示す説明図。
【図２】図１に示すインク供給部４００の内部構造を示す断面図。
【図３】第１実施例におけるインク供給部４００のインクの供給動作について説明する説明図。
【図４】第１実施例におけるインクカートリッジＩＣ１のインクの供給動作について説明する説明図。
【図５】第１実施例におけるインクカートリッジＩＣ１内のインクの攪拌について説明する説明図。
【図６】第２実施例におけるインク供給部４００ａを説明する説明図。
【図７】第２実施例における攪拌検出部６００の詳細について説明する説明図。
【図８】変形例（１）におけるインク供給部４００ａおよびインクカートリッジＩＣ１ａの構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．装置構成：
図１は、本発明の第１実施例における液体噴射装置としてのプリンター５００の概略構成を示す説明図である。第１実施例のプリンター５００は、４色（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）のインクを吐出可能なインクジェット式プリンターである。このプリンター５００は、ブラックインクのインクカートリッジＩＣ１と、シアンインクのインクカートリッジＩＣ２と、マゼンダインクのインクカートリッジＩＣ３と、イエローインクのインクカートリッジＩＣ４と、キャリッジ１００と、記録ヘッド１５０と、ガイドロッド２６０と、プラテン２７０と、４つのインク供給部４００、４０１、４０２、４０３と、４つのインク導出管３０、３１、３２、３３と、４つの配管１２０、１２１、１２２、１２３と、ポンプ駆動部３００とを備えている。第１実施例のインク供給部４００、４０１、４０２、４０３は、特許請求の範囲の「液体供給装置」に当たり、記録ヘッド１５０は、「噴射手段」に当たる。
【００１９】
プリンター５００は、４つのインクカートリッジＩＣ１〜ＩＣ４がプリンター本体側に装着される、いわゆるオフキャリッジタイプのプリンターである。インクカートリッジＩＣ１は、インク導出管３０とインク供給部４００と配管１２０とを介してキャリッジ１００に接続されている。同様に、インクカートリッジＩＣ２は、インク導出管３１とインク供給部４０１と配管１２１とを介して、インクカートリッジＩＣ３は、インク導出管３２とインク供給部４０２と配管１２２とを介して、インクカートリッジＩＣ４は、インク導出管３３とインク供給部４０３と配管１２３とを介して、それぞれキャリッジ１００に接続されている。なお、各インクカートリッジＩＣ１〜ＩＣ４は、図示しないカートリッジホルダによってプリンター５００の本体フレーム（図示省略）に装着されている。
【００２０】
インク供給部４００は、インクカートリッジＩＣ１内のブラックインクを、配管１２０を介してキャリッジ１００に供給する。同様に、インク供給部４０１はインクカートリッジＩＣ２内のシアンインクを、インク供給部４０２はインクカートリッジＩＣ３内のマゼンダインクを、インク供給部４０３はインクカートリッジＩＣ４内のイエローインクを、それぞれキャリッジ１００に供給する。
【００２１】
ポンプ駆動部３００は、４つのインク供給部４００〜４０３に接続されており、これらのインク供給部４００〜４０３がキャリッジ１００に各色のインクを供給するために用いられる。なお、４つの配管１２０〜１２３内には、インク流路及び負圧の供給路（図示省略）が設けられている。
【００２２】
ガイドロッド２６０は、プラテン２７０の上方（＋Ｙ方向）においてプラテン２７０の長手方向（Ｚ軸）に沿って配置されている。キャリッジ１００は、ガイドロッド２６０に沿ってＺ軸方向に往復可能に支持され、キャリッジモータ（図示省略）によりタイミングベルト（図示省略）を介して駆動される。記録ヘッド１５０は、キャリッジ１００の底面に配置され、キャリッジ１００の往復運動に伴い多数のノズル（図示省略）からインク滴を−Ｙ方向に吐出する。このとき、図示しない紙送り機構によって記録用紙Ｐがプラテン２７０上を＋Ｘ方向に送られ、記録用紙Ｐに画像等が形成される。
【００２３】
