液体供给装置、液体喷射装置及液体供给方法

专利名称：液体供给装置、液体喷射装置及液体供给方法
技术领域：
本发明涉及液体供给装置、液体喷射装置及液体供给方法。
背景技术：
以往，作为从液体喷射头对目标喷射液体的液体喷射装置，公知有喷墨式记录装置(以下称为"打印机")。在该打印机中，由于墨水溶剂从作为液体喷射头的记录头的喷嘴蒸发而导致墨水粘度上升或固化、因灰尘附着使喷嘴中发生堵塞，或者气泡从喷嘴混入到记录头内，所以，存在着引起打印质量差的可能。
对此，如专利文献l所示，在以往的打印机中，作为解决这种喷嘴
堵塞、气泡混入问题的方法，可以执行所谓阻塞清洗(choke cleaning)的清洗方法。在阻塞清洗中，关闭在从作为液体供给源的墨盒向记录头供给墨水的墨水供给流路(液体供给流路)的中途设置的阀，在该状态下，从记录头的喷嘴形成面侧经由喷嘴对记录头内进行吸引。这样，在基于该吸引力使记录头内产生负压，让存在于记录头内的气泡膨胀后，通过打开该阀使墨水从墨盒侧强势流入到记录头内，将记录头内固化的墨水、气泡从喷嘴中强制排出。
[专利文献l特开2004 -卯453号爿>净艮
但是，在专利文献l的打印机的情况下，能够对连接墨盒与记录头的墨水供给流路进行开闭的阀在墨7jC供给流路的中途仅设置了 一个。因
此，若在阻塞清洗时打开这一个阀，则对应于经由记录头的喷嘴作用于墨水供给流路内的负压，墨水从墨盒侧经由墨水供给流路向记录头侧大量流入。因此，在该打印机中，存在阻塞清洗时墨水的浪费量增大的问题。并且还存在以下问题在多个墨水供给流路从各自对应的液体供给源以并列状态与记录头连接的情况下，因各墨水供给流路的流路阻力之差，会使各液体供给源中的墨水消耗量产生差别。

发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种液体供给装置， 该液体供给装置在关闭了设置于液体供给流路的中途的阀的状态下，将
液体供给流路内，即使在该状态下打开上述阀的情况下，也能抑制液体 从液体供给源侧向下游侧白白供给消耗。而且，其目的还在于提供一种 具备这样的液体供给装置的液体喷射装置以及这样的液体供给方法。
为了实现上述目的，本发明的液体供给装置包括从成为液体供给 源侧的上游侧向消耗液体的下游侧供给液体的液体供给流路；在该液体 供给流路的中途以能开闭该液体供给流路的方式设置的第 一 阀；和在比 该第 一 阀靠所述液体供给流路的下游侧以能开关该液体供给流路的方 式"&置的第二阀；所述第一阀构成为，在所述第二阀为开阀状态的情况 下为闭阀状态。
根据该结构，如果打开下游侧的第二阀，则上游侧的第一阀闭阀以 封闭液体供给流路。因此，在关闭了设置于液体供给流路的下游侧的中 途的阀的状态下，将使液体从成为液体供给源侧的上游侧向下游侧强势 流动的压力作用于液体供给流路内，即使在该状态下打开上述阀时，也 能通过处于闭阀状态的上游侧的第一岡抑制液体向下游侧的供给。因 此，能够抑制液体供给源的液体被白白消耗。
而且，在本发明的液体供给装置中，还具备将所述第一阀与所述第 二阀之间的所述液体供给流路的一部分作为泵室进行泵驱动的泵；在该 泵进行使所述泵室的容积增大以将所述液体吸引至该泵室内的吸引驱 动时，所述第一阀为开阀状态，同时所述第二阀为闭阀状态；另一方面， 在所述泵进行使所述泵室的容积减少以将所述液体从该泵室内喷出的 喷出驱动时，所述第一阀为闭阀状态，同时所述第二阀为开阀状态。
根据该结构，通过在液体供给流路中的第一阀与第二阀间具有泵室 的泵进行泵驱动，比泵室靠上游侧的第一阀与下游侧的第二阀交互地被 切换为开阀状态与闭阀状态。因此，不设置用于对液体供给源加压的成 大型加压装置，就能从作为液体供给源侧的上游侧向下游侧经由液体供 给流路以较小量供给墨水。另外，在本发明的液体供给装置中，所述泵具备变位部件，以增减所述泵室的容积的方式进行变位；和施力部件，在所述泵室的容积减少的方向或增加的方向上对该变位部件施力。
根据该结构，在对泵进行泵驱动以供给液体的情况下，仅在对泵进行吸引驱动或喷出驱动中的一种情况下克服施力部件的施加力使变位部件变位便可，相反的情况下由施力部件的施加力使变位部件变位至原始状态，因此能够减少泵的驱动负荷。
此外，在本发明的液体供给装置中，所述第二阀包含在对所述液体供给流路进行封闭的闭阀位置与使其开放的开阀位置之间自由变位的阀主体；和向闭阀位置的方向对该阀主体施力的施力部件；所述阀主体在伴随着所述泵的喷出驱动而从所述泵室喷出的液体的压力作为正压进行作用的情况下，克服所述施力部件的施加力向开阀位置的方向变位。
根据该结构，第二阀成为如下结构阀主体通过施力部件的施加力总是处于闭阀状态，但在通过泵的喷出驱动而从泵室喷出的墨水的压力作为正压对阀主体进行作用的情况下，被切换为开阀状态。即，通过上述结构，不具备特别的控制结构就能自动切换第二阀的开关状态。
