(57)【要約】【課題】簡単な装置構成で、下流へ供給される液体の圧力をほぼ一定に維持することが可能な液体圧調整装置を提供すること。  【解決手段】インクジェットヘッドの背圧調整装置１０は、インク９が流れるインク流路２０を備えている。このインク流路２０は、上下方向に延び、その一端がインクカートリッジと接続された第１流路部２１と、同じく上下方向に延び、その一端がインクジェットヘッドに接続された第２流路部２２と、第１流路部２１と第２流路部２２の他端同士を互いに連結する連結部２３とを含み、連結部２３において下方へ凸状に折れ曲がった流路構造を有する。そして、第１流路部２１と第２流路部２２の間の、連結部２３を含む折れ曲がり部に、インク９と比重が異なり、且つ、インク９と不溶の、液体２５が滞留している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液体を移送する液体移送装置に接続され、この液体移送装置に供給される前記第１の液体の圧力を調整する液体圧調整装置であって、
前記第１の液体が流れる液体流路が形成された流路形成体を備え、
前記液体流路は、
上下方向に延び、その一端が前記第１の液体の供給源と接続された第１流路部と、同じく上下方向に延び、その一端が前記液体移送装置に接続された第２流路部と、前記第１流路部と前記第２流路部の他端同士を互いに連結する連結部とを含み、前記連結部において上方又は下方へ凸状に折れ曲がった流路構造を有し、
前記第１流路部と前記第２流路部の間の、前記連結部を含む折れ曲がり部に、前記第１の液体と比重が異なり、且つ、前記第１の液体と不溶の、第２の液体が滞留していることを特徴とする液体圧調整装置。
【請求項２】
前記第１流路部の上端が前記第１の液体の供給源と接続されるとともに、前記第２流路部の上端が前記液体移送装置に接続され、さらに、前記第１流路部と前記第２流路部の下端部同士が前記連結部を介して連結され、
前記第２の液体は、前記第１の液体よりも比重の大きい液体であり、前記第１流路部の下端部と前記第２流路部の下端部の間の、前記連結部を含む折れ曲がり部に滞留していることを特徴とする請求項１に記載の液体圧調整装置。
【請求項３】
前記第１流路部の上端が前記第１の液体の供給源と接続されるとともに、前記第２流路部の上端が前記液体移送装置に接続され、さらに、前記第１流路部と前記第２流路部の下端部同士が前記連結部を介して連結され、
前記第２の液体は、前記第１の液体と不溶の液体に、前記第１の液体よりも比重の大きい固体粒子が混合されたものであることを特徴とする請求項１に記載の液体圧調整装置。
【請求項４】
前記第１流路部の下端が前記第１の液体の供給源と接続されるとともに、前記第２流路部の下端が前記液体移送装置に接続され、さらに、前記第１流路部と前記第２流路部の上端部同士が前記連結部を介して連結され、
前記第２の液体は、前記第１の液体よりも比重の小さい液体であり、前記第１流路部の上端部と前記第２流路部の上端部の間の、前記連結部を含む折れ曲がり部に滞留していることを特徴とする請求項１に記載の液体圧調整装置。
【請求項５】
前記第１流路部の下端が前記第１の液体の供給源と接続されるとともに、前記第２流路部の下端が前記液体移送装置に接続され、さらに、前記第１流路部と前記第２流路部の上端部同士が前記連結部を介して連結され、
前記第２の液体は、前記第１の液体と不溶の液体に、前記第１の液体よりも比重の小さい固体粒子が混合されたものであることを特徴とする請求項１に記載の液体圧調整装置。
【請求項６】
前記第１流路部と前記第２流路部の少なくとも一方の、前記連結部と反対側の端部に、流路面積が局所的に小さくなった、くびれ部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の液体圧調整装置。
【請求項７】
前記第１流路部及び前記第２流路部の前記連結部と反対側の端部が、前記連結部側の端部の折れ曲がり方向と同じ方向にそれぞれ折れ曲がっていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体圧調整装置。
【請求項８】
複数の前記液体流路が直列に接続されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の液体圧調整装置。
【請求項９】
前記複数の液体流路に、前記第２の液体がそれぞれ充填されていることを特徴とする請求項８に記載の液体圧調整装置。
【請求項１０】
前記液体移送装置が所定方向に移動可能に構成されたものであり、
この液体移送装置に設けられて、前記所定方向に前記液体移送装置と一体的に移動可能であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の液体圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体移送装置に供給される液体の圧力を調整する、液体圧調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、記録用紙等の被記録媒体に対して、インクジェットヘッドのノズルからインクの液滴を噴射して画像等を記録する、インクジェットプリンタが知られている。一般的なインクジェットプリンタは、インクを噴射しないときにノズルからインクが漏れ出してしまうことがないように、非噴射時にインクジェットヘッド内のインクの圧力が負圧状態となるように構成される。
【０００３】
これを実現するために、インクの供給源であるインクカートリッジを、インクジェットヘッドのノズル面（インク噴射面）よりも下方に配置した構成が広く採用されている。この構成によれば、ノズルよりもインクカートリッジのインク液面を低くすることによってノズル内の負圧状態を簡単に実現できる。