図２は、図１に示すインク供給部４００の内部構造を示す断面図である。図２の例では、ブラックインクの供給に関わる内部構造を示すものであるが、他色のインクの供給に関わる内部構造についても同様である。
【００２４】
インクカートリッジＩＣ１は、中空状のケース２００を有し、ブラックインクを貯留する。ケース２００は、上面に大気連通孔２０２を、下面にインク供給部２０４を、それぞれ備えている。また、インクカートリッジＩＣ１は、複数のリブ２０８、２０９によりインク収容室２０６、差圧弁収容室２０７、インク流路２０５等が区画形成されている。差圧弁収容室２０７内には、弾性変形可能な可撓性を有する略円盤状の弁体２１２と、弁体２１２を閉弁方向に付勢する付勢手段としてのコイルバネ２１１とから構成される差圧弁２１０が収容されている。このように、差圧弁２１０は、インク収容室２０６とインク供給部２０４との間を連通するインク流路の途中に設けられている。
【００２５】
大気連通孔２０２は、ケース２００内と大気とを連通させ、ケース２００内のブラックインクの液面に大気圧を作用させる。インク供給部２０４には、インク導出管３０の先端に設けられたインク導出針２５０が挿入されており、ケース２００内のブラックインクをインク供給部４００へと供給する。
【００２６】
インク供給部２０４からインク供給部４００へのインクの供給が行われていない場合では、弁体２１２は、コイルバネ２１１の付勢力により付勢され、開口部２２１を閉塞して、インク収容室２０６からインク供給部２０４側へのインクの流通を遮断する。一方、インク供給部２０４からインク供給部４００へのインクの供給が行われる場合、インク供給に伴い、インク供給部２０４側（差圧弁収容室２０７内部）が負圧になる。この負圧が一定以上（コイルバネ２１１の付勢力以上）となると、コイルバネ２１１の付勢力に抗して変形し、弁体２１２が開口部２２１から離間して開弁状態となって、開口部２２０、２２１を介して、インク収容室２０６からインク供給部２０４側へインクを流通させる。
【００２７】
インク供給部４００は、第１の流路形成部材１０と、第２の流路形成部材１２とを備えている。第１の流路形成部材１０及び第２の流路形成部材１２は、それぞれ樹脂製の単一部材である。第１の流路形成部材１０、第２の流路形成部材１２は積層されている。なお、第１の流路形成部材１０及び第２の流路形成部材１２として、金属製の部材を用いることもできる。インク供給部４００は、第１のバルブ４２０と、第２のバルブ４６０と、ポンプ４４０と有する。第１実施例において、第１のバルブ４２０、第２のバルブ４６０、ポンプ４４０は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１の方向弁」、「第２の方向弁」、「液体供給ポンプ」に当たる。
【００２８】
第１のバルブ４２０は、第１バルブ室２０と、弁体２２と、コイルバネ２１とを備えている。第１バルブ室２０は、第１の流路形成部材１０と第２の流路形成部材１２との間に形成された凸形状の空間である。弁体２２は、第１バルブ室２０内に配置されており、第１バルブ室２０において下部空間２３と上部空間２４とを形成する。弁体２２は、可撓性部材１４の一部であり、第１バルブ室２０内を上下方向に変位することができる。なお、弁体２２は、インクの供給が行われない状態においては、コイルバネ２１の付勢力により第１の流路形成部材１０に押し付けられている。この状態は閉弁状態であり、第１のバルブ４２０はポンプ４４０からインクカートリッジIC1へのインクの流通を止める。なお、弁体２２が上方に変位すると中央部分に連通孔が生じて開弁状態となり、第１のバルブ４２０はインクを流通させる。上部空間２４は、内部流路３５と連通している。なお、内部流路３５は、第１バルブ室２０と後述するポンプ室４０とを接続するインク流路である。下部空間２３は、内部流路３４と連通している。内部流路３４は、インクカートリッジＩＣ１に接続されたインク導出管３０と第１バルブ室２０とを接続するインク流路である。第１実施例において、インク導出針２５０、インク導出管３０、内部流路３４を併せて、特許請求の範囲の「液体供給路」に当たる。
【００２９】