而且，在本发明的液体供给装置中，所述第一阀包含在对所述液体供给流路进行封闭的闭阀位置与使其开放的开阀位置之间自由变位的阀主体；和向闭阀位置的方向对该阀主体施力的施力部件；所述阀主体在伴随着所述泵的吸引驱动而被吸引到所述泵室内的液体的压力作为负压进行作用的情况下，克服所述施力部件的施加力向开阀位置的方向变位。
根据该结构，第一阀成为如下结构岡主体通过施力部件的施加力总是处于闭阀状态，但在基于泵的吸引驱动而被泵室吸引的墨水的压力作为负压对阀主体进行作用的情况下，被切换为开岡状态。即，通过上述结构，不具备特别的控制结构就能自动切换第一阀的开关状态。
并且，本发明的液体喷射装置具备喷射液体的液体喷射头和上述结构的液体供给装置。
6根据该结构，液体喷射装置在通过液体喷射头使负压作用于液体供 给流路内的同时，将设置于该液体供给流路的中途的阀从闭阀状态切换 为开阀状态，由此，将液体从液体喷射头强制排出，即执行所谓的阻塞 清洗时，能够抑制液体被白白消耗。
另外，本发明的液体供给装置的液体供给方法，在使从成为液体供 给源侧的上游侧向下游侧供给液体的液体供给流路的中途，以能开关该 液体供给流路的方式分别设置的第一阀与第二阀中，设置于比第一阀靠
下游侧的第二阀处于闭阀的状态下，将使液体从上游侧向下游侧强势流 动的压力作用于所述液体供给流路内，当在该状态下打开所述第二阀将
该第二阀上游侧的所述液体向下游侧供给时，^使所述第一阀闭岡。；恨据 该结构，能够取得与上述液体供给装置的发明相同的效果。
此外，本发明的液体供给装置的液体供给方法，通过以将所述第一 阀与所述第二阀间的所述液体供给流路的一部分作为泵室进行泵驱动 的方式而设置的泵进行吸引驱动、使所述第二阀闭阀后，将使液体从上 游侧向下游侧强势流动的压力作用于所述液体供给流路内。
这里，在第一阀与第二阀间的液体供给流路的中途设置的泵进行了 泵动作之后，利用来自泵室的喷出压使下游侧的第二阀变为开阀状态。 并且，若在该开阀状态下，将使液体从上游侧向下游侧强势流动的压力 (负压)作用于液体供给流路内，则在因该负压使第二阀闭阀之前的期 间内，泵室内的液体被吸引到下游侧的液体供给流路内，结果，在第二 阀关闭时刻之前墨水被白白地消耗。
在这一点上，才艮据上述结构，首先通过对泵进行吸引驱动来降低泵 室内的压力，与之相伴比泵靠下游侧的第二阀闭阀，在该闭阀状态下负 压从下游侧作用于液体供给流路。即，与液体供给流路内的负压增高同 时，可靠地关闭了第二阀，能够抑制泵室内的液体流出到下游侧的液体 供给流路内。并且，在使该第二阀为闭阀状态之后，通过对泵进行喷出 驱动，由来自泵室内的喷出压使第二阀打开，通过墨水流到液体供给流 路内，可执行墨水消耗量较少的阻塞清洗。


图l是本实施方式中的喷墨式打印机的示意图。
图2是减压驱动时的喷墨式打印机的示意图。 图3是加压驱动时的喷墨式打印机的示意图。
附图标记说明13-作为液体供给源的墨盒，15-作为液体供给流 路的墨水流路，36-吸引侧阀体(阀主体)，37-作为变位部件的膜片， 38-喷出侧阀体(阀主体)，40、 42、 44-作为施力部件的线圏弹簧(coil spring), 41-作为第一阀的吸引侧阀，43-泵，43a-泵室，45-作为 朵二阀的喷出侧阀。
具体实施例方式
以下，根据图1~图3说明将本发明具体化为作为一种液体喷射装 置的喷墨式记录装置(以下称为"打印机")的一个实施方式。
如图1所示，本实施方式的打印机11具有向目标(未图示)喷 射墨水(液体)的作为液体喷射头的记录头12、和向该记录头12供给 被收纳在作为液体供给源的墨盒13中的墨水的作为液体供给装置的墨 水供给装置14。在墨水供给装置14中设有墨水流路(液体供给流路) 15,该墨水流路15在上游端与墨盒13连接，且下游端与记录头12连 接的状态下，从成为墨盒13侧的上游侧向成为记录头12侧的下游侧供 给墨水。
另夕卜，在打印机11中，对应该打印机ll所使用的墨水的颜色数(种 类)设有多个墨水供给装置14。但由于这些的结构相同，所以，在图1 中，仅图示了供给任意一色的墨水的一个墨7jC供给装置14和记录头12 以及一个墨盒13。而且，以下举例说明该图l所示的通过一个墨水供给 装置14的墨水流路15，从上游侧的墨盒13向下游侧的记录头12供给 墨水的情况。
如图1所示，在记录头12中，与墨7jc供给装置14的设置数目对应 的多个(本实施方式中为四个)喷嘴16在与压板(省略图示)对置的 喷嘴形成面12a上开口形成。并且，从各自对应的墨水供给装置14的墨水流路15经由阀组件17对上述各喷嘴16供给墨水。即，在阀组件 17中，暂时储藏从墨水流路15流入的墨水的压力室(省略图示)以与 喷嘴16连通的方式设置，在从喷嘴16喷射了墨水的情况下，与该墨水 喷射所消耗的墨水量相当的墨水基于未图示的流路阀的开关动作，从墨 水流路15适当地流入到该压力室内。