【０００４】
しかし、プリンタを小型化するためには、インクジェットヘッドや用紙搬送機構、あるいは、インク供給系といった、プリンタの各構成部をコンパクトに配置できるように、これらの構成部の配置自由度が高いことが好ましいが、ノズル内に背圧を発生させるためにインクカートリッジをインクジェットヘッドのインク噴射面よりも下方に配置しようとすると、インク供給系の配置に制約が出る。また、この構成では、インクの消費によってインクカートリッジの液面が上下に変動したときに、それに応じてインクの背圧も変動するため、噴射特性に影響が出るという問題が生じる。
【０００５】
そこで、インクカートリッジとインクジェットヘッドとの間に、インクジェットヘッドに供給されるインクの圧力をほぼ一定の値に調整する背圧調整装置が設けられたプリンタが提案されている。例えば、特許文献１に記載の背圧調整装置は、インクカートリッジに接続された上流室、及び、インクジェットヘッドに接続された下流室と、これら上流室と下流室の間に設けられ、上流室と下流室とを連通させる開口部を有する弾性部材と、弾性部材の開口部に挿入されている圧力制御部材とを備えている。そして、インクカートリッジ内のインクは、開口部を形成する弾性部材の内縁部と圧力制御部材の外周部の間を通ってインクジェットヘッドへ供給される。さらに、この背圧調整装置は、変位発生部により圧力制御部材の変位を制御して、圧力制御部材の開口部への挿入量を変化させることにより、弾性部材の内縁部の、圧力制御部材に対する摺接状態を変化させて、上流側と下流側の差圧を調整することが可能に構成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５４６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記特許文献１の背圧調整装置は、弾性部材や圧力制御部材等の多数の部品から構成されており、さらに、変位発生部により圧力制御部材の開口部に対する挿入量を制御する構成も必要になる。従って、全体として装置構成が複雑になり、製造コストの面で不利である。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な装置構成で、下流へ供給される液体の圧力をほぼ一定に維持することが可能な液体圧調整装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明の液体圧調整装置は、第１の液体を移送する液体移送装置に接続され、この液体移送装置に供給される前記第１の液体の圧力を調整する液体圧調整装置であって、
前記第１の液体が流れる液体流路が形成された流路形成体を備え、前記液体流路は、上下方向に延び、その一端が前記第１の液体の供給源と接続された第１流路部と、同じく上下方向に延び、その一端が前記液体移送装置に接続された第２流路部と、前記第１流路部と前記第２流路部の他端同士を互いに連結する連結部とを含み、前記連結部において上方又は下方へ凸状に折れ曲がった流路構造を有し、前記第１流路部と前記第２流路部の間の、前記連結部を含む折れ曲がり部に、前記第１の液体と比重が異なり、且つ、前記第１の液体と不溶の、第２の液体が滞留していることを特徴とするものである。
【００１０】
この液体圧調整装置においては、上下に延びる第１流路部と第２流路部の間の、連結部を含む液体流路の折れ曲がり部に、液体移送装置により移送される第１の液体と不溶で、且つ、比重の異なる第２の液体が滞留している。そのため、上流側（第１の液体の供給源側）と下流側（液体移送装置側）の間において第１の液体に圧力差が生じている場合に、その圧力差に応じて、第１流路部における第２の液体の充填高さと、第２流路部における第２の液体の充填高さが異なった状態となる。
【００１１】
この状態から、下流側の液体移送装置により第１の液体が移送されて、下流側における第１の液体の圧力が低下していくと、上流側の第１流路部から第２の液体が押し出されて充填高さが減少する一方で、下流側の第２流路部に第２の液体が吸い込まれて充填高さが増加し、第１、第２流路部間の第２の液体の充填高さの差が大きくなる。しかし、第１流路部において、第２の液体の充填高さがほぼ０となり、第２の液体の液面が連結部の位置に到達すると、上流側の第１の液体が下流側へ流れ出し始める。これにより、下流側の圧力が回復し、第１、第２流路部間の第２の液体の充填高さが元に戻る。
【００１２】
このように、下流側の第１の液体の圧力がある値まで低下すると、第１の液体が上流側から下流側へ供給される。つまり、液体移送装置による第１の液体の移送中には、第１、第２流路部間の第２の液体の充填高さの差が、ある範囲内で増加／減少を繰り返すことになり、その充填高さの差の範囲に応じて、上流側と下流側との間における第１の液体の圧力差がある範囲内に維持される。従って、第１の液体が流れる液体流路の折れ曲がり部に、第１の液体とは比重の異なる第２の液体が充填された簡単な構成で、下流側の液体移送装置へ供給される第１の液体の圧力を所定の範囲内に調整することができる。
【００１３】
尚、上述したような、上流側と下流側の圧力差に応じて、第１流路部と第２流路部における第２の液体の充填高さを変化させるという作用を生じさせるには、第１流路部と第２流路部が上下方向（重力が作用する方向）と完全に平行である必要はない。つまり、本発明の第１流路部と第２流路部には、長さ方向が上下方向に対してある程度傾いているものも含まれる。
【００１４】