ポンプ４４０は、ポンプ室４０と、ダイヤフラム４２と、コイルバネ４１とを備えている。ポンプ室４０は、前述の第１バルブ室２０と同様に、第１の流路形成部材１０と第２の流路形成部材１２との間に形成された凸形状の空間である。ダイヤフラム４２は、ポンプ室４０内に配置されており、ポンプ室４０を下部空間４３と上部空間４４とに分割する。ダイヤフラム４２は、可撓性部材１４の一部であり、ポンプ室４０内を上下方向に変位することができ、上方に変位する際に第１のバルブ４２０を介してインクカートリッジＩＣ１からインクを吸引し、下方に変位する際に第２のバルブ４６０を介してキャリッジ１００にインクを供給する。図２の例では、ダイヤフラム４２は、最も下方（下死点）に位置している。下部空間４３は、２つの内部流路３５、３６にそれぞれ連通している。なお、内部流路３６は、ポンプ室４０と後述する第２バルブ室６０とを接続するインク流路である。上部空間４４は、後述する負圧供給路３５２に接続されている。ダイヤフラム４２は、特許請求の範囲の液体供給ポンプの「弁体」に当たる。
【００３０】
第２のバルブ４６０は、第２バルブ室６０と、弁体６２と、コイルバネ６１とを備えている。第２バルブ室６０は、第１バルブ室２０と同様に、第１の流路形成部材１０と第２の流路形成部材１２との間に形成された凸形状の空間である。弁体６２は、第２バルブ室６０内に配置されており、第２バルブ室６０において下部空間６３と上部空間６４とを形成する弁体６２は、可撓性部材１４の一部であり、第２バルブ室６０内を上下方向に変位することができる。なお、弁体６２は、インクの供給が行われない状態においては、コイルバネ６１の付勢力により第１の流路形成部材１０に押し付けられている。この状態は閉弁状態であり、第２のバルブ４６０は、ポンプ４４０から配管１２０（キャリッジ１００）へのインクの流通を止める。一方、弁体６２は、内部流路３６内のインクによって上方に所定の圧力（例えば、１３ｋｐａ）以上の圧力を受けると、上方に変位して開弁状態となる。このとき、第２のバルブ４６０は、インクを流通させる。下部空間６３は、内部流路３６、３７と連通している。
【００３１】
ポンプ駆動部３００は、負圧供給路３５２を介してポンプ４４０の上部空間４４に接続されており、ポンプ４４０への負圧の供給と、ポンプ４４０の上部空間４４の大気開放とを繰り返すことにより、ポンプ４４０のダイヤフラム４２を上下方向に変位させて、ポンプ４４０を駆動する。インク供給部４００には、また、インク供給時、および後述するインク攪拌処理時において、ポンプ駆動部３００を制御する制御部３１０が備えられている。実施例において、ポンプ駆動部３００は、特許請求の範囲の「駆動手段」にあたり、制御部３１０は、特許請求の範囲の「制御手段」に当たる。
【００３２】
Ａ２．インク供給部４００におけるインク供給動作：
図３は、第１実施例におけるインク供給部４００のインクの供給動作について説明する説明図である。図４は、第１実施例におけるインクカートリッジＩＣ１におけるインクの供給動作について説明する説明図である。図３（Ａ）は、インクの吸引駆動時のインク供給部４００を示す断面図である。図３（Ｂ）は、インクの吐出駆動時のインク供給部４００を示す断面図である。また、図４（Ａ）は、インクの吸引駆動時のインクカートリッジＩＣ１を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、インクの吐出駆動時のインクカートリッジＩＣ１を示す断面図である。記録ヘッド１５０にインクを供給する場合、まず、ポンプ４４０はインクカートリッジＩＣ１からのインクの吸引駆動を実行する。
【００３３】
具体的には、ポンプ駆動部３００（図２）は、負圧供給路３５２を介してポンプ４４０の上部空間４４に負圧を供給する。上部空間４４の内部が負圧となると、ダイヤフラム４２は、コイルバネ４１の付勢力に打ち勝って弾性変形し上方に変位する。このとき、下部空間４３の内部は負圧となるので、ポンプ４４０は吸引動作を行う。すなわち、ポンプ４４０は、内部流路３５を介して第１のバルブ４２０の下部空間２３のインクを吸引する。
【００３４】