而且，打印机ll中，在记录头12非印刷时所处的初始位置(home position ),设有为了消除记录头12的喷嘴16的阻塞等而进行记录头12 的清洗的维护组件18。该维护组件18具有能够与记录头12的喷嘴形 成面12a以包围喷嘴16的方式抵接的帽19、在从该帽19内吸引墨水时 被驱动的吸引泵20、和随着该吸引泵20的驱动而将从帽19内吸引出的 墨水作为废墨水排出的废液盒21。并且，当进行清洗时，从图l所示的 状态移动帽19,在其与记录头12的喷嘴形成面12a抵接的状态下，驱 动吸引泵20，通过在帽19的内部空间产生负压，从记录头12内将增粘 了的墨水和混有气泡的墨水吸引排出到废液盒21 。
另一方面，墨盒13具有将内部作为收纳墨水的墨水室22a的大致 箱体形状的盒(case) 22。从盒22的下壁，向下方突出形成有连通到墨 水室22a内的筒部23,在筒部23的前端形成有可导出墨水的墨水供给 口 24。而且，在将墨盒13与墨水供给装置14连接时，从墨水供给装置 14向该墨水供给口 24插入为了构成墨水流路15的上游端而突出设置的 墨7jC供给针25。并且，在盒22的上壁，贯通形成有使收纳了墨水的墨 水室22a内与大气连通的大气连通孔26,对被收纳在墨水室22a内的墨 水的液面作用大气压。
接着，详细说明墨水供给装置14的结构。
如图1所示，墨水供给装置14具有成为基台的树脂制第1流路形 成部件27、以叠层状态组装在该第1流路形成部件27上的同样由树脂 制的第2流路形成部件28、和该组装时被夹在两流路形成部件27、 28 之间的由橡胶板等构成的可挠性部件29。这里，在第1流路形成部件 27的上面的多个部位(在本实施方式中是3个部位)，形成有俯视呈圆 形状的凹部30、 31、 32。即，将一个凹部31、和比该凹部31的容积小 且分别具有大致相同容积的2个凹部30、 31，按照图1中的从右侧到左 侧的顺序，横向依次配置凹部30、凹部31、凹部32。另一方面，在该第1流路形成部件27上叠层的第2流路形成部件 28的下面的多个部位(在本实施方式中是3个部位)，形成有与形成在 第l流路形成部件27的上面的各个凹部30、 31、 32上下方向相互对置 的俯视呈圆形状的凹部33、 34、 35。即，将一个凹部34、和比该凹部 34的容积小且分别具有大致相同容积的2个凹部33、 35,按照图1中 的从右侧到左侧的顺序，横向依次配置凹部33、凹部34、凹部35。
即，墨水供给装置14通过将凹部30 32和凹部33~35分别形成在 同一平面上，可采用叠层了多个板状构成部件的叠层构造。
另外，在第2流路形成部件28的形成在图1中最左侧的凹部35的 底部，形成有与大气连通的大气连通孔35a。
而且，可挠性部件29被夹在第1流路形成部件27与第2流路形成 部件28之间，该可挠性部件29的多个部位(在本实施方式中是3个部 位)位于将第1流路形成部件27的各个凹部30 32与第2流路形成部 件28的各个凹部33 35之间上下分隔的位置。结果，可挠性部件29中 位于第1流路形成部件27的凹部30与第2流路形成部件28的凹部33 之间的部分，作为通过在两凹部30、 33之间弹性变形而能够变位的吸 引侧阀体(阀主体)36发挥功能。
同样，可挠性部件29中位于第1流路形成部件27的凹部31与第2 流路形成部件28的凹部34之间的部分，作为通过在两凹部31、 34之 间弹性变形而能够变位的膜片(变位部件)37发挥功能。而同样，可挠 性部件29中位于第1流路形成部件27的凹部32与第2流路形成部件 28的凹部35之间的部分，作为通过在两凹部32、 35之间弹性变形而能 够变位的喷出侧阀体(阀主体)38发挥功能。
另外，关于吸引侧阀体36、膜片37、喷出侧阀体38的可弯曲变形 部分的俯视面积，吸引侧阀体36和喷出侧阀体38为相互大致相同的大 小，而膜片37比吸引侧阀体36和喷出侧阀体38大。
而且，如图1所示，在第1流路形成部件27和第2流路形成部件 28中，形成有连通从第2流路形成部件28的上面突出设置的墨水供给 针25和第l流路形成部件27的凹部30之间的第l流路15a，其构成墨7jC供给装置14中的墨水流路15的一部分。同样，在第1流路形成部件27和第2流路形成部件28以及可挠性部件29中，形成有连通第2流路形成部件28的凹部33和第1流路形成部件27的凹部31之间的第2流路15b，其构成墨水供给装置14中的墨水流路15的一部分。另外，同样在第1流路形成部件27中，形成有连通第1流路形成部件27的凹部31与凹部32之间的第3流路15c,其构成墨水供给装置14中的墨水流路15的一部分。
并且，在第1流路形成部件27和第2流路形成部件28以及可挠性部件29中，形成有连通第1流路形成部件27的凹部32和第2流路形成部件28的上面侧之间的第4流路15d，其构成墨水供给装置14中的墨水流路15的一部分。而且，该第4流路15d中的在第2流路形成部件28的上面开口的流路开口端，与墨水供给装置14中的构成墨水流路15的一部分的墨水供给管15e的一端(上游端)连接。并且，该墨水供给管15e的另一端(下游端)与记录头12侧的阀组件17连接。