第２の発明の液体圧調整装置は、前記第１の発明において、前記第１流路部の上端が前記第１の液体の供給源と接続されるとともに、前記第２流路部の上端が前記液体移送装置に接続され、さらに、前記第１流路部と前記第２流路部の下端部同士が前記連結部を介して連結され、前記第２の液体は、前記第１の液体よりも比重の大きい液体であり、前記第１流路部の下端部と前記第２流路部の下端部の間の、前記連結部を含む折れ曲がり部に滞留していることを特徴とするものである。
【００１５】
第２の液体が、液体移送装置で移送される第１の液体よりも比重の大きい液体である場合には、液体流路には、第１流路部と第２流路部の下端部が連結部で連結されて、下に凸となるように折れ曲がった構造が採用される。そして、このような液体流路の折れ曲がり部に滞留する第２の液体が、第１の液体の移送中に、第１流路部の下端部と第２流路部の下端部との間で移動することで、第１、第２流路部間の第２の液体の充填高さの差が、ある範囲内で増加／減少を繰り返すことになる。また、下に凸となる折れ曲がり部を有する流路構造が採用されると、万が一、液体流路に気泡が混入しても、気泡は液体流路の上端（折れ曲がり部と反対側）に位置することになり、折れ曲がり部に滞留する第２の液体の動作が、気泡に阻害されない。
【００１６】
第３の発明の液体圧調整装置は、前記第１の発明において、前記第１流路部の上端が前記第１の液体の供給源と接続されるとともに、前記第２流路部の上端が前記液体移送装置に接続され、さらに、前記第１流路部と前記第２流路部の下端部同士が前記連結部を介して連結され、前記第２の液体は、前記第１の液体と不溶の液体に、前記第１の液体よりも比重の大きい固体粒子が混合されたものであることを特徴とするものである。
【００１７】
第１の液体と第２の液体の比重の差が大きくなるほど、上流側と下流側で大きな圧力差を生じさせることが容易になるため、液体移送装置と供給源の上下方向に関する配置自由度が高まる。本発明においては、固体粒子の添加量を調整することにより、比重の大きな第２の液体を容易に得ることができる。
【００１８】
第４の発明の液体圧調整装置は、前記第１の発明において、前記第１流路部の下端が前記第１の液体の供給源と接続されるとともに、前記第２流路部の下端が前記液体移送装置に接続され、さらに、前記第１流路部と前記第２流路部の上端部同士が前記連結部を介して連結され、
前記第２の液体は、前記第１の液体よりも比重の小さい液体であり、前記第１流路部の上端部と前記第２流路部の上端部の間の、前記連結部を含む折れ曲がり部に滞留していることを特徴とするものである。
【００１９】
第２の液体が、液体移送装置で移送される第１の液体よりも比重の小さい液体である場合には、液体流路には、第１流路部と第２流路部の上端部が連結部で連結されて、上に凸となるように折れ曲がった構造が採用される。そして、このような液体流路の折れ曲がり部に滞留する第２の液体が、第１の液体の移送中に、第１流路部の上端部と第２流路部の上端部との間で移動することで、第１、第２流路部間の第２の液体の充填高さの差が、ある範囲内で増加／減少を繰り返すことになる。また、比重が比較的小さい液体は、比重が大きい液体に比べて、格段に種類が多く、第２の液体の選択自由度が高い。つまり、粘度等の液体特性やコストなど、比重以外の条件をも考慮して、最適な液体を採用することができる。
【００２０】
第５の発明の液体圧調整装置は、前記第１の発明において、前記第１流路部の下端が前記第１の液体の供給源と接続されるとともに、前記第２流路部の下端が前記液体移送装置に接続され、さらに、前記第１流路部と前記第２流路部の上端部同士が前記連結部を介して連結され、前記第２の液体は、前記第１の液体と不溶の液体に、前記第１の液体よりも比重の小さい固体粒子が混合されたものであることを特徴とするものである。この構成によれば、固体粒子の添加量を調整することにより、比重の小さな第２の液体を容易に得ることができる。
【００２１】
第６の発明の液体圧調整装置は、前記第１〜第５の何れかの発明において、前記第１流路部と前記第２流路部の少なくとも一方の、前記連結部と反対側の端部に、流路面積が局所的に小さくなった、くびれ部が設けられていることを特徴とするものである。この構成によれば、振動が作用したときにでも、第２の液体が液体流路から外へ（液体移送装置側、又は、供給源側へ）流れ出にくくなる。
【００２２】
第７の発明の液体圧調整装置は、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記第１流路部及び前記第２流路部の前記連結部と反対側の端部が、前記連結部側の端部の折れ曲がり方向と同じ方向にそれぞれ折れ曲がっていることを特徴とするものである。この構成によれば、振動が作用して液体流路が基準姿勢から傾いても、第２の液体が液体流路から外へ流れ出にくくなる。
【００２３】
第８の発明の液体圧調整装置は、前記第１〜第７の何れかの発明において、複数の前記液体流路が直列に接続されていることを特徴とするものである。この構成によれば、ある液体流路内に滞留している第２の液体が、万が一、その液体流路から流れ出したとしても、隣接する別の液体流路に流れ込むことになるため、第２の液体が液体圧調整装置から外へ流出して、液体圧調整機能が失われるのがより確実に防止される。
【００２４】
第９の発明の液体圧調整装置は、前記第８の発明において、前記複数の液体流路に、前記第２の液体がそれぞれ充填されていることを特徴とするものである。この構成によれば、複数の液体流路のそれぞれにおいて、第２の液体の上流側と下流側で圧力差を生じさせることができるため、液体圧調整装置の上流側と下流側との間の圧力差を、より一層大きくすることができる。