ポンプ４４０が吸引駆動されると、第１のバルブ４２０の上部空間２４内の圧力が低下し、弁体２２の中央部２２ｂが弾性変形して上方に変位する。この結果、弁体２２の中央に空間が形成され、上部空間２４と下部空間２３とが連通されて、第１のバルブ４２０は開弁状態となる。従って、インクカートリッジＩＣ１（図２）内のブラックインクは、インク導出針２５０、内部流路３４、開口部２２ｂ、下部空間２３、上部空間２４、及び内部流路３５を通って、ポンプ４４０の下部空間４３に吸引される。
【００３５】
インクカートリッジＩＣ１内のブラックインクが下部空間４３に吸引されると、差圧弁収容室２０７内部が負圧になる。この負圧が一定以上（コイルバネ２１１の付勢力以上）となると、図４（Ａ）に示すように、弁体２１２がコイルバネ２１１の付勢力に抗して変形し、開口部２２１から離間して開弁状態となって、インク収容室２０６から開口部２２０、２２１、インク流路２０５を介して、インク供給部２０４、インク導出針２５０へとインクを流通させる。
【００３６】
一方、第２のバルブ４６０では、ポンプ４４０の吸引駆動時において下部空間６３内のインクが内部流路３６を介してポンプ４４０に吸引される。したがって、弁体６２が、第１の流路形成部材１０に押し付けられている状態（閉弁状態）を維持することとなる。
【００３７】
上述した吸引駆動によってポンプ室４０の下部空間４３にインクが溜められた後に、上部空間４４が大気開放されると、ポンプ４４０は、インクの吐出駆動を実行する。具体的には、負圧供給路３５２を介して上部空間４４は大気開放され、コイルバネ４１の付勢力によってダイヤフラム４２が下方に押圧され降下する。この際、下部空間４３内に溜められたインクは、内部流路３５、内部流路３６に排出される。下部空間４３から内部流路３６に排出された加圧インクは、第２のバルブ４６０において弁体６２を下方から押圧する。この結果、弁体６２は上方に変位して、第１の流路形成部材１０との間に空間が生じて、第２のバルブ４６０は開弁状態となる。従って、ポンプ４４０の下部空間４３から下部空間６３に流入したインクは、内部流路３７を介してキャリッジ１００に向けて吐出される。
【００３８】
一方、第１のバルブ４２０では、上部空間２４に内部流路３５を介して加圧されたインクが流入する。すると、コイルバネ２１の付勢力と流入したインクの圧力とによって弁体２２は下方に変位し、閉弁状態となる。したがって、ポンプ４４０の吐出駆動に伴い下部空間４３から吐出された加圧インクが、第１のバルブ４２０を介してインクカートリッジＩＣ１に逆流することが抑制される。
【００３９】
吸引駆動が終わると、インクカートリッジＩＣ１では、開口部２２２を介して差圧弁収容室２０７内にインクが流入する。この結果、図４（Ｂ）に示すように、差圧弁収容室２０７内の負圧が解消され、弁体２１２が変位して開口部２２１に当接し閉弁状態となる。
【００４０】
記録ヘッド１５０（図１）からインクが噴射されると、インク噴射に伴うインク消費量に相当する分量のインクが記録ヘッド１５０に供給される。また、インク消費量に相当する分量のインクがポンプ４４０によってキャリッジ１００に供給される。このとき、ダイヤフラム４２の下方への押圧力（コイルバネ４１の付勢力による押圧力）によって加圧された状態でインクが供給される。ポンプ４４０は上述した吸引動作及び吐出駆動を繰り返し、消費された分量のインクがインクカートリッジＩＣ１から記録ヘッド１５０へと加圧された状態で適宜供給される。
【００４１】
Ａ３．インクカートリッジＩＣ１内のインクの攪拌について：
一般的に、インクには種々の成分が含まれており、長期間に亘ってインクが供給されないと、インク成分が沈降し、インクカートリッジＩＣ１内のインク濃度にムラが生じる。特に、顔料インクに含まれる顔料は沈降し易いので、インク収容室２０６内の下方のインクは濃度が高くなり、上方のインクは、濃度が低いインクとなる。以降、インク収容室２０６内の下方に存在する濃度の高いインクを単に「濃いインク」と呼び、上方に存在する濃度の低いインクを単に「薄いインク」と呼ぶ。以下に、インク収容室２０６内のインクを攪拌し、インク収容室２０６内のインク濃度分布を均一にする方法について説明する。
【００４２】