此外，如图l所示，在墨水供给装置14中，可挠性部件29的成为吸引侧阀体36的部分，在其中心形成有贯通孔36a，并且在配置于上侧的凹部33内的线圏弹簧(施力部件)40的弹簧力作用下，被朝向下侧的凹部30的内底面施力。而且，在本实施方式中，由这些凹部30、 33、吸引侧阀体36、和线圏弹簧40，构成了在墨水流路15的中途设置成能够开闭墨水流路15的作为第1阀的吸引侧阀41。
同样，在墨7jC供给装置14中，可挠性部件29的成为膜片37的部分，在配置于上侧的凹部34内的线圏弹簧(施力部件)42的弹簧力作用下，被朝向下侧的凹部31的内底面施力。而且，在本实施方式中，由这些凹部31、 34、膜片37和线圏弹簧42构成了脉动型的泵43，由膜片37和下侧的凹部31包围形成的容积可变的空间区域作为泵43中的泵室43a发挥功能。
另外，同样在墨水供给装置14中，可挠性部件29的成为喷出侧阀体38的部分，在配置于上侧的凹部35内的线圏弹簧(施力部件)44的弹簧力作用下，被朝向下侧的凹部32的内底面施力。而且，在本实施方式中，由这些凹部32、 35、喷出侧岡体38和线圏弹簧44构成了在比吸引侧阀(第一阀)41靠墨水流路15的下游侧设置成能够开闭墨水
ii流路15的、作为第二阀的喷出侧阀45。
而且，在本实施方式中，由喷出侧阀体38和下侧的凹部32包围形 成的容积可变的空间区域的容积比泵室43a的容积小，且与由凹部32 和吸引侧阀体36包围形成的空间区域为大致相同的大小。并且，线圏 弹簧44的施加力作用在使由喷出侧阀体38和下侧的凹部32包围形成 的空间区域的容积减少的方向。
并且，如图1所示，第2流路形成部件28的凹部34通过二股状分 支的空气流路46，与由吸引泵等构成的负压发生装置47和大气开放机 构48连接。负压发生装置47构成为，在可正反旋转的驱动马达49正 转驱动时，基于通过未图示的单向离合器传递的驱动力的驱动，产生负 压，在借助空气流路46连接的第2流路形成部件28的凹部34内也同 样产生负压。由此，由第2流路形成部件28的凹部34和膜片37包围 形成的容积可变的空间区域，作为随着负压发生装置47的驱动而成为 负压状态的负压室43b发挥功能。
另一方面，大气开放机构48构成为，在形成了大气开放孔50的盒 51内收纳通过将密封部件52设置在大气开放孔50侧而构成的大气开放 阀53,该大气开放阀53通常在线圏弹簧54的弹簧力作用下，被向封闭 大气开放孔50的闭阀方向施力。而且，大气开放机构48构成为，在驱 动马达49反转驱动时，基于由未图示的单向离合器传递的驱动力而动 作的凸轮机构55进行动作，通过该凸轮机构55的动作，使大气开放阀 53克服线圏弹簧54的弹簧力，向开阀方向变位。即，大气开放机构48 在借助空气流路46连接的负压室43b成为负压状态时，通过使大气开 放阀53进行开阀动作，将该负压室43b对大气开放，以解除负压状态。
另外，图l举例表示了在分别与各墨水色对应的多个墨水供给装置 14的每个中设置负压发生装置47、大气开放机构48、和驱动它们的驱 动马达49的结构，但也可以采用以下的结构。即，将与墨水供给装置 14的泵43的负压室43b连接的空气流路46的连接端侧，对应分别与 各墨水色对应的多个墨水供给装置14的设置数进行分支，将该分支后 的空气流路46的各个连接端，与各个对应的墨7jC供给装置14的泵43 的负压室43b连接。根据这样的结构，只要相对多个墨7jC供给装置14 i殳置一个负压发生装置47、大气开放机构48、和驱动马达49，即可驱
12动各色的墨7JC供给装置14，从而可实现打印机ll的小型化。
因此，下面对于如上构成的打印机ll的作用，尤其以墨水供给装置
14的作用为重点进行说明。
首先，作为前提，图l所示的状态是刚刚进行了新旧墨盒的更换， 吸引侧阀41的吸引侧阀体36、泵43的膜片37、和喷出侧阀45的喷出 侧阀体38都处于在线圏弹簧40、 42、 44的施力下，被压在下侧的各个 凹部30、 31、 32的内底面的状态。而且，大气开放机构48处于大气开 放阀53封闭了大气开放孔50的闭阀状态。
在从这样的图1所示的状态开始，由墨7JC供给装置14从墨盒13侧 向记录头12侧供给墨水时，首先为了对泵43进行泵驱动，使驱动马达 49进行正转驱动。于是，负压发生装置47产生负压，通过空气流路46 与该负压发生装置47连接的墨水供给装置14的负压室43b成为负压状 态。由此，泵43的膜片37克服线圏弹簧42的弹簧力向负压室43b侧 弹性变形(变位)，使负压室43b的容积减少(参照图2)。于是，随着 该负压室43b的容积减少，借助膜片37与负压室43b进行划分的泵43 的泵室43a反而容积增加。