【００２５】
第１０の発明の液体圧調整装置は、前記第１〜第９の何れかの発明において、前記液体移送装置が所定方向に移動可能に構成されたものであり、この液体移送装置に設けられて、前記所定方向に前記液体移送装置と一体的に移動可能であることを特徴とするものである。
【００２６】
この構成によれば、下流側の液体移送装置の所定方向への移動時に生じる第１の液体の圧力変動を、この液体移送装置に連なる液体流路内の第２の液体によって減衰させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、第１の液体が流れる液体流路の折れ曲がり部に、第１の液体とは比重の異なる第２の液体が充填された簡単な構成で、下流側の液体移送装置へ供給される第１の液体の圧力を所定の範囲内に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、液体移送装置としてのインクジェットヘッドの背圧調整装置に本発明を適用した一例である。
【００２９】
まず、インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの概略構成について、図１を参照して簡単に説明する。図１に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１００は、本体フレーム１と、この本体フレーム１に対して図１の左右方向に往復移動可能なキャリッジ２と、キャリッジ２に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを図１の紙面手前側へ搬送する搬送ローラ４を備えている。
【００３０】
本体フレーム１には、図１の左右方向に延びるガイド軸５がその両端部において固定されており、キャリッジ２はこのガイド軸５に沿って移動可能に構成されている。また、このキャリッジ２は、インクジェットヘッド３と、このインクジェットヘッド３に連通するサブタンク６とを保持している。
【００３１】
サブタンク６は、水を主成分とするインク９を貯留するインクカートリッジ７と、可撓性を有するチューブ８を介して接続されている。従って、インクカートリッジ内のインク９は、チューブ８を介して一旦サブタンク６に貯留された後、サブタンク６からインクジェットヘッド３へ供給される。
【００３２】
インクジェットヘッド３は、その下面に配置された複数のノズル（図示省略）を備えており、キャリッジ２と一体的に左右方向に移動しつつ、サブタンク６から供給されたインク９を複数のノズルへ移送して、これらノズルから記録用紙Ｐに対してインク９の液滴を噴射する。また、搬送ローラ４は、記録用紙Ｐを図１の紙面手前側へ搬送する。そして、インクジェットプリンタ１００は、搬送ローラ４により記録用紙Ｐを搬送しつつ、インクジェットヘッド３を記録用紙Ｐの幅方向に往復移動させながらノズルから下方の記録用紙Ｐに対してインク９の液滴を噴射させることで、記録用紙Ｐ上に所望の文字や画像等を記録するように構成されている。
【００３３】
ところで、インク９の液滴を噴射しない時に、ノズルからインクが漏れだしてしまうのを防止するため、インクジェットヘッド３にインクを供給するサブタンク６内のインク圧力（背圧）は負圧（例えば、１〜１０ｃｍＨ２Ｏ程度）に維持される必要がある。そのためには、インクカートリッジ７を、そのインク液面がインクジェットヘッド３のノズル面（インク噴射面）よりも下方に位置するように配置すればよいが、そうすると、インクカートリッジ７の上下方向の配置が制約されてしまう。さらに、インク９の使用によってインクカートリッジ７の液面が上下に変動すると、背圧が変動してしまうため、インクジェットヘッド３の液滴噴射特性に影響が出る。
【００３４】
そこで、本実施形態のインクジェットプリンタ１００においては、サブタンク６に、インクジェットヘッド３に供給されるインク９の圧力（背圧）を、常にほぼ一定の負圧に調整する背圧調整装置１０（液体圧調整装置）が設けられている。
【００３５】
図１、図２に示すように、サブタンク６は、サブタンク本体１１と、このサブタンク本体１１内に形成されたインク貯留室１２と、サブタンク本体１１に設けられ、インクカートリッジ７とインク貯留室１２の間に配置された背圧調整装置１０とを備えている。
【００３６】
インク貯留室１２は、サブタンク６の底壁部を貫通する連通孔１１ａを介して、インクジェットヘッド３の上部に設けられたインク供給部３ａに接続されている。また、背圧調整装置１０は、インク貯留室１２の上流側（インク供給源であるインクカートリッジ７側）に設けられている。
【００３７】
背圧調整装置１０について図２を参照してさらに詳しく説明する。背圧調整装置１０は、サブタンク本体１１の側端部に設けられており、インク貯留室１２と水平方向に並べて配置されている。サブタンク本体１１の側端部（流路形成体）内には、インクカートリッジ７（チューブ８）とインク貯留室１２とそれぞれ連通するインク流路２０（液体流路）が形成されている。そして、インクカートリッジ７からのインク９が、インク流路２０を流れて、インク貯留室１２、さらには、インクジェットヘッド３へ供給される。
【００３８】
インク流路２０は、上下方向に平行に延びる２本の流路部（第１流路部２１、第２流路部２２）と、これら２本の流路部２１，２２の下端同士を互いに連結する連結部２３とを含み、連結部２３において下方へ凸状に折れ曲がった断面略Ｕ字状の流路構造を有する。
【００３９】