図５は、第１実施例におけるインクカートリッジＩＣ１内のインクの攪拌について説明する説明図である。インク供給部４００からキャリッジ１００へのインクの供給が行われていない状態では、第１のバルブ４２０は閉弁状態である。第２のバルブ４６０は開弁状態だが、インクの供給が行われていない状態では、記録ヘッド１５０内が閉弁状態である。この状態においてポンプ４４０を駆動させて、インクカートリッジＩＣ１内のインクを攪拌させる。
【００４３】
具体的には、ポンプ４４０に負圧を供給すると、ダイヤフラム４２が上方へ変位し、第１のバルブ４２０から下部空間４３にインクが吸引され、下部空間４３内に、最大容積分のインクが収容される。ポンプ駆動部３００は、第１のバルブ４２０の上部空間２４に、吸引された分のインクがインクカートリッジＩＣ１から流入し、第１のバルブ４２０が閉弁状態となるまで所定時間、待機する。すなわち、ポンプ４４０に負圧を供給し、ダイヤフラム４２が上方へ変位し、下部空間４３内が負圧になることで、インクカートリッジＩＣ１から下部空間４３内へのインクの流れが生じ、これによって第１のバルブ４２０が開弁状態となる。このとき、第２のバルブ４６０は下部空間４３内の負圧を受けて閉弁状態となる。このように下部空間４３内にインクを吸引することで攪拌動作が可能な状態となる。その後、上部空間４４内を大気開放することによって、コイルバネ４１の付勢力によって、ダイヤフラム４２が下方へ変位し、下部空間４３内が加圧状態とする。このとき、第２のバルブ４６０は下部空間４３内の加圧力により開弁状態となり、また第１のバルブ４２０は閉弁状態となる。このとき第２のバルブ４６０の下流には、下部空間４３内の加圧力によって閉弁し、さらに下流側に配置される記録ヘッド１５０側からの負圧によって開放する圧力調整弁が設けられているため、下部空間４３の加圧力によって第１のバルブ４２０の上部空間２４が加圧状態となり、弁体２２を下方向に撓ませる。次に再び下部空間４３内に、最大容積分のインクが収容されるまでポンプ４４０に負圧を供給することでダイヤフラム４２を上方へ変位させる。この動作を繰り返すようにポンプ駆動部３００は、上部空間４４内の大気開放と負圧供給とを複数回繰り返す。この結果、矢印Ｒ１に示すように、ダイヤフラム４２は、複数回上下に変位し、下部空間４３内のインクに圧力変動が生じる。
【００４４】
下部空間４３内のインクの圧力変動に応じて、下部空間４３内のインクは、第１のバルブ４２０の上部空間２４とポンプ４４０の下部空間４３の間を繰り返し出入りすることになり、矢印Ｒ２に示すように、弁体２２の外周部２２ａが上下方向に撓み、弁体２２周辺の下部空間２３、上部空間２４内のインクは振動する。下部空間２３内のインクの振動は、内部流路３４を介してインクカートリッジＩＣ１の差圧弁２１０に伝わる。なお、ポンプ４４０の上部空間４４内の大気開放と負圧供給の繰り返し時には、下部空間４３の容積が最大の状態（インクが下部空間４３の最大容積分充填されている状態）には、下部空間４３内に発生する負圧が、コイルバネ２１の付勢力を押しのける程にはならないため、第１のバルブ４２０は閉弁状態を維持する。なお、上述では、下部空間４３内に下部空間４３の最大容積分のインクを充填することで攪拌動作を行う態様について説明した、これに限るものではなく、例えば、最大容積未満のインクを充填した状態で行うことも可能である。また、上述では圧力調整弁を用いた構成について説明したが、これに限るものではなく、下部空間４３内を加圧状態とする際に第２のバルブ４６０が開弁状態とならない程度にダイヤフラム４２を変位させることで、攪拌動作を行えば、圧力調整弁を攪拌動作に用いることなく攪拌が可能となる。
【００４５】
内部流路３４を介して差圧弁２１０に伝わるインクの振動に伴い、弁体２２と同様に、矢印Ｒ３に示すように、差圧弁２１０が振動する。差圧弁２１０の振動に応じてインク収容室２０６内のインクが振動し、矢印Ｒ４に示すように、インク収容室２０６内のインクが攪拌されて濃いインクと薄いインクとが混合され、インク収容室２０６内のインクの濃度が均一化される。
【００４６】