即，泵43通过使膜片37向泵室43a的容积增加的方向变位，进行 吸引驱动。具体而言，膜片37从图l所示的下死点位置向图2所示的 上死点位置变位。因此，泵室43a内成为负压状态，该负压通过第2流 路15b作用于吸引侧阀41的上侧的凹部33,基于与下侧凹部30内的 墨水压力的压力差，使吸引侧阀体36克服线圏弹簧40的弹簧力，向上 方(即开阀方向)弹性变形(变位)。结果，第1流路15a和第2流路 15b通过吸引侧阀体36的贯通孔36a成为连通状态，墨水从墨盒13内 经由第l流路15a、凹部30、贯通孔36a、凹部33、第2流路15b被吸 引到泵室43a内。
另一方面，在该泵43的吸引驱动时，泵室43a的负压通过第3流 路15c,还作用于比泵室43a靠下游的墨水流路15的下游侧，即，第3 流路15c。但是，第三流路15c的下游侧所连通的喷出侧阀45的下侧凹 部32，处于喷出侧阀体38被线圏弹簧44在闭岡方向上施力的状态，该 闭阀状态被设定为，只要不从第3流路15c的上游侧基于泵43的喷出
13驱动，对喷出侧阀体38作用规定的正压(例如13kpa以上的压力)的墨水喷出压，就不转移成开阀状态。因此，在这种情况下，喷出侧阀45的喷出侧阀体38由于被作用了负压，所以维持该闭阀状态。
然后，在图2所示的状态下，驱动马达49进行反转驱动。于是，通过大气开放机构48的凸轮机构55的动作，大气开放阀53克服线圏弹簧54的弹簧力，进行开阀动作，将处于负压状态的负压室43b向大气开放。因此，泵43的膜片37在线圏弹簧42的施力作用下，向下方(即，泵室43a的内底面侧)弹性变形(变位)，使负压室43b的容积增加(参照图3)。于是，随着该负压室43b的容积增加，通过膜片37与负压室43b进行划分的泵43的泵室43a反而减少容积。
即，泵43通过^f吏膜片37向泵室43a的容积减少的方向变位，进行喷出驱动。具体而言，如图3所示，膜片37从上死点位置向下死点位置的方向变位，以规定的压力(例如30kpa左右的压力)对被吸引到泵室43a内的墨水进行加压。因此，墨水被从泵室43a内喷出，该喷出压在比泵室43a靠上游侧，通过第2流路15b作用于吸引侧岡41的上侧的凹部33，与线圏弹簧40的弹簧力协同作用，使吸引侧阀体36向下方(即闭阀方向)弹性变形(变位)。结果，第l流路15a和第2流路15b通过吸引侧阀体36的闭阀动作成为非连通状态，使从墨盒13向泵室43a的经由吸引侧阀41的墨水吸入停止，并限制了随着泵43的喷出驱动，从泵室43a喷出的墨水经由吸引侧阀41向墨盒13侧逆流。
另一方面，在该泵43的喷出驱动时，从泵室43a喷出的墨水的压力(例如30kpa左右的压力)通过第3流路15c也作用到墨水流路15的下游侧。因此，该泵43的喷出压使处于闭阀状态的喷出侧阀体38进行开阀动作，借助喷出侧阀45的下侧的凹部32使第3流路15c与第四流路15d连通。结果，墨水从泵室43a内经由第3流路15c、喷出侧阀45的下侧的凹部32、第四流路15d、墨水供给管15e,以加压状态向阀组件17供给。其中，喷出侧阀45中的线圏弹簧44的弹簧力例如被设定为13kpa左右，从而在墨水伴随着泵43的喷出驱动而流入到喷出侧阀45的下侧的凹部32内时，能够基于该墨水的喷出压力使喷出侧阀体38向上方弹性变形。
然后，将通过对膜片37加压而从泵室43a喷出的墨水的喷出压，维持为在墨水流路15中的比吸引侧阀41的上侧的凹部33靠下游侧的 各个流路区域(包括泵室43a和喷出侧阀45的下侧的凹部32)中均衡 的状态。即，在喷出侧阀45中，喷出侧阀体38被维持为位于上死点位 置的状态，并维持第三流路15c与第4流路15d连通的开阀状态。
然后，当墨水从记录头12向目标(未图示)喷射时，相当于随着 该墨水喷射的墨水消耗量的分量的墨水，通过阀组件17从墨水流路15 内向记录头12侧供给。因此，随着该下游侧(记录头12侧)的墨水消 耗，与该消耗量对应的墨水量的墨水，基于在线圏弹簧42的弹簧力的 作用下被施加了向泵室43a的容积减少的方向的力的膜片37的按压力， 以加压状态被向成为记录头12侧的下游側供给。
结果，泵室43a内的容积及由喷出侧阀45中的下侧凹部32与喷出 侧阀体38包围形成的空间区域的容积逐渐减少，最终膜片37变位至下 死点位置附近，同时喷出侧阀体38变位至封闭第四流路15d的闭阀位 置附近。其中，在本实施方式中，此时被膜片37按压而从泵室43a喷 出的墨水的喷出压为13kpa左右。
于是，驱动马达49被再次正转驱动，在大气开放机构48中，大气 开放阀53变位到封闭大气开放孔50的闭阀位置，并且负压发生装置47 产生负压，使负压室43b成为负压状态，膜片37克服线圏弹簧42的弹 簧力，向负压室43b侧弹性变形(变位)。即，泵43再次开始吸引驱动。 结果，由于膜片37向泵室43a的容积增加的上死点位置变位，泵室43a 内成为负压状态，所以在该负压的作用下，吸引侧阀体36向开阀方向 弹性变形(变位)。因此，第1流路15a和第2流路15b成为通过吸引 侧阀体36的贯通孔36a连通的状态，墨水从墨盒13内再次被吸引到泵 室43a内。此后，执行与上述相同的泵43的喷出驱动，使墨7jC从泵室 43a内经由下游侧的墨水流路区域向记录头12加压供给。