第１流路部２１と第２流路部２２は、同じ流路形状を有する。即ち、第１流路部２１と第２流路部２２の流路面積と流路長さは互いに等しくなっている。また、第１流路部２１の上端は、サブタンク本体１１のチューブ接続部１１ｂに連通しており、チューブ接続部１１ｂにはチューブ８の端部が接続されている。つまり、第１流路部２１の上端は、チューブ８を介してインク供給源であるインクカートリッジ７に接続されている。一方、第２流路部２２の上端はインク貯留室１２の上端部に連通している。
【００４０】
第１流路部２１の下端部と第２流路部２２の下端部の間の、連結部２３を含む折れ曲がり部には、水を主成分とするインク９（第１の液体）と不溶で、且つ、インク（密度１．０６ｇ／ｃｍ３）よりも比重（密度）の大きい液体２５（第２の液体）が滞留している。このような液体２５としては、例えば、(CF3SO2)2N塩（密度１．４２ｇ／ｃｍ３）などのイオン性液体や、水銀（密度１３．６ｇ／ｃｍ３）などを使用することができる。このように、インク流路２０の折れ曲がり部に、インク９と不溶の液体２５が滞留していることにより、インクジェットヘッド３によるインク噴射動作が行われていない（下流側へインク９が移送されていない）状態では、インク流路２０内においてインク９が液体２５により上流側と下流側に分断されている。
【００４１】
次に、背圧調整装置１０の背圧調整作用を、図３を参照して説明する。
上流側と下流側の間でインク９に圧力差が生じている状態では、その圧力差に応じて、第１流路部２１における液体２５の充填高さと第２流路部２２における液体２５の充填高さが異なった状態となる。より具体的には、図３（ａ）に示すように、インクジェットヘッド３に連通するインク貯留室１２内のインク圧力（下流側圧力）が、インクカートリッジ７側のインク圧力（上流側圧力）よりも低く、負圧となっていると、液体２５は第１流路部２１において下方へ押し下げられる一方で、第２流路部２２において上方へ吸い上げられるため、第２流路部２２における液体２５の高さが、第１流路部２１における高さよりも高くなる。
【００４２】
ここで、液体２５の充填高さの差をΔＨ、インク９と液体２５の比重（密度）の差をΔρとすると、上流側と下流側のインク圧力差ΔＰ＝ΔＨ・Δρとなる。そして、インク流路２０内においてインク９が液体２５により上流側と下流側に分断されることにより、上流側と下流側の間に圧力差が生じている状態が保持される。従って、インクジェットヘッド３のノズル内の負圧状態が維持されて、非噴射時におけるノズルからのインクの漏れが防止される。
【００４３】
この状態から、インクジェットヘッド３によるインク噴射動作が行われると、ノズルへインクが移送されてインクが消費されていくことから、それに応じて、インク貯留室１２内のインク９がインクジェットヘッド３に供給されていき、インク貯留室１２内のインク圧力が低下する。すると、図３（ｂ）に示すように、第１流路部２１において液体２５がさらに下方へ押し下げられるとともに、第２流路部２２において液体２５がさらに上方へ吸い上げられることから、液体２５の充填高さの差ΔＨが大きくなる。
【００４４】
さらに、インク貯留室１２の圧力が低下すると、図３（ｃ）に示すように、上流側の第１流路部２１において液体２５の充填高さがほぼ０となり、液体２５の液面が連結部２３の位置まで低下する。このとき、連結部２３と第１流路部２１の間の角部３０と液体２５との間に上流側のインク９が混入する。ここで、連結部２３に混入したインク９の比重は液体２５の比重よりも小さいことから、混入したインク９の液滴９ａは下流側の第２流路部２２に抜けて液体２５の中を上昇し、インク貯留室１２に到達する。つまり、上流側から下流側のインク貯留室１２へインクが供給されることからインク貯留室１２の圧力が回復する。すると、第２流路部２２内の液体２５が下方へ押し込まれるとともに、第１流路部２１内の液体２５の液面が上昇して、液体２５の充填高さの差ΔＨが減少する。
【００４５】
このように、インクジェットヘッド３の非噴射時には、インク貯留室１２内のインクは液体２５により上流側と遮断されることから、インク貯留室１２内のインク圧力（背圧）が、液体２５の充填高さの差ΔＨに応じた所定の負圧に維持される。一方、インクジェットヘッド３のインク噴射動作によりインク９が移送されると充填高さの差ΔＨが一時的に大きくなるが、インク貯留室１２内のインク圧力がある値まで低下すると、下流側からインク流路２０を通ってインク貯留室１２へインクが供給されるため、充填高さの差ΔＨが減少する。つまり、インクが移送されている間は、液体２５の充填高さの差ΔＨが、ある範囲内で増加／減少を繰り返すことになり、インク貯留室１２内のインク圧力も、このΔＨの変動範囲に応じた所定の範囲内に維持される。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の背圧調整装置１０によれば、インク流路２０の折れ曲がり部に、インクよりも比重の大きい液体２５が充填されただけの簡単な構成で、下流側のインクジェットヘッド３へ供給されるインクの圧力（背圧）を所定の範囲内に調整することができる。
【００４７】
また、インク流路２０は、第１流路部２１と第２流路部２２の下端同士が連結された、下に凸となる流路構造を有することから、インクカートリッジ７の交換時などに、万が一、インク流路２０に気泡が混入した場合でも、この気泡はインク流路２０の上端（折れ曲がり部と反対側）に滞留する。従って、折れ曲がり部に滞留する液体２５の動作が、混入した気泡により阻害されない。
【００４８】