以上説明した第１実施例のプリンター５００によれば、ポンプ４４０に最大容積分のインクが収容されているので、ポンプ４４０が駆動されても第１のバルブ４２０は開弁しない。更に、第２のバルブ４６０は開弁するが、記録ヘッド１５０内が閉弁状態にある。この状態でダイヤフラム４２が複数回変位させられて、ポンプ４４０の下部空間４３の容積が複数回変化される。ポンプ４４０の下部空間４３の容積変化に伴って下部空間４３内の圧力が変動してインクが脈動し、この脈動が内部流路３５を介して第１のバルブ４２０の弁体２２を振動させる。第１のバルブ４２０の弁体２２が振動すると弁体２２周囲のインクも振動し、この振動が内部流路３４、インク導出管３０、インク導出針２５０を伝ってインクカートリッジＩＣ１内のインクに伝わり、インクカートリッジＩＣ１内のインクが振動させられて、インクカートリッジＩＣ１内のインクが攪拌され混合される。よって、インクカートリッジＩＣ１が長期間放置されて内部のインク成分（例えば、顔料成分）が沈降しインクの濃度分布に偏りが生じていても、沈降したインク成分を攪拌でき、印刷対象物の色安定性を向上できる。また、第１実施例のプリンター５００によれば、ポンプ４４０で発生させたインクの振動をインクカートリッジＩＣ１内のインクに伝え、これによりインクの攪拌を行うことができるので、インクカートリッジＩＣ１内に攪拌用の部材を配置する必要がないため、インクカートリッジＩＣ１の容積効率を向上できるとともに、構成を追加することなくインクの攪拌を行うことができる。
【００４７】
また、第１実施例のプリンター５００によれば、容積変化型の液体供給ポンプの一例として、振動ポンプであるダイヤフラムポンプ４４０が適用されている。従って、ダイヤフラム４２の変位による容積変化に応じてインクの振動が生じるので、従来利用されているインク供給部４００の構成を適用して、特別な構成を追加することなく、インクカートリッジＩＣ１内のインクを攪拌できる。
【００４８】
また、第１実施例のインクカートリッジＩＣ１によれば、可撓性を有する部材を用いて構成された差圧弁２１０がインクカートリッジＩＣ１内のインク流路に設けられている。従って、インク供給部４００からインク供給部２０４を介して振動しているインクがインク流路に流入し、差圧弁２１０の弁体２１２を振動させる。この結果、差圧弁２１０周囲のインクが振動し、インク収容室２０６内のインクを全体的に均一に攪拌できる。
【００４９】
Ｂ．第２実施例：
第２実施例では、インク導出管３０にインクカートリッジＩＣ１内のインクが攪拌されたかを検出する攪拌検出部６００を設ける。
【００５０】
Ｂ１．インクカートリッジＩＣ１内のインクの攪拌について：
図６は、第２実施例におけるインク供給部４００ａを説明する説明図である。図７は、攪拌検出部６００の詳細について説明する説明図である。図７（Ａ）は、攪拌検出部６００の構成を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、攪拌検出部６００における検出方法について説明する説明図である。第２実施例のインク供給部４００ａは、インク導出管３０の形状および攪拌検出部６００が設けられていること以外は、第１実施例と同様の構成を有する。図６に示すように、攪拌検出部６００は、第１のバルブ４２０とインクカートリッジＩＣ１との間に設けられており、図７（Ａ）に示すように、インク導出管３０の一部として機能し、角部を有するキャビティ６０２と、キャビティ６０２の壁面の一部を形成する振動板６０４と、振動板６０４上に配置された圧電素子６０６を備える。圧電素子６０６は、キャビティ６０２の角部６０８近傍であって、インクが第１のバルブ４２０からインクカートリッジＩＣ１に向かって流れる際の流れ方向Ｒ１０に対向する部位（壁面６０８ａ上）に設けられている。圧電素子６０６の端子は、電気的にプリンター５００の回路基板の電極端子の一部に接続されている。
【００５１】
インクは、第１のバルブ４２０の振動に応じて３０内を流れ方向Ｒ１０、Ｒ１１の方向に往復し、流れ方向に対して交差する面に当たって方向変換される。例えば、第１のバルブ４２０からインクカートリッジＩＣ１に向かって流れる場合（流れ方向Ｒ１０）には、壁面６０８ａに当たって方向転換され、インクカートリッジＩＣ１から第１のバルブ４２０に向かって流れる場合（流れ方向Ｒ１１）には、壁面６０８ｂに当たって方向転換される。従って、角部であって、攪拌検出部６００の圧電素子６０６を流れ方向に対向する部位に配置することにより、液体の振動をより精度よく検出することができる。