另外，在打印机ll中会发生以下情况气泡通过喷嘴16进入到记 录头12内，或由于墨水溶剂从喷嘴16蒸发而产生墨水粘度上升或固化、 因灰尘附着而在喷嘴发生堵塞。对此，在这种情况下，以关闭在墨水流 路的中途设置的阻塞阀(choke valve)的状态对记录头12内进行吸引， 在负压上升至某种程度的阶段打开阻塞阀，从记录头内 一下子吸引除去 混合有气泡的增粘墨水，即执行所谓的阻塞清洗。在本实施方式的打印
15机11中，以如下方式执行这样的阻塞清洗。
即，首先在图l所示的状态下，使帽19以包围喷嘴16的方式与记 录头12的喷嘴形成面12a抵接，在该状态下驱动吸引泵20。这样，由 于与记录头12的喷嘴形成面12a抵接的帽19内变为负压状态，所以由 基于该负压的吸引力对记录头12内进行吸引。此时，作为阻塞阀起作 用的喷出侧阀45的喷出侧阀体38即使处于开阀状态，由于负压通过墨 水流路15进行作用使喷出侧阀体38关闭，所以喷出侧阀45也被维持 闭阀状态。
接着，由于驱动马达49被正转驱动，伴随着负压发生装置47的驱 动，泵43被吸引驱动，所以吸引侧阀41的吸引侧阀体36变为开阀状 态，墨水从墨盒13侧被吸引至泵室43a内。然后，如果伴随着膜片37 向上死点位置的变位泵室43a内容积增加而吸引墨水，则接着驱动马达 49被反转驱动。于是，大气开放机构48使大气开放阀53开阀、解除负 压室43b的负压状态，因此膜片37在泵室43a的容积减少的方向上被 施力，墨水从泵室43a内以例如30kpa左右的墨水喷出压被排出。
结果，吸引侧阀41的吸引侧阀体36变为闭阀状态，同时喷出侧阀 45的喷出侧阀体38变为开阀状态，从泵室43a内喷出的加压状态的墨 水向比喷出侧阀45靠下游侧加压供给。并且，结合此时以吸引泵20的 吸引力增大的负压，使得比喷出侧岡45靠上游侧的墨水流路15内的墨 水被强势向记录头12侧吸引。然后，记录头12内残留的混合有气泡的 增粘墨水一下子从喷嘴16排出到帽19内，进而排出到废液槽21。
而且，在此情况下，对于比泵室43a靠上游侧的吸引侧阀41而言， 由于吸引侧阀体36闭阀，所以即4吏喷出侧阀45的喷出侧阀体38开阀、 强势向记录头12侧吸引墨水，也不会从吸引侧阀41的上游侧向记录头 12侧吸引墨水。因此，在本实施方式的打印机ll中，能够在抑制墨盒 13内的墨水大量消耗的同时执行阻塞清洗。
根据本实施方式，可以取得以下的效果。
(l)上述实施方式中，在打开下游侧的喷出侧阀45的情况下，上 游侧的吸引侧阀41关闭以封闭墨水流路15。因此，在墨水流路15的中途设置的喷出侧阀45处于闭阀的状态下，吸引泵20的吸引力产生的负压经由记录头12作用于墨水流路15内，该状态下即使在喷出侧阀45已打开的情况下，也能通过处于闭岡状态的上游侧的吸引侧阀41限制墨水向下游侧的供给。因此，可以抑制墨盒13内的墨水被白白消耗。
(2) 上述实施方式中，通过在墨水流路15中的吸引侧阀41与喷出侧阀45之间，具有泵室43a的泵43进行泵驱动，可将比泵室43a靠上游侧的吸引側阀41与下游侧的喷出侧阀45交互切换为开岡状态与闭岡状态。因此，不设置用于对墨盒13加压的大型加压装置，就能从作为上游侧的墨盒13侧向作为下游侧的记录头12侧经由墨水流路15以较小量供给墨水。
(3) 在上述实施方式中，当泵43进行吸引驱动时，伴随着负压发生装置47的驱动，泵43的膜片37克服线團弹簧42的施加力向负压室43b侧变位，由此不仅减少负压室43b的容积，另一方面，泵室43a对应于该减少量而相应地增加容积，使泵室43a内的压力变为减压(负压)状态。接着，在喷出驱动时，负压室43b的负压状态通过大气开放而消除，泵43的膜片37顺应线圏弹簧42的施加力而向泵室43a侧变位，由此负压室43b的容积增加，而泵室43a对应于该增加量而相应地减少容积量，使得泵室43a内的压力变为加压状态。因此，在对泵43进行泵驱动以供给墨水时，仅在吸引驱动泵43的情况下克服线圏弹簧42的施加力使膜片37挠曲变形便可，在相反的情况下由线圏弹簧42的施加力使膜片37变位至原始状态，因此能够减少泵43的驱动负荷。
(4) 在上述实施方式中，喷出侧阀45构成如下喷出侧阀体38基于线圏弹簧44的施加力总是处于闭阀状态，但在基于泵43的喷出驱动而从泵室43a喷出的墨水的压力作为正压对喷出侧岡体38进行作用的情况下，被切换为开阀状态。因此，可以不具备特别的控制结构就能自动切换喷出侧阀45的开闭状态。
(5) 在上述实施方式中，吸引侧阀41构成如下吸引侧岡体36基于线圈弹簧40的施加力总是处于闭阀状态，但在基于泵43的吸引驱动而被泵室43a吸引的墨水的压力作为负压对吸引侧阀体36进行作用的情况下，被切换为开阀状态。因此，可以不具备特别的控制结构就能自动切换吸引侧阀41的开闭状态。另外，上述实施方式可进行如下变更。