さらに、本実施形態の背圧調整装置１０はサブタンク６に設けられており、このサブタンク６は、インクジェットヘッド３とともにキャリッジ２に保持されている。従って、背圧調整装置１０は、インクジェットヘッド３と一体的に記録用紙の幅方向（図１の左右方向）に往復移動する。そのため、インクジェットヘッド３の往復移動時に、サブタンク６のインク貯留室１２内のインクに、慣性力に起因する圧力変動が生じたときに、インク貯留室１２に連通するインク流路２０内の液体２５が、第１流路部２１と第２流路部２２との間で移動（振動）する。つまり、液体２５の振動によりインク圧力変動のエネルギーが消費されるため、圧力変動を減衰させることができるという効果も得られる。
【００４９】
尚、この背圧調整装置１０によって維持される、上流側と下流側におけるインク圧力差ΔＰだけでは、ノズルからのインク漏れ防止に必要な負圧（例えば、１〜１０ｃｍＨ２Ｏ程度）を発生させることができない場合には、背圧調整装置１０よりもさらに上流に位置するインクカートリッジ７の高さ位置を調整する必要がある。逆に言えば、所定の負圧を発生させるために、インクジェットヘッド３とインクカートリッジ７の上下方向に関する配置が受ける制約を小さくする（つまり、インクカートリッジ７の配置自由度を高める）という観点から、背圧調整装置１０により維持されるインク圧力差ΔＰをできるだけ大きくすることが好ましい。
【００５０】
ここで、前述したように、液体２５の上流側と下流側におけるインク圧力差ΔＰ＝ΔＨ・Δρであり、ΔＰを大きくするには、ΔＨかΔρを大きくすればよい。但し、ΔＨを大きくするには、少なくとも下流側の第２流路部２２の流路長を大きくする必要があるが、そうすると、サブタンク６の高さが大きくなるため、プリンタ１００が大型化してしまう。そのため、Δρを大きくするために、インク流路２０内に滞留する液体２５として、できるだけ比重が大きい液体を選択することが好ましい。
【００５１】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の効果を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００５２】
１］前述したように、背圧調整装置により維持される、上流側と下流側の間のインク圧力差ΔＰを大きくするために、背圧調整装置のインク流路２０内に滞留する液体２５の比重（密度）はできるだけ大きいことが好ましい。しかし、水を主成分とするインクよりも比重の大きい液体２５の種類は、イオン性液体や水銀などかなり限られてくるため、選択の自由度が小さい。そこで、図４に示す背圧調整装置１０Ａのように、インク流路２０に滞留する液体２５（第２の液体）として、インク９と不溶である液体４０に、インク９よりも比重の大きく、且つ、インク９と不溶である固体粒子４１が混合されたものが採用されてもよい（変更形態１）。
【００５３】
この変更形態１の液体２５の例として、インク９よりも比重の小さい液体４０である、シリコーンオイル（密度０．９７ｇ／ｃｍ３）に、固体粒子４１としてステンレス鋼（密度７．９３ｇ／ｃｍ３）の粒子が混合されたものを挙げることができる。尚、この場合、シリコーンオイルとの親和性（親油性、疎水性）を高めて、分散したステンレス鋼粒子とその周囲のシリコーンオイルとを一体化させるために、ステンレス鋼粒子の表面に、シリコーンのコーティング４２が施されていることが好ましい。この変更形態１の構成によれば、液体２５（第２の液体）の主成分である液体４０の比重がインク９よりも小さい場合、大きい場合のいずれであったとしても、固体粒子４１の添加量を調整することにより、所望の比重を有する液体２５を容易に得ることができる。従って、液体４０がインク９よりも比重の小さい液体であっても、インク９よりも比重の大きい固体粒子４１を添加することにより、インク９よりも比重の大きい液体２５（第２の液体）を容易に得ることができる。
【００５４】
２］インクジェットヘッド３の往復移動等による振動で、インク流路２０内に滞留する液体２５がインク流路２０から外へ流れ出るのを防止するための構成が背圧調整装置に付加されていることが好ましい。
【００５５】
例えば、図５に示す背圧調整装置１０Ｂのように、第１流路部２１Ｂ及び第２流路部２２Ｂの、上端部（連結部２３と反対側の端部）に、流路面積が局所的に小さくなった、くびれ部５１，５２がそれぞれ設けられていてもよい（変更形態２）。この場合には、インク９に振動が作用することによって、第１流路部２１Ｂ及び第２流路部２２Ｂ内において、瞬間的に液体２５が上昇しても、くびれ部５１，５２において液体２５のそれ以上の上昇が抑制されるため、インク流路２０Ｂから上流側又は下流側へ液体２５が流れ出て、背圧調整機能が失われるのが防止される。尚、第１流路部２１Ｂと第２流路部２２Ｂの一方にのみ、くびれ部が設けられていてもよいが、その場合には、液体２５が流れ出す可能性が特に高い、インク圧力の低い下流側、即ち、第２流路部２２Ｂの上端部にくびれ部５２が設けられていることが好ましい。
【００５６】
あるいは、図６に示す背圧調整装置１０Ｃのように、第１流路部２１Ｃ及び第２流路部２２Ｃの上端部（連結部２３と反対側の端部）が、下端部（連結部２３側の端部）の折れ曲がり方向と同じ方向にそれぞれ折れ曲がっていてもよい（変更形態３）。より具体的には、第１流路部２１Ｃの上端部と下端部が共に水平方向右方へ折れ曲がり、第２流路部２２Ｃの上端部と下端部が共に水平方向左方に折れ曲がっており、インク流路２０Ｃが、全体としてループ状に形成されている。この場合には、振動が作用することによって、図７に示すように、第１流路部２１Ｃ及び第２流路部２２Ｃが、鉛直方向に延びる基準姿勢から多少傾いたとしても、これら第１流路部２１Ｃ及び第２流路部２２Ｃの上端部から液体２５が流れ出すことがない。