【００５２】
第１実施例の図５において説明したように、内部流路３４、インク導出管３０を介してインクの振動が差圧弁２１０に伝わる際、インク導出管３０内においても、インクが、第１のバルブ４２０とインクカートリッジＩＣ１との間で往復する。この際、矢印Ｒ１０に示すように、インクは角部６０８を構成する壁面６０８ａにぶつかる。これにより、振動板６０４は矢印Ｒ２０に示すように振動し、圧電素子６０６は電歪によって起電力を発生する。振動板６０４の振動の特性（周波数等）を、圧電素子６０６の起電力を介して検出することにより、攪拌検出部６００はキャビティ６０２におけるインクの振動を検出する。通常のインク供給時には、インクカートリッジＩＣ１から第１のバルブ４２０の一方向へインクが流れるので、インクは、壁面６０８ａであって、圧電素子６０６が配置されている位置とは離れた位置にぶつかるので、圧電素子６０６で検出される振動は微少なものとなる。これに対して、インク攪拌処理時には、インクカートリッジＩＣ１から第１のバルブ４２０の間で第１のバルブ４２０からインクカートリッジＩＣ１の方向へもインクが流れ、圧電素子６０６の近傍で壁面６０８ａにインクがぶつかるので、インク供給時よりも大きな振動が検出される。よって、攪拌をより精度よく検出するには、攪拌処理時にしか流れないＲ１０方向に対向する壁面６０８ａ上の角部６０８近傍に圧電素子６０６を配置することが好ましい。
【００５３】
キャビティ６０２内においてインクの振動が検出されたということは、すなわち、差圧弁２１０に振動が伝わり、差圧弁２１０が振動し、インクカートリッジＩＣ１内のインクが攪拌されていると判断できる。従って、攪拌検出部６００は、キャビティ６０２内の振動を検出することにより、インクカートリッジＩＣ１内のインクが攪拌されたか否かを検出できる。
【００５４】
以上説明した第２実施例のインク供給部４００ａによれば、インク供給路の一部であるインク導出管３０に、インクカートリッジＩＣ１内のインクの攪拌を検出するための攪拌検出部６００が設けられている。従って、インクカートリッジＩＣ１内のインクが攪拌されているかを確認することができる。
【００５５】
また、第２実施例のインク供給部４００ａによれば、攪拌検出部６００は、角部６０８近傍であって、第１のバルブ４２０からインクカートリッジＩＣ１に向かってインクが流れる際の流れ方向に対向する部位（壁面６０８ａ上）に設けられている。インクは、インク導出管３０を流れる際、流れ方向に対向する部位に当たって方向転換されるので、攪拌検出部６００を流れ方向に対向する部位に配置することにより、インクの振動をより精度よく検出することができる。
【００５６】
また、第２実施例のインク供給部４００ａによれば、従来から利用されている圧電素子６０６を用いて簡易に、かつ、精度よく攪拌検出部６００を構成できる。
【００５７】
Ｃ．変形例：
（１）上述した各実施例では、インクカートリッジＩＣ１には、差圧弁２１０が設けられているが、差圧弁２１０は設けられていなくても良い。図８は、変形例（１）におけるインク供給部４００ａおよびインクカートリッジＩＣ１ａの構成を示す説明図である。図８に示すように、インクカートリッジＩＣ１ａには、差圧弁２１０が設けられていない。インク供給部４００は第１実施例と同様の構成である。このように構成すれば、第１のバルブ４２０からインクカートリッジＩＣ１ａ内のインクに、弁体２２によって生じたインクの振動が直接伝わるので、インクカートリッジＩＣ１ａ内のインクを攪拌させることができる。
【００５８】
（２）第２実施例では、攪拌検出部６００の圧電素子６０６は、キャビティ６０２の角部に設けられているが、角部６０８に限られず、キャビティ６０２のどの部位でもよい。インク導出管３０が円筒状に構成される場合には、振動は伝わりやすいので、第１のバルブ４２０からインクカートリッジＩＣ１への流れ方向に対向する部位でなくとも、その近傍であればどの位置に配置してもよい。よって、任意の位置に圧電素子６０６を配置できる。