.在上述实施方式中，也可以通过在执行阻塞清洗前使驱动马达49 正转驱动，对泵43进行吸引驱动，来使泵室43a内的压力降低，使喷 出侧阀45在阻塞清洗开始执行时已经变为闭阀状态。
即，假设在作为阻塞阀起作用的喷出侧阀45的喷出侧阀体38开阀 的状态下执行了阻塞清洗，由于泵室43a与凹部32处于连通状态，所 以墨水向下游侧吸引排出直到两个室(泵室43a和凹部32 )的压力变为 使喷出侧阀45闭阀的压力(不足13kpa)，随后喷出侧阀45闭岡。因 此，存在着在喷出侧阀45闭阀前的期间内墨水向记录头12侧白白流出 的担忧。
对此，如果如该变形例那样，在执行阻塞清洗前对泵43进行吸引 驱动，使喷出侧阀45的喷出侧阀体38处于闭阀状态，随后开始阻塞清 洗，则可抑制在阻塞清洗的最初期间墨水从泵室43a内向下游侧的墨水 流路15内白白流出。并且，在这样使喷出侧阀45的喷出侧阀体38处 于闭阀状态之后，通过对泵43进行喷出驱动，可由来自泵室43a内的 喷出压打开喷出侧阀体38，通过墨水流至下游侧的墨水流路15内，来 执行墨水消耗量少的阻塞清洗。
.在上述实施方式中，作为泵43的驱动源，也可以不使用负压发生 装置47，而使用加压产生装置。而且，作为施力部件的线圏弹簧42也 可以不使用压缩弹簧而使用拉伸弹簧。另外，也可以将作为压缩弹簧的 线圏弹簧42不设置在负压室43b侧而设置在泵室43a侧。此外，当在 这样的变形例的情况下使泵43吸引驱动时，以这些弹簧的施加力使膜 片37按照泵室43a的容积增加的方式变位，另一方面，在使泵43喷出 驱动时，从加压产生装置将加压空气导入到泵43中的上侧的凹部34(在 实施方式中为负压室43b )。
另外，也可以取代这样的负压发生装置47及加压产生装置，而使 用凸轮机构作为使膜片37变位的机构。即，例如对由作为压缩弹簧的 线圏弹簧42推压的膜片37,固定形成有卡止部的牵引部件的基端部。 并且，可以通过使凸轮部件与牵引部件的卡止部抵接，来借助该牵引部 件使膜片37变位。此外，在应用了拉伸弹簧的情况下，可以将按压部
18件的基端部固定于膜片37,由凸轮部件将前端部向膜片37侧按压。
*泵43也可以使用通过能够在负压室43b内往复运动的活塞直接按 压泵室43a,并且随着往复运动，改变泵室43a内的容积的活塞泵。同 样，喷出侧阀45也可以^^吏用活塞构造。
.在上述实施方式中，作为泵43的驱动源，也可以使用兼备加压发 生装置及负压发生装置47的功能的装置。在这样的情况下，通过交替 进行加压和负压的发生，可在不设置施力部件的情况下使膜片37变位， 通过泵驱动来供给墨水。
.在上述实施方式中，可以^f吏用电磁阀作为喷出侧阀45或吸引侧阀 41。此时，需要根据泵43的驱动状态切换各阀41、 45的开闭状态。
.在上述实施方式中，作为将墨水从上游侧向下游侧以加压状态供给 的装置，可以不在墨水流路15的中途设置泵43，而设置用于对墨盒13 内的墨水进行加压的加压装置。
.在上述实施方式中，施力部件可以不使用线圏弹簧40、 42、 44， 而使用例如板簧、橡胶等其他形式的施力部件。利用这样的施力部件， 可以与负压发生装置47的驱动状态无关地维持对吸引侧阀41、喷出侧 阀45以及泵室43a内的墨水赋予的施加力。
.在上述实施方式中，使用空气作为泵43的工作流体，但也可以使 用例如硅油等液体作为工作流体。
.另外，本说明书中的"液体"，包括墨水以外的其他液体(包含无 机溶剂、有机溶剂、溶液、液状树脂、液状金属(金属熔液)等)、在 液体中分散或混合了功能材料的颗粒的液状体、以及凝胶那样的流状 体。而且，作为喷射或喷出这样的"液体"的液体喷射装置，例如也可 以是喷射以分散或溶解的形式包含了在液晶显示器、EL (电致发光) 显示器以及面发光显示器的制造等中使用的电极材料、色材料(像素材 料)等材料的液状体的液状体喷射装置、喷射在生物芯片制造中使用的 生物体有机物的液体喷射装置、以及作为精密滴定器使用而喷射成为试 剂的液体的液体喷射装置。并且，也可以是通过微孔向钟表和照相机等 精密机械喷射润滑油的液体喷射装置、为了形成在光通信元件等中使用的微小半球透镜(光学透镜)等而在基板上喷射紫外线固化树脂等透明树脂的液体喷射装置、为了对基板等进行蚀刻而喷射酸或碱等蚀刻液的液体喷射装置、以及喷射凝胶(例如物理凝胶)等流状体的流状体喷射装置。
.在上述实施方式中，将液体喷射装置具体化为喷墨式打印机11,但也可以采用喷射或喷出墨水以外的其他液体的液体喷射装置。可适用于具备喷出微小量液滴的液体喷射头等的各种液体喷射装置。其中，所谓液滴是指从上述液体喷射装置喷出的液体的状态，包括粒状、泪状、以及线状拖尾的形状。另外，这里所说的液体，只要是能够由液体喷射装置喷射的材料即可。例如，只要物质处于液相时的状态即可，不仅包括粘性高或低的液状体、溶胶、凝胶水、其他的无机溶剂、有机溶剂、溶液、液状树脂、液状金属(金属熔液)那样的流体状态，而且，除了作为物质的一种状态的液体，还包括在溶剂中溶解、分散或混合了由颜料或金属颗粒等固态物构成的功能材料的液体等。此外，作为液体的代表例，可列举在上述实施方式中说明的墨水和液晶等。这里，所谓墨水，包含一般的水性墨水和油性墨水，以及胶状墨水、热融墨水等各种液体组成物。作为液体喷射装置的具体例，可以是喷射以分散或溶解的形式