【００５７】
３］背圧調整装置がそれぞれ下に凸の折れ曲がり部を有する複数のインク流路を備え、これら複数のインク流路が直列に接続されていてもよい。例えば、図８に示す変更形態４の背圧調整装置１０Ｄにおいては、複数（例えば、３つ）のインク流路２０が水平方向に沿って一列に並べて配置されている。そして、上流側に位置するインク流路２０の第２流路部２２の上端部と、下流側に位置するインク流路２０の第１流路部２１の上端部が接続されている。また、複数のインク流路２０のうち、１つのインク流路２０の折れ曲がり部に、インク９よりも比重の大きい液体２５が滞留している。
【００５８】
この構成によれば、振動等が作用したときに、あるインク流路２０内に滞留している液体２５が、万が一、そのインク流路２０から外へ流れ出したとしても、隣接する別のインク流路２０に流れ込むことになるため、液体２５が背圧調整装置１０Ｄから上流側又は下流側へ流出して、背圧調整機能が失われるのがより確実に防止される。尚、液体２５がインク流路２０の上流側と下流側の両方に流れ出る可能性があることを考慮し、どちら側に流れ出てもよいように、初期状態では、図８に示すように、中央側に位置するインク流路２０に液体２５が滞留していることが好ましい。
【００５９】
あるいは、図９に示す背圧調整装置１０Ｅのように、直列接続された複数のインク流路２０に、インク９よりも比重の大きい液体２５がそれぞれ充填されていてもよい（変更形態５）。この構成によれば、複数のインク流路２０のそれぞれにおいて、液体２５の上流側と下流側で圧力差を生じさせることができるため、背圧調整装置１０Ｅの上流側と下流側の間のインク圧力差を一層大きくすることができる。
【００６０】
４］前述した実施形態及びその変更形態では、背圧調整装置のインク流路内に、インクよりも比重の大きな液体が充填されていたが、インクよりも比重が小さい液体を使用することもできる（変更形態６）。
【００６１】
図１０に示すように、この変更形態６の背圧調整装置１０Ｆは、前記実施形態と同様に、サブタンク本体１１Ｆの側端部に形成されたインク流路２０Ｆを有する。インク流路２０Ｆは、上下方向に平行に延びる２本の流路部（第１流路部２１Ｆ、第２流路部２２Ｆ）と、これら２本の流路部を連結する連結部２３Ｆを有する。但し、連結部２３Ｆは、２本の流路部２１Ｆ，２２Ｆの上端同士を連結しており、その結果、インク流路２０Ｆは、上方へ凸状に折れ曲がった断面略Ｕ字状の流路構造を有する。第１流路部２１Ｆの下端は、チューブ８を介してインク供給源であるインクカートリッジ７（図１参照）に接続されている。一方、第２流路部２２Ｆの下端はサブタンク本体１１Ｆ内に形成されたインク貯留室１２Ｆの下端部に連通している。
【００６２】
第１流路部２１Ｆの上端部と第２流路部２２Ｆの上端部の間の、連結部２３Ｆを含む折れ曲がり部には、水を主成分とするインク９（第１の液体）と不溶で、且つ、このインク９よりも比重（密度）の大きい液体２５Ｆが滞留している。このような液体２５Ｆとしては、油類（例えば、サフラワーオイル：密度０．９２ｇ／ｃｍ３）などを使用することができる。
【００６３】
この変更形態６の背圧調整装置の作用を、図１１を参照して説明する。
図１１（ａ）に示すように、インクジェットヘッド３に連通するインク貯留室１２Ｆ内のインク圧力（下流側圧力）が、インクカートリッジ７側のインク圧力（上流側圧力）よりも低く、負圧となっている状態では、液体２５Ｆは第１流路部２１Ｆにおいて上方へ押し出される一方で、第２流路部２２Ｆにおいて下方へ吸い込まれるため、第２流路部２２Ｆにおける液体２５Ｆの充填高さが、第１流路部２１Ｆにおける充填高さよりも高くなる。
【００６４】
この状態から、インクジェットヘッド３のインク噴射動作が行われて、ノズルへインク９が移送されると、それに応じて、インク貯留室１２Ｆ内のインク９がインクジェットヘッド３に供給されていくため、インク貯留室１２Ｆ内の圧力が低下する。すると、図１１（ｂ）に示すように、液体２５Ｆは第１流路部２１Ｆにおいてさらに上方へ押し出される一方で、第２流路部２２Ｆにおいてさらに下方へ吸い込まれるため、液体２５Ｆの充填高さの差ΔＨが大きくなる。
【００６５】
さらに、インク貯留室１２Ｆの圧力が低下すると、図１１（ｃ）に示すように、上流側の第１流路部２１Ｆにおいて液体２５Ｆの充填高さがほぼ０となる。このとき、連結部２３Ｆと第１流路部２１Ｆの間の角部３０Ｆと液体２５Ｆとの間に上流側のインク９が混入する。ここで、連結部２３Ｆに混入したインク９の比重は液体２５Ｆの比重よりも大きいことから、混入したインク９の液滴９ａは下流側の第２流路部２２Ｆに抜けて液体２５Ｆの中を下降し、インク貯留室１２Ｆに到達する。つまり、上流側から下流側のインク貯留室１２Ｆへインクが供給されることからインク貯留室１２Ｆの圧力が回復し、液体２５Ｆの充填高さの差ΔＨが減少するため、図３（ａ）の状態に戻る。
【００６６】
この変更形態６の背圧調整装置１０Ｆによれば、前記実施形態と同様に、インクジェットヘッド３においてインク９が消費されている間は、第１、第２流路部２１Ｆ，２２Ｆの間の液体２５Ｆの充填高さの差ΔＨが、ある範囲内で増加／減少を繰り返すことになる。従って、インク貯留室１２Ｆ内のインク圧力が、ΔＨの変動範囲に応じた所定の範囲内に維持される。
【００６７】
また、水を主成分とするインク９よりも比重が比較的小さい液体２５Ｆは、前記実施形態で使用されている比重が大きい液体２５（図２、図３参照）に比べて、格段に種類が多く、液体２５Ｆの選択自由度が高い。つまり、粘度等の液体特性やコストなど、比重以外の条件をも考慮して、最適な液体を採用することができる。
【００６８】