【００５９】
（３）上述した各実施例では、容積変化型の液体供給ポンプの一例としてダイヤフラム型のポンプ４４０を適用しているが、例えば、ピストンを用いたピストンポンプなど、容積変化を伴う振動ポンプであれば、適用可能である。例えば、ピストンポンプを用いる場合には、可撓性部材を用いた場合に生じる経年劣化による攪拌効率の低下（振動の振幅が小さくなること等に起因）を抑制できる。
【００６０】
（４）上述した各実施例では、インクジェット式プリンターについて説明したが、本発明は、これに限らず、インク以外の他の液体を噴射する任意の液体噴射装置に適用することができる。例えば、ファクシミリ装置等の画像記録装置や、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッドや、有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレーや、面発光ディスプレー (Field Emission Display、ＦＥＤ)等の電極形成に用いられる電極材噴射装置や、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する液体噴射装置や、精密ピペットとしての試料噴射装置や、潤滑油の噴射装置や、樹脂液の噴射装置等にも適用できる。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良い。そして、これら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のうちいずれか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。
【００６１】
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良い。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、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例の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。
【００６２】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。
【符号の説明】
【００６３】
ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４…インクカートリッジ、１０…第１の流路形成部材、１２…第２の流路形成部材、１４…可撓性部材、２０…第１バルブ室、２１…コイルバネ、２２…弁体、２２ａ…外周部、２２ｂ…開口部、２３…下部空間、２４…上部空間、２８…連通孔、３０、３１、３２、３３…インク導出管、３４、３５、３６、３７…内部流路、４０…ポンプ室、４１…コイルバネ、４２…ダイヤフラム、４３…下部空間、４４…上部空間、６０…第２バルブ室、６１…コイルバネ、６２…弁体、６３…下部空間、６４…上部空間、１００…キャリッジ、１２０、１２１、１２２、１２３…配管、１５０…記録ヘッド、２００…ケース、２０２…大気連通孔、２０４…インク供給部、２０５…インク流路、２０６…インク収容室、２０７…差圧弁収容室、２０８…リブ、２１０…差圧弁、２１１…コイルバネ、２１２…弁体、２２０、２２１、２２２…開口部、２５０…インク導出針、２６０…ガイドロッド、２７０…プラテン、３００…ポンプ駆動部、３５２…負圧供給路、４００、４００ａ、４０１、４０２、４０３…インク供給部、４２０…第１のバルブ、４４０…ポンプ、４６０…第２のバルブ、５００…プリンター、６００…攪拌検出部、６０２…キャビティ、６０４…振動板、６０６…圧電素子、６０８…角部、６０８ａ、６０８ｂ…壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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