包含了在液晶显示器、EL (电致发光)显示器以及面发光显示器、彩色滤镜的制造等中使用的电极材料和颜色材料等材料的液体的液体喷射装置、喷射在生物芯片制造中使用的生物体有机物的液体喷射装置、及作为精密滴定器使用的喷射成为试剂的液体的液体喷射装置、以及印花装置和微分配器等。并且，还可以釆用通过微孔向钟表和照相机等精密机械喷射润滑油的液体喷射装置、为了形成在光通信元件等中使用的微小半球透镜(光学透镜)等而在基板上喷射紫外线固化树脂等透明树脂的液体喷射装置、为了对基板等进行蚀刻而喷射酸或碱等蚀刻液的液体喷射装置。而且，本发明可应用在这些中的任意一种液体喷射装置中。
20
权利要求
1. 一种液体供给装置，其特征在于，具备从成为液体供给源侧的上游侧向消耗液体的下游侧供给液体的液体供给流路；在该液体供给流路的中途以能开关该液体供给流路的方式设置的第一阀；和在比该第一阀靠向所述液体供给流路的下游侧以能开关该液体供给流路的方式设置的第二阀；所述第一阀构成为，在所述第二阀为开阀状态的情况下为闭阀状态。
2. 根据权利要求l所述的液体供给装置，其特征在于， 还具备将所述第 一 阀与所述第二阀之间的所述液体供给流路的一部分作为泵室、进行泵驱动的泵；在该泵进行使所述泵室的容积增大、将所述液体吸引至该泵室内的 吸引驱动时，所述第一阀为开阀状态，同时所述第二阀为闭阀状态；另 一方面，在所述泵进行使所述泵室的容积减少、将所述液体从该泵室内 喷出的喷出驱动时，所述第一阀为闭阀状态，同时所述第二阀为开阀状 态。
3. 根据权利要求2所述的液体供给装置，其特征在于，所述泵具备变位部件，以增减所述泵室的容积的方式进行变位； 和施力部件，在所述泵室的容积减少的方向或增加的方向对该变位部件 施力。
4. 根据权利要求2或3所述的液体供给装置，其特征在于，所述第二阀包含在对所述液体供给流路进行封闭的闭阀位置与进 行开放的开阀位置之间自由变位的阀主体、和向闭阀位置的方向对该阀 主体施力的施力部件；在伴随着所述泵的喷出驱动，从所述泵室喷出的 液体的压力作为正压进行作用的情况下，所述阀主体克服所述施力部件 的施加力向开阀位置的方向变位。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的液体供给装置，其特征在于， 所述第一阀包含在对所述液体供给流路进行封闭的闭阀位置与进行开放的开阀位置之间自由变位的阀主体、和向闭阀位置的方向对该阀主体施力的施力部件；在伴随着所述泵的吸引驱动，被吸引到所述泵室 内的液体的压力作为负压进行作用的情况下，所述阀主体克服所述施力 部件的施加力向开阀位置的方向变位。
6. —种液体喷射装置，其特征在于，具备喷射液体的液体喷射 头、和向该液体喷射头供给所述液体的权利要求1至5中任一项所述的 液体供给装置。
7. —种液体供给方法，其特征在于，流路的中途，以能开关该液体供给流路的方式分别设置的第 一 阀与第二 阀中，设置于比第一阀靠下游侧的第二阀处于闭阀的状态下，将使液体 从上游侧向下游侧强势流动的压力作用于所述液体供给流路内，当在该 状态下打开所述第二阀，将比该第二阀靠上游侧的所述液体向下游侧供 给时，使所述第一阀闭阀。
8.根据权利要求7所述的液体供给方法，其特征在于，在通过对以将所述第一阀与所述第二阀之间的所述液体供给流路的一部分作为泵室进行泵驱动的方式而设置的泵进行吸引驱动，使所述 第二阀闭阀后，将使液体从上游侧向下游侧强势流动的压力作用于所述 液体供给流路内。
全文摘要
本发明涉及液体供给装置、液体喷射装置及液体供给方法。所述液体供给装置在设置于液体供给流路的中途的阀处于闭阀状态下，将使液体从作为液体供给源侧的上游侧向下游侧强势流动的压力作用于液体供给流路内，即使在该状态下使上述阀开阀时，也能抑制液体从液体供给源侧向下游侧白白供给消耗。具备从成为墨盒(13)侧的上游侧向消耗墨水的下游侧供给墨水的墨水流路(15)、在该墨水流路(15)的中途以能开关该墨水流路的方式设置的吸引侧阀(41)、和在比该吸引侧阀(41)靠上述墨水流路的下游侧以能开关该墨水流路(15)的方式设置的喷出侧阀(45)，上述吸引侧阀构成为在上述喷出侧阀为开阀状态的情况下为闭阀状态。
文档编号B41J2/175GK101456293SQ2008101851
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月9日 优先权日2007年12月11日
发明者横内秀弥 申请人:精工爱普生株式会社