尚、比重が小さい液体２５Ｆを用いた変更形態６に対しても、前述したような、インク流路の構造に関する変更（変更形態２〜５：図５〜図９参照）を適用することは、当然ながら可能である。また、本変更形態においても、前述した変更形態１のように液体２５Ｆを液体と固体粒子の混合により形成することは可能である。この場合、固体粒子が混合される液体は、インク９よりも比重が大きいものでも小さいものでもよいが、固体粒子は、インク９よりも比重が小さいものでなければならず、例えば、シリコーンからなる中空の粒子を挙げることができる。
【００６９】
５］上流側（インクカートリッジ側）と下流側（インク貯留室側）のインクの圧力差に応じて、第１流路部と第２流路部における液体２５の充填高さを変化させるという作用を生じさせるには、第１流路部と第２流路部が上下方向（重力が作用する方向）と完全に平行である必要はない。従って、第１流路部と第２流路部の一方又は両方が、長さ方向が上下方向に対してある程度傾いたものであってもよい。例えば、上下方向に対して互いに逆方向に傾いた第１流路部と第２流路部の下端部同士（又は、上端部同士）が連結部で連結されることによって、略Ｖ字状（又は、逆Ｖ字状）のインク流路が形成されてもよい。
【００７０】
６］前述した実施形態及びその変更形態では、背圧調整装置がキャリッジ２に搭載されたサブタンク６に設けられているが（図１参照）、背圧調整装置がインクカートリッジ７側に設けられていてもよいし、あるいは、インクカートリッジ７とサブタンク６との間に設けられていてもよい。
【００７１】
以上、本発明を実施の形態として、インクジェットヘッドの背圧調整装置に本発明を適用した例を挙げて説明したが、本発明を適用可能な形態は、これに限られるものではない。
【００７２】
例えば、下流側（液体移送装置側）の液体圧が、上流側（供給源）の液体圧よりも低く維持するものだけでなく、下流側の液体圧を上流側よりも高く維持する液体圧調整装置に本発明を適用することもできる。
【００７３】
また、適用分野もインクジェットプリンタの分野に限られるものではなく、これ以外の液体移送装置に付属する液体圧調整装置に本発明を適用することも可能である。例えば、図１２に示すように、メタノールなどの液体燃料を貯留する燃料カートリッジ６０と、液体燃料をセルに移送（供給）して発電する燃料電池６１との間に設けられ、セルに供給される液体燃料の圧力を調整する液体圧調整装置７０に、本発明を適用することが可能である。その他にも、マイクロ総合分析システム（μＴＡＳ）内部で薬液や生化学溶液等の液体を移送する液体移送装置、マイクロ化学システム内部で溶媒や化学溶液等の液体を移送する液体移送装置等に付属して設けられる液体圧調整装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】背圧調整装置の断面図である。
【図３】本実施形態の背圧調整装置の作用を説明する図であり、（ａ）はインクジェットヘッドの非噴射時の状態、（ｂ）は噴射動作時の下流側圧力低下中の状態、（ｃ）は下流側圧力回復時の状態をそれぞれ示す。
【図４】変更形態１の背圧調整装置の断面図である。
【図５】変更形態２の背圧調整装置の断面図である。
【図６】変更形態３の背圧調整装置（基準姿勢）の断面図である。
【図７】変更形態３の背圧調整装置（傾斜状態）の断面図である。
【図８】変更形態４の背圧調整装置の断面図である。
【図９】変更形態５の背圧調整装置の断面図である。
【図１０】変更形態６の背圧調整装置の断面図である。
【図１１】変更形態６の背圧調整装置の作用を説明する図であり、（ａ）はインクジェットヘッドの非噴射時の状態、（ｂ）は噴射動作時の下流側圧力低下中の状態、（ｃ）は下流側圧力回復時の状態をそれぞれ示す。
【図１２】本発明の液体圧調整装置を備えた燃料電池システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
３  インクジェットヘッド
７  インクカートリッジ
９  インク（第１の液体）
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ  背圧調整装置
１１，１１Ｆ  サブタンク本体（流路形成体）
１２，１２Ｆ  インク貯留室
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｆ  インク流路
２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｆ  第１流路部
２２，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｆ  第２流路部
２３，２３Ｆ  連結部
２５，２５Ｆ  液体（第２の液体）
４０  液体
４１  固体粒子
５１，５２  くびれ部
７０  液体圧調整装置
１００  インクジェットプリンタ
【図１】
2008183841.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008183841.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008183841.tif 000009
【図８】
2008183841.tif 000010
【図９】
2008183841.tif 000011
【図１０】
2008183841.tif 000012
【図１１】
2008183841.tif 000013
【図１２】
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